JP2008310746A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高度で複雑な処理を行わなくても、３つの壁面が互いに略垂直に交差する角に正常な形で投影可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】画像データに対し、画像データの左右方向略中心に対する圧縮率が下から上にかけて線形に上昇する補正を行う第一圧縮手段Ｍ１と、画像データに対し、画像データの下端を固定しつつ上下方向に所定量だけ圧縮する補正を行う第二圧縮手段Ｍ２と、画像データに対し、画像の下端略中央と上端とを固定しつつ上下方向における圧縮率が左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇する補正を行う第三圧縮手段Ｍ３と、を備えさせる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に、壁面に対して投影された画像の水平方向および垂直方向の伸縮を変更することにより壁面上での画像歪みが解消するような補正を画像データに対して行うプロジェクタに関する。

従来、スクリーンの正面に配置されたプロジェクタからスクリーンに投写し、投写された映像を観賞する投写型プロジェクタが存在する。このようなプロジェクタでは、必ずしもスクリーン正面にプロジェクタを配置できないため画像に台形歪みが生ずることが知られている。このような台形歪みは、キーストン補正により補正されることが多い。但し、キーストン補正は、平面に対して投影された映像の補正には有効であるが平面以外の面に投影された映像の補正を行うのは難しい。

平面以外の面に投影された映像の補正に対応する技術としては、例えば、凹面を向けた広視野角のスクリーンに投影された補正用画像をＣＣＤカメラで撮像し、撮像された画像のパターンマッチングにより歪みを補正する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、均等なチェッカー盤や正方形格子を表示面上に表示してカメラにより撮像し、撮像した映像と本来の映像との写像を作成し、歪みを補正する技術も知られている（例えば特許文献２参照。）。
特開２００１−３６８３９号公報 特開２００４−２８８１８１号公報

上述した従来の技術においては、カメラで撮像された画像と、投影に使用された画像データとのパターンマッチングや写像の作成を行って、歪みを認識している。しかしながら、平面が確保できる場合には通常の投影を行いつつ、投影のための平面が確保できない場合のみ３面の角に投影することを考慮すると、カメラを備えさせるとプロジェクタの容積が増大するし、パターンマッチング処理等を行うには処理能力や記憶媒体容量の増強が欠かせない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、高度で複雑な処理を行わなくても、３つの壁面が互いに略垂直に交差する角に正常な形で投影可能なプロジェクタの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタでは、壁面に対して投影された画像の水平方向および垂直方向の伸縮を変更することにより壁面上での画像歪みが解消する補正を画像データに対して行うプロジェクタにおいて、前記画像データに対し、前記画像データの左右方向略中心に対する圧縮率が下から上にかけて線形に上昇する補正を行う第一圧縮手段と、前記画像データに対し、前記画像データの下端を固定しつつ上下方向に所定量だけ圧縮する補正を行う第二圧縮手段と、前記画像データに対し、画像の下端略中央と上端とを固定しつつ上下方向における圧縮率が左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇する補正を行う第三圧縮手段と、を備える構成としてある。

前記構成において、前記第一圧縮手段と前記第二圧縮手段と前記第三圧縮手段とが実行されることにより、天井面と、該天井面に対して垂直な第一の壁面と、該第一の壁面及び前記天井面にそれぞれ垂直な第三の壁面と、の角に対して画像を投影したとき、投影された画像が略矩形に表示されるように調整することが可能になる。

また、本発明の他の態様として、前記投影の仰角が所定角に調整され且つ、投影された画像の左右方向略中心線が天井面に対し略垂直な第一の壁面と前記天井面及び前記第一の壁面に対し略垂直な第二の壁面との境目の成す仮想線に略一致され且つ、投影された画像の左右上端が前記天井面と前記第一の壁面の境目と前記天井面と前記第二の壁面との境目とにそれぞれ略一致させられており、前記第一圧縮手段は、前記投影された画像の左右側端を略鉛直に配向させる補正を行い、前記第二圧縮手段は、前記投影された画像の左右上端を前記天井面と他の両壁面との境目にそれぞれ略一致させる補正を行い、前記第三圧縮手段は、前記投影された画像が所定仰角の視線で観賞されたときに前記投影された画像の下端が略水平に視認されるような補正を行う構成としてもかまわない。

すなわち、予め投影される画像が、前記天井面や前記第一の壁面や前記第二の壁面に対して、所定の位置関係になるように調整した後に補正を実行することにより、前記第一圧縮手段と前記第二圧縮手段と前記第三圧縮手段とが実行された時点で投影された画像が略矩形に調整済みの映像が表示される。

また、特に前記第一圧縮手段で前記投影された画像の左右側端を略鉛直に配向させる補正を行うと画像の左右方向の歪みが解消され、前記第二圧縮手段で前記投影された画像の左右上端を前記天井面と他の両壁面との境目にそれぞれ略一致させる補正を行うことで画像上部に発生する歪みが解消され、前記第三圧縮手段で前記投影された画像が所定仰角の視線で観賞されたときに前記投影された画像の下端が略水平に視認されるような補正を行うことにより画像下部に発生する歪みが解消される。

ところで、一般に、載置型のプロジェクタであれば、プロジェクタの仰角は視聴者の視線の仰角よりも大きな仰角になるが、天井吊り下げ型のプロジェクタであったり高めの載置面に載置されたプロジェクタであったりする場合には、プロジェクタの仰角が視聴者の視線の仰角よりも小さくなることもありえる。

そこで、本発明の他の態様として、前記視線の仰角が前記所定角よりも小さい場合、前記第三圧縮手段は、前記画像データに対し、画像の下端略中央と上端とを固定しつつ上下方向における圧縮率が左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇する補正を行う一方、前記視線の仰角が前記所定角よりも大きい場合、前記第三圧縮手段は、画像の下端左右端部を固定しつつ上下方向における圧縮率が左右端部から略中央にかけて線形に上昇する補正を行う構成とすることが考えられる。

すなわち、プロジェクタの仰角が視聴者の視線の仰角よりも大きい場合には、矩形の画像データに基づいて投影されると下端略中央が下端左右端部よりも上にずれた映像が視認されることになるため、画像データの下端左右両端部を上方に移動させる補正を行う。無論、ＤＭＤなどの画像変調素子の表示領域にマージンが存在する場合には、画像データの下端中央部を下方に移動させる補正を行っても構わない。一方、プロジェクタの仰角が視聴者の視線の仰角よりも小さい場合には、矩形の画像データに基づいて投影されると下端略中央が下端左右端部よりも下にずれた映像が視認されることになる。そこで画像データの下端略中央を上方に移動させる補正を行う。無論、画像変調素子の表示領域にマージンが存在する場合には、画像データの左右両端を下方に移動させる補正を行っても構わない。

また、本発明の他の態様として、前記投影の仰角を前記所定角に調整する脚部を備える構成としても構わない。該構成によれば、予め所定角の仰角が実現しやすいように設計された専用の脚部で仰角の設定が行えるため、ユーザの利便性が向上する。

また、本発明の他の態様として、前記脚部にて前記投影の仰角が調整されたことを検出すると、前記第一圧縮手段と前記第二圧縮手段と前記第三圧縮手段とが実行される構成としても構わない。該構成によれば、脚部の利用をトリガとして本発明の補正が実行させるようになる。すなわち、仰角調整専用の脚部を使用するのは、本発明の３つの壁面に対する投影を実行することであるため、これをトリガとして自動的に補正処理が実行されるようにすると、ユーザが行う操作が少なくなりユーザの利便性が向上する。

また、本発明の他の態様として、前記所定角が４５度である構成としても構わない。すなわち、３つの壁面に対して画像を投影する場合、仰角を４５度とすると最も歪みを小さくすることができるのである。

また、本発明の他の態様として、前記第一圧縮手段は、前記投影された画像の左右下端をそれぞれ回転の中心として、前記投影された画像の左右側端が内方に約２０度だけ回転する圧縮補正を行う構成としても構わない。所定角を４５度にした場合に、矩形の画像データに基づいて投影された画像に発生する歪みは、予め想定可能なものになる。この歪みのうち、画像の左右方向に発生するもの、すなわち画像の左右側端におけるずれは、投影された画像の下端を中心として鉛直上向きから約２０度外方に回転した状態になる。そこで、投影された画像の左右下端をそれぞれ回転の中心として、投影された画像の左右側端が内方に約２０度だけ回転する圧縮補正を行うことにより歪みが補正されるのである。このとき、記憶すべき補正値は１種類のみであるためメモリの節約にもなる。

また、本発明の他の態様として、前記第三圧縮手段は、前記投影された画像の下端略中央を回転の中心として、前記投影された画像の下端を上方に約３０度だけ回転させる補正を行う構成としても構わない。所定角を４５度にした場合、画像下端における歪みも予め想定可能である。すなわち画像の下端略中央を中心として、該下端略中央より右側と左側とでそれぞれ水平方向から約３０度下方に回転した状態となる。そこで、投影された画像の下端において、下端略中央を中心として上方に約３０度だけ回転する圧縮補正御行うことによって歪みが補正されるのである。このときも記憶すべき補正値は一種類のみであるため、メモリが節約される。

また、本発明の他の態様として、光源と、時分割駆動可能な複数のマイクロミラーで構成されており、前記光源から入射される光の各マイクロミラーにおける反射時間を制御することにより各マイクロミラーの反射光の輝度を調整可能なＤＭＤと、入力された画像データから前記マイクロミラーの数に合わせた画素数の画像信号を生成する映像処理部と、前記映像処理部の出力する画像信号に基づいて前記ＤＭＤを駆動する駆動回路と、前記ＤＭＤの反射光を所定の壁面に投影する投影レンズと、前記ＤＭＤと前記映像処理部とを制御する制御部と、前記光源と前記ＤＭＤと前記映像処理部と前記駆動回路と前記投影レンズと前記制御部とを内部に収容する筺体と、前記筺体内部に収容可能であり、筺体から引き出されると前記投影レンズの投影方向が所定の仰角を有するように前記筺体の前部を所定高さに維持する脚部と、前記脚部の収容時にオフとなると共に前記脚部の使用時にオンとなるスイッチと、を備え、前記投影方向の仰角が前記脚部により所定角に調整され且つ、投影された画像の左右方向略中心線が天井面に対し略垂直な第一の壁面と前記天井面及び前記第一の壁面に対し略垂直な第二の壁面との境目の成す仮想線に略一致され且つ、投影された画像の左右上端が前記天井面と前記第一の壁面の境目と前記天井面と前記第二の壁面との境目とにそれぞれ略一致させられており、前記制御部は、前記スイッチがオンになったことを検出すると、画像データの左右方向略中心に対する圧縮率を下から上に向けて線形に上昇させることにより、投影された画像の左右下端をそれぞれ回転の中心として、投影された画像の左右側端を内方に約２０度だけ回転させて投影された画像の左右側端を略鉛直に配向させる圧縮補正と、前記画像データの下端を固定しつつ上下方向に所定量だけ圧縮することにより、投影された画像の左右上端を、天井面と前記第一の壁面の境目および天井面と前記第二の壁面の境目に、それぞれ略一致させる圧縮補正と、前記画像データの上端と下端略中央とを固定しつつ上下方向における圧縮率を左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇させることにより、投影された画像の下端略中央を回転の中心として、投影された画像の左右下端をそれぞれ上方に３０度だけ回転させ、投影された画像が前記投影方向の仰角に比して小さな仰角で観賞されたときに、投影された画像の下端が略水平に視認されるようにする圧縮補正と、を実行する構成としても構わない。

以上説明したように本発明によれば、３つの壁面の交差する角に投影した画像を正常な形で投影可能なプロジェクタを提供することができる。
また請求項２にかかる発明によれば、投影が開始された時点で略矩形に調整済みの映像を投影可能になる。
そして請求項３にかかる発明によれば、プロジェクタの仰角の変化に対応可能なプロジェクタを提供できる。
さらに請求項４にかかる発明によれば、容易に仰角を調整可能なプロジェクタを提供できる。
また請求項５にかかる発明によれば、ユーザの利便性が向上する
そして請求項６にかかる発明によれば、３つの壁面の交差する角に投影した画像の歪みを最も小さくできる。
また請求項６〜８にかかる発明によれば、メモリを節約できる。
さらに請求項９のような、より具体的な構成において、上述した請求項１，２，４〜８の各発明と同様の作用を奏することはいうまでもない。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）プロジェクタのハードウェア構成：
（２）プロジェクタと投影面の位置関係：
（３）プロジェクタの電気的構成：
（４）３面キーストン補正処理：
（５）まとめ：

（１）プロジェクタのハードウェア構成：
以下、図１〜図８を参照して、本発明の実施形態について説明する。まず、図１，２を参照してプロジェクタのハードウェア構成について説明する。図１は、本実施形態にかかるプロジェクタ１００の外観斜視図、図２は筺体内部を示した上面図、である。

図１において、プロジェクタ１００は、筺体１０と、映像を投影する投射レンズ３０ａと、プロジェクタ１００の仰角を調整する脚部６０と、筺体１０に形成される収容部１０ａと、を備えている。脚部６０は、通常は収容部１０ａに収容されており、可動部を中心に筺体から引き出されると筺体１０の前部を所定高さに持ち上げて維持する。また、脚部６０は後述のスイッチ６０ａと連動しており、脚部６０を収容すると本発明のキーストン補正をオフ、筺体から引き出すとキーストン補正がオンするようになっている。

図２において、プロジェクタ１００は、上下に並行に配置された電源基板２０及び入出力基板１８と、略鉛直に配置されたデジタル基板１６と、光学系３０と光源３２と、遮光板３４と、冷却ファン３５と、から構成されている。

前記入出力基板１８は、入出力端子を備えており、パソコンやビデオカメラ等から映像データの入力や制御信号の入出力が可能になっている。入力された映像信号や制御信号は所定のフォーマットに変換されてデジタル基板１６に出力される。前記デジタル基板１６は、入出力基板１８から入力された映像データや制御信号に基づいてＲＧＢ映像信号を生成し、ＤＭＤ３０ｇやカラーホイル３０ｂを制御してカラー画像を再生させる。前記電源基板２０は外部から供給される商用電源から各種電源電圧を生成してプロジェクタ１００の各部に供給する。

前記光源３２は、筺体１０内部前方の一方の端に（図２においては右上側）配置され、白色光を生成する。光源３２で生成された白色光は、他方の端（図２においては左上側）に設置された光学系３０に向かって照射される。光源としては、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ等を用いることが可能である。

前記光学系３０は、投射レンズ３０ａと、カラーホイル３０ｂと、ライトパイプ３０ｃと、ダブレットレンズ３０ｄと、ミラー３０ｅと、リレーレンズ３０ｆと、ＤＭＤ３０ｇと、から構成されている。

カラーホイル３０ｂは略円盤状であり、光透過可能なＲＧＢの３色のカラーフィルタが略円盤状に等間隔に配置されている。この円盤の面は、光源３２とライトパイプ３０ｃを結ぶ光路上に位置しており、カラーホイル３０ｂが映像信号とタイミングを合わせて回転することにより、光源３２から出射した白色光が、単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換される。むろんカラーホイル３０ｂは、ＲＧＢの他に白（透明）を加えた４セグメントカラーフィルタでもよいし、ＲＧＢにイエロー、マゼンダ、シアンを加えて６色としたものでもよい。

ライトパイプ３０ｃは４枚の板ガラスを張り合わせて筒状に構成されており、カラーホイル３０ｂによりＲＧＢ各色に分離された光が筒内部に入射されると、この光をダブレットレンズ３０ｄに案内する。
ダブレットレンズ３０ｄは２枚のレンズを組み合わせて構成されており、ライトパイプ３０ｃからの光をミラー３０ｅに集光させる。この時、ライトパイプ３０ｃからの光に対して可視光の波長による焦点のずれ（軸上色収差）を補正しつつ集光する。
ミラー３０ｅは、ダブレットレンズ３０ｄより出射された光を反射する。
リレーレンズ３０ｆは凸面のレンズであり、ミラー３０ｅから反射された光をＤＭＤ２５のミラー面に集光させる。

ＤＭＤ３０ｇは、複数のマイクロミラーで構成されるミラー面を備えており、各マイクロミラーはデジタル基板の制御により個別に制御される。マイクロミラーは、反射面の角度を所定角度（例えば、＋１２度と−１２度）傾斜させることにより光源３２からミラー３０ｅ等を介して入射される光を投射レンズ３０ａに向けて反射するオンと、光を投射レンズ３０ａ以外の方向に反射するオフの状態とに切り替えられる。

ＤＭＤ３０ｇのマイクロミラーは映像信号の各画素に対応しており、各画素の色や輝度を再現するためにマイクロミラーを時分割駆動して、各マイクロミラーで反射される光の色と輝度を変化させる。このとき、ＤＭＤと投射レンズとの間に配置される遮光板３４は、ＤＭＤ３０ｇのオフ光などの不要光が投射レンズ３０ａに入射しないように遮光する。

投射レンズ３０ａは、複数の集光素子を光軸方向に沿って配置した組レンズで構成されている。投射レンズ３０ａは、ＤＭＤ３０ｇからの反射光（映像光）が入射されると、組レンズによりＲＧＢの各色光の色収差等に起因する投影画像の不鮮明を防止しつつ、入射された光を出射口から投射してスクリーンに拡大投影する。

（２）プロジェクタと投影面の位置関係：
次に、図３を参照して、画像投影時のプロジェクタの配置について説明する。図３には、天井面Ａから下方を見て示した上面図と、該上面図におけるＸ−Ｘ断面を示した断面図とが示してある。本発明のプロジェクタ１００はスクリーンなどの通常の平面に対しても投影可能であるが、天井面Ａと、この天井面に対して略垂直であると共に互いも略垂直な関係にある壁面Ｂ，Ｃ（第一の壁面、第二の壁面）の、３つの壁面で形成される角に向けた投影を行える点に特徴がある。

本発明の３面キーストン補正を行うには、まず、脚部６０を引き出して、プロジェクタ１００の投影方向が所定の仰角を持つ状態にする。つまり、壁面Ｂ，Ｃが接合される境目を仮想線Ｅとすると、図４の断面図のように、プロジェクタ１００の投影方向が天井面Ａと仮想線Ｅの双方に対し４５度になるように調整する。この仰角は、必ずしも４５度である必要は無いが、以下では説明の便宜上、４５度の場合を採用して説明を行う。

次に、図３の上面図のように、プロジェクタ１００を投影方向が壁面Ｂ，Ｃから共に４５度を成すように配置する。この配置はユーザが行うものであり、ユーザは、投影画像の左右方向略中心線を壁面Ｂ，Ｃが接合される仮想線Ｅに一致させ、投影画像の左上端を壁面Ｂと天井面Ａとの境目に合わせつつ投影画像の右上端を壁面Ｃと天井面Ａとの境目にあわせることにより、この配置を実現する。その際、左右方向略中心線を示すマーキングが投影画像中に表示されていると、配置が容易に実現できる。

（３）プロジェクタの電気的構成：
次に、図４を参照しつつプロジェクタ１００の電気的構成について説明する。同図において、プロジェクタ１００は、制御部１６ａと、ＲＯＭ１６ｂと、スイッチ６０ａと、Ｉ／Ｆ１８ａと、映像処理部１６ｃと、駆動回路１６ｄと、ＤＭＤ３０ｇと、カラーホイル３０ｂと、から構成されている。制御部１６ａとＲＯＭ１６ｂと映像処理部１６ｃは互いに通信可能にシステムバスで接続されている。

Ｉ／Ｆ１８ａは、所定のフォーマットで入出力基板１８の入力端子に入力される映像データや制御信号を復調するとともに、制御部１６ａから出力されるデータ信号を所定のフォーマットに変調する。

映像処理部１６ｃは、入力されたＲＧＢ信号に対してスケーリング処理を行って、１画面分の画素数をＤＭＤ３０ｇのマイクロミラー数に合わせたＲＧＢ信号を生成し、生成したＲＧＢ信号に対してブライトネス、コントラスト、黒バランスおよび白バランスの調整、ガンマ補正、ディザ処理等を行うとともに、背景信号、ＯＳＤ信号、ブランキング信号等を付加して駆動回路１６ｄに出力する。また、映像処理部１６ｃは、映像信号に対して所定の間引き処理や補間処理を行うことにより、映像信号を水平方向および垂直方向に圧縮・伸張した映像信号を生成する。

駆動回路１６ｄは、カラーホイル３０ｂの回転を制御しつつ、映像処理部１６ｃから入力された映像信号に合わせて、ＤＭＤ３０ｇの各マイクロミラーを時分割駆動し、映像光を生成する。

ＲＯＭ１６ｂには、補正プログラムＰのプログラムデータＤ１と本発明の３面キーストン補正を行うための補正値が記憶されている。この補正値としては、天井面Ａと左右の壁面Ｂ，Ｃの３面で形成される角に映像を投影して実測されて決定された値である。すなわち、テスト画像を投影させて、以下の各モジュールでそれぞれ実行される補正をテスト画像の施していき、最も適切な値が記憶されることになる。

制御部１６ａは、システムバスに接続されたＣＰＵ１６ａ１やＲＡＭ１６ａ２を有しており、ＣＰＵ１６ａ１は、ＲＯＭ１６ｂから読み出したプログラムデータＤ１をＲＡＭ１６ａ２上に展開することにより、補正プログラムＰを実行する。補正プログラムＰは、複数のモジュール（第一圧縮手段Ｍ１、第二圧縮手段Ｍ２、第三圧縮手段Ｍ３）によって構成される。これらのモジュールＭ１〜Ｍ３が実行されることにより本発明の各手段が具体的に実現される。以下、各モジュールについて説明する。

図５は各モジュールで実行される圧縮補正を説明する図である。前述した図３のようにプロジェクタ１００が配置された場合、本発明の補正を行わずに映像を投影すると、投影された画像は、図５（ａ）のように、左右下端が左右上端よりも左右方向やや内側に位置し、左右下端よりも下端略中央が上下方向やや上方に位置することになる。

そこで、図５（ａ）のように表示された映像に対して、第一圧縮手段Ｍ１は、ＲＯＭ１６ｂの補正値に基づいて、投影された画像の左右側端を略鉛直に配向させる補正を行う。より具体的には、画像データの左右方向略中心に対する圧縮率を下から上に向けて線形に上昇させることにより、投影された画像の左右下端をそれぞれ回転の中心として、投影された画像の左右側端が内方に約２０度だけ回転する圧縮補正を行うことになる。これにより、左右上端と左右下端の左右方向のずれを解消することが出来る。

次に、図５（ｂ）のように、第二圧縮手段Ｍ２は、投影された画像の左右上端を天井面と他の両壁面との境目にそれぞれ略一致させる補正を行う。実際の処理としては、画像データの下端を固定しつつ上下方向に所定量だけ圧縮する補正を行うことになる。結果として、第一圧縮で左右上端が左右方向内方にずれることにより、天井面Ａと壁面Ｂ，Ｃそれぞれとの境目から画像の左右上端がずれた分だけ投影される画像の上端が下方にシフトして、第一圧縮手段Ｍ１で補正された後の画像において、天井面に表示されて左右に広がるように変形して表示されていた部位を解消することができる。

そして、図５（ｃ）のように、第三圧縮手段Ｍ３は、投影された画像が観賞されたときに、投影された画像の下端が略水平に視認されるような補正を行う。より具体的には、画像の下端略中央と上端とを固定しつつ上下方向における圧縮率が左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇する補正を行う。言い換えると、投影された画像の下端略中央を回転の中心として、投影された画像の左右下端をそれぞれ上方に所定角だけ回転させる補正を行うことになる。

無論、実際にユーザが投影して視聴する際には、図５の補正順で行われる必要は無く、第一〜第三圧縮手段の各補正を任意の順で実行しても良いし、すべての補正を同時の行ってもよい。例えば、図６のように、補正前の画像データに対して、第一〜第三圧縮手段による全ての圧縮補正を実行した五角形の画像データを作成し、この画像データに基づいた投影を行えば、前記第一〜第三圧縮手段の全ての補正が同時に行われることになる。

前述した所定角としては、一般的な使われ方をされた場合（例えば、プロジェクタ１００を机上に載置して、プロジェクタの載置された机の後方にユーザが着席した場合等）には、約３０度となることが実験的に確かめられている。但し、この所定角はプロジェクタ１００の仰角αとユーザが視聴する際の視認の仰角βとの兼ね合いで変化するものである。つまり、第三圧縮手段Ｍ３において適切な補正を行うためには、所定角は、プロジェクタの仰角がユーザの視線の仰角に近づくほど小さくなり、視認の角度から離れるほど大きくなるように変更されるのが好ましい。

また、第三圧縮手段Ｍ３における圧縮補正は必ずしも前述のように補正なしの画像を投影した場合に映像の下端略中央が左右下端よりも上方に位置するとは限らない。
図７にプロジェクタ１００の仰角とユーザが視聴する際の視線の仰角との関係を示した。前述した図５のように、補正なしの画像を投影した場合に映像の下端略中央が左右下端よりも上方に位置するのは、プロジェクタ１００よりもユーザの視点が上に位置する場合、すなわちプロジェクタの仰角αがユーザの視線の仰角βよりも大きい場合である。逆に、プロジェクタ１００よりもユーザの視点が下に位置する場合、すなわち仰角αが仰角βよりも小さい場合は、下端略中央が左右下端よりも上下方向やや下方に位置することになる。この場合、第三圧縮手段Ｍ３は、画像の下端左右端部を固定しつつ上下方向における圧縮率が左右端部から略中央にかけて線形に上昇する補正を行うことになる。

（４）３面キーストン補正処理：
以下、図８を参照して３面キーストン補正を行う制御部の処理について説明する。図８の処理は、プロジェクタ１００で投影が行われている間は、繰り返し実行されている。

処理が開始されると、ステップＳ１０で脚部６０が引き出されたか否かの検出を行う。この判断は脚部６０と連動しているスイッチ６０ａのオン／オフで判断することになる。スイッチがオンの場合は、脚部６０が引き出されて３面の角に対して投影を行うものと判断してステップＳ２０に進む。一方、スイッチがオフの場合は、通常の平面に対する投影が行われているものと判断して本処理を終了する。無論、スイッチがオフの場合には、通常のキーストン補正などが適宜実行されているものとする。

ステップＳ２０では、３面キーストン補正を実行する。すなわち、第一〜第三圧縮手段Ｍ１〜Ｍ３が映像処理部１６ｃを制御することにより画像データに対してそれぞれ圧縮補正を実行させ、Ｉ／Ｆから入力される画像データを図６の五角形状の画像データを補正する。そして、作成した画像データに基づいてＤＭＤとカラーホイルとを制御して補正後の画像を投影させる。

このとき、投影される画像の左右方向略中心線と壁面Ｂ，Ｃ間の仮想線Ｅとが一致し且つ、天井面Ａと壁面Ｂ，Ｃとの境目と投影される画像の左右上端とが一致するように、ユーザにプロジェクタ１００の配置を調整してもらう必要があるため、所定時間（例えば１分等、ユーザがプロジェクタの配置を調整するのに十分な時間）だけ、左右方向略中心を上下に延びる線が記入された画像データを投影する。このとき投影される画像は、第一〜第三補正手段による補正が実行後の画像であっても良いし、補正処理前の画像データであってもよい。これは、補正前と補正後の画像と比較した場合に、投影される画像の左右方向略中心線は同一であるし、画像の左右上端は天井面Ａと壁面Ｂ，Ｃとの境目と並行にシフトしているからである。

そしてステップＳ３０で、再度、脚部６０が引き出されているか否かの検出を行う。脚部６０が引き出されている場合はステップＳ２０の３面キーストン補正を続行し、脚部６０がしまわれている場合は本処理を終了する。無論、ステップＳ３０からステップＳ２０に戻った場合は、中心線を表示する必要は無い。

（５）まとめ：
以上をまとめると、画像データに対し、画像データの左右方向略中心に対する圧縮率が下から上にかけて線形に上昇する補正を行う第一圧縮手段Ｍ１と、画像データに対し、画像データの下端を固定しつつ上下方向に所定量だけ圧縮する補正を行う第二圧縮手段Ｍ２と、画像データに対し、画像の下端略中央と上端とを固定しつつ上下方向における圧縮率が左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇する補正を行う第三圧縮手段Ｍ３と、を備えさせることにより、高度で複雑な処理を行わなくても、３つの壁面が互いに略垂直に交差する角に正常な形で投影可能なプロジェクタを提供できるようになる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

本実施形態にかかるプロジェクタの外観斜視図である。 プロジェクタの筺体内部を模式的に示す上面図である。 光学エンジンと光源装置とを上方より見て示した上面図である。 本実施形態にかかる画像投写時のプロジェクタの配置図である。 ３面キーストン補正の説明図である。 ３面キーストン補正の説明図である。 ３面キーストン補正の説明図である。 ３面キーストン補正処理のフローチャートである。

符号の説明

１０…筺体、１０ａ…収容部、１６…デジタル基板、１６ａ…制御部、１６ａ１…ＣＰＵ、１６ａ２…ＲＡＭ、１６ｂ…ＲＯＭ、１６ｃ…映像処理部、１６ｄ…駆動回路、１８…入出力基板、１８ａ…Ｉ／Ｆ、２０…電源基板、３０…光学系、３０ａ…投射レンズ、３０ｂ…カラーホイル、３０ｃ…ライトパイプ、３０ｄ…ダブレットレンズ、３０ｅ…ミラー、３０ｆ…リレーレンズ、３２…光源、３４…遮光板、４０…スイッチ、６０…脚部、６０ａ…スイッチ、１００…プロジェクタ、Ａ…天井面、Ｂ…壁面、Ｃ…壁面、Ｄ１…プログラムデータ、Ｅ…仮想線、Ｍ１…第一圧縮手段、Ｍ２…第二圧縮手段、Ｍ３…第三圧縮手段、Ｐ…補正プログラム

Claims (9)

1. 壁面に対して投影された画像の水平方向および垂直方向の伸縮を変更することにより壁面上での画像歪みを解消する補正を画像データに対して行うプロジェクタにおいて、
   前記画像データに対し、前記画像データの左右方向略中心に対する圧縮率が下から上にかけて線形に上昇する補正を行う第一圧縮手段と、
   前記画像データに対し、前記画像データの下端を固定しつつ上下方向に所定量だけ圧縮する補正を行う第二圧縮手段と、
   前記画像データに対し、画像の下端略中央と上端とを固定しつつ上下方向における圧縮率が左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇する補正を行う第三圧縮手段と、
   を備えることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記投影の仰角が所定角に調整され且つ、投影された画像の左右方向略中心線が天井面に対し略垂直な第一の壁面と前記天井面及び前記第一の壁面に対し略垂直な第二の壁面との境目の成す仮想線に略一致され且つ、投影された画像の左右上端が前記天井面と前記第一の壁面の境目と前記天井面と前記第二の壁面との境目とにそれぞれ略一致させられており、
   前記第一圧縮手段は、前記投影された画像の左右側端を略鉛直に配向させる補正を行い、
   前記第二圧縮手段は、前記投影された画像の左右上端を前記天井面と他の両壁面との境目にそれぞれ略一致させる補正を行い、
   前記第三圧縮手段は、前記投影された画像が所定仰角の視線で観賞されたときに前記投影された画像の下端が略水平に視認されるような補正を行う前記請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記視線の仰角が前記所定角よりも小さい場合、前記第三圧縮手段は、前記画像データに対し、画像の下端略中央と上端とを固定しつつ上下方向における圧縮率が左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇する補正を行う一方、
   前記視線の仰角が前記所定角よりも大きい場合、前記第三圧縮手段は、画像の下端左右端部を固定しつつ上下方向における圧縮率が左右端部から略中央にかけて線形に上昇する補正を行う請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記投影の仰角を前記所定角に調整する脚部を備える請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のプロジェクタ。
5. 前記脚部にて前記投影の仰角が調整されたことを検出すると、前記第一圧縮手段と前記第二圧縮手段と前記第三圧縮手段とが実行される請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記所定角が４５度である請求項１，２，４，５の何れか一項に記載のプロジェクタ。
7. 前記第一圧縮手段は、前記投影された画像の左右下端をそれぞれ回転の中心として、前記投影された画像の左右側端が内方に約２０度だけ回転する圧縮補正を行う請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 前記第三圧縮手段は、前記投影された画像の下端略中央を回転の中心として、前記投影された画像の下端を上方に約３０度だけ回転させる補正を行う請求項６または請求項７に記載のプロジェクタ。
9. 光源と、
   時分割駆動可能な複数のマイクロミラーで構成されており、前記光源から入射される光の各マイクロミラーにおける反射時間を制御することにより各マイクロミラーの反射光の輝度を調整可能なＤＭＤと、
   入力された画像データから前記マイクロミラーの数に合わせた画素数の画像信号を生成する映像処理部と、
   前記映像処理部の出力する画像信号に基づいて前記ＤＭＤを駆動する駆動回路と、
   前記ＤＭＤの反射光を所定の壁面に投影する投影レンズと、
   前記ＤＭＤと前記映像処理部とを制御する制御部と、
   前記光源と前記ＤＭＤと前記映像処理部と前記駆動回路と前記投影レンズと前記制御部とを内部に収容する筺体と、
   前記筺体内部に収容可能であり、筺体から引き出されると前記投影レンズの投影方向が所定の仰角を有するように前記筺体の前部を所定高さに維持する脚部と、
   前記脚部の収容時にオフとなると共に前記脚部の使用時にオンとなるスイッチと、を備え、
   前記投影方向の仰角が前記脚部により所定角に調整され且つ、投影された画像の左右方向略中心線が天井面に対し略垂直な第一の壁面と前記天井面及び前記第一の壁面に対し略垂直な第二の壁面との境目の成す仮想線に略一致され且つ、投影された画像の左右上端が前記天井面と前記第一の壁面の境目と前記天井面と前記第二の壁面との境目とにそれぞれ略一致させられており、
   前記制御部は、前記スイッチがオンになったことを検出すると、
   画像データの左右方向略中心に対する圧縮率を下から上に向けて線形に上昇させることにより、投影された画像の左右下端をそれぞれ回転の中心として、投影された画像の左右側端を内方に約２０度だけ回転させて投影された画像の左右側端を略鉛直に配向させる圧縮補正と、
   前記画像データの下端を固定しつつ上下方向に所定量だけ圧縮することにより、投影された画像の左右上端を、天井面と前記第一の壁面の境目および天井面と前記第二の壁面の境目に、それぞれ略一致させる圧縮補正と、
   前記画像データの上端と下端略中央とを固定しつつ上下方向における圧縮率を左右方向略中央から左右側方にかけて線形に上昇させることにより、投影された画像の下端略中央を回転の中心として、投影された画像の左右下端をそれぞれ上方に３０度だけ回転させ、投影された画像が前記投影方向の仰角に比して小さな仰角で観賞されたときに、投影された画像の下端が略水平に視認されるようにする圧縮補正と、を実行する請求項１に記載のプロジェクタ。
   

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