(57)【要約】【課題】投射画像の形状歪みの補正処理を高精度で行うことを可能とする画像投射装置を提供する。【解決手段】本発明の実施形態の画像投射装置３１は、三色描画レーザ光源２ａと測距レーザ光源３とを有するレーザ光出射部１ａと、走査部４ａと、光検出素子６ａとを備える。また画像投射装置３１は、走査制御部５ａと距離演算部７と歪み補正部８ａとレーザ光制御部９ａとから構成される信号処理系１０ａを備える。距離演算部７は、走査制御部５ａからの同期信号と測距レーザ駆動信号と反射光信号とにより、画像投射装置３１と投射面２１ａの所定の位置の距離を算出する。歪み補正部８ａは、距離演算部７からの距離情報信号に基づいて、投射形状の歪みを補正するための補正情報信号を生成する。レーザ光制御部９ａは、レーザ光出射部１ａにおける各レーザ光の出射状態を制御するための駆動信号を生成して出力する。【選択図】図１
2009222973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射面に画像を投射する画像投射装置において、
不可視波長領域の測距レーザ光源と可視波長領域の描画レーザ光源とを有し、駆動信号に基づいて、レーザ光を変調処理して出射するレーザ光出射部と、
前記レーザ光出射部へ駆動信号を出力するレーザ光制御手段と、
前記レーザ光出射部が出射するレーザ光を、前記投射面に対して走査投射する走査部と、
前記走査部を所定の周期で動作させるとともに、前記走査部の動作の周期に合わせて同期信号を出力する走査制御手段と、
前記走査部で走査投射したレーザ光の前記投射面からの反射光を検出する光検出素子と、
前記光検出素子からの検出信号と、前記レーザ光制御手段からの駆動信号と、前記走査制御手段からの同期信号とに基づいて、前記投射面上の所定の位置と当該画像投射装置との距離を演算する距離演算手段と、
前記距離演算手段で演算した、前記投射面上の少なくとも三点と当該画像投射装置との距離に基づいて、当該画像投射装置による前記投射面への投射角度を算出して、投射画像の形状歪みの補正情報を演算する歪み補正演算手段と、を備え、
前記レーザ光制御手段は、
前記投射面と当該画像投射装置との距離を算出する測距状態において、前記走査制御手段からの同期信号に基づいて生成した測距レーザ駆動信号を、前記レーザ光出射部に出力し、
前記投射面に画像を投射する描画状態において、画像情報生成装置からの画像情報信号と、前記走査制御手段からの同期信号と、前記歪み補正演算手段からの補正情報とに基づいて生成した描画レーザ駆動信号を、前記レーザ光出射部に出力する
ことを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記距離演算手段は、前記投射面上の投射形状の頂点のうちの任意の三点と、当該画像投射装置との距離を演算し、
前記歪み補正演算手段は、前記距離演算手段で演算した、前記投射面上の投射形状の頂点のうちの任意の三点と、当該画像投射装置との距離に基づいて、当該画像投射装置による前記投射面への投射角度を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記描画レーザ光源は、光の三原色である赤青緑の波長領域のレーザ光を出力する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報信号によって変調処理された可視波長領域のレーザ光を、二次元的に走査投射する事により、投射面へ任意の画像を表示する事ができるレーザ走査型の画像投射装置に関するものであり、詳しくは、投影面への斜め角度投射に起因する投射画像の形状歪みを、高精度に補正する事を可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、微細加工技術や制御駆動技術の進展に伴って、レーザ光源及び光学的走査部品の高性能化・小型化が進んでおり、更に、こうした部材から構成されるレーザ走査型画像投射装置の高機能化に対する要求が益々高まっている。その中でもとりわけ、どのような投射角度からでも正常な画像を表示できるような、投射画像の形状歪みを補正する機能の搭載が望まれている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ここで、投射画像の形状歪み補正機能を搭載した従来のレーザ走査型の画像投射装置の構成および動作原理について説明する。図４は、従来の画像投射装置３２の構成を示す概念図である。
【０００４】
図４で示すように、この画像投射装置３２は、三色描画レーザ光源２ｂを含むレーザ光出射部１ｂと、レーザ光を二次元的に走査投射する走査部４ｂと、この走査部を制御駆動する為の走査制御部５ｂと、投射面からの反射レーザ光を検出する光検出素子６ｂと、検出した反射光信号の強度と走査制御部５ｂからの同期信号に基づいて、投射面の形状を認識する反射強度分布演算部１１と、形状歪み補正の為の形状参照情報を保存している形状参照情報記憶部１３と、強度分布情報信号及び形状参照情報記憶部１３からの参照情報信号に従って、補正情報信号を算出する形状歪み補正部８ｂと、画像情報信号、同期信号、及び補正情報信号を総合して、画像を投射する為の描画信号を生成するレーザ光制御部９ｂ、とから構成されている。ここで、点線で囲った部分は電気回路またはソフトウェアにより構成される信号処理系１０ｂに対応している。
【０００５】
最初に、画像投射装置３２の基本的な画像投射機能について述べる。この画像投射装置３２では、レーザ光出射部１ｂにおいて、レーザ光制御部９ｂより送られてくる描画信号に合わせ、いわゆる光の三原色と呼ばれる波長領域の三色のレーザ光を、各画素に対応させる方式で強度変調を行う。そして、このように強度変調された三色レーザ光を、走査部４ｂの垂直及び水平の走査振動周期と同期させて、レーザ光出射部１ｂより出射し、走査部４ｂから二次元的に走査投射する事で、任意の投射面へ画像を表示する事ができる。
【０００６】
次に、この従来の画像投射装置３２の、投射面に対して斜め角度から投射した場合における投射画像の形状歪み補正機能の動作原理について述べる。図５は、従来の画像投射装置３２により投射面２１ｂに対して斜め角度から投射した状態を示す説明図である。図５に示すように、投射面２１ｂへ投射される画像は、斜め角度方向からの投射により、補正前投射領域２２ｂのように上下左右の均衡が崩れた形状となっている事が分かる。
【０００７】
このような投射配置状態に置かれると、画像投射装置３２は、図４における光検出素子６ｂ及び反射強度分布演算部１１によって、投射面２１ｂの補正前投射領域２２ｂにおける反射レーザ光の強度分布を、画素毎または所定領域毎に強度分布信号として認識する。そして、歪み補正演算部８ｂの内部において、この強度分布信号と、形状参照情報記憶部１３に収納されている強度分布と、を繰り返し参照し識別処理する事で、画像投射装置３２による投射面２１ｂへの投射角度を推定する。
【０００８】
そして、この推定された投射角度に基づいて、歪み補正演算部８ｂが投射形状の歪みを補正するための補正情報信号を算出し、走査部４ｂの投射軸方向が投射領域２２ｂ上を通過する時のみ適切な画像を投射するよう、レーザ光制御部９ｂを動作させる事で、歪みが無い長方形形状の補正後投射領域２３ｂへ、所望の画像を投射する事が可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特表２００７−５１７２６３号公報（第１２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１に示されている画像投射装置３２では、反射レーザ光の強度分布と装置に記憶された参照情報とを逐次比較しながら、画像投射装置３２と投射面２１ｂとの傾斜角度を推定し、その推定値に基づいて形状歪み補正演算処理を行うため、投射面２１ｂにおける反射特性の不均一性、または投射面２１ｂの設置環境に依存した外乱光の存在によって、反射レーザ光の強度分布にノイズが含まれ、上記傾斜角度の推定値に誤差が生じてしまう結果、形状歪み補正演算を高精度に行う事ができなくなる問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、上述したような問題を解決し、投射画像の形状歪みの補正処理を高精度で行うことを可能とする画像投射装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の画像投射装置は、下記記載の構成を採用する。
【００１３】
本発明の画像投射装置は、投射面に画像を投射する画像投射装置において、不可視波長領域の測距レーザ光源と可視波長領域の描画レーザ光源とを有し、駆動信号に基づいて、レーザ光を変調処理して出射するレーザ光出射部と、レーザ光出射部へ駆動信号を出力するレーザ光制御手段と、レーザ光出射部が出射するレーザ光を、投射面に対して走査投射する走査部と、走査部を所定の周期で動作させるとともに、走査部の動作の周期に合わせて同期信号を出力する走査制御手段と、走査部で走査投射したレーザ光の投射面からの反射光を検出する光検出素子と、光検出素子からの検出信号と、レーザ光制御手段からの駆動信号と、走査制御手段からの同期信号とに基づいて、投射面上の所定の位置と当該画像投射装置との距離を演算する距離演算手段と、距離演算手段で演算した、投射面上の少なくとも三点と当該画像投射装置との距離に基づいて、当該画像投射装置による投射面への投射角度を算出して、投射画像の形状歪みの補正情報を演算する歪み補正演算手段と、を備え、レーザ光制御手段は、投射面と当該画像投射装置との距離を算出する測距状態において、走査制御手段からの同期信号に基づいて生成した測距レーザ駆動信号を、レーザ光出射部に出力し、投射面に画像を投射する描画状態において、画像情報生成装置からの画像情報信号と、走査制御手段からの同期信号と、歪み補正演算手段からの補正情報とに基づいて生成した描画レーザ駆動信号を、レーザ光出射部に出力することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の画像投影装置は、前述した構成に加えて、距離演算手段は、投射面上の投射形状の頂点のうちの任意の三点と、当該画像投射装置との距離を演算し、歪み補正演算手段は、距離演算手段で演算した、投射面上の投射形状の頂点のうちの任意の三点と、当該画像投射装置との距離に基づいて、当該画像投射装置による投射面への投射角度を算出することを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、本発明の画像投影装置は、前述した構成に加えて、描画レーザ光源は、光の三原色である赤青緑の波長領域のレーザ光を出力することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像投射装置では、測距レーザ光の、装置本体と投射面との往復による遅延時間から、投射面上の任意の三点と装置本体との距離を求め、この三点の距離情報に基づいて画像投射装置による投射面への投射角度を算出し、投射画像の形状歪みの補正情報を演算する。よって本発明の画像投射装置では、投射面の反射特性が不均一性である、または外乱光が存在する等の原因により投射面からの反射光にノイズが含まれる場合であっても、投射角度を正確に算出し、投射画像の形状歪みの補正処理を高精度で行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による画像投射装置の最良の実施形態例を、図１から図３を用いて詳細に説明する。
【００１８】
[構成の説明：図１]
図１は、本実施形態の画像投射装置３１の構成を示した概念図である。図１に示すように、本実施形態の画像投射装置３１は、レーザ走査型の画像投射装置であり、三色描画レーザ光源２ａと測距レーザ光源３とを有するレーザ光出射部１ａと、走査部４ａと、光検出素子６ａとを備える。また、本実施形態の画像投射装置３１は、走査制御部５ａと距離演算部７と歪み補正演算部８ａとレーザ光制御部９ａとから構成される信号処理系１０ａを備える。
【００１９】
以下に、本実施形態の画像投射装置３１の各構成について詳細に説明する。
レーザ光出射部１ａは、三色描画レーザ光源２ａと測距レーザ光源３とを備える。この三色描画レーザ光源２ａは、半導体レーザや固体レーザ等、各種のレーザ発光素子を組み合わせ、所謂光の三原色と呼ばれる赤、青、緑の波長領域のレーザ光を生成する機能を有している。また、測距レーザ光源３は、一般的なレーザ距離計測器に用いられている不可視の赤外波長領域のレーザ光を、上記同様にレーザ発光素子を用いて生成する機能を有する。
【００２０】
そして、レーザ光出射部１ａでは、これら三色描画レーザ光源２ａと測距レーザ光源３において生成された赤、青、緑、赤外波長領域の四つのレーザ光を、光ファイバやレンズ等の光学的な導波手段によって、同一の光軸上へ合波する。
【００２１】
またレーザ光出射部１ａは、後述するレーザ光制御部９ａからの測距レーザ駆動信号に従って、測距レーザ光源３からの測距レーザ光に変調処理を施し、走査部４ａへ出射する。ここでの測距レーザ光に対する変調処理には、例えば、測距レーザ光のパルス出射間隔を、予め規定したパルス信号波形に基づいて時間的に変動させるようなパルス変調の方式を採用する。
さらにレーザ光出射部１ａは、後述するレーザ光制御部９ａからの描画レーザ駆動信号に従って、三色描画レーザ光源２ａからの描画レーザ光に変調処理を施し、走査部４ａへ出射する。描画レーザ光の変調処理については後述する。
【００２２】
走査部４ａは、レーザ光出射部１ａから出射されたレーザ光を反射し、投射面へ二次元的に走査投射する。この走査部４ａは、互いに垂直な方向の二軸の偏角回転機構を備えた小型のレーザ反射鏡より構成されている。尚、このような小型のレーザ反射鏡は、半導体工程を用いてシリコン結晶基板より製造される事が多い為、一般に「MEMSスキャナ」と呼ばれている。
【００２３】
走査部４ａは、前述したレーザ光出射部１ａからの各レーザ光（測距レーザ光・描画レ
ーザ光）を所定の入射角でレーザ反射鏡の鏡面へ受け、偏角回転機構に基づいた周期的な走査動作により、入射されたレーザ光の強度を維持したまま反射させる事で、投射レーザ光を所定の方向へ二次元的に走査投射する。
【００２４】
光検出素子６ａは、投射面からの測距レーザ光の反射レーザ光を検出し、反射光信号へ変換する。この光検出素子６ａは、例えば、フォトダイオードのような、光電効果を利用して光電気変換を行う半導体素子により構成されており、照射された光信号を電気的な信号へと高速に変換する。
【００２５】
投射面からの反射レーザ光には、測距レーザ光の出射時に変調処理されたパルス信号波形がそのまま含まれており、この光検出素子６ａでは、その反射レーザ光に対して、含有されるパルス信号波形信号を維持したままで電気的な反射光信号へと実時間で変換する事ができる。また、この光検出素子６ａは単純な能動素子である為、一般には特に駆動信号を必要としない。
【００２６】
次に、信号処理系１０ａの構成について説明する。信号処理系１０ａは、以下に説明する、各信号の処理を行う走査制御部５ａ、距離演算部７、歪み補正部８ａ及びレーザ光制御部９ａを備え、電気回路またはソフトウェアにより構成される。
【００２７】
走査制御部５ａは、走査部４ａに駆動信号を入力して駆動制御する。具体的には、この走査制御部５ａでは、走査部４ａにおける二軸のレーザ反射鏡の周期的な偏角回転動作に対して、その偏角量（振動振幅）の調整、振動周波数の安定化、および二軸間動作の同期整合といった制御処理を行い、この制御処理に基づいた電気的な駆動信号を走査部４ａへ入力する。
また、走査制御部５ａは、走査部４ａが所定の走査位置を通過する瞬間に合わせて、同期信号と、その瞬間の走査部４ａの走査位置の情報（偏角情報信号）とを出力する。なお、この同期信号および偏角情報信号を出力するタイミングは、任意に設定する事が可能である。
【００２８】
距離演算部７は、走査制御部５ａからの同期信号と、レーザ光制御部９ａからの測距レーザ駆動信号と、光検出素子６ａからの反射光信号とにより、画像投射装置３１と投射面２１ａの所定の位置の距離を算出し、距離情報信号を出力する。この画像投射装置３１と投射面２１ａの所定の位置との距離は、測距レーザ駆動信号により測距レーザ光に変調処理をした際のパルス信号波形が、光検出素子６ａを介して反射光信号として検出されるまでの遅延時間を計測する事によって、算出する事ができる。このような時間的なパルス変調方式の特徴として、光学的ノイズにより反射レーザ光強度の変動があったとしても、距離算出に誤差が生じる事が殆ど無い、という点が挙げられる。
【００２９】
また、上述したように、走査制御部５ａから出力される同期信号のタイミングは任意に設定可能であるから、この距離演算部７は、投射面へ投射された投射領域の任意の箇所における距離を算出する事が可能である。
そして、距離演算部７は、例えば、距離情報の算出に使用する反射光信号を、投射形状の頂点における四点のうち、何れかの任意な三点より選択する機能を有する。なお、画像投射装置３１と投射面２１ａの所定の位置との距離の詳細な算出方法については、後述する。
【００３０】
歪み補正部８ａは、距離演算部７からの距離情報信号に基づいて、投射形状の歪みを補正するための補正情報信号を生成し、出力する。この歪み補正部８ａでは、投射面における投射形状の三頂点と画像投射装置３１との距離情報を距離演算部７から受け取り、その三頂点の距離の値を相互に比較する事で、画像投射装置３１と投影面との投射配置状態、
即ち両者の相対的な傾斜角度を推定する。この推定された傾斜角度に基づいて、レーザ光制御部９ａで必要となる投射形状の歪みを補正するための補正情報信号を生成し、出力する。なお、画像投射装置３１と投射面との相対的な傾斜角度の推定方法および、補正情報信号の生成方法については、後述する。
【００３１】
レーザ光制御部９ａは、レーザ光出射部１ａにおける各レーザ光の出射状態や変調処理を制御するための駆動信号（測距レーザ駆動信号・描画レーザ駆動信号）を生成し、出力する。後述する測距状態においては、同期信号に基づいて、測距レーザ光を時間的にパルス変調する為のパルス信号波形を生成し、測距レーザ駆動信号としてレーザ光出射部１ａへ出力する。また、後述する描画状態においては、同期信号と補正情報信号に基づいて、外部の画像情報生成装置からの画像情報信号の内容に応じた赤、青、緑の変調波形をそれぞれ生成し、描画信号としてレーザ光出射部１ａへ送る。
【００３２】
[動作の説明：図２、図３]
続いて、本実施形態の画像投射装置３１の形状歪み補正の動作の詳細について、図２及び図３を用いて説明する。
図２は、本実施形態の画像投射装置３１の処理手順を示したフローチャートである。図３は、本実施形態の画像投射装置３１により投射面２１ａに対して斜め角度から投射した状態を示す説明図である。
【００３３】
画像投射装置３１が始動すると、まず、走査制御部５ａからの駆動信号により、走査部４ａが駆動され、二軸のレーザ反射鏡が周期的な偏角回転動作を始める〔処理１〕。なお、この時、走査制御部５ａから距離演算部７への同期信号の出力は、走査部４ａが最大偏角位置（即ち補正前投射領域２２ａの四つの頂点）に達した段階で実施するように設定されている。
【００３４】
次に、レーザ光制御部９ａにより、走査制御部５ａからの同期信号に基づいて、測距レーザ光を時間的にパルス変調する為のパルス信号波形が生成され、測距レーザ駆動信号としてレーザ出射部１ａに出力される。これにより、測距レーザ光源３で生成された赤外波長領域の測距レーザ光が、測距用に時間パルス変調された状態でレーザ光出射部１ａから出射される〔処理２〕。このように、レーザ光出射部１ａから測距レーザ光が出射され、投射面２１ａとレーザ光走査型画像投射装置３１との距離を算出する状態を測距状態と呼ぶ。
【００３５】
この出射された測距レーザ光が、走査部４ａのレーザ反射鏡に反射走査される事で、投射面２１ａ上へ投射される。
この時、画像投射装置３１が投射面２１ａに対して、斜めの投射角度となっている為、図３に示すように、測距レーザ光が投射された投射面２１ａの補正前投射領域２２ａは、上下左右の均衡が崩れた形状となっている。この間、駆動信号を必要としない光検出素子６ａは、投射面２１ａにおける補正前投射領域２２ａの全部位からの反射レーザ光を受光し、測距用のパルス信号波形を含んだ反射光信号へと変換する。
【００３６】
次に、距離演算部７では、走査制御部５ａからの同期信号（即ち走査部４ａが最大偏角位置に達した合図）を受けて、レーザ光制御部９ａからの測距レーザ駆動信号と、光検出素子６ａから出力される反射光信号の、それぞれのパルス信号波形から、測距レーザ光の、画像投射装置３１と投射面２１ａとの往復による遅延時間を求め、補正前投射領域２２ａの四頂点と画像投射装置３１との距離を算出する。そして、四頂点のうちから、任意の三点の距離を選択する〔処理３〕。
【００３７】
また、この距離演算部７では、三点の距離の値と走査制御部５ｂからの走査部４ａの走
査角情報信号とを元に、投射面２１ａ上の当該三点および画像投射装置３１との幾何学的な関係を示す三次元座標情報を生成する。この三次元座標情報とは、画像投射装置３１のレーザ光が出射する部位を原点とした時の、投射面２１ａ上の当該三点の座標と、画像投射装置３１の正面方向（走査部４ａの二軸の偏角が何れもゼロの場合の走査方向）を示す座標と、を意味する。距離演算部７は生成した三次元座標情報を距離情報信号として、歪み補正演算部８ａへ出力する。
【００３８】
次に、歪み補正演算部８ａにおいて、距離演算部７からの距離情報信号を用いた所定の幾何学演算が行われ、画像投射装置３１と投射面２１との配置状態（上下左右方向二軸の投射角度）が算出される〔処理４〕。この投射角度の幾何学演算は、例えば、補正前投射領域２２ａの三頂点を示す三点の座標から、それら三点を含む平面を計算し、その平面の方向を示す法線ベクトルを求め、その法線ベクトルと、画像投射装置３１の正面方向を示す座標のベクトルとの為す角度を、ベクトル演算によって算出する手法等が挙げられる。当然ながら、補正前投射領域２２ａの形状の歪みが大きい程、この投射角度は大きくなる。
【００３９】
続いて、歪み補正演算部８ａにおいて、処理４において算出された投射角度が、予め規定された投射角度の閾値の範囲内に収まっているかどうかの形状歪み判定が行われる〔処理５〕。この投射角度の閾値は、補正前投射領域２２ａの形状が、人間の目から見て歪んで見え始める程度の値に設定する事が望ましい。
【００４０】
この形状歪み判定により、算出された投射角度が閾値以上と判定されると（即ち補正前投射領域２２ａが所定度合以上に歪んだ形状として認識されると）、その算出された投射角度に基づいて、歪み補正演算部８ａにおいて、投射形状の歪みを補正するための補正情報信号が生成される〔処理６〕。
具体的には、この歪み補正演算部８ａで、補正前投射領域２２ａの三頂点を示す三点の座標、および算出された投射角度より、その領域内で投射可能な歪みの無い補正後投射領域２３ａを定めてから、その四頂点２５ａ〜２５ｄの座標が求められる。歪み補正演算部８ａは、この補正情報信号を生成した後、レーザ光制御部９ａに対して出力する。
【００４１】
レーザ光制御部９ａは、歪み補正演算部８ａから補正情報信号が入力されると、測距レーザ駆動信号を停止する。これにより、レーザ光出射部１ａからの測距レーザ光の出射が停止され、測距状態が終了する〔処理７〕。
【００４２】
この測距レーザ光の出射の停止と同時に、レーザ光制御部９ａにより、同期信号と補正情報信号とを用い、外部の画像情報生成装置からの画像情報信号に基づいた赤、青、緑三色の描画レーザ光を所定周期間隔で出射するような赤、青、緑三色の変調波形がそれぞれ生成され、描画信号としてレーザ光出射部１ａに出力される。これにより、歪みの無い補正後投射領域２３ａへ、表示したい画像の投射が行われる事となる〔処理８〕。このように、レーザ光出射部１ａから描画レーザ光が出射され、投射面２１ａに画像を投射する状態を描画状態と呼ぶ。
【００４３】
この描画状態におけるレーザ光出射部１ａの動作について詳細に説明する。まずレーザ光制御部９ａにおいて、補正後投射領域２３ａの四頂点に対応した走査部４ａのレーザ反射鏡の偏角値（振幅）を算出し、その偏角値を、描画レーザ光を走査投射する際の最大偏角値として設定する。その上で、レーザ光制御部９ａは、走査部４ａが設定された最大偏角範囲内を走査している間のみ三色の描画レーザ光を出射するような描画レーザ駆動信号を生成すると共に、走査投射する画像の画素密度が補正後投射領域２３ａ上において略均一になるように、画像情報信号の描画レーザ光の出射周期間隔を調整する作業も行う。
以上の手順により、本実施形態の画像投射装置３１により、歪みの無い状態の形状とな
った補正後投射領域２３ａへ、表示したい画像の投射が行われる。
【００４４】
また、先述した〔処理５〕において、画像投射装置３１と投射面２１との投射角度が所定の閾値以下であると判断された場合は、上述したような歪み補正処理〔処理６〕は行われずに、直ちに測距レーザ光の停止〔処理７〕が行われ、通常の画像投射が開始される〔処理８〕。
【００４５】
図２に示す、本実施形態の画像投射装置３１の形状歪み補正の動作例では、投射面２１ａとレーザ光走査型画像投射装置３１との距離を算出する測距状態の終了後に、投射面２１ａに画像を投射する描画状態とするとした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、測距状態と描画状態とを同時に行うとしても良い。
これにより、投射面２１ａに画像を投射した状態で、投射角度が変更した場合であっても、投射角度を再度算出し、投射画像の形状歪みの補正情報を演算することにより、歪みのない画像を投射することが可能となる。
【００４６】
上述したように、本実施形態の画像投射装置は、測距レーザ光の、装置本体と投射面との往復による遅延時間から、投射面上の三点と装置本体との距離を求め、この三点の距離情報に基づいて画像投射装置による投射面への投射角度を算出し、投射画像の形状歪みの補正情報を演算する。その為、投射面の反射特性が不均一性である、または外乱光が存在する等の原因により反射レーザ光にノイズが含まれる場合であっても、距離情報を正確に算出し、投射画像の形状歪みの補正処理を高精度で行うことが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の画像投射装置は、投射面の補正前投射領域の四頂点における任意の三点と装置本体との距離を求め、この三点の距離情報に基づいて画像投射装置による投射面への投射角度を算出する。このように、可能な限り互いに離れた座標点情報を使用して幾何学的な演算を行うので、画像投射装置による投射面への投射角度を、さらに高精度で算出することが可能となる。
【００４８】
さらに、本実施形態の画像投射装置は、上述したように、投射面上の三点と装置本体との距離を求め、この三点の距離情報に基づいて画像投射装置による投射面への投射角度を算出する。よって、本実施形態の画像投射装置は、投射面の反射強度分布と装置内部の形状参照情報とを逐次比較しながら、投射面と装置本体との傾斜角度を推定する従来の画像投射装置と比較して、演算処理の負荷を著しく低減する事ができ、形状歪み補正処理の高速化を実現する事ができる。
【００４９】
さらに、本実施形態の画像投射装置は、測距状態において、不可視波長領域の測距レーザ光を使用して投射面と装置本体との距離を算出する。このため、測距状態と描画状態とを同時に行う場合であっても、投射面上で可視波長領域の不要な光学ノイズを映し出す必要が無くなり、鑑賞者に対しての表示画像の質を高水準に維持する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態の画像投射装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態の画像投射装置の動作例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態の画像投射装置で投射面に対して斜めから投射した状態を示す説明図である。
【図４】従来の画像投射装置の構成を示す説明図である。
【図５】従来の画像投射装置で投射面に対して斜めから投射した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ａ    レーザ光出射部
２ａ    三色描画レーザ光源
３    測距レーザ光源
４ａ    走査部
５ａ    走査制御部
６ａ    光検出素子
７    距離演算部
８ａ    歪み補正部
９ａ    レーザ光制御部
１０ａ    信号処理系
２１ａ    投射面
２２ａ    補正前投射領域
２３ａ    補正後投射領域
２４ａ〜２４ｃ    頂点
２５ａ〜２５ｄ    頂点
３１  画像投射装置
【図１】
2009222973.tif 000003
【図２】
2009222973.tif 000004
【図３】
2009222973.tif 000005
【図４】
2009222973.tif 000006
【図５】
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