JP2018101078A - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点灯前の状態でもフォーカス合わせ可能な範囲を認識することが可能な投射型映像表示装置を提供する。【解決手段】入力映像信号を元に映像を投射表示する投射型映像表示装置であって、前記装置は、前記装置の前面から投射面までの距離を測定する測距手段と、接続されたレンズからレンズ情報を取得するレンズ情報取得手段と、前記レンズ情報取得手段で取得されたレンズ情報に基づき前記装置本体がフォーカスを合わせることが可能な距離範囲を算出する、フォーカス合わせ可能距離範囲算出手段と、前記測距手段による結果と、前記フォーカス合わせ可能距離範囲算出手段の結果とを比較し、装置がフォーカス合わせ可能な範囲に位置しているか否かの判定を行う、装置位置判定手段と、前記装置位置判定手段の結果に応じ使用者に対して通知を行う通知手段、を備備える構成とした。【選択図】 図１

Description

本発明は、投射型の映像表示装置に関し、特にフォーカス機能を備える投射型映像表示装置に関するものである。

従来、プロジェクタのような投射型映像表示装置は、投射面までの距離に応じて、フォーカスレンズを適切に設定しフォーカスを合わせる必要がある。装置を使用する際、ユーザーが都度手動でフォーカス合わせを行うのは煩わしいので、プロジェクタ設置時の利便性向上を目的とした技術が知られている。例えば、特開２００７−３２２７９１には、プロジェクタの点灯時にフォーカスを自動的に合わせるのに加え、装置本体が動かされた場合にも自動的に再度フォーカスを合わせる技術が知られている。

特開２００７−３２２７９１号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、フォーカスが合わない位置でプロジェクタを点灯した場合を考慮しておらず、もし、フォーカス調整可能な範囲を超えた位置で、プロジェクタを点灯した場合、フォーカスを合わせることはできない。この場合、ユーザーはフォーカスを合わせることができる位置までプロジェクタを移動させる必要があるが、もし移動距離が大きい場合、一度、プロジェクタの使用をやめるために非点灯状態に遷移させ、電源コードを抜いて改めて別の設置位置まで移動させることになり、大変煩わしかった。

そこで、本発明の目的は、装置の設置位置がフォーカス合わせ可能な位置か否かを、点灯状態にする前に、ユーザーに通知可能な投射型映像表示装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、前記装置の前面から投射面までの距離を測定する測距手段と、接続されたレンズからレンズ情報を取得するレンズ情報取得手段と、前記レンズ情報取得手段で取得されたレンズ情報に基づき前記装置本体がフォーカスを合わせることが可能な距離範囲を算出する、フォーカス合わせ可能距離範囲算出手段と、前記測距手段による結果と、前記フォーカス合わせ可能距離範囲算出手段の結果とを比較し、装置がフォーカス合わせ可能な範囲に位置しているか否かの判定を行う、装置位置判定手段と、前記装置位置判定手段の結果に応じ使用者に対して通知を行う通知手段、を備える構成とした。

本発明によれば、点灯前の状態でもフォーカス合わせ可能な範囲を、ユーザーが認識することが可能な投射型映像表示装置を提供できる。

本発明の実施例１のプロジェクタを示す全体構成図である。 本発明の実施例１のプロジェクタにおける処理を説明したフロー図である。 本発明の実施例２のプロジェクタにおける処理を説明したフロー図である。 本発明の実施例4のプロジェクタを示す全体構成図である。 本発明の実施例４のプロジェクタにおける処理を説明したフロー図である。 本発明の実施例5のプロジェクタを示す全体構成図である。 本発明の実施例5のプロジェクタにおける処理を説明したフロー図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる表示装置の全体構成図である。

［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例によるプロジェクタについて説明する。プロジェクタ（１０）は、信号入力端子（１００）、映像信号処理回路（１０１）、映像投射光学系（１０２）、制御マイコン（１０３）、操作検知部（１０４）、ＯＳＤ生成回路（１０５）、レンズROM（１０６）、光学駆動装置（１０７）、不揮発メモリ（１０８）、測距手段としての測距センサ（１０９）、通知手段としての通知表示部（１１０）、図には記載していないが装置への電源供給部から構成される。

信号入力端子には、HDMI（登録商標）、DVI、アナログVGAなどのインターフェースが配置される。PC装置やブルーレイディスクプレーヤー等、外部映像出力機器からの映像信号あるいは音声信号が入力される。映像信号処理回路は、入力映像信号のクロック周波数やインフォフレームのデータを元に入力映像の解像度を判定する機能や、ノイズ除去、拡大/縮小といったスケーリングの機能を備える。

OSD生成回路は、表示映像上にメニュー画像や情報アイコン画像などのOSD（オンスクリーンディスプレイ）画像をグラフィック描画により生成し、映像信号に重畳させる処理を行う。OSD生成回路によって映像上に重ねて表示されるOSDメニューをユーザーは操作することにより、プロジェクタの各種設定を変更することができる。

映像投射光学系は、光源と、映像信号処理回路からの映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを透過あるいは反射した光を投射レンズに導くミラーユニット、光像を拡大あるいは縮小し、装置の遠方に映す投射レンズから構成される。光源には、高圧水銀ランプ、LED、レーザー、などが使用される。投射レンズは着脱可能であり、近距離投射に適した広角レンズ、長距離投射に適した望遠レンズなど、特性の異なる投射レンズに交換することで用途に応じたプロジェクタの使い方を実現できる。

光学駆動装置は、モーターやギアであり、制御マイコンからの駆動パルス信号に応じて駆動する。制御マイコンは、プロジェクタの制御コントローラーであり、制御マイコンが、モーターやギアを制御することで、投射レンズのフォーカス位置やズーム倍率、あるいはレンズシフト位置を、接続された投射レンズの可動領域範囲で変動させることができる。投射レンズは、投射レンズの製品名、焦点距離、拡大倍率、絞り値、シフトの可動範囲等の投射レンズの能力を示すパラメタが記録されたレンズROMを備えている。制御マイコンはレンズROMから上述のパラメタを取得することで、レンズの可動駆動を決定する。

不揮発メモリは、装置への電源供給を止めても情報を保持できる書き換え可能な不揮発性の記録媒体であり、フラッシュメモリやEEPROMが用いられる。不揮発メモリは、記録パラメタの容量や、処理の目的に応じて複数配置される場合もある。不揮発メモリ中には、装置の製造シリアルナンバー、ファームウェアおよびそのバージョン、EDIDおよびそのバージョン、メニューの設定値など、装置の動作に関わる各種パラメタが記録されている。

操作検知部は、装置の外面に設けられた操作部および、赤外リモコンや有線リモコンなどの受光部から構成され、操作されたイベントを検出し、操作キーのコードなどを制御マイコンへ通知する。

以下、図２のフロー図に基づいて、本発明の処理について説明する。
＜S10＞ＡＣ電源ケーブルが接続されプロジェクタに電力が供給されると、制御マイコンが起動する。
＜S11＞制御マイコンは装置に接続されているレンズのレンズROMから、レンズが備える焦点距離、投射像拡大倍率、シフト駆動範囲等の情報を取得する。
＜S12＞次に制御マイコンはレンズから取得した焦点距離と、プロジェクタ本体側の光学駆動部の能力に応じて、フォーカス駆動可能な範囲を算出する。

フォーカス駆動範囲が定まることによりフォーカスを合わせることができる距離範囲が求まる。液晶パネルと投射レンズとの間の距離をa(m)、投射レンズと投射面との間の距離をL(m)、レンズの焦点距離をf(mm)とすると、結像公式、
1/a + 1/L = 1/f -(1)
が成立する。(1)式を用いて、本装置がフォーカスを合わせることができる距離の範囲を算出する。

＜S13＞測距センサを用いて、プロジェクタと投射面までの距離Lsを測定する。
＜S14＞判定を行う。距離Lsが、フォーカスを合わせることができる距離範囲にあれば、フォーカス合わせ可能な状態であると判定する。
＜S15＞判定結果を元に、フォーカス合わせ可能な状態、あるいはフォーカス合わせ不可能な状態であることをフォーカス合わせ可能であることをユーザーに通知する。

通知表示部として、装置本体に通知用LEDを備えている装置であれば、この通知用LEDを所定のパタンで発光させることで通知を行うことが可能である。フォーカス合わせ可能な状態であれば緑色、不可能な状態であれば赤色 の表示を行う。ユーザーにとって、フォーカス合わせ可能な状態か否かを区別できれば良く、発光色や発光のパタンはこの限りでは無い。

また、通知用LEDでなくとも、フォーカス合わせ可能な状態か否かを区別できれば良いので、通知の具体的な方法はLEDに限らなくて良い。装置が音声スピーカーを備える構成であれば、音や音声によってユーザーに状態を通知しても良いし、情報表示用モニタを備えていれば、情報表示用モニタを使用して通知しても良い。プロジェクタ以外の装置とのデータ通信手段を備えていれば、ユーザーが所有するモバイル端末や、通信が確立された制御用PCに対して、メールを発行することで通知を行っても良い。

なお、<S13>において、プロジェクタが傾いた状態で使われている場合においては、ジャイロセンサのようにプロジェクタ本体の傾きを検出するセンサも備える構成にすることによって、測距センサによって得られた距離Lsを、プロジェクタの傾きに応じて補正して使用する構成にしても良い。以上が、実施例１におけるプロジェクタの説明である。

［実施例２］
実施例１の構成でも本発明は成り立つが、条件に応じて通知手段による通知内容を変えてユーザーに通知すると更に好ましい。以下、実施例２におけるプロジェクタについて図３の処理フローを用いて説明する。

本実施例のプロジェクタは実施例１で説明した図１のプロジェクタと全体構成は同様である。図3の処理フローS20〜S24は、実施例１で述べたS10〜S14の処理と同じなので説明を省略する。S24の判定により、プロジェクタがフォーカス合わせ不可能な状態であるとき、更にS25-2の判定により、それが投射面から遠いためなのか、近いためなのかを判別する。判別結果に応じて、投射面まで近いためなのか、遠いためなのかを、通知手段によってユーザーに通知するようにする。

装置に備えられたLEDによる通知の場合、赤色LEDを使うことで、フォーカス合わせ不可能な状態であうことを示した状態で、投射面まで近いためにフォーカスが合わない状態である場合は、赤色LEDの点滅パタンを1秒に１回の周期で点滅させる。投射面まで遠いためにフォーカスが合わない状態である場合には、赤色LEDの点滅パタンを3秒に１回の周期で点滅させる。このような点滅パタンにすることで、フォーカスが合わない理由が投射面まで近いためなのか、遠いためなのかを、ユーザーが判断できるようになる。

また、LEDによる発光のパタンでなくとも、フォーカスが合わない理由をユーザーが判断できるようにすれば良いので、通知の具体的な方法はこれに限定されない。装置が音声スピーカーを備える構成であれば、音や音声によってユーザーに理由を通知しても良いし、情報表示用モニタを備えていれば、情報表示用モニタを使用して理由を通知しても良い。プロジェクタ以外の装置とのデータ通信手段を備えていれば、ユーザーが所有するモバイル端末や、通信が確立された制御用PCに対して、メールを発行することで理由を通知しても良い。以上が、実施例２におけるプロジェクタの説明である。

［実施例３］
実施例１から２までの構成でも本発明は成り立つが、フォーカス合わせ不可能な状態であるときに、プロジェクタの光源点灯を禁止にすることで、ユーザーにとって不要な作業を発生させないようにするので、より好ましい。

実施例３のプロジェクタにおいて全体構成は図１と同様である。プロジェクタがフォーカス合わせ可能な状態でないと制御マイコンが判定している場合、操作検知部から光源点灯の操作が実施された場合に、制御マイコンはこの操作を無効とする。これにより、フォーカスが合わせられない状態のまま、光源を点灯してしまうことを防止できる。

［実施例４］
実施例1から実施例３では、フォーカスが合わせられない状態をユーザーに通知するプロジェクタを説明した。これに加え、映像投射する前に、投射面内に画角が納まるか否かを検出しユーザーに通知するプロジェクタであればなお好ましい。

以下、図４ならびに図５を用いて実施例４におけるプロジェクタについて説明を行う。図４のように、プロジェクタ（２０）は、信号入力端子（２００）、映像信号処理回路（２０１）、映像投射光学系（２０２）、制御マイコン（２０３）、操作検知部（２０４）、ＯＳＤ生成回路（２０５）、レンズROM（２０６）、光学駆動装置（２０７）、不揮発メモリ（２０８）、測距手段としての測距センサ（２０９）、通知手段としての通知表示部（２１０）、スクリーンサイズの検出手段としてカメラ（２１１）、図には記載していないが装置への電源供給部から構成される。

(２００)〜(２１０)までの構成要素は、実施例１で説明した内容と同様であるため説明を割愛する。新たな構成要素として、カメラを備え、画処理によってスクリーンのサイズを検出する。

図５のフロー図を用いて、本実施例のプロジェクタの処理について説明を行う。
＜S30＞ＡＣ電源ケーブルが接続されプロジェクタに電力が供給されると、制御マイコンが起動する。
＜S31＞制御マイコンは装置に接続されているレンズのレンズROMから、レンズが備える焦点距離、投射像拡大倍率、シフト駆動範囲等の情報を取得する。
＜S32＞測距センサを用いて、プロジェクタと投射面までの距離Lsを測定する。

＜S33＞制御マイコンはレンズから取得した焦点距離と投射像拡大倍率、および測距センサによって取得された距離Lsにより、距離Lsから投射した際の投射像の画角を算出する。接続されているレンズがズームレンズであれば、レンズのズーム駆動可能な範囲で画角は
調節可能であるので、この時の画角サイズの調節範囲をS1〜S2とする (S1 < S2) 。
＜S34＞カメラにより、スクリーンを撮影し、距離Lsの情報と画処理によりスクリーンのサイズＳを計測する。

＜S35＞判定を行う。S < S2 を満たしていれば、画角はスクリーンの内側に納まる。
＜S36＞判定結果を元に、画角はスクリーン内に納まるか否かをユーザーに通知する。

通知表示部として、装置本体に通知用LEDを備えている装置であれば、この通知用LEDを所定のパタンで発光させることで通知を行うことが可能である。フォーカス合わせ可能な状態であれば緑色、不可能な状態であれば赤色 の表示を行う。ユーザーにとって、画角はスクリーン内に納まるか否かを区別できれば良く、発光色や発光のパタンはこの限りでは無い。

投射時の画角がスクリーン内に納まらないとマイコンが判定している場合、操作検知部から光源点灯の操作が実施された場合に、制御マイコンはこの操作を無効とする。これにより、画角がスクリーンに納められない状態のまま、光源を点灯してしまうことを防止できる。なお、LEDによる発光のパタンでなくとも、ユーザーが状態を判断できるようにすれば良いので、通知の具体的な方法はこれに限定されない。

装置が音声スピーカーを備える構成であれば、音や音声によってユーザーに理由を通知しても良いし、情報表示用モニタを備えていれば、情報表示用モニタを使用して理由を通知しても良い。プロジェクタ以外の装置とのデータ通信手段を備えていれば、ユーザーが所有するモバイル端末や、通信が確立された制御用PCに対して、メールを発行することで理由を通知しても良い。

なお、本実施例ではスクリーンサイズ検出手段としてカメラを用いたが、ユーザーが使用しているスクリーンサイズをあらかじめ入力しておく構成にしても良い。この場合、スクリーンサイズ検出用のカメラが不要になる。

［実施例５］
実施例4では画角がスクリーン内に納まるか否かをユーザーに通知するプロジェクタを説明した。これに加え、映像投射する前に、スクリーンがレンズシフトで駆動可能な範囲に位置しているか否かをユーザーに通知するプロジェクタであればなお好ましい。以下、図6ならびに図7を用いて実施例４におけるプロジェクタについて説明を行う。

図４のように、プロジェクタ（３０）は、信号入力端子（３００）、映像信号処理回路（３０１）、映像投射光学系（３０２）、制御マイコン（３０３）、操作検知部（３０４）、ＯＳＤ生成回路（３０５）、レンズROM（３０６）、光学駆動装置（３０７）、不揮発メモリ（３０８）、測距手段としての測距センサ（３０９）、通知手段としての通知表示部（３１０）、投射面検出手段としてカメラ（３１１）、図には記載していないが装置への電源供給部から構成される。

(３００)〜(３１０)までの構成要素は、実施例１で説明した内容と同様であるため説明を割愛する。新たな構成要素として、カメラを備え、画処理によって投射面の位置を検出する。

図７のフロー図を用いて、本実施例のプロジェクタの処理について説明を行う。
＜S40＞ＡＣ電源ケーブルが接続されプロジェクタに電力が供給されると、制御マイコンが起動する。
＜S41＞制御マイコンは装置に接続されているレンズのレンズROMから、レンズが備える焦点距離、投射像拡大倍率、シフト駆動範囲等の情報を取得する。
＜S42＞シフト駆動範囲における映像の中央座標を、水平方向をH1〜H2,垂直方向をV1〜V2とする。

＜S43＞カメラによりスクリーンを撮影し、スクリーンの中心座標を求める。
この時の座標を(H,V)とする。
＜S44＞判定を行う。H1 ＜ H ＜H2 かつ V1＜ Ｖ＜V2 を満たしていればシフト駆動範囲内にスクリーンは存在すると判定される。
＜S45＞判定結果を元に、スクリーンはシフト駆動範囲内に存在するか否かをユーザーに通知する。通知表示部として、装置本体に通知用LEDを備えている装置であれば、この通知用LEDを所定のパタンで発光させることで通知を行うことが可能である。

フォーカス合わせ可能な状態であれば緑色、不可能な状態であれば赤色 の表示を行う。ユーザーにとって、画角はスクリーン内に納まるか否かを区別できれば良く、発光色や発光のパタンはこの限りでは無い。

スクリーンがシフト駆動範囲外に存在しているとマイコンが判定している場合、操作検知部から光源点灯の操作が実施された場合に、制御マイコンはこの操作を無効とする。これにより、仮にシフト駆動してもスクリーン内に納められない状態のまま、光源を点灯してしまうことを防止できる。なお、LEDによる発光のパタンでなくとも、をユーザーが状態を判断できるようにすれば良いので、通知の具体的な方法はこれに限定されない。

装置が音声スピーカーを備える構成であれば、音や音声によってユーザーに理由を通知しても良いし、情報表示用モニタを備えていれば、情報表示用モニタを使用して理由を通知しても良い。プロジェクタ以外の装置とのデータ通信手段を備えていれば、ユーザーが所有するモバイル端末や、通信が確立された制御用PCに対して、メールを発行することで理由を通知しても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０ プロジェクタ
１００ 信号入力端子
１０１ 映像信号処理回路
１０２ 映像投射光学系
１０３ 制御マイコン
１０４ 操作検知部
１０５ OSD生成回路
１０６ レンズＲＯＭ
１０７ 光学駆動装置
１０８ 不揮発メモリ
１０９ 測距センサ
１１０ 通知表示部

Claims (12)

1. 入力映像信号を元に映像を投射表示する投射型映像表示装置であって、前記装置は、
   前記装置の前面から投射面までの距離を測定する測距手段と、接続されたレンズからレンズ情報を取得するレンズ情報取得手段と、前記レンズ情報取得手段で取得されたレンズ情報に基づき前記装置本体がフォーカスを合わせることが可能な距離範囲を算出する、
   フォーカス合わせ可能距離範囲算出手段と、
   前記測距手段による結果と、前記フォーカス合わせ可能距離範囲算出手段の結果とを比較し、装置がフォーカス合わせ可能な範囲に位置しているか否かの判定を行う、装置位置判定手段と、前記装置位置判定手段の結果に応じ使用者に対して通知を行う通知手段、を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 請求項1に記載の投射型映像表示装置であって、前記装置がフォーカス合わせ可能な位置にない場合に、それが投射面から遠いためなのか、または、近いためなのかを、前記通知手段によって、ユーザーに通知することを特徴とする投射型映像表示装置。
3. 請求項１または２に記載の投射型映像表示装置であって、
   前記装置位置判定手段は、光源が非点灯状態のときに実施されることを特徴とする投射型映像表示装置。
4. 請求項３に記載の投射型映像表示装置であって、前記装置の光源が非点灯状態の場合に、前記装置がフォーカス合わせ可能な位置にない場合、光源の点灯操作を無効化することを特徴とする投射型映像表示装置。
5. 入力映像信号を元に映像を投射表示する投射型映像表示装置であって、前記装置は、
   前記装置の前面から投射面までの距離を測定する測距手段と、投射面のサイズを検出する
   投射面サイズ検出手段と、接続されたレンズからレンズ情報を取得するレンズ情報取得手段と、前記レンズ情報取得手段で取得されたレンズ情報に基づき投射像画角の倍率を変化させることが可能な範囲を算出する、画角倍率変動可能範囲算出手段と、
   前記測距手段による結果と、前記画角倍率変動可能手段による結果と、投射面サイズ検出手段による結果に基づいて、投射面から映像画角がはみ出さない位置に、前記装置が位置しているか否かの判定を行う、装置位置判定手段と、前記装置位置判定手段の結果に応じ使用者に対して通知を行う通知手段、を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
6. 請求項５に記載の投射型映像表示装置であって、
   前記装置位置判定手段は、光源が非点灯状態のときに実施されることを特徴とする投射型映像表示装置。
7. 請求項６に記載の映像表示装置であって、前記装置の光源が非点灯状態の場合、かつ、前記装置の投射映像画角が投射面からはみ出すと判定された場合は、光源の点灯操作を無効化することを特徴とする投射型映像表示装置。
8. 入力映像信号を元に映像を投射表示する投射型映像表示装置であって、前記装置は、
   投射面の位置を検出する投射面検出手段と、接続されたレンズからレンズ情報を取得するレンズ情報取得手段と、前記レンズ情報取得手段で取得されたレンズ情報に基づき投射像シフト移動可能範囲を算出する、投射像シフト移動可能範囲算出手段と、
   前記投射像シフト移動可能範囲算出手段による結果と、投射面検出手段による結果に基づいて、投射面が、前記装置のシフト移動可能範囲内に位置しているか否かの判定を行う、装置位置判定手段と、前記装置位置判定手段の結果に応じ使用者に対して通知を行う通知手段、を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
9. 請求項８に記載の投射型映像表示装置であって、
   前記装置位置判定手段は、光源が非点灯状態のときに実施されることを特徴とする投射型映像表示装置。
10. 請求項９に記載の映像表示装置であって、前記装置の光源が非点灯状態の場合、かつ、前記装置のシフト範囲外に投射面が存在すると判定された場合は、光源の点灯操作を無効化することを特徴とする投射型映像表示装置。
11. 請求項１乃至10のいずれか１項に記載のいずれかの投射型映像表示装置であって、
    前記通知手段による通知がなされている状態で、所定時間、装置への操作、あるいは
    装置の移動が検出されなかった場合に、通知を停止することを特徴とする投射型映像表示装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の投射型映像表示装置であって、前記通知手段は、本体に設けたLED、音声スピーカー、情報表示モニタ、あらかじめ登録された機器に対するデータ通信、のうち少なくとも１つの手段によって通知することを特徴とする投射型映像表示装置。