(57)【要約】【課題】  アクティブ方式の測距装置とパッシブ方式の測距装置とを併用することで装置の小型化を図ると共に、スクリーンまでの距離の測定精度を高めたプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】  アクティブ測距装置２０で測距したプロジェクタ装置２からスクリーン１の略中央領域までの測距データを基準として、当該測距データから値が所定範囲内にあるパッシブ測距装置３０、４０の測距データを選択して角度演算を行う。よって、測定データに誤差が含まれる可能性が高いスクリーン端部の測定データを取り除き、高い測定精度を得ることができるスクリーン１の略中央領域とその周辺部分の測距データだけを使用することで、高精度の角度演算を行い、投影画像の補正を精度よく行うことができる。【選択図】        図１
2005123822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンまでの距離を測定するアクティブ測距手段と、前記スクリーンに投影された画像の反射光を受光し前記スクリーン上の複数の測距位置までの距離を測定するパッシブ測距手段とを有するプロジェクタ装置であって、
前記アクティブ測距手段で測距した前記プロジェクタ装置から前記スクリーンの中央領域までの測距データを基準として、当該測距データから所定範囲内にある前記パッシブ測距手段の測距データを選択して角度演算を行う制御手段を有することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記反射光の光量を前記パッシブ測距手段で測光し、前記パッシブ測距手段の測光結果に応じて前記パッシブ測距手段だけを用いた測距を行うのか、前記アクティブ測距手段と前記パッシブ測距手段とを用いた測距を行うのかを判定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】
前記パッシブ測距手段は、受光する反射光の光量に応じた電荷を出力する受光素子群と、該受光素子群の出力する電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有し、
前記制御手段は、前記電荷蓄積部に所定量の電荷が蓄積されるまでにかかる時間を所定時間と比較し、前記所定時間よりも電荷蓄積時間が長い場合には、前記パッシブ測距手段だけを用いた測距を行い、前記所定時間よりも前記電荷蓄積時間が短い場合には、前記パッシブ測距手段と前記アクティブ測距手段とを用いて測距を行う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】
スクリーンまでの距離を測定するアクティブ測距手段と、前記スクリーンに投影された画像の反射光を受光し前記スクリーン上の複数の測距位置までの距離を測定するパッシブ測距手段とを有するプロジェクタ装置の測距方法であって、
前記アクティブ測距手段で測距した前記プロジェクタ装置から前記スクリーンの中央領域までの測距データを基準として、当該測距データから所定範囲内にある前記パッシブ測距手段の測距データを選択して角度演算を行うことを特徴とする測距方法。
【請求項５】
前記反射光の光量を前記パッシブ測距手段で測光し、前記パッシブ測距手段の測光結果に応じて前記パッシブ測距手段だけを用いた測距を行うのか、前記アクティブ測距手段と前記パッシブ測距手段とを用いた測距を行うのかを判定することを特徴とする請求項４記載の測距方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像を投影するスクリーンまでの距離を測定する測距装置を備え、投影画像の補正を精度よく行うプロジェクタ装置、及びその測距方法に関する。
【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、例えば、図９（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９（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】
このような不具合に対処するため、従来からプロジェクタ装置にスクリーンまでの距離を検出する測距装置を搭載することが提案されている。測距装置には、自ら発した光のスクリーンでの反射光を計測してプロジェクタ装置からスクリーンまでの距離を測定するアクティブ型の測距装置と、自らは光を発せず、外光やスクリーンに投影する画像の反射光を利用してプロジェクタ装置からスクリーンまでの距離を測定するパッシブ型の測距装置とがある。プロジェクタ装置では、これらの測距装置により検出したスクリーンまでの距離情報に基づき、スクリーンに対するプロジェクタ装置の傾斜角を算出して台形歪みを補正している。
【０００４】
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１０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。
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、測距装置としてアクティブ方式の測距装置を２つ搭載している。アクティブ方式の測距装置では、自ら発した光のスクリーンでの反射光を計測して測距を行うため、パッシブ方式の測距装置と比較して測距用の光を投光する投光部を別途設けなければならない。また、台形歪みを検出するためには、プロジェクタ装置本体のスクリーンに対する傾斜角度を算出しなければならないが、傾斜角度の算出にはスクリーン上の複数のポイントまでの距離を検出しなければならない。このためアクティブ方式の測距装置を複数設けなければならず、装置構成が大きくなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アクティブ方式の測距装置とパッシブ方式の測距装置とを併用することで装置の小型化を図ると共に、スクリーンまでの距離の測定精度を高めたプロジェクタ装置、及びその測距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】
【０００８】
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、スクリーンまでの距離を測定するアクティブ測距手段と、前記スクリーンに投影された画像の反射光を受光し前記スクリーン上の複数の測距位置までの距離を測定するパッシブ測距手段とを有するプロジェクタ装置であって、前記アクティブ測距手段で測距した前記プロジェクタ装置から前記スクリーンの中央領域までの測距データを基準として、当該測距データから所定範囲内にある前記パッシブ測距手段の測距データを選択して角度演算を行う制御手段を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項１記載の発明は、アクティブ測距手段で測距したプロジェクタ装置からスクリーンの中央領域までの測距データを基準として、当該測距データから所定範囲内にあるパッシブ測距手段の測距データを選択して角度演算を行う。プロジェクタ装置からの距離が比較的遠い、プロジェクタ装置からの投影光が当たらず、中央領域よりも暗いなどの理由によって、スクリーン端部ではパッシブ測距手段で測距した測距データに誤差が含まれる可能性が高い。そこで、パッシブ測距手段で測距した測距データのうち、高い測定精度を得ることができるスクリーンの中央領域とその周辺部分の測距データだけを使用して角度演算を行う。このため、角度演算を精度よく行うことが可能となり、投影画像の補正を精度よく行うことができる。
【００１０】
また、本発明は、スクリーンまでの距離を測定する測距装置としてアクティブ測距手段とパッシブ測距手段とを併用している。アクティブ測距手段だけを用いて複数の測距位置までの距離を測定するためには、アクティブ測距手段を複数設けなければならないが、複数方向への測距が可能なパッシブ測距手段と併用することで、装置構成の小型化を図ることができる。
【００１１】
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、前記制御手段は、前記反射光の光量を前記パッシブ測距手段で測光し、前記パッシブ測距手段の測光結果に応じて前記パッシブ測距手段だけを用いた測距を行うのか、前記アクティブ測距手段と前記パッシブ測距手段とを用いた測距を行うのかを判定することを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明は、反射光の光量をパッシブ測距手段で測光し、測光結果に応じて測距する測距手段を変更することを特徴としている。反射光の光量を測光することで外光の明るさを判定することができる。パッシブ測距手段は、周囲が明るいとスクリーンに投影した画像のコントラストが低く、精度の高い測距データを得ることができない。そこで、外光の明るさを判定してアクティブ測距手段とパッシブ測距手段とを併用するのか、パッシブ測距手段だけを使用するのかを決定することにより、プロジェクタ装置からスクリーンまでの距離の測定を精度よく行うことができる。
【００１３】
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、前記パッシブ測距手段は、受光する反射光の光量に応じた電荷を出力する受光素子群と、該受光素子群の出力する電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有し、前記制御手段は、前記電荷蓄積部に所定量の電荷が蓄積されるまでにかかる時間を所定時間と比較し、前記所定時間よりも電荷蓄積時間が長い場合には、前記パッシブ測距手段だけを用いた測距を行い、前記所定時間よりも前記電荷蓄積時間が短い場合には、前記パッシブ測距手段と前記アクティブ測距手段とを用いて測距を行うことを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明は、制御手段が、電荷蓄積部に所定量の電荷が蓄積されるまでにかかる時間を所定時間と比較することで外光の明るさを判定することができる。パッシブ測距手段は、周囲が明るいとスクリーンに投影した画像のコントラストが低く、精度の高い測距データを得ることができない。そこで、外光の明るさを判定してアクティブ測距手段とパッシブ測距手段とを併用するのか、パッシブ測距手段だけを使用するのかを決定することにより、プロジェクタ装置からスクリーンまでの距離の測定を精度よく行うことができる。
【００１５】
請求項４記載の測距方法は、スクリーンまでの距離を測定するアクティブ測距手段と、前記スクリーンに投影された画像の反射光を受光し前記スクリーン上の複数の測距位置までの距離を測定するパッシブ測距手段とを有するプロジェクタ装置の測距方法であって、前記アクティブ測距手段で測距した前記プロジェクタ装置から前記スクリーンの中央領域までの測距データを基準として、当該測距データから所定範囲内にある前記パッシブ測距手段の測距データを選択して角度演算を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の発明は、アクティブ測距手段で測距したプロジェクタ装置からスクリーンの中央領域までの測距データを基準として、当該測距データから所定範囲内にあるパッシブ測距手段の測距データを選択して角度演算を行う。プロジェクタ装置からの距離が比較的遠い、プロジェクタ装置からの投影光が当たらず、中央領域よりも暗いなどの理由によって、スクリーン端部ではパッシブ測距手段で測距した測距データに誤差が含まれる可能性が高い。そこで、パッシブ測距手段で測距した測距データのうち、高い測定精度を得ることができるスクリーンの中央領域とその周辺部分の測距データだけを使用して角度演算を行う。このため、角度演算を精度よく行うことが可能となり、投影画像の補正を精度よく行うことができる。
【００１７】
また、本発明は、スクリーンまでの距離を測定する測距装置としてアクティブ測距手段とパッシブ測距手段とを併用している。アクティブ測距手段だけを用いて複数の測距位置までの距離を測定するためには、アクティブ測距手段を複数設けなければならないが、複数方向への測距が可能なパッシブ測距手段と併用することで、装置構成の小型化を図ることができる。
【００１８】
請求項５記載の測距方法は、請求項４記載の測距方法において、前記反射光の光量を前記パッシブ測距手段で測光し、前記パッシブ測距手段の測光結果に応じて前記パッシブ測距手段だけを用いた測距を行うのか、前記アクティブ測距手段と前記パッシブ測距手段とを用いた測距を行うのかを判定することを特徴としている。
【００１９】
請求項５記載の発明は、反射光の光量をパッシブ測距手段で測光し、測光結果に応じて測距する測距手段を変更することを特徴としている。反射光の光量を測光することで外光の明るさを判定することができる。パッシブ測距手段は、周囲が明るいとスクリーンに投影した画像のコントラストが低く、精度の高い測距データを得ることができない。そこで、外光の明るさを判定してアクティブ測距手段とパッシブ測距手段とを併用するのか、パッシブ測距手段だけを使用するのかを決定することにより、プロジェクタ装置からスクリーンまでの距離の測定を精度よく行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、アクティブ測距手段とパッシブ測距手段とを併用することでプロジェクタ装置の小型化を図ると共に、スクリーンまでの距離の測定精度を高めたプロジェクタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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】
【００２２】
まず、図１を参照しながら本実施例のプロジェクタ装置について説明する。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、測距用の光をスクリーン１に投射し、プロジェクタ装置２からスクリーン１までの距離を測定（測距）するアクティブ測距装置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、画像情報を出力する投影画像生成部６と、投影レンズ光学系８へ画像を出力する表示駆動部７と、表示駆動部７により出力された画像をスクリーン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、これら各部を制御する制御回路５とを有している。
【００２３】
アクティブ測距装置２０は、ＩＲＥＤ（Ｉｎｆｒａ−Ｒｅｄｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の赤外線投光素子からなる投光部２１と、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）等の受光素子からなり、投光部２１により投光された光のスクリーン１での反射光を受光する受光部２２と、投光部２１により投光され、スクリーン１上で反射した反射光の受光素子（受光部２２）の受光位置により、三角測量の原理を用いてプロジェクタ装置２からスクリーン１までの距離を測定する演算部２３と、を有している。なお、アクティブ測距装置２０の構成はこれだけに限定されるものではなく、他の公知技術を適用することができる。
【００２４】
図２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を示した図である。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。
【００２５】
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。
【００２６】
図３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、またセンサ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についても撮像部３１と同様の構成であるため説明を省略する。
【００２７】
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。
【００２８】
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の傾斜角を算出する。また、制御回路５は、アクティブ測距装置２０で測距された測距データと、第１パッシブ測距装置３０、第２パッシブ測距装置４０で測距された測距データとを使用してスクリーン１のプロジェクタ装置２に対する傾斜角を算出する。
【００２９】
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、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７に出力する。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、図３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３は、第１パッシブ測距装置３０によりスクリーン１までの距離を測定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。
【００３２】
図３（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３（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。
【００３３】
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３（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
上記相関演算の概略を説明する。図３（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３（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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、ラインセンサの構成について図４を参照しながら説明する。図４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４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４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。
【００３９】
本実施例のプロジェクタ装置２は、上述したように第１パッシブ測距装置３０、及び第２パッシブ測距装置４０を用いてスクリーン１上の複数の測定位置までの距離を測定することが可能となる。しかしながらパッシブ型の測距装置では、外部の光源（投影レンズ光学系８から投影される投影光）を利用するため、測定対象に受光センサで検出できる明るさがあれば測距可能であるが、測定対象にコントラストがなかったり、暗い場合には測距精度が低下してしまう。これに対しアクティブ型の測距装置では、測定対象が光を反射しさえすれば測定対象が暗くても、またコントラスがなくても測距が可能であるが、遠距離の測定対象では光源からの光の光量低下によって高精度の測距が難しくなる。
【００４０】
このため本実施例のプロジェクタ装置２は、アクティブ測距装置２０でプロジェクタ装置２からスクリーン１の中央領域（または略中央の領域）までの距離を測定して基準値とし、この基準値から値が所定の範囲内にあるパッシブ測距装置の測定値を有効距離情報として角度演算を行う。プロジェクタ装置２からの距離が比較的遠い、投影レンズ光学系８からの投影光が当たらず、中央領域よりも暗いなどの理由によって、スクリーン端部ではパッシブ方式の測距装置で測定した測定データに誤差が含まれる可能性が高い。そこで、パッシブ測距装置３０，４０で測定された測定データのうち、高い測定精度を得ることができるスクリーン１の中央領域とその周辺部分の測距データだけを使用して角度演算を行う。図５にこの様子を示す。
【００４１】
図６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、アクティブ測距装置２０によりプロジェクタ装置２からスクリーン１の中央領域までの距離を測定する（ステップＳ１）。アクティブ測距装置２０は、投光部２１から赤外線をスクリーン１の中央領域に投光し、この反射光を受光部２２で受光する。演算部２３は、受光部２２を構成する受光素子の受光位置により、三角測量の原理を用いてプロジェクタ装置２からスクリーン１までの距離を測定する。測距データは、制御回路５に送信される（以後、このデータを測距データＡと呼ぶ）。
【００４２】
次に、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により、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定する（ステップＳ３）。投影レンズ光学系８によりスクリーン１上に投影された所定のパターン画像の反射光をラインセンサ３１ｃ，３１ｄ，４１ｃ，４１ｄでそれぞれ受光する。演算部３２、４２は各ラインセンサの基準位置からのずれ量（位相差）を検出して測定対象（スクリーン１上の測定地点）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。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（なお、以下では第１パッシブ測距装置３０と第２パッシブ測距装置４０とで測距されたデータの扱いは同一であるので、第１パッシブ測距装置３０により測距されたデータを測距データＰ［ｉ］と呼び、このデータを例に挙げて説明する）。
【００４３】
次に制御回路５は、アクティブ測距装置２０により測距された測距データＡに予め設定された設定値Ｓ１を加算して、この加算値と第１パッシブ測距装置３０で測距された測距データＰ［ｉ］との大小比較を行う（ステップＳ４）。測距データＰ［ｉ］の値が、測距データＡにＳ１を加算した値よりも大きい場合には（ステップＳ４／ＮＯ）、この測距データＰ［ｉ］は消去する。また、測距データＰ［ｉ］が、測距データＡにＳ１を加算した値よりも小さい場合には（ステップＳ４／ＹＥＳ）、測距データＰ［ｉ］と、測距データＡから予め設定された設定値Ｓ２を減算した値との大小比較を行う（ステップＳ５）。測距データＰ［ｉ］の値が、測距データＡからＳ２を減算した値よりも小さい場合には（ステップＳ５／ＮＯ）、測距データＰ［ｉ］を消去する。また、測距データＰ［ｉ］の値が、測距データＡからＳ２を減算した値よりも大きい場合には（ステップＳ５／ＹＥＳ）、測距データＰ［ｉ］をメモリ部１０に記録する。以上の処理を測距データＰ［ｉ］のすべて、および第２パッシブ測距装置４０にて測距された測距データのすべてについて行う（ステップＳ７）。なお、設定値Ｓ１、Ｓ２の値は、第１パッシブ測距装置３０と第２パッシブ測距装置４０とで異なる値を用いてもよい。
【００４４】
以上の手順により、アクティブ測距装置２０で求めたスクリーン１の中央領域までの距離から所定の範囲内にあるパッシブ測距装置の測定値を有効情報として選定することができる。次に、選定した測距データＰ［ｉ］を用いて角度演算を行う（ステップＳ８）。第１パッシブ測距装置３０の測距データに基づいて、第１基準方向に対するスクリーン１の傾斜角θ１を算出する方法を説明する。図７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θ１は、
ｔａｎθ１＝（Ｌ２−Ｌ１）／（Ｌ１’＋Ｌ２’）
で求められる。
【００４５】
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。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。
【００４６】
このように本実施例は、第１、及び第２パッシブ測距装置３０，４０で測距された測距データのうち、高い測定精度を得ることができるスクリーン１の略中央領域とその周辺部分の測距データだけを使用して角度演算を行う。角度演算を精度よく行うことが可能となり、投影画像の補正を精度よく行うことができる。また、スクリーン１までの距離を測定する測距装置としてアクティブ方式の測距装置とパッシブ方式の測距装置とを併用したため、アクティブ方式の測距装置だけを用いていた従来のプロジェクタ装置と比較して、装置構成の小型化を図ることができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、添付図面を参照しながら本発明の第２実施例について説明する。本実施例は、第１パッシブ測距装置３０、または第２パッシブ測距装置４０のラインセンサによって外光の明るさを測光し、測光結果に応じてパッシブ測距装置だけを使用して測距を行うのか、またはアクティブ測距装置とパッシブ測距装置とを併用して測距を行うのかを決定する。
【００４８】
ラインセンサは、光検出素子群と、移送ゲートと、シフトレジスタとを備えている。光検出素子群は、画素となるフォトダイオード（光を受光した際に電荷を発生する光電変換素子）がライン状に配置してあり、各画素は当該画素上に結像された反射光の光量に対応する電荷を発生する。光検出素子群で発生した電荷を移送ゲートによりシフトレジスタに移送し、シフトレジスタに一定量の電荷が蓄えられるまでの時間を判定することで外光の明るさを測光することができる。
【００４９】
図８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。本実施例では、まず第１、第２パッシブ測距装置３０、４０によりプロジェクタ装置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定する（ステップＳ１１）。以下では、説明を簡略化するため第１パッシブ測距装置３０で測距された測距データ（測距データＰと呼ぶ）を例に説明するが、第２パッシブ測距装置４０の測距データについても同様に扱われる。次に、測距を行った際にラインセンサのシフトレジスタに所定量の電荷が蓄積される電荷蓄積時間が所定時間よりも短いか長いかを判定する（ステップＳ１２）。電荷蓄積時間が所定時間よりも短い場合には（ステップＳ１２／ＮＯ）、アクティブ測距装置とパッシブ測距装置とを併用してスクリーン１までの距離を測定する（ステップＳ１５）。この場合、電荷蓄積時間が所定時間よりも短いので、外光の輝度が高く周囲が明るいと判定し、コントラストが出にくいと判定する。従って、パッシブ測距では誤差が生じやすいのでアクティブ測距装置とパッシブ測距装置とを併用して測距を行う。
【００５０】
また、電荷蓄積時間が所定時間よりも長い場合には（ステップＳ１２／ＹＥＳ）、ステップＳ１１で行ったパッシブ測距の測距データＰだけを使用してスクリーンまでの距離を測定する（ステップＳ１３）。この場合、電荷蓄積時間が所定時間よりも長いので、外光の輝度が低く周囲が暗いと判定し、コントラストが出やすいと判定する。従って、第１パッシブ測距装置３０と第２パッシブ測距装置４０とを使用してプロジェクタ装置２からスクリーン１までの距離を測定する。制御回路５は測距データＰをメモリ部１０に記録し（ステップＳ１４）、次に角度演算を行う（ステップＳ１６）。なお、角度演算については既に説明済であるので省略する。
【００５１】
このように本実施例は、外光の明るさを判定してアクティブ測距装置とパッシブ測距装置とを併用するのか、パッシブ測距装置だけを使用するのかを決定することにより、プロジェクタ装置２からスクリーン１までの距離の測定を精度よく行うことができる。
【００５２】
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が実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】プロジェクタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した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】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４】ラインセンサの構成を示す図である。
【図５】アクティブ測距装置の測定位置と、パッシブ測距装置の測定範囲との関係を示す図である。
【図６】第１実施例の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】傾斜角度の算出方法を説明するための図である。
【図８】第２実施例の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】台形歪みを説明するための図である。
【図１０】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】
【００５４】
１  スクリーン                    ２  プロジェクタ装置
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  アクティブ測距装置          ２１投光部
２２  受光部                      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
４２  演算部
【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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