(57)【要約】【課題】  ズームレンズのズーム位置が変化しても、撮影画像における白色部分の階調値の平均値を所望階調値にほぼ維持することができるようにする。【解決手段】  ＣＰＵ１２０はズームレンズ位置検出部１２２より伝えられたズーム量Ｚを取得し、そのズーム量Ｚに応じたライトバルブ白色面積Ｓｑを算出する。ＣＰＵ１２０は算出したライトバルブ白色面積Ｓｑに基づき、調整用パターン画像を修正して、パターン画像メモリ１０７の内容を書き換え、画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０などに画像投射を指示する。液晶ライトバルブ１１４上には、白色部分の面積がＳｑに修正されたパターン画像が形成され、その修正されたパターン画像がスクリーン上に拡大投射されて表示される。ＣＰＵ１２０は撮像制御部１０５に対して撮影を指示する。【選択図】  図１
2005266468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させるプロジェクタであって、
前記投射対象物に表示するための所定のパターン画像を形成することが可能な画像形成部と、
前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
前記ズームレンズのズーム位置を検出するズームレンズ位置検出部と、
制御部と、
前記投射対象物を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された撮影画像から露出計算値を算出し、算出した前記露出計算値が、前記制御部によって設定される露出目標値にほぼ等しくなるように、前記撮像部における露出調整を行う撮像制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ズームレンズ位置検出部によって検出された前記ズーム位置を取得し、取得した前記ズーム位置に応じて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における、特定の色で表された特定色部分の面積を変化させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記制御部は、取得した前記ズーム位置に基づいて、前記撮影部によって撮影された撮影画像における特定色部分の階調値の平均値が、前記ズーム位置の変化に関わらず所望階調値にほぼ等しくなるような、前記パターン画像における特定色部分の面積に関連したパラメータを算出し、算出した前記パラメータに応じた前記特定色部分の面積を持つ前記パターン画像を前記画像形成部に形成させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記ズームレンズの各ズーム位置に対応して、前記撮影部によって撮影される撮影画像における特定色部分の階調値の平均値が、前記ズーム位置の変化に関わらず所望階調値にほぼ等しくなるような、前記パターン画像における特定色部分の面積に関連したパラメータがそれぞれ設定された特定色面積テーブルを、予め用意し、
前記制御部は、取得した前記ズーム位置に基づいて、前記特定色面積テーブルを参照し、前記ズーム位置に対応した前記パラメータを導き出し、導き出した前記パラメータに応じた前記特定色部分の面積を持つ前記パターン画像を前記画像形成部に形成させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させるプロジェクタであって、
前記投射対象物に表示するための所定のパターン画像を形成することが可能な画像形成部と、
前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
制御部と、
前記投射対象物を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された撮影画像から露出計算値を算出し、算出した前記露出計算値が、前記制御部によって設定される露出目標値にほぼ等しくなるように、前記撮像部における露出調整を行う撮像制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記撮影部によって撮影された撮影画像を取得し、取得した前記撮影画像における、特定の色で表された特定色部分の面積に関連するパラメータを導き出し、導き出した前記パラメータに基づいて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における特定色部分の面積を変化させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちの任意の１つに記載のプロジェクタにおいて、
前記特定の色は白色であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させると共に、前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、前記投射対象物を撮影する撮影部と、を備えるプロジェクタにおいて、前記投射対象物に所定のパターン画像を表示させる方法であって、
（ａ）前記ズームレンズのズーム位置を検出する工程と、
（ｂ）検出した前記ズーム位置に基づいて、形成すべき前記パターン画像における、特定の色で表された特定色部分の面積に関連するパラメータを導き出す工程と、
（ｃ）導き出した前記パラメータに基づいて、前記パラメータに応じた前記特定色部分の面積を持つ前記パターン画像を形成する工程と、
（ｄ）形成した前記パターン画像を前記投射対象物に表示させる工程と、
を備えるパターン画像表示方法。
【請求項７】
請求項６に記載のパターン画像表示方法において、
前記工程（ｂ）では、前記ズーム位置に基づいて、前記パラメータとして、前記撮影部によって撮影された撮影画像における特定色部分の階調値の平均値が、前記ズーム位置の変化に関わらず所望階調値にほぼ等しくなるような値を導き出すことを特徴とするパターン画像表示方法。
【請求項８】
投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させると共に、前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、前記投射対象物を撮影する撮影部と、を備えるプロジェクタにおいて、前記投射対象物に所定のパターン画像を表示させる方法であって、
（ａ）前記撮影部によって撮影された撮影画像を取得する工程と、
（ｂ）取得した前記撮影画像における前記投射光範囲の面積に関連する第１のパラメータを導き出す工程と、
（ｃ）導き出した前記第１のパラメータに基づいて、形成すべき前記パターン画像における、特定の色で表された特定色部分の面積に関連する第２のパラメータを導き出す工程と、
（ｄ）導き出した前記第２のパラメータに基づいて、前記第２のパラメータに応じた前記特定色部分の面積を持つ前記パターン画像を形成する工程と、
（ｅ）形成した前記パターン画像を前記投射対象物に表示させる工程と、
を備えるパターン画像表示方法。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のうちの任意の１つに記載のパターン画像表示方法において、
前記特定の色は白色であることを特徴とするパターン画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーンなどの投射対象物に投射光を投射して、画像を表示するプロジェクタに関し、特に、投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、投射対象物を撮影する撮像部と、を備えるプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のプロジェクタでは、投射レンズ内にズームレンズを備え、そのズームレンズを駆動させ、そのズームレンズのズーム位置を変化させることにより、スクリーン上に形成される投射光範囲の大きさを自在に可変できるものが知られている。
【０００３】
また、そのようなプロジェクタをスクリーンの前方に設置する場合、プロジェクタからスクリーンに投射された投射光によって、スクリーン上に適切に画像が表示されるように、予め、プロジェクタにおいて、ズーム調整，キーストーン補正，フォーカス調整など種々の調整を行う必要がある。
【０００４】
しかしながら、可搬性のあるプロジェクタの場合、プロジェクタを設置する度に、スクリーンとの相対的位置が変わる可能性があるため、ユーザは、上記のような各種調整を、その都度行わねばならず、非常に煩雑であった。
【０００５】
そこで、従来においては、例えば、下記の特許文献１に記載されているように、プロジェクタにモニタカメラを設けると共に、そのプロジェクタをスクリーンの前方に設置した際に、まず、プロジェクタにおいて、液晶ライトバルブ上に形成した調整用パターン画像をスクリーン上に拡大投射して表示させ、そのパターン画像を表示するスクリーンをモニタカメラによって撮影し、その撮影画像を解析して、その解析結果に基づいて、上記した各種調整を自動的に行うようにしていた。
【０００６】
一般に、モニタカメラでは、入射した光を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）などを備えており、撮影画像の全体の明るさを予め設定された値（露出目標値）にするために、シャッタ速度やゲイン（感度）や絞りなどを可変する機能（自動露出）を有している。
【０００７】
図８は従来におけるモニタカメラの自動露出による効果を説明するための説明図である。図８において、上段は、調整用パターン画像の表示されたスクリーンを示し、中段は、そのスクリーンをモニタカメラによって撮影して得た撮影画像を示し、下段は、その撮影画像において、中央の水平線（破線）に沿って並ぶ各画素の明るさを表す値を示している。また、（Ａ）はプロジェクタの通常時の状態を示しており、（Ｂ）は、プロジェクタの低輝度設定時の状態を示している。
なお、撮影画像における各画素の明るさを表す値を、以下、階調値という。かかる階調値は、モニタカメラ（ＣＣＤモジュール）から出力される撮影画像の画像信号から得られる値である。
【０００８】
図８において、液晶ライトバルブ上に形成した調整用パターン画像は全面白の画像であり、上段に示すように、スクリーンにおいて、パターン画像の表示された範囲、すなわち、白色部分の範囲が、上記した投射光範囲となる。
【０００９】
また、モニタカメラによって撮影して得られる撮影画像では、中段のようになる。
【００１０】
また、下段において、横軸は撮影画像の中央水平線上における各画素の位置に対応し、縦軸は各画素の階調値を示している。
【００１１】
プロジェクタにおいて、光源ランプが低輝度設定にされている場合は、通常時に比較して、プロジェクタから投射される投射光の輝度は低くなる。そのため、スクリーン上に表示されるパターン画像の明るさも、図８（Ｂ）に示すように、（Ａ）の通常時に比較して、暗くなっている。しかし、そのパターン画像をモニタカメラによって自動露出で撮影すると、被写体が暗くても撮影画像の全体の明るさが適正になるように、シャッタ速度やゲインや絞りなどが調整されるため、その撮影画像では、パターン画像の明るさは、図８（Ｂ）に示すように、（Ａ）の通常時と変わらない。従って、撮影画像において、黒色部分（すなわち、投射光範囲外の部分）は無視できるほど暗いため、黒色部分における各画素の階調値は０とみなせるのに対し、白色部分（すなわち、パターン画像の部分）における各画素の階調値は、ほぼ、所望階調値Ｌｔのまま、変化しない。
【００１２】
このように、モニタカメラにおいて自動露出機能を働かせることにより、プロジェクタにおいて、光源ランプを低輝度設定し、スクリーン上に表示されるパターン画像の明るさが暗くなっても、撮影画像において、白色部分（すなわち、パターン画像の部分）における各画素の階調値を、通常時と同様に、所望階調値Ｌｔにほぼ維持することができる。このことは、低輝度設定時に限らず、光源ランプが経年劣化して、その輝度が落ちた場合でも、同様である。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２４１８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、このようなズームレンズとモニタカメラを備えるプロジェクタにおいては、ズームレンズのズーム位置を変えて、スクリーン上の投射光範囲の大きさを変化させた場合に、モニタカメラの自動露出に起因して、次のような問題があった。
【００１５】
図９は従来におけるズーム位置を変えた場合の、モニタカメラの自動露出による問題を説明するための説明図である。図９において、図８と同様に、上段は調整用パターン画像の表示されたスクリーンを、中段はそのスクリーンの撮影画像を、下段はその撮影画像における画素の階調値を、それぞれ示している。また、（Ａ）はズームレンズのズーム位置を中間位置にした場合の状態を示しており、（Ｂ）はそのズーム位置をワイド側にした場合の状態を示しており、（Ｃ）はそのズーム位置をテレ側にした場合の状態を示している。
【００１６】
プロジェクタにおいて、ズームレンズのズーム位置をワイド側にした場合、スクリーン上における投射光範囲の面積は、図９（Ｂ）の上段に示すように、（Ａ）の中間位置に比較して、広くなる。ここで、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像は一定であるため、スクリーン上における投射光範囲の面積が広くなると、それに伴って、スクリーン上に表示されるパターン画像も拡大する。従って、そのパターン画像をモニタカメラによって撮影すると、その撮影画像において、白色部分（すなわち、パターン画像の部分）の面積は、図９（Ｂ）の中段に示すように、（Ａ）の中間位置に比較して広くなり、黒色部分（即ち、投射光範囲外の部分）の面積は狭くなる。
【００１７】
このとき、その撮影を自動露出で行うと、撮影画像の全体の明るさを露出計算値として算出し、その露出計算値が、予め設定された露出目標値に等しくなるように、シャッタ速度やゲインや絞りなどが制御される。ここで、撮影画像の全体の明るさは、ＣＣＤにおける各画素で検出される光を電気信号に変換して増幅した量の総和でもあり、その値は、その撮影画像における各画素の階調値の平均値に比例する。よって、通常、露出計算値は、撮影画像における全画素の階調値の平均値を用いる。
【００１８】
一方、露出目標値は、予め設定された一定値であるため、図９（Ａ）に示すように、ズーム位置が中間位置である場合に、露出計算値が、その露出目標値に一致していたとすると、上記したように、ズーム位置をワイド側にして、撮影画像における白色部分の面積が広くなった場合、その面積の広がった分だけ、全画素の階調値の平均値、すなわち、露出計算値は、露出目標値よりも上昇する。その結果、自動露出が働いて、露出計算値が露出目標値に等しくなるよう、シャッタ速度やゲインや絞りなどを変化させると、撮影画像における全画素の階調値の平均値は下がることになる。上述したように、撮影画像において、黒色部分は無視できるほど暗く、黒色部分における各画素の階調値は０とみなせるので、全画素の階調値の平均値が下がるということは、図９（Ｂ）の下段に示すように、白色部分における各画素の階調値が所望階調値Ｌｔよりも下がるということに他ならない。
【００１９】
反対に、ズームレンズのズーム位置をテレ側にした場合、スクリーン上における投射光範囲の面積は、図９（Ｃ）の上段に示すように、（Ａ）の中間位置に比較して、狭くなる。ここで、上述したとおり、液晶ライトバルブ上に形成されるパターン画像は一定であるため、スクリーン上における投射光範囲の面積が狭くなると、それに伴って、スクリーン上に表示されるパターン画像も縮小する。従って、そのパターン画像をモニタカメラによって撮影すると、その撮影画像において、白色部分（すなわち、パターン画像の部分）の面積は、図９（Ｃ）の中段に示すように、（Ａ）の中間位置に比較して狭くなり、黒色部分（即ち、投射光範囲外の部分）の面積は広くなる。
【００２０】
このように、撮影画像における白色部分の面積が狭くなった場合、その面積の狭くなった分だけ、全画素の階調値の平均値、すなわち、露出計算値は、露出目標値よりも低下する。その結果、自動露出が働いて、露出計算値が露出目標値に等しくなるよう、シャッタ速度やゲインや絞りなどを変化させると、撮影画像における全画素の階調値の平均値は上がり、結果として、図９（Ｃ）の下段に示すように、白色部分における各画素の階調値が所望階調値Ｌｔよりも上がることになる。
【００２１】
以上説明したように、従来においては、ズームレンズのズーム位置をワイド側にして、スクリーン上の投射光範囲の面積が広くなった場合には、モニタカメラの自動露出に起因して、撮影画像における白色部分の各画素の階調値が所望階調値Ｌｔよりも下がってしまい、反対に、テレ側にして投射光範囲の面積が狭くなった場合には、白色部分の各画素の階調値が所望階調値Ｌｔよりも上がってしまい、何れの場合も、白色部分の階調値の平均値を所望階調値Ｌｔに維持することはできなかった。
【００２２】
従って、このように、ズームレンズのズーム位置の変化によって、撮影画像における白色部分の階調値の平均値が所望階調値Ｌｔから外れてしまうと、その後、上述したように、その撮影画像を解析して、その解析結果に基づき、種々の調整を自動的に行おうとした場合に、調整の内容によっては、適正な調整が行えないという問題があった。
【００２３】
なお、このような問題は、調整用パターン画像が、全面白である場合に限らず、白色以外の他の特定の色（例えば、緑色など）である場合にも、あるいは、全面でなく一部である場合にも、起こり得る。
【００２４】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、ズームレンズのズーム位置が変化しても、撮影画像における、特定の色で表された特定色部分の階調値の平均値を所望階調値にほぼ維持することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の第１のプロジェクタは、投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させるプロジェクタであって、
前記投射対象物に表示するための所定のパターン画像を形成することが可能な画像形成部と、
前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
前記ズームレンズのズーム位置を検出するズームレンズ位置検出部と、
制御部と、
前記投射対象物を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された撮影画像から露出計算値を算出し、算出した前記露出計算値が、前記制御部によって設定される露出目標値にほぼ等しくなるように、前記撮像部における露出調整を行う撮像制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ズームレンズ位置検出部によって検出された前記ズーム位置を取得し、取得した前記ズーム位置に応じて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における、特定の色で表された特定色部分の面積を変化させることを要旨とする。
【００２６】
このように、本発明の第１のプロジェクタでは、ズームレンズのズーム位置に応じて、画像形成部に形成されるパターン画像における特定色部分の面積を変化させている。従って、例えば、投射対象物上における投射光範囲を狭くしようとして、ズーム位置をテレ側にした場合、それに応じて、撮影画像における投射光範囲の面積も狭くなるが、ズーム位置がテレ側になるのに伴って、画像形成部に形成されるパターン画像における特定色部分の面積を反対に広くなるように変化させれば、撮影画像における特定色部分の面積をほぼ一定に保つことができ、撮影画像における全画素の階調値の平均値もほとんど変化しない。すなわち、自動露出において、露出計算値が変化せず、露出目標値に等しいままであるため、撮影画像における特定色部分の階調値の平均値を所望階調値にほぼ維持することができる。また、投射対象物上における投射光範囲を広くしようとして、ズーム位置をワイド側にした場合、それに応じて、撮影画像における投射光範囲の面積も広くなるが、ズーム位置がワイド側になるのに伴って、画像形成部に形成されるパターン画像における特定色部分の面積を反対に狭くなるように変化させれば、撮影画像における特定色部分の面積をほぼ一定に保つことができ、全画素の階調値の平均値もほとんど変化しない。すなわち、この場合も、自動露出において、露出計算値が変化せず、露出目標値に等しいままであるため、撮影画像における特定色部分の階調値の平均値を所望階調値にほぼ維持することができる。
【００２７】
本発明の第１のプロジェクタにおいて、前記制御部は、取得した前記ズーム位置に基づいて、前記撮影部によって撮影された撮影画像における特定色部分の階調値の平均値が、前記ズーム位置の変化に関わらず所望階調値にほぼ等しくなるような、前記パターン画像における特定色部分の面積に関連したパラメータを算出し、算出した前記パラメータに応じた前記特定色部分の面積を持つ前記パターン画像を前記画像形成部に形成させるようにしてもよい。
【００２８】
また、本発明の第１のプロジェクタにおいて、前記ズームレンズの各ズーム位置に対応して、前記撮影部によって撮影される撮影画像における特定色部分の階調値の平均値が、前記ズーム位置の変化に関わらず所望階調値にほぼ等しくなるような、前記パターン画像における特定色部分の面積に関連したパラメータがそれぞれ設定された特定色面積テーブルを、予め用意し、
前記制御部は、取得した前記ズーム位置に基づいて、前記特定色面積テーブルを参照し、前記ズーム位置に対応した前記パラメータを導き出し、導き出した前記パラメータに応じた前記特定色部分の面積を持つ前記パターン画像を前記画像形成部に形成させるようにしてもよい。
【００２９】
このように、取得したズーム位置に基づいて、パターン画像における特定色部分の面積に関連したパラメータを算出したり、露出目標値テーブルから導き出したりして、得られたパラメータに基づいて、そのパラメータに応じた特定色部分の面積を持つパターン画像を画像形成部に形成させることにより、取得したズーム位置に応じてパターン画像における特定色部分の面積を変化させることができ、ズーム位置が変化しても、撮影画像における特定色部分の階調値の平均値を所望階調値にほぼ維持することができる。
【００３０】
本発明の第２のプロジェクタは、投射対象物に投射光を投射して、画像を表示させるプロジェクタであって、
前記投射対象物に表示するための所定のパターン画像を形成することが可能な画像形成部と、
前記投射光の投射される投射光範囲の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
制御部と、
前記投射対象物を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された撮影画像から露出計算値を算出し、算出した前記露出計算値が、前記制御部によって設定される露出目標値にほぼ等しくなるように、前記撮像部における露出調整を行う撮像制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記撮影部によって撮影された撮影画像を取得し、取得した前記撮影画像における、特定の色で表された特定色部分の面積に関連するパラメータを導き出し、導き出した前記パラメータに基づいて、前記画像形成部に形成される前記パターン画像における特定色部分の面積を変化させることを要旨とする。
【００３１】
このように、本発明の第２のプロジェクタでは、撮影画像における特定色部分の面積に関連するパラメータを導き出し、導き出したパラメータに基づいて、画像形成部に形成されるパターン画像における特定色部分の面積を変化させるようにしている。撮影画像における特定色部分の面積は、ズームレンズのズーム位置と相関関係があるため、ズーム位置に代えて、撮影画像における特定色部分の面積を用い、画像形成部に形成されるパターン画像における特定色部分の面積を変化させるようにしても、上記した第１のプロジェクタと同様の効果を奏することができる。
【００３２】
また、本発明のプロジェクタにおいて、前記特定の色は白色であってもよい。また、白色以外の他の特定の色、例えば、緑色，灰色などであってもよい。
【００３３】
なお、本発明は、上記したプロジェクタなどの装置発明の態様に限ることなく、プロジェクタにおいて、投射対象物に所定のパターン画像を表示させる方法など、方法発明としての態様で実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
１．プロジェクタの構成：
２．画像投射動作：
３．露出目標値設定動作：
４．実施例の効果：
５．変形例：
５−１．変形例１：
５−２．変形例２：
５−３．変形例３：
５−４．変形例４：
５−５．変形例５：
５−６．変形例６：
５−７．変形例７：
５−８．変形例８：
【００３５】
１．プロジェクタの構成：
図１は本発明の一実施例としてのプロジェクタの構成を示すブロック図である。このプロジェクタ１００は、可搬性を有するプロジェクタであって、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換部１０２と、撮像部１０４と、撮像制御部１０５と、撮影画像メモリ１０６と、パターン画像メモリ１０７と、画像処理部１０８と、液晶ライトバルブ駆動部１１０と、照明光学系１１２と、液晶ライトバルブ１１４と、ズームレンズ１１６を備える投射光学系１１８と、ＣＰＵ１２０と、ズームレンズ位置検出部１２２と、ズームレンズ駆動部１２４と、リモコン制御部１２６と、リモコン１２８と、を備えている。このうち、ＣＰＵ１２０は、請求項における制御部に、電気光学デバイスである液晶ライトバルブ１１４は、請求項における画像形成部に、それぞれ、相当する。
【００３６】
なお、図１では、ＣＰＵ１２０は、バスを介して、撮像制御部１０５，撮影画像メモリ１０６，パターン画像メモリ１０７，画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０，ズームレンズ位置検出部１２２，ズームレンズ駆動部１２４，リモコン制御部１２６のみとつながっているように描いてあるが、実際には他の構成部ともつながっている。また、撮像部１０４はＣＣＤを備えており、その撮像部１０４及び撮像制御部１０５は、モニタカメラとしてのＣＣＤモジュール１３０を構成している。ズームレンズ位置検出部１２２は、例えば、ズームエンコーダなどによって構成することができる。また、図１において、白色面積テーブル格納部１０９については、後述する。
【００３７】
また、本実施例において、図１に示す撮像部１０４は請求項に記載の撮像部に、撮像制御部１０５は請求項に記載の撮像制御部に、液晶ライトバルブ１１４は請求項に記載の画像形成部に、ズームレンズ１１６は請求項に記載のズームレンズに、ズームレンズ位置検出部１２２は請求項に記載のズームレンズ位置検出部に、ＣＰＵ１２０は請求項における制御部に、それぞれ、相当する。
【００３８】
２．画像投射動作：
それでは、まず、プロジェクタ１００における通常動作である画像投射動作について簡単に説明する。
【００３９】
図１において、ユーザがリモコン１２８を用いて、画像投射の開始を指示すると、リモコン１２８は、入力されたその指示を無線通信によってリモコン制御部１２６に伝える。リモコン制御部１２６は、リモコン１２８からの指示をバスを介してＣＰＵ１２０に伝える。ＣＰＵ１２０は、それら指示に基づいて、画像処理部１０８を始めとする各構成部を制御して、画像投射動作を行う。
【００４０】
まず、Ａ／Ｄ変換部１０２が、ビデオプレーヤやテレビやＤＶＤプレーヤなどから出力された画像信号や、パーソナルコンピュータなどから出力された画像信号を入力し、これらアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して、画像処理部１０８に出力する。画像処理部１０８は、画像の表示状態（例えば、輝度、コントラスト、同期、トラッキング、色の濃さ、色合いなど）が所望の状態となるように、入力されたデジタル画像信号を調整し、液晶ライトバルブ駆動部１１０へ出力する。
【００４１】
液晶ライトバルブ駆動部１１０は、入力されたデジタル画像信号に基づいて、液晶ライトバルブ１１４を駆動し、液晶ライトバルブ１１４上に画像を形成する。これにより、液晶パネル１１４では、照明光学系１１２から射出された照明光を、その形成した画像に応じて変調する。投射光学系１１８は、プロジェクタ１００の筐体の前面に取り付けられており、液晶ライトバルブ１１４によって変調された投射光を、スクリーン（図示せず）に投射する。これにより、スクリーン上には、画像が投射表示される。
【００４２】
３．パターン画像可変動作：
それでは、プロジェクタ１００における本発明の特徴部分であるパターン画像可変動作について、詳細に説明する。
【００４３】
従来においては、上述したように、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像は、一定であったが、本実施例においては、ズームレンズ１１６のズーム位置が変化しても、撮影画像における白色部分の階調値の平均値が所望階調値にほぼ維持されるよう、ズーム位置に応じて、液晶ライトバルブ上に形成される調整用パターン画像における白色部分の面積を変化させるようにしている。
【００４４】
そこで、ユーザが、スクリーンの前方における所望の位置にプロジェクタ１００を設置した後、プロジェクタ１００の電源をオンすると、プロジェクタ１００は、種々の調整を行うために、スクリーン上に調整用パターン画像を投射表示させる。
【００４５】
具体的には、ＣＰＵ１２０が、調整用パターン画像を生成して、デジタル画像信号としてパターン画像メモリ１０７に書き込み、画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０などに画像投射を指示すると、画像処理部１０８が、書き込んだデジタル画像信号を読み出して、液晶ライトバルブ駆動部１１０へ出力する。液晶ライトバルブ駆動部１１０は、入力されたデジタル画像信号に基づいて液晶ライトバルブ１１４を駆動し、液晶ライトバルブ１１４上に、後述するような調整用パターン画像を形成する。液晶ライトバルブ１１４は、照明光学系１１２から射出された照明光を、その形成したパターン画像に応じて変調する。投射光学系１１８は、液晶ライトバルブ１１４によって変調された投射光を、ズームレンズ１１６などを介して、スクリーンに投射する。これにより、スクリーンには、調整用パターン画像が表示される。スクリーン上において、この調整用パターン画像の表示された範囲が、投射光範囲となる。
【００４６】
本実施例では、調整用パターン画像として、例えば、垂直方向において、上の部分が黒色、下の部分が白色の、上下２色に分かれた画像を用いる。従って、スクリーン上において、投射光範囲も、上の部分が黒色、下の部分が白色と、上下２色に分かれることになる。
【００４７】
こうして、スクリーン上にパターン画像が表示された後、次に、ユーザが、スクリーン上における投射光範囲の大きさを調整すべく、リモコン１２８のズームボタン（図示せず）を操作して、ズーム位置の移動を指示すると、リモコン１２８は、入力されたその指示を無線通信によってリモコン制御部１２６に伝える。リモコン制御部１２６は、リモコン１２８からの指示をバスを介してＣＰＵ１２０に伝える。ＣＰＵ１２０は、その指示に基づいて、ズームレンズ駆動部１２４を制御して、投射光学系１１８が備えるズームレンズ１１６を駆動し、ズームレンズ１１６のズーム位置を移動させる。その後、スクリーン上における投射光範囲が所望の大きさとなったところで、ユーザが、リモコン１２８のズームボタンを操作して、ズーム位置の移動停止を指示すると、ＣＰＵ１２０は、その指示に基づいて、ズームレンズ駆動部１２４を制御して、ズームレンズ１１６のズーム位置の移動を停止させる。この間、ズームレンズ位置検出部１２２は、ズームレンズ１１６のズーム位置を検出して、その検出結果をズーム量としてＣＰＵ１２０に伝える。本実施例において、ズーム量は、ズーム位置がテレ側の最端部にある場合を、「０」とし、ワイド側の最端部にある場合を、「１００」としている。
【００４８】
また、ＣＰＵ１２０は、図示せざるメモリからパターン画像可変処理プログラムを読み出して実行する。具体的には、ＣＰＵ１２０は、図２に示す処理手順に従って、パターン画像メモリ１０７を始めとする各構成部を制御して、パターン画像の可変動作を行うことになる。
【００４９】
図２は図１のプロジェクタにおけるパターン画像可変処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００５０】
図２に示す処理が開始されると、ＣＰＵ１２０は、ズームレンズ位置検出部１２２より伝えられたズーム量を取得し（ステップＳ１０２）、その取得したズーム量に基づいて、液晶ライトバルブ１１４上に形成すべきパターン画像における白色部分の面積（以下、ライトバルブ白色面積と略す。）を算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、次の手法によって、ズーム量に応じたライトバルブ白色面積を算出する。ここで、取得したズーム量をＺ、算出すべきライトバルブ白色面積をＳｑとする。
【００５１】
図３は液晶ライトバルブ１１４に形成される調整用パターン画像とＣＣＤモジュール１３０によって撮影される撮影画像とを示す説明図である。図３において、（Ａ）は液晶ライトバルブ１１４に形成される調整用パターン画像であり、（Ｂ）は、その調整用パターン画像をスクリーン上に拡大投射して表示させ、その表示したスクリーンをＣＣＤモジュール１３０によって撮影した撮影画像である。前述したとおり、スクリーン上において、この調整用パターン画像の表示された範囲が投射光範囲であるため、撮影画像においても、投射光範囲の部分が、調整用パターン画像に対応している。
【００５２】
本実施例においては、図３（Ａ）に示すように、調整用パターン画像として、上の部分が黒色、下の部分が白色の、上下２色に分かれた画像を用いるため、図３（Ｂ）に示すように、撮影画像において、投射光範囲の部分は、上の部分が黒色部分となり、下の部分が白色部分となる。また、投射光範囲外部分は、黒色部分となる。
【００５３】
今、撮影画像において、投射光範囲の横辺の長さをｗ、縦辺の長さをｈ、投射光範囲の面積をＳｚとする。投射光範囲の大きさとズーム量Ｚとの関係では、一般に、投射光範囲の横辺の長さがズーム量Ｚに比例することが知られている。従って、投射光範囲の横辺の長さｗは、式（１）で表される。
ｗ＝ｋ×Ｚ＋ｗ０          （１）
但し、ｋ，ｗ０は、それぞれ、定数である。
【００５４】
よって、投射光範囲の面積Ｓｚをズーム量Ｚで表すと、式（１）から、式（２）のごとくになる。
Ｓｚ＝ｗ×ｈ
＝Ｋ×ｗ×ｗ
＝Ｋ×（ｋ×Ｚ＋ｗ０）2          （２）
但し、Ｋはアスペクト比に応じた係数である。例えば、パターン画像のアスペクト比が４：３である場合には、Ｋ＝３／４となる。
【００５５】
また、撮影画像において、白色部分（すなわち、投射光範囲の下の部分）の面積をＳｐ、白色部分の階調値の平均値をＬ、撮影画像全体の面積をＳｃｃｄ、撮影画像における全画素の階調値の平均値をＬｃｃｄとすると、階調値の平均値と面積との関係は式（３）のごとくになる。
Ｌｃｃｄ／Ｌ＝Ｓｐ／Ｓｃｃｄ          （３）
【００５６】
従って、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐは、式（４）で表される。
Ｓｐ＝（Ｌｃｃｄ×Ｓｃｃｄ）／Ｌ          （４）
撮影画像において、黒色部分（すなわち、投射光範囲外の部分）は無視できるほど暗いため、黒色部分における各画素の階調値は０とみなせるからである。
なお、例えば、撮影画像において、画素の階調値が０ではないが、或る閾値以下である部分については、投射光範囲外であると判断して、その部分における画素の階調値を０に置き換えて計算するようにしてもよい。
【００５７】
ところで、自動露出では、前述したとおり、露出計算値として、撮影画像における全画素の階調値の平均値Ｌｃｃｄを用いており、その露出計算値Ｌｃｃｄが、露出目標値Ｒに等しくなるように、シャッタ速度やゲインや絞りなどが制御される。従って、式（４）において、ＬｃｃｄにＲを代入することにより、式（４）は、式（５）のごとくになる。
Ｓｐ＝（Ｒ×Ｓｃｃｄ）／Ｌ          （５）
【００５８】
ここで、露出目標値Ｒは定数であり、撮影画像全体の面積Ｓｃｃｄも定数であるため、ズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量Ｚの変化に関わらず、撮影画像における白色部分の階調値の平均値Ｌが所望階調値Ｌｔをほぼ維持するようにするには、式（５）において、ＬにＬｔを代入して、式（６）を導けば明らかなように、ズーム位置の変化に関わらず、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐが常に一定になるようにすればよい。
Ｓｐ＝（Ｒ×Ｓｃｃｄ）／Ｌｔ          （６）
【００５９】
一方、前述したとおり、撮影画像において、投射光範囲の部分は、スクリーン上に表示されたパターン画像、言い換えれば、液晶ライトバルブ１１４上に形成されたパターン画像に対応している。従って、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像全体の面積をＳｌｖとすると、撮影画像における、投射光範囲の面積Ｓｚに対する白色部分の面積Ｓｐの比（面積比）は、液晶ライトバルブ１１４上における、パターン画像全体の面積Ｓｌｖに対するライトバルブ白色面積Ｓｑの比（面積比）と、式（７）に示すごとく一致する。
Ｓｐ／Ｓｚ＝Ｓｑ／Ｓｌｖ          （７）
【００６０】
従って、ライトバルブ白色面積Ｓｑは、式（８）で表される。
Ｓｑ＝（Ｓｐ×Ｓｌｖ）／Ｓｚ          （８）
【００６１】
そこで、式（８）において、Ｓｚに式（２）の値を代入すると、式（９）のごとくになる。
Ｓｑ＝（Ｓｐ×Ｓｌｖ）／｛Ｋ×（ｋ×Ｚ＋ｗ０）2｝          （９）
【００６２】
ここで、パターン画像全体の面積Ｓｌｖは定数であるので、前述したとおり、ズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量Ｚの変化に関わらず、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐが常に一定になるようにするには、式（９）において、その白色部分の面積Ｓｐを定数と見なした上で、ズーム量Ｚに応じてライトバルブ白色面積Ｓｑを、式（９）に従って算出するようにすればよい。そのようにすれば、ズーム位置に関わらず、撮影画像における白色部分の階調値の平均値を所望階調値に維持させ得る、ライトバルブ白色面積Ｓｑを算出することができる。式（９）から明らかなように、そのようなライトバルブ白色面積Ｓｑは、ズーム量Ｚの二乗に反比例する。
【００６３】
次に、ＣＰＵ１２０は、算出したライトバルブ白色面積Ｓｑに基づき、調整用パターン画像を修正して、パターン画像メモリ１０７の内容を書き換え（ステップＳ１０６）、画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０などに画像投射を指示する（ステップＳ１０８）。これにより、液晶ライトバルブ１１４上には、白色部分の面積がＳｑに修正されたパターン画像が形成され、その修正されたパターン画像が、スクリーン上に拡大投射されて表示される。
【００６４】
そして、ＣＰＵ１２０は、撮像制御部１０５に対して、撮影を指示し（ステップＳ１１０）、図２に示すパターン画像可変処理を終了する。
【００６５】
これにより、撮像制御部１０５は、撮像部１０４を制御して、撮影を開始させる。撮像部１０４は、パターン画像の表示されたスクリーンを撮影する。また、このとき、撮像制御部１０５は、撮像部１０４によって撮影された撮影画像から、全画素の階調値の平均値Ｌｃｃｄを露出計算値として算出し、その露出計算値が、予め設定されている露出目標値Ｒに等しくなるように、撮像部１０４におけるシャッタ速度やゲインや絞りなどを制御して、自動露出を行う。
【００６６】
こうして、撮像部１０４は、パターン画像の表示されたスクリーンを撮影すると、撮影した撮影画像をデジタル画像信号として画像処理部１０８へ出力する。画像処理部１０８は、入力されたデジタル画像信号に、所望の処理を施した後、撮影画像メモリ１０６に書き込み、その内容を更新していく。
【００６７】
ＣＰＵ１２０は、その後、撮影画像メモリ１０６からデジタル画像信号を読み出して、撮影画像を取得し、その撮影画像を解析する。そして、その解析結果に基づいて、各種調整を実行する。
【００６８】
４．実施例の効果：
図４は各ズーム位置での、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像を示す説明図である。図５は同じく各ズーム位置での、撮影画像と、撮影画像の各画素の階調値を示す説明図であり、図５において、上段は、ＣＣＤモジュール１３０によって撮影された撮影画像を示し、下段は、その撮影画像において、破線で示す水平線に沿って並ぶ各画素の階調値を示している。また、図４及び図５において（Ａ）はズームレンズのズーム位置をテレ側にした場合の状態を示しており、（Ｂ）はそのズーム位置を中間位置にした場合の状態を示しており、（Ｃ）はそのズーム位置をワイド側にした場合の状態を示している。具体的には、（Ｂ）の中間位置は、（Ａ）のテレ側の位置を基準としてワイド側に２倍ズームした位置であり、（Ｃ）のワイド側の位置は、（Ａ）のテレ側の位置を基準としてワイド側に３倍ズームした位置である。
【００６９】
ズーム位置が中間位置である場合、図５（Ｂ）の下段に示すように、撮影画像における白色部分の各画素の階調値が所望階調値Ｌｔに一致していたとする。本実施例においては、ズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量Ｚに応じて、ライトバルブ白色面積Ｓｑを、式（９）に従い変化させている。具体的には、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像において、白色部分の横辺の長さはそのままで、縦辺の長さを変えることにより、ライトバルブ白色面積Ｓｑを変化させている。
【００７０】
そこで、ユーザが、スクリーン上における投射光範囲を狭くしようとして、ズーム位置をテレ側にした場合（すなわち、ズーム量Ｚを減らした場合）、それに応じて、撮影画像における投射光範囲の面積Ｓｚも、図５（Ａ）の上段に示すように、（Ｂ）の中間位置に比較して狭くなるが、ライトバルブ白色面積Ｓｑは、式（９）に従って、図４（Ａ）に示すように、反対に広くなる。従って、撮影画像における白色部分（すなわち、投射光範囲の下の部分）は、図５（Ａ）の上段に示すように、（Ｂ）の中間位置に比較して、形状が変化するものの、その面積Ｓｐは変わらないため、撮影画像における全画素の階調値の平均値は変化しない。すなわち、自動露出において、露出計算値が変化せず、露出目標値に等しいままであるため、本実施例においては、図５（Ａ）の下段に示すように、白色部分における各画素の階調値を所望階調値Ｌｔにほぼ維持することができる。
【００７１】
一方、ユーザが、スクリーン上における投射光範囲を広くしようとして、ズーム位置をワイド側にした場合（すなわち、ズーム量Ｚを増やした場合）、それに応じて、撮影画像における投射光範囲の面積Ｓｚも、図５（Ｃ）の上段に示すように、（Ｂ）の中間位置に比較して広くなるが、ライトバルブ白色面積Ｓｑは、式（９）に従って、図４（Ｃ）に示すように、反対に狭くなる。従って、撮影画像における白色部分（すなわち、投射光範囲の下の部分）は、図５（Ｃ）の上段に示すように、（Ｂ）の中間位置に比較して、形状が変化するものの、その面積Ｓｐは変わらないため、撮影画像における全画素の階調値の平均値は変化しない。すなわち、自動露出において、露出計算値が変化せず、露出目標値に等しいままであるため、本実施例においては、図５（Ｃ）の下段に示すように、白色部分における各画素の階調値を所望階調値Ｌｔにほぼ維持することができる。
【００７２】
ちなみに、図４に示した液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像において、ライトバルブ白色面積Ｓｑは、パターン画像全体に対する面積比で表すと、（Ａ）のテレ側の位置では９０％であり、これに対して、（Ｂ）の中間位置では２２．５％（＝９０／２2）となり、（Ｃ）のワイド側の位置では１０％（＝９０／３2）となる。
【００７３】
以上説明したように、本実施例においては、ズームレンズ１１６のズーム位置が変化しても、撮影画像における白色部分の階調値の平均値を所望階調値Ｌｔにほぼ維持することができる。
【００７４】
５．変形例：
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００７５】
５−１．変形例１：
上記した実施例においては、ズーム量Ｚに応じたライトバルブ白色面積Ｓｑは、ＣＰＵ１２０が、式（９）に従って計算により導き出していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ズーム量毎に、そのズーム量Ｚに応じたライトバルブ白色面積Ｓｑを、予め、計算または実測により求め、その結果を白色面積テーブルとして、図１に点線で示す白色面積テーブル格納部１０９に格納しておく。そして、ＣＰＵ１２０は、白色面積テーブル格納部１０９からその白色面積テーブルを読み出して参照し、取得したズーム量Ｚから、そのズーム量Ｚに応じたライトバルブ白色面積Ｓｑを導き出すようにしてもよい。
【００７６】
図６はそのような白色面積テーブルの一例を示す説明図である。図６において、（Ａ）は白色面積テーブルの内容であり、（Ｂ）はその白色面積テーブルより得られるズーム量Ｚとライトバルブ白色面積Ｓｑとの関係を示すグラフである。
【００７７】
この例では、撮像部１０４の備えるＣＣＤは６４０×４８０画素であるため、撮影画像全体の面積Ｓｃｃｄは６４０×４８０となっている。また、調整用パターン画像としては、アスペクト比４：３の画像を用いており、ズーム位置がテレ側の最端部にある場合、撮影画像における投射光範囲の面積Ｓｚは、３００×２２５であるのに対し、ワイド側の最端部にある場合は、６００×４５０である。なお、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐは、ズーム位置がテレ側の最端部にある場合、投射光範囲全体である３００×２２５としている。さらに、所望階調値Ｌｔは２００とし、露出目標値Ｒ（＝Ｓｐ×Ｌ／Ｓｃｃｄ）は４３．９５としている。また、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像全体の面積Ｓｌｖは１０２４×７６８である。
【００７８】
前述したとおり、ライトバルブ白色面積Ｓｑは、ズーム量Ｚの二乗に反比例するため、図６に示すように、ライトバルブ白色面積Ｓｑは、ズーム量Ｚが増加するのに伴って、減少している。つまり、ライトバルブ白色面積Ｓｑとしては、ズームレンズ１１６のズーム位置がテレ側にあるほど、値は大きく、ワイド側にあるほど、値は小さくなる。
【００７９】
なお、図６（Ａ）に示す白色面積テーブルでは、ズーム量Ｚは「５」刻みの値として記載されているが、実際には、その記載した値をａとした場合に、例えば、ａ−２．５＜Ｚ≦ａ＋２．５の範囲のズーム量Ｚに関しては、値ａに対応するライトバルブ白色面積Ｓｑを用いるようにする。
【００８０】
５−２．変形例２：
上記した実施例においては、調整用パターン画像として、垂直方向において、上の部分が黒色、下の部分が白色の、上下２色に分かれた画像を用いるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、調整用パターン画像としては、後に行われる調整の内容に応じて、適正なパターン画像を用いることができる。
【００８１】
また、液晶ライトバルブ１１４上に形成される調整用パターン画像において、白色部分の横辺の長さはそのままで、縦辺の長さを変えることにより、ライトバルブ白色面積Ｓｑを変化させるようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ライトバルブ白色面積Ｓｑさえ、ズーム位置に応じて導き出した値になっていれば、白色部分の形状は、どのような形状であってもよい。
【００８２】
さらにまた、例えば、調整用パターン画像として、上記した白色に代えて、他の特定の色、例えば、緑色，灰色などを用いるようにしてもよい。
【００８３】
５−３．変形例３：
上記した実施例では、撮像制御部１０５は、撮像部１０４におけるシャッタ速度やゲインや絞りなどを制御して、自動露出を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、シャッタ速度，ゲイン及び絞りのうち、いずれか１つを制御して、自動露出を行ってもよいし、あるいは、２つ以上を組み合わせ、それらを制御して自動露出を行ってもよい。
【００８４】
５−４．変形例４：
上記した実施例では、ズーム位置がテレ側の最端部にある場合を、ズーム量「０」とし、ワイド側の最端部にある場合を、ズーム量「１００」としていたが、本発明はこれらの値に限定されるものではなく、ワイド側の最端部にある場合、ズーム量を「１００」以外の値としてもよい。また、ズーム位置がワイド側の最端部にある場合を、ズーム量「０」としてもよい。また、ズーム量にオフセット値を持たせてもよい。さらに、ズームレンズ１１６のズーム位置に対応する値であれば、ズーム量以外の値を用いるようにしてもよい。
【００８５】
なお、この変形例の場合、上述した式（１），（２），（９）自体も、その変形に応じて、修正する必要がある。
【００８６】
５−５．変形例５：
上記した実施例においては、ズームレンズ１１６のズーム位置に基づいて、ライトバルブ白色面積Ｓｑを直接導き出すようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ライトバルブ白色面積Ｓｑに代えて、液晶ライトバルブ１１４上に形成すべきパターン画像全体の面積Ｓｌｖに対するライトバルブ白色面積Ｓｑの面積比を導き出すようにしてもよい。あるいは、液晶ライトバルブ１１４上に形成すべきパターン画像における、白色部分の横辺の長さおよび／または縦辺の長さや、白色部分を構成する画素、すなわち、白色画素の画素数を導き出すようにしてもよい。
【００８７】
５−６．変形例６：
上記した実施例においては、ズームレンズ位置検出部１２２によりズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量Ｚを検出し、その検出したズーム量Ｚに基づいて、ライトバルブ白色面積Ｓｑを導き出すようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ズーム量Ｚに代えて、撮影画像において、白色部分（すなわち、投射光範囲の下の部分）の面積Ｓｐを用いるようにしてもよい。
【００８８】
従来のごとく、ズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量Ｚの変化に関わらず、ライトバルブ白色面積Ｓｑを一定としている場合には、液晶ライトバルブ１１４上における、パターン画像全体の面積Ｓｌｖに対するライトバルブ白色面積Ｓｑの比（面積比）も一定であり、撮影画像における、投射光範囲の面積Ｓｚに対する白色部分の面積Ｓｐの比（面積比）も一定である。従って、このときの面積比をＴｃとすると、投射光範囲の面積Ｓｚは、式（１０）に示すごとく表される。
Ｓｚ＝Ｔｃ×Ｓｐ          （１０）
【００８９】
一方、前述したとおり、投射光範囲の面積Ｓｚは、ズーム量Ｚが変化すると、式（２）に従って変化する。従って、式（２）において、Ｓｚに式（１０）の値を代入すると、式（１１）に示すごとくになる。
Ｔｃ×Ｓｐ＝Ｋ×（ｋ×Ｚ＋ｗ０）2          （１１）
【００９０】
すなわち、ズーム量Ｚの変化に関わらず、ライトバルブ白色面積Ｓｑを一定としている場合には、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐは、ズーム量Ｚの変化に応じて、式（１１）に従って変化する。
【００９１】
よって、ズーム量Ｚの変化に関わらず、ライトバルブ白色面積Ｓｑを一定としている場合には、ズーム量Ｚに代えて、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐを用いるようにしてもよい。
【００９２】
ところで、前述したとおり、ズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量Ｚの変化に関わらず、撮影画像における白色部分の階調値の平均値Ｌが所望階調値Ｌｔをほぼ維持するようにするには、式（５）において、ＬにＬｔを代入して、式（６）を導けばよい。但し、式（６）において、露出目標値Ｒは定数であり、撮影画像全体の面積Ｓｃｃｄも定数であり、所望階調値Ｌｔも定数であるため、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐは定数である。従って、この場合における白色部分の面積をＳｐｃとすると、式（６）は式（６'）のごとくになる。
Ｓｐｃ＝（Ｒ×Ｓｃｃｄ）／Ｌｔ          （６'）
【００９３】
一方、前述したとおり、ライトバルブ白色面積Ｓｑは、ズーム量Ｚを用いると、式（９）で表される。
Ｓｑ＝（Ｓｐ×Ｓｌｖ）／｛Ｋ×（ｋ×Ｚ＋ｗ０）2｝          （９）
【００９４】
従って、式（９）において、Ｓｐに、式（６'）のＳｐｃを代入し、｛Ｋ×（ｋ×Ｚ＋ｗ０）2｝に式（１１）の値を代入すると、式（１２）に示すごとくになる。
Ｓｑ＝｛（Ｒ×Ｓｃｃｄ）×Ｓｌｖ｝／｛Ｌｔ×（Ｔｃ×Ｓｐ）｝        （１２）
【００９５】
よって、ズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量Ｚの変化に関わらず、撮影画像における白色部分の階調値の平均値Ｌが所望階調値Ｌｔをほぼ維持するようにするには、ライトバルブ白色面積Ｓｑを一定としている場合の、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐに基づいて、ライトバルブ白色面積Ｓｑを、式（１２）に従って算出するようにすればよい。式（１２）から明らかなように、そのようなライトバルブ白色面積Ｓｑは、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐに反比例する。
【００９６】
この変形例におけるプロジェクタの構成は、図１に示したプロジェクタ１００の構成とほぼ同じである。但し、この変形例では、ズームレンズ１１６のズーム位置、すなわち、ズーム量を把握する必要がないため、ズームレンズ位置検出部１２２は不要である。
【００９７】
図７は変形例におけるパターン画像可変処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００９８】
ユーザが、リモコン１２８のズームボタンを操作することにより、ズームレンズ１１６のズーム位置が所望の位置に移動した場合に、図７に示す処理が開始されると、ＣＰＵ１２０は、調整用パターン画像として全面白の画像を生成して、デジタル画像信号としてパターン画像メモリ１０７に書き込み（ステップＳ２０２）、画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０などに画像投射を指示する（ステップＳ２０４）。これにより、液晶ライトバルブ１１４上には全面白のパターン画像が形成され、そのパターン画像がスクリーン上に拡大投射されて表示される。スクリーン上では、パターン画像の表示された範囲が投射光範囲となるが、この場合、パターン画像は全面白の画像であるので、スクリーン上にパターン画像として表示された白色部分全体が投射光範囲となる。
【００９９】
次に、ＣＰＵ１２０は、撮像制御部１０５に対して、撮影を指示する（ステップＳ２０６）。これにより、撮像制御部１０５は、撮像部１０４を制御して、撮影を開始させ、撮像部１０４は、全面白のパターン画像の表示されたスクリーンを撮影する。撮像部１０４によって撮影された撮影画像は、デジタル画像信号として、画像処理部１０８を介して撮影画像メモリ１０６に書き込まれる。
【０１００】
次に、ＣＰＵ１２０は、撮影画像メモリ１０６からデジタル画像信号を読み出して、２値化処理を施すことにより、白黒２値の撮影画像を取得し、その取得した撮影画像を解析して、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐを取得する（ステップＳ２０８）。このとき、液晶ライトバルブ１１４上には、前述したとおり全面白のパターン画像が形成されており、従って、液晶ライトバルブ１１４上において、ライトバルブ白色面積Ｓｑはパターン画像全体の面積Ｓｌｖと等しく、一定となっている。
【０１０１】
なお、撮影画像において、白色部分の面積は、白色画素の画素数に比例するため、ＣＰＵ１２０は、白黒２値の撮影画像から、白色画素の画素数をカウントすることによって、白色部分の面積Ｓｐを導き出すことができる。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ１２０は、その取得した白色部分の面積Ｓｐに基づいて、前述したとおり式（１２）に従って、ライトバルブ白色面積Ｓｑを算出する（ステップＳ２１０）。
【０１０３】
そして、ＣＰＵ１２０は、算出したライトバルブ白色面積Ｓｑに基づき、調整用パターン画像を修正して、パターン画像メモリ１０７の内容を書き換え（ステップＳ２１２）、画像処理部１０８，液晶ライトバルブ駆動部１１０などに画像投射を指示する（ステップＳ２１４）。これにより、液晶ライトバルブ１１４上には、全面白ではなく、白色部分の面積がＳｑに修正されたパターン画像が形成され、その修正されたパターン画像が、スクリーン上に拡大投射されて表示される。
【０１０４】
そして、ＣＰＵ１２０は、撮像制御部１０５に対して、撮影を指示し（ステップＳ２１２１６）、図７に示すパターン画像可変処理を終了する。
【０１０５】
これにより、撮像制御部１０５は、撮像部１０４を制御して、撮影を開始させる。撮像部１０４は、パターン画像の表示されたスクリーンを撮影する。また、このとき、撮像制御部１０５は、撮像部１０４によって撮影された撮影画像から、全画素の階調値の平均値Ｌｃｃｄを露出計算値として算出し、その露出計算値が、予め設定されている露出目標値Ｒに等しくなるように、撮像部１０４におけるシャッタ速度やゲインや絞りなどを制御して、自動露出を行う。
【０１０６】
以上のように動作させることにより、この変形例においても、ズームレンズ１１６のズーム位置の変化に対して、撮影画像における白色部分の階調値の平均値を所望階調値にほぼ維持することができる。
【０１０７】
５−７．変形例７：
上記した変形例５においては、撮影画像における白色部分の面積Ｓｐに基づいて、ライトバルブ白色面積Ｓｑを導き出すようにしていたが、白色部分の面積Ｓｐに代えて、白色部分の横辺の長さまたは縦辺の長さに基づいて、ライトバルブ白色面積Ｓｑを導き出すようにしてもよい。
【０１０８】
５−８．変形例８：
プロジェクタ１００における電気光学デバイスとして液晶ライトバルブ１１４を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像信号に基づいて画像を形成し、その形成した画像に応じて変調した光を射出する種々の装置を利用することができる。例えば、ＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いても良いし、ＣＲＴやプラズマディスプレイパネルなどを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施例としてのプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のプロジェクタにおけるパターン画像可変処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】液晶ライトバルブ１１４に形成される調整用パターン画像とＣＣＤモジュール１３０によって撮影される撮影画像とを示す説明図である。
【図４】各ズーム位置での、液晶ライトバルブ１１４上に形成されるパターン画像を示す説明図である。
【図５】各ズーム位置での、撮影画像と、撮影画像の各画素の階調値を示す説明図である。
【図６】白色面積テーブルの一例を示す説明図である。
【図７】変形例におけるパターン画像可変処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】従来におけるモニタカメラの自動露出による効果を説明するための説明図である。
【図９】従来におけるズーム位置を変えた場合の、モニタカメラの自動露出による問題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１００...プロジェクタ
１０２...Ａ／Ｄ変換部
１０４...撮像部
１０５...撮像制御部
１０６...撮影画像メモリ
１０７...パターン画像メモリ
１０８...画像処理部
１０９...白色面積テーブル格納部
１１０...液晶ライトバルブ駆動部
１１２...照明光学系
１１４...液晶ライトバルブ
１１６...ズームレンズ
１１８...投射光学系
１２０...ＣＰＵ
１２２...ズームレンズ位置検出部
１２４...ズームレンズ駆動部
１２６...リモコン制御部
１２８...リモコン
１３０...ＣＣＤモジュール
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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