JP2013003185A - プロジェクター、プロジェクターシステム、及び画像投写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の形状補正を行うと共に小型化及び低コスト化を図るプロジェクター、プロジェクターシステム、及び画像投写方法等を提供する。
【解決手段】プロジェクター１００は、傾き検出機能を有する携帯機器２００がプロジェクター本体と所定の設置角度で接続が可能に構成される。プロジェクター１００は、携帯機器２００によって検出された該携帯機器２００の第１の傾き角度θ１と設置角度とを用いて画像の形状補正を行う画像補正部１２０と、画像補正部１２０によって形状補正された画像を投写する投写部１４０とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクター、プロジェクターシステム、及び画像投写方法等に関し、特に、画像の形状補正を行うプロジェクター、プロジェクターシステム、及び画像投写方法等に関する。

従来より、表示装置としてのプロジェクターは、オフィスでの会議や家庭内での映画等の視聴といった様々な場面で利用されている。このようなプロジェクターは、高い設置性を備えており、プロジェクターの設置状態によっては投写光の光軸（投写光軸）とスクリーン面（投写面）とのなす角に応じて投写画像に台形歪みが発生する。そのため、プロジェクターでは、画像処理技術によって台形歪みを補正するキーストーン補正を行い、キーストーン補正後の画像を投写面に投写することができるようになっている。

このようなキーストーン補正を行うプロジェクターについては、種々提案されている。例えば特許文献１には、プロジェクターに撮像部を内蔵させ、この撮像部によりスクリーン面を撮像した撮影画像から輝度ピークを検出し、スクリーン面の傾きを検出するようにした技術が開示されている。また、例えば特許文献２には、プロジェクターに内蔵させた撮像部によりスクリーン面を撮像し、撮影画像に基づいて、スクリーン枠を構成する３辺以下しか検出することができなくても未検出辺を補完してキーストーン補正を行う技術が開示されている。

一方、近年では、携帯電話機等の携帯機器の高機能化が進み、上記のプロジェクターが有する撮像部と同等の機能を有する撮像部を内蔵するものがある。その上、この種の携帯機器は、撮像部に加え、上記のプロジェクターと同様の画像の投写機能を備えるものまで提案されている。例えば特許文献３には、プロジェクターと同等の機能を有する携帯電話機において、本体内にジャイロセンサーを内蔵するものが提案されている。この携帯電話機では、ジャイロセンサーによって振動を検出することで、投写画像に本体の振動によるぶれを生じさせないように逆位相の補正をかけている。

特開２００６−２９５２９２号公報 特開２００６−６０４４７号公報 特開２０１０−１０２０６４号公報

しかしながら、特許文献１〜特許文献３に開示された技術では、プロジェクター等が、撮像部やジャイロセンサーを備えることが求められる。そのため、プロジェクターの大型化や撮影画像の解析回路が必要となり、プロジェクターのコスト高を招き、プロジェクターの低コスト化を阻害するという問題がある。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、画像の形状補正を行うと共に小型化及び低コスト化を図るプロジェクター、プロジェクターシステム、及び画像投写方法等を提供することができる。

（１）本発明の第１の態様は、傾き検出機能を有する外部機器がプロジェクター本体と所定の設置角度で接続が可能に構成されるプロジェクターが、前記外部機器によって検出された該外部機器の第１の傾き角度と前記設置角度とを用いて画像の形状補正を行う画像補正部と、前記画像補正部によって形状補正された画像を投写する投写部とを含む。

本態様においては、プロジェクターを、傾き検出機能を有する外部機器を所定の設置角度で接続が可能に構成し、外部機器によって検出された外部機器の傾き角度と設置角度とを用いて画像の形状補正を行う。こうすることで、傾き検出機能を設けることなく、画像の形状補正を行うことが可能なプロジェクターの小型化及び低コスト化を図ることができるようになる。また、プロジェクターに画像解析回路を設ける必要がなくなり、プロジェクターのより一層の低コスト化を図ることができるようになる。更に、プロジェクターが有する傾き検出機能等の各種能力に制限されることなく、外部機器の傾き検出機能等の各種能力で画像の形状補正の精度を向上させることができるようになる。

（２）本発明の第２の態様に係るプロジェクターでは、第１の態様において、前記画像補正部は、前記第１の傾き角度から前記設置角度を補正した前記プロジェクターの傾き角度を用いて前記画像の形状補正を行う。

本態様においては、外部機器が有する傾き検出機能を用いて検出された第１の傾き角度を用いてプロジェクターの傾き角度を容易に算出し、プロジェクターの傾き角度に応じて画像の形状補正を行うことができる。これにより、プロジェクター側に傾き検出機能を設けることなく、傾き角度に応じた画像の形状補正が可能なプロジェクターを提供することができるようになる。

（３）本発明の第３の態様に係るプロジェクターでは、第２の態様において、前記プロジェクターの傾き角度を記憶する傾き角度記憶部を含む。

本態様によれば、プロジェクターと外部機器とを接続し続けることなく、外部機器の傾き検出機能を用いて検出された第１の傾き角度等を用いて画像の形状補正が可能なプロジェクターを提供することができるようになる。

（４）本発明の第４の態様に係るプロジェクターでは、第１の態様乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記画像補正部は、前記第１の傾き角度が変化する度に、変化後の前記第１の傾き角度を用いて算出された補正パラメーターに基づいて前記画像の形状補正を行う。

本態様においては、第１の傾き角度が変化する度に、画像の形状補正を行うための補正パラメーターを算出して、該補正パラメーターに基づいて形状補正処理を行うように行うようにしている。これにより、無駄な算出処理を行うことなく、且つ、確実に投写状態を反映させた画像の形状補正処理を実現することができるようになる。

（５）本発明の第５の態様は、プロジェクターシステムが、上記のいずれか記載のプロジェクターと、前記プロジェクター本体と前記設置角度で接続される前記外部機器とを含む。

本態様によれば、画像の形状補正を行い、小型化及び低コスト化を図るプロジェクターシステムを提供することができるようになる。

（６）本発明の第６の態様は、傾き検出機能を有する外部機器がプロジェクター本体と所定の設置角度で接続が可能に構成されるプロジェクターの画像投写方法が、前記プロジェクター本体に接続された状態の前記外部機器の第１の傾き角度を検出する傾き角度検出ステップと、前記傾き角度検出ステップにおいて検出された前記第１の傾き角度及び前記設置角度を用いて画像の形状補正を行う画像補正ステップと、前記画像補正ステップにおいて形状補正された画像を投写する投写ステップとを含む。

本態様においては、プロジェクターを、傾き検出機能を有する外部機器を所定の設置角度で接続が可能に構成し、外部機器によって検出された外部機器の傾き角度と設置角度とを用いて画像の形状補正を行う。こうすることで、傾き検出機能を設けることなく、小型化及び低コスト化を図るプロジェクターによる画像の投写方法を提供することができるようになる。また、プロジェクターが有する傾き検出機能等の各種能力に制限されることなく、外部機器の傾き検出機能等の各種能力で画像の形状補正の精度を向上させることができるようになる。

（７）本発明の第７の態様に係る画像投写方法では、第６の態様において、前記画像補正ステップでは、前記第１の傾き角度から前記設置角度を補正した前記プロジェクターの傾き角度に基づいて、前記画像の形状補正を行う。

本態様においては、外部機器が有する傾き検出機能を用いて検出された第１の傾き角度を用いてプロジェクターの傾き角度を容易に算出し、プロジェクターの傾き角度に応じて画像の形状補正を行うことができる。これにより、プロジェクター側に傾き検出機能を設けることなく、傾き角度に応じた画像の形状補正が可能なプロジェクターを提供することができるようになる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクターシステムの構成の概要を示す図。 本実施形態におけるプロジェクターシステムを構成するプロジェクター及び携帯機器の構成例の機能ブロック図。 本実施形態における携帯機器の処理例のフロー図。 本実施形態におけるプロジェクターの処理例のフロー図。 プロジェクターの傾き角度の説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の課題を解決するために必須の構成要件であるとは限らない。

図１に、本発明の一実施形態に係るプロジェクターシステムの構成の概要を示す。図１は、プロジェクターシステムを構成するプロジェクターを横方向から見た図を表している。

プロジェクターシステム（広義には、表示システム）１０は、プロジェクター（広義には、表示装置）１００と、携帯機器（広義には、外部機器）２００とを備えている。プロジェクター１００は、傾き検出機能を有する携帯機器２００がプロジェクター本体と所定の設置角度で接続が可能に構成される。具体的には、プロジェクター１００は、プロジェクター本体と所定の設置角度で携帯機器２００の設置が可能に構成されており、携帯機器２００が設置された状態でプロジェクター１００の接続端子と携帯機器２００の接続端子とが接続される。プロジェクター１００の接続端子と携帯機器２００の接続端子とが接続されると、所定のプロトコルに従って、携帯機器２００で取得された各種情報をプロジェクター１００に取り込んだり、プロジェクター１００から携帯機器２００を制御したりすることができる。

携帯機器２００は、傾き検出センサーを備え、この傾き検出センサーを用いることで実現される傾き検出機能を有し、携帯機器２００の傾き角度を検出することができる。このような携帯機器２００の機能は、携帯電話機や携帯情報端末、携帯型音楽プレーヤー等により実現される。

プロジェクター１００は、所定の設置角度で本体に設置された携帯機器２００によって検出された携帯機器２００の傾き角度を用いて画像のキーストーン補正（広義には、形状補正）を行い、キーストーン補正後の画像をスクリーンＳＣＲに投写する。具体的には、携帯機器２００は、自身の傾き角度を検出し、該傾き角度又は該傾き角度に対応した情報をプロジェクター１００に対して出力する。プロジェクター１００は、携帯機器２００から取得した携帯機器２００の傾き角度（傾き情報）から、本体（筐体）の設計上決まっている設置角度を補正することで、プロジェクター１００の傾き角度を算出する。そして、プロジェクター１００は、算出したプロジェクター１００の傾き角度に対応した画像のキーストーン補正を行い、キーストーン補正後の画像をスクリーンＳＣＲに投写する。

これにより、プロジェクター１００は、傾き検出センサーやカメラ等を省略した構成を採用することができ、プロジェクター１００の小型化及び低コスト化を図ることができるようになる。しかも、プロジェクター１００に内蔵した傾き検出センサーやカメラの各種能力に制限されることなく、携帯機器２００の傾き検出センサーの能力で画像のキーストーン補正の精度を向上させることができるようになる。

図２に、本実施形態におけるプロジェクターシステム１０を構成するプロジェクター１００及び携帯機器２００の構成例の機能ブロック図を示す。図２において、図１と同様の部分には同一符号を付している。

携帯機器２００は、傾き検出センサー２１０と、傾き検出処理部２２０と、情報処理部２５０と、通信部２６０とを備えている。

傾き検出センサー２１０は、携帯機器２００の傾き角度を検出する。傾き検出処理部２２０は、傾き検出センサー２１０によって検出された傾き角度を、水平面を基準とした第１の傾き角度θ１に変換する処理を行う。傾き検出処理部２２０において変換された第１の傾き角度θ１は、通信部２６０に出力される。

情報処理部２５０は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵ）とメモリーとを有し、メモリーに格納されたプログラムをＣＰＵが読み出し、該プログラムに対応した処理を実行することで、携帯機器２００における所定の情報処理を実行する。情報処理部２５０が行う情報処理としては、音声信号処理、画像生成処理、携帯機器２００を構成する各部の処理の制御等がある。

通信部２６０は、プロジェクター１００と携帯機器２００とが接続されたとき、プロジェクター１００との間で送受信される信号の送信インターフェース処理及び受信インターフェース処理を行う。通信部２６０は、傾き検出処理部２２０において変換された第１の傾き角度θ１をプロジェクター１００に対して出力することができる。

プロジェクター１００は、通信部１１０と、画像補正部１２０と、傾き角度記憶部１３０と、投写部１４０とを備えている。投写部１４０は、液晶パネル駆動部１４２と、光源１４４と、液晶パネル１４６と、投写レンズ１４８とを備えている。

通信部１１０は、プロジェクター１００と携帯機器２００とが接続されたとき、携帯機器２００との間で送受信される信号の送信インターフェース及び受信インターフェース処理を行う。画像補正部１２０は、携帯機器２００からの第１の傾き角度θ１を用いて、図示しない画像データ供給装置（例えば、パーソナルコンピューター等）から供給された画像データに対応した画像のキーストーン補正を行う。このとき、画像補正部１２０は、第１の傾き角度θ１に基づいてプロジェクター１００の傾き角度θＰを算出し、傾き角度θＰに基づいて画像のキーストーン補正を行う。このような画像補正部１２０は、例えばＣＰＵとメモリーとを有し、メモリーに格納されたプログラムをＣＰＵが読み出し、該プログラムに対応した処理を実行することで、キーストーン補正をソフトウェア処理により実現することができる。

傾き角度記憶部１３０は、画像補正部１２０において算出されたプロジェクター１００の傾き角度θＰ、及び第１の傾き角度θ１の少なくとも１つを記憶する。例えば、一旦、第１の傾き角度θ１を保存しておけば、プロジェクター１００と携帯機器２００とを接続しておく必要がなくなる。同様に、プロジェクター１００の傾き角度θＰを保存しておけば、プロジェクター１００と携帯機器２００とを接続しておく必要がなくなる。

投写部１４０は、画像補正部１２０においてキーストーン補正処理された画像データに基づいてスクリーンＳＣＲに該画像データに対応した画像を投写する。具体的には、液晶パネル駆動部１４２が、画像補正部１２０においてキーストーン補正された画像データに基づいて液晶パネル１４６を駆動する。液晶パネル１４６には光源１４４からの光が照射されており、液晶パネル１４６は光源１４４からの光を変調する。投写レンズ１４８は、液晶パネル１４６によって変調された光を用いてスクリーンＳＣＲに拡大投写する。

以下、本実施形態におけるプロジェクターシステム１０を構成する各部の動作例について説明する。

〔携帯機器の動作例〕
図３に、携帯機器２００の処理例のフロー図を示す。図３に示す処理は、例えば、携帯機器２００においてプロジェクター１００との接続を検出したとき、又はプロジェクター１００から所与の傾き検出命令を受信したときに開始される。

まず、傾き検出センサー２１０が、携帯機器２００の所与の基準面を基準として傾き角度を検出する。そして、傾き検出処理部２２０が、傾き検出センサー２１０によって検出された傾き角度を、水平面を基準とした第１の傾き角度θ１に変換して携帯機器２００の傾き角度を取得する（ステップＳ１０、傾き角度検出ステップ）。

次に、通信部２６０は、第１の傾き角度θ１をプロジェクター１００に対して出力し（ステップＳ１２）、一連の処理を終了する（エンド）。

〔プロジェクターの動作例〕
図４に、プロジェクター１００の処理例のフロー図を示す。図４に示す処理は、例えば、プロジェクター１００に携帯機器２００が接続されたことを検出したときに開始される。

まず、通信部１１０は、キーストーン補正の補正パラメーターとして、携帯機器２００において検出された第１の傾き角度θ１が入力されたか否かを判定し（ステップＳ２０）、傾き角度が入力されるまで待つ（ステップＳ２０：Ｎ）。第１の傾き角度θ１が入力されたとき（ステップＳ２０：Ｙ）、画像補正部１２０は、ステップＳ２０で入力された第１の傾き角度θ１を用いて、プロジェクター１００の傾き角度θＰを算出する（ステップＳ２２）。この傾き角度θＰは、傾き角度記憶部１３０に保存される。

次に、画像補正部１２０は、補正パラメーターとしてプロジェクター１００の傾き角度θＰに基づいて、キーストーン補正を行う（ステップＳ２４、画像補正ステップ）。そして、投写部１４０は、画像補正部１２０によってキーストーン補正が行われた画像をスクリーンＳＣＲに投写し（ステップＳ２６、投写ステップ）、一連の処理を終了する（エンド）。

なお、第１の傾き角度θ１が変化する度に、画像補正部１２０は、変化後の第１の傾き角度θ１を用いて算出されたプロジェクター１００の傾き角度θＰ等（広義には、補正パラメーター）を用いて画像の形状補正を行うことが望ましい。

図５に、プロジェクター１００の傾き角度θＰの説明図を示す。図５は、図１と同様にプロジェクター１００を横方向から見た図を表している。なお、図５において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

図５に示すように、プロジェクター１００の傾き角度θＰは、水平面とプロジェクター１００の投写光軸とのなす角である。プロジェクター１００に対する携帯機器２００の設置角度θ０は、プロジェクター１００と携帯機器２００とのなす角である。従って、第１の傾き角度θ１及び設置角度θ０を用いると、ステップＳ２２では、次式のように傾き角度θＰが算出される。
θＰ＝θ１−θ０

図５に示すように算出されたプロジェクター１００の傾き角度θＰは、傾き角度記憶部１３０に保存される。なお、傾き角度記憶部１３０には、第１の傾き角度θ１も同様に保存することが望ましい。これにより、一旦、第１の傾き角度θ１等を取得すれば、プロジェクター１００と携帯機器２００とを接続しておく必要がなくなる。

このように、本実施形態では、携帯機器２００が、携帯機器２００の第１の傾き角度θ１を検出し、プロジェクター１００が、携帯機器２００から通知された第１の傾き角度θ１を用いて画像の形状補正を行う。

以上説明したように、本実施形態によれば、プロジェクター１００は、傾き検出センサー２１０等の特別なセンサーや画像解析回路等の特別な回路を設けなくても、キーストーン補正が可能なプロジェクターを提供することができるようになる。この結果、プロジェクターの小型化及び低コスト化を図ることができる。

以上、本発明に係るプロジェクター、プロジェクターシステム、及び画像投写方法等を上記のいずれかの実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記のいずれかの実施形態に限定されるものではない。例えば、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、次のような変形も可能である。

（１）上記の実施形態では、プロジェクターに携帯機器が所定の設置角度で接続されて一体で構成される例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。プロジェクターと携帯機器とのなす角が既知であれば、プロジェクターと携帯機器とを接続して一体で構成されるものではなく、プロジェクターと携帯機器とをケーブルで接続するものにも適用することができる。

（２）上記の実施形態では、携帯機器とプロジェクターとの接続が検出されたとき、又はプロジェクターから傾き検出命令を受けたとき、第１の傾き角度θ１等を検出する処理を開始するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、プロジェクターが、携帯機器の内部にインストールされているアプリケーションを、直接的に指定して起動するようにしてもよい。

（３）上記の実施形態では、プロジェクターがキーストーン補正を行う例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、携帯機器が有する撮像部により投写面を撮像した撮影画像を用いて、プロジェクターが、所与の色補正等を行うようにしてもよい。

（４）上記の実施形態では、プロジェクターとして液晶プロジェクターを例に説明したが、透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネルを用いたプロジェクター等の表示装置を採用することができる。また、本発明に係るプロジェクターは、例えば、デジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクター等であってもよい。

（５）上記の実施形態における携帯機器としては、例えば携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Data Assistance）、携帯型音楽プレーヤー、電子辞書、電子手帳、ゲーム機、携帯型パーソナルコンピューター等がある。

（６）上記の実施形態において、本発明を、プロジェクター、プロジェクターシステム、及び画像投写方法等として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態における携帯機器の処理方法、プロジェクターの処理方法、これらの方法を実現するプログラム、及び該プログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な情報記憶媒体等であってもよい。

１０…表示システム、 １００…プロジェクター、 １１０，２６０…通信部、
１２０…画像補正部、 １３０…傾き角度記憶部、 １４０…投写部、
１４２…液晶パネル駆動部、 １４４…光源、 １４６…液晶パネル、
１４８…投写レンズ、 ２００…携帯機器、 ２１０…傾き検出センサー、
２２０…傾き検出処理部、 ２５０…情報処理部、 ＳＣＲ…スクリーン、
θ０…設置角度、 θ１…第１の傾き角度、 θＰ…プロジェクターの傾き角度

Claims (7)

1. 傾き検出機能を有する外部機器がプロジェクター本体と所定の設置角度で接続が可能に構成されるプロジェクターであって、
   前記外部機器によって検出された該外部機器の第１の傾き角度と前記設置角度とを用いて画像の形状補正を行う画像補正部と、
   前記画像補正部によって形状補正された画像を投写する投写部とを含むことを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１において、
   前記画像補正部は、
   前記第１の傾き角度から前記設置角度を補正した前記プロジェクターの傾き角度を用いて前記画像の形状補正を行うことを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項２において、
   前記プロジェクターの傾き角度を記憶する傾き角度記憶部を含むことを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記画像補正部は、
   前記第１の傾き角度が変化する度に、変化後の前記第１の傾き角度を用いて算出された補正パラメーターに基づいて前記画像の形状補正を行うことを特徴するプロジェクター。
5. 請求項１乃至４のいずれか記載のプロジェクターと、
   前記プロジェクター本体と前記設置角度で接続される前記外部機器とを含むことを特徴とするプロジェクターシステム。
6. 傾き検出機能を有する外部機器がプロジェクター本体と所定の設置角度で接続が可能に構成されるプロジェクターの画像投写方法であって、
   前記プロジェクター本体に接続された状態の前記外部機器の第１の傾き角度を検出する傾き角度検出ステップと、
   前記傾き角度検出ステップにおいて検出された前記第１の傾き角度及び前記設置角度を用いて画像の形状補正を行う画像補正ステップと、
   前記画像補正ステップにおいて形状補正された画像を投写する投写ステップとを含むことを特徴とする画像投写方法。
7. 請求項６において、
   前記画像補正ステップでは、
   前記第１の傾き角度から前記設置角度を補正した前記プロジェクターの傾き角度に基づいて、前記画像の形状補正を行うことを特徴とする画像投写方法。

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