(57)【要約】【課題】投射レンズの電動シフト機構を備えた投射型表示装置において、交信機やカメラなどの特殊な装置を必要とせず、投射レンズのシフト調整を簡単にすばやく行うことのできる投射型表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】投射映像２２に、電動レンズシフト機構の可動領域に対応した座標をグリッド状に表示したグリッド画像２３を表示し、可動領域における投射映像２２の相対的な位置および大きさを検出する相対位置検出手段から取得した位置および大きさ情報をもとに、グリッド画像２３中に現在の位置を映像位置表示画像２４として表示する。そして、スクリーン２１と投射映像２２の位置関係を確認し、目標の移動座標位置を操作部から数値入力することにより、自動でシフト調整する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに映像を投射表示する投射型表示装置において、
前記映像を投射する投射レンズと、
前記スクリーンに対する投射映像位置を移動するために、前記投射レンズの位置をシフトさせるレンズシフト手段と、
前記レンズシフト手段の可動範囲に対応した座標をグリッド状に表示するグリッド画像と、
前記レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の相対的な位置情報を格納した記憶手段と、
前記レンズシフト手段の可動範囲における投射映像位置を検出する相対位置検出手段と、
前記レンズシフト手段に目標移動座標を指示する座標入力手段と、
を備え、
前記座標入力手段により指示した前記目標移動座標位置に前記投射映像を移動するように、前記投射レンズの位置をシフトさせることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
スクリーンに映像を投射表示する投射型表示装置において、
前記映像を投射する投射レンズと、
前記スクリーンに対する投射映像位置を移動するために、前記投射レンズの位置をシフトさせるレンズシフト手段と、
前記レンズシフト手段の可動範囲に対応した座標をグリッド状に表示するグリッド画像と、
前記レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の相対的な位置を格納した記憶手段と、
前記レンズシフト手段の可動範囲における投射映像位置を検出する相対位置検出手段と、
前記レンズシフト手段に目標移動量を指示する移動量入力手段と、
を備え、
前記移動量入力手段により入力した移動量だけ前記投射映像を移動するように、前記投射レンズの位置をシフトさせることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記グリッド画像を格納することを特徴とする請求項１または請求項２記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の相対的な大きさ情報を格納することを特徴とする請求項１または請求項２記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記記憶手段に格納された前記大きさ情報に基づいて作成された矩形状の映像位置表示画像を、前記記憶手段に格納された前記位置情報に基づいて前記グリッド画像に重畳して、前記スクリーンに投射表示することを特徴とする請求項４記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記映像位置表示画像内に、前記レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の現在の座標位置および前記目標移動座標位置を数値表示することを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記映像位置表示画像内に、前記レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の目標移動量を数値表示することを特徴とする請求項２記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記目標座標または前記目標移動量に映像の大きさを考慮した可動範囲外の座標が入力された場合、警告表示することを特徴とする請求項６または請求項７記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記警告表示は、前記グリッド画像内にエラーメッセージを表示するものであることを特徴とする請求項８記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記警告表示は、ランプの点滅により行うものであることを特徴とする請求項８記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記警告表示は、前記グリッド画像の色変化により行うものであることを特徴とする請求項８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、プロジェクタ等の投射型表示装置に係り、特に、投射レンズの位置をシフトさせる電動シフト機構を備えた投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホームシアタから商用まで、さまざまなシーンでプロジェクタ等の投射型表示装置が使用されている。それも、投射型表示装置の設置の自由度が向上してきたのが、大きく貢献している。
【０００３】
一般的に、投射型表示装置は装置の前方に映像投射のためのスクリーンを配置することになるが、その際、スクリーンと装置および視聴者の位置関係は様々であるため、装置が画面を遮らないことや、視聴者が投射映像を遮らないことが要求される。
【０００４】
その場合、投射レンズの光軸を上下左右に移動可能なレンズシフト機能を有することにより、投射型表示装置をスクリーンに向かって正面に設置する必要がなくなり、その課題は解決される。
【０００５】
一方、投射レンズの光軸がスクリーン面に対して直角とならない場合には投射映像に台形歪みが生じるため、その補正のための調整も必要となるが、これは既知の技術で行われるため、説明は省略する。
【０００６】
しかし、レンズシフトの調整範囲がより広範囲になり、設置の自由度はますます広がってきているが、それに伴って、台形歪み補正も含め、レンズシフト調整を短時間で行うことが困難になってきている。
【０００７】
その解決方法として、スクリーンと投射型表示装置との相対位置情報を検出し、投射映像の有効領域をスクリーンの有効領域に近づけるように投射レンズを制御するプロジェクタが特許文献１で提案されている。
【０００８】
以下に、特許文献１で開示されているプロジェクタの、スクリーンとプロジェクタとの相対位置／距離を検知する機構の構成例の一例について説明する。
【０００９】
図６は、スクリーン側とプロジェクタ側のそれぞれに配置される交信機によって、スクリーンとプロジェクタとの相対位置情報を検出する構成例を示す図である。
【００１０】
図において、３０はプロジェクタ、３１は光源、３２は光学エンジン、３３は投射レンズ、３４はレンズシフト機構、３５はキャビネット、３６はレンズシフト機構３４の動作の制御機能を有する回路部、３７は脚台、４０はスクリーンである。
【００１１】
スクリーン４０側には、４角に受信／発信を行う交信機４１を配置し、プロジェクタ３０側の回路部３６には、３つの交信機３８ａ、３８ｂ、３８ｃを配置する。
【００１２】
プロジェクタ３０側の交信機３８ａ〜３８ｃは、全て信号の受信が可能であって、さらにそのうち１つの交信機は信号の発信も可能に構成される。
【００１３】
スクリーン４０側に配置された交信機４１は、プロジェクタ側の発信機能を有する交信機３８ａから発信された信号を受信し、その返信信号を送信する。スクリーン４０側から返信された返信信号をプロジェクタ３０側の交信機３８ａ〜３８ｃが受信すると、プロジェクタ４０側では、信号を発信してから受信するまでの時間を基に、スクリーン４０とプロジェクタ３０との距離を算出することができる。
【００１４】
ここでは、プロジェクタ３０側の３つの交信機３８ａ〜３８ｃによって、スクリーン４０側の交信機４１からの返信信号を受信することにより、スクリーン４０側の交信機４１ の１つと、プロジェクタ３０側のそれぞれの交信機３８ａ〜３８ｃとの間の距離差に従って、プロジェクタ３０側の送信から受信までの時間にずれが生じ、その差からプロジェクタ３０本体に対するスクリーン４０側の交信機４１の相対位置や距離を算出することができる。
【００１５】
プロジェクタ３０側のそれぞれの交信機３８ａ〜３８ｃと、スクリーン４０側の他の交信機４１に対しても同様の交信を行うことによって、プロジェクタ３０ とスクリーン４０との相対位置情報を算出することが可能となる。
【００１６】
プロジェクタ３０は、投射レンズ３３を所定方向にシフトさせ光軸を移動させるレンズシフト機構３４を有し、また投射レンズ３３の電動ズーム、及び電動フォーカス調整が可能な機構を備えている。また投射光の投射軸方向（投射レンズ光軸）を上下・左右に傾ける機構、及び投射画像を左右に傾ける機構を備えている。
【００１７】
そして、これら投射レンズのシフト、ズーム、フォーカス、投射光の方向及び傾きを制御する制御部は、取得したスクリーン４０とプロジェクタ３０本体との相対的な座標情報に基づいて、投射画像の台形歪みがなくなるように、もしくは最小となるように、レンズシフト量、ズーム量、フォーカス量、プロジェクタ３０の投射方向、及びプロジェクタ３０の傾き量を制御する。
【００１８】
光学エンジン３２のライトバルブの受光面と、投射レンズ３３の光軸方向が垂直に配置されているプロジェクタの場合、スクリーン４０の投射面に対して投射レンズ３３の光軸方向が垂直に近いほど、台形歪みが少なくなることから、プロジェクタ３０本体の方向が決まる。
【００１９】
さらに、投射レンズ３３の光軸とスクリーン４０との角度と、プロジェクタ３０本体の投射軸方向の向きから、プロジェクタ３０の左右高さ方向の角度が決まる。ここで、レンズシフト， ズーム， 及びフォーカスによって、スクリーン４０の被投射領域内に投射画像を適合させることができるかどうかを算出し、適合できる場合はレンズシフト・ズーム・フォーカスを自動調整する。
【００２０】
これによって、スクリーンの正確な位置情報を検出し、その検出位置情報に基づいてズーム、フォーカス、及びレンズシフトの全てを制御し、さらに必要に応じて台形歪み補正を加えて投射画像を最適化することによって、高品質の投射画像を自動的に得ることができる。
【００２１】
また、特許文献１にはこの他にも、電動フォーカス機能を有するカメラを用い、長方形のスクリーンの角部を検出することにより、スクリーンとプロジェクタとの相対位置情報を検出するようにした構成例などが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３４１０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上記従来の投射型表示装置では、設置の自由度が向上するに伴って、投射レンズの調整に時間を要する可能性がでてくる。
【００２３】
調整は、シフトの上下左右に対応したキーの長押し等で行うのが主流であるが、調整量が大きい場合は数十秒もの間、キーを押し続けなければならず、ユーザーのストレスにつながるおそれがあった。
【００２４】
また、特許文献１に基づくシステムであれば、調整は容易となるが、スクリーンと投射型表示装置との相対位置情報を検出するための交信機やカメラを設けるなど、特殊な装置が必要になる。
【００２５】
しかも、スクリーン側にも交信機が必要となるため、投射型表示装置のみでは機能しないという問題や、カメラを使用する場合、スクリーンによっては角部を検出できないという問題があった。
【００２６】
本発明は、上記課題を解決し、スクリーンとプロジェクタとの相対位置情報を検出するための特殊な装置を必要とせず、投射レンズのシフト調整を簡単にすばやく行うことのできる投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明の投射型表示装置は、スクリーンに映像を投射表示する投射型表示装置において、前記映像を投射する投射レンズと、前記スクリーンに対する投射映像位置を移動するために、前記投射レンズの位置をシフトさせる投射レンズシフト手段と、前記投射レンズシフト手段の可動範囲に対応した座標をグリッド状に表示するグリッド画像と、前記投射レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の相対的な位置情報を格納した記憶手段と、前記投射レンズシフト手段の可動範囲における投射映像位置を検出する相対位置検出手段と、前記グリッド画像に基づき、前記投射レンズシフト手段に目標移動座標を指示する座標入力手段と、を備え、前記座標入力手段により指示した前記目標移動座標位置に前記投射映像を移動するように、前記投射レンズの位置をシフトさせることを特徴とするものである。
【００２８】
また、スクリーンに映像を投射表示する投射型表示装置において、前記映像を投射する投射レンズと、前記スクリーンに対する投射映像位置を移動するために、前記投射レンズの位置をシフトさせる投射レンズシフト手段と、前記投射レンズシフト手段の可動範囲に対応した座標をグリッド状に表示するグリッド画像と、前記投射レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の相対的な位置を格納した記憶手段と、前記投射レンズシフト手段の可動範囲における投射映像位置を検出する相対位置検出手段と、前記グリッド画像に基づき、前記投射レンズシフト手段に目標移動量を指示する移動量入力手段と、を備え、前記移動量入力手段により入力した移動量だけ前記投射映像を移動するように、前記投射レンズの位置をシフトさせることを特徴とするものである。
【００２９】
また、前記記憶手段は、前記グリッド画像や、前記投射レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の相対的な大きさ情報を格納することを特徴としている。
【００３０】
また、前記記憶手段に格納された前記大きさ情報に基づいて作成された矩形状の映像位置表示画像を、前記記憶手段に格納された前記位置情報に基づいて前記グリッド画像に重畳して、前記スクリーンに投射表示することを特徴としている。
【００３１】
また、前記映像位置表示画像内に、前記レンズシフト手段の可動範囲における前記投射映像の現在の座標位置および前記目標移動座標位置、あるいは目標移動量を数値表示することを特徴としている。
【００３２】
また、前記目標座標または前記目標移動量に映像の大きさを考慮した可動範囲外の座標が入力された場合、警告表示することを特徴としている。
【００３３】
このように、レンズシフト手段の可動範囲における投射映像の相対的な大きさの映像位置表示画像を、レンズシフト手段の可動範囲における投射映像の相対的な位置にグリッド画像に重畳して、スクリーンに投射表示し、必要シフト量を視認により確認し、目標座標を数値入力することにより、簡単に投射レンズのシフト調整を自動で行うことができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、交信機やカメラなどの特殊な装置がなくとも、グリッド画像に重畳して映像の相対的な位置と大きさを表示することにより、数値を入力するだけでレンズシフトの調整が行え、操作性の向上を図ることができる。
【００３５】
今後ますますレンズシフトの可動範囲が大きくなることが予想されるが、そうなればなるほど大きく効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の投射型表示装置の一実施の形態のプロジェクタの構成を示すブロック図、図２から図５はスクリーンにグリッド画像が投射表示された状態を示す図で、図２は現在の投射位置、図３は目標座標位置入力時、図４は投射レンズシフト後、図５はエラーメッセージが表示された状態をそれぞれ示している。
【００３８】
図１において、プロジェクタは、グリッド画像等が記憶されたメモリ１１と、メモリ１１の入出力や、映像表示、投射レンズ駆動等を制御するマイコン１２と、ユーザーが入力操作を行う操作部１３と、映像が表示される液晶パネルなどの映像表示部１４と、映像表示部１４に表示された映像をスクリーン（図示せず）に投射する投射レンズ１５と、投射レンズ１５を駆動する電動シフト機構１６と、電動シフト機構１６の可動範囲における投射映像位置および大きさを検出する相対位置検出部１７と、エラーメッセージを表示するエラーメッセージ表示部１８とから構成される。
【００３９】
操作部１３は、レンズシフト調整数値モードキー、レンズシフト調整上下左右モードキー、数値１キー〜数値９キー、上キー、下キー、左キー、右キー、戻るキー、実行キーなど（いずれも図示しない）から構成される。
【００４０】
以上のように構成されたプロジェクタにおいて、以下その動作を説明する。
【００４１】
まず、操作部１３で、レンズシフト調整数値モードキーが押されると、マイコン１２は、メモリ１１に記憶されたレンズシフト可動範囲に基づいて作成されたグリッド画像を読み出し、映像表示部１４で表示し、さらに、レンズシフト可動範囲に対する投射映像の相対的な位置および大きさ情報を相対位置検出部１７から取得してメモリ１１に記憶し、これらの情報から矩形の映像位置表示画像を作成し、映像表示部１４でグリッド画像に重畳させて表示する。そして、投射レンズ１５により、スクリーンに投射する。
【００４２】
図２はスクリーン２１に映像が投射された状態を示しており、このときの投射映像２２にはグリッド画像２３が表示されている。
【００４３】
なお、この図では投射映像２２に台形歪みは生じていないが、台形歪みが生じる場合には、既知の方法で、その補正のための調整を行えばよい。
【００４４】
グリッド画像２３は、レンズシフト可動範囲を表しており、８角形の中に格子状のラインが表示されたグリッド部２３ａと、格子状のラインに合わせた座標表示部２３ｂとから構成されている。
【００４５】
このとき、レンズシフト可動範囲に対する投射映像の相対的な位置と大きさを矩形状の映像位置表示画像２４として、グリッド部２３ａに重畳させて表示している。
【００４６】
映像位置表示画像２４には、レンズシフト可動範囲に対する投射映像２２の垂直、水平方向の位置の座標が表示される。座標は映像位置表示画像２４の左上の位置を示し、図では、現在の座標位置（１０、３０）が表示されている。また、目標の移動座標値が（？、？）のように表示されている。
【００４７】
ここで、操作者は、スクリーン２１と投射映像２２の位置関係を確認し、スクリーン２１に対して投射映像２２が左下にずれているため、投射レンズ１５を右上にシフトさせるように操作する。
【００４８】
操作者は、グリッド部２３ａ内の映像位置表示画像２４の位置から、右に１０、上に１０程度座標を移動すればよいと判断し、水平と垂直の目標移動座標値（２０、２０）を、操作部１３の数値１キー〜数値９キーで入力する。
【００４９】
このとき、図３に示すように、目標の座標（２０、２０）がマイコン１２によって映像表示部１４を介し映像位置表示画像２４内に表示され、設定される。
【００５０】
さらに、操作部１３の実行キーを押すことで、マイコン１２は、現在の座標（１０、３０）と目標の座標（２０、２０）との比較を行い、目標の座標に近づく方向に電動シフト機構１６を駆動し、投射レンズ１５をシフトさせる。
【００５１】
電動シフト機構１６の駆動中は、相対位置検出部１７から、電動シフト機構１６の可動範囲に対する投射映像の相対位置を常時取得し、リアルタイムでレンズシフト可動範囲に対する相対位置が映像位置表示画像２４上で確認できる。
【００５２】
そして、現在の座標位置が目標の座標位置と一致すれば、電動シフト機構１６の駆動を停止する。図４はそのときの状態を示している。
【００５３】
その後、スクリーン２１に対する投射映像２２の投射位置の微調整が必要な場合は、操作部１３のレンズシフト調整上下左右モードキーを押下し、上キー、下キー、左キー、右キーによりレンズシフトの調整を行う。
【００５４】
あるいは、再度目標の座標値を、数値１キー〜数値９キーで入力し、実行キーを押すようにしてもよい。
【００５５】
図４の例では、スクリーン２１に対して投射映像２２が右下に位置するので、左上方向にレンズシフトを微調整する。
【００５６】
また、目標の座標値の代わりに目標移動量を入力することでの調整も可能で、その場合は、プラスキー、マイナスキーなどを操作部１３に備え、例えば、“−１５”、“＋２５”などのように入力し、実行キーを押すことで、目標移動量の分だけ電動シフト機構１６を駆動するようにしてもよい。
【００５７】
なお、本実施の形態では、目標の座標値や目標移動量を映像位置表示画像２４内に表示するようにしたが、グリッド画像２３内のどの位置でもよく、あるいは、プロジェクタ本体の表示部や、プロジェクタを遠隔操作するリモコン（図示せず）の表示部内に表示するようにしてもよい。
【００５８】
また、もしも、目標座標に映像の大きさを考慮した可動範囲外の座標が入力されれば、図５に示すように、「その目標位置には移動できません」などとエラーメッセージ２５を表示し、目標座標（１００、４０）への調整が行えないことをユーザーに警告するようにしてもよい。
【００５９】
目標調整量の場合も可動範囲外への設定が行われた場合に、同様にエラーメッセージを表示し、ユーザーに警告するようにしてもよい。
【００６０】
また、警告はランプの点滅や、例えばグリッド画像の色を変えるなど、どのような方法であっても構わない。
【００６１】
このように、本実施の形態によれば、レンズシフト可動範囲をグリッド画像として表示し、レンズシフト可動範囲に対する映像の相対的な位置と大きさをグリッド画像に重畳して表示することにより、スクリーンと映像がずれていた場合に、操作者が容易に投射レンズのシフトの方向とシフト量、シフト可能かどうかを確認することができ、しかも、シフト量を数値入力するだけですばやく所望の位置に投射レンズをシフトし、映像をスクリーンに合わせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明にかかる投射型表示装置は、特殊な装置がなくとも、グリッド画像に重畳して映像の相対的な位置と大きさの映像位置表示画像を表示することにより、数値入力によるレンズシフトの調整が簡単に行えるというようにユーザーインターフェースを向上したものであり、プロジェクタ等の投射型表示装置の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の投射型表示装置の一実施の形態のプロジェクタの構成を示すブロック図
【図２】スクリーンにグリッド画像が投射表示された状態を示す図
【図３】スクリーンにグリッド画像が投射表示され、目標座標位置入力を示す図
【図４】投射レンズシフト後のスクリーンにグリッド画像が投射表示された状態を示す図
【図５】スクリーンにグリッド画像が投射表示され、エラーメッセージが表示された図
【図６】特許文献１に開示されている、スクリーンとプロジェクタとの相対位置情報を検出する構成例を示す図
【符号の説明】
【００６４】
１１  メモリ
１２  マイコン
１３  操作部
１４  映像表示部
１５  投射レンズ
１６  電動シフト機構
１７  相対位置検出部
２１  スクリーン
２２  投射映像
２３  グリッド画像
２３ａ  グリッド部
２３ｂ  座標表示部
２４  映像位置表示画像
２５  エラーメッセージ
【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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【図６】
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