(57)【要約】【課題】チャート画像等の補正用画像を投影装置によって投影する必要がなく、画像が投影装置によって投影されている時であってもキーストーン補正等の補正を行えるようにすることである。【解決手段】空間光変調器１は、表示素子チップ３と、表示素子チップ３の矩形状の有効画素領域の外縁に沿って配列され、可視光帯域外の光を発する複数の発光素子６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子チップと、
前記表示素子チップの矩形状の有効画素領域の外縁に沿って配列され、可視光帯域外の光を発する複数の発光素子と、を備えることを特徴とする空間光変調器。
【請求項２】
前記複数の発光素子が赤外線を発することを特徴とする請求項１に記載の空間光変調器。
【請求項３】
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
【請求項４】
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺の中点にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
【請求項５】
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺の中点及び前記有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
【請求項６】
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺を三等分する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
【請求項７】
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺を三等分する位置及び前記有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の空間光変調器と、
前記有効画素領域に可視光を照射する光照射装置と、
前記有効画素領域に形成される像及び前記複数の発光素子から発した光を投影する投影光学系と、を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項９】
前記発光素子によってスクリーンに照射された前記可視光域外の光を撮像する撮像素子を備えることを特徴とした請求項８に記載の投影装置。
【請求項１０】
表示素子チップと、前記表示素子チップの有効画素領域に形成される画像を投影する投影光学系とを備える投影装置での投影画像制御方法であって、
前記投影装置は、前記表示素子チップの矩形状の有効画素領域の外縁に沿って配列され、可視光帯域外の光を発する複数の発光素子、及び前記可視光帯域外の光を検知する撮像素子をさらに備え、
前記投影光学系により、前記発光素子から発した上記可視光域外の光をスクリーンに向けて投影する工程と、
前記撮像素子により、上記可視光域外の光を撮像する工程と、
前記撮像素子により撮像した可視光域外の光の座標を求め、当該座標に基づいて前記投影光学系により投影される前記画像を補正する工程と、を含むことを特徴とする投影画像制御方法。
【請求項１１】
前記投影光学系により投影される前記画像の補正とは、キーストーン補正であることを特徴とする請求項１０に記載の投影画像制御方法。
【請求項１２】
前記投影光学系により投影される前記画像の補正とは、フィッティング補正であることを特徴とする請求項１０に記載の投影画像制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器、投影装置及び投影画像制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影装置がスクリーンに対して正対していないと、スクリーンに投影される画像には台形歪みが生じる。このような台形歪みを解消するべく、キーストーン補正機能を搭載した投影装置がある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の表示素子によって形成されたチャート画像をスクリーンに投影し（特許文献１の図４参照）、その投影されたチャート画像を２つの電子カメラで撮像し（特許文献１の段落００８３参照）、これら撮像画像から各種のパラメータを求めて（特許文献１の段落００８４〜００９８）、それらパラメータに基づき画像をデジタル的にキーストーン補正して、その補正後の画像が表示素子によって形成されて投影される（特許文献１の段落００９９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９４０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１の技術では、チャート画像が表示素子によって形成されないとキーストーン補正を行うことができない。つまり、チャート画像以外の画像が投影装置によって投影されている時に、キーストーン補正を行う場合にはその画像の投影を一旦中止し、チャート画像が投影装置によって投影されなければならなかった。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、チャート画像等の補正用画像を投影装置によって投影する必要がなく、画像が投影装置によって投影されている時であってもキーストーン補正等の補正を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための本発明に係る空間光変調器は、表示素子チップと、前記表示素子チップの矩形状の有効画素領域の外縁に沿って配列され、可視光帯域外の光を発する複数の発光素子と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る投影装置は、前記空間光変調器と、前記有効画素領域に可視光を照射する光照射装置と、前記有効画素領域に形成される像及び前記複数の発光素子から発した光を投影する投影光学系と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る投影画像制御方法は、表示素子チップと、前記表示素子チップの有効画素領域に形成される画像を投影する投影光学系とを備える投影装置での投影画像制御方法であって、前記投影装置は、前記表示素子チップの矩形状の有効画素領域の外縁に沿って配列され、可視光帯域外の光を発する複数の発光素子、及び前記可視光帯域外の光を検知する撮像素子をさらに備え、前記投影光学系により、前記発光素子から発した上記可視光域外の光をスクリーンに向けて投影する工程と、前記撮像素子により、上記可視光域外の光を撮像する工程と、前記撮像素子により撮像した可視光域外の光の座標を求め、当該座標に基づいて前記投影光学系により投影される前記画像を補正する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像が表示素子チップによって形成されている際でも、その画像の形成を中止せずに、輝点の位置等からキーストーン補正等の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】空間光変調器の斜視図である。
【図２】空間光変調器の平面図である。
【図３】空間光変調器の平面図である。
【図４】空間光変調器の平面図である。
【図５】空間光変調器の平面図である。
【図６】空間光変調器の平面図である。
【図７】投影装置の斜視図である。
【図８】同投影装置のブロック図である。
【図９】同投影装置のシステムコントローラによって行われる処理の流れを示したフローチャートである。
【図１０】同投影装置のシステムコントローラによって行われる処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１２】
〔第１の実施の形態〕
図１は、空間光変調器１の斜視図である。この空間光変調器１は、投影装置の表示デバイスとして用いられるものである。
【００１３】
この空間光変調器１は、基板２、表示素子チップ３、アパチャー４、保護ウィンドウ５及び４つの発光素子６を備える。
【００１４】
基板２は、セラミック基板、ガラス基板等の絶縁基板である。基板２は、矩形状に形作られている。
表示素子チップ３は、二次元アレイ状に配列された複数の可動マイクロミラー等を有するＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）チップである。表示素子チップ３は矩形パネル状に形作られている。この表示素子チップ３は基板２上に実装されている。なお、表示素子チップ３は、反射型のＬＣＤパネル（液晶表示パネル）又は透過型のＬＣＤパネルであってもよい。例えば、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）という反射型ＬＣＤパネルを表示素子チップ３に利用してもよい。表示素子チップ３がＬＣＤパネルである場合、基板２、アパチャー４及び保護ウィンドウ５を省略してもよい。
【００１５】
アパチャー４は、矩形枠状に形作られている。アパチャー４は、表示素子チップ３を囲うように表示素子チップ３の周囲に配置されて、基板２上に設けられている。アパチャー４は、表示素子チップ３の周囲において基板２上に設けられた可動しないミラー部を覆う。
【００１６】
保護ウィンドウ５は、透明な保護ガラスと、その保護ガラスを囲った矩形枠部とを有する。保護ウィンドウ５の保護ガラスが表示素子チップ３及びアパチャー４を覆って、保護ウィンドウ５の周縁部の矩形枠部が表示素子チップ３の周辺においてアパチャー４を介して基板２に接合されている。これにより、表示素子チップ３が保護ウィンドウ５によって封緘される。
【００１７】
４つの発光素子６は保護ウィンドウ５上に設けられている。そして、これら発光素子６は、表示素子チップ３の矩形状有効画素領域の外縁に沿って配列されている。具体的には、これら発光素子６は、表示素子チップ３の矩形状有効画素領域の外側においてその有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されている。ここで、表示素子チップ３がＤＭＤチップである場合、表示素子チップ３の有効画素領域の割合が１００％又はそれに近いため、４つの発光素子６が表示素子チップ３の四つ角にそれぞれ配置されている。表示素子チップ３の有効画素領域が表示素子チップ３の外縁よりも狭い場合には、４つの発光素子６が表示素子チップ３の四つ角ではなく、有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されている。なお、表示素子チップ３がＬＣＤパネルであれば、表示素子チップ３の中央部には有効画素領域があり、その周囲に枠状の非有効画素領域がある場合が多い。
【００１８】
これら発光素子６が保護ウィンドウ５上ではなく、アパチャー４又は基板２上に設けられ、発光素子６が保護ウィンドウ５によって封緘されていてもよい。また、表示素子チップ３がＬＣＤパネルであり、表示素子チップ３の有効画素領域が表示素子チップ３の外縁よりも狭い場合、４つの発光素子６が表示素子チップ３上に設けられていてもよい。
【００１９】
発光素子６は、可視光帯域外の光を発する発光素子である。具体的には、発光素子６は、赤外線を発する赤外線発光素子（例えば、赤外線発光ダイオード）であるか、又は紫外線を発する紫外線発光素子（例えば、紫外線発光ダイオード）である。
【００２０】
このような空間光変調器１は、投影レンズ及び光照射装置と組み合わせて利用される。光照射装置は空間光変調器１の表示素子チップ３に可視光を照射するものであり、投影レンズは表示素子チップ３によって形成された画像や発光素子６から発した光を前方のスクリーンに投影するものである。光照射装置は、互いに異なる色の可視光（例えば、赤色光、緑色光、青色光）を順次繰り返して表示素子チップ３に照射する時分割方式のものでもよいし、白色光を複数色（例えば、赤色、緑色、青色）に色分離して何れかの色の光を表示素子チップ３に照射する色分離方式でもよい。時分割方式の光照射装置は、白色光源から発した光を回転中のカラーフィルタを通過させるものでもよいし、互いに異なる色の複数の光源（例えば、赤色光源、緑色光源、青色光源）を順次繰り返し点灯させるものでもよい。光照射装置が色分離方式のものである場合、各色の光を複数の空間光変調器１にそれぞれ照射した後、空間光変調器１によって変調された各色の反射光又は透過光が合成されて、投影レンズによって投影される。
【００２１】
表示素子チップ３によってチャート画像が形成されていなくても、また光照射装置が点灯せずとも、４つの発光素子６が発光すれば、スクリーンに輝点が現れる。それら輝点の位置は、表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角がスクリーンに投影される位置である。それら輝点をセンサや電子カメラ等によって認識することができる。これら発光素子６の発光タイミングや発光順序は限定されない。例えば、４つの発光素子６が同時に発光してもよいし、順次発光してもよいし、点滅してもよい。これら発光素子６の順次発光の場合には、或る発光素子６が発光した後に次の発光素子６が発光する前にその或る発光素子６が消灯してもよいし、或る発光素子６が発光してその発光状態が保たれて次の発光素子６が発光してもよい。
【００２２】
スクリーンに現れた輝点の位置に基づいて、光学的又は電子的にフィッティング補正を行ったり、電子的にキーストーン補正を行ったりすることができる。光学的なフィッティング補正とは、投影レンズの焦点距離を調整することによって、投影レンズによって投影される投影像の大きさを調整してその投影像をスクリーンの大きさに合わせることである。電子的なフィッティング補正とは、原画像の解像度（画像サイズ）を調整して表示素子チップ３に表示させることによって、投影レンズによって投影される投影像をスクリーンの大きさに合わせることである。電子的なキーストーン補正とは、矩形状の原画像を座標変換（例えば、射影変換）により変形して表示素子チップ３に表示させることによって、投影レンズによって投影される投影像を矩形状にすることである。
【００２３】
しかも、発光素子６が可視光帯域以外の光（例えば、赤外線、紫外線）を発するものであるから、スクリーンに現れる輝点を肉眼で認識することができず、有効である。例えば、フィッティング補正やキーストーン補正が行われていることはユーザーにとって把握が難しい。また、光照射装置が点灯して、表示素子チップ３の表示動作が行われている時に発光素子６が発光すれば、スクリーンに像が投影されている時にもフィッティング補正やキーストーン補正を行うことができる。或いは、表示素子チップ３によってチャート画像の表示動作が行われていなかったり、光照射装置が消灯していたりしても、発光素子６が発光すれば、フィッティング補正やキーストーン補正を行うことができる。
【００２４】
また、４つの発光素子６が表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角に配置されているから、表示素子チップ３によって形成された画像と、発光素子６から発した光とを１つの投影レンズによって投影することができる。よって、投影装置の小型化及び投影装置の部品点数の削減を図ることができる。
【００２５】
発光素子６の数及び配置を図２〜図６のように変更してもよい。
図２に示すように、発光素子６の数が３である。これら３つの発光素子６は、表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角のうち３つの角にそれぞれ配置されている。
図３に示すように、発光素子６の数が４である。これら４つの発光素子６は、表示素子チップ３の有効画素領域の４辺の中点にそれぞれ配置されている。図３に示す４つの発光素子６に加えて、更に４つの発光素子６が表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されてもよい（図４参照）。
図５に示すように、発光素子６の数が８である。これら８つの発光素子６は、表示素子チップ３の有効画素領域の４辺を三等分する位置にそれぞれ配置されている。図５に示す８つの発光素子６に加えて、更に４つの発光素子６が表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されてもよい（図６参照）。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
図７は、空間光変調器１を用いた投影装置１００の外観斜視図である。図８は、投影装置１００のブロック図である。
【００２７】
図７及び図８に示すように、この投影装置１００は、空間光変調器１、筐体２０、投影レンズユニット（投影光学系）２１、ズーム／フォーカス制御部２４、電子カメラ２５、カメラ制御部２８、操作部２９、端子３０、映像信号変換部３１、スケーラ３２、表示コントローラ３３、光照射装置３４及びシステムコントローラ５０等を備える。
【００２８】
以下では、空間光変調器１の表示素子チップ３がＤＭＤチップであり、発光素子６が赤外線発光素子であるものとして、投影装置１００の説明を行う。
【００２９】
筐体２０は、略直方体箱状に設けられている。筐体２０の内部には、電子カメラ２５のレンズユニット２６及び投影レンズユニット２１が収納されて取り付けられている。これらのレンズユニット２１，２６の前玉レンズが筐体２０の前面に設けられている。レンズユニット２１，２６の光軸は、前後方向に延びているとともに、互いに平行である。
【００３０】
筐体２０の上面には、複数のスイッチ（押しボタン）等からなる操作部２９が設けられている。操作部２９は、ユーザーが操作部２９を操作することによって、操作内容に応じた信号が操作部２９からシステムコントローラ５０に出力される。例えば、ユーザーが操作部２９を操作することによって、スクリーンのアスペクト比が入力される。
【００３１】
筐体２０の後面には端子３０が設けられている。外部からの映像信号がこの端子３０を介して映像信号変換部３１に入力される。映像信号変換部３１は、入力されたアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換したり、変換された又は入力されたデジタルの映像信号を所定のフォーマットに変換したりする。
【００３２】
スケーラ３２は、映像信号変換部３１によって出力されたデジタル映像信号のキーストーン補正やフィッティング補正を行うものである。つまり、スケーラ３２は、映像信号変換部３１から出力されたデジタル映像信号に基づく原画像の解像度（画像サイズ）を調整するフィッティング補正を行ったり、映像信号変換部３１から出力されたデジタル映像信号に基づく原画像を座標変換（例えば、射影変換）することによってキーストーン補正を行ったりする。スケーラ３２がキーストーン補正のみを行うものとしてもよいし、キーストーン補正及びフィッティング補正の両方を行うものとしてもよい。スケーラ３２は、システムコントローラ５０から転送された補正パラメータを利用して、キーストーン補正やフィッティング補正を行う。
【００３３】
スケーラ３２は、補正前後の画像のアスペクト比を一定のままでフィッティング補正・キーストーン補正を行ってもよいし、補正後の画像のアスペクト比をスクリーンのアスペクト比に合わせるようにフィッティング補正・キーストーン補正を行ってもよい。スクリーンのアスペクト比は、操作部２９によって入力されたり、スクリーンを撮像した画像から求められたりする。
スケーラ３２によって補正された画像は表示コントローラ３３に転送される。
【００３４】
表示コントローラ３３は、スケーラ３２から入力した画像に基づいて表示素子チップ３を駆動する。具体的には、表示コントローラ３３がスケーラ３２から入力した画像に従って表示素子チップ３の各可動マイクロミラー毎にＰＷＭ制御又はＰＮＭ制御等の変調制御をすることで、光が投影レンズユニット２１に向けて反射される時間比（ディティー比）又は回数が各可動マイクロミラー毎に制御される。これにより、表示素子チップ３によって画像が形成される。
【００３５】
また、表示コントローラ３３は光照射装置３４も制御する。光照射装置３４は、互いに異なる色の光（例えば、赤色光、緑色光、青色光）を順次繰り返して表示素子チップ３に照射するものである。光照射装置３４は、光源制御部３５、白色光源３６、モータ制御部３７、スピンドルモータ３８、カラーフィルタ３９、位相センサ４０、ライトガイド４１及び反射ミラー４２等を備える。なお、白色光源３６から表示素子チップ３までの光の経路に複数枚のレンズが配置されている。
【００３６】
白色光源３６は白色光を発するものである。
スピンドルモータ３８は、カラーフィルタ３９を回転させる。
カラーフィルタ３９は、互いに異なる色のフィルタ（例えば、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ）をスピンドルモータ３８の回転軸の回りの周方向に沿って配列したものである。白色光源３６から発した白色光は、回転中のカラーフィルタ３９によって、互いに異なる色（例えば、赤色、緑色、青色）の光に順次変換される。
位相センサ４０は、カラーフィルタ３９の回転位相を検出する。検出された回転位相はモータ制御部３７に出力される。
ライトガイド４１は、ライトトンネル又はライトロッドである。ライトガイド４１は、カラーフィルタ３９を通過した光を側面で複数回反射又は全反射させることで、均一な強度分布の光束にする。
反射ミラー４２は、ライトガイド４１を通過した光を表示素子チップ３に向けて反射させる。
【００３７】
光源制御部３５は、白色光源３６に電力を供給して、白色光源３６を発光させるものである。表示コントローラ３３が調光信号を光源制御部３５に出力することによって、光源制御部３５が調光信号に従った強度で白色光源３６を発光させる。
モータ制御部３７は、スピンドルモータ３８に電力を供給して、位相センサ４０によって検出された回転位相を監視しながらスピンドルモータ３８を駆動するものである。表示コントローラ３３が制御信号をモータ制御部３７に出力することによって、表示素子チップ３の動作周期とカラーフィルタ３９の回転周期が同期される。例えば、表示素子チップ３が赤色画像の表示動作を行う際には、カラーフィルタ３９の赤色カラーフィルタが白色光源３６から発した白色光の光軸を通過する。
【００３８】
投影レンズユニット２１は、表示素子チップ３によって形成された画像をスクリーンに投影する。更に、投影レンズユニット２１は、発光素子６から発した赤外線をスクリーンに投影する。
【００３９】
投影レンズユニット２１は、ズーム用の可動レンズ２２、フォーカシング用の可動レンズ２３及び固定レンズ等を備える。システムコントローラ５０によって制御されることによって、可動レンズ２２，２３がズーム／フォーカス制御部２４によって駆動される。
【００４０】
電子カメラ２５は、投影装置１００の前方のスクリーン及び測定点を撮像するものである。測定点とは、発光素子６から発した光がスクリーンに到達して光る輝点である。発光素子６から発した光が可視光でないので、その輝点を肉眼で認識することはできない。
【００４１】
電子カメラ２５は、撮像素子２７と、投影装置１００の前方のスクリーン及び測定点を含む像を撮像素子２７に結像する撮像レンズユニット２６と、を備える。撮像素子２７は、撮像レンズユニット２６によって結像された像を画像信号に変換する。電子カメラ２５が赤外線カメラであり、発光素子６から発する帯域の光（具体的には、赤外線）を透過して可視光を吸収するフィルタが電子カメラ２５に設けられてもよい。
【００４２】
カメラ制御部２８がシステムコントローラ５０によって制御されることによって、カメラ制御部２８が発光素子６を発光させるとともに、発光素子６の発光の際に撮像素子２７を駆動する。撮像素子２７はカメラ制御部２８によって駆動されことによって、撮像レンズユニット２６によって結像された像が撮像素子２７によって画像信号に変換される。その画像信号はカメラ制御部２８に出力されて、カメラ制御部２８によって信号処理されることによって画像データに変換される。カメラ制御部２８によって得られた画像データはシステムコントローラ５０に転送される。
【００４３】
システムコントローラ５０は、カメラ制御部２８から転送された画像データから、フィッティング補正の補正パラメータ及びキーストーン補正の補正パラメータを算出する。ここで、キーストーン補正の補正パラメータを算出する際には、投影レンズユニット２１と撮像レンズユニット２６の視差等を利用する。つまり、両レンズユニット２１，２６の光軸の間隔、撮像素子２７のサイズ、撮像素子２７の単位長さ当たりの画素数、撮像レンズユニット２６から撮像素子２７までの後側焦点距離等の定数を利用して、キーストーン補正の補正パラメータを算出する。
【００４４】
システムコントローラ５０がフィッティング補正の補正パラメータ及びキーストーン補正の補正パラメータをスケーラ３２に転送すると、スケーラ３２が補正パラメータに基づいてキーストーン補正及びフィッティング補正を行う。つまり、システムコントローラ５０とスケーラ３２の組み合わせは、電子カメラ２５によって撮像された画像に基づいて、入力映像（映像信号変換部３１によって変換された映像信号）のキーストーン補正を行うキーストーン補正部である。更に、システムコントローラ５０とスケーラ３２の組み合わせは、電子カメラ２５によって撮像された画像に基づいて、入力映像のフィッティング補正を行うフィッティング補正部でもある。
【００４５】
図９を参照して、システムコントローラ５０がキーストーン補正の補正パラメータを算出する処理について説明する。
システムコントローラ５０が図９に示す処理を開始すると、システムコントローラ５０がカメラ制御部２８を制御することによって、カメラ制御部２８が複数（３以上が好ましい）の発光素子６を発光させる（ステップＳ１）。これら発光素子６が発光している際に、システムコントローラ５０がカメラ制御部２８を制御すると、カメラ制御部２８が撮像素子２７を駆動し、投影装置１００の前方のスクリーンの像及び測定点の像を含む画像が撮像素子２７によって撮像される（ステップＳ２）。その撮像画像はシステムコントローラ５０に転送される。
【００４６】
次に、システムコントローラ５０は、撮像画像中の各測定点の像を認識し、各測定点の像の座標を求める。そして、システムコントローラ５０は、各測定点の像（３以上の測定点の像が好ましい）の座標（ｘ座標若しくはｙ座標又はこれらの両方）から、投影装置１００の前面から各測定点までの距離を算出する（ステップＳ３）。具体的には、システムコントローラ５０は、両レンズユニット２１，２６の光軸の間隔、撮像素子２７のサイズ、撮像素子２７の単位長さ当たりの画素数、撮像レンズユニット２６から撮像素子２７までの後側焦点距離等を定数とした算定式に、各測定点の像の座標を代入することによって、投影装置１００の前面から各測定点までの距離を算出する。
例えば、投影レンズユニット２１の高さと撮像レンズユニット２６の高さが揃っている場合、算定式は以下のようになる。
ｄ＝ｂ×ｆ×Ｐ／Ｘ
ここで、ｄは投影装置１００の前面から各測定点までの距離であり、ｂは両レンズユニット２１，２６の光軸の間隔であり、ｆは撮像レンズユニット２６から撮像素子２７までの後側焦点距離であり、Ｘは測定点の像のｘ座標であり、Ｐは撮像素子２７の単位長さ当たりの画素数である。ここで、座標は、撮像画像の中心（撮像素子２７の中心）を原点とし、その原点からのピクセル数で表されているものとする。従って、Ｘ／Ｐは、撮像素子２７の中心から測定点の像までの距離を表す。
【００４７】
次に、システムコントローラ５０は、算出した各測定点までの距離から、スクリーンに対する投影レンズユニット２１の光軸の水平角及び垂直角を算出する（ステップＳ４）。
【００４８】
次に、システムコントローラ５０は、算出した光軸の水平角及び垂直角から、画像形成エリアを算出する（ステップＳ５）。画像形成エリアとは、映像信号変換部３１から出力されたデジタル映像信号に基づく原画像がスケーラ３２によって座標変換（射影変換）されることによってキーストーン補正されて、その画像が表示素子チップ３に形成されるエリアをいう。
【００４９】
次に、システムコントローラ５０は、算出した光軸の水平角及び垂直角から、補正パラメータを算出する（ステップＳ６）。そして、システムコントローラ５０は、算出したパラメータをスケーラ３２に転送する。これにより、スケーラ３２が、システムコントローラ５０から転送された補正パラメータに基づいて、映像信号変換部３１から出力されたデジタル映像信号のキーストーン補正を行う。以上により、システムコントローラ５０は、図９に示す処理を終了する。
【００５０】
尚、一旦キーストーン補正を行なった後に、投影装置１００を移動させたりして再度キーストーン補正を行なう必要が生じた場合は、再度発光素子６を発光させて上記処理を行って上記補正パラメータを上書きすればよい。
また、投影装置１００の設置位置が悪く、発光素子６の輝点（測定点）がスクリーンに投影されなかった場合（システムコントローラ５０が撮像画像中の各測定点の像を認識することができなかった場合）、システムコントローラ５０がズーム／フォーカス制御部２４を制御する。そうすると、一旦レンズユニット２１が望遠側に駆動され、投影画像が縮小されることによって発光素子６の輝点がスクリーン内に収まる。そして、システムコントローラ５０が上述のキーストーン補正処理を行う。その後、キーストーン補正状態を保持したまま、システムコントローラ５０がズーム／フォーカス制御部２４を制御する。そうすると、レンズユニット２１が広角側に駆動され、投影画面が拡大される。そのとき、発光素子６の輝点はスクリーンに対する投影レンズユニット２１の光軸の水平角及び垂直角が判定できるのであれば、全て投影される必要はない。
【００５１】
尚、スクリーンに対する投影レンズユニット２１の光軸の水平角及び垂直角の算出は、スクリーン上の３点の測定点までの距離を算出しても可能であるので、上記した図２に示すように、表示素子チップ３を、発光素子６が当該表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角のうち３つの角にそれぞれ配置している構成にしても良い。また、このような構成にした場合、発光素子６は３個で済むので製造コストが安くできる。
【００５２】
また、図３に示すように、表示素子チップ３を、発光素子６が当該表示素子チップ３の有効画素領域の４辺の中点にそれぞれ配置されている構成にしても良い。このような構成にした場合、例えば、プロジェクタがスクリーンに対して水平又は垂直に角度をつけて配置された時に、当該表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角に発光素子６が配置されているものと比べて、発光素子の輝点のうち３つがスクリーンに残り易くすることができる。よって表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角に発光素子６が配置されている場合と比べて、プロジェクタがスクリーンに対して水平又は垂直に角度をつけて配置してもスクリーンに対する投影レンズユニット２１の光軸の水平角及び垂直角の算出が可能となる。
【００５３】
また図４に示すように、図３に示す発光素子６に加えて、更に４つの発光素子６が表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されてもよい。その場合、さらに発光素子６の数が増えて測定点の数を増やすことができるので、図１−３の表示素子チップ３よりも精度よくスクリーンに対する投影レンズユニット２１の光軸の水平角及び垂直角の算出が可能となる。
【００５４】
また、図５に示すように、８つの発光素子６を表示素子チップ３の有効画素領域の４辺を三等分する位置にそれぞれ配置してもよく、その場合、図３の表示素子チップ３と比較して、プロジェクタがスクリーンに対して水平又は垂直にさらに角度をつけて配置しても発光素子６の輝点をスクリーンに少なくとも３つ残りやすくすることが可能となる。よって図３の表示素子チップ３と比べて、プロジェクタがスクリーンに対して水平又は垂直にさらに角度をつけて配置してもスクリーンに対する投影レンズユニット２１の光軸の水平角及び垂直角の算出が可能となる。
【００５５】
さらに、図６に示すように、図５に示す８つの発光素子６に加えて、更に４つの発光素子６が表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されてもよく、この場合、上記図５の表示素子チップ３の効果に加えて、さらに発光素子６の数が増え、測定点の数を増やすことができるので、図１−５の表示素子チップ３よりも精度よくスクリーンに対する投影レンズユニット２１の光軸の水平角及び垂直角の算出が可能となる。
【００５６】
図１０を参照して、システムコントローラ５０がフィッティング補正の補正パラメータを算出する処理について説明する。
システムコントローラ５０が図１０に示す処理を開始すると、システムコントローラ５０がカメラ制御部２８を制御することによって、カメラ制御部２８が複数（４以上が好ましい）の発光素子６）を発光させる（ステップＳ３１）。これら発光素子６が発光している際に、システムコントローラ５０がカメラ制御部２８を制御すると、カメラ制御部２８が撮像素子２７を駆動し、投影装置１００の前方のスクリーンの像及び測定点の像を含む画像が撮像素子２７によって撮像され（ステップＳ３２）、その撮像画像がシステムコントローラ５０に転送される。
【００５７】
次に、システムコントローラ５０は、撮像画像中のスクリーンの像を認識し、スクリーンの像の四つ角の座標を求める（ステップＳ３３）。
【００５８】
次に、システムコントローラ５０は、撮像画像中の各測定点の像を認識し、各測定点の像の座標を求める（ステップＳ３４）。
【００５９】
次に、システムコントローラ５０は、各スクリーンの像の四つ角の座標及び各測定点の像の座標から、画像形成エリアを算出する（ステップＳ３５）。
【００６０】
次に、システムコントローラ５０は、各スクリーンの像の四つ角の座標及び各測定点の像の座標から、補正パラメータを算出する（ステップＳ３５）。そして、システムコントローラ５０は、算出したパラメータをスケーラ３２に転送する。これにより、スケーラ３２が、システムコントローラ５０から転送された補正パラメータに基づいて、映像信号変換部３１から出力されたデジタル映像信号のフィッティング補正を行う。以上により、システムコントローラ５０は、図１０に示す処理を終了する。
【００６１】
尚、一旦フィッティング補正を行なった後に、投影装置１００を移動させたりして再度フィッティング補正を行なう必要が生じた場合は、再度発光素子６を発光させて投影装置１００の前方のスクリーンの像及び測定点の像を含む画像を撮像素子２７によってもう一度撮像し、上記した処理を再度行なって上記補正パラメータを上書きすればよい。また、また、投影装置１００の設置位置が悪く、発光素子６の輝点（測定点）がスクリーンに投影されなかった場合（システムコントローラ５０が撮像画像中の各測定点の像を認識することができなかった場合）、システムコントローラ５０がズーム／フォーカス制御部２４を制御する。そうすると、一旦レンズユニット２１が望遠側に駆動され、投影画像が縮小されることによって発光素子６の輝点がスクリーン内に収まる。そして、システムコントローラ５０が上述のフィッティング補正処理を行う。その後、フィッティング補正状態を保持したまま、システムコントローラ５０がズーム／フォーカス制御部２４を制御する。そうすると、レンズユニット２１が広角側に駆動され、投影画面が拡大される。
【００６２】
尚、上記した図２に示すように、表示素子チップ３を、発光素子６が当該表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角のうち３つの角にそれぞれ配置している構成にして、この３点を用いて、四つ角のうち配置されていない１点の測定点（輝点）の像の座標を予測するような構成にしてもよい。このような構成にした場合、発光素子６は３個で済むので製造コストが安くできる。
【００６３】
また、図３に示すように、表示素子チップ３を、発光素子６が当該表示素子チップ３の有効画素領域の４辺の中点にそれぞれ配置されている構成にして画像形成エリアを測定してもよい。
【００６４】
また図４に示すように、図３に示す発光素子６に加えて、更に４つの発光素子６が表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されてもよい。その場合、さらに発光素子６の数が増えて測定点の数を増やすことができるので、図１−３の表示素子チップ３よりも精度よく画像形成エリアを測定することができる。
【００６５】
また、図５に示すように、８つの発光素子６を表示素子チップ３の有効画素領域の４辺を三等分する位置にそれぞれ配置して画像形成エリアを測定してもよい。
【００６６】
さらに、図６に示すように、図５に示す８つの発光素子６に加えて、更に４つの発光素子６が表示素子チップ３の有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されてもよく、この場合、さらに発光素子６の数が増え、測定点の数を増やすことができるので、図１−５の表示素子チップ３よりも精度よく画像形成エリアを測定することができる。
【００６７】
なお、光照射装置３４は、互いに異なる色の光（例えば、赤色光、緑色光及び青色光）を順次繰り返し発光するものであれば、以上に説明した構成以外の構成のものでもよい。例えば、互いに異なる色毎に光源があり、これら光源が順次発光し、これらの光源から発する光の光路がダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズム等によって合成されてもよい。
【００６８】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
表示素子チップと、
前記表示素子チップの矩形状の有効画素領域の外縁に沿って配列され、可視光帯域外の光を発する複数の発光素子と、を備えることを特徴とする空間光変調器。
＜請求項２＞
前記複数の発光素子が赤外線を発することを特徴とする請求項１に記載の空間光変調器。
＜請求項３＞
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
＜請求項４＞
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺の中点にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
＜請求項５＞
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺の中点及び前記有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
＜請求項６＞
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺を三等分する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
＜請求項７＞
前記複数の発光素子が前記有効画素領域の各辺を三等分する位置及び前記有効画素領域の四つ角にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空間光変調器。
＜請求項８＞
請求項１から７の何れか一項に記載の空間光変調器と、
前記有効画素領域に可視光を照射する光照射装置と、
前記有効画素領域に形成される像及び前記複数の発光素子から発した光を投影する投影光学系と、を備えることを特徴とする投影装置。
＜請求項９＞
前記発光素子によってスクリーンに照射された前記可視光域外の光を撮像する撮像素子を備えることを特徴とした請求項８に記載の投影装置。
＜請求項１０＞
表示素子チップと、前記表示素子チップの有効画素領域に形成される画像を投影する投影光学系とを備える投影装置での投影画像制御方法であって、
前記投影装置は、前記表示素子チップの矩形状の有効画素領域の外縁に沿って配列され、可視光帯域外の光を発する複数の発光素子、及び前記可視光帯域外の光を検知する撮像素子をさらに備え、
前記投影光学系により、前記発光素子から発した上記可視光域外の光をスクリーンに向けて投影する工程と、
前記撮像素子により、上記可視光域外の光を撮像する工程と、
前記撮像素子により撮像した可視光域外の光の座標を求め、当該座標に基づいて前記投影光学系により投影される前記画像を補正する工程と、を含むことを特徴とする投影画像制御方法。
＜請求項１１＞
前記投影光学系により投影される前記画像の補正とは、キーストーン補正であることを特徴とする請求項１０に記載の投影画像制御方法。
＜請求項１２＞
前記投影光学系により投影される前記画像の補正とは、フィッティング補正であることを特徴とする請求項１０に記載の投影画像制御方法。
【符号の説明】
【００６９】
１  空間光変調器
３  表示素子チップ
６  発光素子
２１  投影レンズユニット（投影光学系）
３４  光照射装置
１００  投影装置
【図１】
2013186406.tif 000003
【図２】
2013186406.tif 000004
【図３】
2013186406.tif 000005
【図４】
2013186406.tif 000006
【図５】
2013186406.tif 000007
【図６】
2013186406.tif 000008
【図７】
2013186406.tif 000009
【図８】
2013186406.tif 000010
【図９】
2013186406.tif 000011
【図１０】
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