WO2006043541A1 - 画像投射方法、プロジェクタ、及びコンピュータプログラム - Google Patents

画像投射方法、プロジェクタ、及びコンピュータプログラム Download PDF

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WO2006043541A1
WO2006043541A1 PCT/JP2005/019110 JP2005019110W WO2006043541A1 WO 2006043541 A1 WO2006043541 A1 WO 2006043541A1 JP 2005019110 W JP2005019110 W JP 2005019110W WO 2006043541 A1 WO2006043541 A1 WO 2006043541A1
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image
projection
coordinate system
corners
spatial light
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PCT/JP2005/019110
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Inventor
Ryohichi Yonezawa
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • H04N9/3179—Video signal processing therefor
    • H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence

Definitions

  • the present invention automatically shifts the size of an image projected onto a projection area set on a projection target (for example, a screen) in accordance with the dimension of the projection area at the stage of projection preparation.
  • Image projection method capable of adjusting the image, and a projector for projecting an image by such an image projection method, and for controlling a projector of such a projector, or for controlling such a projector with a general-purpose computer Concerning computer programs.
  • a projector that projects an image on an object to be projected such as a screen, white wall, and whiteboard
  • a plurality of settings related to the projection are prepared as a projection preparation so that the projector can be projected appropriately. Items need to be adjusted.
  • zoom adjustment uses a force with which the distance between the projector and the projection object, specifically, for example, the screen is known in advance, or a distance sensor provided in the projector. Measure and project the zoom function by adjusting the zoom function based on the relationship between the size of the projected area (for example, the entire screen) or the specified screen size and the distance between the projector and the projected object.
  • a configuration for enlarging or reducing an image has been adopted (see Patent Documents 1, 2, 3, and 4).
  • a test pattern image corresponding to each adjustment item is sequentially projected from the projector, and the state of the test pattern image projected on the projection target is fed back by an imaging device, etc., and adjusted and corrected.
  • projectors configured to perform the above (see Patent Document 5).
  • the user's instruction or the projector's automatic determination is performed so that the test pattern image for dimension adjustment projected on the projection object fits in the projection area.
  • the zoom function of the projection lens is adjusted to enlarge or reduce the projected image.
  • the projector In general, the optical axis passing through the center of the projection lens is offset (not coincident) with respect to the center of the projection lens. In zoom adjustment, the center of the lens (the optical axis passing through the center of the lens) is usually used as a reference for adjustment.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 3-215841
  • Patent Document 2 JP-A-6-27431
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-81601
  • Patent Document 4 JP-A-5-323451
  • Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-241874
  • the projection preparation of the conventional projector disclosed in Patent Document 5 described above generally involves the positions of the four corners of the projection area (usually the entire screen as the projection target) and the projected image.
  • the position of the four corners is recognized on the projector side, and the size of the projected image and the trapezoidal distortion are adjusted so that the four corners of the projected image coincide with the positions of the four corners of the projected area.
  • the image is projected larger than the size of the projection area (it is possible in principle even if it is smaller, but it is not preferable for the reason described later).
  • zoom adjustment is performed.
  • the projected image is reduced unevenly, and specifically, the projected image is actually projected and displayed in the trapezoidal distortion state of the image displayed on the projection target.
  • the keystone is corrected so that the four corners of the projected image coincide with the four corners of the projected area.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are schematic diagrams showing states before and after the trapezoidal distortion correction.
  • Fig. 10 shows the case where the reference image at the time of starting the trapezoidal distortion correction is relatively small (specifically, it is almost the same as the size of the screen S as the projection area and slightly larger), and
  • Fig. 11 shows the trapezoid.
  • the reference image when distortion correction is started is relatively large (specifically, the force is large compared to the size of the screen s as the projection area).
  • FIG. 10 (a) compared to the screen S that is the projection area (hereinafter, the entire screen S is assumed to be the projection area), the projection image PJ camera that is the target for correcting the trapezoidal distortion It is in contact with a part of the outline of the screen S and the force is larger than the size of the screen S.
  • the projected image PJ which is the target for correcting the trapezoidal distortion
  • FIGS. 10 (a) and 11 (a) correspond to the four corners of the four-corner force screen S of the projected image PJ as shown in FIGS. 10 (b) and 11 (b).
  • the digital reduction ratio (zoom ratio) of the projected image PJ when keystone correction is performed is relatively small in the example shown in Fig. 10 (b), but in the example shown in Fig. 11 (b). It must be relatively large.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and adjusts the projection size of the projected image with respect to the projection area so as to suppress degradation of the image quality when correcting the trapezoidal distortion as much as possible.
  • An object is to provide an image projection method capable of performing zoom adjustment, and a projector that projects an image by such an image projection method. Further, the present invention provides a projection method for projecting an image to a projection area while maintaining the aspect ratio of the projected image in such an image projection method and a projector that projects an image by such an image projection method. With the goal.
  • Another object of the present invention is to provide a computer program for a projector control circuit for realizing the projector as described above.
  • an image projection method causes a spatial light modulation means to generate modulated light according to information representing a rectangular projection image projected onto a rectangular projection region,
  • a spatial light modulation means to generate modulated light according to information representing a rectangular projection image projected onto a rectangular projection region
  • the modulated light generated by the spatial light modulation means onto the rectangular projection area onto a projection lens that can be optically enlarged or reduced, according to information representing an image obtained by transforming the rectangular projection image.
  • the projected positions of the four corner positions of the projection area are projected. Based on the relative positional relationship with the positions of the four corners of the image, it is necessary to match the four corners of the projected image with the four corners of the projected area. It is characterized in that the enlargement / reduction ratio by the projection lens is obtained.
  • a projector includes a spatial light modulation unit that generates modulated light according to information representing a rectangular projection image projected onto a rectangular projection region, A projection lens that projects the modulated light generated by the spatial light modulation unit onto the rectangular projection area; and an optical zoom unit that controls the projection lens to optically enlarge or reduce the projection image.
  • a projector for projecting a spatial light modulation unit to generate modulated light according to information representing an image obtained by deforming the rectangular projection image so as to form a rectangular image on the rectangular projection region Based on the relative positional relationship between the positions of the four corners of the projected area and the four corners of the projected image, the optical necessary for matching the four corners of the projected image with the four corners of the projected area.
  • Zoom means Enlargement of the projected image by enlargement of obtaining the reduction rate, and feature in that it comprises a reduction rate calculating means.
  • the enlargement / reduction ratio by the projection lens necessary for matching the four corners of the projection image with the four corners of the projection area is the position of the four corners of the projection area. It is obtained based on the relative positional relationship with the positions of the four corners of the projected image.
  • the image projection method causes the spatial light modulation means to generate modulated light according to information representing a rectangular projection image projected onto the rectangular projection area, and the spatial light modulation means generates the modulation light.
  • the spatial light modulation means modulates the rectangular projection image according to information representing a deformed image.
  • an image projection method for generating light and projecting a rectangular image on the projection area the four corner positions of the projection area and the four corner positions of the projected image Based on the relative positional relationship, the enlargement / reduction ratio required by the projection lens to match the four corners of the projected image with the four corners of the projection area is obtained, and the projection lens uses the projection lens according to the obtained enlargement / reduction ratio.
  • Enlarge ⁇ Shrink The deformation amount of the rectangular projection image on the spatial light modulation means is calculated so that the four corners of the projected image projected in this manner coincide with the four corners of the rectangular projection area. To do.
  • the projector includes a spatial light modulation unit that generates modulated light in accordance with information representing a rectangular projection image projected onto a rectangular projection region, and the spatial light modulation unit generates the spatial light.
  • a projection lens that projects the modulated light onto the rectangular projection area; and an optical zoom unit that controls the projection lens to optically enlarge or reduce the projection image.
  • the positions of the four corners of the projection area Based on the relative positional relationship between the four corners of the projected image and the projected image by the optical zoom means necessary for matching the four corners of the projected image with the four corners of the projected area.
  • the optical zoom means enlarges and reduces and projects the four corners of the image projected according to the reduction ratio
  • a calculation means for calculating the deformation amount of the rectangular projection image on the spatial light modulation means so as to coincide with the four corners of the region.
  • the enlargement / reduction ratios required by the projection lens required to match the four corners of the projection image with the four corners of the projection area are the same as those of the four corners of the projection area. It is obtained based on the relative positional relationship between the position and the four corner positions of the projected image, and the four corners of the projected image and the projected area of the projected image are projected after being enlarged and reduced by the projection lens according to this enlargement / reduction ratio.
  • the amount of deformation of the projected image on the spatial light modulation means is calculated so that it matches the four corners.
  • the image projection method according to the present invention has been modified in the above-described image projection method invention !, NA! /, And modulated light is applied to the spatial light modulation means according to the information representing the projection image.
  • the image is picked up by the image pickup means, and the positions of the four corners of the projection area and the positions of the four corners of the projection image are specified on the coordinate system set in the image pickup means from the image picked up by the image pickup means, and the image pickup
  • the four corner positions of the projection area converted to positions on the coordinate system set on the spatial light modulator and converted to positions on the coordinate system set on the spatial light modulator Based on the above, the enlargement / reduction ratio by the projection lens is obtained.
  • the projector according to the present invention causes the spatial light modulation unit to generate modulated light according to information representing the projection image that is not deformed, and the spatial light modulation unit Imaging means for capturing an image including the four corner positions of the projection image and the four corner positions of the projection area when the generated modulated light is projected onto the projection area through the projection lens; and the imaging means Specifying the position of the four corners of the projected area and the position of the four corners of the projection image on the coordinate system set in the imaging means, and the coordinate system set in the imaging means.
  • the positions of the four corners of the projection area specified above are the coordinates of the four corners of the projection image specified on the coordinate system set in the imaging means and the coordinate system set on the spatial light modulation means.
  • the spatial light modulation means is modified according to the information representing the projection image, which is modified in the above-described image projection method and projector invention.
  • the generated modulated light is generated by the spatial light modulation means and projected onto the projection area through the projection lens, and this state is obtained from the image captured by the imaging means, and the four corner positions of the projection area and the four corner positions of the projection image are displayed. Is specified on the coordinate system set in the imaging means.
  • the coordinate system set on the image pickup means The four corner positions of the projected area specified in step 1 are converted to positions on the coordinate system set on the spatial light modulation means, and projection is performed based on the converted four corner positions of the projected area! Magnification / reduction ratio with lens is required.
  • the image projection method according to the present invention is based on the above-mentioned image projection method invention.
  • a target frame for projecting the projection image with a minimum size including the positions of the four corners of the projection area converted to positions on the coordinate system set on the interspace light modulation means.
  • An enlargement / reduction ratio by the projection lens is obtained from a ratio between the size of the coordinate system set on the spatial light modulation means and the size of the set target frame. It is characterized by that.
  • the projector according to the present invention includes the positions of the four corners of the projection area converted into positions on the coordinate system set on the spatial light modulator.
  • a target frame setting unit configured to set a target frame for projecting the projection image with a minimum size on a coordinate system set on the spatial light modulation unit; and the enlargement / reduction rate calculation unit includes the target frame
  • the frame setting means obtains the enlargement / reduction ratio by the projection lens based on the ratio between the size of the coordinate system set on the spatial light modulation means and the size of the set target frame.
  • the four corners of the projection region converted into positions on the coordinate system set on the spatial light modulation means.
  • a target frame for projecting a projection image with a minimum size including the position of the target frame is set on the coordinate system set on the spatial light modulation means, and on the spatial light modulation means of the set target frame The ratio of the size to the entire coordinate system that is set The enlargement / reduction ratio by the projection lens is required.
  • the image projection method according to the present invention is based on the invention of the image projection method described above, and the target frame is set at a position on the coordinate system set on the spatial light modulation means.
  • a rectangular first target frame having a minimum size including the four corner positions of the converted projection area is set on the coordinate system set on the spatial light modulator, and the first target frame Based on the position on the coordinate system set on the spatial light modulation means, a second target frame having the same aspect ratio as the aspect ratio of the projection image is set on the coordinate set on the spatial light modulation means. It is performed by setting on the system.
  • the target frame setting unit is converted to a position on the coordinate system set on the spatial light modulation unit.
  • a rectangular first target frame of the smallest size that contains the positions of the four corners of the area is On the basis of the means for setting on the coordinate system set on the intermediate light modulation means, and the position on the coordinate system set on the spatial light modulation means of the first target frame set by the means, Means for setting a second target frame having the same aspect ratio as the aspect ratio of the projected image on a coordinate system set on the spatial light modulation means.
  • the four corners of the projection area converted into positions on the coordinate system set on the spatial light modulation means The first rectangular target frame of the smallest size that contains the position of the first is set on the coordinate system set on the spatial light modulator, and then the first target frame having the same aspect ratio as the external ratio of the projected image. 2
  • the target frame is set on the coordinate system set on the spatial light modulation means based on the position of the first target frame on the coordinate system set on the spatial light modulation means.
  • the spaces at the four corner positions of the projection area specified on the coordinate system set in the imaging means are used.
  • the conversion to the position on the coordinate system set on the light modulation means is performed on the four corner positions of the projection image specified on the coordinate system set on the imaging means and the spatial light modulation means. It is characterized by using two-dimensional projective transformation based on the relationship with the positions of the four corners of the projected image on the coordinate system.
  • the coordinate system conversion unit may include four corner positions of the projection image specified on the coordinate system set in the imaging unit.
  • the two-dimensional projective transformation based on the relationship with the positions of the four corners of the projected image on the coordinate system set in the spatial light modulation means is used to identify the coordinates specified on the coordinate system set in the imaging means.
  • the four corner positions of the projection area are converted to positions on the coordinate system set on the spatial light modulation means.
  • the positions of the four corners of the projected image and the spatial light specified on the coordinate system set in the imaging means Using the two-dimensional projective transformation based on the relationship with the four corner positions of the projected image on the coordinate system set for the modulation means, the projection area specified on the coordinate system set for the imaging means Set on the spatial light modulation means at the four corner positions Conversion to a position on the coordinate system is performed.
  • the projector includes a spatial light modulation unit that generates modulated light according to information representing a rectangular projection image projected onto a rectangular projection area, and the spatial light modulation unit generates A projection lens for projecting modulated light onto the rectangular projection area; an optical zoom means for controlling the projection lens to optically enlarge / reduce the projected image; and an imaging device. Positions of the four corners of the projection area in order to cause the spatial light modulation means to generate modulated light in accordance with information representing an image obtained by transforming the projection image of the projection image so as to form a rectangular image on the projection area.
  • And enlargement / reduction of the projected image by the optical zoom means necessary for matching the four corners of the projected image with the four corners of the projected area based on the relative positional relationship between the projected image and the four corner positions of the projected image. Seeking rate In the projector, means for causing the spatial light modulation means to generate modulated light representing test patterns indicating four corners of the rectangular projection image and projecting the modulated light from the projection lens toward the rectangular projection area; and the test Means for causing the imaging device to capture a state in which a pattern is projected toward the rectangular projection area; and the rectangular shape on a coordinate system set in the imaging device from an image captured by the imaging device.
  • the positions of the four corners of the projection area specified on the coordinate system set in the imaging means are the positions of the four corners of the projection image specified on the coordinate system set in the imaging means.
  • Based on the relationship with the coordinate system set on the spatial light modulation means means for converting to a position on the coordinate system set on the spatial light modulation means, and set on the spatial light modulation means And a means for obtaining an enlargement / reduction ratio of the projected image based on the positions of the four corners of the projection area converted to positions on the coordinate system.
  • modulated light representing test patterns indicating the four corners of a rectangular projection image is generated by the spatial light modulation means and projected from the projection lens toward the rectangular projection area.
  • the positions of the four corners of the rectangular projection area on the coordinate system set in the imaging device from the image of the imaging device that captured this state and the projected The positions of the four corners of the strike pattern are detected.
  • the four corner positions of the projection area specified on the coordinate system are converted to positions on the coordinate system set on the spatial light modulation means, and based on the four corner positions of the converted projection area! /, Therefore, the enlargement / reduction ratio of the projected image is required.
  • the means for obtaining the enlargement / reduction ratio is the projection target converted into a position on the coordinate system set on the spatial light modulation means.
  • Means for setting a rectangular first target frame of a minimum size containing the positions of the four corners of the region on a coordinate system set on the spatial light modulation means; and the spatial light modulation means of the first target frame Means for setting a second target frame having the same aspect ratio as the aspect ratio of the projected image on the coordinate system set on the spatial light modulation means based on the position on the coordinate system set above; It is characterized by including.
  • the positions of the four corners of the projection area converted into the positions on the coordinate system set on the spatial light modulator are included.
  • the first rectangular target frame having the smallest size is set first on the coordinate system set on the spatial light modulation means, and then on the coordinate system set on the spatial light modulation means of the first target frame.
  • a second target frame having the same aspect ratio as that of the projected image is set on the coordinate system set on the spatial light modulator.
  • the computer program according to the present invention generates spatial light modulation means for generating modulated light according to information representing a rectangular projection image projected onto a rectangular projection area, and the spatial light modulation means generates the spatial light modulation means.
  • Projection image by zoom means A computer program which causes seeking scaling factor of said rectangular projection image A step of causing the spatial light modulation means to generate modulated light representing test patterns indicating the four corners of the projection and projecting the modulated light from the projection lens toward the rectangular projection region, and the test pattern having the rectangular projection target.
  • the procedure for causing the imaging device to capture the state projected toward the area, and the positions of the four corners of the rectangular projection area on the coordinate system set in the imaging device from the image captured by the imaging device A procedure for detecting, a procedure for detecting the positions of the four corners of the projected test pattern on the coordinate system set for the imaging device, as well as the image captured by the imaging device, and the coordinates set for the imaging means
  • the positions of the four corners of the projection area specified on the system are the positions of the four corners of the projection image specified on the coordinate system set on the imaging unit and the coordinates set on the spatial light modulation unit.
  • the procedure for converting to a position on the coordinate system set on the spatial light modulator, and the projected area converted to a position on the coordinate system set on the spatial light modulator The computer is caused to execute a procedure for obtaining an enlargement / reduction ratio of the projected image based on the positions of the four corners of the image.
  • test patterns indicating the four corners of the projected image are projected toward the projection area, and this state is picked up by the image pickup device.
  • the positions of the four corners of the rectangular projection area and the four corner positions of the projected test pattern are detected on the coordinate system set to, and the four corners of the projected image specified on the coordinate system set to the imaging means are detected.
  • the positions of the four corners of the projection area specified on the coordinate system set on the imaging means were set on the spatial light modulation means. It is converted to a position on the coordinate system, and the computer controls so that the enlargement / reduction ratio of the projected image can be obtained based on the converted four corner positions of the projection area.
  • the procedure for obtaining the enlargement / reduction ratio is converted into a position on the coordinate system set on the spatial light modulator.
  • a procedure for setting on a coordinate system set on the intermediary light modulation means is defined as the empty frame.
  • the positions of the four corners of the projection area converted into positions on the coordinate system set on the spatial light modulator are included.
  • a rectangular first target frame of the smallest size is first set on the coordinate system set on the spatial light modulation means, and the coordinates set on the spatial light modulation means of the set first target frame are set.
  • the second target frame having the same aspect ratio as the aspect ratio of the projected image is set on the coordinate system set on the spatial light modulator, so that the enlargement / reduction rate Is required.
  • the enlargement / reduction ratio by the projection lens necessary for matching the four corners of the projected image with the four corners of the projection area is automatically obtained. It is done.
  • the enlargement / reduction ratio by the projection lens necessary for matching the four corners of the projection image with the four corners of the projection area is automatically obtained.
  • the projected image is automatically enlarged and reduced according to the enlargement / reduction ratio that has been calculated, and the four corners of the projected image and the four corners of the projected area are matched to correct the trapezoidal distortion.
  • the above-described image projection method and projector invention are modified, and the spatial light modulation means is generated according to the information representing the projection image.
  • the modulated light is projected onto the projection area through the projection lens, and this state is obtained on the coordinate system in which the four corner positions of the projection area and the four corner positions of the projection image are set in the imaging means.
  • the enlargement / reduction ratio by the projection lens is automatically obtained.
  • the object converted into the position on the coordinate system set on the spatial light modulation means is used.
  • the target frame for projecting the projected image with the minimum size including the positions of the four corners of the projection area is set on the coordinate system set on the spatial light modulator, so that the image can be optically reduced or enlarged.
  • the first target frame is first set on the coordinate system set on the spatial light modulation means, Next, a second target frame having the same aspect ratio as that of the projected image is set on the coordinate system set on the spatial light modulator, so that the projected images with various aspect ratios can be changed in aspect ratio. It becomes possible to project without.
  • the four corners of the projection area specified on the coordinate system set in the imaging means are set.
  • the spatial light modulation means is set to the position of the four corners of the projected image specified on the coordinate system set to the imaging means and the spatial light modulation means Since the two-dimensional projective transformation based on the relationship with the projected image on the coordinate system is used, a conventionally known method can be used.
  • the positions of the four corners of the rectangular projection area and the projected test pattern on the coordinate system set on the imaging device are taken from the image captured by the imaging device. Since the positions of the four corners are detected, and the enlargement / reduction ratio of the projection image is automatically obtained based on the result, the adjustment for matching the size of the projection image with the projection area is automatically performed.
  • the first target frame is first set on the coordinate system set on the spatial light modulator, and then the first target frame.
  • the second target frame having the same aspect ratio as the aspect ratio of the projected image is set on the coordinate system set on the spatial light modulation unit based on the position on the coordinate system set on the spatial light modulation unit. Since it is set, it becomes possible to project a projection image with various aspect ratios and a projection image with various aspect ratios without changing the aspect ratio.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration example of an embodiment of a projector according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a pixel configuration of a spatial light modulation device (panel) included in the projection device unit of the projector according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a test pattern image used for zoom adjustment and trapezoidal distortion correction (keystone correction) in the projector according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an appearance of a remote controller of the projector according to the present invention. [5] It is a schematic diagram showing a state in which the screen and the projected image are viewed on the camera coordinate system.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which the coordinate values of the four corners of the screen on the camera coordinate system are converted into a panel coordinate system using a known two-dimensional projective transformation.
  • [7] It is a schematic diagram showing a state in which the first target frame is set based on the coordinate values of the four corners of the screen on the panel coordinate system.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the second target frame is set based on the first target frame set on the panel coordinate system.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure in which the system control unit executes the computer program according to the present invention for automatic adjustment by the projector of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the problems of the prior art.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the problems of the prior art.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration example of an embodiment of a projector according to the present invention.
  • the following description is an example in which the image projection method according to the present invention is implemented by the projector according to the present invention.
  • the image projection method according to the present invention is not limited to an apparatus configured as a projector, but as a projector.
  • the present invention can also be applied to a case where a personal computer is connected to a projector having only a function or a projector having only a function of projecting an image and controlled.
  • the projector 1 of the present embodiment has an auto adjustment function capable of automatically performing projection preparation.
  • the auto adjustment function projects a test pattern image from the projection lens 2 onto the screen S, which is the projection target, during projection preparation, and the camera part 3 captures the state of the test pattern image projected onto the screen S. Based on the relative positional relationship between the four corners of the projected area and the four corners of the test pattern image obtained as a result, this function prepares projections such as the dimensions, positions, and keystone distortion (keystone) correction of the projected image. is there.
  • the auto adjustment function includes color correction, focus adjustment, and the like. However, since there is no direct relationship with the present invention, description thereof will be omitted.
  • the projection object is not a screen but a wall surface of a building, for example, a rectangular area of any size desired by the user is set as the projection area on the wall surface as the projection object (for example, with paint) It is also possible to set a rectangular area of any size desired by the user on the whiteboard as a projected area (for example, by drawing with a marker pen etc.) It is.
  • the projected area is that the four corners can be detected in the image picked up by the power unit 3 of the projector according to the present invention as will be described later, and therefore the projected area is not necessarily a rectangular figure. It is only necessary that the positions of the four corners of the rectangle need not be set in the image captured by the camera unit 3 as described above.
  • the projector 1 includes an external connection unit 4 and an image conversion unit 5 as units that mainly perform processing on a projection image input from the outside.
  • the projector 1 includes a color control unit 6, a test pattern image switching unit 7, a projection device unit 8, a projection lens driving unit 9, and a projection lens 2 as parts that mainly perform processes related to projection.
  • the projector 1 includes a camera unit 3 and a detection unit 11 as a part for performing processing mainly related to the auto adjustment function.
  • the projector 1 includes an operation unit 12 and a remote control light receiving unit 13 of a remote controller (hereinafter referred to as a remote controller) 20 as means for receiving an operation by a user.
  • the overall control of the projector 1 is performed by the system control unit 10.
  • the external connection unit 4 is connected to an external device that outputs an image for projection.
  • the external connection unit 4 inputs a rectangular image output from the external device and transmits the image to the image conversion unit 5.
  • the image conversion unit 5 Based on the control of the system control unit 10, the image conversion unit 5 performs necessary conversion processing such as AZD conversion V, and transmits the converted image to the projection device unit 8.
  • the color control unit 6 performs a process of adjusting the color of the projected image. Specifically, the color control unit 6 performs color correction of the projected image by adjusting the tolerance of each color of R (red), G (green), and B (blue) based on the control of the system control unit 10. To do.
  • the test pattern image switching unit 7 generates various test patterns necessary for the auto adjustment function based on the control of the system control unit 10 and transmits them to the projection device unit 8 as test pattern images.
  • the projection device unit 8 includes a spatial light modulation device 8a that optically modulates a projection image, that is, information on the image to be projected (digital image data ⁇ ).
  • the projection device unit 8 is a modulated light obtained by optically modulating digital image data of various images transmitted from the image conversion unit 5, the test pattern image switching unit 7, and a system control unit 10 described later by the spatial light modulation device 8a. Is generated.
  • the spatial light modulation device of the projection device section 8 The modulated light generated by 8a is projected onto the external screen S through the projection lens 2. As a result, an image to be projected is displayed on the screen S.
  • the spatial light modulation device 8a either a liquid crystal panel or a DMD (Digital Micromirror Device) is generally used.
  • a liquid crystal panel is used as the spatial light modulation device 8a
  • each pixel associated with the dot unit of the digital data of the image to be projected displays each dot of the image and emits light rays such as light source power. By transmitting the light, the modulated light that displays the image as a whole is projected, and finally the image is displayed on the screen S.
  • a DMD is used as the spatial light modulation device 8a
  • light rays having a light source power are reflected while switching a reflection angle of a micromirror associated with a dot unit of digital data of an image to be projected.
  • the image to be projected is projected in a state represented by the entire reflected light (modulated light), and finally the image is displayed on the screen S.
  • an image to be projected is a liquid crystal panel as the spatial light modulation device 8a.
  • the image is projected on the screen S by transmitting a light beam having a light source power through the displayed image and projecting it from the projection lens 2.
  • a light beam having a light source power through the displayed image and projecting it from the projection lens 2.
  • an image is represented as reflected light (modulated light) as a whole by switching the reflection angle of a minute mirror corresponding to a pixel of digital image data. Therefore, in the DMD, individual micromirrors are made to correspond to the dots of the digital image data in the same way that individual pixels can be specified corresponding to the dots of the digital image data on the liquid crystal panel. Can be specified.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a pixel configuration of a spatial light modulation device (hereinafter simply referred to as a panel) 8a made of a liquid crystal panel included in the projection device unit 8 described above.
  • the panel 8a has a horizontal display range of 1024 pixels in the horizontal direction and 768 pixels in the vertical direction, that is, a rectangular display range conforming to the XGA standard.
  • the panel coordinate system is set with the pixel of) as the origin and the horizontal direction as the X axis and the vertical direction as the y axis.
  • the projection device unit 8 specifies the position and size of the image displayed in the display range of the panel 8a on the panel coordinate system based on the coordinate values of the panel coordinate system. To do. For example, if “128” is specified as the horizontal coordinate value and “128” is specified as the vertical coordinate value from the system control unit 10, the projection device unit 8 uses the pixel at the upper left corner of the panel 8a as the origin to A dot is displayed at the position of the 128th pixel in each direction and vertical direction.
  • the spatial light modulation device 8a has a configuration using a liquid crystal panel. Therefore, in the following description, the liquid crystal panel is used as the spatial light modulation device 8a. The structure to perform is demonstrated. However, the concept regarding the panel coordinate system is basically the same when using a liquid crystal panel as the spatial light modulation device 8a and when using a DMD.
  • zoom (image Dimensions) It consists of multiple lenses such as an adjustment lens and a focus adjustment lens.
  • the projection lens drive unit 9 has an actuator for changing the positions of the zoom adjustment lens and the focus adjustment lens of the projection lens 2, and also an actuator for a lens shift mechanism (tilting mechanism) having a known configuration. Yes.
  • the projection lens driving unit 9 performs zoom adjustment and focal point adjustment by driving each actuator according to the control of the system control unit 10 and also performs lens shift.
  • the camera unit 3 shown in FIG. 1 captures various test pattern images projected onto the screen S at the time of automatic adjustment for projection preparation, and transmits the captured images to the detection unit 11.
  • the test pattern image projected from the projector 1 includes zoom adjustment and trapezoidal distortion correction as shown in the schematic diagram of FIG. 3, in addition to the color correction test pattern image and the focus adjustment test pattern (not shown).
  • the test pattern image 25 has a thick frame test pattern (hereinafter referred to as a thick frame portion 25b) provided around the projected image. To do.
  • the thick frame portion 25b of the test pattern image 25 is basically a force having the same aspect ratio as the aspect ratio of the panel 8a.
  • the thick frame portion 25b also varies depending on the projection image having various aspect ratios. Have an aspect ratio of! /.
  • the present invention is basically irrelevant to the color correction and focus adjustment processing using the test pattern image for color correction and the test pattern image for focus adjustment. So, I will not explain these processes.
  • the detection unit 11 analyzes the captured image sent from the camera unit 3. This image analysis is performed on the camera coordinate system.
  • the camera coordinate system is a coordinate system set in the camera unit 3. More specifically, the camera coordinate system is a coordinate system set in the imaging field of view of the camera unit 3, and the camera unit 3 is the same as the panel coordinate system set in the spatial light modulation device 8a described above. This is a coordinate system with the upper left corner of the imaging field of view as the origin and the horizontal direction as the X axis and the vertical direction as the y axis. In reality, however, the camera coordinate system is set with the upper left corner of the image sensor panel (CCD panel) of the camera unit 3 as the origin, which means that the camera coordinates are set on the image captured by the camera unit 3. And can be considered.
  • CCD panel image sensor panel
  • the detection unit 11 uses the conventionally known method based on the image captured by the camera unit 3 to obtain the coordinate values of the four corner positions of the screen S, which is the projection area on the camera coordinate system, and the test unit shown in FIG.
  • the coordinate values such as the positions of the four corners of the projected image of the thick frame portion 25b of the strike pattern image 25 are detected according to the situation of the projector 1 at that time. If these coordinate values are detected, the state of trapezoidal distortion of the screen S and the projected image PJ (the thick frame portion 25b of the test pattern image 25) can be obtained by calculation based on the result. It goes without saying that there is something.
  • the detection unit 11 transmits the detection result as described above to the system control unit 10.
  • the operation unit 12 provided in the projector 1 has a plurality of buttons, switches, and the like.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the external appearance of the remote controller 20.
  • the remote control 20 has a plurality of buttons, up / down / left / right selection keys 20a to 20d and Select the required item from the multiple items displayed on the OSD (On Screen Display) menu image projected from the projector 1 and operate the keys 20a to 20d and the enter key 20e.
  • Adopt a GUI that allows the user to select.
  • the operation unit 12 is also provided with up / down / left / right selection keys and determination keys similar to those on the remote controller 20. Therefore, when the same operation is performed on the operation unit 12 and the remote controller 20, the same instruction is given to the system control unit 10.
  • the system control unit 10 that controls each unit described above includes a ROM10a and a RAM 10b.
  • ROMlOa is used to display a program 10p (computer program according to the present invention) that defines the contents of control performed by the system control unit 10, and various test pattern images and various menu images including the test pattern image 25 shown in FIG. This data is stored in advance.
  • RAMlOb temporarily stores various data generated during control by the system control unit 10.
  • the four corners of the screen S on the camera coordinate system are obtained. Can be converted to the corresponding position on the panel coordinate system.
  • the screen S on the panel coordinate system based on the positions of the four corners of the screen S on the panel coordinate system, it circumscribes the screen S on the panel coordinate system, in other words, larger than the screen S on the panel coordinate system (including the screen S). Is set as small as possible in the rectangular target frame (first target frame TF1).
  • the aspect ratio of the projected image (basically, The final target frame (second target frame TF2) taking into account the aspect ratio of panel 8a) is set on the panel coordinate system.
  • the size force of the second target frame TF2 is a size obtained by zooming the projected image, which is originally the same size as the panel 8a, larger than the screen S but as small as possible.
  • optical zoom adjustment by the projection lens 2 is performed according to the ratio of the size of the second target frame TF2 to the size of the panel 8a.
  • the four corners of the second target frame TF2 are sized to coincide with the four corners of the panel 8a, and the screen S on the panel coordinate system is enlarged according to the enlargement ratio of the second target frame TF2.
  • trapezoidal distortion correction is performed so that the four corners of the panel 8a coincide with the four corners of the screen S enlarged on the panel coordinate system.
  • these calculations themselves are executed by the system control unit 10 based on each coordinate value obtained as a result of analyzing the image taken by the camera unit 3 by the detection unit 11.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an image captured by the camera unit 3 of the projector 1, that is, a state of the screen S and the projection image PJ (specifically, the thick frame portion 25b of the test pattern 25) viewed on the camera coordinate system. .
  • the force screen S in which the thick frame portion 25b of the test pattern image 25 that is the outline of the projection image PJ is captured in a substantially rectangular shape is captured in a state in which a large trapezoidal distortion has occurred.
  • the optical axis passing through the lens center of the projection lens 2 of the projector 1 is offset with respect to the center of the projected image.
  • FP be the coordinates on the panel coordinate system, that is, the focal coordinates.
  • the ratio of the focal coordinate in the y-axis direction (vertical direction) to the y-axis length of the panel 8a is the focal coordinate ratio “p jshiftratio” of the projector 1, the specific value is “0.8838”.
  • the coordinate value in the X-axis direction (horizontal direction) on the panel coordinate system of the focal position is the center of the length of the panel 8a in the X-axis direction (see Figure 2).
  • the values of the specific examples are “1024”, “768” (See Figure 2).
  • the camera size that is, the horizontal size and the vertical size of the camera coordinate system are “caw” and “cah”, respectively, the specific values are “320” and “240” (FIG. 5). reference).
  • the four corner forces of the projected image PJ (specifically, the thick frame portion 25b of the test pattern image 25) are defined as follows. It is assumed that the values in the state shown in FIG.
  • parameters for two-dimensional projective transformation (forward transformation parameters, ie, transformation parameters from the panel coordinate system to the camera coordinate system and inverse transformation parameters, ie, transformation parameters from the camera coordinate system to the panel coordinate system) Is calculated.
  • the necessary elements for this calculation are the normal coordinate size (caw, cah) of the camera coordinate system and the normalized offset of the projected image PJ in the camera coordinate system.
  • the normalized offset in the camera coordinate system of the projected image PJ is the coordinate value (sxl, syl), (sx2, sy2), (sx3, sy3), (sx4, sy4) in each camera coordinate system.
  • the values of the specific examples of the normal coordinate size (caw, cah) of the camera coordinate system are “32 0” and “240”, respectively, as described above, and the normal image offset of the projected image PJ in the camera coordinate system.
  • the values of the specific examples are also (85, 57), (236, 57), (265, 193), (79, 190) as described above.
  • the panel coordinate system force can be obtained as the positive conversion parameters (faO, IO, fcO, fal, ibl, fa2, lb2) for conversion to the camera coordinate system.
  • the example values are “0.007”, “one 0.014”, “0.3293”, “0.1793”, “one 0.006”, “0”, “0.1747”.
  • the camera coordinate system force can also determine the inverse transformation parameters (raO, rbO, rcO, ral, rbl, ra2, rb2) for conversion to the panel coordinate system.
  • These parameters can be obtained by a known two-dimensional projective transformation.
  • the normal frame of the panel coordinates that is, the rectangular size of the panel 8a of 1024 ⁇ 768 pixels is converted into the camera coordinate system.
  • the coordinate FP (see Fig. 2 and Fig. 6) in the panel coordinate system of the focal position of projector 1 is the force. Converted to coordinates FC on the Mela coordinate system.
  • the x coordinate value is “pjw / 2” because it is the center of the panel size “pjw”
  • the values of the specific examples are “512” and “679 (actually 678.76 but 679 for convenience of calculation)”.
  • the values converted to are “round (pjfox)” and “round (pjfoy)”, respectively.
  • the values of the specific examples are “171.2” and “175.3” (see FIG. 5).
  • the specific values in this case are (183.7, 65.9), (667.5, 159.2), (780.4, 701.1), (188.6, 709.8) (see Fig. 6).
  • the second target frame TF2 is set on the panel coordinate system including the first target frame TF1 and as small as possible considering the aspect ratio of the projected image (see FIG. 8).
  • the size of the second target frame TF2 with respect to the panel 8a is obtained as the zoom ratio.
  • the first target frame TF1 and the second target frame TF2 are rectangles composed of sides parallel to the X and y axes of the panel coordinates on the panel coordinate system.
  • the reason is that the outline of the panel 8a matches the original outline of the projected image, so zooming the projected image enlarges the rectangle with the same aspect ratio as the panel 8a on the panel coordinate system. It is the power that will be reduced.
  • the minimum X coordinate value, the maximum X coordinate value, the minimum y coordinate value, and the maximum y coordinate value among the coordinate values of the four corners of the screen S on the panel coordinate system are obtained.
  • the minimum X coordinate value is “pjsxl”
  • the maximum X coordinate value is “pjsx3”
  • the minimum y coordinate value is “pjsyl”
  • the maximum y coordinate value is “pjsy4”.
  • Each coordinate value is selected, and the smallest y coordinate value among the y coordinate values of the four corners of screen S as “slargeyl” (and “slargey2”) is the four corners of screen S as “slargey3” (and “slargey4”)
  • the maximum y coordinate value among the y coordinate values is selected.
  • the calculation formula and specific example values are as follows (see Figure 7).
  • the second target frame TF2 is set.
  • the X coordinate values of the both ends of the horizontal frame of the second target frame TF2, that is, the horizontal frame are obtained.
  • the x-direction distance “fdxl” between the X coordinate value (slargexl) of the left side (side closer to the origin) of the first target frame TF1 on the panel coordinate system and the focal position, and the right side (far side from the origin) The X direction distance “fdx3” between the X coordinate value (slargex3) and the focal position (x coordinate value is pjforx) is calculated, and the larger one is obtained as “maxfdx” . And twice that value will make the first target frame TF1 right and left centered on the focal position. This is calculated as the target horizontal width “snw”, which is the temporary horizontal width of the second target frame TF2.
  • the calculation formula and specific example values are as follows (see Figure 7).
  • the enlargement factor of the focal position force on the panel coordinate system ratio of the position of the upper and lower sides of the second target frame TF2 to the distance to the upper and lower sides of the panel 8a
  • the focal position (the origin) Side) is "fratioyl”
  • the lower side is “fratioy3”
  • the size of both V and V are obtained as the maximum magnification "maxfratioy”.
  • the target height "hl” of the second target frame TF2 upward from the focal position FP on the panel coordinate system and the focal position FP below.
  • the target height ⁇ h2 '' of the second target frame TF2 to the side is obtained as follows, and the relationship between this result and the y coordinate value of the focal position FP on the panel coordinate system is also the second target frame TF2
  • the y coordinate values “fityl” and “fity3” of the upper and lower horizontal frames and the overall target height “snh” of the second target frame TF2 are obtained.
  • the formulas for obtaining each and the values of each specific example are as follows (see Figure 8).
  • the value of the specific example of “snh” obtained as “hl + h2j is equal to the value of the specific example of the difference (absolute value) between“ fityl ”and“ fity3 ”. It is confirmed that the calculation is correct.
  • the aspect ratio of the panel 8a is the horizontal width “snw” and the target The second target frame TF2 is finally set by adjusting to the larger of the height “snh”.
  • the aspect ratio of the panel 8a is 1024Z768, that is, 1.3333 ... and is set to a general 4: 3.
  • the aspect ratio of the panel 8a is a numerical value as a specific example of the present embodiment, and the aspect ratio of the actually used panel 8a is appropriately used as follows. Calculations can be made. Furthermore, the following calculation is performed by virtually setting the aspect ratio of the actually projected image, which is different from the aspect ratio of the panel 8a, to the panel 8a in which the aspect ratio of the present embodiment is 4: 3. Of course it is possible.
  • the value of the specific example is “1.333...”.
  • the actual aspect ratio of the second target frame TF2 that has been set is obtained as “max ratioyj” by the following equation.
  • the value of the specific example of “maxratioy” is “1.4084”, and therefore, the temporarily set horizontal target width “snw” and vertical height “snh” of the second target frame TF2
  • the actual aspect ratio “a spratio” of the panel 8a can be obtained by setting the values for “!” And “fit” to “fitw” and “fith”, respectively.
  • litw if (maxratioy, 1, snw, snh X aspratio)
  • the vertical height is obtained by dividing the height “fithl” above the focal position FP on the panel coordinate system and the height “fith2” below.
  • the actual coordinate value of the second target frame TF2 is obtained.
  • the coordinate values (epxl, epyl), (epx3, epy3) of the two corners of the origin and the farthest corner of the panel coordinate system within the four corners of the second target frame TF2 are the panel coordinate system.
  • the second target frame TF2 is set based on the coordinate values (pjforx, pjfory) of the upper focus position.
  • the enlargement ratio that is, the zoom ratio is obtained.
  • the size of the second target frame TF2 matches the size of the panel 8a. Thereafter, the four corners of the panel 8a are aligned with the four corners of the screen S on the panel coordinate system. If you correct the keystone distortion so that it matches. Such trapezoidal distortion correction itself can use a conventionally known technique.
  • the user places the projector 1 in front of the screen S, and operates the operation unit 12 or the remote controller 20 to give an instruction to perform automatic adjustment for projection preparation to the projector.
  • the system control unit 10 monitors whether or not an instruction to perform automatic adjustment for projection preparation and other instructions have been received (step S11). Instructions for automatic adjustment of projection preparation
  • the system control unit 10 executes a process corresponding to the received instruction (step S12) and monitors whether or not the next instruction is received.
  • the system control unit 10 starts the zoom adjustment described above as well as the automatic adjustment for the items of color correction and focus adjustment (step S11). S 13). In the following description, descriptions regarding color correction and focus adjustment are omitted.
  • the system control unit 10 first detects the positions (coordinate values) in the camera coordinate system of the four corners of the screen S from the image captured by the camera unit 3 (step S14), and then The positions (coordinate values) in the camera coordinate system of the four corners of the thick frame 25b, which is a test pattern for detecting the projected image frame, are detected (step S15), and the screen in the panel coordinate system is determined based on the positional relationship between the two. The positions (coordinate values) of the four corners of S are obtained (step S16).
  • the system control unit 10 is larger than the screen S (contains the screen S) but is as small as possible on the panel coordinate system, more specifically, a rectangular first circumscribing the screen S.
  • Set target frame TF1 (step S17).
  • the system control unit 10 next includes the set first target frame TF1 on the panel coordinate system, and the smallest second target frame TF2 corresponding to the aspect ratio of the projected image. Is set (step S18).
  • the system control unit 10 obtains the zoom ratio from the ratio of the size of the second target frame TF2 set next to the panel 8a (step S19). .
  • the system control unit 10 controls the projection lens driving unit 9 to move the zoom adjustment lens of the projection lens 2 and perform zoom adjustment (step S11).
  • step S20 the system control unit 10 corrects trapezoidal distortion so that the four corners of the panel 8a on the panel coordinate system, in other words, the four corners of the projected image coincide with the four corners of the screen S on the panel coordinate system. Perform (step S21).
  • the projection image (specifically, the thick frame portion 25b of the test pattern image 25)
  • the image is automatically projected onto the screen S at the optimum zoom ratio for correction.
  • the first target frame TF1 and the second target frame TF2 are set on the basis of the image captured by the camera unit 3.
  • Can be applied to the projected area by installing light detection sensors such as photodiodes at the four corners of the screen S to detect the positions of the four corners of the screen S. Become.
  • the present invention can be achieved by installing light detection sensors such as photodiodes at the four corners of the projected area as described above. Can be applied
  • the projection area is arbitrarily set, for example, on the screen rather than the outline of the screen. It can be set to a small size or as an arbitrary rectangle on a wall, whiteboard, etc.

Landscapes

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Abstract

　投射する画像が被投射体（たとえばスクリーン）上の被投射領域に一致するようにズーム調整を自動的に行なえるようにする。カメラ部で撮像した画像上で被投射領域の四隅の位置と投射画像の四隅の位置とを検出し、投射画像の四隅の位置に対する被投射領域の四隅の位置を空間光変調デバイス（パネル）上に設定されたパネル座標系上の位置に変換する。このパネル座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅を内包する状態で最小の第１目標枠ＴＦ１をパネル座標系上で設定し、この第１目標枠ＴＦ１のパネル座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比等も考慮した第２目標枠ＴＦ２をパネル座標系上で設定する。この第２目標枠ＴＦ２のパネル座標系全体に対する大きさの比率がズーム比として求められる。                                                  

Description

明 細 書
画像投射方法、プロジェクタ、及びコンピュータプログラム
技術分野
[0001] 本発明は、投射準備の段階で、被投射体 (たとえばスクリーン等)上に設定されてい る被投射領域へ投射された画像の寸法を被投射領域の寸法に合わせて自動的にズ ーム調整することが可能な画像投射方法、及びそのような画像投射方法により画像 を投射するプロジェクタ、更にそのようなプロジェクタの制御回路のための、又はその ようなプロジェクタを汎用コンピュータで制御するためのコンピュータプログラムに関 する。
背景技術
[0002] スクリーン、白壁、及びホワイトボード等の被投射体に画像を投射するプロジェクタ では、プロジェクタの設置場所力 適切な投射が行なえるように、先ず、投射準備とし て投射に関係する複数の設定項目を調整する必要がある。
[0003] 上述の設定項目としては、焦点調整、色味補正、画像寸法調整 (ズーム調整)、及 び台形歪み補正 (キーストン補正)等がある。このような各項目の設定の内、ズーム調 整では、プロジェクタと被投射体、具体的にはたとえばスクリーンとの間の距離が予め 判明している力、またはプロジェクタに備えられている距離センサにより測定し、被投 射領域 (たとえばスクリーンの全面）のサイズ又は指定された画面サイズと、プロジェク タと被投射体との間の距離との関係に基づいてズーム機能を調節することにより、投 射画像を拡大又は縮小する構成が採られていた (特許文献 1、 2、 3及び 4参照)。
[0004] また、プロジェクタから各調整項目に応じたテストパターン画像を順次投射し、被投 射体上に投射されたテストパターン画像の状態を撮像装置で撮像する等によりフィー ドバックして調整及び補正を行なう構成のプロジェクタも知られて ヽる（特許文献 5参 照)。この特許文献 5に記載のプロジェクタでは、例えばズーム調整では、被投射体 上に投射された寸法調整用のテストパターン画像が被投射領域に程よく収まるように 、ユーザの指示又はプロジェクタの自動的な判断に基づいて投射レンズのズーム機 能を調節して投射画像を拡大又は縮小する。なお、プロジェクタは、投射された画像 の中心に対して投射レンズのレンズ中心を通る光軸がオフセットされている（一致して いない）ことが一般的である。また、ズーム調整は、通常、レンズ中心（レンズ中心を 通る光軸）が調整の基準にされる。
特許文献 1：特開平 3— 215841号公報
特許文献 2：特開平 6 - 27431号公報
特許文献 3：特開 2000— 81601号公報
特許文献 4：特開平 5— 323451号公報
特許文献 5：特開 2000— 241874号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上述した特許文献 5に開示されている従来のプロジェクタの投射準備は一般的に は、被投射領域 (通常は被投射体としてのスクリーンの全面）の四隅の位置及び投射 される画像の四隅の位置をプロジェクタ側で認識し、投射される画像の四隅が被投 射領域の四隅の位置に一致するように、投射される画像の大きさ及び台形歪みが調 整される。このような調整に際して、台形歪み補正 (キーストン補正)を行なうためには 被投射領域の寸法よりも大きめ（小さめでも原理的には可能であるが、後述する理由 で好ましくない）に画像が投射されるように最初にズーム調整が行なわれる。そして、 その状態から、投射される画像が不均等に縮小されることにより、具体的には投射さ れる画像が実際に投射されて被投射体上に表示されている画像の台形歪みの状態 とは逆に変形されることにより、投射される画像の四隅が被投射領域の四隅に一致 するように台形歪み補正が行なわれる。
[0006] ところで、ズーム調整による画像の拡大 ·縮小はズームレンズによる光学的な拡大' 縮小であるので、個々の画素の被投射体上での投射された状態での大きさが変わる 点を除いては画質の劣化は生じない。しかし、台形歪み補正は投射される画像をデ ジタルデータ処理、いわゆるデジタルズーム処理、し力も部分的に不均等に拡大 '縮 小することにより行なわれるので画質の劣化を伴なう。従って、この台形歪み補正の 際の画像のデジタル的な拡大 ·縮小比 (ズーム比）が大きければ大きいほど、画質の 劣化の程度も著しくなるため、台形歪み補正を行なう基準となる画像の大きさはでき る限り被投射領域の大きさに近い方が望ましい。
[0007] たとえば図 10、図 11はいずれも台形歪み補正の前後の状態を示す模式図である 。図 10は台形歪み補正が開始される時点の基準となる画像が比較的小さい (具体的 には、被投射領域としてのスクリーン Sの大きさとほぼ同じでやや大きい）場合を、図 1 1は台形歪み補正が開始される時点の基準となる画像が比較的大きい (具体的には 、被投射領域としてのスクリーン sの大きさに比して力なり大きい)場合をそれぞれ示 している。
[0008] 図 10 (a)では被投射領域であるスクリーン S (以下、スクリーン Sの全体が被投射領 域であるとして説明する）に比して台形歪みの補正対象となる投射画像 PJカ^クリー ン Sの外郭の一部に接していてし力もスクリーン Sの大きさよりは大きい。また、図 11 ( a)ではスクリーン Sに比して台形歪みの補正対象となる投射画像 PJがスクリーン Sの 外郭の外側に完全にはみ出しており、かなり大きい。このような図 10 (a)、図 11 (a)に それぞれ示す状態力ゝら図 10 (b)、図 11 (b)にそれぞれ示すように投射画像 PJの四 隅力スクリーン Sの四隅に一致するように台形歪み補正が行なわれる際の投射画像 P Jのデジタル的な縮小比 (ズーム比）は、図 10 (b)に示す例では比較的小さいが、図 1 1 (b)に示す例では比較的大きくならざるを得ない。
[0009] 以上のことから、図 10に示す例では台形歪み補正のためのデジタルズーム比が比 較的小さいので画質の劣化も比較的少ない。しかし、図 11に示す例では台形歪み 補正のためのデジタルズーム比が比較的大き!/、ので画質劣化も比較的著 、。従つ て、投射画像を台形歪み補正する場合には、その基準となる投射画像の大きさをス クリーン S (被投射領域)よりは大きいができる限り小さくなるようにスクリーン S (被投射 領域)を含む領域へ投射すれば、台形歪み補正のために過剰なデジタル画像処理（ 縮小処理)を行なわずに済むので、高画質の画像を投射することができるということに なる。
[0010] なお、台形歪み補正を行なう際の基準となる投射画像が被投射体上に被投射領域 よりも小さく投射されている場合、または投射画像の四隅のいずれか一つでもが被投 射領域内に位置する場合には、投射される画像を全体的に、又は少なくとも一隅の 方向へは拡大する必要が生じる。従って、この場合には画像のデジタル的な拡大が 伴なうことになる力 画像のデジタル的な拡大はデジタル的な縮小に比して著 U、画 質の劣化を伴うことは公知の事実である。このような意味からも、デジタルズーム処理 である台形歪み補正は画像を縮小する方向へ、換言すれば台形歪み補正の基準と なる投射画像は被投射領域よりも大き目であることが望ま 、。
[0011] 従来、たとえば特許文献 5に記載されている技術では、投射画像のズーム調整を自 動的に行なった後、投射画像の上下、左右の対向する辺の長さ、傾き等を比較する ことにより台形歪みを補正している。従って、特許文献 5に記載の発明では台形歪み の補正に際して、上述したような光学ズームによる画像の縮小'拡大と、デジタル画 像処理による画像の拡大 '縮小との関係に付いては考慮は払われていないのが実情 である。
[0012] 本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、台形歪み補正の際の 画質の劣化を可能な限り抑止できるように投射画像の被投射領域に対する投射サイ ズを調整すること、即ちズーム調整することが可能な画像投射方法、及びそのような 画像投射方法により画像を投射するプロジェクタの提供を主たる目的とする。また本 発明は、このような画像投射方法、及びそのような画像投射方法により画像を投射す るプロジェクタにお ヽて、投射される画像のアスペクト比を維持して被投射領域へ投 射することを目的とする。
[0013] 更に本発明は、上述のようなプロジェクタを実現するためのプロジェクタの制御回路 用のコンピュータプログラムの提供を目的とする。
課題を解決するための手段
[0014] 上記課題を解決するために本発明に係る画像投射方法は、矩形状の被投射領域 へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段に変調光を 生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ光 学的拡大'縮小が可能な投射レンズに投射させる際に、前記矩形状の投射画像を変 形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記 被投射領域上で矩形状の画像となるように投射する画像投射方法にお!ヽて、前記被 投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に 基づ 、て、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前 記投射レンズによる拡大'縮小率を求めることを特徴とする。
[0015] また上記課題を解決するために本発明に係るプロジェクタは、矩形状の被投射領 域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光 変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投 射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大'縮小する 光学的ズーム手段とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報 に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記矩形状の被投射領域上 で矩形状の画像となるように投射するプロジェクタにお 、て、前記被投射領域の四隅 の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射 画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム 手段による投射画像の拡大，縮小率を求める拡大，縮小率演算手段を備えることを特 徴とする。
[0016] このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは、投射画像の四隅を被 投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大 ·縮小率が被投射 領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づ いて求められる。
[0017] また本発明に係る画像投射方法は、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の 投射画像を表わす情報に従って空間光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光 変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ光学的拡大 ·縮小が可能 な投射レンズに投射させる際に、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情 報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形 状の画像となるように投射する画像投射方法にお!ヽて、前記被投射領域の四隅の位 置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像 の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記投射レンズによる 拡大 ·縮小率を求め、求められた拡大 ·縮小率に従って前記投射レンズにより拡大 · 縮小して投射される投射画像の四隅と前記矩形の被投射領域の四隅とがー致する ように、前記空間光変調手段上での前記矩形状の投射画像の変形量を演算すること を特徴とする。 [0018] また本発明に係るプロジェクタは、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投 射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調 手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投 射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大 ·縮小する光学的ズーム手段とを備え 、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手 段に変調光を生成させて前記矩形状の被投射領域上で矩形状の画像となるように 投射するプロジェクタにおいて、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画 像の四隅の位置との相対的位置関係に基づ!、て、投射画像の四隅を前記被投射領 域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大 · 縮小率を求める拡大 ·縮小率演算手段と、該拡大 ·縮小率演算手段が求めた拡大 · 縮小率に従って前記光学的ズーム手段が拡大'縮小して投射する画像の四隅と前 記矩形の被投射領域の四隅とがー致するように、前記空間光変調手段上での前記 矩形状の投射画像の変形量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
[0019] このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは、投射画像の四隅を被 投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大 ·縮小率が、被投 射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基 づいて求められ、この拡大'縮小率に従って投射レンズにより拡大'縮小して投射さ れる投射画像の四隅と被投射領域の四隅とがー致するように空間光変調手段上で の投射画像の変形量が演算される。
[0020] また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明にお ヽて、変形さ れて!、な!/、前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を 生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて前記 被投射領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域の四 隅の位置とを含む画像を撮像手段で撮像し、前記撮像手段が撮像した画像から、前 記被投射領域の四隅の位置及び前記投射画像の四隅の位置を前記撮像手段に設 定された座標系上で特定し、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前 記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された 前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係 に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換し、前記 空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の 四隅の位置に基づいて前記投射レンズによる拡大 ·縮小率を求めることを特徴とする
[0021] また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明にお 、て、変形されて いない前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成さ せ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて前記被投射 領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域の四隅の位 置とを含む画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像から、前記被投 射領域の四隅の位置及び前記投射画像の四隅の位置を前記撮像手段に設定され た座標系上で特定する特定手段と、前記撮像手段に設定された座標系上で特定さ れた前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定 された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系と の関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換す る座標系変換手段と、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換 された前記被投射領域の四隅の位置に基づ!、て、前記投射画像の拡大 ·縮小率を 求める拡大'縮小率計算手段とを備えたことを特徴とする。
[0022] このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法 及びプロジェクタの発明にお 、て、変形されて 、な 、投射画像を表わす情報に従つ て空間光変調手段が生成した変調光が空間光変調手段により生成されて投射レン ズを通じて被投射領域へ投射され、この状態を撮像手段が撮像した画像から、被投 射領域の四隅の位置及び投射画像の四隅の位置が撮像手段に設定された座標系 上で特定される。そして、撮像手段に設定された座標系上で特定された投射画像の 四隅の位置と空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、撮像手 段に設定された座標系上で特定された被投射領域の四隅の位置が空間光変調手 段上に設定された座標系上の位置に変換され、この変換された被投射領域の四隅 の位置に基づ!/ヽて投射レンズによる拡大 ·縮小率が求められる。
[0023] また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明にお!/ヽて、前記空 間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四 隅の位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠を前記 空間光変調手段上に設定された座標系上に設定し、前記空間光変調手段上に設定 された座標系の大きさと前記設定された目標枠の大きさとの比率から前記投射レンズ による拡大 ·縮小率を求めることを特徴とする。
[0024] また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明にお 、て、前記空間光 変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の 位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠を前記空間 光変調手段上に設定された座標系上に設定する目標枠設定手段を備え、前記拡大 •縮小率計算手段は、前記目標枠設定手段が前記空間光変調手段上に設定された 座標系の大きさと前記設定された目標枠の大きさとの比率カゝら前記投射レンズによる 拡大'縮小率を求めることを特徴とする。
[0025] このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法 及びプロジェクタの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置 に変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで投射画像を投射 するための目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定され、この設 定された目標枠の空間光変調手段上に設定されている座標系全体に対する大きさ の比率力 投射レンズによる拡大 ·縮小率が求められる。
[0026] また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明にお!/ヽて、前記目 標枠の設定は、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された 前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠を前記 空間光変調手段上に設定された座標系上に設定し、前記第 1目標枠の前記空間光 変調手段上に設定された座標系上での位置に基づ ヽて、前記投射画像のアスペクト 比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座 標系上に設定することにより行なわれることを特徴とする。
[0027] また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明にお 、て、前記目標枠 設定手段は、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前 記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠を前記空 間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と、該手段が設定した前記 第 1目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、 前記投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空間光変 調手段上に設定された座標系上に設定する手段とを備えることを特徴とする。
[0028] このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法 及びプロジェクタの発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置 に変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標 枠がまず空間光変調手段上に設定された座標系上に設定され、次いで投射画像の ァスぺ外比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠が空間光変調手段上に設定され た座標系上での第 1目標枠の位置に基づいて、空間光変調手段上に設定された座 標系上に設定される。
[0029] また本発明に係る画像投射方法は上記の画像投射方法の発明にお ヽて、前記撮 像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置の前記 空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換は、前記撮像手段に設 定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段 に設定された座標系上での投射画像の四隅の位置との関係に基づく二次元の射影 変換を用いて行なわれることを特徴とする。
[0030] また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明にお 、て、前記座標系 変換手段は、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四 隅の位置と前記空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像の四隅の位 置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて、前記撮像手段に設定された座標 系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置の前記空間光変調手段上に設定 された座標系上の位置への変換を行なうことを特徴とする。
[0031] このような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタでは上記の画像投射方法 及びプロジェクタの発明において、撮像手段に設定された座標系上で特定された投 射画像の四隅の位置と空間光変調手段に設定された座標系上での投射画像の四 隅の位置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて、撮像手段に設定された座 標系上で特定された被投射領域の四隅の位置の空間光変調手段上に設定された 座標系上の位置への変換が行なわれる。
[0032] 更に本発明に係るプロジェクタは、矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投 射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調 手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投 射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大 ·縮小する光学的ズーム手段と、撮像 装置とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記 空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるよ うに投射するために、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅 の位置との相対的位置関係に基づいて、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅 に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大'縮小率を 求めるプロジェクタにおいて、前記矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを 表わす変調光を前記空間光変調手段に生成させて前記投射レンズから前記矩形状 の被投射領域へ向けて投射させる手段と、前記テストパターンが前記矩形状の被投 射領域へ向けて投射された状態を前記撮像装置に撮像させる手段と、前記撮像装 置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記矩形状の被投射 領域の四隅の位置を検出する手段と、前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像 装置に設定された座標系上で前記投射されたテストパターンの四隅の位置を検出す る手段と、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四 隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四 隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記 空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換する手段と、前記空間光変 調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位 置に基づいて前記投射画像の拡大'縮小率を求める手段とを備えたことを特徴とす る。
[0033] このような本発明に係るプロジェクタでは、矩形状の投射画像の四隅を示すテスト ノターンを表わす変調光が空間光変調手段によって生成されて投射レンズから矩形 状の被投射領域へ向けて投射され、この状態を撮像した撮像装置の画像から撮像 装置に設定された座標系上で矩形状の被投射領域の四隅の位置及び投射されたテ ストパターンの四隅の位置が検出される。そして、撮像手段に設定された座標系上で 特定された投射画像の四隅の位置と空間光変調手段上に設定された座標系との関 係に基づ 1ヽて、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投射領域の四隅の 位置が空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換され、この変換され た被投射領域の四隅の位置に基づ!/、て投射画像の拡大 ·縮小率が求められる。
[0034] また本発明に係るプロジェクタは上記のプロジェクタの発明において、前記拡大'縮 小率を求める手段は、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換 された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠 を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と、前記第 1目標 枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像 のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空間光変調手段上に設 定された座標系上に設定する手段とを含むことを特徴とする。
[0035] このような本発明に係るプロジェクタでは上記のプロジェクタの発明にお 、て、空間 光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された被投射領域の四隅の位 置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠が空間光変調手段上に設定された 座標系上にまず設定され、次いでこの第 1目標枠の空間光変調手段上に設定された 座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する 第 2目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定される。
[0036] 更に本発明に係るコンピュータプログラムは、矩形状の被投射領域へ投射される矩 形状の投射画像を表わす情報に従って変調光を生成する空間光変調手段と、該空 間光変調手段が生成した変調光を前記矩形状の被投射領域へ投射する投射レンズ と、該投射レンズを制御して投射画像を光学的に拡大 ·縮小する光学的ズーム手段 と、撮像装置とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従つ て前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像と なるように投射させるコンピュータに、前記被投射領域の四隅の位置と投射された投 射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づ!/、て、投射画像の四隅を前記被投 射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の 拡大 ·縮小率を求めさせるコンピュータプログラムであって、前記矩形状の投射画像 の四隅を示すテストパターンを表わす変調光を前記空間光変調手段に生成させて 前記投射レンズから前記矩形状の被投射領域へ向けて投射させる手順と、前記テス トパターンが前記矩形状の被投射領域へ向けて投射された状態を前記撮像装置に 撮像させる手順と、前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座 標系上で前記矩形状の被投射領域の四隅の位置を検出する手順と、前記撮像装置 が撮像した画像カゝら前記撮像装置に設定された座標系上で前記投射されたテストパ ターンの四隅の位置を検出する手順と、前記撮像手段に設定された座標系上で特 定された前記被投射領域の四隅の位置を、前記撮像手段に設定された座標系上で 特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段上に設定された座標 系との関係に基づいて、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変 換する手順と、前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された 前記被投射領域の四隅の位置に基づ!、て前記投射画像の拡大 ·縮小率を求める手 順とを前記コンピュータに実行させることを特徴とする。
[0037] このような本発明に係るコンピュータプログラムの制御では、投射画像の四隅を示 すテストパターンが被投射領域へ向けて投射され、この状態が撮像装置により撮像さ れ、この画像から撮像装置に設定された座標系上で矩形状の被投射領域の四隅の 位置及び投射されたテストパターンの四隅の位置が検出され、撮像手段に設定され た座標系上で特定された投射画像の四隅の位置と空間光変調手段上に設定された 座標系との関係に基づいて、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投射 領域の四隅の位置が空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換され、 この変換された被投射領域の四隅の位置に基づ!、て投射画像の拡大 ·縮小率が求 められるようにコンピュータが制御する。
[0038] また本発明に係るコンピュータプログラムは上記のコンピュータプログラムの発明に おいて、前記拡大 ·縮小率を求める手順は、前記空間光変調手段上に設定された座 標系上の位置に変換された前記被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさ の矩形の第 1目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手 順と、前記第 1目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に 基づいて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空 間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手順とを含むことを特徴とする。
[0039] このような本発明に係るコンピュータプログラムでは上記のコンピュータプログラムの 発明において、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された被投 射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠が空間光変調手 段上に設定された座標系上にまず設定され、この設定された第 1目標枠の空間光変 調手段上に設定された座標系上での位置に基づいて、投射画像のアスペクト比と同 一アスペクト比を有する第 2目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設 定されることにより、拡大 ·縮小率が求められる。
発明の効果
[0040] 以上のような本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば、投射画像の四 隅を被投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大 ·縮小率が 自動的に求められる。
[0041] また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば、投射画像の四隅を被 投射領域の四隅に一致させるために必要な投射レンズによる拡大 ·縮小率が自動的 に求められ、この自動的に求められた拡大 ·縮小率に従って投射画像が自動的に拡 大 '縮小して投射され、更に投射画像の四隅と被投射領域の四隅とがー致させられ ることによって台形歪みが補正される。
[0042] また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及 びプロジェクタの発明にお 、て、変形されて 、な 、投射画像を表わす情報に従って 空間光変調手段が生成した変調光が投射レンズを通じて被投射領域へ投射され、こ の状態を撮像手段が撮像した画像から、被投射領域の四隅の位置及び投射画像の 四隅の位置が撮像手段に設定された座標系上で特定されることにより、投射レンズ による拡大 ·縮小率が自動的に求められる。
[0043] また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及 びプロジェクタの発明にお 、て、空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に 変換された被投射領域の四隅の位置を内包する最小の大きさで投射画像を投射す るための目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定されて光学的に 画像の縮小 ·拡大が行なわれるので、台形歪み補正の際のデジタル的な画像の縮 小'拡大が最小限で済むことになり、画質の劣化が最小限になる。
[0044] また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及 びプロジェクタの発明において、第 1目標枠がまず空間光変調手段上に設定された 座標系上に設定され、次いで投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠が空間光変調手段上に設定された座標系上に設定されるので、種々のァス ぺクト比の投射画像をアスペクト比を変えずに投射することが可能になる。
[0045] また本発明に係る画像投射方法及びプロジェクタによれば上述の画像投射方法及 びプロジェクタの発明にお 、て、撮像手段に設定された座標系上で特定された被投 射領域の四隅の位置の空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換 を、撮像手段に設定された座標系上で特定された投射画像の四隅の位置と空間光 変調手段に設定された座標系上での投射画像との関係に基づく二次元の射影変換 を用いて行なうので、従来公知の手法が利用できる。
[0046] また本発明に係るプロジェクタによれば、撮像装置が撮像した画像から、撮像装置 上に設定された座標系上で矩形状の被投射領域の四隅の位置及び投射されたテス トパターンの四隅の位置が検出され、この結果に基づいて投射画像の拡大'縮小率 が自動的に求められるので、投射画像の大きさを被投射領域に一致させる調整が自 動的に行なわれる。
[0047] また本発明に係るプロジェクタによれば上述のプロジェクタの発明にお 、て、空間 光変調手段上に設定された座標系上で第 1目標枠がまず設定され、次いでこの第 1 目標枠の空間光変調手段上に設定された座標系上でび位置に基づいて、投射画像 のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠が空間光変調手段上に設定さ れた座標系上で設定されるので、種々のアスペクト比の投射画像を種々のアスペクト 比の投射画像をアスペクト比を変えずに投射することが可能になる。
[0048] また本発明に係るコンピュータプログラムによれば、上述のようなプロジェクタを制御 すること、又はプロジェクタを外部力 汎用コンピュータで制御することにより上述のよ うな画像投射方法を実現することが可能になる。
図面の簡単な説明
[0049] [図 1]本発明に係るプロジェクタの一実施の形態の内部構成例を示すブロック図であ る。
圆 2]本発明に係るプロジェクタの投射デバイス部が有する空間光変調デバイス (パ ネル）の画素構成を示す模式図である。
[図 3]本発明に係るプロジェクタにお 、てズーム調整及び台形歪み補正 (キーストン 補正)用に兼用して用いられるテストパターン画像の模式図である。
[図 4]本発明に係るプロジェクタのリモートコントローラの外観を示す模式図である。 圆 5]スクリーンと投射された画像とをカメラ座標系上で見た状態を示す模式図である
[図 6]カメラ座標系上のスクリーンの四隅の座標値を公知の二次元の射影変換を用い てパネル座標系へ変換した状態を示す模式図である。
圆 7]パネル座標系上でスクリーンの四隅の座標値に基づいて第 1目標枠を設定した 状態を示す模式図である。
圆 8]パネル座標系上で設定された第 1目標枠に基づ!/、て第 2目標枠を設定した状 態を示す模式図である。
[図 9]本発明のプロジェクタによるオート調整のための本発明に係るコンピュータプロ グラムをシステムコントロール部が実行する処理手順を示すフローチャートである。 圆 10]従来技術の問題点を説明するための模式図である。
圆 11]従来技術の問題点を説明するための模式図である。
符号の説明
1 プロジェクタ
2 投射レンズ
3 カメラ咅
8 投射デバイス部
8a 空間光変調デバイス (パネル）
10 システムコントロール部
ΙΟρ プログラム
11 検出部
12 操作部 25 テストパターン画像
25b (テストパターン画像の）太枠部
S スクリーン
TF1 第 1目標枠
TF2 第 2目標枠
発明を実施するための最良の形態
[0051] 以下、本発明をその最良の実施の形態を示す図面を参照して説明する。図 1は本 発明に係るプロジェクタの一実施の形態の内部構成例を示すブロック図である。なお 、以下の説明は本発明に係る画像投射方法を本発明に係るプロジェクタで実施する 場合の例であるが、本発明の画像投射方法はプロジェクタとして構成された装置の みならず、プロジェクタとしての機能を併せ持つ装置、又は画像を投射する機能のみ を有するプロジェクタにたとえばパーソナルコンピュータを接続して制御するような場 合にも適用可能である。
[0052] 本実施の形態のプロジェクタ 1は、投射準備を自動的に行なえるオート調整機能を 有している。オート調整機能とは具体的には、投射準備時に投射レンズ 2から被投射 体であるスクリーン Sへテストパターン画像を投射し、スクリーン Sに投射されたテスト ノターン画像の状態をカメラ部 3で撮像し、その結果として得られる被投射領域の四 隅及びテストパターン画像の四隅の相対的位置関係に基づいて、投射される画像の 寸法、位置、台形歪み (キーストン)補正等の投射準備を行なう機能である。なお、ォ ート調整機能には他に色補正、焦点調整等もあるが、本発明には直接の関係が無い のでそれらに関する説明は省略する。
[0053] なお、以下に説明する実施の形態においては、被投射体であるスクリーン Sの全面 を被投射領域として使用する場合について説明する。従ってこの場合、スクリーン S の四隅が被投射領域の四隅になる。しかし、被投射体がスクリーンではなくたとえば 建物の壁面であるような場合には、被投射体としての壁面にユーザが希望する任意 の大きさの矩形の領域を被投射領域として設定 (たとえば塗料で描く等により）するこ とも可能であり、あるいはホワイトボード上にユーザが希望する任意の大きさの矩形の 領域を被投射領域として設定 (たとえばマーカペン等で描く等により）することも可能 である。被投射領域として重要な点は、後述するように本発明に係るプロジェクタの力 メラ部 3により撮像された画像中においてその四隅が検出可能なことであり、従って被 投射領域は必ずしも矩形の図形として設定される必要は無ぐ矩形の四隅の位置が 上述のようにカメラ部 3によって撮像された画像中で検出可能であればよい。
[0054] プロジェクタ 1は、外部から入力される投射用の画像に対する処理を主に行なう部 分として外部接続部 4及び画像変換部 5を備えている。またプロジェクタ 1は、主に投 射に関与する処理を行なう部分として、色制御部 6、テストパターン画像切替部 7、投 射デバイス部 8、投射レンズ駆動部 9、及び投射レンズ 2を備えている。更にプロジェ クタ 1は、、主にオート調整機能に関与する処理を行なう部分としてカメラ部 3及び検 出部 11を備えている。更にまた、プロジェクタ 1は、ユーザによる操作を受け付ける手 段として操作部 12と、リモートコントローラ（以下、リモコンと称す） 20のリモコン受光部 13とを備えている。なお、プロジェクタ 1の全体的な制御はシステムコントロール部 10 が行なう。
[0055] 外部接続部 4は、投射用の画像を出力する外部機器と接続されており、外部機器 から出力された矩形状の画像を入力して画像変換部 5へ伝送する。画像変換部 5は システムコントロール部 10の制御に基づいて AZD変換等の所要の変換処理を行な V、、変換処理後の画像を投射デバイス部 8へ伝送する。
[0056] 色制御部 6は投射される画像の色を調整する処理を行なう。具体的には、色制御 部 6はシステムコントロール部 10の制御に基づいて R (赤）、 G (緑）、 B (青）の各色の ノランスを調整することにより、投射される画像の色補正を行なう。また、テストパター ン画像切替部 7はオート調整機能に必要な種々のテストパターンをシステムコント口 ール部 10の制御に基づいて生成し、テストパターン画像として投射デバイス部 8へ伝 送する。
[0057] 投射デバイス部 8は、投射画像、即ち投射されるべき画像の情報 (デジタル画像デ →)を光変調する空間光変調デバイス 8aを内蔵して ヽる。そして投射デバイス部 8 は、画像変換部 5、テストパターン画像切替部 7、及び後述するシステムコントロール 部 10カゝら伝送される各種画像のデジタル画像データを空間光変調デバイス 8aで光 変調した変調光を生成する。このようにして投射デバイス部 8の空間光変調デバイス 8aが生成した変調光は投射レンズ 2を通じて外部のスクリーン Sへ投射される。この 結果、スクリーン S上には投射されるべき画像が映し出される。
[0058] なお空間光変調デバイス 8aとしては、液晶パネルと DMD (Digital Micromirror Dev ice)とのいずれかが一般的に用いられる。空間光変調デバイス 8aとして液晶パネル が使用される場合は、投射されるべき画像のデジタルデータのドット単位に対応付け られた各画素が画像の各ドットを表示した状態で光源力ゝらの光線を透過させること〖こ より、全体として画像を表示する変調光が投射され、最終的にスクリーン S上に画像 が映し出される。また空間光変調デバイス 8aとして DMDが使用される場合は、投射 されるべき画像のデジタルデータのドット単位に対応付けられた微小ミラー（Micromir ror)の反射角を切り換えつつ光源力もの光線を反射させることにより、投射されるべき 画像が反射光 (変調光)全体で表わされた状態で投射され、最終的にスクリーン S上 に画像が映し出される。
[0059] なお、本実施の形態では空間光変調デバイス 8aとしては液晶パネルを使用する構 成を採っており、以下の説明においても、投射されるべき画像を空間光変調デバイス 8aとしての液晶パネルに画像として表示し、その表示された画像に光源力もの光線 を透過させて投射レンズ 2から投射することによりスクリーン S上に画像を投射する。 但し、上述したように、 DMDを使用する場合もデジタル画像データの画素に対応し た微小ミラーの反射角を切り換えることにより反射光 (変調光)全体として画像を表わ すようになっている。従って、液晶パネル上において個々の画素をデジタル画像デ ータのドットに対応させて指定することが可能であるのと同様に、 DMDにおいても個 々の微小ミラーをデジタル画像データのドットに対応させて指定することが可能であ る。
[0060] 図 2は、上述した投射デバイス部 8が有する液晶パネル製の空間光変調デバイス ( 以下、単にパネルという） 8aの画素構成を示す模式図である。本実施の形態では一 例として、パネル 8aは水平方向に 1024画素、垂直方向に 768画素、即ち XGA規格 に順じた矩形状の表示範囲を備えており、左上隅の座標値（1, 1)の画素を原点とし て水平方向を X軸、垂直方向を y軸とするパネル座標系が設定されている。従って、 水平方向及び垂直方向の各画素に対応したパネル座標系の座標値がシステムコン トロール部 10から投射デバイス部 8へ送られると、このパネル座標系の座標値に基づ いて投射デバイス部 8はパネル 8aの表示範囲に表示する画像の位置及び寸法をパ ネル座標系上で特定する。例えば、システムコントロール部 10から水平方向の座標 値として「128」、垂直方向の座標値として「128」がそれぞれ指定されると、投射デバ イス部 8はパネル 8aの左上隅の画素を原点として水平方向及び垂直方向にそれぞ れ 128番目である画素の位置にドットを表示する。
[0061] なお、空間光変調デバイス 8aとして DMDを使用する場合にも、上述の液晶パネル を使用する場合と同様のパネル座標系を設定することが可能である。但し、前述した ように本実施の形態では空間光変調デバイス 8aとしては液晶パネルを使用した構成 を採って ヽるので、以下の説明にお 、ても液晶パネルを空間光変調デバイス 8aとし て使用する構成について説明する。しかし、パネル座標系に関する考え方は空間光 変調デバイス 8aとして液晶パネルを使用する場合も、 DMDを使用する場合も基本 的には同様である。
[0062] 投射レンズ 2は図示はしな ヽが、パネル 8aを透過した光線 (変調光）を拡大してスク リーン Sに画像として投射するために必要な本来のレンズの他に、ズーム（画像寸法） 調整用レンズ及び焦点調整用のレンズ等の複数のレンズで構成されて ヽる。投射レ ンズ駆動部 9は、投射レンズ 2のズーム調整用レンズ及び焦点調整用レンズの位置を 変更させるァクチユエータ、更には公知の構成のレンズシフト機構 (あおり機構)のた めのァクチユエータを有している。そして投射レンズ駆動部 9はシステムコントロール 部 10力もの制御に従って各ァクチユエータを駆動することによりズーム調整及び焦 点調整を行なうと共に、レンズシフトをも行なう。
[0063] また、図 1に示すカメラ部 3は、投射準備のオート調整時にスクリーン Sへ投射され た各種テストパターン画像を撮像し、撮像した画像を検出部 11へ伝送する。なお、プ ロジェクタ 1から投射されるテストパターン画像としては、前述した色補正用のテストパ ターン画像、図示しない焦点調整用テストパターン以外に、図 3の模式図に示すよう なズーム調整及び台形歪み補正 (キーストン補正)用に兼用して用いられるテストパ ターン画像 25が用意されている。このテストパターン画像 25は、投射される画像の外 郭に対応して周囲に設けられた太枠のテストパターン (以下、太枠部 25bという）を有 する。なお、このテストパターン画像 25の太枠部 25bは、基本的にはパネル 8aのァス ぺクト比と同一のアスペクト比を有する力 種々のアスペクト比の投射画像に応じて太 枠部 25bも種々のアスペクト比のものを用意してお!、てもよ！/、。
[0064] なお、以下の説明では、色補正用のテストパターン画像及び焦点調整用テストバタ ーン画像を使用する色補正及び焦点調整の処理に関しては本発明には基本的には 関係がな!、ので、これらの処理につ 、ての説明は行なわな 、。
[0065] 検出部 11は、カメラ部 3から送られてくる撮像画像を解析する。この画像解析はカメ ラ座標系上で行なわれる。カメラ座標系とはカメラ部 3に設定されて 、る座標系である 。より具体的には、カメラ座標系は、カメラ部 3の撮像視野に設定されている座標系で あり、前述した空間光変調デバイス 8aに設定されているパネル座標系と同様に、カメ ラ部 3の撮像視野の左上隅を原点として水平方向を X軸、垂直方向を y軸とする座標 系である。但し、実際にはカメラ座標系はカメラ部 3の撮像素子のパネル (CCDパネ ル)の左上隅を原点として設定されており、このことはカメラ部 3が撮像した画像上に カメラ座標が設定されて 、るとみなすことができる。
[0066] 従って検出部 11は、カメラ部 3が撮像した画像に基づいて従来公知の手法により、 カメラ座標系上での被投射領域であるスクリーン Sの四隅の位置の座標値、図 3のテ ストパターン画像 25の太枠部 25bのその時点のプロジェクタ 1の状況に応じて投射さ れた画像の四隅の位置等の座標値を検出する。またこれらの座標値が検出されれば 、その結果に基づ ヽてスクリーン S及び投射画像 PJ (テストパターン画像 25の太枠部 25b)の台形歪みの状態等もそれぞれ演算により求めることが可能であることはいうま でもない。検出部 11は、以上のような検出結果をシステムコントロール部 10へ伝送す る。
[0067] プロジェクタ 1に設けられた操作部 12は複数のボタン及びスィッチ等を有して 、る。
操作部 12は、これらのボタン及びスィッチ等をユーザが操作した場合に、操作された ボタン及びスィッチ等に応じた操作指示を受け付けてシステムコントロール部 10へ伝 送する。また、リモコン受光部 13はリモコン 20からの操作信号を受け付けてシステム コントロール部 10へ伝送する。図 4はリモコン 20の外観を示す模式図である。リモコ ン 20は図 4に示すように、複数のボタンに加えて上下左右の選択キー 20a〜20d及 び決定キー 20eを有し、プロジェクタ 1から投射される OSD (On Screen Display)のメ ニュー画像に表示される複数の項目の中から所要の項目を選択キー 20a〜20d及 び決定キー 20eの操作でユーザが選択できるようにした GUIを採用して 、る。
[0068] なお、操作部 12にも、リモコン 20と同様な上下左右の選択キー及び決定キーが設 けられている。従って、操作部 12とリモコン 20とで同一の操作が行なわれた場合に は、システムコントロール部 10へ同一の指示が与えられる。
[0069] 上述した各部の制御を行なうシステムコントロール部 10は ROMlOa及び RAM10 bを有している。 ROMlOaにはシステムコントロール部 10が行なう制御内容を規定し たプログラム 10p (本発明に係るコンピュータプログラム）と、図 3に示すテストパターン 画像 25を含む種々のテストパターン画像及び各種メニュー画像を表示するためのデ ータが予め記憶されている。 RAMlObはシステムコントロール部 10による制御に際 して発生する種々のデータ等を一時的に記憶する。
[0070] 以上のような構成の本実施の形態のプロジェクタ 1のシステムコントロール部 10によ り行なわれるオート調整の際のズーム調整について以下に具体的に説明する。なお 、概略の手順は以下の通りである。但し、前述した如ぐ以下においてはスクリーン S の全面を被投射領域とする場合について説明する。まず、カメラ部 3が撮像した画像 31上で、換言すればカメラ座標系上での被投射領域としてのスクリーン Sの四隅の位 置と投射画像 PJの四隅の位置とに基づいて、パネル (空間光変調デバイス） 8aに設 定されて!/、るパネル座標系上でのスクリーン Sの四隅の座標値が求められる。ここで 、カメラ座標系上での投射画像 PJの四隅はパネル 8aの四隅に対応している。従って 、公知の二次元の射影変換によりカメラ座標系上での投射画像 PJの四隅の位置をパ ネル座標の四隅に変換するパラメータを求めることにより、カメラ座標系上でのスクリ ーン Sの四隅の位置をパネル座標系上での対応する位置に変換することが可能であ る。
[0071] そして、パネル座標系上でのスクリーン Sの四隅の位置に基づいて、パネル座標系 上でスクリーン Sに外接する、換言すればパネル座標系上でスクリーン Sよりは大きい (スクリーン Sを内包する）が可能な限り小さい矩形の目標枠 (第 1目標枠 TF1)が設 定される。次に、この第 1目標枠 TF1を含み、投射画像のアスペクト比（基本的には パネル 8aのアスペクト比）等をも考慮した最終的な目標枠 (第 2目標枠 TF2)がパネ ル座標系上で設定される。この第 2目標枠 TF2の大きさ力 本来はパネル 8aと同一 の大きさである投射画像をスクリーン Sよりは大きいが可能な限り小さくズームした大き さになる。従って、この第 2目標枠 TF2の大きさのパネル 8aの大きさに対する比率に 応じて投射レンズ 2による光学的なズーム調整が行なわれる。この結果、第 2目標枠 TF2の四隅がパネル 8aの四隅に一致する大きさになると共に、パネル座標系上での スクリーン Sも第 2目標枠 TF2の拡大率に応じて拡大される。そして最後に、パネル 座標系上で拡大されたスクリーン Sの四隅にパネル 8aの四隅が一致するように台形 歪み補正が行なわれる。いうまでもないが、これらの演算そのものは、カメラ部 3が撮 像した画像を検出部 11が解析した結果カゝら得られる各座標値に基づいてシステムコ ントロール部 10により実行される。
[0072] 以下、上述の手順の詳細について、実際の数値例 (具体例）を参照して具体的に 説明する。図 5はプロジェクタ 1のカメラ部 3で撮像した画像、即ちカメラ座標系上で 見たスクリーン Sと投射画像 PJ (具体的にはテストパターン 25の太枠部 25b)の状態 を示す模式図である。撮像画像 31上には投射画像 PJの外郭であるテストパターン画 像 25の太枠部 25bがほぼ矩形状に撮像されている力 スクリーン Sは大きく台形歪み を生じた状態に撮像されて 、る。
[0073] ここで、前述したように、プロジェクタ 1の投射レンズ 2のレンズ中心を通る光軸は投 射された画像の中心に対してオフセットされて 、る（一致して ヽな 、）ので、そのパネ ル座標系上での座標、即ち焦点座標を FPとする。この焦点座標の y軸方向（垂直方 向）の位置のパネル 8aの y軸方向長さに対する比率をプロジェクタ 1の焦点座標比「p jshiftratio」とすると、その具体例の値は「0.8838」である。但し、焦点位置のパネル座 標系上での X軸方向（水平方向）の座標値はパネル 8aの X軸方向長さの中央である（ 図 2参照）。更に、パネル 8aのサイズ (PJサイズ）、即ちパネル座標系の水平方向の サイズ及び垂直方向のサイズをそれぞれ「pjw」、 「pjh」とすると、それぞれの具体例の 値は「1024」、 「768」である（図 2参照)。更に、カメラサイズ、即ちカメラ座標系の水平 方向のサイズ及び垂直方向のサイズをそれぞれ「caw」、 「cah」とすると、それぞれの 具体例の値は「320」、 「240」である（図 5参照）。 [0074] そして、投射画像 PJ (具体的にはテストパターン画像 25の太枠部 25b)の四隅の力 メラ座標系での座標値が以下のように定義され、それぞれの具体例の値を一例とし て図 5に示す状態の値であるとする。
[0075] ·カメラ座標系上の投射画像 PJの四隅の座標値
、sxl, syl),、sx2, sy2),、sx3, sy^),、sx4, sy4)
= (85, 57), (236, 57), (265, 193), (79, 190)
[0076] ここで二次元の射影変換のためのパラメータ（正変換パラメータ、即ちパネル座標 系からカメラ座標系への変換パラメータ及び逆変換パラメータ、即ちカメラ座標系か らパネル座標系への変換パラメータ）が計算される。この計算のために必要な要素は 、カメラ座標系の正規ィ匕サイズ (caw, cah)と、投射画像 PJのカメラ座標系での正規化 オフセットである。但し、投射画像 PJのカメラ座標系での正規化オフセットはそれぞれ のカメラ座標系での座標値 (sxl, syl), (sx2, sy2), (sx3, sy3), (sx4, sy4)である。なお、 カメラ座標系の正規ィ匕サイズ (caw, cah)の具体例の値はそれぞれ上述したように「32 0」、「240」であり、投射画像 PJのカメラ座標系での正規ィ匕オフセットの具体例の値も 上述したように (85, 57), (236, 57), (265, 193), (79, 190)である。
[0077] 上記の関係から、パネル座標系力 カメラ座標系への変換のための正変換パラメ ータ（faO, I O, fcO, fal, ibl, fa2, lb2)を求めることができ、それぞれの具体例の値は「 0.007」、「一 0.014」、「0.3293」、「0.1793」、「一0.006」、「0」、「0.1747」となる。また、 同様にカメラ座標系力もパネル座標系への変換のための逆変換パラメータ (raO, rbO, rcO, ral, rbl, ra2, rb2)を求めることができ、それぞれの具体例の値は「一0.001」、「 — 0.003」、「一 0.031」、「一0.058」、「一0.002」、「0」、「一 0.059」となる。なお、これら のパラメータは公知の二次元の射影変換により求めることが可能である。
[0078] 次に、パネル座標の正規枠、即ち 1024 X 768画素のパネル 8aの矩形のサイズが力 メラ座標系に変換される。ここで、パネル座標系でのパネル 8aの四隅 PI, P2, P3, P4 (図 2参照）の座標値をそれぞれ (pjlpxl, pjlpyl) , (pjlpx2, pjlpy2), (pjlpx3, pjlpy3) , (pjlpx4, pjlpy4)とすると（図 6参照）、それぞれの具体例の値は (0, 0), (1024, 0), (1 024, 768), (0, 768)となる。但し、 pjw = 1024, pjh = 768である。
[0079] 次に、プロジェクタ 1の焦点位置のパネル座標系での座標 FP (図 2、図 6参照）が力 メラ座標系上の座標 FCに変換される。ここで、パネル座標系での焦点位置の座標値 を FP= (pjfox, pjfoy)とすると、 x座標値はパネルサイズ「pjw」の中央であるので「pjw/ 2」であり、 y座標値は前述した焦点座標比「pjshiftratio (=0.8838)」を乗じた値「pjh X pjshiftratio」である（図 6参照）。なおそれぞれの具体例の値は「512」及び「679 (計 算の便宜上、実際は 678.76であるが 679とする)」である。このパネル座標系での焦点 位置の座標値（pjfox, pjfoy) = (512, 679)を先に求めた正変換パラメータを使用して カメラ座標系での焦点位置 FCの座標値 (intpjfox, intpjfoy)に変換した値をそれぞれ「 round(pjfox)」、「round(pjfoy)」とする。なお、それぞれの具体例の値は「171.2」、「175. 3」である（図 5参照)。
[0080] 次にカメラ座標系でのスクリーン Sの四隅の座標値 (sclpxl, sclpyl), (sclpx2, sclp y2), (sclpx3, sclpy3), (sclpx4, sclpy4)= (116, 68), (200, 84), (220, 180), (113, 68) が前述した逆変換パラメータを使用してパネル座標系の座標値 (pjsxl, pjsyl), (pjsx2 , pjsy2), (pjsx3, pjsy3), (pjsx4, pjsy4)に変換される。この場合のそれぞれの具体例の 値は（183.7, 65.9), (667.5, 159.2), (780.4, 701.1), (188.6, 709.8)である（図 6参照）。
[0081] 以上により、図 6に示すように、パネル座標系でのスクリーン Sの四隅の座標値 (pjsx 1, pjsyl), (pjsx2, pjsy2), (pjsx3, pjsy3), (pjsx4, pjsy4)力 換言すればパネル 8aと同じ 大きさの投射画像に対するスクリーン Sの相対的な大きさ及び四隅の相対的な位置 関係が求めれる。従ってこれらの結果から、パネル座標系上でスクリーン Sよりは大き い (スクリーン Sを内包する）が可能な限り小さい第 1目標枠 TF1が設定される（図 7参 照)。そして更に、この第 1目標枠 TF1を含み、投射される画像のアスペクト比等を考 慮した可能な限り小さ 、第 2目標枠 TF2がパネル座標系上で設定される（図 8参照） 。このようにして第 2目標枠 TF2がパネル座標系上で設定されると、この第 2目標枠 T F2の大きさのパネル 8aに対する大きさがズーム比として求まる。
[0082] なお、第 1目標枠 TF1及び第 2目標枠 TF2は 、ずれもパネル座標系上でパネル座 標の X軸及び y軸に平行な辺で構成される矩形である。その理由は、パネル 8aの外 郭が投射画像の本来の外郭に一致しているので、投射画像をズーミングするというこ とは、パネル座標系上ではパネル 8aと同一のアスペクト比の矩形を拡大'縮小するこ とになる力 である。 [0083] ここで、パネル座標系でのパネル 8aの上辺（y=0)力もの焦点位置 FPの割合（shift ratio = fdyl/(fdyl + fdy3) = 0.8841)は所定値であるとする。但し、「fdyl」はパネ ル座標系でのパネル 8aの上辺 (y=0)力もの焦点位置 FPまでの y軸方向（垂直方向 )の距離、「fdy3」はパネル座標系での焦点位置 FP力 パネル 8aの下辺（y = 767)ま での y軸方向（垂直方向）の距離であり、具体的には後述する（図 6参照)。
[0084] そして、パネル座標系上でのスクリーン Sの四隅の座標値の内の最小の X座標値、 最大の X座標値、最小の y座標値、最大の y座標値がそれぞれ求められる。具体例で は最小の X座標値は「pjsxl」、最大の X座標値は「pjsx3」、最小の y座標値は「pjsyl」、 最大の y座標値は「pjsy4」である。従って、第 1目標枠 TF1の四隅のパネル座標系上 での J坐標値をそれそれ (slargexl, slargeyl), (slargex2, slargey2),、slargex3, slargey3) , (slargex4, slargey4)とすると、「slargexl」（及び「slargex4」）としてスクリーン Sの四隅 の x座標値の内の最小の x座標値が、「slargex2」（及び「slargex3」）としてスクリーン S の四隅の X座標値の内の最大の X座標値がそれぞれ選択され、また「slargeyl」（及び 「slargey2」）としてスクリーン Sの四隅の y座標値の内の最小の y座標値が、「slargey3」 (及び「slargey4」）としてスクリーン Sの四隅の y座標値の内の最大の y座標値がそれ ぞれ選択される。計算式及び具体例の値は以下のようになる（図 7参照)。
[0085] slargexl (slargex4) = if (pjsx4 < pjsxl, pjsx4, pjsxl) = 183.72
slargeyl (slargey2) = if (pjsyl < pjsy2, pjsyl, pjsy2) = 65.863
slargex3 (slargex2) = if、pjsx3 < pjsx2, pjsx2, pjsx3) = 780.44
slargey3 (slargey4) = if (pjsy3 < pjsy4, pjsy3, pjsy4) = 709.78
[0086] これらの座標値で定められる矩形がパネル座標系上に設定された場合、パネル座 標系上でスクリーン Sに外接する矩形になる。これが第 1目標枠 TF1である。
[0087] 次に、第 2目標枠 TF2が設定される。まず第 2目標枠 TF2の水平枠、即ち左右方 向枠の両端の X座標値が求められる。パネル座標系上での第 1目標枠 TF1の左辺（ 原点に近い側の辺）の X座標値 (slargexl)と焦点位置との間の x方向距離「fdxl」と、 右辺 (原点から遠 ヽ側の辺）の X座標値 (slargex3)と焦点位置 (x座標値は pjforx)と の間の X方向距離「fdx3」とがそれぞれ計算され、いずれか大である方が「maxfdx」とし て求められる。そして、その 2倍の値が第 1目標枠 TF1を焦点位置を中心として左右 対象とした水平方向幅「snw」として求められ、これが第 2目標枠 TF2の仮の水平方向 幅になる。計算式及び具体例の値は以下のようになる（図 7参照)。
[0088] fdxl = pjforx - slargexl = 328.28
fdx3 = slargex3 pjforx = 268.44
maxfdx = if (fdxl > fdx3, fdxl, fdx3)
但し、ここでは「fdxl」の方が大であるので、 maxfdx = 328.28になる。従って、第 1 目標枠 TF 1の焦点位置を中心とした水平方向幅「snw」は
snw = maxfax X 2 = 656.56
になる。
[0089] 次に、第 2目標枠 TF2の垂直枠、即ち上下方向枠の両端の y座標値が求められる 。なお、ここで投影画面情報、具体的にはパネル 8aの四隅の座標値の最大、最小値 をそれぞれ「avexl」、「aveyl」、「avex3」、「avey3」とすると、これらの具体例の値はそ れぞれパネル 8aの解像度として既知である。具体例の値としては、「avexl」 =「aveyl 」 =「0」であり、「avex3」 =「1024」であり、「avey3」 =「768」である。
[0090] ここで、パネル座標系でのパネル 8aの上辺（y=0)からの焦点位置 FP (y座標値は pjfory= 679)までの y軸方向（垂直方向）の距離「fdyl」と、焦点位置 FPからパネル 8 aの下辺 (y = 767)までの y軸方向（垂直方向）の距離「fdy3」との具体例の値はそれぞ れ以下のようになる（図 7参照)。
fdyl = pjfory― aveyl = 679.0
fdy3 = avey J— pjfory = 89
[0091] なお、前述のパネル座標系でのパネル 8aの上辺（y=0)からの焦点位置 FPの割 合「shiftratio」は以下のようになる。
shiftratio = fdyl /(fdyl + fdy3)
= 679.0/(679.0+ 89)
= 0.8841
[0092] 次に、パネル座標系上での焦点位置力もの拡大率 (パネル 8aの上下辺までの距離 に対する第 2目標枠 TF2の上下辺の位置の比率)が、焦点位置よりも上側 (原点側） を「fratioyl」として、下側を「fratioy3」としてそれぞれ求められ、更に両者の内の大き V、方が最大拡大率「maxfratioy」として求められる。
fratioyl = if (fdyl < 0,
― (aveyl ― slargeyl / fayl, avey丄 slargeyl)/ fdyl) fratioy3 = if (fdy3 > 0,
― (avey3― slargey3)/ fay «3 , (avey3― slargey3)/ fdy3) maxfratioy = if (fratioyl > fratioy3, fratioyl , fratioy3)
なお、「fratioyl」及び「fratioy3」それぞれの具体例の値は「一 0.097」、「一 0.654」と なり、最大拡大率「maxfratioy」は「 0.097」となる。
[0093] 以上のようにして最大拡大率「maxfratioy」が求まると、パネル座標系上での焦点位 置 FPから上側への第 2目標枠 TF2の目標高さ「hl」及び焦点位置 FPから下側への 第 2目標枠 TF2の目標高さ「h2」が以下のようにして求められ、更にこの結果とパネル 座標系上での焦点位置 FPの y座標値との関係力も第 2目標枠 TF2の上下の水平枠 の y座標値「fityl」、「fity3」及び第 2目標枠 TF2の全体としての目標高さ「snh」が求め られる。それぞれを求める計算式とそれぞれの具体例の値は以下のようになる（図 8 参照)。
[0094] hi = fdyl X (1 + maxfratioy) = 613.14
h2 = fdy3 X (1 + maxfratioy) = 80.367
fityl = pjfory hi = 65.863
fity3 = pjfory + h2 = 759.37
snh= hi + h2 = 693.5
[0095] ここで、「hl + h2jとして求まる「snh」の具体例の値は「fityl」と「fity3」との差（の絶 対値)の具体例の値に等 、ことから、以上の計算が正し 、ことが確認される。
[0096] 以上のようにして第 2目標枠 TF2の仮の水平方向幅「snw」と目標高さ「snh」とが求 まったので、パネル 8aのアスペクト比が水平方向幅「snw」と目標高さ「snh」との内の 大きい方に合わせられることにより、最終的に第 2目標枠 TF2が設定される。なお、こ こではパネル 8aのアスペクト比は 1024Z768、即ち 1.3333…であり、一般的な 4 : 3に 設定されている。但し、このパネル 8aのアスペクト比は本実施の形態の具体例として の数値であって、実際に使用されるパネル 8aのアスペクト比を適宜使用して以下の 計算を行なうことが可能である。また更に、本実施の形態のアスペクト比が 4 : 3である パネル 8aに、パネル 8aのアスペクト比とは異なる実際に投射される画像のアスペクト 比を仮想的に設定して以下の計算を行なうことも勿論可能である。
[0097] パネル 8aのアスペクト比を「aspratio ( = pjw/pjh)jとすると、具体例の値は「1.333 ···」となる。ここで、仮に設定されている第 2目標枠 TF2の実際のアスペクト比が「max ratioyjとして下記式により求められる。
maxratioy = (snh X (pjw / pjh)) / snw
[0098] この結果、「maxratioy」の具体例の値は「1.4084」になるので、仮に設定されている 第 2目標枠 TF2の水平方向幅「snw」と垂直方向高さ「snh」との内の大き!/、方に合わ せられた値がそれぞれ「fitw」、 「fith」とすることより、パネル 8aの実際のアスペクト比「a spratio」が求められる。
[0099] litw = if (maxratioy、 1 , snw, snh X aspratio )
fith = if (maxratioy > 1, snh, snw X aspratio )
[0100] 次に、垂直方向の高さがパネル座標系上での焦点位置 FPよりも上側の高さ「fithl」 と下側の高さ「fith2」とに分けて求められる。
[0101] fithl = siftratio X fith
fith2 = fith fithl
[0102] 以上の結果から、第 2目標枠 TF2の実際の座標値が求められる。具体的には、第 2 目標枠 TF2の四隅の内のパネル座標系の原点力も最も近い隅と最も遠い隅との二 隅の座標値 (epxl, epyl), (epx3, epy3)がパネル座標系上の焦点位置の座標値 (pjf orx, pjfory)を基準として求められ、これに基づいて第 2目標枠 TF2が設定される。
epxl = pjforx― (fitwZ 2)
epyl = pjfory― fithl
epx3 = pjforx + (fitwZ 2)
epy3 = pjfory― fith2
[0103] なお、それぞれの具体例の値は「epxl =49.664」、「epyl = 65.863」、「epx3 = 974.3 4」、「epy3 = 759.37」となる。従って、第 2目標枠 TF2の四隅の最終的な座標値の具 体例の値は以下のようになる（図 8参照)。 (epxl, epyl) = (49.664, 65.863)
(epx2, epy2) = (974.34, 65.863)
(epx3, epy3) = (974.34, 759.37)
(epx4, epy4) = (49.664, 759.37)
[0104] 最後に、拡大率、即ちズーム比が求められる。具体的には、パネル 8aの水平方向 幅「avew = 1024」と第 2目標枠 TF2の水平方向幅「fitw」との差「diffzx」のパネル 8a の水平方向幅「avew」に対する比率から拡大率「zratio」が求められる。
diffzx = fitw― avew
zratio = diffzx/ avew
[0105] それぞれの具体例の値は「一 99.33」、「一 0097」となり、本実施の形態では「一 0.097 」倍だけ拡大、換言すれば「0.097」倍だけ縮小 (元のサイズの 0.903倍のサイズにな る）すればよいこと〖こなる。即ち、この「一 0.097」が投射画像を元のサイズ力も実際に 変化させる必要があるズーム比ということになる。なお以上のようにして、変化させる 必要があるズーム比が求められると、システムコントロール部 10から投射レンズ駆動 部 9へ指示が与えられ、投射レンズ 2に組み込まれて 、るズーム調整用レンズが駆動 される。
[0106] 以上のようなズーム調整の結果、第 2目標枠 TF2の大きさがパネル 8aの大きさと一 致するので、この後はパネル座標系上でパネル 8aの四隅をスクリーン Sの四隅に一 致させるように台形歪み補正を行なえばょ 、。このような台形歪み補正自体は従来公 知の技術を利用することが可能である。
[0107] 以上のような処理はシステムコントロール部 10が ROMlOaに記憶されているプログ ラム 10p (本発明に係るコンピュータプログラム）に従って実行する力 その手順につ いて図 9のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の説明も、スクリーン Sの 全面が被投射領域として利用される場合の処理手順である。
[0108] まず、ユーザはプロジェクタ 1をスクリーン Sの前方に設置し、操作部 12又はリモコン 20を操作して投射準備のオート調整を行なう指示をプロジェクタに与える。システム コントロール部 10は、投射準備のオート調整を行なう指示及びその他の指示を受け 付けたか否力を監視している (ステップ S 11)。投射準備のオート調整を行なう指示以 外の指示を受け付けた場合（ステップ S 11で NO)、システムコントロール部 10は受け 付けた指示に対応する処理を実行し (ステップ S12)、次の指示を受け付けた力否か を監視する。投射準備のオート調整を行なう指示を受け付けた場合 (ステップ S 11で YES)、システムコントロール部 10は色補正及び焦点調整の項目に対するオート調 整は勿論のこと、上述したズーム調整を開始する (ステップ S 13)。なお、以下の説明 では色補正及び焦点調整に関する説明は省略する。
[0109] オート調整の開始に際してシステムコントロール部 10は、カメラ部 3が撮像した画像 から、まずスクリーン Sの四隅のカメラ座標系での位置 (座標値)を検出し（ステップ S 14)、次に投射画像枠検出用のテストパターンである太枠部 25bの四隅のカメラ座標 系での位置 (座標値)を検出し（ステップ S 15)、両者の位置関係に基づいて、パネル 座標系でのスクリーン Sの四隅の位置 (座標値）を求める (ステップ S 16)。
[0110] 次に、システムコントロール部 10は、パネル座標系上で、スクリーン Sよりは大きい（ スクリーン Sを内包する）が可能な限り小さい、より具体的にはスクリーン Sに外接する 矩形の第 1目標枠 TF1を設定する (ステップ S17)。第 1目標枠 TF1が設定されると、 システムコントロール部 10は次にパネル座標系上で、設定された第 1目標枠 TF1を 含み、投射画像のアスペクト比に応じた最小の第 2目標枠 TF2を設定する (ステップ S18)。このようにして第 2目標枠 TF2が設定されると、システムコントロール部 10は 次に設定された第 2目標枠 TF2のパネル 8aに対する大きさの比率からズーム比を求 める（ステップ S 19)。
[0111] 以上のようにしてズーム比が求まると、システムコントロール部 10は、投射レンズ駆 動部 9を制御して投射レンズ 2のズーム調整用レンズを移動させてズーム調整を行な う（ステップ S20)。そして、ズーム調整が行なわれると、システムコントロール部 10は パネル座標系上でパネル 8aの四隅、換言すれば投射画像の四隅がパネル座標系 上のスクリーン Sの四隅に一致するように台形歪み補正を行なう（ステップ S21)。
[0112] 以上のようにシステムコントロール部 10が ROMlOaに記憶されているプログラム 10 Pを実行することにより、投射画像 (具体的にはテストパターン画像 25の太枠部 25b) がその後の台形歪みの補正のために最適なズーム比で自動的にスクリーン Sへ投射 される。 [0113] なお上述の実施の形態では、カメラ部 3が撮像した画像に基づいて第 1目標枠 TF 1及び第 2目標枠 TF2を設定しているが、被投射領域に関してはたとえばスクリーン Sの全面を被投射領域とする場合にはスクリーン Sの四隅にフォトダイオード等の光 検出センサを設置してスクリーン Sの四隅の位置を検出するように構成することにより 、本発明を適用することが可能になる。また、被投射体力 Sスクリーン Sではない場合（ 壁面、ホワイトボード等)である場合にも、上述同様に、被投射領域の四隅にフォトダ ィオード等の光検出センサを設置することにより、本発明を適用することが可能になる
[0114] なお上述の実施の形態では、被投射体であるスクリーン Sの全面を被投射領域とし て利用する場合について説明したが、被投射領域は任意に、たとえばスクリーン上に スクリーンの外郭よりも小さい寸法で、あるいは壁面、ホワイトボード等の上に任意の 矩形として設定することが可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って空間 光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記矩 形状の被投射領域へ光学的拡大 '縮小が可能な投射レンズに投射させる際に、前 記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に 変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射する画像投 射方法において、
前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位 置関係に基づ 、て、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために 必要な前記投射レンズによる拡大 ·縮小率を求めることを特徴とする画像投射方法。
[2] 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って空間 光変調手段に変調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記矩 形状の被投射領域へ光学的拡大 '縮小が可能な投射レンズに投射させる際に、前 記矩形状の投射画像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に 変調光を生成させて前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射する画像投 射方法において、
前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位 置関係に基づ 、て、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために 必要な前記投射レンズによる拡大 ·縮小率を求め、
求められた拡大 ·縮小率に従って前記投射レンズにより拡大 '縮小して投射される 投射画像の四隅と前記矩形の被投射領域の四隅とがー致するように、前記空間光 変調手段上での前記矩形状の投射画像の変形量を演算すること
を特徴とする画像投射方法。
[3] 変形されて!、な!、前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変 調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて 前記被投射領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域 の四隅の位置とを含む画像を撮像手段で撮像し、
前記撮像手段が撮像した画像から、前記被投射領域の四隅の位置及び前記投射 画像の四隅の位置を前記撮像手段に設定された座標系上で特定し、 前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置 を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置 と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変 調手段上に設定された座標系上の位置に変換し、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置に基づ 、て前記投射レンズによる拡大 ·縮小率を求めること を特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像投射方法。
[4] 前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠 を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定し、
前記空間光変調手段上に設定された座標系の大きさと前記設定された目標枠の 大きさとの比率力 前記投射レンズによる拡大 ·縮小率を求めること
を特徴とする請求項 3に記載の画像投射方法。
[5] 前記目標枠の設定は、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠を前記空間光変調手 段上に設定された座標系上に設定し、
前記第 1目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づ いて、前記投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空 間光変調手段上に設定された座標系上に設定すること
により行なわれることを特徴とする請求項 4に記載の画像投射方法。
[6] 前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置 の前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置への変換は、前記撮像手 段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置と前記空間光変 調手段に設定された座標系上での投射画像の四隅の位置との関係に基づく二次元 の射影変換を用いて行なわれることを特徴とする請求項 4に記載の画像投射方法。
[7] 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調 光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形 状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学 的に拡大'縮小する光学的ズーム手段とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した 画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記矩形 状の被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するプロジェクタにおいて、 前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位 置関係に基づ 、て、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために 必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大 ·縮小率を求める拡大 ·縮小率 演算手段を備えることを特徴とするプロジェクタ。
[8] 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調 光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形 状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学 的に拡大'縮小する光学的ズーム手段とを備え、前記矩形状の投射画像を変形した 画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させて前記矩形 状の被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するプロジェクタにおいて、 前記被投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位 置関係に基づ 、て、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために 必要な前記光学的ズーム手段による投射画像の拡大 ·縮小率を求める拡大 ·縮小率 演算手段と、
該拡大 ·縮小率演算手段が求めた拡大 ·縮小率に従って前記光学的ズーム手段が 拡大 ·縮小して投射する画像の四隅と前記矩形の被投射領域の四隅とがー致するよ うに、前記空間光変調手段上での前記矩形状の投射画像の変形量を演算する演算 手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
[9] 変形されて!、な!、前記投射画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変 調光を生成させ、前記空間光変調手段が生成した変調光を前記投射レンズを通じて 前記被投射領域へ投射した場合の前記投射画像の四隅の位置と、前記被投射領域 の四隅の位置とを含む画像を撮像する撮像手段と、 該撮像手段が撮像した画像から、前記被投射領域の四隅の位置及び前記投射画 像の四隅の位置を前記撮像手段に設定された座標系上で特定する特定手段と、 前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置 を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置 と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変 調手段上に設定された座標系上の位置に変換する座標系変換手段と、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置に基づ 、て、前記投射画像の拡大 ·縮小率を求める拡大 ·縮小率計 算手段と
を備えたことを特徴とする請求項 7又は 8に記載のプロジェクタ。
[10] 前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置を内包する最小の大きさで前記投射画像を投射するための目標枠 を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する目標枠設定手段を備え 前記拡大 ·縮小率計算手段は、前記目標枠設定手段が前記空間光変調手段上に 設定された座標系の大きさと前記設定された目標枠の大きさとの比率から前記投射 レンズによる拡大 ·縮小率を求めること
を特徴とする請求項 9に記載のプロジェクタ。
[11] 前記目標枠設定手段は、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠を前記空間光変調手 段上に設定された座標系上に設定する手段と、
該手段が設定した前記第 1目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系 上での位置に基づいて、前記投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空間光変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と を備えることを特徴とする請求項 10に記載のプロジェクタ。
[12] 前記座標系変換手段は、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記 投射画像の四隅の位置と前記空間光変調手段に設定された座標系上での投射画 像の四隅の位置との関係に基づく二次元の射影変換を用いて、前記撮像手段に設 定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置の前記空間光変調 手段上に設定された座標系上の位置への変換を行なうことを特徴とする請求項 10に 記載のプロジェクタ。
矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調 光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形 状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学 的に拡大'縮小する光学的ズーム手段と、撮像装置とを備え、前記矩形状の投射画 像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させ て前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射するために、前記被投射領域 の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に基づいて 、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前記光学的 ズーム手段による投射画像の拡大'縮小率を求めるプロジェクタにおいて、
前記矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを表わす変調光を前記空間 光変調手段に生成させて前記投射レンズ力 前記矩形状の被投射領域へ向けて投 射させる手段と、
前記テストパターンが前記矩形状の被投射領域へ向けて投射された状態を前記撮 像装置に撮像させる手段と、
前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記矩 形状の被投射領域の四隅の位置を検出する手段と、
前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記投 射されたテストパターンの四隅の位置を検出する手段と、
前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置 を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置 と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変 調手段上に設定された座標系上の位置に変換する手段と、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置に基づいて前記投射画像の拡大'縮小率を求める手段と を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
[14] 前記拡大 ·縮小率を求める手段は、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠を前記空間光変調手 段上に設定された座標系上に設定する手段と、
前記第 1目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づ いて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空間光 変調手段上に設定された座標系上に設定する手段と
を含むことを特徴とする請求項 13に記載のプロジェクタ。
[15] 矩形状の被投射領域へ投射される矩形状の投射画像を表わす情報に従って変調 光を生成する空間光変調手段と、該空間光変調手段が生成した変調光を前記矩形 状の被投射領域へ投射する投射レンズと、該投射レンズを制御して投射画像を光学 的に拡大'縮小する光学的ズーム手段と、撮像装置とを備え、前記矩形状の投射画 像を変形した画像を表わす情報に従って前記空間光変調手段に変調光を生成させ て前記被投射領域上で矩形状の画像となるように投射させるコンピュータに、前記被 投射領域の四隅の位置と投射された投射画像の四隅の位置との相対的位置関係に 基づ 、て、投射画像の四隅を前記被投射領域の四隅に一致させるために必要な前 記光学的ズーム手段による投射画像の拡大 ·縮小率を求めさせるコンピュータプログ ラムであって、
前記矩形状の投射画像の四隅を示すテストパターンを表わす変調光を前記空間 光変調手段に生成させて前記投射レンズ力 前記矩形状の被投射領域へ向けて投 射させる手順と、
前記テストパターンが前記矩形状の被投射領域へ向けて投射された状態を前記撮 像装置に撮像させる手順と、
前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記矩 形状の被投射領域の四隅の位置を検出する手順と、
前記撮像装置が撮像した画像から前記撮像装置に設定された座標系上で前記投 射されたテストパターンの四隅の位置を検出する手順と、 前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記被投射領域の四隅の位置 を、前記撮像手段に設定された座標系上で特定された前記投射画像の四隅の位置 と前記空間光変調手段上に設定された座標系との関係に基づいて、前記空間光変 調手段上に設定された座標系上の位置に変換する手順と、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置に基づいて前記投射画像の拡大 ·縮小率を求める手順と
を前記コンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
前記拡大 ·縮小率を求める手順は、
前記空間光変調手段上に設定された座標系上の位置に変換された前記被投射領 域の四隅の位置を内包する最小の大きさの矩形の第 1目標枠を前記空間光変調手 段上に設定された座標系上に設定する手順と、
前記第 1目標枠の前記空間光変調手段上に設定された座標系上での位置に基づ いて、投射画像のアスペクト比と同一アスペクト比を有する第 2目標枠を前記空間光 変調手段上に設定された座標系上に設定する手順と
を含むことを特徴とする請求項 15に記載のコンピュータプログラム。
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