JP6202382B2 - 画像投影装置 - Google Patents
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Description
上記のように周辺環境の照度に基づいて投影する画像の輝度調整を行うことで、照明環境下でも投影した画像を見る者(以下、観者という)の視認性を向上させるというものである。
しかし、近年、プロジェクタの普及にともない、プロジェクタを設置して利用する設置環境が多様化している。
例えば、外光が差し込む窓が設けられた室内や、照明器具による照度が場所によって異なる室内にプロジェクタを設置する場合もある。
これらのように、上記した観者の視野内の照度と、照度センサで検出する照度とが略同一との前提から逸脱した条件でプロジェクタが設置されると、特許文献1に記載の照度センサでは観者の視野内の照度と極端に異なる照度を検出してしまうおそれがある。
このように観者の視野内の照度と極端に異なる照度を、照度センサで検出してしまうと、被投影対象に画像を投影する際の輝度調整を適切に行えず、観者の視認性を向上させるどころか低下させてしまうおそれもある。
本実施形態のプロジェクタ1は、パソコンやビデオカメラ等から入力される画像データである映像データを基に投影する画像である映像を生成し、その映像を被投影対象であるスクリーン等に投影する画像投影装置である。
また、変調信号に応じて画像形成する空間光変調素子として、DMD(Digital Micro−mirror Device)素子を利用した小型軽量なものも普及し、オフィスや学校だけでなく、家庭でも画像投影装置が利用されようになってきている。
特に、フロント投影タイプのプロジェクタは携帯性が向上し、数人規模の小会議にも使われるようになってきている。
近年では、投影機構部の性能が向上し、投影距離が1〜2mで投影サイズが60inch〜80inchを達成できるプロジェクタが主流となってきている。このため、従来の投影距離が長いプロジェクタは、被投影対象であるスクリーン等に対し、会議机等の後ろの方に配置していたが、近年のプロジェクタは、会議机の前側に配置し、プロジェクタの後ろ側の空間を自由に使用できるようになってきている。
図1は、本実施形態に係る画像投影装置であるプロジェクタ1の外観説明図であり、図1(a)が斜め上方から見た外観斜視図、図1(b)が図1(a)に示すプロジェクタ1の投影状態を図中右側から見た右側面図である。
本実施形態のプロジェクタ1は、入力画像信号を変換した変調信号に応じて画像形成する空間光変調素子としてのDMD素子を画像生成部に設けたフロント投影タイプのプロジェクタである。このように入力画像信号を変換した変調信号に応じて画像形成する画像生成部にDMD素子などの空間光変調素子を用いることで、画像生成部を備えたプロジェクタ1を小型軽量に構成することが可能となる。
プロジェクタ1の上面(設置面の反対側)には、プロジェクタ1の操作者であるユーザがプロジェクタ1を操作するための操作ボタン等の操作部11が設けられている。また、図1(b)に示すように、投射レンズ15の銅鏡部の上部には、スクリーン200に映し出されている投影画像を拡大したり、縮小したりするズームレバー12が設けられている。
図2(a)、(b)、及び図3に示すように、投影機構部50は、光源21の光をDMD素子33に導く照明光学部20と、光源21からの光を用いて画像を生成する画像生成部30と、投影画像を投射する投射光学装置としての投射光学部40とを有している。
そして、図3の矢印で示すように、2枚のリレーレンズ24を透過する際に光の軸上色収差が補正されつつ集光され、画像生成部30の平面ミラー31、凹面ミラー32により反射され、DMD素子33の画像生成面上に結像される。
具体的には、DMD素子33の画像生成面に対して平行に進む光源21からの光を、平面ミラー31、凹面ミラー32でDMD素子33の画像生成面に向けて折り返して、DMD素子33の画像生成面に照射する。DMD素子33の画像生成面には、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列されており、DMD素子33の各マイクロミラーは、鏡面をねじれ軸周りに所定角度傾斜させることができ、「ON」と「OFF」の2つの状態を持たせることができる。
したがって、各マイクロミラーを個別に駆動することにより、入力画像信号(データ)を変換した変調信号に応じて、画素ごとに光の投射を制御することができ、画像を生成することができる。
なお、OFF光板(不図示)に向けて反射された光は、熱となって吸収され外側の空気の流れで冷却される。
なお、本実施例のプロジェクタ1では、スクリーン200までの距離を検知する距離センサ(不図示)を有し、この距離センサで検知した距離、又は操作部11の焦点調整ボタン(不図示)を操作して焦点調整レンズ群を焦点モータ(不図示)で移動させて調整する。また、ズーム調整に関しては、ズームレバー12を摘んで回転させることで、ズーム調整レンズ群を移動させて調整するか、操作部11のスーム調整ボタン(不図示)を操作してズーム調整レンズ群をズームモータ(不図示)で移動させて調整する。
また、図4にお1点鎖線:Lvで示した線は、上置きの場合の投影機構部50における基準水平面を示している。
なお、次に説明する従来例と、後述する複数の実施例において、同一の装置や構成部材、及び同様な機能を有した構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の名称で呼称するとともに、同一の符号を付して説明する。
従来のプロジェクタ1の構成の一例である従来例について、図を用いて説明する。
図5は、本従来例のプロジェクタ1を上置き配置した場合の問題点の説明図である。
具体的には、図5に示すようにプロジェクタ1の設置面の反対側であるプロジェクタ1の上面の略中央に照度センサ16を設けている。
しかし、上記したように画像投影装置であるプロジェクタの普及にともない、プロジェクタを設置して利用する設置環境が多様化している。このため、本従来例のプロジェクタ1では、照度センサ16の検出結果に基づいたスクリーン200等に投影する画像の輝度調整を適切に行えず、観者の視認性を向上させるどころか低下させてしまう場合があった。
このため、図5に示すように、外光が差し込む窓301が設けられた設置環境では、設置位置によってはプロジェクタに具備した照度センサ16に外光が差し込み、観者の視野内の照度よりも高い照度を照度センサ16で検出してしまう場合があった。このように観者の視野内の照度よりも高い照度を照度センサ16で検出してしまうと、スクリーン200等に画像を投影する際の輝度を高くしずぎて、観者の視認性を向上させるどころか、まぶしすぎて観者の視認性を低下させしまう。
また、窓301から差し込む外光等の外乱による、不適切な照度センサ16による周辺環境の照度検出とは異なり、蛍光灯302等の照明器具による照度が場所によって異なる室内にプロジェクタ1を設置した場合にも、同様な不具合が発生する場合もある。
上記のように本参考例のプロジェクタ1では、観者の視野内の照度と極端に異なる照度を照度センサ16で検出してしまうと、スクリーン200等に画像を投影する際の輝度調整を適切に行えず、観者の視認性を向上させるどころか低下させてしまう場合があった。
本実施形態のプロジェクタ1の実施例1について、図を用いて説明する。
図6は、本実施例の照度センサ16を取り付けるセンサリング17の説明図、図7は、本実施例の照度センサ16を取り付けたセンサリング17の回転位置の説明図、図8は、本実施例のプロジェクタ1で画像投影を開始するまでのフローの説明図である。図9は、本実施例のプロジェクタ1における制御系のブロック図である。
よって、設置状況に応じた照度センサ16による照度の検出、及びスクリーン200に投影する画像の輝度調整を、従来よりも適切に行えるプロジェクタ1を提供できる。
また、パソコンから入力するビデオ信号等に応じた画像を生成する画像生成部30を備えたプロジェクタ1においても、設置状況に応じた照度センサ16による照度の検出、及びスクリーン200に投影する画像の輝度調整を、従来よりも適切に行える。
照度センサ16を設ける位置は、投射レンズ15の銅鏡部に限定されるものではないが、プロジェクタ1のケースから突出した突出した部分に設けることで、次のような効果を奏することができる。プロジェクタ1における照度センサ16の位置及び向き(位置や向き)を容易に変更でき、設置状況により適した照度を照度センサで検出して、必要に応じた適切な輝度調整を行って画像を投影することができる。
また、照度センサ16を360度回転可能なセンサリング17に設けることで、設置状況に合わせて変更する照度センサ16の位置及び向きの変更範囲を広くでき、設置状況により適した照度を照度センサで検出できる。したがって、必要に応じたより適切な輝度調整を行って画像を投影することができる。
なお、センサリング17は、上記したズームレバー12を設けた可動部分とは別体に設けられるとともに、センサリング17のギア部に噛み合うギアヘッド18を電動で駆動、又は手動で回転させることができる。
次に、図8及び図9を用いて、本実施例のプロジェクタ1における照度センサ16の位置や向きを変更して、変更した位置や向きで照度センサ16による周辺環境の照度の検出結果に応じて行う投影画像の輝度調整の基本的な流れについて説明する。
投影スタンバイ(S101)に移行すると、図6に示したギアヘッド18を駆動して、照度センサ16が設けられたセンサリング17を回転駆動し、センサリング17の回転にともなって周辺環境の照度の検出を所定の回転角度毎に行う。そして、スクリーン200に向いた観者の視野内の照度に近い周辺環境の照度を検出できる最適センサ位置をさがす。つまり、ギアヘッド18を駆動してセンサリング17を回転させて、照度センサ16による周辺環境の照度の最適センサ位置をセンシングする(S102)。
その後、最適センサ位置での照度センサ16の検出結果が、予め定めた複数の環境照度区分の内、どの環境照度区分に含まれるか判断する。つまり、照度センサ16による周辺環境の照度の最適センサ位置をセンシングした後(S102)、設置状況に応じて環境照度区分を選択する(S103)。
そして、センシングした最適センサ位置での照度センサ16の検出結果から選択した環境照度区分に応じた電力値に、光源21に供給する電力量を変化させて、スクリーン200に投影する画像の輝度調整を行い、画像投影を開始する(S104)。
なお、各環境照度区分に応じた光源21に供給する電力量の電力値は、上記のような実験に基づいて定められており、プロジェクタ1による投影画像が周辺環境から受ける影響を反映した観者の視認性を向上させることができる電力値が定められている。また、環境照度区分を定める時のプロジェクタ1における照度センサ16の位置及び向きは、複数の設置環境における観者の視野内の照度に最も近い照度を検出できる位置及び向きに照度センサ16を移動させた場合のものである。
図9に示すように、本実施例のプロジェクタ1には、少なくとも次のような制御部を備えている。
この本体制御部110は、外部通信I/F180を介してパソコン等の外部機器から入力された映像等の入力画像信号等を含む信号や、操作部11から入力され、操作制御部120から受取った信号等に基づいて、各制御部を介してプロジェクタ1の動作を制御する。また、検知制御部160から受取った各センサに基づいて、ROM/RAM112や不揮発性メモリ113に格納した所定のプログラムやデータテーブルを用いて演算を行い、各部(各制御部)を制御する。
変調制御部131は、パソコン等の外部機器から入力した入力画像信号を本体制御部110の制御信号に基づき、照明制御部132に伝達する制御信号や画像形成制御部133に伝達する変調信号及び制御信号に変換する信号変調部を制御して各制御部に伝達する。
照明制御部132は、変調制御部131から伝達された制御信号に基づき光源21やカラーホイール22の駆動を制御する。
画像形成制御部133は、変調制御部131から伝達された変調信号及び制御信号に基づき、画像生成部30のDMD素子33の動作を制御する。
給排気部を制御する給排気制御部170は、本体制御部110の検知制御部160から受取った各検知信号に基づて演算した各送風ファン等の制御信号に応じて、各送風ファンの回転を制御するとともに、監視する。
電源を制御する電源制御部190は、メインスイッチのオン/オフに応じて商用電源側(コンセント側)の電源への入力を制御する。また、操作制御部120(操作部11)からの操作信号に基づいた本体制御部110からの制御信号に応じて、各部への電力供給のオン/オフを制御する。
次に、本実施例のプロジェクタ1の周辺環境の照度の検出を行う際の照度センサ16の位置や向きの検知、検知した位置や向きへの照度センサ16の移動、及び照度センサ16の検出結果に基づいて行う投影画像の輝度調整に係る複数の方法について説明する。
そして、上記したように照度センサ16を設けたセンサリング17は、そのギア部に噛み合うギアヘッド18を電動で駆動、又は手動で回転させることができる。
本実施例のプロジェクタ1では、照度センサ16による周辺環境の照度の最適センサ位置を検知する方法は、上記したギアヘッド18を駆動して照度センサ16による最適センサ位置を検知する方法に限らず、操作者であるユーザに判断してもらっても良い。
次に周辺環境の照度の最適センサ位置をユーザに判断してもらって、判断してもらった最適センサ位置での照度センサ16の検出値に基づいて、投影画像の輝度調整を行う方法である第1方法について説明する。
この第1方法では、ユーザにより照度センサ16による最適センサ位置を判断してもらう場合には、まず、スクリーン200に投影する画像の輝度が、所定の輝度になるような電力を光源21に供給してテストパターン等をスクリーン200に投影する。ユーザは、観者のスクリーン200側を向いた視野内の照度に近い照度となっている、側壁面や天井面や床面の位置(以下、最適対象位置という)、又はプロジェクタ1の投射レンズ15の銅鏡部のセンサリング17の位置である最適センサ位置を判断する。その後、ユーザはセンサリング17を掴んで回転、又は操作部11を操作してギアヘッド18を駆動してセンサリング17を回転させ、最適対象位置の照度を検知できる位置、つまり最適センサ位置に照度センサ16を移動させる。
ユーザが照度センサ16による周辺環境の照度の検出方法やプロジェクタ1の操作に精通している場合には、この第1方法が最も効率良く照度センサ16を最適センサ位置まで移動させて、スクリーン200への画像の投影を開始することができる。
また、投射制御部134は、投射レンズ15の銅鏡部におけるセンサリング17のホームポジション位置情報を保持しており、センサリング17が回転しても、ホームポジション位置からの差分角度を算出できる。このため、投射レンズ15の銅鏡部におけるセンサリング17の絶対位置(角度)を指定して回転させるこができるとともに、ユーザがセンサリング17を掴んで回転させた場合でも、センサリング17のホームポジション位置からの差分角度が算出できる。
上記した第1方法は、ユーザが照度センサ16による周辺環境の照度の検出方法やプロジェクタ1の操作に精通していることを前提としている。
しかし、ユーザが照度センサ16による周辺環境の照度の検出方法やプロジェクタ1の操作に精通しているとは限らないため、本実施例のプロジェクタ1では、上記した第1方法に加え、次のような第2方法も選択できるように構成した。
この第2方法では、図8に示したようにギアヘッド18を駆動して照度センサ16による最適センサ位置をセンシングし、センシングした最適センサ位置で検知した周辺環境の照度に基づいて投影画像の輝度調整を行う。
この位置データテーブルは、本体制御部110の不揮発性メモリ113内に格納されており、センシングを開始する際にROM/RAM112内にロードされる。そして、センシングした際に検出した照度センサ16の各検出値の検出パターンと、ROM/RAM112内に格納されたセンサ位置決定プログラムにより比較される。このようにパターンマッチング(パターンを比較)することで、センシングした際に検出した検出パターンに最も近い、位置データテーブル内のセンサ位置パターンにおける最適センサ位置を、設置環境における最適センサ位置と判断する。
このように照度センサ16による最適センサ位置をセンシングすることで、照度センサの位置や向きが設置位置や姿勢で規定されてしまう従来の画像投影装置よりも、設置状況に応じた照度センサによる照度の検出を適切に行なえる。
また、照度センサ16による周辺環境の照度の検出方法やプロジェクタ1の操作に精通していないユーザ(以下、一般ユーザという)が、設置を行う場合であっても、従来の画像投影装置よりも、設置状況に応じた照度センサによる照度の検出を適切に行なえる。
上記した第2方法では、一般ユーザが設置を行う場合であっても、従来の画像投影装置よりも、設置状況に応じた照度センサ16による周辺環境の照度の検出を適切に行なえる。
しかし、プロジェクタを設置して利用する設置環境が多様化しているため、上記したパターンマッチングする方法でも、最適センサ位置を適切に判断できなかったり、判断した最適センサ位置が現実の最適センサ位置から大きく異なったりする場合がある。
そこで、この第3方法では、センシングした際の検出パターンが位置データテーブルに格納したいずれのセンサ位置パターンとも所定の誤差範囲内で整合しない場合、次のような回転位置でセンサリング17の回転を自動停止させる。そして、センサリング17の回転を自動停止させた後は、センサリング17の回転位置(照度センサ16の位置及び向き)の補正を、操作者であるユーザにより行う構成も備えた。
そこで、センサリング17を回転させて照度センサ16でセンシングを行って検出した照度が高い検出位置でセンサリング17を自動的に停止させるた後、センサリング17を任意の位置に回転可能に構成した。このような照度センサ16の位置及び向きでセンサリング17を自動的に停止させることで、検出した照度が高い位置及び向きを基準として、以降の照度センサの位置や向きを手動で補正する際の操作性を高め、且つ、直感的な補正操作が可能となる。
上記したパターンマッチングする第3方法では、照度センサ16の最適センサ位置への移動が困難な場合であっても、一般ユーザの照度センサ16の最適センサ位置への補正操作を容易にできる。
ここで、本実施例のプロジェクタ1は、パソコン等の外部機器から入力される映像信号等の入力画像信号に応じて、スクリーン200に画像を投影していおり、長時間に亘って画像投影を行う場合が多い。つまり、本実施例のプロジェクタ1は、スクリーン200に投影する画像を生成する画像生成部30を備えており、長時間に亘って画像投影を行う場合が多い。
そして、画像投影を行っている間に周辺環境の照度が変化する場合がある。
そこで、この第4方法では、画像投影を行っている間にも所定時間間隔で照度センサ16による周辺環境の照度の検出を行って、所定時間間隔で光源21に供給する電力量を補正することにした。
この第4方法を用いることで、設置状況、及び周辺環境の照度の変化に応じた、投影画像の輝度調整を光源21に供給する電力量で行えるため、ユーザなどの操作者の利便性を高めつつ、プロジェクタ1の省エネ化に寄与できる。
まず、プロジェクタ1では、上記した第2方法、つまり、照度センサ16による最適センサ位置をパターンマッチングにより検知し、この最適センサ位置で検知した周辺環境の照度に基づいて投影画像の輝度調整を行う方法を既定の方法としている。また、この第2方法を用いて所定誤差範囲内でのパターンマッチングができない場合に第3方法を用いるか否かを選択ができるように構成している。
また、第2方法に換えて選択できる第1方法は、上記したように、ユーザが照度センサ16による周辺環境の照度の検出方法やプロジェクタ1の操作に精通している場合に、最も効率良く、スクリーン200への画像の投影を開始することができる方法である。
そして、第2方法を用いる場合、第2方法に加えて第3方法を用いる場合、及び第1方法を用いる場合の後に、加えて第4方法を行うか否かを選択ができるように構成している。
ここで、プロジェクタ等の画像投影装置を利用する一般的な会議室等の照明環境下での画像投影装置の周辺環境の照度は400[Lx]〜624[Lx]の範囲である。このため、本実施例のプロジェクタ1では、400[Lx]〜624[Lx]の範囲の照度を照度センサ16で検出した場合を第2環境照度区分として定めて、光源21に供給する電力値を225[W]と対応付けている。すなわち、照度センサ16で400[Lx]〜624[Lx]の範囲の照度を検出した場合に第2環境照度区分を選択し、この第2環境照度区分に応じて、投影に用いる光源21に供給する電力量を補正する電力補正値として225[W]の電力値を定めている。
なお、本実施例のプロジェクタ1の光源21として用いた高圧水銀ランプは、供給される電力量が、170[W]未満では、ランプの発光が不安定になるおそれがあるため、上記4つの環境照度区分に、それぞれ電力補正値としての電力値を割り振っている。
設置状況に応じた照度センサ16による照度の検出、及びスクリーン200に投影する画像の輝度調整を、従来よりも適切、且つ、省電力で行えるプロジェクタ1を提供できる。
また、従来よりも、観者の視認性を向上させることができる、つまり、画像劣化の少ないプロジェクタ1を提供できる。
例えば、画像生成部を備えていないオーバーヘッドプロジェクタ(OHP)等の画像投影装置にも適用可能である。このようにオーバーヘッドプロジェクタ等の画像投影装置に本発明を適用することで、画像生成部を備えていない画像投影装置でも、設置状況、及び周辺環境の照度の変化に応じた、被投影対象に投影する画像の輝度調整を行える。そして、設置状況、及び周辺環境の照度の変化に応じた、投影する画像の輝度調整を光源に供給する電力量で行えるため、ユーザなどの操作者の利便性を高めつつ、オーバーヘッドプロジェクタ等の画像生成部を備えていない画像投影装置の省エネ化に寄与できる。
本実施形態のプロジェクタ1の実施例2について、図を用いて説明する。
図10は、本実施例のプロジェクタ1の配置についての説明図であり、図10(a)が下置きした場合の側面図、図10(b)が下置きした場合の斜視図、図10(c)が上置きした場合の斜視図、図10(d)が上置きした場合の側面図である。図11は、本実施例のプロジェクタ1で画像投影を開始するまでのフローの説明図、図12は、本実施例の照度センサ16を取り付けたセンサリング17の回転位置の説明図である。
また、本実施例のプロジェクタ1の基本的な構成も、上記したように下置きすることに係る点を除くと、実施例1のプロジェクタと同様である。したがって、上記した実施例1と同様な構成、及びその作用・効果については、適宜、省略して説明する。また、同一の構成部材、又は同様な機能を果す構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
そして、蛍光灯302等の照明器具と被投影対象であるスクリーン200との位置関係も異なってくる。
これらのため、従来のプロジェクタよりもスクリーン200に向いた観者の視野内の照度に近い周辺環境の照度を照度センサ16で検出できるものの、上置きした場合よりも離れた(精度の低い)照度を検出してしまうおそれがある。
また、各環境照度区分に応じた光源21に供給する電力量を補正する電力量補正値である電力値も異ならせる必要が生じる。
加えて、上記した実施例1に記載した投影画像の輝度調整を行う第2方法のように、照度センサ16による最適センサ位置をセンシングする方法で用いるセンサ位置パターンも異なってくる。
なお、本体上下姿勢センサを用いずに、操作部11に上下姿勢選択ボタン等を設けて設置時に選択するように構成しても良い。
次に、本実施例のプロジェクタ1における照度センサ16の最適センサ位置のセンシングを行い、最適センサ位置で照度センサ16による周辺環境の照度の検出結果に応じて行う投影画像の輝度調整の基本的な流れについて、図9及び図11を用いて説明する。
なお、上記したように操作部11に上下姿勢選択ボタン等を設けて設置時に選択し、操作制御部120から、上置きか下置きかの判別信号を本体制御部110に送信する。そして、判別信号を受取った本体制御部110で、プロジェクタ1の設置姿勢が上置きか下置きを手動で認識(判断)するように構成しても良い。
その後、最適センサ位置での照度センサ16の検出結果が、予め定めた複数の環境照度区分の内、どの環境照度区分に含まれるか本体制御部110で認識(判断)する。つまり、照度センサ16による周辺環境の照度の最適センサ位置をセンシングした後(S203)、設置状況に応じて本体制御部110で環境照度区分を選択する(S204)。
具体的には、上記したパターンマッチングする方法でも、上置きした場合よりも、最適センサ位置を適切に判断できなかったり、判断した最適センサ位置が現実の最適センサ位置から大きく異なったりするするおそれが高い。このため、環境照度区分を選択するための照度センサ16の検出値を、上置きした場合よりも離れた照度を検出してしまうおそれがある。
このように上置きした場合よりも離れた照度を検出してしまうと、必然的に上置きした場合よりも、投影画像の輝度調整が適切に行えなくなってしまう。
そこで、本実施例のプロジェクタ1には、上記した実施例1のプロジェクタの投影画像の輝度調整を行う第1方法から第4方法に加え、次の第5方法を設けた。
しかし、図12(b)に示すように下置きの場合は、蛍光灯302とプロジェクタ1との位置関係が近くなるため、蛍光灯302による照明光がプロジェクタ1に至近距離から当たったり、プロジェクタ1のケースで遮られたりする。これらのため、上置きした場合よりも、スクリーン200に向いた観者の視野内の照度に近い周辺環境の照度を照度センサ16で検出することが困難になるおそれがある。
このような場合には、ユーザによる照度センサ16の位置や向き、つまりセンサリング17の回転位置の補正が必要となる。しかし、不適切な位置でセンサリング17の回転が停止してしまうと、一般ユーザにとっては、センサリング17がホームポジション位置にある場合よりも、センサリング17の回転位置の補正が困難になってしまう。
また、上置き又は下置きの条件に基づき、あらかじめ規定した仮の位置や仮の向きに変更されて自動的に停止するので、手動で照度センサ16の位置や向きを補正する場合の画像投影を開始するまでの設置作業に要する時間を短縮することができる。
本実施形態のプロジェクタ1の実施例3について説明する。
本実施例のプロジェクタ1は、上記した実施例1、2と次の構成に係る点のみ異なる。
また、ビデオ映像等の動画を投影している場合には、グラフや写真等の静止画を投影している場合に比べて、投影画像の輝度の変化が大きくなる傾向がある。
そこで、本実施例では、投影画像の輝度調整を行う際に、入力画像信号の輝度成分も利用するとともに、画像投影を行っている間、所定時間間隔で照度センサ16による周辺環境の照度の検出と、入力画像信号の輝度成分の抽出とを行うことにした。そして、所定時間間隔で光源21に供給する電力量を補正することにした。
そして、投影画像の輝度調整を行う際に、入力画像信号を画像投影して照度センサ16により検出した周辺環境の照度の検出値から選択した環境照度区分と、抽出した入力画像信号の輝度成分とに応じて、光源21に供給する電力量を補正する電力量補正値を求める。この求めた電力量補正値である電力値に、光源21に供給する電力量を補正することで、投影画像の輝度調整を行う。
また、上記投影画像の輝度調整を所定時間間隔で行う。すなわち、所定時間間隔で周辺環境の照度センサ16による検知と、入力画像信号の輝度成分の抽出とを行い、照度センサ16の検出値から選択した環境照度区分と入力画像信号の輝度成分とに応じた、光源21に供給する電力量の補正を所定時間間隔で行う。
そして、電力補正データテーブルのレコードとして、複数の入力画像信号に基づいて画像投影を行った実験の際に、測定した照度センサの検出結果(検出照度)と、この検出結果から定めた複数の環境照度区分とを格納する。また、各環境照度区分を定めた際の入力画像信号の輝度成分と、各環境照度区分と各入力画像信号の輝度成分とに応じた光源21に供給する電力量を補正する電力量補正値である電力値も上記レコードに格納する。
周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じた、投影画像の輝度調整を光源に供給する電力量で行えるため、ユーザなどの操作者の利便性を高めつつ、プロジェクタ1の省エネ化に寄与できる。
また、周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じて輝度調整が行えるため、観者の視認性をより高めることが可能となる。
本実施形態のプロジェクタ1の実施例4について説明する。
本実施例のプロジェクタ1は、上記した実施例1乃至3と投影する画像の輝度調整の方法に係る点のみ異なる。具体的には、実施例1乃至3のように投影画像の輝度調整を光源21に供給する電力量を補正して行うのではなく、入力画像信号の輝度成分を補正することで行うことに係る点である。したがって、上記した実施例1乃至3と同様な構成、及びその作用・効果については、適宜、省略して説明する。また、同一の構成部材、又は同様な機能を果す構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
そして、本実施例のプロジェクタ1は、実施例3のプロジェクタと同様に、パソコン等の外部機器から入力される映像信号等の入力画像信号に応じて、画像生成部30で生成してスクリーン200に投影しているため長時間に亘って画像投影を行う場合が多い。
また、ビデオ映像等の動画を投影している場合には、グラフや写真等の静止画を投影している場合に比べて、投影画像の輝度の変化が大きくなる傾向がある。
そこで、本実施例では、投影画像の輝度調整を行う際に、入力画像信号の輝度成分も利用するとともに、画像投影を行っている間、所定時間間隔で照度センサ16による周辺環境の照度の検出と、入力画像信号の輝度成分の抽出とを行うことにした。そして、所定時間間隔で入力画像信号の輝度成分を補正することにした。
そして、投影画像の輝度調整を行う際に、入力画像信号を画像投影して照度センサ16により検出した周辺環境の照度の検出値から選択した環境照度区分と、抽出した入力画像信号の輝度成分とに応じて、入力画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正値を求める。この求めた輝度成分補正値に、新たに入力する入力画像信号の輝度成分を補正することで、投影画像の輝度調整を行う。
本実施例で用いる投影画像の輝度調整を行う際に用いる輝度補正データテーブルには、検出照度のフィールドと、環境照度区分のフィールドと、輝度成分のフィールドと、輝度成分補正値のフィールドとを有している。
そして、輝度補正データテーブルのレコードとして、複数の入力画像信号に基づいて画像投影を行った実験の際に、測定した照度センサの検出結果(検出照度)と、この検出結果から定めた複数の環境照度区分とを格納する。また、各環境照度区分を定めた際の入力画像信号の輝度成分と、各環境照度区分と各入力画像信号の輝度成分とに応じた、新たに入力する入力画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正値も上記レコードに格納する。
また、選択した環境照度区分と抽出した入力画像信号の輝度成分とを、上記した輝度補正データテーブルの各レコードに格納された値と比較して、対応するレコードを特定し、特定したレコードの輝度成分補正値のフィールドに格納された輝度成分補正値を抽出する。そして、新たに入力する入力画像信号の輝度成分を、輝度補正データテーブルから抽出した輝度成分補正値に補正することで、所定時間間隔での投影画像の輝度調整を行う。
周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じた、投影する画像の輝度調整を入力画像信号の輝度成分の補正で行えるため、ユーザなどの操作者の利便性を高めることができる。
また、周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じて輝度調整が行えるため、観者の視認性をより高めることが可能となる。
(態様A)
周辺環境の照度を検出する照度センサ16などの照度センサを有し、スクリーン200などの被投影対象に投影する画像の輝度調整を、前記照度センサの検出結果に基づいて行うプロジェクタ1などの画像投影装置において、前記照度センサは、センサリング17の回転位置による照度センサの位置や向きなどの当該画像投影装置における位置と照度を検出する際の向きの少なくともいずれか一方が変更可能であることを特徴とするものである。
画像投影装置における照度センサの位置や向きを変更することができるので、照度センサの位置や向きが設置位置や姿勢で規定されてしまう従来の画像投影装置よりも、設置状況に応じた照度センサによる照度の検出を適切に行なえる。すなわち、従来のプロジェクタよりも、被投射対象に向いた観者の視野内の照度に近い周辺環境の照度の検出が可能となる。したがって、従来の画像投影装置よりも、投影する画像の輝度調整を適切に行える。
よって、設置状況に応じた照度センサによる照度の検出、及び被投影対象に投影する画像の輝度調整を、従来よりも適切に行える画像投影装置を提供できる。
(態様A)において、照度センサ16などの前記照度センサは、プロジェクタ1などの当該画像投影装置のケースなどの筐体から突出した投射レンズ15の銅鏡部分などの部分に設けられていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至4)について説明したように、次のような効果を奏することができる。
画像投影装置の筐体から突出した部分に照度センサを設けることで、画像投影装置における照度センサの位置や向きを容易に変更でき、設置状況により適した照度を照度センサで検出して、必要に応じた適切な輝度調整を行って画像を投影することができる。
(態様A)又は(態様B)において、照度センサ16などの前記照度センサは、周辺環境に適した照度検出が行えるように、照度センサが360度回転可能に設けられていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至4)について説明したように、次のような効果を奏することができる。
設置状況に合わせて変更する照度センサの位置や向きの変更範囲を広くでき、設置状況により適した照度を照度センサで検出して、必要に応じたより適切な輝度調整を行って画像を投影することができる。
(態様A)乃至(態様C)いずれかにおいて、照度センサ16などの前記照度センサは、プロジェクタ1などの当該画像投影装置の筐体から突出した投射レンズ15などの投射レンズの銅鏡部に設けらていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至4)について説明したように、次のような効果を奏することができる。
投射レンズの銅鏡部に回転可能に取り付けたセンサリング17などに設けることができ、照度センサの向きを手動で変更する際の操作性を高めつつ、直感的な変更操作を可能にするとともに、(態様C)のように360度回転可能に設けることも容易となる。
(態様A)乃至(態様D)いずれかにおいて、照度センサ16などの前記照度センサは、プロジェクタ1などの当該画像投影装置の設置状態が、テーブルなどの設置面の上に置く上置きの場合と吊り下げ器具や天井などの設置面の下に置く下置きの場合のいずれかに応じて、仮の位置や仮の向きに変更されて自動的に停止することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例2(又は4)について説明したように、次のような効果を奏することがえきる。
上置き又は下置きの条件に基づき、あらかじめ規定した仮の位置や仮の向きに変更されて自動的に停止するので、手動で照度センサの位置や向きを補正する場合の画像投影を開始するまでの設置作業に要する時間を短縮することができる。
(態様A)乃至(態様E)いずれかにおいて、照度センサ16などの前記照度センサは、プロジェクタ1などの当該画像投影装置における位置や向きが変更されて、検出した照度の高い位置や向きで自動的に停止させられた後、任意の位置や向きに変更可能に設けられていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至4)について説明したように、次のような効果を奏することができる。
木漏れ日などの複雑な外乱等が生じ、パターンマッチング等での照度センサの最適センサ位置への移動が困難な場合、検出した照度の高い位置を基準として、以降の照度センサの位置や向きを手動で補正する際の操作性を高め、且つ、直感的な補正操作が可能となる。
(態様A)乃至(態様F)いずれかにおいて、パソコンやDVDプレーヤから入力するビデオ信号などの入力画像信号に応じてスクリーン200などの被投影対象に画像を投影することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至4)について説明したように、次のような効果を奏することができる。
画像生成部30などの画像生成部を備えたプロジェクタ1などの画像投影装置においても、設置状況に応じた照度センサ16などの照度センサによる照度の検出、及びスクリーン200などの被投影対象に投影する画像の輝度調整を、従来よりも適切に行える。
(態様G)において、パソコンやDVDプレーヤから入力するビデオ信号などの前記入力画像信号に応じてDMD素子などの空間光変調素子により光源21などの光源からの入射光を変調し、投射光学部40などの投射光学装置を通して画像をスクリーン200などの被投影対象に画像を投影することを特徴とするものである。
これによれば、上記実施例1(乃至4)について説明したように、画像生成部30などの画像生成部を備えたプロジェクタ1などの画像投影装置を小型軽量に構成することが可能となる。
(態様A)乃至(態様H)いずれかにおいて、前記輝度調整は、予め複数の画像を投影した際に測定した照度センサ16などの前記照度センサの検出結果から定めた複数の環境照度区分と、各環境照度区分に応じて投影に用いる光源21などの光源に供給する電力量を補正する電力値などの電力量補正値とを用いて行われ、前記照度センサによる周辺環境の照度の検出を所定時間間隔で繰り返し、前記照度センサの検出値から選択した前記環境照度区分に応じた前記電力量補正値を用いて、前記所定時間間隔で前記光源に供給する電力量を補正することで行われることを特徴とするものである。
設置状況、及び周辺環境の照度の変化に応じた、投影する画像の輝度調整を光源に供給する電力量で行えるため、ユーザなどの操作者の利便性を高めつつ、プロジェクタ1などの画像投影装置の省エネ化に寄与できる。
また、画像生成部30などの画像生成部を備えた画像投影装置に限らず、オーバーヘッドプロジェクタなどの画像生成部を備えていない画像投影装置でも、設置状況、及び周辺環境の照度の変化に応じた、被投影対象に投影する画像の輝度調整を行える。
(態様G)又は(態様H)において、前記輝度調整は、予め複数の入力画像信号に基づいた画像を投影した際に測定した照度センサ16などの前記照度センサの検出結果から定めた複数の環境照度区分と、各環境照度区分を定めた際に抽出した入力画像信号の輝度成分と、各環境照度区分と入力画像信号の輝度成分とに応じて投影に用いる光源21などの光源に供給する電力量を補正する電力値などの電力量補正値とを用いて行われ、前記照度センサによる周辺環境の照度の検出と、入力画像信号の輝度成分の抽出とを所定時間間隔で繰り返し、前記照度センサの検出値から選択した環境照度区分と、抽出した入力画像信号の輝度成分とに応じた電力量補正値を用いて、前記所定時間間隔で前記光源に供給する電力量を補正することで行われることを特徴とするものである。
周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じた、投影画像の輝度調整を光源に供給する電力量で行えるため、ユーザなどの操作者の利便性を高めつつ、プロジェクタ1などの画像投影装置の省エネ化に寄与できる。
また、周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じて輝度調整が行えるため、観者の視認性をより高めることが可能となる。
(態様G)又は(態様H)において、前記輝度調整は、予め複数の入力画像信号に基づいた画像を投影した際に測定した照度センサ16などの前記照度センサの検出結果から定めた複数の環境照度区分と、各環境照度区分を定めた際に抽出した入力画像信号の輝度成分と、各環境照度区分と入力画像信号の輝度成分とに応じて入力画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正値とを用いて行われ、前記照度センサによる周辺環境の照度の検出と、入力画像信号の輝度成分の抽出とを所定時間間隔で繰り返し、前記照度センサの検出値から選択した環境照度区分と、抽出した入力画像信号の輝度成分とに応じた輝度成分補正値を用いて、前記所定時間間隔で入力画像信号の輝度成分を補正すことで行われることを特徴とするものである。
周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じた、投影する画像の輝度調整を入力画像信号の輝度成分の補正で行えるため、ユーザなどの操作者の利便性を高めることができる。
また、周辺環境の照度の変化、及び入力画像信号の輝度成分の変化に応じて輝度調整が行えるため、観者の視認性をより高めることが可能となる。
11 操作部
12 ズームレバー
13 ACインレット
14 外部入力端子
15 投射レンズ
16 照度センサ
17 センサリング
18 ギアヘッド
19 吸気口
20 照明光学部
21 光源
21 照度センサ
22 カラーホイール
23 ライトトンネル
24 リレーレンズ
25 モータ
30 画像生成部
31 平面ミラー
32 凹面ミラー
33 DMD素子
40 投射光学部
50 投影機構部
110 本体制御部
111 CPU
112 ROM/RAM
113 不揮発性メモリ
120 操作制御部
130 機構制御部
131 変調制御部
132 照明制御部
133 画像形成制御部
134 投射制御部
160 検知制御部
170 給排気制御部
180 外部通信I/F
190 電源制御部
200 スクリーン
301 窓
302 蛍光灯
Claims (10)
- 周辺環境の照度を検出する照度センサを有し、被投影対象に投影する画像の輝度調整を、前記照度センサの検出結果に基づいて行う画像投影装置において、
前記照度センサは、当該画像投影装置における位置と照度を検出する際の向きの少なくともいずれか一方が変更可能であり、かつ、周辺環境に適した照度検出が行えるように、360度回転可能に設けられていることを特徴とする画像投影装置。 - 周辺環境の照度を検出する照度センサを有し、被投影対象に投影する画像の輝度調整を、前記照度センサの検出結果に基づいて行う画像投影装置において、
前記照度センサは、当該画像投影装置における位置と照度を検出する際の向きの少なくともいずれか一方が変更可能であり、かつ、当該画像投影装置の筐体から突出した投射レンズの銅鏡部に設けられていることを特徴とする画像投影装置。 - 周辺環境の照度を検出する照度センサを有し、被投影対象に投影する画像の輝度調整を、前記照度センサの検出結果に基づいて行う画像投影装置において、
前記照度センサは、当該画像投影装置における位置と照度を検出する際の向きの少なくともいずれか一方が変更可能であり、かつ、当該画像投影装置の設置状態が、設置面の上に置く上置きの場合と設置面の下に置く下置きの場合のいずれかに応じて、仮の位置や仮の向きに変更されて自動的に停止することを特徴とする画像投影装置。 - 周辺環境の照度を検出する照度センサを有し、被投影対象に投影する画像の輝度調整を、前記照度センサの検出結果に基づいて行う画像投影装置において、
前記照度センサは、当該画像投影装置における位置と照度を検出する際の向きの少なくともいずれか一方が変更可能であり、かつ、当該画像投影装置における位置や向きが変更されて、検出した照度の高い位置や向きで自動的に停止させられた後、任意の位置や向きに変更可能に設けられていることを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一に記載の画像投影装置において、
前記照度センサは、当該画像投影装置の筐体から突出した部分に設けられていることを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一に記載の画像投影装置において、
入力画像信号に応じて被投影対象に画像を投影することを特徴とする画像投影装置。 - 請求項6に記載の画像投影装置において、
前記入力画像信号に応じて空間光変調素子により光源からの入射光を変調し、投射光学装置を通して画像を被投影対象に画像を投影することを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1乃至7いずれか一に記載の画像投影装置において、
前記輝度調整は、予め複数の画像を投影した際に測定した前記照度センサの検出結果から定めた複数の環境照度区分と、各環境照度区分に応じて投影に用いる光源に供給する電力量を補正する電力量補正値とを用いて行われ、
前記照度センサによる周辺環境の照度の検出を所定時間間隔で繰り返し、
前記照度センサの検出値から選択した前記環境照度区分に応じた前記電力量補正値を用いて、前記所定時間間隔で前記光源に供給する電力量を補正することで行われることを特徴とする画像投影装置。 - 請求項6又は7に記載の画像投影装置において、
前記輝度調整は、予め複数の入力画像信号に基づいた画像を投影した際に測定した前記照度センサの検出結果から定めた複数の環境照度区分と、各環境照度区分を定めた際に抽出した入力画像信号の輝度成分と、各環境照度区分と入力画像信号の輝度成分とに応じて投影に用いる光源に供給する電力量を補正する電力量補正値とを用いて行われ、
前記照度センサによる周辺環境の照度の検出と、入力画像信号の輝度成分の抽出とを所定時間間隔で繰り返し、
前記照度センサの検出値から選択した環境照度区分と、抽出した入力画像信号の輝度成分とに応じた電力量補正値を用いて、前記所定時間間隔で前記光源に供給する電力量を補正することで行われることを特徴とする画像投影装置。 - 請求項6又は7に記載の画像投影装置において、
前記輝度調整は、予め複数の入力画像信号に基づいた画像を投影した際に測定した前記照度センサの検出結果から定めた複数の環境照度区分と、各環境照度区分を定めた際に抽出した入力画像信号の輝度成分と、各環境照度区分と入力画像信号の輝度成分とに応じて入力画像信号の輝度成分を補正する輝度成分補正値とを用いて行われ、
前記照度センサによる周辺環境の照度の検出と、入力画像信号の輝度成分の抽出とを所定時間間隔で繰り返し、
前記照度センサの検出値から選択した環境照度区分と、抽出した入力画像信号の輝度成分とに応じた輝度成分補正値を用いて、前記所定時間間隔で入力画像信号の輝度成分を補正することで行われることを特徴とする画像投影装置。
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