JP2005010353A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズやスクリーンの異常状態を検出することができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ２は、所定の映像光を投影する投影レンズを含む投射光学系８と、映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力するラインセンサ３１ｃ、３１ｄと、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される一対の像信号のうちの少なくとも一方の像信号を所定のシフト範囲に渡って順次シフトさせながら一対の像信号の相関量を演算する相関演算を行って測定対象までの距離を演算する演算部３２と、演算部３２による相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズの前面を覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する制御部５を有する。
【選択図】 図１
【解決手段】プロジェクタ２は、所定の映像光を投影する投影レンズを含む投射光学系８と、映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力するラインセンサ３１ｃ、３１ｄと、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される一対の像信号のうちの少なくとも一方の像信号を所定のシフト範囲に渡って順次シフトさせながら一対の像信号の相関量を演算する相関演算を行って測定対象までの距離を演算する演算部３２と、演算部３２による相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズの前面を覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する制御部５を有する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関し、特にレンズやスクリーン等の異常状態を検出できるプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プロジェクタのピントを自動調整する方法として、すでにコンパクトカメラなどで実用化されているパッシブオートフォーカスシステムを採用することが提案されている。このようなパッシブオートフォーカスシステムは、被写体からの光を２つの光学系を通してそれぞれラインセンサで受光するとともに、これらラインセンサより出力されるパターンを比較することにより被写体までの距離を求め、ピント調整を行うものである。
【０００３】
このような従来技術として特許文献１記載のプロジェクタが提案されている。特許文献１記載のプロジェクタは、所定パターンを有する画像を記憶するメモリと、画像をスクリーンに投影する投影手段と、ラインセンサによって受光した画像信号を基に、投影手段のピント調整を自動的に行うパッシブオートフォーカス手段と、オートフォーカス手段によるピント調整時に、メモリから所定パターンを読み出して投影するＡＦ制御部を備え、オートフォーカス手段によるピント調整時にあらかじめ用意された所定パターンを有する画像をスクリーンに投影することで、パッシブオートフォーカス手段を用いた場合でもピント合わせを正確に行うことができるというものである。
【０００４】
次に、他の従来技術について説明する。特許文献２に記載の測距装置は、所定のパネルを介して、被写体からの対の光を対のラインセンサにそれぞれ入射させ、このラインセンサからの対の出力に基いて被写体までの距離を求める際に、ラインセンサからの対の出力の相対的一致度を表すパラメータを所定回数にわたって評価し、この評価結果に応答して、測距動作に係る異常な状態を検知して告知する。これにより、パネルの汚れ検出や異常を検出できるというものである。
【０００５】
【特許文献１】
特許３１２０５２６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９３８７９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載のプロジェクタでは、投影レンズやスクリーン等が汚れていた場合には、オートフォーカスの精度が悪くなってしまうという問題がある。また、ラインセンサを用いて、測距演算を行ってスクリーンの傾斜角度を算出して台形歪みを補正する場合（例えば本出願人と同一出願人により出願した特願２００３−４１２０２号）でも、投影レンズ等が汚れてしまっていると、投影するパターンがぼやけることもあり、また、ラインセンサによる受光信号もぼやけてしまい、台形歪みの補正精度も低下してしまうという問題もある。
また、特許文献２には、投影レンズや測定対象の異常検出について何等記載されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、レンズやスクリーンの異常状態を検出することができるプロジェクタ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】
上記課題を解決するために、請求項１記載のプロジェクタは、所定の映像光を投影する投影レンズと、前記映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する受光センサと、前記受光センサから出力される一対の像信号に基づいて相関演算を行って前記測定対象までの距離を演算する演算部と、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記投影レンズ、前記受光レンズを覆うセンサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出する検出部とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、距離演算の際に必要となる相関演算の結果に基づいて、レンズやスクリーン等の測定対象の汚れや曇りなどの異常状態を検出することができる。これにより、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常に基づくオートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。
【０００９】
また、本発明は、請求項２に記載のように、請求項１記載のプロジェクタにおいて、前記検出部は、前記像信号の複数のエリア単位に、前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出することを特徴とする。請求項２記載の発明によれば、像信号の複数のエリア単位に、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常状態を検出するようにしたので、投影レンズ、センサカバーやスクリーンのある範囲に異常が生じた場合でも、汚れや曇りなどの投影レンズ等の異常状態を精度よく検出することかできる。
【００１０】
また、本発明は、請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２記載のプロジェクタにおいて、前記検出部は、前記演算部が算出した相関値の変化量に基づいて、前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出することを特徴とする。請求項３記載の発明によれば、相関値の変化量に基づいて、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常状態を検出するようにしたので、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００１１】
また、請求項４記載のプロジェクタは、所定の映像光を投影する投影レンズと、前記映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する受光センサと、所定の基準信号と前記受光センサから出力される像信号との比較に基づいて、前記投影レンズ、前記受光レンズを覆うセンサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出する検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、所定の基準信号に基づいて、汚れや曇りなどの投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常状態を検出することができる。これにより、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常に基づくオートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。
【００１３】
また、請求項５記載のプロジェクタは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、更に、前記検出部により前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態が検出された際に、異常状態を報知する報知部を備えることを特徴とする。請求項５記載の発明によれば、報知部から異常状態を報知することができるため、異常状態を知ったユーザは投影レンズ、センサカバー又はスクリーンを拭くなどして、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンを正常な状態に戻すことができる。
【００１４】
また、請求項６記載のプロジェクタは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、更に、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記投影レンズのピント調整を自動的に行うオートフォーカス手段を備えることを特徴とする。請求項６記載の発明によれば、レンズやスクリーンの汚れや曇りなどの異常状態により、オートフォーカスの精度が低下することを防止するプロジェクタを提供することができる。また、同一手段によってオートフォーカスと異常検出とを行うので、構成の簡略化が図られる。
【００１５】
また、請求項７記載のプロジェクタは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、更に、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記測定対象の傾斜角を算出する傾斜角算出手段を備えることを特徴とする。請求項７記載の発明によれば、レンズやスクリーン等の汚れや曇りなどの異常状態より、スクリーンの傾斜角算出の精度が低下することを防止できる。また、角度算出と異常検出とを同一手段によって行うので、構成の簡略化が図られる。また、本発明は、請求項８に記載のように、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、前記映像光は、白色及び黒色からなる所定パターンを含むことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプロジェクタを示す図である。また、図２はプロジェクタ２の正面図である。図１に示すように、プロジェクタ２は、測距装置３、４、制御部５、投影画像生成部６、表示駆動部７、投射光学系８、報知部９、センサカバー１０を備える。図１において、参照符号１はスクリーンを示している。
【００１７】
このプロジェクタ２は、測距装置３、４による相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズ３１ａ〜４１ｂを覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する機能を備える。また、このプロジェクタ２は、測距装置３、４が取得する測定対象までの距離に基づいて、スクリーン１との傾斜角を検出し、検出した傾斜角に基づきスクリーン１に投影される画像の台形歪みを補正する機能を備える。
【００１８】
測距装置３は、ライン型パッシブ測距装置であり、撮像部３１、演算部３２を備える。この測距装置３は、スクリーン１までの距離を水平（左右）方向の複数ポイントで検出する。また、測距装置４も、ライン型パッシブ測距装置であり、撮像部４１と、演算部４２を備える。測距装置４は、スクリーン１までの距離を垂直（上下）方向の複数ポイントで検出する。
【００１９】
また、図２に示すように、撮像部３１は、一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂを備え、撮像部４１は一対の受光レンズ４１ａ、４１ｂを備える。一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂは、投影レンズから投影された映像光に基づくスクリーン１上の測定対象の像を結像させるものである。
【００２０】
次に、図１から図３を用いて、撮像部３１の内部構成について説明する。なお、撮像部４１も同様の構成であるため、その説明を省略する。図３は、撮像部３１の内部構成及び測距について説明するための図である。図３において、符号３１は撮像部、３１ａ、３１ｂは１対の受光レンズ、３１ｃ、３１ｄは１対のラインセンサをそれぞれ示している。
【００２１】
ラインセンサ３１ｃ、３１ｄは、ＣＣＤ等の受光センサであり、映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する。このラインセンサ３１ｃ、３１ｄは１チップ上に形成してもよい。なお、撮像部４１には、撮像部３１と同様に一対の受光レンズ４１ａ、４１ｂに対応する一対のラインセンサがあるものとし、このラインセンサを符号４１ｃ、４１ｄとして以下説明する。以下においては、撮像部４１は、撮像部３１と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【００２２】
演算部３２は、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される一対の像信号のうちの少なくとも一方の像信号を所定のシフト範囲に渡って順次シフトさせながら一対の像信号の相関値を演算する相関演算を行って測定対象までの距離を演算する。１対の受光レンズ３１ａ、３１ｂは、水平方向に第１の基線長ｂだけ離して配置してある。
【００２３】
再度図１を参照すると、制御部５は、プロジェクタ２全体を制御するとともに、検出部として機能し、演算部３２、４２による相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズ３１ａ、３１ｂの前面を覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する。
【００２４】
制御部５は、像信号の複数のエリア単位毎に、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしてもよい。この場合、制御部５は、演算部３２から所定のエリア毎に相関演算の結果を取得して、取得したエリア単位に、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出すればよい。
【００２５】
また、制御部５は、スクリーン１の傾斜角を算出する。この制御部５は、測距装置３の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２（第１の基線長方向）との相対的な水平方向の傾斜角を算出する。また、この制御部５は、測距装置４の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２（第２の基線長方向）との相対的な垂直方向の傾斜角を算出する。
【００２６】
投影画像生成部６は、外部のパソコン等の画像データ出力部から出力される画像データを入力し、入力した画像データを表示用データに変換して表示駆動部７に出力する。
【００２７】
表示駆動部７は、画像歪み補正部として機能し、制御部５が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づき不図示の投影レンズとしてのコンデンサレンズを含む投射光学系８を調整して投影画像の台形歪みを補正する。また、表示駆動部７は、投影レンズのピント調整を自動的に行うオートフォーカス手段として機能する。投射光学系８は、所定の映像光をスクリーン上に投影する投影レンズを含んでいる。
【００２８】
報知部９は、制御部５が投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出した場合に、ユーザに対して投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常を報知するものであり、例えば、ＬＥＤ等の表示部材や音声などを用いたスピーカ等で構成される。
【００２９】
センサカバー１０は、撮像部３１、４１の前面を覆う位置に配置され、撮像部３１、４１を保護するためのカバーであり、スクリーン１からの光は、このセンサカバー１０を介して撮像部３１、４１内に入射される。
【００３０】
次に、図３を用いて、測距装置（外光三角測距方式）３の動作原理を説明する。レンズ３１ａ、３１ｂは、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄに互いに異なる光路１Ａと１Ｂを介して測定対象（スクリーン）１の映像をそれぞれ結像させる。なお、測定対象１は、１対のレンズ３１ａ、３１ｂから正面方向に距離ＬＣだけ離れた位置に存在するものとする。
【００３１】
測定対象１が無限遠の位置に存在するとき、一対のラインセンサ３１ｃ、３１ｄに結像される映像の中心は、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ上の受光レンズ３１ａ、３１ｂの光軸に対応する基準位置（３１ｃ１、３１ｄ１）に結像される。一方、測定対象１が無限遠位置よりも近づくと、これら基準位置（３１ｃｌ、３１ｄｌ）から位相差αだけずれた位置に結像される。
【００３２】
三角測距の原理から測定対象１までの距離ＬＣは、ＬＣ＝ｂ・ｆ／αとなる。ここで、基線長ｂと焦点距離ｆは、定数なので、ずれ量αを検出することにより距離ＬＣを測定できる。これが外光三角測距のパッシブ型測距装置の動作原理であり、この演算を演算部３２が行う。
【００３３】
基準位置からのずれ量αは、１対のラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される１対の映像信号（映像データ列）ＩＬ、ＩＲからそれぞれ抽出した部分映像データ群ｉＬ、ｉＲに基づいて、演算部３２が相関演算を行うことにより検出することができる。
【００３４】
この相関演算は、概要的には図３（ｂ）に示すように部分映像データ群ｉＬ、ｉＲを重ねたときに最も一致度が高くなる領域を、重ねる部分映像データ群ｉＬ、ｉＲをラインセンサの並び方向に相対的にずらしながら検出していく演算である。なお、相関演算を行う際、図３（ｂ）のように一方の部分映像データ群ｉＬを基準部として基準位置に応じて固定し、他方の部分映像デー夕群ｉＲを参照部としてずらしていくことにより、レンズ３１ａの光軸方向を測距方向とすることができる。
【００３５】
また、測距方向を両レンズの中心位置からの方向とする場合は、一方の部分映像データ群ｉＬと他方の部分映像デー夕群ｉＲをそれぞれ相対的にずらしていくようにしても良い。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るプロジェクタの動作を説明する。図４は、本実施形態に係るプロジェクタの動作フローチャートである。電源等が投入されると、制御部５は、その内部に予め記憶してある異常状態検出用の特定パターン画像データを投影画像生成部６へ出力し、そのデータに応じた画像を、投射光学系８を介してスクリーン１に投影させる。
【００３７】
図５は、スクリーン１上に投影される異常状態検出用の特定パターンを示している。図５に示すように、この異常状態検出用の特定パターンは、白色及び黒色からなるパターンを含んでいる。なお、この異常状態検出用の特定パターンが所定パターンに相当する。
【００３８】
ステップＳ１において、演算部３２、４２は制御部５の指示のもとに、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄを駆動させ、ステップＳ２において、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄが形成されているＩＣの制御を行う。
【００３９】
ステップＳ３において、演算部３２、４２は、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄの出力を読み出して、Ａ／Ｄ変換を行う。図６は異常状態検出用の特定パターン画像をＡ／Ｄ変換した図を示し、（ａ）はラインセンサの出力信号の基準値を示す図、（ｂ）は異常状態におけるラインセンサのセンサ出力信号を示す図である。図５の１ａ〜１ｆが図６の１ａ〜１ｆに対応する。なお、基準値は、例えばプロジェクタ２の出荷前に、予め投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態でのラインセンサの出力を制御部５内に記憶させておく。
【００４０】
図６（ａ）に示すように、１ａ−１ｂ区間、１ｃ−１ｄ区間、１ｅ−１ｆ区間は、図５の黒色パターンの部分に相当し、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄの出力のＡ／Ｄ変換後の信号はハイレベルとなる。一方、１ｂ−１ｃ区間、１ｄ−１ｃ区間は、図５の白色パターンの部分に相当し、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄの出力のＡ／Ｄ変換後の信号はローレベルとなる。なお、Ａ／Ｄ変換の手段に応じて、黒色パターンをローレベル、白色パターンをハイレベルとして出力させても良い。
【００４１】
また、図６では、（ａ）に示すラインセンサ出力の基準値のハイレベルとローレベルとの差Ａ１と、（ｂ）に示す異常状態におけるラインセンサのセンサ出力のハイレベルとローレベルとの差Ａ２が異なっている。これは、図５の１ｂ−１ｃ区間、１ｄ−１ｅ区間における受光画像が真白であれば、黒色及び白色パターンのコントラストが大きくなり、図６（ａ）に示すようにハイレベルとローレベルとの差が大きくなる。
【００４２】
しかし、図５の１ｂ−１ｃ区間、１ｄ−１ｅ区間における受光画像が真白ではなく、すなわち、汚れやくもり等によって投影レンズ、受光レンズの前面を覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の状態が異常状態となっている場合は、黒色及び白色パターンのコントラストが小さくなり、ハイレベルとローレベルとの差が小さくなる。
【００４３】
次に、ステップＳ４において、演算部３２、４２は、相関演算を行う。この相関演算は、位相差の整数部を求めるものである。相関演算は、まず、左右のラインセンサ３１ｃ、３１ｄごとに、相関領域を行うための演算領域を設定する。次に、演算領域でセル毎に差分の絶対値を求め、その総和（相関値）を求める。次に、Ｒ側のラインセンサ３１ｄの演算領域を１セル分シフトさせ相関値を求める計算を繰り返し行う。
【００４４】
ステップＳ５において、制御部５は演算部３２、４２による相関演算の結果、すなわち相関値の変化量に基づいて、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するために、信頼性判定を行う。図７（ａ）は投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態での基準となる相関値とシフト量の関係を示すＶ字直線、（ｂ）は投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が異常な状態での相関値とシフト量の関係を示すＶ字直線である。図７において、横軸はシフト量、縦軸は相関値Ｆ（ｎ）を示している。
【００４５】
なお、図５の１ｂ−１ｃ間、１ｄ−１ｅ間のＡ／Ｄ変換後のハイレベルとローレベルとの差が図６（ａ）に示すように大きい場合は、図７（ａ）に示すように実質的にＶ字直線となる。一方、図５の１ｂ−１ｃ間、１ｄ−１ｅ間のＡ／Ｄ変換後のハイレベルとローレベルとの差が図６（ｂ）に示すように小さい場合は、図７（ｂ）に示すように実質的に傾きが緩やかなＶ字直線となる。
【００４６】
制御部５は、この信頼性判定において、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態にある場合の基準となる相関値の変化量、本例ではＶ字直線（所定のＶ字直線）の傾きと演算部３２、４２が算出した相関値の変化量、本例では相関値に基づくＶ字直線の傾きとを比較して、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する。なお、基準となるＶ字直線の傾きは、予め図６（ａ）に示すセンサ出力の基準値から演算し、制御部５内に記憶しておく。
【００４７】
例えば、制御部５は、図７（ｂ）に示すように、演算部３２、４２が算出した相関値に基づくＶ字直線の傾きが緩やかで図７（ｂ）の点線で示す投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態の基準となるＶ字直線の傾きより決定される所定の許容範囲内にない場合は、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の状態が異常であるとし、信頼性なしと判定する。この場合、ステップＳ９へ進む。
【００４８】
一方、制御部５は、演算部３２、４２が算出した相関値に基づくＶ字直線の傾きが、図７（ｂ）の点線で示すレンズが正常な状態でのＶ字直線の傾きより決定される許容範囲内にある場合は、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の状態が正常であるとし、信頼性有りと判定する。この場合、ステップＳ６へ進む。
【００４９】
ステップＳ６において、制御部５は補間演算を行う。この補間演算は、位相差（前記シフト量）の小数部までを求めるものである。かかる補間演算は、相関値を示すＦ（ｎ）とその両端のＦ（ｎ−１）、Ｆ（ｎ＋１）を用いて式（２）に基づき行う。
ステップＳ６における補間演算は、一例であり、且つ公知の技術であるため、他の演算方法を採用することもできる。
【００５０】
ステップＳ７において、制御部５は投射光学系８のオートフォーカスを行う。具体的には、測距装置３、４を動作させ、特許文献１のように、測距装置３、４の測距結果に基づいてオートフォーカスを行う。ステップＳ８において、制御部５は、角度演算を行い、処理を終了する。ここでの角度演算は以下の通りである。なお、角度演算の詳細は前述の特願２００３−４１２０２号に記載されており、本実施の形態では省略する。
【００５１】
制御部５は、測距装置３、４を動作させ、各々にスクリーン１までの距離を複数方向において検出し、測距装置３の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２との相対的な水平方向（第１の基線長方向）の傾斜角を算出する。
【００５２】
また、制御部５は、測距装置４の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２との相対的な垂直方向（第２の基線長方向）の傾斜角を算出する。制御部５は、傾斜角が求まると、求めた傾斜角を表示駆動部７に出力する。表示駆動部７は、制御部５が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づき投射光学系８を調整して投影画像の台形歪みを補正する。
【００５３】
一方、ステップＳ５において、制御部５は、信頼性なしと判定し、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出した場合、ステップＳ９において、報知部９から異常状態を報知する。これにより、異常状態を知ったユーザは投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を拭くなどして、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を正常な状態に戻すことができる。よって、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の汚れ等により誤検出を避けることができる。
【００５４】
以上本実施の形態によれば、距離演算の際に必要となる相関演算の結果に基づいて、レンズの汚れや曇りなどの異常状態を検出するようにしたので、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常に基づく、オートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。また、報知部９から異常状態を報知することができるため、異常状態を知ったユーザは投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を拭くなどして、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を正常な状態に戻すことができる。
【００５５】
また、上記実施の形態では、検出部として機能する制御部５は、相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズを覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしているが、所定の基準信号とラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される像信号との比較に基づいて、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしてもよい。
【００５６】
すなわち、制御部５は、図６（ａ）に示す予め記憶するディジタル信号からなる所定の基準信号と、図６（ｂ）に示す演算部３２からのラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力された像信号のＡ／Ｄ変換後のディジタル信号とを比較して、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしてもよい。
【００５７】
これにより、予め記憶する所定の基準信号に基づいて、汚れや曇りなどの投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出することができるので、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常に基づく、オートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。また、前記本実施の形態によれば、オートフォーカスや角度検出のための測距装置３、４を使用して投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常を検出するので、異常検出専用の構成を使用することなく、プロジェクタ２の構成を簡略化できる。
【００５８】
なお、図５に示す例では、Ａ／Ｄ変換後のディジタル信号に基づいて、異常状態を検出するようにしているが、Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号に基づいて、異常状態を検出するようにしてもよい。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるプロジェクタによれば、レンズやスクリーンの異常状態を検出することができる。
【００６１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るプロジェクタを示す図である。
【図２】プロジェクタの正面図である。
【図３】撮像部の内部構成及び測距について説明するための図である。
【図４】本実施形態に係るプロジェクタの動作フローチャートである。
【図５】スクリーン上に投影される異常状態検出用の特定パターンを示している。
【図６】異常状態検出用の特定パターン画像をＡ／Ｄ変換した図を示し、（ａ）はラインセンサ出力信号の基準値を示す図、（ｂ）は異常状態におけるラインセンサのセンサ出力信号を示す図である。
【図７】（ａ）は投影レンズ又はセンサカバーが正常な状態での相関値とシフト量の関係を示す図、（ｂ）は投影レンズ又はセンサカバーが異常な状態での相関値とシフト量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ スクリーン
２ プロジェクタ
３、４ 測距装置
５ 制御部
６ 投影画像生成部
７ 表示駆動部
８ 投射光学系
９ 報知部
３１、４１ 撮像部
３２、４２ 演算部
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関し、特にレンズやスクリーン等の異常状態を検出できるプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プロジェクタのピントを自動調整する方法として、すでにコンパクトカメラなどで実用化されているパッシブオートフォーカスシステムを採用することが提案されている。このようなパッシブオートフォーカスシステムは、被写体からの光を２つの光学系を通してそれぞれラインセンサで受光するとともに、これらラインセンサより出力されるパターンを比較することにより被写体までの距離を求め、ピント調整を行うものである。
【０００３】
このような従来技術として特許文献１記載のプロジェクタが提案されている。特許文献１記載のプロジェクタは、所定パターンを有する画像を記憶するメモリと、画像をスクリーンに投影する投影手段と、ラインセンサによって受光した画像信号を基に、投影手段のピント調整を自動的に行うパッシブオートフォーカス手段と、オートフォーカス手段によるピント調整時に、メモリから所定パターンを読み出して投影するＡＦ制御部を備え、オートフォーカス手段によるピント調整時にあらかじめ用意された所定パターンを有する画像をスクリーンに投影することで、パッシブオートフォーカス手段を用いた場合でもピント合わせを正確に行うことができるというものである。
【０００４】
次に、他の従来技術について説明する。特許文献２に記載の測距装置は、所定のパネルを介して、被写体からの対の光を対のラインセンサにそれぞれ入射させ、このラインセンサからの対の出力に基いて被写体までの距離を求める際に、ラインセンサからの対の出力の相対的一致度を表すパラメータを所定回数にわたって評価し、この評価結果に応答して、測距動作に係る異常な状態を検知して告知する。これにより、パネルの汚れ検出や異常を検出できるというものである。
【０００５】
【特許文献１】
特許３１２０５２６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９３８７９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載のプロジェクタでは、投影レンズやスクリーン等が汚れていた場合には、オートフォーカスの精度が悪くなってしまうという問題がある。また、ラインセンサを用いて、測距演算を行ってスクリーンの傾斜角度を算出して台形歪みを補正する場合（例えば本出願人と同一出願人により出願した特願２００３−４１２０２号）でも、投影レンズ等が汚れてしまっていると、投影するパターンがぼやけることもあり、また、ラインセンサによる受光信号もぼやけてしまい、台形歪みの補正精度も低下してしまうという問題もある。
また、特許文献２には、投影レンズや測定対象の異常検出について何等記載されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、レンズやスクリーンの異常状態を検出することができるプロジェクタ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】
上記課題を解決するために、請求項１記載のプロジェクタは、所定の映像光を投影する投影レンズと、前記映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する受光センサと、前記受光センサから出力される一対の像信号に基づいて相関演算を行って前記測定対象までの距離を演算する演算部と、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記投影レンズ、前記受光レンズを覆うセンサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出する検出部とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、距離演算の際に必要となる相関演算の結果に基づいて、レンズやスクリーン等の測定対象の汚れや曇りなどの異常状態を検出することができる。これにより、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常に基づくオートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。
【０００９】
また、本発明は、請求項２に記載のように、請求項１記載のプロジェクタにおいて、前記検出部は、前記像信号の複数のエリア単位に、前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出することを特徴とする。請求項２記載の発明によれば、像信号の複数のエリア単位に、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常状態を検出するようにしたので、投影レンズ、センサカバーやスクリーンのある範囲に異常が生じた場合でも、汚れや曇りなどの投影レンズ等の異常状態を精度よく検出することかできる。
【００１０】
また、本発明は、請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２記載のプロジェクタにおいて、前記検出部は、前記演算部が算出した相関値の変化量に基づいて、前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出することを特徴とする。請求項３記載の発明によれば、相関値の変化量に基づいて、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常状態を検出するようにしたので、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００１１】
また、請求項４記載のプロジェクタは、所定の映像光を投影する投影レンズと、前記映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する受光センサと、所定の基準信号と前記受光センサから出力される像信号との比較に基づいて、前記投影レンズ、前記受光レンズを覆うセンサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出する検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、所定の基準信号に基づいて、汚れや曇りなどの投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常状態を検出することができる。これにより、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンの異常に基づくオートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。
【００１３】
また、請求項５記載のプロジェクタは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、更に、前記検出部により前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態が検出された際に、異常状態を報知する報知部を備えることを特徴とする。請求項５記載の発明によれば、報知部から異常状態を報知することができるため、異常状態を知ったユーザは投影レンズ、センサカバー又はスクリーンを拭くなどして、投影レンズ、センサカバー又はスクリーンを正常な状態に戻すことができる。
【００１４】
また、請求項６記載のプロジェクタは、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、更に、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記投影レンズのピント調整を自動的に行うオートフォーカス手段を備えることを特徴とする。請求項６記載の発明によれば、レンズやスクリーンの汚れや曇りなどの異常状態により、オートフォーカスの精度が低下することを防止するプロジェクタを提供することができる。また、同一手段によってオートフォーカスと異常検出とを行うので、構成の簡略化が図られる。
【００１５】
また、請求項７記載のプロジェクタは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、更に、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記測定対象の傾斜角を算出する傾斜角算出手段を備えることを特徴とする。請求項７記載の発明によれば、レンズやスクリーン等の汚れや曇りなどの異常状態より、スクリーンの傾斜角算出の精度が低下することを防止できる。また、角度算出と異常検出とを同一手段によって行うので、構成の簡略化が図られる。また、本発明は、請求項８に記載のように、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、前記映像光は、白色及び黒色からなる所定パターンを含むことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプロジェクタを示す図である。また、図２はプロジェクタ２の正面図である。図１に示すように、プロジェクタ２は、測距装置３、４、制御部５、投影画像生成部６、表示駆動部７、投射光学系８、報知部９、センサカバー１０を備える。図１において、参照符号１はスクリーンを示している。
【００１７】
このプロジェクタ２は、測距装置３、４による相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズ３１ａ〜４１ｂを覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する機能を備える。また、このプロジェクタ２は、測距装置３、４が取得する測定対象までの距離に基づいて、スクリーン１との傾斜角を検出し、検出した傾斜角に基づきスクリーン１に投影される画像の台形歪みを補正する機能を備える。
【００１８】
測距装置３は、ライン型パッシブ測距装置であり、撮像部３１、演算部３２を備える。この測距装置３は、スクリーン１までの距離を水平（左右）方向の複数ポイントで検出する。また、測距装置４も、ライン型パッシブ測距装置であり、撮像部４１と、演算部４２を備える。測距装置４は、スクリーン１までの距離を垂直（上下）方向の複数ポイントで検出する。
【００１９】
また、図２に示すように、撮像部３１は、一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂを備え、撮像部４１は一対の受光レンズ４１ａ、４１ｂを備える。一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂは、投影レンズから投影された映像光に基づくスクリーン１上の測定対象の像を結像させるものである。
【００２０】
次に、図１から図３を用いて、撮像部３１の内部構成について説明する。なお、撮像部４１も同様の構成であるため、その説明を省略する。図３は、撮像部３１の内部構成及び測距について説明するための図である。図３において、符号３１は撮像部、３１ａ、３１ｂは１対の受光レンズ、３１ｃ、３１ｄは１対のラインセンサをそれぞれ示している。
【００２１】
ラインセンサ３１ｃ、３１ｄは、ＣＣＤ等の受光センサであり、映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する。このラインセンサ３１ｃ、３１ｄは１チップ上に形成してもよい。なお、撮像部４１には、撮像部３１と同様に一対の受光レンズ４１ａ、４１ｂに対応する一対のラインセンサがあるものとし、このラインセンサを符号４１ｃ、４１ｄとして以下説明する。以下においては、撮像部４１は、撮像部３１と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【００２２】
演算部３２は、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される一対の像信号のうちの少なくとも一方の像信号を所定のシフト範囲に渡って順次シフトさせながら一対の像信号の相関値を演算する相関演算を行って測定対象までの距離を演算する。１対の受光レンズ３１ａ、３１ｂは、水平方向に第１の基線長ｂだけ離して配置してある。
【００２３】
再度図１を参照すると、制御部５は、プロジェクタ２全体を制御するとともに、検出部として機能し、演算部３２、４２による相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズ３１ａ、３１ｂの前面を覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する。
【００２４】
制御部５は、像信号の複数のエリア単位毎に、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしてもよい。この場合、制御部５は、演算部３２から所定のエリア毎に相関演算の結果を取得して、取得したエリア単位に、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出すればよい。
【００２５】
また、制御部５は、スクリーン１の傾斜角を算出する。この制御部５は、測距装置３の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２（第１の基線長方向）との相対的な水平方向の傾斜角を算出する。また、この制御部５は、測距装置４の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２（第２の基線長方向）との相対的な垂直方向の傾斜角を算出する。
【００２６】
投影画像生成部６は、外部のパソコン等の画像データ出力部から出力される画像データを入力し、入力した画像データを表示用データに変換して表示駆動部７に出力する。
【００２７】
表示駆動部７は、画像歪み補正部として機能し、制御部５が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づき不図示の投影レンズとしてのコンデンサレンズを含む投射光学系８を調整して投影画像の台形歪みを補正する。また、表示駆動部７は、投影レンズのピント調整を自動的に行うオートフォーカス手段として機能する。投射光学系８は、所定の映像光をスクリーン上に投影する投影レンズを含んでいる。
【００２８】
報知部９は、制御部５が投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出した場合に、ユーザに対して投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常を報知するものであり、例えば、ＬＥＤ等の表示部材や音声などを用いたスピーカ等で構成される。
【００２９】
センサカバー１０は、撮像部３１、４１の前面を覆う位置に配置され、撮像部３１、４１を保護するためのカバーであり、スクリーン１からの光は、このセンサカバー１０を介して撮像部３１、４１内に入射される。
【００３０】
次に、図３を用いて、測距装置（外光三角測距方式）３の動作原理を説明する。レンズ３１ａ、３１ｂは、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄに互いに異なる光路１Ａと１Ｂを介して測定対象（スクリーン）１の映像をそれぞれ結像させる。なお、測定対象１は、１対のレンズ３１ａ、３１ｂから正面方向に距離ＬＣだけ離れた位置に存在するものとする。
【００３１】
測定対象１が無限遠の位置に存在するとき、一対のラインセンサ３１ｃ、３１ｄに結像される映像の中心は、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ上の受光レンズ３１ａ、３１ｂの光軸に対応する基準位置（３１ｃ１、３１ｄ１）に結像される。一方、測定対象１が無限遠位置よりも近づくと、これら基準位置（３１ｃｌ、３１ｄｌ）から位相差αだけずれた位置に結像される。
【００３２】
三角測距の原理から測定対象１までの距離ＬＣは、ＬＣ＝ｂ・ｆ／αとなる。ここで、基線長ｂと焦点距離ｆは、定数なので、ずれ量αを検出することにより距離ＬＣを測定できる。これが外光三角測距のパッシブ型測距装置の動作原理であり、この演算を演算部３２が行う。
【００３３】
基準位置からのずれ量αは、１対のラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される１対の映像信号（映像データ列）ＩＬ、ＩＲからそれぞれ抽出した部分映像データ群ｉＬ、ｉＲに基づいて、演算部３２が相関演算を行うことにより検出することができる。
【００３４】
この相関演算は、概要的には図３（ｂ）に示すように部分映像データ群ｉＬ、ｉＲを重ねたときに最も一致度が高くなる領域を、重ねる部分映像データ群ｉＬ、ｉＲをラインセンサの並び方向に相対的にずらしながら検出していく演算である。なお、相関演算を行う際、図３（ｂ）のように一方の部分映像データ群ｉＬを基準部として基準位置に応じて固定し、他方の部分映像デー夕群ｉＲを参照部としてずらしていくことにより、レンズ３１ａの光軸方向を測距方向とすることができる。
【００３５】
また、測距方向を両レンズの中心位置からの方向とする場合は、一方の部分映像データ群ｉＬと他方の部分映像デー夕群ｉＲをそれぞれ相対的にずらしていくようにしても良い。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るプロジェクタの動作を説明する。図４は、本実施形態に係るプロジェクタの動作フローチャートである。電源等が投入されると、制御部５は、その内部に予め記憶してある異常状態検出用の特定パターン画像データを投影画像生成部６へ出力し、そのデータに応じた画像を、投射光学系８を介してスクリーン１に投影させる。
【００３７】
図５は、スクリーン１上に投影される異常状態検出用の特定パターンを示している。図５に示すように、この異常状態検出用の特定パターンは、白色及び黒色からなるパターンを含んでいる。なお、この異常状態検出用の特定パターンが所定パターンに相当する。
【００３８】
ステップＳ１において、演算部３２、４２は制御部５の指示のもとに、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄを駆動させ、ステップＳ２において、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄが形成されているＩＣの制御を行う。
【００３９】
ステップＳ３において、演算部３２、４２は、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄの出力を読み出して、Ａ／Ｄ変換を行う。図６は異常状態検出用の特定パターン画像をＡ／Ｄ変換した図を示し、（ａ）はラインセンサの出力信号の基準値を示す図、（ｂ）は異常状態におけるラインセンサのセンサ出力信号を示す図である。図５の１ａ〜１ｆが図６の１ａ〜１ｆに対応する。なお、基準値は、例えばプロジェクタ２の出荷前に、予め投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態でのラインセンサの出力を制御部５内に記憶させておく。
【００４０】
図６（ａ）に示すように、１ａ−１ｂ区間、１ｃ−１ｄ区間、１ｅ−１ｆ区間は、図５の黒色パターンの部分に相当し、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄの出力のＡ／Ｄ変換後の信号はハイレベルとなる。一方、１ｂ−１ｃ区間、１ｄ−１ｃ区間は、図５の白色パターンの部分に相当し、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄの出力のＡ／Ｄ変換後の信号はローレベルとなる。なお、Ａ／Ｄ変換の手段に応じて、黒色パターンをローレベル、白色パターンをハイレベルとして出力させても良い。
【００４１】
また、図６では、（ａ）に示すラインセンサ出力の基準値のハイレベルとローレベルとの差Ａ１と、（ｂ）に示す異常状態におけるラインセンサのセンサ出力のハイレベルとローレベルとの差Ａ２が異なっている。これは、図５の１ｂ−１ｃ区間、１ｄ−１ｅ区間における受光画像が真白であれば、黒色及び白色パターンのコントラストが大きくなり、図６（ａ）に示すようにハイレベルとローレベルとの差が大きくなる。
【００４２】
しかし、図５の１ｂ−１ｃ区間、１ｄ−１ｅ区間における受光画像が真白ではなく、すなわち、汚れやくもり等によって投影レンズ、受光レンズの前面を覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の状態が異常状態となっている場合は、黒色及び白色パターンのコントラストが小さくなり、ハイレベルとローレベルとの差が小さくなる。
【００４３】
次に、ステップＳ４において、演算部３２、４２は、相関演算を行う。この相関演算は、位相差の整数部を求めるものである。相関演算は、まず、左右のラインセンサ３１ｃ、３１ｄごとに、相関領域を行うための演算領域を設定する。次に、演算領域でセル毎に差分の絶対値を求め、その総和（相関値）を求める。次に、Ｒ側のラインセンサ３１ｄの演算領域を１セル分シフトさせ相関値を求める計算を繰り返し行う。
【００４４】
ステップＳ５において、制御部５は演算部３２、４２による相関演算の結果、すなわち相関値の変化量に基づいて、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するために、信頼性判定を行う。図７（ａ）は投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態での基準となる相関値とシフト量の関係を示すＶ字直線、（ｂ）は投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が異常な状態での相関値とシフト量の関係を示すＶ字直線である。図７において、横軸はシフト量、縦軸は相関値Ｆ（ｎ）を示している。
【００４５】
なお、図５の１ｂ−１ｃ間、１ｄ−１ｅ間のＡ／Ｄ変換後のハイレベルとローレベルとの差が図６（ａ）に示すように大きい場合は、図７（ａ）に示すように実質的にＶ字直線となる。一方、図５の１ｂ−１ｃ間、１ｄ−１ｅ間のＡ／Ｄ変換後のハイレベルとローレベルとの差が図６（ｂ）に示すように小さい場合は、図７（ｂ）に示すように実質的に傾きが緩やかなＶ字直線となる。
【００４６】
制御部５は、この信頼性判定において、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態にある場合の基準となる相関値の変化量、本例ではＶ字直線（所定のＶ字直線）の傾きと演算部３２、４２が算出した相関値の変化量、本例では相関値に基づくＶ字直線の傾きとを比較して、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出する。なお、基準となるＶ字直線の傾きは、予め図６（ａ）に示すセンサ出力の基準値から演算し、制御部５内に記憶しておく。
【００４７】
例えば、制御部５は、図７（ｂ）に示すように、演算部３２、４２が算出した相関値に基づくＶ字直線の傾きが緩やかで図７（ｂ）の点線で示す投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１が正常な状態の基準となるＶ字直線の傾きより決定される所定の許容範囲内にない場合は、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の状態が異常であるとし、信頼性なしと判定する。この場合、ステップＳ９へ進む。
【００４８】
一方、制御部５は、演算部３２、４２が算出した相関値に基づくＶ字直線の傾きが、図７（ｂ）の点線で示すレンズが正常な状態でのＶ字直線の傾きより決定される許容範囲内にある場合は、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の状態が正常であるとし、信頼性有りと判定する。この場合、ステップＳ６へ進む。
【００４９】
ステップＳ６において、制御部５は補間演算を行う。この補間演算は、位相差（前記シフト量）の小数部までを求めるものである。かかる補間演算は、相関値を示すＦ（ｎ）とその両端のＦ（ｎ−１）、Ｆ（ｎ＋１）を用いて式（２）に基づき行う。
【００５０】
ステップＳ７において、制御部５は投射光学系８のオートフォーカスを行う。具体的には、測距装置３、４を動作させ、特許文献１のように、測距装置３、４の測距結果に基づいてオートフォーカスを行う。ステップＳ８において、制御部５は、角度演算を行い、処理を終了する。ここでの角度演算は以下の通りである。なお、角度演算の詳細は前述の特願２００３−４１２０２号に記載されており、本実施の形態では省略する。
【００５１】
制御部５は、測距装置３、４を動作させ、各々にスクリーン１までの距離を複数方向において検出し、測距装置３の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２との相対的な水平方向（第１の基線長方向）の傾斜角を算出する。
【００５２】
また、制御部５は、測距装置４の測距演算結果に基づきスクリーン１とプロジェクタ２との相対的な垂直方向（第２の基線長方向）の傾斜角を算出する。制御部５は、傾斜角が求まると、求めた傾斜角を表示駆動部７に出力する。表示駆動部７は、制御部５が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づき投射光学系８を調整して投影画像の台形歪みを補正する。
【００５３】
一方、ステップＳ５において、制御部５は、信頼性なしと判定し、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出した場合、ステップＳ９において、報知部９から異常状態を報知する。これにより、異常状態を知ったユーザは投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を拭くなどして、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を正常な状態に戻すことができる。よって、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の汚れ等により誤検出を避けることができる。
【００５４】
以上本実施の形態によれば、距離演算の際に必要となる相関演算の結果に基づいて、レンズの汚れや曇りなどの異常状態を検出するようにしたので、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常に基づく、オートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。また、報知部９から異常状態を報知することができるため、異常状態を知ったユーザは投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を拭くなどして、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１を正常な状態に戻すことができる。
【００５５】
また、上記実施の形態では、検出部として機能する制御部５は、相関演算の結果に基づいて、投影レンズ、受光レンズを覆うセンサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしているが、所定の基準信号とラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される像信号との比較に基づいて、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしてもよい。
【００５６】
すなわち、制御部５は、図６（ａ）に示す予め記憶するディジタル信号からなる所定の基準信号と、図６（ｂ）に示す演算部３２からのラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力された像信号のＡ／Ｄ変換後のディジタル信号とを比較して、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出するようにしてもよい。
【００５７】
これにより、予め記憶する所定の基準信号に基づいて、汚れや曇りなどの投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常状態を検出することができるので、投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常に基づく、オートフォーカスの精度や角度検出の精度等の低下を防止することができる。また、前記本実施の形態によれば、オートフォーカスや角度検出のための測距装置３、４を使用して投影レンズ、センサカバー１０又はスクリーン１の異常を検出するので、異常検出専用の構成を使用することなく、プロジェクタ２の構成を簡略化できる。
【００５８】
なお、図５に示す例では、Ａ／Ｄ変換後のディジタル信号に基づいて、異常状態を検出するようにしているが、Ａ／Ｄ変換前のアナログ信号に基づいて、異常状態を検出するようにしてもよい。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるプロジェクタによれば、レンズやスクリーンの異常状態を検出することができる。
【００６１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るプロジェクタを示す図である。
【図２】プロジェクタの正面図である。
【図３】撮像部の内部構成及び測距について説明するための図である。
【図４】本実施形態に係るプロジェクタの動作フローチャートである。
【図５】スクリーン上に投影される異常状態検出用の特定パターンを示している。
【図６】異常状態検出用の特定パターン画像をＡ／Ｄ変換した図を示し、（ａ）はラインセンサ出力信号の基準値を示す図、（ｂ）は異常状態におけるラインセンサのセンサ出力信号を示す図である。
【図７】（ａ）は投影レンズ又はセンサカバーが正常な状態での相関値とシフト量の関係を示す図、（ｂ）は投影レンズ又はセンサカバーが異常な状態での相関値とシフト量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ スクリーン
２ プロジェクタ
３、４ 測距装置
５ 制御部
６ 投影画像生成部
７ 表示駆動部
８ 投射光学系
９ 報知部
３１、４１ 撮像部
３２、４２ 演算部
Claims (8)
- 所定の映像光を投影する投影レンズと、
前記映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する受光センサと、
前記受光センサから出力される一対の像信号に基づいて相関演算を行って前記測定対象までの距離を演算する演算部と、
前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記投影レンズ、前記受光レンズを覆うセンサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出する検出部とを有することを特徴とするプロジェクタ。 - 前記検出部は、前記像信号の複数のエリア単位に、前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
- 前記検出部は、前記演算部が算出した相関値の変化量に基づいて、前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ。
- 所定の映像光を投影する投影レンズと、
前記映像光に基づく測定対象の像を結像させる一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する受光センサと、
所定の基準信号と前記受光センサから出力される像信号との比較に基づいて、前記投影レンズ、前記受光レンズを覆うセンサカバー又は前記測定対象の異常状態を検出する検出部とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。 - 前記プロジェクタは更に、前記検出部により前記投影レンズ、前記センサカバー又は前記測定対象の異常状態が検出された際に、異常状態を報知する報知部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
- 前記プロジェクタは更に、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記投影レンズのピント調整を自動的に行うオートフォーカス手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
- 前記プロジェクタは更に、前記演算部による相関演算の結果に基づいて、前記測定対象の傾斜角を算出する傾斜角算出手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
- 前記映像光は、白色及び黒色からなる所定パターンを含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
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