JP2019020668A - 画像投射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】投射光学系が変化した場合、自動で設定変更を行うことが可能な画像投射装置を提供する。
【解決手段】画像投射装置(100)は、レンズユニット(160)に関する情報を取得する取得手段(132)と、レンズユニットに関する情報に基づいて、投射画像の画像方向およびレンズユニットのシフト駆動方向の少なくとも一方を設定する制御手段(133)とを有する。
【選択図】図3

Description

本発明は、画像を投射する画像投射装置に関する。
プロジェクタ等の画像投射装置により投射される投射画像は、投射方法(床置き・縦置き・天吊り・リア投射)に応じて、視聴者から反転または回転して見える場合がある。このため、投射画像を反転または回転させる機能を有する画像投射装置が知られている。また、投射レンズを光軸に対してシフト駆動させることにより、投射画像を光学的にシフト移動させるレンズシフト機能を有する画像投射装置が知られている。
特許文献1には、画像投射装置の設置状態を検出するセンサを備え、設置状態に応じて投射画像を自動で反転させる画像投射装置が開示されている。
特開2003−295310号公報
ところで、投射画像の画角変更や光学性能変更等のために投射レンズユニットが交換可能な画像投射装置が知られている。投射画像の画像方向や投射レンズをシフト駆動させた際の投射画像のシフト方向は、投射光学系の設計に依存する。このため、投射レンズユニットの交換等により投射光学系が変化した場合、投射画像の画像方向やシフト方向がユーザの期待値と異なる場合がある。
特許文献1に開示された画像投射装置は、投射光学系が変化した場合、自動で設定変更を行うことができない。このため、投射光学系が変化して投射画像の画像方向やシフト方向が変更された場合、その都度ユーザが画像投射装置の設定を変更する必要がある。
しかしながら、投射レンズユニットの交換後にユーザが逐一設定変更を行うのは手間であり、投射画像が反転している場合、ユーザがメニューを開き設定を変更するのは煩雑である。また、投射画像のシフト方向が反転する場合、ユーザの期待とシフト方向とが一致しないことがある。
そこで本発明は、投射光学系が変化した場合、自動で設定変更を行うことが可能な画像投射装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての画像投射装置は、レンズユニットに関する情報を取得する取得手段と、前記レンズユニットに関する前記情報に基づいて、投射画像の画像方向および前記レンズユニットのシフト駆動方向の少なくとも一方を設定する制御手段とを有する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
本発明によれば、投射光学系が変化した場合、自動で設定変更を行うことが可能な画像投射装置を提供することができる。
本実施形態における投射画像の画像方向の説明図である。 本実施形態における投射画像のシフト方向の説明図である。 本実施形態における画像投射装置のブロック図である。 本実施形態におけるミラー搭載レンズユニット装着時の投射画像の説明図である。 本実施形態における画像投射装置の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(システム全体の説明)
まず、本実施形態における画像投射装置として、投射レンズユニットが交換可能な液晶プロジェクタを用いた場合について説明する。図1は、本実施形態におけるプロジェクタ(画像投射装置)100による投射画像の説明図である。図1(a)はレンズユニット160aを装着した状態における投射画像、図1(b)はレンズユニット160bを装着した状態における投射画像をそれぞれ示している。
図1(a)に示されるように、プロジェクタ100は、レンズユニット(投射レンズユニット)160aを介して画像を投射し、スクリーン等の被投射面上に投射画像300aを表示する。プロジェクタ100は、投射レンズ(投射光学系)161を光軸に対してシフト駆動させる(光軸と直交する方向に投射レンズ161を移動させる)ことにより、投射画像300aをシフト移動させることが可能なレンズシフト機能を有する。レンズユニット160aは、プロジェクタ100に対して交換可能に取り付けられる。このためプロジェクタ100は、投射光学系の異なるレンズユニットに交換することにより、投射画像の画角や解像性能等の光学特性を変更することができる。
レンズユニット160を交換した場合、投射光学系の設計によっては投射画像の画像方向(投射画像の上下方向や左右方向)や、投射レンズ161のシフト駆動方向に対する投射画像のシフト方向が変化する。レンズユニット160aからレンズユニット160bに交換した場合、図1(b)に示されるように、プロジェクタ100は投射画像300bを表示する。レンズユニット160bは、レンズユニット160aと比較して、投射画像が上下方向および左右方向のそれぞれにおいて反転(回転)する光学系を有する。このため、レンズユニット160aをレンズユニット160bに交換すると、投射画像300aが反転した投射画像300bが表示される。
またレンズユニット160bは、投射レンズ161のシフト駆動方向に対する投射画像のシフト移動方向も反転する。図2は、投射画像300のシフト方向の説明図である。図2(a)は投射画像300の反対方向から見た投射レンズ161の簡易的な断面図、図2(b)は投射画像300のシフト方向をそれぞれ示している。操作入力部120であるリモコンを介してプロジェクタ100に右方向を入力して、投射レンズ161を図2(a)の矢印DDで示される右方向にシフト駆動させる場合を考える。このとき、図2(b)に示される投射画像300は、レンズユニット160aを装着している場合、図2(b)中の矢印SD1の方向にシフト移動する。一方、レンズユニット160bを装着している場合、図2(b)中の矢印SD2の方向にシフト移動し、投射画像300はユーザの期待と異なる方向(反対の方向)にシフトする。
レンズユニット160a、160bには不揮発メモリ(情報記憶部162)が設けられている。プロジェクタ100のCPU(制御部133)は、不揮発メモリに格納されている情報を読み出すことができる。不揮発メモリには、各レンズユニットの情報が格納されている。プロジェクタ100は、レンズユニットの情報に応じてプロジェクタ100の動作パラメータ(投射画像の画像方向またはレンズユニットのシフト駆動方向の少なくとも一方)を設定する。プロジェクタ100は、設定された動作パラメータ(投射画像の画像方向またはシフト駆動方向の少なくとも一方)に応じて、投射画像300の画像方向またはレンズユニット160のシフト駆動方向を変更する。これにより、レンズユニット160がレンズユニット160aからレンズユニット160bに交換されて投射光学系(投射レンズ161)が変更された場合でも、投射画像300の画像方向およびシフト方向の少なくとも一方を維持することができる。その結果、ユーザが投射光学系の変化を意識することなくプロジェクタ100の設定変更が行われる。このような構成により、プロジェクタ100は、レンズユニットの交換等で投射光学系が変化した場合、ユーザに好適な設定変更を自動で行うことができる。
(機能ブロックの説明)
次に、図3を参照して、プロジェクタ100の機能について説明する。図3は、プロジェクタ100のブロック図である。映像信号入力部110は、コンポジット端子や、DVI端子、HDMI端子等の映像信号を入力するための端子群、無線通信により映像信号を受信する受信部等と、それらにより入力された映像信号を受信するためのレシーバIC等を有する。映像信号入力部110は、パソコンなどの外部装置からの映像信号を入力して情報処理部130に出力する。
操作入力部120は、ユーザがプロジェクタ100への操作指示を入力する操作手段である。操作入力部120は、ユーザが操作を入力するためのボタン、または、プロジェクタ100を遠隔操作するためのリモコンおよびリモコンからの赤外線を受信するための赤外線受光部等を備え、入力された操作を信号に変換する。操作の種類としては、電源の入・切や上下左右、決定、キャンセル、メニュー表示等があるが、これらに限定されるものではない。
情報処理部130は、画像処理部(画像処理手段)131、情報取得部(取得手段)132、および、制御部(制御手段)133を含み、CPUおよびRAM、ROMを備えたマイクロコンピュータ等であり、プログラムされた処理を実行することができる。制御部133は、プロジェクタ100の動作パラメータ(投射画像の画像方向およびレンズユニットのシフト駆動方向の少なくとも一方)を設定する機能を有するとともに、レンズユニット160の情報が変化したことを検出する機能を有する。
画像処理部131は、映像信号入力部110から入力された映像信号(入力画像)に対して、ブライトネス補正やコントラスト補正、ガンマ変換、色変換、解像度変換、鮮鋭処理等の画像処理を施した映像信号を生成する。そして画像処理部131は、生成した映像信号を表示パネル150に出力するまた画像処理部131は、入力画像の反転や回転を行う画像方向変更手段として機能する。情報取得部132は、レンズユニット160に関する情報を取得する取得手段である。情報取得部132は、情報記憶部162である不揮発メモリをマイクロコンピュータで読み出すことにより、レンズユニット160に関する情報を取得する。制御部133は、レンズシフト機構170や光源140など、プロジェクタ100の各部に接続されており、設定された動作パラメータに応じてプロジェクタ100の全体の動作を制御する。
光源140は、ランプ、レーザーダイオード、LED等であり、画像を投射するための光を生成する。表示パネル150は、LCD(Liquid Crystal Display)やLCOS(Liqid Crystal On Silicon)、DMD(Digital Mirror Device)等である。表示パネル150は、画像処理部131から出力される映像信号に基づいて、光源140から放出された光を反射または透過させることにより光を変調する。
レンズユニット160は、投射レンズ161および情報記憶部162を含む。投射レンズ161は、表示パネル150により変調された光(すなわち画像)を、スクリーン等の被投射面上に結像させる。これにより、被投射面上に画像が表示される。レンズユニット160にはその構成により様々な機能がある。レンズユニット160は、例えば投射レンズ161を駆動して投射画像の大きさを変更するズーム調整機能、ピントの合う距離やエリアを湾曲させるフォーカス調整機能、ミラーを用いて画像の投射方向を変更する機能(ミラー搭載レンズ)を有する。
図4は、ミラー搭載レンズであるレンズユニット160cをプロジェクタ100に装着した場合の投射画像の説明図である。図4に示されるミラー搭載レンズの場合、レンズユニット160cの装着面をプロジェクタ100の前方とすると、ミラーにより投射光を反射させることでプロジェクタ100の後方に投射画像300cが表示される。ミラーは可動式の場合もあり、このとき制御部133は、ミラーの状態に応じて画像方向およびシフト駆動方向の少なくとも一方を設定する。
情報記憶部162は、EEPROMやフラッシュメモリ等の不揮発メモリであり、レンズユニット160の情報を格納している。CPU(制御部133)は、情報記憶部162との間で電気信号を送信または受信することにより、レンズユニット160に関する情報を読み出すことができる。情報記憶部162は、レンズユニット160に搭載されており、レンズユニット160が変更された場合でも、変更されたレンズユニット160に対応する情報を読み出すことができる。
レンズシフト機構170は、投射レンズ161を光軸に対してシフト駆動させるメカ機構であり、投射レンズ161をシフト駆動させることで、投射画像を光学的にシフト移動させる。レンズユニット交換機構180は、プロジェクタ100に装着されたレンズユニットを取り外すとともに、光学設計等の構成が異なる他のレンズユニットを装着するマウント機構(レンズユニット160を交換可能に装着する装着手段)である。このような構成により、プロジェクタ100はレンズユニット160を交換して使用することができる。
(詳細な処理の説明)
次に、図5を参照して、投射レンズ交換時における設定変更について説明する。図5は、投射レンズ交換時における設定変更を示すフローチャートである。図5の各ステップは、主に制御部133により実行される。
まずステップS101において、プロジェクタ100の情報取得部132は、レンズユニット160に含まれる情報記憶部162としての不揮発性メモリから、レンズユニット160に関する情報を読み出す。本実施形態において、情報記憶部162としてのEEPROM等のメモリを直接プロジェクタ100の情報処理部130に電気的に接続してレンズユニット160に関する情報を読み出することができる。または、レンズユニット160にマイクロコンピュータを搭載し、情報取得部132がマイクロコンピュータとの通信を行うことで情報を取得しても良い。情報取得部132は、レンズユニット160に関する情報を、常時、定期的に読み出すことで、レンズユニット160に関する情報の変化を検出することができる。または、情報取得部132は、画像投射開始前の起動時にレンズユニットに関する情報を取得してもよい。画像投射開始前に設定を行うことにより、レンズユニット160が変更された場合でもユーザは投射光学系の変更を意識することなくプロジェクタ100の使用を開始することができる。以上により、プロジェクタ100は、レンズユニット160の情報を取得する。
情報記憶部162は、レンズユニット160に関する情報を記憶している。例えば情報記憶部162は、レンズユニット160を装着した場合、プロジェクタ100が上下方向および左右方向のそれぞれに関して投射画像の反転処理を行うか否かを示す情報を記憶している。また情報記憶部162は、レンズユニット160を装着した場合、操作入力部120を介して入力された指示方向に対して投射レンズ161のシフト駆動方向を上下方向および左右方向のそれぞれに関して反転処理を行うか否かを示す情報を記憶している。情報記憶部162に記憶される情報は、接続されるレンズユニット160の用途やユーザの期待を考慮した動作を行うための情報であることが好ましい。また情報記憶部162は、レンズユニット160の判別情報や設計情報等を格納してもよい。情報取得部132がこれらの情報を取得することにより、プロジェクタ100は、レンズユニット160の種類に応じて動作パラメータ(投射画像の画像方向およびレンズユニットのシフト駆動方向に関する動作パラメータ)を設定する。
続いてステップS102において、制御部133は、ステップS101にて取得したレンズユニット160に関する情報(投射画像の画像方向に関する情報)に基づいて、投射画像の方向を上下方向および左右方向のそれぞれに関して反転させるか否かを判定する。制御部133が画像方向の変更が必要であると判定した場合、ステップS103へ進む。一方、画像方向の変更が不要であると判定した場合、ステップS104へ進む。
ステップS103において、制御部133は、投射画像の画像方向に関する動作パラメータを変更することにより、投射画像の画像方向を上下方向および左右方向のそれぞれに関して反転させる。また制御部133は、ステップS103の画像反転処理を行った後、天吊りやリア投射などのプロジェクタ100の設置状態(設置状況)に応じて(設置状態を考慮して)、画像反転処理を再度行ってもよい。これにより、レンズユニット160の交換前と交換後で光学設計により投射画像が反転される場合でも、自動的に投射画像は元の画像方向に変更され、ユーザは設定変更の手間を簡略化することができる。
続いてステップS104において、制御部133は、ステップS101にて取得したレンズユニット160に関する情報(レンズユニットのシフト駆動方向に関する情報)に基づいて、シフト駆動方向に関する反転処理を行うか否かを判定する。すなわち制御部133は、操作入力部120を介してユーザにより入力された指示方向に対して投射レンズ161のシフト駆動方向を上下方向および左右方向のそれぞれに関して反転処理を行うか否かを判定する。制御部133は投射レンズ161のシフト駆動方向の変更が必要であると判定した場合、ステップS105へ進む。一方、投射レンズ161のシフト駆動方向の変更が不要であると判定した場合、本フローを終了する。
ステップS105において、制御部133は、レンズユニット160のシフト駆動方向に関する動作パラメータを変更することにより、レンズユニット160のシフト駆動方向を上下方向および左右方向のそれぞれに関して反転させる。また制御部133は、ステップS105のシフト駆動反転処理を行った後、天吊りやリア投射などのプロジェクタ100の設置状況や設置状態に応じて(設置状態を考慮して)、シフト駆動反転処理を再度行ってもよい。そしてレンズシフト機構(シフト手段)170は、制御部133により設定されたシフト駆動方向に基づいて、レンズユニット160を光軸に対してシフト駆動する。これにより、レンズユニット160の交換により光学設計が変更された場合でも、投射画像のシフト方向をユーザの期待と一致させることができ、自然な操作性を実現することが可能となる。
なお本実施形態において、制御部133は、投射画像の画像方向とレンズユニットのシフト駆動方向のそれぞれに関して変更の必要性を判定しているが、これに限定されるものではない。制御部133は、画像方向とシフト駆動方向の少なくとも一方に関して変更の必要性を判定するように構成されていればよい。
(変形例)
本実施形態は、前述の実施形態に限定されるものではなく、レンズユニット160は交換可能でなくてもよい。レンズユニット160にミラーやレンズの可動部を含む場合等では、レンズユニット160を交換しなくても投射画像の画像方向や投射画像のシフト方向(レンズユニットのシフト駆動方向)が変更されることがある。例えばレンズユニット160の先端に可動ミラーが接続されており、投射画像の表示方向自体を変更できる場合でも、レンズユニット160に関する情報を取得して動作パラメータを設定してもよい。
情報記憶部162は、レンズユニット160に関する情報を記憶する不揮発メモリを有する必要はない。また、情報取得部132は、不揮発メモリの読み出しにより情報を取得する構成に限定されるものではない。例えば情報取得部132は、エンコーダ等のセンサを用いてレンズユニット160の情報を取得することができる。または、レンズユニット160と情報取得部132との間に複数の電気接点を設け、レンズユニット160側でその種類に応じて電気接点を短絡または解放させ、情報取得部132からその電気接点の状況を確認することで情報を取得することもできる。または、情報取得部132は、外部機器と通信を行うことにより情報を取得してもよい。外部機器との通信により情報を取得する場合、情報取得部132は、情報が必要なタイミングで通信を行ってもよいし、予め情報を取得しておき、その情報を情報処理部130やレンズユニット160に含まれるメモリに格納しておいてもよい。また、レンズユニット160の接続部の形状をレンズユニット160の種類に応じて変更し、その形状をセンサ等により認識してレンズユニットの種類を識別することにより情報を取得してもよい。
また本実施形態において、情報取得部132は、ステップS101にてレンズユニット160の情報を取得しているが、これに限定されるものではない。例えば、情報取得部132はレンズユニット160の識別情報(レンズID)のみを取得し、制御部133はその識別情報に応じてステップS102およびステップS104の判定を行ってもよい。この場合、情報取得部132(情報処理部130)は、レンズユニット160の種類ごとに画像方向およびシフト駆動方向の少なくとも一方に関する情報を記憶するメモリ(記憶手段)を有する。そして制御部133は、メモリに記憶された情報から識別情報に対応する情報を選択して、画像方向およびシフト駆動方向の少なくとも一方を設定する。
また本実施形態において、制御部133は、ステップS103およびステップS105にて動作パラメータを設定することで、画像方向およびシフト駆動方向を変更しているが、必ずしも即座に動作の変更を行わなくともよい。例えば、ユーザに設定変更を促す通知手段としてダイアログ表示部を設け、投射画像上にダイアログ表示を行うことでユーザに設定変更を促してもよい。これにより、ユーザは設定の変更が必要であることを知ることができ、必要であれば設定変更を行い、必要でない場合はその通知を無視することもできる。
また制御部133は、プロジェクタ100の設置状態(設置状況)を検出する検知手段として、例えばプロジェクタ100の傾きを検出するセンサ(状態検出手段)を備えてもよい。制御部133は、このセンサの出力信号に基づいてプロジェクタ100の設置状態に関する情報を取得し、設置状態に応じて画像反転やシフト駆動方向の変更を行ってもよい。すなわち制御部133は、設置状態が変更された場合、変更後の設置状態に基づいて、画像方向およびシフト駆動方向の少なくとも一方を設定する。これにより、レンズユニット160の光学設計に加え、設置状態を考慮した画像反転やシフト駆動方向の設定を自動的に行うことができ、プロジェクタ100の設定をより幅広い場面で簡略化することができる。
画像処理部131は、制御部133により設定された画像方向に基づいて、投射画像の少なくとも一部(OSDのみを反転するなど)の画像方向を反転または回転してもよい。
本実施形態によれば、投射光学系が変化した場合、自動で設定変更を行うことが可能な画像投射装置を提供することができる。
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。
100 プロジェクタ(画像投射装置)
132 情報取得部(取得手段)
133 制御部(制御手段)

本発明の一側面としての画像投射装置は、投射レンズが交換可能な画像投射装置であって、前記投射レンズに関する情報を取得する取得手段と、前記投射レンズに関する情報に基づいて、投射画像の画像方向および投射画像のシフト方向の少なくとも一方を設定する制御手段とを有する。
本発明の一側面としての画像投射装置は、第1の投射レンズと、該第1の投射レンズと結像状態の上下および左右の少なくとも一方の方向が反転する第2の投射レンズと装着可能な画像投射装置であって、装着された前記投射レンズに関する情報を取得する取得手段と、前記第2の投射レンズが装着された場合、記情報に基づいて、投射画像の前記向を前記第1の投射レンズが装着された場合に対して反転させる制御手段とを有する。

Claims (11)

  1. レンズユニットに関する情報を取得する取得手段と、
    前記レンズユニットに関する前記情報に基づいて、投射画像の画像方向および前記レンズユニットのシフト駆動方向の少なくとも一方を設定する制御手段と、を有することを特徴とする画像投射装置。
  2. 前記レンズユニットに関する前記情報は、前記レンズユニットの記憶手段に記憶された前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方に関する情報であり、
    前記取得手段は、前記記憶手段から前記レンズユニットに関する前記情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。
  3. 前記レンズユニットの種類ごとに前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方に関する情報を記憶する記憶手段を更に有し、
    前記レンズユニットに関する情報は、前記レンズユニットの識別情報であり、
    前記取得手段は、前記レンズユニットから前記識別情報を取得し、
    前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記情報から前記識別情報に対応する情報を選択して、前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。
  4. 前記レンズユニットに関する前記情報は、前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方に関する情報であり、
    前記取得手段は、外部機器と通信を行う通信手段を有し、前記外部機器と通信することで前記レンズユニットに関する前記情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。
  5. 前記制御手段により設定された前記画像方向に基づいて、前記投射画像の少なくとも一部の前記画像方向を反転または回転する画像処理手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像投射装置。
  6. 前記制御手段により設定された前記シフト駆動方向に基づいて、前記レンズユニットを光軸に対してシフト駆動するシフト手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像投射装置。
  7. 前記レンズユニットを交換可能に装着する装着手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像投射装置。
  8. 前記取得手段は、前記レンズユニットに関する前記情報の変化を検出し、
    前記制御手段は、前記取得手段が前記レンズユニットに関する前記情報の変化を検出した場合、前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像投射装置。
  9. ユーザの操作を入力する操作手段を更に有し、
    前記制御手段は、
    前記ユーザに対して、前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方の設定の変更を促すための通知を行い、
    前記ユーザが前記操作手段を介して前記設定を変更した場合、変更後の設定に基づいて、前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像投射装置。
  10. 前記画像投射装置の設置状態を検出する状態検出手段を更に有し、
    前記制御手段は、前記設置状態が変更された場合、変更後の設置状態に基づいて、前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像投射装置。
  11. 前記レンズユニットは、可動式のミラーを有し、
    前記制御手段は、前記ミラーの状態に応じて、前記画像方向および前記シフト駆動方向の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像投射装置。
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