(57)【要約】【課題】画像を投射させながら投射レンズをシフトさせる際にそのシフト方向の変更回数を少なくしつつ、不正常投射を回避する。【解決手段】画像投射装置は、光変調素子１により変調された画像光を投射光学系２を通して投射することにより投射画像を表示する。該装置は、投射光学系をその光軸に直交する複数のシフト方向に光変調素子に対してシフトさせるシフト駆動手段３１と、投射光学系を開始位置から目標位置までシフトさせるようにシフト駆動手段を制御する制御手段５０，７，８とを有する。制御手段は、画像光が投射光学系のイメージサークルから外れることによる投射画像の欠けが生じず、かつシフト方向の変更回数が最少となるように投射光学系を開始位置から目標位置にシフトさせるためのシフト処理シーケンスを設定し、該シフト処理シーケンスに従ってシフト駆動手段を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調素子により変調された画像光を投射光学系を通して投射することにより投射画像を表示する画像投射装置であって、
前記投射光学系をその光軸に直交する複数のシフト方向に前記光変調素子に対してシフトさせるシフト駆動手段と、
前記投射光学系を開始位置から目標位置までシフトさせるように前記シフト駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記画像光が前記投射光学系のイメージサークルから外れることによる前記投射画像の欠けが生じず、かつ前記シフト方向の変更回数が最少となるように前記投射光学系を前記開始位置から前記目標位置にシフトさせるためのシフト処理シーケンスを設定し、該シフト処理シーケンスに従って前記シフト駆動手段を制御することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記開始位置から前記目標位置までの間の経由候補位置において前記投射画像の欠けが生じるか否かを判定し、前記欠けが生じないと判定した前記シフト位置を経由位置とするように前記シフト処理シーケンスを設定することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記経由候補位置において前記欠けが生じると判定した場合に、前記欠けが生じることのない所定位置を経由位置とするように前記シフト処理シーケンスを設定することを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
光変調素子により変調された画像光を投射光学系を通して投射することにより投射画像を表示する画像投射装置であって、前記投射光学系をその光軸に直交する複数のシフト方向に前記光変調素子に対してシフトさせることが可能である画像投射装置のコンピュータに、前記投射光学系を開始位置から目標位置までシフトさせるように該投射光学系のシフト制御を行わせるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記制御手段は、前記画像光が前記投射光学系のイメージサークルから外れることによる前記投射画像の欠けが生じず、かつ前記シフト方向の変更回数が最少となるように前記投射光学系を前記開始位置から前記目標位置にシフトさせるためのシフト処理シーケンスを設定させ、
該シフト処理シーケンスに従って前記シフト制御を行わせることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置は、入力映像に応じて液晶パネル等の光変調素子により変調された光（画像光）を投射光学系（以下、投射レンズという）によりスクリーン等の被投射面に投射することで投射画像を表示する。このような投射画像装置には、モータ等のアクチュエータにより投射光学系（投射レンズ）をその光軸に直交する水平方向や垂直方向に光変調素子に対してシフトさせるレンズシフト機能を有するものがある。特許文献１には、予め設定された位置に向けて自動的に投射レンズをシフトさせることが可能な画像投射装置が開示されている。
【０００３】
このレンズシフト機能を応用すれば、ユーザが投射したい画像や画像投射を行うシーンに応じて決めた画像投射位置に対応する投射レンズの位置を予め登録しておき、その登録位置に投射レンズを自動的にシフトさせることが可能となる。また、画像を投射している間にも投射レンズをシフトさせることも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、画像投射中に投射レンズをシフトさせる際に光変調素子からの画像光の一部が投射レンズのイメージサークルから外れると、投射画像の一部が欠けて不正常な画像投射（不正常投射）が行われる。このような不正常投射を回避するために、画像光の一部が投射レンズのイメージサークルから外れる限界位置まで投射レンズがシフトした時点でそのシフト方向を垂直方向と水平方向の一方から他方に変更することが考えられる。しかし、このようなシフト方向の変更回数が多いと、投射画像の移動のスムーズさが損なわれる。
【０００６】
本発明は、画像を投射させながら投射レンズをシフトさせる際にそのシフト方向の変更回数を少なくしつつ、不正常投射を回避することができるようにした画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての画像投射装置は、光変調素子により変調された画像光を投射光学系を通して投射することにより投射画像を表示する。該画像投射装置は、投射光学系をその光軸に直交する複数のシフト方向に光変調素子に対してシフトさせるシフト駆動手段と、投射光学系を開始位置から目標位置までシフトさせるようにシフト駆動手段を制御する制御手段とを有する。制御手段は、画像光が投射光学系のイメージサークルから外れることによる投射画像の欠けが生じず、かつシフト方向の変更回数が最少となるように投射光学系を開始位置から目標位置にシフトさせるためのシフト処理シーケンスを設定し、該シフト処理シーケンスに従ってシフト駆動手段を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の一側面としての制御プログラムは、光変調素子により変調された画像光を投射光学系を通して投射することにより投射画像を表示する画像投射装置であって、投射光学系をその光軸に直交する複数のシフト方向に光変調素子に対してシフトさせることが可能である画像投射装置のコンピュータに、投射光学系を開始位置から目標位置までシフトさせるように該投射光学系のシフト制御を行わせるコンピュータプログラムである。該プログラムは、コンピュータに、画像光が投射光学系のイメージサークルから外れることによる投射画像の欠けが生じず、かつシフト方向の変更回数が最少となるように投射光学系を開始位置から目標位置にシフトさせるためのシフト処理シーケンスを設定させ、該シフト処理シーケンスに従ってシフト制御を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像を投射させながら投射レンズをシフトさせる際にそのシフト方向の変更回数を少なくしつつ、投射画像の一部が欠ける不正常な画像投射が生ずることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例である画像投射装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例におけるシフト復帰制御を示すフローチャート。
【図３】実施例におけるシフトルート設定処理を示すフローチャート。
【図４】実施例におけるシフトルートの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１には、本発明の実施例１である画像投射装置の構成を示している。本実施例の画像投射装置は、光変調素子１と、投射レンズ（投射光学系）２と、レンズシフト機構３０と、操作部４と、シフト制御部５０と、シフト位置記憶部６と、ルート設定部７と、表示可否判定部８とを有する。
【００１３】
画像処理装置には、不図示の映像ソースから映像信号が入力される。光変調素子１には、不図示の光源からの照明光が入射する。光変調素子１は、映像信号を受けた不図示の映像信号処理部から供給される駆動信号に応じて照明光を変調するように動作する。これにより、映像信号に対応した画像光（光学画像）が生成される。光変調素子１としては、液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等を用いることができる。
【００１４】
投射レンズ２は、光変調素子１にて生成された画像光をスクリーン等の不図示の被投射面に拡大投射する。これにより、被投射面上に投射画像が表示される。
【００１５】
レンズシフト機構３０は、シフト駆動部（シフト駆動手段）３１とシフト位置検出部３２とを有する。シフト駆動部３１は、モータ等のアクチュエータを有し、シフト制御部５０からの制御信号に応じて、投射レンズ２をその光軸に対して直交する平面内で光変調素子１に対して複数（２つ）のシフト方向、すなわち水平方向と垂直方向にシフトさせる。投射レンズ２が光変調素子１に対してシフトすることで、投射画像が被投射面上で移動する。モータとしては、ＤＣモータ、ステッピングモータ、振動型モータ等を使用することができる。
【００１６】
シフト位置検出部３２は、エンコーダやポテンショメータを含み、投射レンズ２の水平方向および垂直方向でのシフト位置を検出し、該シフト位置の情報をシフト制御部５０に出力する。なお、本実施例において、シフト位置検出部３２による投射レンズ２のシフト位置を示す直交座標系をレンズシフト座標系という。レンズシフト座標系において、水平および垂直方向ともに可動範囲が最大となる点のうち光軸に最も近い点を基準点とする。
【００１７】
操作部４には、ユーザにより操作される不図示の各種スイッチおよびボタン等の操作部材が設けられている。具体的には、投射レンズ２を水平および垂直方向にシフトさせるためにユーザにより操作されるレンズシフト操作部材や、投射レンズ２の現在のシフト位置をシフト位置記憶部６に記憶させるためにユーザにより操作されるシフト位置記憶操作部材が設けられている。さらに、投射レンズ２を任意のシフト位置からシフト位置記憶部６に記憶されたシフト位置に自動的にシフトさせるためにユーザにより操作されるシフト復帰操作部材を有する。操作部４はこれらの操作部材のユーザ操作を受け付けると、該操作に対応した操作信号をシフト制御部５０に出力する。
【００１８】
シフト制御部５０は、駆動制御部５１、シフト復帰制御部５２およびルートバッファ５３を有し、投射レンズ２のシフト目標位置の管理やシフト制御を行う。駆動制御部５１は、操作部４からのレンズシフト操作部材の操作に応じてシフト駆動部３１に対して投射レンズ２の水平または垂直シフト駆動を行わせる制御信号を出力する。また、駆動制御部５１は、シフト復帰制御部５２により指定された水平または垂直シフト量だけ投射レンズ２がシフトするようにシフト駆動部３１に対して制御信号を出力する。この際、駆動制御部５１は、シフト位置検出部３２からのシフト位置の情報を取得し、正確に指定されたシフト量だけの投射レンズ２のシフト駆動が行われるようにシフト駆動部３１を制御する。
【００１９】
シフト復帰制御部５２は、操作部４のシフト位置記憶操作部材の操作に応じて、その時点での投射レンズ２のシフト位置を駆動制御部５１またはシフト位置検出部３２から取得し、復帰シフト位置としてシフト位置記憶部６に記憶させる。シフト復帰制御部５２は、操作部４のシフト復帰操作部材の操作に応じてシフト復帰制御を行い、投射レンズ２をその時点でのシフト位置であるシフト開始位置からシフト位置記憶部６に保存されている復帰シフト位置（シフト目標位置）に向かってシフトさせる。ルートバッファ５３は、シフト復帰制御においてルート設定部７が設定したシフトルートの情報を保持する。
【００２０】
シフト位置記憶部（記憶手段）６は、復帰シフト位置等のシフト目標位置を記憶する不揮発メモリを有し、シフト制御部５０からの要求によってシフト位置の記憶と読み出しを行う。
【００２１】
ルート設定部７は、シフト復帰制御部５２からシフト開始位置と復帰シフト位置とに基づいて、投射レンズ２のシフト方向とシフト量の組み合わせ（以下、シフト処理という）とその順序からなるシフト処理シーケンスとしてのシフトルートを設定する。この際、投射レンズ２のシフト方向の変更が最少回数となるようにシフトルートを設定する。設定されたシフトルートは、ルートバッファ５３に登録される。シフトルートは、後述するシフトルート設定処理によって投射レンズ２のシフト中に投射画像の一部が欠ける等の不正常投射が生じるシフト位置を通ることがないように、表示可否判定部８による判定結果に基づいて設定される。
【００２２】
表示可否判定部８は、投射レンズ２の各シフト位置における正常投射の可否判定を行う。正常投射とは、上述した不正常投射ではなく、投射画像が欠けることなく表示されることである。表示可否判定部８は、不図示のメモリを有する。該メモリには、レンズシフト座標系での単位に換算した光変調素子１の有効領域サイズと、投射レンズ２のイメージサークルと、レンズシフト機構３０による投射レンズ２（シフト位置）の水平および垂直方向でのシフト可能範囲とを記憶している。
【００２３】
表示可否判定部８は、ルート設定部７よりシフトルートが通知されると演算を開始し、投射レンズ２のシフト位置の座標が上記シフト可能範囲内で、かつ光変調素子１の全有効領域からの画像光がイメージサークル内に入る場合には「正常投射は可能」と判定する。これに対して、シフト位置の座標がシフト可能範囲外または光変調素子１の有効領域の少なくとも一部からの画像光がイメージサークルから外れる場合には「正常投射は不可」と判定する。ルート設定部７は、これらの判定に基づいて、光変調素子１からの画像光が投射レンズ２のイメージサークルから外れることで投射画像の欠けが生じず、かつシフト方向の変更回数が最少となるようにシフトルートを設定する。
【００２４】
シフト制御部５０、ルート設定部７および表示可否判定部８により制御手段が構成される。
【００２５】
図２のフローチャートを用いて、シフト制御部５０内のシフト復帰制御部５２が行うシフト復帰制御について説明する。シフト制御部５０はＣＰＵやＭＰＵ等のコンピュータの一部として構成されており、コンピュータプログラムであるシフト制御プログラムに従って動作する。シフト復帰制御部５２は、このレンズシフト制御プログラムの一部であるシフト復帰制御に従ってシフト復帰制御を実行する。
【００２６】
ステップＳ２０１では、シフト復帰制御部５２は、駆動制御部５１またはシフト位置検出部３２から投射レンズ２の現在シフト位置を取得する。
【００２７】
次にステップＳ２０２では、シフト復帰制御部５２は、シフト位置記憶部６から復帰シフト位置を取得する。
【００２８】
次にステップＳ２０３では、シフト復帰制御部５２は、ルート設定部７に対して、シフト開始位置として現在シフト位置を入力し、シフト目標位置として復帰シフト位置を入力する。これにより、ルート設定部７にシフトルート設定処理によってシフトルートを設定させる。設定されたシフトルートに含まれる１つ以上のシフト処理のデータが実行される順にルートバッファ５３に登録される。
【００２９】
続いてステップＳ２０４では、シフト復帰制御部５２は、ルートバッファ５３から実行される順に未実行のシフト処理（シフト方向およびシフト量）のデータを取得する。
【００３０】
そしてステップＳ２０５では、シフト復帰制御部５２は、ルートバッファ５３から取得したシフト方向とシフト量を駆動制御部５１に出力して、シフト処理を実行する。これにより、投射レンズ２がこのシフト処理のシフト方向に該シフト処理のシフト量だけシフトされる。
【００３１】
最後にステップＳ２０６では、シフト復帰制御部５２は、ルートバッファ５３に未実行シフト処理が残っているか否かを確認し、残っていればステップＳ２０４に戻り、残っていなければ（全シフト処理が終了したら）シフト復帰制御を終了する。
【００３２】
次に、図３のフローチャートを用いて、ルート設定部７が行うシフトルート設定処理について説明する。ルート設定部７も、シフト制御部５０を含むコンピュータの一部として構成されており、シフト制御プログラムの一部であるルート設定プログラムに従ってシフトルート設定処理を実行する。
【００３３】
ここで、本実施例のシフトルート設定処理は、レンズシフト座標系にて演算されるものとし、任意のシフト位置（水平，垂直）を（Ｈ，Ｖ）と表記する。また、基準点を（Ｈｏ，Ｖｏ）とし、入力された現在シフト位置（シフト開始位置）Ｐｓを（Ｈｓ，Ｖｓ）とし、シフト目標位置Ｐｄを（Ｈｄ，Ｖｄ）とする。
【００３４】
ステップＳ３０１では、ルート設定部７は、表示可否判定部８に対して現在シフト位置の水平座標とシフト目標位置の垂直座標である（Ｈｓ，Ｖｄ）を入力し、その位置（Ｈｓ，Ｖｄ）での正常投射の可否の判定結果を取得する。
【００３５】
次にステップＳ３０２では、ルート設定部７は、シフト位置（Ｈｓ，Ｖｄ）での正常投射が可能であるか否かを確認し、可能であればステップＳ３０３に進む。
【００３６】
ステップＳ３０３では、ルート設定部７は、垂直方向と（Ｖｄ−Ｖｓ）のシフト量の組み合わせのシフト処理をルートバッファ５３に登録する。さらに、ルート設定部７は、ステップＳ３０４で、水平方向と（Ｈｄ−Ｈｓ）のシフト量の組み合わせのシフト処理をルートバッファ５３に登録する。そして、ルート設定部７は、シフトルート設定処理を終了する。
【００３７】
一方、ステップＳ３０２でシフト位置（Ｈｓ，Ｖｄ）での正常投射が不可であった場合は、ステップＳ３０５に進む。
【００３８】
ステップＳ３０５では、ルート設定部７は、表示可否判定部８に対してシフト目標位置の水平座標と現在シフト位置の垂直座標である（Ｈｄ，Ｖｓ）を入力し、その位置（Ｈｄ，Ｖｓ）での正常投射の可否の判定結果を取得する。
【００３９】
次に、ステップＳ３０６では、ルート設定部７は、シフト位置（Ｈｄ，Ｖｓ）での正常投射が可能であるか否かを確認し、可能であればステップＳ３０７に進む。
【００４０】
ステップＳ３０７では、ルート設定部７は、水平方向と（Ｈｄ−Ｈｓ）のシフト量の組み合わせのシフト処理をルートバッファ５３に登録する。さらに、ルート設定部７は、ステップＳ３０８で、垂直方向と（Ｖｄ−Ｖｓ）のシフト量の組み合わせのシフト処理をルートバッファ５３に登録する。そして、ルート設定部７は、シフトルート設定処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ３０６においてシフト位置（Ｈｄ，Ｖｓ）での正常投射が不可であった場合は、ルート設定部７は、ステップＳ３０９〜Ｓ３１１の処理を実行する。ステップＳ３０９では、垂直方向と（Ｖｏ−Ｖｓ）のシフト量の組み合わせのシフト処理をルートバッファ５３に登録する。ステップＳ３１０では、水平方向と（Ｈｄ−Ｈｓ）のシフト量の組み合わせのシフト処理をルートバッファ５３に登録する。さらに、ステップＳ３１１では、垂直方向と（Ｖｄ−Ｖｏ）のシフト量の組み合わせのシフト処理をルートバッファ５３に登録する。そして、ルート設定部７は、シフトルート設定処理を終了する。
【００４２】
このルート設定処理の内容について図４を参照して補足説明をする。図４（ａ），（ｂ）は、ルート設定処理の例を示している。
【００４３】
図４（ａ）では、座標Ｐｓ１０３から座標Ｐｄ１０５へのシフトルートを示す。実線で囲んだ表示可能領域１０２ａが、表示可否判断部８にて正常投射が可能と判断される領域（正常投射可能領域）である。ステップＳ３０１での（Ｈｓ，Ｖｄ）は経由候補位置としての座標Ａ１０４であるが、この座標Ａ１０４は表示可能領域１０２ａの外側にあるため、ルート設定部７はステップＳ３０２からステップＳ３０５に進む。
【００４４】
ステップＳ３０５での（Ｈｄ，Ｖｓ）は経由候補位置としての座標Ｂ１０６であり、この座標Ｂ１０６は表示可能領域１０２ａの内側である。このため、ルート設定部７はステップＳ３０７およびステップＳ３０８に進み、ルートバッファ５３に、座標Ｐｓ１０３から経由位置としての座標Ｂ１０６への水平方向シフトおよび座標Ｂ１０６から座標Ｐｄ１０５への垂直方向シフトの順にシフト処理を登録する。
【００４５】
図４（ｂ）には、同じく座標Ｐｓ１０３から座標Ｐｄ１０５へのシフトルートを示す。ただし、座標Ｂ１０６近辺に障害物があり、座標Ｂ１０６が表示可能領域１０２ｂの外側となってここでの正常投射が不可となる場合を示している。
【００４６】
ステップＳ３０５までは図４（ａ）の場合と同じように進む。ただし、座標Ｂでの正常投射が不可であるため、ステップＳ３０６では、ルート設定部７はステップＳ３０９〜Ｓ３１１にと進み、水平方向での表示可能領域１０２ｂの幅が最も広い基準点（所定位置）１０１を経由位置としてシフトする。ステップＳ３０９〜Ｓ３１１の処理で、ルートバッファ５３には、座標Ｐｓ１０３から座標Ｃ１０７への垂直方向シフト、座標Ｃ１０７から座標Ｄ１０８への水平方向シフトおよび座標Ｄ１０８から座標Ｐｄ１０５への垂直方向シフトの順にシフト処理が登録される。
【００４７】
以上説明したように、本実施例によれば、シフトルート設定処理によって正常投射が不可となる経由位置を通るシフトルートが自動的に避けられる。しかも、水平方向と垂直方向でのシフト方向の変更回数が最も少ないシフトルートが設定される。このため、画像を投射させながら投射レンズ２をシフトさせる際にそのシフト方向の変更回数を少なくしつつ、不正常投射を回避することができる。
【００４８】
なお、本実施例では、表示可否判定部８は経由候補位置としてのシフト位置での正常投射の可否を判定する場合について説明した。しかし、表示可否判定部８に、図４（ａ），（ｂ）に示したような正常投射可能領域を記憶させておき、経由候補位置がその正常投射可能領域に含まれているか否かを判定させるようしてもよい。
【００４９】
また、表示可否判定部８に、シフト開始位置とシフト目標位置のそれぞれからの正常投射が可能なシフト可動範囲（正常投射シフト可能範囲）を出力させるようにしてもよい。この場合のシフトルート設定処理は、シフト開始位置とシフト目標位置に対する正常投射シフト可動範囲を表示可否判定部から取得し、両方の正常投射シフト可動範囲に含まれるシフト位置を経由するシフトルートを設定すればよい。このようなシフト位置が無い場合は、基準点を経由するシフトルートを設定すればよい。
【００５０】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００５１】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  光変調素子
２  投射レンズ
３０  レンズシフト機構
３１  シフト駆動部
３２  シフト位置検出部
５０  シフト制御部
５３  ルートバッファ
６  シフト位置記憶部
７  ルート設定部
８  表示可否判定部
【図１】
2016154276.tif 000003
【図２】
2016154276.tif 000004
【図３】
2016154276.tif 000005
【図４】
2016154276.tif 000006