JP5055806B2 - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、投影画角を可変するズーム機能を有し、位相差センサを用いて投影対象のスクリーンまでの距離を測定するプロジェクタ装置に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

従来、プロジェクタ装置で、２組の位相差センサを投影面に対するそれぞれの走査方向が直交するように配置して該投影面までの距離を測定する際に、測距用の投影パターン画像をちょうど良い大きさで投影するべく調整しながら測距を行なうことにより、より正確に距離を測定して台形補正を行なうようにする技術が考えられていた。（例えば、特許文献１）
特開２００５−２５７７６５号公報

しかしながら、上記特許文献に記載された技術では、プロジェクタ装置の筐体前面に投影レンズに隣接して配置される位相差センサの測距方向が固定されているため、投影面までの距離が遠く、且つズーム画角を絞っている場合などには測距点が投影面から大きく外れてしまい、結果として正確な測距を行なうことができないという不具合も生じ得る。

また、２組の位相差センサを用いることで、個々のセンサが元々有している誤差や、経時劣化に伴う個体毎の誤差から測定にも誤差を生じることとなる。

そのため、１組の位相差センサのみを用いて、投影面に対して測距の走査方向と直交する方向に位相差センサの対向方向を回動させる首振り機構を設けて、測定誤差を軽減する技術も考えられている。

しかしながら、この技術においても位相差センサの首振り機構による首振りの角度は投影距離に関係なく一定であるため、やはり投影面までの距離が遠く、且つズーム画角を絞っている場合などには同様に測距点が本来の投影面から大きく外れてしまうこととなる。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、投影面までの測距を確実に実施し、その結果を投影内容に反映させることが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。

請求項１記載の発明は、入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影手段と、この投影手段による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距手段と、この測距手段での測定の過程でしきい値を設定するしきい値設定手段と、上記測距手段で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定手段で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断手段と、この判断手段で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントの位置情報により上記投影手段での投影状態として前記可変機構により投影画角を制御する投影制御手段とを具備したことを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影手段と、この投影手段による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距手段と、この測距手段での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定手段と、上記測距手段で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定手段で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断手段と、この判断手段で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントまでの距離値により上記投影手段での投影状態を制御する投影制御手段と、上記判断手段によって投影面の有効範囲内にあると判断された測距ポイントの位置情報に基づいて、上記投影手段による投影方向の修正を促す報知を行なう報知手段とを具備したことを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影手段と、この投影手段による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距手段と、この測距手段での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定手段と、上記測距手段で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定手段で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断手段と、この判断手段の判断結果に基づいて投影面の有効範囲内にある測距ポイントが所定の割合より高い場合に、上記投影手段による投影画像が投影面の有効範囲内に収まるように縮小して投影させる投影制御手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、投影面までの測距を確実に実施し、その結果を投影内容に反映させることが可能となる。

（第１の実施の形態）
以下本発明をＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のプロジェクタ装置に適用した場合の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置１０の主として筐体前面及び上面の外観構成を示すものである。同図に示すように、直方体状の本体ケーシング１１の前面に、投影レンズ１２、測距センサ１３、及びＩｒ受光部１４が配設される。

投影レンズ１２は、後述するマイクロミラー素子でなる空間的光学変調素子で形成された光像を拡大してスクリーン等の対象に投影するためのものであり、ここでは合焦位置及びズーム位置（投影画角）を任意に可変できるものとする。

測距センサ１３は、投影レンズ１２に隣接して１対の位相差センサが垂直方向に配列され、被写体像に対する視差から三角測距の原理に基づいて投影対象までの距離を垂直方向の一次元的な検出ラインに沿って測定する。

加えて、図２に示すようにこの測距センサ１３は、モータ１７のロータ軸１７ａに直接連結され、水平方向に沿って所定の角度範囲内で任意の角度位置に回動可能となる。

すなわち測距センサ１３は、モータ１７のロータ軸１７ａの回動範囲Ｒ１と等しい回動範囲Ｒ２内で、この本体ケーシング１１前面の位相差センサ窓Ｗを介して水平方向に首振り制御されるもので、結果として投影面の水平、垂直各複数ポイントまでの距離をマトリックス状に測定することが可能となる。

Ｉｒ受光部１４は、図示しないこのプロジェクタ装置１０のリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光（Ｉｒ）信号を受信する。

また、本体ケーシング１１の上面には、キースイッチ部１５及びスピーカ１６が配設される。
キースイッチ部１５は、例えば電源キー、ＡＦＫ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ／ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｋｅｙ−ｓｔｏｎｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：自動合焦／自動台形補正）キー、ズームキー、入力選択キー、カーソル（「↑」「↓」「←」「→」）キー、「Ｅｎｔｅｒ」キー等からなるもので、同様のキーがこのプロジェクタ装置１０の図示しないリモートコントローラにも配設されるものとする。

スピーカ１６は、入力された音声信号及び動作時のビープ音等を拡声放音する。

また、図示はしないが本体ケーシング１１の背面には、入出力コネクタ部、Ｉｒ受光部、及びＡＣアダプタ接続部が配設される。
入出力コネクタ部は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置との接続のためのＵＳＢ端子、映像入力用のミニＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、及びＲＣＡ端子と、音声入力用のステレオミニ端子等からなる。

Ｉｒ受光部は、上記Ｉｒ受光部１４と同様に、図示しないリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光（Ｉｒ）信号を受信する。
ＡＣアダプタ接続部は、電源となる図示しないＡＣアダプタからのケーブルを接続する。

次に図３により上記プロジェクタ装置１０の電子回路の機能構成について説明する。図中、入出力コネクタ部２１より入力された各種規格の画像信号が、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２、システムバスＳＢを介して画像変換部２３で所定のフォーマットの画像信号に統一された後に、投影エンコーダ２４へ送られる。

投影エンコーダ２４は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して投影駆動部２６に出力する。

この投影駆動部２６は、送られてきた画像信号に対応して適宜フレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動で空間的光学変調素子（ＳＯＭ）である例えばマイクロミラー素子２７を表示駆動する。

このマイクロミラー素子２７に対して、リフレクタ２８内に配置された、例えば超高圧水銀灯を用いた光源ランプ２９が出射する高輝度の白色光を、カラーホイール３０を介して適宜原色に着色（所定波長帯域の色光を透過）し、ライトトンネル３１で輝度分布が均一な光束とした後にミラー３２で全反射して照射することで、その反射光で光像が形成され、上記投影レンズ１２を介してここでは図示しないスクリーンに投影表示される。

しかるに、光源ランプ２９の点灯駆動と、カラーホイール３０を回転駆動するモータ（Ｍ）３３はいずれも投影光処理部３４からの供給電圧値に基づいて動作する。

上記各回路のすべての動作制御を制御部３５が司る。この制御部３５は、ＣＰＵと、投影動作時に該ＣＰＵで実行する動作プログラムや後述するチャート画像を含む各種定型データ等を固定記憶した不揮発性メモリ、及びワークメモリ等により構成される。

この制御部３５にはまた、上記システムバスＳＢを介して測距処理部３６及び音声処理部３７が接続される。

測距処理部３６は、上記１対の位相差センサからなる測距センサ１３とその対向方向を回動するモータ１７とをそれぞれ制御駆動し、測距センサ１３の検出出力から任意の点位置までの距離を算出するもので、算出された距離値データは上記制御部３５へ送られる。

音声処理部３７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ１６を駆動して拡声放音し、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

なお、上記キースイッチ（ＳＷ）部１５における各キー操作信号が直接制御部３５に入力されると共に、Ｉｒ受光部３８からの信号も直接制御部３５に入力される。このＩｒ受光部３８は、上記Ｉｒ受光部１４及び本体ケーシング１１の背面側に設けられるＩｒ受光部を含み、リモートコントローラからの赤外光受信信号をコード信号化して制御部３５に送出する。

次に上記実施の形態の動作について説明する。
図４及び図５は、キースイッチ部１５の「ＡＦＫ」キーの操作に対する処理内容を示すもので、その動作制御は基本的に制御部３５が実行する。

その当初には、測距処理部３６、モータ１７を介して測距センサ１３を水平方向の中央、投影レンズ１２の投影光軸と平行する位置方向を対向するべく移動（回動）させる（ステップＳ０１）。

この状態で、第１のチャート画像ＣＨ１を投影レンズ１２により投影対象のスクリーンに対して投影させる（ステップＳ０２）。

図６がこの第１のチャート画像ＣＨ１を示すもので、図示する如く比較的細かい白黒の水平方向の縞模様が画像全体に渡って展開されている。測距センサ１３は、図２においても説明した如く垂直方向に配列された１対の受光素子でなるものであり、垂直方向の明暗パターンの変化を検出してその検出位置までの距離を取得することができる。

この第１のチャート画像ＣＨ１の左右横方向に対する中央を垂直に走査するようにして測距センサ１３側の受光位置に対応した垂直方向の複数位置（以下「測距ポイント」と称する）までの各距離を測定する（ステップＳ０３）。

この場合、測距センサ１３を構成する一対の位相差センサの受光部の各中心部分のみを用いて距離値を所得する（センタ測距）一方で、一対の位相差センサの受光部の各上下の特定領域を用いて複数の測距ポイントまでの距離値を所得する（マルチ測距）。

こうして得たセンタ測距及びマルチ測距、双方の結果に基づき、スクリーンまでの仮の距離値Ｄとして決定し、その仮の距離値Ｄに基づいて上記測距結果の検出レベルに対する第１のしきい値ＴＨ１を決定する（ステップＳ０４）。

具体的には、仮の距離値Ｄに対し、所定％、例えば１０％だけ割増した距離値を第１のしきい値ＴＨ１とすることで、この第１のしきい値ＴＨ１を越える測距ポイントの距離値が得られた場合には、その測距ポイントはスクリーンから外れているものと判断するものである。

こうして第１のしきい値ＴＨ１を決定すると、次に測距センサ１３をモータ１７により右端まで移動（回動）させる（ステップＳ０５）。

次いで、その時点での測距センサ１３の移動（回動）した位置を変数Ｒとして記憶、保持した上で（ステップＳ０６）、上述したセンタ測距及びマルチ測距を実行して当該移動（回動）位置における垂直方向の複数の測距ポイントまでの距離値を取得する（ステップＳ０７）。

なお、このときに変数Ｒとして記憶する内容は、測距センサ１３が水平面で中央に対向している状態を基準として、どれだけ右側に離れているかを示す位置情報であり、換言すれば右側への偏向角度を示す情報と等しい。

この取得した各測距ポイント毎にその距離値を上記第１のしきい値ＴＨ１と比較し、各測距ポイント中で上記第１のしきい値ＴＨ１よりも距離値の大きいものの数が一定の割合、例えば４０％以上あるか否かにより、その時点で測距センサ１３が対向している方向がスクリーンから大きく外れているか否かを判断する（ステップＳ０８）。

ここで各測距ポイントの距離値が第１のしきい値ＴＨ１よりも大きいものが一定の割合を越えている場合と判断した場合には、その方向はスクリーンから大きく外れているものとして、次に測距センサ１３をモータ１７により所定角度、例えば０．５°だけ左側に移動（回動）させた上で（ステップＳ０９）、再び上記ステップＳ０６からの処理を行なう。

なお、このときに第１のしきい値ＴＨ１よりも大きいと判断した測距ポイントに関しては、その左右の角度位置及び上下の位置を示す情報とともに記憶しておく。

こうしてプロジェクタ装置１０の対向する右側がスクリーンから大きく外れている場合には、ステップＳ０６〜Ｓ０９の処理を繰返し実行することで、変数Ｒの内容を更新設定しながら、スクリーンからそれほど大きく外れていない方向を探知する。

しかして、各測距ポイントの距離値が第１のしきい値ＴＨ１よりも大きいものが一定の割合以下であった場合、その方向はスクリーンからそれほど大きく外れていないものとして、これを上記ステップＳ０８で判断し、次に測距センサ１３をモータ１７により今度は左端まで移動（回動）させる（ステップＳ１０）。

次いで、その時点での測距センサ１３の移動（回動）した位置を変数Ｌとして記憶、保持した上で（ステップＳ１１）、上述したセンタ測距及びマルチ測距を実行して当該移動（回動）位置における垂直方向の複数の測距ポイントまでの距離値を取得する（ステップＳ１２）。

なお、このときに変数Ｌとして記憶する内容も、上記変数Ｒの場合と同じく、測距センサ１３が水平面で中央に対向している状態を基準として、どれだけ左側に離れているかを示す位置情報であり、換言すれば左側への偏向角度を示す情報と等しい。

この取得した各測距ポイント毎にその距離値を上記第１のしきい値ＴＨ１と比較し、各測距ポイント中で上記第１のしきい値ＴＨ１よりも距離値の大きいものの数が一定の割合、例えば４０％以上あるか否かにより、その時点で測距センサ１３が対向している方向がスクリーンから大きく外れているか否かを判断する（ステップＳ１３）。

ここで各測距ポイントの距離値が第１のしきい値ＴＨ１よりも大きいものが一定の割合を越えている場合と判断した場合には、その方向はスクリーンから大きく外れているものとして、次に測距センサ１３をモータ１７により所定角度、例えば０．５°だけ右側に移動（回動）させた上で（ステップＳ１４）、再び上記ステップＳ１１からの処理を行なう。

なお、このときに第１のしきい値ＴＨ１よりも大きいと判断した測距ポイントに関しては、その左右の角度位置及び上下の位置を示す情報とともに記憶しておく。

こうしてプロジェクタ装置１０が対向する左側がスクリーンから大きく外れている場合には、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を繰返し実行することで、変数Ｌの内容を更新設定しながら、スクリーンからそれほど大きく外れていない方向を探知する。

図８は、上記一連の処理を実行した状態でのスクリーンＳＣと投影レンズ１２での画像の投影範囲ＰＡ、及び測距センサ１３の各測距ポイントの関係を例示するものである。
この場合、投影範囲ＰＡはスクリーンＳＣに対して左上にやや外れている状態を示すもので、投影範囲ＰＡ中の白丸が第１のしきい値ＴＨ１より大きいと判断される測距ポイント、黒丸が第１のしきい値ＴＨ１内であると判断される測距ポイントを示している。

この図８から、ズーム角度を可変することで黒丸で示される測距ポイントの範囲内に投影範囲ＰＡを合わせ込むことができれば、スクリーンＳＣから外れることなく画像を投影できることがわかる。

しかし、各測距ポイントの距離値が第１のしきい値ＴＨ１よりも大きいものが一定の割合以下であった場合、その方向はスクリーンからそれほど大きく外れていないものとして、これを上記ステップＳ１３で判断し、次に上記その時点で記憶している上記変数Ｒ，Ｌの一方から他方を減算した差の絶対値が、予め設定されている固定値Ｘ未満であるか否かにより、プロジェクタ装置１０の設置方向がスクリーンに対する許容範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ１５）。

ここで上記変数Ｒ，Ｌの一方から他方を減算した差の絶対値が、予め設定されている固定値Ｘ以上である場合には、プロジェクタ装置１０の設置方向がスクリーンに対する許容範囲を外れているものとし、次いで変数Ｒ，Ｌの値、及び上記ステップＳステップＳ０８，Ｓ１３で測距ポイントの距離値が第１のしきい値ＴＨ１より大きいと判断して記憶した測距ポイントの位置情報に基づき、プロジェクタ装置１０の設置方向の変更を促すガイドメッセージを所定時間、例えば１０秒間投影表示した上で（ステップＳ２１）、一旦このＡＦＫキーに対応した処理を一旦終了する。

図９は、このとき投影レンズ１２より投影するガイドメッセージ画像ＧＭの内容を例示するもので、プロジェクタ装置１０の設置方向がスクリーンから大きく外れていることを考慮して、画像の中心の狭い範囲内で、例えば
「プロジェクタを
もう少し右上に
移動して下さい。」
のような文字列を表示する。

同ガイドメッセージ中の文字列「右上」の部分は、上記変数Ｒ，Ｌの値、及び上記ステップＳステップＳ０８，Ｓ１３で測距ポイントの距離値が第１のしきい値ＴＨ１より大きいと判断して記憶した測距ポイントの位置情報の内容に応じて「上」「下」「左」「右」「左上」「左下」「右上」及び「右下」の計８つの中から選択される。

また、上記ステップＳ１５で上記変数Ｒ，Ｌの一方から他方を減算した差の絶対値が、予め設定されている固定値Ｘ未満であり、プロジェクタ装置１０の設置方向がスクリーンに対する許容範囲内にあると判断した場合には、次いで第２のチャート画像ＣＨ２を投影レンズ１２により投影対象のスクリーンに対して投影させる（ステップＳ１６）。

図７がこの第２のチャート画像ＣＨ２を示すもので、図示する如く上記第１のチャート画像ＣＨ１に比して、その中央、左部、及び右部をそれぞれ一定の横幅分だけ抜き出して示すような内容となっている。

ここで、これら中央、左部、及び右部それぞれの横縞模様の横幅は、各測距センサ１３が充分当該明暗パターンを検出し得る、ある程度のマージンを含めた寸法が予め設定される。

このような第２のチャート画像ＣＨ２を投影した状態で、上記変数Ｒ，Ｌの値を用いて測距センサ１３をモータ１７により例えばスクリーンの右端（Ｒ対応角度）側、中央、及び左端（Ｌ対応角度）側に移動（回動）させ、それぞれの移動位置において上述したセンタ測距及びマルチ測距を実行し、当該移動（回動）位置における垂直方向の複数の測距ポイントまでの距離値を取得する（ステップＳ１７）。

ここで測距センサ１３を移動（回動）させる量は、このプロジェクタ装置１０の投影レンズ１２中のズームレンズの位置、すなわちその時点のズーム設定値から算出して決定する。

これら３箇所の移動（回動）位置における各複数の測距ポイントまでの距離値に対し、特に中央の移動（回動）位置のセンタ測距で取得した距離値を基準として所定％、例えば５％だけ割増した距離値を第２のしきい値ＴＨ２とする。

そして、この第２のしきい値ＴＨ２と各測距ポイントの距離値とを比較し、各測距ポイント中で上記第２のしきい値ＴＨ２よりも距離値の大きいものの数が一定の割合、例えば２０％以上あるか否かにより、その時点で投影レンズ１２でのズーム角度がスクリーンに対して大き過ぎるか否かを判断する（ステップＳ１８）。

ここで各測距ポイントの距離値が第２のしきい値ＴＨ２よりも大きいものが一定の割合を越えている場合と判断した場合には、投影レンズ１２でのズーム角度がスクリーンに対して大き過ぎることにより、上記第２のチャート画像ＣＨ２の左右の明暗パターンの少なくとも一方が測距センサ１３の左右の各垂直方向に沿った複数の測距ポイントより外側に広がってしまっており、正しい距離値を測定することができない状態であるものと判断する。

したがって、上記第２のしきい値ＴＨ２とその時点での投影レンズ１２中のズームレンズの位置とに応じて該ズーム角度を所定量だけ調整、具体的にはズーム角度を所定角度だけ絞る処理を施した上で（ステップＳ１９）、再び上記ステップＳ１７からの処理に戻る。

しかるに、上記ステップＳ１７〜Ｓ１９の処理を繰返し実行することで、投影レンズ１２中のズームレンズを移動させてズーム角度を徐々に絞ってゆき、測距センサ１３の左右の移動（回動）位置と第２のチャート画像ＣＨ２の左右の明暗パターンの位置とが略一致すると、その時点で各測距ポイントの距離値で第２のしきい値ＴＨ２よりも大きいものが一定の割合以下となるので、ステップＳ１８でこれを判断し、ＡＦＫ処理を実行し（ステップＳ２０）、以上でこの図４及び図５に係る一連のＡＦＫキー操作に対する処理を終了する。

この時点で、上記ステップＳ１９での処理を必要な回数だけ繰返すズーム角度の調整により、すでに投影範囲がすべてスクリーン内に収まっている状態であるので、そのまま投影画像の中心位置に合わせた正確に自動合焦処理とスクリーンの傾きに対応した自動台形補正処理とを実行することにより、さほど投影画像をさらに縮小することなく、投影光軸に対するスクリーンの傾斜等を考慮して、入力信号のアスペクト比に対応した正確な矩形の画像を投影することができる。

図１０は、上記実施の形態による投影範囲ＰＡの調整動作を示すものである。
図１０（Ａ）は、調整前のスクリーンＳＣとプロジェクタ装置１０の投影範囲ＰＡの関係を示すもので、ここでは投影範囲ＰＡが上記図８に示した場合と同様にスクリーンＳＣの左上方向に一部外れている状態を示す。

この時点でプロジェクタ装置１０のスクリーンＳＣの範囲内にあるプロジェクタ装置１０の水平面内の投影角度を、投影レンズ１２の投影光軸を中心として左側をＬ、右側をＲとすると、投影範囲ＰＡが左側に外れているために「Ｌ＜Ｒ」となる。

しかるに、図１０（Ｂ）が、上記図４及び図５に示した動作によりプロジェクタ装置１０の投影範囲ＰＡをスクリーンＳＣに合わせて調整した結果を例示するものである。
ここでは、ズーム角度を絞り、投影レンズ１２の投影光軸中心位置を変えずに投影範囲ＰＡを狭めることで、投影範囲ＰＡ全体がスクリーンＳＣ内に収まるように調整している。このときのスクリーンＳＣ内にあるプロジェクタ装置１０の水平面内の投影角度は、投影レンズ１２の投影光軸を中心として左側がＬ、右側がＬ′（＝Ｌ）となる。

以上示した如く、本実施の形態によれば、当初の投影面までの距離やズーム画角に関係なく、常に投影面までの測距を確実に実施し、その結果を例えば自動合焦処理や自動台形補正処理などにより投影内容に反映させることが可能となる。

また、上記実施の形態では、一対の光受信部を隣接配列してなる１つの位相差センサにより測距センサ１３を構成するものとし、その配列（縦）方向と直交する（横）方向に沿って対向方向をモータ１７により移動（回動）させる首振り機構を有して複数の測距ポイントまでの距離の測定を行なうものとした。

これにより、個体による誤差が大きい位相差センサを測距方向に対応して複数使用せずとも済むため、より高い精度での測距動作を実現することができる。

なお、上記実施の形態の動作は、キースイッチ部１５のＡＦＫキーの操作に対応して実行するものとして説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えばズーム角度の調整のみを指示するキー操作に対して、図４及び図５の一連の処理中、上記ステップＳ２０でのＡＦＫ処理を除く、他のステップＳ０１乃至Ｓ１９の処理を行なうものとしてもよい。

また、上記実施の形態では、図９にも示した如く、プロジェクタ装置１０の設置方向の修正をユーザに促す方法として、文字列によるガイドメッセージを画像として投影するものとしたが、本発明はこれに限らず、方向を示すＬＥＤランプなどで構成されたインジケータを点灯または点滅表示するものとしてもよいし、本体ケーシング１１の上部に設けるバックライト付きの液晶表示パネル等や有機ＥＬディスプレイなどによる表示部にて、なんらかの指示内容を表示するものとしても、同様にユーザへの報知を行なうことができる。

さらに、上記実施の形態では、スクリーンＳＣの範囲内にある測距ポイントが所定の割合に達しているか否かを判断し、達していると判断した場合にのみ、投影レンズ１２での投影画像がスクリーンＳＣの範囲内に収まるように縮小して投影させるものとした。

これにより、無闇に投影内容を自動的に縮小してしまうことなく、投影画像を鑑賞するに足る大きさを確保することができる。

（第２の実施の形態）
以下本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタ装置に適用した場合の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１１は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置１０′の主として筐体前面及び上面の外観構成を示すものである。

なお、このプロジェクタ装置１０′の基本的な外観構成については、上記図１に示したものとほぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

しかして、一対の測距センサ１３に代えて、２対の位相差センサの一方が垂直方向、他方が水平方向となるように互いに直交する方向に配置した測距センサ１３ａ，１３ｂを投影レンズ１２の近傍に配置するものとする。

なお、これら測距センサ１３ａ，１３ｂは、上記図２に示したようなモータ１７による首振り機構は有しておらず、その対向方向は投影レンズ１２の投影光軸に略平行となるように固定配置されるものとする。

また、上記プロジェクタ装置１０′の電子回路の機能構成についても、一対の測距センサ１３に代えて２対の測距センサ１３ａ，１３ｂを設ける点、及びモータ１７がない点を除いて上記図３に示したものとほぼ同様であるので、その図示及び説明は省略するものとする。

図１２は、測距センサ１３ａ，１３ｂによる投影範囲ＰＡに対する測距ポイントをスクリーンＳＣとともに示す図であり、投影範囲ＰＡの中央を通るようにして、一方の測距センサ１３ａが垂直方向に複数の測距ポイントを、他方の測距センサ１３ｂが水平方向に複数の測距ポイントをそれぞれ測定する。

この場合、投影範囲ＰＡはスクリーンＳＣに対して左上にやや外れている状態を示すもので、２対の測距センサ１３ａ，１３ｂでの測距ラインが交差する中央の測距ポイントからしきい値ＴＨを導出するものとし、投影範囲ＰＡ中の白丸が当該しきい値ＴＨ内であると判断される測距ポイント、黒丸がしきい値ＴＨより大きいと判断される測距ポイントを示している。

これら測距ポイントの距離値をしきい値ＴＨと比較した結果により、ズーム角度を可変することで黒丸で示される測距ポイントの範囲内に投影範囲ＰＡを合わせ込むことができ、スクリーンＳＣから外れることなく画像を投影できることがわかる。

このように、それぞれ一対の光受信部を隣接配列してなる２つの位相差センサをその配列方向が互いに直交するように配設して測距センサ１３ａ，１３ｂを構成し、複数の測距ポイントまでの距離の測定を行なうことで、より短時間のうちに測距の処理を実行することができる。

なお、上記第１及び第２の実施の形態はいずれも、画像信号に応じた光像を形成するための光学変調素子としてマイクロミラー素子を用いるＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタ装置に適用した場合について例示したが、本発明はこれに限るものではなく、透過型の液晶表示パネル、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）を含む反射型の液晶表示パネル、あるいはＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｕｅ：光回析格子）技術を用いたＧ×Ｌ（登録商標）素子など、いずれの光学変調素子を用いる投影装置であっても同様に適用することが可能となる。

その他、本発明は上述した実施の形態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種々に変形することが可能である。また、上述した実施の形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施の形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件により適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 同実施の形態に係る位相差センサとその回動駆動を行なうモータを取り出してその構成を示す斜視図。 同実施の形態に係るプロジェクタ装置の機能回路構成を示すブロック図。 同実施の形態に係る電源投入当初の投影範囲設定の処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る電源投入当初の自動投影範囲設定の処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る第１のチャート画像を例示する図。 同実施の形態に係る第２のチャート画像を例示する図。 同実施の形態に係る投影対象のスクリーンと投影範囲との相違を例示する図。 同実施の形態に係るガイドメッセージの投影内容を例示する図。 同実施の形態に係る自動投影範囲設定の処理前後の投影範囲を比較して示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 同実施の形態に係る投影対象のスクリーンと投影範囲との相違を例示する図。

符号の説明

１０，１０′…プロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ、１３，１３ａ，１３ｂ…測距センサ、１４…Ｉｒ受光部、１５…キースイッチ（ＳＷ）部、１６…スピーカ、１７…モータ（Ｍ）、１７ａ…ロータ軸、２１…入出力コネクタ部、２２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、２３…画像変換部、２４…投影エンコーダ、２５…ビデオＲＡＭ、２６…投影駆動部、２７…マイクロミラー素子、２８…リフレクタ、２９…光源ランプ、３０…カラーホイール、３１…ライトトンネル、３２…ミラー、３３…モータ（Ｍ）、３４…投影光処理部、３５…制御部、３６…リフレクタ、３７…音声処理部、３８…Ｉｒ受光部、ＣＨ１，ＣＨ２…チャート画像、ＧＭ…ガイドメッセージ画像、ＰＡ…投影範囲、ＳＢ…システムバス、ＳＣ…スクリーン、Ｗ…位相差センサ窓。

Claims (18)

1. 入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影手段と、
   この投影手段による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距手段と、
   この測距手段での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定手段と、
   上記測距手段で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定手段で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断手段と、
   この判断手段で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントの位置情報により上記投影手段での投影状態として前記可変機構により投影画角を制御する投影制御手段と
   を具備したことを特徴とする投影装置。
2. 上記測距手段は、それぞれ一対の光受信部を隣接配列してなる２つの位相差センサをその配列方向が互いに直交するように設け、複数の測距ポイントまでの距離の測定を行なうことを特徴とする請求項１記載の投影装置。
3. 上記測距手段は、一対の光受信部を隣接配列してなる１つの位相差センサに対し、その配列方向と直交する方向に沿って該位相差センサの対向方向を移動させる首振り機構を有し、複数の測距ポイントまでの距離の測定を行なうことを特徴とする請求項１記載の投影装置。
4. 上記測距手段は、スクリーンに第１のチャート画像を投影することによって、上記投影手段による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の投影装置。
5. 上記判断手段によって投影面の有効範囲内にあると判断された測距ポイントの位置情報により基づいて、当該投影装置の設置方向がスクリーンに対して許容範囲内にあるか否かを判断する第２の判断手段をさらに具備したことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
6. 上記第２の判断手段によって、当該投影装置の設置方向がスクリーンに対して許容範囲内にあると判断された場合、上記測距手段は、上記第１のチャート画像に代えて、第２のチャート画像を用いて、複数の測距ポイントまでの距離を測定することを特徴とする請求項５記載の投影装置。
7. 上記第２のチャート画像は、上記第１のチャート画像の中央部と周辺部のそれぞれ一定の幅分だけ抜き出して示すような内容となっていることを特徴とする請求項６記載の投影装置。
8. 上記判断手段によって投影面の有効範囲内にあると判断された測距ポイントの位置情報に基づいて、上記投影手段による投影方向の修正を促す報知を行なう報知手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の投影装置。
9. 報知手段は、具体的な修正方向を示す文字列によるガイドメッセージを上記投影手段により投影させることを特徴とする請求項８記載の投影装置。
10. 上記投影制御手段は、上記判断手段の判断結果に基づいて投影面の有効範囲内にある測距ポイントが所定の割合より高い場合に、上記投影手段による投影画像が投影面の有効範囲内に収まるように縮小して投影させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の投影装置。
11. 入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影手段と、
    この投影手段による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距手段と、
    この測距手段での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定手段と、
    上記測距手段で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定手段で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断手段と、
    この判断手段で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントまでの距離値により上記投影手段での投影状態を制御する投影制御手段と、
    上記判断手段によって投影面の有効範囲内にあると判断された測距ポイントの位置情報に基づいて、上記投影手段による投影方向の修正を促す報知を行なう報知手段と
    を具備したことを特徴とする投影装置。
12. 入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影手段と、
    この投影手段による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距手段と、
    この測距手段での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定手段と、
    上記測距手段で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定手段で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断手段と、
    この判断手段の判断結果に基づいて投影面の有効範囲内にある測距ポイントが所定の割合より高い場合に、上記投影手段による投影画像が投影面の有効範囲内に収まるように縮小して投影させる投影制御手段と
    を具備したことを特徴とする投影装置。
13. 上記投影制御手段は、この判断手段で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントまでの距離値により上記投影手段での投影状態として合焦処理を行うことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか記載の投影装置。
14. 上記投影制御手段は、この判断手段で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントまでの距離値により上記投影手段での投影状態として台形補正処理を行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか記載の投影装置。
15. 入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影部を備えた投影装置での投影方法であって、
    この投影部による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距工程と、
    この測距工程での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定工程と、
    上記測距工程で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定工程で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断工程と、
    この判断工程で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントの位置情報により上記投影部での投影状態として前記可変機構により投影画角を制御する投影制御工程と
    を有したことを特徴とする投影方法。
16. 入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影部を備えた投影装置での投影方法であって、
    この投影部による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距工程と、
    この測距工程での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定工程と、
    上記測距工程で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定工程で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断工程と、
    この判断工程で投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントの位置情報により上記投影部での投影状態として前記可変機構により投影画角を制御する投影制御工程と、
    上記判断工程によって投影面の有効範囲内にあると判断された測距ポイントの位置情報に基づいて、上記投影部による投影方向の修正を促す報知を行なう報知工程と
    を有したことを特徴とする投影方法。
17. 入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影部を備えた投影装置での投影方法であって、
    この投影部による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距工程と、
    この測距工程での測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定工程と、
    上記測距工程で得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定工程で設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断工程と、
    この判断工程の判断結果に基づいて投影面の有効範囲内にある測距ポイントが所定の割合より高い場合に、上記投影部による投影画像が投影面の有効範囲内に収まるように縮小して投影させる投影制御工程と
    を有したことを特徴とする投影方法。
18. 入力される画像信号に対応した画像を投影する、投影画角の可変機構を有した投影部を備えた投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
    この投影部による投影方向の複数の測距ポイントまでの距離を測定する測距ステップと、
    この測距ステップでの測定による、所定の測距ポイントまでの距離の測定結果を基にしきい値を設定するしきい値設定ステップと、
    上記測距ステップで得た複数の測距ポイントまでの個々の距離値に対し、上記しきい値設定ステップで設定したしきい値と比較することで投影面の有効範囲内にある測距ポイントを判断する判断ステップと、
    この判断ステップで投影面の有効範囲内にあると判断した測距ポイントの位置情報により上記投影部での投影状態として前記可変機構により投影画角を制御する投影制御ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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