(57)【要約】【課題】投射面が携帯プロジェクタ装置から遠く、投射光量が投映するのに不十分である時に省電力のために光源の光量を制御することを課題とする【解決手段】光源と、該光源からの光を映像信号に基づいて光変調する光変調部と、光変調された光源の光を投射方向へ拡大投射する投射レンズと、前記投射方向と略同一方向を撮像する撮像手段と、少なくとも前記光源と撮像手段に電力を供給するバッテリーと、を備える携帯プロジェクタ装置において、前記撮像手段により撮像した映像に基づいて投射面までの距離を測定する測定手段と、該測定手段の出力に基づいて前記光源の出力を制御する光源制御手段と、を備えている携帯プロジェクタ装置であること。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光を映像信号に基づいて光変調する光変調部と、光変調された光源の光を投射方向へ拡大投射する投射レンズと、前記投射方向と略同一方向を撮像する撮像手段と、少なくとも前記光源と撮像手段に電力を供給するバッテリーと、を備える携帯プロジェクタ装置において、前記撮像手段により撮像した映像に基づいて投射面までの距離を測定する測定手段と、該測定手段の出力に基づいて前記光源の出力を制御する光源制御手段と、を備えているプロジェクタ装置。
【請求項２】
光源と、該光源からの光を映像信号に基づいて光変調する光変調部と、光変調された光源の光を投射方向へ拡大投射する投射レンズと、前記投射方向と略同一方向を撮像する撮像手段と、少なくとも前記光源と撮像手段に電力を供給するバッテリーと、を備える携帯プロジェクタ装置において、前記撮像手段により撮像した映像に基づいて投射面の凹凸を検知する検知手段と、該検知手段の出力に基づいて前記光源の出力を制御する光源制御手段と、を備えているプロジェクタ装置。
【請求項３】
コントラストの変化を確認できるパターン映像を生成する映像生成部を備え、該映像生成部で生成された映像を前記投射レンズより投射させ、前記撮像手段で撮像することを特徴とする請求項１または請求項２記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プロジェクタ機能を備えた携帯プロジェクタ装置において、投射に係る無駄な電力を削減する制御手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯プロジェクタ装置のプロジェクタ機能において投射光源を制御する機能に関しては特許文献１記載の構成が知られている。
【０００３】
特許文献１記載の内容は、携帯端末にプロジェクタ機能と二つのカメラを備えており、プロジェクタを使用する際、投射方向に人物が存在し、プロジェクタからの投写光が人物に危害を加える可能性がある時に光源の出力を低下させるものである。その制御方法を以下に記載する。
【０００４】
前記二つのカメラにより人物を撮像し、それらの画像をエッジ処理することにより人物の目の位置を夫々認識する為、画像処理を行う。その後、二つの撮像素子は、目がある場所を撮像面上のどの位置かを特定し、夫々の撮像位置ズレ量から三角形の相似を用いて演算することによって携帯端末から人物までの距離を測定する事が可能である。
【０００５】
また、前述の測定結果に基づき、携帯端末から人物までの距離が近い時、プロジェクタから投射されている投射光の光量が人物に危害を加えるため、プロジェクタから投射される投写光の光量を危害が加わらないレベルまで下げるように制御する。
【０００６】
このような構成にすることにより、プロジェクタの利用を不必要に妨げることなく、プロジェクタが出力する光が、投射方向に存在する人物へ与える危害を避ける事が出来る。
【特許文献１】特開２００６−２７６６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記構成であると人物までの距離を測定する為に人物が撮像範囲内に存在し、且つ、目を認識する必要があり、人物がいない状態では測距機能を果たさなかった。
【０００８】
従って、人物が不在で、且つ、投射面が携帯プロジェクタ装置から遠く、投射光量が投映するのに不十分である時には、光源の光量を制御できない為、バッテリーを浪費することとなった。
【０００９】
本願発明は、上記事情に鑑み、投射面が携帯プロジェクタ装置から遠く、投射光量が投映するのに不十分である時に省電力のために光源の光量を制御することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する為の第１の手段は、光源と、該光源の光を映像信号に基づいて光変調する光変調部と、光変調された光源の光を投射方向へ拡大投射する投射レンズと、前記投射方向と略同一方向を撮像する撮像手段と、少なくとも前記光源と撮像手段に電力を供給するバッテリーと、を備える携帯プロジェクタ装置において、前記撮像手段により撮像した映像に基づいて投射面までの距離を測定する測定手段と、該測定手段の出力に基づいて前記光源の出力を制御する光源制御手段と、を備えていることを特長とするものである。
【００１１】
第２の手段は、光源と、該光源の光を映像信号に基づいて光変調する光変調部と、光変調された光源の光を投射方向へ拡大投射する投射レンズと、前記投射方向と略同一方向を撮像する撮像手段と、少なくとも前記光源と撮像手段に電力を供給するバッテリーと、を備える携帯プロジェクタ装置において、前記撮像手段により撮像した映像に基づいて投射面の凹凸を検知する検知手段と、該検知手段の出力に基づいて前記光源の出力を制御する光源制御手段と、を備えている事を特徴とするものである。
【００１２】
また、前記第２の手段において、コントラストの変化を確認できるパターン映像を生成する映像生成部を備え、該映像生成部で生成された映像を前記投射レンズより投射させ、前記撮像手段で撮像してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、携帯プロジェクタ装置から、投射される投射映像を投影する投射面までの距離が遠く、投射光量が不十分である時に、光源の電力を節減させることが出来る為、駆動時間を増やし、充電間隔を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本願発明に係る第1実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。
【００１５】
図１は、第１実施形態に係る携帯プロジェクタ装置に具備される超小型の投射型映像表示装置１の光学系を概念図として示した図である。
【００１６】
ＬＥＤランプ２は、超小型の投射型映像表示装置１から投射される映像の光源として用いられ、電力を制御する事により輝度レベルを変更することが可能であり、出射される光は光学系３へと導かれる。
【００１７】
光学系３は、ＬＥＤランプ２からの光において、存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する機能、偏光方向を変更する機能、光路の進行方向を変更させる機能、等から成されており、ＬＥＤランプ２からの光を変調し、液晶パネル４へと導く。
【００１８】
液晶パネル４は、液晶を封入して成る光学素子であり、映像信号に基づき、液晶パネル４に導かれた光を映像変換し、投射レンズ５へと導き、投射レンズ５から前記映像変換された光を図示しない投射面等に拡大投射される。
【００１９】
図２は、第１実施形態に係る携帯プロジェクタ装置におけるプロジェクタ機能付き携帯電話機（以下、ＰＪ携帯電話）の外観を示した一例であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は背面図を示している。
【００２０】
ＰＪ携帯電話１１は上部筐体１２と下部筐体１３がヒンジ部１４で接続されている折畳み型のＰＪ携帯電話である。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、上部筐体１２にはＴＶ電話用カメラ１５と、音声信号を音声へ変換するスピーカ１６と、表示情報を表示する液晶モニタ１７と、が設けられている。
【００２２】
また、下部筐体１３にはテンキー１８ａ、方向キー１８ｂ、決定キー１８ｃ、アプリケーションキー１８ｄ、投射キー１８ｅなどを含む諸キー群１８と、音声を音声信号へ変換するマイク１９と、が設けられている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、上部筐体１２には投射映像を投射する前記超小型の投射型映像表示装置１から成る投射部２０と、ＰＪ携帯電話１１を閉じた時に必要となるサブ表示情報を表示するサブ液晶モニタ２１と、投射部２０が配される同一面上にあり、オートフォーカス機能でフォーカスを調整し、投射部２０が投射する方向と略同一方向を撮像する事ができるメインカメラ２２と、が設けられている。また図示しないがメインカメラ２２は、複数の球面または非球面レンズ群と、レンズ群により取り込まれた映像を映像信号へ変換する撮像素子と、で構成されている。レンズ群の近傍には、反射型のＰＲセンサまたは透過型のＰＩセンサ等が配され、レンズ群の位置を検出することが出来る。
【００２４】
また、下部筐体１３には、ＰＪ携帯電話１１を持ち運ぶ時など、固定電源から有線で電力を供給することが出来ないときに、ＰＪ携帯電話１１の各電子部品に対して電力を供給することが出来る充電可能な略直方体の内蔵バッテリー２３を収納している。
【００２５】
また、図２には図示しないが、ＰＪ携帯電話１１には、均一な格子状のパターンで形成された格子映像パターンを記憶する内部メモリ３０（図５参照）が設けられており、前記格子映像パターンは、投射部２０から投射面に向けて投射することが出来る。
【００２６】
次に、メインカメラ２２のフォーカス合焦位置を検出するにはさまざまな方法があるが、一般にコントラスト検出タイプと呼ばれている本実施形態のオートフォーカス方法を説明する。
【００２７】
ここで、投射面が均一な色、均一な粗さで色の濃淡が無い状態では、投射面を撮像した時撮像素子の隣り合う画素のコントラスト変化が無いため、オートフォーカスを行うことが難しい。従って本実施形態では、内部メモリ３０に記憶されている均一な格子状のパターンで形成された格子映像パターンを投射部２０より投射面へ投射させた映像によりオートフォーカス調整をしている。
【００２８】
コントラスト検出タイプは、メインカメラ２２に内蔵されているフォーカスレンズを光軸と同一方向へ微小量ずつ移動させながら都度撮像素子出力から映像信号を作成し、この映像信号の輝度信号をハイパスフィルタに通し、高周波成分を抜き出した信号成分を取得する。該信号成分は、隣り合う画素のコントラスト変化が大きな場所が多いほど値が大きくなり、都度得られる画像の信号成分の１フレーム分の加算値を評価値として算出する。すなわちフォーカスが合っている状態では映像の中で色味が変わる箇所でコントラスト変化が大きくなり、結果として評価値が大きくなる。逆にフォーカスが合っていない状態では映像の中で色味が変わる箇所であってもボケが発生しているためコントラスト変化が小さく、結果として評価値が小さくなる。
【００２９】
図３は、フォーカスレンズを光軸と同一方向へ移動させたときに非合焦状態から合焦状態さらに非合焦状態へ推移していく評価値のグラフを示した図である。このグラフの評価値が最も大きくなっている箇所が前述したように合焦状態であり、ピントが最も合っている状態であることを指し示している。
【００３０】
次に、メインカメラ２２が取得する映像を基に、フォーカスレンズ位置から投射面までの距離へ変換する方法を説明する。
【００３１】
まず反射型のＰＲセンサや透過型のＰＩセンサ等により、メインカメラ２２のフォーカスレンズの原点位置が検出される。次に、フォーカスレンズの駆動用モータの送り量をパルス制御し、間接的にフォーカスレンズの移動量を検出するか、またはフォーカスレンズが移動するのに伴い軸に配された羽が回転し、その回転量を光素子で検知するパルスエンコーダーにより直接的にフォーカスレンズの移動量を検出することにより、前記原点位置からフォーカスレンズまでの移動量をデジタル検知させることができる。
【００３２】
前述したフォーカス移動量の取り得る全ての値に対して、メインカメラ２２から投射面までの距離へ変換した時の変換値を変換表として、後述する内部メモリ２９に予め記憶されており、例えば図４のグラフに示すフォーカスレンズ移動量に対する投射面までの距離等のデータで示されるデータ分布を持つ。
【００３３】
図５は、ＰＪ携帯電話１１から投射面までの距離に応じて、ＬＥＤランプ２を消灯する手段に係るＰＪ携帯電話１１に具備されている構成をブロック図で示したものである。
【００３４】
諸キー群１８は、ユーザーから操作される事によりユーザーが所望するＰＪ携帯電話１１の動作を電気信号へ変換して制御部３１へ伝送する。 
【００３５】
投射キー１８ｅは、ユーザーが映像を投射させたい時に任意に押下することにより制御部３１へ投射信号を伝送する。また投射キー１８ｅを再度押下することにより、制御部３１へ投射解除信号を制御部へ伝送する。
【００３６】
制御部３１は、諸キー群１８の電気信号に基づいて映像の投射を行う際、液晶モニタ１７も同期させて映像表示させるか否かを液晶ドライバ３２に指令し、液晶モニタ１７の駆動を制御できる。また、投射キー１８ｅからの前記投射信号に基づき、内蔵メモリ３０から格子映像パターンを投写部２２の光変調部３３へ伝送させ、投射部２２より投射面へ投射させる。その後、メインカメラ２２の駆動を制御し、後述する処理部３５からのＯＮ信号、ＯＦＦ信号により光変調部３３を駆動させ、投射部２０からの投射映像を制御する。また、前記投射解除信号に基づき、光変調部３３を停止させ、投射部２０からの投射映像の投射を停止させる。
【００３７】
メインカメラ２２は、オートフォーカス動作を行い、投射面でのピントを合わせた合焦状態でのフォーカスレンズ位置を処理部３５へ伝送する。
【００３８】
処理部３５は、ＰＪ携帯電話１１から投射面までの距離に関して、遠すぎて投射してもその映像が識別できない距離の閾値を記憶している。また、メインカメラ２２が検出したフォーカスレンズ位置を内部メモリ２９に記憶されている前記変換表に照らし合わせＰＪ携帯電話１１から投射面までの投射距離を導くことができる。
【００３９】
従って、該投射距離が前記閾値未満の時に制御部３１へＯＮ信号を伝送し、逆に前記閾値以上の時に制御部３１へＯＦＦ信号を伝送する。
【００４０】
図６−１及び図６−２は、ＰＪ携帯電話１１から投射面までの距離に応じて、ＬＥＤランプ２を消灯する手段に係る制御方法をフローチャートで示したものである。
【００４１】
制御部３１は、投射キー１８ｅから投射信号がない場合（ステップ１のＮＯ）、映像の投射を投射部２０から行う必要がない為、映像を液晶モニタ１７へ表示させ（ステップ２）、処理を終了する。また投射キー１８ｅから投射信号を受けると（ステップ１のＹＥＳ）投射部２０から映像を投射している最中に、液晶ドライバ３２を介して液晶モニタ１７も同期表示させるか否かを確認するメッセージを表示させる（ステップ３）。
【００４２】
ステップ３の後、投射する映像を液晶モニタ１７へも同期表示させるか否かをユーザーが諸キー群１８を操作することにより決定を行う（ステップ４）。
【００４３】
液晶モニタ１７へ同期表示しない場合（ステップ４のＹＥＳ）には液晶モニタ１７を消灯させ（ステップ５）、同期表示する場合（ステップ４のＮＯ）には液晶モニタ１７を点灯させる（ステップ６）。
【００４４】
ステップ５またはステップ６の後、制御部３１は、内部メモリ３０に記憶されている格子映像パターンを光変調部３３を介して投射部２０から投射させる（ステップ７）。
【００４５】
ステップ７の後、ＰＪ携帯電話１１から投射面までの距離を測定し（ステップ８）、その距離が遠く、処理部３５に記憶されている閾値以上の時（ステップ９のＮＯ）、投射映像を液晶モニタ１７に表示するため、液晶モニタ１７を点灯させ（ステップ１０）、投射映像の投射距離が遠いため投射出来ない旨の警告を液晶モニタ１７へ表示し（ステップ１１）、投射を止め（ステップ１２）、処理を終了する。
【００４６】
また、ＰＪ携帯電話から投射面までの距離が近く、処理部３５に記憶されている閾値未満の時（ステップ９のＹＥＳ）、投射部２０から投射を行う（ステップ１３）。
【００４７】
ステップ１３の後、投射キー１８ｅからの投射解除信号がある場合には（ステップ１４のＹＥＳ）、処理を終了する。また、投射解除信号がない場合には（ステップ１４のＮＯ）、再びステップ９へ戻る。
【００４８】
この様に、ＰＪ携帯電話１１において、ＰＪ携帯電話１１から投射面までの距離を測定する測定手段と、該測定手段の出力結果に基づきＬＥＤランプ２を制御する光源制御手段とを備えることにより、無駄にバッテリーを浪費してしまうことを無くすことができる為、駆動時間を増やし、充電間隔を長くすることができる。
【００４９】
また、本願発明の第１実施形態では、オートフォーカスの方式としてコントラスト検出タイプを採用したが同様な投射面までの距離を測定する作用を持つ、超音波または赤外線を使用したアクティブ方式やコントラスト検出タイプと同じパッシブ方式である位相差検出タイプを使用したオートフォーカスを採用しても良いものとする。
（第２実施形態）
第１実施形態では、ＰＪ携帯電話１１から投射面までの距離を算出し、遠ければＬＥＤランプを消灯したが、第２実施形態では、投射面の凹凸を検知し投影しても凹凸があり、映像を認識できない投射面状態である場合にはＬＥＤランプを消灯する。
【００５０】
図７は、投射面の凹凸により、評価値の現れ方が異なることを示した図である。投射映像のコントラストの変化が大きい所であっても投射面に凹凸がある場合には色のボヤケが発生して評価値が減少する。従って、フォーカス合焦位置での評価値がある一定の閾値未満である時、その原因として投射面に凹凸があり、仮に投射映像を投射面に投影させても、投射映像を視認することが困難であると考えることができる。
【００５１】
図８−１及び図８−２は、第２実施形態に関して投射面に凹凸がある場合のＬＥＤランプ２を消灯する手段をフローチャートで示したものである。図８は、第１実施形態で説明した図６とステップ７までは同一であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
ステップ７の後、図７で説明した凹凸のある投射面では評価値が低くなる現象を利用して、投射面の凹凸を検知する（ステップ２１）。
【００５３】
ステップ２１の後、評価値から判断できる投射面の凹凸が投射映像を視認することができるくらいの少ない凹凸であればステップ１３へ（ステップ２２のＹＥＳ）、逆に投射面の凹凸が投射映像を視認することができないくらいの多い凹凸であればステップ１０へ（ステップ２２のＮＯ）移行する。
【００５４】
この様に、ＰＪ携帯電話１１において、投射面の凹凸を検知する検知手段と、該検知手段の出力結果に基づきＬＥＤランプ２を制御する光源制御手段とを備えることにより、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５５】
また、第２実施形態では投射面の凹凸を検知するため、フォーカス合焦位置での評価値を指標としたが評価値の微分値（すなわち評価値の増減量）を指標にしても良く、さらにフォーカス合焦位置での評価値と評価値の微分値を組み合わせて指標にしても良いものとする。
【００５６】
また、本願発明は、内部メモリ２９に記憶された格子映像パターンを投射し、オートフォーカスを行ったが、投射面が十分コントラストのある状態では、格子映像パターンを投射しなくても良いものとする。
【００５７】
また、本願発明は、液晶表示パネル４を用いた超小型の投射型映像表示装置１を示したが、これに限定されるものではなく他の映像光生成系を備える投射型映像表示装置においても本発明を適用でき、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（テキサス・インスツルメンツ（ＴＩ）社の登録商標）方式、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）方式でも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態に係る超小型の投射型映像表示装置の光学系概念図
【図２】第１実施形態に係るＰＪ携帯電話の概念図
【図３】第１実施形態に係るフォーカスレンズ移動量に対するフォーカス合焦の評価値のグラフ
【図４】第１実施形態に係る投射面との距離に対するフォーカスレンズ移動量のグラフ
【図５】第１実施形態に係るＰＪ携帯電話の構成を示すブロック図
【図６−１】第１実施形態に係るＬＥＤランプ消灯制御フローチャート（前処理）
【図６−２】第１実施形態に係るＬＥＤランプ消灯制御フローチャート（後処理）
【図７】投射面の凹凸によるフォーカス合焦での評価値の違いを表したグラフ
【図８−１】第２実施形態に係るＬＥＤランプ消灯制御フローチャート（前処理）
【図８−２】第２実施形態に係るＬＥＤランプ消灯制御フローチャート（後処理）
【符号の説明】
【００５９】
２    ＬＥＤランプ（光源）
５    投射レンズ
１１  ＰＪ携帯電話（携帯プロジェクタ装置）
２２  メインカメラ（撮像手段）
２３  バッテリー
３１  制御部（光源制御手段）
３３  光変調部
３５  処理部（測定手段）
【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６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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