(57)【要約】【課題】ユーザーの手間を増やすことなく、画像中の文字や細線の低画質感をユーザーに与えてしまうことを低減し、且つ、文字や細線を多く含まない画像の低画質感をユーザーに与えてしまうことも低減することができるプロジェクター１を提供する。【解決手段】外部から送られてくる画像データが入力される外部Ｉ／Ｆ９と、外部Ｉ／Ｆ９に入力された画像データに基づいてスクリーンに画像を投写しながら、スクリーン面上における画像の投写位置を定期的にシフトさせるシステムコントロール部１０及び光学エンジン１５とを備えるプロジェクター１において、前記画像データの全画素における輝度分布の連続性の度合いに基づいて、画像の投写位置をシフトさせる動作を実施するか否かを決定し、その結果に基づいて必要に応じて画像の投写位置を定期的にシフトさせる動作を光学エンジン１５に実施させる制御を実施するようにシステムコントロール部１０を構成した。【選択図】図２
2017227716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から送られてくる画像データが入力される入力手段と、前記入力手段に入力された画像データに基づいて投写対象面に画像を投写しながら、前記投写対象面上における画像の投写位置を定期的にシフトさせる投写手段とを備える画像投写装置において、
前記画像データにおける所定の特性に基づいて、画像の投写位置をシフトさせる動作を実施するか否かを決定し、その結果に基づいて必要に応じて画像の投写位置を定期的にシフトさせる動作を前記投写手段に実施させる制御手段を設けたことを特徴とする画像投写装置。
【請求項２】
請求項１の画像投写装置において、
前記入力手段に入力された画像データを台形歪み補正のために補正する歪み補正手段を設け、
且つ、前記所定の特性に基づいて前記歪み補正手段による台形歪み補正を実施するか否かを決定し、その結果に基づいて必要に応じて前記歪み補正手段に対して台形歪み補正を実施させるように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像投写装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像投写装置であって、
前記所定の特性が、画像の各画素における輝度の分布の連続性であることを特徴とする画像投写装置。
【請求項４】
請求項１又は２の画像投写装置において、
前記所定の特性が、複数の入力部を具備する前記入力手段におけるどの入力部に入力されたかであることを特徴とする画像投写装置。
【請求項５】
請求項２の画像投写装置において、
前記所定の特性に基づいて台形歪み補正を必要に応じて自動で行う動作モードである自動選択モードと、前記台形歪み補正を強制的に不実施にする動作モードである補正なしモードと、前記台形歪み補正を強制的に行う動作モードである補正ありモードとをユーザーの命令に基づいて切り替える切替手段を設けたことを特徴とする画像投写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターなどの画像投写装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部から送られてくる画像データに基づいて投写対象面に画像を投写しながら、その投写対象面上における画像の投写位置を定期的にシフトさせる投写手段を備える画像投写装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のプロジェクターは、投写レンズよりも光源側に配設された光透過板の角度を変化させることで、スクリーン面に投写される画像の位置を１／２画素分だけシフトさせたり、元の位置に戻したりすることを繰り返す。これにより、表示解像度をシフトさせない場合の２倍にして高画質化を図ることができるとされている。
【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、前述のようにして画像の位置をシフトさせる技術は、動画や写真画像などでは高画質化を図ことができる一方で、文字や細線を多く含む画像では、文字や細線の画質を低下させてユーザーに低画質感を与えてしまう。このため、文字や細線を多く含むか否かに応じて、画像の位置をシフトさせる動作の有無を手動で設定することが望ましいが、その設定作業によってユーザーの手間を増やしてしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、外部から送られてくる画像データが入力される入力手段と、前記入力手段に入力された画像データに基づいて投写対象面に画像を投写しながら、前記投写対象面上における画像の投写位置を定期的にシフトさせる投写手段とを備える画像投写装置において、前記画像データにおける所定の特性に基づいて、画像の投写位置をシフトさせる動作を実施するか否かを決定し、その結果に基づいて必要に応じて画像の投写位置を定期的にシフトさせる動作を前記投写手段に実施させる制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ユーザーの手間を増やすことなく、画像中の文字や細線の低画質感をユーザーに与えてしまうことを低減し、且つ、文字や細線を多く含まない画像の低画質感をユーザー与えてしまうことも低減することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るプロジェクターをスクリーンとともに示す斜視図。
【図２】同プロジェクターの電気回路の一部を示すブロック図。
【図３】同プロジェクターの光学エンジンを示す斜視図。
【図４】同プロジェクターの照明光学系ユニットを示す斜視図。
【図５】同プロジェクターの画像表示ユニットを示す斜視図。
【図６】同画像表示ユニットを示す側面図。
【図７】同画像表示ユニットのトッププレートを示す底面図。
【図８】同画像表示ユニットの可動プレートを示す斜視図。
【図９】（ａ）は、ＤＭＤを移動させなかった場合の投写画像の拡大図。（ｂ）は、Ｘ１Ｘ２方向及びＹ１Ｙ２方向にＤＭＤのマイクロミラーの配列間隔の１／２の距離、所定の周期で往復移動させた場合の投写画像の拡大図。
【図１０】細線画像の残像の一例を示す模式図。
【図１１】投写位置を図１０の位置からシフトさせて投写した細線画像を示す模式図。
【図１２】同残像と前記細線画像とを重ねたものを示す模式図。
【図１３】文字や細線の多いプレゼンテーション用の画像における画素の輝度と画素数との関係を示すグラフ。
【図１４】動画や写真画像における画素の輝度と画素数との関係を示すグラフ。
【図１５】動作自動選択モードにおいてシステムコントロール部によって実施される動作態様決定処理の処理フローを示すフローチャート。
【図１６】スクリーンと、水平に近い姿勢で設置された一般的なプロジェクターとを示す側面図。
【図１７】図１６に示されるプロジェクターによってスクリーンに投写される画像を示す模式図。
【図１８】スクリーンと、斜め上方を向いた姿勢で設置された一般的なプロジェクターとを示す側面図。
【図１９】図１８に示されるプロジェクターによってスクリーンに投写される画像を示す模式図。
【図２０】格子基準画像を示す模式図。
【図２１】スクリーンに投写された台形歪みのない画像の第一例を示す模式図。
【図２２】スクリーンに投写された台形歪みのある画像の第一例を示す模式図。
【図２３】図３３に示される状態から、台形歪み補正が施された状態に変化した後の画像の第一例を示す模式図。
【図２４】スクリーンに投写された台形歪みのない画像の第二例を示す模式図。
【図２５】スクリーンに投写された台形歪みのある画像の第二例を示す模式図。
【図２６】図２５に示される状態から、台形歪み補正が施された状態に変化した後の画像の第二例を示す模式図。
【図２７】台形歪みのある画像のスクリーン右端領域の部分を拡大して示すフォト画像。
【図２８】図２７の画像に対して台形歪み補正を施した状態を拡大して示すフォト画像。
【図２９】補正自動選択モードにおいてシステムコントロール部１０によって実施される補正態様決定処理の処理フローを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した画像投写装置として、プロジェクター１の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプロジェクター１の基本的な構成について説明する。
【０００９】
図１は、実施形態に係るプロジェクター１をスクリーンＳとともに示す斜視図である。プロジェクター１は、出射窓３、外部Ｉ／Ｆ９、投写画像を生成する光学エンジンなどを有している。そして、例えば外部Ｉ／Ｆ９に接続されるパソコンやデジタルカメラから画像データが送信されると、光学エンジンが送信された画像データに基づいて投写画像を生成し、図示のように出射窓３からスクリーンＳに画像を投写する。
【００１０】
なお、以下に示す図面において、Ｘ１Ｘ２方向はプロジェクター１の幅方向、Ｙ１Ｙ２方向はプロジェクター１の奥行き方向、Ｚ１Ｚ２方向はプロジェクター１の高さ方向である。また、以下では、プロジェクター１の出射窓３側を上、出射窓３とは反対側を下として説明する場合がある。
【００１１】
図２は、実施形態に係るプロジェクター１の電気回路の一部を示すブロック図である。同図に示されるように、プロジェクター１は、電源４、メインスイッチＳＷ５、操作部７、外部Ｉ／Ｆ９、システムコントロール部１０、ファン２０、光学エンジン１５などを有している。
【００１２】
電源４は、商用電源に接続され、プロジェクター１の内部回路用に電圧及び周波数を変換して、システムコントロール部１０、ファン２０、光学エンジン１５等に給電する。
【００１３】
メインスイッチＳＷ５は、ユーザーによるプロジェクター１のＯＮ／ＯＦＦ操作に用いられる。電源４が電源コード等を介して商用電源に接続された状態で、メインスイッチＳＷ５がＯＮに操作されると、電源４がプロジェクター１の各部への給電を開始し、メインスイッチＳＷ５がＯＦＦに操作されると、電源４がプロジェクター１の各部への給電を停止する。
【００１４】
操作部７は、ユーザーによる各種操作を受け付けるボタン等であり、例えばプロジェクター１の上面に設けられている。操作部７は、例えば投写画像の大きさ、色調、ピント調整等のユーザーによる操作を受け付ける。操作部７が受け付けたユーザー操作は、システムコントロール部１０に送られる。
【００１５】
外部Ｉ／Ｆ９は、例えばＤ−ｓｕｂ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）端子などを具備し、接続された機器から送信される画像データをシステムコントロール部１０に出力する。
【００１６】
システムコントロール部１０は、画像制御部１１、移動制御部１２、データ処理部１３等を有している。システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含み、ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで、各部の機能が実現される。
【００１７】
画像制御部１１は、画像制御手段の一例であり、外部Ｉ／Ｆ９から入力される画像データに基づいて光学エンジン１５の画像表示ユニット５０に設けられているデジタルマイクロミラーデバイスＤＭＤ（Digital Micromirror Device（以下、単に「ＤＭＤ」という））５５１を制御し、スクリーンＳに投写する画像を生成する。また、移動制御部１２は、画像表示ユニット５０において移動可能に設けられている可動ユニット５５を移動させ、可動ユニット５５に設けられているＤＭＤ５５１の位置を制御する。また、データ処理部１３は、各種の演算処理等を実施する。
【００１８】
ファン２０は、システムコントロール部１０に制御されて回転し、光学エンジン１５の光源３０を冷却する。
【００１９】
光学エンジン１５は、光源３０、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、投写光学系ユニット６０を有し、システムコントロール部１０に制御されてスクリーンＳに画像を投写する。
【００２０】
光源３０は、例えば水銀高圧ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ等であり、システムコントロール部１０により制御され、照明光学系ユニット４０に光を照射する。
【００２１】
照明光学系ユニット４０は、例えばカラーホイール、ライトトンネル、リレーレンズ等を有し、光源３０から照射された光を画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に導く。
【００２２】
画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５を有する。可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１を有し、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって固定ユニット５１に対する位置が制御される。ＤＭＤ５５１は、画像生成手段の一例であり、システムコントロール部１０の画像制御部１１により制御され、照明光学系ユニット４０によって導かれた光を変調して投写画像を生成する。
【００２３】
投写光学系ユニット６０は、例えば複数の投写レンズ、ミラー等を有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成される画像を拡大してスクリーンＳに投写する。
【００２４】
図３は、プロジェクター１の光学エンジン１５を示す斜視図である。光学エンジン１５は、光源３０、照明光学系ユニット４０、画像表示ユニット５０、投写光学系ユニット６０などを有し、プロジェクター１の内部に設けられている。
【００２５】
光源３０は、照明光学系ユニット４０の側面に設けられ、Ｘ２方向に光を照射する。照明光学系ユニット４０は、光源３０から照射された光を、下部に設けられている画像表示ユニット５０に導く。画像表示ユニット５０は、照明光学系ユニット４０によって導かれた光を用いて投写画像を生成する。投写光学系ユニット６０は、照明光学系ユニット４０の上部に設けられ、画像表示ユニット５０によって生成された投写画像をプロジェクター１の外部に投写する。なお、光学エンジン１５は、光源３０から照射される光を用いて上方に画像を投写するように構成されているが、水平方向に画像を投写するような構成であってもよい。
【００２６】
図４は、プロジェクター１の照明光学系ユニット４０を示す斜視図である。照明光学系ユニット４０は、カラーホイール４０１、ライトトンネル４０２、リレーレンズ４０３，４０４、シリンダミラー４０５、凹面ミラー４０６などを有している。
【００２７】
カラーホイール４０１は、例えば周方向の異なる部分にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色のフィルタが設けられている円盤である。カラーホイール４０１は、高速回転することで、光源３０から照射される光を、ＲＧＢ各色に時分割する。
【００２８】
ライトトンネル４０２は、例えば板ガラス等の貼り合わせによって四角筒状に形成されている。ライトトンネル４０２は、カラーホイール４０１を透過したＲＧＢ各色の光を、内面で多重反射することで輝度分布を均一化してリレーレンズ４０３，４０４に導く。
【００２９】
リレーレンズ４０３，４０４は、ライトトンネル４０２から出射された光の軸上色収差を補正しつつ集光する。
【００３０】
シリンダミラー４０５及び凹面ミラー４０６は、リレーレンズ４０３，４０４から出射された光を、画像表示ユニット５０に設けられているＤＭＤ５５１に反射する。ＤＭＤ５５１は、凹面ミラー４０６からの反射光を変調して投写画像を生成する。
【００３１】
投写光学系ユニット（図２の６０）は、投写レンズ、折り返しミラー、曲面ミラーなどをケースの内部に具備している。投写レンズは、複数のレンズを有し、画像表示ユニット５０のＤＭＤ５５１によって生成された投写画像を、折り返しミラーに結像させる。折り返しミラー及び曲面ミラーは、結像された投写画像を拡大するように反射して、外部のスクリーンＳ等に投写する。
【００３２】
図５は、プロジェクター１の画像表示ユニット５０を示す斜視図である。また、図６は、画像表示ユニット５０を示す側面図である。これらの図に示されるように、画像表示ユニット５０は、固定支持されている固定ユニット５１、固定ユニット５１に対して移動可能に設けられている可動ユニット５５などを有している。
【００３３】
固定ユニット５１は、第１固定板としてのトッププレート５１１、第２固定板としてのベースプレート５１２などを有している。固定ユニット５１は、トッププレート５１１とベースプレート５１２とが所定の間隙を介して平行に設けられており、照明光学系ユニット４０の下部に固定される。
【００３４】
可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１、第１可動板としての可動プレート５５２、第２可動板としての結合プレート５５３、ヒートシンク５５４を有し、固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
【００３５】
可動プレート５５２は、固定ユニット５１のトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられ、固定ユニット５１によってトッププレート５１１及びベースプレート５１２と平行且つ表面に平行な方向に移動可能に支持されている。
【００３６】
結合プレート５５３は、固定ユニット５１のベースプレート５１２を間に挟んで可動プレート５５２に固定されている。結合プレート５５３は、上面側にＤＭＤ５５１が固定して設けられ、下面側にヒートシンク５５４が固定されている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、可動プレート５５２、ＤＭＤ５５１、及びヒートシンク５５４と共に固定ユニット５１に移動可能に支持されている。
【００３７】
ＤＭＤ５５１は、結合プレート５５３の可動プレート５５２側の面に設けられ、可動プレート５５２及び結合プレート５５３と共に移動可能に設けられている。ＤＭＤ５５１は、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を有する。ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーは、鏡面がねじれ軸周りに傾動可能に設けられており、システムコントロール部１０の画像制御部１１から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【００３８】
マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源３０からの光を投写光学系ユニット６０に反射するように傾斜角度が制御される。また、例えば「ＯＦＦ」の場合には、光源３０からの光をＯＦＦ光板に向けて反射する方向に傾斜角度が制御される。
【００３９】
このように、ＤＭＤ５５１は、画像制御部１１から送信される画像信号によって各マイクロミラーの傾斜角度が制御され、光源３０から照射されて照明光学系ユニット４０を通った光を変調して投写画像を生成する。
【００４０】
ヒートシンク５５４は、放熱手段の一例であり、少なくとも一部分がＤＭＤ５５１に当接するように設けられている。また、移動可能に支持される結合プレート５５３にＤＭＤ５５１と共に設けられることで、ＤＭＤ５５１に当接して効率的に冷却することが可能になっている。このような構成により、本実施形態に係るプロジェクター１では、ヒートシンク５５４がＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制し、ＤＭＤ５５１の温度上昇による動作不良や故障等といった不具合の発生が低減されている。
【００４１】
図７は、画像表示ユニット５０のトッププレート５１１を示す底面図である。トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。これら磁石は、トッププレート５１１の中央孔５１３を囲むように４箇所に設けられており、それぞれ長手方向を平行にする姿勢で配置された直方体状の２つの磁石で構成され、それぞれ可動プレート５５２に及ぶ磁界を形成する。そして、それぞれに対して個別に対向するように可動プレート５５２の上面に設けられているコイルととともに、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成している。
【００４２】
図８は、画像表示ユニット５０の可動プレート５５２を示す斜視図である。可動プレート５５２は、平板状の部材から形成され、ＤＭＤ基板５５７に設けられるＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５７０を有し、中央孔５７０の周囲にコイル５８１，５８２，５８３，５８４が設けられている。
【００４３】
コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれＺ１Ｚ２方向に平行な軸を中心として電線が巻き回されることで形成され、可動プレート５５２のトッププレート５１１側の面に形成されている凹部に設けられてカバーで覆われている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれトッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４とで、可動プレート５５２を移動させる移動手段を構成している。
【００４４】
トッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４と、可動プレート５５２のコイル５８１，５８２，５８３，５８４とは、可動ユニット５５が固定ユニット５１に支持された状態で、それぞれ対向する位置に設けられている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４に電流が流されると、磁石５３１，５３２，５３３，５３４によって形成される磁界により、可動プレート５５２を移動させる駆動力となるローレンツ力が発生する。
【００４５】
可動プレート５５２は、磁石５３１，５３２，５３３，５３４とコイル５８１，５８２，５８３，５８４との間で発生する駆動力としてのローレンツ力を受けて、固定ユニット５１に対して、ＸＹ平面において直線的又は回転するように変位する。
【００４６】
各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさ及び向きは、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって制御される。移動制御部１２は、各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさ及び向きによって、可動プレート５５２の移動（回転）方向、移動量や回転角度等を制御する。
【００４７】
第１駆動手段として、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とが、Ｘ１Ｘ２方向に対向して設けられている。コイル５８１及びコイル５８４に電流が流されると、図示のようにＸ１方向又はＸ２のローレンツ力が発生する。可動プレート５５２は、コイル５８１及び磁石５３１と、コイル５８４及び磁石５３４とにおいて発生するローレンツ力により、Ｘ１方向又はＸ２方向に移動する。
【００４８】
また、第２駆動手段として、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とが、Ｘ１Ｘ２方向に並んで設けられ、磁石５３２及び磁石５３３は、磁石５３１及び磁石５３４とは長手方向が直交するように配置されている。このような構成において、コイル５８２及びコイル５８３に電流が流されると、図示のようにＹ１方向又はＹ２方向のローレンツ力が発生する。
【００４９】
可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とにおいて発生するローレンツ力により、Ｙ１方向又はＹ２方向に移動する。また、可動プレート５５２は、コイル５８２及び磁石５３２と、コイル５８３及び磁石５３３とで反対方向に発生するローレンツ力により、ＸＹ平面において回転するように変位する。
【００５０】
例えば、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ１方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ２方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で時計回り方向に回転するように変位する。また、コイル５８２及び磁石５３２においてＹ２方向のローレンツ力が発生し、コイル５８３及び磁石５３３においてＹ１方向のローレンツ力が発生するように電流が流されると、可動プレート５５２は、上面視で反時計回り方向に回転するように変位する。
【００５１】
また、可動プレート５５２には、固定ユニット５１の支柱５１５に対応する位置に、可動範囲制限孔５７１が設けられている。可動範囲制限孔５７１は、固定ユニット５１の支柱５１５が挿入され、例えば振動や何らかの異常等により可動プレート５５２が大きく移動した時に支柱５１５に接触することで、可動プレート５５２の可動範囲を制限する。
【００５２】
以上で説明したように、システムコントロール部１０の移動制御部１２が、コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさや向きを制御することで、可動範囲内で可動プレート５５２を任意の位置に移動させることができる。
【００５３】
図９（ａ）は、ＤＭＤ５５１を移動させなかった場合の投写画像の拡大図であり、図９（ｂ）は、Ｘ１Ｘ２方向及びＹ１Ｙ２方向にＤＭＤ５５１のマイクロミラーの配列間隔の１／２の距離、所定の周期で往復移動させた場合の投写画像の拡大図である。なお、図９は、斜め４５°の線画像の拡大図である。
【００５４】
図９（ａ）に示されるように、ＤＭＤ５５１を移動させなかった場合、斜め４５°の線は、マイクロミラーの配列間隔の段差の線となる。一方、図９（ｂ）に示されるように、ＤＭＤ５５１を、Ｘ１Ｘ２方向及びＹ１Ｙ２方向にＤＭＤ５５１のマイクロミラーの配列間隔ａの１／２ａの距離、所定の周期で往復移動させた場合、斜め４５°の線は、マイクロミラーの配列間隔ａの１／２ａの段差の線となる。これにより、ＤＭＤ５５１を往復移動させない場合に比べて、投写画像の解像度を２倍にすることができる。以下、ＤＭＤ５５１の往復移動によって投写画像の位置を往復でシフトさせる動作を投写位置シフト動作という。
【００５５】
しかしながら、動画や写真画像では投写位置シフト動作によって高画質化を図ることができる一方で、文字や細線を多く含む画像では投写位置シフト動作によって文字や細線の画質を低下させてしまうことがわかった。
【００５６】
図１０は、細線画像の残像の一例を示す模式図である。同図において、黒の四角いマス目は一画素を示している。細線画像は、一画素分の幅で鉛直方向に８画素分の長さで延在している。細線画像がスクリーンＳに一瞬だけ投写されてしばらくしても、人間の目には図示のように細線画像の薄い残像が残る。
【００５７】
図１１は、投写位置を図１０の位置からシフトさせて投写した細線画像を示す模式図である。この細線画像は残像ではないので、濃い色で視認される。図１０の状態から一瞬で図１１の状態に変化すると、図１２に示されるように、残像と、濃い色の細線画像とが１／２画素分だけずれた状態で重なる。単色の背景のない動画や写真画像では、投写位置シフト動作によって高画質化が図られるのであるが、単色の背景のある細線では、図示のように、投写シフト動作によって約１．５倍の太さになって、画質が却って悪化してしまう。また、文字画像では文字が太くなることで、読み難くなってしまう。
【００５８】
次に、実施形態に係るプロジェクター１の特徴的な構成について説明する。
プロジェクター１のシステムコントロール部１０は、操作部７のメニューボタンが押されると、スクリーンＳにメインメニュー画面を表示する処理を実施する。このメインメニュー画面におけるカーソルについては、操作部７に設けられた方向ボタンの操作によってユーザーが任意に移動させることができる。
【００５９】
ユーザーが方向ボタンの操作によってメインメニュー画面における「投写位置シフト動作設定」の項目にカーソルを合わせた後、操作部７の決定ボタンを押すと、システムコントロール部１０は、スクリーンにシフト動作メニュー画面を表示する処理を実施する。このシスと動作メニュー画面には、「動作なし」、「動作あり」、「自動選択」という三つの項目が表示される。ユーザーの方向ボタン操作や決定ボタン操作によって「動作なし」が選択されると、システムコントロール部１０は投写位置シフト動作を強制的に不実施にする動作モードであるシフトなしモードを実施する。また、ユーザーによって「動作あり」が選択されると、投写位置シフト動作を強制的に行う動作モードである動作ありモードを実施する。また、ユーザーによって「自動選択」が選択されると、画像データの所定の特性に基づいて投写位置シフト動作の要否を判定し、必要に応じて投写位置シフト動作を自動で行う動作モードである動作自動選択モードを実施する。なお、実施形態に係るプロジェクター１では、画像データの所定の特性として、全画素における輝度の分布の連続性に着目するようになっている。
【００６０】
図１３は、文字や細線の多いプレゼンテーション用の画像における画素の輝度と画素数との関係を示すグラフである。この例では、各画素がとり得る０、１、２、・・・２５５という２５６通りの輝度値を、０、５、１０・・・１００という２１通りの輝度値に変換した例を示している。文字や細線の多い画像では、図示のように、各画素の輝度値が、２１通りのうちの一部に集中することから、全画素における輝度の分布の連続性が低くなって、画素数＝ゼロとなる輝度値（以下、「分布なし輝度値」という）の数が多くなる。
【００６１】
図１４は、動画や写真画像における画素の輝度と画素数との関係を示すグラフである。動画の場合には、輝度の分布が刻々と変化するが、ある特定の時間における分布をとらえたものである。図示のように、動画や写真画像では、各画素の輝度値が２１通りのうちの大半に散らばることから、輝度の分布の連続性が高くなって、「分布なし輝度値」の数が少なくなる。
【００６２】
これらのことから、「分布なし輝度値」に基づいて、文字や細線の多い画像であるのか否かを予測することが可能である。そこで、プロジェクター１のシステムコントロール部１０は、動作自動選択モードにおいて、外部機器から画像データが送られてくると、特定の瞬間の全画素における輝度の分布の連続性に基づいて、投写位置シフト動作を行うか否かを決定する。具体的には、「分布なし輝度値」の数が所定の閾値を下回る場合（又は以下である場合）には、輝度の分布の連続性が比較的低いことから、文字や細線の多い画像である可能性が高い。これに対し、「分布なし輝度値」の数が所定の閾値以上である場合（又は下回る場合）には、輝度の分布の連続性が比較的高いことから、動画や写真画像である可能性が高い。そこで、システムコントロール部１０は、「分布なし輝度値」の数が所定の閾値を下回る場合に投写位置シフト動作の不実施を決定するのに対し、閾値を下回らない場合には投写位置シフト動作の実施を決定する。
【００６３】
図１５は、動作自動選択モードにおいてシステムコントロール部１０によって実施される動作態様決定処理の処理フローを示すフローチャートである。この動作態様決定処理を開始したシステムコントロール部１０は、外部機器から送られてくる画像データを受信するまで待機する（ステップ１でＮ：以下、ステップをＳと記す）。その後、画像データを受信すると（Ｓ１でＹ）、その後に所定時間経過した瞬間の全画素における分布なし輝度値を解析する（Ｓ２）。具体的には、全画素のそれぞれについて、２５６通りの輝度値を２１通りの輝度値に変換した後、それぞれの輝度値について全画素のうちの何画素がその輝度値に該当するのかを集計する。そして、集計結果に基づいて分布なし輝度値の数Ｎを特定した後（Ｓ３）、数Ｎについて閾値を下回っているか否かを判定する（Ｓ４）。次いで、下回っているという判定結果になった場合（Ｓ４でＹ）には、輝度値の分布の連続性が比較的低いことから、文字や細線の形状を乱さないようにするために、投写位置シフト動作の不実施を決定して（Ｓ５）一連の処理フローを終了する。これに対し、下回っていないという判定結果になった場合（Ｓ４でＮ）には、輝度値の分布の連続性が比較的高いことから、動画や写真画像の画質を向上させるために、投写位置シフト動作の実施を決定して（Ｓ６）一連の処理フローを終了する。
【００６４】
かかる構成では、文字や細線の多い画像であるか否かに基づいて投写位置シフト動作の有無を手動で設定するというユーザーの手間を増やすことなく、次のことが可能になる。即ち、画像中の文字や細線の低画質感をユーザーに与えてしまうことを低減しつつ、文字や細線を多く含まない画像の低画質感をユーザー与えてしまうことを低減することができる。
【００６５】
なお、動作態様決定処理の実施のタイミングについては、電源ＯＮ後の１回だけにしてもよいし、その後も定期的に実施してもよい。定期的に実施する場合には、例えば動画であっても書類をアップで撮影した場面など、文字や細線の多い画像を投写するときに、「投写位置シフト動作あり」の状態から「投写位置シフト動作なし」の状態に切り替えることが可能になる。但し、このとき、画像の輪郭を大きく変化させてしまうので、視聴者に違和感を与えてしまう可能性がある。一方、電源ＯＮ後の１回だけ動作態様決定処理を実施する場合には、前述のような違和感を与えることはないが、文字や細線の多い場面で文字や細線を読み取り易くすることはできない。定期的に実施するのか、１回だけにするのかを、ユーザーの選択（選択入力操作）に応じて切り替えるようにしてもよい。
【００６６】
次に、実施形態に係るプロジェクター１に、より特徴的な構成を付加した実施例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプロジェクター１の構成は実施形態と同様である。
図１６は、スクリーンＳと、水平に近い姿勢で設置された一般的なプロジェクター５００とを示す側面図である。画像の投写対象面を有するスクリーンＳは、図示のように、その投写対象面を鉛直方向に延在させる姿勢で設置されるのが一般的である。このようなスクリーンＳに対し、図示のようにほぼ水平に近い姿勢でセットされたプロジェクター５００から画像が投写されると、図１７に示されるように、画像６０の輪郭形状が正常な矩形になる。
【００６７】
図１８は、スクリーンＳと、斜め上方を向いた姿勢で設置された一般的なプロジェクター５００とを示す側面図である。プロジェクター５００の設置場所がスクリーンＳの比較的近くに限られるなどといった現場の状況によっては、図示のように、プロジェクター５００を斜め上方に向けた姿勢で設置せざるを得ないことがある。このような姿勢でセットされたプロジェクター５００によってスクリーンＳに画像６０が投写されると、図１９の符号６０ａで示されるように、画像の輪郭形状が台形になってしまう。プロジェクター５００は、このように台形になってしまう画像を矩形に近づけるように画像データを補正する台形歪み補正を実行することが可能である。台形歪み補正を実行すると、同図の符号６０ｂで示されるように、画像の形状が矩形に近づけられる。このような補正は、画素を間引くなどの処理によって行われる。
【００６８】
実施例に係るプロジェクター１も同様の台形歪み補正を実行することが可能である。また、実施例に係るプロジェクター１は、撮像手段としてのカメラを備えており、これによって投写中の画像を撮像することが可能である。また、振動検知センサーを備えており、これによって振動を検知することが可能である。
【００６９】
システムコントロール部１０は、主電源がＯＮされた後、振動検知センサーによって振動を検知しない時間が所定の閾値を上回ると、作業者によるプロジェクター設置操作について終了したものとみなして、次のような歪み補正情報構築処理を開始する。即ち、データ記憶回路に予め記憶している格子画像データに基づいて、図２０に示される格子基準画像を投写した後、それをカメラによって撮像する。そして、撮像した格子基準画像を解析し、複数の格子交点の座標に基づいて台形歪み量を算出する。その後、台形歪み量に基づいて、その台形歪みを補正するための補正データを構築してデータ記憶回路に記憶する。
【００７０】
このような補正情報構築処理によって構築した補正データについては、外部機器から送られてくる画像データに基づく画像を投写する際に使用する。
【００７１】
図２１は、スクリーンに投写された台形歪みのない画像６０の第一例を示す模式図である。この画像６０は、中央領域に真円状の画像部を具備している。図示のような台形歪みのない画像６０では、その輪郭が綺麗な矩形状になり、且つ中央領域に存在する画像部が適切な真円状の形状になる。
【００７２】
図２２は、スクリーンに投写された台形歪みのある画像６０の第一例を示す模式図である。この画像６０を投写するための画像データは、図２１の画像６０を投写するための画像データと同じである。にもかかわらず、図２２に示される画像６０の輪郭は、逆台形状の歪みのある形状になっている。これは、プロジェクター１が水平方向よりも上方を向いた姿勢でセットされているからである。図示のような台形歪みがあると、中央領域の画像部が横方向に延びる楕円状の形状になってしまう。
【００７３】
図２３は、図２２に示される状態から、台形歪み補正が施された状態に変化した後の画像６０の第一例を示す模式図である。図示のように、台形歪み補正により、画像６０の輪郭は矩形状に補正され、且つ中央領域の画像部も真円状の形状に補正されている。但し、表示画素が間引かれているので、図示のように、本来よりも小さなサイズになっている。
【００７４】
図２４はスクリーンに投写された台形歪みのない画像６０の第二例を示す模式図である。この画像６０は、図中左端領域に上下方向に延在する短冊状の画像部を具備している。図示のような台形歪みのない画像６０では、その輪郭が綺麗な矩形状になり、且つ図中左端領域に存在する画像部が適切な短冊状の形状になる。
【００７５】
図２５は、スクリーンに投写された台形歪みのある画像６０の第二例を示す模式図である。この画像６０を投写するための画像データは、図２４の画像６０を投写するための画像データと同じである。にもかかわらず、図２５に示される画像６０の輪郭は、逆台形状の歪みのある形状になっている。図示のような台形歪みがあると、図中左端領域の画像部が斜めに傾いた姿勢になってしまう。
【００７６】
図２６は、図２５に示される状態から、台形歪み補正が施された状態に変化した後の画像６０の第二例を示す模式図である。図示のように、台形歪み補正により、画像６０の輪郭は矩形状に補正され、且つ図中左端領域の画像部の姿勢も補正されている。但し、表示画素が間引かれているので、図示のように、本来よりも小さなサイズになっている。また、図中左端領域の画像部が綺麗な短冊状の形状にはならず、図示のようにジャギーの目立つ形状になってしまう。このように、スクリーンの左端領域に形成される画像部は、台形補正が施されると、姿勢が本来のものに補正される代わりに、形状が乱れてしまう。スクリーンの右端領域に形成される画像部も同様である。
【００７７】
スクリーンに投写される画像が写真、動画、アニメーション画像などでは、台形歪みがあると、画像中における人物や物体などの被写体の歪みが目立ってしまい、画像全体として低画質感をユーザーに与えてしまう。よって、台形歪み補正を施すことが望ましい。
【００７８】
この一方で、文字や細線を多く含む画像では、台形歪みがあると、文字や細線の姿勢が斜めになるが、文字や細線の形状の乱れはそれほどないので、はっきりと読み取ることができる。そして、文字や細線の姿勢を真っ直ぐにするために台形歪み補正を施すと、文字や細線の姿勢を真っ直ぐにする代わりに、文字の形状を大きく見だしてしまうことから、文字や細線を読み取ることが困難になってしまう。
【００７９】
図２７は、台形歪みのある画像のスクリーン右端領域の部分を拡大して示すフォト画像である。図示のように、この画像には「薔薇」という文字の繰り返しからなる文字群が含まれている。画像全体に台形歪みがあることにより、スクリーン右端領域に表示される文字が図示のように傾いているものの、個々の文字は何れも綺麗な形状であることから、はっきりと読み取ることができる。
【００８０】
図２８は、図２７の画像に対して台形歪み補正を施した状態を拡大して示すフォト画像である。図示のように、個々の文字は、傾きが補正されているものの、形状が大きく乱れていることから、図２７の画像の文字に比べて読み取り難くなっている。
【００８１】
よって、文字や細線を多く含むか否かに応じて、台形歪み補正のオンオフを手動で設定することが望ましいが、その設定作業によってユーザーの手間を増やしてしまう。
【００８２】
ユーザーが方向ボタンの操作によってメインメニュー画面における「台形補正歪み設定」の項目にカーソルを合わせた後、操作部７の決定ボタンを押すと、システムコントロール部１０は、スクリーンＳに歪み補正用メニュー画面を表示する処理を実施する。この歪み補正用メニュー画面には、「補正なし」、「補正あり」、「自動選択」という三つの項目が表示される。ユーザーの方向ボタン操作や決定ボタン操作によって「補正なし」が選択されると、システムコントロール部１０は歪み補正部１１による台形歪み補正を強制的に不実施にする動作モードである補正なしモードを実施する。また、ユーザーによって「補正あり」が選択されると、歪み補正部１１による台形歪み補正を強制的に行わせる動作モードである補正ありモードを実施する。また、ユーザーによって「自動選択」が選択されると、画像データの所定の特性に基づいて台形歪み補正の要否を判定し、必要に応じて歪み補正部１１による台形歪み補正を自動で行わせる動作モードである補正自動選択モードを実施する。
【００８３】
補正自動選択モードにおいて、システムコントロール部１０は、「分布なし輝度値」の数Ｎが所定の閾値を下回る場合に歪み補正部１１による台形歪み補正の不実施を決定するのに対し、閾値を下回らない場合には歪み補正部１１による台形歪み補正の実施を決定する。
【００８４】
図２９は、補正自動選択モードにおいて制御部８によって実施される補正態様決定処理の処理フローを示すフローチャートである。この補正態様決定処理は、上述した歪み補正情報構築処理の直後に開始される。そして、補正態様決定処理を開始したシステムコントロール部１０は、外部機器から送られてくる画像データを受信するまで待機する（Ｓ１）。その後、画像データを受信すると（Ｓ１でＹ）、その後に所定時間経過した瞬間の全画素における分布なし輝度値を解析する（Ｓ２）。そして、集計結果に基づいて分布なし輝度値の数Ｎを特定した後（Ｓ３）、数Ｎについて閾値を下回っているか否かを判定する（Ｓ４）。次いで、下回っているという判定結果になった場合（Ｓ４でＹ）には、輝度値の分布の連続性が比較的低いことから、文字の形状を乱さないようにするために、歪み補正部１１による台形歪み補正の不実施を決定して（Ｓ５）一連の処理フローを終了する。これに対し、下回っていないという判定結果になった場合（Ｓ４でＮ）には、輝度値の分布の連続性が比較的高いことから、動画や写真画像の質感を損ねないようにするために、歪み補正部１１による台形歪み補正の実施を決定して（Ｓ６）一連の処理フローを終了する。
【００８５】
かかる構成では、文字の多い画像であるか否かに基づいて台形歪み補正のオンオフを手動で設定するというユーザーの手間を増やすことなく、次のことが可能になる。即ち、文字の多い画像を投写する際に文字の見難さ感をユーザーに与えてしまうことを低減しつつ、動画や写真画像を投写する際に被写体の歪みによる低画質感をユーザー与えてしまうことを低減することができる。
【００８６】
なお、実施形態で説明した動作態様決定処理については、補正態様決定処理の直後に実施する。以下、それらをまとめて態様決定処理という。態様決定処理の実施のタイミングについては、歪み補正情報構築処理の直後の１回だけにしてもよいし、その後も定期的に実施してもよい。定期的に実施するのか、１回だけにするのかを、ユーザーの選択（選択入力操作）に応じて切り替えるようにしてもよい。
【００８７】
次に、実施例に係るプロジェクター１における一部の構成を他の構成に置き換えた変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、変形例に係るプロジェクター１の構成は、実施例と同様である。
【００８８】
実施形態や変形例のように、全画素における輝度の分布の連続性を解析する構成では、画像を投写するための画像処理と、連続性の解析とを同時に実施する必要がある。このため、システムコントロール部１０として、高速演算処理が可能な高価なものを用いる必要が生じて、コスト高になってしまう。
【００８９】
そこで、変形例に係るプロジェクター１では、態様決定処理における投写位置シフト動作や台形歪み補正の要否の判定で、「分布なし輝度値」の数Ｎを参照する代わりに、画像データを受信している入力端子の種類を参照する。具体的には、システムコントロール部１０は、外部Ｉ／Ｆ９に設けられた複数の入力端子のうち、どの入力端子で画像データを受信しているのかに基づいて投写位置シフト動作や台形歪み補正の要否を判定するのである。
【００９０】
一般に、プレゼンテーション用に作成された画像は文字や細線を多く含んでおり、その画像データはパソコンからプロジェクター１に送信される。外部Ｉ／Ｆ９は、パソコンから送られてくる画像データを受信するための端子として、Ｄ−ｓｕｂ端子を具備している。また、様々な動画プレイヤーから送られてくる画像データを受信するための端子として、ＨＤＭＩ（登録商標）端子を具備している。Ｄ−ｓｕｂ端子で画像データを受信している場合には、文字や細線の多い画像を投写している可能性が高い。これに対し、ＨＤＭＩ（登録商標）端子で画像データを受信している場合には、動画を投写している可能性が高い。
【００９１】
そこで、システムコントロール部１０は、態様決定処理にて、画像データをＤ−ｓｕｂ端子で受信している場合には、投写位置シフト動作の不実施と、歪み補正部１１による台形歪み補正の不実施とを決定する。この一方で、ＨＤＭＩ（登録商標）端子で受信している場合には、投写位置シフト動作の実施と、歪み補正部１１による台形歪み補正の実施とを決定する。かかる構成では、パソコンから動画データが送信されているときでも、文字や細線の多い画像であるとみなされて投写位置シフト動作や台形歪み補正が行われない。また、動画プレイヤーから文字の多い静止画が送信されているときでも、動画や写真画像であるとみなされて投写位置シフト動作や台形歪み補正が行われる。よって、文字や細線の多い画像を投写する際に文字の見難さ感をユーザーに与えてしまうことを低減したり、動画や写真画像を投写する際に被写体の歪みによる低画質感をユーザー与えてしまうことを低減したりする効果が低下する。その代わりに、輝度の分散の連続性を解析する必要がないことから、一般的な演算処理速度の安価な制御部８を用いることが可能になるため、低コスト化を図ることができる。
【００９２】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、外部から送られてくる画像データが入力される入力手段（例えば外部Ｉ／Ｆ９）と、前記入力手段に入力された画像データに基づいて投写対象面に画像を投写しながら、前記投写対象面上における画像の投写位置を定期的にシフトさせる投写手段（例えばシステムコントロール部１０及び光学エンジン１５）とを備える画像投写装置（例えばプロジェクター１）において、前記画像データにおける所定の特性に基づいて、画像の投写位置を定期的にシフトさせる動作を実施するか否かを決定し、その結果に基づいて必要に応じて画像の投写位置を定期的にシフトさせる動作を前記投写手段に実施させる制御手段（例えばシステムコントロール部１０）を設けたことを特徴とするものである。
【００９３】
態様Ａにおいて、制御手段は、画像データにおける所定の特性に基づいて、文字や細線の多い画像であるか否かを判定し、文字や細線の多い画像である場合にだけ、画像の投写位置をシフトさせる動作を投写手段に行わせる。これにより、文字や細線の多い画像であるか否かに基づいて投写位置をシフトさせる動作のオンオフを手動で設定するというユーザーの手間を増やすことなく、画像中の文字や細線の見難さ感をユーザーに与えてしまうことを低減することができる。更には、文字や細線を多く含まない画像の低画質感をユーザー与えてしまうことも低減することができる。
【００９４】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記入力手段に入力された画像データを台形歪み補正のために補正する歪み補正手段（例えばシステムコントロール部１０）を設け、且つ、前記所定の特性に基づいて前記歪み補正手段による台形歪み補正を実施するか否かを決定し、その結果に基づいて必要に応じて前記歪み補正手段に対して台形歪み補正を実施させるように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、文字や細線の多い画像であるか否かに基づいて台形歪み補正のオンオフを手動で設定するというユーザーの手間を増やすことなく、文字の多い画像を投写する際に文字の見難さ感をユーザーに与えてしまうことを低減することができる。更には、動画や写真画像を投写する際に被写体の歪みによる低画質感をユーザー与えてしまうことを低減することもできる。
【００９５】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａ又はＢであって、前記所定の特性が、画像の各画素における輝分布の連続性であることを特徴とするものである。かかる構成では、画像の各画素における輝度の分布の連続性に基づいて、文字や細線の多い画像であるか否かを高精度に判別することができる。
【００９６】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ又はＢであって、前記所定の特性が、複数の入力部（例えばＤ−ｓｕｂ端子やＨＤＭＩ（登録商標）端子）を具備する前記入力手段におけるどの入力部に入力されたか、であることを特徴とするものである。かかる構成では、態様Ｃに比べて、低コスト化を図ることができる。
【００９７】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｂにおいて、前記所定の特性に基づいて台形歪み補正を必要に応じて自動で行う動作モードである自動選択モードと、前記台形歪み補正を強制的に不実施にする動作モードである補正なしモードと、前記台形歪み補正を強制的に行う動作モードである補正ありモードとをユーザーの命令に基づいて切り替える切替手段（例えばシステム制御部、操作部７及び光学エンジン１５）を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、ユーザーの希望に応じて動作モードを切り替えることができる。
【符号の説明】
【００９８】
１：プロジェクター（画像投写装置）
７：操作部（切替手段の一部）
９：外部Ｉ／Ｆ９（入力手段）
１０：システムコントロール部（投写手段の一部、切り替え手段の一部、制御手段、歪み補正手段）
１５：光学エンジン（投写手段の一部）
Ｓ：スクリーン（投写対象面）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９９】
【特許文献１】特許第５５６９０８４号
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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