JP2020187226A - 画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 投射レンズの光学特性が変化した場合、調整した領域があることを通知可能な画像投射装置を提供する。【解決手段】 画像における複数の補正点のそれぞれに補正値を設定可能な設定手段と、前記それぞれの補正値に基づいて前記画像を補正する補正手段と、投射レンズの光学特性が変化した場合、前記複数の補正点のうち前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知する制御手段とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は画像投射装置に関するものである。

近年、画面全体を一律に調整するだけでなく、画面全体を複数に分割し、分割領域ごとに調整可能な画像投射装置が知られている。例えば、特許文献１では画像を複数の四辺形領域に分割し、分割された各四辺形領域の頂点のうち一つを調整し、画像の一部分を幾何学補正する画像投射装置が開示されている。

特許５８８４３８０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、例えば、ズーム倍率が変化したり投射レンズの交換など、投射レンズの光学特性が変化した場合、変化前の光学特性に合わせた調整が適用されたままになり、最適な補正とならない恐れがある。

そこで、本発明の目的は、投射レンズの光学特性が変化した場合、調整した領域があることを通知可能な画像投射装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、投射レンズを介して画像を投射する画像投射装置であって、前記画像における複数の補正点のそれぞれに補正値を設定可能な設定手段と、前記それぞれの補正値に基づいて前記画像を補正する補正手段と、前記投射レンズの光学特性が変化した場合、前記複数の補正点のうち前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、投射レンズの光学特性が変化した場合、調整した領域があることを通知可能な画像投射装置を提供することができる。

本発明の実施例１における画像投射装置の全体構成図である。 本発明の実施例１における幾何学補正処理の説明図である。 本発明の実施例１における幾何学補正処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１における通知処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例１における通知処理の説明図である。 本発明の実施例２における画像投射装置の全体構成図である。 本発明の実施例２における通知処理を示すフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施例１である画像投射装置の構成について説明する。図１は、画像投射装置１０のブロック図である。制御部１０１は、ＣＰＵやメモリ等を含むマイクロコンピュータにより構成され、後述する各種機能ブロックを制御する。操作部１０２は、ユーザによる操作を受け付ける機能を有する。具体的には図示していないが、リモコンやキーパッド等のデバイスを介してユーザの操作を受け付ける。また、操作部１０２は、不図示のシリアル通信やネットワーク通信等によってもユーザの操作を受け付けることもできる。

画像入力部１０３は、パソコン等の外部装置からの画像信号が入力される。画像処理部１０４は、制御部１０１の指示に従い、画像入力部１０３に入力された画像信号に所定の画像処理を施す。画像処理部１０４は、例えば、画像の明るさやコントラストを変更する。

ＯＳＤ合成部１０５は、制御部１０１からの指示に従い、画像処理部１０４から出力された画像に、メニュー画面やチャート（調整用画像）等の画像を重ねて表示することができる。すなわちＯＳＤ合成部１０５は、画像入力部１０３に入力された画像信号から生成された画像にチャート（調整用画像）を重ねて表示することができる。またはＯＳＤ合成部１０５は、画像入力部１０３に入力された画像信号から生成した画像と合成せずにチャートのみを表示することも可能である。ここで、チャートとは、一画面を複数に分割した座標のうち、特定座標をユーザが指定して調整を行うための画像（調整用画像）である。

幾何学補正部（補正手段）１０６は、制御部１０１から指示された補正値に基づいて、画像の成分ごとに幾何学補正を行う。ここで幾何学補正は、投射画面上の１画素単位未満の色ずれの補正である。例えば、図２のメニュー２０４のＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの補正や、平面ではない投射面に投射した際の投射画面の補正（例えば、図２のメニュー２０４のＡＬＬの調整（ＲＧＢ同時に調整））である。具体的には、図２を参照して後述するように、画像（画像領域）を縦横に複数の線分で分割し、画像を複数の四角形領域に分割することができる（チャート２０１）。線分の交点（格子点）を制御点（補正点）として、制御点の移動量（補正量）を表す補正値（調整値）に基づき、移動前の制御点が移動後の制御点に合うようにそれぞれの四角形領域を幾何学的に補正する。例えば、投射レンズの光学特性により、周辺部や画面上の特定画像領域において画像に歪みが生じたり、収差の影響で色がずれたような映像になることがある。これらの歪や収差の影響を、制御点ごとに移動量を設定することで抑制することができる。

パネル駆動部１０７は、幾何学補正部１０６から出力された画像に基づいて、パネル（光変調素子）１０８を駆動し、パネル１０８上に光変調用画像を形成する。パネル駆動部１０７からの駆動信号で、３枚（Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用）のパネル１０８が駆動される。なおパネル１０８は、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、または、ＤＭＤのいずれでもよい。またパネル１０８は、１枚（単板）で、時分割でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を表示してもよい。

投射レンズ（投射光学系）１１１は、不図示のフォーカス調整群（フォーカス光学系）、ズーム調整群（ズーム光学系）、絞り、像面湾曲調整群（像面湾曲調整光学系）および絞りを有する。フォーカス調整群、ズーム調整群、像面湾曲調整群は、１つ以上のレンズで構成されるレンズ群である。各レンズ群は、モーターおよびエンコーダ（位置検出部）に接続され、制御部１０１からの駆動信号に基づいて駆動する。フォーカス調整群を駆動させることで、投射画像のピントが合う面（像面）の位置を投射光学系の光軸に沿って移動させるフォーカス調整を実行することができる。像面湾曲調整群を駆動させることで、投射光学系の光軸を中心として凹型または凸型に像面を湾曲させ、その湾曲度合い（湾曲量）を調整可能な像面湾曲調整を実行することができる。像面湾曲調整では、像面の湾曲を打ち消すことで像面をフラットに調整することも可能である。ズーム調整群を駆動させることで、投射光の画角を変更しスクリーンに表示される投射画像を光学的に変倍（拡大または縮小）するズーム調整を実行することができる。なお、本実施形態では、ズーム調整群をズーム調整手段として機能させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、投射画像を電子的に変倍するズーム調整を行う構成をズーム調整手段として機能させてもよい。具体的には、画像処理部１０４によりパネル１０８上の変調領域を変更し投射画像のサイズを変更させることが可能である。

絞りは、モーターおよびエンコーダ（位置検出部）に接続され、制御部１０１からの駆動信号に基づいて開口量を調整し、所謂Ｆナンバーを変更することができる。すなわち、制御部１０１は、駆動制御部として機能する。

シフト駆動部１１３は、電動またはユーザの手動によって投射レンズ１１１を光軸に直交する方向（水平方向および垂直方向）にシフトさせるシフト機構と、投射レンズ１１１の各シフト方向での位置（以下、シフト位置という）を取得するセンサとを有する。該センサは、の一例としてはエンコーダであり、投射レンズのシフト量をデジタル値として出力する。また、パルスエンコーダを用いて、投射レンズの基準位置からのシフト量を示すパルス数のカウント値をデジタル値として出力してもよいし、ポテンショメーターからのアナログ値をＡ／Ｄ変換してデジタル値を出力してもよい。エンコーダの代わりに、投射レンズがそのシフト範囲の端に位置したことを検出する端検出スイッチを用いてもよい。

また、本実施形態では、投射レンズ１１１は、フォーカス調整群、ズーム調整群、像面湾曲調整群および絞りを有し、シフト駆動部１１３を有しているが、本発明はこれに限定されない。少なくともフォーカス調整群を有していればよい。

光源制御部１０９は、制御部１０１の指示に従い、光源１１０の点灯、消灯、光量などを制御する。光源１１０から出射された光は、パネル１０８により変調され、投射レンズ１１１を通過して画像投射装置１０の外部のスクリーンなどに結像し、投射画像を形成する。なお、光源としては超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ、レーザーなどを用いることができる。また、実際には光源１１０とパネル１０８との間には色分離光学系、および、パネル１０８と投射レンズ１１１との間には色合成光学系等がそれぞれ存在するが、本実施形態ではその説明を省略する。

画像投射装置１０の各種設定は必要に応じて不揮発メモリ１１２に記憶される。不揮発メモリは、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどを用いることができる。

次に、図２および図３を参照して、ユーザが幾何学補正処理を実施する場合の処理の流れを説明する。図３は、画像投射装置１０における幾何学補正処理を示すフローチャートである。図３の各ステップは、主に、ユーザによる操作部１０２の操作に従い、コンピュータプログラムに従って本処理の実行を開始する。また、制御部１０１の指令に基づいてＯＳＤ合成部１０５および幾何学補正部１０６により実行される。図２は、幾何学補正処理の説明図であり、各処理で表示するチャート画像（調整用画像）およびガイド画像を示している。

まずステップＳ１において、ユーザが操作部１０２の操作により画像投射装置１０のメニューから幾何学補正機能を選択すると、制御部１０１は、投射レンズ１１１の光学特性に関する情報を取得する。投射レンズの光学特性に関する情報は、現在の投射レンズ１１１のフォーカス調整群の位置や焦点距離、ズーム調整群の位置やズーム倍率、像面湾曲調整群の位置、絞りの開口量やＦナンバー、シフト位置など、である。

次にステップＳ２において、ＯＳＤ合成部１０５は、図２（Ａ）に示されるようにＮ×Ｍの格子状のチャート２０１を表示画像（投射画像）上に重畳表示する。本実施形態では、チャート２０１は１７×１０の交点（格子点）のチャートであるが、これに限定されるものではなく、ＮおよびＭは２以上の整数であればよい。チャート２０１は、複数の格子点（補正点）２０３を有する。

続いて、ステップＳ３において、ＯＳＤ合成部１０５は、ユーザがいずれの補正点を選択しようとしているかをユーザが判別できるように、補正点を囲むように第１のガイド画像２０２を表示する。第１のガイド画像２０２は、ＯＳＤ合成部１０５により複数の格子点２０３のうち一つの補正点が選択されていることを示す情報である。

次に、ステップＳ４において、制御部１０１は、ユーザが操作部１０２を操作することにより、任意の一つの格子点に第１のガイド画像２０２を移動させて決定操作を行ったか否か、すなわち補正対象の格子点が選択されたか否かを判定する。格子点が選択されていない場合、ステップＳ４を繰り返す。一方、格子点が選択された場合、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、幾何学補正部１０６は、ユーザが設定した設定値に基づいて、ＯＳＤ合成部１０５から出力される画像を補正する。このとき、選択された格子点以外には注目する必要がない。このため、図２（Ｂ）に示されるように、ＯＳＤ合成部１０５は、第１のガイド画像２０２の表示形状を第１のガイド画像２０２ａに変更するとともに、チャート２０１を選択された格子点の周囲のみのチャート２０１ａに変更してもよい。なお本実施形態において、図２（Ｂ）に示されるように、補正値の入力が可能なメニュー２０４を表示し、ユーザがＲ、Ｇ、Ｂの各色成分のみの単独での画素補正またはＲ、Ｇ、Ｂの３色成分の画素を一括して補正することが可能である。ただし、補正値を設定（変更）可能であれば、このようなメニューに限定されるものではない。なお本実施形態において、メニュー２０４はＡＬＬで設定したため、Ｒ、Ｇ、Ｂには同じ値が入っている。ただし、Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ調整した場合、Ｒ、Ｇ、Ｂには互いに異なる値が設定可能でありその設定値が表示される。

ユーザが補正値を設定して格子点に関する補正値設定処理を終えると、制御部１０１は、Ｓ１で取得した光学特性に関する情報とその補正点に関する補正値とともにその補正点を補正ありの補正点として不揮発メモリ１１２に記憶する。ただし、例えば、補正点に、予め設定されている初期値（例えば補正値をリセット（初期値に設定）する操作をした場合の補正値など）が設定された場合は、その補正点は補正なしの補正点として記憶する。

続いてステップＳ６において、制御部１０１は、ユーザによる操作部１０２の操作により、幾何学補正機能の終了操作がされたか否かを判定する。終了操作がされていない場合、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。一方、終了操作がされた場合、本フローを終了する。

このように本実施形態において、ユーザが補正対象点を決定すると、制御部１０１は、例えば図３（Ｂ）に示されるようなメニュー２０４を表示する。そして、ユーザが対象（ＡＬＬ／Ｒ／Ｇ／Ｂ）を選択し、上下ボタンなどで対象補正点の数値を増減させて補正値を設定すると、幾何学補正部１０６は、設定した補正値に基づいて画像を補正する。

次に、投射レンズの光学特性が変化した場合、補正した補正点の有無をユーザに通知する処理について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。図４の各ステップは、本実施形態においては、投射レンズ１１１のフォーカス調整、像面湾曲調整、ズーム調整などが実行された場合に、コンピュータプログラムに従って本処理の実行を開始する。また、制御部１０１の指令に基づいてＯＳＤ合成部１０５により実行される。

まずステップＳ１１において、投射レンズ１１１の調整がされたか否かを判定する。ユーザによる操作部１０２の操作により、ユーザが投射レンズの調整、例えば、フォーカス調整、像面湾曲調整、ズーム調整などを実行されたか否かにより判定する。投射レンズの調整がされた場合、ステップＳ１２に進み、調整がされていない場合、ステップＳ１１に戻る。

次にステップＳ１２において、不揮発メモリ１１２に記憶されているそれぞれの補正点の補正の有無の情報から、補正ありの補正点があるか否かを確認する。補正ありの補正点がある場合、ステップＳ１３に進み、ない場合、本処理を終了する。

次にステップＳ１３において、補正ありの補正点とともに記憶されている光学特性に関する情報を読み出す。そして、その読み出した光学特性に関する情報と現在の投射レンズの光学特性に関する情報を取得し比較する。比較した結果、不一致の場合、すなわち、光学特性に関する情報が変化した場合、ステップＳ１４に進み、一致した場合、すなわち、光学特性に関する情報に変化がない場合、本処理を終了する。

次にステップＳ１４において、ＯＳＤ合成部１０５は、図５（Ａ）に示すような通知アイコン５０１を表示画像（投射画像）上に重畳表示し、ユーザに補正した補正点（調整した領域）があることを通知し、本処理を終了する。この通知によりユーザは、投射レンズの光学特性（フォーカス、ズーム、像面湾曲、Ｆナンバーなど）が変化する前の状態において調整された補正点があることを知ることができる。

さらに、例えば、通知アイコンを表示した後、ユーザが操作部１０２の操作により画像投射装置１０のメニュー表示をさせる操作を行った場合、図５（Ｂ）の５０２に示すように、再調整を推奨する項目があることを示すメニューを表示画像上に重畳表示する。そして、ユーザが再調整を推奨する項目の表示を選択した場合、図５（Ｃ）の５０３に示すように再調整を推奨する項目として、幾何学補正の項目を表示し、それをユーザが選択した場合、図３のフローにより幾何学補正を設定してもよい。このとき、補正ありの補正点を図５（Ｄ）の５０４に示すように表示してもよい。

以上、説明したように本実施形態によれば、投射レンズの光学特性が変化した場合、変化する前の投射レンズの光学特性において調整した領域があることを通知することができる。

次に本発明の実施例２について説明する。図６は、本発明の実施例２である画像投射装置６０の構成を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。本実施例の画像投射装置６０は、投射レンズ２１１が交換可能な点で実施例１の画像投射装置１０と異なる。

レンズ装着部２１４は、互いに光学特性の異なる複数の投射レンズ２１１が交換可能に装着される。またそれぞれの投射レンズ２１１は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより構成される不図示のレンズ記憶部を有し、投射レンズの光学特性に関する情報を含む種々の情報を記憶している。制御部１０１はレンズ装着部を介して、投射レンズ２１１と通信可能であり、前述のレンズ記憶部から投射レンズの光学特性に関する情報を取得することができる。

次に、図２および図３を参照して、ユーザが幾何学補正処理を実施する場合の処理の流れを、実施例１と異なるステップについて説明する。

ステップＳ１において、ユーザが操作部１０２の操作により画像投射装置１０のメニューから幾何学補正機能を選択すると、制御部１０１は、レンズ記憶部から投射レンズ１１１の光学特性に関する情報を取得する。本実施例においては、光学特性に関する情報は投射レンズ２１１を識別するためのレンズ識別情報（以下、レンズＩＤという）である。レンズＩＤとしては、投射レンズ２１１の機種名や製造番号等を用いることができる。

次に、投射レンズの光学特性が変化した場合、補正した補正点の有無をユーザに通知する処理について図７のフローチャートを参照しながら説明する。図７の各ステップは、本実施形態においては、投射レンズ２１１の交換が検出された場合に、制御部１０１の指令に基づいてＯＳＤ合成部１０５により実行される。また実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付し、その説明を省略する。

ステップＳ２１において、投射レンズ２１１の交換を検出したか否かを判定する。交換検出手段としての制御部１０１は、レンズ記憶部から取得した投射レンズ２１１を識別するためのレンズＩＤを前回取得して記憶しておいたレンズＩＤと比較する。比較したレンズＩＤが異なるっている場合、投射レンズ２１１が交換されたと検出する。投射レンズの交換を検出した場合、ステップＳ１２に進み、交換されたことを検出しない場合、すなわち、レンズＩＤが一致した場合、本処理を終了する。

次にステップＳ１２において、不揮発メモリ１１２に記憶されているそれぞれの補正点の補正の有無の情報から、補正ありの補正点があるかどうかを確認する。補正ありの補正点がある場合、ステップＳ１４に進み、ない場合、本処理を終了する。

以上、説明したように本実施形態によれば、投射レンズが交換された場合、交換する前の投射レンズにおいて調整した領域があることを通知することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、通知アイコンを表示して通知したが、画像投射装置の動作状態などを外部から認識可能な所定の色の光を発光するＬＥＤ光源を点灯または点滅させたり、制御手段により所定の音を生成し、スピーカーなどから音出力し通知してもよい。

また、幾何学補正で説明したが、例えば、画面内の特定領域ごとに輝度補正値を設定することで、表示画面内の輝度ムラを低減する輝度ムラ補正にも適用できる。

１０ 画像投射装置
１０１ 制御部
１０２ 操作部
１０６ 幾何学補正部

Claims (15)

1. 投射レンズを介して画像を投射する画像投射装置であって、
   前記画像における複数の補正点のそれぞれに補正値を設定可能な設定手段と、
   前記それぞれの補正値に基づいて前記画像を補正する補正手段と、
   前記投射レンズの光学特性が変化した場合、前記複数の補正点のうち前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像投射装置。
2. 前記投射レンズはフォーカス光学系を有し、
   前記制御手段は、前記フォーカス光学系の位置が変化したとき、前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記投射レンズはズーム光学系を有し、
   前記制御手段は、前記ズーム光学系の位置が変化したとき、前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
4. 前記投射レンズを光軸と直交する方向にシフトできるシフト手段を有し、
   前記制御手段は、前記投射レンズのシフト位置が変化したとき、前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像投射装置。
5. 前記投射レンズの光学特性を記憶する記憶手段と、
   前記投射レンズとして、それぞれ光学特性が異なる複数の投射レンズが交換可能に装着される装着部を有し、
   前記制御手段は、装着された投射レンズの光学特性に関する情報を取得し、取得した光学特性と前記記憶手段に記憶された投射レンズの光学特性が互いに異なるとき、前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像投射装置。
6. 前記投射レンズの光学特性を記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は前記補正値が設定された際の前記投射レンズの光学特性を記憶し、記憶された前記投射レンズの光学特性と現在の投射レンズの光学特性が互いに異なるとき、前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像投射装置。
7. 光源からの光を変調する光変調素子を有し、
   前記制御手段は、前記光変調素子に、前記補正値が設定された補正点があることを示す画像を表示させ、前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像投射装置。
8. 前記画像投射装置は、画像投射装置の外部から認識可能な所定の色の光を発光するＬＥＤ光源を有し、
   前記制御手段は、前記ＬＥＤ光源を点灯または点滅させることで、前記補正値が設定された補正点があることを通知することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像投射装置。
9. 前記画像投射装置は、音出力手段を有し、
   前記制御手段は、前記音出力手段により音を出力させることで、前記補正値が設定された補正点があることを通知することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像投射装置。
10. 光源からの光を変調する光変調素子を有し、
    前記制御手段は、前記光変調素子に、前記画像における複数の補正点を有する調整用画像を表示させることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像投射装置。
11. 前記制御手段は、前記複数の補正点のうち前記補正値が設定された補正点を示す画像を表示させることを特徴とする請求項１０に記載の画像投射装置。
12. 前記補正値は、投射された画像の幾何学補正を行うための補正であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の画像投射装置。
13. 前記補正値は、投射された画像の輝度ムラ補正を行うための補正であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の画像投射装置。
14. 投射レンズを介して画像を投射する画像投射装置の制御方法であって、
    前記画像投射装置は、前記画像における複数の補正点のそれぞれに補正値を設定可能な設定手段と、
    前記それぞれの補正値に基づいて前記画像を補正する補正手段と、を有し、
    前記投射レンズの光学特性が変化した場合、前記複数の補正点のうち前記補正値が設定された補正点に関する情報を通知するステップを有することを特徴とする画像投射装置の制御方法。
15. 前記画像投射装置のコンピュータに、請求項１４に記載の制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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