(57)【要約】【課題】画像投影面の明るさを自動調整して正確な測距を行う。【解決手段】入力される画像信号に応じた画像を投影する空間的光変調素子３６及び投影レンズ１２を含む投影系と、この投影系による画像投影面上の複数の測定点に対する距離をそれぞれ測定する位相差センサ１３１，１３２及び測距処理部４２とを備えると共に、各測定点の明るさを均一化するように空間的光変調素子３６を駆動制御して投影画像の部分的な照度補正を行う制御部３９を備える。【選択図】      図３
2005227640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号に応じた画像を投影する投影手段と、
この投影手段による画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する明度検出手段と、
この明度検出手段によって検出された各測定点の明るさを均一化するように前記投影手段によって投影される画像の照度を部分的に補正する照度補正手段と、
この照度補正手段によって各測定点の明るさが均一化された後に、前記各測定点に対する距離を測定する測距手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
【請求項２】
入力される画像信号に応じた画像を投影する投影手段と、
この投影手段による画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する明度検出手段と、
この明度検出手段によって検出された各測定点の明るさが均一であるか否かを判断する判断手段と、
この判断手段によって各測定点の明るさが不均一であると判断された場合に、それを均一化するように前記投影手段によって投影される画像の照度を部分的に補正する照度補正手段と、
この照度補正手段による照度補正後、前記各測定点の明るさを前記明度検出手段にて再検出し、前記判断手段にて均一化されていると判断された場合に、前記各測定点に対する距離を測定する測距手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
【請求項３】
前記照度補正手段は、前記各測定点の中で最も明るい測定点又は最も暗い測定点のどちらか一方の明度に合わせて他の測定点の明度を合わせるように当該投影画像の照度補正を部分的に行うことを特徴とする請求項１または２記載の投影装置。
【請求項４】
前記照度補正手段は、前記各測定点の明度を平均化し、その平均値に合わせて投影画像の照度補正を部分的に行うことを特徴とする請求項１または２記載の投影装置。
【請求項５】
前記測距手段によって得られた各測定点の距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出する角度検出手段と、
この角度検出手段によって検出された画像投影面の傾き角度に基づいて、前記投影手段によって投影される画像が適正なアスペクト比の矩形となるように台形補正を行う台形補正手段と
をさらに具備したことを特徴とする請求項１または２記載の投影装置。
【請求項６】
前記測距手段によって得られた各測定点の距離データに基づいて、前記投影手段によって投影される画像の合焦位置を可変制御する合焦制御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１または２記載の投影装置。
【請求項７】
画像を投影する投影装置に用いられる測距処理方法であって、
入力される画像信号に応じた画像を投影するステップと、
その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出するステップと、
前記各測定点の明るさを均一化するように投影画像の照度を部分的に補正するステップと、
前記照度補正によって各測定点の明るさが均一化された後に、前記各測定点に対する距離を測定するステップと
を備えたことを特徴とする測距処理方法。
【請求項８】
画像を投影する投影装置に用いられる測距処理方法であって、
入力される画像信号に応じた画像を投影するステップと、
その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出するステップと、
前記各測定点の明るさが均一であるか否かを判断するステップと、
前記各測定点の明るさが不均一であると判断された場合に、それを均一化するように当該投影画像の照度を部分的に補正するステップと、
前記照度補正後、前記各測定点の明るさを再検出して均一化されていると判断された場合に、前記各測定点に対する距離を測定するステップと
を備えたことを特徴とする測距処理方法。
【請求項９】
画像を投影する投影装置に搭載されたコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記コンピュータに、
入力される画像信号に応じた画像を投影する機能と、
その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する機能と、
前記各測定点の明るさを均一化するように投影画像の照度を部分的に補正する機能と、
前記照度補正によって各測定点の明るさが均一化された後に、前記各測定点に対する距離を測定する機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
画像を投影する投影装置に搭載されたコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記コンピュータに、
入力される画像信号に応じた画像を投影する機能と、
その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する機能と、
前記各測定点の明るさが均一であるか否かを判断する機能と、
前記各測定点の明るさが不均一であると判断された場合に、それを均一化するように当該投影画像の照度を部分的に補正する機能と、
前記照度補正後、前記各測定点の明るさを再検出して均一化されていると判断された場合に、前記各測定点に対する距離を測定する機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に任意の画像を投影する投影装置に係り、特に位相差センサを用いて投影画像の測距を行う場合に用いて好適な投影装置と、この投影装置に用いられる測距処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン上に任意の画像を投影する投影装置（プロジェクタ）において、スクリーンに対する装置の設置具合などによって、スクリーン上に投影された画像の四片が台形状に歪むことがある。
【０００３】
従来、このような投影画像の歪みを自動補正する方法として、投影光学系からスクリーンまでの距離を３点以上測定することにより、これらの測定点までの距離の位相差に基づいてスクリーン投影面の傾き角度を検出し、そこに投影された画像の歪みを補正することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、スクリーンまでの距離を測定することを測距と呼び、その測距結果に基づいて投影画像の歪みを補正することを、歪みの形状が台形であることから「台形補正」と呼ばれている。
【０００５】
ここで、位相差センサを用いて測距を行う場合に、まず、スクリーン上に測距用のパターン画像を投影し、そのパターン画像のコントラストの変わる箇所（通常、白の部分）を測定ポイントとして、その測定ポイントを位相差センサにて感知して距離を算出する。この測定ポイントは少なくとも３箇所あり、これらの測定ポイントに対して測距を行うことでスクリーン投影面の傾き角度が検出される。
【特許文献１】特開２００３−２０４４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記測距用のパターン画像をスクリーン上に投影した場合、その画像投影面の全体が常に同じ明るさで表示されるとは限らない。例えば、スクリーンに対して、投影装置が傾いて設置されていれば、投影装置の投影レンズから近い部分は明るく、遠い部分は暗く表示されることになる。
【０００７】
このように、画像投影面の明るさが部分的に異なっていると、位相差センサが画像投影面上の各測定ポイント（白部分）を正確に検知できず、誤測距などを引き起こして測距精度が低下する可能性がある。
【０００８】
本発明は前記のような点に鑑みなされたもので、画像投影面の明るさを自動調整して正確な測距を行うことのできる投影装置、測距処理方法及びプログラム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】
【０００９】
本発明の請求項１に係る投影装置は、入力される画像信号に応じた画像を投影する投影手段と、この投影手段による画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する明度検出手段と、この明度検出手段によって検出された各測定点の明るさを均一化するように前記投影手段によって投影される画像の照度を部分的に補正する照度補正手段と、この照度補正手段によって各測定点の明るさが均一化された後に、前記各測定点に対する距離を測定する測距手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る投影装置は、入力される画像信号に応じた画像を投影する投影手段と、この投影手段による画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する明度検出手段と、この明度検出手段によって検出された各測定点の明るさが均一であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段によって各測定点の明るさが不均一であると判断された場合に、それを均一化するように前記投影手段によって投影される画像の照度を部分的に補正する照度補正手段と、この照度補正手段による照度補正後、前記各測定点の明るさを前記明度検出手段にて再検出し、前記判断手段にて均一化されていると判断された場合に、前記各測定点に対する距離を測定する測距手段とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３は、前記請求項１または２記載の投影装置において、前記照度補正手段は、前記各測定点の中で最も明るい測定点又は最も暗い測定点のどちらか一方の明度に合わせて他の測定点の明度を合わせるように当該投影画像の照度補正を部分的に行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４は、前記請求項１または２記載の投影装置において、前記照度補正手段は、前記各測定点の明度を平均化し、その平均値に合わせて投影画像の照度補正を部分的に行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項５は、前記請求項１または２記載の投影装置において、前記測距手段によって得られた各測定点の距離データに基づいて画像投影面の傾き角度を検出する角度検出手段と、この角度検出手段によって検出された画像投影面の傾き角度に基づいて、前記投影手段によって投影される画像が適正なアスペクト比の矩形となるように台形補正を行う台形補正手段とをさらに具備したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項６は、前記請求項１または２記載の投影装置において、前記測距手段によって得られた各測定点の距離データに基づいて、前記投影手段によって投影される画像の合焦位置を可変制御する合焦制御手段をさらに具備したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項７に係る測距処理方法は、画像を投影する投影装置に用いられる測距処理方法であって、入力される画像信号に応じた画像を投影するステップと、その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出するステップと、前記各測定点の明るさを均一化するように投影画像の照度を部分的に補正するステップと、前記照度補正によって各測定点の明るさが均一化された後に、前記各測定点に対する距離を測定するステップとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項８に係る測距処理方法は、画像を投影する投影装置に用いられる測距処理方法であって、入力される画像信号に応じた画像を投影するステップと、その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出するステップと、前記各測定点の明るさが均一であるか否かを判断するステップと、前記各測定点の明るさが不均一であると判断された場合に、それを均一化するように当該投影画像の照度を部分的に補正するステップと、前記照度補正後、前記各測定点の明るさを再検出して均一化されていると判断された場合に、前記各測定点に対する距離を測定するステップとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項９に係るプログラムは、画像を投影する投影装置に搭載されたコンピュータによって実行されるプログラムであって、前記コンピュータに、入力される画像信号に応じた画像を投影する機能と、その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する機能と、前記各測定点の明るさを均一化するように投影画像の照度を部分的に補正する機能と、前記照度補正によって各測定点の明るさが均一化された後に、前記各測定点に対する距離を測定する機能とを実現させることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項１０に係るプログラムは、画像を投影する投影装置に搭載されたコンピュータによって実行されるプログラムであって、前記コンピュータに、入力される画像信号に応じた画像を投影する機能と、その画像投影面上の複数の測定点の明るさを検出する機能と、前記各測定点の明るさが均一であるか否かを判断する機能と、
前記各測定点の明るさが不均一であると判断された場合に、それを均一化するように当該投影画像の照度を部分的に補正する機能と、前記照度補正後、前記各測定点の明るさを再検出して均一化されていると判断された場合に、前記各測定点に対する距離を測定する機能とを実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像投影面上の各測定点の明るさを調整してから測距を行うようにしたことで、測距精度を上げることができ、例えば本装置がスクリーンに対して傾いて設置されていたとしても、各測定点に対する正確な距離データを得ることができる。
【００２０】
また、各測定点の明るさを調整した後に、再チェックにより同程度の明るさであることが判明した場合に、これらの各測定点に対する測距を行うことで、より正確な距離データを得ることができる。
【００２１】
また、各測定点の中で最も明るい測定点又は最も暗い測定点のどちらか一方の明度に合わせて他の測定点の明度を合わせるように当該投影画像の照度補正を部分的に行うことで、各測定点の明るさを均一化して測距精度を上げることができる。
【００２２】
また、前記各測定点の明度を平均化し、その平均値に合わせて投影画像の照度補正を部分的に行うことで、各測定点の明るさを均一化して測距精度を上げることができる。
【００２３】
さらに、このようして得られた各測定点における正確な距離データを用いて投影画像の自動合焦および自動台形補正の処理を行うことで、歪みのない綺麗な画像をスクリーン上に投影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】
【００２４】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態に係る投影装置として小型のプロジェクタ装置に例にした場合の外観構成を示す図であり、図１（Ａ）は上から見た場合の斜視図、同図（Ｂ）は下から見た場合の斜視図である。
【００２６】
図１（Ａ）に示すように、このプロジェクタ装置１０は、直方体状の本体ケーシング１１の前面に、投影レンズ１２、２つの位相差センサ１３１及び１３２、受信部１４が設けられている。
【００２７】
投影レンズ１２は、後述するマイクロミラー素子等の空間的光変調素子で形成された光像を投影するためのものであり、ここでは合焦位置及びズーム位置（投影画角）を任意に可変できるものとする。
【００２８】
位相差センサ１３１及び１３２は、それぞれ被写体像に対する視差から三角測距の原理に基づいて被写体までの距離、具体的には画像投影面までの距離を測定するものである。具体的には、縦に配置された位相差センサ１３１の測距レンズ１３ａ，１３ｂで縦方向（垂直方向）の被写体までの距離を測定し、横に配置された位相差センサ１３２の測距レンズ１３ｃ，１３ｄで横方向（水平方向）の被写体までの距離を測定するように構成されている。
【００２９】
Ｉｒ受信部１４は、図示しないこのプロジェクタ装置１０のリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光を受信する。
【００３０】
また、本体ケーシング１１の上面には、本体メインキー／インジケータ１５、スピーカ１６、及びカバー１７が配設される。なお、本体メインキー／インジケータ１５の詳細については後述する。スピーカ１６は、動画の再生時等の音声を拡声出力する。カバー１７は、ここでは図示しないサブキーを操作する際に開閉する。該サブキーは、図示しないこのプロジェクタ装置１０のリモートコントローラを使用せずに、本体メインキー／インジケータ１５のキーでは設定指示できない詳細な各種動作等を操作する。
【００３１】
さらに、図１（Ｂ）に示すように、本体ケーシング１１の背面には、入出力コネクタ部１８、Ｉｒ受信部１９、及びＡＣアダプタ接続部２０が配設される。
【００３２】
入出力コネクタ部１８は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器との接続のためのＵＳＢ端子、映像入力用のミニＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、及びＲＣＡ端子と、音声入力用のステレオミニ端子等からなる。
【００３３】
Ｉｒ受信部１９は、前記Ｉｒ受信部１４と同様に、図示しないリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光を受信する。ＡＣアダプタ接続部２０は、電源となる図示しないＡＣアダプタからのケーブルを接続する。
【００３４】
また、本体ケーシング１１の下面には、背面側に一対の固定脚部２１，２１が取り付けられると共に、前面側に高さ調節が可能な調整脚部２２が取り付けられる。調整脚部２２は、そのねじ回転位置を手動で操作することにより、正確には投影レンズ１２の投影方向の鉛直方向成分、すなわち仰角を調整する。
【００３５】
図２は本体メインキー／インジケータ１５の詳細な配置構成を示す図である。
【００３６】
本体メインキー／インジケータ１５には、電源（ｐｏｗｅｒ）キー１５ａ、ズーム（Ｚｏｏｍ）キー１５ｂ、フォーカス（Ｆｏｃｕｓ）キー１５ｃ、「ＡＦＫ」キー１５ｄ、「Ｉｎｐｕｔ」キー１５ｅ、「Ａｕｔｏ」キー１５ｆ、「ｍｅｎｕ」キー１５ｇ、「Ｋｅｙｓｔｏｎｅ」キー１５ｈ、「ＨＥＬＰ」キー１５ｉ、「Ｅｓｃ」キー１５ｊ、「アップ（↑）」キー１５ｋ、「ダウン（↓）」キー１５ｌ、「レフト（←）」キー１５ｍ、「ライト（→）」キー１５ｎ、及び「Ｅｎｔｅｒ」キー１５ｏと、電源／待機（ｐｏｗｅｒ／ｓｔａｎｄｂｙ）インジケータ１５ｐ、及び温度（ＴＥＭＰ）インジケータ１５ｑを備える。
【００３７】
電源キー１５ａは、電源のオン／オフを指示する。  
ズームキー１５ｂは、「△」「▽」の操作によりズームアップ（ｔｅｌｅ）及びズームダウン（ｗｉｄｅ）を指示する。
【００３８】
フォーカスキー１５ｃは、「△」「▽」の操作により合焦位置の前方向及び後方向への移動を指示する。  
「ＡＦＫ」キー１５ｄは、自動合焦（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｏｃｕｓ）と自動台形補正（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｋｅｙｓｔｏｎｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）の即時実行を指示する。
【００３９】
「Ｉｎｐｕｔ」キー１５ｅは、前記入出力コネクタ部１８のいずれかに入力される画像信号の手動切換えを指示し、「Ａｕｔｏ」キー１５ｆは、同入出力コネクタ部１８のいずれかに入力される画像信号の自動切換えを指示する。
【００４０】
「ｍｅｎｕ」キー１５ｇは、投影動作に関する各種メニュー項目の表示を指示し、「Ｋｅｙｓｔｏｎｅ」キー１５ｈは、台形補正の手動操作を指示する。  
「ＨＥＬＰ」キー１５ｉは、指示操作が不明な場合の各種ヘルプ情報の表示を指示し、「Ｅｓｃ」キー１５ｊはその時点での操作の解除を指示する。
【００４１】
「アップ」キー１５ｋ、「ダウン」キー１５ｌ、「レフト」キー１５ｍ、及び「ライト」キー１５ｎは、メニュー項目や手動台形補正方向、ポインタやカーソル等その時点で選択または移動方向を指示する場合に応じて操作する。
【００４２】
電源／待機インジケータ１５ｐは、電源のオン／オフ状態と画像信号の入力がない状態を例えば緑色と赤色のＬＥＤの点灯／消灯あるいは点滅により表示する。  
温度インジケータ１５ｑは、画像投影の光源となるランプの温度が投影に適した状態となっているか否かを例えば緑色と赤色のＬＥＤの点灯／消灯あるいは点滅により表示する。
【００４３】
図３はプロジェクタ装置１０の電子回路の機能構成を示すブロック図である。図中、前記入出力コネクタ部１８より入力された各種規格の画像信号が、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３１、システムバスＳＢを介して画像変換部３２で所定のフォーマットの画像信号に統一された後に表示エンコーダ３３へ送られる。
【００４４】
表示エンコーダ３３は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ３４に展開記憶させた上で、このビデオＲＡＭ３４の記憶内容からビデオ信号を発生して表示駆動部３５に出力する。
【００４５】
この表示駆動部３５は、送られてきた画像信号に対応して適宜フレームレート、例えば３０［フレーム／秒］で空間的光変調素子（ＳＯＭ）３６を表示駆動するもので、この空間的光変調素子３６に対して、例えば超高圧水銀灯等の光源ランプ３７が出射する高輝度の白色光を照射することで、その反射光で光像が形成され、投影レンズ１２を介して図３では不図示のスクリーンに投影表示される。前記投影レンズ１２は、レンズモータ（Ｍ）３８により駆動されることで、ズーム位置及びフォーカス位置を適宜移動する。
【００４６】
前記各回路のすべての動作制御を司るのが制御部３９である。この制御部３９は、マイクロコンピュータからなり、ＣＰＵと、後述する自動合焦及び自動台形補正の処理を含む該ＣＰＵで実行される動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ、及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等を備える。
【００４７】
また、この制御部３９には、システムバスＳＢを介して画像記憶部４０、音声処理部４１、測距処理部４２が接続される。
【００４８】
画像記憶部４０は、例えばフラッシュメモリ等からなり、後述するチャート画像（横チャート画像及び縦チャート画像）やユーザロゴ画像の画像データを記憶するもので、制御部３９に指示された画像データを適宜読出して前記表示エンコーダ３３へ送出し、それらの画像を投影レンズ１２により投影表示させる。
【００４９】
音声処理部４１は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影表示動作時に与えられる音声データをアナログ化し、前記スピーカ１６を駆動して拡声放音させる。
【００５０】
測距処理部４２は、測距レンズ１３ａ，１３ｂを有する位相差センサ１３１と測距レンズ１３ｃ，１３ｄを有する位相差センサ１３２を駆動して、後述する投影表示されたチャート画像中の任意のポイント位置までの距離を測定する。
【００５１】
なお、前記本体メインキー／インジケータ１５とカバー１７内に備えられる本体サブキーによりキー／インジケータ部４３を構成し、このキー／インジケータ部４３におけるキー操作信号が直接制御部３９に入力され、また、制御部３９は前記電源／待機インジケータ１５ｐ及び温度インジケータ１５ｑを直接点灯／点滅駆動する一方で、前記Ｉｒ受信部１４及びＩｒ受信部１９での赤外光受信信号も直接制御部３９に入力される。
【００５２】
ここで、本実施形態の動作を説明する前に、図４乃至図６を参照して、このプロジェクタ装置１０に用いられる位相差センサ方式による角度検出の方法について説明する。なお、ここではプロジェクタ装置１０に設けられた２組の位相差センサ１３１と位相差センサ１３２のうち、水平測距用の位相差センサ１３２を例にして説明するが、垂直測距用の位相差センサ１３１についても同様である。
【００５３】
まず、三角測距の原理について説明する。
【００５４】
図４はその説明図であり、水平測距用の位相差センサ１３２を上から見た場合を示している。位相差センサ１３２は、前記一対の測距レンズ１３ｃ，１３ｄと、この測距レンズ１３ｃ，１３ｄに対向して配設された一対のフォトセンサアレイ５１，５２とから構成されている。
【００５５】
今、位相差センサ１３２から被写体５３までの距離を測定する場合において、被写体５３に対して照射された光の反射光が一方の測距レンズ１３ｃを通じてフォトセンサアレイ５１に結像すると共に、その反射光が他方の測距レンズ１３ｄを通じてフォトセンサアレイ５２に結像する。図中の５４及び５５がその被写体像を示している。
【００５６】
ここで、各測距レンズ１３ｃ、１３ｄの光軸と結像間のそれぞれ距離をｘ１、ｘ２とし、測距レンズ１３ｃ、１３ｄ間の距離をＢ、フォトセンサアレイ５１、５２と測距レンズ１３ｃ、１３ｄ間の距離をｆとすると、被写体５３までの距離ｄは以下のように式で求められる。  
ｄ＝Ｂ＊ｆ／（ｘ１＋ｘ２）
前記式において、Ｂ、ｆはセンサ固有の値であるので、被写体５３までの距離ｄはフォトセンサアレイ５１、５２の位相（ｘ１，ｘ２）で求められることになる。
【００５７】
次に、多点測距について説明する。
【００５８】
図５はその説明図であり、前記位相差センサ１３２を構成する一対のフォトセンサアレイ５１、５２はそれぞれに一列に配設された数百ｂｉｔのフォトセンサを有するラインセンサで構成される。これらのフォトセンサを複数のグループに分け、そのグループ毎に測距を行うのが多点測距である。
【００５９】
図５の例では、フォトセンサアレイ５１、５２に含まれるフォトセンサをそれぞれに３つのグループに分け、Ａ１とＡ２グループのフォトセンサを用いてスクリーン５６に向かって右側を測距し、Ｂ１とＢ２グループのフォトセンサを用いてスクリーン５６の中央付近を測距し、Ｃ１とＣ２グループのフォトセンサを用いてスクリーン５６に向かって左側を測距する場合が示されている。
【００６０】
ここで、図６に位相差センサ１３２とスクリーン５６との位置関係を示すと、位相差センサ１３２とスクリーン５６が並行である場合には、スクリーン５６の右側、中央、左側の３つの測定点を測距すると（Ｄ，Ｅ，Ｆとする）、位相差がＤ＝Ｅ＝Ｆといった関係が成り立つ。
【００６１】
一方、スクリーン５６がθだけ傾いて図中の点線で示すような状態になった場合、スクリーン５６の右側、中央、左側の３つの測定点を測距すると（Ｄ´，Ｅ´，Ｆ´とする）、位相差がＤ´＜Ｅ´＜Ｆ´といった関係になる。この場合、スクリーン５６は平面であるから、この３点は一次関数的な直線として表すことができ、この３点の距離からスクリーン５６の傾き角度、つまりは、スクリーン５６に投影された画像の傾き角度を求めることができる。
【００６２】
ところで、上述したような測距を行う場合、位相差センサ１３１，１３２にて各測定点を感知できるように、図７に示すように白黒のパターン画像からなるチャート画像６１，７１が用いられる。
【００６３】
図７（Ａ）は水平測距用に用いられる横チャート画像６１の一例を示す図であり、この横チャート画像６１には、その垂直方向に３本の白線６２〜６４のパターンが等間隔に配置されている。白線６２〜６４以外の部分は黒（暗部）であるのに対し、白線６２〜６４の部分は白（明部）であり、そのコントラストの差から当該画像６１のパターンを水平方向に位相差センサ１３２にて読み取った場合に３箇所の測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を検知できるように構成されている。
【００６４】
また、図７（Ｂ）は垂直測距用に用いられる縦チャート画像７１の一例を示す図であり、前記横チャート画像６１の向きを変えたものと同じである。すなわち、この縦チャート画像７１には、その水平方向に３本の白線７２〜７４のパターンが等間隔に配置されている。白線７２〜７４以外の部分は黒（暗部）であるのに対し、白線７２〜７４の部分は白（明部）であり、そのコントラストの差から当該画像６１のパターンを垂直方向に位相差センサ１３１にて読み取った場合に３箇所の測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を検知できるように構成されている。
【００６５】
ここで、図７（Ａ）に示す横チャート画像６１をスクリーン５６上に投影し、位相差センサ１３２にて測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を測距する場合において、その横チャート画像６１の投影面全体が均一の明るさであることが要求される。これは、位相差センサ１３２では、投影面からの反射光に応じて測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を検出しているため、投影面の明るさにムラがあると、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のすべてを正確に検出できず、誤測距してしまう可能性があるからである。
【００６６】
図７（Ｂ）に示す縦チャート画像７１をスクリーン５６上に投影して位相差センサ１３１にて測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を測距する場合も同様である。
【００６７】
このような明るさのばらつきは、図８に示すように、スクリーン５６に対してプロジェクタ装置１０が傾いて設置されている場合に特に生じる。すなわち、図８の例では、プロジェクタ装置１０の投影レンズ１２に近い白線６４の部分がもっとも明るくなり、続いて、白線６３、白線６２の順となる。
【００６８】
このような場合、通常は、ユーザがプロジェクタ装置１０の傾きを直すなどして白線６２〜６４が同じ明るさで表示されるように調整する必要があるが、本実施形態では、これを自動調整して各部の明るさを均一化してから測距を実行することを特徴とするものである。
【００６９】
以下に、本実施形態の動作について詳しく説明する。
【００７０】
図９は、電源がオンされている状態で、本体メインキー／インジケータ１５の「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作により強制的に実行される割込み処理としての自動合焦及び自動台形補正の処理内容を示すもので、その制御は制御部３９が内部のＲＯＭに記憶されている動作プログラムに基づいて実行する。
【００７１】
なお、ここでは「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作に対応して自動合焦と自動台形補正の処理を１回のみ実行するワンショットモードと、「ＡＦＫ」キー１５ｄが１回目に操作されてから再度２回目に操作するまでの間、自動合焦と自動台形補正の処理を繰返し連続して実行するコンティニューモードとのいずれか一方を、予め本体メインキー／インジケータ１５の「ｍｅｎｕ」キー１５ｇと「アップ」キー１５ｋ、「ダウン」キー１５ｌ、及び「Ｅｎｔｅｒ」キー１５ｏ等の操作によりユーザが任意に切換設定しておくものとする。
【００７２】
その処理当初には、「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作がなされるのを待機し（ステップＡ０１）、「ＡＦＫ」キー１５ｄが操作されたと判断した時点で、それまでの動作を中断して割込み処理としての自動合焦と自動台形補正を開始する状態を設定した上で（ステップＡ０２）、まず１回目の自動合焦と自動台形補正を実行する（ステップＡ０３）。
【００７３】
図１０は、この自動合焦と自動台形補正の処理内容を示すサブルーチンであり、その当初には投影レンズ１２を含む投影系により画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて、図７（Ａ）に示すような横チャート画像６１を投影表示させる（ステップＢ０１）。この横チャート画像６１は、等間隔で水平方向に配列された３本の白線６２〜６４を有するパターン画像からなる。
【００７４】
この横チャート画像６１を投影表示させた状態で、まず、水平測距用の位相差センサ１３２を駆動し、水平方向に白線６２〜６４上の測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（明点）を順次読み取ることにより（ステップＢ０２）、これらの測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の明るさをチェックする（ステップＢ０３）。
【００７５】
ここで、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の明るさにばらつきがあり、不均一であった場合には（ステップＢ０４のＮｏ）、これらの測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が同程度の明るさになるように、投影画像の照度を部分的に補正する（ステップＢ０５）。
【００７６】
詳しくは、測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各明度（明るさの度合い）を比較することにより、その中で最も暗い測定点の明度を基準値とし、他の測定点の明度を前記基準値に近づけるように、表示駆動部３５により空間的光変調素子（ＳＯＭ）３６を駆動制御して投影画像の照度を部分的に補正する。
【００７７】
図１１に具体例を示す。  
今、図１１（Ａ）に示すように、横チャート画像６１の中の白線６２〜６４上の測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を読み取った結果、同図（Ｂ）に示すように、Ｐ３＞Ｐ２＞Ｐ１といった順で明るさが異なっていたとする。
【００７８】
このような場合に、同図（Ｃ）に示すように、最も暗い測定点Ｐ１との明度に合わせて他の測定点Ｐ３、Ｐ２の部分を暗くするように、測定点Ｐ３部分の明るさについては、測定点Ｐ３の明度と測定点Ｐ１の明度との差分に基づいて、横チャート画像６１内の測定点Ｐ３に対応する投影画像の画素部分の照度を下げるべく、空間的光変調素子（ＳＯＭ）３６を駆動制御する。同様に、測定点Ｐ２部分の明るさについては、測定点Ｐ１の明度と測定点Ｐ２の明度との差分に基づいて、横チャート画像６１内の測定点Ｐ２に対応する投影画像の画素部分の照度を下げるべく、空間的光変調素子（ＳＯＭ）３６を駆動制御する。
【００７９】
そして、前記照度補正後に測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の明るさを再チェックした結果、それぞれに同程度の明度を有して均一化されているものと判断されたならば（ステップＢ０４のＹｅｓ）、測距処理部４２により横チャート画像６１の測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各投影画像位置までの距離を順次測定する（ステップＢ０６）。
【００８０】
なお、各測定点を測距する順番は、特に限定されるものではなく、例えば中央ポイントとなる測定点Ｐ２を先に測定した後、画面に向かって左ポイントとなる測定点Ｐ１、そして、画面に向かって右ポイントとなる測定点Ｐ３といった順で測定することでも良い。ここで得られた各測定点の距離データは、制御部３９に設けられた測距結果記憶部３９ａに記憶保持される。
【００８１】
ここで、前記測距結果記憶部３９ａに記憶に記憶された各測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の距離データに基づいて、投影光軸に対するスクリーン投影面の左右方向（水平方向）の角度「θｈ」を算出する（ステップＢ０７）。
【００８２】
次に、前記横チャート画像６１に代え、画像記憶部４０に記憶されている画像データに基づいて、今度は図７（Ｂ）に示す縦チャート画像７１を投影表示させる（ステップＢ０８）。この縦チャート画像７１は、等間隔で垂直方向に配列された３本の白線７２〜７４を有するパターン画像からなる。
【００８３】
この縦チャート画像７１を投影表示させた状態で、まず、垂直測距用の位相差センサ１３１を駆動し、垂直方向に白線７２〜７４上の測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６（明点）を順次読み取ることにより（ステップＢ０９）、これらの測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の明るさをチェックする（ステップＢ１０）。
【００８４】
ここで、測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の明るさにばらつきがあり、不均一であった場合には（ステップＢ１１のＮｏ）、これらの測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６が同じ明るさになるように、前記横チャート画像６１の場合と同様の方法にて、投影画像の照度を部分的に補正する（ステップＢ１２）。
【００８５】
そして、前記照度補正後に測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の明るさを再チェックした結果、それぞれに同程度の明度を有して均一化されているものと判断されたならば（ステップＢ１１のＹｅｓ）、測距処理部４２により縦チャート画像７１の測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の各投影画像位置までの距離を順次測定する（ステップＢ１３）。
【００８６】
なお、各測定点を測距する順番は、特に限定されるものではなく、例えば中央ポイントとなる測定点Ｐ５を先に測定した後、画面に向かって上ポイントとなる測定点Ｐ４、そして、画面に向かって下ポイントとなる測定点Ｐ６といった順で測定することでも良い。ここで得られた各測定点の距離データは、制御部３９に設けられた測距結果記憶部３９ａに記憶保持される。
【００８７】
ここで、前記測距結果記憶部３９ａに記憶された各測定点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の距離データに基づいて、投影光軸に対するスクリーン投影面の上下方向（垂直方向）の角度「θｖ」を算出する（ステップＳ１４）。
【００８８】
次いで、前記ステップＢ０２またはＢ０９で測定された中央に位置する測定点の投影画像位置までの距離をそのまま投影画像を代表する距離値であるものとして取得し（ステップＢ１５）、レンズモータ３８により、その距離値に応じた合焦位置となるように投影レンズ１２を移動させる。
【００８９】
その後、前記ステップＢ０７、Ｂ１４で得られた画像を投影しているスクリーン投影面の左右方向の角度「θｈ」及び上下方向の角度「θｖ」を基にして、スクリーン投影面が全体でどの方向にどれだけの角度で斜めになっており、投影画像を入力される画像信号と同一の適正なアスペクト比の矩形とすればよいのか、必要な台形補正の角度を算出し、表示エンコーダ３３にビデオＲＡＭ３４で展開記憶させる画像データの上辺と下辺の比、及び左辺と右辺の比を補正させるように設定した上で（ステップＢ１６）、この図１０による一連のサブルーチンを一旦終了して前記図９の処理に戻る。
【００９０】
図９では、ステップＡ０３での自動合焦と自動台形補正を実行した後、その時点で上述したコンティニューモードが設定されているか否かを判断する（ステップＡ０４）。
【００９１】
ここでコンティニューモードが設定されていると判断した場合、次いで２回目の「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作がないことを確認した上で（ステップＡ０５）、前記ステップＡ０３に戻り、再度自動合焦と自動台形補正を実行する。
【００９２】
こうしてコンティニューモードが設定されている状態では、２回目の「ＡＦＫ」キー１５ｄが操作されるまで前記ステップＡ０３〜Ａ０５の処理を繰返し実行することで、自動合焦と自動台形補正の処理を実行し続ける。
【００９３】
２回目の「ＡＦＫ」キー１５ｄが操作されたと前記ステップＡ０５で判断した場合、及び前記ステップＡ０４でコンティニューモードではなくワンショットモードが設定されていると判断した場合には、その時点で割込み処理である自動合焦と自動台形補正を終了する状態を設定し（ステップＡ０６）、再びそれまでの動作に復帰した上で、再度の「ＡＦＫ」キー１５ｄの操作に備えて前記ステップＡ０１からの処理に戻る。
【００９４】
このように、ユーザが本体メインキー／インジケータ１５の「ＡＦＫ」キー１５ｄを操作すると、そのキー操作に対応して画像投影面中の縦横各方向に対応した複数の測定点までの距離が測定され、その測定結果に基づいて投影画像の自動合焦と自動台形補正が同時に実行される。したがって、１回のキー指示操作でより簡単且つ迅速に投影画像の合焦位置及び台形歪を自動調整できる。
【００９５】
また、前記自動合焦と自動台形補正の前処理として必要となる測距を行う場合に、画像投影面上の各測定点で同程度の明るさに自動調整してから測距を行うようにしたことで、例えばプロジェクタ装置１０が図８のようにスクリーン５６に対して傾いて設置されていたとしても、各測定点に対する正確な距離データを得ることができ、その距離データを用いた自動合焦および自動台形補正により、歪みのない綺麗な画像をスクリーン上に投影することが可能となる。
【００９６】
なお、前記実施形態では、画像投影面の水平方向と垂直方向について、それぞれに３箇所の測定点を定めて測距を行うものとしたが、測定点をさらに増やしても良く、その場合には、各測定点について前記同様に明るさを調整してから測距を行うことになる。
【００９７】
また、画像投影面の水平方向および垂直方向のどちらか一方の方向に対してだけ、各測定点の明るさを調整して測距を行うことでも良い。この場合、一般的には画像投影面の水平方向の方が測距の精度を求められるので、少なくとも水平方向に対してだけは、各測定点の明るさを調整して測距を行うことが好ましい。
【００９８】
また、各測定点の明るさを調整する場合に、前記実施形態では最も暗い測定点の明度に他の測定点の明度を合わせるようにしたが、最も明るい測定点の明度に他の測定点の明度を合わせるようにしても良いし、また、例えば各測定点の明度の平均値を求め、その平均値に合わせるようにしも良い。
【００９９】
その他、本発明は前記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
【０１００】
さらに、前記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１０１】
また、上述した実施形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）、半導体メモリなどの記録媒体に書き込んで各種装置に適用したり、そのプログラム自体をネットワーク等の伝送媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。本装置を実現するコンピュータは、記録媒体に記録されたプログラムあるいは伝送媒体を介して提供されたプログラムを読み込み、このプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施形態に係る投影装置として小型のプロジェクタ装置に例にした場合の外観構成を示す図。
【図２】同実施形態におけるプロジェクタ装置に設けられた本体メインキー／インジケータの配置構成を示す図。
【図３】同実施形態におけるプロジェクタ装置の電子回路の機能構成を示すブロック図。
【図４】三角測距の原理について説明するための図。
【図５】多点測距について説明するための図。
【図６】位相差センサとスクリーンとの位置関係を示す図。
【図７】同実施形態におけるプロジェクタ装置の測距時に用いられるチャート画像を説明するための図であり、図７（Ａ）は水平測距用に用いられる横チャート画像の一例を示す図、同図（Ｂ）は垂直測距用に用いられる縦チャート画像の一例を示す図。
【図８】前記測距用のチャート画像中の各測定点の明るさとプロジェクタ装置の傾きとの関係を示す図。
【図９】同実施形態におけるプロジェクタ装置のＡＦＫキー操作に対する処理内容を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態におけるプロジェクタ装置のＡＦＫ処理のサブルーチンの処理内容を示すフローチャート。
【図１１】同実施形態におけるプロジェクタ装置による各測定点の明るさ調整を説明するための図。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…プロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ、１３１，１３２…位相差センサ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…測距レンズ、１４…Ｉｒ受信部、１５…本体メインキー／インジケータ、１５ａ…電源（ｐｏｗｅｒ）キー、１５ｂ…ズーム（Ｚｏｏｍ）キー、１５ｃ…フォーカス（Ｆｏｃｕｓ）キー、１５ｄ…「ＡＦＫ」キー、１５ｅ…「Ｉｎｐｕｔ」キー、１５ｆ…「Ａｕｔｏ」キー、１５ｐ…電源／待機インジケータ、１５ｑ…温度インジケータ、１６…スピーカ、１７…カバー、１８…入出力コネクタ部、１９…Ｉｒ受信部、２０…ＡＣアダプタ接続部、２１…固定脚部、２２…調整脚部、３１…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、３２…画像変換部、３３…表示エンコーダ、３４…ビデオＲＡＭ、３５…表示駆動部、３６…空間的光変調素子（ＳＯＭ）、３７…光源ランプ、３８…レンズモータ（Ｍ）、３９…制御部、３９ａ…測距結果記憶部、４０…画像記憶部、４１…音声処理部、４２…測距処理部、４３…キー／インジケータ部、ＳＢ…システムバス、５１，５２…フォトセンサアレイ、５４，５５…被写体像、５６…スクリーン、６１…横チャート画像、６２〜６４…白線、Ｐ１〜３…測定点、７１…縦チャート画像、７２〜７４…白線、Ｐ４〜６…測定点。
【図１】
2005227640.tif 000003
【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】
2005227640.tif 000009
【図８】
2005227640.tif 000010
【図９】
2005227640.tif 000011
【図１０】
2005227640.tif 000012
【図１１】
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