JP2005070415A - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの意図に対応してより簡単且つ迅速に投影画像の自動合焦及び自動台形補正を実行し、投影環境に左右されず常に画像を正確に投影表示する。
【解決手段】入力される画像信号に応じた画像を投影する空間的光変調素子(ＳＯＭ)36及び投影レンズ12を含んだ投影系と、台形補正の実行を指示する「ＡＦＫ」キー15ｄを含んだキー／インジケータ部45と、この指示を受けて投影系による画像投影面中の複数位置に対する各距離を測定する位相差センサ131，132及び測距処理部43と、測距で得た各距離に基づいて投影画像が適正なアスペクト比の矩形となるよう投影系が投影する画像の台形補正を行なう一方で、台形補正した画像の中心位置で投影系が投影する画像を合焦させる制御部39とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、投影画像の自動合焦機能を有する自動投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

従来、可搬型プロジェクタにおいて、装置内にモニタカメラを設け、投射画面をモニタすることにより表示に必要な各種調整を自動的に実施しようとするものが考えられている。（例えば特許文献１）
特開２０００−２４１８７４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている可搬型プロジェクタは、モニタカメラでの撮影により得た画像データに対する処理を行なうことで合焦動作及び台形歪の調整動作をそれぞれ個別に実行するものとしており、調整全体に要する時間が長くなってしまう。

加えて、具体的な調整動作は投射レンズ光学系の向きや仰俯角を可変するものとしており、光学的な「あおり」機構を有するレンズ系の構造が必要となるなど、装置が大型で複雑になってしまうという不具合がある。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ユーザの意図に対応してより簡単且つ迅速に投影画像の自動合焦及び自動台形補正を実行し、投影環境に左右されず常に画像を正確に投影表示することが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。

本願請求項１記載の発明は、入力される画像信号に応じた画像を投影する投影手段と、台形補正の実行を指示する指示手段と、この指示手段による指示を受けて上記投影手段による画像投影面中の複数位置に対する各距離を測定する測距手段と、この測距手段で得た各距離に基づいて投影画像が適正なアスペクト比の矩形となるよう上記投影手段が投影する画像の台形補正を行なう台形補正手段と、この台形補正手段で台形補正した画像の中心位置で上記投影手段が投影する画像を合焦させる合焦制御手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記合焦制御手段は、台形補正した画像の中心位置に対する距離を上記測距手段により再度測定し、得た距離に基づいて合焦させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記合焦制御手段は、上記測距手段で得た画像投影面中の複数位置に対する各距離から台形補正後の画像の中心位置に対する距離を算出することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記合焦制御手段は、上記測距手段で測定した複数位置に対する各距離のうち、台形補正した画像の中心位置に最も近い位置に対する距離に基づいて合焦させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、入力される画像信号に応じた画像を投影する投影工程と、台形補正の実行を指示する指示工程と、この指示工程での指示を受けて上記投影工程での画像投影面中の複数位置に対する各距離を測定する測距工程と、この測距工程で得た各距離に基づいて投影画像が適正なアスペクト比の矩形となるよう上記投影工程で投影される画像の台形補正を行なう台形補正工程と、この台形補正工程で台形補正した画像の中心位置で上記投影工程により投影される画像を合焦させる合焦制御工程とを有したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、入力される画像信号に応じた画像を投影する投影ステップと、台形補正の実行を指示する指示ステップと、この指示ステップでの指示を受けて上記投影ステップでの画像投影面中の複数位置に対する各距離を測定する測距ステップと、この測距ステップで得た各距離に基づいて投影画像が適正なアスペクト比の矩形となるよう上記投影ステップで投影される画像の台形補正を行なう台形補正ステップと、この台形補正ステップで台形補正した画像の中心位置で上記投影ステップにより投影される画像を合焦させる合焦制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、自動台形補正によって中心位置がずれてしまった画像に対応し、自動台形補正後の投影画像の中心位置に再度合焦させて投影表示するものとしたため、ユーザの意図に対応してより簡単且つ迅速に投影画像の自動合焦及び自動台形補正を実行し、投影環境の影響に左右されず常に画像を正確に投影表示することが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、自動台形補正後の投影画像の中心位置を再度測距することで、より確実に合焦した画像を投影表示できる。

請求項３記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、当初の複数位置の測距により自動台形補正後の画像中心位置までの距離を算出することで、再度の測距処理を必要とせず、より迅速に投影表示の動作に移行できる。

請求項４記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、当初の複数位置のうち、自動台形補正後の画像中心位置に最も近い位置の距離値を援用することで、再度の測距処理を必要とせず、より迅速に投影表示の動作に移行できる。

請求項５記載の発明によれば、自動台形補正によって中心位置がずれてしまった画像に対応し、自動台形補正後の投影画像の中心位置に再度合焦させて投影表示するものとしたため、ユーザの意図に対応してより簡単且つ迅速に投影画像の自動合焦及び自動台形補正を実行し、投影環境の影響に左右されず常に画像を正確に投影表示することが可能となる。

請求項６記載の発明によれば、自動台形補正によって中心位置がずれてしまった画像に対応し、自動台形補正後の投影画像の中心位置に再度合焦させて投影表示するものとしたため、ユーザの意図に対応してより簡単且つ迅速に投影画像の自動合焦及び自動台形補正を実行し、投影環境の影響に左右されず常に画像を正確に投影表示することが可能となる。

以下本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の実施の一形態について図面を参照して説明する。

図１は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置１０の外観構成を示すものである。同図（Ａ）に示すように、直方体状の本体ケーシング１１の前面に、投影レンズ１２、二対の測距レンズ１３ａ，１３ｂと１３ｃ，１３ｄ、及びＩｒ受信部１４が配設される。

投影レンズ１２は、後述するマイクロミラー素子等の空間的光変調素子で形成された光像を投影するためのものであり、ここでは合焦位置及びズーム位置（投影画角）を任意に可変できるものとする。

測距レンズ１３ａ，１３ｂと１３ｃ，１３ｄは、それぞれ後述する位相差センサ１３１，１３２の一部を構成するものであり、被写体像に対するこれら両レンズでの視差から三角測距の原理に基づいて被写体までの距離、具体的には投影画像面までの距離を測定する。

具体的には、縦に配置された一対の測距レンズ１３ａ，１３ｂで縦方向の被写体までの距離を測定し、横に配置されたもう一対の測距レンズ１３ｃ，１３ｄで横方向の被写体までの距離を測定する。

Ｉｒ受信部１４は、図示しないこのプロジェクタ装置１０のリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光を受信する。
また、本体ケーシング１１の上面には、本体メインキー／インジケータ１５、スピーカ１６、及びカバー１７が配設される。

本体メインキー／インジケータ１５の詳細については後述する。
スピーカ１６は、動画の再生時等の音声を拡声出力する。
カバー１７は、ここでは図示しない本体サブキーを操作する際に開閉する。該本体サブキーは、図示しないこのプロジェクタ装置１０のリモートコントローラを使用せずに、上記本体メインキー／インジケータ１５のキーでは設定指示できない詳細な各種動作等を操作する。

さらに、図１（Ｂ）に示すように本体ケーシング１１の背面には、入出力コネクタ部１８、Ｉｒ受信部１９、及びＡＣアダプタ接続部２０が配設される。
入出力コネクタ部１８は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器との映像入出力の接続のためのＵＳＢ端子、映像入力用のミニＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、及びＲＣＡ端子と、音声入力用のステレオミニ端子等からなる。

Ｉｒ受信部１９は、上記Ｉｒ受信部１４と同様に、図示しないリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光を受信する。
ＡＣアダプタ接続部２０は、電源となる図示しないＡＣアダプタからのケーブルを接続する。

加えて、本体ケーシング１１の下面には、背面側に一対の固定脚部２１，２１が取り付けられると共に、前面側に高さ調節が可能な調整脚部２２が取り付けられる。
調整脚部２２は、そのねじ回転位置を手動で操作することにより、正確には上記投影レンズ１２の投影方向の鉛直方向成分、すなわち仰角を調整する。

次に図２により上記本体メインキー／インジケータ１５の詳細な配置構成を例示する。すなわち本体メインキー／インジケータ１５には、電源（ｐｏｗｅｒ）キー１５ａ、ズーム（Ｚｏｏｍ）キー１５ｂ、フォーカス（Ｆｏｃｕｓ）キー１５ｃ、「ＡＦＫ」キー１５ｄ、「Ｉｎｐｕｔ」キー１５ｅ、「Ａｕｔｏ」キー１５ｆ、「ｍｅｎｕ」キー１５ｇ、「Ｋｅｙｓｔｏｎｅ」キー１５ｈ、「ＨＥＬＰ」キー１５ｉ、「Ｅｓｃ」キー１５ｊ、「アップ（↑）」キー１５ｋ、「ダウン（↓）」キー１５ｌ、「レフト（←）」キー１５ｍ、「ライト（→）」キー１５ｎ、及び「Ｅｎｔｅｒ」キー１５ｏと、電源／待機（ｐｏｗｅｒ／ｓｔａｎｄｂｙ）インジケータ１５ｐ、及び温度（ＴＥＭＰ）インジケータ１５ｑを備える。

電源キー１５ａは、電源のオン／オフを指示する。
ズームキー１５ｂは、「△」「▽」の操作によりズームアップ（ｔｅｌｅ）及びズームダウン（ｗｉｄｅ）を指示する。

フォーカスキー１５ｃは、「△」「▽」の操作により合焦位置の前方向及び後方向への移動を指示する。
「ＡＦＫ」キー１５ｄは、自動合焦（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ）と自動台形補正（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｋｅｙｓｔｏｎｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）の即時実行を指示する。

「Ｉｎｐｕｔ」キー１５ｅは、上記入出力コネクタ部１８のいずれかに入力される画像信号の手動切換えを指示し、「Ａｕｔｏ」キー１５ｆは、同入出力コネクタ部１８のいずれかに入力される画像信号の自動切換えを指示する。

「ｍｅｎｕ」キー１５ｇは、投影動作に関する各種メニュー項目の表示を指示し、「Ｋｅｙｓｔｏｎｅ」キー１５ｈは、台形補正の手動操作を指示する。
「ＨＥＬＰ」キー１５ｉは、指示操作が不明な場合の各種ヘルプ情報の表示を指示し、「Ｅｓｃ」キー１５ｊはその時点での操作の解除を指示する。

「アップ」キー１５ｋ、「ダウン」キー１５ｌ、「レフト」キー１５ｍ、及び「ライト」キー１５ｎは、メニュー項目や手動台形補正方向、ポインタやカーソル等その時点で選択または移動方向を指示する場合に応じて操作する。

電源／待機インジケータ１５ｐは、電源のオン／オフ状態と画像信号の入力がない状態を例えば緑色と赤色のＬＥＤの点灯／消灯あるいは点滅により表示する。
温度インジケータ１５ｑは、画像投影の光源となるランプの温度が投影に適した状態となっているか否かを例えば緑色と赤色のＬＥＤの点灯／消灯あるいは点滅により表示する。

続いて図３を用いて上記プロジェクタ装置１０の電子回路の機能構成について説明する。図中、上記入出力コネクタ部１８より入力された各種規格の画像信号が、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３１、システムバスＳＢを介して画像変換部３２で所定のフォーマットの画像信号に統一された後に、表示エンコーダ３３へ送られる。

表示エンコーダ３３は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ３４に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ３４の記憶内容からビデオ信号を発生して表示駆動部３５に出力する。

この表示駆動部３５は、送られてきた画像信号に対応して適宜フレームレート、例えば３０［フレーム／秒］で空間的光変調素子（ＳＯＭ）３６を表示駆動するもので、この空間的光変調素子３６に対して、例えば超高圧水銀灯等の光源ランプ３７が出射する高輝度の白色光を照射することで、その反射光で光像が形成され、上記投影レンズ１２を介して図示しないスクリーンに投影表示される。

しかるに、上記投影レンズ１２はレンズモータ（Ｍ）３８に駆動されることでズーム位置及びフォーカス位置を適宜移動する。
上記各回路のすべての動作制御を司るのが制御部３９である。この制御部３９は、ＣＰＵと、後述する自動合焦及び自動台形補正の処理を含む該ＣＰＵで実行される動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ、及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成される。

この制御部３９にはまた、システムバスＳＢを介して画像記憶部４０、音声処理部４１、加速度センサ４２、及び測距処理部４３が接続される。
画像記憶部４０は、例えばフラッシュメモリ等でなり、後述するチャート画像（横チャート画像及び縦チャート画像）等の画像データを記憶するもので、制御部３９に指示された画像データを適宜読出して上記表示エンコーダ３３へ送出し、それらの画像を投影レンズ１２により投影表示させる。

音声処理部４１は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影表示動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ１６を駆動して拡声放音させる。
加速度センサ４２は、このプロジェクタ装置１０が設置されている状態から移動された場合にその振動を検知して検知信号を制御部３９へ出力する。

測距処理部４３は、測距レンズ１３ａ，１３ｂを有する位相差センサ１３１及び測距レンズ１３ｃ，１３ｄを有する位相差センサ１３２をそれぞれ駆動して、後述する投影表示されたチャート画像中の任意のポイント位置までの距離を測定する。

なお、上記本体メインキー／インジケータ１５とカバー１７内に備えられる本体サブキーによりキー／インジケータ部４５を構成し、このキー／インジケータ部４５におけるキー操作信号が直接制御部３９に入力され、また制御部３９は上記電源／待機インジケータ１５ｐ及び温度インジケータ１５ｑを直接点灯／点滅駆動する一方で、上記Ｉｒ受信部１４及びＩｒ受信部１９での赤外光受信信号も直接制御部３９に入力される。

次に上記実施の形態の動作について説明する。
図４は、電源がオンされている状態で、本体メインキー／インジケータ１５の「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作により強制的に実行される割込み処理としての、自動合焦及び自動台形補正の処理内容を示すもので、その制御は制御部３９が内部のＲＯＭに記憶されている動作プログラムに基づいて実行する。

なお、ここでは「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作に対応して自動合焦と自動台形補正の処理を１回のみ実行するワンショットモードと、「ＡＦＫ」キー１５ｄが１回目に操作されてから、再度２回目に操作するまでの間、自動合焦と自動台形補正の処理を繰返し連続して実行するコンティニューモードとのいずれか一方を、予め本体メインキー／インジケータ１５の「ｍｅｎｕ」キー１５ｇと「アップ」キー１５ｋ、「ダウン」キー１５ｌ、及び「Ｅｎｔｅｒ」キー１５ｏ等の操作によりユーザが任意に切換設定しておくものとする。

その処理当初には、「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作がなされるのを待機し（ステップＭ０１）、「ＡＦＫ」キー１５ｄが操作されたと判断した時点でそれまでの動作を中断して割込み処理としての自動合焦と自動台形補正を開始する状態を設定した上で（ステップＭ０２）、まず１回目の自動合焦と自動台形補正を実行する（ステップＭ０３）。

図５（Ａ）は、この自動合焦と自動台形補正の処理内容を示すサブルーチンであり、その当初には投影レンズ１２を含む投影系により画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて図５（Ｂ）に示す横チャート画像ＨＣを投影表示させる（ステップＳ０１）。

この横チャート画像ＨＣは、等間隔で水平方向に配列された３つのポイント画像からなる。
この横チャート画像ＨＣを投影表示させた状態で、中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」を位相差センサ１３２及び測距処理部４３により測定する（ステップＳ０２）。

その後、同様にしてプロジェクタ装置１０から向かって右側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＲ」と左側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＬ」を順次測定する（ステップＳ０３，Ｓ０４）。
こうして得られた３ポイントの各距離値により、投影光軸に対する、画像を投影しているスクリーン投影面の左右方向の角度「θｈ」を算出する（ステップＳ０５）。

次に、上記横チャート画像ＨＣに代え、画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて今度は図５（Ｂ）に示す縦チャート画像ＶＣを投影表示させる（ステップＳ０６）。

この縦チャート画像ＶＣは、中央のポイントが上記横チャート画像ＨＣの中央ポイントと重なるように位置する、等間隔で垂直方向に配列された３つのポイント画像からなる。
この縦チャート画像ＶＣを投影表示させた状態で、上側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＵ」を位相差センサ１３１及び測距処理部４３により測定する（ステップＳ０７）。

その後、同様にして下側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＤ」を測定する（ステップＳ０８）。この場合、中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」は、上記横チャート画像ＨＣの場合と同一であり、上記ステップＳ０２で既に測定しているので、その測定値を援用するものとし、ここでの測定処理は省略する。

しかして、この縦チャート画像ＶＣを構成する３ポイントの各距離値により、投影光軸に対する、画像を投影しているスクリーン投影面の上下方向の角度「θｖ」を算出する（ステップＳ０９）。

次いで、上記ステップＳ０２で測定した中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」をそのまま投影画像を代表する距離値であるものとして取得し、レンズモータ３８によりあらたにその距離値に応じた合焦位置となるように投影レンズ１２を移動させる（ステップＳ１０）。

その後、上記ステップＳ０５，Ｓ０９で得た、画像を投影しているスクリーン投影面の左右方向の角度「θｈ」及び上下方向の角度「θｖ」を基に、スクリーン投影面が全体でどの方向にどれだけの角度で斜めになっており、投影画像を入力される画像信号と同一の適正なアスペクト比の矩形とすればよいのか、必要な台形補正の角度を算出した上でビデオＲＡＭ３４に展開記憶させる画像データの台形補正を実行する（ステップＳ１１）。

図６は、この自動台形補正前後での投影画像の変化を多少誇張して例示するものである。破線で示す補正前の投影画像Ｉでは、画像が縦横共に大きく歪んでおり、矩形の特に左上コーナーを形成する２辺が大きく歪んでいることから、投影光軸に対して投影対象となるスクリーンの投影面が、左右方向では左側、上下方向では上側に傾斜していることがわかる。

このような投影画像Ｉに対して自動台形補正を施すことで、当該投影画像Ｉの範囲内で最大限に適正なアスペクト比を保った矩形の投影画像IIを得るものである。
併せて、この台形補正を実行している状態で、適正なアスペクト比の矩形となるよう投影表示される画像の中心位置のｘ，ｙ各座標値を算出し（ステップＳ１２）、この算出した中心位置のｘ，ｙ各座標値に中央のポイントが位置するように上記ステップＳ０１で用いた横チャート画像ＨＣを移動して投影表示させる（ステップＳ１３）。

この状態で、再度中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」を台形補正後の正しい距離「ＬＫ」として位相差センサ１３２及び測距処理部４３により測定する（ステップＳ１４）。

ここで、横チャート画像ＨＣを移動しての投影表示に連動して、位相差センサ１３２の測距レンズ１３ｃ，１３ｄの対向方向も適宜移動して投影画像の各ポイント位置に結像させる光学的な撮影光軸の可変機構が必要となる。

そして、得た距離「ＬＫ」に基づき、レンズモータ３８によりあらたにその距離値に応じた合焦位置となるように投影レンズ１２を移動させ（ステップＳ１５）、以上でこの図５（Ａ）による一連のサブルーチンを一旦終了して上記図４の処理に戻る。

図４では、ステップＭ０３での自動合焦と自動台形補正を実行した後、その時点で上述したコンティニューモードが設定されているか否かを判断する（ステップＭ０４）。

ここでコンティニューモードが設定されていると判断した場合、次いで２回目の「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作がないことを確認した上で（ステップＭ０５）、上記ステップＭ０３に戻り、再度自動合焦と自動台形補正を実行する。

こうしてコンティニューモードが設定されている状態では、２回目の「ＡＦＫ」キー１５ｄが操作されるまで上記ステップＭ０３〜Ｍ０５の処理を繰返し実行することで、自動合焦と自動台形補正の処理を実行し続ける。

しかるに、上記ステップＭ０５で２回目の「ＡＦＫ」キー１５ｄが操作されたと判断した場合、及び上記ステップＭ０４でコンティニューモードではなくワンショットモードが設定されていると判断した場合には、その時点で割込み処理である自動合焦と自動台形補正を終了する状態を設定し（ステップＭ０６）、再びそれまでの動作に復帰した上で、再度の「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作に備えて上記ステップＭ０１からの処理に戻る。

このように、「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作に対応した自動台形補正によって中心位置がずれてしまった投影画像に対応し、自動台形補正後の投影画像の中心位置（ｘ，ｙ）に再度合焦させて投影表示するものとした。

そのため、「ＡＦＫ」キー１５ｄを操作することでユーザの意図に対応してより簡単且つ迅速に投影画像の自動合焦及び自動台形補正を実行し、投影環境の影響に左右されず常に画像を正確に投影表示することが可能となる。

加えて、上記図５（Ａ）では、自動台形補正後の投影画像の中心位置（ｘ，ｙ）までの距離「ＬＫ」を再度測距して自動合焦させるものとしたため、より確実に合焦した画像を投影表示できる。

なお、上記図５（Ａ）では、自動台形補正後の投影画像の中心位置（ｘ，ｙ）までの距離「ＬＫ」をステップＳ１２〜Ｓ１５の処理により再度測距して得るものとして説明したが、そのような再度の測距処理を実行せずとも、その中心位置（ｘ，ｙ）までの距離値を演算で算出することにより、台形補正後の自動合焦を行なうことも考えられる。

このような自動台形補正の処理に係るサブルーチンの他の動作例１を説明する。

図７は、上記図５（Ａ）に代わって上記図４のステップＭ０３で実行する自動合焦と自動台形補正の他の処理内容を示すサブルーチンであり、その当初には投影レンズ１２を含む投影系により画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて上記図５（Ｂ）に示した横チャート画像ＨＣを投影表示させる（ステップＳ２１）。

この横チャート画像ＨＣは、等間隔で水平方向に配列された３つのポイント画像からなる。
この横チャート画像ＨＣを投影表示させた状態で、中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」を位相差センサ１３２及び測距処理部４３により測定する（ステップＳ２２）。

その後、同様にしてプロジェクタ装置１０から向かって右側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＲ」と左側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＬ」を順次測定する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。
こうして得られた３ポイントの各距離値により、投影光軸に対する、画像を投影しているスクリーン投影面の左右方向の角度「θｈ」を算出する（ステップＳ２５）。

次に、上記横チャート画像ＨＣに代え、画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて今度は上記図５（Ｂ）に示した縦チャート画像ＶＣを投影表示させる（ステップＳ２６）。

この縦チャート画像ＶＣは、中央のポイントが上記横チャート画像ＨＣの中央ポイントと重なるように位置する、等間隔で垂直方向に配列された３つのポイント画像からなる。
この縦チャート画像ＶＣを投影表示させた状態で、上側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＵ」を位相差センサ１３１及び測距処理部４３により測定する（ステップＳ２７）。

その後、同様にして下側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＤ」を測定する（ステップＳ２８）。この場合、中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」は、上記横チャート画像ＨＣの場合と同一であり、上記ステップＳ２２で既に測定しているので、その測定値を援用するものとし、ここでの測定処理は省略する。

しかして、この縦チャート画像ＶＣを構成する３ポイントの各距離値により、投影光軸に対する、画像を投影しているスクリーン投影面の上下方向の角度「θｖ」を算出する（ステップＳ２９）。

次いで、上記ステップＳ２２で測定した中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」をそのまま投影画像を代表する距離値であるものとして取得し、レンズモータ３８によりあらたにその距離値に応じた合焦位置となるように投影レンズ１２を移動させる（ステップＳ３０）。

その後、上記ステップＳ２５，Ｓ２９で得た、画像を投影しているスクリーン投影面の左右方向の角度「θｈ」及び上下方向の角度「θｖ」を基に、スクリーン投影面が全体でどの方向にどれだけの角度で斜めになっており、投影画像を入力される画像信号と同一の適正なアスペクト比の矩形とすればよいのか、必要な台形補正の角度を算出した上でビデオＲＡＭ３４に展開記憶させる画像データの台形補正を実行する（ステップＳ３１）。

この台形補正を実行した状態で、適正なアスペクト比の矩形となるよう投影表示される画像の中心位置のｘ，ｙ各座標値を算出し（ステップＳ３２）、この算出した中心位置のｘ，ｙ各座標値における距離値と、上記ステップＳ２２で測定した中央に位置するポイントまでの距離ＬＣとのずれ量ΔＬを算出する（ステップＳ３３）。

そして、算出した距離のずれ量ΔＬを中央に位置するポイントまでの距離ＬＣに加算することで、台形補正後の正しい距離「ＬＫ」として算出する（ステップＳ３４）。

そして、算出した距離「ＬＫ」に基づき、レンズモータ３８によりあらたにその距離値に応じた合焦位置となるように投影レンズ１２を移動させ（ステップＳ３５）、以上でこの図７による一連のサブルーチンを一旦終了して上記図４の処理に戻る。

このように、当初の複数ポイント位置の測距で得た距離値により、自動台形補正後の画像中心位置（ｘ，ｙ）までの距離を演算により算出することで、上記図５（Ａ）で示したような再度の測距処理を必要とせず、また上述したような位相差センサ１３２の測距レンズ１３ｃ，１３ｄの光学的な撮影光軸の可変機構も必要ないため、装置の構成を複雑化することなく、より迅速に投影表示の動作に移行できる。

また、上記図７の処理に代えて、台形補正後の投影画像の中心位置のずれに対応した合焦制御のための演算をさらに簡略化することも考えられる。

このような自動台形補正の処理に係るサブルーチンの他の動作例２を説明する。

なお、この動作例２においては、位相差センサ１３２の位相差センサ１３ｃ，１３ｄが所定の角度でその結像の光軸を上下各方向にシフトする構造を有するものとする。

図８（Ａ）は、上記図５（Ａ）に代わって上記図４のステップＭ０３で実行する自動合焦と自動台形補正の他の処理内容を示すサブルーチンであり、その当初には投影レンズ１２を含む投影系により画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて図８（Ｂ）に示す横チャート上画像ＵＨを投影表示させる（ステップＳ４１）。

この横チャート上画像ＵＨは、等間隔で水平方向に配列された３つのポイント画像からなり、このとき位相差センサ１３２の位相差センサ１３ｃ，１３ｄは連動して所定の角度でその結像の光軸を上方向にシフトするものとする。

この横チャート上画像ＵＨを投影表示させた状態で、中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＵＣ」、左側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＵＬ」、及び右側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＵＲ」を位相差センサ１３２及び測距処理部４３により順次測定する（ステップＳ４２）。

次に、投影レンズ１２を含む投影系により画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて図８（Ｂ）に示す横チャート中画像ＭＨを投影表示させる（ステップＳ４３）。

この横チャート中画像ＭＨも、横チャート上画像ＵＨと同様に等間隔で水平方向に配列された３つのポイント画像からなり、このとき位相差センサ１３２の位相差センサ１３ｃ，１３ｄはその結像の光軸を上下いずれの方向にもシフトしないものとする。

この横チャート中画像ＭＨを投影表示させた状態で、中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＭＣ」、左側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＭＬ」、及び右側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＭＲ」を位相差センサ１３２及び測距処理部４３により順次測定する（ステップＳ４４）。

さらに、投影レンズ１２を含む投影系により画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて図８（Ｂ）に示す横チャート下画像ＬＨを投影表示させる（ステップＳ４５）。

この横チャート下画像ＬＨもまた、上記横チャート上画像ＵＨ、横チャート中画像ＭＨと同様に、等間隔で水平方向に配列された３つのポイント画像からなり、このとき位相差センサ１３２の位相差センサ１３ｃ，１３ｄは連動して所定の角度でその結像の光軸を下方向にシフトするものとする。

この横チャート下画像ＬＨを投影表示させた状態で、中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」、左側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＬ」、及び右側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＲ」を位相差センサ１３２及び測距処理部４３により順次測定する（ステップＳ４６）。

以上で縦３×横３の合計９ポイントの各距離値が得られたことになるので、まず横チャート中像ＭＨに対する左側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＭＬ」から、同右側に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＭＲ」を減算することで、投影光軸に対する、画像を投影しているスクリーン投影面の左右方向の角度「θｈ」を算出する（ステップＳ４７）。

次に、上記横チャート上画像ＭＨに対する中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＵＣ」から、上記横チャート下画像ＬＨに対する中央に位置するポイントの投影画像位置までの距離「ＬＣ」を減算することで、投影光軸に対する、画像を投影しているスクリーン投影面の上下方向の角度「θｖ」を算出する（ステップＳ４８）。

こうしてステップＳ４７，Ｓ４８で得た、画像を投影しているスクリーン投影面の左右方向の角度「θｈ」及び上下方向の角度「θｖ」を基に、スクリーン投影面が全体でどの方向にどれだけの角度で斜めになっており、投影画像を入力される画像信号と同一の適正なアスペクト比の矩形とすればよいのか、必要な台形補正の角度を算出した上でビデオＲＡＭ３４に展開記憶させる画像データの台形補正を実行する（ステップＳ４９）。

この台形補正を実行した状態で、適正なアスペクト比の矩形となるよう投影表示される画像の中心位置のｘ，ｙ各座標値を算出し（ステップＳ５０）、この算出した中心位置のｘ，ｙ各座標値に最も近い測距ポイントを上記図８（Ｂ）で示した９つの測距ポイントの各位置から選択する（ステップＳ５１）。

そして、選択した測距ポイントの距離を台形補正後の正しい距離「ＬＫ」として用いるものとし（ステップＳ５２）、選択した距離「ＬＫ」に基づき、レンズモータ３８によりあらたにその距離値に応じた合焦位置となるように投影レンズ１２を移動させ（ステップＳ５３）、以上でこの図８による一連のサブルーチンを一旦終了して上記図４の処理に戻る。

このように、当初に測距した複数、例えば９つのポイント位置のうち、自動台形補正後の画像中心位置（ｘ，ｙ）に最も近い位置の距離値を援用することで、再度の測距処理や、当初の中央に位置するポイントまでの距離ＬＣと台形補正後の中心位置（ｘ，ｙ）のポイントまでの距離とのずれ量ΔＬの演算等を必要とせず、より迅速に投影表示の動作に移行できる。

なお、上記実施の形態では、図５（Ｂ）あるいは図８（Ｂ）で示した投影画像の各ポイントまでの距離を位相差センサ１３１，１３２により測定するものとして説明したが、距離を測定する手段としては、位相差センサ１３１，１３２に限らず、赤外線や超音波、レーザ光等を発振してその反射波を受信することにより測距するアクティブ方式のセンサ類を複数のポイントに対応して複数設けるか、あるいは発振角度を可変できるように構成するものとしてもよい。

さらに距離を測定するセンサではなく、ＣＣＤ等の撮像素子とコントラスト方式などの自動合焦機能を有した撮像部を設け、複数のポイント位置をそれぞれ自動合焦した際のフォーカスレンズの位置から各ポイントまでの距離値を算出するようにしてもよい。

その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。

さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の実施の一形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 図１の本体メインキー／インジケータの配置構成を例示する図。 同実施の形態に係るプロジェクタ装置内の機能回路構成を示すブロック図。 同実施の形態に係るＡＫＦキー操作に対する処理内容を示すフローチャート。 図４のＡＫＦ処理のサブルーチンの処理内容を示すフローチャートとその補足図。 同実施の形態に係る自動台形補正の概念を示す図。 図４のＡＫＦ処理のサブルーチンの他の処理内容を示すフローチャート。 図４のＡＫＦ処理のサブルーチンの他の処理内容を示すフローチャートとその補足図。

符号の説明

１０…プロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ、１３１，１３２…位相差センサ、１３ａ〜１３ｄ…測距レンズ、１４…Ｉｒ受信部、１５…本体メインキー／インジケータ、１５ａ…電源（ｐｏｗｅｒ）キー、１５ｂ…ズーム（Ｚｏｏｍ）キー、１５ｃ…フォーカス（Ｆｏｃｕｓ）キー、１５ｄ…「ＡＦＫ」キー、１５ｅ…「Ｉｎｐｕｔ」キー、１５ｆ…「Ａｕｔｏ」キー、１５ｐ…電源／待機インジケータ、１５ｑ…温度インジケータ、１６…スピーカ、１７…カバー、１８…入出力コネクタ部、１９…Ｉｒ受信部、２０…ＡＣアダプタ接続部、２１…固定脚部、２２…調整脚部、３１…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、３２…画像変換部、３３…表示エンコーダ、３４…ビデオＲＡＭ、３５…表示駆動部、３６…空間的光変調素子（ＳＯＭ）、３７…光源ランプ、３８…レンズモータ（Ｍ）、３９…制御部、４０…画像記憶部、４１…音声処理部、４２…加速度センサ、４３…測距処理部、４５…キー／インジケータ部、ＨＣ…横チャート画像、ＬＨ…横チャート下画像、ＭＨ…横チャート中画像、ＳＢ…システムバス、ＵＨ…横チャート上画像、ＶＣ…縦チャート画像。

Claims (6)

1. 入力される画像信号に応じた画像を投影する投影手段と、
   台形補正の実行を指示する指示手段と、
   この指示手段による指示を受けて上記投影手段による画像投影面中の複数位置に対する各距離を測定する測距手段と、
   この測距手段で得た各距離に基づいて投影画像が適正なアスペクト比の矩形となるよう上記投影手段が投影する画像の台形補正を行なう台形補正手段と、
   この台形補正手段で台形補正した画像の中心位置で上記投影手段が投影する画像を合焦させる合焦制御手段と
   を具備したことを特徴とする投影装置。
2. 上記合焦制御手段は、台形補正した画像の中心位置に対する距離を上記測距手段により再度測定し、得た距離に基づいて合焦させることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
3. 上記合焦制御手段は、上記測距手段で得た画像投影面中の複数位置に対する各距離から台形補正後の画像の中心位置に対する距離を算出することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
4. 上記合焦制御手段は、上記測距手段で測定した複数位置に対する各距離のうち、台形補正した画像の中心位置に最も近い位置に対する距離に基づいて合焦させることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
5. 入力される画像信号に応じた画像を投影する投影工程と、
   台形補正の実行を指示する指示工程と、
   この指示工程での指示を受けて上記投影工程での画像投影面中の複数位置に対する各距離を測定する測距工程と、
   この測距工程で得た各距離に基づいて投影画像が適正なアスペクト比の矩形となるよう上記投影工程で投影される画像の台形補正を行なう台形補正工程と、
   この台形補正工程で台形補正した画像の中心位置で上記投影工程により投影される画像を合焦させる合焦制御工程と
   を有したことを特徴とする投影方法。
6. 入力される画像信号に応じた画像を投影する投影ステップと、
   台形補正の実行を指示する指示ステップと、
   この指示ステップでの指示を受けて上記投影ステップでの画像投影面中の複数位置に対する各距離を測定する測距ステップと、
   この測距ステップで得た各距離に基づいて投影画像が適正なアスペクト比の矩形となるよう上記投影ステップで投影される画像の台形補正を行なう台形補正ステップと、
   この台形補正ステップで台形補正した画像の中心位置で上記投影ステップにより投影される画像を合焦させる合焦制御ステップと
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

Images