JP6322993B2 - 幾何学補正調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、幾何学補正調整方法に関する。

一般に、パーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づく画像を、スクリーン等の被投影体に投影する画像投影装置としてのプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタが設置されるとき、初めに、スクリーン等の被投影体に対するプロジェクタの投影領域が調整される。例えば特許文献１には、カーソルを移動させることによって投影領域の頂点を移動させて投影領域を変形させ、これによって幾何学補正の調整が行われる技術が開示されている。

特開２００６−２２７４４１号公報

幾何学補正に係る投影領域の調整は容易に行われ得ることが望ましい。そこで本発明は、容易に幾何学補正の調整を行える幾何学補正調整方法を提供することを目的とする。

前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、投影光を変調する複数の画素を含む素子領域を有して前記素子領域内に含まれる四角形の有効素子領域によって入力画像に基づき被投影体に投影される投影像を生成する出力表示素子を備え、前記投影像を前記被投影体に投影する投影装置の前記素子領域における前記有効素子領域を調整するためのユーザの調整指示を取得することを含む幾何学補正調整方法は、１）前記素子領域に対応する投影像を前記被投影体よりも広くなるように投影させ、２）前記調整指示に従って、前記有効素子領域の一辺を表す前記投影像における線が、前記有効素子領域の１つの頂点に対応する前記被投影体における四角形の被投影領域の頂点と接するまで、前記有効素子領域の頂点を、当該頂点を一端とする２辺のうち一方の辺に沿って移動させ、３）移動後の一辺の一端である前記有効素子領域の頂点を当該移動後の一辺に沿って被投影領域の頂点と一致するまで移動させ、４）前記移動後の頂点に対応するように前記素子領域における前記有効素子領域を変更させ、５）前記２）〜４）の手順を前記四角形の４頂点の他の３つの頂点に対して繰り返す。

本発明によれば、容易に幾何学補正の調整を行える幾何学補正調整方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る投影装置としてのプロジェクタの構成例を示すブロック図。 幾何学補正について説明するための図であり、幾何学補正の調整前のマイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 幾何学補正について説明するための図であり、幾何学補正の調整前の被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 幾何学補正について説明するための図であり、幾何学補正の調整後のマイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 幾何学補正について説明するための図であり、幾何学補正の調整後の被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 幾何学補正の調整に係る処理の一例を示すフローチャート。 幾何学補正の調整に係る左上頂点の上下方向調整処理の一例を示すフローチャート。 初期状態のマイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 初期状態の被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 左上頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 左上頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 左上頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 左上頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 左下頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 左下頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 左下頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 左下頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 右下頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 右下頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 右下頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 右下頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 右上頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 右上頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 右上頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 右上頂点の上下方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 左上頂点の上下方向調整処理に相当する比較例における処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 左上頂点の上下方向調整処理に相当する比較例における処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 変形例における右下頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、マイクロミラー素子の素子領域と有効素子領域との一例を表す模式図。 変形例における右下頂点の左右方向調整処理を説明するための図であり、被投影領域と投影領域との一例を表す模式図。 変形例における調整用チャートの一例を示す模式図。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る投影装置は、マイクロミラー表示素子を用いたＤｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤＬＰ）（登録商標）方式を用いている。本実施形態に係る投影装置としてのプロジェクタ１の構成の概略を図１に示す。プロジェクタ１は、入出力コネクタ部１１と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２と、画像変換部１３と、投影処理部１４と、マイクロミラー素子１５と、光源部１６と、ミラー１８と、投影レンズ２０と、ＣＰＵ２５と、メインメモリ２６と、プログラムメモリ２７と、操作部２８と、音声処理部３０と、スピーカ３２と、システムバスＳＢとを有する。

入出力コネクタ部１１には、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子や、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子といった端子が設けられており、アナログ画像信号が入力される。入力された画像信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２及びシステムバスＳＢを介して画像変換部１３に入力される。入力された各種規格のアナログ画像信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２においてデジタル画像信号に変換される。なお、入出力コネクタ部１１には、例えばＨＤＭＩ（登録商標）端子等も設けられ、アナログ画像信号のみならずデジタル画像信号も入力され得るようにしてもよい。また、入出力コネクタ部１１には、アナログ信号又はデジタル信号による音声信号が入力される。入力された音声信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２及びシステムバスＳＢを介して音声処理部３０に入力される。

画像変換部１３は、スケーラとも称される。画像変換部１３は、入力された画像データについて、解像度数、階調数等を調整する変換を行い、投影に適した所定のフォーマットの画像データを生成する。画像変換部１３は、後述する、幾何学補正調整部１３ａと、その幾何学補正調整部１３ａの指示を受けて実際に画像補整を行う幾何学補正部１３ｂを含む。画像変換部１３は、画像補正等の変換した画像データを投影処理部１４へ送信する。必要に応じて画像変換部１３は、プロジェクタ１の各種動作状態を示すＯｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＯＳＤ）用のシンボルを重畳した画像データを、加工画像データとして投影処理部１４に送信する。

光源部１６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色光を含む複数色の光を射出する。ここで、光源部１６は、複数色の色を時分割で順次射出するように構成されている。光源部１６から射出された光は、ミラー１８で全反射し、マイクロミラー素子１５に入射する。

マイクロミラー素子１５は、アレイ状に配列された複数の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、高速でオン／オフ動作して、光源部１６から照射された光を投影レンズ２０の方向に反射させたり、投影レンズ２０の方向からそらしたりする。マイクロミラー素子１５には、微小ミラーが例えばＷＸＧＡ（Ｗｉｄｅ ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）（横１２８０画素×縦８００画素）分だけ並べられている。各微小ミラーにおける反射によって、マイクロミラー素子１５は、例えばＷＸＧＡ解像度の画像を形成する。このように、マイクロミラー素子１５は空間的光変調素子として機能する。本実施形態では、マイクロミラー素子１５において、微小ミラーが配置されており画像を形成する機能を有する領域を素子領域と称することにする。

投影処理部１４は、画像変換部１３から送信された画像データに応じて、その画像データが表す画像を表示させるため、マイクロミラー素子１５を駆動する。すなわち、投影処理部１４は、マイクロミラー素子１５の各微小ミラーをオン／オフ動作させる。ここで投影処理部１４は、マイクロミラー素子１５を高速に時分割駆動する。単位時間の分割数は、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と、色成分の分割数と、表示階調数とを乗算して得られる数である。また、投影処理部１４は、マイクロミラー素子１５の動作と同期させて光源部１６の動作も制御する。すなわち、投影処理部１４は、各フレームを時分割して、フレーム毎に全色成分の光を順次射出するように光源部１６の動作を制御する。

投影レンズ２０は、マイクロミラー素子１５から導かれた光を、例えば図示しないスクリーン等の被投影体に投影する光に調整する。したがって、マイクロミラー素子１５による反射光で形成された光像は、投影レンズ２０を介して、スクリーン等の被投影体に投影され表示される。投影レンズ２０は、ズーム機構を有しており、投影される画像の大きさを変更する機能を有する。また、投影レンズ２０は、投影画像の合焦状態を調整するためのフォーカス調整機構を有する。このように、光源部１６及び投影レンズ２０等は、被投影体に投影光を投影するように構成された投影光学系として機能する。

音声処理部３０は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備える。入出力コネクタ部１１から入力されたアナログ音声データに基づいて、又は投影動作時に与えられたデジタル音声データをアナログ化した信号に基づいて、音声処理部３０は、スピーカ３２を駆動して拡声放音させる。また、音声処理部３０は、必要に応じてビープ音等を発生させる。スピーカ３２は、音声処理部３０から入力された信号に基づいて音声を射出する一般的なスピーカである。

ＣＰＵ２５は、画像変換部１３、投影処理部１４、音声処理部３０の動作を制御する。このＣＰＵ２５は、メインメモリ２６及びプログラムメモリ２７と接続されている。メインメモリ２６は、例えばＳＲＡＭで構成される。メインメモリ２６は、ＣＰＵ２５のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ２７は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。プログラムメモリ２７は、ＣＰＵ２５が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。また、ＣＰＵ２５は、操作部２８と接続されている。操作部２８は、プロジェクタ１の本体に設けられるキー操作部と、プロジェクタ１専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光する赤外線受光部とを含む。操作部２８は、ユーザが本体のキー操作部又はリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ２５に出力する。ＣＰＵ２５は、メインメモリ２６及びプログラムメモリ２７に記憶されたプログラムやデータを用いて、操作部２８からのユーザの指示に応じてプロジェクタ１の各部の動作を制御する。本実施形態では、操作部２８は、例えば十字キーやＯＫボタン等を含む。

画像変換部１３内の幾何学補正調整部１３ａは、投影レンズ２０から射出される投影光によって被投影体に投影される画像が歪みなく表現されるように、幾何学補正（歪み補正）に係る処理（後述の図４A、図４Ｂに示す処理）を行う。具体的には、幾何学補正調整部１３ａは、入力画像の投影を開始する前の幾何学補正の調整において、操作部２８から入力されたユーザの調整指示に基づいて、画像変換部１３内の幾何学補正部１３ｂで行う幾何学補正に係る画像変換のパラメータを調整する。幾何学補正調整部１３ａは、調整した画像変換のパラメータを画像変換部１３内の幾何学補正部１３ｂに出力する。

本実施形態に係るプロジェクタ１の投影動作について説明する。この投影動作は、ＣＰＵ２５の制御の下、投影処理部１４が実行するものである。光源部１６の動作は、投影処理部１４により制御される。投影処理部１４は、光源部１６内の各色を発する半導体レーザやＬＥＤのオン又はオフや、それら光源と蛍光体との組み合わせなどを変化させることで、例えば赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３色の光を、光源部１６から順次射出させる。投影処理部１４は、光源部１６からマイクロミラー素子１５に順次、赤色光、緑色光、及び青色光を入射させる。

マイクロミラー素子１５は、各色の光について微小ミラー毎（画素毎）に、画像データに基づく階調が高い程入射した光を投影レンズ２０に導く時間を長くし、階調が低い程入射した光を投影レンズ２０に導く時間を短くする。すなわち、投影処理部１４は、階調が高い画素に対応する微小ミラーが長時間オン状態となるように、階調が低い画素に対応する微小ミラーが長時間オフ状態となるように、マイクロミラー素子１５を制御する。このようにすることで、投影レンズ２０から射出される光について、微小ミラー毎（画素毎）に各色の階調が表現され得る。

フレーム毎に、微小ミラーがオンになっている時間で表現された階調を各色について組み合わせることでカラー画像が表現される。以上のようにして、投影レンズ２０からは、画像が表現された投影光が射出される。この投影光が、例えばスクリーンに投影されることで、スクリーン等にはカラー画像が表示される。

なお、上記説明では、赤色光、緑色光、青色光の３色を用いるプロジェクタの例を示したが、マゼンタやイエロー等の補色や、白色光等を組み合わせて画像を形成するように、これら色の光を射出できるようにプロジェクタが構成されてもよい。

次に、本実施形態に係る幾何学補正について説明する。マイクロミラー素子１５のうち画像の表示に用いる領域について、及び投影画像の領域について図２Ａ乃至図３Ｂを参照して説明する。

図２Ａは、マイクロミラー素子１５について模式的に示す図である。図２Ａにおいて、外枠である長方形は、マイクロミラー素子１５においてマイクロミラーが並んでおり画像を表現することが可能な領域である素子領域６２を模式的に示す。また、図２Ａにおいて、斜線を付した長方形は、素子領域６２のうち、画像変換部１３によって変換された画像を表現するために用いられる領域である有効素子領域６４を模式的に示す。後述するように、有効素子領域６４の外側は、画素階調を０（黒階調）として画像処理される。図２Ａは、素子領域６２の全体を有効素子領域６４として画像を表現するために用いている場合を模式的に示している。有効素子領域６４内の格子は、画像の歪みが認識されやすいように便宜的に付されている。つまり、図２Ａは、素子領域６２と有効素子領域６４が同じ場合を説明しているが、わかりやすいように、素子領域６２が有効素子領域６４より少し大きく示している。

プロジェクタ１によって画像が投影される被投影体が、長方形の平面であるスクリーンである場合を考える。本実施形態では、このスクリーンに対してプロジェクタ１の投影レンズ２０の光軸が垂直でない場合を考える。

図２Ａに示すように素子領域６２の全体が有効素子領域６４として画像を表現するために用いられている場合のスクリーンの様子を図２Ｂに模式的に示す。図２Ｂにおいて、内側に示された長方形は、長方形のスクリーンの被投影領域７２を模式的に示す。図２Ｂにおいて斜線を付した四角形は、プロジェクタ１によって画像が投影される領域である投影領域７４を示す。図２Ｂに示すように、被投影領域７２に対して投影レンズ２０の光軸が垂直でない場合、投影領域７４は長方形でない四角形となる。投影領域７４内の格子は、画像の歪みが認識されやすいように便宜的に付されている。本実施形態では、図２Ｂに示すように投影領域７４の外郭が被投影領域７２の外側となるようにプロジェクタ１が設置され、また投影レンズ２０の光学的特徴（光学ズーム設定等）が設定されるものとする。

図２Ｂに示すように、被投影領域７２に対して投影レンズ２０の光軸が垂直でない場合、投影領域７４が長方形でなく、投影される画像は歪むことになる。幾何学補正では、被投影領域７２に歪みがない長方形の画像が投影されるように、マイクロミラー素子１５を用いた画像表現を調整する。すなわち、マイクロミラー素子１５の素子領域６２上に表現される画像は、投影すべき画像に幾何学補正が施された歪んだ画像とされ、その結果、被投影体に歪みがない画像が投影されるように調整する。具体的には、投影される画像を適切に縮小するとともにその縮小された画像の外側の領域（素子領域６２において、有効素子領域６４よりも外側の領域）における画素階調を０（黒階調）とする。なお、この幾何学補正は、画像変換部１３内の幾何学補正部１３ｂによって行われる。

図３Ａは、画像変換部１３内の幾何学補正部１３ｂによって幾何学補正が行われた後の素子領域６２と有効素子領域６４との関係を模式的に示す。図３Ａに示すように、素子領域のうち、歪んだ四角形が有効素子領域６４として画像表現に用いられる。つまり、投影される画像が適切に縮小され、素子領域６２において有効素子領域６４より外側の領域は、画素階調が０（黒階調）となっている。

このときの被投影領域７２における投影領域７４の関係を図３Ｂに模式的に示す。図３Ｂに示すように、図３Ａのように有効素子領域６４が設定されることによって、画像は被投影体に歪みなく投影されることになる。実際には、有効素子領域６４に適切に縮小された画像が投影領域７４に入るように投影され、その外側の素子領域６２に対応する領域（点線で示す）部分には、画素階調が０（黒階調）の画像が投影される状態となっている。このように被投影体に歪みなく画像を投影するために、素子領域６２における画像を調整することを、本実施形態では幾何学補正と称する。

このように、例えばマイクロミラー素子１５は、投影光を変調する複数の画素を含む素子領域を有し、素子領域内に含まれる四角形の有効素子領域によって入力画像に基づいて被投影体に投影される投影像を生成する出力表示素子として機能する。

本実施形態に係る幾何学補正において、被投影体に歪みなく画像を投影するために必要な有効素子領域６４の設定方法について説明する。幾何学補正調整部１３ａで実施される幾何学補正の調整に係る処理を、図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１において、幾何学補正調整部１３ａは、プロジェクタ１の各部に司令して、幾何学補正用チャートを被投影体に投影させる。この幾何学補正用チャートは、どのようなものでもよいが、幾何学補正用チャートには、投影する画像の輪郭線が含まれていることが好ましい。本実施形態では、簡単のため幾何学補正用チャートは輪郭線のみであるものとして説明する。初期状態として、図５Ａに示すように、投影画像を表現するために、マイクロミラー素子１５の素子領域６２の全体が有効素子領域６４として用いられる。この状態においてユーザは、図５Ｂに示すように、投影領域７４が例えばスクリーンである被投影体の被投影領域７２よりも広くなるように、プロジェクタ１のスクリーンまでの距離を調整する設置及び投影レンズ２０の焦点距離やフォーカスなどを調整する。ユーザは、プロジェクタ１の設置及び投影レンズ２０の焦点距離やフォーカスなどの調整を行ったら、幾何学補正の調整を開始する旨の指示をプロジェクタ１に入力する。この入力は、例えばユーザが操作部２８に含まれる幾何学補正調整開始ボタンを押すことで行われる。

ステップＳ２において、幾何学補正調整部１３ａは、ユーザが幾何学補正の調整開始の指示を入力したか否かを判定する。調整開始の指示が入力されていないと判定されたとき、処理はステップＳ２を繰り返し、調整開始の指示の入力を待つ。調整開始の指示が入力されたと判定されたとき、処理はステップＳ３に進む。

［左上頂点の左右方向調整処理］
ステップＳ３において、幾何学補正調整部１３ａは、左上頂点の左右方向調整処理を開始する。左上頂点の左右方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの左ボタン又は右ボタンを押圧する。この左右ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが右ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図６Ａに示すように有効素子領域６４の左上角６４１を素子領域６２の上辺６２６に沿って右側に移動させて、有効素子領域６４を台形に変形させる。このとき、投影される画像は、図６Ｂに示すように、投影領域７４の左上角７４１が投影領域７４の上辺７４６に沿って右側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが左ボタンを押圧したときは、投影領域７４の左上角７４１が投影領域７４の上辺７４６に沿って左側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の左辺７４７が被投影領域７２の左上角７２１に接するように、操作部２８の左右ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の左辺７４７が被投影領域７２の左上角７２１と接したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、左上頂点の左右方向調整処理は終了する。その後処理はステップＳ４に進む。

［左上頂点の上下方向調整処理］
ステップＳ４において、幾何学補正調整部１３ａは、左上頂点の上下方向調整処理を開始する。左上頂点の上下方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの上ボタン又は下ボタンを押圧する。この上下ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが下ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図７Ａに示すように有効素子領域６４の左上角６４１を有効素子領域６４の左辺６４７に沿って下側に移動させて、有効素子領域６４を変形させる。このとき、投影される画像は、図７Ｂに示すように、投影領域７４の左上角７４１が投影領域７４の左辺７４７に沿って下側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが上ボタンを押圧したときは、投影領域７４の左上角７４１が投影領域７４の左辺７４７に沿って上側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の左上角７４１が被投影領域７２の左上角７２１と一致するように、操作部２８の上下ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の左上角７４１が被投影領域７２の左上角７２１と一致したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、左上頂点の上下方向調整処理は終了する。

左上頂点の上下方向調整処理（ステップＳ４）について図４Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ２１において、幾何学補正調整部１３ａは、有効素子領域６４の左辺６４７を表す式を算出する。具体的には、図６Ａの左上角６４１と左下角６４２を通る直線の式を求める。ステップＳ２２において、幾何学補正調整部１３ａは、操作部２８に入力されたユーザの指示を取得する。

ステップＳ２３において、幾何学補正調整部１３ａは、ステップＳ２２で取得されたユーザの入力が、下ボタンの押圧であったか否かを判定する。下ボタンの押圧であったと判定されたとき処理はステップＳ２４に進む。ステップＳ２４において、幾何学補正調整部１３ａは、ステップＳ２１で算出した左辺６４７に沿って、有効素子領域６４の左上角６４１を下側に移動させる演算を行い、有効素子領域６４を再決定する。幾何学補正調整部１３ａは、再決定した有効素子領域６４の情報を幾何学補正部１３ｂに送信する。幾何学補正部１３ｂは、幾何学補正調整部１３ａから取得した情報に基づいて幾何学補正を行い、幾何学補正後の画像が被投影体に投影されるようにする。その後、処理はステップＳ２２に戻る。（このとき、ステップＳ２１で求めた直線の式は、左上角６４１が移動しても変わらない。）一方、ステップＳ２３において、ユーザの入力が下ボタンの押圧ではなかったと判定されたとき、処理はステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５において、幾何学補正調整部１３ａは、ステップＳ２２で取得されたユーザの入力が、上ボタンの押圧であったか否かを判定する。上ボタンの押圧であったと判定されたとき処理はステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、幾何学補正調整部１３ａは、ステップＳ２１で算出した左辺６４７に沿って、有効素子領域６４の左上角６４１を上側に移動させる演算を行い、有効素子領域６４を再決定する。幾何学補正調整部１３ａは、再決定した有効素子領域６４の情報を幾何学補正部１３ｂに送信する。幾何学補正部１３ｂは、幾何学補正調整部１３ａから取得した情報に基づいて幾何学補正を行い、幾何学補正後の画像が被投影体に投影されるようにする。その後、処理はステップＳ２２に戻る。一方、ステップＳ２３において、ユーザの入力が上ボタンの押圧ではなかったと判定されたとき、処理はステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７において、幾何学補正調整部１３ａは、ステップＳ２２で取得されたユーザの入力が、ＯＫボタンの押圧であったか否かを判定する。ＯＫボタンの押圧でなかったと判定されたとき処理はステップＳ２２に戻る。一方、ＯＫボタンの押圧であったと判定されたとき、処理は図４ＡのステップＳ４の処理を抜け、ステップＳ５の処理に戻る。

［左下頂点の左右方向調整処理］
図４Ａに戻って説明を続ける。
ステップＳ５において、幾何学補正調整部１３ａは、左下頂点の左右方向調整処理を開始する。左下頂点の左右方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの左ボタン又は右ボタンを押圧する。この左右ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが右ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図８Ａに示すように有効素子領域６４の左下角６４２を素子領域６２の下辺６２８に沿って右側に移動させて、有効素子領域６４を変形させる。このとき、投影される画像は、図８Ｂに示すように、投影領域７４の左下角７４２が投影領域７４の下辺７４８に沿って右側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが左ボタンを押圧したときは、投影領域７４の左下角７４２が投影領域７４の下辺７４８に沿って左側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の左辺７４７が被投影領域７２の左辺７２７に重なるように、操作部２８の左右ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の左辺７４７が被投影領域７２の左辺７２７と接したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、左下頂点の左右方向調整処理は終了する。その後処理はステップＳ６に進む。

［左下頂点の上下方向調整処理］
ステップＳ６において、幾何学補正調整部１３ａは、左下頂点の上下方向調整処理を開始する。左下頂点の上下方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの上ボタン又は下ボタンを押圧する。この上下ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが上ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図９Ａに示すように有効素子領域６４の左下角６４２を有効素子領域６４の左辺６４７に沿って上側に移動させて、有効素子領域６４を変形させる。このとき、投影される画像は、図９Ｂに示すように、投影領域７４の左下角７４２が投影領域７４の左辺７４７に沿って上側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが下ボタンを押圧したときは、投影領域７４の左下角７４２が投影領域７４の左辺７４７に沿って下側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の左下角７４２が被投影領域７２の左下角７２２と一致するように、操作部２８の上下ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の左下角７４２が被投影領域７２の左下角７２２と一致したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、左下頂点の上下方向調整処理は終了する。

その後処理はステップＳ７に進む。このように、左下頂点の上下方向調整処理は、図４Ｂを参照して説明した左上頂点の上下方向調整処理（ステップＳ４）と同様である。

［右下頂点の左右方向調整処理］
ステップＳ７において、幾何学補正調整部１３ａは、右下頂点の左右方向調整処理を開始する。右下頂点の左右方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの左ボタン又は右ボタンを押圧する。この左右ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが左ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図１０Ａに示すように有効素子領域６４の右下角６４３を素子領域６２の下辺６２８に沿って左側に移動させて、有効素子領域６４を変形させる。このとき、投影される画像は、図１０Ｂに示すように、投影領域７４の右下角７４３が変形前の投影領域７４の下辺７５８に沿って左側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが右ボタンを押圧したときは、投影領域７４の右下角７４３が変形前の投影領域７４の下辺７５８に沿って右側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の右辺７４９が被投影領域７２の右下角７２３に接するように、操作部２８の左右ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の右辺７４９が被投影領域７２の右下角７２３と接したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、右下頂点の左右方向調整処理は終了する。その後処理はステップＳ８に進む。

［右下頂点の上下方向調整処理］
ステップＳ８において、幾何学補正調整部１３ａは、右下頂点の上下方向調整処理を開始する。右下頂点の上下方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの上ボタン又は下ボタンを押圧する。この上下ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが上ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図１１Ａに示すように有効素子領域６４の右下角６４３を有効素子領域６４の右辺６４９に沿って上側に移動させて、有効素子領域６４を変形させる。このとき、投影される画像は、図１１Ｂに示すように、投影領域７４の右下角７４３が投影領域７４の右辺７４９に沿って上側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが下ボタンを押圧したときは、投影領域７４の右下角７４３が投影領域７４の右辺７４９に沿って下側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の右下角７４３が被投影領域７２の右下角７２３と一致するように、操作部２８の上下ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の右下角７４３が被投影領域７２の右下角７２３と一致したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、右下頂点の上下方向調整処理は終了する。その後処理はステップＳ９に進む。このように、右下頂点の上下方向調整処理は、図４Ｂを参照して説明した左上頂点の上下方向調整処理（ステップＳ４）と同様である。

［右上頂点の左右方向調整処理］
ステップＳ９において、幾何学補正調整部１３ａは、右上頂点の左右方向調整処理を開始する。右上頂点の左右方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの左ボタン又は右ボタンを押圧する。この左右ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが左ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図１２Ａに示すように有効素子領域６４の右上角６４４を素子領域６２の上辺６２６に沿って左側に移動させて、有効素子領域６４を変形させる。このとき、投影される画像は、図１２Ｂに示すように、投影領域７４の右上角７４４が変形前の投影領域７４の上辺７５６に沿って左側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが右ボタンを押圧したときは、投影領域７４の右上角７４４が変形前の投影領域７４の上辺７５６に沿って右側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の右辺７４９が被投影領域７２の右辺７２９に重なるように、操作部２８の左右ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の右辺７４９が被投影領域７２の右辺７２９と接したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、右上頂点の左右方向調整処理は終了する。その後処理はステップＳ１０に進む。

［右上頂点の上下方向調整処理］
ステップＳ１０において、幾何学補正調整部１３ａは、右上頂点の上下方向調整処理を開始する。右上頂点の上下方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの上ボタン又は下ボタンを押圧する。この上下ボタンを用いた入力に応じて、幾何学補正調整部１３ａは、マイクロミラー素子１５を用いて表現する画像について、幾何学補正部１３ｂによって行われる画像変換の調整を行う。すなわち、ユーザが下ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図１３Ａに示すように有効素子領域６４の右上角６４４を有効素子領域６４の右辺６４９に沿って下側に移動させて、有効素子領域６４を変形させる。このとき、投影される画像は、図１３Ｂに示すように、投影領域７４の右上角７４４が投影領域７４の右辺７４９に沿って下側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。反対に、ユーザが下ボタンを押圧したときは、投影領域７４の右上角７４４が投影領域７４の右辺７４９に沿って下側に移動するように、有効素子領域６４が調整される。

ユーザは、投影領域７４の右上角７４４が被投影領域７２の右上角７２４と一致するように、操作部２８の上下ボタンを操作する。ユーザは、投影領域７４を確認しながら、投影領域７４の右上角７４４が被投影領域７２の右上角７２４と一致したとき、操作部２８のＯＫボタンを押圧する。操作部２８のＯＫボタンが押圧されたとき、右上頂点の上下方向調整処理は終了する。

その後処理は終了する。このように、右上頂点の上下方向調整処理は、図４Ｂを参照して説明した左上頂点の上下方向調整処理（ステップＳ４）と同様である。

以上に示した幾何学補正の調整処理によって、投影領域７４と長方形の被投影領域７２とが一致するために必要な画像変換式が得られる。本実施形態に係るプロジェクタ１は、このようにして得られた画像変換式を記憶する。画像変換部１３は、画像投影において、この画像変換式を用いた画像変換を行う。その結果、被投影体に歪みがない画像が投影され得る。

［比較例］
投影領域の頂点を例えば十字キーで移動させながら被投影体に歪みのない画像を投影するための幾何学補正の設定を行う機能を有するプロジェクタは知られている。このような幾何学補正の設定において一般的には、十字キーの入力に応じてマイクロミラー素子１５の素子領域の辺と平行に有効素子領域の頂点が移動させられる。すなわち、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明した左上頂点の左右方向調整処理の後の、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明した左上頂点の上下方向調整処理に相当する処理においては、次のように動作する。

左上頂点の上下方向調整処理において、ユーザは操作部２８の例えば十字キーの上ボタン又は下ボタンを押圧する。すなわち、ユーザが下ボタンを押圧したとき、図１４Ａに示すように有効素子領域６４の左上角６４１は素子領域６２の左辺６２７と平行に下側に移動するように有効素子領域６４は変形させられる。このとき、投影される画像は、図１４Ｂに示すように、投影領域７４の左上角７４１が変形前の投影領域７４の左辺７５７と平行に下側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。その結果、投影領域７４の左上角７４１は、被投影領域７２の左上角７２１と一致しない。このため、ユーザは、投影領域７４の左上角７４１と被投影領域７２の左上角７２１とを一致させるため、左右ボタンによる調整と上下ボタンによる調整とを何度も繰り返すことになる。このような左右方向の調整と上下方向の調整とを繰り返すことは煩わしい。

上述のような一般的な調整方法と比較して、本実施形態によれば、例えばステップＳ４において、容易に調整が行われ得る。すなわち、ユーザが下ボタンを押圧したとき、図７Ａに示すように有効素子領域６４の左上角６４１が有効素子領域６４の左辺６４７に沿って下側に移動させられる。その結果、図７Ｂに示すように、投影領域７４の左上角７４１が投影領域７４の左辺７４７に沿って被投影領域７２の左上角７２１に向けて直線的に移動する。その結果、ユーザは１回の操作で投影領域７４の左上角７４１と被投影領域７２の左上角７２１とを一致させることができる。このように、本実施形態によればユーザによる調整が容易となる。

上述のように、操作部２８に入力された調整指示に従って、有効素子領域６４の頂点を、当該頂点を一端とする辺に沿って移動させるように素子領域６２における有効素子領域６４を変更することによって、ユーザによる幾何学補正の調整が容易となる効果が得られる。

［変形例］
上述の実施形態では、各頂点の左右方向調整処理では、有効素子領域６４の各頂点が素子領域６２の上辺６２６又は下辺６２８に沿って移動する例を示した。しかしながらこれに限らず、有効素子領域６４の各頂点が、有効素子領域６４の上辺６４６又は下辺６４８に沿って移動するように構成されてもよい。

例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して説明したステップＳ７の右下頂点の左右方向調整処理は以下のようになる。すなわち、ユーザが左ボタンを押圧したとき、幾何学補正調整部１３ａは、図１５Ａに示すように有効素子領域６４の右下角６４３を有効素子領域６４の下辺６４８に沿って左側に移動させて、有効素子領域６４を変形させるようにする。このとき、投影される画像は、図１５Ｂに示すように、投影領域７４の右下角７４３が投影領域７４の下辺７４８に沿って左側に移動し、投影領域７４の形状が変化する。

このような構成にすることによって、投影領域７４の各頂点が投影領域７４の各辺に沿って移動するので、ユーザは、各頂点の移動方向を認識しやすくなる。その結果、ユーザは容易に幾何学補正に係る調整を行えるようになる。
また、その後の右下頂点の左右方向調整処理における調整量を小さくすることもできる。

また、上述の実施形態では、各頂点の左右方向調整処理の後に上下方向調整処理が行われている。しかしながらこれに限らず、上下方向調整処理の後に左右方向調整処理が行われるように構成されてもよい。この場合、後に行われる調整処理、すなわち左右方向調整処理において、有効素子領域６４の頂点が有効素子領域の辺に沿って移動するように構成されることで、投影領域の頂点が被投影領域の頂点に向けて直線的に移動し、本実施形態の効果が得られる。

また、上述の実施形態においては、左上角、左下角、右下角、右上角の順に投影領域の調整を行う例が示されている。しかしながらこれに限らず、各頂点はどのような順で調整されるように構成されてもよい。

また、幾何学補正の調整において被投影体に投影される調整用チャートには、図１６に示すように、投影領域７４のうちユーザの指示によって移動する頂点を明示する調整対象マーク７６が含まれていてもよい。このような調整対象マーク７６が投影画像に含まれることで、ユーザは現在調整している頂点を容易に認識することができるようになる。図１６には、調整対象マーク７６が矢印であり、矢印によって移動する頂点を表す例を示したが、これに限らずどのような記号などによって移動する頂点を表してもよい。なお、調整用チャートが投影領域７４の輪郭を表す直線を含むことで、ユーザは、投影領域７４の輪郭を認識しやすく、幾何学補正の調整を行いやすくなる。

本実施形態では、マイクロミラー素子を用いたプロジェクタにおける幾何学補正の例を示したが、上記実施形態及びその変形例に係る幾何学補正は、液晶素子等他の素子を利用したプロジェクタにも用いられ得る。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
被投影体に投影光を投影するように構成された投影光学系と、
前記投影光を変調する複数の画素を含む素子領域を有し、前記素子領域内に含まれる四角形の有効素子領域によって入力画像に基づき前記被投影体に投影される投影像を生成する出力表示素子と、
前記素子領域における前記有効素子領域を調整するためのユーザの調整指示を取得する操作部と、
前記操作部に入力された前記調整指示に従って、前記有効素子領域の頂点を、当該頂点を一端とする２辺のうち少なくとも一方の辺に沿って移動させるように前記素子領域における前記有効素子領域を変更する幾何学補正調整部と、
前記入力画像を前記有効素子領域に射影する演算を行う幾何学補正部と
を備える投影装置。

［２］
前記幾何学補正調整部は、前記調整指示に従って、前記有効素子領域の頂点を、当該頂点を一端とする２辺に沿って移動させるように前記素子領域における前記有効素子領域を変更する、［１］に記載の投影装置。

［３］
前記有効素子領域の一辺を表す前記投影像における線が、前記有効素子領域の頂点に対応する前記被投影体における四角形の被投影領域の頂点と接しているとき、前記幾何学補正調整部は、当該一辺の一端である前記有効素子領域の頂点を当該一辺に沿って移動させるように前記素子領域における前記有効素子領域を変更する、［１］又は［２］に記載の投影装置。

［４］
前記幾何学補正調整部は、当該一辺の一端である前記有効素子領域の頂点と当該一辺の他端である頂点を結ぶ直線の式を求め、当該一辺の一端である前記有効素子領域の頂点を前記直線上で移動させることにより、前記素子領域における前記有効素子領域を変更する、［３］に記載の投影装置。

［５］
前記操作部は、上下左右の４方向の指示が入力されるキー操作部を含む、［１］乃至［４］のうち何れか一に記載の投影装置。

［６］
前記幾何学補正調整部が前記有効素子領域を変更するとき、前記投影像として調整用チャートが前記被投影体に投影され、
前記調整用チャートは、前記幾何学補正調整部が移動させる前記頂点を示す作業対象マークを含む、
［１］乃至［５］のうち何れか一に記載の投影装置。

［７］
前記調整用チャートは、前記幾何学補正調整部が移動させる前記有効素子領域の頂点を一端とする２辺を表す直線を含む、［６］に記載の投影装置。

［８］
前記調整用チャートは、四角形である前記有効素子領域の４つの辺を表す直線を含む、［６］に記載の投影装置。

［９］
投影光を変調する複数の画素を含む素子領域を有して前記素子領域内に含まれる四角形の有効素子領域によって入力画像に基づき被投影体に投影される投影像を生成する出力表示素子を備え、前記投影像を前記被投影体に投影する投影装置の前記素子領域における前記有効素子領域を調整する幾何学補正調整方法であって、
前記素子領域における前記有効素子領域を調整するためのユーザの調整指示を取得することと、
前記調整指示に従って、前記有効素子領域の頂点を、当該頂点を一端とする２辺のうち少なくとも一方の辺に沿って移動させるように前記素子領域における前記有効素子領域を変更することと
を含む幾何学補正調整方法。

［１０］
投影光を変調する複数の画素を含む素子領域を有して前記素子領域内に含まれる四角形の有効素子領域によって入力画像に基づき被投影体に投影される投影像を生成する出力表示素子を備え、前記投影像を前記被投影体に投影する投影装置の前記素子領域における前記有効素子領域を調整する幾何学補正調整をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記素子領域における前記有効素子領域を調整するためのユーザの調整指示を取得することと、
前記調整指示に従って、前記有効素子領域の頂点を、当該頂点を一端とする２辺のうち少なくとも一方の辺に沿って移動させるように前記素子領域における前記有効素子領域を変更することと
を実行させるためのプログラム。

１…プロジェクタ、１１…入出力コネクタ部、１２…入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）、１３…画像変換部、１３ａ…幾何学補正調整部、１３ｂ…幾何学補正部、１４…投影処理部、１５…マイクロミラー素子、１６…光源部、１８…ミラー、２０…投影レンズ、２５…ＣＰＵ、２６…メインメモリ、２７…プログラムメモリ、２８…操作部、３０…音声処理部、３２…スピーカ。

Claims (6)

1. 投影光を変調する複数の画素を含む素子領域を有して前記素子領域内に含まれる四角形の有効素子領域によって入力画像に基づき被投影体に投影される投影像を生成する出力表示素子を備え、前記投影像を前記被投影体に投影する投影装置の前記素子領域における前記有効素子領域を調整するためのユーザの調整指示を取得することを含む幾何学補正調整方法であって、
   １）前記素子領域に対応する投影像を前記被投影体よりも広くなるように投影させ、
   ２）前記調整指示に従って、前記有効素子領域の一辺を表す前記投影像における線が、前記有効素子領域の１つの頂点に対応する前記被投影体における四角形の被投影領域の頂点と接するまで、前記有効素子領域の頂点を、当該頂点を一端とする２辺のうち一方の辺に沿って移動させ、
   ３）移動後の一辺の一端である前記有効素子領域の頂点を当該移動後の一辺に沿って被投影領域の頂点と一致するまで移動させ、
   ４）前記移動後の頂点に対応するように前記素子領域における前記有効素子領域を変更させ、
   ５）前記２）〜４）の手順を前記四角形の４頂点の他の３つの頂点に対して繰り返す
   幾何学補正調整方法。
2. 前記３）の手順は、当該一辺の一端である前記有効素子領域の頂点と当該一辺の他端である頂点を結ぶ直線の式を求め、当該一辺の一端である前記有効素子領域の頂点を前記直線上で移動させる、請求項１に記載の幾何学補正調整方法。
3. 前記調整指示は、上下左右の４方向の指示が入力されるキー操作を含む、請求項１又は２に記載の幾何学補正調整方法。
4. 前記有効素子領域を変更するとき、前記投影像として調整用チャートが前記被投影体に投影され、
   前記調整用チャートは、移動させる前記頂点を示す作業対象マークを含む、
   請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の幾何学補正調整方法。
5. 前記調整用チャートは、前記有効素子領域の頂点を一端とする２辺を表す直線を含む、請求項４に記載の幾何学補正調整方法。
6. 前記調整用チャートは、四角形である前記有効素子領域の４つの辺を表す直線を含む、請求項４に記載の幾何学補正調整方法。

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