(57)【要約】【課題】プロジェクタを投射面に近接した状態で投射を行うような場合、プロジェクタに設けられた撮像装置から出力される撮像画像データを効率よくかつ適切に取得する。【解決手段】画像を投射面に投射する画像投射部１０と、前記画像投射部１０により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子２１とを有し、前記撮像素子２１によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタあって、前記撮像素子２１と前記投射面との相対的な位置関係に応じて、前記撮像素子２１の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む撮像素子制御部２２を有する。【選択図】図１
2009100331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタにおける撮像素子制御方法であって、
前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む画素出力読み込みステップを有することを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、
前記撮像素子の各画素のうちのどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す読み込み画素情報を前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて設定するステップをさらに有し、
前記画素出力読み込みステップは、前記読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むことを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、
前記撮像素子の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す読み込み画素情報を前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて複数種類設定するステップと、
現時点における前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて前記複数種類の読み込み画素情報のいずれかの読み込み画素情報を選択するステップと、
をさらに有し、
前記画素出力読み込みステップは、前記選択された読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むことを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、
前記撮像素子から前記投射面を見たときの仰角を複数段階の仰角範囲として設定し、設定された前記複数段階の仰角範囲の各段階ごとの仰角範囲にそれぞれ対応付けて、前記撮像素子の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す部分読み込み画素情報を設定しておくステップと、
前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に基づいて求められる前記撮像画像の各領域の仰角が前記複数段階の仰角範囲のどの仰角範囲に属するかによって、前記部分読み込み画素情報を選択するステップと、
選択した部分読み込み画素情報を組み合わせて前記撮像素子の撮像面全体の読み込み画素情報を作成するステップと、
をさらに有し、
前記画素出力読み込みステップは、前記設定された撮像面全体の読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むことを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、
前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係は、前記プロジェクタに対する前記撮像素子の取り付け角度に基づいて決定されることを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、
前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係は、前記プロジェクタに対する前記撮
像素子の取り付け角度と前記投射面に対する前記プロジェクタの傾き角度とに基づいて決定されることを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項７】
画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタにおける撮像素子制御方法であって、
前記撮像画像に基づいて算出された当該撮像画像の縦方向及び横方向の少なくとも一方の方向における縮小率に基づいて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む画素出力読み込みステップを有することを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、
前記縮小率を前記撮像素子から前記投射面を見たときの仰角の変化方向に複数段階の縮小率範囲として設定し、設定された前記複数段階の縮小率範囲の各段階ごとの縮小率範囲にそれぞれ対応付けて、前記撮像素子の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す部分読み込み画素情報を設定しておくステップと、
前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に基づいて求められる前記撮像画像の各領域の縮小率が前記複数段階の縮小率範囲のどの縮小率範囲に属するかによって、前記部分読み込み画素情報を選択するステップと、
選択した部分読み込み画素情報を組み合わせて前記撮像素子の撮像面全体の読み込み画素情報を作成するステップと、
をさらに有し、
前記画素出力読み込みステップは、前記作成された撮像面全体の読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むことを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、
前記撮像素子は、前記各画素に対して個々にアクセス可能な撮像素子であることを特徴とするプロジェクタにおける撮像素子制御方法。
【請求項１０】
画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタであって、
前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む撮像素子制御部を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタであって、
前記撮像画像に基づいて算出された当該撮像画像の縦方向及び横方向の少なくとも一方の方向における縮小率に基づいて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む撮像素子制御部を有することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射画像を撮像する撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタにおける撮像素子制御方法及びその撮像素子制御方法を採用したプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタを用いて投射面としてのスクリーンに画像を表示させる際、プロジェクタとスクリーンとの相対的な位置関係により、スクリーン上の投射画像に台形歪みが生じることがある。このため、プロジェクタにはこのような台形歪みを補正するためのキーストーン補正機能が備えられているのが一般的であり、キーストーン補正に関する技術はこれまでに種々提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０８０８９号公報
【特許文献２】特開２００６−５５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示された技術（以下、第１従来技術という）および特許文献２に開示された技術（以下、第２従来技術という）は、プロジェクタに設けられた撮像装置が有する撮像素子によって、スクリーンに投射された投射画像を撮像し、撮像素子によって取得された撮像画像に基づいて台形歪み補正を行うものであり、台形歪み補正を行う手法としてそれぞれ有効な技術であると考えられる。
【０００５】
ところで、最近では、狭い会議室でのプレゼンテーションや店舗のショーウインドウなど狭い空間で使用可能な超短焦点型プロジェクタが存在する。
図１４は超短焦点型プロジェクタの使用状態の一例を示す図である。図１４に示すように、超短焦点型プロジェクタ（以下では単にプロジェクタという）ＰＪは、スクリーンＳＣＲに対して近接した状態で設置して使用する。このような状態で、スクリーンＳＣＲ上の投射画像をプロジェクタＰＪに設けられた撮像装置２０で撮像する場合、スクリーン上の投射画像は、撮像装置２０が有する撮像素子２１から投射面を見たときの仰角の大きさに応じて歪んだ画像となる。なお、撮像素子２１はプロジェクタＰＪに対して予め決められた角度（設計値）で取り付けられているものとする。
【０００６】
図１５はスクリーンＳＣＲの投射画像とその投射画像を撮像装置２０で撮像したときに撮像素子２１によって取得される撮像画像を示す図であり、図１５（ａ）はスクリーンＳＣＲ上の投射画像Ｇ０、図１５（ｂ）は撮像素子２１によって取得される撮像画像Ｇ１を示す図である。プロジェクタＰＪは、スクリーンＳＣＲに対してきわめて近接した位置に設置されるため（図１４参照）、撮像素子２１によって取得される撮像画像Ｇ１は、図１５（ｂ）に示すように、仰角の大きい位置に対応する位置ほど縦方向及び横方向が縮小し、全体として台形状に歪んだ画像となる。
【０００７】
このように、撮像素子２１によって取得される撮像画像Ｇ１は、仰角の大きい箇所ほど縮小率が大きくなり全体として台形状となるため、その撮像画像Ｇ１を用いて画像補正を行う場合、縮小率の大きな箇所の分解能が十分に得られないという問題がある。
【０００８】
これを解決するには、撮像装置として高解像度のものを用いることが考えられるが、高解像度の撮像装置を用いると、撮像装置から出力される撮像画像データのデータ量が増大
するため、撮像画像データの読み込み時間も増大し、読み込んだ撮像画像データを転送する場合にも転送レートが増大するといった問題がある。
【０００９】
そこで、高解像度の撮像装置を用いた場合、データ量を削減する方法として、例えば、撮像装置が有する撮像素子２１の画素のうち読み込むべき画素を単純に１画素おきとするといった方法が考えられるが、そうすると、分解能がより多く必要な縮小率の大きな箇所に対しても読み込むべき画素が削減されてしまい、高精度な歪み補正を行うに必要な分解能が得られなくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、投射面に対してプロジェクタを近接した状態で投射を行うような場合、プロジェクタに設けられた撮像装置から出力される撮像画像データを効率よくかつ適切に取得可能なプロジェクタにおける撮像素子制御方法を提供するとともに、その撮像画像データ取得方法を採用することによって歪み補正などを効率よくかつ適切に実施可能としたプロジェクタ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】
【００１１】
本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法は、画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタにおける撮像素子制御方法であって、前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む画素出力読み込みステップを有することを特徴とする。
【００１２】
これにより、分解能の必要な箇所の撮像素子出力を効率よくかつ適切に取得することができる。特に、撮像素子から投射面上の画像を見たときの仰角が大きくなるようにプロジェクタを設置した場合、その撮像画像は、台形状に歪んだものとなり、補正を行うに必要な十分な分解能が得られない場合があり、解像度の高い撮像手段を用いる必要がある。この場合、撮像画像データのデータ量が増大するという問題が生じるが、本発明によれば、投射面と撮像素子との相対的な位置関係に応じて、撮像素子の各画素の画素出力のうち画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むようにしているので、データ量の増大を防ぐことができ、単純に１画素おきに画素出力を取得するといった方法に比べて、補正に必要な画像データを効率よくかつ適切に取得することができる。
【００１３】
本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、前記撮像素子の各画素のうちのどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す読み込み画素情報を前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて設定するステップをさらに有し、前記画素出力読み込みステップは、前記読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むことが好ましい。
【００１４】
このように、前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じた読み込み画素情報を設定し、設定された読み込み画素情報に基づいて撮像素子の画素出力を選択的に読み込むようにしているので、歪み補正などの画像補正に必要な画素出力を効率よくかつ適切に取得することができる。
【００１５】
本発明の第１のロジェクタにおける撮像素子制御方法において、前記撮像素子の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す読み込み画素情報を前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて複数種類設定するステップと、現時点における前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて前記複数種類の読み込み画素情報のいずれかの読み込み画素情報を選択するステップとをさらに有し、前記画素出力読み
込みステップは、前記選択された読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むこともまた好ましい。
【００１６】
このように、読み込み画素パターンを複数種類作成しておき、現時点における撮像素子と投射面との相対的な位置関係に応じて複数種類の読み込み画素情報ののうちのいずれかの読み込み画素情報を選択するようにしているので、実際に投射状況に適合した読み込み画素情報によって撮像素子の画素出力を取得することができる。
【００１７】
本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、前記撮像素子から前記投射面を見たときの仰角を複数段階の仰角範囲として設定し、設定された前記複数段階の仰角範囲の各段階ごとの仰角範囲にそれぞれ対応付けて、前記撮像素子の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す部分読み込み画素情報を設定しておくステップと、前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に基づいて求められる前記撮像画像の各領域の仰角が前記複数段階の仰角範囲のどの仰角範囲に属するかによって、前記部分読み込み画素情報を選択するステップと、選択した部分読み込み画素情報を組み合わせて前記撮像素子の撮像面全体の読み込み画素情報を作成するステップとをさらに有し、前記画素出力読み込みステップは、前記設定された撮像面全体の読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むこともまた好ましい。
【００１８】
このように、プロジェクタで実際に投射を行う際の撮像画像の各領域の仰角に応じた部分読み込み画素情報を各領域ごとに選択し、選択された各領域ごとの部分読み込み画素情報を組み合わせて撮像素子の撮像面全体の読み込み画素情報を作成するようにしているので、撮像素子と投射面との相対的な位置関係に対して、より適切な読み込み画素情報を設定することができる。これにより、歪み補正などの画像補正を行う際に必要な画素出力をより適切に取得することができる。
【００１９】
本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係は、前記プロジェクタに対する前記撮像素子の取り付け角度に基づいて決定されることが好ましい。
【００２０】
このように、撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係がプロジェクタに対する撮像素子の取り付け角度によって決定される場合、撮像素子のプロジェクタに対する取り付け角度に応じた画素出力を適切に取得することができる。
【００２１】
本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係は、前記プロジェクタに対する前記撮像素子の取り付け角度と前記投射面に対する前記プロジェクタの傾き角度とに基づいて決定されることもまた好ましい。
【００２２】
これは、プロジェクタに対する撮像素子の取り付け角度に加えて、プロジェクタの傾き角度を考慮するものであり、このようにすることによって、実際の投射時におけるプロジェクタＰＪの設置状態に適応した読み込み画素情報を設定することができる。特に、実際の投射時において、プロジェクタの投射角度を調節し直したような場合であっても、その時点におけるプロジェクタの設置状態に適合した撮像素子の画素出力を取得することができる。
【００２３】
本発明の第２のプロジェクタにおける撮像素子制御方法は、画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタにおける撮像素子制御方法であって、前記撮像画像に基づいて算出され
た当該撮像画像の縦方向及び横方向の少なくとも一方の方向における縮小率に基づいて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む画素出力読み込みステップを有することを特徴とする。
【００２４】
これは、撮像素子から出力される撮像画像の横方向及び縦方向の少なくとも一方の方向の縮小率に基づいて、撮像素子の各画素のうちのどの画素の出力を取得するかを設定するようにしたものであり、これによっても前記した本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
本発明の第２のプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、前記縮小率を前記撮像素子から前記投射面を見たときの仰角の変化方向に複数段階の縮小率範囲として設定し、設定された前記複数段階の縮小率範囲の各段階ごとの縮小率範囲にそれぞれ対応付けて、前記撮像素子の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す部分読み込み画素情報を設定しておくステップと、前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に基づいて求められる前記撮像画像の各領域の縮小率が前記複数段階の縮小率範囲のどの縮小率範囲に属するかによって、前記部分読み込み画素情報を選択するステップと、選択した部分読み込み画素情報を組み合わせて前記撮像素子の撮像面全体の読み込み画素情報を作成するステップとをさらに有し、前記画素出力読み込みステップは、前記作成された撮像面全体の読み込み画素情報に基づいて、前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込むことが好ましい。
【００２６】
このように、プロジェクタで実際に投射を行う際の撮像画像の各領域の縮小率に応じた部分読み込み画素情報を各領域ごとに選択し、選択された各領域ごとの部分読み込み画素情報を組み合わせて撮像素子の撮像面全体の読み込み画素情報を作成するようにしているので、撮像素子と投射面との相対的な位置関係に対して、より適切な読み込み画素情報を設定することができる。これにより、画像補正を行う際に必要な画素出力をより適切に取得することができる。
【００２７】
本発明の第１及び第２のそれぞれのプロジェクタにおける撮像素子制御方法において、前記撮像素子は、前記各画素に対して個々にアクセス可能な撮像素子であることが好ましい。
【００２８】
これによって、撮像素子の各画素をランダムにアクセスすることができ、撮像素子の各画素のうちのどの画素の画素出力の読み込みを行うかを任意に設定することができるので、様々な読み込み画素情報を作成することが可能となる。なお、各画素に対して個々にアクセス可能な撮像素子としてはＣＭＯＳを用いた撮像素子が一例として挙げられる。
【００２９】
ところで、本発明の第１及び第２のそれぞれのプロジェクタにおける撮像素子制御方法は、スクリーンＳＣＲに対してプロジェクタを近接した状態で設置可能な超短焦点型のプロジェクタに好適なものである。超短焦点型のプロジェクタは、撮像素子から投射面上の投射画像を見たときの仰角はきわめて大きくなるのが一般的である。この場合、撮像素子によって投射画像を撮像した撮像画像は、台形状に歪んだものとなる。本発明のプロジェクタにおける撮像素子制御方法は、このような場合に大きな効果を発揮するものである。
【００３０】
本発明の第１のプロジェクタは、画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタであって、前記撮像素子と前記投射面との相対的な位置関係に応じて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む撮像素子制御部を有することを特徴とする。
【００３１】
このような構成とすることによって、前記本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法で述べたと効果と同様の効果を得ることができ、台形歪みなどの画像補正を、適切なデータ量で効率よく行うことができる。なお、本発明の第１のプロジェクタにおいても、前記本発明の第１のプロジェクタにおける撮像素子制御方法のそれぞれの特徴を有することが好ましい。
【００３２】
本発明の第２のプロジェクタは、画像を投射面に投射する画像投射部と、前記画像投射部により前記投射面に投射された投射画像を撮像する撮像素子とを有し、前記撮像素子によって取得される撮像画像に基づいて画像補正を行う機能を有するプロジェクタであって、前記撮像画像に基づいて算出された当該撮像画像の縦方向及び横方向の少なくとも一方の方向における縮小率に基づいて、前記撮像素子の各画素の画素出力のうち前記画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む撮像素子制御部を有することを特徴とする。
【００３３】
このような構成とすることによっても前記本発明の第２のプロジェクタにおける撮像素子制御方法で述べた効果と同様の効果を得ることができ、台形歪みなどの画像補正を、適切なデータ量で効率よく行うことができる。なお、本発明の第２のプロジェクタにおいても、前記本発明の第２のプロジェクタにおける撮像素子制御方法のそれぞれの特徴を有することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各実施形態で用いられるプロジェクタは、図１４に示したように投射面としてのスクリーンＳＣＲに近接した状態で設置可能な超短焦点型のプロジェクタであるとする。
【００３５】
〔実施形態１〕
図１は実施形態１に係るプロジェクタの構成を概略的に示す図である。実施形態１に係るプロジェクタは、図１に示すように、画像投射部１０、撮像装置２０、ＣＰＵ３０、記憶装置４０、画像処理部５０、プロジェクタＰＪの傾き角度や仰角などを算出する位置関係算出部６０を有している。なお、後述する他の実施形態（実施形態２〜実施形態４）に係るプロジェクタにおいてもそれぞれのプロジェクタは図１と同様の構成を有する。
【００３６】
画像投射部１０は、投射制御部１１、液晶パネルなどの光変調素子１２、光源１３、投射光学系１４などを有し、画像処理部５０によって画像処理された画像データに基づく画像をスクリーンＳＣＲ（図１では図示せず）に投射する。
【００３７】
撮像装置２０は、撮像素子２１、撮像素子２１の各画素からの出力信号（画素出力という）の取得など撮像素子２１を制御する撮像素子制御部２２、撮像光学系２３を有している。なお、本発明の各実施形態に係るプロジェクタにおいて用いる撮像装置２０の解像度（撮像素子２１の解像度）は、特に限定されるものではないが、例えば、縦方向８６０画素×横方向１２００画素の約１００万画素程度のものであるとする。また、撮像素子２１は、各々の画素を個々にアクセス可能な例えばＣＭＯＳなどであることが好ましい。
【００３８】
画像処理部５０は、投射すべき画像に対応する画像データの補正（台形歪み補正を含む）など各種の画像処理の他に、本発明の各実施形態で行うべき各種処理として、例えば、読み込み画像情報の設定や、読み込み画素情報が複数設定される場合に複数の読み込み画素情報の中からいずれかの読み込み画素情報を選択する処理なども行う。
【００３９】
位置関係算出部６０は、プロジェクタＰＪの傾き角度を算出する処理を行う機能と、プロジェクタＰＪに対する撮像素子２１の取り付け角度（設計値）とプロジェクタＰＪの傾
き角度とからスクリーンＳＣＲに対する撮像素子２１の仰角を算出する処理などを行う。なお、プロジェクタＰＪの傾き角度は、プロジェクタＰＪに設置されている傾きセンサ（図示せず）やプロジェクタＰＪの底面部に設けられている伸縮可能な脚部（図示せず）の伸縮設定度合いにより取得することができる。
【００４０】
プロジェクタＰＪを投射面としてのスクリーンＳＣＲに対して、図１４に示すように近接して設置し、かつ、スクリーンＳＣＲ上の投射画像が撮像素子２１からみて大きな仰角となるように設置された場合、スクリーンＳＣＲ上の投射画像Ｇ０（図１５参照）を撮像装置２０で撮像すると、撮像素子２１によって取得される撮像画像Ｇ１は、図１５（ｂ）で示したように、仰角の大きい箇所ほど縦方向及び横方向に縮小した歪んだ画像となる。すなわち、図１５（ｂ）に示すように、撮像素子２１から見たときに仰角の大きい位置に対応する撮像画像Ｇ１の領域（撮像画像Ｇ１のうち図１５（ｂ）において上方に位置する領域）ほど、縮小率が高くなっている。
【００４１】
撮像素子２１によって取得される撮像画像Ｇ１がどのように歪んだ画像となるかは、撮像素子２１とスクリーンＳＣＲとの相対的な位置関係によって異なってくる。実施形態１に係るプロジェクタでは、プロジェクタＰＪに対する撮像素子２１の取り付け角度（設計値）に基づいて、撮像素子２１の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す情報を読み込み画素情報として設定する。この読み込み画素情報の設定は、画像処理部５０によって行うものとする。
【００４２】
図２は撮像素子２１により取得された撮像画像に対して設定される読み込み画素情報を撮像素子２１の画素の配列として示した例を示す図である。なお、図２のように、読み込み画素情報に対応する撮像素子２１の画素の配列を示すものを「読み込み画素パターン」と呼ぶことにする。
【００４３】
また、図２において、白抜きで示す四角は、画素出力を読み込むべき画素を示し、黒色で示す四角は画素出力の読み込みを行わない画素を示している。なお、図２に示す部分読み込み画素パターンは、読み込み画素パターンの概念を説明するものであるため、縦方向及び横方向の画素数は、撮像素子２１が有する画素数に対応してない。
【００４４】
図２の読み込み画素パターンに示すように、撮像素子２１の画素のうちのどの画素を読み込むべき画素とするかの設定は、画像処理部５０によって予め設定しておくことができる。これは、プロジェクタＰＪを所定位置に設置した状態でスクリーンＳＣＲ上の投射画像を撮像したときに、図１５（ｂ）に示すような撮像画像が得られることが撮像素子２１のプロジェクタに対する取り付け角度（設計値）などによって予め知ることができるからである。
【００４５】
図２に示す読み込み画素パターンは、撮像素子２１の上部ほど読み込むべき画素を多くするような読み込み画素パターンとなっている。具体的には、例えば、図３に示すように台形状の撮像画像Ｇ１を上から順に領域Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３と分けて考えるものとすると、最上部の領域Ａ０は縮小率が最も高く、より多くの分解能が必要となるために、読み込むべき画素をより多く設定する必要がある。この場合、領域Ａ０は台形状の上端に近い領域であるので、撮像素子２１の左右両端の画素の出力は殆ど必要ないと考えられるので、それに対応する画素の読み込みは行わないような設定となっている。
【００４６】
一方、最下部の領域Ａ３は縮小率が最も低いので、必要最小限の画素のみを読み込むべき画素とすることができる。なお、図２に示す読み込み画素パターンでは、領域Ａ３においては最下端の左右両端の画素及び最下端の中央部の画素を読み込むべき画素としている。
【００４７】
このように、実施形態１に係るプロジェクタにおいては、プロジェクタＰＪに対する撮像素子２１の取り付け角度に基づいて、読み込み画素情報を予め設定しておくものである。これにより、撮像素子制御部２２では、設定された読み込み画素情報に基づいて、読み込むべき画素の画素出力を効率よくかつ適切に取得することができる。なお、読み込み画素情報に基づいて取得した各画素の画素出力は、撮像画像データとして以降の処理（画像補正などの処理）に用いられる。
【００４８】
以上説明したように、実施形態１に係るプロジェクタによれば、データ量の削減の目的で、前述したように、例えば、単純に１つおきの画素の画素出力を読み込み対象とした場合などに比べ、分解能の必要な領域まで読み込み対象となる画素出力が削減されてしまうということがなくなり、画素の利用効率を高め、かつ、台形歪み補正などの補正に必要な撮像画像データを取得することができる。
【００４９】
なお、前述の例では、プロジェクタＰＪに対する撮像素子２１の取り付け角度（設計値）に基づいて、撮像素子２１の各画素のうちどの画素の画素出力の読み込みを行うかを示す情報を読み込み画素情報として設定するようにしたが、さらに、プロジェクタＰＪの傾き角度を考慮して読み込み画素情報を設定するようにしてもよい。これは、投射を行う際のプロジェクタＰＪの傾き角度が予めわかっている場合などを想定した場合であり、このような場合、プロジェクタＰＪに対する撮像素子２１の取り付け角度にプロジェクタの傾き角度を考慮したものを撮像素子２１とスクリーンＳＣＲとの相対的な位置関係として、それに対応した読み込み画素情報を設定する。
【００５０】
このように、プロジェクタＰＪに対する撮像素子２１の取り付け角度にプロジェクタの傾き角度を考慮して、読み込み画素情報を設定することにより、実際の投射時におけるプロジェクタＰＪの設置状態に適合した読み込み画素情報を設定することができる。
【００５１】
〔実施形態２〕
実施形態２に係るプロジェクタは、複数種類の読み込み画素情報を設定しておき、撮像素子２１とスクリーンＳＣＲとの相対的な位置関係に応じて、最適な読み込み画素情報を選択するというものである。実施形態２に係るプロジェクタにおいては、複数種類の読み込み画素情報の中から、その時点におけるプロジェクタＰＪの傾き角度に応じて最適な読み込み画素情報を選択する例について説明する。
【００５２】
図４は実施形態２に係るプロジェクタにおける読み込み画素情報の取得処理を示すフローチャートである。図４に示すように、まずは、プロジェクタＰＪの傾き角度を検出し（ステップＳ１）、検出された傾き角度に応じた読み込み画素情報を選択する（ステップＳ２）。なお、複数種類の読み込み画素情報に対応する読み込み画素パターンは、ここでは図示しないが、例えば、図２に示すような読み込み画素パターンの他に、図２に示す読み込み画素パターンに類似した幾つかの読み込み画素パターンが設定される。
【００５３】
また、実施形態２に係るプロジェクタにおいて、複数種類の読み込み画素情報を設定する処理および複数の読み込み画素情報の中から撮像素子２１とスクリーンＳＣＲとの相対的な位置関係に応じて最適な読み込み画素情報を選択する処理は、図１における画像処理部５０によって行うものとする。
【００５４】
実施形態２に係るプロジェクタによれば、プロジェクタＰＪの傾き角度に応じた最適な読み込み画素情報を選択することができる。これにより、プロジェクタＰＪの傾き角度を調節して最適な傾き角度を設定するといった操作を行う場合、その時点において設定されたプロジェクタの投射角に応じた最適な読み込み画素情報を設定することができる。
【００５５】
〔実施形態３〕
実施形態３に係るプロジェクタは、撮像素子２１からスクリーンＳＣＲを見たときの仰角（最大の仰角）を複数段階に分割し、複数段階の各段階における仰角の範囲（仰角範囲という）と読み込み画素情報（部分読み込み画素情報）とを予め対応付けておき、投射画像を撮像して得られた撮像画像の各領域に対応する撮像素子２１の画素行がどの仰角範囲に属するかを調べ、当該画素行が属する仰角範囲に対応する部分読み込み画素情報を選択し、選択した部分読み込み画素情報を組みわせることによって撮像素子２１における撮像面全体の読み込み画素情報（全体読み込み画素情報という）を設定する。
【００５６】
ここでは、複数段階の各段階における仰角範囲を「０〜５０度」、「５１度〜６０度」、「６１度〜６５度」、「６５〜９０度」の４段階に設定するものとし、「０〜５０度」を第１仰角範囲、「５１度〜６０度」を第２仰角範囲、「６１度〜６５度」を第３仰角範囲、「６５〜９０度」を第４仰角範囲と呼ぶことにする。なお、仰角の変化は１度単位であるとしている。
【００５７】
そして、第１仰角範囲には部分読み込み画素情報Ｐ３、第２仰角範囲には部分読み込み画素情報Ｐ２、第３仰角範囲には部分読み込み画素情報Ｐ１、第４仰角範囲には部分読み込み画素情報Ｐ０が対応付けられているものとする。
【００５８】
図５は実施形態３に係るプロジェクタの処理手順を説明するフローチャートである。図５に示すように、実際の投射を行う際のプロジェクタＰＪの傾き角度を検出し（ステップＳ１１）、検出されたプロジェクタＰＪの傾き角度と撮像素子２１の取り付け角度（設計値）とに基づいて現時点における全体仰角を算出する（ステップＳ１２）。算出された現時点における全体仰角から撮像素子２１の各画素行の仰角を求める（ステップＳ１３）。
【００５９】
そして、予め対応付けられている複数段階の仰角範囲（第１仰角範囲〜第４仰角範囲）と部分読み込み画素情報とから、それぞれの画素行の仰角に対応した部分読み込み画素情報を選択し（ステップＳ１４）、選択した部分読み込み画素情報を組み合わせることによって撮像素子２１の全体の読み込み画素情報（全体読み込み画素情報）を設定する（ステップＳ１５）。
【００６０】
図６は図５におけるステップＳ１２で算出される現時点における全体仰角を説明する図であり、図６に示すように、プロジェクタＰＪに対する撮像素子２１の取り付け角度（θ１とする）とプロジェクタＰＪの傾き角度（θ２とする）との和で表される角度を現時点における全体仰角θ０としている。
【００６１】
図７は撮像素子２１により取得された撮像画像Ｇ１の各領域に対応する撮像素子２１の各画素行の仰角（図５におけるステップＳ１３で求められた仰角）が第１仰角範囲〜第４仰角範囲のどの仰角範囲に属するかを示す図である。
【００６２】
図７に示すように、撮像画像Ｇ１の領域Ａ０（撮像素子２１の０〜９０番目の画素行）の仰角（図５のステップＳ１３で求められた仰角）は、６６度〜９０度の第４仰角範囲に属し、撮像画像の領域Ａ１（撮像素子２１の９１〜１８０番目の画素行）の仰角（図５のステップＳ１３で求められた仰角）は、６１度〜６５度の第３仰角範囲に属し、撮像画像の領域Ａ２（撮像素子２１の１８１〜３６０番目の画素行）の仰角（図５のステップＳ１３で求められた仰角）は、５１度〜６０度の第２仰角範囲に属し、撮像画像の領域Ａ３（撮像素子２１の３６１〜８６０番目の画素行）の仰角（図５のステップＳ１３で求められた仰角）は、０〜５０度の第１仰角範囲に属しているものとする。なお、撮像素子２１の画素行の番号は、撮像素子の高さ方向（ｙ軸方向）の最上端の画素行を画素行０とし、ｙ
軸方向（図示の下方向）に向かって、画素行０，１，２，・・・，８６０として表わしている。
【００６３】
図８は複数段階のそれぞれの仰角範囲と撮像素子２１の画素行と部分読み込み画素情報との対応を示す図である。図８に示すように、図５のステップＳ１３で求められた仰角が６６度〜９０度の範囲に属するとされた撮像素子２１の画素行（０〜９０番目の画素行）については、部分読み込み画素情報Ｐ０を用い、図５のステップＳ１３で求められた仰角が６１度〜６５度の範囲に属するとされた撮像素子２１の画素行（９１〜１８０番目の画素行）については、部分読み込み画素情報Ｐ１を用いるというように、撮像素子２１の画素行がどのような仰角であるかに応じて、最適な部分読み込み画素情報がそれぞれ設定される。
【００６４】
図９は撮像素子２１の各画素行に対応して設定される部分読み込み画素情報に対応した読み込み画素パターンの一例を示す図である。図９（ａ）は図５のステップＳ１３で求められた仰角が６６度〜９０度に対応する撮像素子２１の画素行（０〜９０番目の画素行）に設定される部分読み込み画素情報Ｐ０に対応する部分読み込み画素パターンＰ０の例、図９（ｂ）は図５のステップＳ１３で求められた仰角が６１度〜６５度に対応する撮像素子２１の画素行（９１〜１８０番目の画素行）に設定される部分読み込み画素情報Ｐ０に対応する部分読み込み画素パターンＰ１の例、図９（ｃ）は図５のステップＳ１３で求められた仰角が５１度〜６０度に対応する撮像素子２１の画素行（１８１〜３６０番目の画素行）に設定される部分読み込み画素情報Ｐ０に対応する部分読み込み画素パターンＰ２の例、図９（ｄ）は図５のステップＳ１３で求められた仰角が０度〜５０度に対応する撮像素子２１の画素行（３６１〜８６０番目の画素行）に設定される部分読み込み画素情報Ｐ０に対応する部分読み込み画素パターンＰ３の例である。
【００６５】
これら図９（ａ）〜（ｄ）に示す部分読み込み画素情報Ｐ０〜Ｐ３（読み込み画素パターンＰ０〜Ｐ３）を組み合わせると、例えば、図２に示すような読み込み画素パターン（全体読み込み画素パターン）となる。なお、図９（ａ）〜（ｄ）に示す部分読み込み画素パターンは、部分読み込み画素パターンの概念を説明するものであるため、縦方向及び横方向の画素数は、撮像素子２１の画素数に対応してない。
【００６６】
以上説明したように、実施形態３に係るプロジェクタによれば、撮像素子２１の各画素行の仰角に対応する部分読み込み画素情報を選択して、選択した部分読み込み画素情報を組み合わせることにより撮像素子２１の撮像面全体の読み込み画素情報を設定するようにしたので、その時点における撮像素子２１とスクリーンＳＣＲとの相対的な位置関係に応じた適切な読み込み画素情報（全体読み込み画素情報）を設定することができ、それによって、撮像素子２１からの画素出力を効率よくかつ適切に取得することができる。
【００６７】
〔実施形態４〕
実施形態４に係るプロジェクタは、撮像素子２１によって取得された撮像画像Ｇ１の各領域ごとの縮小率に対応する読み込み画素情報（部分読み込み画素情報）を選択して、選択した部分読み込み画素情報を組み合わせることによって撮像素子２１の撮像面全体の読み込み画素情報（全体読み込み画素情報）を生成する。
【００６８】
実施形態４に係るプロジェクタにおいても、複数段階の各段階における縮小率の範囲（縮小率範囲という）と部分読み込み画素情報とを予め対応付けておき、投射画像を撮像して得られた撮像画像の各領域に対応する撮像素子２１の画素行がどの縮小率範囲に属するかを調べ、当該画素行が属する縮小率に対応する部分読み込み画素情報を選択し、選択した部分読み込み画素情報を組みわせることによって撮像素子２１の撮像面全体の全体読み込み画素情報を設定する。
【００６９】
ここでは、複数段階の各段階における縮小率範囲を「０〜２０％」、「２１％〜３０％」、「３１％〜４０％」、「４１％以上」の４段階に設定するものとし、「０〜２０％」を第１縮小率範囲、「２１％〜３０％」を第２縮小率範囲、「３１％〜４０％」を第３縮小率範囲、「４１％以上」を第４縮小率範囲と呼ぶことにする。なお、縮小率の変化は１％単位であるとしている。
【００７０】
そして、第１縮小率範囲には部分読み込み画素情報Ｐ３、第２縮小率範囲には部分読み込み画素情報Ｐ２、第３縮小率範囲には部分読み込み画素情報Ｐ１、第４縮小率範囲には部分読み込み画素情報Ｐ０が対応付けられているものとする。
【００７１】
図１０は実施形態４に係るプロジェクタの処理手順を説明するフローチャートである。図１０に示すように、撮像素子２１によって取得された撮像画像を画像解析し（ステップＳ２１）、画像解析結果に基づいて、撮像素子２１によって取得された撮像画像の所定領域ごとにおける縦方向及び横方向の少なくとも一方の縮小率を算出する（ステップＳ２２）。そして、算出された縮小率に対応した部分読み込み画素情報を選択し（ステップＳ２３）、選択した部分読み込み画素情報を組み合わせることによって撮像素子全体の全体読み込み画素情報を設定する（ステップＳ２４）。なお、これらステップＳ２１〜Ｓ２４の処理は、画像処理部５０によって行うものとする。
【００７２】
ステップＳ２１における画像解析は、例えば、プロジェクタＰＪによって全白の画像を投射したときの撮像画像を２値化し（ステップＳ２１１）、２値化画像から撮像画像の全体領域を認識する（ステップＳ２１２）。このような画像解析処理を行うことによって撮像画像の全体領域が認識されることにより、撮像画像の各位置における縮小率を求めることができる。
【００７３】
図１１は撮像素子２１がスクリーンＳＣＲ上の投射画像に正対した状態で撮像した撮像画像と撮像素子が所定の仰角を有した状態で撮像した撮像画像とを示す図である。図１１において、破線で示す枠は、撮像素子２１がスクリーンＳＣＲ上の投射画像に正対した状態で撮像した撮像画像（正対撮像画像という）Ｇ２であり、実線で示す台形状の枠は撮像素子が所定の仰角を有した状態で撮像した撮像画像（実際の撮像画像という）Ｇ１である。これら正対撮像画像Ｇ２と実際の撮像画像Ｇ１とから実際の撮像画像Ｇ１における縦方向（ｙ軸方向）の各位置が正対撮像画像Ｇ２の対応する位置に対してどの程度縮小されたものとなっているかを示す縮小率を求める。
【００７４】
図１２は撮像素子２１により取得された撮像画像Ｇ１（実際の撮像画像Ｇ１）の各領域に対応した撮像素子２１の各画素行の縮小率がどの縮小率範囲に属するかを示す図である。図１２に示すように、撮像画像の領域Ａ０（撮像素子２１の０〜９０番目の画素行）の縮小率（図１０のステップＳ２２で求められた縮小率）は、縮小率４１％以上の第４縮小率範囲に属し、撮像画像の領域Ａ１（撮像素子２１の９１〜１８０番目の画素行）の縮小率（図１０のステップＳ２２で求められた縮小率）は、３１％〜４０％の第３縮小率範囲に属し、撮像画像の領域Ａ２（撮像素子２１の１８１〜３６０番目の画素行）の縮小率（図１０のステップＳ２２で求められた縮小率）は、２１％〜３０％の第２縮小率範囲に属し、撮像画像の領域Ａ３（撮像素子２１の３６１〜８６０番目の画素行）の縮小率（図１０のステップＳ２２で求められた仰角）は、０〜２０％の第１縮小率範囲に属しているとする。
【００７５】
図１３は複数段階のそれぞれの縮小率範囲と撮像素子２１の画素行と部分読み込み画素情報との対応を示す図である。図１３に示すように、図１０のステップＳ２２で求められた縮小率が４１％以上であるとされた撮像素子２１の画素行（０〜９０番目の画素行）に
ついては、部分読み込み画素情報Ｐ０を用い、図１０のステップＳ２２で求められた縮小率が３１％〜４０％の範囲に属するとされた撮像素子２１の画素行（９１〜１８０番目の画素行）については、部分読み込み画素情報Ｐ１を用いるというように、撮像素子２１の画素行がどのような縮小率であるかに応じて、最適な部分読み込み画素情報がそれぞれ設定される。
【００７６】
なお、それぞれの縮小率に対応する部分読み込み画素情報に対応する部分読み込み画素パターンは、実施形態３の図９（ａ）〜（ｄ）で示した部分読み込み画素パターンＰ０〜Ｐ３を例示することができ、それを組み合わせた全体読みパターンとしては図２を例示することができる。
【００７７】
以上説明したように、実施形態４に係るプロジェクタによれば、撮像素子２１によって取得された撮像画像Ｇ１の各領域ごとの縮小率に対応する部分読み込み画素情報を選択して、選択した部分読み込み画素情報を組み合わせることにより撮像素子２１の撮像面全体の全体読み込み画素情報を設定するようにしたので、その時点における撮像素子２１により取得された撮像画像Ｇ１の歪みの度合い（各領域における縮小率）に応じた適切な読み込み画素情報（全体読み込み画素パターン）を設定することができ、それによって、撮像素子２１からの画素出力を効率よくかつ適切に取得することができる。
【００７８】
なお、本発明は上述の各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、前述した各実施形態で用いた撮像画素全体用の読み込み画素情報に対応する読み込み画素パターン（図２参照）及び各領域ごとの部分読み込み画素情報に対応する部分読み込み画素パターン（図９参照）は、一例であって図２及び図９に示すようなパターンに限られるものではない。
【００７９】
また、本発明は、撮像素子２１とスクリーンＳＣＲとの相対的な位置関係に応じて、撮像素子２１の各画素の画素出力のうち、画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む処理と、撮像画像から算出された当該撮像画像の縦方向及び横方向の少なくとも一方の方向における縮小率に基づいて、撮像素子２１の各画素の画素出力のうち、画像補正に必要な画素の画素出力を選択的に読み込む処理とを組み合わせるようにしてもよい。すなわち、撮像素子２１とスクリーンＳＣＲとの相対的な位置関係と、撮像画像から算出された当該撮像画像の縦方向及び横方向の少なくとも一方の方向における縮小率とに基づいて、読み込み画素情報や部分読み込み画素パターンを設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の各実施形態に係るプロジェクタの構成を概略的に示す図。
【図２】撮像素子２１により取得された撮像画像に対して設定される読み込み画素情報を撮像素子２１の画素の配列として示した例を示す図。
【図３】撮像画像の各領域ごとの縮小度合いを説明するための図。
【図４】実施形態２に係るプロジェクタにおける読み込み画素情報の取得処理を示すフローチャート。
【図５】実施形態３に係るプロジェクタの処理手順を説明するフローチャート。
【図６】図５におけるステップＳ１２で算出される現時点における全体仰角を説明する図。
【図７】撮像素子２１により取得された撮像画像Ｇ１の各領域に対応する撮像素子２１の各画素行の仰角が第１仰角範囲〜第４仰角範囲のどの仰角範囲に属するかを示す図。
【図８】複数段階のそれぞれの仰角範囲と撮像素子２１の画素行と部分読み込み画素情報との対応を示す図。
【図９】撮像素子２１の各画素行に対応して設定される部分読み込み画素情報に対応した読み込み画素パターンの一例を示す図。
【図１０】実施形態４に係るプロジェクタの処理手順を説明するフローチャート。
【図１１】撮像素子２１がスクリーンＳＣＲ上の投射画像に正対した状態で撮像した撮像画像と撮像素子が所定の仰角を有した状態で撮像した撮像画像とを示す図。
【図１２】撮像素子２１により取得された撮像画像Ｇ１（実際の撮像画像Ｇ１）の各領域に対応した撮像素子２１の各画素行の縮小率がどの縮小率範囲に属するかを示す図。
【図１３】複数段階のそれぞれの縮小率範囲と撮像素子２１の画素行と部分読み込み画素情報との対応を示す図。
【図１４】超短焦点型プロジェクタの使用状態の一例を示す図。
【図１５】スクリーンＳＣＲ上の投射画像とその投射画像を撮像装置２０で撮像したときに撮像素子２１によって取得される撮像画像を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・画像表示部、２０・・・撮像装置、２１・・・撮像素子、２２・・・撮像素子制御部、５０・・・画像処理部、６０・・・位置関係算出部、Ｇ０・・・投射画像、Ｇ１・・・撮像画像、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・部分読み込み画素情報（部分読み込み画素パターン）
【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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