(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する画像表示素子と、
映像信号に基づいて前記画像表示素子を駆動し、原画を形成させる駆動回路と、
フォーカシング及びズーミングを行うことが可能で、前記画像表示素子からの画像光を投射面に投射することにより前記投射面上に投射画像を表示する投射レンズとを備える画像投射装置であって、
前記投射画像の中の測距用の画像パターンからの反射光を用いて該画像投射装置から前記投射面における複数位置までの距離を測定する複数の測距手段と、
該複数の測距手段により測定された距離に基づいて、前記投射面上の投射画像の歪みを補正する補正手段とを備え、
前記駆動回路が、前記投射レンズのズーミング位置やフォーカシング位置にかかわらず、前記測距用の画像パターンの投射画角が変化しないように、前記画像表示素子上での前記画像パターンの位置を制御することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記複数の測距手段は、前記投射画像のうち第１の領域からの前記反射光を用いる第１の測距手段と、前記第１の領域に対して第１の方向に離れた第２の領域からの前記反射光を用いる第２の測距手段と、前記第１の領域に対して前記第１の方向に直交する第２の方向に離れた第３の領域からの前記反射光を用いる第３の測距手段とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記第１および第２の測距手段により検出された距離に基づいて、前記第１の方向における前記投射画像の歪みを補正し、
前記第１および第３の測距手段により検出された距離に基づいて、前記第２の方向における前記投射画像の歪みを補正することを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記第１の領域は、前記第１から第３の領域のうち前記投射画像における光軸位置に最も近い領域であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記投射レンズのズーム状態を検出する検出手段を有し、
前記補正手段は、該検出手段により検出されたズーム状態に基づいて、前記測距手段により測定された距離を補正することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記複数の測距手段のうち少なくとも１つの測距手段により測定された距離に基づいて、前記投射レンズのフォーカス制御を行う第２の制御手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の画像投射装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の画像投射装置と、
該画像投射装置に、画像を投射させるための画像情報を供給する画像情報供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像をスクリーン等の投射面に投射する画像投射装置に関し、特に投射画像の歪を補正することが可能な画像投射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ等で作成した資料を液晶プロジェクタ等の画像投射装置によってスクリーンに拡大投射しながら会議やプレゼンテーションを行うことが多く、この場合、会議室から他の会議室へというようにプロジェクタを持ち運んで使用することが多い。このような場合、設置場所を変えるごとに投射画像のサイズを決め、かつスクリーンに対して投射レンズのピント合わせをする必要がある。このため、最近では、ピント合わせを自動的に行うプロジェクタが提案されている。
【０００３】
また、持ち運び可能なプロジェクタは、机の上に設置されることが多く、この場合、投射光が机によってけられないように、又は投射画像が椅子に座った観察者にとって見やすいように、プロジェクタを上方向に傾けた状態で投射することが多い。この場合、投射画像にはいわゆる台形歪が発生する。このため、プロジェクタに傾きセンサを組み込み、プロジェクタの傾きを検知して自動的に台形歪補正を行うプロジェクタが提案されている。
【０００４】
但し、傾きセンサは一般に重力を利用しているため、プロジェクタの傾きは検出できるが、投射面であるスクリーンの傾きは検知できない。プロジェクタが傾いているときと同様に、スクリーンが傾いている場合にも台形歪みが発生するため、従来の傾きセンサを用いたプロジェクタでは、スクリーンの傾きに起因した台形歪みを補正することができない。
【０００５】
特許文献１には、複数の超音波センサを用いて投射面における複数位置までの距離を測定することによりスクリーンの前後左右の傾きを検出し、該検出結果に基づいて台形歪み補正を行うプロジェクタが提案されている。
【特許文献１】特開平８−９３０９号公報（段落００２２〜００２３，００２９，００３６〜００４４、図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、超音波センサを用いて投射面までの距離を測定する場合、超音波が投射面の周囲の物体で反射する等して距離測定精度が低下するおそれがある。また、複数の超音波センサを用いて複数位置までの距離を測定する場合、超音波同士の干渉が問題となるため、該複数位置までの距離を同時に測定することが難しい。このため、スクリーンの傾きを検出するまでにある程度の時間を必要とする。
【０００７】
本発明は、投射面の傾きに起因する台形歪の補正を、精度良く、かつ迅速に行うことができるようにした画像投射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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の画像投射装置は、画像を表示する画像表示素子と、映像信号に基づいて画像表示素子を駆動し、原画を形成させる駆動回路と、フォーカシング及びズーミングを行うことが可能で、画像表示素子からの画像光を投射面に投射することにより投射面上に投射画像を表示する投射レンズとを備える。そして、さらに投射画像の中の測距用の画像パターンからの反射光を用いて該画像投射装置から投射面における複数位置までの距離を測定する複数の測距手段と、該複数の測距手段により測定された距離に基づいて、投射面上の投射画像の歪みを補正する補正手段とを備える。駆動回路は、投射レンズのズーミング位置やフォーカシング位置にかかわらず、測距用の画像パターンの投射画角が変化しないように、画像表示素子上の画像パターンの位置を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、投射した画像光を利用して光学的に投射面の複数位置までの距離を検出するので、投射面の傾きを精度良く、かつ短時間で求めることができる。したがって、投射面の傾きに起因する台形歪を良好に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１には、本発明の実施例であるプロジェクタ（画像投射装置）の構成を示している。図中の１はプロジェクタ本体である。２は投射レンズであり、ここから画像光をスクリーン６に向けて投射する。本実施例の投射レンズ２は、ズーミングおよびオートフォーカスが可能に構成されている。
【００１２】
３，４，５は光学式測距センサユニットであり、プロジェクタ本体１の前面に互いに離れて（例えば、図示のように投射レンズ２の周囲３箇所に）設けられている。測距センサユニット３，４，５は、光電変換素子を一列に並べて構成されるラインセンサ３ｓ，４ｓ，５ｓと、画像光のスクリーン６での反射光をラインセンサ３ｓ，４ｓ，５ｓ上に結像させる受光レンズ３Ｌ，４Ｌ，５Ｌとにより構成されている。
【００１３】
ここで、光学式測距センサユニットにより距離測定の原理について図５を用いて簡単に説明する。
【００１４】
図５は、投射面までの距離を三角測距方式により測定する場合の原理を示している。２０１は画像光ＩＬが投射される投射面（スクリーン６）、２０３は投射レンズ、２０４はラインセンサである。ラインセンサ２０４の前面には、受光レンズ２０２が配置されている。
【００１５】
投射面２０１で反射した画像光ＩＬは、受光レンズ２０２によってラインセンサ２０４上に結像する。プロジェクタ本体１から投射面２０１までの距離Ｌは、投射レンズ２０３と受光レンズ２０２間の基線長をＢ、受光レンズ２０２の焦点距離をｆ、ラインセンサ２０４上で受光レンズ２０２の光軸上の位置２０４ａを基準とした像ずれ量をｘとしたとき、            
Ｌ＝Ｂ×ｆ／ｘ
で求めることができる。
【００１６】
図１において、ｐは画像形成素子としての液晶パネルであり、画像光によって投射される像の原画を形成する。該プロジェクタには、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、ビデオデッキ、アンテナとチューナからなる映像受信機等の画像情報供給装置６０が接続されている（画像表示システム）。プロジェクタには、後述するように液晶パネル駆動回路（図２参照）が搭載されており、画像情報供給装置６０からの映像信号は該液晶パネル駆動回路に入力され、液晶パネル駆動回路はこの映像信号に応じた原画を形成させるよう液晶パネルｐを駆動する。
【００１７】
６ｐは画像光によってスクリーン６上に投射された投射画像である。３０，４０，５０はそれぞれ、スクリーン６上でどの領域からの反射光がラインセンサ３ｓ，４ｓ，５ｓによって受光されるのかを示しており、以下、これらの領域を測距センサユニット３，４，５による検出領域という。
【００１８】
８はプロジェクタ本体１に設けられた台形歪補正スイッチであり、これを使用者が操作することで、後述する台形歪み補正処理が実行される。また、９はプロジェクタ本体１に設けられたオートフォーカススイッチであり、これを使用者が操作することで、後述する、投射レンズ２のスクリーン６に対する自動ピント合わせ処理が実行される。
【００１９】
このように構成されたプロジェクタにおいて、投射レンズ２によって液晶パネルｐからの画像光が投射レンズ２を通じてスクリーン６上（投射面上）に投射され、投射画像６ｐが表示されると、測距センサユニット３，４，５のラインセンサ３ｓ，４ｓ，５ｓ上には、スクリーン６上におけるそれぞれ対応する検出領域からの反射光が受光レンズ３Ｌ，４Ｌ，５Ｌによって結像する。これにより、投射された画像光のスクリーン６での反射光を、投射レンズ２に対して所定の基線長離れて配置された測距センサユニット３，４，５により受光し、プロジェクタからスクリーン６までの距離を測定するいわゆるアクテイブ型三角測距方式の測距系が形成される。
【００２０】
ここで、測距センサユニット３（第１の測距手段），４（第２の測距手段），５（第３の測距手段）の検出領域３０，４０，５０はそれぞれ、スクリーン６のうち投射光軸（投射レンズ２の光軸の延長線）ＡＸＬが交わる位置、すなわち投射画像６ｐにおける光軸位置の近傍である光軸近傍部と、上端部と、横端部とに設定されている。そして、検出領域３０，４０，５０はいずれも、スクリーン６上における所定サイズ範囲の投射画像６ｐの端部、言い換えればスクリーン６上における投射画像６ｐと投射画像６ｐ外の領域（画像外領域）との境界を含み、かつ各検出領域の長手方向（各ラインセンサの長手方向）が投射画像６ｐの端部（境界）が伸びる方向に対して直交するように設定されている。具体的には、測距センサユニット３，４にそれぞれ対応した光軸近傍部および上端部の検出領域３０（第１の領域），４０（第２の領域）は、上下方向（第１の方向）に伸びて投射画像６ｐの光軸近傍端（下端）および上端を含む領域とし、測距センサユニット５に対応した横端部の検出領域５０（第３の領域）は、左右方向（第２の方向）に伸びて投射画像６ｐの横端を含む領域としている。
【００２１】
これにより、投射画像６ｐが全白画像や明るい画像である場合、投射画像６ｐと画像外領域との明るさの差が大きいため、ラインセンサ３ｓ，４ｓ，５ｓによって投射画像６ｐの端部（境界）をエッジとして検出し易くなり、測距精度の向上を図ることができる。
【００２２】
こうして、ラインセンサ３ｓ，４ｓ，５ｓ上の像基準位置に対する像ずれ量に基づいてスクリーン６の各画像端位置までの距離が測定できる。すなわち、ラインセンサ３ｓ上の画像下端の像ずれ量に基づいてスクリーン６における光軸近傍部までの距離が測定され、ラインセンサ４ｓ上の画像上端の像ずれ量からスクリーン６における上端部までの距離が測定される。さらに、ラインセンサ５ｓ上の画像横端の像ずれ量からスクリーン６の横端部まで距離が測定される。
【００２３】
投射画像６ｐの拡大率は投射距離にほぼ比例するので、測定されたスクリーン６の光軸近傍部までの距離と上端部までの距離とに基づいて、上下方向における投射画像６ｐの台形歪率を演算することができる。同様にして、測定されたスクリーン６の光軸近傍部までの距離と横端部までの距離とに基づいて、左右方向における投射画像６ｐの台形歪率を演算できる。
【００２４】
このようにして算出した投射画像６ｐの台形歪率に基づいて、液晶パネルｐ上に形成する原画の形状を、該台形歪みをうち消すような形状とすることにより、台形歪みが補正された略矩形の投射画像６ｐを得ることができる。
【００２５】
図２には、スクリーン６の傾きに起因した投射画像の台形歪みを補正するシステムの構成を示している。図２において、１１は上記３つの測距センサユニット３〜５のうちスクリーン６の上端部（投射画像の上端周辺）までの距離を測定する上端センサユニット４の出力回路（上端センサ出力回路）、１２はスクリーン６の光軸近傍部（投射画像の下端周辺）までの距離を測定する光軸センサユニット３の出力回路（光軸センサ出力回路）、１３はスクリーン６の横端部（投射画像の横端周辺）までの距離を測定する横端センサユニット５の出力回路（横端センサ出力回路）である。
【００２６】
１４はスクリーン６の上端部までの距離を演算する上端距離演算回路、１５はスクリーン６の光軸近傍部までの距離を演算する光軸距離演算回路、１６はスクリーン６の横端部までの距離を演算する横端距離演算回路である。
【００２７】
１７は上下方向の台形歪みの補正値を演算する上下方向台形歪補正値演算回路、１８は左右方向の台形歪みの補正値を演算する左右方向台形歪補正値演算回路である。
【００２８】
１９は液晶パネルｐを駆動する液晶パネル駆動回路、２０は投射レンズ２のズーム位置（ズーム状態）を検出するズーム位置出力回路である。
【００２９】
上端距離演算回路１４は、上端センサ出力回路１１から出力されたラインセンサ４ｓ上の像ずれ量に基づいてスクリーン６の上端部までの距離を演算し、出力する。同様に、光軸距離演算回路１５および横端距離演算回路１６はそれぞれ、光軸センサ出力回路１２および横端センサ出力回路１３から出力されたラインセンサ３ｓ，５ｓ上の像ずれ量に基づいてスクリーン６の光軸近傍部までの距離および横端部までの距離を演算し、出力する。
【００３０】
なお、上端部および横端部までの距離を演算する際には、ズーム位置出力回路２０から得たズーム位置情報により、ラインセンサ４ｓ，５ｓ上の像ずれ量に補正を加える必要がある。ズーム位置に応じて、ラインセンサ４ｓ，５ｓ上での画像上端および画像横端の位置が変化するためである。これに対し、光軸近傍部においては、ラインセンサ３ｓ上での画像下端は、投射光軸ＡＸＬに近いためほとんど変化せず、上記ような補正は必要がない。
【００３１】
上下方向台形歪率演算回路１７は、上端距離出力回路１４および光軸距離出力回路１５から出力された２つの距離情報に基づいて上下方向の台形歪率を演算し、さらに該台形歪みを補正するための補正値を出力する。
【００３２】
また、左右方向台形歪率演算回路１８は、光軸距離出力回路１５および横端距離出力回路１６から出力された２つの距離情報に基づいて左右方向の台形歪率を演算し、さらに該台形歪みを補正するための補正値を出力する。
【００３３】
なお、上下方向および左右方向の台形歪率を、上記３つの距離のうち上述した組み合わせとは異なる組み合わせから演算することも可能である。
【００３４】
これら出力された台形歪補正値は、液晶パネル駆動回路１９に入力される。液晶パネル駆動回路１９は、該補正値に基づいて、液晶パネルｐに形成する原画の形状を上下方向および左右方向について補正する。これにより、各方向の台形歪みが良好に補正された投射画像６ｐがスクリーン６上に表示される。
【００３５】
なお、上記各回路の動作は、制御回路２１によって制御される。
【００３６】
図３には、このような台形歪みの補正処理の流れを簡単に示したフローチャートである。ステップ（図ではＳと略す）１０１において、使用者により台形歪補正スイッチ８が操作されると、制御回路２１は、ステップ１０２において、ズーム位置出力回路２０にズーム位置情報を出力させる。次に、ステップ１０３では、上端距離演算回路１４、光軸距離演算回路１５および横端距離演算回路１６に各ラインセンサからの出力に基づく距離演算を行わせる。
【００３７】
ここで、本実施例では、画像光のスクリーン６での反射光を用いて測距を行うため、スクリーン６の周囲に存在する物体（例えば、室内では家具や照明器具等）によって精度が低下することなく測距を行うことができ、しかも上記３つの距離を同時に測定することができる。したがって、台形歪補正全体を短時間で完了することができる。
【００３８】
そして、ステップ１０４では、上下方向台形歪率演算回路１７および左右方向台形歪率演算回路１８に、距離の演算結果に基づく台形歪補正値を演算させる。最後にステップ１０５では、液晶パネル駆動回路１９に、台形歪補正値に基づく原画の形状補正（台形歪補正）を行わせる。
【００３９】
図４には、投射画像６ｐの上端を例にして、図１に示したアクテイブ型の三角測距方式による距離の測定方法を説明する図である。図において、２は投射レンズ、ｐは液晶パネル、４Ｌは受光レンズ、４ｓはラインセンサ（上端センサユニット４）である。
【００４０】
また、６ａは投射レンズ２の光軸（投射光軸）ＡＸＬに直交するように垂直配置されたときのスクリーン６の位置、６ｂはスクリーン位置６ａに対しθの角度で傾いて配置されたときのスクリーン６の位置を示す。
【００４１】
さらに、ｙｐは液晶パネルｐにおける原画下端の高さ、ｆｏは投射レンズ２の焦点距離（ズーミングによって変化する）、ｓ１０は投射レンズ２からスクリーン６までの光軸上の距離、Ｓ１はθ傾いたスクリーン６上の画像上端の距離、θＴはスクリーン６に投射された液晶パネルｐにおける原画下端（高さｙｐ）に対する投射画像６ｐの画角、θＴ０は受光レンズ４Ｌの光軸の方向を、投射レンズ２の光軸ＡＸＬを基準として表した角度、ｄは投射レンズ２の光軸ＡＸＬを基準とした受光レンズ４Ｌまでの距離である。
【００４２】
ここで、θＴは投射レンズ２の焦点距離ｆｏと液晶パネルｐの原画下端の高さｙｐとから決まる角度であり、投射レンズ２がズームレンズの場合、ズーミングによって変化する。使用頻度の高い投射レンズ２の広角端で正確な投射距離が測定されるように、θＴ０は投射レンズ２の広角端の画角θＴに合わせるのがよい。
【００４３】
図中、ｆＡＦは受光レンズ４Ｌの焦点距離、ｓ１ａは受光レンズ４Ｌの光軸方向において受光レンズ４Ｌからスクリーン位置６ａ上の投射画像までの距離、Ｓ１ｂは受光レンズ４Ｌの光軸方向において受光レンズ４Ｌから傾いたスクリーン位置６ｂ上の投射画像までの距離である。
【００４４】
図４は、θＴ０が投射画像の画角θＴに一致している場合を表現している。また、図４では、投射レンズ２から画角θＴで投射される画像が投光系を、受光センサユニット４が受光系を形成し、基線長がｄ×ｃｏｓθＴであるアクテイブ型の三角測距光学系を構成している。
【００４５】
図中のスクリーン位置６ａ，６ｂに対応するラインセンサ４ｓ上の像ずれ量ｙｓａ，ｙｓｂは、次式のように発生する。なお、像ずれ量の像基準位置は受光レンズ４Ｌの光軸上の位置である。
【００４６】
ｙｓａ＝（ｄ×ｃｏｓθＴ）×ｆＡＦ／Ｓ１ａ
ｙｓｂ＝（ｄ×ｃｏｓθＴ）×ｆＡＦ／Ｓ１ｂ
同様に、受光センサユニット３，５のラインセンサ３ｓ、５ｓ上に像ずれ量が発生する。したがって、逆にラインセンサ上の像ずれ量ｙｓａ，ｙｓｂを検出すれば、各スクリーン位置までの投射画像の上端（つまりは、投射画像の上端を含むスクリーン６の上端部）までの距離Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが求められる。
【００４７】
なお、画角θＴ方向の距離Ｓ１ａ，Ｓ１ｂから投射レンズ２の光軸方向の距離Ｓ１０，Ｓ１および投射像の高さｙＬａ，ｙＬｂは次式で換算される。
【００４８】
Ｓ１０＝Ｓ１ａ×ｃｏｓθＴ＋ｄ×ｃｏｓθＴ×ｓｉｎθＴ
ｙＬａ＝Ｓ１ａ×ｔａｎθＴ
Ｓ１  ＝Ｓ１ｂ×ｃｏｓθＴ＋ｄ×ｃｏｓθＴ×ｓｉｎθＴ
ｙＬｂ＝Ｓ１ｂ×ｔａｎθＴ
同様にして、投射画像の横端（スクリーン６の横端部）までの距離および投射画像の高さが求められる。図１および図４３に示した構成では、プロジェクタを基準として常に投射画像（つまりはスクリーン６）における複数の位置までの距離を求められる。
【００４９】
画像上端および投射光軸上（画像下端）の距離Ｓ１、Ｓ１０が求められれば、投射画像の拡大率は投射距離にほぼ比例するので、次式により画像上下方向の台形歪率Ｋｃが求められる。
【００５０】
Ｋｃ（％）＝（Ｓ１／Ｓ１０−１）×１００
上記のように投射画像上の複数位置までの距離が求められれば、スクリーン６が垂直配置（６ａ）でプロジェクタが傾いている場合、プロジェクタが水平配置でスクリーン６が傾いている場合、スクリーン６とプロジェクタの双方が傾いている場合のいずれの場合でも、常にプロジェクタから投射された画像の台形歪率が求められる。また、プロジェクタをスクリーン６の斜め前に置いて横方向から画像を投射する場合にも対応できる。
【００５１】
投射レンズ２をアクテイブ型の三角測距方式の投光系に使用することによって、無駄なスペースを取ることなく、受光系との基線長を大きく取ることができるので、高精度の測距が可能となる。その結果、台形歪率を精度よく演算でき、実用的に十分な台形歪補正が行えることになる。
【００５２】
ここで、例として、スクリーン６の傾き角検知および台形歪補正の程度を示す。まず、投射レンズおよび受光レンズを次のように想定する。
【００５３】
投射レンズ：焦点距離（ｆｏ）  ３７−４８ｍｍ（１．３倍ズーム）
フォーカスレンズの焦点距離  −６６ｍｍ（投射側に位置する）
液晶パネルの上下方向サイズ（ｙｐ）  １３．８２４ｍｍ
投射画像下端は投射光軸位置の近傍
投射距離（ｓ１０）  １．６−６ｍ
受光レンズ：焦点距離（ｆＡＦ）  １０．７ｍｍ、
光軸方向の角度（θＴ０）  −２０．９３度
投射レンズの光軸と受光レンズ間の距離（ｄ）  ５０ｍｍ、
三角測距系としての基線長（ｄ×ｃｏｓθＴ０）  ４６．７ｍｍ。
【００５４】
ここでは、投射レンズ２はズームレンズとする。また、投射レンズ２内のフォーカスレンズは、スクリーン６側（投射側）に配置され、ズーミングに関係なく繰り出し量が一定のレンズとする。
【００５５】
測距センサユニット４の光軸方向の角度θＴ０を、投射距離２．８ｍ、広角端（投射レンズ２の焦点距離３７ｍｍ）のときの投射画像端の画角θＴに合わせている。したがってフォーカシングおよびズーミングにより投射画像上端の画角が変化すると、像ずれ量に画角差による誤差がプラスされる。測距値およびズーム位置により像ずれの誤差量は計算できるので、出力された像ずれ量から上記誤差量を差し引く補正を行い、補正後の像ずれ量からプロジェクタと投射画像上端（スクリーン上端部）間の距離を求める必要がある。ここでは、次の量を補正値として差し引くものとする。
【００５６】
すなわち、補正後の像ずれ量をｙｓｃａ，ｙｓｃｂとすると、該像ずれ量は次のように表される。
【００５７】
ｙｓａｃ＝ｙｓａ−ｆＡＦ×ｔａｎ（θＴ−θＴ０）
ｙｓｂｃ＝ｙｓｂ−ｆＡＦ×ｔａｎ（θＴ−θＴ０）。
【００５８】
上記のように計算した数値を以下の表１に示す。ここで示した距離は１．６ｍ、２，８ｍ、４ｍ、６ｍで投射レンズの広角端で４０インチ、７０インチ、１００インチ、１５０インチ投射に相当する。なお、１インチは２５．４ｍｍを意味する。Ｗ，Ｔは投射レンズの広角端（焦点距離３７ｍｍ）、望遠端（焦点距離４８ｍｍ）を意味する。ここでスクリーンの傾き角は２０度として各数値を計算している。
【００５９】
画像上端までの距離Ｓ１、光軸近傍（下端）までの距離Ｓ１０により台形歪率Ｋｃが求められる。最後の数値は、測定精度を確認するため、画像上下端までの距離からスクリーンの傾き角（θｃと表す）を求めたものである。なお、スクリーン６の傾き角を求めるときは、投射画角θＴから求めた像高さｙＬｂを使用する。望遠端側で１度程度のずれが生じるが、歪補正を行うには実用的に許容できる誤差である。
【００６０】
【表１】
0004803972.tif 000002
上記と同様の要領で、左右方向の台形歪率も演算することができる。
【００６１】
本実施例においては、投射画像端の３箇所に対して測距を行っているので、これらのうち少なくとも一箇所に対する測距結果に基づいて投射レンズのフォーカシングレンズの駆動を制御することにより、投射レンズの自動焦点調節も行える。すなわち、台形歪補正用の測距センサを、オートフォース用の測距センサとしても兼用でき、プロジェクタに搭載する部品点数を減らすことができる。
【００６２】
具体的には、使用者がプロジェクタ本体１に設けられたオートフォーカススイッチ９を操作することに応じて、制御回路２１（第２の制御手段）が、測距結果に基づいて投射レンズ２内のフォーカスレンズの合焦位置を算出し、該合焦位置にフォーカスレンズを駆動する（フォーカス制御を行う）。
【００６３】
ここで、表１からわかるように、投射レンズのフォーカシングにより投射画角θＴが変化するので、自動焦点調節を行った後に再度投射画像端の測距をやり直し、スクリーンの傾き角を求め直す又は自動焦点調節の後にはじめて台形歪補正を行うことにより、さらに正確な台形歪補正が行える。
【００６４】
上記実施例では、投射画像端を含む検出領域を用いて測距する場合について説明したが、測距に適した画像パターン（所定パターン）を複数の画像端近傍に含む画像をスクリーンに投射し、それら複数の画像パターンを用いて測距を行ってもよい。このような画像パターンを含む画像を投射する場合、フォーカシングやズーミング（ズーム動作）にかかわらず、画像パターンの投射画角（つまりはスクリーン上における画像パターンの位置）が変化しない（不動とする）ように、図２に示す制御回路２１又は液晶パネル駆動回路１９（第１の制御手段）が、液晶パネルの原画の位置を電気的にコントロールするとよい。このような投射画角不変のパターン投射を行う場合、ラインセンサ上の像ずれ量が変化しないので、フォーカシングおよびズーミングによる補正をかけずに求められた複数箇所に対する測距値に基づいて、投射画像の台形歪率を演算することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、投射画像を利用した光学的測距結果に基づいて台形歪率を求めるので、スクリーン自体の傾きを考慮した台形歪補正を行うことができる。しかも、上下方向だけでなく、左右方向へのスクリーンの傾きにより生じる台形歪補正も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例であるプロジェクタの構成を示す図。
【図２】実施例のプロジェクタにおける電気回路構成を示す図。
【図３】実施例のプロジェクタにおける台形歪補正動作を示すフローチャート。
【図４】実施例のプロジェクタによる測距方法を説明する図。
【図５】三角測距方法を説明する図。
【符号の説明】
【００６７】
１  プロジェクタ
２  投射レンズ
３，４，５  測距センサユニット
３Ｌ，４Ｌ，５Ｌ  受光レンズ
３ｓ、４ｓ、５ｓ  ラインセンサ
６  スクリーン
６ｐ  投射画像
【図１】
0004803972.tif 000003
【図２】
0004803972.tif 000004
【図３】
0004803972.tif 000005
【図４】
0004803972.tif 000006
【図５】
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