JP7347170B2 - 画像投影装置及び画像判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像投影装置及び画像判定方法に関する。

入力された映像信号に基づいて画像を投影表示する画像投影装置（プロジェクター）は、ＲＧＢ端子やＨＤＭＩ（登録商標）端子、ビデオ端子など複数の入力端子を備えており、これらの端子を介してコンピュータやＡＶ機器と接続される。このようなプロジェクターは、使用中などにデバイスのエラーや温度異常などの障害が発生した場合に、障害内容や障害発生時の動作状態などをログ情報として保存しておくことが一般的である。保存されたログ情報を解析することにより、障害発生からある程度時間が経過した後でも、障害内容および障害発生原因を解析可能とすることができる。

また、スクリーンに投影した投影画像を撮像素子で取り込み、投影すべき入力画像と撮像素子で取り込んだ投影画像とに基づいて異常を検出する方法も知られている。

しかしながら、従来のログ情報保存方法では、ログ情報を保存するのは障害が発生した場合のみである。このため、例えばプロジェクター自体は正常動作しているつもりでも、障害として検出されない何らかの不具合により実際に投影されている画像に異常があった場合には、ログ情報を保存することはできない。

また、投影すべき入力画像とスクリーン等に投影された投影画像とに基づく異常検出方法では、プロジェクションマッピングやピッキングシステムなどスクリーン以外の立体物等に投影する場合、プロジェクターに入力された画像と実際に投影している画像で見え方が変わる。この様な場合には、入力画像と撮像素子で取り込んだ投影画像とを比較しても一致せず、異常があるものと誤判定されてしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、投影画像に異常が発生した場合において、従来に比して確実に異常の発生を検出することができる画像投影装置及び画像判定方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の実施形態に係る画像投影装置は、表示素子と、投影光学系と、結像光学系と、撮像素子と、光路分岐素子と、検出部とを備える。前記表示素子は、入力する光に基づいて光を出力する。前記投影光学系は、表示素子からの光に基づいて投影光を出力する。前記結像光学系は、表示素子からの光を結像する。前記撮像素子は、結像光学系によって結像された光を撮像する。前記光路分岐素子は、表示素子からの光を前記投影光学系への光と前記結像光学系への光とに分岐させる。前記検出部は、入力画像としての第１の画像と前記撮像素子で撮像された第２の画像とを比較して、異常画像の発生を検出する。

本発明によれば、異常画像が発生した場合において、従来に比して確実に異常画像の発生を検出することができる画像投影装置等を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る画像投影装置のハードウェア構成を示した図である。 図２は、実施形態に係る画像投影装置が有する制御部の機能を説明するための機能ブロック図である。 図３は、画像投影装置の異常画像検出処理の流れを示したフローチャートである。 図４は、第２の実施形態に係る画像投影装置１のハードウェア構成を示した図である。 図５は、第２の実施形態に係る画像投影装置の異常画像検出処理の流れを示したフローチャートである。 図６は、第３の実施形態に係る画像投影装置の異常画像検出処理の流れを示したフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る画像投影装置及び画像判定方法について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像投影装置１のハードウェア構成を示した図である。図１に示す様に、バスラインＰ、光学エンジン１０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ－Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４、ファン１５、電源ユニット１６、操作部１７、リモコン受信部１８、外部Ｉ／Ｆ１９、ネットワークＩ／Ｆ２０、メディアＩ／Ｆ２１を備える。画像投影装置１には、ＨＤＭＩ（登録商標）などのデジタル信号やＶＧＡやコンポーネント信号等アナログの映像信号が入力される。

バスラインＰは、各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。

光学エンジン１０は、ＣＰＵ１１１からの制御信号に従って、入力した信号に基づき被投影体としてのスクリーン５に投影画像を投影する。光学エンジン１０は、光源ユニット１０１、照明光学系ユニット１０２、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：デジタルマイクロミラーデバイス）１０３、固定式光路分岐素子１０４、結像光学系１０５、撮像素子１０６、投影光学系ユニット１０７を備える。

光源ユニット１０１は、ＣＰＵ１１１からの制御信号に従って、照明光学系ユニット１０２に光を照射する。光源ユニット１０１は、光源１０１ａ、光源制御部１０１ｂを有する。光源１０１ａは、例えばＬＥＤ等の発光デバイスである。光源制御部１０１ｂは、ＣＰＵ１１１からの制御信号に従って光源１０１ａを制御する。例えば、光源制御部１０１ｂは、制御信号に応じて、光源１０１ａに含まれる複数の発光部を発光駆動させる。駆動信号として矩形波や正弦波、又は所定の波形形状の電圧波形を用いることができる。

照明光学系ユニット１０２は、光源ユニット１０１から照射された光をＤＭＤ１０３に導く。照明光学系ユニット１０２は、例えばカラーホイール１０２ａ、ライトトンネル１０２ｂ、リレーレンズ１０２ｃ、シリンダミラー１０２ｄ、反射ミラー１０２ｅを有する。

カラーホイール１０２ａは、特定の波長領域の光のみを透過する複数個のセグメント（透過領域）が回転方向に配される円盤を有する。光源ユニット１０１から照射された光は、回転するカラーホイール１０２ａの通過したセグメントにより各色の光に分離される。カラーホイール１０２ａを通過した単位時間毎に各色が繰り返される光は、ライトトンネル１０２ｂに向けて出射される。

ライトトンネル１０２ｂは、例えば多角形の筒状に張り合わされた板ガラスにより形成される。ライトトンネル１０２ｂの内面は、銀や誘電体多層膜等が蒸着されており、光を反射する。ライトトンネル１０２ｂは、カラーホイール１０２ａから出射された光を、照度を均一にしてリレーレンズ１０２ｃへと導く。

リレーレンズ１０２ｃは、２枚のレンズの組み合わせにより形成される。リレーレンズ１０２ｃは、ライトトンネル１０２ｂから出射される光の軸上色収差を補正し、集光する。リレーレンズ１０２ｃを通過した光は、シリンダミラー１０２ｄ、反射ミラー１０２ｅを経由して、ＤＭＤ１０３に入射される。

なお、照明光学系ユニット１０２において、カラーホイール１０２ａを通過して出射される各色光が表示素子に照射されるタイミングで、その色光に対応する変調動作が行われる。このため、表示素子に変調動作を行わせるための駆動信号の出力タイミングと、カラーホイール１０２ａの回転タイミングとを同期させる必要がある。係る同期のために、照明光学系ユニット１０２には、カラーホイール１０２ａの回転位置を検出するための構成が配される。具体的には、カラーホイール１０２ａの一部に設けられたマーカーが回転基準位置に位置付けられたことを検出するための位置センサが、カラーホイールユニットに設けられる。マーカーが位置センサに向き合うと、位置センサから、マーカーが回転基準位置に到来したことを示す位置検出信号が出力される。この位置検出信号に基づいて、上記同期制御が行われる。

ＤＭＤ１０３は、入力する光に基づいて光を出力する表示素子である。すなわち、ＤＭＤ１０３は、ＣＰＵ１１により制御され、照明光学系ユニット１０２によって導かれた光を変調して表示画像を生成し、表示画像としての光を出力する表示素子である。ＤＭＤ１０３は、マイクロミラーを有し、ＣＰＵ１１によりマイクロミラーが画像データに応じてオンオフ駆動されることにより、入力される光を変調する。なお、ＤＭＤ１０３の替わりの表示素子として、例えば液晶パネルを用いることもできる。

固定式光路分岐素子１０４は、ＤＭＤ１０３から出射された光を投影光学系ユニット１０７への光と結像光学系１０５への光とに分岐させる。

結像光学系１０５は、ＤＭＤ１０３からの光を結像する。すなわち、結像光学系１０５は、固定式光路分岐素子１０４から出射された光を、撮像素子１０６上で結像させる光学系である。この結像光学系１０５により、ＤＭＤ１０３上の画像は、フォーカスズレのない状態で撮像素子１０６上に結像される。

撮像素子１０６は、結像光学系１０５によって結像された光を電気信号に変換して像を生成する（撮像処理）。すなわち、撮像素子１０６は、ＤＭＤ１０３上の投影像を含む被写体像を撮像する。撮像素子１０６は、例えばＣＯＭＳ型もしくはＣＣＤ型のイメージセンサである。撮像素子１０６によって撮像された画像は、比較画像としてＣＰＵ１１等によって実現される制御部３に渡される。

投影光学系ユニット１０７は、ＤＭＤ１０３からの光に基づいて投影光を出力する。すなわち、投影光学系ユニット１０７は、固定式光路分岐素子１０４からの光をスクリーン５に投影する。その結果、ＤＭＤ１０３上に表示された画像がスクリーン５に投影されることになる。投影光学系ユニット１０７は、投影レンズ１０７ａ、投影光学系センサ１０７ｂを有する。投影レンズ１０７ａは、ＤＭＤ１０３によって生成された画像を拡大する。投影レンズ１０７ａは複数であってもよい。また、投影光学系ユニット１０７は、さらにミラー等の光学素子を備えてもよい。

ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１２等の記憶装置からプログラムやデータを、ワークエリアとしてのＳＤＲＡＭ１３上に読み出し、処理を実行することで、画像投影装置１全体の制御や後述する制御部３としての機能を実現する。なお、ＣＰＵ１１１の有する機能の一部、又は全部を、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ・Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の電子回路により実現させてもよい。

また、ＣＰＵ１１１は、例えば商用電源に接続された電源ユニット１６に電源電力が供給されると、ＲＯＭ１２に予め記憶されている制御プログラムに従って起動し、制御信号を与えて光源１０１ａを点灯させ、ファン１５を所定の回転数で回転させる。この様に電源電力の供給が開始されると、光学エンジン１０が画像表示可能状態になり、更に、電源ユニット１６からの電力が他の種々の構成要素へ供給される。また、ＣＰＵ１１１は、電源ユニット１６が例えば商用電源から切り離されると（すなわちＯＦＦ操作を受けると）、電源ユニット１６から電源ＯＦＦ信号を受け取り、光源１０１ａを消灯させる。ＣＰＵ１１１は、その後、所定時間が経過すると、ファン１５へ制御信号を与えて停止させると共に、自身の制御処理を終了する。

ＲＯＭ１２は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することが可能な不揮発性の半導体メモリ（記憶装置）である。ＲＯＭ１２には、起動時に実行されるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＯＳ設定等のプログラムやデータが格納されている。

ＳＤＲＡＭ１３は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリ（記憶装置）であり、システムバスに同期して動作する。

ＮＶＲＡＭ１４は、プログラムや各種データが記憶された不揮発性メモリ（記憶装置）である。

ファン１５は、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づいて回転／停止することで、画像投影装置１の筐体内部の空気を排気し画像投影装置１を冷却する。

電源ユニット１６は、画像投影装置１に供給される電力を制御する回路である。電源ユニット１６は、例えば、操作部１７の一部としての電源ユニットがＯＦＦ操作、例えば商用電源から切り離されると、電源ＯＦＦ信号をＣＰＵ１１に送る。

操作部１７は、ユーザが当該画像投影装置１へ操作指示を入力するための種々のキー、ボタンを有する。操作部１７は、例えば、投影画像の大きさの調整操作、色調の調整操作、ピント調整操作、キーストン調整操作、電力モードの変更、画像投影モード変更等の指示操作を受け付けて、受け付けた操作内容をＣＰＵ１１に出力する。また、操作部１７は、各種ランプ（ＬＥＤ等）、表示部、スピーカ等を有し、ユーザに対し画像投影装置の状態や設定等の情報を提示する情報提示部として使用されてもよい。

リモコン受信部１８は、リモコンからの通信を受け付ける受信回路である。リモコン受信部１８は、例えば、投影画像の大きさの調整操作、色調の調整操作、ピント調整操作、キーストン調整操作、電力モードの変更、画像投影モード変更等のリモコンからの指示操作を受け付けて、受け付けた操作内容をＣＰＵ１１に出力する。

外部Ｉ／Ｆ１９は、パーソナルコンピュータ等の外部機器を接続するためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ１９を介して、外部機器からの制御信号や画像データが当該画像投影装置１に入力される。

ネットワークＩ／Ｆ２０は、インターネット等の通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインターフェースである。

メディアＩ／Ｆ２１は、フラッシュメモリ等の記録メディアに対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。

図２は、実施形態に係る画像投影装置１が有する制御部３の機能を説明するための機能ブロック図である。なお、制御部３は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＳＤＲＡＭ１３、ＮＶＲＡＭ１４、外部Ｉ／Ｆ１９等の各種インターフェース等をバスで接続した一般的なコンピュータと同一機能を有するものとして構成されている。すなわち、制御部３は、ＣＰＵ１１１がＲＯＭ１２等からプログラムやデータを、ワークエリアとしてのＳＤＲＡＭ１３上に読み出し、処理を実行することで実現される機能である。

制御部３は、図２に示した様に、具体的な機能として、信号処理部３１、映像処理部３２、動作制御部３３、画像比較部３４を備える。

信号処理部３１は、入力信号に応じてＲＧＢやＹＵＶ信号等映像を加工するための処理を行う。例えば、信号処理部３１は、デジタル信号を入力信号とした場合、入力信号のビット数に応じて映像処理部３２が規定するビットフォーマットに変換する。また、信号処理部３１は、アナログ信号を入力信号とした場合、アナログ信号をデジタルサンプリングするＡ／Ｄ変換処理等を行い、ＲＧＢあるいはＹＵＶのフォーマット信号を映像処理部３２に入力する。

映像処理部３２は、入力信号に応じてデジタル画像処理等を行う。具体的には、映像処理部３２は、コントラスト、明るさ、彩度、色相、ＲＧＢゲイン、シャープネス、拡大縮小等のスケーラー機能等、入力信号や提供する機能、あるいは駆動系の特性に応じて適切な画像処理を行う。映像処理部３２は、これらのデジタル画像処理を実行した入力信号を、動作制御部３３と画像比較部３４とに出力する。

動作制御部３３は、入力信号に応じて白色光に色をつけるカラーホイール１０２ａや光の出捨を選択するＤＭＤ１０３、光源１０１ａの駆動電流をコントロールする光源制御部１０１ｂの駆動条件を決定し、それぞれに駆動の指示を出す。

画像比較部３４は、入力画像としての第１の画像と撮像素子１０６で撮像された第２の画像とを比較して、異常画像の発生を検出する。すなわち、画像比較部３４は、映像処理部３２でデジタル画像処理された結果得られる入力画像と、固定式光路分岐素子１０４からの光を撮像素子１０６で電気信号に変換して得られる画像との比較を行う。なお、固定式光路分岐素子１０４からの光を撮像素子１０６電気信号に変換して得られる画像を、「投影直前画像」と呼ぶ。なお、投影直前画像は、第２の画像の一例である。

正常動作中であれば、映像処理部３２でデジタル画像処理された結果得られる入力画像と撮像素子１０６で撮像された投影直前画像とは一致する。一方、例えば動作制御部３３、光源１０１ａ、ＤＭＤ１０３、メモリなどに異常があった場合や、ソフトウェアの処理でバグがあった場合など、何らかの不具合が発生した場合、入力画像と投影直前画像とは不一致となる。

画像比較部３４は、入力画像と投影直前画像とを比較し、両者が不一致である場合には、投影直前画像の異常を検出（または、投影直前画像は異常画像であると検出）し、ログ情報および撮像した画像の保存を行なう。

次に、第１の実施形態に係る画像投影装置１の異常画像検出処理について説明する。

図３は、画像投影装置１の異常画像検出処理の流れを示したフローチャートである。図３に示した様に、まず、信号処理部３１は、外部Ｉ／Ｆ１９等を介して映像信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。信号処理部３１は、外部Ｉ／Ｆ１９等を介して映像信号が入力されていないと判定した場合、継続して映像信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１のＮｏ）。一方、信号処理部３１は、外部Ｉ／Ｆ１９等を介して映像信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、入力信号に応じて映像を加工するための処理を行う。映像処理部３２は、入力信号に応じてデジタル画像処理等を実行し、処理後の信号を入力画像の信号として光学エンジン１０へ出力する。

動作制御部３３は、固定式光路分岐素子１０４から一方に分岐された投影画像を撮像素子１０６に撮像させる（ステップＳ２）。また、固定式光路分岐素子１０４から他方に分岐された光に基づいて、投影光学系ユニット１０７を介して投影画像がスクリーン５に投影される。

画像比較部３４は、映像処理部３２から出力された入力画像と、撮像素子１０６によって撮像された投影直前画像とを比較する（ステップＳ３）。

画像比較部３４は、ステップＳ３での比較の結果、入力画像と投影直前画像とが一致しない（不一致）と判定した場合には異常画像の発生を検出し（ステップＳ４のＹｅｓ）、異常画像の発生を知らせるためのエラー通知を実行する（ステップＳ５）。なお、このエラー通知は、スクリーン５に異常画像の発生を知らせるための情報を表示する、異常画像の発生を知らせるための音を出力する、異常画像の発生を知らせるためのランプを点灯又は点滅させる等の手法を採用することができる。

一方、画像比較部３４は、ステップＳ３での比較の結果、入力画像と投影直前画像とが一致すると判定した場合には異常画像の発生を検出せず（ステップＳ４のＮｏ）再びステップＳ１～ステップＳ３の処理を繰り返し実行する。

画像比較部３４は、ステップＳ５におけるエラー通知後、撮像素子１０６で撮像した投影直前画像の画像データ、入力信号の種類、解像度、周波数、映像調整情報（明るさ、コントラスト、色合い等の各情報）、ランプ使用時間、温度等の各パラメータ、エラーコードを、ログ情報としてＲＯＭ１２、ＮＶＲＡＭ１４に保存する（ステップＳ６）。

なお、保存されたログ情報は、ＲＳ２３２Ｃ経由、無線ＬＡＮや有線ＬＡＮ等のネットワーク経由で専用管理サーバに自動的に転送したり、外部Ｉ／Ｆ１９に接続されたＵＳＢメモリ等に自動的に保存することも可能である。

以上述べた様に、第１の実施形態に係る画像投影装置１は、表示素子としてのＤＭＤ１０３、投影光学系としての投影光学系ユニット１０７、結像光学系１０５、撮像素子１０６、固定式光路分岐素子１０４、検出部としての画像比較部３４を備える。ＤＭＤ１０３は、入力する光に基づいて光を出力する。投影光学系ユニット１０７は、ＤＭＤ１０３からの光に基づいて投影光を出力する。結像光学系１０５は、ＤＭＤ１０３からの光を結像する。撮像素子１０６は、結像光学系１０５によって結像された光を電気信号に変換して像を生成する。固定式光路分岐素子１０４は、ＤＭＤ１０３からの光を投影光学系ユニット１０７への光と結像光学系１０５への光とに分岐させる。画像比較部３４は、入力画像としての第１の画像と撮像素子１０６で撮像された第２の画像とを比較して、異常画像の発生を検出する。

従って、入力画像とスクリーン５に実際に投影される直前の投影直前画像とを比較して、異常画像の発生を検出することができる。このため、ハードウェア異常やソフトウェアのバグを原因として異常画像の発生を検出できない場合スクリーン以外の立体物などに投影されている場合であっても、投影対象物に影響されることなく異常画像の発生を正確に検出し、異常画像、ログ情報を保存することができる。

その結果、異常画像が発生した場合において、従来に比して確実に異常画像の発生を検出することができ、異常画像に関係する障害内容および障害発生原因の判定を短縮することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る画像投影装置１は、固定式光路分岐素子１０４で分岐された投影光を撮像素子１０６で電気信号に変換して得られる投影直前画像と、デジタル画像処理された入力画像とを比較することにより、異常画像の発生を検出するものであった。しかしながら、この様な構成の場合、固定式光路分岐素子１０４で投影光を分岐させているため、スクリーン５に実際に投影される投影画像は、分岐の分だけ光量が低下し暗くなる場合がある。

これに対し、第２の実施形態に係る画像投影装置１は、スクリーン５に実際に投影される投影画像を暗くせずに、入力画像と投影直前画像とを比較して異常画像の発生を検出することができるものである。

図４は、第２の実施形態に係る画像投影装置１のハードウェア構成を示した図である。なお、図４において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図４に示した様に、第２の実施形態に係る画像投影装置１は、可動式光路分岐素子１０８、分岐駆動部１０９を備える。

可動式光路分岐素子１０８は、ＤＭＤ１０３から出射された光を投影光学系ユニット１０７への光と結像光学系１０５への光とに分岐させる。また、可動式光路分岐素子１０８は、第１の位置と第２の位置との間で可動式な光路分岐素子である。

ここで、第１の位置とは、図４に示す様に、ＤＭＤ１０３から出力された光を結像光学系１０５へと分岐させるために可動式光路分岐素子１０８を配置するための位置であり、ＤＭＤ１０３から出力された光路上に存在する。可動式光路分岐素子１０８を第１の位置に配置することを「可動式光路分岐素子１０８をＯＮ」と呼ぶ。また、第２の位置とは、ＤＭＤ１０３から出力された光を結像光学系１０５へと分岐させないために可動式光路分岐素子１０８が退避する位置であり、ＤＭＤ１０３から出力された光路外に存在する。可動式光路分岐素子１０８を第２の位置に配置することを「可動式光路分岐素子１０８をＯＦＦ」と呼ぶ。

分岐駆動部１０９は、可動式光路分岐素子１０８を、第１の位置と第２の位置との間で移動させる。すなわち、分岐駆動部１０９は、動作制御部３３からの制御信号に従って、可動式光路分岐素子１０８の配置を、分岐ＯＮ状態とする第１の位置と分岐ＯＦＦ状態とする第２の位置との間で切り替える。

動作制御部３３は、入力信号の変化に応じて分岐駆動部１０９を制御する。すなわち、動作制御部３３は、入力信号状態の変化に対応する信号が異常画像検出処理の対象となる信号であるか否かを判定する（信号判定処理）。また、動作制御部３３は、当該画像投影装置１への入力信号の状態に変化が発生したことをトリガとして、可動式光路分岐素子１０８の配置が分岐ＯＮ状態とする第１の位置と分岐ＯＦＦ状態とする第２の位置との間で切り替わるように、分岐駆動部１０９を制御する。

ここで、「画像投影装置１への入力信号の状態の変化」とは、例えば、「信号無し→信号有り」、「信号有り→信号無し」、「映像信号を異なる信号に変更（例えば、解像度の変更）」、「入力端子の変更（例えば、ＶＧＡからＨＤＭＩ（登録商標）に変更等）」を意味する。

図５は、画像投影装置１の異常画像検出処理の流れを示したフローチャートである。図５に示した異常画像検出処理と並行して、入力信号に応じた投影処理が実行される。すなわち、図５に示した様に、まず、動作制御部３３は、入力信号状態が変わったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。動作制御部３３は、入力信号状態が変わっていないと判定した場合、継続して投影を続けると共に入力信号状態が変わったか否かを適宜判定する（ステップＳ１０１のＮｏ）。

一方、動作制御部３３は、入力信号状態が変わったと判定した場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、入力信号状態が変わったことをトリガとして投影をＭｕｔｅする（ステップＳ１０２）。ここで、投影のＭｕｔｅとは、次のステップの信号判定処理で投影設定を変更するときに画面がチラついたりするのを隠すために実行される処理であり、典型的には、黒単色画像を投影する処理である。

次に、動作制御部３３は、信号判定処理を行う（ステップＳ１０３）。すなわち、動作制御部３３は、入力信号状態の変化に対応する信号が異常画像検出処理の対象となる信号であるか否かを判定する。

次に、動作制御部３３は、可動式光路分岐素子１０８をＯＮするように、分岐駆動部１０９を制御し（ステップＳ１０４）、投影Ｍｕｔｅを解除する（ステップＳ１０５）。

次に、動作制御部３３は、可動式光路分岐素子１０８から一方に分岐された光を撮像素子１０６で電気信号に変換して像を生成させる（ステップＳ１０６）。さらに、動作制御部３３は、可動式光路分岐素子１０８をＯＦＦするように、分岐駆動部１０９を制御する（ステップＳ１０７）。また、投影光学系ユニット１０７は、可動式光路分岐素子１０８から他方に分岐された光に基づいて投影画像をスクリーン５に投影する。

画像比較部３４は、映像処理部３２から出力された入力画像と、撮像素子１０６によって撮像された投影直前画像とを比較する（ステップＳ１０８）。

画像比較部３４は、ステップＳ１０８での比較の結果、入力画像と投影直前画像とが一致しない（不一致）と判定した場合には異常画像の発生を検出し（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、異常画像の発生を知らせるためのエラー通知を実行する（ステップＳ１１０）。

一方、画像比較部３４は、ステップＳ３での比較の結果、入力画像と投影直前画像とが一致すると判定した場合には異常画像の発生を検出せず（ステップＳ１０９のＮｏ）再びステップＳ１０１～ステップＳ１０８の処理を繰り返し実行する。

画像比較部３４は、ステップＳ１１０におけるエラー通知後、撮像素子１０６で撮像した投影直前画像の画像データ、入力信号の種類、解像度、周波数、映像調整情報（明るさ、コントラスト、色合い等の各情報）、ランプ使用時間、温度等の各パラメータ、エラーコードを、ログ情報としてＲＯＭ１２、ＮＶＲＡＭ１４に保存する（ステップＳ１１１）。

なお、保存されたログ情報は、ＲＳ２３２Ｃ経由、無線ＬＡＮや有線ＬＡＮ等のネットワーク経由で専用管理サーバに自動的に転送したり、外部Ｉ／Ｆ１９に接続されたＵＳＢメモリ等に自動的に保存することも可能である。

以上述べた様に、第２の実施形態に係る画像投影装置１は、可動式光路分岐素子１０８を、ＤＭＤ１０３からの光を撮像素子１０６に結像させる第１の位置と、ＤＭＤ１０３からの光を撮像素子１０６に結像させない第２の位置と、の間で移動させる分岐駆動部１０９と、分岐駆動部１０９を制御する動作制御部３３とを備える。動作制御部３３は、入力信号の変化に応じて分岐駆動部１０９を制御する。

例えば、可動式光路分岐素子１０８は、入力信号が変化した場合にのみＤＭＤ１０３からの光を、ＤＭＤ１０３からの光を結像光学系１０５へと分岐させるための配置位置である第１の位置に配置される。また、入力画像と比較するための投影直線画像が撮像された場合には、可動式光路分岐素子１０８は、ＤＭＤ１０３からの光を結像光学系１０５へと分岐させないための配置位置である第２の位置に配置される。

従って、可動式光路分岐素子１０８は、異常検出処理に用いる投影直前画像の撮像のときのみ光路内に配置されることになり、異常検出処理における光量低下を最小限に抑えることができる。その結果、スクリーン５に実際に投影される投影画像を暗くせずに、入力画像と投影直前画像とを比較して異常画像の発生を検出することができる。

（第３の実施形態）
第２の実施形態においては、入力信号の状態の変化をトリガとして異常画像検出処理を実行する場合を説明した。これに対し、第３の実施形態では、メニュー操作により設定が変更されたことをトリガとして、異常画像検出処理を実行する場合について説明する。

動作制御部３３は、設定の変更に応じて分岐駆動部１０９を制御する。すなわち、動作制御部３３は、メニュー操作により設定が変更されたことにトリガとして、当該画像投影装置１の各種設定を変更する（設定変更処理）。また、動作制御部３３は、設定変更処理が異常画像検出処理の対象となる設定変更（映像に関わる設定変更）であるか否かを判定する。さらに、動作制御部３３は、操作部１７やリモコン受信部１８を介してメニュー操作により設定が変更されたことをトリガとして、可動式光路分岐素子１０８の配置が分岐ＯＮ状態とする第１の位置と分岐ＯＦＦ状態とする第２の位置との間で切り替わるように、分岐駆動部１０９を制御する。

ここで、「メニュー操作による設定の変更」とは、例えば、「電点ＯＮ→電源ＯＦＦ」、「信号有り→信号無し」、「映像信号を異なる信号に変更（例えば、解像度の変更）」、「入力端子の変更（例えば、ＶＧＡからＨＤＭＩ（登録商標）に変更等）」を意味する。

図６は、画像投影装置１の異常画像検出処理の流れを示したフローチャートである。図６に示した異常画像検出処理と並行して、入力信号に応じた投影処理が実行される。すなわち、図６に示した様に、まず、動作制御部３３は、設定変更要求が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。動作制御部３３は、設定変更要求が入力されていないと判定した場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、継続して投影を続けると共に設定変更要求が入力されたか否かを適宜判定する。

一方、動作制御部３３は、設定変更要求が入力されたと判定した場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、設定判定処理を行う（ステップＳ２０２）。また、動作制御部３３は、設定変更処理が映像に関わる設定変更であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

次に、動作制御部３３は、可動式光路分岐素子１０８をＯＮするように、分岐駆動部１０９を制御し（ステップＳ２０４）、可動式光路分岐素子１０８から一方に分岐された光を撮像素子１０６で電気信号に変換して像を生成させる（ステップＳ２０５）。さらに、動作制御部３３は、可動式光路分岐素子１０８をＯＦＦするように、分岐駆動部１０９を制御する（ステップＳ２０６）。また、投影光学系ユニット１０７は、可動式光路分岐素子１０８から他方に分岐された光に基づいて、投影画像をスクリーン５に投影される。

画像比較部３４は、映像処理部３２から出力された入力画像と、撮像素子１０６によって撮像された投影直前画像とを比較する（ステップＳ２０７）。

画像比較部３４は、ステップＳ１０８での比較の結果、入力画像と投影直前画像とが一致しない（不一致）と判定した場合には異常画像の発生として検出し（ステップＳ２０８のＹｅｓ）、異常画像の発生を知らせるためのエラー通知を実行する（ステップＳ２０９）。

一方、画像比較部３４は、ステップＳ３での比較の結果、入力画像と投影直前画像とが一致すると判定した場合には異常画像の発生を検出せず（ステップＳ２０８のＮｏ）再びステップＳ２０１～ステップＳ２０７の処理を繰り返し実行する。

画像比較部３４は、ステップＳ１１０におけるエラー通知後、撮像素子１０６で撮像した投影直前画像の画像データ、入力信号の種類、解像度、周波数、映像調整情報（明るさ、コントラスト、色合い等の各情報）、ランプ使用時間、温度等の各パラメータ、エラーコードを、ログ情報としてＲＯＭ１２、ＮＶＲＡＭ１４に保存する（ステップＳ２１０）。

なお、保存されたログ情報は、ＲＳ２３２Ｃ経由、無線ＬＡＮや有線ＬＡＮ等のネットワーク経由で専用管理サーバに自動的に転送したり、外部Ｉ／Ｆ１９に接続されたＵＳＢメモリ等に自動的に保存することも可能である。

以上述べた様に、第３の実施形態に係る画像投影装置１は、可動式光路分岐素子１０８を、ＤＭＤ１０３からの光を撮像素子１０６に結像させる第１の位置と、ＤＭＤ１０３からの光を撮像素子１０６に結像させない第２の位置と、の間で移動させる分岐駆動部１０９と、分岐駆動部１０９を制御する動作制御部３３とを備える。動作制御部３３は、設定の変更に応じて分岐駆動部１０９を制御する。

例えば、可動式光路分岐素子１０８は、設定が変化した場合にのみＤＭＤ１０３からの光を、ＤＭＤ１０３からの光を結像光学系１０５へと分岐させるための配置位置である第１の位置に配置される。また、入力画像と比較するための投影直前画像が撮像された場合には、可動式光路分岐素子１０８は、ＤＭＤ１０３からの光を結像光学系１０５へと分岐させないための配置位置である第２の位置に配置される。

従って、可動式光路分岐素子１０８は、異常検出処理に用いる投影直前画像の撮像のときのみ光路内に配置されることになり、異常検出処理における光量低下を最小限に抑えることができる。その結果、スクリーン５に実際に投影される投影画像を暗くせずに、入力画像と投影直前画像とを比較して異常画像の発生を検出することができる。

上述した画像投影装置１が有する機能を実現するためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

なお、上述の実施形態及び各変形例は、本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形による実施が可能である。

１ 画像投影装置
３ 制御部
１０ 光学エンジン
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＳＤＲＡＭ
１４ ＮＶＲＡＭ
１５ ファン
１６ 電源ユニット
１７ 操作部
１８ リモコン受信部
１９ 外部Ｉ／Ｆ
２０ ネットワークＩ／Ｆ
２１ メディアＩ／Ｆ
３１ 信号処理部
３２ 映像処理部
３３ 動作制御部
３４ 画像比較部
１０１ 光源ユニット
１０２ 照明光学系ユニット
１０２ａ カラーホイール
１０２ｂ ライトトンネル
１０２ｃ リレーレンズ
１０２ｄ シリンダミラー
１０２ｅ 反射ミラー
１０３ ＤＭＤ
１０４ 固定式光路分岐素子
１０５ 結像光学系
１０６ 撮像素子
１０７ 投影光学系ユニット
１０８ 可動式光路分岐素子

特許第４３３３２６９号公報

Claims (4)

1. 自装置を制御する制御部と、
   異常画像の発生を検出する検出部と、
   信号が入力される入力部と、
   前記入力される信号を、前記制御部と、前記検出部と、に出力する映像処理部と、
   前記制御部によって入力される信号に応じて制御された光に基づいて、光を出力する表示素子と、
   前記表示素子からの光に基づいて投影光を出力する投影光学系と、
   前記表示素子からの光を結像する結像光学系と、
   前記結像光学系によって結像された光を電気信号に変換して画像を得る撮像素子と、
   前記表示素子からの光を前記投影光学系への光と前記結像光学系への光とに分岐させる光路分岐素子と、
   前記光路分岐素子を、前記表示素子からの光を前記結像光学系へと分岐させるための配置位置である第１の位置と、前記表示素子からの光を結像光学系へと分岐させないための配置位置である第２の位置と、の間で移動させる駆動部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記入力される信号の状態が変わったと判定した場合、投影をＭｕｔｅし、前記光路分岐素子を前記第１の位置に移動させるように前記駆動部を制御し、前記投影のＭｕｔｅを解除し、前記撮像素子で前記画像を得て、前記光路分岐素子を前記第２の位置に移動させるように前記駆動部を制御し、
   前記検出部は、前記映像処理部から前記検出部に出力された前記信号に基づく画像と前記撮像素子で得られた画像とを比較して、前記異常画像の発生を検出する
   ことを特徴とする画像投影装置。
2. 前記検出部は、前記撮像素子で得られた画像が異常画像であると判定した場合には、前記撮像素子で得られた画像とログ情報とをメモリに保存する請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記表示素子はデジタルマイクロミラーデバイスである請求項１または２に記載の画像投影装置。
4. 入力される信号に応じて制御された光に基づいて、光を出力する表示素子からの光を、光路分岐素子により投影光学系への光と結像光学系への光とに分岐させ、
   前記表示素子からの光を前記結像光学系により結像させ、
   前記結像された光を撮像素子により電気信号に変換して画像を得て、
   前記入力される信号に基づく画像と前記撮像素子で得られた画像とを比較して、異常画像の発生を検出する、
   画像判定方法であって、
   前記入力される信号の状態が変わったと判定した場合、投影をＭｕｔｅし、前記光路分岐素子を前記表示素子からの光を前記結像光学系へと分岐させるための配置位置に移動させるように制御し、前記投影のＭｕｔｅを解除し、前記撮像素子により画像を得て、前記光路分岐素子を前記表示素子からの光を結像光学系へと分岐させないための配置位置に移動させるように制御する、
   ことを特徴とする画像判定方法。

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