JP5124965B2 - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像をスクリーン等に投影する投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

従来より、画像をスクリーンに投影して略相似な画像を表示させることができるプロジェクタや映写機などの投影装置が知られている。
この投影装置としては、例えば、スクリーンに対して傾いて設置された場合に、それを検知してユーザに報知するものが提案されており（例えば、特許文献１参照）、これによって、ユーザが設置状態を調整することができるようになっている。
特開２０００−１９６３８号公報

しかしながら、上記特許文献１等の場合、投影装置は、左右の何れかに傾いているのを報知するだけであり、傾きが大きい場合には良いが、傾きが小さい場合には調整が困難であるといった問題がある。このため、投影装置の設置が適正に行われないと、投影画像が傾いてしまうこととなる。
また、投影画像の台形補正を行うものも開発されているが、投影範囲内で台形補正を行うことから、投影装置の投影面に対する傾きが大きい場合には、投影可能な範囲に対する投影画像の寸法が小さくなってしまうことから、投影画像の画質が低下するといった問題がある。

そこで、本発明の課題は、画像の投影面に対して適正な向きに設置することができる投影装置、投影方法及びプログラムを提供することである。

請求項１に記載の発明は、画像を投影レンズを介して投影する投影手段を備えた投影装置であって、前記投影手段による前記画像の投影方向ベクトルの水平方向成分を指示する投影方向指示標識を投影する投影方向指示標識投影手段と、前記投影装置から前記画像の投影面に対する直交方向ベクトルの水平方向成分を検出する直交方向検出手段と、前記直交方向検出手段によって検出された前記直交方向ベクトルの水平方向成分を指示する直交方向指示標識を投影する直交方向指示標識投影手段と、前記投影手段から投影される前記画像の台形補正を行う台形補正手段と、を備え、前記投影方向指示標識は、当該投影方向指示標識の中心からの距離に応じた複数の領域に区分されており、前記投影方向指示標識の前記複数の領域のうち、前記直交方向指示標識により指示される領域を特定する領域特定手段を更に備え、前記台形補正手段は、前記領域特定手段により特定された領域と投影方向指示標識の中心との距離に基づいて、前記台形補正を行うことを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、画像を投影レンズを介して投影する投影手段を備える投影装置を用いた投影方法であって、前記投影手段による前記画像の投影方向を指示し、中心からの距離に応じた複数の領域に区分された投影方向指示標識を投影する工程と、前記画像の投影面に対する直交方向を検出する工程と、検出された前記直交方向を指示する直交方向指示標識を投影する工程と、前記投影方向指示標識の前記複数の領域のうち、前記直交方向指示標識により指示される領域を特定する領域特定工程と、前記領域特定工程により特定された前記領域に基づいて、前記投影手段から投影される画像を台形補正する台形補正工程と、を行うことを特徴としている。

請求項１０に記載の発明のプログラムは、画像を投影レンズを介して投影する投影手段を備える投影装置に、前記投影手段による前記画像の投影方向を指示し、中心からの距離に応じた複数の領域に区分された投影方向指示標識を投影する機能と、前記画像の投影面に対する直交方向を検出する機能と、検出された前記直交方向を指示する直交方向指示標識を投影する機能と、前記投影方向指示標識の前記複数の領域のうち、前記直交方向指示標識により指示される領域を特定する機能と、特定された前記領域に基づいて、前記投影手段から投影される画像を台形補正する機能と、を実現させることを特徴としている。

本発明によれば、画像の投影方向を指示する投影方向指示標識、及び画像の投影面に対する直交方向を指示する直交方向指示標識に基づいて、投影方向と直交方向が重なるように投影装置を設置することができることとなって、これにより、投影面に対して適正な向きに設置することができる。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施形態の投影装置は、所定の画像をスクリーン（投影面）等に投影する際に、画像の投影方向を指示する投影方向指示標識及び画像のスクリーンに対する直交方向を指示する直交方向指示標識を含む位置合わせチャートを投影して設置位置調整処理を行うものである。

図１（ａ）は、投影装置１００を上面側から見て示した外観構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、投影装置１００を底面側から見て示した外観構成を示す斜視図である。
投影装置１００は、例えば、プロジェクタ等から構成され、外部機器（図示略）から出力され入力された静止画像や動画像に係る所定の画像データに基づいて、所定の画像をスクリーンＳ（図３参照）に投影するものである。
具体的には、例えば、図１（ａ）に示すように、投影装置１００は、直方体状の本体ケーシング１１の前面に投影レンズ１２、二組の測距レンズ１３ａ、１３ｂと１３ｃ、１３ｄ及びＩｒ受信部１４等が配設されている。

投影レンズ１２は、例えば、マイクロミラー素子等の空間的光変調素子３６（後述）で形成された光像を投射するためのものである。また、投影レンズ１２は、例えば、合焦位置及びズーム位置（投射画角）を任意に変更することができるようになっている。

測距レンズ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、例えば、それぞれ後述する位相差センサ１３１、１３２の一部を構成するものであり、被写体像に対するこれら両レンズでの視差から三角測距の原理に基づいて被写体までの距離、具体的にはスクリーンＳまでの距離を測定するものである（詳細後述）。
具体的には、縦に配置された一組の測距レンズ１３ａ、１３ｂで縦方向の被写体までの距離を測定し、横方向に配置されたもう一組の測距レンズ１３ｃ、１３ｄで横方向の被写体までの距離を測定するようになっている。

Ｉｒ受信部１４は、例えば、リモートコントローラから送信されるキー操作信号が重畳された赤外光を受信するものである。
また、本体ケーシング１１の上面には、例えば、本体メインキー／インジケータ１５、スピーカ１６及びカバー１７等が配設されている。

本体メインキー／インジケータ１５は、例えば、電源キー、数字キー、文字キー及び各種機能キーなどによって構成され、電源ＯＮ／ＯＦＦ、合焦処理開始指示、台形補正開始指示、入力切替指示など、投影装置１００に対する操作指示を受け付けるものである。

スピーカ１６は、例えば、動画再生時等の音声を拡声出力するものである。
カバー１７は、例えば、本体サブキー（図示略）を操作する際に開閉するものである。なお、本体サブキーは、例えば、投影装置１００のリモートコントローラ（図示略）を使用せずに、上記本体メインキー／インジケータ１５のキーのみでは設定指示できない、例えば水平／垂直位置・輝度・色彩調整などの画面調整といった各種動作を操作するものである。

さらに、本体ケーシング１１の背面には、例えば、図１（ｂ）に示すように、入出力コネクタ部１８、Ｉｒ受信部１９及びＡＣアダプタ接続部２０等が配設されている。

入出力コネクタ部１８は、例えば、接続ケーブル（図示略）を介して外部機器との間で画像や音声データの入出力を行うためのＵＳＢ端子、映像入力用のミニＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子及びＲＣＡ端子と、音声入力用のステレオミニ端子等から構成される。

Ｉｒ受信部１９は、例えば、Ｉｒ受信部１４と略同様に、リモートコントローラから送信されるキー操作信号が重畳された赤外光を受信するものである。
ＡＣアダプタ接続部２０は、例えば、電源となるＡＣアダプタ（図示略）からのケーブルを接続するものである。

加えて、本体ケーシング１１の下面には、例えば、背面側に一対の固定脚部２１、２１が取り付けられると共に、前面側に高さ調節が可能な調整脚部２２が取り付けられるようになっている。
調整脚部２２は、例えば、ねじ回転位置を手動で操作することにより、正確には投影レンズ１２の投射方向の鉛直方向成分、すなわち仰角を調整するものである。

次に、投影装置１００の電子回路の機能構成について、図２を参照して説明する。
図２は、投影装置１００の要部構成を模式的に示した図である。
図２に示すように、投影装置１００は、外部機器から出力され入出力コネクタ部１８を介して入力された各種規格の画像データが、入出力Ｉ／Ｆ３１、システムバスＳＢを介して画像変換部３２で所定のフォーマットの画像データに統一された後に、画像記憶部４０に送られる。

画像記憶部４０は、例えば、フラッシュメモリ等から構成され、画像変換部３２から順次送られてくる所定量の画像データを一時的に記憶するものである。
そして、画像記憶部４０に記憶されている画像データは、制御部３９の制御下にて、順次読み出されて、表示エンコーダ３３に対して送られるようになっている。

また、画像記憶部４０は、例えば、位置合わせチャート（図５参照）を構成する投影方向指示標識Ａや直交方向指示標識Ｂ等の所定の画像データ等を記憶している。

なお、画像記憶部４０は、制御部３９で実行される各種動作プログラムの実行時に一時的にデータを格納する構成であってもよい。

表示エンコーダ３３は、例えば、画像記憶部４０から読み出されて入力された画像データをビデオＲＡＭ３４に展開記憶させた上で、このビデオＲＡＭ３４の記憶内容からビデオ信号を発生して表示駆動部３５に出力するものである。

表示駆動部３５は、送られてきた画像データに対応して適宜フレームレート、例えば３０［フレーム／秒］で空間的光変調素子（ＳＯＭ）３６を表示駆動するものである。そして、空間的光変調素子３６に対して、例えば超高圧水銀灯等の光源ランプ３７が出射する高輝度の白色光が照射されることで、その反射光で光像が形成され、上記投影レンズ１２を介してスクリーンＳに投射表示されるようになっている。
このように、表示駆動部３５、空間的光変調素子３６、光源ランプ３７及び投影レンズ１２は、画像記憶部４０に記憶される複数の画像データに基づいて、当該画像データに応じた画像をスクリーンＳに投影する投影手段を構成している。

投影レンズ１２は、例えば、レンズモータ３８により駆動されることでズーム位置及びフォーカス位置を適宜変更することができるようになっている。

音声処理部４１は、例えば、ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）音源などの音源回路を備え、投射表示動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ１６を駆動して拡声放音させるものである。
加速度センサ４２は、例えば、投影装置１００が設置されている状態から移動された場合に、その振動を検知して制御部３９に対して出力するものである。

測距処理部４３は、例えば、測距レンズ１３ａ、１３ｂを有する位相差センサ１３１及び測距レンズ１３ｃ、１３ｄを有する位相差センサ１３２をそれぞれ駆動して、スクリーンＳ上に投射表示された所定画像までの距離を外光三角方式と呼ばれる測距の原理に従って測定するものである。
位相差センサ１３１は、画面中央から垂直方向における複数の測距点との距離を測定するセンサである。また、位相差センサ１３２は、画面中央から水平方向における複数の測距点との距離を測定するセンサである。

以下に、測距処理部４３による測距処理について、図３及び図４を参照して説明する。
図３は、投影装置１００によるスクリーンＳまでの距離の測定に係る測距処理を説明するための図であり、図４は、投影装置１００の投影方向Ｄ１及びスクリーンＳに対する直交方向Ｄ２を模式的に示した図である。
なお、図３及び図４にあっては、位相差センサ１３２による水平方向の距離測定を表している。

測距処理にあっては、図３に示すように、先ず、スクリーンＳに対して、位相差センサ１３２から投影レンズ１２の投影方向Ｄ１に略平行な方向に対して所定の角度θＬ₁、θＲ₁で光を投射し、その反射光を受光することにより、位相差センサ１３２からスクリーンＳ上の投影光までの距離Ｌ₁、Ｒ₁を測定する。
このとき、位相差センサ１３２の位置Ｏ₁と投影レンズ１２の位置Ｏ₂は水平方向に所定の距離ｌだけ離間して配置されている。そこで、当該距離ｌと位相差センサ１３２からスクリーンＳ上の投影光までの距離Ｌ₁、Ｒ₁と角度θＬ₁、θＲ₁に基づいて、投影レンズ１２からスクリーンＳ上の投影光までの距離Ｌ₂、Ｒ₂及び、この場合の投影光の投影方向Ｄ１に対する角度θＬ₂、θＲ₂を算出する。
これにより、投影装置１００に対するスクリーンＳの水平方向の傾きを算出することができ、投影レンズ１２からの投影光のスクリーンＳに対する直交方向Ｄ２の交点（図４参照）の水平位置（Ｂｘ）を検出することができる。

また、垂直方向に対しても同様に、位相差センサ１３１を用いて投影装置１００に対するスクリーンＳの垂直方向の傾きを算出することができ、投影レンズ１２からの投影光のスクリーンＳに対する直交方向Ｄ２の交点（図４参照）の垂直位置（Ｂｙ）を検出することができる。
このように、測距処理部４３は、スクリーン（投影面）Ｓに対する直交方向Ｄ２を検出する直交方向検出手段を構成している。

キー／インジケータ部４５は、上記本体メインキー／インジケータ１５とカバー１７内に備えられる本体サブキー等により構成され、ユーザによる所定操作に基づいて出力されたキー操作信号が直接制御部３９に入力されるようになっている。
なお、Ｉｒ受信部１４及びＩｒ受信部１９にて受信された赤外光受信信号も、直接制御部３９に入力されるようになっている。

制御部３９は、各回路のすべての動作制御を司るものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵで実行される動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）と、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されている。

ＲＯＭには、例えば、チャート投影プログラム、領域特定プログラム、台形補正プログラム、位置関係判定プログラム、直交方向指示標識判定プログラム等（何れも図示略）が記憶されている。

チャート投影プログラムは、画像記憶部４０から読み出した所定の画像データに基づいて表示駆動部３５、空間的光変調素子３６、光源ランプ３７等を駆動させて、当該投影装置１００の設置位置の調整に係る位置合わせチャートＣを投影レンズ１２から投影させるチャート投影処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。
ここで、位置合わせチャートＣは、例えば、図５等に示すように、投影レンズ１２からの画像の投影方向Ｄ１（投影方向ベクトルの水平方向成分及び垂直方向成分）を指示する投影方向指示標識Ａと、測距処理部４３により算出されたスクリーンＳに対する直交方向Ｄ２（直交方向ベクトルの水平方向成分及び垂直方向成分）を指示する直交方向指示標識Ｂ等から表されるものである。
このように、チャート投影プログラムは、投影レンズ１２からの画像の投影方向Ｄ１を指示する投影方向指示標識Ａを投影する処理に係る機能をＣＰＵに実現させるとともに、スクリーンＳに対する直交方向Ｄ２を指示する直交方向指示標識Ｂを投影する処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。ここで、ＣＰＵは、表示駆動部３５、空間的光変調素子３６、光源ランプ３７及び投影レンズ１２等と協働して投影方向指示標識投影手段及び直交方向指示標識投影手段を構成している。

また、位置合わせチャートＣは、例えば、図５等に示すように、投影方向指示標識Ａに当該標識Ａの位置を示す補助線Ｈａが重畳されたものであっても良い。補助線Ｈａとしては、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延在する直線等が挙げられる（図５、図６（ｂ）参照）。
これにより、投影方向指示標識Ａの位置をより分かり易く示すことができ、直交方向指示標識Ｂとの相対的な位置関係を分かり易いものとすることができる。

投影方向指示標識Ａは、例えば、ダーツの的のように、当該標識の中心からの距離に従って複数の領域に区分されてなるものであっても良い。
具体的には、投影方向指示標識Ａは、例えば、複数の矩形状の枠により区分されたものであっても良いし（図６（ａ）参照）、複数の環状の枠により区分されたものであっても良い（図６（ｃ）参照）。なお、図６（ａ）にあっては、水平方向に長尺な枠を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、垂直方向に長尺なものであっても良い。
これにより、投影方向指示標識Ａをより分かり易くすることができ、直交方向指示標識Ｂとの相対的な位置関係を分かり易いものとすることができる。特に、直交方向指示標識Ｂを投影方向指示標識Ａに重ね合わせることが困難な状況の場合であっても、投影方向指示標識Ａの所定の領域内に直交方向指示標識Ｂが重ね合わされることにより、スクリーンＳに対してどの程度直交して配置されたかの把握を容易に行うことができる。
また、直交方向指示標識Ｂは、点で表示されるものに限られるものではなく、例えば、「＊」印のように、記号全体としてはそれなりの面積を有しながら、その中心が明確に解るようなものであっても良い（図６（ａ）参照）。これにより、直交方向指示標識Ｂを見やすいものとすることができる。

また、位置合わせチャートＣは、例えば、図６（ｂ）等に示すように、直交方向指示標識Ｂに当該標識Ｂの位置を示す補助線Ｈｂが重畳されたものであっても良い。
これにより、直交方向指示標識Ｂの位置をより分かり易く示すことができ、投影方向指示標識Ａとの相対的な位置関係を分かり易いものとすることができる。

また、位置合わせチャートＣは、例えば、位置関係判定処理（後述）による判定結果に従って、スクリーンＳに対する当該投影装置１００の設置位置が不適正であることを示す不適正警告標識（図示略）が重畳されたものであっても良い。
即ち、チャート投影プログラムは、位置関係判定処理にて投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離が所定の距離以上である（投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの位置関係が投影装置１００の設置位置として不適当である）と判定された場合に、スクリーンＳに対する当該投影装置１００の設置位置が不適正であることを示す不適正警告標識（例えば、「設置位置が不適正です。設置し直して下さい」等）を投影する処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。ここで、ＣＰＵは、表示駆動部３５、空間的光変調素子３６、光源ランプ３７及び投影レンズ１２等と協働して警告標識投影手段を構成している。
これにより、不適正警告標識によって投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離が所定の距離以上であり、投影装置１００の設置位置が不適正であることをユーザに報知することができることとなって、より利便性の高い投影装置１００を提供することができる。

また、位置合わせチャートＣは、例えば、位置関係判定処理（後述）による判定結果に従って、スクリーンＳに対する当該投影装置１００の設置位置が適正であることを示す設置適正標識（図示略）が重畳されたものであっても良い。
即ち、チャート投影プログラムは、位置関係判定処理にて投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離が所定の距離未満である（投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの位置関係が投影装置１００の設置位置として適当である）と判定された場合に、スクリーンＳに対する当該投影装置１００の設置位置が適正であることを示す設置適正標識（例えば、「設置位置が適正です。ＯＫボタンを操作して下さい」等）を投影する処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。ここで、ＣＰＵは、表示駆動部３５、空間的光変調素子３６、光源ランプ３７及び投影レンズ１２等と協働して適正標識投影手段を構成している。
これにより、設置適正標識によって投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離が所定の距離未満であり、投影装置１００の設置位置が適正であることをユーザに報知することができることとなって、より利便性の高い投影装置１００を提供することができる。

また、位置合わせチャートＣは、例えば、図６（ｃ）に示すように、直交方向指示標識判定処理による判定結果に従って、直交方向指示標識Ｂの位置を案内する位置案内標識Ｐが重畳されたものであっても良い。位置案内標識Ｐとしては、例えば、直交方向指示標識Ｂの存する位置の方向を示す矢印（図６（ｃ）参照）等が挙げられる。
即ち、チャート投影プログラムは、直交方向指示標識判定処理にてスクリーンＳ内に直交方向指示標識Ｂが存在していないと判定された場合に、投影される直交方向指示標識Ｂの位置を案内する位置案内標識ＰをスクリーンＳに投影する処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。ここで、ＣＰＵは、表示駆動部３５、空間的光変調素子３６、光源ランプ３７及び投影レンズ１２等と協働して位置案内標識投影手段を構成している。
これにより、位置案内標識Ｐに従って投影装置１００の再設置をより適正に行うことができ、より利便性の高い投影装置１００を提供することができる。

領域特定プログラムは、ＣＰＵを領域特定手段として機能させるものである。即ち、領域特定プログラムは、チャート投影処理にて投影される投影方向指示標識Ａの複数の領域のうち、直交方向指示標識Ｂにより指示される領域を特定する領域特定処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。

台形補正プログラムは、ＣＰＵを台形補正手段として機能させるものである。即ち、台形補正プログラムは、投影レンズ１２を介して投影される画像の台形補正を行う台形補正処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。具体的には、台形補正プログラムは、ＣＰＵによって、領域特定処理にて特定された投影方向指示標識Ａの領域に基づいて、画像の台形補正を行うためのものである。例えば、最も中心に近い領域に直交方向指示標識Ｂが存する場合には、台形補正を行わず、中心から離れた領域ほどより強い補正量で台形補正を行うようになっている。なお、投影方向指示標識Ａの領域外に直交方向指示標識Ｂが存する場合には、所定の警告表示を行って、当該領域内に存するように再設置を促すようにしても良い。
これにより、位置合わせチャートＣに従って精緻に設置位置の調整を行わなくとも、その後の台形補正処理により台形補正された画像を投影することができる。即ち、設置位置の調整をある程度行っておくことで、その後に台形補正処理を行っても投影画像の寸法が小さくなることを適正に防止することができる。また、直交方向指示標識Ｂの指示する投影方向指示標識Ａの領域に応じて、画像に対してより適正な台形補正処理を行うことができ、より魅力的な投影装置１００を提供することができる。
このように、設置位置の調整と台形補正処理との双方のメリットをバランス良く享受することができる。

位置関係判定プログラムは、ＣＰＵを位置関係判定手段として機能させるものである。即ち、位置関係判定プログラムは、チャート投影処理にて投影される投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離を特定して、当該相対距離が所定の距離以上である否かに応じて、投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの位置関係が投影装置１００の設置位置として適当であるか否かを判定する位置関係判定処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。具体的には、位置関係判定プログラムは、ユーザにより設置位置が適正であることを指示するＯＫボタンが操作された際に、ＣＰＵによって、位置関係判定処理を行うためのものである。

直交方向指示標識判定プログラムは、ＣＰＵを直交方向指示標識判定手段として機能させるものである。即ち、直交方向指示標識判定プログラムは、チャート投影処理にて投影される直交方向指示標識ＢがスクリーンＳの画像投影可能な範囲内に存するか否かを判定する直交方向指示標識判定処理に係る機能をＣＰＵに実現させるためのプログラムである。

次に、投影装置１００による設置位置調整処理について図７を参照して説明する。
図７は、設置位置調整処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
なお、以下に説明する設置位置調整処理にあっては、領域特定処理、位置関係判定処理、直交方向指示標識判定処理等の各処理を適宜実行することができるが、図７に示す当該処理にあっては、上記各処理を実行しないものを例示する。

投影装置１００をスクリーンＳに対して略正面となる所定の設置位置に配設する場合には、図７に示すように、先ず、測距処理部４３は、位相差センサ１３１、１３２からの投影光とスクリーンＳとの水平方向及び垂直方向の交点をそれぞれ算出し（ステップＳ１）、続けて、算出した交点の座標から直交方向指示標識Ｂの座標を算出する（ステップＳ２）。
そして、制御部３９は、所定のＡＦ用のチャートを投影レンズ１２から投影させ、測距処理部４３により測距されたスクリーンＳまでの距離に基づいて、レンズモータ３８の駆動を制御して投影レンズ１２のフォーカス位置を調整する合焦処理（ＡＦ）を行う（ステップＳ３）。これにより、後に投影される位置合わせチャートＣの投影方向指示標識Ａ及び直交方向指示標識Ｂを視認できる程度にフォーカスを合わせるようになっている。

次に、制御部３９は、ＲＯＭから読み出したチャート投影プログラムの実行に基づいて、画像記憶部４０から読み出した所定の画像データに基づいて、投影方向指示標識Ａ及び直交方向指示標識Ｂを含む位置合わせチャートＣを投影する（ステップＳ４）。
位置合わせチャートＣの投影は、所定時間、例えば、次の位置合わせチャートの投影時まで連続して行われ、その間に、制御部３９は、設置位置が適正であることを指示するＯＫボタンが操作されたか否かを判定する（ステップＳ５）。
ここで、所定時間内にＯＫボタンが操作されていないと判定されると（ステップＳ５；ＮＯ）」、制御部３９は、ステップＳ１に移行して、それ以降の処理を実行制御する。即ち、投影方向指示標識Ａ及び直交方向指示標識Ｂを含む位置合わせチャートＣを参考にして、ユーザにより投影装置１００の再設置を行うことができる。つまり、直交方向指示標識Ｂの座標を随時算出するとともに、更新した直交方向指示標識Ｂの座標を含む位置合わせチャートを投影するので、ユーザは投影装置を動かしながら投影装置１００の再設置を行うことができることとなって、スクリーンＳに対してどのような位置に設置したら良いかをわかり易くすることができる。

一方、ステップＳ５にて、ＯＫボタンが操作されたと判定されると（ステップＳ５；ＹＥＳ）、制御部３９は、測距処理部４３により測距されたスクリーンＳまでの距離に基づいて、投影レンズ１２のフォーカス位置を調整する合焦処理を再度行う（ステップＳ６）。これにより、投影される画像のフォーカスをより正確に合わせるようになっている。
次に、制御部３９は、ＲＯＭから読み出した台形補正プログラムの実行に基づいて、投影レンズ１２を介して投影される画像の台形補正を行う台形補正処理（ＡＫ）を行う（ステップＳ７）。
これにより、設置位置調整処理を終了する。

以上のように、本実施形態の投影装置１００によれば、位相差センサ１３１、１３２により検出されたスクリーンＳまでの距離に基づいて当該スクリーンＳに対する直交方向Ｄ２を検出することができ、当該直交方向Ｄ２を指示する直交方向指示標識Ｂ、及び画像の投影方向Ｄ１を指示する投影方向指示標識Ａを含む位置合わせチャートＣを投影することができるので、当該位置合わせチャートＣの投影方向指示標識Ａ及び直交方向指示標識Ｂに基づいて、投影方向Ｄ１と直交方向Ｄ２が重なるように投影装置１００を設置することができることとなって、これにより、スクリーンＳに対して適正な向きに設置することができる。
また、投影装置１００の設置後に、投影画像の台形補正処理を行うことができるので、位置合わせチャートＣに従って精緻に設置位置の調整を行わなくとも、その後の台形補正処理により台形補正された画像を投影することができる。このとき、投影方向指示標識Ａが複数の領域に区分されてなるものの場合、直交方向指示標識Ｂの指示する領域に応じて、画像に対してより適正な台形補正処理を行うことができる。
従って、位置合わせチャートＣを用いた設置位置の調整と台形補正処理との双方のメリットをバランス良く享受することができ、より魅力的な投影装置１００を提供することができる。

また、投影方向指示標識Ａの位置を示す補助線Ｈａが重畳された投影方向指示標識Ａを投影することにより、当該投影方向指示標識Ａの位置をより分かり易く示すことができ、直交方向指示標識Ｂとの相対的な位置関係を分かり易いものとすることができる。
さらに、複数の領域に区分された投影方向指示標識Ａを投影することにより、当該投影方向指示標識Ａをより分かり易くすることができ、直交方向指示標識Ｂとの相対的な位置関係を分かり易いものとすることができる。

また、直交方向指示標識Ｂの位置を示す補助線Ｈｂが重畳された直交方向指示標識Ｂを投影することにより、当該直交方向指示標識Ｂの位置をより分かり易く示すことができ、投影方向指示標識Ａとの相対的な位置関係を分かり易いものとすることができる。

さらに、投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離が所定の距離以上である場合に、不適正警告標識を投影することにより、投影装置１００の設置位置が不適正であることをユーザに報知することができる。
一方、投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離が所定の距離未満である場合に、設置適正標識を投影することにより、投影装置１００の設置位置が適正であることをユーザに報知することができる。このように、より利便性の高い投影装置１００を提供することができる。

また、スクリーンＳ内に直交方向指示標識Ｂが存していない場合に、位置案内標識Ｐを投影することにより、当該位置案内標識Ｐに従って投影装置１００の再設置をより適正に行うことができ、より利便性の高い投影装置１００を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態では、設置位置の調整後に台形補正処理を行うようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、制御部３９の制御下にて、投影レンズ１２の位置を調節して投影画像の補正を行うようにしても良い。即ち、制御部（レンズ位置調節手段）の制御下にて、投影レンズ１２をズームさせたり投影方向と垂直方向にレンズをシフトするレンズシフトを行うことにより、投影画像の移動を行うようにしても良い。また、当該画像補正は、例えば、中心からの距離に従って複数の領域に区分されてなる投影方向指示標識Ａの場合、当該投影方向指示標識Ａの領域のうち、直交方向指示標識Ｂにより指示される領域に基づいて、投影レンズ１２の位置を調節するようにしても良い。
これにより、位置合わせチャートＣに従って精緻に設置位置の調整を行わなくとも、その後の画像補正処理により補正された画像を投影することができる。また、直交方向指示標識Ｂが指示する投影方向指示標識Ａの領域に応じて、画像に対してより適正な画像補正処理を行うことができ、より利便性の高い投影装置１００を提供することができる。

また、上記実施形態では、ユーザによるＯＫボタンの操作に基づいて、投影装置１００の設置位置の調整を完了させるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、直交方向指示標識Ｂが特定位置に連続して所定時間以上投影された場合に、当該投影装置１００の設置が完了したことを認識するようにしても良い。
即ち、ＣＰＵが投影時間判定手段として機能して、例えば、投影時間判定プログラムの実行に基づいて、位置関係判定処理にて投影方向指示標識Ａと直交方向指示標識Ｂとの相対距離が所定の距離未満であると判定された場合に、直交方向指示標識Ｂが特定位置に連続して投影される連続投影時間が所定時間以上であるか否かを判定する投影時間判定処理を行い、さらに、ＣＰＵが設置完了認識手段として機能して、例えば、設置完了認識プログラムの実行に基づいて、投影時間判定処理にて連続投影時間が所定時間以上であると判定された場合に、当該投影装置１００の設置が完了したことを認識して、台形補正を行う設置完了認識処理を行うようにしても良い。
これにより、所定の操作ボタン、例えば、設置位置が適正であることを指示するＯＫボタンの操作を行わなくても、連続投影時間の経過後に自動的に投影装置１００の設置を完了することができることとなり、使い勝手の良い投影装置１００を提供することができる。

さらに、上記実施形態では、位相差センサ１３１、１３２により測距するスクリーンＳ上の点を２点としたが、これに限られるものではなく、例えば、より多くの点を測距することにより位相差センサ１３１、１３２による測距精度を向上させることができる。また、位相差センサ１３１、１３２は、例えば、ラインセンサから構成されているので、所定の直線上の全ての点を測距した後、最短となった点を直交方向指示標識Ｂとするようにしても良い。

加えて、上記実施形態では、直交方向検出手段として位相差センサ１３１、１３２を例示して説明したが、これに限られるものではなく、投影画像のスクリーンＳに対する直交方向Ｄ２を検出することができるものであれば如何なるものであっても良い。
また、本実施形態では、測距の為に位相差センサ１３１、１３２を用いたが、距離画像センサを用いても良い。この距離画像センサとは、例えば、画素に蓄積した電荷を電圧として読み出して出力回路に転送して増幅して出力する「電荷転送方式」に基づく特殊画素構造をしたＣＭＯＳセンサと、このＣＭＯＳセンサ周辺に被写体に向けて近赤外光を照射するＬＥＤとを備え、このＬＥＤ反射光を前記ＣＭＯＳが受光するまでの時間を計測することで距離を求める「ＴＯＦ方式」を用いたものである。これによって、より広範囲にわたる測距を素早く高速で行うことができる。他には、超音波センサ等も位相差センサの代替として使用されうる。

さらに、上記実施形態では、スクリーンＳ上に投影された画像の水平方向及び垂直方向の交点を測距するために、水平方向用及び垂直方向用の２組の位相差センサ１３１、１３２を用いたが、これに限られるものではない。即ち、例えば、所定方向に並んだ２つの位相差センサからなる１組のセンサの測距レンズを所定方向に略直交する方向に可動自在としたり、プリズムやミラー等を設けて、画像の水平方向及び垂直方向の交点を測距するようにしても良い。これにより、２つの位相差センサを用いることによって、センサの個体差により生じる誤差を軽減することができる。

加えて、上記実施形態では、投影方向ベクトルの水平方向成分及び垂直方向成分を指示する投影方向指示標識Ａを例示したが、これに限られるものではなく、投影方向指示標識Ａは、少なくとも投影方向ベクトルの水平方向成分を指示するものであれば良い。また、直交方向ベクトルの水平方向成分及び垂直方向成分を指示する直交方向指示標識Ｂを例示したが、これに限られるものではなく、直交方向指示標識Ｂは、少なくとも直交方向ベクトルの水平方向成分を指示するものであれば良い。

さらに、上記実施形態では、位置合わせチャートＣの投影方向指示標識Ａの座標を（０，０）となる位置に設けるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、投影装置１００の設置高さとスクリーンＳの高さに応じて投影方向指示標識ＡがスクリーンＳの略中央に位置するように当該標識ＡのＹ座標を上下にずらすようにしても良い。これにより、位置合わせチャートＣの略中央に投影方向指示標識Ａを投影することができることとなって、当該位置合わせチャートＣの視認性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、ＣＰＵの制御下にて投影レンズ１２から所定の位置合わせチャートＣを投影することにより投影方向指示標識投影手段及び直交方向指示標識投影手段の機能を実現するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、所定の投影方向指示標識Ａや直交方向指示標識Ｂをそれぞれ別個のレーザー発生器からレーザー光を発して投影するような構成としても良い。

さらに、上記実施形態にあっては、投影装置１００として、フロントプロジェクション方式のものを例示して説明したが、これに限られるものではなく、例えば、リアプロジェクション方式のものであっても良い。

さらに、上記実施の形態では、投影方向指示標識投影手段、直交方向指示標識投影手段、台形補正手段、領域特定手段、位置関係判定手段、警告標識投影手段、適正標識投影手段、投影時間判定手段、設置完了認識手段、直交方向指示標識判定手段、位置案内標識投影手段、レンズ位置調節手段としての機能を、制御部３９のＣＰＵによって、所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、各種機能を実現するためのロジック回路等から構成しても良い。

本発明を適用した好適な一実施形態の投影装置の外観構成を示す斜視図である。 図１の投影装置の要部構成を模式的に示した図である。 図１の投影装置による測距処理を説明するための図である。 図１の投影装置の投影方向及びスクリーンに対する直交方向を模式的に示した図である。 図１の投影装置による設置位置調整処理にて位置合わせチャートを投影した状態を模式的に示した図である。 図５の位置合わせチャートの一例を模式的に示した図である。 図５の設置位置調整処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 投影装置
１２ 投影レンズ（投影手段）
３５ 表示駆動部（投影手段）
３６ 空間的光変調素子（投影手段）
３７ 光源ランプ（投影手段）
３９ 制御部（投影方向指示標識投影手段、直交方向指示標識投影手段、台形補正手段、領域特定手段、位置関係判定手段、警告標識投影手段、適正標識投影手段、投影時間判定手段、設置完了認識手段、直交方向指示標識判定手段、位置案内標識投影手段、レンズ位置調節手段）
４３ 測距処理部（直交方向検出手段）
Ｄ１ 投影方向
Ｄ２ 直交方向
Ｓ スクリーン（投影面）

Claims (10)

1. 画像を投影レンズを介して投影する投影手段を備えた投影装置であって、
   前記投影手段による前記画像の投影方向ベクトルの水平方向成分を指示する投影方向指示標識を投影する投影方向指示標識投影手段と、
   前記投影装置から前記画像の投影面に対する直交方向ベクトルの水平方向成分を検出する直交方向検出手段と、
   前記直交方向検出手段によって検出された前記直交方向ベクトルの水平方向成分を指示する直交方向指示標識を投影する直交方向指示標識投影手段と、
   前記投影手段から投影される前記画像の台形補正を行う台形補正手段と、
   を備え、
   前記投影方向指示標識は、当該投影方向指示標識の中心からの距離に応じた複数の領域に区分されており、
   前記投影方向指示標識の前記複数の領域のうち、前記直交方向指示標識により指示される領域を特定する領域特定手段を更に備え、
   前記台形補正手段は、前記領域特定手段により特定された領域と投影方向指示標識の中心との距離に基づいて、前記台形補正を行うことを特徴とする投影装置。
2. 前記投影方向指示標識投影手段は、前記投影方向ベクトルの垂直方向成分も指示し、
   前記直交方向検出手段は、前記直交方向ベクトルの垂直方向成分も検出し、
   前記直交方向指示標識投影手段は、前記直交方向ベクトルの垂直方向成分も指示することを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 前記直交方向検出手段は、三角測距の原理に基づいて前記投影面までの距離を検出する位相差センサを備え、前記位相差センサにより検出された前記投影面までの距離に基づいて前記直交方向を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の投影装置。
4. 前記投影方向指示標識投影手段から投影される前記投影方向指示標識と前記直交方向指示標識投影手段から投影される前記直交方向指示標識との位置関係を特定して、当該位置関係が当該投影装置の設置位置として適当であるか否かを判定する位置関係判定手段と、
   前記位置関係判定手段により前記位置関係が適当ではないと判定された場合に、前記投影面に対する当該投影装置の設置位置が不適正であることを示す不適正警告標識を投影する警告標識投影手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の投影装置。
5. 前記投影方向指示標識投影手段から投影される前記投影方向指示標識と前記直交方向指示標識投影手段から投影される前記直交方向指示標識との位置関係を特定して、当該位置関係が当該投影装置の設置位置として適当であるか否かを判定する位置関係判定手段と、
   前記位置関係判定手段により前記位置関係が適当であると判定された場合に、前記投影面に対する当該投影装置の設置位置が適正であることを示す設置適正標識を投影する適正標識投影手段とを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の投影装置。
6. 前記位置関係判定手段により前記位置関係が当該投影装置の設置位置として適当であると判定された場合に、前記直交方向指示標識投影手段から前記直交方向指示標識が特定位置に連続して投影される連続投影時間が所定時間以上であるか否かを判定する投影時間判定手段と、
   前記投影時間判定手段により前記連続投影時間が所定時間以上であると判定された場合に、当該投影装置の設置が完了したことを認識して、前記台形補正を行う設置完了認識手段とを備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の投影装置。
7. 前記投影方向指示標識投影手段は、前記投影方向指示標識の位置を示す補助線を当該投影方向指示標識に重畳して投影する、又は前記直交方向指示標識投影手段は、前記直交方向指示標識の位置を示す補助線を当該直交方向指示標識に重畳して投影することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の投影装置。
8. 前記直交方向指示標識投影手段から投影される前記直交方向指示標識が前記画像を投影可能な範囲内に存在するか否かを判定する直交方向指示標識判定手段と、
   前記直交方向指示標識判定手段により前記画像を投影可能な範囲内に前記直交方向指示標識が存していないと判定された場合に、前記直交方向指示標識の位置を案内する位置案内標識を前記投影面に投影する位置案内標識投影手段とを備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の投影装置。
9. 画像を投影レンズを介して投影する投影手段を備える投影装置を用いた投影方法であって、
   前記投影手段による前記画像の投影方向を指示し、中心からの距離に応じた複数の領域に区分された投影方向指示標識を投影する工程と、
   前記画像の投影面に対する直交方向を検出する工程と、
   検出された前記直交方向を指示する直交方向指示標識を投影する工程と、
   前記投影方向指示標識の前記複数の領域のうち、前記直交方向指示標識により指示される領域を特定する領域特定工程と、
   前記領域特定工程により特定された前記領域に基づいて、前記投影手段から投影される画像を台形補正する台形補正工程と、を行うことを特徴とする投影方法。
10. 画像を投影レンズを介して投影する投影手段を備える投影装置に、
    前記投影手段による前記画像の投影方向を指示し、中心からの距離に応じた複数の領域に区分された投影方向指示標識を投影する機能と、
    前記画像の投影面に対する直交方向を検出する機能と、
    検出された前記直交方向を指示する直交方向指示標識を投影する機能と、
    前記投影方向指示標識の前記複数の領域のうち、前記直交方向指示標識により指示される領域を特定する機能と、
    特定された前記領域に基づいて、前記投影手段から投影される画像を台形補正する機能と、
    を実現させることを特徴とするプログラム。

Images