(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズのシフト位置に応じて電気的な画角サイズ変更手段の基準位置を変更することで、設置作業の効率の向上を可能とする投射型表示装置を提供。【解決手段】光源１０７からの光により照明される画像形成素子１０４と、前記画像形成素子からの光により形成される投射画像を被投射面に投射する投射光学系と、該投射光学系を前記画像形成素子に対して所定のシフト範囲でシフトさせる光学シフト手段１０５と、前記光学シフト手段によるシフト量を計測するシフト量計測手段と、前記画像形成素子に形成される画像画角を電気的に拡大／縮小するデジタルスケーリング手段１０１と、前記シフト量計測手段によって計測されたシフト量に応じて、前記デジタルスケーリング手段による拡大／縮小の基準位置を変更し、基準位置にあたる画像部分は動かさずに、基準位置以外の部分を動かすようにスケーリングさせる画像制御手段１０８と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2020122887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像を形成し、光源からの光により照明される画像形成素子と、
前記画像形成素子からの光により形成される投射画像を被投射面に投射する投射光学系と、該投射光学系を前記画像形成素子に対して所定のシフト範囲でシフトさせる光学シフト手段と、前記光学シフト手段によるシフト量を計測するシフト量計測手段と、
前記画像形成素子に形成される画像画角を電気的に拡大／縮小するデジタルスケーリング手段と、
前記シフト量計測手段によって計測されたシフト量に応じて、前記デジタルスケーリング手段による拡大／縮小の基準位置を変更し、基準位置にあたる画像部分は動かさずに、基準位置以外の部分を動かすようにスケーリングさせる画像制御手段と、
備えることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記デジタルスケーリング手段によって画角サイズが変更された状態で、前記光学シフト手段による光学シフトを実施した場合に、前記シフト量計測手段によって計測されたシフト量に応じて、拡大／縮小の基準位置を変更しながら、前記画像形成素子上の形成画像を所定の周期で再描画する画像制御手段、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記シフト量計測手段により計測されたシフト量によって、シフト端に位置しているか否かを判定するシフト端判定手段を備え、シフト端に位置していると判定した場合に、即時に前記画像形成素子上の形成画像を再描画する画像制御手段、を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記デジタルスケーリング手段による拡大／縮小の基準位置は、前記光学シフト手段によるシフト端に最も近い位置となるように選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に係り、光学的に投射画像を移動させるレンズシフトと、電気的に投射画像の画角を拡大／縮小可能なデジタルスケーリング機能を有する投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学的な画角サイズ変更手段を備えない投射レンズが接続された投射型表示装置において、光学的な画角サイズ変更手段の代わりに、電気的な画素補正により投射画像の画角サイズを変更可能にした表示装置が知られており、特許文献１で開示されているプロジェクタはその一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に開示された従来技術では、常に画像の上辺を基準位置として画角サイズの変更を実施しているが、それが好ましくないケースがある。例えば、左方向にレンズシフトさせて使用する場合、投影画像の左端を合わせた状態での使い方が一般的である。特許文献１のように上辺基準で画像を縮小させた場合は、左端だった部分は、右上方向に向かって縮小する。縮小処理の完了後、装置本体を動かす、あるいはまだ光学シフトが可能であれば、光学シフトを使用して、再度左端への位置合わせを行う必要が生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、レンズのシフト位置に応じて電気的な画角サイズ変更手段の基準位置を変更することで、設置作業の効率を向上させることが可能な投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る投射型表示装置は、
原画像を形成し、光源からの光により照明される画像形成素子と、
前記画像形成素子からの光により形成される投射画像を被投射面に投射する投射光学系と、該投射光学系を前記画像形成素子に対して所定のシフト範囲でシフトさせる光学シフト手段と、前記光学シフト手段によるシフト量を計測するシフト量計測手段と、
前記画像形成素子に形成される画像画角を電気的に拡大／縮小するデジタルスケーリング手段と、
前記シフト量計測手段によって計測されたシフト量に応じて、前記デジタルスケーリング手段による拡大／縮小の基準位置を変更し、基準位置にあたる画像部分は動かさずに、基準位置以外の部分を動かすようにスケーリングさせる画像制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る投射型表示装置によれば、シフト位置に応じて、投影画像の拡大／縮小の基準位置を変更することによって、レンズシフトとデジタルスケーリングを併用するユーザーの作業を大幅に簡略化できる。また別の効果としては、シフト範囲を最大限に使用することができ、設置の自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１のプロジェクタ−を示す全体構成図である。
【図２】デジタルスケーリング処理を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１による処理と、従来例の処理を示す図である。
【図４】本発明の実施例２による処理を示す図である。
【図５】本発明の実施例２による処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の一実施例に係る投射型表示装置であるプロジェクタ装置１０の構成を示している。
【００１１】
まず全体の構成要素について説明する。
【００１２】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、プロジェクタ―の構成について説明する。
【００１３】
１０はプロジェクタ装置、１００はプロジェクタ装置１０へ映像を入力する映像入力装置である。映像入力装置１００には、映像ケーブルを接続する端子や複数の入力映像信号から投影に使用する映像信号を選択する機能、さらに同期分離機能やアナログ−デジタル変換機能を有する。端子例としては、例えば、Ｄ−Ｓｕｂ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）端子、ＤＶＩ端子、ＵＳＢ端子などが一例として挙げられる。映像信号としては、一例としてコンポーネント信号、アナログＲＧＢ信号、ＨＤＭＩ信号、デジタルＲＧＢ信号などが挙げられる。またＲＪ−４５端子に接続されたネットワーク回線経由で、映像データの受信およびデコード処理を備える場合もある。
【００１４】
１０１は画像処理装置である。映像入力装置１００によって所定の処理を適応された映像信号は、画像処理装置１０１によって、インターレース−プログレッシブ変換、フレームレート変換、アスペクト変換、色補正、幾何学変形による歪み補正処理、図２に示すような画角を電気的に拡大／縮小するスケーリング処理など各種画像処理が実施される。その際、必要に応じワーク領域としてのフレームメモリ（非図示）を使用する。デジタルスケーリング処理については、画像の画素を所定間隔で間引くことで縮小を、間引いた画素を元に戻す、あるいは、隣接する画素と画素の相関から画像を補間することで拡大を実現できる。
【００１５】
１０２はＯＳＤ装置である。ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）とはメニューやポインタ、メッセージを映像上に重畳して表示する機能であり、画像処理された映像信号にＯＳＤ表示が合成される。
【００１６】
１０３はパネル駆動装置であり、１０４の画像形成素子であるパネル装置にタイミング信号と、映像信号を供給するものである。パネル装置１０４は、例えばＲ、Ｇ、Ｂ、の各色成分別の電気的な映像信号を二次元映像に変換する装置である。パネル装置１０４およびパネル駆動装置１０３は、その目的の範囲内で、透過型、反射型、ミラーデバイスなど多様なものが選択可能であり、いずれを選択しても本実施例の発明に影響を与えるものではない。
【００１７】
１０６はレンズ装置である。後述の制御部１０８からの指示に基づきモーター（非図示）とギア（非図示）を駆動させレンズの位置を変更することで焦点調整手段１０６０あるいは光学的な画角調整（光学ズーム機能）手段を実現する。レンズ装置の用途・目的によっては画角調整手段が搭載されていないものもある。
【００１８】
１０５はレンズシフト装置であり、レンズ装置１０６をその光軸に対して直交する方向（上下及び左右方向）にシフトさせる。該レンズシフト駆動部１０５は。モーター等のアクチュエーター（非図示）と、該アクチュエーターの駆動力によりレンズ装置１０６をシフトさせるシフト機構と、レンズ装置１０６のシフト量（シフト位置）を検出するためのエンコーダ（非図示）と、により構成されている。エンコーダは、レンズ装置１０６のシフト量をデジタル値として出力する。例えば、パルスエンコーダを用いて、レンズ装置１０６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良い。エンコーダの代わりに、レンズ装置１０６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良い。
【００１９】
１０７はランプ装置であり、パネル装置１０４に対する光源となる。パネル装置１０４上に形成された像はレンズ装置１０６によって焦点や画角調整され、スクリーン２０に映像を形成する。ランプ装置１０７も、ランプに限定されずパネル装置１０４を照明可能であれば他の光源も利用することができる。そもそもパネル装置１０４が光源を必要とせず
自発光可能ならば、他の光源含めランプ装置１０７は不要である。
【００２０】
１０９は操作部であり、ユーザーの操作入力を受け付ける。本体に設けられたキー装置（非図示）やリモコン装置（非図示）からのキー操作、あるいは有線／無線で接続された遠隔制御装置（非図示）からの制御コマンドを使用した操作によってプロジェクタ−１０の操作が可能である。
【００２１】
以上の各装置は、制御部１０８からの制御信号、データによってコントロールされる。制御部１０８はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどから構成されるプログラム制御可能な演算ユニットであり、システムバスやＩ／Ｏ装置からなる内部回線を介して、各装置、各部とつながっている。各装置からの情報取得、および各装置のコントロールも行う。必要に応じ、発性／非揮発性の記録装置（非図示）への情報保存も行う。本実施例のプロジェクタ−による投影画像のスケーリング処理を以下に説明する。
【００２２】
プロジェクタの使用者は、まずレンズシフトにより投影画像の位置を合わせる作業を行う。ユーザーが操作部１０９を介してレンズシフト操作を行うと、操作情報が制御部１０８に入力され、レンズシフトを行う方向を決める。そして、レンズ装置１０６がその方向の可動範囲端に達しているかどうかを判定する。これはレンズシフト装置１０５のエンコーダから得られるレンズ位置及びレンズ移動量の値と、あらかじめ設定しておく端の位置の値とを比較することによって判定できる。または、１０５の可動範囲端を検出するスイッチによって判定しても良い。レンズ装置１０６が可動範囲端に達していると判定した場合はレンズシフトを行うことが不可能であるので、レンズシフトを開始しない。
【００２３】
レンズシフトを行うことが可能である場合は、次に制御部１０８がレンズシフトの速度及び目標レンズ位置を決める。そして、制御部１０８はレンズシフトの方向から駆動モーターとモーターの回転方向を求める。さらに制御部１０８はレンズシフトの速度及び目標レンズ位置からモーターの駆動速度を求める。制御部１０８はこれらの設定値をレンズシフト装置１０５に設定する。その後、制御部１０８はレンズシフト装置１０５のモーター駆動を開始させる。レンズシフトを停止させる際には、制御部１０８がレンズシフト装置１０５のモーター駆動を停止させる。レンズ装置１０６の移動中、制御部１０８は現在のレンズ位置またはレンズ移動量を監視し、レンズが物理端または可動範囲端に達していないかを確かめる。レンズ装置１０６が可動範囲端に到達した場合、制御部１０８はレンズシフトを停止させる。以上の処理により、シフトの可動範囲内において、ユーザーは所望のシフト位置までレンズシフトを実施することができる。続いて、ユーザーが投影画像のスケーリング処理を実施する。このとき制御部１０８は、レンズシフト装置１０５からレンズシフト量を取得しシフト位置を判定する。シフトさせていない状態でのシフト位置を便宜上ゼロポジションと呼ぶことにする。ゼロポジションのときは、スケーリング処理より縮小ズームを実行した場合は、投影画面の中心をスケーリングの基準位置として、基準位置の画素は動かさず投影画像の上下左右の辺を基準位置方向に向かって縮小させる。
【００２４】
ゼロポジションから、シフトが移動している場合はその位置に応じて、スケーリング基準位置を変更する。左方向にシフトされた状態であれば、投影画像の左端辺にスケーリング基準位置を変更する。左上方向にシフトされた状態であれば、投影画像の左上の点を基準位置になるように変更する。なお、上記に記述した方向（左や左上など）は、プロジェクタ―装置をスクリーンと正対させて投影している状態での方向を示す。
【００２５】
図２の（ａ）は本発明の実施例１によるスケーリング処理を実行した場合の投影画像のイメージ図を示している。レンズシフト後にスケーリング処理を実行した場合、図２の（ｂ）に示す従来例の処理と比較すると、本実施例の処理では、再度位置合わせを行う必要が無く作業を大幅に簡略化できる。加えて、本実施例の処理では、レンズシフト稼働範囲に対して、レンズシフトの端に近い点がスケーリング基準位置として自動的に選ぶように制御されるため、レンズシフトの稼働範囲を最大限に活用でき、設置性を向上させることが可能である。本例では、スケーリング処理が縮小の場合についてのみ記載したが、スケーリングによる拡大の場合も、シフト量に応じて判定したシフト位置に応じて、拡大の基準位置を変更し、基準位置を動かさずに投影画像の拡大を実施する。
【００２６】
以上が、本発明の第１の実施例によるプロジェクタ―の構成ならびに処理内容である。
【実施例２】
【００２７】
本発明は実施例１の構成および制御だけでも成り立つが、シフト動作中にスケーリング基準位置を変更しながら、変更された基準位置に基づいてスケーリング処理済み画像の再描画を行うと更に好ましい。
【００２８】
以下、実施例２のプロジェクタ−について説明する。
【００２９】
本発明の第２の実施例のプロジェクタ−の装置構成は実施例１の図１に基づいて説明した構成と同じであるため説明を割愛する。
【００３０】
ユーザーがレンズシフトを操作する前に、デジタルスケーリング処理を実施していた場合のケースを説明する。シフトがゼロポジションで縮小スケーリングした場合、投影画像の中心位置が縮小の基準位置になるため、基準位置である中心に向かって投影画像は縮小された状態になっている。この状態でユーザーがシフト動作を実施した場合、制御部１０８は所定の周期でシフト量を取得しシフト位置を判定する。シフト位置がゼロポジションから変更されたと判定された場合、スケーリング基準位置をシフト位置に合わせて変更する。変更された基準位置に基づきスケーリング済み投影画像の再描画を行う。
【００３１】
図４に示すように、縮小スケーリング処理済みの状態で、ゼロポジションから左方向にシフト動作させた場合、シフト位置が左方向にあると制御部１０８は判定し、スケーリング基準位置をゼロポジションから投影画像の左端辺に変更する。そして、制御部１０８は画像処理装置１０１に対して、変更した基準位置における縮小スケーリング済み画像の生成を指示して再描画の処理を実行する。これによってシフト移動中に左端辺を中心に縮小スケーリングされた投影画像が投影される。この状態で右方向にシフト移動させた場合、ゼロポジションよりも左側に位置している状態（図５状態（ａ））では、スケーリング基準位置を変更しないが、ゼロポジションよりも右側に位置している状態（図５状態（ｂ））となったと判定されたタイミングで、スケーリング基準位置を投影画像の右端辺に変更し、変更した基準位置における縮小スケーリング済み画像の生成を指示して再描画の処理を実行する。
【００３２】
シフト移動中は所定の周期でこの再描画処理を行うが、シフト動作してシフト端に到達したと判定された場合は、即座に上記の再描画処理を実行する。
【００３３】
このようにシフト動作中に、シフト位置に応じて、スケーリング済み画像の描画位置を変更することで制御することで、スケーリング処理済みの投影画像についてもシフト稼働範囲を有効に活用した状態で設置作業ができるので、設置性を向上させることができる。
【００３４】
以上が、本発明の第２の実施例によるプロジェクタ―の処理内容である。
【００３５】
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。
【符号の説明】
【００３６】
１０  プロジェクタ、１００  映像入力装置、１０１  画像処理装置、
１０２  ＯＳＤ装置、１０３  パネル駆動装置、１０４  パネル装置、
１０５  レンズシフト装置、１０６  レンズ装置、１０７  ランプ装置、
１０８  制御部、１０９    操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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