プロジェクタおよび台形歪み補正方法
【課題】重力加速度センサによる測定値に微小な変化があった場合に、台形歪み補正を抑制して必要以上に映像の台形歪み補正を行わないようにするプロジェクタを提供する。
【解決手段】投射部と、重力加速度センサと、自動台形歪み補正部と、を備えるプロジェクタにおいて、自動台形歪み補正部は、所定のサンプリング時間（ステップＳ１）と、自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角（ステップＳ２）とを予め設定するとともに、サンプリング時間の間に重力加速度センサにより検出された複数の傾斜角からサンプリング時間における代表角を算出し（ステップＳ３〜ステップＳ７）、代表角とその直前のサンプリング時間の代表角との差角を算出し、差角が制限角以上である場合にのみ（ステップＳ８）、自動台形歪み補正部により映像の台形歪み補正を行う（ステップＳ９）ことを特徴とする。
【解決手段】投射部と、重力加速度センサと、自動台形歪み補正部と、を備えるプロジェクタにおいて、自動台形歪み補正部は、所定のサンプリング時間（ステップＳ１）と、自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角（ステップＳ２）とを予め設定するとともに、サンプリング時間の間に重力加速度センサにより検出された複数の傾斜角からサンプリング時間における代表角を算出し（ステップＳ３〜ステップＳ７）、代表角とその直前のサンプリング時間の代表角との差角を算出し、差角が制限角以上である場合にのみ（ステップＳ８）、自動台形歪み補正部により映像の台形歪み補正を行う（ステップＳ９）ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動的な台形歪み補正機能を有するプロジェクタおよび台形歪み補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、映像を投射するプロジェクタにおいて、自動台形歪み補正機能（オートキーストン機能）を有するものが普及している。この種のプロジェクタでは、スクリーンに投射された映像が上下方向の台形歪みを生じていることを検知して、映像の形状をプロジェクタの設置角度に応じて自動的に補正するようになっている。
【０００３】
この種のプロジェクタは、例えば、投射部と、重力加速度センサと、台形補正部とを備えている。そして、重力加速度センサによりプロジェクタの設置角度（傾き角）を検出して、台形補正部により映像の台形歪みを補正し、投射部により台形歪み補正後の映像をスクリーンに投射するようになっている。
【０００４】
ここで、重力加速度センサは、重力加速度（静的加速度）だけでなく、振動や衝撃（動的加速度）をも検出する。このため、プロジェクタが置かれた机に僅かな振動や衝撃が加わったときでも、プロジェクタは台形歪み補正を頻繁に繰り返してしまい、一時的にスクリーンの映像の品質が大きく低下するという問題があった。
【０００５】
これを解決するために、重力加速度センサの出力信号を複数回取得して、その中で出現頻度が最も高い値に基づき台形歪み補正を行うようにしたプロジェクタが開発されている（例えば、特許文献１参照）。このプロジェクタによれば、プロジェクタに突発的な大きな振動が加わった場合でも、台形歪み補正を行わないことにより、スクリーンの映像の品質低下を抑制することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したプロジェクタにあっては、出現頻度の高い振動角度に基づいて台形歪み補正を行っているので、例えば、机の微小な揺れや重力加速度センサの出力誤差などがあった場合にも映像の台形歪み補正を行ってしまう。これにより、スクリーンの映像の品質が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、重力加速度センサによる測定値に微小な変化があった場合に、台形歪み補正の実行を抑制して必要以上に映像の台形歪み補正を行わないようにするプロジェクタおよび台形歪み補正方法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】
【０００８】
本発明に係るプロジェクタは、略鉛直なスクリーンに映像を投射して表示する投射部と、前記投射部の揺動を検出する重力加速度センサと、前記重力加速度センサにより検出された前記投射部の上下方向の傾斜角に基づき、前記スクリーンに表示された前記映像の台形歪み補正を自動的に行う自動台形歪み補正部と、を備えるプロジェクタにおいて、前記自動台形歪み補正部は、所定のサンプリング時間と、前記自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角とを予め設定するとともに、前記サンプリング時間の間に前記重力加速度センサにより検出された複数の前記傾斜角から前記サンプリング時間における代表角を算出し、前記代表角とその直前の前記サンプリング時間の前記代表角との差角を算出し、前記差角が前記制限角以上である場合にのみ、前記自動台形歪み補正部により前記映像の台形歪み補正を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
この構成により、所定のサンプリング時間における代表角と、その直前のサンプリング時間における代表角との差角が制限角以上である場合にのみ、自動台形歪み補正部により台形歪み補正を行うようになる。これにより、微小な振動が継続的に検出された場合には台形歪み補正が実行されないようになるので、従来のように出現頻度の高い振動角度に基づいて台形歪み補正を行う場合に比べて、必要以上の自動台形歪み補正によるスクリーンの映像の品質低下を抑制できる。
【００１０】
例えば、机の微小な振動や重力加速度センサの誤差などにより微小な振動が検出された場合には、所定のサンプリング時間における代表角は微小な角度になる。このため、その直前のサンプリング時間における代表角が０であったとしても、所定のサンプリング時間における代表角と、その直前のサンプリング時間における代表角との差角は、制限角を超えるほど大きくはならない。よって、机の微小な振動や重力加速度センサの誤差の発生などのように微小な振動が検出された場合には、自動台形歪み補正部により台形歪み補正が実行されないようになるので、必要以上に自動台形歪み補正を行うことによるスクリーンの映像の品質低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、重力加速度センサによる測定値に微小な変化があった場合に、台形歪み補正の実行を抑制して必要以上に映像の台形歪み補正を行わないようにするプロジェクタおよび台形歪み補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの全体を示す概略のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプロジェクタにおいて、液晶ライトバルブの画像形成部に形成される画像とスクリーンに表示された画像との関係を示す説明図であり、（ａ）は画像形成部に長方形の画像が形成された場合、（ｂ）はスクリーンに台形の画像が表示された場合、（ｃ）は画像形成部に補正後の画像が形成された場合、（ｂ）はスクリーンに補正後の画像が表示された場合を示す。
【図３】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの設置角度検出の原理を示す説明図であり、（ａ）はプロジェクタを水平に設置した場合、（ｂ）はプロジェクタを傾斜角Ｘで設置した場合を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るプロジェクタにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの最低角αと投射距離Ｌ０との関係を示す説明図であり、（ａ）はスクリーンに表示された画像の正面図、（ｂ）はスクリーンに表示された画像の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
まず、本発明の実施の形態に係るプロジェクタ１の構成について説明する。
ここでは、プロジェクタの構成として、液晶ライトバルブを用いた液晶表示方式のものを採用している。しかしながら、プロジェクタとしては、液晶表示方式に限られるものではなく、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）を用いた投射方式、すなわち、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のものを採用してもよいのは勿論である。
【００１５】
図１に示すように、プロジェクタ１は、投射部８０と、画像入力部４０と、自動台形歪み補正部５０と、操作部６０と、角度検出部７０とを備えている。
投射部８０は、光源部１０と、液晶ライトバルブ２０と、投射光学系３０とを備えている。
【００１６】
光源部１０は、図示しない光源ランプと、光源ランプから射出された光を直線偏光光に変換する図示しない偏光素子とを備えている。光源ランプとしては、例えばハロゲンランプを適用している。ただし、光源ランプとしてはハロゲンランプには限られず、例えばメタルハライドランプや高圧水銀ランプ、あるいはレーザやＬＥＤなどの固体光源を適用してもよい。
【００１７】
液晶ライトバルブ２０は、画像形成部２１を備えている。液晶ライトバルブ２０は、自動台形歪み補正部５０から出力された情報に基づき、画像形成部２１に画像２２を形成するようになっている。液晶ライトバルブ２０では、自動台形歪み補正部５０による補正がなければ、画像入力部４０から入力された画像がそのままの状態で画像形成部２１に形成されるようになっている。
【００１８】
投射光学系３０は、レンズ系３１と、スクリーン２に表示された映像３のフォーカスを調整するフォーカス調整部３２と、映像３の拡大縮小を行うズーム調整部３３とを備えている。
【００１９】
光源部１０から射出された照射光は、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１を透過し、画像形成部２１に形成された画像２２を照射する。照射された画像２２は投射光学系３０から外部に向けて投射され、スクリーン２に映像３として表示される。すなわち、投射部８０は、略鉛直なスクリーン２に映像３を投射して表示するようになっている。
【００２０】
画像入力部４０は、ＰＣ４などの画像出力装置から出力された画像を入力するようになっている。画像出力装置としては、ＰＣ４の他に、例えば、ＤＶＤプレーヤや、ビデオデッキや、テレビなどを適用することができる。また、画像入力部４０には、ネットワークにより配信される画像を入力するようにしてもよい。
【００２１】
自動台形歪み補正部５０は、制御ユニットにより構成されている。制御ユニットは、ＣＰＵ（Central processing unit）と、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read only memory）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random access memory）と、バックアップメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えている。
【００２２】
ＲＯＭには、自動台形歪み補正部５０により台形歪み補正を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として実行することにより、角度検出部７０から入力した角度情報あるいは操作部６０からの補正指示に基づいて補正量を調整し、画像入力部４０から入力した画像に対して台形歪み補正を施すようになっている。
【００２３】
自動台形歪み補正部５０は、重力加速度センサ７１により検出された投射部８０の上下方向の傾斜角Ｘに基づき、スクリーン２に表示された映像３の台形歪み補正を自動的に行うようになっている。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１に長方形の画像２２を形成した場合、この画像２２をスクリーン２にあおり投射すると、図２（ｂ）に示すように、台形状に歪んだ画像３となる。このような台形歪みを補正するため、自動台形歪み補正部５０は、プロジェクタ１の設置角度に応じて、図２（ｃ）に示すように、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１での画像２２の周囲部（図中のハッチング部分）２２ａを黒色に設定する。この画像２２をスクリーン２にあおり投射すると、図２（ｄ）に示すように、画像３の周囲部３ａが長方形の画像３の周囲の余分な部分を占めるようになり、歪みのない長方形の画像３を表示することができるようになる。
【００２５】
自動台形歪み補正部５０では、補正を行うべき最小傾斜角度を最小角αとして予め設定しておく。そして、プロジェクタ１が最小角αよりも大きく傾斜した場合に、自動台形歪み補正部５０は、原則としては映像３を補正するようになっている。最小角αを何度に設定するかは、投射距離Ｌ０によって異なる。
【００２６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αは、以下の関係式に基づいて、自動台形歪み補正部５０により算出されるようになっている。ここで、図５（ａ）中、符号Ｖは鉛直線を示す。また、図５（ｂ）中、符号Ｈは水平線を示す。
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像３の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像３の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
【００２７】
例えば、上辺長２Ｗｔと下辺長２Ｗｂの比率（Ｗｔ／Ｗｂ）が１％発生した場合に台形補正を１段行う必要があると仮定すると、その時の映像歪み角βは０．５度になる。投射距離Ｌ０＝４００ｍｍの場合、β＝０．５度における最小角αは約０．３度と算出される。また、投射距離Ｌ０＝１２００ｍｍの場合、β＝０．５度における最小角αは約０．７度と算出される。
【００２８】
また、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間の間に重力加速度センサ７１により複数の傾斜角Ｘを検出するとともに、検出された複数の傾斜角Ｘのうちで所定の閾値より小さい傾斜角Ｘの平均値を代表角ＡＸに設定するようになっている。例えば、サンプリング時間が２秒で、傾斜角Ｘの検出を１００ｍ秒ごとにした場合、１サンプリング時間の間に２０個の傾斜角情報が含まれるようになる。ここでの所定の閾値は、例えば１０度としている。１０度以上の傾斜のような極端に大きな傾斜を除いて平均化することにより、机５の微小や振動や重力加速度センサ７１の検出誤差などを検出して、当該サンプリング時間での代表角ＡＸを得ることができる。
【００２９】
さらに、自動台形歪み補正部５０は、最小角αの例えば２〜３倍の値を制限角ＡＬとして設定するようになっている。制限角ＡＬは、後述する差角判断ステップにおいて、自動台形歪み補正部５０により、当該サンプリング時間の代表角ＡＸとその直前のサンプリング時間の代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）と比較されるようになっている。
【００３０】
図１に示すように、操作部６０は、プロジェクタ１の上面部に形成された電源スイッチおよび各種の調整ボタン６１を備えている。調整ボタン６１としては、例えば、映像３のズームボタン、映像３の歪み補正ボタン、映像３のフォーカスボタンなどがある。画像の台形歪み補正は、自動台形歪み補正部５０により自動的に行われるだけでなく、ユーザによる手動操作によっても行われ得るようになっている。例えば、映像３が自動台形歪み補正部５０により自動的に補正された後、ユーザは映像３に対して微調整を施すことが可能となる。操作部６０は、プロジェクタ１の上面部のみならず、図示しないリモートコントローラにも設けられるようにしてもよい。
【００３１】
角度検出部７０は、重力加速度センサ７１を備えている。重力加速度センサ７１によりプロジェクタ１の設置角度が検出されるようになっている。角度検出部７０により検出された角度情報は、自動台形歪み補正部５０に出力される。また、重力加速度センサ７１の分解能性能は、自動台形歪み補正部５０で設定される最小角αの最低値より小さい角度、例えば０．１度としている。
【００３２】
重力加速度センサ７１は、例えば出力形態がアナログ電圧出力で検出軸数が１軸のものを採用している。ただし、重力加速度センサ７１としては、１軸アナログ電圧出力型に限られないのは勿論であり、例えば出力形態はデューティ出力としたり、検出軸数は２〜３軸型としてもよい。
【００３３】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、重力加速度センサ７１は、プロジェクタ１の内部に実装されている。重力加速度センサ７１は、プロジェクタ１の前後軸１ａに沿って作用する加速度を検出するようになっている。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、プロジェクタ１を設置する机５の上面が水平である場合は、重力加速度センサ７１への重力加速度は鉛直下向き方向に作用する。このため、プロジェクタ１の前後方向に加速度は生じないため、重力加速度センサ７１の出力は０になる。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、机５が水平線Ｈに対して傾斜した場合は、プロジェクタ１はあおり投射を行うようになる。このときの傾斜角度をＸとすると、プロジェクタ１の後方への加速度成分は、ｇ・ｓｉｎＸとなる。重力加速度センサ７１は、この加速度成分の大きさに応じた電圧を出力する。角度検出部７０は、重力加速度センサ７１から出力された電圧値に基づいて、プロジェクタ１の設置角度を検出するようになっている。
【００３６】
本実施の形態に係る台形歪み補正方法は、サンプリング時間設定ステップと、制限角設定ステップと、代表角算出ステップと、差角算出ステップと、差角判断ステップと、台形歪み補正ステップとを備えている。
【００３７】
サンプリング時間設定ステップは、所定のサンプリング時間を設定する。制限角設定ステップは、自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αより大きい制限角ＡＬを設定する。代表角算出ステップは、サンプリング時間の間に重力加速度センサ７１により検出された複数の傾斜角Ｘからサンプリング時間における代表角ＡＸを算出する。
【００３８】
差角算出ステップは、サンプリング時間の代表角ＡＸとその直前のサンプリング時間の代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）を算出する。差角判断ステップは、差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であるか否かを判断する。台形歪み補正ステップは、差角判断ステップで差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であると判断された場合に、自動台形歪み補正部５０により映像３の台形歪み補正を行う。
【００３９】
次に、本実施の形態のプロジェクタ１における台形歪み補正方法の処理を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
自動台形歪み補正部５０は、予め所定のサンプリング時間を設定する（ステップＳ１）。このステップＳ１が、本発明のサンプリング時間設定ステップを構成する。ここでは、サンプリング時間を例えば２秒に設定する。
【００４１】
自動台形歪み補正部５０は、自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αより大きい制限角ＡＬを設定する（ステップＳ２）。このステップＳ２が、本発明の制限角設定ステップを構成する。
【００４２】
自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αは、以下の関係式に基づいて、自動台形歪み補正部５０により算出される。
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像３の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像３の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
【００４３】
自動台形歪み補正部５０は、算出された最小角αの例えば２倍の値を制限角ＡＬに設定する。
【００４４】
続いて、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間を計測するためのタイマをリセットして再スタートする（ステップＳ３）。自動台形歪み補正部５０は、重力加速度センサ７１によりプロジェクタ１の傾斜角Ｘを検出する（ステップＳ４）。自動台形歪み補正部５０は、重力加速度センサ７１により検出された傾斜角ＸをＲＡＭに記憶する（ステップＳ５）。さらに、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間を計測するタイマを参照し、タイマが再スタートされてからサンプリング時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００４５】
自動台形歪み補正部５０により、タイマが再スタートされてからサンプリング時間が経過していないと判断された場合は（ステップＳ６；ＮＯ）、自動台形歪み補正部５０は、再び重力加速度センサ７１によりプロジェクタ１の傾斜角Ｘを検出する（ステップＳ４）。
【００４６】
自動台形歪み補正部５０により、タイマが再スタートされてからサンプリング時間が経過したと判断された場合は（ステップＳ６；ＹＥＳ）、以下のように処理される。まず、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間の間に重力加速度センサ７１により検出された複数の傾斜角Ｘから当該サンプリング時間における代表角ＡＸを算出する（ステップＳ７）。ステップＳ２〜ステップＳ７が、本発明の代表角算出ステップを構成する。
【００４７】
自動台形歪み補正部５０では、サンプリング時間を２秒にするとともに、傾斜角Ｘの検出を１００ｍ秒ごとにして、１サンプリング時間の間に２０個の傾斜角情報が含まれるようにする。そして、検出された複数の傾斜角Ｘのうちで１０度より小さい傾斜角Ｘの平均値を代表角ＡＸに設定する。
【００４８】
次に、自動台形歪み補正部５０により、当該サンプリング時間の代表角ＡＸとその直前のサンプリング時間の代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が算出される。さらに、自動台形歪み補正部５０により、算出した差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であるか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８が、本発明の差角算出ステップおよび差角判断ステップを構成する。
【００４９】
自動台形歪み補正部５０により、算出した差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上でないと判断された場合は（ステップＳ８；ＮＯ）、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間を計測するためのタイマをリセットして再スタートする（ステップＳ３）。
【００５０】
自動台形歪み補正部５０により、算出した差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であると判断された場合は（ステップＳ８；ＹＥＳ）、自動台形歪み補正部５０は、当該サンプリング時間での代表角ＡＸに基づいて台形歪み補正を実行する（ステップＳ９）。ステップＳ８およびステップＳ９が、本発明の台形歪み補正ステップを構成する。台形歪み補正の方法としては、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１での画像２２を自動台形歪み補正部５０により補正するための公知の手法を適用することができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、自動台形歪み補正部５０により、所定のサンプリング時間における代表角ＡＸと、その直前のサンプリング時間における代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）さ算出される。そして、差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上である場合にのみ、自動台形歪み補正部５０により台形歪み補正が行われる。これにより、微小な振動が継続的に検出された場合には台形歪み補正が実行されないので、必要以上の自動台形歪み補正の実行によるスクリーン２の映像３の品質低下を抑制できる。
【００５２】
また、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、代表角ＡＸをサンプリング時間の間に検出された複数の傾斜角Ｘのうちで１０度より小さい傾斜角Ｘの平均値であるようにしている。このため、机５の微小な振動や重力加速度センサ７１の検出誤差のように微小な傾斜角Ｘのみを代表角ＡＸに反映させて、微小な傾斜角Ｘへの必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、最小角αは、以下の関係式
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
により算出される。
【００５４】
このため、投射距離Ｌ０に応じて適切な最小角αが設定されるので、投射距離Ｌ０に関わらず常に最適な条件でスクリーン２の映像３の品質低下を抑制できる。投射距離Ｌ０＝０〜８００ｍｍの超短焦点プロジェクタおよび投射距離Ｌ０＝８００〜１２００ｍｍの短焦点プロジェクタにおいては、投射距離Ｌ０の違いが映像投影角θに大きく影響する。このため、特に超短焦点プロジェクタおよび短焦点プロジェクタにおいて、必要以上の自動台形歪み補正の抑制効果は大きくなる。
【００５５】
また、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、制限角ＡＬは最小角αの２倍であるので、最小角αの２倍以上の十分大きい傾斜には自動台形歪み補正が行われるようになる。このため、プロジェクタ１に微小な振動を超える傾斜が発生しても、映像３の台形歪みによる品質低下を確実に抑えることができる。
【００５６】
本実施の形態では、代表角ＡＸをサンプリング時間の間に検出された複数の傾斜角Ｘのうちで１０度より小さい傾斜角Ｘの平均値であるようにしている。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、所定の閾値は１０度に限られるものではない。所定の閾値としては、少なくとも微小な傾斜を超えるものであればよく、例えば５〜１５度程度に設定することが好ましく、１０度が最も好ましい。いずれの場合も、微小な傾斜角Ｘのみを代表角ＡＸに反映させて、微小な傾斜角Ｘへの必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、代表角ＡＸをサンプリング時間の間に検出された複数の傾斜角Ｘのうちで所定の閾値より小さい傾斜角Ｘの平均値であるようにしている。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、代表角ＡＸの算出方法はこれに限られない。
【００５８】
また、本実施の形態では、自動台形歪み補正部５０が代表角ＡＸを算出方法する際に、サンプリング時間が２秒で１００ｍ秒ごとに検出した傾斜角Ｘを利用している。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、サンプリング時間や検出頻度はこれらに限られない。サンプリング時間としては、少なくとも０秒を超えていればよく、例えば１〜３秒であることが好ましく、２秒が最も好ましい。また、傾斜角Ｘの検出頻度としては、適宜設定することができ、例えば５０〜２００ｍ秒ごとにすることが好ましく、１００ｍ秒が最も好ましい。いずれの場合も、微小な傾斜角Ｘのみを代表角ＡＸに反映させて、微小な傾斜角Ｘへの必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、制限角ＡＬは最小角αの２倍であるようにしたが、本発明のプロジェクタにおいては、最小角αの２倍に限られるものではない。制限角ＡＬとしては、少なくとも最小角αより大きいものであればよく、例えば最小角αの２〜３倍であるようにすることが好ましく、２倍が最も好ましい。いずれの場合も、必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、プロジェクタ１の投射方式として液晶ライトバルブ２０を用いた液晶表示方式を採用した。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、液晶表示方式に限られるものではなく、他の方式を採用してもよい。例えば、ＤＭＤを用いた投射方式、すなわち、ＤＬＰ方式としてもよい。このＤＬＰ方式は白色に光るランプの光をレンズで集光してＤＭＤに当て、ＤＭＤの個々のミラーがオン状態に傾いているときの光を他のレンズで拡大し、スクリーンに投影する方式であり、本発明はこのような方式のプロジェクタにも適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ プロジェクタ
２ スクリーン
３ 映像
１０ 光源部
２０ 液晶ライトバルブ
３０ 投射光学系
４０ 画像入力部
５０ 自動台形歪み補正部
６０ 操作部
７０ 角度検出部
７１ 重力加速度センサ
８０ 投射部
ＡＬ 制限角
ＡＸ 代表角
Ｘ 傾斜角
α 最小角
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００５−７９９３９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動的な台形歪み補正機能を有するプロジェクタおよび台形歪み補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、映像を投射するプロジェクタにおいて、自動台形歪み補正機能（オートキーストン機能）を有するものが普及している。この種のプロジェクタでは、スクリーンに投射された映像が上下方向の台形歪みを生じていることを検知して、映像の形状をプロジェクタの設置角度に応じて自動的に補正するようになっている。
【０００３】
この種のプロジェクタは、例えば、投射部と、重力加速度センサと、台形補正部とを備えている。そして、重力加速度センサによりプロジェクタの設置角度（傾き角）を検出して、台形補正部により映像の台形歪みを補正し、投射部により台形歪み補正後の映像をスクリーンに投射するようになっている。
【０００４】
ここで、重力加速度センサは、重力加速度（静的加速度）だけでなく、振動や衝撃（動的加速度）をも検出する。このため、プロジェクタが置かれた机に僅かな振動や衝撃が加わったときでも、プロジェクタは台形歪み補正を頻繁に繰り返してしまい、一時的にスクリーンの映像の品質が大きく低下するという問題があった。
【０００５】
これを解決するために、重力加速度センサの出力信号を複数回取得して、その中で出現頻度が最も高い値に基づき台形歪み補正を行うようにしたプロジェクタが開発されている（例えば、特許文献１参照）。このプロジェクタによれば、プロジェクタに突発的な大きな振動が加わった場合でも、台形歪み補正を行わないことにより、スクリーンの映像の品質低下を抑制することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したプロジェクタにあっては、出現頻度の高い振動角度に基づいて台形歪み補正を行っているので、例えば、机の微小な揺れや重力加速度センサの出力誤差などがあった場合にも映像の台形歪み補正を行ってしまう。これにより、スクリーンの映像の品質が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、重力加速度センサによる測定値に微小な変化があった場合に、台形歪み補正の実行を抑制して必要以上に映像の台形歪み補正を行わないようにするプロジェクタおよび台形歪み補正方法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】
【０００８】
本発明に係るプロジェクタは、略鉛直なスクリーンに映像を投射して表示する投射部と、前記投射部の揺動を検出する重力加速度センサと、前記重力加速度センサにより検出された前記投射部の上下方向の傾斜角に基づき、前記スクリーンに表示された前記映像の台形歪み補正を自動的に行う自動台形歪み補正部と、を備えるプロジェクタにおいて、前記自動台形歪み補正部は、所定のサンプリング時間と、前記自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角とを予め設定するとともに、前記サンプリング時間の間に前記重力加速度センサにより検出された複数の前記傾斜角から前記サンプリング時間における代表角を算出し、前記代表角とその直前の前記サンプリング時間の前記代表角との差角を算出し、前記差角が前記制限角以上である場合にのみ、前記自動台形歪み補正部により前記映像の台形歪み補正を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
この構成により、所定のサンプリング時間における代表角と、その直前のサンプリング時間における代表角との差角が制限角以上である場合にのみ、自動台形歪み補正部により台形歪み補正を行うようになる。これにより、微小な振動が継続的に検出された場合には台形歪み補正が実行されないようになるので、従来のように出現頻度の高い振動角度に基づいて台形歪み補正を行う場合に比べて、必要以上の自動台形歪み補正によるスクリーンの映像の品質低下を抑制できる。
【００１０】
例えば、机の微小な振動や重力加速度センサの誤差などにより微小な振動が検出された場合には、所定のサンプリング時間における代表角は微小な角度になる。このため、その直前のサンプリング時間における代表角が０であったとしても、所定のサンプリング時間における代表角と、その直前のサンプリング時間における代表角との差角は、制限角を超えるほど大きくはならない。よって、机の微小な振動や重力加速度センサの誤差の発生などのように微小な振動が検出された場合には、自動台形歪み補正部により台形歪み補正が実行されないようになるので、必要以上に自動台形歪み補正を行うことによるスクリーンの映像の品質低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、重力加速度センサによる測定値に微小な変化があった場合に、台形歪み補正の実行を抑制して必要以上に映像の台形歪み補正を行わないようにするプロジェクタおよび台形歪み補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの全体を示す概略のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプロジェクタにおいて、液晶ライトバルブの画像形成部に形成される画像とスクリーンに表示された画像との関係を示す説明図であり、（ａ）は画像形成部に長方形の画像が形成された場合、（ｂ）はスクリーンに台形の画像が表示された場合、（ｃ）は画像形成部に補正後の画像が形成された場合、（ｂ）はスクリーンに補正後の画像が表示された場合を示す。
【図３】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの設置角度検出の原理を示す説明図であり、（ａ）はプロジェクタを水平に設置した場合、（ｂ）はプロジェクタを傾斜角Ｘで設置した場合を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るプロジェクタにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの最低角αと投射距離Ｌ０との関係を示す説明図であり、（ａ）はスクリーンに表示された画像の正面図、（ｂ）はスクリーンに表示された画像の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
まず、本発明の実施の形態に係るプロジェクタ１の構成について説明する。
ここでは、プロジェクタの構成として、液晶ライトバルブを用いた液晶表示方式のものを採用している。しかしながら、プロジェクタとしては、液晶表示方式に限られるものではなく、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）を用いた投射方式、すなわち、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式のものを採用してもよいのは勿論である。
【００１５】
図１に示すように、プロジェクタ１は、投射部８０と、画像入力部４０と、自動台形歪み補正部５０と、操作部６０と、角度検出部７０とを備えている。
投射部８０は、光源部１０と、液晶ライトバルブ２０と、投射光学系３０とを備えている。
【００１６】
光源部１０は、図示しない光源ランプと、光源ランプから射出された光を直線偏光光に変換する図示しない偏光素子とを備えている。光源ランプとしては、例えばハロゲンランプを適用している。ただし、光源ランプとしてはハロゲンランプには限られず、例えばメタルハライドランプや高圧水銀ランプ、あるいはレーザやＬＥＤなどの固体光源を適用してもよい。
【００１７】
液晶ライトバルブ２０は、画像形成部２１を備えている。液晶ライトバルブ２０は、自動台形歪み補正部５０から出力された情報に基づき、画像形成部２１に画像２２を形成するようになっている。液晶ライトバルブ２０では、自動台形歪み補正部５０による補正がなければ、画像入力部４０から入力された画像がそのままの状態で画像形成部２１に形成されるようになっている。
【００１８】
投射光学系３０は、レンズ系３１と、スクリーン２に表示された映像３のフォーカスを調整するフォーカス調整部３２と、映像３の拡大縮小を行うズーム調整部３３とを備えている。
【００１９】
光源部１０から射出された照射光は、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１を透過し、画像形成部２１に形成された画像２２を照射する。照射された画像２２は投射光学系３０から外部に向けて投射され、スクリーン２に映像３として表示される。すなわち、投射部８０は、略鉛直なスクリーン２に映像３を投射して表示するようになっている。
【００２０】
画像入力部４０は、ＰＣ４などの画像出力装置から出力された画像を入力するようになっている。画像出力装置としては、ＰＣ４の他に、例えば、ＤＶＤプレーヤや、ビデオデッキや、テレビなどを適用することができる。また、画像入力部４０には、ネットワークにより配信される画像を入力するようにしてもよい。
【００２１】
自動台形歪み補正部５０は、制御ユニットにより構成されている。制御ユニットは、ＣＰＵ（Central processing unit）と、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read only memory）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random access memory）と、バックアップメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えている。
【００２２】
ＲＯＭには、自動台形歪み補正部５０により台形歪み補正を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として実行することにより、角度検出部７０から入力した角度情報あるいは操作部６０からの補正指示に基づいて補正量を調整し、画像入力部４０から入力した画像に対して台形歪み補正を施すようになっている。
【００２３】
自動台形歪み補正部５０は、重力加速度センサ７１により検出された投射部８０の上下方向の傾斜角Ｘに基づき、スクリーン２に表示された映像３の台形歪み補正を自動的に行うようになっている。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１に長方形の画像２２を形成した場合、この画像２２をスクリーン２にあおり投射すると、図２（ｂ）に示すように、台形状に歪んだ画像３となる。このような台形歪みを補正するため、自動台形歪み補正部５０は、プロジェクタ１の設置角度に応じて、図２（ｃ）に示すように、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１での画像２２の周囲部（図中のハッチング部分）２２ａを黒色に設定する。この画像２２をスクリーン２にあおり投射すると、図２（ｄ）に示すように、画像３の周囲部３ａが長方形の画像３の周囲の余分な部分を占めるようになり、歪みのない長方形の画像３を表示することができるようになる。
【００２５】
自動台形歪み補正部５０では、補正を行うべき最小傾斜角度を最小角αとして予め設定しておく。そして、プロジェクタ１が最小角αよりも大きく傾斜した場合に、自動台形歪み補正部５０は、原則としては映像３を補正するようになっている。最小角αを何度に設定するかは、投射距離Ｌ０によって異なる。
【００２６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αは、以下の関係式に基づいて、自動台形歪み補正部５０により算出されるようになっている。ここで、図５（ａ）中、符号Ｖは鉛直線を示す。また、図５（ｂ）中、符号Ｈは水平線を示す。
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像３の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像３の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
【００２７】
例えば、上辺長２Ｗｔと下辺長２Ｗｂの比率（Ｗｔ／Ｗｂ）が１％発生した場合に台形補正を１段行う必要があると仮定すると、その時の映像歪み角βは０．５度になる。投射距離Ｌ０＝４００ｍｍの場合、β＝０．５度における最小角αは約０．３度と算出される。また、投射距離Ｌ０＝１２００ｍｍの場合、β＝０．５度における最小角αは約０．７度と算出される。
【００２８】
また、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間の間に重力加速度センサ７１により複数の傾斜角Ｘを検出するとともに、検出された複数の傾斜角Ｘのうちで所定の閾値より小さい傾斜角Ｘの平均値を代表角ＡＸに設定するようになっている。例えば、サンプリング時間が２秒で、傾斜角Ｘの検出を１００ｍ秒ごとにした場合、１サンプリング時間の間に２０個の傾斜角情報が含まれるようになる。ここでの所定の閾値は、例えば１０度としている。１０度以上の傾斜のような極端に大きな傾斜を除いて平均化することにより、机５の微小や振動や重力加速度センサ７１の検出誤差などを検出して、当該サンプリング時間での代表角ＡＸを得ることができる。
【００２９】
さらに、自動台形歪み補正部５０は、最小角αの例えば２〜３倍の値を制限角ＡＬとして設定するようになっている。制限角ＡＬは、後述する差角判断ステップにおいて、自動台形歪み補正部５０により、当該サンプリング時間の代表角ＡＸとその直前のサンプリング時間の代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）と比較されるようになっている。
【００３０】
図１に示すように、操作部６０は、プロジェクタ１の上面部に形成された電源スイッチおよび各種の調整ボタン６１を備えている。調整ボタン６１としては、例えば、映像３のズームボタン、映像３の歪み補正ボタン、映像３のフォーカスボタンなどがある。画像の台形歪み補正は、自動台形歪み補正部５０により自動的に行われるだけでなく、ユーザによる手動操作によっても行われ得るようになっている。例えば、映像３が自動台形歪み補正部５０により自動的に補正された後、ユーザは映像３に対して微調整を施すことが可能となる。操作部６０は、プロジェクタ１の上面部のみならず、図示しないリモートコントローラにも設けられるようにしてもよい。
【００３１】
角度検出部７０は、重力加速度センサ７１を備えている。重力加速度センサ７１によりプロジェクタ１の設置角度が検出されるようになっている。角度検出部７０により検出された角度情報は、自動台形歪み補正部５０に出力される。また、重力加速度センサ７１の分解能性能は、自動台形歪み補正部５０で設定される最小角αの最低値より小さい角度、例えば０．１度としている。
【００３２】
重力加速度センサ７１は、例えば出力形態がアナログ電圧出力で検出軸数が１軸のものを採用している。ただし、重力加速度センサ７１としては、１軸アナログ電圧出力型に限られないのは勿論であり、例えば出力形態はデューティ出力としたり、検出軸数は２〜３軸型としてもよい。
【００３３】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、重力加速度センサ７１は、プロジェクタ１の内部に実装されている。重力加速度センサ７１は、プロジェクタ１の前後軸１ａに沿って作用する加速度を検出するようになっている。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、プロジェクタ１を設置する机５の上面が水平である場合は、重力加速度センサ７１への重力加速度は鉛直下向き方向に作用する。このため、プロジェクタ１の前後方向に加速度は生じないため、重力加速度センサ７１の出力は０になる。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、机５が水平線Ｈに対して傾斜した場合は、プロジェクタ１はあおり投射を行うようになる。このときの傾斜角度をＸとすると、プロジェクタ１の後方への加速度成分は、ｇ・ｓｉｎＸとなる。重力加速度センサ７１は、この加速度成分の大きさに応じた電圧を出力する。角度検出部７０は、重力加速度センサ７１から出力された電圧値に基づいて、プロジェクタ１の設置角度を検出するようになっている。
【００３６】
本実施の形態に係る台形歪み補正方法は、サンプリング時間設定ステップと、制限角設定ステップと、代表角算出ステップと、差角算出ステップと、差角判断ステップと、台形歪み補正ステップとを備えている。
【００３７】
サンプリング時間設定ステップは、所定のサンプリング時間を設定する。制限角設定ステップは、自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αより大きい制限角ＡＬを設定する。代表角算出ステップは、サンプリング時間の間に重力加速度センサ７１により検出された複数の傾斜角Ｘからサンプリング時間における代表角ＡＸを算出する。
【００３８】
差角算出ステップは、サンプリング時間の代表角ＡＸとその直前のサンプリング時間の代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）を算出する。差角判断ステップは、差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であるか否かを判断する。台形歪み補正ステップは、差角判断ステップで差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であると判断された場合に、自動台形歪み補正部５０により映像３の台形歪み補正を行う。
【００３９】
次に、本実施の形態のプロジェクタ１における台形歪み補正方法の処理を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
自動台形歪み補正部５０は、予め所定のサンプリング時間を設定する（ステップＳ１）。このステップＳ１が、本発明のサンプリング時間設定ステップを構成する。ここでは、サンプリング時間を例えば２秒に設定する。
【００４１】
自動台形歪み補正部５０は、自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αより大きい制限角ＡＬを設定する（ステップＳ２）。このステップＳ２が、本発明の制限角設定ステップを構成する。
【００４２】
自動台形歪み補正部５０で補正可能な最小角αは、以下の関係式に基づいて、自動台形歪み補正部５０により算出される。
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像３の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像３の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
【００４３】
自動台形歪み補正部５０は、算出された最小角αの例えば２倍の値を制限角ＡＬに設定する。
【００４４】
続いて、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間を計測するためのタイマをリセットして再スタートする（ステップＳ３）。自動台形歪み補正部５０は、重力加速度センサ７１によりプロジェクタ１の傾斜角Ｘを検出する（ステップＳ４）。自動台形歪み補正部５０は、重力加速度センサ７１により検出された傾斜角ＸをＲＡＭに記憶する（ステップＳ５）。さらに、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間を計測するタイマを参照し、タイマが再スタートされてからサンプリング時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００４５】
自動台形歪み補正部５０により、タイマが再スタートされてからサンプリング時間が経過していないと判断された場合は（ステップＳ６；ＮＯ）、自動台形歪み補正部５０は、再び重力加速度センサ７１によりプロジェクタ１の傾斜角Ｘを検出する（ステップＳ４）。
【００４６】
自動台形歪み補正部５０により、タイマが再スタートされてからサンプリング時間が経過したと判断された場合は（ステップＳ６；ＹＥＳ）、以下のように処理される。まず、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間の間に重力加速度センサ７１により検出された複数の傾斜角Ｘから当該サンプリング時間における代表角ＡＸを算出する（ステップＳ７）。ステップＳ２〜ステップＳ７が、本発明の代表角算出ステップを構成する。
【００４７】
自動台形歪み補正部５０では、サンプリング時間を２秒にするとともに、傾斜角Ｘの検出を１００ｍ秒ごとにして、１サンプリング時間の間に２０個の傾斜角情報が含まれるようにする。そして、検出された複数の傾斜角Ｘのうちで１０度より小さい傾斜角Ｘの平均値を代表角ＡＸに設定する。
【００４８】
次に、自動台形歪み補正部５０により、当該サンプリング時間の代表角ＡＸとその直前のサンプリング時間の代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が算出される。さらに、自動台形歪み補正部５０により、算出した差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であるか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８が、本発明の差角算出ステップおよび差角判断ステップを構成する。
【００４９】
自動台形歪み補正部５０により、算出した差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上でないと判断された場合は（ステップＳ８；ＮＯ）、自動台形歪み補正部５０は、サンプリング時間を計測するためのタイマをリセットして再スタートする（ステップＳ３）。
【００５０】
自動台形歪み補正部５０により、算出した差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上であると判断された場合は（ステップＳ８；ＹＥＳ）、自動台形歪み補正部５０は、当該サンプリング時間での代表角ＡＸに基づいて台形歪み補正を実行する（ステップＳ９）。ステップＳ８およびステップＳ９が、本発明の台形歪み補正ステップを構成する。台形歪み補正の方法としては、液晶ライトバルブ２０の画像形成部２１での画像２２を自動台形歪み補正部５０により補正するための公知の手法を適用することができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、自動台形歪み補正部５０により、所定のサンプリング時間における代表角ＡＸと、その直前のサンプリング時間における代表角ＡＸ−１との差角（ＡＸ−ＡＸ−１）さ算出される。そして、差角（ＡＸ−ＡＸ−１）が制限角ＡＬ以上である場合にのみ、自動台形歪み補正部５０により台形歪み補正が行われる。これにより、微小な振動が継続的に検出された場合には台形歪み補正が実行されないので、必要以上の自動台形歪み補正の実行によるスクリーン２の映像３の品質低下を抑制できる。
【００５２】
また、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、代表角ＡＸをサンプリング時間の間に検出された複数の傾斜角Ｘのうちで１０度より小さい傾斜角Ｘの平均値であるようにしている。このため、机５の微小な振動や重力加速度センサ７１の検出誤差のように微小な傾斜角Ｘのみを代表角ＡＸに反映させて、微小な傾斜角Ｘへの必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、最小角αは、以下の関係式
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
により算出される。
【００５４】
このため、投射距離Ｌ０に応じて適切な最小角αが設定されるので、投射距離Ｌ０に関わらず常に最適な条件でスクリーン２の映像３の品質低下を抑制できる。投射距離Ｌ０＝０〜８００ｍｍの超短焦点プロジェクタおよび投射距離Ｌ０＝８００〜１２００ｍｍの短焦点プロジェクタにおいては、投射距離Ｌ０の違いが映像投影角θに大きく影響する。このため、特に超短焦点プロジェクタおよび短焦点プロジェクタにおいて、必要以上の自動台形歪み補正の抑制効果は大きくなる。
【００５５】
また、本実施の形態に係るプロジェクタ１によれば、制限角ＡＬは最小角αの２倍であるので、最小角αの２倍以上の十分大きい傾斜には自動台形歪み補正が行われるようになる。このため、プロジェクタ１に微小な振動を超える傾斜が発生しても、映像３の台形歪みによる品質低下を確実に抑えることができる。
【００５６】
本実施の形態では、代表角ＡＸをサンプリング時間の間に検出された複数の傾斜角Ｘのうちで１０度より小さい傾斜角Ｘの平均値であるようにしている。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、所定の閾値は１０度に限られるものではない。所定の閾値としては、少なくとも微小な傾斜を超えるものであればよく、例えば５〜１５度程度に設定することが好ましく、１０度が最も好ましい。いずれの場合も、微小な傾斜角Ｘのみを代表角ＡＸに反映させて、微小な傾斜角Ｘへの必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、代表角ＡＸをサンプリング時間の間に検出された複数の傾斜角Ｘのうちで所定の閾値より小さい傾斜角Ｘの平均値であるようにしている。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、代表角ＡＸの算出方法はこれに限られない。
【００５８】
また、本実施の形態では、自動台形歪み補正部５０が代表角ＡＸを算出方法する際に、サンプリング時間が２秒で１００ｍ秒ごとに検出した傾斜角Ｘを利用している。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、サンプリング時間や検出頻度はこれらに限られない。サンプリング時間としては、少なくとも０秒を超えていればよく、例えば１〜３秒であることが好ましく、２秒が最も好ましい。また、傾斜角Ｘの検出頻度としては、適宜設定することができ、例えば５０〜２００ｍ秒ごとにすることが好ましく、１００ｍ秒が最も好ましい。いずれの場合も、微小な傾斜角Ｘのみを代表角ＡＸに反映させて、微小な傾斜角Ｘへの必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、制限角ＡＬは最小角αの２倍であるようにしたが、本発明のプロジェクタにおいては、最小角αの２倍に限られるものではない。制限角ＡＬとしては、少なくとも最小角αより大きいものであればよく、例えば最小角αの２〜３倍であるようにすることが好ましく、２倍が最も好ましい。いずれの場合も、必要以上の自動台形歪み補正を抑制することができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、プロジェクタ１の投射方式として液晶ライトバルブ２０を用いた液晶表示方式を採用した。しかしながら、本発明のプロジェクタにおいては、液晶表示方式に限られるものではなく、他の方式を採用してもよい。例えば、ＤＭＤを用いた投射方式、すなわち、ＤＬＰ方式としてもよい。このＤＬＰ方式は白色に光るランプの光をレンズで集光してＤＭＤに当て、ＤＭＤの個々のミラーがオン状態に傾いているときの光を他のレンズで拡大し、スクリーンに投影する方式であり、本発明はこのような方式のプロジェクタにも適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ プロジェクタ
２ スクリーン
３ 映像
１０ 光源部
２０ 液晶ライトバルブ
３０ 投射光学系
４０ 画像入力部
５０ 自動台形歪み補正部
６０ 操作部
７０ 角度検出部
７１ 重力加速度センサ
８０ 投射部
ＡＬ 制限角
ＡＸ 代表角
Ｘ 傾斜角
α 最小角
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００５−７９９３９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略鉛直なスクリーンに映像を投射して表示する投射部と、
前記投射部の揺動を検出する重力加速度センサと、
前記重力加速度センサにより検出された前記投射部の上下方向の傾斜角に基づき、前記スクリーンに表示された前記映像の台形歪み補正を自動的に行う自動台形歪み補正部と、
を備えるプロジェクタにおいて、
前記自動台形歪み補正部は、
所定のサンプリング時間と、前記自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角とを予め設定するとともに、
前記サンプリング時間の間に前記重力加速度センサにより検出された複数の前記傾斜角から前記サンプリング時間における代表角を算出し、前記代表角とその直前の前記サンプリング時間の前記代表角との差角を算出し、
前記差角が前記制限角以上である場合にのみ、前記自動台形歪み補正部により前記映像の台形歪み補正を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記代表角は、前記サンプリング時間の間に検出された複数の前記傾斜角のうちで所定の閾値より小さい前記傾斜角の平均値であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記最小角は、以下の関係式
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
により算出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記制限角は、前記最小角の２〜３倍であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
略鉛直なスクリーンに映像を投射して表示する投射部と、前記投射部の揺動を検出する重力加速度センサと、前記重力加速度センサにより検出された前記投射部の上下方向の傾斜角に基づき、前記スクリーンに表示された前記映像の台形歪み補正を行う自動台形歪み補正部と、を備えるプロジェクタで、前記映像の台形歪み補正を自動的に行う台形歪み補正方法において、
所定のサンプリング時間を設定するサンプリング時間設定ステップと、
前記自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角を設定する制限角設定ステップと、
前記サンプリング時間の間に前記重力加速度センサにより検出された複数の前記傾斜角から前記サンプリング時間における代表角を算出する代表角算出ステップと、
前記サンプリング時間の前記代表角とその直前の前記サンプリング時間の前記代表角との差角を算出する差角算出ステップと、
前記差角が前記制限角以上であるか否かを判断する差角判断ステップと、
前記差角判断ステップで前記差角が前記制限角以上であると判断された場合に、前記自動台形歪み補正部により前記映像の台形歪み補正を行う台形歪み補正ステップとを備えることを特徴とする台形歪み補正方法。
【請求項１】
略鉛直なスクリーンに映像を投射して表示する投射部と、
前記投射部の揺動を検出する重力加速度センサと、
前記重力加速度センサにより検出された前記投射部の上下方向の傾斜角に基づき、前記スクリーンに表示された前記映像の台形歪み補正を自動的に行う自動台形歪み補正部と、
を備えるプロジェクタにおいて、
前記自動台形歪み補正部は、
所定のサンプリング時間と、前記自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角とを予め設定するとともに、
前記サンプリング時間の間に前記重力加速度センサにより検出された複数の前記傾斜角から前記サンプリング時間における代表角を算出し、前記代表角とその直前の前記サンプリング時間の前記代表角との差角を算出し、
前記差角が前記制限角以上である場合にのみ、前記自動台形歪み補正部により前記映像の台形歪み補正を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記代表角は、前記サンプリング時間の間に検出された複数の前記傾斜角のうちで所定の閾値より小さい前記傾斜角の平均値であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記最小角は、以下の関係式
ｔａｎβ＝（Ｗｔ−Ｗｂ）／（Ｌ０×（ｔａｎ（θ＋α）−ｔａｎα））
但し、α：最小角、β：映像歪み角、Ｗｔ：映像の上辺長の１／２、Ｗｂ：映像の下辺長の１／２、θ：映像投影角、Ｌ０：投射距離
により算出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記制限角は、前記最小角の２〜３倍であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
略鉛直なスクリーンに映像を投射して表示する投射部と、前記投射部の揺動を検出する重力加速度センサと、前記重力加速度センサにより検出された前記投射部の上下方向の傾斜角に基づき、前記スクリーンに表示された前記映像の台形歪み補正を行う自動台形歪み補正部と、を備えるプロジェクタで、前記映像の台形歪み補正を自動的に行う台形歪み補正方法において、
所定のサンプリング時間を設定するサンプリング時間設定ステップと、
前記自動台形歪み補正部で補正可能な最小角より大きい制限角を設定する制限角設定ステップと、
前記サンプリング時間の間に前記重力加速度センサにより検出された複数の前記傾斜角から前記サンプリング時間における代表角を算出する代表角算出ステップと、
前記サンプリング時間の前記代表角とその直前の前記サンプリング時間の前記代表角との差角を算出する差角算出ステップと、
前記差角が前記制限角以上であるか否かを判断する差角判断ステップと、
前記差角判断ステップで前記差角が前記制限角以上であると判断された場合に、前記自動台形歪み補正部により前記映像の台形歪み補正を行う台形歪み補正ステップとを備えることを特徴とする台形歪み補正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９８８３６（Ｐ２０１３−９８８３６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１１７５（Ｐ２０１１−２４１１７５）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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