JP2011087130A - Image projector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image projector which can perform distortion correction of a projected image while suppressing increase of burdens to an electric circuit and a deflection optical element. <P>SOLUTION: The image projector 10 is provided with: a projection optical system 20 which forms a scanning area 13 on a projection surface 11; and a control mechanism 30 which drives and controls the deflection optical element 25 and a light source 21 based on image data 14. The control mechanism 30 corrects the image data 14 using a conversion equation for correction stored in a storage (36) so as to change an emission amount from the light source 21 to a scanning position by the deflection optical element 25 so as to correct distortion by an influence of optical characteristics in the projection optical system 20 and distortion by an influence of a projected optical axis angle θp to be formed by a reference optical axis Lb and the normal direction N of the projection surface 11 in the projection optical system 20. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、スクリーン等の投影面に画像を投影する画像投影装置に関し、特に、その投影面上に形成する投影画像の歪み補正を行うことのできる画像投影装置に関する。   The present invention relates to an image projection apparatus that projects an image on a projection surface such as a screen, and more particularly to an image projection apparatus that can correct distortion of a projection image formed on the projection surface.

従来から、光源から出射された照明光を投影光学系で投影面に結像させて、その投影面上に投影画像を形成する画像投影装置(プロジェクタ)が提案され、普及してきている。このような画像投影装置では、色再現性の良好な映像を得ることを容易とすべく、照明光として単色性および指向性に優れたレーザ光を用いるレーザプロジェクタが提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, image projection apparatuses (projectors) that form illumination images on a projection plane by using illumination light emitted from a light source on a projection plane have been proposed and have become widespread. In such an image projection apparatus, a laser projector using a laser beam having excellent monochromaticity and directivity as illumination light has been proposed in order to make it easy to obtain an image with good color reproducibility.

このレーザプロジェクタでは、例えばレーザ光源からのレーザ光を、偏向光学素子によって2次元的に偏向することにより、投影光学系で結像されたスポットで投影面上を2次元的に光走査し、その残像効果によって投影面上に2次元的な投影画像を形成することが考えられている。この偏向光学素子としては、例えば、ポリゴンミラーやガルバノミラー、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術(微小機械システム)等を用いて作製されたMEMSデバイスが用いられている。   In this laser projector, for example, laser light from a laser light source is two-dimensionally deflected by a deflecting optical element, so that a two-dimensional optical scan is performed on the projection surface with spots imaged by the projection optical system. It is considered to form a two-dimensional projection image on the projection surface by the afterimage effect. As this deflection optical element, for example, a MEMS device manufactured using a polygon mirror, a galvano mirror, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology (micro mechanical system), or the like is used.

ここで、このようなレーザプロジェクタでは、光源からの光(収束光)が2次元的に走査される構成であることすなわち投影面上に形成される投影画像における位置により投射角(投影面に対してレーザ光の進行方向が為す角度)が異なることや、投影光学系における光学的な特性に起因して、形成する投影画像には種々の歪み等が生じてしまう。   Here, in such a laser projector, the light from the light source (converged light) is scanned two-dimensionally, that is, the projection angle (relative to the projection plane) depending on the position in the projection image formed on the projection plane. Therefore, the projection image to be formed has various distortions due to the difference in the angle formed by the traveling direction of the laser beam and the optical characteristics of the projection optical system.

そこで、投影面上で見た各走査線(スキャンライン)の長さ寸法が互いに等しくなるように、副走査方向での走査線の位置に応じて偏向光学素子としての走査ミラーにおける振幅を変化させるように、偏向光学素子への駆動信号をフィードバック信号により調整するレーザプロジェクタが考えられている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, the amplitude of the scanning mirror as the deflection optical element is changed in accordance with the position of the scanning line in the sub-scanning direction so that the lengths of the scanning lines (scan lines) seen on the projection surface are equal to each other. As described above, a laser projector that adjusts a drive signal to the deflection optical element by a feedback signal is considered (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、上記したレーザプロジェクタでは、偏向光学素子への駆動信号をフィードバック信号により調整することから、処理量の増加に伴い電気回路への負担の増大を招くとともに、副走査方向での走査線の位置に応じて偏向光学素子としての走査ミラーにおける振幅を変化させることから、振幅動作の複雑化に伴い走査ミラーへの負担の増大を招いてしまう。   However, in the laser projector described above, the drive signal to the deflecting optical element is adjusted by the feedback signal, so that the burden on the electric circuit increases as the processing amount increases, and the position of the scanning line in the sub-scanning direction Accordingly, since the amplitude of the scanning mirror as the deflection optical element is changed, the burden on the scanning mirror increases as the amplitude operation becomes complicated.

本発明は、上記の問題に鑑みて為されたもので、電気回路や偏向光学素子への負担の増大を抑制しつつ、投影画像の歪み補正を行うことのできる画像投影装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image projection apparatus capable of correcting distortion of a projection image while suppressing an increase in the burden on an electric circuit and a deflection optical element. It is aimed.

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、光源からの出射光を結像させて投影面上にスポットを形成しつつ、該スポットで前記投影面上を2次元的に光走査すべく前記出射光を偏向光学素子で偏向することにより前記投影面上に走査領域を形成する投影光学系と、該投影光学系での光走査により前記投影面上に投影画像を形成すべく、画像データに基づいて前記偏向光学素子および前記光源を駆動制御する制御機構と、を備え、該制御機構は、前記投影画像において、前記投影光学系における光学特性の影響による歪みと、該投影光学系における基準光軸と前記投影面の法線方向とが為す投射光軸角度の影響による歪みと、を補正すべく、前記偏向光学素子による走査位置に対する前記光源からの出射量を変更するように、記憶部に格納した補正用変換式を用いて前記画像データを補正することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 forms a spot on the projection plane by forming an image of the light emitted from the light source, and two-dimensionally scans the projection plane with the spot. A projection optical system that forms a scanning region on the projection surface by deflecting the emitted light with a deflecting optical element, and an image for forming a projection image on the projection surface by optical scanning with the projection optical system. A control mechanism for driving and controlling the deflection optical element and the light source based on the data, the control mechanism in the projection image, distortion due to the influence of optical characteristics in the projection optical system, and in the projection optical system In order to correct the distortion caused by the influence of the angle of the projection optical axis formed by the reference optical axis and the normal direction of the projection surface, the amount of light emitted from the light source with respect to the scanning position by the deflection optical element is changed. Part And correcting the image data by using a paid the correction conversion expression.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の画像投影装置であって、前記制御機構は、前記画像データにおける各画素の座標を(x、y)とし、かつ前記画像データに基づく画像を、前記投影光学系において設定された基準光軸と前記投影面の法線方向とが為す投射光軸角度に応じた前記投影面上での前記走査領域の内方において前記画像データが示す画像と等しい形状に設定された画像形成領域に適合させた状態における各画素の前記走査領域での画素対応箇所の座標を(x´、y´)とし、さらに各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)を前記投射光軸角度の変化のみに応じて変化する係数として、前記投射光軸角度に対応する前記各係数dを設定するとともに前記補正用変換式として下記の式を用いて前記画像データを補正することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the image projection apparatus according to claim 1, wherein the control mechanism sets the coordinates of each pixel in the image data to (x, y) and an image based on the image data. An image indicated by the image data inside the scanning area on the projection plane according to a projection optical axis angle formed by a reference optical axis set in the projection optical system and a normal direction of the projection plane; The coordinates of the pixel-corresponding portion in the scanning region in the state of being adapted to the image forming region set to the same shape is (x ′, y ′), and each coefficient d (d x1 to d x6 and d the y1 to d y9) as a coefficient which varies in accordance with only the change of the projection optical axis angle, using the following formula as the correction conversion expression and sets the coefficients d corresponding to the projection optical axis angle Complement the image data Characterized in that it.

x´=(dx1+dx2y+dx3)x+(dx4+dx5y+dx6
y´=(dy1+dy2x+dy3)y+(dy4+dy5x+dy6)y
+(dy7+dy8x+dy9
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の画像投影装置であって、さらに、少なくとも前記投影光学系を収容する筐体と、投影対象とする平面に対する前記筐体の傾きを検出する傾斜検出手段と、を備え、前記制御機構は、前記傾斜検出手段からの検出結果に基づいて前記投射光軸角度を設定することを特徴とする。
x'= (d x1 y 2 + d x2 y + d x3) x + (d x4 y 2 + d x5 y + d x6)
y ′ = (d y1 x 2 + d y2 x + d y3 ) y 2 + (d y4 x 2 + d y5 x + d y6 ) y
+ (D y7 x 2 + d y8 x + d y9 )
The invention according to claim 3 is the image projection apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a housing that houses at least the projection optical system, and an inclination of the housing with respect to a plane to be projected. And the control mechanism sets the projection optical axis angle based on a detection result from the tilt detection means.

請求項4に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の画像投影装置であって、さらに、少なくとも前記投影光学系を収容する第1の筐体と、該第1の筐体に対する傾斜が変更可能に該第1の筐体に連結され投影対象とする平面に載置される第2の筐体と、該第2の筐体に対する前記第1の筐体の傾きを検出する傾斜検出手段と、を備え、前記制御機構は、前記傾斜検出手段からの検出結果に基づいて前記投射光軸角度を設定することを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the image projection apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a first housing that houses at least the projection optical system, and an inclination relative to the first housing. A second casing that is connected to the first casing in a changeable manner and is placed on a plane to be projected, and tilt detection that detects the tilt of the first casing with respect to the second casing And the control mechanism sets the projection optical axis angle based on a detection result from the tilt detection means.

請求項5に係る発明は、請求項2に記載の画像投影装置であって、前記記憶部には、複数の組み合わせの前記各係数dが格納され、前記制御機構は、前記投射光軸角度を求めるとともに求めた前記投射光軸角度に対応する前記各係数を前記記憶部から読み出すことにより、求めた前記投射光軸角度に対応する前記補正用変換式を設定し、求めた前記投射光軸角度に対応する各係数が前記記憶部に格納されていない場合、求めた前記投射光軸角度に最も近い投影角度に対応する前記各係数を前記記憶部から読み出して前記補正用変換式を設定するとともに、入力された調整信号に応じて前記投射光軸角度の影響による歪みの補正量を調整することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the image projection apparatus according to claim 2, wherein each of the coefficients d of a plurality of combinations is stored in the storage unit, and the control mechanism determines the projection optical axis angle. The projection optical axis angle obtained by setting the correction conversion formula corresponding to the obtained projection optical axis angle by reading out each coefficient corresponding to the obtained projection optical axis angle from the storage unit. When each coefficient corresponding to is not stored in the storage unit, the coefficient corresponding to the projection angle closest to the calculated projection optical axis angle is read from the storage unit and the correction conversion formula is set. The correction amount of distortion due to the influence of the projection optical axis angle is adjusted according to the input adjustment signal.

本発明に係る画像投影装置によれば、偏向光学素子の駆動に対する光源からの出射量を変更する、すなわち偏向光学素子の駆動に対する光源の発光のタイミングを変化させることにより、投影画像の劣化を抑制することから、制御機構における電気回路への負担の増大を抑制しつつ投影面上での投影画像の歪み補正を行うことができる。   According to the image projection apparatus of the present invention, the deterioration of the projected image is suppressed by changing the amount of light emitted from the light source for driving the deflection optical element, that is, by changing the light emission timing of the light source for driving the deflection optical element. Therefore, it is possible to correct the distortion of the projection image on the projection surface while suppressing an increase in the burden on the electric circuit in the control mechanism.

また、偏向光学素子の駆動に対する光源の発光のタイミングを変化させることにより、投影画像の劣化を抑制することから、偏向光学素子の振幅動作を一定のものとすることができるので、偏向光学素子への負担の増大を抑制しつつ投影面上での投影画像の歪み補正を行うことができる。   In addition, since the deterioration of the projection image is suppressed by changing the light emission timing of the light source with respect to the driving of the deflection optical element, the amplitude operation of the deflection optical element can be made constant. The distortion of the projected image on the projection plane can be corrected while suppressing an increase in the burden on the projection surface.

さらに、記憶部に格納された補正用変換式を用いて画像データを補正することから、対応する投射光軸角度の条件下における各画素データの補正テーブルを記憶部に格納することに比較して、当該記憶部の容量を極めて小さくすることができ、小型化の観点から極めて有用である。   Further, since the image data is corrected using the correction conversion formula stored in the storage unit, the correction table for each pixel data under the condition of the corresponding projection optical axis angle is stored in the storage unit. The capacity of the storage unit can be extremely small, which is extremely useful from the viewpoint of miniaturization.

上記した構成に加えて、前記制御機構は、前記画像データにおける各画素の座標を(x、y)とし、かつ前記画像データに基づく画像を、前記投影光学系において設定された基準光軸と前記投影面の法線方向とが為す投射光軸角度に応じた前記投影面上での前記走査領域の内方において前記画像データが示す画像と等しい形状に設定された画像形成領域に適合させた状態における各画素の前記走査領域での画素対応箇所の座標を(x´、y´)とし、さらに各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)を前記投射光軸角度の変化のみに応じて変化する係数として、前記投射光軸角度に対応する前記各係数dを設定するとともに前記補正用変換式として下記の式を用いて前記画像データを補正することとすると、対応する投射光軸角度の条件下において、投影光学系における光学特性の影響による歪みと投射光軸角度の影響による歪みとの双方を補正することができる。 In addition to the configuration described above, the control mechanism sets the coordinates of each pixel in the image data to (x, y), and displays an image based on the image data with the reference optical axis set in the projection optical system and the A state in which the image forming region is set to the same shape as the image indicated by the image data inside the scanning region on the projection surface according to the projection optical axis angle formed by the normal direction of the projection surface. (X ′, y ′) and the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) are only changes in the projection optical axis angle. When the coefficient d corresponding to the projection optical axis angle is set as a coefficient that changes in accordance with the correction and the image data is corrected using the following formula as the correction conversion formula, the corresponding projection light Shaft angle Under the conditions of, it is possible to correct both the distortion due to the influence of the distortion and the projection optical axis angle due to the influence of the optical characteristics in the projection optical system.

x´=(dx1+dx2y+dx3)x+(dx4+dx5y+dx6
y´=(dy1+dy2x+dy3)y+(dy4+dy5x+dy6)y
+(dy7+dy8x+dy9
上記した構成に加えて、さらに、少なくとも前記投影光学系を収容する筐体と、投影対象とする平面に対する前記筐体の傾きを検出する傾斜検出手段と、を備え、前記制御機構は、前記傾斜検出手段からの検出結果に基づいて前記投射光軸角度を設定することとすると、筐体すなわちそこに収容された投影光学系が投影対象とする平面に対して傾いて設置されている場合であっても、投影対象とする平面(投影面)上での投影画像の歪み補正を適切に行うことができる。
x'= (d x1 y 2 + d x2 y + d x3) x + (d x4 y 2 + d x5 y + d x6)
y ′ = (d y1 x 2 + d y2 x + d y3 ) y 2 + (d y4 x 2 + d y5 x + d y6 ) y
+ (D y7 x 2 + d y8 x + d y9 )
In addition to the above-described configuration, the control mechanism further includes a housing that houses at least the projection optical system, and an inclination detection unit that detects an inclination of the housing with respect to a plane to be projected. If the projection optical axis angle is set based on the detection result from the detection means, the case, that is, the case where the projection optical system accommodated therein is installed inclined with respect to the plane to be projected. Even in this case, it is possible to appropriately correct the distortion of the projected image on the plane (projection plane) to be projected.

上記した構成に加えて、さらに、少なくとも前記投影光学系を収容する第1の筐体と、該第1の筐体に対する傾斜が変更可能に該第1の筐体に連結され投影対象とする平面に載置される第2の筐体と、該第2の筐体に対する前記第1の筐体の傾きを検出する傾斜検出手段と、を備え、前記制御機構は、前記傾斜検出手段からの検出結果に基づいて前記投射光軸角度を設定することとすると、折り畳み可能な端末において投影光学系が収容された第1の筐体の第2の筐体に対する傾きに拘らず、第2の筐体が載置された平面と同一平面(投影面)上での投影画像の歪み補正を適切に行うことができる。   In addition to the above-described configuration, at least a first housing that accommodates the projection optical system, and a plane that is connected to the first housing so that the inclination with respect to the first housing can be changed and is a projection target And a tilt detecting means for detecting the tilt of the first casing with respect to the second casing, and the control mechanism detects from the tilt detecting means. If the projection optical axis angle is set on the basis of the result, the second casing regardless of the inclination of the first casing in which the projection optical system is accommodated in the foldable terminal with respect to the second casing. It is possible to appropriately correct the distortion of the projected image on the same plane (projection plane) as the plane on which is mounted.

上記した構成に加えて、前記記憶部には、複数の組み合わせの前記各係数dが格納され、前記制御機構は、前記投射光軸角度を求めるとともに求めた前記投射光軸角度に対応する前記各係数を前記記憶部から読み出すことにより、求めた前記投射光軸角度に対応する前記補正用変換式を設定し、求めた前記投射光軸角度に対応する各係数が前記記憶部に格納されていない場合、求めた前記投射光軸角度に最も近い投影角度に対応する前記各係数を前記記憶部から読み出して前記補正用変換式を設定するとともに、入力された調整信号に応じて前記投射光軸角度の影響による歪みの補正量を調整することとすると、記憶部に格納する各係数dの組み合わせの数を制限することができることから、当該記憶部の容量を低減することができ、結果として画像投影装置(それを搭載する機器(端末))の小型化を容易なものとすることができる。このとき、記憶部に格納する各係数dの組み合わせの数が制限されてはいるが、入力された調整信号に応じて投射光軸角度の影響による歪みの補正量を調整することが可能とされていることから、投影対象とする面上に画像データに基づく歪みのない投影画像を形成することができる。   In addition to the above-described configuration, each of the coefficients d of a plurality of combinations is stored in the storage unit, and the control mechanism obtains the projection optical axis angle and corresponds to the obtained projection optical axis angle. The correction conversion formula corresponding to the obtained projection optical axis angle is set by reading the coefficient from the storage unit, and each coefficient corresponding to the obtained projection optical axis angle is not stored in the storage unit In this case, each coefficient corresponding to the projection angle closest to the obtained projection optical axis angle is read from the storage unit, the correction conversion formula is set, and the projection optical axis angle is set according to the input adjustment signal. If the amount of distortion correction due to the influence of the adjustment is adjusted, the number of combinations of coefficients d stored in the storage unit can be limited, so that the capacity of the storage unit can be reduced. The size of the (equipment (terminal) for mounting it) image projection apparatus can be made easy Te. At this time, although the number of combinations of each coefficient d stored in the storage unit is limited, it is possible to adjust the correction amount of distortion due to the influence of the projection optical axis angle according to the input adjustment signal. Therefore, a projection image having no distortion based on the image data can be formed on the projection target surface.

本発明の実施例1に係る画像投影装置10の構成を概略的に示す説明図である。1 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of an image projection apparatus 10 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 偏向光学素子25の構成を概略的に示す図である。3 is a diagram schematically showing a configuration of a deflection optical element 25. FIG. 画像投影装置10が正面投射により投影面11上に投影画像12を形成する様子を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically a mode that the image projection apparatus 10 forms the projection image 12 on the projection surface 11 by front projection. 画像投影装置10が正面投射により投影面11上に形成する投影画像12(歪み補正なし)を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the projection image 12 (without distortion correction) which the image projector 10 forms on the projection surface 11 by front projection. 画像投影装置10が斜め投射により投影面11上に投影画像12を形成する様子を模式的に示す図3と同様の説明図である。It is explanatory drawing similar to FIG. 3 which shows a mode that the image projection apparatus 10 forms the projection image 12 on the projection surface 11 by diagonal projection. 画像投影装置10が斜め投射により投影面11上に形成する投影画像12(歪み補正なし)を模式的に示す図4と同様の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view similar to FIG. 4 schematically showing a projection image 12 (without distortion correction) formed on the projection surface 11 by the oblique projection. 制御機構30における投影画像12の補正の様子を説明するための説明図であり、(a)は画像データ14が示す画像における各画素データG(t)の関係を模式的に示し、(b)は何らの補正をすることなく斜め投射により投影面11に形成した投影画像12における各画素データG(t)に応じた各画素対応箇所P(t)の関係を模式的に示し、(c)は(b)と同様の斜め投射における走査領域13の内方に設定した画像形成領域15上に形成する補正後の投影画像12における各画素データG(t)に応じた各画素対応箇所P(t)の関係を模式的に示している。It is explanatory drawing for demonstrating the mode of correction | amendment of the projection image 12 in the control mechanism 30, (a) shows typically the relationship of each pixel data G (t) in the image which the image data 14 shows, (b). (C) schematically shows the relationship between the pixel corresponding positions P (t) corresponding to the pixel data G (t) in the projection image 12 formed on the projection surface 11 by oblique projection without any correction, and Is a pixel-corresponding portion P () corresponding to each pixel data G (t) in the corrected projection image 12 formed on the image forming region 15 set inward of the scanning region 13 in the oblique projection similar to (b). The relationship t) is schematically shown. 斜め投射における投影面11上で見た走査領域13と補正後の投影画像12との位置関係を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the positional relationship of the scanning area | region 13 seen on the projection surface 11 in the oblique projection, and the projection image 12 after correction | amendment. 画像投影装置10の制御機構30の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of a control mechanism 30 of the image projection apparatus 10. FIG. 補正用変換式(1)および各係数dの算出方法の概念について説明するために、何らの補正をしていない画像データ14に対する投影画像12を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the projection image 12 with respect to the image data 14 which has not performed any correction | amendment, in order to demonstrate the concept of the conversion formula (1) for correction | amendment, and the calculation method of each coefficient d. 補正用変換式(1)および各係数dの算出方法の概念について説明するために、何らの補正をしていない画像データ14に対する投影画像12内に設定された画像形成領域15を示す説明図である。In order to explain the concept of the correction conversion equation (1) and the calculation method of each coefficient d, it is an explanatory diagram showing an image forming region 15 set in the projection image 12 for the image data 14 that has not been subjected to any correction. is there. 補正用変換式(1)および各係数dの算出方法の概念について説明するための説明図であり、(a)はxy座標系で画像データ14を概念的に表し、(b)はその画像データ14が何らの補正がされることなく投影面11上に形成される投影画像12およびその内方に設定された画像形成領域15をXY座標系で概念的に表し、(c)はその画像形成領域15において描画される各画素寸法を基準とする仮想画像データ16をxy座標系で概念的に表し、(d)はXY座標上に設定した仮想のxy座標を概念的に表している。It is explanatory drawing for demonstrating the concept of the conversion formula (1) for correction | amendment, and the calculation method of each coefficient d, (a) represents image data 14 notionally in xy coordinate system, (b) is the image data. 14 conceptually represents the projected image 12 formed on the projection surface 11 without any correction and the image forming region 15 set inward thereof in the XY coordinate system, and FIG. Virtual image data 16 based on each pixel size drawn in the region 15 is conceptually represented in the xy coordinate system, and (d) conceptually represents virtual xy coordinates set on the XY coordinates. 画像投影装置10を搭載した携帯電話機40を用いて斜め投射により投影画像を形成する様子の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a mode that a projection image is formed by diagonal projection using the mobile telephone 40 carrying the image projector. 実施例2に係る画像投影装置102を搭載した携帯電話機402を用いて斜め投射により投影画像を形成する基準姿勢の一例を模式的に示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of a reference posture for forming a projection image by oblique projection using a mobile phone 402 on which an image projection apparatus according to a second embodiment is mounted. 携帯電話機402における開成姿勢が基準姿勢から変化した状態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the state in which the opening attitude | position in the mobile telephone 402 changed from the reference | standard attitude | position. 携帯電話機402を用いて載置面43と同一平面ではない投影対象に投影画像を形成する一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example which forms a projection image in the projection target which is not the same plane as the mounting surface 43 using the mobile telephone 402. FIG. 携帯電話機403が載置面43上の凸部46上に載置されることにより投影対象とする載置面43に対する投射光軸角度が変化した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the projection optical axis angle with respect to the mounting surface 43 made into a projection object changed by mounting the mobile telephone 403 on the convex part 46 on the mounting surface 43. FIG. 携帯電話機404が載置面43上に載置され、その載置面43を投影対象とする平面として当該平面上に投影画像を形成する様子を模式的な俯瞰図で示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view schematically showing a state in which a mobile phone 404 is placed on a placement surface 43 and a projection image is formed on the plane with the placement surface 43 as a projection target.

以下に、本発明に係る画像投影装置の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of an image projection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る画像投影装置10の構成を概略的に示す説明図である。図2は、偏向光学素子25の構成を概略的に示す図である。図3は、画像投影装置10が正面投射により投影面11上に投影画像12を形成する様子を模式的に示す説明図であり、図4は、画像投影装置10が正面投射により投影面11上に形成する投影画像12(歪み補正なし)を模式的に示す説明図である。図5は、画像投影装置10が斜め投射により投影面11上に投影画像12を形成する様子を模式的に示す図3と同様の説明図であり、図6は、画像投影装置10が斜め投射により投影面11上に形成する投影画像12(歪み補正なし)を模式的に示す図4と同様の説明図である。図7は、制御機構30における投影画像12の補正の様子を説明するための説明図であり、(a)は画像データ14が示す画像における各画素データG(t)の関係を模式的に示し、(b)は何らの補正をすることなく斜め投射により投影面11に形成した投影画像12における各画素データG(t)に応じた各画素対応箇所P(t)の関係を模式的に示し、(c)は(b)と同様の斜め投射における走査領域13の内方に設定した画像形成領域15上に形成する補正後の投影画像12における各画素データG(t)に応じた各画素対応箇所P(t)の関係を模式的に示している。図8は、斜め投射における投影面11上で見た走査領域13と補正後の投影画像12との位置関係を模式的に示す説明図である。図9は、画像投影装置10の制御機構30の構成を示すブロック図である。図10は、補正用変換式(1)および各係数dの算出方法の概念について説明するために、何らの補正をしていない画像データ14に対する投影画像12を示す説明図である。図11は、補正用変換式(1)および各係数dの算出方法の概念について説明するために、何らの補正をしていない画像データ14に対する投影画像12内に設定された画像形成領域15を示す説明図である。図12は、補正用変換式(1)および各係数dの算出方法の概念について説明するための説明図であり、(a)はxy座標系で画像データ14を概念的に表し、(b)はその画像データ14が何らの補正がされることなく投影面11上に形成される投影画像12およびその内方に設定された画像形成領域15をXY座標系で概念的に表し、(c)はその画像形成領域15において描画される各画素寸法を基準とする仮想画像データ16をxy座標系で概念的に表し、(d)はXY座標上に設定した仮想のxy座標を概念的に表している。図13は、画像投影装置10を搭載した携帯電話機40を用いて斜め投射により投影画像を形成する様子の一例を示す説明図である。なお、図12は、投影画像12、画像データ14、画像形成領域15および仮想画像データ16等の概念を理解容易とすべく表したものであり、実際の関係性と必ずしも一致するものではない。   FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of an image projection apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the deflection optical element 25. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing how the image projection apparatus 10 forms the projection image 12 on the projection surface 11 by front projection, and FIG. 4 shows the image projection apparatus 10 on the projection surface 11 by front projection. It is explanatory drawing which shows typically the projection image 12 (without distortion correction) formed in this. FIG. 5 is an explanatory view similar to FIG. 3 schematically showing how the image projection apparatus 10 forms the projection image 12 on the projection surface 11 by oblique projection. FIG. 6 is an oblique projection of the image projection apparatus 10. FIG. 5 is an explanatory view similar to FIG. 4 schematically showing a projection image 12 (without distortion correction) formed on the projection surface 11 by the above. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the correction of the projected image 12 in the control mechanism 30, and (a) schematically shows the relationship between the pixel data G (t) in the image indicated by the image data 14. , (B) schematically shows the relationship between the pixel corresponding positions P (t) corresponding to the pixel data G (t) in the projection image 12 formed on the projection surface 11 by oblique projection without any correction. , (C) is each pixel corresponding to each pixel data G (t) in the corrected projection image 12 formed on the image forming area 15 set inside the scanning area 13 in the oblique projection similar to (b). The relationship of the corresponding location P (t) is schematically shown. FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the positional relationship between the scanning region 13 viewed on the projection plane 11 and the corrected projection image 12 in oblique projection. FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the control mechanism 30 of the image projection apparatus 10. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the projection image 12 for the image data 14 that has not been subjected to any correction in order to explain the concept of the correction conversion equation (1) and the calculation method of each coefficient d. FIG. 11 shows an image forming area 15 set in the projection image 12 for the image data 14 not subjected to any correction in order to explain the concept of the correction conversion formula (1) and the calculation method of each coefficient d. It is explanatory drawing shown. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the concept of the correction conversion equation (1) and the calculation method of each coefficient d. (A) conceptually represents the image data 14 in the xy coordinate system, and (b). (C) conceptually represents the projected image 12 formed on the projection surface 11 without any correction of the image data 14 and the image forming area 15 set inward thereof in the XY coordinate system, Represents conceptually virtual image data 16 based on each pixel size drawn in the image forming area 15 in the xy coordinate system, and (d) conceptually represents virtual xy coordinates set on the XY coordinates. ing. FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a state in which a projection image is formed by oblique projection using the mobile phone 40 equipped with the image projection device 10. Note that FIG. 12 shows the concept of the projection image 12, the image data 14, the image forming region 15, the virtual image data 16, and the like for easy understanding, and does not necessarily match the actual relationship.

画像投影装置10は、実施例1では、図1に示すように、投影光学系20と制御機構30とを備える。この画像投影装置10(投影光学系20)は、投影対象としてのスクリーンScの投影面11上に投影画像12(図4、6、7等参照)を形成するものである。投影光学系20は、光源21、コリメートレンズ22、ミラー23、結像レンズ24、偏向光学素子25および拡大レンズ26から大略構成されている。   In the first embodiment, the image projection apparatus 10 includes a projection optical system 20 and a control mechanism 30 as shown in FIG. This image projection apparatus 10 (projection optical system 20) forms a projection image 12 (see FIGS. 4, 6, 7, etc.) on a projection surface 11 of a screen Sc as a projection target. The projection optical system 20 is mainly composed of a light source 21, a collimating lens 22, a mirror 23, an imaging lens 24, a deflection optical element 25, and a magnifying lens 26.

光源21は、実施例1では、単色光源として構成されており、半導体レーザが用いられている。この光源21は、後述するように、制御機構30によって偏向光学素子25とともに駆動制御(光源21では点滅動作の制御)される。   In the first embodiment, the light source 21 is configured as a monochromatic light source, and a semiconductor laser is used. As will be described later, the light source 21 is driven and controlled together with the deflection optical element 25 by the control mechanism 30 (the light source 21 controls the blinking operation).

コリメートレンズ22は、正のパワーを有し、光源21としての半導体レーザから出射された発散光を平行光に変換する(以下では、光線Rともいう)。結像レンズ24は、正のパワーを有し、コリメートレンズ22により平行光とされミラー23により反射された光源21からの出射光(光線R)を集光して収束光に変換する。すなわち、コリメートレンズ22および結像レンズ24は、光源21からの出射光に基づいてスクリーンSc(投影面11)に所定の大きさ寸法のスポットSが形成されるように、出射光の発散角度を収束するような角度に変換する機能を有する。   The collimating lens 22 has positive power and converts divergent light emitted from a semiconductor laser as the light source 21 into parallel light (hereinafter also referred to as a light beam R). The imaging lens 24 has positive power, condenses the emitted light (light ray R) from the light source 21 that has been collimated by the collimator lens 22 and reflected by the mirror 23, and converts it into convergent light. That is, the collimating lens 22 and the imaging lens 24 set the divergence angle of the emitted light so that the spot S having a predetermined size is formed on the screen Sc (projection surface 11) based on the emitted light from the light source 21. It has a function of converting into an angle that converges.

偏向光学素子25は、結像レンズ24により収束光とされた出射光(光線R)を、二次元的に互いに直交する方向、すなわち、第1走査方向とそれに直交する第2走査方向とに走査させるために、第1走査方向および第2走査方向へと偏向するものである。この第1走査方向および第2走査方向は、投影対象(この例ではスクリーンSc)としての投影面11に含まれるものであり、図1の例では、図面に直交する方向(矢印X参照)および図面上でのスクリーンScの延在方向(矢印Y参照)である。   The deflecting optical element 25 scans outgoing light (light ray R), which is converged by the imaging lens 24, in a two-dimensionally orthogonal direction, that is, in a first scanning direction and a second scanning direction orthogonal thereto. In order to achieve this, it is deflected in the first scanning direction and the second scanning direction. The first scanning direction and the second scanning direction are included in the projection surface 11 as a projection target (in this example, the screen Sc). In the example of FIG. 1, a direction orthogonal to the drawing (see arrow X) and It is the extending direction of the screen Sc (see arrow Y) on the drawing.

この偏向光学素子25は、実施例1では、図2に示すように、矩形状の外枠部25aと、その内側に設けられた矩形状の内枠部25bと、その内側に設けられた矩形状の可動ミラー部25cとから大略構成されている。可動ミラー部25cは、光線R(出射光)を反射する鏡面を構成し、一対の保持軸25dを介して内枠部25bに回動可能に支持されている。この内枠部25bは、一対の保持軸25dに対して直交する方向に延びる一対の保持軸25eを介して外枠部25aに回動可能に支持されている。これにより、可動ミラー部25cは、例えば、一対の保持軸25dを支軸にして水平方向に回動され、内枠部25bは一対の保持軸25eを支軸にして垂直方向に回動される。この一方の回動方向が、第1走査方向となり、他方の回動方向が第2走査方向となる。   As shown in FIG. 2, the deflecting optical element 25 includes a rectangular outer frame portion 25a, a rectangular inner frame portion 25b provided inside the rectangular outer frame portion 25a, and a rectangular shape provided therein. The movable mirror portion 25c is generally configured. The movable mirror portion 25c forms a mirror surface that reflects the light beam R (emitted light), and is rotatably supported by the inner frame portion 25b via a pair of holding shafts 25d. The inner frame portion 25b is rotatably supported by the outer frame portion 25a via a pair of holding shafts 25e extending in a direction orthogonal to the pair of holding shafts 25d. Accordingly, for example, the movable mirror portion 25c is rotated in the horizontal direction with the pair of holding shafts 25d as the support shafts, and the inner frame portion 25b is rotated in the vertical direction with the pair of holding shafts 25e as the support shafts. . One rotation direction is the first scanning direction, and the other rotation direction is the second scanning direction.

このような偏向光学素子25は、公知のMEMSミラーで構成することができ、その材料にはシリコン結晶が用いられる。例えば、この種のMEMSミラーでは、シリコン結晶基板の底面基板からエッチング技術により浮上させた位置に、可動ミラー部25cと内枠部25bとが形成される。   Such a deflection optical element 25 can be composed of a known MEMS mirror, and a silicon crystal is used as the material thereof. For example, in this type of MEMS mirror, the movable mirror portion 25c and the inner frame portion 25b are formed at a position lifted by an etching technique from the bottom substrate of the silicon crystal substrate.

このMEMSミラーでは、図示は略すが、可動ミラー部25cの下側の底面基板に左右に分割された電極が形成され、可動ミラー部25cの電極と底面基板の電極との間に電圧を印加することにより、両電極間に静電気力が作用し、可動ミラー部25cが一対の保持軸25dにねじれを生じさせる方向に傾斜される。   In this MEMS mirror, although not shown, an electrode divided into left and right is formed on the bottom substrate on the lower side of the movable mirror portion 25c, and a voltage is applied between the electrode of the movable mirror portion 25c and the electrode on the bottom substrate. As a result, an electrostatic force acts between the two electrodes, and the movable mirror portion 25c is inclined in a direction in which the pair of holding shafts 25d are twisted.

また、MEMSミラーでは、図示は略すが、内枠部25bの下側の底面基板には上下に分割された電極が形成され、内枠部25bの電極と底面基板の電極との間に電圧を印加することにより、両電極間に静電気力が作用し、内枠部25bが一対の保持軸25eにねじれを生じさせる方向に傾斜される。   In the MEMS mirror, although not shown, an electrode divided into upper and lower portions is formed on the bottom substrate on the lower side of the inner frame portion 25b, and a voltage is applied between the electrode on the inner frame portion 25b and the electrode on the bottom substrate. By applying the electrostatic force, an electrostatic force acts between both electrodes, and the inner frame portion 25b is inclined in a direction in which the pair of holding shafts 25e are twisted.

なお、この可動ミラー部25cは、裏面に磁性体が形成され、底面基板に形成したコイルから発生する磁力によって傾けられるものであってもよく、圧電素子(ピエゾ素子)の変形力を駆動力として傾けられるものであってもよく、実施例1に限定されるものではない。   The movable mirror portion 25c may be formed with a magnetic body on the back surface and tilted by a magnetic force generated from a coil formed on the bottom substrate, and the deformation force of the piezoelectric element (piezo element) is used as a driving force. It may be tilted and is not limited to the first embodiment.

このようなMEMSミラーを用いて光線R(ビーム)を高速に偏向するには、可動ミラー部25cを共振点付近で駆動させる必要がある。このため、偏向角すなわち可動ミラー部25cの傾斜角を時間に対して正弦波状に変化させる。可動ミラー部25cは、大きさが約1mm角と小さくかつ回転モーメントも小さいので、一対の保持軸25dの厚さや幅(その設計)によってねじれ方向の一次共振周波数を高くすることができ、この保持軸25d回り(水平方向)では容易に高い一次共振周波数を得ることができる。この例では、保持軸25d回りの回転すなわち水平方向の走査を高速走査方向(主走査方向)とし、保持軸25e回りの回転すなわち垂直方向の走査を副走査方向とする。   In order to deflect the light ray R (beam) at high speed using such a MEMS mirror, it is necessary to drive the movable mirror portion 25c near the resonance point. For this reason, the deflection angle, that is, the tilt angle of the movable mirror portion 25c is changed in a sine wave shape with respect to time. Since the movable mirror portion 25c has a small size of about 1 mm square and a small rotational moment, the primary resonance frequency in the twist direction can be increased by the thickness and width (design) of the pair of holding shafts 25d. A high primary resonance frequency can be easily obtained around the axis 25d (horizontal direction). In this example, rotation around the holding shaft 25d, that is, horizontal scanning is defined as a high-speed scanning direction (main scanning direction), and rotation around the holding shaft 25e, ie, vertical scanning is defined as a sub-scanning direction.

ここで、通常の駆動方法によれば、可動ミラー部25cの振幅を大きくすることは困難であり、加えて、駆動力の不均一や空気抵抗等のため可動ミラー部25cの駆動が安定しない。ところが、このMEMSミラーによれば、可動ミラー部25cを一次共振周波数付近で駆動させることにより、スクリーンScにおける所定の大きさ寸法の領域を全面に渡って走査するのに十分な大きさの振幅を有し、かつ、安定した駆動を実現することができる。   Here, according to a normal driving method, it is difficult to increase the amplitude of the movable mirror portion 25c. In addition, the driving of the movable mirror portion 25c is not stable due to non-uniform driving force, air resistance, and the like. However, according to this MEMS mirror, the movable mirror 25c is driven in the vicinity of the primary resonance frequency, so that the amplitude is large enough to scan the area of the predetermined size on the screen Sc over the entire surface. And stable driving can be realized.

このMEMSミラーで構成された偏向光学素子25により、結像レンズ24で収束光とされた光線R(ビーム)は、二次元的に互いに直交する方向、すなわち、第1走査方向(この例では図1で見て図面に直交する方向であり、投影面11上でのX軸方向に対応する方向)と、この第1走査方向と直交する第2走査方向(この例では図1で見て図面上でスクリーンScに沿う方向であり、投影面11上でのY軸方向に対応する方向)とに走査されて、スポットSが投影面11上の所定の大きさ寸法の領域を移動する。以下では、投影面11上において、スポットSで走査される所定の大きさ寸法の領域を、走査領域13(図4、6、7等参照)という。   Light rays R (beams) that have been converged by the imaging lens 24 by the deflecting optical element 25 constituted by the MEMS mirror are two-dimensionally orthogonal to each other, that is, in the first scanning direction (in this example, as shown in FIG. 1 is a direction orthogonal to the drawing as viewed at 1 and a direction corresponding to the X-axis direction on the projection plane 11, and a second scanning direction orthogonal to the first scanning direction (in this example, as viewed in FIG. 1. The spot S is scanned in a direction along the screen Sc and a direction corresponding to the Y-axis direction on the projection plane 11), and the spot S moves in a region having a predetermined size on the projection plane 11. Hereinafter, a region having a predetermined size scanned by the spot S on the projection surface 11 is referred to as a scanning region 13 (see FIGS. 4, 6, 7, etc.).

なお、実施例1では、第1の偏向素子と第2の偏向素子とが一体に形成されているが、第1の偏向素子と第2の偏向素子とを別体に形成しても良い。第1の偏向素子と第2の偏向素子とを別体に形成する機構としては、例えば、1軸の回動素子であるMEMSを2つ用いる構成やステッピングモータの出力軸に平面ミラーを取付け、等角速度で平面ミラーを回転駆動する構成等が考えられる。   In the first embodiment, the first deflecting element and the second deflecting element are integrally formed. However, the first deflecting element and the second deflecting element may be formed separately. As a mechanism for forming the first deflecting element and the second deflecting element separately, for example, a structure using two MEMSs that are single-axis rotating elements or a plane mirror attached to the output shaft of a stepping motor, A configuration in which the plane mirror is rotationally driven at a constant angular velocity is conceivable.

ここで、偏向光学素子25の可動ミラー部25cが振幅中心位置であるときの当該偏向光学素子25により偏向された光線R(可動ミラー部25cで反射された光線R)の進行方向を基準光軸Lbとし、偏向光学素子25により偏向された光線Rの進行方向の基準光軸Lbに対する角度を偏向角θとし、拡大レンズ26(投影光学系20すなわち画像投影装置10)から出射される光線Rの基準光軸Lbに対する角度を走査角αとする。なお、この基準光軸Lbは、投影光学系20における光軸の基準位置として設定されたもの(各光学素子の光軸)であればよく、偏向光学素子25の可動ミラー部25cが振幅中心位置であるときの当該偏向光学素子25により偏向された光線Rの進行方向と一致しなくてもよい。   Here, the traveling direction of the light beam R deflected by the deflection optical element 25 (the light beam R reflected by the movable mirror unit 25c) when the movable mirror portion 25c of the deflection optical element 25 is at the amplitude center position is defined as the reference optical axis. Let Lb be the angle of the traveling direction of the light beam R deflected by the deflecting optical element 25 with respect to the reference optical axis Lb, and let it be the deflection angle θ, and the light beam R emitted from the magnifying lens 26 (projection optical system 20 or image projection device 10). An angle with respect to the reference optical axis Lb is defined as a scanning angle α. The reference optical axis Lb only needs to be set as the optical axis reference position in the projection optical system 20 (the optical axis of each optical element), and the movable mirror portion 25c of the deflecting optical element 25 is positioned at the amplitude center position. It is not necessary to coincide with the traveling direction of the light beam R deflected by the deflection optical element 25.

拡大レンズ26は、偏向光学素子25により偏向された光線Rの偏向角θをそれよりも大きな走査角αに変換するものであり、結像レンズ24の光学的な設定と偏向光学素子25の可動ミラー部25cの大きさ寸法および振幅と、を考慮して最適な設計および配置とされている。この拡大レンズ26は、偏向光学素子25と協働して、結像レンズ24により収束光に変換された光線Rを、スクリーンScの投影面11上に結像させる(所定の大きさ寸法よりも小さな径寸法のスポットSとする)。   The magnifying lens 26 converts the deflection angle θ of the light beam R deflected by the deflection optical element 25 into a larger scanning angle α, and the optical setting of the imaging lens 24 and the movement of the deflection optical element 25 are performed. Considering the size and amplitude of the mirror portion 25c, the design and arrangement are optimal. The magnifying lens 26 cooperates with the deflecting optical element 25 to image the light ray R converted into convergent light by the imaging lens 24 on the projection surface 11 of the screen Sc (less than a predetermined size). A spot S having a small diameter).

この投影光学系20における光源21および偏向光学素子25は、制御機構30により駆動制御される。制御機構30は、図1に示すように、偏向角制御回路である偏向光学素子駆動制御部31と、光源制御回路である発光量制御部32と、画像処理回路である画像処理部33とを備えている。この制御機構30には、画像データ14が入力される。この画像データ14は、矩形状を呈する画像(図7(a)参照)を示すものであって、第1走査方向をx方向とし、それと直交する第2走査方向をy方向として、座標(x、y)における出力値(実施例1では単色であることから単色光の強度)を示す複数の画素データG(x、y)を有する。各画素データG(x、y)は、実施例1では、画像データ14におけるx座標値のデータと、画像データ14におけるy座標値のデータと、その座標(x、y)における出力(強度)を示す出力値のデータと、を有する。   The light source 21 and the deflection optical element 25 in the projection optical system 20 are driven and controlled by the control mechanism 30. As shown in FIG. 1, the control mechanism 30 includes a deflection optical element drive control unit 31 that is a deflection angle control circuit, a light emission amount control unit 32 that is a light source control circuit, and an image processing unit 33 that is an image processing circuit. I have. Image data 14 is input to the control mechanism 30. The image data 14 represents a rectangular image (see FIG. 7A), and the first scanning direction is the x direction and the second scanning direction orthogonal to the y direction is the coordinate (x , Y) has a plurality of pixel data G (x, y) indicating output values (intensity of monochromatic light since it is monochromatic in the first embodiment). In the first embodiment, each pixel data G (x, y) is data of x coordinate value in the image data 14, data of y coordinate value in the image data 14, and output (intensity) at the coordinates (x, y). Output value data indicating.

制御機構30では、偏向光学素子駆動制御部31が偏向光学素子25を駆動制御し、発光量制御部32が画像データ14(各画素データG(x、y))およびミラー位置信号Mpに基づき光源21を駆動制御する。偏向光学素子駆動制御部31は、回動制御信号Wcを送信することにより偏向光学素子25を駆動制御し、発光量制御部32は、発光光量制御信号Lcを送信することにより光源21を駆動制御する。   In the control mechanism 30, the deflection optical element drive control unit 31 drives and controls the deflection optical element 25, and the light emission amount control unit 32 controls the light source based on the image data 14 (each pixel data G (x, y)) and the mirror position signal Mp. 21 is driven and controlled. The deflection optical element drive control unit 31 drives and controls the deflection optical element 25 by transmitting a rotation control signal Wc, and the light emission amount control unit 32 controls driving of the light source 21 by transmitting a light emission amount control signal Lc. To do.

このミラー位置信号Mpは、回動される可動ミラー部25cの変位位置を示す信号である。ミラー位置信号Mpは、図1に示す例では、可動ミラー部25cの変位に応じて偏向光学素子25自体から出力される信号を用いている。ここで、偏向光学素子25自体から出力される信号としては、偏向光学素子25が駆動力として電磁アクチュエータを用いるものであれば、ミラー回動による逆起電力をモニターすることによりミラー位置信号Mpを得ることができる。また、偏向光学素子25が駆動力としてピエゾアクチュエータを用いるものであれば、ピエゾに発生する逆起電力をモニターすることによりミラー位置信号Mpを得ることができる。この他にも、ミラー位置信号Mpは、図示は略すが、可動ミラー部25cにより偏向(反射)された光線R(出射光)を受光可能な適当な位置に同期検出用の受光素子を設置し、この受光素子からの信号を設置位置すなわち可動ミラー部25cの変位位置に関連付けて用いることでも得ることができる。さらに、図示は略すが、変位部(この例では可動ミラー部25c)とその変位に拘らず所定の位置を保つ所望位置とに電極を設け、変位部の変位に応じて変化する静電容量を検出し、当該静電容量を変位部の変位位置に関連付けて用いる構成であってもよく、偏向光学素子駆動制御部31による駆動制御信号を用いる構成であってもよい。実施例1では、偏向光学素子駆動制御部31による偏向光学素子25の駆動制御に合致するように、発光量制御部32が光源21を駆動制御する。   The mirror position signal Mp is a signal indicating the displacement position of the movable mirror portion 25c to be rotated. In the example shown in FIG. 1, the mirror position signal Mp is a signal output from the deflection optical element 25 itself according to the displacement of the movable mirror portion 25c. Here, as a signal output from the deflection optical element 25 itself, if the deflection optical element 25 uses an electromagnetic actuator as a driving force, the mirror position signal Mp is obtained by monitoring the counter electromotive force due to mirror rotation. Obtainable. If the deflection optical element 25 uses a piezo actuator as a driving force, the mirror position signal Mp can be obtained by monitoring the counter electromotive force generated in the piezo. In addition to this, the mirror position signal Mp is not shown, but a light receiving element for synchronization detection is installed at an appropriate position capable of receiving the light beam R (emitted light) deflected (reflected) by the movable mirror portion 25c. The signal from the light receiving element can also be obtained in association with the installation position, that is, the displacement position of the movable mirror portion 25c. Further, although not shown, electrodes are provided at the displacement portion (movable mirror portion 25c in this example) and a desired position that maintains a predetermined position regardless of the displacement, and the capacitance that changes according to the displacement of the displacement portion is provided. It may be configured to detect and use the capacitance in association with the displacement position of the displacement unit, or to use a drive control signal from the deflection optical element drive control unit 31. In the first embodiment, the light emission amount control unit 32 drives and controls the light source 21 so as to match the drive control of the deflection optical element 25 by the deflection optical element drive control unit 31.

制御機構30では、画像データ14における水平(x)方向が、可動ミラー部25cで反射された出射光(光線R)が結像される投影面11上で見て第1走査方向としてのX軸方向に対応し、かつ画像データ14における水平(y)方向が、投影面11上で見て第2走査方向としてのY軸方向に対応するように、すなわち画像データ14における座標(x、y)を投影面11上の走査領域13における座標(X、Y)に対応させるように、偏向光学素子駆動制御部31および発光量制御部32が動作する。例えば、画像データ14において、水平(x)方向にi番目、垂直(y)方向にj番目の画素をスクリーンScに投影する場合には、投影面11上の走査領域13において第1走査(X)方向にi番目、第2走査(Y)方向にj番目の位置に、スポットSを形成する回動姿勢(形成する傾斜)になったとき、すなわち投影面11上での走査位置が(i、j)番目の画素位置に対応する画素対応箇所(i、j)となったときに、その画素の画素データG(i、j)に基づく光量の光線R(出射光)を光源21に出力させる旨の発光光量制御信号Lcを、光源21へと送信することにより、投影画像12を形成する。なお、偏向光学素子として、ステッピングモータなど非共振で駆動することが可能なものを用いた場合には、発光光量制御信号Lcに同期して、(i、j)番目の画素位置に対応するスクリーンSc上での画素対応箇所(i、j)にスポットSが形成されるように、偏向光学素子駆動制御部31が偏向光学素子へと駆動制御信号を出力することにより画像を形成することができる。   In the control mechanism 30, the horizontal (x) direction in the image data 14 is the X axis as the first scanning direction when viewed on the projection surface 11 on which the emitted light (ray R) reflected by the movable mirror unit 25c is imaged. Corresponding to the direction and the horizontal (y) direction in the image data 14 corresponds to the Y-axis direction as the second scanning direction when viewed on the projection plane 11, that is, the coordinates (x, y) in the image data 14. The deflection optical element drive control unit 31 and the light emission amount control unit 32 operate so as to correspond to the coordinates (X, Y) in the scanning region 13 on the projection surface 11. For example, in the image data 14, when the i th pixel in the horizontal (x) direction and the j th pixel in the vertical (y) direction are projected onto the screen Sc, the first scan (X ) Direction and the j-th position in the second scanning (Y) direction, when the rotation posture (inclination to be formed) for forming the spot S is reached, that is, the scanning position on the projection surface 11 is (i , J) When the pixel corresponding position (i, j) corresponding to the pixel position is reached, the light amount R (emitted light) based on the pixel data G (i, j) of the pixel is output to the light source 21. A projection image 12 is formed by transmitting a light emission amount control signal Lc to the effect to the light source 21. When a deflecting optical element that can be driven non-resonant, such as a stepping motor, is used, the screen corresponding to the (i, j) th pixel position in synchronization with the light emission amount control signal Lc. An image can be formed by the deflection optical element drive control unit 31 outputting a drive control signal to the deflection optical element so that a spot S is formed at a pixel corresponding location (i, j) on Sc. .

本発明に係る画像投影装置10では、従来技術のように偏向光学素子25の振幅を変化させるすなわち走査領域を補正することに代えて、偏向光学素子25の回動に対する光源21の発光のタイミングを補正することにより、投影画像の劣化を抑制する。すなわち、画像投影装置10では、制御機構30の画像処理部33において、制御機構30へと入力された画像データ14(各画素データG(x、y))を、歪みのある走査領域13を用いつつ投影画像としてスクリーンScの投影面11上に適切に形成できるように適宜補正し、この補正後の画像データ14(各画素データG´(x´、y´))に基づいて発光量制御部32が光源21を駆動制御(点滅制御)する。この画像処理部33では、後述するメモリ36に格納されたプログラムを実行することにより、後述する歪み補正方法を実行する。この画像処理部33における補正は、基本的に投影光学系20における光学特性(例えば、コリメートレンズ22、結像レンズ24および拡大レンズ26の光学特性や、偏向光学素子25における走査速度特性等)に起因して生じる、画像データ14に対するスクリーンScの投影面11上に形成される投影画像12の劣化を防止するものである。   In the image projection apparatus 10 according to the present invention, instead of changing the amplitude of the deflection optical element 25, that is, correcting the scanning area as in the prior art, the light emission timing of the light source 21 with respect to the rotation of the deflection optical element 25 is adjusted. By correcting, deterioration of the projected image is suppressed. That is, in the image projection device 10, the image processing unit 33 of the control mechanism 30 uses the image data 14 (each pixel data G (x, y)) input to the control mechanism 30 in the scanning region 13 with distortion. The light emission amount control unit is appropriately corrected so as to be appropriately formed as a projection image on the projection surface 11 of the screen Sc, and based on the corrected image data 14 (each pixel data G ′ (x ′, y ′)). 32 controls driving of the light source 21 (flashing control). The image processing unit 33 executes a distortion correction method described later by executing a program stored in a memory 36 described later. The correction in the image processing unit 33 is basically performed on the optical characteristics in the projection optical system 20 (for example, the optical characteristics of the collimating lens 22, the imaging lens 24, and the magnifying lens 26, the scanning speed characteristics in the deflecting optical element 25, etc.). This is to prevent deterioration of the projection image 12 formed on the projection surface 11 of the screen Sc with respect to the image data 14 caused by the cause.

この投影画像12の劣化とは、以下のようなものである。画像投影装置10では、基準光軸Lbと投影面11の法線方向Nとが一致する状態、すなわち基準光軸Lbと投影面11の法線方向Nとが為す投射光軸角度θpが0である正面投射により(図3参照)、何らの補正をしない画像データ14に基づいて投影面11に形成した2次元の投影画像12が図4に示す状態であるとする。この図4の投影画像12は、何らの補正がされていない画像データ14が正面投射により投影面11上に形成されていることから、投影光学系20における光学特性(例えば、コリメートレンズ22、結像レンズ24および拡大レンズ26の光学特性や、偏向光学素子25における走査速度特性等)に起因して走査領域13が歪むことにより、劣化(歪み)が生じている。この画像投影装置10を用いて、投射光軸角度θpが0以外の値となる斜め投射により(図5参照)、何らの補正をしない画像データ14に基づいて投影面11に2次元の投影画像12を形成すると、図6に示すように、正面投射の投影画像12(図4参照)に比べて大きな歪みが生じてしまう。これは、走査領域13では、斜め投射の場合、光学特性に起因する正面投射での劣化(図4参照)に、投射光軸角度θpに起因する台形歪みが加わることが原因であると考えられる。このように、画像投影装置10では、投射光軸角度θpに応じて投影面11上での走査領域13が変形する。   The deterioration of the projection image 12 is as follows. In the image projection apparatus 10, the projection optical axis angle θp formed by the reference optical axis Lb and the normal direction N of the projection plane 11, that is, the reference optical axis Lb and the normal direction N of the projection plane 11 is 0. Assume that a two-dimensional projection image 12 formed on the projection surface 11 based on image data 14 without any correction by a certain front projection (see FIG. 3) is in the state shown in FIG. In the projection image 12 of FIG. 4, since the image data 14 that has not been subjected to any correction is formed on the projection surface 11 by front projection, the optical characteristics (for example, the collimating lens 22 and the connection result) in the projection optical system 20 are obtained. The scanning region 13 is distorted due to the optical characteristics of the image lens 24 and the magnifying lens 26, the scanning speed characteristics of the deflecting optical element 25, etc., thereby causing deterioration (distortion). A two-dimensional projection image is projected onto the projection surface 11 based on the image data 14 without any correction by oblique projection with the projection optical axis angle θp having a value other than 0 (see FIG. 5). When 12 is formed, as shown in FIG. 6, a large distortion occurs as compared with the projection image 12 (see FIG. 4) of front projection. In the scanning region 13, in the case of oblique projection, it is considered that the trapezoidal distortion due to the projection optical axis angle θp is added to the deterioration in the front projection due to the optical characteristics (see FIG. 4). . Thus, in the image projection apparatus 10, the scanning region 13 on the projection surface 11 is deformed according to the projection optical axis angle θp.

この走査領域13の歪みに伴って投影画像12が歪むのは、以下のことによる。例えば、図5および図6と同様の斜め投射において、図7(a)に示す画像データ14(各画素データG(t)(tは走査順で見た番号を示す))を、何らの補正をすることなく投影面11に2次元の投影画像12を形成すると、図7(b)に示すように、走査領域13の形状に大きな歪みが生じていることから、各画素データG(t)に応じた各画素対応箇所P(t)が走査領域13の形状に倣って歪んでいるので、投影画像12が走査領域13の形状に倣って歪んだものとなってしまう。ここで、図7(a)に示す画像データ14を、何らの補正をすることなく投影面11に2次元の投影画像12を形成するとは、各画素データG(x、y)における座標(x、y)をそのまま走査領域13の座標(X、Y)として(x=X、y=Y)、当該各画素データG(x、y)の出力値(光量)を走査領域13上に投影させて、投影面11に2次元の投影画像12を形成することをいう。   The projection image 12 is distorted in accordance with the distortion of the scanning region 13 as follows. For example, in the oblique projection similar to FIGS. 5 and 6, the image data 14 shown in FIG. 7A (each pixel data G (t) (t indicates a number viewed in the scanning order)) is corrected. When the two-dimensional projection image 12 is formed on the projection surface 11 without performing the above, since the large distortion occurs in the shape of the scanning region 13 as shown in FIG. 7B, each pixel data G (t) Since each pixel corresponding position P (t) corresponding to the above is distorted following the shape of the scanning region 13, the projection image 12 is distorted following the shape of the scanning region 13. Here, to form the two-dimensional projection image 12 on the projection plane 11 without any correction of the image data 14 shown in FIG. 7A, the coordinate (x in each pixel data G (x, y)) , Y) as they are as coordinates (X, Y) of the scanning region 13 (x = X, y = Y), and the output value (light quantity) of each pixel data G (x, y) is projected onto the scanning region 13. Thus, it means that a two-dimensional projection image 12 is formed on the projection surface 11.

このような投影画像12の劣化を防止するために、本発明に係る画像投影装置10では、基本的に、投影光学系20における光学特性を勘案しつつ投射光軸角度θpの影響を考慮した補正用変換式(1)を用いて、画像データ14(各画素データG(x、y))を補正する。より詳細には、画像投影装置10では、図8に示すように、画像投影を実行すべく設定された投射光軸角度θpに応じた投影面11上での走査領域13(図8は図6と同様の斜め投射の場合の例である)の内方において、画像データ14が示す矩形状の画像と等しい形状(矩形状)の画像形成領域15を設定し、偏向光学素子25の回動(駆動)による走査位置が画像形成領域15上に位置するときにのみ、投影面11上に画像データ14に相当する光量のスポットSを形成すべく、発光量制御部32が光源21を駆動制御するように、画像データ14を補正する。これにより、投影面11上では、走査領域13のうち矩形状の画像形成領域15上のみに画像データ14に応じた投影画像が形成されることとなるので、当該投射画像を歪みのない矩形状の画像とすることができる。このような補正は、制御機構30の画像処理部33において、行われる。   In order to prevent such deterioration of the projection image 12, the image projection apparatus 10 according to the present invention basically performs correction in consideration of the influence of the projection optical axis angle θp while taking into consideration the optical characteristics of the projection optical system 20. The image data 14 (each pixel data G (x, y)) is corrected using the conversion formula (1). More specifically, in the image projection apparatus 10, as shown in FIG. 8, the scanning region 13 on the projection surface 11 corresponding to the projection optical axis angle θp set to execute image projection (FIG. 8 shows FIG. 6). The image forming area 15 having the same shape (rectangular shape) as that of the rectangular image indicated by the image data 14 is set inward, and the deflection optical element 25 is rotated ( The light emission amount control unit 32 drives and controls the light source 21 so as to form a spot S having a light amount corresponding to the image data 14 on the projection surface 11 only when the scanning position by driving is positioned on the image forming area 15. As described above, the image data 14 is corrected. Thereby, on the projection surface 11, a projection image corresponding to the image data 14 is formed only on the rectangular image forming area 15 in the scanning area 13, so that the projection image has a rectangular shape without distortion. Image. Such correction is performed in the image processing unit 33 of the control mechanism 30.

その画像処理部33は、図9に示すように、補正演算部分34と書込変換部分35とメモリ36とを有する。このメモリ36は、画像データ14等(各画素データG(x、y)、補正用変換式(1)とその各係数dおよび後述する補正後の各画素データG´(x´、y´)等)が格納されるものであり、補正演算部分34が適宜データを格納および読み出すことが可能とされている。   As shown in FIG. 9, the image processing unit 33 includes a correction calculation part 34, a write conversion part 35, and a memory 36. The memory 36 stores image data 14 and the like (each pixel data G (x, y), correction conversion formula (1), its coefficient d, and each pixel data G ′ (x ′, y ′) after correction described later. Etc.), and the correction calculation part 34 can store and read data as appropriate.

書込変換部分35は、画像データ14としての各画素データG(x、y)、すなわち画像データ14におけるx座標値のデータと、画像データ14におけるy座標値のデータと、座標(x、y)における出力(強度)を示す出力値のデータと、が入力されると、2次元座標値としてのx座標値のデータとy座標値のデータとを1次元化して出力値のデータと一緒に(互いに関連付けられたx座標値のデータとy座標値のデータと出力値のデータとを1次元のデータとして)メモリ36に格納(保存)する。   The write conversion part 35 is the pixel data G (x, y) as the image data 14, that is, the data of the x coordinate value in the image data 14, the data of the y coordinate value in the image data 14, and the coordinates (x, y When the output value data indicating the output (intensity) is input, the x coordinate value data and the y coordinate value data as the two-dimensional coordinate values are converted into a one-dimensional data together with the output value data. The data is stored (saved) in the memory 36 (x coordinate value data, y coordinate value data, and output value data associated with each other as one-dimensional data).

補正演算部分34は、メモリ36に格納された画像データ14(各画素データG(x、y))における座標(x、y)を、下記の補正用変換式(1)を用いて、走査領域13での座標(X、Y)に変換することにより、メモリ36に格納された画像データ14の補正を行う。   The correction calculation portion 34 uses the following correction conversion equation (1) to convert the coordinates (x, y) in the image data 14 (each pixel data G (x, y)) stored in the memory 36 into a scanning region. The image data 14 stored in the memory 36 is corrected by converting it to the coordinates (X, Y) at 13.

この補正用変換式(1)は、図8に示すように、設定された投射光軸角度θpに応じた投影面11上での走査領域13の内方において、画像データ14が示す画像と等しい形状(この例では矩形状)の画像形成領域15を設定し、その画像形成領域15上に画像データ14(各画素データG(x、y))に基づく投影画像を形成するものとして、画像形成領域15における画像データ14の各画素(x、y)が、走査領域13における何れの座標(X、Y)に相当するものであるか、を示すものである。このため、画像形成領域15は、画像データ14が示す画像と相似の関係を有する。この画像形成領域15は、実施例1では、走査領域13に外接するものとされている。また、変換後の座標(x´、y´)は、画像データ14に基づく画像を画像形成領域15に適合させた状態において、当該画像の各画素データG(x、y)に対する走査領域13での画素対応箇所(x´、y´)(各画素対応箇所P´(t)(図7(c)参照))を示すものである。   As shown in FIG. 8, the correction conversion formula (1) is equal to the image indicated by the image data 14 inside the scanning region 13 on the projection surface 11 corresponding to the set projection optical axis angle θp. An image forming area 15 having a shape (rectangular shape in this example) is set, and a projection image based on the image data 14 (each pixel data G (x, y)) is formed on the image forming area 15. Each pixel (x, y) of the image data 14 in the area 15 indicates which coordinate (X, Y) in the scanning area 13 corresponds to. For this reason, the image forming area 15 has a similar relationship with the image indicated by the image data 14. The image forming area 15 circumscribes the scanning area 13 in the first embodiment. Further, the coordinates (x ′, y ′) after the conversion are the scanning area 13 for each pixel data G (x, y) of the image in a state where the image based on the image data 14 is adapted to the image forming area 15. The pixel corresponding location (x ′, y ′) (each pixel corresponding location P ′ (t) (see FIG. 7C)) is shown.

x´=(dx1+dx2y+dx3)x+(dx4+dx5y+dx6
y´=(dy1+dy2x+dy3)y+(dy4+dy5x+dy6)y
+(dy7+dy8x+dy9
・・・・(1)
ここで、各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)は、投射光軸角度θpに応じて変化する係数である。すなわち、補正用変換式(1)は、基本的には、投影光学系20における光学特性の影響による歪みを補正する変換式であって、投射光軸角度θpに応じて各係数dを変化させることにより、投射光軸角度θpの影響による歪みも補正する変換式である。換言すると、各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)は、投射光軸角度θpの変化のみに応じて変化する係数であって、対応する投射光軸角度θpの条件下において、補正用変換式(1)を、投影光学系20における光学特性の影響による歪みと投射光軸角度θpの影響による歪みとの双方を補正する変換式とするように、設定されている。
x'= (d x1 y 2 + d x2 y + d x3) x + (d x4 y 2 + d x5 y + d x6)
y ′ = (d y1 x 2 + d y2 x + d y3 ) y 2 + (d y4 x 2 + d y5 x + d y6 ) y
+ (D y7 x 2 + d y8 x + d y9 )
(1)
Here, each coefficient d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) is a coefficient that changes according to the projection optical axis angle θp. That is, the correction conversion equation (1) is basically a conversion equation for correcting distortion due to the influence of the optical characteristics in the projection optical system 20, and each coefficient d is changed in accordance with the projection optical axis angle θp. Thus, this is a conversion equation for correcting distortion due to the influence of the projection optical axis angle θp. In other words, each coefficient d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) is a coefficient that changes only in accordance with the change in the projection optical axis angle θp, and under the condition of the corresponding projection optical axis angle θp. The correction conversion equation (1) is set to be a conversion equation that corrects both distortion caused by the optical characteristics of the projection optical system 20 and distortion caused by the projection optical axis angle θp.

この各係数dの一例として、投射光軸角度θpが0度の正面投射の場合の各係数d(0)(係数d(0)の組み合わせ)と、投射光軸角度θpが53.38度の斜め投射の場合の各係数d(53.38)(係数d(53.38)の組み合わせ)と、を以下に示す。
・正面投射の場合(投射光軸角度θpが0度)の各係数dの値
x1(0): 3.03×10−7
x2(0): 3.33×10−6
x3(0): 8.5×10−1
x4(0):−1.1×10−4
x5(0):−2.1×10−3
x6(0): 2.48
y1(0): 1.96×10−10
y2(0):−1.47×10−7
y3(0): 1.0×10−4
y4(0): 1.0029×10−6
y5(0):−7.5×10−4
y6(0): 8.1×10−1
y7(0):−1.0×10−3
y8(0): 7.7×10−1
y9(0):−138.54

・斜め投射の場合(投射光軸角度θpが53.38度)の各係数dの値
x1(53.38): 5.4×10−7
x2(53.38):−1.1×10−3
x3(53.38): 9.7×10−1
x4(53.38):−4.0×10−4
x5(53.38): 7.9×10−1
x6(53.38):−386.83
y1(53.38):−8.58×10−10
y2(53.38): 1.26×10−6
y3(53.38):−7.4×10−4
y4(53.38): 1.6×10−6
y5(53.38):−2.3×10−3
y6(53.38): 1.64
y7(53.38):−7.9×10−4
y8(53.38): 1.16
y9(53.38):−385.19

画像投影装置10(制御機構30)では、以下のように、投影画像12の補正を行う。
As an example of each coefficient d, each coefficient d (0) (combination of coefficients d (0)) in the case of front projection where the projection optical axis angle θp is 0 degrees and the projection optical axis angle θp is 53.38 degrees. Each coefficient d (53.38) (combination of coefficients d (53.38)) in the case of oblique projection is shown below.
In the case of front projection (projection optical axis angle θp is 0 degree), the value of each coefficient d d x1 (0): 3.03 × 10 −7
d x2 (0): 3.33 × 10 −6
d x3 (0): 8.5 × 10 −1
d x4 (0): −1.1 × 10 −4
d x5 (0): −2.1 × 10 −3
d x6 (0): 2.48
d y1 (0): 1.96 × 10 −10
d y2 (0): −1.47 × 10 −7
d y3 (0): 1.0 × 10 −4
d y4 (0): 1.0029 × 10 −6
d y5 (0): −7.5 × 10 −4
d y6 (0): 8.1 × 10 −1
d y7 (0): −1.0 × 10 −3
d y8 (0): 7.7 × 10 −1
d y9 (0): −138.54

In the case of oblique projection (projection optical axis angle θp is 53.38 degrees), the value of each coefficient d d x1 (53.38): 5.4 × 10 −7
d x2 (53.38): −1.1 × 10 −3
d x3 (53.38): 9.7 × 10 −1
d x4 (53.38): -4.0 × 10 -4
d x5 (53.38): 7.9 × 10 −1
d x6 (53.38): -386.83
d y1 (53.38): −8.58 × 10 −10
d y2 (53.38): 1.26 × 10 −6
d y3 (53.38): −7.4 × 10 −4
d y4 (53.38): 1.6 × 10 −6
d y5 (53.38): -2.3 × 10 −3
d y6 (53.38): 1.64
d y7 (53.38): −7.9 × 10 −4
d y8 (53.38): 1.16
dy9 (53.38): -385.19

In the image projection apparatus 10 (control mechanism 30), the projection image 12 is corrected as follows.

先ず、制御機構30の画像処理部33において、書込変換部分35は、入力された画像データ14の各画素データG(x、y)を、メモリ36に格納(保存)する。   First, in the image processing unit 33 of the control mechanism 30, the write conversion unit 35 stores (saves) each pixel data G (x, y) of the input image data 14 in the memory 36.

次に、画像処理部33において、補正演算部分34は、補正演算に用いる補正用変換式(1)の各係数dを設定すべく、実際(画像投影を実行する際)の投影面11に対する基準光軸Lbが為す投射光軸角度θpに関するデータ(以下、投射角度データDdとする)を取得する。この投射角度データDdの取得方法としては、画像投影装置10に対して外部から入力されるものであってもよく、画像投影装置10自身に設定された値を用いるものであってもよく、画像投影装置10での使用態様に応じた値を用いるものであってもよい。   Next, in the image processing unit 33, the correction calculation part 34 sets a reference for the actual projection plane 11 (when image projection is performed) in order to set each coefficient d of the correction conversion equation (1) used for the correction calculation. Data relating to the projection optical axis angle θp made by the optical axis Lb (hereinafter referred to as projection angle data Dd) is acquired. As a method for obtaining the projection angle data Dd, the image projection device 10 may be input from the outside, or a value set in the image projection device 10 itself may be used. You may use the value according to the usage condition in the projection apparatus 10. FIG.

次に、補正演算部分34は、メモリ36に格納された画像データ14の各画素データG(x、y)における各座標(x、y)を、上記した補正用変換式(1)を用いて走査領域13の座標(X、Y)で表した座標(x´、y´)に変換する。また、補正演算部分34は、その変換後(補正後)の走査領域13での座標(x´、y´)のデータを、その変換前の座標(x、y)データでの出力値のデータと一緒にして、補正後の画素データG´(x´、y´)を生成し、当該補正後の画素データG´(x´、y´)をメモリ36に格納する。このとき、補正後の画素データG´(x´、y´)は、変換前の座標(x、y)データを含むものとしてもよい。   Next, the correction calculation section 34 uses the correction conversion formula (1) described above for each coordinate (x, y) in each pixel data G (x, y) of the image data 14 stored in the memory 36. The coordinates are converted into coordinates (x ′, y ′) represented by the coordinates (X, Y) of the scanning region 13. Further, the correction calculation portion 34 converts the data of the coordinates (x ′, y ′) in the scanning area 13 after the conversion (after correction) into the data of the output value in the coordinates (x, y) data before the conversion. The corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) is generated together with the corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) and stored in the memory 36. At this time, the corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) may include coordinate (x, y) data before conversion.

次に、制御機構30の発光量制御部32が、偏向光学素子25から出力された同期検出用のミラー位置信号Mpに基づいて、偏向光学素子25の回動による走査領域13での走査位置(座標(X、Y))のデータを取得し、メモリ36に格納された補正後の各画素データG´(x´、y´)のうち、取得した走査位置座標(X、Y)に等しい変換後の座標(x´、y´)データを有するものがあるか否かを判断する。   Next, based on the synchronization detection mirror position signal Mp output from the deflection optical element 25, the light emission amount control unit 32 of the control mechanism 30 scans the scanning region 13 in the scanning region 13 by the rotation of the deflection optical element 25 ( Data of coordinates (X, Y)) is acquired, and conversion equal to the acquired scanning position coordinates (X, Y) among the corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) stored in the memory 36 It is determined whether or not there is data having later coordinate (x ′, y ′) data.

発光量制御部32は、走査位置座標(X、Y)に等しい変換後の座標(x´、y´)データを有する補正後の画素データG´(x´、y´)がある場合、ミラー位置信号Mpに同期して該当する補正後の画素データG´(x´、y´)の出力値(光量)の出射光(光線R)を光源21に出力させる旨の発光光量制御信号Lcを光源21へと送信して、当該光源21を駆動制御する。   When there is corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) having converted coordinate (x ′, y ′) data equal to the scanning position coordinates (X, Y), the light emission amount control unit 32 performs mirroring. A light emission quantity control signal Lc for outputting the output light (light ray R) of the output value (light quantity) of the corresponding corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) in synchronization with the position signal Mp to the light source 21. It transmits to the light source 21, and the said light source 21 is drive-controlled.

また、発光量制御部32は、走査位置座標(X、Y)に等しい変換後の座標(x´、y´)データを有する補正後の画素データG´(x´、y´)がない場合、光源21へ向けて発光光量制御信号Lcを送信することはない。このため、光源21から出射光(光線R)が出力されない。   In addition, the light emission amount control unit 32 has no corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) having converted coordinate (x ′, y ′) data equal to the scanning position coordinates (X, Y). The emitted light amount control signal Lc is not transmitted to the light source 21. For this reason, the emitted light (light ray R) is not output from the light source 21.

これにより、光源21からは、補正後の画素データG´(x´、y´)に基づく光量の発散光がコリメートレンズ22に向けて出力され、コリメートレンズ22がその発散光を平行光に変換し、その平行光がミラー23により反射されて結像レンズ24へ向かい、結像レンズ24がその平行光を収束光に変換し、この収束光が偏向光学素子25へと向かう。   As a result, the light source 21 outputs divergent light having a light amount based on the corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) toward the collimator lens 22, and the collimator lens 22 converts the divergent light into parallel light. Then, the parallel light is reflected by the mirror 23 and travels toward the imaging lens 24, and the imaging lens 24 converts the parallel light into convergent light, which converges toward the deflecting optical element 25.

その収束光は、偏向光学素子駆動制御部31により適切な状態とされた偏向光学素子25、すなわちスクリーンScの投影面11上の走査領域13における座標(x´、y´)にスポットSを形成するような角度とされた可動ミラー部25cにより反射されて、水平方向および垂直方向が偏向され、拡大レンズ26へと向かう。この偏向された収束光は、この拡大レンズ26により偏向角θが変換されて走査角αとされ、走査角αの進行方向で投影対象としてのスクリーンScに導かれる。これにより、スクリーンScの投影面11上の走査領域13における座標(x´、y´)に、補正後の画素データG´(x´、y´)に基づく光量のスポットSが形成される。   The convergent light forms a spot S at the coordinates (x ′, y ′) in the scanning region 13 on the projection surface 11 of the screen Sc, that is, the deflecting optical element 25 brought into an appropriate state by the deflecting optical element drive control unit 31. Reflected by the movable mirror portion 25c having such an angle, the horizontal direction and the vertical direction are deflected toward the magnifying lens 26. The deflected convergent light is converted into a scanning angle α by the deflection angle θ converted by the magnifying lens 26 and guided to the screen Sc as a projection target in the traveling direction of the scanning angle α. As a result, a light spot S based on the corrected pixel data G ′ (x ′, y ′) is formed at the coordinates (x ′, y ′) in the scanning region 13 on the projection surface 11 of the screen Sc.

この上記した一連の動作を、偏向光学素子25の回動により変化する走査位置座標(X、Y)が、走査領域13の全域を行き渡るまで行うことにより、図7(c)に示すように、投影面11上には、走査領域13の画像形成領域15に画像データ14に基づく歪みのない投影画像12が形成される。このとき、走査領域13において画像形成領域15以外の領域には、光源21によるスポットSが形成されることはなく、何らの投影画像が形成されることはない。   By performing the above-described series of operations until the scanning position coordinates (X, Y) that change due to the rotation of the deflecting optical element 25 reach the entire scanning region 13, as shown in FIG. On the projection surface 11, a projection image 12 having no distortion based on the image data 14 is formed in the image forming area 15 of the scanning area 13. At this time, the spot S by the light source 21 is not formed in an area other than the image forming area 15 in the scanning area 13, and no projection image is formed.

次に、上記した補正用変換式(1)および各係数dの算出方法の概念について説明する。以下の説明では、画像データ14としてVGA(Video Graphics Array)規格でピクセルの画面解像度(画素数)が(640x480)とされたものを用いているものとする。   Next, the concept of the correction conversion equation (1) and the calculation method of each coefficient d will be described. In the following description, it is assumed that the image data 14 has a pixel resolution (number of pixels) of (640 × 480) according to the VGA (Video Graphics Array) standard.

この例では、図10に示すように、画像データ14が640×480個の画素データGで構成されていることから、この画像データ14に何らの補正をしないで形成された投影画像12も640×480個の画素データGで構成されている。この投影画像12は、上述したように、投影光学系20における光学特性や投射光軸角度θpに起因する走査領域13の歪みに倣った形状となる。   In this example, as shown in FIG. 10, since the image data 14 is composed of 640 × 480 pixel data G, the projection image 12 formed without any correction on the image data 14 is also 640. It is composed of × 480 pixel data G. As described above, the projection image 12 has a shape that follows the distortion of the scanning region 13 caused by the optical characteristics of the projection optical system 20 and the projection optical axis angle θp.

本発明に係る歪み補正方法では、上述したように、この歪んだ走査領域13すなわち設定された投射光軸角度θpに応じた投影面11上での走査領域13の内方において、画像データ14が示す画像と等しい形状(この例では矩形状)の画像形成領域15を設定し、その画像形成領域15上に画像データ14(各画素データG(x、y))に基づく投影画像を形成するものとする(図11参照)。この画像形成領域15では、画像データ14として設定された画面解像度を確保するために、画像データ14の画素データGの点数(640×480個)に等しい数の描画点数を設ける必要がある。   In the distortion correction method according to the present invention, as described above, the image data 14 is stored inside the scanning area 13 on the projection surface 11 corresponding to the distorted scanning area 13, that is, the set projection optical axis angle θp. An image forming area 15 having the same shape as the image shown (rectangular in this example) is set, and a projection image based on the image data 14 (each pixel data G (x, y)) is formed on the image forming area 15 (See FIG. 11). In this image forming area 15, in order to ensure the screen resolution set as the image data 14, it is necessary to provide the number of drawing points equal to the number of pixel data G (640 × 480) of the image data 14.

詳細には、画像データ14をxy座標系で概念的に表したものが図12(a)の四角形abcdであるとし、その画像データ14が何らの補正がされることなく投影面11上に形成される投影画像12をXY座標系で概念的に表したものが図12(b)の歪んだ四角形a´b´c´d´であるとする。ここで、上述したように、投影画像12は、歪んだ走査領域13に沿って形成されていることから、画像形成領域15は、この投影画像12内に設定されることとなる(図12(b)参照)。この画像形成領域15において描画される各画素寸法を基準とする(画像形成領域15を画像データ14の各画素データGに対応させて分割した領域を基準とする)と、歪んだ四角形a´b´c´d´で表される投影画像12を形成するためには、図12(c)に示すように、640×480個の画素データで構成される画像データ14よりも多い個数の入力座標(偏向光学素子25による走査位置情報)で構成される仮想画像データ16(四角形a´´b´´c´´d´´)が必要となる。この仮想画像データ16をxy座標系で概念的に表した四角形a´´b´´c´´d´´と、投影画像12をXY座標系で概念的に表した歪んだ四角形a´b´c´d´との対応関係を求めると、仮想画像データ16における任意の座標(x、y)が、投影画像12における何れの座標(X、Y)に対応するものであるかを表すこととなるので、この対応関係が補正変換式となる。この対応関係は、例えば、以下のように求める。   Specifically, the image data 14 conceptually represented in the xy coordinate system is a rectangle abcd in FIG. 12A, and the image data 14 is formed on the projection surface 11 without any correction. Assume that the projected image 12 conceptually represented in the XY coordinate system is a distorted square a′b′c′d ′ in FIG. Here, as described above, since the projection image 12 is formed along the distorted scanning region 13, the image formation region 15 is set in the projection image 12 (FIG. 12 ( b)). When each pixel size drawn in the image forming area 15 is set as a reference (an area obtained by dividing the image forming area 15 corresponding to each pixel data G of the image data 14 is set as a reference), a distorted square a′b In order to form the projection image 12 represented by 'c'd', as shown in FIG. 12C, a larger number of input coordinates than the image data 14 composed of 640 × 480 pixel data. Virtual image data 16 (rectangle a ″ b ″ c ″ d ″) composed of (scanning position information by the deflection optical element 25) is required. The virtual image data 16 is conceptually represented by a rectangle a ″ b ″ c ″ d ″ in the xy coordinate system, and the distorted quadrangle a′b ′ conceptually represented by the projection image 12 in the XY coordinate system. When the correspondence relationship with c′d ′ is obtained, it indicates which arbitrary coordinate (x, y) in the virtual image data 16 corresponds to which coordinate (X, Y) in the projection image 12. Therefore, this correspondence is a correction conversion formula. This correspondence is obtained as follows, for example.

先ず、設定された投射光軸角度θpに応じた投影面11上での走査領域13の形状を、光学シミュレーションにより算出する(図12(b)の四角形a´b´c´d´参照)。   First, the shape of the scanning region 13 on the projection surface 11 corresponding to the set projection optical axis angle θp is calculated by optical simulation (see the rectangle a′b′c′d ′ in FIG. 12B).

次に、走査領域13内に画像形成領域15を設定し(図12(b)参照)、この画像形成領域15を基準とした走査領域13に対応する仮想画像データ16(図12(c)の四角形a´´b´´c´´d´´参照)を算出する。この走査領域13と仮想画像データ16とは、実施例1では、正面投射(投射光軸角度θpが0度)の場合、仮想画像データ16がa´´(1、1)、b´´(750、1)、c´´(1、700)、d´´(750、700)であったとき、走査領域13がa´(−54、−482)、b´(698、−482)、c´(4、−149)、d´(640、−149)となり、投射光軸角度θpが53.38度の場合、仮想画像データ16がa´´(1、1)、b´´(1463、1)、c´´(1、1077)、d´´(1463、1077)であったとき、走査領域13がa´(23、559)、b´(617、559)、c´(−412、−502)、d´(1052、−502)となる。この走査領域13と仮想画像データ16との座標は、上記した各係数dの一例に対応する値である。   Next, an image forming area 15 is set in the scanning area 13 (see FIG. 12B), and virtual image data 16 (see FIG. 12C) corresponding to the scanning area 13 with the image forming area 15 as a reference. Square a ″ b ″ c ″ d ″). In the first embodiment, the scanning area 13 and the virtual image data 16 are a ″ (1, 1), b ″ (when the front projection is performed (projection optical axis angle θp is 0 degree). 750, 1), c ″ (1, 700), d ″ (750, 700), the scanning region 13 is a ′ (−54, −482), b ′ (698, −482), c ′ (4, −149), d ′ (640, −149), and when the projection optical axis angle θp is 53.38 degrees, the virtual image data 16 is a ″ (1, 1), b ″ ( 1463, 1), c ″ (1, 1077), d ″ (1463, 1077), the scanning region 13 is a ′ (23, 559), b ′ (617, 559), c ′ ( -412, -502) and d '(1052, -502). The coordinates of the scanning area 13 and the virtual image data 16 are values corresponding to an example of each coefficient d described above.

次に、図12(c)に示すように、仮想画像データ16における複数の走査ライン(符号l1、l2、l3参照)に対応する、走査領域13における複数の走査ライン(符号l1´、l2´、l3´参照)の歪み形状を示す数式を求める。この各数式は、XY座標系での任意の座標を(x´、y´)とすると、x´はxを変数とする関数となる。このような複数の数式(走査ラインl1´、l2´、l3´の数式)を1つの数式とするために、各数式の係数を纏めてyに関する関数とする。同様に、y´はyを変数とする関数となり、各数式の係数を纏めてxに関する関数として1つの数式とする。これにより、仮想画像データ16における任意の座標(x、y)が、投影画像12における何れの座標(X、Y)に対応するものであるかの対応関係(補正用変換式(1))を求めることができる。   Next, as shown in FIG. 12C, a plurality of scanning lines (reference numerals l1 ′ and l2 ′) in the scanning region 13 corresponding to a plurality of scanning lines (refer to reference numerals l1, l2 and l3) in the virtual image data 16. , L3 ′ reference) is obtained. In each of these mathematical formulas, if an arbitrary coordinate in the XY coordinate system is (x ′, y ′), x ′ is a function having x as a variable. In order to make such a plurality of mathematical expressions (the mathematical expressions of the scanning lines l1 ′, l2 ′, and l3 ′) as one mathematical expression, the coefficients of the mathematical expressions are collectively used as a function relating to y. Similarly, y ′ is a function having y as a variable, and the coefficients of each mathematical expression are combined into one mathematical expression as a function relating to x. As a result, the correspondence (correction conversion equation (1)) indicating which arbitrary coordinate (x, y) in the virtual image data 16 corresponds to which coordinate (X, Y) in the projection image 12 is obtained. Can be sought.

この対応関係(変換式)では、仮想画像データ16における何れの座標(x、y)であっても関係性が成り立つものであることから、画像形成領域15の各座標が((x=1〜640)、(y=1〜480))となるようにXY座標上に仮想のxy座標を設定し(図12(d)参照)、この仮想xy座標に適合するように各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)を求めることで、画像形成領域15における画像データ14の各画素(x、y)が、走査領域13における何れの座標(X、Y)に相当するものであるか、を示す上記した補正用変換式(1)および各係数dを算出することができる。 In this correspondence relationship (conversion formula), since the relationship is established regardless of the coordinates (x, y) in the virtual image data 16, each coordinate of the image forming area 15 is ((x = 1 to 1). 640) and (y = 1 to 480)), the virtual xy coordinates are set on the XY coordinates (see FIG. 12D), and each coefficient d (d x1 ) is adapted to the virtual xy coordinates. ˜d x6 and dy 1 ˜d y9 ), each pixel (x, y) of the image data 14 in the image forming area 15 corresponds to any coordinate (X, Y) in the scanning area 13. It is possible to calculate the correction conversion formula (1) and each coefficient d that indicate whether or not there is.

本発明に係る画像投影装置10(制御機構30)では、偏向光学素子25の回動に対する光源21の発光のタイミングを変化させることにより、投影画像の劣化を抑制することから、制御機構30等における電気回路への負担の増大を抑制しつつ投影面11上での投影画像12の歪み補正を行うことができる。これは、従来技術のように走査領域を補正すべく偏向光学素子25の振幅を変化させる構成では、偏向光学素子25の駆動制御のためのフィードバック回路が必要となるとともにそれらを含む回路における処理量が増加することから、当該電気回路への負担の増大を招くことによる。   In the image projection apparatus 10 (control mechanism 30) according to the present invention, the deterioration of the projected image is suppressed by changing the light emission timing of the light source 21 with respect to the rotation of the deflection optical element 25. Distortion correction of the projection image 12 on the projection surface 11 can be performed while suppressing an increase in the burden on the electric circuit. This is because, in the configuration in which the amplitude of the deflecting optical element 25 is changed so as to correct the scanning region as in the prior art, a feedback circuit for driving control of the deflecting optical element 25 is required, and the processing amount in the circuit including them is increased. This increases the burden on the electric circuit.

また、画像投影装置10(制御機構30)では、偏向光学素子25の回動に対する光源21の発光のタイミングを変化させることにより、投影画像の劣化を抑制することから、偏向光学素子25の振幅動作を一定のものとすることができるので、偏向光学素子25への負担の増大を抑制しつつ投影面11上での投影画像12の歪み補正を行うことができる。   In the image projection apparatus 10 (control mechanism 30), since the deterioration of the projected image is suppressed by changing the light emission timing of the light source 21 with respect to the rotation of the deflection optical element 25, the amplitude operation of the deflection optical element 25 is performed. Therefore, the distortion of the projection image 12 on the projection surface 11 can be corrected while suppressing an increase in the burden on the deflection optical element 25.

さらに、画像投影装置10(制御機構30)では、画像データ14(各画素データG(x、y))における座標(x、y)を、補正用変換式(1)を用いて、走査領域13での座標(X、Y)に変換することにより、メモリ36に格納された画像データ14の補正を行うことから、対応する投射光軸角度θpの条件下において、投影光学系20における光学特性の影響による歪みと投射光軸角度θpの影響による歪みとの双方を補正することができる。   Further, in the image projection device 10 (control mechanism 30), the coordinates (x, y) in the image data 14 (each pixel data G (x, y)) are converted into the scanning region 13 using the correction conversion formula (1). Since the image data 14 stored in the memory 36 is corrected by converting to the coordinates (X, Y) at, the optical characteristics of the projection optical system 20 under the condition of the corresponding projection optical axis angle θp are corrected. Both distortion due to influence and distortion due to the influence of the projection optical axis angle θp can be corrected.

画像投影装置10(制御機構30)では、メモリ36に格納された補正用変換式(1)を用いて画像データ14(各画素データG(x、y))を補正することから、対応する投射光軸角度θpの条件下における各画素データの補正テーブルをメモリ36に格納することに比較して、当該メモリ36の容量を極めて小さくすることができ、小型化の観点から極めて有用である。   Since the image projection apparatus 10 (control mechanism 30) corrects the image data 14 (each pixel data G (x, y)) using the correction conversion formula (1) stored in the memory 36, the corresponding projection is performed. Compared with storing the correction table of each pixel data in the condition of the optical axis angle θp in the memory 36, the capacity of the memory 36 can be extremely reduced, which is extremely useful from the viewpoint of miniaturization.

画像投影装置10では、拡大レンズ26を用いることにより、偏向光学素子25における偏向角度が小さなものであっても大きな走査角度を得ることができ、至近距離の投影対象(この例ではスクリーンSc)に大きな投影画像を形成することができるとともに、簡易な構成であることから小型化の観点から極めて有用である。このとき、拡大レンズ26を用いることにより、投影面11上における走査領域13での歪みが生じ易くなってしまう虞があるが、上述したように、制御機構30において、拡大レンズ26を含む投影光学系20における光学特性の影響による歪みと投射光軸角度θpの影響による歪みとの双方を補正することができることから、問題となることはない。このため、例えば、図13に示すように、画像投影装置10を携帯電話機40の表示画面(図示せず)を含む蓋部41に組み込み、キー操作部分(図示せず)を含む電話機本体部42に対して蓋部41が直交する開成状態において、電話機本体部42が載置された載置面43と同一平面上に投影画像を形成する(当該同一平面を投影対象とする)ことができる。このとき、携帯電話機40では、当該携帯電話機40の大きさ寸法やそこにおける画像投影装置10の搭載位置は、予め設定されているものであることから、画像投影機能(プロジェクタ機能)を使用する際の携帯電話機40の態様と載置位置に対する投影対象を決めることにより、画像投影装置10の出射位置(実施例1では拡大レンズ26)から投影対象までの距離やそれらの位置関係を所定のものとすることができるとともに、基準光軸Lbと投影面11の法線方向Nとが為す投射光軸角度θpを所定のものとすることができる。このため、投影光学系20における光学的な設定や、それと投射光軸角度θpとに応じた補正用変換式(1)が、予め決定されることとなり、載置面43上に歪み補正が為された投影画像を形成することができる。   In the image projection apparatus 10, by using the magnifying lens 26, a large scanning angle can be obtained even if the deflection angle in the deflection optical element 25 is small, and the object to be projected at a close distance (screen Sc in this example). A large projection image can be formed, and the simple configuration is extremely useful from the viewpoint of miniaturization. At this time, the use of the magnifying lens 26 may cause distortion in the scanning region 13 on the projection surface 11 easily. However, as described above, the control mechanism 30 includes projection optics including the magnifying lens 26. Since both the distortion due to the influence of the optical characteristics in the system 20 and the distortion due to the influence of the projection optical axis angle θp can be corrected, there is no problem. Therefore, for example, as shown in FIG. 13, the image projection device 10 is incorporated in a lid 41 including a display screen (not shown) of the mobile phone 40, and a telephone main body 42 including a key operation part (not shown). On the other hand, in the open state in which the lid 41 is orthogonal, a projection image can be formed on the same plane as the placement surface 43 on which the telephone main body 42 is placed (the same plane is used as a projection target). At this time, in the mobile phone 40, since the size of the mobile phone 40 and the mounting position of the image projection apparatus 10 there are set in advance, when the image projection function (projector function) is used. By determining the aspect of the mobile phone 40 and the projection target for the placement position, the distance from the emission position of the image projection apparatus 10 (the magnifying lens 26 in the first embodiment) to the projection target and their positional relationship are determined as predetermined. In addition, the projection optical axis angle θp formed by the reference optical axis Lb and the normal direction N of the projection surface 11 can be set to a predetermined value. Therefore, an optical setting in the projection optical system 20 and a correction conversion formula (1) corresponding to the optical setting and the projection optical axis angle θp are determined in advance, and distortion correction is performed on the mounting surface 43. The projected image can be formed.

したがって、本発明に係る画像投影装置10では、電気回路や偏向光学素子への負担の増大を抑制しつつ、投影画像の歪み補正を行うことができる。   Therefore, the image projection apparatus 10 according to the present invention can correct the distortion of the projected image while suppressing an increase in the burden on the electric circuit and the deflection optical element.

次に、本発明の実施例2に係る画像投影装置102について説明する。この実施例2は、画像投影装置102における基準姿勢からの傾きを勘案して投影画像の歪み補正を行う例である。この実施例2の画像投影装置102(および携帯電話機402)は、基本的な構成は上記した実施例1の画像投影装置10および携帯電話機40と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図14は、実施例2に係る画像投影装置102を搭載した携帯電話機402を用いて斜め投射により投影画像を形成する基準姿勢の一例を模式的に示す説明図である。図15は、携帯電話機402における開成姿勢が基準姿勢から変化した状態を模式的に示す説明図である。図16は、携帯電話機402を用いて載置面43と同一平面ではない投影対象に投影画像を形成する一例を模式的に示す説明図である。   Next, an image projection apparatus 102 according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The second embodiment is an example in which the distortion of the projected image is corrected in consideration of the inclination from the reference posture in the image projection apparatus 102. Since the basic configuration of the image projecting apparatus 102 (and the mobile phone 402) of the second embodiment is the same as that of the image projecting apparatus 10 and the mobile phone 40 of the first embodiment, the same components are the same. Reference numerals are assigned and detailed description thereof is omitted. FIG. 14 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of a reference posture for forming a projected image by oblique projection using the mobile phone 402 equipped with the image projection apparatus 102 according to the second embodiment. FIG. 15 is an explanatory diagram schematically showing a state where the opening posture of the mobile phone 402 is changed from the reference posture. FIG. 16 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of forming a projection image on a projection target that is not flush with the placement surface 43 using the mobile phone 402.

携帯電話機402では、図示を略す表示画面が設けられた蓋部412(第1の筐体)に画像投影装置102と重力加速度センサ44とが設けられている。この携帯電話機402では、キー操作部分(図示せず)を含む電話機本体部422(第2の筐体)が載置された略水平方向に延在する載置面43と同一平面を投影対象とすることを前提として、電話機本体部422に対して蓋部412が直交する開成状態を、画像投影装置102を用いて投影画像を形成する画像投影機能における基準姿勢として設定している。   In the mobile phone 402, the image projection device 102 and the gravitational acceleration sensor 44 are provided on a lid 412 (first housing) provided with a display screen (not shown). In this cellular phone 402, the same plane as the mounting surface 43 extending in a substantially horizontal direction on which the telephone main body 422 (second housing) including a key operation portion (not shown) is mounted is set as a projection target. Therefore, the open state in which the lid 412 is orthogonal to the telephone main body 422 is set as a reference posture in an image projection function for forming a projection image using the image projection device 102.

重力加速度センサ44は、蓋部412すなわちそこに設けられた画像投影装置102自体の傾きを検出する。すなわち、携帯電話機402では、略水平方向に延在する載置面43に電話機本体部422載置されたことを前提としていることから、重力加速度センサ44は、電話機本体部422に対する蓋部412の傾きを検出していることとなる。この重力加速度センサ44は、実施例2では、画像投影装置102(蓋部412)における基準姿勢に対する傾斜角度θi(図15参照)を検出し、この傾斜角度θiを投射光軸角度θpに関する投射角度データDdとして補正演算部分34へと出力する。   The gravitational acceleration sensor 44 detects the inclination of the lid 412, that is, the image projection apparatus 102 itself provided there. That is, in the mobile phone 402, it is assumed that the telephone body 422 is mounted on the mounting surface 43 extending in a substantially horizontal direction, and therefore the gravitational acceleration sensor 44 is connected to the telephone body 422 with respect to the lid 412. The inclination is detected. In the second embodiment, the gravitational acceleration sensor 44 detects an inclination angle θi (see FIG. 15) with respect to a reference posture in the image projection apparatus 102 (lid portion 412), and uses the inclination angle θi as a projection angle with respect to the projection optical axis angle θp. Data Dd is output to the correction calculation part 34.

補正演算部分34は、入力された投射角度データDdに基づいて投射光軸角度θpを求め、この投射光軸角度θpに対応する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)をメモリ36から読み出して、投射光軸角度θpに応じた補正用変換式(1)を設定する。補正演算部分34では、設定した補正用変換式(1)を用いて画像データ14(各画素データG(x、y))を補正する。この補正方法については、実施例1と同様であることから詳細な説明は省略する。 The correction calculation part 34 obtains the projection optical axis angle θp based on the input projection angle data Dd, and calculates the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) corresponding to the projection optical axis angle θp. The correction conversion equation (1) corresponding to the projection optical axis angle θp is set by reading from the memory 36. In the correction calculation part 34, the image data 14 (each pixel data G (x, y)) is corrected using the set correction conversion formula (1). Since this correction method is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

ここで、携帯電話機402における投影画像の補正について以下で説明する。実施例2の携帯電話機402では、上述したように、電話機本体部422が載置された載置面43と同一平面を投影対象とする場合、画像投影機能における基準姿勢が電話機本体部422に対して蓋部412が直交する開成状態とされている。このため、携帯電話機402では、略水平方向に延在する載置面43に載置された状態において、重力加速度センサ44は、載置面43の法線方向に対する画像投影装置102すなわち蓋部412の傾斜を傾斜角度θiとして検出することとなる。   Here, correction of the projected image in the mobile phone 402 will be described below. In the mobile phone 402 according to the second embodiment, as described above, when the same plane as the placement surface 43 on which the phone main body 422 is placed is a projection target, the reference posture in the image projection function is relative to the phone main body 422. Thus, the lid portion 412 is in an open state orthogonal to each other. For this reason, in the cellular phone 402, the gravity acceleration sensor 44 is in the state of being placed on the placement surface 43 extending in a substantially horizontal direction, and the gravitational acceleration sensor 44 is the image projection device 102 with respect to the normal direction of the placement surface 43. Is detected as the inclination angle θi.

また、携帯電話機402では、画像投影装置102における光学的な設定および蓋部412における搭載姿勢等から、画像投影装置102からの出射方向すなわち蓋部412に対する基準光軸Lbの方向が予め決定されている。ここで、蓋部412の延在方向と基準光軸Lbの方向とが為す角度を出射設定角度θsとする。また、基準姿勢において電話機本体部422が載置された載置面43と同一平面を投影対象とした場合における投射光軸角度(載置面43の法線方向Nに対して基準光軸Lbが為す角度)をθp1とする。ここで、携帯電話機402では、携帯電話機402の大きさ寸法やそこにおける画像投影装置102の搭載位置および姿勢等から、基準姿勢(図14参照)における投射光軸角度θp1が予め決定されている。このため、実施例2では、この投射光軸角度θp1が予め制御機構30のメモリ36に格納されている。   Further, in the mobile phone 402, the emission direction from the image projection device 102, that is, the direction of the reference optical axis Lb with respect to the lid portion 412 is determined in advance from the optical setting in the image projection device 102 and the mounting posture in the lid portion 412. Yes. Here, an angle formed by the extending direction of the lid 412 and the direction of the reference optical axis Lb is set as an emission setting angle θs. Further, the projection optical axis angle (the reference optical axis Lb is relative to the normal direction N of the mounting surface 43) when the projection target is the same plane as the mounting surface 43 on which the telephone body 422 is mounted in the reference posture. The angle to be made is θp1. Here, in the mobile phone 402, the projection optical axis angle θp1 in the reference posture (see FIG. 14) is determined in advance from the size of the mobile phone 402 and the mounting position and posture of the image projection apparatus 102 there. For this reason, in the second embodiment, the projection optical axis angle θp1 is stored in the memory 36 of the control mechanism 30 in advance.

この携帯電話機402では、電話機本体部422に設けられたキー操作部分(図示せず)への操作等により、投影画像を形成する画像投影機能が起動されると、重力加速度センサ44が傾斜角度θiを検出して、それに応じた投射角度データDdを補正演算部分34へと出力する。重力加速度センサ44は、図14に示す基準姿勢の場合、傾斜角度θiが90である、すなわち画像投影装置102(蓋部412)が基準姿勢から傾斜していない旨の投射角度データDdを生成する。また、重力加速度センサ44は、図15に示す基準姿勢から傾斜している状態の場合、検出した傾斜角度θiを示す投射角度データDdを生成する。この傾斜している状態の投射光軸角度をθp2とする。   In the cellular phone 402, when an image projection function for forming a projection image is activated by an operation on a key operation portion (not shown) provided on the telephone body 422, the gravitational acceleration sensor 44 is tilted at an inclination angle θi. , And projection angle data Dd corresponding to the detected angle is output to the correction calculation portion 34. In the case of the reference posture shown in FIG. 14, the gravitational acceleration sensor 44 generates the projection angle data Dd indicating that the inclination angle θi is 90, that is, the image projection device 102 (lid portion 412) is not inclined from the reference posture. . Further, the gravitational acceleration sensor 44 generates projection angle data Dd indicating the detected inclination angle θi in a state where it is inclined from the reference posture shown in FIG. The projection optical axis angle in this inclined state is assumed to be θp2.

補正演算部分34では、投射角度データDdが入力されると、重力加速度センサ44での検出結果に基づいて、投射光軸角度θp2を算出する。この投射光軸角度θp2は、出射設定角度θsが一定であることから、予め決定されている投射光軸角度θp1から算出することができる。具体的には、実施例2の場合、θp2=θp1+(90−θi)となることから、投射光軸角度θp2を算出することができる。   In the correction calculation part 34, when the projection angle data Dd is input, the projection optical axis angle θp2 is calculated based on the detection result of the gravitational acceleration sensor 44. The projection optical axis angle θp2 can be calculated from the predetermined projection optical axis angle θp1 since the emission setting angle θs is constant. Specifically, in the case of Example 2, since θp2 = θp1 + (90−θi), the projection optical axis angle θp2 can be calculated.

その後、補正演算部分34では、算出した投射光軸角度θp2に対応する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)をメモリ36から読み出して、投射光軸角度θp2に応じた補正用変換式(1)を設定する。そして、補正演算部分34では、投射光軸角度θp2に応じた補正用変換式(1)を用いて、画像データ14(各画素データG(x、y))を補正する。このため、携帯電話機402では、投射対象である載置面43上には、画像データ14に基づく歪みのない(歪み補正が為された)投影画像を形成することができる。 Thereafter, in the correction calculation part 34, the respective coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) corresponding to the calculated projection optical axis angle θp2 are read from the memory 36 and corrected according to the projection optical axis angle θp2. The conversion formula (1) is set. Then, the correction calculation part 34 corrects the image data 14 (each pixel data G (x, y)) using the correction conversion formula (1) corresponding to the projection optical axis angle θp2. Therefore, the mobile phone 402 can form a projection image without distortion (corrected for distortion) based on the image data 14 on the placement surface 43 that is the projection target.

この実施例2の画像投影装置102では、基本的な構成が実施例1の画像投影装置10と同様であることから、画像投影装置10と同様の効果を得ることができる。   Since the basic configuration of the image projection apparatus 102 according to the second embodiment is the same as that of the image projection apparatus 10 according to the first embodiment, the same effects as those of the image projection apparatus 10 can be obtained.

また、実施例2の携帯電話機402では、基本的な構成が実施例1の携帯電話機40と同様であることから、携帯電話機40と同様の効果を得ることができる。   Further, since the basic configuration of the mobile phone 402 of the second embodiment is the same as that of the mobile phone 40 of the first embodiment, the same effects as the mobile phone 40 can be obtained.

それに加えて、実施例2の携帯電話機402では、予め設定された基準姿勢ではなく電話機本体部422に対して蓋部412が任意の角度での開成状態であっても、載置面43上に画像データ14に基づく歪みのない投影画像を形成することができるので、使い勝手を向上させることができるとともに、載置面43上における投影画像の大きさ寸法の自由度を高めることができる。   In addition, in the mobile phone 402 according to the second embodiment, even when the lid portion 412 is in an opened state at an arbitrary angle with respect to the phone main body 422 instead of the preset reference posture, Since a projection image without distortion based on the image data 14 can be formed, usability can be improved, and the degree of freedom of the size of the projection image on the mounting surface 43 can be increased.

なお、実施例2では、重力加速度センサ44は、蓋部412に設けられていたが、画像投影装置102における基準姿勢からの傾きを検出することができるものであれば、例えば、画像投影装置102(例えば、それを構成する電気回路)の内部に組み込まれている構成であってもよく、実施例2に限定されるものではない。   In the second embodiment, the gravitational acceleration sensor 44 is provided on the lid portion 412. However, if the inclination from the reference posture in the image projecting apparatus 102 can be detected, for example, the image projecting apparatus 102 is used. The configuration may be incorporated in (for example, an electric circuit constituting the same), and is not limited to the second embodiment.

また、実施例2では、電話機本体部422が載置された載置面43と同一平面を投影対象とする例を示したが、例えば、図16に示すように、載置面43に直交しつつ携帯電話機402(画像投影装置102)に正対する壁面45を投影対象としてもよく、実施例2に限定されるものではない。この壁面45を投影対象とする場合であっても、出射設定角度θsが一定であるとともに、壁面45を投影対象とする場合の基準姿勢を設定すれば、その基準姿勢における壁面45の法線方向Nに対する投射光軸角度(θp)が予め決定されるとともに、その基準姿勢からの傾斜角度θiを重力加速度センサ44で検出することができるので、実施例2と同様に壁面45上に画像データ14に基づく歪みのない投影画像を形成することができる。   Further, in the second embodiment, an example in which the same plane as the placement surface 43 on which the telephone main body 422 is placed is projected, but, for example, as shown in FIG. However, the wall surface 45 facing the mobile phone 402 (image projection apparatus 102) may be a projection target, and is not limited to the second embodiment. Even when the wall surface 45 is a projection target, if the emission setting angle θs is constant and a reference posture when the wall surface 45 is a projection target is set, the normal direction of the wall surface 45 in the reference posture Since the projection optical axis angle (θp) with respect to N is determined in advance and the inclination angle θi from the reference posture can be detected by the gravitational acceleration sensor 44, the image data 14 is displayed on the wall surface 45 as in the second embodiment. It is possible to form a projection image without distortion based on the above.

さらに、実施例2では、傾斜検出手段として重力加速度センサ44を用いていたが、画像投影装置102(蓋部412)における基準姿勢からの傾きを検出するものであれば、例えば、電話機本体部422に対する蓋部412の傾斜度合いを検出する機構(ロータリーエンコーダー等)を用いるものであってもよく、実施例2に限定されるものではない。   Furthermore, in the second embodiment, the gravitational acceleration sensor 44 is used as the tilt detection means. However, if the tilt from the reference posture in the image projection apparatus 102 (lid portion 412) is detected, for example, the telephone main body 422 is used. A mechanism (such as a rotary encoder) for detecting the degree of inclination of the lid portion 412 with respect to may be used, and is not limited to the second embodiment.

実施例2では、画像投影装置102が携帯電話機402に搭載されている例を示したが、投影対象とする平面に載置された第2の筐体に対する、投影光学系が収容された第1の筐体の傾きを検出し、その検出結果に基づいて投射光軸角度を求め、当該投射光軸角度に応じた補正用変換式(1)を設定し、設定した補正用変換式(1)を用いて画像データ14(各画素データG(x、y))を補正するものであればよく、実施例2に限定されるものではない。   In the second embodiment, an example in which the image projection apparatus 102 is mounted on the mobile phone 402 is shown. However, the first projection optical system is housed in the second casing placed on the plane to be projected. Is detected, the projection optical axis angle is obtained based on the detection result, a correction conversion equation (1) corresponding to the projection optical axis angle is set, and the set correction conversion equation (1) The image data 14 (each pixel data G (x, y)) may be corrected using the above, and is not limited to the second embodiment.

次に、本発明の実施例3に係る画像投影装置103について説明する。この実施例3は、画像投影装置103における基準姿勢からの傾きを勘案して投影画像の歪み補正を行う実施例2とは異なる例である。この実施例3の画像投影装置103(および携帯電話機403)は、基本的な構成は上記した実施例1の画像投影装置10および携帯電話機40と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図17は、携帯電話機403が載置面43上の凸部46上に載置されることにより投影対象とする載置面43に対する投射光軸角度が変化した状態を示す説明図である。   Next, an image projection apparatus 103 according to Embodiment 3 of the present invention will be described. The third embodiment is an example different from the second embodiment in which the distortion of the projected image is corrected in consideration of the inclination from the reference posture in the image projection apparatus 103. Since the basic configuration of the image projecting apparatus 103 (and the mobile phone 403) of the third embodiment is the same as that of the image projecting apparatus 10 and the mobile phone 40 of the first embodiment, the same components are the same. Reference numerals are assigned and detailed description thereof is omitted. FIG. 17 is an explanatory diagram showing a state in which the projection optical axis angle with respect to the placement surface 43 to be projected changes as the mobile phone 403 is placed on the convex portion 46 on the placement surface 43.

携帯電話機403では、キー操作部分(図示せず)を含む電話機本体部423(少なくとも投影光学系を収容する筐体)に、重力加速度センサ443が設けられている。この携帯電話機403では、水平面と平行な平面を投影対象とすることを前提として、電話機本体部423に対して画像投影装置103が設けられた蓋部413が直交する開成状態を、画像投影装置103を用いて投影画像を形成する画像投影機能における基準姿勢として設定している。   In the mobile phone 403, a gravitational acceleration sensor 443 is provided in a telephone body 423 (at least a housing for accommodating a projection optical system) including a key operation portion (not shown). In this cellular phone 403, on the assumption that a plane parallel to the horizontal plane is a projection target, the image projection device 103 is in an open state in which the lid portion 413 provided with the image projection device 103 is orthogonal to the phone main body 423. Is set as a reference posture in an image projecting function for forming a projected image.

重力加速度センサ443は、図17に示すように、投影対象とする平面に対する電話機本体部423すなわち携帯電話機403の傾き(傾斜角度θi´)を検出し、この傾斜角度θi´を投射光軸角度θpに関する投射角度データDdとして補正演算部分34へと出力する。この重力加速度センサ443は、実施例3では、水平面と平行な平面を投影対象とすることを前提としていることから、水平面に対する電話機本体部423(携帯電話機403)の傾きを傾斜角度θi´として検出する。   As shown in FIG. 17, the gravitational acceleration sensor 443 detects the inclination (inclination angle θi ′) of the telephone body 423, that is, the mobile phone 403 with respect to the plane to be projected, and uses the inclination angle θi ′ as the projection optical axis angle θp. Is output to the correction calculation portion 34 as projection angle data Dd. Since the gravitational acceleration sensor 443 presupposes that a plane parallel to the horizontal plane is a projection target in the third embodiment, the inclination of the telephone body 423 (mobile phone 403) with respect to the horizontal plane is detected as an inclination angle θi ′. To do.

補正演算部分34は、入力された投射角度データDdに基づいて投射光軸角度θpを求め、この投射光軸角度θpに対応する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)をメモリ36から読み出して、投射光軸角度θpに応じた補正用変換式(1)を設定する。補正演算部分34では、設定した補正用変換式(1)を用いて画像データ14(各画素データG(x、y))を補正する。この補正方法については、実施例1と同様であることから詳細な説明は省略する。 The correction calculation part 34 obtains the projection optical axis angle θp based on the input projection angle data Dd, and calculates the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) corresponding to the projection optical axis angle θp. The correction conversion equation (1) corresponding to the projection optical axis angle θp is set by reading from the memory 36. In the correction calculation part 34, the image data 14 (each pixel data G (x, y)) is corrected using the set correction conversion formula (1). Since this correction method is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

ここで、携帯電話機403における投影画像の補正について以下で説明する。実施例3の携帯電話機403では、上述したように、画像投影機能における基準姿勢が電話機本体部423に対して蓋部413が直交する開成状態とされており、水平面と平行な平面を投影対象としている。このため、携帯電話機403では、図17に示すように、略水平方向に延在する載置面43上の凸部46上に載置されると、重力加速度センサ443は、水平方向に延在する載置面43に対する電話機本体部423の傾斜を傾斜角度θi´として検出することとなる。   Here, correction of the projected image in the mobile phone 403 will be described below. In the mobile phone 403 according to the third embodiment, as described above, the reference posture in the image projection function is an open state in which the lid 413 is orthogonal to the phone main body 423, and a plane parallel to the horizontal plane is the projection target. Yes. For this reason, in the cellular phone 403, as shown in FIG. 17, when the mobile phone 403 is placed on the convex portion 46 on the placement surface 43 extending in the substantially horizontal direction, the gravitational acceleration sensor 443 extends in the horizontal direction. The inclination of the telephone body 423 with respect to the placement surface 43 to be detected is detected as the inclination angle θi ′.

また、携帯電話機403では、画像投影装置103における光学的な設定および蓋部413における搭載姿勢等から、画像投影装置103からの出射方向すなわち蓋部413に対する基準光軸Lbの方向が予め決定されている。ここで、蓋部413の延在方向と基準光軸Lbの方向とが為す角度を出射設定角度θsとする。また、基準姿勢の電話機本体部423を載置面43上に載置し、その載置面43と同一平面を投影対象とした場合における投射光軸角度(載置面43の法線方向Nに対して基準光軸Lbが為す角度)をθp1(図14参照)とする。ここで、携帯電話機403では、携帯電話機403の大きさ寸法やそこにおける画像投影装置103の搭載位置および姿勢等から、基準姿勢(図14参照)における投射光軸角度θp1が予め決定されている。このため、実施例3では、この投射光軸角度θp1が予め制御機構30のメモリ36に格納されている。   Further, in the mobile phone 403, the emission direction from the image projection device 103, that is, the direction of the reference optical axis Lb relative to the lid 413 is determined in advance from the optical setting in the image projection device 103 and the mounting posture in the lid 413. Yes. Here, an angle formed by the extending direction of the lid 413 and the direction of the reference optical axis Lb is set as an emission setting angle θs. In addition, when the telephone body 423 of the reference posture is placed on the placement surface 43 and the same plane as the placement surface 43 is the projection target, the projection optical axis angle (in the normal direction N of the placement surface 43) The angle formed by the reference optical axis Lb is θp1 (see FIG. 14). Here, in the mobile phone 403, the projection optical axis angle θp1 in the reference posture (see FIG. 14) is determined in advance based on the size of the mobile phone 403, the mounting position and posture of the image projection device 103 therein, and the like. For this reason, in the third embodiment, the projection optical axis angle θp1 is stored in the memory 36 of the control mechanism 30 in advance.

この携帯電話機403では、電話機本体部423に設けられたキー操作部分(図示せず)への操作等により、投影画像を形成する画像投影機能が起動されると、重力加速度センサ443が傾斜角度θi´を検出して、それに応じた投射角度データDdを補正演算部分34へと出力する。重力加速度センサ443は、図17に示すように、略水平方向に延在する載置面43上の凸部46上に載置されている場合、載置面43(水平面)に対して電話機本体部423の延在方向が為す傾斜角度θi´を検出することとなる。この電話機本体部423が載置面43上の凸部46上に載置されている状態での投射光軸角度をθp3とする。   In this cellular phone 403, when an image projection function for forming a projection image is activated by an operation on a key operation portion (not shown) provided on the telephone body 423, the gravitational acceleration sensor 443 is tilted at an inclination angle θi. ′ Is detected, and projection angle data Dd corresponding to it is output to the correction calculation section 34. As shown in FIG. 17, the gravitational acceleration sensor 443 is placed on the convex portion 46 on the placement surface 43 extending in the substantially horizontal direction, and the telephone body with respect to the placement surface 43 (horizontal plane). The inclination angle θi ′ formed by the extending direction of the portion 423 is detected. A projection optical axis angle in a state where the telephone body 423 is placed on the convex portion 46 on the placement surface 43 is defined as θp3.

補正演算部分34では、投射角度データDdが入力されると、重力加速度センサ443での検出結果に基づいて、投射光軸角度θp3を算出する。この投射光軸角度θp3は、出射設定角度θsが一定であることから、予め決定されている投射光軸角度θp1から算出することができる。具体的には、実施例3の場合、θp3=θp1+θi´となり、投射光軸角度θp3を算出することができる。   When the projection angle data Dd is input, the correction calculation portion 34 calculates the projection optical axis angle θp3 based on the detection result of the gravitational acceleration sensor 443. The projection optical axis angle θp3 can be calculated from the predetermined projection optical axis angle θp1 since the emission setting angle θs is constant. Specifically, in the case of Example 3, θp3 = θp1 + θi ′, and the projection optical axis angle θp3 can be calculated.

その後、補正演算部分34では、算出した投射光軸角度θp3に対応する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)をメモリ36から読み出して、投射光軸角度θp3に応じた補正用変換式(1)を設定する。そして、補正演算部分34では、投射光軸角度θp3に応じた補正用変換式(1)を用いて、画像データ14(各画素データG(x、y))を補正する。このため、携帯電話機403では、電話機本体部423が投射対象である水平方向に延在する載置面43上で凸部46上に載置されている状態であっても、載置面43上に、画像データ14に基づく歪みのない(歪み補正が為された)投影画像を形成することができる。すなわち、投射対象とする面に対して傾斜を為して載置されている場合であっても、当該投射対象とする面上に、画像データ14に基づく歪みのない(歪み補正が為された)投影画像を形成することができる。 Thereafter, in the correction calculation part 34, the respective coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) corresponding to the calculated projection optical axis angle θp3 are read from the memory 36 and corrected according to the projection optical axis angle θp3. The conversion formula (1) is set. Then, the correction calculation part 34 corrects the image data 14 (each pixel data G (x, y)) using the correction conversion equation (1) corresponding to the projection optical axis angle θp3. For this reason, in the mobile phone 403, even if the telephone body 423 is placed on the convex portion 46 on the placement surface 43 that extends in the horizontal direction as the projection target, In addition, it is possible to form a projection image without distortion (corrected for distortion) based on the image data 14. That is, even when the projector is placed with an inclination with respect to the projection target surface, there is no distortion based on the image data 14 on the projection target surface (distortion correction has been performed). ) A projection image can be formed.

この実施例3の画像投影装置103では、基本的な構成が実施例1の画像投影装置10と同様であることから、画像投影装置10と同様の効果を得ることができる。   Since the basic configuration of the image projector 103 according to the third embodiment is the same as that of the image projector 10 according to the first embodiment, the same effects as those of the image projector 10 can be obtained.

また、実施例3の携帯電話機403では、基本的な構成が実施例1の携帯電話機40と同様であることから、携帯電話機40と同様の効果を得ることができる。   Further, since the basic configuration of the mobile phone 403 according to the third embodiment is the same as that of the mobile phone 40 according to the first embodiment, the same effects as those of the mobile phone 40 can be obtained.

それに加えて、実施例3の携帯電話機403では、電話機本体部423が投影対象とする面と同一平面上に載置されていなくても、投影対象とする面上に画像データ14に基づく歪みのない投影画像を形成することができるので、使い勝手を向上させることができるとともに、載置面43上における投影画像の大きさ寸法の自由度を高めることができる。   In addition, in the mobile phone 403 according to the third embodiment, even if the telephone body 423 is not placed on the same plane as the projection target surface, distortion based on the image data 14 is generated on the projection target surface. Therefore, the usability can be improved and the degree of freedom of the size of the projected image on the mounting surface 43 can be increased.

なお、実施例3では、傾斜検出手段としての重力加速度センサ443は、電話機本体部423に設けられていたが、電話機本体部423における投影対象に対する傾きを検出することができるものであれば、蓋部413または画像投影装置103(例えば、それを構成する電気回路)の内部に組み込まれている構成であってもよく、実施例3に限定されるものではない。   In the third embodiment, the gravitational acceleration sensor 443 serving as the inclination detecting unit is provided in the telephone main body 423. However, any lid that can detect the inclination of the telephone main body 423 relative to the projection target can be used. The configuration may be incorporated in the unit 413 or the image projection apparatus 103 (for example, an electric circuit constituting the unit), and is not limited to the third embodiment.

また、実施例3では、電話機本体部423が載置された載置面43と同一平面を投影対象とする例を示したが、実施例2と同様に、例えば、鉛直方向に延在しつつ携帯電話機403(画像投影装置103)に正対する壁面(図示せず)を投影対象としてもよく、実施例3に限定されるものではない。この壁面を投影対象とする場合であっても、出射設定角度θsが一定であるとともに、鉛直面を投影対象とする場合の基準姿勢を設定すれば、その基準姿勢における壁面(45)の法線方向Nに対する投射光軸角度(θp)が予め決定されるとともに、鉛直面からの傾斜角度θi´を重力加速度センサ443で検出することができるので、実施例3と同様に壁面上に画像データ14に基づく歪みのない投影画像を形成することができる。   In the third embodiment, an example in which the same plane as the placement surface 43 on which the telephone body 423 is placed is used as a projection target. However, as in the second embodiment, for example, while extending in the vertical direction, A wall surface (not shown) that faces the mobile phone 403 (image projection apparatus 103) may be a projection target, and is not limited to the third embodiment. Even when this wall surface is the projection target, if the emission setting angle θs is constant and the reference posture when the vertical surface is the projection target is set, the normal line of the wall surface (45) in the reference posture is set. Since the projection optical axis angle (θp) with respect to the direction N is determined in advance and the inclination angle θi ′ from the vertical plane can be detected by the gravitational acceleration sensor 443, the image data 14 is displayed on the wall surface as in the third embodiment. It is possible to form a projection image without distortion based on the above.

さらに、実施例3では、画像投影装置103が携帯電話機403に搭載されている例を示したが、搭載された機器(投影光学系が搭載された筐体)における投影対象に対する傾きを検出し、その検出結果に基づいて投射光軸角度を求め、当該投射光軸角度に応じた補正用変換式(1)を設定し、設定した補正用変換式(1)を用いて画像データ14(各画素データG(x、y))を補正するものであればよく、実施例3に限定されるものではない。   Further, in the third embodiment, the example in which the image projection apparatus 103 is mounted on the mobile phone 403 is shown. However, the tilt with respect to the projection target in the mounted device (the casing on which the projection optical system is mounted) is detected, A projection optical axis angle is obtained based on the detection result, a correction conversion equation (1) corresponding to the projection optical axis angle is set, and image data 14 (each pixel is set using the correction conversion equation (1) thus set. Any data that corrects data G (x, y)) may be used, and the present invention is not limited to the third embodiment.

次に、本発明の実施例4に係る画像投影装置104について説明する。この実施例4は、メモリ36に格納する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)の組み合わせの数を制限する例である。この実施例4の画像投影装置104(および携帯電話機404)は、基本的な構成は上記した実施例1の画像投影装置10(および携帯電話機40)と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図18は、携帯電話機404が載置面43上に載置され、その載置面43を投影対象とする平面として当該平面上に投影画像を形成する様子を模式的な俯瞰図で示す説明図である。 Next, an image projection apparatus 104 according to Embodiment 4 of the present invention will be described. The fourth embodiment is an example in which the number of combinations of the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) stored in the memory 36 is limited. Since the basic configuration of the image projecting device 104 (and the mobile phone 404) of the fourth embodiment is the same as that of the image projecting device 10 (and the mobile phone 40) of the first embodiment described above, the image projecting device 104 (and the mobile phone 404) has the same configuration. Are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 18 is an explanatory view schematically showing a state in which the mobile phone 404 is placed on the placement surface 43 and a projection image is formed on the plane with the placement surface 43 as a projection target. It is.

携帯電話機404では、制御機構30のメモリ36(図9参照)に予め格納する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)の組み合わせの数が制限されており、実施例4では、投射光軸角度θpが20度、40度、60度である場合に対応された3つの組み合わせ(各係数d(20)、各係数d(40)、各係数d(60))を格納している。 In the mobile phone 404, the number of combinations of the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) stored in advance in the memory 36 (see FIG. 9) of the control mechanism 30 is limited. , Three combinations (each coefficient d (20), each coefficient d (40), each coefficient d (60)) corresponding to the case where the projection optical axis angle θp is 20 degrees, 40 degrees, and 60 degrees are stored. ing.

また、携帯電話機404では、電話機本体部42に設けられたキー操作部分42aにおいて、歪み調整釦42bが設定されている。この歪み調整釦42bは、投影対象(載置面43)上に形成する投影画像において、投射光軸角度θpの影響による歪みの補正量を調整するものである。歪み調整釦42bが操作されると、その操作に応じた調整信号が制御機構30の補正演算部分34(図9参照)へと送信される。   Further, in the mobile phone 404, a distortion adjustment button 42b is set in a key operation portion 42a provided in the phone main body 42. The distortion adjustment button 42b is for adjusting the correction amount of distortion due to the influence of the projection optical axis angle θp in the projection image formed on the projection target (mounting surface 43). When the distortion adjustment button 42b is operated, an adjustment signal corresponding to the operation is transmitted to the correction calculation portion 34 (see FIG. 9) of the control mechanism 30.

その補正演算部分34では、入力された投射角度データDdに基づいて投射光軸角度θpを求め、この投射光軸角度θpに対応する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)をメモリ36から読み出すことは実施例1と同様である。この投射角度データDdの生成方法は、例えば、実施例2や実施例3と同様のものとすればよい。 In the correction calculation part 34, the projection optical axis angle θp is obtained based on the input projection angle data Dd, and the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) corresponding to the projection optical axis angle θp. Is read from the memory 36 as in the first embodiment. The generation method of the projection angle data Dd may be the same as that in the second and third embodiments, for example.

ところが、実施例4では、メモリ36には、3つの投射光軸角度に対応された3つの組み合わせの各係数dのみが格納されていることから、求めた投射光軸角度θpに対応する各係数dがない場合、補正演算部分34では、求めた投射光軸角度θpに最も近い投射光軸角度に対応する各係数dをメモリ36から読み出して、当該投射光軸角度に応じた補正用変換式(1)を設定する。補正演算部分34では、設定した補正用変換式(1)を用いて画像データ14(各画素データG(x、y))を補正する。この補正方法については、実施例1と同様であることから詳細な説明は省略する。   However, in the fourth embodiment, since only the three combinations of coefficients d corresponding to the three projection optical axis angles are stored in the memory 36, each coefficient corresponding to the calculated projection optical axis angle θp is stored. If there is no d, the correction calculation section 34 reads out each coefficient d corresponding to the projection optical axis angle closest to the calculated projection optical axis angle θp from the memory 36, and a correction conversion formula corresponding to the projection optical axis angle. Set (1). In the correction calculation part 34, the image data 14 (each pixel data G (x, y)) is corrected using the set correction conversion formula (1). Since this correction method is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

また、補正演算部分34では、歪み調整釦42bへの操作に応じた調整信号が入力されると、その操作量に応じて投射光軸角度θpの影響による歪みの補正量を調整する。この補正量の調整は、実施例4では、メモリ36から読み出した各係数dを、歪み調整釦42bへの操作量に応じて連続的に変化させて、その変化させた各係数d´を用いて補正用変換式(1)を設定し直し、新たに設定した補正用変換式(1)を用いて画像データ14(各画素データG(x、y))を補正することにより行う。ここで、読み出した各係数dを、歪み調整釦42bへの操作量に応じて連続的に変化させる方法としては、例えば、係数(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)毎に、歪み調整釦42bへの操作に対する変化の態様と、当該操作量に対する変化量と、を予め設定しておくことが考えられる。実施例4では、メモリ36に格納されている3つの組み合わせの各係数dが対応された投射光軸角度で見て、互いに隣り合う関係である2つの組み合わせの各係数dの間で、歪み調整釦42bへの操作量に応じて線形的に変化させることにより、各係数dを変化させる。 In addition, when an adjustment signal corresponding to an operation on the distortion adjustment button 42b is input to the correction calculation part 34, the correction amount of distortion due to the influence of the projection optical axis angle θp is adjusted according to the operation amount. In the adjustment of the correction amount, in the fourth embodiment, each coefficient d read from the memory 36 is continuously changed according to the operation amount to the distortion adjustment button 42b, and the changed coefficient d ′ is used. Then, the correction conversion equation (1) is reset, and the image data 14 (each pixel data G (x, y)) is corrected using the newly set correction conversion equation (1). Here, as a method of continuously changing each read coefficient d according to the operation amount to the distortion adjustment button 42b, for example, distortion is performed for each coefficient (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ). It is conceivable to previously set a change mode with respect to the operation on the adjustment button 42b and a change amount with respect to the operation amount. In the fourth embodiment, distortion adjustment is performed between the coefficients d of the two combinations that are adjacent to each other when the coefficients d of the three combinations stored in the memory 36 are viewed at the corresponding projection optical axis angles. Each coefficient d is changed by linearly changing it according to the operation amount to the button 42b.

実施例4の携帯電話機404では、求めた投射光軸角度θpに対応する各係数dがない場合、設定した補正用変換式(1)が求めた投射光軸角度θpに完全に対応するものではないことから、図18に示すように、歪みが完全には補正されていない投影画像12aを、投影対象(載置面43)上に形成することとなる。   In the cellular phone 404 according to the fourth embodiment, when there is no coefficient d corresponding to the calculated projection optical axis angle θp, the set correction conversion equation (1) does not completely correspond to the calculated projection optical axis angle θp. Therefore, as shown in FIG. 18, a projection image 12a whose distortion is not completely corrected is formed on the projection target (mounting surface 43).

この場合、携帯電話機404では、電話機本体部42のキー操作部分42aの歪み調整釦42bへの操作で投射光軸角度θpの影響による歪みの補正量を調整することができることから、投影対象(載置面43)上に形成されている投影画像12aを見ながら歪み調整釦42bを適宜操作することにより、当該投影画像12aを歪みのない投影画像12bへと変化させることができる。   In this case, since the mobile phone 404 can adjust the correction amount of distortion due to the influence of the projection optical axis angle θp by operating the distortion adjustment button 42b of the key operation part 42a of the telephone body 42, the projection target (mounting) By appropriately operating the distortion adjustment button 42b while viewing the projection image 12a formed on the placement surface 43), the projection image 12a can be changed to a projection image 12b without distortion.

この実施例4の画像投影装置104では、基本的な構成が実施例1の画像投影装置10と同様であることから、画像投影装置10と同様の効果を得ることができる。   Since the basic configuration of the image projecting apparatus 104 according to the fourth embodiment is the same as that of the image projecting apparatus 10 according to the first embodiment, the same effects as those of the image projecting apparatus 10 can be obtained.

また、実施例4の携帯電話機404では、基本的な構成が実施例1の携帯電話機40と同様であることから、携帯電話機40と同様の効果を得ることができる。   In addition, since the basic configuration of the mobile phone 404 of the fourth embodiment is the same as that of the mobile phone 40 of the first embodiment, the same effects as the mobile phone 40 can be obtained.

それに加えて、実施例4の携帯電話機404では、メモリ36に格納する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)の組み合わせの数を制限している(実施例4では3つ)ことから、当該メモリ36の容量を低減することができ、結果として画像投影装置104(携帯電話機404)の小型化を容易なものとすることができる。 In addition, in the mobile phone 404 of the fourth embodiment, the number of combinations of the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) stored in the memory 36 is limited (three in the fourth embodiment). Therefore, the capacity of the memory 36 can be reduced, and as a result, the image projection device 104 (mobile phone 404) can be easily downsized.

さらに、実施例4の携帯電話機404では、メモリ36に格納する各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)の組み合わせの数が制限されてはいるが、電話機本体部42のキー操作部分42aの歪み調整釦42bへの操作で投射光軸角度θpの影響による歪みの補正量を調整することが可能とされていることから、投影対象とする面上に画像データ14に基づく歪みのない投影画像を形成することができる。 Furthermore, in the mobile phone 404 of the fourth embodiment, although the number of combinations of the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) stored in the memory 36 is limited, the key of the telephone body 42 is not limited. Since it is possible to adjust the correction amount of distortion due to the influence of the projection optical axis angle θp by operating the distortion adjustment button 42b of the operation portion 42a, the distortion based on the image data 14 on the projection target surface It is possible to form a projection image without any image.

以上、本発明を各実施例に基づき詳述してきたが、これらの具体的な構成に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明の技術的範囲に含まれる。   As described above, the present invention has been described in detail based on the respective embodiments. However, the present invention is not limited to these specific configurations, and design changes that do not depart from the spirit of the present invention are included in the technical scope of the present invention.

なお、上記した各実施例では、主走査方向も共振駆動としていたが、ラスタースキャンで作像することに変えて、2軸走査によるスポットの軌跡(リサージュ)の重ねあわせで像面全体の必要画素を埋めて作像する方式(例えば、特表2005−526289号公報に記載されている作像方法)として、副走査方向も共振駆動としてもよい。この方式を用いれば、主走査方向も副走査方向も共振駆動とすることができるので、小さなエネルギーであっても主走査方向および副走査方向で大振幅を得ることができ、小さなエネルギーでの至近投影が可能となる。この場合であっても、偏向光学素子25の回動に対する光源21の発光のタイミングを変化させるために、画像処理部33において、画像データ14(各画素データG(x、y))における座標(x、y)を、補正用変換式(1)を用いて、走査領域13での座標(X、Y)に変換することにより、各画素データG(x、y)を画素データG´(x´、y´)に補正し、その補正後の画素データG´(x´、y´)に基づいてスポットSを形成する構成とすれば、上記した各実施例と同様の効果を得ることができる。   In each of the above-described embodiments, the main scanning direction is also resonantly driven. However, instead of creating an image by raster scanning, necessary pixels on the entire image surface are obtained by overlapping spot trajectories (Lissajous) by biaxial scanning. As an image forming method (for example, an image forming method described in Japanese Patent Publication No. 2005-526289), the sub-scanning direction may also be resonance driven. By using this method, both the main scanning direction and the sub-scanning direction can be resonantly driven, so that even with a small amount of energy, a large amplitude can be obtained in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Projection is possible. Even in this case, in order to change the light emission timing of the light source 21 with respect to the rotation of the deflection optical element 25, the image processing unit 33 uses the coordinates (in the image data 14 (each pixel data G (x, y)) ( x, y) is converted into coordinates (X, Y) in the scanning region 13 using the correction conversion formula (1), whereby each pixel data G (x, y) is converted into pixel data G ′ (x If the configuration is such that the spot S is formed on the basis of the corrected pixel data G ′ (x ′, y ′), the same effect as in the above-described embodiments can be obtained. it can.

また、上記した各実施例では、画像投影装置を携帯電話機の蓋部に搭載するものとしていたが、例えば、画像投影装置における投影光学系を携帯電話機の蓋部に搭載するとともに、制御機構を蓋部および/または電話機本体部に適宜設けるものであってもよく、上記した各実施例に限定されるものではない。   In each of the above embodiments, the image projection device is mounted on the lid of the mobile phone. For example, the projection optical system in the image projection device is mounted on the lid of the mobile phone, and the control mechanism is mounted on the lid. May be provided as appropriate in the unit and / or the telephone body, and is not limited to the above-described embodiments.

さらに、上記した各実施例では、画像投影装置(10等)において、光源21から出射された単色のレーザ光を偏向光学素子25で偏向することにより、投影面11上に走査領域13を形成し、その投影面11(走査領域13)上に投影画像12を形成するものであったが、光源が複数の色(例えば、RGBの3色)の光線Rを出射する構成として投影面11(走査領域13)上にカラーの投影画像を形成するものであってもよく、上記した各実施例に限定されるものではない。   Further, in each of the above-described embodiments, the scanning region 13 is formed on the projection surface 11 by deflecting the monochromatic laser light emitted from the light source 21 by the deflecting optical element 25 in the image projection apparatus (10 or the like). The projection image 12 is formed on the projection surface 11 (scanning region 13). The projection surface 11 (scanning) is configured such that the light source emits light rays R of a plurality of colors (for example, three colors of RGB). A color projection image may be formed on the region 13), and is not limited to the above-described embodiments.

上記した各実施例では、画像処理部33が、補正演算部分34と書込変換部分35とメモリ36とにより形成されていたが、入力された画像データ14(各画素データG(x、y))を、歪みのある走査領域13を用いつつ投影画像としてスクリーンScの投影面11上に適切に形成できるように適宜補正するもの、より詳細には、画像投影を実行すべく設定された投射光軸角度θpに応じた投影面11上での走査領域13の内方において、画像データ14が示す矩形状の画像と等しい形状(矩形状)の画像形成領域15を設定し、偏向光学素子25の回動(駆動)による走査位置が画像形成領域15上に位置するときにのみ、投影面11上に画像データ14に相当する光量のスポットSを形成すべく、発光量制御部32が光源21を駆動制御するように、画像データ14を補正するもの、であればよく、上記した各実施例に限定されるものではない。   In each of the above-described embodiments, the image processing unit 33 is formed by the correction calculation portion 34, the write conversion portion 35, and the memory 36, but the input image data 14 (each pixel data G (x, y)) ) Is appropriately corrected so that it can be appropriately formed as a projection image on the projection surface 11 of the screen Sc while using the distorted scanning region 13, more specifically, the projection light set to execute the image projection An image forming area 15 having the same shape (rectangular shape) as the rectangular image indicated by the image data 14 is set inward of the scanning area 13 on the projection surface 11 corresponding to the axial angle θp, and the deflection optical element 25 Only when the scanning position by rotation (driving) is positioned on the image forming area 15, the light emission amount control unit 32 controls the light source 21 to form a spot S having a light amount corresponding to the image data 14 on the projection surface 11. Drive system As to, it corrects the image data 14 may be any, but is not limited to the embodiments described above.

10、102、103、104 画像投影装置
11 投影面
12 投影画像
13 走査領域
14 画像データ
15 画像形成領域
20 投影光学系
21 光源
25 偏向光学素子
30 制御機構
36 (記憶部としての)メモリ
40、401、402、403、404 携帯電話機
41、412、413 (筐体もしくは第1の筐体としての)蓋部
42、422、423 (第2の筐体としての)電話機本体部
43、443 載置面
44 (傾斜検出手段としての)重力加速度センサ
45 (投影対象としての)壁面
d 係数
Lb 基準光軸
S スポット
Sc (投影対象としての)スクリーン
θp 投射光軸角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 102, 103, 104 Image projection apparatus 11 Projection surface 12 Projection image 13 Scanning area 14 Image data 15 Image formation area 20 Projection optical system 21 Light source 25 Deflection optical element 30 Control mechanism 36 Memory 40 (401 as a memory | storage part) , 402, 403, 404 Mobile phone 41, 412, 413 Cover portion (as a housing or first housing) 42, 422, 423 Phone body portion (as a second housing) 43, 443 Mounting surface 44 Gravity acceleration sensor (as tilt detection means) 45 Wall surface (as projection target) d coefficient Lb Reference optical axis S Spot Sc Screen (as projection target) θp Projection optical axis angle

特表2008−547054号公報Special table 2008-547054 gazette

Claims (5)

光源からの出射光を結像させて投影面上にスポットを形成しつつ、該スポットで前記投影面上を2次元的に光走査すべく前記出射光を偏向光学素子で偏向することにより前記投影面上に走査領域を形成する投影光学系と、
該投影光学系での光走査により前記投影面上に投影画像を形成すべく、画像データに基づいて前記偏向光学素子および前記光源を駆動制御する制御機構と、を備え、
該制御機構は、前記投影画像において、前記投影光学系における光学特性の影響による歪みと、該投影光学系における基準光軸と前記投影面の法線方向とが為す投射光軸角度の影響による歪みと、を補正すべく、前記偏向光学素子による走査位置に対する前記光源からの出射量を変更するように、記憶部に格納した補正用変換式を用いて前記画像データを補正することを特徴とする画像投影装置。
The projection is performed by deflecting the emitted light with a deflecting optical element so that the emitted light from the light source is imaged to form a spot on the projection surface and the spot is two-dimensionally scanned on the projection surface. A projection optical system that forms a scanning region on the surface;
A control mechanism for driving and controlling the deflection optical element and the light source based on image data in order to form a projection image on the projection surface by optical scanning with the projection optical system,
In the projection image, the control mechanism is distorted due to an influence of an optical characteristic in the projection optical system and a distortion due to an influence of a projection optical axis angle formed by a reference optical axis in the projection optical system and a normal direction of the projection plane. The image data is corrected using a correction conversion formula stored in a storage unit so as to change the amount of light emitted from the light source with respect to the scanning position by the deflecting optical element. Image projection device.
前記制御機構は、前記画像データにおける各画素の座標を(x、y)とし、かつ前記画像データに基づく画像を、前記投影光学系において設定された基準光軸と前記投影面の法線方向とが為す投射光軸角度に応じた前記投影面上での前記走査領域の内方において前記画像データが示す画像と等しい形状に設定された画像形成領域に適合させた状態における各画素の前記走査領域での画素対応箇所の座標を(x´、y´)とし、さらに各係数d(dx1〜dx6およびdy1〜dy9)を前記投射光軸角度の変化のみに応じて変化する係数として、
前記投射光軸角度に対応する前記各係数dを設定するとともに前記補正用変換式として下記の式を用いて前記画像データを補正することを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。
x´=(dx1+dx2y+dx3)x+(dx4+dx5y+dx6
y´=(dy1+dy2x+dy3)y+(dy4+dy5x+dy6)y
+(dy7+dy8x+dy9
The control mechanism has coordinates of each pixel in the image data as (x, y), and an image based on the image data, a reference optical axis set in the projection optical system, and a normal direction of the projection plane The scanning region of each pixel in a state adapted to an image forming region set in the same shape as the image indicated by the image data inside the scanning region on the projection surface according to the projection optical axis angle (X ′, y ′) and the coefficients d (d x1 to d x6 and d y1 to d y9 ) are coefficients that change only in accordance with the change in the projection optical axis angle. ,
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the coefficient d corresponding to the projection optical axis angle is set and the image data is corrected using the following equation as the correction conversion equation.
x'= (d x1 y 2 + d x2 y + d x3) x + (d x4 y 2 + d x5 y + d x6)
y ′ = (d y1 x 2 + d y2 x + d y3 ) y 2 + (d y4 x 2 + d y5 x + d y6 ) y
+ (D y7 x 2 + d y8 x + d y9 )
請求項1または請求項2に記載の画像投影装置であって、
さらに、少なくとも前記投影光学系を収容する筐体と、投影対象とする平面に対する前記筐体の傾きを検出する傾斜検出手段と、を備え、
前記制御機構は、前記傾斜検出手段からの検出結果に基づいて前記投射光軸角度を設定することを特徴とする画像投影装置。
The image projector according to claim 1 or 2,
Furthermore, a housing that houses at least the projection optical system, and an inclination detection unit that detects an inclination of the housing with respect to a plane to be projected,
The image projection apparatus, wherein the control mechanism sets the projection optical axis angle based on a detection result from the tilt detection means.
請求項1または請求項2に記載の画像投影装置であって、
さらに、少なくとも前記投影光学系を収容する第1の筐体と、該第1の筐体に対する傾斜が変更可能に該第1の筐体に連結され投影対象とする平面に載置される第2の筐体と、該第2の筐体に対する前記第1の筐体の傾きを検出する傾斜検出手段と、を備え、
前記制御機構は、前記傾斜検出手段からの検出結果に基づいて前記投射光軸角度を設定することを特徴とする画像投影装置。
The image projector according to claim 1 or 2,
Furthermore, a first housing that houses at least the projection optical system, and a second housing that is connected to the first housing so as to be changeable in inclination with respect to the first housing and is placed on a plane to be projected. And a tilt detection means for detecting the tilt of the first housing with respect to the second housing,
The image projection apparatus, wherein the control mechanism sets the projection optical axis angle based on a detection result from the tilt detection means.
前記記憶部には、複数の組み合わせの前記各係数dが格納され、
前記制御機構は、前記投射光軸角度を求めるとともに求めた前記投射光軸角度に対応する前記各係数を前記記憶部から読み出すことにより、求めた前記投射光軸角度に対応する前記補正用変換式を設定し、
求めた前記投射光軸角度に対応する各係数が前記記憶部に格納されていない場合、求めた前記投射光軸角度に最も近い投影角度に対応する前記各係数を前記記憶部から読み出して前記補正用変換式を設定するとともに、入力された調整信号に応じて前記投射光軸角度の影響による歪みの補正量を調整することを特徴とする請求項2に記載の画像投影装置。
The storage unit stores a plurality of combinations of the coefficients d,
The control mechanism obtains the projection optical axis angle and reads the coefficients corresponding to the obtained projection optical axis angle from the storage unit to thereby obtain the correction conversion formula corresponding to the obtained projection optical axis angle. Set
When each coefficient corresponding to the obtained projection optical axis angle is not stored in the storage unit, the coefficient corresponding to the projection angle closest to the obtained projection optical axis angle is read from the storage unit and corrected. The image projection apparatus according to claim 2, wherein a conversion equation is set, and a correction amount of distortion due to the influence of the projection optical axis angle is adjusted in accordance with an input adjustment signal.
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