(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節部とアーム部により構成され、画像投影装置と、設置対象物または設置面とを連結する画像投影装置の保持装置であって、
一端側は前記設置対象物または設置面に固定され、
他端側は、前記画像投影装置により前記設置対象物または設置面に投影される画像に対し垂直方向に存する使用者と、前記設置対象物または設置面と、の間で前記画像投影装置を保持するものであって、
外部装置から画像信号を入力する入力手段と、
前記関節部に設けられ、該関節部が形成する傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段による検出結果に基づいて、前記画像投影装置の投影軸と投影面との角度を算出する角度算出手段と、
前記角度算出手段の算出結果に基づいて、前記画像信号の歪み補正を行う歪み補正手段と、
前記歪み補正手段による補正後の画像信号を前記画像投影装置に出力する出力手段と、
を備え、
前記入力手段、前記角度算出手段、前記歪み補正手段および前記出力手段は、前記アーム部の内部に設けられることを特徴とする画像投影装置の保持装置。
【請求項２】
関節部とアーム部により構成され、画像投影装置と、設置対象物または設置面とを連結する画像投影装置の保持装置であって、
一端側は前記設置対象物または設置面に固定され、
他端側は、前記画像投影装置により前記設置対象物または設置面に投影される画像に対し垂直方向に存する使用者と前記設置対象物または設置面との間で前記画像投影装置を保持するものであって、
外部装置から画像信号を入力する入力手段と、
前記関節部に設けられ、該関節部が形成する傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段による検出結果に基づいて、前記画像投影装置の投影軸と投影面との角度を算出する角度算出手段と、
前記角度算出手段により算出される角度に対する画像信号の歪み補正量を記憶した記憶手段と、
前記画像信号の歪み補正量に基づいて、前記画像信号の歪み補正を行う歪み補正手段と、
前記歪み補正手段による補正後の画像信号を前記画像投影装置に出力する出力手段と、
を備え
前記入力手段、前記角度算出手段、前記記憶手段、前記歪み補正手段および前記出力手段は、前記アーム部の内部に設けられることを特徴とする画像投影装置の保持装置。
【請求項３】
前記関節部を複数有し、
前記角度算出手段は、複数の前記関節部の複数の前記傾き検出手段による検出結果に基づいて、前記画像投影装置の投影軸と投影面との角度を算出することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像投影装置の保持装置。
【請求項４】
前記設置対象物または前記設置面は、前記投影面と略水平位置にあることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置。
【請求項５】
前記投影面から前記画像投影装置の投影手段までの前記投影面に対する垂直方向における距離を算出する距離算出手段を備え、
前記歪み補正手段は、前記角度算出手段および前記距離算出手段の算出結果に基づいて、前記画像信号の歪み補正を行うことを特徴とする請求項１，３，４のいずれかに記載の画像投影装置の保持装置。
【請求項６】
前記傾き検出手段は、エンコーダまたはポテンショメータであることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置。
【請求項７】
前記傾き検出手段は、加速度センサーであり、該加速度センサーの初期値を設定するリセット手段を有することを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置。
【請求項８】
前記設置対象物または設置面との支持部に、ネジ穴、マグネットおよび／またはクランプを設けたことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置を備えることを特徴とする画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置の保持装置および画像投影装置に関する。さらに詳述すると、至近投影型の画像投影装置に好適な画像投影装置の保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタなどの画像投影装置により投影面（スクリーン）に大きく画面を投影（投射）する場合においては、スクリーンからある程度の距離を離して、設置台等を設置して、その上に画像投影装置を配置する必要があり、投影のために大きなスペースを必要としていた。
【０００３】
また、このようにスクリーンからある程度の距離を離して画像投影装置を設置する形態では、スクリーンに投影される画面について、使用者が説明を行なう際等に、画像投影装置とスクリーンとの間に入ると自身の影が生じ画面が見えないといった問題があった。
【０００４】
このような問題に対して、近年、画像投影装置の小型軽量化が図られ、壁や机の端などに直接取り付け、スクリーンの略水平方向や至近距離からの投影が可能な至近投影型の画像投影装置が提案されている。
【０００５】
しかしながら、至近距離からの投影では、画像投影装置の光軸（投影軸）とスクリーンが所定の傾きをもつため、プロジェクタからスクリーンまでの距離が、スクリーンの上端と下端（または左端と右端）とで異なることとなり、台形歪みを発生する。そのため、歪み補正機能を有するプロジェクタを用いる必要があった。また、この台形歪みは、プロジェクタの設置位置および投影位置によってその形状が異なるため、使用の都度、ユーザにより歪み補正を調節する必要があり、煩雑となっていた。
【０００６】
このような問題に対し、例えば、特許文献１には、自在腕部を有し、投射の際に歪みが発生したときに歪み量にしたがって液晶プロジェクタ部を任意の角度に傾けることで歪みを補正するスタンド付き液晶プロジェクタ装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、自在アームの先端部に固定されたプロジェクタを有し、自在アームを変形させることにより、プロジェクタの投写位置を変更可能なプロジェクタ装置であって、自在アームは、基準軸に対する自身の中心軸の傾き角度が一定角度を保持した状態で、中心軸とプロジェクタの光軸Ｒとが所定角度を有するようにプロジェクタを固定する先端アームと、アーム支持軸と先端アームとの間に、傾き角度可変アームと、先端アーム傾き角度調整装置とを有するプロジェクタ装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、液晶パネルの可動機構を有するプロジェクタでなければ適用することはできないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、投射光の光軸と投射面とを垂直を維持する必要があるため、例えば、壁に設置して使用する際には、投射画像と使用者の間にプロジェクタがあり、妨げになるという問題があった。また、レンズシフト機能を有するプロジェクタが必要となるという問題があった。さらに、アームの傾き角データをプロジェクタに送り、プロジェクタがレンズシフト制御を行う必要があるため、当該レンズシフト制御が可能なプロジェクタが必要であるという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、関節部とアーム部により構成され、画像投影装置と、設置対象物または設置面とを連結する画像投影装置の保持装置であって、外部装置から画像信号を入力する入力手段と、関節部に設けられ、該関節部が形成する傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段による検出結果に基づいて、画像投影装置の投影軸と投影面との角度を算出する角度算出手段と、角度算出手段の算出結果に基づいて、画像信号の歪み補正を行う歪み補正手段と、歪み補正手段による補正後の画像信号を画像投影装置に出力する出力手段とを備えることにより、歪み補正を画像投影装置ではなく、その保持装置により可能とすることにより、歪み補正機能のない画像投影装置によっても歪み補正を可能とし、至近投影を可能とする画像投影装置の保持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】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の画像投影装置の保持装置は、関節部とアーム部により構成され、画像投影装置と、設置対象物または設置面とを連結する画像投影装置の保持装置であって、一端側は設置対象物または設置面に固定され、他端側は、画像投影装置により設置対象物または設置面に投影される画像に対し垂直方向に存する使用者と、設置対象物または設置面と、の間で画像投影装置を保持するものであって、外部装置から画像信号を入力する入力手段と、関節部に設けられ、該関節部が形成する傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段による検出結果に基づいて、画像投影装置の投影軸と投影面との角度を算出する角度算出手段と、角度算出手段の算出結果に基づいて、画像信号の歪み補正を行う歪み補正手段と、歪み補正手段による補正後の画像信号を画像投影装置に出力する出力手段と、を備え、入力手段、角度算出手段、歪み補正手段および出力手段は、アーム部の内部に設けられるものである。
【００１２】
また、請求項２に記載の画像投影装置の保持装置は、関節部とアーム部により構成され、画像投影装置と、設置対象物または設置面とを連結する画像投影装置の保持装置であって、一端側は設置対象物または設置面に固定され、他端側は、画像投影装置により設置対象物または設置面に投影される画像に対し垂直方向に存する使用者と、設置対象物または設置面と、の間で画像投影装置を保持するものであって、外部装置から画像信号を入力する入力手段と、関節部に設けられ、該関節部が形成する傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段による検出結果に基づいて、画像投影装置の投影軸と投影面との角度を算出する角度算出手段と、角度算出手段により算出される角度に対する画像信号の歪み補正量を記憶した記憶手段と、画像信号の歪み補正量に基づいて、画像信号の歪み補正を行う歪み補正手段と、歪み補正手段による補正後の画像信号を画像投影装置に出力する出力手段と、を備え、入力手段、角度算出手段、記憶手段、歪み補正手段および出力手段は、アーム部の内部に設けられるものである。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の画像投影装置の保持装置において、関節部を複数有し、角度算出手段は、複数の関節部の複数の傾き検出手段による検出結果に基づいて、画像投影装置の投影軸と投影面との角度を算出するものである。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置において、設置対象物または設置面は、投影面と略水平位置にあるものである。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１，３，４に記載の画像投影装置の保持装置において、投影面から画像投影装置の投影手段までの投影面に対する垂直方向における距離を算出する距離算出手段を備え、歪み補正手段は、角度算出手段および距離算出手段の算出結果に基づいて、画像信号の歪み補正を行うものである。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置において、傾き検出手段は、エンコーダまたはポテンショメータであるものである。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置において、傾き検出手段は、加速度センサーであり、該加速度センサーの初期値を設定するリセット手段を有するものである。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置において、設置対象物または設置面との支持部に、ネジ穴、マグネットおよび／またはクランプを設けたものである。
【００１９】
また、請求項９に記載の画像投影装置は、請求項１から８までのいずれかに記載の画像投影装置の保持装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、歪み補正機能のない画像投影装置によっても歪み補正を可能とし、至近投影を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る画像投影装置の保持装置の一実施形態であるアームの構成およびその使用形態の模式図である。
【図２】アームの機能ブロック図の一例である。
【図３】アームをスクリーンの（ａ）上端、（ｂ）下端、（ｃ）左端、（ｄ）右端に固定して至近投影を行う場合の模式図である。
【図４】アームの支持部として（ａ）クランプ、（ｂ）ネジ、（ｃ）マグネットを用いた場合の模式図である。
【図５】（ａ）プロジェクタが使用者の妨げになる例、（ｂ）プロジェクタが使用者の妨げにならない例を示す説明図である。
【図６】アームを用いてプロジェクタをスクリーンに正面投射した場合の模式図である。
【図７】図６に示す例におけるアームの第１〜第３関節のそれぞれの傾き角の説明図である。
【図８】アームを用いてプロジェクタをスクリーンに対して上方から投射した場合の模式図である。
【図９】図８に示す例におけるアームの第１〜第３関節のそれぞれの傾き角の説明図である。
【図１０】エンコーダの模式図である。
【図１１】エンコーダを第１関節の傾き検出手段として用いた場合の模式図である。
【図１２】スクリーンに投影される台形画像の一例である。
【図１３】逆台形画像の一例である。
【図１４】（ａ）正面投射時、（ｂ）斜め投射時の投射画像座標の一例である。
【図１５】（ａ）図８に示す例におけるアームの拡大図である、（ｂ）傾き角および長さの模式図である。
【図１６】加速度センサーによる角度検知の原理を説明する図である。
【図１７】画像投影システムの全体構成および信号処理を示す模式図の一例である。
【図１８】画像投影システムの全体構成および信号処理を示す模式図の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る構成を図１から図１８に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る画像投影装置（プロジェクタ１）の保持装置（アーム１０）は、関節部（第１〜第３関節１５〜１７）とアーム部（第１〜第３小アーム１２〜１４）により構成され、画像投影装置と、設置対象物または設置面とを連結する画像投影装置の保持装置であって、外部装置（情報処理装置３）から画像信号を入力する入力手段（信号入力部３０）と、関節部に設けられ、該関節部が形成する傾きを検出する傾き検出手段（傾き検出手段２０〜２２）と、傾き検出手段による検出結果に基づいて、画像投影装置の投影軸と投影面（スクリーン２）との角度を算出する角度算出手段（角度算出手段３２）と、角度算出手段の算出結果に基づいて、画像信号の歪み補正を行う歪み補正手段（歪み補正手段３３）と、歪み補正手段による補正後の画像信号を画像投影装置に出力する出力手段（信号出力部３１）とを備えるものである。
【００２３】
（保持装置構成）
図１に本発明に係る画像投影装置の保持装置の一実施形態であるプロジェクタ用アーム（以下、アーム）１０の構成およびその使用形態の一例を示す。
【００２４】
本実施形態に係るアーム１０は、プロジェクタ１と投影面（スクリーン）２とを連結して、プロジェクタ１を保持するものであり、クランプ１１（支持部）、第１小アーム１２、第２小アーム１３、第３小アーム１４、第１関節１５、第２関節１６、第３関節１７により構成される。また、それぞれの関節部には、屈曲具合（傾き角）を検出するための傾き検出手段２０，２１，２２が設けられている。
【００２５】
さらに、図２に示すように、アーム１０の内部であって、例えば、いずれかの小アームの内部には、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置３から送信される信号、すなわち、プロジェクタ１で投影する画像データに対応する画像信号を受信する信号入力部３０および後述するように歪み補正後の画像データに対応する画像信号をプロジェクタ１へ送信する信号出力部３１を備えている。
【００２６】
なお、本実施形態では、アーム１０とプロジェクタ１および／または情報処理装置３は物理的な接続状態にある必要はなく、信号入力部３０および信号出力部３１の通信手段としては、例えば、無線ＬＡＮ技術を用いることが好ましい。なお、信号出力部３１とプロジェクタ１の信号入力部とは有線で接続することも好ましい。
【００２７】
さらに、アーム１０の内部には、上記傾き検出手段２０，２１，２２、信号入力部３０および信号出力部３１と電気的に接続された処理回路を備えている。さらに、処理回路は、後述するように、バスで接続された演算手段（ＣＰＵ）および記憶手段（ＲＡＭ、ＲＯＭなど）が協働することにより、角度算出手段３２、歪み補正手段３３、距離算出手段３４等としてアーム１０を機能させる。
【００２８】
アーム１０は、第１関節１５、第２関節１６および第３関節１７が回動することによって角度調節可能であり、プロジェクタ１の位置をｙ，ｚ方向に移動可能である。これにより、投射位置、投射サイズ、投射角度を調節することができる。なお、アーム１０の関節部の数は、本実施形態の例に限られるものではなく、関節数を３つ以外とする場合でも、それに対応する小アーム、傾き検出手段を設ければよいのは勿論である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、アーム１０は、クランプ１１によりスクリーン２などの設置面や机などの設置対象物を挟み、ネジを締めることで固定する。この際に、クランプ１１のネジ先端と投射面と接する面に、保護部材１８を設けることが好ましい。これにより、スクリーン２等の破損を防止することができる。なお、保護部材１８としては、例えば、ゴム部材などを用いることができる。
【００３０】
また、クランプ１１でスクリーン２の上端を挟んでアーム１０を固定した例を図３（ａ）に示すが、これに限られるものではなく、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すようにスクリーン２の下端、左端、右端に固定してもよいのは勿論である。なお、符号１９はケーブル（電源ケーブル、情報処理装置３と有線接続する場合の通信ケーブル等）を示している。
【００３１】
また、図４（ａ）では、アーム１０をクランプ１１でスクリーン２に固定する例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、壁面４に固定する場合は、図４（ｂ）に示すようにネジ５を用いて固定したり、壁面４が強磁性体材料である場合は、図４（ｃ）に示すようにマグネット６を用いて固定するようにしても良い。
【００３２】
以上のように、アーム１０と設置面との接続に、クランプ１１やネジ５や磁石６等を用いることにより、アーム１０を壁、黒板などに容易に固定することができ、かつ取り外しが容易であるため持ち運びにも適している。
【００３３】
（台形補正処理）
次に、図５を用いてプロジェクタが使用者の妨げになる例（図５（ａ））よプロジェクタが使用者の妨げにならない例（図５（ｂ））について説明する。
【００３４】
画像投影時にはプロジェクタ１が使用者７の邪魔にならない位置にあることが望ましいので、斜めから投射することになる。上述のように、斜め投射時には、投射画面の上端と下端でのスクリーンと光線のなす角度が異なるため、台形歪みを発生する。特に、スクリーン等に設置して会議等で使用する場合には、プロジェクタ１が使用者７の視界８を遮ることは好ましくないので、図５（ｂ）のように、プロジェクタ１が使用者７の視界８を遮らないように設置する必要がある。このため、投射画面の上端と下端でのスクリーンと光線のなす角度の差は大きくなり、台形歪み量が大きくなるため、台形補正が重要となる。
【００３５】
そこで、本実施形態にかかるアーム１０は、以下に述べるように台形補正処理を行うものである。これにより、台形補正機能を備えないプロジェクタ１を用いても歪みのない画像を投射することができる。
【００３６】
＜傾き検出手段および角度算出手段＞
図６にアーム１０を用いてプロジェクタ１をスクリーン２に正面投射した場合の模式図を示す。なお、図６中の破線は、プロジェクタ１の光軸を表している。また、図７に図６に示す例におけるアーム１０の第１〜第３関節１５〜１７のそれぞれの傾き角（θ１〜θ３）を示す。この場合、プロジェクタ１の光軸はスクリーン２に対し直角であるので、θ１〜θ３は、次式（１）により表わされる。
θ１＋θ２＋θ３＝３６０−９０  …  （１）
【００３７】
また、図８にアーム１０を用いてプロジェクタ１をスクリーン２に対して上方から投射した場合の模式図を示す。また、図９に図８に示す例におけるアーム１の第１〜第３関節１５〜１７のそれぞれの傾き角（θ１〜θ３）を示す。この場合、プロジェクタ１の光軸とスクリーン２のなす角θ４は、次式（２）により表わすことができ、角度算出手段３２は、θ１〜θ３に基づいてθ４を算出することができる。
θ４＝３６０−（θ１＋θ２＋θ３）  …  （２）
【００３８】
先ず、θ１〜θ３を求めるための傾き検出手段２０〜２２について説明する。傾き検出手段２０〜２２としては、例えば、エンコーダを用いることができる。
【００３９】
図１０にエンコーダ２０の模式図、図１１にエンコーダ２０を第１関節１５の傾き検出手段として用いた例を示す。なお、第２〜第３関節１６〜１７についても同様に構成すれば良い。図１０に示すエンコーダ２０は、回転軸２３に軸支された回転盤２４に所定のパターンが刻まれており、回転角度によって受光される光のパターンが異なるものである。よって、発光素子２５からスリット２６および回転盤２４を介して受光素子２７で受光する光のパターンを電気信号に変換し、各光パターンに対応した回転角度を検知することができる。
【００４０】
また、第２〜第３関節１６〜１７についても同様に構成すれば良い。このように、アーム１０の各関節部は、エンコーダからなる傾き検出手段２０〜２２を備え、各関節部１５〜１７が形成する傾き角（θ１〜θ３）を検出することができる。
【００４１】
なお、アーム１０の関節数が異なる場合も同様に、多角形の内角和からプロジェクタの光軸とスクリーンのなす角を算出することができる。また、アーム１０をスクリーン２と同一面（水平）でない位置に設置する場合は、アーム１０の設置面とスクリーン２との形成する角度を補正したうえで、プロジェクタの光軸とスクリーンのなす角を算出することができる。この場合、例えば、ユーザからアーム１０の設置面とスクリーン２との形成する角度（天井に固定する場合は９０°等）を入力または選択可能とすれば良い。
【００４２】
＜歪み補正手段＞
次に、歪み補正手段３３の処理について説明する。図３（ａ）に示したようにプロジェクタ１をスクリーン２の上方から所定の傾きをもって画像を投射した場合、投射画像は、例えば、図１２のようになる。このように、上底＜下底の台形画像となるのは、プロジェクタ１の投射手段からスクリーン２までの距離が−ｙ方向にいくほど長くなるためである。逆に、プロジェクタ１をスクリーン２の下方から所定の傾きをもって画像を投射した場合、投射画像は、上底＞下底の台形画像（逆台形画像）となる。
【００４３】
ここで、図１２の台形画像を補正して長方形の画像として正しく投射されるようにするには、各ｘ軸方向、ｙ軸方向のラインで圧縮もしくは引き伸ばしをすればよい。すなわち、図１２の例では、ｙ軸方向にいくほど画像幅が狭くなっているので、ｙ軸方向にいくにつれて画像を引き伸ばすことで歪みのない画像が得られることとなる。
【００４４】
そこで、歪み補正手段３３は、情報処理装置３から送られてきた画像信号を信号入力部３０で受け取ったあと、図１３に示すように逆台形画像に変換するものである。この変換後の逆台形画像に対応する画像信号を、信号出力部３１からプロジェクタ１に出力して投射することで、歪みが相殺されて、結果としてスクリーン２に、歪みのない投影画像を投影することができる。
【００４５】
この歪み補正手段３３による台形形状の算出法の詳細を説明する。図１４（ａ）は正面投射時、図１４（ｂ）は斜め投射時の投射画像座標を示している。図１４において、ＡＢＣＤは正面投射時の座標、Ａ´Ｂ´Ｃ´Ｄ´は斜め投射時の座標である。また、ｃは投射距離（スクリーンからプロジェクタの投影手段までのスクリーンに対する垂直方向における距離）を表している。この時、Ａ´Ｂ´Ｃ´Ｄ´の各パラメータは数式１により求められる。
【数１】
0005434526.tif 000002
【００４６】
また、θ５は、次式（３）で表わすことができる。
θ５＝９０−θ４  …（３）
【００４７】
さらに、斜め投射時は像面Ｖ´での形状を見ることになるので、数式２となる。
【数２】
0005434526.tif 000003
【００４８】
角度検出手段３２により算出したθ４と上記式を用いて台形形状を算出することができるが、上記式には投射距離ｃが含まれているため、投射距離ｃの算出が問題となる。この場合、例えば、ユーザから投射距離ｃを入力または選択可能としてもよいが、以下に述べるように、距離算出手段３４を設け、これにより、投射距離ｃを算出することが好ましい。
【００４９】
＜距離検知手段＞
距離検知手段３４の処理について説明する。図１５（ａ）は、図８のアーム部分の拡大図を示している。また、図１５（ｂ）に各小アームの長さと各関節の傾きを示す。ここで、Ａ１，Ａ２は小アームの長さ（アームの関節間の距離）、Ａ３はプロジェクタの長さ（第３関節１７から投影手段まで）であり、Ｌ１〜Ｌ３はスクリーン２と垂直な軸におけるアームとの距離である。θはアーム１０もしくはプロジェクタ１の傾き角を示している。
【００５０】
ここで、各小アームの長さおよび使用するプロジェクタ１の長さは処理回路の記憶手段に記憶させる。また、本実施形態では、第１小アーム１２はスクリーン２と平行としているので（図１参照）、求めるプロジェクタ１とスクリーン２との距離（投射距離ｃ）は、次式（４）で表わすことができる。
ｃ＝Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３  …（４）
【００５１】
さらに、各パラメータは数式３で求めることができる。
【数３】
0005434526.tif 000004
【００５２】
以上、説明した角度算出手段３２、歪み補正手段３３および距離算出手段３４により、台形形状を算出することができるので、情報処理装置３からアーム１０に入力されてくる画像信号について、歪み補正手段３３により投射される台形形状とは逆の台形形状に変換した後に、補正後の画像信号をプロジェクタ１に送信することで、歪みのない投射画像を得ることができる。
【００５３】
したがって、本実施形態に係るアーム１０によれば、歪み補正機能のないプロジェクタ１を用いても歪み補正を可能とし、至近投影をすることができる。このため、多くの種類のプロジェクタ１への適用が可能である。また、プロジェクタ１をどのような角度で設置しても歪み補正が可能であり、さらに、プロジェクタ１を壁、机等に設置できるため、壁に取り付けて会議で使用、机に設置して投射などの幅広い用途での使用が可能である。
【００５４】
（その他の実施形態）
以上説明した角度算出手段３２、歪み補正手段３３および距離算出手段３４による処理（台形補正アルゴリズム等）は、一例であってこれに限られるものではない。以下にその他の実施の形態について説明する。
【００５５】
傾き検出手段２０として、図１０に示したエンコーダを用いることに替えて、ポテンショメータを用いることも好ましい。ポテンショメータによれば、回転角度に比例して抵抗値が変化するので、この値を検知して、各関節部の傾き角を検出することができる。
【００５６】
また、傾き検出手段２０として、加速度センサーを用いることも好ましい。図１６に、加速度センサーによる角度検知の原理を示す。加速度センサーを用いることにより、重力加速度Ｇを検知することができる。よって、検出した重力加速度Ｇと正弦関数により、θを求めることができる。
【００５７】
ここで、加速度センサーは各関節部に内蔵すればよいが、加速度センサは地面との傾きを検出するものであるため、エンコーダ等を用いた場合と異なり、スクリーン２そのものが傾いている（地面に対して垂直でない）場合は、正しくθを検知することができないこととなる。
【００５８】
そこで、傾き検出手段として、加速度センサーを用いる場合はリセットボタンを設けるものである。まず、ユーザは図６のように正面投射の形態にし、リセットボタンを押す。このときθの値を０°に設定し、リセット操作後にプロジェクタ１を傾けて傾きを検知すれば、スクリーン２が傾いていたとしても正しく傾きを検知することができる。さらに、距離検知については、θ２をセンサで求めることができないため、例えば、次式（５）により求めるようにすればよい。
θ２＝１８０−θ’１−θ’４  …（５）
【００５９】
また、アーム１０の処理回路の記憶手段にいくつかの投射距離に対する台形形状パラメータ（予め歪み補正テーブル）を予め記憶させることも好ましい。例えば、ボタン等で歪み形状を選択可能とし、ユーザが投射距離によって台形形状を選択するようにする。
【００６０】
このようにすることにより、現状に近似した投射距離に基づく、ほぼ歪みのない画像を得ることができる。このように、予め歪み補正テーブルを記憶させておくことにより、歪み補正手段３３での歪み補正演算を行う必要がないこととなる。
【００６１】
（画像投影システム）
図１７に本発明に係る画像投影装置の保持装置を備えた画像投影装置を用いた画像投影システムの全体構成および信号処理フローを示す。
【００６２】
傾き検出手段２０〜２２および角度算出手段３２に基づいて得られた投射角度信号Ｓ１は、歪み補正手段３３に送られる。歪み補正手段３３は、投射角度信号Ｓ１および距離算出手段３４の算出結果に基づいて、歪み補正演算を行い、歪み補正するために台形形状を決定する。歪み補正演算をおこなって得られた歪み補正信号Ｓ２と、ＰＣ３などの外部端末から入力される画像信号Ｓ３に基づいて、アーム内で歪み補正画像を生成し、この歪み補正信号Ｓ４をプロジェクタ１へ送るものである。
【００６３】
図１７に示す例では、歪み補正演算を、投射角度信号Ｓ１を入力値として、その都度実行するようにしているが、歪み補正を演算ではなく歪み補正テーブルを処理回路の記憶装置に記憶させておき、投射角度信号Ｓ１に応じた歪み補正値を用いて画像信号Ｓ３を補正することも好ましい。この歪み補正テーブルを備えたアーム１０を用いた画像投影システムの全体構成を図１８に示す。図１８に示すアーム１０は、歪み補正演算を歪み補正テーブルに替えたものである。ここで、歪み補正テーブルとは、入力値を投射角度データ、出力値を歪み補正値としたテーブルである。
【００６４】
このように構成することにより、その都度歪み補正演算を行う必要がなくなるため、歪み補正処理時間を低減することができる。なお、歪み補正テーブルを用いる場合、記憶手段の記憶容量との関係で制限があるため対応する角度も制限されるが、いくつかの角度に対する補正データを記憶させておけば歪みのほぼない画像が得られることができる。また、より高精度の補正を可能とするために、歪み補正形状をユーザが微調整できるようにすることも好ましい。
【００６５】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  プロジェクタ（画像投影装置）
２  投影面（スクリーン）
３  情報処理装置
４  壁面
５  ネジ
６  マグネット
７  使用者
８  視界
９  投射画像
１０  アーム（画像投影装置の保持装置）
１１  クランプ（支持部）
１２，１３，１４  第１〜第３小アーム（アーム部）
１５，１６，１７  第１〜第３関節（関節部）
１８  保護部材
１９  ケーブル
２０，２１，２２  傾き検出手段
２３  回転軸
２４  回転盤
２５  発光素子
２６  スリット
２７  受光素子
３０  信号入力部（入力手段）
３１  信号出力部（出力手段）
３２  角度算出手段
３３  歪み補正手段
３４  距離算出手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特開平８−１６３４７６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９３１２０号公報
【図２】
0005434526.tif 000005
【図９】
0005434526.tif 000006
【図１４】
0005434526.tif 000007
【図１６】
0005434526.tif 000008
【図１７】
0005434526.tif 000009
【図１８】
0005434526.tif 000010
【図１】
0005434526.tif 000011
【図３】
0005434526.tif 000012
【図４】
0005434526.tif 000013
【図５】
0005434526.tif 000014
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005434526.tif 000020
【図１３】
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【図１５】
0005434526.tif 000022