JP2017129839A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】内蔵カメラに関して、投写距離を考慮した適切な構成や配置について工夫したプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクター１００は、投写レンズ２１０と、画角θ１で投写面を撮像する第１撮像部３１０と、第１撮像部よりも広い画角θ２で投写面を撮像する第２撮像部３２０と、を備える。第１撮像部は、投写レンズの光軸ＣＸに対して、第１距離Ｌ１だけ光軸に垂直な方向にずれて配置され、第２撮像部は、投写レンズの光軸に対して、前記第１距離よりも長い第２距離Ｌ２だけ前記光軸に垂直な方向にずれて配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

プロジェクターの投写状態を内蔵カメラで撮影し、投写色や投写位置などを測定して自動で適切な補正を行うシステムが知られている（特許文献１，２）。

特開２０１５−１６７３４１号公報 特開２０１４−１９７７３９号公報

ところで、一般に、プロジェクターの投写距離は、プロジェクターの使用状況に応じて様々に設定される場合がある。内蔵カメラは、プロジェクターの投写距離に係わらず、スクリーン（投写面）の状態を撮像できることが要求される。しかしながら、従来は、内蔵カメラに関して、投写距離を考慮した適切な構成や配置についての工夫が十分になされていないのが実情であった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、投写面に画像を投写するプロジェクターが提供される。このプロジェクターは、投写レンズと；前記投写面を撮像する第１撮像部と；前記第１撮像部よりも広い画角で前記投写面を撮像する第２撮像部と；を備える。前記第１撮像部は、前記投写レンズの光軸に対して、第１距離だけ前記光軸に垂直な方向にずれて配置され、前記第２撮像部は、前記投写レンズの光軸に対して、前記第１距離よりも長い第２距離だけ前記光軸に垂直な方向にずれて配置されている。
このプロジェクターによれば、より広い画角で投写面を撮像する第２撮像部が、投写レンズの光軸からより遠い位置に配置されているので、第２撮像部の広い画角と投写レンズの外形とが干渉することを防止することが可能である。

（２）上記プロジェクターは、更に、遠距離投写用の第１投写レンズと近距離投写用の第２投写レンズとが交換可能に装着されるレンズ装着部と；前記レンズ装着部に装着されている投写レンズを識別する投写レンズ識別情報を取得するレンズ情報取得部と；制御部と、を備え、前記制御部は、前記レンズ装着部に前記第１投写レンズが装着されていることを前記投写レンズ識別情報が示す場合には、前記第１撮像部で前記投写面を撮像させ、前記レンズ装着部に前記第２投写レンズが装着されていることを前記投写レンズ識別情報が示す場合には、前記第２撮像部で前記投写面を撮像させるものとしてもよい。
この構成によれば、装着されている投写レンズに応じて、適切な撮像部に撮像を行わせることが可能である。

（３）上記プロジェクターにおいて、前記投写レンズは、焦点距離を変更可能なズームレンズであり、前記プロジェクターは、更に、前記投写レンズの焦点距離を示すズーム情報を取得するレンズ情報取得部と；制御部と；を備え、前記制御部は、前記焦点距離が予め定められた閾値以上であることを前記ズーム情報が示す場合には、前記第１撮像部で前記投写面を撮像させ、前記焦点距離が前記閾値未満であることを前記ズーム情報が示す場合には、前記第２撮像部で前記投写面を撮像させるものとしてもよい。
この構成によれば、投写レンズの焦点距離に応じて適切な撮像部に撮像を行わせることが可能である。

（４）上記プロジェクターにおいて、前記第１撮像部と前記第２撮像部は、互いに異なる外観を有するものとしてもよい。
この構成によれば、第１撮像部と第２撮像部のいずれかで不具合が発生した場合に、どちらで不具合が出たかをプロジェクターの使用者が的確に判断できる。

（５）上記プロジェクターは、更に、前記第１撮像部又は前記第２撮像部で撮像された撮像画像に基づいて、前記投写面に投写される投写画像の調整を行う調整部を備えるものとしてもよい。
この構成によれば、第１撮像部又は第２撮像部で撮像された撮像画像に基づいて、投写面に投写される投写画像を適切に調整することが可能である。

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、プロジェクター、その制御方法、それらの機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体（non-transitory storage medium）等の様々な形態で実現することができる。

プロジェクターに遠距離投写用の投写レンズを装着した状態を示す正面図。 図１を上方から見た斜視図。 プロジェクターに近距離投写用の投写レンズを装着した状態を示す正面図。 図３を上方から見た斜視図。 第１カメラと第２カメラの外観の一例を示す図。 第１カメラと第２カメラの外観の他の例を示す図。 第１カメラと第２カメラの外観の更に他の例を示す図。 第１実施形態におけるプロジェクターの機能ブロック図。 第２実施形態におけるプロジェクターの機能ブロック図。

Ａ．プロジェクターの投写レンズと内蔵カメラの配置
図１は、プロジェクター１００に遠距離投写用の第１投写レンズ２１０を装着した状態を示す正面図であり、図２はそれを上方から見た斜視図である。プロジェクター１００の前面パネル１１０には、第１投写レンズ２１０と、投写面に投写された画像を撮像する２つの内蔵カメラ３１０，３２０とが設けられている。第１投写レンズ２１０は、レンズ装着部２３０に交換可能に装着されている。図２に示すように、第１投写レンズ２１０の鏡筒は、前面パネル１１０から突出量Ｄ１だけ突出している。

第１カメラ３１０は遠距離撮影用の第１撮像部であり、第２カメラ３２０は近距離撮影用の第２撮像部である。これらのカメラ３１０，３２０は、下記（１）〜（３）のうちの１つ以上の差異を有することが好ましく、下記（１）が最も典型的な差異である。
（１）近距離撮影用の第２カメラ３２０の画角θ２（図２）は、遠距離撮影用の第１カメラ３１０の画角θ１よりも広い。
（２）近距離撮影用の第２カメラ３２０のピント位置は、遠距離撮影用の第１カメラ３１０のピント位置よりも近い。
（３）近距離撮影用の第２カメラ３２０の解像度は、遠距離撮影用の第１カメラ３１０の解像度よりも低い（画素数が少ない）。

遠距離撮影用の第１カメラ３１０は、第１投写レンズ２１０の光軸ＣＸに対して、光軸ＣＸに垂直な方向に第１距離Ｌ１だけ離れた位置に配置されている。近距離撮影用の第２カメラ３２０は、第１投写レンズ２１０の光軸ＣＸに対して、光軸ＣＸに垂直な方向に第１距離Ｌ１よりも長い第２距離Ｌ２だけ離れた位置に配置されている。この理由は後述する。

図３は、プロジェクター１００に近距離投写用の第２投写レンズ２２０を装着した状態を示す正面図であり、図４はそれを上方から見た斜視図である。図４に示すように、第２投写レンズ２２０の鏡筒は、前面パネル１１０から突出量Ｄ２だけ突出している。典型的な例では、近距離投写用の第２投写レンズ２２０の突出量Ｄ２は、遠距離投写用の第１投写レンズ２１０の突出量Ｄ１（図２）よりも大きい。この理由は、より短い距離で画像を投写する第２投写レンズ２２０の方が第１投写レンズ２１０よりもレンズ口径が大きくなり、これに伴って鏡筒も長くなる傾向にあるからである。

前述したように、近距離撮影用の第２カメラ３２０は、遠距離撮影用の第１カメラ３１０よりも投写レンズ２１０，２２０からより離れた位置に配置されている。この理由は、一般に、近距離撮影用の第２カメラ３２０は遠距離撮影用の第１カメラ３１０よりも画角が広いので、第２カメラ３２０が投写レンズ２２０に近い位置に配置されていると、投写レンズ２２０の鏡筒が第２カメラ３２０の画角に入ってしまい、スクリーン面上の投写画像の全体を撮影できない可能性があるからである。また、スクリーン面上の投写画像の全体を撮影できる場合にも、投写レンズ２２０の鏡筒が第２カメラ３２０の画角に入っていると、投写レンズ２２０の鏡筒で外光が反射してその反射光が第２カメラ３２０に入射し、撮像画像に大きなノイズを生じさせてしまう可能性がある。これらの不具合が発生する可能性は、近距離投写用の第２投写レンズ２２０の突出量Ｄ２が、遠距離投写用の第１投写レンズ２１０の突出量Ｄ１（図２）よりも大きい場合、或いは、第２投写レンズ２２０の口径が、第１投写レンズ２１０の口径よりも大きい場合に更に顕著である。そこで、プロジェクター１００の前面パネル１１０の限られたスペース内において、デザイン性も考慮しつつ、上述した影響を最小限に抑えるために、遠距離撮影用の第１カメラ３１０に比べて、投写レンズ２１０，２２０の光軸ＣＸからより遠い位置に近距離撮影用の第２カメラ３２０を配置している。

なお、プロジェクター１００と投写面と距離（投写距離）を変更した場合、カメラ３１０，３２０が投写レンズ２１０，２２０の光軸ＣＸから離れて配置されているほど、撮像画像内における投写画像の位置の変化が大きくなる。しかしながら、第１カメラ３１０に比べて投写レンズ２１０，２２０の光軸ＣＸから離れて配置されている第２カメラ３２０は、第１カメラ３１０よりも画角が広いため、撮像画像内における投写画像の位置が変化しても、それを画角内に収めることができる。

なお、カメラ３１０，３２０の配置位置関係としては、図１〜図４の例のように互いに横方向（水平方向）に並ぶように配置してもよく、或いは、投写レンズ２１０，２２０の光軸ＣＸを中心とした同心円状の位置等の任意の位置に配置してもよい。なお、３つ以上のカメラをプロジェクターに設ける場合には、画角が広いカメラほど投写レンズ２１０，２２０の光軸ＣＸからより遠い位置に配置されるように順次配置してもよい。

なお、投写レンズ２１０，２２０の鏡筒がカメラ３１０，３２０の画角に入る場合には、投写レンズ２１０，２２０の鏡筒を反射性の低い素材（例えば、細かい凹凸のある拡散反射性素材）で作製することが好ましい。

また、カメラ３１０，３２０は、投写レンズ２１０，２２０の光軸ＣＸよりも上方に配置することが好ましい。この理由は、プロジェクター１００を机等に載置して使用する場合に、カメラ３１０，３２０が下側に配置されていると、机等がカメラ３１０，３２０の画角内に入ってしまい、スクリーン面上の投写画像の全体を撮影できない可能性があるからである。また、投写画像の全体を撮影できる場合にも、机等がカメラ３１０，３２０の画角に入っていると、机等で外光が反射してその反射光がカメラ３１０，３２０に入射し、撮像画像に大きなノイズを生じさせてしまう可能性がある。特に、画角が広い第２カメラ３２０ほど、このような不具合が生じやすいことから、第１カメラ３１０よりも第２カメラを上方に配置するようにしてもよい。

図５，図６，図７は、第１カメラ３１０と第２カメラ３２０の外観の各種の例を示す図である。これらの例では、遠距離撮影用の第１カメラ３１０と近距離撮影用の第２カメラ３２０の外観を、互いに肉眼で容易に識別可能なものとしている。こうすれば、カメラ３１０，３２０のいずれかに不具合が発生した場合に、どちらのカメラで不具合が出たかをプロジェクター１００の使用者が的確に判断でき、サポートセンターへの問い合わせ等をスムーズに行うことができる。また、一方のカメラに不具合が発生した場合に、カメラの交換を促すメッセージを表示するとともに、交換対象のカメラの外観の特徴を文言やイラスト等によって示すようにしてもよい。また、メニュー画面等に、使用中のカメラの外観の特徴を文言やイラスト等で示すことによって、現在どのカメラを使用しているのかをユーザーが認識できるようにしてもよい。

Ｂ．第１実施形態のプロジェクターの機能ブロック
図８は、第１実施形態におけるプロジェクターの機能ブロック図である。プロジェクター１００は、制御部４００と、操作パネル５００と、投写部２００と、投写画像生成部６００と、レンズ情報取得部７００と、撮像部３００とを有している。撮像部３００は、前述した遠距離撮影用の第１カメラ３１０と、近距離撮影用の第２カメラ３２０とを有している。

制御部４００は、プロジェクター１００内部の各部の制御を行う。また、制御部４００は、レンズ情報取得部７００が取得した情報に応じて第１カメラ３１０と第２カメラ３２０のいずれかに投写面ＳＣ（スクリーン面）を撮像させる機能を有する。

投写画像生成部６００は、投写部２００によって投写面ＳＣ上に投写される投写画像を生成する機能を有しており、投写画像を記憶する投写画像メモリー６１０と、投写画像を調整する調整部６２０とを有する。

調整部６２０は、第１カメラ３１０又は第２カメラ３２０で撮像された撮像画像に基づいて、投写面ＳＣに投写される投写画像の調整処理を行う。この調整処理は、例えば、投写画像の台形歪みを補正するキーストーン補正や、投写画像の色補正を含むことが好ましい。投写画像の色補正を行う場合には、投写部２００から投写光の色を測定するための測定パターンを投写し、第１カメラ３１０又は第２カメラで投写色を測定して、投写光の色を補正する。具体的には、複数の階調レベルにおける赤、緑、青のバランスを調整するためのゲイン値や、ガンマ特性を補正するための明度の補正量、面内の色むらを補正するための各点における補正データ等を算出する。そして、調整部６２０は、これらの補正値を用いて、プロジェクター１００の投写光が所望の色調を有するように補正を実行する。

投写部２００は、投写画像生成部６００で生成された投写画像を投写面ＳＣ上に投写する機能を有する。投写部２００は、図１で説明した投写レンズ２１０及びレンズ装着部２３０の他に、光変調部２４０と、光源２５０とを有する。光変調部２４０は、投写画像メモリー６１０から与えられる投写画像データに応じて光源２５０からの光を変調することによって投写画像光を形成する。この投写画像光は、典型的には、ＲＧＢの３色の可視光を含むカラー画像光であり、投写レンズ２１０によって投写面ＳＣ上に投写される。なお、光源２５０としては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプの他、発光ダイオードやレーザーダイオード等の種々の光源を採用可能である。また、光変調部２４０としては、透過型又は反射型の液晶パネルやデジタルミラーデバイス等を採用可能であり、色光別に複数の光変調部２４０を備えた構成としてもよい。

レンズ情報取得部７００は、レンズ装着部２３０に装着されている投写レンズ２１０（又は２２０）を識別する投写レンズ識別情報を取得する。図８の例では、レンズ装着部２３０と投写レンズ２１０（又は２２０）の接続部分に物理的または電気的な判別ビットが設けられており、この判別ビットの値を示すレンズ識別信号ＬＩＤがレンズ装着部２３０からレンズ情報取得部７００に供給される。レンズ情報取得部７００は、このレンズ識別信号ＬＩＤに応じて、現在装着されている投写レンズ２１０（又は２２０）を識別する投写レンズ識別情報を取得して、制御部４００に供給することが可能である。制御部４００は、この投写レンズ識別情報に応じて、レンズ装着部２３０に２つの投写レンズ２１０，２２０のいずれが装着されているかを判定する。レンズ装着部２３０に第１投写レンズ２１０が装着されている場合には、制御部４００は、第１カメラ３１０で投写面ＳＣを撮像させる。一方、レンズ装着部２３０に第２投写レンズ２２０が装着されている場合には、第２カメラ３２０で投写面ＳＣを撮像させる。こうすれば、現実に装着されている投写レンズに応じて、カメラ３１０，３２０のうちから適切なカメラを選択して撮像させることができる。

なお、レンズ情報取得部７００は、レンズ識別信号ＬＩＤをレンズ装着部２３０から受け取る代わりに、操作パネル５００やリモコン（図示せず）を用いた使用者の指示に応じて、現在装着されている投写レンズ２１０（又は２２０）を識別する投写レンズ識別情報を取得してもよい。

Ｃ．第２実施形態のプロジェクターの機能ブロック
図９は、第２実施形態におけるプロジェクターの機能ブロック図である。図８に示した第１実施形態との違いは、交換可能な投写レンズ２１０の代わりに焦点距離（画角）を変更可能なズームレンズ２６０が用いられている点、及び、レンズ情報取得部７００ａが、ズームレンズ２６０の焦点距離を示すズーム情報を取得する点、の２点であり、他の構成は第１実施形態と同様である。

レンズ情報取得部７００ａは、ズームレンズ２６０の焦点距離を示すズーム情報を取得する。具体的には、例えば、ズームレンズ２６０のズーム位置を検出できるセンサーをズームレンズ２６０に取り付けておき、検出したズーム位置に基づいてズーム情報を取得する。制御部４００は、焦点距離が予め定められた閾値以上であることをズーム情報が示す場合には、第１カメラ３１０で投写面ＳＣを撮像させる。一方、焦点距離が閾値未満であることをズーム情報が示す場合には、第２カメラ３２０で投写面ＳＣを撮像させる。こうすれば、実際の焦点距離に応じて、カメラ３１０，３２０のうちのより適切なカメラを選択して撮像させることができる。

なお、レンズ情報取得部７００ａは、上述したセンサーによるズーム位置の検出以外の方法でズーム情報を取得するようにしても良い。例えば、所定のパターンを含む画像を投写面ＳＣに投写して、これを広角の第２カメラ３２０で撮影し、撮像画像内におけるパターンの位置やサイズに基づいてズーム情報を導いてもよい。

また、ズーム情報としては、焦点距離に置き換え可能な情報であればよく、焦点距離そのものを示す情報のみに限定されない。例えば、ズーム比を示す情報や画角を示す情報も「焦点距離を示すズーム情報」に含まれる。つまり、ズーム情報は、ズームレンズ２６０のズーム状態を示す情報であればよい。

なお、ズームレンズ２６０が第１実施形態のように交換可能な構成においても、装着されているズームレンズに応じて閾値を変更すれば、装着されているズームレンズと焦点距離とに応じて適切なカメラを選択して撮像させることも可能となる。この場合、レンズ情報取得部７００ａは、投写レンズ識別情報とズーム情報とを取得し、制御部４００は、これらの情報に基づいて適切なカメラを選択する。

なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

例えば、ズーム情報に基づいてカメラを選択する際に、焦点距離を閾値と直接比較する態様に限定されず、複数のズーム情報を閾値との比較結果に応じてカメラに対応付けたテーブルを、図示しない記憶部に予め記憶しておき、取得したズーム情報とテーブルとに基づいてカメラを選択するようにしてもよい。

また、例えば、ズーム情報に基づいてカメラを選択する構成において、広角の第２カメラ３２０の撮像画像内における投写画像のサイズ（撮像投写サイズ）を、ズームレンズ２６０がテレ端の場合とワイド端の場合の双方について予め記憶部に記憶しておき、制御部４００が、この２つの撮像投写サイズを、取得したズーム情報に応じて比例補間して実際の撮像投写サイズを推定し、推定した撮像投写サイズに基づいてカメラを選択するようにしてもよい。

また、所定の画像（例えば、全白の画像）を投写した投写面を広角の第２カメラ３２０で撮影して、撮像画像内における投写画像の位置やサイズを検出し、検出した投写画像の位置やサイズに応じてカメラを選択してもよい。

また、レンズ情報取得部７００，７００ａが、プロジェクター１００と投写面ＳＣとの距離（投写距離）を示す投写距離情報をも取得する態様とすることも可能である。この場合、制御部４００は、投写距離情報に基づいてカメラを選択してもよいし、カメラを選択するための閾値を、投写距離情報に基づいて変更するようにしてもよい。なお、投写距離情報を取得するために、投写画像メモリー６１０に格納された投写画像と、投写面ＳＣに投写された投写画像を第１カメラ３１０又は第２カメラ３２０で撮影した撮像画像とを用いた三角測量を利用することができる。また、投写レンズにフォーカス位置を取得できるセンサーを取り付けて、そのフォーカス位置に基づいて投写距離を算出してもよいし、距離センサーを設けて、投写距離を直接測定してもよい。

また、調整部６２０が実施する調整内容に応じてカメラを選択する構成とすることも可能である。例えば、複数のプロジェクターが画像を並べて投写する態様等において、調整部６２０が、他のプロジェクターの投写画像に基づいて自己の投写画像を調整する場合には、自己の投写画像とともに他のプロジェクターの投写画像をも撮像可能なカメラを選択する必要がある。一方、調整部６２０が、自己の投写画像のみに基づいて調整を行う場合には、少なくとも自己の投写画像を撮像可能なカメラを選択すればよい。この場合、操作パネル５００やリモコンによりユーザーが指定した調整内容を、図示しない調整情報取得部が調整情報として取得し、制御部４００は、この調整情報に基づいて適切なカメラを選択する。なお、投写レンズ識別情報と調整情報の２つの情報、ズーム情報と調整情報の２つの情報、又は投写レンズ識別情報とズーム情報と調整情報の３つの情報に基づいてカメラを選択する構成としてもよい。

１００…プロジェクター、１１０…前面パネル、２００…投写部、２１０…第１投写レンズ、２２０…第２投写レンズ、２３０…レンズ装着部、２４０…光変調部、２５０…光源、２６０…ズームレンズ、３００…撮像部、３１０…第１カメラ、３２０…第２カメラ、４００…制御部、５００…操作パネル、６００…投写画像生成部、６１０…投写画像メモリー、６２０…調整部、７００，７００ａ…レンズ情報取得部、ＣＸ…光軸、Ｄ１，Ｄ２…レンズの突出量、Ｌ１…第１距離、Ｌ２…第２距離、ＬＩＤ…レンズ識別信号、ＳＣ…投写面、θ１，θ２…画角

Claims (5)

1. 投写面に画像を投写するプロジェクターであって、
   投写レンズと、
   前記投写面を撮像する第１撮像部と、
   前記第１撮像部よりも広い画角で前記投写面を撮像する第２撮像部と、
   を備え、
   前記第１撮像部は、前記投写レンズの光軸に対して、第１距離だけ前記光軸に垂直な方向にずれて配置され、
   前記第２撮像部は、前記投写レンズの光軸に対して、前記第１距離よりも長い第２距離だけ前記光軸に垂直な方向にずれて配置されている、プロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、更に、
   遠距離投写用の第１投写レンズと近距離投写用の第２投写レンズとが交換可能に装着されるレンズ装着部と、
   前記レンズ装着部に装着されている投写レンズを識別する投写レンズ識別情報を取得するレンズ情報取得部と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記レンズ装着部に前記第１投写レンズが装着されていることを前記投写レンズ識別情報が示す場合には、前記第１撮像部で前記投写面を撮像させ、
   前記レンズ装着部に前記第２投写レンズが装着されていることを前記投写レンズ識別情報が示す場合には、前記第２撮像部で前記投写面を撮像させる、プロジェクター。
3. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記投写レンズは、焦点距離を変更可能なズームレンズであり、
   前記プロジェクターは、更に、
   前記投写レンズの焦点距離を示すズーム情報を取得するレンズ情報取得部と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記焦点距離が予め定められた閾値以上であることを前記ズーム情報が示す場合には、前記第１撮像部で前記投写面を撮像させ、
   前記焦点距離が前記閾値未満であることを前記ズーム情報が示す場合には、前記第２撮像部で前記投写面を撮像させる、プロジェクター。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記第１撮像部と前記第２撮像部は、互いに異なる外観を有する、プロジェクター。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、更に、
   前記第１撮像部又は前記第２撮像部で撮像された撮像画像に基づいて、前記投写面に投写される投写画像の調整を行う調整部を備える、プロジェクター。

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