JP2004282712A - Adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の投射型表示手段を用いて、非平面スクリーンに映像を投射表示する投射表示装置における映像の変形量を調整する調整装置に関する。 The present invention relates to an adjustment device that adjusts an image deformation amount in a projection display device that projects and displays an image on a non-planar screen using a plurality of projection display units.
従来、複数台の投射型表示機を用いて、これら投射型表示機により投射表示される複数の映像を一つの平面スクリーン上に並べて表示することによって、大型の表示映像を構成するようにした投射型表示機が提案されている。 Conventionally, a plurality of projection display devices are used to form a large display image by displaying a plurality of images projected and displayed by the projection display devices side by side on a single flat screen. Type indicators have been proposed.
しかし、平面スクリーン上に大画面の表示映像を構成するには、大画面サイズのスクリーンが必要であり、狭い環境下では、大画面の映像表示を実現することができなかった。 However, in order to form a large-screen display image on a flat screen, a large-screen size screen is required, and a large-screen image display cannot be realized in a narrow environment.
また、立方体の内部のようなスクリーンを用いて仮想現実(バーチャルリアリティ)を体感させようとする装置も提案されているが、距離感のある空間を実現することはできず、充分な臨場感が味わえるものではない。 In addition, a device has been proposed that allows a user to experience virtual reality using a screen such as the inside of a cube. However, it is not possible to realize a space with a sense of distance, and a sufficient sense of reality is provided. Not something you can taste.
そこで、従来、魚眼レンズ等の特殊なレンズを投射レンズとして使用することにより、凹球面等の曲面状に構成されたスクリーン上に映像を投射表示する投射型表示機が提案されている。 In view of the above, conventionally, there has been proposed a projection display device that uses a special lens such as a fisheye lens as a projection lens to project and display an image on a screen having a curved surface such as a concave spherical surface.
さらに、複数台の投射型表示機を用いて、これら投射型表示機により投射表示される複数の映像を凹球面スクリーン上に並べて表示することによって、大型で、かつ、映像観察者を覆うようにして映像が表示される投射表示装置が提案されている。 Furthermore, by using a plurality of projection display devices and displaying a plurality of images projected and displayed by these projection display devices side by side on a concave spherical screen, it is possible to have a large size and cover an image viewer. There has been proposed a projection display device on which an image is displayed.
このような凹球面(非平面)スクリーンを用いることにより、映像観察者の視野を完全に覆うことができるので、制限されたサイズでも、大画面スクリーンを見ているかのような環境を実現することができる。
ところで、前述のように、複数の投射型表示機により複数の映像を凹球面スクリーン上に並べて表示するようにした投射表示装置においては、投射型表示機としては、CRT等の画素無しの表示デバイスを用いた投射型表示機が用いられている。これは、投射型表示機によって凹球面スクリーン上に映像を投射表示するときには、表示映像に歪みが生ずるため、予めこの歪みとは逆の歪みを表示映像に与えておく必要があり、このような歪みを生じさせるのが容易な表示デバイスが用いられるためである。 By the way, as described above, in a projection display device in which a plurality of images are arranged and displayed on a concave spherical screen by a plurality of projection display devices, a display device without pixels such as a CRT is used as the projection display device. Are used. This is because, when an image is projected and displayed on a concave spherical screen by a projection display, the displayed image is distorted. Therefore, it is necessary to apply a distortion opposite to this distortion to the displayed image in advance. This is because a display device that easily causes distortion is used.
画素無しの表示デバイスを用いた投射型表示機においては、配置に制限があり、スクリーンからの反射などにより映像のコントラストを向上させることが困難であった。特に、凹球面スクリーンにおいては、投影装置の配置上、反射光がスクリーンに映り込み、コントラストが低下する問題があった。 In a projection type display using a display device without pixels, the arrangement is limited, and it is difficult to improve the contrast of an image due to reflection from a screen or the like. Particularly, in the case of a concave spherical screen, there is a problem that the reflected light is reflected on the screen due to the arrangement of the projection device, and the contrast is reduced.
液晶表示パネル等の画素有りの表示デバイスを用いた投射型表示機を用いれば、投射型表示機の配置と合成が容易になり、スクリーンの反射によるコントラストの低下を抑えることができるはずである。 If a projection display using a display device having pixels, such as a liquid crystal display panel, is used, the arrangement and composition of the projection display can be facilitated, and the reduction in contrast due to reflection on the screen can be suppressed.
しかし、画素有りの表示デバイスを用いた投射型表示機から非平面スクリーン上に表示映像を投射することは、光学レンズ(特に魚眼レンズ)を使用した映像でしか実現できていない。 However, projecting a display image on a non-planar screen from a projection display using a display device having pixels has been realized only with an image using an optical lens (particularly a fisheye lens).
すなわち、画素有りの表示デバイスを用いた複数の投射型表示機からの投射映像を複合させて、一つの映像を構成することは、平面スクリーンを用いる場合についてしか実現されていない。画素有りの表示デバイスを用いた投射表示機により、凹球面スクリーン(非平面スクリーン)上に、大画面の複合映像を構成しようとすると、映像が曲面上で変形してしまい、映像観察者から見て正常な映像にならないからである。 That is, combining images projected from a plurality of projection display devices using a display device with pixels to form one image has been realized only when a flat screen is used. If a large-screen composite image is to be formed on a concave spherical screen (non-planar screen) by a projection display using a display device with pixels, the image will be deformed on a curved surface and viewed from an image observer. This is because normal images cannot be obtained.
したがって、このような凹球面スクリーン(非平面スクリーン)は、高画質、高解像度が要求される用途には使用できなかった。 Therefore, such a concave spherical screen (non-planar screen) cannot be used for applications requiring high image quality and high resolution.
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであり、複数の投射型表示手段からの表示映像を複合させて大型の表示映像を構成する投射表示装置を使用するにあたって、凹球面スクリーンなどの非平面スクリーンを使用した場合でも、映像観察者から見て正常で、かつ、高画質、高解像度の映像を表示させることができる調整装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and in using a projection display device that configures a large display image by combining display images from a plurality of projection display units, a concave spherical surface is used. It is an object of the present invention to provide an adjustment device that can display a high-quality, high-resolution image that is normal to an image observer even when a non-planar screen such as a screen is used.
上述の課題を解決するため、本発明に係る調整装置は、供給される映像信号に応じた映像を投射表示する投射型表示手段とこの投射型表示手段によって映像が投射される非平面スクリーンと投射型表示手段の位置及び非平面スクリーン上において映像が表示される領域並びに映像観察者の位置の関係に応じて表示される映像の画角を変形させる映像変形手段とを備えた投射表示装置における映像変形手段による映像の変形量を調整する調整装置であって、投射型表示手段により非平面スクリーン上に調整用信号に基づく映像を投影させる調整用信号発生手段と、投影された調整用信号に基づく映像を撮影するための複数の撮像装置と、これら撮像装置から得られた映像信号に基づいて投影された映像についての3次元計測を行う計測手段と、この計測手段により計測した結果に基づく映像変形情報を映像変形手段に供給する変形処理手段とを備えたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problem, an adjustment device according to the present invention includes a projection display unit that projects and displays an image according to a supplied image signal, a non-planar screen on which an image is projected by the projection display unit, and a projection device. Image in a projection display device comprising image deforming means for changing the angle of view of an image displayed according to the relationship between the position of the pattern display means, the area where the image is displayed on the non-planar screen, and the position of the image observer An adjustment device for adjusting the amount of deformation of an image by the deformation means, the adjustment signal generating means for projecting an image based on the adjustment signal on a non-planar screen by a projection display means, and A plurality of image capturing devices for capturing an image based on the image, measuring means for performing three-dimensional measurement on a video projected based on a video signal obtained from the image capturing device, The image deformation information based on the result measured by the measuring means is characterized in that a deformation processing means for supplying to the image deforming means.
この調整装置においては、投射表示装置において、映像観察者から見て正常で、かつ、高画質、高解像度の映像を表示させることができる。 In this adjusting device, the projection display device can display a high-quality, high-resolution video that is normal for the video observer.
また、本発明に係る調整装置においては、複数の撮像装置は、同一の架台上に支持され、3次元計測に際し、この架台とともに一体的に撮像方向を2次元的に変更できる構成を有することが望ましい。 Further, in the adjustment device according to the present invention, the plurality of imaging devices may be supported on the same gantry, and have a configuration that can integrally change the imaging direction with the gantry two-dimensionally when performing three-dimensional measurement. desirable.
この場合には、3次元計測の精度を向上させることができる。 In this case, the accuracy of three-dimensional measurement can be improved.
さらに、本発明に係る調整装置においては、映像変形手段は、映像信号を記憶するフレームメモリと、画素の位置情報を記憶する位置情報メモリと、フレームメモリより映像信号を読出して記憶するデジタルフィルタ処理データ用メモリとを備えており、映像信号をフレームメモリに順次書込むとともに、変換される画素の新しい位置情報を位置情報メモリに記憶し、デジタルフィルタ処理データ用メモリにおいて、位置情報メモリから読出される新しい位置情報に基づいて、フレームメモリから、デジタルフィルタ処理に使用される領域の映像信号を随時読出すことを特徴とするものである。 Further, in the adjusting device according to the present invention, the image transformation means includes a frame memory for storing the image signal, a position information memory for storing the position information of the pixel, and a digital filter processing for reading and storing the image signal from the frame memory. A data memory for sequentially writing video signals to the frame memory, storing new position information of the pixel to be converted in the position information memory, and reading out from the position information memory in the digital filter processing data memory. The video signal of the area used for the digital filter processing is read from the frame memory as needed based on the new position information.
本発明は、複数の投射型表示手段からの表示映像を複合させて大型の表示映像を構成する投射表示装置を使用するにあたって、凹球面スクリーンなどの非平面スクリーンを使用した場合でも、映像観察者から見て正常で、かつ、高画質、高解像度の映像を表示させることができる調整装置を提供することができるものである。 The present invention relates to a projection display device that composes a large display image by combining display images from a plurality of projection-type display means, even when a non-planar screen such as a concave spherical screen is used. It is possible to provide an adjustment device that can display a high-quality, high-resolution video that is normal when viewed from the front.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る調整装置が適用される投射表示装置の構成を示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a projection display device to which the adjustment device according to the present invention is applied.
この投射表示装置は、図1に示すように、供給される映像信号に応じた映像を投射表示する複数の投射型表示手段となる複数台のプロジェクタ1,2,3を備えて構成される。この実施の形態においては、プロジェクタは、3台となっている。
As shown in FIG. 1, the projection display device includes a plurality of
これらプロジェクタ1,2,3は、いわゆる液晶プロジェクタの如き、画素有りの表示デバイス(空間光変調素子)を用いて構成された投射型表示機である。
These
これらプロジェクタ1,2,3は、表示デバイスと、この表示デバイスを照明する光源及び照明光学系と、この表示デバイスの像をスクリーン上に投影表示する投影レンズ(結像レンズ)とを有して構成される。このようなプロジェクタに使用される画素有りの表示デバイスとしては、液晶表示デバイスの他には、いわゆる「DMD」(Digital Mirror Device)などがある。
Each of the
そして、この投射表示装置は、複数台のプロジェクタ1,2,3によって映像が投射される非平面スクリーン4を備えている。この非平面スクリーン4は、例えば、凹球面の一部である形状、望ましくは、凹半球状の形状となっている。ただし、この非平面スクリーン4の形状は、球面の一部である形状に限定されるものではなく、凹円筒面や、その他の自由曲面であってもよい。また、非平面スクリーン4は、凹球面の一部やその他の形状とする場合において、人間の視野角の合わせて、上下方向の高さを左右方向の幅に比較して狭いものとしてもよい。
The projection display device includes a
複数台のプロジェクタ1,2,3は、非平面スクリーン4の曲率中心の近傍、あるいは、この曲率中心及び非平面スクリーン4の中心を通る直線上に配置されている。
The plurality of
図2は、前記投射表示装置の構成を示す斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of the projection display device.
これらプロジェクタ1,2,3は、図2に示すように、非平面スクリーン4の曲率中心の近傍に、投影レンズの光軸を略々水平にして設置される。また、これらプロジェクタ1,2,3は、投影レンズの光軸の方向を互いに異なる方向、例えば、非平面スクリーン4の中心方向、非平面スクリーン4の右側方向及び非平面スクリーン4の左側方向となされて設置されている。
As shown in FIG. 2, these
図3は、前記投射表示装置において非平面スクリーン4上に映像が投影される領域を示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a region where an image is projected on the
この投射表示装置においては、プロジェクタ1,2,3は、図3に示すように、非平面スクリーン4上において、互いに異なる映像表示領域に映像を投影表示する。各映像表示領域1a,2a,3aは、隣接する映像表示領域とは、若干の重なり合い(オーバーラップ)がある状態となっている。これら映像表示領域1a,2a,3aには、ひとつながりになった一つの複合映像が表示される。
In the projection display device, the
映像表示領域同士が重なり合ったオーバーラップ領域においては、2台のプロジェクタが同一の映像を投射して重なり合わせることとなる。したがって、このオーバーラップ領域においては、もしも各プロジェクタ1,2,3が対応する映像表示領域内に亘って一様な輝度の映像を表示するとすると、オーバーラップ領域以外の領域よりも表示映像の輝度が高くなってしまう。そのため、この投射表示装置においては、各プロジェクタ1,2,3は、表示映像のうちのオーバーラップ領域に投射される部分の輝度を半分程度に落とし、2台のプロジェクタによって重ねて投射されることで、1台のプロジェクタによって投射される映像と略々等しい輝度となるようにしている。このような、映像表示領域同士が重なり合ったオーバーラップ領域における輝度の処理を、ブレンディング処理という。
In the overlap area where the video display areas overlap, the two projectors project the same video and overlap. Therefore, in this overlap area, if each of the
図4は、前記投射表示装置の構成の他の形態を示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the configuration of the projection display device.
この投射表示装置は、図4に示すように、中段の3台のプロジェクタ1,2,3のみならず、上段の3台のプロジェクタ5,6,7及び下段の3台のプロジェクタ8,9,10を加えた計9台のプロジェクタを用いて構成することもできる。
As shown in FIG. 4, this projection display device includes not only three
図5は、前記投射表示装置の他の実施の形態において非平面スクリーン4上に映像が投影される領域を示す正面図である。
FIG. 5 is a front view showing a region where an image is projected on the
この投射表示装置においては、プロジェクタ1,2,3,5・・・10は、図5に示すように、非平面スクリーン4上において、互いに異なる映像表示領域に映像を投影表示する。各映像表示領域1a,2a,3a,5a・・・10aは、隣接する映像表示領域とは、若干の重なり合い(オーバーラップ)がある状態となっている。これら映像表示領域1a,2a,3a,5a・・・10aには、ひとつながりになった一つの複合映像が表示される。
In this projection display device, the
映像表示領域同士が重なり合ったオーバーラップ領域における輝度の処理については、前述したものと同様である。なお、映像表示領域の四隅部分において4つの映像表示領域が重なり合う領域においては、表示映像の輝度を1/4程度に落とし、4台のプロジェクタによって重ねて投射されることで、1台のプロジェクタによって投射される映像と略々等しい輝度となるようにしている。 The processing of the luminance in the overlap area where the video display areas overlap each other is the same as described above. In the area where the four video display areas overlap at the four corners of the video display area, the brightness of the displayed video is reduced to about 1/4, and projected by four projectors, so that one projector is used. The luminance is set to be substantially equal to the projected image.
なお、表示映像のコントラストを低下させない方法としては、非平面スクリーン4が凹球面状スクリーンである場合、各プロジェクタを球の中心位置に設置することが考えられる。この場合、非平面スクリーン4ヘの再反射を極力少なくすることができるので、表示映像のコントラストの低下を防止することができる。
As a method of not lowering the contrast of the displayed image, when the
ところで、このように複数台のプロジェクタ1,2,3,5・・・10を用いて非平面スクリーン4上において複合映像を表示するには、各プロジェクタが表示する映像について、予め幾何変換を行い、スクリーンが平面ではないことによって生ずる映像の歪みを補償しておき、非平面スクリーン4上において、表示映像に歪みが生じないようにすることが必要である。
By the way, in order to display a composite image on the
図6は、前記投射表示装置における幾何変換装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a geometric transformation device in the projection display device.
この投射表示装置においては、各プロジェクタ1,2,3,5・・・10について、映像信号は、図6に示すように、映像変形手段となる幾何変換装置11を経ることにより幾何変換(ジオメトリ変換)されてから供給される。この幾何変換装置11は、入力された映像信号をデジタル信号化するAD変換器12と、AD変換器12からの出力信号についてブレンディング処理を行うブレンド機能回路13と、このブレンド機能回路13からの出力信号について幾何変換を行うデジタル幾何変換器14と、このデジタル幾何変換器14からの出力信号をアナログ信号化するDA変換器15とから構成されている。
In this projection display device, as for each of the
この投射表示装置においては、幾何変換装置11を用いることにより、非平面スクリーン4上において、高解像度の複合映像を構成することができるようにしている。すなわち、この投射表示装置においては、幾何変換装置11は、対応するプロジェクタの位置、このプロジェクタが非平面スクリーン4上において映像を表示する映像表示領域及び映像観察者の位置の関係に応じて、表示される映像の画角を変形させる
図7は、前記投射表示装置における幾何変換装置11による幾何変換の内容を示す正面図である。
In the projection display device, a high-resolution composite image can be formed on the
すなわち、図7(a)に示すように、幾何変換を行う前の映像信号が格子状のパターンを表示するクロスハッチ信号であるとすると、幾何変換を行うことにより、図7(b)に示すように、スクリーンの形状が非平面であることにより生ずる映像の歪みを補償する変形が施された信号となる。 That is, as shown in FIG. 7A, assuming that the video signal before performing the geometric transformation is a cross-hatch signal that displays a lattice-like pattern, the geometric transformation is performed as shown in FIG. 7B. In this manner, the signal is a signal subjected to deformation for compensating for image distortion caused by the non-planar shape of the screen.
図8は、本発明に係る調整装置における調整用信号発生手段ともなる映像信号発生器16から非平面スクリーン4に至る過程を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a process from the
すなわち、この投射表示装置においては、映像信号発生器16から供給される映像信号は、幾何変換装置11を経て、各プロジェクタ1,2,3,5・・・10に供給され、非平面スクリーン4に映像として投射表示される。
That is, in this projection display device, the video signal supplied from the
図9は、本発明に係る調整装置を備えた投射表示装置の全体の構成を概略的に示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a projection display device provided with the adjustment device according to the present invention.
この投射表示装置は、図9に示すように、映像信号発生器16によって発生されて入来する映像信号を複数台のプロジェクタ1,2,3,5・・・nに対応して分割する映像分割手段18を備えている。この映像分割手段18は、分割した映像信号を、各プロジェクタ1,2,3,5・・・nに対応する第1乃至第nの幾何変換装置11a,11b・・・・11nに供給する。これら第1乃至第nの幾何変換装置11a,11b・・・・11nは、前述したように、映像分割手段18により分割されて供給する映像信号について、プロジェクタ1,2,3,5・・・10の位置、非平面スクリーン4上において映像を表示する領域及び映像観察者の位置の関係に応じて、表示される映像の画角を変形させ、スクリーンの形状が非平面であることにより生ずる映像の歪みを補償する。
As shown in FIG. 9, the projection display apparatus divides an incoming video signal generated by a
また、この投射表示装置においては、各プロジェクタ1,2,3,5・・・nによって表示した映像を、計測手段となる3次元計測用装置17を介して3次元計測し、この計測結果に応じて、各幾何変換装置11a,11b・・・・11nにおける映像の変形量を決定する。このような映像の変形量の決定により、人的な調整を要することなく、映像観察者から見たときに最適な映像となるように、非平面スクリーン4上において複合映像が構成される。3次元計測用装置17は、移動操作可能な同一に架台上に支持された撮像装置である3台の観測用カメラ(ビデオカメラ)を有している。これら観測用カメラは、架台が移動操作されることにより、3台が一体的に、左右方向のパン及び上下方向のチルトを行うことができる。
In this projection display device, the images displayed by the
図10は、本発明に係る調整装置を備えた投射表示装置の全体の構成を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram illustrating the overall configuration of a projection display device including the adjustment device according to the present invention.
この投射表示装置においては、図10に示すように、映像信号発生器16としては、いわゆる「DVD(商標名)」ディスクプレーヤや「VHS(商標名)」ビデオプレーヤ等、種々の映像信号を出力する装置を使用することができる。この映像信号発生器16から出力された映像信号は、映像分割手段18である「NTSC分配器(9ch)」によって分割されて、それぞれ幾何変換装置11a,11b・・・・11iに供給される。これら幾何変換装置11a,11b・・・・11iは、それぞれパーソナルコンピュータ(PC)20a,20b・・・・20iによって制御される。また、幾何変換装置11a,11b・・・・11iは、変形処理手段となる制御用PC21,22によって制御される。
In this projection display device, as shown in FIG. 10, the
各幾何変換装置11a,11b・・・・11iにおいて映像の変形処理をなされて出力された信号は、コントローラ19を介して、各プロジェクタ1,2,3,5・・・10に送られ、非平面スクリーン4上に映像として表示される。
.. 11i are sent to the
また、3次元計測用装置17は、観測用カメラによって撮像した情報を、制御用PC21,22及びコントローラ19に送る。制御用PC21,22は、3次元計測用装置17より3次元計測結果として送られた信号に基づいて、幾何変換装置11a,11b・・・・11iを制御する。
Further, the three-
この投射表示装置において、各プロジェクタ1,2,3,5・・・10によって複合映像を構成するには、まず、映像発生器16からの、位置情報測定パターン(マップデータを含むクロスハッチ信号等)を、各幾何変換装置11a,11b・・・・11iにおいて何らの変形を行わずに、各プロジェクタ1,2,3,5・・・10によって非平面スクリーン4上に表示させる。
In this projection display device, in order to form a composite image by each of the
そして、この位置情報測定パターンについて、3次元計測用装置17によって、3次元計測を行う。
Then, the three-
図11は、3次元計測用装置17によって行われる3次元計測の内容を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing the contents of three-dimensional measurement performed by the three-
この3次元計測は、図11に示すように、位置情報測定パターン上の所定のターゲットについて、観測用カメラの視点位置からの極座標情報(Φ,Θ)及び距離情報Dを位置情報として計測するものである。この投射表示装置においては、このような3次元計測を、図11中の(a)(b)及び(c)に示すように、3台の観測用カメラにおける視差に基づく演算処理によって行うので、正確に行うことができる。 In the three-dimensional measurement, as shown in FIG. 11, for a predetermined target on the position information measurement pattern, polar coordinate information (Φ, Θ) and distance information D from the viewpoint position of the observation camera are measured as position information. It is. In this projection display device, such three-dimensional measurement is performed by arithmetic processing based on parallax in three observation cameras, as shown in (a), (b), and (c) in FIG. Can be done accurately.
さらに、これら観測用カメラは、架台とともに3台が一体的な状態で左右方向のパン及び上下方向のチルトを行うことができるので、より正確な3次元計測を行うことができる。 Furthermore, since these observation cameras can perform panning in the left-right direction and tilting in the up-down direction in a state in which the three units are integrated with the gantry, more accurate three-dimensional measurement can be performed.
そして、制御用PC21,22は、投射される映像が最適な位置になるように、各幾何変換装置11a,11b・・・・11i用の幾何変換マップデータを作成して、各幾何変換装置11a,11b・・・・11iを制御する。このようにして、各幾何変換装置11a,11b・・・・11iにおける映像の変形処理は、自動的に行われる。
The
また、このような3次元計測の結果に、さらに、映像観察者の位置情報に基づく演算を加えることにより、映像観察者から見て、隣接する映像同士が画素単位で一致し、かつ、自然なパースペクティブ(遠近感)を有する複合映像を構成することができる。この映像観察者の位置は、非平面スクリーン4の曲率中心に限定されることなく、むしろ、曲率中心よりも非平面スクリーン4に近い位置のほうが、豊かな臨場感を表現することができる。
Further, by adding an operation based on the position information of the video observer to the result of such three-dimensional measurement, adjacent videos match each other in pixel units as viewed from the video observer, and a natural image is obtained. A composite image having a perspective (perspective) can be configured. The position of the image observer is not limited to the center of curvature of the
映像観察者の位置情報を演算に取り込むことについては、映像観察者の位置に3次元計測用装置17を設置することによってもよいが、仮想上の位置情報を3次元計測用装置17に設定することによっても行うことができる。すなわち、3次元計測用装置17の観測用カメラの実際の視点に依存することなく、映像観察者の位置から見た表示映像を正規化することが可能である。
The position information of the video observer may be taken into the calculation by installing the three-
前述のように、本発明に係る調整装置は、投射型表示手段により非平面スクリーン上に調整用信号に基づく映像を投影させる調整用信号発生手段と、投影された調整用信号に基づく映像を撮影するための3台以上の撮像装置と、これら撮像装置から得られた映像信号に基づいて投影された映像についての3次元計測を行う計測手段と、この計測手段により計測した結果に基づく映像変形情報を映像変形手段に供給する変形処理手段とを備えており、投射表示装置において、映像観察者から見て正常で、かつ、高画質、高解像度の映像を表示させることができる。 As described above, the adjustment device according to the present invention includes an adjustment signal generation unit that causes the projection display unit to project an image based on the adjustment signal on a non-planar screen, and captures an image based on the projected adjustment signal. , Three or more imaging devices, a measuring unit for performing three-dimensional measurement on an image projected based on a video signal obtained from these imaging devices, and image deformation information based on a result measured by the measuring unit. And a deformation processing means for supplying the image processing means to the image deformation means, so that the projection display device can display a high-quality, high-resolution image that is normal for a video observer.
また、本発明に係る調整装置において、3台以上の撮像装置を同一の架台上に支持させ、3次元計測に際し、この架台とともに一体的に上下方向または左右方向に撮像方向を変えることができるようにすることにより、3次元計測の精度を向上させることができる。 Further, in the adjustment device according to the present invention, three or more imaging devices are supported on the same gantry, and in the three-dimensional measurement, the imaging direction can be changed together with the gantry in the vertical or horizontal direction. By doing so, the accuracy of three-dimensional measurement can be improved.
図12は、本発明が適用される投射表示装置における幾何変換装置のデジタル幾何変換器の構成を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a digital geometric converter of a geometric conversion device in a projection display device to which the present invention is applied.
ここで、映像信号としていわゆる「SXGA信号」を用いた場合の幾何変換装置11のデジタル幾何変換器14の構成について、さらに詳細に説明する。
Here, the configuration of the digital
このデジタル幾何変換器14は、図12に示すように、同期信号回路21を有している。この同期信号回路21は、入来する映像信号について、フレームメモリヘの書込みに使用するためのV信号及びH信号を分離する回路である。
The digital
この同期信号回路21により分離されたV信号及びH信号は、AD変換器(RGB−AD変換器)12及びアドレス回路22に入力される。
The V signal and the H signal separated by the
AD変換器12においてデジタル変換された映像データは、R用、G用及びB用の各フレームメモリ23,24,25(例えば、1280×1024、8ビットメモリ)に順次書込まれる。これらフレームメモリ23,24,25に書込まれた映像データは、デジタルフィルタ処理データ用メモリとなるR用、G用及びB用の各デジタルフィルタ用DMAメモリ26,27,28に読出される。これら各デジタルフィルタ用DMAメモリ26,27,28は、ブロック処理により、各フレームメモリ23,24,25より、後述するデジタルフィルタ処理回路29における処理に使用される領域のデータのみを、随時読出す。
The video data digitally converted by the
各デジタルフィルタ用DMAメモリ26,27,28により読出された映像データは、デジタルフィルタ処理回路29に送られる。このデジタルフィルタ処理回路29は、変換前の映像データから、変換後の映像データを演算する。このデジタルフィルタ処理回路29において演算された変換後の映像データは、R用、G用及びB用の各幾何変換後フレームメモリ30,31,32(例えば、1280×1024、8ビットメモリ)に順次書込まれる。
The video data read by each of the digital
そして、変換後の映像データは、これら各幾何変換後フレームメモリ30,31,32より、読出し回路に制御されて常時読出され、DA変換器(RGB−DA変換器)15に送出される。
Then, the converted video data is constantly read out from these post-geometric
一方、アドレス回路22は、AD変換器12において使用するクロック信号を作成し、また、各フレームメモリ23,24,25ヘの書込みアドレスを制御する。
On the other hand, the
さらに、アドレス回路22は、位置情報メモリとなるXmapメモリ33及びYmapメモリ34(例えば、1280×1024のフローティングメモリ)を制御する。Xmapメモリ33及びYmapメモリ34は、変換される画素の位置情報である新しいXポジション35及びYポジション36を記憶しておくためのメモリである。これらXmapメモリ33及びYmapメモリ34におけるデータは、フローティングデータである。これは、幾何変換を行なった場合には、変換後の新しいXポジション35及びYポジション36は、映像の中心位置にならない場合がほとんどであるからである。
Further, the
これらXmapメモリ33及びYmapメモリ34からは、同期信号回路21から供給されるアドレスカウンタに基づいて、変換後の新しいXポジション35及びYポジション36が読出される。これらXポジション35及びYポジション36に基づいて、デジタルフィルタ用DMAメモリ26,27,28においては、各フレームメモリ23,24,25から、デジタルフィルタ処理回路29における処理に使用されるXポジション35及びYポジション36を中心とする領域のデータだけを、DMA処理により随時読出すことができる。
From the
また、Xmapメモリ33及びYmapメモリ34におけるフローティングデータは、デジタルフィルタ処理回路29における係数データ37を選択するためにも使用される。
The floating data in the
デジタルフィルタ処理回路29は、水平、垂直のタップ数に応じて、幾何変形率により切替え可能な係数データ37を読出し、この係数データ37を用いて、RGBの画素に対する乗算処理及び加算処理を行い、最終データを除算処理して、新しい画素データを生成する。
The digital
このようにして演算された新しい画素データからなる映像データは、幾何変換後フレームメモリ30,31,32に書込まれる。このときに使用される幾何変換後フレームメモリ30,31,32におけるアドレスとしては、Xmapメモリ33及びYmapメモリ34から読出される変換後の新しいXポジション35及びYポジション36が使用される。すなわち、Xmapメモリ33及びYmapメモリ34から読出された新しいXポジション35及びYポジション36は、幾何変換後のXYアドレス38として、幾何変換後の映像データを各幾何変換後フレームメモリ30,31,32に書込むためにも使用される。ここで、各幾何変換後フレームメモリ30,31,32におけるアドレスは整数アドレスであるので、Xmapメモリ33及びYmapメモリ34におけるフローティングデータは、バイナリデータに変換され、各幾何変換後フレームメモリ30,31,32への書込み用アドレスである幾何変換後のXYアドレス38として使用される。また、この幾何変換後のXYアドレス38は、DA変換器15にも供給される。
The video data composed of the new pixel data calculated in this way is written into the
1,2,3,5・・・10 プロジェクタ
4 非平面スクリーン
11 幾何変換装置
16 映像信号発生器
17 3次元計測用装置
1, 2, 3, 5 ... 10
Claims (3)
前記投射型表示手段により前記非平面スクリーン上に調整用信号に基づく映像を投影させる調整用信号発生手段と、
前記投影された調整用信号に基づく映像を撮影するための複数の撮像装置と、前記撮像装置から得られた映像信号に基づいて投影された映像についての3次元計測を行う計測手段と、
前記計測手段により計測した結果に基づく映像変形情報を前記映像変形手段に供給する変形処理手段とを備えたことを特徴とする調整装置。 Projection type display means for projecting and displaying an image according to the supplied image signal, a non-planar screen on which an image is projected by the projection type display means, a position of the projection type display means, and an image on the non-planar screen Adjusting the amount of image deformation by the image deforming means in the projection display device including the image deforming means for changing the angle of view of the image displayed according to the relationship between the area where the image is displayed and the position of the image observer A device,
Adjustment signal generating means for projecting an image based on the adjustment signal on the non-planar screen by the projection display means,
A plurality of imaging devices for capturing an image based on the projected adjustment signal, and a measurement unit that performs three-dimensional measurement on the image projected based on the image signal obtained from the imaging device;
An adjustment device comprising: a deformation processing unit that supplies video deformation information based on a result measured by the measurement unit to the video deformation unit.
映像信号を前記フレームメモリに順次書込むとともに、変換される画素の新しい位置情報を前記位置情報メモリに記憶し、デジタルフィルタ処理データ用メモリにおいて、前記位置情報メモリから読出される新しい位置情報に基づいて、前記フレームメモリから、デジタルフィルタ処理に使用される領域の映像信号を随時読出すことを特徴とする請求項1記載の調整装置。 The image transformation means includes a frame memory that stores the image signal, a position information memory that stores position information of a pixel, and a digital filter processing data memory that reads and stores the image signal from the frame memory.
A video signal is sequentially written to the frame memory, and new position information of a pixel to be converted is stored in the position information memory, and in the digital filtering data memory, based on the new position information read from the position information memory. 2. The adjustment device according to claim 1, wherein a video signal in an area used for digital filter processing is read from the frame memory as needed.
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