(57)【要約】【課題】被投影面の種類を精度よく判別し、被投影面の種類に応じた適切な補正を実施する。【解決手段】被投影面Ｓへの投影画像の投影領域のうち、被投影面Ｓへの入射光の入射角が０度となる位置を含む領域に第１の単色画像を投影し、入射角が最も大きくなる位置を含む領域に第２の単色画像を投影する単色画像投影部３１と、第１の単色画像および第２の単色画像のそれぞれの投影時において、被投影面Ｓからの反射光を受光し、該反射光の光量を検知する照度計１７と、照度計１７において検知された光量に基づいて、被投影面Ｓの表面特性を予測する表面特性予測部３２と、表面特性予測部３２において予測された表面特性に応じて、投影画像Ｓに補正をする投影画像補正部３３と、を備える。【選択図】図５
2017026833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被投影面への投影画像の投影領域のうち、前記被投影面への入射光の入射角が０度となる位置を含む領域に第１の単色画像を投影し、前記入射角が最も大きくなる位置を含む領域に第２の単色画像を投影する単色画像投影手段と、
前記第１の単色画像および前記第２の単色画像のそれぞれの投影時において、前記被投影面からの反射光を受光し、該反射光の光量を検知する光量検知手段と、
前記光量検知手段において検知された光量に基づいて、前記被投影面の表面特性を予測する表面特性予測手段と、
前記表面特性予測手段において予測された表面特性に応じて、投影画像に補正をする投影画像補正手段と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記表面特性予測手段は、前記被投影面の表面特性として、
（１）反射光が弱い均等拡散に近い配光特性を有するもの、
（２）入射方向に強い反射光を有するもの、
（３）正反射方向に強い反射光を有するもの、の３つのいずれであるかを予測することを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記表面特性予測手段は、前記第１の単色画像および前記第２の単色画像のそれぞれの投影時において、前記被投影面からの反射光を受光し、該２つの反射光と、予め測定した標準拡散板に投影光を反射させた場合の規格化照度との比較結果を用いて、前記被投影面の表面特性を予測することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記表面特性予測手段は、前記第１の単色画像および前記第２の単色画像のそれぞれの投影時において、前記被投影面からの反射光を受光し、該２つの反射光の比率を用いて、前記被投影面の表面特性を予測することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記投影画像補正手段は、投影画像の歪みを補正するものであって、
前記投影画像補正手段による歪み補正時の補正値に基づいて、前記被投影面の傾きを算出する傾き算出手段を備え、
前記単色画像投影手段は、前記被投影面の傾きと、投影光の投射角と、に基づいて、前記被投影面への入射光の入射角が０度となる位置を含む領域と、前記入射角が最も大きくなる位置を含む領域と、を決定することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記投影領域に、前記被投影面への入射光の入射角が０度となる位置が含まれない場合、
投影光学系をシフトさせて、前記投影領域に、前記被投影面への入射光の入射角が０度となる位置を含めることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記投影画像補正手段は、前記表面特性予測手段において予測された表面特性に応じた補正パラメータを用いて、コントラスト補正、およびエッジ補正の少なくとも一方の補正を実行することを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項８】
前記第１の単色画像および前記第２の単色画像は、白色画像であることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項９】
前記単色画像投影手段は、前記白色画像以外の部分は、黒色画像を投影することを特徴とする請求項８に記載の画像投影装置。
【請求項１０】
被投影面への投影画像の投影領域のうち、前記被投影面への入射光の入射角が０度となる位置を含む領域に第１の単色画像を投影し、前記入射角が最も大きくなる位置を含む領域に第２の単色画像を投影する単色画像投影処理と、
前記第１の単色画像および前記第２の単色画像のそれぞれの投影時において、前記被投影面からの反射光を受光し、該反射光の光量を検知する光量検知処理と、
前記光量検知処理において検知された光量に基づいて、前記被投影面の表面特性を予測する表面特性予測処理と、
前記表面特性予測処理において予測された表面特性に応じて、投影画像に補正をする投影画像補正処理と、を行うようにしたことを特徴とする画像投影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置および画像投影装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータなどの情報処理装置、ＤＶＤプレーヤーなどの映像再生機器、デジタルカメラなどの撮像装置等から送信される画像データに基づいて、光源から照射される光を用いて光学変調素子が画像を生成し、生成された画像を複数のレンズ等を含む光学系を通してスクリーン等の被投影面に投影する画像投影装置（プロジェクタ）が知られている。
【０００３】
画像投影装置は、多人数に対するプレゼンテーション、会議、講演会、教育現場や、サイネージなどに広く用いられているとともに、液晶パネルの高解像化、ランプの高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。
【０００４】
また、ＤＭＤ（Digital  Micro-mirror  Device）を利用したＤＬＰ（Digital  Light  Processing）方式の画像投影装置が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くこれら画像投影装置が利用されるようになってきている。また、スクリーンなどの被投影面までの投影距離を短くした、短焦点型の画像投影装置の開発も盛んである。
【０００５】
このような画像投影装置において、持ち運びが可能なものなどでは、被投影面が専用のスクリーンである場合もあれば、部屋の壁紙等をスクリーンとして投影する場合もあり、被投影面の表面特性は一様ではない。
【０００６】
そして、このような画像投影装置では、被投影面であるスクリーンの表面特性に応じて、投影画像の見え具合、特に、コントラストや鮮鋭性が異なることが知られている。
【０００７】
また、画像投影装置の投影方法として、スクリーンの前面側から画像を投影するフロントプロジェクション方式と、スクリーンの背面側から画像を投影するリアプロジェクション方式が知られている。
【０００８】
フロントプロジェクション方式で用いるスクリーンの表面特性としては、例えば、均等拡散に近い配光特性を有するスクリーン（以下、マットタイプという）、正反射方向に強い反射光を有するスクリーン（以下、パールタイプという）、入射方向に強い反射光を有するスクリーン（以下、ビーズタイプという）等が知られている。
【０００９】
上記のように、スクリーンの表面特性によって、映像のコントラストや鮮鋭性は変化する。例えば、ビーズタイプのスクリーンは、投影画像のコントラストや鮮鋭性が高い。そして、マットタイプ、パールタイプの順で、外光の影響でコントラストや鮮鋭性が低下してゆく。
【００１０】
また、例えば、ホワイトボードは、表面反射のうち正反射成分の強度が高く、パールタイプに近い表面特性ということができ、画像のコントラストや鮮鋭性は外光の影響で低下する。その結果、例えば、画像中の文字等の細線が見づらくなるといった悪影響があり、適正な補正を与えることが望ましい。
【００１１】
スクリーンに応じた処理を実行する画像投影装置として、特許文献１には、スクリーンの反射光量を測定する光検出手段を備え、光検出手段で測定した反射光量が予め定めた既定光量より大きいと指向性の高い特殊スクリーンを用いたホームシアターシーンと判定して投射光の光量を下げ、反射光量が既定光量より小さいと散乱光の多いマット型スクリーンを用いたプレゼンテーションシーンと判定して投射光の光量を上げる画像投射装置が開示されている。
【００１２】
また、特許文献２には、投写型表示装置の設置状態と被投写面のタイプに応じて、投写画面上における投写光の光量を調整する投写型表示装置が開示されている。特許文献２には、投写レンズ部の光軸に近いほど投写光の光量を元の光量から低減させ、設置状態が机上設置である場合と被投写面のタイプが反射型である場合は、ホットスポットが生じやすいため、光量の低減率を高めることが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１および２の技術では、被投影面の種類の判別に検討の余地が残されており、その結果として補正の精度に課題が残されていた。例えば、特許文献１の技術では、マットタイプとパールタイプのスクリーンを判別することは困難であり、特許文献２の技術でも、上記のような被投影面の種類を判別することは困難であった。
【００１４】
そこで本発明は、画像投影装置からの投影光の被投影面での入射角が異なる複数の領域からの反射光の光量を検知することで、被投影面の種類を精度よく判別し、被投影面の種類に応じた適切な補正を実施することができる画像投影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】
【００１５】
かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影装置は、被投影面への投影画像の投影領域のうち、前記被投影面への入射光の入射角が０度となる位置を含む領域に第１の単色画像を投影し、前記入射角が最も大きくなる位置を含む領域に第２の単色画像を投影する単色画像投影手段と、前記第１の単色画像および前記第２の単色画像のそれぞれの投影時において、前記被投影面からの反射光を受光し、該反射光の光量を検知する光量検知手段と、前記光量検知手段において検知された光量に基づいて、前記被投影面の表面特性を予測する表面特性予測手段と、前記表面特性予測手段において予測された表面特性に応じて、投影画像に補正をする投影画像補正手段と、
を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被投影面の種類を精度よく判別し、被投影面の種類に応じた適切な補正を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】画像投影装置の側面図であって、被投影面への投影状態を示した図である。
【図３】（Ａ）画像投影装置の外装カバーを外した状態を示す斜視図、（Ｂ）（Ａ）の丸囲み部分の拡大構成図である。
【図４】照明ユニット、投影ユニット、画像表示素子ユニット、および光源ユニットの断面図である。
【図５】画像投影装置の機能ブロック図である。
【図６】第１の実施形態に係る画像投影装置と被投影面との位置関係を示す概略図である。
【図７】第１の実施形態に係る画像投影装置の外観構成図である。
【図８】第１の実施形態に係る画像投影装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１のパターン画像の説明図である。
【図１０】第２のパターン画像の説明図である。
【図１１】第２の実施形態に係る画像投影装置と被投影面との位置関係を示す概略図である。
【図１２】第２の実施形態に係る画像投影装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態に係る画像投影装置と被投影面との位置関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る構成を図１から図１３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
（画像投影装置）
先ず、各実施形態に共通する画像投影装置の構成について説明する。図１は、画像投影装置１の一実施形態を示す外観斜視図である。また、図２は、画像投影装置１の側面図であって、被投影面Ｓ（スクリーン）への投影状態を示した図である。
【００２０】
本実施形態に係る画像投影装置は、光を出射する光源（ランプ１５）と、該光源からの光を用いて画像を形成する変調素子（ＤＭＤ素子１０ａ）を有する画像表示部（画像表示素子ユニット１０）と、光源からの光を画像表示部に導く照明光学系（照明ユニット３ａ）と、画像表示部によって形成された画像を拡大投影する投影光学系（投影ユニット３ｂ）と、を備えた画像投影装置である。
【００２１】
画像投影装置１は、装置内部に光源としてのランプや多数の電子基板を備えており、起動時には、装置の内部温度が上昇する。このため、画像投影装置１には、内部の構成部品が耐熱温度を超えないように、吸気口１１および排気口１２が設けられている。
【００２２】
図３（Ａ）は、画像投影装置１の外装カバー２を外した状態を示す斜視図である。また、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の丸囲み部分で示す光学エンジン３と光源ユニット４の拡大構成図である。図３に示すように、画像投影装置１は、光学エンジン３および光源ユニット４を備えている。また、図４は、照明装置である照明ユニット３ａ（照明光学系）、投影ユニット３ｂ（投影光学系）、画像表示素子ユニット１０、および光源ユニット４の上面から見た断面図である。光学エンジン３は、照明ユニット３ａおよび投影ユニット３ｂからなる。
【００２３】
図３に示すように、吸気口１１、排気口１２の内側には、それぞれ吸気ファン１３、排気ファン１４が設けられており、吸気ファン１３から吸入した外気を排気ファン１４から排出することで、装置内の強制気流による空冷がなされる。
【００２４】
画像投影装置１においては、光源ユニット４の光源からの光（白色光）が光学エンジン３の照明ユニット３ａに照射される。照明ユニット３ａ内では、照射された白色光をＲＧＢに分光した後、レンズ、ミラー等により画像表示素子ユニット１０へ導き、変調信号に応じて画像形成する画像表示素子ユニット１０とその画像を投影ユニット３ｂにより被投影面Ｓへ拡大投影する構成となっている。
【００２５】
光源ユニット４の光源であるランプ１５としては、種々のランプを用いることができるが、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプなどのアークランプを用いることができる。例えば、高圧水銀ランプを用いることが好ましい。
【００２６】
また、光源ユニット４の側面の一方向側には光源を冷却するファン１６が設けられている。ファン１６は、光源ユニット４の各部が設定された定格温度範囲内の温度となるように、その回転数が制御される。また、光源ユニット４からの光の出射方向と投影ユニット３ｂからの画像光の出射方向は、図４に示すように、略９０°の関係となっている。
【００２７】
また、光学エンジン３の照明ユニット３ａは、光源から照射された光を分光するカラーホイール５（回転色フィルター）と、カラーホイール５から出射した光を導くライトトンネル６と、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９と、を備えている。また、照明ユニット３ａ内には、画像表示素子ユニット１０が設けられる。
【００２８】
照明ユニット３ａでは、先ず、光源からの出射光である白色光が、円盤状のカラーホイール５で単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換され出射される。カラーホイール５から出射された色分離された光は、ライトトンネル６に導かれる。ライトトンネル６は、入射された光がその内部（内壁）で複数回反射され合成されることで均一化する照明均一変換光学部材である。
【００２９】
次いで、ライトトンネル６から出射された光は、２枚のレンズを組み合わせてなるリレーレンズ７により、光の軸上色収差を補正しつつ集光される。また、リレーレンズ７から出射される光は、平面ミラー８および凹面ミラー９によって反射されて、画像表示素子ユニット１０に集光される。画像表示素子ユニット１０は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、画像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像を形成するように投影光を加工して反射する画像表示素子（光変調素子）としてのＤＭＤ素子１０ａを備えている。
【００３０】
画像表示素子ユニット１０は、入力信号に応じてマイクロミラーのオンオフを切り替えることで投影ユニットへ光を出力する光を選別するとともに階調を表現する。すなわち、ＤＭＤ素子１０ａにより、時分割で画像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影レンズへ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。画像表示素子ユニット１０で使用する光は投影ユニット３ｂへ反射し、投影ユニット３ｂ内の複数の投影レンズを通り拡大された画像光は被投影面Ｓ上へ拡大投影される。
【００３１】
図５に画像投影装置１の機能ブロック図を示す。画像投影装置１は、光学エンジン３、画像表示素子ユニット１０、ランプ１５、ファン１６、照度計１７、映像入力端子部２０、映像音声処理部２１、音声出力ユニット２２、ランプ制御部２３、光学制御部２４、操作部２５、操作受付部２７、入出力インタフェース２８、ファン制御部２９、主制御部３０等を備えている。
【００３２】
照度計１７は、被投影面Ｓからの反射光の光量を計測する光量検知手段である。
【００３３】
映像入力端子部２０は、画像投影装置１に映像を供給する映像供給装置（パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ＤＶＤプレーヤーなど）に接続される端子部であって、ＨＤＭＩ（登録商標）端子、ビデオ端子、ＲＧＢ端子などである。
【００３４】
映像音声処理部２１は、入力された映像信号をＲＧＢのデジタル映像データに変換し、主制御部３０に転送する。また、映像入力端子部２０、主制御部３０から入力された音声データをＤ／Ａ変換してスピーカーなどの音声出力ユニット２２に出力する。
【００３５】
主制御部３０は、メインプロセッサであるＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、各処理におけるデータを一時的に格納しておくメモリデバイス（例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等）と、電源ＯＦＦ時にも設定情報等を記録しておく不揮発性メモリであるＮＶＲＡＭ（Non  Volatile  RAM）等がバスで接続された制御手段である。ＮＶＲＡＭに替えて、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の種々の不揮発性メモリを用いてもよい。
【００３６】
また、主制御部３０は、後述する単色画像投影部３１と、表面特性予測部３２と、投影画像補正部３３と、を備えている。また、傾き算出部３４を備えることが好ましい。
【００３７】
主制御部３０は、映像音声処理部２１より転送されるＲＧＢ映像データを表示すべく、ランプ制御部２３および光学制御部２４を制御する。ランプ制御部２３は、主制御部３０からの制御に基づいて、光源としてのランプ１５を制御する。また、光学制御部２４は、主制御部３０からの制御に基づいて、光学エンジン３、画像表示素子ユニット１０を制御する。また、ファン制御部２９は、主制御部３０からの制御に基づいて、ファン１６を制御する。
【００３８】
操作部２５は、ユーザからの種々の操作要求を受け付けるものであり、画像投影装置１の外面に設けられるキーボタン（本体キー）によって構成される。例えば、各種設定や選択を行うためのメニュー画面を表示させるメニューキーなどを備えている。また、操作要求には、投影画像の焦点の調整指示、傾き補正（台形補正）の調整指示、メニュー画面等のＯＳＤ画面の表示指示、投影している画像のアスペクト比の変更要求、画像投影装置１の電源ＯＦＦ要求、ランプ１５の光量を変更するランプパワー変更要求、などが含まれる。操作部２５は、操作要求を受け付けると、当該操作要求を主制御部３０に通知する。
【００３９】
また、遠隔操作手段としてのリモコン２６には、操作部２５と同様のキーボタンが備えられており、操作部２５と同様の操作が可能である。リモコン２６からの操作要求は、赤外線データで操作受付部２７に送信され、操作受付部２７は、リモコン２６からの信号を受信すると、主制御部３０へ通知する。
【００４０】
入出力インタフェース２８は、画像投影装置１に映像を供給する映像供給装置と接続する通信インタフェースであって、例えば、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）などの通信インタフェースである。
【００４１】
（第１の実施形態）
図６は、第１の実施形態における画像投影装置１と被投影面Ｓとの位置関係を示す概略図である。また、図７は、第１の実施形態に係る画像投影装置１の外観図であって、（Ａ）前面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）上面図である。
【００４２】
本実施形態に係る画像投影装置は、被投影面（被投影面Ｓ）への投影画像（投影画像Ｐ）の投影領域のうち、被投影面への入射光の入射角が０度となる位置を含む領域に第１の単色画像（第１の単色画像４０）を投影し、入射角が最も大きくなる位置を含む領域に第２の単色画像（第２の単色画像５０）を投影する単色画像投影手段（単色画像投影部３１）と、第１の単色画像および第２の単色画像のそれぞれの投影時において、被投影面からの反射光を受光し、該反射光の光量を検知する光量検知手段（照度計１７）と、光量検知手段において検知された光量に基づいて、被投影面の表面特性を予測する表面特性予測手段（表面特性予測部３２）と、表面特性予測手段において予測された表面特性に応じて、投影画像に補正をする投影画像補正手段（投影画像補正部３３）と、を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【００４３】
本実施形態では、画像投影装置１は、被投影面Ｓに対して正対している。このため、投影画像Ｐは、台形等に変形しておらず、所定の矩形となっている。投影画像Ｐの解像度は、例えば、１０２４×７６８ピクセルであって、被投影面Ｓより１．５メートルの位置に設置した場合に、対角５０インチの画像が投影できるものとする。
【００４４】
本実施形態では、画像投影装置１からの投射角は、投影画像Ｐの左右方向にそれぞれ１８．７°であって、上方向に１８．７°、下方向に９．８°である。また、投影画像Ｐのビット深度は、ＲＧＢ各チャンネルで８ビットである。
【００４５】
画像投影装置１は、投影ユニット３ｂの投影レンズは、先端部が画像投影装置１の本体前面より突出しており、また突出部の側面から照度計１７に光が漏れないように遮光されている。
【００４６】
照度計１７は、被投影面Ｓからの反射光の光量を計測する光量検知手段である。照度計１７は、センサ面が画像投影装置１の前面と同一平面であって、投影ユニット３ｂの近傍に設けられている。
【００４７】
図８は、本実施形態に係る画像投影装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。画像投影装置１は、図６に示すような投影位置に設置されているものとする。また、被投影面Ｓの判定処理および判定結果に基づく投影画像の補正は、画像投影装置１の起動時に実行することが好ましい。
【００４８】
先ず、投影光学系のピントを調整する（ステップＳ１）。ピントの調整は、操作部２５やリモコン２６からのユーザ操作により実行される。ピントの調整が完了すると、投影光学系のピント位置から画像投影装置１と被投影面Ｓとの距離を算出する。
【００４９】
次いで、単色画像投影部３１は、第１のパターン画像（パターン（１）ともいう）を投影する（ステップＳ２）。第１のパターン画像は、被投影面Ｓへの投影光の入射角が０°となる箇所を含む所定の領域に対して投影される第１の単色画像を含むものである。
【００５０】
図９は、第１のパターン画像Ｐ１の説明図である。第１のパターン画像Ｐ１は、画素数が１０２４×７６８ピクセルであって、対角が５０インチになるよう投影されている。投射角は左右に１８．７°、上に１８．７°、下に９．８°である。図中の十字線の交点が、入射角０°の位置を示している。
【００５１】
本実施形態では、画像投影装置１と被投影面Ｓとが正対しているので、画像投影装置１からの投射角が０°の位置で、被投影面Ｓへの入射角も０°になる。その点を中心として、各辺が５０ピクセルの正方形の白色画像４０（第１の単色画像）を投影する。白色画像４０の各画素は、例えば、ＲＧＢ表色系で、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５で示される。
【００５２】
また、第１のパターン画像Ｐ１において、白色画像４０の投影領域以外は、黒色画像４１を投影する。黒色画像４１の各画素は、例えば、ＲＧＢ表色系で、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝０で示される。
【００５３】
なお、第１のパターン画像Ｐ１は、被投影面Ｓへの入射角が０°となる位置を含む所定範囲の画像であればよく、白色画像４０の形状、大きさ、黒色画像４１との比率等は、図９の例に限られるものではない。
【００５４】
次いで、照度計１７は、第１のパターン画像Ｐ１の投影時の照度を計測する（ステップＳ３）。照度は、ステップＳ１で得られた画像投影装置１と被投影面Ｓの距離の二乗で除算することで規格化する。すなわち、次式（１）にて規格化後の照度Ｅを求める。なお、Ｅ１は第１のパターン画像Ｐ１投影時の実測の照度、ｄはスクリーンの距離である。
Ｅ＝Ｅ１／ｄ２      ・・・（１）
【００５５】
次いで、単色画像投影部３１は、第２のパターン画像（パターン（２）ともいう）を投影する（ステップＳ４）。第２のパターン画像は、被投影面Ｓへの投影光の入射角が最も大きくなる箇所を含む所定の領域に対して投影される第２の単色画像を含むものである。
【００５６】
図１０は、第２のパターン画像Ｐ２の説明図である。第２のパターン画像Ｐ２は、画素数が１０２４×７６８ピクセルであって、対角が５０インチになるよう投影されている。投射角は左右に１８．７°、上に１８．７°、下に９．８°である。
【００５７】
本実施形態では、被投影面Ｓへの入射角が最も大きくなるのは、上記した投射角より、左上または右上の角となる。ここでは、第２のパターン画像Ｐ２の左上の隅（十字線の交点、すなわち、投影範囲の左上角）が、被投影面Ｓへの入射角が２５．６°で最大となっている（右上角も同じ）。
【００５８】
この入射角が最も深くなる点を頂点として、各辺が５０ピクセルの正方形の白色画像５０（第２の単色画像）を投影する。白色画像５０の各画素は、例えば、ＲＧＢ表色系で、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５で示される。
【００５９】
また、第２のパターン画像Ｐ２において、白色画像５０の投影領域以外は、黒色画像５１を投影する。黒色画像５１の各画素は、例えば、ＲＧＢ表色系で、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝０で示される。
【００６０】
なお、第２のパターン画像Ｐ１は、被投影面Ｓへの投影光の入射角が最も大きくなる箇所を含む所定範囲の画像であればよく、白色画像５０の形状、大きさ、黒色画像４１との比率等は、図１０の例に限られるものではない。
【００６１】
次いで、照度計１７は、第２のパターン画像Ｐ２の投影時の照度を計測する（ステップＳ５）。ここでは、次式（２）で規格化する。なお、Ｅ２は第２のパターン画像Ｐ２投影時の実測の照度、ｄはスクリーンの距離、θは照度計１７への入射角（すなわち、スクリーンへの入射角）である。
Ｅ＝Ｅ２／（（ｄ／ｃｏｓθ）２×ｃｏｓθ）      ・・・（２）
【００６２】
次いで、表面特性予測部３２は、被投影面Ｓ（スクリーン）の種別を判定する（ステップＳ６）。
【００６３】
ステップＳ６では、予め測定した標準拡散板（酸化マグネシウムを焼き付けた純白板）に投影光を反射させた場合の規格化照度（Ｅ０）を用い、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の判定を行う。
（Ａ）：Ｅ１／Ｅ０≧１、かつ、Ｅ２／Ｅ０≧１  の場合
いずれの入射角においても反射光が弱いため、反射光が弱い均等拡散に近い配光特性を有する拡散面（マットタイプ）と判定する。
【００６４】
（Ｂ）：Ｅ１／Ｅ０＜１、あるいは、Ｅ２／Ｅ０＜１であり、Ｅ１／Ｅ２＜１．５の場合
入射角によらず反射光が強いため、入射方向に強い反射光を有する再回帰面（ビーズタイプ）と判定する。
【００６５】
（Ｃ）：Ｅ１／Ｅ０＜１、あるいは、Ｅ２／Ｅ０＜１であり、Ｅ１／Ｅ２≧１．５の場合
正反射のみ反射光が強いため、正反射方向に強い反射光を有する正反射面（パールタイプ）と判定する。
【００６６】
なお、本実施形態では、Ｅ１とＥ０の比率、およびＥ２とＥ０の比率を所定の閾値と判断することや、Ｅ１とＥ２の比率を所定の閾値と判断することで、３つの被投影面Ｓのタイプを判別しているが、判別のための閾値や、判別方法、判別する被投影面Ｓの種別は、一例であって、上記の例に限られるものではない。
【００６７】
次いで、投影画像補正部３３は、ステップＳ６で判定した被投影面Ｓに適した投影画像となるように補正を行う（ステップＳ７）。例えば、入力画像のコントラスト補正やエッジを強調する補正を行う際の補正パラメータを適したものとする。なお、各被投影面Ｓに応じた補正パラメータは、予め主制御部３０に記憶された初期値や、ユーザにより設定された値を用いるものであればよい。各補正方法は、公知の技術を用いればよく、特に限られるものではない。
【００６８】
以上説明した本実施形態に係る画像投影装置１によれば、画像投影装置１からの投影光の被投影面Ｓでの入射角が異なる複数の領域からの反射光の光量を検知すること、具体的には、被投影面Ｓへの入射光の入射角が０度となる位置を含む領域に白色画像を投影したパターン画像と、入射角が最も大きくなる位置を含む領域に白色画像を投影したパターン画像と、を投影した際の光量の検知結果に基づいて、被投影面の種類を精度よく判別し、被投影面の種類に応じた補正を実施することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
以下、本発明に係る画像投影装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
【００７０】
第２の実施形態は、画像投影装置１に対して被投影面Ｓが傾斜して設置されており、歪みのない画像を投影するために台形補正が必要となる場合について説明する。
【００７１】
図１１は、第２の実施形態における画像投影装置１と被投影面Ｓとの位置関係を示す概略図である。画像投影装置１に正対した面より、被投影面Ｓが傾斜しており、この角度をθ１とする。
【００７２】
図１２は、本実施形態に係る画像投影装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。画像投影装置１は、図１１に示すような投影位置に設置されているものとする。
【００７３】
先ず、投影光学系のピントを調整するとともに、画像投影装置１と被投影面Ｓとの距離を算出する（ステップＳ１１）。
【００７４】
次いで、投影画像補正部３３は、台形補正を実施する（ステップＳ１２）。台形補正は、操作部２５やリモコン２６からのユーザ操作により実行される。具体的には、投影画像Ｐが被投影面Ｓ上において、可能な限り矩形になるように調整する。
【００７５】
傾き算出部３４は、台形補正の際の補正量の大きさから、画像投影装置１に対する被投影面Ｓの傾きの大きさθ１を算出する。
【００７６】
次いで、単色画像投影部３１は、θ１の値を考慮して、入射角が０°となる箇所を算出し、その箇所を含む所定の領域に第１のパターン画像を投影する（ステップＳ１３）。
【００７７】
次いで、照度計１７は、第１のパターン画像Ｐ１の投影時の照度を計測する（ステップＳ１４）。照度は、ステップＳ１１で得られた画像投影装置１と被投影面Ｓの距離の二乗で除算することで規格化する。すなわち、次式（３）にて規格化後の照度Ｅを求める。なお、Ｅ１は第１のパターン画像Ｐ１投影時の実測の照度、ｄはスクリーンの距離である。
Ｅ＝Ｅ１／（ｄ２×ｃｏｓθ１）      ・・・（３）
【００７８】
次いで、単色画像投影部３１は、θ１の値を考慮して、入射角が最も大きくなる箇所を算出し、その箇所を含む所定の領域に第１のパターン画像を投影する（ステップＳ１５）。
【００７９】
次いで、照度計１７は、第２のパターン画像Ｐ２の投影時の照度を計測する（ステップＳ１６）。ここでは、次式（４）で規格化する。なお、Ｅ２は第２のパターン画像Ｐ２投影時の実測の照度、ｄはスクリーンの距離、（θ＋θ１）は照度計１７への入射角（すなわち、スクリーンへの入射角）である。
Ｅ＝Ｅ２／（（ｄ／ｃｏｓθ）２×ｃｏｓ（θ＋θ１））      ・・・（４）
【００８０】
次いで、表面特性予測部３２は、被投影面Ｓ（スクリーン）の種別を判定する（ステップＳ１７）。
【００８１】
ステップＳ１７では、予め測定した標準拡散板（酸化マグネシウムを焼き付けた純白板）に投影光を反射させた場合の規格化照度（Ｅ０）を用い、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の判定を行う。
（Ａ）：Ｅ１／Ｅ０≧１、かつ、Ｅ２／Ｅ０≧１  の場合
いずれの入射角においても反射光が弱いため、反射光が弱い均等拡散に近い配光特性を有する拡散面（マットタイプ）と判定する。
【００８２】
（Ｂ）：Ｅ１／Ｅ０＜１、あるいは、Ｅ２／Ｅ０＜１であり、Ｅ１／Ｅ２＜１．５の場合
入射角によらず反射光が強いため、入射方向に強い反射光を有する再回帰面（ビーズタイプ）と判定する。
【００８３】
（Ｃ）：Ｅ１／Ｅ０＜１、あるいは、Ｅ２／Ｅ０＜１であり、Ｅ１／Ｅ２≧１．５の場合
正反射のみ反射光が強いため、正反射方向に強い反射光を有する正反射面（パールタイプ）と判定する。
【００８４】
次いで、投影画像補正部３３は、ステップＳ１７で判定した被投影面Ｓに適した投影画像となるように補正を行う（ステップ１８）。
【００８５】
以上説明した本実施形態に係る画像投影装置１によれば、画像投影装置１に対して被投影面Ｓが傾斜して設置されており、歪みのない画像を投影するために台形補正が必要となる場合であっても、被投影面の種類を精度よく判別し、被投影面の種類に応じた補正を実施することができる。
【００８６】
（第３の実施形態）
ところで、画像投影装置１の投影範囲に、正反射となる領域が含まれないことが考えられる。このような場合は、第１の単色画像を投影することができない。このため、本実施形態では、投影ユニット３ｂの少なくとも１つの投影レンズは移動可能（レンズシフト）に設けられており、光学制御部２４は、画像投影装置１の投影範囲を調整することが可能となっている。
【００８７】
図１３は、第３の実施形態における画像投影装置１と被投影面Ｓとの位置関係を示す概略図である。画像投影装置１は、被投影面Ｓに正対するように設置されているが、画像投影装置１は、水平より上方に向かって投影するように設定されており、その際の投影画像Ｐは、図中の斜線で示される領域である。
【００８８】
画像投影装置１と被投影面Ｓとは正対しているため、正反射となる条件は入射角と反射角とが０°の場合である。この条件を満たす被投影面Ｓ上の領域は図中Ｐ０で示す領域（正反射領域という）である。しかしながら、図１３に示すように、画像投影装置１の起動時に、正反射領域Ｐ０は、投影画像Ｐから外れた状態となっている場合がある。
【００８９】
正反射領域Ｐ０が投影画像Ｐに含まれているかどうかの判定は、画像投影装置１の設定、設置状況および被投影面Ｓの傾きを基に判定することができる。
【００９０】
画像投影装置１の設定に関しては、例えば、レンズシフトにより投影範囲の位置調整が可能である場合、レンズシフト量より投影範囲の位置を算出し、正反射領域Ｐ０に対して投影可能か否かを判定する。また、画像投影装置１が傾いて設置されていたり、被投影面Ｓが傾いている場合に関しては、第２の実施形態に記載した方法で正反射領域Ｐ０の位置を計算し直し、その領域が投影領域Ｐに入っているかを判定する。
【００９１】
そして、第１の単色画像を投影する際に、正反射領域Ｐ０が投影領域Ｐの外であると判定された場合は、正反射領域Ｐ０に第１の単色画像を投影する時のみレンズをシフトさせて、または、画像処理による投影像の投影位置の移動によって、正反射領域Ｐ０が投影範囲に入るようにし、第１の単色画像を投影する。投影した際の光量計測とその後の処理は、第１および第２の実施形態と同様である。
【００９２】
また、第１の単色画像を投影するための第１のパターン画像Ｐ１は、投影範囲内における正反射領域Ｐ０の位置に応じて、予め数通り用意された投影画像から選択する方式でも良いし、正反射領域Ｐ０の位置に応じて画像投影装置１内で画像を生成する方式としてもよい。
【００９３】
なお、投影領域の位置調整方法は、上記のレンズシフトを用いた方法のほかに、スクリーン種別を判定するときのみ、画像投影装置１の本体を傾け、投影領域を移動させるようにしてもよい。
【００９４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１  画像投影装置
２  外装カバー
３  光学エンジン
３ａ  照明ユニット
３ｂ  投影ニット
４  光源ユニット
５  カラーホイール
６  ライトトンネル
７  リレーレンズ
８  平面ミラー
９  凹面ミラー
１０  画像表示素子ユニット
１０ａ  ＤＭＤ素子
１１  吸気口
１２  排気口
１３  吸気ファン
１４  排気ファン
１５  ランプ
１６  ファン
１７  照度計
２０  映像入力端子部
２１  映像音声処理部
２２  音声出力ユニット
２３  ランプ制御部
２４  光学制御部
２５  操作部
２６  リモコン
２７  操作受付部
２８  入出力インタフェース
２９  ファン制御部
３０  主制御部
３１  単色画像投影部
３２  表面特性予測部
３３  投影画像補正部
３４  傾き算出部
４０，５０  白色画像
４１，５１  黒色画像
Ｐ  投影画像
Ｐ１  第１のパターン画像
Ｐ２  第２のパターン画像
Ｓ  スクリーン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特開２００６−１６２９９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８２４８０号公報
【図１】
2017026833.tif 000003
【図２】
2017026833.tif 000004
【図３】
2017026833.tif 000005
【図４】
2017026833.tif 000006
【図５】
2017026833.tif 000007
【図７】
2017026833.tif 000008
【図８】
2017026833.tif 000009
【図９】
2017026833.tif 000010
【図１０】
2017026833.tif 000011
【図１１】
2017026833.tif 000012
【図１２】
2017026833.tif 000013
【図１３】
2017026833.tif 000014
【図６】
2017026833.tif 000015