(57)【要約】【課題】投射環境（視聴者とスクリーンの位置関係、投射画像サイズ、入力画像の種類）に合わせて、視認性の良好な画像を投射可能な投射型表示装置を提供すること。【解決手段】視聴者と投射面との位置関係を検出する検出手段と、投射面に投射されている投射画像の大きさを算出する算出手段と、入力画像のパラメータを解析する解析手段と、位置関係および投射画像の大きさに基づいて取得される第１の情報と、解析手段から取得される第２の情報に基づいて、投射画像の解像度を変更する変更手段と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
視聴者と投射面との位置関係を検出する検出手段と、
前記投射面に投射されている投射画像の大きさを算出する算出手段と、
入力画像のパラメータを解析する解析手段と、
前記位置関係および前記投射画像の大きさに基づいて取得される第１の情報と、前記解析手段から取得される第２の情報に基づいて、前記投射画像の解像度を変更する変更手段と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記第１の情報は、前記投射画像における文字の大きさであり、
前記第２の情報は、前記入力画像に含まれる文字の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記入力画像のパラメータは、前記入力画像に含まれる文字の割合、文字密度、文字サイズの分布、または前記入力画像の動き量の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記入力画像に含まれる文字の割合が所定値より大きい場合、かつ前記入力画像が静止画像である場合には、前記文字サイズの分布および前記第１の情報に基づいて、前記投射画像の解像度を変更することを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記解析手段は、前記文字サイズの分布を算出する際に、前記入力画像に含まれる文字に対して前記文字の文字密度に対応する重みづけを行うことを特徴とする請求項３または４に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記変更手段は、前記入力画像に含まれる文字の割合が所定値より小さい場合、または前記入力画像が動画像である場合には、前記投射画像の解像度を変更しないことを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
解像度に関する情報、または前記入力画像に含まれる文字の大きさの変更に関する情報の少なくともいずれかを前記入力画像を出力する再生機器に伝達する伝達手段を更に有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイビジョン画像の普及や画像処理装置の高解像度画像化へのシフトに伴い、プロジェクタなどの表示機器も高解像度表示が可能になってきている。一般的に、高解像度表示が可能なプロジェクタにおいては、表示パネルの解像度と同じ解像度までの信号入力が可能であるため、高精細の表示が可能である。しかしながら、投射画像サイズ、視聴者の位置、または画像の種類によっては、高解像度であるがために文字が小さくなり、視認性が悪化する。特許文献１では、視聴者とスクリーンとの距離を検出し、その結果から識別可能な表示解像度に変換する技術が開示されている。また、特許文献２では、視聴者とスクリーンとの距離を検出し、その結果から識別可能な表示解像度を決定しズームレンズで表示大きさを調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７６１２３号公報
【特許文献２】特開２００７−０６５５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された技術のように、視聴者とスクリーンとの距離情報だけを用いて表示解像度を選択する方法では、画像の種類や投射画像サイズによっては、視認性向上の効果や補正精度が十分に得られない。例えば、視聴者とスクリーンの距離が近くても投射画像サイズが小さければ視認性は良好ではない。また、投射画像が写真中心の画像や映画など文字が含まれない画像であれば、あえて解像度を変更して文字サイズを大きくする必要はない。
【０００５】
このような課題に鑑みて、本発明は、投射環境（視聴者とスクリーンの位置関係、投射画像サイズ、入力画像の種類）に合わせて、視認性の良好な画像を投射可能な投射型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】
【０００６】
本発明の一側面としての投射型表示装置は、視聴者と投射面との位置関係を検出する検出手段と、前記投射面に投射されている投射画像の大きさを算出する算出手段と、入力画像のパラメータを解析する解析手段と、前記位置関係および前記投射画像の大きさに基づいて取得される第１の情報と、前記解析手段から取得される第２の情報に基づいて、前記投射画像の解像度を変更する変更手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、投射環境(視聴者とスクリーンの位置関係、投射画像サイズ、入力画像の種類)に合わせて、視認性の良好な画像を投射可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における投射型表示装置の一例であるプロジェクタのブロック図である。
【図２】解像度算出処理についてのフローチャートである
【図３】投射環境検出処理についてのフローチャートである。
【図４】入力画像解析処理についてのフローチャートである。
【図５】解像度変更処理を示すフローチャートである。
【図６】画像中の文字を算出する方法を示す図である。
【図７】文字サイズ分布情報を示す図である。
【図８】文字サイズ変換テーブルを示す図である。
【図９】プロジェクタの変形例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る投射型表示装置の一例であるプロジェクタ１のブロック図である。入力画像解析部（解析手段）２は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やプレーヤーなどの再生機器から出力された入力画像信号を受信し、入力画像の特徴量（パラメータ）を抽出し、抽出した特徴量の解析を行う。解像度変更部（変更手段）３は、解像度算出部９からの指示に応じて、投射画像の解像度を変更するとともに、投射画像の拡大・縮小を行う。パネル駆動回路４は、表示パネル（不図示）の仕様に対応する信号形態に変換を行い表示駆動する。表示パネルに表示された画像は、照明光学系および投射光学系５によってスクリーン（投射面）１１に拡大投影される。ズーム駆動回路６は、拡大投影を行うために、投射レンズ（不図示）をズーム駆動する。投射画像サイズ算出部（算出手段）７は、スクリーン１１に投射されている投射画像の大きさを算出する。具体的には、投射レンズのズーム位置、およびプロジェクタ１からスクリーン１１までの距離に基づいて、投射画像の大きさを検出する。位置関係検出部（検出手段）８は、視聴者とスクリーン１１との距離情報や位置関係を検出する。解像度算出部９は、投射画像の最適な解像度を算出し、算出した投射解像度になるように解像度変更部３に指示を行う。
【００１１】
解像度算出処理に関して、図２のフローチャートに沿って説明をする。処理を開始するトリガとしては、例えば、メニューなどから視認性最適化開始などのオートセットアップ機能を選択する方法がある。処理が開始されると、ステップＳ１において投射環境検出処理が行われるとともに、ステップＳ２において入力画像解析処理が行われる。
【００１２】
まず、図３を用いて投射環境検出処理について説明する。ステップＳ１では、図３に示される投射環境検出処理サブルーチンが実行され、視聴者とスクリーン１１との位置関係やスクリーン１１に投射されている投射画像の大きさなどの投射環境が検出される。
【００１３】
ステップＳ１１では、位置関係検出部８が視聴者とスクリーン１１との距離（視聴者−スクリーン距離）Ｌｖｗを計測する。計測方法としては、例えば、全方位カメラなどで周囲環境を撮影し自動的に判断する手法や、使用者がプロジェクタ本体に手動で設定する方法などがある。
【００１４】
ステップＳ１２では、投射画像サイズ検出部７がプロジェクタ本体とスクリーン１１との距離Ｌｓｃｒを計測する。計測方法としては、例えば、赤外線のアクティブ方式や位相差検出のパッシブ方式などがある。
【００１５】
ステップＳ１３では、投射画像サイズ検出部７がズーム駆動回路６から投射レンズの位置情報ＺｍＰｏｓを取得する。
【００１６】
ステップＳ１４では、投射画像サイズ検出部７は、プロジェクタ本体とスクリーン１１との距離Ｌｓｃｒ、および投射レンズの位置情報ＺｍＰｏｓを用いてスクリーン１１に投射されている投射画像サイズＤｓｐＳｉｚｅを算出する。ステップＳ１４の処理の終了後、後述する解像度変更処理サブルーチンのステップＳ３１に進む。
【００１７】
なお、本実施例では、ステップＳ１１において視聴者−スクリーン距離Ｌｖｗを直接計測しているが、本発明はこの方法に限られない。例えば、プロジェクト本体とスクリーン１１との距離Ｌｃｓｒを計測した後、プロジェクタ本体と視聴者との距離を計測することで視聴者−スクリーン距離ＬＶｗを算出してもよい。
【００１８】
次に、図４を用いて入力画像解析処理について説明する。ステップＳ２では、入力画像解析部２によって図４に示される入力画像解析処理サブルーチンが実行され、入力画像に含まれる文字の構成や分布などの特徴量の抽出を行い、画像の種類を判別する画像解析が行われる。
【００１９】
ステップＳ２１では、入力画像に含まれる文字の入力画像に対する割合を算出する。入力画像には、文字と文字以外のもの(絵、写真、またはイラスト)が含まれる。本実施形態では、図６に示されるように、画像中の写真領域の面積Ｓ_ｐｉｃ、および文字領域の面積Ｓ_ｃｈｒを検出し、その比率ＣＲ（＝Ｓ_ｃｈｒ／Ｓ_ｐｉｃ）を算出する。
【００２０】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で算出した比率ＣＲと所定の閾値（所定値）ＴＨｃｒとを比較する。比率ＣＲが所定の閾値ＴＨｃｒより大きい場合、文字が大半を占める画像と判断し、ステップＳ２３に進む。比率ＣＲが所定の閾値ＴＨｃｒより小さい場合、文字以外のもの（絵、写真、またはイラスト）が大半を占める画像と判断し、後述する解像度変換処理サブルーチンのステップＳ３６に進む。所定の閾値ＴＨｃｒは、複数の画像サンプルから実験的／統計的に決定される。
【００２１】
ステップＳ２３では、入力画像が動画像であるか静止画像であるかを判定する。例えば、複数のフレーム差分から動きベクトル等を検出して動き量を算出することで判定する。
【００２２】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３での判定結果が静止画映像である場合、ステップＳ２５に進む。判定結果が動画映像である場合、後述する解像度変換処理サブルーチンのステップＳ３６に進む。
【００２３】
ステップＳ２５では、まず、入力画像に含まれる文字に基づいて文字サイズや種類（平仮名、英語など）を解析する。実際には、同じ文字サイズの平仮名と漢字では文字密度が異なるため、視認性は大きく異なる。そこで、評価値としての文字サイズ（以下、評価文字サイズという）として、実際の文字サイズに文字密度情報の重みづけを行った値を使用する。例えば、文字サイズ１８の平仮名は文字密度が低いので、重みづけ係数１．３をかけて、評価文字サイズを２３（＝１８×１．３）とする。また、文字サイズ１２の漢字は文字密度が高いので、重みづけ係数０．７をかけて、評価文字サイズを８（＝１２×０．７）とする。このように実際の文字サイズだけでなく文字密度を考慮した評価文字サイズを算出することで、視認性を意識した文字サイズの指標とすることができる。
【００２４】
次に、算出された評価文字サイズの度数分布を算出する。図７は、評価文字サイズの分布情報の一例を示す図である。図７（ａ）は、様々な評価文字サイズが含まれており、ピーク値ＰＫが存在しない場合である。この場合、平均値ＡＶＲだけを算出する。図７（ｂ）は、複数の評価文字サイズが存在するが特定の評価文字サイズが多く含まれており、ピーク値ＰＫが存在する場合である。この場合、平均値ＡＶＲおよびピーク値ＰＫの両方を算出する。
【００２５】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５で算出した評価文字サイズの度数分布にピーク値ＰＫが存在するかどうかを判定する。ピーク値ＰＫが存在する場合、ステップＳ２７に進み、ピーク値ＰＫが存在しない場合、ステップＳ２８に進む。
【００２６】
ステップＳ２７ではピーク値ＰＫを評価文字サイズＥｖａＣｈｒＳｉｚｅとし、ステップＳ２８では平均値ＡＶＲを評価文字サイズＥｖａＣｈｒＳｉｚｅとする。ステップＳ２７とステップＳ２８の処理の終了後、後述する解像度変更処理サブルーチンのステップＳ３３に進む。
【００２７】
次に、図５を用いて解像度変更処理について説明する。ステップＳ３では、解像度算出部９によって図５に示される解像度変更処理サブルーチンが実行され、投射画像の最適な解像度を決定し、解像度を変更する指示を行う。
【００２８】
ステップＳ３１では、ステップＳ１の投射環境検出処理サブルーチンで算出された視聴者−スクリーン距離Ｌｖｗ、および投射画像サイズＤｐｓＳｉｚｅを取得する。
【００２９】
ステップＳ３２では、図８に示される文字サイズ変換テーブル１０を用いて、推奨投射文字サイズ（第１の情報）ＲｅｃＣｈｒＳｉｚｅを決定する。すなわち、投射画像サイズＤｓｐＳｉｚｅと視聴者−スクリーン距離Ｌｖｗの情報から図８のテーブルを参照して、投射環境に応じた最適な文字サイズを決定する。例えば、投射画像サイズＤｓｐＳｉｚｅが１００インチ、視聴者−スクリーン間距離Ｌｖｗが５ｍのときには、推奨投射文字サイズＲｅｃＣｈｒＳｉｚｅを３０［ｐｉｘｅｌ／文字］と決定する。文字サイズ変換テーブルは、実際の投射環境における視認性を実験的／統計的に調査することによって作成される。
【００３０】
ステップＳ３３では、ステップＳ２の入力画像解析処理サブルーチンで算出された評価文字サイズ（第２の情報）ＥｖａＣｈｒＳｉｚｅを取得する。
【００３１】
ステップＳ３４では、評価文字サイズＥｖａＣｈｒＳｉｚｅが推奨投射文字サイズＲｅｃＣｈｒＳｉｚｅと同サイズになる拡大率ＺＭ（＝ＲｅｃＣｈｒＳｉｚｅ／ＥｖａＣｈｒＳｉｚｅ）を算出する。
【００３２】
ステップＳ３５では、ステップＳ３４で算出された拡大率ＺＭで解像度の変更するように、解像度変更部３に指示する。本実施形態では、解像度変更部３が解像度算出部９からの指示により解像度を変更しているが、解像度算出部９が解像度を変更してもよい。
【００３３】
ステップＳ３６では、入力画像が動画像であること、または文字以外のもの（写真、絵、またはイラスト）が入力画像の大半を占めるという入力画像解析部２の解析結果から解像度の変更を行わない。
【００３４】
本実施形態ではプロジェクタ１内で解像度を変更することで投射画像中の文字を拡大しているが、再生機器（ＰＣなど）側に変更の指示をしてもよい。例えば、図９（ａ）に示すように、伝達手段２０がＥＤＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ）などの表示機器情報の中身の変更を行う。そして、ホットプラグリセット等で伝達手段２０から再生機器側に推奨投射文字サイズ等の解像度に関する情報を再読み込みさせてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、ＵＳＢやＬＡＮなどの通信手段（伝達手段）２１で、再生機器に文字の大きさ（フォントの大きさ）のみを変更させる命令を送信してもよい。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  プロジェクタ（投射型表示装置）
２  画像解析部（解析手段）
３  解像度変更部（変更手段）
７  投射画像サイズ算出部（算出手段）
８  位置関係検出部（検出手段）
【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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