(57)【要約】【課題】投影光軸に対する測距センサの取付け方向のずれを考慮し、スクリーンまでの距離や投影光軸の傾き等を正確に検出し、投影内容に反映させる。【解決手段】入力される画像信号に対応した光像を形成して出射するマイクロミラー素子27、投影レンズ12、光源ランプ29を含む投影系と、投影レンズ12に隣接配置されてその投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する測距センサ13と、投影系で測距センサ13の走査方向に対応したパターン画像を投影した際に測距センサ13で得られる測距結果から、投影光軸の中心位置を検出し、検出した結果に基づいて測距センサ13で得る距離値中から有効なものを採用する制御部35とを備える。【選択図】      図２
2007264334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影手段と、
この投影手段に隣接配置され、投影手段の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する測距手段と、
上記投影手段により上記測距手段の走査方向に対応したパターン画像を投影した場合に上記測距手段で得られる測距結果から、上記投影手段による投影方向を検出する検出手段と、
この検出手段で得た結果に基づいて上記測距手段で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正手段と
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対応した光像を形成して出射する投影手段と、
この投影手段に隣接配置され、投影手段の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する第１の測距手段と、
上記投影手段に隣接配置され、投影手段の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的且つ上記第１の測距手段の走査方向と直交する方向に走査し、投影対象までの距離を測定する第２の測距手段と、
上記投影手段により上記第１及び第２の測距手段の各走査方向に対応したパターン画像を時分割投影した場合に上記第１及び第２の測距手段でそれぞれ得られる測距結果から、上記投影手段による投影方向を検出する検出手段と、
この検出手段で得た結果に基づいて上記第１及び第２の測距手段で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
【請求項３】
上記投影手段で投影するパターン画像は、上記投影光軸の中心位置で明暗パターンが切り替わる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】
上記投影手段で投影するパターン画像は、上記投影光軸の中心位置を挟んで対称位置で明暗パターンが切り替わる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】
入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、及びこの投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する測距部を備えた投影装置での投影方法であって、
上記投影部により上記測距部の走査方向に対応したパターン画像を投影した場合に上記測距部で得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出工程と、
この検出工程で得た結果に基づいて上記測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正工程と
を有したことを特徴とする投影方法。
【請求項６】
入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、この投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する第１の測距部、及び上記投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的且つ上記第１の測距部の走査方向と直交する方向に走査し、投影対象までの距離を測定する第２の測距部を備えた投影装置の投影方法であって、
上記投影部により上記第１及び第２の測距部の各走査方向に対応したパターン画像を時分割投影した場合に上記第１及び第２の測距部でそれぞれ得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出工程と、
この検出工程で得た結果に基づいて上記第１及び第２の測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正工程と
を有したことを特徴とする投影方法。
【請求項７】
入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、及びこの投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する測距部を備えた投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
上記投影部により上記測距部の走査方向に対応したパターン画像を投影した場合に上記測距部で得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出ステップと、
この検出ステップで得た結果に基づいて上記測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正工程と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、この投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する第１の測距部、及び上記投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的且つ上記第１の測距部の走査方向と直交する方向に走査し、投影対象までの距離を測定する第２の測距部を備えた投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
上記投影部により上記第１及び第２の測距部の各走査方向に対応したパターン画像を時分割投影した場合に上記第１及び第２の測距部でそれぞれ得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出ステップと、
この検出ステップで得た結果に基づいて上記第１及び第２の測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正ステップと
をコンピュータに実行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、オートフォーカス機能や自動台形補正機能を有するプロジェクタ装置に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、位相差センサを測距手段として設け、スクリーンまでの距離を測定することでオートフォーカス機能等を実現するプロジェクタ装置が多く製品化されている。
【０００３】
この種のプロジェクタ装置では、投影レンズと位相差センサとのパララックスをできる限り小さくするべく両者を近接配置した上で、例えば図１３に示すような規則的な縦縞模様のチャート画像ＣＨ１を投影レンズより投影対象のスクリーンに投影表示させ、当該チャート画像ＣＨ１を水平方向に横切るような走査方向で位相差センサにより測距することで、該画像ＣＨ１中の明から暗、及び暗から明に反転する位置までの各距離を検出し、検出した結果から投影画像のオートフォーカス処理等を実行するようにしている。
【０００４】
投影レンズの投影光軸と位相差センサの測距方向は、原理的に正確に平行していることが基本となる。  
例えば投影光軸が投影対象のスクリーンＳＣに正対（直交）している場合には、図１４に示すように位相差センサＰＤ１もその測距方向の軸ＳＡが正確にスクリーンＳＣに正対（直交）しているものとして、当該軸ＳＡに沿ったスクリーンＳＣからの反射位置からスクリーンＳＣまでの距離を測定する。
【０００５】
しかしながら製品としてのプロジェクタ装置は、投影レンズ系と位相差センサとが別個の部品として取付けられるため、製品の個体差によって投影レンズ系の光軸と位相差センサの測距方向とが正確には平行とならない場合も充分にあり得る。
【０００６】
図１５は、そのような場合の位相差センサＰＤ１の測距内容を例示するものである。ここでは図示しない投影レンズ系の投影光軸がスクリーンＳＣに対して正対している場合に、位相差センサＰＤ１の測距光軸が投影レンズ系の光軸と平行な方向から角度θ°分（θ＞０）だけずれている場合、スクリーンＳＣまでの正確な距離ｄ１ではなく、より大きな距離値ｄ２を取得してしまうことになる。
【０００７】
この点は、投影レンズ系がスクリーンＳＣに正対していない場合も同様であり、投影レンズ系の光軸と位相差センサＰＤ１の測距方向とが正確に平行となっていない場合には、いずれにしても正確にスクリーンＳＣまでの距離を取得することができない。
【０００８】
ところで、投射光の光軸に対するスクリーンの傾き角度を正確に検出するべく、直交配置された２つの位相差方式のセンサを投影レンズ近傍に備え、制御部はこれら測距センサを制御してスクリーン上の複数の測距ポイントまでの距離を計測し、計測した距離に基づいてスクリーンの傾き角度を演算し、演算した傾き角度を台形補正部、光学メカ部に供給するようにした技術が考えられている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００５−００６２２８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、上記特許文献に記載された技術も、投影レンズ系の光軸に対するスクリーンの傾きを正確に検出するのみであり、投影レンズ系の光軸と位相差センサの測距方向に関しては何ら考慮されていない。
【００１０】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、投影光軸に対する測距センサの取付け方向のずれを考慮して、投影対象のスクリーンまでの距離や該スクリーンに対する投影光軸の傾き等を正確に検出し、投影内容に反映させることが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影手段と、この投影手段に隣接配置され、投影手段の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する測距手段と、上記投影手段により上記測距手段の走査方向に対応したパターン画像を投影した場合に上記測距手段で得られる測距結果から、上記投影手段による投影方向を検出する検出手段と、この検出手段で得た結果に基づいて上記測距手段で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正手段とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影手段と、この投影手段に隣接配置され、投影手段の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する第１の測距手段と、上記投影手段に隣接配置され、投影手段の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的且つ上記第１の測距手段の走査方向と直交する方向に走査し、投影対象までの距離を測定する第２の測距手段と、上記投影手段により上記第１及び第２の測距手段の各走査方向に対応したパターン画像を時分割投影した場合に上記第１及び第２の測距手段でそれぞれ得られる測距結果から、上記投影手段による投影方向を検出する検出手段と、この検出手段で得た結果に基づいて上記第１及び第２の測距手段で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正手段とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記投影手段で投影するパターン画像は、上記投影光軸の中心位置で明暗パターンが切り替わることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記投影手段で投影するパターン画像は、上記投影光軸の中心位置を挟んで対称位置で明暗パターンが切り替わることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、及びこの投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する測距部を備えた投影装置での投影方法であって、上記投影部により上記測距部の走査方向に対応したパターン画像を投影した場合に上記測距部で得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出工程と、この検出工程で得た結果に基づいて上記測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正工程とを有したことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、この投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する第１の測距部、及び上記投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的且つ上記第１の測距部の走査方向と直交する方向に走査し、投影対象までの距離を測定する第２の測距部を備えた投影装置の投影方法であって、上記投影部により上記第１及び第２の測距部の各走査方向に対応したパターン画像を時分割投影した場合に上記第１及び第２の測距部でそれぞれ得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出工程と、この検出工程で得た結果に基づいて上記第１及び第２の測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正工程とを有したことを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、及びこの投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する測距部を備えた投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、上記投影部により上記測距部の走査方向に対応したパターン画像を投影した場合に上記測距部で得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出ステップと、この検出ステップで得た結果に基づいて上記測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の発明は、入力される画像信号に対応した光像を形成して出射する投影部、この投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的に走査し、投影対象までの距離を測定する第１の測距部、及び上記投影部に隣接配置され、投影部の投影光軸と略平行した測距軸の方向を含んで測距対象を一次元的且つ上記第１の測距部の走査方向と直交する方向に走査し、投影対象までの距離を測定する第２の測距部を備えた投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、上記投影部により上記第１及び第２の測距部の各走査方向に対応したパターン画像を時分割投影した場合に上記第１及び第２の測距部でそれぞれ得られる測距結果から、上記投影部による投影方向を検出する検出ステップと、この検出ステップで得た結果に基づいて上記第１及び第２の測距部で得る距離値中から有効なものを採用する距離補正ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、投影光軸に対する測距軸のずれを、当該測距軸を含む２次元平面内で考慮して、投影対象のスクリーンまでの距離等を正確に測定し、投影内容に反映させることが可能となる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、投影光軸に対する測距軸のずれを、両軸を含む３次元空間内で考慮して、投影対象のスクリーンまでの距離等をきわめて正確に測定し、投影内容に反映させることが可能となる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項１または２記載の発明の効果に加えて、投影光軸の中心位置を測距軸のずれに関係なく直接検出することで、スクリーン上の投影画像の中心に正確に合焦させることができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、上記請求項１または２記載の発明の効果に加えて、投影光軸に対するスクリーンの傾きを検出して補正することで、台形補正等を正確に実施させることができる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、投影光軸に対する測距軸のずれを、当該測距軸を含む２次元平面上で考慮して、投影対象のスクリーンまでの距離等を正確に測定し、投影内容に反映させることが可能となる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、投影光軸に対する測距軸のずれを、両軸を含む３次元空間内で考慮して、投影対象のスクリーンまでの距離等をきわめて正確に測定し、投影内容に反映させることが可能となる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、投影光軸に対する測距軸のずれを、当該測距軸を含む２次元平面上で考慮して、投影対象のスクリーンまでの距離等を正確に測定し、投影内容に反映させることが可能となる。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、投影光軸に対する測距軸のずれを、両軸を含む３次元空間内で考慮して、投影対象のスクリーンまでの距離等をきわめて正確に測定し、投影内容に反映させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施の形態）  
以下本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置１０の主として筐体前面及び上面の外観構成を示すものである。同図に示すように、直方体状の本体ケーシング１１の前面に、投影レンズ１２、測距センサ１３、及びＩｒ受光部１４が配設される。
【００２９】
投影レンズ１２は、後述するマイクロミラー素子でなる空間的光変調素子で形成された光像を拡大してスクリーン等の対象に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。
【００３０】
測距センサ１３は、投影レンズ１２に隣接して１対の位相差センサの一方が水平方向となるように配置され、被写体像に対する視差から三角測距の原理に基づいて投影対象までの距離を水平方向の一次元的な検出ラインに沿って測定する。
【００３１】
Ｉｒ受光部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（Ｉｒ）信号を受信する。
【００３２】
また、本体ケーシング１１の上面には、キースイッチ部１５及びスピーカ１６が配設される。  
キースイッチ部１５は、例えば電源キー、ＡＦＫ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｏｃｕｓ／ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｋｅｙ−ｓｔｏｎｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：自動合焦／自動台形補正）キー、ズームキー、入力選択キー、カーソル（「↑」「↓」「←」「→」）キー、「Ｅｎｔｅｒ」キー等からなるもので、同様のキーがこのプロジェクタ装置１０の図示しないリモートコントローラにも配設されるものとする。
【００３３】
スピーカ１６は、入力された音声信号及び動作時のビープ音等を拡声放音する。
【００３４】
また、図示はしないが本体ケーシング１１の背面には、入出力コネクタ部、Ｉｒ受光部、及びＡＣアダプタ接続部が配設される。  
入出力コネクタ部は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置との接続のための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。
【００３５】
Ｉｒ受光部は、上記Ｉｒ受光部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（Ｉｒ）信号を受信する。  
ＡＣアダプタ接続部は、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。
【００３６】
次に図２により上記プロジェクタ装置１０の電子回路の機能構成について説明する。図中、入出力コネクタ部２１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）２２、システムバスＳＢを介して画像変換部２３で所定のフォーマットの画像信号に統一された後に、投影エンコーダ２４へ送られる。
【００３７】
投影エンコーダ２４は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して投影駆動部２６に出力する。
【００３８】
この投影駆動部２６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６０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動で空間的光変調素子（ＳＯＭ）である例えばマイクロミラー素子２７を表示駆動する。
【００３９】
このマイクロミラー素子２７に対して、リフレクタ２８内に配置された、例えば超高圧水銀灯を用いた光源ランプ２９が出射する高輝度の白色光を、カラーホイール３０を介して適宜原色に着色し、ライトトンネル３１で輝度分布が均一な光束とした後にミラー３２で全反射して照射することで、その反射光で光像が形成され、上記投影レンズ１２を介してここでは図示しないスクリーンに投影表示される。
【００４０】
しかるに、光源ランプ２９の点灯駆動と、カラーホイール３０を回転駆動するモータ（Ｍ）３３はいずれも投影光処理部３４からの供給電圧値に基づいて動作する。
【００４１】
上記各回路のすべての動作制御を制御部３５が司る。この制御部３５は、ＣＰＵと、投影動作時に該ＣＰＵで実行する動作プログラムや各種定型データ等を固定記憶した不揮発性メモリ、及びワークメモリ等により構成される。
【００４２】
この制御部３５にはまた、上記システムバスＳＢを介して測距処理部３６及び音声処理部３７が接続される。
【００４３】
測距処理部３６は、上記１対の位相差センサからなる測距センサ１３を制御駆動し、それらの検出出力から任意の点位置までの距離を算出するもので、算出された距離値データは上記制御部３５へ送られる。
【００４４】
音声処理部３７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ１６を駆動して拡声放音し、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。
【００４５】
なお、上記キースイッチ（ＳＷ）部１５における各キー操作信号が直接制御部３５に入力されると共に、Ｉｒ受光部３８からの信号も直接制御部３５に入力される。このＩｒ受光部３８は、上記Ｉｒ受光部１４及び本体ケーシング１１の背面側に設けられるＩｒ受光部を含み、リモートコントローラからの赤外光受信信号をコード信号化して制御部３５に送出する。
【００４６】
次に上記実施の形態の動作について説明する。  
図３は、キースイッチ部１５の電源キーの操作により電源を投入した際に自動的に実行される初期設定処理の一部である、測距センサ１３を用いたスクリーンのＡＦ処理の内容を示すもので、その動作制御は基本的に制御部３５が実行する。
【００４７】
その当初には、制御部３５が予め記憶している画像データを用いて所定の明暗パターンのチャート画像をマイクロミラー素子２７にて表示させ、投影レンズ１２を介して投影対象のスクリーンに向けて投影させる（ステップＡ０１）。
【００４８】
図４は、このときに投影するチャート画像ＣＨ１１の明暗パターンを例示するものである。上述した如く、測距センサ１３は水平方向に配置された一対の位相差センサよりなるもので、これに対応してこのチャート画像ＣＨ１１では、投影光軸の中心を含む画像の左右方向の中央を境に左半分を白、右半分を黒と明確に区分した明暗パターンとしている。
【００４９】
測距センサ１３の走査方向が水平方向となることで、その走査位置が測距センサ１３自体の取付け位置により多少上下するものとしても、左右方向における画像の中心位置を確実に検出できるものとしている。
【００５０】
このようにチャート画像ＣＨ１１を投影した状態で測距センサ１３による測距を実施し、明暗パターンが切り替わる画像の中心位置までの距離を測定した上で（ステップＡ０２）、測距センサ１３を構成する位相差センサ上での当該距離位置を記憶しておく（ステップＡ０３）。
【００５１】
上記図４において、破線が測距センサ１３による走査ラインＳＬを示すものであり、当該ラインＳＬ上の明暗パターンが切り替わる画像の中心位置Ｐ１１までの距離が測定し、記憶される。
【００５２】
その後、投影レンズ１２を介してのチャート画像ＣＨ１１の投影を停止した後（ステップＡ０４）、上記ステップＡ０２で得た、チャート画像ＣＨ１１の中心位置までの距離値にしたがって投影レンズ１２を構成するレンズ系中のフォーカスレンズの位置を移動させるＡＦ（自動合焦）処理を実行する（ステップＡ０５）。
【００５３】
以上で、この図３に係る測距センサ１３の測距軸補正の処理を終わるものとし、他の初期設定処理の後に通常の投影動作に移行する。
【００５４】
図５は、測距センサ１３により上記チャート画像ＣＨ１１の明暗パターンが切り替わる中心位置を検出している状態を示すものである。投影レンズ１２による投影光軸に対する測距センサ１３の取付け方向が必ずしも平行でなかった場合であっても、少なくとも測距センサ１３の走査方向である水平面内においては、図示する如くチャート画像ＣＨ１１の明暗パターンが切り替わる画像の中心位置Ｐ１１、すなわち投影光軸の中心位置を検出してその位置の距離値により画像を正確に合焦させることができる。
【００５５】
なお、上記第１の実施の形態にあっては、投影レンズ１２に隣接する一対の測距センサ１３を有するものとして示したが、本発明はこれに限らず、測距センサ１３とその走査方向が直交するような、換言すれば投影対象のスクリーンの垂直方向を走査方向とするようなもう一対の測距センサを同様に投影レンズ１２に隣接する位置に配置し、上記図３で示した動作に加えて、その位相差センサにより上記図４に示したチャート画像ＣＨ１１を左または右方向に９０°回転させたチャート画像を投影した状態で投影画像の垂直方向の中心位置を検出するものとすれば、水平垂直両方向に対応して、３次元空間内での投影レンズ１２の投影光軸の中心位置をきわめて正確に検出することができ、その位置に画像を的確に合焦した状態で投影させることができる。
【００５６】
（第２の実施の形態）  
以下本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５７】
図６は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置１０′の主として筐体前面及び上面の外観構成を示すものである。
【００５８】
同図では、上記図１に示した内容に比して、投影レンズ１２に隣接する、水平方向に配置された一対の測距センサ１３ａと、同じく垂直方向に配置された一対の位相差センサでなる測距センサ１３ｂの計２対の測距センサ１３ａ，１３ｂが存在する点を除いて、基本的には同様であるので、同一部分には同一符号を付与して、その説明は省略する。
【００５９】
図７は、上記プロジェクタ装置１０′の電子回路の機能構成について説明する。
【００６０】
この図７においても、上記図２に示した内容に比して、測距処理部３６が２対の測距センサ１３ａ，１３ｂを制御駆動し、それらの各検出出力から任意の点位置までの距離を算出する点を除いて、基本的には同様であるので、同一部分には同一符号を付与して、その説明は省略する。
【００６１】
次に上記実施の形態の動作について説明する。  
図８は、キースイッチ部１５の電源キーの操作により電源を投入した際に自動的に実行される初期設定処理の一部である、測距センサ１３ａ，１３ｂを用いたスクリーンのＡＦ処理及び自動台形補正処理の内容を示すもので、その動作制御は基本的に制御部３５が実行する。
【００６２】
その当初には、制御部３５が予め記憶している画像データを用いて所定の明暗パターンの第１のチャート画像をマイクロミラー素子２７にて表示させ、投影レンズ１２を介して投影対象のスクリーンに向けて投影させる（ステップＢ０１）。
【００６３】
このとき投影される第１のチャート画像ＣＨ１１は上記図４に示した通りであり、投影光軸の中心を含む画像の左右方向の中央を境に左半分を白、右半分を黒と明確に区分した明暗パターンとしている。
【００６４】
この第１のチャート画像ＣＨ１１に対し、２対の測距センサ１３ａ，１３ｂのうち、水平方向の走査ラインに沿って測距を行なう測距センサ１３ａが動作することとなる。
【００６５】
このように第１のチャート画像ＣＨ１１を投影した状態で測距センサ１３ａによる測距を実施し、明暗パターンが切り替わる画像の中心位置までの距離を測定して記憶する（ステップＢ０２）。
【００６６】
上記図４において、破線が測距センサ１３ａによる走査ラインＳＬを示し、当該ラインＳＬ上の明暗パターンが切り替わる画像の中心位置Ｐ１１までの距離が測定、記憶される。
【００６７】
次いで上記第１のチャート画像ＣＨ１１の投影を停止した後（ステップＢ０３）、今度は予め記憶している画像データを用いて所定の明暗パターンの第２のチャート画像をマイクロミラー素子２７にて表示させ、投影レンズ１２を介して投影対象のスクリーンに向けて投影させる（ステップＢ０４）。
【００６８】
図９は、このときに投影する第２のチャート画像ＣＨ２１の明暗パターンを例示するものである。水平方向に配置された一対の位相差センサよりなる測距センサ１３ａに対し、この第２のチャート画像ＣＨ２１では、投影光軸の中心を含む画像の中央を白、左右の両端を同じ幅だけ黒と明確に区分した明暗パターンとしている。
【００６９】
測距センサ１３ａ，１３ｂの走査方向が水平方向となることで、その走査位置が測距センサ１３ａ自体の取付け位置により多少上下するものとしても、画像の左右位置を確実に検出できるものとしている。
【００７０】
このように第２チャート画像ＣＨ２１を投影した状態で測距センサ１３ａによる測距を実施し、明暗パターンが切り替わる画像中の左右の各点位置までの距離を測定して記憶する（ステップＢ０５）。
【００７１】
上記図９において、破線が測距センサ１３ａによる走査ラインＳＬを示し、当該ラインＳＬ上の明暗パターンが切り替わる左右の点位置Ｐ２１，Ｐ２２までの距離が測定、記憶される。
【００７２】
次いで上記第２のチャート画像ＣＨ２１の投影を停止した後（ステップＢ０６）、今度は予め記憶している画像データを用いて所定の明暗パターンの第１のチャート画像を右（または左）方向に９０°回転させた画像をマイクロミラー素子２７にて表示させ、投影レンズ１２を介して投影対象のスクリーンに向けて投影させる（ステップＢ０７）。
【００７３】
画像を９０°回転することにより、上記図４では水平方向に沿った走査ラインに対応した画像が、垂直方向に沿った上下の走査ラインに対応した画像となる。
【００７４】
このように９０°回転した第１のチャート画像ＣＨ１１を投影した状態で測距センサ１３ｂによる測距を実施し、明暗パターンが切り替わる画像の中心位置までの距離を測定して記憶する（ステップＢ０８）。
【００７５】
この場合、上記図４を９０°回転して投影表示することにより、測距センサ１３ｂによる上下方向の走査ラインＳＬ上の明暗パターンが切り替わる画像の中心位置Ｐ１２までの距離が測定、記憶される。
【００７６】
次いで上記９０°回転した第１のチャート画像ＣＨ１１の投影を停止した後（ステップＢ０９）、今度は第２のチャート画像を右（または左）方向に９０°回転させた画像をマイクロミラー素子２７にて表示させ、投影レンズ１２を介して投影対象のスクリーンに向けて投影させる（ステップＢ１０）。
【００７７】
この第２のチャート画像ＣＨ２１にあっても、画像を９０°回転することにより、上記図９では水平方向に沿った走査ラインに対応した画像が、垂直方向に沿った上下の走査ラインに対応した画像となる。
【００７８】
このように９０°回転した第２のチャート画像ＣＨ２１を投影した状態で測距センサ１３ｂによる測距を実施し、明暗パターンが切り替わる画像中の上下の各点位置までの距離を測定して記憶する（ステップＢ１１）。
【００７９】
この場合、上記図９に示した第２のチャート画像ＣＨ２１を９０°回転して投影表示することにより、測距センサ１３ｂによる上下方向の走査ラインＳＬ上の明暗パターンが切り替わる画像中の上下の点位置Ｐ２３，Ｐ２４までの距離が測定、記憶される。
【００８０】
次いで上記９０°回転した第２のチャート画像ＣＨ２１の投影を停止した後（ステップＢ１２）、以上でスクリーンＳＣに対する測距を終えたものとして、次に上記測定した各点位置までの距離値による投影画像の正確な中心位置と投影光軸に対するスクリーンＳＣの傾きを算出する。
【００８１】
すなわち、まず上記ステップＢ０２で得た点位置Ｐ１１と上記ステップＢ０８で得た点位置Ｐ１２の各距離値により、投影画像の中心ともなる投影光軸の中心位置までの距離を算出し（ステップＢ１３）、算出した距離値にしたがって投影レンズ１２を構成するレンズ系中のフォーカスレンズの位置を移動させるＡＦ（自動合焦）処理を実行する（ステップＢ１４）。
【００８２】
次いで、上記ステップＢ０５で得た左右の点位置Ｐ２１，Ｐ２２と上記ステップＢ１１で得た上下の点位置Ｐ２３，Ｐ２４の各距離値により、３次元空間内での投影光軸軸に対するスクリーンＳＣの相対的な傾き方向と角度とを算出し（ステップＢ１５）、その算出結果に応じて、スクリーンＳＣ上で投影画像に台形歪みが生じないようにマイクロミラー素子２７で表示する画像を意図的に（反対方向に）歪ませるための自動台形補正処理を実行する（ステップＢ１６）。
【００８３】
以上で、この図８に係る測距センサ１３ａ，１３ｂの測距軸補正の処理を終わるものとし、他の初期設定処理の後に通常の投影動作に移行する。
【００８４】
図１０は、プロジェクタ装置１０′の投影レンズ１２による投影光軸がスクリーンＳＣの平面に直交するように正確に対向しており、且つ、測距センサ１３ａ（１３ｂ）が投影レンズ１２の投影光軸と正確に平行している測距軸を有している場合の該測距軸とスクリーンＳＣとの相対位置関係を示すものである。
【００８５】
この場合、測距軸も図示する如くスクリーンＳＣ平面に対して直交するものとなり、スクリーンＳＣ上では該測距軸との交点を挟んで点位置Ｐ２１（Ｐ２３）とＰ２２（Ｐ２４）とが対称的に位置するものとなる。
【００８６】
しかしながら、上記図１０で説明した条件が成立しない場合、すなわちプロジェクタ装置１０′の投影レンズ１２による投影光軸とスクリーンＳＣの平面が直交するように対向していない場合、及び測距センサ１３ａ（１３ｂ）が投影レンズ１２の投影光軸と正確に平行していない測距軸を有している場合、換言すれば測距センサ１３ａ（１３ｂ）の投影レンズ１２に対する取付け方向にずれを生じている場合には、図１１に示すように測距軸とスクリーンＳＣの平面とが正確には対向しないことになる。
【００８７】
これに対し、上記図９に示した、走査ライン上の投影光軸の中心位置から等しい距離位置で明暗パターンが共に切り替わるようなチャート画像の当該切り替わり位置を測距することにより、図１２に示すようにスクリーンＳＣと直交する（＝投影レンズ１２の投影光軸と正確に平行する）軸方向を演算により算出することができ、結果として投影レンズ１２の投影光軸と測距センサ１３ａ（１３ｂ）の測距軸とが正しく平行していない場合でもスクリーンＳＣに対する測距を正確に行なうことができるようになる。
【００８８】
本実施の形態では、走査方向が直交するような２対の測距センサ１３ａ，１３ｂを設け、上記図９に示した第２のチャート画像ＣＨ２１をそのままの方向及び９０°回転させた方向で投影してそれぞれ明暗のパターンが切り替わる上下左右計４点の距離を測定するものとしているので、３次元空間内での投影光軸に対するスクリーンＳＣの傾きの方向と角度とをきわめて正確に算出するものとしており、その算出結果に基づいて自動台形補正処理を実行するものとしている。
【００８９】
なお、上記第２の実施の形態では、図４に示した第１のチャート画像ＣＨ１１を図示したままの方向及び９０°回転させた方向で測距センサ１３ａ，１３ｂを用いて測距させることでＡＦ処理を行なうものとして説明したが、この第１のチャート画像ＣＨ１１を用いずとも、上記図１２の説明でも示した如く第２のチャート画像ＣＨ２１を図示したままの方向及び９０°回転させた方向で測距センサ１３ａ，１３ｂを用いて測距させることで演算により投影光軸の中心位置までの正確な距離を算出することができ、算出した距離値によりＡＦ処理に活用することができることは勿論である。
【００９０】
また、測距センサ１３ａ，１３ｂを構成する位相差センサは個体差によりその画角にばらつきを有するものであるが、上記第２の実施の形態に示したような第２のチャート画像ＣＨ２１を用いた測定処理によりそれらのばらつきを許容して正しい測距処理を実施することができる。
【００９１】
さらに、上記第１及び第２の実施の形態で示したチャート画像は上記図４、図９で説明したものに限定されるものではなく、投影光軸の中心位置及び該中心位置を挟んで対称的に配置された位置で明暗パターンが切り替わるようなものであれば、他にも様々なものを考えることができる。
【００９２】
その他、本発明は上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。
【００９３】
さらに、上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。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。
【図２】同実施の形態に係る電子回路の機能構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態に係る電源投入当初の初期設定処理の内容を示すフローチャート。
【図４】同実施の形態に係る電源投入当初の初期設定処理中に投影表示されるチャート画像を例示する図。
【図５】同実施の形態に係る測距センサの中心位置検出状態を示す図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。
【図７】同実施の形態に係る電子回路の機能構成を示すブロック図。
【図８】同実施の形態に係る電源投入当初の初期設定処理の内容を示すフローチャート。
【図９】同実施の形態に係る電源投入当初の初期設定処理中に投影表示される第２のチャート画像を例示する図。
【図１０】同実施の形態に係る測距センサとスクリーンとの位置関係を説明する図。
【図１１】同実施の形態に係る測距センサとスクリーンとの位置関係を説明する図。
【図１２】同実施の形態に係る測距センサとスクリーンとの位置関係を説明する図。
【図１３】プロジェクタ装置で投影する一般的なチャート画像を例示する図。
【図１４】位相差センサによるスクリーンまでの測距状態を例示する図。
【図１５】位相差センサによるスクリーンまでの測距状態を例示する図。
【符号の説明】
【００９５】
１０，１０′…プロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ、１３，１３ａ，１３ｂ…測距センサ、１４…Ｉｒ受光部、１５…キースイッチ部、１６…スピーカ、２１…入出力コネクタ部、２２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、２３…画像変換部、２４…投影エンコーダ、２５…ビデオＲＡＭ、２６…投影駆動部、２７…マイクロミラー素子ＳＯＭ）、２８…リフレクタ、２９…光源ランプ、３０…カラーホイール、３１…ライトトンネル、３２…ミラー、３３…モータ（Ｍ）、３４…投影光処理部、３５…制御部、３６…測距処理部、３７…音声処理部、３８…Ｉｒ受光部、ＣＨ１，ＣＨ１１，ＣＨ２１…チャート画像、ＰＤ１…位相差センサ、ＳＢ…システムバス、ＳＣ…スクリーン、ＳＬ…走査ライン。
【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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【図１５】
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