JP6347126B2 - プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法に関する。

プロジェクターにより投射面に画像を表示させる際に、投射光の光軸に対する投射面の傾き（以下、投射角度という）によって、投射される画像に台形状に歪み（以下、台形歪みという）が生ずる場合がある。このような問題に関して、特許文献１には投射面の枠辺を検出すると共に投射角度を測定し、これらの情報に基づいて台形歪みを補正する技術が記載されている。また、特許文献２には、投射角度を測定して台形歪みを補正する技術が記載されている。

特開２０１０−５０５４２号公報 特開２０１０−１２８１０２号公報

投射角度の測定は、測定用の測定点を含む測定用画像を投射面に投射して、プロジェクターの備える撮像装置により投射面を撮像し、撮像画像から測定点を検出することによって行われる。投射面が枠辺（枠状の境界線）等の枠を有している場合、枠内に測定点が収まるように測定用画像を表示すればよい。一方、投射面が枠を有していない場合、投射角度のみを用いて台形歪みを補正しなければならないため、投射角度を高精度に測定する必要がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、枠の有無によらず台形歪みを精度よく補正することができるプロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のプロジェクターは、投射面に画像を投射する投射部と、前記投射部の投射範囲で枠を検出する検出部と、複数の測定点を含む測定用画像を前記投射部によって投射させる投射制御部と、前記投射部により投射された前記測定用画像に含まれる測定点を検出して、前記投射部の投射光の光軸に対する前記投射面の傾きを測定する測定部と、を備え、前記測定部は、前記検出部の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記傾きを測定することを特徴とする。
本構成によれば、枠の有無に応じて、傾き測定に使用する測定点の位置を変更することで、枠の有無によらず台形歪みを精度よく補正することができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記測定点間の距離が異なる複数の測定用画像を記憶する記憶部を備え、前記投射制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記測定用画像を選択して投射させることを特徴とする。
本構成によれば、検出部の検出結果に応じた測定用画像を選択して、投射面に投射することができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射制御部は、前記検出部により前記枠が検出された場合には、検出された前記枠が大きいほど、前記測定点間の距離が長い測定用画像を選択して投射させることを特徴とする。
本構成によれば、枠が検出された場合の投射面の傾きの測定精度を高めることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射制御部は、前記検出部により前記枠が検出されていない場合には、前記測定点間の距離が最も長い測定用画像を選択して投射させることを特徴とする。
本構成によれば、枠が検出されない場合の投射面の傾きの測定精度を高めることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射制御部は、前記検出部の検出結果に拘らずに共通の測定用画像を投射させ、前記測定部は、前記共通の測定用画像に含まれる複数の測定点のうち、前記検出部の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記傾きを測定することを特徴とする。
本構成によれば、検出部の検出結果に基づいて、複数の測定点の中から測定点を選択し、選択した測定点を用いて傾きを測定することで、台形歪みの補正精度を高めることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射制御部は、前記共通の測定用画像として、前記測定点間の距離が異なる複数組の測定点群を含む測定用画像を投射させ、前記測定部は、前記検出部により前記枠が検出された場合には、前記投射面において前記枠よりも内側に投射される測定点群のうち前記測定点間の距離が最も長い測定点群を用いて前記傾きを測定することを特徴とする。
本構成によれば、枠が検出された場合の投射面の傾きの測定精度を高めることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射制御部は、前記共通の測定用画像として、前記測定点間の距離が異なる複数組の測定点群を含む測定用画像を投射させ、前記検出部により前記枠が検出されていない場合には、前記投射面において前記測定点間の距離が最も長い測定点群を用いて前記傾きを測定することを特徴とする。
本構成によれば、枠が検出されない場合の投射面の傾きの測定精度を高めることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射制御部は、前記検出部の前記枠の検出結果に応じて、前記測定点間の距離を変更した測定用画像を生成して前記投射面に投射させることを特徴とする。
本構成によれば、枠の有無に応じて、傾き測定に使用する測定点の位置を変更することで、枠の有無によらず台形歪みを精度よく補正することができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射制御部は、前記検出部により前記枠が検出された場合には、検出された前記枠が大きいほど、前記測定点間の距離が長い測定用画像を生成して投射させることを特徴とする。
本構成によれば、枠が検出された場合の投射面の傾きの測定精度を高めることができる。

本発明のプロジェクターの制御方法は、複数の測定点を含む測定用画像を投射面に投射するステップと、前記投射面の投射範囲で枠を検出するステップと、前記投射面に投射された前記測定用画像に含まれる測定点を検出して、投射光の光軸に対する前記投射面の傾きを測定するステップと、を有し、前記測定するステップは、前記枠の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記傾きを測定することを特徴とする。
本構成によれば、枠の有無に応じて、傾き測定に使用する測定点の位置を変更することで、枠の有無によらず台形歪みを精度よく補正することができる。

本発明によれば、枠の有無によらず台形歪みを精度よく補正することができるという効果を奏する。

プロジェクターの構成の一例を示すブロック図である。 枠辺検出用画像の一例を示す図である。 （Ａ）は第１投射角測定用画像を示す図であり、（Ｂ）は第２投射角測定用画像を示す図であり、（Ｃ）は第３投射角測定用画像を示す図である。 第１実施形態の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の投射角測定用画像の一例を示す図である。 第２実施形態の処理手順を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
以下、添付図面を参照しながら本発明を適用した実施形態について説明する。図１に、本実施形態のプロジェクター１００の全体構成の一例を示す。プロジェクター１００は、パーソナルコンピューターや各種映像プレーヤー等の外部の画像供給装置（不図示）から供給される画像データに基づいて、スクリーンＳＣに画像を投射する。なお、以下の説明では、投射面としてスクリーンＳＣを例に説明するが、投射面はスクリーンＳＣに限定されず、ホワイトボードや部屋の壁等であってもよい。また、スクリーンＳＣは、枠辺を有していてもよいし、枠辺を有していなくてもよい。また、プロジェクター１００がスクリーンＳＣに投射する画像データは、動画像（映像）のデータであってもよいし、静止画像のデータであってもよい。また、プロジェクター１００は映像をスクリーンＳＣに投射することも、静止画像をスクリーンＳＣに投射し続けることも可能である。以下の実施形態では、外部の画像供給装置からケーブル２００を介して入力されたアナログ画像信号に基づいて画像を投射する場合を例に挙げて説明する。

プロジェクター１００は、大きく分けて光学的な画像の形成を行う投射部１５０と、プロジェクター１００の全体の動作を制御し、画像信号を電気的に変換する処理を行う画像処理系とを備える。投射部１５０は、光源部１５１と、光変調装置１５２と、投射光学系１５３とを備えている。

光源部１５１は、光源として、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、レーザー光源等を使用できる。なお、光源部１５１に、光源部１５１が発した光を光変調装置１５２に導くリフレクター及び補助リフレクター（不図示）や、光源部１５１が発した光を光変調装置１５２に至る経路上で減光させる調光素子（不図示）等を設けてもよい。

光変調装置１５２は、光源部１５１が発した光を、ダイクロイックミラー等によりＲ，Ｇ，Ｂの各色光に分離して、光変調装置１５２が備える複数（３枚）の液晶パネル（不図示）によって各色光を変調する。光変調装置１５２は、変調された各色光を、クロスダイクロイックプリズムにより合成して、投射光学系１５３に出力する。液晶パネルの備えるパネル面には、光変調装置駆動部１４１の駆動により画像信号に基づく画像（以下、パネル画像という）が形成される。光源部１５１が発した光は、液晶パネルに形成されたパネル画像によって画像を表す画像光へと変調される。液晶パネルにおいて変調された画像光は、投射光学系１５３を介してスクリーンＳＣへと投射される。
なお、本実施形態では、光源が発した光を変調する光変調装置１５２として、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型の液晶パネルを用いた構成を例に挙げるが、これに限定されるものではない。例えば３枚の反射型の液晶パネルを用いることも可能である。また、光変調装置１１２は、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式、３枚のＤＭＤ(Digital Mirror Device)を用いた方式、１枚のＤＭＤとカラーホイールを組み合わせた方式等により構成してもよい。ここで、光変調装置１１２として１枚のみの液晶パネルまたはＤＭＤを用いる場合には、クロスダイクロイックプリズム等の合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネル及びＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な構成であれば問題なく採用できる。

投射光学系１５３は、投射する画像の拡大・縮小及び焦点の調整を行うズームレンズ１５３１を備えている。投射光学系１５３には、光変調装置１５２で変調された光が入射され、この光がズームレンズ１５３１を経てスクリーンＳＣ上に投射され、投射画像を結像する。ズームレンズ１５３１は、複数のレンズを含むレンズ群により構成される。ズームレンズ１５３１を、後述するレンズ駆動部１４３によって駆動し、各レンズの位置調整等を行うことで、スクリーンＳＣ上の投射画像の拡大・縮小を行うズーム調整や、スクリーンＳＣ上に投射画像を適正に結像させるフォーカス調整が行われる。

画像処理系は、プロジェクター１００の全体を統合的に制御する制御部１２０と、画像用プロセッサー１３０とを中心に構成される。画像処理系には、その他に、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換部１１０、光変調装置駆動部１４１、光源駆動部１４２、レンズ駆動部１４３等が設けられている。また、画像処理系は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを備えた撮像部１７１、撮影画像メモリー１７２、リモコン制御部１８１、操作部１８２等を備えている。これらの画像処理系を構成する各要素は、バス１０５を介して互いに接続されている。

Ａ／Ｄ変換部１１０は、上述した外部の画像供給装置からケーブル２００を介して入力したアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換するデバイスである。Ａ／Ｄ変換部１１０は、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換し、変換したデジタル画像信号を画像用プロセッサー１３０に出力する。

制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２３を備えている。
ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３等と共に制御部１２０を構成し、プロジェクター１００を統括制御する。ＣＰＵ１２１、ＲＡＭ１２３等のハードウェアと、ＲＯＭ１２２に記憶したプログラムとの協働によって、図１に示すＣＰＵ１２１内に示す機能ブロックが実現される。本実施形態の制御部１２０は、機能ブロックとして、投射制御部１２１１、撮影制御部１２１２、補正制御部１２１３を備えている。これら各部の詳細については後述する。

ＲＯＭ１２２は、上述した各処理部を実現するためにＣＰＵ１２１が実行するプログラム等を記憶する。また、ＲＯＭ１２２には、枠辺検出用画像や、投射角測定用画像を記憶する調整用画像記憶部１２２１が設けられている。枠辺検出用画像は、スクリーンＳＣの枠辺（枠状の境界線）を検出する際に使用される画像である。投射角測定用画像は、プロジェクター１００の投射光の光軸に対するスクリーンＳＣの傾きである投射角度の算出に用いられる。図２に、枠辺検出用画像の一例を示す。図２に示す枠辺検出用画像は、画像の中央部分が白色で形成され、その周りを囲む周辺部分が黒色で形成された画像である。また、図３に、投射角測定用画像の例を示す。図３（Ａ）に第１投射角測定用画像を示し、図３（Ｂ）に第２投射角測定用画像を示し、図３（Ｃ）に第３投射角測定用画像を示す。投射角測定用画像には、少なくとも３点（図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す第１〜第３投射角測定用画像には４点の測定点が含まれる。これらの測定点は、スクリーンＳＣに投射された際に、３点が同一直線上に存在しないような位置に配置されている。第１投射角測定用画像は、測定点間の距離が最も長い画像であり、第３投射角測定用画像は、測定点間の距離が最も短い画像である。第２投射角測定用画像は、測定点間の距離が、第１投射角測定用画像と第３投射角測定用画像との中間の画像である。すなわち、第１、第２、第３投射角測定用画像の横方向の測定点間の距離をそれぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３とした場合、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３となる。同様に、第１、第２、第３投射角測定用画像の縦方向の測定点間の距離をそれぞれＹ１、Ｙ２，Ｙ３とした場合、Ｙ１＞Ｙ２＞Ｙ３となる。なお、図３に示す投射角測定用画像では、背景部を斜線で示しているが、背景部は黒色であるとよい。

ＲＡＭ１２３は、ＣＰＵ１２１や画像用プロセッサー１３０が実行するプログラムやデータを一時的に格納するワークエリアを形成する。なお、画像用プロセッサー１３０は、自身が行う画像の表示状態の調整処理など、各処理の実行の際に必要となるワークエリアを、内蔵ＲＡＭとして備えていてもよい。

画像用プロセッサー１３０は、Ａ／Ｄ変換部１１０から入力された画像データを処理する機能部である。画像用プロセッサー１３０は、投射対象の画像データに対して、輝度、コントラスト、色の濃さ、色合い等の画像の表示状態を調整する処理を行って、処理後の画像データを光変調装置駆動部１４１に出力する。なお、画像用プロセッサー１３０は、台形歪み補正用や画像処理用のＤＳＰ（Digital Signal processor）として汎用されているプロセッサーを用いて構成することも可能である。また、画像用プロセッサー１３０は、専用のＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)として構成することも可能である。
画像用プロセッサー１３０は、台形歪み補正部１３１を備えている。台形歪み補正部１３１は、補正制御部１２１３から入力したパラメーターに従って、Ａ／Ｄ変換部１１０が出力した画像データの画像を変形させる処理を行う。

光変調装置駆動部１４１は、画像用プロセッサー１３０から入力した画像信号に基づいて光変調装置１５２を駆動する。これにより、画像信号に応じたパネル画像が、光変調装置１５２の備える液晶パネルのパネル面に形成され、このパネル画像が投射光学系１５３によりスクリーンＳＣに投射される。

光源駆動部１４２は、制御部１２０から入力した指示信号に従って光源部１５１に電圧を印加し、光源部１５１を点灯又は消灯させる。

レンズ駆動部１４３は、投射光学系１５３が備えるズームレンズ１５３１を駆動して、ズーム状態を変化させることができる。ズーム状態とは、投射光学系１５３において、光変調装置１５２を透過した光を投写する際の拡大の程度（倍率）を意味している。すなわち、レンズ駆動部１４３は、ズームレンズ１５３１を駆動してスクリーンＳＣ上に表示させる画像の大きさを変化させることができる。

撮像部１７１は、プロジェクター１００の前面、即ち、投射光学系１５３がスクリーンＳＣに向けて画像を投射する方向、範囲（投射範囲）を撮像可能な位置に設けられている。撮像部１７１は、所定の投射距離においてスクリーンＳＣ上に投射された投射画像の全体が少なくとも撮像範囲内に入るように、撮影方向及び画角が設定されている。
撮像部１７１により撮影された撮影画像データは、撮像部１７１から撮影画像メモリー１７２に出力され、撮影画像メモリー１７２の所定の領域に書き込まれる。撮影画像メモリー１７２は、１画面分の画像データの書き込みが完了すると、所定の領域のフラグを順次反転するので、制御部１２０は、このフラグを参照することにより、撮像部１７１を用いた撮像が完了したか否かを知ることができる。制御部１２０は、このフラグを参照しつつ、撮影画像メモリー１７２にアクセスして、必要な撮影画像データを取得する。

リモコン制御部１８１は、プロジェクター１００の外部のリモコン（不図示）から送信される無線信号を受信する。リモコンは、ユーザーによって操作される操作子（不図示）を備え、操作子に対する操作に応じた操作信号を赤外線信号又は所定周波数の電波を用いた無線信号として送信する。リモコン制御部１８１は、赤外線信号を受信する受光部（不図示）や無線信号を受信する受信回路（不図示）を備え、リモコンから送信された信号を受信して解析し、ユーザーによる操作の内容を示す信号を生成して制御部１２０に出力する。

操作部１８２は、例えばプロジェクター１００の本体に配置された操作パネルの操作子（不図示）により構成される。操作部１８２は、上記操作子に対する操作を検出すると、操作子に対応する操作信号を制御部１２０に出力する。この操作子としては、電源ＯＮ／ＯＦＦを指示するスイッチや、歪み補正処理開始を指示するスイッチ等がある。

ここで、制御部１２０の備える機能ブロックについて説明する。
投射制御部１２１１は、Ａ／Ｄ変換部１１０が出力する画像データに基づいて、投射部１５０により画像を投射する動作を制御する。具体的には、投射制御部１２１１は、プロジェクター１００の電源オン又はオフに伴い光源駆動部１４２により光源部１５１を点灯又は消灯させる制御、Ａ／Ｄ変換部１１０が出力する画像データを画像用プロセッサー１３０により処理させる制御等を行う。投射制御部１２１１は、操作部１８２又はリモコンの操作により台形歪み補正処理の開始が指示されると、調整用画像記憶部１２２１に記憶された枠辺検出用画像を読み出してスクリーンＳＣに投射させる。また、投射制御部１２１１は、補正制御部１２１３によって選択された投射角測定用画像を調整用画像記憶部１２２１から読み出してスクリーンＳＣに投射させる。投射制御部１２１１は、読み出した画像をコマンドと共に画像用プロセッサー１３０に出力する。枠辺検出用画像又は投射角測定用画像は、投射制御部１２１１の制御する光変調装置駆動部１４１によって光変調装置１５２の液晶パネルに表示され、スクリーンＳＣに投射される。

撮影制御部１２１２は、撮像部１７１を制御して、スクリーンＳＣに投射された投射画像を撮影させる。撮像部１７１により撮影された撮影画像データは、撮影画像メモリー１７２に記憶される。

補正制御部１２１３は、撮影画像メモリー１７２に記憶された撮影画像データを取得して、スクリーンＳＣの枠辺を検出する。撮影画像メモリー１７２には、枠辺検出用画像を撮影した撮影画像データが記憶されている。補正制御部１２１３は、撮影画像メモリー１７２から撮影画像データを取得して、取得した撮影画像データに画像処理を施してスクリーンＳＣの枠辺の座標値を検出する。補正制御部１２１３は、例えば、特開２００８−２１１３５５号公報に開示された検出方法を用いてスクリーンＳＣの枠辺の座標値を検出する。なお、検出される座標値は、撮影画像メモリー１７２に描画した撮影画像データにおける座標値である。補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣの枠辺を検出した場合には、枠辺ありを示す情報と、枠辺の座標値とをＲＡＭ１２３に記憶させる。また、補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣの枠辺を検出することができなかった場合には、枠辺なしを示す情報をＲＡＭ１２３に記憶させる。
なお、補正制御部１２１３による枠辺の座標値の検出方法は、特開２００８−２１１３５５号公報に開示された検出方法に限定されるものではない。例えば、補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣを撮影した撮影画像データに対してエッジ抽出フィルターを適用し、スクリーンＳＣの枠辺を境界線として検出してもよい。エッジ抽出フィルターとしては、微分フィルター、ラプラシアンフィルター等の画像の輪郭を抽出することが可能な種々のフィルターを用いることができる。

また、補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣの枠辺の検出結果に基づいて、スクリーンＳＣに投射する投射角測定用画像を選択する。補正制御部１２１３によって選択された投射角測定用画像は、投射制御部１２１１によってスクリーンＳＣに投射され、撮影制御部１２１２によって撮影される。補正制御部１２１３は、投射角測定用画像の撮影画像データに含まれる測定点のうち、枠辺の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて投射角度を測定する。測定点の選択方法の具体例については、図４を参照しながら説明する。また、投射角度の測定については、補正制御部１２１３は、投射角測定用画像の撮影画像データに含まれる測定点を少なくとも３点選択し、選択した測定点に対する３次元測量の結果に基づいて算出する。
また、補正制御部１２１３は、算出した投射角度及び枠辺の座標値、又は投射角度を用いて台形歪みを補正する補正係数を算出する。補正制御部１２１３は、算出した補正係数を画像用プロセッサー１３０に渡し、画像用プロセッサー１３０に、補正係数に基づく入力画像の台形歪み補正を行わせる。

次に、本実施形態の処理手順を図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。本フローは、台形歪み補正の開始の指示（ユーザーによるボタン操作時、電源オン時、初期画面投写時）とともに始まる。制御部１２０は、まず、台形歪み補正の開始を指示する操作を入力したか否かを判定する（ステップＳ１）。開始を指示する操作を入力した場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）、制御部１２０は、投射制御部１２１１の制御により、枠辺検出用画像をスクリーンＳＣに表示させる（ステップＳ２）。制御部１２０の投射制御部１２１１は、枠辺検出用画像を調整用画像記憶部１２２１から読み出し、読み出した枠辺検出用画像を画像用プロセッサー１３０にコマンドとともに出力する。枠辺検出用画像は、投射制御部１２１１の制御する光変調装置駆動部１４１によって光変調装置１５２の液晶パネルに表示され、スクリーンＳＣに投射される（ステップＳ２）。

次に、スクリーンＳＣに枠辺検出用画像が投射された状態で、制御部１２０は、撮影制御部１２１２の制御により撮像部１７１に撮影を実行させる。撮像部１７１は、スクリーンＳＣに投射された枠辺検出用画像を撮影し、撮影した撮影画像データを撮影画像メモリー１７２に記憶させる。
次に、制御部１２０は、補正制御部１２１３の制御により撮影画像データを撮影画像メモリー１７２から読み出して取得する（ステップＳ３）。次に、制御部１２０は、補正制御部１２１３の制御により取得した撮影画像データに対して画像処理を施して枠辺を検出する（ステップＳ４）。補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣの枠辺を検出した場合には、枠辺ありを示す情報と、枠辺の座標値とをＲＡＭ１２３に記憶させる。また、補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣの枠辺を検出することができなかった場合には、枠辺なしを示す情報をＲＡＭ１２３に記憶させる。
また、補正制御部１２１３は、枠辺を検出することができた場合（ステップＳ５／ＹＥＳ）、検出した枠辺の座標値に基づいて、投射角測定用画像を選択する（ステップＳ６）。すなわち、補正制御部１２１３は、検出した枠辺の座標値に基づいて、枠辺内に測定点を表示可能であって、測定点間の距離が最大の投射角測定用画像を選択する（ステップＳ６）。なお、液晶パネルに形成した枠辺検出画像の座標と撮影画像に写った枠辺検出画像の座標値とから、液晶パネル上の座標系と撮影画像上の座標系との１対１の対応関係が得られる。このため、この対応関係を用いて、検出した枠辺の座標値と測定点との位置とを比較することができる。
また、補正制御部１２１３は、枠辺を検出することができなかった場合には（ステップＳ５／ＮＯ）、調整用画像記憶部１２２１に記憶した投射角測定用画像のうち、測定点間の距離が最も長い投射角測定用画像を選択する（ステップＳ７）。例えば、図３（Ａ）に示す第１投射角測定用画像が選択される。

補正制御部１２１３によって投射角測定用画像が選択されると、制御部１２０は、投射制御部１２１１の制御により、選択された投射角測定用画像を調整用画像記憶部１２２１から読み出して、スクリーンＳＣに投射させる（ステップＳ８）。
次に、スクリーンＳＣに投射角測定用画像が投射された状態で、制御部１２０は、撮影制御部１２１２の制御によりスクリーンＳＣに投射された投射角測定用画像を撮像部１７１に撮影させ、撮影された撮影画像データを撮影画像メモリー１７２に記憶させる。
撮影画像データが撮影画像メモリー１７２に記憶されると、制御部１２０は、補正制御部１２１３の制御により撮影画像メモリー１７２から撮影画像データを取得する（ステップＳ９）。制御部１２０は、補正制御部１２１３の制御により、取得した撮影画像データに基づいて３次元測量を行い、投射角度を算出する（ステップＳ１０）。

次に、制御部１２０は、ステップＳ５において枠辺の座標値を検出している場合には、補正制御部１２１３の制御により、算出した投射角度と枠辺の座標値とを用いて台形歪みを補正する補正係数を算出する（ステップＳ１１）。具体的には、補正制御部１２１３は、検出したスクリーンＳＣの枠辺の座標値を用いて、投射画像の形状がスクリーンの枠辺の形状に一致するように補正する補正係数を算出する。また、制御部１２０は、ステップＳ５において枠辺の座標値を検出していない場合、補正制御部１２１３の制御により、算出した投射角度に基づいて、台形歪みを補正する補正係数を算出する（ステップＳ１１）。制御部１２０は、補正係数を算出すると、算出した補正係数を画像用プロセッサー１３０に渡し、画像用プロセッサー１３０に、補正係数に基づく入力画像の台形歪み補正を行わせる（ステップＳ１２）。画像用プロセッサー１３０によって台形歪みを補正された画像は、投射制御部１２１１の制御により、スクリーンＳＣに投射される（ステップＳ１２）。

投射面が、枠辺を有するスクリーンＳＣの場合、投射画像がスクリーンＳＣの枠辺に沿うように台形歪み補正を行えばよいため、投射角度の測定精度は、枠辺を有していない場合の測定精度に比べて高い精度を要求されない。このため、本実施形態は、スクリーンＳＣが枠辺を有している場合には、投射制御部１２１１が、スクリーンＳＣの枠辺内に測定点が表示され、かつ測定点間の距離が最も長い投射角測定用画像を選択してスクリーンＳＣに投射させる。そして、補正制御部１２１３が、投射角測定用画像を撮影した撮影画像データから投射角度を算出する。また、投射面が、枠辺を有しないスクリーンＳＣである場合には、投射角度だけを用いて台形歪み補正を行う必要があるため、高い投射角度の測定精度が要求される。このため、本実施形態は、投射面が枠辺を有しないスクリーンＳＣである場合には、投射制御部１２１１が、調整用画像記憶部１２２１の記憶する投射角測定用画像の中から、測定点間の距離が最も長い投射角測定用画像を選択する。すなわち、投射制御部１２１１は、図３に示す第１投射角測定用画像を選択してスクリーンＳＣに投射させる。そして、補正制御部１２１３が、投射角測定用画像を撮影した撮影画像データから投射角度を算出する。
このように本実施形態は、枠辺の有無に応じて最適な投射角測定用画像を選択してスクリーンＳＣに投射し、スクリーンＳＣの投射角度を算出することができる。このため、投射角度の測定精度を、スクリーンＳＣの枠辺の有無に応じて変更することができ、台形歪み補正を精度よく行うことができる。

［変形例］
第１実施形態では、スクリーンＳＣに枠辺が存在すると判定した場合には、補正制御部１２１３が、事前に用意された投射角測定用画像の中から測定点が枠辺内に収まり、測定点間の距離が最も長い投射角測定用画像を選択してスクリーンＳＣに投射していた。
本変形例では、スクリーンＳＣに投射された枠辺検出用画像を撮影した撮影画像データに基づいてスクリーンＳＣの枠辺が検出されると、補正制御部１２１３が、検出した枠辺の座標値に基づいて、投射角測定用画像を生成する。補正制御部１２１３は、検出した枠辺の座標値に基づいて、枠辺内に収まるように測定点が配置された投射角測定用画像を生成する。投射角測定用画像には、第１実施形態で説明したように、少なくとも３点の測定点が含まれる。これらの測定点は、スクリーンＳＣに投射された際に、３点が同一直線上に存在しないような位置に配置されている。また、測定点は、スクリーンＳＣに投射された際に、測定点間の距離が、スクリーンＳＣの枠内で可能な限り大きくなるように配置されている。生成した投射角測定用画像は、投射制御部１２１１の制御によりスクリーンＳＣに投射され、投射角測定用画像を撮影した撮影画像データに基づいて補正制御部１２１３の制御により投射角度が算出される。
また、スクリーンＳＣに枠辺が検出されない場合には、補正制御部１２１３は、光変調装置１５２の備える液晶パネルのパネル面において、測定点間の距離を可能な限り離間させた投射角測定用画像を生成する。生成した投射角測定用画像は、投射制御部１２１１の制御によりスクリーンＳＣに投射され、投射角測定用画像を撮影した撮影画像データに基づいて補正制御部１２１３の制御により投射角度が算出される。
このように本変形例は、スクリーンＳＣの枠辺の有無に応じて、測定点間の距離を変更した投射角測定用画像を生成してスクリーンＳＣに投射し、スクリーンＳＣの投射角度を算出する。このため、投射角度の測定精度を、スクリーンＳＣの枠辺の有無に応じて変更することができ、台形歪み補正を精度よく行うことができる。

［第２実施形態］
次に、添付図面を参照しながら本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態のハードウェア構成は、図１に示す第１実施形態の構成と同一であるため、図示及びその説明を省略する。

図５に、本実施形態の投射角測定用画像の一例を示す。本実施形態の投射角測定用画像は、測定点として測定点Ａ１〜Ａ４（測定点群Ａ）と、測定点Ｂ１〜Ｂ４（測定点群Ｂ）と、測定点Ｃ１〜Ｃ４（測定点群Ｃ）とを有している。本実施形態では、図３（Ａ）に示す第１投射角測定用画像と、図３（Ｂ）に示す第２投射角測定用画像と、図３（Ｃ）に示す第３投射角測定用画像とを合成した画像を投射角測定用画像として用いる。
測定点Ａ１及びＡ２と、測定点Ａ３及びＡ４とは、投射角測定用画像の横方向においてＸ４だけ離れている。また、測定点Ａ１及びＡ４と、測定点Ａ２及びＡ３とは、投射角測定用画像の縦方向においてＹ４だけ離れている。測定点Ｂ１及びＢ２と、測定点Ｂ３及びＢ４とは、投射角測定用画像の横方向においてＸ５だけ離れている。また、測定点Ｂ１及びＢ４と、測定点Ｂ２及びＢ３とは、投射角測定用画像の縦方向においてＹ５だけ離れている。測定点Ｃ１及びＣ２と、測定点Ｃ３及びＣ４とは、投射角測定用画像の横方向においてＸ６だけ離れている。また、測定点Ｃ１及びＣ４と、測定点Ｃ２及びＣ３とは、投射角測定用画像の縦方向においてＹ６だけ離れている。なお、Ｘ４＜Ｘ５＜Ｘ６の関係にあり、Ｙ４＜Ｙ５＜Ｙ６の関係にある。

本実施形態は、枠辺の検出結果に応じて投射する投射角測定用画像を変更するのではなく、枠辺の検出結果に拘らずに投射される共通の投射角測定用画像から、枠辺の検出結果に応じた測定点群を選択し、選択した測定点群を用いて投射角度を算出する。なお、図５に示す投射角測定用画像も、背景部を斜線で示しているが、背景部は黒色であるとよい。

本実施形態の処理手順を図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図６に示すＳ２１〜Ｓ２４までの処理手順は、図４に示すＳ１〜Ｓ４までの手順と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ２４において、制御部１２０は、補正制御部１２１３の制御により、撮影画像データを撮影画像メモリー１７２から読み出し、読み出した撮影画像データに対して画像処理を施すことにより枠辺を検出する（ステップＳ２４）。なお、補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣの枠辺を検出した場合には、枠辺ありを示す情報と、枠辺の座標値とをＲＡＭ１２３に記憶させる。また、補正制御部１２１３は、スクリーンＳＣの枠辺を検出することができなかった場合には、枠辺なしを示す情報をＲＡＭ１２３に記憶させる。

次に、制御部１２０は、投射制御部１２１１の制御により、投射角測定用画像を調整用画像記憶部１２２１から読み出して、スクリーンＳＣに投射させる（ステップＳ２５）。すなわち、制御部１２０は、投射制御部１２１１により投射角測定用画像を調整用画像記憶部１２２１から読み出し、読み出した投射角測定用画像を画像用プロセッサー１３０にコマンドとともに出力する。投射角測定用画像は、投射制御部１２１１の制御する光変調装置駆動部１４１によって光変調装置１５２の液晶パネルに表示され、スクリーンＳＣに投射される（ステップＳ２５）。次に、スクリーンＳＣに投射角測定用画像が投射された状態で、制御部１２０は、撮影制御部１２１２により撮像部１７１を制御して、撮影を実行する。撮像部１７１は、撮影制御部１２１２の制御によりスクリーンＳＣに投射された投射角測定用画像を撮影し、撮影した撮影画像データを撮影画像メモリー１７２に記憶させる。補正制御部１２１３は、撮影画像メモリー１７２に記憶された撮影画像データを取得する（ステップＳ２６）。

次に、制御部１２０は、補正制御部１２１３の制御によりステップＳ２４でＲＡＭ１２３に記憶させた枠辺の有無を示す情報と、枠辺を検出した場合には枠辺の座標値とに基づいて、投射角度の測定に使用する測定点群を選択する。すなわち、補正制御部１２１３は、投射角測定用画像の撮影画像データに写った測定点群から、投射角度の算出に使用する測定点群を選択する。補正制御部１２１３は、枠辺の有無を示す情報として枠辺なしを示す情報がＲＡＭ１２３に記憶されていた場合には、測定点間の距離が最も長い測定点群（測定点群Ｃ）を選択する（ステップＳ２７）。また、補正制御部１２１３は、枠辺ありを示す情報がＲＡＭ１２３に記憶されていた場合には、ＲＡＭ１２３に記憶された枠辺の座標値に基づいて、枠辺内に表示可能であって、測定点間の距離が最も長い測定点群を選択する（ステップＳ２７）。すなわち、補正制御部１２１３は、各測定点の座標値と、枠辺の座標値とを比較して、枠辺内に収まる測定点群であって、測定点間の距離が最も長い測定点群を選択する。

次に、制御部１２０は、補正制御部１２１３の制御により、選択した測定点群に含まれる測定点に基づいて３次元測量を行い、投射角度を算出する（ステップＳ２８）。次に、制御部１２０は、ステップＳ２４において枠辺の座標値を検出している場合には、補正制御部１２１３の制御により、算出した投射角度と枠辺の座標値とを用いて台形歪みを補正する補正係数を算出する（ステップＳ２９）。具体的には、補正制御部１２１３は、検出したスクリーンＳＣの枠辺の座標値を用いて、投射画像の形状がスクリーンの枠辺の形状に一致するように補正する補正係数を算出する。また、制御部１２０は、ステップＳ２４において枠辺の座標値を検出していない場合、補正制御部１２１３の制御により、算出した投射角度に基づいて、台形歪みを補正する補正係数を算出する（ステップＳ２９）。制御部１２０は、補正係数を算出すると、算出した補正係数を画像用プロセッサー１３０に渡し、画像用プロセッサー１３０に、補正係数に基づく入力画像の台形歪み補正を行わせる（ステップＳ３０）。画像用プロセッサー１３０によって台形歪みを補正された画像は、投射制御部１２１１の制御により、スクリーンＳＣに投射される（ステップＳ３０）。
なお、第２実施形態では、投写角度の算出に用いる測定点を、測定点群単位で選択するようにしているが、スクリーンＳＣの枠辺の検出結果に基づいて測定点を個別に選択する態様とすることも可能である。

以上説明したように本実施形態は、投射面が、枠辺を有するスクリーンＳＣである場合には、投射角測定用画像の撮影画像データから、枠辺内に表示される測定点を選択して投射角度を測定する。また、投射面が、枠辺を有しないスクリーンＳＣである場合には、投射角測定用画像の撮影画像データから、測定点間の距離が最も長い測定点を選択して投射角度を測定する。このため、投射角度の測定精度を、スクリーンＳＣの枠辺の有無に応じて変更することができ、台形歪み補正を精度よく行うことができる。

本実施形態のプロジェクター１００は、投射光学系１５３と、補正制御部１２１３と、投射制御部１２１１とを備えている。投射光学系１５３は、スクリーンＳＣに画像を投射する。補正制御部１２１３は、投射光学系１５３の投射範囲で枠を検出する。投射制御部１２１１は、複数の測定点を含む投射角測定用画像を投射光学系１５３によって投射させる。また、補正制御部１２１３は、投射光学系１５３により投射された投射角測定用画像に含まれる測定点を検出して、投射光学系１５３の投射光の光軸に対する投射面の傾きである投射角度を測定する。また、補正制御部１２１３は、枠の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて投射角度を測定する。従って、枠の有無に応じて、投射角度の測定に使用する測定点の位置を変更することで、枠の有無によらず台形歪みを精度よく補正することができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００は、測定点間の距離が異なる複数の測定点を含む投射角測定用画像を記憶する調整用画像記憶部１２２１を備えている。そして、投射制御部１２１１は、補正制御部１２１３の検出結果に基づいて投射角測定用画像を選択して投射する。従って、枠の検出結果に応じた投射角測定用画像をスクリーンＳＣに投射することができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００において、投射制御部１２１１は、枠が検出された場合には、検出された枠が大きいほど、測定点間の距離が長い測定用画像を選択して投射させる。従って、枠が検出された場合の投射角度の測定精度を高めることができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００において、投射制御部１２１１は、枠が検出されていない場合には、測定点間の距離が最も長い測定用画像を選択して投射させる。従って、枠が検出されない場合の投射角度の測定精度を高めることができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００において、投射制御部１２１１は、枠の検出結果に拘らずに共通の測定用画像を投射させる。補正制御部１２１３は、共通の測定用画像に含まれる複数の測定点のうち、枠の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて投射角度を測定する。従って、枠の検出結果に基づいて、複数の測定点の中から測定点を選択し、選択した測定点を用いて投射角度を測定することで、台形歪みの補正精度を高めることができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００において、投射制御部１２１１は、共通の測定用画像として、測定点間の距離が異なる複数組の測定点群を含む測定用画像を投射させる。補正制御部１２１３は、枠が検出された場合には、スクリーンＳＣにおいて枠よりも内側に投射される測定点群のうち測定点間の距離が最も長い測定点群を用いて投射角度を測定する。従って、枠が検出された場合の投射角度の測定精度を高めることができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００において、投射制御部１２１１は、共通の測定用画像として、測定点間の距離が異なる複数組の測定点群を含む測定用画像を投射させる。補正制御部１２１３は、枠が検出されていない場合には、スクリーンＳＣにおいて測定点間の距離が最も長い測定点群を用いて投射角度を測定する。従って、枠が検出されない場合の投射角度の測定精度を高めることができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００において、投射制御部１２１１は、枠の検出結果に応じて、測定点間の距離を変更した測定用画像を生成してスクリーンＳＣに投射させる。従って、枠の有無に応じて、投射角度の測定に使用する測定点の位置を変更することで、枠の有無によらず台形歪みを精度よく補正することができる。

また、本実施形態のプロジェクター１００において、投射制御部１２１１は、枠が検出された場合には、検出された枠が大きいほど、測定点間の距離が長い測定用画像を生成して投射させる。従って、枠が検出された場合の投射角度の測定精度を高めることができる。

上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可能である。

１００…プロジェクター、１１０…Ａ／Ｄ変換部、１２０…制御部、１２１…ＣＰＵ、１２２…ＲＯＭ、１２３…ＲＡＭ、１３０…画像用プロセッサー、１３１…台形歪み補正部（記憶部）、１４１…光変調装置駆動部、１４２…光源駆動部、１４３…レンズ駆動部、１５０…投射部、１５１…光源部、１５２…光変調装置、１５３…投射光学系（投射部）、１７１…撮像部、１７２…撮影画像メモリー、１２１１…投射制御部、１２１２…撮影制御部、１２１３…補正制御部（検出部、測定部）。

Claims (7)

1. 投射面に画像を投射する投射部と、
   前記投射部の投射範囲で枠を検出する検出部と、
   複数の測定点を含む測定用画像を前記投射部によって投射させる投射制御部と、
   前記測定点間の距離が異なる複数の測定用画像を記憶する記憶部と、
   前記投射部により投射された前記測定用画像に含まれる測定点を検出して、前記投射部の投射光の光軸に対する前記投射面の傾きを測定する測定部と、を備え、
   前記測定部は、前記検出部の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記
   傾きを測定し、
   前記投射制御部は、前記検出部により前記枠が検出されていない場合には、前記測定点間の距離が最も長い測定用画像を選択して投射させること、
   を特徴とするプロジェクター。
2. 前記投射制御部は、前記検出部により前記枠が検出された場合には、検出された前記枠が大きいほど、前記測定点間の距離が長い測定用画像を選択して投射させること、
   を特徴とする請求項１記載のプロジェクター。
3. 投射面に画像を投射する投射部と、
   前記投射部の投射範囲で枠を検出する検出部と、
   複数の測定点を含む測定用画像を前記投射部によって投射させる投射制御部と、
   前記投射部により投射された前記測定用画像に含まれる測定点を検出して、前記投射部の投射光の光軸に対する前記投射面の傾きを測定する測定部と、を備え、
   前記測定部は、前記検出部の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記
   傾きを測定し、
   前記投射制御部は、前記検出部の検出結果に拘らずに共通の測定用画像を投射させ、
   前記測定部は、前記共通の測定用画像に含まれる複数の測定点のうち、前記検出部の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記傾きを測定すること、
   を特徴とするプロジェクター。
4. 前記投射制御部は、前記共通の測定用画像として、前記測定点間の距離が異なる複数組の測定点群を含む測定用画像を投射させ、
   前記測定部は、前記検出部により前記枠が検出された場合には、前記投射面において前記枠よりも内側に投射される測定点群のうち前記測定点間の距離が最も長い測定点群を用いて前記傾きを測定すること、
   を特徴とする請求項３記載のプロジェクター。
5. 前記投射制御部は、前記共通の測定用画像として、前記測定点間の距離が異なる複数組の測定点群を含む測定用画像を投射させ、
   前記検出部により前記枠が検出されていない場合には、前記投射面において前記測定点間の距離が最も長い測定点群を用いて前記傾きを測定すること、
   を特徴とする請求項３又は４記載のプロジェクター。
6. 複数の測定点を含む測定用画像を投射面に投射するステップと、
   前記投射面の投射範囲で枠を検出するステップと、
   前記投射面に投射された前記測定用画像に含まれる測定点を検出して、投射光の光軸に対する前記投射面の傾きを測定するステップと、
   前記測定点間の距離が異なる複数の測定用画像を記憶するステップと、を有し、
   前記測定するステップは、前記枠の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記傾きを測定し、
   前記検出ステップにより前記枠が検出されていない場合には、前記測定点間の距離が最も長い測定用画像を選択して投射させること、
   を特徴とするプロジェクターの制御方法。
7. 複数の測定点を含む測定用画像を投射面に投射するステップと、
   前記投射面の投射範囲で枠を検出するステップと、
   前記投射面に投射された前記測定用画像に含まれる測定点を検出して、投射光の光軸に対する前記投射面の傾きを測定するステップと、を有し、
   前記測定するステップは、前記枠の検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記傾きを測定し、
   前記投射するステップは、前記枠を検出するステップの検出結果に拘らずに共通の測定用画像を投射させ、
   前記測定するステップは、前記共通の測定用画像に含まれる複数の測定点のうち、前記枠を検出するステップの検出結果に対応する位置に投射される測定点を用いて前記傾きを測定すること、
   を特徴とするプロジェクターの制御方法。

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