(57)【要約】【課題】プロジェクタにおける投影角の調整を簡易な構成で行う。【解決手段】まず、テストパターンをスクリーンＳ上に投射する。ここで、テストパターンは、「結像光学系２による投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、投射方向の傾きに対応して複数備えている」ものとなっている。つぎに、使用者は、テストパターンをスクリーンＳ上に投射したときに、標準図形と最も近い形状となる部分図形を識別するための識別情報を入力する。ついで、プロジェクタは、識別情報の入力を受け付け、この入力に基づいて補正量を決定する。ついで、プロジェクタは、決定された補正量に基づいて、結像光学系２による投射の方向を調整する。【選択図】図１
2008131536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を備えることを特徴とするプロジェクタ：
（１）テストパターンをスクリーン上に投射する投射手段、ここで、前記テストパターンは、前記投射手段による投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、前記投射方向の傾きに対応して複数備えている；
（２）前記テストパターンを前記スクリーン上に投射したときに、前記標準図形と最も近い形状となる前記部分図形を識別するための識別情報の入力を受け付けるための入力手段；
（３）前記識別情報の入力に基づいて補正量を決定する決定手段；
（４）前記決定された補正量に基づいて、前記投射手段による投射の方向を調整する調整手段。
【請求項２】
以下のステップを備えることを特徴とするプロジェクタの姿勢制御方法：
（１）テストパターンをスクリーン上に投射するステップ、ここで、前記テストパターンは、前記投射手段による投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、前記投射方向の傾きに対応して複数備えている；
（２）前記テストパターンを前記スクリーン上に投射したときに、前記標準図形と最も近い形状となる前記部分図形を識別するための識別情報の入力を受け付けるステップ；
（３）前記識別情報の入力に基づいて補正量を決定するステップ；
（４）前記決定された補正量に基づいて、前記投射手段による投射の方向を調整するステップ。
【請求項３】
プロジェクタに備えられた投射手段による投射の方向を制御するためのテストパターンであって、
前記投射手段における投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、前記投射方向の傾きに対応して複数備えていることを特徴とする、プロジェクタの姿勢制御用のテストパターン。
【請求項４】
前記部分図形を識別するための識別情報をさらに含んでいることを特徴とする、請求項３に記載のテストパターン。
【請求項５】
前記部分図形は、直線又は曲線からなり、かつ、ほぼ四辺形状を構成する四つの辺を備えていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のテストパターン。
【請求項６】
前記部分図形は、線分の交点を備えていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のテストパターン。
【請求項７】
前記部分図形は、少なくとも、投射方向が左右及び上下の４方向に傾いたときのそれぞれの投射方向に対応した形状となっていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載のテストパターン。
【請求項８】
前記投射手段の投射方向を、少なくとも、左右及び上下の４方向において調整する構成となっている投射方向調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ、及び、プロジェクタの姿勢制御用テストパターンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広角プロジェクタは、プロジェクタと投射面（スクリーン）とを接近させることができるという利点を持つ。このため、家庭内や会議室内などの狭い空間でも、比較的大きな投影画像を得ることができる。
【０００３】
一方、広角の投射用レンズにおいては、投影角のわずかなずれにより、画像の歪みが大きく変動することが知られている。このため、広角プロジェクタにおける投射角の調整作業は、煩雑になる傾向にある。
【０００４】
このため、下記特許文献に示されるように、歪みの補正量を自動的に検出して投射角を調整する技術が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような技術では、プロジェクタの構造が複雑化し、高価となりがちであるという問題があった。
【特許文献１】特開平５−３２８３７０号公報
【特許文献２】特開２００６−２５２４４号公報
【特許文献３】特開２００２−５１２７９号公報
【特許文献４】特開２００２−２１５１１４号公報
【特許文献５】特開２００３−４６９０７号公報
【特許文献６】特開２００３−１９８９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。本発明は、投影角の調整を簡易な構成で行うことができるプロジェクタを提供することを主な目的としている。本発明における他の目的は、このようなプロジェクタに用いることができるテストパターンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のプロジェクタは、以下を備えている：
（１）テストパターンをスクリーン上に投射する投射手段、ここで、前記テストパターンは、前記投射手段による投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、前記投射方向の傾きに対応して複数備えている；
（２）前記テストパターンを前記スクリーン上に投射したときに、前記標準図形と最も近い形状となる前記部分図形を識別するための識別情報の入力を受け付けるための入力手段；
（３）前記識別情報の入力に基づいて補正量を決定する決定手段；
（４）前記決定された補正量に基づいて、前記投射手段による投射の方向を調整する調整手段。
【０００８】
請求項２に記載のプロジェクタの姿勢制御方法は、以下のステップを備えている：
（１）テストパターンをスクリーン上に投射するステップ、ここで、前記テストパターンは、前記投射手段による投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、前記投射方向の傾きに対応して複数備えている；
（２）前記テストパターンを前記スクリーン上に投射したときに、前記標準図形と最も近い形状となる前記部分図形を識別するための識別情報の入力を受け付けるステップ；
（３）前記識別情報の入力に基づいて補正量を決定するステップ；
（４）前記決定された補正量に基づいて、前記投射手段による投射の方向を調整するステップ。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、プロジェクタに備えられた投射手段による投射の方向を制御するためのテストパターンである。このテストパターンは、投射手段における投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、投射方向の傾きに対応して複数備えている。
【００１０】
請求項４に記載のテストパターンは、請求項３に記載のものにおいて、部分図形を識別するための識別情報をさらに含んでいるものとなっている。
【００１１】
請求項５に記載のテストパターンは、請求項３又は４に記載のものにおいて、部分図形が、直線又は曲線からなり、かつ、ほぼ四辺形状を構成する四つの辺を備えているものとなっている。
【００１２】
請求項６に記載のテストパターンは、請求項３〜５のいずれか１項に記載のものにおいて、部分図形が、線分の交点を備えているものとなっている。
【００１３】
請求項７に記載のテストパターンは、請求項３〜６のいずれか１項に記載のものにおいて、部分図形が、少なくとも、投射方向が左右及び上下の４方向に傾いたときのそれぞれの投射方向に対応した形状となっているものである。
【００１４】
請求項８に記載のプロジェクタは、請求項１に記載のものにおいて、投射手段の投射方向を、少なくとも、左右及び上下の４方向において調整する構成となっている投射方向調整手段をさらに備えているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、投影角の調整を簡易な構成で行うことができるプロジェクタを提供することが可能となる。また、本発明によれば、このようなプロジェクタに用いることができるテストパターンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態の構成）
本発明の一実施形態に係るプロジェクタを、添付の図面に基づいて説明する。本実施形態に係るプロジェクタは、筐体１と、結像光学系（投射手段）２と、入力手段３と、画像生成部４（図３参照）と、調整手段５とを主な構成として備えている（図１参照）。
【００１７】
筐体１は、プロジェクタの本体となる部分であり、図示の例では、直方体状に形成されている。筐体１の内部には、結像光学系２や画像生成部４が収納されている。
【００１８】
結像光学系２は、広角の投射用レンズによって構成されている。結像光学系２は、画像生成部４から送られてきた光束で形成される像を、スクリーンＳに投射することができるようになっている。また、本実施形態の結像光学系２は、画像生成部４から送られてきたテストパターンの像をスクリーンＳ上に投射することができるように構成されている。テストパターンの構成については後述する。この結像光学系２は、光軸２１よりも上方となる方向に像を投影するものとなっている。
【００１９】
入力手段３は、例えば、筐体１の表面に取り付けられた押しボタンである。入力手段３は、テストパターンをスクリーンＳ上に投射したときに、標準図形（後述）と最も近い形状となる部分図形を識別するための識別情報の入力を受け付けるものである。入力手段３から入力された識別情報は、画像生成部４に送られる。入力手段３としては、要するに、識別情報を入力できるものであればよく、例えば、無線を介して画像生成部４に識別情報を送るものであっても良い。
【００２０】
画像生成部４は、この実施形態では、投影すべき画像を生成する機能と、入力された識別情報に従って調整手段の補正量を決定する機能とを発揮するようになっている。
【００２１】
具体的には、画像生成部４は、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、フレームメモリ４４と、映像信号入力手段４５と、画像処理部４６と、光学素子ドライブ部４７と、ランプ制御回路４８と、ランプ４９と、照明光学系４１０と、光変調素子４１１とを備えている（図３参照）。
【００２２】
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２又はＲＡＭ４３に記録されたコンピュータプログラムに基づいて、「入力された識別情報に基づいて補正量を決定する処理」を行うようになっている。すなわち、本実施形態では、ＣＰＵ４１が、本発明における決定手段に対応するものとなっている。
【００２３】
具体的には、本実施形態では、ＲＯＭ４２に、図４に示すような補正量決定テーブルを備えている。ＣＰＵ４１は、このテーブルを参照して補正量を決定する事ができる。ここで、補正量決定テーブルは、識別情報に対応する補正量を理論的又は実験的に求め、その補正量を記録しているものである。例えば、ある部分図形が標準図形として見える場合の、投射方向の傾きを求め、そこから、投射方向の補正量を決定することができる。図４右欄に示す補正量は単なる一例である。この例では、αは、２次元直交座標系でのＸ軸上の値（つまり水平方向での移動量）、βは、この座標系でのＹ軸上の値（つまり垂直方向での移動量）となっている。もちろん極座標上の値で指定することも可能である。なお、部分図形の詳細は後述する。
【００２４】
また、ＣＰＵ４１は、決定した補正量に基づいて、調整手段５を動作させるようになっている。
【００２５】
ＲＯＭ４２は、前記した補正量決定テーブルの他に、図５（ａ）に示すテストパターン８の画像を保存している。ここで、テストパターンは、結像光学系２による投射方向の傾きによって歪んだときに標準図形に近い形状となる部分図形を、投射方向の傾きに対応して複数備えているものである。
【００２６】
具体的には、本実施形態では、９個の部分図形８１〜８９を備えており、それぞれに、対応する識別情報として、マル１〜マル９までの識別情報が付されている。識別情報もテストパターン８と一緒に投影される。つまり、投影される画像としては、テストパターンに識別情報が付されたものとなっている。そのためには、そのような画像を予めＲＯＭ４２に記録しておけばよい。
【００２７】
ここで、テストパターン８における標準図形とは、図５（ａ）の例では、正方形となっている。ただし、部分図形８５は、標準図形のままとなっている。
【００２８】
テストパターン８における各部分図形は、直線又は曲線からなり、かつ、ほぼ四辺形状を構成する四つの辺を備えている。
【００２９】
さらに、部分図形は、投射方向が少なくとも左右及び上下の４方向に傾いたときのそれぞれの投射方向に対応した形状となっている。換言すると、投射方向がずれたときに、そのずれ方向に対応する位置にある部分図形は、標準図形に近づくようになっている。
【００３０】
具体的には、例えば部分図形８１は、投射方向が図５において左上に傾いた状態で標準図形が投影されたときの形状となっている。以下、部分図形と投射方向との関係を示す。
部分図形８２：図５において上方に傾いた状態
部分図形８３：図５において右上に傾いた状態
部分図形８４：図５において左に傾いた状態
部分図形８５：図５において傾きがない状態
部分図形８６：図５において右に傾いた状態
部分図形８７：図５において左下に傾いた状態
部分図形８８：図５において下方に傾いた状態
部分図形８９：図５において右下に傾いた状態
【００３１】
画像生成部４における他の構成は、従来のプロジェクタと基本的に同様でよいので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００３２】
調整手段５は、モータ制御部５１と、垂直調整手段５２と、水平調整手段５３とを備えている（図３）。モータ制御部５１は、垂直調整手段５２に備えられたモータを、所定の角度だけ駆動することにより、垂直方向における投影角を制御できるようになっている。さらに、モータ制御部５１は、水平調整手段５３に備えられたモータを、所定の角度だけ駆動することにより、水平方向における投影角を制御できるようになっている。
【００３３】
ただし、本実施形態においては、垂直調整手段５２と水平調整手段５３は、同一の機械的構成を用いて実装されている（図１参照）。このような構成は、例えば、球状の台座を用いて任意方向に筐体を回転させる機構（例えば特開２００５−１８８５５５号公報参照）を用いることができる。もちろん、垂直及び水平方向の調整手段としては、他の機構（例えば特開２００５−１９５８７１号に示されるような、高さ調整のできる脚を用いるもの）であってもよい。
【００３４】
（実施形態の動作）
次に、本実施形態に係るプロジェクタの動作を、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３５】
（ステップＳＡ−１）
まず、使用者は、通常のプロジェクタと同様に、テーブル上面のような設置面上にプロジェクタを設置する。このとき、プロジェクタの投影方向を、スクリーンＳの方向としておく。
【００３６】
ついで、結像光学系２により、テストパターン８をスクリーンＳの表面上に投射する。すると、テストパターン８は、投影角のずれ量に対応して、歪んだ形状で投影される（図５（ｂ）参照）。
【００３７】
このとき、テストパターン８に含まれる一部の部分図形（図５（ｂ）の例では部分図形８８）は、投影角のずれ量に応じて、標準図形に近い形状で投影される。例えば、部分図形８１は、結像光学系２の光軸２１（すなわち筐体１）が図５において右下に傾いた状態の場合に、標準図形（すなわち歪のない正方形）に近づく。その他の部分図形については、以下のような状態の場合に、標準図形に近づく。
部分図形８２：図５において下方に傾いた状態
部分図形８３：図５において左下に傾いた状態
部分図形８４：図５において右に傾いた状態
部分図形８５：図５において傾きがない状態
部分図形８６：図５において左に傾いた状態
部分図形８７：図５において右上に傾いた状態
部分図形８８：図５において上方に傾いた状態
部分図形８９：図５において左上に傾いた状態
【００３８】
（ステップＳＡ−２）
ついで、使用者は、テストパターン８をスクリーンＳ上に投射したときに、標準図形と最も近い形状となる部分図形（図５（ｂ）の例では部分図形８８）を識別するための識別情報（図５（ｂ）の例ではマル８）を、入力手段３を用いて入力する。これにより、本実施形態のプロジェクタは、識別情報の入力を受け付けることができる。すなわち、システム側は、識別情報の入力があるまで待ち、入力があると、次のステップに進む。
【００３９】
（ステップＳＡ−３）
ついで、画像生成部４におけるＣＰＵ４１は、識別情報に対応して予め設定されている補正量に基づいて、投影角の補正量を決定する。さらに、ＣＰＵ４１は、決定された補正量に基づいて、調整手段５のモータ制御部５１に制御信号を送る。
【００４０】
（ステップＳＡ−４）
ついで、調整手段５のモータ制御部５１は、ＣＰＵ４１からの制御信号に基づいて、垂直調整手段５２及び水平調整手段５３を駆動する。これにより、調整手段５では、ＣＰＵ４１で決定された補正量に基づいて、結像光学系２による投射の方向（投影角）を調整することができる。これにより、投射方向を正しい向きに調整することができる。
（ステップＳＡ−５）
ついで、操作者は、調整された投射方向に投影されたテストパターンを確認し、その後、投射方向を決定するための入力を、入力手段３を用いて行う。これにより投射方向を確認した上で決定することができる。決定の入力がなされない場合（あるいは再入力の指示が入力された場合）は、本実施形態のプロジェクタにおいては、再度、（ステップＳＡ−２）に戻り、識別番号の入力を待つ。
【００４１】
本実施形態のプロジェクタでは、投影されたテストパターンを見た使用者が、標準図形に近い形状である部分図形を識別する識別番号を入力するだけで、投影角を調整できるので、投影角の調整作業が容易であるという利点がある。
【００４２】
また、本実施形態のプロジェクタでは、入力された識別情報に基づいて、予め記録されているデータを用いて補正量を決定し、その補正量に基づいて投影角を調整することができる。このため、自動的に補正量を算出する従来の技術に比較して、構成が簡易であり、製造コストを低く抑えることが可能であるという利点がある。
なお、本実施形態のプロジェクタは、広角の結像光学系２を用いた場合に特に有効である。これは、広角の投射レンズを用いた場合、投影角のずれによる像の歪みがより目立つためである。本実施形態のプロジェクタによれば、投射レンズが広角の場合であっても、前記したとおり、簡便な調整作業によって投影角のずれを調整し、像の歪みを低減させることが可能になる。
【００４３】
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るものである。
【００４４】
また、前記実施形態では、標準図形に最も近い部分図形を選ぶことにより、投影角の補正量を決定した。これは、標準図形の辺の形状に主に着目した方法と言える。ただし、例えば、部分図形が備える交点での角度（交点を構成する２直線のなす角度）が標準の角度（例えば直角）に最も近い場合、その交点を選択することで、投影角の補正量を決定することもできる。この場合の手法は前記したところとほぼ同様である。ただし、この場合は、交点を識別する識別情報をテストパターンに付する事が好ましい。
【００４５】
さらに、前記実施形態では、テストパターンの画像に識別情報を付して投影するものとしたが、識別情報としては、要は、標準図形に近い部分図形を選択できるものであればよく、テストパターンと共に投影されることは必須ではない。例えば、入力手段３を構成するボタンを、部分図形の配置と同様（例えば本実施形態では３行３列の配置）とし、標準図形に近い部分図形に対応するボタンを押す構成でも良い。この場合、識別情報とは、部分図形の位置情報（当該部分図形が何行何列の位置にあるか）となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタを側方から見た状態における概略的な説明図である。
【図２】図１のプロジェクタの概略的な斜視図である。
【図３】図１のプロジェクタにおける主要な要素を示すブロック図である。
【図４】補正量を決定するテーブルを説明するための説明図である。
【図５】図５（ａ）は、テストパターンの画像を示す説明図である。図５（ｂ）は、実際に投影された状態のテストパターンの一例を示す説明図である。
【図６】本実施形態のプロジェクタにおける動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
Ｓ  スクリーン
１  筐体
２  結像光学系（投射手段）
３  入力手段
４  画像生成部
４１  ＣＰＵ（決定手段）
５  調整手段
５１  モータ制御部
５２  垂直調整手段
５３  水平調整手段
８  テストパターン
【図１】
2008131536.tif 000003
【図２】
2008131536.tif 000004
【図３】
2008131536.tif 000005
【図４】
2008131536.tif 000006
【図５】
2008131536.tif 000007
【図６】
2008131536.tif 000008