JP2017026833A

JP2017026833A - Image projection device and image projection device control method

Info

Publication number: JP2017026833A
Application number: JP2015145606A
Authority: JP
Inventors: 直樹坂井; Naoki Sakai; 日野　真; Makoto Hino; 真日野; 由美子岸; Yumiko Kishi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2017-02-02

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately discriminate a category of a projected surface, and execute proper corrections in accordance with the category of the projected surface.SOLUTION: An image projection device comprises: a monochromatic image projection unit 31 that projects a first monochromatic image to an area including a position where an angle of incidence of light incident upon a projected surface S is 0 degree of a projection area of a projection image relative to the projected surface S, and projects a second monochromatic image to an area including a position where the angle of incidence is maximum; an illuminance meter 17 that receives reflection light from the projected surface S upon each projection of the first monochromatic image and second monochromatic image, and detects an amount of light of the reflection light; a surface characteristic prediction unit 32 that predicts a surface characteristic of the projected surface S on the basis of the amount of light detected in the illuminance meter 17; and a projection image correction unit 33 that makes corrections to a projection image S in accordance with the surface characteristic predicted in the surface characteristic prediction unit 32.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

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。 The present invention relates to an image projection apparatus and a control method for the image projection apparatus.

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。 Based on image data transmitted from an information processing device such as a personal computer, a video playback device such as a DVD player, an imaging device such as a digital camera, an optical modulation element generates an image using light emitted from a light source. An image projection apparatus (projector) that projects a generated image onto a projection surface such as a screen through an optical system including a plurality of lenses and the like is known.

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。 Image projectors are widely used for presentations, conferences, lectures, educational sites, signage, etc. for large numbers of people, as well as improved resolution and low brightness due to higher resolution of LCD panels and higher lamp efficiency. Pricing is progressing.

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。 In addition, DLP (Digital Light Processing) type image projection apparatuses using DMD (Digital Micro-mirror Device) are widely used, and these image projection apparatuses are widely used not only in offices and schools but also at home. ing. In addition, development of a short focus type image projection apparatus in which a projection distance to a projection surface such as a screen is shortened is also active.

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。 In such an image projection apparatus that can be carried, the projection surface may be a dedicated screen, or the wallpaper of the room may be projected as a screen, and the surface characteristics of the projection surface are It is not uniform.

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。 In such an image projection apparatus, it is known that the appearance of the projected image, in particular, contrast and sharpness differ depending on the surface characteristics of the screen that is the projection surface.

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。 As a projection method of the image projection apparatus, a front projection system that projects an image from the front side of the screen and a rear projection system that projects an image from the back side of the screen are known.

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。 As the surface characteristics of the screen used in the front projection method, for example, a screen having a light distribution characteristic close to uniform diffusion (hereinafter referred to as a mat type), a screen having a strong reflected light in the regular reflection direction (hereinafter referred to as a pearl type), A screen (hereinafter referred to as a bead type) having strong reflected light in the incident direction is known.

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。 As described above, the contrast and sharpness of the image change depending on the surface characteristics of the screen. For example, a bead type screen has high contrast and sharpness of a projected image. And in the order of mat type and pearl type, the contrast and sharpness are reduced by the influence of external light.

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。 In addition, for example, a whiteboard has high intensity of a regular reflection component of surface reflection and can be said to have surface characteristics close to a pearl type, and the contrast and sharpness of an image are deteriorated by the influence of external light. As a result, for example, there is an adverse effect that it becomes difficult to see fine lines such as characters in the image, and it is desirable to give an appropriate correction.

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。 As an image projection apparatus that executes processing according to a screen, Patent Document 1 includes a light detection unit that measures the amount of reflected light on the screen, and is directed to a case where the amount of reflected light measured by the light detection unit is greater than a predetermined light amount. Decrease the amount of projected light by determining it as a home theater scene using a highly specialized special screen. An image projection apparatus for raising is disclosed.

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。 Patent Document 2 discloses a projection display device that adjusts the amount of projection light on the projection screen in accordance with the installation state of the projection display device and the type of projection surface. In Patent Document 2, the closer to the optical axis of the projection lens unit, the light amount of the projection light is reduced from the original light amount, and when the installation state is a desktop installation and the type of projection surface is a reflection type, It is disclosed that the reduction rate of the amount of light is increased because a spot is easily generated.

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。 However, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, there remains room for examination in determining the type of projection surface, and as a result, there remains a problem in the accuracy of correction. For example, it is difficult to discriminate between mat type and pearl type screens with the technique of Patent Document 1, and it is difficult to discriminate the type of projection surface as described above with the technique of Patent Document 2. .

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。 Therefore, the present invention detects the amount of reflected light from a plurality of regions having different incident angles of the projection light from the image projection device on the projection surface, thereby accurately determining the type of the projection surface and It is an object of the present invention to provide an image projection apparatus capable of performing appropriate correction according to the type of surface.

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。 In order to achieve such an object, the image projection apparatus according to the present invention includes a region including a position where an incident angle of incident light on the projection surface is 0 degrees among the projection regions of the projection image on the projection surface. A monochromatic image projecting means for projecting a first monochromatic image and projecting a second monochromatic image onto an area including a position where the incident angle becomes maximum; and each of the first monochromatic image and the second monochromatic image. When projecting, the light quantity detection means for receiving the reflected light from the projection surface and detecting the light quantity of the reflected light, and the surface characteristics of the projection surface based on the light quantity detected by the light quantity detection means A surface characteristic prediction unit that predicts the projection image, and a projection image correction unit that corrects the projection image according to the surface characteristic predicted by the surface characteristic prediction unit;
Is provided.

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。 According to the present invention, it is possible to accurately determine the type of the projection surface and perform appropriate correction according to the type of the projection surface.

画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows one Embodiment of an image projector. 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。It is a side view of an image projection device, and is a diagram showing a projection state on a projection surface. （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。2A is a perspective view showing a state in which an exterior cover of the image projection apparatus is removed, and FIG. 3B is an enlarged configuration diagram of a circled portion of FIG. 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。It is sectional drawing of an illumination unit, a projection unit, an image display element unit, and a light source unit. 画像投影装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an image projector. 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。It is the schematic which shows the positional relationship of the image projector which concerns on 1st Embodiment, and a to-be-projected surface. 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。1 is an external configuration diagram of an image projection apparatus according to a first embodiment. 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。It is a flowchart which shows an example of the process which the image projector which concerns on 1st Embodiment performs. 第１のパターン画像の説明図である。It is explanatory drawing of a 1st pattern image. 第２のパターン画像の説明図である。It is explanatory drawing of a 2nd pattern image. 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。It is the schematic which shows the positional relationship of the image projection apparatus and projection surface which concern on 2nd Embodiment. 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。It is a flowchart which shows an example of the process which the image projector which concerns on 2nd Embodiment performs. 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。It is the schematic which shows the positional relationship of the image projection apparatus and projection surface which concern on 3rd Embodiment.

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。 Hereinafter, a configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.

（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。 (Image projection device)
First, the configuration of the image projection apparatus common to the embodiments will be described. FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of an image projector 1. FIG. 2 is a side view of the image projection apparatus 1 and shows a projection state on the projection surface S (screen).

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。 The image projection apparatus according to the present embodiment includes an image display unit (image display element unit) including a light source (lamp 15) that emits light and a modulation element (DMD element 10a) that forms an image using light from the light source. 10), an illumination optical system (illumination unit 3a) that guides light from the light source to the image display unit, and a projection optical system (projection unit 3b) that projects an image formed by the image display unit in an enlarged manner Projector.

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。 The image projection apparatus 1 includes a lamp as a light source and a large number of electronic boards inside the apparatus, and the internal temperature of the apparatus rises at startup. For this reason, the image projector 1 is provided with an intake port 11 and an exhaust port 12 so that internal components do not exceed the heat-resistant temperature.

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。 FIG. 3A is a perspective view showing a state in which the exterior cover 2 of the image projector 1 is removed. FIG. 3B is an enlarged configuration diagram of the optical engine 3 and the light source unit 4 indicated by a circled portion in FIG. As shown in FIG. 3, the image projection apparatus 1 includes an optical engine 3 and a light source unit 4. 4 is a cross-sectional view of the illumination unit 3a (illumination optical system), the projection unit 3b (projection optical system), the image display element unit 10, and the light source unit 4 that are illumination devices as viewed from above. The optical engine 3 includes an illumination unit 3a and a projection unit 3b.

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。 As shown in FIG. 3, an intake fan 13 and an exhaust fan 14 are provided inside the intake port 11 and the exhaust port 12, respectively, and by discharging outside air sucked from the intake fan 13 from the exhaust fan 14, Air cooling by forced air flow in the apparatus is performed.

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。 In the image projection apparatus 1, light (white light) from the light source of the light source unit 4 is applied to the illumination unit 3 a of the optical engine 3. In the illumination unit 3a, the irradiated white light is separated into RGB, and then guided to the image display element unit 10 by a lens, a mirror, etc., and an image display element unit 10 that forms an image according to the modulation signal and the image are projected onto the image display element unit The projection is enlarged and projected onto the projection surface S by 3b.

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。 Various lamps can be used as the lamp 15 that is the light source of the light source unit 4. For example, an arc lamp such as a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp can be used. For example, it is preferable to use a high-pressure mercury lamp.

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。 A fan 16 that cools the light source is provided on one side of the side surface of the light source unit 4. The rotation speed of the fan 16 is controlled so that each part of the light source unit 4 has a temperature within a set rated temperature range. Further, the emission direction of the light from the light source unit 4 and the emission direction of the image light from the projection unit 3b are approximately 90 ° as shown in FIG.

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。 The illumination unit 3a of the optical engine 3 includes a color wheel 5 (rotational color filter) that splits light emitted from the light source, a light tunnel 6 that guides light emitted from the color wheel 5, a relay lens 7, and a plane mirror. 8 and a concave mirror 9. An image display element unit 10 is provided in the illumination unit 3a.

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。 In the illumination unit 3a, first, white light, which is emitted light from the light source, is converted into light that repeats RGB colors per unit time by the disk-shaped color wheel 5 and emitted. The color-separated light emitted from the color wheel 5 is guided to the light tunnel 6. The light tunnel 6 is an illumination uniform conversion optical member that makes incident light uniform by being reflected and combined multiple times inside (inner wall).

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。 Next, the light emitted from the light tunnel 6 is condensed by correcting a longitudinal chromatic aberration of the light by a relay lens 7 formed by combining two lenses. Further, the light emitted from the relay lens 7 is reflected by the flat mirror 8 and the concave mirror 9 and is condensed on the image display element unit 10. The image display element unit 10 has a substantially rectangular mirror surface composed of a plurality of micromirrors, and each micromirror is driven in a time-sharing manner based on image data, so that projection light is formed so as to form a predetermined image. A DMD element 10a is provided as an image display element (light modulation element) that is processed and reflected.

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。 The image display element unit 10 selects the light output to the projection unit by switching on / off of the micromirror according to the input signal and expresses the gradation. That is, the DMD element 10a reflects the light used by the plurality of micromirrors to the projection lens and reflects the discarded light to the OFF light plate based on the image data in a time division manner. The light used in the image display element unit 10 is reflected to the projection unit 3b, and the image light enlarged through the plurality of projection lenses in the projection unit 3b is enlarged and projected onto the projection surface S.

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。 FIG. 5 shows a functional block diagram of the image projector 1. The image projection apparatus 1 includes an optical engine 3, an image display element unit 10, a lamp 15, a fan 16, a illuminance meter 17, a video input terminal unit 20, a video / audio processing unit 21, an audio output unit 22, a lamp control unit 23, and optical control. Unit 24, operation unit 25, operation reception unit 27, input / output interface 28, fan control unit 29, main control unit 30 and the like.

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。 The illuminometer 17 is a light amount detection unit that measures the amount of reflected light from the projection surface S.

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。 The video input terminal unit 20 is a terminal unit connected to a video supply device (such as a personal computer, a digital camera, or a DVD player) that supplies video to the image projection device 1, and includes an HDMI (registered trademark) terminal, a video terminal, RGB terminal and the like.

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。 The video / audio processing unit 21 converts the input video signal into RGB digital video data and transfers it to the main control unit 30. The audio data input from the video input terminal unit 20 and the main control unit 30 is D / A converted and output to the audio output unit 22 such as a speaker.

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。 The main control unit 30 includes a central processing unit (CPU) that is a main processor, a read only memory (ROM) that stores a control program and the like, and a memory device (eg, SDRAM) that temporarily stores data in each process. (Synchronous Dynamic Random Access Memory, etc.) and NVRAM (Non Volatile RAM), which is a non-volatile memory in which setting information is recorded even when the power is turned off, are connected by a bus. Instead of NVRAM, various nonvolatile memories such as EPROM, EEPROM, and flash memory may be used.

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。 The main control unit 30 includes a monochromatic image projection unit 31, a surface characteristic prediction unit 32, and a projection image correction unit 33, which will be described later. Moreover, it is preferable to provide the inclination calculation part 34. FIG.

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。 The main control unit 30 controls the lamp control unit 23 and the optical control unit 24 to display the RGB video data transferred from the video / audio processing unit 21. The lamp control unit 23 controls the lamp 15 as a light source based on the control from the main control unit 30. The optical control unit 24 controls the optical engine 3 and the image display element unit 10 based on the control from the main control unit 30. The fan control unit 29 controls the fan 16 based on the control from the main control unit 30.

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。 The operation unit 25 receives various operation requests from the user, and is configured by key buttons (main body keys) provided on the outer surface of the image projection apparatus 1. For example, a menu key for displaying a menu screen for performing various settings and selections is provided. The operation request includes a focus adjustment instruction for a projected image, an adjustment instruction for tilt correction (trapezoid correction), a display instruction for an OSD screen such as a menu screen, a request to change the aspect ratio of a projected image, and an image projection apparatus 1 power OFF request, a lamp power change request for changing the light quantity of the lamp 15, and the like. When the operation unit 25 receives the operation request, the operation unit 25 notifies the main control unit 30 of the operation request.

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。 Further, the remote control 26 as a remote operation means is provided with the same key button as the operation unit 25, and the same operation as the operation unit 25 is possible. The operation request from the remote control 26 is transmitted to the operation reception unit 27 as infrared data, and the operation reception unit 27 notifies the main control unit 30 when receiving a signal from the remote control 26.

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。 The input / output interface 28 is a communication interface that is connected to a video supply device that supplies video to the image projection device 1, and is a communication interface such as a USB (Universal Serial Bus), for example.

（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。 (First embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a positional relationship between the image projection apparatus 1 and the projection surface S in the first embodiment. FIG. 7 is an external view of the image projection apparatus 1 according to the first embodiment, and is (A) a front view, (B) a side view, and (C) a top view.

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。 The image projection apparatus according to the present embodiment has a position where the incident angle of incident light on the projection surface is 0 degree in the projection region of the projection image (projection image P) onto the projection surface (projection surface S). The first monochrome image (first monochrome image 40) is projected onto the area including the image, and the second monochrome image (second monochrome image 50) is projected onto the area including the position where the incident angle is the largest. At the time of projection of the projection means (monochromatic image projection unit 31) and the first monochromatic image and the second monochromatic image, the light quantity detection that receives the reflected light from the projection surface and detects the quantity of the reflected light Based on the light quantity detected by the means (illuminance meter 17), the light quantity detection means, the surface characteristic prediction means (surface characteristic prediction unit 32) for predicting the surface characteristics of the projection surface, and the surface characteristic prediction means Projected image that corrects the projected image according to the surface characteristics Positive means (projection image correcting unit 33), but with a. In addition, the code | symbol in embodiment and the example of application are shown in a parenthesis.

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。 In the present embodiment, the image projection apparatus 1 faces the projection surface S. For this reason, the projection image P is not deformed into a trapezoid or the like, and is a predetermined rectangle. The resolution of the projection image P is, for example, 1024 × 768 pixels, and when the projection image P is installed at a position 1.5 meters from the projection surface S, an image having a diagonal size of 50 inches can be projected.

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。 In the present embodiment, the projection angles from the image projection device 1 are 18.7 ° in the left-right direction of the projection image P, 18.7 ° in the upward direction, and 9.8 ° in the downward direction. The bit depth of the projection image P is 8 bits for each of the RGB channels.

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。 In the image projecting apparatus 1, the projection lens of the projection unit 3b has a tip projecting from the front surface of the main body of the image projecting apparatus 1 and is shielded from light from the side of the projecting part so that light does not leak into the illuminometer 17.

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。 The illuminometer 17 is a light amount detection unit that measures the amount of reflected light from the projection surface S. The illuminometer 17 has a sensor surface that is flush with the front surface of the image projector 1 and is provided in the vicinity of the projection unit 3b.

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。 FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the image projection apparatus 1 according to the present embodiment. Assume that the image projection apparatus 1 is installed at a projection position as shown in FIG. In addition, it is preferable that the determination processing of the projection surface S and the correction of the projection image based on the determination result are performed when the image projection apparatus 1 is activated.

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。 First, the focus of the projection optical system is adjusted (step S1). The focus adjustment is executed by a user operation from the operation unit 25 or the remote controller 26. When the focus adjustment is completed, the distance between the image projection apparatus 1 and the projection surface S is calculated from the focus position of the projection optical system.

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。 Next, the monochromatic image projection unit 31 projects the first pattern image (also referred to as pattern (1)) (step S2). The first pattern image includes a first monochromatic image projected onto a predetermined region including a portion where the incident angle of the projection light on the projection surface S is 0 °.

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。 FIG. 9 is an explanatory diagram of the first pattern image P1. The first pattern image P1 is projected so that the number of pixels is 1024 × 768 pixels and the diagonal is 50 inches. Projection angles are 18.7 ° to the left, 18.7 ° to the top, and 9.8 ° to the bottom. The intersection of the cross lines in the figure indicates the position where the incident angle is 0 °.

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。 In the present embodiment, since the image projection device 1 and the projection surface S face each other, the projection angle from the image projection device 1 is 0 °, and the incident angle to the projection surface S is also 0 °. . A square white image 40 (first monochromatic image) having 50 pixels on each side is projected around that point. Each pixel of the white image 40 is represented by R = G = B = 255 in the RGB color system, for example.

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。 In addition, in the first pattern image P1, a black image 41 is projected outside the projection area of the white image 40. Each pixel of the black image 41 is represented by R = G = B = 0 in the RGB color system, for example.

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。 The first pattern image P1 may be an image in a predetermined range including a position where the incident angle on the projection surface S is 0 °, and the shape and size of the white image 40 and the ratio with the black image 41 Etc. are not limited to the example of FIG.

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／ｄ^２・・・（１） Next, the illuminometer 17 measures the illuminance at the time of projection of the first pattern image P1 (step S3). The illuminance is normalized by dividing by the square of the distance between the image projection apparatus 1 obtained in step S1 and the projection surface S. That is, the normalized illuminance E is obtained by the following equation (1). E1 is the actually measured illuminance when the first pattern image P1 is projected, and d is the screen distance.
E = E1 / d ² (1)

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。 Next, the monochromatic image projection unit 31 projects a second pattern image (also referred to as pattern (2)) (step S4). The second pattern image includes a second monochromatic image projected onto a predetermined area including a portion where the incident angle of the projection light on the projection surface S is the largest.

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。 FIG. 10 is an explanatory diagram of the second pattern image P2. The second pattern image P2 has a number of pixels of 1024 × 768 pixels and is projected so that the diagonal is 50 inches. Projection angles are 18.7 ° to the left, 18.7 ° to the top, and 9.8 ° to the bottom.

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）。 In the present embodiment, the angle of incidence on the projection surface S is the largest at the upper left or upper right corner from the above-described projection angle. Here, the upper left corner of the second pattern image P2 (the intersection of the cross lines, that is, the upper left corner of the projection range) is the maximum when the incident angle on the projection surface S is 25.6 ° (upper right corner). The corner is the same).

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。 A square white image 50 (second monochromatic image) with a side of 50 pixels is projected with the point at which the incident angle becomes the deepest as a vertex. Each pixel of the white image 50 is represented by R = G = B = 255 in the RGB color system, for example.

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。 In addition, in the second pattern image P2, the black image 51 is projected outside the projection area of the white image 50. Each pixel of the black image 51 is represented by R = G = B = 0 in the RGB color system, for example.

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。 Note that the second pattern image P1 may be an image in a predetermined range including a portion where the incident angle of the projection light on the projection surface S is the largest, and the shape and size of the white image 50, the black image 41, and the like. Is not limited to the example of FIG.

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） Next, the illuminometer 17 measures the illuminance at the time of projection of the second pattern image P2 (step S5). Here, normalization is performed by the following equation (2). E2 is the actually measured illuminance at the time of projecting the second pattern image P2, d is the screen distance, and θ is the incident angle to the illuminometer 17 (that is, the incident angle to the screen).
E = E2 / ((d / cos θ) ² × cos θ) (2)

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）。 Next, the surface characteristic prediction unit 32 determines the type of the projection surface S (screen) (step S6).

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。 In step S6, the following determinations (A) to (C) are made using the standardized illuminance (E0) when the projection light is reflected on a standard diffuser plate (a pure white plate baked with magnesium oxide) measured in advance. .
(A): E1 / E0 ≧ 1 and E2 / E0 ≧ 1 Since the reflected light is weak at any incident angle, the diffused surface has a light distribution characteristic close to uniform diffusion where the reflected light is weak (mat type) Is determined.

（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。 (B): When E1 / E0 <1 or E2 / E0 <1 and E1 / E2 <1.5, since the reflected light is strong regardless of the incident angle, re-regression having strong reflected light in the incident direction Judged as a surface (bead type).

（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。 (C): E1 / E0 <1 or E2 / E0 <1, and E1 / E2 ≧ 1.5. Since the reflected light is strong only in regular reflection, the regular reflection surface has strong reflected light in the regular reflection direction. (Pearl type) is determined.

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。 In the present embodiment, the three projection surfaces S are determined by determining the ratio between E1 and E0 and the ratio between E2 and E0 as a predetermined threshold, and determining the ratio between E1 and E2 as a predetermined threshold. However, the threshold value for determination, the determination method, and the type of the projection surface S to be determined are only examples, and are not limited to the above examples.

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。 Next, the projection image correction unit 33 performs correction so as to obtain a projection image suitable for the projection surface S determined in step S6 (step S7). For example, the correction parameters for performing the contrast correction of the input image and the correction for enhancing the edge are suitable. The correction parameter corresponding to each projection surface S may be any value that uses an initial value stored in advance in the main control unit 30 or a value set by the user. Each correction method may be a known technique and is not particularly limited.

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。 According to the image projecting apparatus 1 according to the present embodiment described above, the amount of reflected light from a plurality of regions having different incident angles on the projection surface S of the projected light from the image projecting apparatus 1 is detected. Specifically, a white image is projected onto a pattern image obtained by projecting a white image onto a region including a position where the incident angle of incident light on the projection surface S is 0 degrees, and a region including a position where the incident angle is maximized. Based on the detection result of the amount of light when the pattern image is projected, the type of the projection surface can be accurately determined, and correction according to the type of the projection surface can be performed.

（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。 (Second Embodiment)
Hereinafter, other embodiments of the image projection apparatus according to the present invention will be described. In addition, description about the same point as the said embodiment is abbreviate | omitted suitably.

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。 In the second embodiment, a case where the projection surface S is inclined with respect to the image projecting apparatus 1 and trapezoidal correction is necessary to project an image without distortion will be described.

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。 FIG. 11 is a schematic diagram showing the positional relationship between the image projection apparatus 1 and the projection surface S in the second embodiment. The projection surface S is inclined with respect to the surface facing the image projection apparatus 1, and this angle is defined as θ1.

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。 FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the image projection apparatus 1 according to this embodiment. Assume that the image projection apparatus 1 is installed at a projection position as shown in FIG.

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）。 First, the focus of the projection optical system is adjusted, and the distance between the image projection device 1 and the projection surface S is calculated (step S11).

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。 Next, the projection image correction unit 33 performs keystone correction (step S12). Keystone correction is performed by a user operation from the operation unit 25 or the remote controller 26. Specifically, the projection image P is adjusted to be as rectangular as possible on the projection surface S.

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。 The inclination calculation unit 34 calculates the magnitude θ1 of the inclination of the projection surface S relative to the image projection apparatus 1 from the magnitude of the correction amount at the time of trapezoid correction.

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）。 Next, the monochromatic image projection unit 31 calculates a location where the incident angle is 0 ° in consideration of the value of θ1, and projects the first pattern image onto a predetermined region including the location (step S13).

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／（ｄ^２×ｃｏｓθ１）・・・（３） Next, the illuminance meter 17 measures the illuminance at the time of projection of the first pattern image P1 (step S14). The illuminance is normalized by dividing by the square of the distance between the image projection device 1 obtained in step S11 and the projection surface S. That is, the normalized illuminance E is obtained by the following equation (3). E1 is the actually measured illuminance when the first pattern image P1 is projected, and d is the screen distance.
E = E1 / (d ² × cos θ1) (3)

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）。 Next, the monochromatic image projecting unit 31 considers the value of θ1, calculates a location where the incident angle is the largest, and projects the first pattern image onto a predetermined region including the location (step S15).

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） Next, the illuminometer 17 measures the illuminance when the second pattern image P2 is projected (step S16). Here, normalization is performed by the following equation (4). E2 is the actually measured illuminance at the time of projecting the second pattern image P2, d is the screen distance, and (θ + θ1) is the incident angle to the illuminometer 17 (that is, the incident angle to the screen).
E = E2 / ((d / cos θ) ² × cos (θ + θ1)) (4)

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）。 Next, the surface property prediction unit 32 determines the type of the projection surface S (screen) (step S17).

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。 In step S17, the following determinations (A) to (C) are made using the standardized illuminance (E0) when the projection light is reflected on a standard diffuser plate (a pure white plate baked with magnesium oxide) measured in advance. .
(A): E1 / E0 ≧ 1 and E2 / E0 ≧ 1 Since the reflected light is weak at any incident angle, the diffused surface has a light distribution characteristic close to uniform diffusion where the reflected light is weak (mat type) Is determined.

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）。 Next, the projection image correcting unit 33 performs correction so as to obtain a projection image suitable for the projection surface S determined in step S17 (step 18).

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。 According to the image projecting apparatus 1 according to the present embodiment described above, the projection surface S is inclined with respect to the image projecting apparatus 1, and trapezoidal correction is necessary to project an image without distortion. Even in this case, it is possible to accurately determine the type of the projection surface and perform correction according to the type of the projection surface.

（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。 (Third embodiment)
Incidentally, it is conceivable that the projection range of the image projection apparatus 1 does not include a region that becomes regular reflection. In such a case, the first monochrome image cannot be projected. For this reason, in the present embodiment, at least one projection lens of the projection unit 3b is provided so as to be movable (lens shift), and the optical control unit 24 can adjust the projection range of the image projection apparatus 1. It has become.

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。 FIG. 13 is a schematic diagram showing the positional relationship between the image projection apparatus 1 and the projection surface S in the third embodiment. The image projection device 1 is installed so as to face the projection surface S, but the image projection device 1 is set to project upward from the horizontal, and the projected image P at that time is This is a region indicated by diagonal lines in the figure.

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。 Since the image projection apparatus 1 and the projection surface S face each other, the condition for regular reflection is when the incident angle and the reflection angle are 0 °. An area on the projection surface S that satisfies this condition is an area indicated by P0 in the drawing (referred to as a regular reflection area). However, as shown in FIG. 13, the regular reflection area P <b> 0 may be out of the projected image P when the image projection apparatus 1 is activated.

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。 Whether or not the regular reflection area P0 is included in the projection image P can be determined based on the setting of the image projection apparatus 1, the installation status, and the inclination of the projection surface S.

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。 Regarding the setting of the image projection device 1, for example, when the position of the projection range can be adjusted by lens shift, the position of the projection range is calculated from the lens shift amount, and whether or not the projection can be performed on the regular reflection region P0 is determined. judge. In addition, when the image projection apparatus 1 is installed at an inclination or the projection surface S is inclined, the position of the regular reflection area P0 is recalculated by the method described in the second embodiment, and the area is determined. It is determined whether or not the projection area P is entered.

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。 When it is determined that the regular reflection area P0 is outside the projection area P when the first monochrome image is projected, the lens is shifted only when the first monochrome image is projected onto the regular reflection area P0. In this way, or by moving the projection position of the projection image by image processing, the regular reflection area P0 is brought into the projection range, and the first monochromatic image is projected. Measurement of the amount of light upon projection and subsequent processing are the same as those in the first and second embodiments.

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。 The first pattern image P1 for projecting the first monochromatic image may be selected from several projection images prepared in advance according to the position of the regular reflection region P0 in the projection range. A method of generating an image in the image projection apparatus 1 according to the position of the regular reflection region P0 may be employed.

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。 As a method for adjusting the position of the projection region, in addition to the method using the lens shift described above, the projection region may be moved by tilting the main body of the image projection apparatus 1 only when determining the screen type.

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。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

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
１０ａＤＭＤ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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image projector 2 Exterior cover 3 Optical engine 3a Illumination unit 3b Projection knit 4 Light source unit 5 Color wheel 6 Light tunnel 7 Relay lens 8 Plane mirror 9 Concave mirror 10 Image display element unit 10a DMD element 11 Intake port 12 Exhaust port 13 Intake Fan 14 Exhaust fan 15 Lamp 16 Fan 17 Illuminance meter 20 Video input terminal unit 21 Video / audio processing unit 22 Audio output unit 23 Lamp control unit 24 Optical control unit 25 Operation unit 26 Remote control unit 27 Operation reception unit 28 Input / output interface 29 Fan control unit 30 Main control unit 31 Monochromatic image projection unit 32 Surface characteristic prediction unit 33 Projection image correction unit 34 Inclination calculation unit 40, 50 White image 41, 51 Black image P Projection image P1 First pattern image P2 Second pattern image S Screen

特開２００６−１６２９９５号公報JP 2006-162995 A 特開２００８−１８２４８０号公報JP 2008-182480 A

Claims

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。 The first monochromatic image is projected onto a region including a position where the incident angle of the incident light on the projection surface is 0 degree among the projection regions of the projection image on the projection surface, and the incident angle becomes the largest. Monochromatic image projecting means for projecting the second monochromatic image onto the region including the position;
A light amount detection means for receiving reflected light from the projection surface and detecting the amount of reflected light at the time of projecting each of the first monochrome image and the second monochrome image;
Surface characteristic predicting means for predicting surface characteristics of the projection surface based on the light quantity detected by the light quantity detecting means;
Projection image correction means for correcting the projection image in accordance with the surface characteristics predicted by the surface characteristic prediction means;
An image projection apparatus comprising:

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。 The surface property predicting means, as the surface property of the projection surface,
(1) Those having a light distribution characteristic close to uniform diffusion where reflected light is weak,
(2) having strong reflected light in the incident direction,
3. The image projection apparatus according to claim 1, wherein the image projection apparatus predicts which of three ones having strong reflected light in the regular reflection direction.

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。 The surface characteristic prediction means receives reflected light from the projection surface during the projection of the first monochrome image and the second monochrome image, and the two reflected lights and a pre-measured standard The image projection apparatus according to claim 1, wherein a surface characteristic of the projection surface is predicted using a comparison result with a normalized illuminance when the projection light is reflected on the diffusion plate.

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。 The surface characteristic predicting means receives reflected light from the projection surface at the time of projecting each of the first monochrome image and the second monochrome image, and uses the ratio of the two reflected lights, The image projection apparatus according to claim 1, wherein surface characteristics of the projection surface are predicted.

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。 The projected image correcting means corrects distortion of the projected image,
Inclination calculating means for calculating the inclination of the projection surface based on a correction value at the time of distortion correction by the projection image correcting means,
The monochromatic image projection means includes a region including a position where an incident angle of incident light on the projection surface is 0 degree based on an inclination of the projection surface and a projection angle of projection light; The image projection apparatus according to claim 1, wherein an area including a position where the corner is the largest is determined.

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。 When the projection area does not include a position where the incident angle of incident light on the projection surface is 0 degree,
The image according to any one of claims 1 to 5, wherein a projection optical system is shifted to include a position where an incident angle of incident light on the projection surface is 0 degree in the projection area. Projection device.

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。 2. The projection image correcting unit performs at least one of contrast correction and edge correction using a correction parameter corresponding to the surface characteristic predicted by the surface characteristic predicting unit. 6. The image projection device according to any one of 6 to 6.

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。 The image projection apparatus according to claim 1, wherein the first monochrome image and the second monochrome image are white images.

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。 The image projection apparatus according to claim 8, wherein the monochrome image projection unit projects a black image in a portion other than the white image.

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。 The first monochromatic image is projected onto a region including a position where the incident angle of the incident light on the projection surface is 0 degree among the projection regions of the projection image on the projection surface, and the incident angle becomes the largest. A monochromatic image projecting process for projecting the second monochromatic image onto the region including the position;
A light amount detection process for receiving reflected light from the projection surface and detecting the light amount of the reflected light at the time of projecting each of the first monochrome image and the second monochrome image;
A surface property prediction process for predicting a surface property of the projection surface based on the light amount detected in the light amount detection process;
A control method for an image projection apparatus, comprising: performing a projection image correction process for correcting a projection image in accordance with the surface characteristic predicted in the surface characteristic prediction process.