(57)【要約】【課題】  投影画像の画質を低下させることなく台形歪みを補正可能なプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】  画像を投影するスクリーン１上の複数の測距位置までの距離を測距する第１パッシブ測距装置３０、第２パッシブ測距装置４０と、測距情報に基づいてスクリーン１の傾斜角度を算出する制御回路５とを有している。制御回路５は、算出したスクリーンの傾斜角度と、予め設定された設定値とを比較し、傾斜角度が設定値よりも小さい場合にだけキーストン補正により台形歪み補正を行う。制御回路５によって画像補正を行った時に、画質の低下が著しくならない程度の角度を設定値として設定しておくことで、投影画像の画質を低下させることなく台形歪みを補正することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影するスクリーン上の複数の測距位置までの距離を測距する測距手段と、
前記測距手段で測距された前記複数の測距位置までの距離情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出し、該算出した傾斜角度に基づいて画像補正を行い、投影画像の台形歪みを補正する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも小さい場合にだけ画像補正を行い、台形歪みの補正を行うことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
算出した前記スクリーンの傾斜角度を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、算出した前記スクリーンの傾斜角度を前記スクリーンに投影するように制御することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
画像を投影するスクリーン上の複数の測距位置までの距離を測距する測距手段と、
前記測距手段で測距された前記複数の測距位置までの距離情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出し、該算出した傾斜角度に基づいて画像補正を行い、投影画像の台形歪みを補正する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも大きい場合に、前記所定値として設定された角度分の台形歪み補正を前記画像補正によって行うことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項５】
算出した前記傾斜角度から前記画像補正を行った前記所定値分の角度を減算した値を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ装置。
【請求項６】
前記制御手段は、算出した前記傾斜角度から前記画像補正を行った前記所定値分の角度を減算した値を前記スクリーンに投影するように制御することを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ装置。
【請求項７】
動作モードの設定を入力する操作入力手段と、
情報を表示する表示手段と、を有し、
前記制御手段は、前記操作入力手段により手動動作モードが設定された場合に、台形歪みの補正は行わず、前記表示手段に算出した前記スクリーンの傾斜角度を表示する制御を行うことを特徴とする請求項１または４記載のプロジェクタ装置。
【請求項８】
前記プロジェクタ装置の前記スクリーンに対する角度を自動で調整する自動姿勢調整手段を有することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のプロジェクタ装置。
【請求項９】
スクリーンまでの距離を測距し、測距情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出して投影画像の台形歪みを画像補正によって行うプロジェクタ装置の台形歪み補正方法であって、
算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも小さい場合にだけ画像補正を行い、台形歪みの補正を行うことを特徴とする台形歪み補正方法。
【請求項１０】
スクリーンまでの距離を測距し、測距情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出して投影画像の台形歪みを画像補正によって行うプロジェクタ装置の台形歪み補正方法であって、
算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも大きい場合に、前記所定値として設定された角度分の台形歪み補正を前記画像補正によって行うことを特徴とする台形歪み補正方法。
【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される画像に生じる台形歪みを補正するプロジェクタ装置、及びその台形歪み補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ装置からスクリーンに映像を投影する場合に、例えば、図１３（Ａ）に示すようにスクリーンが傾いてプロジェクタ装置とスクリーンとの相対的な角度がずれた場合に、そのままでは図１３（Ｂ）に例示するようにスクリーン上の画面に、画面の横サイズが画面上端から画面下端に向けて漸減または漸増する歪み、いわゆる台形歪みが発生してしまう。
【０００３】
台形歪みを補正する補正装置について開示した特許文献１では、図１４に示されるようにプロジェクタ装置本体１００の前面の異なる位置に２つのアクティブ距離センサ１０１、１０２を設けてプロジェクタ装置本体１００とスクリーン２００との距離をそれぞれ検出している。制御マイコン１０４は、これらのアクティブ距離センサ１０１、１０２の検出結果に基づき、スクリーン２００に対するプロジェクタ装置本体１００の傾斜角度を算出している。算出した傾斜角度に基づいて、液晶パネル１０３の投射画像光がプロジェクタ装置本体１００の傾斜角度に起因する投射画面の台形歪み形状とは逆の台形歪み形状となるように、各ラインの画素データの間引き調整を映像回路１０５で行っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２２６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１では、投影画像の画素データを間引くことによって台形歪みを補正（いわゆる、キーストン補正）しているため、スクリーンの傾斜角度が大きい場合には、間引く画素データが増加して投影画像の画質が低下するという問題が起こる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、投影画像の画質を低下させることなく台形歪みを補正可能なプロジェクタ装置、及びその台形歪み補正方法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】
【０００７】
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、画像を投影するスクリーン上の複数の測距位置までの距離を測距する測距手段と、前記測距手段で測距された前記複数の測距位置までの距離情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出し、該算出した傾斜角度に基づいて画像補正を行い、投影画像の台形歪みを補正する制御手段と、を有し、前記制御手段は、算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも小さい場合にだけ画像補正を行い、台形歪みの補正を行うことを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の発明は、算出したスクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、傾斜角度が所定値よりも小さい場合にだけ画像を補正して台形歪みの補正を行う。制御手段によって画像補正を行った時に、画質の低下が著しくならない程度の角度を所定値として設定しておき、算出した傾斜角度が所定値よりも小さい場合にだけ画像補正を行って台形歪みを補正することで、投影画像の画質を低下させることなく台形歪みを補正することができる。
【０００９】
請求項２記載のプロジェクタ装置は、請求項１記載のプロジェクタ装置において、算出した前記スクリーンの傾斜角度を表示する表示手段を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、算出したスクリーンの傾斜角度を表示する表示手段を設けている。従って、どの程度スクリーンが傾斜しているのかを操作者に認識させることができ、操作者がプロジェクタ装置の姿勢を容易に調整可能となる。
【００１１】
請求項３記載のプロジェクタ装置は、請求項１記載のプロジェクタ装置において、前記制御手段は、算出した前記スクリーンの傾斜角度を前記スクリーンに投影するように制御することを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、算出したスクリーンの傾斜角度をスクリーンに投影する。従って、どの程度スクリーンが傾斜しているのかを操作者に認識させることができ、操作者がプロジェクタ装置の姿勢を容易に調整可能となる。
【００１３】
請求項４記載のプロジェクタ装置は、画像を投影するスクリーン上の複数の測距位置までの距離を測距する測距手段と、前記測距手段で測距された前記複数の測距位置までの距離情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出し、該算出した傾斜角度に基づいて画像補正を行い、投影画像の台形歪みを補正する制御手段と、を有し、前記制御手段は、算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも大きい場合に、前記所定値として設定された角度分の台形歪み補正を前記画像補正によって行うことを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、算出したスクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、傾斜角度が所定値よりも大きい場合に所定値として設定された角度分の台形歪み補正を画像補正によって行う。従って、制御手段によって画像補正を行った時に、画質の低下が著しくならない程度の角度を所定値として設定しておくことで、台形歪み補正によって投影画像の画質を低下させることがない。また、所定値分の台形歪みを画像補正で行っているので残りの角度分の歪み補正を操作者は行うだけでよいので、操作者への負担を軽減させることができる。
【００１５】
請求項５記載のプロジェクタ装置は、請求項４記載のプロジェクタ装置において、算出した前記傾斜角度から前記画像補正を行った前記所定値分の角度を減算した値を表示する表示手段を有することを特徴としている。
【００１６】
請求項５記載の発明は、画像補正を行った所定値分の角度を傾斜角度から減算した値を表示手段に表示している。従って、どの程度スクリーンが傾斜しているのかを操作者に認識させることができ、操作者がプロジェクタ装置の姿勢を容易に調整可能となる。
【００１７】
請求項６記載のプロジェクタ装置は、請求項４記載のプロジェクタ装置において、前記制御手段は、算出した前記傾斜角度から前記画像補正を行った前記所定値分の角度を減算した値を前記スクリーンに投影するように制御することを特徴としている。
【００１８】
請求項６記載の発明は、画像補正を行った所定値分の角度を傾斜角度から減算した値をスクリーンに投影している。従って、どの程度スクリーンが傾斜しているのかを操作者に認識させることができ、操作者がプロジェクタ装置の姿勢を容易に調整可能となる。
【００１９】
請求項７記載のプロジェクタ装置は、請求項１または４記載のプロジェクタ装置において、動作モードの設定を入力する操作入力手段と、情報を表示する表示手段と、を有し、前記制御手段は、前記操作入力手段により手動動作モードが設定された場合に、台形歪みの補正は行わず、前記表示手段に算出した前記スクリーンの傾斜角度を表示する制御を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項７記載の発明は、操作入力手段により手動動作モードが設定された場合に、台形歪みの補正は行わず、表示手段に算出したスクリーンの傾斜角度を表示する。従って、台形歪みの補正を自動で行うのか、手動で行うのかを選択できるようになる。また、手動で台形歪みを補正する場合には算出したスクリーンの傾斜角度を表示手段に表示するようにしたので、どの程度スクリーンが傾斜しているのかを操作者に認識させることができ、操作者がプロジェクタ装置の姿勢を容易に調整可能となる。
【００２１】
請求項８記載のプロジェクタ装置は、請求項１から７の何れか１項に記載のプロジェクタ装置において、前記プロジェクタ装置の前記スクリーンに対する角度を自動で調整する自動姿勢調整手段を有することを特徴としている。
【００２２】
請求項８記載の発明は、プロジェクタ装置のスクリーンに対する角度を自動で調整する自動姿勢調整手段を設けている。従って、台形歪みを補正するために操作者が手動でプロジェクタ装置の姿勢を調整する必要がなく、操作者にかかる負担を軽減させることができる。
【００２３】
請求項９記載の台形歪み補正方法は、スクリーンまでの距離を測距し、測距情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出して投影画像の台形歪みを画像補正によって行うプロジェクタ装置の台形歪み補正方法であって、算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも小さい場合にだけ画像補正を行い、台形歪みの補正を行うことを特徴としている。
【００２４】
請求項９記載の発明は、算出したスクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、傾斜角度が所定値よりも小さい場合にだけ画像を補正して台形歪みの補正を行う。画像補正を行った時に、画質の低下が著しくならない程度の角度を所定値として設定しておき、算出した傾斜角度が所定値よりも小さい場合にだけ画像補正を行って台形歪みを補正することで、投影画像の画質を低下させることなく台形歪みを補正することができる。
【００２５】
請求項１０記載の台形歪み補正方法は、スクリーンまでの距離を測距し、測距情報に基づいて前記スクリーンの傾斜角度を算出して投影画像の台形歪みを画像補正によって行うプロジェクタ装置の台形歪み補正方法であって、算出した前記スクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、前記傾斜角度が前記所定値よりも大きい場合に、前記所定値として設定された角度分の台形歪み補正を前記画像補正によって行うことを特徴としている。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、算出したスクリーンの傾斜角度と、予め設定された所定値とを比較し、傾斜角度が所定値よりも大きい場合に所定値として設定された角度分の台形歪み補正を画像補正によって行う。従って、画像補正を行った時に、画質の低下が著しくならない程度の角度を所定値として設定しておくことで、台形歪み補正によって投影画像の画質を低下させることがない。また、所定値分の台形歪みを画像補正で行っているので残りの角度分の歪み補正を操作者は行うだけでよいので、操作者への負担を軽減させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、投影画像の画質を低下させることなく台形歪みを補正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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】
【００２９】
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６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７と、表示駆動部７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９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１０と、プロジェクタ装置２の状態や、操作者への指示を表示する表示部３と、操作者からの指示入力を受ける操作部４と、これら各部を制御する制御回路５とを有している。
【００３０】
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ラインセンサなどを適用することができる。
【００３１】
画像信号の高周波成分に現れるコントラスト値は、投影された画像のピントがスクリーン上に合う合焦位置で最大となり、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から投影される画像の投影光が、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）を検出する。
【００３２】
図２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上へ画像が投影される。
【００３３】
図２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、図２に示されるようにプロジェクタ装置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。なお、本実施例では、図２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。第１パッシブ測距装置３０は、図３（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３（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３（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３（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。
【００３４】
図４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だけ離間されてラインセンサ３１ｃが配置されている。またレンズ３１ｂの下には焦点距離ｆだけ離間されてラインセンサ３１ｄが配置されている。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。なお、ラインセンサ３１ｃ，３１ｄの構成については説明の便宜上後ほど詳述する。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。
【００３５】
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する。
【００３６】
制御回路５は、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６に通知する。
【００３７】
投影画像生成部６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て図示しないメモリに登録し、制御回路５からの制御信号に基づいてメモリからの画像データの読み出しタイミングを調整する。詳細には、水平方向の１ラインもしくは複数ラインのデータ読み出し開始時と終了時とに、台形歪みに応じた黒信号（無映像信号）が挿入されるようにメモリからの画像データの読み出しを制御する。
【００３８】
垂直方向にＮライン、水平方向にＭラインの原画像から台形歪みを補正する画像を生成する例を説明する。図５（Ａ）には、傾斜角度から判定される原画像上での台形歪み形状が示され、図５（Ｂ）には、図５（Ａ）に示す台形歪み形状とは逆の台形歪み形状に変換した原画像が示されている。傾斜角度の情報から、例えば図５（Ａ）に示すように下からＬ番目のラインの画像部分がＭ−２ｐ画素に歪み、その両端のｐ画素は台形歪みで画像が表示されていないと判定されたとする。この場合、制御回路５は、図５（Ｂ）に示されるように下からＮ−Ｌ番目のラインでは、中央のＭ−２ｐ画素では画像が表示され、その両端のｐ画素の部分では黒信号（または無信号）が表示されるように制御信号を生成する。このようにして投影画像の台形歪み形状とは逆の台形歪み形状となる画像データが生成される。なお、以下では台形歪みに応じた画像データの間引き処理をキーストン補正と呼ぶ。
【００３９】
表示駆動部７は、画像歪み補正部として機能し、制御回路５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７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。
【００４０】
次に、図４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４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。
【００４１】
図４（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だけそれぞれ離間され、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４（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。
【００４２】
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４（ａ）の位置、すなわち、レンズ３１ａからスクリーン２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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
上記相関演算の概略を説明する。図４（ｂ）に示すように、相関演算は、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、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演算である。図４（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と間の間隔が位相差（ずれ量）αである。
【００４６】
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。
【００４７】
次に、ラインセンサの構成について図６を参照しながら説明する。図６には、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が示されている。図６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、一対のラインセンサ３１ｃ，３１ｄで複数方向の測距を行う際には、図６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。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。
【００４８】
本実施例のプロジェクタ装置２は、第１パッシブ測距装置３０、及び第２パッシブ測距装置４０で測距した複数の測距位置までの距離情報からスクリーン１の水平方向、及び垂直方向に対する傾斜角度を求める。求めた傾斜角度を予め設定された設定値と比較する。設定値は、キーストン補正を行った際に使用者に不快感を与える程には画質が低下しない最大の角度である。本実施例では、この設定値を２０度としているが、プロジェクタ装置に応じて適宜変更することも可能である。このような設定値を予めプロジェクタ装置２に設定しておき、算出したスクリーン１の傾斜角度が設定値よりも大きい場合には、キーストン補正を行うと画像の画質が著しいためプロジェクタ装置２本体の姿勢を調整するように指示する。また、算出したスクリーンの傾斜角度が設定値よりも小さい場合には、キーストン補正を行っても画質の低下があまりないのでキーストン補正を行う。なお、スクリーン１の傾斜角度には、図３に示されるように水平方向に対する傾斜と垂直方向に対する傾斜とがある。このため、台形歪みにも投影画像の上下方向に歪みが生じる縦歪みと、投影画像の左右方向で歪みが生じる横歪みとの２種類がある。本実施例では、スクリーン１の水平方向の傾斜角度に対して設定された設定値と、垂直方向の傾斜角度に対して設定された設定値とで同一の設定値を使用しているが、異なる値を用いてもよい。
【００４９】
このように本実施例は、算出した傾斜角度が設定値よりも大きい場合には、キーストン補正を行わずにプロジェクタ本体の姿勢を調整するように使用者に促すので、投影画像の画質を低下させることなく、台形歪みを補正することができる。
【００５０】
次に、図７に示されたフローチャートを参照しながら本実施例の動作手順を説明する。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Ｓ１）。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、および第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Ｓ２）。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、および第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、制御回路５に送信される。
【００５１】
次に、測距データを用いて角度演算を行う（ステップＳ３）。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８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３１ｃＬ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。
【００５２】
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、これらの値は制御回路５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。
【００５３】
次に、求めた傾斜角度を予め設定された設定値と比較する（ステップＳ４）。設定値は、キーストン補正を行った際に使用者に不快感を与える程には画質が低下しない最大の角度である。本実施例では、設定値として２０度が設定されている。算出したスクリーン１の傾斜角度が設定値よりも大きい場合には（ステップＳ４／ＮＯ）、キーストン補正を行うと画質の劣化が著しいため傾斜角度をプロジェクタ装置２本体に表示すると共に、プロジェクタ装置２本体の姿勢を調整するように指示する。図１に示す表示部３に測定した傾斜角度の情報を表示して姿勢の調整を促してもよいし、図９に示されるように傾斜角度の情報をスクリーン１に投影してもよい。操作者はスクリーン１に投影された傾斜角度の情報を見ながら容易にプロジェクタ装置２の調整を行うことができる。また、図１０に示されるようにプロジェクタ装置２に、姿勢を調整する姿勢調整部材５１と、この姿勢調整部材５１を制御回路５の制御に基づいて駆動する姿勢調整部材駆動部５０とを設けてもよい。制御回路５は、姿勢調整部材駆動部５０を介して姿勢調整部材５１を制御し、算出したスクリーン１の傾斜角度に応じてプロジェクタ装置２のスクリーン１に対する角度（姿勢）を調整する。このような装置を設けることによって、プロジェクタ装置２の姿勢が制御され、台形歪みを自動的に補正することができる。
【００５４】
また、算出したスクリーン１の傾斜角度が設定値よりも小さい場合には（ステップＳ４／ＹＥＳ）、キーストン補正を行っても画質の低下があまりないのでキーストン補正を実行する（ステップＳ５）。なお、上述した説明では、スクリーン１の傾斜角度として説明を行ったが、スクリーン１の傾斜角度には図３に示されるように水平方向に対する傾斜角度と垂直方向に対する傾斜角度とがある。このため、スクリーン１の水平方向への傾斜に対して台形歪み補正を行うか否かを判定する手順と、スクリーン１の垂直方向への傾斜に対して台形歪み補正を行うか否かを判定する手順とを繰り返し行う。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例は、図１に示す操作部４に、台形歪みの補正方法を自動補正と手動補正とで切り換えるオートスイッチを設けている。本実施例の手順を図１１に示すフローチャートを参照しながら説明する。オートスイッチが自動補正に設定されると（ステップＳ１３／ＹＥＳ）、上述した第１の実施例と同様の手順で台形歪みを補正する。また、オートスイッチが手動補正に設定されると（ステップＳ１３／ＮＯ）、第１パッシブ測距装置３０、第２パッシブ測距装置４０の測距データから算出されるスクリーン１の傾斜角度の情報を、プロジェクタ装置２本体の表示部３に表示するか、またはスクリーン１に投影する（ステップＳ１６）。この場合、キーストン補正による台形歪みの補正は自動では行わない。操作者がプロジェクタ装置２本体の表示部３に表示された傾斜角度の情報、またはスクリーン１上に投影された傾斜角度の情報に基づいて、プロジェクタ装置２の姿勢を人手で調整するものであってもよいし、操作部４に設けた手動キーストンボタンにより、操作者の操作でキーストン補正を行うものであってもよい。また、図１０に示される姿勢調整部材５１の制御を操作部４から操作者が行うものであってもよい。
【実施例３】
【００５６】
次に、本発明の第３実施例について説明する。本実施例は、スクリーン１の傾斜角度が設定値よりも大きい場合に、設定値までの台形歪み補正をキーストン補正で行い、残りをプロジェクタ装置２本体の姿勢を調整して補正する。設定値までの台形歪み補正を自動的にキーストン補正で行っているので、プロジェクタ装置２本体の調整を少なくすることができ、操作者の負担を軽減させることができる。
【００５７】
図１２に示されたフローチャートを参照しながら本実施例の動作手順を説明する。位相差検出用の画像パターンをスクリーン１に投影して（ステップＳ２０）、スクリーン１までの距離を複数の測距位置で求め（ステップＳ２１）、プロジェクタ装置２の水平方向（第１基準方向）、及び垂直方向（第２基準方向）に対するスクリーン１の傾斜角度を求める（ステップＳ２２）。求められた傾斜角度が設定値よりも大きい場合には（ステップＳ２３／ＮＯ）、設定値までの傾斜角度の補正をキーストン補正で自動的に行い（ステップＳ２５）、残りの傾斜角度をプロジェクタ装置２の表示部３に表示する、またはスクリーン１上に投影する（ステップＳ２６）。また、求められた傾斜角度が設定値よりも小さい場合には（ステップＳ２３／ＹＥＳ）、自動的にキーストン補正を行う（ステップＳ２４）。
【００５８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例１のプロジェクタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】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３】（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４】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５】キーストン補正を説明するための図である。
【図６】ラインセンサの構成を示す図である。
【図７】実施例１の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】傾斜角度の算出方法を説明するための図である。
【図９】求めた傾斜角度をスクリーンに投影した状態を示す図である。
【図１０】姿勢調整部材を搭載したプロジェクタ装置の構成を示す図である。
【図１１】実施例２の動作手順を示す図である。
【図１２】実施例３の動作手順を示す図である。
【図１３】台形歪みを説明するための図である。
【図１４】従来のプロジェクタ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  スクリーン                    ２  プロジェクタ装置
３  表示部                        ４  操作部
５  制御回路                      ６  投影画像生成部
７  表示駆動部                    ８  投影レンズ光学系
９  光学系駆動部                  １０  メモリ部
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                      ３１ａ、３１ｂ  レンズ
３１ｃ、３１ｄ  ラインセンサ      ３２  演算部
４０  第２パッシブ測距装置        ４１  撮像部
４１ａ、４１ｂ  レンズ            ４１ｃ、４１ｄ  ラインセンサ
４２  演算部                      ５０  姿勢調整部材駆動部
５１  姿勢調整部材
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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