JP2013083690A - Projection type image display device - Google Patents

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聡 吉沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type image display device capable of projecting a horizontally long image and a vertically long image without reducing resolution.SOLUTION: The projection type image display device includes: an image projection unit 8 for projecting an image; a movable part 6 for supporting the image projection unit switchably between a horizontally long image projection attitude and a vertically long image projection attitude; and a correction optical system 10 having a function of deflecting, in a predetermined direction, projection light of the image projected by the image projection unit and a function of correcting trapezoidal distortion caused by the deflection. The image from the image projection unit taking one of the horizontally long image projection attitude and the vertically long image projection attitude is projected through the correction optical system.

Description

本発明は、投射型画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a projection type image display apparatus.

近年、横長画像と縦長画像を切替可能な投射型画像表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような投射型画像表示装置においては、横置きで横長画像を投射した後、縦置きにして縦長画像を投射させる場合に、横長画像の中心位置に対して縦長画像の中心位置がずれてしまう。そのため手動等によって当該装置を動かして中心位置を合わせ、動かしたことによって生じた台形歪みを補正するために、画像処理によって縦長画像が長方形状になるように表示パネルに表示させる画像の形状を変更させている。   In recent years, a projection-type image display device capable of switching between a horizontally long image and a vertically long image has been known (see, for example, Patent Document 1). In such a projection-type image display device, when a landscape image is projected horizontally and then a portrait image is projected vertically, the center position of the portrait image is shifted from the center position of the landscape image. . Therefore, the shape of the image displayed on the display panel is changed so that the vertically long image becomes rectangular by image processing in order to correct the trapezoidal distortion caused by moving the device manually and aligning the center position. I am letting.

特許第4616092号公報Japanese Patent No. 4616092

しかしながら、上述した投射型画像表示装置は、投射する画像の形状を変形させて台形歪みを補正するので、表示パネル上で使用されない画素が生じ投射画像の一部の解像度が低下してしまうという問題があった。   However, since the projection type image display apparatus described above corrects trapezoidal distortion by changing the shape of the projected image, there is a problem that pixels that are not used on the display panel are generated and the resolution of a part of the projected image is reduced. was there.

本発明の目的は、解像度を低下させることなく横長画像と縦長画像を投射する投射型画像表示装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a projection type image display apparatus that projects a horizontally long image and a vertically long image without reducing the resolution.

本発明の投射型画像表示装置は、画像を投射する画像投射ユニットと、前記画像投射ユニットを横長画像投射姿勢又は縦長画像投射姿勢に切替可能に支持する可動部と、前記画像投射ユニットにより投射される画像の投射光を所定の方向に偏向させる機能及びその偏向によって生じる台形歪みを補正する機能を有する補正光学系とを備え、前記横長画像投射姿勢及び前記縦長画像投射姿勢の何れか一方の姿勢となった前記画像投射ユニットからの画像を前記補正光学系を介して投射させることを特徴とする。   The projection type image display device of the present invention is projected by an image projection unit that projects an image, a movable unit that supports the image projection unit so as to be switchable to a horizontally long image projection posture or a vertically long image projection posture, and the image projection unit. And a correction optical system having a function of deflecting projection light of an image in a predetermined direction and a function of correcting trapezoidal distortion caused by the deflection, and the posture of either one of the horizontally long image projection posture and the vertically long image projection posture The image from the image projection unit is projected through the correction optical system.

本発明の投射型画像表示装置によれば、解像度を低下させることなく横長画像と縦長画像を投射する投射型画像表示装置を提供することができる。   According to the projection type image display apparatus of the present invention, it is possible to provide a projection type image display apparatus that projects a horizontally long image and a vertically long image without reducing the resolution.

実施の形態に係る投射型画像表示装置における横長画像投射姿勢を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the landscape image projection attitude | position in the projection type image display apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る投射型画像表示装置における縦長画像投射姿勢を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vertical image projection attitude | position in the projection type image display apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る投射型画像表示装置からスクリーンに投射された投射画像を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the projection image projected on the screen from the projection type image display apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る投射型画像表示装置からスクリーンに投射された投射画像を示す正面図である。It is a front view which shows the projection image projected on the screen from the projection type image display apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係る画像投射ユニットを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the image projection unit which concerns on embodiment. 実施の形態に係る補正光学系を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the correction | amendment optical system which concerns on embodiment. 実施の形態に係る投射型画像表示装置のブロック図である。It is a block diagram of the projection type image display device concerning an embodiment. 実施の形態に係る投射画像の投射処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the projection process of the projection image which concerns on embodiment. 実施の形態に係る補正光学系の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the correction | amendment optical system which concerns on embodiment.

以下、図面を参照して、本実施の形態に係る投射型画像表示装置について説明する。図1は実施の形態に係る投射型画像表示装置における横長画像投射姿勢を示す斜視図であり、図2は実施の形態に係る投射型画像表示装置における縦長画像投射姿勢を示す斜視図である。投射型画像表示装置2は、架台4、可動部6、画像投射ユニット8及び補正光学系収納部10を備えている。   The projection type image display apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a landscape image projection posture in the projection type image display apparatus according to the embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing a portrait image projection posture in the projection type image display apparatus according to the embodiment. The projection type image display device 2 includes a gantry 4, a movable unit 6, an image projection unit 8, and a correction optical system storage unit 10.

可動部6は、プレート形状を有しており、一方の面に画像投射ユニット8が取り付けられている。可動部6の一方の縁部は、架台4に固定されたヒンジ機構7に回動可能に取り付けられている。これにより画像投射ユニット8を図1に示す横長画像投射姿勢又は、図2に示す縦長画像投射姿勢にさせることができる。   The movable part 6 has a plate shape, and the image projection unit 8 is attached to one surface. One edge of the movable portion 6 is rotatably attached to a hinge mechanism 7 fixed to the gantry 4. Thereby, the image projection unit 8 can be set to the landscape image projection posture shown in FIG. 1 or the portrait image projection posture shown in FIG.

画像投射ユニット8は、投射画像の画像データ等を記憶した画像メモリ部、光源、投射画像を表示する画像表示部、投射レンズ8a等を備えている。また画像投射ユニット8は、投射光の投射開始や投射終了等の指示を入力させる操作キー等を含む操作部を備え、操作部によって入力された指示に従って画像メモリ部に記憶された画像データに基づく投射光を投射レンズ8aを介して投射する。なお、画像投射ユニット8は架台4や可動部6等から取り外して単独使用することも可能である。   The image projection unit 8 includes an image memory unit that stores image data of a projection image, a light source, an image display unit that displays a projection image, a projection lens 8a, and the like. The image projection unit 8 also includes an operation unit including operation keys for inputting instructions such as projection start and projection end of the projection light, and is based on image data stored in the image memory unit in accordance with the instruction input by the operation unit. Projection light is projected through the projection lens 8a. Note that the image projection unit 8 can be detached from the gantry 4 and the movable portion 6 and used alone.

補正光学系収納部10は、架台4に立設された支柱上に設置される。画像投射ユニット8は縦長画像投射姿勢の場合に投射レンズ8aが補正光学系収納部10に対向する。これにより、投射レンズ8aから投射された投射光は、補正光学系収納部10内の補正光学系を介して投射される。ここで補正光学系は、画像投射ユニット8から投射された投射光を偏向させる光学系及び、投射光の偏向に伴い生じる投射画像の台形歪みを補正するための光学系等により構成される。また、台形歪以外の各種の光学系の収差を補正する光学系を含んでも良い。   The correction optical system storage unit 10 is installed on a support column erected on the gantry 4. When the image projection unit 8 is in the vertically long image projection posture, the projection lens 8 a faces the correction optical system storage unit 10. Thereby, the projection light projected from the projection lens 8 a is projected through the correction optical system in the correction optical system storage unit 10. Here, the correction optical system includes an optical system that deflects the projection light projected from the image projection unit 8 and an optical system that corrects trapezoidal distortion of the projection image caused by the deflection of the projection light. An optical system that corrects aberrations of various optical systems other than trapezoidal distortion may also be included.

図3は実施の形態に係る投射型画像表示装置からスクリーンに投射された投射画像を示す斜視図であり、図4は実施の形態に係る投射型画像表示装置からスクリーンに投射された投射画像を示す正面図である。ここで図3は投射型画像表示装置2から投射距離Lの位置にある不図示のスクリーン上に投射画像を投射した様子を示している。   FIG. 3 is a perspective view showing a projection image projected on the screen from the projection type image display apparatus according to the embodiment, and FIG. 4 shows a projection image projected on the screen from the projection type image display apparatus according to the embodiment. FIG. Here, FIG. 3 shows a state in which a projection image is projected from the projection type image display device 2 onto a screen (not shown) located at a projection distance L.

図3には、投射型画像表示装置2から横長画像投射姿勢で投射された横長画像が実線で示されており、その横長画像は縦の長さがV、横の長さがHとなっている。この横長画像は図4においては実線の長方形PQRSによって示されている。また図3には、縦長画像投射姿勢の投射型画像表示装置2から補正光学系を介して投射された縦長画像が2点鎖線によって示されている。この補正光学系を介した縦長画像は図4においては2点鎖線の長方形P´Q´R´S´によって示されている。   In FIG. 3, a horizontal image projected in the horizontal image projection posture from the projection type image display device 2 is indicated by a solid line. The horizontal image has a vertical length V and a horizontal length H. Yes. This horizontally long image is indicated by a solid rectangle PQRS in FIG. Further, in FIG. 3, a vertically long image projected from the projection type image display device 2 in the vertically long image projection posture via the correction optical system is indicated by a two-dot chain line. A vertically long image through this correction optical system is indicated by a two-dot chain line rectangle P′Q′R ′S ′ in FIG.

さらに図3には、縦長画像投射姿勢の投射型画像表示装置2から補正光学系を介さずに投射された場合の縦長画像が破線によって示されている。この補正光学系を介さずに投射された縦長画像は、図4においては破線の長方形P”Q”R”S”によって示されている。   Further, in FIG. 3, a vertically long image when projected from the projection type image display apparatus 2 in the vertically long image projection posture without passing through the correction optical system is indicated by a broken line. A vertically long image projected without passing through the correction optical system is indicated by a broken-line rectangle P "Q" R "S" in FIG.

なお図3においては投射型画像表示装置2における架台4の詳細形状及び画像投射ユニット8の縦長画像投射姿勢の図示を省略している。また架台4上での縦長画像投射姿勢と横長画像投射姿勢の切替えに伴う投射レンズ8aの光軸の位置ズレは、投射型画像表示装置2からスクリーンまでの長さ等と比較すると相対的に小さいため無視するものとして説明する。   In FIG. 3, the detailed shape of the gantry 4 in the projection type image display device 2 and the vertically long image projection posture of the image projection unit 8 are not shown. Further, the positional deviation of the optical axis of the projection lens 8a due to the switching between the vertical image projection posture and the horizontal image projection posture on the gantry 4 is relatively small compared to the length from the projection type image display device 2 to the screen. Therefore, it will be described as being ignored.

図3及び図4に示す点Cは、横長画像が投射された場合における投射レンズ8aの光軸とスクリーンとの交点であって横長画像においては下辺の中央部に位置する。ここで補正光学系を介さずに投射された縦長画像は、スクリーン上において横長画像に対して光軸周り、即ち点C周りに反時計回りに90度回転した位置に投射されるため、画像下半分が横長画像の下辺RSより下方のP”Q”R”S”に投射される。   A point C shown in FIGS. 3 and 4 is an intersection of the optical axis of the projection lens 8a and the screen when a horizontally long image is projected, and is located at the center of the lower side in the horizontally long image. Here, the vertically long image projected without passing through the correction optical system is projected on the screen at a position rotated 90 degrees counterclockwise around the optical axis, that is, around the point C with respect to the horizontally long image. Half is projected onto P "Q" R "S" below the lower side RS of the landscape image.

図3及び図4に示す点C´は、補正光学系を介して縦長画像が投射された場合における投射レンズ8aの光軸とスクリーンとの交点であり、スクリーン上において点Cの右上方に位置する。このように光軸とスクリーンとの交点の位置を移動させることにより、補正光学系を介して投射された縦長画像の下辺P´S´を横長画像の下辺RSと同一直線上に位置させることができる。また、光軸とスクリーンとの交点の位置を移動させることにより、補正光学系を介して投射された縦長画像の垂直方向の中心線の位置を横長画像の垂直方向の中心線の位置とほぼ一致させることができる。   A point C ′ shown in FIGS. 3 and 4 is an intersection of the optical axis of the projection lens 8a and the screen when a vertically long image is projected through the correction optical system, and is located on the screen at the upper right of the point C. To do. By moving the position of the intersection between the optical axis and the screen in this way, the lower side P ′S ′ of the vertically long image projected via the correction optical system can be positioned on the same straight line as the lower side RS of the horizontally long image. it can. In addition, by moving the position of the intersection of the optical axis and the screen, the position of the vertical center line of the vertically long image projected through the correction optical system substantially matches the position of the vertical center line of the horizontally long image. Can be made.

ここで、図5は実施の形態に係る画像投射ユニットを示す概略断面図である。画像投射ユニット8は、投射画像を表示するための画像表示素子8bを有している。画像表示素子8bは、上端部が投射レンズ8aの光軸を通る線上に位置するように配置される。これにより画像投射ユニット8により投射される縦長画像及び横長画像は、その縁部に投射レンズ8aの光軸が位置する、即ち光軸のオフセットが100パーセントの構成となる。なお画像表示素子8bは、アスペクト比が4:3あるいは16:9の長方形状に構成されており、図5における縦方向が画像表示素子8bの短手方向となっている。   Here, FIG. 5 is a schematic sectional view showing the image projection unit according to the embodiment. The image projection unit 8 has an image display element 8b for displaying a projected image. The image display element 8b is arranged so that the upper end portion is located on a line passing through the optical axis of the projection lens 8a. Thereby, the vertically long image and the horizontally long image projected by the image projection unit 8 have a configuration in which the optical axis of the projection lens 8a is located at the edge, that is, the offset of the optical axis is 100%. The image display element 8b is configured in a rectangular shape with an aspect ratio of 4: 3 or 16: 9, and the vertical direction in FIG. 5 is the short direction of the image display element 8b.

次に図6を用いて補正光学系収納部10に収納されている補正光学系の構成について説明する。なお図6は図3に示す投射型画像表示装置2の投射光の射出位置を示す点Oと、点C、点C´からなる三角形OCC´を通る平面で補正光学系収納部10を切断した断面図である。   Next, the configuration of the correction optical system stored in the correction optical system storage unit 10 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the correction optical system storage section 10 cut along a plane passing through a point O indicating the emission position of the projection light of the projection type image display device 2 shown in FIG. 3 and a triangle OCC ′ composed of the points C and C ′. It is sectional drawing.

補正光学系は、第1の反射鏡20、補正レンズ22及び第2の反射鏡24によって構成されている。第1の反射鏡20は、入射した投射光を90度偏向させて反射させるために、投射レンズ8aの光軸に対して45度傾けて配置される。補正レンズ22は、投射画像に生じる台形歪みを補正し、スクリーン上で縦長画像を長方形状等の正常な形状で投射させるための自由曲面を有するレンズである。   The correction optical system includes a first reflecting mirror 20, a correction lens 22, and a second reflecting mirror 24. The first reflecting mirror 20 is disposed at an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis of the projection lens 8a in order to deflect and reflect the incident projection light by 90 degrees. The correction lens 22 is a lens having a free curved surface for correcting trapezoidal distortion generated in a projected image and projecting a vertically long image in a normal shape such as a rectangular shape on a screen.

第2の反射鏡24は、スクリーン上の点C´の方向、即ち図6に示す画像投射ユニット8の投射レンズ8aの光軸の方向に対し、時計回りに角度αだけ傾けた方向に投射光を偏向させるミラーである。そのため第2の反射鏡24は、第1の反射鏡22によって折り曲げられた投射レンズ8aの光軸に対して45度+(1/2)α度だけ傾けた状態で設置される。   The second reflecting mirror 24 projects projection light in a direction tilted clockwise by an angle α with respect to the direction of the point C ′ on the screen, that is, the direction of the optical axis of the projection lens 8a of the image projection unit 8 shown in FIG. It is a mirror that deflects. Therefore, the second reflecting mirror 24 is installed in a state tilted by 45 degrees + (1/2) α degrees with respect to the optical axis of the projection lens 8 a bent by the first reflecting mirror 22.

ここで、スクリーン上の点C´の方向に投射光を偏向させるための角度αについて説明する。角度αは図3における三角形OCC´の頂点Oの角度であり、投射レンズ8aが固定焦点レンズの場合、投射距離によらず一定の値となる。   Here, the angle α for deflecting the projection light in the direction of the point C ′ on the screen will be described. The angle α is the angle of the vertex O of the triangle OCC ′ in FIG. 3, and when the projection lens 8a is a fixed focus lens, it has a constant value regardless of the projection distance.

画像表示素子8bのアスペクト比が4:3の場合の角度αは以下のように算出される。図4において、横長画像の横の長さHと縦の長さVの関係は、アスペクト比からH:V=4:3となる。またCS´:C´S´=1.5:2であるので、∠C´CS´=arctan(C´S´/CS´)=arctan(2/1.5)=53.13°となる。   The angle α when the aspect ratio of the image display element 8b is 4: 3 is calculated as follows. In FIG. 4, the relationship between the horizontal length H and the vertical length V of the horizontally long image is H: V = 4: 3 from the aspect ratio. Since CS ′: C ′S ′ = 1.5: 2, 2C′CS ′ = arctan (C ′S ′ / CS ′) = arctan (2 / 1.5) = 53.13 °. .

またCC´=(2+1.50.5×(H/4)=0.625Hであるので、図3における三角形OCC´において、α=arctan(CC´/L)=arctan(0.625×(H/L))となる。ここで、投射比(投射距離L:横長画像の幅H)が2:1であるときはα=17.35°となる。 Since CC ′ = (2 2 +1.5 2 ) 0.5 × (H / 4) = 0.625H, in the triangle OCC ′ in FIG. 3, α = arctan (CC ′ / L) = arctan (0 .625 × (H / L)). Here, when the projection ratio (projection distance L: width H of the landscape image) is 2: 1, α = 17.35 °.

図7は実施の形態に係る投射型画像表示装置のブロック図である。図7において投射型画像表示装置2は、装置の全体を統括的に制御する制御部30を備えている。制御部30には、縦横切替駆動部32、縦横状態検出部34、画像メモリ部36、画像データ検出部38、画像処理部40が接続されている。   FIG. 7 is a block diagram of the projection type image display apparatus according to the embodiment. In FIG. 7, the projection type image display apparatus 2 includes a control unit 30 that controls the entire apparatus. A vertical / horizontal switching drive unit 32, a vertical / horizontal state detection unit 34, an image memory unit 36, an image data detection unit 38, and an image processing unit 40 are connected to the control unit 30.

縦横切替駆動部32は、架台4に取り付けられたモータ等の駆動機構であって、制御部30からの指示に従い可動部6を動作させ画像投射ユニット8の姿勢を横長画像投射姿勢又は縦長画像投射姿勢に切り替える。   The vertical / horizontal switching drive unit 32 is a drive mechanism such as a motor attached to the gantry 4 and operates the movable unit 6 in accordance with an instruction from the control unit 30 to change the posture of the image projection unit 8 to a horizontal image projection posture or a vertical image projection. Switch to posture.

縦横状態検出部34は、架台4に実装された検出スイッチやセンサ等であって、画像投射ユニット8が縦長画像投射姿勢又は横長画像投射姿勢のどちらの姿勢であるかを検出する。   The vertical / horizontal state detection unit 34 is a detection switch, a sensor, or the like mounted on the gantry 4 and detects whether the image projection unit 8 is in the vertical image projection posture or the horizontal image projection posture.

なお、架台4に実装された縦横切替駆動部32及び縦横状態検出部34と、制御部30との間で電気的な接続を行なうために、画像投射ユニット8と架台4の間にはインターフェースケーブルによる接続或いはコネクタによるダイレクト接続がなされる。また、縦横状態検出部34は、架台4に実装された検出スイッチやセンサの代わりに、画像投射ユニット8に実装された重力センサ(加速度センサ)であってもよい。   Note that an interface cable is provided between the image projection unit 8 and the gantry 4 in order to make an electrical connection between the vertical / horizontal switching drive unit 32 and the vertical / horizontal state detection unit 34 mounted on the gantry 4 and the control unit 30. Or direct connection using a connector. The vertical / horizontal state detection unit 34 may be a gravity sensor (acceleration sensor) mounted on the image projection unit 8 instead of the detection switch or sensor mounted on the gantry 4.

画像メモリ部36は、画像投射ユニット8により投射される投射画像の画像データや、画像データに関連付けられた投射画像の正しい投射向きを示す縦横位置情報等を格納する。縦横位置情報は、投射画像が横長画像であることを示す、即ち横向きが正しい投射向きであることを示す「横位置」、投射画像を横向きの状態からスクリーン上で反時計回りに90度回転させた縦向きが正しい投射向きであることを示す「縦位置・反時計回り90度回転」、投射画像を横向きの状態からスクリーン上で時計回りに90度回転させた縦向きが正しい投射向きであることを示す「縦位置・時計回り90度回転」の3通りである。   The image memory unit 36 stores image data of a projection image projected by the image projection unit 8, vertical / horizontal position information indicating the correct projection direction of the projection image associated with the image data, and the like. Vertical / horizontal position information indicates that the projection image is a landscape image, that is, “horizontal position” indicating that the horizontal orientation is the correct projection orientation, and the projection image is rotated 90 degrees counterclockwise on the screen from the horizontal orientation. "Vertical position / counterclockwise 90 degree rotation" indicating that the vertical direction is the correct projection direction, and the vertical direction obtained by rotating the projected image 90 degrees clockwise on the screen from the horizontal state is the correct projection direction There are three types of “vertical position / clockwise 90 degree rotation”.

なお、本実施の形態においては、図1及び図2に示すように画像投射ユニット8は、投射型画像表示装置2の背面側からスクリーンに向かう方向を基準としたときに、横長画像投射姿勢から反時計回りに90度回転することによって縦長画像投射姿勢となる。そのため「縦位置・反時計回り90度回転」の投射画像は、縦長画像投射姿勢において正しい投射向きで投射される画像である。その一方で「縦位置・時計回り90度回転」の投射画像は、縦長画像投射姿勢においては上下が逆さとなって投射される画像である。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the image projection unit 8 has a horizontally long image projection posture when the direction from the back side of the projection type image display device 2 toward the screen is used as a reference. By rotating 90 degrees counterclockwise, a vertically long image projection posture is obtained. Therefore, the projected image of “vertical position / counterclockwise 90 degree rotation” is an image projected in the correct projection direction in the portrait image projection posture. On the other hand, the projection image of “vertical position / 90 ° clockwise rotation” is an image projected upside down in the portrait orientation.

画像データ検出部38は、画像データに関連付けられた縦横位置情報を検出する。画像処理部40は、画像メモリ部36から読み出された画像データを投射型画像表示装置2により再生できる形式に変換する機能を有する。また画像処理部40は必要に応じて画像データに基づく投射画像を回転させる機能も有する。そのため縦長画像投射姿勢で「縦位置・時計回り90度回転」の画像データに基づく投射画像を投射するときは、画像処理部40により投射画像を180度回転させ正しい向きに修正する。   The image data detection unit 38 detects vertical / horizontal position information associated with the image data. The image processing unit 40 has a function of converting the image data read from the image memory unit 36 into a format that can be reproduced by the projection type image display device 2. The image processing unit 40 also has a function of rotating a projection image based on image data as necessary. Therefore, when projecting a projection image based on the image data of “vertical position / clockwise 90 degree rotation” in the portrait image projection posture, the image processing unit 40 rotates the projection image 180 degrees and corrects it to the correct orientation.

なお、ここでは画像メモリ部36に格納された画像データを用いるものとするが、画像メモリ部36の代わりに外部のコンピュータのメモリに格納された画像データを利用してもよい。その場合にはインターフェースケーブルあるいはコネクタを介して外部のコンピュータと投射型画像表示装置2とを接続する。   Here, the image data stored in the image memory unit 36 is used, but image data stored in the memory of an external computer may be used instead of the image memory unit 36. In that case, an external computer and the projection type image display apparatus 2 are connected via an interface cable or a connector.

ここで、図8のフローチャートを用い投射画像の投射処理について説明する。先ずユーザが投射型画像表示装置2の不図示の操作部によって画像を投射させるための操作を行なうと、画像メモリ部36内の画像データが制御部30に入力される(ステップS1)。そして制御部30は、縦横状態検出部34による検出結果に基づいて、画像投射ユニット8が横長画像投射姿勢であると認識したときは次のステップS3へ進み、縦長画像投射姿勢であると認識したときはステップS8へ進む(ステップS2)。   Here, the projection processing of the projected image will be described using the flowchart of FIG. First, when the user performs an operation for projecting an image using an operation unit (not shown) of the projection type image display device 2, image data in the image memory unit 36 is input to the control unit 30 (step S1). Then, when the control unit 30 recognizes that the image projection unit 8 is in the landscape image projection posture based on the detection result by the portrait and landscape state detection unit 34, the control unit 30 proceeds to the next step S3 and recognizes that the image projection unit 8 is in the portrait image projection posture. If so, the process proceeds to step S8 (step S2).

制御部30は、画像投射ユニット8が横長画像投射姿勢であると認識したとき(ステップS2、Yes)、画像データ検出部38による画像データの縦横位置情報の検出結果に基づいて、縦横位置情報が「横位置」、即ち画像データに基づく投射画像が横長画像であるか否かを判断(ステップS3)する。制御部30は投射画像が横長画像と判断した場合(ステップS3、Yes)、画像データに基づく投射画像を画像投射ユニット8により不図示のスクリーンに投射させ、投射処理を終了する(ステップS4)。   When the control unit 30 recognizes that the image projection unit 8 is in the horizontal image projection posture (step S2, Yes), the vertical / horizontal position information is determined based on the detection result of the vertical / horizontal position information of the image data by the image data detection unit 38. It is determined whether or not the “horizontal position”, that is, the projection image based on the image data is a horizontally long image (step S3). When the control unit 30 determines that the projection image is a horizontally long image (Yes at Step S3), the image projection unit 8 projects a projection image based on the image data onto a screen (not shown), and ends the projection process (Step S4).

また、制御部30は、ステップS3において縦横位置情報が「縦位置・反時計回り90度回転」又は「縦位置・時計回り90度回転」であって、投射画像を縦長画像と判断した場合(ステップS3、No)、縦横切替駆動部32によって可動部6を駆動し画像投射ユニット8を横長画像投射姿勢から縦長画像投射姿勢に切り替える(ステップS5)。   In addition, when the vertical / horizontal position information is “vertical position / counterclockwise 90 degree rotation” or “vertical position / clockwise 90 degree rotation” in step S3, the control unit 30 determines that the projection image is a portrait image ( In step S3, No), the movable unit 6 is driven by the vertical / horizontal switching drive unit 32 to switch the image projection unit 8 from the horizontal image projection posture to the vertical image projection posture (step S5).

制御部30は、画像データの縦横位置情報が「縦位置・時計回り90度回転」か否かを判断する(ステップS6)。制御部30は、縦横位置情報が「縦位置・反時計回り90度回転」と判断した場合(ステップS6、No)、画像データに基づく投射画像を画像投射ユニット8によって投射させ、投射処理を終了する(ステップS4)。   The control unit 30 determines whether the vertical / horizontal position information of the image data is “vertical position / clockwise 90 degree rotation” (step S6). When determining that the vertical / horizontal position information is “vertical position / counterclockwise 90 degree rotation” (step S6, No), the control unit 30 causes the image projection unit 8 to project a projection image based on the image data, and ends the projection process. (Step S4).

制御部30が縦横位置情報を「縦位置・時計回り90度回転」と判断した場合(ステップS6、Yes)、画像処理部40は、画像データに基づく投射画像を180度回転させる画像処理を行なう(ステップS7)。そして制御部30は、画像データに基づく投射画像を画像投射ユニット8によって投射させ、投射処理を終了する(ステップS4)。   When the control unit 30 determines that the vertical / horizontal position information is “vertical position / 90 ° clockwise rotation” (Yes in step S6), the image processing unit 40 performs image processing for rotating the projection image based on the image data by 180 °. (Step S7). And the control part 30 projects the projection image based on image data by the image projection unit 8, and complete | finishes a projection process (step S4).

制御部30は、画像投射ユニット8が縦長画像投射姿勢であると認識したとき(ステップS2、No)、画像データ検出部38による画像データの縦横位置情報の検出結果に基づいて、縦横位置情報が「横位置」、即ち画像データに基づく投射画像が横長画像であるか否かを判断する(ステップS8)。   When the control unit 30 recognizes that the image projection unit 8 is in the vertically long image projection posture (step S2, No), the vertical and horizontal position information is determined based on the detection result of the vertical and horizontal position information of the image data by the image data detection unit 38. It is determined whether or not the “horizontal position”, that is, the projection image based on the image data is a horizontally long image (step S8).

制御部30は、投射画像が横長画像と判断した場合(ステップS8、Yes)、縦横切替駆動部32によって可動部6を駆動し画像投射ユニット8を縦長画像投射姿勢から横長画像投射姿勢に切り替える(ステップS9)。そして制御部30は画像データに基づく投射画像を画像投射ユニット8により投射させ、投射処理を終了する(ステップS4)。   When determining that the projection image is a landscape image (Yes in step S8), the control unit 30 drives the movable unit 6 by the portrait / landscape switching drive unit 32 to switch the image projection unit 8 from the portrait image projection posture to the landscape image projection posture ( Step S9). Then, the control unit 30 causes the image projection unit 8 to project a projection image based on the image data, and ends the projection process (step S4).

制御部30は、ステップS8において縦横位置情報が「縦位置・反時計回り90度回転」又は「縦位置・時計回り90度回転」であって、投射画像が縦長画像と判断した場合(ステップS8、No)、画像データの縦横位置情報が「縦位置・時計回り90度回転」であるか否かを判断する(ステップS10)。   The control unit 30 determines that the vertical / horizontal position information is “vertical position / counterclockwise 90 degree rotation” or “vertical position / clockwise 90 degree rotation” and the projected image is a portrait image in step S8 (step S8). No), it is determined whether the vertical / horizontal position information of the image data is “vertical position / 90 ° clockwise rotation” (step S10).

制御部30は、縦横位置情報が「縦位置・反時計回り90度回転」と判断した場合(ステップS10、No)、制御部30は、画像データに基づく投射画像を画像投射ユニット8によって投射させ、投射処理を終了する(ステップS4)。   When the control unit 30 determines that the vertical / horizontal position information is “vertical position / counterclockwise 90 degree rotation” (step S10, No), the control unit 30 causes the image projection unit 8 to project a projection image based on the image data. Then, the projection process is terminated (step S4).

また、制御部30が縦横位置情報を「縦位置・時計回り90度回転」と判断した場合(ステップS10、Yes)、画像処理部40は、画像データに基づく投射画像を180度回転させる画像処理を行なう(ステップS11)。そして制御部30は、画像データに基づく投射画像を画像投射ユニット8によって投射させ、投射処理を終了する(ステップS4)。   Further, when the control unit 30 determines that the vertical / horizontal position information is “vertical position / clockwise 90 degree rotation” (step S10, Yes), the image processing unit 40 rotates the projection image based on the image data by 180 degrees. Is performed (step S11). And the control part 30 projects the projection image based on image data by the image projection unit 8, and complete | finishes a projection process (step S4).

このようにして、画像投射ユニット8の姿勢と投射画像の正しい投射向きとに基づいて投射画像が正しい向きで投射されるように、縦横切替駆動部32による画像投射ユニット8の姿勢の切り替えや、画像処理部40による投射画像の回転等、各部の制御を自動的に行なう。   In this way, switching of the orientation of the image projection unit 8 by the portrait / landscape switching drive unit 32 so that the projection image is projected in the correct orientation based on the orientation of the image projection unit 8 and the correct projection orientation of the projection image, Control of each unit such as rotation of the projection image by the image processing unit 40 is automatically performed.

本実施の形態によれば、補正光学系を備えたことにより、横長画像と縦長画像とを解像度を低下させることなく正常な形状で投射させることができる。また補正光学系を介することにより、縦長画像の下辺の位置を横長画像の下辺の位置に揃え、更に縦長画像の垂直方向の中心線の位置を横長画像の垂直方向の中心線の位置にほぼ一致させるので、画像投射ユニットの姿勢を切り替えた際に手動で投射画像の位置合わせ等を行なう手間を省くことができる。   According to this embodiment, by providing the correction optical system, it is possible to project a horizontally long image and a vertically long image in a normal shape without reducing the resolution. Also, through the correction optical system, the position of the lower side of the portrait image is aligned with the position of the lower side of the landscape image, and the position of the vertical center line of the portrait image is almost the same as the position of the vertical center line of the landscape image. Therefore, it is possible to save the trouble of manually aligning the projected image when the posture of the image projection unit is switched.

なお、本実施の形態において、画像データに関連付ける縦横位置情報は、ユーザが操作部を操作して画像データに投射画像の正しい向きとして書き込んだ情報を利用してもよく、また例えば画像データとして電子カメラで撮影された画像を用いる場合には、電子カメラにより撮影時に書き込まれた画像の正しい向きを示す情報を利用してもよい。   In the present embodiment, the vertical / horizontal position information associated with the image data may be information that the user has written on the image data as the correct orientation of the projected image by operating the operation unit. When using an image photographed by a camera, information indicating the correct orientation of an image written at the time of photographing by an electronic camera may be used.

なお、図9は実施の形態に係る補正光学系の変形例を示し、図3における三角形OCC´を通る平面で補正光学系収納部10を切断した断面図である。図9に示すように補正光学系は、プリズム44と台形歪みを補正する補正レンズ46とを備えている。そのため投射レンズ8aを透過して射出された投射光は、補正光学系収納部42内部のプリズム44に入射し、偏角αだけ偏向される。さらに補正レンズ46を透過して外部に射出される。このような構成の補正光学系によっても、上述した実施の形態の補正光学系と同様に投射光の偏向と台形歪みの補正とを行なうことができる。   FIG. 9 shows a modification of the correction optical system according to the embodiment, and is a cross-sectional view of the correction optical system storage unit 10 taken along a plane passing through the triangle OCC ′ in FIG. As shown in FIG. 9, the correction optical system includes a prism 44 and a correction lens 46 that corrects trapezoidal distortion. Therefore, the projection light emitted through the projection lens 8a is incident on the prism 44 inside the correction optical system storage unit 42 and is deflected by the deviation angle α. Further, the light passes through the correction lens 46 and is emitted to the outside. Even with the correction optical system having such a configuration, the deflection of the projection light and the correction of the trapezoidal distortion can be performed in the same manner as the correction optical system of the above-described embodiment.

また、本実施の形態において、補正レンズを1枚の構成としたが、これに限定されることはなく、複数のレンズ及びレンズ群からなる構成が望ましい。なお補正レンズまたはこれに代わる複数のレンズ及びレンズ群には、自由曲面レンズを用いることが望ましい。また補正レンズの代わりに自由曲面を有するミラーや、入射面又は出射面を自由曲面にしたプリズムを適用し、台形歪みの補正を行なうようにしてもよい。   In the present embodiment, the correction lens is configured as a single lens. However, the present invention is not limited to this, and a configuration including a plurality of lenses and lens groups is desirable. In addition, it is desirable to use a free-form surface lens for the correction lens or a plurality of lenses and lens groups instead of the correction lens. Instead of the correction lens, a trapezoidal distortion may be corrected by applying a mirror having a free-form surface or a prism having an entrance surface or an exit surface having a free-form surface.

また、本実施の形態においては、投射レンズ8aは1枚の凸レンズの構成としたが、これに限定されることはなく、複数のレンズ及びレンズ群から成る構成とすることが望ましい。   In the present embodiment, the projection lens 8a is configured as a single convex lens. However, the present invention is not limited to this, and a configuration including a plurality of lenses and lens groups is desirable.

また、この実施の形態においては、光軸のオフセットが100パーセントとなるように投射レンズ8aと画像表示素子8bとを配置したが、この配置に限定されるものではなくオフセットが100パーセント以上或いはそれ以下の設定となる配置でもよい。   In this embodiment, the projection lens 8a and the image display element 8b are arranged so that the offset of the optical axis is 100%. However, the present invention is not limited to this arrangement, and the offset is 100% or more. An arrangement with the following settings may be used.

また、本実施の形態においては、縦長画像の垂直方向の中心線及び下辺を、横長画像の垂直方向の中心線及び下辺に一致させるように縦長画像を投射したが、それに限定されるものではなく、例えば横長画像の水平方向及び垂直方向の各中心線に、縦長画像の水平方向及び垂直方向の各中心線が一致するように縦長画像を投射させるようにしてもよい。   In the present embodiment, the vertical image is projected so that the vertical center line and the lower side of the vertical image coincide with the vertical center line and the lower side of the horizontal image, but the present invention is not limited to this. For example, the vertically long image may be projected so that the horizontal and vertical center lines of the vertically long image coincide with the horizontal and vertical center lines of the horizontally long image.

また、本実施の形態においては、縦長画像投射姿勢のときに補正光学系によって投射光を偏向させたが、これに限定されるものではなく、縦長画像を投射したときに投射レンズ8aの光軸がスクリーン上において上述した点C´を通るように、可動部6のヒンジ機構7を適当な位置に取り、補正光学系から投射光を偏向させるための光学系を取り除いてもよい。   Further, in the present embodiment, the projection light is deflected by the correction optical system at the time of the portrait image projection posture, but the present invention is not limited to this, and the optical axis of the projection lens 8a is projected when the portrait image is projected. However, the optical mechanism for deflecting the projection light from the correction optical system may be removed by taking the hinge mechanism 7 of the movable portion 6 at an appropriate position so that the point C ′ passes on the screen.

2…投射型画像表示装置、4…架台、6…可動部、8…画像投射ユニット、10…補正光学系収納部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Projection type image display apparatus, 4 ... Stand, 6 ... Movable part, 8 ... Image projection unit, 10 ... Correction optical system storage part.

Claims (7)

画像を投射する画像投射ユニットと、
前記画像投射ユニットを横長画像投射姿勢又は縦長画像投射姿勢に切替可能に支持する可動部と、
前記画像投射ユニットにより投射される画像の投射光を所定の方向に偏向させる機能及びその偏向によって生じる台形歪みを補正する機能を有する補正光学系とを備え、
前記横長画像投射姿勢及び前記縦長画像投射姿勢の何れか一方の姿勢となった前記画像投射ユニットからの画像を前記補正光学系を介して投射させることを特徴とする投射型画像表示装置。
An image projection unit for projecting an image;
A movable part that supports the image projection unit so as to be switchable to a horizontally long image projection posture or a vertically long image projection posture;
A correction optical system having a function of deflecting projection light of an image projected by the image projection unit in a predetermined direction and a function of correcting trapezoidal distortion caused by the deflection;
A projection-type image display apparatus that projects an image from the image projection unit in any one of the landscape orientation and the orientation of the portrait image projection via the correction optical system.
前記補正光学系は、前記横長画像投射姿勢において投射された画像の垂直方向の中心線の位置と、前記縦長画像投射姿勢において投射された画像の垂直方向の中心線の位置とをほぼ一致させるように、前記画像投射ユニットからの投射光を偏向させることを特徴とする請求項1に記載の投射型画像表示装置。   The correction optical system is configured so that the position of the center line in the vertical direction of the image projected in the horizontally long image projection posture substantially matches the position of the center line in the vertical direction of the image projected in the vertically long image projection posture. The projection image display apparatus according to claim 1, wherein the projection light from the image projection unit is deflected. 前記補正光学系は、前記横長画像投射姿勢において投射された画像の下辺と、前記縦長画像投射姿勢において投射された画像の下辺とをほぼ一致させるように、前記画像投射ユニットからの投射光を偏向させることを特徴とする請求項2に記載の投射型画像表示装置。   The correction optical system deflects the projection light from the image projection unit so that the lower side of the image projected in the horizontal image projection posture and the lower side of the image projected in the vertical image projection posture substantially coincide with each other. The projection type image display device according to claim 2, wherein 前記補正光学系は、前記横長画像投射姿勢において投射された画像の水平方向の中心線の位置と、前記縦長画像投射姿勢において投射された画像の水平方向の中心線の位置とをほぼ一致させるように、前記画像投射ユニットからの投射光を偏向させることを特徴とする請求項2に記載の投射型画像表示装置。   The correction optical system substantially matches the position of the horizontal center line of the image projected in the landscape image projection posture with the position of the horizontal center line of the image projected in the portrait image projection posture. 3. The projection type image display device according to claim 2, wherein the projection light from the image projection unit is deflected. 前記補正光学系は、台形歪みの補正を行なうための自由曲面を含むことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の投射型画像表示装置。   The projection type image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the correction optical system includes a free-form surface for correcting trapezoidal distortion. 前記可動部を駆動し前記画像投射ユニットの姿勢を切り替える駆動部と、
前記画像投射ユニットが前記縦長画像投射姿勢又は前記横長画像投射姿勢の何れであるかを検出する縦横状態検出部とを備え、
画像の正しい向きと、前記縦横状態検出部により検出された前記画像投射ユニットの姿勢とに応じ、前記駆動部により前記画像投射ユニットの姿勢を切り替えることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか一項に記載の投射型画像表示装置。
A drive unit that drives the movable unit and switches the posture of the image projection unit;
A portrait and landscape state detection unit that detects whether the image projection unit is the portrait image projection posture or the landscape image projection posture;
6. The posture of the image projection unit is switched by the drive unit according to a correct orientation of the image and the posture of the image projection unit detected by the vertical / horizontal state detection unit. The projection-type image display device according to any one of the above.
投射する画像の向きを回転させる画像処理部を備え、
前記縦長画像投射姿勢で画像を投射する場合に、前記画像の正しい向きに基づいて前記画像処理部により前記画像の向きを180度回転させることを特徴とする請求項6に記載の投射型画像表示装置。
An image processing unit that rotates the direction of the projected image;
The projection type image display according to claim 6, wherein when projecting an image in the portrait orientation, the image processing unit rotates the image by 180 degrees based on the correct orientation of the image. apparatus.
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