JP2012242491A

JP2012242491A - 画像投写装置

Info

Publication number: JP2012242491A
Application number: JP2011110441A
Authority: JP
Inventors: Satoru Miyanishi; 哲宮西; Shogo Tanaka; 章吾田中; Fumio Nakamura; 文夫中村; Yuji Toyomura; 祐士豊村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】安価な装置で簡易的に台形歪みの無い画像を投写する。
【解決手段】光学エンジンユニットから出射される画像の光を反射させるミラーを回動自在に設け、そのミラーの傾動に連動しかつ２倍の角度で傾動するカメラを設け、ミラーにより反射する第２の投写方向に位置するスクリーンに映し出される画像をカメラにより撮像、スクリーンに映し出される画像が正常な形状の画像となるように、カメラの撮像データに基づいて光学エンジンユニットから出射される画像を補正する。スクリーン上に映し出される画像を撮像するカメラの向きをミラーに連動させることから、カメラの向きの調整を行う必要が無く、画像形状の補正処理を簡略化し得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリーン上に投写可能な画像投写装置に関するものである。

従来、壁に掛けられたスクリーン等に対して画像を投写する画像投写装置として小型のプロジェクタ装置があり、例えばノート型パソコンのディスプレイ上に表示した画像を一度に多人数で見ることができるように、携帯型情報処理装置としてのノート型パソコン（パーソナルコンピュータ）に接続可能な光学ユニットを用いたものがあった（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−７６８１４号公報

上記特許文献１のものでは、光源部と、液晶パネルと、光路変更ミラーと、レンズ部とを有し、ノート型パソコンからの映像信号に基づいて液晶パネルに元映像が作成され、光源部からの光が、液晶パネルを透過してミラーで光路を変更され、レンズ部を介して投写されるようになっている。これにより、ミラーを回動させて反射方向の角度を切り替えることにより、所定角度において任意の方向への投写が可能となる。

しかしながら、例えば壁等のスクリーンに対してミラーの角度を変えることによりスクリーン上の投写画像に台形歪みが生じることから、台形歪み補正を行う必要がある。台形歪み補正には種々の方法があるが、手動の場合には装置のコストは安価であるが、調整が煩雑化し、装置の傾きをセンサで検出して自動的に補正を行うようにしたものもあるが、装置が高騰化するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、安価な装置で簡易的に台形歪みの無い投写画像が得られる画像投写装置を提供することにある。

本発明の画像投写装置は、入力される画像信号に基づいて画像を第１の投写方向に投写する投写ユニットと、前記投写ユニットから投写される前記画像を前記第１の投写方向とは異なる第２の投写方向に投写するように設けられたミラーと、前記第２の投写方向の光路上に配置されたスクリーン上に映し出される映像を撮像して得られる撮像データを、前記スクリーン上の前記映像が正常な形状となるように前記画像信号を補正する画像形状補正手段に出力するカメラとを有する構成とする。

本発明によれば、投写ユニットから投写される画像を投写ユニットからの第１の投写方向とは異なる第２の投写方向にミラーで投写すると共に、その第２の投写方向に設けられたスクリーン上に映し出される映像をカメラで撮像し、その撮像データを画像形状補正手段に出力することから、画像形状補正手段によりスクリーン上の映像が正常な形状となるように画像信号を補正して、ミラーにより方向が変えられてスクリーン上に映し出さられる画像を正常な形状にすることができる。そのスクリーン上に映し出される画像を撮像するカメラの向きをミラーに連動させることから、カメラの向きの調整を行う必要が無く、画像形状の補正処理を簡略化し得る。

本発明による画像投写装置を組み付けたノート型パソコンにおける使用例を示す斜視図。画像投射装置を示す要部拡大斜視図。ミラー及びカメラと減速機構の一例とを示す図。ミラーとカメラとの傾動関係を示す説明図。

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、入力される画像信号に基づいて画像を第１の投写方向に投写する投写ユニットと、前記投写ユニットから投写される前記画像を前記第１の投写方向とは異なる第２の投写方向に投写するように設けられたミラーと、前記第２の投写方向の光路上に配置されたスクリーン上に映し出される映像を撮像して得られる撮像データを、前記スクリーン上の前記映像が正常な形状となるように前記画像信号を補正する画像形状補正手段に出力するカメラとを有する構成とする。

これによると、投写ユニットから投写される画像を投写ユニットからの第１の投写方向とは異なる第２の投写方向にミラーで投写すると共に、その第２の投写方向に設けられたスクリーン上に映し出される映像をカメラで撮像し、その撮像データを画像形状補正手段に出力することから、画像形状補正手段によりスクリーン上の映像が正常な形状となるように画像信号を補正して、ミラーにより方向が変えられてスクリーン上に映し出される画像を容易に正常な形状にすることができる。そのスクリーン上に映し出される画像を撮像するカメラの向きをミラーに連動させることから、カメラの向きの調整を行う必要が無く、画像形状の補正処理を簡略化し得る。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記ミラーが回動自在に設けられていると共に、前記カメラが、前記ミラーの回動に連動して前記第２の投写方向を撮像する向きに変位するように設けられている構成とする。

これによると、ミラーを回動させて投写方向を決めるだけで、カメラがミラーに連動してミラーによる第２の投写方向を撮像することができ、操作が容易である。

また、第３の発明は、第２の発明において、前記ミラーの回動により、前記ミラーの角度に対して前記カメラが１：２となる角度で連動する構成とする。

これによると、第１の投写方向と第２の投写方向との間の角度に対してミラーの回動角度は１／２となり、第２の投写方向を撮像するカメラの角度はミラーの回動角度の２倍となることから、ミラーの回動する角度とカメラの変位する角度との比を１：２とするギア比となる簡単なギア機構でミラーとカメラとを連動させることができる。

また、第４の発明は、前記第１乃至第３の発明において、前記ミラーと前記カメラとが１つのケースに組み付けられ、前記ケースは、前記投写ユニットに対して前記投写ユニットの前記投写方向に近接離反自在に設けられている構成とする。

これによると、例えば投写ユニットをノート型パソコンに内蔵固定し、ミラー及びカメラを組み付けたケースを、投写ユニットに対して近接した位置ではノート型パソコンに内蔵状態とし、ノート型パソコンから外方に変位させて離反した位置とすることにより、ノート型パソコンに画像投写装置を一体的に組み付けることができ、画像投写装置の利便性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による画像投写装置を組み付けたノート型パソコンにおける使用例を示す斜視図である。図に示されるように、ノート型パソコン１は、キーボード２が設けられている本体３と、本体３の背面３ａ側にて起立倒伏可能に支持された蓋体４とを有する公知構造のものであってよい。蓋体４の裏面（キーボード２側）にはパソコン処理における各種情報を表示するための例えば液晶画面からなるディスプレイ４ａが設けられている。

本体３にの背面３ａ側には画像投写装置５が設けられている。画像投写装置５は、図２に併せて示されるように、本体３に支持されたハウジング６と、ハウジング６にアーム７を介してスライド自在に設けられたケース８と、ケース８に内蔵されたミラー１３及びカメラ１０とを有する。ハウジング６は、本体３に埋没する内蔵状態と、背面３ａから所定量出た突出状態との２位置間で変位し得るように本体３にスライド自在に支持されており、そのハウジング６内には投写ユニットとしての光学エンジンユニット１１が設けられている。

光学エンジンユニット１１は、ディスプレイ４ａと同じ情報の画像を拡大して投写するものであり、例えば、緑色・赤色・青色の各レーザ光を出力する各レーザ光源装置と、各色レーザ光を同一の光路に導く光学系と、本体３からのディスプレイ４ａと同じ画像信号が入力し、その画像信号に応じて各色レーザ光をフィールドシーケンシャル方式（時分割表示方式）でカラー画像として出力する制御を行う制御回路とを有し、それらの構造は公知のものであってよく、図示及び説明を省略する。なお、ハウジング６の背面３ａと同じ側となる面にはカラー画像のレーザ光を出射するための出射窓１１ａが設けられている。

上記したハウジング６は本体３の背面３ａに対して直交する方向にスライド可能である。そのハウジング６に、アーム７が同じく背面３ａに対して直交する方向にスライド自在に設けられており、そのアーム７の突出方向端にケース８が結合されている。このようにして、ケース８が背面３ａに対向しかつ近接離反し得る。

ケース８内には、背面３ａに平行な軸線周りに回動可能かつ互いに同軸な第１回動軸１２ａ及び第２回動軸１２ｂが設けられている。第１回動軸１２ａの軸線方向一端部がケース８の側面から外方に突出しており、その突出部分により、第１回動軸１２ａ回動させる際に把持可する把持部１２ｄが設けられている。

また、第１回動軸１２ａには、第１回動軸１２ａの軸線に沿いかつ半径方向外向きに延出するミラー１３が一体的に固設されている。ミラー１３は、ケース８内に収容可能な大きさに形成されていると共に、その反射面１３ａは、ケース８から起き上がった状態で本体３側に向く面に設けられている。

第２回動軸１２ｂにはカメラ１０が一体的に設けられている。カメラ１０は、第２回動軸１２ｂの半径方向外向きに突出する軸部の突出方向端に固設され、第２回動軸１２ｂの回動によりケース８内に収容される状態とケース８から起き上がる状態とを取り得る。さらに、両回動軸１２ａ・１２ｂの間には、第１回動軸１２ａを角度θだけ回動させた場合に第２回動軸１２ｂを角度２θだけ回動させる減速ギア装置１２ｃが設けられている。

図３に減速ギア装置１２ｃの一例を示す。図では、第１回動軸１２ａと第２回動軸１２ｂとの間に減速ギア装置１２ｃが介装され、第１回動軸１２ａには大径ギアＺ１が同軸に固設され、第２回動軸１２ｂには小径ギアＺ２が同軸に固設されている。両ギアＺ１・Ｚ２は、両軸１２ａ・１２ｂと平行なアイドル軸に固設された各アイドルギアＺ３・Ｚ４を介してギア結合されている。例えば大径ギアＺ１と対応するアイドルギアＺ３とのギア比を２：１とし、小径ギアＺ２と対応するアイドルギアＺ４とのギア比を１：１として、第１回動軸１２ａの回動角度に対して第２回動軸１２ｂの回動角度が２倍にすることができる。なお、減速ギア機構１２ｃは、図示例の構造に限られるものではなく、回動角度の比が１：２となるものであれば公知の種々の伝達機構が適用可能である。

次に、このようにして構成された画像投写装置における作動要領について説明する。上記したように予め本発明による画像投写装置が内蔵されているノート型パソコン１を用いて相手にディスプレイ４ａに表示されている内容と同じ画像を表示して見せる場合に、相手が対面に位置している場合にはノート型パソコン１の起立状態にした蓋体４の表面（ディスプレイ４ａとは反対側となる面）４ｂをスクリーンとすることができる。

図１に示されるように、本体３の背面３ａから光学エンジンユニット１１のハウジング６とケース８とを引き出す。ケース８は、ハウジング６にアーム７を介してスライド自在に設けられていることから、ハウジング６からさらに離した位置まで引き出すことができる。なお、例えばアーム７に所定間隔で複数の縦溝を設けると共に、ハウジング６側に縦溝に係合する弾性係合片を設けておくことにより、ケース８の引き出し量を任意に設定することができるようになっている。

例えば、図示されないスイッチの操作により光学エンジンユニット１１を駆動する。図４に示されるように、出射窓１１ａから出射されたレーザ光Ｌ１はミラー１３で反射されて起立状態の蓋体４の表面４ｂに向かう。ミラー１３の角度θは、上記した把持部１２ｄを回して任意に設定することができ、図ではミラー１３に向かうレーザ光Ｌ１の光軸を第１の投写方向として、その光軸に直角な軸からの角度として示されている。そして、ミラー１３で反射された反射光Ｌ２は第２の投写方向となる蓋体４の裏面４ｂに向かい、裏面４ｂにはディスプレイ４ａと同じ画像が映し出される。なお、焦点合わせは、公知の光学系の処理により、図示されない調節器等で合わすことができるようになっている。

また、ミラー１３により角度をつけて投写される画像は、レーザ光Ｌ１が矩形の場合には台形となって映し出されるため、台形歪み補正を行う必要が生じる。台形歪み補正は、ノート型パソコン１でのＣＰＵを用いた処理で行ってもよいが、光学エンジンユニット１１に、カメラ１０の撮像データに応じて補正処理する形状補正回路を設けて処理することができる。この場合、カメラ１０で撮像された画像の台形状に表示されることになる上辺と下辺とが同一寸法となるように台形歪み補正を行うことで補正することができる。この台形歪み補正も公知の回路で行うことができ、その詳しい説明は省略する。

カメラ１０は、上記したようにミラー１３の角度θに対して２倍の角度２θまで傾動し、これにより、カメラ１０の撮像方向はミラー１３による反射光Ｌ２の方向（第２の投写方向）と一致する。したがって、ミラー１３を回動して蓋体４の表面４ｂに画像を映し出すことにより、カメラ１０の向きを調整することなく、カメラ１０はその画像を撮像できる反射光Ｌ２の方向を向く。

図示例のようにノート型パソコン１の起立状態の蓋体４の表面４ｂをスクリーンとする場合の他に、ミラー１３の角度を大きくすることにより、蓋体４を避けて投写することができ、その場合には可搬型のスクリーンを別途用意することにより、そのスクリーン上に投写可能となる。このような場合でも、カメラ１０はミラー１３に連動して投写方向に向くため、そのスクリーン上の画像を撮像し、上記したように台形歪み補正を行って、スクリーン上に正常な形の画像を映し出すことができる。

また、アーム７に対してケース８を曲折可能にすることにより、ミラー１３による反射方向（第２の投写方向）を例えば本体３の左右方向に向けることができ、その場合には壁等に画像を映し出すことができる。この場合も、カメラ１０はケース８と一体的に向きを変えかつ上記と同様にミラー１３の傾きに連動して傾動するため、映し出された画像に台形歪みが生じていても、カメラ１０の撮像データを光学エンジンユニット１１の上記形状補正回路に入力し、その画像データにおける画像の上下辺が一致するように補正処理することにより、正常な形の画像を壁等に映し出すことができる。

また、形状補正回路により、台形歪み補正のみならず、撮像データの形状が矩形になるように補正することは公知の画像形状補正技術で可能である。そのような形状補正回路を設けておくことにより、蓋体４の表面４ｂが平坦になっていなくても、カメラ１０の撮像データに基づいて形状補正を行って、映し出される画像を正常な矩形にすることができる。この場合、蓋体４の表面４ｂの形状（段差等）が予め分かっている場合には、例えば画面上の補正値の分布を適合可能に設定しておくことにより、容易かつより正常な形状に補正することができる。

このように、ミラー１３で反射した画像をスクリーン上に映し出す構造の画像投写装置において、簡単な構成で、台形歪み補正のためのカメラ１０の向きの調整を別途行うことなく、正常な形状の画像を映し出すことができる。

また、上記実施形態ではノート型パソコン１に一体的に組み付けて使用する例について説明したが、本発明による画像投射装置は外部接続用として使用してもよい。例えば、ハウジング６とケース８とはアーム７を介して１つのユニットとして取り扱い可能にしてノート型パソコン１とは別個の装置とし、ノート型パソコン１の外部映像出力端子に光学エンジンユニット１１をケーブル接続する。これにより、ケース８すなわちミラー１３を任意の方向に向けることができ、画像を映し出すスクリーンの位置を自由に選ぶことができ、取り扱い性が良くなる。

本発明にかかる画像投写装置は、ミラーにより反射してスクリーン上に映し出す画像の形状補正を行うべく、スクリーンの画像を撮像するカメラの向きの調整を行う必要が無く、可搬型のプロジェクター等として有用である。

１ノート型パソコン
４蓋体
４ｂ表面（スクリーン）
８ケース
１０カメラ
１１光学エンジンユニット（投写ユニット・画像形状補正手段）
１２ａ第１回動軸
１２ｂ第２回動軸
１２ｃ減速ギア装置
１３ミラー

Claims

入力される画像信号に基づいて画像を第１の投写方向に投写する投写ユニットと、
前記投写ユニットから投写される前記画像を前記第１の投写方向とは異なる第２の投写方向に投写するように設けられたミラーと、
前記第２の投写方向の光路上に配置されたスクリーン上に映し出される映像を撮像して得られる撮像データを、前記スクリーン上の前記映像が正常な形状となるように前記画像信号を補正する画像形状補正手段に出力するカメラとを有することを特徴とする画像投写装置。
前記ミラーが回動自在に設けられていると共に、
前記カメラが、前記ミラーの回動に連動して前記第２の投写方向を撮像する向きに変位するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像投写装置。
前記ミラーの回動により、前記ミラーの角度に対して前記カメラが１：２となる角度で連動することを特徴とする請求項２に記載の画像投写装置。
前記ミラーと前記カメラとが１つのケースに組み付けられ、
前記ケースは、前記投写ユニットに対して前記投写ユニットの前記投写方向に近接離反自在に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像投写装置。