JP2005229293A - 投影装置、角度検出方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】測距による角度検出の精度を上げて、投影画像の歪みを綺麗に補正可能とする。
【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３６及び投影レンズ１２を含む投影系と、この投影系による画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定する位相差センサ１３１，１３２及び測距処理部４２とを備えると共に、各測定点に対する測距結果として得られた距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出し、その各距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出する制御部３９を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スクリーン上に任意の画像を投影する投影装置に係り、特に位相差センサ方式による投影画像の縦横自動台形補正機能を備えた投影装置と、この投影装置に用いられる角度検出方法及びプログラムに関する。

スクリーン上に任意の画像を投影する投影装置（プロジェクタ）において、スクリーンに対する装置の設置具合などによって、スクリーン上に投影された画像の四片が台形状に歪むことがある。

従来、このような投影画像の歪みを自動補正する方法として、投影光学系からスクリーンまでの距離を３点以上測定することにより、これらの測定点までの距離の位相差に基づいてスクリーン投影面の傾き角度を検出し、そこに投影された画像の歪みを補正することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

なお、投影画像の歪みを補正することを、歪みの形状が台形であることから「台形補正」と呼ばれている。
特開２００３−２０４４９５号公報

前記特許文献１のように、測距による角度検出を行う場合、少なくとも３点以上の測定点を定め、これらの測定点の距離データのすべてを使って傾き角度を行うことが一般的である。

しかしながら、測距に用いられる位相差センサ（ＡＦセンサとも呼ばれる）では、通常、測定点が近いほど位相差を大きく検出できるので分解能が大きく取れるが、測定点が遠いほど位相差が小さくなるので、分解能が低下するといった特性がある。このため、遠点側の測距精度が低くなり、その遠点側を含めて角度検出を行うと、検出精度も低下して結果的に投影画像の歪みを綺麗に補正できないといった問題がある。

本発明は前記のような点に鑑みなされたもので、測距による角度検出の精度を上げて、投影画像の歪みを綺麗に補正できるようにした投影装置、角度検出方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る投影装置は、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、この投影手段による画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定する測距手段と、この測距手段によって得られた各測定点の距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出するデータ抽出手段と、このデータ抽出手段によって抽出された各距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出する角度検出手段とを具備したことを特徴とする。

また、本発明の請求項２は、前記請求項１記載の投影装置において、前記データ抽出手段は、前記測距手段によって得られた各測定点の距離データの中で遠点側を除く少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出することを特徴とする。

また、本発明の請求項３は、前記請求項１記載の投影装置において、前記データ抽出手段は、前記投影手段による画像投影面の水平方向および垂直方向のうちの少なくとも一方の方向の測距結果に対し、近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出することを特徴とする。

また、本発明の請求項４は、前記請求項１記載の投影装置において、前記角度検出手段によって検出された画像投影面の傾き角度に基づいて、前記投影手段によって投影される画像が適正なアスペクト比の矩形となるように台形補正を行う台形補正手段をさらに具備したことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る角度検出方法は、画像を投影する投影装置に用いられる角度検出方法であって、入力される画像信号に応じた画像を投影するステップと、その画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定するステップと、前記各測定点の距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出するステップと、前記角度検出用として抽出された各距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出するステップとを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項６に係るプログラムは、画像を投影する投影装置に搭載されたコンピュータによって実行される角度検出用のプログラムであって、前記コンピュータに、入力される画像信号に応じた画像を投影する機能と、その画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定する機能と、前記各測定点の距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出する機能と、前記角度検出用として抽出された各距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出する機能とを実現させることを特徴とする。

本発明によれば、画像投影面上の複数の測定点に対する測距を行った際に、これらの測定点の距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを利用して角度検出を行うようにしたので、測距精度の低い遠点側を含む各測定点の距離データを用いて角度検出を行う場合よりも検出精度を高めて画像投影面の傾き角度を正確に求めることができる。

また、各測定点の距離データの中で遠点側を除く少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出することでも、前記同様に、測距精度の低い遠点側の測定点を含む各測定点の距離データを用いて角度検出を行う場合よりも検出精度を高めて画像投影面の傾き角度を正確に求めることができる。

また、画像投影面の水平方向および垂直方向のうちの少なくとも一方の方向の測距結果に対し、近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出することでも、測距精度の高い点の距離データを用いて、画像投影面の傾き角度を正確に求めることができる。

また、このような角度検出にて得られた画像投影面の傾き角度に応じて投影画像を台形補正することで、歪みのない綺麗な画像をスクリーン上に投影することが可能となる。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る投影装置として小型のプロジェクタ装置に例にした場合の外観構成を示す図であり、図１（Ａ）は上から見た場合の斜視図、同図（Ｂ）は下から見た場合の斜視図である。

図１（Ａ）に示すように、このプロジェクタ装置１０は、直方体状の本体ケーシング１１の前面に、投影レンズ１２、２つの位相差センサ１３１及び１３２、受信部１４が設けられている。

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。

位相差センサ１３１及び１３２は、それぞれ被写体像に対する視差から三角測距の原理に基づいて被写体までの距離、具体的には画像投影面までの距離を測定するものである。具体的には、縦に配置された位相差センサ１３１の測距レンズ１３ａ，１３ｂで縦方向（垂直方向）の被写体までの距離を測定し、横に配置された位相差センサ１３２の測距レンズ１３ｃ，１３ｄで横方向（水平方向）の被写体までの距離を測定するように構成されている。

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。なお、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サブキーを操作する際に開閉する。該サブキーは、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、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、前記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。

また、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。

図２は本体メインキー／インジケータ１５の詳細な配置構成を示す図である。

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、前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。

図３はプロジェクタ装置１０の電子回路の機能構成を示すブロック図である。図中、前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、投影レンズ１２を介して図２では不図示のスクリーンに投影表示される。前記投影レンズ１２は、レンズモータ（Ｍ）３８により駆動されることで、ズーム位置及びフォーカス位置を適宜移動する。

前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、マイクロコンピュータからなり、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等を備える。

また、この制御部３９には、システムバスＳＢを介して画像記憶部４０、音声処理部４１、測距処理部４２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からなり、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）やユーザロゴ画像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前記表示エンコーダ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、前記スピーカ１６を駆動して拡声放音させる。

測距処理部４２は、測距レンズ１３ａ，１３ｂを有する位相差センサ１３１と測距レンズ１３ｃ，１３ｄを有する位相差センサ１３２を駆動して、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、前記本体メインキー／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４３を構成し、このキー／インジケータ部４３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は前記電源／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、前記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。

ここで、本実施形態の動作を説明する前に、図４乃至図６を参照して、このプロジェクタ装置１０に用いられる位相差センサ方式による角度検出の方法について説明する。なお、ここではプロジェクタ装置１０に設けられた２組の位相差センサ１３１と位相差センサ１３２のうち、水平測距用の位相差センサ１３２を例にして説明するが、垂直測距用の位相差センサ１３１についても同様である。

まず、三角測距の原理について説明する。

図４はその説明図であり、水平測距用の位相差センサ１３２を上から見た場合を示している。位相差センサ１３２は、前記一対の測距レンズ１３ｃ，１３ｄと、この測距レンズ１３ｃ，１３ｄに対向して配設された一対のフォトセンサアレイ５１，５２とから構成されている。

今、位相差センサ１３２から被写体５３までの距離を測定する場合において、被写体５３に対して照射された光の反射光が一方の測距レンズ１３ｃを通じてフォトセンサアレイ５１に結像すると共に、その反射光が他方の測距レンズ１３ｄを通じてフォトセンサアレイ５２に結像する。図中の５４及び５５がその被写体像を示している。

ここで、各測距レンズ１３ｃ、１３ｄの光軸と結像間のそれぞれ距離をｘ１、ｘ２とし、測距レンズ１３ｃ、１３ｄ間の距離をＢ、フォトセンサアレイ５１、５２と測距レンズ１３ｃ、１３ｄ間の距離をｆとすると、被写体５３までの距離ｄは以下のように式で求められる。
ｄ＝Ｂ＊ｆ／（ｘ１＋ｘ２）
前記式において、Ｂ、ｆはセンサ固有の値であるので、被写体５３までの距離ｄはフォトセンサアレイ５１、５２の位相（ｘ１，ｘ２）で求められることになる。

次に、多点測距について説明する。

図５はその説明図であり、前記位相差センサ１３２を構成する一対のフォトセンサアレイ５１、５２はそれぞれに一列に配設された数百ｂｉｔのフォトセンサを有するラインセンサで構成される。これらのフォトセンサを複数のグループに分け、そのグループ毎に測距を行うのが多点測距である。

図５の例では、フォトセンサアレイ５１、５２に含まれるフォトセンサをそれぞれに３つのグループに分け、Ａ１とＡ２グループのフォトセンサを用いてスクリーン５６に向かって右側を測距し、Ｂ１とＢ２グループのフォトセンサを用いてスクリーン５６の中央付近を測距し、Ｃ１とＣ２グループのフォトセンサを用いてスクリーン５６に向かって左側を測距する場合が示されている。

ここで、図６に位相差センサ１３２とスクリーン５６との位置関係を示すと、位相差センサ１３２とスクリーン５６が並行である場合には、スクリーン５６の右側、中央、左側の３つの測定点を測距すると（Ｄ，Ｅ，Ｆとする）、位相差がＤ＝Ｅ＝Ｆといった関係が成り立つ。

一方、スクリーン５６がθだけ傾いて図中の点線で示すような状態になった場合、スクリーン５６の右側、中央、左側の３つの測定点を測距すると（Ｄ´，Ｅ´，Ｆ´とする）、位相差がＤ´＜Ｅ´＜Ｆ´といった関係になる。この場合、スクリーン５６は平面であるから、この３点は一次関数的な直線として表すことができ、この３点の距離からスクリーン５６の傾き角度、つまりは、スクリーン５６に投影された画像の傾き角度を求めることができる。

ところが、このときの測距精度の優劣を比較すると、Ｄ´＜Ｅ´＜Ｆ´となる。つまり、位相差センサ１３２とスクリーン５６との位置関係で、位相差センサ１３２から最も遠いＤ´は、Ｅ´やＦ´に比べて距離が長い分、位相差が大きく取れないので、分解能がＥ´やＦ´より劣ってしまい、測距精度が低くなる問題がある。そこで、本実施形態では、精度の悪い遠点側の測定点は無視し、近点側の２点、つまり、図６の例で言えば、Ｅ´とＦ´の各測定点における距離データを用いて傾き角度を検出することを特徴とするものである。

以下に、本実施形態の動作について詳しく説明する。

図７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Ａ０１）、「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Ａ０２）、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Ａ０３）。

図８（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８（Ｂ）に示すような横チャート画像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、まず、プロジェクタ装置１０から向かって中央に位置する測定点（中央ポイント）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４２により測定する（ステップＳ０２）。その後、同様にして、横チャート画像ＨＣの右側に位置する測定点（右ポイント）の投影画像位置までの距離「ＬＲ」と、左側に位置する測定点（左ポイント）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）。

なお、各測定点を測距する順番は、中央ポイント→右ポイント→左ポイントの順に限らず、例えば右ポイント→中央ポイント→左ポイントといったような順番でも構わない。要は位相差センサ１３２により水平方向の３ポイントを測距できれば良い。ここで得られた各測定点の距離データは、制御部３９に設けられた測距結果記憶部３９ａに記憶保持される。

ここで、測距結果記憶部３９ａに記憶された各測定点の距離データを比較することにより、その中で本装置に近い測定点となる近点側の２点の距離データを角度検出用として抽出し（ステップＳ０５）、その２点の距離データに基づいて、投影光軸に対するスクリーン投影面の左右方向（水平方向）の角度「θｈ」を算出する（ステップＳ０６）。

次に、前記横チャート画像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８（Ｂ）に示す縦チャート画像ＶＣを投影表示させる（ステップＳ０７）。この縦チャート画像ＶＣは、中央の測定点が前記横チャート画像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、まず、上側に位置する測定点（上ポイント）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４２により測定する（ステップＳ０８）。その後、同様にして下側に位置する測定点（下ポイント）の投影画像位置までの距離「ＬＤ」を測定する（ステップＳ０９）。この場合、中央に位置する測定点の投影画像位置までの距離「ＬＣ」は、前記横チャート画像ＨＣの場合と同一であり、前記ステップ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。

また、この縦チャート画像ＶＣに対する各測定点を測距する順番についても、上ポイント→下ポイントの順に限らず、例えば下ポイント→上ポイントといったような順番でも構わない。要は位相差センサ１３１により垂直方向の３ポイントを測距できれば良い。ここで得られた各測定点の距離データは、制御部３９に設けられた測距結果記憶部３９ａに記憶保持される。

ここで、前記横チャート画像ＨＣの場合と同様に、ここでも測距結果記憶部３９ａに記憶された各測定点の距離データを比較することにより、その中で本装置に近い測定点となる近点側の２点の距離データを角度検出用として抽出し（ステップＳ１０）、その２点の距離データに基づいて、投影光軸に対するスクリーン投影面の上下方向（垂直方向）の角度「θｖ」を算出する（ステップＳ１１）。

次いで、前記ステップＳ０２で測定した中央に位置する測定点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（ステップＳ１２）、レンズモータ３８により、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。

その後、前記ステップＳ０６，Ｓ１１で得られ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」を基にして、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（ステップＳ１３）、表示エンコーダ３３にビデオＲＡＭ３４で展開記憶させる画像データの上辺と下辺の比、及び左辺と右辺の比を補正させるように設定した上で、この図８（Ａ）による一連のサブルーチンを一旦終了して前記図７の処理に戻る。

図７では、ステップＡ０３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Ａ０４）。

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Ａ０５）、前記ステップＡ０３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が操作されるまで前記ステップＡ０３〜Ａ０５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。

２回目の「ＡＦＫ」キー１５ｄが操作されたと前記ステップＡ０５で判断した場合、及び前記ステップＡ０４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Ａ０６）、再びそれまでの動作に復帰した上で、再度の「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作に備えて前記ステップＡ０１からの処理に戻る。

このように、ユーザが本体メインキー／インジケータ１５の「ＡＦＫ」キー１５ｄを操作すると、そのキー操作に対応して画像投影面中の縦横各方向に対応した複数の測定点までの距離が測定され、その測定結果に基づいて投影画像の自動合焦と自動台形補正が同時に実行される。したがって、１回のキー指示操作でより簡単且つ迅速に投影画像の合焦位置及び台形歪を自動調整できる。

また、前記自動台形補正を行うための角度検出に際し、測距により得られた各測定点の距離データのうち、近点側の２点の測定点における距離データを用いて画像投影面の傾き角度を検出することで、測距精度の低い遠点側を含む各測定点の距離データを用いて角度検出するよりも検出精度を高めることができる。したがって、このような角度検出にて得られた画像投影面の傾き角度に応じて投影画像を台形補正することで、歪みのない綺麗な画像をスクリーン上に投影することが可能となる。

なお、前記実施形態では、画像投影面の水平方向と垂直方向について、それぞれに３箇所の測定点を定めて測距を行うものとしたが、測定点をさらに増やしても良く、その場合には近点側に近いものから順に少なくとも２点を角度検出用として抽出して角度検出を行うものとする。

また、画像投影面の水平方向および垂直方向のどちらか一方の方向に対してだけ、近点側の２点の距離データを用いた角度検出を行うことでも良い。この場合、一般的には画像投影面の水平方向の方が角度検出の精度を求められるので、少なくとも水平方向に対してだけは、近点側の距離データを用いて角度検出を行うことが好ましい。

さらに、前記実施形態とは説明した方法とは別の方法として、例えば各測定点の中で遠点側を除いて角度検出を行うようにしても良い。すなわち、図６の例で言えば、Ｄ´，Ｅ´，Ｆ´の３つの測定点のうち、位相差センサ１３２から最も遠い位置にあるＤ´を除き、残りのＥ´，Ｆ´の２点の距離データに基づいて角度検出を行うものである。

具体的な処理手順としては、図８のフローチャートのステップＳ０５，Ｓ１０において、それぞれに３つの測定ポインの中で遠点側を除いて、残りの２点の距離データを抽出するといった処理を行えば良い。また、測定点を増やした場合には、遠点側から順に排除していき、少なくとも２点の距離データを用いて角度検出を行うようにすれば良い。

このように、遠点側の距離データを除いて角度検出を行う構成とした場合でも、結果的に測距精度の高い距離データだけを用いて角度検出を行うことになるので、前記実施形態と同様の効果が得られる。

また、距離を測定する手段としては、位相差センサ１３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良い。

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良い。

その他、本発明は前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、前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。

また、上述した実施形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで各種装置に適用したり、そのプログラム自体をネットワーク等の伝送媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。本装置を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムあるいは伝送媒体を介して提供されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行する。

本発明の一実施形態に係る投影装置として小型のプロジェクタ装置に例にした場合の外観構成を示す図。 同実施形態におけるプロジェクタ装置に設けられた本体メインキー／インジケータの配置構成を示す図。 同実施形態におけるプロジェクタ装置の電子回路の機能構成を示すブロック図。 三角測距の原理について説明するための図。 多点測距について説明するための図。 位相差センサとスクリーンとの位置関係を示す図。 同実施形態におけるプロジェクタ装置のＡＦＫキー操作に対する処理内容を示すフローチャート。 同実施形態におけるプロジェクタ装置のＡＦＫ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。

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，１３ｂ，１３ｃ，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、３９ａ…測距結果記憶部、４０…画像記憶部、４１…音声処理部、４２…測距処理部、４３…キー／インジケータ部、ＨＣ…横チャート画像、ＳＢ…システムバス、ＶＣ…縦チャート画像、５１，５２…フォトセンサアレイ、５４，５５…被写体像、５６…スクリーン。

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、
   この投影手段による画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定する測距手段と、
   この測距手段によって得られた各測定点の距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出するデータ抽出手段と、
   このデータ抽出手段によって抽出された各距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出する角度検出手段と
   を具備したことを特徴とする投影装置。
2. 前記データ抽出手段は、前記測距手段によって得られた各測定点の距離データの中で遠点側を除く少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
3. 前記データ抽出手段は、前記投影手段による画像投影面の水平方向および垂直方向のうちの少なくとも一方の方向の測距結果に対し、近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
4. 前記角度検出手段によって検出された画像投影面の傾き角度に基づいて、前記投影手段によって投影される画像が適正なアスペクト比の矩形となるように台形補正を行う台形補正手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の投影装置。
5. 画像を投影する投影装置に用いられる角度検出方法であって、
   入力される画像信号に応じた画像を投影するステップと、
   その画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定するステップと、
   前記各測定点の距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出するステップと、
   前記角度検出用として抽出された各距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出するステップと
   を備えたことを特徴とする角度検出方法。
6. 画像を投影する投影装置に搭載されたコンピュータによって実行される角度検出用のプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   入力される画像信号に応じた画像を投影する機能と、
   その画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定する機能と、
   前記各測定点の距離データの中で近点側の少なくとも２点の距離データを角度検出用として抽出する機能と、
   前記角度検出用として抽出された各距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出する機能と
   を実現させることを特徴とするプログラム。

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