JP2006121240A - 画像投射方法、プロジェクタ、及びコンピュータプログラム - Google Patents

画像投射方法、プロジェクタ、及びコンピュータプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 投射する画像が被投射体（たとえばスクリーン）上の被投射領域に一致するようにズーム調整を自動的に行なえるようにする。
【解決手段】 カメラ部で撮像した画像上で被投射領域の四隅の位置と投射画像の四隅の位置とを検出し、投射画像の四隅の位置に対する被投射領域の四隅の位置を空間光変調デバイス（パネル）上に設定されたパネル座標系上の位置に変換する。このパネル座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅を内包する状態で最小の第１目標枠ＴＦ１をパネル座標系上で設定し、この第１目標枠ＴＦ１のパネル座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比等も考慮した第２目標枠ＴＦ２をパネル座標系上で設定する。この第２目標枠ＴＦ２のパネル座標系全体に対する大きさの比率がズーム比として求められる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、投射準備の段階で、被投射体（たとえばスクリーン等）上に設定されている被投射領域へ投射された画像の寸法を被投射領域の寸法に合わせて自動的にズーム調整することが可能な画像投射方法、及びそのような画像投射方法により画像を投射するプロジェクタ、更にそのようなプロジェクタの制御回路のための、又は汎用コンピュータで制御するためのコンピュータプログラムに関する。
スクリーン、白壁、及びホワイトボード等の被投射体に画像を投射するプロジェクタでは、プロジェクタの設置場所から適切な投射が行なえるように、先ず、投射準備として投射に関係する複数の設定項目を調整する必要がある。
上述の設定項目としては、焦点調整、色味補正、画像寸法調整（ズーム調整）、及び台形歪み補正（キーストン補正）等がある。このような各項目の設定の内、ズーム調整では、プロジェクタと被投射体、具体的にはたとえばスクリーンとの間の距離が予め判明しているか、またはプロジェクタに備えられている距離センサにより測定し、被投射領域（たとえばスクリーンの全面）のサイズ又は指定された画面サイズと、プロジェクタと被投射体との間の距離との関係に基づいてズーム機能を調節することにより、投射画像を拡大又は縮小する構成が採られていた（特許文献１、２、３及び４参照）。
また、プロジェクタから各調整項目に応じたテストパターン画像を順次投射し、被投射体上に投射されたテストパターン画像の状態を撮像装置で撮像する等によりフィードバックして調整及び補正を行なう構成のプロジェクタも知られている（特許文献５参照）。この特許文献５に記載のプロジェクタでは、例えばズーム調整では、被投射体上に投射された寸法調整用のテストパターン画像が被投射領域に程良く収まるように、ユーザの指示又はプロジェクタの自動的な判断に基づいて投射レンズのズーム機能を調節して投射画像を拡大又は縮小する。なお、プロジェクタは、投射レンズのレンズ中心を通る光軸が投射された画像の中心に対してオフセットされている（一致していない）ことが一般的であり、ズーム調整は、レンズ中心（レンズ中心を通る光軸）を通常、調整の基準にする。
特開平３−２１５８４１号公報 特開平６−２７４３１号公報 特開２０００−８１６０１号公報 特開平５−３２３４５１号公報 特開２０００−２４１８７４号公報
上述した特許文献５に開示されている従来のプロジェクタの投射準備は一般的には、被投射領域（通常は被投射体としてのスクリーンの全面）の四隅の位置及び投射される画像の四隅の位置をプロジェクタ側で認識し、投射される画像の四隅が被投射領域の四隅の位置に一致するように、投射される画像の大きさ及び台形歪みが調整される。このような調整に際して、台形歪み補正（キーストン補正）を行なうためには被投射領域の寸法よりも大きめ（小さめでも原理的には可能であるが、後述する理由で好ましくない）に画像が投射されるようにズーム調整を行ない、その状態において投射される画像を不均等に縮小することにより、具体的には投射される画像を実際に投射されて被投射体上に表示されている画像の台形歪みの状態とは逆に変形することにより、投射される画像の四隅を被投射領域の四隅に一致させて台形歪み補正が行なわれる。
ところで、ズーム調整による画像の拡大・縮小はズームレンズによる光学的な拡大・縮小であるので、個々の画素の被投射体上での投射された状態での大きさが変わる点を除いては画質の劣化は生じないが、台形歪み補正は投射される画像をデジタルデータ処理、いわゆるデジタルズーム処理、しかも部分的に不均等に拡大・縮小することにより行なわれるので画質の劣化を伴なう。従って、この台形歪み補正の際の画像のデジタル的な拡大・縮小比（ズーム比）が大きければ大きいほど、画質の劣化の程度も著しくなるため、台形歪み補正を行なう基準となる画像の大きさはできる限り被投射領域の大きさに近い方が望ましい。
たとえば図１０、図１１はいずれも台形歪み補正の前後の状態を示す模式図である。図１０は台形歪み補正が開始される時点の基準となる画像が比較的小さい（具体的には、被投射領域としてのスクリーンＳの大きさとほぼ同じでやや大きい）場合を、図１１は台形歪み補正が開始される時点の基準となる画像が比較的大きい（具体的には、被投射領域としてのスクリーンＳの大きさに比してかなり大きい）場合をそれぞれ示している。
図１０（ａ）では被投射領域であるスクリーンＳ（以下、スクリーンＳの全体が被投射領域であるとして説明する）に比して台形歪みの補正対象となる投射画像ＰＪがスクリーンＳの外郭の一部に接していてしかもスクリーンＳの大きさよりは大きい。また、図１１（ａ）ではスクリーンＳに比して台形歪みの補正対象となる投射画像ＰＪがスクリーンＳの外郭の外側に完全にはみ出しており、かなり大きい。このような図１０（ａ）、図１１（ａ）にそれぞれ示す状態から図１０（ｂ）、図１１（ｂ）にそれぞれ示すように投射画像ＰＪの四隅がスクリーンＳの四隅に一致するように台形歪み補正が行なわれる際の投射画像ＰＪのデジタル的な縮小比（ズーム比）は、図１０（ｂ）に示す例では比較的小さいが、図１１（ｂ）に示す例では比較的大きくならざるを得ない。
以上のことから、図１０に示す例では台形歪み補正のためのデジタルズーム比が比較的小さいので画質の劣化も比較的少ない。しかし、図１１に示す例では台形歪み補正のためのデジタルズーム比が比較的大きいので画質劣化も比較的著しい。従って、投射画像を台形歪み補正する場合には、その基準となる投射画像の大きさをスクリーンＳ（被投射領域）よりは大きいができる限り小さくなるようにスクリーンＳ（被投射領域）を含む領域へ投射すれば、台形歪み補正のために過剰なデジタル画像処理（縮小処理）を行なわずに済むので、高画質の画像を投射することができるということになる。
なお、台形歪み補正を行なう際の基準となる投射画像が被投射体上に被投射領域よりも小さく投射されている場合、または投射画像の四隅のいずれか一つでもが被投射領域内に位置する場合には、投射される画像を全体的に、又は少なくとも一隅の方向へは拡大する必要が生じる。従って、この場合には画像のデジタル的な拡大が伴なうことになるが、画像のデジタル的な拡大はデジタル的な縮小に比して著しい画質の劣化を伴うことは公知の事実である。このような意味からも、デジタルズーム処理である台形歪み補正は画像を縮小する方向へ、換言すれば台形歪み補正の基準となる投射画像は被投射領域よりも大き目であることが望ましい。
従来、たとえば特許文献５に記載されている技術では、投射画像のズーム調整を自動的に行なった後、投射画像の上下、左右の対向する辺の長さ、傾き等を比較することにより台形歪みを補正している。従って、特許文献５に記載の発明では台形歪みの補正に際して、上述したような光学ズームによる画像の縮小・拡大と、デジタル画像処理による画像の拡大・縮小との関係に付いては考慮は払われていないのが実情である。
本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、台形歪み補正の際の画質の劣化を可能な限り抑止できるように投射画像の被投射領域に対する投射サイズを調整すること、即ちズーム調整することが可能な画像投射方法、及びそのような画像投射方法により画像を投射するプロジェクタの提供を主たる目的とする。また本発明は、このような画像投射方法、及びそのような画像投射方法により画像を投射するプロジェクタにおいて、投射される画像のアスペクト比を維持して被投射領域へ投射することを目的とする。
更に本発明は、上述のようなプロジェクタを実現するためのプロジェクタの制御回路用のコンピュータプログラムの提供を目的とする。
上記課題を解決するために本発明に係る画像投射方法は、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ光学的拡大・縮小が可能な投射レンズに投射させる際に、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射する画像投射方法において、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めることを特徴とする。
また上記課題を解決するために本発明に係るプロジェクタは、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・縮小する光学的ズーム手段とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記矩形状の被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するプロジェクタにおいて、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求める拡大・縮小率演算手段を備えることを特徴とする。
このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは、投射画像の四隅を被投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大・縮小率が被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて求められる。
また本発明に係る画像投射方法は、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ光学的拡大・縮小が可能な投射レンズに投射させる際に、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射する画像投射方法において、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記投射レンズによる拡大・縮小率を求め、求められた拡大・縮小率に従って前記投射レンズにより拡大・縮小して投射される投射画像の四隅と前記矩形の被投射領域の四隅とが一致するように、前記空間光変調手段上での前記矩形状の投射画像の変形量を演算することを特徴とする。
また本発明に係るプロジェクタは、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・縮小する光学的ズーム手段とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記矩形状の被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するプロジェクタにおいて、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求める拡大・縮小率演算手段と、該拡大・縮小率演算手段が求めた拡大・縮小率に従って前記光学的ズーム手段が拡大・縮小して投射する画像の四隅と前記矩形の被投射領域の四隅とが一致するように、前記空間光変調手段上での前記矩形状の投射画像の変形量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは、投射画像の四隅を被投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大・縮小率が、被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて求められ、この拡大・縮小率に従って投射レンズにより拡大・縮小して投射される投射画像の四隅と被投射領域の四隅とが一致するように空間光変調手段上での投射画像の変形量が演算される。
また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明において、変形されていない前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて前記被投射領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域の四隅の位置とを含む画像を撮像手段で撮像し、前記撮像手段が撮像した画像から、前記被投射領域の四隅の位置及び前記投射画像の四隅の位置を前記撮像手段に設定された座標系上で特定し、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換し、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めることを特徴とする。
また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明において、変形されていない前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて前記被投射領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域の四隅の位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像から、前記被投射領域の四隅の位置及び前記投射画像の四隅の位置を前記撮像手段に設定された座標系上で特定する特定手段と、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換する座標系変換手段と、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて、前記投射画像の拡大・縮小率を求める拡大・縮小率計算手段とを備えたことを特徴とする。
このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、変形されていない投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段が生成した変調光が空間光変調手段により生成されて投射レンズを通じて被投射領域へ投射され、この状態を撮像手段が撮像した画像から、被投射領域の四隅の位置及び投射画像の四隅の位置が撮像手段に設定された座標系上で特定される。そして、撮像手段に設定された座標系上で特定された投射画像の四隅の位置と空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投射領域の四隅の位置が空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換され、この変換された被投射領域の四隅の位置に基づいて投射レンズによる拡大・縮小率が求められる。
また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明において、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定し、前記空間光変調手段上に設定された座標系の大きさと前記設定された目標枠の大きさとの比率から前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めることを特徴とする。
また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明において、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する目標枠設定手段を備え、前記拡大・縮小率計算手段は、前記目標枠設定手段が前記空間光変調手段上に設定された座標系の大きさと前記設定された目標枠の大きさとの比率から前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めることを特徴とする。
このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで投射画像を投射するための目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定され、この設定された目標枠の空間光変調手段上に設定されている座標系全体に対する大きさの比率から投射レンズによる拡大・縮小率が求められる。
また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明において、前記目標枠の設定は、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定し、前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、前記投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定することにより行なわれることを特徴とする。
また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明において、前記目標枠設定手段は、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と、該手段が設定した前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、前記投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段とを備えることを特徴とする。
このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠がまず空間光変調手段上に設定された座標系上に設定され、次いで投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上での第１目標枠の位置に基づいて空間光変調手段上に設定された座標系上に設定される。
また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明において、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置の前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換は、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像の四隅の位置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて行なわれることを特徴とする。
また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明において、前記座標系変換手段は、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像の四隅の位置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置の前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換を行なうことを特徴とする。
このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、撮像手段に設定された座標系上で特定された投射画像の四隅の位置と空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像の四隅の位置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投射領域の四隅の位置の空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換が行なわれる。
更に本発明に係るプロジェクタは、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・縮小する光学的ズーム手段と、撮像装置とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するために、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求めるプロジェクタにおいて、前記矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを表わす変調光を前記空間光変調手段に生成させて前記投射レンズから前記矩形状の被投射領域へ向けて投射させる手段と、前記テストパターンが前記矩形状の被投射領域へ向けて投射された状態を前記撮像装置に撮像させる手段と、前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記矩形状の被投射領域の四隅の位置を検出する手段と、前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記投射されたテストパターンの四隅の位置を検出する手段と、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換する手段と、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて前記投射画像の拡大・縮小率を求める手段とを備えたことを特徴とする。
このような本発明に係るプロジェクタでは、矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを表わす変調光が空間光変調手段によって生成されて投射レンズから矩形状の被投射領域へ向けて投射され、この状態を撮像した撮像装置の画像から撮像装置に設定された座標系上で矩形状の被投射領域の四隅の位置及び投射されたテストパターンの四隅の位置が検出される。そして、撮像手段に設定された座標系上で特定された投射画像の四隅の位置と空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投射領域の四隅の位置が空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換され、この変換された被投射領域の四隅の位置に基づいて投射画像の拡大・縮小率が求められる。
また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明において、前記拡大・縮小率を求める手段は、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と、前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段とを含むことを特徴とする。
このような本発明に係るプロジェクタでは上記のプロジェクタの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上にまず設定され、次いでこの第１目標枠の空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定される。
更に本発明に係るコンピュータプログラムは、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・縮小する光学的ズーム手段と、撮像装置とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射させるコンピュータに、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求めさせるコンピュータプログラムであって、前記矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを表わす変調光を前記空間光変調手段に生成させて前記投射レンズから前記矩形状の被投射領域へ向けて投射させる手順と、前記テストパターンが前記矩形状の被投射領域へ向けて投射された状態を前記撮像装置に撮像させる手順と、前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記矩形状の被投射領域の四隅の位置を検出する手順と、前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記投射されたテストパターンの四隅の位置を検出する手順と、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換する手順と、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて前記投射画像の拡大・縮小率を求める手順とを前記コンピュータに実行させることを特徴とする。
このような本発明に係るコンピュータプログラムの制御では、投射画像の四隅を示すテストパターンが被投射領域へ向けて投射され、この状態が撮像装置により撮像され、この画像から撮像装置に設定された座標系上で矩形状の被投射領域の四隅の位置及び投射されたテストパターンの四隅の位置が検出され、撮像手段に設定された座標系上で特定された投射画像の四隅の位置と空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投射領域の四隅の位置が空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換され、この変換された被投射領域の四隅の位置に基づいて投射画像の拡大・縮小率が求められるようにコンピュータが制御する。
また本発明に係るコンピュータプログラムは上記のコンピュータプログラムの発明において、前記拡大・縮小率を求める手順は、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手順と、前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手順とを含むことを特徴とする。
このような本発明に係るコンピュータプログラムでは上記のコンピュータプログラムの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上にまず設定され、この設定された第１目標枠の空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定されることにより、拡大・縮小率が求められる。
以上のような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば、投射画像の四隅を被投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大・縮小率が自動的に求められる。
また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば、投射画像の四隅を被投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大・縮小率が自動的に求められ、この自動的に求められた拡大・縮小率に従って投射画像が自動的に拡大・縮小して投射され、更に投射画像の四隅と被投射領域の四隅とが一致させられることによって台形歪みが補正される。
また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、変形されていない投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段が生成した変調光が投射レンズを通じて被投射領域へ投射され、この状態を撮像手段が撮像した画像から、被投射領域の四隅の位置及び投射画像の四隅の位置が撮像手段に設定された座標系上で特定されることにより、投射レンズによる拡大・縮小率が自動的に求められる。
また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで投射画像を投射するための目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定されて光学的に画像の縮小・拡大が行なわれるので、台形歪み補正の際のデジタル的な画像の縮小・拡大が最小限で済むことになり、画質の劣化が最小限になる。
また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、第１目標枠がまず空間光変調手段上に設定された座標系上に設定され、次いで投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定されるので、種々のアスペクト比の投射画像をアスペクト比を変えずに投射することが可能になる。
また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及びプロジェクタの発明において、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投射領域の四隅の位置の空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換を、撮像手段に設定された座標系上で特定された投射画像の四隅の位置と空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像との関係に基づく二次元の射影変換を用いて行なうので、従来公知の手法が利用できる。
また本発明に係るプロジェクタによれば、撮像装置が撮像した画像から、撮像装置上に設定された座標系上で矩形状の被投射領域の四隅の位置及び投射されたテストパターンの四隅の位置が検出され、この結果に基づいて投射画像の拡大・縮小率が自動的に求めらるので、投射画像の大きさを被投射領域に一致させる調整が自動的に行なわれる。
また本発明に係るプロジェクタによれば上述のプロジェクタの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上で第１目標枠がまず設定され、次いでこの第１目標枠の空間光変調手段上に設定された座標系上でび位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上で設定されるので、種々のアスペクト比の投射画像を種々のアスペクト比の投射画像をアスペクト比を変えずに投射することが可能になる。
また本発明に係るコンピュータプログラムによれば、上述のようなプロジェクタを制御すること、又はプロジェクタを外部から汎用コンピュータで制御することにより上述のような画像投射方法を実現することが可能になる。
以下、本発明をその最良の実施の形態を示す図面を参照して説明する。図１は本発明に係るプロジェクタの一実施の形態の内部構成例を示すブロック図である。なお、以下の説明は本発明に係る画像投射方法を本発明に係るプロジェクタで実施する場合の例であるが、本発明の画像投射方法はプロジェクタとして構成された装置のみならず、プロジェクタとしての機能を併せ持つ装置、又は画像を投射する機能のみを有するプロジェクタにたとえばパーソナルコンピュータを接続して制御するような場合にも適用可能である。
本実施の形態のプロジェクタ１は、投射準備を自動的に行なえるオート調整機能を有している。オート調整機能とは具体的には、投射準備時に投射レンズ２から被投射体であるスクリーンＳへテストパターン画像を投射し、スクリーンＳに投射されたテストパターン画像の状態をカメラ部３で撮像し、その結果として得られる被投射領域の四隅及びテストパターン画像の四隅の相対的位置関係に基づいて、投射される画像の寸法、位置、台形歪み（キーストン）補正等の投射準備を行なう機能である。なお、オート調整機能には他に色補正、焦点調整等もあるが、本発明には直接の関係が無いのでそれらに関する説明は省略する。
なお、以下に説明する実施の形態においては、被投射体であるスクリーンＳの全面を被投射領域として使用する場合について説明する。従ってこの場合、スクリーンＳの四隅が被投射領域の四隅になる。しかし、被投射体がスクリーンではなくたとえば建物の壁面であるような場合には、被投射体としての壁面にユーザが希望する任意の大きさの矩形の領域を被投射領域として設定（たとえば塗料で描く等により）することも可能であり、あるいはホワイトボード上にユーザが希望する任意の大きさの矩形の領域を被投射領域として設定（たとえばマーカペン等で描く等により）することも可能である。被投射領域として重要な点は、後述するように本発明に係るプロジェクタのカメラ部３により撮像された画像中においてその四隅が検出可能なことであり、従って被投射領域は必ずしも矩形の図形として設定される必要は無く、矩形の四隅の位置が上述のようにカメラ部３によって撮像された画像中で検出可能であればよい。
プロジェクタ１は、外部から入力される投射用の画像に対する処理を主に行なう部分として外部接続部４及び画像変換部５を備えている。またプロジェクタ１は、主に投射に関与する処理を行なう部分として、色制御部６、テストパターン画像切替部７、投射デバイス部８、投射レンズ駆動部９、及び投射レンズ２を備えている。更にプロジェクタ１は、、主にオート調整機能に関与する処理を行なう部分としてカメラ部３及び検出部１１を備えている。更にまた、プロジェクタ１は、ユーザによる操作を受け付ける手段として操作部１２と、リモートコントローラ（以下、リモコンと称す）２０のリモコン受光部１３とを備えている。なお、プロジェクタ１の全体的な制御はシステムコントロール部１０が行なう。
外部接続部４は、投射用の画像を出力する外部機器と接続されており、外部機器から出力された矩形状の画像を入力して画像変換部５へ伝送する。画像変換部５はシステムコントロール部１０の制御に基づいてＡ／Ｄ変換等の所要の変換処理を行ない、変換処理を施した画像を投射デバイス部８へ伝送する。
色制御部６は投射する画像の色を調整する処理を行なう。具体的には、色制御部６はシステムコントロール部１０の制御に基づいてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色のバランスを調整することにより、投射される画像の色補正を行なう。また、テストパターン画像切替部７はオート調整機能に必要な種々のテストパターンをシステムコントロール部１０の制御に基づいて生成し、テストパターン画像として投射デバイス部８へ伝送する。
投射デバイス部８は、投射画像、即ち投射されるべき画像の情報（デジタル画像データ）を光変調する空間光変調デバイス８ａを内蔵している。そして投射デバイス部８は、画像変換部５、テストパターン画像切替部７、及び後述するシステムコントロール部１０から伝送される各種画像のデジタル画像データを空間光変調デバイス８ａで光変調した変調光を生成する。このようにして投射デバイス部８の空間光変調デバイス８ａが生成した変調光は投射レンズ２を通じて外部のスクリーンＳへ投射される。この結果、スクリーンＳ上には投射されるべき画像が映し出される。
なお空間光変調デバイス８ａとしては、液晶パネルとＤＭＤ（Digital Micromirror Device) とのいずれかが一般的に用いられる。空間光変調デバイス８ａとして液晶パネルが使用される場合は、投射されるべき画像のデジタルデータのドット単位に対応付けられた各画素が画像の各ドットを表示した状態で光源からの光線を透過させることにより、全体として画像を表示する変調光が投射され、最終的にスクリーンＳ上に画像が映し出される。また空間光変調デバイス８ａとしてＤＭＤが使用される場合は、投射されるべき画像のデジタルデータのドット単位に対応付けられた微小ミラー（Micromirror)の反射角を切り換えつつ光源からの光線を反射させることにより、投射されるべき画像が反射光（変調光）全体で表わされた状態で投射され、最終的にスクリーンＳ上に画像が映し出される。
なお、本実施の形態では空間光変調デバイス８ａとしては液晶パネルを使用する構成を採っており、以下の説明においても、投射されるべき画像を空間光変調デバイス８ａとしての液晶パネルに画像として表示し、その表示された画像に光源からの光線を透過させて投射レンズ２から投射することによりスクリーンＳ上に画像を投射する。但し、上述したように、ＤＭＤを使用する場合もデジタル画像データの画素に対応した微小ミラーの反射角を切り換えることにより反射光（変調光）全体として画像を表わすようになっている。従って、液晶パネル上において個々の画素をデジタル画像データのドットに対応させて指定することが可能であるのと同様に、ＤＭＤにおいても個々の微小ミラーをデジタル画像データのドットに対応させて指定することが可能である。
図２は、上述した投射デバイス部８が有する液晶パネル製の空間光変調デバイス（以下、単にパネルという）８ａの画素構成を示す模式図である。本実施の形態では一例として、パネル８ａは水平方向に１０２４画素、垂直方向に７６８画素、即ちＸＧＡ規格に順じた矩形状の表示範囲を備えており、左上隅の座標値（１，１）の画素を原点として水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸とするパネル座標系が設定されている。従って、水平方向及び垂直方向の各画素に対応したパネル座標系の座標値がシステムコントロール部１０から投射デバイス部８へ送られると、このパネル座標系の座標値に基づいて投射デバイス部８はパネル８ａの表示範囲に表示する画像の位置及び寸法をパネル座標系上で特定する。例えば、システムコントロール部１０から水平方向の座標値として「１２８」、垂直方向の座標値として「１２８」がそれぞれ指定されると、投射デバイス部８はパネル８ａの左上隅の画素を原点として水平方向及び垂直方向にそれぞれ１２８番目である画素の位置にドットを表示する。
なお、空間光変調デバイス８ａとしてＤＭＤを使用する場合にも、上述の液晶パネルを使用する場合と同様のパネル座標系を設定することが可能である。但し、前述したように本実施の形態では空間光変調デバイス８ａとしては液晶パネルを使用した構成を採っているので、以下の説明においても液晶パネルを空間光変調デバイス８ａとして使用する構成について説明する。しかし、パネル座標系に関する考え方は空間光変調デバイス８ａとして液晶パネルを使用する場合も、ＤＭＤを使用する場合も基本的には同様である。
投射レンズ２は図示はしないが、パネル８ａを透過した光線（変調光）を拡大してスクリーンＳに画像として投射するために必要な本来のレンズの他に、ズーム（画像寸法）調整用レンズ及び焦点調整用のレンズ等の複数のレンズで構成されている。投射レンズ駆動部９は、投射レンズ２のズーム調整用レンズ及び焦点調整用レンズの位置を変更させるアクチュエータ、更には公知の構成のレンズシフト機構（あおり機構）のためのアクチュエータを有している。そして投射レンズ駆動部９はシステムコントロール部１０からの制御に従って各アクチュエータを駆動することによりズーム調整及び焦点調整を行なうと共に、レンズシフトをも行なう。
また、図１に示すカメラ部３は、投射準備のオート調整時にスクリーンＳへ投射された各種テストパターン画像を撮像し、撮像した画像を検出部１１へ伝送する。なお、プロジェクタ１から投射されるテストパターン画像としては、前述した色補正用のテストパターン画像、図示しない焦点調整用テストパターン以外に、図３の模式図に示すようなズーム調整及び台形歪み補正（キーストン補正）用に兼用して用いられるテストパターン画像２５が用意されている。このテストパターン画像２５は、投射される画像の外郭に対応して周囲に設けられた太枠のテストパターン（以下、太枠部２５ｂという）を有する。なお、このテストパターン画像２５の太枠部２５ｂは、基本的にはパネル８ａのアスペクト比と同一のアスペクト比を有するが、種々のアスペクト比の投射画像に応じて太枠部２５ｂも種々のアスペクト比のものを用意しておいてもよい。
なお、以下の説明では、色補正用のテストパターン画像及び焦点調整用テストパターン画像を使用する色補正及び焦点調整の処理に関しては本発明には基本的には関係がないので、これらの処理についての説明は行なわない。
検出部１１は、カメラ部３から送られてくる撮像画像を解析する。この画像解析はカメラ座標系上で行なわれる。カメラ座標系とはカメラ部３に設定されている座標系である。より具体的には、カメラ座標系は、カメラ部３の撮像視野に設定されている座標系であり、前述した空間光変調デバイス８ａに設定されているパネル座標系と同様に、カメラ部３の撮像視野の左上隅を原点として水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸とする座標系である。但し、実際にはカメラ座標系はカメラ部３の撮像素子のパネル（ＣＣＤパネル）の左上隅を原点として設定されており、このことはカメラ部３が撮像した画像上にカメラ座標が設定されているとみなすことができる。
従って検出部１１は、カメラ部３が撮像した画像に基づいて従来公知の手法により、カメラ座標系上での被投射領域であるスクリーンＳの四隅の位置の座標値、図３のテストパターン画像２５の太枠部２５ｂのその時点のプロジェクタ１の状況に応じて投射された画像の四隅の位置等の座標値を検出する。またこれらの座標値が検出されれば、その結果に基づいてスクリーンＳ及び投射画像ＰＪ（テストパターン画像２５の太枠部２５ｂ）の台形歪みの状態等もそれぞれ演算により求めることが可能であることはいうまでもない。検出部１１は、以上のような検出結果をシステムコントロール部１０へ伝送する。
プロジェクタ１に設けられた操作部１２は複数のボタン及びスイッチ等を有しており、これらのボタン及びスイッチ等をユーザが操作した場合に、操作されたボタン及びスイッチ等に応じた操作指示を受け付けてシステムコントロール部１０へ伝送する。また、リモコン受光部１３はリモコン２０からの操作信号を受け付けてシステムコントロール部１０へ伝送する。図４はリモコン２０の外観を示す模式図である。リモコン２０は図４に示すように、複数のボタンに加えて上下左右の選択キー２０ａ〜２０ｄ及び決定キー２０ｅを有し、プロジェクタ１から投射されるＯＳＤ（On Screen Display)のメニュー画像に表示される複数の項目の中から所要の項目を選択キー２０ａ〜２０ｄ及び決定キー２０ｅの操作でユーザが選択できるようにしたＧＵＩを採用している。
なお、操作部１２にも、リモコン２０と同様な上下左右の選択キー及び決定キーが設けられている。従って、操作部１２とリモコン２０とで同一の操作が行なわれた場合には、システムコントロール部１０へ同一の指示が与えられる。
上述した各部の制御を行なうシステムコントロール部１０はＲＯＭ１０ａ及びＲＡＭ１０ｂを有している。ＲＯＭ１０ａにはシステムコントロール部１０が行なう制御内容を規定したプログラム１０ｐ（本発明に係るコンピュータプログラム）と、図３に示すテストパターン画像２５を含む種々のテストパターン画像及び各種メニュー画像を表示するためのデータが予め記憶されている。ＲＡＭ１０ｂはシステムコントロール部１０による制御に際して発生する種々のデータ等を一時的に記憶する。
以上のような構成の本実施の形態のプロジェクタ１のシステムコントロール部１０により行なわれるオート調整の際のズーム調整について以下に具体的に説明する。なお、概略の手順は以下の通りである。但し、前述した如く、以下においてはスクリーンＳの全面を被投射領域とする場合について説明する。まず、カメラ部３が撮像した画像３Ｉ上で、換言すればカメラ座標系上での被投射領域としてのスクリーンＳの四隅の位置と投射画像ＰＪの四隅の位置とに基づいてパネル（空間光変調デバイス）８ａに設定されているパネル座標系上でのスクリーンＳの四隅の座標値を求める。ここで、カメラ座標系上での投射画像ＰＪの四隅はパネル８ａの四隅に対応しているので、公知の二次元の射影変換によりカメラ座標系上での投射画像ＰＪの四隅の位置をパネル座標の四隅に変換するパラメータを求めることにより、カメラ座標系上でのスクリーンＳの四隅の位置をパネル座標系上での対応する位置に変換することが可能である。
そして、パネル座標系上でのスクリーンＳの四隅の位置に基づいて、パネル座標系上でスクリーンＳに外接する、換言すればパネル座標系上でスクリーンＳよりは大きい（スクリーンＳを内包する）が可能な限り小さい矩形の目標枠（第１目標枠ＴＦ１）を設定し、この第１目標枠ＴＦ１を含み、投射画像のアスペクト比（基本的にはパネル８ａのアスペクト比）等をも考慮した最終的な目標枠（第２目標枠ＴＦ２）をパネル座標系上で設定する。この第２目標枠ＴＦ２の大きさが、本来はパネル８ａと同一の大きさである投射画像をスクリーンＳよりは大きいが可能な限り小さくズームした大きさになる。従って、この第２目標枠ＴＦ２の大きさのパネル８ａの大きさに対する比率に応じて投射レンズ２による光学的なズーム調整を行なう。この結果、第２目標枠ＴＦ２の四隅がパネル８ａの四隅に一致する大きさになると共に、パネル座標系上でのスクリーンＳも第２目標枠ＴＦ２の拡大率に応じて拡大される。そして最後に、パネル座標系上で拡大されたスクリーンＳの四隅にパネル８ａの四隅が一致するように台形歪み補正を行なう。いうまでもないが、これらの演算そのものは、カメラ部３が撮像した画像を検出部１１が解析した結果から得られる各座標値に基づいてシステムコントロール部１０により実行される。
以下、上述の手順の詳細について、実際の数値例（具体例）を参照して具体的に説明する。図５はプロジェクタ１のカメラ部３で撮像した画像、即ちカメラ座標系上で見たスクリーンＳと投射画像ＰＪ（具体的にはテストパターン２５の太枠部２５ｂ）の状態を示す模式図である。撮像画像３Ｉ上には投射画像ＰＪの外郭であるテストパターン画像２５の太枠部２５ｂがほぼ矩形状に撮像されているが、スクリーンＳは大きく台形歪みを生じた状態に撮像されている。
ここで、前述したように、プロジェクタ１の投射レンズ２のレンズ中心を通る光軸は投射された画像の中心に対してオフセットされている（一致していない）ので、そのパネル座標系上での座標、即ち焦点座標をＦＰとする。この焦点座標のｙ軸方向（垂直方向）の位置のパネル８ａのｙ軸方向長さに対する比率をプロジェクタ１の焦点座標比「pjshiftratio」とし、その具体例の値は「0.8838」である。但し、焦点位置のパネル座標系上でのｘ軸方向（水平方向）の座標値はパネル８ａのｘ軸方向長さの中央である（図２参照）。更に、パネル８ａのサイズ（ＰＪサイズ）、即ちパネル座標系のサイズを水平方向、垂直方向をそれぞれ「pjw 」、「pjh 」とし、それぞれの具体例の値は「1024」、「768 」である（図２参照）。更に、カメラサイズ、即ちカメラ座標系のサイズは水平方向、垂直方向をそれぞれ「caw 」、「cah 」とし、それぞれの具体例の値は「320 」、「240 」である（図５参照）。
そして、投射画像ＰＪ（具体的にはテストパターン画像２５の太枠部２５ｂ）の四隅のカメラ座標系での座標値を以下のように定義し、それぞれの具体例の値を一例として図５に示す状態の値であるとする。
・カメラ座標系上の投射画像ＰＪの四隅の座標値
(sx1, sy1), (sx2, sy2), (sx3, sy3), (sx4, sy4)
＝(85, 57), (236, 57), (265, 193), (79, 190)
ここで二次元の射影変換のためのパラメータ（正変換パラメータ、即ちパネル座標系からカメラ座標系への変換パラメータ及び逆変換パラメータ、即ちカメラ座標系からパネル座標系への変換パラメータ）を計算する。この計算のために必要な要素は、カメラ座標系の正規化サイズ（caw, cah) と、投射画像ＰＪのカメラ座標系での正規化オフセットである。但し、投射画像ＰＪのカメラ座標系での正規化オフセットはそれぞれのカメラ座標系での座標値(sx1, sy1), (sx2, sy2), (sx3, sy3), (sx4, sy4)である。なお、カメラ座標系の正規化サイズ（caw, cah) の具体例の値はそれぞれ上述したように「320 」、「240 」であり、投射画像ＰＪのカメラ座標系での正規化オフセットの具体例の値も上述したように(85, 57), (236, 57), (265, 193), (79, 190)である。
上記の関係から、パネル座標系からカメラ座標系への変換のための正変換パラメータ（fa0, fb0, fc0, fa1, fb1, fa2, fb2)が求まるが、それぞれの具体例の値は「−0.007 」、「−0.014 」、「0.3293」、「0.1793」、「−0.006 」、「０」、「0.1747」となる。また、同様にカメラ座標からパネル座標への変換のための逆変換パラメータ（ra0, rb0, rc0, ra1, rb1, ra2, rb2)が求まるが、それぞれの具体例の値は「−0.001 」、「−0.003 」、「−0.031 」、「−0.058 」、「−0.002 」、「０」、「−0.059 」となる。なお、これらのパラメータは公知の二次元の射影変換により求めることが可能である。
次に、パネル座標の正規枠、即ち1024×768 画素のパネル８ａの矩形のサイズをカメラ座標系に変換する。ここで、パネル座標系でのパネル８ａの四隅P1, P2, P3, P4（図２参照）の座標値をそれぞれ（pj1px1, pj1py1), (pj1px2, pj1py2), (pj1px3, pj1py3), (pj1px4, pj1py4) とすると（図６参照）、それぞれの具体例の値は(0, 0), (1024, 0), (1024, 768), (0, 768)となる。但し、pjw ＝1024, pjh ＝768 である。
次に、プロジェクタ１の焦点位置のパネル座標系での座標ＦＰ（図２、図６参照）をカメラ座標系上の座標ＦＣに変換する。ここで、パネル座標系での焦点位置の座標値をＦＰ＝ (pjfox, pjfoy) とすると、ｘ座標値はパネルサイズ「pjw 」の中央であるので「pjw/2 」であり、ｙ座標値は前述した焦点座標比「pjshiftratio (＝0.8838) 」を乗じた値「pjh * pjshiftratio」である（図６参照）。なおそれぞれの具体例の値は「512 」及び「679 （計算の便宜上、実際は678.76であるが679 とする）」である。このパネル座標系での焦点位置の座標値 (pjfox, pjfoy) ＝（512, 679) を先に求めた正変換パラメータを使用してカメラ座標系での焦点位置ＦＣの座標値（intpjfox, intpjfoy) に変換した値をそれぞれ「round(pjfox)」、「round(pjfoy)」とする。なおそれぞれの具体例の値は「171.2 」、「175.3 」である（図５参照）。
次にカメラ座標系でのスクリーンＳの四隅の座標値(sc1px1, sc1py1), (sc1px2, sc1py2), (sc1px3, sc1py3), (sc1px4, sc1py4)＝（116, 68), (200, 84), (220, 180), (113, 68)を前述した逆変換パラメータを使用してパネル座標系の座標値（pjsx1, pjsy1),（pjsx2, pjsy2),（pjsx3, pjsy3),（pjsx4, pjsy4) に変換する。この場合のそれぞれの具体例の値は（183.7, 65.9), (667.5, 159.2), (780.4, 701.1), (188.6, 709.8)である（図６参照）。
以上により、図６に示すように、パネル座標系でのスクリーンＳの四隅の座標値(pjsx1, pjsy1), (pjsx2, pjsy2), (pjsx3, pjsy3), (pjsx4, pjsy4)が求まったので、換言すればパネル８ａと同じ大きさの投射画像に対するスクリーンＳの相対的な大きさ及び四隅の相対的な位置関係が求まったので、パネル座標系上でスクリーンＳよりは大きい（スクリーンＳを内包する）が可能な限り小さい第１目標枠ＴＦ１を設定する（図７参照）。そして更に、この第１目標枠ＴＦ１を含み、投射される画像のアスペクト比等を考慮した可能な限り小さい第２目標枠ＴＦ２をパネル座標系上で設定する（図８参照）。このようにして第２目標枠ＴＦ２がパネル座標系上で設定されると、この第２目標枠ＴＦ２の大きさのパネル８ａに対する大きさがズーム比として求まる。
なお、第１目標枠ＴＦ１及び第２目標枠ＴＦ２はいずれもパネル座標系上でパネル座標のｘ軸及びｙ軸に平行な辺で構成される矩形である。その理由は、パネル８ａの外郭が投射画像の本来の外郭に一致しているので、投射画像をズーミングするということは、パネル座標系上ではパネル８ａと同一のアスペクト比の矩形を拡大・縮小することになるからである。
ここで、パネル座標系でのパネル８ａの上辺（ｙ＝０）からの焦点位置ＦＰの割合（shiftratio＝fdy1/(fdy1＋fdy3) ＝0.8841) は所定値であるとする。但し、「fdy1」はパネル座標系でのパネル８ａの上辺（ｙ＝０）からの焦点位置ＦＰまでのｙ軸方向（垂直方向）の距離、「fdy3」はパネル座標系での焦点位置ＦＰからパネル８ａの下辺（ｙ＝767)までのｙ軸方向（垂直方向）の距離であり、具体的には後述する（図６参照）。
そして、パネル座標系上でのスクリーンＳの四隅の座標値の内の最小のｘ座標値、最大のｘ座標値、最小のｙ座標値、最大のｙ座標値がそれぞれ求められる。具体例では最小のｘ座標値は「pjsx1 」、最大のｘ座標値は「pjsx3 」、最小のｙ座標値は「pjsy1 」、最大のｙ座標値は「pjsy4 」である。従って、第１目標枠ＴＦ１の四隅のパネル座標系上での座標値をそれぞれ(slargex1, slargey1), (slargex2, slargey2), (slargex3, slargey3), (slargex4, slargey4)とすると、「slargex1」（及び「slargex4」）としてスクリーンＳの四隅のｘ座標値の内の最小のｘ座標値が、「slargex2」（及び「slargex3」）としてスクリーンＳの四隅のｘ座標値の内の最大のｘ座標値がそれぞれ選択され、また「slargey1」（及び「slargey2」）としてスクリーンＳの四隅のｙ座標値の内の最小のｙ座標値が、「slargey3」（及び「slargey4」）としてスクリーンＳの四隅のｙ座標値の内の最大のｙ座標値がそれぞれ選択される。計算式及び具体例の値は以下のようになる（図７参照）。
slargex1（slargex4）＝ if (pjsx4＜ pjsx1, pjsx4, pjsx1) ＝ 183.72
slargey1（slargey2）＝ if (pjsy1＜ pjsy2, pjsy1, pjsy2) ＝ 65.863
slargex3（slargex2）＝ if (pjsx3＜ pjsx2, pjsx2, pjsx3) ＝ 780.44
slargey3（slargey4）＝ if (pjsy3＜ pjsy4, pjsy3, pjsy4) ＝ 709.78
これらの座標値で定められる矩形をパネル座標系上に設定すると、パネル座標系上でスクリーンＳに外接する矩形となる。これが第１目標枠ＴＦ１である。
次に、第２目標枠ＴＦ２が設定される。まず第２目標枠ＴＦ２の水平枠、即ち左右方向枠の両端のｘ座標値が求められる。パネル座標系上での第１目標枠ＴＦ１の左辺（原点に近い側の辺）のｘ座標値（slargex1) と焦点位置との間のｘ方向距離「fdx1」と、右辺（原点から遠い側の辺）のｘ座標値（slargex3) と焦点位置（ｘ座標値はpjforx) との間のｘ方向距離「fdx3」とがそれぞれ計算され、いずれか大である方が「maxfdx」として求めらる。そして、その２倍の値が第１目標枠ＴＦ１を焦点位置を中心として左右対象とした水平方向幅「snw 」として求められ、これが第２目標枠ＴＦ２の仮の水平方向幅となる。計算式及び具体例の値は以下のようになる（図７参照）。
fdx1 ＝ pjforx − slargex1 ＝ 328.28
fdx3 ＝ slargex3 − pjforx ＝ 268.44
maxfdx ＝ if (fdx1 ＞fdx3, fdx1, fdx3)
但し、ここでは「fdx1」の方が大であるので、maxfdx＝ 328.28 になる。従って、第１目標枠ＴＦ１の焦点位置を中心とした水平方向幅「snw 」は
snw ＝ maxfdx ＊ 2 ＝ 656.56
となる。
次に第２目標枠ＴＦ２の垂直枠、即ち上下方向枠の両端のｙ座標値を求める。なお、ここで投影画面情報、具体的にはパネル８ａの四隅の座標値の最大、最小値をそれぞれ「avex1 」、「avey1 」、「avex3 」、「avey3 」とするが、これらの具体例の値はそれぞれパネル８ａの解像度として既知である。具体例の値としては、「avex1 」＝「avey1 」＝「０」であり、「avex3 」＝「1024」であり、「avey3」＝「768 」である。
ここで、パネル座標系でのパネル８ａの上辺（ｙ＝０）からの焦点位置ＦＰ（ｙ座標値はpjfory＝ 679) までのｙ軸方向（垂直方向）の距離「fdy1」と、焦点位置ＦＰからパネル８ａの下辺（ｙ＝767)までのｙ軸方向（垂直方向）の距離「fdy3」との具体例の値はそれぞれ以下のようになる（図７参照）。
fdy1 ＝ pjfory − avey1＝ 679.0
fdy3 ＝ avey3−pjfory ＝ 89
なお、前述のパネル座標系でのパネル８ａの上辺（ｙ＝０）からの焦点位置ＦＰの割合「shiftratio」は以下のようになる。
shiftratio ＝ fdy1/(fdy1 + fdy3)
＝ 679.0/(679.0 + 89)
＝ 0.8841
次に、パネル座標系上での焦点位置からの拡大率（パネル８ａの上下辺までの距離に対する第２目標枠ＴＦ２の上下辺の位置の比率）を、焦点位置よりも上側（原点側）を「fratioy1」として、下側を「fratioy3」としてそれぞれ求め、更に両者の内の大きい方を最大拡大率「maxfratioy」として求める。
fratioy1 ＝ if (fdy1 ＜ 0,
−(avey1 - slargey1)/fdy1, (avey1 - slargey1)/fdy1）
fratioy3 ＝ if (fdy3 ＞ 0,
−(avey3 - slargey3)/fdy3, (avey3 - slargey3)/fdy3）
maxfratioy ＝ if (fratioy1 ＞fratioy3, fratioy1, fratioy3)
なお、「fratioy1」及び「fratioy3」それぞれの具体例の値は「−0.097 」、「−0.654 」となり、最大拡大率「maxfratioy」は「−0.097 」となる。
以上のようにして最大拡大率「maxfratioy」が求まると、パネル座標系上での焦点位置ＦＰから上側への第２目標枠ＴＦ２の目標高さ「h1」及び焦点位置ＦＰから下側への第２目標枠ＴＦ２の目標高さ「h2」が以下のようにして求められ、更にこの結果とパネル座標系上での焦点位置ＦＰのｙ座標値との関係から第２目標枠ＴＦ２の上下の水平枠のｙ座標値「fity1 」、「fity3 」及び第２目標枠ＴＦ２の全体としての目標高さ「snh 」が求められる。それぞれを求める計算式とそれぞれの具体例の値は以下のようになる（図８参照）。
h1 ＝ fdy1 * (1 + maxfratioy)＝ 613.14
h2 ＝ fdy3 * (1 + maxfratioy)＝ 80.367
fity1＝ pjfory - h1＝ 65.863
fity3＝ pjfory + h2＝ 759.37
snh＝ h1 ＋ h2 ＝ 693.5
ここで、「 h1 ＋ h2 」として求まる「snh 」の具体例の値は「fity1 」と「fity3 」との差（の絶対値）の具体例の値に等しいことから、以上の計算が正しいことが確認される。
以上のようにして第２目標枠ＴＦ２の仮の水平方向幅「snw 」と目標高さ「snh 」とが求まったので、パネル８ａのアスペクト比を水平方向幅「snw 」と目標高さ「snh 」との内の大きい方に合わせて最終的に第２目標枠ＴＦ２を設定する。なお、ここではパネル８ａのアスペクト比は1024／768 、即ち1.3333…であり、一般的な４：３に設定されている。但し、このパネル８ａのアスペクト比は本実施の形態の具体例としての数値であって、実際に使用されるパネル８ａのアスペクト比を適宜使用して以下の計算を行なうことが可能である。また更に、本実施の形態のアスペクト比が４：３のパネル８ａに、パネル８ａのアスペクト比とは異なる実際に投射される画像のアスペクト比を仮想的に設定して以下の計算を行なうことも勿論可能である。
パネル８ａのアスペクト比を「aspratio（＝ pjw/pjh) 」とすると、具体例の値は「1.333 …」となる。ここで、仮に設定されている第２目標枠ＴＦ２の実際のアスペクト比を「maxratioy 」として下記式で求める。
maxratioy ＝ (snh * (pjw/pjh))/snw
この結果、「maxratioy 」の具体例の値は「1.4084」になるので、パネル８ａの実際のアスペクト比「aspratio」を仮に設定されている第２目標枠ＴＦ２の水平方向幅「snw 」と垂直方向高さ「snh 」との内の大きい方に合わせた値をそれぞれ「fitw」、「fith」として求める。
fitw ＝ if (maxratioy < 1, snw, snh * aspratio ）
fith ＝ if (maxratioy > 1, snh, snw * aspratio ）
次に、垂直方向の高さをパネル座標系上での焦点位置ＦＰよりも上側の高さ「fith1 」と下側の高さ「fith2 」とに分けて求める。
fith1 ＝ siftratio * fith
fith2 ＝ fith - fith1
以上の結果から、第２目標枠ＴＦ２の実際の座標値が求まる。具体的には、第２目標枠ＴＦ２の四隅の内のパネル座標系の原点から最も近い隅と最も遠い隅との二隅の座標値（epx1, epy1), (epx3, epy3) がパネル座標系上の焦点位置の座標値（pjforx, pjfory) を基準として求められ、これに基づいて第２目標枠ＴＦ２が設定される。
epx1 ＝ pjforx - (fitw/2)
epy1 ＝ pjfory - fith1
epx3 ＝ pjforx + (fitw/2)
epy3 ＝ pjfory - fith2
なお、それぞれの具体例の値は「epx1＝49.664」、「epy1＝65.863」、「epx3＝974.34」、「epy3＝759.37」となる。従って、第２目標枠ＴＦ２の四隅の最終的な座標値の具体例の値は以下のようになる（図８参照）。
(epx1, epy1) ＝（49.664, 65.863)
(epx2, epy2) ＝（974.34, 65.863)
(epx3, epy3) ＝（974.34, 759.37)
(epx4, epy4) ＝（49.664, 759.37)
最後に、拡大率、即ちズーム比を求める。具体的には、パネル８ａの水平方向幅「avew＝ 1024 」と第２目標枠ＴＦ２の水平方向幅「fitw」との差「diffzx」のパネル８ａの水平方向幅「avew」に対する比率から拡大率「zratio」を求める。
diffzx ＝ fitw - avew
zratio ＝ diffzx/avew
それぞれの具体例の値は「−99.33 」、「−0097」となり、本実施の形態では「−0.097 」倍だけ拡大、換言すれば「0.097 」倍だけ縮小（元のサイズの0.903 倍のサイズになる）すればよいことになる。即ち、この「−0.097 」が投射画像を元のサイズから実際に変化させる必要があるズーム比ということになる。なお、このようにして変化させる必要があるズーム比が求まると、システムコントロール部１０から投射レンズ駆動部９へ指示が与えられ、投射レンズ２に組み込まれているズーム調整用レンズが駆動される。
以上のようなズーム調整の結果、第２目標枠ＴＦ２の大きさがパネル８ａの大きさと一致するので、この後はパネル座標系上でパネル８ａの四隅をスクリーンＳの四隅に一致させるように台形歪み補正を行なえばよい。このような台形歪み補正自体は従来公知の技術を利用することが可能である。
以上のような処理はシステムコントロール部１０がＲＯＭ１０ａに記憶されているプログラム１０ｐ（本発明に係るコンピュータプログラム）に従って実行するが、その手順について図９のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の説明も、スクリーンＳの全面が被投射領域として利用される場合の処理手順である。
まず、ユーザはプロジェクタ１をスクリーンＳの前方に設置し、操作部１２又はリモコン２０を操作して投射準備のオート調整を行なう指示をプロジェクタに与える。システムコントロール部１０は、投射準備のオート調整を行なう指示及びその他の指示を受け付けたか否かを監視している（ステップＳ１１）。投射準備のオート調整を行なう指示以外の指示を受け付けた場合 (ステップＳ１１でＮＯ）、システムコントロール部１０は受け付けた指示に対応する処理を実行し（ステップＳ１２）、次の指示を受け付けたか否かを監視する。投射準備のオート調整を行なう指示を受け付けた場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、システムコントロール部１０は色補正及び焦点調整の項目に対するオート調整は勿論のこと、上述したズーム調整を開始する（ステップＳ１３）。なお、以下の説明では色補正及び焦点調整に関する説明は省略する。
オート調整の開始に際してシステムコントロール部１０は、カメラ部３が撮像した画像から、まずスクリーンＳの四隅のカメラ座標系での位置（座標値）を検出し (ステップＳ１４）、次に投射画像枠検出用のテストパターンである太枠部２５ｂの四隅のカメラ座標系での位置（座標値）を検出し (ステップＳ１５）、両者の位置関係に基づいて、パネル座標系でのスクリーンＳの四隅の位置（座標値）を求める（ステップＳ１６）。
次に、システムコントロール部１０は、パネル座標系上で、スクリーンＳよりは大きい（スクリーンＳを内包する）が可能な限り小さい、より具体的にはスクリーンＳに外接する矩形の第１目標枠ＴＦ１を設定する（ステップＳ１７）。第１目標枠ＴＦ１が設定されると、システムコントロール部１０は次にパネル座標系上で、設定された第１目標枠ＴＦ１を含み、投射画像のアスペクト比に応じた最小の第２目標枠ＴＦ２を設定する（ステップＳ１８）。このようにして第２目標枠ＴＦ２が設定されると、システムコントロール部１０は次に設定された第２目標枠ＴＦ２のパネル８ａに対する大きさの比率からズーム比を求める（ステップＳ１９）。
以上のようにしてズーム比が求まると、システムコントロール部１０は、投射レンズ駆動部９を制御して投射レンズ２のズーム調整用レンズを移動させてズーム調整を行なう（ステップＳ２０）。そして、ズーム調整が行なわれると、システムコントロール部１０はパネル座標系上でパネル８ａの四隅、換言すれば投射画像の四隅がパネル座標系上のスクリーンＳの四隅に一致するように台形歪み補正を行なう（ステップＳ２１）。
以上のようにシステムコントロール部１０がＲＯＭ１０ａに記憶されているプログラム１０ｐを実行することにより、投射画像（具体的にはテストパターン画像２５の太枠部２５ｂ）がその後の台形歪みの補正のために最適なズーム比で自動的にスクリーンＳへ投射される。
なお上述の実施の形態では、カメラ部３が撮像した画像に基づいて第１目標枠ＴＦ１及び第２目標枠ＴＦ２を設定しているが、被投射領域に関してはたとえばスクリーンＳの全面を被投射領域とする場合にはスクリーンＳの四隅にフォトダイオード等の光検出センサを設置してスクリーンＳの四隅の位置を検出するように構成することにより、本発明を適用することが可能になる。また、被投射体がスクリーンＳではない場合（壁面、ホワイトボード等）である場合にも、上述同様に、被投射領域の四隅にフォトダイオード等の光検出センサを設置することにより、本発明を適用することが可能になる。
なお上述の実施の形態では、被投射体であるスクリーンＳの全面を被投射領域として利用する場合について説明したが、被投射領域は任意に、たとえばスクリーン上にスクリーンの外郭よりも小さい寸法で、あるいは壁面、ホワイトボード等の上に任意の矩形として設定することが可能である。
本発明に係るプロジェクタの一実施の形態の内部構成例を示すブロック図である。 本発明に係るプロジェクタの投射デバイス部が有する空間光変調デバイス（パネル）の画素構成を示す模式図である。 本発明に係るプロジェクタにおいてズーム調整及び台形歪み補正（キーストン補正）用に兼用して用いられるテストパターン画像の模式図である。 本発明に係るプロジェクタのリモートコントローラの外観を示す模式図である。 スクリーンと投射された画像とをカメラ座標系上で見た状態を示す模式図である。 カメラ座標系上のスクリーンの四隅の座標値を公知の二次元の射影変換を用いてパネル座標系へ変換した状態を示す模式図である。 パネル座標系上でスクリーンの四隅の座標値に基づいて第１目標枠を設定した状態を示す模式図である。 パネル座標系上で設定された第１目標枠に基づいて第２目標枠を設定した状態を示す模式図である。 本発明のプロジェクタによるオート調整のための本発明に係るコンピュータプログラムをシステムコントロール部が実行する処理手順を示すフローチャートである。 従来技術の問題点を説明するための模式図である。 従来技術の問題点を説明するための模式図である。
符号の説明
１ プロジェクタ
２ 投射レンズ
３ カメラ部
８ 投射デバイス部
８ａ 空間光変調デバイス（パネル）
１０ システムコントロール部
１０ｐ プログラム
１１ 検出部
１２ 操作部
２５ テストパターン画像
２５ｂ （テストパターン画像の）太枠部
Ｓ スクリーン
ＴＦ１ 第１目標枠
ＴＦ２ 第２目標枠

Claims (16)

  1. 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ光学的拡大・縮小が可能な投射レンズに投射させる際に、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射する画像投射方法において、
    前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めることを特徴とする画像投射方法。
  2. 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ光学的拡大・縮小が可能な投射レンズに投射させる際に、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射する画像投射方法において、
    前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記投射レンズによる拡大・縮小率を求め、
    求められた拡大・縮小率に従って前記投射レンズにより拡大・縮小して投射される投射画像の四隅と前記矩形の被投射領域の四隅とが一致するように、前記空間光変調手段上での前記矩形状の投射画像の変形量を演算すること
    を特徴とする画像投射方法。
  3. 変形されていない前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて前記被投射領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域の四隅の位置とを含む画像を撮像手段で撮像し、
    前記撮像手段が撮像した画像から、前記被投射領域の四隅の位置及び前記投射画像の四隅の位置を前記撮像手段に設定された座標系上で特定し、
    前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換し、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めること
    を特徴とする請求項１又は２に記載の画像投射方法。
  4. 前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定し、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系の大きさと前記設定された目標枠の大きさとの比率から前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めること
    を特徴とする請求項３に記載の画像投射方法。
  5. 前記目標枠の設定は、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定し、
    前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、前記投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定すること
    により行なわれることを特徴とする請求項４に記載の画像投射方法。
  6. 前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置の前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換は、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像の四隅の位置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて行なわれることを特徴とする請求項４に記載の画像投射方法。
  7. 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・縮小する光学的ズーム手段とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記矩形状の被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するプロジェクタにおいて、
    前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求める拡大・縮小率演算手段を備えることを特徴とするプロジェクタ。
  8. 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・ 縮小する光学的ズーム手段とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記矩形状の被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するプロジェクタにおいて、
    前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求める拡大・縮小率演算手段と、
    該拡大・縮小率演算手段が求めた拡大・縮小率に従って前記光学的ズーム手段が拡大・縮小して投射する画像の四隅と前記矩形の被投射領域の四隅とが一致するように、前記空間光変調手段上での前記矩形状の投射画像の変形量を演算する演算手段と
    を備えることを特徴とするプロジェクタ。
  9. 変形されていない前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて前記被投射領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域の四隅の位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、
    該撮像手段が撮像した画像から、前記被投射領域の四隅の位置及び前記投射画像の四隅の位置を前記撮像手段に設定された座標系上で特定する特定手段と、
    前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換する座標系変換手段と、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて、前記投射画像の拡大・縮小率を求める拡大・縮小率計算手段と
    を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載のプロジェクタ。
  10. 前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する目標枠設定手段を備え、
    前記拡大・縮小率計算手段は、前記目標枠設定手段が前記空間光変調手段上に設定された座標系の大きさと前記設定された目標枠の大きさとの比率から前記投射レンズによる拡大・縮小率を求めること
    を特徴とする請求項９に記載のプロジェクタ。
  11. 前記目標枠設定手段は、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と、
    該手段が設定した前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、前記投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクタ。
  12. 前記座標系変換手段は、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像の四隅の位置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置の前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換を行なうことを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクタ。
  13. 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・縮小する光学的ズーム手段と、撮像装置とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するために、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求めるプロジェクタにおいて、
    前記矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを表わす変調光を前記空間光変調手段に生成させて前記投射レンズから前記矩形状の被投射領域へ向けて投射させる手段と、
    前記テストパターンが前記矩形状の被投射領域へ向けて投射された状態を前記撮像装置に撮像させる手段と、
    前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記矩形状の被投射領域の四隅の位置を検出する手段と、
    前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記投射されたテストパターンの四隅の位置を検出する手段と、
    前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換する手段と、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて前記投射画像の拡大・縮小率を求める手段と
    を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
  14. 前記拡大・縮小率を求める手段は、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と、
    前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載のプロジェクタ。
  15. 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大・縮小する光学的ズーム手段と、撮像装置とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射させるコンピュータに、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大・縮小率を求めさせるコンピュータプログラムであって、
    前記矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを表わす変調光を前記空間光変調手段に生成させて前記投射レンズから前記矩形状の被投射領域へ向けて投射させる手順と、
    前記テストパターンが前記矩形状の被投射領域へ向けて投射された状態を前記撮像装置に撮像させる手順と、
    前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記矩形状の被投射領域の四隅の位置を検出する手順と、
    前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記投射されたテストパターンの四隅の位置を検出する手順と、
    前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換する手順と、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置に基づいて前記投射画像の拡大・縮小率を求める手順と
    を前記コンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
  16. 前記拡大・縮小率を求める手順は、
    前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第１目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手順と、
    前記第１目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第２目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手順と
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
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