特許 6197322 投影装置、画像出力装置、投影方法及び投影プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6197322

(24)【登録日】2017年9月1日

(45)【発行日】2017年9月20日

(54)【発明の名称】投影装置、画像出力装置、投影方法及び投影プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/74 20060101AFI20170911BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20170911BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20170911BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20170911BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20170911BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/74 D

   G03B21/14 Z

   G09G3/20 680C

   G09G3/36

   G09G3/34 D

   G09G3/20 632F

【請求項の数】16

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2013-60735(P2013-60735)

(22)【出願日】2013年3月22日

(65)【公開番号】特開2014-187530(P2014-187530A)

(43)【公開日】2014年10月2日

【審査請求日】2016年2月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】井上 秀昭

【審査官】 鈴木 隆夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１５０８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１３２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００５５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３２４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００５１４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／７４

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｇ０９Ｇ ３／３４

Ｇ０９Ｇ ３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置であって、
当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得する取得手段と、
取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出手段と、
算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知する通知手段と、
前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影する歪み補正手段と、
を備えることを特徴とする投影装置。

【請求項2】

前記推奨画素数算出手段は、当該投影装置の出力表示素子の画素利用率を向上させるような出力画素数を算出することを特徴とする請求項１に記載の投影装置。

【請求項3】

前記推奨画素数算出手段は、当該投影装置の出力表示素子の横縦比と異なる出力画素数を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影装置。

【請求項4】

前記推奨画素数算出手段は、前記出力画素数の横縦比が所定の範囲になるような出力画素数を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか一に記載の投影装置。

【請求項5】

前記取得手段は、前記画像出力装置のデフォルトの出力画素数を更に取得し、
前記推奨画素数算出手段は、取得された前記デフォルトの出力画素数に近い出力画素数を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか一に記載の投影装置。

【請求項6】

前記推奨画素数算出手段は、前記出力画素数の候補を複数算出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち何れか一に記載の投影装置。

【請求項7】

投影画像がロールするようにロール角を変更するロール角変更手段を更に備え、
前記推奨画素数算出手段は、前記ロール角変更手段により変更されるロール角も更に考慮して、出力画素数を算出し、
前記歪み補正手段は、前記ロール角変更手段により変更されるロール角を考慮して、投影画像を前記被投影体で矩形画像となるように歪み補正して投影することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち何れか一に記載の投影装置。

【請求項8】

前記取得手段は、当該投影装置の投影時の画角情報を更に取得し、
前記推奨画素数算出手段は、取得された前記画角情報に更に基づいて、前記出力画素数を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のうち何れか一に記載の投影装置。

【請求項9】

前記取得手段は、
前記被投影体までの複数の点までの距離を測定する測距手段を含み、
前記測距手段で測定された測定結果に基づいて、前記相対角度を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項８のうち何れか一に記載の投影装置。

【請求項10】

当該投影装置の姿勢を検出する姿勢検出手段を更に備え、
前記取得手段は、前記姿勢検出手段で検出された検出結果に基づいて、前記相対角度を取得することを特徴とする請求項１乃至請求項９のうち何れか一に記載の投影装置。

【請求項11】

出力した画像信号を被投影体に投影する投影装置と協働する画像出力装置であって、
前記投影装置と前記被投影体との相対角度及び投影時の画角情報を取得する取得手段と、
取得された前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、歪み補正する際に出力する画像信号の推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出手段と、
前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、出力する画像信号を歪み補正する歪み補正手段と、
算出した推奨する出力画素数で、歪み補正された前記画像信号を前記投影装置に出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする画像出力装置。

【請求項12】

前記歪み補正手段は、前記投影装置に前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、前記投影装置の出力表示素子の画素利用率を向上させるように歪み補正することを特徴とする請求項１１に記載の画像出力装置。

【請求項13】

前記取得手段は、前記投影装置の出力表示素子の画素数を更に取得し、
前記推奨画素数算出手段は、取得された前記画素数に更に基づいて、前記推奨する出力画素数を算出することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の画像出力装置。

【請求項14】

前記歪み補正手段は、前記投影装置にロール角調整をさせるように画像信号を歪み補正し、
前記ロール角の調整量を前記投影装置に通知する通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のうち何れか一に記載の画像出力装置。

【請求項15】

画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置における投影方法であって、
当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得する相対角度取得工程と、
前記相対角度取得工程により取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出工程と、
前記推奨画素数算出工程により算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知する通知工程と、
前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度取得工程により取得された前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影する歪み補正工程と、
を備えることを特徴とする投影方法。

【請求項16】

画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置におけるコンピュータに、
当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得することと、
取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出することと、
算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知することと、
前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影することと、
を実行させるための投影プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影装置、画像出力装置、投影方法及び投影プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の画像出力装置から出力された画像データに基づく画像を、スクリーン等の被投影体に投影する画像投影装置としてのプロジェクタが知られている。

【0003】

このプロジェクタの投射光の光軸がスクリーン等の被投影体の投影面に対して垂直であれば、投影された画像に歪みは生じない。しかし、プロジェクタの設置角度により、光軸が投影面に対して垂直でないと、画像に歪みが生じる。

【0004】

このため、例えば特許文献１に開示されているように、一般に台形補正機能と称される、画像の歪みを補正するための補正機能をプロジェクタに組み込むことが行われている。この歪み補正機能は、所定の手法で取得した光軸の地平面に対する垂直方向の角度（垂直角度）と水平方向の角度（水平角度）とに基づいて、投影画像の歪みを補正するものである。

【0005】

この歪み補正の原理を、図１５に基づいて説明する。なお、ここでは、角度のパラメータとして、それぞれ、ｖ、ｈを用いる。角度ｖは、地平面に対し、プロジェクタ１の垂直方向の角度であり、また、角度ｈは、プロジェクタ１の水平方向の角度（方向）である。なお、被投影体（スクリーン２）は、地平面に対して垂直であるものとする。水平ベース３は、地平面に対して平行な台である。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸はプロジェクタ座標系を表し、ｚ軸はプロジェクタ光学系の光軸と一致している。

【0006】

図１６は、この場合の図１５のプロジェクタ座標系と二つの角度ｈ，ｖの関係を表す詳細図である。図１６（Ａ）の三つの実線矢印は、プロジェクタ座標系である。先ず、ｙ軸を回転軸として、矢印方向に一つ目の角度である角度ｈだけ水平方向に回転させる。これにより、ｚ軸とｘ軸はそれぞれ、点線矢印に移動する。図１６（Ｂ）の三つの実線矢印は、この水平補方向に角度ｈだけ回転させた後のプロジェクタ座標系である。次に、ｘ軸を回転軸として、矢印方向に二つ目の角度である角度ｖだけ垂直方向に回転させる。これにより、ｚ軸とｙ軸はそれぞれ、点線矢印に移動する。図１６（Ｃ）の三つの矢印は、先ず水平方向に角度ｈだけ回転させ、次に垂直方向に角度ｖだけ回転させた後のプロジェクタ座標系である。このとき、ｘ軸は水平ベース３に対して平行である。

【0007】

以上のように、角度ｈとｖにより、ｚ軸方向つまりプロジェクタ光学系の光軸方向（投影方向）は自在に変えられる。

【0008】

そして、図１５のようにプロジェクタ１が設置された場合、スクリーン２には、補正前歪み四角形ａｂｃｄとして示すように、本来なら矩形で表示されるべき投影画像が歪んだ四角形に表示されることになる。なお、図１５は、プロジェクタ１のｚ軸が、先ず、水平方向に角度ｈ＝３０°だけ右に振られ、その後、垂直方向に角度ｖ＝３０°だけ上に振られた状態を示している。

【0009】

歪み補正は、補正前歪み四角形ａｂｃｄの内側に、白矩形として示す補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’を設定し、入力画像情報を、その補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’に射影変換する技術である。

【0010】

図１７は、このようなプロジェクタ１の歪み補正の補正前歪み四角形と補正後矩形との関係を、投影面で見た場合を示す図であり、図１８は、同様の関係を出力表示素子（マイクロミラー表示素子や液晶素子など）面で見た場合を示す図である。

【0011】

図１７において、白矩形は、補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’であり、画像有効部分である。斜線部分は、補正前歪み四角形ａｂｃｄから補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’を切り抜いた残りの画像無効部分である。点ｋは、プロジェクタ光学系の光軸が投影面を貫く位置を表している。

【0012】

図１８の斜線部分と白四角は、図１７の斜線部分と白矩形にそれぞれ対応する。白四角内のパーセント表示は、出力表示素子の画素利用率を表す。ｈ＝ｖ＝０である中央の四角形は、歪み補正無しの場合を表しており、このとき画素利用率は１００％である。

【0013】

歪み補正の切り抜き方法は複数存在するが、図１７及び図１８は、画像の横縦比を維持したまま画素利用率が向上するような切り抜き方法を採用している場合の例である。

【0014】

また、プロジェクタの仕様としては、出力表示素子の横縦比１６：９（約１．７８）、スローレシオ約０．９２、出力表示素子の光軸位置は下辺中央から出力表示素子高さの約２０％上方である。ただし、スローレシオ＝投影像横幅÷投影距離であり、スローレシオの条件は歪み補正無し時である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特開２００１−３３９６７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

ところで、画像出力装置としてのＰＣの画像、特にＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などの画面を出力する場合、ＰＣ側の横縦比（出力画素数）には自由度がある。Ｗｉｎｄｏｗｓが稼働中に横縦比を切り替えるといったことも自在に行える。例えば、横縦比１．３３３（８００×６００画素）、横縦比１．６００（１２８０×８００画素や１６８０×１０５０画素）、横縦比１．７７８（１６００×９００画素）、等々である。つまり、画面は、矩形でさえあれば良いものとなっている。

【0017】

プロジェクタ１は、このようなＰＣの出力画像の横縦比に応じて出力表示素子を選択使用することで、複数の横縦比で画像を投影できるように構成されている。このようにプロジェクタ１に入力される画像の横縦比が切り替わったとしても、歪み補正は、元々の画像の横縦比つまり歪み補正無しの横縦比が維持されるようになっている。

【0018】

従って、歪み補正時の自由度はあまり大きくなかった。

【0019】

本発明は、歪み補正時の自由度を向上させることができる投影装置、画像出力装置、投影方法及び投影プログラム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】

【0020】

前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、投影装置は、画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置であって、当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得する取得手段と、取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出手段と、算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知する通知手段と、前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影する歪み補正手段と、を備える。

【0021】

前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、画像出力装置は、出力した画像信号を被投影体に投影する投影装置と協働する画像出力装置であって、前記投影装置と前記被投影体との相対角度及び投影時の画角情報を取得する取得手段と、取得された前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、歪み補正する際に出力する画像信号の推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出手段と、前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、出力する画像信号を歪み補正する歪み補正手段と、算出した推奨する出力画素数で、歪み補正された前記画像信号を前記投影装置に出力する出力手段と、を備える。

【0022】

前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、投影方法は、画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置における投影方法であって、当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得する相対角度取得工程と、前記相対角度取得工程により取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出工程と、前記推奨画素数算出工程により算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知する通知工程と、前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度取得工程により取得された前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影する歪み補正工程と、を備える。

【0023】

前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、投影プログラムは、画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置におけるコンピュータに、当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得することと、取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出することと、算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知することと、前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影することと、を実行させる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、歪み補正時の自由度を向上させることができる投影装置、画像出力装置、投影方法及び投影プログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタと本発明の第１実施形態に係るパーソナルコンピュータとの関係を示す図であり、（Ｂ）は、プロジェクタの構成例を示すブロック図である。

【図2】（Ａ）は、第１実施形態におけるプロジェクタ側の動作の一例を表すフローチャートを示す図であり、（Ｂ）は、同じくパーソナルコンピュータ側の動作の一例を表すフローチャートを示す図である。

【図3】第１実施形態のプロジェクタにおける歪み補正の補正前歪み四角形と補正後矩形との関係を、投影面で見た場合を示す図である。

【図4】第１実施形態のプロジェクタにおけるプロジェクタの歪み補正の補正前歪み四角形と補正後矩形との関係を、出力表示素子面で見た場合を示す図である。

【図5】（Ａ）は、第１実施形態の変形例におけるプロジェクタ側の動作の一例を表すフローチャートを示す図であり、（Ｂ）は、同じくパーソナルコンピュータ側の動作の一例を表すフローチャートを示す図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの電動脚部の構成を示す図である。

【図7】図１５の状態の後、ｚ軸を回転軸としてロール角ｒだけ回転させた場合を表す図である。

【図8】図７のプロジェクタ座標系と三つの角度ｈ，ｖ，ｒの関係を表す詳細図である。

【図9】第２実施形態におけるプロジェクタ側の動作の一例を表すフローチャートを示す図である。

【図10】第２実施形態のプロジェクタにおける歪み補正の補正前歪み四角形と補正後矩形との関係を、投影面で見た場合を示す図である。

【図11】第２実施形態のプロジェクタにおけるプロジェクタの歪み補正の補正前歪み四角形と補正後矩形との関係を、出力表示素子面で見た場合を示す図である。

【図12】（Ａ）は、第２実施形態の変形例１におけるプロジェクタ側の動作の一例を表すフローチャートを示す図であり、（Ｂ）は、同じくパーソナルコンピュータ側の動作の一例を表すフローチャートを示す図である。

【図13】本発明の第２実施形態の変形例２におけるロール角変更機構の例を示す図である。

【図14】最適ロール角ルックアップテーブルの例を示す図である。

【図15】ｈ＝ｖ＝３０°の場合のプロジェクタと被投影体（スクリーン）との関係を表す斜視図である。

【図16】図１５のプロジェクタ座標系と二つの角度ｈ，ｖの関係を表す詳細図である。

【図17】プロジェクタの歪み補正の補正前歪み四角形と補正後矩形との関係を、投影面で見た場合を示す図である。

【図18】プロジェクタの歪み補正の補正前歪み四角形と補正後矩形との関係を、出力表示素子面で見た場合を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

［第１実施形態］
第１実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る投影装置は、出力表示素子としてマイクロミラー表示素子を用いたＤｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤＬＰ）（登録商標）方式を用いている。本実施形態に係る投影装置としてのプロジェクタ１は、図１（Ａ）に示すように、本実施形態に係る画像出力装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４に接続され、該ＰＣ４の出力画像を受けて、スクリーン２に投影表示するものである。

【0027】

このプロジェクタ１の構成の概略を図１（Ｂ）に示す。プロジェクタ１は、入出力コネクタ部１１と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２と、画像変換部１３と、投影処理部１４と、マイクロミラー素子１５と、光源部１６と、ミラー１７と、投影レンズ１８と、ＣＰＵ１９と、メインメモリ２０と、プログラムメモリ２１と、操作部２２と、姿勢センサ２３と、音声処理部２４と、スピーカ２５と、レンズ調整部２６と、姿勢調整部２７と、電動脚部２８と、システムバスＳＢと、を有する。

【0028】

入出力コネクタ部１１には、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子や、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子といった端子が設けられており、アナログ画像信号が入力される。入力された画像信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２及びシステムバスＳＢを介して画像変換部１３に入力される。入力された各種規格のアナログ画像信号は、デジタル画像信号に変換される。なお、入出力コネクタ部１１には、例えばＨＤＭＩ（登録商標）端子等も設けられ、アナログ画像信号のみならずデジタル画像信号も入力され得るようにしてもよい。さらに、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ（ＥＤＩＤ）として規格化されているデータ形式で、様々な情報を出力することも可能となっている。また、入出力コネクタ部１１には、アナログ又はデジタル信号による音声信号が入力される。入力された音声信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２及びシステムバスＳＢを介して音声処理部２４に入力される。また、入出力コネクタ部１１には、例えばＲＳ２３２Ｃ端子やＵＳＢ端子も設けられており、それらを介してもＰＣ４とのデータのやり取りが行えるようになっている。

【0029】

画像変換部１３は、スケーラとも称される。画像変換部１３は、入力された画像データについて、解像度数、階調数等を調整する変換を行い、投影に適した所定のフォーマットの画像データを生成する。画像変換部１３は、変換した画像データを投影処理部１４へ送信する。必要に応じて画像変換部１３は、Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＯＳＤ）用の各種動作状態を示すシンボルを重畳した画像データを、加工画像データとして投影処理部１４に送信する。また、画像変換部１３は、必要に応じて投影画像の幾何学変換を行い、投影状態に応じてスクリーン等の被投影体に適切な形状で画像が投影されるようにする歪み補正処理を実施する。

【0030】

光源部１６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色光を含む複数色の光を射出する。ここで、光源部１６は、複数色の色を時分割で順次射出するように構成されている。光源部１６から射出された光は、ミラー１７で全反射し、マイクロミラー素子１５に入射する。

【0031】

マイクロミラー素子１５は、アレイ状に配列された複数の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、高速でオン／オフ動作して、光源部１６から照射された光を投影レンズ１８の方向に反射させたり、投影レンズ１８の方向からそらしたりする。マイクロミラー素子１５には、微小ミラーが例えばＨＤ＋やＷＸＧＡ＋＋と称される横１６００画素×縦９００画素分だけ並べられている。各微小ミラーにおける反射によって、マイクロミラー素子１５は、例えばＨＤ＋解像度の画像を形成する。このように、マイクロミラー素子１５は空間的光変調素子として機能する。

【0032】

投影処理部１４は、画像変換部１３から送信された画像データに応じて、その画像データが表す画像を表示させるため、マイクロミラー素子１５を駆動する。すなわち、投影処理部１４は、マイクロミラー素子１５の各微小ミラーをオン／オフ動作させる。ここで投影処理部１４は、マイクロミラー素子１５を高速に時分割駆動する。単位時間の分割数は、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と、色成分の分割数と、表示階調数とを乗算して得られる数である。また、投影処理部１４は、マイクロミラー素子１５の動作と同期させて光源部１６の動作も制御する。すなわち、投影処理部１４は、各フレームを時分割して、フレーム毎に全色成分の光を順次射出するように光源部１６の動作を制御する。

【0033】

投影レンズ１８は、マイクロミラー素子１５から導かれた光を、例えばスクリーン２等の被投影体に投影する光に調整する。したがって、マイクロミラー素子１５による反射光で形成された光像は、投影レンズ１８を介して、スクリーン２等の被投影体に投影され表示される。投影レンズ１８は、ズーム機構を有しており、投影される画像の大きさを変更する機能を有する。また、投影レンズ１８は、投影画像の合焦状態を調整するためのピント（フォーカス）調整機構を有する。このように、投影処理部１４、マイクロミラー素子１５、光源部１６及び投影レンズ１８等は、画像を投影する投影部として機能する。

【0034】

音声処理部２４は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備える。入出力コネクタ部１１から入力されたアナログ音声データに基づいて、又は投影動作時に与えられたデジタル音声データをアナログ化した信号に基づいて、音声処理部２４は、スピーカ２５を駆動して拡声放音させる。また、音声処理部２４は、必要に応じてビープ音等を発生させる。スピーカ２５は、音声処理部２４から入力された信号に基づいて音声を射出する一般的なスピーカである。

【0035】

ＣＰＵ１９は、画像変換部１３、投影処理部１４、音声処理部２４、レンズ調整部２６、及び姿勢調整部２７の動作を制御する。このＣＰＵ１９は、メインメモリ２０及びプログラムメモリ２１と接続されている。メインメモリ２０は、例えばＳＲＡＭで構成される。メインメモリ２０は、ＣＰＵ１９のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ２１は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。プログラムメモリ２１は、ＣＰＵ１９が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。また、ＣＰＵ１９は、操作部２２と接続されている。操作部２２は、プロジェクタ１の本体に設けられるキー操作部と、プロジェクタ１専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光する赤外線受光部と、を含む。操作部２２は、ユーザが本体のキー操作部又はリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ１９に出力する。ＣＰＵ１９は、メインメモリ２０及びプログラムメモリ２１に記憶されたプログラムやデータを用いて、操作部２２からのユーザの指示に応じてプロジェクタ１の各部の動作を制御する。

【0036】

姿勢センサ２３は、例えば３軸の加速度センサ、方位を検出する方位センサを有する。加速度センサは、重力方向に対するプロジェクタ１の姿勢角すなわち、ピッチ、及びロールの各角度を検出する。ヨー角については、方位センサで検出される基準方位に対する相対方位として、検出される。姿勢センサ２３は、検出結果をＣＰＵ１９に出力する。

【0037】

レンズ調整部２６は、操作部２２のユーザ操作によるズーム変更指示に応じて、ＣＰＵ１９の制御の下、投影レンズ１８のズーム機構を駆動させる。レンズ調整部２６によって、ズーム機構が駆動される結果、投影画像の大きさが変化する。また、レンズ調整部２６は、ＣＰＵ１９の指示の下、投影レンズ１８の合焦レンズを駆動させる。

【0038】

電動脚部２８は、姿勢調整機構として、プロジェクタ１の姿勢を変更する。すなわち、電動脚部２８は、脚の長さを変更させることで、プロジェクタ１の水平度を調整することができる。姿勢調整部２７は、ＣＰＵ１９の指示の下、電動脚部２８を駆動させる。

【0039】

以下、本実施形態に係るプロジェクタ１の動作を説明する。
まず、プロジェクタ１の投影動作を説明する。この投影動作は、ＣＰＵ１９の制御の下、投影処理部１４が実行するものである。光源部１６の動作は、投影処理部１４により制御される。投影処理部１４は、光源部１６内の各色を発する半導体レーザやＬＥＤのオン又はオフや、それら光源と蛍光体との組み合わせなどを変化させることで、例えば赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３色の光を、光源部１６から順次射出させる。投影処理部１４は、光源部１６からマイクロミラー素子１５に順次、赤色光、緑色光、及び青色光を入射させる。

【0040】

マイクロミラー素子１５は、各色の光について微小ミラー毎（画素毎）に、画像データに基づく階調が高い程入射した光を投影レンズ１８に導く時間を長くし、階調が低い程入射した光を投影レンズ１８に導く時間を短くする。すなわち、投影処理部１４は、階調が高い画素に対応する微小ミラーが長時間オン状態となるように、階調が低い画素に対応する微小ミラーが長時間オフ状態となるように、マイクロミラー素子１５を制御する。このようにすることで、投影レンズ１８から射出される光について、微小ミラー毎（画素毎）に各色の階調を表現できる。

【0041】

フレーム毎に、微小ミラーがオンになっている時間で表現された階調を各色について組み合わせることでカラー画像が表現される。以上のようにして、投影レンズ１８からは、画像が表現された投影光が射出される。この投影光が、例えばスクリーン２に投影されることで、スクリーン２等にはカラー画像が表示される。

【0042】

なお、前記説明では、赤色光、緑色光、青色光の３色を用いるプロジェクタの例を示したが、マゼンタやイエロー等の補色や、白色光等を組み合わせて画像を形成するように、これら色の光を射出できるようにプロジェクタが構成されてもよい。

【0043】

次に、本実施形態に係る歪み補正処理について説明する。この歪み補正処理は、例えばスクリーン２といった被投影体に、例えばできるだけ大きく、歪みのない長方形状に、映像を投影するために、入力画像情報を射影変換することで行われる。そのため、例えばプロジェクタ１が設置される際に歪み補正処理用のパラメータを決定し、実際の画像投影時に、該歪み補正処理パラメータに基づく歪み補正処理を実施するものである。

【0044】

本実施形態における歪み補正動作の一例を表すフローチャートを図２に示す。ここで、図２（Ａ）はプロジェクタ側の動作、図２（Ｂ）はＰＣ側の動作である。

【0045】

プロジェクタ１は、ＣＰＵ１９で実行される投影プログラムの一部として、このフローチャートに対応するプログラムをプログラムメモリ２１に記憶している。

【0046】

プロジェクタ側では、まずステップＳ１０１において、ＣＰＵ１９は、プロジェクタ１とスクリーン２との相対角度を取得する。すなわち、プロジェクタ１が水平ベース等の上に設置される際、通常は、スクリーン２に平行にプロジェクタ１を載置して電源を投入し、投影レンズ１８から出射された光がスクリーン２に投射されるように、ユーザはプロジェクタ１の姿勢を変更修正する。このプロジェクタ１の姿勢の変更操作時のプロジェクタ１の動きを姿勢センサ２３により検出することで、ＣＰＵ１９は、プロジェクタ１とスクリーン２との相対角度を知ることができる。

【0047】

次に、処理はステップＳ１０２に進む。このステップＳ１０２において、ＣＰＵ１９は、画角情報（プロジェクタ仕様）を取得する。この画角情報としては、例えば、スローレシオ、ズーム値、レンズシフト量などであり、不図示センサにより測定したり、プログラムメモリ２１に当該プロジェクタの規定値として記憶されている値あるいはユーザ操作により変更された値を読み出ししたり、する等によって取得することができる。

【0048】

こうしてプロジェクタ１とスクリーン２との相対角度及び画角情報を取得したならば、処理はステップＳ１０３に進む。このステップＳ１０３においては、ＣＰＵ１９は、前記取得されている相対角度及び画角情報に基づいて、補正前歪み四角形ａｂｃｄの形状を判別（認識）し、画像変換部１３で投影画像をスクリーン２で矩形画像となるように幾何学補正するための歪み補正処理パラメータを決定する。なお、歪み補正の切り抜き方法は複数存在するが、ここでは、例えば、画素利用率が向上するような切り抜き方法を採用するものとする。

【0049】

図３は、本実施形態におけるプロジェクタ１の歪み補正の補正前歪み四角形ａｂｃｄと補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’との関係を、投影面で見た場合を示す図であり、図４は、同じく出力表示素子面で見た場合を示す図である。これは、図１７及び図１８のプロジェクタ仕様と同じプロジェクタ仕様で、例えば画素利用率が最大になるように補正後矩形の横縦比と切り抜き位置を決定した場合を示している。なお、図３中の補正後矩形内の数字は、横縦比（幅÷高さ）を表している。

【0050】

本実施形態によれば、図３と図１７の比較により、水平方向の角度ｈの絶対値が大きくなるに従って横縦比が大きくなり、垂直方向の角度ｖの絶対値が大きくなるに従って横縦比が小さくなる傾向が判別できる。水平方向角度ｈと垂直方向角度ｖが共にゼロではない場合、横縦比は垂直方向角度ｖよりも水平方向角度ｈの方の影響が大きい。つまり、横長になり易い。本実施形態の図４の画素利用率のそれぞれは、図１８のそれらよりも大きい。ただし、周辺部（ｈ＝ｖ＝３０°等）の画素利用率の上昇は僅かである（ｈ＝ｖ＝３０°の画素利用率が図１８の４１．６％から図４の４２．０％に僅かに上昇）。

【0051】

こうして決定された歪み補正処理パラメータに従って実際の歪み補正処理を実施すると、画像の横縦比が変わってしまうので、例えばＰＣ４側で画像として円を表示させようとしても、実際に投影表示される画像では、その円が楕円として表示されてしまう。

【0052】

そこで、本実施形態では、歪み補正処理パラメータ決定後、ＰＣ４と通信して、以下のような処理を実行する。
すなわち、ＰＣ４側においては、不図示ＣＰＵが、同じく不図示のメモリに格納されたプログラムに従って動作し、まず、ステップＳ４０１において、プロジェクタ１に対して、現在の出力画素数つまりデフォルト出力画素数を通知する。

【0053】

プロジェクタ１のＣＰＵ１９は、ステップＳ１０４において、このＰＣ４から通知されるのデフォルト出力画素数を入出力コネクタ部１１及び入出力Ｉ／Ｆ１２を介して受信し、プログラムメモリ２１に格納する。なお、このようなデフォルト出力画素数の取得動作は、ステップＳ１０３の後に限るものではなく、これよりも前の任意の時点に行っても構わない。

【0054】

そして、プロジェクタ１の処理はステップＳ１０５に進む。このステップＳ１０５においては、ＣＰＵ１９は、前記取得されている相対角度及び画角情報に基づいて、あるいは、前記決定されている歪み補正処理パラメータに基づいて、さらには、プログラムメモリ２１に格納したＰＣ４のデフォルト出力画素数に基づいて、ＰＣ推奨画素数（水平画素数、垂直画素数）を算出する。これは、歪み補正処理後の画像が元の画像の横縦比と同じになるためには、どのような横縦比の画像であれば良いのかを算出し、その横縦比の画素数をＰＣ推奨画素数として求めるものである。ここで、例えば横縦比１．６００の画素数としては、１２８０×８００画素だけでなく１６８０×１０５０画素もある。そこで、ＰＣ推奨画素数としては、複数の候補が算出され得る。こうして、相対角度がｈ＝ｖ＝０°でなければ、投影装置の出力表示素子の横縦比と異なるＰＣ推奨画素数が算出される。

【0055】

なお、算出されるＰＣ推奨画素数については、その横縦比が所定の範囲になるというような制限や、ＰＣ４のデフォルト出力画素数に近い出力画素数とするというような制限等、何らかの制限を設けることで、ＰＣ推奨画素数として多数の候補が算出されることを防止できる。

【0056】

こうしてＰＣ推奨画素数が算出されたならば、処理はステップＳ１０６に進む。このステップＳ１０６においては、ＣＰＵ１９は、算出されたＰＣ推奨画素数を入出力Ｉ／Ｆ１２及び入出力コネクタ部１１を介してＰＣ４に通知する。ここで、前述したように、ＰＣ推奨画素数として複数の候補が存在する場合には、それら複数の候補を通知することになる。なお、この通知は、ＥＤＩＤ形式等、ＰＣ４側でその内容を判別できる形式であれば、どのようなデータ形式で行っても構わない。

【0057】

ＰＣ４側においては、ステップＳ４０２において、不図示ＣＰＵは、このプロジェクタ１から送られてきたＰＣ推奨画素数の通知を受信して、不図示メモリに格納する。

【0058】

以上のような、プロジェクタ１とＰＣ４との間の通信が終了したならば、実際の画像投影が行われる。

【0059】

すなわち、実際に画像投影を行おうとする際には、ＰＣ４の不図示ＣＰＵは、処理をステップＳ４０３に進める。このステップＳ４０３において、不図示ＣＰＵは、出力画素数を前記不図示メモリに格納してあるＰＣ推奨画素数に変更する。なお、ＰＣ推奨画素数として複数の候補がある場合には、例えば、候補の内の最大の画素数を選択するとか、現在の出力画素数に近いものを選択する等、そのうちの一つを任意の基準で選択して使用する。そして、処理はステップＳ４０４に進む。ステップＳ４０４において、不図示ＣＰＵは、その変更した推奨画素数で表示対象画像の画像信号をプロジェクタ１に出力する。

【0060】

プロジェクタ１では、ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１９は、入出力コネクタ部１１及び入出力Ｉ／Ｆ１２を介してこの表示対象画像の画像信号を受信し、それを画像変換部１３に入力する。そして、処理はステップＳ１０８に進む。このステップＳ１０８では、ＣＰＵ１９は、画像変換部１３に、その入力された表示対象画像の画像信号に対して、前記ステップＳ１０３で決定した歪み補正処理パラメータに従った歪み補正処理を実施させる。そして、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９において、ＣＰＵ１９は、投影処理部１４に、前記画像変換部１３で歪み補正処理された補正後画像を投影処理させる。

【0061】

具体的には、図３、図４の例で言えば、例えば、ｈが０°、ｖが＋１５°〜＋３０°のときに、横縦比として、１．３３となる横８００画素、縦６００画素のような推奨する出力画素数を通知して、投影させるようにすれば、画素利用率をより高めた（明るく、高解像度の）投影を行うことができる。

【0062】

以上のように、プロジェクタ１とＰＣ４との相対角度を取得して、該相対角度に基づいてＰＣ４の推奨画素数を算出（選定）し、それをＰＣ４に通知することで、ＰＣ４からその推奨出力画素数の画像信号を受けることができ、その画像信号に対して前記相対角度に基づく歪み補正を実施して投影するようにしているので、元の画像の横縦比を維持したまま、歪み補正時の自由度を向上させることができる。

【0063】

また、歪み補正処理やＰＣ推奨画素数の算出においては、プロジェクタの出力表示素子の画素利用率を向上させるような補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’の切り抜き位置や出力画素数を求めるので、画素利用率をより高めた（明るく、高解像度の）投影を行うことができる。

【0064】

また、ＰＣ推奨画素数は、出力画素数の横縦比が所定の範囲になるような出力画素数を算出（選定）するようにしているので、横縦比が横長になりすぎたり、縦長になりすぎたりすることを防ぐことができる。

【0065】

また、ＰＣ４のデフォルトの出力画素数を予め取得して、それに近い出力画素数をＰＣ推奨画素数として算出（選定）するようにしているので、ＰＣ４のデフォルト横縦比から大きく外れることを防ぐことができる。

【0066】

また、ＰＣ推奨画素数として候補を複数算出（選定）してＰＣ４に通知するようにしているので、ＰＣ４側で使い易い出力画素数を選択し易い。

【0067】

さらに、歪み補正処理やＰＣ推奨画素数の算出において、プロジェクタ１の画角情報も考慮することで、投影レンズ１８が備えるズームレンズ調節により投影時の画角が変わる場合にも対処可能である。

【0068】

また、姿勢センサ２３で検出された検出結果に基づいて、スクリーン２との相対角度を取得するようにしているので、測距等をしなくても、即座に適切な相対角度を取得することができる。

【0069】

［変形例］
なお、歪み補正処理は、プロジェクタ１側ではなくＰＣ４側で実施することも可能である。図５は、この場合の歪み補正動作の一例を表すフローチャートである。ここで、図５（Ａ）はプロジェクタ１側の動作、図５（Ｂ）はＰＣ４側の動作である。

【0070】

この場合には、プロジェクタ１のＣＰＵ１９は、前述したようなステップＳ１０１及びステップＳ１０２において、プロジェクタ１とスクリーン２との相対角度及び画角情報を取得する。その後、処理はステップＳ１１１に進む。このステップＳ１１１においては、ＣＰＵ１９は、さらに、プログラムメモリ２１に予め格納されている、当該プロジェクタ１の出力表示素子の画素数を取得する。そして、処理はステップＳ１１２に進む。このステップＳ１１２においては、ＣＰＵ１９は、前記取得されている相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数を、入出力Ｉ／Ｆ１２及び入出力コネクタ部１１を介してＰＣ４に通知する。

【0071】

ＰＣ４側においては、不図示ＣＰＵが、ステップＳ４１１において、このプロジェクタ１から送られてきた相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数を受信して、不図示メモリに格納する。その後、処理はステップＳ４１２に進む。このステップＳ４１２においては、不図示ＣＰＵは、不図示メモリに格納している相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数に基づいて、歪み補正処理パラメータを決定する。なお、歪み補正の切り抜き方法は複数存在するが、ここでは、例えば、画素利用率が向上するような切り抜き方法を採用するものとする。そして、処理はステップＳ４１３に進む。このステップＳ４１３においては、不図示ＣＰＵは、前記不図示メモリに格納している相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数に基づいて、あるいは、前記決定されている歪み補正処理パラメータに基づいて、さらには、当該ＰＣ４に設定されている現在の出力画素数つまりデフォルト出力画素数に基づいて、ＰＣ推奨画素数（水平画素数、垂直画素数）を算出する。このとき、算出されるＰＣ推奨画素数の横縦比が所定の範囲になるというような制限や、前記デフォルト出力画素数に近い出力画素数とするというような制限等、何らかの制限を設けることで、一つのＰＣ推奨画素数を決定する。

【0072】

以上のようにして歪み補正処理パラメータとＰＣ推奨画素数とを決定したならば、実際の画像投影が行われることになる。

【0073】

すなわち、実際に画像投影を行おうとする際には、ＰＣ４の不図示ＣＰＵは、処理をステップＳ４１４に進める。このステップＳ４１４において、不図示ＣＰＵは、出力対象画像の出力画素数を前記決定したＰＣ推奨画素数となるように変換する。その後、処理はステップＳ４１５に進む。ステップＳ４１５において、不図示ＣＰＵは、出力画素数変換後の表示対象画像の画像信号に対して、前記ステップＳ４１２で決定した歪み補正処理パラメータに従った歪み補正処理を実施する。そして、処理はステップＳ４１６に進む。ステップＳ４１６において、不図示ＣＰＵは、その歪み補正処理を施した補正後画像の画像信号をプロジェクタ１に出力する。

【0074】

プロジェクタ１では、ステップＳ１１３において、ＣＰＵ１９は、入出力コネクタ部１１及び入出力Ｉ／Ｆ１２を介してこの補正後画像の画像信号を受信し、それを画像変換部１３に入力し、階調数等を調整する変換を行わせて投影に適した所定のフォーマットの画像データを生成する。その後は、処理はステップＳ１０９に進んで、ＣＰＵ１９は、その変換した画像データを投影処理部１４へ送信させて、投影処理させる。

【0075】

以上のように、ＰＣ４側で、プロジェクタ１とスクリーン２との相対角度及び投影時の画角情報を取得し、それらに基づいて出力する画像信号を歪み補正すると共に、出力する画像信号の推奨する出力画素数を算出して、その出力画素数で歪み補正された画像信号をプロジェクタ１に出力するようにすることで、前記第１実施形態と同様、元の画像の横縦比を維持したまま、歪み補正時の自由度を向上させることができる。

【0076】

また、ＰＣ４側で、プロジェクタ１に前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、プロジェクタ１の出力表示素子の画素利用率を向上させるように歪み補正することにより、画素利用率をより高めた（明るく、高解像度の）投影を行うことができる。

【0077】

また、プロジェクタ１の出力表示素子の画素数も取得して、その取得された画素数にも基づいて、推奨する出力画素数を算出するようにしているので、プロジェクタ１側が適切に投影することができる。

【0078】

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、歪み補正の際にロール角も調整し得るようにすることで、さらに画素利用率を高めることができるようにしたものである。

【0079】

そのため、プロジェクタ１の筐体を支持するための電動脚部２８は、プロジェクタ１の姿勢及びロール角を変更する姿勢及びロール角調整機構として機能する。すなわち、電動脚部２８は、図６に示すように、各脚２８Ａの長さを独立して変更させることで、プロジェクタ１の水平度を調整したり、プロジェクタ光学系の光軸方向（投影方向）を変えずに、すなわち光軸周りに回転させることでロール角を調整したりすることができるように構成されている。

【0080】

ここで、ロール角について説明する。
図７は、図１５の状態の後、ｚ軸を回転軸として矢印方向に角度ｒだけ回転させた場合を表している。図８はその詳細である。ここで、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、図１６（Ａ）及び（Ｂ）と同様である。図８（Ｃ）において、ｚ軸を回転軸として矢印方向に三つ目の角度である角度ｒだけ回転させる。これにより、ｘ軸とｙ軸はそれぞれ点線に移動する。図８（Ｄ）の三つの矢印は、先ず水平方向に角度ｈだけ回転させ、次に垂直方向に角度ｖだけ回転させ、さらにロール角度ｒだけ回転させた後のプロジェクタ座標系である。このとき、ｘ軸は、もはや水平ベース３に対して平行ではない。

【0081】

このようにロールさせると、スクリーン２に投影される補正前歪み四角形ａｂｃｄの形状が変化するため、その内部で切り抜かれる補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’も変化させることができる。

【0082】

本実施形態は、この点に着目し、通常であればロールを無くしてから歪み補正を行うのに対し、本実施形態は積極的にロールを加えることで、歪み補正の自由度を上げようとするものである。

【0083】

例えば、図７のように適切なロールを加えると、その補正前歪み四角形ａｂｃｄは、図１５のロールが無い状態のそれよりも大きくなる。そのため、その内部で切り抜かれる補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’について、そのサイズを大きくしたり、その画像の横縦比を変更したり、画素利用率を向上させたり、することができる。

【0084】

加えるロールの角度であるロール角ｒは、プロジェクタ１のスクリーン２に対する水平及び垂直方向の角度ｈ，ｖの組み合わせにより一義的に算出される。例えば、以下の（１）式のような算出式により、ロール角ｒを算出できる。

【数1】

【0085】

但し、（１）式中のｓｇｎは符号関数であり、詳細は、以下の（２）式の通りである。この符号関数ｓｇｎにより、ｈｖ＝０の場合、つまり水平方向角度ｈと垂直方向角度ｖのどちらか一方または両方がゼロの場合には、ロール角ｒはゼロ、ｈｖ＞０のとき、つまり水平方向角度ｈと垂直方向角度ｖの符号が同じ場合には、ロール角ｒは正、ｈｖ＜０のとき、つまり水平方向角度ｈと垂直方向角度ｖの符号が異なる場合には、ロール角ｒは負になるようになっている。

【数2】

【0086】

前記（１）式によると、ｈ＝ｖ＝３０°のときロール角ｒは、約１６．１°と求まる。

【0087】

以下、本実施形態に係るプロジェクタ１の動作を、本実施形態における歪み補正動作の一例を表す図９のフローチャートを参照して説明する。
すなわち、前記第１実施形態と同様にして、歪み補正処理パラメータを決定し、ＰＣ４からデフォルトの出力画素数を受信した後、本実施形態では、処理はステップＳ１２１に進む。このステップＳ１２１においては、ＣＰＵ１９は、ユーザが操作部２２を用いて設定した動作モードとして、ロール角変更モードが選択されているか否かを判定する。ロール角度変更モードが選択されていないと判定されたとき、処理はステップＳ１０５に進んで、前記第１実施形態と同様の動作を実行する。

【0088】

これに対して、ステップＳ１２１においてロール角変更モードが選択されていると判定されたときには、処理はステップＳ１２２に進む。このステップＳ１２２において、ＣＰＵ１９は、ステップＳ１０１で取得した相対角度の内、水平方向の角度ｈがゼロでないかどうか判別する。この水平方向の角度ｈがゼロであれば、処理は前記ステップＳ１０５に進み、前記第１実施形態と同様の動作を実行することなる。

【0089】

一方、ステップＳ１２２において、水平方向の角度ｈが０でないと判別した場合には、処理はステップＳ１２３に進む。このステップＳ１２３において、ＣＰＵ１９は、ステップＳ１０１で取得した相対角度の内、垂直方向の角度ｖがゼロでないかどうか判別する。この垂直方向の角度ｖがゼロであれば、処理は前記ステップＳ１０５に進み、前記第１実施形態と同様の動作を実行することなる。

【0090】

そして、ステップＳ１２３において、垂直方向の角度ｖがゼロでないと判別した場合、つまり、水平及び垂直方向の角度ｈ，ｖが両方ともゼロでないと判別した場合には、処理はステップＳ１２４に進む。このステップＳ１２４では、ＣＰＵ１９は、例えば前述した（１）式により、画素利用率が向上するようなロール角ｒを決定する。そしてその後、ステップＳ１２５において、その決定したロール角ｒが電動脚部２８によって変更可能な範囲内であるか否かを判別する。ロール角ｒが変更可能範囲内でなければ、処理はステップＳ１２６に進む。このステップＳ１２６において、ＣＰＵ１９は、ユーザにロール角変更できない旨を通知する。これは、例えば、音声処理部２４を制御して、警告音をスピーカ２５から発せさせたり、画像変換部１３を制御して警告シンボルをＯＳＤとして重畳した画像データを作成させ、スクリーン２に投影させたりすることで行う。その後、処理は前記ステップＳ１０５に進み、前記第１実施形態と同様の動作を実行することなる。

【0091】

一方、ステップＳ１２５において、ロール角ｒが変更可能範囲内であると判別した場合には、処理はステップＳ１２７に進む。そして、このステップＳ１２７において、ＣＰＵ１９は、前記ステップＳ１２４で決定したロール角ｒに従って、姿勢調整部２７に電動脚部２８を駆動させて、プロジェクタ１のロール角を変更する。その後、処理はステップＳ１２８に進む。このステップＳ１２８において、ＣＰＵ１９は、前記ステップＳ１２４で決定したロール角度を考慮して、歪み補正処理パラメータの再決定を行う。すなわち、相対角度及び画角情報に加えて、ロール角にも基づいて補正前歪み四角形ａｂｃｄの形状が判別されて、歪み補正処理パラメータが決定されることになる。

【0092】

図１０は、本実施形態におけるプロジェクタ１の歪み補正の補正前歪み四角形ａｂｃｄと補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’との関係を、投影面で見た場合を示す図であり、図１１は、同じく出力表示素子面で見た場合を示す図である。これは、図１７及び図１８のプロジェクタ仕様と同じプロジェクタ仕様で、例えば画素利用率が最大になるように補正後矩形の横縦比と切り抜き位置を決定した場合を示している。なお、図１０中の補正後矩形内の数字は、横縦比（幅÷高さ）を表し、ｒ＝○○°の値は、それぞれのロール角ｒを表している。

【0093】

本実施形態によれば、図１１を図４と比較すると、水平方向角度ｈと垂直方向角度ｖが共にゼロではない場合の横縦比の変化が滑らかになり、前記第１実施形態のような横長になり易いということがなくなり、その部分の画素利用率も大幅に高くなっていることが判る。例えば、ｈ＝ｖ＝３０°の場合の画素利用率が、第１実施形態の図４では４２．０％であったものが、本実施形態の図１１では７４．６％に大幅に向上している。

【0094】

歪み補正処理を画像変換部１３で行う場合、出力表示素子上の補正後矩形ａ’ｂ’ｃ’ｄ’の左上頂点と右上頂点の高さの差、及び左下頂点と右下頂点の高さの差に実行限界がある場合がある。本第２実施形態によれば、投影画像のロール角をロールするように積極的に変更し、この変更されるロール角を考慮して（反映して）、投影画像をスクリーン２で矩形画像となるように歪み補正するようにしているので、前記高さの差が小さくなるため、補正範囲の向上が見込める場合がある。すなわち、本実施形態によれば、歪み補正時の自由度を、より向上させることができる。また、歪み補正の範囲をより向上させることができる。さらに、前記第１実施形態よりも画素利用率をより高めた（明るく、高解像度の）投影を行うことができる。

【0095】

［変形例１］
なお、歪み補正処理は、前記第１実施形態の変形例と同様に、プロジェクタ１側ではなくＰＣ４側で実施することも可能である。図１２は、この場合の歪み補正動作の一例を表すフローチャートである。ここで、図１２（Ａ）はプロジェクタ１側の動作、図１２（Ｂ）はＰＣ４側の動作である。なお、紙面の都合上、プロジェクタ１側の動作は、前記第１実施形態の変形例と異なる部分のみ、すなわち前記ステップＳ１１２とステップＳ１１３との間に挿入される処理のみを示している。

【0096】

この場合には、プロジェクタ１においては、前記第１実施形態の変形例と同様にして、相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数を取得して、それらをＰＣ４側に通知した後、本第２実施形態の変形例１では、処理はステップＳ１３１に進む。このステップＳ１３１においては、ＣＰＵ１９は、ＰＣ４から通知されるロール角調整量を、入出力コネクタ部１１及び入出力Ｉ／Ｆ１２を介して受信したか否かを判別する。

【0097】

このロール角調整量は、以下のようにしてＰＣ４から通知される。すなわち、ＰＣ４側においては、プロジェクタ１から通知される相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数を受信し、それら相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数に基づいて、歪み補正処理パラメータを決定した後、本変形例１では、処理はステップＳ４２１に進む。そして、このステップＳ４２１においては、不図示ＣＰＵは、ユーザが設定した動作モードとして、ロール角変更モードが選択されているか否かを判定する。なお、この動作モードについては、プロジェクタ１の操作部２２を用いて設定されたものを前記相対角度、画角情報及び出力表示素子画素数と共に受信するようにしても良いし、ＰＣ４側の操作で設定されるようにしても構わない。動作モードとしてロール角度変更モードが選択されていないと判定されたとき、処理はステップＳ４１３に進んで、前記第２実施形態と同様の動作を実行する。

【0098】

これに対して、ステップＳ４２１においてロール角変更モードが選択されていると判定されたときには、処理はステップＳ４２２に進む。このステップＳ４２２において、不図示ＣＰＵは、ステップＳ４１１で受信した相対角度の内、水平方向の角度ｈがゼロでないかどうか判別する。この水平方向の角度ｈがゼロであれば、処理は前記ステップＳ４１３に進み、前記第２実施形態と同様の動作を実行することなる。

【0099】

一方、ステップＳ４２２において、水平方向の角度ｈが０でないと判別した場合には、処理はステップＳ４２３に進む。このステップＳ４２３において、不図示ＣＰＵは、ステップＳ４１１で受信した相対角度の内、垂直方向の角度ｖがゼロでないかどうか判別する。この垂直方向の角度ｖがゼロであれば、処理は前記ステップＳ４１３に進み、前記第２実施形態と同様の動作を実行することなる。

【0100】

そして、ステップＳ４２３において、垂直方向の角度ｖがゼロでないと判別した場合、つまり、水平及び垂直方向の角度ｈ，ｖが両方ともゼロでないと判別した場合には、処理はステップＳ４２４に進む。このステップＳ４２４では、不図示ＣＰＵは、例えば前述した（１）式により、画素利用率が向上するようなロール角ｒを決定する。そしてその後、ステップＳ４２５において、その決定したロール角ｒをロール角調整量としてプロジェクタ１側に通知する。その後、処理はステップＳ４２６に進む。このステップＳ４２６において、不図示ＣＰＵは、前記ステップＳ４２４で決定したロール角度ｒを考慮して、歪み補正処理パラメータの再決定を行う。すなわち、相対角度及び画角情報に加えて、ロール角ｒにも基づいて補正前歪み四角形ａｂｃｄの形状が判別されて、歪み補正処理パラメータが決定されることになる。その後は、処理は前記ステップＳ４１３に進み、前記第２実施形態と同様の動作を実行することなる。

【0101】

このようにしてロール角調整量がＰＣ４からプロジェクタ１側に通知される（ステップＳ４２５）。そして、前記ステップＳ１３１において、プロジェクタ１のＣＰＵ１９は、そのようなロール角調整量を受信したと判別した場合には、処理をステップＳ１３２に進める。このステップＳ１３２においては、ＣＰＵ１９は、その受信したロール角調整量に従って、姿勢調整部２７に電動脚部２８を駆動させて、プロジェクタ１のロール角を変更する。その後、処理はステップＳ１１３（図５）に進み、ＰＣ４から補正後画像の画像信号を受信して、スクリーン２に投影することとなる。

【0102】

なお、ステップＳ１３１において、ロール角調整量を受信しないと判別した場合には、処理はステップＳ１１３（図５）に進んで、ＰＣ４から補正後画像の画像信号を受信して、スクリーン２に投影することとなる。

【0103】

以上のように、本変形例１では、ＰＣ４側からプロジェクタ１にロール角調整量を通知するようにしているので、プロジェクタ１側がロール補正可能な装置の場合、さらに画素利用率を高めることができる。

【0104】

［変形例２］
前記第２実施形態では、電動脚部２８を用いてロール角を変更するようにしたが、ロール角変更機構はそのようなものに限定されない。

【0105】

例えば、図１３に示すように、傾斜板２９上に設けられた回転板３０の上にプロジェクタ１を設置することが考えられる。図１３において、ｐは回転板３０の回転角度（ヨー方向の角度）、ｑは傾斜板２９の傾斜角度（ピッチ方向の角度）である。これらｐ及びｑはそれぞれ（１）式のｐ及びｑに相当する。この場合、ロール角は自動的につけられるので、ロール角を変更させるための制御及び駆動は不要となる。ただし図１３において、ｐ＝ｑ＝０とした場合のプロジェクタ座標系のｚ軸がスクリーンを垂直に貫くようにスクリーンは設置されているものとする。

【0106】

つまり、この図１３のプロジェクタ座標系は、最初に水平角度変更、次に垂直角度変更、最後にロール角変更を行った後のプロジェクタ座標系である図８（Ｄ）と等価である。すなわち、図１３においてｐ≒２５．７°、ｑ≒３３．７°のときのプロジェクタ座標系の３軸のそれぞれの向きが、図８においてｈ＝ｖ＝３０°、ｒ≒１６．１°のときのプロジェクタ座標系の３軸のそれぞれの向きと同じになる。

【0107】

従って、本変形例２では、センサ等により直接的にｐ及びｑを検出でき、容易に歪み補正処理パラメータを決定することが可能となる。

【0108】

また、プロジェクタ１の設計を変えることなくロール角の変更を行うことができるようになる。

【0109】

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

【0110】

例えば、ロール角変更機構としては、プロジェクタ１全体の姿勢を変更するのではなく、プロジェクタ内部の出力表示素子を、光軸を中心に電気的に回転させる回転機構等、様々な手法を採り得る。このように、出力表示素子を、光軸を中心に回転させる回転機構をを用いて投影画像のロール角を変更するようにすることにより、プロジェクタ１の筐体内部でロール角の変更を行うことができる。なお、上述の回転機構等の構成によれば、ロール角変更の際に光軸位置が変わらないようにすることができる。

【0111】

また、図６や図１３に示したような構成でロール角変更を変更させる場合も、光軸位置が変わらないようにすること望ましい。

【0112】

図６のような構成でロール角変更を変更させる場合、例えば、左右の脚の一方の脚を伸ばす場合、他方の脚を左右方向の光軸位置に応じて、縮むようにすると、光軸位置が変わらないようにすることができる。

【0113】

しかし、ロール角変更の際に光軸位置が変わらないようにすることは必須ではない。

【0114】

なお、それらロール角変更機構を併用できるような構成としてもよい。

【0115】

また、プロジェクタ１とスクリーン２との相対的角度の取得法に関しても、姿勢センサ２３を用いずに、既知の多点測距手法、すなわち、スクリーン２までの複数の点（一直線上にない３点以上）までの距離を測定することにより、相対角度を取得することができる。この距離の測定法については、超音波、赤外線やレーザ光を用いるもの等、公知のどのような技術を用いても良い。このように測距手段で測定された測定結果に基づいてスクリーン２との相対角度を取得するようにすることで、適切に相対角度を取得することができる。さらに別の相対的角度の取得法として、テストチャートを投影し、それを撮像した画像データに基づいて取得したり、ユーザが測定して操作部２２から入力したり、等々、様々な手法が採り得る。

【0116】

また、（１）式（及び（２）式）は最適ロール角を求める式ではなく、ベターな解を簡易的に求めるための式であり、本発明はその他の算出式を用いても良いことは勿論である。

【0117】

また、最適なロール角を求める場合は、スクリーン２との相対的な角度毎に最適なロール角を事前にあるいは逐次、総当たり法（例えば、制御可能な範囲で、０．５度刻みで画素利用率最大な角度を探索する方法）で求めることができる。このように、変更すべきロール角を探索し、決定して変更するようにすれば、最適なロール角を決定することができる。そしてさらに、そのように事前に調べた値を、例えば図１４に示すようなルックアップテーブルとしてプログラムメモリ２１に記憶しておくことで、該ルックアップテーブルを参照して、ロール角を決定することも可能である。このように、相対角度毎に変更すべきロール角を記憶しておき、この記憶した情報を参照して、変更すべきロール角を決定して変更することにより、迅速に最適なロール角を決定することができるようになる。

【0118】

なお、画像出力装置は、投影装置との通信機能と出力画素数の変更機能とを備えるものであれば、ＰＣに限定されるものでは無い。

【0119】

また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0120】

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置であって、
当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得する取得手段と、
取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出手段と、
算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知する通知手段と、
前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影する歪み補正手段と、
を備えることを特徴とする投影装置。

【0121】

［２］
前記推奨画素数算出手段は、当該投影装置の出力表示素子の画素利用率を向上させるような出力画素数を算出することを特徴とする［１］に記載の投影装置。

【0122】

［３］
前記推奨画素数算出手段は、当該投影装置の出力表示素子の横縦比と異なる出力画素数を算出することを特徴とする［１］又は［２］に記載の投影装置。

【0123】

［４］
前記推奨画素数算出手段は、前記出力画素数の横縦比が所定の範囲になるような出力画素数を算出することを特徴とする［１］乃至［３］のうち何れか一に記載の投影装置。

【0124】

［５］
前記取得手段は、前記画像出力装置のデフォルトの出力画素数を更に取得し、
前記推奨画素数算出手段は、取得された前記デフォルトの出力画素数に近い出力画素数を算出することを特徴とする［１］乃至［４］のうち何れか一に記載の投影装置。

【0125】

［６］
前記推奨画素数算出は、前記出力画素数の候補を複数算出することを特徴とする［１］乃至［５］のうち何れか一に記載の投影装置。

【0126】

［７］
投影画像がロールするようにロール角を変更するロール角変更手段を更に備え、
前記推奨画素数算出手段は、前記ロール角変更手段により変更されるロール角も更に考慮して、出力画素数を算出し、
前記歪み補正手段は、前記ロール角変更手段により変更されるロール角を考慮して、投影画像を前記被投影体で矩形画像となるように歪み補正して投影することを特徴とする［１］乃至［６］のうち何れか一に記載の投影装置。

【0127】

［８］
前記取得手段は、当該投影装置の投影時の画角情報を更に取得し、
前記推奨画素数算出手段は、取得された前記画角情報に更に基づいて、前記出力画素数を算出することを特徴とする［１］乃至［７］のうち何れか一に記載の投影装置。

【0128】

［９］
前記取得手段は、
前記被投影体までの複数の点までの距離を測定する測距手段を含み、
前記測距手段で測定された測定結果に基づいて、前記相対角度を取得することを特徴とする［１］乃至［８］のうち何れか一に記載の投影装置。

【0129】

［１０］
当該投影装置の姿勢を検出する姿勢検出手段を更に備え、
前記取得手段は、前記姿勢検出手段で検出された検出結果に基づいて、前記相対角度を取得することを特徴とする［１］乃至［９］のうち何れか一に記載の投影装置。

【0130】

［１１］
出力した画像信号を被投影体に投影する投影装置と協働する画像出力装置であって、
前記投影装置と前記被投影体との相対角度及び投影時の画角情報を取得する取得手段と、
取得された前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、歪み補正する際に出力する画像信号の推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出手段と、
前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、出力する画像信号を歪み補正する歪み補正手段と、
算出した推奨する出力画素数で、歪み補正された前記画像信号を前記投影装置に出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする画像出力装置。

【0131】

［１２］
前記歪み補正手段は、前記投影装置に前記相対角度及び前記画角情報に基づいて、前記投影装置の出力表示素子の画素利用率を向上させるように歪み補正することを特徴とする［１１］に記載の画像出力装置。

【0132】

［１３］
前記取得手段は、前記投影装置の出力表示素子の画素数を更に取得し、
前記推奨画素数算出手段は、取得された前記画素数に更に基づいて、前記推奨する出力画素数を算出することを特徴とする［１１］又は［１２］に記載の画像出力装置。

【0133】

［１４］
前記歪み補正手段は、前記投影装置にロール角調整をさせるように画像信号を歪み補正し、
前記ロール角の調整量を前記投影装置に通知する通知手段を更に備えることを特徴とする［１１］乃至［１３］のうち何れか一に記載の画像出力装置。

【0134】

［１５］
画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置における投影方法であって、
当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得する相対角度取得工程と、
前記相対角度取得工程により取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出する推奨画素数算出工程と、
前記推奨画素数算出工程により算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知する通知工程と、
前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度取得工程により取得された前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影する歪み補正工程と、
を備えることを特徴とする投影方法。

【0135】

［１６］
画像出力装置より出力される画像信号を入力して被投影体に投影する投影装置におけるコンピュータに、
当該投影装置と前記被投影体との相対角度を取得することと、
取得された前記相対角度に基づいて、前記画像出力装置に推奨する出力画素数を算出することと、
算出された前記出力画素数を前記画像出力装置に通知することと、
前記通知された前記出力画素数に応じて前記画像出力装置から出力された画像信号を、前記相対角度に基づいて、歪み補正して投影することと、
を実行させるための投影プログラム。

【符号の説明】

【0136】

１…プロジェクタ、 ２…スクリーン、 ３…水平ベース、 ４…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、 １１…入出力コネクタ部、 １２…入出力インターフェース、 １３…画像変換部、 １４…投影処理部、 １５…マイクロミラー素子、 １６…光源部、 １７…ミラー、 １８…投影レンズ、 １９…ＣＰＵ、 ２０…メインメモリ、 ２１…プログラムメモリ、 ２２…操作部、 ２３…姿勢センサ、 ２４…音声処理部、 ２５…スピーカ、 ２６…レンズ調整部、 ２７…姿勢調整部、 ２８…電動脚部、 ２８Ａ…脚、 ２９…傾斜板、 ３０…回転板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】