JPWO2019012637A1 - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

投射型映像表示装置１０ｂは、光源１１と映像表示素子１３を有し投射する映像を生成する投射型映像表示装置本体１と、投射型映像表示装置本体１で生成された映像を光軸を中心にして９０度回転させるポートレートコンバータ３と、ポートレートコンバータ３により回転された映像を拡大して投射する投射レンズ２と、を備える。投射型映像表示装置本体１は、映像表示素子１３にて生成する映像のうち、ＯＳＤ画像４２ｃ，４２ｄの方向を、ポートレートコンバータ３による映像の回転方向とは逆方向に、または同じ方向に、９０度回転させて生成する。これによりポートレート投射画面４０ｃ，４０ｄにおいて、ＯＳＤ画像をユーザに見やすい方向に表示することができる。

Description

本発明は、映像を投射する投射型映像表示装置に係り、特に、投射映像が縦長画面のポートレート投射に好適な投射型映像表示装置に関する。

映像を投射する投射型映像表示装置（プロジェクタ）は、通常は投射映像が横長の画面で表示を行うことが多いが、例えばスマートフォンの画面のように、縦長の画面で表示を行いたい場合（以下、ポートレート投射）の要求がある。ポートレート投射を行うためには、通常横置状態で使用する投射型映像表示装置を縦置状態で使用すれば、横長の画面から縦長の画面に変更して表示することができる。一方、投射型映像表示装置を横置状態のままポートレート投射を行うために、例えば特許文献１には、投射映像の方向を折り曲げる仰角ミラーを設ける構成が開示されている。

特開２００４−５３９７６号公報

投射型映像表示装置を縦置状態で使用する場合には、設置環境の制約を受けるので、投射型映像表示装置を横置状態のままでポートレート投射できることが望ましい。その場合、横長（投射映像の長手方向が水平方向と平行）画面を縦長（投射映像の長手方向が鉛直方向と平行）画面に変換するため、映像表示部で生成された映像の縦横方向を９０度回転させる変換光学系（特許文献１では仰角ミラーが相当する）を設けることになる。投射型映像表示装置にて表示する映像には、入力された映像情報だけでなく、投射型映像表示装置内で生成されたＯＳＤ画像（On Screen Display画像、例えば、表示機能の調整に用いるメニュー情報）なども含まれている。よって、変換光学系により映像情報とともにＯＳＤ画像も回転されてしまうので、ユーザにとってメニュー情報が読みにくくなる。この課題は投射型映像表示装置を縦置状態にしてポートレート投射を行う場合も同様で、映像情報とともにＯＳＤ画像も回転されてしまうので、メニュー情報が読みにくくなる。

本発明の目的は、ポートレート投射において、ＯＳＤ画像をユーザに見やすい方向に表示する投射型映像表示装置を提供することである。

本発明による投射型映像表示装置は、光源と映像表示素子を有し投射する映像を生成する投射型映像表示装置本体と、前記投射型映像表示装置本体で生成された映像を光軸を中心にして９０度回転させるポートレートコンバータと、前記ポートレートコンバータにより回転された映像を拡大して投射する投射レンズと、を備える。前記投射型映像表示装置本体は、前記映像表示素子にて生成する映像のうち、ＯＳＤ（On Screen Display）画像の方向を、前記ポートレートコンバータによる映像の回転方向とは逆方向に、または同じ方向に、９０度回転させて生成することを特徴とする。

本発明によれば、ポートレート投射において、ＯＳＤ画像をユーザに見やすい方向に表示する投射型映像表示装置を提供することができる。

実施例１に係る投射型映像表示装置の使用形態を示す外観図。 投射型映像表示装置１０ｂの内部構成を示すブロック図。 ポートレート投射のフローチャートを示す図。 ポートレート投射時のＯＳＤ画像の表示例を示す図。 実施例２に係る投射型映像表示装置の使用形態を示す外観図。 投射型映像表示装置１０ｃの内部構成を示すブロック図。 ポートレート投射のフローチャートを示す図。 ポートレート投射時のＯＳＤ画像の表示例を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

実施例１では、横長画面を縦長画面に変換するための変換光学系（ポートレートコンバータ）を用いる構成について説明する。

図１は、実施例１に係る投射型映像表示装置（プロジェクタ）の使用形態を示す外観図である。（ａ）は、投射する映像を横長画面で表示する場合（以下、通常投射）の投射型映像表示装置１０ａの形態であり、投射型映像表示装置本体１に投射レンズ２を装着して使用する。投射型映像表示装置本体１から出射された映像は、投射レンズ２によって拡大され、図示しないスクリーン（投射面）へ横長画面で投射される。

（ｂ）は、投射する映像を縦長画面で表示する場合（ポートレート投射）の投射型映像表示装置１０ｂの形態であり、投射型映像表示装置本体１に、ポートレートコンバータ３、投射レンズ２の順に装着して使用する。これにより、投射型映像表示装置本体１から出射された映像は、ポートレートコンバータ３によって横長画面が縦長画面に変換され、スクリーンへ縦長画面で投射される。

すなわち、投射型映像表示装置本体１は横置状態に設置したままで、ポートレートコンバータ３を着脱することで（ａ）の通常投射と（ｂ）のポートレート投射を切り替えることができる。

ポートレートコンバータ３は、投射型映像表示装置本体１から出射された横長の画像を、光軸を中心にして９０度回転させて縦長の画像に変換する画像角度変換部を有している。この画像角度変換部は、例えば３個のプリズムを組み合わせて入射画像に対する出射画像の方向を変換することができる。またポートレートコンバータ３には、投射型映像表示装置本体１に内蔵する映像表示素子（液晶パネル等）の実際の配設位置に対して、映像表示素子の実質的位置を光進方向に変移させるリレーレンズ部と、画像角度変換部の出射側に配した投射レンズ２を支持して投射レンズ２を上下／左右方向に変位させるレンズシフト機構部を備えている。

なお、本実施例において、横置状態とは１０ａの形態であり、投射映像の長手方向が水平方向と平行となるよう投射型映像表示装置を設置した状態をいう。なお、横置状態には、投射型映像表示装置を机上に設置する据え置き設置と、天井等に設置する天吊り設置とがある。以下の説明では、簡単のため据え置き設置の場合を中心に説明するが、天吊り設置の場合も基本動作は同様である。また、縦置状態とは、投射映像の長手方向が鉛直方向と平行となるよう投射型映像表示装置を設置した状態をいう。

図２は、ポートレート投射を行う投射型映像表示装置１０ｂの内部構成を示すブロック図である。ここには投射型映像表示装置本体１、ポートレートコンバータ３、投射レンズ２に分けて、それぞれの内部構成を示す。

投射型映像表示装置本体１には、光源１１、照明光学系１２、映像表示素子１３、本体レンズシフト駆動部１４、光源駆動部１５、本体制御部１６、本体電源部１７を備える。光源駆動部１５により駆動され光源１１から出射した照明光は、ＲＧＢ色分離光学系やリレー光学系などを含む照明光学系１２を経て、ＲＧＢ液晶パネルなどの映像表示素子１３を照射し、ＲＧＢの各映像が生成される。ＲＧＢの各映像は色合成光学系によりカラー画像となり、本体レンズシフト駆動部１４により画像位置が調整されて、投射型映像表示装置本体１からポートレートコンバータ３へ出射される。

本体制御部１６は、投射する映像の映像信号と、装置内で生成されたＯＳＤ（On Screen Display）画像を映像表示素子１３に送信する。ＯＳＤ画像は、例えば、表示機能の調整に用いるメニュー情報などが相当する。その際、映像信号は入力した画面方向のまま送信するが、ＯＳＤ画像については、ポートレート投射の場合には９０度回転させて送信する。その回転方向は、ポートレートコンバータ３内のレンズＩＤ切替部３３から指示されるＩＤ番号に従い、ポートレートコンバータ３による画像回転方向とは逆方向に、または同じ方向に回転させる。

ポートレートコンバータ３には、コンバータ光学系３１、コンバータレンズシフト駆動部３２、レンズＩＤ切替部３３、コンバータ制御部３４、姿勢感知部３５、コンバータ電源部３６を備える。

コンバータ光学系３１は、投射型映像表示装置本体１から入射する横長の画像を、光軸を中心にして９０度回転させて縦長の画像に変換する画像角度変換部と、映像表示素子１３の実質的位置を光進方向に変移させるリレーレンズ部とで構成される。コンバータレンズシフト駆動部３２は、ポートレートコンバータ３が支持している投射レンズ２を上下／左右方向に変位させ、スクリーン内での映像の投射位置を上下／左右方向に調整する。

姿勢感知部３５には例えば姿勢センサを用いて、当該投射型映像表示装置１０ｂの設置姿勢を検知し、コンバータ制御部３４へ姿勢検知信号を送る。すなわち、現在の姿勢が据え置き設置か天吊り設置かを示す検知信号を送る。コンバータ制御部３４は姿勢感知部３５から姿勢検知信号を受けると、レンズＩＤ切替部３３に対し、現在の姿勢でＯＳＤ画像を正常に読める方向に表示するＩＤ番号を選択させる。レンズＩＤ切替部３３は投射型映像表示装置本体１の本体制御部１６に、選択したＩＤ番号を指示する。これに従い本体制御部１６は、ＩＤ番号に対応するＯＳＤ画像を映像表示素子１３に送信する。すなわち、例えば据え置き設置の場合は、ＯＳＤ画像をポートレートコンバータ３による画像回転方向とは逆方向に９０度回転させ、天吊り設置の場合は、ＯＳＤ画像をポートレートコンバータ３による画像回転方向と同じ方向に９０度回転させる。その際、さらにＯＳＤ画像の画面内表示位置を所定位置に移動させたり、ＯＳＤ画像のアスペクト比を変更してもよい。

投射レンズ２には、投射光学系２１、投射レンズＩＤ２２、画面サイズ調整駆動部２３、フォーカス調整駆動部２４を備える。投射光学系２１は投射用の複数のレンズ群で構成され、投射レンズＩＤ２２はそのレンズ群の構成をＩＤ番号で記憶している。コンバータ制御部３４は、投射レンズＩＤ２２から現在装着されている投射レンズ２（投射光学系２１）のＩＤ番号を読み出し、そのレンズ特性に合わせてコンバータレンズシフト駆動部３２を制御する。また画面サイズ調整駆動部２３とフォーカス調整駆動部２４は、それぞれ画面サイズの調整とフォーカス調整を行う。

図３は、ポートレート投射のフローチャートを示す図である。ここでは、ポートレート投射時の信号切り替え動作のみについて示している。

Ｓ１０１：投射型映像表示装置１０ｂによる映像投射の準備を完了させる。
Ｓ１０２：姿勢感知部３５により、投射型映像表示装置１０ｂの設置姿勢を検知し、姿勢検知信号をコンバータ制御部３４へ送る。
Ｓ１０３：コンバータ制御部３４は姿勢検知信号を受けると、レンズＩＤ切替部３３に対し、現在の姿勢でＯＳＤ画像を読める方向に表示するＩＤ番号を選択させる。

Ｓ１０４：レンズＩＤ切替部３３は投射型映像表示装置本体１の本体制御部１６に、選択したＩＤ番号を指示する。これに従い本体制御部１６は、ＩＤ番号に従いＯＳＤ画像を９０度回転させる。
Ｓ１０５：さらに本体制御部１６は、ＯＳＤ画像の画面内表示位置を所定位置へ移動させ、あるいはＯＳＤ画像のアスペクト比を変更させて映像表示素子１３に送信する。
Ｓ１０６：投射型映像表示装置本体１から映像を出射して投射を開始する。

このように、姿勢感知部３５からの姿勢検知信号に応じてＳ１０４にてＯＳＤ画像を９０度回転させる結果、ＯＳＤ画像はユーザに対し正常な方向、すなわちＯＳＤ画像で表示された文字等をユーザが容易に読み取れる方向で表示される。またＳ１０５によりＯＳＤ画像は画面内の見やすい位置に表示される。

図４は、ポートレート投射時のＯＳＤ画像の表示例を示す図である。ここで投射する映像は、縦長画面で表示したいポートレート映像であり、まず、映像表示素子１３ａのアスペクト形状に合わせた方向で入力される。すなわちこの図では、ポートレート映像を９０度回転させた状態で映像表示素子１３ａに入力し、映像表示素子１３ａで生成された映像が投射される。

（ａ）は通常投射状態で、横置状態の投射型映像表示装置からそのまま投射して、横長の投射領域４０ａ（一点鎖線で示す）に、投射映像４１ａ（顔アイコン及びその背景）とＯＳＤ画像４２ａ（メニュー情報）を表示している。当然ながら投射映像４１ａはユーザから見て横転した状態となり、一方ＯＳＤ画像４２ａは文字等が読み取れる正常な方向で表示される。

（ｂ）は比較のために、従来のポートレート投射を示し、投射型映像表示装置を縦置にして縦長の投射領域４０ｂに表示している。映像表示素子は１３ｂに示すように９０度回転している。この場合、投射映像４１ｂは回転されて表示されるとともにＯＳＤ画像４２ｂも回転して表示されるので、ユーザにとってメニュー情報は読み取りにくいものとなる。

（ｃ）（ｄ）は本実施例によるポートレート投射で、横置状態の投射型映像表示装置本体１にポートレートコンバータ３を装着することで、縦長の投射領域４０ｃ、４０ｄに表示している。映像表示素子は１３ｃ、１３ｄに示すように横置状態である。これにより投射映像４１ｃ、４１ｄは回転されて表示される。一方ＯＳＤ画像４２ｃ、４２ｄは、投射型映像表示装置本体１の段階で逆方向に回転させているので、ポートレートコンバータ３を経由することで表示されるメニュー情報は正常な方向で表示される。さらに（ｄ）のＯＳＤ画像４２ｄについては、その表示位置を所定の位置（ここでは（ａ）の通常投射と同じ右下隅の位置）に移動させているので、ユーザにとって見やすい表示となる。

実施例２では、変換光学系（ポートレートコンバータ）なしでポートレート投射を行う場合、ＯＳＤ画像を見やすく表示する構成について説明する。

図５は、実施例２に係る投射型映像表示装置（プロジェクタ）の使用形態を示す外観図である。（ａ）は投射する映像を横長画面で表示する通常投射の場合で、投射型映像表示装置１０ｃを横置状態に設置する。（ｂ）は投射する映像を縦長画面で表示するポートレート投射の場合で、投射型映像表示装置１０ｃを縦置状態に設置する。その際、投射型映像表示装置１０ｃには、実施例１（図１）で使用したポートレートコンバータ３は装着せず、投射型映像表示装置本体１に投射レンズ２を装着した構成である。

図６は、実施例２に係る投射型映像表示装置１０ｃの内部構成を示すブロック図である。実施例１（図２）の構成と比較すると、ポートレートコンバータ３をなくし、投射型映像表示装置本体１に姿勢感知部１８を追加した構成としている。姿勢感知部１８には例えば姿勢センサを用いて、投射型映像表示装置本体１の設置状態、すなわち横置設置か縦置設置かを検知し、検知信号を本体制御部１６へ送る。本体制御部１６は姿勢感知部１８から縦置設置の検知信号を受けるとポートレート投射をしていると判断し、ＯＳＤ画像を９０度回転させて映像表示素子１３に送信する。その際、さらにＯＳＤ画像の画面内表示位置を所定位置に移動させたり、ＯＳＤ画像のアスペクト比を変更してもよい。あるいは本体制御部１６は、予めポートレート投射用の専用のＯＳＤ画像を用意しておき、ポートレート投射のときは専用のＯＳＤ画像に切り替えるようにしてもよい。

図７は、ポートレート投射のフローチャートを示す図である。ここでは、ポートレート投射時の信号切り替え動作のみについて示している。

Ｓ２０１：投射型映像表示装置１０ｃによる映像投射の準備を完了させる。
Ｓ２０２：姿勢感知部１８により、投射型映像表示装置本体１の設置状態（横置設置か縦置設置か）を検知する。姿勢感知部１８の検知信号は、本体制御部１６へ送られる。
Ｓ２０３：本体制御部１６は姿勢感知部１８からの検知信号により、縦置設置か否かを判定する。縦置設置の場合はＳ２０４へ、横置設置の場合はＳ２０６へ進む。

Ｓ２０４：縦置設置の場合、本体制御部１６はＯＳＤ画像を９０度回転させる。この回転方向は、縦置設置時に伴う投射映像の回転方向とは逆方向とする。
Ｓ２０５：さらに本体制御部１６は、ＯＳＤ画像の画面内表示位置を所定位置へ移動させ、あるいはＯＳＤ画像のアスペクト比を変更させて映像表示素子１３に送信する。
Ｓ２０６：投射型映像表示装置本体１から映像を出射して投射を開始する。

このように、姿勢感知部１８が縦置設置を検知した場合これに応じてＳ２０４にてＯＳＤ画像を９０度回転させる結果、ＯＳＤ画像はユーザに対し正常な方向で表示される。またＳ２０５によりＯＳＤ画像は画面内の見やすい位置に表示される。

図８は、ポートレート投射時のＯＳＤ画像の表示例を示す図である。実施例１（図４）と同様に、ここで投射する映像は縦長画面で表示したいポートレート映像であり、映像表示素子１３ａのアスペクト形状に合わせた方向で入力される。

（ａ）は通常投射状態で、横置状態の投射型映像表示装置からそのまま投射して、横長の投射領域５０ａ（一点鎖線で示す）に、投射映像５１ａ（顔アイコン及びその背景）とＯＳＤ画像５２ａ（メニュー情報）を表示している。

（ｂ）は比較のために、従来のポートレート投射を示し、投射型映像表示装置を縦置にして縦長の投射領域５０ｂに表示している。映像表示素子は１３ｂに示すように９０度回転している。この場合、投射映像４１ｂとともにＯＳＤ画像４２ｂも回転して表示されるので、ユーザにとってメニュー情報は読み取りにくいものとなる。

（ｃ）（ｄ）は本実施例によるポートレート投射で、投射型映像表示装置を縦置にして縦長の投射領域５０ｃ、５０ｄに表示している。その際ＯＳＤ画像５２ｃ、５２ｄについては、投射型映像表示装置本体１で生成するＯＳＤ画像を投射型映像表示装置の縦置設置に伴う回転方向とは逆方向に回転させているので、縦置設置により表示されるメニュー情報は正常な方向となる。さらに（ｃ）のＯＳＤ画像５２ｃについては、その表示位置を所定の位置（ここでは右下隅の位置）に移動させ、（ｄ）のＯＳＤ画像５２ｄについては画像アスペクト比（ＯＳＤ画像サイズ）を変更しているので、ユーザにとってさらに見やすい表示となる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。例えば、ユーザに提示するＯＳＤ画像はメニュー情報だけでなく、画像を含む任意の情報を含むことは言うまでもない。また、ポートレート投射において投射画面の回転角θが９０度以外の場合にも、ＯＳＤ画像の回転角を逆方向の−θとすることで、ユーザにとって見やすいＯＳＤ画像を表示できる。さらに、ポートレート投射におけるＯＳＤ画像の表示位置やアスペクトについては、様々な組み合わせが可能であり、またユーザが表示形式を選択することも可能である。

前記実施例では、横長画面を縦長画面に変換してポートレート投射する場合について説明したが、これと逆の変換についても本発明を適用可能である。すなわち、通常投射が縦長画面（ポートレート投射）であってこれを横長画面に変換して投射する場合においても、ＯＳＤ画像を逆方向に回転させることで、ユーザにとって見やすいＯＳＤ画像を表示できる。

また、投射型映像表示装置（プロジェクタ）の構成についていえば、投射型映像表示装置本体に投射レンズとポートレートコンバータを装着した構成を前提として説明したが、投射型映像表示装置本体のみ、あるいはこれに投射レンズとポートレートコンバータの少なくとも一方を装着した構成であっても、ポートレート投射においてＯＳＤ画像をユーザに見やすい方向に表示することができ、本発明の範疇である。

１：投射型映像表示装置本体、
２：投射レンズ、
３：ポートレートコンバータ、
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：投射型映像表示装置（プロジェクタ）、
１１：光源、
１３：映像表示素子、
１６：本体制御部、
１８：姿勢感知部、
３１：コンバータ光学系、
３４：コンバータ制御部、
３５：姿勢感知部、
４０ａ〜４０ｄ，５０ａ〜５０ｄ：投射領域、
４１ａ〜４１ｄ，５１ａ〜５１ｄ：投射映像、
４２ａ〜４２ｄ，５２ａ〜５２ｄ：ＯＳＤ画像（メニュー情報）。

（ｂ）は比較のために、従来のポートレート投射を示し、投射型映像表示装置を縦置にして縦長の投射領域５０ｂに表示している。映像表示素子は１３ｂに示すように９０度回転している。この場合、投射映像５１ｂとともにＯＳＤ画像５２ｂも回転して表示されるので、ユーザにとってメニュー情報は読み取りにくいものとなる。

Claims (8)

1. 映像を投射する投射型映像表示装置において、
   光源と映像表示素子を有し投射する映像を生成する投射型映像表示装置本体と、
   前記投射型映像表示装置本体で生成された映像を光軸を中心にして９０度回転させるポートレートコンバータと、
   前記ポートレートコンバータにより回転された映像を拡大して投射する投射レンズと、を備え、
   前記投射型映像表示装置本体は、前記映像表示素子にて生成する映像のうち、ＯＳＤ（On Screen Display）画像の方向を、前記ポートレートコンバータによる映像の回転方向とは逆方向に、または同じ方向に、９０度回転させて生成することを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記ポートレートコンバータには、前記投射型映像表示装置の設置姿勢を検知する姿勢感知部を有し、
   前記投射型映像表示装置本体は、前記姿勢感知部からの姿勢検知信号に応じて、前記ＯＳＤ画像の方向を９０度回転させて生成することを特徴とする投射型映像表示装置。
3. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記投射型映像表示装置本体は、さらに、前記回転させたＯＳＤ画像の位置を所定の位置に移動させて生成することを特徴とする投射型映像表示装置。
4. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記投射型映像表示装置本体は、さらに、前記回転させたＯＳＤ画像のアスペクト比を変更して生成することを特徴とする投射型映像表示装置。
5. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   当該投射型映像表示装置の設置状態が、前記ポートレートコンバータを介さずに前記投射レンズから投射される映像の長手方向が水平方向と平行となる状態であるとき、
   前記ポートレートコンバータを介して前記投射レンズから、縦長画面の映像を投射することを特徴とする投射型映像表示装置。
6. 映像を投射する投射型映像表示装置において、
   光源と映像表示素子を有し投射する映像を生成する投射型映像表示装置本体と、
   前記投射型映像表示装置本体で生成された映像を拡大して投射する投射レンズと、を備え、
   前記投射型映像表示装置本体には、当該投射型映像表示装置の設置状態が投射映像の長手方向が水平方向と平行となる横置設置か、投射映像の長手方向が鉛直方向と平行となる縦置設置かを検知する姿勢感知部を有し、
   前記投射型映像表示装置本体は、前記姿勢感知部により前記縦置設置であると検知した場合は、前記映像表示素子にて生成する映像のうちＯＳＤ（On Screen Display）画像の方向を、前記横置設置から前記縦置設置への変更に伴う投射映像の回転方向とは逆方向に、９０度回転させて生成することを特徴とする投射型映像表示装置。
7. 請求項６に記載の投射型映像表示装置において、
   前記投射型映像表示装置本体は、さらに、前記回転させたＯＳＤ画像の位置を所定の位置に移動させて生成することを特徴とする投射型映像表示装置。
8. 請求項６に記載の投射型映像表示装置において、
   前記投射型映像表示装置本体は、さらに、前記回転させたＯＳＤ画像のアスペクト比を変更して生成することを特徴とする投射型映像表示装置。

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