(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像光を投射レンズを介して投射可能範囲の一部に投射する投射手段と、
前記投射手段により映像を投射中に発生したぶれの方向及び大きさを検出するぶれ検出手段と、
前記投射手段により投射表示される映像の投射位置を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記ぶれ検出手段の検出結果に基づいて、投射位置がぶれ発生前の投射位置に留まるように投射位置を一の速度で移動させて投射映像のぶれを補正するとともに、補正がなされた後、映像の投射位置が前記投射可能範囲の中央からずれている場合は、前記投射位置を前記投射可能範囲の中央へと前記一の速度よりも遅い所定の速度で移動させることを特徴とする投射型映像表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記投射位置の中心と前記投射可能範囲の中心とを比較し、中心間の距離と方向を算出し、当該算出結果に基づいて前記投射位置を前記投射可能範囲の中央へと一の速度よりも遅い所定の速度で移動させることを特徴とする請求項１に記載の投射型映像表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記中心間の距離に応じて、前記一の速度よりも遅い所定の速度を設定することを特徴とする請求項２記載の投射型映像表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ぶれ検出手段の検出結果に基づいて前記投射可能範囲内で前記投射映像のぶれを補正できない場合は、前記投射可能範囲に収まる位置に前記投射映像を投射させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置。
【請求項５】
前記ぶれ検出手段は、ぶれの方向及び大きさを検出する加速度センサで構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置。
【請求項６】
前記投射手段は、ＬＥＤで構成される光源と、複数のマイクロミラーで構成されるＤＭＤと、を備え、
前記制御手段は、前記複数のマイクロミラーの傾斜を制御することにより、前記投射可能範囲の一部に前記投射映像を投射させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置を備えることを特徴とする携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型映像表示装置及び携帯電子機器に関し、特にモバイル用プロジェクタの手ぶれ補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の技術の発達により、小型で発熱量の少ない光源が実用化されている。このＬＥＤを光源として採用することにより、携帯可能な小型プロジェクタを提供することが可能となった。例えば、特許文献１には、小型化、薄型化が実現可能なプロジェクタが開示されている。
【０００３】
ところで、プロジェクタのモバイル化が推し進められた結果、映像投射の際の手ぶれの問題が発生した。これらの課題を解決すべく、例えば、特許文献２〜５には、手ぶれに対する補正機能を備えたプロジェクタが開示されている。
【０００４】
とりわけ、特許文献２には、ＣＣＤセンサにより手ぶれの方向と大きさを検出し、その検出結果を用いて補正を行うプロジェクタが開示されている。具体的には、スクリーンに投射される映像の投射位置を投射可能範囲の一部のみを使用するよう設定することで、手ぶれにより投射可能範囲がずれた場合でも、ずれた後の投射可能範囲内に従前の投射位置を収めることができ、投射位置を従前の位置に留め置くことが可能となる。
【０００５】
また、特許文献６には、上記従来技術の補完的役割を持つものとして、投射位置までの距離にかかわらず、常に投射装置と投射位置との間の距離を十分高い精度で測距し、投射する画像を正確に合焦させることが可能な投射装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１０７０６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１２８５０６号公報
【特許文献３】特開２００７−３６８４３号公報
【特許文献４】特開２００５−２９２５６３号公報
【特許文献５】特開２００５−３２６５５７号公報
【特許文献６】特開２００５−６２４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２のような補正をすると、一旦補正した後の補正の許容範囲が狭まるという課題があった。具体的には、一旦手ぶれを補正した後、同方向にさらなる手ぶれが発生した場合、手ぶれ後の投射可能範囲内に従前の投射位置が収まりきらなくなるため、投射位置を従前の位置に留め置くことができないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、小型軽量で手ぶれや振動の影響を受けやすいモバイル機器の投射機能を補正することで、画面のぶれが少なく見やすい投射映像を実現するとともに、補正後に補正性能を回復する機能を持たせることでさらなる補正に対応可能な投射型映像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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、投射型映像表示装置において、映像光を投射レンズを介して投射可能範囲の一部に投射する投射手段と、前記投射手段により映像を投射中に発生したぶれの方向及び大きさを検出するぶれ検出手段と、前記投射手段により投射表示される映像の投射位置を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ぶれ検出手段の検出結果に基づいて、投射位置がぶれ発生前の投射位置に留まるように投射位置を一の速度で移動させて投射映像のぶれを補正するとともに、補正がなされた後、映像の投射位置が前記投射可能範囲の中央からずれている場合は、前記投射位置を前記投射可能範囲の中央へと前記一の速度よりも遅い所定の速度で移動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の投射型映像表示装置において、前記制御手段は、前記投射位置の中心と前記投射可能範囲の中心とを比較し、中心間の距離と方向を算出し、当該算出結果に基づいて前記投射位置を前記投射可能範囲の中央へと前記一の速度よりも遅い所定の速度で移動させることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の投射型映像表示装置において、前記制御手段は、前記中心間の距離に応じて、前記一の速度よりも遅い所定の速度を設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置において、前記制御手段は、前記ぶれ検出手段の検出結果に基づいて前記投射可能範囲内で前記投射映像のぶれを補正できない場合は、前記投射可能範囲に収まる位置に前記投射映像を投射させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置において、前記ぶれ検出手段は、ぶれの方向及び大きさを検出する加速度センサで構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置において、前記投射手段は、ＬＥＤで構成される光源と、複数のマイクロミラーで構成されるＤＭＤと、を備え、前記制御手段は、前記複数のマイクロミラーの傾斜を制御することにより、前記投射可能範囲の一部に前記投射映像を投射させることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、携帯電子機器において、請求項１〜６のいずれか一項に記載の投射型映像表示装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型軽量で手ぶれや振動の影響を受けやすいモバイル機器の投射機能を補正することで、画面のぶれが少なく見やすい投射映像を実現することができる。また、補正後に補正性能を回復する機能を持たせることでさらなる補正に対応可能な投射型映像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る一実施形態である投射表示機能付き携帯電話機（以下、携帯電話機）の外観斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る携帯電話機１００は、ヒンジ部１０１により折り畳み自在に連結された受話部１０２と送話部１０３とからなる電話部１０４と、受話部１０２内に組み込まれている投射モジュール１０５と、を備えて構成されている。
【００１８】
受話部１０２の内面側には、液晶表示モニタ１０６と受話スピーカ１０７が設けられている。送話部１０３の内面側には、送話マイク１０８と操作部４が設けられている。操作部４は、投射モジュール１０５の一部を構成する。
【００１９】
操作部４は、電源のＯＮ／ＯＦＦを行う電源ボタンと、送話時のダイヤル操作を行うためのダイヤルボタンと、携帯電話機１００の動作モードを切り替えるモード切替ボタンと、を備えて構成されている。モード切替ボタンは、携帯電話機１００の動作モードを、通話を行う通話モード、画像を液晶表示モニタ１０６に表示する再生モード、画像を投射表示する投射表示モードに切り替える。投射表示モードが選択されると、投射モジュール１０５から画像が投射表示される。
【００２０】
図２は、本発明に係る一実施形態である携帯電話機１００の投射モジュール１０５の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の携帯電話機１００の投射モジュール１０５は、映像光をスクリーン上に投射して映像表示を行う機能を備えた装置であり、投射部１と、補正部２と、映像入力部３と、操作部４と、制御部５と、を備えて構成されている。
【００２１】
投射部１は、投射用信号処理部１１と、光源ランプ１２と、カラーホイール１３と、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）１４と、投射レンズ１５と、ズームレンズ１６と、を備えて構成されている。
【００２２】
具体的には、投射用信号処理部１１は、映像入力部３からの映像データに基づいて投射用の映像信号を生成する。光源ランプ１２は、例えば、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）をマトリックス状に配置したものや、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の光源ランプであり、より高輝度、高効率な光源ランプが望ましい。カラーホイール１３は、光源ランプ１２からの映像光を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の何れかの単色光に切り替える回転式の分割カラーフィルタである。カラーホイール１３には、図示しない同期回路が接続されており、この同期回路によりカラーホイール１３は回転制御される。ＤＭＤ１４は、例えば、数十万〜数百万個のマイクロミラーが敷き詰められたＩＣ（Integrated Circuit）を備えた略矩形状の光学デバイスであり、映像入力部３からの映像データに基づいて光をドット単位で反射して、映像光を生成する。このとき、複数のマイクロミラーの傾斜が制御されることにより、「ＯＮ」と「ＯＦＦ」の二つの状態を制御することができる。なお、各マイクロミラーは表示素子の１画素に相当する。マイクロミラーが「ＯＮ」のときは光源ランプ１２からの光を外部（スクリーン等）に向けて反射し、投射レンズ１５を通してスクリーン等に投射する。一方、マイクロミラーが「ＯＦＦ」のときは光を内部の吸収体に反射するため、外部には投射されない。従って、各マイクロミラーを個別に駆動することにより、表示画素ごとに光の投射を制御することができる。ここで、ＤＭＤ１４を構成するマイクロミラーすべてが「ＯＮ」のとき、投射映像の大きさは最大となり、いわゆる投射可能範囲となる。一方、本実施形態においては、投射映像が投射可能範囲の一部に投射されるようＯＮ／ＯＦＦの状態が制御されている。投射レンズ１５及びズームレンズ１６は、ＤＭＤ１４によって変調された光（光学像）をスクリーン等に拡大投射する。
【００２３】
すなわち、投射部１では、光源ランプ１２から照射された光はカラーホイール１３によりＲ、Ｇ、Ｂの何れかの単色光に切り替えられ、この単色光はＤＭＤ１４により変調され、変調された光学像が投射レンズ１５及びズームレンズ１６によってスクリーン等に拡大投射されることとなる。
【００２４】
手ぶれによる携帯電話機１００のぶれの方向及び大きさは、ぶれ検出センサ２１により検出される。ぶれ検出センサ２１は、加速度センサで構成され、手ぶれによる携帯電話機１００のぶれを検出し、検出されたぶれの方向と大きさを示すぶれ検出信号を制御部５に入力する。
【００２５】
映像入力部３は、例えば、ｍｉｃｒｏＳＤカードのような外部メモリを着脱できるように構成され、スクリーン等に投射する映像の映像データを入力する。
操作部４は、装置電源のＯＮ／ＯＦＦ、送話時のダイヤル操作、動作モードの切り替え等に関する複数の操作キーを有し、ユーザからの操作指令を入力可能とする。
【００２６】
制御部５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、ＲＯＭ（Read Only Memory）５３等を備えて構成され、携帯電話機１００の各部を制御する。
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３に格納された処理プログラム等を読み出して、ＲＡＭ５２に展開して実行することにより、携帯電話機１００全体の制御を行う。
ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５１により実行された処理プログラム等を、ＲＡＭ５２内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
ＲＯＭ５３は、例えば、半導体メモリ等で構成され、処理プログラムやデータ等が予め記憶されている。ＲＯＭ５３には、例えば、映像入力部３から入力された映像データに基づく映像をスクリーン等に投射させるための投射プログラム５３Ａ、手ぶれを検出した際に各マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御して手ぶれを補正するための補正プログラム５３Ｂ、投射可能範囲の中心に投射位置を緩やかに移動させるための中心移動プログラム５３Ｃ等が格納されている。
【００２７】
また、制御部５は、ぶれ検出センサ２１からのぶれ検出信号に基づき、手ぶれによる投射映像のぶれが補正されるように、各マイクロミラーの鏡面を傾斜させる。具体的には、手ぶれによるぶれ方向及び大きさと、投射映像のぶれを補正するのに必要な各マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦの制御とを関連付けたＬＵＴ（Look Up Table）を予め求めておく。そして、制御部５に入力されたぶれ検出信号に基づき、ＬＵＴを参照して各マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御する。これにより、投射表示中に手ぶれが発生してもスクリーン等に投射表示される投射映像がぶれて見にくくなるおそれはなくなる。
【００２８】
携帯電話機１００による画像の投射表示は、ユーザが携帯電話機１００を手で持った状態で行われるため、手ぶれによる振動の影響を受けやすいが、このような手ぶれによる振動により投射映像がぶれるのを防止できる。
【００２９】
図３は、携帯電話機１００のＣＰＵ５１により実行される投射表示処理の一例について示したフローチャートである。また、図４は、投射表示中に手ぶれが発生した際に実行される補正処理の一例を示すフローチャートである。一方、図５は、投射表示中に手ぶれが検出されなかった場合に実行される中心移動処理の一例を示すフローチャートである。
【００３０】
図３において、ユーザが折り畳まれている受話部１０２と送話部１０３を展開した後、操作部４のモード切替ボタンを操作することにより、携帯電話機１００の動作モードが投射表示モードに切り替わる（ステップＳ１１）。
【００３１】
次に、ステップＳ１２では、ｍｉｃｒｏＳＤカードのような外部メモリから読み出された画像の画像リストが液晶表示モニタ１０６に表示される。ここで、ユーザが画像リストの中から投射表示する画像を選択すると、選択された画像の画像データが外部メモリから読み出され、画像データが取得される。
【００３２】
ステップＳ１３では、光源ランプ１２が制御され、カラーホイール１３に照明光が照射される。カラーホイール１３により切り替えられた単色光は、ＤＭＤ１４により画像光に変調される。変調された画像光は投射レンズ１５によってスクリーン等に投射され、投射映像が表示される。
【００３３】
ステップＳ１４では、投射表示中に手ぶれが発生しているか否かが判定される。投射表示中に手ぶれが発生した場合は、ステップＳ１５へと移行し、図４のフローチャートに従って補正処理が行われる。一方、投射表示中に手ぶれが検出されなかった場合は、図５のフローチャートに従って中心移動処理が行われる。
【００３４】
図４において、ステップＳ２１では、ぶれ検出センサ２１によって、携帯電話機１００に加えられたぶれが検出され、ぶれの方向と大きさを示すぶれ検出信号が制御部５に入力される。
【００３５】
ステップＳ２２では、制御部５に入力されたぶれ検出信号に基づいて移動量が算出され、投射位置がｂ１に留まるように各マイクロミラーの鏡面の傾斜を制御する処理が行われる。
【００３６】
ステップＳ２３では、この算出結果に基づいて各マイクロミラーの鏡面を傾斜させ、投射位置の補正が行われる。この処理により、投射表示の際に手ぶれが発生しても、スクリーン等に投射表示される投射映像がぶれて見にくくなるおそれはなくなる。
【００３７】
図６は、投射表示中に手ぶれが発生した際に投射位置を補正するイメージの一例を示す説明図である。図６には、正常時の投射可能範囲ａ１と投射位置ｂ１、並びに、手ぶれ発生時の投射可能範囲ａ２と標準投射位置ｂ２が示されている。投射表示中に手ぶれが発生すると、投影可能範囲はａ１からａ２へと移動する。一方、投射位置は本来投射可能範囲の中央に来るよう設定されているので、通常であれば投射位置もｂ１からｂ２へと移動するはずである。しかし、投射位置をｂ１からｂ２へと移動させてしまうと投射映像にぶれが生じてしまう。そこで、本実施形態では、本来ｂ２まで動くはずの投射位置をｂ１に留めておくための補正処理が行われる。
【００３８】
このように、本実施形態では、投射表示時に手ぶれが発生しても、ぶれ検出センサ２１により携帯電話機１００に加えられたぶれの方向と大きさとを検出し、その検出結果に基づいて投射映像のぶれを補正するようにしたので、スクリーン等に投射表示される投射映像がぶれて見にくくなるおそれはなくなる。
【００３９】
図５において、ステップＳ３１では、現在の投射位置が投射可能範囲に対して中央にあるか否かが判定される。現在の投射位置が投射可能範囲の中央にあるならば、投射位置を変更する必要はなく、そのまま処理を終了する。
一方、現在の投射位置が投射可能範囲の中央からずれている場合、ステップＳ３２へと移行し、投射位置を投射可能範囲の中央に持っていくための処理が行われる。
【００４０】
ステップＳ３２では、現在の投射位置の中心と投射可能範囲の中心とを比較し、中心間の距離と方向が算出される。そして、投射位置が投射可能範囲の中央に来るように投射位置が計算される。
【００４１】
ステップＳ３３では、この算出結果に基づいて各マイクロミラーの鏡面を傾斜させ、投射位置を投射可能範囲の中央まで所定の速度で移動させる処理が行われる。所定の速度とは、例えば、本実施形態においては、投射映像の移動をユーザに感じさせないような、緩やかなスピードのことである。スピードの設定はユーザの自由に任せてもよいし、中心間の距離と関連付けて距離が遠ければ遠いほどスピードが増すような設定にしてもよい。
【００４２】
図７は、投射位置が投射可能範囲の中央からずれている場合に投射位置を投射可能範囲の中央まで移動させるイメージの一例を示す説明図である。図７（ａ）では、手ぶれによって移動した投射可能範囲ａ２内に従前の投射位置ｂ１が収まっている場合を示している。この場合、いわゆる補正の限界位置を超えない補正であるので、ｂ１からｂ２に向けて緩やかに移動が行われる。一方、図７（ｂ）では、手ぶれによって移動した投射可能範囲ａ２内に従前の投射位置ｂ１が収まりきらない場合を示している。この場合、いわゆる補正の限界位置を超える補正であるので、一度ｂ１とｂ２の中心を結ぶ直線と投射可能範囲ａ２が接する位置ｃまで移動させた後、ｂ２に向けて緩やかに移動させる処理が行われる。
【００４３】
このように、本実施形態では、映像の投射位置が投射可能範囲の中央からずれている場合でも、投射可能範囲の中央まで緩やかなスピードで移動させる処理を行うようにしたので、投射映像の移動をユーザに感じさせずに補正性能を回復することができる。
【００４４】
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、ぶれ検出センサ２１を用いて携帯電話機１００のぶれを検出し、その検出結果に基づいて各マイクロミラーの鏡面を傾斜させる補正を行っているが、例えば、各マイクロミラーの鏡面を傾斜させる代わりに投射レンズを移動させるいわゆる光学式手ぶれ補正を行うようにしてもよい。また、例えば、携帯電話機１００に撮像機能を持たせ、スクリーン等に投射された投射映像を瞬時に２枚撮像し、比較することで被写体像のぶれを検出し、２枚の被写体像が同じように画面の中に納まるように有効画素領域を設定するいわゆる電子式ぶれ補正を行うようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、ぶれ検出センサ２１として加速度センサを適用しているが、例えば、角速度センサ等を用いてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、投射モジュールが組み込まれた投射表示機能付き携帯電話機を例示したが、例えば、このような投射モジュールが組み込まれたデジタルカメラ、ＰＤＡ、電子手帳等の携帯電子機器に適用してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、投射モジュールにＤＭＤを適用しているが、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る一実施形態である投射表示機能付き携帯電話機の外観斜視図である。
【図２】本発明に係る一実施形態である携帯電話機の概略構成を示すブロック図である。
【図３】携帯電話機のＣＰＵにより実行される投射表示処理の一例について示したフローチャートである。
【図４】投射表示中に手ぶれが発生した際に実行される補正処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】投射表示中に手ぶれが検出されなかった場合に実行される中心移動処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】投射表示中に手ぶれが発生した際に投射位置を補正するイメージの一例を示す説明図である。
【図７】投射位置が投射可能範囲の中央からずれている場合に投射位置を投射可能範囲の中央まで移動させるイメージの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  投射部
１１  投射用信号処理部
１２  光源ランプ
１３  カラーホイール
１４  ＤＭＤ
１５  投射レンズ
１６  ズームレンズ
２  補正部
２１  ぶれ検出センサ
３  映像入力部
４  操作部
５  制御部
５１  ＣＰＵ
５２  ＲＡＭ
５３  ＲＯＭ
１００  投射表示機能付き携帯電話機
１０１  ヒンジ部
１０２  受話部
１０３  送話部
１０４  電話部
１０５  投射モジュール
１０６  液晶表示モニタ
１０７  受話スピーカ
１０８  送話マイク
【図１】
0005194674.tif 000002
【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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