JP2004297401A - プロジェクタの自動調整装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】プロジェクタの設置場所や投影方法によらず、フォーカス・ズーム・照度の調整を簡便なものにすることができるプロジェクタの自動調整装置を提供する。
【解決手段】自動調整装置のリモコン装置10は、スクリーン30から反射された投影画像を検出する検出センサ12と、検出センサ12出力を基に画像認識を行うとともに、調整値演算を行う演算回路14と、演算された調整値を含むコード信号を光信号に変換して出力する送信機15を備え、プロジェクタ20は、フォーカス・ズーム・キーストン・照度調整などの画像調整を行う画像調整装置21と、リモコン装置10からの調整値を受信するリモコン受信回路22と、キーストン調整情報を基に信号処理を行う信号処理回路23と、照度(電力)調整情報を基にランプ25を駆動するランプドライバ24と、調整時に調整用認識パターンを表示する画像表示素子26と、フォーカス・ズーム信号を受け画像表示素子26により表示された認識パターンをスクリーン30に投射する投射レンズ27とを備える。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンを使用するプロジェクタなどにおける画像の自動調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のプロジェクタの画像調整は、スクリーン投影される画像を見ながら、観測者が投射レンズのフォーカス値やズーム、及びキーストンの調整をリモートコントロール装置(以下、リモコン装置という)による電動調整又は、プロジェクタ本体の手動調整で行っていた。
また、オートフォーカス機能及びキーストン自動調整を有するプロジェクタとして特許文献1や特許文献2などが開示されている。
【0003】
特許文献1記載の液晶プロジェクタでは、液晶パネルで変調された光は、光学部によって合成されフォーカスレンズ、ズームレンズを通過してスクリーンに投射される。測距用画像パターン光の投射によりスクリーンで反射された光は、スリットを通過してラインセンサに入射する。MPUは、ラインセンサ上の反射光の位置によりスクリーンまでの距離を求める。そして、求めた距離に基づきフォーカスアクチュエータを制御して、スクリーン上の画像が合焦状態となるようにフォーカスレンズを移動させることで、焦点調整、画角調整あるいはあおり調整を自動的に行う方法である。
【0004】
また、特許文献2記載の補正装置では、液晶プロジェクタ本体前面の異なる位置に複数設けられた第1及び第2の距離センサが、液晶プロジェクタ本体とスクリーンとの距離をそれぞれ検出する。制御マイコンはこれらの検出結果に基づきスクリーンに対する本体の傾斜角を算出し、この算出結果に基づき、液晶パネルの投射画像光が本体の傾斜角に起因する投射画面の台形歪み形状とは逆の台形歪み形状となるように、各ライン毎の画素データの間引き調整が可能な映像処理回路を制御する。これにより、ユーザの煩雑な操作を必要とせず、自動的に投射画面に生じた台形歪み補正を行う方法である。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−197249号公報(図1)
【特許文献2】
特開2000−122617号公報(図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のプロジェクタ本体のセンサにあっては、スクリーンに投影された画像をプロジェクタの設置位置で観測又は、プロジェクタ本体の状態(投射角度)で観測するため、スクリーンの種類(ビーズ、パール等反射ゲインが異なる)や設置環境(斜め投影や、スクリーンの設置角度)によっては、観測者の位置で観測した画像との差が生じる。このため、フォーカス,ズーム,キーストン,照度等の画像自動調整が非常に困難であるという問題点があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、プロジェクタの設置場所や投影方法によらず、フォーカス・ズーム・照度の調整を簡便なものにすることができるプロジェクタの自動調整装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロジェクタの自動調整装置は、画像表示素子上の形成画像を、光源からの照射光により投射し、その投射画像光を光学系手段を介してスクリーン上に拡大表示するプロジェクタと、前記プロジェクタを遠隔操作するリモコン装置とを備え、前記スクリーンに投射された認識パターンを観測して前記プロジェクタの画像を調整する自動調整装置であって、前記リモコン装置は、前記スクリーンから反射された投射画像を検出する投射画像検出手段と、前記投射画像検出手段により検出された投射画像に基づいて、前記スクリーンへの投射画像を調整する調整値を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された調整値を前記プロジェクタに送信する送信手段とを備え、前記プロジェクタは、画像調整用の認識パターンを生成するパターン生成手段と、前記リモコン装置から送信される調整値を受信する受信手段と、前記受信した調整値に基づいて画像を補正する補正手段とを備えることを特徴としている。
【0008】
より好ましい具体的な態様として、前記補正手段は、フォーカス、ズーム、キーストン、又は照度調整を行う調整手段を補正するものである。
前記補正手段は、前記調整値が所定値又は所定範囲になるまで補正を行うことがより好ましい。
前記調整値は、光通信又は無線通信を用いたコントロール信号により前記リモコン装置から前記プロジェクタに送信されるものであってもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適なプロジェクタの自動調整装置の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態の自動調整装置のリモコン装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の自動調整装置は、リモコン装置で操作可能な液晶プロジェクタ及び、赤外線発光素子を用いたワイヤレスリモコン装置に適用した例である。
【0010】
図1において、リモコン装置10は、装置全体を制御するCPU等からなるリモコンコントローラ11と、撮影レンズ,ズームレンズ,ズームレンズを駆動する駆動モータ,CCD(Charge Coupled Device)等から構成されスクリーン30(図3参照)から反射された投影画像を検出する検出センサ12(投射映像検出手段)と、検出センサ12を駆動するセンサ駆動回路13と、センサ出力信号に基づいて画像認識を行うとともに、コントラスト算出を含む調整値演算を行う演算回路14(演算手段)と、発光素子,送信パワー切換回路及びレンズ等を有し、演算された調整値を含むコード信号を光信号に変換して出力する送信機15(送信手段)とを備えて構成され、図2に示すプロジェクタ20に光信号を送出して遠隔操作する。なお、図示は省略するがリモコン装置10は、各種操作を行うための操作ボタン、操作状態を知らせるLED、LCDディスプレイからなる表示部を備える。
送信機15は、具体的には、赤外線を利用してデータを伝送するための規格、IrDA(Infrared Data Association),ASK等に準拠して光通信を行うためのI/Oポート、又は電波による無線通信ポートである。
【0011】
図2は、自動調整装置を備えるプロジェクタの構成を示すブロック図である。
図2において、プロジェクタ20は、CPU等からなり装置全体の制御及びフォーカス・ズーム・キーストン・照度調整などの画像調整を行う画像調整装置21(パターン生成手段,調整手段の一部,補正手段)と、リモコン装置10からの調整値を含むコントロール信号を受信するリモコン受信回路22(受信手段)と、キーストン調整情報を基に画像圧縮などの信号処理を行う信号処理回路23(調整手段)と、照度(電力)調整情報を基にランプ25を駆動する駆動信号を出力するランプドライバ24(調整手段)と、ランプドライバ24により発光駆動するランプ25と、ランプ25の光源を背面に受け調整時に調整用認識パターンを表示する画像表示素子26と、フォーカス・ズーム信号を受け画像表示素子26により表示された認識パターンをスクリーン30(図3参照)に投射する投射レンズ27(調整手段)とを備えて構成される。
【0012】
投射レンズ27は、投射レンズ,ズームレンズ,フォーカス・ズーム信号を受けズームレンズを駆動する駆動モータを内部に備える。
画像調整装置21は、画像調整用の認識パターンを生成するパターン生成手段と、投射レンズ27、信号処理装置23及びランプドライバ24の各調整手段に出力するフォーカス・ズーム、キーストン及び照度の各情報を、リモコン装置10から受信した調整値に基づいて補正する補正手段としての機能を備える。
以下、上述のように構成されたプロジェクタの自動調整装置の動作を説明する。
【0013】
図3は、プロジェクタ20とスクリーンの使用状態を示す配置図であり、図3(a)は通常の投影時の使用状態を、図3(b)は斜め投影時の使用状態をそれぞれ示す。図3において、10はリモコン装置、20はリモコン装置10で操作可能で調整時に認識パターンを投射するプロジェクタ、30は投影された認識パターンを映すスクリーン、31〜33はスクリーン30から反射した認識パターンである。認識パターン31〜33のうち、認識パターン31は、フォーカス・キーストン調整用認識パターン、認識パターン32は、ズーム調整用認識パターン、認識パターン33は、照度調整用認識パターンである。また、図中白抜き矢印の長さはスクリーン30から反射する認識パターンの反射の強さを示している。
また、リモコン装置10は、図3に示すようにスクリーン30へ投射された認識パターンを観測者が観測するであろう位置に設置される。
【0014】
図2に示すように、プロジェクタ20には投射レンズ27が設けられ、投射レンズ27からは図4乃至図6で後述する認識パターンがスクリーン30へ投射される。また、リモコン装置10には検出センサ12が取り付けられ、検出センサ12はスクリーン30から反射して戻ってきた認識パターンを検出できるようになっている。
プロジェクタ20には、フォーカス・ズーム・キーストン・照度調整などの画像調整装置21が内蔵される。画像調整装置21は、リモコン装置10からのコントロール信号によって制御される。
プロジェクタ20からは、認識パターンがスクリーン30に投射される。この認識パターンは、フォーカス・キーストン調整用認識パターン31と、ズーム調整用認識パターン32、照度調整用認識パターン33の3つに分けて考えることができる。
【0015】
図4は、フォーカス・キーストン調整用認識パターンを示す図である。
図4に示すように、フォーカス・キーストン調整用認識パターンは、白と黒で構成され、黒画面に白のドットを縦横等間隔で配置した調整用認識パターンを用いる。このような調整用認識パターンを用いた場合、スクリーン30から戻ってきた調整用認識パターン31の白色部分Wと黒色部分Bの輝度の差が最大となるようにピントを変化させることによってフォーカスの自動調整を行う。
【0016】
キーストン調整はフォーカス値決定後、スクリーン30から戻ってきた調整用認識パターン31をリモコン装置10の検出センサ12で画像取り込みを行い、輝度の高い各ドット間の水平・垂直方向の間隔を算出し、間隔が不均一であれば、プロジェクタ20のキーストン調整を行う。
キーストン調整は、検出したドット間隔の大きい画像方向(上下左右)に、信号圧縮をかけ、画素表示を圧縮させることで行う。
【0017】
図5は、ズーム調整用認識パターンを示す図である。
ズーム調整用の認識パターンは、白と黒から構成される表示エリアの外枠に白を配置したパターンを用いる。例えば、図5に示すように、表示エリアの周辺8ポイントに白を配置したズーム調整用認識パターン32を用いる。ズームの自動調整は、このズーム調整用認識パターン32の8ポイントがスクリーン30内に最大の大きさで入っているかを確認することによって行う。
【0018】
ズーム調整用認識パターン32がスクリーン30内に入っているかを検出する方法としては、通常スクリーン30の周辺は外光等の反射を抑えるため、光を反射しないようになっており、ズーム調整用認識パターン32がスクリーン30内に入っている部分とスクリーン30からはみ出した部分のズーム用調整用認識パターン32の輝度の差(又は色度の差)の違いを検出することによって行う。
【0019】
図6は、照度調整用認識パターンを示す図である。
照度調整用認識パターンは、図6に示すように黒画面の中央に白を配置したパターンを用いる。検出センサ12で照度調整用認識パターン33を認識し、その黒白間のコントラストを算出し、基準値と比較し、ある一定値以上の場合、プロジェクタ20本体側のランプ25電力を下げ、また、基準値以下の場合は、ランプ25管電力を上げるようにリモコン装置10からコントロールを行う。
【0020】
図7は、自動調整装置の調整処理を示すフローチャートであり、リモコン装置10のリモートコントローラ11及びプロジェクタ20の画像調整装置21の協調制御により実行される。図中、Sはフローの各ステップを示す。
自動調整処理がスタートすると、まず、ステップS1でプロジェクタ20の投射レンズ27からフォーカス・キーストン調整用認識パターン31を投射し、ステップS2でリモコン装置10の検出センサ12によりフォーカス・キーストン調整用認識パターン31の任意の部分の輝度を検出センサ12によって測定し、その測定値から画像認識及び演算回路14によってコントラスト値を算出する。
ステップS3でコントラスト値が最大であるか否かを判別し、コントラスト値が最大でなければ、ステップS4で投射レンズ27のフォーカス値をリモコンコントローラ11によって変更してステップS2に戻る。詳細には、リモコンコントローラ11は、上記フォーカス値に基づくコントロール信号を作成して送信機15によりプロジェクタ20に送信し、プロジェクタ20のリモコン受信回路22はこのコントロール信号を受信して画像調整装置21が、前記変更したフォーカス値に基づくフォーカス・ズーム信号を投射レンズ27に出力し、フォーカス・ズーム信号を受けた投射レンズ27ではこの信号を基に内部のズームレンズを駆動してフォーカス値を変更する。
【0021】
図7のフローに戻って、上記ステップS2で再度コントラストを測定し、上記ステップS3でコントラスト値が最大であるか否かを判別する。この動作は、コントラスト値が最大になるまで続ける。
コントラスト値が最大になったところで、ステップS5で調整用認識パターン31を検出センサ12によって取り込み、画像認識及び演算回路14によりパターンの画像認識を行う。次いで、ステップS6で白ドットの間隔が上下左右方向に等間隔であるか(縦横等価であるか)否かを判別し、白ドットの間隔が上下左右方向に等間隔でない場合は、出力が適正値でないと判断してステップS7で画像圧縮によるキーストン補正を行って上記ステップS5に戻り出力が適正値になるまで繰り返す。
【0022】
上記ステップS7におけるキーストン補正をより詳細に説明すると、リモコンコントローラ11は、上記キーストン補正値に基づくコントロール信号を作成して送信機15によりプロジェクタ20に送信し、プロジェクタ20のリモコン受信回路22はこのコントロール信号を受信して画像調整装置21が、前記キーストン補正値に基づくキーストン情報を信号処理回路23に出力し、信号処理回路23では画像圧縮によるキーストン補正を行って画素表示素子26に出力し、画素表示素子26ではこの画像圧縮信号を基に認識パターンを表示する。このように、リモコン装置10の検出センサ12が画像データを検出し、画像認識及び演算回路14によりパターンの画像認識を行う。適正値の判定後、キーストン補正はリモコンコントローラ11と、該リモコンコントローラ11からのコントロール信号を受信したプロジェクタ20の画像調整装置21により変更され、同様の手順で再度画像測定を行う。
【0023】
次に、ステップS8でプロジェクタ20の投射レンズ27からズーム調整用認識パターン32を投射し、ステップS9でリモコン装置10の検出センサ12によりズーム調整用認識パターン32を検出センサ12によって測定し、その測定値から画像認識及び演算回路14によってズーム用認識パターンの画像認識を行う。ステップS10でズーム調整用認識パターン32はスクリーン30内に最大ズームで収まっているか否かを判別し、最大ズームで収まっていなければ、ステップS11で投射レンズ27のズーム値をリモコンコントローラ11によって変更してステップS9に戻る。詳細には、リモコンコントローラ11は、上記ズーム値に基づくコントロール信号を作成して送信機15によりプロジェクタ20に送信し、プロジェクタ20のリモコン受信回路22はこのコントロール信号を受信して画像調整装置21が、前記変更したズーム値に基づくフォーカス・ズーム信号を投射レンズ27に出力し、フォーカス・ズーム信号を受けた投射レンズ27ではこの信号を基に内部のズームレンズを駆動してズーム値を変更する。このように、リモコン装置10の検出センサ12によりズーム用認識パターン32を取り込み、画像認識及び演算回路14によってズーム用認識パターンの画像認識を行い、認識パターンがスクリーン30内に最大で入っていることを判別し、この条件が満たされていない場合には、投射レンズ27のズーム値をコントローラ11によって変更し、適正値が出力されるまで続ける。
【0024】
次に、ステップS12でプロジェクタ20の投射レンズ27から照度調整用認識パターン33を投射し、ステップS13でリモコン装置10の検出センサ12により照度調整用認識パターン33を検出センサ12によって測定し、その測定値から画像認識及び演算回路14によって照度用認識パターンのコントラストを算出する。ステップS14でコントラスト値を所定の基準値と比較し、基準値から増減があれば、ステップS15で投射レンズ27の照度の調整値をリモコンコントローラ11によって変更してステップS13に戻る。詳細には、リモコンコントローラ11は、上記調整値に基づくコントロール信号を作成して送信機15によりプロジェクタ20に送信し、プロジェクタ20のリモコン受信回路22はこのコントロール信号を受信して画像調整装置21が、前記変更した調整値に基づく照度(電力)値をランプドライバ24に出力し、ランプドライバ24はこの照度(電力)値を基にランプ電力の増減をコントロールしてランプ25の照度を変更する。上記ステップS14でコントラスト値が適正値又は適正値に近い値であれば、ステップS16で調整終了を行って本フローを終了する。調整終了処理は、自動調整モードの終了による通常動作への復帰動作、調整結果を知らせるメッセージの、音,音声又は表示による報知動作などである。
【0025】
このように、リモコン装置10の検出センサ12により照度用認識パターン32を取り込み、画像認識及び演算回路14によって照度用認識パターンのコントラストを算出するとともに、コントラスト値を基準値と比較し、コントローラ11によってプロジェクタ20に送信する。プロジェクタ20側では、ランプドライバ24の調整値を変更してランプ電力の増減をコントロールし、適正値又は近い値まで繰り返す。以上で、フォーカス、ズーム、キーストン及び照度の画像自動調整を終了する。
【0026】
以上説明したように、本実施の形態の自動調整装置によれば、リモコン装置10は、スクリーン30から反射された投影画像を検出する検出センサ12と、検出センサ12を駆動するセンサ駆動回路13と、センサ出力信号に基づいて画像認識を行うとともに、調整値演算を行う演算回路14と、演算された調整値を含むコード信号を光信号に変換して出力する送信機15を備え、プロジェクタ20は、フォーカス・ズーム・キーストン・照度調整などの画像調整を行う画像調整装置21と、リモコン装置10からの調整値を受信するリモコン受信回路22と、キーストン調整情報を基に画像圧縮などの信号処理を行う信号処理回路23と、照度(電力)調整情報を基にランプ25を駆動するランプドライバ24と、調整時に調整用認識パターンを表示する画像表示素子26と、フォーカス・ズーム信号を受け画像表示素子26により表示された認識パターンをスクリーン30に投射する投射レンズ27とを備え、スクリーン30へ投射された認識パターンを観測者が観測する位置にリモコン装置10を設置し、スクリーン30から反射された投影画像をリモコン装置10内に設置された検出センサ12で測定し、画像調整が所定値又は所定範囲内になるまで、測定及びプロジェクタ20の調整を繰り返し行うので、手動、若しくはリモコン装置10によるマニュアル操作によらず、自動調整が可能となる。この結果、プロジェクタ20の設置場所や投影方法によらず、観測者の位置で、煩雑であったフォーカス・キーストン及びズームの手動、若しくはマニュアル操作による調整をなくすことができ、フォーカス・ズーム・照度の調整を極めて簡便なものにすることができる。
【0027】
また、本自動調整装置は、プロジェクタ20本体には特殊な装置は不要であるため、本体の設計変更や部材の追加などを行うことなく直ちに実施が可能である利点がある。リモコン装置10には、認識パターンを検出する検出センサ12、検出した画像データから適切な調整値を出力する演算回路14、その結果をもとにプロジェクタ20を制御するコントローラ11を具備する必要があるが、この演算回路14は既設のコントローラ11のソフトウェア処理により実現可能であるため、コスト増を招くことなく画像の調整を行うことができる。
【0028】
なお、上述したように、リモコン装置で操作可能なプロジェクタの自動調整装置であればどのような装置でもよい。また、リモコン装置は、コマンドを赤外線通信により送信するようにしているが、遠隔操作できるものであればよく、例えば無線又は有線通信により送信するものでもよい。
さらに、上記自動調整装置を構成する各機能部、例えば送信部、制御部等の種類、操作ボタンの数や配置、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。図4乃至図6に示す認識パターンは一例でありどのようなものでもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、手動、若しくはリモコン装置によるマニュアル操作によらず、プロジェクタの画像の自動調整が可能となる。したがって、プロジェクタの設置場所や投影方法によらず、煩雑なフォーカス・キーストン及びズームの手動、若しくはマニュアル操作による調整をなくすことができ、フォーカス・ズーム・照度などの調整を極めて簡便なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の自動調整装置のリモコン装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態の自動調整装置を備える液晶プロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図3】本実施の形態のプロジェクタとスクリーンの使用状態を示す配置図である。
【図4】本実施の形態のプロジェクタの自動調整装置のフォーカス・キーストン調整用認識パターンを示す図である。
【図5】本実施の形態のプロジェクタの自動調整装置のズーム調整用認識パターンを示す図である。
【図6】本実施の形態のプロジェクタの自動調整装置の照度調整用認識パターンを示す図である。
【図7】本実施の形態のプロジェクタの自動調整装置の自動調整装置の調整処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 リモコン装置
11 リモコンコントローラ
12 検出センサ(投射映像検出手段)
13 センサ駆動回路
14 画像認識及び演算回路(演算手段)
15 送信機(送信手段)
20 プロジェクタ
21 画像調整装置(パターン生成手段,調整手段の一部,補正手段)
22 リモコン受信回路(受信手段)
23 信号処理回路(調整手段)
24 ランプドライバ(調整手段)
25 ランプ
26 画像表示素子
27 投射レンズ(調整手段)
30 スクリーン
31 フォーカス・キーストン調整用認識パターン
32 ズーム調整用認識パターン
33 照度調整用認識パターン

Claims (4)

  1. 画像表示素子上の形成画像を、光源からの照射光により投射し、その投射画像光を光学系手段を介してスクリーン上に拡大表示するプロジェクタと、前記プロジェクタを遠隔操作するリモコン装置とを備え、前記スクリーンに投射された認識パターンを観測して前記プロジェクタの画像を調整する自動調整装置であって、
    前記リモコン装置は、
    前記スクリーンから反射された投射画像を検出する投射画像検出手段と、
    前記投射画像検出手段により検出された投射画像に基づいて、前記スクリーンへの投射画像を調整する調整値を演算する演算手段と、
    前記演算手段により演算された調整値を前記プロジェクタに送信する送信手段とを備え、
    前記プロジェクタは、
    画像調整用の認識パターンを生成するパターン生成手段と、
    前記リモコン装置から送信される調整値を受信する受信手段と、
    前記受信した調整値に基づいて画像を補正する補正手段とを備えることを特徴とするプロジェクタの自動調整装置。
  2. 前記補正手段は、フォーカス、ズーム、キーストン、又は照度調整を行う調整手段を補正することを特徴とする請求項1記載のプロジェクタの自動調整装置。
  3. 前記補正手段は、前記調整値が所定値又は所定範囲になるまで補正を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のプロジェクタの自動調整装置。
  4. 前記調整値は、光通信又は無線通信を用いたコントロール信号により前記リモコン装置から前記プロジェクタに送信されることを特徴とする請求項1又は3に記載のプロジェクタの自動調整装置。
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