(57)【要約】【課題】投射映像を見ながら投射位置を可変することができる利便性の高いプロジェクタを提供する。【解決手段】本発明に係るプロジェクタは、複数の画素からなる変調可能領域を含み、各画素は映像データに応じて駆動可能であり、前記変調可能領域を証明する光を光学的に変調する変調手段（１６０）と、変調可能領域に光を照射する照明光学系と、変調可能領域の範囲内において画素が実質的に駆動される駆動領域に対応する映像データを形成する映像形成手段（１４０）と、駆動領域の位置を可変する可変手段（１７０）と、変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを有する。プロジェクタさらに、映像の投射位置を可変するための位置情報を入力する手段を有し、可変手段はこの位置情報に基づき駆動領域の位置を可変する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を利用して映像を投射するプロジェクタであって、
複数の画素からなる変調可能領域を含み、各画素は映像データに応じて駆動可能であり、前記変調可能領域を照明する光を光学的に変調する変調手段と、
前記変調可能領域に光を照射する照明光学系と、
前記変調可能領域の範囲内において画素が実質的に駆動される駆動領域に対応する映像データを形成する映像形成手段と、
前記前記駆動領域の位置を可変する可変手段と、
前記変調手段によって変調された光を投射する投射手段と、
を有するプロジェクタ。
【請求項２】
前記プロジェクタはさらに、前記投射手段によって投射された映像の投射位置を可変するための位置情報を入力する入力手段を含み、前記可変手段は、前記位置情報に基づき前記駆動領域の位置を可変する、請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記入力手段は、上、下、左または右方向の指示を入力するための少なくとも一つの操作キーおよび無線通信手段を含み、前記少なくとも一つの操作キーにより前記位置情報を前記無線通信手段を介して入力する、請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記入力手段は、上、下、左または右方向の指示を入力する少なくとも一つの操作キーをプロジェクタ本体に有し、前記少なくとも一つの操作キーにより前記位置情報を入力する、請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記プロジェクタはさらに、前記入力手段からの位置情報を記憶する記憶手段を有する、請求項２ないし４いずれかに記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記変調可能領域は、横方向の画素数Ｍ、縦方向の画素数Ｎの二次元アレイ状を有し、前記駆動領域の横方向の画素数Ｍ１、縦方向の画素数Ｎ１とするとき、Ｍ１＜Ｍ、Ｎ１＜Ｎの関係にある、請求項７に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記変調可能領域のアスペクト比は４：３であり、前記駆動領域のアスペクト比は１６：９である、請求項６に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記映像形成手段は、前記駆動領域のアスペクト比に応じて映像データの拡張・伸縮が可能である、請求項６または７に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記変調手段は、ＤＭＤを含み、前記駆動領域以外の前記表示可能領域は、黒色の投射を行う、請求項１ないし８いずれかに記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関し、特に、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＤＬＰはテキサスインスツルメンツ社の登録商標）方式のプロジェクタにおける投射位置を可変する機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＬＰ方式プロジェクタは、半導体素子からなるＤＭＤに光を照射し、その反射光をレンズ等で拡大投影して画像表示を行うものである。本出願人により先に出願された特許文献１の図１に示すように、放電ランプからの光が回転楕円面鏡５２によって反射され、その反射光がＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルターを配列した円盤状のカラーホイール５３によって順次ＲＧＢ光に変換され、ＤＭＤ５６に入射される。ＤＭＤ５６は、画像データに基づきＲＧＢ光に同期して時分割駆動され、それらの反射光が投影レンズ５７を介してスクリーン５８上に順次表示される。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３、１２１、８４３号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＤＬＰ方式のプロジェクタには次のような課題がある。ＤＭＤは、複数のミラー状の画素を２次元アレイに配列した変調可能領域（ミラー素子領域）を有し、この変調可能領域に光源からの所定のアスペクト比を有する光線束が照射される。変調可能領域のうち、映像データのサイズに応じた駆動領域の画素が駆動される。駆動領域は、変調可能領域の中心にくるように制御されるため、プロジェクタから投射される映像は、常にプロジェクタから一定の方向に投射される。従って、スクリーン上に投射された映像の位置を可変しようとする場合には、プロジェクタの底面に設けられたアジャスターネジ等によりプロジェクタ本体の高さや傾斜角を調整しなければならない。さらに、調整作業は、プロジェクタを設置する毎に行わなければならず、利便性に欠けるものである。
【０００５】
本発明は、上記したような従来の課題を解決し、従来とは異なる手法により、投射位置を可変することが可能なプロジェクタを提供する。
さらに本発明は、投射映像を見ながらその投射位置を可変することができる、利便性の高いプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロジェクタは、ＤＭＤの変調可能領域のすべてを使用しないサイズの映像を投射する場合、当該映像を、変調可能領域の中心から所望の方向および距離を移動させることで、映像の投射位置を可変するものである。
【０００７】
本発明に係るプロジェクタは、以下の構成を有する。複数の画素からなる変調可能領域を含み、各画素は映像データに応じて駆動可能であり、前記変調可能領域を照明する光を光学的に変調する変調手段と、前記変調可能領域に光を照射する照明光学系と、前記変調可能領域の範囲内において画素が実質的に駆動される駆動領域に対応する映像データを形成する映像形成手段と、駆動領域の位置を可変する可変手段と、前記変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを有する。変調可能領域における駆動領域の位置を可変することで、プロジェクタ本体の位置を可変することなく、投射位置を可変することができる。これにより、プロジェクタ本体の底部に取り付けられている、高さおよび角度を調整するためのアジャスターネジを必ずしも操作することを要しない。勿論、アジャスターネジとの併用を妨げるものではない。
【０００８】
好ましくはプロジェクタはさらに、前記投射手段によって投射された映像の投射位置を可変するための位置情報を入力する入力手段を含み、前記可変手段は、位置情報に基づき、駆動領域の位置を可変する。これにより、ユーザーは、スクリーンに投射された投射映像をみながら、その位置を上下左右方向に移動させる指示を入力することができ、操作性の利便を図ることができる。
【０００９】
入力手段は、例えば、無線通信手段（リモコン）と、上、下、左または右方向の指示を入力するための操作キーを含み、キー操作することで、位置情報を入力する。さらに、入力手段は、プロジェクタ本体に設けられた上、下、左または右方向のキーを操作することで、位置情報を入力することも可能である。
【００１０】
さらに、プロジェクタは好ましくは入力手段からの位置情報を記憶するための記憶手段を含む。記憶手段に不揮発性メモリを用い、以前の位置情報を記憶させておくことで、次回のプロジェクタの投射のときにこの位置情報を利用することができる。
【００１１】
好ましくは変調可能領域は、横方向の画素数Ｍ、縦方向の画素数Ｎを有し、駆動領域の横方向の画素数Ｍ１、縦方向の画素数Ｎ１とするとき、Ｍ１＜Ｍ、Ｎ１＜Ｎの関係にある。さらに、変調可能領域のアスペクト比（Ｍ：Ｎ）は４：３であり、前記駆動領域のアスペクト比（Ｍ１：Ｎ１）は１６：９である。
【００１２】
さらに映像形成手段は、駆動領域のアスペクト比に応じて映像データの拡張・伸縮が可能である。また、変調手段は、ＤＭＤを含む。この場合、駆動領域の半導体ミラー素子は、映像データに応じて駆動されるが、駆動領域以外の領域の半導体ミラー素子はオフ状態もしくは黒色の表示に使用され、映像データに応じて駆動されない。さらに変調手段は、ＤＭＤ以外のライトバルブであっても良く、例えば液晶装置を用いることも可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明による投射位置可変の概念を説明する図である。ＤＭＤ１０における、半導体ミラー素子が２次元アレイ状に配列されている変調可能領域１２が、４：３のアスペクト比（横方向Ｈ：縦方向Ｖ）を備えているものとする。変調可能領域１２を用いて、例えば１６：９のアスペクト比を有する映像の投射を行うとき、変調可能領域１２の範囲内に、１６：９のサイズの駆動領域１４が形成され、駆動領域１４の中心が変調可能領域１２の中心に一致される。駆動領域１４は、映像データのサイズまたはアスペクト比に対応して半導体ミラー素子が実質的に駆動される領域であり、駆動領域１４以外の非駆動領域１８は、実際に映像に供されない領域であり、この領域１８は黒色の映像を表示するために用いられる。本発明は、変調可能領域１２の駆動領域１４として使用されていない領域１８を利用して、駆動領域１４の位置を、上下左右（Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒ）方向に移動させ、これによりプロジェクタからの投射映像の位置を調整可能とするものである。
【００１４】
図２は、駆動領域の位置を可変させたときの様子を説明する図である。変調可能領域１２のアスペクト比に対応するアスペクト比を有する入射光線１６が照明光学系から入射される。ここでは、表示可能領域１２が４：３のアスペクト比であるので、入射光線１６もそれに対応した４：３のアスペクト比をもち、これが変調可能領域１２を照射する。変調可能領域１２において、１６：９のアスペクト比を有するサイズの映像データにより駆動領域１４の半導体ミラー素子が駆動される。デフォルト状態のとき、駆動領域１４の中心が変調可能領域１２の中心に一致され、従って、駆動領域１４の周囲には左右対称、上下対象の実質的に投射映像に供されない非駆動領域１８がある。表示可能領域１２から反射された光映像２０は、投影レンズ２２を介して、スクリーン２４上に投射映像２６（実線で囲まれた領域）となって表示される。投射映像２６の周辺領域２８は、非駆動領域１８に対応した黒色の表示となる。
【００１５】
スクリーン２４の投射映像２６を、上、下、左または右の方向に移動させるとき、変調可能領域１２の駆動領域１４の位置を可変させる。例えば、図２に示すように、変調可能領域１２の駆動領域１４の位置を上方向（Ｕ）に距離Ｓだけ移動させると、駆動領域１４から反射される光映像２０ａ（破線）は、距離Ｓだけ上方向にシフトされる。そして、スクリーン２４上に、距離Ｓに応じた距離を上方向にシフトされた投射映像２６ａ（波線で囲まれた領域）が表示される。投射映像２６ａの周辺は、非駆動領域１８に対応した黒色の表示となる。このように、変調可能領域１２内の駆動領域１４の位置を可変することにより、投射映像の位置を容易に可変することができる。上記例では、変調可能領域１２のアスペクト比を４：３とし、駆動領域１４のアスペクト比を１６：９としたが、これは一例であって、これ以外のアスペクト比を用いることま勿論可能である。要は、変調可能領域１２の大きさに対して駆動領域１４の大きさが小さい関係があればよい。
【００１６】
次に、本実施の形態に係るＤＬＰ方式のプロジェクタのブロック図を図３に示す。同図において、コンポジット等の映像アナログ信号が、デコーダ１００に入力され、そこで、輝度信号、クロマ信号、および同期信号に分別される。分別された輝度信号およびクロマ信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１０においてデジタル映像データに変換される。デジタル映像データは、メモリコントローラ１３０のクロック制御のもとで、ビデオＲＡＭ１２０に書き込まれる。ビデオＲＡＭは、例えば、デュアルポートタイプのＶＲＡＭやＦＩＦＯが用いられ、クロック信号に同期したタイミングでデータの読み書きが行われる。
【００１７】
スケーラー回路１４０は、ビデオＲＡＭ１２０に書き込まれたデジタル映像データを、必要に応じて拡大、縮小する。この拡大、縮小は、制御部１８０からの指示命令１８１に従って行われ、これにより、上記した変調可能領域１２における駆動領域１４に対応する映像データが形成される。データの拡大は、例えば各画素間にデータを補間し、縮小は所定の画素のデータを間引くことによって行われる。ＤＭＤフォーマット回路１４０は、スケーラー回路１４０からのデジタル映像データを、ＤＭＤ１６０を駆動するのに必要なデータフォーマットに変換する。ＤＭＤ１６０は、一般に、ＲＧＢのカラーフィルターを配列されたカラーホイールからのＲ、Ｇ、Ｂ光に同期して駆動される。このため、ＤＭＤフォーマット回路１４０は、このＲ、Ｇ、Ｂ光に同期するデータフォーマットを形成する。
【００１８】
駆動位置指定回路１７０は、変調可能領域１２の駆動領域１４の位置を指定する。駆動位置指定回路１７０は、制御部１８０からの駆動位置命令１８２に従い、スケーラー回路１４０に駆動領域１４の位置情報１７１を出力する。
【００１９】
リモコン操作部２００および本体操作部２１０は、入力インターフェースを介して制御部１８０に入力される。リモコン操作部２００は、無線通信機能および複数の操作キーを含み、操作キーからの指示は、無線通信を介してプロジェクタ本体の制御部１８０に与えられる。本体操作部２１０は、プロジェクタ本体に設けられた入力キーを含み、このキー操作を介して制御部１８０に指示を与える。リモコン操作部２００および本体操作部２１０は、投射映像の位置を可変させるための、上下左右の方向のキーを含み、これらのキーを操作することで、投射映像の位置を可変するための指示を入力する。映像位置記憶部２２０は、リモコン操作部２００や本体操作部２１０から、ユーザによって投射位置を可変するための指示入力があったとき、それらの指示入力を記憶する。
【００２０】
図４に駆動領域の位置の可変の様子を示す。変調可能領域１２の横方向の画素数をＭ、縦方向の画素数をＮとし、駆動領域１４の横方向の画素数をＭ１、縦方向の画素数をＮ１とする。変調可能領域１２の各コーナーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを、Ｘ、Ｙ座標系の画素単位で表すと、各座標は、Ａ（０，０）、Ｂ（Ｍ，０）、Ｃ（０，Ｎ）、Ｄ（Ｍ，Ｎ）となる。駆動領域１４がデフォルト状態（一点鎖線で囲まれた領域）のとき、各コーナーの座標Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１は次のようになる。
【００２１】
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【００２２】
スクリーン上に投射された投射映像を見て、ユーザーがその投射位置を可変するとき、リモコン操作部２００または本体操作部の操作キーが操作され、投射位置の移動方向に指示される。この指示は、入力インターフェース１９０を介し制御部１８０に供給され、制御部１８０は、指示を駆動位置記憶部２２０に記憶されるとともに、駆動位置指定回路１７０に対して駆動領域を移動させるための指示を与える。これにより、駆動位置指定回路１７０は、駆動領域３０（斜線を施した領域）の位置を可変させるための位置情報をスケーラー回路１４０に出力する。図４は、駆動領域１４をＸ方向にｘ１、Ｙ方向にｙ１を移動させた例を示し、位置情報としてｘ１、ｙ１が出力される。
【００２３】
駆動領域３０の各コーナーの座標Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２は、それぞれｘ１、ｙ１を加えた値となり、それらの座標データを元に、スケーラー回路１４０は映像データを形成する。
【００２４】
以上本発明の好ましい実施形態の一例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、変調素子として、ＤＭＤを用いたが、これ以外にも他の液晶素子を用いることも可能である。さらにＤＭＤの変調可能領域のサイズやアスペクト比、および駆動領域のサイズやアスペクト比は、上記実施態様の例に限らず、適宜変更することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、変調手段の変調可能領域内において、実質的に映像に供される駆動領域の位置を可変することで、投射映像の位置を可変することができる。これにより、従来と比較して、投射映像の位置調整作業が簡便となる。さらに、プロジェクタ本体を移動せずに投射位置を調整したり、プロジェクタ本体に取り付けられた高さ及び角度調整のためのアジャスターネジを調整する作業を、必ずしも必要とせず、利便性の高いプロジェクタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投射位置可変の概念を説明する図である。
【図２】本発明により駆動領域の位置が可変された様子を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るプロジェクタのブロック図を示す図である。
【図４】駆動領域の位置の可変例を示す図である。
【符号の説明】
１０    ＤＭＤ                    １２    変調可能領域
１４    駆動領域                  １６    入射光線
１８    非駆動領域                ２０    光映像
２２    投射レンズ                ２４    スクリーン
２６    投射映像                  ３０    駆動領域
１４０  スケーラー回路            １５０  ＤＭＤフォーマット回路
１６０  ＤＭＤ                    １７０  駆動位置指定回路
２２０  駆動位置記憶部            ２００  リモコン操作部
２１０  本体操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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