JP2008033116A - プロジェクタ、位置調整装置および位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手動で調整しなくても投射面と正対することが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】投射面に画像を投射する投射機構と、投射機構投射画像の光軸を挟んで設けられ、投射面までの距離をそれぞれ測定するための第１および第２の測距センサとを含む画像投射部と、画像投射部を回転させて、投射面への画像投射角度を変化させ、第１および第２の測距センサから投射面までのそれぞれの距離である第１の距離と第２の距離を変化させる回転機構部と、第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて第１の距離と第２の距離を算出し、算出結果に応じて回転機構部を介して画像投射部を回転させる制御部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタと、プロジェクタや映写機などの画像投射装置の位置を調整するための位置調整装置および位置調整方法とに関する。

従来のプロジェクタは、使用する際に投射画像のピント調整および投射画像の歪みの修正を手動で行う必要があった。ただし、ピント調整については、オートフォーカス機能を用いて自動的に行うことが可能なプロジェクタもある。オートフォーカス機能に必要な動作の一つに、対象物までの距離を測定するということがある。距離を測定するための測距装置については、様々な工夫がなされている。

例えば、対象物までの距離を複数回測定し、平均値を計算し、バラツキを判定し、バラツキに対応して装置の構成の一つである発光手段の発光出力を制御する測距装置が開示されている（特許文献1参照）。

一方、プロジェクタには、投射レンズの代わりにミラーから画像を投射し、壁やスクリーンなどの投射面までの距離が短い場所での使用に適している超短焦点プロジェクタがある。超短焦点プロジェクタはミラー投射方式を用いて画像を投射面に投射する。

図１２は、短焦点プロジェクタで用いられているミラー投射方式を説明するための模式図である。

図１２に示すように、超短焦点プロジェクタは、画像表示素子のＤＭＤ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ) １００から照射した画像をミラー１０１〜１０４に順に反射させて拡大し、ミラー１０４で反射させた画像を最終的に投射面に投射する。
特開平６−１６００８５号公報

上述したように、投写画像のピント調整にオートフォーカス機能を用いれば、操作者はピント合わせを自分で行う必要はない。しかし、プロジェクタと投射面とが水平方向(鉛直方向に垂直な方向）に関して正対していない場合に起こる投写画像の歪みに対しては、操作者自身がプロジェクタの位置を変えて、プロジェクタを投射面に正対させなければならない。

図１３から１５はプロジェクタを投射面に正対させて画像を投射させた場合を示す図である。図１３は投射面とプロジェクタを横から見た図であり、図１４は上から見た図である。図１５は投射画像を示す図である。超短焦点プロジェクタが投射面と正対していると、図１５に示すように投射画像は、それぞれの辺が直線の長方形となる。

続いて、プロジェクタが投射面と正対していない場合について説明する。図１６は投射面とプロジェクタを上から見た図であり、図１７は投射画像を示す図である。図１７に示す投射画像では、左端は直線になっているが、上端、下端および右端は線が歪んでいる。図には画像の内容を示していないが、画像そのものも右側にいくほど歪むことになる。画像の歪みは、プロジェクタから投射面までの距離がプロジェクタの左側と右側とで異なることで起こる。図１６に示す場合、その距離がプロジェクタの左側よりも右側の方が長くなっている。この距離の差が大きいほど画像の歪みが大きくなる。また、この距離の差が同じ場合、プロジェクタと正対する投射面までの距離が短いほど、画像の歪みが大きくなる。

プロジェクタの左側および右側のそれぞれから投射面までの距離を同じにするには、微調整を必要とし、手動だと困難であるという問題がある。特に、投射面までの距離が短い場所で使用する場合、調整がさらに困難になるという問題がある。

本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであり、手動で調整しなくても投射面と正対することが可能なプロジェクタ、位置調整装置および位置調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のプロジェクタは、投射面に画像を投射する投射機構と、該投射機構投射画像の光軸を挟んで設けられ、前記投射面までの距離をそれぞれ測定するための第１および第２の測距センサとを含む画像投射部と、
前記画像投射部を回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させ、前記第１および第２の測距センサから投射面までのそれぞれの距離である第１の距離と第２の距離を変化させる回転機構部と、
前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、該算出結果に応じて前記回転機構部を介して前記画像投射部を回転させる制御部と、を有する。

この場合、前記第１および第２の測距センサは、前記光軸に対称に配置されるとともにこれらを結ぶ線が底面部と平行とされることとしてもよい。

また、前記回転機構部は、入力される第１の制御信号により前記画像投射部を所定のステップ角で回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させることにより、前記第１および第２の距離を変化させ、
前記制御部は、前記第１の制御信号を前記回転機構部に送信し、前記回転機構部が前記画像投射部を前記ステップ角だけ回転させる度に前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、これらの距離の差が所定範囲内になる回転角に前記画像投射部を回転させることとしてもよい。

また、記憶部を備え、前記制御部は、
前記回転機構部が前記画像投射部を回転させる度に、前記回転角と、該回転角における前記第１および第２の距離を示すデータを前記記憶部に格納し、これらのデータに示される距離の差が所定範囲内になる回転角を前記データから検索することとしてもよい。

また、前記画像投射部は、入力される第２の制御信号により前記投射機構を駆動させて画像のピントを合わせるフォーカス調整部を備え、
前記制御部は、
前記第１および第２の距離の差が所定範囲内になる回転角に前記画像投射部を回転させた後、該回転角における前記第１の距離、または第２の距離に基づいて画像のピントを合わせる対象となる距離を算出し、該距離に基づく前記第２の制御信号を前記フォーカス調整部に送信することとしてもよい。

本発明の位置調整装置は、画像投射装置の投射画像の光軸を挟んで設けられ、前記投射面までの距離をそれぞれ測定するための第１および第２の測距センサを含み、前記画像投射装置を搭載する位置調整台と、
前記位置調整台を回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させ、前記第１および第２の測距センサのそれぞれから投射面までの距離である第１の距離と第２の距離を変化させる回転機構部と、
前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、該算出結果に応じて前記回転機構部を介して前記位置調整台を回転させる制御部と、を有する。

この場合、前記第１および第２の測距センサは、前記光軸に対称に配置されるとともにこれらを結ぶ線が前記画像投射装置の底面部と平行とされることとしてもよい。
また、前記回転機構部は、入力される第１の制御信号により前記位置調整台を所定のステップ角で回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させることにより、前記第１および第２の距離を変化させ、
前記制御部は、前記第１の制御信号を前記回転機構部に送信し、前記回転機構部が前記位置調整台を前記ステップ角だけ回転させる度に前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、これらの距離の差が所定範囲内になる回転角に前記位置調整台を回転させることとしてもよい。

また、記憶部を備え、前記制御部は、
前記回転機構部が前記位置調整台を回転させる度に、前記回転角と、該回転角における前記第１および第２の距離を示すデータを前記記憶部に格納し、これらのデータに示される距離の差が所定範囲内になる回転角を前記データから検索することとしてもよい。

本発明の位置調整方法は、画像投射装置を搭載する位置調整台に、該投射面までの距離をそれぞれ測定するための第１および第２の測距センサを前記画像投射装置の投射画像の光軸を挟んで設け、
前記位置調整台を回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させて、前記第１および第２の測距センサのそれぞれから投射面までの距離である第１の距離と第２の距離を変化させる回転機構を設け、
前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、該算出結果に応じて前記回転機構部を介して前記位置調整台を回転させる。

この場合、前記第１および第２の測距センサは、前記光軸に対称に配置されるとともにこれらを結ぶ線が前記画像投射装置の底面部と平行とされることとしてもよい。

また、前記回転機構部は、入力される第１の制御信号により前記位置調整台を所定のステップ角で回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させることにより、前記第１および第２の距離を変化させ、
前記第１の制御信号を前記回転機構部に送信し、前記回転機構部が前記位置調整台を前記ステップ角だけ回転させる度に前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、これらの距離の差が所定範囲内になる回転角に前記位置調整台を回転させることとしてもよい。

また、前記位置調整台が回転する度に、前記位置調整台の回転角と、該回転角における前記第１および第２の距離を示すデータを保存し、これらのデータに示される距離の差が所定範囲内になる回転角を前記データから検索することとしてもよい。

本発明によれば、２つの測距センサを、これらを結ぶ線が底面部と平行とし（装置本体の底面部からの高さを同じとする）、各測距センサを投射画像の光軸に対して対称となる位置に設けた場合、水平方向を上端または下端とする一般的な画像投射が行われているときには、各測距センサ１２、１３の投射面側における測定位置を結ぶ線は投射画像の上端や下端と平行となる。また、測距値がほぼ等しいと見なされる所定範囲内の投射画像は、歪みが小さく、水平方向に関して正対しているときの投射画像とほぼ同じ形になる。

本発明では、投射機構の光軸に対称に配置された２つの測距センサから投射面までのそれぞれの距離が同じになる位置に投射機構を回転させるため、手動で調整しなくてもプロジェクタを投射面と正対させることが可能である。また、手動では困難であった、プロジェクタの左側および右側の両方を投射面と同じ距離にするための微調整がプロジェクタ自身で行われるため、操作者の労力が軽減する。

本発明のプロジェクタは、投射面までの距離を測定するための２つの測距センサと、測定された距離の差が所定の範囲内の位置に投射機構を回転させる回転機構とを設けたことを特徴とする。

本実施例のプロジェクタの構成を説明する。

図１は、本実施例のプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施例のプロジェクタは、プロジェクタ本体１とプロジェクタ本体１を垂直軸を中心にプロジェクタ本体１を回転させるための台座２とを有する構成である。

プロジェクタ本体１は、プロジェクタ本体１を動作させるための複数のボタンが設けられた操作部１１と、投射面までの距離を測定するための測距センタ１２、１３と、プロジェクタ本体１が回転した角度および測距センサ１２、１３のそれぞれの検出内容に基づいて算出される距離のデータを格納するための記憶部１４と、プロジェクタ本体１を回転させる動作およびフォーカス動作を制御する制御部１５と、ミラー投射方式で投射する投射機構２１と、制御部１５からの制御信号に応じて投射機構２１を動かしてフォーカス位置を調整するフォーカス調整部２２と、垂直軸を中心にプロジェクタ本体1を回転させるための回転機構部とを有する。

回転機構部は、制御部１５との間でプロジェクタ本体１の回転角度に関する信号を送受信し、プロジェクタ本体１の回転角度を調整するモータ制御部１８と、モータ制御部１８の制御に応じて回転するモータ１９と、モータ１９の回転数に応じて台座２上を回転しながら円運動する歯車２０とを有する。

操作部１１に設けられた複数のボタンの中には、投射面と正対する機能を動作させるための正対調整ボタンが含まれる。

測距センサ１２および測距センサ１３について説明する。

図１に示すように、プロジェクタ本体１から投射面に向かって、左側に測距センサ１２が設けられ、右側に測距センサ１３が設けられている。測距センサ１２、１３は、配置されている位置が異なるだけでその構成および動作は同じである。図２は、測距センサ１２、１３の一例を示す模式図である。

図２に示すように測距センサ１２、１３は、発光デバイス２０１と、受像デバイス２０２とを有する。発光デバイス２０１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）またはレーザを発光素子とする構成である。一方、受像デバイス２０２は、撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサおよびＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、ならびに位置検出素子であるＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）のうちいずれか一つの素子を含む構成である。

測距センサ１２、１３の動作を説明する。制御部１５が発光デバイス２０１を発光させると、発光デバイス２０１から出力された光が投射面で反射され、受像デバイス２０２に検出される。このとき、投射面との距離に応じて、受像デバイス２０２の受光する位置が異なる。図２に示すように投射面２０５の場合、受光ポイント２０３に検出される。一方、投射面２０６の場合、受光ポイント２０４に検出される。また、受像デバイス２０２は、受光したポイントに対応して出力電圧が決定される。そして、その出力電圧を示す電気信号を制御部１５に送信する。受像デバイス２０２の受光した位置に応じて出力電圧が決まる特性を利用して、測距センサ１２、１３から出力される電気信号に基づいて、プロジェクタから投射面までの距離を測定することが可能となる。

続いて、測距センサ１２、１３の配置条件について説明する。

図３は、測距センサ１２、１３のそれぞれを配置する位置を示した模式図である。なお、投射光３０１の投射光軸３０２に対する水平方向への広がりの角度θ₀は、予め光学的に設計され、決められている。測距センサ１２と測距センサ１３とは、図３に示すように、投射光軸３０２に対して左右対称となるように配置されている。さらに、測距センサ１２の発光デバイスから出力される発光路３０３および測距センサ１３の発光デバイスから出力される発光路３０４のそれぞれの投射光軸３０２に対する角度が角度θ₀になるように、測距センサ１２、１３が配置されている。

測距センサ１２、１３が投射面までの距離を測定する際の投射面側の位置について説明する。

図４は、測距センサ１２、１３それぞれが距離を測定する際の投射面側の位置を示したものである。図４に示すように、投射画像４０１は、左端および右端を鉛直方向に平行かつ同じ長さで、上端および下端を水平方向にかつ同じ長さの長方形になる場合とする。この場合、測距センサ１２の測定位置のポイント４０２は、投射画像４０１の左辺と右辺のそれぞれの中点を通る中心線４０５上で、かつ投射画像４０１の左側で、かつ投射画像４０１の外側になる。一方、測距センサ１３の測定位置のポイント４０３は、中心線４０５上で、かつ投射画像４０１の右側で、かつ投射画像４０１の外側になる。これにより、測距センサ１２、１３の測距値が同じとき、プロジェクタ本体１は投射面と正対する。また、測距値がほぼ等しいと見なせる所定範囲内の投射画像は、歪みが小さく、正対しているときの投射画像とほぼ同じ形になる。

なお、投射画像の鉛直方向および水平方向のサイズは、予め光学的に設計され、決められている。

制御部１５は、プログラムにしたがって所定の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１６と、プログラムを格納するためのメモリ１７とを有する。

ＣＰＵ１６は操作部１１の正対調整ボタンが押されると、測距センサ１２、１３のそれぞれの発光デバイスを発光させる。そして、測距センサ１２、１３のそれぞれの受像デバイスの検出内容に基づいて測距センサ１２、１３のそれぞれの投射面までの距離を算出する。そして、算出した距離とその距離に対応するプロジェクタ本体１が回転する角度である回転角とを記憶部１４に格納する。このとき、回転角は本実施例のプロジェクタが最初に設置された場所における投射光軸の投射面方向の角度を０度とし、０度に対して左回りの角を負の角度とし、右回り（時計回り）の角度を正の角度とする。

また、回転角の測定範囲である測定範囲角および測定範囲角内で測距センサ１２、１３が段階的に測距する所定の角度であるステップ角は、予め設定されている。ステップ角は、１０度未満で任意の値に設定する。ステップ角が小さいほど、距離のデータを多く取得できるが、測定が終了するまでの時間が長くなる。

続いてＣＰＵ１６は、回転角を示す制御信号をモータ制御部１８に送信する。その後、モータ制御部１８からプロジェクタ本体１を指定された回転角に回転させたことを示す信号を受信すると、再び測距センサ１２、１３のそれぞれの発光デバイスを発光させる。測距が終了すると、測距センサ１２、１３の投射面までのそれぞれの距離が同じになる、または、ほぼ等しいと見なされる所定範囲内の角度を記憶部１４の中から検索する。そして、プロジェクタ本体１がその角度に回転するようにモータ制御部１８に制御信号を送信する。

記憶部１４には、測距センサ１２、１３の検出内容に基づいて算出されるそれぞれの距離のデータと、これらの距離が測定されたときの回転角のデータが格納される。

また、ＣＰＵ１６は、プロジェクタ本体１が測距センサ１２、１３の投射面までのそれぞれの距離が同じ、またはほぼ等しいとみなせる所定範囲内の位置になる角度に回転すると、フォーカスの対象となる距離を算出し、その距離に基づく制御信号をフォーカス調整部２２へ送信する。

投射機構２１は、従来の短焦点プロジェクタと同様に図１２に示したＤＭＤ１００と、ミラー１０１〜１０４とを有する。ＤＭＤ１００から順に光線を反射し、画像を拡大し、最終的にミラー１０４が投射面に投射する。また、本実施例では、ミラー１０３は、光軸に対して前後に移動可能な機構を有する。この機構を用いて、ミラー１０４から投射される投射画像のフォーカス位置を調整する。

フォーカス調整部２２は、ミラー１０３の移動を行うためのモータ（不図示）を有し、ＣＰＵ１６からの制御信号に応じてモータを駆動する。

なお、投射機構２１は、一般的な投射レンズを用いてもよい。この場合、フォーカス調整部２２は、投射レンズ内のフォーカスレンズを移動させるためのモータを有し、ＣＰＵ１６からの制御信号に応じてモータを駆動する。

図５は、プロジェクタ本体１と台座２との接続の一例を示す模式図である。また図６は、プロジェクタ本体１の回転動作を説明するための模式図である。

台座２は、図５に示すように、その中心と垂直軸を介してプロジェクタ本体１と接続されている。また、図６に示すように、歯車２０の回転経路になる回転用ガイドが、台座２の上部に垂直軸を中心とする円形で設けられている。垂直軸は、台座２およびプロジェクタ本体１それぞれの中心に位置し、プロジェクタ本体１が回転するときの回転軸となる。なお、回転方向は、図６に左回りで示しているが、右回りでもよい。

次に、本実施例のプロジェクタの動作について説明する。

図７は、本実施例のプロジェクタの動作手順を示すフローチャートである。ここでは、測定範囲角を−４０度と＋４０度との間にする。

本実施形態のプロジェクタが任意の台上に配置され、操作部１１の正対調整ボタンが押されると、ＣＰＵ１６は、回転角度が初期状態の０度において投射面までの距離を測定するために、測距センサ１２および測距センサ１３のそれぞれの発光デバイスを発光させる。そして、測距センサ１２および測距センサ１３それぞれの受像デバイスから検出した内容に基づき投射面までの距離をそれぞれ算出する（ステップ１００１）。投射面側の測定する位置は、図３で説明したように、投射画像に対して予め設定されており、測距センサ１２はポイント４０２を測定し、測距センサ１３はポイント４０３を測定する。

２つのセンサのそれぞれの投射面までの距離を算出すると、プロジェクタ本体１の回転角およびその回転角における測距センサ１２、１３のそれぞれの投射面までの距離を示すデータを記憶部１４に格納する（ステップ１００２）。

ＣＰＵ１６は、所定のステップ角でプロジェクタ本体１を回転させるようにモータ制御部１８に制御信号を送信する。モータ制御部１８は、制御信号に応じてモータ１９の動作制御を行う。モータ１９が回転すると、歯車２０が台座２の回転用ガイド上を移動し、プロジェクタ本体１は所定のステップ角だけ回転する。

ステップ１００１およびステップ１００２の動作を、測定範囲角でプロジェクタ本体１を所定のステップ角だけ回転させるたびに行う（ステップ１００３）。上記測定範囲角において距離の測定が全て終了すると、ステップ１００４に進む。

図８は、ステップ１００３で測定が全て終了したときに記憶部に格納されたデータをグラフ化したものである。図８に示すように、横軸をプロジェクタ本体１の回転角とし、縦軸を測距センサ１２、１３の投射面までのそれぞれの距離とする。縦軸の距離は、横軸との接点に近いほど大きい値となり、反対に接点から離れるほど小さい値となる。ＣＰＵ１６は、測距が終了すると、図８に示す測距センサ１２、１３の投射面までのそれぞれの距離が同じになる正対ポイント８０１、またはほぼ等しいと見なされる所定範囲内の位置を検索して特定する（ステップ１００４）。なお、ここでは測定範囲角を−４０度から４０度までに限定しているが、−１８０度から１８０度までの範囲で任意に設定できるものとする。

位置が特定されると、回転機構部がプロジェクタ本体１をその位置に回転させる（ステップ１００５）。なお、ステップ１００４の動作は、プロジェクタ本体１がステップ角に回転するたびに行ってもよい。この場合、回転の途中で正対ポイント８０１になれば直ちにステップ１００５に進み、測定範囲角における全てのステップ角について測距する必要がなく、プロジェクタを投射面に正対させるのにかかる時間を短縮できる。

プロジェクタ本体１はステップ１００５の位置に回転すると、オートフォーカス動作を実施する（ステップ１００６）。

次に、フォーカス調整の動作について説明する。ここでは、プロジェクタ本体１は、正対ポイント８０１の回転角に位置している場合とする。

図９はフォーカス動作を説明するための図である。図９に示すように、正対ポイント８０１における測距センサ１２または測距センサ１３から投射面までの距離は、投射機構２１の光軸に対し角度θ₀傾いており、角度θ₀を有する直角三角形の斜辺の長さがその距離に相当する。この距離は、測距センサ１２、１３の検出内容に基づいて算出された距離であることから、以下では、測定距離と称する。

図９に示すように、プロジェクタ本体１を投射面に正対ポイント８０１に回転させたときのプロジェクタ本体１から投射面までの距離を、投射面の画像のピントを合わせるためのフォーカス調整対象距離とする。フォーカス調整対象距離は、ステップ１００３の検索により特定した正対ポイント８０１における測定距離と、角度θ₀をとを用いて以下の式で算出される。

フォーカス調整対象距離＝測定距離×Ｃｏｓθ₀・・・・・（１）
Ｃｏｓθ₀の値は、ＣＰＵ１６が実行するためのプログラムに予め定数として記述されている。また、そのプログラムには、フォーカス調整対象距離の任意の値に対して投射面の画像のピントを合わせるために、フォーカス調整対象距離に対応してミラー１０３の位置を算出するための式が記述されている。

制御部１５は、プロジェクタ本体１が投射面に正対すると、上式（１）からフォーカス調整対象距離を算出する。続いて、算出したフォーカス調整対象距離からミラー１０３の最適な位置の情報を求め、ミラー１０３の位置の情報を含む制御信号をフォーカス調整部２２に送信する。フォーカス調整部２２は、ミラー１０３の位置の情報を含む制御信号を制御部１５から受信すると、制御信号に応じてミラー１０３を移動させるためのモータ（不図示）を駆動させる。ミラー１０３は光軸に対して前または後に移動する。これにより、投射面の画像のピントが合うように調整される。

なお、プロジェクタ本体１の位置が正対ポイント８０１でないが、測距センサ１２および測距センサ１３のそれぞれの投射面までの距離がほぼ等しいと見なせる所定範囲内にある場合、上式（１）の測定距離は、その位置におけるどちらか一方から投射面までの距離としてもよい。

なお、本実施例のプロジェクタでは、制御部１５、操作部１１および記憶部１４などを含むプロジェクタ本体１を回転させたが、投射機構２１、測距センサ１２、１３およびフォーカス調整部２２を含む構成を画像投射部とし、少なくとも画像投射部を回転機構部で回転させるようにしてもよい。制御部１５、操作部１１および記憶部１４を回転させなくてもよい。

本実施例のプロジェクタは、上述したように、プロジェクタ本体１を測定範囲角において所定のステップ角で回転させて、２つの測距センサの投射面までのそれぞれの距離が同じになる、または、ほぼ等しいと見なされる所定範囲内の位置を検索し、該当する位置を特定する。距離が同じになる場合、その位置まで画像投射部を回転させることで、プロジェクタが投射面と正対する。その結果、プロジェクタを投射面と正対させる調整を手動で行う必要がなくなる。

また、手動では困難であった、プロジェクタの左側および右側の両方を投射面と同じ距離にするための微調整がプロジェクタ自身で行われるため、操作者の労力が軽減する。特に、超短焦点プロジェクタのように、投射面との距離が短い場合、調整がさらに困難になるが、操作者自身が微調整を行う必要がない。

また、プロジェクタが投射面と正対すると、投射画像までの最短距離を算出し、その距離に基づく投射画像のピント調整を行うことが可能となる。

本実施例は、従来のプロジェクタを、人の手を介さずに投射面に対して正対させる位置調整装置に関するものであり、実施例１で説明したプロジェクタから投射機構２１およびフォーカス調整部２２を取り除いて投射面と正対する調整を行う装置である。

図１０は、本実施例の位置調整装置の一構成例を示すブロック図である。実施例１のプロジェクタと同様な構成については、同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施例の位置調整装置は、装置本体１１０と、装置本体１１０を垂直軸を中心に回転させるための台座２とを有する構成である。図１０に示すように、装置本体１１０は、操作部１１、測距センサ１２、測距センサ１３、記憶部１４、制御部１５、モータ制御部１８、モータ１９および歯車２０を有する。

本実施例では、測距センサ１２、１３は、装置本体１１０の底面部からの高さが同じとされている。これにより、水平方向を上端または下端とする一般的な画像投射が行われているときには、各測距センサ１２、１３の投射面側における測定位置を結ぶ線は投射画像の上端や下端と平行となり、２つの測距センサの測距値が同じ位置ではプロジェクタが投射面と正対することになる。また、測距値がほぼ等しいと見なされる所定範囲内の投射画像は、歪みが小さく正対しているときの投射画像とほぼ同じ形になる。

次に、本実施例の位置調整装置の動作について説明する。ここでは、装置本体１１０の上に従来のプロジェクタを設置した場合とする。

図１１は、従来のプロジェクタを装置本体１１０の上に設置したことを示す模式図である。装置本体１１０の上にプロジェクタが設置されると、装置本体１１０は、図７に示したステップ１００１からステップ１００５までの動作を実行する。

本実施例の位置調整装置は、操作者自らが調整しなくても従来のプロジェクタを投射面と正対させることが可能となる。また、プロジェクタに限らず、例えば、映写機を装置本体１１０の上に設置すれば、操作者が調整しなくても、映写機を投射面に対して正対させることが可能となる。

なお、実施例２において、回転させる部分を装置本体１１０とはせず、プロジェクタや映写機を搭載するための位置調整台だけにしてもよい。

また、実施例２において、歯車２０は、その周縁に歯を設ける代わりにタイヤのようなゴム製の輪を用いてもよい。この場合、回転経路を装置１１０に設けて、装置の設置面が平坦で、ゴムが滑らない充分な摩擦係数を有していれば、台座２は不要となる。実施例１についても、同様に、歯車２０の代わりにゴム製の輪を用いてもよい。

なお、以上説明した実施例においては、底面部が水平方向とされ、２つの測距センサを、これらを結ぶ線が底面部と平行とし（装置本体の底面部からの高さを同じとする）、各測距センサを投射画像の光軸に対して対称となる位置に設けた場合について説明したが、このような条件を満たさない形状の場合であっても、プロジェクタの形状の条件を加味することで、本発明を実施することは当然可能であり、上記の条件は特に限定されるものではない。

本実施例１のプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。 本実施例１の測距センサの一例を示す模式図である。 本実施例１の測距センサの配置を示した模式図である。 本実施例１の測距センサの測距する投射面側の位置を示したものである。 本実施例１のプロジェクタ本体と台座との接続の一例を示す模式図である。 本実施例１のプロジェクタ本体の回転動作を説明するための模式図である。 本実施例１のプロジェクタの動作手順を示すフローチャートである。 本実施例１の記憶部に格納された情報をグラフ化したものである。 本実施例１のフォーカス距離を説明するための模式図である。 本実施例２の位置調整装置の一構成例を示すブロック図である。 本実施例２の位置調整装置にプロジェクタを配置したことを示す模式図である。 ミラー投射方式を説明するための模式図である。 超短焦点プロジェクタが投射した模式図である。 超短焦点プロジェクタが投射面と正対している模式図である。 超短焦点プロジェクタが投射面と正対しているときの投射画像である。 超短焦点プロジェクタが投射面と正対していない模式図である。 超短焦点プロジェクタが投射面と正対していないときの投射画像である。

符号の説明

１ プロジェクタ本体
２ 台座
１１ 操作部
１２、１３ 測距センサ
１４ 記憶部
１５ 制御部
１８ モータ制御部
２１ 投射機構
２２ フォーカス調整部
２０１発光デバイス
２０２受像デバイス

Claims (13)

1. 投射面に画像を投射する投射機構と、該投射機構投射画像の光軸を挟んで設けられ、前記投射面までの距離をそれぞれ測定するための第１および第２の測距センサとを含む画像投射部と、
   前記画像投射部を回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させ、前記第１および第２の測距センサから投射面までのそれぞれの距離である第１の距離と第２の距離を変化させる回転機構部と、
   前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、該算出結果に応じて前記回転機構部を介して前記画像投射部を回転させる制御部と、
   を有するプロジェクタ。
2. 請求項１記載のプロジェクタにおいて、
   前記第１および第２の測距センサは、前記光軸に対称に配置されるとともにこれらを結ぶ線が底面部と平行とされることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または請求項２記載のプロジェクタにおいて、
   前記回転機構部は、入力される第１の制御信号により前記画像投射部を所定のステップ角で回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させることにより、前記第１および第２の距離を変化させ、
   前記制御部は、前記第１の制御信号を前記回転機構部に送信し、前記回転機構部が前記画像投射部を前記ステップ角だけ回転させる度に前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、これらの距離の差が所定範囲内になる回転角に前記画像投射部を回転させることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   記憶部を備え、前記制御部は、
   前記回転機構部が前記画像投射部を回転させる度に、前記回転角と、該回転角における前記第１および第２の距離を示すデータを前記記憶部に格納し、これらのデータに示される距離の差が所定範囲内になる回転角を前記データから検索することを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記画像投射部は、入力される第２の制御信号により前記投射機構を駆動させて画像のピントを合わせるフォーカス調整部を備え、
   前記制御部は、
   前記第１および第２の距離の差が所定範囲内になる回転角に前記画像投射部を回転させた後、該回転角における前記第１の距離、または第２の距離に基づいて画像のピントを合わせる対象となる距離を算出し、該距離に基づく前記第２の制御信号を前記フォーカス調整部に送信することを特徴とするプロジェクタ。
6. 画像投射装置の投射画像の光軸を挟んで設けられ、前記投射面までの距離をそれぞれ測定するための第１および第２の測距センサを含み、前記画像投射装置を搭載する位置調整台と、
   前記位置調整台を回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させ、前記第１および第２の測距センサのそれぞれから投射面までの距離である第１の距離と第２の距離を変化させる回転機構部と、
   前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、該算出結果に応じて前記回転機構部を介して前記位置調整台を回転させる制御部と、
   を有する位置調整装置。
7. 請求項６記載の位置調整装置において、
   前記第１および第２の測距センサは、前記光軸に対称に配置されるとともにこれらを結ぶ線が前記画像投射装置の底面部と平行とされることを特徴とする位置調整装置。
8. 請求項６または請求項７記載の位置調整装置において、
   前記回転機構部は、入力される第１の制御信号により前記位置調整台を所定のステップ角で回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させることにより、前記第１および第２の距離を変化させ、
   前記制御部は、前記第１の制御信号を前記回転機構部に送信し、前記回転機構部が前記位置調整台を前記ステップ角だけ回転させる度に前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、これらの距離の差が所定範囲内になる回転角に前記位置調整台を回転させることを特徴とする位置調整装置。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の位置調整装置において、
   記憶部を備え、前記制御部は、
   前記回転機構部が前記位置調整台を回転させる度に、前記回転角と、該回転角における前記第１および第２の距離を示すデータを前記記憶部に格納し、これらのデータに示される距離の差が所定範囲内になる回転角を前記データから検索することを特徴とする位置調整装置。
10. 画像投射装置を搭載する位置調整台に、該投射面までの距離をそれぞれ測定するための第１および第２の測距センサを前記画像投射装置の投射画像の光軸を挟んで設け、
    前記位置調整台を回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させて、前記第１および第２の測距センサのそれぞれから投射面までの距離である第１の距離と第２の距離を変化させる回転機構を設け、
    前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、該算出結果に応じて前記回転機構部を介して前記位置調整台を回転させる位置調整方法。
11. 請求項１０記載の位置調整方法において、
    前記第１および第２の測距センサは、前記光軸に対称に配置されるとともにこれらを結ぶ線が前記画像投射装置の底面部と平行とされることを特徴とする位置調整方法。
12. 請求項１０または請求項１１記載の位置調整方法において、
    前記回転機構部は、入力される第１の制御信号により前記位置調整台を所定のステップ角で回転させて、前記投射面への画像投射角度を変化させることにより、前記第１および第２の距離を変化させ、
    前記第１の制御信号を前記回転機構部に送信し、前記回転機構部が前記位置調整台を前記ステップ角だけ回転させる度に前記第１および第２の測距センサの検出内容に基づいて前記第１の距離と前記第２の距離を算出し、これらの距離の差が所定範囲内になる回転角に前記位置調整台を回転させることを特徴とする位置調整方法。
13. 請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載の位置調整方法において、
    前記位置調整台が回転する度に、前記位置調整台の回転角と、該回転角における前記第１および第２の距離を示すデータを保存し、これらのデータに示される距離の差が所定範囲内になる回転角を前記データから検索することを特徴とする位置調整方法。

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