JP2005006272A

JP2005006272A - Projector with built-in inclinometer

Info

Publication number: JP2005006272A
Application number: JP2003347403A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Tamura; 陽一田村
Original assignee: NEC Viewtechnology Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-10-06
Also published as: JP3742085B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector that has a simple inclinometer to measure vertical and horizontal inclinations of a screen to a projected light axis in order to correct projected image distortion. <P>SOLUTION: This inclinometer has a laser pointer 41 to project at least two points 81 on the screen 70 with prescribed spaces in vertical and horizontal directions, a digital camera disposed apart from a laser pointer 41 with spaces in vertical and horizontal directions to photograph the points on the screen through a lens 51, and a image analyzing inclination calculator to analyze the inclination of a line connecting the points photographed by the camera against a reference line from the photographed image 80 of an imaging element and to obtain the inclination of the projected light axis 27 to the screen 70 from the calculated inclination. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はプロジェクタに関し、特にプロジェクタの投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定するための傾斜角度測定装置を有するプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector having an inclination angle measuring device for calculating an inclination angle of a projection optical axis of a projection apparatus of the projector with respect to a projection surface.

液晶技術やＤＬＰ（登録商標）（デジタルライトプロセッシング）技術の急速な進展に伴うプロジェクタの小型化・高性能化により、画像投射を目的とするプロジェクタの用途も拡大し、家庭内でのディスプレイ型テレビに代わる大型の表示装置としても注目されている。 With the rapid development of liquid crystal technology and DLP (registered trademark) (digital light processing) technology, miniaturization and high performance of projectors have expanded the use of projectors for image projection, and display televisions at home. It is also attracting attention as a large-sized display device that can replace this.

しかし、プロジェクタはディスプレイ型テレビと違って映像面がスクリーンであったり壁であったりするためにプロジェクタの投射光軸と投射面との相対関係によって画像に台形の歪を生ずるという問題点がある。この問題を解決するために、液晶プロジェクタの据付角度の検出手段と液晶プロジェクタと投射対象との間の距離を検出する距離検出手段とを有し、両検出結果から算出された角度によって液晶表示ユニットの角度を調整する方法が開示されている（特許文献１参照）。また、角度制御可能なレーザポインタの光点を曲面のスクリーンに投影し、一方、計測用点画像を生成してプロジェクタからスクリーンに投影し、カメラで撮影して光点と点画像との位置計測を行って点画像を移動しながら両点が一致したときに点画像のフレームメモリ上の画素座標を光点の入力画像上の座標に置換して座標変換パラメータメモリに設定する歪補正方法が開示されている（特許文献２参照）。また、スクリーンに投射した画像パターンをスリットを通してラインセンサ上で受像した画像パターンの反射光の位置によりスクリーンまでの距離を求め、スクリーンに投射した画像パターンをスクリーン上で移動させスリットを通してラインセンサ上で受像した画像パターンの反射光の位置の移動とからスクリーンの傾きを求め、あおりアクチュエータを制御して投射部を前後に傾けてあおり調整を行う液晶プロジェクタが開示されている（特許文献３参照）。 However, unlike a display-type television, the projector has a problem in that the image plane is a screen or a wall, so that the image has a trapezoidal distortion due to the relative relationship between the projection optical axis of the projector and the projection plane. In order to solve this problem, the liquid crystal display unit has a detecting means for detecting the installation angle of the liquid crystal projector and a distance detecting means for detecting the distance between the liquid crystal projector and the projection target, and the liquid crystal display unit is determined based on the angle calculated from both detection results. A method of adjusting the angle is disclosed (see Patent Document 1). In addition, the angled laser pointer light spot is projected onto a curved screen. On the other hand, a point image for measurement is generated and projected from the projector onto the screen, and taken by the camera to measure the position of the light spot and the point image. Distortion correction method is disclosed in which when the point image is moved while performing the above operation, the pixel coordinates on the frame memory of the point image are replaced with the coordinates on the input image of the light point and set in the coordinate conversion parameter memory (See Patent Document 2). In addition, the distance to the screen is obtained from the position of the reflected light of the image pattern received on the line sensor through the slit, and the image pattern projected on the screen is moved on the screen and passed through the slit on the line sensor. A liquid crystal projector is disclosed in which the tilt of the screen is obtained from the movement of the reflected light position of the received image pattern, and the tilting adjustment is performed by tilting the projection unit back and forth by controlling the tilt actuator (see Patent Document 3).

一方、スクリーンのプロジェクタの投射光軸に対する垂直方向および水平方向の傾斜がわかればプロジェクタのフレームメモリの座標を変換したりすることによって歪のない映像をスクリーンに投影する技術は実用化されている。このため特に歪みの原因となりやすい垂直方向の傾斜を測定するために、スクリーンが垂直に設置されているという前提でプロジェクタの垂直の傾きを重力センサで検知し、その傾きに見合った歪み補正を行うプロジェクタは既に開示されて発売されている（特許文献４参照）。
特開平９−２８１５９７号公報特開２００１−１６９２１１号公報特開平９−１９７２４９号公報特開２００３−５２７８号公報 On the other hand, when the vertical and horizontal inclinations of the screen with respect to the projection optical axis of the projector are known, a technique for projecting a distortion-free image on the screen by converting the coordinates of the frame memory of the projector has been put into practical use. Therefore, in order to measure the vertical tilt that is likely to cause distortion, the vertical tilt of the projector is detected by the gravity sensor on the premise that the screen is installed vertically, and distortion correction corresponding to the tilt is performed. Projectors have already been disclosed and sold (see Patent Document 4).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-281597 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-169211 Japanese Patent Laid-Open No. 9-197249 JP 2003-5278 A

しかし、特許文献１に開示の方法では、液晶表示ユニットの角度を機械的に調整する必要がある。また、特許文献２の方法では、レーザポインタの角度を制御する必要があり、構造が複雑となる。特許文献３に記載の方法では、角度検出には画像パターンをスクリーン上で移動させる必要があり、リアルタイムで歪補正を実現する検出速度は得られない。特許文献４に記載の方法はスクリーンが垂直に設置されているという前提であり、スクリーンが垂直に設置されていない場合やプロジェクタの投射光軸に対し水平方向で傾斜している場合には正確な歪み補正を行うことができないという問題がある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to mechanically adjust the angle of the liquid crystal display unit. Moreover, in the method of Patent Document 2, it is necessary to control the angle of the laser pointer, and the structure becomes complicated. In the method described in Patent Document 3, it is necessary to move an image pattern on the screen for angle detection, and a detection speed that realizes distortion correction in real time cannot be obtained. The method described in Patent Document 4 is based on the premise that the screen is installed vertically, and is accurate when the screen is not installed vertically or is inclined in the horizontal direction with respect to the projection optical axis of the projector. There is a problem that the distortion cannot be corrected.

本発明の目的は、映像の歪補正のためにプロジェクタの投射光軸に対するスクリーンの垂直方向および水平方向の傾斜角度を簡単な構成で正確に測定できる傾斜角度測定装置を有するプロジェクタを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a projector having a tilt angle measuring device that can accurately measure the tilt angles of the screen in the vertical and horizontal directions with respect to the projection optical axis of the projector for correcting image distortion. is there.

本発明の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタは、
投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度測定装置を有し、算定した傾斜角度に従って表示部の出力映像を制御することにより投射面の画像の台形の歪を補正するプロジェクタである。傾斜角度測定装置は、プロジェクタの筐体の投射方向の面に投射光軸より所定の方向に離れて設けられた導光部と、プロジェクタからの投射光により投射面に生成した少なくとも２点のポイントからの反射光を、導光部を経由して受光する受光素子と、その受光素子の反射光の受光位置情報から、投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定部とを有する。 The projector having the tilt angle measuring device of the present invention is
A projector having an inclination angle measuring device for calculating an inclination angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface, and correcting a trapezoidal distortion of an image on the projection surface by controlling an output image of the display unit according to the calculated inclination angle. It is. The tilt angle measuring device includes a light guide unit provided on a surface in a projection direction of a housing of a projector and spaced apart from a projection optical axis in a predetermined direction, and at least two points generated on the projection surface by projection light from the projector A light receiving element that receives the reflected light from the light guide part, and an inclination angle calculating part that calculates the inclination angle of the projection optical axis of the projection apparatus with respect to the projection surface from the light receiving position information of the reflected light of the light receiving element And have.

投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度に従った表示部の出力映像の制御は、傾斜角度に対応して予め算出されている表示部の入力映像の補正値によってＬＳＩ制御パラメータを作成し、プロジェクタ用画像処理ＬＳＩを制御することによって実行されてもよい。 Control of the output video of the display unit according to the tilt angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface is made by creating an LSI control parameter based on the correction value of the input video of the display unit calculated in advance corresponding to the tilt angle. It may be executed by controlling the projector image processing LSI.

投影装置は液晶表示部を有する液晶プロジェクタであってもよく、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）表示部とカラーホイールと光源とを有するＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタであってもよい。 The projector may be a liquid crystal projector having a liquid crystal display unit, or a DLP (registered trademark) projector having a DMD (digital micromirror device) display unit, a color wheel, and a light source.

第１の態様では、傾斜角度測定装置は、投射面にポイントを投射するレーザポインタと、導光部であるレンズと受光素子である撮像素子とを有するデジタルカメラと、傾斜角度算定部である画像解析傾斜角度算定部とを備え、レーザポインタの投射口とデジタルカメラのレンズはプロジェクタの筐体の投射方向の面に設けられおり、レーザポインタは、投射面に対して投影装置の垂直方向を規定するための少なくとも２点のポイントと水平方向を規定するための少なくとも２点のポイントを投射し、デジタルカメラのレンズは、レーザポインタの投射口より垂直方向と水平方向に所定の間隔を置いて配置されていて、撮像素子は投射面のポイントを撮像可能であり、画像解析傾斜角度算定部は、デジタルカメラの撮像素子の撮像画面から、投射面のポイントを結ぶ直線と、投影装置の垂直方向と水平方向を示す基準線とを受光位置情報として取得し、投射面のポイントを結ぶ直線と、投影装置の垂直方向と水平方向を示す基準線との傾斜角度を解析して、その傾斜角度から投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する。 In the first aspect, the tilt angle measuring device includes a laser pointer that projects a point on the projection surface, a digital camera having a lens that is a light guide and an image sensor that is a light receiving element, and an image that is a tilt angle calculator. The projection angle of the laser pointer and the lens of the digital camera are provided on the projection direction surface of the projector housing, and the laser pointer defines the vertical direction of the projection device with respect to the projection surface. Project at least two points to define the horizontal direction and at least two points to define the horizontal direction, and the lens of the digital camera is placed at a predetermined interval in the vertical and horizontal directions from the projection of the laser pointer Therefore, the image sensor can capture a point on the projection surface, and the image analysis tilt angle calculation unit projects from the image screen of the image sensor of the digital camera. The straight line connecting the points on the surface and the reference line indicating the vertical and horizontal directions of the projection device are acquired as light receiving position information, and the straight line connecting the points on the projection surface and the reference line indicating the vertical and horizontal directions of the projection device And the inclination angle of the projection optical axis of the projection apparatus with respect to the projection surface is calculated from the inclination angle.

レーザポインタは点照射を行う３個のポイント型レーザポインタであってもよく、線照射を行う２個のライン型レーザポインタであってもよく、直交する線照射を行う１個のクロスライン型レーザポインタであってもよい。 The laser pointer may be three point-type laser pointers that perform point irradiation, or may be two line-type laser pointers that perform line irradiation, and one cross-line type laser that performs orthogonal line irradiation. It may be a pointer.

デジタルカメラで撮像したポイントを結ぶ直線と基準線との間の傾斜角度の、デジタルカメラの撮像素子の撮像画面からの解析は、ポイントを結んで形成された直線と撮像画面の両端の画素ラインとの交点に対応する画素位置を求め、一端の交点の画素位置と他端の交点の画素位置との間の画素数の差を算出して、予め作成してある差分画素数と傾斜角度とを関連付けたテーブルによって傾斜角度を算定してもよい。 The analysis of the inclination angle between the straight line connecting the points captured by the digital camera and the reference line from the imaging screen of the image sensor of the digital camera is based on the line formed between the points and the pixel lines at both ends of the imaging screen. The pixel position corresponding to the intersection point is calculated, and the difference in the number of pixels between the pixel position at the intersection point at one end and the pixel position at the intersection point at the other end is calculated. The tilt angle may be calculated using the associated table.

第２の態様では、傾斜角度測定装置は、投射面にポイントである入力光反射点を投射するための左右一対の発光素子と、その発光素子からの投射光の焦点を投射面近傍に合わせるための投光用レンズと、導光部である受光用レンズと、受光素子である左右一対の一次元配列撮像素子と、傾斜角度算定部である受光位置解析距離・傾斜角度算定部とを備えている。発光素子は、傾斜角度が求められる基準面に平行に、投射光軸の垂直上方を中心としてそれぞれが左右等距離となるように筐体内部に設けられ、投光用レンズは、プロジェクタの筐体の投射方向の面に、投射光軸より基準面と直交する方向に発光素子と同じ距離だけ離れて設けられ、
受光用レンズは、プロジェクタの筐体の投射方向の面に、投光用レンズから基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて設けられ、一次元配列撮像素子は、それぞれ筐体内部の発光素子から基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて、それぞれが左右に垂直方向となるように設けられ、投射面に投射された入力光反射点の反射光を、受光用レンズを経由して受光し、受光位置解析距離・傾斜角度算定部は、左右の一次元配列撮像素子の反射光の受光位置の高さと高さの差の情報から、投光用レンズと投射面との距離と、投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度とを算定する。 In the second aspect, the tilt angle measuring apparatus is adapted to focus the projection light from the pair of left and right light emitting elements for projecting the input light reflection point as a point on the projection surface and the vicinity of the projection surface. A projection lens, a light receiving lens as a light guide, a pair of left and right one-dimensional array image sensors as light receiving elements, and a light receiving position analysis distance / tilt angle calculating unit as an inclination angle calculating unit. Yes. The light emitting elements are provided inside the housing so that they are parallel to a reference surface for which an inclination angle is required and are centered vertically above the projection optical axis so that they are equidistant from each other. Is provided on the surface in the projection direction at the same distance as the light emitting element in the direction orthogonal to the reference plane from the projection optical axis,
The light receiving lens is provided on the surface in the projection direction of the projector housing at a predetermined distance above the light projecting lens in a direction orthogonal to the reference surface. The light reflected from the input light reflection point projected on the projection surface is separated from the light emitting element by a predetermined distance upward in a direction perpendicular to the reference surface, and each of them is perpendicular to the left and right. The light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit receives the information on the difference between the height and height of the light receiving position of the reflected light of the left and right one-dimensional array image sensor, and determines the difference between the light projecting lens and the projection surface. The distance and the inclination angle of the projection optical axis of the projection apparatus with respect to the projection surface are calculated.

測定される傾斜角度が水平方向の面上における投射光軸の投射面に対する傾斜角度であり、基準面が投射光軸を含む水平方向の面であってもよく、さらに、傾斜角度測定装置はプロジェクタの投射光軸を含む垂直面上における投射光軸の傾斜角度を検出する垂直方向傾斜センサを有し、その垂直方向傾斜センサで検出された垂直面上の傾斜角度と左右の一次元配列撮像素子の反射光の受光位置の高さと高さの差の情報から算定された水平方向の面上の傾斜角度とを組み合わせて表示部の出力映像が制御されてもよく、測定される傾斜角度が垂直面上における投射光軸と投射面の傾斜角度であり、基準面が投射光軸を含む垂直面であってもよい。 The measured tilt angle may be the tilt angle of the projection optical axis on the horizontal plane with respect to the projection plane, the reference plane may be a horizontal plane including the projection optical axis, and the tilt angle measuring device is a projector. Image sensor having a vertical inclination sensor for detecting the inclination angle of the projection optical axis on the vertical plane including the projection optical axis of the image sensor, and the one-dimensional array imaging device for the inclination angle on the vertical plane detected by the vertical inclination sensor The output image of the display unit may be controlled by combining the height of the light receiving position of the reflected light and the tilt angle on the horizontal plane calculated from the difference in height, and the tilt angle measured is vertical. The angle of inclination of the projection optical axis and the projection plane on the plane, and the reference plane may be a vertical plane including the projection optical axis.

投影装置には投射レンズの焦点を調整する焦点調整部が設けられており、焦点調整部は受光位置解析距離・傾斜角度算定部で算定された投光用レンズと投射面との距離により制御されてもよい。 The projection apparatus is provided with a focus adjustment unit that adjusts the focus of the projection lens, and the focus adjustment unit is controlled by the distance between the projection lens and the projection surface calculated by the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit. May be.

発光素子の投射光が赤外線であってもよく、発光素子と、投光用レンズと、受光用レンズと、一次元配列撮像素子とがパッケージとしてユニット化されており、ユニットとしてプロジェクタ内部に取付け可能であってもよい。 The projection light of the light emitting element may be infrared, and the light emitting element, the light projecting lens, the light receiving lens, and the one-dimensional array image sensor are unitized as a package and can be mounted inside the projector as a unit It may be.

容易に投影装置の投射光軸の投射面に対する垂直方向並びに水平方向の少なくともいずれかの傾斜角度を算出できるので、液晶表示部の画像の画素への配置を移動させることによって投射面に投射された映像を正しい状態に修正することができるという効果がある。 Since the tilt angle of at least one of the vertical direction and the horizontal direction with respect to the projection plane of the projection optical axis of the projection apparatus can be easily calculated, the projection image is projected onto the projection plane by moving the arrangement of the image on the liquid crystal display unit to the pixels. There is an effect that the image can be corrected to a correct state.

これは、傾斜角度測定装置が、プロジェクタの筐体の投射方向の面に投射光軸より所定の方向に離れて設けられた導光部と、投射面に投射された少なくとも２点のポイントからの反射光を、導光部を経由して受光する受光素子と、その受光素子における反射光の受光位置情報から、投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定部とを有するからである。 This is because the tilt angle measuring device includes a light guide unit provided in a predetermined direction from the projection optical axis on the projection direction surface of the projector housing, and at least two points projected on the projection surface. A light receiving element that receives the reflected light via the light guide unit, and an inclination angle calculating unit that calculates an inclination angle of the projection optical axis of the projection apparatus with respect to the projection surface from the light receiving position information of the reflected light in the light receiving element. It is because it has.

第１の態様では垂直方向並びに水平方向の傾斜角度が同時に算定できる。第２の態様では一方向での傾斜角度の測定となるが、さらに自動焦点調整が可能である。これは、受光素子における反射光の受光位置情報から、受光位置解析距離・傾斜角度算定部で投光用レンズと投射面との距離を同時に算定できるからである。また第２の態様では第１の態様と異なりデジタルカメラの二次元撮像素子よりも安価な一次元撮像素子を使用するので低価格で構成することができる。 In the first aspect, the vertical and horizontal inclination angles can be calculated simultaneously. In the second mode, the tilt angle is measured in one direction, but further automatic focus adjustment is possible. This is because the distance between the light projection lens and the projection surface can be calculated simultaneously from the light receiving position information of the reflected light in the light receiving element by the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit. In the second mode, unlike the first mode, a one-dimensional image sensor that is less expensive than the two-dimensional image sensor of the digital camera is used, so that it can be configured at a low price.

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の態様の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図であり、図２は本発明の第１の態様の第１実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図であり、（ａ）は投射状態を示す模式的側面図、（ｂ）はプロジェクタの正面図、（ｃ）はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of a projector having a tilt angle measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, and FIG. 2 is a projector having a tilt angle measuring apparatus according to the first embodiment of the first aspect of the present invention. (A) is a schematic side view showing a projection state, (b) is a front view of a projector, and (c) is a schematic view of an imaging screen of a digital camera.

本明細書の各図面では、理解を容易にするために態様、実施例を通じて同一構成要素には同一の符号と名称を用いる。 In each drawing of the present specification, the same reference numerals and names are used for the same components throughout the embodiments and embodiments for easy understanding.

ここではプロジェクタ１０を液晶プロジェクタを例として説明するが、ＤＬＰ（登録商標）（デジタルライトプロセッシング）方式のプロジェクタであっても本発明は適用でき、液晶プロジェクタの場合の液晶表示部２２に代わってＤＬＰ方式のプロジェクタでは通常ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）表示部、カラーホイール、光源を備える。 Here, the projector 10 will be described by taking a liquid crystal projector as an example. However, the present invention can be applied even to a DLP (registered trademark) (digital light processing) type projector, and the DLP is replaced with the liquid crystal display unit 22 in the case of a liquid crystal projector. The projector of the type usually includes a DMD (digital micromirror device) display unit, a color wheel, and a light source.

プロジェクタ１０は投射レンズ２１と液晶表示部２２とを有する投影装置２０と、液晶表示部２２の画像を制御する画像制御部２３と、傾斜角度測定装置３０と、全体の動作を制御するＣＰＵ６０とを備える。 The projector 10 includes a projection device 20 having a projection lens 21 and a liquid crystal display unit 22, an image control unit 23 that controls an image on the liquid crystal display unit 22, a tilt angle measuring device 30, and a CPU 60 that controls the overall operation. Prepare.

傾斜角度測定装置３０は、投射面に少なくとも２点のスポットを投射するレーザポインタ４０と、レンズ５１と撮像素子５２とを有するデジタルカメラ５０と、画像解析傾斜角度算定部５３とを備え、レーザポインタ４０の投射口とデジタルカメラ５０のレンズ５１はプロジェクタ１０の投射側の面に設けられおり、レーザポインタ４０は、投射面７０に対して投影装置２０の垂直方向を規定するための少なくとも２点のポイント８１ａ、８１ｂと水平方向を規定するための少なくとも２点のポイント８１ｂ、８１ｃを投射し、デジタルカメラ５０のレンズ５１は、レーザポインタ４０の投射口より垂直方向と水平方向に所定の間隔を置いて配置されて投射面７０のポイント８１を撮像可能であり、画像解析傾斜角度算定部５３は、デジタルカメラ５０の撮像素子５２の撮像画面８０から投射面７０のポイント８１を結ぶ直線と、投影装置２０の垂直方向と水平方向を示す基準線とを取得し、投射面７０のポイント８１を結ぶ直線と、投影装置２０の垂直方向と水平方向を示す基準線との傾斜角度を解析して、その傾斜角度から投影装置２０の投射光軸２７の投射面７０に対する傾斜角度を算定する。算定した傾斜角度に従って液晶表示部２２の出力映像を画像表示部２３で制御することにより投射面７０の画像の台形の歪が補正される。ここで垂直方向と水平方向を示す基準線は例えば撮像画面８０の垂直方向と水平方向の画素ラインである。また少なくとも２点のポイントはポイントが連続してポインティングラインとなってもよい。 The tilt angle measuring device 30 includes a laser pointer 40 that projects at least two spots on a projection surface, a digital camera 50 having a lens 51 and an image sensor 52, and an image analysis tilt angle calculation unit 53, and a laser pointer. The projection port 40 and the lens 51 of the digital camera 50 are provided on the projection-side surface of the projector 10, and the laser pointer 40 has at least two points for defining the vertical direction of the projection device 20 with respect to the projection surface 70. The points 81a and 81b and at least two points 81b and 81c for defining the horizontal direction are projected, and the lens 51 of the digital camera 50 is spaced a predetermined distance from the projection port of the laser pointer 40 in the vertical and horizontal directions. The point 81 of the projection surface 70 can be imaged and the image analysis inclination angle calculation unit 53 is digital A straight line connecting the point 81 of the projection surface 70 from the imaging screen 80 of the imaging element 52 of the camera 50 and a reference line indicating the vertical direction and the horizontal direction of the projection device 20, and a straight line connecting the point 81 of the projection surface 70 Then, the inclination angle between the vertical direction and the reference line indicating the horizontal direction of the projection device 20 is analyzed, and the inclination angle of the projection optical axis 27 of the projection device 20 with respect to the projection surface 70 is calculated from the inclination angle. The trapezoidal distortion of the image on the projection surface 70 is corrected by controlling the output video of the liquid crystal display unit 22 by the image display unit 23 according to the calculated tilt angle. Here, the reference lines indicating the vertical direction and the horizontal direction are pixel lines in the vertical direction and the horizontal direction of the imaging screen 80, for example. Further, at least two points may be a pointing line in which the points are continuous.

図６は本発明の第２の態様の第１実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図であり、図７は本発明の第２の態様の第１実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図であり、（ａ）はプロジェクタの正面図、（ｂ）は投射状態を示す模式的上面図、（ｃ）は左側投射用発光素子の投射状態と受光状態を示す模式的側面図、（ｄ）は右側投照射用発光素子の投射状態と受光状態を示す模式的側面図である。 FIG. 6 is a schematic block diagram of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the first embodiment of the second mode of the present invention, and FIG. 7 is the tilt angle of the first embodiment of the second mode of the present invention. It is typical explanatory drawing of the projector which has a measuring apparatus, (a) is a front view of a projector, (b) is a schematic top view which shows a projection state, (c) is the projection state and light reception state of the light emitting element for left side projections (D) is a typical side view which shows the projection state and light-receiving state of the light emitting element for right side projection irradiation.

プロジェクタ１０は、投射レンズ２１と焦点調整部２６と液晶表示部２２とを有する投影装置２０と、液晶表示部２２の画像を制御する画像制御部２３と、傾斜角度測定装置３０と、全体の動作を制御するＣＰＵ６０とを備える。 The projector 10 includes a projection device 20 having a projection lens 21, a focus adjustment unit 26, and a liquid crystal display unit 22, an image control unit 23 that controls an image on the liquid crystal display unit 22, an inclination angle measurement device 30, and the overall operation. CPU 60 for controlling the above.

傾斜角度測定装置３０は、投射面７０に入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒを投射するための左右一対の発光素子４４Ｌ、４４Ｒと、その発光素子４４Ｌ、４４Ｒからの投射光３１Ｌ、３１Ｒの焦点を投射面７０近傍に合わせるための投光用レンズ４５と、受光用レンズ５４と、受光素子である左右一対の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒと、傾斜角度算定部である受光位置解析距離・傾斜角度算定部５６とを備えている。 The tilt angle measuring device 30 projects a pair of left and right light emitting elements 44L and 44R for projecting the input light reflection points 85L and 85R onto the projection surface 70, and the focal points of the projection lights 31L and 31R from the light emitting elements 44L and 44R. A light projecting lens 45 for matching with the vicinity of the surface 70, a light receiving lens 54, a pair of left and right one-dimensional array image sensors 55L and 55R as light receiving elements, and a light receiving position analysis distance / tilt angle as a tilt angle calculating unit. And a calculation unit 56.

発光素子４４Ｌ、４４Ｒは、傾斜角度が求められる基準面２８に対し平行に、投射光軸２７の垂直上方を中心としてそれぞれが左右等距離となるようにプロジェクタ１０の筐体内部に設けられ、投光用レンズ４５は、プロジェクタ１０の筐体の投射方向の面に、投射光軸２７より基準面２８と直交する方向に発光素子４４Ｌ、４４Ｒと同じ距離だけ離れて設けられている。 The light emitting elements 44L and 44R are provided in the casing of the projector 10 so as to be equidistant from the right and left around the vertical upper side of the projection optical axis 27 in parallel with the reference plane 28 for which an inclination angle is required. The light lens 45 is provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector 10 so as to be separated from the projection optical axis 27 in the direction orthogonal to the reference surface 28 by the same distance as the light emitting elements 44L and 44R.

受光用レンズ５４は、プロジェクタ１０の筐体の投射方向の面に、投光用レンズ４５から基準面２８と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて設けられ、一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒは、それぞれ筐体内部の発光素子４４Ｌ、４４Ｒから基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて、それぞれが垂直方向となるように左右に設けられて、投射面７０に投射された入力光反射点８５からのの反射光３２Ｌ、３３２Ｒを、受光用レンズ５４を経由して受光し、受光位置解析距離・傾斜角度算定部５６は、左右の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒの反射光３２Ｌ、３２Ｒの受光位置の高さと高さの差の情報から、投光用レンズ４５と投射面７０との距離と、投影装置２０の投射光軸２７の投射面７０に対する傾斜角度とを算定する。算定した傾斜角度に従って液晶表示部２２の出力映像を画像表示部２３で制御することにより投射面７０の画像の台形の歪が補正される。また、算定された投光用レンズ４５から投射面７０までの距離に基づいて焦点調整部２６を制御して投射レンズ２１の焦点を調整することもできる。 The light receiving lens 54 is provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector 10 at a predetermined distance above the light projecting lens 45 in a direction orthogonal to the reference plane 28, and is one-dimensionally arranged image pickup devices 55L and 55R. Are provided on the left and right sides of the light emitting elements 44L and 44R inside the housing, which are separated from each other by a predetermined distance upward in a direction orthogonal to the reference plane, and are projected on the projection plane 70. The reflected lights 32L and 332R from the light reflecting point 85 are received via the light receiving lens 54, and the light receiving position analysis distance / tilt angle calculator 56 reflects the reflected lights of the left and right one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R. The distance between the projection lens 45 and the projection surface 70 and the tilt angle of the projection optical axis 27 of the projection device 20 with respect to the projection surface 70 are calculated from the information on the height and height difference between the light receiving positions 32L and 32R.The trapezoidal distortion of the image on the projection surface 70 is corrected by controlling the output video of the liquid crystal display unit 22 by the image display unit 23 according to the calculated tilt angle. Further, it is possible to adjust the focus of the projection lens 21 by controlling the focus adjustment unit 26 based on the calculated distance from the light projection lens 45 to the projection surface 70.

次に、本発明の第１の態様の第１実施例について図１、図２を参照して説明する。構成については上述の第１の態様の説明と同じなので説明を省略する。 Next, a first embodiment of the first aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the configuration is the same as that of the first aspect described above, the description thereof is omitted.

図２（ａ）に示すようにスクリーンや壁などの投射面７０に映像が投射されるようにプロジェクタ１０は置き台９０上に通常は上下方向に傾斜して配置される。この場合投影装置２０の投射光軸２７と投射面７０とが直交する状態で投影が行われると液晶表示部２２の映像がそのまま投射面に拡大して投影されるが、投影装置２０の投射光軸２７が投射面７０に対して傾斜する場合は、直交する場合と比較して投射面７０上の位置によって投射レンズ２１からの距離が変化し、例えば離れた位置では近い位置に比べて画面が拡大するので投影された画像に台形の歪を生ずるという問題が生ずる。この問題を解決するために例えば上述の特許文献に記載されたような工夫がなされてきた。この場合投影装置２０の投射光軸２７の投射面７０に対する傾斜角度が正確に把握できれば、画像制御部２３によって液晶表示部２２の映像の画素への配置を移動させることによって投射面７０に投射された映像を正しい状態に修正することができ、その移動度は傾斜角度から数値的に求めることができる。 As shown in FIG. 2A, the projector 10 is usually arranged on the pedestal 90 so as to be inclined in the vertical direction so that an image is projected onto a projection surface 70 such as a screen or a wall. In this case, when projection is performed in a state where the projection optical axis 27 of the projection device 20 and the projection surface 70 are orthogonal to each other, the image of the liquid crystal display unit 22 is projected on the projection surface as it is, but the projection light of the projection device 20 is projected. When the axis 27 is inclined with respect to the projection plane 70, the distance from the projection lens 21 changes depending on the position on the projection plane 70 as compared with the case where the axis 27 is orthogonal, for example, the screen at a distant position compared to a close position. Since the image is enlarged, there arises a problem that a trapezoidal distortion is generated in the projected image. In order to solve this problem, for example, a device as described in the above-mentioned patent document has been made. In this case, if the inclination angle of the projection optical axis 27 of the projection device 20 with respect to the projection surface 70 can be accurately grasped, the image control unit 23 projects the image on the pixel of the liquid crystal display unit 22 and projects the image onto the projection surface 70. The image can be corrected to the correct state, and the mobility can be obtained numerically from the tilt angle.

本願発明は投影装置２０の投射光軸２７の投射面７０に対する傾斜角度を正確に把握することを目的としており、以下に説明する傾斜角度測定装置３０によりその目的は達成される。 The present invention aims to accurately grasp the inclination angle of the projection optical axis 27 of the projection apparatus 20 with respect to the projection surface 70, and the object is achieved by the inclination angle measuring apparatus 30 described below.

傾斜角度測定装置３０では、図２（ｂ）に示すように、投影装置２０の投射レンズ２１を取り囲んで３個のポイント型レーザポインタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、撮像素子５２を有するデジタルカメラ５０のレンズ５１がそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されている。配置は正確な正方形でなくてもよい。 In the tilt angle measuring device 30, as shown in FIG. 2B, a digital camera 50 that surrounds the projection lens 21 of the projection device 20 and includes three point-type laser pointers 41 a, 41 b, 41 c and an image sensor 52. The lenses 51 are arranged so as to be located at the apexes of the squares. The placement need not be an exact square.

３個のポイント型レーザポインタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃからのレーザ光４９は、投射面７０上にポイント８１ａ、８１ｂ、８１ｃを結ぶ。図２（ｃ）は投射面７０上のポイント８１ａ、８１ｂ、８１ｃをデジタルカメラ５０の撮像素子５２で撮像したときの撮像画面８０であり、投射面７０は下部のレーザポインタ４１ｂからの距離に比べて上部がレーザポインタ４１ａから離れる方向に傾斜しているので、レーザポインタ４１ａ並びにレーザポインタ４１ｂから水平方向に離れた位置で撮像した撮像素子５２の画像では、レーザポインタ４１ａのポイント８１ａはレーザポインタ４１ｂのポイント８１ｂより図で右側によった位置で表示される。同様に図示されていないが投射面７０は向かって右側のレーザポインタ４１ｂからの距離に比べて向かって左側がレーザポインタ４１ｂから離れる方向に傾斜しているので、レーザポインタ４１ｂ並びにレーザポインタ４１ｃから垂直方向に離れた位置で撮像した撮像素子５２の画像では、レーザポインタ４１ｂのポイント８１ｂはレーザポインタ４１ｃのポイント８１ｃの上側に寄った位置で表示される。 Laser light 49 from the three point-type laser pointers 41 a, 41 b, 41 c connects points 81 a, 81 b, 81 c on the projection surface 70. FIG. 2C shows an imaging screen 80 when the points 81a, 81b, 81c on the projection surface 70 are imaged by the imaging device 52 of the digital camera 50. The projection surface 70 is compared with the distance from the lower laser pointer 41b. Since the upper part is inclined in the direction away from the laser pointer 41a, the point 81a of the laser pointer 41a is the laser pointer 41b in the image of the image pickup element 52 that is imaged at a position away from the laser pointer 41a and the laser pointer 41b in the horizontal direction. It is displayed at the position according to the right side in the figure from the point 81b. Similarly, although not shown in the drawing, the projection surface 70 is inclined in the direction away from the laser pointer 41b as compared with the distance from the laser pointer 41b on the right side, so that the projection surface 70 is perpendicular to the laser pointer 41b and the laser pointer 41c. In the image of the imaging element 52 captured at a position distant from the direction, the point 81b of the laser pointer 41b is displayed at a position close to the upper side of the point 81c of the laser pointer 41c.

画像解析傾斜角度算定部５３では撮像画面８０における各ポイントの位置をそれぞれの画素より解析して垂直方向並びに水平方向のそれぞれ２点のポイントを結ぶ直線と垂直方向並びに水平方向の基準線との傾斜角度を取得し、所定の計算式によって投影装置２０の投射光軸２７の投射面７０に対する上下方向並びに左右方向の傾斜角度を算出して画像制御部２３に出力し、画像制御部２３はその傾斜角度に基づいて所定の計算式によって液晶表示部２２の画像の画素への配置を移動させることによって投射面７０に投射された映像を正しい状態に修正する。 The image analysis inclination angle calculation unit 53 analyzes the position of each point on the imaging screen 80 from each pixel, and inclines the straight line connecting the two points in the vertical direction and the horizontal direction with the reference line in the vertical direction and the horizontal direction. The angle is acquired, the inclination angle in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the projection surface 70 of the projection optical axis 27 of the projection device 20 is calculated according to a predetermined calculation formula, and is output to the image control unit 23. The image projected on the projection surface 70 is corrected to a correct state by moving the arrangement of the image of the liquid crystal display unit 22 to the pixel by a predetermined calculation formula based on the angle.

ここでは、垂直方向と水平方向とにおける投射光軸２７の投射面に対する傾斜角度を同時に算出するために３点のポイント８１ａ、８１ｂ、８１ｃを投射しているが、垂直方向の傾斜のみの算定であれば２点のポイント８１ａ、８１ｂの投射のみでよく、水平方向の傾斜のみの算定であれば２点のポイント８１ｂ、８１ｃの投射のみでよい。 Here, three points 81a, 81b, and 81c are projected in order to calculate simultaneously the inclination angle of the projection optical axis 27 with respect to the projection surface in the vertical direction and the horizontal direction, but only the inclination in the vertical direction is calculated. If so, only the projection of the two points 81a and 81b may be used, and if only the inclination in the horizontal direction is calculated, only the projection of the two points 81b and 81c may be used.

次に、本発明の第１の態様の第２実施例について図面を参照して説明する。図３は本発明の第１の態様の第２実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図であり、（ａ）は投射状態を示す模式的側面図、（ｂ）はプロジェクタの正面図、（ｃ）はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。 Next, a second embodiment of the first aspect of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic explanatory view of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the second embodiment of the first aspect of the present invention. FIG. 3A is a schematic side view showing a projection state, and FIG. A front view and (c) are schematic diagrams of an imaging screen of a digital camera.

第１の態様の第１実施例では、投影装置２０の投射レンズ２１を取り囲んで３個のポイント型レーザポインタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、撮像素子５２を有するデジタルカメラ５０のレンズ５１がそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されていたが、第２実施例では２個のライン型レーザポインタ４２ａおよび４２ｃが、デジタルカメラ５０のレンズ５１の水平方向と垂直方向とにそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されている。 In the first embodiment of the first aspect, the lens 51 of the digital camera 50 that surrounds the projection lens 21 of the projection apparatus 20 and has three point type laser pointers 41a, 41b, and 41c and the image pickup device 52 is square. In the second embodiment, the two line type laser pointers 42a and 42c are positioned at the apexes of the square in the horizontal direction and the vertical direction of the lens 51 of the digital camera 50, respectively. Are arranged as follows.

ライン型レーザポインタ４２ａ、４２ｃは高級レーザポインタによく見られるポイントの連続したラインを表示できるレーザポインタであり、投射面７０上にはポインティングライン８２ａ、８２ｃとして照射される。従って画素解析傾斜角度算定部５３ではポインティングライン８２ａ、８２ｃの画素を解析して傾斜角度を算定してもよいが、例えば撮像画面８０の両端の画素ラインとポインティングライン８２ａ、８２ｃとの交点の画素位置を求め、一端の交点の画素位置と他端の交点の画素位置との間の画素数の差を算出して、予め作成してある差分画素数と傾斜角度とを関連付けたテーブルによって傾斜角度を算定してもよく、第１実施例よりも処理が容易となる。図４は第１の態様における差分画素数から液晶表示部２２の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。画像解析傾斜角度算定部５３が、撮像素子５２の撮像画面８０から縦方向の差分画素数８６と横方向の差分画素数８７についての差分画素数情報を取得し（ステップＳ１）、これを基に投影装置２０の投射光軸２７の投射面７０に対する傾斜角度を生成し（ステップＳ２）、生成した傾斜角度を受けて画像制御部２３はＬＳＩ制御パラメータを生成し（ステップＳ３）、プロジェクタ用画像処理ＬＳＩを制御することにより（ステップＳ４）、入力映像２４が修正されて液晶表示部２２で出力映像２５となる。この出力映像２５は投射面に投射されると入力映像２４と相似の画像となる。 The line-type laser pointers 42a and 42c are laser pointers capable of displaying a continuous line of points often found in high-grade laser pointers, and are irradiated on the projection surface 70 as pointing lines 82a and 82c. Therefore, the pixel analysis inclination angle calculation unit 53 may calculate the inclination angle by analyzing the pixels of the pointing lines 82a and 82c. For example, the pixel at the intersection of the pixel line at both ends of the imaging screen 80 and the pointing lines 82a and 82c. Find the position, calculate the difference in the number of pixels between the pixel position of the intersection of one end and the pixel position of the intersection of the other end, and the tilt angle by a table that associates the number of difference pixels and the tilt angle created in advance May be calculated, and the processing becomes easier than in the first embodiment. FIG. 4 is a schematic flowchart showing a process of correcting the output video of the liquid crystal display unit 22 from the difference pixel number in the first mode. The image analysis inclination angle calculation unit 53 acquires the difference pixel number information about the difference pixel number 86 in the vertical direction and the difference pixel number 87 in the horizontal direction from the imaging screen 80 of the imaging element 52 (step S1). An inclination angle of the projection optical axis 27 of the projection device 20 with respect to the projection surface 70 is generated (step S2), and the image control unit 23 generates an LSI control parameter in response to the generated inclination angle (step S3). By controlling the LSI (step S4), the input video 24 is modified to become an output video 25 on the liquid crystal display unit 22. When the output video 25 is projected onto the projection surface, the image is similar to the input video 24.

次に、本発明の第１の態様の第３実施例について図面を参照して説明する。図５は本発明の第１の態様の第３実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図であり、（ａ）は投射状態を示す模式的側面図、（ｂ）はプロジェクタの正面図、（ｃ）はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。 Next, a third embodiment of the first aspect of the present invention will be described with reference to the drawings. 5A and 5B are schematic explanatory views of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the third embodiment of the first aspect of the present invention. FIG. 5A is a schematic side view showing a projection state, and FIG. A front view and (c) are schematic diagrams of an imaging screen of a digital camera.

第１の態様の第２実施例では２個のライン型レーザポインタ４２ａおよび４２ｃが、デジタルカメラ５０のレンズ５１の水平方向と垂直方向とにそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されていたが、第１の態様の第３実施例では１個のクロスライン型レーザポインタ４３がデジタルカメラ５０のレンズ５１に対して投射レンズ２１を挟んで斜め下側に位置するように配置されている。 In the second embodiment of the first mode, the two line type laser pointers 42a and 42c are arranged so as to be located at the apexes of the square in the horizontal direction and the vertical direction of the lens 51 of the digital camera 50, respectively. In the third embodiment of the first aspect, one cross-line type laser pointer 43 is arranged so as to be located obliquely below the lens 51 of the digital camera 50 with the projection lens 21 in between.

クロスライン型レーザポインタ４３も高級レーザポインタに見られるクロスラインを表示できるレーザポインタであり、投射面７０上には第１の態様の第２実施例と同様のポインティングライン８３として照射される。従って画素解析傾斜角度算定部５３ではポインティングライン８３の画素を解析して傾斜角度を算定してもよいが、例えば上述のように撮像画面８０の両端の画素ラインとポインティングライン８３との交点の画素位置を求め、一端の交点の画素位置と他端の交点の画素位置との間の画素数の差を算出して、予め作成してある差分画素数と傾斜角度を関連付けたテーブルによって傾斜角度を算定してもよい。 The cross-line type laser pointer 43 is also a laser pointer capable of displaying a cross line seen by a high-grade laser pointer, and is irradiated on the projection surface 70 as a pointing line 83 similar to the second embodiment of the first mode. Therefore, the pixel analysis inclination angle calculation unit 53 may calculate the inclination angle by analyzing the pixels of the pointing line 83. For example, as described above, the pixel at the intersection of the pixel line at both ends of the imaging screen 80 and the pointing line 83 is used. Find the position, calculate the difference in the number of pixels between the pixel position of the intersection of one end and the pixel position of the intersection of the other end, and calculate the tilt angle using a table that associates the difference pixel count and tilt angle created in advance. It may be calculated.

次に、本発明の第２の態様の第１実施例について図６、図７を参照して説明する。構成については上述の第２の態様の説明と同じなので説明を省略する。 Next, a first embodiment of the second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the configuration is the same as that of the second aspect described above, the description thereof is omitted.

図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示されるようにスクリーンや壁などの投射面７０が投射光軸２７に対して傾斜している場合は、直交する場合と比較して位置によって投射レンズ２１からの距離が変化し、例えば離れた位置では画面が拡大するので投影された画像に台形の歪を生ずるという問題が生ずる。この場合投影装置２０の投射光軸２７の投射面７０に対する傾斜角度が正確に把握できれば、画像制御部２３によって液晶表示部２２の画像の画素への配置を移動させることによって投射面７０に投射された映像を正しい状態に修正することができ、その移動度は傾斜角度から数値的に求めることができる。 As shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, when the projection surface 70 such as a screen or a wall is inclined with respect to the projection optical axis 27, it depends on the position as compared with the case of being orthogonal. The distance from the projection lens 21 changes. For example, the screen is enlarged at a distant position, so that a problem arises that a trapezoidal distortion occurs in the projected image. In this case, if the inclination angle of the projection optical axis 27 of the projection device 20 with respect to the projection surface 70 can be accurately grasped, the image control unit 23 projects the image on the liquid crystal display unit 22 to the pixel by moving the arrangement of the image to the pixels. The image can be corrected to the correct state, and the mobility can be obtained numerically from the tilt angle.

プロジェクタ１０内部に投射光軸２７の垂直上方を中心に左右対称に配置された発光素子４４Ｌ、４４Ｒから投射された投射光３１Ｌ、３１Ｒは何れもプロジェクタ１０の投射レンズ２１の垂直上方に設けられた投光用レンズ４５を経由して投射面７０の左右のそれぞれの入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒに集光されて輝点を作り、そこから反射された反射光３２Ｌ、３２Ｒが投光用レンズ４５から所定の距離だけ上方に離れて配置された受光用レンズ５４を経由して発光素子４４Ｌ、４４Ｒの垂直上方に縦方向に配置された一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒに集光されて入射する。一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒは投射面７０の投射レンズ２１からの計測予定距離の範囲で反射光３２が入力可能となるような長さと位置とで配置される。 The projection lights 31L and 31R projected from the light emitting elements 44L and 44R disposed symmetrically with respect to the vertical upper side of the projection optical axis 27 inside the projector 10 are all provided vertically above the projection lens 21 of the projector 10. Light projection points 45L and 85R are condensed on the left and right input light reflection points 85L and 85R of the projection surface 70 via the light projection lens 45, and the reflected light 32L and 32R reflected therefrom are reflected on the light projection lens 45. The light is condensed and incident on the one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R vertically arranged above the light emitting devices 44L and 44R via the light receiving lens 54 arranged at a predetermined distance from the light receiving device 54. . The one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R are arranged in such a length and position that the reflected light 32 can be input within the range of the measurement planned distance from the projection lens 21 of the projection surface 70.

もし投射面７０が投射光軸２７に対して垂直であると仮定すると、入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒと投光用レンズ４５との距離は同じであり、従って左右対称に配置されている縦置きの一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒにおける反射光３２Ｌ、３２Ｒの受光位置、即ち高さは左右で同じとなり、投光用レンズ４５と投射面７０との距離によりその高さは変化し、距離が離れると受光位置は低くなる。 If it is assumed that the projection surface 70 is perpendicular to the projection optical axis 27, the distance between the input light reflection points 85L and 85R and the light projecting lens 45 is the same, and therefore, the vertical installation is arranged symmetrically. The light receiving positions of the reflected lights 32L and 32R in the one-dimensional array imaging elements 55L and 55R, that is, the heights thereof are the same on the left and right, and the height varies depending on the distance between the light projection lens 45 and the projection surface 70, and the distance is When separated, the light receiving position becomes lower.

図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように投射面７０が基準面２８上で投射光軸２７に対して水平方向に傾斜していると、図示のように左右の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒの受光位置の高さは異なるが、その平均高さは発光素子４４が投射光軸２７上の垂直上方にあった場合のその上方に設けられた一次元配列撮像素子５５への反射光３２の受光高さと同じであり、この平均高さによって投光用レンズ４５と反射面７０との距離を算定することができる。 As shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, when the projection surface 70 is inclined in the horizontal direction on the reference plane 28 with respect to the projection optical axis 27, one-dimensional left and right as illustrated. Although the heights of the light receiving positions of the array image sensors 55L and 55R are different, the average height is the one-dimensional array image sensor 55 provided above the light emitting element 44 when it is vertically above the projection optical axis 27. The distance between the light projection lens 45 and the reflection surface 70 can be calculated based on the average height.

図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように投射面７０が基準面２８上で投射光軸２７に対して水平方向に傾斜していると図示のように左右の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒの受光位置の高さは異なるが、それは上述のように一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒのそれぞれに入力した反射光３２Ｌ、３２Ｒの投射面７０上の入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒと投光用レンズ４５との距離に対応しているので、その高さの差を求めることによって一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒのそれぞれに入力した反射光３２Ｌ、３２Ｒの投射面７０上のそれぞれの入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒと投光用レンズ４５との距離の差の近似値を求めることができる。それぞれの入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒの間の間隔は、左右の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒの間隔と、左右の一次元配列撮像素子を結ぶ線と受光用レンズ５４との距離と、投光用レンズ４５と反射面７０との距離とで近似的に算定できるので、それぞれの入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒの間の間隔と一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒのそれぞれに入力した反射光３２Ｌ、３２Ｒの投射面７０上のそれぞれの入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒと投光用レンズ４５との距離もしくは距離の差とから、基準面２８上での投射光軸２７の投射面７０に対する水平方向での傾斜角度が三角関数を用いて算定できる。 As shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, when the projection surface 70 is inclined in the horizontal direction on the reference plane 28 with respect to the projection optical axis 27, the left and right one-dimensional arrays as shown in the figure. Although the heights of the light receiving positions of the image sensors 55L and 55R are different, as described above, the input light reflection points 85L on the projection surface 70 of the reflected lights 32L and 32R input to the one-dimensional array image sensors 55L and 55R, respectively. Since it corresponds to the distance between 85R and the projection lens 45, the difference in height is obtained, and the reflected light 32L and 32R input to the one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R, respectively, on the projection surface 70. An approximate value of the difference in distance between the input light reflection points 85L and 85R and the projection lens 45 can be obtained. The intervals between the input light reflection points 85L and 85R are the distance between the left and right one-dimensional array image sensors 55L and 55R, the distance between the line connecting the left and right one-dimensional array image sensors and the light receiving lens 54, and the projection. Since the distance between the light lens 45 and the reflection surface 70 can be calculated approximately, the distance between the input light reflection points 85L and 85R and the reflected light 32L input to the one-dimensional array imaging elements 55L and 55R, respectively. , 32R from the input light reflection points 85L, 85R on the projection surface 70 and the distance between the projection lenses 45, or the difference in distance, the horizontal direction of the projection optical axis 27 on the reference surface 28 with respect to the projection surface 70 Can be calculated using trigonometric functions.

このようにして算定した傾斜角度に従って液晶表示部２２の出力映像を画像表示部２３で制御することにより投射面７０の画像の台形の歪が補正される。また、算定された投射レンズ２１と投射面７０までの距離に基づいて焦点調整部２６を制御して投射レンズ２１の焦点を調整することもできる。 The trapezoidal distortion of the image on the projection surface 70 is corrected by controlling the output video of the liquid crystal display unit 22 by the image display unit 23 according to the tilt angle thus calculated. Further, the focal point of the projection lens 21 can be adjusted by controlling the focus adjustment unit 26 based on the calculated distance between the projection lens 21 and the projection surface 70.

図８は左右一対の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒにおける投射面７０の入力光反射点８５Ｌ、８５Ｒからの反射光３２Ｌ、３２Ｒの受光位置から液晶表示部２２の出力映像２５を修正する過程を示す模式的流れ図である。受光位置解析距離・傾斜角度算定部５６が、左の一次元配列撮像素子５５Ｌの受光位置の高さから左入力光反射点８５Ｌまでの距離を算出し（ステップＳ１１）、右の一次元配列撮像素子５５Ｒの受光位置の高さから右入力光反射点８５Ｒまでの距離を算出して（ステップＳ１２）、反射面７０までの距離の平均値を算出し（ステップＳ１３）、一方左右の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒの受光位置の高さの差を取得し（ステップＳ１４）、反射面７０までの距離の平均値と左右の一次元配列撮像素子５５Ｌ、５５Ｒの受光位置の高さの差を元に、演算またはテーブル参照により投影装置２０の光軸２７の投射面７０に対する水平方向の傾斜角度を生成し（ステップＳ１５）、生成した傾斜角度を受けて画像制御部２３はＬＳＩ制御パラメータを生成し（ステップＳ１６）、プロジェクタ用画像処理ＬＳＩを制御することにより（ステップＳ１７）、入力映像２４が修正されて液晶表示部２２で出力映像２５となる。この出力映像２５は投射面７０に投射されると入力映像２４と相似の画像となる。また、反射面７０までの距離の平均値によって焦点調整部２６のフォーカスサーボモータを制御して投射レンズ２１の焦点を投射面７０に合わせることができる。 FIG. 8 shows a process of correcting the output image 25 of the liquid crystal display unit 22 from the light receiving positions of the reflected light 32L and 32R from the input light reflection points 85L and 85R of the projection surface 70 in the pair of left and right one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R. It is a schematic flowchart shown. The light receiving position analysis distance / tilt angle calculator 56 calculates the distance from the height of the light receiving position of the left one-dimensional array imaging element 55L to the left input light reflection point 85L (step S11), and the right one-dimensional array imaging. The distance from the height of the light receiving position of the element 55R to the right input light reflection point 85R is calculated (step S12), the average value of the distance to the reflecting surface 70 is calculated (step S13), and one-dimensional array on the left and right The difference in height between the light receiving positions of the image sensors 55L and 55R is acquired (step S14), and the difference between the average value of the distance to the reflecting surface 70 and the height of the light receiving positions of the left and right one-dimensional array image sensors 55L and 55R is obtained. Originally, a horizontal tilt angle with respect to the projection plane 70 of the optical axis 27 of the projection device 20 is generated by calculation or table reference (step S15), and the image control unit 23 receives the generated tilt angle and the LSI control parameter 23 receives the generated tilt angle. Generates over data (step S16), (Step S17) by controlling the image processing LSI projector, is modified input image 24 as an output image 25 in the liquid crystal display unit 22. When the output video 25 is projected onto the projection surface 70, an image similar to the input video 24 is obtained. Further, the focus servo motor of the focus adjustment unit 26 can be controlled by the average value of the distance to the reflection surface 70 to focus the projection lens 21 on the projection surface 70.

これまでの説明では、水平方向の傾斜角度を測定することで説明してきたが、発光素子４４、投光用レンズ４５、受光用レンズ５４、ならびに一次元配列撮像素子５５の組み合わせを投射光軸２７を中心に９０°回転させた位置に設けることにより垂直方向の傾斜角度を測定することが可能である。 In the description so far, the explanation has been made by measuring the tilt angle in the horizontal direction. However, the combination of the light emitting element 44, the light projecting lens 45, the light receiving lens 54, and the one-dimensional array imaging element 55 is used as the projection optical axis 27. It is possible to measure the inclination angle in the vertical direction by providing it at a position rotated 90 ° around the center.

次に、本発明の第２の態様の第２実施例について図９を参照して説明する。図９は本発明の第２の態様の第２実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図である。第２の態様の第２実施例では傾斜角度測定装置３０に、機械の据付の心出しなどにも利用されている加速度検出素子を用いた傾斜センサ（Ｇセンサ）であって、重力の方向に対する傾斜角度を精密に測定し数値データとして出力する垂直方向傾斜センサ５７が設けられている以外は第２の態様の第１実施例と構成も動作も同じなので、同じ構成要素には同じ符号を付し同一の部分についての説明を省略する。 Next, a second embodiment of the second aspect of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic block diagram of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the second embodiment of the second mode of the present invention. In the second embodiment of the second aspect, the inclination angle measuring device 30 is an inclination sensor (G sensor) using an acceleration detecting element that is also used for centering of machine installation, etc. Since the configuration and the operation are the same as those of the first embodiment of the second mode except that a vertical tilt sensor 57 for accurately measuring the tilt angle and outputting it as numerical data is provided, the same components are denoted by the same reference numerals. The description of the same part is omitted.

垂直方向傾斜センサ５７が検出した垂直方向の傾斜角度は受光位置解析距離・傾斜角度算定部５６に入力され、受光位置解析距離・傾斜角度算定部５６では一対の一次元配列撮像素子５５で測定された受光位置情報により水平方向の傾斜角度を算出するとともに、垂直方向傾斜センサ５７が検出した垂直方向の傾斜角度と合わせて画像制御部２３に出力し、画像制御部２３は水平方向と垂直方向の傾斜を加味してＬＳＩ制御パラメータを生成する。 The vertical tilt angle detected by the vertical tilt sensor 57 is input to the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit 56, and the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit 56 measures it with a pair of one-dimensional array imaging elements 55. The horizontal tilt angle is calculated from the received light receiving position information, and is output to the image control unit 23 together with the vertical tilt angle detected by the vertical direction tilt sensor 57. The image control unit 23 then outputs the horizontal and vertical directions. An LSI control parameter is generated in consideration of the inclination.

第２の態様のこれまでの説明では、発光素子４４、投光用レンズ４５、受光用レンズ５４、ならびに一次元配列撮像素子５５がそれぞれプロジェクタ１０内の所定の位置に配置されていることとしたが、２個の発光素子４４、１個の投光用レンズ４５、１個の受光用レンズ５４、ならびに２個の一次元配列撮像素子５５をパッケージとしてユニット化し、２個のレンズを持ったユニットとしてプロジェクタ１０の内部に取付け可能とすることができる。これによってプロジェクタ１０への取付けが容易となり、独立したユニットとしての流通も可能となる。さらに受光位置解析距離・傾斜角度算定部５６の機能の一部または全部をユニットに組み込むこともできる。 In the above description of the second mode, it is assumed that the light emitting element 44, the light projecting lens 45, the light receiving lens 54, and the one-dimensional array imaging element 55 are respectively arranged at predetermined positions in the projector 10. Is a unit comprising two light emitting elements 44, one light projecting lens 45, one light receiving lens 54, and two one-dimensional array imaging elements 55 as a package. Can be mounted inside the projector 10. This facilitates attachment to the projector 10 and enables distribution as an independent unit. Furthermore, some or all of the functions of the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit 56 can be incorporated into the unit.

また、第２の態様ではプロジェクタ１０の投射面７０の映像とは関係なく距離や傾斜角度の算定ができるので、発光素子４４に赤外線発光ダイオードのような赤外線を投射する発光素子４４を使用すれば、投射面７０に映像を投射しながらリアルタイムで焦点調整や台形の補正が可能となる。使用する光線は赤外線に限定されるものではなく不可視光線であれば例えば紫外線であってもよい。第１の態様のデジタルカメラに用いられる二次元配列撮像素子と違って、第２態様では一次元配列撮像素子５５としてラインＣＣＤセンサや一次元ＰＳＤ（位置検出フォトダイオード）のような廉価な受光素子の使用が可能である。 In the second mode, since the distance and the inclination angle can be calculated regardless of the image of the projection surface 70 of the projector 10, if the light emitting element 44 that projects infrared rays such as an infrared light emitting diode is used as the light emitting element 44. In addition, it is possible to perform focus adjustment and trapezoidal correction in real time while projecting an image on the projection surface 70. The light beam to be used is not limited to infrared light, and may be ultraviolet light, for example, as long as it is invisible. Unlike the two-dimensional array image sensor used in the digital camera of the first mode, the second mode is an inexpensive light-receiving element such as a line CCD sensor or a one-dimensional PSD (position detection photodiode) as the one-dimensional array image sensor 55. Can be used.

本発明の第１の態様の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図である。It is a typical block block diagram of the projector which has the inclination-angle measuring apparatus of the 1st aspect of this invention. 本発明の第１の態様の第１実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図である。（ａ）は投射状態を示す模式的側面図である。（ｂ）はプロジェクタの正面図である。（ｃ）はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。1 is a schematic explanatory diagram of a projector having an inclination angle measuring apparatus according to a first embodiment of the first aspect of the present invention. (A) is a typical side view which shows a projection state. FIG. 2B is a front view of the projector. (C) is a schematic diagram of the imaging screen of a digital camera. 本発明の第１の態様の第２実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図である。（ａ）は投射状態を示す模式的側面図である。（ｂ）はプロジェクタの正面図である。（ｃ）はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。It is typical explanatory drawing of the projector which has the inclination angle measuring apparatus of 2nd Example of the 1st aspect of this invention. (A) is a typical side view which shows a projection state. FIG. 2B is a front view of the projector. (C) is a schematic diagram of the imaging screen of a digital camera. 第１の態様における差分画素数から液晶表示部の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。It is a typical flowchart which shows the process in which the output image | video of a liquid crystal display part is corrected from the difference pixel number in a 1st aspect. 本発明の第１の態様の第３実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図である。（ａ）は投射状態を示す模式的側面図である。（ｂ）はプロジェクタの正面図である。（ｃ）はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。It is typical explanatory drawing of the projector which has the inclination angle measuring apparatus of 3rd Example of the 1st aspect of this invention. (A) is a typical side view which shows a projection state. FIG. 2B is a front view of the projector. (C) is a schematic diagram of the imaging screen of a digital camera. 本発明の第２の態様の第１実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図である。It is a typical block block diagram of the projector which has the inclination angle measuring apparatus of 1st Example of the 2nd aspect of this invention. 本発明の第２の態様の第１実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図である。（ａ）はプロジェクタの正面図である。（ｂ）は投射状態を示す模式的上面図である。（ｃ）は左側投照射用発光素子の投射状態と受光状態を示す模式的側面図である。（ｄ）は右側投照射用発光素子の投射状態と受光状態を示す模式的側面図である。It is typical explanatory drawing of the projector which has the inclination-angle measuring apparatus of 1st Example of the 2nd aspect of this invention. (A) is a front view of a projector. (B) is a schematic top view which shows a projection state. (C) is a schematic side view showing the projection state and the light receiving state of the left side light emitting element. (D) is a schematic side view showing a projection state and a light reception state of a light emitting element for right side projection and irradiation. 左右一対の一次元配列撮像素子の投射面の入力光反射点からの反射光の受光位置から液晶表示部の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。It is a typical flowchart which shows the process which corrects the output image of a liquid crystal display part from the light-receiving position of the reflected light from the input light reflective point of the projection surface of a left-right paired one-dimensional array image sensor. 本発明の第２の態様の第２実施例の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図である。It is a typical block block diagram of the projector which has the inclination angle measuring apparatus of 2nd Example of the 2nd aspect of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０プロジェクタ
２０投影装置
２１投射レンズ
２２液晶表示部
２３画像制御部
２４入力映像
２５出力映像
２６焦点調整部
２７投射光軸
２８基準面
３０傾斜角度測定装置
３１、３１Ｌ、３１Ｒ投射光
３２、３２Ｌ、３２Ｒ反射光
４０レーザポインタ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃポイント型レーザポインタ
４２ａ、４２ｃライン型レーザポインタ
４３クロスライン型レーザポインタ
４４、４４Ｌ、４４Ｒ発光素子
４５投射用レンズ
４９レーザ光
５０デジタルカメラ
５１レンズ
５２撮像素子
５３画像解析傾斜角度算定部
５４受光用レンズ
５５、５５Ｌ、５５Ｒ一次元配列撮像素子
５６受光位置解析距離・傾斜角度算定部
５７垂直方向傾斜センサ
６０ＣＰＵ
７０投射面
８０撮像画面
８１ａ、８１ｂ、８１ｃポイント
８２ａ、８２ｃ、８３ポインティングライン
８４投射映像
８５、８５Ｌ、８５Ｒ入力光反射点
８６縦差分画素数
８７横差分画素数
９０置き台
Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ１１〜Ｓ１７ステップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 20 Projection apparatus 21 Projection lens 22 Liquid crystal display part 23 Image control part 24 Input image 25 Output image 26 Focus adjustment part 27 Projection optical axis 28 Reference plane 30 Inclination angle measuring device 31, 31L, 31R Projection light 32, 32L, 32R Reflected light 40 Laser pointer 41a, 41b, 41c Point type laser pointer 42a, 42c Line type laser pointer 43 Cross line type laser pointer 44, 44L, 44R Light emitting element 45 Projection lens 49 Laser light 50 Digital camera 51 Lens 52 Imaging element 53 Image analysis tilt angle calculation unit 54 Light receiving lens 55, 55L, 55R One-dimensional array image sensor 56 Light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit 57 Vertical direction tilt sensor 60 CPU
70 Projection surface 80 Imaging screen 81a, 81b, 81c Point 82a, 82c, 83 Pointing line 84 Projected image 85, 85L, 85R Input light reflection point 86 Vertical difference pixel number 87 Horizontal difference pixel number 90 Stand S1 to S4, S11 Step S17

Claims

投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度測定装置を有し、算定した傾斜角度に従って表示部の出力映像を制御することにより前記投射面の画像の台形の歪を補正するプロジェクタにおいて、
前記傾斜角度測定装置は、前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に前記投射光軸より所定の方向に離れて設けられた導光部と、前記プロジェクタからの投射光により前記投射面に生成した少なくとも２点のポイントからの反射光を、前記導光部を経由して受光する受光素子と、該受光素子の前記反射光の受光位置情報から、前記投影装置の前記投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定部とを有することを特徴とする傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 A tilt angle measuring device that calculates the tilt angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface, and corrects the trapezoidal distortion of the image on the projection surface by controlling the output image of the display unit according to the calculated tilt angle. In the projector,
The tilt angle measuring device is generated on the projection surface by a light guide unit provided in a predetermined direction away from the projection optical axis on a surface in a projection direction of the projector housing and projection light from the projector. A light receiving element that receives reflected light from at least two points via the light guide unit and a light receiving position information of the reflected light of the light receiving element with respect to a projection surface of the projection optical axis of the projection device A projector having an inclination angle measuring device, comprising: an inclination angle calculating unit for calculating an inclination angle.

前記傾斜角度測定装置は、前記投射面にポイントを投射するレーザポインタと、前記導光部であるレンズと前記受光素子である撮像素子とを有するデジタルカメラと、傾斜角度算定部である画像解析傾斜角度算定部とを備え、
前記レーザポインタの投射口と前記デジタルカメラのレンズは前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に設けられおり、
前記レーザポインタは、前記投射面に対して前記投影装置の垂直方向を規定するための少なくとも２点のポイントと水平方向を規定するための少なくとも２点のポイントを投射し、
前記デジタルカメラの前記レンズは、前記レーザポインタの投射口より垂直方向と水平方向に所定の間隔を置いて配置されていて、前記撮像素子は前記投射面の前記ポイントを撮像可能であり、
画像解析傾斜角度算定部は、前記デジタルカメラの前記撮像素子の撮像画面から、前記投射面のポイントを結ぶ直線と、前記投影装置の垂直方向と水平方向を示す基準線とを前記受光位置情報として取得し、前記投射面のポイントを結ぶ直線と、前記投影装置の垂直方向と水平方向を示す基準線との傾斜角度を解析して、該傾斜角度から前記投影装置の前記投射光軸の前記投射面に対する傾斜角度を算定する、請求項１に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The tilt angle measuring device includes a laser pointer that projects a point on the projection surface, a digital camera including a lens that is the light guide unit and an image sensor that is the light receiving element, and an image analysis tilt that is a tilt angle calculation unit. An angle calculation unit,
The projection of the laser pointer and the lens of the digital camera are provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector,
The laser pointer projects at least two points for defining a vertical direction of the projection device and at least two points for defining a horizontal direction with respect to the projection surface,
The lens of the digital camera is arranged at a predetermined interval in a vertical direction and a horizontal direction from the projection port of the laser pointer, and the imaging element can capture the point on the projection surface,
The image analysis inclination angle calculation unit uses, as the light receiving position information, a straight line connecting the points of the projection plane and a reference line indicating the vertical direction and the horizontal direction of the projection device from the imaging screen of the imaging element of the digital camera. Obtaining and analyzing a tilt angle between a straight line connecting points of the projection plane and a reference line indicating a vertical direction and a horizontal direction of the projection device, and projecting the projection optical axis of the projection device from the tilt angle The projector having the tilt angle measuring device according to claim 1, wherein the tilt angle with respect to the surface is calculated.

前記レーザポインタは、点照射を行うポイント型レーザポインタであり、前記投影装置の投射レンズを取り囲んで、３個の前記ポイント型レーザポインタと前記デジタルカメラの前記レンズとがそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されている、請求項２に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The laser pointer is a point-type laser pointer that performs point irradiation, surrounds the projection lens of the projection device, and the three point-type laser pointers and the lens of the digital camera are respectively positioned at the vertices of a square. A projector having the tilt angle measuring device according to claim 2 arranged as described above.

前記レーザポインタは、前記ポイントが連続したラインの照射を行うライン型レーザポインタであり、前記投影装置の投射レンズを取り囲んで、垂直方向のポインティングラインを投射する１個のライン型レーザポインタが、前記デジタルカメラのレンズの水平方向の対称位置に、水平方向のポインティングラインを投射する１個のライン型レーザポインタが、前記デジタルカメラのレンズの垂直方向の対称位置に配置されている、請求項２に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The laser pointer is a line type laser pointer that irradiates a line in which the points are continuous, and one line type laser pointer that surrounds a projection lens of the projection device and projects a vertical pointing line is 3. The line laser pointer for projecting a horizontal pointing line to a symmetrical position in the horizontal direction of the lens of the digital camera is arranged at a symmetrical position in the vertical direction of the lens of the digital camera. A projector having the inclination angle measuring device described.

前記レーザポインタは、直交する前記ポイントが連続した２本のラインの照射を行うクロスライン型レーザポインタであり、１個のクロスライン型レーザポインタが水平方向並びに垂直方向のポインティングラインを投射するように、前記投影装置の投射レンズを挟んで、前記デジタルカメラのレンズと対称位置に配置されている、請求項２に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The laser pointer is a cross-line type laser pointer that irradiates two lines in which the orthogonal points are continuous, and one cross-line type laser pointer projects a horizontal and vertical pointing line. The projector having the tilt angle measuring device according to claim 2, wherein the projector is disposed at a position symmetrical to the lens of the digital camera with the projection lens of the projector interposed therebetween.

前記デジタルカメラで撮像したポイントを結ぶ直線と前記基準線との間の傾斜角度の、前記デジタルカメラの前記撮像素子の撮像画面からの解析は、ポイントを結んで形成された直線と撮像画面の両端の画素ラインとの交点に対応する画素位置を求め、一端の交点の画素位置と他端の交点の画素位置との間の画素数の差を算出して、予め作成してある差分画素数と傾斜角度とを関連付けたテーブルによって傾斜角度を算定する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 Analysis of the inclination angle between a straight line connecting the points imaged by the digital camera and the reference line from the imaging screen of the imaging device of the digital camera is performed by connecting the straight line formed by connecting the points and both ends of the imaging screen. The pixel position corresponding to the intersection with the pixel line is calculated, the difference in the number of pixels between the pixel position at the intersection at one end and the pixel position at the intersection at the other end is calculated, The projector having the tilt angle measuring device according to any one of claims 2 to 5, wherein the tilt angle is calculated by a table in which the tilt angle is associated with the tilt angle.

前記傾斜角度測定装置は、前記投射面に前記ポイントである入力光反射点を投射するための左右一対の発光素子と、該発光素子からの投射光の焦点を前記投射面近傍に合わせるための投光用レンズと、前記導光部である受光用レンズと、前記受光素子である左右一対の一次元配列撮像素子と、前記傾斜角度算定部である受光位置解析距離・傾斜角度算定部とを備え、
前記発光素子は、前記傾斜角度が求められる基準面に平行に前記投射光軸の垂直上方を中心としてそれぞれが左右等距離となるように前記筐体内部に設けられ、
前記投光用レンズは、前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に、前記投射光軸より前記基準面と直交する方向に前記発光素子と同じ距離だけ離れて設けられ、
前記受光用レンズは、前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に、前記投光用レンズから基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて設けられ、
前記一次元配列撮像素子は、それぞれ前記筐体内部の前記発光素子から基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて、それぞれが左右に垂直方向となるように設けられ、前記投射面に前記発光素子から投射された入力光の反射点からの反射光を、前記受光用レンズを経由して受光し、
前記受光位置解析距離・傾斜角度算定部は、左右の前記一次元配列撮像素子の前記反射光の受光位置の高さと高さの差からなる前記受光位置情報から、前記投光用レンズと前記投射面との距離と、前記投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度とを算定する、請求項１に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The tilt angle measuring device includes a pair of left and right light emitting elements for projecting the input light reflection point, which is the point, onto the projection surface, and a projection for focusing the projection light from the light emitting element near the projection surface. A light lens; a light receiving lens as the light guide; a pair of left and right one-dimensional array image sensors as the light receiving element; and a light receiving position analysis distance / tilt angle calculator as the tilt angle calculator. ,
The light emitting elements are provided inside the casing so that each of them is equidistant to the left and right around the vertical upper side of the projection optical axis in parallel with a reference plane for which the tilt angle is required,
The light projecting lens is provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector, separated from the projection optical axis by the same distance as the light emitting element in a direction perpendicular to the reference surface,
The light receiving lens is provided on the surface in the projection direction of the projector housing at a predetermined distance above the light projecting lens in a direction perpendicular to the reference plane,
Each of the one-dimensional array imaging elements is provided so as to be separated from the light emitting elements in the housing by a predetermined distance upward in a direction orthogonal to the reference plane, and to be in a vertical direction to the left and right. The reflected light from the reflection point of the input light projected from the light emitting element is received via the light receiving lens,
The light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit is configured to calculate the light projecting lens and the projection from the light receiving position information including a difference between a height and a height of the light receiving position of the reflected light of the left and right one-dimensional array image sensors. The projector having an inclination angle measuring device according to claim 1, wherein the distance to the surface and the inclination angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface are calculated.

測定される傾斜角度が水平方向における前記投射光軸の前記投射面に対する傾斜角度であり、前記基準面が前記投射光軸を含む水平方向の面である、請求項７に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The tilt angle measuring device according to claim 7, wherein the tilt angle to be measured is a tilt angle of the projection optical axis in the horizontal direction with respect to the projection plane, and the reference plane is a horizontal plane including the projection optical axis. Projector.

さらに、前記傾斜角度測定装置は前記プロジェクタの前記投射光軸を含む垂直面上における前記投射光軸の傾斜角度を検出する垂直方向傾斜センサを有し、該垂直方向傾斜センサで検出された垂直面上の傾斜角度と、左右の前記一次元配列撮像素子の前記反射光の受光位置の高さと高さの差の情報から算定された水平方向の面上の傾斜角度とを組み合わせて前記表示部の出力映像が制御される、請求項８に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The tilt angle measuring device further includes a vertical tilt sensor that detects a tilt angle of the projection optical axis on a vertical plane including the projection optical axis of the projector, and the vertical plane detected by the vertical tilt sensor. A combination of the above tilt angle and the tilt angle on the horizontal plane calculated from the difference between the height of the light receiving position of the reflected light and the height of the one-dimensional array image sensor on the left and right of the display unit The projector having the tilt angle measuring device according to claim 8, wherein an output image is controlled.

測定される傾斜角度が垂直面上における前記投射光軸の前記投射面に対する傾斜角度であり、前記基準面が前記投射光軸を含む垂直面である、請求項７に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The tilt angle measuring device according to claim 7, wherein the measured tilt angle is a tilt angle of the projection optical axis on the vertical plane with respect to the projection plane, and the reference plane is a vertical plane including the projection optical axis. Projector.

前記投影装置には前記投射レンズの焦点を調整する焦点調整部が設けられており、該焦点調整部は前記受光位置解析距離・傾斜角度算定部で算定された前記投光用レンズと前記投射面との距離により制御される、請求項７から請求項１０の何れか１項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The projection apparatus includes a focus adjustment unit that adjusts the focus of the projection lens, and the focus adjustment unit includes the projection lens and the projection surface calculated by the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit. The projector which has an inclination-angle measuring apparatus of any one of Claims 7-10 controlled by the distance with.

前記発光素子の投射光が赤外線である、請求項７から請求項１１の何れか１項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The projector having the tilt angle measuring device according to any one of claims 7 to 11, wherein projection light of the light emitting element is infrared light.

前記発光素子と、前記投光用レンズと、前記受光用レンズと、前記一次元配列撮像素子とがパッケージとしてユニット化されており、ユニットとして前記プロジェクタ内部に取付け可能な、請求項７から請求項１２の何れか１項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 8. The light emitting device, the light projecting lens, the light receiving lens, and the one-dimensional array imaging device are unitized as a package, and can be attached to the inside of the projector as a unit. A projector having the tilt angle measuring device according to any one of 12.

前記投影装置の投射光軸と前記投射面との傾斜角度に従った前記表示部の出力映像の制御は、前記傾斜角度に対応して予め算出されている前記表示部の入力映像の補正値によってＬＳＩ制御パラメータを作成し、プロジェクタ用画像処理ＬＳＩを制御することによって実行される、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The control of the output video of the display unit according to the tilt angle between the projection optical axis of the projection device and the projection plane is based on the correction value of the input video of the display unit calculated in advance corresponding to the tilt angle. The projector having an inclination angle measuring device according to any one of claims 1 to 13, which is executed by creating an LSI control parameter and controlling an image processing LSI for a projector.

前記投影装置は液晶表示部を有する、請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The projector having the tilt angle measuring device according to any one of claims 1 to 14, wherein the projection device includes a liquid crystal display unit.

前記投影装置はＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）表示部とカラーホイールと光源とを有する、請求項１から請求項１４の何れか１項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。 The projector having the tilt angle measuring device according to any one of claims 1 to 14, wherein the projection device includes a DMD (digital micromirror device) display unit, a color wheel, and a light source.