(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データを光に変換し、所定の角度を有して連なる第１の被投射面と第２の被投射面からなる被投射媒体に、所定の画角で投射画像として投射する投射部と、
前記投射部の投射方向を第一の投射方向から第二の投射方向まで変更する投射方向変更部と、
前記投射方向変更部により変更された投射方向における前記投射部の投射角を導出する投射角導出部と、
前記投射角導出部が導出した投射角に応じて、被投射媒体に投射された投射画像の台形歪みを補正する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記導出された投射角が、前記第１の被投射面と前記第２の被投射面との境界への前記投射方向に基づいて定められた第一の所定角度より大きく、その境界への前記投射方向に基づいて定められた第二の所定角度より小さい範囲内で変更される場合の前記台形歪みに対する補正量を、その第一の所定角度又はその第二の所定角度の少なくとも何れかにおける前記台形歪みに対する補正量以下とすること、
を特徴とする投射装置。
【請求項２】
前記補正部は、さらに、前記範囲内において前記境界への前記投射方向に基づいて定められた第三の所定角度について、前記導出された投射角が前記第一の所定角度からその第三の所定角度に変更されるに従って前記台形歪みに対する補正量を漸減させ、その第三の所定角度から前記第二の所定角度に変更されるに従って前記台形歪みに対する補正量を漸増させること、
を特徴とする請求項１に記載の投射装置。
【請求項３】
投射部が、入力された画像データを光に変換し、所定の角度を有して連なる第１の被投射面と第２の被投射面からなる被投射媒体に、所定の画角で投射画像として投射する投射ステップと、
前記投射部の投射方向を第一の投射方向から第二の投射方向まで変更する投射方向変更ステップと、
前記投射方向変更ステップにより変更された投射方向における前記投射部の投射角を導出する投射角導出ステップと、
前記投射角導出ステップが導出した投射角に応じて、被投射媒体に投射された投射画像の台形歪みを補正する補正ステップと、を含み、
前記補正ステップは、前記導出された投射角が、前記第１の被投射面と前記第２の被投射面との境界への前記投射方向に基づいて定められた第一の所定角度より大きく、その境界への前記投射方向に基づいて定められた第二の所定角度より小さい範囲内で変更される場合の前記台形歪みに対する補正量を、その第一の所定角度又はその第二の所定角度の少なくとも何れかにおける前記台形歪みに対する補正量以下とすること、
を特徴とする画像補正方法。
【請求項４】
前記補正ステップは、さらに、前記範囲内において前記境界への前記投射方向に基づいて定められた第三の所定角度について、前記導出された投射角が前記第一の所定角度からその第三の所定角度に変更されるに従って前記台形歪みに対する補正量を漸減させ、その第三の所定角度から前記第二の所定角度に変更されるに従って前記台形歪みに対する補正量を漸増させること、
を特徴とする請求項３に記載の画像補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射装置および画像補正方法に関する。
【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、本来略長方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長方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であっても、適切に台形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。
【０００５】
具体的には、特許文献１には、映像を上下方向に移動させながら投射する場合に、映像を投射する映像投射機構部を垂直方向に関して回転可能に支持する傾斜機構部の垂直方向に関する基準位置からの傾斜角度が予め設定された所定傾斜角度となった場合に、映像に対応する映像データを台形補正する際の補正度合いを、台形の上底と下底とで反転させて変更する技術が開示されている。
【０００６】
また、この特許文献１には、映像を水平方向に移動させながら投射する場合に、映像を投射する映像投射機構部を水平方向に関して回転可能に支持する回転機構部の水平方向に関する基準位置からの変位角度が予め設定された所定変位角度となった場合に、映像に対応する映像データを台形補正する際の補正度合いを、台形の左辺と右辺とで反転させて変更する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
一方で、上記特許文献１には、映像を投射し続けたまま、被投射媒体上の投射位置を移動した場合に、その被投射媒体の角部でいかなる台形補正が行われ、いかなる映像が投射されることになるのかについては開示がない。
【０００９】
すなわち、例えば被投射媒体の前壁部から天井部に亘って投射位置が変更されながら、映像が投射され続けたとすると、投射された映像の投射範囲に前壁部と天井部との角部が含まれる場合に、いかなる台形補正が行われるか等については開示がない。前壁部と側壁部との角部についても同様である。上記予め設定された所定変位角度の前後で、投影される映像に対する上記補正度合いが非連続的に切替えられることが開示されているのみである。
【００１０】
従って、映像の投射を継続しながら、被投射媒体への投射位置を変更していった場合、上記特許文献１に記載の技術では、投影される映像が被投射媒体の角部（例えば、前壁部と側壁部との角部、又は前壁部と天井部との角部）にかかってしまった場合に、上記予め設定された所定変位角度の前後で、投影される映像の形状が非連続的に変化してしまうという問題が生じることが推察される。
【００１１】
例えば、映像の投射位置が前壁部から天井部に変化していった場合、角部にかかってしまった映像は、所定変位角度までは、前壁部に投射されている部分は矩形であって角部を境に天井部に投射されている部分は台形という形状の映像が投射される。そして、所定変位角度以降は、前壁部に投射されている部分が台形であって角部を境に天井部に投射されている部分は矩形という形状の映像が投射される。つまり、所定変位角度の前後で、投射されている映像の形状が非連続的に変化してしまう。
【００１２】
また、被投射媒体の角部をまたがって投射画像が往復移動された場合や、角部ぎりぎりで投射画像の移動が停止された場合に、台形補正の正逆の切り替えが繰り返し実行され、投射される映像の形状が繰り返される切り替えに応じて非連続的な変化を繰り返してしまい、投射画像が不安定になってしまうという問題が生じることも推察される。
【００１３】
このように上記特許文献１に記載の技術では、壁面と天井面のような、投射媒体の所定の角度を有して連なる２つの被投射面の角部、すなわち２つの被投射面の境界において、観察者にとって滑らかで安定した、見やすい投射画像を投射することが困難になるという問題があると推察される。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、観察者にとって滑らかで安定した、見やすい投射画像を投射することができる投射装置および画像補正方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、入力された画像データを光に変換し、所定の角度を有して連なる第１の被投射面と第２の被投射面からなる被投射媒体に、所定の画角で投射画像として投射する投射部と、前記投射部の投射方向を第一の投射方向から第二の投射方向まで変更する投射方向変更部と、前記投射方向変更部により変更された投射方向における前記投射部の投射角を導出する投射角導出部と、前記投射角導出部が導出した投射角に応じて、被投射媒体に投射された投射画像の台形歪みを補正する補正部と、を備え、前記補正部は、前記導出された投射角が、前記第一の投射面と前記第二の投射面との境界への前記投射方向に基づいて定められた第一の所定角度より大きく、その境界への前記投射方向に基づいて定められた第二の所定角度より小さい範囲内で変更される場合の前記台形歪みに対する補正量を、その第一の所定角度又はその第二の所定角度の少なくとも何れかにおける前記台形歪みに対する補正量以下とすること、を特徴とする。
【００１６】
本発明にかかる画像補正方法は、投射部が、入力された画像データを光に変換し、所定の角度を有して連なる第１の被投射面と第２の被投射面からなる被投射媒体に、所定の画角で投射画像として投射する投射ステップと、前記投射部の投射方向を第一の投射方向から第二の投射方向まで変更する投射方向変更ステップと、前記投射方向変更ステップにより変更された投射方向における前記投射部の投射角を導出する投射角導出ステップと、前記投射角導出ステップが導出した投射角に応じて、被投射媒体に投射された投射画像の台形歪みを補正する補正ステップと、を含み、前記補正ステップは、前記導出された投射角が、前記第一の投射面と前記第二の投射面との境界への前記投射方向に基づいて定められた第一の所定角度より大きく、その境界への前記投射方向に基づいて定められた第二の所定角度より小さい範囲内で変更される場合の前記台形歪みに対する補正量を、その第一の所定角度又はその第二の所定角度の少なくとも何れかにおける前記台形歪みに対する補正量以下とすること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、観察者にとって滑らかで安定した見やすい投射画像を投射することができる投射装置および画像補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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、図５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、垂直な面に対して投射される画像について説明するための略線図である。
【図１１】図１１は、垂直な面に対して投射される画像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、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１５】図１５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１６】図１６は、実施の形態１のプロジェクタ装置１と、床面、壁面、天井を被投射面とした場合の投射レンズ１２の主要な投射方向を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６に示した被投射面で画像データを投射する場合におけるキーストン補正の説明するための図である。
【図１８】図１８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１９】図１９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２０】図２０は、補正係数の算出を説明するための図である。
【図２１】図２１は、図２１は、上底から下底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２２】図２２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２３】図２３は、変形例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２４】図２４は、変形例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２５】図２５は、実施の形態２のプロジェクタ装置の外観の例を示す図である。
【図２６】図２６は、台座の外観の例を示す。
【図２７】図２７は、ターンテーブルを裏面側から見た図である。
【図２８】図２８は、実施の形態２による、入力画像データと、入力画像データから切り出した投射画像データとの関係の例を示す図である。
【図２９】図２９は、実施の形態２のプロジェクタ装置と、壁面１、壁面２を被投射面とした場合の投射レンズの主要な投射方向を示す図である。
【図３０】図３０は、壁面１、壁面２の被投射面で画像データを投射する場合におけるキーストン補正を説明するための図である。
【図３１】図３１は、キーストン補正を行わない場合について説明するための図である。
【図３２】図３２は、従来のキーストン補正を説明するための図である。
【図３３】図３３は、従来技術における投射角、画角、補正係数の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、投射装置および画像補正方法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。
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
＜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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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３１ｂ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
詳細は後述するが、本実施形態によるプロジェクタ装置１は、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。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
＜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。
【００４３】
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、画像処理部１０２と、画像切り出し部１００と、キーストン補正部１０８と、キーストン調整部１０７と、登録部１１８と、入力制御部１１９と、メモリ１０１と、境界記憶部１０９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、画像処理部１０２と、画像切り出し部１００と、キーストン補正部１０８と、キーストン調整部１０７と、メモリ１０１と、境界記憶部１０９、登録部１１８と、入力制御部１１９とは、回路部として基台２０の基板に搭載される。
【００４４】
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。
【００４５】
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８００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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
静止画像または動画像の画像データがプロジェクタ装置１に入力され、画像切り出し部１００に供給される。画像切り出し部１００は、供給された画像データをメモリ１０１に格納する。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。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。画像切り出し部１００は、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、画像制御部１０３が指定した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。
【００５０】
なお、入力画像データは、予めサイズがメモリ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の画像切り出し部１００の前段に設けてもよい。
【００５１】
画像切り出し部１００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す。例えば、画像処理部１０２は、画像切り出し部１００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、画像切り出し部１００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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
さらには、後述するキーストン補正部１０８による台形補正などにより投射サイズ（面積）が変更されることで、画面全体の明るさが変化してしまうことを防止するために、画像処理部１０２は、明るさを均一に保つように、画像データに対して適応的な輝度調整を行うこともできる。そして、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。
【００５５】
画像処理部１０２から出力された画像データは、キーストン補正部１０８に供給される。キーストン補正部１０８は、供給された画像データに対して台形歪みの補正（以下、単に「台形補正」とも言う。）を行って、台形補正後の画像データを表示素子１１４に供給する。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。なお、台形補正の詳細については後述する。
【００５６】
入力制御部１１９は、操作部１４からの各種ユーザ操作入力をイベントとして受け付ける。
【００５７】
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。
【００５８】
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）を導出することができる。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。導出された投射レンズ１２の投射角は、画像制御部１０３に供給される。
【００５９】
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画像制御部１０３に供給する。
【００６０】
画像制御部１０３は、回転制御部１０４から供給される投射角と画角制御部１０６から供給される画角とに基づき、画像切り出し部１００による画像切り出し領域を指定する。このとき、画像制御部１０３は、画像データにおける切り出し領域を、投射レンズ１２の変更の前後の投射方向間の角度に応じたライン位置に基づき指定する。
【００６１】
登録部１１８は、操作部１４から所定キーの押下があった時点の投射角を入力制御部１１９から受信して、受信した投射角を境界記憶部１０９に保存する。境界記憶部１０９は、メモリやハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）等の記憶媒体である。
【００６２】
キーストン調整部１０７は、回転制御部１０４から入力される投射角、画角制御部１０６から入力される画角に基づいて、台形補正のための補正係数（後述）を算出したり調整したりする。キーストン補正部１０８は、画像処理部１０２から出力される画像データに対して、この算出された補正係数に基づいて、補正量が調整された台形補正を行う。
【００６３】
なお、登録部１１８、境界記憶部１０９、キーストン調整部１０７、キーストン補正部１０８の詳細については後述する。
【００６４】
＜画像データの切り出し処理＞
次に、本実施形態に係る、画像制御部１０３および画像切り出し部１００による、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、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、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。
【００６５】
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。
【００６６】
画像制御部１０３は、画像切り出し部１００に対して、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。画像切り出し部１００は、このアドレス指定に従い、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。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。
【００６７】
画像切り出し部１００は、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）
【００６８】
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°の場合の切り出し領域指定の例を示す。
【００６９】
なお、上述した図５では、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、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。
【００７０】
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、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。
【００７１】
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。
【００７２】
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８００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８００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８００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１〜８００ラインを見込む角となる。
【００７３】
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８００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。
【００７４】
画像制御部１０３は、画像切り出し部１００に対して、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。画像切り出し部１００は、画像制御部１０３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。
【００７５】
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のメモリ１０１からの切り出し領域が変更される。
【００７６】
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、画像制御部１０２は、画像切り出し部１００に対して、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）
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
このように、本実施形態においては、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、例えば図７の例では、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
この場合、光学ズームにより画角が増加しても、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。
【００８３】
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。
【００８４】
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）
【００８５】
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。
【００８６】
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、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。
【００８７】
本実施形態においては、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、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。
【００８８】
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。
【００８９】
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、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）
【００９０】
ところで、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１３０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１３０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。そこで切り出し部のあとに画像処理部において次のような画像処理を施す。
【００９１】
図１０および図１１を用いて、垂直な面に対して投射される画像について説明する。図１０において、位置Ｂをドラム部１０の回転軸３６の位置として、位置Ｂから距離ｒだけ離れた投射面Ｗに、投射レンズ１２から画像を投射する場合について考える。
【００９２】
上述の円筒モデルでは、位置Ｂを中心とする半径ｒの弧Ｃを投射面として投射画像が投射される。弧Ｃの各点は、位置Ｂから等距離であり、投射レンズ１２から投射される光の光束中心は、弧Ｃを含む円の半径となる。したがって、投射角θを０°のθ0からθ1、θ2、…と増加させても、投射画像は常に同じサイズで投射面に対して投射される。
【００９３】
一方、垂直な面である投射面Ｗに対して投射レンズ１２から画像を投射する場合、投射角θをθ0からθ1、θ2、…と増加させると、投射レンズ１２から投射された光の光束中心が投射面Ｗに照射される位置が、正接関数の特性に従い角度θの関数にて変化する。したがって、投射画像は、投射角θが大きくなるに連れ、下記の式（９）に示される比率Ｍに従い、上方向に伸びる。
Ｍ＝(１８０×ｔａｎθ)／(θ×π)    …（９）
【００９４】
式（９）によれば、例えば投射角θ＝４５°の場合、約１．２７倍の比率で投射画像が伸びることになる。また、投射面Ｗが半径ｒの長さに対してさらに高く、投射角θ＝６０°での投射が可能である場合、投射角θ＝６０°においては、約１．６５倍の比率で投射画像が伸びることになる。
【００９５】
また、投射面Ｗ上の投射画像におけるライン間隔も、図１１に例示されるように、投射角θが大きくなるに連れ広くなる。この場合、１つの投射画像内における投射面Ｗ上の位置に応じて、上述の式（９）に従いライン間隔が広くなることになる。
【００９６】
そこで、プロジェクタ装置１は、投射レンズ１２の投射角θに従って、上述の式（９）の逆数の比率で、投射を行う画像の画像データに対して縮小処理を行う。この縮小処理は、円筒モデルに基づいて切り取る画像データよりも大き目が望ましい。即ち、垂直な面である投射面Ｗの高さに依存するが、投射角θ＝４５°の場合、約１．２７倍の比率で投射画像が伸びるので、その逆数の約７８％程度に縮めることになる。
【００９７】
一例として、画像制御部１０３は、プロジェクタ装置１に入力された画像データを画像切り出し部１００によりメモリ１０１に格納する際に、当該画像データに対して、上述の式（９）の逆数の比率を用いて、画像データが投射される際の画像のライン毎に、当該画像データに対して予め縮小処理を施す。縮小処理は、投射角θに依存した縮小率で、ライン（垂直方向の画素）に対して数タップのローパスフィルタをかけて、ラインを間引く。正確には、ローパスフィルタの帯域の制限値も投射角θに依存して変更する必要がある。このとき、最大の投射角θに対応する縮小率で均一にフィルタの特性を決定する、最大の投射角θの、ほぼ１／２に対応する縮小率で均一にフィルタの特性を決定する、などの一般的な線形補間を利用することができる。また、そのフィルタ処理の後、間引くラインにおいて、画面内の投射角θに依存してサブサンプリングを行う必要がある。
【００９８】
ここでも、最大の投射角θに対応する縮小率での均一に間引きを行う、最大の投射角θの、ほぼ１／２に対応する縮小率で均一に間引きを行う、などの処理を行うこともできる。ローパスフィルタ処理や間引き処理をより正確に行う場合には、幾つかのエリアに分割して、エリア毎に均一に処理を行うことで、よりよい特性を得ることが可能である。
【００９９】
なお、本実施の形態において、この式（９）を利用した画像処理は、画像切り出し部１００によりメモリ１０１に格納する際におこなってたが、これに限定されるものではない。例えば、式（９）を利用した画像処理を、画像処理部１０２で行うように構成してもよい。
【０１００】
なお、実際にプロジェクタ装置１が使用される環境では、投射面Ｗの高さに制限があり、ある高さの位置Ａで９０°折り返して面Ｒが形成される場合が多いと考えられる。この面Ｒも、プロジェクタ装置１の投射面として用いることができる。この場合、投射面Ｒに投射される画像は、投射角θをさらに大きくして、投射位置が位置Ａを越えて真上方向（投射角θ＝９０°）に向かうのに連れて、上述した投射面Ｗに投射される画像とは逆の特性で縮むことになる。
【０１０１】
そのため、画像データによる画像を投射角０°および９０°で投射する場合は、投射する画像データに対する式（９）を用いた縮小処理を行わないようにする。また、投射面Ｗの長さ（高さ）と、投射面Ｒの長さとが略等しい場合には、投射する画像データに対する式（９）を用いた縮小処理を、投射角０°から投射面Ｗの最上部の位置Ａまでの縮小処理と、位置Ａから投射角９０°までの縮小処理とで対称の処理として実行する。これにより、画像制御部１０３におけるこの縮小処理に対する負荷を低減することができる。
【０１０２】
上述の例では、投射角θ＝０°に対して９０°の角をなす垂直な面を想定して説明を行った。ドラム部１０の回転角によっては、投射角θ＝０°に対して１８０°の角をなす平面に投射することも考えられる。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この面に投射した場合、投射角θが大きくなるに連れ、投射される画像が縦方向に縮むことになる。そこで画像切り出し部１００の後に、画像処理部１０２において上述の説明とは逆の画像処理を施す。
【０１０３】
すなわち、投射角θをθ0からθ1、θ2、…と増加させると、投射部から投射面までの距離が小さくなるよう変化する。そこで、プロジェクタ装置１は、投射レンズ１２の投射角θに従って、上述した説明とは逆に、投射を行う画像の画像データに対して拡大処理を行うようにする。
【０１０４】
以上のように、投射装置１の画像切り出し部は、投射方向が第１の投射方向から第２の投射方向に変化するにつれて、投射部１２から投射面までの距離が小さくなる場合には、切り出し画像データの画素毎に、投射角θに基づいた拡大処理を施すようにしてもよい。
【０１０５】
なお、以下では、特に記載のない限り、角度の記述は円筒モデルに基づくものとし、垂直面に対する投射の場合など、必要に応じて適宜、式（９）に基づく補正が行われるものとする。
【０１０６】
＜メモリ制御について＞
次に、図１２〜図１５を用いて、メモリ１０１のアクセス制御について説明する。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。
【０１０７】
以下では、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１２に示されるように、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。
【０１０８】
図１３は、画像切り出し部１００によるメモリ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１３（ａ）は、投射レンズ１２の投射角θ、図１３（ｂ）は、垂直同期信号ＶＤを示す。また、図１３（ｃ）は、画像切り出し部１００に入力される画像データＤ1、Ｄ2、…の入力タイミング、図１３（ｄ）〜図１３（ｇ）は、それぞれメモリＹ1、Ｙ2、Ｔ1およびＴ2に対する画像切り出し部１００からのアクセスの例を示す。なお、図１３（ｄ）〜図１３（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。
【０１０９】
画像切り出し部１００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。
【０１１０】
先ず、画像切り出し部１００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。
【０１１１】
すなわち、画像切り出し部１００に入力される画像データＤ1、Ｄ2、…による画像は、図１４（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。
【０１１２】
画像切り出し部１００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１３（ｄ）のタイミングＷＤ1）。画像切り出し部１００は、画像データＤ1を、図１４（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１４（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。
【０１１３】
画像切り出し部１００は、図１４（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１３（ｄ）のタイミングＲＤ1）。
【０１１４】
このとき、画像切り出し部１００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。
【０１１５】
換言すれば、画像切り出し部１００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。
【０１１６】
画像切り出し部１００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１５（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１３（ｅ）のタイミングＷＤ1）。すなわち、画像切り出し部１００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。
【０１１７】
図１５（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。
【０１１８】
画像切り出し部１００は、メモリＴ1に対して画像制御部１０３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１３（ｅ）にタイミングＲＤ1として示されるように、画像データＤ1が画像切り出し部１００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。
【０１１９】
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のタイミングで画像切り出し部１００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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
図１５（ｂ）を用いてより具体的に説明する。図１５（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、被投射領域であるとする。この場合、画像制御部１０３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。
【０１２２】
画像切り出し部１００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。
【０１２３】
画像切り出し部１００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、画像切り出し部１００は、画像データＤ2をメモリＹ2に書き込む（図１３（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１４（ｂ）参照）。
【０１２４】
すなわち、画像切り出し部１００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１３（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。画像切り出し部１００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１３（ｇ）のタイミングＷＤ2）いく（図１５（ａ）左側参照）。
【０１２５】
画像切り出し部１００は、メモリＴ2に対して画像制御部１０３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、図１３（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、画像制御部１０３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。
【０１２６】
画像切り出し部１００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のタイミングで画像切り出し部１００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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
上述のように、本実施形態では、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×垂直１９２０（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。
【０１２９】
＜台形補正＞
次に、キーストン調整部１０７による台形補正のための補正係数の算出、及び算出された補正係数に基づくキーストン補正部１０８による台形補正について説明する。まず、従来の台形補正について説明する。図３１は、台形補正を行わない場合について説明するための図である。
【０１３０】
図３１（ａ）は、従来のプロジェクタ装置２８００と、床面、壁面、天井を被投射面とした場合の、投射角θと、投射方向を示している。図３１（ｂ）は、図３１（ａ）で示した各投射方向における壁面ないし天井の被投射面に投射され表示された投射画像の形状を示している。図３１（ｂ）において、ａ１が投射方向ａにおける被投射面に表示される投射画像、ｂ１が投射方向ｂにおける被投射面に表示される投射画像、ｃ１が投射方向ｃにおける被投射面に表示される投射画像、ｄ１が投射方向ｄにおける被投射面に表示される投射画像、及びｅ１が投射方向ｅにおける被投射面に表示される投射画像である。
【０１３１】
ここで、投射方向ａは、プロジェクタ２８００の投射レンズの光軸と壁面とのなす角度が直角の場合、すなわち、投射方向が水平の場合の投射方向である。この場合、壁面に投射される投射画像は、ａ１に示すように、長方形となるように設計されていることが一般的である。
そして、壁面上方に投影する目的でプロジェクタ２８００の投射レンズを上方に傾けて投射角θを増加して投射方向ｂとすると、いわゆる台形補正を行わない場合は、壁面の投射画像は、ｂ１に示すように、投影距離の違いから上底が下底よりも長い台形となる。
【０１３２】
投射角θをさらに増加し、投影レンズの投射方向を、壁面と天井との境界ｃの方向とした場合には、ｃ１に示すように、投射画像は壁面と天井の両方に投影される。すなわち、壁面には上底の方が下底よりも長い台形の部分を、境界（図３１のｃ１中に破線で記載）を境に天井には上底の方が下底よりも短い台形の部分を有する形状の画像が投射される。
さらに投射角θを増加し、投影レンズの投射方向を天井のｄの方向とした場合には、ｄ１に示すように、投射画像は、壁面の投射画像ｂ１とは上底及び下底の長さの長短が逆転した台形となる。
【０１３３】
そして、プロジェクタ２８００の投射レンズの光軸と天井とのなす角度が直角の場合、すなわち、投射方向が垂直の場合、天井に投射される投射画像は、ｅ１に示すように、長方形となる。以上のように、従来のプロジェクタ装置では、投射方向ａ及びｅの場合を除いて、投射距離の違いから被投射面に投射され表示される投射画像が、台形等の形状に歪んでしまう。
【０１３４】
このため、従来のプロジェクタ装置２８００では、さらに以下のような、台形補正を画像データに対して行い、台形補正後の画像データを投射することができる。図３２（ａ）は、台形補正後の画像データに係る画像の形状を示し、図３２（ｂ）は、図３２（ａ）に示した台形補正後の画像データを被投射面に投射した投射画像の形状を示している。
【０１３５】
図３２（ａ）のａ２は図３１（ａ）における投射方向ａのときの台形補正後の画像データに係る画像の形状である。図３２（ａ）のｂ２は図３１（ａ）における投射方向ｂのときの台形補正後の画像データに係る画像の形状である。図３２（ａ）のｂｃ２は、投射方向が図３１（ａ）における投射方向ｂと投射方向ｃの間の範囲にあるときの台形補正後の画像データに係る画像の形状である。図３２（ａ）のｃｄ２は、投射方向が図３１（ａ）における投射方向ｃと投射方向ｄの間の範囲にあるときの台形補正後の画像データに係る画像の形状である。図３２（ａ）のｄ２は図３１（ａ）における投射方向ｄのときの台形補正後の画像データに係る画像の形状である。そして、図３２（ａ）のｅ２は図３１（ａ）における投射方向ｅのときの台形補正後の画像データに係る画像の形状である。
【０１３６】
図３２（ａ）のａ３は図３１（ａ）における投射方向ａのときの台形補正後の壁面に投射され表示された投射画像である。図３２（ａ）のｂ３は図３１（ａ）における投射方向ｂのときの台形補正後の壁面に投射され表示された投射画像である。図３２（ａ）のｂｃ３は、投射方向が図３１（ａ）における投射方向ｂと投射方向ｃの間の範囲にあるときの台形補正後の壁面及び天井に投射され表示された投射画像である。図３２（ａ）のｃｄ３は、投射方向が図３１（ａ）における投射方向ｃと投射方向ｄの間の範囲にあるときの台形補正後の壁面及び天井に投射され表示された投射画像である。図３２（ａ）のｄ３は図３１（ａ）における投射方向ｄのときの台形補正後の天井に投射され表示された投射画像である。そして、図３２（ａ）のｅ２は図３１（ａ）における投射方向ｅのときの台形補正後の天井に投射され表示された投射画像である。
【０１３７】
投射方向がａの場合、プロジェクタ装置２８００は、壁面に投射する画像データに係る画像の形状ａ２を、台形形状にすることなく長方形のまま、すなわち台形補正の補正量をゼロとして壁面に投射する。そして壁面には長方形の投射画像ａ３が表示されることになる。
【０１３８】
投射方向がｂの場合、プロジェクタ装置２８００は、壁面に投射する画像データに係る画像の形状を、図３１（ｂ）の投射画像ｂ１の台形形状とは、上底と下底との長さの関係を逆にした台形形状を有する画像の形状ｂ２に整形する補正を施して、この補正後の画像の形状ｂ２を壁面に投射する。このような台形補正の結果、壁面には、台形歪みのない投射画像ｂ３が表示されることになる。
【０１３９】
同様に、投射方向がｄの場合、従来のプロジェクタ装置２８００は、天井に投射する画像データに係る画像の形状を、図３１（ｂ）の投射画像ｄ１の台形形状とは、上底と下底との長さの関係を逆にした台形形状を有する画像の形状ｄ２に補正して、この補正後の画像データｄ２を天井に投射する。この結果、天井には、台形歪みのない投射画像ｄ３が表示されることになる。
【０１４０】
投射方向がｅの場合、プロジェクタ装置２８００は、壁面に投射する画像データに係る画像の形状ｅ２を、台形形状にすることなく長方形のまま、すなわち台形補正の補正量をゼロとして壁面に投射する。そして壁面には長方形の投射画像ｅ３が表示されることになる。
【０１４１】
ここで、従来のプロジェクタ装置２８００では、投射方向が、壁面と天井の境界に基づいて設定された所定の方向になったとき、すなわち投射角θが予め設定された所定変位角度になった場合に、被投射面に投影するための画像データに係る画像の形状について、台形の左辺と右辺とを反転させることにより、壁面と天井とに適した台形補正を行なっている。上述の例では、投射方向ｃと投射方向ｄとでは、画像の形状ｂ２と画像の形状ｄ２とは、台形の上底と下底とが反転させられている。
【０１４２】
しかしながら、壁面と天井との境界付近ないし境界での動作を詳細に見ると、以下のような不具合がある。すなわち、投射方向ｃと一致、又は投射方向ｃの近傍に上記の所定の方向が設定されている場合、投射方向がその所定の方向になる前後に亘って、画像データに係る画像の形状は図３２（ａ）に示すｂｃ２からｃｄ２に切替えられる。そして、被投射媒体に表示される投射画像は、図３２（ｂ）に示すｂｃ３からｃｄ３に切替えられることになる。従って、投射方向がその所定の方向になる前後において、被投射媒体上に表示される投射画像の形状が非連続的に変化することになる。
【０１４３】
すなわち、画像データに係る画像の形状ｂｃ２に対しては、壁面に投射されている部分は矩形であって境界を境に天井に投射されている部分は台形という形状の画像ｂｃ３が投射され、画像データに係る画像の形状ｃｄ２に対しては、壁面に投射されている部分は台形であって境界を境に天井に投射されている部分は矩形という形状の画像ｃｄ３が投射される。投射画像は、これら異なる形状を有するｂｃ３とｃｄ３とで、非連続的に変化することになる。
【０１４４】
さらに、プロジェクタ装置２８００の投射レンズを可動させて、壁面と天井面との境界付近で、投射画像を往復移動させた場合や、境界ぎりぎりで投射画像の移動を停止した場合に、台形補正の正逆の切り替えが繰り返しに行なわれて、不安定な映像となってしまい、滑らかで安定した見やすい投射画像を投射することが困難になる。
【０１４５】
このため、本実施の形態１に係るプロジェクタ装置１では、以下のように投射角θに応じて補正量を調整した台形補正を行うことで、滑らかで安定した見やすい投射画像を投射することを実現している。
【０１４６】
図１６は、実施の形態１のプロジェクタ装置１と、床面、壁面、天井を被投射面とした場合の投射レンズ１２の主要な投射方向を示す図である。ここで、投射方向ａは、プロジェクタ装置１の投射レンズ１２の光軸と壁面が直角の場合、すなわち、水平方向を示し、このときの投射角を０°とする。
【０１４７】
投射方向ｃは、所定の角度を有して連なる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。図１６の例では、この所定の角度は９０°である。投射方向ｅは、壁面に投射され表示される四角形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辺に相当する上底が、壁面と天井との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。
【０１４８】
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辺に相当する下底が、壁面と天井との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。
【０１４９】
図４の境界記憶部１０９は、投射方向ｅのときの投射角を第１境界開始角度、投射方向ｃのときの投射角を第１境界角度、投射方向ｆのときの投射角を第１境界終了角度として記憶する。
【０１５０】
本実施の形態では、プロジェクタ装置１を起動させ、所望のコンテンツに係る画像の投射を行う前に、ユーザは、所望のコンテンツに係る画像の投射を行う際の所望のズーム倍率に設定した状態で、任意の画像データに係る画像を投射しながら、投射レンズ１２の投射方向を床面から壁面、天井へと回動していく。
【０１５１】
そして、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辺に相当する上底が、壁面と天井との境界とほぼ一致する投射方向ｅ、投射画像のこれら一対の辺のうち第２辺に相当する下底が、壁面と天井との境界とほぼ一致する投射方向ｆ、光軸が境界とほぼ一致する投射方向ｃのそれぞれに達するたびに、操作部１４で所定のキーを押下する等により、登録部１１８がキー押下のイベントを受信したときに、キー押下時点での投射角を、それぞれ第１境界開始角度、第１境界角度、第１境界終了角度として、境界記憶部１０９に登録する。
【０１５２】
このような、所望のコンテンツ投射前に行う、投射レンズ１２の回動および第１境界開始角度、第１境界角度、第１境界終了角度の境界記憶部１０９の保存の作業を、以下では初期設定作業と呼ぶ。
【０１５３】
この他、初期設定作業では、ユーザは、上記と同様にして、床面と壁面の境界に投射画像の上底が略一致したときの投射方向の投射角である第２境界開始角度、床面と壁面の境界とほぼ一致する投射方向の投射角である第２境界角度、床面と壁面の境界に投射画像の下底が略一致したときの投射方向の投射角である第２境界終了角度を指定して、登録部１１８がこれらの第２境界開始角度、第２境界角度、第２境界終了角度も境界記憶部１０９に保存する。
【０１５４】
図４に示すキーストン調整部１０７は、回転制御部１０４から逐次、導出された現在の投射角を受信している。そして、キーストン調整部１０７は、受信した投射角が、境界記憶部１０９に保存された情報に基づき、第１境界開始角度まで、第１境界開始角度から第１境界角度まで、第１境界角度から第１境界終了角度まで、そして第１境界終了角度以降において、それぞれの角度範囲における台形歪みに対する補正量を調整する。同様に、キーストン調整部１０７は、受信した投射角が、境界記憶部１０９に保存された情報に基づき、第２境界開始角度まで、第２境界開始角度から第２境界角度、第２境界角度から第２境界終了角度まで、そして第２境界終了角度以降において、それぞれの角度範囲における台形歪みに対する補正量を調整する。
【０１５５】
ここで、投射対象となる画像データに係る画像の形状を長方形から台形に整形するに当たり、その整形された台形の上底と下底の辺の長さの差が大きい場合に、台形歪みに対する補正量が大きいといい、その整形された台形の上底と下底の辺の長さの差が小さい場合に、台形歪みに対する補正量が小さいという。そして、整形された台形の上底と下底の辺の長さの差が大きくなっていく場合に、台形歪みに対する補正量が増加するといい、整形された台形の上底と下底の辺の長さの差が小さくなっていく場合に、台形歪みに対する補正量が減少するという。
【０１５６】
このキーストン調整部１０７による台形歪みに対する補正量の調整は、都度の投射角に応じて導出される補正係数に基づいて行われる。
【０１５７】
ここで、補正係数は、台形補正を行わない場合において投射され表示されることになる投射画像の上底の長さ、下底の長さの比の逆数に基づいて導出される。
なお、補正係数が１である場合とは、台形歪みに対する補正量がゼロ、すなわち台形補正が行われないことを意味する。また、補正係数の値が１に近いほど台形歪みに対する補正量が小さくなる、すなわち台形補正の度合いが小さくなることを意味する。逆に、補正係数の値が１から遠いほど台形歪みに対する補正量が大きくなる、すなわち台形補正の度合いが大きくなることを意味する。なお、算出された補正係数に基づく台形歪みに対する補正量の調整の処理については、後に詳述する。
【０１５８】
本実施の形態に係るプロジェクタ装置１のキーストン調整部１０７は、例えば投射角θが０°から第１境界開始角度に至るまでは、壁面に投射され表示される投射画像の形状を略長方形に保持するために、台形歪みに対する補正量が大きくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。
【０１５９】
次に、プロジェクタ装置１のキーストン調整部１０７は、投射角θが第１境界開始角度から第１境界角度まで変更されていくに従って、台形歪みに対する補正量が小さくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。また、キーストン調整部１０７は、投射角θが第１境界角度から第１境界終了角度まで変更されていくに従って、台形歪みに対する補正量が大きくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。このようにして、投射角θが第１境界開始角度から第１境界終了角度までの角度範囲において、壁面に投射され表示される投射画像の形状の連続性を保持する。
【０１６０】
そして、プロジェクタ装置１のキーストン調整部１０７は、投射角θが第１境界終了角度より大きくなっていくにつれて、壁面に投射され表示される投射画像の形状を再び略長方形に保持するために、台形歪みに対する補正量が小さくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。
【０１６１】
ここで、キーストン調整部１０７は、投射角θに基づいて投射方向を判定し、その投射方向の判定から台形歪みに対して行う台形補正の補正方向を決定する。ここで、補正方向は、画像データの上底又は下底のうちいずれを圧縮するかを示すものである。そして、キーストン調整部１０７は、上述した各投射角θないしその角度範囲における補正係数を補正方向に基づいて導出する。
【０１６２】
具体的には、キーストン調整部１０７は、投射角θにより、投射方向が床面の方向、壁面を上向きに投射する方向であると判断した場合には、被投射面に表示されることになる投射画像の台形の上底が下底より長くなるため、台形補正の補正方向を台形の上底を圧縮する方向と決定する。そして、キーストン調整部１０７は、台形補正の補正方向を台形の上底を圧縮する方向と決定した場合、補正係数をプラスの値で算出する。
【０１６３】
一方、キーストン調整部１０７は、投射角により、投射方向が壁面を下向きに投射する方向、天井を投射する方向であると判断した場合には、被投射面に表示されることになる投射画像の台形の下底が上底より長くなるため、台形補正の補正方向を台形の下底を圧縮する方向と決定する。そして、キーストン調整部１０７は、台形補正の補正方向を台形の下底を圧縮する方向と決定した場合、キーストン補正の補正係数をマイナスの値で算出する。
【０１６４】
キーストン補正部１０８は、被投射面に投射され表示される投射画像の上底、下底に対応する画像データの上底、下底の各長さを、キーストン調整部１０７が導出した補正係数に基づき、投射角θに応じて変更することで、台形補正を行う。
【０１６５】
具体的には、キーストン補正部１０８は、算出された補正係数がプラスの場合には、画像データの上底の長さに補正係数を乗算して上底を圧縮する台形補正を行う。一方、キーストン補正部１０８は、算出された補正係数がマイナスの場合には、画像データの下底の長さに補正係数を乗算して下底を圧縮する台形補正を行う。
【０１６６】
図１７は、図１６に示した被投射面で画像データを投射する場合における、キーストン調整部１０７が導出した台形歪みに対する補正量に基づき、キーストン補正部１０８が行う台形補正の説明するための図である。なお、図１７に示す例では、説明を簡単にするため、投射角を０°から上方に増加させる場合、すなわち投射画像が投射される位置を壁面から天井に移動させていった場合を例にあげて説明する。従って、第２境界開始角度、第２境界角度、第２境界終了角度に応じたキーストン補正についての説明は省略する。
【０１６７】
図１７（ａ）は、キーストン補正部１０８による台形歪みへの補正が施された後の画像データに係る画像の形状の例を示している。図１７（ａ）において、ａ２，ｅ２，ｃ２，ｆ２，ｇ２のそれぞれは、図１６における投射方向ａ，ｅ，ｃ，ｆ，ｇそれぞれに対する投射対象の画像データに係る画像を示している。また、画像の形状ｅｃ２は、投射方向が投射方向ｅとｃの間にあるとき、画像の形状ｃｆ２は、投射方向が投射方向ｃとｆの間にあるときにそれぞれ対応する画像データに係る画像を示している。
【０１６８】
図１７（ｂ）は、キーストン補正部１０８による台形歪みへの補正補正が施された後の画像データに基づき、被投射媒体に投射され表示される投射画像の形状の例を示す。図１７（ｂ）において、ａ３，ｅ３，ｃ３，ｆ３，ｇ３のそれぞれは、図１６における投射方向ａ，ｅ，ｃ，ｆ，ｇそれぞれで被投射面に投射された投射画像を示している。また、投射画像ｅｃ３は、投射方向が投射方向ｅとｃの間にあるとき、投射画像ｃｆ３は、投射方向が投射方向ｃとｆの間にあるときにそれぞれ対応する投射画像を示している。
【０１６９】
ユーザは、上述したように初期設定作業の完了後、所望のコンテンツに係る画像を投射させながら、投射レンズ１２を収容状態から上方に回動させていく。投射角０°の初期状態の投射方向ａの場合は、画像データに係る画像の形状ａ２として、補正係数を１とした、つまり台形歪みに対する補正量をゼロとした長方形形状が形成される。そして、被投射面には、長方形の投射画像ａ３が表示される。
【０１７０】
その後、投射角θが増加するに従って、キーストン調整部１０７は、被投射面に表示される投射画像を長方形に保持するために、補正係数を１から徐々に小さくして、台形歪みに対する補正量を大きくしていく。つまり、画像データに係る画像の台形形状において、投射角θが増加するに従って上底の辺の長さが下底の辺の長さよりも、より短くなるよう変化していく。
【０１７１】
そして、投射角が、投射画像の上底が壁面と天井の境界にほぼ一致する第１境界開始角度に対応する投射方向ｅとなった場合に、投射角が初期状態から、この第１境界開始角度に至るまでの角度範囲のなかで、最も補正量の大きい、つまり最も上底の辺の長さと下底の辺の長さの差が大きい台形形状である、画像データに係る画像の形状ｅ２が形成される。
【０１７２】
その後、キーストン調整部１０７は、画像データｅ２のときに比べて、徐々に補正係数を１に近づけていき、台形歪みに対する補正量を小さくしていく調整を行い、キーストン補正部１０８により台形補正を行う。つまり、キーストン補正部１０８は、第１境界開始角度における場合の台形補正に対し、キーストン調整部１０７が補正量を小さくしていくことで、画像データに対する台形補正を徐々に解除していく。図１７の例では、画像データに係る画像の形状ｅ２に比べ、画像データに係る画像の形状ｅｃ２は台形補正が解除されたことで上底と下底の辺の長さの差が小さくなっている。
【０１７３】
そして、投射角θが、投射方向ｃ、すなわち壁面と天井との境界の方向に相当する第１境界角度になった場合には、キーストン調整部１０７は、補正係数を１（−１）とし、台形歪みに対する補正量をゼロにして、すなわち画像データへの台形補正を完全に解除して、再び長方形形状の画像データに係る画像の形状ｃ２を投射する。
【０１７４】
その後、第１境界角度を通過して投射角θが増加するに従って、キーストン調整部１０７は、補正係数を−１から徐々に大きくして、台形歪みに対する補正量を大きくしていく。つまり、画像データに係る画像の台形形状において、投射角θが増加するに従って下底の辺の長さが上底の辺の長さよりも、より長くなるよう変化していく。なおこのとき、補正係数は−１から徐々に大きくなるため、キーストン補正部１０８は、壁面に投射する投射画像のための台形補正と逆の補正方向に基づく台形補正を行う。
【０１７５】
そして、投射角θが、投射画像の下底（プロジェクタ装置１から遠い辺）が壁面と天井の境界にほぼ一致する第１境界終了角度に対応する投射方向ｆとなった場合に、投射角θが第１境界終了角度から、この後の９０°に至るまでの角度範囲のなかで、最も補正量の大きい、つまり最も上底の辺の長さと下底の辺の長さの差が大きい台形形状である、画像データに係る画像の形状ｅ２が形成される。
【０１７６】
以上のようにすることで、投射角θが第１境界開始角度よりも大きく、第１境界終了角度よりも小さい角度範囲において、被投射媒体に投射され表示される投射画像の形状を連続的に変化させることができる。つまり、この角度範囲では、上底が下底よりも長い台形の部分を壁面に有し、上底が下底よりも短い台形の部分を天井に有する形状を維持したまま、壁面の台形部分の下底及び天井の台形部分の上底の辺の長さ、及び各台形の高さだけが連続的に変化していくような投射画像が表示されることになる。
【０１７７】
そして、投射角が、投射方向ｇ、すなわち天井のプロジェクタ装置１の真上の方向に相当する９０°になった場合には、画像データに係る画像の形状ｇ２として、補正係数を１とした、つまり台形歪みに対する補正量をゼロとした長方形形状が形成される。そして、被投射面には、長方形の投射画像ｇ３が表示される。
【０１７８】
さらに、投射レンズ１２を背面へ回転することも可能であるが、補正動作は投射方向ａから投射方向ｇに至る補正の逆の補正を行なえばよい。
【０１７９】
以上のようにすることで、プロジェクタ装置１によれば、投射され表示される投射画像の表示位置がが、所定の角度を有して連なる第１の被投射面と第２の被投射面の境界を通過して変化していく場合でも、観察者にとって滑らかで安定した、見やすい投射画像を表示することが可能となる。
【０１８０】
なお、上記の例では、投射角θが第１境界開始角度であるｅから境界に対応する角度であるｃまでの角度範囲内では、投射角θが増加するに従って台形歪みに対する補正量を徐々に小さくし、境界に対応する角度（第１境界角度）であるｃから第１境界終了角度であるｆまでの角度範囲内では、投射角θが増加するに従って台形歪みに対する補正量を徐々に大きくする処理について説明した。
【０１８１】
一方で、投射角θが第１境界開始角度から第１境界終了角度までの角度範囲にあるときは、キーストン調整部１０８が補正量をゼロとし、台形補正を完全に解除してしまっても構わない。この場合でも、投射角θが第１境界開始角度から第１境界終了角度までの角度範囲において、壁面及び天井からなる被投射面に表示される投射画像の形状を連続的に変化させることができる。また、投射角θが第１境界開始角度から第１境界終了角度までの角度範囲に亘って、補正量を第１境界開始角度又は第１境界終了角度のいずれかにおける補正量としてもよい。この場合も投射角θが第１境界開始角度から第１境界終了角度までの角度範囲において、壁面及び天井からなる被投射面に表示される投射画像の形状を連続的に変化させることができる。
【０１８２】
次に、投射角と補正係数との関係、及び投射角に応じて導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１８は、実施の形態１における主要な投射方向と投射角θとを示す図である。
【０１８３】
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。
【０１８４】
図１８において、投射方向ａ，ｅ，ｃ，ｆ，ｇについては、図１６で示した投射方向ａ，ｅ，ｃ，ｆ，ｇと同様である。図１８の例では、投射方向ａのときの投射角θは０°、投射方向ｅのときの投射角θは３５°、投射方向ｃのときの投射角θは４２°、投射方向ｆのときの投射角θは４９°となっている。
【０１８５】
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θ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辺に相当する上底が、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θ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。
【０１８６】
投射方向ｙは、隣接ずる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θを第２境界角度と呼び、第２境界角度は−１２°となっている。
【０１８７】
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辺に相当する下底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θ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。
【０１８８】
図１９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１９において、横軸は投射角θであり、縦軸は補正係数である。補正係数は、プラスの値とマイナスの値をとり、上述したとおり、補正係数がプラスの場合には、画像データの台形の上底の長さを圧縮する補正方向を示し、補正係数がマイナスの場合には、画像データの台形の下底の長さを圧縮する補正方向を示す。また、上述したとおり、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、台形補正は完全に解除されている。
【０１８９】
また、図１９には、図１８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θに対応させて示している。図１９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。
【０１９０】
また、図１９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１９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。
【０１９１】
また、図１９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。
【０１９２】
キーストン調整部１０７は、図１９において実線で示す各投射角θに応じた補正係数に基づいて、台形歪みに対する補正量を導出し、導出された補正量に基づいて画像データに対して台形補正を行う。すなわち、キーストン調整部１０７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補正方向を決定する。そして、キーストン調整部１０７は、回転制御部１０４から出力される投射角に対応する補正係数を導出する。
【０１９３】
ここで、図１９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、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長方形に維持するためのものである。
【０１９４】
一方、図１９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、補正係数はプラ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小さくなっている。
【０１９５】
この間における、上述した従来のプロジェクタ２８００における補正係数を図１９中に破線で示す。従来のプロジェクタ２８００では、投射方向ｘのときの投射角である第２境界開始角度（−１９°）、又は投射方向ｅの投射角である第１境界開始角度（３５°）以降も、被投射媒体が所定の角度を有する２つの被投射面からなるのではなく、１つの被投射面のみからなるとした場合に、被投射面に投射される投射画像の形状を長方形に維持するために補正係数はプラスでかつ徐々に減少し、台形歪みに対する補正量が徐々に大きくなっていく。
【０１９６】
これに対し本実施の形態に係るプロジェクタ１では、上述した通り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、この増加は図１９に示したような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。
【０１９７】
また、図１９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、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。
【０１９８】
この間における、上述した従来のプロジェクタ２８００における補正係数を図１９中に破線で示す。従来のプロジェクタ２８００では、投射方向ｙのときの投射角である第２境界角度（−１２°）、又は投射方向ｃのときの投射角である第１境界角度（４２°）以降も、被投射媒体が所定の角度を有する２つの被投射面からなるのではなく、１つの被投射面のみからなるとした場合に、被投射面に投射される投射画像の形状を長方形に維持するために補正係数はマイナスでかつ徐々に減少し、台形歪みに対する補正量が徐々に小さくなっていく。
【０１９９】
これに対し本実施の形態に係るプロジェクタ１では、上述した通り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、この増加は図１９に示したような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。
【０２００】
一方、図１９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、補正係数はマイナスでかつ徐々に減少しており、台形歪みに対する補正量が徐々に小さくなっている。なお、この間の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長方形に維持するためのものである。
【０２０１】
ここで、補正係数の算出手法について説明する。図２０は、補正係数の算出を説明するための図である。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底と下底の比の逆数であり、図２０におけるｄ／ｅに等しい。従って、台形補正においては、画像データの上底または下底をｄ／ｅ倍に縮小することになる。
【０２０２】
ここで、図２０に示すように、プロジェクタ装置１から被投射媒体に投射され表示される投射画像の下底までの投射距離ａ、プロジェクタ装置１から投射画像の上底までの距離ｂとの比をａ／ｂで表すと、ｄ／ｅは次の式（１０）で表される。
【０２０３】
【数１】
0005958072.tif 000002
【０２０４】
そして、図２０において、θを投射角、βを画角αの１／２の角度、ｎをプロジェクタ装置１から壁面までの水平方向の投射距離とすると、次の式（１１）が成立する。
【０２０５】
【数２】
0005958072.tif 000003
【０２０６】
この式（１１）を変形すると、式（１２）が得られる。従って、式（１２）から、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。
【０２０７】
【数３】
0005958072.tif 000004
【０２０８】
この式（１２）から、投射角θが０°、すなわち壁面に水平方向に投射画像を投射する場合には、補正係数が１となり、この場合台形歪みに対する補正量はゼロとなる。
【０２０９】
また、式（１２）から、補正係数は、投射角θが増加するに従って小さくなり、この補正係数の値に応じて台形歪みに対する補正量は大きくなるため、投射角θが増加するに従って顕著になっていく投射画像の台形歪みを適切に補正することができる。
【０２１０】
なお、投射画像を天井に投影する場合は、キーストン補正の補正方向が入れ替わるので、補正係数はｂ／ａとなる。そして、上述したとおり、補正係数の符号もマイナスとなる。
【０２１１】
従来技術では、全ての投射角に亘って補正係数を、式（１２）により算出していた。図１９で示した破線の補正係数は、この式（１２）に基づくものである。この従来技術における補正係数の算出について、図３３を用いて詳述する。
【０２１２】
図３３は、従来技術における式（１２）に基づく投射角、画角、補正係数の関係を示すグラフである。例えば、画角１４度（β＝±７度）の場合、従来のプロジェクタ装置は、図３３に示す画角β±７度のカーブに従って補正係数を求め、画像データに対してキーストン補正を行っていた。
【０２１３】
本実施の形態のプロジェクタ装置１では、キーストン調整部１０７は、一部の投射角の範囲では式（１２）にて補正係数を算出し、当該一部以外の範囲では、式（１２）に従わずに、その範囲内で連続的に漸増ないし漸減するように補正係数を導出している。
【０２１４】
すなわち、本実施の形態では、キーストン調整部１０７は、投射角が、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、補正係数を（１２）式により算出している。
【０２１５】
一方、キーストン調整部１０７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、（１２）式に従わず、その範囲内で連続的に漸増するように補正係数を導出している。この場合、補正量は漸減することになる。
【０２１６】
また、キーストン調整部１０７は、投射角が、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、（１２）式に従わず、その範囲内で連続的に漸増するように補正係数を導出している。この場合、補正量は漸増することになる。
【０２１７】
キーストン補正部１０８は、画像データの上底のラインの長さＨactに（１２）式で示す補正係数ｋ（θ，β）を乗算して、次の（１３）式で補正後の上底のラインの長さＨact（θ）を算出して補正する。
【０２１８】
【数４】
0005958072.tif 000005
【０２１９】
キーストン補正部１０８は、画像データの上底の長さの他、上底のラインから下底のラインまでの範囲の各ラインの長さも算出して補正する。図２１は、上底から下底までのラインの長さの算出を説明するための図である。
【０２２０】
図２１に示すように、キーストン補正部１０８は、画像データの上底から下底までの各ラインの長さｈact（ｙ）を、線形となるように次の（１４）式により算出して補正する。ここで、Ｖactは画像データの高さ、すなわちライン数であり、（１４）式は、上底からのｙの位置でのラインの長さｈact（ｙ）の算出式である。
【０２２１】
【数５】
0005958072.tif 000006
【０２２２】
＜画像データの投射を行う処理の流れ＞
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２２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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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、画像切り出し部１００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、メモリ１０１に書き込まれる。
【０２２５】
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、画像制御部１０３は、切り出しサイズすなわち入力された画像データにおける切り出し領域のサイズを取得する。画像制御部１０３は、切り出し領域のサイズを、ステップＳ１００で取得された設定値から取得してもよいし、操作部１４に対する操作に応じて取得してもよい。次のステップＳ１０４で、画像制御部１０３は、投射レンズ１２の画角αを取得する。画像制御部１０３は、投射レンズ１２の画角αを、例えば画角制御部１０４から取得する。さらに、次のステップＳ１０５で、画像制御部１０３は、投射レンズ１２の投射角θを、例えば回転制御部１０４から取得する。
【０２２６】
次のステップＳ１０６で、画像制御部１０３は、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０５で取得されたオフセット角θofstと、切り出し領域のサイズと、画角αと、投射角θとに基づき、上述した式（３）〜式（８）を用いて、入力された画像データに対する切り出し領域を求める。画像制御部１０３は、画像切り出し部１００に対して、求めた切り出し領域からの画像データの読み出しを指示する。画像切り出し部１００は、画像制御部１０３からの指示に従い、メモリ１０１に記憶される画像データから切り出し領域内の画像データを読み出す。画像切り出し部１００は、メモリ１０１から読み出した切り出し領域の画像データを画像処理部１０２に供給する。
【０２２７】
ステップＳ１０７で、画像処理部１０２は、画像切り出し部１００から供給された画像データに対して、例えば上述した式（１）および式（２）に従いサイズ変換処理を施す。そして、ステップＳ１０８で、画像処理部１０２でサイズ変換処理を施された画像データに対して、台形補正が行われる。具体的には、上述したとおり、キーストン調整部１０７が投射角に応じて補正係数を導出し、キーストン補正部１０８は導出された補正係数を、画像処理部１０２から出力された画像データの上底または下底の長さに乗じることにより、台形補正を行う。
【０２２８】
キーストン補正部１０８で台形補正が行われた画像データは、表示素子１１４に供給される。表示素子１１４は、光源１１１からの光を画像データに従い変調して射出する。射出されたこの光は、投射レンズ１２から投射される。
【０２２９】
次のステップＳ１０９で、画像切り出し部１００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。若し、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、画像切り出し部１００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Ｓ１０８の処理を行う。すなわち、このステップＳ１０１〜ステップＳ１０８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。
【０２３０】
一方、ステップＳ１０９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、装置全体を制御する制御部（不図示）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（不図示）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（不図示）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。
【０２３１】
ここで、具体的な台形補正動作について説明する。なお、予め初期設定作業は完了しており、第１境界開始角度、第１境界角度、第１境界終了角度、第２境界開始角度、第２境界角度、第２境界終了角度が境界記憶部１０９に登録されているものとする。
【０２３２】
プロジェクタ装置１の電源が投入されて投影レンズ１２が回動し、投射方向ｗ（−４５°）から投影画像が床面に投影され、台形補正が行われる。投影画像の上底が床面と壁面の境界に達したときの投射方向ｘの投射角度である第２境界開始角度（−１９°）、床面と壁面の境界の投射方向ｙの投射角度である第２境界角度（−１２°）を通過して、投射画像の下底が床面と壁面の境界に達したときの投射方向ｚの投射角度である第２境界終了角度（−４°）に達する。
【０２３３】
この間、キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射角が投射方向ｘに対応する第２境界開始角度から台形歪みに対する補正量を漸減させ、投射角が投射方向ｙに対応する第２境界角度のときに台形歪みに対する補正量をゼロとする。
【０２３４】
キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射角が第２境界角度を超えたときから補正係数を−１とし、台形歪みに対する補正量を漸増させ、投射方向ｚに対応する第２境界終了角度にいたる。キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射角が投射方向ｚに対応する第２境界終了角度から投射方向ａの投射角（０°）までは、投射画像が長方形に維持されるように台形歪みに対する補正量を小さくしていき、投射方向ａに対応する投射角になったときに台形歪みに対する補正量をゼロとする。
【０２３５】
キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射角が投射方向ａに対応する投射角（０°）を超えた時点から、投射画像が長方形に維持されるように台形歪みに対する補正量を大きくしていき、投射画像の上底が壁面と天井の境界に達したときの投射方向ｅに対応する投射角である第１境界開始角度（３５°）にいたる。キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射角が投射方向ｅに対応する第１境界開始角度から台形歪みに対する補正量を漸減させ、投射角が壁面と天井の境界への投射方向ｃの第１境界角度（４２°）になったときに台形歪みに対する補正量をゼロとする。
【０２３６】
キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射角が第１境界角度を超えたときから補正係数−１とし台形歪みに対する補正量を漸増させ、投射画像の下底が壁面と天井の境界に達したときの投射方向ｆの第１境界終了角度（４９°）にいたる。キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射方向ｆの第１境界終了角度から投射方向ｇの投射角（９０°）までは、投射画像が長方形に維持されるように台形歪みに対する補正量を小さくしていき、投射方向ｇの投射角（９０°）で台形歪みに対する補正量をゼロとする。
【０２３７】
以降、キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射方向ｇの投射角を超えて、投射角２２５°まで同様の補正を行なうか、加えて投射画像を上下に反転してもよい。
【０２３８】
このように本実施の形態では、キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射レンズ１２の投射角が、２つの隣接する被投射面の境界に投射画像の上底が略一致する投射方向の境界開始角度から、上記境界に向かう投射方向の境界角度までの間に、台形歪みに対する補正量を漸減させ、投射角が境界角度から、上記境界に投射画像の下底が略一致する投射方向の境界終了角度までの間、台形歪みに対する補正量を漸増させるので、投射される投射画像の形状が連続的に変化し、２つの被投射面の境界においても、滑らかで安定した見やすい投射画像を表示することができる。
【０２３９】
（変形例１）
実施の形態１では、投射レンズ１２の投射方向が、壁面と天井の境界に向かう投射方向ｃに対応する第１境界角度、および床面と壁面の境界に向かう投射方向ｙに対応する第２境界角度である場合に、補正係数を１または−１にして台形歪み補正を解除していた。
【０２４０】
しかし、この変形例１では、投射角が厳密に第１境界角度、第２境界角度となった時点でなく、投射角が第１境界角度の近傍、または第２境界角度の近傍の角度になった場合に、補正係数を１または−１にして台形歪み補正を解除するように構成している。
【０２４１】
図２３は、変形例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２４は、変形例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。本変形例では、キーストン調整部１０７は、図２３、２４に示すように、壁面と天井の境界と若干ずれた位置へ向かう投射方向ｃ’の投射角、床面と壁面の境界と若干ずれた位置へ向かう投射方向ｙ’の投射角で、補正係数を１または−１とする。
【０２４２】
すなわち、キーストン調整部１０７は、図２４に示すように、投射方向ｘから投射方向ｚまでの投射角の範囲、および投射方向ｅから投射方向ｆまでの範囲において、投射角の増加に応じて、徐々に補正係数を増加させるように調整することになるが、この場合のように厳密に境界でなくても境界近傍の位置で、補正係数を１または−１にしても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
（変形例２）
実施の形態１では、初期設定作業において、第１境界開始角度、第１境界角度、第１境界終了角度、第２境界開始角度、第２境界角度、第２境界終了角度を、ユーザに指定させて、登録部１１８により境界記憶部１０９に保存していた。
【０２４３】
しかしながら、上記のすべての角度のうち一部の角度をユーザが指定してすれば、投射画像の画角を用いて、他の角度を算出することが可能である。
【０２４４】
このような変形例としては、例えば、初期設定作業において、投射画像の上底が壁面と天井の境界に略一致したときの第１境界開始角、投射画像の上底が床面と壁面の境界に略一致したときの第２境界開始角と、をユーザが操作部１４のキー押下により指定し、他の投射角についてはユーザは指定しない。
【０２４５】
これにより、登録部１１８は、第１境界開始角と第２境界開始角とを境界記憶部１０９に保存する。さらに、画角は、投射画像の上底と投射レンズ１２と投射画像の下底とにより形成される角度であることから、登録部１１８は、画角を用いて、第１境界開始角度から、壁面と天井面の境界を投射方向ｃとする第１境界角度、壁面と天井面の境界に投射画像の下底が略一致する投射方向ｆでの第１境界終了角度を算出し、境界記憶部１０９に保存することができる。逆に、ユーザに第１境界終了角度を指定させて、第１境界終了角度と画角から、第１境界開始角度を算出するように登録部１１８を構成してもよい。
【０２４６】
同様に、登録部１１８は、画角を用いて、第２境界開始角度から、床面と壁面の境界を投射方向ｙとする第２境界角度、床面と壁面の境界に投射画像の下底が略一致する投射方向ｚでの第２境界終了角度を算出し、境界記憶部１０９に保存することができる。逆に、ユーザに第２境界終了角度を指定させて、第２境界終了角度と画角から、第２境界開始角度を算出するように登録部１１８を構成してもよい。
【０２４７】
なお、初期設定作業において、ユーザに第１境界開始角度と第１境界終了角度の２つを指定させ境界記憶部１０９に登録し、これらいずれか一方の角度と画角とを用いて、第１境界角度を算出して境界記憶部１０９に保存するように登録部１１８を構成してもよい。第２境界角度の算出についても同様である。
【０２４８】
あるいは、初期設定作業において、ユーザに、第１境界角度だけを指定させて境界記憶部１０９に登録し、第１境界角度と画角とから、第１境界開始角度と第１境界終了角度を算出して、境界記憶部１０９に保存するように登録部１１８を構成してもよい。第２境界開始角度、第２境界終了角度の算出についても同様である。
【０２４９】
本変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を奏する他、初期設定作業において、第１境界開始角度、第１境界角度、第１境界終了角度、第２境界開始角度、第２境界角度、第２境界終了角度すべての投射角をユーザが登録する必要がなくなるので、ユーザの便宜となる。
また、変形例１のように、境界から若干ずれた位置で補正係数を１または−１に調整する場合には、第１境界開始角度だけをユーザに指定させて、登録部１１８で第１境界終了角度を、第１境界開始角度と画角から算出するように構成すればよい。
【０２５０】
（実施の形態２）
実施の形態１およびその変形例では、ドラム部１０が垂直方向に回動し、投射レンズ１２による投射角に応じて投射領域を垂直方向に変化させているが、これはこの例に限定されない。実施の形態２では、投射レンズ１２による投射領域を水平方向に変化可能とする。
【０２５１】
図２５は、実施の形態２による投射装置（プロジェクタ装置）１’の外観の例を示す図である。なお、図２５において、投射装置１’のカバーなどを取り去った状態を示し、上述した図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【０２５２】
プロジェクタ装置１’において、ターンテーブル３０１に対して水平回転筐体３００が取り付けられている。水平回転筐体３００は、内部に投射レンズ１２を備えるドラム３０が、軸部３８を中心に垂直方向に回動可能に取り付けられている。ターンテーブル３０１の回動に応じて水平回転筐体３００が水平方向に回動し、それに伴い、投射レンズ１２による投射方向が水平方向に変化するようになっている。
【０２５３】
図２６は、台座３０２の外観の例を示す。台座３０２は、ターンテーブル３０１を備える。ターンテーブル３０１は、裏面側にギア３０４が取り付けられている。ターンテーブル３０１は、後述する駆動部からギア３０４を介して伝達された回転により、軸３０３を中心に水平方向に回動するようになっている。また、台座３０２は、内部に回路部の各種基板や電源部などが設けられる。また、台座３０２の側面のうち一つの側面には、操作部（不図示）が設けられているものとする。この操作部が設けられた台座３０２の側面を第１面という。
【０２５４】
図２７、ターンテーブル３０１を裏面側から見た図である。駆動部３１３は、ギア３０４に回転を伝達し、ターンテーブル３０１を回動させる。より詳細には、駆動部３１３は、例えばステッピングモータであるモータ３２０を有すると共に、モータ３２０の回転軸により直接駆動されるウォームギア３２１と、ウォームギア３２１による回転を伝達するギア３２２と、ギア３２２から伝達された回転をターンテーブル３０１のギア３０４に伝達するギア３２３とを含むギア群を有する。このギア群によりモータ３２０の回転をギア３０４に伝達することで、ターンテーブル３０１をモータ３２０の回転に応じて回転させることができる。ターンテーブル３０１の回転速度は、モータ３２０の回転速度とギア群のギア比とにより決定される。
【０２５５】
ターンテーブル３０１に対して、突起３１２ａおよび３１２ｂが設けられる。この突起３１２ａおよび３１２ｂを、図示されないフォトインタラプタなどを用いて検知することで、基準の方向に対するターンテーブル３０１の方向を知ることができる。
【０２５６】
本実施の形態では、説明及び理解の容易のためドラム３０は、垂直方向の回動を行わないものとし、ターンテーブル３０１の回動により、投射レンズ１２が水平方向に回動するものとする。そして、投射レンズ１２の投射方向が、台座３０２の操作部を有する側面（第１面）に対して垂直方向を向いている場合に、投射レンズ１２による水平方向の投射角０°とし、この投射角０°の姿勢を初期状態とする。投射レンズ１２による投射角は、ターンテーブル３０１上面側から見た場合に反時計回りで増加するものとする。
【０２５７】
なお、プロジェクタ装置１’の機能的構成、ならびに、投射レンズ１２を含む光学系の構成は、上述した図４に示した回路部および光学エンジン部１１０と共通であるので、説明を省略する。ここで、実施の形態２では、図４における回転機構部１０５は、図２７を用いて説明した駆動部３１３、突起部３１２ａおよび３１２ｂ、ならびに、図示されないフォトインタラプタを含むものとする。フォトインタラプタの出力は、図４の回転制御部１０４に供給される。また、駆動部３１３のモータ３２０は、図４の回転制御部１０４から供給される駆動パルスにより駆動される。また、回転制御部１０４は、駆動パルスをカウントすることにより、水平方向の投射レンズの投射角を導出する。
【０２５８】
実施の形態２によるプロジェクタ装置１’の動作について、図４の構成を参照しながら概略的に説明する。以下では、ドラム３０は、垂直方向の回動を行わないものとして説明する。
【０２５９】
例えば所定の画像サイズに整形された画像データが、入力画像データとしてプロジェクタ装置１’に入力される。ここでは、入力画像データの画像サイズは、幅が表示素子１１４の幅よりも大きいものとする。この入力画像データは、画像切り出し部１００を介してメモリ１０１に格納される。図２８は、実施の形態２による、メモリ１０１に格納される入力画像データ３３０と、画像制御部１０３の指定に応じて画像切り出し部１００が入力画像データ３３０から切り出した投射画像データ３３１との関係の例を模式的に示す。
【０２６０】
投射角０°において、画像制御部１０３は、回転制御部１０４から取得される投射角θの情報に従い、画像切り出し部１００に対して、メモリ１０１に格納される入力画像データ３３０の切り出し領域３３１を指定する。例えば、投射角０°において、画像制御部１０３は、画像切り出し部１００に対して入力画像データ３３０の左端から表示素子１１４の有効表示領域に応じた幅の画像領域３３１ａを指定する。
【０２６１】
画像切り出し部１００は、メモリ１０１に格納される入力画像データ３３０から切り出し領域として指定された画像領域３３１ａを切り出して、画像データとして出力する。この画像データは、画像処理部１０２を介して表示素子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。これにより、壁やスクリーンといった被投射媒体に対して、画像領域３３１ａの投射画像が投射される。
【０２６２】
例えば操作部に対するユーザ操作により投射角θの変更が指示されると、回転制御部１０４は、この変更指示を入力制御部１１９を介して変更指示の命令として受信し、変更指示の命令に従い、モータ３２０を駆動する駆動パルスを生成し、回転機構部１０５に供給する。回転機構部１０５において、供給された駆動パルスによりモータ３２０が駆動されて、ターンテーブル３０１が駆動パルスに応じた角度だけ回転される。
【０２６３】
駆動パルスは、回転制御部１０４から画像制御部１０３へも供給される。画像制御部１０３は、駆動パルスに応じて、メモリ１０１に格納される入力画像データ３３０に対して切り出し領域を指定する。ここでは、画像制御部１０３は、駆動パルスに応じた投射角θの変化に対応して、画像領域３３１ａに対してｘ1画素分、水平方向に移動した画像領域３３１ｂを切り出し領域として指定する。
【０２６４】
画像切り出し部１００は、メモリ１０１に格納される入力画像データ３３０から画像領域３３１ｂを切り出して、画像データとして出力する。この画像データが、画像処理部１０２を介して表示素子１１４の駆動回路に供給され、表示素子１１４が駆動される。これにより、被投射媒体に対して、画像領域３３１ｂの投射画像が、画像領域３３１ａの投射画像に対して投射角θの変化分移動した位置に投射される。
【０２６５】
さらに投射角θの変更が指示されると、同様にして、回転制御部１０４の制御によりターンテーブル３０１が駆動パルスに応じた角度だけ回転され投射角θが変化される。それと共に、画像制御部１０３により、投射角θの変化に対応して、例えば画像領域３３１ｂに対してさらにｘ2画素分、水平方向に移動した画像領域３３１ｃが切り出し領域として指定される。この画像領域３３１ｃの画像データに基づく投射画像が被投射媒体に投射される。
【０２６６】
このように、実施の形態２のプロジェクタ装置１’によれば、幅が表示素子１１４の幅よりも大きい入力画像データ３３０を、入力画像データ３３０内の所定領域を水平方向に移動させながら、全て投射させることができる。
【０２６７】
次に、本実施の形態のプロジェクタ装置１’によるキーストン補正について説明する。図２９は、実施の形態２のプロジェクタ装置１’と、壁面１、壁面２を被投射面とした場合の投射レンズ１２の主要な投射方向を示す図である。
【０２６８】
ここで、投射方向ａは、プロジェクタ装置１’の投射レンズ１２の光軸と壁面１とのなす角度が直角の場合の方向を示し、このときの投射角θを０°とする。図２９において、プロジェクタ装置１’の投射レンズ１２の投射角θは、図２９における反時計回りにプラスで増加するものとする。
【０２６９】
投射方向ｉは、所定の角度を有して連なる被投射面である壁面１と壁面２の境界の方向である。図２９の例では、この所定の角度は９０°である。投射方向ｈは、壁面１に投射され表示される四角形の投射画像において、投射画像の移動方向である左右方向と垂直な方向の一対の辺のうちの第１辺に相当する左辺が、壁面１と壁面２の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。
【０２７０】
投射方向ｊは、壁面２の投射画像の上記一対の辺のうち第２辺に相当する右辺が、壁面１と壁面２の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ｋは、プロジェクタ装置１’の真左横の壁面２の方向であり、投射レンズ１２の光軸と壁面２が直角となっている状態である。このときの投射角θは９０°となる。
【０２７１】
図４の境界記憶部１０９は、投射方向ｈのときの投射角を境界開始角度、投射方向ｉのときの投射角を境界角度、投射方向ｊのときの投射角を境界終了角度として記憶する。
【０２７２】
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、プロジェクタ装置１’を起動させ、所望のコンテンツに係る画像の投射を行う前に、ユーザは初期設定作業を実行する。この初期設定作業では、ユーザは、所望のコンテンツに係る画像の投射を行う際の所望のズーム倍率に設定した状態で、任意の画像データに係る画像を投射しながら、投射レンズ１２の投射方向を壁面１において投射方向ａの状態から壁面２へと回動していく。
【０２７３】
そして、投射画像の移動方向である左右方向と垂直な方向の一対の辺のうちの第１辺に相当する左辺が、壁面１と壁面２の境界とほぼ一致する投射方向ｈ、投射画像のこれら一対の辺のうち第２辺に相当する右辺が、壁面１と壁面２の境界とほぼ一致する投射方向ｊ、光軸が境界とほぼ一致する投射方向ｉのそれぞれの時点に達するたびに、操作部１４で所定のキーを押下すること等により、登録部１１８がキー押下のイベントを受信したときに、キー押下時点での投射角を、それぞれ境界開始角度、境界角度、境界終了角度として、境界記憶部１０９に登録する。
【０２７４】
本実施の形態のキーストン調整部１０７は、実施の形態１と同様に、回転制御部１０４から逐次、現在の投射角θを受信している。
そして、キーストン調整部１０７は、受信した投射角が、境界記憶部１０９に保存された情報に基づき、境界開始角度まで、境界開始角度から境界角度、境界角度から境界終了角度まで、そして境界終了角度以降において、それぞれの角度範囲における台形歪みに対する補正量を調整する。
【０２７５】
本実施の形態における補正係数は、台形補正を行わない場合において投射され表示されることになる投射画像の左辺の長さ、右辺の長さの比の逆数に基づいて導出される。
【０２７６】
本実施の形態に係るプロジェクタ装置１’のキーストン調整部１０７は、例えば投射角θが０°から境界開始角度に至るまでは、壁面１に投射され表示される投射画像の形状を略長方形に保持するために、台形歪みに対する補正量が大きくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。
【０２７７】
次に、プロジェクタ装置１’のキーストン調整部１０７は、投射角θが境界開始角度から境界角度まで変更されていくに従って、台形歪みに対する補正量が小さくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。また、キーストン調整部１０７は、投射角θが境界角度から境界終了角度まで変更されていくに従って、台形歪みに対する補正量が大きくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。このようにして、投射角θが境界開始角度から境界終了角度までの角度範囲において、壁面に投射され表示される投射画像の形状の連続性を保持する。
【０２７８】
そして、プロジェクタ装置１’のキーストン調整部１０７は、投射角θが境界終了角度より大きくなっていくにつれて、壁面に投射され表示される投射画像の形状を再び略長方形に保持するために、台形歪みに対する補正量が小さくなっていくような調整を、投射角θに応じて導出された補正係数に基づいて行っていく。
【０２７９】
ここで、キーストン調整部１０７は、実施の形態１と同様に、投射角から投射方向を判定し、その投射方向の判定から台形歪みに対して行う台形補正の補正方向を決定する。ここで、補正方向は、画像データの左辺又は右辺のうちいずれを圧縮するかを示すものである。そして、キーストン調整部１０７は、上述した各投射角θないしその角度範囲における補正係数を補正方向に基づいて導出する。
【０２８０】
本実施の形態のキーストン補正部１０８は、投射画像の左辺、右辺に対応する画像データの左辺、右辺の各長さを、補正係数に従って補正することにより、投射画像の台形歪みを補正する台形補正を行う。
【０２８１】
図３０は、図２９に示した壁面１、壁面２の被投射面で画像データを投射する場合における台形補正を説明するための図である。
【０２８２】
図３０（ａ）は、台形補正を行わない場合の投射画像の形状を示している。図３０（ａ）において、ａ１が投射方向ａにおける投射画像、ｈ１が投射方向ｈにおける投射画像、i１が投射方向ｉにおける投射画像、ｊ１が投射方向ｊにおける投射画像、ｋ１が投射方向ｋにおける投射画像である。水平方向に投射レンズを回動して投射画像を投影する場合にも、台形補正を行わないと、投射画像ｈ１，ｊ１に示すように投射画像に台形歪みが生じる。
【０２８３】
図３０（ｂ）は、台形補正後の画像データに係る画像の形状の例を示している。図３０（ｂ）において、ａ２，ｈ２，ｉ２，ｊ２，ｋ２のそれぞれは、図２９における投射方向ａ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋそれぞれに対する投射対象の画像データに係る画像を示している。
【０２８４】
図３０（ｃ）は、キーストン補正部１０８による台形歪みの補正が施された後の画像データに基づき、被投射媒体に投射され表示される投射画像の形状の例を示す。図３０（ｃ）において、ａ３，ｈ３，ｉ３，ｊ３，ｋ３のそれぞれは、図２９における投射方向ａ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋそれぞれで被投射面に投射され表示される投射画像を示している。
【０２８５】
投射角０°の初期状態の投射方向ａの場合は、画像データに係る画像の形状ａ２として、補正係数を１とした、つまり台形歪みに対する補正量をゼロとした長方形形状が形成される。そして、被投射面には、長方形の投射画像ａ３が表示される。
【０２８６】
その後、投射角θが増加するに従って、キーストン調整部１０７は、被投射面に表示される投射画像を長方形に保持するために、補正係数を１から徐々に小さくして、台形歪みに対する補正量を大きくしていく。つまり、画像データに係る画像の台形形状において、投射角θが増加するに従っての左辺の長さが右辺の長さよりも、より短くなるよう変化していく。
【０２８７】
そして、投射角が、投射画像の左辺が壁面１と壁面２の境界にほぼ一致する境界開始角度に対応する投射方向ｈとなった場合に、投射角が初期状態から、この境界開始角度に至るまでの角度範囲のなかで、最も補正量の大きい、つまり最も左辺の長さと右辺の長さの差が大きい台形形状である、画像データに係る画像の形状ｈ２が形成される。
【０２８８】
その後、キーストン調整部１０７は、画像データｈ２のときに比べて、徐々に補正係数を１に近づけていき、台形歪みに対する補正量を小さくしていく調整を行い、キーストン補正部１０８により台形補正を行う。つまり、キーストン補正部１０８は、境界開始角度における場合の台形補正に対し、キーストン調整部１０７が補正量を小さくしていくことで、画像データに対する台形補正を徐々に解除していく。
【０２８９】
そして、投射角θが、投射方向ｉ、すなわち壁面１と壁面２の境界の方向に相当する境界角度になった場合には、キーストン調整部１０７は、補正係数を１（−１）とし、台形歪みに対する補正量をゼロにして、すなわち画像データへの台形補正を完全に解除して、再び長方形形状の画像データに係る画像の形状ｉ２を投射する。これにより、上述の実施の形態１と同様に、投射画像ｉ３は、図３０（ｃ）に示すように、被投射媒体上に投射され表示される投射画像は長方形形状にはならないが、その形状を連続的に変化させていくことが可能となる。
【０２９０】
その後、境界角度を通過して投射角θが増加するに従って、キーストン調整部１０７は、補正係数を−１から徐々に大きくして、台形歪みに対する補正量を大きくしていく。つまり、画像データに係る画像の台形形状において、投射角θが増加するに従って左辺の長さが右辺の長さよりも、より長くなるよう変化していく。なおこのとき、補正係数は−１から徐々に大きくなるため、キーストン補正部１０８は、壁面に投射する投射画像のための台形補正と逆の台形補正を行う。
【０２９１】
そして、投射角θが、投射画像の右辺（プロジェクタ装置１から遠い辺）が壁面１と壁面２の境界にほぼ一致する境界終了角度に対応する投射方向ｆとなった場合に、投射角θが第１境界終了角度から、この後の９０°に至るまでの角度範囲のなかで、最も補正量の大きい、つまり最も左辺の長さと右辺の長さの差が大きい台形形状である、画像データに係る画像の形状ｊ２が形成される。
【０２９２】
以上のようにすることで、投射角θが境界開始角度よりも大きく、境界終了角度よりも小さい角度範囲において、被投射媒体に投射され表示される投射画像の形状を連続的に変化させることができる。
【０２９３】
そして、投射角が、投射方向ｋ、すなわち壁面２のプロジェクタ装置１’の真横の方向に相当する９０°になった場合には、画像データに係る画像の形状ｋ２として、補正係数を１とした、つまり台形歪みに対する補正量をゼロとした長方形形状が形成される。そして、被投射面には、長方形の投射画像ｋ３が表示される。
【０２９４】
さらに、投射レンズ１２を含むドラム部を左方へ回転することも可能であるが、補正動作は投射方向ａから投射方向ｇにｋる補正の逆の補正を行なえばよい。
【０２９５】
このように本実施の形態では、投射レンズ１２を含むドラム部が水平方向に回動しながら画像を投射し、この際に、キーストン調整部１０７およびキーストン補正部１０８は、投射レンズ１２の投射角が、壁面１と壁面２の境界に投射画像の左辺が略一致する投射方向の境界開始角度から、上記境界に向かう投射方向の境界角度までの間に、台形歪みに対する補正量を漸減させ、投射角が境界角度から、上記境界に投射画像の右辺が略一致する投射方向の境界終了角度までの間、台形歪みに対する補正量を漸増させるので、２つの被投射面（壁面１、壁面２）の境界においても、滑らかで安定した見やすい投射画像を表示することができる。
【０２９６】
なお、キーストン調整部１０７による補正量の導出は、上述の実施の形態１における場合と同等の手法で行われる。
【０２９７】
（変形例）
実施の形態２においても、実施の形態１の変形例と同様に、投射角が厳密に境界角度となった時点でなく、投射角が境界角度の近傍の角度になった場合に、補正係数を１または−１にして台形歪み補正を解除するようにキーストン調整部１０７を構成してもよい。
【０２９８】
また、実施の形態２においても、実施の形態１の変形例２と同様に、初期設定作業において、境界開始角度、境界角度、境界終了角度のうち一部の角度をユーザに指定させて、当該指定した角度と投射画像の画角とから、他の角度を算出するように登録部１１８を構成してもよい。
【０２９９】
例えば、初期設定作業において、投射画像の左辺が壁面と天井の境界に略一致したときの境界開始角度をユーザが操作部１４のキー押下により指定し、画角を用いて、境界開始角度から、壁面１と壁面２の境界を投射方向ｉとする境界角度と、壁面１と壁面２の境界に投射画像の右辺が略一致する投射方向ｊでの境界終了角度を算出するように登録部１１８を構成することができる。逆に、ユーザに境界終了角度を指定させて、境界終了角度と画角から、境界開始角度を算出するように登録部１１８を構成してもよい。
【０３００】
また、初期設定作業において、ユーザに境界開始角度と境界終了角度の２つを指定させ、これらいずれか一方の角度と画角とを用いて、境界角度を算出するように登録部１１８を構成してもよい。
【０３０１】
あるいは、初期設定作業において、ユーザに、境界角度だけを指定させ、境界角度と画角とから、境界開始角度と境界終了角度を算出するように登録部１１８を構成してもよい。
【０３０２】
本変形例によっても、実施の形態２と同様の効果を奏する他、初期設定作業において、境界開始角度、境界角度、境界終了角度すべての投射角をユーザが登録する必要がなくなるので、ユーザの便宜となる。
【０３０３】
実施の形態１，２のプロジェクタ装置１，２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。
【０３０４】
また、実施の形態１，２及び変形例のプロジェクタ装置１，１’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、画像処理部１０２、画像切り出し部１００、キーストン補正部１０８、キーストン調整部１０７、登録部１１８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。
【０３０５】
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及び変形例のプロジェクタ装置１，１’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。
【０３０６】
実施の形態１，２及び変形例のプロジェクタ装置１，１’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。
【０３０７】
さらに、実施の形態１，２及び変形例のプロジェクタ装置１，１’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及び変形例のプロジェクタ装置１，１’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。
【０３０８】
実施の形態１，１’及び変形例のプロジェクタ装置１，１’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、画像処理部１０２、画像切り出し部１００、キーストン補正部１０８、キーストン調整部１０７、登録部１１８、入力制御部１１９）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、画像処理部１０２、画像切り出し部１００、キーストン補正部１０８、キーストン調整部１０７、登録部１１８、入力制御部１１９が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【０３０９】
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】
【０３１０】
１  プロジェクタ装置１
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  画像切り出し部
１０１  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  キーストン調整部
１０８  キーストン補正部
１０９  境界記憶部
１１８  登録部
１１９  入力制御部
１１０  光学エンジン部
１１４  表示素子
１４０  画像データ
【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】
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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２６】
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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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