JP2008236503A - プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズシフトを行った状態で画像に歪みが発生している場合に、適切に画像の歪みを補正することが可能なプロジェクタ等を提供すること。
【解決手段】プロジェクタ１００が、画像歪み補正情報を入力する入力部１１０と、画像の歪みを補正する歪み補正部１２０と、投写パネル１９４に形成された画像を、レンズ１９２を介して投写する投写部１９０と、レンズ１９２をレンズシフト駆動するレンズシフト部１８０と、レンズシフト部１８０によるレンズ１９２の駆動に関する情報に基づき、レンズ１９２のレンズシフト方向およびレンズシフト量を示すレンズシフト情報を生成するレンズシフト情報生成部１３０とを含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズシフトに対する補正を行うプロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体に関する。

プロジェクタは、いわゆる台形歪みに対する補正機能を有しているが、レンズシフトによる歪み補正機能を有していない。また、プロジェクタの台形歪み補正部は、レンズが特定の位置（例えば、中央位置等）の時に正確に補正できるように構成されている。このため、レンズシフトによってレンズの位置が特定の位置から移動した場合、台形歪み補正が行われても、正確には補正されず、画像が歪んだ状態になってしまう。

レンズシフトによる画像の歪みに対応する手法として、例えば、特開２００４−２８２１２９号公報では、エリアセンサを用いる手法が記載されている。しかし、エリアセンサを用いる場合、ハードウェア構成が複雑になり、製造コストも高くなってしまう。また、別の手法として、特開２００３−１９５４１６号公報では、レンズシフト量を検出し、検出結果に応じて電気的に画像歪みを補正する手法が記載されている。
特開２００４−２８２１２９号公報 特開２００３−１９５４１６号公報

しかし、特開２００３−１９５４１６号公報では、レンズシフト量を用いた具体的な補正の手法については記載されておらず、特開２００３−１９５４１６号公報の記載では、適切に画像の歪みを補正することはできない。

本発明の目的は、レンズシフトを行った状態で画像に歪みが発生している場合に、適切に画像の歪みを補正することが可能なプロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、画像歪み補正情報を入力する入力部と、画像の歪みを補正する歪み補正部と、投写パネルに形成された画像を、レンズを介して投写する投写部と、前記レンズをレンズシフト駆動するレンズシフト部と、前記レンズシフト部による前記レンズの駆動に関する情報に基づき、前記レンズのレンズシフト方向およびレンズシフト量を示すレンズシフト情報を生成するレンズシフト情報生成部と、を含み、前記歪み補正部は、前記画像歪み補正情報に基づき、前記投写パネルにおけるレンズシフトの影響がない状態での台形歪み補正後の台形状画像の位置を示す標準補正後位置情報を生成する標準補正後位置情報生成部と、前記標準補正後位置情報と、前記レンズシフト情報とに基づき、前記レンズのレンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の前記台形状画像の位置を示すレンズシフト補正後位置情報を生成するレンズシフト補正後位置情報生成部と、前記レンズシフト補正後位置情報に基づき、前記投写パネルに画像を生成する画像生成部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るプログラムは、入力部と、レンズを有する投写部と、前記レンズをレンズシフト駆動するレンズシフト部とを含むプロジェクタの有するコンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、コンピュータを、画像歪み補正情報を前記入力部に入力させる入力制御部と、画像の歪みを補正する歪み補正部と、投写パネルに形成された画像を、前記投写部の有するレンズを介して前記投写部に投写させる投写制御部と、前記レンズシフト部による前記レンズの駆動に関する情報に基づき、前記レンズのレンズシフト方向およびレンズシフト量を示すレンズシフト情報を生成するレンズシフト情報生成部として機能させ、前記歪み補正部は、前記画像歪み補正情報に基づき、前記投写パネルにおけるレンズシフトの影響がない状態での台形歪み補正後の台形状画像の位置を示す標準補正後位置情報を生成する標準補正後位置情報生成部と、前記標準補正後位置情報と、前記レンズシフト情報とに基づき、前記レンズのレンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の前記台形状画像の位置を示すレンズシフト補正後位置情報を生成するレンズシフト補正後位置情報生成部と、前記レンズシフト補正後位置情報に基づき、前記投写パネルに画像を生成する画像生成部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る情報記憶媒体は、入力部と、レンズを有する投写部と、前記レンズをレンズシフト駆動するレンズシフト部とを含むプロジェクタの有するコンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、上記プログラムを記憶したことを特徴とする。

本発明によれば、プロジェクタは、標準補正後位置情報と、レンズシフト情報に基づき、レンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の台形状画像の位置を決定することができるため、レンズシフトを行った状態で画像に歪みが発生している場合に、適切に画像の歪みを補正することができる。

また、前記レンズシフト補正後位置情報生成部は、前記レンズシフト方向が前記台形状画像の横方向である場合、当該横方向の前記レンズシフト量と、前記標準補正後位置情報とに基づき、前記台形状画像の上辺に関する位置を演算することによって前記レンズシフト補正後位置情報を生成してもよい。

これによれば、プロジェクタは、横方向のレンズシフトによって台形状画像の上辺が左右に移動した場合であっても、当該上辺の位置を決定することができるため、適切に画像の歪みを補正することができる。

また、前記レンズシフト補正後位置情報生成部は、前記レンズシフト方向が前記台形状画像の縦方向である場合、当該縦方向の前記レンズシフト量と、前記標準補正後位置情報とに基づき、前記台形状画像の高さを演算することによって前記レンズシフト補正後位置情報を生成してもよい。

これによれば、プロジェクタは、縦方向のレンズシフトによって台形状画像の高さが変化した場合であっても、当該高さを決定することができるため、適切に画像の歪みを補正することができる。

以下、本発明をプロジェクタに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（プロジェクタの機能についての説明）
図１は、本実施例におけるプロジェクタ１００の機能ブロック図である。プロジェクタ１００は、ユーザーの歪み補正操作の内容等を示す画像歪み補正情報を入力する入力部１１０と、レンズ１９２、投写パネル１９４等を有する投写部１９０と、レンズ１９２を上下左右方向に駆動するレンズシフト部１８０と、レンズシフト部１８０によるレンズ１９２の駆動に関する情報に基づき、レンズ１９２のレンズシフト方向（移動方向）およびレンズシフト量を示すレンズシフト情報を生成するレンズシフト情報生成部１３０と、画像の歪みを補正する歪み補正部１２０とを含んで構成されている。

また、歪み補正部１２０は、画像歪み補正情報に基づき、投写パネル１９４におけるレンズシフトの影響がない状態での台形歪み補正後の台形状画像の位置を示す標準補正後位置情報を生成する標準補正後位置情報生成部１２２と、標準補正後位置情報と、レンズシフト情報に基づき、レンズ１９２のレンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の台形状画像の位置を示すレンズシフト補正後位置情報を生成するレンズシフト補正後位置情報生成部１２４と、レンズシフト補正後位置情報に基づき、投写パネル１９４に画像を生成する画像生成部１２６とを含んで構成されている。

なお、これらの各部の機能をプロジェクタ１００に実装するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものが採用されてもよい。例えば、入力部１１０としては、ボタン、リモートコントローラ、プロジェクタ１００の傾きを測定する傾きセンサー等、レンズシフト部１８０としてはレンズシフト機構等、レンズシフト情報生成部１３０としてはＣＰＵ等、歪み補正部１２０としてはＣＰＵ、画像処理回路、ＲＡＭ等、投写パネル１９４としては液晶パネル等が採用されてもよい。なお、レンズ１９２は、１つのレンズであってもよいし、複数のレンズ（例えば、投写レンズとズームレンズ等）が組み合わせられたものであってもよい。

また、プロジェクタ１００は、これらの各部の機能をプロジェクタ１００に実装するためのプログラムを情報記憶媒体２００から読み取ることにより、各部の機能を実装してもよい。このような情報記憶媒体２００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。

（横方向にレンズシフトした場合の補正方法についての説明）
次に、横方向にレンズシフトした場合の補正方法について具体的に説明する。図２（Ａ）は、左方向にレンズシフトした場合の投写パネル１９４における台形状画像３０１を示す図であり、図２（Ｂ）は、レンズシフトしない場合の投写パネル１９４における台形状画像３０２を示す図であり、図２（Ｃ）は、右方向にレンズシフトした場合の投写パネル１９４における台形状画像３０３を示す図である。

例えば、ユーザーがレンズシフト部１８０を用いてレンズ１９２を右方向に移動した場合、レンズ１９２の主点は投写パネル１９４の中心位置に対して右方向に移動する。また、ユーザーがレンズシフト部１８０を用いてレンズ１９２を左方向に移動した場合、レンズ１９２の主点は投写パネル１９４の中心位置に対して左方向に移動する。

図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、横方向のレンズシフトの場合、台形状画像３０１〜３０３の上辺および下辺の長さは、投写される画像の大きさや入力部１１０からの画像歪み補正情報が変化しない場合は変化せず、レンズ１９２の主点の位置によらずに一定である。また、台形状画像３０１〜３０３の左右辺の延長線が交差する点（消失点）からレンズ１９２の主点までの最短距離は、画像歪み補正情報が変化しない場合は変化せず、当該主点の位置によらずに一定である。

なお、本実施例では、標準補正後位置情報生成部１２２が、入力部１１０からの画像歪み補正情報に基づき、投写パネル１９４におけるレンズシフトの影響がない状態での台形歪み補正後の台形状画像の位置を示す標準補正後位置情報を生成した後にレンズシフト補正後位置情報生成部１２４がレンズシフト補正後位置情報を生成するため、消失点は必ず存在する。

次に、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４によるレンズシフト補正後位置情報の生成方法について説明する。図３は、横方向にレンズシフトした場合の投写パネル１９４における台形状画像３０４の位置に関する情報を示す図である。

台形状画像３０４の上辺の長さをＷ０、下辺の長さをＷ１、台形状画像３０４の左上頂点のＸ座標（左上頂点から投写パネル１９４の左辺までの距離）をＸ０、主点を経由する上下方向の線から投写パネル１９４の左辺までの距離をＬ、主点を経由する上下方向の線から投写パネル１９４の右辺までの距離をＲとする。

レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、画像歪み補正情報に基づき、Ｗ０、Ｗ１を求める。なお、具体的な処理は、一般的な画像歪み補正方法と同様であるため、詳細な説明を省略する。

また、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、レンズシフト情報生成部１３０からのレンズシフト情報に基づき、ＬとＲを求める。具体的には、例えば、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、投写パネル１９４の中心位置から主点がどの方向にどの程度移動したかを判定することにより、ＬとＲを求めることができる。

さらに、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、Ｘ０＝（Ｗ１−Ｗ０）＊Ｌ／（Ｌ＋Ｒ）を演算することにより、Ｘ０を求めてもよい。

以上の手順により、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、台形状画像３０４の４隅の座標位置を示すレンズシフト補正後位置情報を生成する。

そして、画像生成部１２６は、レンズシフト補正後位置情報に基づき、画像歪み補正後の画像を投写パネル１９４に生成し、投写部１９０は、当該画像を投写する。なお、台形状画像３０４の４隅の位置に基づいて画像の歪みを補正する処理は、一般的な画像歪み補正処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、標準補正後位置情報と、レンズシフト情報に基づき、レンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の台形状画像３０１〜３０４の４隅の位置を決定することができるため、レンズシフトを行った状態で画像に歪みが発生している場合に、適切に画像の歪みを補正することができる。

また、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、横方向のレンズシフトによって台形状画像３０１〜３０４の上辺が左右に移動した場合であっても、当該上辺の位置を決定することができるため、適切に画像の歪みを補正することができる。

（縦方向にレンズシフトした場合の補正方法についての説明）
図４（Ａ）は、下方向にレンズシフトした場合の投写パネル１９４における台形状画像３０５を示す図であり、図４（Ｂ）は、レンズシフトしない場合の液晶パネル１９４における台形状画像３０６を示す図であり、図４（Ｃ）は、上方向にレンズシフトした場合の液晶パネル１９４における台形状画像３０７を示す図である。

例えば、ユーザーがレンズシフト部１８０を用いてレンズ１９２を下方向に移動した場合、レンズ１９２の主点は投写パネル１９４の中心位置に対して下方向に移動する。また、ユーザーがレンズシフト部１８０を用いてレンズ１９２を上方向に移動した場合、レンズ１９２の主点は投写パネル１９４の中心位置に対して上方向に移動する。

図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、縦方向のレンズシフトの場合、台形状画像３０５〜３０７の上辺および下辺の長さは、投写される画像の大きさや入力部１１０からの画像歪み補正情報が変化しない場合は変化せず、レンズ１９２の主点の位置によらずに一定である。また、台形状画像３０５〜３０７の左右辺の延長線が交差する点（消失点）は、画像歪み補正情報が変化しない場合は変化しない。

次に、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４によるレンズシフト補正後位置情報の生成方法について説明する。図５は、縦方向にレンズシフトした場合の投写パネル１９４における台形状画像３０８の位置に関する情報を示す図である。

台形状画像３０８の上辺の長さをＷ０、下辺の長さをＷ１、台形状画像３０８の高さをＨ、消失点から台形状画像３０８の下辺までの最短距離をＤとする。

レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、画像歪み補正情報に基づき、Ｗ０、Ｗ１、Ｄを求める。なお、台形状画像３０８の左下位置および左上位置を通る直線と台形状画像３０８の右下位置および右上位置を通る直線との交点が消失点であるため、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、台形状画像３０８の４隅の座標位置がわかれば消失点の座標位置を求めることができ、Ｄも求めることができる。なお、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、レンズシフト量に基づいて（例えば、投写パネル１９４のサイズの何％分シフトしたかに応じて）Ｄを求めてもよい。

また、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、レンズシフト情報生成部１３０からのレンズシフト情報に基づき、Ｈを求める。具体的には、例えば、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、投写パネル１９４の中心位置から主点がどの方向にどの程度移動したかを判定することにより、Ｈを求めることができる。具体的には、例えば、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、Ｈ＝（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ１＊Ｄを演算することにより、Ｈを求めてもよい。

以上の手順により、レンズシフト補正後位置情報生成部１２４は、台形状画像３０４の４隅の座標位置を示すレンズシフト補正後位置情報を生成する。そして、画像生成部１２６は、レンズシフト補正後位置情報に基づき、画像歪み補正後の画像を投写パネル１９４に生成し、投写部１９０は、当該画像を投写する。

以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、標準補正後位置情報と、レンズシフト情報に基づき、レンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の台形状画像３０５〜３０８の４隅の位置を決定することができるため、レンズシフトを行った状態で画像に歪みが発生している場合に、適切に画像の歪みを補正することができる。

また、本実施例によれば、プロジェクタ１００は、縦方向のレンズシフトによって台形状画像３０５〜３０８の高さが変化した場合であっても、当該高さを決定することができるため、適切に画像の歪みを補正することができる。

（その他の実施例）
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、プロジェクタ１００は、縦横の両方向のレンズシフトが行われた場合であっても、上述した手法を組み合わせることにより、画像の歪みを補正することが可能である。

また、入力部１１０は、ユーザーによる画像歪み補正情報を入力することなく、傾きセンサーによる画像歪み補正情報を入力してもよい。すなわち、ユーザーによる画像歪み補正操作は必須ではない。

また、ユーザーは、入力部１１０を用いて画像歪み補正操作を行ってからレンズシフト部１８０を用いてレンズシフトを行ってもよいし、レンズシフト部１８０を用いてレンズシフトを行ってから入力部１１０を用いて画像歪み補正操作を行ってもよい。いずれの場合であってもプロジェクタ１００は適切に画像の歪みを補正することができる。

また、標準補正後位置情報生成部１２２は、台形状画像３０１〜３０８の位置を示す情報として、４隅以外の位置（例えば、上辺および下辺の中点座標位置と長さ等）を示す情報を生成してもよい。また、台形状画像３０１〜３０８の台形の形状は、上下が逆であってもよいし、右または左に９０度傾いた形状であってもよく、任意である。すなわち、消失点の位置も投写パネル１９４の上には限定されず、投写パネル１９４の下、左、右のいずれにあってもよい。

また、プロジェクタ１００は、液晶プロジェクタには限定されず、例えば、米国テキサス・インスツルメンツ社が開発したＤＭＤ(Digital Micromirror Device)を用いたプロジェクタ等であってもよい。また、プロジェクタ１００の機能を複数の装置（例えば、ＰＣとプロジェクタ等）に分散して実装してもよい。

本実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。 図２（Ａ）は、左方向にレンズシフトした場合の投写パネルにおける台形状画像を示す図であり、図２（Ｂ）は、レンズシフトしない場合の投写パネルにおける台形状画像を示す図であり、図２（Ｃ）は、右方向にレンズシフトした場合の投写パネルにおける台形状画像を示す図である。 横方向にレンズシフトした場合の投写パネルにおける台形状画像の位置に関する情報を示す図である。 図４（Ａ）は、下方向にレンズシフトした場合の投写パネルにおける台形状画像を示す図であり、図４（Ｂ）は、レンズシフトしない場合の投写パネルにおける台形状画像を示す図であり、図４（Ｃ）は、上方向にレンズシフトした場合の投写パネルにおける台形状画像を示す図である。 縦方向にレンズシフトした場合の投写パネルにおける台形状画像の位置に関する情報を示す図である。

符号の説明

１００ プロジェクタ、１１０ 入力部、１２０ 歪み補正部、１２２ 標準補正後位置情報生成部、１２４ レンズシフト補正後位置情報生成部、１２６ 画像生成部、１３０ レンズシフト情報生成部、１８０ レンズシフト部、１９０ 投写部、１９２ レンズ、１９４ 投写パネル、２００ 情報記憶媒体、３０１〜３０８ 台形状画像

Claims (5)

1. 画像歪み補正情報を入力する入力部と、
   画像の歪みを補正する歪み補正部と、
   投写パネルに形成された画像を、レンズを介して投写する投写部と、
   前記レンズをレンズシフト駆動するレンズシフト部と、
   前記レンズシフト部による前記レンズの駆動に関する情報に基づき、前記レンズのレンズシフト方向およびレンズシフト量を示すレンズシフト情報を生成するレンズシフト情報生成部と、
   を含み、
   前記歪み補正部は、
   前記画像歪み補正情報に基づき、前記投写パネルにおけるレンズシフトの影響がない状態での台形歪み補正後の台形状画像の位置を示す標準補正後位置情報を生成する標準補正後位置情報生成部と、
   前記標準補正後位置情報と、前記レンズシフト情報とに基づき、前記レンズのレンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の前記台形状画像の位置を示すレンズシフト補正後位置情報を生成するレンズシフト補正後位置情報生成部と、
   前記レンズシフト補正後位置情報に基づき、前記投写パネルに画像を生成する画像生成部と、
   を含むことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記レンズシフト補正後位置情報生成部は、前記レンズシフト方向が前記台形状画像の横方向である場合、当該横方向の前記レンズシフト量と、前記標準補正後位置情報とに基づき、前記台形状画像の上辺に関する位置を演算することによって前記レンズシフト補正後位置情報を生成することを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１、２のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記レンズシフト補正後位置情報生成部は、前記レンズシフト方向が前記台形状画像の縦方向である場合、当該縦方向の前記レンズシフト量と、前記標準補正後位置情報とに基づき、前記台形状画像の高さを演算することによって前記レンズシフト補正後位置情報を生成することを特徴とするプロジェクタ。
4. 入力部と、レンズを有する投写部と、前記レンズをレンズシフト駆動するレンズシフト部とを含むプロジェクタの有するコンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
   コンピュータを、
   画像歪み補正情報を前記入力部に入力させる入力制御部と、
   画像の歪みを補正する歪み補正部と、
   投写パネルに形成された画像を、前記投写部の有するレンズを介して前記投写部に投写させる投写制御部と、
   前記レンズシフト部による前記レンズの駆動に関する情報に基づき、前記レンズのレンズシフト方向およびレンズシフト量を示すレンズシフト情報を生成するレンズシフト情報生成部として機能させ、
   前記歪み補正部は、
   前記画像歪み補正情報に基づき、前記投写パネルにおけるレンズシフトの影響がない状態での台形歪み補正後の台形状画像の位置を示す標準補正後位置情報を生成する標準補正後位置情報生成部と、
   前記標準補正後位置情報と、前記レンズシフト情報とに基づき、前記レンズのレンズシフトによって発生する画像歪みの補正後の前記台形状画像の位置を示すレンズシフト補正後位置情報を生成するレンズシフト補正後位置情報生成部と、
   前記レンズシフト補正後位置情報に基づき、前記投写パネルに画像を生成する画像生成部と、
   を含むことを特徴とするプログラム。
5. 入力部と、レンズを有する投写部と、前記レンズをレンズシフト駆動するレンズシフト部とを含むプロジェクタの有するコンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
   請求項４に記載のプログラムを記憶した情報記憶媒体。

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