(57)【要約】【課題】スクリーン上への画像の表示位置調整を容易にするとともに、部品公差による画郭のスクリーン上への投写ばらつきを該表示位置調整により最適化することができるリアプロジェクタを提供する。【解決手段】スクリーン上に、光源から射出された光を画像情報に応じて拡大投写し、初期画像を形成した後、前記初期画像に対して基準点を設定し、前記初期画像を、前記基準点を中心として回転操作、移動操作及び拡大・縮小操作の少なくとも一つの操作を用いて電気的に補正し、前記初期画像の画像歪みを補正する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の画像を投影するスクリーンと、
スクリーンに画像を投影する光学装置と、
前記スクリーン及び前記光学装置を収納するための筐体と、
前記スクリーン及び前記光学装置を前記筐体に固定収納した際の、画像の歪みを補正するための補正手段とを具え、
前記スクリーン上に投影された前記画像に対して基準点を設定し、-前記画像を、前記基準点を中心として回転操作、移動操作及び拡大・縮小操作の少なくとも一つの操作を用いて電気的に補正し、前記画像の画像歪みを補正して所望の前記画像を得るように構成された補正手段とを具備することを特徴とする、リアプロジェクタ。
【請求項２】
前記画像に対して、前記回転操作、前記移動操作及び前記拡大・縮小操作の内、２以上の操作を行なう場合に、前記回転操作、前記移動操作及び前記拡大・縮小操作の順に実施することを特徴とする、請求項１に記載のリアプロジェクタ。
【請求項３】
前記基準点は、前記画像の略中心に設定することを特徴とする、請求項1又は２に記載のリアプロジェクタ。
【請求項４】
スクリーン上に、光源から射出された光を画像情報に応じて拡大投写し、初期画像を形成するステップと、
前記初期画像に対して基準点を設定するステップと、
前記初期画像を、前記基準点を中心として回転操作、移動操作及び拡大・縮小操作の少なくとも一つの操作を用いて電気的に補正し、前記初期画像の画像歪みを補正するステップと、
を具えることを特徴とする、リアプロジェクタの制御方法。
【請求項５】
前記初期画像に対して、前記回転操作、前記移動操作及び前記拡大・縮小操作の内、２以上の操作を行なう場合に、前記回転操作、前記移動操作及び前記拡大・縮小操作の順に実施することを特徴とする、請求項４に記載のリアプロジェクタの制御方法。
【請求項６】
前記基準点は、前記初期画像の略中心に設定することを特徴とする、請求項４又は５に記載のリアプロジェクタの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアプロジェクタ、及びリアプロジェクタの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大型画面を有する表示装置として、スクリーン上に画像を拡大投写して表示するリアプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。このようなリアプロジェクタは、光源からの光束を所定の光学装置によって拡大した後にスクリーン上に投写することによって目的とする画像を得るものである。前記光学装置は、例えば透過型液晶パネル及び投写レンズを含み、前記透過型液晶パネルによって画像情報に応じて変調された光束を投写レンズにより拡大することによって前記スクリーン上に目的とする画像を得るものである。
【０００３】
しかしながら、このようなリアプロジェクタにおいては、上述した光学装置などを筐体内に固定収納するなどの観点から当初前記スクリーン上に投写して得た画像（初期画像）は、歪んだ状態となる。したがって、上述した従来のリアプロジェクタにおいては、スクリーンに表示される画像の位置を調整するために、ハードウエア的な位置調整機構が必要となってくる。そして、このような位置調整機構を介して上記投写レンズを左右または上下に動かすことによって、上記初期画像の歪みを補正するようにしている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
図1は、特許文献３に記載された方法に基づいて初期画像を補正するための操作状況を模式的に示す図である。図1に示すように、従来のような位置調整機構を用いて初期画像の歪みを行う場合は、補正者２が前記位置調整機構を操作してその上方に配置された光学装置の位置を調整し、それによって得られ（補正され）、スクリーン上に投写された画像を補正者１が観察することによって実施していた。したがって、補正者２による補正に基づいて得た補正画像を常に補正者１がモニタリングし、そのモニタリング結果を補正者２に逐次伝達し、補正者２はその伝達された情報に基づいて位置調整機構を調整するとい操作を繰り返し行う必要があった。
【０００５】
この結果、上述したような画像の補正方法では、目的とする歪みのない画像を得るまでの操作が煩雑であるとともに、長時間を要するという問題があった。さらに、最低でも二人の補正者が必要であり、このような状況からも画像補正を困難ならしめていた。
【０００６】
また、上述したような位置調整機構を用いた場合では、画像の表示位置調整に限界がある。そして、スクリーン上には、光学装置の位置調整を行っても、画像を表示することができない表示不可能範囲が形成されてしまう場合がある。
【０００７】
さらに、製品によっては、背面投写表示装置の筐体形状の公差、およびこの筐体内に実装される構成部品の部品公差に違いがあり、この部品公差により表示画像の画郭（画像のアスペクト比）が異なり、スクリーン上に表示される画像に投写ばらつきが発生する。したがって、このような投写ばらつきを調整により最適化するには、微小な調整が必要となる。そして、上記のような表示位置調整機構では、表示不可能範囲が形成されるために、スクリーン全体に画像を表示することができず、さらに、この表示不可能範囲が大きい場合には、表示される画像がスクリーンからはみ出し、観察者は、スクリーン枠内に表示される画像しか認識できないという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−９４９０５号
【特許文献２】特開２００２−１０７６６３号
【特許文献３】特開２００３−３３７３７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、スクリーン上への画像の表示位置調整を容易にするとともに、部品公差による画郭のスクリーン上への投写ばらつきを該表示位置調整により最適化することができるリア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】
【０００９】
上記目的を達成すべく、本発明の一態様は、
所定の画像を投影するスクリーンと、
スクリーンに画像を投影する光学装置と、
前記スクリーン及び前記光学装置を収納するための筐体と、
前記スクリーン及び前記光学装置を前記筐体に固定収納した際の、画像の歪みを補正するための補正手段とを具え、
前記スクリーン上に投影された前記画像に対して基準点を設定し、前記画像を、前記基準点を中心として回転操作、移動操作及び拡大・縮小操作の少なくとも一つの操作を用いて電気的に補正し、前記画像の画像歪みを補正して所望の前記画像を得るように構成された補正手段とを具備することを特徴とする、リアプロジェクタに関する。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、
スクリーン上に、光源から射出された光を画像情報に応じて拡大投写し、初期画像を形成するステップと、
前記初期画像に対して基準点を設定するステップと、
前記初期画像を、前記基準点を中心として回転操作、移動操作及び拡大・縮小操作の少なくとも一つの操作を用いて電気的に補正し、前記初期画像の画像歪みを補正するステップと、
を具えることを特徴とする、リアプロジェクタの制御方法に関する。
【００１１】
本発明では、ソフトウエアによる補正手段を設け、この補正手段によって、スクリーン上に投影された初期画像に対して基準点を設定し、前記初期画像を、前記基準点を中心として回転操作、移動操作及び拡大・縮小操作の少なくとも一つの操作を用いて電気的に補正するようないわゆる画像処理を行うことにより、前記初期画像の画像歪みを補正して所望の前記画像を得るように構成している。
【００１２】
したがって、所定の端末などを用いれば、上記画像処理、すなわち初期画像の歪み補正を行うことができるので、単一の補正者のみでも前述した歪み補正を行うことができる。また、上述したように、画像歪みの補正はいわゆる画像処理の手法を用いて行うので、位置調整機構などを用いた場合の画像表示不可能の範囲などの制限なく、任意の画像歪みを補正することができる。さらに、部品公差の違いに応じた微小な画像補正なども簡易に行うことができる。
【００１３】
また、本発明では、前記基準点は、前記初期画像の略中心に設定することができる。この場合においても、前記回転操作、前記移動操作及び前記拡大・縮小操作、特に回転操作をより簡易かつ正確に行うことができ、前記回転操作を含めた全体の画像歪み補正をより簡易かつ確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、スクリーン上への画像の表示位置調整を容易にするとともに、部品公差による画郭のスクリーン上への投写ばらつきを該表示位置調整により最適化することができるリアプロジェクタ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】
【００１５】
以下、本発明のその他の特徴及び利点について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。
【００１６】
図２及び３は、本発明のリアプロジェクタを例示したものであり、図２は、一回反射型のリアプロジェクタの構成を概略的に示したものであり、図３は、直接投写型のリアプロジェクタの構成を概略的に示したものである。なお、これらの図面において、同じあるいは類似の構成要素に関しては、同じ参照符号を用いて表示している。
【００１７】
図２に示すリアプロジェクタ１０では、筐体１１内に光学装置１２、ミラー１３及びスクリーン１４が配置されており、光学装置１２からは入力した画像情報に基づいて拡大されて得た画像がミラー１３に向けて出射され、ミラー１３で反射された後にスクリーン１４上に投写される。一方、図３に示すリアプロジェクタ１０では、筐体１１内に光学装置１２、及びスクリーン１４が配置されており、光学装置１２からは入力した画像情報に基づいて拡大されて得た画像が直接的にスクリーン１４上に投写される。
【００１８】
なお、光学装置１２内には、本発明の主要な構成要素である画像歪みの補正手段が組み込まれ、補正者の指示に基づいてソフトウエア的な画像処理がなされ、スクリーン１４上に投影される初期画像の歪みを除去するように構成されている。以下、画像の歪み除去について詳述する。
【００１９】
図４は、図２及び３に示す光学装置１２内に組み込まれる画像補正装置の一例を示す図である。図４に示すように、上記画像補正装置は、画像情報を入力（受信）するための画像入力部１２１と、この画像入力部１２１から送られてきた画像情報から得られる画像の歪み度合い（態様）を演算するための、画像演算部１２２と、この画像演算部１２２での演算に基づいて得た画像歪みを補正する演算を行うための出力位置補正演算部１２４と、前記画像情報に基づいて出力画像信号を出力するための画像出力部１２３と、前記出力画像信号に基づいて拡大画像をスクリーンに向けて投写するための光源１２５とを含む。
【００２０】
なお、図４から明らかなように、画像演算部１２２で画像情報を演算した結果、特に画像補正を行う必要がない場合は、出力位置補正演算部１２４を介することなく、直接的に画像情報は画像出力部１２３に送られる。
【００２１】
本発明のリアプロジェクタ及びその制御方法では、目的とする（初期）画像の歪みは図４に示す画像演算部１２２及び出力位置補正演算部１２３において補正される。以下においては、画像演算部１２２及び出力位置補正演算部１２３において演算される画像歪みに関し、具体例を挙げて説明する。
【００２２】
図５〜１０は、画像演算部１２２で得た画像情報に基づいて得た画像（初期画像）の具体例を示したものである。
【００２３】
図５は、画像の縦方向中心線に対して、前記画像の左端（右端）が手前側に位置し、前記画像の右端（左端）が奥側に位置することによって画像に歪みを生じている場合である（図５（ａ）及び（ｂ）に相当）。図６は、画像の横方向中心線に対して、前記画像の上端（下端）が手前側に位置し、前記画像の下端（上端）が奥側に位置することによって画像に歪みを生じている場合である（図６（ａ）及び（ｂ）に相当）。図７は、画像の中心に対して、前記画像が左側（右側）に傾斜していることによって生じているものである（図７（ａ）及び（ｂ）に相当）。
【００２４】
図８は、画像の横方向中心線に対して、前記画像の上端（下端）が上方（下方）にずれていることによって画像に歪みを生じている場合である（図８（ａ）及び（ｂ）に相当）。図９は、画像の縦方向中心線に対して、前記画像の右端（左端）が右方（左方）にずれていることによって画像に歪みを生じている場合である（図９（ａ）及び（ｂ）に相当）。さらに、図１０は、画像の全体が前方（後方）にずれていることによって画像に歪みを生じている場合である。
【００２５】
以下、上述したような画像歪みの補正と対比させながら、出力位置補正演算部１２３で実施される画像歪み補正の演算について詳細に説明する。以下、入力画像の画素位置を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、中間演算（画像補正）の画素情報を（ｘ’，ｙ’，ｚ’）とし、出力画像の画素位置を（Ｘ，Ｙ）とする。
【００２６】
最初に、入力画像の画素位置ｘ，ｙの最大値が“１”となるように正規化を行う。この時点では平面画像として演算を行うが、例えば投写距離を規定する画素位置ｚは“−１”とする（第１のステップ）。例えば、画素数が横１２８０であり、縦７２０の場合、
ｘ＝ｘ／１２８０、
ｙ＝ｙ／７２０、
ｚ＝１
とする。
【００２７】
次いで、画像の中心点を画像補正の基準点とするために、ｘ，ｙを０．５マイナス側に移動させ、−０．５〜０．５の範囲を採るようにする（第２のステップ）。
ｘ＝ｘ−０．５
ｙ＝ｙ−０．５。
【００２８】
以上の第１のステップ及び第２のステップは本発明の画像補正を行うための前段階の操作であり、その後は図５〜１０に示すような画像歪みに応じて順次所定の演算処理がなされる。
【００２９】
最初に、図５〜７に示すような画像に対して補正を行う場合について説明する。図５〜７に示す画像に対して補正を行う場合は、縦方向中心線、横方向中心線あるいは画像中心に対して、例えば両端が前後し、あるいは回転して位置するために生じている歪みであるので、かかる前後位置又は回転位置などを補正すべく、回転補正を行うことによって画像補正を行うことができる（第１の画像補正）。
【００３０】
例えば、図５に示す画像に対して補正を行う場合は、その回転角度をαとすると、
ｘ’＝ｘ・ｃｏｓα−ｚ・ｓｉｎα
ｙ’＝ｙ
ｚ’＝ｘ・ｓｉｎα＋ｚ・ｃｏｓα
なる演算を行うことによって補正することができる。
【００３１】
また、図６に示す画像に対して補正を行う場合は、その回転角度をβとすると、
ｘ’＝ｘ
ｙ’＝ｙ・ｃｏｓβ−ｚ・ｓｉｎβ
ｚ’＝−ｙ・ｓｉｎβ＋ｚ・ｃｏｓβ
なる演算を行うことによって補正することができる。
【００３２】
さらに、図７に示す画像に対して補正を行う場合は、その回転角度をγとすると、
ｘ’＝ｘ・ｃｏｓγ＋ｙ・ｓｉｎγ
ｙ’＝−ｘ・ｓｉｎγ＋ｙ・ｃｏｓγ
ｚ’＝ｚ
なる演算を行うことによって補正することができる。
【００３３】
次に、図８及び９に示すような画像に対して補正を行う場合について説明する。図８及び９に示す画像に対しては、画像の横方向中心線又は縦方向中心線に対して、前記画像がシフトしているために生じている画像歪みであるので、前記シフトを相殺するような移動量Ｌを導入することによって画像補正を行う（第２の画像補正）。なお、本例では、上記第１のステップにおいて、画素位置（画素座標）を正規化しているので、移動量Ｌについても正規化したものを用いる。したがって、この場合は、
ｘ’＝ｘ＋Ｌ
または、
ｙ’＝ｙ＋Ｌ
なる演算を行うことによって、画像補正を行うことができる。
【００３４】
次に、図１０に示すような画像に対して補正を行う場合について説明する。図１０に示す画像は、その全体が前方（後方）にずれていることによって画像に歪みを生じているので、その前方あるいは後方に位置することによって全体的な画像の大きさが拡大あるいは縮小している分を補正するような補正係数Ｓをかけることによって画像補正を行うことができる（第３の画像補正）。具体的には、
ｘ’＝ｘ×Ｓ
あるいは
ｙ’＝ｙ×Ｓ
なる演算を行うことによって、画像補正を行うことができる。
【００３５】
以上のような演算を行って画像補正をした後は、当初の第２のステップで実施したｘ，ｙを０．５マイナス側に移動させるという操作の逆の操作を行って復元することにより、目的とする、画像歪みを補正した出力画像を得ることができる。前記出力画像の画素位置（Ｘ，Ｙ）は、中間演算（画像補正）の画素情報（ｘ’，ｙ’，ｚ’）に対して、
Ｘ＝ｘ’＋０．５
Ｙ＝ｙ’＋０．５
なる演算で得ることができる。
【００３６】
なお、上記第１の画像補正から第３の画像補正は、それぞれ単独で行うこともできるが、初期画像の歪が図５〜７、図８及び９、並びに図１０に示すような歪の組み合わせであるような場合、それら画像補正を任意に組み合わせて行うことができる。
【００３７】
この際、本例においては、第２のステップにおいて、画像の中心点を画像補正の基準点としているので、第１の画像補正、すなわち画像の回転操作を含む場合は、これを最初に実施した後、第２の画像補正（画像の移動操作）及び／又は第３の画像補正（画像の拡大・縮小操作）を順次に行うことが好ましい。これによって、画像歪みの補正をより簡易かつ正確に行うことができる。
【００３８】
図１１は、本例のリアプロジェクタにおける初期画像を補正するための操作状況を模式的に示す図である。図１１に示すように、本例においては、光学装置内に組み込まれた画像歪みの補正手段によってソフトウエア的に画像補正がなされるので、例えば補正者１が単独で所定の端末などを用いることによって、画像補正と、そのモニタリングとを同時に行うことができる。
【００３９】
また、位置調整機構などを用いた場合の画像表示不可能の範囲などの制限なく、任意の画像歪みを補正することができる。さらに、部品公差の違いに応じた微小な画像補正なども簡易に行うことができる。
【００４０】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来のような位置調整機構を用いて初期画像の歪みを行う場合の操作状況を模式的に示す図である。
【図２】本発明のリアプロジェクタの一例を示す図である。
【図３】同じく、本発明のリアプロジェクタの一例を示す図である。
【図４】図２及び３に示すリアプロジェクタの、光学装置内に組み込まれる画像補正回路の一例を示す図である。
【図５】画像演算部で得る画像情報に基づいて得た画像（初期画像）の、画像歪みの一例を示す図である。
【図６】同じく、画像演算部で得る画像情報に基づいて得た画像（初期画像）の、画像歪みの一例を示す図である。
【図７】同じく、画像演算部で得る画像情報に基づいて得た画像（初期画像）の、画像歪みの一例を示す図である。
【図８】同じく、画像演算部で得る画像情報に基づいて得た画像（初期画像）の、画像歪みの一例を示す図である。
【図９】同じく、画像演算部で得る画像情報に基づいて得た画像（初期画像）の、画像歪みの一例を示す図である。
【図１０】同じく、画像演算部で得る画像情報に基づいて得た画像（初期画像）の、画像歪みの一例を示す図である。
【図１１】本発明のリアプロジェクタにおける初期画像を補正するための操作状況を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  リアプロジェクタ
１１  筐体
１２  光学装置
１３  反射ミラー
１４  スクリーン
１２１  画像入力部
１２２  画像演算部
１２３  画像出力部
１２４  出力位置補正演算部
１２５  光源
【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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