(57)【要約】【課題】キーストン補正の設定を再度実行することなくアスペクト比又は解像度を変更した投影画像を投影することを可能にする画像投影方法、及びプロジェクタを提供する。【解決手段】外部のスクリーン（被投射体）上に投影範囲を設定しておき、投影すべき投影画像のアスペクト比及び解像度に応じた形状の表示可能領域を設定する画像形成パネル２１で画像を形成してスクリーンに投影画像を投影するプロジェクタは、表示可能領域の座標をスクリーン座標系（被投射体座標系）での座標へ変換し、スクリーン座標系で表示可能領域に対応する領域及び投影範囲に含まれる部分に、所望のアスペクト比を有する矩形領域を生成し、矩形領域の座標をパネル座標系での矩形領域に対応する範囲の座標へ変換し、画像形成パネル２１で矩形領域に対応する範囲に画像を形成する。【選択図】図７
2007214701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の画像形成パネルで画像を形成し、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影するプロジェクタでの画像投影方法において、
前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を設定するステップと、
前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系における、投影によって前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標、及び前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて、前記パネル座標系及び前記被投射面座標系を互いに変換する方法を求めるステップと、
投影すべき投影画像のアスペクト比に応じて、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定するステップと、
設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求めるステップと、
前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換するステップと、
前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定するステップと、
前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換するステップと、
変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成するステップと、
前記画像を形成した前記画像形成パネルからの光を前記被投射面へ投射するステップと
を含むことを特徴とする画像投影方法。
【請求項２】
平面状の画像形成パネルで画像を形成し、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影するプロジェクタでの画像投影方法において、
前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を設定するステップと、
前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系における、投影によって前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標、及び前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて、前記パネル座標系及び前記被投射面座標系を互いに変換する方法を求めるステップと、
投影すべき投影画像のアスペクト比及び解像度に応じた形状及び大きさで、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定するステップと、
設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求めるステップと、
前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換するステップと、
前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像のアスペクト比と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定するステップと、
前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換するステップと、
変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成するステップと、
前記画像を形成した前記画像形成パネルからの光を前記被投射面へ投射するステップと
を含むことを特徴とする画像投影方法。
【請求項３】
平面状の画像形成パネルと、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影する手段とを備えるプロジェクタにおいて、
前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を設定する投影範囲設定手段と、
前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系で、投影によって前記被投射面上の前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標を求める手段と、
前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系で前記投影範囲の座標を定める手段と、
投影によって対応する前記パネル座標系上の位置及び前記被投射面座標系上の位置を互いに変換する所定の変換式に必要な変換パラメータを、前記パネル座標系での前記投影範囲に対応する範囲の座標及び前記被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて計算する手段と、
投影すべき投影画像のアスペクト比に応じて、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定する手段と、
該手段が設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求める手段と、
前記変換パラメータを用いて、前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換する手段と、
前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定する矩形領域設定手段と、
前記変換パラメータを用いて、前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換する手段と、
該手段が変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成する画像形成手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
前記矩形領域設定手段は、
前記被投射面座標系で前記投影範囲の中心点を求める手段と、
前記被投射面座標系で、投影画像のアスペクト比を傾きとして前記中心点を通る第１の直線、及び前記アスペクト比を負にした値を傾きとして前記中心点を通る第２の直線を生成する手段と、
前記被投射面座標系で、前記第１及び第２の直線と前記表示可能領域に対応する領域の端又は前記投影範囲の端との交点の内、前記中心点からの距離が最短である交点を求める手段と、
前記被投射面座標系で、前記中心点から前記交点までの距離と前記中心点からの距離が等しい前記第１及び第２の直線上の点を４隅とする矩形領域を定める手段と
を有することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記投影範囲設定手段は、
特定のアスペクト比を有する投影画像を前記被投射面に投影した場合に前記投影画像が前記被投射面上で占める範囲を前記投影範囲として設定するように構成してあり、
投影すべき投影画像のアスペクト比が前記特定のアスペクト比に一致する場合は、投影画像の投影元になる画像が前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲に収まって投影画像のキーストン補正が行われるように前記画像を変形する手段と、
該手段が変形した画像を前記画像形成パネル上の前記範囲に形成する手段と
を更に備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記画像形成手段は、
前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標に基づいて、投影画像の投影元になる画像が前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に収まって投影画像のキーストン補正が行われるように前記画像を変形する所定の変形式に必要なパラメータを求める手段と、
該手段が求めた前記パラメータを用いて前記画像を変形する手段と、
該手段が変形した画像を前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に形成する手段と
を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン等の外部の被投射体に対して矩形の画像を投影するプロジェクタに関し、より詳細には、被投射体に投影された画像の形状を補正しながら画像を投影する画像投影方法及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、画像データを外部から受け付け、画像データに基づいた画像を外部のスクリーン又は壁等の被投射面に対して拡大投影するプロジェクタが用いられている。このようなプロジェクタは、液晶パネル又はＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等でなる平面状の画像形成パネルで画像を形成し、画像を形成した画像形成パネルで反射した光又は画像形成パネルを透過した光を外部の被投射面に対して投射することにより、画像を投影する構成となっている。以下、被投射面に投影された画像を投影画像、画像形成パネルで形成する画像をパネル画像と言う。
【０００３】
プロジェクタが投影すべき投影画像の形状は通常は矩形であり、被投射面に対して垂直に光を投射できるようにプロジェクタが配置されている場合は、プロジェクタは、パネル画像を矩形に形成して光を投射することで、矩形の投影画像を被投射面に投影することができる。しかし、被投射面に対して垂直に光を投射できるようにプロジェクタを配置できない場合も多く、この場合は、プロジェクタは被投射面の上下又は左右の斜め方向から光を投射することになる。パネル画像を矩形に形成した上でプロジェクタが被投射面の斜め方向から光を投射した場合は、画像の両端で光が被投射面に到達するまでの距離が異なって画像の倍率が異なるので、投影画像の形状は矩形から歪むこととなる。この投影画像の歪みをキーストン歪みと言う。このため、プロジェクタには、パネル画像中の投影画像に対応する部分の形状を予め矩形から変形した上で光を投射することによって、投影画像の形状が矩形になるようにキーストン歪みを補正するキーストン補正の機能が必要となる。
【０００４】
プロジェクタがキーストン補正を行う方法としては従来様々な方法が提案されている。例えば、投影画像の形状又はプロジェクタと被投射面との間の距離等を検出し、検出結果に基づいてパネル画像を調整することにより、投影画像の形状を自動で補正する技術が開発されている。この技術の例は特許文献１に開示されている。この自動でキーストン補正を行う技術を用いた場合は、キーストン補正のために必要なデータを検出するセンサがプロジェクタに必要となるが、使用者に手間を取らせずに容易にキーストン補正を行うことができる。また、投影画像が被投射面上で投影される範囲となる投影範囲を示す外枠又は４隅の点をプロジェクタが被投射面に投影し、投影範囲の形状が所定のアスペクト比を有する矩形になるように外枠又は４隅の点の位置を使用者の操作により指定して、パネル画像中の投影範囲に対応する部分の形状を調整することによって、投影画像の形状を補正する技術も用いられている。この使用者の操作に応じてキーストン補正を行う技術を用いた場合は、使用者がプロジェクタを操作する手間が必要であるが、被投射面であるスクリーンの面積を限界まで利用する等、ある程度自由に投影画像の形状を調整することができる。
【０００５】
ところで、画像のアスペクト比は、種々の値が用いられており、一般的には横：縦の比が４：３のものと１６：９のものとが多く用いられている。従来のプロジェクタは、画像形成パネルのアスペクト比が４：３又は１６：９に構成されていることが多く、アスペクト比が４：３又は１６：９のいずれの投影画像をも投影できるように構成されている。図１０は、画像形成パネルのアスペクト比が４：３であるプロジェクタでアスペクト比が４：３の投影画像を投影する方法を示す模式図である。図１０（ａ）は、プロジェクタで投影すべく入力されたアスペクト比が４：３の入力画像を示す。プロジェクタは、入力画像のデータを記憶し、キーストン補正によりデータを変換して入力画像を変形し、変形した入力画像を含ませたパネル画像を画像形成パネルで形成する。図１０（ｂ）は変形した入力画像を含むパネル画像を示す。図１０（ｂ）中に示す画像領域は、キーストン補正により変形した入力画像の領域であり、アスペクト比が４：３で被投射面に投影される投影画像に対応する。パネル画像中の画像領域以外の部分は例えば黒色で投影される。
【０００６】
図１１は、画像形成パネルのアスペクト比が４：３であるプロジェクタでアスペクト比が１６：９の画像を形成する方法を示す模式図である。図１１（ａ）は、プロジェクタで投影すべく入力されたアスペクト比が１６：９の入力画像を示し、図１１（ｂ）はパネル画像を示す。画像形成パネルのアスペクト比が４：３であるので、プロジェクタは、アスペクト比が４：３のパネル画像を形成し、アスペクト比が１６：９の入力画像をパネル画像に含ませる。このときプロジェクタは、図１１（ｂ）に示す如く、アスペクト比が４：３であるパネル画像中に、入力画像が含まれないオフセット領域を上下の部分に設け、アスペクト比が１６：９である表示可能領域を生成し、キーストン補正により変形した入力画像を表示可能領域内に含ませる。図１１（ｂ）中に示す画像領域は、キーストン補正により変形した入力画像の領域であり、アスペクト比が１６：９で被投射面に投影される投影画像に対応する。表示可能領域の他の部分は例えば黒色で投影され、オフセット領域は例えば投影されない。
【０００７】
このようにして、アスペクト比が４：３である画像形成パネルを備えるプロジェクタは、アスペクト比が４：３又は１６：９のいずれの投影画像をもキーストン補正を行いながら投影することができる。アスペクト比が１６：９である画像形成パネルを備えるプロジェクタにおいても、アスペクト比が１６：９であるパネル画像中の左右の部分にオフセット領域を設けることにより、アスペクト比が４：３の投影画像を投影することができる。また、投影すべき画像の解像度が画像形成パネルの解像度よりも小である場合は、プロジェクタは、パネル画像中の上下左右の部分に、解像度が低下したために不必要になった画素の分のオフセット領域を設けることにより、所望の投影画像を投影することができる。
【特許文献１】特開２００３−２９７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プロジェクタは、テレビジョンチューナ又はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等、種々の装置から入力画像のデータを受け付けることが可能であり、投影すべき画像のアスペクト比又は解像度が常に一定とは限らない。例えば、テレビジョン放送された画像を投影する場合、映画の番組が１６：９のアスペクト比で放送され、他の番組が４：３のアスペクト比で放送される可能性がある。また、使用者の好みによって、投影画像のアスペクト比又は解像度が任意に変更されることもある。しかしながら、キーストン補正により入力画像を変形するための設定を行った後で投影画像のアスペクト比又は解像度を変更しようとした場合は、画像形成パネルで形成すべきパネル画像中で、アスペクト比又は解像度を変更した投影画像に対応する画像領域が変形するのみならず、オフセット領域が変更されて表示可能領域の広さが変化するので、画像領域が表示可能領域からはみ出して投影画像が投影できなくなる可能性がある。このため、パネル画像の表示可能領域内にキーストン補正された画像領域が含まれるようにキーストン補正の設定をやり直す必要がある。従って、プロジェクタで投影画像のアスペクト比又は解像度を変更する都度、キーストン補正の設定を繰り返す必要があり、投影画像のアスペクト比又は解像度の迅速な変更ができないという問題がある。特に、使用者の操作に応じてキーストン補正の設定を行う場合は、使用者の手間が煩雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、キーストン補正の設定時に定めた投影範囲に対応する画像形成パネル上での範囲及び表示可能領域に投影画像の投影元となる画像が含まれるように、画像形成パネル上で投影画像の投影元となる画像を形成する位置及び形状を調整することにより、キーストン補正の設定を再度実行することなくアスペクト比又は解像度を変更した投影画像をプロジェクタで投影することを可能にする画像投影方法、及びプロジェクタを提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の目的とするところは、アスペクト比又は解像度を変更した投影画像を可及的に大きく投影することにより、使用者にとって見やすい大きさで投影画像を投影することができるプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る画像投影方法は、平面状の画像形成パネルで画像を形成し、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影するプロジェクタでの画像投影方法において、前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を設定するステップと、前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系における、投影によって前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標、及び前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて、前記パネル座標系及び前記被投射面座標系を互いに変換する方法を求めるステップと、投影すべき投影画像のアスペクト比に応じて、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定するステップと、設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求めるステップと、前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換するステップと、前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定するステップと、前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換するステップと、変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成するステップと、前記画像を形成した前記画像形成パネルからの光を前記被投射面へ投射するステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る画像投影方法は、平面状の画像形成パネルで画像を形成し、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影するプロジェクタでの画像投影方法において、前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を設定するステップと、前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系における、投影によって前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標、及び前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて、前記パネル座標系及び前記被投射面座標系を互いに変換する方法を求めるステップと、投影すべき投影画像のアスペクト比及び解像度に応じた形状及び大きさで、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定するステップと、設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求めるステップと、前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換するステップと、前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像のアスペクト比と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定するステップと、前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換するステップと、変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成するステップと、前記画像を形成した前記画像形成パネルからの光を前記被投射面へ投射するステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るプロジェクタは、平面状の画像形成パネルと、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影する手段とを備えるプロジェクタにおいて、前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を設定する投影範囲設定手段と、前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系で、投影によって前記被投射面上の前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標を求める手段と、前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系で前記投影範囲の座標を定める手段と、投影によって対応する前記パネル座標系上の位置及び前記被投射面座標系上の位置を互いに変換する所定の変換式に必要な変換パラメータを、前記パネル座標系での前記投影範囲に対応する範囲の座標及び前記被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて計算する手段と、投影すべき投影画像のアスペクト比に応じて、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定する手段と、該手段が設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求める手段と、前記変換パラメータを用いて、前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換する手段と、前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定する矩形領域設定手段と、前記変換パラメータを用いて、前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換する手段と、該手段が変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るプロジェクタは、前記矩形領域設定手段は、前記被投射面座標系で前記投影範囲の中心点を求める手段と、前記被投射面座標系で、投影画像のアスペクト比を傾きとして前記中心点を通る第１の直線、及び前記アスペクト比を負にした値を傾きとして前記中心点を通る第２の直線を生成する手段と、前記被投射面座標系で、前記第１及び第２の直線と前記表示可能領域に対応する領域の端又は前記投影範囲の端との交点の内、前記中心点からの距離が最短である交点を求める手段と、前記被投射面座標系で、前記中心点から前記交点までの距離と前記中心点からの距離が等しい前記第１及び第２の直線上の点を４隅とする矩形領域を定める手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るプロジェクタは、前記投影範囲設定手段は、特定のアスペクト比を有する投影画像を前記被投射面に投影した場合に前記投影画像が前記被投射面上で占める範囲を前記投影範囲として設定するように構成してあり、投影すべき投影画像のアスペクト比が前記特定のアスペクト比に一致する場合は、投影画像の投影元になる画像が前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲に収まって投影画像のキーストン補正が行われるように前記画像を変形する手段と、該手段が変形した画像を前記画像形成パネル上の前記範囲に形成する手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るプロジェクタは、前記画像形成手段は、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標に基づいて、投影画像の投影元になる画像が前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に収まって投影画像のキーストン補正が行われるように前記画像を変形する所定の変形式に必要なパラメータを求める手段と、該手段が求めた前記パラメータを用いて前記画像を変形する手段と、該手段が変形した画像を前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に形成する手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、投影すべき投影画像のアスペクト比に応じた形状の表示可能領域を設定する画像形成パネルで画像を形成し、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部へ投射することでスクリーン等の外部の被投射体に投影画像を投影するプロジェクタは、被投射体上に投影範囲を設定しておき、投影すべき投影画像のアスペクト比に応じた表示可能領域のパネル座標系での座標を被投射体座標系での座標へ変換し、被投射体座標系で表示可能領域に対応する領域及び投影範囲に含まれる部分に、所望のアスペクト比を有する矩形領域を生成し、被投射体座標系での矩形領域の座標をパネル座標系での矩形領域に対応する範囲の座標へ変換し、画像形成パネルで矩形領域に対応する範囲に画像を形成する。画像形成パネル上で矩形領域に対応する範囲に形成された画像が投影されて、被投射体上の投影範囲内に含まれる矩形領域に投影画像が投影される。
【００１８】
また本発明においては、投影すべき投影画像のアスペクト比及び解像度に応じた形状及び大きさの表示可能領域を設定する画像形成パネルで画像を形成し、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部へ投射することで外部の被投射体に投影画像を投影するプロジェクタは、被投射体上に投影範囲を設定しておき、投影すべき投影画像のアスペクト比及び解像度に応じた表示可能領域のパネル座標系での座標を被投射体座標系での座標へ変換し、被投射体座標系で表示可能領域に対応する領域及び投影範囲に含まれる部分に、所望のアスペクト比を有する矩形領域を生成し、被投射体座標系での矩形領域の座標をパネル座標系での矩形領域に対応する範囲の座標へ変換し、画像形成パネルで矩形領域に対応する範囲に画像を形成する。矩形領域の大きさは投影画像の解像度に応じた表示可能領域の大きさで規定されるので、画像形成パネル上で矩形領域に対応する範囲に形成された画像が投影されることにより、所望の解像度に応じた大きさの矩形領域に投影画像が投影される。
【００１９】
また本発明においては、プロジェクタは、被投射体座標系で矩形領域を設定する際に、投影範囲の中心点を中心にして四隅の内の一点が表示可能領域に対応する領域の端又は投影範囲の端に接するようにして所望のアスペクト比を有する矩形領域を設定することにより、所望のアスペクト比を有する矩形領域を投影範囲の中央に可及的に大きく設定することができる。
【００２０】
また本発明においては、プロジェクタは、被投射体上で投影画像を設定する際に特定のアスペクト比の投影範囲を設定し、投影画像のアスペクト比が特定のアスペクト比から変更されない状態では、投影範囲に対応する範囲に収まるように変形した画像を画像形成パネルで形成して投影画像を投影することにより、キーストン補正された投影画像が被投射体上の投影範囲に投影される。
【００２１】
更に本発明においては、プロジェクタは、投影元の画像が画像形成パネル上の矩形領域に対応する範囲に収まるように画像を変形し、変形した画像を含むパネル画像を画像形成パネルで形成して投影画像を投影することにより、被投射体上で所望のアスペクト比を有する矩形領域に投影画像が投影される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にあっては、投影すべき投影画像のアスペクト比に応じて、所望のアスペクト比を有する矩形領域が、画像形成パネルの表示可能領域に対応する領域及び投影範囲内に含まれるように設定され、プロジェクタは矩形領域に投影画像が位置するように画像形成パネルで画像を形成して投影画像を投影するので、投影画像のアスペクト比を変更する場合でも、キーストン補正の設定を再度実行することなく、容易にアスペクト比を変更して投影画像を投影することが可能となる。
【００２３】
また本発明にあっては、投影すべき投影画像のアスペクト比及び解像度に応じて、所望のアスペクト比を有して解像度に応じた大きさの矩形領域が、画像形成パネルの表示可能領域に対応する領域及び投影範囲内に含まれるように設定され、プロジェクタは矩形領域に投影画像が位置するように画像形成パネルで画像を形成して投影画像を投影するので、投影画像のアスペクト比及び解像度を変更する場合でも、キーストン補正の設定を再度実行することなく、アスペクト比及び解像度を容易に変更して投影画像を投影することが可能となる。特に、投影画像のアスペクト比及び解像度を変更する際に使用者がプロジェクタを操作してキーストン補正の設定を行う手間が不必要となるので、入力される画像データに基づいた画像のアスペクト比又は解像度が変化した場合でも自動で投影画像の形状が変化し、また手軽に投影画像のアスペクト比又は解像度を変更することが可能となり、プロジェクタの使い勝手が向上する。
【００２４】
また本発明にあっては、プロジェクタは、所望のアスペクト比を有する矩形領域を投影範囲の中央に可及的に大きく設定することができるので、矩形領域に投影される投影画像の大きさが必要以上に縮小することなく、使用者にとって見やすい大きさで種々のアスペクト比の投影画像を投影することが可能となる。
【００２５】
また本発明にあっては、投影画像のアスペクト比が特定のアスペクト比から変更されない状態では、プロジェクタは、矩形領域を設定する処理を行うことなく、特定のアスペクト比で矩形に設定された投影範囲全体に、キーストン補正により矩形になるように形状が調整された投影画像を投影することができる。
【００２６】
更に本発明にあっては、プロジェクタは、投影元の画像が画像形成パネル上の矩形領域に対応する範囲に収まるように画像を変形し、変形した画像を含むパネル画像を画像形成パネルで形成して投影画像を投影することにより、被投射体上で所望のアスペクト比を有する矩形領域に投影画像が投影されるので、所望のアスペクト比で迅速に投影画像を投影することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明のプロジェクタの内部の機能構成を示すブロック図である。プロジェクタ１は、演算を行うプロセッサ、及び演算に伴う情報を記憶するＲＡＭ等からなる制御処理部１１を備えている。制御処理部１１には、制御プログラムを記憶するＲＯＭ１２が接続されており、制御処理部１１は、ＲＯＭ１２が記憶する制御プログラムに従ってプロジェクタ１全体の動作を制御する処理を行う。制御処理部１１には、使用者が操作するリモートコントローラ（リモコン）１０から赤外線又は電波を用いて発信される信号を受信するリモコン受信部１４及び各種のスイッチからなって使用者の操作により各種の処理指示を受け付ける操作部１５が接続されている。制御処理部１１は、リモコン受信部１４又は操作部１５で各種の処理指示を受け付け、受け付けた処理指示に従った処理を実行する構成となっている。
【００２８】
またプロジェクタ１は、液晶パネル又はＤＭＤ等でなる平面状の画像形成パネル２１を備えており、画像形成パネル２１は、液晶又は微小ミラー等を用いてなる複数の画素を有し、画素数で規定される所定の解像度でパネル画像を形成する構成となっている。プロジェクタ１は、図示しない光源及び光学系を用いて画像形成パネル２１に対して光を照射する構成となっており、更に、パネル画像を形成した画像形成パネル２１に照射されて画像形成パネル２１で反射された光を外部へ投射する投射レンズ３を備えている。図１中の白矢印は光を示す。投射レンズ３からの光は、プロジェクタ１外のスクリーン（被投射面）Ｓに対して投射され、スクリーンＳ表面に投影画像が投影される。なお、プロジェクタ１は、パネル画像を形成した画像形成パネル２１を透過した光を投射レンズ３で投射することにより投影画像を投影する構成であってもよい。
【００２９】
またプロジェクタ１は、テレビジョンチューナ又はＰＣ等の外部の装置から画像データを入力される入力部１６を備えている。入力部１６には、入力部１６に入力された画像データに基づいた画像を、画像形成パネル２１の解像度に合わせてスケーリングするスケーリング処理部２４が接続されている。スケーリング処理部２４には、スケーリング処理部２４がスケーリングした画像に対するキーストン補正の処理を行うキーストン処理部２３が接続されている。キーストン処理部２３には、キーストン処理部２３でキーストン補正を行った画像を含むパネル画像を生成するパネル画像生成部２２が接続されている。パネル画像生成部２２は画像形成パネル２１に接続されており、画像形成パネル２１はパネル画像生成部２２が生成したパネル画像を形成する構成となっている。
【００３０】
また画像形成パネル２１には、投影画像の範囲を示す外枠又は４隅の点でなるパターン画像を生成するパターン画像生成部１３が接続されている。プロジェクタ１は、パターン画像生成部１３が生成したパターン画像を画像形成パネル２１が形成することにより、投影画像の範囲を示す画像をスクリーンＳに投影する構成となっている。入力部１６は、制御処理部１１に接続されており、入力された画像データに係る情報を制御処理部１１へ入力する構成となっている。またパターン画像生成部１３、キーストン処理部２３、パネル画像生成部２２及び画像形成パネル２１は、制御処理部１１に接続されており、制御処理部１１による制御に従って動作する。
【００３１】
次に、以上の構成でなる本発明のプロジェクタ１が実行する本発明の画像投影方法を説明する。制御処理部１１は、入力部１６に入力される画像データに基づいて投影すべき投影画像のアスペクト比及び解像度に応じて、画像形成パネル２１で画像を形成する領域の内、投影画像の投影元の画像を形成しないオフセット領域と投影元の画像を形成できる表示可能領域とを設定している。画像形成パネル２１が４：３のアスペクト比で構成されており、投影画像のアスペクト比が４：３で解像度が画像形成パネル２１の解像度以上である場合は、画像形成パネル２１の全面が表示可能領域となる。プロジェクタ１が最初に投影画像を投影する際には、画像形成パネル２１は表示可能領域全体に投影元の画像を広げたパネル画像を形成する。スクリーンＳは、予め投影画像のアスペクト比に合わせて４：３又は１６：９等の所定のアスペクト比で構成されていることも多い。アスペクト比が４：３に構成されているスクリーンＳに対してアスペクト比が４：３の投影画像を投影した場合は、スクリーンＳ全体に投影画像を投影することが可能となる。しかし、一般的にはプロジェクタ１はスクリーンＳの正面には配置されていないので、プロジェクタ１がスクリーンＳに投影した投影画像は、矩形から歪んだ形で投影される。従って、まずキーストン補正により投影画像のキーストン歪みを補正することが必要となる。
【００３２】
図２は、本発明のプロジェクタ１が行うキーストン補正の設定の処理の手順を示すフローチャートである。制御処理部１１は、使用者が操作部１５に所定の操作を行うか、又は使用者がリモコン１０に所定の操作を行ってリモコン１０が送信した所定の信号をリモコン受信部１４が受信することによる、スクリーンＳ上で投影画像が投影可能な範囲である投影範囲の設定の指示の受け付けを待ち受けている（Ｓ１１）。投影範囲の設定の指示の受け付けがない場合は（Ｓ１１：ＮＯ）、制御処理部１１は、指示の受付の待ち受けを続行する。投影範囲の設定の指示を受け付けた場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御処理部１１は、４：３等の特定のアスペクト比を有する投影画像の範囲を示すパターン画像をパターン画像生成部１３に生成させ、生成したパターン画像を画像形成パネル２１に形成させて、画像形成パネル２１で反射した光を投射レンズ３から投射することにより、投影範囲を表す画像をスクリーンＳに投影する（Ｓ１２）。このときプロジェクタ１は、投影範囲の四隅に対応する四個の輝点からなる画像をスクリーンＳに投影する。なおプロジェクタ１は、投影範囲の外枠に対応する輝線からなる画像を投影する処理を行ってもよい。
【００３３】
図３は、スクリーンＳ上の投影範囲と画像形成パネル２１が形成するパターン画像との対応例を示す模式図である。図３（ａ）は、画像形成パネル２１の全面にパターン画像を形成した場合にスクリーンＳに投影される画像の例を示し、図３（ｂ）は全面にパターン画像を形成した画像形成パネル２１を示す。図中の塗りつぶし丸は、投影範囲の四隅に対応する輝点を示す。画像形成パネル２１の全面がスクリーンＳに投影される範囲は、図３（ａ）に示す如く、一般にはスクリーンＳで画像を投影可能な範囲とは一致せず、また形状も矩形から歪んでいる。図３（ａ）に示す如き画像を視認した使用者は、操作部１５又はリモコン１０を操作することによって、投影範囲の四隅に対応する各輝点を移動させて投影範囲を変形する指示を入力する。
【００３４】
ステップＳ１２が終了した後では、制御処理部１１は、投影範囲を変形する指示の受け付けを待ち受けている（Ｓ１３）。投影範囲を変形する指示を受け付けた場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御処理部１１は、パターン画像生成部２２に生成させるパターン画像に含まれる各輝点の位置を移動させることによって、スクリーンＳに投影された輝点の位置を移動させて投影範囲を変形させる（Ｓ１４）。ステップＳ１３で投影範囲を変形する指示の受付がない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、又はステップＳ１４が終了した後は、操作部１５又はリモコン１０を使用者が操作することによる、投影範囲を確定する指示の受付を待ち受ける（Ｓ１５）。投影範囲を確定する指示の受付がない場合は（Ｓ１５：ＮＯ）、制御処理部１１は、処理をステップＳ１３へ戻す。投影範囲を確定する指示を受け付けた場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、パターン画像生成部２２で生成したパターン画像に対応する投影範囲を確定する（Ｓ１６）。
【００３５】
図３（ｃ）は、スクリーンＳ上で確定した投影範囲を示す。使用者は、投影された画像を視認しながら、図に示す如く投影範囲が矩形になるようにプロジェクタ１を操作する。投影範囲とスクリーンＳとのアスペクト比が一致する場合は、図中に示す如く投影範囲の四隅に対応する各輝点をスクリーンＳの四隅に位置させることによって、スクリーンＳの全体を投影範囲として利用することができる。図３（ｄ）は、スクリーンＳ上で確定した投影範囲に対応するパターン画像を形成した画像形成パネル２１を示す。投影範囲の四隅に対応する各輝点がスクリーンＳ上で移動して投影範囲が矩形になったことに伴って、投影範囲の四隅に対応する画像形成パネル２１上での各輝点も移動する。画像形成パネル２１上の四個の輝点で囲まれる範囲は、投影範囲に対応する画像形成パネル２１上の範囲であり、この範囲に形成された画像がスクリーンＳの投影範囲に投影されることとなる。
【００３６】
制御処理部１１は、次に、画像形成パネル２１上での点の位置を規定するパネル座標系上で、確定した投影範囲に対応する範囲の座標を取得する（Ｓ１７）。制御処理部１１は、画像形成パネル２１が１０２４×７６８の画素で構成されている場合は、例えば画像形成パネル２１上の左上隅の画素の座標を（０，０）とし、０≦ｘ≦１０２４，０≦ｙ≦７６８である（ｘ、ｙ）で画像形成パネル２１上の各画素の座標を定めることで、予めパネル座標系を定義しておく。制御処理部１１は、定義したパネル座標系上で、投影範囲の四隅に対応する画像形成パネル２１上での各輝点が位置する画素の座標を取得することにより、確定した投影範囲に対応する範囲の座標を取得する
【００３７】
制御処理部１１は、次に、スクリーンＳ上での点の位置を規定するスクリーン座標系（被投射面座標系）上で、確定した投影範囲の座標を取得する（Ｓ１８）。ここで制御処理部１１は、投影範囲のアスペクト比及び解像度の値を、投影範囲を設定した時点での画像形成パネル２１の表示可能領域のアスペクト比及び解像度と同一の値に定めてスクリーン座標系を定義する。例えば、１０２４×７６８の画素で構成されている画像形成パネル２１の全面が表示可能領域となっている場合は、制御処理部１１は、投影範囲の四隅の座標が夫々（０，０），（０，７６８），（１０２４，０），（１０２４，７６８）となるようにスクリーン座標系を定義する。なお、スクリーン座標系としてはその他の任意の座標系を設定してもよい。このように投影範囲の四隅の座標を取得することにより、制御処理部１１は、スクリーン座標系上で投影範囲の座標を取得する。
【００３８】
制御処理部１１は、次に、画像形成パネル２１上の位置をスクリーンＳ上へ投影することによりパネル座標系上の位置とスクリーン座標系上の位置とを互いに変換する所定の変換式に含まれる変換パラメータを計算する（Ｓ１９）。この変換は、パネル座標系とスクリーン座標系との間の射影変換による座標変換であり、射影変換によるパネル座標系からスクリーン座標系への座標変換の一般的な変換式と、スクリーン座標系からパネル座標系への座標変換の一般的な変換式とが知られている。ＲＯＭ２１が記憶する制御プログラムはこれらの変換式を含んでおり、制御処理部１１は、投影範囲の四隅に対応するパネル座標系での座標とスクリーン座標系での座標との対応関係に基づいて、変換式に含まれる変換パラメータを計算する。制御処理部１１は、計算した変換パラメータを記憶し、投影範囲を設定する処理を終了する。
【００３９】
投影範囲を設定した後、投影画像のアスペクト比及び解像度が変化しない状態では、プロジェクタ１は、設定した投影範囲に投影画像が投影されるように投影画像のキーストン補正を行う。図４は、本発明のプロジェクタ１がキーストン補正を行って画像を投影する処理の手順を示すフローチャートである。外部から画像データが入力部１６に入力され（Ｓ２１）、スケーリング処理部２４は、入力された画像データに基づいた画像を画像形成パネル２１の解像度に合わせてスケーリングする（Ｓ２２）。例えば、１２８０×７２０の解像度の画像が入力された場合は、スケーリング処理部２４は、画像形成パネル２１に合わせて１０２４×７６８の解像度の画像へ縮小する。制御処理部１１は、次に、投影範囲に対応する画像形成パネル２１上での範囲に画像が収まるように、キーストン処理部２３にスケーリング処理部２４がスケーリングした画像を変形させる（Ｓ２３）。キーストン処理部２３は、図１０（ｂ）に示す如き、変形した画像を含むサブイメージ画像を生成する（Ｓ２４）。パネル画像生成部２２は、画像形成パネル２１のオフセット領域に対応する部分、及びキーストン処理部２３が生成したサブイメージ画像を含むパネル画像を生成する（Ｓ２５）。投影画像のアスペクト比が画像形成パネル２１のアスペクト比と等しい場合は、画像形成パネル２１にはオフセット領域がなく全面が表示可能領域となるので、パネル画像がサブイメージ画像に一致する。制御処理部１１は、パネル画像生成部２２が生成したパネル画像を画像形成パネル２１に形成させ（Ｓ２６）、パネル画像を形成した画像形成パネル２１で反射した光を投射レンズ３から投射することによって、キーストン補正された投影画像をスクリーンＳに投影する（Ｓ２７）。プロジェクタ１は、以上で処理を終了し、画像データが入力部１６に入力される都度、以上の処理を繰り返す。
【００４０】
本発明のプロジェクタ１は、設定した投影範囲とは異なるアスペクト比又は解像度で投影画像を投影する必要がある場合は、キーストン補正の内容を変更して投影画像を投影する処理を行う。このような場合には、設定した投影範囲とは異なるアスペクト比の画像を表す画像データが入力された場合、設定した投影範囲よりも解像度が小さい画像を表す画像データが入力された場合、又は投影画像のアスペクト比若しくは解像度を変更する指示を使用者から受け付けた場合がある。図５及び図６は、本発明のプロジェクタ１が行うキーストン補正の内容を変更する処理の手順を示すフローチャートである。
【００４１】
制御処理部１１は、投影画像のアスペクト比又は解像度が設定した投影範囲とは異なるようになる画像データが入力部１５に入力されることを待ち受けている（Ｓ３０１）。アスペクト比又は解像度が異なる画像データの入力がない場合は（Ｓ３０１：ＮＯ）、制御処理部１１は、使用者が操作部１５又はリモコン１０に対して所定の操作を行うことによる、投影画像のアスペクト比又は解像度を変更する指示の受付を待ち受ける（Ｓ３０２）。指示の受付がない場合は（Ｓ３０２：ＮＯ）、制御処理部１１は、処理をステップＳ３０１へ戻す。ステップＳ３０１でアスペクト比又は解像度が異なる画像データの入力があった場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、又はステップＳ３０２で投影画像のアスペクト比又は解像度を変更する指示を受け付けた場合は（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、制御処理部１１は、変更後の投影画像のアスペクト比及び解像度に応じて、画像形成パネル２１でオフセット領域及び表示可能領域を設定する（Ｓ３０３）。制御処理部１１は、次に、設定した表示可能領域のパネル座標系での座標を取得する（Ｓ３０４）。
【００４２】
図７は、キーストン補正の内容を変更する処理をパネル座標系及びスクリーン座標系で示した模式図である。図中には、投影画像のアスペクト比を４：３から１６：９へ変更した場合の例を示す。図７（ａ）では、パネル座標系での画像形成パネル２１の範囲を破線で示し、表示可能領域の範囲を直線で示す。アスペクト比が４：３から１６：９へ変更されたので、画像形成パネル２１の上下の部分にオフセット領域が設定され、アスペクト比が１６：９となって画像形成パネル２１全体の領域よりも縮小された表示可能領域が設定される。制御処理部１１は、例えば表示可能領域の四隅の座標を求めることで、表示可能領域の座標を取得する。ここで定めた表示可能領域の形状がキーストン補正前の画像の形状に相当する。
【００４３】
制御処理部１１は、次に、パネル座標系からスクリーン座標系へ座標を変換する変換式及び変換パラメータを用いて、パネル座標系での表示可能領域の座標をスクリーン座標系での座標へ変換する（Ｓ３０５）。図７（ｂ）では、スクリーン座標系での投影範囲を破線で示し、表示可能領域に対応する領域を実線で表示する。オフセット領域のため、表示可能領域に対応する領域は投影範囲よりも上下方向に縮小している。制御処理部１１は、次に、スクリーン座標系で投影範囲の中心点の座標を取得する（Ｓ３０６）。ここで制御処理部１１は、スクリーン座標系上で投影範囲の四隅の座標を平均することで、中心点の座標を求める。制御処理部１１は、次に、変更後の投影画像のアスペクト比を傾きとして中心点を通る第１の直線、及び変更後の投影画像のアスペクト比に−１を乗して負にした値を傾きにして中心点を通る第２の直線をスクリーン座標系で生成する（Ｓ３０７）。図７（ｃ）では、第１及び第２の直線を示す。変更後のアスペクト比が１６：９である場合は、第１の直線の傾きは９／１６となり、第２の直線の傾きは−９／１６となる。
【００４４】
制御処理部１１は、次に、スクリーン座標系上で、第１及び第２の直線と表示可能領域に対応する領域の端との交点の座標を計算する（Ｓ３０８）。制御処理部１１は、次に、中心点から座標を計算した各交点までのスクリーン座標系上での距離を計算し（Ｓ３０９）、計算した距離が最短である交点を選択する（Ｓ３１０）。制御処理部１１は、次に、スクリーン座標系上で、第１及び第２の直線上で中心点から投影範囲の端までの距離を計算し（Ｓ３１１）、中心点から選択した交点までの距離が中心点から投影範囲の端までの距離以下の大きさであるか否かを判定する（Ｓ３１２）。中心点から選択した交点までの距離が中心点から投影範囲の端までの距離以下の大きさである場合は（Ｓ３１２：ＹＥＳ）、制御処理部１１は、スクリーン座標系で、中心点からの距離が、中心点から選択した交点までの距離に等しくなる第１及び第２の直線上の四点を求める（Ｓ３１３）。中心点から選択した交点までの距離が中心点から投影範囲の端までの距離よりも大である場合は（Ｓ３１２：ＮＯ）、制御処理部１１は、スクリーン座標系で、投影範囲の端と第１及び第２の直線との交点である四点を求める（Ｓ３１４）。
【００４５】
ステップＳ３１３又はステップＳ３１４が終了した後は、制御処理部１１は、スクリーン座標系で、求めた四点を四隅とする矩形領域を特定する（Ｓ３１５）。図７（ｄ）は、矩形領域の範囲を一点鎖線で示す。変更後の投影画像のアスペクト比を傾きとした第１の直線及びアスペクト比を負にした値を傾きとした第２の直線上の点の内で中心点からの距離が互いに等しい四点を四隅にしているので、矩形領域のアスペクト比は変更後の投影画像のアスペクト比に等しくなる。また第１及び第２の直線と表示可能領域に対応する領域の端又は投影範囲の端との交点の内で中心点からの距離が最短である点を四隅に含んでいるので、矩形領域は、表示可能領域に対応する領域及び投影範囲に含まれている。従って、スクリーンＳ上の特定した矩形領域に画像を投影することで、変更後のアスペクト比で投影画像を投影することができるようになる。
【００４６】
制御処理部１１は、次に、スクリーン座標系からパネル座標系へ座標を変換する変換式及び変換パラメータを用いて、スクリーン座標系での矩形領域の座標をパネル座標系での座標へ変換する（Ｓ３１６）。図７（ｅ）は、パネル座標系での表示可能領域及び矩形領域に対応する領域を示す。矩形領域に対応するパネル座標系での領域を一点鎖線で示している。パネル座標系でも、矩形領域に対応する領域は表示可能領域内に含まれているので、この領域に投影画像の投影元となる画像を形成することが可能となる。
【００４７】
制御処理部１１は、次に、パネル座標系での座標から画像形成パネル２１でのオフセット領域に対応する部分を差し引くことにより、矩形領域に対応する領域の表示可能領域内での位置を求め、キーストン補正用に、表示可能領域全体に相当する画像の形状を矩形領域に対応する領域の形状に変形する所定の変形式に必要な変形パラメータを計算する（Ｓ３１７）。この変形式は、スクリーン座標系での位置をパネル座標系での位置へ変換する変換式と同様の式であり、変換式とはパラメータの値が異なる。この変形式及び変形パラメータを用いることにより、キーストン補正前の画像上の点を矩形領域に対応する領域内の点へ変換して、投影画像の投影元となる画像が矩形領域に対応する領域内に収まってキーストン補正が行われるように画像を変形することが可能となる。制御処理部１１は、計算した変形パラメータを記憶し、キーストン補正の内容を変更する処理を終了する。
【００４８】
キーストン補正の内容を変更した後は、プロジェクタ１は、変更したキーストン補正の内容に従って、図４にフローチャートで示した処理と同様の処理を行って画像を投影する。図８は、アスペクト比が４：３の画像形成パネル２１を用いて、アスペクト比を１６：９にして画像を投影する処理を模式的に示す模式図であり、図９は、投影範囲よりも解像度が小である投影画像を投影する処理を模式的に示す模式図である。以下、図８、図９及び図４を用いて、キーストン補正の内容を変更した後にプロジェクタ１が画像を投影する処理を説明する。図８（ａ）は、投影画像のアスペクト比を１６：９とした場合の画像形成パネル２１の状態を示し、上下の部分にオフセット領域が設定され、アスペクト比が１６：９となった表示可能領域が設定されている。例えば、画像形成パネル２１の解像度が１０２４×７６８である場合は、表示可能領域の解像度は、画像形成パネル２１からオフセット領域を除くことによって１０２４×５７６となる。図９（ａ）は、投影画像の解像度を低下させた場合の画像形成パネル２１の状態を示し、画像形成パネル２１の周縁部分にオフセット領域が設定され、低下した解像度に対応する数の画素を有する表示可能領域が設定されている。例えば、投影画像の解像度を７６８×５７６とする場合は、７６８×５７６の画素を有する表示可能領域が設定される。図８（ａ）及び図９（ａ）には、矩形領域に対応する領域を破線で示しており、図５及び図６のフローチャートに示した処理で矩形領域に対応する領域が求められている。
【００４９】
外部から画像データが入力部１６に入力され（Ｓ２１）、スケーリング処理部２４は、入力された画像データに基づいた画像を画像形成パネル２１の表示可能領域の解像度に合わせてスケーリングする（Ｓ２２）。図８（ｂ）及び図９（ｂ）は、表示可能領域の解像度に合わせてスケーリングした画像を示す。図８（ｂ）ではアスペクト比が１６：９の画像になっており、図９（ｂ）ではアスペクト比が４：３で低解像度に応じて縮小した画像となっている。制御処理部１１は、次に、キーストン補正のための変形式及び変形パラメータを用いて、キーストン処理部２３に、スケーリングした画像を変形させ（Ｓ２３）、キーストン処理部２３は、変形した画像を含むサブイメージ画像を生成する（Ｓ２４）。図８（ｃ）及び図９（ｃ）は、サブイメージ画像の例を示す。図中に示した画像領域は、キーストン補正により変形した画像に対応し、最終的に投影画像に対応する領域である。パネル画像生成部２２は、次に、オフセット領域に対応する部分及びサブイメージ画像を含むパネル画像を生成する（Ｓ２５）。図８（ｄ）及び図９（ｄ）は、パネル画像の例を示す。オフセット領域に対応する部分及びサブイメージ画像を含んでおり、矩形領域に対応する領域に画像領域が位置している。制御処理部１１は、次に、パネル画像生成部２２が生成したパネル画像を画像形成パネル２１に形成させ（Ｓ２６）、画像形成パネル２１で反射した光を投射レンズ３から投射することによって、変更した内容に従ってキーストン補正された投影画像をスクリーンＳに投影する（Ｓ２７）。図８（ｅ）及び図９（ｅ）は、投影画像の例を示しており、図中には破線で投影範囲を示している。図８（ｅ）では、投影範囲の内側でアスペクト比が１６：９となった投影画像が投影されており、図９（ｅ）では、解像度が小となって縮小された投影画像が投影範囲の内側に投影されている。
【００５０】
以上詳述した如く、本発明においては、プロジェクタ１でスクリーンＳに投影画像を投影する際に、スクリーンＳ上で特定のアスペクト比の投影範囲を設定し、投影によって画像形成パネル２１上で投影範囲に対応する範囲を取得し、取得した範囲内に投影元の画像を形成することによってキーストン補正を行い、矩形の投影画像をスクリーンＳに投影する。投影画像のアスペクト比及び解像度が変更されない状態では、プロジェクタ１は、画像形成パネル２１上で投影範囲に対応する範囲に収まるように画像を変形し、変形した画像を含むパネル画像を画像形成パネル２１で形成して投影画像を投影する。このようにして変形された画像が投影されることにより、特定のアスペクト比で矩形に設定された投影範囲全体に、キーストン補正により矩形になるように形状が調整されて投影画像が投影される。
【００５１】
また本発明においては、プロジェクタ１は、投影範囲のスクリーン座標系での座標と投影範囲に対応する範囲のパネル座標系での座標との関係に基づいて、スクリーン座標系とパネル座標系とを互いに座標変換する変換式の変換パラメータを求めておく。投影画像のアスペクト比又は解像度を変更する際には、プロジェクタ１は、アスペクト比及び解像度に応じた表示可能領域のパネル座標系での座標をスクリーン座標系での座標へ変換し、スクリーン座標系で表示可能領域に対応する領域及び投影範囲に含まれる部分に、所望のアスペクト比を有する矩形領域を生成する。更にプロジェクタ１は、スクリーン座標系での矩形領域の座標をパネル座標系での矩形領域に対応する範囲の座標へ変換し、画像形成パネル２１で矩形領域に対応する範囲に画像を形成する。画像形成パネル２１上で矩形領域に対応する範囲に形成された画像が投影されて、スクリーンＳ上の矩形領域に投影画像が投影されるようになる。投影元の画像が画像形成パネル２１上の矩形領域に対応する範囲に収まるように画像を変形し、変形した画像を含むパネル画像を画像形成パネル２１で形成して投影画像を投影することにより、スクリーンＳ上の矩形領域に投影画像が投影され、変更後のアスペクト比を有し、変更後の解像度に応じた大きさの投影画像が投影される。従って、キーストン補正の設定を行った後で投影画像のアスペクト比又は解像度を変更する場合でも、キーストン補正の設定を再度実行することなく、所望のアスペクト比、及び所望の解像度に応じた大きさで迅速に投影画像を投影することができる。特に、使用者がプロジェクタ１を操作してキーストン補正の設定を行う手間が不必要となるので、入力される画像データに基づいた画像のアスペクト比又は解像度が変化した場合でも自動で投影画像の形状が変化し、また手軽に投影画像のアスペクト比又は解像度を変更することが可能となり、プロジェクタ１の使い勝手が向上する。
【００５２】
また本発明においては、プロジェクタ１は、スクリーン座標系で表示可能領域に対応する領域及び投影範囲に含まれる部分に矩形領域を設定する際に、投影範囲の中心点を中心にして四隅の内の一点が表示可能領域に対応する領域の端又は投影範囲の端に接するようにして所望のアスペクト比を有する矩形領域を設定する。これにより、所望のアスペクト比を有する矩形領域を投影範囲の中央に可及的に大きく設定することができる。従って、本発明のプロジェクタ１は、投影画像の大きさが必要以上に縮小することなく、使用者にとって見やすい大きさで種々のアスペクト比の投影画像を投影することが可能となる。
【００５３】
なお本実施の形態においては、本発明のプロジェクタは、キーストン補正の設定を行うために使用者の操作に応じてスクリーンＳ上での投影範囲を設定する形態を示したが、これに限るものではなく、スクリーンＳに投影されたパターン画像を撮影し、撮影されたパターン画像が矩形になるように自動で投影範囲を設定する形態であってもよい。この形態においても、本発明のプロジェクタは、投影画像のアスペクト比又は解像度が変更される都度キーストン補正の設定を実行することなく、一旦設定した投影範囲内に所望のアスペクト比及び解像度で投影画像を投影することができる。
【００５４】
また本実施の形態においては、プロジェクタ１がスクリーンＳに対して投影画像を投影する例を示したが、本発明のプロジェクタ１は、本発明に係る被投射体が家壁等のその他の形態である場合でも、前述と同様の処理を行ってキーストン補正された投影画像を投影することができる構成となっている。また本実施の形態においては、投影画像のアスペクト比又は解像度の変更によって画像形成パネル２１上での表示可能領域が縮小する場合の例のみを示しているが、本発明のプロジェクタ１は、アスペクト比又は解像度の変更によって画像形成パネル２１上での表示可能領域が拡大する場合でも、前述と同様の処理を行うことが可能である。この場合でも、本発明のプロジェクタは、一旦設定した投影範囲内に所望のアスペクト比及び解像度で投影画像を投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のプロジェクタの内部の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のプロジェクタが行うキーストン補正の設定の処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】スクリーン上の投影範囲と画像形成パネルが形成するパターン画像との対応例を示す模式図である。
【図４】本発明のプロジェクタがキーストン補正を行って画像を投影する処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明のプロジェクタが行うキーストン補正の内容を変更する処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明のプロジェクタが行うキーストン補正の内容を変更する処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】キーストン補正の内容を変更する処理をパネル座標系及びスクリーン座標系で示した模式図である。
【図８】アスペクト比が４：３の画像形成パネルを用いて、アスペクト比を１６：９にして画像を投影する処理を模式的に示す模式図である。
【図９】投影範囲よりも解像度が小である投影画像を投影する処理を模式的に示す模式図である。
【図１０】画像形成パネルのアスペクト比が４：３であるプロジェクタでアスペクト比が４：３の投影画像を投影する方法を示す模式図である。
【図１１】画像形成パネルのアスペクト比が４：３であるプロジェクタでアスペクト比が１６：９の画像を形成する方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  プロジェクタ
１０  リモコン
１１  制御処理部
１３  パターン画像生成部
１４  リモコン受信部
１５  操作部
１６  入力部
２１  画像形成パネル
２３  キーストン処理部
Ｓ  スクリーン（被投射体）
【図１】
2007214701.tif 000003
【図２】
2007214701.tif 000004
【図３】
2007214701.tif 000005
【図４】
2007214701.tif 000006
【図５】
2007214701.tif 000007
【図６】
2007214701.tif 000008
【図７】
2007214701.tif 000009
【図８】
2007214701.tif 000010
【図９】
2007214701.tif 000011
【図１０】
2007214701.tif 000012
【図１１】
2007214701.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
投影すべき投影画像のアスペクト比が前記投影範囲のアスペクト比に一致する場合は、投影画像の投影元になる画像が前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲に収まって投影画像のキーストン補正が行われるように前記画像を変形する手段と、
該手段が変形した画像を前記画像形成パネル上の前記範囲に形成する手段と
を更に備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明に係るプロジェクタは、投影すべき投影画像のアスペクト比が前記投影範囲のアスペクト比に一致する場合は、投影画像の投影元になる画像が前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲に収まって投影画像のキーストン補正が行われるように前記画像を変形する手段と、該手段が変形した画像を前記画像形成パネル上の前記範囲に形成する手段とを更に備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
ステップＳ１２が終了した後では、制御処理部１１は、投影範囲を変形する指示の受け付けを待ち受けている（Ｓ１３）。投影範囲を変形する指示を受け付けた場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御処理部１１は、パターン画像生成部２２に生成させるパターン画像に含まれる各輝点の位置を移動させることによって、スクリーンＳに投影された輝点の位置を移動させて投影範囲を変形させる（Ｓ１４）。ステップＳ１３で投影範囲を変形する指示の受付がない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、又はステップＳ１４が終了した後は、操作部１５又はリモコン１０を使用者が操作することによる、投影範囲を確定する指示の受付を待ち受ける（Ｓ１５）。投影範囲を確定する指示の受付がない場合は（Ｓ１５：ＮＯ）、制御処理部１１は、処理をステップＳ１３へ戻す。投影範囲を確定する指示を受け付けた場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、パターン画像生成部２２で生成したパターン画像に対応する投影範囲を確定する（Ｓ１６）。以上のステップＳ１２〜Ｓ１６の処理は、本発明における投影範囲設定手段に対応する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
制御処理部１１は、次に、スクリーンＳ上での点の位置を規定するスクリーン座標系（被投射面座標系）上で、確定した投影範囲の座標を取得する（Ｓ１８）。ここで制御処理部１１は、投影範囲のアスペクト比及び解像度の値を、投影範囲を設定した時点での画像形成パネル２１の表示可能領域のアスペクト比及び解像度と同一の値に定めてスクリーン座標系を定義する。例えば、１０２４×７６８の画素で構成されている画像形成パネル２１の全面が表示可能領域となっている場合は、制御処理部１１は、投影範囲の四隅の座標が夫々（０，０），（０，７６８），（１０２４，０），（１０２４，７６８）となるようにスクリーン座標系を定義する。なお、スクリーン座標系としてはその他の任意の座標系を設定してもよい。このように投影範囲の四隅の座標を取得することにより、制御処理部１１は、スクリーン座標系上で投影範囲の座標を取得する。このステップＳ１８の処理は、本発明における投影範囲の座標を定める手段に対応する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
制御処理部１１は、次に、パネル座標系からスクリーン座標系へ座標を変換する変換式及び変換パラメータを用いて、パネル座標系での表示可能領域の座標をスクリーン座標系での座標へ変換する（Ｓ３０５）。図７（ｂ）では、スクリーン座標系での投影範囲を破線で示し、表示可能領域に対応する領域を実線で表示する。オフセット領域のため、表示可能領域に対応する領域は投影範囲よりも上下方向に縮小している。制御処理部１１は、次に、スクリーン座標系で投影範囲の中心点の座標を取得する（Ｓ３０６）。ここで制御処理部１１は、スクリーン座標系上で投影範囲の四隅の座標を平均することで、中心点の座標を求める。このステップＳ３０６の処理は、本発明における投影範囲の中心点を求める手段に対応する。制御処理部１１は、次に、変更後の投影画像のアスペクト比を傾きとして中心点を通る第１の直線、及び変更後の投影画像のアスペクト比に−１を乗して負にした値を傾きにして中心点を通る第２の直線をスクリーン座標系で生成する（Ｓ３０７）。図７（ｃ）では、第１及び第２の直線を示す。変更後のアスペクト比が１６：９である場合は、第１の直線の傾きは９／１６となり、第２の直線の傾きは−９／１６となる。このステップＳ３０７の処理は、本発明における第１の直線及び第２の直線を生成する手段に対応する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
ステップＳ３１３又はステップＳ３１４が終了した後は、制御処理部１１は、スクリーン座標系で、求めた四点を四隅とする矩形領域を特定する（Ｓ３１５）。図７（ｄ）は、矩形領域の範囲を一点鎖線で示す。変更後の投影画像のアスペクト比を傾きとした第１の直線及びアスペクト比を負にした値を傾きとした第２の直線上の点の内で中心点からの距離が互いに等しい四点を四隅にしているので、矩形領域のアスペクト比は変更後の投影画像のアスペクト比に等しくなる。また第１及び第２の直線と表示可能領域に対応する領域の端又は投影範囲の端との交点の内で中心点からの距離が最短である点を四隅に含んでいるので、矩形領域は、表示可能領域に対応する領域及び投影範囲に含まれている。従って、スクリーンＳ上の特定した矩形領域に画像を投影することで、変更後のアスペクト比で投影画像を投影することができるようになる。以上のステップＳ３０６〜Ｓ３１５の処理は、本発明における矩形領域設定手段に対応する。
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月2日(2007.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
平面状の画像形成パネルと、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影する手段とを備えるプロジェクタにおいて、
前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を指定するための指示を受け付け、受け付けた指示に従った前記投影範囲を設定する投影範囲設定手段と、
前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系で、投影によって前記被投射面上の前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標を求める手段と、
前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系で前記投影範囲の座標を定める手段と、
投影によって対応する前記パネル座標系上の位置及び前記被投射面座標系上の位置を互いに変換する所定の変換式に必要な変換パラメータを、前記パネル座標系での前記投影範囲に対応する範囲の座標及び前記被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて計算する手段と、
投影すべき投影画像のアスペクト比に応じて、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定する手段と、
該手段が設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求める手段と、
前記変換パラメータを用いて、前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換する手段と、
前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定する矩形領域設定手段と、
前記変換パラメータを用いて、前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換する手段と、
該手段が変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成する画像形成手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係るプロジェクタは、平面状の画像形成パネルと、画像を形成した画像形成パネルからの光を外部の被投射面へ投射することにより、前記被投射面に投影画像を投影する手段とを備えるプロジェクタにおいて、前記被投射面上で投影画像が投影可能な投影範囲を指定するための指示を受け付け、受け付けた指示に従った前記投影範囲を設定する投影範囲設定手段と、前記画像形成パネル上での位置を規定するパネル座標系で、投影によって前記被投射面上の前記投影範囲に対応する前記画像形成パネル上の範囲の座標を求める手段と、前記被投射面上での位置を規定する被投射面座標系で前記投影範囲の座標を定める手段と、投影によって対応する前記パネル座標系上の位置及び前記被投射面座標系上の位置を互いに変換する所定の変換式に必要な変換パラメータを、前記パネル座標系での前記投影範囲に対応する範囲の座標及び前記被投射面座標系での前記投影範囲の座標に基づいて計算する手段と、投影すべき投影画像のアスペクト比に応じて、前記画像形成パネル上に、投影画像の投影元になる画像を形成することができる表示可能領域を設定する手段と、該手段が設定した前記表示可能領域の前記パネル座標系での座標を求める手段と、前記変換パラメータを用いて、前記パネル座標系での前記表示可能領域の座標を、前記被投射面座標系での前記表示可能領域に対応する領域の座標へ変換する手段と、前記被投射面座標系で、前記表示可能領域に対応する領域及び前記投影範囲に含まれる部分に、投影すべき投影画像と同一のアスペクト比を有する矩形領域を設定する矩形領域設定手段と、前記変換パラメータを用いて、前記被投射面座標系での前記矩形領域の座標を、前記パネル座標系での前記矩形領域に対応する範囲の座標へ変換する手段と、該手段が変換した座標が示す前記画像形成パネル上の前記矩形領域に対応する範囲に、投影画像の投影元になる画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする。