JP2002176601A - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪みのない像を投影するプロジェクタ装置
を、提供する。 【解決手段】 画像生成部２１が表示部１２上に画像を
表示させると、スクリーンＳ上にはその像が投影され
る。補正制御部２２は、画像生成部２１を制御して、表
示部１２上に格子状のテストパターンを表示させること
により、スクリーンＳ上にその像を投影し、投影された
このテストパターン像における格子点が所定の位置に配
置されていない場合には、このテストパターン像におけ
る当該格子点が所定の位置に配置されるように表示部１
２上の画像を変形させる。そして、補正制御部２２は、
所望の画像を、テストパターンを変形させた状態と同じ
状態に変形させて、表示部１２上に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン等に画
像を投影するプロジェクタ装置に、関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像データをスクリーン等に表示
するために、液晶プロジェクタを備えたプロジェクタ装
置が、利用されている。この液晶プロジェクタ装置で
は、投影面として利用されるスクリーンは、投影レンズ
の光軸に対して垂直に配置され、その表面上の長方形状
の領域に画像が投影される。但し、このスクリーンが、
プロジェクタのレンズの光軸に対して垂直な状態から傾
いて配置されていると、画像の外形は、長方形にならず
に歪んでしまい、台形やその他の形状になってしまう。

【０００３】また、このスクリーンが正しく配置されて
いたとしても、プロジェクタ内のレンズその他の光学系
固有の性質により、投影される画像に、像面の歪み等が
発生してしまうことがある。

【０００４】従って、投影像の歪みを発生させないため
には、プロジェクタ内の光学系が高精度に製作されてい
なければならない。そのうえ、プロジェクタに対して、
スクリーンが正しく配置されていなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロジ
ェクタ内の光学系を高精度化することは、装置コストの
上昇につながるため、一定の限界がある。また、たと
え、光学系が高精度に製作されるとともに、スクリーン
が正しく配置されていたとしても、そのスクリーン面自
体の形状により投影像が歪むことがある。即ち、スクリ
ーン面は、正確な平坦面ではなく部分的な凹凸を有して
いることがあり、このような場合には、スクリーン面の
凹凸に従って投影像に部分的な歪みが生じてしまう。

【０００６】そこで、スクリーン上の投影像の歪みを、
その発生の原因に拘らず簡単に補正して、正常な画像を
投影可能なプロジェクタ装置を提供することを、本発明
の課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるプロジェク
タ装置は、上記課題を解決するために、以下のような構
成を採用した。

【０００８】即ち、このプロジェクタ装置は、複数の画
素が２次元的に配列されてなる画像データを保持する画
像データ保持部と、複数の格子点を網状に結んでなるテ
ストパターンを複数パラメータの組合せによって定義し
たパターンデータを保持するパターン保持部と、前記画
像データ又は前記パターンデータに基づいて画像を投影
する投影装置と、オペレータによって前記格子点の特定
情報及び位置情報が入力される入力装置と、前記パター
ン保持部に保持されているパターンデータを前記投影装
置に入力してテストパターンを投影させるとともに、こ
の間に前記入力装置に前記特定情報及び位置情報が入力
された場合には、前記特定情報によって特定された格子
点が前記位置情報に対応した位置へ移動するように前記
パターンデータの各パラメータを調整するとともに、調
整後のパラメータを記憶し、その後、前記パラメータに
応じて前記画像データを変形し、変形後の画像データを
前記投影装置に入力して前記画像を投影させる補正制御
部とを、備えたことを特徴とする。

【０００９】このように構成されると、オペレータは、
入力装置を操作してテストパターンが正常に投影される
ように補正制御部を調整しておくことにより、以後、プ
ロジェクタ装置は、任意の画像データを歪みのない状態
で表示させることができる。なお、入力装置は、マウス
やその他のポインティングデバイス，又はキーボードで
あってもよい。また、前記投影装置は、光源部と、表示
部と、前記光源部から発せられて前記表示部を透過した
光をスクリーン上に結像させる投影光学系とを、有して
いてもよい。

【００１０】なお、テストパターンの格子点は、正方格
子をなすように配列されていてもよい。この場合、オペ
レータは、スクリーン上のテストパターン像を見ながら
入力装置を操作して、その格子点を変位させて当該テス
トパターンが正方格子になるように調整すればよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態によるプロジェクタ装置について、説明する。
図１は、このプロジェクタ装置の概略構成図であり、図
２は、このプロジェクタ装置のブロック図である。これ
らの図に示されるように、このプロジェクタ装置は、液
晶プロジェクタ１，及びコンピュータ２を、備えてい
る。

【００１２】液晶プロジェクタ１は、図２に示されるよ
うに、光源部１１，表示部１２，及び投影光学系１３
を、有する。そして、この液晶プロジェクタ１は、その
投影光学系１３をスクリーンＳに対向させて、配置され
ている。

【００１３】光源部１１は、白色光を発するランプを有
している。この光源部１１から射出された光の光路上に
は、表示部１２及び投影光学系１３が、順に配置されて
いる。表示部１２は、図示せぬ液晶パネル，及びこの液
晶パネル上に画像を表示させる駆動回路を、有してい
る。そして、光源部１１から射出された光は、表示部１
２を透過する。投影光学系１３は、この表示部１２を透
過した光をスクリーンＳ上に結像させる。なお、表示部
１２とスクリーンＳとは、投影光学系１３に関して光学
的に共役の関係にある。

【００１４】コンピュータ２は、パーソナルコンピュー
タやワークステーションによりなり、図示せぬキーボー
ド，マウス，メモリ，及びハードディスクを、有してい
る。このハードディスクには、ＯＳ及びアプリケーショ
ンプログラムが予めインストールされている。そして、
コンピュータ２は、このアプリケーションプログラムを
実行することにより、画像生成部２１及び補正制御部２
２として機能する。なお、これら画像生成部２１及び補
正制御部２２は、専用の回路として設計されてもよい。

【００１５】画像生成部２１は、液晶プロジェクタ１の
表示部１２上に表示する画像を生成し、その画像信号を
表示部１２へ送信する。即ち、この画像生成部２１は、
図示せぬ上位装置から送信された画像データを保持する
画像メモリ（画像データ保持部に相当）を有し、この画
像データを表示部１２へ送信する。

【００１６】表示部１２の駆動回路は、この画像信号を
受信するとともに液晶パネル上に当該画像を表示する。
一方、光源部１１から射出された光は、表示部１２を透
過して、投影光学系１３によりスクリーンＳ上に収束さ
れる。その結果、スクリーンＳ上には、表示部１２上に
表示された画像の実像が投影像として形成されるのであ
る。

【００１７】しかし、実際には、投影光学系１３による
像面の歪やスクリーンＳの部分的な凹凸等の影響によ
り、スクリーンＳ上の投影像が歪んでしまうことがあ
る。このような条件下であっても、このプロジェクタ装
置は、その補正制御部２２によって後述の如く歪みの補
正を行うことにより、スクリーンＳ上に歪みのない正常
な画像を表示させることができる。但し、この歪みの補
正のためには、予め、オペレータが、補正設定をしてお
く必要がある。以下、この補正設定について、説明す
る。

【００１８】コンピュータ２の補正制御部２２は、画像
生成部２１を制御して、予めハードディスク（パターン
保持部に相当）内に格納された正方格子状（又は縦縞
状，横縞状もしくは各種の格子状）のテストパターン
（パターンデータ）を、表示部１２上に表示させる。す
ると、スクリーンＳ上には、そのテストパターン像が表
示される。なお、補正制御部２２は、表示部１２上にお
ける各格子点の位置（パラメータ）及び表示画素位置と
各格子点との対応関係を認識している。

【００１９】図３は、スクリーンＳ上に表示されたテス
トパターン像を示す図である。この図３の（ａ）は、理
想的な状態のテストパターン像、即ち、スクリーンＳ上
の投影像に歪みがない場合におけるテストパターン像
を、示している。これに対し、図３の（ｂ）は、このス
クリーンＳ上の投影像に歪みがある場合におけるテスト
パターン像を示している。オペレータは、以下に説明す
るように、図３の（ｂ）の如く投影されたテストパター
ン像が図３の（ａ）に示された状態になるように、補正
してゆくのである。

【００２０】なお、補正制御部２２は、画像生成部２１
を制御して、表示部１２上にマウスカーソルＲを表示さ
せている。従って、図３の（ｂ）に表示されるように、
スクリーンＳ上にもこのマウスカーソルＲが投影される
ことになる。そして、オペレータは、コンピュータ２の
マウスを操作することにより、このスクリーンＳ上に投
影されたマウスカーソルＲを、移動させることができ
る。

【００２１】さらに、マウスカーソルＲが格子点上にあ
る場合に、オペレータは、マウスのボタンをプレスした
状態でドラッグすることにより、当該格子点を所望の位
置へ移動させることができる。即ち、オペレータがマウ
スのボタンをプレスすると、補正制御部２２は、そのマ
ウスカーソルＲの位置にある格子点を、特定された格子
点として認識し、オペレータがマウスをドラッグした後
にそのボタンをリリースすると、補正制御部２２は、ボ
タンがリリースされた時点におけるマウスカーソルの位
置に特定された格子点が配置されるように、画像生成部
２１を制御して表示部１２上にテストパターンを変形さ
せた状態で表示させる。

【００２２】なお、各格子点は、コンピュータ２内にお
いて、互いに等しい弾性定数及び長さを有する複数の弾
性体により夫々連結されたものとして、仮想的に表現さ
れている。このため、オペレータがマウスを操作してデ
フォルトの位置から移動させた格子点は、当該格子点に
連結した４つの弾性体により、元の位置に復帰しようと
する復元力がかかることになる。この復元力に抗して格
子点が移動後の位置に留まるためには、当該格子点に対
して、この復元力と大きさが同じで向きが反対の外力が
仮想的にかかっていなければならない。そこで、コンピ
ュータ２は、上記のように移動した格子点に対して、そ
の移動後の位置に留まるための外力がかかっていると、
みなしているのである。

【００２３】図４は、格子点に仮想的に働く外力を模式
的に示す図である。この図４の（ａ）は、スクリーンＳ
上に歪んだ状態で投影されたテストパターン像中の格子
点を、示している。オペレータは、スクリーンＳ上にお
いて、所定の位置からずれて表示された格子点にマウス
カーソルＲを移動させ、この格子点を選択してドラッグ
することにより、所定の位置へ移動させる。図４の
（ｂ）は、移動後の格子点を示している。移動の結果、
各格子点は、正方格子状になっている。この状態におい
て、マウスでドラッグされた格子点には、外力Ｆが仮想
的に働いている。この外力Ｆが働くことにより、移動し
た格子点は、その移動後の位置に留まっているのであ
る。

【００２４】なお、コンピュータ２内において、互いに
隣接する各格子点同士は、弾性体により仮想的に連結さ
れているので、１つの格子点が移動すると、隣接する各
格子点もその影響を受けて夫々変位する。オペレータ
は、スクリーンＳを見ながら、このスクリーンＳ上にお
いて、各格子点が正方格子を形成するように、適宜格子
点を選択して移動させてゆく。そして、オペレータは、
いくつかの格子点を移動させることにより、全ての格子
点が正方格子を形成するように補正した後、補正設定完
了の旨をコンピュータ２へ入力する。

【００２５】この補正設定がなされた状態では、表示部
１２上においてテストパターンは、変形した状態で表示
されている。即ち、各格子点間の距離は、部分的に、所
定の距離よりも長くなっていたり短くなっている。つま
り、補正制御部２２は、画像生成部２１を制御して、例
えば、表示部１２上において連続した２０画素として表
示されるべき部分を、画素を間引いて１８画素として表
示させたり、あるいは、画素を増やして２１画素として
表示させることにより、テストパターンの画像を変形さ
せている。なお、矩形格子内の画素位置は、格子点から
の線形補間等の通常の画像処理技術により調整される。
この調整により画素の増減が決定される。そして、コン
ピュータ２は、変形したテストパターンの当該変形状態
を、画像変形マップとしてハードディスク内に記憶させ
る。この画像変形マップは、補正設定後の各格子点の位
置を、補正設定後（調整後）のパラメータとして含んで
いる。

【００２６】この表示部１２上のテストパターンが上記
の如く変形した状態で表示されていると、スクリーンＳ
上のテストパターン像は、図３の（ａ）に示されるよう
な歪みのない正方格子として投影されることになる。従
って、この補正設定がなされた後には、補正制御部２２
は、画像生成部２１を制御して、表示部１２上に、画像
変形マップに従って任意の画像を変形させて表示させる
ことにより、スクリーンＳ上に当該画像を歪みのない状
態で投影することができるのである。

【００２７】上記のように、このプロジェクタ装置は、
投影光学系の像面歪み，スクリーン表面の凹凸，又はプ
ロジェクタに対するスクリーンの配置等に起因する投影
画像の歪みを補正して、常に、歪みのない正常な画像を
スクリーンに投影することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように構成されたプロジェクタ装
置は、スクリーン上の投影像が正常に表示されるよう
に、表示部上に画像を変形させて表示している。このた
め、スクリーン上の投影像は、投影光学系の像面の歪み
やスクリーンの状態に拘らず、歪みのない正常な状態で
表示される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態によるプロジェクタ装置
の概略構成図

【図２】 本発明の一実施形態によるプロジェクタ装置
のブロック図

【図３】 スクリーン上に表示されたテストパターン像
を示す図

【図４】 格子点に仮想的に働く外力を模式的に示す図

【符号の説明】

１ 液晶プロジェクタ １１ 光源部 １２ 表示部 １３ 投影光学系 ２ コンピュータ ２１ 画像生成部 ２２ 補正制御部 Ｓ スクリーン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の画素が２次元的に配列されてなる画
   像データを保持する画像データ保持部と、 複数の格子点を網状に結んでなるテストパターンを複数
   パラメータの組合せによって定義したパターンデータを
   保持するパターン保持部と、 前記画像データ又は前記パターンデータに基づいて画像
   を投影する投影装置と、 オペレータによって前記格子点の特定情報及び位置情報
   が入力される入力装置と、 前記パターン保持部に保持されているパターンデータを
   前記投影装置に入力してテストパターンを投影させると
   ともに、この間に前記入力装置に前記特定情報及び位置
   情報が入力された場合には、前記特定情報によって特定
   された格子点が前記位置情報に対応した位置へ移動する
   ように前記パターンデータの各パラメータを調整すると
   ともに、調整後のパラメータを記憶し、その後、前記パ
   ラメータに応じて前記画像データを変形し、変形後の画
   像データを前記投影装置に入力して前記画像を投影させ
   る補正制御部とを備えたことを特徴とするプロジェクタ
   装置。
2. 【請求項２】前記投影装置は、光源部と、表示部と、前
   記光源部から発せられて前記表示部を透過した光をスク
   リーン上に結像させる投影光学系とを、有することを特
   徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
3. 【請求項３】前記テストパターンは、その各格子点が、
   正方格子状に配列されていることを特徴とする請求項１
   又は２記載のプロジェクタ装置。