特許 5849832 投射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5849832

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】投射装置

(51)【国際特許分類】

   G09G 5/34 20060101AFI20160114BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20160114BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20160114BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20160114BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20160114BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20160114BHJP

【ＦＩ】

   G09G5/34 W

   G03B21/14 Z

   G03B21/00 D

   H04N5/74 D

   G09G3/20 660B

   G09G5/00 530A

   G09G5/00 510B

【請求項の数】3

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-83318(P2012-83318)

(22)【出願日】2012年3月30日

(65)【公開番号】特開2013-213877(P2013-213877A)

(43)【公開日】2013年10月17日

【審査請求日】2014年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】福冨 弘敦

(72)【発明者】

【氏名】綿貫 克己

(72)【発明者】

【氏名】菅原 隆幸

【審査官】 中村 直行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３７７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５１１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０３０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３８６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２０１９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／００ − ５／４２

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像データを光に変換して可変の画角で投射する投射部と、
前記投射部の投射方向を第１の投射方向から第２の投射方向まで変更する投射方向変更部と、
前記第１の投射方向と、前記投射方向変更部が変更した投射方向との間の投射角を導出する投射角導出部と、
入力された入力画像データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記入力画像データの画像を、前記投射部が前記第１の投射方向から前記第２の投射方向に亘って投射する場合に、前記記憶部に記憶された前記入力画像データの画像の一部の領域を、少なくとも前記画角および該画角の可変分に対応する単位角度当たりの画素数と前記投射角とに基づいて切り出した切り出し画像データを、前記投射部が投射する前記画像データとして生成する画像切り出し部と
を備える
ことを特徴とする投射装置。

【請求項2】

前記投射方向が前記第１の投射方向から前記第２の投射方向に変化するにつれて、前記投射部から投射面までの距離が大きくなる場合に、前記切り出し画像データの画素毎に、前記投射角に基づいた縮小処理を施す画像処理部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の投射装置。

【請求項3】

前記投射方向が前記第１の投射方向から前記第２の投射方向に変化するにつれて、前記投射部から投射面までの距離が小さくなる場合に、前記切り出し画像データの画素毎に、前記投射角に基づいた拡大処理を施す画像処理部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の投射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像を被投射媒体に投射する投射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、入力された画像信号に基づき表示素子を駆動して、その画像信号に係る画像をスクリーンや壁面などに投射する投射装置が知られている。従来の投射装置では、その投射装置の備える投射手段の投射方向を規定する機構上の制限や、表示素子の解像度の制限などにより、投射可能な情報量にも制限が生じていた。

【0003】

そこで、従来の投射装置では、入力された画像信号に係る画像の解像度が、投射装置が備える表示素子の解像度よりも大きい場合は、投射される画像の情報量を減らして、画像の投射を行っていた。例えば、特許文献１には、入力された画像信号に係る画像の解像度をスケーラーにより表示素子の解像度に基づき投射可能な解像度まで縮小してから、その縮小された画像の投射を行う投射装置が開示されている。

【0004】

また、他の投射装置では、入力された画像信号に係る画像から一部の領域を切り出し、その切り出された領域に係る画像のみを投射していた。例えば、特許文献２には、画像全体から一部の領域を切り出し、その切り出された領域に係る画像のみを投射するプロジェクタシステムが開示されている。このプロジェクタシステムは、切り出され投射される領域を連続的に変更していく、所謂スクロールなどによって、画像信号全体を投射可能とすることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２１４７０１号公報

【特許文献2】特開２００４−０８６２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述した特許文献１の投射装置は、入力された画像データに係る画像全体を投射することができる一方で、解像度の低減に基づく画像の大きさの縮小処理により、被投射媒体上に表示される画像の品質が低下してしまっていた。別の側面から述べると、画像の大きさの縮小処理により、入力された画像信号が有している高い解像度が無駄になってしまっていた。

【0007】

また、上述した特許文献２のプロジェクションシステムでは、切り出された領域に係る画像が投射される被投射媒体上の領域が不動で固定であるため、鑑賞者はその画像中の被写体の画像全体における位置を把握することが難しかった。

【0008】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像データの有する解像度を保持しながら、ユーザが入力された画像データに係る画像における投射された被写体画像の位置を把握しやすい投射装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決するために、本発明は、画像データを光に変換して所定の画角で投射する投射部（１２）と、前記投射部（１２）の投射方向を第１の投射方向から第２の投射方向まで変更する投射方向変更部（１０５）と、前記第１の投射方向と、前記投射方向変更部（１０５）が変更した投射方向との間の投射角を導出する投射角導出部（１０４）と、入力された入力画像データを記憶する記憶部（１０１）と、前記記憶部（１０１）に記憶された前記入力画像データの画像を、前記投射部（１２）が前記第１の投射方向から前記第２の投射方向に亘って投射する場合に、前記記憶部（１０１）に記憶された前記入力画像データの画像の一部の領域を、少なくとも前記画角および該画角の可変分に対応する単位角度当たりの画素数と前記投射角とに基づいて切り出した切り出し画像データを、前記投射部（１２）が投射する前記画像データとして生成する画像切り出し部（１００）とを備えることを特徴とする投射装置（１）を提供する。
また、上記投射装置（１）の上記画像切り出し部（１００）は、上記投射方向が上記第１の投射方向から上記第２の投射方向に変化するにつれて、上記投射部（１２）から投射面までの距離が大きくなる場合に、上記切り出し画像データの画素毎に、上記投射角に基づいた縮小処理を施すようにしてもよい。
また、上記投射装置（１）の上記画像切り出し部（１００）は、上記投射方向が上記第１の投射方向から上記第２の投射方向に変化するにつれて、上記投射部（１２）から投射面までの距離が小さくなる場合に、上記切り出し画像データの画素毎に、上記投射角に基づいた拡大処理を施すようにしてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、画像データの有する解像度を保持しながら、入力された画像データに係る画像における投射された被写体画像の位置を把握しやすい投射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に適用可能なプロジェクタ装置の一例の外観を示す略線図である。

【図2】図２は、ドラム部を回転駆動するための一例の構成を示す略線図である。

【図3】図３は、ドラム部の各姿勢を説明するための略線図である。

【図4】図４は、回路部および光学エンジン部の一例の構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、メモリに格納される画像データの切り出し処理を概略的に示す略線図である。

【図6】図６は、ドラム部が初期位置の場合の切り出し領域指定の例を示す略線図である。

【図7】図７は、投射角θに対する切り出し領域の設定について説明するための略線図である。

【図8】図８は、光学ズームを行った場合の切り出し領域の指定について説明するための略線図である。

【図9】図９は、画像の投射位置に対してオフセットが与えられた場合について説明するための略線図である。

【図10】図１０は、垂直な面に対して投射される画像について説明するための略線図である。

【図11】図１１は、垂直な面に対して投射される画像について説明するための略線図である。

【図12】図１２は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。

【図13】図１３は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。

【図14】図１４は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。

【図15】図１５は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。

【図16】図１６は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。

【図17】図１７は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。

【図18】図１８は、プロジェクタ装置において画像データによる画像を投射する際の処理の流れを示す一例のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に図面を参照しながら、本発明に係る投射装置および投射方法の好適な実施形態を説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値および外観構成などは、本発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本発明に直接関係のない要素は詳細な説明および図示を省略している。

【0013】

＜投射装置の外観＞
図１は、本発明の実施形態に係る投射装置（プロジェクタ装置）１の外観の例を示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ装置１を操作部が設けられる第１面側から見た斜視図、図１（ｂ）はプロジェクタ装置１を操作部と対向する側の第２面側から見た斜視図である。プロジェクタ装置１は、ドラム部１０と基台２０とを備える。ドラム部１０は基台２０に対して回転駆動が可能な回転体である。そして、基台２０がそのドラム部１０を回転可能に支持する支持部や、ドラム部１０の回転駆動制御や画像処理制御等の各種制御を行う回路部を有する。

【0014】

ドラム部１０は、基台２０の一部である側板部２１ａおよび２１ｂの内側に設けられた、ベアリングなどからなる、図示しない回転軸によって回転駆動可能に支持される。ドラム部１０の内部には、光源と、光源から射出された光を画像データに従い変調する表示素子と、表示素子を駆動する駆動回路と、表示素子で変調された光を外部に投射する光学系を含む光学エンジン部と、光源などを冷却するためのファンなどによる冷却手段とが設けられている。

【0015】

ドラム部１０には、窓部１１および１３が設けられる。窓部１１は、上述した光学系の投射レンズ１２から投射された光が外部に照射されるように設けられる。窓部１３は、例えば赤外線や超音波などを利用して被投射媒体までの距離を導出する距離センサが設けられる。また、ドラム部１０には、ファンによる放熱のための吸排気を行う吸排気口２２ａを備えている。

【0016】

基台２０の内部には、回路部の各種基板や電源部、ドラム部１０を回転駆動するための駆動部などが設けられている。なお、この駆動部によるドラム部１０の回転駆動については、後述する。基台２０の上記第１面側には、ユーザがこのプロジェクタ装置１を制御するために各種操作を入力するための操作部１４と、ユーザが図示しないリモートコントロールコマンダを使用してこのプロジェクタ装置１を遠隔制御する際の、リモートコントロールコマンダから送信された信号を受信する受信部１５とが設けられている。操作部１４は、ユーザの操作入力を受け付ける各種操作子や、このプロジェクタ装置１の状態を表示するための表示部などを有している。

【0017】

基台２０の上記第１面側および上記第２面側には、それぞれ吸排気口１６ａおよび１６ｂが設けられ、回転駆動されてドラム部１０の吸排気口２２ａが基台２０側を向いた姿勢をとっている場合でも、ドラム部１０内の放熱効率を低下させないよう、吸気又は排気に用いられる。また、筐体の側面に設けられる吸排気口１７は、回路部の放熱のための吸排気を行う。

【0018】

＜ドラム部の回転駆動＞
図２は、基台２０に設けられた駆動部３２によるドラム部１０の回転駆動について説明するための図である。図２（ａ）は、ドラム部１０のカバーなどを取り去った状態のドラム３０と、基台２０に設けられた駆動部３２の構成を示す図である。ドラム３０には、上述の窓部１１に対応する窓部３４と、窓部１３に対応する窓部３３とが設けられている。ドラム３０は回転軸３６を有し、この回転軸３６により、支持部３１ａおよび３１ｂに設けられた、ベアリングを用いた軸受け３７に対して回転駆動可能に取り付けられる。

【0019】

ドラム３０の一方の面には、円周上にギア３５が設けられている。支持部３１ｂに設けられた駆動部３２により、ギア３５を介してドラム３０が回転駆動される。ギア３５の内周部の突起４６ａおよび４６ｂは、ドラム３０の回転動作の始点ならびに終点を検出するために設けられる。

【0020】

図２（ｂ）は、ドラム３０および基台２０に設けられた駆動部３２の構成をより詳細に示すための拡大図である。駆動部３２は、モータ４０を有すると共に、モータ４０の回転軸により直接駆動されるウォームギア４１、ウォームギア４１による回転を伝達するギア４２ａおよび４２ｂ、ならびに、ギア４２ｂから伝達された回転をドラム３０のギア３５に伝達するギア４３を含むギア群を有する。このギア群によりモータ４０の回転をギア３５に伝達することで、ドラム３０をモータ４０の回転に応じて回転させることができる。モータ４０としては、例えば駆動パルスにより所定角度毎の回転制御を行うステッピングモータを適用することができる。

【0021】

支持部３１ｂに対して、フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂが設けられる。フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂは、それぞれ、ギア３５の内周部に設けられる突起４６ｂおよび４６ａを検出する。フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂの出力信号は、後述する回転制御部１０４に供給される。実施形態では、フォトインタラプタ５１ａに突起４６ｂが検出されることで、回転制御部１０４は、ドラム３０の姿勢が回転動作の終点に達した姿勢であると判断する。また、フォトインタラプタ５１ｂに突起４６ａが検出されることで、回転制御部１０４は、ドラム３０の姿勢が回転動作の始点に達した姿勢であると判断する。

【0022】

以下、フォトインタラプタ５１ｂに突起４６ａが検出される位置から、フォトインタラプタ５１ａに突起４６ｂが検出される位置まで、ドラム３０の円周における長さが大きい方の弧を介してドラム３０が回転する方向を、正方向とする。すなわち、ドラム３０の回転角は、正方向に向けて増加する。

【0023】

なお、実施形態では、フォトインタラプタ５１ｂが突起４６ａを検出する検出位置と、フォトインタラプタ５１ａが突起４６ｂを検出する検出位置との間の回転軸３６を挟む角度が２７０°になるように、フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂ、ならびに、突起４６ａおよび４６ｂがそれぞれ配される。

【0024】

例えば、モータ４０としてステッピングモータを適用した場合、フォトインタラプタ５１ｂによる突起４６ａの検出タイミングと、モータ４０を駆動するための駆動パルス数とに基づき、ドラム３０の姿勢を特定し、投射レンズ１２による投射角を求めることができる。

【0025】

なお、モータ４０は、ステッピングモータに限らず、例えばＤＣモータを適用することもできる。この場合、例えば、図２（ｂ）に示されるように、ギア４３に対して同一軸上にギア４３と共に回転するコードホイール４４を設けると共に、支持部３０ｂに対してフォトリフレクタ５０ａおよび５０ｂを設け、ロータリエンコーダを構成する。

【0026】

コードホイール４４は、例えば、半径方向に位相が異ならされる透過部４５ａおよび反射部４５ｂが設けられる。フォトリフレクタ５０ａおよび５０ｂにより、コードホイール４４からのそれぞれの位相の反射光を受光することで、ギア４３の回転速度と回転方向とを検出できる。そして、これら検出されたギア４３の回転速度および回転方向に基づいてドラム３０の回転速度および回動方向が導出される。導出されたドラム３０の回転速度および回動方向と、フォトインタラプタ５１ａによる突起４６ｂの検出結果とに基づき、ドラム３０の姿勢を特定し、投射レンズ１２による投射角を求めることができる。

【0027】

上述のような構成において、ドラム部１０の初期姿勢を、投射レンズ１２による投射方向が鉛直方向を向いている姿勢とする。したがって、初期状態では、投射レンズ１２が完全に基台２０に隠れている。図３（ａ）は、初期姿勢のドラム部１０の様子を示す。実施形態では、この初期姿勢においてフォトインタラプタ５１ｂに突起４６ａが検出され、後述する回転制御部１０４により、ドラム３０が回転動作の始点に達していると判断される。

【0028】

なお、以下では、特に記載のない限り、「ドラム部１０の方向」および「ドラム部１０の角度」がそれぞれ「投射レンズ１２による投射方向」および「投射レンズ１２による投射角」と同義であるものとする。

【0029】

プロジェクタ装置１が例えば起動されると、投射レンズ１２による投射方向が上記第１面側を向くように、駆動部３２がドラム部１０の回転を開始する。その後、ドラム部１０は、例えば、ドラム部１０の方向すなわち投射レンズ１２による投射方向が第１面側において水平になる位置まで回転し、回転を一旦停止したとする。この、投射レンズ１２による投射方向が第１面側において水平になった場合の投射レンズ１２の投射角を、投射角０°と定義する。図３（ｂ）に、投射角０°のときの、ドラム部１０（投射レンズ１２）の姿勢の様子を示す。以下、この投射角０°の姿勢のときを基準として、投射角θとなるドラム部１０（投射レンズ１２）の姿勢を、θ姿勢と呼ぶ。

【0030】

例えば、０°姿勢において画像データが入力され、光源が点灯されたとする。ドラム部１０において、光源から射出された光が、駆動回路により駆動された表示素子により画像データに従い変調されて光学系に入射される。そして、画像データに従い変調された光が、投射レンズ１２から水平方向に投射され、スクリーンや壁面などの非投射媒体に照射される。

【0031】

ユーザは、操作部１４などを操作することで、画像データによる投射レンズ１２からの投射を行ったまま、回転軸３６を中心に、ドラム部１０を回転させることができる。例えば、０°姿勢から正方向にドラム部１０を回転させて回転角を９０°として（９０°姿勢）、投射レンズ１２からの光を基台２０の底面に対して垂直上向きに投射させることができる。図３（ｃ）は、投射角θが９０°のときの姿勢、つまり９０°姿勢のドラム部１０の様子を示す。

【0032】

ドラム部１０は、９０°姿勢からさらに正方向に回転させることができる。この場合、投射レンズ１２の投射方向は、基台２０の底面に対して垂直上向きの方向から、上記第２面側の方向に変化していく。図３（ｄ）は、ドラム部１０が図３（ｃ）の９０°姿勢からさらに正方向に回転され、投射角θが１８０°のときの姿勢、つまり１８０°姿勢となった様子を示す。実施形態に係るプロジェクタ装置１では、この１８０°姿勢においてフォトインタラプタ５１ａに突起４６ｂが検出され、後述する回転制御部１０４により、ドラム３０の回転動作の終点に達したと判断される。

【0033】

詳細は後述するが、本実施形態によるプロジェクタ装置１は、投射を行ったまま、例えば図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示されるようにしてドラム部１０を回転させることで、投射レンズ１２による投射角に応じて、画像データにおける投射領域を変化（移動）させることができる。これにより、投射された画像の内容および当該投射された画像の被投射媒体における投射位置の変化と、入力された画像データに係る全画像領域における投射する画像として切り出された画像領域の内容および位置の変化とを対応させることができる。したがって、ユーザは、入力画像データに係る全画像領域中のどの領域が投射されているかを、投射された画像の被投影媒体における位置に基づき直感的に把握することができると共に、投射された画像の内容を変更する操作を直感的に行うことができる。

【0034】

また、光学系は、光学ズーム機構を備えており、操作部１４に対する操作により、投射画像が被投射媒体に投射される際の大きさを拡大・縮小することができる。なお、以下では、この光学系による投射画像が被投射媒体に投射される際の大きさの拡大・縮小を、単に「ズーム」ということもある。例えば、光学系がズームを行った場合、投射画像は、そのズームが行われた時点の光学系の光軸を中心に拡大・縮小されることになる。

【0035】

ユーザがプロジェクタ装置１による投射画像の投射を終了し、操作部１４に対してプロジェクタ装置１の停止を指示する操作を行いプロジェクタ装置１を停止させると、先ず、ドラム部１０が初期姿勢に戻るように回転制御される。ドラム部１０が鉛直方向を向き、初期姿勢に戻ったことが検出されると、光源が消灯され、光源の冷却に要する所定時間の後、電源がＯＦＦとされる。ドラム部１０を鉛直方向に向けてから電源をＯＦＦとすることで、非使用時に投射レンズ１２面が汚れるのを防ぐことができる。

【0036】

＜プロジェクタ装置１の内部構成＞
次に、上述したような、実施形態に係るプロジェクタ装置１の動作を実現するための構成について説明する。図４は、プロジェクタ装置１において、基台２０内に設けられる回路部、ならびに、ドラム部１０内に設けられる光学エンジン部１１０の一例の構成を示す。

【0037】

光学エンジン部１１０は、光源１１１、表示素子１１４および投射レンズ１２を含む。光源１１１は、例えばそれぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）を発光する３のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を含む。光源１１１から射出されたＲＧＢ各色の光束は、それぞれ図示されない光学系を介して表示素子１１４に照射される。

【0038】

以下の説明において、表示素子１１４は、透過型液晶表示素子であり、例えば水平１２８０画素×垂直８００画素のサイズを有するものとする。勿論、表示素子１１４のサイズはこの例に限定されるものではない。表示素子１１４は、図示されない駆動回路によって駆動され、ＲＧＢ各色の光束を画像データに従いそれぞれ変調して反射させ、射出する。表示素子１１４から射出された、画像データに従い変調されたＲＧＢ各色の光束は、図示されない光学系を介して投射レンズ１２に入射され、プロジェクタ装置１の外部に投射される。
なお、表示素子１１４は、例えばＬＣＯＳ(Liquid Crystal on Silicon)を用いた反射型液晶表示素子、あるいは、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）で構成してもよい。その場合、適用する表示素子に応じた光学系及び駆動回路でプロジェクタ装置を構成するものとする。

【0039】

投射レンズ１２は、組み合わされた複数のレンズと、制御信号に応じてレンズを駆動するレンズ駆動部とを有する。例えば、レンズ駆動部は、窓部１３に設けられた距離センサからの出力信号に基づき測距された結果に従い投射レンズ１２に含まれるレンズを駆動して、フォーカス制御を行う。また、レンズ駆動部は、後述する画角制御部１０６から供給されるズーム命令に従いレンズを駆動して画角を変化させ、光学ズームの制御を行う

【0040】

上述したように、光学エンジン部１１０は、回転機構部１０５により３６０°の回動を可能とされたドラム部１０内に設けられる。回転機構部１０５は、図２を用いて説明した駆動部３２と、ドラム部１０側の構成であるギア３５とを含み、モータ４０の回転を利用してドラム部１０を所定に回転させる。すなわち、この回転機構部１０５によって、投射レンズ１２の投射方向が変更されることになる。

【0041】

プロジェクタ装置１の回路部は、画像切り出し部１００と、メモリ１０１と、画像処理部１０２と、画像制御部１０３と、回転制御部１０４と、画角制御部１０６と、ＣＰＵ１２０とを含む。ＣＰＵ(Central Processing Unit)１２０は、それぞれ図示を省略するＲＯＭ(Read Only Memory)およびＲＡＭ(Random Access Memory)が接続され、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用いて、投射画像の投射、投射角の変更、画像の切り出しといった、プロジェクタ装置１の各種処理を統括的に制御する。

【0042】

例えば、ＣＰＵ１２０は、ユーザ操作に応じて操作部１４から供給された制御信号に基づき、プログラムに従いこのプロジェクタ装置１の各部を制御する。これにより、ユーザ操作に従ったプロジェクタ装置１の動作が可能となる。これに限らず、ＣＰＵ１２０は、例えば図示されないデータ入力部から入力されたスクリプトに従いプロジェクタ装置１の各部を制御する。これにより、プロジェクタ装置１の動作の自動制御が可能となる。

【0043】

静止画像または動画像の画像データがプロジェクタ装置１に入力され、画像切り出し部１００に供給される。画像切り出し部１００は、供給された画像データをメモリ１０１に格納する。メモリ１０１は、画像データを画像単位で格納する。すなわち、画像データが静止画像データの場合は１枚の静止画像毎に、動画像データの場合は当該動画像データを構成するフレーム画像毎に、対応するデータを格納する。メモリ１０１は、例えば、デジタルハイビジョン放送の規格に対応し、１９２０画素×１０８０画素のフレーム画像を１または複数枚格納可能とされている。画像切り出し部１００は、メモリ１０１に格納された画像データに係るフレーム画像の全領域から、画像制御部１０３が指定した画像領域を切り出して（抽出して）画像データとして出力する。

【0044】

なお、入力画像データは、予めサイズがメモリ１０１における画像データの格納単位に対応したサイズに整形されて、プロジェクタ装置１に入力されると好ましい。この例では、入力画像データは、予め１９２０画素×１０８０画素に画像サイズを整形されてプロジェクタ装置１に入力される。これに限らず、任意のサイズで入力された画像データを１９２０画素×１０８０画素のサイズの画像データに整形する画像整形部を、プロジェクタ装置１の画像切り出し部１００の前段に設けてもよい。

【0045】

画像切り出し部１００から出力された画像データは、画像処理部１０２に供給される。画像処理部１０２は、例えば図示されないメモリを用いて、供給された画像データに対して画像処理を施す。例えば、画像処理部１０２は、画像切り出し部１００から供給された画像データに対して、サイズが表示素子１１４のサイズに合致するようにサイズ変換処理を施す。それ以外にも画像処理部１０２では、様々な画像の処理を施すことが出来る。例えば、画像データに対するサイズ変換処理を、一般的な線形変換処理を用いて行うことができる。なお、画像切り出し部１００から供給された画像データのサイズが表示素子１１４のサイズと合致している場合は、当該画像データをそのまま出力してもよい。

【0046】

さらには、投射される画像に対し、いわゆるキーストン補正に関する処理を施すこともできる。

【0047】

また、画像のアスペクト比を一定にして補間（オーバーサンプリング）することにより所定の特性の補間フィルタをかけて画像の一部または全部を大きくする、折り返し歪みをとるために縮小率に応じたローパスフィルタをかけて間引き（サブサンプリング）することにより画像の一部または全部を小さくする、又はフィルタをかけずにそのままの大きさとすることもできる。

【0048】

また、画像が斜め方向に投射されたときに、周辺部でフォーカスがずれて画像がぼけてしまうのを防止するために、ラプラシアンなどのオペレータ（もしくは一次元フィルタを水平方向と垂直方向にかけること）によるエッジ強調処理を行うことで投射された前記ぼけた画像部分のエッジを強調することができる。

【0049】

さらには、上記キーストン補正などにより投射サイズ（面積）が変更されることで、画面全体の明るさが変化してしまうことを防止するために、明るさを均一に保つように、適応的な輝度調整を行うこともできる。そして、画像処理部１０２は、投射される画像テクスチャーの周辺部が斜め線を含むような場合には、エッジジャギが目立たないように、局所的なハーフトーンを混入したり、局所的なローパスフィルタを施したりして、エッジジャギをぼかすことで、斜め線がギザギザな線として観察されるのを防止することもできる。

【0050】

画像処理部１０２から出力された画像データは、表示素子１１４に供給される。実際には、この画像データは、表示素子１１４を駆動する駆動回路に供給される。駆動回路は、供給された画像データに従い表示素子１１４を駆動する。

【0051】

回転制御部１０４は、例えば操作部１４に対するユーザ操作に応じたＣＰＵ１２０からの命令に従い、回転機構部１０５に対して指示を出す。回転機構部１０５は、上述した駆動部３２と、フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂとを含む。回転機構部１０５は、回転制御部１０４から供給される指示に従い駆動部３２を制御して、ドラム部１０（ドラム３０）の回転動作を制御する。例えば、回転機構部１０５は、回転制御部１０４から供給される指示に従い駆動パルスを生成して、例えばステッピングモータであるモータ４０を駆動する。

【0052】

一方、回転制御部１０４に対して、回転機構部１０５から上述したフォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂの出力と、モータ４０を駆動する駆動パルスとが供給される。回転制御部１０４は、例えばカウンタを有し、駆動パルスのパルス数を計数する。回転制御部１０４は、フォトインタラプタ５１ｂの出力に基づき突起４６ａの検出タイミングを取得し、カウンタに計数されたパルス数を、この突起４６ａの検出タイミングでリセットする。回転制御部１０４は、カウンタに計数されたパルス数に基づき、ドラム部１０（ドラム３０）の角度を逐次的に求めることができ、ドラム部１０の姿勢（角度）を取得できる。ドラム部１０の角度を示す情報は、画像制御部１０３に供給される。このようにして、回転制御部１０４は、投射レンズ１２の投射方向が変更された場合に、変更前の投射方向と変更後の投射方向との間の角度を導出することができる。

【0053】

画角制御部１０６は、例えば操作部１４に対するユーザ操作に応じたＣＰＵ１２０からの命令に従い、投射レンズ１２に対してズーム指示、つまり画角の変更指示を出す。投射レンズ１２のレンズ駆動部は、このズーム指示に従いレンズを駆動し、ズーム制御を行う。画角制御部１０６は、ズーム指示、及びそのズーム指示に係るズーム倍率等から導出された画角に関する情報を画像制御部１０３に供給する。

【0054】

画像制御部１０３は、回転制御部１０４から供給される角度に関する情報および画角制御部１０６から供給される画角に関する情報とに基づき、画像切り出し部１００による画像切り出し領域を指定する。このとき、画像制御部１０３は、画像データにおける切り出し領域を、投射レンズ１２の変更の前後の投射方向間の角度に応じたライン位置に基づき指定する。

【0055】

なお、上述では、画像切り出し部１００、画像処理部１０２、画像制御部１０３、回転制御部１０４および画角制御部１０６がそれぞれ別個のハードウェアであるかのように説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、これら各部は、ＣＰＵ１２０上で動作するプログラムのモジュールにより実現されてもよい。

【0056】

＜画像データの切り出し処理＞
次に、本実施形態に係る、画像制御部１０３および画像切り出し部１００による、メモリ１０１に格納される画像データの切り出し処理について説明する。図５は、メモリ１０１に格納される画像データの切り出し処理を説明するための概念図である。図５（ａ）を参照し、メモリ１０１に格納される画像データ１４０から指定された切り出し領域の画像データ１４１を切り出す例について説明する。

【0057】

メモリ１０１は、例えば垂直方向にライン単位、水平方向に画素単位でアドレスが設定され、ラインのアドレスは、画像（画面）の下端から上端に向けて増加し、画素のアドレスは、画像の左端から右端に向けて増加するものとする。

【0058】

画像制御部１０３は、画像切り出し部１００に対して、メモリ１０１に格納されるＱライン×Ｐ画素の画像データ１４０の切り出し領域として、垂直方向にラインｑ₀およびラインｑ₁をアドレス指定し、水平方向に画素ｐ₀およびｐ₁をアドレス指定する。画像切り出し部１００は、このアドレス指定に従い、メモリ１０１から、ラインｑ₀〜ｑ₁の範囲内の各ラインを、画素ｐ₀〜ｐ₁にわたって読み出す。このとき、読み出し順は、例えば各ラインは画像の上端から下端に向けて読み出され、各画素は画像の左端から右端に向けて読み出されるものとする。メモリ１０１に対するアクセス制御の詳細については、後述する。

【0059】

画像切り出し部１００は、メモリ１０１から読み出した、ラインｑ₀〜ｑ₁、ならびに、画素ｐ₀〜ｐ₁の範囲の画像データ１４１を画像処理部１０２に供給する。画像処理部１０２では、供給された画像データ１４１による画像のサイズを表示素子１１４のサイズに合わせる、サイズ変換処理を行う。一例として、表示素子１１４のサイズがＲライン×Ｓ画素である場合、下記の式（１）および式（２）を共に満たす、最大の倍率ｍを求める。そして、画像処理部１０２は、画像データ１４１をこの倍率ｍで拡大し、図５（ｂ）に例示されるように、サイズ変換された画像データ１４１’を得る。
ｍ×(ｐ₁−ｐ₀)≦Ｓ …（１）
ｍ×(ｑ₁−ｑ₀)≦Ｒ …（２）

【0060】

次に、本実施形態による、投射角に応じた切り出し領域の指定（更新）について説明する。図６は、ドラム部１０が０°姿勢、すなわち、投射角０°の場合の切り出し領域指定の例を示す。プロジェクタ装置（ＰＪ）１において、画角αの投射レンズ１２で、スクリーンなどの被投射媒体である投射面１３０に対して、投射角０°で画像１３１₀を投射した場合の投射位置を、投射レンズ１２から投射される光の光束中心に対応する位置Ｐｏｓ₀とする。また、投射角０°では、メモリ１０１に格納される画像データの、投射角０°の姿勢で投射を行うように予め指定された領域の下端のラインＳから、ラインＬまでの画像データによる画像が投射されるものとする。ラインＳからラインＬの領域には、ライン数ｌｎのラインが含まれるものとする。ライン数ｌｎは、例えば表示素子１１４の垂直方向の画素数すなわちライン数に対応する。

【0061】

画像制御部１０３は、画像切り出し部１００に対して、メモリ１０１に格納される画像データ１４０のラインＳからラインＬまでを切り出して読み出すように指示する。なお、ここでは、水平方向には、画像データ１４０の左端から右端までを全て読み出すものとする。画像切り出し部１００は、画像制御部１０３の指示に従い、画像データ１４０のラインＳ〜Ｌの領域を切り出し領域に設定し、設定された切り出し領域の画像データ１４１を読み出して画像処理部１０２に供給する。投射面１３０には、画像データ１４０のラインＳからラインＬまでの、ライン数ｌｎの画像データ１４１₀による画像１３１₀が投射される。この場合、画像データ１４０の全領域のうち、ラインＬから上端のラインまでに係る領域の画像データ１４２による画像は、投射されないことになる。

【0062】

次に、例えば操作部１４に対するユーザ操作によりドラム部１０が回転され、投射レンズ１２の投射角が角度θとなった場合について説明する。本実施形態では、ドラム部１０が回転され投射レンズ１２による投射角が変化した場合に、投射角θに応じて画像データ１４０のメモリ１０１からの切り出し領域を変える。

【0063】

投射角θに対する切り出し領域の設定について、図７を用いてより具体的に説明する。例えばドラム部１０を、投射レンズ１２による投射位置が０°姿勢から正方向に回転させ、投射レンズ１２の投射角が角度θ（＞０°）になった場合について考える。この場合、投射面１３０に対する投射位置が、投射角０°の投射位置Ｐｏｓ₀に対して上方の投射位置Ｐｏｓ₁に移動する。このとき、画像制御部１０２は、画像切り出し部１００に対して、メモリ１０１に格納される画像データ１４０に対する切り出し領域を、次の式（３）および式（４）に従い指定する。式（３）は、切り出し領域の下端のラインＲ_Sを示し、式（４）は、切り出し領域の上端のラインＲ_Lを示す。
Ｒ_S＝θ×(ｌｎ／α)＋Ｓ …（３）
Ｒ_L＝θ×(ｌｎ／α)＋Ｓ＋ｌｎ …（４）

【0064】

なお、式（３）および式（４）において、値ｌｎは、投射領域内に含まれるライン数（例えば表示素子１１４のライン数）を示す。また、値αは投射レンズ１２の画角、値Ｓは、図６を用いて説明した、０°姿勢における切り出し領域の下端のラインをそれぞれ示す。

【0065】

式（３）および式（４）において、(ｌｎ／α)は、画角αに含まれるライン数を示す。換言すれば、(ｌｎ／α)は、プロジェクタ装置１における単位角度当たりのライン数を示すことになる。したがって、θ×(ｌｎ／α)は、プロジェクタ装置１における、角度θに対応するライン数を表す。すなわち、式（３）および式（４）は、０°姿勢（角度θ＝０°）に対して投射角が角度θだけ変化した場合の、メモリ１０１に対する読み出しアドレス（ライン）の変化に対応する。

【0066】

このように、本実施形態においては、メモリ１０１から画像データ１４０を読み出す際のアドレスが、投射角θに応じて指定される。これにより、メモリ１０１から、画像データ１４０の、投射角θに応じた位置の画像データ１４１₁が読み出され、読み出された画像データ１４１₁に係る画像１３１₁が、投射面１３０の投射角θに対応する投射位置Ｐｏｓ₁に投射される。

【0067】

そのため、本実施形態によれば、表示素子１１４のサイズよりも大きいサイズの画像データ１４０を投射する場合に、投射される画像内の位置と、画像データ内の位置との対応関係が保たれる。また、ドラム３０を回転駆動するためのモータ４０の駆動パルスに基づき投射角θを求めているため、ドラム部１０の回転に対して略遅延の無い状態で投射角θを得ることができると共に、投射画像や周囲の環境に影響されずに投射角θを得ることが可能である。

【0068】

次に、投射レンズ１２による光学ズームを行った場合の切り出し領域の設定について説明する。既に説明したように、プロジェクタ装置１の場合、レンズ駆動部が駆動され投射レンズ１２の画角αが増加または減少されることで、光学ズームが行われる。光学ズームによる画角の増加分を角度Δとし、光学ズーム後の投射レンズ１２の画角を画角(α＋Δ)とする。

【0069】

この場合、光学ズームにより画角が増加しても、メモリ１０１に対する切り出し領域は変化しない。換言すれば、光学ズーム前の画角αによる投射画像に含まれるライン数と、光学ズーム後の画角(α＋Δ)による投射画像に含まれるライン数は、同一である。したがって、光学ズーム後は、光学ズーム前に対して単位角度当たりに含まれるライン数が変化することになる。

【0070】

光学ズームを行った場合の切り出し領域の指定について、図８を用いてより具体的に説明する。図８の例では、投射角θの状態で、画角αに対して画角Δ分を増加させる光学ズームを行っている。光学ズームを行うことで、投射面１３０に投射される投射画像は、例えば投射レンズ１２に投射される光の光束中心（投射位置Ｐｏｓ₂）を共通として、画像１３１_２として示されるように、光学ズームを行わない場合に対して画角Δ分拡大される。

【0071】

画角Δ分の光学ズームを行った場合、画像データ１４０に対して切り出し領域として指定されるライン数をｌｎラインとすると、単位角度当たりに含まれるライン数は、｛ｌｎ／(α＋Δ)｝で表される。したがって、画像データ１４０に対する切り出し領域は、次の式（５）および式（６）により指定される。なお、式（５）および式（６）における各変数の意味は、上述の式（３）および式（４）と共通である。
Ｒ_S＝θ×｛ｌｎ／(α＋Δ)｝＋Ｓ …（５）
Ｒ_L＝θ×｛ｌｎ／(α＋Δ)｝＋Ｓ＋ｌｎ …（６）

【0072】

画像データ１４０から、この式（５）および式（６）に示される領域の画像データ１４１₂が読み出され、読み出された画像データ１４１₂に係る画像１３１₂が、投射レンズ１２により、投射面１３０の投射位置Ｐｏｓ₂に対して投射される。

【0073】

このように、光学ズームを行った場合には、単位角度当たりに含まれるライン数が光学ズームを行わない場合に対して変化し、投射角θの変化に対するラインの変化量が、光学ズームを行わない場合に比べて異なったものとなる。これは、メモリ１０１に対する投射角θに応じた読み出しアドレスの指定において、光学ズームにより増加した画角Δ分のゲインが変更された状態である。

【0074】

本実施形態においては、メモリ１０１から画像データ１４０を読み出す際のアドレスは、投射角θと投射レンズ１２の画角αに応じて指定される。これにより、光学ズームを行った場合であっても、投射すべき画像データ１４１₂のアドレスを、メモリ１０１に対して適切に指定することができる。したがって、光学ズームを行った場合であっても、表示素子１１４のサイズよりも大きいサイズの画像データ１４０を投射する場合に、投射される画像内の位置と、画像データ内の位置との対応関係が保たれる。

【0075】

次に、画像の投射位置に対してオフセットが与えられた場合について、図９を用いて説明する。プロジェクタ装置１の使用に際して、必ずしも０°姿勢（投射角０°）が投射位置の最下端になるとは限らない。例えば図９に例示されるように、所定の投射角θ_ofstによる投射位置Ｐｏｓ₃を、最下端の投射位置にする場合も考えられる。この、画像データ１４０の最下端のラインを最下端とする画像を投射する際の投射角θを、オフセットによるオフセット角θ_ofstとする。

【0076】

この場合、例えば、このオフセット角θ_ofstを投射角０°と見做して、メモリ１０１に対する切り出し領域を指定することが考えられる。上述した式（３）および式（４）に当て嵌めると、下記の式（７）および式（８）のようになる。なお、式（７）および式（８）における各変数の意味は、上述の式（３）および式（４）と共通である。
Ｒ_S＝(θ−θ_ofst)×(ｌｎ／α)＋Ｓ …（７）
Ｒ_L＝(θ−θ_ofst)×(ｌｎ／α)＋Ｓ＋ｌｎ …（８）

【0077】

ところで、上述した式（３）および式（４）による切り出し領域の指定方法は、投射レンズ１２による投射を行う投射面１３０が、ドラム部１０の回転軸３６を中心とした円筒であると仮定した、円筒モデルに基づくものである。しかしながら、実際には、投射面１３０は、投射角θ＝０°に対して９０°の角をなす垂直な面（以下、単に「垂直な面」と呼ぶ）であることが多いと考えられる。画像データ１４０から同一のライン数の画像データを切り出して垂直な面に投射した場合、投射角θが大きくなるに連れ、垂直な面に投射される画像が縦方向に伸びることになる。そこで切り出し部のあとに画像処理部において次のような画像処理を施す。

【0078】

図１０および図１１を用いて、垂直な面に対して投射される画像について説明する。図１０において、位置Ｂをドラム部１０の回転軸３６の位置として、位置Ｂから距離ｒだけ離れた投射面Ｗに、投射レンズ１２から画像を投射する場合について考える。

【0079】

上述の円筒モデルでは、位置Ｂを中心とする半径ｒの弧Ｃを投射面として投射画像が投射される。弧Ｃの各点は、位置Ｂから等距離であり、投射レンズ１２から投射される光の光束中心は、弧Ｃを含む円の半径となる。したがって、投射角θを０°のθ₀からθ₁、θ₂、…と増加させても、投射画像は常に同じサイズで投射面に対して投射される。

【0080】

一方、垂直な面である投射面Ｗに対して投射レンズ１２から画像を投射する場合、投射角θをθ₀からθ₁、θ₂、…と増加させると、投射レンズ１２から投射された光の光束中心が投射面Ｗに照射される位置が、正接関数の特性に従い角度θの関数にて変化する。したがって、投射画像は、投射角θが大きくなるに連れ、下記の式（９）に示される比率Ｍに従い、上方向に伸びる。
Ｍ＝(１８０×ｔａｎθ)／(θ×π) …（９）

【0081】

式（９）によれば、例えば投射角θ＝４５°の場合、約１．２７倍の比率で投射画像が伸びることになる。また、投射面Ｗが半径ｒの長さに対してさらに高く、投射角θ＝６０°での投射が可能である場合、投射角θ＝６０°においては、約１．６５倍の比率で投射画像が伸びることになる。

【0082】

また、投射面Ｗ上の投射画像におけるライン間隔も、図１１に例示されるように、投射角θが大きくなるに連れ広くなる。この場合、１つの投射画像内における投射面Ｗ上の位置に応じて、上述の式（９）に従いライン間隔が広くなることになる。

【0083】

そこで、プロジェクタ装置１は、投射レンズ１２の投射角θに従って、上述の式（９）の逆数の比率で、投射を行う画像の画像データに対して縮小処理を行う。この縮小処理は、円筒モデルに基づいて切り取る画像データよりも大き目が望ましい。即ち、垂直な面である投射面Ｗの高さに依存するが、投射角θ＝４５°の場合、約１．２７倍の比率で投射画像が伸びるので、その逆数の約７８％程度に縮めることになる。そこで画像メモリを一杯に使い切るには、予め、２２％程度以上、ライン数を多めに切り取っておき、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい領域を切り出し領域の画像を読み込んでおいて画像処理部に入力することが望ましい。

【0084】

一例として、画像制御部１０３は、プロジェクタ装置１に入力された画像データを画像切り出し部１００によりメモリ１０１に格納する際に、当該画像データに対して、上述の式（９）の逆数の比率を用いて、画像データが投射される際の画像のライン毎に、当該画像データに対して予め縮小処理を施す。縮小処理は、θに依存して縮小率がライン（垂直方向の画素）に、数タップのローパスフィルタをかけて、ラインを間引く。正確にはローパスフィルタの帯域の制限値もθに依存して変更しなければならないが、最大のθに対応する縮小率で均一にフィルタの特性を決定したり、あるいは最大のθの、ほぼ１／２に対応する縮小率で均一にフィルタの特性を決定したり、するような一般的な線形補間を利用することができる。また、そのフィルタ処理の後、間引くラインにおいても、本来ならば画面内のθに依存してサブサンプリングしなければならないが、最大のθに対応する縮小率での均一に間引きをしたり、あるいは最大のθの、ほぼ１／２に対応する縮小率で均一に間引きを行うこともできる。ローパスフィルタも間引きも均一に行わないで少しでも正確に行う場合には、幾つかのエリアに分割して、そのエリア内のみ均一にするという方法によっても、よりよい特性を出すのに有効である。

【0085】

なお、この式（９）を利用した画像処理は、メモリ１０１に画像データを格納する際に行うのに限られない。この画像処理は、例えば画像処理部１０２で行ってもよい。

【0086】

なお、実際にプロジェクタ装置１が使用される環境では、投射面Ｗの高さに制限があり、ある高さの位置Ａで９０°折り返して面Ｒが形成される場合が多いと考えられる。この面Ｒも、プロジェクタ装置１の投射面として用いることができる。この場合、投射面Ｒに投射される画像は、投射角θをさらに大きくして、投射位置が位置Ａを越えて真上方向（投射角θ＝９０°）に向かうのに連れて、上述した投射面Ｗに投射される画像とは逆の特性で縮むことになる。

【0087】

そのため、画像データによる画像を投射角０°および９０°で投射する場合は、投射する画像データに対する式（９）を用いた縮小処理を行わないようにする。また、投射面Ｗの長さ（高さ）と、投射面Ｒの長さとが略等しい場合には、投射する画像データに対する式（９）を用いた縮小処理を、投射角０°から投射面Ｗの最上部の点Ａまでの縮小処理と、点Ａから投射角９０°までの縮小処理とで対称の処理として実行する。これにより、画像制御部１０３におけるこの縮小処理に対する負荷を低減することができる。

【0088】

上述の例では、投射角θ＝０°に対して９０°の角をなす垂直な面を想定して説明を行った。ドラム部１０の回転角によっては、投射角θ＝０°に対して１８０°の角をなす平面に投射することも考えられる。画像データ１４０から同一のライン数の画像データを切り出してこの面に投射した場合、投射角θが大きくなるに連れ、投射される画像が縦方向に縮むことになる。そこで切り出し部のあとに画像処理部においては上述の説明とは逆の画像処理を施す。

【0089】

すなわち、投射角θをθ₀からθ₁、θ₂、…と増加させると、投射部から投射面までの距離が小さくなるよう変化する。そこで、プロジェクタ装置１は、投射レンズ１２の投射角θに従って、上述説明とは逆に、投射を行う画像の画像データに対して拡大処理を行うようにする。

【0090】

以上のように、投射装置１の画像切り出し部は、投射方向が第１の投射方向から第２の投射方向に変化するにつれて、投射部１２から投射面までの距離が小さくなる場合には、切り出し画像データの画素毎に、投射角に基づいた拡大処理を施すようにしてもよい。

【0091】

＜メモリ制御について＞
次に、図１２〜図１７を用いて、メモリ１０１のアクセス制御について説明する。画像データは、垂直同期信号ＶＤ毎に、画面上水平方向に各ライン毎に画像の左端から右端に向けて各画素が順次伝送され、各ラインは、画像の上端から下端に向けて順次伝送される。なお、以下では、画像データは、デジタルハイビジョン規格に対応した、水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズをもつ場合を例として説明する。

【0092】

以下では、メモリ１０１が、それぞれ独立してアクセス制御が可能な、４つのメモリ領域を含む場合のアクセス制御の例について説明する。すなわち、図１２に示されるように、メモリ１０１は、それぞれ水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリ１０１Ｙ₁および１０１Ｙ₂の各領域と、それぞれ水平１０８０画素×垂直画素１９２０（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリ１０１Ｔ₁および１０１Ｔ₂の各領域がそれぞれ設けられている。以下、各メモリ１０１Ｙ₁、１０１Ｙ₂、１０１Ｔ₁および１０１Ｔ₂を、それぞれメモリＹ₁、メモリＹ₂、メモリＴ₁およびメモリＴ₂として説明する。

【0093】

図１３は、画像切り出し部１００によるメモリ１０１に対するアクセス制御を説明するためのタイムチャートの一例である。図１３（ａ）は、投射レンズ１２の投射角θ、図１３（ｂ）は、垂直同期信号ＶＤを示す。また、図１３（ｃ）は、画像切り出し部１００に入力される画像データＤ₁、Ｄ₂、…の入力タイミング、図１３（ｄ）〜図１３（ｇ）は、それぞれメモリＹ₁、Ｙ₂、Ｔ₁およびＴ₂に対する画像切り出し部１００からのアクセスの例を示す。なお、図１３（ｄ）〜図１３（ｇ）において、「Ｒ」が付されているブロックは、読み出しを示し、「Ｗ」が付されているブロックは、書き込みを示す。

【0094】

画像切り出し部１００に対して、垂直同期信号ＶＤ毎に、それぞれ１９２０画素×１０８０ラインの画像サイズを持つ画像データＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄、Ｄ₅、Ｄ₆、…が入力される。各画像データＤ₁、Ｄ₂、…は、垂直同期信号ＶＤに同期して、垂直同期信号ＶＤの後から入力される。また、各垂直同期信号ＶＤに対応する投射レンズ１２の投射角を、それぞれ投射角θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅、θ₆、…とする。投射角θは、このように垂直同期信号ＶＤ毎に取得される。

【0095】

先ず、画像切り出し部１００に対して、画像データＤ₁が入力される。本実施形態によるプロジェクタ装置１は、上述したように、ドラム部１０を回転させることで投射レンズ１２による投射角θを変化させて投射画像の投射位置を移動させると共に、投射角θに応じて画像データに対する読み出し位置を指定する。そのため、画像データは、垂直方向により長いと都合がよい。一般的には、画像データは、水平方向のサイズが垂直方向のサイズよりも大きいことが多い。そこで例えば、ユーザがカメラを９０°回転させて撮像を行い、この撮像で得られた画像データをプロジェクタ装置１に入力することが考えられる。

【0096】

すなわち、画像切り出し部１００に入力される画像データＤ₁、Ｄ₂、…による画像は、図１４（ａ）にイメージとして示される画像１６０のように、画像の内容から判断して正しい向きの画像から９０°回転された、横向きの画像とされている。

【0097】

画像切り出し部１００は、入力された画像データＤ₁を、先ず、メモリＹ₁に対して、画像データＤ₁の入力タイミングに対応したタイミングＷＤ₁で書き込む（図１３（ｄ）のタイミングＷＤ₁）。画像切り出し部１００は、画像データＤ₁を、図１４（ｂ）の左側に示されるように、水平方向に向けてライン順にメモリＹ₁に対して書き込む。図１４（ｂ）の右側に、こうしてメモリＹ₁に書き込まれた画像データＤ₁による画像１６１をイメージとして示す。画像データＤ₁は、入力時の画像１６０と同じイメージの画像１６１として、メモリＹ₁に書き込まれる。

【0098】

画像切り出し部１００は、図１４（ｃ）に示されるように、メモリＹ₁に書き込んだ画像データＤ₁を、当該画像データＤ₁を書き込んだ垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤの開始と同時のタイミングＲＤ₁で、メモリＹ₁から読み出す（図１３（ｄ）のタイミングＲＤ₁）。

【0099】

このとき、画像切り出し部１００は、画像データＤ₁を、画像の左下隅の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に順次ラインを跨いで画素毎に読み出していく。画像の上端の画素を読み出すと、次は、垂直方向の読み出し開始位置の画素の右隣の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に各画素を読み出す。この動作を、画像の右上隅の画素の読み出しが終了するまで、繰り返す。

【0100】

換言すれば、画像切り出し部１００は、ライン方向を画像の下端から上端に向けた垂直方向として、メモリＹ₁からの画像データＤ₁の読み出しを、当該垂直方向のライン毎に、画像の左端から右端に向けて画素毎に順次読み出す。

【0101】

画像切り出し部１００は、このようにしてメモリＹ₁から読み出した画像データＤ₁の画素を、図１５（ａ）の左側に示されるように、メモリＴ₁に対して、ライン方向に向けて画素毎に順次書き込んでいく（図１３（ｅ）のタイミングＷＤ₁）。すなわち、画像切り出し部１００は、メモリＹ₁から例えば１画素を読み出す毎に、読み出したこの１画素をメモリＴ₁に書き込む。

【0102】

図１５（ａ）の右側は、こうしてメモリＴ₁に書き込まれた画像データＤ₁による画像１６２のイメージを示す。画像データＤ₁は、水平１０８０画素×垂直画素１９２０（ライン）のサイズとしてメモリＴ₁に書き込まれ、入力時の画像１６０が時計回りに９０°回転されて水平方向と垂直方向とが入れ替えられた画像１６２とされる。

【0103】

画像切り出し部１００は、メモリＴ₁に対して画像制御部１０３に指定された切り出し領域のアドレス指定を行い、当該切り出し領域として指定された領域の画像データをメモリＴ₁から読み出す。この読み出しのタイミングは、図１３（ｅ）にタイミングＲＤ₁として示されるように、画像データＤ₁が画像切り出し部１００に入力されたタイミングに対して、２垂直同期信号ＶＤの分だけ遅延することになる。

【0104】

本実施形態によるプロジェクタ装置１は、上述したように、ドラム部１０を回転させることで投射レンズ１２による投射角θを変化させて投射画像の投射位置を移動させると共に、投射角θに応じて画像データに対する読み出し位置を指定する。例えば、画像データＤ₁が、投射角θ₁のタイミングで画像切り出し部１００に入力される。この画像データＤ₁による画像を実際に投射するタイミングにおける投射角θは、投射角θ₁から、投射角θ₁と異なる投射角θ₃に変化していることが有り得る。

【0105】

そのため、メモリＴ₁から画像データＤ₁を読み出す際の切り出し領域は、この投射角θの変化分を見込んで、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい範囲で読み出すようにする。

【0106】

図１５（ｂ）を用いてより具体的に説明する。図１５（ｂ）の左側は、メモリＴ₁に格納される画像データＤ₁による画像１６３のイメージを示す。この画像１６３において、実際に投射される領域を投射領域１６３ａとし、他の領域１６３ｂは、非投射領域であるとする。この場合、画像制御部１０３は、メモリＴ₁に対して、投射領域１６３の画像に対応する画像データの領域よりも、少なくとも、２垂直同期信号ＶＤの期間で投射レンズ１２による投射角θが最大に変化した場合の変化分に相当するライン数分大きい切り出し領域１７０を指定する。

【0107】

画像切り出し部１００は、画像データＤ₁をメモリＴ₁に書き込んだ垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤのタイミングで、この切り出し領域１７０からの画像データの読み出しを行う。こうして、投射角θ₃のタイミングで、投射を行う画像データがメモリＴ₁から読み出され、後段の画像処理部１０２を経て表示素子１１４に供給され、投射レンズ１２から投射される。

【0108】

画像切り出し部１００に対し、画像データＤ₁が入力された垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤのタイミングで、画像データＤ₂が入力される。このタイミングでは、メモリＹ₁は画像データＤ₁が書き込まれている。そのため、画像切り出し部１００は、画像データＤ₂をメモリＹ₂に書き込む（図１３（ｆ）のタイミングＷＤ₂）。このときの、画像データＤ₂のメモリＹ₂への書き込み順は、上述の画像データＤ₁のメモリＹ₁への書き込み順と同様であり、イメージも同様である（図１４（ｂ）参照）。

【0109】

すなわち、画像切り出し部１００は、画像データＤ₂を、画像の左下隅の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に順次ラインを跨いで画素毎に画像の上端の画素まで読み出し、次に垂直方向の読み出し開始位置の画素の右隣の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に各画素を読み出す（図１３（ｆ）のタイミングＲＤ₂）。この動作を、画像の右上隅の画素の読み出しが終了するまで、繰り返す。画像切り出し部１００は、このようにしてメモリＹ₂から読み出した画像データＤ₂の画素を、メモリＴ₂に対して、ライン方向に向けて画素毎に順次書き込んで（図１３（ｇ）のタイミングＷＤ₂）いく（図１５（ａ）左側参照）。

【0110】

画像切り出し部１００は、メモリＴ₂に対して画像制御部１０３に指定された切り出し領域のアドレス指定を行い、当該切り出し領域としてされた領域の画像データを、図１３（ｇ）のタイミングＲＤ₂でメモリＴ₂から読み出す。このとき、上述したように、画像制御部１０３は、メモリＴ₂に対して、投射角θの変化分を見込んだ、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい領域を切り出し領域１７０として指定する。

【0111】

画像切り出し部１００は、画像データＤ₂をメモリＴ₂に書き込んだ垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤのタイミングで、この切り出し領域１７０からの画像データの読み出しを行う。こうして、投射角θ₂のタイミングで画像切り出し部１００に入力された画像データＤ₂における切り出し領域１７０の画像データが、投射角θ₄のタイミングでメモリＴ₂から読み出され、後段の画像処理部１０２を経て表示素子１１４に供給され、投射レンズ１２から投射される。

【0112】

以降、同様にして、画像データＤ₃、Ｄ₄、Ｄ₅、…に対して、メモリＹ₁およびＴ₁の組と、メモリＹ₂およびＴ₂の組とを交互に用いて順次処理していく。

【0113】

上述のように、本実施形態では、メモリ１０１に対して、水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリＹ₁、Ｙ₂の領域と、水平１０８０画素×垂直画素１９２０（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリＴ₁、Ｔ₂の領域とをそれぞれ設けている。これは、一般に、画像メモリに用いられるＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)は、水平方向のアクセスに対して、垂直方向のアクセスの方がアクセス速度が遅いためである。他の、水平方向と垂直方向とで同等のアクセス速度を得られる、ランダムアクセス容易なメモリを用いる場合、画像データに応じた容量のメモリを２面用いる構成としてもよい。

【0114】

上述に限らず、画像切り出し部１００に入力される画像データが水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズの場合に、図１６（ａ）に示されるように、画像切り出し部１００が当該画像データを、水平方向と垂直方向とを入れ替えずにメモリ１０１Ｙ₁（またはメモリ１０１Ｙ₂）に書き込み、画像制御部１０３が、図１６（ｂ）に示されるように、画像データの複数ラインの領域を切り出し領域１７１として指定することもできる。この場合、画像切り出し部１００により切り出し領域１７１から読み出された画像データによる画像が、投射レンズ１２から投射される。

【0115】

また、画像制御部１０３は、メモリ１０１Ｙ₁に書き込まれた画像データに対して、図１６（ｃ）に示されるように、切り出し領域として任意の矩形領域１７２を指定することもできる。この場合、画像切り出し部１００によりこの矩形領域１７２を切り出し領域としてメモリ１０１Ｙ₁から読み出された画像データが、画像処理部１０２に供給される。画像処理部１０２は、上述の説明のように、供給された画像データに対して画像処理を施し、切り出された領域の画像データが投射レンズ１２から投射される。この図１６（ｂ）および図１６（ｃ）の場合、水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリＹ₁、Ｙ₂を順次切り替えて用いる。

【0116】

さらにこの場合、画像切り出し部１００に入力された画像データを切り出す領域が予め設定されている場合、入力された画像データの全ての領域を例えばメモリ１０１Ｙ₁に書き込む必要は無い。すなわち、画像切り出し部１００は、投射される画像に対応する領域内の画像データに対し、上述したアクセス制御により遅延する投射角θ分のラインを含めた画像データを加えた画像データを、例えばメモリＹ₁に書き込むようにする。

【0117】

メモリＴ₁およびＴ₂に対する書き込みおよび読み出しも、同様である。すなわち、画像切り出し部１００に入力された画像データを切り出す領域が予め設定されている場合、入力された画像データの全ての領域を例えばメモリＴ₁に書き込む必要は無い。すなわち、画像切り出し部１００は、図１７（ａ）に示されるように、投射される画像に対応する領域内の画像データに対し、上述したアクセス制御により遅延する投射角θ分のラインを加えた画像データ１７３を、例えばメモリＴ₁に対して書き込むようにする。読み出しの場合も同様に、画像切り出し部１００は、例えばメモリＴ₁に書き込まれた画像データ１７３のみを読み出す。

【0118】

また、画像切り出し部１００に入力された、水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズの画像データの水平方向と垂直方向とを、図１４を用いて説明した方法により入れ替えてメモリＴ₁に書き込んだ場合（図１７（ｃ）参照）に、画像制御部１０３は、メモリＴ₁に対して、図１７（ｄ）に示されるように、切り出し領域として任意の矩形領域１７４を指定することもできる。この場合、画像切り出し部１００によりこの矩形領域１７４を切り出し領域としてメモリ１０１Ｔ₁から読み出された画像データが、画像処理部１０２に供給される。画像処理部１０２は、上述の説明のように、供給された画像データに対して画像処理を施し、切り出された領域の画像データが投射レンズ１２から投射される。

【0119】

＜画像データの投射を行う処理の流れ＞
次に、図１８のフローチャートを用いてプロジェクタ装置１において画像データによる画像を投射する際の処理の流れについて説明する。

【0120】

ステップＳ１００で、画像データの入力に伴い、当該画像データによる画像の投射に係る各種設定値がプロジェクタ装置１に入力される。入力された各種設定値は、例えばＣＰＵ１２０に取得される。ここで取得される各種設定値は、例えば、画像データによる画像を回転させるか否か、すなわち、当該画像の水平方向と垂直方向とを入れ替えるか否かを示す値、画像の拡大率、投射の際のオフセット角θ_ofstを含む。各種設定値は、プロジェクタ装置１に対する画像データの入力に伴い、データとしてプロジェクタ装置１に入力してもよいし、操作部１４を操作することで入力してもよい。

【0121】

次のステップＳ１００で、プロジェクタ装置１に対して、１フレーム分の画像データが入力され、画像切り出し部１００により、入力された画像データが取得される。取得された画像データは、メモリ１０１に書き込まれる。

【0122】

次のステップＳ１０２で、画像制御部１０３は、オフセット角θ_ofstを取得する。次のステップＳ１０３で、画像制御部１０３は、切り出しサイズすなわち入力された画像データにおける切り出し領域のサイズを取得する。画像処理部１０３は、切り出し領域のサイズを、ステップＳ１００で取得された設定値から取得してもよいし、操作部１４に対する操作に応じて取得してもよい。次のステップＳ１０４で、画像制御部１０３は、投射レンズ１２の画角αを取得する。画像制御部１０３は、投射レンズ１２の画角αを、例えば画角制御部１０４から取得する。さらに、次のステップＳ１０５で、画像制御部１０３は、投射レンズ１２の投射角θを、例えば回転制御部１０４から取得する。

【0123】

次のステップＳ１０６で、画像制御部１０３は、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０５で取得されたオフセット角θ_ofstと、切り出し領域のサイズと、画角αと、投射角θとに基づき、上述した式（３）〜式（８）を用いて、入力された画像データに対する切り出し領域を求める。画像制御部１０３は、画像切り出し部１００に対して、求めた切り出し領域からの画像データの読み出しを指示する。画像切り出し部１００は、画像制御部１０３からの指示に従い、メモリ１０１に記憶される画像データから切り出し領域内の画像データを読み出す。画像切り出し部１００は、メモリ１０１から読み出した切り出し領域の画像データを画像処理部１０２に供給する。

【0124】

ステップＳ１０７で、画像処理部１０２は、画像切り出し部１００から供給された画像データに対して、例えば上述した式（１）および式（２）に従いサイズ変換処理を施す。画像処理部１０２でサイズ変換処理を施された画像データは、表示素子１１４に供給される。表示素子１１４は、光源１１１からの光を画像データに従い変調して射出する。射出されたこの光は、投射レンズ１２から投射される。

【0125】

次のステップＳ１０８で、ＣＰＵ１２０は、上述のステップＳ１０１で入力された画像データの次のフレームの画像データの入力があるか否かを判定する。若し、次のフレームの画像データの入力があると判定された場合、ＣＰＵ１２０は、処理をステップＳ１０１に戻し、当該次のフレームの画像データに対して上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の処理を行う。すなわち、このステップＳ１０１〜ステップＳ１０７の処理は、例えば画像データの垂直同期信号ＶＤに従い、画像データのフレーム単位で繰り返される。したがって、プロジェクタ装置１は、投射角θの変化に対して、フレーム単位で各処理を追随させることができる。

【0126】

一方、ステップＳ１０８で、次のフレームの画像データが入力されないと判定した場合、ＣＰＵ１２０は、プロジェクタ装置１における画像の投射動作を停止させる。例えば、ＣＰＵ１２０は、光源１１１をオフにするように制御すると共に、回転機構部１０５に対してドラム部１０の姿勢を初期姿勢に戻すように命令を出す。そして、ＣＰＵ１２０は、ドラム部１０の姿勢が初期姿勢に戻った後、光源１１１などを冷却するファンを停止させる。

【0127】

以上の通り、プロジェクタ装置１によれば、画像データの有する解像度を保持しながら、ユーザが、入力された画像データに係る画像における投射された被写体画像の位置を把握しやすい画像投射を行うことができる。

【0128】

なお、上述の実施形態では、プロジェクタ装置１の備えるドラム部１０は基台２０に対して垂直方向にのみ回動され、投射レンズ１２の投射方向が垂直方向にのみ変更されていく例を示したが、この回動ないし変更は垂直方向には限定されない。例えば、パン及びチルトが可能な構成を有し、水平ないし垂直方向に投射部の投射方向を変更可能な投射装置においても本発明を適用し、その効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0129】

１ プロジェクタ装置１
１０ ドラム部
１２ 投射レンズ
１４ 操作部
２０ 基台
３０ ドラム
３２ 駆動部
３５，４２ａ，４２ｂ，４３ ギア
４０ モータ
４１ ウォームギア
５０ａ，５０ｂ フォトリフレクタ
５１ａ，５１ｂ フォトインタラプタ
１００ 画像切り出し部
１０１ メモリ
１０２ 画像処理部
１０３ 画像制御部
１０４ 回転制御部
１０５ 回転機構部
１０６ 画角制御部
１１０ 光学エンジン部
１１４ 表示素子
１２０ ＣＰＵ
１４０ 画像データ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】