(57)【要約】【課題】安価で、かつ、傾斜角の検出に要する処理時間を短縮できるプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタ２は、角度検出装置と、画像歪み補正部とを備える。角度検出装置は、基線長ｂだけ離して配置され、測定対象の像を結像させる一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂと、一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂにより結像された一対の測定対象の像を、光電変換して像信号として出力し、基線長方向に対して垂直な方向に向かって順次配置された複数対のラインセンサ３１ｃ〜３４ｄと、複数対のラインセンサ３１ｃ〜３４ｄから出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行う演算部３２と、演算部３２による演算結果に基づいて、基線長方向および基線長方向に対して垂直な方向に対するスクリーン１の傾斜角を算出する制御部４とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基線長だけ離して配置された一対の受光レンズと、
前記一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象の像に対応した像信号を出力する前記基線長方向に対して垂直な方向に順次配置された複数対の受光センサと、
前記複数対の受光センサから出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行う演算部と、
前記演算部による演算結果に基づいて、前記基線長方向および前記基線長方向に対して垂直な方向に対する前記測定対象の傾斜角を算出する傾斜角算出部とを備えることを特徴とする角度検出装置。
【請求項２】
前記測定対象は、画像が投影されるスクリーンであることを特徴とする請求項１記載の角度検出装置。
【請求項３】
角度検出装置と、前記角度検出装置が算出した傾斜角に基づきスクリーン上の画像の歪み補正を行う画像歪み補正部とを含み、入力される映像信号から形成される画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、
前記角度検出装置は、請求項１又は請求項２記載の角度検出装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
基線長だけ離して配置した一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象の像を、前記基線長方向に対して垂直な方向に向かって順次配置された複数対の受光センサにより光電変換して像信号として出力する第１工程と、
前記第１工程で出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行う第２工程と、
前記第２工程による演算結果に基づいて、前記基線長方向および前記基線長方向に対して垂直な方向に対する前記測定対象の傾斜角を算出する第３工程とを有する角度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライン型パッシブ測距装置を用いた角度検出装置およびそれを備えたプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プロジェクタを使用する場合、プロジェクタとスクリーンの位置関係により、投影画像に台形歪みと呼ばれる歪みが生じる不具合があった。この台形歪を補正する技術としては、プロジェクタ内の映像回路で投影映像とは逆の台形歪のある画像を生成してそれを投影する電気的補正方法や、映像回路で生成する画像については補正を行わずにプロジェクタ内の投射光学系に含まれるコンデンサレンズの傾きを調整する光学的補正方法の２つの方法が一般的であった。
【０００３】
このような台形歪を自動的に補正する従来技術が、特許文献１から特許文献３に記載されている。特許文献１に記載された従来技術は、液晶プロジェクタ前面の異なる位置に設けた２つのアクティブ式測距センサでそれぞれスクリーンまでの距離を検出し、検出した２つの距離と２つの測距センサ間の距離に基づきスクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角を算出し、この算出した傾斜角に基づき上述したような方法で台形歪を補正するものである。
【０００４】
特許文献２に記載された従来技術は、プロジェクタやスクリーンにジャイロなどの角度センサ回路を設け、この回路から得られた角度情報に基づき水平（左右）方向の台形歪み補正、垂直（上下）方向の台形歪み補正あるいは水平および垂直方向の複合された台形歪み補正を行うものである。
【０００５】
特許文献３に記載された従来技術は、スクリーンの位置や傾きを検出するためにカメラを用い、カメラで撮影されたスクリーンの映像をスクリーン位置検出部で画像処理してスクリーンの位置や傾きを検出し、この検出したスクリーンの位置や傾きに応じて台形歪を補正するものである。
【０００６】
図９は第４の従来技術におけるプロジェクタの正面図である。なお、図９に示すこの従来技術は、特願２００３−４１２０２号として、本願出願人と同一出願人により提案されたものである。図９に示すように、このプロジェクタ１０２は、水平方向の傾斜角を検出する際に用いられる撮像部１３１、垂直方向の傾斜角を検出する際に用いられる撮像部１４１、投射光学系１０７を備えている。また、撮像部１３１は、一対の受光レンズ１３１ａ、１３１ｂを備え、撮像部１４１は、一対の受光レンズ１４１ａ、１４１ｂを備える。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１２２６１７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３３９６７１号公報
【特許文献３】
特開２００２−６２８４２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術は、スクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角を検出するために複数のアクティブ式測距装置を用いているので、画像投射用とは別に測距専用の発光素子が必要となるため構成が大きくなり、また測距用の発光素子を発光させるための電力が必要となるという問題があった。
【０００８】
また、プロジェクタの投影画像が届く範囲において測距用の発光素子の光が届かない、またはプロジェクタの投影画像が届く範囲においてスクリーンで反射された測距用光が弱くなってしまう距離にスクリーンが存在する場合、測距精度が落ち、それに伴いスクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角の検出精度が悪化してしまうという問題が生じていた。また、垂直方向の傾斜角度しか検出できないので、水平方向の傾斜に起因する台形歪を補正できなかった。
【０００９】
特許文献２に記載された従来技術は、アクティブ式の測距装置を使わず、かつ水平および垂直方向の傾斜角を検出しているので、上述した不都合は生じないが、プロジェクタとスクリーンとの相対的な傾斜角を検出するためにプロジェクタとスクリーンの両方に角度センサを設けているため、構成が大きくなるという不都合が生じていた。
【００１０】
特許文献３に記載された従来技術は、スクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角を検出するためにカメラを用いるので、上述したアクティブ式の測距装置を用いた場合の不都合やプロジェクタとスクリーンの両方に角度センサを設けて構成が大きくなるという不都合は解消されるが、傾斜角を検出するためにカメラや複雑な画像処理を行う処理回路が必要となるという不都合があった。
【００１１】
また、第４の従来技術では、基線長方向及び基線長方向と垂直な方向に対する傾斜角を検出するためには、二つの撮像部１３１、１４１が必要となるので、コストがかかってしまうという問題がある。また、基線長方向及び基線長方向と垂直な方向に対する傾斜角を検出するには、それぞれ独立に必要な測距を行っていたため、傾斜角の検出に時間がかかってしまうという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、安価で、かつ、傾斜角の検出に要する処理時間を短縮できる角度検出装置、プロジェクタ及び角度検出方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の角度検出装置は、基線長だけ離して配置された一対の受光レンズと、前記一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象の像に対応した像信号を出力する前記基線長方向に対して垂直な方向に順次配置された複数対の受光センサと、前記複数対の受光センサから出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行う演算部と、前記演算部による演算結果に基づいて、前記基線長方向および前記基線長方向に対して垂直な方向に対する前記測定対象の傾斜角を算出する傾斜角算出部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、基線長方向に対して垂直な方向に向かって順次配置された複数対の受光センサから出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行うようにしたので、この演算結果に基づいて、基線長方向および基線長方向と垂直な方向に対する測定対象の傾斜角を算出することができる。また、基線長方向に対する測定対象の傾斜角を算出する際に必要な距離情報を、基線長方向と垂直な方向に対する測定対象の傾斜角を算出する際にも用いることができるため、処理時間を短縮することができる。
【００１５】
また、本発明は、請求項２に記載のように、請求項１記載の角度検出装置において、前記測定対象は、画像が投影されるスクリーンであることを特徴とする。請求項２記載の発明によれば、基線長方向および基線長方向と垂直な方向に対するスクリーンの傾斜角を検出することができる。
【００１６】
また、請求項３記載のプロジェクタは、角度検出装置と、前記角度検出装置が算出した傾斜角に基づきスクリーン上の画像の歪み補正を行う画像歪み補正部とを含み、入力される映像信号から形成される画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、前記角度検出装置は、請求項１又は請求項２記載の角度検出装置であることを特徴とする。請求項３記載の発明によれば、スクリーンやプロジェクタの設定状況が変化してもその変化に応じて歪み補正を自動的に行うことができるプロジェクタを提供できる。
【００１７】
また、請求項４記載の角度検出方法は、基線長だけ離して配置した一対の受光レンズにより結像された一対の測定対象の像を、前記基線長方向に対して垂直な方向に向かって順次配置された複数対の受光センサにより光電変換して像信号として出力する第１工程と、前記第１工程で出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行う第２工程と、前記第２工程による演算結果に基づいて、前記基線長方向および前記基線長方向に対して垂直な方向に対する前記測定対象の傾斜角を算出する第３工程とを有する。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、基線長方向に対して垂直な方向に向かって順次配置された複数対の受光センサから出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行うようにしたので、この演算結果に基づいて、基線長方向および基線長方向と垂直な方向に対する測定対象の傾斜角を算出することができる。また、基線長方向に対する測定対象の傾斜角を算出する際に必要な距離情報を、基線方向と垂直な方向に対する測定対象の傾斜角を算出する際にも用いることができるため、処理時間を短縮することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るプロジェクタを示す図である。また、図２はプロジェクタ２の正面図である。図１に示すように、プロジェクタ２は、測距装置３、制御部４、投影画像生成部５、表示駆動部６、投射光学系７を備える。参照符号１はスクリーンを示している。また、測距装置３は、撮像部３１、演算部３２を備える。
【００２０】
図２において、２はプロジェクタ、３１は撮像部、３１ａ、３１ｂは受光レンズ、７は投射光学系をそれぞれ示している。このプロジェクタ２は、測距装置３が取得する測定対象までの距離に基づいて、スクリーン１との傾斜角を検出し、検出した傾斜角に基づきスクリーン１に投影される画像の台形歪みを補正する機能を備える。
【００２１】
測距装置３は、ライン型パッシブ測距装置であり、撮像部３１と演算部３２とを備え、三角測距の原理を用いて、測定対象までの距離を求めるもので、測定対象の像信号を、図２に示す二つの受光レンズ３１ａ、３１ｂ及び受光センサであるラインセンサによって検出し、その相対位置差αより測定対象までの距離を検出するものである。この測距装置３は、スクリーン１までの距離を水平（左右）方向及び垂直（上下）方向の複数ポイントで検出する。
【００２２】
図３及び図４を用いて、撮像部３１の内部構成について説明する。図３は、撮像部３１のラインセンサを説明するための図である。図４は、撮像部３１の内部構成を説明するための図である。図３及び図４に示すように、撮像部３１は、上述した一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂ、複数対のラインセンサ３１ｃ〜３４ｄを備える。
【００２３】
一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂは、所定の映像光を投影する投影レンズ等を含む投射光学系７からスクリーン１上に投影された映像光に基づく測定対象の像を結像させるものである。複数対のラインセンサ３１ｃ〜３４ｄは、一対の受光レンズ３１ａ、３１ｂにより結像された一対の測定対象像を、光電変換して像信号として出力する。水平方向に配列されたラインセンサ３１ｃ及び３１ｄが一対のラインセンサを構成する。
【００２４】
また、複数対のラインセンサ３１ｃ〜３４ｄは、センサＩＣ３５上に形成されている。対のラインセンサ３１ｃ及び３１ｄ、３２ｃ及び３２ｄ、３３ｃ及び３３ｄ、３４ｃ及び３４ｄは基線長ｂだけ離してそれぞれ配置されている。ラインセンサ３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃは所定の間隔ｄだけ離して基線長方向とは垂直な方向に順次配置されている。
【００２５】
ラインセンサ３１ｃ〜３４ｄは、レンズ３１ａ、３１ｂの光軸に対して垂直に、かつ、受光レンズ３１ａ、３１ｂの光軸がそれぞれの中心を通るように配置されている。複数対のラインセンサ３１ｃ〜３４ｄでスクリーンまでの距離を水平方向及び垂直方向の複数ポイントで検出する。また、受光レンズ３１ａ、３１ｂからラインセンサ３１ｃ〜３４ｄまでの距離は、受光レンズ３１ａ、３１ｂの焦点距離ｆに略等しく設定されている。
【００２６】
図３に示す例では、４対のラインセンサ３１ｃ〜３４ｄが基線長方向に対して垂直な方向に順次配置されているが、少なくとも２対のラインセンサが基線長方向に対して垂直な方向に順次配置されていればよい。
【００２７】
図１に戻って、演算部３２は、ラインセンサ３１ｃ〜３４ｄの出力に基づき互いに異なる複数の方向について測距演算を行う。
【００２８】
制御部４は、傾斜角算出部として機能し、種々の制御や演算を行う。この制御部４は、測距装置３の測距演算結果に基づいて、基線長方向に対するクリーン１の傾斜角および基線長方向に垂直な方向に対するスクリーン１の傾斜角を算出する。
【００２９】
投影画像生成部５は、外部のパソコン等の画像データ出力部から出力される画像データを入力し、入力した画像データを表示用データに変換して表示駆動部６に出力する。表示駆動部６は、画像歪み補正部として機能し、制御部４が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づきコンデンサレンズを含む投射光学系７を調整して投影画像の台形歪みを補正する。
【００３０】
次に、図４を用いて、ライン型パッシブ測距装置（外光三角測距方式）の動作原理を説明する。なお、図４では、図３に示した撮像部３１のセンサＩＣ上に形成されたラインセンサ３１ｃおよび３１ｄを用いた測距について説明している。
【００３１】
レンズ３１ａ、３１ｂは、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄに互いに異なる光路１Ａと１Ｂを介して測定対象（スクリーン）１の映像をそれぞれ結像させる。なお、測定対象１は、１対のレンズ３１ａ、３１ｂから正面方向に距離ＬＣだけ離れた位置に存在するものとする。
【００３２】
測定対象１が無限遠の位置に存在するとき、一対のラインセンサ３１ｃ、３１ｄに結像される映像の中心は、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄ上のレンズ３１ａ、３１ｂの光軸に対応する基準位置（３１ｃ１、３１ｄ１）に結像される。一方、測定対象１が無限遠位置よりも近づくと、これら基準位置（３１ｃｌ、３１ｄｌ）から位相差αだけずれた位置に結像される。
【００３３】
三角測距の原理から測定対象１までの距離ＬＣは、ＬＣ＝ｂ・ｆ／αとなる。ここで、基線長ｂと焦点距離ｆは、定数なので、ずれ量αを検出することにより距離ＬＣを測定できる。これが外光三角測距のパッシブ型測距装置の動作原理であり、この演算を演算部３２が行う。
【００３４】
基準位置からのずれ量（位相差）αは、１対のラインセンサ３１ｃ、３１ｄから出力される１対の映像信号（映像データ列）ＩＬ、ＩＲからそれぞれ抽出した部分映像データ群ｉＬ、ｉＲに基づいて、演算部３２が相関演算を行うことにより検出することができる。この相関演算は、概要的には図４（ｂ）に示すように部分映像データ群ｉＬ、ｉＲを重ねたときに最も一致度が高くなる領域を、重ねる部分映像データ群ｉＬ、ｉＲをラインセンサの並び方向に相対的にずらしながら検出していく演算である。
【００３５】
なお、相関演算を行う際、図４（ｂ）のように一方の部分映像データ群ｉＬを基準部として基準位置に応じて固定し、他方の部分映像デー夕群ｉＲを参照部としてずらしていくことにより、レンズ３１ａの光軸方向を測距方向とすることができる。また、測距方向を両レンズの中心位置からの方向とする場合は、一方の部分映像データ群ｉＬと他方の部分映像デー夕群ｉＲをそれぞれ相対的にずらしていくようにしても良い。
【００３６】
次に、一対にラインセンサにて、複数方向の距離を検出する際のラインセンサの構成について説明する。図５は、一対のラインセンサ３１ｃ、３１ｄにて、複数方向の距離を検出する際のラインセンサの構成例を示す図である。図５に示すように、ラインセンサ３１ｃ、３１ｄを複数に分割し、測距方向に応じて基準位置を複数設定することにより、１つの測距装置で複数方向の距離を検出することができる。
【００３７】
すなわち、一対のラインセンサで複数方向の測距を行う際には、図５に示したようにラインセンサ３１ｃ中に複数の測距方向（本例ではＲ（右）、Ｃ（中央）、Ｌ（左）とする。）に基づく複数の基準位置に応じた複数の測距演算領域（３１ｃＲ、３１ｃＣ、３１ｃＬ）を設けるとともにラインセンサ３１ｄ中に複数の測距方向（Ｒ、Ｃ、Ｌ）に基づく複数の基準位置に応じた複数の測距演算領域（３１ｄＲ、３１ｄＣ、３１ｄＬ）を設け、測距方向で対応する１対の測距演算領域（３１ｃＲと３１ｄＲ、３１ｃＣと３１ｄＣ、３１ｃＬと３１ｄＬ）中の部分映像データを使用して基準位置からのずれ量を求めることができる。
【００３８】
次に、基線長方向及び基線長方向に垂直な方向に対するスクリーン１の傾斜角を算出する際のスクリーン１上の測距位置について説明する。図６は、スクリーン１上の測距位置について説明するための図である。図６において、符号１はスクリーン、３１ｃ〜３３ｃはラインセンサ、Ｘ１１〜Ｘ３３はスクリーン１上の測距位置、θ１は基線長方向に対するスクリーン１の傾斜角、θ２は基線長方向に垂直な方向に対するスクリーン１の傾斜角をそれぞれ示している。
【００３９】
基線長方向に対するスクリーン１の傾斜角θ１を算出するには、スクリーン１上のＸ１３、Ｘ３３の測距を行う必要がある。位置Ｘ１３は、ラインセンサ３１ｃの３１ｃＬ領域と、ラインセンサ３１ｄの３１ｄＬ領域を用いて測距する。位置Ｘ３３は、ラインセンサ３１ｃの３１ｃＲ領域と、ラインセンサ３１ｄの３１ｄＲ領域を用いて測距する。なお、基線長方向に対するスクリーン１の傾斜角θ１の算出方法は後述する。
【００４０】
また、基線長方向に垂直な方向に対するスクリーン１の傾斜角θ２を算出するには、スクリーン１上のＸ３１、Ｘ３２、Ｘ３３の測距を行う必要がある。位置Ｘ３１は、ラインセンサ３３ｃの３３ｃＲ領域と、ラインセンサ３３ｄの３３ｄＲ領域を用いて測距する。位置Ｘ３２は、ラインセンサ３２ｃの３２ｃＲ領域と、ラインセンサ３２ｄの３２ｄＲ領域を用いて測距する。
【００４１】
位置Ｘ３３は、ラインセンサ３１ｃの３１ｃＲ領域と、ラインセンサ３１ｄの３１ｄＲ領域を用いて測距する。なお、位置Ｘ３３における距離は、基線長方向に対するスクリーン１の傾斜角θ１を算出する際にすでに測距しているので、省略してよい。
【００４２】
このように、本実施の形態では、基線長方向に対する測定対象の傾斜角θ１を算出する際に必要な距離情報を、基線長方向と垂直な方向に対する測定対象の傾斜角θ２を算出する際にも用いることができるため、処理時間を短縮することができる。なお、基線長方向に垂直な方向対するスクリーン１の傾斜角θ２の算出方法は後述する。また、精度よく傾斜角を算出するには、スクリーン１上の位置Ｘ１１〜Ｘ３３の距離を算出すればよい。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るプロジェクタの動作を説明する。電源等が投入されると、制御部４は、外部から画像データが入力されている否かを判断し、画像データが入力されていれば、投影画像生成部５にその画像データに応じた表示データを出力させ、表示駆動部６、投射光学系７を介して画像をスクリーン１に投影する。
【００４４】
次に、制御部４は、測距装置３を動作させ、各々にスクリーン１までの距離を複数方向において検出する。次に、制御部４は、測距装置３の測距演算結果に基づいて、基線長方向に対するスクリーン１の傾斜角θ１及び基線長方向に垂直な方向に対するスクリーン１の傾斜角θ２を算出する。
【００４５】
ここで、基線長方向及び基線長方向に垂直方向に対するスクリーン１の傾斜角θ１、θ２の算出方法の一例について説明する。なお、他の算出方法により算出してもよい。図７は、基線長方向に対するスクリーン１の傾斜角θ１の算出方法の一例について説明するための図である。図７において、３１ｃ、３１ｄはラインセンサである。
【００４６】
図７に示すように、測距装置３の基線長方向（プロジェクタ２の水平方向）に対するスクリーン１の傾斜角度をθ１とし、測距地点１Ａに対して測距演算領域３１ｃＬを用いて測距演算された結果をＬｌ、測距地点１Ｂに対して測距演算領域３１ｃＲを用いて測距演算された結果をＬ２、測距地点１Ａと光軸Ｌとの距離をＬ１’、測距地点１Ｂと光軸Ｌとの距離をＬ２´とすると、傾斜角θ１は、
・ｔａｎθ１＝（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｌ１´＋Ｌ２´）
で求めることが可能である。
【００４７】
ここで、三角形の相似により、Ｌ１：Ｌ１´＝ｆ：Ｐ（１ａ−ｌ）が成り立つ。これを展開すると、Ｌ１´＝ＰＬ１（１ａ−ｌ）／ｆとなる。ここで、１ａは測距演算領域３１ｃＬに結像した測距地点１Ａのコントラスト重心位置に相当する画素番号、ｌは光軸に相当するラインセンサの画素番号、Ｐはラインセンサの画素ピッチ、ｆは焦点距離である。同様に、Ｌ２´は、Ｌ２´＝ＰＬ２（１ｂ−ｌ）／ｆで表わせる。ここで、１ｂは測距演算領域３１ｃＲに結像した測距地点１Ｂのコントラスト重心位置に相当する画素番号である。なお、Ｐ及びｆは設計段階等で求められる定数であり、これらの値は制御部４内に予め記憶しておく。なお、コントラスト重心位置の求め方については公知技術（例えば特開平８−７５９８５号参照）であるため、本実施形態では、その説明を省略する。
【００４８】
図８は、基線長方向に垂直な方向に対するスクリーン１の傾斜角θ２の算出方法の一例について説明するための図である。図８において、３１ｃ、３２ｃ、３３ｃはラインセンサであり、これらに対のラインセンサ３１ｄ、３２ｄ、３３ｄは省略している。
【００４９】
図８に示すように、基線長方向に垂直な方向（プロジェクタ２の垂直方向）に対するスクリーン１の傾斜角度をθ２とし、測距地点Ｘ３３に対する測距演算領域３１ｃＲを用いて測距演算された結果をＬ２ｌ、測距地点Ｘ３２に対する測距演算領域３２ｃＲを用いて測距演算された結果をＬ２２、測距地点Ｘ３１に対する測距演算領域３３ｃＲを用いて測距演算された結果をＬ２３、測距地点Ｘ３３と測距地点Ｘ３２及びラインセンサ３２ｃを通る直線との距離をＸ、測距地点Ｘ３１と測距地点Ｘ３２及びラインセンサ３２ｃを通る直線との距離をＹとすると、傾斜角θ２は、
【００５０】
・ｔａｎθ２＝（Ｌ２２−Ｌ２１）／Ｘ
で求めることが可能である。
なお、傾斜角θ２は、上記の式に限らず、
・ｔａｎθ２＝（Ｌ２３−Ｌ２２）／Ｙ
又は、
・ｔａｎθ２＝（Ｌ２３−Ｌ２１）／（Ｘ＋Ｙ）
で求めることも可能である。
ここで、三角形の相似により、Ｌ２１：Ｘ＝ｆ：ｄが成り立つ。これを展開すると、Ｘ＝ｄＬ２１／ｆとなる。ここで、ｄはラインセンサの間隔、ｆは焦点距離である。同様に、Ｙは、Ｙ＝ｄＬ２３／ｆで表わせる。なお、ｄ及びｆは設計段階等で求められる定数であり、これらの値は制御部４内に記憶しておく。
【００５１】
よって、このような演算を制御部４が行うことにより、θ２を求めることができる。このように、カメラ等で利用されているライン型パッシブ測距装置を利用した簡便な傾斜角検出装置を実現できる。傾斜角θ１、θ２が求まると、制御部４は求めた傾斜角θ１、θ２を表示駆動部６に出力する。表示駆動部６は、制御部４が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づきコンデンサレンズを含む投射光学系７を調整して投影画像の台形歪みを補正する。
【００５２】
なお、本実施の形態では、制御部４が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づきコンデンサレンズを含む投射光学系７を調整して投影画像の台形歪みを光学的に補正するようにしているが、投影画像生成部５において制御部４が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づき投影映像とは逆の台形歪のある画像の表示デー夕を生成して投影画像の台形歪みを電気的に補正するようにしてもよい。
【００５３】
制御部４は、傾斜角θ１、θ２が求まるとライン型パッシブ測距装置３の動作を停止させ、角度検出動作と台形歪み補正動作を終了する。なお、制御部４は、一旦傾斜角θ１、θ２を求めた後、所定時間経過した時点で再び測距装置３を動作させ、再度傾斜角θ１、θ２を検出し、この検出した傾斜角θ１、θ２に基づき、再び台形歪み補正動作を行うようにしてもよい。このようにすれば、間欠的に画像の歪みを補正するので、スクリーンやプロジェクタの設置状況等が変化してもその変化に応じた歪補正を自動的に行える。
【００５４】
本実施の形態によれば、基線長方向に対して垂直な方向に向かって順次配置された複数対のラインセンサから出力される一対の像信号に基づいて複数の方向について測距演算を行うようにしたので、この演算結果に基づいて、基線長方向および基線長方向と垂直な方向に対する前記測定対象の傾斜角を算出することができる。また、基線長方向に対する測定対象の傾斜角を算出する際に必要な距離情報を、基線方向と垂直な方向に対する測定対象の傾斜角を算出する際にも用いることができるため、処理時間を短縮することができる。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、安価で、かつ、傾斜角の検出に要する処理時間を短縮できる角度検出装置、プロジェクタ及び角度検出方法を提供する。
【００５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るプロジェクタを示す図である。
【図２】プロジェクタの正面図である。
【図３】撮像部のラインセンサを説明するための図である。
【図４】撮像部の内部構成を説明するための図である。
【図５】一対のラインセンサにて、複数方向の距離を検出する際のラインセンサの構成例を示す図である。
【図６】スクリーン上の測距位置について説明するための図である。
【図７】基線長方向に対するスクリーンの傾斜角θ１の算出方法の一例について説明するための図である。
【図８】基線長方向に垂直方向に対するスクリーンの傾斜角θ２の算出方法の一例について説明するための図である。
【図９】従来の角度検出装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  スクリーン
２  プロジェクタ
３  距離装置
４  制御部
５  投影画像生成部
６  表示駆動部
７  投射光学系
３１  撮像部
３１ａ、３１ｂ  受光レンズ
３１ｄ〜３４ｃ  ラインセンサ
３５  センサＩＣ
【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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