(57)【要約】【課題】  透過型表示デバイス若しくは反射型表示デバイスを用いた投射型表示装置に於いて、縦横台形歪み補正や焦点調整機構を簡素化する。【解決手段】  投射レンズ３１は、四隅に反射部材が配設されたスクリーンに画像を投射する。縦横台形歪み補正や焦点調整時、投射レンズ３１からスクリーンに所定の方向に走査する測定用画像を投射させる。光センサ１６は、スクリーンにより反射された測定用画像光を受光する。制御部１１は、光センサ１６の出力信号および前記測定用画像をもとに前記スクリーンの四隅に配設された反射部材の位置を算出し、当該算出した位置に基づきフォーカス環２０を制御し台形歪みの調整を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四隅に反射部材が配設されたスクリーンに画像を投射する投射手段と、
前記投射手段から前記スクリーンに所定の方向に走査する測定用画像を投射させる画像出力手段と、
前記画像出力手段によって前記スクリーンに投射され、前記スクリーンにより反射された測定用画像光を受光する受光手段と、
前記受光手段の出力信号および前記測定用画像をもとに前記反射部材の位置を算出し、当該算出した位置に基づく制御信号を出力する処理手段と、
前記処理手段が出力した制御信号をもとに前記投射手段の台形歪みの調整を行う駆動手段とを具備したことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
更に、前記駆動手段は、前記制御信号をもとに前記投射手段の焦点調整を行うことを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記投射手段は、画像を表示する表示デバイスと、前記表示デバイスに表示された画像を前記スクリーンに拡大投射する投射レンズとを具備する請求項２記載の投射型表示装置。
【請求項４】
投射手段により、四隅に反射部材が配設されたスクリーンに画像を投射し、
画像出力手段により、前記投射手段から前記スクリーンに所定の方向に走査する測定用画像を投射させ、
受光手段により、前記画像出力手段によって前記スクリーンに投射され、前記スクリーンにより反射された測定用画像光を受光し、
処理手段により、前記受光手段の出力信号および前記測定用画像をもとに前記反射部材の位置を算出し、当該算出した位置に基づく制御信号を出力し、
駆動手段により、前記処理手段が出力した制御信号をもとに前記投射手段の台形歪みの調整を行うことを特徴とする投射型表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像をスクリーンに投射して表示する投射型表示装置および投射型表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型表示デバイス若しくは反射型表示デバイスを有して、当該表示デバイスに表示した画像をスクリーンに拡大投射する投射型表示装置が存在している。
従来、スクリーン内に表示した特定のパターンを２次元イメージセンサで検出することにより投射映像表示範囲に対するスクリーンの位置を特定し、スクリーンに投射映像が合うように画像歪み補正（オートキーストーン）や自動焦点調整（オートフォーカス）を行う技術が知られている（例えば、特許文献1を参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６０７８５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記したパッシブセンサを用いた焦点距離調整機構は、２次元配列された高価なイメージセンサを用いる必要があることから、装置の煩雑化、大型化、高価格化を招くという問題があった。
【０００４】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、画像歪み補正や焦点距離調整機構の簡素化を図った投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、この発明においては、四隅に反射部材が配設されたスクリーンに画像を投射する投射手段と、前記投射手段から前記スクリーンに所定の方向に走査する測定用画像を投射させる画像出力手段と、前記画像出力手段によって前記スクリーンに投射され、前記スクリーンにより反射された測定用画像光を受光する受光手段と、前記受光手段の出力信号および前記測定用画像をもとに前記反射部材の位置を算出し、当該算出した位置に基づく制御信号を出力する処理手段と、前記処理手段が出力した制御信号をもとに前記投射手段の台形歪みの調整を行う駆動手段とを具備したことを特徴とする投射型表示装置を提供する。
【０００６】
なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明としても成立する。
また、装置または方法に係る本発明は、コンピュータに当該発明に相当する手順を実行させるための（あるいはコンピュータを当該発明に相当する手段として機能させるための、あるいはコンピュータに当該発明に相当する機能を実現させるための）プログラムとしても成立し、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体としても成立する。
【発明の効果】
【０００７】
透過型表示デバイス若しくは反射型表示デバイスを用いた投射型表示装置に於いて、縦横台形歪み補正や焦点調整機構を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
本発明の実施形態に係る投射型表示装置の構成を図１に示す。
本発明の実施形態に係る投射型表示装置１０は、制御部１１、メモリ１２、映像信号切替回路１３、映像信号出力回路１４、表示素子１５、受光モジュール１６、温度センサ１７、モータ駆動回路１８、モータ１９およびフォーカス環２０、操作部２１、投射レンズ３１等の構成要素を有している。
【０００９】
制御部１１は投射型表示装置１０の全体の制御を司るもので、ここではマイクロプロセッサを用いて実現され、メモリ１２に格納されたプログラムに従い、図６に示すような処理手順に従い縦横台形歪み補正（オートキーストーン）や自動焦点調整（オートフォーカス）の処理を実行する。
【００１０】
メモリ１２は上記制御部１１が実行するプログラムおよび表示画像データを含む各種のデータを記憶する。ここでは図６に示すような処理手順の縦横台形歪み補正（オートキーストーン）や自動焦点調整（オートフォーカス）の処理ルーチンを含むプログラムおよび表示画像データの他に、縦横台形歪み補正や自動焦点調整用画像データ１２ａが上記メモリ１２に格納される。
【００１１】
映像信号切替回路１３は制御部１１の制御の下にスクリーンに投射する画像を選択するもので、制御部１１から出力された切替制御信号（ＳＥＬ）に従い、装置内部で生成した映像信号と外部から供給される映像信号（ＥＸＶＤ）とを切り替えて出力する。
【００１２】
映像信号出力回路１４は上記映像信号切替回路１３から出力された映像信号をもとに表示ドライブ用の画像データを生成し、この生成した画像データを表示素子１５に送出する。
【００１３】
表示素子１５は投射レンズ３１とともに投射部を構成するもので、映像信号出力回路１４から受けた画像データを表示出力する透過型（例えば、液晶）または反射型（例えば、ＤＭＤ）の表示デバイスである。
【００１４】
受光モジュール１６は光センサ等から構成されている。
図２は、本発明の投射型表示装置１０の投影画像が表示されるスクリーン４０を示す図である。
図２に示すように、投影対象のスクリーン４０の四隅には高光反射率の物体である、例えば高輝度反射テープ２０１が設置されている。
図３は、縦横台形歪み補正（オートキーストーン）や自動焦点調整（オートフォーカス）の処理時に投射型表示装置１０が投射レンズ３１からスクリーン４０へ投射する動画像を示す図である。
【００１５】
投射型表示装置１０はテレビジョンの順次走査のごとく、図３の矢印に示すように順次、投影光点２０３がスクリーン４０１上を全て走査できるように予め設置しておく。
【００１６】
受光モジュール１６は、映像投影方向からの反射光を受光素子により受光し、この強度を検出する。
（調整処理の動作）
次に、以上のように設置した状態で、投射型表示装置１０による調整処理の動作について説明する。
図３に示すように投射型表示装置１０から投影光点２０３を走査投影し、投影光点２０３が投射型表示装置１０の投影できる領域全てを通過させる。
（オートキーストーン（自動台形）補正処理の動作）
受光モジュール１６は、映像投影方向からの反射光の強度を検出し、これを制御部１１へ渡す。
制御部１１は、受光モジュール１６からの反射光の強度によって、高輝度反射テープ２０１が貼られた４つの位置を検出し、この４つの位置を元に投影画面の補正を行なう。
【００１７】
（オートフォーカス補正処理の動作）
オートキーストーン補正処理が終わると、次に、オートフォーカス補正処理を行う。
制御部１１は、受光モジュール１６により高輝度反射テープ２０１へ投影光点２０３を通過させたときの反射光強度を測定する。このとき制御部１１は、図４に示す通り高輝度反射テープ２０１が貼られている前後付近のみを通過させれば、より早く調整処理を実行することができる。
【００１８】
このとき更に高輝度反射テープ２０１が貼られている前後付近のみを走査密度を、より高めて走査させる。これにより、より正確な位置を検出することができる。
受光モジュール１６により測定された反射光強度は、フォーカスが合っているときは強度のピークが高く、かつピーク強度が長く継続する。このため図５（ａ）に示す通り位置−反射強度グラフを取ると台形に近づく。一方、フォーカスが合っていないときでは、ピーク強度が弱く、かつ継続時間も短い。このため図５（ｂ）に示す通りグラフの形が崩れていく。
【００１９】
これを利用して制御部１１は、反射光強度グラフが図５（ａ）の型に最も近づくようにモータ回転させフォーカスを調整していくことで自動的にフォーカスが合うように調整する。
【００２０】
温度センサ１７は温度特性をもつ受光モジュール１６の温度を監視し、この温度検知信号を制御部１１に送出する。制御部１１は温度センサ１７から受けた温度検知信号に基づき受光モジュール１６から出力される位置信号を補正する。
【００２１】
モータ駆動回路１８は制御部１１から出力されたモータ駆動信号（ＭＤ）によりモータ１９を駆動制御してフォーカス環２０を回転駆動し、フォーカス環２０の回転位置を制御して投射レンズ３１の焦点調整を行う。
【００２２】
操作部２１はユーザが操作する操作ボタンを有し、操作ボタンの操作に従う各種指示信号を制御部１１に送出する。ここでは操作ボタンの操作に従う焦点調整の開始並びに終了信号等を制御部１１に通知する。
【００２３】
上記実施形態に於ける投射型表示装置１０の処理手順を図６に示している。
投射型表示装置１０に動作用の電源が供給されると、制御部１１はメモリ１２に格納されたプログラムに従い、図６に示すような処理手順に従い、まずは調整用動画像出力を行う（ステップＳ５０１）。
【００２４】
ステップＳ５０１の次に、オートキーストーン（自動台形）補正処理を実行する（ステップＳ５０２）。
ステップＳ５０２の次に、オートフォーカス補正処理を実行する（ステップＳ５０３）。このとき必要により、図４に示す通り高輝度反射テープ２０１が貼られている前後付近のみを投射する調整用動画像出力を行う。
【００２５】
ステップＳ５０３のオートフォーカス補正処理が完了した後（ステップＳ５０４）、制御部１１は操作部２１からの指示操作に従い、メモリ１２に格納された映像信号、若しくは外部から供給される映像信号（ＥＸＶＤ）を映像信号出力回路１４に入力して、この映像信号をもとに表示素子１５に表示した画像をスクリーン４０のスクリーン面に拡大表示する（ステップＳ５０５）。そして操作部２１から画像表示の終了指示を受けると画像表示の処理を終了して（ステップＳ５０６）、システム電源を遮断（パワーオフ）する。
【００２６】
以上説明したとおり、この発明の投射型表示装置によれば、透過型表示デバイス若しくは反射型表示デバイスを用いた投射型表示装置に於いて、画像歪み補正や焦点調整機構を簡素化することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
オートキーストーン（自動台形補正）に関する他の実施形態を図７および図８を用いて説明する。
上記第１の実施例では図３に示すように投影光点２０３を用いた。
これに対し第２の実施形態では、図７に示すような棒状の走査光（７０１，７０２）を用いて投影領域全体の検査を行ない、高光反射率の物体（高輝度反射テープ２０１）の検出を行なう。
【００２８】
まずは投影領域に対して横方向へ走査光７０１を移動させていき、各高輝度反射テープ２０１の横方向の位置を検出する。同様に、縦方向についても走査光７０２を移動させることで各高輝度反射テープ２０１の位置を検出する。
【００２９】
そして、図８にプロジェクターから見た投影画面と反射体の位置関係を示す。ここで、図７で取得した位置について破線で示している。この破線が交差したところのいずれかに高輝度反射テープ２０１があるので、交差している点１６ヶ所について図４に示すように投影光点２０３による位置検出を行なうことで、各高輝度反射テープ２０１の位置を特定する。
【００３０】
この方法を用いると、更に第１の実施形態による方法よりも、より早く高輝度反射テープ２０１の位置を特定することができる。
以上説明したとおり、この発明の投射型表示装置によれば、透過型表示デバイス若しくは反射型表示デバイスを用いた投射型表示装置に於いて、画像歪み補正や焦点調整機構を簡素化することができる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る投射型表示装置の構成を示すブロック図。
【図２】スクリーンと高光反射率の物体との配置関係を示す図。
【図３】スクリーンへの投影光点の走査を示す図。
【図４】スクリーンへの投影光点の走査を示す図。
【図５】オートフォーカス補正処理の原理を説明するための図。
【図６】本発明の実施形態に係る投射型表示装置の処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る投射型表示装置のスクリーンと高光反射率の物体との配置関係を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る投射型表示装置の縦横台形歪み補正（オートキーストーン）を説明するための図。
【符号の説明】
【００３３】
１０…投射型表示装置、１１…制御部、１２…メモリ、１３…映像信号切替回路、１４…映像信号出力回路、１５…表示素子、１６…光センサ、１７…温度センサ、１８…モータ駆動回路、１９…モータ、２０…フォーカス環、２１…操作部、３１…投射レンズ、２０１…高輝度反射テープ。
【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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