(57)【要約】【課題】表示デバイスにおける表示可能な画素領域を有効に利用する。【解決手段】投射装置は、第１方向の画素ラインが第２方向に配列する表示素子と、前記表示素子からの光を投射する光学系とを含む投影部と、前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正する第１補正部と、前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正部による補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する第２補正部と、前記第２補正部による補正後の画像データのうち前記投影部から投射する領域の画像データを切り出して前記投影部に入力する画像切出部と、を備える。【選択図】図４
2014146930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に配列された複数の画素よりなる画素ラインが前記第１方向と垂直な第２方向に複数配列する表示素子と、前記表示素子から発せられた光を投射する光学系とを含み、入力された画像データに基づいて画像を投射する投影部と、
前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正する第１補正部と、
前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正部による補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する第２補正部と、
前記第２補正部による補正後の画像データのうち前記投影部から投射する領域の画像データを切り出して前記投影部に入力する画像切出部と、
を備えた投射装置。
【請求項２】
前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正するための第１補正係数を算出する第１補正制御部と、
前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正部による補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正するための第２補正係数を算出する第２補正制御部と、
をさらに備え、
前記第１補正部は、前記第１補正制御部が算出した前記第１補正係数を用いて各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正し、
前記第２補正部は、前記第２補正制御部が算出した前記第２補正係数を用いて各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する、
請求項１記載の投射装置。
【請求項３】
前記第２補正制御部は、各画素の前記第２方向上の位置を、前記投影部の投影方向の中心軸を基準とした角度に変換し、変換後の角度に応じて各画素に対応する前記第２補正係数を算出する、請求項２に記載の投射装置。
【請求項４】
前記第２補正制御部は、前記第１補正部による補正後の前記画像データにおける前記第２方向に配列する複数の画素のうち少なくとも２つの画素に対して前記第２補正係数を算出するとともに、前記第２方向に配列する前記複数の画素のうち他の画素に対する前記第２補正係数を前記少なくとも２つの画素に対して算出した前記第２補正係数を直線補間することで算出する、請求項２または３に記載の投射装置。
【請求項５】
第１方向に配列された複数の画素よりなる画素ラインが前記第１方向と垂直な第２方向に複数配列する表示素子と、前記表示素子から発せられた光を投射する光学系とを含み、入力された画像データに基づいて画像を投射する投影部を用いた画像補正方法であって、
前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正する第１補正ステップと、
前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正ステップによる補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する第２補正ステップと、
前記第２補正ステップによる補正後の画像データのうち前記投影部から投射する領域の画像データを切り出して前記投影部に入力する画像切出ステップと、
を含む画像補正方法。
【請求項６】
第１方向に配列された複数の画素よりなる画素ラインが前記第１方向と垂直な第２方向に複数配列する表示素子と、前記表示素子から発せられた光を投射する光学系とを含み、入力された画像データに基づいて画像を投射する投影部を備えた投射装置に搭載されたコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正する第１補正処理と、
前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正部による補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する第２補正処理と、
前記第２補正部による補正後の画像データのうち前記投影部から投射する領域の画像データを切り出して前記投影部に入力する画像切出処理と、
を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射装置、画像補正方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
入力された画像信号に基づき表示素子を駆動して、その画像信号に係る画像をスクリーンや壁面などの被投射媒体の被投射面に投射するプロジェクタ装置等の投射装置が知られている。このような投射装置では、投射レンズの光軸が投射面に対して垂直な状態で投射画像が投射されるのではなく、投射レンズの光軸が投射面に対して傾いた状態で投射される場合は、本来略矩形の形状で投射された投射画像が、その投射面上で台形状に歪んで表示される、いわゆる台形歪みの問題が生じる。
【０００３】
このため、従来から、投射対象となる画像に対し、被投射面上に表示される投射画像に生じる台形歪みと逆向きの台形状に変換する台形歪み補正（キーストン補正）を行うことにより、被投射面上に歪みのない略矩形の形状の投射画像を表示することが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、プロジェクタにおいて、投射面が壁面や天井のいずれにあっても、適切に台形歪み補正がなされた良好な映像を投射面に映し出すための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７７５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術では、台形歪み補正（キーストン補正）を行う際、投射方向に応じて投射画像に生じる台形歪みと逆向きの台形状に画像を変換し表示デバイスに入力してキーストン補正を行っている。このため、表示デバイス上では、本来その表示デバイスが表示可能な画素数よりも、少ない画素数の画像が逆向きの台形上で入力され、投射された投射面上で投射画像が略矩形の形状で表示される。
【０００７】
上記のような従来技術では、本来の略矩形の形状の投射画像の投射が行われた投射画像の周囲の領域、すなわち補正しなかった場合の投射画像の領域と補正後の投射画像の領域との差分の領域の投射面への表示を行わないようにするため、表示デバイス上に黒に相当する画像データを入力するか、表示デバイスを駆動しない制御をしている。従って、表示デバイスの画素領域が有効に利用されないという問題が存在した。また、実際の投影領域の明るさが低下してしまう場合もあった。
【０００８】
一方、近年は、高解像度のデジタルカメラ等の普及により、映像コンテンツの解像度が向上して、表示デバイスの解像度を上回る場合がある。例えば、解像度が１２８０画素×７２０画素の表示デバイスに対して、入力画像として、１９２０画素×１０８０画素のフルＨＤまでサポートしているプロジェクタ等の投射装置では、表示デバイスの前段で入力画像をスケーリングして、入力画像の全体を表示デバイスに表示可能とするために解像度のマッチングを図るか、このようなスケーリングを行わず、入力画像の一部の領域を表示デバイスの解像度分切り出して表示デバイスに表示するようにしている。
【０００９】
このような場合にも、投射レンズの光軸が投射面に対して傾いた状態で投射される場合には台形歪みが生じるため台形歪み補正を行う必要があるが、その際に同様の問題が発生する。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表示デバイスにおける表示可能な画素領域を有効に利用することができる投射装置、画像補正方法およびプログラム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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる投射装置は、第１方向に配列された複数の画素よりなる画素ラインが前記第１方向と垂直な第２方向に複数配列する表示素子と、前記表示素子から発せられた光を投射する光学系とを含み、入力された画像データに基づいて画像を投射する投影部と、前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正する第１補正部と、前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正部による補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する第２補正部と、前記第２補正部による補正後の画像データのうち前記投影部から投射する領域の画像データを切り出して前記投影部に入力する画像切出部と、を備える。
【００１２】
また、本発明にかかる画像補正方法は、第１方向に配列された複数の画素よりなる画素ラインが前記第１方向と垂直な第２方向に複数配列する表示素子と、前記表示素子から発せられた光を投射する光学系とを含み、入力された画像データに基づいて画像を投射する投影部を用いた画像補正方法であって、前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正する第１補正ステップと、前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正ステップによる補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する第２補正ステップと、前記第２補正ステップによる補正後の画像データのうち前記投影部から投射する領域の画像データを切り出して前記投影部に入力する画像切出ステップと、を含む。
【００１３】
さらに、本発明にかかるプログラムは、第１方向に配列された複数の画素よりなる画素ラインが前記第１方向と垂直な第２方向に複数配列する表示素子と、前記表示素子から発せられた光を投射する光学系とを含み、入力された画像データに基づいて画像を投射する投影部を備えた投射装置に搭載されたコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記表示素子における各画素ラインの前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、各画素ラインに対応する画像データ中の各ラインデータの縮尺を補正する第１補正処理と、前記表示素子における各画素の前記第２方向上の位置と、前記画像が投影される投影面の法線に対する前記投影部の投射方向の傾きの前記第２方向の成分とに応じて、前記第１補正部による補正後の画像データにおける各画素データの前記第２方向の縮尺を補正する第２補正処理と、前記第２補正部による補正後の画像データのうち前記投影部から投射する領域の画像データを切り出して前記投影部に入力する画像切出処理と、を前記コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表示デバイスにおける表示可能な画素領域を有効に利用することができる投射装置、画像補正方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１のプロジェクタ装置の一例の外観を示す略線図である。
【図２】図２は、ドラム部を回転駆動するための一例の構成を示す略線図である。
【図３】図３は、ドラム部の各姿勢を説明するための略線図である。
【図４】図４は、実施の形態１のプロジェクタ装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、メモリに格納される画像データの切り出し処理を説明するための概念図である。
【図６】図６は、ドラム部が初期位置の場合の切り出し領域指定の例を示す略線図である。
【図７】図７は、投射角θに対する切り出し領域の設定について説明するための略線図である。
【図８】図８は、光学ズームを行った場合の切り出し領域の指定について説明するための略線図である。
【図９】図９は、画像の投射位置に対してオフセットが与えられた場合について説明するための略線図である。
【図１０】図１０は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。
【図１１】図１１は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。
【図１２】図１２は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。
【図１３】図１３は、メモリのアクセス制御について説明するための略線図である。
【図１４】図１４は、投射方向とスクリーン上に投射される投射画像の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、投射方向とスクリーン上に投射される投射画像の関係を示す図である。
【図１６】図１６は、従来の台形歪み補正について説明するための図である。
【図１７】図１７は、入力画像データの一部の領域の画像の切り出しを説明するための図である。
【図１８】図１８は、従来の台形歪み補正の問題について説明するための図である。
【図１９】図１９は、入力された画像データから切り出されて残った未使用の領域の画像を示す図である。
【図２０】図２０は、本実施の形態の幾何学的歪み補正した場合の投射画像について説明するための図である。
【図２１】図２１は、実施の形態１における被投射面の主要な投射方向と投射角とを示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態１における投射角と補正係数の関係を示すグラフである。
【図２３】図２３は、補正係数の算出を説明するための図である。
【図２４】図２４は、上辺から下辺までのラインの長さの算出を説明するための図である。
【図２５】図２５は、第２補正係数の算出について説明するための図である。
【図２６】図２６は、垂直座標と第２補正係数との関係を示すグラフである。
【図２７】図２７は、投射角が０°の場合における画像データの切り出しと、表示素子上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【図２８】図２８は、投射角が０°より大きい場合でかつ幾何学的歪み補正を行わない場合における画像データの切り出しと、表示素子上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【図２９】図２９は、投射角が０°より大きい場合でかつ従来の台形歪み補正を行う場合における画像データの切り出しと、表示素子上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【図３０】図３０は、投射角が０°より大きい場合でかつ本実施の形態１の幾何学的歪み補正を行う場合における画像データの切り出しと、表示素子上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【図３１】図３１は、実施の形態１の画像投射処理の手順を示すフローチャートである。
【図３２】図３２は、実施の形態１の画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図３３】図３３は、実施の形態２の画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図３４】図３４は、投射角が０°より大きい場合でかつ本実施の形態２の幾何学的歪み補正を行う場合における画像データの切り出しと、表示素子上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、投射装置、画像補正方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値および外観構成などは、本発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本発明に直接関係のない要素は詳細な説明および図示を省略している。
【００１７】
（実施の形態１）
＜投射装置の外観＞
図１は、実施の形態１に係る投射装置（プロジェクタ装置）１の外観の例を示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ装置１を操作部が設けられる第１面側から見た斜視図、図１（ｂ）はプロジェクタ装置１を操作部と対向する側の第２面側から見た斜視図である。プロジェクタ装置１は、ドラム部１０と基台２０とを備える。ドラム部１０は基台２０に対して回転駆動が可能な回転体である。そして、基台２０がそのドラム部１０を回転可能に支持する支持部や、ドラム部１０の回転駆動制御や画像処理制御等の各種制御を行う回路部を有する。
【００１８】
ドラム部１０は、基台２０の一部である側板部２１ａおよび２１ｂの内側に設けられた、ベアリングなどからなる、図示しない回転軸によって回転駆動可能に支持される。ドラム部１０の内部には、光源と、光源から射出された光を画像データに従い変調する表示素子と、表示素子を駆動する駆動回路と、表示素子で変調された光を外部に投射する光学系を含む光学エンジン部と、光源などを冷却するためのファンなどによる冷却手段とが設けられている。
【００１９】
ドラム部１０には、窓部１１および１３が設けられる。窓部１１は、上述した光学系の投射レンズ１２から投射された光が外部に照射されるように設けられる。窓部１３は、例えば赤外線や超音波などを利用して被投射媒体までの距離を導出する距離センサが設けられる。また、ドラム部１０には、ファンによる放熱のための吸排気を行う吸排気口２２ａを備えている。
【００２０】
基台２０の内部には、回路部の各種基板や電源部、ドラム部１０を回転駆動するための駆動部などが設けられている。なお、この駆動部によるドラム部１０の回転駆動については、後述する。基台２０の上記第１面側には、ユーザがこのプロジェクタ装置１を制御するために各種操作を入力するための操作部１４と、ユーザが図示しないリモートコントロールコマンダを使用してこのプロジェクタ装置１を遠隔制御する際の、リモートコントロールコマンダから送信された信号を受信する受信部１５とが設けられている。操作部１４は、ユーザの操作入力を受け付ける各種操作子や、このプロジェクタ装置１の状態を表示するための表示部などを有している。
【００２１】
基台２０の上記第１面側および上記第２面側には、それぞれ吸排気口１６ａおよび１６ｂが設けられ、回転駆動されてドラム部１０の吸排気口２２ａが基台２０側を向いた姿勢をとっている場合でも、ドラム部１０内の放熱効率を低下させないよう、吸気または排気を行うことが可能となっている。また、筐体の側面に設けられる吸排気口１７は、回路部の放熱のための吸排気を行う。
【００２２】
＜ドラム部の回転駆動＞
図２は、基台２０に設けられた駆動部３２によるドラム部１０の回転駆動について説明するための図である。図２（ａ）は、ドラム部１０のカバーなどを取り去った状態のドラム３０と、基台２０に設けられた駆動部３２の構成を示す図である。ドラム３０には、上述の窓部１１に対応する窓部３４と、窓部１３に対応する窓部３３とが設けられている。ドラム３０は回転軸３６を有し、この回転軸３６により、支持部３１ａおよび３１ｂに設けられた、ベアリングを用いた軸受け３７に対して回転駆動可能に取り付けられる。
【００２３】
ドラム３０の一方の面には、円周上にギア３５が設けられている。支持部３１ｂに設けられた駆動部３２により、ギア３５を介してドラム３０が回転駆動される。ギア３５の内周部の突起４６ａおよび４６ｂは、ドラム３０の回転動作の始点ならびに終点を検出するために設けられる。
【００２４】
図２（ｂ）は、ドラム３０および基台２０に設けられた駆動部３２の構成をより詳細に示すための拡大図である。駆動部３２は、モータ４０を有すると共に、モータ４０の回転軸により直接駆動されるウォームギア４１、ウォームギア４１による回転を伝達するギア４２ａおよび４２ｂ、ならびに、ギア４２ｂから伝達された回転をドラム３０のギア３５に伝達するギア４３を含むギア群を有する。このギア群によりモータ４０の回転をギア３５に伝達することで、ドラム３０をモータ４０の回転に応じて回転させることができる。モータ４０としては、例えば駆動パルスにより所定角度毎の回転制御を行うステッピングモータを適用することができる。
【００２５】
支持部３１ｂに対して、フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂが設けられる。フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂは、それぞれ、ギア３５の内周部に設けられる突起４６ｂおよび４６ａを検出する。フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂの出力信号は、後述する回転制御部１０４に供給される。実施形態では、フォトインタラプタ５１ａに突起４６ｂが検出されることで、回転制御部１０４は、ドラム３０の姿勢が回転動作の終点に達した姿勢であると判断する。また、フォトインタラプタ５１ｂに突起４６ａが検出されることで、回転制御部１０４は、ドラム３０の姿勢が回転動作の始点に達した姿勢であると判断する。
【００２６】
以下、フォトインタラプタ５１ｂに突起４６ａが検出される位置から、フォトインタラプタ５１ａに突起４６ｂが検出される位置まで、ドラム３０の円周における長さが大きい方の弧を介してドラム３０が回転する方向を、正方向とする。すなわち、ドラム３０の回転角は、正方向に向けて増加する。
【００２７】
なお、実施形態では、フォトインタラプタ５１ｂが突起４６ａを検出する検出位置と、フォトインタラプタ５１ａが突起４６ｂを検出する検出位置との間の回転軸３６を挟む角度が２７０°になるように、フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂ、ならびに、突起４６ａおよび４６ｂがそれぞれ配される。
【００２８】
例えば、モータ４０としてステッピングモータを適用した場合、フォトインタラプタ５１ｂによる突起４６ａの検出タイミングと、モータ４０を駆動するための駆動パルス数とに基づき、ドラム３０の姿勢を特定し、投射レンズ１２による投射角を求めることができる。
【００２９】
なお、モータ４０は、ステッピングモータに限らず、例えばＤＣモータを適用することもできる。この場合、例えば、図２（ｂ）に示されるように、ギア４３に対して同一軸上にギア４３と共に回転するコードホイール４４を設けると共に、支持部３０ｂに対してフォトリフレクタ５０ａおよび５０ｂを設け、ロータリエンコーダを構成する。
【００３０】
コードホイール４４は、例えば、半径方向に位相が異ならされる透過部４５ａおよび反射部４５ｂが設けられる。フォトリフレクタ５０ａおよび５０ｂにより、コードホイール４４からのそれぞれの位相の反射光を受光することで、ギア４３の回転速度と回転方向とを検出できる。そして、これら検出されたギア４３の回転速度および回転方向に基づいてドラム３０の回転速度および回動方向が導出される。導出されたドラム３０の回転速度および回動方向と、フォトインタラプタ５１ａによる突起４６ｂの検出結果とに基づき、ドラム３０の姿勢を特定し、投射レンズ１２による投射角を求めることができる。
【００３１】
上述のような構成において、投射レンズ１２による投射方向が鉛直方向に向き、投射レンズ１２が完全に基台２０に隠れている状態を収容状態（あるいは収容姿勢）という。図３（ａ）は、収容状態のドラム部１０の様子を示す。実施形態では、この収容状態においてフォトインタラプタ５１ｂに突起４６ａが検出され、後述する回転制御部１０４により、ドラム３０が回転動作の始点に達していると判断される。
【００３２】
なお、以下では、特に記載のない限り、「ドラム部１０の方向」および「ドラム部１０の角度」がそれぞれ「投射レンズ１２による投射方向」および「投射レンズ１２による投射角」と同義であるものとする。
【００３３】
例えば、プロジェクタ装置１が起動されると、投射レンズ１２による投射方向が上記第１面側を向くように、駆動部３２がドラム部１０の回転を開始する。その後、ドラム部１０は、例えば、ドラム部１０の方向すなわち投射レンズ１２による投射方向が第１面側において水平になる位置まで回転し、回転を一旦停止したとする。この、投射レンズ１２による投射方向が第１面側において水平になった場合の投射レンズ１２の投射角を、投射角０°と定義する。図３（ｂ）に、投射角０°のときの、ドラム部１０（投射レンズ１２）の姿勢の様子を示す。以下、この投射角０°の姿勢のときを基準として、投射角θとなるドラム部１０（投射レンズ１２）の姿勢を、θ姿勢と呼ぶ。また、投射角０°の姿勢（すなわち、０°姿勢）の状態を初期状態と呼ぶ。
【００３４】
例えば、０°姿勢において画像データが入力され、光源が点灯されたとする。ドラム部１０において、光源から射出された光が、駆動回路により駆動された表示素子により画像データに従い変調されて光学系に入射される。そして、画像データに従い変調された光が、投射レンズ１２から水平方向に投射され、スクリーンや壁面などの被投射媒体の被投射面に照射される。
【００３５】
ユーザは、操作部１４などを操作することで、画像データによる投射レンズ１２からの投射を行ったまま、回転軸３６を中心に、ドラム部１０を回転させることができる。例えば、０°姿勢から正方向にドラム部１０を回転させて回転角を９０°として（９０°姿勢）、投射レンズ１２からの光を基台２０の底面に対して垂直上向きに投射させることができる。図３（ｃ）は、投射角θが９０°のときの姿勢、つまり９０°姿勢のドラム部１０の様子を示す。
【００３６】
ドラム部１０は、９０°姿勢からさらに正方向に回転させることができる。この場合、投射レンズ１２の投射方向は、基台２０の底面に対して垂直上向きの方向から、上記第２面側の方向に変化していく。図３（ｄ）は、ドラム部１０が図３（ｃ）の９０°姿勢からさらに正方向に回転され、投射角θが１８０°のときの姿勢、つまり１８０°姿勢となった様子を示す。実施形態に係るプロジェクタ装置１では、この１８０°姿勢においてフォトインタラプタ５１ａに突起４６ｂが検出され、後述する回転制御部１０４により、ドラム３０の回転動作の終点に達したと判断される。
【００３７】
本実施形態によるプロジェクタ装置１は、投射姿勢の変化の説明を分かりやすくするために画像の投射を行ったまま、例えば図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示されるようにしてドラム部１０を回転させることで、投射レンズ１２による投射角に応じて、画像データにおける投射領域を変化（移動）させることができる。投射姿勢の変化の詳細は後述する。これにより、投射された画像の内容および当該投射された画像の被投射媒体における投射位置の変化と、入力された画像データに係る全画像領域における投射する画像として切り出された画像領域の内容および位置の変化とを対応させることができる。したがって、ユーザは、入力画像データに係る全画像領域中のどの領域が投射されているかを、投射された画像の被投影媒体における位置に基づき直感的に把握することができると共に、投射された画像の内容を変更する操作を直感的に行うことができる。
【００３８】
また、光学系は、光学ズーム機構を備えており、操作部１４に対する操作により、投射画像が被投射媒体に投射される際の大きさを拡大・縮小することができる。なお、以下では、この光学系による投射画像が被投射媒体に投射される際の大きさの拡大・縮小を、単に「ズーム」ということもある。例えば、光学系がズームを行った場合、投射画像は、そのズームが行われた時点の光学系の光軸を中心に拡大・縮小されることになる。
【００３９】
ユーザがプロジェクタ装置１による投射画像の投射を終了し、操作部１４に対してプロジェクタ装置１の停止を指示する操作を行いプロジェクタ装置１を停止させると、先ず、ドラム部１０が収容状態に戻るように回転制御される。ドラム部１０が鉛直方向を向き、収容状態に戻ったことが検出されると、光源が消灯され、光源の冷却に要する所定時間の後、電源がＯＦＦとされる。ドラム部１０を鉛直方向に向けてから電源をＯＦＦとすることで、非使用時に投射レンズ１２面が汚れるのを防ぐことができる。
【００４０】
＜プロジェクタ装置１の機能的構成＞
次に、上述したような、本実施の形態に係るプロジェクタ装置１の各機能ないし動作を実現するための構成について説明する。図４は、プロジェクタ装置１の機能的構成を示すブロック図である。
【００４１】
図４に示すように、プロジェクタ装置１は、光学エンジン部１１０と、回転機構部１０５と、回転制御部１０４と、画角制御部１０６と、画像制御部１０３と、拡張機能制御部１０９と、画像メモリ１０１と、幾何学的歪み補正部１００と、入力制御部１１９と、制御部１２０と、操作部１４とを主に備えている。ここで、光学エンジン部１１０は、ドラム部１０内部に設けられている。また、回転制御部１０４と、画角制御部１０６と、画像制御部１０３と、拡張機能制御部１０９と、画像メモリ１０１と、幾何学的歪み補正部１００と、入力制御部１１９と、制御部１２０とは、回路部として基台２０の基板に搭載される。
【００４２】
光学エンジン部１１０は、光源１１１、表示素子１１４および投射レンズ１２を含む。光源１１１は、例えばそれぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）を発光する３のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を含む。光源１１１から射出されたＲＧＢ各色の光束は、それぞれ図示されない光学系を介して表示素子１１４に照射される。
【００４３】
以下の説明において、表示素子１１４は、透過型液晶表示素子であり、例えば水平１２８０画素×垂直７２０画素のサイズを有するものとする。勿論、表示素子１１４のサイズはこの例に限定されるものではない。表示素子１１４は、図示されない駆動回路によって駆動され、ＲＧＢ各色の光束を画像データに従いそれぞれ変調して射出する。表示素子１１４から射出された、画像データに従い変調されたＲＧＢ各色の光束は、図示されない光学系を介して投射レンズ１２に入射され、プロジェクタ装置１の外部に投射される。
【００４４】
なお、表示素子１１４は、例えばＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）を用いた反射型液晶表示素子、あるいは、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）で構成してもよい。その場合、適用する表示素子に応じた光学系及び駆動回路でプロジェクタ装置を構成するものとする。
【００４５】
投射レンズ１２は、組み合わされた複数のレンズと、制御信号に応じてレンズを駆動するレンズ駆動部とを有する。例えば、レンズ駆動部は、窓部１３に設けられた距離センサからの出力信号に基づき測距された結果に従い投射レンズ１２に含まれるレンズを駆動して、フォーカス制御を行う。また、レンズ駆動部は、後述する画角制御部１０６から供給されるズーム命令に従いレンズを駆動して画角を変化させ、光学ズームの制御を行う。
【００４６】
上述したように、光学エンジン部１１０は、回転機構部１０５により３６０°の回動を可能とされたドラム部１０内に設けられる。回転機構部１０５は、図２を用いて説明した駆動部３２と、ドラム部１０側の構成であるギア３５とを含み、モータ４０の回転を利用してドラム部１０を所定に回転させる。すなわち、この回転機構部１０５によって、投射レンズ１２の投射方向が変更されることになる。
【００４７】
入力制御部１１９は、操作部１４からのユーザ操作入力をイベントとして受け付ける。制御部１２０は、プロジェクタ装置１の全体の制御を行う。
【００４８】
回転制御部１０４は、例えば操作部１４に対するユーザ操作に応じた命令を入力制御部１１９を介して受信し、このユーザ操作に応じた命令に従い、回転機構部１０５に対して指示を出す。回転機構部１０５は、上述した駆動部３２と、フォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂとを含む。回転機構部１０５は、回転制御部１０４から供給される指示に従い駆動部３２を制御して、ドラム部１０（ドラム３０）の回転動作を制御する。例えば、回転機構部１０５は、回転制御部１０４から供給される指示に従い駆動パルスを生成して、例えばステッピングモータであるモータ４０を駆動する。
【００４９】
一方、回転制御部１０４に対して、回転機構部１０５から上述したフォトインタラプタ５１ａおよび５１ｂの出力と、モータ４０を駆動する駆動パルスとが供給される。回転制御部１０４は、例えばカウンタを有し、駆動パルスのパルス数を計数する。回転制御部１０４は、フォトインタラプタ５１ｂの出力に基づき突起４６ａの検出タイミングを取得し、カウンタに計数されたパルス数を、この突起４６ａの検出タイミングでリセットする。回転制御部１０４は、カウンタに計数されたパルス数に基づき、ドラム部１０（ドラム３０）の角度を逐次的に求めることができ、ドラム部１０の姿勢（すなわち、投射レンズ１２の投射角）を取得できる。投射レンズ１２の投射角は、幾何学的歪み補正部１００に供給される。このようにして、回転制御部１０４は、投射レンズ１２の投射方向が変更された場合に、変更前の投射方向と変更後の投射方向との間の角度を導出することができる。
【００５０】
画角制御部１０６は、例えば操作部１４に対するユーザ操作に応じた命令を入力制御部１１９を介して受信し、このユーザ操作に応じた命令に従い、投射レンズ１２に対してズーム指示、つまり画角の変更指示を出す。投射レンズ１２のレンズ駆動部は、このズーム指示に従いレンズを駆動し、ズーム制御を行う。画角制御部１０６は、ズーム指示、及びそのズーム指示に係るズーム倍率等から導出された画角を幾何学的歪み補正部１００に供給する。
【００５１】
画像制御部１０３は、画像データを入力し、指定された出力解像度で画像メモリ１０１に保存する。画像制御部１０３は、図４に示すように、出力解像度制御部１０３１と、メモリコントローラ１０３２とを備えている。
【００５２】
出力解像度制御部１０３１は、幾何学的歪み補正部１００から拡張機能制御部１０９を介して解像度を受信し、受信した解像度を出力解像度としてメモリコントローラ１０３２に出力する。
【００５３】
メモリコントローラ１０３２は、静止画像または動画像の１９２０画素×１０８０画素の画像データを入力し、入力した１９２０画素×１０８０画素の画像データを、出力解像度制御部１０３１から入力した出力解像度で画像メモリ１０１に保存する。
【００５４】
画像メモリ１０１は、画像データを画像単位で格納する。すなわち、画像データが静止画像データの場合は１枚の静止画像毎に、動画像データの場合は当該動画像データを構成するフレーム画像毎に、対応するデータを格納する。画像メモリ１０１は、例えば、デジタルハイビジョン放送の規格に対応し、１９２０画素×１０８０画素のフレーム画像を１または複数枚格納可能とされている。
【００５５】
なお、入力画像データは、予めサイズが画像メモリ１０１における画像データの格納単位に対応したサイズに整形されて、プロジェクタ装置１に入力されると好ましい。この例では、入力画像データは、予め１９２０画素×１０８０画素に画像サイズを整形されてプロジェクタ装置１に入力される。これに限らず、任意のサイズで入力された画像データを１９２０画素×１０８０画素のサイズの画像データに整形する画像整形部を、プロジェクタ装置１のメモリコントローラ１０３２の前段に設けてもよい。
【００５６】
幾何学的歪み補正部１００は、幾何学的歪みの水平方向（第１方向）の台形歪み補正に係る第１補正係数および垂直方向（第２方向）の間延びによる幾何学的歪み補正に係る第２補正係数を算出して、切り出し範囲を求め、画像メモリ１０１に保存されている画像データから切り出し範囲の領域の画像を切り出して、幾何学的歪み補正、画像処理を行って表示素子１１４に出力する。なお、以下の説明において、第１補正係数と第２補正係数とを区別しない場合、または、区別する必要がない場合、単に補正係数という。
【００５７】
幾何学的歪み補正部１００は、図４に示すように、補正制御部１０８と、メモリコントローラ１０７と、画像処理部１０２とを備えている。
【００５８】
補正制御部１０８は、回転制御部１０４から投射角を入力し、画角制御部１０６から画角を入力する。そして、補正制御部１０８は、入力した投射角と画角とに基づいて、投射方向に応じて投射画像に生じ得る幾何学的歪みを解消するための第１補正係数および第２補正係数を算出して、第１補正係数および第２補正係数をメモリコントローラ１０７に出力する。
【００５９】
また、補正制御部１０８は、投射角、画角、第１補正係数および第２補正係数に基づいて、幾何学的歪み補正後の画像データのサイズが前記表示デバイスの表示可能サイズを包含するように、入力画像データからの切り出し範囲を決定し、決定した切り出し範囲をメモリコントローラ１０７と拡張機能制御部１０９に出力する。このとき、補正制御部１０８は、画像データにおける切り出し領域を、投射レンズ１２の投射方向の角度に基づき指定する。
【００６０】
メモリコントローラ１０７は、画像メモリ１０１に格納された画像データに係るフレーム画像の全領域から、補正制御部１０８で決定された切り出し範囲の画像領域を切り出して（抽出して）画像データとして出力する。
【００６１】
また、メモリコントローラ１０７は、画像メモリ１０１から切り出した画像データに対して第１補正係数および第２補正係数を用いて幾何学的歪み補正を行って、幾何学的歪み補正後の画像データを画像処理部１０２に出力する。ここで、第１補正係数、第２補正係数、幾何学的歪み補正の詳細については後述する。
【００６２】
メモリコントローラ１０７から出力された画像データは、画像処理部１０２に供給される。画像処理部１０２は、例えば図示されないメモリを用いて、供給された画像データに対して画像処理を施して、１２８０画素×７２０画素の画像データとして表示素子１１４に出力する。例えば、画像処理部１０２は、メモリコントローラ１０７から供給された画像データに対して、サイズが表示素子１１４のサイズに合致するようにサイズ変換処理を施す。それ以外にも画像処理部１０２では、様々な画像の処理を施すことが出来る。例えば、画像データに対するサイズ変換処理を、一般的な線形変換処理を用いて行うことができる。なお、メモリコントローラ１０７から供給された画像データのサイズが表示素子１１４のサイズと合致している場合は、当該画像データをそのまま出力してもよい。
【００６３】
また、画像のアスペクト比を一定にして補間（オーバーサンプリング）することにより所定の特性の補間フィルタをかけて画像の一部または全部を大きくする、折り返し歪みをとるために縮小率に応じたローパスフィルタをかけて間引き（サブサンプリング）することにより画像の一部または全部を小さくする、又はフィルタをかけずにそのままの大きさとすることもできる。
【００６４】
また、画像が斜め方向に投射されたときに、周辺部でフォーカスがずれて画像がぼけてしまうのを防止するために、ラプラシアンなどのオペレータ（もしくは一次元フィルタを水平方向と垂直方向にかけること）によるエッジ強調処理を行うことで投射された前記ぼけた画像部分のエッジを強調することができる。
【００６５】
さらには、画像処理部１０２は、投射される画像テクスチャーの周辺部が斜め線を含むような場合には、エッジジャギが目立たないように、局所的なハーフトーンを混入したり、局所的なローパスフィルタを施したりして、エッジジャギをぼかすことで、斜め線がギザギザな線として観察されるのを防止することもできる。
【００６６】
画像処理部１０２から出力された画像データは、表示素子１１４に供給される。実際には、この画像データは、表示素子１１４を駆動する駆動回路に供給される。駆動回路は、供給された画像データに従い表示素子１１４を駆動する。
【００６７】
拡張機能制御部１０９は、補正制御部１０８から切り出し範囲を入力して、切り出し範囲を含有する解像度を出力解像度として出力解像度制御部１０３１に出力する。
【００６８】
＜画像データの切り出し処理＞
次に、本実施形態に係る、メモリコントローラ１０７による、画像メモリ１０１に格納される画像データの切り出し処理について説明する。図５は、画像メモリ１０１に格納される画像データの切り出し処理を説明するための概念図である。図５（ａ）を参照し、画像メモリ１０１に格納される画像データ１４０から指定された切り出し領域の画像データ１４１を切り出す例について説明する。また、以下の図６〜図９を用いた説明では、説明を簡易にするため、画像データに対して幾何学的歪み補正が行われない場合であり、また、画像データの水平方向の画素サイズが表示素子１１４の水平方向画素サイズに一致している場合を前提に説明する。
【００６９】
画像メモリ１０１は、例えば垂直方向にライン単位、水平方向に画素単位でアドレスが設定され、ラインのアドレスは、画像（画面）の下端から上端に向けて増加し、画素のアドレスは、画像の左端から右端に向けて増加するものとする。
【００７０】
補正制御部１０８は、メモリコントローラ１０７に対して、画像メモリ１０１に格納されるＱライン×Ｐ画素の画像データ１４０の切り出し領域として、垂直方向にラインｑ0およびラインｑ1をアドレス指定し、水平方向に画素ｐ0およびｐ1をアドレス指定する。メモリコントローラ１０７は、このアドレス指定に従い、画像メモリ１０１から、ラインｑ0〜ｑ1の範囲内の各ラインを、画素ｐ0〜ｐ1にわたって読み出す。このとき、読み出し順は、例えば各ラインは画像の上端から下端に向けて読み出され、各画素は画像の左端から右端に向けて読み出されるものとする。画像メモリ１０１に対するアクセス制御の詳細については、後述する。
【００７１】
メモリコントローラ１０７は、画像メモリ１０１から読み出した、ラインｑ0〜ｑ1、ならびに、画素ｐ0〜ｐ1の範囲の画像データ１４１を画像処理部１０２に供給する。画像処理部１０２では、供給された画像データ１４１による画像のサイズを表示素子１１４のサイズに合わせる、サイズ変換処理を行う。一例として、表示素子１１４のサイズがＲライン×Ｓ画素である場合、下記の式（１）および式（２）を共に満たす、最大の倍率ｍを求める。そして、画像処理部１０２は、画像データ１４１をこの倍率ｍで拡大し、図５（ｂ）に例示されるように、サイズ変換された画像データ１４１’を得る。
ｍ×（ｐ1−ｐ0）≦Ｓ    …（１）
ｍ×（ｑ1−ｑ0）≦Ｒ    …（２）
【００７２】
次に、本実施形態による、投射角に応じた切り出し領域の指定（更新）について説明する。図６は、ドラム部１０が０°姿勢、すなわち、投射角０°の初期状態の場合の切り出し領域指定の例を示す。
【００７３】
なお、上述した図５では、画像メモリ１０１に格納されるＱライン×Ｐ画素の画像データ１４０の１ラインの画素の中で一部範囲の画素ｐ0〜ｐ1の範囲の画像データ１４１を切り出す場合を例にあげて説明した。以下に示す図６から図８の例でも、実際には、画像メモリ１０１に格納される画像データ１４０の１ラインのうち一部の範囲の画素を切り出すことができる。しかしながら、投射角に応じた切り出し領域の指定（更新）の説明を簡単にするため、以下に示す図６から図８の例では、１ラインの全部の画素を切り出すものとして説明する。
【００７４】
プロジェクタ装置（ＰＪ）１において、画角αの投射レンズ１２で、スクリーンなどの被投射媒体である投射面１３０に対して、投射角０°で画像１３１0を投射した場合の投射位置を、投射レンズ１２から投射される光の光束中心に対応する位置Ｐｏｓ0とする。また、投射角０°では、画像メモリ１０１に格納される画像データの、投射角０°の姿勢で投射を行うように予め指定された領域の下端のラインＳから、ラインＬまでの画像データによる画像が投射されるものとする。ラインＳからラインＬの領域には、ライン数ｌｎのラインが含まれるものとする。
【００７５】
なお、ライン数ｌｎは、表示素子１１４の最大の有効領域のライン数である。また、画角αは、表示素子１１４において表示が有効とされている垂直方向の有効領域が最大値を取るときに画像を投射した場合、すなわち、ライン数ｌｎの画像を投射した場合の、投射画像を投射レンズ１２から垂直方向に見込む角である。
【００７６】
画角αおよび表示素子１１４の有効領域について、より具体的な例を用いて説明する。表示素子１１４は、垂直方向のサイズが７２０ラインであるとする。例えば、投射画像データの垂直方向のサイズが７２０ラインであり、表示素子１１４の全てのラインを用いて投射画像データの投射を行う場合、表示素子１１４の垂直方向の有効領域が最大値の７２０ライン（＝ライン数ｌｎ）となる。画角αは、この場合に投射レンズ１２から投射画像の１〜７２０ラインを見込む角となる。
【００７７】
また、投射画像データの垂直方向のサイズが６００ラインであり、表示素子１１４の７２０ライン（＝ライン数ｌｎ）のうち６００ラインのみを用いて投射画像データの投射を行う場合も考えられる。このとき、表示素子１１４の垂直方向の有効領域が６００ラインとなる。この場合は、画角αの、有効領域の最大値に対する投射画像データによる有効領域の部分のみが投射される。
【００７８】
補正制御部１０８は、メモリコントローラ１０７に対して、画像メモリ１０１に格納される画像データ１４０のラインＳからラインＬまでを切り出して読み出すように指示する。なお、ここでは、水平方向には、画像データ１４０の左端から右端までを全て読み出すものとする。メモリコントローラ１０７は、補正制御部１０８の指示に従い、画像データ１４０のラインＳ〜Ｌの領域を切り出し領域に設定し、設定された切り出し領域の画像データ１４１を読み出して画像処理部１０２に供給する。図６の例では、投射面１３０には、画像データ１４０のラインＳからラインＬまでの、ライン数ｌｎの画像データ１４１0による画像１３１0が投射される。この場合、画像データ１４０の全領域のうち、ラインＬから上端のラインまでに係る領域の画像データ１４２による画像は、投射されないことになる。
【００７９】
次に、例えば操作部１４に対するユーザ操作によりドラム部１０が回転され、投射レンズ１２の投射角が角度θとなった場合について説明する。本実施形態では、ドラム部１０が回転され投射レンズ１２による投射角が変化した場合に、投射角θに応じて画像データ１４０の画像メモリ１０１からの切り出し領域が変更される。
【００８０】
投射角θに対する切り出し領域の設定について、図７を用いてより具体的に説明する。例えばドラム部１０を、投射レンズ１２による投射位置が０°姿勢から正方向に回転させ、投射レンズ１２の投射角が角度θ（＞０°）になった場合について考える。この場合、投射面１３０に対する投射位置が、投射角０°の投射位置Ｐｏｓ0に対して上方の投射位置Ｐｏｓ1に移動する。このとき、補正制御部１０８は、メモリコントローラ１０７に対して、画像メモリ１０１に格納される画像データ１４０に対する切り出し領域を、次の式（３）および式（４）に従い指定する。式（３）は、切り出し領域の下端のラインＲSを示し、式（４）は、切り出し領域の上端のラインＲLを示す。
ＲS＝θ×（ｌｎ／α）＋Ｓ    …（３）
ＲL＝θ×（ｌｎ／α）＋Ｓ＋ｌｎ    …（４）
【００８１】
なお、式（３）および式（４）において、値ｌｎは、投射領域内に含まれるライン数（例えば表示素子１１４のライン数）を示す。また、値αは投射レンズ１２の画角、値Ｓは、図６を用いて説明した、０°姿勢における切り出し領域の下端のラインをそれぞれ示す。
【００８２】
式（３）および式（４）において、（ｌｎ／α）は、画角αがライン数ｌｎを投射する場合の、単位画角当たりのライン数（投射面の形状によって変化する略平均化されたライン数の概念を含む）を示す。したがって、θ×（ｌｎ／α）は、プロジェクタ装置１における、投射レンズ１２による投射角θに対応するライン数を表す。これは、投射角が角度Δθだけ変化するとき、投射画像の位置が、投射画像におけるライン数｛Δθ×（ｌｎ／α）｝分の距離だけ移動することを意味する。したがって、式（３）および式（４）は、投射角が角度θの場合の投射画像の、画像データ１４０における下端および上端のライン位置をそれぞれ示す。これは、投射角θにおけるメモリ１０１上の画像データ１４０に対する読み出しアドレスに対応する。
【００８３】
このように、本実施形態においては、画像メモリ１０１から画像データ１４０を読み出す際のアドレスが、投射角θに応じて指定される。これにより、画像メモリ１０１から、画像データ１４０の、投射角θに応じた位置の画像データ１４１1が読み出され、読み出された画像データ１４１1に係る画像１３１1が、投射面１３０の投射角θに対応する投射位置Ｐｏｓ1に投射される。
【００８４】
そのため、本実施形態によれば、表示素子１１４のサイズよりも大きいサイズの画像データ１４０を投射する場合に、投射される画像内の位置と、画像データ内の位置との対応関係が保たれる。また、ドラム３０を回転駆動するためのモータ４０の駆動パルスに基づき投射角θを求めているため、ドラム部１０の回転に対して略遅延の無い状態で投射角θを得ることができると共に、投射画像や周囲の環境に影響されずに投射角θを得ることが可能である。
【００８５】
次に、投射レンズ１２による光学ズームを行った場合の切り出し領域の設定について説明する。既に説明したように、プロジェクタ装置１の場合、レンズ駆動部が駆動され投射レンズ１２の画角αが増加または減少されることで、光学ズームが行われる。光学ズームによる画角の増加分を角度Δとし、光学ズーム後の投射レンズ１２の画角を画角（α＋Δ）とする。
【００８６】
この場合、光学ズームにより画角が増加しても、画像メモリ１０１に対する切り出し領域は変化しない。換言すれば、光学ズーム前の画角αによる投射画像に含まれるライン数と、光学ズーム後の画角（α＋Δ）による投射画像に含まれるライン数は、同一である。したがって、光学ズーム後は、光学ズーム前に対して単位角度当たりに含まれるライン数が変化することになる。
【００８７】
光学ズームを行った場合の切り出し領域の指定について、図８を用いてより具体的に説明する。図８の例では、投射角θの状態で、画角αに対して画角Δ分を増加させる光学ズームを行っている。光学ズームを行うことで、投射面１３０に投射される投射画像は、例えば投射レンズ１２に投射される光の光束中心（投射位置Ｐｏｓ2）を共通として、画像１３１２として示されるように、光学ズームを行わない場合に対して画角Δ分拡大される。
【００８８】
画角Δ分の光学ズームを行った場合、画像データ１４０に対して切り出し領域として指定されるライン数をｌｎラインとすると、単位角度当たりに含まれるライン数は、｛ｌｎ／（α＋Δ）｝で表される。したがって、画像データ１４０に対する切り出し領域は、次の式（５）および式（６）により指定される。なお、式（５）および式（６）における各変数の意味は、上述の式（３）および式（４）と共通である。
ＲS＝θ×｛ｌｎ／（α＋Δ）｝＋Ｓ    …（５）
ＲL＝θ×｛ｌｎ／（α＋Δ）｝＋Ｓ＋ｌｎ    …（６）
【００８９】
画像データ１４０から、この式（５）および式（６）に示される領域の画像データ１４１2が読み出され、読み出された画像データ１４１2に係る画像１３１2が、投射レンズ１２により、投射面１３０の投射位置Ｐｏｓ2に対して投射される。
【００９０】
このように、光学ズームを行った場合には、単位角度当たりに含まれるライン数が光学ズームを行わない場合に対して変化し、投射角θの変化に対するラインの変化量が、光学ズームを行わない場合に比べて異なったものとなる。これは、画像メモリ１０１に対する投射角θに応じた読み出しアドレスの指定において、光学ズームにより増加した画角Δ分のゲインが変更された状態である。
【００９１】
本実施形態においては、画像メモリ１０１から画像データ１４０を読み出す際のアドレスは、投射角θと投射レンズ１２の画角αに応じて指定される。これにより、光学ズームを行った場合であっても、投射すべき画像データ１４１2のアドレスを、画像メモリ１０１に対して適切に指定することができる。したがって、光学ズームを行った場合であっても、表示素子１１４のサイズよりも大きいサイズの画像データ１４０を投射する場合に、投射される画像内の位置と、画像データ内の位置との対応関係が保たれる。
【００９２】
次に、画像の投射位置に対してオフセットが与えられた場合について、図９を用いて説明する。プロジェクタ装置１の使用に際して、必ずしも０°姿勢（投射角０°）が投射位置の最下端になるとは限らない。例えば図９に例示されるように、所定の投射角θofstによる投射位置Ｐｏｓ3を、最下端の投射位置にする場合も考えられる。この場合、画像データ１４１3による画像１３１3は、オフセットが与えられない場合に比べて、投射角θofstに対応する高さだけ上にずれた位置に投射されることになる。この、画像データ１４０の最下端のラインを最下端とする画像を投射する際の投射角θを、オフセットによるオフセット角θofstとする。
【００９３】
この場合、例えば、このオフセット角θofstを投射角０°と見做して、画像メモリ１０１に対する切り出し領域を指定することが考えられる。上述した式（３）および式（４）に当て嵌めると、下記の式（７）および式（８）のようになる。なお、式（７）および式（８）における各変数の意味は、上述の式（３）および式（４）と共通である。
ＲS＝（θ−θofst）×（ｌｎ／α）＋Ｓ    …（７）
ＲL＝（θ−θofst）×（ｌｎ／α）＋Ｓ＋ｌｎ    …（８）
【００９４】
＜メモリ制御について＞
次に、図１０〜図１３を用いて、画像メモリ１０１のアクセス制御について説明する。ここで、以下の図１０〜図１３を用いた説明でも、説明を簡易にするため、画像データに対して幾何学的歪み補正が行われない場合を前提に説明する。
【００９５】
画像データは、垂直同期信号ＶＤ毎に、画面上水平方向に各ライン毎に画像の左端から右端に向けて各画素が順次伝送され、各ラインは、画像の上端から下端に向けて順次伝送される。なお、以下では、画像データは、デジタルハイビジョン規格に対応した、水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズをもつ場合を例として説明する。
【００９６】
以下では、画像メモリ１０１が、それぞれ独立してアクセス制御が可能な、４つのメモリ領域を含む場合のアクセス制御の例について説明する。すなわち、図１０に示されるように、画像メモリ１０１は、それぞれ水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリ１０１Ｙ1および１０１Ｙ2の各領域と、それぞれ水平１０８０画素×垂直画素１９２０（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリ１０１Ｔ1および１０１Ｔ2の各領域がそれぞれ設けられている。以下、各メモリ１０１Ｙ1、１０１Ｙ2、１０１Ｔ1および１０１Ｔ2を、それぞれメモリＹ1、メモリＹ2、メモリＴ1およびメモリＴ2として説明する。
【００９７】
図１１は、メモリコントローラ１０７による画像メモリ１０１に対するアクセス制御を説明するためのタイムチャートの一例である。図１１（ａ）は、投射レンズ１２の投射角θ、図１１（ｂ）は、垂直同期信号ＶＤを示す。また、図１１（ｃ）は、メモリコントローラ１０７に入力される画像データＤ1、Ｄ2、…の入力タイミング、図１１（ｄ）〜図１１（ｇ）は、それぞれメモリＹ1、Ｙ2、Ｔ1およびＴ2に対するメモリコントローラ１０７からのアクセスの例を示す。なお、図１１（ｄ）〜図１１（ｇ）において、「Ｒ」が付されているブロックは、読み出しを示し、「Ｗ」が付されているブロックは、書き込みを示す。
【００９８】
メモリコントローラ１０７に対して、垂直同期信号ＶＤ毎に、それぞれ１９２０画素×１０８０ラインの画像サイズを持つ画像データＤ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、…が入力される。各画像データＤ1、Ｄ2、…は、垂直同期信号ＶＤに同期して、垂直同期信号ＶＤの後から入力される。また、各垂直同期信号ＶＤに対応する投射レンズ１２の投射角を、それぞれ投射角θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6、…とする。投射角θは、このように垂直同期信号ＶＤ毎に取得される。
【００９９】
先ず、メモリコントローラ１０７に対して、画像データＤ1が入力される。本実施形態によるプロジェクタ装置１は、上述したように、ドラム部１０を回転させることで投射レンズ１２による投射角θを変化させて投射画像の投射位置を移動させると共に、投射角θに応じて画像データに対する読み出し位置を指定する。そのため、画像データは、垂直方向により長いと都合がよい。一般的には、画像データは、水平方向のサイズが垂直方向のサイズよりも大きいことが多い。そこで例えば、ユーザがカメラを９０°回転させて撮像を行い、この撮像で得られた画像データをプロジェクタ装置１に入力することが考えられる。
【０１００】
すなわち、メモリコントローラ１０７に入力される画像データＤ1、Ｄ2、…による画像は、図１２（ａ）にイメージとして示される画像１６０のように、画像の内容から判断して正しい向きの画像から９０°回転された、横向きの画像とされている。
【０１０１】
メモリコントローラ１０７は、入力された画像データＤ1を、先ず、メモリＹ1に対して、画像データＤ1の入力タイミングに対応したタイミングＷＤ1で書き込む（図１１（ｄ）のタイミングＷＤ1）。メモリコントローラ１０７は、画像データＤ1を、図１２（ｂ）の左側に示されるように、水平方向に向けてライン順にメモリＹ1に対して書き込む。図１２（ｂ）の右側に、こうしてメモリＹ1に書き込まれた画像データＤ1による画像１６１をイメージとして示す。画像データＤ1は、入力時の画像１６０と同じイメージの画像１６１として、メモリＹ1に書き込まれる。
【０１０２】
メモリコントローラ１０７は、図１２（ｃ）に示されるように、メモリＹ1に書き込んだ画像データＤ1を、当該画像データＤ1を書き込んだ垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤの開始と同時のタイミングＲＤ1で、メモリＹ1から読み出す（図１１（ｄ）のタイミングＲＤ1）。
【０１０３】
このとき、メモリコントローラ１０７は、画像データＤ1を、画像の左下隅の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に順次ラインを跨いで画素毎に読み出していく。画像の上端の画素を読み出すと、次は、垂直方向の読み出し開始位置の画素の右隣の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に各画素を読み出す。この動作を、画像の右上隅の画素の読み出しが終了するまで、繰り返す。
【０１０４】
換言すれば、メモリコントローラ１０７は、ライン方向を画像の下端から上端に向けた垂直方向として、メモリＹ1からの画像データＤ1の読み出しを、当該垂直方向のライン毎に、画像の左端から右端に向けて画素毎に順次読み出す。
【０１０５】
メモリコントローラ１０７は、このようにしてメモリＹ1から読み出した画像データＤ1の画素を、図１３（ａ）の左側に示されるように、メモリＴ1に対して、ライン方向に向けて画素毎に順次書き込んでいく（図１１（ｅ）のタイミングＷＤ1）。すなわち、メモリコントローラ１０７は、メモリＹ1から例えば１画素を読み出す毎に、読み出したこの１画素をメモリＴ1に書き込む。
【０１０６】
図１３（ａ）の右側は、こうしてメモリＴ1に書き込まれた画像データＤ1による画像１６２のイメージを示す。画像データＤ1は、水平１０８０画素×垂直画素１９２０（ライン）のサイズとしてメモリＴ1に書き込まれ、入力時の画像１６０が時計回りに９０°回転されて水平方向と垂直方向とが入れ替えられた画像１６２とされる。
【０１０７】
メモリコントローラ１０７は、メモリＴ1に対して補正制御部１０８に指定された切り出し領域のアドレス指定を行い、当該切り出し領域として指定された領域の画像データをメモリＴ1から読み出す。この読み出しのタイミングは、図１１（ｅ）にタイミングＲＤ1として示されるように、画像データＤ1がメモリコントローラ１０７に入力されたタイミングに対して、２垂直同期信号ＶＤの分だけ遅延することになる。
【０１０８】
本実施形態によるプロジェクタ装置１は、上述したように、ドラム部１０を回転させることで投射レンズ１２による投射角θを変化させて投射画像の投射位置を移動させると共に、投射角θに応じて画像データに対する読み出し位置を指定する。例えば、画像データＤ1が、投射角θ1のタイミングでメモリコントローラ１０７に入力される。この画像データＤ1による画像を実際に投射するタイミングにおける投射角θは、投射角θ1から、投射角θ1と異なる投射角θ3に変化していることが有り得る。
【０１０９】
そのため、メモリＴ1から画像データＤ1を読み出す際の切り出し領域は、この投射角θの変化分を見込んで、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい範囲で読み出すようにする。
【０１１０】
図１３（ｂ）を用いてより具体的に説明する。図１３（ｂ）の左側は、メモリＴ1に格納される画像データＤ1による画像１６３のイメージを示す。この画像１６３において、実際に投射される領域を投射領域１６３ａとし、他の領域１６３ｂは、非投射領域であるとする。この場合、補正制御部１０８は、メモリＴ1に対して、投射領域１６３の画像に対応する画像データの領域よりも、少なくとも、２垂直同期信号ＶＤの期間で投射レンズ１２による投射角θが最大に変化した場合の変化分に相当するライン数分大きい切り出し領域１７０を指定する。
【０１１１】
メモリコントローラ１０７は、画像データＤ1をメモリＴ1に書き込んだ垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤのタイミングで、この切り出し領域１７０からの画像データの読み出しを行う。こうして、投射角θ3のタイミングで、投射を行う画像データがメモリＴ1から読み出され、後段の画像処理部１０２を経て表示素子１１４に供給され、投射レンズ１２から投射される。
【０１１２】
メモリコントローラ１０７に対し、画像データＤ1が入力された垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤのタイミングで、画像データＤ2が入力される。このタイミングでは、メモリＹ1は画像データＤ1が書き込まれている。そのため、メモリコントローラ１０７は、画像データＤ2をメモリＹ2に書き込む（図１１（ｆ）のタイミングＷＤ2）。このときの、画像データＤ2のメモリＹ2への書き込み順は、上述の画像データＤ1のメモリＹ1への書き込み順と同様であり、イメージも同様である（図１２（ｂ）参照）。
【０１１３】
すなわち、メモリコントローラ１０７は、画像データＤ2を、画像の左下隅の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に順次ラインを跨いで画素毎に画像の上端の画素まで読み出し、次に垂直方向の読み出し開始位置の画素の右隣の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に各画素を読み出す（図１１（ｆ）のタイミングＲＤ2）。この動作を、画像の右上隅の画素の読み出しが終了するまで、繰り返す。メモリコントローラ１０７は、このようにしてメモリＹ2から読み出した画像データＤ2の画素を、メモリＴ2に対して、ライン方向に向けて画素毎に順次書き込んで（図１１（ｇ）のタイミングＷＤ2）いく（図１３（ａ）左側参照）。
【０１１４】
メモリコントローラ１０７は、メモリＴ2に対して補正制御部１０８に指定された切り出し領域のアドレス指定を行い、当該切り出し領域とされた領域の画像データを、図１１（ｇ）のタイミングＲＤ2でメモリＴ2から読み出す。このとき、上述したように、補正制御部１０８は、メモリＴ2に対して、投射角θの変化分を見込んだ、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい領域を切り出し領域１７０として指定する。
【０１１５】
メモリコントローラ１０７は、画像データＤ2をメモリＴ2に書き込んだ垂直同期信号ＶＤの次の垂直同期信号ＶＤのタイミングで、この切り出し領域１７０からの画像データの読み出しを行う。こうして、投射角θ2のタイミングでメモリコントローラ１０７に入力された画像データＤ2における切り出し領域１７０の画像データが、投射角θ4のタイミングでメモリＴ2から読み出され、後段の画像処理部１０２を経て表示素子１１４に供給され、投射レンズ１２から投射される。
【０１１６】
以降、同様にして、画像データＤ3、Ｄ4、Ｄ5、…に対して、メモリＹ1およびＴ1の組と、メモリＹ2およびＴ2の組とを交互に用いて順次処理していく。
【０１１７】
上述のように、本実施形態では、画像メモリ１０１に対して、水平１９２０画素×垂直１０８０画素（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリＹ1、Ｙ2の領域と、水平１０８０画素×垂直画素１９２０（ライン）のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリＴ1、Ｔ2の領域とをそれぞれ設けている。これは、一般に、画像メモリに用いられるＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、水平方向のアクセスに対して、垂直方向のアクセスの方がアクセス速度が遅いためである。他の、水平方向と垂直方向とで同等のアクセス速度を得られる、ランダムアクセス容易なメモリを用いる場合、画像データに応じた容量のメモリを２面用いる構成としてもよい。
【０１１８】
＜幾何学的歪み補正＞
次に、本実施の形態のプロジェクタ装置１による画像データに対する幾何学的歪み補正について説明する。
【０１１９】
図１４および図１５は、プロジェクタ装置１の投影レンズ１２のスクリーン１４０１に対する投射方向と被投射面であるスクリーン１４０１上に投射される投射画像の関係を示す図である。図１４に示すように、投射角が０°で、投影レンズ１２の光軸がスクリーン１４０１に対して垂直になっている場合には、投射画像１４０２は、プロジェクタ装置１から投射される画像データの形状と同一の矩形状となり、投射画像１４０２に歪みは生じない。
【０１２０】
しかし、図１５に示すように、スクリーン１４０１に対して傾斜させて画像データを投射する場合には、矩形状となるべき投射画像１５０２が台形状に歪むという、いわゆる台形歪みが発生する。
【０１２１】
このため、従来は、投射対象の画像データに対して、スクリーン等の被投射面上の投射画像に生じる台形歪みと逆向きの台形状に変換する台形歪み補正（キーストン補正）等の幾何学的歪み補正を行うことにより、図１６に示すように、被投射面上に歪みのない矩形状の投射画像を非投射面上に表示している。
【０１２２】
しかしながら、図１６に示すように、従来の台形歪み補正（キーストン補正）では、補正が行われた投射画像１６０１の周囲の領域１６０２、すなわち補正しなかった場合の投射画像の領域１６０３と補正後の投射画像１６０１の領域の差分の領域１６０２の表示を行わないようにするため、表示デバイス上に黒に相当する画像データを入力するか、表示デバイスを駆動しない制御をしている。従って、表示デバイスの画素領域が有効に利用されず、実際の投影領域の明るさが低下する原因ともなってしまう。
【０１２３】
近年では、高解像度のデジタルカメラ等の普及により、映像コンテンツの解像度が向上して、表示デバイスの解像度を上回る場合がある。例えば、解像度が１２８０画素×７２０画素の表示デバイスに対して、入力画像として、１９２０画素×１０８０画素のフルＨＤまでサポートしているプロジェクタ装置では、表示デバイスの前段で入力画像をスケーリングして、入力画像の全体を表示デバイスに表示可能とするために解像度のマッチングを図っている。
【０１２４】
一方、このようなスケーリングを行わず、図１７に示すように、入力画像データの一部の領域の画像を切り出して表示デバイスに表示することも行われる。このような場合にも、投影レンズを傾けると、投射画像に台形歪みが生じるため、台形歪み補正（キーストン補正）を行うと、図１８に示すように補正しなかった場合の投射画像の領域と補正後の投射画像の領域の差分の領域の表示を行わないようにするため、表示デバイス上に黒に相当する画像データを入力するか、表示デバイスを駆動しない制御をしている。従って、表示デバイスの画素領域が有効に利用されていない状態になる。但し、この場合は、図１７で示したように、出力されている投射画像は入力画像データの一部である。
【０１２５】
このため、本実施の形態のプロジェクタ装置１には、図１９に示すような、入力された画像データから本来切り出されて残った未使用の領域の画像を、上述の補正後の画像データの周囲の領域１６０２に使用して、例えば、図２０に示すように入力された画像データを全て切り出し、投射画像の垂直方向の中心を幾何学的歪み補正を行わない投射画像と合致するよう投射画像を表示して、周囲の領域１６０２で欠如していた情報量を補填する。これにより、本実施の形態では、未使用の領域の画像を効果的に活用することで、表示可能領域の有効利用を実現している。図２０と図１８（ｂ）を比較すると、図２０における周囲の領域の面積が減少し、より多くの情報量を表現する（有効利用する）ことができていることがわかる。以下、このような幾何学的歪み補正の詳細を、先ず幾何学的歪み補正を行うための補正係数の算出について、次に情報量を補填する方法について説明する。
【０１２６】
幾何学的歪み補正部１００の補正制御部１０８は、上述したとおり、投射角と画角とに基づいて、第１補正係数と第２補正係数を算出する。ここで、第１補正係数は、画像データの水平方向の補正を、第２補正係数は、画像データの垂直方向の補正を行うための補正係数である。補正制御部１０８は、切り出し範囲の画像データ（切り出し画像データ）を構成するライン毎に第２補正係数を算出する構成としてもよい。
【０１２７】
また、補正制御部１０８は、切り出し範囲の画像データの上辺から下辺の各ラインに対して、第１補正係数から、ライン毎の線形的な縮小率を算出する。
【０１２８】
投射角と補正係数との関係、及び投射角に応じて算出される補正係数と台形歪みに対する補正量の詳細について説明する。図２１は、実施の形態１における被投射面の主要な投射方向と投射角θとを示す図である。
【０１２９】
ここで、投射角θは、投射レンズ１２から出射される投射光の光軸の水平方向に対する傾斜角度である。以下では、投射光の光軸が水平方向となる場合を０°として、投射レンズ１２を含むドラム部１０を上側に回動させる場合、すなわち仰角側をプラス、ドラム部１０を下側に回動させる場合、すなわち俯角側をマイナスとする。このとき、投射レンズ１２の光軸が真下の床面を向いた収容状態が投射角−９０°、投射方向が壁面正面を向いた水平状態が投射角０°、天井の真上を向いた状態が投射角＋９０°となる。
【０１３０】
投射方向ｃは、隣接する２つの被投射面である壁面と天井との境界の方向である。投射方向ｅは、壁面の投射画像において、投射画像の移動方向である上下方向と垂直な方向の一対の辺のうちの第１辺に相当する上辺が境界とほぼ一致する場合における投射レンズ１２の投射方向である。
【０１３１】
投射方向ｆは、天井の投射画像の上記一対の辺のうち第２辺に相当する下辺が境界とほぼ一致する場合における投射レンズ１２の投射方向である。投射方向ｇは、プロジェクタ装置１の真上の天井の方向であり、投射レンズ１２の光軸と天井が直角となっている状態である。このときの投射角は９０°となる。
【０１３２】
図２１の例では、投射方向ａのときの投射角は０°、投射方向ｅのときの投射角は３５°、投射方向ｃのときの投射角は４２°、投射方向ｆのときの投射角は４９°となっている。
【０１３３】
投射方向ｗは、投射レンズが真下（−９０°）に向いた状態から投射レンズを回動させてプロジェクタ装置１による投射を開始する方向であり、この時の投射角は−４５°である。投射方向ｘは、床面の投射画像において、投射画像の移動方向と垂直な方向の一対の辺のうちの第１辺に相当する上辺が、床面と壁面の境界とほぼ一致する場合における投射レンズの投射方向である。このときの投射角を第２境界開始角度と呼び、第２境界開始角度は−１９°となっている。
【０１３４】
投射方向ｙは、隣接する２つの被投射面である床面と壁面の境界の方向である。このときの投射角を第２境界角度と呼び、第２境界角度は−１２°となっている。
【０１３５】
投射方向ｚは、壁面の投射画像の上記一対の辺のうち第２辺に相当する下辺が床面と壁面の境界とほぼ一致する場合における投射レンズの投射方向である。このときの投射角を第２境界終了角度と呼び、第２境界終了角度は−４°となっている。
【０１３６】
以下、幾何学的歪み補正（台形歪み補正を例とする）の一例について説明する。図２２は、実施の形態１における投射角と第１補正係数の関係を示すグラフである。図２２において、横軸は投射角θであり、縦軸は第１補正係数である。
【０１３７】
第１補正係数は、プラスの値とマイナスの値をとり、第１補正係数がプラスの場合には、画像データの台形の上辺の長さを圧縮する補正方向を示し、第１補正係数がマイナスの場合には、画像データの台形の下辺の長さを圧縮する補正方向を示す。また、上述したとおり、第１補正係数が１および−１の場合には、台形歪みに対する補正量はゼロとなり、台形歪み補正は完全に解除されている。
【０１３８】
また、図２２には、図２１で示した投射方向ｗ，ｘ，ｙ，ｚ，ａ，ｅ，ｃ，ｆ，ｇをそれぞれの投射角に対応させて示している。図２２に示すように、投射方向ｗにおける投射角（−４５°）から投射方向ｙにおける投射角（−１２°）までの範囲では、投射レンズは床面を投射することになる。
【０１３９】
また、図２２に示すように、投射方向ｙにおける投射角（−１２°）から投射方向ａにおける投射角（０°）までの範囲では、投射レンズは壁面を下向きで投射することになる。また、図２２に示すように、投射方向ａにおける投射角（０°）から投射方向ｃにおける投射角（４２°）までの範囲では、投射レンズは壁面を上向きで投射することになる。
【０１４０】
また、図２２に示すように、投射方向ｃにおける投射角（４２°）から投射方向ｇにおける投射角（９０°）までの範囲では、投射レンズは天井を投射することになる。
【０１４１】
補正制御部１０８は、図２２において実線で示す各投射角θに応じた第１補正係数に基づいて、台形歪み補正量を算出し、算出された補正量に基づいて画像データに対して台形歪み補正を行う。すなわち、補正制御部１０８は、回転制御部１０４から出力される投射角に対応する第１補正係数を算出する。また、補正制御部１０８は、投射角に基づいて、投射レンズ１２の投射方向は、壁面上向きの投射方向、天井面への投射方向、壁面下向きの投射方向、および床面への投射方向のいずれの投射方向であるかを判定し、その投射方向に応じて画像データに対する台形歪み補正の補正方向を導出する。
【０１４２】
ここで、図２２に示すように、投射方向ｗのときの投射角（−４５°）から投射方向ｘのときの投射角である第２境界開始角度（−１９°）までの間、および投射方向ａのときの投射角（０°）から投射方向ｅのときの投射角である第１境界開始角度（３５°）までの間は、第１補正係数はプラスでかつ徐々に減少しており、台形歪みに対する補正量が徐々に大きくなっている。なお、この間の第１補正係数ないし補正量は、被投射面に投射される投射画像の形状を矩形に維持するためのものである。
【０１４３】
一方、図２２に示すように、投射方向ｘのときの投射角である第２境界開始角度（−１９°）から投射方向ｙのときの投射角である第２境界角度（−１２°）までの間、および投射方向ｅの投射角である第１境界開始角度（３５°）から投射方向ｃのときの投射角である第１境界角度（４２°）までの間は、第１補正係数はプラスでかつ徐々に「１」との差が小さくなるように増加しており、台形歪みの補正の度合いを弱くする方向（台形歪みの補正を解除する方向）となっている。本実施の形態に係るプロジェクタ１では、上述した通り第１補正係数はプラスでかつ徐々増加し、台形歪みに対する補正量が徐々に小さくなっていく。なお、この増加は線形的に漸増するものでなくとも、この間で連続して漸増するものであれば指数関数的ないし幾何級数的なものであってもよい。
【０１４４】
また、図２２に示すように、投射方向ｙのときの投射角である第２境界角度（−１２°）から投射方向ｚのときの投射角である第２境界終了角度（−４°）までの間、および投射方向ｃのときの投射角である第１境界角度（４２°）から投射方向ｆのときの投射角である第１境界終了角度（４９°）までの間は、第１補正係数はマイナスでかつ徐々に増加しており、台形歪みに対する補正量が徐々に大きくなっている。本実施の形態に係るプロジェクタ１では、上述した通り第１補正係数はマイナスでかつ徐々増加し、台形歪みに対する補正量が徐々に大きくなっていく。なお、この増加は線形的に漸増するものでなくとも、この間で連続して漸増するものであれば指数関数的ないし幾何級数的なものであってもよい。
【０１４５】
一方、図２２に示すように、投射方向ｚのときの投射角である第２境界終了角度（−４°）から投射方向ａのときの投射角（０°）までの間、および投射方向ｆの投射角である第１境界終了角度（４９°）から投射方向ｇのときの投射角（９０°）までの間は、第１補正係数はマイナスでかつ徐々に減少しており、台形歪み補正量が徐々に小さくなっている。なお、この間の第１補正係数ないし補正量は、被投射面に投射される投射画像の形状を矩形に維持するためのものである。
【０１４６】
ここで、補正係数の算出手法について説明する。なお、以下の説明では、プロジェクタ装置１が被投射媒体の投影面に対して正対した状態からその投影方向を垂直方向上向きへずらした場合を例示する。なお、プロジェクタ装置１が被投射媒体の投影面に対して正対した状態からその投影方向を水平方向へずらした場合の補正係数も同様に算出することが可能である。
【０１４７】
図２３は、第１補正係数の算出を説明するための図である。図２３において、プロジェクタ装置１の表示素子１１４の上端（または左端）から出射した光が投影面に到達するまでの投射距離をａ１、表示素子１１４の下端（または右端）から出射した光が投射面に到達するまでの投射距離をａ２とする。図２３では、投射距離ａ１が最長距離となり、投射距離ａ２が最短距離となる。また、図２３において、画角αの１／２の角度をβとする。さらに、頂角を画角αとし、斜辺の長さをａ１とした二等辺三角形の底辺の長さをｂ１、頂角を同じく２βとし、斜辺の長さをａ２とした二等辺三角形の底辺の長さをｂ２とする。また、表示素子１１４下端（または右端）の垂直座標ｄｙ（または水平座標ｄｘ）を０とし、上端（または左端）の垂直座標（または水平座標）をＹ＿ＳＩＺＥ（またはＸ＿ＳＩＺＥ）とする。
【０１４８】
第１補正係数は、被投射媒体に投射され表示される投射画像の上辺と下辺の比の逆数（または左側辺と右側辺の比の逆数）であり、図２３におけるｂ２／ｂ１に等しい。従って、台形歪み補正においては、画像データの上辺または下辺（もしくは、左側辺または右側辺）をｂ２／ｂ１倍に縮小することになる。
【０１４９】
ここで、図２３に示すように、ｂ２／ｂ１は、投射距離ａ１およびａ２を用いて、次の式（９）で表される。
【０１５０】
【数１】
2014146930.tif 000003
【０１５１】
そして、図２３において、θを投射角、ｎをプロジェクタ装置１から投影面までの最短距離とすると、次の式（１０）が成立する。ただし、０°≦θ＜９０°とする。なお、プロジェクタ装置１から投影面までの最短の投射距離ｎを示す直線は、投影面に対して垂線である。
【０１５２】
【数２】
2014146930.tif 000004
【０１５３】
この式（１０）を変形することで、第１補正係数が、次の式（１１）として得られる。
【０１５４】
【数３】
2014146930.tif 000005
【０１５５】
このように、第１補正係数は、画角αの１／２の角度βと投射角θとから定められることになる。この式（１１）から、投射角θが０°、すなわち投影面に対して垂直に投射画像を投射する場合には、第１補正係数が１となり、台形歪み補正量がゼロになることが分かる。
【０１５６】
また、式（１１）から、第１補正係数は、投射角θが増加するに従って小さくなっている。この第１補正係数の値に応じて台形歪み補正量が大きくなるため、投射角θが増加するに従って顕著になる投射画像の台形歪みを適切に補正することができる。
【０１５７】
なお、投射画像を天井に投影する場合は、台形歪み補正の補正方向が入れ替わるので、補正係数はａ１／ａ２となる。そして、上述したとおり、第１補正係数の符号もマイナスとなる。
【０１５８】
本実施の形態では、補正制御部１０８は、投射角θが、上述した、投射方向ｗのときの投射角（−４５°）から投射方向ｘのときの投射角である第２境界開始角度（−１９°）までの間、投射方向ａのときの投射角（０°）から投射方向ｅのときの投射角である第１境界開始角度（３５°）までの間、投射方向ｚのときの投射角である第２境界終了角度（−４°）から投射方向ａのときの投射角（０°）までの間、および投射方向ｆの投射角である第１境界終了角度（４９°）から投射方向ｇのときの投射角（９０°）までの間は、第１補正係数を式（１１）により算出している。
【０１５９】
一方、補正制御部１０８は、投射角が、投射方向ｘのときの投射角である第２境界開始角度（−１９°）から投射方向ｙのときの投射角である第２境界角度（−１２°）までの間、および投射方向ｅの投射角である第１境界開始角度（３５°）から投射方向ｃのときの投射角である第１境界角度（４２°）までの間は、式（１１）に従わず、補正度合いを解除する方向に第１補正係数を算出する。
【０１６０】
また、補正制御部１０８は、投射角θが、投射方向ｙのときの投射角である第２境界角度（−１２°）から投射方向ｚのときの投射角である第２境界終了角度（−４°）までの間、および投射方向ｃのときの投射角である第１境界角度（４２°）から投射方向ｆのときの投射角である第１境界終了角度（４９°）までの間も、式（１１）に従わず、補正度合いを強くする方向に第１補正係数を算出する。
【０１６１】
なお、このような第１補正係数の算出に限定されるものではなく、すべての投射角θに対して式（１１）で第１補正係数を算出するように補正制御部１０８を構成してもよい。
【０１６２】
また、補正制御部１０８は、次の式（１２）のように、画像データの上辺のラインの長さＨactに式（１１）で示す第１補正係数ｋ（θ，β）を乗算することで、補正後の上辺のラインの長さＨact（θ）を算出する。
【０１６３】
【数４】
2014146930.tif 000006
【０１６４】
さらに、補正制御部１０８は、画像データの上辺の長さＨact（θ）の他、上辺のラインから下辺のラインまでの範囲の各ラインの長さの縮小率も算出する。図２４は、上辺から下辺までのラインの長さの算出を説明するための図である。
【０１６５】
図２４に示すように、補正制御部１０８は、画像データの上辺から下辺までの各ラインの長さｈact（ｄｙ）を、線形となるように次の式（１３）により算出する。ここで、Ｙ＿ＳＩＺＥは画像データの高さ、すなわちライン数である。したがって、式（１３）は、下辺からのｄｙの位置でのラインの長さｈact（ｄｙ）の算出式である。
【０１６６】
【数５】
2014146930.tif 000007
【０１６７】
式（１３）において、｛｝内の部分がライン毎の縮小率である。したがって、縮小率ｋＨ（ｄｙ）は、次の式（１４）のように表される。このように、縮小率は、投射角θ、画角α（＝２β）に依存して求められる。
【０１６８】
【数６】
2014146930.tif 000008
【０１６９】
第１補正係数の別の算出方法について説明する。第１補正係数は、投射角０°の投射画像の辺の長さと投射角θの投射画像の辺の長さの比から算出しても良い。この場合、画像データの上辺から下辺までの各ラインの長さｈact（ｄｙ）は、次の式（１５）で表すことができる。
【０１７０】
【数７】
2014146930.tif 000009
【０１７１】
つぎに、第２補正係数の算出について説明する。図２５は、第２補正係数の算出について説明するための図である。上述した式（３）および式（４）による切り出し領域の指定方法は、投射レンズ１２による投射を行う投射面が、ドラム部１０の回転軸３６を中心とした円筒であると仮定した、円筒モデルに基づくものである。しかしながら、実際には、投射面は、投射角θ＝０°に対して９０°の角をなす垂直な面（以下、単に「垂直な面」と呼ぶ）であることが多いと考えられる。画像データ１４０から同一のライン数の画像データを切り出して垂直な面に投射した場合、投射角θが大きくなるに連れ、垂直な面に投射される画像が縦方向に伸びることになる。そこで，補正制御部１０８は、以下のように、第２補正係数を算出し、メモリコントローラ１０７でこの第２補正係数を用いて、画像データに幾何学的歪み補正を行う。
【０１７２】
図２５に示す投影空間は、図２３に示す投影空間と同じである。第２補正係数の算出では、まず、次の式（１６）を用いることで、表示素子１１４上の垂直座標ｄｙを、画角αの中心を０とした角度ｄαに変換する。その場合、角度ｄαは、次の式（１６）のように、−βから＋βまでの値を取り得ることになる。
【０１７３】
【数８】
2014146930.tif 000010
【０１７４】
ここで、垂直座標ｄｙごとの垂直方向の縮小係数ｋＶ（ｄα）は、次の式（１７）で求めることができる。
【０１７５】
【数９】
2014146930.tif 000011
【０１７６】
したがって、上述の式（１６）および式（１７）より、第２補正係数ｋＶ（ｄｙ）は、以下の式（１８）で求められる。
【０１７７】
【数１０】
2014146930.tif 000012
【０１７８】
このように、補正制御部１０８は、投射レンズ１２の投射角θに従って、上述の式（１８）より第２補正係数を算出し、メモリコントローラ１０７から読み出された画像データに対してラインの高さ（垂直座標ｄｙ）に応じた第２補正係数を乗算することで、投射を行う画像データに対して縮小処理を行う。これにより、投射画像における垂直方向の幾何学的歪みが補正される。
【０１７９】
また、第２補正係数は、上述の式（１８）を用いて垂直座標ごとに用いられてもよいし、特定の垂直ラインに対して上述の式（１８）を用いて求めた第２補正係数から直線補間等により求めてもよい。
【０１８０】
図２６は、垂直座標と第２補正係数との関係を示すグラフである。なお、図２６は、Ｙ＿ＳＩＺＥ＝８００とし、投射角θを６０°とし、１／２画角βを２８°とした場合を示す。図２６において、特性線Ｌ１は式（１８）より求められた値（第２補正係数：理論値）を示し、特性線Ｌ２は画像データの上下端（ｄｙ＝０，ｄｙ＝Ｙ＿ＳＩＺＥに対して式（１８）より求めた２点の値（第２補正係数：理論値）から直線補間により得られた第２補正係数を示し、特性線Ｌ３は画像データの上下端とこれらの間に等間隔に位置する１以上の垂直座標（図２６ではｄｙ＝２００、ｄｙ＝４００、ｄｙ＝６００の３点）とに対して式（１８）よりそれぞれ求めた値（第２補正係数：理論値）を直線補間することで得られた第２補正係数を示す。このように、直線補間により第２補正係数を求めて画像における垂直方向の幾何学的歪みを補正することで、補正制御部１０８における処理負荷を軽減することができる。
【０１８１】
また、補正制御部１０８は、上述のように算出した第１補正係数、縮小率、第２補正係数から、画像データの切り出し範囲を求めて、拡張機能制御部１０９とメモリコントローラ１０７に出力する。
【０１８２】
例えば、画角αが１０°、投射角θが３０°の場合、投射画像は台形状に歪み、台形の上辺の長さは下辺の長さの約１．２８倍となる。このため、補正制御部１０８は、水平方向の歪みを補正するために、第１補正係数を１／１．２８と算出して、画像データの上辺の１ライン目を１／１．２８倍に縮小し、最終ラインが１倍のスケーリングになるように各ラインの縮小率を線形で設定する。すなわち、画像データの出力の１ライン目の画素数は１２８０画素から１０００画素（１２８０／１．２８＝１０００）に縮小されることで台形歪み補正する。
【０１８３】
但し、この状態では、上述したとおり、１ライン目は２８０画素（１２８０−１０００＝２８０）の画像データが投射されず有効な投射画素数が減少することになる。そこで、図２０に示すような情報量の補填を行うために、メモリコントローラ１０７が、１ライン目では画像メモリ１０１から画像データの横解像度の１．２８倍の信号を読み出し、この処理を各ラインに対して実施するように、補正制御部１０８は、画像データの切り出し範囲を決定する。
【０１８４】
拡張機能制御部１０９は、画像制御部１０３と幾何学的歪み補正部１００とを関連付ける役割を果たす。すなわち、従来は、幾何学的歪み補正によって画像データの出力が黒に塗りつぶされていた領域に、画像データの情報を表現させる。このために、拡張機能制御部１０９は、補正制御部１０８から入力された切り出し範囲に応じて、出力解像度を画像データの出力の際の解像度１２８０画素×７２０画素よりも大きくなるように出力解像度制御部１０３１に設定する。上述した例では、拡縮率は１倍であるので、拡張機能制御部１０９は、出力解像度を１９２０×１０８０に設定する。
【０１８５】
これにより、画像制御部１０３のメモリコントローラ１０３２は、入力された画像データを１９２０×１０８０の解像度で画像メモリ１０１に保存することになり、幾何学的歪み補正部１００のメモリコントローラ１０７から、図２０に示すような情報量の補填を行った状態での切り出し範囲での画像データの切り出しが可能となる。
【０１８６】
また、メモリコントローラ１０７は、上述のように算出した第１補正係数、縮小率、第２補正係数を用いて、以下のように幾何学的歪み補正を行う。すなわち、メモリコントローラ１０７は、第１補正係数を、切り出し範囲の画像データの上辺に乗算し、かつ、切り出し範囲の画像データの上辺から下辺の各ラインについて縮小率を乗算する。また、メモリコントローラ１０７は、切り出し範囲の画像データを構成するラインの画像データから第２補正係数に基づいて表示画素数に応じたラインを生成する。
【０１８７】
次に、本実施の形態の幾何学的歪み補正部１００による画像データの切り出しと幾何学的歪み補正の例について、従来と比較しながら説明する。上述の図２０では、入力された画像データを全て切り出し、投射画像の垂直方向の中心を幾何学的歪み補正を行わない投射画像と合致するよう投射画像を表示する例を説明した。以下図２７〜図３０を用いて、表示素子１１４の画素数に応じて入力された画像データを切り出し、投射方向に応じて投射画像に生じ得る幾何学的歪みの領域も含めた切り出し範囲を切り出し画像データとして幾何学的歪み補正を行う例について説明する。
【０１８８】
図２７は、投射角が０°の場合における画像データの切り出しと、表示素子１１４上の画像データ、投射画像の例を示す図である。投射角が０°の場合に、１９２０画素×１０８０画素の画像データが入力された場合（図２７（ａ））、メモリコントローラ１０７は、この画像データから表示素子１１４の解像度である１２８０画素×７２０画素の範囲を切り出す（図２７（ｂ））。なお、説明の都合上、中央部が切り出されるものとする（以下同様）。そして、メモリコントローラ１０７は、幾何学的歪み補正を行わずに（図２７（ｃ））、被投射面に投射画像として投射する（図２７（ｄ））。
【０１８９】
図２８は、投射角が０°より大きい場合でかつ幾何学的歪み補正を行わない場合における画像データの切り出しと、表示素子１１４上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【０１９０】
投射角が０°より大きい場合に、１９２０画素×１０８０画素の画像データが入力された場合（図２８（ａ））、この画像データから表示素子１１４の解像度である１２８０画素×７２０画素の範囲が切り出される（図２８（ｂ））。そして、幾何学的歪み補正（台形歪み補正）を行わないため（図２８（ｃ））、被投射面には台形歪みが生じた投射画像が投射される（図２８（ｄ））。すなわち、水平方向には投射角に応じて台形形状に歪み、垂直方向には投射角に応じて投射面の距離が異なることから、ラインの高さが垂直上方向に拡大していく垂直方向歪みが発生する。
【０１９１】
図２９は、投射角が０°より大きい場合でかつ従来の台形歪み補正を行う場合における画像データの切り出しと、表示素子１１４上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【０１９２】
投射角が０°より大きい場合に、１９２０画素×１０８０画素の画像データが入力された場合（図２９（ａ））、この画像データから表示素子１１４の解像度である１２８０画素×７２０画素の範囲が切り出される（図２９（ｂ））。そして、切り出された範囲の画像データに対して従来の台形歪み補正が行われる（図２９（ｃ））。具体的には、水平方向には投射角に応じて図２９（ｃ）に示すように台形形状に補正し、垂直方向には、ラインの高さが垂直下方向に拡大していく歪み補正を行う。そして、補正後の画像データが被投射面に投射され、矩形状の投射画像が表示される（図２９（ｄ））。このとき、投射画像は水平方向、垂直方向ともに歪みが補正されているが、表示に寄与しない画素が発生する。
【０１９３】
図３０は、投射角が０°より大きい場合でかつ本実施の形態の幾何学的歪み補正（台形歪み補正）を行う場合における画像データの切り出しと、表示素子１１４上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【０１９４】
投射角が０°より大きい場合に、１９２０画素×１０８０画素の画像データが入力された場合（図３０（ａ））、メモリコントローラ１０７は、この画像データから投射角に応じた切り出し範囲の台形状の領域分の範囲の画像データを画像メモリ１０１から切り出す（図３０（ｂ））。ここで、切り出し範囲は、補正制御部１０８によって、水平下辺は１２８０画素、水平上辺は１２８０画素に投射角度に応じた第１補正係数の逆数を乗算した値、垂直方向の範囲は入力画像データの高さに第２補正係数の逆数を乗算した値が算出される。
【０１９５】
そして、メモリコントローラ１０７は、切り出された範囲の画像データに対して幾何学的歪み補正を行う（図３０（ｃ））。具体的には、メモリコントローラ１０７は、水平方向には、投射角に応じて図３０（ｃ）に示すように台形形状に補正し、垂直方向には、ラインの高さが垂直下方向に拡大していく歪み補正を行う。ここで、図３０（ｂ）に示すように、メモリコントローラ１０７は、投射角に応じた台形領域分の画素を切り出しているので、表示素子１１４上には１２８０画素×７２０画素の画像が展開されることになり、切り出した領域が縮小されることなく投射される（図３０（ｄ））。
【０１９６】
図３０の例に示されるように、入力された画像データから本来切り出されて残った未使用の領域の画像を、幾何学的歪み補正（台形歪み補正）後の画像データの周囲の領域に使用して投射画像を表示して、水平方向および垂直方向の周囲の領域で欠如していた情報量を補填しているので、図２９に示す従来の手法に比べて、従来未使用であった領域の画像を効果的に活用して、幾何学的歪み補正（台形歪み補正）後の表示可能領域の有効利用を実現している。
【０１９７】
＜画像データの投射処理＞
次に、プロジェクタ装置１において画像データによる画像を投射する際の処理の流れについて説明する。図３１は、実施の形態１の画像投射処理の手順を示すフローチャートである。
【０１９８】
ステップＳ１００で、画像データの入力に伴い、当該画像データによる画像の投射に係る各種設定値がプロジェクタ装置１に入力される。入力された各種設定値は、例えば入力制御部１１９等に取得される。ここで取得される各種設定値は、例えば、画像データによる画像を回転させるか否か、すなわち、当該画像の水平方向と垂直方向とを入れ替えるか否かを示す値、画像の拡大率、投射の際のオフセット角θofstを含む。各種設定値は、プロジェクタ装置１に対する画像データの入力に伴い、データとしてプロジェクタ装置１に入力してもよいし、操作部１４を操作することで入力してもよい。
【０１９９】
次のステップＳ１０１で、プロジェクタ装置１に対して、１フレーム分の画像データが入力され、メモリコントローラ１０３２により、入力された画像データが取得される。取得された画像データは、画像メモリ１０１に書き込まれる。
【０２００】
次のステップＳ１０２で、画像制御部１０３は、オフセット角θofstを取得する。次のステップＳ１０３で、補正制御部１０８は、画角αを画角制御部１０６から取得する。さらに、次のステップＳ１０４で、補正制御部１０８は、投射レンズ１２の投射角θを、回転制御部１０４から取得する。
【０２０１】
次のステップＳ１０５で、画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理が行われる。ここで、画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理の詳細について説明する。図３２は、実施の形態１の画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理の手順を示すフローチャートである。
【０２０２】
まず、ステップＳ３０１で、補正制御部１０８は、式（１１）により第１補正係数を算出する。次のステップＳ３０２で、補正制御部１０８は、画像データの上辺（第１辺）から下辺（第２辺）までの各ラインの縮小率を、式（１４）により算出する。さらに、ステップＳ３０３で、補正制御部１０８は、ライン毎の第２補正係数を上述した式（１８）より求める。
【０２０３】
そして、次にステップＳ３０４で、補正制御部１０８は、第１補正係数、第２補正係数から切り出し範囲を上述のように求める。
【０２０４】
次に、ステップＳ３０５で、メモリコントローラ１０７は、画像メモリ１０１の画像データから切り出し範囲の画像データを切り出す。そして、ステップＳ３０６で、メモリコントローラ１０７は、切り出し範囲の画像データに対して、第１補正係数、縮小率、第２補正係数を用いて、上述の幾何学的歪み補正を行い、処理を終了する。
【０２０５】
図３１に戻り、ステップＳ１０５で画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理が完了したら、ステップＳ１０６において、制御部１２０は、上述のステップＳ１０１で入力された画像データの次のフレームの画像データの入力があるか否かを判定する。
【０２０６】
もし、次のフレームの画像データの入力があると判定された場合、制御部１２０は、処理をステップＳ１０１に戻し、当該次のフレームの画像データに対して上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理を行う。すなわち、このステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理は、例えば画像データの垂直同期信号ＶＤに従い、画像データのフレーム単位で繰り返される。したがって、プロジェクタ装置１は、投射角θの変化に対して、フレーム単位で各処理を追随させることができる。
【０２０７】
一方、ステップＳ１０６で、次のフレームの画像データが入力されないと判定した場合、制御部１２０は、プロジェクタ装置１における画像の投射動作を停止させる。例えば、制御部１２０は、光源１１１をオフにするように制御すると共に、回転機構部１０５に対してドラム部１０の姿勢を収容状態に戻すように命令を出す。そして、制御部１２０は、ドラム部１０の姿勢が収容状態に戻った後、光源１１１などを冷却するファンを停止させる。
【０２０８】
このように本実施の形態では、画像データに対し幾何学的歪み補正を行う場合において、入力された画像データから本来切り出されて残った未使用の領域の画像を、幾何学的歪み補正後の画像データの周囲の領域に使用して投射画像を表示して、水平方向および垂直方向の周囲の領域で欠如していた情報量を補填する。このため、本実施の形態によれば、従来技術にくらべて、未使用の領域の画像を効果的に活用することで、投写画像の内容についての幾何学的歪み補正を施すとともに、表示可能領域を有効に活用した高品質な投射画像を得ることができる。
【０２０９】
特に、本実施の形態のプロジェクタ装置１を用いて、例えば、空や星空等の環境映像を投射する場合には、投射画像が台形状に表示された場合でも、表示できる情報量が多ければ臨場感をより効果的に得ることができる。また、本実施の形態のプロジェクタ装置１で地図画像などを投射する場合は、従来の手法に比べてより広範囲で周辺の情報を投射することが可能となる。
【０２１０】
（実施の形態２）
実施の形態１のプロジェクタ装置１では、投射角に応じて生じる投射画像の水平方向の歪みと垂直方向の歪みをと幾何学的歪み補正で解消し、かつ水平方向の領域と垂直方向の領域の双方の領域で情報量を補填していたが、この実施の形態２では、水平方向の歪みを幾何学的歪み補正で解消し、かつ水平方向の領域で情報量を補填して、垂直方向については歪み補正を行わない。
【０２１１】
本実施の形態のプロジェクタ装置１の外観、構造、および機能的構成は、実施の形態１と同様である。
【０２１２】
本実施の形態では、補正制御部１０８は、回転制御部１０４から入力した投射角、画角制御部１０６から入力した画角とから、上述の式（１１）により水平方向の歪み補正のための第１補正係数を算出し、ライン毎の縮小率を式（１４）により算出し、垂直方向の歪み補正のための第２補正係数は算出しない。
【０２１３】
また、補正制御部１０８は、投射角、画角、第１補正係数に基づいて、幾何学的歪み補正後の画像データが表示デバイスの表示可能サイズを包含するように、入力された画像データからの切り出し範囲を決定し、決定した切り出し範囲をメモリコントローラ１０７と拡張機能制御部１０９に出力する。
【０２１４】
メモリコントローラ１０７は、画像メモリ１０１に格納された画像データに係るフレーム画像の全領域から、補正制御部１０８で決定された切り出し範囲の画像領域を切り出して（抽出して）画像データとして出力する。
【０２１５】
また、メモリコントローラ１０７は、画像メモリ１０１から切り出した画像データに対して第１補正係数を用いて幾何学的歪み補正を行って、幾何学的歪み補正後の画像データを画像処理部１０２に出力する。
【０２１６】
実施の形態２における画像データの投射処理の流れは、図３１を用いて説明した実施の形態１と同様に行われる。実施の形態２では、図３１のステップＳ１０５における画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理が実施の形態１と異なっている。図３３は、実施の形態２の画像データ切り出しおよび幾何学的歪み補正処理の手順を示すフローチャートである。
【０２１７】
まず、ステップＳ４０１で、補正制御部１０８は、式（１１）により第１補正係数を算出する。次のステップＳ４０２で、補正制御部１０８は、画像データの上辺（第１辺）から下辺（第２辺）までの各ラインの縮小率を、式（１４）により算出する。
【０２１８】
そして、次にステップＳ４０３で、補正制御部１０８は、第１補正係数から切り出し範囲を上述のように求める。
【０２１９】
次に、ステップＳ４０４で、メモリコントローラ１０７は、画像メモリ１０１の画像データから切り出し範囲の画像データを切り出す。そして、ステップＳ４０５で、メモリコントローラ１０７は、切り出し範囲の画像データに対して、第１補正係数、縮小率を用いて、上述の幾何学的歪み補正を行い、処理を終了する。
【０２２０】
次に、本実施の形態の幾何学的歪み補正部１００による画像データの切り出しと幾何学的歪み補正の例について説明する。
【０２２１】
図３４は、投射角が０°より大きい場合でかつ本実施の形態の幾何学的歪み補正を行う場合における画像データの切り出しと、表示素子１１４上の画像データ、投射画像の例を示す図である。
【０２２２】
投射角が０°より大きい場合に、１９２０画素×１０８０画素の画像データが入力された場合（図３４（ａ））、メモリコントローラ１０７は、この画像データから投射角に応じた切り出し範囲の台形状の領域分の範囲の画像データを画像メモリ１０１から切り出す（図３４（ｂ））。ここで、切り出し範囲は、補正制御部１０８によって、水平下辺は１２８０画素、水平上辺は１２８０画素に投射角度に応じた第１補正係数の逆数を乗算した値が算出される。
【０２２３】
そして、メモリコントローラ１０７は、切り出された範囲の画像データに対して幾何学的歪み補正を行う（図３４（ｃ））。具体的には、メモリコントローラ１０７は、水平方向には、投射角に応じて図３４（ｃ）に示すように台形形状に補正する。ここで、図３４（ｂ）に示すように、メモリコントローラ１０７は、投射角に応じた台形領域分の画素を切り出しているので、表示素子１１４上には１２８０画素×７２０画素の画像が展開されることになり、切り出した領域が縮小されることなく投射される（図３４（ｄ））。
【０２２４】
このように本実施の形態では、水平方向の歪みを幾何学的歪み補正で解消し、かつ水平方向の領域で情報量を補填して、垂直方向については幾何学的歪み補正を行わないので、実施の形態１と同様の効果を奏する他、補正制御部１０８の処理負担を軽減することができる。
【０２２５】
なお、本実施の形態１，２においては、投射面に亘って前記投射画像を投射させながら移動するように、前記投射部の投射方向を変化させて投射角を導出し、その投射角に応じた幾何学的歪みを解消するための補正量を算出する方法で説明したが、投射方向の変化は、動的である必要はない。即ち、図１４、図１５で示したように、静止している状態において固定された投射角を用いて補正量を算出してもよい。
【０２２６】
さらには、補正量の計算、及び検出方法は、本実施例に記載した方法に拘束されずに、補正量に応じて補正後の前記画像データ領域外の領域も含めた切り出し範囲を決定することもできる。
【０２２７】
実施の形態１，２のプロジェクタ装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの制御装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置と、ＨＤＤ、操作部１４等のハードウェアを備えた構成となっている。
【０２２８】
また、実施の形態１，２のプロジェクタ装置１の回路部として搭載された回転制御部１０４、画角制御部１０６、画像制御部１０３（およびその各部）、拡張機能制御部１０９、幾何学的歪み補正部１００（およびその各部）、入力制御部１１９、制御部１２０は、ハードウェアで構成する他、ソフトウェアで実現するように構成してもよい。
【０２２９】
ソフトウェアで実現する場合においては、実施の形態１，２のプロジェクタ装置１で実行される画像投射プログラム（画像補正プログラムを含む）は、ＲＯＭ等に予め組み込まれてコンピュータプログラムプロダクトとして提供される。
【０２３０】
実施の形態１，２のプロジェクタ装置１で実行される画像投射プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【０２３１】
さらに、実施の形態１，２のプロジェクタ装置１で実行される画像投射プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、実施の形態１，２のプロジェクタ装置１で実行される画像投射プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【０２３２】
実施の形態１，２のプロジェクタ装置１で実行される画像投射プログラムは、上述した各部（回転制御部１０４、画角制御部１０６、画像制御部１０３（およびその各部）、拡張機能制御部１０９、幾何学的歪み補正部１００（およびその各部）、入力制御部１１９、制御部１２０）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上記ＲＯＭから画像投射プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、回転制御部１０４、画角制御部１０６、画像制御部１０３（およびその各部）、拡張機能制御部１０９、幾何学的歪み補正部１００（およびその各部）、入力制御部１１９、制御部１２０が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０２３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２３４】
１  プロジェクタ装置
１０  ドラム部
１２  投射レンズ
１４  操作部
２０  基台
３０  ドラム
３２  駆動部
３５，４２ａ，４２ｂ，４３  ギア
４０  モータ
４１  ウォームギア
５０ａ，５０ｂ  フォトリフレクタ
５１ａ，５１ｂ  フォトインタラプタ
１００  幾何学的歪み補正部
１０１  画像メモリ
１０２  画像処理部
１０３  画像制御部
１０４  回転制御部
１０５  回転機構部
１０６  画角制御部
１０７，１０３２  メモリコントローラ
１０８  補正制御部
１０９  拡張機能制御部
１１９  入力制御部
１２０  制御部
１１０  光学エンジン部
１１４  表示素子
１４０  画像データ
１０３１  出力解像度制御部
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図２６】
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