(57)【要約】【課題】  人型形状のスクリーンなどの変形スクリーンに容易に映像の投影を可能とする投影装置を提供する。【解決手段】  表示素子を用いて映像を投影する投影装置は、投影レンズを備える投影手段と、投影レンズのズーム倍率を変更調整する光学ズーム手段と、画像データによる画像を電子的に拡大縮小するデジタルズーム手段と、画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出する有効画像取得手段と、抽出された有効画像のデータに応じて光学ズーム手段及びデジタルズーム手段のズーム設定を決定するズーム決定手段と、光学ズーム手段及びデジタルズーム手段のズーム設定に従って有効画像のデータの映像をスクリーン１００に一致させるように投影させる投影制御手段と、を備える。【選択図】    図６
2015060162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子を用いて映像を投影する投影装置であって、
投影レンズを備える投影手段と、
前記投影レンズのズーム倍率を変更調整する光学ズーム手段と、
画像データによる画像を電子的に拡大縮小するデジタルズーム手段と、
画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出する有効画像取得手段と、
抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定するズーム決定手段と、
前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる投影制御手段と、
を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記ズーム決定手段は、光学ズーム倍率と光学ズーム調整率とによって光学ズーム率を決定するものであって、前記有効画像による映像の縦又は横の長さを前記スクリーンの縦又は横の長さに合わせる光学ズーム倍率と、前記有効画像による映像の縦長さを前記スクリーンの縦長さに合わせた状態で、又は、前記有効画像による映像の横長さを前記スクリーンの横長さに合わせた状態で、の前記表示素子の画像を形成する領域である有効表示領域による映像投影範囲をスクリーンに外接する前記表示素子の縦横比と同一縦横比の有効投影範囲に縮小して合わせる光学ズーム調整率と、によって前記光学ズーム率を決定し、前記光学ズーム率により前記光学ズーム手段の前記ズーム設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記ズーム決定手段は、前記有効画像を前記表示素子の画像を形成する領域である有効表示領域に内接するまで拡大するデジタルズーム率を決定し、
前記投影制御手段は、このデジタルズーム率により前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定を行って前記有効画像を前記有効表示領域に表示させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影装置。
【請求項４】
前記ズーム決定手段は、前記原画像と前記原画像中の前記有効画像と、により前記有効画像の縦又は横の長さを前記原画像の縦又は横の長さに一致させる倍率を算出して前記デジタルズーム率を決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の投影装置。
【請求項５】
前記ズーム決定手段は、前記光学ズーム調整率の逆数を前記デジタルズーム率として決定することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の投影装置。
【請求項６】
前記有効画像取得手段は、前記原画像の画像認識を行うことにより、前記有効画像の抽出を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の投影装置。
【請求項７】
前記有効画像取得手段は、前記原画像の奥行情報を取得し、最も手前に所定の割合以上の大きさで表示される物体の画像を前記有効画像として取得することを特徴とする請求項６に記載の投影装置。
【請求項８】
前記有効画像取得手段は、前記原画像内の人物の検出を行い、検出された人物の顔の画像又は顔と上半身の画像を前記有効画像として取得することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のサイネージ投影装置。
【請求項９】
前記有効画像取得手段は、テンプレートにより目、口、等を検出して人物の顔を検出することを特徴とする請求項８に記載の投影装置。
【請求項１０】
前記有効画像取得手段は、前記スクリーンの形状を取得すると共に、前記原画像内において取得した前記スクリーンの形状と略相似形状の物体の画像を検出し、この物体の画像を前記有効画像として取得することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れかに記載の投影装置。
【請求項１１】
前記ズーム決定手段は、前記投影手段の光軸を中心に画像を拡大縮小するように前記光学ズーム手段及び／又は前記デジタルズーム手段でのズーム設定を行わせることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の投影装置。
【請求項１２】
表示素子を用いた投影装置により映像を投影するに際し、
投影レンズを備える投影手段により投影するものとし、
前記投影レンズのズーム倍率を光学ズーム手段により変更調整し、
デジタルズーム手段により画像データによる画像を電子的に拡大縮小し、
有効画像取得手段により画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出し、
ズーム決定手段により抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定し、
投影制御手段により前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる、
ことを特徴とする投影方法。
【請求項１３】
表示素子を用いた投影装置により映像を投影するに際し、
投影制御手段により投影レンズを備える投影手段を制御させ、
前記投影制御手段により光学ズーム手段を用いて前記投影レンズのズーム倍率を変更調整させ、
前記投影制御手段によりデジタルズーム手段を用いて画像データによる画像を電子的に拡大縮小させ、
有効画像取得手段により画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出させ、
ズーム決定手段により抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定させ、
前記投影制御手段により前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる、
処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする投影装置の投影処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルサイネージ等に用いる投影装置及び投影方法と投影処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、展示会や学会、会議等のプレゼンテーションに、あるいはホームシアター等にプロジェクタと呼ばれる投影装置が用いられている。また近年では、店頭広告などにもプロジェクタなどの投影装置の使用が広がっている。
【０００３】
そして、小型プロジェクタ等の投影装置を用いた店頭広告や案内、受付などに用いるデジタルサイネージと呼ばれる画像投影では、従来一般の横長矩形のスクリーンのみでなく、人型形状や縦長形状のスクリーンなど、種々の形状のスクリーンを用いた投影も行われるようになっている。
【０００４】
このような従来の横長矩形とは異なる変形スクリーンへの投影は、投影装置とスクリーンとを一組とし、投影装置とスクリーンとを所定の距離として設置されることが多く、投影倍率を一定に設定し、また、縦長スクリーンや人型形状スクリーンに人物を投影する場合、投影画像として人物以外の背景を黒色とした画像データを作成し、所定のスクリーンに所定の画像を投影すると共に、スクリーンの外側に無駄な光を投射しないようにしている。
【０００５】
尚、投影装置では、スクリーンなどの被投影対象面との距離、被投影対象面の大きさ、被投影対象面の傾きを検出し、ズーム調整や台形歪補正を自動的に行えるようにして投影準備を容易とする技術が提案され（例えば特許文献１）、また、一般的な矩形スクリーンに投影画像を合わせる自動調整の種々の技術が実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２１２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スクリーンと投影装置とを一組としてサイネージに使用する投影装置では、変形スクリーンとして縦長のスクリーンの他、人や動物を模したキャラクタ、又はロボットなどの形の輪郭形状に形成したスクリーンを用いることがあり、このスクリーン形状や縦長スクリーンの縦横比に合わせた投影画像の画像データを作成して投影を行うため、画像データの作成に手数を要し、変化の有る投影を行うことが困難となることがあった。
【０００８】
また、画像データをスクリーンの形状や縦横比に近い定型サイズとして作成することによりデータ作成の手数を少なくすることが行われる場合があるが、この場合は投影時にスクリーンの上方などの周縁に投影余白が生じることもあり、画素の利用効率の点で画像の明るさを十分に引き出していないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、人型形状のスクリーンなどの変形スクリーンに明るい映像の投影を可能とする投影装置、投影方法、投影処理プログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る投影装置は、表示素子を用いて映像を投影する投影装置であって、投影レンズを備える投影手段と、前記投影レンズのズーム倍率を変更調整する光学ズーム手段と、画像データによる画像を電子的に拡大縮小するデジタルズーム手段と、画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出する有効画像取得手段と、抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定するズーム決定手段と、前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる投影制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る投影装置の投影方法は、表示素子を用いた投影装置により映像を投影するに際し、投影レンズを備える投影手段により投影するものとし、前記投影レンズのズーム倍率を光学ズーム手段により変更調整し、デジタルズーム手段により画像データによる画像を電子的に拡大縮小し、有効画像取得手段により画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出し、ズーム決定手段により抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定し、投影制御手段により前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る投影処理プログラムは、表示素子を用いた投影装置により映像を投影するに際し、投影制御手段により投影レンズを備える投影手段を制御させ、前記投影制御手段により光学ズーム手段を用いて前記投影レンズのズーム倍率を変更調整させ、前記投影制御手段によりデジタルズーム手段を用いて画像データによる画像を電子的に拡大縮小させ、有効画像取得手段により画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出させ、ズーム決定手段により抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定させ、前記投影制御手段により前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる、処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、種々の画像データを用いた投影に際し、明るい投影を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る投影装置を上方から見た外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る投影装置を下方から見た外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る投影装置の投光口蓋を開口したときの外観斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る投影装置によりスクリーンに投写したときの説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る投影装置の機能回路ブロック図の一例を示すである。
【図６】本発明の実施形態に係る投影装置における画像処理の流れを示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る投影装置における画像処理のフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る投影装置における投影画像となる原画像を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る投影装置における有効画像の投影像とスクリーンとの一致倍率の取得方法の一例を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る投影装置において、原画像をスクリーンに投影した投影画像の状態の関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る投影装置における投影画像となる別の原画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。なお、本発明の投影装置としてスクリーンと組み合わせる小型の投影装置１０を適用して説明する。図１は、投影装置１０の上方から見た外観斜視図であり、図２は、投影装置１０の下方から見た外観斜視図である。なお、本実施形態において、上下とは図１に示す投光口蓋１６を有する面を上とし、逆側の面を下とし、投影装置１０における前後とは、図４に示すように投光口蓋１６を開口して映像光を投写する方向を前方とする。
【００１６】
この投影装置１０は、投影制御手段及び映像光を生成する光源ユニットや投影部などを収納し、図３、図４に示したように筐体の上部に設けられた投光口蓋１６を開口することにより映像光を投写可能とするものである。
【００１７】
この投影装置１０は、図１及び図２に示すように、Ａ５サイズ程度の厚肉立方体とされる小型の投影装置１０であって、投影装置１０の側面パネル１４には、光源による内部温度の上昇を軽減させるための吸気孔１８や排気孔１７が形成されており、その内部に冷却ファン等を配置している。
【００１８】
また、正面パネル１２には、図１に示したようにカメラ部５１の開口が設けられ、略直方体形状とされた投影装置１０の一方の側面には、図２に示したようにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子等の入出力コネクタ部やリモートコントローラ受信部及び電源アダプタプラグ等の各種端子２０が設けられている。
【００１９】
そして、投影装置１０の上面には、斜め上方に開口可能として投写窓を露出させる投光口蓋１６を有し、上面パネル１１には音声出力用のスピーカ４８を配備している。更に、投影装置１０の内部には、スクリーン１００（図４参照）に向けて映像光を投写させる複数のレンズから構成される投写レンズ群や非球面ミラーなどによる投影手段としての投影部を備えている。
【００２０】
更に、投影装置１０は、その底面としての支持板１５を備える。そして、支持板１５は、四隅に本体の投写傾き調整用の調整部であり夫々に高さ調整を可能とするチルトフット７９を備える。また、支持板１５には、側面からリモートコントローラ７５を収納可能とする空間であるリモートコントローラ収納部７０を設けている。
【００２１】
そして、この投影装置１０は、図３に示すように、投光口蓋１６を開口することにより、図４に示すように近接配置されるスクリーン１００に向けて映像光を投写することができる。
【００２２】
投影装置１０は、主たる構成として、投影制御手段としての制御部３８や表示エンコーダ２４、可動レンズ群８０と非球面ミラー１９とからなる投影手段としての投影部と、表示素子としてのＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）と、ＤＭＤへ光を照射する光源ユニット６０と、この光源ユニット６０を構成するＬＥＤなどへ電力を供給する電源部と、を備える。（詳細は、図５を用いて後述する。）
【００２３】
投影部は、投光口蓋内方に複数のレンズから構成されて投影レンズを構成する可動レンズ群８０と凹面の非球面ミラー１９とから構成され、映像光を出射する投写窓を備える。
【００２４】
可動レンズ群８０は、ＤＭＤにて変調された映像光を非球面ミラー１９方向へと出射させ、非球面ミラー１９は、可動レンズ群８０からの映像光を反射させて投写窓を介して外方に向けて照射する。そして、非球面ミラー１９は、凹面レンズであって、可動レンズ群８０と共に映像光を拡大してスクリーン１００に向けて投写させるものである。
【００２５】
次に、投影装置１０の投影制御手段について図５の機能ブロック図を用いて説明する。投影制御手段は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。
【００２６】
この制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。
【００２７】
そして、この投影制御手段により、入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換されたあと、表示エンコーダ２４に出力される。
【００２８】
また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。
【００２９】
表示駆動部２６は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子６５を駆動するものであり、光源ユニット６０から射出された光線束を表示素子６５に照射することにより、表示素子６５の反射光で光像を形成し、投影部を介してスクリーン１００に画像を投影表示する。
【００３０】
なお、この投影部の可動レンズ群８０は光学ズーム手段を構成し、レンズモータ４５により駆動され、制御部３８による自動制御や制御部３８を介するリモートコントローラ７５からの調整制御により、ズーム調整やフォーカス調整が行われる。
【００３１】
この光源ユニット６０は、レーザ発光素子や発光ダイオードなどの固体発光素子を用い、この各固体発光素子を時分割制御により点灯させて赤色光、緑色光、青色光の各色光を出射させるものであって、各固体発光素子から出射された各色光の強度分布をライトトンネルなどの導光装置により均一化し、集光レンズやミラーを用いて表示素子６５に照射するものである。
【００３２】
また、画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。
【００３３】
さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。
【００３４】
そして、リモートコントローラ７５からのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。
【００３５】
また、この投影装置１０は、カメラ部５１を有し、カメラ部５１によりスクリーン１００の画像を取得し、画像解析部５３によりスクリーン１００の形状や大きさ、スクリーン１００への投影画像の状態などを解析して光学情報データ１９５を形成するものである。
【００３６】
なお、制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えおり、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。
【００３７】
また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御しており、この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット６０から射出されるように、光源ユニット６０の赤色、緑色及び青色の各波長帯域光を発光する各発光素子を個別に制御するものである。
【００３８】
さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源ユニット６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置本体の電源をオフにする等の制御も行う。
【００３９】
このような投影装置１０によりデジタルサイネージの投影を行うに際しては、図６に示すように、制御部３８に、有効画像取得手段である映像範囲取得装置１５５としての機能、デジタルズーム手段であるスケーラー１６０としての機能、光学ズーム手段を制御するズーム制御装置１７０としての機能、及び、画像の切抜きやデジタルズーム及び光学ズームなどを行う際のサイネージに必要な画像処理の各種演算を行う演算部１５０としての機能を持たせるものである。
【００４０】
次に、このような投影装置１０によりデジタルサイネージの投影を行うに際の処理を、図７〜図１０を用いて説明する。
図７は、本発明の実施形態に係る投影装置における画像処理のフローチャートを示す図である。
図８は、本発明の実施形態に係る投影装置における投影画像となる原画像１０５を示す図である。
図９は、有効画像の投影像１３０とスクリーン１００との一致倍率の取得方法の一例を説明する図である。
図１０は、本発明の実施形態に係る投影装置において、原画像１０５と原画像を投影した投影画像の状態の関係を示す図である。
図８に示すように、投影される画像の元になる原画像１０５は矩形で、原画像中の有効画像（有効画像領域）（原画有効画像１２５）とは、原画像１０５における黒データ部分１２７を含まない主要部分（人物像の部分）の画像のことである。
つまり、原画有効画像１２５の外側は黒データになっていて、原画像１０５は、人型形状のスクリーン１００と形の異なる矩形の画像である。
図７に示すように、デジタルサイネージの投影を行うに際し、制御部３８は、先ず映像信号１９０に基づく原画像の投影（Ｓ１０１）を行い、ズーム調整により原画像中の有効画像（原画有効画像１２５）である人物像を人型形状のスクリーン１００に一致させたときのズーム倍率を基準ズーム率として記憶する原画有効画像一致倍率の取得（Ｓ１０５）を行う。
【００４１】
この原画有効画像一致倍率の取得（Ｓ１０５）は、次のような手順で行う。
１）投影レンズである可動レンズ群８０を調整し、投影レンズをテレ端状態としてスクリーン１００に原画像１０５の投影を行い、
２）図９に示したようにスクリーン１００の下部に投影された原画像１０５の映像を含むスクリーン１００の状態を、カメラ部５１により撮影し、
３）この撮影画像データを画像解析部５３で解析してスクリーン１００の形状とスクリーン１００の一部に投影された矩形画像である原画像１０５中のスクリーン１００形状と相似形状の画像部分である原画有効画像１２５の投影映像（有効画像映像１３０）を抽出し、
４）スクリーン１００の形状と矩形画像中のスクリーン形状と相似形状の部分画像の比率に基づいて、部分画像の高さｈ１をスクリーン１００の高さｈ２に一致させるためのテレ端からのズーム倍率を算出し、
５）このズーム倍率を基準ズーム率として記憶する。
【００４２】
尚、原画像中の有効画像を人型形状のスクリーン１００に一致させるには、スクリーン１００に原画像１０５の投影を行って投影装置１０の操作者が手動によりズーム調整を行い、有効画像映像１３０となる人物像を人型形状のスクリーン１００に一致させ、このときのズーム倍率を基準ズーム率として記憶するようにしてもよい。
【００４３】
そして、この記憶した基準ズーム率に投影レンズのズーム率を調整して原画像１０５の投影を行うと、図１０（ａ）に示すように、原画像中の人物像である原画有効画像１２５の映像である有効画像映像１３０が人型形状スクリーン１００に一致する大きさに投影され、原画像１０５の全体が投影される原画像投影範囲１２０となる一致投影範囲１１０はスクリーン１００の範囲よりも広範囲の状態となる。
【００４４】
なお、この投影装置１０は投影レンズの光軸に対して表示素子６５の中央法線を下方に位置させたシフト光学系を採用しており、図１０に示すように、投影レンズの光軸をスクリーン１００の下縁中央の位置Ａに合わせるようにしている。
【００４５】
このように、表示素子６５の画像形成可能な領域である有効表示領域により形成された画像の映像を投影レンズによりズーム率を調整して投影された一致投影範囲１１０は、スクリーン１００の高さよりも高くなるため、次に、この一致投影範囲１１０の高さをスクリーン１００の高さに合わせて表示素子６５の縦横比と同一縦横比とされる矩形の有効投影範囲１１５に減縮する光学ズーム調整率決定（Ｓ１１０）を行う。
すなわち、図１０（ｂ）の状態にするための光学ズーム調整率を決定する。
【００４６】
この光学ズーム調整率決定（Ｓ１１０）は、Ｓ１０５において、カメラ部５１により自動で原画有効画像一致倍率を取得している場合、即ち、映像信号１９０に基づく原画像の投影（Ｓ１０１）を行い、この投影時にスクリーン１００の下部に投影された矩形の原画像映像を含むスクリーン１００の状態をカメラ部５１により取得している場合は、スクリーン１００の下部に投影された矩形の原画像映像の高さと、既に算出決定されている基準ズーム率と、により一致映像範囲の高さを算出し、この一致投影範囲１１０の高さをスクリーン１００の高さに一致させる縮小率を算出することにより決定することができる。
【００４７】
なお、投影された矩形の原画像映像の高さを認識する際は、投影させる画像データとして、回りが黒データでないものを投影させた状態で行うとよい。
【００４８】
また、手動により原画像中の有効画像である原画有効画像１２５を人型形状のスクリーン１００に一致させた場合は、一致状態の投影画像及びスクリーン１００の画像の高さとスクリーン１００の高さを合わせるようにズーム調整し、その際のズーム調整率を記憶するものである。
【００４９】
この場合も、投影させる画像データとして、回りが黒データでないものを投影させた状態で行うと容易に合わせることができる。
【００５０】
そして、制御部３８は、映像範囲取得装置１５５として、画像変換部２３で所定フォーマットに統一した映像信号１９０から主要な投影画像領域である人物像の画像（原画有効画像１２５）の部分のデータを有効画像データとして抽出する。
【００５１】
この映像範囲取得処理（Ｓ１２０）は、原画像１０５が、既に加工された人のサイネージ用のデータであれば人物像の周囲に形成されている黒色範囲を除いた人の画像範囲を投影画像領域として人物像の画像データを有効画像のデータとするものである。
【００５２】
また、原画像が、図１１（ａ）に示されるように、スナップ写真やビデオ画像等の画像データであれば、人物形状のデータを抜き出すものであり、テンプレート等を用いて目や口などの顔検出処理により、また、奥行き検出処理などの画像認識処理を行って、近接人物の画像データを抽出して有効画像のデータとするものである。
【００５３】
次に、この有効画像データをビデオＲＡＭ２５の縦画素数に合わせるように、即ち表示素子の有効表示領域に位置Ａに対応する位置を中心として、有効画像データの高さを縦画素数に合わせるように拡大するデジタルズーム拡大率を算出（Ｓ１２５）し、このデジタルズーム拡大率で有効画像データを拡大するスケーラーパラメータの設定（Ｓ１３０）を行う（図１０（ｃ）参照）。
【００５４】
このように、原画像全体の縦又は横の長さに占める有効画像データの縦又は横の長さの割合からデジタルズーム拡大率を決定することもできる。
【００５５】
そして、制御部３８は、設定されたスケーラーパラメータによって原画有効画像１２５を拡大して表示エンコーダ２４に送り、表示エンコーダ２４に送られた有効画像のデータをビデオＲＡＭ２５に展開し、表示エンコーダ２４により表示駆動部２６を制御して表示素子駆動制御を行う。その結果、有効画像のデータに基づく原画有効画像１２５のデジタルズーム（電子的拡大）された画像がスクリーン１００に投影され、有効画像映像１３０が形成される。
【００５６】
その際、原画像が、図１１（ａ）に示されるような物である場合、図１１（ｂ）に示すように、原画有効画像１２５の外側の背景領域は、黒データ部分１２７とされ、それら全体が投影画像の原画像１０５として形成されるようにする。
【００５７】
この有効画像データに基づく原画有効画像１２５を含む投影画像をスクリーン１００に投影するに際し、デジタルズーム調整と合わせ、制御部３８は、ズーム制御装置１７０として、記憶している基準ズーム率に光学ズーム調整率を掛け合わせた投影ズーム倍率を算出してこの投影ズーム率を決定し、この投影ズーム率に可動レンズ群８０を調整する光学ズーム駆動（Ｓ１３５）を行って投影を開始する。
【００５８】
このように、デジタルサイネージの投影を行うに際し、原画像データである映像信号１９０から有効画像のデータとして原画像データ中の一部の画像データである人物像などの投影画像データを抽出し、この投影画像データを表示素子６５の有効領域に合わせた画像データとする。そのため、上記実施形態によれば、ビデオＲＡＭ２５の画素数（例えば、ＳＶＧＡ）よりも画素数が多い原画像データ（例えば、ＸＧＡの画像）を、一律にデジタルズームによる画素補完によって拡大処理を行って、投影画像データとしてビデオＲＡＭ２５の画素数に割り振って、全体投影を行う場合と比較して、画像データの劣化を少なくする（解像度をよくする）ことができる。
【００５９】
また、予め原画像データ中の人物像などの原画有効画像１２５をスクリーン１００に合わせる基準ズーム率を求め、この基準ズーム率から原画像投影範囲１２０をスクリーン１００の大きさに合わせた有効投影範囲１１５に修正するズーム率を求めると共に原画像投影範囲１２０を有効投影範囲１１５に減縮したときに有効画像をスクリーン１００の大きさに戻すデジタルズーム倍率による画像データの拡大を行うため、確実に原画有効画像１２５とする人物像を人型形状のスクリーン１００に一致させて投影することができる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、原画有効画像１２５をスクリーン１００の縦の長さに合わせる例で説明したが、横の長さに合わせるようにしても、同様に適用可能である。
【００６１】
このように、本実施の形態による投影装置１０は、投影手段と、光学ズーム手段と、デジタルズーム手段と、原画像中の表示すべき有効画像のデータを抽出する有効画像取得手段と、抽出されたデータに応じて光学ズーム手段及びデジタルズーム手段のズーム設定を決定するズーム決定手段と、ズーム設定に従って投影画像データによる有効画像の映像をスクリーン１００に一致させるように投影させる投影制御手段と、を備えるため、種々のデジタル写真データからサイネージに適した画像データを抜き出して明るいデジタルサイネージ投影を実現することができる。
【００６２】
また、ズーム決定手段により、有効画像による映像の縦又は横の長さをスクリーン１００の縦又は横の長さに合わせる光学ズーム倍率と、その状態での有効表示領域による映像投影範囲をスクリーン１００に外接する有効投影範囲に縮小して合わせる光学ズーム調整率と、によって光学ズーム率を決定するため、容易に投影画像の範囲をスクリーン１００に合わせて見栄えの良い、明るい投影を行うことができる。
【００６３】
そして、ズーム決定手段により、有効画像を有効表示領域に内接するまで拡大するデジタルズーム率を決定し、投影制御手段は、このデジタルズーム率によりデジタルズーム手段のズーム設定を行って有効画像を有効表示領域に表示させるため、表示素子の有効領域を無駄なく使用でき、明るい投影画像を形成することができる。
【００６４】
また、ズーム決定手段が、原画像と原画像中の有効画像と、により有効画像の縦又は横の長さを原画像の縦又は横の長さに一致させる倍率を算出してデジタルズーム率を決定するため、表示素子の有効表示領域を最大限に利用することが容易に可能となる。
【００６５】
更に、ズーム決定手段で、有効画像による映像の縦又は横の長さをスクリーン１００の縦又は横の長さに合わせた状態で、有効表示領域による映像投影範囲をスクリーン１００に外接する有効投影範囲に合わせる光学ズーム調整率の逆数をデジタルズーム率として決定するため、デジタルズーム率を容易に算出することができる。
【００６６】
そして、この投影装置１０は、有効画像取得手段によって原画像の画像認識を行うことにより、有効画像の抽出を行うため、種々の画像データからデジタルサイネージ用の画像データを容易に作成することができる。
【００６７】
例えば、有効画像取得手段により、原画像の奥行情報を取得し、最も手前に所定の割合以上の大きさで表示される物体の画像を有効画像として取得すれば、デジタルサイネージに適した画像データを容易に作成することができる。
【００６８】
また、有効画像取得手段により、原画像内の人物の検出を行い、検出された人物の顔の画像又は顔と上半身の画像を前記有効画像として取得すれば、人型形状のスクリーン１００に適したサイネージ用の画像データを容易に作成することができる。
【００６９】
また、有効画像取得手段が、テンプレートにより目、口、等を検出して人物の顔を検出すれば、容易に人物検出を行うことができる。
【００７０】
また、有効画像取得手段が、スクリーン１００の形状を取得すると共に、原画像内において取得したスクリーン１００の形状と略相似形状の物体の画像を検出し、この物体の画像を有効画像とすれば、スクリーン１００形状に合わせたデジタルサイネージ用の画像データの作成を容易とすることができる。
【００７１】
更に、ズーム決定手段により、投影手段の光軸を中心に画像を拡大縮小するように光学ズーム手段及び／又はデジタルズーム手段でのズーム設定を行わせるため、投影画像をスクリーン１００に合わせた大きさに拡大するに際し、スクリーン１００の周囲に無駄な余白や投影部分を生じさせることなく投影することができる。
【００７２】
また、本実施の形態による投影方法は、表示素子を用いた投影装置により映像を投影するに際し、投影レンズのズーム倍率を光学ズーム手段により変更調整し、デジタルズーム手段により画像データによる画像を拡大縮小し、有効画像取得手段により原画像中の有効画像のデータを抽出し、ズーム決定手段により抽出された有効画像のデータに応じて光学ズーム手段及びデジタルズーム手段のズーム設定を決定し、投影制御手段によりズーム設定に従って有効画像の映像をスクリーン１００に一致させるように投影させる投影方法であるから、デジタルサイネージによる画像投影を容易に行うことができる。
【００７３】
そして、投影装置により映像を投影するに際し、投影制御手段により投影手段を制御させ、投影制御手段により光学ズーム手段を用いて投影レンズのズーム倍率を変更調整させ、投影制御手段によりデジタルズーム手段を用いて画像データによる画像を拡大縮小させ、有効画像取得手段により原画像中の有効画像のデータを抽出させ、ズーム決定手段により抽出された有効画像のデータに応じて光学ズーム手段及びデジタルズーム手段のズーム設定を決定させ、ズーム設定に従って有効画像の映像をスクリーン１００に一致させるように投影させる処理をコンピュータに実行させる投影処理プログラムは、デジタルサイネージによる画像投影を容易に行わせることができる。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００７５】
以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]  表示素子を用いて映像を投影する投影装置であって、
投影レンズを備える投影手段と、
前記投影レンズのズーム倍率を変更調整する光学ズーム手段と、
画像データによる画像を電子的に拡大縮小するデジタルズーム手段と、
画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出する有効画像取得手段と、
抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定するズーム決定手段と、
前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる投影制御手段と、
を備えることを特徴とする投影装置。
[２]  前記ズーム決定手段は、光学ズーム倍率と光学ズーム調整率とによって光学ズーム率を決定するものであって、前記有効画像による映像の縦又は横の長さを前記スクリーンの縦又は横の長さに合わせる光学ズーム倍率と、前記有効画像による映像の縦長さを前記スクリーンの縦長さに合わせた状態で、又は、前記有効画像による映像の横長さを前記スクリーンの横長さに合わせた状態で、の前記表示素子の画像を形成する領域である有効表示領域による映像投影範囲をスクリーンに外接する前記表示素子の縦横比と同一縦横比の有効投影範囲に縮小して合わせる光学ズーム調整率と、によって前記光学ズーム率を決定し、前記光学ズーム率により前記光学ズーム手段の前記ズーム設定を行うことを特徴とする前記[１]に記載の投影装置。
[３]  前記ズーム決定手段は、前記有効画像を前記表示素子の画像を形成する領域である有効表示領域に内接するまで拡大するデジタルズーム率を決定し、
前記投影制御手段は、このデジタルズーム率により前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定を行って前記有効画像を前記有効表示領域に表示させることを特徴とする前記[１]又は前記[２]に記載の投影装置。
[４]  前記ズーム決定手段は、前記原画像と前記原画像中の前記有効画像と、により前記有効画像の縦又は横の長さを前記原画像の縦又は横の長さに一致させる倍率を算出して前記デジタルズーム率を決定することを特徴とする前記[１]乃至前記[３]の何れかに記載の投影装置。
[５]  前記ズーム決定手段は、前記光学ズーム調整率の逆数を前記デジタルズーム率として決定することを特徴とする前記[２]乃至前記[４]の何れかに記載の投影装置。
[６]  前記有効画像取得手段は、前記原画像の画像認識を行うことにより、前記有効画像の抽出を行うことを特徴とする前記[１]乃至前記[５]の何れかに記載の投影装置。
[７]  前記有効画像取得手段は、前記原画像の奥行情報を取得し、最も手前に所定の割合以上の大きさで表示される物体の画像を前記有効画像として取得することを特徴とする前記[６]に記載の投影装置。
[８]  前記有効画像取得手段は、前記原画像内の人物の検出を行い、検出された人物の顔の画像又は顔と上半身の画像を前記有効画像として取得することを特徴とする前記[６]又は前記[７]に記載のサイネージ投影装置。
[９]  前記有効画像取得手段は、テンプレートにより目、口、等を検出して人物の顔を検出することを特徴とする前記[８]に記載の投影装置。
[１０]  前記有効画像取得手段は、前記スクリーンの形状を取得すると共に、前記原画像内において取得した前記スクリーンの形状と略相似形状の物体の画像を検出し、この物体の画像を前記有効画像として取得することを特徴とする前記[６]乃至前記[９]の何れかに記載の投影装置。
[１１]  前記ズーム決定手段は、前記投影手段の光軸を中心に画像を拡大縮小するように前記光学ズーム手段及び／又は前記デジタルズーム手段でのズーム設定を行わせることを特徴とする前記[１]乃至前記[１０]の何れかに記載の投影装置。
[１２]  表示素子を用いた投影装置により映像を投影するに際し、
投影レンズを備える投影手段により投影するものとし、
前記投影レンズのズーム倍率を光学ズーム手段により変更調整し、
デジタルズーム手段により画像データによる画像を電子的に拡大縮小し、
有効画像取得手段により画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出し、
ズーム決定手段により抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定し、
投影制御手段により前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる、
ことを特徴とする投影方法。
[１３]  表示素子を用いた投影装置により映像を投影するに際し、
投影制御手段により投影レンズを備える投影手段を制御させ、
前記投影制御手段により光学ズーム手段を用いて前記投影レンズのズーム倍率を変更調整させ、
前記投影制御手段によりデジタルズーム手段を用いて画像データによる画像を電子的に拡大縮小させ、
有効画像取得手段により画像データによる原画像中の表示すべき有効画像のデータを投影画像データとして抽出させ、
ズーム決定手段により抽出された前記有効画像のデータに応じて前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段のズーム設定を決定させ、
前記投影制御手段により前記光学ズーム手段及び前記デジタルズーム手段の前記ズーム設定に従って前記有効画像のデータの映像をスクリーンに一致させるように投影させる、
処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする投影装置の投影処理プログラム。
【符号の説明】
【００７６】
１０  投影装置                            １１  上面パネル
１２  正面パネル                          １４  側面パネル
１５  支持板                              １６  投光口蓋
１７  排気孔                              １８  吸気孔
１９  非球面ミラー
２０  各種端子                            ２１  入出力コネクタ部
２２  入出力インターフェース              ２３  画像変換部
２４  表示エンコーダ                      ２５  ビデオＲＡＭ
２６  表示駆動部                          ３１  画像圧縮／伸長部
３２  メモリカード                        ３５  ＩＲ受信部
３６  ＩＲ処理部                          ３８  制御部
４１  光源制御回路                        ４３  冷却ファン駆動制御回路
４５  レンズモータ                        ４７  音声処理部
４８  スピーカ
５１  カメラ部                            ５３  画像解析部
６０  光源ユニット                        ６５  表示素子
７０  リモートコントローラ収納部          ７５  リモートコントローラ
７９  チルトフット
８０  可動レンズ群
１００  スクリーン
１０５  原画像
１１０  一致投影範囲                      １１５  有効投影範囲
１２０  原画像投影範囲                    １２５  原画有効画像
１２７  黒データ部分                      １３０  有効画像映像
１５０  演算部                            １５５  映像範囲取得装置
１６０  スケーラー                        １７０  ズーム制御装置
１９０  映像信号                          １９５  光学情報データ
【図１】
2015060162.tif 000003
【図２】
2015060162.tif 000004
【図３】
2015060162.tif 000005
【図４】
2015060162.tif 000006
【図５】
2015060162.tif 000007
【図６】
2015060162.tif 000008
【図７】
2015060162.tif 000009
【図８】
2015060162.tif 000010
【図９】
2015060162.tif 000011
【図１０】
2015060162.tif 000012
【図１１】
2015060162.tif 000013