(57)【要約】【課題】投写映像を自動調整する際に視聴者に負担を与えることなく、視認性を向上させた映像表示を実現できる投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】プロジェクタ１００は、複数の色光と不可視光とを時分割で切替えて出射する光源部１０，１２，１４と、入力映像信号に基づいて複数の色光を変調するとともに、投写映像の状態を認識するためのテストパターンに基づいて不可視光を変調する光変調部１８と、光変調部１８によりそれぞれ変調された複数の色光と不可視光とを、投写面Ｓに重ね合わせて投写する投写部２２と、投写映像のうちのテストパターンを選択して撮像し、撮像データを生成する撮像部４４と、撮像部４４により生成された撮像データに基づいて、投写映像を調整する映像調整部３２，３８とを備える。【選択図】図３
2012018214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号に基づく映像を投写面に投写する投写型映像表示装置であって、
複数の色光と、不可視光とを時分割で切替えて出射する光源部と、
前記映像信号に基づいて前記複数の色光を変調するとともに、投写映像の状態を認識するためのテストパターンに基づいて前記不可視光を変調する光変調部と、
前記光変調部によりそれぞれ変調された前記複数の色光と前記不可視光とを、前記投写面に投写する投写部と、
前記投写映像のうちの前記テストパターンを撮像し、撮像データを生成する撮像部とを備え、
前記撮像部により撮像された前記テストパターンに基づいて、前記投写映像を調整することを特徴とする、投写型映像表示装置。
【請求項２】
入力された映像信号に基づく映像を投写面に投写する第１のモードと、投写映像を調整する第２のモードとを備えた投写型映像表示装置であって、
前記第１のモードの選択中、複数の色光を時分割で切替えて出射し、前記第２のモードの選択中、前記複数の色光と不可視光とを時分割で切替えて出射する光源部と、
前記第１のモードの選択中、前記映像信号に基づいて前記複数の色光を変調し、前記第２のモードの選択中、前記映像信号に基づいて前記複数の色光を変調するとともに、投写映像の状態を認識するためのテストパターンに基づいて前記不可視光を変調する光変調部と、
前記第１のモードの選択中、前記光変調部により変調された前記複数の色光を前記投写面に投写し、前記第２のモードの選択中、前記光変調部によりそれぞれ変調された前記複数の色光と前記不可視光とを前記投写面に投写する投写部と、
前記第２のモードの選択中、前記投写映像のうちの前記テストパターンを撮像し、撮像データを生成する撮像部とを備え、
前記第２のモードの選択中、前記撮像部により撮像された前記テストパターンに基づいて、前記投写映像を調整することを特徴とする、投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記光源部は、
光源と、
前記光源から出射された光を受けて前記複数の色光および前記不可視光を順に出射するカラーホイールとを含み、
前記カラーホイールは、前記カラーホイールの円周方向に沿って並設され、前記光源が出射した光を受けて前記複数の色光および前記不可視光をそれぞれ出射する複数のカラーフィルタを含む、請求項１または２に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記光源部は、
前記複数の色光をそれぞれ発光する複数の第１の固体光源と、
前記不可視光を発光する第２の固体光源とを含み、
前記投写映像を調整するときに、前記複数の第１の固体光源および前記第２の固体光源を時分割で切替えて駆動させるための光源制御部をさらに備える、請求項１または２に記載の投写型映像表示装置。
【請求項５】
前記光源部は、
光源と、
前記複数の色光に対応して設けられ、それぞれ異なる色光の偏光方向を回転させる特性を有する複数の第１の波長選択型の偏光変換素子と、
前記不可視光に対応して設けられ、不可視光の偏光方向を回転させる特性を有する第２の波長選択型の偏光変換素子とを含み、
前記投写映像を調整するときに、前記複数の第１の波長選択型の偏光変換素子および前記第２の波長選択型の偏光変換素子を時分割で切替えて駆動させるための光源制御部をさらに備える、請求項１または２に記載の投写型映像表示装置。
【請求項６】
前記撮像部により生成された前記撮像データに基づいて、前記投写映像を調整する映像調整部をさらに備え、
前記映像調整部は、
前記撮像データに基づいて前記投写型映像表示装置の前記投写面に対する傾きを算出し、当該算出した傾きに応じて前記映像信号を補正することにより、前記投写映像を調整する映像処理部と、
前記撮像データに基づいて前記投写面に対する前記投写部の位置関係を検出し、その検出結果に基づいて前記投写部を駆動することにより、前記投写映像を調整する投写制御部とを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、投写型映像表示装置に関し、より特定的には、投写映像の自動調整機能を備える投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写映像の調整を自動的に行なうことが可能な投写型映像表示装置（以下、プロジェクタという）として、たとえば、特開２００５−３１８６５２号公報（特許文献１）は、画像の歪みを補正する画像歪み補正回路と、投写表示された画像と投写画面近傍に設定されたスクリーンとを撮像できるイメージセンサとを備え、該イメージセンサにて撮像された画像により、プロジェクタとスクリーンとの位置関係を検出し、その検出した位置関係情報により、画像歪み補正回路によってスクリーンに目的の形状で画像を表示できるプロジェクタを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１８６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載のプロジェクタにおいては、プロジェクタとスクリーンとの位置関係を知るために、スクリーン内に特定のテストパターンを表示させる。たとえば、プロジェクタから表示画面の４隅までの距離を算出するために、プロジェクタは、画面十字型のテストパターンを画面４隅に位置するように投写し、当該十字型テストパターンの位置でのフォーカス点を検出する。また、投写表示画面全体の位置を検出するためには、全白のテストパターンを表示させる。
【０００５】
このように、特許文献１に記載のプロジェクタによれば、特定のテストパターンをスクリーンに表示させることによって、プロジェクタとスクリーンとの位置関係を把握することができる。そのため、外部から入力される映像信号に基づく映像（以下、「入力映像」ともいう）をスクリーンに表示させている最中に、その投写映像の自動調整を行なうためには、当該入力映像の表示を一旦中断させてテストパターンの表示に切替える必要があった。この結果、投写映像の視認性を向上できる一方で、入力映像を視聴している視聴者に対しては、投写映像の自動調整を行なっている期間中、映像の提供が一時的に中断されるという負担を与えるという不具合が生じていた。
【０００６】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、投写映像を自動調整する際に視聴者に負担を与えることなく、視認性を向上させた映像表示を実現できる投写型映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従う投写型映像表示装置は、入力された映像信号に基づく映像を投写面に投写する投写型映像表示装置であって、複数の色光と、不可視光とを時分割で切替えて出射する光源部と、映像信号に基づいて複数の色光を変調するとともに、投写映像の状態を認識するためのテストパターンに基づいて不可視光を変調する光変調部と、光変調部によりそれぞれ変調された複数の色光と不可視光とを、投写面に投写する投写部と、投写映像のうちのテストパターンを撮像し、撮像データを生成する撮像部とを備え、撮像部により撮像されたテストパターンに基づいて、投写映像を調整する。
【０００８】
上記の投写型映像表示装置によれば、投写映像の調整は、不可視光によるテストパターンを撮像した撮像データに基づいて行なわれるため、投写映像の調整のために、入力映像の表示を中断させて特定のテストパターンの表示に切替える必要がない。よって、投写映像を自動調整する際に視聴者に負担を与えることなく、視認性を向上させた映像表示を実現できる。
【０００９】
この発明の別の局面に従う投写型映像表示装置は、入力された映像信号に基づく映像を投写面に投写する第１のモードと、投写映像を調整する第２のモードとを備えた投写型映像表示装置であって、第１のモードの選択中、複数の色光を時分割で切替えて出射し、第２のモードの選択中、複数の色光と不可視光とを時分割で切替えて出射する光源部と、第１のモードの選択中、映像信号に基づいて複数の色光を変調し、第２のモードの選択中、映像信号に基づいて複数の色光を変調するとともに、投写映像の状態を認識するためのテストパターンに基づいて不可視光を変調する光変調部と、第１のモードの選択中、光変調部により変調された複数の色光を投写面に投写し、第２のモードの選択中、光変調部によりそれぞれ変調された複数の色光と不可視光とを投写面に投写する投写部と、第２のモードの選択中、投写映像のうちのテストパターンを撮像し、撮像データを生成する撮像部とを備え、第２のモードの選択中、撮像部により撮像されたテストパターンに基づいて、投写映像を調整する。
【００１０】
上記の投写型映像表示装置によれば、投写映像の調整を行なうときにのみ不可視光によるテストパターンを入力映像に重畳して投写面に表示させることから、通常の入力映像のみを表示させる場合においては、投写映像の明るさを保つことができる。
【００１１】
好ましくは、光源部は、光源と、光源から出射された光を受けて複数の色光および不可視光を順に出射するカラーホイールとを含む。カラーホイールは、カラーホイールの円周方向に沿って並設され、光源が出射した光を受けて複数の色光および不可視光をそれぞれ出射する複数のカラーフィルタを含む。
【００１２】
上記の投写型映像表示装置によれば、その一部に不可視フィルタを含むカラーホイールを回転させることにより、複数の色光による入力映像と不可視光によるテストパターンとを重ね合わせて表示させることができる。
【００１３】
好ましくは、光源部は、複数の色光をそれぞれ発光する複数の第１の固体光源と、不可視光を発光する第２の固体光源とを含む。投写型映像表示装置は、投写映像を調整するときに、複数の第１の固体光源および第２の固体光源を時分割で切替えて駆動させるための光源制御部をさらに備える。
【００１４】
上記の投写型映像表示装置によれば、複数の色光をそれぞれ発光する複数の第１の固体光源および不可視光を発光する第２の固体光源とを駆動制御することにより、投写映像の非調整時における投写映像の明るさを保つとともに、入力映像の表示を中断させることなく投写映像を調整することができる。
【００１５】
好ましくは、光源部は、光源と、複数の色光に対応して設けられ、それぞれ異なる色光の偏光方向を回転させる特性を有する複数の第１の波長選択型の偏光変換素子と、不可視光に対応して設けられ、不可視光の偏光方向を回転させる特性を有する第２の波長選択型の偏光変換素子とを含む。投写型映像表示装置は、投写映像を調整するときに、複数の第１の波長選択型の偏光変換素子および第２の波長選択型の偏光変換素子を時分割で切替えて駆動させるための光源制御部をさらに備える。
【００１６】
上記の投写型映像表示装置によれば、複数の第１の波長選択型の偏光変換素子と第２の波長変換型の偏光変換素子とを駆動制御することにより、投写映像の非調整時における投写映像の明るさを保つとともに、入力映像の表示を中断させることなく投写映像を調整することができる。
【００１７】
好ましくは、投写型映像表示装置は、撮像部により生成された撮像データに基づいて、投写映像を調整する映像調整部をさらに備える。映像調整部は、撮像データに基づいて投写型映像表示装置の投写面に対する傾きを算出し、当該算出した傾きに応じて映像信号を補正することにより、投写映像を調整する映像処理部と、撮像データに基づいて投写面に対する投写部の位置関係を検出し、その検出結果に基づいて投写部を駆動することにより、投写映像を調整する投写制御部とを含む。
【００１８】
上記の投写型映像表示装置によれば、入力映像の表示を中断させることなく、視認性の高い映像を視聴者に提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、投写映像を自動調整する際に視聴者に負担を与えることなく、視認性を向上させた映像表示を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置の主要部の構成を模式的に示す図である。
【図２】回転軸方向から見たカラーホイールの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るプロジェクタの制御構造を説明する図である。
【図４】光変調素子の画素領域に形成されるテストパターンの一例を示す図である。
【図５】図４に示すテストパターンが投写された場合に投写面に投写される映像の一例を示す図である。
【図６】図４に示すテストパターンが投写された場合に投写面に投写される映像に基づいて、プロジェクタの投写面に対する傾きを算出する方法を説明する図である。
【図７】本実施の形態１に係る画像歪み補正処理を説明するフローチャートである。
【図８】タイマを起動させてからの時間情報とコントラストとの関係を説明する図である。
【図９】テストパターンの構成例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。
【図１１】図１０における固体光源の駆動制御を説明するタイミングチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置（以下、「プロジェクタ」ともいう）の主要部の構成を模式的に示す図である。
【００２３】
図１を参照して、プロジェクタは、光源から入射した照明光を反射型の光変調素子を用いて反射光として変調するタイプのプロジェクタであって、光学エンジン１と、投写レンズ２２とを備え、その外郭を筐体（図示せず）で覆われている。なお、プロジェクタは、スピーカ等の音声を出力するための構成要素や、光学エンジン１の構成要素および音声出力手段を電気的に接続するための回路基板なども搭載されているが、図１では、これらを含む一部の構成要素の図示は省略されている。
【００２４】
光学エンジン１は、光源ランプ１０と、コンデンサレンズ１２と、カラーホイール１４と、ロッドインテグレータ１６と、光変調素子１８と、内部全反射（Total Internal Rejection：ＴＩＲ）プリズム２０とを備える。
【００２５】
光源ランプ１０は、たとえば超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどからなる。光源ランプ１０は、筐体に対して着脱自在な状態で装着されている。光源ランプ１０から出射された光は、コンデンサレンズ１２に入射される。
【００２６】
コンデンサレンズ１２は、光源ランプ１０から入射された光に集光作用を付与する。コンデンサレンズ１２を透過した光は、カラーホイール１４に入射する。
【００２７】
カラーホイール１４は、光源ランプ１０から出射された光を受けて、複数の色光を順に出射する。具体的には、カラーホイール１４は、光源ランプ１０の光軸に平行な回転軸１４２を含む。回転軸１４２は、図示しないモータに連結されており、当該モータを回転駆動することによって、カラーホイール１４は回転軸１４２を中心として回転する。
【００２８】
図２は、回転軸方向から見たカラーホイール１４の平面図である。
図２を参照して、カラーホイール１４は、回転軸１４２を中心とする円周方向に並べて配置された、カラーフィルタ１４４，１４６，１４８を含む。
【００２９】
カラーフィルタ１４４，１４６，１４８は、それぞれ単一の色光を出射する。具体的には、カラーフィルタ１４４は、光源ランプ１０からの光を受けて、赤色波長域の光（以下、「Ｒ光」という）を出射する。カラーフィルタ１４６は、光源ランプ１０からの光を受けて、緑色波長域の光（以下、「Ｇ光」という）を出射する。カラーフィルタ１４８は、光源ランプ１０からの光を受けて、青色波長域の光（以下、「Ｂ光」という）を出射する。
【００３０】
したがって、カラーホイール１４が回転軸１４２を中心にして回転することにより、カラーホイール１４からはＲ光、Ｇ光、Ｂ光がその順に周期的に出射される。これにより、ロッドインテグレータ１６には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が時分割で切替えて入射される。
【００３１】
なお、３色の色光の出射の順番は、カラーホイール１４の構成に応じて任意である。また、出射する色光は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色に限定されるものではなく、４色以上の色光を周期的に出射することも可能である。この場合、複数の色光にそれぞれ対応する複数のカラーフィルタの角度範囲は、複数の色光を混合する比率に応じて調整される。
【００３２】
カラーホイール１４は、さらに、これらのカラーフィルタ１４４，１４６，１４８と円周方向に並べて配置された不可視フィルタ１５０を含む。不可視フィルタ１５０は、光源ランプ１０からの光を受けて、不可視波長域の光（以下、「不可視光」という）を出射する。不可視光とは、可視光外の波長による光のことであり、具体的には、赤外光、遠赤外光、または紫外光などである。本実施の形態１では、不可視フィルタ１５０は、たとえば赤外光を出射する。したがって、カラーホイール１４が回転することにより、カラーホイール１４からは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光が時分割で出射される。このように、光源ランプ１０、コンデンサレンズ１２およびカラーホイール１４は、複数の色光と不可視光とを時分割で出射するための「光源部」を構成する。
【００３３】
再び図１を参照して、カラーホイール１４から周期的に出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光は、ロッドインテグレータ１６の一方の端部に入射されると、ロッドインテグレータ１６の内部を伝搬してロッドインテグレータ１６の他方の端部から出射される。
【００３４】
ロッドインテグレータ１６から出射された光は、ＴＩＲプリズム２０を介して光変調素子１８の光入射面に導かれる。
【００３５】
光変調素子１８は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（ＴＩ社の登録商標）であり、複数の微小ミラーによって構成されている。複数の微小ミラーは可動式であり、各微小ミラーの角度を変更することによって、ＴＩＲプリズム２０から受けた光を投写レンズ２２側に反射するか否かを切替える。このようにして各微小ミラーを駆動して反射角度を変更することによって出射光の輝度を変調する。
【００３６】
光変調素子１８は、カラーホイール１４が回転することによってＲ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光が順に出射されるタイミングに同期して、各微小ミラーを制御する。すなわち、カラーホイール１４による色光および赤外光の出射タイミングと同期して、画像に基づく光に付す強弱の変化（模様）を切替える。
【００３７】
光変調素子１８で反射された色光は、投写レンズ２２を経てスクリーン等の投写面Ｓに投写される。投写面Ｓには、カラーホイール１４の回転に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光による画像が順に投写される。投写面Ｓ上に投写される各色の色光による画像は、人間の目には、それらの色光による画像が重ね合わせて生成されるカラー画像として認識される。
【００３８】
さらに、光変調素子１８で反射された赤外光は、投写レンズ２２を経て投写面Ｓに投写される。赤外光による画像は、カラー画像に重ね合わせて投写される。しかしながら、この赤外光による画像は人間の目には認識されず、その結果、視聴者にはカラー画像のみが認識されることとなる。
【００３９】
本実施の形態１に係るプロジェクタは、赤外光による画像として、所定のテストパターンを投写面Ｓに表示させる。テストパターンとは、後述するように、投写映像の状態（画像の歪み状態、表示サイズ、表示位置およびフォーカス状態など）を認識するために予めプロジェクタ内部の記憶部に記憶されている画像である（図４参照）。本実施の形態１に係るプロジェクタは、投写面Ｓに表示されたテストパターンに基づいて投写映像の状態を認識し、その認識した結果に基づいて投写映像を自動調整する自動調整機能を有している。
【００４０】
［投写映像の自動調整］
以下に、投写映像を自動調整するためのプロジェクタの制御構造について、図面を参照して説明する。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１に係るプロジェクタの制御構造を説明する図である。
図３を参照して、本実施の形態１に係るプロジェクタ１００は、光学エンジン１（図１）と、映像信号受付部３０と、映像信号処理部３２と、表示制御部３４と、光源制御部３６と、レンズ制御部３８と、アクチュエータ３９と、記憶部４０，４２と、撮像部４４と、撮像データ取得部４６と、撮像データ解析部４８とを備える。
【００４２】
映像信号受付部３０は、図示しない入力部から与えられる映像信号を受信して出力する。映像信号受付部３０は、受信したアナログ映像信号をデジタル信号に変換するＡＤＣ（Analog Digital Converter）機能と、ＨＤＣＰ（High-Bandwidth Digital Content Protection System）に従う認証機能および暗号の復号機能とを有する。なお、ＨＤＣＰとは、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）に従って伝送されるデータの暗号化を実現するために用いられる。これにより、デジタル伝送路上を伝送される映像信号などのコンテンツが不正にコピーされるのを防止できる。ここでは、デジタル伝送路は、ＨＤＭＩに従ってデータ・信号を伝送する経路であるとしているが、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）に従って伝送経路であってもよい。
【００４３】
映像信号処理部３２は、映像信号受付部３０から出力された映像信号を表示のための信号に処理して出力する。具体的には、映像信号処理部３２は、映像信号受付部３０からの映像信号を、表示制御部３４を介して１フレーム（１画面）ごとに記憶部４０に書込むとともに、記憶部４０に記憶された映像を表示制御部３４を介して読出す。そして、この書込みと読出しの処理の過程において、各種の画像処理を施すことにより、映像信号処理部３２は、入力された映像信号を変換して投写映像用の表示映像信号を生成する。
【００４４】
なお、映像信号処理部３２が行なう画像処理には、プロジェクタ１００からの投写光の光軸と投写面Ｓとの相対的な傾きによって生じる画像歪みを補正するための画像歪み補正処理や、投写面Ｓに表示される投写映像の表示サイズを拡大または縮小させるための画像サイズ調整処理などが含まれる。
【００４５】
表示制御部３４は、記憶部４０に記憶された表示映像信号を読出し、この表示映像信号に従って光学エンジン１による映像の表示動作を制御するための制御信号を生成する。生成された制御信号は、光学エンジン１、光源制御部３６およびレンズ制御部３８へそれぞれ出力される。
【００４６】
具体的には、表示制御部３４は、表示映像信号に応じて、光学エンジン１内部の光変調素子１８を駆動制御する。詳細には、表示制御部３４は、カラーホイール１４からＲ光、Ｇ光、Ｂ光が順に出射されるタイミングに同期して光変調素子１８を構成する複数の微小ミラーを制御する。これにより、光変調素子１８は、表示映像信号に基づいてＲ光、Ｇ光、Ｂ光を変調してＲ、Ｇ、Ｂの色光ごとの画像を順に出射する。
【００４７】
さらに、表示制御部３４は、カラーホイール１４から赤外光が出射されるタイミングに同期して光変調素子１８を構成する複数の微小ミラーを制御する。具体的には、表示制御部３４は、記憶部４２に予め記憶されているテストパターンを読出し、その読出したテストパターンに基づいて複数の微小ミラーを制御する。これにより、光変調素子１８は、テストパターンに基づいて赤外光を変調して赤外光による画像を出射する。この結果、投写面Ｓには、入力された映像信号に基づく画像（以下、「入力映像」という）と赤外光によるテストパターンとが重ね合わせて表示される。
【００４８】
表示制御部３４は、光源ランプ１０の出射光量を制御するための制御信号を生成して光源制御部３６へ出力する。具体的には、視聴者がリモコンまたは操作パネル等を操作して投写映像の明るさの調整を指示すると、その指示に基づく操作信号が表示制御部３４に入力される。表示制御部３４は、当該操作信号に応じた光源ランプ１０の出射光量の指令値を生成して光源制御部３６へ出力する。光源制御部３６は、表示制御部３４から与えられる出射光量の指令値に従って光源ランプ１０の駆動電力を変化させる。これにより、光源ランプ１０の出射光量が調整され、投写面Ｓ上の投写映像の明るさが変化する。
【００４９】
なお、光源ランプ１０の出射光量の調整は、視聴者の指示に従って行なう構成とする以外に、記憶部４０から読出した表示映像信号の平均的な明るさに応じて出射光量を自動的に制御する構成としてもよい。
【００５０】
表示制御部３４は、さらに、光学エンジン１内部の投写レンズ２２の位置を光軸方向または光軸に垂直な方向に変化させるための制御信号を生成してレンズ制御部３８へ出力する。具体的には、投写レンズ２２は、投写光を投写面Ｓに結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変化させて投写映像のズーム状態およびフォーカス状態を調整するためアクチュエータ３９とを備えている。
【００５１】
また、投写レンズ２２は、投写面Ｓへの投写画面位置を垂直方向および水平方向に調整できるように、ＴＩＲプリズム２０の光軸中心から一定範囲、シフト（移動）可能に構成されている。この投写レンズ２２のシフト動作は、上記のアクチュエータ３９で行なわせることができる。
【００５２】
表示制御部３４は、後述する投写映像の自動調整を行なうことによって最良フォーカス位置を判定し、その判定結果をレンズ制御部３８へ出力する。レンズ制御部３８は、この判定結果に基づいてアクチュエータ３９を駆動することにより、フォーカス調整を行なう。
【００５３】
さらに、表示制御部３４は、投写映像の自動調整を行なうことによって最も良好な投写面Ｓへの投写画面位置を判定し、その判定結果をレンズ制御部３８へ出力する。レンズ制御部３８は、この判定結果に基づいてアクチュエータ３９を駆動することにより投写レンズ２２を一定範囲内でシフトさせて投写画面位置を調整する。
【００５４】
撮像部４４は、プロジェクタ１００の前方（映像の投写方向）を撮像する。撮像部４４は、たとえばＣＣＤ（Charge Couple Device）センサ、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等からなる撮像素子と、撮像素子の前方に配置される撮像レンズ等とを備えている。
【００５５】
撮像部４４は、撮像データ取得部４６の指示に基づいて、投写面Ｓの少なくとも投写映像を含む範囲を撮像する。このとき撮像部４４は、投写面Ｓに表示された赤外光によるテストパターンを撮像する。撮像部４４は、その撮像された画像を表す画像データ（以下、「撮像データ」という）を生成する。撮像部４４で生成された撮像データは、撮像データ取得部４６へ出力される。
【００５６】
撮像データ取得部４６は、表示制御部３４の指示に基づいて、撮像部４４に投写面Ｓの撮像を指示する。表示制御部３４は、たとえば、プロジェクタ１００の配置が変更されたことが図示しない傾斜センサによって検出された場合、あるいは、視聴者がリモコン等を操作して投写映像の自動調整の実行を指示した場合において、撮像データ取得部４６に撮像データの取得を指示する。そして、撮像データ取得部４６は、撮像部４４で生成された撮像データを撮像データ解析部４８へ出力する。
【００５７】
撮像データ解析部４８は、撮像データに基づいて、投写映像の調整に必要な各種処理を行なう。具体的には、撮像データ解析部４８は、撮像画像内におけるテストパターンの形状を認識する。そして、撮像データ解析部４８は、このテストパターンの形状に基づいて、投写面Ｓに対するプロジェクタ１００の傾斜角度を求める。撮像データ解析部４８は、この傾きに起因する画像歪みを相殺可能な形状を導出し、その形状を表す形状情報を映像信号処理部３２へ出力する。
【００５８】
映像信号処理部３２は、撮像データ解析部４８から入力される形状情報に基づいて、投写映像の歪みを解消すべく、表示映像信号を補正する。具体的には、映像信号処理部３２は、光変調素子１８の画素領域内に、撮像データ解析部４８から入力される形状情報に基づく形状、すなわち画像歪みを相殺可能な形状の画像形成領域を設定する。そして、この画像形成領域内に入力画像が形成されるように、表示映像信号を補正する。さらに、映像信号処理部３２は、画像形成領域の外側の領域を無効とすべく、画像形成領域外の画素については、黒色の画素値、つまり、光透過率が最小となる画素値に設定する。映像信号処理部３２は、上記のように補正した表示映像信号を表示制御部３４へ出力する。
【００５９】
また、撮像データ解析部４８は、撮像データからコントラストデータを算出し、このコントラストデータに基づいて最良フォーカス位置（合焦レンズ位置）を判定する。そして、その判定結果を、表示制御部３４を介してレンズ制御部３８へ出力する。レンズ制御部３８は、この判定結果に基づいてアクチュエータ３９を駆動することにより、フォーカス調整を行なう。
【００６０】
（画像歪み補正）
次に、本実施の形態１に係るプロジェクタの画像歪み補正について、その概略を説明する。
【００６１】
図４は、光変調素子１８の画素領域に形成されるテストパターンの一例を示す図である。なお、図４のテストパターンは、予め記憶部４２（図３）に記憶されている。
【００６２】
図４を参照して、光変調素子１８は、映像光を形成する領域である画素領域Ｔを有している。この画素領域Ｔに形成されるテストパターンＰは、水平方向に対して傾きを有しており、かつ、互いに交差する４本の線分Ｌ１〜Ｌ４と、当該４本の線分Ｌ１〜Ｌ４に基づく４個の交点Ｘ１〜Ｘ４とを有している。
【００６３】
図５は、図４に示すテストパターンが投写された場合に投写面Ｓに投写される映像の一例を示す図である。
【００６４】
図５を参照して、投写面Ｓには、光変調素子１８の画素領域Ｔの全域で形成された投写映像Ｒが表示されている。図５の例において、プロジェクタ１００は、投写面Ｓに対して傾斜して配置されている。具体的には、投写レンズ２２の光軸Ｌは投写面Ｓの法線方向に対して傾きθを有している。その結果、投写映像Ｒには、水平方向および垂直方向の少なくとも一方に歪む、いわゆる画像歪みが生じている。
【００６５】
なお、投写映像Ｒとしては、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光による入力映像（図示せず）と、赤外光によるテストパターン（図中のＰｔに相当）とが重ね合わせて表示されている。
【００６６】
ここで、投写映像の自動調整が指示されると、プロジェクタ１００は、この状態で、撮像部４４により投写面Ｓを撮像する。撮像部４４は、投写映像Ｒのうちの赤外光によるテストパターンＰｔを撮像する。そして、撮像部４４は、この撮像結果を撮像データ取得部４６（図３）へ出力する。このとき、撮像部４４は、撮像データの信号値を撮像領域Ｑの左上から水平方向に沿って右下まで、順次、撮像データ取得部４６へ出力する。
【００６７】
撮像データ取得部４６は、撮像部４４から出力された撮像データを、ライン単位で読出し、ラインごとに投写面Ｓにおける反射光の明度が所定値以上変化した位置を検出して記憶する。そして、全てのラインについての検出が終了すると、撮像領域ＱにおけるテストパターンＰのエッジ部分に該当する座標群Ｐｓが特定される。
【００６８】
撮像データ解析部４８（図３）は、特定された座標群Ｐｓを含む撮像データから、テストパターンＰｔに含まれる交点Ｘ１〜Ｘ４のうち３つ以上の交点の座標を取得する。そして、撮像データ解析部４８は、その取得された３つ以上の交点の座標に基づいて、投写面Ｓに対するプロジェクタ１００の傾きθを算出する。
【００６９】
図６は、図４に示すテストパターンが投写された場合に投写面Ｓに投写される映像に基づいて、プロジェクタ１００の投写面に対する傾きを算出する方法を説明する図である。
【００７０】
図６を参照して、光変調素子１８の画素領域Ｔ上に形成されるテストパターンＰと、撮像データに含まれる座標群Ｐｓとは、ｘｙ平面上に存在している。投写映像Ｒに含まれるテストパターンＰｔは、投写面Ｓ上に存在している。
【００７１】
まず、撮像データ解析部４８は、テストパターンＰｔにおける交点Ｘ１の座標Ｘ１（ｘ１，ｙ１）を算出する。具体的には、テストパターンＰにおける交点Ｘ１の座標（ｘｔｐ，ｙｔｐ）と、プロジェクタ１００における所定の投写方向と、所定のズーム倍率（すなわち、画角）とに基づいて、座標Ｘ１（ｘｔｐ，ｙｔｐ）と座標Ｘ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とを通る直線Ｌ１の式を算出する。また、撮像データ解析部４８は、座標群Ｐｓにおける交点Ｘ１の座標（ｘｐｓ，ｙｐｓ）と、撮像部４４の所定の設置方向と、所定の画角とに基づいて、座標Ｘ１（ｘｐｓ，ｙｐｓ）と座標Ｘ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とを通る直線Ｌ２の式を算出する。
【００７２】
次に、撮像データ解析部４８は、ｘｙｚ座標における直線Ｌ１およびＬ２の式に基づいて、直線Ｌ１と直線Ｌ２との交点である座標Ｘ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を算出する。さらに、撮像データ解析部４８は、同様の方法によって、画像Ｐｔにおける交点Ｘ２の座標Ｘ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、交点Ｘ３の座標Ｘ３（ｘ３，ｙ３，ｚ４）および交点Ｘ４の座標Ｘ４（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を算出する。
【００７３】
次に、撮像データ解析部４８は、ｘｙｚ座標における投写面Ｓの法線ベクトルＮｓを算出する。投写面Ｓは、法線ベクトルＮｓを（ｋ１，ｋ２，ｋ３）としたとき、式（１）で表わすことができる。
【００７４】
ｋ１・ｘ＋ｋ２・ｙ＋ｋ３・ｚ＋ｋ４＝０      （１）
したがって、上記の交点Ｘ１〜Ｘ４の座標Ｘ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）〜座標Ｘ４（ｘ４，ｙ４，ｚ４）のうちの３つの座標を式（１）にそれぞれ代入し、その結果に基づいてｋ１，ｋ２，ｋ３を算出することにより、法線ベクトルＮｓを算出することができる。そして、撮像データ解析部４８は、この算出された法線ベクトルＮｓに基づいて、投写レンズ２２の光軸Ｌの投写面Ｓに対する傾きθを算出する。撮像データ解析部４８は、この傾きθに起因する画像歪みを相殺可能な形状を導出し、その形状を表す形状情報を映像信号処理部３２へ出力する。
【００７５】
映像信号処理部３２は、光変調素子１８の画素領域Ｔ内に、入力された形状情報に基づいて画像形成領域を定める。そして、映像信号処理部３２は、表示映像信号に基づく画像をこの画像形成領域内に収めるように、表示映像信号を補正する。さらに、映像信号処理部３２は、画素形成領域の外側の領域の画素を黒色の画素値に設定する。そして、表示制御部３４が補正された表示映像信号に応じて光変調素子１８を駆動制御すると、画素形成領域の歪んだ形状が画像歪みによって相殺され、投写面Ｓには、画像歪みが補正された本来の形状（矩形状）の画像が表示される。
【００７６】
図７は、本実施の形態１に係る画像歪み補正処理を説明するフローチャートである。図７のフローチャートは、投写映像の自動調整が指示されたときに、図３の制御構造において予め格納したプログラムを実行することで実現できる。
【００７７】
図７を参照して、プロジェクタ１００は、光源部から時分割で出射されるＲ，Ｇ，Ｂの色光および赤外光を変調することにより、入力映像と赤外光によるテストパターンとを重ね合わせて投写面Ｓに表示させる（ステップＳ０１）。
【００７８】
投写映像の自動調整が指示されると、撮像データ取得部４６は、撮像部４４に指示をして投写面Ｓの投写映像Ｒを含む範囲を撮像させる（ステップＳ０２）。撮像部４４は、投写映像Ｒのうちの赤外光によるテストパターンＰｔ（図４）を撮像し、その撮像結果を撮像データ取得部４６へ出力する。
【００７９】
撮像データ取得部４６は、撮像部４４から出力された撮像データを、ライン単位で読出し、撮像領域ＱにおけるテストパターンＰのエッジ部分に該当する座標群Ｐｓを特定する。そして、撮像データ解析部４８は、特定された座標群Ｐｓを含む撮像データから、画像Ｐｔに含まれる交点Ｘ１〜Ｘ４の座標Ｘ１〜Ｘ４を算出する（ステップＳ０３）。
【００８０】
次に、撮像データ解析部４８は、その取得された３つ以上の交点の座標に基づいて、投写面Ｓの法線ベクトルＮｓを算出し（ステップＳ０４）、その算出した法線ベクトルＮｓに基づいて、投写レンズ２２の光軸Ｌの投写面に対する傾きθを算出する（ステップＳ０５）。撮像データ解析部４８は、この傾きθに起因する画像歪みを相殺可能な形状を導出し、その形状を表す形状情報を映像信号処理部３２へ出力する。
【００８１】
映像信号処理部３２は、光変調素子１８の画素領域Ｔ内に、入力された形状情報に基づいて画像形成領域を定める。そして、映像信号処理部３２は、表示映像信号に基づく画像をこの画像形成領域内に収めるように、表示映像信号を補正する（ステップＳ０６）。このとき、映像信号処理部３２は、画素形成領域の外側の領域の画素を黒色の画素値に設定する。
【００８２】
最後に、表示制御部３４が補正された表示映像信号に応じて光変調素子１８を駆動制御する。これにより、画素形成領域の歪んだ形状が画像歪みによって相殺され、投写面Ｓには、画像歪みが補正された本来の形状（矩形状）の画像が表示される（ステップＳ０７）。
【００８３】
ここで、図７のフローチャートに示される画像歪み補正処理は、人間の目には認識されない赤外光によるテストパターンを撮像した撮像データに基づいて実行される。そのため、画像歪み補正処理の実行中においても、視聴者に対しては入力映像を提供し続けることができる。
【００８４】
（フォーカス自動調整）
次に、本実施の形態１に係るプロジェクタのフォーカス自動調整について、その概略を説明する。
【００８５】
フォーカス自動調整は、投写レンズ２２をその光軸方向に所定の可動範囲内で移動させたときに投写面Ｓに表示されるテストパターンに基づく画像を撮像し、その撮像データから最良フォーカス位置を判定することにより行なう。
【００８６】
具体的には、フォーカス自動調整が指示されると、表示制御部は３４、レンズ制御部３８に指示をして、アクチュエータ３９に駆動信号を供給させる。アクチュエータ３９は、レンズ制御部３８からの駆動信号に従って投写レンズ２２を光軸方向にその可動範囲で移動させる。なお、レンズ制御部３８から繰り出し方向駆動信号がアクチュエータ３９に与えられると、投写レンズ２２が繰り出し方向に移動し、引き込み方向駆動信号がアクチュエータ３９に与えられると、投写レンズ２２が引き込み方向に移動する。
【００８７】
レンズ制御部３８は、最初に、アクチュエータ３９に対して繰り出し方向駆動信号を与える。表示制御部３４は、レンズ制御部３８に指示を与えるとともに、撮像部４４に指示をして投写面Ｓの投写映像Ｒを含む範囲を撮像させる。撮像部４４は、投写映像Ｒのうちのテストパターンを撮像し、その撮像結果を撮像データ取得部４６へ出力する。
【００８８】
撮像データ解析部４８は、撮像データ取得部４６から出力される撮像データをサンプリングしてコントラストデータを生成する。撮像データ解析部４８は、撮像データのサンプリングを開始するときに、タイマ（図示せず）を起動させる。そして、撮像データ解析部４８は、一定時間間隔でコントラストデータを生成して図示しないメモリに格納する。撮像データ解析部４８は、最も良好なコントラストデータを判定し、このコントラストデータが得られた時の時間情報（合焦レンズ位置情報）取得する。なお、タイマを起動させてからの時間情報とコントラストとの間には図８に示すような山なりの関係がある。
【００８９】
レンズ制御部３８は、アクチュエータ３９に繰り出し方向駆動信号を与えた全時間から時間情報を減算した時間だけ、アクチュエータ３９に引き込み方向駆動信号を与える。これによりフォーカス調整を終了する。
【００９０】
なお、さらに高い精度でフォーカス調整を行なう場合には、その後に所定範囲内で投写レンズ２２を駆動しつつ撮像データのサンプリングを行なうことにより、新たな最良フォーカス位置を判定して、この判定結果にてアクチュエータ３９を駆動してフォーカス調整を行なう。たとえば、図８において、時間ｔ１だけアクチュエータ３９に引き込み方向駆動信号を与えつつ撮像データのサンプリングを行ない、次に、時間ｔ１＋ｔ２だけアクチュエータ３９に対して繰り出し方向駆動信号を与えつつサンプリングを行なう。そして、その間で最も良好なコントラストデータを判定し、このコントラストデータが得られたときの時間情報によりフォーカス調整を行なう。
【００９１】
（その他の処理）
投写映像の自動調整としては、上述した画像歪み補正およびフォーカス調整の他にも、投写レンズ２２の投写画面位置を調整するレンズシフト調整を行なうことができる。このレンズシフト調整は、投写面Ｓに表示されるテストパターンを撮像した撮像データから、最も良好な投写面Ｓへの投写画面位置を判定することにより行なう。表示制御部３４は、最も良好な投写画面位置を判定した結果をレンズ制御部３８へ出力する。レンズ制御部３８は、この判定結果に基づいてアクチュエータ３９を駆動することにより投写レンズ２２を一定範囲内でシフトさせて投写画面位置を調整する。
【００９２】
また、上記撮像データから投写面Ｓの枠を検出し、その枠内に投写映像が収まるように、上記のレンズシフト調整を実行するとともに、投写面Ｓに表示される投写映像の表示サイズを拡大または縮小させるための画像サイズ調整処理を行なうことも可能である。
【００９３】
（テストパターンの構成例）
なお、投写映像の状態を認識するためのテストパターンは、図４で示したような、互いに交差する４本の線分と、当該４本の線分に基づく４個の交点とを有する構成に限定されるものでなく、たとえば、図９（ａ）に示すようなクロスハッチや、図９（ｂ），（ｃ）に示すようなストライプからなる構成としてもよい。これらのテストパターンを撮像した撮像データから、投写映像の歪み具合や、投写面Ｓと投写映像との相対的な位置や大きさの関係を認識することができる。
【００９４】
以上のように、この発明の実施の形態１に係るプロジェクタによれば、投写映像の自動調整は、人間の目には認識されない赤外光によるテストパターンを撮像した撮像データに基づいて実行される。そのため、当該自動調整の実行中においても、視聴者に対しては入力映像を提供し続けることができる。したがって、従来のプロジェクタのように、投写映像の状態を認識するために、入力映像の表示を一旦中断して全白パターン等の特定のテストパターンの表示に切替えるといった手続が不要となる。これにより、投写映像を自動調整する際に視聴者に負担を与えることなく、視認性を向上させた映像表示が可能となる。
【００９５】
［実施の形態２］
図１０は、この発明の実施の形態２に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。
【００９６】
図１０を参照して、本実施の形態２に係るプロジェクタは、光学エンジン２と、投写レンズ２２とを備える。本実施の形態２に係る光学エンジン２は、図１に示す本実施の形態１に係る光学エンジン１と比較して、光源ランプ１０、コンデンサレンズ１２およびカラーホイール１４に代えて、固体光源５０１〜５０４と、クロスダイクロイックプリズム５２と、ダイクロイックミラー５４とを含む点で相違する。
【００９７】
固体光源５０１〜５０４は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの固体光源からなり、互いに異なる波長帯域の光を発光する。本実施の形態２では、固体光源５０１はＲ光を発光し、固体光源５０２はＧ光を発光し、固体光源５０３はＢ光を発光する。固体光源５０１〜５０３からそれぞれ出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、クロスダイクロイックプリズム５２に入射される。
【００９８】
クロスダイクロイックプリズム５２は、２つのダイクロイックミラー５２０，５２２を有している。ダイクロイックミラー５２０，５２２は、Ｘ字型に直交するように配置されている。ダイクロイックミラー５２２は、Ｇ光およびＢ光を透過させる一方、Ｒ光を反射させる。ダイクロイックミラー５２０は、Ｒ光およびＧ光を透過させる一方、Ｂ光を反射させる。このように、クロスダイクロイックプリズム５２は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を合成する機能を有している。クロスダイクロイックプリズム５２で色合成されたＲ光、Ｇ光およびＢ光は、ダイクロイックミラー５４に入射される。
【００９９】
固体光源５０４は、不可視光（たとえば、赤外光）を発光する。固体光源５０４から出射された赤外光は、ダイクロイックミラー５４に入射される。
【０１００】
ダイクロイックミラー５４は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を透過させる一方、赤外光を反射させる。ダイクロイックミラー５４を透過したＲ光、Ｇ光およびＢ光と、ダイクロイックミラー５４によって反射された赤外光とは、コンデンサレンズ１２に入射される。
【０１０１】
コンデンサレンズ１２は、ダイクロイックミラー５４から入射された光に集光作用を付与する。コンデンサレンズ１２を透過した光は、ロッドインテグレータ１６の一方の端部に入射されると、ロッドインテグレータ１６の内部を伝搬してロッドインテグレータ１６の他方の端部から出射される。ロッドインテグレータ１６から出射された光は、ＴＩＲプリズム２０を介して光変調素子１８の光入射面に導かれる。
【０１０２】
上記の構成において、固体光源５０１〜５０４は、図示しない光源制御部３６（図３）の制御により、時分割で切替えて駆動される。これにより、固体光源５０１〜５０４からは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光が時分割で出射され、クロスダイクロイックプリズム５２およびダイクロイックミラー５４およびコンデンサレンズ１２を介してロッドインテグレータ１６に入射される。すなわち、本実施の形態２に係るプロジェクタにおいて、固体光源５０１〜５０４、クロスダイクロイックプリズム５２、ダイクロイックミラー５４およびコンデンサレンズ１２は、複数の色光と不可視光とを時分割で出射するための「光源部」を構成する。
【０１０３】
光変調素子１８は、固体光源５０１〜５０４からＲ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光が順に出射されるタイミングに同期して、各微小ミラーを制御する。すなわち、固体光源５０１〜５０４からの色光および赤外光の出射タイミングと同期して、画像に基づく光に付す強弱の変化（模様）を切替える。
【０１０４】
光変調素子１８で反射された色光は、投写レンズ２２を経て投写面Ｓに投写される。投写面Ｓには、固体光源５０１〜５０３の駆動に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光による画像が順に投写される。投写面Ｓ上に投写される各色の色光による画像は、人間の目には、それらの色光による画像が重ね合わせて生成されるカラー画像として認識される。
【０１０５】
さらに、投写面Ｓには、固体光源５０４の駆動に応じて、赤外光による画像がカラー画像に重ね合わせて投写される。。
【０１０６】
本実施の形態２に係るプロジェクタは、先の実施の形態１に係るプロジェクタと同様に、赤外光によるテストパターンを、入力映像に重畳させて投写面Ｓに表示させる。そして、この投写面Ｓに表示されたテストパターンに基づいて投写映像の状態を認識し、その認識した結果に基づいて投写映像を自動調整する。
【０１０７】
（作用および効果）
ここで、本実施の形態２に係るプロジェクタにおいては、固体光源５０１〜５０４をそれぞれ駆動制御することにより、投写映像の自動調整を行なうときにのみ固体光源５０４を駆動させてテストパターンを投写面Ｓに表示させることができる。
【０１０８】
図１１は、図１０における固体光源５０１〜５０４の駆動制御を説明するタイミングチャートである。図１１（ａ）は、投写映像の自動調整を行なう場合において固体光源５０１〜５０４を駆動させるタイミングを示している。図１１（ｂ）は、表示映像信号に基づく映像を投写させる場合において固体光源５０１〜５０４を駆動させるタイミングを示している。
【０１０９】
図１１（ａ）を参照して、１周期は、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光による画像を順に投写して１フレーム分の映像を表示するための期間に相当する。投写映像の自動調整を行なう場合には、この１周期内で、固体光源５０１〜５０４を時分割で切替えて駆動させる。
【０１１０】
なお、赤外光を発光する固体光源５０４を駆動させる期間は、赤外光によるテストパターンの明るさに比例する。本実施の形態２では、当該期間は、テストパターンを撮像したときに撮像部４４（図３）に含まれる撮像素子が受光する光量が、当該撮像素子が受光可能な光量の下限値以上となるように設定される。そして、Ｒ光、Ｇ光、Ｇ光をそれぞれ発光する固体光源５０１〜５０３は、１周期から固体光源５０４を駆動させる期間を差し引いた残りの期間内で、時分割に交互に駆動される。
【０１１１】
これに対して、入力映像のみを投写させる場合には、図１１（ｂ）に示すように、１周期内で、固体光源５０１〜５０３を時分割で切替えて駆動させる一方で、固体光源５０４を停止させた状態とする。したがって、図１１（ａ）と比較して、固体光源５０１〜５０３を駆動させる期間をより長くすることができる。これにより、投写映像の自動調整を行なわないときの投写映像の明るさを保つことができる。
【０１１２】
すなわち、本実施の形態２に係るプロジェクタでは、投写映像の自動調整を行なう場合にのみ固体光源５０４を駆動させて赤外光によるテストパターンを表示させ、通常の入力映像を表示させるときには固体光源５０４を停止させておくことにより、投写映像の明るさを保つことができる。
【０１１３】
［実施の形態３］
図１２は、この発明の実施の形態３に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。
【０１１４】
図１２を参照して、本実施の形態３に係るプロジェクタは、光学エンジン３と、投写レンズ２２とを備える。本実施の形態３に係る光学エンジン３は、図１に示す本実施の形態１に係る光学エンジン１と比較して、光源ランプ１０、コンデンサレンズ１２およびカラーホイール１４に代えて、光源ランプ１０、偏光ビームスプリッタ６０、カラーセレクト装置６２およびコンデンサレンズ１２を含む点で相違する。
【０１１５】
偏光ビームスプリッタ６０は、透光性の基板に偏光分離膜を設けた構成からなる。偏光ビームスプリッタ６０は、第１の偏光方向を有する光を透過し、第２の偏光方向を有する光を反射する機能を有する。よって、光源ランプ１０から出射された光のうち当該第１の偏光方向を有する光が透過してカラーセレクト装置６２に入射される。
【０１１６】
カラーセレクト装置６２は、偏光方向を回転させる波長成分を時分割で切替えながら、経時的に光の複数の異なる波長成分の偏光方向を回転させる装置である。本実施の形態３では、カラーセレクト装置６２は、複数の波長選択型の偏光変換素子６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ，６２ＩＲから構成される。偏光変換素子６２Ｒは、上記第１の偏光方向を有する光に含まれるＲ光の偏光状態を選択的に９０°回転させる。偏光変換素子６２Ｇは、上記第１の偏光方向を有する光に含まれるＧ光の偏光状態を選択的に９０°回転させる。偏光変換素子６２Ｂは、上記第１の偏光方向を有する光に含まれるＢ光の偏光状態を選択的に９０°回転させる。
【０１１７】
また、偏光変換素子６２ＩＲは、上記第１の偏光方向を有する光に含まれる赤外光の偏光状態を選択的に９０°回転させる。
【０１１８】
カラーセレクト装置６２は、図示しない光源制御部３６（図３）の制御により、偏光変換素子６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ，６２ＩＲを時分割で駆動させることにより、偏光方向を回転させる波長成分（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光）を時分割で切替える。カラーセレクト装置６２を透過したＲ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光は、コンデンサレンズ１２に入射される。
【０１１９】
コンデンサレンズ１２は、カラーセレクト装置６２から入射された光に集光作用を付与する。コンデンサレンズ１２を透過した光は、ロッドインテグレータ１６の一方の端部に入射されると、ロッドインテグレータ１６の内部を伝搬してロッドインテグレータ１６の他方の端部から出射される。ロッドインテグレータ１６から出射された光は、ＴＩＲプリズム２０を介して光変調素子１８の光入射面に導かれる。
【０１２０】
上記の構成において、カラーセレクト装置６２における複数の偏光変換素子６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ，６２ＩＲを時分割で切替えて駆動される。これにより、カラーセレクト装置６２からは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光が時分割で出射され、コンデンサレンズ１２を介してロッドインテグレータ１６に入射される。すなわち、本実施の形態３に係るプロジェクタにおいて、光源ランプ１０、偏光ビームスプリッタ６０、カラーセレクト装置６２およびコンデンサレンズ１２は、複数の色光と不可視光とを時分割で出射するための「光源部」を構成する。
【０１２１】
光変調素子１８は、カラーセレクト装置６２からＲ光、Ｇ光、Ｂ光および赤外光が順に出射されるタイミングに同期して、各微小ミラーを制御する。すなわち、カラーセレクト装置６２からの色光および赤外光の出射タイミングと同期して、画像に基づく光に付す強弱の変化（模様）を切替える。
【０１２２】
光変調素子１８で反射された色光は、投写レンズ２２を経て投写面Ｓに投写される。投写面Ｓには、偏光変換素子６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂの駆動に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光による画像が順に投写される。さらに、投写面Ｓには、偏光変換素子６２ＩＲの駆動に応じて、赤外光による画像がカラー画像に重ね合わせて投写される。
【０１２３】
本実施の形態３に係るプロジェクタは、先の実施の形態１に係るプロジェクタと同様に、赤外光によるテストパターンを、入力映像に重畳させて投写面Ｓに表示させる。そして、この投写面Ｓに表示されたテストパターンに基づいて投写映像の状態を認識し、その認識した結果に基づいて投写映像を自動調整する。
【０１２４】
また、本実施の形態３に係るプロジェクタにおいても、先の実施の形態２に係るプロジェクタと同様に、偏光変換素子６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ，６２ＩＲをそれぞれ駆動制御することにより、投写映像の自動調整を行なうときにのみ偏光変換素子６２ＩＲを駆動させてテストパターンを投写面Ｓに表示させることができる。よって、通常の入力映像のみを表示させるときには偏光変換素子６２ＩＲを停止させておくことにより、投写映像の明るさを保つことができる。
【０１２５】
上述した実施の形態１〜３では、光変調素子としてＤＭＤを用いたプロジェクタを採用したが、これに限定されるものではない。たとえば、反射型ライトバルブの一種である反射型液晶素子（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal on Silicon）を用いたプロジェクタに本発明の技術を採用してもよい。あるいは、透過型の液晶ライトバルブ等の透過型の光変調装置を用いることも可能である。
【０１２６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２７】
１，２，３  光学エンジン、１０  光源ランプ、１２  コンデンサレンズ、１４  カラーホイール、１６  ロッドインテグレータ、１８  光変調素子、２０  ＴＩＲプリズム、２２  投写レンズ、３０  映像信号受付部、３２  映像信号処理部、３４  表示制御部、３６  光源制御部、３８  レンズ制御部、３９  アクチュエータ、４０，４２  記憶部、４４  撮像部、４６  撮像データ取得部、４８  撮像データ解析部、５２  クロスダイクロイックプリズム、５４  ダイクロイックミラー、６０  偏光ビームスプリッタ、６２  カラーセレクト装置、６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ，６２ＩＲ  偏光変換素子、１００  プロジェクタ、１４２  回転軸、１４４，１４６，１４８  カラーフィルタ、１５０  不可視フィルタ、５０１〜５０４  固体光源、５２０，５２２  ダイクロイックミラー、Ｓ  投写面。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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