JP4196955B2 - プロジェクタ及び処理ライン決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、シフト可能な投写レンズと撮像部とを備え、スクリーン等の投写対象物に画像を投写し、投写表示された画像を撮像部を用いて撮像することが可能なプロジェクタに関する。

近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等から成る撮像部を備え、この撮像部によってスクリーン等の投写対象物に投写表示された所定の画像を撮像し、得られた撮影画像に基づいて、ズーム調整や、フォーカス調整や、投写表示される画像の台形歪みの補正（いわゆるキーストーン補正）などを行うプロジェクタが、種々提案されている。
そして、このようなプロジェクタとしては、例えば、下記特許文献１に記載されているプロジェクタのように、撮影画像を解析し、撮影画像のうち、明るさがピークとなるピーク位置を定め、このピーク位置に応じてキーストーン補正を行うプロジェクタが挙げられる。

特開２００４−３１２６９０号公報

このようなピーク位置を定めてキーストーン補正などを行うプロジェクタでは、光軸に対してほぼ垂直方向にシフト可能な投写レンズ（以下、「シフトレンズ」と呼ぶ。）が用いられる場合がある。そして、この場合、プロジェクタをユーザの視界を遮らないように投写対象物に対して正面以外の位置（例えば下方）に設置した場合においても、このシフトレンズをシフトすることにより、投写対象物における所望する位置に画像を投写表示させることが可能となる。

従来において、このようなシフトレンズを備えるプロジェクタにおいて、キーストーン補正などを行うために撮影画像における明るさのピーク位置を定めるにあたり、撮影画像の特定ラインにおける画素の画素値に基づいてピーク位置を定める場合には、この特定ラインの定め方に起因して以下のような問題点があった。なお、以下において、明るさを示す値として画素値を用いるものとする。

図５は、従来におけるレンズシフトをしない場合のプロジェクタの投写状態と、この投写状態において得られた撮影画像と、撮影画像における輝度分布と、を示す説明図である。
図５において、（Ａ）は従来におけるプロジェクタＰＪの投写状態を横から示すものであり、（Ｂ）は（Ａ）の投写状態において撮像して得られた撮影画像を示し、（Ｃ）は（Ｂ）に示す撮像画像のうち、プロジェクタＰＪにおける光学系の光軸と、スクリーンＳｃと、の交点（以下、「光軸点」と呼ぶ。）Ｐを通る水平ラインＬ１に相当する位置の、各画素の輝度値の分布を模式的に示すグラフである。

図５（Ａ）に示すように、従来におけるプロジェクタＰＪは、シフトレンズ１０と、ＣＣＤカメラから成る撮像部ＣＡと、を備えている。なお、図５（Ａ）で示す投写状態においては、シフトレンズ１０はシフトしていない。
図５（Ａ）に示すように、プロジェクタＰＪはスクリーンＳｃに対して仰ぐように傾いて設置されている。そして、この場合、いわゆるあおり投写の状態となり、投写表示された画像は台形に歪んでしまう。

そこで、このプロジェクタＰＪは、キーストーン補正を行うための調整用パターン画像をスクリーンＳｃに投写すると共に、投写表示された調整用パターン画像を含む領域を撮像部ＣＡによって撮像して、得られた撮影画像のうち、輝度値のピーク位置を定めてキーストーン補正を行うようにする。

前述の撮像部ＣＡは、レンズシフトがなされていない場合において、投写表示された調整用パターン画像を撮影画像の中央に写し出すようにプロジェクタＰＪに設置されている。従って、図５（Ｂ）に示すように、投写表示された調整用パターン画像Ｇは、撮影画像の中央に写し出されることになる。

そして、この投写状態において、光軸点Ｐを通る水平ラインＬ１に相当する位置の画素の輝度値の分布は、図５（Ｃ）に示すように、光軸点Ｐに相当する位置をピーク位置とした山型となっている。これは、プロジェクタＰＪの投写光の範囲内でスクリーンＳｃとプロジェクタＰＪとの間の距離が短いほど撮影画像における輝度がより大きくなるためであり、この場合は水平方向の傾きがないので、水平ラインＬ１においては、光軸点Ｐに相当する位置がピーク位置となるからである。

そして、プロジェクタＰＪでは、この水平ラインＬ１に相当する位置の各画素の輝度値を参照してピーク位置を定め、このピーク位置を、撮影画像におけるピーク位置として定めるようにしている。
なお、前述の水平ラインＬ１のように、撮影画像におけるピーク位置を定める際に参照される特定の水平ラインを、以下において「ピーク位置参照ライン」と呼ぶ。

そして、従来においては、このピーク位置参照ラインは、例えば、図５（Ａ）の投写状態における、投写表示された調整用パターン画像Ｇの高さＨに対する光軸点Ｐの高さｈ１の割合（ｈ１／Ｈ）を所定の割合として予め定めておき、その後、画像が投写表示された場合に、投写表示された画像の高さに対するこの所定の割合の高さとなる水平ラインとして決定するようにしていた。

ここで、ユーザが、プロジェクタＰＪによって視界を遮らないようにするために、投写表示される画像の位置をより上方にずらすように、シフトレンズ１０を上方にシフトしたものとする。

図６は、従来におけるレンズシフトをした場合のプロジェクタＰＪの投写状態と、この投写状態において得られた撮影画像と、撮影画像における輝度分布と、を示す説明図である。
図６において、（Ａ）はプロジェクタＰＪの投写状態を横から示し、（Ｂ）は（Ａ）の投写状態において撮像して得られた撮影画像を示し、（Ｃ）は（Ｂ）に示す撮影画像のうち、ピーク位置参照ラインに相当する位置の、各画素の輝度値の分布を模式的に示すグラフである。なお、図５（Ａ）の実線で示すシフトレンズ１０の位置及び投写領域を、図６（Ａ）において破線で示している。また、図６において、図５と同じ箇所には同じ符合を付し、説明を省略する。

図６（Ａ）に示すように、シフトレンズ１０を上方にシフトさせた場合、プロジェクタＰＪは、調整用パターン画像をスクリーンＳｃの上方に投写表示させる。その結果、図６（Ｂ）に示すように、撮影画像において、投写表示された調整用パターン画像Ｇは、図５（Ｂ）に比べてより上方にずれることになる。なお、レンズシフトしたことにより、撮影画像に写し出された投写表示された調整用パターン画像Ｇは台形に歪んでいる。

一方、図６（Ａ）に示すように、スクリーンＳｃ上の光軸点Ｐの位置は、レンズシフトによっても位置が変わらないため、撮影画像における光軸点Ｐの位置は変わらない。従って、図６（Ｂ）に示すように、投写表示された調整用パターン画像Ｇに対する、光軸点Ｐの相対的な位置（以下、「ピーク相対位置」と呼ぶ。）は、図５（Ｂ）に示すピーク相対位置に比べて、下方にずれることになる。

ここで、上述したように、図５（Ｂ）に示す高さｈ１及び高さＨに基づき、「ｈ１／Ｈ」が前述の所定の割合として定められていた場合、ピーク位置参照ラインは、投写表示されたパターン画像Ｇの底辺を基準とした場合の、高さｈ１の位置の水平ラインＬ２になる。なお、図６（Ｂ）に示す中心点Ｑは、水平ラインＬ２の中心点を示す。
一方、上述したように、ピーク相対位置は下方にずれているので、このピーク位置参照ラインである水平ラインＬ２は光軸点Ｐを通らないことになる。

そして、この投写状態において、ピーク位置参照ライン（水平ラインＬ２）に相当する位置の輝度分布の形状は、図６（Ｃ）に示すように、図５（Ｃ）に示す輝度分布に比べて、ピークが不明確ななだらかな山型となる。
これは、図６（Ａ）に示すように、プロジェクタＰＪから中心点Ｑまでの距離は、プロジェクタＰＪから光軸点Ｐまでの距離に比べて長くなっているので、中心点Ｑ（水平ラインＬ２のピーク位置に相当）の輝度値が、光軸点Ｐ（図５（Ｂ）に示す水平ラインＬ１のピーク位置に相当）の輝度値よりも小さくなるためである。

このように、従来においてレンズシフトがなされた場合に、撮影画像のうち輝度がピークとなるピーク位置が不明確になる場合があった。そして、その結果、正確なピーク位置を定められないために、キーストーン補正などの画像処理が正確に行われない恐れがあった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、シフト可能な投写レンズと撮像部とを備え、スクリーン等の投写対象物に画像を投写し、投写表示された画像を撮像部を用いて撮像することが可能なプロジェクタにおいて、投写レンズがシフトした場合においても、撮像して得られた画像における明るさがピークとなる位置を、正確に定めることが可能な技術を提供することを目的とする。

前述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のプロジェクタは、光軸に対して略垂直方向にシフト可能な投写レンズを備え、前記投写レンズを用いて投写対象物に表示画像を投写して表示させることが可能なプロジェクタであって、少なくとも前記投写対象物に表示された前記表示画像を含む領域を撮像し、撮影画像を得る撮像部と、前記投写レンズのシフト量を検出するシフト量検出部と、前記撮影画像のうち処理すべき所定のラインを決定する制御部と、前記シフト量毎に定められている、前記撮影画像に写し出された前記表示画像に対する相対的なライン予定位置を示す位置情報を、記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記撮影画像に基づき、前記撮影画像に写し出された前記表示画像の、前記撮影画像における表示位置を特定すると共に、前記制御部は、前記所定のラインを決定する場合に、前記シフト量検出部を用いて前記シフト量を検出し、検出した前記シフト量に対して定められている前記位置情報を前記記憶部から読み出し、読み出した前記位置情報の示す前記ライン予定位置と、特定した前記表示位置と、に基づいて、前記所定のラインを決定することを要旨とする。

このように構成することで、記憶部にはシフト量毎に定められているライン予定位置を示す位置情報が記憶されているので、制御部は、シフト量検出部を用いてシフト量を検出した場合に、このシフト量に対して定められている位置情報を記憶部から読み出すことができる。そして、前述のライン予定位置は、撮影画像に写し出された表示画像に対する相対位置であるので、制御部は、撮影画像に写し出された表示画像の撮影画像における表示位置と、前述の読み出された位置情報の示すライン予定位置と、に基づき、このライン予定位置にあるラインを処理すべき所定のラインとして決定することができる。
従って、予めシフト量毎に、所望するライン予定位置の位置情報を記憶部に記憶させておくことで、投写レンズがシフトした場合においても、所望するラインを処理すべき所定のラインとして決定させることが可能となる。

なお、上記プロジェクタにおいて、前記制御部は前記所定ラインにおいて明るさがピークとなる位置を、前記撮影画像において明るさがピークとなる画像ピーク位置として定め、前記制御部により定められた前記画像ピーク位置に基づき、投写する前記表示画像を調整することが可能な画像処理部を、更に備えるようにしてもよい。

予め、各シフト量の場合に得られる撮影画像において明るさがピークとなる位置を通るラインを求めておき、このラインについての位置情報を記憶部に記憶させておけば、制御部は、投写レンズがシフトした場合においても、そのシフト量に応じて、明るさがピークとなる位置を通るラインを所定のラインとして決定することができる。それ故、制御部は、投写レンズがシフトした場合においても、撮影画像における明るさがピークとなる位置を正確に定めることが可能となる。
従って、上記のような構成とすることで、画像処理部は、制御部により定められた画像ピーク位置に基づき、投写する表示画像を調整するので、投写レンズがシフトした場合においても、正確な画像ピーク位置に基づき、表示画像を調整することが可能となる。

また、上記プロジェクタにおいて、前記画像処理部は、前記投写対象物に対して前記プロジェクタが傾いて設置されることにより生じた、前記投写対象物に表示された前記表示画像の歪みを補正するように、投写する前記表示画像を調整するようにしてもよい。

このような構成とすることで、プロジェクタが投写対象物に対して傾いて設置された場合においても、正確なピーク位置に基づき、プロジェクタの傾きにより生じた投写された画像の歪みを補正するように投写する画像を調整することが可能となる。従って、このピーク位置に応じて、投写する画像の歪みを補正する補正量が定められている場合には、正確なピーク位置に応じた、正確な補正量で補正を行うことができる。その結果、投写された画像の歪みをより少なくなるように投写する画像を調整することが可能となる。

また、上記プロジェクタにおいて、前記ライン予定位置は、前記撮影画像において、前記プロジェクタの光軸と、前記投写対象物と、の交点を通るラインの位置であってもよい。

プロジェクタの光軸と、投写対象物と、の交点は、撮影画像において明るさがピークとなる場合がある。そして、この場合、上記の構成とすることで、制御部は、明るさがピークとなる位置を通るラインを、所定のラインとして決定することが可能となる。

なお、本発明は、上記したプロジェクタの装置発明の態様に限ることなく、処理ライン決定方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１．プロジェクタの概要：
Ａ２．画像投写動作の概要：
Ａ３．ピーク位置参照ライン決定処理及びキーストーン補正処理：
Ａ４．実施例の効果：
Ｂ．変形例：

Ａ．実施例：
Ａ１．プロジェクタの概要：
図１は、本発明の一実施例としてのプロジェクタの概略構成を示す説明図である。このプロジェクタ１００は、図５，図６に示した従来におけるプロジェクタＰＪと同様に、スクリーンに投写表示された画像を撮像し、得られた撮影画像のうち、輝度値のピーク位置を定めてキーストーン補正を行うことが可能なプロジェクタである。さらに、プロジェクタ１００は、上述した従来におけるプロジェクタＰＪと同様に、ピーク位置を定める場合に、特定の水平ラインのピーク位置を定めることで、撮影画像におけるピーク位置を定める。

プロジェクタ１００は、図示するように、Ａ／Ｄ変換部１０２，画像処理部１０３，撮像部１０４，撮像制御部１０５，撮影画像メモリ１０６，ピーク相対位置テーブル格納部１０７，液晶パネル駆動部１１０，ＣＰＵ１２０，メモリ１２１，シフト量検出部１２２，シフトレンズ駆動部１２３，リモコン制御部１２４，リモコン１２５を備えている。
さらに、プロジェクタ１００は、光学系の構成要素として、図示せざるランプやリフレクタ等から成る照明光学系１１２，液晶パネル１１４，シフトレンズ１１７等から成る投写光学系１１６を備えている。

ＣＰＵ１２０は、内部バス１２６を介して、画像処理部１０３，撮像制御部１０５，撮影画像メモリ１０６，ピーク相対位置テーブル格納部１０７，液晶パネル駆動部１１０，メモリ１２１，シフト量検出部１２２，シフトレンズ駆動部１２３，リモコン制御部１２４と接続されている。

撮像部１０４は、ＣＣＤカメラで構成され、投写光学系１１６の近傍に設置されている。なお、撮像部１０４は、予め定められた領域を撮像して、ＲＧＢの各階調値から成る画像データを得ることができる。そして、撮像制御部１０５は、この撮像部１０４におけるシャッタ速度，ゲイン，絞りのうちの少なくとも１つを制御して、撮像時の露出調整等を行うことができる。

シフトレンズ駆動部１２３は、リモコン１２５から入力されるユーザからの指示に基づき、シフトレンズ１１７を駆動して上下にシフトさせる。なお、シフトレンズ１１７の位置は、シフト量検出部１２２で検出されて数値化される。具体的には、シフト量検出部１２２は、シフトレンズ１１７の駆動に同期して抵抗値が変化する可変抵抗（図示省略）と、この可変抵抗の抵抗値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（図示省略）と、を備えており、シフトレンズ１１７の位置とデジタル化された抵抗値（シフトエンコーダ値）とを１対１に対応付ける。従って、シフト量検出部１２２は、シフトレンズ１１７の位置をシフトエンコーダ値として数値化することができる。なお、このシフトエンコーダ値は、説明の便宜上、０（最も下方にシフトした場合），１，２...，１０（シフトなし），...，１８，１９，２０（最も上方にシフトした場合）のいずれかの値を取るものとする。

なお、ピーク相対位置テーブル格納部１０７には、プロジェクタ１００の出荷前に予めピーク相対位置テーブルが格納されている。

Ａ２．画像投写動作：
プロジェクタ１００における通常動作である画像投写動作について簡単に説明する。
図１において、ユーザがリモコン１２５を用いて画像投写の開始を指示すると、リモコン１２５は、入力されたその指示を無線通信によってリモコン制御部１２４に伝える。リモコン制御部１２４は、リモコン１２５からの指示を、内部バス１２６を介してＣＰＵ１２０に伝える。ＣＰＵ１２０は、この指示に基づいて、画像処理部１０３をはじめとする各構成部を制御して画像投写動作を行う。

まず、Ａ／Ｄ変換部１０２が、ビデオプレーヤ，テレビ，ＤＶＤプレーヤなどから出力されたアナログ画像信号や、パーソナルコンピュータなどから出力されたアナログ画像信号を入力し、これらアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換して、画像処理部１０３に出力する。Ａ／Ｄ変換部１０２を介さずにディジタル画像信号を入力するようにしてもよい。画像処理部１０３は、画像の表示状態、例えば、コントラスト，シャープネス，画像の形状などが、所望の状態となるように、入力されたディジタル画像信号を調整し、液晶パネル駆動部１１０に出力する。

液晶パネル駆動部１１０は、入力されたディジタル画像信号に基づいて、液晶パネル１１４を駆動する。これにより、液晶パネル１１４では、照明光学系１１２から射出された照明光を、画像情報に応じて変調する。投写光学系１１６は、プロジェクタ１００の筐体の前面に取付けられており、液晶パネル１１４によって変調された投写光を、図示せざるスクリーンに投写する。これにより、スクリーンには、画像が投写表示される。

Ａ３．ピーク位置参照ライン決定処理及びキーストーン補正処理：
ユーザが、プロジェクタ１００をスクリーンに対して仰ぐように傾けて設置した後、プロジェクタ１００の電源をオンすると、図１に示す画像処理部１０３は、調整用パターン画像として全面白色の画像を生成する。そして、上述した画像投写動作と同様にして、この生成された調整用パターン画像がスクリーンに投写表示される。

そして、ユーザは、調整用パターン画像がスクリーン上の所望の位置に投写表示されるように、図１に示すリモコン１２５を用いてシフトレンズ１１７のシフトを指示する。この場合、このシフトの指示は、リモコン制御部１２４及び内部バス１２６を介してＣＰＵ１２０に伝えられる。そして、ＣＰＵ１２０は、シフトレンズ駆動部１２３にシフトレンズ１１７のシフトを指示し、シフトレンズ駆動部１２３は、シフトレンズ１１７をシフトさせる。
なお、このときのプロジェクタ１００の設置位置及びシフトレンズ１１７のシフト量は、図６（Ａ）に示す設置位置及びシフト量と同じであるものとする。そしてこの場合、従来と同様に、この投写状態において、投写表示された調整用パターン画像は台形に歪む。

そこで、ユーザは、図１に示すリモコン１２５を用いてキーストーン補正の開始を指示する。このキーストーン補正の開始の指示は、リモコン制御部１２４及び内部バス１２６を介してＣＰＵ１２０に伝えられる。そして、ＣＰＵ１２０は、キーストーン補正の処理に先だって、メモリ１２１からピーク位置参照ライン決定処理のためのプログラムを読み出して実行する。そして、このこのプログラムが実行されると、本発明の特徴部分であるピーク位置参照ライン決定処理が開始される。

図２は、本発明におけるピーク位置参照ライン決定処理の手順を示すフローチャートである。
図２に示すピーク位置参照ライン決定処理が開始されると、まず、ＣＰＵ１２０は、シフト量検出部１２２を用いてシフトレンズ１１７のシフト量を取得し、メモリ１２１に記憶させる（ステップＳ２０２）。

上述したように、シフト量検出部１２２は、シフトレンズ１１７の位置をシフトエンコーダ値（０〜２０）として取得することができる。そして、シフト量検出部１２２は、このエンコーダ値に基づき、下記式（１）を用いてシフト量を算出して取得する。

シフト量＝（シフトエンコーダ値）×１０−１００ ・・・（１）

この結果、シフト量は、シフトエンコーダ値に応じて、−１００（最も下方にシフトした場合），−９０，−８０，...０（シフトなし），...，８０，９０，１００（最も上方にシフトした場合）のいずれかの値として算出され、メモリ１２１に記憶される。
なお、図６（Ａ）に示すような投写状態において、ＣＰＵ１２０は、シフト量として、「８０」を取得したものとする。

次に、ＣＰＵ１２０は、取得したシフト量に基づき、ピーク相対位置テーブル格納部１０７に格納されているピーク相対位置テーブルを参照してピーク相対位置を定め、メモリ１２１に記憶させる（ステップＳ２０４）。

図３は、ピーク相対位置テーブル格納部１０７に格納されているピーク相対位置テーブルを示す説明図である。
図３に示すように、ピーク相対位置テーブルにおいては、シフト量と、ピーク相対位置と、が予め対応付けて設定されている。
ここで、ピーク相対位置を示す各値は、投写表示された画像の高さに対する、光軸点の高さの割合（パーセンテージ）として設定されている。従って、例えば、ピーク相対位置が「５０」とは、光軸点の高さが、投写表示された画像の高さの半分の高さであることを示す。

図３に示すように、ピーク相対位置テーブルでは、より大きなシフト量に対して、より大きなピーク相対位置が設定されているが、これは以下の理由による。
すなわち、シフトレンズ１１７のシフト量に応じて、スクリーンに投写表示される画像の位置はずれるが、スクリーンにおける光軸点の位置はレンズシフトによっても変わらない。それ故、レンズシフトすると、撮影画像において、投写表示された画像を基準とした光軸点の位置がずれることになる。そして、前述の投写表示された画像の位置のずれ量は、シフト量が大きくなるに従ってより大きくなるので、前述の光軸点のずれ量も、シフト量が大きくなるに従ってより大きくなるからである。

ここで、プロジェクタ１００は、シフトレンズ１１７が最も下方にシフトしている場合に、投写表示された画像の上辺に光軸点がくるように投写し、シフトレンズ１１７が最も上方にシフトしている場合に、投写表示された画像の底辺に光軸点がくるように投写するものとする。従って、ピーク相対位置テーブルでは、図３に示すように、シフト量が−１００の、最も下方にシフトしている場合には、最大値「１００」が設定され、シフト量が１００の、最も上方にシフトしている場合には、最小値「０」が設定されている。

そして、前述のようにシフト量が「８０」である場合、ＣＰＵ１２０は、ピーク相対位置テーブルを参照して、ピーク相対位置「１０」を定めることになる。

次に、ＣＰＵ１２０は、撮像制御部１０５に対して撮像の指示を送信し、この指示を受けた撮像制御部１０５は、撮像部１０４を制御して撮像すると共に、得られた撮影画像の画像データを、画像処理部１０３を介して撮影画像メモリ１０６に記憶させる（ステップＳ２０６）。

次に、ＣＰＵ１２０は、撮影画像メモリ１０６から撮影画像の画像データを、メモリ１２１から決定したピーク相対位置を、それぞれ読み出し、決定したピーク相対位置に基づき、撮影画像におけるピーク位置参照ラインを決定する（ステップＳ２０８）。以下、具体的な処理について図４を用いて説明する。

図４は、本発明におけるプロジェクタ１００の投写状態と、この投写状態において得られた撮影画像と、撮影画像における輝度分布と、を示す説明図である。
図４において、（Ａ）はプロジェクタ１００の投写状態を横から示すものであり、（Ｂ）は（Ａ）の投写状態において撮像して得られた撮影画像を示し、（Ｃ）は（Ｂ）に示す撮影画像のうち、ピーク位置参照ラインに相当する位置の各画素の輝度値の分布を模式的に示すグラフである。
なお、図４（Ａ）に示すプロジェクタ１００の投写状態は、図６（Ａ）に示す投写状態と同じであるので、この投写状態において得られる撮影画像は、図４（Ｂ）に示すように、図６（Ｂ）に示す撮影画像と同じとなる。

まず、ＣＰＵ１２０は、撮影画像メモリ１０６から図４（Ｂ）に示す撮影画像の画像データを読み出し、読み出した画像データ（ＲＧＢ）に基づき、各画素の輝度値（Ｙ）を、所定の算出式にて算出する。そして、算出した輝度値に基づき、撮影画像における投写表示された調整用パターン画像Ｇの底辺及び上辺に相当する画素の位置を決定する。

具体的には、まず、画像データの各画素の輝度値を、白又は黒のいずれかを示す値に変換する２値化処理を行う。そして、この場合、投写表示された調整用パターン画像Ｇに相当する画素の輝度値は白を示す値となるので、白を示す値となる全ての画素の位置を定め、これら画素位置に基づき底辺及び上辺に相当する画素位置を決定する。

次に、ＣＰＵ１２０は、投写表示された調整用パターン画像Ｇの底辺及び上辺に相当する画素位置に基づき、投写表示された調整用パターン画像の高さを求める。そして、この投写表示された調整用パターン画像の高さと、先に決定したピーク相対位置と、に基づき、ピーク相対位置となる高さを求める。そして、求めた高さとなる水平ラインをピーク位置参照ラインとして決定し、決定したピーク位置参照ラインの、撮影画像における座標をメモリ１２１に記憶させる。

具体的には、例えば、前述のように、ピーク相対位置が「１０」に定められた場合、図４（Ｂ）に示すように、投写表示された調整用パターン画像の高さＨの１０％に相当する高さｈ２を求め、この高さｈ２となる水平ラインＬ３をピーク位置参照ラインとして決定する。

そして、この場合、水平ラインＬ３の高さは、ピーク相対位置テーブルにおいて、シフト量に応じて予め設定されたピーク相対位置で示す高さとなるので、図４（Ｂ）に示すように、水平ラインＬ３は光軸点Ｐを通ることになる。その結果、この水平ラインＬ３における各画素の輝度値の分布は、図４（Ｃ）に示すように、光軸点Ｐに相当する位置をピーク位置とした、勾配が急な山型となっており、図６（Ｃ）に示す輝度分布と異なり、ピーク位置が明確となっている。

以上説明したピーク位置参照ライン決定処理の後、ＣＰＵ１２０は、メモリ１２１からキーストーン補正処理において用いられる補正量を決定するためのプログラムを読み出して実行する。

そして、ＣＰＵ１２０は、このプログラムに従い、撮影画像の画像データを撮影画像メモリ１０６から、また、ピーク位置参照ラインの撮影画像における座標をメモリ１２１から、それぞれ読み出す。次に、ＣＰＵ１２０は、読み出した画像データに基づき、ピーク位置参照ラインに相当する位置の各画素の輝度値を算出し、算出した各輝度値を比較してピーク位置を定める。

上述したように、ピーク位置参照ラインにおける輝度値の分布はピーク位置が明確となっているので、ＣＰＵ１２０は、正確なピーク位置を定めることができる。

ここで、メモリ１２１には、輝度値のピーク位置と、キーストーン補正処理において用いられる補正量と、が対応付けられて予め記憶されている。そして、ＣＰＵ１２０は、定めたピーク位置に対応付けられた補正量を、キーストーン補正に用いる補正量として決定し、メモリ１２１から読み出して画像処理部１０３に渡す。

そして、画像処理部１０３は、ＣＰＵ１２０から渡された補正量に基づき、調整用パターン画像を調整してキーストーン補正を行う。また、画像処理部１０３は、その後、Ａ／Ｄ変換部１０２から入力されるディジタル画像信号についても、この補正量に基づいて調整してキーストーン補正を行う。
なお、このキーストーン補正は、投写表示される画像の台形歪みをキャンセルするように、予め投写する画像を台形に補正しておくことにより実行される。そして、前述の補正量とは、この補正後の台形の、各頂点の位置を示す値である。

そして、上述したように、ＣＰＵ１２０は、正確なピーク位置を定めることができるので、最適な補正量を決定して画像処理部１０３に渡すことが可能となる。その結果、前述のキーストーン補正は正確に行われることになる。

Ａ４．実施例の効果：
以上説明したように、プロジェクタ１００は、シフト量とピーク相対位置とを対応付けたピーク相対位置テーブルを、予め備えるようにしている。そして、ＣＰＵ１２０は、シフト量検出部１２２が取得した実際のシフト量に基づき、このピーク相対位置テーブルを参照して、ピーク位置参照ラインを決定するようにしているので、光軸点を通る水平ラインをピーク位置参照ラインとして決定することができる。その結果、ピーク位置参照ラインにおいて、輝度値のピーク位置は明確になるので、正確なピーク位置を定めて正確なキーストーン補正を行うことが可能となる。

Ｂ．変形例：
なお、本発明は、前述の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。

Ｂ１．変形例１：
上述した実施例では、プロジェクタ１００は、シフトレンズ１１７を最も下方にシフトした場合に、投写表示された画像の上辺に光軸点がくるように投写するものとしたが、これに限らない。最も下方にシフトした場合に、投写表示された画像の上辺よりも上方に光軸点がくるように投写するものであっても構わない。
そして、この場合、シフトレンズ１１７を下方にシフトしていくと、あるシフト量以下になると光軸点は投写表示された画像から上方にはみ出すことになる。そこで、ピーク相対位置テーブルにおいて、光軸点が投写表示された画像の上辺にあるときのシフト量以下のシフト量に対して、ピーク相対位置を全て「１００」を設定するようにすればよい。このようにすることで、光軸点がはみ出した場合でも、光軸点により近い水平ラインである、投写表示された画像の上辺の位置の水平ラインをピーク位置参照ラインとして決定することができる。

なお、同様にして、シフトレンズ１１７を最も上方にシフトした場合に、投写表示された画像の底辺よりも下方に光軸点がくるように投写する場合にも本発明は適用することができる。なお、この場合、ピーク相対位置テーブルにおいて、光軸点が投写表示された画像の底辺にあるときのシフト量以上のシフト量に対して、全て「０」を設定するようにすればよい。

Ｂ２．変形例２：
上述した実施例では、シフト量が−１００の場合に、ピーク相対位置が１００であるものとしたが、これに代えて、ピーク相対位置を、例えば９９や９８など、１００よりもわずかに小さい値とするようにしてもよい。
シフト量が−１００の場合には、光軸点が投写表示された画像の上辺にあるように画像が投写表示されることになるが、撮影画像において、投写表示された画像の上辺は、画像が投写表示された明るい領域と、画像が投写表示されない暗い領域との境界に相当するため、上辺に相当する位置の画素の輝度値は、この暗い領域の輝度値の影響で、実際よりも低い輝度値となり、正確なピーク位置を定めることが困難になる可能性がある。
そこで、前述のようにしてピーク相対位置をずらすことで、ピーク位置参照ラインを上辺から少し下方にずれた水平ラインに決定し、シフト量が−１００の場合においても、正確なピーク位置を定めることを可能とする。
なお、同様な理由で、シフト量１００の場合に、ピーク位置を−９８，−９９など、−１００よりもわずかに大きい値にするようにしてもよい。

Ｂ３．変形例３：
上述した実施例では、ピーク位置参照ラインとして１つの水平ラインのみを決定するものとしたが、本発明はこれに限定するものではない。ピーク位置参照ライン決定処理の後に行われるキーストーン補正等の画像処理において、１以外の所定数のラインを参照するような場合には、例えば、上述した実施例のようにして決定した水平ラインの他に、この水平ラインの上下所定数のラインも合わせて、ピーク位置参照ラインとして決定するようにしてもよい。

Ｂ４．変形例４：
上述した実施例では、ピーク相対位置は、ピーク相対位置テーブルを参照して決定するものとしたが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、シフト量をパラメータとして、ピーク相対位置を導き出せることが可能な算出式を予め定めておき、ＣＰＵ１２０は、シフト量検出部１２２により取得されたシフト量に基づき、この算出式を用いてピーク相対位置を導き出すようにしてもよい。

Ｂ５．変形例５：
上述した実施例では、シフトエンコーダ値は０〜２０のいずれかの値を取るものとしたが、シフトエンコーダ値の範囲はこれに限定するものではなく、０〜２５５など他の範囲であっても構わない。また、この場合、このシフトエンコーダ値に応じたシフト量と、そのシフト量に対応したピーク相対位置と、を対応付けてピーク相対位置テーブルに設定するようにすればよい。

Ｂ６．変形例６：
上述した実施例においては、プロジェクタ１００では、ピーク位置参照ライン決定処理で決定したピーク位置参照ラインに基づきピーク位置を定めた後、キーストーン補正を実行していたが、本発明は、キーストーン補正に限定するものではない。ズーム調整やフォーカス調整など、画像を調整するための他の画像処理についても、ピーク位置参照ラインに基づいてピーク位置を定めるような場合には、本発明を適用することが可能であり、本発明を適用することにより、より正確なピーク位置を定めてより正確な画像処理を行うことが可能となる。

Ｂ７．変形例７：
上述した実施例におけるシフトレンズ１１７は、上下にシフトするものとしたが、これに限らず、左右にシフトするようなシフトレンズ１１７を備えるプロジェクタにおいても、本発明を適用することができる。この場合、ピーク相対位置は、例えば、投写表示された画像の左右の幅に対する、投写表示された画像の右辺から光軸点までの幅の割合として、ピーク相対位置テーブルに設定すればよい。

Ｂ８．変形例８：
上述した実施例では、光軸点を通るラインをピーク位置参照ラインとしたが、本発明はこれに限定するものではない。各シフト量に応じて輝度値がピークとなる位置を、実験等により予め求めておき、この位置を通るラインをピーク位置参照ラインとしてもよい。この場合、実験等により予め求めた位置を、投写表示された画像に対する相対的な位置として、シフト量と対応付けてピーク相対位置テーブルに設定すればよい。

Ｂ９．変形例９：
上述した実施例では、調整用パターン画像として、全面白色の画像を用いるものとしたが、これに限らず、例えば、所定の階調パターンを有する画像や、所定の記号やロゴを表す画像などを用いるようにしてもよい。

Ｂ１０．変形例１０：
上述した実施例では、明るさを示す値として、輝度値（Ｙ）を用いていたが、これに代えて、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの階調値、又はこれらの階調値の平均値を用いるようにしてもよい。

Ｂ１１．変形例１１：
上述した実施例では、プロジェクタ１００は、液晶プロジェクタであるものとしたが、ＤＬＰプロジェクタ（ＤＬＰは登録商標）であってもよい。

本発明の一実施例としてのプロジェクタの概略構成を示す説明図。 本発明におけるピーク位置参照ライン決定処理の手順を示すフローチャート。 ピーク相対位置テーブル格納部１０７に格納されているピーク相対位置テーブルを示す説明図。 本発明におけるプロジェクタ１００の投写状態と、この投写状態において得られた撮影画像と、撮影画像における輝度分布と、を示す説明図。 従来におけるプロジェクタの投写状態と、この投写状態において得られた撮影画像と、撮影画像における輝度分布と、を示す説明図。 従来におけるプロジェクタＰＪの投写状態と、この投写状態において得られた撮影画像と、撮影画像における輝度分布と、を示す説明図。

符号の説明

１００...プロジェクタ
１０２...Ａ／Ｄ変換部
１０３...画像処理部
１０４...撮像部
１０５...撮像制御部
１０６...撮影画像メモリ
１０７...ピーク相対位置テーブル格納部
１１０...液晶パネル駆動部
１１２...照明光学系
１１４...液晶パネル
１１６...投写光学系
１１７...シフトレンズ
１２０...ＣＰＵ
１２１...メモリ
１２２...シフト量検出部
１２３...シフトレンズ駆動部
１２４...リモコン制御部
１２５...リモコン
１２６...内部バス
１０...シフトレンズ
ＰＪ...プロジェクタ
ＣＡ...撮像部
Ｐ...光軸点
Ｑ...中心点
Ｇ...投写表示された調整用パターン画像
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３...水平ライン
ｈ１，ｈ２，Ｈ...高さ
Ｓｃ...スクリーン

Claims (5)

1. 光軸に対して略垂直方向にシフト可能な投写レンズを備え、前記投写レンズを用いて投写対象物に表示画像を投写して表示させることが可能なプロジェクタであって、
   少なくとも前記投写対象物に表示された前記表示画像を含む領域を撮像し、撮影画像を得る撮像部と、
   前記投写レンズのシフト量を検出するシフト量検出部と、
   前記撮影画像において明るさがピークとなる位置である画像ピーク位置を含む前記撮像画像における処理ラインを決定する制御部と、
   前記シフト量毎に定められている、前記撮影画像に写し出された前記表示画像に対する相対的なライン予定位置を示す位置情報を、記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記撮影画像に基づき、前記撮影画像に写し出された前記表示画像の、前記撮影画像における表示位置を特定すると共に、
   前記制御部は、前記処理ラインを決定する場合に、前記シフト量検出部を用いて前記シフト量を検出し、検出した前記シフト量に対して定められている前記位置情報を前記記憶部から読み出し、読み出した前記位置情報の示す前記ライン予定位置と、特定した前記表示位置と、に基づいて、前記処理ラインを決定することを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記制御部は前記処理ラインにおいて明るさがピークとなる位置を、前記撮影画像において明るさがピークとなる前記画像ピーク位置として定め、
   前記制御部により定められた前記画像ピーク位置に基づき、投写する前記表示画像を調整することが可能な画像処理部を、更に備えることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタであって、
   前記画像処理部は、前記投写対象物に対して前記プロジェクタが傾いて設置されることにより生じた、前記投写対象物に表示された前記表示画像の歪みを補正するように、投写する前記表示画像を調整することを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプロジェクタであって、
   前記ライン予定位置は、前記撮影画像において、前記プロジェクタの光軸と、前記投写対象物と、の交点を通るラインの位置であることを特徴とするプロジェクタ。
5. 光軸に対して略垂直方向にシフト可能な投写レンズと撮像部とを備え、前記投写レンズを用いて投写対象物に表示画像を投写して表示させ、前記撮像部を用いて、少なくとも前記投写対象物に表示された前記表示画像を含む領域を撮像し、撮影画像を得ることが可能なプロジェクタにおいて、前記撮影画像において明るさがピークとなる位置である画像ピーク位置を含む前記撮像画像における処理ラインを決定するための処理ライン決定方法であって、
   前記投写レンズのシフト量と、前記シフト量に応じた、前記撮影画像に写し出された前記表示画像に対する相対的なライン予定位置を示す位置情報と、を予め対応付けておく第１の工程と、
   前記投写レンズのシフト量を検出する第２の工程と、
   前記撮影画像に基づき、前記撮影画像に写し出された前記表示画像の、前記撮影画像における表示位置を特定する第３の工程と、
   検出された前記シフト量に対応付けられた前記位置情報の示す前記ライン予定位置と、特定された前記表示位置と、に基づいて、前記処理ラインを決定する第４の工程と、
   を備える処理ライン決定方法。

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