JP5267833B2

JP5267833B2 - 画像投影装置

Info

Publication number: JP5267833B2
Application number: JP2005104379A
Authority: JP
Inventors: 浩荻野
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006284893A

Description

本発明は、ビデオ信号等の画像情報に基づいて画像を投影するプロジェクタ装置に関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ映像などをスクリーンに投影する画像投影装置としてビデオプロジェクタが多用されている。
このプロジェクタは、高輝度の光源を内蔵し、光源からの光を順次赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタを用いて赤、緑、青の光とし、この赤、緑、青の光をレンズにより一般的にはＤＭＤと呼ばれるマイクロミラー表示素子に集光させ、この表示素子によりプロジェクタ装置の投影口に向けて反射させる光の量によりスクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

また、このプロジェクタでは、プロジェクタ本体の上面カバー内に設けられるキースイッチの操作又はリモートコントローラの操作により、画面の大きさや明るさ更には色合いなど、種々の設定を行って使用者の好みに合わせた美麗な画像を投影することができるようにされている。

そして、明るさや色合い、コントラストなどの調整設定は、本体に設けられたキースイッチやリモートコントローラのキースイッチを操作すると共に、メニュー画面をスクリーンに投影し、各種パラメータなどを投影表示させて調整内容の確認を行いつつ設定操作が行えるようにされている。

なお、リモートコントローラは、プロジェクタ本体から離れた位置からプロジェクタの調整や設定の操作が行えるようにされているものであるも、このリモートコントローラに、光源ランプの異常や空冷ファンの停止、電源電圧の異常などの報知を可能とすると共に、異常時の警報表示をも行えるようにするものが提案されている（例えば特許文献１）。
特開２００３−２８００８８号公報

このビデオプロジェクタは、コンピュータ画面やテレビ画面の映像をスクリーンに投影し、大画面での鑑賞や多人数での画面の同時鑑賞又は確認などが行えるも、投影条件の設定を行うに際しては、前述のように操作メニュー画面の表示や各種パラメータの表示をスクリーンに投影して行うため、投影条件の設定変更や確認を行うとき、プロジェクタに入力されるビデオ信号などに基づく画像の投影表示が遮られ、鑑賞している者に不快感を与えることになる欠点があった。

本発明は、このような欠点を排除し、メニュー画面などをスクリーンに投影することなく画像投影装置であるプロジェクタの設定や調整を可能とする画像投影装置を提供するものである。

本発明は、画像信号の入力を受け付ける信号受信部と、入力された前記画像信号を分岐する選択分岐部と、投影する投影用の画像信号として分岐された一方の画像信号の処理を画像処理部と、投影しないモニタ画像用の画像信号として分岐された他方の画像信号の処理を行うモニタ画像処理部と、メニュー操作がされたときに、画像信号を保存データとして保存する保存手段と、メニュー操作がされたときに、前記画像処理部に、前記保存手段に保存された静止画像を表示させ、メニュー操作画面を表示させないようにするとともに、前記モニタ画像処理部に、前記保存手段に保存された静止画像を表示させ、その静止画像にメニュー操作画面を重ねるようにして表示させる第１の制御手段と、前記第１の制御手段による制御後に、メニュー操作により調整変更が行われたときに、前記画像処理部、及び／又は、前記モニタ画像処理部に変更されたパラメータに基づいて画像データの処理を行わせる第２の制御手段と、を有する画像投影装置とするものである。

又、メニュー操作が終了したときに、前記画像処理部、及び／又は、前記モニタ画像処理部に処理を行わせる画像を、前記保存手段に保存された静止画像から前記信号受信部に入力された画像に戻す第３の制御手段をさらに備えることが好ましい。

又、前記モニタ画像処理部の出力信号により画像を表示するモニタ画面を投影装置本体に有するようにしてもよい。
又、前記モニタ画像処理部の出力信号を無線通信によりモニタ画面を有する機器に出力し、前記モニタ画面を有する機器から制御情報を無線通信により受信するようにしてもよい。
又、前記モニタ画像処理部の出力信号を有線通信によりモニタ画面を有する機器に出力し、前記モニタ画面を有する機器から制御情報を有線通信により受信するようにしてもよい。

本発明は、メニュー画面などをスクリーンに投影することなく設定や調整を可能とする画像投影装置を提供することができる。

本発明に係る画像投影装置の第１実施例は、図１に示すように、直方体状の本体ケーシング11の前面に投影レンズ13を有し、本体ケーシング11の上面にはズームリング19やフォーカスリング17、メインキー及びインジケータ15、スピーカ穴25、更に、サブキーやメモリカードスロットを内部に設けたカバー板21、及び、モニタプレート23などを有するものである。

このズームリング19やフォーカスリング17は、投影表示する画像のズーム率やフォーカスを手動で操作する際に使用するものであり、メインキー及びインジケータ15は、電源のオン又はオフや初期セッティング、及び、入力切換え等を操作するためのキースイッチと、その操作状態を点灯又は消灯や点灯色により表示するＬＥＤなどのインジケータとしての表示手段である。

そして、スピーカ穴25は、内側にスピーカ26を内蔵し、動画の再生時などに音声を発音させるものであり、カバーの内部に設けられる図示しないサブキーは、前記メインキーでは設定できない詳細な各種の動作などを設定操作するものであって、モニタプレート23は、内側に５インチ程度の液晶表示画面を備え、モニタプレート23を立てたとき、スクリーン100に投影される画像などをモニタ可能とするものである。

また、この本体ケーシング11の背面には、図２に示すように、入出力コネクタ部29、Ｉｒ受信部27、及び、ＡＣアダプタ接続部31が配設され、本体ケーシング11の下面には、背面側の両側に固定脚部33が、前面側の中央に高さ調整を可能とした調整脚部35が取付けられている。

この入出力コネクタ部29には、例えばパーソナルコンピュータなどとの接続のためのＵＳＢ端子、画像入力用のミニＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子や音声入力用のステレオミニ端子などが設けられ、当該プロジェクタに複数の信号出力機器を接続可能としており、Ｉｒ受信部27は、図示しないリモートコントローラ91からのキー操作信号を受信するものである。

そして、ＡＣアダプタ接続部31は、電源となる図示しないＡＣアダプタからのケーブルを接続して電源からの電力供給を受けるものであり、下面に設けた調整脚部35は、手動でネジの回転位置を調整して本体ケーシング11の仰角、即ちプロジェクタからの投影光を上下に調整してスクリーンの所定位置に画像を投影できるようにするものである。

さらに、この画像投影装置10であるプロジェクタの機能構成は、図３に示すように、制御部69、入出力インターフェース65、画像変換部67、表示エンコーダ81、表示駆動部51、モニタエンコーダ86等を有するものであって、入出力コネクタ部29から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース65、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部67で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に変換統一された後、表示エンコーダ81やモニタエンコーダ86に送られるものである。

また、表示エンコーダ81は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ83に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ83の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部51に出力するものである。

なお、モニタエンコーダ86も、同様に、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ87に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ87の記憶内容からビデオ信号を生成してモニタ表示部89に出力し、モニタ表示部89はこのビデオ信号により液晶などのモニタ画面に画像を表示するものである。

そして、表示エンコーダ81からビデオ信号が入力される表示駆動部51は、送られてくる画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子57を駆動するものであり、光源ランプ43を含む照明光学系41からの光を表示素子57に入射することにより、表示素子57の反射光で光像を形成し、投影光学系45の投影レンズ13を介して図示しないスクリーン100に画像を投影表示するものである。

この照明光学系41は、超高圧水銀灯などの光源ランプ43とＲＧＢフィルタを円周上に備えたカラーホイール、及び、導光ロッドやカラーホイールのフィルタを透過した赤色光、緑色光、青色光を表示素子57に入射させるレンズ群で構成され、投影光学系45は複数枚のレンズが組み合わされ、レンズモータ47によりズーム位置やフォーカス位置を調整移動可能とされるレンズ群である。

また、画像圧縮伸長部61は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＴＣ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード63に順次書き込む記録処理や、再生モード時はメモリカード63に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長して画像変換部67を介して表示エンコーダ81やモニタエンコーダ86に送り、メモリカード63に記憶された画像データに基づいて動画などの表示を可能とするものである。

そして、制御部69は、プロジェクタ内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭなどにより構成されている。

また、本体のメインキー及びインジケータ15、更にカバーの内部に設けられる本体サブキーにより構成されるキー・インジケータ部68の操作信号は、直接に制御部69に送出され、リモートコントローラ91からのキー操作信号は、Ｉｒ受信部27で受信され、Ｉｒ処理部28で復調されたコード信号が制御部69に送られるものである。

尚、制御部69にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部66が接続されており、音声処理部66はＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ26を駆動して拡声放音させることができるものである。

この画像投影装置10では、電源がオン状態にされると、先ず、照明光学系41の光源ランプ43を点灯させ、投影光学系45を調整してスクリーンまでの距離とスクリーンの大きさに合わせてズーム調整やフォーカス調整を行うものである。

そして、本体キー又はリモートコントローラ91から投影モードを選択した信号が制御部69に入力されると、図４に示すように、制御部69は信号受信部71である入出力インターフェース65を介して入出力コネクタ部29から入力される画像信号の内の所定の画像信号を選択分岐部73により選択させるものであり、選択分岐部73で選択された画像信号を画像処理部80やモニタ画像処理部85としての画像変換部67に送らせ、画像変換部67には、所定のフォーマットに画像信号を変化させて表示エンコーダ81やモニタエンコーダ86に出力させるものである。

この画像変換部67でフォーマット変換された画像信号により、モニタエンコーダ86はビデオＲＡＭ87に画像データを展開し、展開した画像データによりＲＧＢ信号をモニタに出力してモニタ画面に画像表示を行うものであり、表示エンコーダ81も、ビデオＲＡＭ83に展開した画像データによりＲＧＢ信号を表示駆動部51の表示素子駆動部55に出力し、制御部69からの制御により表示駆動部51の表示素子制御部53が画像信号に基づく表示素子駆動部55の駆動を制御するものである。

従って、入力された画像信号に基づく画像をスクリーン100に投影すると共に、同一画像信号による画像を液晶などのモニタ画面であるモニタ表示部89に表示することができる。

また、このプロジェクタの制御部69は、図５に示すように、投影モードにおいても、メニュー操作がされたか否かの判断（Ｓ１００）を行うものであり、メニュー操作が選択されたときは投影状態の各種データやパラメータの確認及び設定変更が可能とされるものである。

そして、メニュー操作が選択されたときは、投影画像を画像変換部67のメモリに保存し（Ｓ１０１）、この保存した１画面分の画像データをモニタエンコーダ86及び表示エンコーダ81に送り、この保存データに基づく画像表示をモニタ表示部89に行わせると共にこの保存データに基づく画像を投影させてモニタ画面及びスクリーン100への投影画像を静止画像とする保存データによる画像表示（Ｓ１０５）を行うものである。

さらに、メニュー画面の表示データを読出し（Ｓ１１０）、この表示データをモニタエンコーダ86に出力し（Ｓ１１５）、メニュー画面表示データによるメニュー画面の画像データをモニタエンコーダ86によりビデオＲＡＭ87に展開させてモニタ画面にメニュー画面の表示を行わせるものである。

従って、図６に示すように、スクリーン100には静止した映像のみが投影され、プロジェクタ本体に設けられたモニタ表示部89のモニタ画面には、図７に示すように静止した画像に重ねるようにしてメニュー画面が表示されることになる。

なお、メモリに保存した画像データをモニタエンコーダ86及び表示エンコーダ81に毎秒３０回のフレームレートで送出し、保存した画像データをモニタエンコーダ86に送出した直後にメニュー画面表示データをモニタエンコーダ86に送出してモニタエンコーダ86のビデオＲＡＭ87に展開して、先に展開した画像データにメニュー画面を上書きし、このメニュー画面を上書きしたデータをモニタに出力させるようにしている。

このようにして、メニュー画面をモニタ画面に表示してメニュー画面による画像投影装置10の状態確認や設定調整が可能とされ、カーソルキーや選択キーの操作によるメニュー選択の切換えが行われたか否かの判断（Ｓ１２０）を行い、メニュー選択の切換えが行われると新たなメニュー画面表示データを読み出して（Ｓ１１０）モニタエンコーダ86に出力（Ｓ１１５）するものである。

なお、ズームやフォーカスが調整変更されたときは、投影光学系45のレンズモータ47を駆動制御し、コントラストや色合いの調整変更が行われたときは、変更されたパラメータに基づいて表示エンコーダ81に画像データを修正して送出し、スクリーン100に投影された画像のコントラストや色合いを変化させるものである。

そして、メニュー操作が終了したか否かの判断（Ｓ１２５）により、メニュー操作が終了したときは、信号受信部71である入出力コネクタ部29を介して画像変換部67に入力される画像信号を画像変換部67で所定のフォーマットとすると共に、変更されたパラメータに基づいて作成する輝度信号や色差信号を表示エンコーダ81に送出させ、プロジェクタに入力されている画像信号に基づく投影を行う入力画像表示（Ｓ１３０）に戻るものである。

なお、メニュー操作の終了は、終了操作が入力される場合の他、メニュー画面の表示後、何等の操作入力が行われることの無い状態が一定時間経過した場合にも終了とするものである。

また、色合い調整が行われた場合は、画像変換部67で形成する色差信号を形成するパラメータを変更する場合の他、表示エンコーダ81又は表示素子制御部53に制御信号を送出し、表示エンコーダ81から表示駆動部51に出力するＲＧＢ信号に係数を掛けてＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の強度を調整することもある。

本実施例では、このようにメニュー画面の表示をモニタ画面のみに表示し、入力画像信号による画像が投影されるスクリーン100にはメニューの表示を行わないため、設定条件の確認を行う場合は操作者のみがモニタ画面で確認することにより他の鑑賞者に不快感を与えることが無く、又、コントラストや色合いの調整は、投影された静止画像の全体を観察して調整することができ、変化の程度や状態を正しく把握することができる。

特に、モニタ画面の画像とスクリーン100に投影された画像とを比較することにより、スクリーン100の地色などによる色合いの変化を液晶などの安定した色合いのモニタ画面の画像と比較して調整を容易とすることができる。

また、他の実施例としては、メニュー操作が選択されたとき、投影画像の保存（Ｓ１０１）及び保存した画像データを表示エンコーダ81やモニタエンコーダ86に送出する保存データの表示（Ｓ１０５）を行うことなく、メニュー画像表示データの読出し（Ｓ１１０）を行ってモニタエンコーダ86に出力（Ｓ１１５）し、モニタエンコーダ86で入力された画像データの１フィールド毎にメニュー画面を上書きするようにビデオＲＡＭ87に画像データを展開させることもある。

この場合は、スクリーン100に投影される画像はプロジェクタに入力される画像信号に基づく画像であり、スクリーン100に投影される動画像などを中断することなく投影表示し、モニタ画面にはプロジェクタに入力される画像信号に基づく動画画面に重ねてメニュー画面を表示し、スクリーン100を鑑賞している人には気づかれずにメニュー画面による確認や調整を行うことができる。

なお、メニュー操作が選択されたとき、信号受信部71からプロジェクタに入力される画像信号を選択分岐部73により表示エンコーダ用の画像変換部67のみに入力して所定のフォーマットとした画像信号を表示エンコーダ81に送り、モニタエンコーダ86にメニュー画面表示データを送出してモニタ画面にはメニュー画面のみを表示してメニュー操作又は設定状態などの確認を行うことができるようにすることもある。

更に、他の実施例としては、図８に示すように、モニタエンコーダ86からの画像信号をリモートコントローラ91に送信し、図９に示すように、リモートコントローラ91のモニタ画面に画像やメニュー画面の表示を行うこともある。

この場合、リモートコントローラ91とプロジェクタ本体との通信手段が有線コードによる有線通信又は赤外線通信などの無線通信が利用できるも、有線、無線、赤外線などによりメニュー画面情報のみをモニタエンコーダ86からリモートコントローラ91に送る場合や、図５に示した処理により静止画像データをリモートコントローラ91に送出してリモートコントローラ91に記憶させ、図９に示すように静止画像の表示にメニュー画面の表示をすることによりメニュー画面操作を可能とする場合、更に、プロジェクタに入力される画像信号に基づく動画のデータにメニュー画面を重ねた画像データをモニタエンコーダ86からリモートコントローラ91に送出してリモードコントローラ91のモニタ画面にメニュー画面を表示する場合がある。

このように、リモートコントローラ91のモニタ画面を利用する画像投影装置10では、図１０に示すように、モニタ表示部89を設けるモニタプレート23を省略したプロジェクタ本体とすることができる。

また、リモートコントローラ91としては、当該プロジェクタ専用のコントローラ91に限ることなく、図１１に示すように、ＰＤＡなどの携帯情報端末機93などによりプロジェクタと無線通信により画像情報や制御情報を交信してメニュー画面操作を行うこともある。

更には、図１２に示すように、パーソナルコンピュータ95をコントローラ91とし、コンピュータ画面をモニタ画面に利用することもある。
この場合は、入出力コネクタ部29に設けられているＵＳＢ端子によりパーソナルコンピュータ95とプロジェクタとを接続して有線通信を行うものであり、モニタエンコーダ86からの画像データは信号入出力部を介してパーソナルコンピュータ95などの外部コンピュータ95に送出すると共に、制御部69と外部コンピュータ95との制御信号の交信も信号送受信部72を介して行うものである（図１３参照）。

そして、モニタエンコーダ86からの画像信号は、前述のように、静止画像データにメニュー画面を重ねた画像信号とする場合や、入力された画像データに基づく動画の画面にメニュー画面を重ねた画像信号とする場合、更に、メニュー画面のみの表示画像データとする場合がある。

なお、プロジェクタと外部コンピュータ95との接続は、ＵＳＢ端子を用いてＵＳＢケーブル96のみにより接続する場合の他、図１４に示すように、ＵＳＢケーブル96と画像用ＲＧＢケーブル97などで接続し、制御信号の交信をＵＳＢケーブル96で行い、モニタエンコーダ86からの画像信号はＲＧＢケーブル97やＵＳＢケーブルなどを用いてプロジェクタから外部コンピュータ95に送出することもある。

このように、本実施例に係る画像投影装置10であるプロジェクタは、空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子57の他にモニタ表示部89などのモニタ画面を用いるため、メニュー画面をスクリーン100に投影することなくメニュー画面操作を可能とするものであり、モニタ画面を空間的光変調素子と別に使用するものであるから、メモリカード63に記憶されている画像情報や入出力コネクタ部29から入力される画像信号をスクリーン100に投影しているとき、スクリーン100にメニュー画面を投影することなくメニュー画面により設定の確認や変更を行うことができると共に、入出力コネクタ部29から入力される他の画像信号の入力状態の確認をモニタ画面で行うこともできるものである。
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

本発明に係る画像投影装置の一例を示す上面斜視図。本発明に係る画像投影装置の一例を示す下面斜視図。本発明に係る画像投影装置の一例を示す機能ブロック概略図。本発明に係る画像投影装置の一例を示す制御ブロック図。本発明に係る画像投影装置のメニュー表示処理の一例を示すフローチャート図。本発明に係る画像投影装置の表示状態の一例を示す図。本発明に係る画像投影装置のモニタ画面の一例を示す図。本発明に係る画像投影装置の他の実施例を示す制御ブロック図。本発明に係る画像投影装置の他の実施例におけるモニタ画面の一例を示す図。本発明に係る画像投影装置の他の実施例における上面斜視図。本発明に係る画像投影装置の他の実施例における他のモニタ画面の例を示す図。本発明に係る画像投影装置のその他の実施例における表示状態の一例を示す図。本発明に係る画像投影装置のその他の実施例を示す制御ブロック図。本発明に係る画像投影装置のその他の実施例におけるモニタ画面との他の接続例を示す図。

符号の説明

１０投影装置１１本体ケーシング
１３投影レンズ１５メインキー及びインジケータ
１７フォーカスリング１９ズームリング
２１カバー板２３モニタプレート
２５スピーカ穴２６スピーカ
２７Ｉｒ受信部２８Ｉｒ処理部
２９入出力コネクタ部３１ＡＣアダプタ接続部
３３固定脚部３５調整脚部
４１照明光学系４３光源ランプ
４５投影光学系４７レンズモータ
５１表示駆動部５３表示素子制御部
５５表示素子駆動部５７表示素子
６１画像圧縮伸長部６３メモリカード
６５入出力インターフェース６７画像変換部
６８キー・インジケータ部６９制御部
７１信号受信部７２信号送受信部
７３選択分岐部８０画像処理部
８１表示エンコーダ８３ビデオＲＡＭ
８５モニタ画像処理部８６モニタエンコーダ
８７ビデオＲＡＭ８９モニタ表示部
９１リモートコントローラ９３携帯情報端末機
９５パーソナルコンピュータ
９６ＵＳＢケーブル９７ＲＧＢケーブル
１００スクリーン

Claims

画像信号の入力を受け付ける信号受信部と、
入力された前記画像信号を分岐する選択分岐部と、
投影する投影用の画像信号として分岐された一方の画像信号の処理を行う画像処理部と、
投影しないモニタ画像用の画像信号として分岐された他方の画像信号の処理を行うモニタ画像処理部と、
メニュー操作がされたときに、画像信号を保存データとして保存する保存手段と、
メニュー操作がされたときに、前記画像処理部に、前記保存手段に保存された静止画像を表示させ、メニュー操作画面を表示させないようにするとともに、前記モニタ画像処理部に、前記保存手段に保存された静止画像を表示させ、その静止画像にメニュー操作画面を重ねるようにして表示させる第１の制御手段と、
前記第１の制御手段による制御後に、メニュー操作により調整変更が行われたときに、前記画像処理部、及び／又は、前記モニタ画像処理部に変更されたパラメータに基づいて画像データの処理を行わせる第２の制御手段と、
を有することを特徴とする画像投影装置。
メニュー操作が終了したときに、前記画像処理部、及び／又は、前記モニタ画像処理部に処理を行わせる画像を、前記保存手段に保存された静止画像から前記信号受信部に入力された画像に戻す第３の制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載した画像投影装置。
前記モニタ画像処理部の出力信号により画像を表示するモニタ画面を投影装置本体に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像投影装置。
前記モニタ画像処理部の出力信号を無線通信によりモニタ画面を有する機器に出力し、
前記モニタ画面を有する機器から制御情報を無線通信により受信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像投影装置。
前記モニタ画像処理部の出力信号を有線通信によりモニタ画面を有する機器に出力し、
前記モニタ画面を有する機器から制御情報を有線通信により受信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した画像投影装置。