JP2005318354A - 傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】投射面の壁面とそれと水平方向に交差する壁面との交差線を撮像画像から求めて、交差線と撮像範囲の水平線との交点の位置情報を用いてプロジェクタの投射光軸に対する投射面の鉛直方向の傾斜角度を算出して映像の歪みを補正する、傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタを提供する。
【解決手段】撮像画像解析傾斜角度算定部５４が、第１の交点８３と、第２の交点８４との位置情報から第１距離４１を演算し、第３の交点８５と、第４の交点８６との位置情報から第２の距離４２を演算し、第１の距離４１と第２の距離４２の比を求める。上下の２本の枠線８２の鉛直方向の間隔に対応して、第１の距離４１と第２距離４２の比率と、投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度との相関関係について予め設定されているテーブルを参照し、傾斜角度を取得する。
【選択図】図８

Description

本発明はプロジェクタに関し、特に撮像した投射面となる壁面とその壁面と交差する壁面との交差線から投影装置の投射光軸と投射面との鉛直方向の傾斜角度とを算定するための傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタに関する。

液晶技術やＤＬＰ（商標）（デジタルライトプロセッシング）技術の急速な進展に伴うプロジェクタの小型化・高性能化により、映像投射を目的とするプロジェクタの用途も拡大し、家庭内でのディスプレイ型テレビに代わる大型の表示装置としても注目されている。

しかし、プロジェクタはディスプレイ型テレビと違って映像面がスクリーンであったり壁であったりするためにプロジェクタの投射光軸と投射面との相対関係によって映像に歪みを生ずるという問題点がある。特許文献１には液晶プロジェクタの据付角度の検出手段と液晶プロジェクタと投射対象との間の距離を検出する距離検出手段を有し、両検出結果から算出された角度によって液晶表示ユニットの角度を調整する方法が開示されている。この場合液晶表示ユニットの角度を機械的に調整する必要がある。また、特許文献２には角度制御可能なレーザポインタの光点を曲面のスクリーンに投影し、一方、計測用点画像を生成してプロジェクタからスクリーンに投影し、カメラで撮影して光点と点画像との位置計測を行って点画像を移動しながら両点が一致したときに点画像のフレームメモリ上の画素座標を光点の入力画像上の座標に置換して座標変換パラメータメモリに設定する歪み補正方法が開示されている。この場合レーザポインタの角度を制御する必要があり、構造が複雑となる。

一方、スクリーンのプロジェクタの投射光軸に対する垂直方向および水平方向の傾斜がわかればプロジェクタのフレームメモリの座標を変換したりすることによって歪みのない映像をスクリーンに投影する技術は実用化されている。このため特に歪みの原因となりやすい垂直方向の傾斜を測定するために、スクリーンが垂直に設置されているという前提でプロジェクタの垂直の傾きを重力センサで検知し、その傾きに見合った歪み補正を行うプロジェクタは既に開示されて発売されている（特許文献３参照）。
特開平９−２８１５９７号公報 特開２００１−１６９２１１号公報 特開２００３−５２７８号公報

しかし、特許文献３に記載の方法はスクリーンが垂直に設置されているという前提であり、スクリーンが垂直に設置されていない場合やプロジェクタの投射光軸に対し水平方向に傾斜している場合には正確な歪み補正を行うことができないという問題がある。映像の歪み補正のためにスクリーンの液晶プロジェクタの投射光軸に対する垂直方向および水平方向の傾斜角度をレーザポインタと撮像素子を有するデジタルカメラを用いて正確に測定できる傾斜角度測定装置を有する液晶プロジェクタも検討されており、スクリーンに対するプロジェクタの角度を正確に取得する手段としては非常に優れているが、その構成機器としてレーザポインタと二次元配列撮像素子を有するデジタルカメラを用いる必要がある。

本発明の目的は、投射面の壁面とそれと水平方向に交差する壁面との交差線を撮像画像から求めて、交差線と撮像範囲の水平線との交点の位置情報を用いてプロジェクタの投射光軸に対する投射面の鉛直方向の傾斜角度を算出して映像の歪みを補正する、傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタを提供することにある。

本発明の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタは、
プロジェクタの投影装置の光軸と投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定する傾斜角度測定装置と、その傾斜角度測定装置が算定した傾斜角度に従って投影装置の表示部の出力映像を制御することにより投射面の画像における台形の歪みを補正する画像制御部とを備え、傾斜角度測定装置は、プロジェクタによる投射画像を含む所定の撮像範囲の撮像面を有する固体撮像素子と、固体撮像素子における撮像画像から、投射面となる平面とその平面の水平方向両側で交差する平面との２本の交差線を検出し、その交差線と撮像範囲内に設定した上下２本の水平線との交点の位置情報に基づいてプロジェクタの投影装置の光軸と投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定する撮像画像解析傾斜角度算定部とを有する。

固体撮像素子の撮像画像からの投射面となる平面とその平面と交差する面との交差線の検出が、投影装置より水平方向の２本以上の直線のテストパターンを投射面方向に広角で投射し、撮像面上に現れるそのテストパターンの反射光の屈折点の位置情報を取得して、その屈折点を結んだ直線を算出し、その直線を投射面となる平面とその平面と交差する面との交差線としてもよい。

撮像画像解析傾斜角度算定部は、交差線と撮像範囲内に設定された上下２本の水平線との交点の位置情報に基づいて、上部の水平線上の左右の交点の間の第１の距離と下部の水平線上の左右の交点の間の第２の距離とを取得し、第１の距離と第２の距離との比率を求め、上下の２本の水平線の鉛直方向の間隔に対応して投影装置の光軸と投射面との鉛直方向の傾斜角度と比率との相関関係について予め設定されているテーブルを参照して、投影装置の光軸と投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定してもよく、撮像範囲内に設定された上下２本の水平線は撮像範囲を規定する枠線であり、テーブルは枠線の間隔に対応して設定されていてもよく、撮像範囲内に設定された上下２本の水平線は第３の間隔で設定されており、第１の距離と第２の距離との比率を第３の間隔と枠線の間隔の比率で枠線の間隔に対応した比率に換算して、枠線の間隔に対応して設定されたテーブルを参照して投影装置の光軸と投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定してもよい。

本発明は、撮像画像を基に投射面の壁面とそれに交差する壁面との交差線を求め、２本の交差線と撮像範囲の水平な平行線との交点の位置情報からそれぞれの交点間の水平方向の距離を求めて、上下の距離の比率からテーブルによってプロジェクタの投射光軸に対する投射面の鉛直方向の傾斜角度を算出するので、投射面の壁面とそれに交差する壁面との交差線の撮像画像が取得できれば簡単な機構で映像の台形歪みを補正することができるという効果がある。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタの模式的ブロック構成図であり、図２は本発明の第１の実施の形態の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタの模式図であり（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。

プロジェクタ１０は、投射レンズ２１と表示部２２とを有する投影装置２０と、表示部２２の映像を制御する画像制御部２３と、傾斜角度測定装置３０と、全体の動作を制御する中央処理装置６０とを備える。傾斜角度測定装置３０が算定した傾斜角度に従って画像制御部２３が表示部２２の出力映像を制御することにより投射面７０の映像の歪みが補正される。映像の歪みの補正は中央処理装置６０によって所定の手順で自動的に行われる。

傾斜角度測定装置３０は、プロジェクタ１０の前面に設けられ所定の方向の光軸を有する撮像レンズ５１と、撮像レンズ５１を通過する光を受光して撮像画像の所望の位置情報を出力するようにプロジェクタ１０の内部に撮像レンズ５１の光軸と垂直になるように設けられて撮像面が所定の形状の撮像範囲となるように枠線が周囲に設けられた固体撮像素子５３と、固体撮像素子５３の画像の位置情報の解析からプロジェクタ１０の傾斜角度を算定する撮像画像解析傾斜角度算定部５４とを備えている。

本発明では、投射面７０となる壁面とその壁面と交差する両側の壁面との鉛直方向の２本の交差線の固体撮像素子５３の画面上の位置情報に基づいて、プロジェクタ１０の投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度を算定することを特徴とする。

固体撮像素子５３の画面上の壁面の交差線の位置情報の取得には２つの方法がある。第１の方法では、プロジェクタ１０の正面側の投射面７０を含む反射面から撮像レンズ５１を通過して固体撮像素子５３に入力した全反射光の撮像画面上の例えば照度の変化線を境界線として取得する。この場合明確な境界線を取得するためには適宜フイルタ処理を行うなどの操作が必要となることが多い
第２の方法は投射範囲を十分に大きくとることができ範囲が両側に接する壁にまで延びる場合の方法であり、投射面７０を含む前方の面に投影装置２０より水平方向の２本以上の直線のテストパターンを投射し、テストパターンからの反射光の撮像画面上に現れる左右２個の屈折点を取得して、複数のテストパターンの左右それぞれの屈折点を結んだ直線を算出し、その直線を投射面となる平面とその平面と交差する平面との交差線とする、
図３はプロジェクタから壁面に水平方向の複数のテストパターンを投射した状態を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図であり、図４はテストパターンの変化を示す模式図であり、（ａ）は投射されたテストパターン、（ｂ）は固体撮像素子に入射したテストパターンであり、図５は入射したテストパターンから壁面の交差線を検出する方法を説明するための模式図であり、（ａ）は想定される交差線の状態、（ｂ）は入射したテストパターンから壁面の交差線を検出する原理を説明する模式図である。

図３（ａ）のように投射面７０となる正面の壁面７５ａと正面の壁面７５ａと交差する左側の第１の壁面７６ａ、および右側の第２の壁面７７ａに、図４（ａ）に示す複数の水平方向のテストパターン９０を投射すると、第１の壁面７６ａと第２の壁面７７ａが正面の壁面７５ａに対して鉛直方向の交差線で交差しているので、正面の壁面７５ａから第１の壁面７６ａと第２の壁面７７ａにかけて屈折したテストパターン９０の映像が生じ、その反射光がプロジェクタ１０の撮像レンズ５１を透過して固体撮像素子５３の撮像画面８０に図４（ｂ）に示すテストパターン画像９１として入射する。テストパターン画像９１は図に示されるような左右２個の直線の交点９９ａ、９９ｂを有している。

この複数の直線の交点９９ａ、９９ｂをそれぞれ結んだものが図５（ａ）に一点差線で示す交差線７８、７９である。図ではテストパターン９０は３本示されているが、２本であっても交差線７８、７９は算定できる。直線の交点９９ａ、９９ｂの求め方は図５（ｂ）に示すように、テストパターン画像９１の左側の２点の検出点９３、９４の座標を検出点９３、９４の画素位置から求めて第１の直線方程式により直線９５を求め、テストパターン画像９１の中央の２点の検出点９６、９７の座標を検出点９６、９７の画素位置から求めて第２の直線方程式により直線９８を求め、第１の直線方程式と第２の直線方程式の交点として直線の交点９９ａを求めることができる。右側についても同様にして直線の交点９９ｂが求められる。同じ側に直線の交点９９が２点以上得られるとそれぞれの座標から交差線７８、７９の第３の直線方程式を求めることができる。同じ側に直線の交点９９が複数ある場合はそれぞれの座標から最小二乗法を用いて第３の直線方程式を求めるとよい。

テストパターン画像９１の第１および第２の直線方程式の算出が撮像されたテストパターン画像９１の２点以上の座標を基に行なわれるので、テストパターン９０は連続した直線でなく、複数の輝点が直線上に並んだものとして、撮像された輝点の座標から直線方程式を求めてもよく、その場合輝点が２点の場合は２点を通る直線方程式を、２点より多い場合は最小二乗法などの近似法を用いることができる。

以上のような方法で、固体撮像素子５３の撮像画面８０から、交差線画像あるいは算出された交差線７８、７９が求められると、撮像画像解析傾斜角度算定部５４は、求められた縦方向の交差線７８、７９と撮像面の撮像範囲８１の上下の水平方向の枠線８２ａ、８２ｂとの交点の位置を位置情報として取得し、得られた４個の交点の位置情報から投射面７０となる正面の壁面７５ａと撮像レンズ５１の光軸に垂直な面とのなす鉛直方向の傾斜角度を算出する。

図６は撮像範囲内に正面の壁面と左右の壁面とが撮像された場合の個体撮像素子の撮像画像の模式図であり、図７は左右の交差線と撮像画面の上下枠線との交点の位置情報から壁面と撮像レンズの光軸に垂直な面とのなす鉛直方向の傾斜角度を算出する原理を説明するための模式図であり、（ａ）はプロジェクタ側から正面の壁面を見た正面図、（ｂ）は側面図である。

図６には個体撮像素子５３を搭載したプロジェクタ１０を斜め上向きに投射した際に、個体撮像素子５３で得られる画像が示されている。投影装置２０から投射面７０に投射された通常の投射画像の個体撮像素子５３上での表示エリア７１は、個体撮像素子５３と投射レンズ２１との距離が投射距離（プロジェクタ１０と投射面７０との距離）に比べて十分小さければほぼ長方形となる。プロジェクタ１０から投射される画像は通常投射レンズ中心線に対して垂直方向上向きに打ち上げ角度を設けて投射されるので表示エリア７１は図の撮像画面８０の中心点７２よりも上方（実際は下方）に離れて表示されている。個体撮像素子５３の撮像画面８０には投射画像の表示エリア７１よりも広い範囲が撮像されており正面の壁面７５ａと第１の壁面７６ａとの第１の交差線７８、正面の壁面７５ａと第２の壁面７７ａとの第２の交差線７９も表示されている。上述の第２の方法で壁と壁との交差線を求める場合にはテストパタ−ンが投射される投射画像の表示エリア７１内に壁面と壁面との交差線が含まれる必要があるので例えば投射レンズ２１の画角を広げて投射する必要がある。撮像画面８０は個体撮像素子５３による撮像範囲全体を示し枠線８２で囲まれている。ここから正面の壁面の画像７５と左の第１の壁面の画像７６との第１の交差線７８、正面の壁面の画像７５と右の第２の壁面の画像７７との第２の交差線７９が確認できる。

図６は個体撮像素子５３上のイメージであり、撮像レンズ５１の中心と撮像画像８０の中心７２とを結ぶ線に対して鉛直な平面である仮想スクリーンへの写像と考えることができる。正面の壁面の画像７５と第１の壁面の画像７６との第１の交差線７８、正面の壁面の画像７５と第２の壁面の画像７７との第２の交差線７９は、もし撮像レンズ５１の光軸が投射面７０である正面の壁面７５ａに対して鉛直に交差しておれば、第１の交差線７８と第２の交差線７９は平行となり、撮像レンズ５１の光軸が投射面７０である正面の壁面７５ａに対して鉛直方向に傾斜して交差しておれば、第１の交差線７８と第２の交差線７９は平行でなくなる。

固体撮像素子５３に図６に示す撮像画面が得られるということは、固体撮像素子５３は正面の壁面７５ａ、第１の壁面７６ａ、第２の壁面７７ａにおける図７（ａ）の範囲を撮影しているということである。図７（ａ）で上の撮影限界線８２ｃの水平方向の長さをａとし、下の撮影限界線８２ｄの水平方向の長さをｂとすると、ａがｂより長いという現象は、固体撮像素子５３から上の撮影限界線８２ｃまでの距離が、固体撮像素子５３から下の撮影限界線８２ｄまでの距離に対して長く、その割合がａ／ｂであるということである。図７（ｂ）において撮像レンズ中心５２から上の撮影限界線８２ｃまでの距離をＡとし、撮像レンズ中心５２から下の撮影限界線８２ｄまでの距離をＢとすると、撮像レンズ５１の水平方向の画角は同じなのでＡ：Ｂ＝ａ：ｂであることが分かる。さらに撮像素子レンズ５１の垂直方向の画角θlensは既知の固定値であるため、２つの辺の長さの比Ａ：Ｂが分かると余弦定理で図に示す長さＡの辺、長さＢの辺、長さＣの辺からなる三角形の形状が確定でき（大きさは確定できない）、長さＢの辺、長さＣの辺との間の交角θｄも確定する。ここで撮像レンズ５１の一点鎖線で示す光軸線が長さＣの辺（投射面７０）となす角度θｖは、θｖ＝１８０−θｄ−θlens／２（度）で求められ、撮像レンズ５１の光軸が投射レンズ２１の投射光軸２７と平行であると仮定すると、プロジェクタ１０投射光軸２７の投射面７０に対する鉛直方向の傾斜角を求めることができる。撮像レンズ５１の光軸と投射レンズ２１の投射光軸２７とが平行でない場合にも撮像レンズ５１の光軸と投射レンズ２１の投射光軸２７との関係は既知なので、プロジェクタ１０投射光軸２７の投射面７０に対する鉛直方向の傾斜角を求めることができる。図７（ａ）のａ：ｂは図６の第１の交点８３と第２の交点８４の距離と第３の交点８５と第４の交点８５の距離の比率と同じであり、図６の第１の交点８３と第２の交点８４の距離と第３の交点８５と第４の交点８６の距離の比率が撮像画面８０上の位置情報として取得されると、プロジェクタ１０の投射光軸２７の投射面７０に対する鉛直方向の傾斜角を求めることができる。しかし、この演算は上述の通り三角関数を扱う演算であるため、プロジェクタに搭載されているＣＰＵでは非常に重い処理となる。従って高能力のＣＰＵを必要とするので、実施の形態では単純に、上下の２本の水平線である枠線８２の鉛直方向の間隔に対応して投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度と第１の交点８３と第２の交点８４の距離と第３の交点８５と第４の交点８５の距離の比率との相関関係について予め設定されているテーブルを参照して、投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度を算定するここととしているがＣＰＵで演算してもよい。

画像制御部２３は歪みを補正するように傾斜角度に基づいて表示部２２の出力映像を既知の方法で制御する。

プロジェクタ１０は液晶プロジェクタでもＤＬＰ（登録商標）（デジタルライトプロセッシング）方式のプロジェクタであっても本発明は適用でき、液晶プロジェクタの場合の表示部２２は液晶表示部となり、ＤＬＰ方式のプロジェクタの場合の表示部２２はＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）表示部、カラーホイール、光源を備える。

図８は取得した左右の交差線と撮像画像の上下の枠線との交点の位置情報から投射面と軸線との鉛直方向の傾斜角度を算出して表示部の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。

撮像画像解析傾斜角度算定部５４が、第１の交差線７８と上の枠線８２ａとの第１の交点８３と、第２の交差線７９と上の枠線８２ａとの第２の交点８４との位置情報から第１の交点８３と第２の交点８４との第１の距離４１を演算し（ステップＳ１１）、第１の交差線７８と下の枠線８２ｂとの第３の交点８５と、第２の交差線７９と下の枠線８２ｂとの第４の交点８６との位置情報から第３の交点８５と第４の交点８６との第２の距離４２を演算し（ステップＳ１２）、第１の距離４１と第２の距離４２の比を求める（ステップＳ１３）。上下の２本の水平線である枠線８２の鉛直方向の間隔に対応して、第１の距離４１と第２の距離４２の比率と、投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度との相関関係について予め設定されているテーブルを参照し（ステップＳ１４）、投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度を取得する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５で生成した傾斜角度を受けて画像制御部２３はＬＳＩ制御パラメータを生成し（ステップＳ２１）、プロジェクタ用画像処理ＬＳＩを制御することにより（ステップＳ２２）、入力映像２４が修正されて表示部２２で出力映像２５となる。この出力映像２５は投射面７０に投射されると入力映像２４と相似の映像となる。

次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。第１の実施の形態では第１の交差線７８および第２の交差線７９と撮像画像の上下の枠線８５ａ、８５ｂとの交点８３、８４、８５、８６の位置情報に基づいて投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度を取得したが、第２の実施の形態では撮像画像の上下の枠線に変えて所定の間隔で設けられた２本の撮像画像上の水平線と第１の交差線および第２の交差線の交点の位置情報を投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度の取得に使用する。それ以外の構成と動作は第１の実施の形態と同じなので第１の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。撮像方向によっては上下方向に天井や床面との交差線が含まれる場合があるので、それを避けて所定の間隔で設けられた２本の撮像画像上の水平線を使用することが望ましい場合がある。

図９は取得した左右の交差線と撮像画像上に設定した上下の平行線との交点の位置情報から投射面と軸線との鉛直方向の傾斜角度を算出して表示部の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。

撮像画像解析傾斜角度算定部５４が、第１の交差線１７８と上の水平線１８７との第１の交点１８３と、第２の交差線１７９と上の水平線１８７との第２の交点１８４との位置情報から第１の交点１８３と第２の交点１８４との第１の距離１４３を演算し（ステップＳ１１１）、第１の交差線１７８と下の水平線１８８との第３の交点１８５と、第２の交差線１７９と下の水平線１８８との第４の交点１８６との位置情報から第３の交点１８５と第４の交点１８６との第２の距離１４４を演算し（ステップＳ１１２）、第１の距離１４３と第２の距離１４４の比を第１の水平線１８７と第２の水平線１８８との間隔１４５で除した値を求める（ステップＳ１１３）。第１の距離１４３と第２の距離１４４の比を間隔１４５で除した値と間隔１４５をパラメータとし、投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度との相関関係について予め設定されているテーブルを参照し（ステップＳ１１４）、投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０との鉛直方向の傾斜角度を取得する（ステップＳ１１５）。

ここでは、第１の距離１４３と第２の距離１４４の比を間隔１４５で除した値と間隔１４５をパラメータとしているが、第１の距離１４３と第２の距離１４４の比を間隔１４５で除した値に上下枠線の間隔１４６を乗じた値をパラメータとすれば、第１の実施の形態で用いたテーブルを使用できる。

ステップＳ１１５で生成した傾斜角度を受けて画像制御部２３はＬＳＩ制御パラメータを生成し（ステップＳ１２１）、プロジェクタ用画像処理ＬＳＩを制御することにより（ステップＳ１２２）、入力映像２４が修正されて表示部２２で出力映像２５となる。この出力映像２５は投射面７０に投射されると入力映像２４と相似の映像となる。

水平線の間隔は広い方が高い精度で傾斜角度を算定できるので第１の実施の形態の適用が可能であればその方が望ましい。

本発明の第１の実施の形態の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタの模式的ブロック構成図である。 本発明の第１の実施の形態の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタの模式図である。（ａ）は正面図である。（ｂ）は側面図である。（ｃ）は上面図である。 プロジェクタから壁面に水平方向の複数のテストパターンを投射した状態を示す模式図である。（ａ）は側面図である。（ｂ）は背面図である。 テストパターンの変化を示す模式図である。（ａ）は投射されたテストパターンである。（ｂ）は固体撮像素子に入射したテストパターンである。 入射したテストパターンから壁面の交差線を検出する方法を説明するための模式図である。（ａ）は想定される交差線の状態である。（ｂ）は入射したテストパターンから壁面の交差線を検出する原理を説明する模式図である。 撮像範囲内に正面の壁面と左右の壁面とが撮像された場合の個体撮像素子の撮像画像の模式図である。 左右の交差線と撮像画面の上下枠線との交点の位置情報から壁面と撮像レンズの光軸に垂直な面とのなす鉛直方向の傾斜角度を算出する原理を説明するための模式図である。（ａ）はプロジェクタ側から正面の壁面を見た正面図である。（ｂ）は側面図である。 第１の実施の形態の、取得した左右の交差線と撮像画像の上下の枠線との交点の位置情報から投射面と軸線との鉛直方向の傾斜角度を算出して表示部の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。 第２の実施の形態の、取得した左右の交差線と撮像画像上に設定した上下の平行線との交点の位置情報から投射面と軸線との鉛直方向の傾斜角度を算出して表示部の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。

符号の説明

１０ プロジェクタ
２０ 投影装置
２１ 投射レンズ
２２ 表示部
２３ 画像制御部
２４ 入力映像
２５ 出力映像
２７ 投射光軸
３０ 傾斜角度測定装置
４１、１４３ 第１の距離
４２、１４４ 第２の距離
５１ 撮像レンズ
５２ 撮像レンズ中心
５３ 個体撮像素子
５４ 撮像画像解析傾斜角度算定部
６０ 中央処理装置
７０ 投射面
７１ 投射画像の表示エリア
７２ 中心点
７５ 正面の壁面の画像
７５ａ 正面の壁面
７６ 第１の壁面の画像
７６ａ 第１の壁面
７７ 第２の壁面の画像
７７ａ 第２の壁面
７８ 第１の交差線
７９ 第２の交差線
８０ 撮像画面
８２ 枠線
８２ａ 上の枠線
８２ｂ 下の枠線
８２ｃ 上の撮像限界
８２ｄ 下の撮像限界
８３、１８３ 第１の交点
８４、１８４ 第２の交点
８５、１８５ 第３の交点
８６、１８６ 第４の交点
１４５ 上下水平線の間隔
１４６ 上下枠線の間隔
１８７ 上の平行線
１８８ 下の平行線
９０ テストパターン
９１ テストパターン画像
９３、９４、９６、９７ 検出点
９５、９８ 方程式による直線
９９ａ、９９ｂ 直線の交点
Ｓ１１〜Ｓ１５、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ１１１〜Ｓ１１５、Ｓ１２１、Ｓ１２２ ステップ

Claims (5)

1. プロジェクタの投影装置の光軸と投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定する傾斜角度測定装置と、該傾斜角度測定装置が算定した傾斜角度に従って投影装置の表示部の出力映像を制御することにより前記投射面の画像における台形の歪みを補正する画像制御部とを備え、
   前記傾斜角度測定装置は、
   前記プロジェクタによる投射画像を含む所定の撮像範囲の撮像面を有する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子における撮像画像から、前記投射面となる平面と該平面の水平方向両側で交差する平面との２本の交差線を検出し、該交差線と前記撮像範囲内に設定した上下２本の水平線との交点の位置情報に基づいて前記プロジェクタの前記投影装置の光軸と前記投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定する撮像画像解析傾斜角度算定部とを有する、傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタ。
2. 前記固体撮像素子の撮像画像からの前記投射面となる平面と該平面と交差する面との前記交差線の検出が、前記投影装置より水平方向の２本以上の直線のテストパターンを前記投射面方向に広角で投射し、前記撮像面上に現れる該テストパターンの反射光の屈折点の位置情報を取得して、該屈折点を結んだ直線を算出し、該直線を前記投射面となる平面と該平面と交差する面との交差線とする、請求項１に記載の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタ。
3. 前記撮像画像解析傾斜角度算定部は、前記交差線と前記撮像範囲内に設定された上下２本の水平線との交点の位置情報に基づいて、上部の前記水平線上の左右の交点の間の第１の距離と下部の前記水平線上の左右の交点の間の第２の距離とを取得し、前記第１の距離と前記第２の距離との比率を求め、前記上下の２本の水平線の鉛直方向の間隔に対応して前記投影装置の光軸と前記投射面との鉛直方向の傾斜角度と前記比率との相関関係について予め設定されているテーブルを参照して、前記投影装置の光軸と前記投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定する、請求項１または請求項２に記載の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタ。
4. 前記撮像範囲内に設定された上下２本の水平線は前記撮像範囲を規定する枠線であり、前記テーブルは前記枠線の間隔に対応して設定されている、請求項３に記載の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタ。
5. 前記撮像範囲内に設定された上下２本の水平線は第３の間隔で設定されており、前記第１の距離と前記第２の距離との比率を前記第３の間隔と前記枠線の間隔の比率で前記枠線の間隔に対応した比率に換算して、前記枠線の間隔に対応して設定された前記テーブルを参照して前記投影装置の光軸と前記投射面との鉛直方向の傾斜角度を算定する、請求項３に記載の傾斜角度測定装置を備えたプロジェクタ。

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