JP2007006115A - 歪み補正手段を備えたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】水平方向のあおり角が大きな場合においても操作者が一人で容易に歪み補正を行う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１０の鉛直方向に対する傾斜角度を検出する鉛直方向加速度センサ４１と、プロジェクタ１０に設けられ水平方向の移動量を検出する、離れた距離に配置された２個の水平方向加速度センサ４２、４３とを有し、画像制御部３０は、鉛直方向加速度センサ４１が検出した傾斜角度から鉛直方向の補正角を算定し、２個の水平方向加速度センサ４２、４３の間隔とそれぞれの移動量とからプロジェクタ１０を回転させたときの回転角を算定して水平方向の補正角とする補正角算定部３１と、算定された鉛直方向並びに水平方向の補正角に基づいて投射装置２０による出力映像の歪みを補正する歪み補正部３３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はプロジェクタに関し、特に斜め投射時の投射画像歪み補正機能を持つ歪み補正手段を備えたプロジェクタに関する。

従来、液晶ライトバルブやデジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、ＤＭＤと略称する）などの画像形成素子を用いて画像信号に対応した変調光束を形成して、その変調光束をスクリーン上に拡大投写する構成のプロジェクタが、プレゼンテーションなどの目的で多用されている。

一般にプロジェクタの使用に当っては、視聴者の視野を妨げないようにプロジェクタを投射面の中心より下方に水平に設置し、投射面に対して垂直に投射したときに投射画像が投射レンズの中心線の延長線（投射光軸）よりも上部に来るように設計されており、このときの投射画像は表示デバイスの表示面と相似の長方形となっている。以下、プロジェクタの設置面と投射レンズの中心と投射画像の中心を結ぶ線がなす角度を「打ち上げ角」という。これは表示デバイスの中心線に対し投射レンズの取付け位置を垂直方向にずらすことによって実現されている。また、この打ち上げ角の状態からプロジェクタを垂直あるいは水平方向に回転させた場合を「あおり投射」という。

図１０は打ち上げ角による投射、および垂直方向、水平方向のあおり投射を行った場合の投射画像の模式図である。符号９１は打ち上げ角のみの場合の投射画像であり、長方形となっている。この状態からプロジェクタを鉛直方向で上方に傾けてあおり投射を行った場合は、図１０の符号９２に示すように投射画像に逆台形歪みが発生するものの画像は左右が均等に歪んでいるためにその補正は容易に行うことができる。しかし、プロジェクタを垂直方向に加えて水平方向に回転させ、投射面に対して水平面上でも垂直以外の角度となるようにあおり投射した場合は、打ち上げ角があるために、投射画像は単純な台形歪みとならずに符号９３に示すように歪んだ四角形となってしまう。

この歪みを補正するためにはプロジェクタの構成要素に関する高度な技術を要するため、調整を容易とするさまざまな技術が提案されている。例えば特許文献１には鉛直方向の角度測定手段と、斜め投射時の画像歪み補正用の調整リングを有するプロジェクタについての技術が開示されている。また、特許文献２には投射用スクリーンに対して斜めに投射する際にスクリーンの枠を基準にして補正すべき画像の四隅を指示することにより容易に歪み補正を行う技術が開示されている。
特許第３５１９３９３号公報 特開２００２−０４４５７１号公報

特許文献１で開示された技術では、プロジェクタの垂直方向の傾きは加速度センサにより取得して自動的に垂直台形歪みの補正を行うことができるが、水平方向のあおり角については操作者が目視により調整リングを操作して斜め投射時の歪みを補正する必要がある。水平方向のあおり角が少ない場合は定められた手順で調整することが可能であるが、あおり角が例えば３０度程度になると調整リングの操作では正しい補正を行うことが困難になる。その理由は、操作者はプロジェクタの近傍で目視により調整操作を行うため、水平方向のあおり角が大きくなるとプロジェクタ近傍から投射画像を見たときに正しい長方形の画像を認識することが困難になるからである。このため、操作者は調整の都度投射面の正面に周って補正が適切かどうかを確認するか、または投射面の正面に立っている別の人物に調整の可否を報告してもらいながら調整する必要があるという問題があった。

また特許文献２で開示された技術では、スクリーン等が設置されている場合はその枠を基準にして補正すべき画像の四隅を指示することにより、特許文献１における斜めから見て長方形が認識できないといった問題は解決できるが、部屋の壁等に投射する場合には基準とすべきスクリーンの枠がないため、やはり一人では調整が困難になるという問題があった。

本発明の目的は、水平方向のあおり角が大きな場合においても操作者が一人で容易に歪み補正を行う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。

本発明の歪み補正手段を備えたプロジェクタは、
投射面に映像を投射する投射装置、およびその投射装置における映像を補正する画像制御部を有するプロジェクタにおいて、プロジェクタの鉛直方向に対する傾斜角度を検出する角度測定手段と、互いに離れた距離に配置された少なくとも２個の水平方向の移動量を測定する手段とを有し、画像制御部は、水平方向の移動量を測定する手段の２個の間隔とそれぞれの移動量とからプロジェクタを回転させたときの回転角を算定する計算手段と、角度測定手段により検出された傾斜角度を鉛直方向に対する補正角とし、回転角を算定する計算手段により算出された回転角を水平方向の補正角として、投射装置による出力映像の歪みを補正する歪み補正手段とを備えたことを特徴とする。

鉛直方向の角度測定手段は、重力の方向に対する傾斜角度を測定して数値データとして出力する加速度検出素子を用いた鉛直方向加速度センサであってもよい。

水平方向の移動量を測定する手段は水平方向加速度センサであり、２個の水平方向加速度センサは、投射装置の投射光軸を含む鉛直面と平行な面内に投射光軸とほぼ平行な位置に配置され、それぞれが水平方向加速度センサの加速度検出素子により、少なくとも投射光軸と直交する方向の移動距離を数値データとして出力してもよく、２個の水平方向加速度センサは、投射装置の投射光軸を含む鉛直面と直交する面内に投射軸を挟んでほぼ水平方向に配置され、それぞれが水平方向加速度センサの加速度検出素子により、少なくとも投射光軸に平行な方向の移動距離を数値データとして出力してもよい。

さらに、投射装置の投射レンズの光学ズームの調整位置を検出するズーム位置検出部を有し、補正角算定部は、ズーム位置検出部から入力した光学ズームの調整位置に基づいて補正角を調整する機能を有してもよく、画像制御部は、鉛直方向加速度センサ、２個の水平方向加速度センサ、およびズーム位置検出部から入力したプロジェクタの垂直方向の傾き角度、水平方向の傾き角度、およびズーム調整位置に基づいて補正角を算定する補正角算定部と、入力した映像信号をデジタル信号に変換する入力信号処理部と、補正角算定部からの補正角の情報に基づいて入力信号処理部から入力した映像情報の歪み補正を行う歪み補正部と、歪み補正部で歪み補正された映像をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、Ｄ／Ａ変換部の出力に従って投射装置の表示部を駆動する表示駆動部とを備えてもよい。

上記のように構成された本願発明においては、操作者の動作としてはプロジェクタを投射面に正対させた後に、角度を変えて所望の投射表示を行わせるが、この角度を変えた際に発生する投射画像の歪みについては、この角度が検出されてその角度に応じた補正が行われる。

プロジェクタは、鉛直方向の角度測定手段と、少なくとも２個の水平方向の移動量を測定する手段を有するので、投射面に対して斜めに投射したときに鉛直方向の角度測定手段から鉛直方向の補正角度を取得し、プロジェクタを水平方向に回転させたときに２個の水平方向の移動量を測定する手段の水平方向の移動量から水平方向のあおり角度を算出して水平方向の補正角度とするので、斜め投射時に生じる投射画像の歪みを自動的に容易に補正することができる。

本発明は、鉛直方向加速度センサにより鉛直方向の補正角度を取得でき、２個の水平方向加速度センサの水平方向の移動量から水平方向のあおり角度を算出して水平方向の補正角度とできるので、水平方向の回転の中心位置を限定せずに斜め投射時に生じる投射画像の歪みを自動的に容易に補正することができるという効果がある。

本発明の適用されるプロジェクタは斜め投射時の投射画像歪み補正機能を持つプロジェクタであり、鉛直方向の角度測定手段と、二つの水平方向の移動量を測定する手段とを有し、投射面に対して斜めに投射したときに、鉛直方向の傾斜角度と、プロジェクタを水平方向に回転させたときの水平方向の移動量から算出した水平方向のあおり角度をもとに、斜め投射時に生じる投射画像の歪みを容易に補正することができる。

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は本発明の適用される実施の形態のプロジェクタの模式的ブロック構成図である。図１に示されるようにプロジェクタ１０は、光学ズーム２４を備えた投射レンズ２１と映像を出力する表示部２２と光源部２３とを有する投射装置２０、表示部２２の映像の制御と投射面９０に対するプロジェクタ１０の傾き角度を算出して歪み補正を行う画像制御部３０、プロジェクタ１０の鉛直方向に対する設置角度を検出する鉛直方向加速度センサ４１、プロジェクタ１０の水平方向の移動量を測定するための第１の水平方向加速度センサ４２および第２の水平方向加速度センサ４３、光学ズーム２４の設定位置を検出するズーム位置検出部４４、および全体の動作を制御する中央処理装置７０を備えている。

画像制御部３０は、鉛直方向加速度センサ４１、第１の水平方向加速度センサ４２、第２の水平方向加速度センサ４３、およびズーム位置検出部４４から入力したプロジェクタ１０の垂直方向の傾き角度、水平方向の２個所の移動距離、およびズーム位置を含む情報に基づいて補正角を算定する補正角算定部３１と、入力した映像信号をデジタル信号に変換する入力信号処理部３２と、補正角算定部３１からの補正角情報に基づいて入力信号処理部３２から入力した映像情報の歪み補正を行う歪み補正部３３と、歪み補正された映像をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部３４と、Ｄ／Ａ変換部３４の出力に従って投射装置２０の表示部２２を駆動する表示駆動部３５とを備える。

画像制御部３０は、入力したプロジェクタ１０の鉛直方向および水平方向の傾き角度および光学ズーム２４の調整位置を補正角として、入力した映像信号のフレームメモリの座標を変換するなどによって表示部２２の出力映像を制御し、表示部２２から投射面９０に歪みのない映像を投影する機能を有しており、この機能には既に実用化されている技術が用いられているので詳細な説明は省略する。この映像の歪みの補正は中央処理装置７０によって所定の手順で自動的に行われる。光学ズーム２４の調整位置に対応する傾斜角の補正が必要なければズーム位置検出部４４は省くことができる。

本実施の形態では、鉛直方向の角度測定手段を鉛直方向加速度センサとし、水平方向の移動量を測定する手段を水平方向加速度センサとして説明するがこれに限定されるものではなく、鉛直方向の傾斜角度、水平方向の移動量を測定できる手段であればよい。

図２はプロジェクタの模式的上面図であり、（ａ）は投射面に対して垂直に設置した場合を示し、（ｂ）は投射面に対して右方向に約３０度傾けたときを示している。第１の水平方向加速度センサ４２と第２の水平方向加速度センサ４３は、投射レンズ２１の投射光軸２５と平行になるようにプロジェクタ１０の前後方向にそれぞれが設置されている。この場合、通常プロジェクタ１０を回転させる場合に中心点があるプロジェクタ１０の中心線上にあることが望ましい。以下、投射レンズ２１の投射光軸２５に平行な方向をｙ軸、ｙ軸を含む水平面上でｙ軸に直角な方向をｘ軸とする。第１の水平方向加速度センサ４２と第２の水平方向加速度センサ４３はｘ軸方向とｙ軸方向の加速度が検出できる２軸のセンサであり、ともにｘ軸で右方向に移動したときに正極性となり、ともにｙ軸で前方向に移動したときに正極性となるように配置されている。従って、回転によって図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態に変化した場合のｘ軸およびｙ軸方向の出力は互いに逆極性となる。ここでは２軸として説明しているがｘ軸方向の１軸であっても回転角度の算定はできる。また回転させずに移動させた場合は順極性となる。図１に示した鉛直方向加速度センサ４１は設置場所についての限定条件がないため特に図示していない。また第１の水平方向加速度センサ４２または第２の水平方向加速度センサ４３がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３次元の加速度の検出が可能であれば鉛直方向加速度センサ４１を兼用することも可能である。図３はプロジェクタの模式的斜視図であり、鉛直方向をｚ軸としている。

次に本実施の形態におけるプロジェクタ１０の各部の動作を説明する。図２（ａ）の状態でプロジェクタ１０の電源を投入すると、中央処理装置７０は補正角算定部３１を介して鉛直方向加速度センサ４１、第１の水平方向加速度センサ４２、第２の水平方向加速度センサ４３からの出力を監視し、いずれの出力値も出力値のしきい値以下である時間が、しきい値時間よりも長いときにはプロジェクタ１０が静止していると判断し、そのときのプロジェクタ１０の水平方向のあおり角を０度に初期化する。操作者はプロジェクタ１０を投射面９０に対し斜めに設置しようとするときに、上向きのあおり投射の必要があればまず鉛直方向のあおり角度をチルトフットの繰り出し等により調整し、その後投射光軸２５が投射面９０に垂直となる方向にプロジェクタ１０の水平方向の向きを調整する。この状態で、時間のしきい値（例えば２秒等）よりも長い時間プロジェクタ１０を放置する。中央処理装置７０は補正角算定部３１を介して監視した結果プロジェクタ１０は静止状態と判断し、そのときの水平あおり角度を０に初期化する。その後、図２（ｂ）のように所望のあおり角となるように例えば右方向にプロジェクタを回転させる。

図４は、第１の水平方向加速度センサ、第２の水平方向加速度センサのｘ軸出力と時間の関係を示すグラフであり（ａ）は第１の水平方向加速度センサを（ｂ）は第２の水平方向加速度センサを示す。縦軸ｘは加速度センサの移動距離に対応する出力であり、横軸ｔは時間であり、Δｘは加速度センサの移動量のしきい値であり、ｔ０は時間のしきい値である。第１の水平方向加速度センサ４２、第２の水平方向加速度センサ４３のｘ軸出力の絶対値がともにしきい値Δｘ以下となる時間ｔがしきい値時間ｔ０よりも長くなると中央処理装置７０は静止状態と判断し水平あおり角度を０に初期化する。その後、プロジェクタ１０を所望の水平方向のあおり角まで回転させると、プロジェクタ１０の水平方向の回転に伴って第１の水平方向加速度センサ４２、第２の水平方向加速度センサ４３の出力は増加し、それぞれ逆極性の最大値ｘ１と最大値ｘ２を得る。なお、このとき第１の水平方向加速度センサ４２のｘ軸出力と第２の水平方向加速度センサ４３のｘ軸出力の極性が同一の場合は回転ではなく、移動と判断して以下の処理は行わない。

図２（ａ）から図２（ｂ）の状態への変化では、操作者はプロジェクタ１０の機械的中心を基準にプロジェクタ１０を回転している。可搬性を重視するプロジェクタでは重心の位置がほぼ機械的な中心位置に一致していることが多いため、機械的な中心位置を基準にして回転操作を行うことが自然と考えられるためである。第１の水平方向加速度センサ４２、第２の水平方向加速度センサ４３はプロジェクタ１０の投射光軸２５と平行な中心線上に回転の中心から等距離に配置されているものとする。第１の水平方向加速度センサ４２、第２の水平方向加速度センサ４３の中間点を中心としてプロジェクタ１０を回転させた場合、ｘ１とｘ２は極性が逆で、絶対値が等しい値となる。説明を容易にするために先ずこの状態で説明し、操作者がプロジェクタの中心位置以外の点を基準に回転操作を行った場合については後述する。ｙ軸方向の出力については同様な動作となるのが、この場合回転角度の算定に直接必要な要素でないので説明は省略する。

図５は、プロジェクタの水平方向の回転によって水平方向加速度センサから得られた移動量ｘ１とｘ２からプロジェクタの回転角度を求めるための手法を説明するための模式図である。図５の破線部はプロジェクタ１０が静止状態と判断したときの基準線（つまり回転動作の前の位置）を表し、符号５２は回転後の第１の水平方向加速度センサ４２の位置、符号５３は回転後の第２の水平方向加速度センサ４３の位置を示している。回転の中心５０がプロジェクタ１０の機械的な中心と一致している場合には、第１の水平方向加速度センサ４２と第２の水平方向加速度センサ４３の配置を回転の中心５０から等距離にすれば第１の水平方向加速度センサ４２の位置５２から中心５０までの距離Ｌ１と第２の水平方向加速度センサ４３から中心までの距離Ｌ２は等しくなり、水平あおり角（回転角）θの算出が容易となる。なお、図５中の符号ａｘ１、ａｙ１は、図４のグラフを参照して説明した第１の水平方向加速度センサ４２のｘ軸方向出力ｘ１および同様にして得られるｙ軸方向出力ｙ１に係数を掛けたものであり、符号ａｘ２、ａｙ２は、同様に図４のグラフを参照して説明した第２の水平方向加速度センサ４３のｘ軸方向出力および同様にして得られるｙ軸方向出力に係数を掛けたものである。この場合はａｘ１＝ａｘ２である。係数ａは加速度センサの出力をｘ軸およびｙ軸方向の移動距離に換算するための係数であり、ｘ軸およびｙ軸方向のｘ軸方向の移動距離ａｘ１、ａｘ２と距離Ｌ１、距離Ｌ２とから三角関数を用いて水平あおり角（回転角）θが求められる。

このようにしてプロジェクタの鉛直方向の傾斜角度は鉛直方向加速度センサ４１により求め、水平方向のあおり角を上述のようにして求めれば、斜めに投射したときに生ずる歪みは、歪み補正部３３で表示部２２上に表示されている画像を逆補正することにより容易に補正することができる。具体的には、鉛直方向の角度と水平方向のあおり角度が判れば、プロジェクタ１０のレンズ中心方向から見た３次元座標系を変換することによって、投射面９０に垂直な方向（つまり視聴者のいる場所）から見た３次元座標系を、補正後の画像とすることができる。

図６は斜め投射時に投射面に投射される補正前と補正後の画像と、表示部に表示される補正前と補正後の映像を示す模式図であり、（ａ）は投射面に投射される補正前の画像、（ｂ）は投射面に投射される補正後の画像、（ｃ）は表示部に表示される補正前の映像、（ｄ）は表示部に表示される補正後の映像である。符号６６はは投射面９０に投射される補正前の投射画像、符号６７は投射面９０に投射される補正後の投射画像、符号６１は表示部２２に表示される補正前の映像、符号６２は表示部２２に表示される補正後の映像である。

このように機械的な中心位置を基準にして回転操作を行う場合には、機械的な中心位置に回転角度検出用加速度センサを１つだけ搭載することも考えられる。しかし、実際にプロジェクタを斜めに設置するときには操作者は投射レンズ近傍を中心として回転操作を行うことも多い。投射レンズ近傍を中心に回転操作をする方が投射画像の移動距離が少なくなるため、所望の位置に投射画像を設置しやすいためである。一方、プロジェクタに信号源となるパソコン等を接続するための端子はプロジェクタの側面や後方に位置していることが多い。信号接続ケーブルの長さが足りない場合等、プロジェクタの後方を中心にして回転操作を行わなければならない状況もある。このような場合、機械的中心位置に１つだけ回転角度検出用加速度センサを搭載したプロジェクタでは正しい回転角度を検出することができず、却って歪みの大きな画像となってしまうという欠点がある。

次に、操作者がプロジェクタ１０を斜めに設置する際に機械的な中心からずれた位置を中心として回転させた場合について説明する。図７は操作者がプロジェクタの中心より後方を回転の中心として回転動作を行ったときの第１の水平方向加速度センサと第２の水平方向加速度センサのｘ軸出力と時間の関係を示すグラフである。図８は操作者がプロジェクタの後方を中心に回転動作を行ったときのプロジェクタの水平方向の回転によって水平方向加速度センサから得られた移動量ｘ１’とｘ２’からプロジェクタの回転角度を求めるための手法を説明するための模式図である。

この場合はプロジェクタ１０の前方に位置する第１の水平方向加速度センサ４２の出力の絶対値の方が後方に位置する第２の水平方向加速度センサ４３の出力の絶対値よりも大きくなる。この場合、第１の水平方向加速度センサ４２のｘ軸出力に係数を掛けたａｘ１’と第２の水平方向加速度センサ４３のｘ軸出力に係数を掛けたａｘ２’の比は、移動後の第１の水平方向加速度センサ４２の位置８２と回転の中心８０との距離Ｌ１’と移動後の第２の水平方向加速度センサ４３の位置８３と回転の中心８０との距離Ｌ２’の比に等しいから、既知の第１の水平方向加速度センサ４２と第２の水平方向加速度センサ４３との距離からＬ１’が求められて三角関数を用いて角度θを求めることができるので、上述の動作と同様にして斜め投射時の歪みを補正することができる。

このように、プロジェクタ１０を水平方向のあおり角まで回転させる場合に、余り回転の中心位置を意識せずに回転させても正しい回転角度を取得することができる。

しかしながら、画面の歪みは投射面９０のプロジェクタ１０の投射光軸２５に対する垂直方向および水平方向の傾斜によって発生するだけではなく、投射レンズ２１のズーム調整によっても発生するのでその補正を行う必要がある。ズーム調整によって発生した歪を補正する方法は、ズーム調整量をパラメータとして、画像処理ＬＳＩを制御することによって行われ、その方法は既に実用化されている。ここでも、図１に示すように光学ズーム位置検出部４４からの出力により補正角算定部３１が補正角を補正して歪み補正部３３で歪み補正のパラメータを調整することができる構成としている。

図９は本発明の実施の形態における鉛直方向加速度センサ、第１の水平方向加速度センサ、第２の水平方向加速度センサ、およびズーム位置検出部の計測結果から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。

補正角算定部３１では、プロジェクタ１０が投射面９０に垂直に対向する位置で鉛直方向あおり角を設定したあと（ステップＳ１１）、鉛直方向加速度センサ４１が鉛直方向に回転した後のセンサ位置を取得し（ステップＳ１２）、取得したセンサ位置から鉛直方向傾斜角度を算出して、歪み補正部３３に結果を出力する（ステップＳ１３）。しきい値時間の経過を確認し（ステップＳ１４）、プロジェクタ１０を水平方向に回転させて水平方向あおり角を設定した後（ステップＳ１５）、第１の水平方向加速度センサ４２の水平方向に回転後のセンサ位置を取得し（ステップＳ１６）、第２の水平方向加速度センサ４３の水平方向に回転後のセンサ位置を取得し（ステップＳ１７）、２つのセンサ位置から回転中心位置を算出し（ステップＳ１８）、センサの回転半径を算出し（ステップＳ１９）、センサの回転半径とセンサの移動距離から水平方向の傾斜角度を算出して、歪み補正部３３に結果を出力する（ステップＳ２０）。ズーム位置検出部４４の検出したズーム位置から角度補正値を算出して、歪み補正部３３に結果を出力する（ステップＳ２１）。

生成した水平方向と垂直方向との傾斜角度、および角度補正値を受けて歪み補正部３３はＬＳＩ制御パラメータを生成し（ステップＳ２２）、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Ｓ２３）、無補正の入力映像６１が修正されて表示部２２で補正後の出力映像６２となる。この出力映像６２は投射面９０に投射されると入力映像６１と相似の図６（ｂ）の補正後の投射画像６７となる。

本実施の形態では、第１の水平方向加速度センサ４２と第２の水平方向加速度センサ４３をｙ軸、すなわち投射レンズ２１の投射光軸２５に平行に配置した。これはプロジェクタ１０が縦長の場合に、２個の水平方向加速度センサの間隔を広くしてより精度よく角度を検出可能とするためである。角度の検出精度に問題がなければｘ軸、すなわち投射レンズ２１の投射光軸２５に垂直な方向に配置してもよい。プロジェクタ１０の構造が横長の場合は、ｘ軸上に配置した方が精度よく検出可能となる。また、本実施の形態では、各加速度センサの出力を監視し、いずれの出力も出力のしきい値以下となる時間が時間しきい値より長くなったときに静止と判断して水平方向のあおり角を０度に初期化したが、プロジェクタ１０を水平方向に回転させる前の投射面９０に垂直に設置したときに、ボタンの押下等により初期化することも可能である。

また、本実施の形態では、プロジェクタ１０を斜めに設置調整する際に、まず鉛直方向の傾きを調整後、プロジェクタを投射面９０に垂直に設置してしきい値時間以上静止させてから（水平あおり角を０度に初期化してから）回転させているが、最初にプロジェクタを投射面９０に垂直に設置してしきい値時間以上静止させてから水平方向に所望のあおり角度まで回転させ、プロジェクタ１０が静止したと判断し水平あおり角をゼロ度に初期化する前に角度をメモリ等に保存しておけば、水平方向の回転を先に調整した後に鉛直方向の角度を調整しても保存した水平あおり角を利用して歪みの補正を行うことができる。

また、本実施の形態では鉛直方向加速度センサを1個、水平方向加速度センサを２個として説明したが、鉛直方向加速度センサを２個以上としてその平均値を取ればより精度は高まり、水平方向加速度センサを３個以上として例えば直交する２軸上に配置すれば水平方向の回転角度もより高い精度で取得することができる。

本発明の実施の形態のプロジェクタの模式的ブロック構成図である。 プロジェクタの模式的上面図であり、（ａ）は投射面に対して垂直に設置した場合を示し、（ｂ）は投射面に対して右方向に約３０度傾けたときを示している。 プロジェクタの模式的斜視図である。 第１の水平方向加速度センサ、第２の水平方向加速度センサのｘ軸出力と時間の関係を示すグラフであり（ａ）は第１の水平方向加速度センサを（ｂ）は第２の水平方向加速度センサを示す。 プロジェクタの水平方向の回転によって水平方向加速度センサから得られた移動量ｘ１とｘ２からプロジェクタの回転角度を求めるための手法を説明するための模式図である。 斜め投射時に投射面に投射される補正前と補正後の画像と、表示部に表示される補正前と補正後の映像を示す模式図であり、（ａ）は投射面に投射される補正前の画像、（ｂ）は投射面に投射される補正後の画像、（ｃ）は表示部に表示される補正前の映像、（ｄ）は表示部に表示される補正後の映像である。 操作者がプロジェクタの中心より後方を回転の中心として回転動作を行ったときの第１の水平方向加速度センサと第２の水平方向加速度センサのｘ軸出力と時間の関係を示すグラフである。 操作者がプロジェクタの後方を中心に回転動作を行ったときのプロジェクタの水平方向の回転によって水平方向加速度センサから得られた移動量ｘ１’とｘ２’からプロジェクタの回転角度を求めるための手法を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態における鉛直方向加速度センサ、第１の水平方向加速度センサ、第２の水平方向加速度センサ、およびズーム位置検出部の計測結果から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。 打ち上げ角による投射および垂直方向、水平方向のあおり投射を行った場合の投射画像の模式図である。

符号の説明

１０ プロジェクタ
２０ 投射装置
２１ 投射レンズ
２２ 表示部
２３ 光源部
２４ 光学ズーム
２５ 投射光軸
３０ 画像制御部
３１ 補正角算定部
３２ 入力信号処理部
３３ 歪み補正部
３４ Ｄ／Ａ変換部
３５ 表示駆動部
４１ 鉛直方向加速度センサ
４２ 第１の水平方向加速度センサ
４３ 第２の水平方向加速度センサ
４４ ズーム位置検出部
５０、８０ 回転の中心
５２、８２ 回転後の第１の水平方向加速度センサの位置
５３、８３ 回転後の第２の水平方向加速度センサの位置
６１ 無補正の表示部上の映像（入力映像）
６２ 補正後の表示部上の映像（出力映像）
６６ 無補正の投射画像
６７ 補正後の投射画像
７０ 中央処理装置
９０ 投射面
９１ 打ち上げ角のみの場合の投射画像
９２ プロジェクタを鉛直方向で上方に傾けてあおり投射を行った場合の投射画像
９３ プロジェクタを垂直方向に加えて水平方向に回転させてあおり投射した場合の投射画像
Ｓ１１〜Ｓ２３ ステップ

Claims (6)

1. 投射面に映像を投射する投射装置、および該投射装置における映像を補正する画像制御部を有するプロジェクタにおいて、
   前記プロジェクタの鉛直方向に対する傾斜角度を検出する角度測定手段と、
   互いに離れた距離に配置された少なくとも２個の水平方向の移動量を測定する手段と、を有し、
   前記画像制御部は、
   前記水平方向の移動量を測定する手段の２個の間隔とそれぞれの移動量とから前記プロジェクタを回転させたときの回転角を算定する計算手段と、
   前記角度測定手段により検出された傾斜角度を鉛直方向に対する補正角とし、前記回転角を算定する計算手段により算出された回転角を水平方向の補正角として、前記投射装置による出力映像の歪みを補正する歪み補正手段と、を備えたことを特徴とする歪み補正手段を備えたプロジェクタ。
2. 前記鉛直方向の角度測定手段は、重力の方向に対する傾斜角度を測定して数値データとして出力する加速度検出素子を用いた鉛直方向加速度センサである、請求項１に記載の歪み補正手段を備えたプロジェクタ。
3. 前記水平方向の移動量を測定する手段は水平方向加速度センサであり、２個の前記水平方向加速度センサは、前記投射装置の投射光軸を含む鉛直面と平行な面内に投射光軸とほぼ平行な位置に配置され、それぞれが前記水平方向加速度センサの加速度検出素子により、少なくとも投射光軸と直交する方向の移動距離を数値データとして出力する、請求項１に記載の歪み補正手段を備えたプロジェクタ。
4. 前記水平方向の移動量を測定する手段は水平方向加速度センサであり、２個の前記水平方向加速度センサは、前記投射装置の投射光軸を含む鉛直面と直交する面内に投射軸を挟んでほぼ水平方向に配置され、それぞれが前記水平方向加速度センサの加速度検出素子により、少なくとも投射光軸に平行な方向の移動距離を数値データとして出力する、請求項１に記載の歪み補正手段を備えたプロジェクタ。
5. さらに、前記投射装置の投射レンズの光学ズームの調整位置を検出するズーム位置検出部を有し、
   前記補正角算定部は、前記ズーム位置検出部から入力した前記光学ズームの調整位置に基づいて前記補正角を調整する機能を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の歪み補正手段を備えたプロジェクタ。
6. 前記画像制御部は、
   前記鉛直方向加速度センサ、２個の前記水平方向加速度センサ、および前記ズーム位置検出部から入力したプロジェクタの垂直方向の傾き角度、水平方向の傾き角度、およびズーム調整位置に基づいて前記補正角を算定する補正角算定部と、
   入力した映像信号をデジタル信号に変換する入力信号処理部と、
   前記補正角算定部からの補正角の情報に基づいて前記入力信号処理部から入力した映像情報の歪み補正を行う歪み補正部と、
   前記歪み補正部で歪み補正された映像をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、
   前記Ｄ／Ａ変換部の出力に従って前記投射装置の前記表示部を駆動する表示駆動部と、を備える、請求項５に記載の歪み補正手段を備えたプロジェクタ。

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