JP5407170B2 - プロジェクタ及びプロジェクションシステム - Google Patents

プロジェクタ及びプロジェクションシステム Download PDF

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Description

本発明は、携帯可能なプロジェクタ及び該プロジェクタを有するプロジェクションシステムに関するものである。
2つの異なる角度を有するスクリーンに対して画像投影を行うプロジェクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。このプロジェクタにおいては、投影画像に台形補正を施し、プロジェクタに設けられた反射鏡によりスクリーンの傾斜角度に合わせた投影方向とすることで異なる方向を向いた2つのスクリーンに投影画像の投影を行っている。
特開2006−47890号公報
しかし、上述のプロジェクタにおいては、プロジェクタが取り付けられる画像表示装置に備えられ、傾斜角度が略固定値であるスクリーンに対する投影は可能であるが、このような所定のスクリーン以外の様々な傾斜角度を有する面に対する投影は困難である。
本発明の目的は、複数の異なる角度を有する投影領域に投影画像を適切な状態で投影するプロジェクタ及びプロジェクションシステムを提供することである。
本発明のプロジェクタは、画像記憶部に記憶されている投影画像と前記画像記憶部に記憶されている位置合わせを行うための指標を表示する表示部と、前記表示部に表示された前記投影画像と前記表示部に表示された前記指標とを光源からの光により投影する投影部と、前記投影画像に対する台形補正を指示する指示部と、前記指示部により台形補正の指示がなされた場合前記指標を境界とする前記表示部に表示される前記投影画像のそれぞれに台形補正を施す画像処理部と、前記指標を境界として異なる前記投影画像を前記表示部に表示する場合、前記画像記憶部に記憶されている複数の前記投影画像の内から縦画像を優先的に選択して表示させる制御部と、撮像を行う撮像部と、前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影領域を検出する投影領域検出部と、前記投影画像の投影方向に対して角度の異なる第1面と第2面とに前記投影領域が跨ることを前記投影領域検出部によって検出された場合、前記第1面と前記第2面とにおける前記投影領域の状態を判別する投影領域判別部と、前記投影領域判別部による判別結果に基づいて、前記第1面と前記第2面とに対する前記投影画像の投影を制御する投影制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明のプロジェクタは、画像記憶部に記憶されている投影画像を表示する表示部と、前記表示部に表示された前記投影画像を光源からの光により投影する投影部と、撮像を行う撮像部と、前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影領域を検出する投影領域検出部と、前記投影画像の投影方向に対して角度の異なる第1面と第2面とに前記投影領域が跨ることを前記投影領域検出部によって検出された場合、前記第1面と前記第2面とにおける前記投影領域の状態を判別する投影領域判別部と、前記投影領域判別部による判別結果に基づいて、前記第1面と前記第2面とに対する投影画像の投影を制御する投影制御部とを備えることを特徴とする。
また本発明のプロジェクションシステムは、本発明のプロジェクタと、折り曲げ可能であり折り曲げ部に位置合わせ用のスクリーン指標を備えるスクリーンとを備え、前記投影領域検出部は、前記撮像部により撮像された撮像画像に含まれる前記スクリーン指標に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影領域を検出することを特徴とする。
本発明のプロジェクタによれば、2つの異なる角度を有する投影領域に投影画像を投影可能であり、例えば、部屋の隅において2つの壁面に跨って投影画像を投影することができる。
また、本発明のプロジェクションシステムによれば、プロジェクタ及び自立可能なスクリーンを備え、場所を選ぶことなく容易に投影を行うことができる。
以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。図1は、第1の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。プロジェクタ2はCPU4を備え、CPU4には電源スイッチ6、投影モードの選択、台形補正の指示等を行うマルチセレクタ10、決定ボタン12、投影画像を投影する投影部14、投影画像データを記憶する画像記憶部16、投影画像に所定の処理を施す画像処理部26が接続されている。
投影部14は、光源であるLED18の点灯及び消灯を行う電源制御部20、画像記憶部16から投影画像の画像データを読み出し投影画像を表示するLCOS(反射型液晶素子)22、LCOS22の表示制御を行う表示制御部24を備えている。
図2は、実施の形態に係る投影部の構成を示す図である。投影部14は、画像投影用の光源であるLED18、LED18から射出された光を略平行とするための集光レンズ28、入射した光をP偏光成分の光とS偏光成分の光とに分離する偏光ビームスプリッタ30、投影画像を表示するLCOS22及び投影画像を投影するための投影レンズ32を備えている。なお、偏光ビームスプリッタ30の図2における左面30aには、黒色処理等の無反射処理が施されている。
投影部14においては、LED18から射出された光が集光レンズ28により略平行光とされ、略平行光とされた光は偏光ビームスプリッタ30に入射する。偏光ビームスプリッタ30に入射した光のうち、S偏光成分の光は図2における左方に反射され、偏光ビームスプリッタ30の無反射処理が施された面30aへと向かい、P偏光成分の光は偏光ビームスプリッタ30を透過する。偏光ビームスプリッタ30を透過したP偏光成分の光はLCOS22に入射する。LCOS22に入射したP偏光成分の光は、LCOS22の液晶層を進行し、図示しない反射膜で反射された後、LCOS22の液晶層を逆方向に進行してLCOS22から射出される。LCOS22から射出された光は、偏光ビームスプリッタ30に再度入射する。LCOS22の液晶層は電圧が印加されると、位相板として機能し、P偏光成分の光をS偏光成分の光に変換する。従って、偏光ビームスプリッタ30へ再度入射する光は、S偏光成分とP偏光成分との混合光となっている。偏光ビームスプリッタ30は、再入射された光のうちS偏光成分の光のみを反射し、反射されたS偏光成分の光は投影レンズ32を介してプロジェクタ投影窓34からプロジェクタ2の前方へ投射される。即ち、LCOS22に表示された画像が投影画像として読み出され、プロジェクタ2の前方の投影領域へ投影される。
次に、図3に示すフローチャートを参照して、第1の実施の形態に係るプロジェクタの処理について説明する。電源スイッチ6が操作され、プロジェクタ2の電源が投入されて投影画像の投影が開始されると単画像投影が行われる。即ち、CPU4は画像記憶部16から読み出された1つの投影画像を投影部14を介して投影し、スクリーン、壁等に図4に示すように1つの投影画像の投影を行う(ステップS1)。マルチセレクタ10及び決定ボタン12が操作され2画像投影モードが選択されると(ステップS2)、CPU4は画像記憶部16に記憶されている画像データに縦長である形状を有する縦画像の画像データが含まれているか判別する(ステップS3)。画像記憶部16に縦画像の画像データが記憶されていると判別された場合には縦画像を優先的に選択し、選択された2つの縦画像と、該2つの縦画像の間に境界としての指標36をLCOS22に表示する(ステップS4)。従って、投影領域には図5に示すように2つの縦画像と指標36が投影される。
また、ステップS3において、画像記憶部16に記憶されている投影画像に縦画像の画像データが記憶されていないと判別された場合には、CPU4は、横長である横画像の画像データを選択し、選択された2つの横画像と、該2つの横画像の間に境界としての指標36をLCOS22に表示する(ステップS5)。従って、投影領域には図6に示すように2つの横画像と指標36が投影される。なお、この場合には、2つの横画像の上下はブランク表示または黒表示とされる。
ここで、図7に示すように部屋の隅等の2つの異なった角度を有する投影領域38に、例えば図5に示す投影画像を投影する。この場合には図8に示す歪んだ状態で投影される。この状態で、マルチセレクタ10、決定ボタン12の操作によって台形補正の指示が行われた場合には(ステップS6)、画像処理部26は投影される左右それぞれの縦画像について台形補正を施す(ステップS7)。即ち、図9に示す平面である投影領域42に投影した場合には、図10に示す状態で投影されるように、それぞれの投影画像に対して台形補正が施され、台形補正が施された投影画像がLCOS22に表示される。従って、この台形補正が施された投影画像を2つの異なった角度を有する投影領域38に投影した場合には、投影された指標36と投影領域38の2つの異なった角度を有する面の境界40との位置を手動で合わせることにより、2つの異なった角度を有する投影領域38に投影される投影画像は図5に示す投影状態となる。なお、本実施の形態における台形補正は部屋の隅等に投影することを想定し、投影画像の投影方向に対して、それぞれ45度傾斜した面に対して投影を行うための補正量により台形補正を行う。
なお、ステップS3において画像記憶部16に記憶されている縦画像が1つである場合には図11に示すように縦画像と横画像とを1つずつ表示してもよい。また、このとき縦画像と横画像の間に境界としてのラダー44を表示するようにしてもよい。また、画像記憶部16に記憶されている縦画像がない場合には図12に示すように4つの横画像を投影することもできる。また、このとき左右に表示された2つの横画像の間は境界としてのとしてのラダー44を表示するようにしてもよい。ここで図11、図12はラダー44の左右に投影される投影画像に対して、それぞれ台形補正が施された状態を示すものである。
また、ステップS1において単画像投影を2つの異なった角度を有する面に行う場合に、指標36を単画像の横方向の何れかの位置に表示させ、指標36を境界として左右それぞれに対してそれぞれの投影面の傾斜角度に対応させた台形補正を施すこともできる。このとき、指標36と投影領域38の2つの異なった角度を有する面の境界40との位置を手動で合わせることにより単画像投影においても2つの異なった角度を有する面に投影画像の投影を行うことができる。
第1の実施の形態に係るプロジェクタによれば、2つの異なる角度を有する投影領域に投影画像を投影可能であり、例えば、部屋の隅等の異なる角度を有する面それぞれに異なる投影画像等を投影することができる。
次に、図面を参照して本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、この第2の実施の形態に係るプロジェクタの構成は、第1の実施の形態に係るプロジェクタ2に撮像部を付加したものである。従って、第1の実施の形態と同一の構成についての詳細な説明は省略し、異なる部分のみについて詳細に説明する。また、第1の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。
図13は、第2の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。プロジェクタ46のCPU4には、第1の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成に加えて投影部14による投影領域を撮像する撮像素子等を備える撮像部48が接続されている。
次に、図14に示すフローチャートを参照して第2の実施の形態に係るプロジェクタの処理について説明する。電源スイッチ6が操作され、プロジェクタ46の電源が投入されて投影画像の投影が開始されると単画像投影が行われる。即ち、CPU4は画像記憶部16から読み出された1つの投影画像を投影部14を介して投影し、スクリーン、壁等に図4に示すように1つの投影画像の投影を行う(ステップS11)。次に、CPU4は撮像部48による投影領域の撮像画像から投影領域が角度の異なる2平面に跨っているか否かの判別を行う(ステップS12)。即ち、投影画像が図9に示すように1平面に投影されている場合には投影領域に投影される投影画像が図4に示すように四角形となり、図7に示すように2平面に跨って投影されている場合には角度の異なる2平面の境界部で投影画像が折れるため、投影領域に投影される投影画像が図15に示すように六角形となる。従って、撮像部48により撮像された投影領域の形状から投影領域が角度の異なる2平面に跨っているか否かの判別を行う。
ステップS12において投影画像が1平面に投影されていると判別された場合には単画像投影を継続する(ステップS11)。一方、2平面に投影されていると判別された場合には2つの画像を投影可能であるか判別を行う(ステップS13)。即ち、投影画像が図7に示す投影領域38を構成する角度の異なる2平面の各面に略均等に投影している場合には各面における投影領域の広さが十分であるため、2つの画像を投影できると判別し、図7に示す境界40により分割された投影画像の各面における大きさに所定以上の偏りがある場合には、2つの画像を投影できないと判別する。このとき、投影領域を撮像した撮像画像において、2平面の境界40により各面に分割された投影領域の大きい方の割合が70〜80%以上となった場合に2つの画像を投影できないと判別する。
2つの画像を投影可能であると判別された場合には(ステップS13)、画像記憶部16から2つ目の画像を読み出し(ステップS14)、ステップS11で投影されている投影画像とステップS14で読み出された投影画像のそれぞれに対し画像処理部26により台形補正を施し(ステップS15)、LCOS22上の2平面の境界40に投影される部分を境目として左右にそれぞれに1つずつの投影画像を表示する(ステップS16)。即ち、平面である投影領域42に投影した場合には、図10に示すような状態で投影されるように、それぞれの投影画像に対して台形補正が施された投影画像がLCOS22に表示される。従って、この台形補正が施された投影画像を2つの異なった角度を有する投影領域38に投影された場合には図5に示す投影状態となる。
一方、2つの画像を投影可能ではないと判別された場合には(ステップS13)、画像処理部26はステップS11において投影された投影画像に台形補正を施し(ステップS17)、2平面の境界40により分割された平面のうち、投影領域が大きい側に投影画像を投影するようにLCOS22上に表示し、小さい側はブランク表示または黒表示とする(ステップS18)。このとき、平面である投影領域42に投影した場合には、図16に示す状態で投影されるように、投影画像に対して台形補正が施された投影画像がLCOS22に表示される。従って、この台形補正が施された投影画像を角度の異なる2平面を有する投影領域38に投影した場合には図17に示す投影状態となる。なお、図17において指標36の右側はブランク表示または黒表示としているが、撮像条件、撮像日時等の投影画像に関する情報の表示、他の投影画像のサムネイル表示等を行ってもよい。
また、本実施の形態の台形補正は、撮像画像から検出された投影領域の形状に基づいて補正値を決定して投影画像に施される。
なお、2つの異なる角度を有する面に投影する場合に、そのうちの1つの面がプロジェクタ46の投影画像の投影方向に対して所定の角度以上傾斜していると判別されたときには、投影方向に対して所定の角度以上傾斜していると判別された面は、ブランク表示又は黒表示としてもよい。
第2の実施の形態に係るプロジェクタによれば、2つの異なる角度を有する投影領域に投影画像を投影可能であり、例えば、部屋の隅等の異なる角度を有する面それぞれに異なる投影画像を投影することができる。
次に、図面を参照して本発明の第3の実施の形態に係るプロジェクションシステムについて説明する。なお、この第3の実施の形態に係るプロジェクションシステムに用いるプロジェクタの構成は、第2の実施の形態に係るプロジェクタ46と同一である。従って、第2の実施の形態と同一の構成についての詳細な説明は省略し、異なる部分のみについて詳細に説明する。また、第2の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。
図18は、第3の実施の形態に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。プロジェクションシステム56は、プロジェクタ46、折りたたみ式のスクリーン58を有している。プロジェクションシステム56を構成するスクリーン58は、図18に示すように、折りたたみ式のスクリーンであって、スクリーンの各折り曲げ部に、位置合わせ用のマーク60を有している。このスクリーン58は屏風状の折り曲げ部を有するため、机上等で自立可能である。
次に、図19に示すフローチャートを参照して第3の実施の形態に係るプロジェクションシステムのプロジェクタ46の処理について説明する。マルチセレクタ10及び決定ボタン12が操作されて折りたたみ式のスクリーン58への投影が選択されると(ステップS21)、撮像部48はスクリーン58の撮像を行い、スクリーン58のマーク60の位置を検出する(ステップS22)。CPU4は、検出したマークの位置からスクリーン58を構成する各面の大きさ及び投影画像の投影方向に対する傾きを検出する。次に、CPU4は画像記憶部16から1つの投影画像を読み出し(ステップS23)、投影画像をスクリーン58のそれぞれの面に投影される領域に分割し、検出されたスクリーンの各面の大きさ及び傾きに基づき分割された投影画像に対してそれぞれ台形補正を施し(ステップS24)、LCOS22上に表示する(ステップS25)。そして、図20に示すように投影画像を投影する。
なお、ステップS23において画像記憶部16から複数の投影画像を読み出しスクリーン58の1つの面にそれぞれ1つの投影画像を投影するマルチ画面投影としてもよい。この場合にはステップS22において撮像した撮像画像に基づいて検出したマークの位置からスクリーン58の各面の大きさ及び投影画像の投影方向に対する傾きを検出し、ステップS24〜ステップS25と同様にスクリーン58の各面に投影されるそれぞれの投影画像についてそれぞれ台形補正を施し、LCOS22上に表示する。そして、図21に示すように投影画像を投影する。
上述の第3の実施の形態においてはプロジェクタ46を用いたが、プロジェクタ2を用いることもできる。この場合にはプロジェクタ2は、折りたたみ式のスクリーン58が開かれた場合の面の大きさ、隣り合う面同士がなす角度等のスクリーン58の形状を記憶しておき、その値に基づきスクリーン58のそれぞれの面に投影される投影画像に分割し、分割した投影画像に対して台形補正を施しLCOS22に表示する。また、LCOS22には投影画像と共に位置合わせ用の指標を表示して投影し、指標とスクリーンの折り曲げ部との位置合わせを手動で行う。
また、上述のマルチ画面投影を行う場合にもスクリーン58のそれぞれの面に投影される投影画像を読み出して台形補正を施し、指標と共にLCOS22に表示し、スクリーン58に投影することができる。この場合にも指標とスクリーンの折り曲げ部との位置合わせを手動で容易に行う。
第3の実施の形態に係るプロジェクションシステムによれば、小型で携帯可能なプロジェクタと折りたたみ式のスクリーンを備え、机上等でスクリーンを自立させることができ、壁等の適当な投影領域がない場合でも場所を選ぶことなく投影画像の投影を容易に行うことができる。
なお、上述の各実施の形態において左右方向の台形補正について説明したが、プロジェクタに水平方向センサを設け、上下方向の投影角度を検出することにより補正量を決定し上下方向の台形補正を行ってもよい。
本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る投影部の構成を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタの処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタと投影領域を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタと投影領域を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタの処理を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタにより投影された投影画像を示す図である。 本発明の第3の実施の形態に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。 本発明の第3の実施の形態に係るプロジェクタの処理を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態に係るプロジェクタにより投影画像が投影されたスクリーンを示す図である。 本発明の第3の実施の形態に係るプロジェクタにより投影画像が投影されたスクリーンを示す図である。
符号の説明
2…プロジェクタ、4…CPU、14・・・投影部、18…LED、22…LCOS、30…偏光ビームスプリッタ、32…投影レンズ、36…指標、48…撮像部、58…スクリーン。

Claims (7)

  1. 画像記憶部に記憶されている投影画像と前記画像記憶部に記憶されている位置合わせを行うための指標を表示する表示部と、
    前記表示部に表示された前記投影画像と前記表示部に表示された前記指標とを光源からの光により投影する投影部と、
    前記投影画像に対する台形補正を指示する指示部と、
    前記指示部により台形補正の指示がなされた場合前記指標を境界とする前記表示部に表示される前記投影画像のそれぞれに台形補正を施す画像処理部と
    前記指標を境界として異なる前記投影画像を前記表示部に表示する場合、前記画像記憶部に記憶されている複数の前記投影画像の内から縦画像を優先的に選択して表示させる制御部と、
    撮像を行う撮像部と、
    前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影領域を検出する投影領域検出部と、
    前記投影画像の投影方向に対して角度の異なる第1面と第2面とに前記投影領域が跨ることを前記投影領域検出部によって検出された場合、前記第1面と前記第2面とにおける前記投影領域の状態を判別する投影領域判別部と、
    前記投影領域判別部による判別結果に基づいて、前記第1面と前記第2面とに対する前記投影画像の投影を制御する投影制御部とを備える
    ことを特徴とするプロジェクタ。
  2. 画像記憶部に記憶されている投影画像を表示する表示部と、
    前記表示部に表示された前記投影画像を光源からの光により投影する投影部と、
    撮像を行う撮像部と、
    前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影領域を検出する投影領域検出部と、
    前記投影画像の投影方向に対して角度の異なる第1面と第2面とに前記投影領域が跨ることを前記投影領域検出部によって検出された場合、前記第1面と前記第2面とにおける前記投影領域の状態を判別する投影領域判別部と、
    前記投影領域判別部による判別結果に基づいて、前記第1面と前記第2面とに対する投影画像の投影を制御する投影制御部とを備える
    ことを特徴とするプロジェクタ。
  3. 前記投影領域判別部が前記各面の前記投影領域の状態について、前記第1面に対する前記第2面の比率が所定の値以下であると判別した場合、前記投影制御部は、前記第1面にのみ前記投影画像を投影し、前記第2面には前記投影画像を投影しない
    ことを特徴とする請求項1または2記載のプロジェクタ。
  4. 前記投影制御部は、前記投影領域判別部により判別された前記第1面と前記第2面とに投影される投影画像毎に前記表示部に表示される前記投影画像のそれぞれに台形補正を施す
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のプロジェクタ。
  5. 前記投影制御部は、前記投影領域判別部により判別された前記第1面と前記第2面とに前記投影画像記憶部に記憶されている異なる前記投影画像をそれぞれ投影する
    ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のプロジェクタ。
  6. 前記投影領域判別部が前記各面の前記投影領域の状態について何れかの面が前記投影画像の投影方向に対して所定の角度以上傾いていると判別した場合には、前記投影制御部は、所定の角度以上傾いていると判別された面には前記投影画像を投影しない
    ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のプロジェクタ。
  7. 請求項1〜6の何れか一項に記載のプロジェクタと、
    折り曲げ可能であり、折り曲げ部に位置合わせ用のスクリーン指標を備えるスクリーンとを備え、
    前記投影領域検出部は、前記撮像部により撮像された撮像画像に含まれる前記スクリーン指標に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影領域を検出する
    ことを特徴とするプロジェクションシステム。
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