JP3852456B2 - プロジェクタ及びパターン画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーンなどの投射対象物に投射光を投射して、画像を表示するプロジェクタに関し、特に、投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、投射対象物を撮影する撮像部と、を備えるプロジェクタに関するものである。

近年のプロジェクタでは、投射レンズ内にズームレンズを備え、そのズームレンズを駆動させ、そのズームレンズのズーム位置を変化させることにより、スクリーン上に形成される投射光範囲の大きさを自在に可変できるものが知られている。

また、そのようなプロジェクタをスクリーンの前方に設置する場合、プロジェクタからスクリーンに投射された投射光によって、スクリーン上に適切に画像が表示されるように、予め、プロジェクタにおいて、ズーム調整，キーストーン補正，フォーカス調整など種々の調整を行う必要がある。

しかしながら、可搬性のあるプロジェクタの場合、プロジェクタを設置する度に、スクリーンとの相対的位置が変わる可能性があるため、ユーザは、上記のような各種調整を、その都度行わねばならず、非常に煩雑であった。

そこで、従来においては、例えば、下記の特許文献１に記載されているように、プロジェクタにモニタカメラを設けると共に、そのプロジェクタをスクリーンの前方に設置した際に、まず、プロジェクタによってスクリーン上に調整用パターン画像を投射表示させ、そのパターン画像を表示するスクリーンをモニタカメラによって撮影し、その撮影画像を解析して、その解析結果に基づいて、上記した各種調整を自動的に行うようにしていた。

特開２０００−２４１８７４号公報

しかしながら、このようなズームレンズとモニタカメラを備えるプロジェクタにおいては、ズームレンズのズーム位置を変えて、スクリーン上の投射光範囲の大きさを変化させた場合に、撮影画像に映し出される調整用パターン画像の大きさが変化することに起因して、次のような問題があった。

例えば、上記した各種調整のうち、フォーカス調整を行う場合を考えてみる。プロジェクタにおいて、フォーカス調整を行う場合、調整用パターン画像として、白色帯と黒色帯とから成るストライプ要素を複数並べて構成される縦ストライプまたは横ストライプの画像を用意し、スクリーン上に投射表示して、そのパターン画像を表示するスクリーンをモニタカメラによって撮影する。スクリーン上では、この調整用パターン画像の表示された範囲が、投射光範囲となる。撮影により得られた撮影画像において、映し出されたパターン画像におけるストライプの方向（各ストライプ要素の長手方向）に対し直交する方向に並ぶ各画素の階調値をそれぞれ取得すると、白色部分の画素は階調値が高く、黒色部分の画素は階調値が低くなる。その結果、上記直交する方向に沿って、ストライプ要素の幅に応じた空間周波数を有する階調波形が得られ、その階調波形の最大値と最小値の差として表される階調振幅は、スクリーン上におけるパターン画像のフォーカスの度合いに応じて変化する。すなわち、フォーカスが合っている場合には、その階調振幅は大きくなるが、フォーカスがずれている場合には、その階調振幅は小さくなる。そこで、撮影画像を解析して、その階調振幅を導き出し、その階調振幅に基づいて、投射レンズ内のフォーカスレンズを駆動して、フォーカス調整を自動的に行う。

しかしながら、ズームレンズのズーム位置を変えて、スクリーン上の投射光範囲の大きさを変化させると、撮影画像に映し出されるパターン画像の大きさも変化し、ストライプを構成する各ストライプ要素の幅もそれぞれ変化してしまう。

図１０及び図１１はそれぞれ従来においてズーム位置を変えた場合の撮影画像の変化を示す説明図であり、図１０は調整用パターン画像として縦ストライプの画像を、図１１は横ストライプの画像を、それぞれ用いた場合を示している。

これら図において、（Ａ）はズームレンズのズーム位置をワイド側にした場合の撮影画像を示し、（Ｂ）はテレ側にした場合の撮影画像を示している。

例えば、ズームレンズのズーム位置をワイド側にした場合、図１０（Ａ）または図１１（Ａ）に示すように、撮影画像に映し出されるパターン画像は大きくなり、それに応じて、各ストライプ要素の幅Ｗｐも広くなっている。これに対し、テレ側にした場合には、図１０（Ｂ）または図１１（Ｂ）に示すように、撮影画像に映し出されるパターン画像は小さくなり、それに応じて、各ストライプ要素の幅Ｗｐも狭くなっている。

図１２は図１０（Ｂ）におけるＸｔ−Ｘｔ方向または図１１（Ｂ）におけるＹｔ−Ｙｔ方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形を示す波形図である。図１２において、（Ａ）はフォーカスが合っている場合の波形を示し、（Ｂ）はフォーカスがずれている場合の波形を示している。

図１０（Ｂ）または図１１（Ｂ）に示すように、ズーム位置がテレ側にある場合には、各ストライプ要素の幅Ｗｐは、適度に狭く、所望の幅となっているため、図１０（Ｂ）におけるＸｔ−Ｘｔ方向または図１１（Ｂ）におけるＹｔ−Ｙｔ方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形は、図１２に示すように、空間周波数が適度に高く（すなわち、波形周期が適度に短く）なっている。従って、フォーカスが合っている場合は、図１２（Ａ）に示すように、階調振幅は大きいが、フォーカスがわずかにずれていると、図１２（Ｂ）に示すように、小さくなる。よって、その階調振幅を検出すれば、スクリーン上におけるパターン画像のフォーカスの度合いが把握できるため、フォーカスがずれている場合には、その階調振幅が大きくなるよう、投射レンズ内のフォーカスレンズの駆動を制御することにより、フォーカスを合わせることができる。

これに対し、図１３は図１０（Ａ）におけるＸｗ−Ｘｗ方向または図１１（Ａ）におけるＹｗ−Ｙｗ方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形を示す波形図である。図１３においても、図１２と同様に、（Ａ）はフォーカスが合っている場合の波形を示し、（Ｂ）はフォーカスがずれている場合の波形を示している。

図１０（Ａ）または図１１（Ａ）に示すように、ズーム位置がワイド側にある場合には、各ストライプ要素の幅は、所望の幅よりも、かなり広いため、図１０（Ａ）におけるＸｗ−Ｘｗ方向または図１１（Ａ）におけるＹｗ−Ｙｗ方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形は、図１３に示すように、空間周波数が低く（すなわち、波形周期が長く）なっている。そのため、フォーカスがわずかにずれている場合でも、図１３（Ｂ）に示すように、階調振幅は、フォーカスが合っている場合（図１３（Ａ））と同様に、大きいままである。従って、その階調振幅を検出しても、スクリーン上におけるパターン画像のフォーカスの度合いを十分に把握することができず、例え、フォーカスがずれていても、そのフォーカスを合わせることが困難であった。

以上説明したとおり、ズームレンズのズーム位置を変えて、スクリーン上の投射光範囲の大きさを変化させた場合、撮影画像に映し出される調整用パターン画像の大きさが変化することにより、そのパターン画像を構成する画像要素の大きさ（すなわち、ストライプを構成するストライプ要素の幅）も変化するため、その撮影画像から得られる階調振幅に基づいて、フォーカス調整を行おうとしても、適切な調整を行うことができないという問題があった。

なお、このような問題は、フォーカス調整の場合に限らず、他の調整においても起こり得る問題である。

従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、ズームレンズのズーム位置が変化しても、撮影画像から得られる階調振幅に基づいて、適切に調整を行うことができる技術を提供することにある。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明のプロジェクタは、投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させるプロジェクタであって、
前記投射対象物に表示するためのパターン画像であって、画像要素を複数並べて構成される画像を形成することが可能な画像形成部と、
前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
前記ズームレンズのズーム位置を検出するズームレンズ位置検出部と、
制御部と、
前記投射対象物を撮影する撮影部と、
を備え、
前記制御部は、前記ズームレンズ位置検出部によって検出された前記ズーム位置を取得し、取得した前記ズーム位置に応じて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における前記画像要素の大きさを変化させることを要旨とする。

このように、本発明のプロジェクタでは、ズームレンズのズーム位置に応じて、画像形成部に形成されるパターン画像における画像要素の大きさを変化させている。従って、例えば、ズーム位置がワイド側になるのに伴って、画像形成部に形成されるパターン画像における画像要素の大きさが小さくなるよう変化させると、撮影画像では、ズーム位置をワイド側にした場合、映し出されるパターン画像の大きさは大きくなるものの、そのパターン画像を構成する画像要素の大きさは大きくなることがなく、所望の大きさでほぼ一定に保つことができる。また、反対に、ズーム位置がテレ側になるのに伴って、画像形成部に形成されるパターン画像における画像要素の大きさが大きくなるよう変化させると、撮影画像では、ズーム位置をテレ側にした場合、映し出されるパターン画像の大きさは小さくなるものの、そのパターン画像を構成する画像要素の大きさは小さくなることがなく、所望の大きさでほぼ一定に保つことができる。

よって、ズーム位置がワイド側にある場合でも、テレ側にある場合でも、撮影画像において、所定の方向に並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形では、空間周波数を適度に高くすることができるため、その階調波形から導き出される階調振幅を検出することによって、投射対象物に表示されるパターン画像の調整の度合いを精度よく把握することができる。よって、ズームレンズのズーム位置が変化しても、撮影画像から得られる階調振幅に基づいて、適切に調整を行うことができる。

本発明のプロジェクタにおいて、前記画像要素が、第１色の帯と第２色の帯とから成るストライプ要素であって、前記パターン画像が、前記ストライプ要素を複数並べて構成されるストライプの画像である場合、前記制御部は、取得した前記ズーム位置に応じて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における前記ストライプ要素の幅を変化させるようにしてもよい。

このようなパターン画像は、フォーカス調整を行う際に用いるのに適しており、ズームレンズのズーム位置を変化させた場合に、そのズーム位置に応じて、画像形成部に形成される、そのパターン画像におけるストライプ要素の幅を変化させることにより、撮影画像では、映し出される調整用パターン画像の大きさが変化しても、そのパターン画像を構成する各ストライプ要素の幅を所望の幅でほぼ一定に保つことができるため、その撮影画像から得られる階調振幅に基づいて、適切なフォーカス調整を行うことができる。

本発明のプロジェクタは、前記投射対象物に表示される画像のフォーカスを合わせることが可能なフォーカスレンズをさらに備え、
前記制御部は、前記画像形成部に形成された前記パターン画像が前記投射対象物に表示されている場合に、前記撮像部により撮影して得られた撮影画像において、所定方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形から、その階調振幅を導き出し、導き出した前記階調振幅に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御するようにしてもよい。

このように構成することにより、投射対象物に表示されたパターン画像を用いて、フォーカス調整を容易に行うことができる。

なお、本発明は、上記したプロジェクタなどの装置発明の態様に限ることなく、プロジェクタにおいて、投射対象物に所定のパターン画像を表示させる方法など、方法発明としての態様で実現することも可能である。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
１．プロジェクタの構成：
２．画像投射動作：
３．パターン画像可変動作：
４．具体例：
５．実施例の効果：
６．変形例：
６−１．変形例１：
６−２．変形例２：
６−３．変形例３：
６−４．変形例４：

１．プロジェクタの構成：
図１は本発明の一実施例としてのプロジェクタの構成を示すブロック図である。このプロジェクタ１００は、可搬性を有するプロジェクタであって、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換部１０２と、撮像部１０４と、撮影画像メモリ１０６と、パターン画像メモリ１０７と、画像処理部１０８と、ストライプ要素幅テーブル格納部１０９と、液晶ライトバルブ駆動部１１０と、照明光学系１１２と、液晶ライトバルブ１１４と、ズームレンズ１１６及びフォーカスレンズ１１７を備える投射光学系１１８と、ＣＰＵ１２０と、ズームレンズ位置検出部１２２と、ズームレンズ駆動部１２４と、フォーカスレンズ駆動部１２５と、リモコン制御部１２６と、リモコン１２８と、を備えている。このうち、ＣＰＵ１２０は、請求項における制御部に、電気光学デバイスである液晶ライトバルブ１１４は、請求項における画像形成部に、それぞれ、相当する。

なお、図１では、ＣＰＵ１２０は、バスを介して、撮影画像メモリ１０６，パターン画像メモリ１０７，画像処理部１０８，ストライプ要素幅テーブル格納部１０９，液晶ライトバルブ駆動部１１０，ズームレンズ位置検出部１２２，ズームレンズ駆動部１２４，フォーカスレンズ駆動部１２５，リモコン制御部１２６のみとつながっているように描いてあるが、実際には他の構成部ともつながっている。また、撮像部１０４はＣＣＤを備えており、モニタカメラとしてのＣＣＤモジュールを構成している。ストライプ要素幅テーブル格納部１０９は、後述するストライプ要素幅テーブルを格納している。ズームレンズ位置検出部１２２は、例えば、ズームエンコーダなどによって構成することができる。

また、本実施例において、図１に示す撮像部１０４は請求項に記載の撮像部に、液晶ライトバルブ１１４は請求項に記載の画像形成部に、ズームレンズ１１６は請求項に記載のズームレンズに、フォーカスレンズ１１７は請求項に記載のフォーカスレンズに、ズームレンズ位置検出部１２２は請求項に記載のズームレンズ位置検出部に、ＣＰＵ１２０は請求項における制御部に、それぞれ、相当する。

２．画像投射動作：
それでは、まず、プロジェクタ１００における通常動作である画像投射動作について簡単に説明する。
図１において、ユーザがリモコン１２８を用いて、画像投射の開始を指示すると、リモコン１２８は、入力されたその指示を無線通信によってリモコン制御部１２６に伝える。リモコン制御部１２６は、リモコン１２８からの指示をバスを介してＣＰＵ１２０に伝える。ＣＰＵ１２０は、それら指示に基づいて、画像処理部１０８を始めとする各構成部を制御して、画像投射動作を行う。

まず、Ａ／Ｄ変換部１０２が、ビデオプレーヤやテレビやＤＶＤプレーヤなどから出力された画像信号や、パーソナルコンピュータなどから出力された画像信号を入力し、これらアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して、画像処理部１０８に出力する。画像処理部１０８は、画像の表示状態（例えば、輝度、コントラスト、同期、トラッキング、色の濃さ、色合いなど）が所望の状態となるように、入力されたデジタル画像信号を調整し、液晶ライトバルブ駆動部１１０へ出力する。

液晶ライトバルブ駆動部１１０は、入力されたデジタル画像信号に基づいて、液晶ライトバルブ１１４を駆動する。これにより、液晶ライトバルブ１１４では、照明光学系１１２から射出された照明光を、画像情報に応じて変調する。投射光学系１１８は、プロジェクタ１００の筐体の前面に取り付けられており、液晶ライトバルブ１１４によって変調された投射光を、スクリーン（図示せず）に投射する。これにより、スクリーン上には、画像が投射表示される。

３．パターン画像可変動作：
それでは、プロジェクタ１００における本発明の特徴部分であるパターン画像可変動作について、詳細に説明する。
従来においては、上述したように、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像は、一定であったが、本実施例においては、ズームレンズ１１６のズーム位置が変化しても、撮影画像から得られる階調振幅に基づいて、適切にフォーカス調整を行うことができるよう、ズーム位置に応じて、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像におけるストライプ要素の幅を変化させるようにしている。

そこで、ユーザが、スクリーンの前方における所望の位置にプロジェクタ１００を設置した後、プロジェクタ１００の電源をオンすると、プロジェクタ１００は、例えば、フォーカス調整を行うために、スクリーン上に調整用パターン画像を投射表示させる。

具体的には、ＣＰＵ１２０が、調整用パターン画像を生成して、デジタル画像信号としてパターン画像メモリ１０７に書き込み、画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０などに画像投射を指示すると、画像処理部１０８が、書き込んだデジタル画像信号を読み出して、液晶ライトバルブ駆動部１１０へ出力する。液晶ライトバルブ駆動部１１０は、入力されたデジタル画像信号に基づいて液晶ライトバルブ１１４を駆動し、液晶ライトバルブ１１４上に、後述するような調整用パターン画像を形成する。液晶ライトバルブ１１４は、照明光学系１１２から射出された照明光を、その形成したパターン画像に応じて変調する。投射光学系１１８は、液晶ライトバルブ１１４によって変調された投射光を、ズームレンズ１１６などを介して、スクリーンに投射する。これにより、スクリーンには、調整用パターン画像が表示される。スクリーン上において、この調整用パターン画像の表示された範囲が、投射光範囲となる。

本実施例では、調整用パターン画像として、白色帯と黒色帯とから成るストライプ要素を複数並べて構成される縦ストライプまたは横ストライプの画像を用いる。

こうして、スクリーン上にパターン画像が表示された後、次に、ユーザが、スクリーン上における投射光範囲の大きさを調整すべく、リモコン１２８のズームボタン（図示せず）を操作して、ズーム位置の移動を指示すると、リモコン１２８は、入力されたその指示を無線通信によってリモコン制御部１２６に伝える。リモコン制御部１２６は、リモコン１２８からの指示をバスを介してＣＰＵ１２０に伝える。ＣＰＵ１２０は、その指示に基づいて、ズームレンズ駆動部１２４を制御して、投射光学系１１８が備えるズームレンズ１１６を駆動し、ズームレンズ１１６のズーム位置を移動させる。その後、スクリーン上における投射光範囲が所望の大きさとなったところで、ユーザが、リモコン１２８のズームボタンを操作して、ズーム位置の移動停止を指示すると、ＣＰＵ１２０は、その指示に基づいて、ズームレンズ駆動部１２４を制御して、ズームレンズ１１６のズーム位置の移動を停止させる。このとき、ズームレンズ位置検出部１２２は、ズームレンズ１１６のズーム位置を検出して、その検出結果をズーム量としてＣＰＵ１２０に伝える。本実施例において、ズーム量は、ズーム位置がワイド側の最端部にある場合を、「０」とし、テレ側の最端部にある場合を、「２５５」としている。

また、ＣＰＵ１２０は、図示せざるメモリからパターン画像可変処理プログラムを読み出して実行する。具体的には、ＣＰＵ１２０は、図２に示す処理手順に従って、パターン画像メモリ１０７を始めとする各構成部を制御して、パターン画像の可変動作を行うことになる。

図２は図１のプロジェクタにおけるパターン画像可変処理の処理手順を示すフローチャートである。
図２に示す処理が開始されると、ＣＰＵ１２０は、ズームレンズ位置検出部１２２より伝えられたズーム量を取得し（ステップＳ１０２）、ストライプ要素幅テーブル格納部１０９に格納されたストライプ要素幅テーブルを参照して、取得したズーム量に基づき、液晶ライトバルブ１１４上に形成すべきパターン画像におけるストライプ要素の幅を導き出す（ステップＳ１０４）。ここで、取得したズーム量をＺ、導き出されるストライプ要素幅をＷｑとする。

ストライプ要素幅テーブル格納部１０９に格納されているストライプ要素幅テーブルとしては、例えば、ズーム量Ｚの変化に関わらず、撮影画像に映し出される調整用パターン画像におけるストライプ要素幅Ｗｐが、所望の幅でほぼ一定になるように、予め、ズーム量Ｚ毎に、そのズーム量Ｚに応じたストライプ要素幅Ｗｑを計算または実測により求め、その得られた結果がまとめられている。

図３はそのようなストライプ要素幅テーブルにおけるズーム量Ｚとストライプ要素幅Ｗｑとの関係を示すグラフである。
図３に示すように、ズーム量Ｚが「０」から「２５５」に増加するのに比例して、ストライプ要素幅Ｗｑは「５０」から「１００」に広くなっている。つまり、ストライプ要素は、ズームレンズ１１６のズーム位置がワイド側にあるほど、その幅Ｗｑが狭くなり、テレ側にあるほど、その幅Ｗｑが広くなる。

次に、ＣＰＵ１２０は、導き出したストライプ要素幅Ｗｑに基づき、調整用パターン画像を修正して、パターン画像メモリ１０７の内容を書き換え（ステップＳ１０６）、画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０などに画像投射を指示する（ステップＳ１０８）。これにより、液晶ライトバルブ１１４上には、ストライプ要素幅がＷｑに修正されたパターン画像が形成される。

図４及び図５はそれぞれ本実施例においてズーム位置を変えた場合の、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像の変化を示す説明図であり、図４は調整用パターン画像として縦ストライプの画像を、図５は横ストライプの画像を、それぞれ用いた場合を示している。
これら図において、（Ａ）はズームレンズのズーム位置をワイド側にした場合のパターン画像を示し、（Ｂ）はテレ側にした場合のパターン画像を示している。

従って、例えば、ズームレンズ１１６のズーム位置をワイド側にした場合、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像としては、図４（Ａ）または図５（Ａ）に示すように、ストライプ要素幅Ｗｑが狭くなり、その分、ストライプ要素の数が多くなるよう修正される。

反対に、ズーム位置をテレ側にした場合には、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像として、図４（Ｂ）または図５（Ｂ）に示すように、ストライプ要素幅Ｗｑが広くなり、その分、ストライプ要素の数が少なくなるよう修正される。

液晶ライトバルブ１１４は、その修正されたパターン画像に応じて照明光を変調し、投射光学系１１８は、その変調された投射光をスクリーンに投射する。これにより、スクリーンには、修正されたパターン画像が表示される。

一方、ＣＰＵ１２０は、撮像部１０４に対して、撮影を指示し（ステップＳ１１０）、図２に示すパターン画像可変処理を終了する。これにより、撮像部１０４は、パターン画像の表示されたスクリーンを撮影し、得られた撮影画像をデジタル画像信号として画像処理部１０８へ出力する。画像処理部１０８は、入力されたデジタル画像信号に、所望の処理を施した後、撮影画像メモリ１０６に書き込み、その内容を更新していく。

ＣＰＵ１２０は、その後、撮影画像メモリ１０６からデジタル画像信号を読み出して、撮影画像を取得し、その撮影画像を解析して、階調波形から階調振幅を導き出す。そして、ＣＰＵ１２０は、導き出した階調振幅に基づいて、フォーカスレンズ駆動部１２５を制御して、投射光学系１１８が備えるフォーカスレンズ１１７を駆動し、フォーカス調整を自動的に行う。階調波形は、前述したとおり、撮影画像において、映し出されたパターン画像におけるストライプの方向（各ストライプ要素の長手方向）に対し直交する方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す波形である。また、階調振幅は、その階調波形における最大値と最小値の差であり、スクリーン上におけるパターン画像のフォーカスの度合いに応じて変化し、フォーカスがずれている場合には小さくなる。従って、具体的には、ＣＰＵ１２０は、フォーカスがずれている場合、階調振幅が大きくなるように、フォーカスレンズ駆動部１２５を制御して、フォーカスレンズ１１７を駆動することにより、フォーカスを合わせることができる。

図６及び図７はそれぞれ本実施例においてズーム位置を変えた場合の撮影画像の変化を示す説明図であり、図６は調整用パターン画像として縦ストライプの画像を、図７は横ストライプの画像を、それぞれ用いた場合を示している。
一致するようになる。 これら図において、（Ａ）はズームレンズのズーム位置をワイド側にした場合の撮影画像を示し、（Ｂ）はテレ側にした場合の撮影画像を示している。

そこで、例えば、ユーザが、スクリーン上における投射光範囲を広くしようとして、ズーム位置をワイド側にした場合、それに応じて、撮影画像に映し出されるパターン画像の大きさ（すなわち、投射光範囲の面積）は、図６（Ａ）または図７（Ａ）に示すように大きくなる。しかしながら、前述したとおり、ズーム位置をワイド側にした場合、それに応じて、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像のストライプ要素幅Ｗｑを狭くしているため、スクリーン上に表示されるパターン画像のそれも狭くなっている。従って、撮影画像では、映し出されるパターン画像の大きさは大きくなるものの、そのパターン画像を構成する各ストライプ要素の幅Ｗｐは広くなることなく、所望の幅でほぼ一定に保たれる。

一方、ユーザが、スクリーン上における投射光範囲を狭くしようとして、ズーム位置をテレ側にした場合、それに応じて、撮影画像に映し出されるパターン画像の大きさ（すなわち、投射光範囲の面積）は、図６（Ｂ）または図７（Ｂ）に示すように小さくなる。しかしながら、前述したとおり、ズーム位置をテレ側にした場合、それに応じて、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像のストライプ要素幅Ｗｑを広くしているため、スクリーン上に表示されるパターン画像のそれも広くなっている。従って、撮影画像では、映し出されるパターン画像の大きさは小さくなるものの、そのパターン画像を構成する各ストライプ要素の幅Ｗｐは狭くなることなく、所望の幅でほぼ一定に保たれる。

このように、本実施例においては、撮影画像に映し出されるパターン画像を構成する各ストライプ要素の幅Ｗｐは、ズームレンズ１１６のズーム位置の変化にかかわらず、所望の幅でほぼ一定に保持される。

従って、ズーム位置がワイド側にある場合でも、テレ側にある場合でも、撮影画像に映し出されるパターン画像を構成する各ストライプ要素の幅Ｗｐは、適度に狭く、所望の幅となっているため、図６（Ａ）もしくは図６（Ｂ）におけるＸ−Ｘ方向または図７（Ａ）もしくは図７（Ｂ）におけるＹ−Ｙ方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形は、いずれも、図１２に示したように、空間周波数が適度に高く（すなわち、波形周期が適度に短く）なっている。それ故、フォーカスが合っている場合は、図１２（Ａ）に示したように、階調振幅は大きいが、フォーカスがわずかにずれていると、図１２（Ｂ）に示したように、小さくなるため、その階調振幅を検出することによって、スクリーン上におけるパターン画像のフォーカスの度合いを精度よく把握することができ、よって、階調振幅に基づき、適切なフォーカス調整を行うことができる。

４．具体例：
ここで、撮影画像から得られる階調振幅が、従来のごとく、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像が常に一定である場合と、本実施例のごとく、ズームレンズのズーム位置に応じて、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像におけるストライプ要素の幅を変化させる場合と、で、どのように相違するかについて、図を用いてさらに具体的に説明する。

図８は従来において、液晶ライトバルブ上に形成されるパターン画像と、撮影画像と、その撮影画像から得られる階調波形を示す説明図であり、図９は本実施例において、液晶ライトバルブ上に形成されるパターン画像と、撮影画像と、その撮影画像から得られる階調波形を示す説明図である。これら図において、（Ａ）は液晶ライトバルブ上に形成されるパターン画像を示し、（Ｂ）は撮影画像における投射光範囲を示し、（Ｃ）は撮影画像から得られる階調波形を示している。

従来においては、ズームレンズのズーム位置が変化しても、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像は常に一定であるため、スクリーン上においてフォーカスがずれていても、撮影画像から得られる階調波形において、その階調振幅は、図８（Ｃ）に示すように、小さくならない場合がある。これに対し、本実施例においては、ズームレンズのズーム位置が変化すると、それに応じて、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像におけるストライプ要素の幅を変化させているため、スクリーン上においてフォーカスがずれると、撮影画像から得られる階調波形において、その階調振幅は、図９（Ｃ）に示すように、小さくなる。

５．本実施例の効果：
以上説明したとおり、本実施例においては、ズームレンズ１１６のズーム位置を変えて、スクリーン上の投射光範囲の大きさを変化させた場合、撮影画像に映し出される調整用パターン画像の大きさが変化しても、そのパターン画像を構成する各ストライプ要素の幅Ｗｐは、所望の幅でほぼ一定に保たれるため、その撮影画像から得られる階調振幅に基づいて、適切なフォーカス調整を行うことができる。

６．変形例：
なお、本発明は上記した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て実施することが可能である。

６−１．変形例１：
上記した実施例においては、ズーム量Ｚに応じたストライプ要素幅Ｗｑを、ＣＰＵ１２０が、ストライプ要素幅テーブル格納部１０９に格納されたストライプ要素幅テーブルを参照することにより、導き出していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＰＵ１２０が、ズーム量Ｚに基づいて、直接計算などにより、ストライプ要素幅Ｗｑを求めるようにしてもよい。

６−２．変形例２：
上記した実施例においては、調整用パターン画像として、白色帯と黒色帯とから成るストライプ要素を複数並べて構成される縦ストライプまたは横ストライプの画像を用いるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ストライプ要素は、白色，黒色以外の色の帯で構成されていてもよいし、３色以上の帯で構成されていてもよい。また、調整用パターン画像として、ストライプ要素以外にも、他の画像要素を複数並べて構成される画像を用いるようにしてもよい。その場合、検出したズーム量に基づいて、そのズーム量に応じた画像要素の大きさを導き出し、導き出したその画像要素の大きさに基づき、調整用パターン画像を修正するようにしてもよい。

６−３．変形例３：
上記した実施例では、ズーム位置がワイド側の最端部にある場合を、ズーム量「０」とし、テレ側の最端部にある場合を、ズーム量「２５５」としていたが、本発明はこれらの値に限定されるものではなく、テレ側の最端部にある場合、ズーム量を「２５５」以外の値としてもよい。また、ズーム位置がテレ側の最端部にある場合を、ズーム量「０」としてもよい。また、ズーム量にオフセット値を持たせてもよい。さらに、ズームレンズ１１６のズーム位置に対応する値であれば、ズーム量以外の値を用いるようにしてもよい。

６−４．変形例４：
プロジェクタ１００における電気光学デバイスとして液晶ライトバルブ１１４を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像信号に基づいて画像を形成し、その形成した画像に応じて変調した光を射出する種々の装置を利用することができる。例えば、ＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いても良いし、ＣＲＴやプラズマディスプレイパネルなどを用いてもよい。

本発明の一実施例としてのプロジェクタの構成を示すブロック図である。 図１のプロジェクタにおけるパターン画像可変処理の処理手順を示すフローチャートである。 ストライプ要素幅テーブルにおけるズーム量Ｚとストライプ要素幅Ｗｑとの関係を示すグラフである。 本発明の一実施例においてズーム位置を変えた場合の、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像の変化を示す説明図である。 本発明の一実施例においてズーム位置を変えた場合の、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像の変化を示す説明図である。 本発明の一実施例においてズーム位置を変えた場合の撮影画像の変化を示す説明図である。 本発明の一実施例においてズーム位置を変えた場合の撮影画像の変化を示す説明図である。 従来において、液晶ライトバルブ上に形成されるパターン画像と、撮影画像と、その撮影画像から得られる階調波形を示す説明図である。 本発明の一実施例において、液晶ライトバルブ上に形成されるパターン画像と、撮影画像と、その撮影画像から得られる階調波形を示す説明図である。 従来においてズーム位置を変えた場合の撮影画像の変化を示す説明図である。 従来においてズーム位置を変えた場合の撮影画像の変化を示す説明図である。 図１０（Ｂ）におけるＸｔ−Ｘｔ方向または図１１（Ｂ）におけるＹｔ−Ｙｔ方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形を示す波形図である。 図１０（Ａ）におけるＸｗ−Ｘｗ方向または図１１（Ａ）におけるＹｗ−Ｙｗ方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形を示す波形図である。

符号の説明

１００...プロジェクタ
１０２...Ａ／Ｄ変換部
１０４...撮像部
１０６...撮影画像メモリ
１０７...パターン画像メモリ
１０８...画像処理部
１０９...ストライプ要素幅テーブル格納部
１１０...液晶ライトバルブ駆動部
１１２...照明光学系
１１４...液晶ライトバルブ
１１６...ズームレンズ
１１７...フォーカスレンズ
１１８...投射光学系
１２０...ＣＰＵ
１２２...ズームレンズ位置検出部
１２４...ズームレンズ駆動部
１２５...フォーカスレンズ駆動部
１２６...リモコン制御部
１２８...リモコン

Claims (5)

1. 投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させるプロジェクタであって、
   前記投射対象物に表示するためのパターン画像であって、画像要素を複数並べて構成される画像を形成することが可能な画像形成部と、
   前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
   前記ズームレンズのズーム位置を検出するズームレンズ位置検出部と、
   制御部と、
   前記投射対象物を撮影する撮影部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記ズームレンズ位置検出部によって検出された前記ズーム位置を取得し、取得した前記ズーム位置に応じて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における前記画像要素の大きさを変化させることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記画像要素が、第１色の帯と第２色の帯とから成るストライプ要素であって、前記パターン画像が、前記ストライプ要素を複数並べて構成されるストライプの画像である場合、
   前記制御部は、取得した前記ズーム位置に応じて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における前記ストライプ要素の幅を変化させることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記投射対象物に表示される画像のフォーカスを合わせることが可能なフォーカスレンズをさらに備え、
   前記制御部は、前記画像形成部に形成された前記パターン画像が前記投射対象物に表示されている場合に、前記撮像部により撮影して得られた撮影画像において、所定方向に沿って並ぶ各画素の階調値の空間的変化を表す階調波形から、その階調振幅を導き出し、導き出した前記階調振幅に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とするプロジェクタ。
4. 投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させると共に、前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、前記投射対象物を撮影する撮影部と、を備えるプロジェクタにおいて、前記投射対象物に、画像要素を複数並べて構成されるパターン画像を表示させる方法であって、
   （ａ）前記ズームレンズのズーム位置を検出する工程と、
   （ｂ）検出した前記ズーム位置に基づいて、形成すべき前記パターン画像における前記画像要素の大きさを導き出す工程と、
   （ｃ）導き出した前記画像要素の大きさに基づいて、その大きさを持つ画像要素によって構成される前記パターン画像を形成する工程と、
   （ｄ）形成した前記パターン画像を前記投射対象物に表示させる工程と、
   を備えるパターン画像表示方法。
5. 請求項４に記載のパターン画像表示方法において、
   前記画像要素が、第１色の帯と第２色の帯とから成るストライプ要素であって、前記パターン画像が、前記ストライプ要素を複数並べて構成されるストライプの画像である場合、
   前記工程（ｂ）では、検出した前記ズーム位置に基づいて、形成すべき前記パターン画像における前記ストライプ要素の幅を導き出すと共に、
   前記工程（ｃ）では、導き出した前記ストライプ要素の幅に基づいて、その幅を持つストライプ要素によって構成される前記パターン画像を形成することを特徴とするパターン画像表示方法。

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