(57)【要約】【課題】  画像と共に投写されたポインタを指定するだけでスクリーンに投写した画像の補正変形を可能にしたプロジェクタを提供する。【解決手段】  スクリーンＳに投写される投写画像と共にスクリーンに表示されるポインタＳＰと、ポインタを位置設定するためのポインタ操作手段６と、ポインタの位置に基づいてスクリーンの投写面と垂直な方向に対するプロジェクタの傾きを算出する手段及び算出された傾きに基づいて投写する入力画像を補正するための補正手段５とを備える。ポインタを操作するだけでスクリーンに対するプロジェクタＰの傾きを算出し、この算出した傾きに基づいてプロジェクタＰの入力画像を補正するので、ポインタの位置を検出するための手段の構成を簡略化できるとともに、補正に際してのポインタ操作が容易なものとなり、スクリーン上の位置を指定する際の誤差に伴う補正の誤差が少なくでき、適正な補正が可能になる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに投写される投写画像と共にスクリーンに表示されるポインタと、前記ポインタを位置設定するためのポインタ操作手段と、前記ポインタの位置に基づいて前記スクリーンの投写面と垂直な方向に対するプロジェクタの傾きを算出する手段と、算出された傾きに基づいて投写する入力画像を補正するための補正手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記傾き算出手段は前記スクリーン上における前記プロジェクタの光軸上の前記ポインタの位置と、前記プロジェクタから前記スクリーンに向けて垂直方向に延ばした線上の前記ポインタの位置との距離に対応する前記プロジェクタ内の液晶パネル上での距離と、前記液晶パネルと投写レンズとの光軸距離とに基づいて前記プロジェクタの傾きを算出することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記ポインタは前記投写画像の一辺に沿ってその辺方向の位置を表示するように構成され、前記傾き算出手段は前記一辺に沿った方向のプロジェクタの傾きを検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記投写画像の前記一辺と垂直な方向の他辺に沿ってその辺方向の位置を表示するように構成される第２のポインタが表示され、前記傾き算出部は前記他辺に沿った方向のプロジェクタの傾きを検出することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記ポインタ操作手段は前記一辺又は他辺に沿って前記ポインタの位置を移動可能に構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力画像をスクリーンに投写するプロジェクタに関し、特にスクリーンに対して傾斜した状態で投写した画像の歪みを補正する機能を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーンに映像を投写するプロジェクタは、プロジェクタの光軸がスクリーン面の垂直方向に対して傾斜していると投写された画像に歪みが生じる。このような歪みを補正する技術として、例えば特許文献１、特許文献２に記載の技術がある。特許文献１の技術では、テスト画像をスクリーンに投写した状態で、ユーザはその投写画像の４つの角部に対応する補正すべき４つの頂点の座標をマウス等の座標入力装置で構成されるポインタにより指定する。ＣＰＵはポインタで指定された４点座標から補正手段に与えるパラメータを算出し、このパラメータに基づいてプロジェクタに入力される入力画像を補正変形する技術である。この技術によればスクリーンに投写される画像は指定した４点座標を角部とする画像に補正されることになる。特許文献２の技術も基本的には同じ手法で画像の補正を行っているが、補正の基準となる位置を検出するためのポインティング手法としてポインティング手段と位置基準部との間でワイヤレス信号を送受信することでポインティング位置を検出する技術である。
【特許文献１】特開２００２−４４５７１号公報
【特許文献２】特開２００１−１２５７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術では、ポインティング手段を用いてスクリーン面上で複数の位置を指定する必要があるため、特許文献１では、ポインタによって指定した４点座標を検出するための手段が必要になる。また、特許文献２ではポインティング位置を検出するために特殊なポインティング手段や位置基準部が必要であり、特にスクリーンの構造が複雑なものとなる。また、特許文献１，２のいずれもポインティング手段を用いて指定したスクリーン面上の複数の位置に基づいて投写画像を補正するため、スクリーン面上で複数の位置を指定する操作が必要となり、補正に際しての操作が面倒であるとともに、一つの位置の指定精度が悪いと、これがそのまま補正における誤差になり、適正な補正ができなくなる。
【０００４】
本発明は１つ、あるいは多くても２つの位置を指定するだけでスクリーンに投写した画像の補正変形を可能とし、しかもプロジェクタの傾きに基づいて画像の補正変形を行うことで適正な補正を実現可能にしたプロジェクタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、スクリーンに投写される投写画像と共にスクリーンに表示されるポインタと、ポインタを位置設定するためのポインタ操作手段と、ポインタの位置に基づいてスクリーンの投写面と垂直な方向に対するプロジェクタの傾きを算出する手段と、算出された傾きに基づいて投写する入力画像を補正するための補正手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ポインタ操作部において１つ、或いは多くても２つのポインタを操作するだけでスクリーンに対するプロジェクタの傾きを算出し、この算出した傾きに基づいて入力画像を補正するので、ポインタの位置を検出するための手段の構成を簡略化できるとともに、補正に際してのポインタ操作が容易なものとなる。また、算出したプロジェクタの傾きに基づいて投写画像の補正変形を行うので、スクリーン上の位置を指定する際の誤差に伴う補正の誤差が少なくでき、適正な補正が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において傾き算出手段は、スクリーン上におけるプロジェクタの光軸上のポインタの位置と、プロジェクタからスクリーンに向けて垂直方向に延ばした線上のポインタの位置との距離に対応するプロジェクタ内の液晶パネル上での距離と、液晶パネルと投写レンズとの光軸距離とに基づいてプロジェクタの傾きを算出する。
【０００８】
本発明においてポインタは投写画像の一辺に沿ってその辺方向の位置を表示するように構成され、傾き算出部は一辺に沿った方向のプロジェクタの傾きを検出する。また、投写画像の一辺と垂直な方向の他辺に沿ってその辺方向の位置を表示するように構成される第２のポインタが表示され、傾き算出手段は他辺に沿った方向のプロジェクタの傾きを検出するようにしてもよい。
【実施例１】
【０００９】
次に、本発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は本発明のプロジェクタＰの概略構成図である。プロジェクタ本体１内には、スクリーンに投写する画像を生成するための液晶パネル２と、この液晶パネル２によって生成された画像をスクリーンＳに拡大して投写するための投写レンズ３と、プロジェクタＰに入力される画像データに基づいて前記液晶パネル２を駆動して画像を生成させる液晶パネル駆動回路４と、前記液晶パネル駆動回路４の動作を制御するための制御回路５とを備えている。また、プロジェクタ本体１には、後述するスクロールバーＳＢの調整ポインタＳＰを位置移動させるための操作ボタン６を備えている。
【００１０】
前記液晶パネル２は、画像を生成するパネル面の一部、ここでは画像Ｖの下辺に沿った領域に水平方向に延びるスクロールバーＳＢを生成して図２に示すように画像Ｖと共にスクリーンＳに投写可能とされている。また、前記スクロールバーＳＢ内には、本発明におけるポインタとして当該スクロールバーＳＢ内を移動可能な調整ポインタ（スクロールポインタ）ＳＰが表示可能とされ、本発明にかかるポインタ操作手段としての前記操作ボタン６によって水平方向左右に移動可能とされている。この調整ポインタＳＰはここでは正方形に形成されており、かつその移動位置は、操作ボタン６での操作に基づいて制御回路５において検出することが可能である。
【００１１】
前記制御回路５は、図３にブロック回路図を示すように、傾き算出手段５１と、入力画像の補正手段５２とが含まれる。前記傾き算出手段５１は、前記スクリーンＳの投写面に垂直な方向に対してプロジェクタＰの光軸が傾斜している角度θｘを算出する手段である。また、前記補正手段５２は算出されたプロジェクタの角度θｘに基づいて液晶パネル２に生成する画像の形状を補正する手段である。これらの傾きの算出と補正を行うために、制御回路５には予め所定のデータが格納されたメモリ５３が設けられている。この所定のデータとしては、傾き算出を行うために用いられる前記スクロールバーを含んだテストパターンを生成するためのデータが格納される。また、傾き算出手段５１では、液晶パネル２と投写レンズ３との光軸方向の距離を格納する。また、補正手段５２では入力される画像データに基づいて液晶パネル２で生成する画像の形状をプロジェクタの前記した傾き角度θｘに対応して補正するための補正データを格納する。なお、この補正データは予めプロジェクタＰの傾きに対応してスクリーンＳに歪みのない適正な画像を投写するために予めシミュレーション等によって求められたものであり、この補正データとしては既に種々の方式のものが提案されているのでここでは詳細な説明は省略する。
【００１２】
以上の構成のプロジェクタによる投写画像の補正動作について説明する。制御回路５では格納されているテストパターンに基づいて液晶パネル２にテストパターン画像を生成し、投写レンズ３によりスクリーンＳに投写する。このとき、図４に示すように、スクリーンＳの中心Ｃに対してプロジェクタＰが水平左方向にずれた位置に設置されており、プロジェクタＰの光軸ＯがスクリーンＳの投写面と垂直な方向に対して水平方向に傾斜している場合には、図５（ａ）に示すように、全体が矩形をしたテストパターンの画像ＶはスクリーンＳに台形状に投写される。また、このテストパターンには下辺に沿ってスクロールバーＳＢが投写される。なお、プロジェクタＰが鉛直方向にも傾斜している場合には、ユーザはテストパターンを見ながらスクロールバーＳＢがスクリーンＳの下辺と平行になるように傾きを調整することで鉛直方向には正しい方向に修正される。
【００１３】
また、この投写されたテストパターンは、初期状態ではスクロールバーＳＢ内に表示されている調整ポインタＳＰはテストパターンの水平方向の中心位置に位置するように予め設定されている。このとき調整ポインタＳＰは正方形をしているため、プロジェクタＰがスクリーンＳの投写面に対して傾いている状態では調整ポインタＳＰの形状も横に長い長方形として表示されている。そこで、図５（ｂ）に示すように、ユーザはプロジェクタの操作ボタン６を操作して調整ポインタＳＰをスクロールバーＳＢに沿って水平方向に移動し、図４に示すように、プロジェクタＰがスクリーンＳの投写面に垂直となる位置にまで調整ポインタＳＰを移動すると、調整ポインタＳＰは最も正方形に近い形状となる。したがって、調整ポインタＳＰの形状変化を観察しながらその位置調整を行うことで、調整ポインタＳＰを前記したスクリーンＳとプロジェクタＰとを垂直方向に結ぶ線上に位置させることが可能になる。
【００１４】
このようにして調整ポインタＳＰの位置を決定するための補正ボタン６の操作を実行すると、これに伴って補正が自動的に実行される。図４を参照すると、傾き算出手段５１は液晶パネル２上における調整ポインタＳＰの初期位置（液晶パネル２の水平方向の中央位置）と、調整ポインタＳＰが前述のようにスクリーンＳ上で位置調整されたときの液晶パネル２上の位置との距離Ｌｄを検出する。この距離Ｌｄは液晶パネル２の画素数等から容易に検出できる。次いで、検出した距離Ｌｄと、予め補正データとして格納されている液晶パネル２と投写レンズ３との光軸方向の距離Ｌｏとに基づいて次式のような三角関数のアークタンジェントの演算を行うことで、プロジェクタＰの光軸がスクリーンＳの投写面と垂直な方向に対してなす角度、すなわちプロジェクタＰの傾き角θｘを算出することができる。
θｘ＝ａｒｃｔａｎ（Ｌｄ／Ｌｏ）
【００１５】
プロジェクタの傾きを算出した後は、補正手段５２では算出された傾きと、予めメモリ５３に格納されている補正データとを用いて所定のアルゴリズムでの補正演算を行い、得られた補正値に基づいて制御回路５に入力される画像を補正する。そして、補正された画像に基づいて液晶パネル駆動回路４を駆動することで、図６（ａ）に示すように、スクリーンＳに投写した歪みのあるテストパターンＶを相殺する形状である補正画像Ｖ’を液晶パネル２において生成する。これにより、図６（ｂ）に示すように、補正画像Ｖ’を投写レンズ３によりスクリーンＳに投写することで、スクリーンＳには歪みが補正された画像Ｖが投写されるとこになる。
【００１６】
したがって、実施例１のプロジェクタでは、スクリーンＳに投写されたスクロールバーＳＢの調整ポインタＳＰの位置を所定の位置、すなわちプロジェクタとスクリーンとを結ぶ垂直線上に調整ポインタが位置するように操作ボタン６を操作するだけで描画画像の補正が実現されるため、補正に際してのユーザの操作を簡略化することが可能になる。また、補正に際しては、プロジェクタの傾きを算出する動作と、算出した傾きに対応して画像を補正する動作を行なうのみでよいためプロジェクタの構成の簡略化も可能になるとともに、算出したプロジェクタの傾き角度θｘに基づいて投写画像の補正変形を行うので、特許文献１，２の技術のようなスクリーン上の位置を指定する際の誤差に伴う補正の誤差が少なくでき、適正な補正が可能になる。
【実施例２】
【００１７】
前記実施例１ではスクロールバーを投写画像の水平方向に沿って配設し、調整ポインタを水平方向に位置調整することでプロジェタクの水平方向の傾きを検出して補正を行う例を示したが、プロジェクタは比較的に高い位置に設けられたスクリーンに対して低い位置から投写を行うことが多く、その場合には鉛直方向の傾きによる投写画像の歪みを補正することが要求される。この場合には、図７（ａ）に示す実施例２のように、スクロールバーＳＢを投写画像Ｖの鉛直方向に沿って配設し、調整ポインタＳＰを鉛直方向に位置調整することで、プロジェクタの鉛直方向の傾き角度を算出し、これに基づいて投写画像を鉛直方向に補正するように構成してもよい。
【実施例３】
【００１８】
また、図７（ｂ）に示す実施例３のように、投写画像の水平方向と鉛直方向のそれぞれに沿ってスクロールバーＳＢ１，ＳＢ２を配設し、各スクロールバーの調整ポインタＳＰ１，ＳＰ２を操作することでプロジェクタの水平方向と延長方向の傾きをそれぞれ算出し、算出した傾きに基づいて投写画像をい水平方向及び鉛直方向に補正するようにしてもよい。
【００１９】
なお、前記各実施例では調整ポインタの形状を正方形にしているが、スクリーンの投写面に対して垂直な位置に調整ポインタが位置することが可能であれば、他の形状にしてもよい。また、ユーザが勘等によって調整ポインタを所定の位置に位置調整するように構成してもよく、この場合には補正の精度は若干低下するが、より迅速な補正を行うことが可能である。さらに、ポインタ調整手段は実施例の操作ボタンに限られるものではなく、プロジェクタに接続したパソコンのマウス等を利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のプロジェクタの概略構成図である。
【図２】スクリーンに投写する画像とスクロールバーを示す図である。
【図３】プロジェクタのブロック回路図である。
【図４】スクリーンに画像を投写する状態の模式的な平面図である。
【図５】スクリーン上での調整ポインタの操作状態を示す図である。
【図６】液晶パネルにおける画像の補正を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施例のスクロールバーを示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｐ  プロジェクタ
Ｓ  スクリーン
ＳＢ  スクロールバー
ＳＰ  調整ポインタ
Ｖ  投写画像
Ｖ’  補正画像
１  プロジェクタ本体
２  液晶パネル
３  投写レンズ
４  液晶パネル駆動回路
５  制御回路
６  操作ボタン
５１  傾き算出手段
５２  補正手段
５３  メモリ
【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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