JP2001069433A - 画像投影装置、画像投影方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 数少ないパラメータを調整するだけで容易に
あおり補正がおこなえるようにする。 【解決手段】 原点Ｏを投影中心とし、作像面（Ｐ１）
がｘ軸と原点Ｏからの距離ｄの点で直交する。原点Ｏか
らスクリーン面（Ｐ２）への垂線の足をＰとし、ＯＰと
ｚ軸とのなす角をφとし、Ｐからｘｙ平面への垂線の足
をＰ’とした場合、ＯＰ’とｘ軸とのなす角をθとす
る。作像面Ｐ１上の座標系（ｕ，ｖ）は、ｘ軸との交点
を原点とし、ｙ軸に平行にｕ軸をとり、ｚ軸に平行にｖ
軸をとる。また、スクリーンＰ２上の座標系（Ｕ，Ｖ）
は、Ｐを原点とし、Ｖ軸は作像面Ｐ１上のｖ軸を投影し
た方向にとる。スクリーンＰ２上の座標（Ｕ，Ｖ）から
作像面Ｐ１上の座標（ｕ，ｖ）へ変換する透視変換パラ
メータは、上記パラメータθ、φ、ｄを使った連立方程
式を解くことにより求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像投影装置、画
像投影方法および記録媒体にかかり、さらに詳しくは、
画像形成部材に形成された画像を画像投影部を介して投
影面に投影する画像投影装置、画像投影方法およびその
方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオプロジェクタのような画像
投影装置において、電子的に形成されたデジタル画像を
スクリーン等の投影面にゆがみなく投影することは、き
わめて重要な要件であった。従来は、プロジェクタの光
軸と投影面であるスクリーン平面との直交性が崩れる
と、投影画像の形状にあおりと呼ばれる変化が生じるこ
とが知られている。

【０００３】たとえば図１２は、従来の信号処理による
あおり補正を説明する図である。図１２に示すように、
投影中心８０に配置された光源から照射された光が、透
過型の液晶表示素子（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｉｓ
ｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの作像プレート（作像
面）８２上に形成された画像を通って、図示していない
レンズなどの光学系を介して、スクリーンなどの投影面
８４上に結像させ、作像面上の画像をスクリーンへ投影
していた。

【０００４】ここで、プロジェクタの光軸が投影面であ
るスクリーン平面と直交していない場合は、図１２に示
すように作像プレート８２上に通常の矩形画像８６を形
成したとしても、投影面８４側では変形されたあおり画
像８８が投影されることになる。

【０００５】そこで、従来のあおり画像８８の補正技術
は、投影面８４に投影された投影画像が正常な矩形形状
になるようにするため、プロジェクタに対するスクリー
ンの配置位置にしたがった信号処理をおこなって、作像
プレート８２上に変形画像９０を形成し、その変形画像
９０を光学系を介して投影面８４上に結像させることに
より、矩形形状の正常な補正画像９２を投影できるよう
にしたものであった。

【０００６】また、特開平９−３２７９８１号公報で
は、投影したテストパターン画像を画像観察者の視点か
らカメラで撮影し、その撮影した画像データからあおり
の特性を計算して、補正パラメータを決定していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像投影装置にあっては、上記図１２の場
合、スクリーンの配置は設置条件に応じて変化するた
め、設置条件が異なるたびに補正の設定を変更しなくて
はならないという問題があった。

【０００８】また、上記した特開平９−３２７９８１号
公報の場合は、補正パラメータを求める際に、テストパ
ターン画像を撮影するためのカメラを別に用意しなくて
はならないという問題があった。

【０００９】さらに、下記（１），（２）式を用いて、
平面（ｕi, ｖi）から平面（Ｕi,Ｖi）への透視変換を
あおり補正に適用することも考えられる。

【数１】

【００１０】この透視変換の特性は、（１），（２）式
に示されるように、ａ0 からａ7 の８つのパラメータで
一意に決まる。平面上の点の位置は、ｘｙ座標２つの数
値で表されるので、変換前と変換後のそれぞれ４点の位
置を指定すれば、それに対応する透視変換パラメータを
一意に決定することができる。具体的には、連立方程式
を解くことにより、ａ0 からａ7 までの８つのパラメー
タを求めるようにする。

【００１１】図１３は、画像投影装置における透視変換
を説明する図であり、（ａ）は作像面上に形成される変
換前と変換後の画像位置を示す図、（ｂ）はスクリーン
上に投影された変換前と変換後の画像位置を示す図であ
る。

【００１２】図１３（ｂ）では、スクリーン上に投影さ
れたあおり画像８８が正常な矩形形状の補正画像９２と
なるように、図１３（ａ）の作像面上に形成される通常
の矩形画像８６を変形させた変形画像９０を形成する。
図１３（ａ）において、ｘi,ｙi は、変形前の矩形画像
８６上の４点の座標であり、Ｘi,Ｙi は、変形させた変
形画像９０上の４点の座標である。

【００１３】この方法は、透視変換前に指定する４点の
座標位置として画面の四隅の点を取り、利用者はスクリ
ーン上で表示したい画面の四隅の位置を指定すればよい
ので、利用者にわかりやすいという利点がある。

【００１４】しかしその反面、４点の座標位置を指定す
る場合は、たとえば４点のうちの一点を選択し、それを
上下左右に移動させる必要があるため、指定に手間がか
かるという問題点があった。

【００１５】その上、スクリーン表面は通常無地である
ので、図１３（ｂ）に示す補正画像９２のように、各頂
点が水平、あるいは垂直に並んでいること、あるいは、
補正画像９２の縦と横の比率が正しいことを目視で正確
に認識することが困難であって、投影画像が正しい位置
にあるか否かを知ることが困難であるという問題点があ
った。

【００１６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、投影面に対する画像投影部の設置位置
に応じて生じる投影画像のあおりを容易に補正すること
が可能な画像投影装置、画像投影方法およびその画像投
影方法を実現するためのプログラムを記録した記録媒体
を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明にかかる画像投影装置は、画
像を形成する画像形成部材を含む画像投影部を有し、前
記画像形成部材に形成された画像を前記画像投影部を介
して投影面に投影する画像投影装置において、前記投影
面の少なくとも２方向の角度に相当する情報を入力する
パラメータ入力手段と、入力された投影面の角度にした
がって前記画像形成部材に形成する画像を変形させて、
前記投影面に適正な画像が投影されるようにする画像変
形手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１８】この請求項１に記載の発明によれば、投影
面の少なくとも２方向の角度という少ないパラメータ入
力だけであおり補正をおこなうことが可能となり、容易
に適正な投影画像を得ることができる。

【００１９】また、請求項２に記載の発明にかかる画像
投影装置は、請求項１に記載の発明において、前記画像
変形手段が、入力された情報に基づいて透視変換パラメ
ータを算出する透視変換パラメータ算出部と、前記透視
変換パラメータ算出部で算出された透視変換パラメータ
を用いて、前記画像形成部材に形成する画像を変形させ
るべく入力画像データの変換処理をおこなう透視変換処
理部と、を備えたことを特徴とする。

【００２０】この請求項２に記載の発明によれば、画像
変形手段が透視変換パラメータ算出部と透視変換処理部
とを備えていて、少ないパラメータ入力だけであおり補
正をおこなうことが可能となり、容易に適正な投影画像
を得ることができる。

【００２１】また、請求項３に記載の発明にかかる画像
投影装置は、請求項１または２に記載の発明において、
前記画像投影部が、ズーム機構を有し、前記画像投影部
のズーム位置に応じて前記画像形成部材に形成される画
像の画面位置を算出する画面位置算出手段をさらに備え
たことを特徴とする。

【００２２】この請求項３に記載の発明によれば、画像
投影部のズーム機構のズーム位置に応じて画像形成部材
に形成される画像の画面位置が算出できることから、入
力される投影面の角度と合わせて少ないパラメータ入力
だけで正確なあおり補正をおこなうことが可能となり、
容易に適正な投影画像を得ることができる。

【００２３】また、請求項４に記載の発明にかかる画像
投影装置は、請求項２または３に記載の発明において、
前記パラメータ入力手段が、さらに投影面に投影される
画像の回転角度に相当する情報が入力可能であって、前
記透視変換パラメータ算出部は、入力された投影面の角
度と投影画像の回転角度とに基づいて自動的に投影画像
の位置と大きさに相当する情報を計算し、透視変換パラ
メータを算出することを特徴とする。

【００２４】この請求項４に記載の発明によれば、入力
される投影面の角度と投影画像の回転角度とに基づいて
投影画像の位置と大きさが計算できることから、入力さ
れる投影面の角度と合わせて少ないパラメータ入力だけ
で正確なあおり補正をおこなうことが可能となり、容易
に適正な投影画像を得ることができる。

【００２５】また、請求項５に記載の発明にかかる画像
投影装置は、請求項２または３に記載の発明において、
前記パラメータ入力手段が、さらに投影面に投影される
画像の回転角度と、位置と大きさに相当する情報が入力
可能であって、前記透視変換パラメータ算出部は、入力
された投影面の角度と投影画像の回転角度、および投影
画像の位置と大きさに基づいて透視変換パラメータを算
出することを特徴とする。

【００２６】この請求項５に記載の発明によれば、入力
された投影面の角度と投影画像の回転角度、および投影
画像の位置と大きさに基づいて透視変換パラメータを算
出するように、少ないパラメータ入力だけで正確なあお
り補正をおこなうことが可能となり、容易に適正な投影
画像を得ることができる。

【００２７】また、請求項６に記載の発明にかかる画像
投影方法は、画像形成部材に形成された画像を画像投影
部を介して投影面に投影する画像投影方法において、前
記投影面の少なくとも２方向の角度に相当する情報を入
力するパラメータ入力工程と、前記画像形成部材に形成
される画像の画面位置を取得する画面位置取得工程と、
前記パラメータ入力工程により入力された情報と、前記
画面位置取得工程により取得された画面位置情報とに基
づいて透視変換パラメータを算出する透視変換パラメー
タ算出工程と、前記透視変換パラメータ算出工程により
算出された透視変換パラメータを用いて入力される画像
データを透視変換処理する透視変換処理工程と、を含ん
だことを特徴とする。

【００２８】この請求項６に記載の発明によれば、投影
面の少なくとも２方向の角度という少ないパラメータ入
力だけであおり補正をおこなうことが可能となり、容易
に適正な投影画像を得ることができる。

【００２９】また、請求項７の発明にかかる記憶媒体
は、請求項６に記載された方法をコンピュータに実行さ
せるプログラムを記録したことで、そのプログラムを機
械読み取り可能となり、これによって、請求項６の動作
をコンピュータによって実現することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、本発
明にかかる画像投影装置、画像投影方法およびその方法
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体の好適な実施の形態を
詳細に説明する。

【００３１】ここでは、本発明の画像投影装置の原理説
明をおこなった後、各実施の形態に言及することにす
る。なお、本実施の形態では、画像投影装置として液晶
プロジェクタを用いて実施している。

【００３２】前述したように、これまでの画像投影装置
によりあおり補正をおこなおうとすると、ａ0 からａ7
までの８つのパラメータを指定する必要があったが、本
発明の画像投影装置では、以下の〜までの理由から
８つのパラメータを指定する必要がなくなる。

【００３３】プロジェクタの画像投影部に設けられた
作像面は光軸に直交している。これまで８自由度を要し
ていた透視変換は、作像面の角度や位置についても任意
な変換に対応するためのものであるため、作像面が内部
に固定されたプロジェクタによる投影画像の変形の自由
度については、任意の透視変換よりも少なくて済むこと
になる。そこで、スクリーン３６上での平行移動、回
転、拡大・縮小を除くならば、光軸に対するスクリーン
の角度（２つ）、および作像面上の画面位置（一つ）の
３つを指定するだけで足りる。

【００３４】図３は、プロジェクタとスクリーンの配置
を示す図であり、プロジェクタの光源などが配置された
投影中心３０、投影中心３０から伸びる光軸３２、プロ
ジェクタ内に固定配置され任意の画像が形成される透過
型の液晶表示素子（ＬＣＤ）などの作像面３４、作像面
３４に形成された画像をプロジェクタの光源やレンズな
どの光学系を介して投影するスクリーン３６が示され、
作像面３４の四隅の４点の座標位置を（ｘi, ｙi）で示
し、投影中心３０から作像面３４までの距離をｄとす
る。

【００３５】上記で指定する自由度の「作像面上の
画面位置」については、図３中の投影中心３０から作像
面３４までの距離ｄと作像面上の画面位置（ｘi,ｙi ）
で表される。これらは、スクリーン３６の配置にかかわ
らないプロジェクタ自身の特性であるため、あらかじめ
調査しておくことにより既知な情報として扱うことがで
きる。ズームレンズを持つプロジェクタの場合は、ズー
ム位置によって投影角が変化するが、これも各ズーム位
置における投影角の値をあらかじめ調べておくことによ
り、レンズ位置を検出することで対応が可能である。

【００３６】プロジェクタは通常机上などほぼ水平な
場所に設置されるため、あおり補正をおこなう際に、ス
クリーン上で画像を回転させなくてはならない場合はほ
とんどない。また、この画像の回転成分については、プ
ロジェクタの画像投影部自身を光軸３２回りに回転させ
ることで、投影装置の設置位置を変更することなく補正
することが可能である。

【００３７】画像を変形させた場合の解像度の低下を
最小限に抑えるためには、表示可能領域内で最大の矩形
形状をとることが望ましい。さらに、最大矩形をとるよ
うにすれば、平行移動量や大きさが一意に決まるので、
自由度がなくなる。

【００３８】以上述べたように、最低限スクリーンの角
度に関する２つのパラメータさえ指定することができれ
ば、スクリーン３６上で所望の縦横比を持つ長方形の画
面を再現することができる。本発明の画像投影装置は、
そのために必要とされる数のパラメータだけを指定し、
その指定されたパラメータからあおり補正に必要なパラ
メータを算出することにより、ユーザの操作を一層容易
にすることが可能である。

【００３９】ユーザが指定するパラメータの種類と数に
ついては、たとえば、本実施の形態では以下の〜に
示すようなバリエーションが可能である。

【００４０】３つの角度を指定する。すなわち、光軸
３２とスクリーン３６のなす角度（２つ）と、スクリー
ン３６上での回転角（一つ）とを指定する。そして、透
視変換パラメータのうち、大きさと位置に関する要素
は、表示画面の大きさが最大となるよう自動的に決める
ようにする。

【００４１】２つの角度を指定する。すなわち、スク
リーン３６上の回転補正を固定することにより省略し、
光軸３２とスクリーン３６とのなす角度（２つ）のみと
する。

【００４２】３つの角度と、画面の位置と大きさを指
定する。すなわち、複数のプロジェクタを使って、一つ
の画像を分割して投影するような場合は、画面サイズが
常に最大となることが望ましいとは限らず、他のプロジ
ェクタが投影する画面と連続するように位置と大きさを
調整する必要がある。

【００４３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１にかかるプロジェクタ１０の一構成例を示すブロ
ック図であり、図２は、図１のパラメータ入力部１２の
操作ボタンの一例を示す図である。本実施の形態１で
は、投影面の角度としてのスクリーン角度に相当する２
つのパラメータを指定し、その指定された２つのパラメ
ータから８つの透視変換パラメータを求めるものであ
る。

【００４４】図１において、プロジェクタ１０は、パラ
メータ入力部１２、透視変換パラメータ算出部１４、透
視変換処理部１６、画像投影部１８、画面位置算出部２
０などにより構成されている。

【００４５】パラメータ入力部１２は、図２に示すよう
に、ここでは十字状に配置された４つのボタンＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄを有している。Ａ，Ｃの２つのボタンが角度パラ
メータθに対応し、Ｅ，Ｄの２つのボタンが角度パラメ
ータφに対応していて、これらのボタンが押下されるた
びに、それぞれあらかじめ決められたステップずつ角度
が増減されて、その角度が透視変換パラメータ算出部１
４に送られる。ユーザは、スクリーン３６に投影された
画像が所望の形状になるまでボタン操作を繰り返すよう
にする。

【００４６】透視変換パラメータ算出部１４は、ユーザ
が入力したスクリーン角度と算出された投影角から後述
する計算方法に基づいて透視変換パラメータを算出する
ものである。

【００４７】透視変換処理部１６は、算出された透視変
換パラメータを利用して、入力画像データに対して変換
処理を実行し、変形された画像データを画像投影部１８
に送るようにする。

【００４８】画像投影部１８は、透視変換処理された変
形画像データに基づいて作像面に画像を形成し、光学的
にスクリーン３６上に投影するものである。また、画面
位置算出部２０は、画像投影部１８ズームレンズの位置
を検出し、そのレンズ位置での作像面上の画面位置をあ
らかじめ設定された記録を参照し出力する。

【００４９】つぎに、動作について説明する。図４は、
作像面とスクリーンとの配置と角度とを示す図であり、
原点Ｏを投影中心とし、作像面（Ｐ１）がｘ軸と原点Ｏ
からの距離ｄの点で直交する。

【００５０】また、原点Ｏからスクリーン面（Ｐ２）へ
の垂線の足をＰとし、ＯＰとｚ軸とのなす角をφとし、
Ｐからｘｙ平面への垂線の足をＰ’とした場合、ＯＰ’
とｘ軸とのなす角をθとする。ここでは、ＯＰの長さを
「１」としたが、このＯＰの長さは、投影画像の大きさ
だけに影響するものであるため、いくつにしても最終的
に得られる透視変換パラメータは変わらない。

【００５１】作像面Ｐ１上の座標系（ｕ，ｖ）は、ｘ軸
との交点を原点とし、ｙ軸に平行にｕ軸をとり、ｚ軸に
平行にｖ軸をとる。また、スクリーンＰ２上の座標系
（Ｕ，Ｖ）は、Ｐを原点とし、Ｖ軸は作像面Ｐ１上のｖ
軸を投影した方向にとるようにする。

【００５２】このとき、スクリーンＰ２上の座標（Ｕ，
Ｖ）から作像面Ｐ１上の座標（ｕ，ｖ）へ、上記
（１），（２）式の透視変換のパラメータａ0 からａ7
は、上記パラメータθ、φ、ｄを使って、以下の（３）
〜（１０）式で表すことができる。

【数２】

【００５３】また、この逆変換、つまり作像面Ｐ１上の
座標系（ｕ，ｖ）からスクリーンＰ２上の座標系（Ｕ，
Ｖ）への透視変換のパラメータをパラメータｂ0 からｂ
7 とした場合は、つぎの（１１）式に示すように、ａi
を要素とする３×３行列の逆行列から求めることができ
る。

【００５４】

【数３】 上記（１１）式のＸ-1は、行列Ｘの逆行列を表してい
る。

【００５５】そして、作像面Ｐ１上の画面領域の頂点位
置（ｕi,ｖi ）を上記（１），（２）式と（３）〜（１
０）式の係数で変換した結果の頂点位置（Ｕi,Ｖi ）
は、スクリーン上の全画面領域の四隅の位置を示してい
る。

【００５６】スクリーン上でこれら４点の頂点位置（Ｕ
i,Ｖi ）を頂点とする四角形の内部に存在する投影すべ
き画像と同じ縦横比を持つ長方形のうち、最も大きいも
の（以下、最大内接矩形という）の頂点位置を求めて、
それを逆変換して対応する作像面上の位置を求めるなら
ば、これまでと同様の方法を用いて透視変換パラメータ
を求めることができる。以下に最大内接矩形の頂点位置
を求める手順について説明する。

【００５７】最大内接矩形の頂点は、四角形の辺に接し
ているから、各辺上のある一点に頂点を持つ内接矩形の
うち最大のものを辺上の点の位置を少しずつずらしなが
ら探索することにより、最大内接矩形を得ることができ
る。

【００５８】図５は、任意の四角形に内接する最大内接
矩形を説明する図である。図５に示される四角形４０の
辺上の一点をｐとしたとき、点ｐを頂点に持ち四角形４
０に内接する最大の矩形４２は、以下のように求めるこ
とができる。

【００５９】すなわち、点ｐを通りｘ軸と平行な直線と
辺との交点ｐｘの位置を求める。透視変換によって変形
された四角形は、通常の角度の範囲では凸形状を持ち、
四角形が凸形状ならば必ず一つの辺と交わる。同様にし
て、点ｐを通りｙ軸と平行な直線、および点ｐを通り所
望の画面の対角線と平行な直線と、それぞれの辺の交点
ｐｙ，ｐｄを求めるようにする。

【００６０】そして、点ｐからｐｘ，ｐｙ，ｐｄまでの
距離を目的とする画面の幅、高さ、対角線の長さで除算
した結果が最少となるものを求める。図５に示した例で
は、ｐｙが最少となり、ｐとｐｙを頂点とする矩形が求
められる。これが点ｐに頂点を持つ内接矩形のうち最大
のものとなる。さらに、点ｐの位置を適当な間隔で移動
しながら、同様に矩形を求め、それら複数の矩形のうち
最大の大きさを持つものを最終的な最大内接矩形として
求めるようにする。

【００６１】このようにして求めたスクリーン上の最大
内接矩形における頂点位置を（３）〜（１０）式の変換
係数を使って変換することにより、作像面上での変形画
像領域の頂点位置を求めることができる。この最大内接
矩形に対応する作像面上の頂点位置が求められれば、原
画像の四隅の各頂点位置を変換する透視変換パラメータ
は、これまでと同様に（１），（２）式を解くことによ
り求めることができる。

【００６２】実際のスクリーンの角度が指定された角度
パラメータ（θ，φ）と一致していれば、この結果求め
られる透視変換パラメータに基づいて補正された画面
は、スクリーン上で（Ｕi,Ｖi ）を頂点とする所望の形
状とすることができる。

【００６３】以上説明したように、本実施の形態１によ
れば、あおり補正をおこなうのに必要な透視変換パラメ
ータを求めるに際して、ユーザは少なくとも２つのスク
リーン角度を入力して所定の演算処理をおこなえば良
く、あおり補正を容易におこなうことができる。

【００６４】（実施の形態２）本実施の形態２の特徴
は、スクリーン上での画像の回転についても補正をおこ
なうものである。実施の形態１と異なる構成要素は、パ
ラメータ入力部と透視変換パラメータ算出部の中身であ
る。なお、画像投影装置の基本的な構成ブロック図につ
いては、上記実施の形態１の図１と同様であるので、こ
れを参照することにする。

【００６５】図６は、実施の形態２のパラメータ入力部
の操作ボタンの一例を示す図であり、図７は、実施の形
態２にかかる一定の回転角度を持った最大内接矩形を示
す図であり、図８（ａ），（ｂ）は、図７の一定の回転
角度を持った最大内接矩形を求める手順を説明する図で
ある。

【００６６】図６に示すように、本実施の形態２のパラ
メータ入力部１２は、実施の形態１の図２に示したパラ
メータ入力部１２のボタンＡ〜Ｄに、さらにスクリーン
上の回転角度ψの増減を指示する２つのボタンＥ，Ｆが
加わっている。

【００６７】また、本実施の形態２の透視変換パラメー
タ算出部１４は、ユーザに指示されたある回転角度を持
った最大内接矩形を求める算出動作をおこなう点で、実
施の形態１と異なっている。

【００６８】つぎに、動作について説明する。まず、図
８（ａ）に示すように、回転前の投影画像領域５０ａを
示す４つの頂点を、パラメータ入力部１２のボタンＥ，
Ｆを使って投影中心５４から角度−ψだけ回転させて、
投影画像領域５０ｂを求める。

【００６９】ついで、この投影画像領域５０ｂの４つの
頂点に対して上記実施の形態１と同様の手順にしたが
い、図８（ｂ）に示す最大内接矩形５２ａを求める。そ
して、これにより求まった最大内接矩形５２ａの４つの
頂点位置を、再びパラメータ入力部１２のボタンＥ，Ｆ
を使って、図８（ｂ）に示すように角度ψだけ回転させ
る。

【００７０】このようにして得られた最大内接矩形５２
ｂは、図７に示した求める角度ψだけ傾けた最大内接矩
形５２の頂点である。その後の手順は、上記実施の形態
１と同様にして透視変換パラメータを求めるようにす
る。

【００７１】以上説明したように、本実施の形態２によ
れば、あおり補正をおこなうのに必要な透視変換パラメ
ータを求めるに際して、ユーザは少なくとも２つのスク
リーン角度とスクリーン上での画像の回転角度とを入力
して、所定の演算処理をおこなうことにより、クリーン
上での画像の回転についても補正することが可能であ
る。

【００７２】（実施の形態３）本実施の形態３の特徴
は、スクリーン上での画像の位置と大きさについても補
正をおこなうものである。実施の形態１と異なる構成要
素は、パラメータ入力部と透視変換パラメータ算出部の
中身である。なお、本実施の形態３の構成ブロック図に
ついても、図１を参照することにする。

【００７３】図９は、本実施の形態３のパラメータ入力
部の操作ボタンの一例を示す図である。図９に示される
ように、本実施の形態３のパラメータ入力部１２は、実
施の形態２の図６に示したパラメータ入力部１２のボタ
ンＡ〜Ｆに、さらに表示領域の位置パラメータＳX,ＳY
と倍率パラメータｍの増減を指示する６個のボタンＧ，
Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌが加えられている。

【００７４】また、本実施の形態３の透視変換パラメー
タ算出部１４は、上記実施の形態２で説明したものと同
様であり、現在のスクリーン角度についての指示パラメ
ータθ、φ、ψにしたがって、最大内接矩形を求めるも
のである。

【００７５】つぎに、動作について説明する。まず、倍
率パラメータｍにしたがって、内接矩形をその重心を中
心としてｍ倍に拡大、または縮小する。そして、その拡
大または縮小された内接矩形の頂点位置を指示する位置
パラメータＳX,ＳY にしたがって画像を移動させるよう
にする。

【００７６】さらに、この画像位置を上記実施の形態１
における最大内接矩形の頂点位置の代わりに投影される
画像領域の四隅位置として、透視変換パラメータを求め
るようにする。

【００７７】以上説明したように、本実施の形態３によ
れば、あおり補正をおこなうのに必要な透視変換パラメ
ータを求めるに際して、ユーザは少なくとも２つのスク
リーン角度とスクリーン上での画像の回転角度、および
スクリーン上での画像の位置と大きさを入力し、所定の
演算処理をおこなうことにより、スクリーン上での画像
の位置と大きさについても補正することが可能である。

【００７８】（実施の形態４）本実施の形態４の特徴
は、上記実施の形態１と同等の作用を画像投影装置（プ
ロジェクタ）に接続された一般的な計算機システム上の
ソフトウェアとして実現するものである。

【００７９】図１０は、本実施の形態４にかかる画像投
影装置６８が接続された計算機システム６０の概略構成
を示すブロック図であり、図１１は、本実施の形態４の
動作を説明するフローチャートである。

【００８０】図１０に示した計算機システム６０は、Ｃ
ＰＵ６２、メモリ６４、ディスク装置６６、画像投影装
置６８、ディスプレイ７０、プリンタ７２、通信装置７
４、フロッピーディスク装置７６などによって構成され
ており、上記各部間がバス７８を介して接続されてい
る。

【００８１】ＣＰＵ６２は、計算機システム６０全体を
制御するもので、本実施の形態４にかかるソフトウェア
を実行することにより、上記実施の形態１と同等の作用
を実現することができる。

【００８２】メモリ６４は、各種プログラムやパラメー
タ、あるいは本実施の形態４にかかるソフトウェア等が
格納されており、ＣＰＵ６２がこれらのソフトウェアに
基づいて画像投影装置６８の投影画像の補正処理等がお
こなわれる。また、ディスク装置６６は、基本プログラ
ムや大容量データ等を格納したり、読み出したりするこ
とのできるハードディスク（ＨＤ）などである。

【００８３】画像投影装置６８は、ここでは入力された
画像を投影するプロジェクタであって、計算機システム
６０に接続され、画像投影部がズーム機構を持たない
もの、あるいは、画像投影部にズーム機構を有し、検
出したズーム位置を出力することができるいずれの構成
のものも用いることができる。

【００８４】ディスプレイ７０は、ユーザが計算機シス
テム６０の動作状況を把握したり、各種入力データやエ
ラーメッセージ等を確認するためのモニターであって、
ＣＲＴ（ブラウン管）やＬＣＤ（液晶表示素子）などで
構成されていて、画像投影装置６８の投影画像等を画面
上でモニターできるものであってもよい。また、プリン
タ７２は、上記ディスプレイ７０に表示された画像情報
等を紙に印字出力するものである。

【００８５】通信装置７４は、ＬＡＮや公衆電話回線網
等のネットワークに接続されてデータをやり取りするこ
とができるものであり、これを介して遠隔地から画像投
影装置６８を制御するソフトウェアの設定を変更した
り、書換えをおこなったりすることができる。また、フ
ロッピーディスク装置７６は、フロッピーディスク（以
下、ＦＤという）７６ａを介してデータ交換をおこなう
ものである。

【００８６】つぎに、動作について説明する。図１１の
ステップＳ１では、スクリーン角度のパラメータ入力が
おこなわれる。すなわち、ディスプレイ７０の画面上
に、たとえば、図２に示すようなボタンの画像を表示さ
せ、それらをマウスクリックにより指示することで、上
記実施の形態１におけるボタン押下と同じ作用を持たせ
ることができる。また、キーボード上の各キーに各ボタ
ンを割り当てて指示するようにしたり、あるいは、マウ
スのドラッグ量によってパラメータの増減を指示するよ
うにしてもよい。

【００８７】そして、ステップＳ２では、作像面上の画
面位置の取得がおこなわれる。ここでは、たとえば、ズ
ーム機構のない画像投影装置６８を使用する場合、作像
面上の画面位置は一定であるので、あらかじめ調査した
位置情報をプログラム内に記憶しておき、それを使用す
るようにする。

【００８８】また、上記とは異なり、ズーム機構とズー
ム位置を検出して出力することができる手段を有する画
像投影装置６８を使用した場合は、その出力されたズー
ム位置をインターフェイスを介してＣＰＵ６２が読み取
り、その位置に応じた画面位置情報を使用するようにす
ることができる。

【００８９】ついで、ステップＳ３では、透視変換パラ
メータの算出がおこなわれる。ここでは、入力されたス
クリーン角度パラメータと、作像面上の画面位置から、
上記実施の形態１で説明した計算方法によって、透視変
換パラメータを算出するようにする。

【００９０】ついで、ステップＳ４では、画像データ入
力がおこなわれる。ここでは、計算機システム６０上に
記録された画像データ、あるいは、他のプログラムが生
成した画像データを入力する。

【００９１】ついで、ステップＳ５では、透視変換処理
がおこなわれる。ここでは、算出された透視変換パラメ
ータを使用して、上記実施の形態１で説明した計算方法
によって透視変換処理を実行し、変形された画像データ
をインターフェイスを介して画像投影装置６８へ出力す
るようにする。

【００９２】そして、ユーザによって終了が指示される
か、あるいは、入力画像データが終了するまで上記ステ
ップＳ４とＳ５に戻って画像データ入力処理と、透視変
換処理が繰り返される。

【００９３】以上説明したように、本実施の形態４によ
れば、上記実施の形態１と同等の作用を画像投影装置
（プロジェクタ）に接続された一般的な計算機システム
上のソフトウェアとして実現することができる。

【００９４】なお、本実施の形態４で説明した画像投影
方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル
コンピュータやワークステーション等のコンピュータで
実行することにより実現される。このプログラムは、Ｈ
Ｄ（ハードディスク）、ＦＤ（フロッピーディスク）、
ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取
り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記
録媒体から読み出されることによって、実行される。ま
た、このプログラムは、インターネット等のネットワー
クを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよ
い。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、投影面の少なくとも２方向の角度という
少ないパラメータ入力だけであおり補正をおこなうこと
が可能となり、容易に適正な投影画像を取得することが
可能な画像投影装置が得られるという効果を奏する。

【００９６】請求項２に記載の発明によれば、画像変形
手段が透視変換パラメータ算出部と透視変換処理部とを
備えていて、少ないパラメータ入力だけであおり補正を
おこなうことが可能となり、容易に適正な投影画像を取
得することが可能な画像投影装置が得られるという効果
を奏する。

【００９７】請求項３に記載の発明によれば、画像投影
部のズーム機構のズーム位置に応じて画像形成部材に形
成される画像の画面位置が算出できることから、入力さ
れる投影面の角度と合わせて少ないパラメータ入力だけ
で正確なあおり補正をおこなうことが可能となり、容易
に適正な投影画像を取得することが可能な画像投影装置
が得られるという効果を奏する。

【００９８】請求項４に記載の発明によれば、入力され
る投影面の角度と投影画像の回転角度とに基づいて投影
画像の位置と大きさが計算できることから、入力される
投影面の角度と合わせて少ないパラメータ入力だけで正
確なあおり補正をおこなうことが可能となり、容易に適
正な投影画像を取得することが可能な画像投影装置が得
られるという効果を奏する。

【００９９】請求項５に記載の発明によれば、入力され
た投影面の角度と投影画像の回転角度、および投影画像
の位置と大きさに基づいて透視変換パラメータを算出す
るように、少ないパラメータ入力だけで正確なあおり補
正をおこなうことが可能となり、容易に適正な投影画像
を取得することが可能な画像投影装置が得られるという
効果を奏する。

【０１００】請求項６に記載の発明によれば、投影面の
少なくとも２方向の角度という少ないパラメータ入力だ
けであおり補正をおこなうことが可能となり、これによ
り、容易に適正な投影画像を取得することが可能な画像
投影方法が得られるという効果を奏する。

【０１０１】請求項７に記載の発明によれば、請求項６
に記載された方法をコンピュータに実行させるプログラ
ムを記録したことで、そのプログラムを機械読み取り可
能となり、それによって、請求項６の動作をコンピュー
タによって実現することが可能な記録媒体が得られると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる画像投影装置の
一構成例を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１にかかる画像投影装置のパラメー
タ入力部の操作ボタンの一例を示す図である。

【図３】本発明にかかる画像投影装置の画像投影部にお
ける投影中心と作像面とスクリーンとの配置を説明する
図である。

【図４】本実施の形態１にかかる画像投影装置の画像投
影部における投影中心と作像面とスクリーンとの位置関
係を説明する図である。

【図５】本実施の形態１にかかる画像投影装置の投影画
像の最大内接矩形を説明する図である。

【図６】本実施の形態２にかかる画像投影装置のパラメ
ータ入力部の操作ボタンの一例を示す図である。

【図７】本実施の形態２にかかる画像投影装置の投影画
像の最大内接矩形を説明する図である。

【図８】本実施の形態２にかかる画像投影装置の投影画
像の最大内接矩形を計算する手順を説明する図である。

【図９】実施の形態３にかかる画像投影装置のパラメー
タ入力部の操作ボタンの一例を示す図である。

【図１０】本実施の形態４にかかる画像投影装置が接続
された計算機システムの概略構成を示すブロック図であ
る。

【図１１】本実施の形態４にかかる画像投影装置の動作
を説明するフローチャートである。

【図１２】従来の画像投影装置を使って信号処理により
あおり補正をおこなう場合の説明図である。

【図１３】投影画像の四隅の４点位置を指定することに
よりあおり補正をおこなう場合の説明図であり、（ａ）
は作像面上の図、（ｂ）はスクリーン上の図である。

【符号の説明】

１０ 画像投影装置、 １２ パラメータ入力部、 １４ 透視変換パラメータ算出部、 １６ 透視変換処理部、 １８ 画像投影部、 ２０ 画面位置算出部、 ３０ 投影中心、 ３２ 光軸、 ３４ 作像面、 ３６ スクリーン面、 Ｐ１ 作像面、 Ｐ２ スクリーン面、 ４０ 投影画像、 ４２ 最大内接矩形、 ５０、５０ａ、５０ｂ 投影画像、 ５２、５２ａ、５２ｂ 最大内接矩形、 ５４ 投影中心、 ６０ 計算機システム、 ６２ ＣＰＵ、 ６４ メモリ、 ６６ ディスク装置、 ６８ 画像投影装置、 ７０ ディスプレイ、 ７２ プリンタ、 ７４ 通信装置、 ７６ フロッピーディスク装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を形成する画像形成部材を含む画像
   投影部を有し、前記画像形成部材に形成された画像を前
   記画像投影部を介して投影面に投影する画像投影装置に
   おいて、 前記投影面の少なくとも２方向の角度に相当する情報を
   入力するパラメータ入力手段と、 入力された投影面の角度にしたがって前記画像形成部材
   に形成する画像を変形させて、前記投影面に適正な画像
   が投影されるようにする画像変形手段と、 を備えたことを特徴とする画像投影装置。
2. 【請求項２】 前記画像変形手段は、 入力された情報に基づいて透視変換パラメータを算出す
   る透視変換パラメータ算出部と、 前記透視変換パラメータ算出部で算出された透視変換パ
   ラメータを用いて、前記画像形成部材に形成する画像を
   変形させるべく入力画像データの変換処理をおこなう透
   視変換処理部と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装
   置。
3. 【請求項３】 前記画像投影部は、ズーム機構を有し、 前記画像投影部のズーム位置に応じて前記画像形成部材
   に形成される画像の画面位置を算出する画面位置算出手
   段をさらに備えた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。
4. 【請求項４】 前記パラメータ入力手段は、さらに投影
   面に投影される画像の回転角度に相当する情報が入力可
   能であって、 前記透視変換パラメータ算出部は、入力された投影面の
   角度と投影画像の回転角度とに基づいて自動的に投影画
   像の位置と大きさに相当する情報を計算し、透視変換パ
   ラメータを算出することを特徴とする請求項２または３
   に記載の画像投影装置。
5. 【請求項５】 前記パラメータ入力手段は、さらに投影
   面に投影される画像の回転角度と、位置と大きさに相当
   する情報が入力可能であって、 前記透視変換パラメータ算出部は、入力された投影面の
   角度と投影画像の回転角度、および投影画像の位置と大
   きさに基づいて透視変換パラメータを算出することを特
   徴とする請求項２または３に記載の画像投影装置。
6. 【請求項６】 画像形成部材に形成された画像を画像投
   影部を介して投影面に投影する画像投影方法において、 前記投影面の少なくとも２方向の角度に相当する情報を
   入力するパラメータ入力工程と、 前記画像形成部材に形成される画像の画面位置を取得す
   る画面位置取得工程と、 前記パラメータ入力工程により入力された情報と、前記
   画面位置取得工程により取得された画面位置情報とに基
   づいて透視変換パラメータを算出する透視変換パラメー
   タ算出工程と、 前記透視変換パラメータ算出工程により算出された透視
   変換パラメータを用いて入力される画像データを透視変
   換処理する透視変換処理工程と、 を含んだことを特徴とする画像投影方法。
7. 【請求項７】 前記請求項６に記載された方法をコンピ
   ュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴と
   するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。