(57)【要約】【課題】  スクリーンまでの距離に応じて投影画像の色合いと濃淡とを補正することができるプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】  スクリーン１に投影された調整用色画像の反射光を第１パッシブ測距装置３０のラインセンサ３１ｃ，３１ｄで受光して、単位時間にラインセンサ３１ｃ，３１ｄが受光する受光量を測定する。制御部３は、測定したスクリーン１までの距離Ｄと基準距離ＤＴとの比率（ＤＴ／Ｄ）と、測定したラインセンサ３１ｃ，３１ｄの受光量と基準値との比率［例えば、｛（Ｒ／Ｗ）／（ＲＴ／ＷＴ）｝］とから色ごとの補正値（α、β、γ）を求めている。各色の基準値は、補正する複数色の色合いが最適となるように設定された値であるため、補正する複数色の色合いを保ちつつ、スクリーンまでの距離に応じた濃淡に補正することができる。【選択図】        図１
2005250069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに投影された画像の反射光を受光するセンサを備え、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段と、
所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが該画像の反射光を単位時間に受光した基準受光量と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶した記憶手段と、
前記スクリーンに投影された前記画像の反射光を前記単位時間に前記センサが受光する受光量を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光量と前記基準受光量との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正する制御手段と、を有することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
スクリーンに投影された画像の反射光を受光するセンサを備え、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段と、
所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが該画像の所定量の反射光を受光するまでにかかる基準受光時間と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶した記憶手段と、
前記スクリーンに投影された前記画像の反射光を前記センサが前記所定量受光するまでにかかる受光時間を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光時間と前記基準受光時間との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正する制御手段と、を有することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記画像は補正するすべての色画像を含むことを特徴とする請求項１または２記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
画像をスクリーンに投影し、該画像の反射光をセンサで受光して前記スクリーンまでの距離を測定するステップと、
所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが単位時間に該画像の反射光を受光する基準受光量と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶するステップと、
前記スクリーンに投影された前記画像の反射光を前記センサが単位時間に受光する受光量を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光量と前記基準受光量との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正するステップと、を有することを特徴とする色補正方法。
【請求項５】
画像をスクリーンに投影し、該画像の反射光をセンサで受光して前記スクリーンまでの距離を測定するステップと、
所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが該画像の所定量の反射光を受光するまでにかかる基準受光時間と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶するステップと、
前記センサが前記スクリーンに投影された前記画像の前記所定量の反射光を受光するまでにかかる受光時間を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光時間と前記基準受光時間との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正するステップと、を有することを特徴とする色補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に投影する画像の色補正を行うプロジェクタ装置及びこのプロジェクタ装置の色補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーンに映像を拡大して映すプロジェクタ装置においては、加法混色により色表現を行うため、照明光や外光等の環境光および画像を投影するスクリーンの種別によって、表示される画像が制作者の意図したものと大きく異なってしまうことがある。このため、プレゼンテーション等の実行前に補正用の画像をスクリーン上に投影し、投影された画像の反射光をセンサで測定して画像の色補正を行うことがある。
【０００３】
特許文献１に開示された色補正方法について以下に詳述する。図１５には特許文献１に開示されたプロジェクタ装置の構成が示されている。このプロジェクタ装置１００の色補正の手順について図１６に示されたフローチャートを参照しながら説明する。まず、キャリブレーション信号発生部１０５は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗのうちのどの色の色変換用キャリブレーション画像を表示するのかを決定し（ステップＳ１０１）、決定した色の最高階調の画像が表示されるようにキャリブレーション信号（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２のいずれか１つまたは複数）を出力する。
【０００４】
色変換部１０６は、初期値に設定された色変換用行列を用いて色変換を行い、Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３のいずれか１つまたは複数を出力する。また、階調補正部１０８は、初期値に設定された１Ｄ−ＬＵＴを用いて階調補正を行いＲ４，Ｇ４，Ｂ４のいずれか１つまたは複数を出力する。
【０００５】
そして、プロジェクタ装置１００は、Ｄ／Ａ変換部１１３、Ｌ／Ｖ駆動部１１４を介して出力されるＲＧＢ信号に基づき、色変換用キャリブレーション画像をスクリーンに投写表示する（ステップＳ１０２）。
【０００６】
色光センサ１１２は、スクリーンに投写表示された色変換用キャリブレーション画像の測色を行う（ステップＳ１０３）。色光センサからの測色情報に基づく測色データは行列生成部１１０に記憶される（ステップＳ１０４）。
【０００７】
プロジェクタ装置１００は、この測色処理（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４までの処理）をすべての色の色変換用キャリブレーション画像の測色処理が終了するまで繰り返し行う。そして、必要なすべての測定データが揃った段階で（ステップＳ１０５／ＹＥＳ）、行列生成部１１０が色変換用データの一種である色変換用行列を生成し、行列記憶部１０７に記憶する（ステップＳ１０６）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−５０５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のプロジェクタ装置では、上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０４までの測色処理を繰り返し行い、色補正を行うすべての色（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白））について測色処理を行っている。従って色変換用データを作成するまでの時間がかかり過ぎるという問題を有している。
【００１０】
また、測色処理を行うためにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の単色画像をスクリーン上にそれぞれ投影しなければならず、見た目によくないため使用者に不快感を与えてしまう。
【００１１】
また、特許文献１のプロジェクタ装置ではスクリーン上に投影した色画像の測色を行うために測色専用の色光センサを別途設けている。従って装置構成が大きくなると共に、装置にかかる費用が高くなるという問題がある。
【００１２】
さらに特許文献１では、色光センサ１１２はスクリーンからの距離の影響を反映した輝度値も測定できると記載しているが、この色光センサ１１２により測定した距離の影響を反映した輝度値に基づく色補正について具体的に記載していない。一般に、画像の色合いが同じでも、プロジェクタとスクリーンとの距離が短いと画像が濃くスクリーンに投影され、距離が長いと淡く投影される。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、スクリーンまでの距離に基づく色補正が可能なプロジェクタ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】
【００１４】
かかる目的を達成するために請求項１記載のプロジェクタ装置は、スクリーンに投影された画像の反射光を受光するセンサを備え、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段と、所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが該画像の反射光を単位時間に受光した基準受光量と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶した記憶手段と、前記スクリーンに投影された前記画像の反射光を前記単位時間に前記センサが受光する受光量を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光量と前記基準受光量との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正する制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項１記載の発明は、測定時のスクリーンまでの距離と基準距離との比率と、測定したセンサの受光量と基準受光量との比率とに応じて、画像の色合いと濃淡とを補正している。よって、各基準値を、画像の色合いと濃淡が最適となるように設定すれば、画像の色合いと濃淡とを一度に補正することができる。
【００１６】
請求項２記載のプロジェクタ装置は、スクリーンに投影された画像の反射光を受光するセンサを備え、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段と、所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが該画像の所定量の反射光を受光するまでにかかる基準受光時間と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶した記憶手段と、前記スクリーンに投影された前記画像の反射光を前記センサが前記所定量受光するまでにかかる受光時間を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光時間と前記基準受光時間との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正する制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項２記載の発明は、測定時のスクリーンまでの距離と基準距離との比率と、測定したセンサの受光時間と基準受光時間との比率とに応じて、画像の色合いと濃淡とを補正している。各基準値を、画像の色合いと濃淡が最適となるように設定すれば、画像の色合いと濃淡とを一度に補正することができる。
【００１８】
請求項３記載のプロジェクタ装置は、請求項１または２記載のプロジュクタ装置において、前記画像は補正するすべての色画像を含むことを特徴としている。
【００１９】
請求項３記載の発明は、補正する全ての色画像を含んだ画像をスクリーンに投影している。従って、色補正のための測定を一度で行うことができ、色補正にかかる時間を短縮させることができる。
【００２０】
請求項４記載の色補正方法は、画像をスクリーンに投影し、該画像の反射光をセンサで受光して前記スクリーンまでの距離を測定するステップと、所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが単位時間に該画像の反射光を受光する基準受光量と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶するステップと、前記スクリーンに投影された前記画像の反射光を前記センサが単位時間に受光する受光量を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光量と前記基準受光量との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正するステップと、を有することを特徴としている。
【００２１】
請求項４記載の発明は、測定時のスクリーンまでの距離と基準距離との比率と、測定したセンサの受光量と基準受光量との比率とに応じて、画像の色合いと濃淡とを補正している。各基準値を、画像の色合いと濃淡が最適となるように設定すれば、画像の色合いと濃淡とを一度に補正することができる。
【００２２】
請求項５記載の色補正方法は、画像をスクリーンに投影し、該画像の反射光をセンサで受光して前記スクリーンまでの距離を測定するステップと、所望の色合い及び濃淡の前記画像を前記スクリーンに投影した時に、前記センサが該画像の所定量の反射光を受光するまでにかかる基準受光時間と、前記スクリーンまでの基準距離とを記憶するステップと、前記センサが前記スクリーンに投影された前記画像の前記所定量の反射光を受光するまでにかかる受光時間を測定し、測定時の前記スクリーンまでの距離と前記基準距離との比率と、測定した前記受光時間と前記基準受光時間との比率とに応じて、前記画像の色合いと濃淡とを補正するステップと、を有することを特徴としている。
【００２３】
請求項５記載の発明は、測定時のスクリーンまでの距離と基準距離との比率と、測定したセンサの受光時間と基準受講時間との比率とに応じて、画像の色合いと濃淡とを補正している。各基準値を、画像の色合いと濃淡が最適となるように設定すれば、画像の色合いと濃淡とを一度に補正することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、スクリーンまでの距離に応じて投影画像の色合いと濃淡とを一度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】
【００２５】
次に、添付図面を参照しながら本発明の最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２６】
まず、図１を参照しながら本実施例のプロジェクタ装置２の構成について説明する。図１に示されるように本実施例のプロジェクタ装置２は、投影レンズ光学系８によりスクリーン１上に投影された画像の反射光を受光して、投影画像の焦点位置を判定するためのコントラスト値を算出する自動焦点検出装置２０と、プロジェクタ装置２からスクリーン１までの距離をスクリーン１の左右方向（水平方向）の複数ポイントで測距する第１パッシブ測距装置３０と、同じくプロジェクタ装置２からスクリーン１までの距離をスクリーン１の上下方向（垂直方向）の複数ポイントで測距する第２パッシブ測距装置４０と、図示しないパーソナルコンピュータ等の機器から画像を入力して、スクリーン１に投影する表示データを出力する投影画像生成部５と、投影レンズ光学系８へ表示データを出力する表示駆動部６と、表示駆動部６により出力された表示データをスクリーン１上に投影する投影レンズ光学系８と、投影レンズ光学系８の焦点距離を変更するために、光軸に沿って投影レンズ光学系８を移動させるステッピングモータ等からなる光学系駆動部７と、プロジェクタ装置２の構成に必要なデータや命令を記憶したメモリ部４と、これら各部を制御する制御部３とを有している。
【００２７】
自動焦点検出装置２０は、投影レンズ光学系８によりスクリーン１上に投影された画像の反射光を受光する受光センサ２１と、受光センサ２１から出力される電気信号に演算を行い、画像のコントラスト値を算出する演算部２２とを有している。本実施例では、受光センサ２１としてＣＣＤラインセンサを適用している。
【００２８】
図２を参照しながら自動焦点検出装置２０の演算部２２の構成について説明する。図２に示されるように演算部２２には、受光センサ２１から入力した電気信号の高周波成分を取り出す高域通過フィルタ（ＨＰＦ）２２ａと、高周波成分だけとなった輝度信号の振幅検波を行なう検波器２２ｂと、検波器２２ｂの検波出力をＡ／Ｄ変換し、ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２２ｃと、Ａ／Ｄ変換器２２ｃから出力されるディジタル信号を積分する積分器２２ｄとを有している。積分器２２ｄからは図３に示すような画像信号のコントラスト値が出力される。
【００２９】
画像信号の高周波成分に現れるコントラスト値は、図３に示されるように合焦位置でコントラスト値が最大となり、合焦位置から外れるに従ってコントラスト値が減少していくという特性を有している。この特性を利用して、投影レンズ光学系８により撮影される画像がスクリーン１上に像を結ぶ時の投影レンズ光学系８の位置（合焦位置）を求める（以下、この方法を山登りオートフォーカスと呼ぶ）。
【００３０】
次に、第１パッシブ測距装置３０及び第２パッシブ測距装置４０の構成について説明する。図４には、図１に示したプロジェクタ装置２を正面から見た構成図が示されている。プロジェクタ装置２の正面には投影レンズが設けられている。投影レンズは投影レンズ光学系（コンデンサレンズを含んでいてもよい）８に含まれ、投影レンズを介してスクリーン１上へ画像を投影する。
【００３１】
図４に示されるように第１パッシブ測距装置３０は、プロジェクタ装置２の正面を構成する平面上で、水平方向に基線長ａだけ離間して配置された一対のレンズ３１ａ及び３１ｂを備えた撮像部３１を有している。同様に第２パッシブ測距装置４０は、プロジェクタ装置２の正面を構成する平面上で、垂直方向に基線長ｂだけ離間して配置された一対のレンズ４１ａ及び４１ｂを備えた撮像部４１を有している。第１パッシブ測距装置３０は、図５（Ａ）に示すように第１基準方向（プロジェクタ装置２の水平方向）に対するスクリーン１の傾斜角度θ１を算出するために、スクリーン１の水平方向の複数の測距位置までの距離を測距する。第２パッシブ測距装置４０は、図５（Ｂ）に示すように第２基準方向（プロジェクタ装置２の垂直方向）に対するスクリーン１の傾斜角度θ２を算出するために、スクリーン１の垂直方向の複数の測距位置までの距離を測距する。なお、図５（Ａ）には、プロジェクタ装置２及びスクリーン１を上から見た上面図が示され、図５（Ｂ）には、プロジェクタ装置２及びスクリーン１を側方から見た側面図が示されている。また、本実施例では、図４に示されるように撮像部３１の基線長ａに平行する方向をプロジェクタ装置２の第１基準方向と呼ぶ。また、撮像部４１の基線長ｂに平行する方向をプロジェクタ装置２の第２基準方向と呼ぶ。
【００３２】
図６および図７を参照しながら撮像部３１の構成について説明する。外部から入射した光を受光するレンズ３１ａの下には、焦点距離ｆだけ離間してラインセンサ３１ｃを配置している。またレンズ３１ｂの下には、焦点距離ｆだけ離間してラインセンサ３１ｄを配置されている。これらのラインセンサ３１ｃ，３１ｄは、直線状に配列された複数の光検出素子を有する一対のラインＣＣＤまたはその他のライン型撮像素子からなる。ラインセンサ３１ｃ，３１ｄの構成を図７に示す。図７に示すラインセンサ３１ｃ，３１ｄは、一対のラインセンサにより複数方向の距離を検出することが可能となる。図７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。すなわち、図７に示す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。同様にラインセンサ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）を設ける。そして、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。
【００３３】
撮像部３１は、レンズ３１ａ及び３１ｂを介してラインセンサ３１ｃ及び３１ｄ上に結像した画像について、図示しない出力部を介して画像の光量に応じた電気信号を直列的に出力する。なお、撮像部４１の構成は撮像部３１と同様であるため説明を省略する。
【００３４】
演算部３２は、ラインセンサ３１ｃ，３１ｄから出力される一対の画像信号のうちの少なくとも一方の画像信号を、所定のシフト範囲に渡って順次シフトさせながら相関値を演算する。演算部４２も同様にラインセンサ４１ｃ，４１ｄから出力される一対の画像信号のうちの少なくとも一方の画像信号を、所定のシフト範囲に渡って順次シフトさせながら相関値を演算し、この相関値に基づいて測定対象までの距離を演算する。
【００３５】
制御部３は、出力される投影画像のコントラスト値を自動焦点検出装置２０から受け取って、投影レンズ光学系８の焦点がスクリーンに合う位置（合焦位置）を特定する。また、第１パッシブ測距装置３０、第２パッシブ測距装置４０の測距結果に基づき、投影画像の色合いと濃淡とが最適な値となるように色補正を行う。また、第１パッシブ測距装置３０の測距演算結果に基づき、プロジェクタ装置２の第１基準方向に対するスクリーン１の傾斜角度を算出する。同様に第２パッシブ測距装置４０の測距演算結果に基づき、プロジェクタ装置２の第２基準方向に対するスクリーン１の傾斜角度を算出する。これらの傾斜角度情報を基に台形歪みの形状を求め、スクリーン１に投影された画像とは逆の台形歪みを発生するための制御信号を投影画像生成部５に通知する。
【００３６】
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。
【００３７】
表示駆動部６は、画像歪み補正部として機能し、制御部３が算出した第１基準方向および第２基準方向に対する傾斜角に基づき、不図示の投影レンズとしてのコンデンサレンズを含む投影レンズ光学系８を調整して、投影画像の台形歪みを補正する。また、表示駆動部６は、不図示の投影レンズのピント調整を自動的に行うオートフォーカス手段として機能する。投影レンズ光学系８は、所定の映像光をスクリーン１上に投影する。
【００３８】
次に、図６を参照しながら第１パッシブ測距装置（外光三角測距方式）３０の動作原理を説明する。図６は、第１パッシブ測距装置３０によりスクリーン１までの距離を測距する様子を示した図である。なお、第２パッシブ測距装置４０の動作原理も第１パッシブ測距装置３０と同様であるため説明を省略する。
【００３９】
図６（Ａ）において、一対のレンズ３１ａ及び３１ｂが、プロジェクタ装置２の正面を構成する平面上に水平方向に延びた所定の基線長ａだけ離間して配置されている。プロジェクタ装置２の正面を構成する平面の下には、これら一対のレンズ３１ａ及び３１ｂからそれらの焦点距離ｆだけそれぞれ離間して、基線長ａ方向に延びた一対のラインセンサ３１ｃ及び３１ｄが配置されている。ラインセンサ３１ｃ及び３１ｄは、その中央部分がそれぞれレンズ３１ａ及び３１ｂの光軸３１ａｘ及び３１ｂｘ上にほぼ位置するように配置されている。これらラインセンサ３１ｃ及び３１ｄ上に、それぞれ対応するレンズ３１ａ及び３１ｂを介して距離測定（測距）対象のスクリーン１上のある位置の画像Ｔが結像される。図６（Ａ）においては、スクリーン１上の測定位置Ｔが、異なる方向の光路Ａ及びＢを通って、それぞれのレンズ３１ａ及び３１ｂを介して、ラインセンサ３１ｃ及び３１ｄ上に結像されている。
【００４０】
測定位置Ｔが無限遠の位置に存在すると仮定した場合、一対のレンズ３１ａ及び３１ｂから焦点距離ｆにあるラインセンサ３１ｃ及び３１ｄ上には、測定位置Ｔがレンズ３１ａ及び３１ｂのそれぞれの光軸３１ａｘ及び３１ｂｘと交差する基準位置３１ｃｘ及び３１ｄｘに結像されることになる。ここで測定位置Ｔが無限遠位置からレンズ３１ａの光軸３１ａｘ上の方向Ａに沿って近づき、図６（Ａ）に示す位置、すなわち、レンズ３１ａからスクリーン１までの距離ＬＣに達すると、測定位置Ｔはラインセンサ３１ｃ上においては、基準位置３１ｃｘ上に結像されたままであるが、ラインセンサ３１ｄ上においては、レンズ３１ｂにより基準位置３１ｄｘから位相差（ずれ量）αだけずれた位置に結像される。
【００４１】
このとき、三角測距の原理から測定位置Ｔまでの距離ＬＣは、ＬＣ＝ａｆ／αで求められる。ここで、基線長ａと焦点距離ｆは予め知られている既知の値であり、ラインセンサ３１ｄ上の基準位置３１ｄｘからの位相差（ずれ量）αを検出すれば、距離ＬＣを測定できる。すなわち、スクリーン１までの距離を検出できる。これが外光三角測距のパッシブ型ラインセンサ測距装置の動作原理である。位相差（ずれ量）αの検出及びＬＣ＝ａｆ／αの演算は、図１で示した演算部３２で実行される。
【００４２】
ラインセンサ３１ｄの基準位置３１ｄｘからの位相差（ずれ量）αの検出は、一対のラインセンサ３１ｃ及び３１ｄから出力される一対の画像データ信号列ＩＬ及びＩＲからそれぞれ抽出した部分画像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎについて、演算部３２が相関演算を行なうことにより検出する。
【００４３】
相関演算は、図６（Ｂ）に示すように、部分画像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎを互いに重ねた時に最も一致度が高くなる領域を求める演算である。演算方法は、重ね合わせる部分画像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎをラインセンサ３１ｃ及び３１ｄ上で相対的にずらしながら検出していく。図６（Ｂ）においては、一方のラインセンサ３１ｃからの部分画像データ群ｉＬｍを基準位置３１ｃｘに位置を固定して、基準部として使用する。他方のラインセンサ３１ｄからの部分画像データ群ｉＲｎは参照部として位置を一画素ずつずらして行き、基準部と最も一致度の高い部分画像データ群ｉＲｎを探す。最も一致度の高い部分画像データ群ｉＲｎを発生するラインセンサ３１ｄ上の位置とそのラインセンサ３１ｄの基準位置３１ｄｘとの間の間隔が位相差（ずれ量）αである。
【００４４】
ラインセンサ３１ｃ及び３１ｄの各々は、所定数の光検出素子（画素）を所定長の直線上に配列した一対のラインＣＣＤで構成されているから、位相差（ずれ量）αは、部分画像データ群ｉＲｎの画像データ信号列ＩＲ内の画素位置と画素ピッチから容易に求めることができる。このようにして、レンズ３１ａの光軸３１ａｘと同じ方向Ａにある測定位置Ｔまでの距離ＬＣを、位相差（ずれ量）αを検出することにより測定できる。
【００４５】
本実施例のプロジェクタ装置２は、画像の色合いと濃淡とをスクリーン１までの距離に応じて一度に補正できるようにしている。このため、まず本実施例では、測距用の白黒パターンの画像をスクリーン１に投影して測距演算を行い、スクリーン１までの距離を求める。
【００４６】
次に、図８に示す赤（以下、Ｒとも表記する），緑（以下、Ｇとも表記する），青（以下、Ｂとも表記する）の３原色に白（以下、Ｗとも表記する）の計４色を含む調整用色画像をスクリーン１に投影し、スクリーン１からの反射光をセンサで受光して、単位時間当たりの受光量であるセンサデータを求める。スクリーン１からの反射光を第１パッシブ測距装置３０、第２パッシブ測距装置のラインセンサ３１ｃ、３１ｄ、４１ｃ、４１ｄ、自動焦点検出装置２０の受光センサ２１のいずれか１つ（以下では、説明の便宜上第１パッシブ測距装置３０の一対のラインセンサ３１ｃ，３１ｄにより受光したとして説明する）で受光する。一対のラインセンサ３１ｃ，３１ｄから出力される電気信号に演算部３２でＡ／Ｄ変換、フィルタ処理等の演算を行い、センサデータを求める。
【００４７】
次に、得られたセンサデータを用いて画像の色合いと濃淡とをスクリーン１までの距離に応じた値に一度に補正する。プロジェクタ装置２のメモリ部４には、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの色画像ごとに、基準となるセンサデータ（基準受光量）の値（ＲＴ，ＧＴ，ＢＴ，ＷＴ）と、基準となる距離（以下、基準距離ＤＴと呼ぶ）とが予め記録されている。基準となるセンサデータの値（ＲＴ，ＧＴ，ＢＴ，ＷＴ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色合いが最適な画像パターンをスクリーン１に投影した時に、ラインセンサ３１ｃ，３１ｄが単位時間に受光する受光量をＲ，Ｇ，Ｂごとに設定した基準量を表している。基準距離ＤＴは、例えば濃淡が最適な画像パターンをスクリーン１に投影した時のスクリーン１までの距離を表わしている。
【００４８】
スクリーン１に投影される調整用色画像は、図８に示すようにＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各色画像を領域ごとに分けたものであるので、この色画像の反射光を受光するラインセンサ３１ｃ，３１ｄも画素の位置（画素番号）によりどの画素がどの色画像の反射光を受光しているのかが判る。制御部３はセンサデータの値を画素番号によりＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの色ごとに分ける。
【００４９】
次に、以下に示す式（１）、（２）、（３）により補正値α、β、γを求める。
α＝（ＤＴ／Ｄ）＊｛（ＲＴ／ＷＴ）／（Ｒ／Ｗ）｝・・・・・（１）
β＝（ＤＴ／Ｄ）＊｛（ＧＴ／ＷＴ）／（Ｇ／Ｗ）｝・・・・・（２）
γ＝（ＤＴ／Ｄ）＊｛（ＢＴ／ＷＴ）／（Ｂ／Ｗ）｝・・・・・（３）
補正値αは、測定したスクリーンまでの距離Ｄと基準距離ＤＴとの比率と、測定したセンサの受光量（Ｒ／Ｗ）と基準となるセンサデータ（ＲＴ／ＷＴ）との比率とから求められる。補正値β、γについても同様である。
【００５０】
この式（１）、（２）、（３）を変形すると、
α＊Ｄ＊Ｒ／Ｗ＝ＤＴ＊ＲＴ／ＷＴ・・・・・（１’）
β＊Ｄ＊Ｇ／Ｗ＝ＤＴ＊ＧＴ／ＷＴ・・・・・（２’）
γ＊Ｄ＊Ｂ／Ｗ＝ＤＴ＊ＢＴ／ＷＴ・・・・・（３’）
となる。
【００５１】
式（１’），（２’），（３’）の右辺の（ＤＴ＊ＲＴ／ＷＴ），（ＤＴ＊ＧＴ／ＷＴ），（ＤＴ＊ＢＴ／ＷＴ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色合いと濃淡とを考慮して最も好ましい値に設定されているので、測定した距離Ｄと測定したＲ，Ｇ，Ｂのセンサデータの値とからα，β，γの値を求め、測定して得られたＲ，Ｇ，ＢをαＲ，βＧ，γＢに調整することでＲ，Ｇ，Ｂの色合い（Ｒ，Ｇ，Ｂの色のバランス）を保ちつつ、距離に応じた濃淡に調整することができる。
【００５２】
このように本実施例は、投影画像の色合いと濃淡とをスクリーン１までの距離に応じて一度に補正することができる。また、投影画像の色合いと濃淡との補正に、スクリーン１までの距離を測定するパッシブ測距装置の出力を使用するので、構成を簡略化することができる。
【００５３】
次に、図９に示すフローチャートを参照しながら本実施例の処理手順を説明する。まず、プロジェクタ装置の電源がオンされると、投影画像の焦点をスクリーン１に合わせるためのオートフォーカスを行う（ステップＳ１）。このオートフォーカスの手順については後ほど詳述する。次に、測距用の白黒パターンの画像をスクリーン１に投影してスクリーン１までの距離を求め、スクリーン１の傾斜角度を演算して台形歪みを補正する（ステップＳ２）。この処理についても後ほど詳述する。
【００５４】
次に、調整用の色画像をスクリーン１に投影する（ステップＳ３）。調整用の色画像には、図８に示すようにＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４色が含まれている。この調整用色画像のスクリーン１からの反射光を第１パッシブ測距装置３０で受光して、演算部３２でＡ／Ｄ変換、フィルタ処理等の演算を行いセンサデータを出力する。センサデータは、ラインセンサ３１ｃ，３１ｄで単位時間当たりに受光した反射光量に応じたデータとなる。センサデータは一端メモリ部４に記憶される（ステップＳ４）。
【００５５】
制御部３は、メモリ部４に蓄積したセンサデータを用いて投影画像の色補正と濃淡補正とを行う（ステップＳ５）。プロジェクタ装置２には、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの色画像ごとの基準となるセンサデータの値（ＲＴ，ＧＴ，ＢＴ，ＷＴ）と、基準距離ＤＴとが予め記録されている。
【００５６】
制御部３は、ステップＳ２で測距したスクリーンまでの距離データＤと、Ｗ，Ｒ，Ｇ，Ｂのセンサデータとを用いて上述した式（１’）、（２’）、（３’）により補正値α、β、γの値を求める。求めたα、β、γによりＲ，Ｇ，ＢをαＲ，βＧ，γＢに調整することでＲ，Ｇ，Ｂの色合いを保ちつつ、距離に応じた濃淡に調整することができる。
【００５７】
次に、図１０に示すフローチャートを参照しながらオートフォーカス（図９に示すステップＳ１）の動作手順を説明する。なお、ここでは山登りオートフォーカスについて説明するが、オートフォーカスは、山登りオートフォーカスに限定されるものではなく、他の方法を適用することができる。また、以下では、ステップモータを用いて投影レンズ光学系８を駆動する例を説明するが、他のモータ、例えばＤＣモータなどを用いることも可能である。この場合、ＤＣモータへの通電時間によって投影レンズ光学系８の駆動量を制御する。まず、光学系駆動部７により投影レンズ光学系８が初期位置に駆動され、計測結果を記憶するメモリ部４の領域が初期化される（ステップＳ１１）。初期化される情報としては、自動焦点検出装置２０で算出されるコントラスト値（ｃｏｎｔ）と、算出されたコントラスト値の中で値が最大となるコントラスト値（Ｍａｘ＿ｃｏｎｔ）と、初期位置からＭａｘ＿ｃｏｎｔ位置までのステップ数の情報などが挙げられる。
【００５８】
次に、プロジェクタ装置２内に予め記憶されている、自動焦点調節に適したオートフォーカス用の画像パターンを投影レンズ光学系８によりスクリーン１上に投影する（ステップＳ１２）。
【００５９】
次に、図３に示すようにステッピングモータ等の光学系駆動部７により投影レンズ光学系８を初期位置から一定速度で移動させる（繰り出し開始）。なお、初期位置とは、投影レンズ光学系８によって投影される画像のピントが合う位置（合焦位置）が無限遠となる投影レンズ光学系８の位置である。同時に受光センサ２１がスクリーン１に投影された画像パターンの反射光を受光する（ステップＳ１３）。受光センサ２１は受光した反射光量に応じた電気信号を後段の演算部２２に出力する（ステップＳ１４）。受光センサ２１からの電気信号は演算部２２でフィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理、積分処理などが施され（ステップＳ１５）、画像のコントラスト値（ｃｏｎｔ）が算出される（ステップＳ１６）。算出されたコントラスト値（ｃｏｎｔ）は、制御部３に出力される。
【００６０】
制御部３は、演算部２２で算出されたコントラスト値（ｃｏｎｔ）が、最大のコントラスト値（Ｍａｘ＿ｃｏｎｔ）よりも大きいか否かを判定する。最大のコントラスト値（Ｍａｘ＿ｃｏｎｔ）とは、算出したコントラスト値よりも前に得られたコントラスト値の中で値が最大のものである。もし、算出したコントラスト値（ｃｏｎｔ）が最大コントラスト値（Ｍａｘ＿ｃｏｎｔ）よりも大きければ（ステップＳ１７／ＹＥＳ）、コントラスト値（ｃｏｎｔ）を最大コントラスト値（Ｍａｘ＿ｃｏｎｔ）として入れ換え、この位置までのステップ数（初期位置を０として起算したもの）をメモリ部４に登録する（ステップＳ１８）また、算出したコントラスト値が最大コントラスト値（Ｍａｘ＿ｃｏｎｔ）よりも小さい場合には（ステップＳ１７／ＮＯ）、このコントラスト値に対する処理を終了する。
【００６１】
次に、制御部３はステッピングモータを駆動するステップ数が、予め設定されたステップ数に達したかどうかを確認する（ステップＳ１９）。投影レンズ光学系８を初期位置から最近位置まで駆動させるためのステップ数は予め決まっているため、現在の駆動ステップ数が、この最近位置までのステップ数に達したかどうかを判定する。達していなければ（ステップＳ１９／ＮＯ）、受光センサ２１で出力される反射光量に応じた電気信号からコントラスト値を算出し、最大コントラスト値（Ｍａｘ＿ｃｏｎｔ）と比較する手順を繰り返す。なお、最近位置とは、投影レンズ光学系８がプロジェクタ装置２に最も近い位置にピントを合わせることができる投影レンズ光学系８の位置である。
【００６２】
現在の駆動ステップ数が、最近位置までのステップ数に達した場合には（ステップＳ２８／ＹＥＳ）、コントラスト値の測定を終了し、検出したＭａｘ＿ｃｏｎｔ位置へ投影レンズ光学系８を移動させる制御を行う（ステップＳ２０）。このような手順を経ることで、投影される画像の焦点をスクリーンに合わせることができる。
【００６３】
次に、図１１に示されたフローチャートを参照しながら台形歪み補正（図９に示すステップＳ２）の手順を説明する。まず、投影レンズ光学系８によりスクリーン１上に位相差検出用の画像パターンを投影する（ステップＳ２１）。第１パッシブ測距装置３０、及び第２パッシブ測距装置４０で位相差の検出が容易となるように、白と黒の縦縞の画像パターンが位相差検出用画像として使用される。スクリーン１上に投影された位相検出用画像の反射光を第１パッシブ測距装置３０、及び第２パッシブ測距装置４０で受光して、プロジェクタ装置２からスクリーン１上の複数の測定位置までの距離を測距する（ステップＳ２２）。位相差検出用画像の反射光をラインセンサ３１ｃ，３１ｄ，４１ｃ，４１ｄでそれぞれ受光し、各ラインセンサの基準位置からのずれ量（位相差）を演算部３２、４２でそれぞれ検出して、測定対象（スクリーン１上の測定位置）までの距離を測定する。演算部３２は、ラインセンサ３１ｃ，３１ｄから出力される一対の画像データ信号列からそれぞれ抽出した部分画像データ群について相関演算を行い、ずれ量を検出する。演算部４２についても同様に、ラインセンサ４１ｃ、４１ｄから出力される画像データに対して相関演算を行い、ずれ量を検出する。第１パッシブ測距装置３０、及び第２パッシブ測距装置４０によって測距された測距データは、制御部３に送信される。
【００６４】
次に、測距データを用いて角度演算を行う（ステップＳ２３）。第１パッシブ測距装置３０の測距データにより第１基準方向に対するスクリーン１の傾斜角度θ１（図１２参照）を算出する方法を例に挙げて、角度演算について説明する。図１２に示すように、第１パッシブ測距装置３０の第１基準方向（プロジェクタ装置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、測距位置１Ａに対して測距演算領域３１ｃＣを用いて測距演算された結果をＬｌ、測距位置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、測距位置１Ａと光軸Ｌとの距離をＬ１’、測距位置１Ｂと光軸Ｌとの距離をＬ２’とすると、傾斜角度θ１は、
ｔａｎθ１＝（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｌ１’＋Ｌ２’）
で求められる。
【００６５】
ここで、三角形の相似により、Ｌ１：Ｌ１’＝ｆ：Ｐ（１ａ−ｋ）が成り立つ。これを展開すると、Ｌ１’＝ＰＬ１（１ａ−ｋ）／ｆとなる。ここで、１ａは測距演算領域３１ｃＬに結像した測距位置１Ａのコントラスト重心位置に相当する画素番号、ｋ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−ｋ）／ｆで表わせる。ここで、１ｂは測距演算領域３１ｃＲに結像した測距位置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３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、本実施例では、その説明を省略する。また、第２パッシブ測距装置４０の測距データに基づいて、第２基準方向に対するスクリーン１の傾斜角度θ２を算出する方法についても同様の方法を適用することができる。
【００６６】
傾斜角θ１、θ２が求まると、制御部３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３が算出した水平方向及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影レンズ光学系８を調整して投影画像の台形歪みを補正する（ステップＳ２４）。また、投影画像生成部５において制御部３が算出した水平方向及び垂直方向の傾斜角度に基づき投影画像とは逆の台形歪みのある画像の表示データを生成し（キーストン補正）、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。
【実施例２】
【００６７】
次に、本発明の第２実施例について説明する。上述した第１実施例では調整用色画像をスクリーン１に投影しておいて、この調整用色画像の反射光を受光するラインセンサ３１ｃ，３１ｄの単位時間当たりの受光量により投影画像の色合いと濃淡とを補正していた。これに対し本実施例では、ラインセンサ３１ｃ，３１ｄが所定量の反射光を受光するまでにかかる蓄積時間を測定して、この蓄積時間により投影画像の色合いと濃淡とを一度に補正する。
【００６８】
本実施例の投影画像の色補正の手順について図１３に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施例においても第１実施例のようにオートフォーカスを事前に行っておくものとする。オートフォーカスの詳細については第１実施例で説明済みであるため省略する。まず、測距用の白黒パターンの画像をスクリーン１に投影し、スクリーン１からの反射光を第１パッシブ測距装置３０のラインセンサ３１ｃ，３１ｄで受光する。ラインセンサ３１ｃ，３１ｄの出力に演算部３２でＡ／Ｄ変換、フィルタ処理等の演算を行い、センサデータを出力する。演算部３２は、センサデータを用いてスクリーン１までの距離を求める（ステップＳ３２）。なお、測距演算の詳細については、図６の説明で詳細に行っているのでここでは説明を省略する。演算部３２は、求めた距離データをメモリ部４に保存する。
【００６９】
次に、調整用色画像をスクリーン１に投影する（ステップＳ３３）。本実施例では、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの単色画像を順次スクリーン１に投影する。Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各色画像の反射光をラインセンサ３１ｃ，３１ｄで受光する。ラインセンサ３１ｃ，３１ｄの出力にＡ／Ｄ変換、フィルタ処理等を施したセンサデータのデータ量が所定量となるまでにかかる時間（以下、データ蓄積時間と呼ぶ）を演算部３２で計測し、色画像ごとのデータ蓄積時間をメモリ部４に記録する（ステップＳ３４）。
【００７０】
Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの全色について、データ蓄積時間の記録が終了すると（ステップＳ３５／ＹＥＳ）、以下に示す式（４）、（５）、（６）を使用してＲ，Ｇ，Ｂの補正値α，β，γを求め、投影画像の色補正と濃淡補正とを同時に行う（ステップＳ３６）。
α＝（ＤＳ／Ｄ）＊｛（ＲＳ／ＷＳ）／（Ｒ／Ｗ）｝・・・・・（４）
β＝（ＤＳ／Ｄ）＊｛（ＧＳ／ＷＳ）／（Ｇ／Ｗ）｝・・・・・（５）
γ＝（ＤＳ／Ｄ）＊｛（ＢＳ／ＷＳ）／（Ｂ／Ｗ）｝・・・・・（６）
なお、ＤＳは、基準となる距離（以下、基準距離と呼ぶ）であり、ＲＳ，ＧＳ，ＢＳ，ＷＳは、Ｒ，Ｇ，Ｂの色合いが最適な画像パターンをスクリーン１に投影した時に、ラインセンサ３１ｃ，３１ｄが所定量の反射光を受光するまでにかかる時間をＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗごとに設定した基準データ蓄積時間を表している。補正値αは、測定したスクリーンまでの距離Ｄと基準距離ＤＳとの比率と、測定したセンサの受光時間（Ｒ／Ｗ）と基準値となる受光時間（ＲＳ／ＷＳ）との比率とから求められる。補正値β、γについても同様である。
【００７１】
式（４），（５），（６）を変形すると、
α＊Ｄ＊Ｒ／Ｗ＝ＤＳ＊ＲＳ／ＷＳ・・・・・（４’）
β＊Ｄ＊Ｇ／Ｗ＝ＤＳ＊ＧＳ／ＷＳ・・・・・（５’）
γ＊Ｄ＊Ｂ／Ｗ＝ＤＳ＊ＢＳ／ＷＳ・・・・・（６’）
となる。
【００７２】
式（４’），（５’），（６’）の右辺の（ＤＳ＊ＲＳ／ＷＳ），（ＤＳ＊ＧＳ／ＷＳ），（ＤＳ＊ＢＳ／ＷＳ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色合いと濃淡とを考慮して最も好ましい値に設定されているので、測定した距離Ｄと測定したＲ，Ｇ，Ｂのセンサデータの受光時間とからα，β，γの値を求め、測定して得られたＲ，Ｇ，ＢをαＲ，βＧ，γＢに調整することでＲ，Ｇ，Ｂの色合い（Ｒ，Ｇ，Ｂの色のバランス）を保ちつつ、距離に応じた濃淡に調整することができる。
【００７３】
このような色補正方法であっても、投影画像の色合いと濃淡とをスクリーン１までの距離に応じて最適な値に補正することができる。
【００７４】
なお、上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これ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形実施可能である。例えば、測距装置にモニタセルを設けて、調整用色画像の測定をモニタセルで行ってもよい。この場合、図１４に示すようにラインセンサ３１ｃに隣接してモニタセルＭを設け、距離の測定をラインセンサ３１ｃ，３１ｄで行い、スクリーン１に投影された調整用色画像の反射光をこのモニタセルＭで受光して、色補正のためのデータを出力する。また、上述した実施例１では、調整用色画像としてＷ，Ｒ，Ｇ，Ｂのすべてを含む色画像を使用し、実施例２では、Ｗ，Ｒ，Ｇ，Ｂの単色画像を使用しているが、実施例１において単色画像を使用することも可能であるし、実施例２において複数色を含む色画像を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】プロジェクタ装置２の構成を示す図である。
【図２】自動焦点検出装置２０の演算部２２の構成を示す図である。
【図３】山登りオートフォーカスについて説明するための図である。
【図４】プロジェクタ装置を正面から見た構成を示す図である。
【図５】（Ａ）はスクリーン１の水平方向に対する傾斜角度を説明するための図であり、（Ｂ）はスクリーン１の垂直方向に対する傾斜角度を説明するための図である。
【図６】パッシブ測距装置によりスクリーンを測距する様子を示した図である。
【図７】ラインセンサの構成を示す図である。
【図８】スクリーンに投影される調整用色画像のパターンを示す図である。
【図９】第１実施例の色補正手順を示すフローチャートである。
【図１０】オートフォーカスの手順を示すフローチャートである。
【図１１】台形歪み補正の手順を示すフローチャートである。
【図１２】スクリーン１の傾斜角度の算出方法を説明する図である。
【図１３】第２実施例の色補正手順を示すフローチャートである。
【図１４】モニタセルの構成を示す図である。
【図１５】特許文献１に開示されたプロジェクタの構成を示す図である。
【図１６】特許文献１に開示されたプロジェクタの動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１  スクリーン                    ２  プロジェクタ装置
３  制御部                        ４  メモリ部
５  投影画像生成部                ６  表示駆動部
７  光学系駆動部                  ８  投影レンズ光学系
２０  自動焦点検出装置            ２１  受光センサ
２２  演算部                      ３０  第１パッシブ測距装置
３１  撮像部                      ３２  演算部
４０  第２パッシブ測距装置        ４１  撮像部
４２  演算部
【図１】
2005250069.tif 000003
【図２】
2005250069.tif 000004
【図３】
2005250069.tif 000005
【図４】
2005250069.tif 000006
【図５】
2005250069.tif 000007
【図６】
2005250069.tif 000008
【図７】
2005250069.tif 000009
【図８】
2005250069.tif 000010
【図９】
2005250069.tif 000011
【図１０】
2005250069.tif 000012
【図１１】
2005250069.tif 000013
【図１２】
2005250069.tif 000014
【図１３】
2005250069.tif 000015
【図１４】
2005250069.tif 000016
【図１５】
2005250069.tif 000017
【図１６】
2005250069.tif 000018