JP2007101836A - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内の特定位置に設置されたスクリーンに画像を投射することができ、スクリ
ーンに距離検出のための装置を設ける必要がなく、セットアップが簡単なプロジェクタを
提供すること。
【解決手段】プロジェクタ１０から壁ＷＡ１までの距離Ｄ１，Ｄ３、傾き角α等を利用
してプロジェクタ１０の部屋ＲＭ内における座標が分かり、投射方位ＤＲを算出すること
ができるので、プロジェクタ１０をスクリーンＳＣに対して正確に正対させることができ
る。この場合、回路装置１７の画像処理部８１に設けた補正部８１ａによって縦方向に関
する台形補正を行うことにより、スクリーンＳＣのうちプロジェクタ１０から離れた領域
で画像が縦方向に伸びる現象を回避できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋内に移動可能に設置され、スクリーンに画像を投射するプロジェクタ装置
に関する。

従来のプロジェクタとして、プロジェクタとスクリーンとに距離計測用の交信機を設け
てこれらの相対距離を検出し、この相対距離に基づいてレンズシフト、電動フォーカス等
を制御することによって、投射像の有効領域をスクリーンの有効領域に近づけるものが存
在する（特許文献１参照）。

また、別のプロジェクタとして、画像を投射する投射機構部と、投射機構部を方位調整
可能に支持する支持機構部とを備え、投射機構部の角度に応じて台形歪みの補正を行うも
のが存在する（特許文献２参照）。
特開２００４−３４１０２９号公報 特開２００４−７７５４５号公報

しかし、前者のプロジェクタでは、プロジェクタとスクリーンとに距離検出用の交信機
を設けており、スクリーン側に設けた交信機が視聴の妨げとなる場合がある。

また、後者のプロジェクタでは、四方の壁面のいずれかに定めた投射位置に応じて台形
補正できるだけであり、室内に配置された特定のスクリーンに一致するように狙いを定め
て投射像を形成することができない。

なお、スクリーンにマークを投影して読み込んだ画像から位置決めや台形補正を行うこ
とも考えられるが、画面位置の検出が困難であり、また、ランプの動作が安定し投影が開
始されるまでの起動直後においてスクリーン上の投影位置を検出することができないので
、セットアップに時間を要する。

そこで、本発明は、室内の特定位置に設置されたスクリーンに画像を投射することがで
き、スクリーンに距離検出のための装置を設ける必要がなく、セットアップが簡単なプロ
ジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）部屋の形状及びサイズ
に関する部屋情報と、当該部屋中におけるスクリーンの位置情報とを記憶する記憶手段と
、（ｂ）画像形成及び画像投射用の映像光学装置と、（ｃ）複数の測距センサを含み、映
像光学装置による投射の基準位置を計測する計測装置と、（ｄ）映像光学装置による投射
方位を調節する駆動装置とを備える。

上記プロジェクタでは、記憶手段が部屋中におけるスクリーンの位置情報を記憶してい
るので、計測装置が部屋内における投射の基準位置を計測するだけで、映像光学装置に対
するスクリーンの方位と距離とを特定することができる。このようなスクリーンの方位等
を含む情報は、駆動装置が映像光学装置を駆動することによって映像光学装置による投射
方位を調節する際に活用される。これにより、プロジェクタを部屋内のどこに配置しても
、スクリーンに向けて適切な画像を投射することができる。

本発明の具体的な態様又は観点によれば、上記プロジェクタにおいて、複数の測距セン
サのうち少なくとも２つは、同一方向に関してそれぞれ位置計測を行う。この場合、映像
光学装置の部屋内の壁面に対する傾きを決定することができる。なお、測距センサによっ
て位置計測を行う方向については、これを水平面内に設定することで、位置計測やその後
の演算処理が間に迅速となる。

本発明の別の態様によれば、同一方向に関して位置計測を行う複数の測距センサが、面
する方向を一致させて配置される。この場合、部屋内の特定壁面に対する映像光学装置の
傾きを直接的に決定することができる。

本発明の別の態様によれば、複数の測距センサのうち少なくとも２つが、異なる方向に
向かってそれぞれ位置計測を行う。この場合、異なる方向の設定により、映像光学装置の
部屋内の複数の壁面に対する位置すなわち室内の２次元的な位置等を決定することができ
る。

本発明のさらに別の態様によれば、駆動装置が、映像光学装置の姿勢を調節する。具体
的には、例えば映像光学装置を例えば鉛直軸のまわりに回転させる。この場合、駆動装置
によって映像光学装置を簡易・確実にスクリーンに向けることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、駆動装置が、映像光学装置に設けた投射光学系の少
なくとも一部の配置を調整する。この場合、映像光学装置自体の姿勢を変更することなく
、投射光学系の一部等の配置調整によってスクリーンに向けて画像を投射することができ
る。

本発明のさらに別の態様によれば、複数の測距センサ、映像光学装置を含む本体部分に
対して着脱自在に固定されており、本体部分の異なる箇所に付け替え可能である。この場
合、使用しない測距センサを本体部分から取り外すことができ、また、単一の測距センサ
を複数方向の測距に用いることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、測距センサは、壁側に固定されて映像光学装置まで
の距離を計測するセンサ部分を有する。この場合、壁側にも測距の機能を持つ部分を設け
ることができ、測距の精度を高めることができる。

本発明のさらに別の態様によれば、記憶手段が、複数の部屋情報又はスクリーンについ
ての複数の位置情報を記憶している。この場合、部屋やスクリーンを変えてプロジェクタ
による投射対象を変更する場合にも、簡単に対応することができ、プロジェクタの使い易
さが増す。

本発明のさらに別の態様によれば、投影光学装置が、スクリーンに投射される投射像の
ズーム、フォーカス、台形補正、及びレンズシフトを利用したアオリの少なくとも１つに
関する調節が可能であり、駆動装置が、投射基準位置とスクリーンの位置情報とに基づい
て投影光学装置を動作させて、ズーム、フォーカス、台形補正、及びアオリの少なくとも
１つの調節を行う。この場合、スクリーンに投射される投射像の適切な補正・調整が可能
になり、ユーザは、適切に調整された投射像を見ることができる。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを概念的に説明するブロック図であ
る。このプロジェクタ１０は、光学エンジンユニットとも呼ばれる主光学装置１１と、ラ
ンプ光源等に電力を供給する電源装置１４と、ランプ光源等を空冷するための冷却ファン
ユニット１５と、装置全体の動作を制御するための回路装置１７と、装置全体を覆う外装
ケース１９と、外装ケース１９を下部で支持して外装ケース１９すなわち主光学装置１１
の姿勢を調節する姿勢調節装置２０とを備える。なお、回路装置１７は、プリント基板上
に搭載された電子部品からなり、外装ケース１９内の適所に収められるものであるが、図
面では便宜上外装ケース１９外に表示している。

このうち、主光学装置１１は、画像形成及び画像投射用の映像光学装置として機能し、
光源光を均一化した照明光を発生する光源装置３０と、光源装置３０を経た照明光を赤・
緑・青の３色に分割する分割照明系４０と、分割照明系４０から射出された各色の照明光
によって照明される光変調部５０と、光変調部５０を経た各色の変調光を合成するクロス
ダイクロイックプリズム６０と、クロスダイクロイックプリズム６０から射出された像光
をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ７０とを備える。これらの光源装置３０、
分割照明系４０、光変調部５０、クロスダイクロイックプリズム６０、及び投射レンズ７
０は、遮光性を有するケース部材１１ａ中に略全体が収納されている。

ここで、光源装置３０は、平行な光源光束を形成するためのランプ及び凹面鏡からなる
ランプ部３１と、ランプ部３１から射出された光源光を均一な照明光とするとともに照明
光を所定の偏光成分に変換する均一化光学系３３とを備える。

分割照明系４０は、各色の照明光を形成する色分離光学系であり、第１及び第２ダイク
ロイックミラー４１ａ，４１ｂと、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃとを備える。この
分割照明系４０は、均一化光学系３３を経た照明光を赤色光、青色光、及び緑色光の３つ
の光束に分離する。すなわち、第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ
・Ｂ）の３色のうち赤色光ＬＲを反射し、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを透過させる。また
、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、入射した青色光ＬＢ及び緑色光ＬＧのうち青色光
ＬＢを反射し緑色光ＬＧを透過させる。

光変調部５０は、３色の照明光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧがそれぞれ入射する３つの液晶ライト
バルブ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを備える。各液晶ライトバルブ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇは
、液晶パネル（液晶表示パネル）と、これを挟む一対の偏光フィルタとで構成される。こ
の光変調部５０において、赤色光ＬＲは、液晶ライトバルブ５１ｒの画像形成領域に入射
し、青色光ＬＢは、液晶ライトバルブ５１ｂの画像形成領域に入射し、緑色光ＬＧは、液
晶ライトバルブ５１ｇの画像形成領域に入射する。各液晶ライトバルブ５１ｒ，５１ｂ，
５１ｇは、入射した照明光に対してその偏光方向の空間的分布を変化させる。つまり、各
液晶ライトバルブ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇにそれぞれ入射した各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧは
、各液晶ライトバルブ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに電気的信号として入力された駆動信号或
いは制御信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整され、不図示の偏光フィルタの通過に
伴って画素単位で強度変調される。

クロスダイクロイックプリズム６０は、カラー画像を合成するための光合成光学系であ
り、その内部には、赤色光反射用の第１ダイクロイック膜６１と、緑色光反射用の第２ダ
イクロイック膜６２とが、Ｘ字状に配置されている。このクロスダイクロイックプリズム
６０は、液晶ライトバルブ５１ｒからの赤色光ＬＲを第１ダイクロイック膜６１で反射し
、液晶ライトバルブ５１ｂからの青色光ＬＢを両ダイクロイック膜６１，６２を介して直
進させ、液晶ライトバルブ５１ｇからの緑色光ＬＧを第２ダイクロイック膜６２で反射す
る。

このようにクロスダイクロイックプリズム６０で合成された像光は、投射光学系である
投射レンズ７０を経て、適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として投射さ
れる。

投射レンズ７０は、投射レンズを構成するレンズ要素を光軸ＯＡに垂直な方向に任意量
だけ移動させるレンズシフト駆動機構７１と、投射レンズを構成する一部レンズ要素を光
軸ＯＡに平行な方向に任意量だけ移動させるズーム・フォーカス駆動機構７３とを備える
。前者のレンズシフト駆動機構７１は、投射レンズ７０を光軸ＯＡに垂直に移動させるこ
とによって投射像のアオリ調整を行う。つまり、レンズシフト駆動機構７１を適宜動作さ
せることによって、主光学装置１１自体の姿勢を変更することなく、主光学装置１１によ
る投射方位を光軸ＯＡから所定角度それた任意の方向に設定することができる。この際、
光軸ＯＡに対する投射方位の傾き角に応じて光学的台形補正がかかるので、光軸ＯＡに垂
直な壁面上のスクリーンに台形歪の無い画像を投射することができる。なお、レンズシフ
ト駆動機構７１は、投射レンズ７０を水平方向（紙面に平行）に移動させる水平アオリ調
整と、投射レンズ７０を垂直方向（紙面に垂直）に移動させる垂直アオリ調整とが可能で
ある。一方、後者のズーム・フォーカス駆動機構７３は、投射レンズ７０の一部レンズ要
素を光軸ＯＡに垂直に移動させることによって投射像のズーム調整（倍率調整）やフォー
カス調整を行う。つまり、レンズシフト駆動機構７１を適宜動作させることによって、投
射像をスクリーン中にぴったり収めるような投影倍率に設定することができ、同時にスク
リーン上の投射像のピント状態を適切に調整することができる。

回路装置１７は、ビデオ信号等の外部画像信号が入力される画像処理部８１と、画像処
理部８１の出力に基づいて各液晶ライトバルブ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを駆動するライト
バルブ駆動部８２と、３つの測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃを駆動して距離データを
収集するセンサ駆動部８３と、投射レンズ７０の投射像についてアオリ調整や倍率調整を
行うための駆動信号を生成するレンズ駆動部８５と、後述する姿勢調節装置２０に駆動信
号を出力して主光学装置１１を内蔵する外装ケース１９を水平面内で回転させたり鉛直方
向の仰角を変化させたりする姿勢装置駆動部８７と、これらの回路部分８１，８３，８５
，８６等の動作を統括的に制御する主制御部８８とを備える。

回路装置１７において、画像処理部８１は、入力された外部画像信号に対して適宜補正
を行う補正部８１ａを備える。補正部８１ａは、主制御部８８からの指令に基づいて、外
部画像信号に対して歪補正や色補正等の各種画像処理を行う。例えば、主制御部８８から
画像処理部８１に対して台形補正のコマンドが出力されている場合、画像信号に対して台
形補正処理（所謂キーストーン補正処理）を施す。具体的には、矩形輪郭の画像を上下の
辺の長さが異なる横方向に変形した台形画像に変換する画像処理、矩形輪郭の画像を左右
の辺の長さが異なる縦方向に変形した台形画像に変換する画像処理、さらに、これらを組
み合わせた画像処理が行われる。その他、補正部８１ａは、様々な歪補正、諧調補正、色
補正等を行うことができる。

ライトバルブ駆動部８２は、画像処理部８１から出力された画像処理後の画像信号に基
づいて各液晶ライトバルブ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの状態を調節する駆動信号を発生する
。これにより、画像処理部８１から入力された画像信号に対応して、液晶パネル及びこれ
らに付随する偏光板からなる液晶ライトバルブ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇにおいて、透過率
分布としての画像を形成することができる。

センサ駆動部８３は、測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃとともに計測装置として機能
する。すなわち、センサ駆動部８３は、測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃを利用してプ
ロジェクタ１０が配置される室内の壁面からの距離や壁面に対する傾きを検出する。セン
サ駆動部８３に駆動される測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃは、例えば壁画像を取り込
む際の視差を検出することによって距離検出を可能にするイメージセンサとすることがで
き、或いは、高周波の赤外線を射出するとともに反射光の位相ずれを計測して距離データ
に変換する送受光回路や、超音波を壁に射出するとともに反射音波の位相ずれを計測して
距離データに変換する超音波回路とすることができる。

ここで、３つの測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃを設けているのは、室内における主
光学装置１１すなわちプロジェクタ１０の位置を計測するためである。このうち、第１及
び第２測距センサ９１ａ，９１ｂは、図２に示すように、外装ケース１９の上部に面する
方向を一致させて配置されている。すなわち、両測距センサ９１ａ，９１ｂは、外装ケー
ス１９の同一側面に、検査光の入射出用の端部Ｐａ，Ｐｂを有して配置されており、同一
方向に関してそれぞれ位置計測を行う。また、第３測距センサ９１ｃは、外装ケース１９
の上部において異なる側面に配置されている。すなわち、第３測距センサ９１ｃは、外装
ケース１９の第１及び第２測距センサ９１ａ，９１ｂとは異なる側面に、検査光の入射出
用の端部Ｐｃを有して配置されており、第１及び第２測距センサ９１ａ，９１ｂとは９０
°異なる方向に向かって位置計測を行う。

図１に戻って、レンズ駆動部８５は、投射レンズ７０に設けたレンズシフト駆動機構７
１及びズーム・フォーカス駆動機構７３に駆動信号を出力することにより、投射レンズ７
０に対して投射像のアオリ調整や倍率調整等を行わせる。なお、レンズ駆動部８５は、レ
ンズシフト駆動機構７１とともに、プロジェクタ１０による投射方位を調節するための駆
動装置として機能する。つまり、レンズ駆動部８５は、レンズシフトを利用して投射像の
アオリ調整を可能にするが、その際、主光学装置１１による投射方位を光軸ＯＡから水平
方向や垂直方向に所定角度だけ外れた任意の方向に設定することができるだけでなく、光
軸ＯＡに対する投射方位の傾き角に応じて光学的台形補正をかけることができ、光軸ＯＡ
から外れた方向にあるスクリーンに台形歪の無い画像を投射することができる。

姿勢装置駆動部８７は、姿勢調節装置２０に駆動信号を出力することにより、後述する
ように、姿勢調節装置２０に支持された外装ケース１９を任意の方位に向けることができ
、外装ケース１９の傾きを自在に調整することができる。

主制御部８８は、制御装置としてプロジェクタ１０の全体的な動作を制御するものであ
り、マイクロコンピュータ等からなるとともに、プロジェクタ１０の動作に必要な各種デ
ータを保持するための記憶手段である記憶部８８ａを内蔵する。記憶部８８ａは、部屋情
報として、プロジェクタ１０による後述する投射方位等の調節に際して必要となる部屋デ
ータを記憶している。具体的には、記憶部８８ａは、プロジェクタ１０が設置される部屋
の縦横寸法を記憶しており、また、部屋内におけるスクリーンの座標位置を記憶している
。また、記憶部８８ａは、部屋内の必要な家具等のデータを記憶している。

なお、主制御部８８に接続されたキー入力部９３は、主制御部８８に対してユーザの指
示を入力するための入力装置として機能する。ユーザは、キー入力部９３の操作によって
、プロジェクタ１０による投射状態の調節を可能にする。

姿勢調節装置２０は、外装ケース１９を下部で支持する台座となっており、回路装置１
７に設けた姿勢装置駆動部８７とともに、プロジェクタ１０による投射方位を調節するた
めの駆動装置として機能する。姿勢調節装置２０は、機械機構やモータ等を内蔵しており
、外装ケース１９を鉛直軸ＶＸのまわりに回転させることによって、外装ケース１９すな
わち主光学装置１１の水平面内の向きを調節することができる（図２参照）。また、姿勢
調節装置２０は、外装ケース１９を横方向の水平軸ＨＡ１のまわりに回転させることによ
って、外装ケース１９すなわち主光学装置１１の正面方向に関する傾きである仰角を調節
することができる。また、姿勢調節装置２０は、外装ケース１９を縦方向の水平軸ＨＡ２
のまわりに回転させることによって、外装ケース１９すなわち主光学装置１１の横方向に
関する傾きである傾斜角を調節することができる。

図３は、図１等に示すプロジェクタ１０を設置する部屋内部を説明する斜視図である。
部屋ＲＭ中には、複数の家具ＦＡ１〜ＦＡ４が配置されており、その中央のテーブルＦＡ
４上にプロジェクタ１０が設置されている。また、部屋ＲＭには、複数の壁ＷＡ１，ＷＡ
２が設けられており、一方の壁ＷＡ１には、スクリーンＳＣが取り付けられている。プロ
ジェクタ１０は、３つの測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃを利用して、部屋ＲＭ内にお
けるプロジェクタ１０の平面的な位置を検出することができる。すなわち、３つの測距セ
ンサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃによって、プロジェクタ１０による画像投射の基準位置であ
る投射レンズ７０の位置を検出することができる。具体的には、一対の測距センサ９１ａ
，９１ｂの距離検出結果を利用することによって、測距センサ９１ａ，９１ｂから壁ＷＡ
１までの距離と、一方の壁ＷＡ１に対するプロジェクタ１０の傾き角とを決定することが
できる。また、残った測距センサ９１ｃの距離検出結果を利用することによって、測距セ
ンサ９１ｃから他方の壁ＷＡ２までの距離を決定することができる。これにより、部屋Ｒ
Ｍ内におけるプロジェクタ１０すなわち投射レンズ７０の位置を検出することができる。

図４は、部屋ＲＭの平面図である。テーブルＦＡ４上のプロジェクタ１０により、測距
センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃを利用した位置計測を行う場合、まず、第１測距センサ９
１ａの距離検出出力に基づいて、プロジェクタ１０から壁ＷＡ１までの距離Ｄ１が求まり
、第１及び第２測距センサ９１ａ，９１ｂの距離検出出力の差分ＲＥ＝Ｄ１−Ｄ２に基づ
いて、投射レンズ７０の光軸ＯＡの壁ＷＡ１に対する傾き角αが求まる。一方、第３測距
センサ９１ｃの距離検出出力に基づいて、プロジェクタ１０から壁ＷＡ２までの距離Ｄ３
が求まる。ここで、記憶部８８ａに部屋ＲＭの縦横寸法が値ａ，ｂとして予め保管されて
いることから、測距センサ９１ａ，９１ｃの相対的位置差を考慮して、例えば第２測距セ
ンサ９１ｂの部屋ＲＭ内における座標を決定することができ、結果的に、位置情報として
投射レンズ７０の部屋ＲＭ内における座標や光軸ＯＡの傾き角αを算出することができる
。

ここで、部屋ＲＭ中におけるスクリーンＳＣの位置データすなわち位置情報は、例えば
スクリーンＳＣの四隅の座標として予め記憶部８８ａに保管されており、上記のようにし
て決定した投射レンズ７０の部屋ＲＭ内の座標に基づいて座標変換等を行うことにより、
プロジェクタ１０による画像投射を実現すべき投射方位ＤＲを算出することができる。投
射方位ＤＲは、例えばスクリーンＳＣの中心とすることもできるが、プロジェクタ１０か
らスクリーンＳＣを見込んだ角度範囲の中心とすることもできる。

なお、プロジェクタ１０の部屋ＲＭ内における座標が分かると、プロジェクタ１０の設
置箇所が分かるので、プロジェクタ１０の床からの高さも分かり、プロジェクタ１０のス
クリーンＳＣに対する仰角が分かる。

プロジェクタ１０からスクリーンＳＣに画像を投射する方法の一例を説明する。プロジ
ェクタ１０を水平に保って、プロジェクタ１０すなわち投射レンズ７０をスクリーンＳＣ
に正対させる。この際、上述したプロジェクタ１０から壁ＷＡ１までの距離Ｄ１，Ｄ３、
傾き角α等を利用してプロジェクタ１０の部屋ＲＭ内における座標が分かり、投射方位Ｄ
Ｒを算出することができるので、プロジェクタ１０をスクリーンＳＣに対して正確に正対
させることができる。この場合、プロジェクタ１０からの投射像は、傾斜角βだけ傾いて
設置されたスクリーンＳＣに入射する。よって、回路装置１７の画像処理部８１に設けた
補正部８１ａによって縦方向に関する台形補正を行うことにより、スクリーンＳＣのうち
プロジェクタ１０から離れた側の領域で画像が縦方向に伸びる現象を回避できる。また、
プロジェクタ１０の高さ位置がスクリーンＳＣの中心よりも例えば低い場合、プロジェク
タ１０からの投射像は、スクリーンＳＣまでの距離によって定まる仰角で上方に投射され
る必要がある。この場合、例えばレンズ駆動部８５を介してレンズシフト駆動機構７１を
動作させることにより、投射像のアオリ調整が可能になり、プロジェクタ１０からの投射
像をスクリーンＳＣの高さ位置に入射させることができるとともに、投射レンズ７０の光
軸ＯＡの仰角すなわち投射方位ＤＲの垂直方向に関する傾き角に応じて横方向に関する光
学的台形補正をかけることができる。以上の結果、プロジェクタ１０は、矩形のスクリー
ンＳＣに収まる矩形の画像を投射することができる。さらに、位置検出の結果としてプロ
ジェクタ１０からスクリーンＳＣまでの距離が得られるので、例えばレンズ駆動部８５を
介してズーム・フォーカス駆動機構７３を動作させることにより、投射像の倍率調整が可
能になり、矩形のスクリーンＳＣに過不足なく収まる矩形の画像を投射することができる
。また、同様にプロジェクタ１０からスクリーンＳＣまでの距離に基づいてズーム・フォ
ーカス駆動機構７３を動作させることにより、投射像のフォーカス調整が可能になり、ス
クリーンＳＣ上にシャープに合焦した画像を投射することができる。

なお、以上の説明では、スクリーンＳＣに投射すべき画像の縦方向の台形歪を画像処理
部８１の台形補正処理によって達成し、横方向の台形歪をレンズシフト駆動機構７１のア
オリ調整を利用した光学的補正処理によって達成しているが、スクリーンＳＣに投射すべ
き画像の縦方向及び横方向の台形歪をともに画像処理部８１での台形補正処理によって達
成することもできる。また、スクリーンＳＣに投射すべき画像の縦方向及び横方向の台形
歪をともにレンズシフト駆動機構７１のアオリ調整を利用した光学的補正処理によって達
成することもできる。さらに、スクリーンＳＣに投射すべき画像の縦方向の台形歪をレン
ズシフト駆動機構７１のアオリ調整を利用した光学的補正処理によって達成し、投射すべ
き画像の横方向の台形歪を画像処理部８１での台形補正処理によって達成することもでき
る。さらに、スクリーンＳＣに投射すべき画像の縦方向及び横方向の台形歪を、レンズシ
フト駆動機構７１のアオリ調整と画像処理部８１での台形補正処理との併用によって達成
することもできる。

また、以上の説明では、プロジェクタ１０の位置や姿勢を検出する目的で３つの測距セ
ンサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃを用いているが、４つ以上の測距センサを用いることで、よ
り位置検出の精度を高めることができる。例えばプロジェクタ１０の上面に測距センサを
設けることで、天井までの距離すなわちプロジェクタ１０の設置高さを直接計測すること
ができる。

以下、以下、プロジェクタ１０の主な動作を主制御部８８の動作の説明を中心として説
明する。

図５は、プロジェクタ１０の一動作例を説明するフローチャートである。まず、プロジ
ェクタ１０の始動と同時に姿勢調節装置２０を適宜動作させてプロジェクタ１０を水平に
する（ステップＳ１１）。つまり、投射レンズ７０の仰角が０°となり、横方向の傾き角
も０°となる。次に、主制御部８８は、３つの測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃを動作
させて、３つの測距データすなわち距離Ｄ１，Ｄ２、Ｄ３をセンサ駆動部８３に取り込ま
せる（ステップＳ１３）。次に、主制御部８８は、記憶部８８ａに保管された部屋ＲＭの
縦横寸法ａ，ｂや、スクリーンＳＣの位置、プロジェクタ１０が設置される可能性のある
テーブル等の配置に関する部屋データを取り込む（ステップＳ１４）。次に、主制御部８
８は、ステップＳ１３で得た測距データと部屋データとに基づいて、プロジェクタ１０の
配置情報を算出する（ステップＳ１５）。プロジェクタ１０の配置情報として算出される
ものには、プロジェクタ１０の部屋ＲＭ内における座標や、プロジェクタ１０からスクリ
ーンＳＣに向かっての画像の投射方位ＤＲ、プロジェクタ１０からスクリーンＳＣまでの
距離等が含まれる。次に、主制御部８８は、姿勢装置駆動部８７を介して姿勢調節装置２
０を動作させ、プロジェクタ１０をスクリーンＳＣに正対させる（ステップＳ１６）。ス
テップＳ１５で得た投射方位ＤＲを利用すれば、プロジェクタ１０すなわち投射レンズ７
０をスクリーンＳＣに簡単に正対させることができる。次に、プロジェクタ１０によって
スクリーンＳＣに投射される画像の台形歪みの補正を行う（ステップＳ１７）。具体的に
説明すると、主制御部８８は、画像処理部８１での画像処理によって、スクリーンＳＣに
投射すべき画像の縦方向の台形歪を台形補正する。また、主制御部８８は、レンズ駆動部
８５を介してレンズシフト駆動機構７１を動作させ、スクリーンＳＣに投射すべき画像の
横方向の台形歪をレンズシフト駆動機構７１を利用した光学的に補正する。この際、レン
ズシフト駆動機構７１の動作によってスクリーンＳＣに投射された画像の高さ方向の位置
も調整される。次に、主制御部８８は、レンズ駆動部８５を介してズーム・フォーカス駆
動機構７３を動作させ、スクリーンＳＣ上における投射倍率の調整を行う（ステップＳ１
８）。これにより、矩形のスクリーンＳＣに過不足なく画像を納める準備ができる。また
、主制御部８８は、レンズ駆動部８５を介してズーム・フォーカス駆動機構７３を動作さ
せ、スクリーンＳＣ上におけるフォーカス調整を行う（ステップＳ１９）。これにより、
スクリーンＳＣ上にシャープに合焦した画像を投射することができる。

以上のような動作は、部屋ＲＭ内でプロジェクタ１０を移動させるごとに行うことがで
きる。プロジェクタ１０が移動したことは、加速度センサ等を用いて検出することができ
るが、ユーザがキー入力部９３を操作することによって図５に例示するような一連の初期
化処理を行うこともできる。さらに、電源がオンになったスタンバイ状態で、上記一連の
初期化処理を行うこともできる。

主制御部８８の記憶部８８ａに保管された部屋データは、例えば適当なアプリケーショ
ンソフトによってパソコンに蓄積されたデータをプロジェクタ１０にデータ転送すること
によって行われる。また、ユーザがキー入力部９３を利用して直接入力することができる
。その際、部屋の形状やサイズを何畳という規格化されたフォームで簡単に入力できるよ
うにすることもできるが、プロジェクタ１０のＯＳＤＣを利用して詳細なデータとして入
力することもできる。その他、プロジェクタ１０をその部屋ＲＭに最初に持ち込んだ際に
、位置計測を行いつつスクリーンＳＣ上に適切なサイズ及び台形補正で画像を投射した際
の状況データを記憶しておき、このデータを次の投射に利用することができる。この場合
、例えば上記状況データから部屋ＲＭのサイズやスクリーンＳＣの位置に関する直接的情
報或いはこれに関連する間接的情報を収集することができ、このような情報を主制御部８
８の記憶部８８ａに保管して再利用することで、ユーザに複雑な操作が要求されなくなる
使い勝手のよいプロジェクタ１０を提供できる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第２実施形態のプロジェ
クタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、同一部分には同一の符
号を付して重複説明を省略する。また、特に説明しない部分については、第１実施形態と
同様であるものとする。

図６は、第２実施形態のプロジェクタ１１０を説明する平面図である。この場合、第１
測距センサ９１ａと第２測距センサ９１ｂとは、外装ケース１９の上部において方向は同
じであるが面する方向を逆にして配置されている。すなわち、第１測距センサ９１ａや第
３測距センサ９１ｃの配置に変更はないが、第２測距センサ９１ｂが前面側ではなく裏面
側に配置されている。この場合、第１及び第２測距センサ９１ａ，９１ｂの距離検出出力
の和ＳＵ＝Ｄ１＋Ｄ２と、部屋ＲＭの寸法ｂとに基づいて、投射レンズ７０の光軸ＯＡの
壁ＷＡ１に対する傾き角αが求まる。

なお、第２測距センサ９１ｂは、プロジェクタ１１０に固定的に取り付けられる必要が
なく、外装ケース１９に対して着脱自在とすることができる。これにより、所望のタイミ
ングで、図４に示す状態と図６に示す状態との間の切替が可能になる。同様に、第１測距
センサ９１ａや第３測距センサ９１ｃも着脱自在とすることができる。この場合、部屋の
状況に合わせてセンサを適宜付け替えて測距を行うことができ、測距の確実性を高めるこ
とができる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第３実施形態のプロジェ
クタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものである。

図７は、第３実施形態のプロジェクタ２１０を説明する平面図である。この場合、プロ
ジェクタ２１０に設けたセンサ部分２９１ａと、壁ＷＡ１側に固定されたセンサ部分２９
１ｄとによって第１測距センサが構成される。第１測距センサを構成する両センサ部分２
９１ａ，２９１ｂは互いに通信可能になっており、応答時間の差から相互の距離を求める
ことができるようになっている。同様に、プロジェクタ２１０に設けたセンサ部分２９１
ｂと、壁ＷＡ１側に固定されたセンサ部分２９１ｅとによって第２測距センサが構成され
る。第２測距センサを構成する両センサ部分２９１ｂ，２９１ｅは互いに通信可能になっ
ており、応答時間の差から相互の距離を求めることができるようになっている。また、同
様に、プロジェクタ２１０に設けたセンサ部分２９１ｃと、壁ＷＡ２側に固定されたセン
サ部分２９１ｆとによって第３測距センサが構成される。第３測距センサを構成する両セ
ンサ部分２９１ｃ，２９１ｆは互いに通信可能になっており、応答時間の差から相互の距
離を求めることができるようになっている。以上により、壁ＷＡ１，ＷＡ２上のセンサ部
分２９１ｄ，２９１ｅ，２９１ｆからプロジェクタ２１０のセンサ部分２９１ａ，２９１
ｂ，２９１ｃまでの距離を求めることができ、結果的にプロジェクタ２１０の部屋ＲＭ内
における座標や投射レンズ７０の光軸の傾き角を算出することができる。なお、センサ部
分２９１ｄ，２９１ｅ，２９１ｆは、通常動作しておりず、センサ部分２９１ａ，２９１
ｂ，２９１ｃからの指令信号に応答して動作を開始するものとする。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第４実施形態のプロジェ
クタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものである。

図８は、第４実施形態のプロジェクタ１０の動作を説明するフローチャートである。こ
の場合、プロジェクタ１０に設けたディスプレイに部屋データの切替を促す表示を行わせ
て、部屋データの切替を受け付ける工程を事前に設ける（ステップＳ１１０）。この場合
、主制御部８８の記憶部８８ａに部屋データが複数保管されている。この場合、プロジェ
クタ１０を複数の部屋間で移動させても、移動したどの部屋においてもプロジェクタ１０
によって適切な画像が投射される。なお、複数の部屋ごとに準備される部屋データには、
各部屋ＲＭの縦横寸法ａ，ｂや、各部屋ＲＭ中のスクリーンＳＣの位置等が含まれる。

なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲において種々の態様で実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である
。

例えば、上記実施形態では、プロジェクタ１０が四角の部屋ＲＭに配置されるとしたが
、プロジェクタ１０が四角を除く多角形の部屋に配置される場合もある。この場合も、プ
ロジェクタ１０に取り付けるべき測距センサの個数等を適宜変更することによって、部屋
内での位置を正確に計測することができる。

また、上記実施形態では、測距センサ９１ａ，９１ｂ，９１ｃで赤外線や超音波等を利
用する場合について例示したが、測距すなわち計測のための手段は、これらに限らず任意
のものとすることができる。

また、プロジェクタ１０の内部に重力センサを設けて、プロジェクタ１０が自動的に水
平に設置されるようにすることもできる。

第１実施形態に係るプロジェクタの構造を示すブロック図である。 プロジェクタの外観を説明する斜視図である。 図１等に示すプロジェクタを設置する部屋内部を説明する斜視図である。 部屋の平面図であり、プロジェクタの位置決定を説明する図である。 第１実施形態のプロジェクタの動作を説明する図である。 第２実施形態のプロジェクタを説明する図である。 第３実施形態のプロジェクタを説明する図である。 第４施形態のプロジェクタを動作について説明するフローチャートである。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 １１…主光学装置、 １７…回路装置、 １９…外装ケース、
２０…姿勢調節装置、 ３０…光源装置、 ３３…均一化光学系、 ４０…分割照明系
、 ５０…光変調部、 ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇ…液晶ライトバルブ、 ６０…クロスダ
イクロイックプリズム、 ７０…投射レンズ、 ７１…レンズシフト駆動機構、 ７３…
ズーム・フォーカス駆動機構、 ８１…画像処理部、 ８１ａ…補正部、 ８２…ライト
バルブ駆動部、 ８３…センサ駆動部、 ８５…レンズ駆動部、 ８７…姿勢装置駆動部
、 ８８…主制御部、 ８８ａ…記憶部、 ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ…測距センサ、 Ｄ
Ｒ…投射方位、 ＯＡ…光軸、 ＳＣ…スクリーン、 ＶＸ…鉛直軸、 ＷＡ１，ＷＡ２
…壁

Claims (10)

1. 部屋の形状及びサイズに関する部屋情報と、当該部屋中におけるスクリーンの位置情報
   とを記憶する記憶手段と、
   画像形成及び画像投射用の映像光学装置と、
   複数の測距センサを含み、前記映像光学装置による投射の基準位置を計測する計測装置
   と、
   前記映像光学装置による投射方位を調節する駆動装置と
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記複数の測距センサのうち少なくとも２つは、同一方向に関してそれぞれ位置計測を
   行う請求項１記載のプロジェクタ。
3. 同一方向に関して位置計測を行う前記複数の測距センサは、面する方向を一致させて配
   置される請求項２記載のプロジェクタ。
4. 前記複数の測距センサのうち少なくとも２つは、異なる方向に向かってそれぞれ位置計
   測を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
5. 前記駆動装置は、前記映像光学装置の姿勢を調節することを特徴とする請求項１から請
   求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
6. 前記駆動装置は、前記映像光学装置に設けた投射光学系の少なくとも一部の配置を調整
   する請求項１から請求項５のいずれか一項記載のプロジェクタ。
7. 前記複数の測距センサは、前記映像光学装置を含む本体部分に対して着脱自在に固定さ
   れており、前記本体部分の異なる箇所に付け替え可能である請求項１から請求項６のいず
   れか一項記載のプロジェクタ。
8. 前記測距センサは、壁側に固定されて前記映像光学装置までの距離を計測するセンサ部
   分を有する請求項１から請求項７のいずれか一項記載のプロジェクタ。
9. 前記記憶手段は、複数の部屋情報又はスクリーンについての複数の位置情報を記憶して
   いる請求項１から請求項８のいずれか一項記載のプロジェクタ。
10. 前記投影光学装置は、スクリーンに投射される投射像のズーム、フォーカス、台形補正
    、及びレンズシフトを利用したアオリの少なくとも１つに関する調節が可能であり、前記
    駆動装置は、前記投射基準位置と前記スクリーンの位置情報とに基づいて前記投影光学装
    置を動作させて、ズーム、フォーカス、台形補正、及びアオリの少なくとも１つの調節を
    行う請求項１から請求項８のいずれか一項記載のプロジェクタ。
    

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