(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射光学系を有し、投射面に画像を投射する投射手段と、
前記投射手段によって、第１のパターン及び第２のパターンを含む調整用画像を投射させる制御手段と、
前記投射手段により投射された前記調整用画像に含まれる前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出して、投射画像の歪みを補正する補正手段と、
前記投射面を撮影する撮像手段と、を備え、
前記調整用画像は、前記第２のパターンとして、前記撮像手段の撮影画像において前記投射光学系の光軸のエピポーラ線上またはエピポーラ線の近傍に写るように配置された直線を含み、
前記補正手段は、前記投射面に投射された前記第２のパターンを検出して、検出した前記第２のパターンの位置に基づいて前記第１のパターンの位置を検出し、投射画像の歪みを補正すること、
を特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
投射光学系を有し、投射面に画像を投射する投射手段と、
前記投射手段によって、第１のパターン及び第２のパターンを含む調整用画像を投射させる制御手段と、
前記投射手段により投射された前記調整用画像に含まれる前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出して、投射画像の歪みを補正する補正手段と、
前記投射面を撮影する撮像手段と、を備え、
前記調整用画像は、前記第２のパターンとして、前記撮像手段の撮影画像において前記投射光学系の光軸のエピポーラ線上またはエピポーラ線の近傍に写るように配置された所定形状の図形を含み、
前記補正手段は、前記撮像手段の撮影画像から前記第１のパターンを検出して、検出した前記第２のパターンの位置に基づいて前記第１のパターンの位置を検出し、投射画像の歪みを補正することを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
前記第２のパターンは、前記投射光学系の光軸と前記投射面との交点の近傍に投射されるよう配置されたことを特徴とする請求項１または２記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記第２のパターンの少なくとも一部は、白、または、前記調整用画像の背景として投射される画像の色に比べ高輝度の色からなる平行な複数の線を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記調整用画像は、前記第２のパターンとして、前記撮像手段の撮影画像において前記投射光学系の光軸の近傍に写るよう構成された所定の図形を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記補正手段は、前記投射画像の歪みを補正する処理の開始条件が成立してから、所定の完了条件が整うまでの間に、前記投射画像の歪みを補正する処理を複数回実行することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプロジェクター。
【請求項７】
投射面に画像を投射する投射手段を備えたプロジェクターを制御して、
第１のパターン及び第２のパターンを含み、前記第２のパターンとして、前記投射面を撮影する撮像手段の撮影画像において前記投射手段が有する投射光学系の光軸のエピポーラ線上またはエピポーラ線の近傍に写るように配置された直線を含む調整用画像を、前記投射手段によって投射し、
前記投射手段により投射された前記調整用画像に含まれる前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出して、投射画像の歪みを補正し、
前記撮像手段の撮影画像から前記投射面に投射された前記第２のパターンを検出して、検出した前記第２のパターンの位置に基づいて前記第１のパターンの位置を検出し、投射画像の歪みを補正すること、
を特徴とするプロジェクターの制御方法。
【請求項８】
投射面に画像を投射する投射手段を備えたプロジェクターを制御して、
第１のパターン及び第２のパターンを含み、前記第２のパターンとして、前記投射面を撮影する撮像手段の撮影画像において前記投射手段が有する投射光学系の光軸のエピポーラ線上またはエピポーラ線の近傍に写るように配置された所定形状の図形を含む調整用画像を、前記投射手段によって投射し、
前記投射手段により投射された前記調整用画像に含まれる前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出して、投射画像の歪みを補正し、
前記撮像手段の撮影画像から前記投射面に投射された前記第２のパターンを検出して、検出した前記第２のパターンの位置に基づいて前記第１のパターンの位置を検出し、投射画像の歪みを補正すること、
を特徴とするプロジェクターの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射面に画像を投射するプロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投射面に画像を投射するプロジェクターにおいて、投射画像の台形歪みを補正する機能を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のプロジェクターは、画像を補正するための調整用の画像を投射して、投射面を撮影し、撮影画像から構成画像を検出することで歪み補正を行う。このような調整用の画像は、例えば複数の白色の測定点や直線で構成され、プロジェクターは、歪みを補正する処理において、撮影画像中の測定点や直線の位置に基づき、投射面に対するプロジェクターの角度や距離を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２８１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、投射面における調整用の画像の位置は、プロジェクターのズーム比等の影響によって変化するので、投射面とプロジェクターとの位置関係が不明な状態では、投射面のどこに調整用の画像が位置しているか不明である。このため、上記従来のプロジェクターは、投射面の全体を対象として調整用の画像を探索したので、時間がかかるプロセスとなっていた。従って、投射面に投射された調整用の画像を短時間かつ確実に検出する手法が望まれていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、投射面に調整用の画像を投射して、この調整用の画像に基づき補正等の処理を行うプロジェクターが、投射面における調整用の画像を速やかに、かつ確実に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、投射光学系を有し、投射面に画像を投射する投射手段と、前記投射手段によって、第１のパターン及び第２のパターンを含む調整用画像を投射させる制御手段と、前記投射手段により投射された前記調整用画像に含まれる前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出して、投射画像の歪みを補正する補正手段と、を備え、前記補正手段は、前記投射面に投射された前記第２のパターンを検出して、検出した前記第２のパターンの位置に基づいて前記第１のパターンの位置を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、調整用画像に含まれる第２のパターンを検出することにより、この第２のパターンの位置に基づいて第１のパターンの位置を検出できる。このため、第１のパターンは、検出しやすい位置及び形状とすることが要求されない。このため、例えば、検出しやすいように配置された第２のパターンと、投射画像の歪み補正に適した第１のパターンとを用いれば、調整用画像を速やかに検出でき、迅速かつ高精度に画像を補正できる。つまり、補正に用いる第１のパターンの形状にかかわらず、プロジェクターが調整用画像を速やかに検出できるようになる。
【０００６】
また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記第２のパターンは、前記投射光学系の光軸と前記投射面との交点の近傍に投射されるよう配置されたことを特徴とする。
本発明によれば、調整用画像に含まれる第２のパターンが、プロジェクターのズーム比の影響を受けにくくなるように配置されているので、この第２のパターンの位置はプロジェクターと投射面との位置関係によらず推測可能である。このため、プロジェクターは、調整用画像を投射した状態で速やかに第２のパターンを検出でき、この第２のパターンの位置に基づく推測を行うことで、第１のパターンを速やかに検出できる。
【０００７】
また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記第２のパターンの少なくとも一部は、白、または、前記調整用画像の背景として投射される画像中の色に比べて高輝度の色からなる平行な複数の線を含むことを特徴とする。
本発明によれば、調整用画像に含まれる第２のパターンを、より速やかに検出できる。
【０００８】
また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記投射面を撮影する撮像手段を備え、前記補正手段は、前記撮像手段の撮影画像から前記第１のパターンを検出して、投射画像の歪みを補正することを特徴とする。
本発明によれば、投射面を撮影した撮影画像から第１のパターンを速やかに検出して、画像を補正できる。
【０００９】
また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記調整用画像は、前記第２のパターンとして、前記撮像手段の撮影画像において前記投射光学系の光軸のエピポーラ線上またはエピポーラ線の近傍に写るように配置された直線を含むことを特徴とする。
本発明によれば、エピポーラ線上またはエピポーラ線の近傍に位置する第２のパターンは、プロジェクターのズーム比による影響を受けにくく、撮影画像においておおよそ同じ位置にあって容易に検出できる。このため、第２のパターンをより速やかに検出することができる。
【００１０】
また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記調整用画像は、前記第２のパターンとして、前記撮像手段の撮影画像において前記投射光学系の光軸のエピポーラ線上またはエピポーラ線の近傍に写るように配置された所定形状の図形を含むことを特徴とする。
本発明によれば、第２のパターンが、ズーム比にかかわらず撮影画像においておおよそ同じ位置にあるため、第２のパターンをより速やかに検出することができる。
【００１１】
また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記調整用画像は、前記第２のパターンとして、前記撮像手段の撮影画像において前記投射光学系の光軸の近傍に写るよう構成された所定の図形を含むことを特徴とする。
本発明によれば、第２のパターンが撮影画像においておおよそ同じ位置にあるため、第２のパターンをより速やかに検出することができる。
【００１２】
また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記補正手段は、前記投射画像の歪みを補正する処理の開始条件が成立してから、所定の完了条件が整うまでの間に、前記投射画像の歪みを補正する処理を複数回実行することを特徴とする。
本発明によれば、歪みを補正する処理の開始条件が成立してから、この処理の完了条件が整うまでの間に、歪みを補正する処理を複数回実行し、この処理で調整用画像を検出する処理を、速やかに、かつ確実に実行できる。このため、歪みを補正する処理に要する時間及び処理の負荷を減らすことができ、例えば当該処理を短い周期で多数回実行することが可能である。また，複数回の処理を行うことによる待ち時間を生じないようにして、ユーザーの利便性の向上を図ることができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明は、投射面に画像を投射する投射手段を備えたプロジェクターを制御して、前記投射手段によって、第１のパターン及び第２のパターンを含む調整用画像を投射し、前記投射手段により投射された前記調整用画像に含まれる前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出して、投射画像の歪みを補正し、前記投射面に投射された前記第２のパターンを検出して、検出した前記第２パターンの位置に基づいて前記第１のパターンの位置を検出すること、を特徴とする。
本発明によれば、調整用画像に含まれる第２のパターンを検出することにより、この第２のパターンの位置に基づいて第１のパターンの位置を検出できる。このため、例えば検出しやすい第２のパターンと、投射画像の歪み補正に適した第１のパターンとを用いれば、調整用画像を速やかに検出でき、迅速かつ高精度に画像を補正できる。つまり、補正に用いる第１のパターンの形状にかかわらず、プロジェクターが調整用画像を速やかに検出できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、調整用画像を速やかに、かつ確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るプロジェクターの構成を示すブロック図である。
【図２】プロジェクターとスクリーンとの相対位置と、撮影画像との関係を示す説明図であり、（Ａ）及び（Ｂ）はプロジェクターとスクリーンとの相対位置を示し、（Ｃ）は撮影画像におけるエピポーラ線を示す。
【図３】プロジェクターが投射する補正パターンを示す説明図であり、（Ａ）は投射される画像の例を示し、（Ｂ）は補正パターンの例を示し、（Ｃ）は光変調装置が画像と補正パターンを描画した例を示し、（Ｄ）は撮影画像の例を示す。
【図４】プロジェクターのズーム比と撮影画像との関係を示す説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は投射距離とズーム比を種々に変えた場合の撮影画像の例を示す。
【図５】プロジェクターの動作を示すフローチャートである。
【図６】補正パターンの別の例を示す図であり、（Ａ）は補正パターンの例を示し、（Ｂ）は光変調装置が画像と補正パターンを描画した例を示し、（Ｃ）は撮影画像の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るプロジェクター１００の全体構成を示すブロック図である。プロジェクター１００は、内蔵する画像記憶部１７１に記憶した画像、または、パーソナルコンピューターや各種映像プレーヤー等の外部の画像供給装置（図示略）から入力される画像データに基づいて、スクリーンＳＣに画像を投射する。本実施例では、スクリーンＳＣはほぼ直立しており、スクリーン面は矩形形状とされている。
プロジェクター１００に入力される画像データは、動画像（映像）のデータであっても静止画像のデータであってもよく、プロジェクター１００は映像をスクリーンＳＣに投射することも、静止画像をスクリーンＳＣに投射し続けることも可能である。以下の実施形態では、外部の画像供給装置からケーブル２００を介して入力されたアナログ画像信号に基づいて画像を投射する場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
プロジェクター１００は、大きく分けて光学的な画像の形成を行う投射部１０１（投射手段）と、プロジェクター１００全体の動作を制御し、画像信号を電気的に処理する画像処理系とからなる。投射部１０１は、光源１４０、光変調装置１３０、投射光学系１５０から構成される。光源１４０としては、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、レーザー光源等を使用できる。なお、光源１４０に、光源１４０が発した光を光変調装置１３０に導くリフレクター及び補助リフレクターや、光源１４０が発した光を光変調装置１３０に至る経路上で減光させる調光素子（図示略）等を備えてもよい。
【００１８】
光変調装置１３０は、後述する画像処理系からの信号を受けて、光源１４０が発した光を変調して画像光とする。光変調装置１３０の具体的な構成としては、例えば、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型の液晶ライトバルブを用いた方式が挙げられる。この場合、光変調装置１３０には、光源１４０が発した光がダイクロイックミラー等によりＲ、Ｇ、Ｂの各色光に分離されて入射し、光変調装置１３０が備える各色の液晶パネルによって各色光が変調され、その後、クロスダイクロイックプリズムにより各色光が合成されて、投射光学系１５０に導かれる。本実施形態では、光変調装置１３０が透過型液晶パネルを備えた構成とする。光変調装置１３０は、後述する光変調装置駆動部１３４によって駆動され、マトリクス状に配置された各画素における光の透過率を変化させることにより、画像を形成する。
【００１９】
投射光学系１５０は、投射する画像の拡大・縮小及び焦点の調整を行うズームレンズ１５１、ズームの度合いを調整するズーム調整用モーター１５２、フォーカスの調整を行うフォーカス調整用モーター１５３を備える。投射光学系１５０には、光変調装置１３０で変調された光が入射され、この光がズームレンズ１５１を経てスクリーンＳＣ上に投射され、投射画像を結像する。ズームレンズ１５１は、複数のレンズを含むレンズ群により構成される。ズームレンズ１５１を、ズーム調整用モーター１５２とフォーカス調整用モーター１５３とによって駆動し、各レンズの位置調整等を行うことで、スクリーンＳＣ上の投射画像の拡大・縮小を行うズーム調整や、スクリーンＳＣ上に投射画像を適正に結像させるフォーカス調整が行われる。
【００２０】
画像処理系は、プロジェクター１００全体を統合的に制御するＣＰＵ１２０と画像用プロセッサー１３１とを中心に構成され、Ａ／Ｄ変換部１１０、光変調装置駆動部１３４、光源駆動部１４１、レンズ駆動部１５４、ＲＡＭ１６０、画像記憶部１７１及び補正パターン記憶部１７２を含むＲＯＭ１７０、ＣＣＤカメラ１８１を備えた撮像部１８０（撮像手段）、撮影画像メモリー１８２、動き検出部１８５、リモコン制御部１９０、リモコン１９１、操作部１９５等を備える。これらの画像処理系を構成する各要素は、バス１０２を介して互いに接続されている。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換部１１０は、上述した外部の画像供給装置からケーブル２００を介して入力されたアナログ入力信号をＡ／Ｄ変換するデバイスであり、変換後のデジタル信号を画像用プロセッサー１３１に出力する。
【００２２】
ＣＰＵ１２０は、画像用プロセッサー１３１と共に、プロジェクター１００における画像処理を行う。ＣＰＵ１２０は、プロジェクター１００の投射に係る制御を行う投射制御部１２１のほか、補正制御部１２２、ズーム比算出部１２３と、焦点距離算出部１２４と、三次元測量部１２５と、投射角算出部１２６とを備えている。これらの各部は、ＣＰＵ１２０がＲＯＭ１７０に予め記憶したプログラムを実行することにより実現される。ＣＰＵ１２０の投射制御部１２１は、制御手段として機能する。
【００２３】
画像用プロセッサー１３１は、台形歪み補正部１３２と、重畳処理部１３３とを備えている。画像用プロセッサー１３１は、ＣＰＵ１２０の制御に従って、Ａ／Ｄ変換部１１０から入力される画像データを処理し、光変調装置１３０により投射画像を描画するための画像信号を生成して、光変調装置駆動部１３４に出力する。この画像用プロセッサー１３１は、台形歪み補正用や画像処理用のＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサー）として販売されている汎用のプロセッサーを用いて構成することも、専用のＡＳＩＣとして構成することも可能である。また、プロジェクター１００が画像記憶部１７１に記憶した画像データを投射する場合、画像用プロセッサー１３１はこの画像データに対し上記の処理を行う。
【００２４】
光変調装置駆動部１３４は、画像用プロセッサー１３１から入力される画像信号に基づいて、光変調装置１３０を駆動する。これにより、Ａ／Ｄ変換部１１０に入力された画像信号に対応した画像が、光変調装置１３０の画像形成領域に形成され、この画像が投射光学系１５０を介して、スクリーンＳＣ上に投射画像として形成される。
【００２５】
光源駆動部１４１は、ＣＰＵ１２０から入力される指示信号に応じて、光源１４０に電圧を印加し、光源１４０を点灯及び消灯させる。
レンズ駆動部１５４は、ＣＰＵ１２０の制御に従ってズーム調整用モーター１５２及びフォーカス調整用モーター１５３を駆動して、ズーム調整及びフォーカス調整を行う。
【００２６】
ＲＡＭ１６０は、ＣＰＵ１２０や画像用プロセッサー１３１が実行するプログラムやデータを一時的に格納するワークエリアを形成する。なお、画像用プロセッサー１３１は、自身が行う画像の表示状態の調整処理など、各処理の実行の際に必要となるワークエリアを、内蔵ＲＡＭとして備えていてもよい。
ＲＯＭ１７０は、上述した各処理部を実現するためにＣＰＵ１２０が実行するプログラムや、当該プログラムに係るデータ等を記憶する。また、ＲＯＭ１７０は、投射部１０１により投射する画像を記憶する画像記憶部１７１、及び、上記の歪み補正処理に用いる補正パターンを記憶した補正パターン記憶部１７２を備えている。
【００２７】
撮像部１８０は、周知のイメージセンサーであるＣＣＤを用いたＣＣＤカメラ１８１と、ＣＣＤカメラ１８１の前方に配置されたカメラレンズ１８３とを備えている。撮像部１８０は、プロジェクター１００の前面、即ち、投射光学系１５０がスクリーンＳＣに向けて画像を投射する方向をＣＣＤカメラ１８１により撮像可能な位置に設けられている。つまり、撮像部１８０は、投射光学系１５０の投射方向と同じ方向を撮影するよう設けられている。詳細には、カメラレンズ１８３の光軸は、ズームレンズ１５１の光軸と平行であってもよいが、カメラレンズ１８３の光軸がズームレンズ１５１の光軸側にわずかに傾いた構成となっていてもよい。
【００２８】
撮像部１８０は、推奨された投射距離においてスクリーンＳＣ上に投射された投射画像の全体が少なくとも撮像範囲内に入るように、ＣＣＤカメラ１８１及びカメラレンズ１８３の撮影方向及び画角が設定されている。ＣＣＤカメラ１８１は、ＣＣＤの他、ＣＣＤから画像信号を読み出す制御回路などを備えていてもよい。また、カメラレンズ１８３は、ＣＣＤ上に画像を形成する単焦点レンズの他に、ＣＣＤに入射する光量を調整するオートアイリスなどの機構を備えていてもよい。ＣＣＤカメラ１８１が撮影した撮影画像のデータは、撮像部１８０から撮影画像メモリー１８２に出力され、撮影画像メモリー１８２の所定の領域に繰り返し書き込まれる。撮影画像メモリー１８２は、１画面分の画像データの書き込みが完了すると、所定の領域のフラグを順次反転するので、ＣＰＵ１２０は、このフラグを参照することにより、撮像部１８０を用いた撮像が完了したか否かを知ることができる。ＣＰＵ１２０は、このフラグを参照しつつ、撮影画像メモリー１８２にアクセスして、必要な撮影画像データを取得する。
【００２９】
動き検出部１８５は、ジャイロセンサーや加速度センサーを備え、プロジェクター１００の本体の動きを検出して、検出値をＣＰＵ１２０に出力する。動き検出部１８５の検出値には予め閾値が設定され、ＣＰＵ１２０は、閾値を超える動きが動き検出部１８５によって検出された場合に、プロジェクター１００が動いたと判定する。また、ＣＰＵ１２０は、動き検出部１８５によって検出される動きが閾値以下となり、この状態が予め設定された待機時間を超えて継続した場合に、プロジェクター１００が静止したと判定する。
なお、動き検出部１８５に閾値が設定され、動き検出部１８５の検出値が閾値を超えた場合、及び、動き検出部１８５の検出値が閾値以下となって待機時間が経過した場合に、動き検出部１８５がＣＰＵ１２０に検出信号を出力する構成としてもよく、この場合、ＣＰＵ１２０の負荷を軽減できる。
【００３０】
リモコン制御部１９０は、プロジェクター１００の外部のリモコン１９１から送信される無線信号を受信する。リモコン１９１は、ユーザーによって操作される操作子（図示略）を備え、操作子に対する操作に応じた操作信号を赤外線信号または所定周波数の電波を用いた無線信号として送信する。リモコン制御部１９０は、赤外線信号を受信する受光部（図示略）や無線信号を受信する受信回路（図示略）を備え、リモコン１９１から送信された信号を受信し、解析して、ユーザーによる操作の内容を示す信号を生成してＣＰＵ１２０に出力する。
操作部１９５は、例えばプロジェクター１００の本体に配置された操作パネルの操作子（図示略）により構成される。操作部１９５は、上記操作子に対する操作を検出すると、操作子に対応する操作信号をＣＰＵ１２０に出力する。この操作子としては、電源ＯＮ／ＯＦＦを指示するスイッチや、歪み補正処理開始を指示するスイッチ等がある。
【００３１】
ここで、ＣＰＵ１２０及び画像用プロセッサー１３１の機能について説明する。
投射制御部１２１は、Ａ／Ｄ変換部１１０が出力する画像データに基づいて、投射部１０１により画像を投射する動作を制御する。具体的には、投射制御部１２１は、プロジェクター１００の電源オン／オフに伴い光源駆動部１４１によって光源１４０を点灯／消灯させる制御、Ａ／Ｄ変換部１１０が出力する画像データを画像用プロセッサー１３１により処理させる制御等を行う。
また、投射制御部１２１は、補正制御部１２２が台形歪み補正部１３２を制御して、台形歪みを補正する歪み補正処理を開始及び終了させる機能を有する。ここで、補正制御部１２２は、台形歪み補正部１３２と協働して、補正手段として機能する。
【００３２】
歪み補正処理を開始する開始条件として、例えば、動き検出部１８５の検出値に基づきプロジェクター１００の動きを検出すること、或いは、操作部１９５またはリモコン１９１の操作により歪み補正処理が指示されることが予め設定されている。投射制御部１２１は、設定されたいずれかの条件に該当する場合、歪み補正処理の開始条件が成立したと判定して、画像用プロセッサー１３１の重畳処理部１３３を制御し、補正パターン記憶部１７２に記憶された補正パターン（調整用画像）を、投射中の画像に重畳して投射させる。これにより、スクリーンＳＣには、歪み補正処理の開始前から投射されていた画像と、補正パターンとが重ねて表示される。
【００３３】
投射制御部１２１は、補正制御部１２２によって歪み補正処理を実行させる。補正制御部１２２は、歪み補正処理を開始すると、画像記憶部１７１に記憶された補正パターンがスクリーンＳＣに投射された状態で、スクリーンＳＣを撮像部１８０により撮像させ、撮影画像データを撮影画像メモリー１８２から取得する。補正制御部１２２は、取得した撮影画像データから、補正用パターンの画像を検出する処理を行う。そして、検出された補正用パターンの画像に基づき、ズーム比算出部１２３、焦点距離算出部１２４、三次元測量部１２５、及び投射角算出部１２６の各処理部の働きによって、スクリーンＳＣの平面に対する、プロジェクター１００から投射した投射光の光軸の傾きである投射角、及び、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの相対距離（以下、投射距離という）を算出する。そして、算出した投射距離に対応してレンズ駆動部１５４を制御し、フォーカス調整を行わせる。
【００３４】
また、補正制御部１２２は、ズーム比算出部１２３、焦点距離算出部１２４、三次元測量部１２５、及び投射角算出部１２６の各処理部の働きにより算出された投射角及び投射距離に基づいて、歪み補正処理を行うためのパラメーターを算出する。このパラメーターは、光変調装置１３０により描画される画像を、スクリーンＳＣ上の投射画像の歪みを補償するように変形させるためのパラメーターであって、例えば、変形の方向、変形量等を定義するデータを含む。補正制御部１２２は、算出したパラメーターを台形歪み補正部１３２に出力し、台形歪み補正部１３２によって歪み補正処理を実行させる。
ズーム比算出部１２３、焦点距離算出部１２４、三次元測量部１２５、及び投射角算出部１２６の各処理部は、補正制御部１２２の制御に従い、投射距離や投射角を算出するために必要な処理を行う。
【００３５】
画像用プロセッサー１３１は、Ａ／Ｄ変換部１１０から入力された画像データを処理する機能部である。画像用プロセッサー１３１は、投射対象の画像データに対して、輝度、コントラスト、色の濃さ、色合い等の画像の表示状態を調整する処理を行って、処理後の画像データを光変調装置駆動部１３４に出力する。
画像用プロセッサー１３１が備える台形歪み補正部１３２は、補正制御部１２２から入力されるパラメーターに従って、Ａ／Ｄ変換部１１０が出力した画像データの画像を変形させる処理を行う。
重畳処理部１３３は、補正パターン記憶部１７２に記憶された補正パターンを投射画像に重畳させる機能を有する。ここで、重畳処理部１３３は、台形歪み補正部１３２の後段に接続されており、重畳処理部１３３には台形歪み補正部１３２の処理後の画像データが入力される。このため、台形歪み補正部１３２が歪み補正処理を行っている場合も、歪み補正処理を行っていない場合も、重畳処理部１３３は、台形歪み補正部１３２を経た画像データに補正パターンを重畳する。また、この構成により、重畳処理部１３３が補正パターンを重畳した画像に対して、歪み補正処理が施されることはない。つまり、プロジェクター１００が投射する補正パターンは、常に、歪み補正処理が施されていない状態である。このように重畳処理部１３３が補正パターンを重畳させた画像が、投射光学系１５０によってスクリーンＳＣに投射され、この投射画像に基づいて上記の歪み補正処理が行われる。
【００３６】
ここで、プロジェクター１００が撮像部１８０の撮影画像データに基づき補正パターンを検出する動作について、詳細に説明する。
図２は、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの相対位置と、撮影画像との関係を示す説明図であり、（Ａ）及び（Ｂ）はプロジェクターとスクリーンとの相対位置を示し、（Ｃ）は撮影画像におけるエピポーラ線を示す。なお、図２（Ａ）にはスクリーンＳＣの裏面が現れている。
図２（Ａ）はプロジェクター１００及びスクリーンＳＣの斜視図である。この図２（Ａ）に示す例では、プロジェクター１００がスクリーンＳＣのほぼ正面に、スクリーンＳＣに正対して設置される。ズームレンズ１５１の光軸１５ａとＣＣＤカメラ１８１の光軸１８ａとはほぼ平行であり、光軸１５ａとスクリーンＳＣとの交点を注目点ＣＰとし、光軸１８ａとスクリーンＳＣとの交点を撮影中心点ＣＦとする。ズームレンズ１５１及びカメラレンズ１８３はプロジェクター１００の本体に固定されている場合、ズームレンズ１５１とカメラレンズ１８３との相対的な位置関係は固定されている。
【００３７】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の状態を示す平面図である。スクリーンＳＣには、ズームレンズ１５１から、注目点ＣＰを中心とする投射範囲Ｐに画像が投射される。また、撮像部１８０は、撮影中心点ＣＦを中心とする撮像範囲Ｆを撮影する。
【００３８】
この図２（Ｂ）に示す状態で、撮像部１８０が撮影する撮影画像２０１には、図２（Ｃ）に示すように、注目点ＣＰを含む範囲が写る。撮影画像２０１上で、光軸１５ａは、注目点ＣＰに繋がる直線に相当し、この直線がズームレンズ１５１の光軸のエピポーラ線２０１ａである。以下の説明では単にエピポーラ線２０１ａと呼ぶ。但し、実際の撮影画像に注目点ＣＰ及びエピポーラ線２０１ａが画像として写ることはなく、図２（Ｃ）にはエピポーラ線２０１ａ及び注目点ＣＰの位置関係を例示する。この例のエピポーラ線２０１ａは、図２（Ｂ）に符号Ｌで示す範囲の光軸１５ａに相当する。
【００３９】
エピポーラ線２０１ａは、ズームレンズ１５１の光軸１５ａの位置に対応するので、投射光学系１５０のズーム比によって大きく移動することはない。つまち、ズームレンズ１５１のズーム比が変更され、画像が拡大／縮小される場合には、スクリーンＳＣ上では光軸１５ａ（注目点ＣＰ）を中心として画像が拡大または縮小される。このため、スクリーンＳＣ上における画像の拡大／縮小の中心である注目点ＣＰ及び光軸１５ａの位置は、ズーム比を変更しても変化しない。また、撮影画像２０１における注目点ＣＰ及びエピポーラ線２０１ａの位置は、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの間の距離によって変化することがある。これは、光軸１５ａと光軸１８ａとが完全に一致していないためである。しかしながら、撮影画像２０１における注目点ＣＰ及びエピポーラ線２０１ａの位置の変化量（移動量）は小さく、例えば注目点ＣＰ及びエピポーラ線２０１ａが撮影画像２０１の画角から外れてしまうといったことは殆ど起きない。
【００４０】
図３は、プロジェクター１００が投射する補正パターンを示す説明図であり、（Ａ）は投射される画像の例を示し、（Ｂ）は補正パターンの例を示し、（Ｃ）は光変調装置が画像と補正パターンを描画した例を示し、（Ｄ）は撮影画像の例を示す。
本実施形態では、図３（Ａ）に示すように矩形の画像１７５を投射する例について説明する。また、本実施形態では補正パターンの例として、図３（Ｂ）に示す補正パターン１７７を挙げる。補正パターン１７７は、正方形の黒色のマーカー１７７ａ（第１のパターン）が四隅近傍に配置され、全体として矩形を有する。各々のマーカー１７７ａは、黒色の正方形の中に、白色の点を含んだ図形である。また、補正パターン１７７には、直線状の黒領域１７７ｂ（第２のパターン）が配置され、この黒領域１７７ｂに重なるように、２つの位置マーカー１７７ｃ（第２のパターン）が配置されている。位置マーカー１７７ｃは所定の形状を有する図形であり、図３の例では矩形である。また、位置マーカー１７７ｃの色は、黒領域１７７ｂの上で明瞭に区別できるように白色となっている。
【００４１】
重畳処理部１３３が補正パターン１７７を画像１７５に重畳すると、光変調装置１３０の画像形成可能領域１３６には、図３（Ｃ）に示す画像が描画される。この図３（Ｃ）の例は台形歪みを補正する処理が行われる前の状態を示しており、光変調装置１３０の画像形成可能領域１３６を広く使って画像が描画される。このため、画像形成可能領域１３６の全体に画像１７５が形成（描画）され、この画像１７５に重畳して補正パターン１７７が描画されている。補正パターン１７７はマーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃを除いて透明であるため、画像１７５の上にマーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃが重ねて描画されている。
【００４２】
このように画像１７５に補正パターン１７７を重畳した画像をスクリーンＳＣに投射し、撮像部１８０により撮影すると、撮影画像は図３（Ｄ）に示すようになる。この図３（Ｄ）の撮影画像２０１には、画像１７５及び補正パターン１７７が写っている。
そして、黒領域１７７ｂは、エピポーラ線２０１ａに重なる位置、或いはエピポーラ線２０１ａの近傍に写るように配置されている。撮影画像２０１中のエピポーラ線２０１ａの位置は、ズームレンズ１５１とカメラレンズ１８３の位置関係から、ほぼ特定可能である。また、補正パターン１７７の解像度と、画像形成可能領域１３６の解像度とに基づいて、画像形成可能領域１３６における補正パターン１７７の描画位置も特定できる。このように、補正パターン１７７において、黒領域１７７ｂがエピポーラ線２０１ａに重なる位置、或いはエピポーラ線２０１ａの近傍に投射されるように配置され、この黒領域１７７ｂ上に位置マーカー１７７ｃが配置されている。これにより、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃは、常に、撮影画像２０１においてほぼ同じ位置に写っている。従って、補正制御部１２２は、撮影画像メモリー１８２から取得した撮影画像データから、エピポーラ線を含む狭い領域を探索すれば、黒領域や位置マーカーを検出できる。
【００４３】
さらに、上述のように、重畳処理部１３３は、台形歪み補正部１３２の後段に接続されているため、常に、台形歪み補正部１３２を経ていない補正パターンを画像に重畳する。言い換えれば、補正パターンに歪み補正処理が施されることはない。
画像形成可能領域１３６は光変調装置１３０が画像を描画可能な最大領域である。歪み補正処理を行うと、この画像形成可能領域１３６に描画される画像の形状が変形され、例えば、台形歪みを補償するように、例えば逆向きの台形に変形された画像が画像形成可能領域１３６に描画される。この場合、画像形成可能領域１３６いっぱいに矩形の画像を描画した場合に比べて画像のサイズは縮小される。これに対し、補正パターン１７７は歪み補正処理を経ないで画像形成可能領域１３６に描画されるので、画像形成可能領域１３６にマーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃが描画される位置は一定である。従って、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃがエピポーラ線２０１ａから大きく逸脱することは無く、撮影画像２０１から速やかに黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃを検出できる。
【００４４】
図４は、プロジェクター１００のズーム比と撮影画像との関係を示す説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は投射距離とズーム比を種々に変えた場合の撮影画像の例を示す。
図４（Ａ）には投射距離１ｍ、ズーム比をテレ側に設定した例を示し、図４（Ｂ）には投射距離３ｍ、ズーム比をテレ側に設定した例を示し、図４（Ｃ）には投射距離１ｍ、ズーム比をワイド側に設定した例を示し、図４（Ｄ）には投射距離３ｍ、ズーム比をワイド側に設定した例を示す。
図４（Ａ）と図４（Ｂ）とを比較して分かるように、撮影画像２０１上のマーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃの位置は、投射距離の違いによって異なる。図４（Ｃ）と図４（Ｄ）とを比較しても同様である。しかしながら、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃは、エピポーラ線２０１ａ上に沿って移動しており、投射距離が変化してもエピポーラ線２０１ａから大きく逸脱しないことが明らかである。
また、この比較から明らかなように、ズーム比が一定であれば、投射距離が変化した場合であってもスクリーンＳＣ上の補正パターン１７７全体のサイズが変化しないので、マーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃの相互の相対的な位置関係は一定である。従って、位置マーカー１７７ｃを検出できれば、この位置マーカー１７７ｃの位置に基づき、４つのマーカー１７７ａの位置を高精度で推定できる。
【００４５】
また、図４（Ａ）と図４（Ｃ）とを比較して分かるように、ズーム比を変更すると、スクリーンＳＣ上の補正パターン１７７の全体としての大きさが変化する。このため、撮影画像２０１上のマーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃの位置は、ズーム比により変化する。図４（Ｂ）と図４（Ｄ）とを比較しても同様である。しかしながら、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃは、エピポーラ線２０１ａ上にあるため、ズーム比が変化してもエピポーラ線２０１ａから大きく逸脱しないことが明らかである。
また、これらの比較から明らかなように、ズーム比が変化した場合、スクリーンＳＣ上の補正パターン１７７全体のサイズが変化するため、マーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃの相互の相対的な位置関係が変化する。例えば、２つの位置マーカー１７７ｃの間隔は、ズーム比に応じて増減する。従って、ズーム比と２つの位置マーカー１７７ｃの間隔との関係が既知であれば、２つの位置マーカー１７７ｃを検出することで、位置マーカー１７７ｃどうしの間隔からズーム比を求めることができる。すなわち、ズーム比と、２つの位置マーカー１７７ｃの間隔との対応を予め測定して、これらの関係を示す係数をＲＯＭ１７０に記憶しておくことで、２つの位置マーカー１７７ｃを検出してズーム比を速やかに算出できる。さらに、ズーム比と位置マーカー１７７ｃの位置が明らかになれば、４つのマーカー１７７ａの位置を高精度で推定できる。
【００４６】
そして、補正パターン１７７は、黒色の黒領域１７７ｂの上に白色の位置マーカー１７７ｃを重ねて構成されているので、位置マーカー１７７ｃを容易に検出できる。エピポーラ線２０１ａに沿った方向の位置マーカー１７７ｃの端位置が検出できれば、位置マーカー１７７ｃどうしの間隔を求められるので、ズーム比を算出できる。従って、位置マーカー１７７ｃの輪郭の全部を検出する必要はなく、撮影画像２０１においてエピポーラ線２０１ａが延びる方向において、位置マーカー１７７ｃの端を検出できればよい。本実施形態の例では、エピポーラ線２０１ａに沿って黒領域１７７ｂが配置されているので、黒領域１７７ｂの長さ方向において、黒領域１７７ｂと位置マーカー１７７ｃの境界が検出可能であればよい。このため、本実施形態の位置マーカー１７７ｃは、輪郭線が着色されていない単なる白色の矩形であればよい。なお、位置マーカー１７７ｃの色は、黒領域１７７ｂと容易に区別可能であればよく、白色以外にも、高輝度の色であれば十分にその機能が果たされる。
【００４７】
図５は、プロジェクター１００の動作を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１２０は、プロジェクター１００の電源がオンに切り換えられると、光源駆動部１４１を制御して光源１４０を点灯させる（ステップＳ１１）。さらに、ＣＰＵ１２０は、レンズ駆動部１５４を制御して投射光学系１５０における光学的な調整を実行させるとともに、画像用プロセッサー１３１によって、画像の明るさや、指定されたカラーモードに合わせた調整等を実行させる（ステップＳ１２）。その後、投射制御部１２１は、Ａ／Ｄ変換部１１０から出力される画像を投射部１０１により投射させる（ステップＳ１３）。
【００４８】
投射開始後、投射制御部１２１は、歪み補正処理の開始条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１４）。歪み補正処理の開始条件は、例えば、リモコン１９１または操作部１９５による開始指示操作があること、及び、動き検出部１８５の検出値が閾値を超えたことのいずれかである。リモコン１９１または操作部１９５による開始指示操作があるか、或いは、動き検出部１８５の検出値が閾値を超えた場合、投射制御部１２１は歪み補正処理の開始条件が成立したと判定し（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、補正パターン記憶部１７２に記憶された補正パターン１７７を読み出して、重畳処理部１３３により画像に重畳させ、この補正パターン１７７をスクリーンＳＣに投射させる（ステップＳ１５）。
【００４９】
続いて、補正制御部１２２が、撮像部１８０によりスクリーンＳＣを撮影させ、撮影画像データを撮影画像メモリー１８２から取得する（ステップＳ１６）。
補正制御部１２２は、撮影画像データに含まれる位置マーカー１７７ｃを検出し（ステップＳ１７）、次いで、検出した位置マーカー１７７ｃの位置、及び、２つの位置マーカー１７７ｃの間隔に基づいて、ズーム比算出部１２３によってズーム比を算出する（ステップＳ１８）。さらに、補正制御部１２２は、位置マーカー１７７ｃの位置、及び、２つの位置マーカー１７７ｃの間隔に基づいて、マーカー１７７ａの位置を推定し、推定した位置で画像データを探索して、マーカー１７７ａを検出する（ステップＳ１９）。
【００５０】
その後、補正制御部１２２は、マーカー１７７ａの位置に基づき、ズーム比算出部１２３、焦点距離算出部１２４、三次元測量部１２５、及び投射角算出部１２６による演算を行い、スクリーンＳＣ上の画像に生じている台形歪みを補正するためのパラメーターを算出する（ステップＳ２０）。
補正制御部１２２は、台形歪み補正部１３２に設定されているパラメーターを、新たなパラメーターにより更新し（ステップＳ２１）、投射中の画像に対する歪み補正処理を実行させる。また、補正制御部１２２は、マーカーの位置から算出した値に基づいてレンズ駆動部１５４を制御し、フォーカス調整を実行させる（ステップＳ２２）。その後、台形歪み補正部１３２により新たなパラメーターに基づく歪み補正処理が施され、処理後の画像に重畳処理部１３３が補正パターンを重畳した画像がスクリーンＳＣに投射される（ステップＳ２３）。
【００５１】
投射制御部１２１は、歪み補正処理を完了する条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２４）。歪み補正処理を完了する条件は、例えば、リモコン１９１または操作部１９５により歪み補正処理を完了する指示操作が行われること、及び、動き検出部１８５の検出値が閾値以下となって待機時間が経過することのいずれかである。このいずれの条件も成立していない場合は（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ステップＳ１６に戻る。これに対し、リモコン１９１または操作部１９５により歪み補正処理を完了する指示操作が行われるか、或いは、動き検出部１８５の検出値が閾値以下となって待機時間が経過した場合、投射制御部１２１は、歪み補正処理を完了する条件が成立したと判定し（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、重畳処理部１３３が補正パターンを重畳する処理を終了させる（ステップＳ２５）。その後、投射制御部１２１は、プロジェクター１００が投射を終了するか否かを判定し（ステップＳ２６）、投射を終了しない場合は（ステップＳ２６；Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻る。また、リモコン１９１または操作部１９５の操作に従って投射を終了する場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、投射制御部１２１は、投射部１０１による画像の投射に係る動作を停止させ、光源１４０を消灯させる（ステップＳ２７）。
【００５２】
また、歪み補正処理の開始条件が成立していない場合には（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ２３に移行して投射が終了したか否かを判定する。なお、ステップＳ２６で投射を終了しない場合、ステップＳ１４に戻って開始条件が成立したか否かを繰り返し判定するが、ステップＳ１４の判定の周期は予め設定されている。つまり、開始条件が成立せず、かつ投射を終了しない間は設定された周期で判定が繰り返し実行される。
【００５３】
このように、プロジェクター１００は、投射制御部１２１の制御により、歪み補正処理の開始条件が成立したと判定した場合に、プロジェクター１００が静止する前に歪み補正処理を実行し、その後、歪み補正処理を完了する条件が整うまでの間、予め設定された周期で繰り返し、歪み補正処理を実行する。これにより、スクリーンＳＣには、周期的に歪み補正処理が行われて補正後の画像が投射されるので、プロジェクター１００を使用するユーザーは、プロジェクター１００が静止したり、歪み補正処理を完了する操作を行ったりする前であっても、補正の様子を見ることができる。また、プロジェクター１００の移動が止まってから、上記待機時間が経過する前に、プロジェクター１００が静止した状態で歪み補正処理が実行されるので、プロジェクター１００が静止した位置に合わせて補正された画像がスクリーンＳＣに投射される。これにより、実質的に、待機時間が経過する前に補正済みの画像を投射でき、歪みのない画像を速やかに投射できる。この場合、プロジェクター１００が歪み補正処理を繰り返し実行する周期が、上記待機時間より短い時間であることが好ましい。
【００５４】
このように複数回の歪み補正を続けて実行する場合に、補正パターン１７７についても歪み補正処理を適用してしまうと、マーカー１７７ａの位置について複数回の歪み補正の影響を除く演算を行う必要が生じ、パラメーターを算出する処理の負荷が増大する。そこで本実施形態のように、補正パターン１７７について歪み補正処理を行わないようにすれば、マーカー１７７ａの位置は、常に、スクリーンＳＣとプロジェクター１００との設置角や距離を反映した分だけずれた位置となる。従って、歪み補正処理を繰り返し行っても、マーカー１７７ａの位置に基づいて、速やかにスクリーンＳＣとプロジェクター１００との設置角や距離を正確に求めることができ、正確なパラメーターを算出できる。このパラメーターを算出する処理の負荷は、歪み補正処理を繰り返し行っても増大しない。
【００５５】
そして、補正パターン１７７は、基準画像としての位置マーカー１７７ｃが、撮像部１８０の撮影画像２０１中でエピポーラ線２０１ａに重なる位置またはエピポーラ線２０１ａの近傍に位置するよう配置されているので、撮影画像２０１から位置マーカー１７７ｃを速やかに検出できる。位置マーカー１７７ｃを検出すると、２つの位置マーカー１７７ｃの間隔に基づいてズーム比を算出できる。さらに、位置マーカー１７７ｃの位置からマーカー１７７ａの位置を推定できるので、マーカー１７７ａを速やかに、負荷の軽い処理で検出できる。これにより、スクリーンＳＣに投射されたマーカー１７７ａを速やかに検出して、歪み補正処理を行える。
ここで、重畳処理部１３３が、台形歪み補正部１３２の後段に接続されているため、補正パターン１７７が台形歪み補正の影響を受けず、常に画像形成可能領域１３６において同じ位置に描画される。従って、位置マーカー１７７ｃの位置がエピポーラ線２０１ａから大きく逸脱することはなく、安定して、速やかに撮影画像２０１から位置マーカー１７７ｃを検出できる。
【００５６】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態に係るプロジェクター１００によれば、スクリーンＳＣに画像を投射する投射部１０１と、投射部１０１によって、第１のパターンとしてのマーカー１７７ａ、第２のパターンとしての黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃを含む補正パターン１７７を投射させる投射制御部１２１と、投射部１０１により投射された補正パターン１７７に含まれるマーカー１７７ａ、黒領域１７７ｂ及び位置マーカー１７７ｃの少なくとも一部を検出して、投射画像の歪みを補正する補正制御部１２２と、を備え、補正制御部１２２は、スクリーンＳＣに投射された位置マーカー１７７ｃを検出して、検出した位置マーカー１７７ｃの位置に基づいてマーカー１７７ａの位置を検出する。これにより、撮影画像２０１から位置マーカー１７７ｃを検出して、この位置マーカー１７７ｃの位置からマーカー１７７ａの位置を推測して速やかに検出できる。従って、マーカー１７７ａの検出に要する時間を短縮できる。
例えば、第２のパターンとしての位置マーカー１７７ｃを検出しやすいように配置すれば、マーカー１７７ａが検出しやすいものでなくても、速やかにマーカー１７７ａを検出して補正を行うことができる。この場合、マーカー１７７ａは、検出しやすい形状や位置であることが要求されないため、画像の補正に適した位置及び形状とすることができ、補正の精度をより高めることが可能となる。
【００５７】
また、投射部１０１はズームレンズ１５１を備え、位置マーカー１７７ｃは、ズームレンズ１５１の光軸とスクリーンＳＣとの交点の近傍に投射されるよう配置される。
この場合、位置マーカー１７７ｃの位置は、プロジェクター１００のズーム比の影響を受けにくく、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの位置関係によらず推測可能である。このため、プロジェクター１００は、撮影画像２０１から位置マーカー１７７ｃを速やかに検出できる。
【００５８】
また、位置マーカー１７７ｃは、白、または、補正パターン１７７の背景としてスクリーンＳＣに投射される画像或いはマーカー１７７ａに比べて高輝度の色からなる平行な複数の線を含むので、プロジェクター１００が、撮影画像２０１からより速やかに位置マーカー１７７ｃを検出できる。
また、位置マーカー１７７ｃが黒領域１７７ｂとともに投射され、位置マーカー１７７ｃが黒領域１７７ｂより高輝度の色で構成されているので、より容易に位置マーカー１７７ｃを検出できる。
さらに、位置マーカー１７７ｃを、撮影画像２０１においてズームレンズ１５１の光軸のエピポーラ線２０１ａ上に写るように配置された直線である黒領域１７７ｂに重ねることで、より容易に検出可能である。
【００５９】
ここで、位置マーカー１７７ｃ及び黒領域１７７ｂを、撮影画像２０１においてエピポーラ線２０１ａの近傍に写るように配置してもよく、この場合も位置マーカー１７７ｃをより容易に検出可能である。
また、言い換えれば、位置マーカー１７７ｃ及び黒領域１７７ｂを、撮影画像２０１においてズームレンズ１５１の光軸の近傍に写るように配置してもよく、この場合も位置マーカー１７７ｃをより容易に検出可能である。
【００６０】
なお、上記実施形態で説明した補正パターン１７７はあくまで一例を示すものであって、上述した例とは異なる形状の第１のパターン及び第２のパターンを含む補正パターンを用いることも勿論可能である。
図６は、補正パターンの別の例を示す図であり、（Ａ）は補正パターン１７８の例を示し、（Ｂ）は光変調装置１３０が画像と補正パターン１７８を描画した例を示し、（Ｃ）は撮影画像２０１の例を示す。
この図６（Ａ）に示す補正パターン１７８は、一つのマーカー１７８ａ（第１のパターン）を含んでいる。マーカー１７８ａは、黒色または低輝度色であって、所定の面積を有する図形であり、図６（Ａ）の例では矩形である。マーカー１７８ａは、内部に、白色または高輝度の図形（この例では円）を複数含んでいる。これらの白色または高輝度の図形は第２のパターンに相当する。
補正パターン１７８は、マーカー１７８ａを除いて透明であるため、補正パターン１７８を画像１７５に重ねて画像形成可能領域１３６に描画すると、図６（Ｂ）に示すように、マーカー１７８ａが画像１７５に重ねて描画される。ここで、補正パターン１７８は、補正パターン１７７と同様に歪み補正処理の影響を受けないので、マーカー１７８ａが描画される位置は一定である。
【００６１】
補正パターン１７８に含まれるマーカー１７８ａは、図６（Ｃ）に示すように、撮影画像２０１においてエピポーラ線２０１ａに重なる位置に配置されている。従って、上記の位置マーカー１７７ｃと同様に、プロジェクター１００のズーム比によって移動することはなく、プロジェクター１００からスクリーンＳＣへの投射距離が変わってもマーカー１７８ａの位置は変動しにくい。
このため、補正制御部１２２は、撮影画像２０１においてエピポーラ線２０１ａの近傍を探索することで、マーカー１７８ａに含まれる高輝度色の図形を、容易に検出できる。ここで、マーカー１７８ａが含む複数の図形は、その相互の相対位置が既知である。従って、例えばマーカー１７８ａが含む複数の円を検出することで、ズーム比を算出できる。また、マーカー１７８ａに含まれる複数の円が、三次元測量部１２５が三次元測量を行うために必要な特徴点の数か、それより多い数であれば、マーカー１７８ａを検出することで三次元測量を行い、歪み補正処理に必要なパラメーターを算出できる。
この図６（Ａ）〜（Ｃ）に例示した補正パターン１７８の他、補正パターンとしては様々な図形を含むものを用いることができる。
この変形例におけるマーカー１７８ａに含まれる円の位置は、上記の位置マーカー１７７ｃと同様に、エピポーラ線２０１ａに重なる位置またはエピポーラ線２０１ａの近傍、或いは、ズームレンズ１５１の光軸の近傍であればよく、この場合、プロジェクター１００が容易にマーカー１７８ａに含まれる円を検出できる。
【００６２】
なお、上述した実施形態は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態とは異なる態様として本発明を適用することも可能である。例えば、上記実施形態では、ケーブル２００を介してＡ／Ｄ変換部１１０に入力された画像を投射する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像記憶部１７１に記憶している画像または映像を投射する場合にも勿論適用可能である。また、上記実施形態においてプロジェクター１００の各部の動作を規定する時間や閾値等に関する設定値は、ＲＯＭ１７０に予め記憶されているが、これらの設定値を、プロジェクター１００外部の記憶媒体や装置に記憶しておき、必要に応じてプロジェクター１００により設定値が取得される構成としてもよく、リモコン１９１や操作部１９５の操作によってその都度設定値が入力される構成としてもよい。さらに、プロジェクター１００が使用する補正パターン１７７、１７８等についても、プロジェクター１００外部の装置や外部の記憶媒体に記憶しておいてもよい。
また、上記実施形態では、プロジェクター１００の本体に投射部１０１と撮像部１８０とが固定された構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ズームレンズ１５１の主点とカメラレンズ１８３の主点との相互の位置関係が既知であって、かつ図５の一連の処理において変動しない構成であれば、投射部１０１と撮像部１８０とを別体として構成することも可能である。
また、上記実施形態では、スクリーンＳＣ上の画像に生じる台形歪みを補正する処理について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、いわゆる樽型歪みや糸巻き歪みと呼ばれる歪みを補正する処理にも本発明を適用可能である。
【００６３】
また、上記実施形態では、撮像部１８０はＣＣＤイメージセンサーを備えたＣＣＤカメラ１８１を有する構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像部１８０のイメージセンサーとしてＣＭＯＳセンサーを用いても良い。また、上記実施形態では、光変調装置として、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型の液晶パネルを用いた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式、ＲＧＢ各色の色光を変調する３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせた方式等により構成してもよい。ここで、表示部として１枚のみの液晶パネルまたはＤＭＤを用いる場合には、クロスダイクロイックプリズム等の合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネル及びＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な構成であれば問題なく採用できる。
また、図１に示した各機能部は、プロジェクター１００の機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１００…プロジェクター、１０１…投射部（投射手段）、１２０…ＣＰＵ、１２１…投射制御部（制御手段）、１２２…補正制御部（補正手段）、１３０…光変調装置、１３１…画像用プロセッサー、１３２…台形歪み補正部、１３３…重畳処理部、１３４…光変調装置駆動部、１５０…投射光学系、１５１…ズームレンズ（投射レンズ）、１７０…ＲＯＭ、１７２…補正パターン記憶部、１７７…補正パターン（調整用画像）、１７７ａ…マーカー（第１のパターン）、１７７ｂ…黒領域（第２のパターン）、１７７ｃ…位置マーカー（第２のパターン）、１８０…撮像部（撮像手段）、１８３…カメラレンズ、１８５…動き検出部、１９１…リモコン、１９５…操作部、ＳＣ…スクリーン（投射面）。
【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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