(57)【要約】【課題】ユーザの手動設定を必要とせず、設置状態に依存せず正常な投射画像の反転処理及び画像投射装置の傾斜角度に応じた台形歪み補正を自動で行う画像投射装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の画像投射装置は、第１の軸方向及び第２の軸方向の加速度を測定する加速度センサを含み、当該測定した加速度から装置の設置角度に関連する角度情報を導出する加速度検出手段１と、加速度検出手段１により得られた加速度及び角度情報に基づいて、映像信号に反転処理と台形歪み補正を行う映像信号処理手段４と、映像信号処理手段が処理した映像信号に基づいて、投射面に映像を投射する映像出力手段５と、を備えた画像投射装置。【選択図】図１
2010273157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸方向及び第２の軸方向の加速度を測定する加速度センサを含み、当該測定した加速度から装置の設置角度に関連する角度情報を導出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により得られた前記加速度及び前記角度情報に基づいて、映像信号に反転処理と台形歪み補正を行う映像信号処理手段と、
前記映像信号処理手段が処理した映像信号に基づいて、投射面に映像を投射する映像出力手段と、を備えた画像投射装置。
【請求項２】
前記第１の軸の方向は前記映像出力手段の投射光軸方向であり、
前記角度情報は、前記第１の軸方向の加速度と重力加速度から算出されることを特徴とする、請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記第２の軸の方向は装置の高さ方向であり、
前記映像信号処理手段は、前記第２の軸方向の加速度の正負に基づき上記反転処理を選択的に行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射画像の自動反転処理や自動台形歪み補正機能を備えた画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micromirror Device、登録商標）等のデバイスを用い、光学像をスクリーン等に拡大投射する構成の画像投射装置が知られている。
【０００３】
画像投射装置は、通常の床置き設置の他、装置の上下を反転させて天井に吊るす天吊り設置等もなされるため、設置方法に応じて投射画像の上下左右関係を反転させて表示する機能を備えているものがある。
【０００４】
通常、スクリーンと投射レンズ光軸を垂直にすることにより、投射画像の中心から上下左右端の距離が等しくなるよう画像投射装置を設置することが理想的であり、このような設置によって正常な縦横比（４：３、１６：９等）の長方形画像がスクリーンに投射される。
【０００５】
しかし、実際の設置環境では、スクリーンに対し垂直に投射するように装置を設置できず、斜め上向きや斜め下向きに投射する場合がある。これを一般に「あおり投射」と言うが、あおり投射を行った場合、投射画像が台形に歪んでしまうことから、台形歪み補正による画像処理を行う必要がある。
【０００６】
反転表示や台形歪み補正を行う場合、ユーザは画像投射装置本体に備えられたキーや赤外線リモコンのキーを操作してメニュー画面を表示させ、項目の中から反転表示設定を選択したり、台形歪み補正の設定を行う。しかし、装置を設置する度にこのような繁雑な設定操作を行うことはユーザにとって負担である。
【０００７】
そこで、特許文献１に記載の画像投射装置では、投射レンズ光軸に対して傾斜させて実装した加速度センサが装置の傾斜角度を検出することにより、自動的に投射画像の反転処理や台形歪み補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４８２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の画像投射装置では、水平方向に対する角度を検出する加速度センサを実装することにより、装置の傾斜角度（設置角度）及び傾斜方向、設置方法（床設置か天吊り設置か）を検出し、これに基づいて反転処理や台形歪み補正を行っている。しかし、あらかじめ加速度センサを投射レンズ光軸に対し傾斜して実装しているため、検出結果に基づいた反転処理が加速度センサの傾斜角度の初期値に依存されてしまい、画像投射装置の設置状態によっては床置き設置の場合に反転処理を行ってしまうといった誤動作を引き起こす可能性がある。又、センサが検出する角度の極性で画像投射装置の傾斜方向を判断するため、台形歪み補正の可能な装置の設置角度が加速度センサの傾斜角度の初期値以内の範囲に限定されてしまうという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明は、ユーザの手動設定を必要とせず、設置状態に依存せず正常な投射画像の反転処理及び画像投射装置の傾斜角度に応じた台形歪み補正を自動で行う画像投射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像投射装置は、第１の軸方向及び第２の軸方向の加速度を測定する加速度センサを含み、当該測定した加速度から装置の設置角度に関連する角度情報を導出する加速度検出手段と、加速度検出手段により得られた加速度及び角度情報に基づいて、映像信号に反転処理と台形歪み補正を行う映像信号処理手段と、映像信号処理手段が処理した映像信号に基づいて、投射面に映像を投射する映像出力手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像投射装置は、第１の軸方向及び第２の軸方向の加速度を測定する加速度センサを含み、当該測定した加速度から装置の設置角度に関連する角度情報を導出する加速度検出手段と、加速度検出手段により得られた加速度及び角度情報に基づいて、映像信号に反転処理と台形歪み補正を行う映像信号処理手段と、を備える。これにより、ユーザの手動設定を必要とせず、設置状態に依存しない正常な投射画像の反転処理及び画像投射装置の傾斜角度に応じた台形歪み補正を自動で行う事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の画像投射装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の画像投射装置の設置例を示す図である。
【図３】実施の形態１の画像投射装置の設置例を示す図である。
【図４】実施の形態１の画像投射装置の設置例を示す図である。
【図５】実施の形態１の画像投射装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る画像投射装置の構成を示すブロック図である。画像投射装置は、加速度検出手段１と、映像信号制御手段２と、映像入力手段３と、映像信号処理手段４と、映像出力手段５と、を備えている。
【００１５】
加速度検出手段１は、２軸方向の加速度を測定する加速度センサを備え、画像投射装置の設置角度に関連した角度情報を検出し、映像信号制御手段２へ出力する。映像信号制御手段２は、加速度検出手段１の検出結果に基づいて、反転処理や台形歪み補正を行うための制御信号を映像信号処理手段４に送る。
【００１６】
映像信号処理手段４には映像入力手段３でデジタル変換されたデジタル映像信号が入力され、映像信号制御手段２からの制御信号に基づいてこれに反転処理や台形歪み補正等の変更処理を行う。映像出力手段５は投射レンズ（図示せず）を備え、映像信号処理手段４で変更処理されたデジタル映像信号を基に映像を内部の表示パネルに表示する。表示パネルに表示された映像は光源の投射光で光学像として射出され、投射レンズがスクリーン等の表示面に拡大投射する。
【００１７】
すなわち、本実施の形態に係る画像投射装置は、第１の軸方向及び第２の軸方向の加速度を測定する加速度センサを含み、当該測定した加速度から装置の設置角度に関連する角度情報を導出する加速度検出手段１と、加速度検出手段１により得られた加速度及び角度情報に基づいて、映像信号に反転処理と台形歪み補正を行う映像信号処理手段４と、映像信号処理手段４が処理した映像信号に基づいて、投射面に映像を投射する映像出力手段５と、を備える。これにより、ユーザの手動設定を必要とせず、設置状態に依存しない正常な投射画像の反転処理及び画像投射装置の傾斜角度に応じた台形歪み補正を自動で行う事が出来る。
【００１８】
＜反転処理と台形歪み補正＞
次に、映像信号処理手段４が行う反転処理について説明する。時系列に伝送される映像信号は、左から右に水平走査を行い上から下方向に垂直走査を行うことによって表示パネルに映像として表示される。そこで、水平走査や垂直走査を行う回路の駆動方向を反転することにより反転処理が行われる。つまり、右から左方向に水平走査を行い下から上方向に垂直走査を行うことにより、上下左右の位置関係が入れ替わった（反転した）映像が表示される。
【００１９】
次に、映像信号処理手段４が行う台形歪み補正について説明する。台形歪み補正を行う回路はＣＰＵやメモリを具備したコンピュータで構成されており、映像信号に対して別途設けた補正量に応じて画角変換を行う。この補正量は、加速度検出手段１が検出する装置の設置角度から導出する。
【００２０】
反転処理と台形歪み補正について、図２〜図４に示す画像投射装置の具体的な設置例に基づきさらに説明する。図２は、画像投射装置を床置き設置し、スクリーンに対して上向きに設置角度θであおり投射した場合の図であり、図３は、画像投射装置を床置き設置し、スクリーンに対して下向きに設置角度θであおり投射した場合の図である。図４は、画像投射装置を天吊り設置し、スクリーンに対して上向きに設置角度θであおり投射した場合の図である。これらの図では、投写光軸方向をｘ軸、画像投写装置の上下方向をｙ軸とし、加速度センサが検出するｘ軸方向の加速度をＡ、ｙ軸方向の加速度をＢとする。
【００２１】
加速度検出手段１の加速度センサは、その１軸が映像出力手段５の投射レンズの投射光軸方向と同一になるよう実装されているため、画像投射装置を地表平面に対して水平方向に設置すれば、加速度センサが検出する力は装置の鉛直下方向、すなわち−ｙ軸方向に働く重力加速度１ｇのみとなる。しかし、図２や図３のように画像投射装置を傾けて設置すると、加速度センサはｘ軸方向に加速度Ａ、ｙ軸方向に加速度Ｂを検出する。加速度Ａ、加速度Ｂは、重量加速度１ｇの分解成分に相当する。
【００２２】
装置の上方向をｙ軸の正方向と定義するため、図４のように画像投射装置を天吊りすると、床置き設置（図２、図３）の時とは加速度Ｂの正負が反転する。図２、図３に示すように床置き設置ではｙ軸方向の加速度Ｂは負の値であるが、図４に示すように天吊り設置では加速度Ｂは正の値となる。よって、加速度センサが検出する加速度Ｂが正であれば、画像投射装置は天吊り設置等により上下が反転していると判断し、映像信号処理手段４は投射画像の反転処理を行う。
【００２３】
すなわち、第２の軸の方向は装置の高さ方向であり、映像信号処理手段４は、第２の軸方向の加速度Ｂの正負に基づき反転処理を選択的に行うことを特徴とする。これにより、ユーザが手動設定することなく自動で反転処理を行う事が出来る。
【００２４】
又、床置き設置で上向きにあおり投射した場合（図２）加速度Ａは正の値になるが、下向きにあおり投射すれば（図３）加速度Ａは負の値になる。よって、映像信号処理手段４は、加速度センサが検出する加速度Ａが正であれば、設置角度θに応じた上向きの台形歪み補正を行い、加速度Ａが負であれば、設置角度θに応じた下向きの台形歪み補正を行う。なお、設置角度θは、加速度センサが検出する加速度Ａと重力加速度ｇを用いてθ＝ｓｉｎ-1｜Ａ｜／ｇと計算される。
【００２５】
すなわち、第１の軸の方向は映像出力手段５の投射光軸方向であり、角度情報（設置角度θ）は、第１の軸方向の加速度Ａと重力加速度ｇから算出されることを特徴とする。これにより、ユーザの手動設定によらず、加速度Ａの正負によって判別したあおり投射の向きと、装置の設置角度θに基づいて、自動で台形歪み補正を行う事が出来る。
【００２６】
なお、上記の説明では装置の上下方向でｘ軸と垂直にｙ軸を取っているため、加速度センサに重力加速度ｇを既知の値として設定しなくとも、ｇ2＝Ａ2＋Ｂ2から導出することが可能である。但し、ｙ軸はｘ軸と垂直な方向にとる必要はなく、加速度センサが測定する加速度の方向は、上記の効果を奏する限りにおいて異なる２軸であれば良い。
【００２７】
装置を天吊り設置した場合は、上向きにあおり投射すれば（図４）加速度Ａは負になり、下向きにあおり投射すれば（図示せず）加速度Ａは正になることから、床置き設置の時とは加速度Ａの極性が反転する。よって、床置き設置の時と同様に台形歪み補正を行えば、上向きのあおり投射時に下向きの台形歪み補正を行い、下向きのあおり投射時に上向きの台形歪み補正を行ってしまう。しかし、加速度Ｂの値に基づき天吊り設置の場合は台形歪み補正の前に反転表示をし、反転表示を行うと台形歪み補正の極性が反転する。よって、天吊り設置の場合も床置き設置と同様に、加速度Ａが正の時に上向きの台形歪み補正を行い、加速度Ａが負の時に下向きの台形歪み補正を行うことにより、設置状況に追従した適切な台形歪み補正がなされる。
【００２８】
図５は、反転処理と台形歪み補正の過程を示したフローチャートである。以下、図５に沿って映像信号処理手段４の動作を説明する。
【００２９】
まず、映像信号処理手段４は加速度検出手段１の加速度センサが検出した加速度Ａ，Ｂと、装置の設置角度θを読み出す（ステップＳ１）。次に、加速度Ｂの正負を判定し（ステップＳ２）、正であれば投射画像の上下左右反転処理を行う（ステップＳ３）。負であれば反転処理を行わずステップＳ４へ進む。
【００３０】
次に、加速度Ａの極性を判別し（ステップＳ４）、加速度Ａが正であれば、設置角度θに応じた上向き台形歪み補正を行う（ステップＳ５）。加速度Ａが負であれば、設置角度θに応じた下向き台形歪み補正を行う（ステップＳ６）。以上で映像信号処理手段４における反転処理と台形歪み補正が終了する。
【００３１】
＜効果＞
本実施の形態に係る画像投射装置によれば、既に述べた通り以下の効果を奏する。すなわち、画像投射装置は、第１の軸方向及び第２の軸方向の加速度を測定する加速度センサを含み、当該測定した加速度から装置の設置角度に関連する角度情報を導出する加速度検出手段１と、加速度検出手段１により得られた加速度及び角度情報に基づいて、映像信号に反転処理と台形歪み補正を行う映像信号処理手段４と、映像信号処理手段４が処理した映像信号に基づいて、投射面に映像を投射する映像出力手段５と、を備える。これにより、ユーザの手動設定を必要とせず、設置状態に依存しない正常な投射画像の反転処理及び画像投射装置の傾斜角度に応じた台形歪み補正を自動で行う事が出来る。
【００３２】
又、第１の軸の方向は映像出力手段５の投射光軸方向であり、角度情報（設置角度θ）は、第１の軸方向の加速度Ａと重力加速度ｇから算出されることを特徴とする。これにより、ユーザの手動設定によらず、あおり投射の向きと装置の設置角度θに応じた台形歪み補正を行う事が出来る。
【００３３】
さらに、第２の軸の方向は装置の高さ方向であり、映像信号処理手段４は、第２の軸方向の加速度Ｂの正負に基づき反転処理を選択的に行うことを特徴とする。これにより、ユーザの手動設定によらず、画像投射装置の設置状態に依存せずに自動で反転処理を行う事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、画像投射装置の設置のたびにユーザが手動で設定を変更する手間を省略し、自動で投射画像の反転処理を台形歪み補正を行うものであることから、画像投射装置を天吊りして使用する場合や、スクリーンに対して垂直に設置できない場合に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  加速度検出手段、２  映像信号制御手段、３  映像入力手段、４  映像信号処理手段、５  映像出力手段。
【図１】
2010273157.tif 000003
【図２】
2010273157.tif 000004
【図３】
2010273157.tif 000005
【図４】
2010273157.tif 000006
【図５】
2010273157.tif 000007