(57)【要約】【課題】キャリブレーションの回数を減らしつつ、特定の設置状態において姿勢角を高精度で算出する。【解決手段】本発明の姿勢検出装置は、機器に取り付けられ、該機器の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、互いに直交する３つの軸方向の加速度を検出する加速度センサと、前記機器が所定の姿勢である場合におけるキャリブレーションにより得られた前記加速度センサの検出結果の補正値を予め記憶し、前記加速度センサにより検出された加速度を前記記憶している補正値により補正し、該補正した加速度に基づいて、複数の算出式のいずれかを用いて基準面に対する前記機器の傾きを示す姿勢角を算出する算出部と、を有し、前記算出部は、前記機器の姿勢を算出する際には、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記機器の姿勢が前記所定の姿勢に近いか否かを判定し、該判定の結果に応じて前記機器の姿勢角の算出に用いる算出式を選択する。【選択図】図４
2015087692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタであって、
互いに直交する３つの軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記プロジェクタが所定の姿勢である場合におけるキャリブレーションにより得られた前記加速度センサの検出結果の補正値を予め記憶し、前記加速度センサにより検出された加速度を前記記憶している補正値により補正し、該補正した加速度に基づいて、複数の算出式のいずれかを用いて基準面に対する前記プロジェクタの傾きを示す姿勢角を算出する算出部と、を有し、
前記算出部は、前記プロジェクタの姿勢角を算出する際には、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記プロジェクタの姿勢が前記所定の姿勢に近いか否かを判定し、該判定の結果に応じて、前記プロジェクタの姿勢角の算出に用いる算出式を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１記載のプロジェクタにおいて、
前記加速度センサは、前記プロジェクタの投射光軸の方向である第１の方向の加速度Ｙｏｕｔｐｕｔと、前記第１の方向と直交し、前記第１の方向が鉛直方向に対して直交する状態で鉛直方向を向く第２の方向の加速度Ｚｏｕｔｐｕｔと、前記第１の方向および第２の方向と直交する第３の方向の加速度Ｘｏｕｔｐｕｔとを検出し、
前記所定の姿勢は、前記第１の方向および前記第３の方向が水平方向を向く姿勢であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２記載のプロジェクタにおいて、
前記算出部は、前記姿勢角として、前記第１の方向の水平方向からの傾き角θ１を算出し、
前記プロジェクタの姿勢が前記所定の姿勢に近いと判定した場合には、式（１）
【数１】
2015087692.tif 000006
・・・式（１）
を用いて前記傾き角θ１を算出し、
前記プロジェクタの設置状態が前記所定の姿勢に近くないと判定した場合には、式（２）
【数２】
2015087692.tif 000007
・・・式（２）
を用いて前記傾き角θ１を算出することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項２または３記載のプロジェクタにおいて、
前記算出部は、前記姿勢角として、前記第３の方向の水平方向からの傾き角θ２を算出し、
前記プロジェクタの姿勢が前記所定の姿勢に近いと判定したには、式（３）
【数３】
2015087692.tif 000008
・・・式（３）
を用いて前記傾き角θ２を算出し、
前記プロジェクタの姿勢が前記所定の姿勢に近くないと判定した場合には、式（４）
【数４】
2015087692.tif 000009
・・・式（４）
を用いて前記傾き角θ２を算出することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
機器に取り付けられ、該機器の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
互いに直交する３つの軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記機器が所定の姿勢である場合におけるキャリブレーションにより得られた前記加速度センサの検出結果の補正値を予め記憶し、前記加速度センサにより検出された加速度を前記記憶している補正値により補正し、該補正した加速度に基づいて、複数の算出式のいずれかを用いて基準面に対する前記機器の傾きを示す姿勢角を算出する算出部と、を有し、
前記算出部は、前記機器の姿勢を算出する際には、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記機器の姿勢が前記所定の姿勢に近いか否かを判定し、該判定の結果に応じて前記機器の姿勢角の算出に用いる算出式を選択することを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項６】
機器に取り付けられ、該機器の姿勢を検出する姿勢検出装置の制御方法であって、
加速度センサにより互いに直交する３つの軸方向の加速度を検出する検出ステップと、
前記機器が所定の姿勢である場合におけるキャリブレーションにより得られた前記加速度センサの検出結果の補正値を予め記憶し、前記加速度センサにより検出された加速度を前記記憶している補正値により補正し、該補正した加速度に基づいて、複数の算出式のいずれかを用いて基準面に対する前記機器の傾きを示す姿勢角を算出する算出ステップと、を有し、
前記算出ステップでは、前記機器の姿勢を算出する際には、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記機器の姿勢が前記所定の姿勢に近いか否かを判定し、該判定の結果に応じて前記機器の姿勢角の算出に用いる算出式を選択することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、姿勢検出装置とその制御方法、および、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像信号に応じた画像を投射するプロジェクタの中には、互いに直交する３軸方向の加速度を検出する加速度センサを備え、加速度センサの検出結果に基づいてプロジェクタの設置状態を検出する機能を有するものがある（例えば、特許文献１（特開２０１１−３５５３６号公報）参照）。
【０００３】
プロジェクタの設置状態としては、例えば、プロジェクタ１０の正面に設けられた投射レンズ１１がスクリーン面２０と正対し、プロジェクタ１０を支持する脚部１２が床面に接するように設置された床置き設置状態（図５Ａ）、床置き設置状態に対してプロジェクタ１０の上下が逆になるようにしてプロジェクタ１０が例えば天井に吊るされた天吊り設置状態（図５Ｂ）、投射レンズ１１が鉛直方向上向きを向くように設置された上向き設置状態（図５Ｃ）、投射レンズ１１が鉛直方向下向きを向くように設置された下向き設置状態（図５Ｄ）、床置き設置状態に対してプロジェクタ１０の投射光軸を中心に９０度回転させるようにしてプロジェクタ１０が縦向きに設置されたポートレート設置状態（図５Ｅ）、プロジェクタ１０が水平面に対して斜め向きに設置された斜め設置状態（図５Ｆ）などがある。なお、一般に、プロジェクタ１０は、床置き設置状態や天吊り設置状態で使用されることが多い。
【０００４】
プロジェクタの中には、設置状態に応じて、光源であるランプの冷却モードを変更するものや、投射画像の向きを変更するものがある。加速度センサを備えるプロジェクタによれば、加速度センサの検出結果に基づいて設置状態を検出し、検出した設置状態に応じて、ランプの冷却モードや投射画像の向きを変更することができる。
【０００５】
プロジェクタにより矩形の画像を投射する際に、投射光軸がスクリーン面に対して垂直でないと、投射画像が矩形にならず、台形状に歪んでしまう。投射画像の台形歪みは、歪み補正処理により抑制することができるが、歪み補正処理を行うと投射画像の画質が劣化する。そのため、投射光軸がスクリーン面に対して垂直となるようにプロジェクタが設置されるのが望ましい。
【０００６】
一般に、画像を投射するスクリーン面は、図５Ａや図５Ｂのように、鉛直方向に対して平行に設置される場合が多い。
【０００７】
そこで、加速度センサを有するプロジェクタにおいて、加速度センサの検出結果に基づいて基準面に対するプロジェクタの傾き角（以下、姿勢角と称する）を算出することが考えられている。算出した姿勢角をユーザに通知することで、投射光軸がスクリーン面に対して垂直となるように、ユーザがプロジェクタを設置することを補助することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−３５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、加速度センサの検出結果には、誤差が含まれる。
【００１０】
プロジェクタの設置状態を検出する場合には、加速度センサの検出結果に誤差が含まれていてもあまり問題とはならない。一方、プロジェクタの姿勢角を算出する場合、加速度センサの検出結果に誤差が含まれていると、算出される姿勢角にも誤差が含まれてしまい、算出された姿勢角に基づいて投射光軸がスクリーン面に対して垂直となるようにプロジェクタを設置することが困難となる。そのため、プロジェクタの姿勢角を算出する場合には、精度の高い加速度の検出結果が必要となる。
【００１１】
以下では、プロジェクタの姿勢角の算出について詳細に説明する。
【００１２】
なお、以下では、図５Ａに示すように、プロジェクタ１０の投射レンズ１１が向く方向、すなわち、プロジェクタ１０の投射光軸の方向をＹ軸とし、Ｙ軸と直交し、Ｙ軸が鉛直方向に対して直交する状態で鉛直方向を向く軸をＺ軸とし、Ｙ軸およびＺ軸と直交をする軸をＸ軸とする。また、加速度センサは、Ｘ軸方向の加速度Ｘｏｕｔｐｕｔ、Ｙ軸方向の加速度Ｙｏｕｔｐｕｔ、および、Ｚ軸方向の加速度Ｚｏｕｔｐｕｔを検出するものとする。
【００１３】
また、上述したように、プロジェクタは、床置き設置状態や天吊り設置状態、すなわち、ＸＹ平面が水平な状態で使用されることが多いため、以下では、図６Ａに示すように、水平面（鉛直方向に対して直交する面）を基準としたＹ軸の傾き角であるＴｉｌｔ角（角θｙｚ）と、図６Ｂに示すように、水平面を基準としたＸ軸の傾き角であるＲｏｌｌ角（角θｘｚ）とをプロジェクタ１０の姿勢角として算出するものとする。
【００１４】
まず、加速度センサの特性について説明する。
【００１５】
加速度センサは、重力加速度（１ｇ）の分力を用いて、Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔを検出する。なお、各軸方向の加速度は、それぞれの軸の方向と重力方向とが一致した場合に、１となり、それぞれの軸の方向と重力方向とが９０度の場合に、０となるものとする。
【００１６】
図６Ａに示すように、Ｙ軸が水平面に対して角θｙｚだけ傾いている場合、角θｙｚとＹｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔそれぞれとの関係は以下の式（１）、式（２）で示される。
【００１７】
【数１】
2015087692.tif 000003
【００１８】
・・・式（１）
・・・式（２）
また、図６Ｂに示すように、Ｘ軸が水平面に対して角θｘｚだけ傾いている場合、角θｘｚとＸｏｕｔｐｕｔ、Ｚｏｕｔｐｕｔそれぞれとの関係は以下の式（３）、式（４）で示される。
【００１９】
【数２】
2015087692.tif 000004
【００２０】
・・・式（３）
・・・式（４）
図７は、式（１）、（２）に示される、角θｙｚとＹｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔそれぞれとの関係を示す図である。なお、図７において、縦軸はＹｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔを示し、横軸は角θｙｚを示す。
【００２１】
図７に示すように、Ｙ軸が略水平方向を向く状態（角θｙｚが０度付近である状態）では、角θｙｚの変化に対するＹｏｕｔｐｕｔの変化が大きくなり、Ｙｏｕｔｐｕｔの検出精度が上がる。また、Ｚ軸が略水平方向を向く状態（角θｙｚが−９０度あるいは９０度付近である状態）では、角θｙｚの変化に対するＺｏｕｔｐｕｔの変化が大きくなり、Ｚｏｕｔｐｕｔの検出精度が上がる。
【００２２】
また、Ｙ軸が略鉛直方向を向く状態（角θｙｚが−９０度あるいは９０度度付近である状態）では、角θｙｚの変化に対するＹｏｕｔｐｕｔの変化が小さくなり、Ｙｏｕｔｐｕｔの検出精度が下がる。また、Ｚ軸が略垂直方向を向く状態（角θｙｚが０度付近である状態）では、角θｙｚの変化に対するＺｏｕｔｐｕｔの変化が小さくなり、Ｚｏｕｔｐｕｔの検出精度が下がる。
【００２３】
このように、加速度センサには、特定の軸が略水平方向を向く状態では、その特定の軸方向の加速度の検出精度が上がり、その特定の軸と直交し、略鉛直方向を向く軸方向の加速度の検出精度が下がるという特性がある。
【００２４】
なお、加速度センサの検出結果には、通常、誤差が含まれている。加速度センサの検出結果に含まれる誤差としては、主に、感度誤差（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｅｒｒｏｒ）とオフセット誤差（Ｚｅｒｏ−ｇ  ｏｆｆｓｅｔ  ｅｒｒｏｒ）とがある。
【００２５】
感度誤差は、加速度センサの単位重力加速度あたりの検出誤差である。また、オフセット誤差は、各軸の加速度が０ｇである状態（各軸が水平方向を向く状態）で検出される誤差である。
【００２６】
感度誤差やオフセット誤差のために、通常は、角θｙｚとＹｏｕｔｐｕｔとの関係を示す波形は、図７に示したような、理想的な波形とはならない。図８は、感度誤差による図７に示す波形の変化を示す図である。図９は、オフセット誤差による図７に示す波形の変化を示す図である。図１０は、感度誤差およびオフセットによる図７に示す波形の変化を示す図である。なお、図８から図１０において、縦軸はＹｏｕｔｐｕｔを示し、横軸は角θｙｚを示す。
【００２７】
図８から図１０に示すように、加速度センサの検出結果に感度誤差やオフセット誤差が含まれることで、理想的な波形からずれが生じる。
【００２８】
そこで、通常は、加速度センサの検出結果に含まれる感度誤差やオフセット誤差を除去し、検出精度を向上させるために、キャリブレーションが行われる。キャリブレーションにより、感度誤差やオフセット誤差を除去するように検出結果を補正する補正値が取得され、その補正値を用いて加速度センサの検出結果が補正される。
【００２９】
具体的には、図１１Ａに示すように、Ｘ軸およびＹ軸が水平方向を向き、Ｚ軸が鉛直方向を向く状態（姿勢１）、図１１Ｂに示すように、Ｙ軸およびＺ軸が水平方向を向き、Ｘ軸が鉛直方向を向く状態（姿勢２）、および、図１１Ｃに示すように、Ｘ軸およびＺ軸が水平面方向を向き、Ｙ軸が鉛直方向を向く状態（姿勢３）それぞれで、加速度センサにより３軸方向の加速度が検出される。
【００３０】
姿勢１から姿勢３それぞれでの検出結果から各軸の補正値が得られる。キャリブレーションにより得られた補正値により加速度センサの検出結果を補正することで、感度誤差やオフセット誤差を除去することができる。
【００３１】
なお、姿勢角を算出する方法として、式（１）から式（４）を用いて、１軸方向の加速度の検出結果に基づいて姿勢角を算出する方法とは別に、２軸方向の加速度の検出結果に基づいて姿勢角を算出する方法がある。この方法では、以下に示す式（５）を用いて角θｙｚが算出され、式（６）を用いて角θｘｚが算出される。
【００３２】
【数３】
2015087692.tif 000005
【００３３】
・・・式（５）
・・・式（６）
図１２は、式（５）に示される、角θｙｚとＹｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔとの関係を示す図である。図１２において、縦軸はＹｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔを示し、横軸は角θｙｚを示す。なお、角θｘｚとＸｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔとの関係も、図１２に示す角θｙｚとＹｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔの関係と同様である。
【００３４】
角θｙｚが０度付近である（Ｙｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔが小さい）場合、図７に示したように、Ｙｏｕｔｐｕｔは角θｙｚの変化の対する変化が大きく、Ｚｏｕｔｐｕｔは角θｙｚの変化の対する変化が小さい。したがって、Ｚｏｕｔｐｕｔに多少の誤差が発生しても、Ｙｏｕｔｐｕｔが０付近の値をとるので、Ｙｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔも０付近の値となる。そのため、Ｚｏｕｔｐｕｔに誤差が含まれていても、式（５）を用いて算出される角θｙｚの誤差は比較的小さい。
【００３５】
一方、角θｙｚが９０度付近である（Ｙｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔが大きい）場合、図７に示したように、Ｚｏｕｔｐｕｔは角θｙｚの変化の対する変化が大きく、Ｙｏｕｔｐｕｔは角θｙｚの変化の対する変化が小さい。したがって、Ｙｏｕｔｐｕｔに多少の誤差が発生しても、Ｚｏｕｔｐｕｔが０付近の値をとるので、Ｙｏｕｔｐｕｔ／Ｚｏｕｔｐｕｔは無限大に近い値となる。そのため、Ｙｏｕｔｐｕｔに誤差が含まれていても、式（５）を用いて算出された角θｙｚの誤差は小さい。
【００３６】
なお、式（６）においても同様に、ＸｏｕｔｐｕｔおよびＺｏｕｔｐｕｔの一方に多少誤差が含まれていても、式（６）を用いて算出される角θｘｚの誤差は比較的小さい。
【００３７】
なお、上述したキャリブレーションは、プロジェクタの製造工程において行われる。
【００３８】
ここで、キャリブレーションを行うためにプロジェクタを設置する調整台を準備したり、図１１Ａから図１１Ｃに示す３つの姿勢にプロジェクタを設置してキャリブレーションを行ったりするには手間がかかり、製造コストが増大するという問題がある。そのため、図１１Ａから図１１Ｃに示したような、異なる複数の姿勢でキャリブレーションを行うことは困難である。この問題は、装置サイズが大きい業務用のプロジェクタにおいて特に顕著となる。
【００３９】
上述したように、式（５）あるいは式（６）を用いることで、姿勢角の誤差を小さくすることができる。ただし、これは、複数の姿勢でキャリブレーションが行われ、ある程度、精度の高い加速度の検出結果が得られる場合に限られる。上述したように、加速度センサには、特定の軸が略水平方向を向く状態では、その軸方向の加速度の検出精度が上がり、その特定の軸と直交し、略鉛直方向を向く軸方向の加速度の検出精度が下がるという特性がある。
【００４０】
そのため、キャリブレーションが行われていない場合には、式（５）、式（６）を用いて、２軸の加速度の検出結果に基づき姿勢角を算出する方法では、２軸の加速度の検出結果のうち、少なくとも一方は検出精度が悪く、このような検出結果に基づいて算出される姿勢角の精度は、１軸の加速度の検出結果に基づき算出された姿勢角の精度よりも悪い場合がある。なお、上述したように、プロジェクタは、床置き設置状態や天吊り設置状態で使用されることが多いため、これらの設置状態において、姿勢角を高い精度で算出できれば足りる場合が多い。
【００４１】
本発明の目的は、キャリブレーションの回数を減らしても、特定の設置状態において姿勢角を高精度で算出することができる姿勢検出装置とその制御方法、および、プロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
上記目的を達成するために本発明のプロジェクタは、
互いに直交する３つの軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記プロジェクタが所定の姿勢である場合におけるキャリブレーションにより得られた前記加速度センサの検出結果の補正値を予め記憶し、前記加速度センサにより検出された加速度を前記記憶している補正値により補正し、該補正した加速度に基づいて、複数の算出式のいずれかを用いて基準面に対する前記プロジェクタの傾きを示す姿勢角を算出する算出部と、を有し、
前記算出部は、前記プロジェクタの姿勢角を算出する際には、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記プロジェクタの姿勢が前記所定の姿勢に近いか否かを判定し、該判定の結果に応じて、前記プロジェクタの姿勢角の算出に用いる算出式を選択する。
【００４３】
上記目的を達成するために本発明の姿勢検出装置は、
機器に取り付けられ、該機器の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
互いに直交する３つの軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記機器が所定の姿勢である場合におけるキャリブレーションにより得られた前記加速度センサの検出結果の補正値を予め記憶し、前記加速度センサにより検出された加速度を前記記憶している補正値により補正し、該補正した加速度に基づいて、複数の算出式のいずれかを用いて基準面に対する前記機器の傾きを示す姿勢角を算出する算出部と、を有し、
前記算出部は、前記機器の姿勢を算出する際には、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記機器の姿勢が前記所定の姿勢に近いか否かを判定し、該判定の結果に応じて前記機器の姿勢角の算出に用いる算出式を選択する。
【００４４】
上記目的を達成するために本発明の姿勢制御装置の制御方法は、
機器に取り付けられ、該機器の姿勢を検出する姿勢検出装置の制御方法であって、
加速度センサにより互いに直交する３つの軸方向の加速度を検出する検出ステップと、
前記機器が所定の姿勢である場合におけるキャリブレーションにより得られた前記加速度センサの検出結果の補正値を予め記憶し、前記加速度センサにより検出された加速度を前記記憶している補正値により補正し、該補正した加速度に基づいて、複数の算出式のいずれかを用いて基準面に対する前記機器の傾きを示す姿勢角を算出する算出ステップと、を有し、
前記算出ステップでは、前記機器の姿勢を算出する際には、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記機器の姿勢が前記所定の姿勢に近いか否かを判定し、該判定の結果に応じて前記機器の姿勢角の算出に用いる算出式を選択する。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、キャリブレーションの回数を減らしても、特定の設置状態において姿勢角を高精度で算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態のプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すプロジェクタの外観を示す図である。
【図３】関連するプロジェクタにおける処理フローを示す図である。
【図４】図１に示すプロジェクタにおける処理フローを示す図である。
【図５Ａ】プロジェクタの設置状態の一例を示す図である。
【図５Ｂ】プロジェクタの設置状態の一例を示す図である。
【図５Ｃ】プロジェクタの設置状態の一例を示す図である。
【図５Ｄ】プロジェクタの設置状態の一例を示す図である。
【図５Ｅ】プロジェクタの設置状態の一例を示す図である。
【図５Ｆ】プロジェクタの設置状態の一例を示す図である。
【図６Ａ】プロジェクタの姿勢角の一例を示す図である。
【図６Ｂ】プロジェクタの姿勢角の一例を示す図である。
【図７】加速度センサの検出加速度と姿勢角との関係の一例を示す図である。
【図８】感度誤差による図７に示す波形の変化を示す図である。
【図９】オフセット誤差による図７に示す波形の変化を示す図である。
【図１０】感度誤差およびオフセット誤差による図７に示す波形の変化を示す図である。
【図１１Ａ】プロジェクタのキャリブレーション時の姿勢の一例を示す図である。
【図１１Ｂ】プロジェクタのキャリブレーション時の姿勢の一例を示す図である。
【図１１Ｃ】プロジェクタのキャリブレーション時の姿勢の一例を示す図である。
【図１２】加速度センサの検出加速度と姿勢角との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００４８】
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタ１００の構成を示すブロック図である。
【００４９】
図１に示すプロジェクタ１００は、制御部１０１と、光源１０２と、変調部１０３と、投射レンズ１０４と、姿勢検出装置１０５と、を有する。なお、図１において、白抜き矢印は光束を示す。
【００５０】
制御部１０１は、外部から画像信号が入力され、その画像信号を変調部１０３に出力する。また、制御部１０１は、画像信号に応じた画像を投射する場合などに、プロジェクタ１００の姿勢角の検出を姿勢検出装置１０５に要求する。また、制御部１０１は、姿勢検出装置１０５からプロジェクタ１００の姿勢角を受け取ると、姿勢角に応じた制御を行う。姿勢角に応じた制御としては、例えば、冷却モードの設定や投射画像の向きの設定、投射画像への姿勢角の表示などがある。
【００５１】
光源１０２は、変調部１０３を照明する光を出力する。
【００５２】
変調部１０３は、光源１０２から出力された光を制御部１０１から出力された画像信号に応じて変調し、変調後の光を投射レンズ１０４に出力する。変調部１０３の具体例としては、液晶パネル、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）などがある。
【００５３】
投射レンズ１０４は、プロジェクタ１００の正面に設けられ、変調部１０３から出力された光をスクリーン面２０に投射する。
【００５４】
姿勢検出装置１０５は、プロジェクタ１００に取り付けられ、プロジェクタ１００の姿勢を検出する。姿勢検出装置１０５は、加速度センサ１０６と、算出部１０７と、を有する。
【００５５】
加速度センサ１０６は、加速度を検出し、検出結果を算出部１０７に出力する。
【００５６】
図２は、プロジェクタ１００の外観を示す図である。なお、通常、制御部１０１、光源１０２、変調部１０３、加速度センサ１０６および算出部１０７は、プロジェクタ１００の筐体内に配置されるものであるため、図２においては記載を省略している。
【００５７】
以下では、投射レンズ１０４が向く方向、すなわち、プロジェクタ１００の投射光軸の方向をＹ軸とし、Ｙ軸と直交し、Ｙ軸が鉛直方向に対して直交する状態で、鉛直方向を向く軸をＺ軸とし、Ｙ軸およびＺ軸と直交をする軸をＸ軸とする。
【００５８】
加速度センサ１０６は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、および、Ｚ軸方向の加速度を検出する。
【００５９】
図１を再び参照すると、算出部１０７は、プロジェクタ１００の姿勢角の検出を制御部１０１から要求されると、加速度センサ１０６の検出結果に基づいてプロジェクタ１００の姿勢角を算出し、算出結果を制御部１０１に出力する。
【００６０】
次に、本実施形態のプロジェクタ１００の動作について説明する。
【００６１】
なお、以下では、プロジェクタ１００の一般的な設置状態である床置き設置状態あるいは天吊り設置状態を基準とし、図６Ａに示す角θｙｚ（Ｔｉｌｔ角）および図６Ｂに示す角θｘｚ（Ｒｏｌｌ角）を求める場合を例として説明する。
【００６２】
まず、比較のために、３軸方向の加速度を検出する加速度センサを備えた一般的なプロジェクタにおける製造工程からの処理フローを、図３を参照して説明する。
【００６３】
製造工程ではキャリブレーションが行われる。ここで、加速度センサが３軸方向の加速度を検出する場合には、通常、キャリブレーションは、各軸それぞれ水平方向を向く状態と鉛直方向を向く状態で行われる。
【００６４】
具体的には、例えば、図１１Ａに示すように、Ｘ軸およびＹ軸が水平方向を向き、Ｚ軸が鉛直方向を向く状態（姿勢１）で、加速度センサにより３軸方向の加速度が検出される（ステップＳ２０１）。
【００６５】
次に、図１１Ｂに示すように、Ｙ軸およびＺ軸が水平方向を向き、Ｘ軸が鉛直方向を向く状態（姿勢２）で、加速度センサにより３軸方向の加速度が検出される（ステップＳ２０２）。
【００６６】
次に、図１１Ｃに示すように、Ｘ軸およびＺ軸が水平方向を向き、Ｙ軸が鉛直方向を向く状態（姿勢３）で、加速度センサにより３軸方向の加速度が検出される（ステップＳ２０３）。
【００６７】
ステップＳ２０１からステップＳ２０３における加速度センサの検出結果に基づき、各軸の補正値が算出される。
【００６８】
上述したステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理が製造工程において行われる。
【００６９】
画像信号がプロジェクタに入力され、画像を投射する場合には、加速度センサは、３軸方向の加速度を検出する（ステップＳ２０４）。
【００７０】
次に、加速度センサの検出結果（Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔ）が、キャリブレーションにより得られた補正値により補正される。そして、補正後のＸｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔに基づいて、上述した式（１）から式（４）を用いて、角θｙｚ（Ｔｉｌｔ角）および角θｘｚ（Ｒｏｌｌ角）が算出される（ステップＳ２０５）。
【００７１】
上述したように、キャリブレーションにより得られた補正値により加速度センサの検出結果（Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔ）が補正されることで、感度誤差やオフセット誤差が除去される。この補正後のＸｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔ，Ｚｏｕｔｐｕｔに基づいて角θｙｚおよび角θｘｚを算出することで、姿勢角の誤差を小さくすることができる。ただし、上述したように、複数の姿勢でキャリブレーションを行うのは困難である。
【００７２】
次に、本実施形態のプロジェクタ１００における製造工程からの処理フローを、図４を参照して説明する。
【００７３】
製造工程ではキャリブレーションが行われる。ここで、プロジェクタ１００においては、図１１Ａに示すように、Ｘ軸およびＹ軸が水平方向を向き、Ｚ軸が鉛直方向を向く状態（姿勢１）だけで、キャリブレーションが行われる（ステップＳ３０１）。
【００７４】
姿勢１においては、Ｘ軸およびＹ軸が水平方向を向き、Ｚ軸が鉛直方向を向くので、理想的には、Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔは０ｇとなり、Ｚｏｕｔｐｕｔは１ｇとなる。しかし、実際には、加速度センサ１０６の検出結果には、感度誤差やオフセット誤差が含まれている。
【００７５】
姿勢１の場合、Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔにはオフセット誤差が含まれている。そのため、Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔが０ｇとなるような補正値が算出される。この補正値を用いて補正することで、Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔからオフセット誤差を除去することができる。
【００７６】
また、Ｚｏｕｔｐｕｔには、感度誤差およびオフセット誤差が含まれている。そのため、Ｚｏｕｔｐｕｔが１ｇとなるような補正値が算出される。ただし、図８に示すように、感度誤差は姿勢角に応じて異なるため、姿勢角によっては、この補正値を用いて補正しても、加速度センサ１０６のＺ軸方向の検出結果の精度を十分に向上させることはできない。
【００７７】
したがって、姿勢１でのキャリブレーションにより得られた補正値を用いても、設置状態によっては、姿勢角を高い精度で算出できないことがある。しかし、上述したように、通常、プロジェクタは、床置き設置状態あるいは天吊り設置状態（Ｘ軸およびＹ軸が水平方向を向き、Ｚ軸が鉛直方向を向く状態）で使用されることが多いため、これらの設置状態において、図６Ａに示す角θｙｚおよび図６Ｂに示す角θｘｚを高い精度で算出できれば足りる場合がほとんどである。
【００７８】
算出部１０７は、ステップＳ３０１のキャリブレーションにより得られた補正値を記憶する。
【００７９】
このように、プロジェクタ１００においては、製造工程では、１つの姿勢でのみキャリブレーションが行われる。
【００８０】
画像信号がプロジェクタ１００に入力され、画像を投射する場合には、制御部１０１は、プロジェクタ１００の姿勢角の検出を姿勢検出装置１０５に要求する。制御部１０１からの要求に応じて、算出部１０７は、加速度センサ１０６に加速度を検出させる（ステップＳ３０２）。
【００８１】
次に、算出部１０７は、加速度センサ１０６により検出されたＸｏｕｔｐｕｔ，ＹｏｕｔｐｕｔをステップＳ３０１のキャリブレーションにより得られた補正値により補正する。こうすることで、Ｘｏｕｔｐｕｔ，Ｙｏｕｔｐｕｔに含まれるオフセット誤差を除去することができる。
【００８２】
次に、算出部１０７は、Ｚｏｕｔｐｕｔが所定の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。なお、所定の範囲とは、Ｚ軸が鉛直方向を向く場合にＺ軸方向に生じる加速度（１ｇ）から、Ｚ軸が鉛直方向に対して所定の角度（例えば、４５度）だけ傾いた方向を向く場合にＺ軸方向に生じる加速度の値までの範囲である。
【００８３】
Ｚｏｕｔｐｕｔが所定の範囲内にある場合には（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、算出部１０７は、ＺｏｕｔｐｕｔをステップＳ３０１のキャリブレーションで得られた補正値を用いて補正する（ステップＳ３０４）。上述したように、この補正値により、Ｚ軸方向が鉛直方向を向く場合におけるオフセット誤差および感度誤差を除去できる。したがって、加速度センサ１０６により検出されたＺｏｕｔｐｕｔが所定の範囲内にある場合には、この補正値に基づいてＺｏｕｔｐｕｔを補正することで、精度を高めることができる。
【００８４】
一方、Ｚｏｕｔｐｕｔが所定の範囲内にない場合、すなわち、Ｚ軸が鉛直方向から所定角度よりも大きく傾いた方向を向く状態である場合には（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ＺｏｕｔｐｕｔをステップＳ３０１のキャリブレーションで得られた補正値を用いて補正しても精度を十分に向上させることはできない。そのため、算出部１０７は、Ｚｏｕｔｐｕｔの補正を行わない。
【００８５】
次に、算出部１０７は、加速度センサ１０６の検出結果に基づいて、プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態または天吊り設置状態であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。すなわち、算出部１０７は、プロジェクタ１００の姿勢がキャリブレーションを行った姿勢１に近いか否かを判定する。なお、加速度センサ１０６の検出結果に誤差が含まれていても、プロジェクタ１００の設置状態は検出することができる。
【００８６】
プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態または天吊り設置状態であると判定した場合には（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、算出部１０７は、角θｙｚの算出に用いる算出式として、上述した式（１）を選択し、選択した式（１）を用いて角θｙｚを算出する。また、算出部１０７は、角θｘｚの算出に用いる算出式として、上述した式（３）を選択し、選択した式（３）を用いて角θｘｚを算出する。
【００８７】
上述したように、一般に、加速度センサには、特定の軸が略水平方向を向く状態では、その軸方向の加速度の検出精度が上がり、その特定の軸と直交し、略垂直方向を向く軸方向の加速度の検出精度が下がるという特性がある。
【００８８】
床置き設置状態や天吊り設置状態では、Ｘ軸およびＹ軸が水平方向を向き、Ｚ軸が鉛直方向を向くため、ＸｏｕｔｐｕｔおよびＹｏｕｔｐｕｔの検出精度は高いが、Ｚｏｕｔｐｕｔの検出精度は低い。すなわち、Ｚｏｕｔｐｕｔには大きな誤差が含まれている。
【００８９】
Ｚｏｕｔｐｕｔに大きな誤差が含まれるために、上述した式（５）に基づき、ＹｏｕｔｐｕｔおよびＺｏｕｔｐｕｔを用いて算出される角θｙｚの精度、および、ＸｏｕｔｐｕｔおよびＺｏｕｔｐｕｔを用いて算出される角θｙｚの精度はあまり高くない。
【００９０】
一方、式（１）では、Ｙｏｕｔｐｕｔのみを用いて角θｙｚが算出される。また、式（３）では、Ｘｏｕｔｐｕｔのみを用いて角θｘｚが算出される。上述したように、床置き設置状態や天吊り設置状態では、ＸｏｕｔｐｕｔおよびＹｏｕｔｐｕｔの検出精度は高い。また、キャリブレーションにより得られた補正値による補正が行われているので、オフセット誤差も除去されている。そのため、式（１）を用いて算出された角θｙｚの方が、式（５）を用いて算出された角θｙｚよりも精度が高く、また、式（３）を用いて算出された角θｘｚの方が、上述した式（６）を用いて算出された角θｙｚよりも精度が高い。
【００９１】
そこで、算出部１０７は、プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態や天吊り設置状態である場合には、式（１）に基づいて角θｙｚを算出し、式（３）に基づいて角θｘｚを算出する。こうすることで、プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態や天吊り設置状態である場合には、姿勢角を高精度に検出することができる。
【００９２】
プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態または天吊り設置状態でないと判定した場合には（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、算出部１０７は、角θｙｚの算出に用いる算出式として、上述した式（５）を選択し、選択した式（５）を用いて角θｙｚを算出する。また、算出部１０７は、角θｘｚの算出に用いる算出式として、上述した式（６）を選択し、選択した式（６）を用いて角θｘｚを算出する。
【００９３】
プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態または天吊り設置状態でない場合には、ＸｏｕｔｐｕｔやＹｏｕｔｐｕｔにも大きな誤差が含まれている可能性がある。しかし、上述したように、２軸の加速度の検出結果に基づいて姿勢角を算出する場合、いずれか一方の軸の加速度の検出結果に誤差が含まれていても、ある程度高い精度で姿勢角を算出することができる。
【００９４】
すなわち、ＹｏｕｔｐｕｔおよびＺｏｕｔｐｕｔのいずれか一方に大きな誤差が含まれていても、式（５）を用いて角θｙｚを算出することで、ある程度の精度を確保することができる。また、ＸｏｕｔｐｕｔおよびＺｏｕｔｐｕｔのいずれか一方に大きな誤差が含まれていても、式（６）を用いて角θｘｚを算出することで、ある程度の精度を確保することができる。また、ステップＳ３０４において、Ｚｏｕｔｐｕｔを補正している場合には、算出される姿勢角の精度は向上する。
【００９５】
なお、ステップＳ３０７で算出される姿勢角（プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態または天吊り設置状態でない状態で算出される姿勢角）は、ステップＳ３０６で算出される姿勢角（プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態または天吊り設置状態である状態で算出される姿勢角）と比べて、精度は低い。
【００９６】
プロジェクタは、設置状態に応じて、例えば、冷却モードを変更するものや、投射画像の向きを変更するものがある。冷却モードの変更は、例えば、冷却する風量や冷却する場所などを変更する。投射画像の向きの変更は、例えば、天吊り状態や床置き状態に応じた画像の上下の反転や、ポートレート設置状態に応じた画像の９０度回転などを行う。このような制御は、おおまかな姿勢角を検出できれば制御できるので、加速度センサの精度は比較的低いもので対応することができる。
【００９７】
また、プロジェクタは、画像を投射する投射レンズの光軸と、画像を投射する投射面、例えば、スクリーン面との角度により、投射される画像に台形歪みが発生する。台形歪みが発生する場合、台形歪みを補正して投射される画像を矩形形状に補正する。ただし、台形歪み補正を用いて投射画像を補正すると、画質が劣化する。そこで、画質を劣化させずに画像を矩形形状に投射するために、台形歪みが発生しないように設置することが望ましい。この場合、スクリーン面との角度を正確に調整する必要があるため、正確に設置する必要がある。一般的に、画質を重視した設置状態として、スクリーン面を鉛直方向と平行に設置し、プロジェクタの投射光軸がスクリーン面に対して垂直になるように設置する状態が用いられている。つまり、プロジェクタの設置面は水平面と平行になるように設置される。この場合、プロジェクタの水平面に対する姿勢角は加速度センサを用いて検出することができるが、加速度センサの精度は高いものが望まれる。
【００９８】
つまり、上述したように、一般に、プロジェクタは、床置き設置状態または天吊り設置状態で用いられることが多いため、これらの設置状態以外の設置状態での姿勢角の検出精度が低くても、問題となることは少ない。
【００９９】
このように本実施形態によれば、プロジェクタ１００は、所定の姿勢でのみキャリブレーションが行われ、加速度センサ１０６により検出された加速度に基づいて、プロジェクタ１００の姿勢が所定の姿勢に近いか否かを判定し、その判定の結果に応じてプロジェクタ１００の姿勢角の算出に用いる算出式を選択する。
【０１００】
そのため、特定の設置状態においては、高精度に姿勢角を検出するとともに、特定の設置状態以外の設置状態においても、ある程度高い精度で姿勢角を検出することができる。
【０１０１】
また、特定の軸が略水平方向を向く状態では、その軸方向の加速度の検出精度が上がり、その特定の軸と直交し、略垂直方向を向く軸方向の加速度の検出精度が下がるという加速度センサの特性を利用することで、複数の姿勢でキャリブレーションを行わなくても、特定の設置状態においては、高精度に姿勢角を検出することができる。また、複数の姿勢でキャリブレーションを行う必要が無いため、製造コストを低減することもできる。
【０１０２】
なお、上述したように、プロジェクタは、床置き設置状態または天吊り設置状態で用いられることが多い。そのため、使用頻度が高い状態（プロジェクタ１００の設置状態が床置き設置状態または天吊り設置状態である状態）で姿勢角を高精度に検出できるようにしておけば、使用頻度が低い状態での姿勢角の検出精度が低くても、問題となることは少ない。
【０１０３】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１００    プロジェクタ
１０１    制御部
１０２    光源
１０３    変調部
１０４    投射レンズ
１０５    姿勢検出装置
１０６    加速度センサ
１０７    算出部
【図１】
2015087692.tif 000010
【図２】
2015087692.tif 000011
【図３】
2015087692.tif 000012
【図４】
2015087692.tif 000013
【図５Ａ】
2015087692.tif 000014
【図５Ｂ】
2015087692.tif 000015
【図５Ｃ】
2015087692.tif 000016
【図５Ｄ】
2015087692.tif 000017
【図５Ｅ】
2015087692.tif 000018
【図５Ｆ】
2015087692.tif 000019
【図６Ａ】
2015087692.tif 000020
【図６Ｂ】
2015087692.tif 000021
【図７】
2015087692.tif 000022
【図８】
2015087692.tif 000023
【図９】
2015087692.tif 000024
【図１０】
2015087692.tif 000025
【図１１Ａ】
2015087692.tif 000026
【図１１Ｂ】
2015087692.tif 000027
【図１１Ｃ】
2015087692.tif 000028
【図１２】
2015087692.tif 000029