JP5224639B2 - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、前面投射型映像表示装置（フロントプロジェクタ）の操作性改善に関するものである。本発明は、特に、可搬性があって、オートフォーカスやオートキーストンなどの設置に関する自動化機能が幾つか盛込まれた表示装置についての操作性改善に繋がる技術に関する。

従来、可搬型の投射型映像表示装置（プロジェクタ）では、投射すべきスクリーンの前にプロジェクタ本体を設置する度にフォーカス調節やキーストン調節を手動で行なっていた。そういったプロジェクタの従来例技術を図１０〜図１３を用いて説明する。
図１０は、プロジェクタの機能構成を示すブロック構成図である。同図において、１は映像入力回路であり、入力映像信号を受けて所定形式のデジタル映像信号を生成する。得られたデジタル映像信号は次のデジタル信号処理回路２に加えられ、解像度変換処理やキーストン調節処理が施される。これらの処理については図１１を用いて後ほど説明する。

デジタル信号処理回路２の出力は次の表示駆動回路３に加えられ、ここで表示パネル４の駆動信号を生成する。表示パネル４は、例えば液晶表示素子などであり、透過方式でも反射方式でも構わない。また、ＭＭＤ（マイクロミラーデバイス）なども使用可能である。デジタル信号処理回路２も表示駆動回路３もマイコンで構成されるコントローラ８の制御下にあり、その動作や機能が制御される。
７は光源ランプであり、超高圧水銀ランプなどが最近では用いられるが、ハロゲンランプ等の白熱光源でもＬＥＤ等の半導体光源でもかまわない。

５は投射レンズユニットであり、表示パネル４から射出される光束を集光し、表示パネル面上に形成された映像をスクリーン６上に結像させる機能を有する。この投射レンズユニットは光軸方向に可動であり、プロジェクタとスクリーンの距離に応じたフォーカス調節が可能になっている。この従来例では、投射レンズユニット５はヘリコイド構造の鏡筒に組込まれており、手動で鏡筒を回転させることによりフォーカス調節が可能になっている。
９は操作パネルであり、図１２で示すような釦配置になっている。各々の釦操作はコントローラ８に読み込まれ、必要な機能をさせることが出来るようになっている。

次に、図１１を用いて解像度変換処理とキーストン調節処理の説明をする。この図はデジタル信号処理回路２をやや詳しく表したもので、フレームメモリ２２とアドレス生成回路２５によって構成されている。デジタル入力映像信号２１はフレームメモリ２２に一旦格納されるが、この書込みアドレスはアドレス生成回路２５で生成される。その書込みアドレスのタイミングはデジタル入力映像信号２１の解像度（ＶＧＡ、ＸＧＡ等）とフレーム周波数（６０Ｈｚ等）の値によって設定され、入力同期信号２４によってタイミングが取られる。この動作によって、繰り返し入力されるデジタル入力映像信号は常にフレームメモリの同じ領域に繰り返し書き込まれることになる。

一方、デジタル出力映像信号２３は、デジタル入力映像信号２１に対するアドレスとは異なる方法で生成されたアドレスによって読み出される。この読出しのアドレス値とタイミングは、表示パネル４の解像度とその表示周期とキーストン調節の補正量よって設定される。このアドレス生成回路２５の諸設定はコントローラ８から行なわれる。その生成方法に関しては、ここでは詳細を述べないが、例えば特許文献１や特許文献２に記載された技術を用いることによって実現可能となる。
通常キーストン調節操作は、プロジェクタ本体に備わった釦の操作か、赤外リモコンの釦の操作によってメニュー画面を表示させ、その中からキーストン調節（デジタルキーストン）機能を呼び出し、画面を見ながら実行される。

図１３は従来のプロジェクタの設置形態を示しており、設置後にフォーカス調節が必要である。また、図１３の場合、プロジェクタをあおっており、投射光軸がスクリーン６に対し垂直となっていないので、そのままでは、長方形の画面は台形状に変形して投射される。そこで、スクリーン６に本来の画面が投射されるように、表示パネル４への表示画像を調節する、いわゆるキーストン調節が必要である。
したがって、まず投射レンズユニット５を手で廻すことによりフォーカス調節を行ない、次に操作パネル９を操作することによりキーストン調節を行なう。キーストン調節は、まず図１２に示す操作パネル９の［ＫＳ釦］を押してキーストン調節メニューを表示させ、上下釦などの手動操作で調節を行なう。
特開平６−１６４９６６号公報 特開平６−１８９２３６号公報

背景技術の冒頭で説明したように、従来のプロジェクタは、それを設置する度にフォーカス調節やキーストン調節を手動で行なわなければならなかった。この手動調節は、決して短くない時間を費やして行なわなければならず、プロジェクタを使いづらい物にしている要因のひとつになっていた。
本発明は、上述の従来例における問題点を解消することを課題とする。

本発明は、上記問題に鑑み、調節や設定が必要な幾つかの項目について、既に提案されている幾つかの自動化技術を積極的に取り入れたものである。さらに、それらの自動化された機能を適所で効果的に活用するために、使いやすい操作環境を提供するものである。そのために本発明では、各々の調節機能や設定機能に対応する操作手段と、自動的にそれらの機能を実行させるための操作手段の２種類の操作手段を用意する。そして、それらの操作手順を工夫することによって、使いやすい操作環境を提供する。

本発明によれば、プロジェクタの複数（最低２つ）の調節、または設定機能に対して、各機能に対応する操作手段とそれらの機能を自動で実行させるためのひとつの操作手段とを用意する。これにより、各機能の手動調節（または設定）機能と自動化機能が適所で、かつ効率的に実施可能となり、プロジェクタの操作性を格段に向上させることが出来るようになる。
前記の機能として、プロジェクタの設置作業において最も使われる２つの機能（フォーカス調節機能とキーストン調節機能）について本発明を適用することができる。
さらに、プロジェクタの設置作業において比較的多く用いられる他の幾つかの機能、例えばスクリーン色補正機能および入力信号選択機能を含めた機能について本発明を適用することができる。

図１に本発明の基本概念を示す。
操作手段としては２種類のものが必要である。１種類目は各々の調節機能や設定機能に対応する操作手段であり、具体的にはフォーカス調節のための第１の操作手段である［ＦＯＣＵＳ釦］１１とキーストン調節のための第２の操作手段である［ＫＳ釦］１２である。２種類目は自動的にそれらの機能を実行させるための操作手段であり、具体的には第３の操作手段である［ＡＵＴＯ釦］である。
フォーカス調節を行ないたい時は［ＦＯＣＵＳ釦］１１を押し、フォーカス調節メニューの下で手動によるフォーカス調節を行なうことができる。このフォーカス調節を自動で行ないたい時は、ここで［ＡＵＴＯ釦］１３を押す。すると、オートフォーカスが実行される。

キーストン調節を行ないたい時は［ＫＳ釦］１２を押し、キーストン調節メニューの下に手動によるキーストン調節を行なうことができる。ここで［ＡＵＴＯ釦］１３を押すと、オートキーストンが実行される。
さらに、［ＦＯＣＵＳ釦］１１および［ＫＳ釦］１２を押さずに、［ＡＵＴＯ釦］１３を直接押すことで、オートフォーカスとオートキーストンの両方がいっぺんに実行される。即ち、第１の機能であるフォーカス調整機能も第２の機能であるキーストン調節機能も手動での実行が可能でない状態で第３の操作手段である［ＡＵＴＯ釦］が操作されることで、第１および第２の機能（フォーカス調整機能とキーストン調節機能）を自動で実行させることができる。
このように本発明では、少ない操作手段によって、各々の調節機能や設定機能が、必要に応じた形態で実行される環境を提供するものである。

［第１の実施形態］
図２は本発明の一実施例に係るプロジェクタの基本的構成を示すブロック図である。図１０に示す従来例とは共通部分が多いので、異なる部分を中心に説明を行なうことにする。
図２において、１から８までの構成要素についてはほとんど同じ機能であるため、説明を省略する。
２１は距離センサであり、プロジェクタとスクリーンとの距離を測り、フォーカス調節のための情報をコントローラ８に伝達する。
２２はフォーカス駆動手段であり、コントローラ８からの制御により、投射レンズユニット５のフォーカス調節駆動を行なう。この駆動手段は、投射レンズユニットとはメカ的に連動しており、電動でレンズの光軸方向の駆動を実行する。

オートフォーカス機能は、距離センサ２１からのフォーカス調節情報に基づき、フォーカス駆動手段２２を介して、投射レンズユニット５を駆動することによって実現される。
本実施形態では距離センサを用いているが、他に投射映像のボケ具合を評価することによってフォーカス調節をする方法などがあり、方式については多様なものが知られている。本実施形態では、オートフォーカスの方法は限定されず、いずれの方式のものを用いてもよい。例えば、本発明者の発明に係る「特開平０４−１８１９３４」や「特願２００４−０５７１０９」に記載されている技術などを用いることができる。従って方法についての詳細説明はここでは省略することとする。

２３は傾斜センサであり、プロジェクタ本体の設置角度（水平に対する）を検出する手段である。この情報に基づき、直立したスクリーンに対してのキーストン調節量を算出することが可能である。
オートキーストン機能は、傾斜センサ２３からの傾斜角度情報に基づき、従来例で説明したデジタルキーストン機能を用いてキーストン調節を行なう。
オートキーストン機能についても、本発明者の発明に係る「特願２００４−１６７４７２」に記載されている技術などを用いることによってキーストン調節が可能であり、従って方法についての詳細説明はここでは省略することとする。

２９は操作パネルであり、釦の配列は図３に示しているとおりである。この操作パネルには［ＡＵＴＯ釦］１３、［ＦＯＣＵＳ釦］１１、［ＫＳ釦］１２、［矢印釦］１４〜１７、その他が含まれている。
図４は本実施形態に係るプロジェクタの設置形態を示しており、傾斜センサ２３が傾いて、傾斜角度を検出している様子が分かる。

次にフローチャートを用いて各々の釦の、操作に対する動作を説明する。
図５は、釦操作スキャン処理を示す。
Ｓｔｅｐ０１では釦操作がされたかどうかを常に検出する。いずれかの釦が操作されると、操作された釦に応じて以下の動作を実行する。すなわち、操作された釦が［ＦＯＣＵＳ釦］１１の場合はＳｔｅｐ０２からフォーカス調節過程へ分岐する。［ＫＳ釦］１２の場合はＳｔｅｐ０３からキーストン調節過程へ分岐する。［ＡＵＴＯ釦］１３の場合はＳｔｅｐ０４からオートセットアップ過程へ分岐する。操作された釦が［ＦＯＣＵＳ釦］１１、［ＫＳ釦］１２および［ＡＵＴＯ釦］１３のいずれでもない場合はＳｔｅｐ０５のその他の処理を実行する。

図６は、フォーカス調節過程の動作を示す。
Ｓｔｅｐ１１では、釦操作がされたかどうかを検出する。いずれかの釦が操作されると、操作された釦に応じてＳｔｅｐ１２以下の動作を実行する。Ｓｔｅｐ１２では操作された釦が上矢印釦１４ならフォーカスを遠方向へ、下矢印釦１５ならフォーカスを近方向へ駆動する。Ｓｔｅｐ１３では操作された釦が［ＡＵＴＯ釦］１３ならオートフォーカスを実行する。Ｓｔｅｐ１４では操作された釦が［ＦＯＣＵＳ釦］１１ならフォーカス調節過程を終了する。なお、オートフォーカス実行後はフォーカス調節過程を終了するようにしてもよい。

図７は、キーストン調節過程の動作を示す。
Ｓｔｅｐ２１で釦操作がされたかどうかを検出する。検出されると、Ｓｔｅｐ２２で上矢印釦１４ならキーストン調節値を増へ、下矢印釦１５ならキーストン調節値を減へ変更する。Ｓｔｅｐ２３で［ＡＵＴＯ釦］１３ならオートキーストンを実行する。Ｓｔｅｐ２４で［ＫＳ釦］１２ならキーストン調節過程を終了する。なお、オートキーストン実行後はキーストン調節過程を終了するようにしてもよい

図８は、オートセットアップ過程の動作を示す。
このオートセットアップ過程では、オートフォーカスを実行し、さらにオートキーストンを実行してオートセットアップ過程を終了する。

［第２の実施形態］
図９は本発明の第２の実施形態を説明する概念図である。
プロジェクタの調節機能であって、自動化が可能なものがフォーカス調節とキーストン調節以外に幾つかある。
図９は図１で示した基本概念を拡張し、より多くの自動化機能を同様の考えで使えるようにしたものである。

プロジェクタにおける自動化可能な機能を幾つか列挙してみる。
・スクリーン色補正機能：色センサを備えることによって、スクリーンからの反射光の色バランスを分析し、スクリーンの色を測定する。その結果から、スクリーンの色の偏りを補正し、適切な反射光バランスを確保する。
・投射光量調節機能：光量センサを備えることによって、スクリーンからの反射光の光量を測定し、適切な反射光の光量を確保する。
・入力信号選択機能：複数の映像入力信号の有無を検出し、現在の映像信号入力が存在しない場合に、自動的に存在する映像信号入力に切替える。
・投射エリア補正機能：スクリーンの白いエリアが存在する領域を、エリアセンサを用いて検出し、電動ズーム機能やデジタルキーストン機能などを用いて、自動的に表示エリアを選択する。

以上の中から幾つか選んで組込んだのが図９である。
ここでは、スクリーン色補正機能については専用の操作釦を持たず、メニュー釦［ＭＥＮＵ釦］９１によって一旦メニューを表示させ、メニューの階層を辿ることによって、スクリーン色調節過程に入ることを示している。
入力信号選択機能は［ＩＮＰＵＴ釦］９２を操作することによって、手動での選択が可能になる。選択は、例えば、図３に示すような上矢印釦１４と下矢印釦１５を用いて行なう。この手動選択可能時（入力信号選択過程中）に［ＡＵＴＯ釦］１３を操作すると、入力信号選択が自動で実行される。
また、フォーカス調節過程、キーストン調節過程、入力信号選択過程およびメニュー表示時のいずれでもない状態で、［ＡＵＴＯ釦］１３を操作すると、自動実行可能な機能の全てが自動実行される。

なお、上述の各実施形態において、［ＡＵＴＯ釦］１３と機能釦（［ＦＯＣＵＳ釦］１１、［ＫＳ釦］１２、［ＩＮＰＵＴ釦］９２等）が実質同時に操作された場合は、操作された機能釦の機能を自動実行するようにしてもよい。

上述の実施例によれば、プロジェクタの複数（最低２つ）の調節、または設定機能に対して、各機能に対応する操作手段＋ひとつの操作手段を用意する。これにより、各機能の手動調節（または設定）機能と自動化機能が適所で、かつ効率的に実施可能となり、プロジェクタの操作性を格段に向上させることが出来るようになる。
例えば、第１の実施形態によれば、プロジェクタの設置作業において最も使われる２つの機能（第１の機能であるフォーカス調節機能と第２の機能であるキーストン調節機能）について上記した本発明の効果が期待出来るようになる。
また、第２の実施形態によれば、プロジェクタの設置作業において比較的多く用いられる幾つかの機能（フォーカス調節機能とキーストン調節機能を含む）について上記した本発明の効果が期待出来るようになる。

本発明の基本概念を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタのブロック構成図である。 図２のプロジェクタにおける操作釦配置例を示す図である。 図２のプロジェクタの設置形態の一例を示す図である。 図２のプロジェクタにおける釦スキャン処理を示すフローチャートである。 図２のプロジェクタにおけるフォーカス調節過程の動作を示すフローチャートである。 図２のプロジェクタにおけるキーストン調節過程の動作を示すフローチャートである。 図２のプロジェクタにおけるオートセットアップ過程の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の基本概念を説明する図である。 従来のプロジェクタのブロック構成図である。 図１０におけるデジタル信号処理回路のより詳細なブロック図である。 図１０のプロジェクタの操作パネルにおける釦配置を示す図である。 図１０のプロジェクタの設置形態の一例を示す図である。

符号の説明

１：映像入力回路
２：デジタル信号処理回路
３：表示駆動回路
４：表示パネル
５：投射レンズユニット
６：スクリーン
７：光源ランプ
８：コントローラ
９：操作パネル
１１：ＦＯＣＵＳ釦
１２：ＫＳ釦
１３：ＡＵＴＯ釦
１４〜１７：矢印釦
２１：距離センサ
２２：フォーカス駆動手段
２３：傾斜センサ
２９：操作パネル

Claims (2)

1. オートフォーカス機能とオートキーストン機能を備える投射型映像表示装置であって、フォーカスの手動調節を可能にするフォーカス釦と、キーストンの手動調節を可能にするキーストン釦と、各機能の自動調節を実行するためのオート釦とを有し、
   前記フォーカス釦の操作によりフォーカスの手動調節が可能な状態で、前記オート釦が操作されたときは、オートフォーカスを実行し、
   前記キーストン釦の操作によりキーストンの手動調節が可能な状態で、前記オート釦が操作されたときは、オートキーストンを実行し、
   フォーカスとキーストンの手動調節が可能でない状態で、前記オート釦が操作されたときは、オートフォーカスおよびオートキーストンを実行する制御手段を有することを特徴とする投射型映像表示装置。
2. スクリーン色補正の項目を含むメニューを表示するために操作されるメニュー釦と、入力信号の手動選択を可能にするインプット釦とを有し、
   前記制御手段は、前記メニュー釦の操作により、スクリーン色補正の手動調節が可能な状態で、前記オート釦が操作されたときは、スクリーン色補正の自動調節を実行し、
   前記インプット釦の操作により、入力信号の手動選択が可能な状態で、前記オート釦が操作されたときは、入力信号の自動選択を実行し、
   フォーカスとキーストンとスクリーン色補正の手動調節および入力信号の手動選択が可能でない状態で、前記オート釦が操作されたときは、オートフォーカスおよびオートキーストンおよびスクリーン色補正の自動調節および入力信号の自動選択を実行することを特徴とする請求項１に記載の投射型映像表示装置。

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