(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
画像を投影する画像投影部と、
前記画像投影部によって画像が投影される投影スクリーンに設けられた複数の無線デバイスと前記複数のアンテナを介して、前記無線デバイスの識別情報を含んだパケットを用いて無線通信を行う通信部と、
前記通信部と前記各無線デバイスとの前記無線デバイスの識別情報を含んだパケットの無線通信による伝播遅延時間に基づいて前記各アンテナと前記識別情報によって識別される無線デバイスとの間の各距離を計測する距離計測部と、
前記距離計測部によって計測された各距離に基づいて、前記画像投影部によって投影される投影画像の歪みを補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
前記補正パラメータ算出部によって算出された補正パラメータに基づいて、前記投影画像の歪みを補正する画像補正部と、
を備えた画像投影装置。
【請求項２】
前記補正パラメータ算出部が、前記距離計測部によって計測された少なくとも２つの各アンテナと前記投影スクリーンに設けられた少なくとも２つの各無線デバイスとの間の距離に基づいて、各アンテナの位置座標および各無線デバイスの位置座標を含む平面によって構成される２次元の直交座標系における各無線デバイスの位置座標を算出し、算出した各無線デバイスの位置座標に基づいて前記補正パラメータを算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記補正パラメータ算出部が、前記距離計測部によって計測された少なくとも３つの各アンテナと前記投影スクリーンに設けられた少なくとも３つの各無線デバイスとの間の距離に基づいて、３次元の直交座標系における各無線デバイスの座標を算出し、算出した各無線デバイスの座標に基づいて前記補正パラメータを算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記画像投影部が、
前記投影スクリーンに投影される投影画像の焦点を変更するためのフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させるためのモータと、
前記距離計測部によって計測された複数の距離に基づいて、前記投影スクリーンの投影面に焦点の合った画像を投影するように前記モータの駆動を制御するモータ制御部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記画像投影部が、前記投影スクリーンに投影される投影画像の大きさを変更するためのズームレンズをさらに有し、
前記モータが、前記フォーカスレンズに加えて前記ズームレンズを光軸方向に移動させ、
前記モータ制御部が、前記距離計測部によって計測された複数の距離に基づいて、前記投影画像が前記投影面に収まる大きさになるように前記モータの駆動をさらに制御することを特徴とする請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記通信部が、ＷｉＭｅｄｉａ規格に準拠して、前記無線デバイスと無線通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記投影画像を表す画像データがラップトップコンピュータから入力される画像入力部を備え、前記ラップトップコンピュータに対して着脱可能となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の画像投影装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の画像投影装置が設けられたラップトップコンピュータ。
【請求項９】
画像が投影される投影スクリーンと、
前記投影スクリーンに設けられた複数の無線デバイスと、
前記投影スクリーンの投影面に画像を投影する画像投影装置と、を備え、
前記画像投影装置は、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを介して、前記複数の無線デバイスと前記無線デバイスの識別情報を含んだパケットを用いて無線通信を行う通信部と、
前記通信部と前記各無線デバイスとの前記無線デバイスの識別情報を含んだパケットの無線通信による伝播遅延時間に基づいて前記各アンテナと前記識別情報によって識別される無線デバイスとの間の各距離を計測する距離計測部と、
前記距離計測部によって計測された各距離に基づいて、前記投影面に投影される投影画像の歪みを補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
前記補正パラメータ算出部によって算出された補正パラメータに基づいて、前記投影画像の歪みを補正する画像補正部と、
前記画像補正部によって歪みが補正された画像を前記投影面に投影する画像投影部と、
を有することを特徴とする画像投影システム。
【請求項１０】
前記無線デバイスが、前記投影スクリーンに対して、着脱可能となっていることを特徴とする請求項９に記載の画像投影システム。
【請求項１１】
複数のアンテナと、
画像を投影する画像投影部と、
前記画像投影部によって画像が投影される投影スクリーンに設けられた複数の無線デバイスと前記複数のアンテナを介して、前記無線デバイスの識別情報を含んだパケットを用いて無線通信を行う通信部と、
を備えた画像投影装置に設けられたコンピュータに、
前記複数のアンテナと前記識別情報によって識別される各無線デバイスとの間の距離を計測する計測ステップと、
前記計測ステップにおいて計測された複数の距離に基づいて、前記投影スクリーンの投影面に投影される投影画像の歪みを補正するための補正パラメータを算出する算出ステップと、
前記算出ステップにおいて算出された補正パラメータに基づいて、前記投影画像の歪みを補正する補正ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影画像の歪みを補正する機能を備えた画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、オフィス環境における会議等では、画像投影装置（例えば、プロジェクタ）が頻繁に使用されている。本来、画像投影装置は、図１６に示すように、画像投影装置１００の光軸と投影スクリーン１０１とのなす角度が直角となるように配置される必要がある。これは、画像投影装置１００の光軸と投影スクリーン１０１とがなす角度が直角でない場合には、投影画像に歪みが生じるためである。しかし、会議室のレイアウト等の制限から、必ずしも図１６に示したように画像投影装置１００と投影スクリーン１０１とを直角に配置できるとは限らない。
【０００３】
一般に、画像投影装置１００と投影スクリーン１０１とを手動で直角に配置する際、投影スクリーン１０１に投影される投影画像に歪みが生じる場合には、会議室のレイアウトに応じて、手動で画像投影装置１００の位置を調整することがあるが、これでは利便性を欠くという課題がある。
【０００４】
この課題に対して、超音波により画像投影装置と投影スクリーンとの距離を計測し、計測した距離に基づいて投影画像の歪みを補正するものが知られている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照。）。
【０００５】
特許文献１、２に記載の画像投影装置は、超音波センサと、超音波センサのセンシング面と投影スクリーンとの間の距離を算出する手段と、により構成されるスクリーンセンサと、を備えている。超音波センサは、投影スクリーンに対して超音波を発信し、投影スクリーンに反射した超音波を検知するものであり、超音波センサのセンシング面と投影スクリーンとの間の距離を算出する手段は、超音波センサが投影スクリーンに対して発信した超音波と、投影スクリーンに反射した超音波との時間差から距離を計測するものである。
【０００６】
したがって、特許文献１、２に記載の画像投影装置は、超音波を用いて投影スクリーンまでの距離を計測し、計測した距離に基づいて投影画像の歪みを補正するため、画像投影装置と投影スクリーンとを直角に配置できない場合においても、手動で画像投影装置の位置を調整することなく、歪みが補正された投影画像を投影スクリーンに投影することができる。
【０００７】
また、投影スクリーンに投影した画像をカメラで撮像し、撮像した画像に基づいて、投影画像の歪みを補正するものもある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
特許文献３に記載の画像投影装置は、イメージ検出センサと、スクリーン位置検出部と画像歪み補正回路と、を備えている。特許文献３に記載の画像投影装置においては、まず、イメージ検出センサによって、投影スクリーンを含む画像を撮像した後、撮像された画像における投影スクリーンの位置をスクリーン位置検出部が検出し、検出されたスクリーン位置に応じて、画像歪み補正回路が投影画像を補正する。
【特許文献１】特開２００５−６４６６７号公報
【特許文献２】特開２００５−６４６６８号公報
【特許文献３】特開２００４−２６０７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したような従来の技術においては、プレゼンテータが画像投影装置と投影スクリーンとの間にいる場合には、プレゼンテータが障害となってしまい、特許文献１および特許文献２に記載の画像投影装置においては、正確な距離の計測ができないため、投影画像の補正をすることができないという問題があった。
【００１０】
同様に、特許文献３に記載の画像投影装置においては、プレゼンテータが障害となってしまい、正確な投影画像の撮像ができないため、投影画像の歪みを補正することができないといった課題があった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、プレゼンテータの位置に影響されることなく、投影画像の歪みを補正することができる画像投影装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像投影装置は、複数のアンテナと、画像を投影する画像投影部と、前記画像投影部によって画像が投影される投影スクリーンに設けられた複数の無線デバイスと前記複数のアンテナを介して、前記無線デバイスの識別情報を含んだパケットを用いて無線通信を行う通信部と、前記通信部と前記各無線デバイスとの前記無線デバイスの識別情報を含んだパケットの無線通信による無線通信時の伝播遅延時間に基づいて前記各アンテナと前記識別情報によって識別される無線デバイスとの間の各距離を計測する距離計測部と、前記距離計測部によって計測された各距離に基づいて、前記画像投影部によって投影される投影画像の歪みを補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、前記補正パラメータ算出部によって算出された補正パラメータに基づいて、前記投影画像の歪みを補正する画像補正部と、を備えた構成を有している。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、プレゼンテータの位置に影響されることなく、投影画像の歪みを補正することができる画像投影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１の実施の形態）
以下、図面に基づいて、本発明に係る画像投影装置システムの第１の実施の形態について説明する。
【００３４】
まず、図１に基づいて、本実施の形態に係る画像投影システム１の構成について説明する。画像投影システム１は、画像投影装置２と、画像投影装置２と対向する位置に設けられる投影スクリーン１０と、を備えている。なお、本実施の形態は、画像投影装置２の投影範囲に投影スクリーン１０の投影面１１が存在することを前提とするものである。
【００３５】
画像投影装置２は、投影面１１に画像を投影するようになっており、光軸７を挟んで互いに線対称となる位置に無線通信用の第１のアンテナ３および第２のアンテナ４を備えている。
【００３６】
なお、各アンテナ３、４の配置は、図１に示す配置に限定されるものではない。すなわち、各アンテナ３、４は、画像投影装置２においてあらかじめ決められた箇所に設けられていればよい。
【００３７】
投影スクリーン１０には、画像投影装置２から無線通信に用いる距離計測用電波を受信した場合に、距離計測用電波に対する応答用電波を画像投影装置２に対して送信する機能を備えた第１の無線デバイス１２が投影スクリーン１０の図中上部の長辺１５の一端に設けられ、第１の無線デバイス１２と同様の機能を備えた第２の無線デバイス１３が、投影スクリーン１０の長辺１５の他端に設けられている。
【００３８】
ここで、第１の無線デバイス１２および第２の無線デバイス１３は、それぞれに固有のＩＤを有しており、このＩＤを含む応答用パケットを応答用電波に変調するようになっている。
【００３９】
なお、各無線デバイス１２、１３の配置は、図１に示す配置に限定されるものではない。すなわち、各無線デバイス１２、１３は、投影スクリーン１０においてあらかじめ決められた箇所に設けられていればよい。
【００４０】
ここで、図２に示すように、画像投影装置２は、各アンテナ３、４を介して各無線デバイス１２、１３と無線通信を行う通信部２１と、通信部２１と各無線デバイス１２、１３との無線通信時の伝播遅延時間に基づいて各アンテナ３、４と各無線デバイス１２、１３との間の距離を計測する距離計測部２２と、距離計測部２２によって計測された各距離に基づいて、投影面１１に投影される投影画像の歪みを補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部２３と、を備えている。
【００４１】
また、画像投影装置２は、補正パラメータ算出部２３によって算出された補正パラメータに基づいて投影画像の歪みを補正する画像補正部２４と、画像補正部２４によって歪みが補正された投影画像を投影面１１に投影する画像投影部２５と、投影画像を表す画像データが外部機器から入力される画像入力部としての入力部２６と、を備えている。
【００４２】
通信部２１は、距離計測部２２によって転送された距離計測用パケットを距離計測用電波に変調し、距離計測用電波を各アンテナ３、４を介して各無線デバイス１２、１３に送信するようになっている。さらに、通信部２１は、各無線デバイス１２、１３によって送信された応答用電波を受信して応答用パケットに復調し、応答用パケットを距離計測部２２に転送するようになっている。
【００４３】
なお、通信部２１は、ＷｉＭｅｄｉａ規格に準拠して各無線デバイスと無線通信を行うようにしてもよい。
【００４４】
距離計測部２２は、距離計測用パケットを生成し、距離計測用パケットを通信部２１に転送するとともに、通信部２１によって転送された応答用パケットを受信するようになっている。
【００４５】
なお、距離計測部２２は、距離計測用パケットを通信部２１に転送した時刻と、通信部２１によって転送された応答用パケットを受信した時刻に基づいて算出される通信部２１と各無線デバイス１２、１３との無線通信時の伝播遅延時間に基づいて、各アンテナ３、４と各無線デバイス１２、１３との間の各距離を計測するようになっている。
【００４６】
また、距離計測部２２は、通信部２１から転送された応答用パケットを受信した際に、このＩＤに基づく情報を認識することによって、計測した距離が各距離のいずれの距離に該当するかを判定するようになっている。
【００４７】
補正パラメータ算出部２３は、距離計測部２２によって計測された各距離に基づいて、投影画像の歪みを補正するための補正パラメータを算出するようになっている。
【００４８】
画像補正部２４は、補正パラメータ算出部２３によって算出された補正パラメータに基づいて、入力部２６から入力された画像データが表す投影画像を補正するようになっている。
【００４９】
画像投影部２５は、投影画像の大きさを変更するためのズームレンズ２９と焦点を変更するためのフォーカスレンズ３０とにより構成されるレンズ部６と、ズームレンズ２９およびフォーカスレンズ３０を各光軸方向に移動させるためのフォーカス・ズームモータ２８と、フォーカス・ズームモータ２８の駆動を制御するモータ制御部２７と、を備え、画像補正部２４によって補正された投影画像を投影面１１に投影するようになっている。
【００５０】
ズームレンズ２９は、フォーカス・ズームモータ２８によって光軸方向に移動させられることによって、図示しない光源ランプを介してズームレンズ２９に入射される投影画像の大きさを変更して、大きさを変更した投影画像をフォーカスレンズ３０に投射するようになっている。フォーカスレンズ３０は、フォーカス・ズームモータ２８によって光軸方向に移動させられることによって、ズームレンズ２９を介してフォーカスレンズ３０に入射した投影画像の焦点を変更するようになっている。
【００５１】
フォーカス・ズームモータ２８は、モータ制御部２７によって制御されることによって、各レンズ２９、３０を、各光軸方向に移動させるようになっている。なお、フォーカス・ズームモータ２８は、各レンズ２９、３０を互いに独立に移動させることもでき、各レンズ２９、３０を一体的に移動させることもできる。
【００５２】
モータ制御部２７は、距離計測部２２によって計測された各アンテナ３、４と各無線デバイス１２、１３との間の各距離に基づいて、フォーカス・ズームモータ２８の駆動を制御するようになっている。
【００５３】
入力部２６は、画像データの出力が可能なラップトップコンピュータ等の外部機器と画像投影装置２とを接続するためのインターフェース回路によって構成されており、外部機器から入力される画像データを、画像補正部２４に出力するようになっている。
【００５４】
なお、ＲＡＭ（Random Access Memory）を作業領域としてＲＯＭ（Read Only Memory）等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）によって、距離計測部２２、補正パラメータ算出部２３、画像補正部２４およびモータ制御部２７を構成してもよい。
【００５５】
次に、画像投影装置２の補正パラメータ算出動作について説明する。
【００５６】
まず、図２において、距離計測部２２によって距離計測用パケットが生成され、生成された距離計測用パケットが通信部２１に転送される。通信部２１に転送された距離計測用パケットは、通信部２１によって変調され、第１のアンテナ３を介して第１の無線デバイス１２に距離計測用電波として送信される。
【００５７】
第１の無線デバイス１２に送信された距離計測用電波が第１の無線デバイス１２によって受信されると、応答用電波が第１の無線デバイス１２によって生成され、生成された応答用電波が、第１の無線デバイス１２によって第１のアンテナ３に送信される。
【００５８】
第１の無線デバイス１２によって送信された応答用電波が第１のアンテナ３を介して通信部２１によって受信されると、応答用電波が通信部２１によって応答用パケットに復調され、応答用パケットが通信部２１によって距離計測部２２に転送される。
【００５９】
ここで、距離計測用パケットを通信部２１に転送した時刻と、通信部２１によって転送された応答用パケットを受信した時刻との差分から、無線通信時の伝播遅延時間が距離計測部２２によって算出され、算出された伝播遅延時間に基づいて、図３に示すように、第１のアンテナ３と第１の無線デバイス１２との間の距離Ｌ１が計測される。
【００６０】
同様に、第２のアンテナ４と第１の無線デバイス１２との間の距離Ｌ２、第１のアンテナ３と第２の無線デバイス１３との間の距離Ｌ３および第２のアンテナ４と第２の無線デバイス１３との間の距離Ｌ４が距離計測部２２によって計測される。距離計測部２２によって計測された距離Ｌ１乃至距離Ｌ４のデータは、距離計測部２２によって補正パラメータ算出部２３に転送される。
【００６１】
次に、図３に示すように、例えばレンズ部６を構成するフォーカスレンズ３０の光軸上の任意の点を原点として、各アンテナ３、４の位置座標および各無線デバイス１２、１３の位置座標を含む平面によって構成される２次元の直交座標系（ｘ、ｙ）において、距離Ｌ１を半径とする円Ｃ１、および距離Ｌ２を半径とする円Ｃ２が、補正パラメータ算出部２３によって算出される。なお、本実施の形態においては、第１のアンテナ３および第２のアンテナ４は、原点からあらかじめ決められた距離にあるものとし、ｙ軸は光軸７と同一であるものとする。
【００６２】
次に、補正パラメータ算出部２３によって、円Ｃ１と円Ｃ２との交点の位置座標Ｐ１（ｘ１、ｙ１）およびＰ２（ｘ２、ｙ２）が算出され、ｙ軸成分が零より大きいＰ１（ｘ１、ｙ１）が、第１の無線デバイス１２の位置座標として決定される。
【００６３】
同様に、図４に示すように、距離Ｌ３を半径とする円Ｃ３と、距離Ｌ４を半径とする円Ｃ４との交点の位置座標Ｐ３（ｘ３、ｙ３）およびＰ４（ｘ４、ｙ４）が補正パラメータ算出部２３によって算出され、ｙ軸成分が零より大きいＰ３（ｘ３、ｙ３）が、第２の無線デバイス１３の位置座標として決定される。
【００６４】
次に、図５に示すように、第１の無線デバイス１２の位置座標Ｐ１（ｘ１、ｙ１）および第２の無線デバイス１３の位置座標Ｐ３（ｘ３、ｙ３）のｘ軸成分およびｙ軸成分について、以下の条件１および２を満足する位置座標Ｐ１ａ（ｘ１ａ、ｙ１ａ）およびＰ３ａ（ｘ３ａ、ｙ３ａ）が、補正パラメータ算出部２３によって算出される。
条件１．ｙ１ａ＝ｙ３ａ                              
条件２．ｘ１ａ＋ｘ３ａ＝０                          
【００６５】
さらに、Ｐ１ａ（ｘ１ａ、ｙ１ａ）とＰ１（ｘ１、ｙ１）との間の相対的な位置関係、およびＰ３ａ（ｘ３ａ、ｙ３ａ）とＰ３（ｘ３、ｙ３）との間の相対的な位置関係に基づいて、補正パラメータが補正パラメータ算出部２３によって算出される。算出された補正パラメータは、補正パラメータ算出部２３によって画像補正部２４に転送される。
【００６６】
次に、画像投影装置２の補正動作について説明する。
【００６７】
まず、図２において、投影画像を表す画像データが、入力部２６に接続された外部機器から入力部２６に入力されると、入力された画像データが表す投影画像は、補正パラメータに基づいて画像補正部２４によって補正される。画像補正部２４によって補正された投影画像は、画像投影部２５によって投影面１１に投影される。
【００６８】
すなわち、投影画像は、第１の無線デバイス１２がＰ１ａ（ｘ１ａ、ｙ１ａ）に配置され、かつ、第２の無線デバイス１３がＰ３ａ（ｘ３ａ、ｙ３ａ）に配置されているかのように、画像投影部２５によって投影面１１に投影されるため、水平方向（ｘ軸方向）の台形歪みが補正された投影画像が投影面１１に投影されることとなる。
【００６９】
さらに、画像投影部２５において、距離計測部２２によって計測された各距離に基づいて、フォーカス・ズームモータ２８の駆動がモータ制御部２７によって制御され、ズームレンズ２９およびフォーカスレンズ３０が各光軸方向に移動させられることにより、投影画像が、焦点が合った状態で、投影範囲が投影面１１に収まるように投影される。
【００７０】
このように、本実施の形態に係る画像投影装置２は、各アンテナ３、４と各無線デバイス１２、１３との間の距離を、無線通信時の伝播遅延時間に基づいて計測することによって補正パラメータを算出するため、画像投影装置２と投影スクリーン１０との間にプレゼンテータがいる場合であっても、プレゼンテータが障害となることはなく、距離を計測し、投影画像の歪みを補正することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態に係る画像投影システム１は、投影画像の水平方向の台形歪みを補正するものであるが、各アンテナ３、４および各無線デバイス１２、１３の配置を変更することにより、投影画像の垂直方向の台形歪みを補正するようにしてもよい。
【００７２】
また、本実施の形態に係る画像投影システム１は、図６に示すように、第１の無線デバイス１２および第２の無線デバイス１３に加え、さらに第３の無線デバイス１４を備え、同様に投影画像の歪みを補正するようにしてもよい。
【００７３】
なお、本実施の形態に係る各無線デバイスを、投影スクリーン１０に対して着脱可能なものとしてもよい。また、本実施の形態に係る画像投影装置２を、汎用のラップトップコンピュータに対して着脱可能なものとしてもよい。
【００７４】
（第２の実施の形態）
以下、図面に基づいて、本発明に係る画像投影システムの第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態においては、本発明の第１の実施の形態に係る画像投影システム１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、説明を省略する。
【００７５】
まず、構成について説明する。図７に示すように、本実施の形態に係る画像投影システム５０は、画像投影装置１９と、画像投影装置１９と対向する位置に設けられる投影スクリーン１０と、を備えている。なお、本実施の形態は、画像投影装置１９の投影範囲に投影スクリーン１０の投影面１１が存在することを前提とするものである。
【００７６】
なお、画像投影装置１９においては、本発明の第１の実施の形態における画像投影装置２に対して、補正パラメータ算出部２３が、以下に説明するように相違する。
【００７７】
すなわち、本実施の形態において、補正パラメータ算出部２３は、まず、図７に示すように、第１のアンテナ３と第１の無線デバイス１２とを結ぶ線分と、第２のアンテナ４と第１の無線デバイス１２とを結ぶ線分とがなす角度αを算出する。
【００７８】
次に、補正パラメータ算出部２３は、第１のアンテナ３と第２の無線デバイス１３とを結ぶ線分と、第２のアンテナ４と第２の無線デバイス１３とを結ぶ線分とがなす角度βを算出する。補正パラメータ算出部２３は、算出した角度αと角度βとの差分に基づいて、補正パラメータを算出するようになっている。
【００７９】
次に、画像投影装置１９の補正パラメータ算出動作について説明する。
【００８０】
本実施の形態では、図７において、第１の実施の形態と同様に、距離計測部２２によって、距離Ｌ１乃至距離Ｌ４が計測され、計測された距離Ｌ１乃至距離Ｌ４のデータは、距離計測部２２によって補正パラメータ算出部２３に転送される。
【００８１】
次に、第１のアンテナ３と第１の無線デバイス１２とを結ぶ線分と、第２のアンテナ４と第１の無線デバイス１２とを結ぶ線分とがなす角度αが、補正パラメータ算出部２３によって算出される。
【００８２】
ここで、余弦定理により、以下に示す式（１）が成立する。なお、距離Ｄは、第１のアンテナ３と第２のアンテナ４との間の距離であり、あらかじめ決められた距離である。
ｃｏｓα ＝ ｛（Ｌ１）２＋(Ｌ２)２−Ｄ２｝／（２×Ｌ１×Ｌ２）          （１）
【００８３】
補正パラメータ算出部２３は、式（１）より得られる式（２）に基づいて、角度αを算出する。
α ＝ ｃｏｓ−１｛｛（Ｌ１）２＋(Ｌ２)２−Ｄ２｝／｛２×Ｌ１×Ｌ２｝｝     （２）
【００８４】
同様に、第１のアンテナ３と第２の無線デバイス１３とを結ぶ線分と、第２のアンテナ４と第２の無線デバイス１３とを結ぶ線分とがなす角度βが、補正パラメータ算出部２３によって算出される。
【００８５】
次に、角度αと角度βとの差分が、補正パラメータ算出部２３によって算出され、算出された差分に基づいて、補正パラメータが算出される。算出された補正パラメータは、図２に示すように、補正パラメータ算出部２３によって、画像補正部２４に転送される。
【００８６】
次に、画像投影装置１９の補正動作について説明する。
【００８７】
まず、図２において、投影画像を表す画像データが、入力部２６に接続された外部機器から入力部２６に入力されると、入力された画像データが表す投影画像は、補正パラメータに基づいて画像補正部２４によって補正される。画像補正部２４によって補正された投影画像は、画像投影部２５に転送されると、画像投影部２５によって投影面１１に投影される。
【００８８】
すなわち、図７に示すように、投影画像は、第１の無線デバイス１２および第２の無線デバイス１３が、角度αと角度βとが互いに等しくなる位置に配置されているかのように、画像投影部２５によって、投影面１１に投影されるため、水平方向の台形歪みが補正された投影画像が、投影面１１に投影されることとなる。
【００８９】
さらに、画像投影部２５において、距離計測部２２によって計測された各距離に基づいて、フォーカス・ズームモータ２８の駆動がモータ制御部２７によって制御され、ズームレンズ２９およびフォーカスレンズ３０が各光軸方向に移動させられることにより、投影画像が、焦点が合った状態で、投影範囲が投影面１１に収まるように投影される。
【００９０】
このように、本実施の形態に係る画像投影システム５０において、画像投影装置１９は、各アンテナ３、４と各無線デバイス１２、１３との間の距離を、無線通信時の伝播遅延時間に基づいて計測することによって補正パラメータを算出するため、画像投影装置２と投影スクリーン１０との間にプレゼンテータがいる場合であっても、プレゼンテータが障害となることはなく、距離を計測し、投影画像の歪みを補正することができる。
【００９１】
なお、本実施の形態に係る画像投影システム５０は、投影画像の水平方向の台形歪みを補正するものであるが、各アンテナ３、４および各無線デバイス１２、１３の配置を変更することにより、投影画像の垂直方向の台形歪みを補正するようにしてもよい。
【００９２】
（第３の実施の形態）
以下、図面に基づいて、本発明に係る画像投影システムの第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態においては、本発明の第１の実施の形態に係る画像投影システム１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、説明を省略する。
【００９３】
まず、図８に基づいて、本実施の形態に係る画像投影システム６０の構成について説明する。画像投影システム６０は、画像投影装置２０と、画像投影装置２０と対向する位置に設けられる投影スクリーン５５と、を備えている。なお、本実施の形態は、画像投影装置２０の投影範囲に投影スクリーン５５の投影面１１が存在することを前提とするものである。
【００９４】
画像投影装置２０は、投影スクリーン５５の投影面１１に画像を投影するようになっており、光軸７を挟んで互いに線対称となる位置に、無線通信用の第１のアンテナ３および第２のアンテナ４を備え、各アンテナ３、４と同一直線上にない位置に、第３のアンテナ５を備えている。
【００９５】
なお、各アンテナ３、４、５の配置は、図８に示す配置に限定されるものではない。すなわち、各アンテナ３、４、５は、画像投影装置２０においてあらかじめ決められた箇所に設けられていればよい。
【００９６】
投影スクリーン５５には、画像投影装置２０から無線通信に用いる距離計測用電波を受信した場合に、距離計測用電波に対する応答用電波を画像投影装置２０に対して送信する機能を備えた第１の無線デバイス１２が、投影スクリーン５５の図中上部の長辺１５の一端に設けられ、第１の無線デバイス１２と同様の機能を備えた第２の無線デバイス１３が長辺１５の他端に設けられ、さらに、第１の無線デバイス１２と同様の機能を備えた第３の無線デバイス１４が投影スクリーン５５の図中下部の長辺１６の中点に設けられている。
【００９７】
なお、各無線デバイス１２、１３、１４の配置は、図８に示す配置に限定されるものではない。すなわち、各無線デバイス１２、１３、１４は、投影スクリーン５５においてあらかじめ決められた箇所に設けられていればよい。
【００９８】
ここで、図９に示すように、画像投影装置２０は、各アンテナ３、４、５を介して各無線デバイス１２、１３、１４と無線通信を行う通信部３１と、通信部３１と各無線デバイス１２、１３、１４との無線通信時の伝播遅延時間に基づいて各アンテナ３、４、５と各無線デバイス１２、１３、１４との間の距離を計測する距離計測部３２と、距離計測部３２によって計測された各距離に基づいて、投影面１１に投影される投影画像の歪みを補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部３３と、を備えている。
【００９９】
また、画像投影装置２０は、補正パラメータ算出部３３によって算出された補正パラメータに基づいて投影画像の歪みを補正する画像補正部２４と、画像補正部２４によって歪みが補正された投影画像を投影面１１に投影する画像投影部２５と、投影画像を表す画像データが外部機器から入力される画像入力部としての入力部２６と、を備えている。
【０１００】
通信部３１は、距離計測部３２によって転送された距離計測用パケットを距離計測用電波に変調し、距離計測用電波を各アンテナ３、４、５を介して各無線デバイス１２、１３、１４に送信するようになっている。さらに、通信部２１は、各無線デバイス１２、１３、１４によって送信された応答用電波を受信して応答用パケットに復調し、応答用パケットを距離計測部３２に転送するようになっている。
【０１０１】
距離計測部３２は、距離計測用パケットを生成し、距離計測用パケットを通信部３１に転送するとともに、通信部３１によって転送された応答用パケットを受信するようになっている。
【０１０２】
なお、距離計測部３２は、距離計測用パケットを通信部３１に転送した時刻と、通信部３１によって転送された応答用パケットを受信した時刻に基づいて算出される通信部３１と各無線デバイス１２、１３、１４との無線通信時の伝播遅延時間に基づいて、各アンテナ３、４、５と各無線デバイス１２、１３、１４との間の距離を計測するようになっている。
【０１０３】
補正パラメータ算出部３３は、距離計測部３２によって計測された各距離に基づいて、補正パラメータを算出するようになっている。
【０１０４】
なお、ＲＡＭを作業領域としてＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵによって、距離計測部３２、補正パラメータ算出部３３を構成してもよい。
【０１０５】
次に、画像投影装置２０の補正パラメータ算出動作について説明する。
【０１０６】
まず、図１０に示すように、第１のアンテナ３と第１の無線デバイス１２との間の距離Ｌ１１、第２のアンテナ４と第１の無線デバイス１２との間の距離Ｌ１２、および第３のアンテナ５と第１の無線デバイス１２との間の距離Ｌ１３が、距離計測部３２によって計測され、計測された距離Ｌ１１乃至距離Ｌ１３のデータは、距離計測部３２によって、補正パラメータ算出部３３に転送される。
【０１０７】
次に、補正パラメータ算出部３３によって、図１０に示すように、例えばレンズ部６を構成するフォーカスレンズ３０の光軸上の任意の点を原点とした３次元の直行座標系（ｘ、ｙ、ｚ）において、距離計測部３２から転送された距離Ｌ１１を半径とする球面Ｓ１１、距離Ｌ１２を半径とする球面Ｓ１２、および距離Ｌ１３を半径とする球面Ｓ１３が算出される。
【０１０８】
なお、各アンテナ３、４、５は、原点からあらかじめ決められた距離にあるものとし、ｙ軸は光軸７と同一であるものとする。
【０１０９】
次に、補正パラメータ算出部３３によって、球面Ｓ１１と球面Ｓ１２と球面Ｓ１３との交点の位置座標Ｑ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）およびＱ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）が算出され、ｙ軸成分が零より大きいＱ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）が、第１の無線デバイス１２の位置座標として決定される。
【０１１０】
同様に、補正パラメータ算出部３３によって、図１１に示すように、第１のアンテナ３と第２の無線デバイス１３との間の距離Ｌ２１を半径とする球面Ｓ２１、第２のアンテナ４と第２の無線デバイス１３との間の距離Ｌ２２を半径とする球面Ｓ２２、および第３のアンテナ５と第２の無線デバイス１３との間の距離Ｌ２３を半径とする球面Ｓ２３が算出される。
【０１１１】
そして、補正パラメータ算出部３３によって、球面Ｓ２１と、球面Ｓ２２と、球面Ｓ２３との交点の位置座標Ｑ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）およびＱ４（ｘ４、ｙ４、ｚ４）が算出され、ｙ軸成分が零より大きいＱ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）が、第２の無線デバイス１３の位置座標として決定される。
【０１１２】
同様に、補正パラメータ算出部３３によって、図１２に示すように、第１のアンテナ３と第３の無線デバイス１４との間の距離Ｌ３１を半径とする球面Ｓ３１、第２のアンテナ４と第３の無線デバイス１４との間の距離Ｌ３２を半径とする球面Ｓ３２、および第３のアンテナ５と第３の無線デバイス１４との間の距離Ｌ３３を半径とする球面Ｓ３３が算出される。
【０１１３】
そして、補正パラメータ算出部３３によって、球面Ｓ３１と、球面Ｓ３２と、球面Ｓ３３との交点の位置座標Ｑ５（ｘ５、ｙ５、ｚ５）およびＱ６（ｘ６、ｙ６、ｚ６）が算出され、ｙ軸成分が零より大きいＱ５（ｘ５、ｙ５、ｚ５）が、第３の無線デバイス１４の位置座標として決定される。
【０１１４】
次に、図１３に示すように、Ｑ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、Ｑ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）およびＱ５（ｘ５、ｙ５、ｚ５）について、以下の条件１乃至３の全てを満足する位置座標Ｑ１ａ（ｘ１ａ、ｙ１ａ、ｚ１ａ）、Ｑ３ａ（ｘ３ａ、ｙ３ａ、ｚ３ａ）およびＱ５ａ（ｘ５ａ、ｙ５ａ、ｚ５ａ）が、補正パラメータ算出部３３によって算出される。
条件１．ｙ１ａ＝ｙ３ａ＝ｙ５ａ
条件２．ｘ１ａ＋ｘ３ａ＝０、ｘ５ａ＝０
条件３．ｚ１ａ＝ｚ３ａ、ｚ１ａ＋ｚ５ａ＝０
【０１１５】
ここで、補正パラメータ算出部３３によって、Ｑ１ａ（ｘ１ａ、ｙ１ａ、ｚ１ａ）とＱ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）との間の相対的な位置関係、Ｑ３ａ（ｘ３ａ、ｙ３ａ、ｚ３ａ）とＱ３（ｘ３、ｙ３、ｚ３）との間の相対的な位置関係、およびＱ５ａ（ｘ５ａ、ｙ５ａ、ｚ５ａ）とＱ５（ｘ５、ｙ５、ｚ５）との間の相対的な位置関係に基づいて、補正パラメータが算出され、算出された補正パラメータは、画像補正部２４に転送される。
【０１１６】
次に、画像投影装置２０の補正動作について説明する。
【０１１７】
まず、図９において、投影画像を表す画像データが、入力部２６に接続された外部機器から入力部２６に入力されると、入力された画像データが表す投影画像は、補正パラメータに基づいて画像補正部２４によって補正される。画像補正部２４によって補正された投影画像は、画像投影部２５によって投影面１１に投影される。
【０１１８】
すなわち、投影画像は、図１３に示すように、第１の無線デバイス１２がＱ１ａ（ｘ１ａ、ｙ１ａ、ｚ１ａ）に、第２の無線デバイス１３がＱ３ａ（ｘ３ａ、ｙ３ａ、ｚ３ａ）に、および第３の無線デバイス１４がＱ５ａ（ｘ５ａ、ｙ５ａ、ｚ５ａ）の各位置座標に配置されているかのように、画像投影部２５によって投影面１１に投影されるため、水平方向の台形歪み、垂直方向の台形歪み、および回転方向の歪みが補正された画像が投影面１１に投影されることとなる。
【０１１９】
さらに、図９に示すように、画像投影部２５において、距離計測部３２によって計測された各距離に基づいて、フォーカス・ズームモータ２８の駆動がモータ制御部２７によって制御され、ズームレンズ２９およびフォーカスレンズ３０が各光軸方向に移動させられることにより、投影画像が、焦点が合った状態で、投影範囲が投影面１１に収まるように投影される。
【０１２０】
このように、本実施の形態に係る画像投影装置２０は、各アンテナ３、４、５と各無線デバイス１２、１３、１４との間の各距離を、無線通信時の伝播遅延時間に基づいて計測することによって補正パラメータを算出するため、画像投影装置２０と投影スクリーン５５との間にプレゼンテータがいる場合であっても、プレゼンテータが障害となることはなく、距離を計測し、投影画像の歪みを補正することができる。
【０１２１】
以上、本発明の第１乃至第３の実施の形態について説明したが、図１４に示すように、第１乃至第３の実施の形態に係る画像投影装置２、１９、２０を、汎用のラップトップコンピュータ４０に一体に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像投影システムの構成を示す概要図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像投影装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための第１の概要図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための第２の概要図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための第３の概要図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る画像投影システムの他の態様を示す概要図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための概要図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る画像投影システムの構成を示す概要図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る画像投影装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための第１の概要図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための第２の概要図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための第３の概要図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る投影画像の補正動作を説明するための第４の概要図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る画像投影装置を設けた汎用のラップトップコンピュータの外観図である。
【図１５】オフィス環境における会議等で、プロジェクタの光軸と投影スクリーンとのなす角度が直角となるように配置されていることを示す、従来の画像投影システムの外観図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１、５０、６０  画像投影システム
２、１９、２０  画像投影装置
３  第１のアンテナ
４  第２のアンテナ
５  第３のアンテナ
６  レンズ部
１０、５５  投影スクリーン
１１  投影面
１２  第１の無線デバイス
１３  第２の無線デバイス
１４  第３の無線デバイス
２１、３１  通信部
２２、３２  距離計測部
２３、３３  補正パラメータ算出部
２４  画像補正部
２５  画像投影部
２６  入力部
２７  モータ制御部
２８  フォーカス・ズームモータ
２９  ズームレンズ
３０  フォーカスレンズ
４０  ラップトップコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005401841.tif 000013
【図１３】
0005401841.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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