(57)【要約】【課題】  入力信号による映像を表示しながらも、テストパターンを使用したオートフォーカスや画像歪み補正の処理を常時可能とするプロジェクタを提供する。【解決手段】  メタルハライドランプや超高圧水銀ランプなどの光源１と、回転して光源１からの白色光を赤（R）、緑（G）、青（B）、赤外の光に周期的に変化させるカラーホイール３と、カラーホイール３を通って赤、緑、青、赤外の光が周期的に入射し、ドットマトリックス方式で画像を形成するＤＭＤ４と、ＤＭＤ４で形成した画像をスクリーン６に拡大投影する投影レンズ５と、スクリーン６上の投影画像を入射させる集光レンズ７と、集光レンズ７からの光のうち赤外光のみを通す赤外光透過フィルタ８と、赤外光透過フィルタ８を通った赤外光の像を撮像するＣＣＤなどの撮像素子９と備えたプロジェクタである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドットマトリックス方式の画像表示手段を用いたプロジェクタであって、スクリーンにR、G、Bのカラー画像を表示すると同時に、赤外光または紫外光に代表される不可視光のテストパターンを表示するプロジェクタ。
【請求項２】
スクリーンに表示された不可視光のテストパターンを撮像する撮像素子を備える請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
撮像素子で撮像された不可視光のテストパターンを使用して常時オートフォーカス処理および画像歪み補正を実施しつつ、外部入力信号によるカラー映像をスクリーンに表示する請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
光源と、
回転して前記光源からの白色光を赤、緑、青、赤外の光に周期的に変化させるカラーホイールと、
前記カラーホイールを通って赤、緑、青、赤外の光が周期的に入射し、ドットマトリックス方式で画像を形成するＤＭＤと、
前記ＤＭＤで形成した画像をスクリーンに拡大投影する投影レンズと、
前記スクリーン上の投影画像を入射させる集光レンズと、
前記集光レンズからの光のうち赤外光のみを通す赤外光透過フィルタと、
前記赤外光透過フィルタを通った赤外光の像を撮像する撮像素子とを備えたプロジェクタ。
【請求項５】
ＤＭＤは、該ＤＭＤに入る光がカラーホイールによって赤外光になった時にテストパターンの画像を形成する請求項４に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
撮像素子で撮像された赤外光のテストパターンを使用して常時オートフォーカス処理および画像歪み補正を実施しつつ、外部入力信号によるカラー映像をスクリーンに表示する請求項５に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコンやカメラやテレビ等の画像データをスクリーンに投影するプロジェクタに関し、特に、スクリーンにテストパターンを投影し、このテストパターンの画像を読み取ることで投影画像のひずみ補正やオートフォーカスなどの処理を行うプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶プロジェクタやDLP（Digtal  Light  Processing）プロジェクタが携帯性に優れた小型で且つ軽量な装置であるため、さまざまなシーンでの利用が急増している。
【０００３】
このような携帯性の有るプロジェクタは、据え置き型のCRTプロジェクタと異なり、スクリーンとプロジェクタとの位置関係を変化させながら表示するといった環境が想定される。この場合、スクリーンとプロジェクタとの位置関係に応じて画像を調整する必要がある。具体的には、スクリーンとプロジェクタの距離に応じて画面の大きさや焦点距離を調整する必要がある。また、スクリーンの傾きや湾曲に応じて画面形状を補正する必要がある。
【０００４】
従来は、上記のようなオートフォーカスや画像の歪み補正を行う場合、テストパターンを赤、緑、青の光でスクリーンに投影し、スクリーン上のテストパターン（投影画像）を撮像し、撮像したテストパターンを既知のテストパターンに基づいて分析し、焦点距離や画像歪みを修正していた（例えば特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２８９０１号公報（段落番号［０００２］〜［０００３］参照）
【特許文献２】特許第２５３８４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、テストパターンの画像は本来は不要な画像であり、R、G、Bの可視光による画像であるため、スクリーンに投影されると本来の画像の視認の妨げとなり、煩わしい。
【０００６】
このため、投影されたテストパターンをオートフォーカスや画像歪み補正の処理に利用する場合、入力信号による映像の表示を中止し、スクリーンにテストパターンのみを表示する。
【０００７】
したがって、従来のプロジェクタでは、テストパターンを使用してのオートフォーカスや画像歪み補正を、本来の映像を表示しながら常時行うことは不可能であった。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、入力信号による映像を表示しながらも、テストパターンを使用したオートフォーカスや画像歪み補正の処理を常時可能とするプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、ドットマトリックス方式の画像表示手段を用いたプロジェクタであって、スクリーンにR、G、Bのカラー画像を表示すると同時に、赤外光または紫外光に代表される不可視光のテストパターンを表示するプロジェクタである。
【００１０】
このプロジェクタはスクリーンに表示された不可視光のテストパターンを撮像する撮像素子を備えることが好ましく、撮像素子で撮像された不可視光のテストパターンを使用して常時オートフォーカス処理および画像歪み補正を実施しつつ、外部入力信号によるカラー映像をスクリーンに表示することが好ましい。
【００１１】
また本発明は、光源と、回転して前記光源からの白色光を赤、緑、青、赤外の光に周期的に変化させるカラーホイールと、前記カラーホイールを通って赤、緑、青、赤外の光が周期的に入射し、ドットマトリックス方式で画像を形成するＤＭＤと、前記ＤＭＤで形成した画像をスクリーンに拡大投影する投影レンズと、前記スクリーン上の投影画像を入射させる集光レンズと、前記集光レンズからの光のうち赤外光のみを通す赤外光透過フィルタと、前記赤外光透過フィルタを通った赤外光の像を撮像する撮像素子とを備えたプロジェクタである。
【００１２】
上記のプロジェクタにおいて、ＤＭＤは、該ＤＭＤに入る光がカラーホイールによって赤外光になった時にテストパターンの画像を形成することが好ましい。
【００１３】
そして、撮像素子で撮像された赤外光のテストパターンを使用して常時オートフォーカス処理および画像歪み補正を実施しつつ、外部入力信号によるカラー映像をスクリーンに表示することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外部入力信号によるカラー映像を表示しながらも、赤外光または紫外光に代表される不可視光でテストパターンを表示し、不可視光を撮像素子で取り込むことにより、テストパターンを使用したオートフォーカスや画像歪み補正などの処理を常時実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に本発明の実施の形態であるＤＬＰプロジェクタの概略構成を示す。
【００１７】
本実施形態のプロジェクタは、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプなどの光源１と、回転して光源１からの白色光を赤（R）、緑（G）、青（B）、赤外の光に周期的に変化させるカラーホイール３と、カラーホイール３を通って赤、緑、青、赤外の光が周期的に入射し、ドットマトリックス方式で画像を形成するＤＭＤ４と、ＤＭＤ４で形成した画像をスクリーン６に拡大投影する投影レンズ５と、スクリーン６上の投影画像を入射させる集光レンズ７と、集光レンズ７からの光のうち赤外光のみを通す赤外光透過フィルタ８と、赤外光透過フィルタ８を通った赤外光の像を撮像するＣＣＤなどの撮像素子９とを備える。
【００１８】
図示していないが、光源１とカラーホイール３の間、ならびにカラーホイール３とＤＭＤ４の間の光路に収束レンズが配置されている。
【００１９】
スクリーン６はプロジェクタ１０から離れた位置に設置されている。
【００２０】
投影レンズ５および集光レンズ７はスクリーン６に対面する位置に配置される。
【００２１】
カラーホイール３は回転駆動されるディスク形の色フィルタであり、光源１からＤＭＤ４までの光路上に配置される。この光路に、回転するカラーフィルタ３の外周部が横切る。カラーフィルタ３の外周部は、赤外光のみを透過する赤外光透過領域２と、R（赤）のフィルタ領域と、G（緑）のフィルタ領域と、B（青）のフィルタ領域に均等に分かれている。
【００２２】
ＤＭＤ４は、数十万〜数百万個敷き詰められた、画像データに基づく入力信号のオン／オフに応じて±１０度に傾くミクロンサイズのマイクロミラーを備えたものである。
【００２３】
画像データに基づいて各マイクロミラーがスクリーン６に向けての反射光をスイッチング（オン／オフ）することで、投影画像が形成される。光源１からの光を、回転するカラーホイール３を通してＤＭＤ４に入射させているため、投影画像はカラーとなる。このとき、一つのマイクロミラーが、投影画像の一画素分を担当し、時分割方式でR、G、Bの各色と赤外光を受け持つ。例えば毎秒６０フレームのカラー画像を表示するため、その４倍の周期でカラーホイール３を回転させ、Ｒ、Ｇ、Ｂと赤外の映像を時分割で表示する。すなわち、１／２４０秒単位でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、赤外での画像をスクリーンに投影する。この場合、実際のカラー合成は人間の脳で処理される。
【００２４】
このように、本発明のカラーホイール３はＲ、Ｇ、Ｂの色フィルタ領域に加えて赤外光透過領域２を有しているため、スクリーン６上に本来のカラー映像とともに、不可視光の赤外線による画像を映し出すことができる。
【００２５】
本発明では、本来のカラー映像を投影しながら、オートフォーカスや画像歪み補正の処理に利用するテストパターンを赤外光でスクリーン６上に表示する。
【００２６】
具体的には、ＤＭＤ４に入る光がカラーホイール３によって赤外光になった時に矩形や格子状、あるいは垂直線と水平線の組み合わせ等のテストパターン（例えばクロスハッチ）の画像を形成するようにＤＭＤ４のマイクロミラーがスイッチング制御され、結果としてスクリーン６上に赤外光のテストパターン１１が表示（出力）される。
【００２７】
スクリーン６に表示された赤外光のテストパターン１１の像は集光レンズ７によりプロジェクタ本体内に入り、赤外光透過フィルタ８を通ることで可視光が除去された後、撮像素子９に入力される。そして、この撮像素子９に入力されたテストパターンを使用して常時オートフォーカスや画像歪み補正を実施しつつ、パソコンやデジタルビデオ等の外部入力からの画像データによる映像をスクリーン６に表示する。
【００２８】
なお、本例ではＤＬＰプロジェクタを示したが、これ以外に液晶パネルなどのドットマトリックス表示（格子状表示）を使用するプロジェクタに適用することもできる。
【００２９】
例えば、単板方式の液晶プロジェクタにおいて、使用する液晶パネルの構造を、４つの隣接する液晶セルを一つの画素に対応させ、画素毎の各液晶セルにＲ、Ｇ、Ｂのフィルタ領域と赤外光のみを透過する領域を作り込んだものとする。そして、液晶パネルの片面側から白色光を当てて、各液晶セルをオン・オフ駆動することで、本来のカラー画像とともに赤外光のテストパターンを形成し、投射レンズでスクリーンに拡大表示する。上述したＤＬＰプロジェクタと同様に、スクリーンに表示された赤外光のテストパターンの像を集光レンズによりプロジェクタ本体内に入射させ、赤外光透過フィルタにより可視光を除去し、撮像素子に入力させる。この撮像素子から得られたテストパターンを使用して、常時、オートフォーカスや画像歪み補正を実施しながら、パソコンやデジタルビデオ等からの画像データによる映像をスクリーンに表示する。
【００３０】
なお、本例ではテストパターンの表示に赤外線を使用する構成例を示したが、本来の映像の視認を妨げない不可視光を使用できればよく、紫外線でも応用できる。したがって、図１のＤＬＰプロジェクタの場合、カラーホイール３の赤外光透過領域２を、紫外光のみを透過する部分に代え、さらに赤外光透過フィルタ８を紫外光透過領域に代えた構成となる。
【００３１】
但し、紫外線や遠赤外線は温度上昇を招くおそれがあるため、出来るだけ近赤外光をテストパターン表示に使用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態であるDLPプロジェクタの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    光源
２    赤外光透過領域部分
３    カラーホイール
４    ＤＭＤ
５    投影レンズ
６    スクリーン
７    集光レンズ
８    赤外光透過フィルタ
９    撮像素子
１０    プロジェクタ
１１    （赤外光の）テストパターン
【図１】
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