JP2010128102A - Projection display device and positional relationship detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投写面に向けて画像を投写する投写型表示装置における、投写型表示装置と投写面との配置関係の検出方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting an arrangement relationship between a projection display device and a projection surface in a projection display device that projects an image onto a projection surface.
従来から、画像形成に液晶パネル等の光変調装置を用いたプロジェクタをはじめとする投写型表示装置において、投写された画像(以下「投写画像」と呼ぶ)の台形歪み補正やフォーカス調整など(以下、「投写用調整」という)を行う技術が知られている。こうした投写用調整を行う際には、スクリーンなどの投写面に投写した校正用画像を、投写型表示装置に備えられたCCDカメラなどの撮像部によって撮像して、その撮像画像に基づいて投写型表示装置と投写面との配置関係を測定している(例えば、下記特許文献参照)。 Conventionally, in a projection display apparatus such as a projector using a light modulation device such as a liquid crystal panel for image formation, keystone distortion correction and focus adjustment of a projected image (hereinafter referred to as “projected image”) (hereinafter referred to as “projection image”) Technology for performing “adjustment for projection”) is known. When performing such adjustments for projection, a calibration image projected on a projection surface such as a screen is captured by an imaging unit such as a CCD camera provided in the projection display device, and the projection type is based on the captured image. The positional relationship between the display device and the projection surface is measured (for example, refer to the following patent document).
そこで、台形歪み補正やフォーカス調整などを行わせる際には、撮像部により撮像された画像からの校正用画像の抽出を容易にするため、外部から画像信号が入力している場合であっても、画像信号に基づく画像の投写を中断し、校正用画像のみを表示させていた。 Therefore, when performing trapezoidal distortion correction, focus adjustment, etc., in order to facilitate the extraction of the calibration image from the image captured by the imaging unit, even when an image signal is input from the outside The projection of the image based on the image signal was interrupted, and only the calibration image was displayed.
しかし、こうした投写用調整を行う際に、校正用画像の表示に切り替えると、通常は画面の明るさの急変を伴うから、撮像部による撮像が安定に行われるまで、長時間を要してしまうといった課題を生起する。 However, when performing such adjustment for projection, switching to the display of the calibration image usually involves a sudden change in the brightness of the screen, so it takes a long time until the imaging unit stably performs imaging. This causes a problem.
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、測定用画像を投写面に投写する際に、画像信号に基づく画像を中断せずに行う技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a technique for performing an image based on an image signal without interruption when a measurement image is projected onto a projection surface. And
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。 In order to solve at least a part of the problems described above, the present invention can take the following forms or application examples.
[適用例1]
投写型表示装置であって、
投写面に向けて画像を投写させる投写部と、
前記画像が投写される前記投写面を撮像する撮像部と、
前記投写部によって投写される画像と所定形状の第1校正画像とを合成し、第1合成画像として前記投写部に出力する第1合成画像出力部と、
前記第1校正画像とは画像の性質が異なり、少なくとも形状の一部が重なる所定形状の第2校正画像を、前記画像と合成し、第2合成画像として前記投写部に出力する第2合成画像出力部と、
前記第1合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ前記撮像部で撮像した第1撮像画像と、前記第2合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ前記撮像部で撮像した第2撮像画像とから測定点を抽出し、前記測定点に基づいて前記投写部と前記投写面との配置関係を検出する配置関係検出部と
を備えた投写型表示装置。
[Application Example 1]
A projection display device,
A projection unit that projects an image onto the projection surface;
An imaging unit that images the projection surface on which the image is projected;
A first synthesized image output unit that synthesizes an image projected by the projection unit and a first calibration image having a predetermined shape and outputs the synthesized image to the projection unit as a first synthesized image;
A second composite image that is different from the first calibration image and has a predetermined shape that overlaps at least a part of the shape with the image, and outputs the composite image to the projection unit as a second composite image. An output section;
The first synthesized image is projected on the projection plane by the projection unit and captured by the imaging unit, and the second synthesized image is projected on the projection plane by the projection unit and captured by the imaging unit. A projection display device comprising: an arrangement relationship detection unit that extracts a measurement point from the second captured image and detects an arrangement relationship between the projection unit and the projection plane based on the measurement point.
この投写型表示装置によれば、投写させる画像に所定形状の校正画像を合成した合成画像を投写面に投写し撮像部によって撮像するので、画像投写時とその後の合成画像の投写時では投写面の明るさに大きな変化が無く、撮像部による投写面の撮像が安定に短時間で行われる。なお、所定形状とは、撮像された第1,第2撮像画像から測定点が抽出できる形状であればよく、三角や四角などの多角形、直線、十字形状、円環形状あるいはこれらの組み合わせなど、種々の形状を採用することができる。所定形状としては、単一の形状に限られず、例えば丸や四角などの種々の形状のものを複数配列してもよい。配列は、行列状としても良いし、直線状や円環状、あるいは所定の曲線に沿った配列、更にはランダムな配列としてもよい。また、複数の形状は、互いに離間して配置しても良いし、少なくともその一部について、一部を重ね合わせた形状としても良い。もとより、複雑な形状のものを一つあるいは少数採用することは差し支えない。 According to this projection display apparatus, a composite image obtained by combining a calibration image having a predetermined shape with the image to be projected is projected onto the projection surface and captured by the imaging unit. There is no significant change in the brightness of the image, and the imaging of the projection plane by the imaging unit is stably performed in a short time. The predetermined shape may be any shape that allows extraction of measurement points from the first and second captured images, such as a polygon such as a triangle or a square, a straight line, a cross shape, an annular shape, or a combination thereof. Various shapes can be employed. The predetermined shape is not limited to a single shape, and for example, a plurality of various shapes such as circles and squares may be arranged. The arrangement may be a matrix, a linear shape, an annular shape, an arrangement along a predetermined curve, or a random arrangement. Further, the plurality of shapes may be arranged apart from each other, or at least a part thereof may be a shape obtained by overlapping a part. Of course, one or a small number of complicated shapes may be used.
測定点としては、こうした形状が備える性質を利用して、例えば端点、隅部、交点、中点、重心、按分点など、種々の点を用いることができる。所定形状が、複数の形状の配列からなる場合は、測定点は、各形状から抽出しても良いが、配列された複数の形状の関係、例えば形状間の中間点、形状間に仮想的に引いた線分の交点などから抽出してもよい。 Various points such as end points, corners, intersections, midpoints, center of gravity, and proration points can be used as measurement points by utilizing the properties of such shapes. When the predetermined shape is composed of an array of a plurality of shapes, the measurement points may be extracted from each shape, but the relationship between the plurality of shapes arranged, for example, an intermediate point between the shapes, virtually between the shapes You may extract from the intersection etc. of the drawn line segment.
[適用例2]
適用例1記載の投写型表示装置はさらに、前記第1撮像画像と第2撮像画像との各画素の画素値の差分によって表される測定用画像を検出する測定用画像検出部を備え、
前記配置関係検出部は、前記測定用画像に基づいて前記測定点を抽出する
投写型表示装置。
[Application Example 2]
The projection display device according to Application Example 1 further includes a measurement image detection unit that detects a measurement image represented by a difference between pixel values of each pixel of the first captured image and the second captured image.
The arrangement relationship detecting unit extracts the measurement point based on the measurement image.
この投写型表示装置によれば、第1撮像画像と第2撮像画像との各画素の画素値の差分に基づいて測定用画像は検出されているので、スクリーンSC上に塵埃等が付着しており、撮像画像中にその塵埃が写っていても、測定用画像の検出時にはその塵埃に相当する画像は相殺される。従って、精度の高い測定用画像の検出が可能となる。 According to this projection display apparatus, since the measurement image is detected based on the difference between the pixel values of the respective pixels of the first captured image and the second captured image, dust or the like adheres to the screen SC. Even if the dust appears in the captured image, the image corresponding to the dust is canceled when the measurement image is detected. Accordingly, it is possible to detect a measurement image with high accuracy.
[適用例3]
適用例2記載の投写型表示装置であって、
前記第1,第2校正画像における少なくとも形状の一部が重なる所定形状とは、
その重なる部分が平面を定義可能な3点を抽出可能に含んでいる形状である
投写型表示装置。
[Application Example 3]
A projection display device according to Application Example 2,
The predetermined shape in which at least a part of the shape in the first and second calibration images overlap is as follows:
A projection display device in which the overlapping portion includes a shape that can extract three points that can define a plane.
この投写型表示装置によれば、第1校正画像と第2校正画像との重なる部分が平面を定義可能な3点を抽出可能に含んでいるので、第1校正画像の形状を含む第1撮像画像と第2校正画像の形状を含む第2撮像画像との各画素の画素値の差分によって表される測定用画像は、第1撮像画像と第2撮像画像の重なる部分の形状を含んでおり、かつ平面を定義可能な3点を含んでいるので、測定用画像から平面の定義が可能となる。 According to the projection display apparatus, the overlapping portion of the first calibration image and the second calibration image includes three points that can define a plane so that the first imaging including the shape of the first calibration image can be performed. The measurement image represented by the difference in pixel value of each pixel between the image and the second captured image including the shape of the second calibration image includes the shape of the overlapping portion of the first captured image and the second captured image. And three points that can define the plane, the plane can be defined from the measurement image.
[適用例4]
適用例3記載の投写型表示装置であって、
前記配置関係検出部は、前記配置関係の1つとして前記投写部から投写する投写光の光軸と前記投写面との傾きである投写角を算出する投写型表示装置。
[Application Example 4]
A projection display device according to Application Example 3,
The arrangement relationship detection unit is a projection display device that calculates a projection angle that is an inclination between an optical axis of projection light projected from the projection unit and the projection plane as one of the arrangement relationships.
この投写型表示装置によれば、配置関係検出部は測定用画像に基づいて投写角を算出するので、ユーザーが投写角を測量し、その値を投写型表示装置に入力するという行為は必要ない。 According to this projection display device, the arrangement relationship detecting unit calculates the projection angle based on the measurement image, and therefore, the user does not need to measure the projection angle and input the value to the projection display device. .
[適用例5]
適用例4記載の投写型表示装置はさらに、
前記配置関係検出部で算出した前記投写角を用いて前記投写面に投写される投写画像の台形歪みを補正する台形歪み補正部を備える投写型表示装置。
[Application Example 5]
The projection display device described in Application Example 4 further includes
A projection display device comprising a trapezoidal distortion correction unit that corrects a trapezoidal distortion of a projected image projected on the projection plane using the projection angle calculated by the arrangement relationship detection unit.
この投写型表示装置によれば、この投写型表示装置は台形歪み補正部を備えるのでユーザーが手動で投写型表示装置本体や投写面を動かすことによって投写画像の台形歪みの補正をする必要がない。 According to the projection display device, since the projection display device includes the trapezoidal distortion correction unit, it is not necessary for the user to manually correct the trapezoidal distortion of the projection image by moving the projection display main body or the projection surface. .
[適用例6]
適用例3記載の投写型表示装置であって、
前記配置関係検出部は、前記配置関係の1つとして前記投写型表示装置と前記投写面までの投写距離を算出する投写型表示装置。
[Application Example 6]
A projection display device according to Application Example 3,
The arrangement relation detection unit is a projection display apparatus that calculates a projection distance between the projection display apparatus and the projection plane as one of the arrangement relations.
この投写型表示装置によれば、配置関係検出部は測定用画像に基づいて投写距離を算出するので、ユーザーが投写距離を測量し、その値を投写型表示装置に入力するという行為は必要ない。 According to this projection display device, the arrangement relationship detection unit calculates the projection distance based on the measurement image, so that the user does not need to measure the projection distance and input the value to the projection display device. .
[適用例7]
適用例6記載の投写型表示装置はさらに、
前記配置関係検出部で算出した前記投写距離を用いて前記投写面に投写される投写画像のフォーカス調整を行うフォーカス調整部を備える投写型表示装置。
[Application Example 7]
The projection display device described in Application Example 6 further includes
A projection display device comprising a focus adjustment unit that performs focus adjustment of a projection image projected on the projection plane using the projection distance calculated by the arrangement relationship detection unit.
この投写型表示装置によれば、この投写型表示装置はフォーカス調整部を備えるのでユーザーが手動で投写画像のフォーカス調整をする必要がない。 According to this projection display apparatus, since this projection display apparatus includes the focus adjustment unit, it is not necessary for the user to manually adjust the focus of the projected image.
[適用例8]
適用例1ないし適用例7のいずれか記載の投写型表示装置であって、
前記第1,第2校正画像における前記画像の性質とは明度、色相、彩度の少なくともいずれかひとつである投写型表示装置。
[Application Example 8]
A projection display device according to any one of Application Example 1 to Application Example 7,
The projection display apparatus, wherein the property of the image in the first and second calibration images is at least one of brightness, hue, and saturation.
これらの投写型表示装置によれば、第1校正画像と第2校正画像とは明度、色相、彩度の少なくともいずれかひとつが異なっていればよいので、第1校正画像と第2校正画像との組み合わせとして、多数の組み合わせが可能である。 According to these projection display devices, the first calibration image and the second calibration image only need to differ in at least one of brightness, hue, and saturation. Many combinations are possible.
[適用例9]
適用例1ないし適用例7のいずれか記載の投写型表示装置であって、
前記第1,第2校正画像における前記画像の性質とは明度であり、
前記第1校正画像は白色、前記第2校正画像は黒色である
投写型表示装置。
[Application Example 9]
A projection display device according to any one of Application Example 1 to Application Example 7,
The property of the image in the first and second calibration images is brightness,
The projection display apparatus, wherein the first calibration image is white and the second calibration image is black.
これらの投写型表示装置によれば、第1校正画像は白色で第2校正画像は黒色であり、この2つの画像の明度の差が顕著であるので、この2つの校正画像に基づいてできる測定用画像はコントラストの高い画像となり、測定用画像から測定点を抽出する際の誤差を減少させることができる。また第1校正画像が黒色で、第2校正画像が白色でも良い。 According to these projection display devices, the first calibration image is white and the second calibration image is black, and the difference in brightness between the two images is significant. Therefore, the measurement that can be performed based on the two calibration images. The image for use becomes a high-contrast image, and errors in extracting measurement points from the image for measurement can be reduced. Further, the first calibration image may be black and the second calibration image may be white.
[適用例10]
投写型表示装置と投写面との配置関係を検出する配置関係検出方法であって、
前記投写面に投写させた画像に所定形状の第1校正画像を合成し、第1合成画像として前記投写部に出力する工程と、
前記第1校正画像とは画像の性質が異なり、少なくとも形状の一部が重なる所定形状の第2校正画像を、前記画像と合成し、第2合成画像として前記投写部に出力する工程と、
前記第1合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ撮像部で撮像した第1撮像画像と、前記第2合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ前記撮像部で撮像した第2撮像画像との各画素の画素値の差分によって表される測定用画像を検出する工程と、
検出した前記測定用画像から測定点を抽出し、前記測定点に基づいて前記投写型表示装置と前記投写面との配置関係を検出する工程と
を備える配置関係検出方法。
[Application Example 10]
An arrangement relation detection method for detecting an arrangement relation between a projection display device and a projection plane,
Combining a first calibration image having a predetermined shape with the image projected on the projection surface and outputting the first calibration image to the projection unit as a first composite image;
A step of synthesizing a second calibration image having a predetermined shape, which is different from the first calibration image and having at least a part of the shape, with the image and outputting the second calibration image to the projection unit as a second synthesized image;
A first captured image obtained by projecting the first composite image on the projection plane by the projection unit and captured by the imaging unit, and a second captured image projected by the projection unit on the projection plane by the projection unit. Detecting a measurement image represented by a difference in pixel value of each pixel from two captured images;
Extracting the measurement points from the detected image for measurement, and detecting the arrangement relationship between the projection display device and the projection plane based on the measurement points.
この配置関係検出方法によれば、投写面には2つの合成画像を投写するのみで投写部と投写面との配置関係を検出できるので、投写部と投写面との配置関係を検出するために、様々な測定用の画像を投写面に投写する必要がない。 According to this arrangement relation detection method, since the arrangement relation between the projection unit and the projection plane can be detected simply by projecting two composite images on the projection plane, the arrangement relation between the projection unit and the projection plane can be detected. Therefore, it is not necessary to project various measurement images on the projection surface.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、投写面検出方法および装置、投写画像補正方法及び装置、それらの方法または装置の機能を実現するための集積回路、コンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various modes. For example, the present invention can be realized in the form of a projection surface detection method and apparatus, a projection image correction method and apparatus, an integrated circuit for realizing the functions of the method or apparatus, a computer program, a recording medium on which the computer program is recorded, and the like. it can.
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
A.第1実施例:
(A1)プロジェクタの全体構成
(A2)台形歪みの補正の概要
(A3)測定用画像検出処理
(A4)三次元測量処理
(A5)台形歪み補正処理
B.第2実施例:
C.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples.
A. First embodiment:
(A1) Overall configuration of projector (A2) Outline of correction of trapezoidal distortion (A3) Image detection process for measurement (A4) Three-dimensional surveying process (A5) Trapezoidal distortion correction process Second embodiment:
C. Variation:
A.第1実施例:
(A1)プロジェクタの全体構成:
図1は、本発明の第1実施例におけるプロジェクタ100の全体構成を示すブロック図である。プロジェクタ100は、画像を表す画像信号を外部から入力し、これをスクリーンSCなどの投写面上に画像(以下「投写画像」と呼ぶ)として表示させる。本実施例では、スクリーンSCはほぼ直立しており、スクリーン面は矩形形状とされている。
A. First embodiment:
(A1) Overall configuration of the projector:
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a
プロジェクタ100は大きく分けると、光学的な画像の形成を行う光学系と映像信号を電気的に処理する画像処理系とからなる。光学系は、照明光学系140、液晶パネル130、投写光学系150から構成されている。照明光学系140は、放電灯(図示せず)を備え、放電灯の光を投写に用いる光として射出する。液晶パネル130は、後述する画像処理系からの信号を受けて、パネル面に画像を形成する。液晶パネル130は、カラーの投影を行うため、RGBの三原色に対応した3枚の液晶パネルからなる。そのため、照明光学系140からの光はRGBの3色の色光に分離され、各色光は対応する各液晶パネルに入射する。各液晶パネルを通過して変調された色光はクロスダイクロイックプリズム等の合成光学系によって合成され、投写光学系150に射出される。
The
投写光学系150には、投写する画像の拡大・縮小および焦点の調整を行うズームレンズ152、ズームの度合いを調整するズーム調整用モータ156、フォーカスの調整を行うフォーカス調整用モータ157が備えられている。投写光学系150は、液晶パネル130で変調された光を入射し、ズームレンズ152を用いて、スクリーンSC上に投写画像を結像する。ズームレンズ152は、ズーム調整用モータ156とフォーカス調整用モータ157とによって、レンズの位置などが調整され、スクリーンSC上の投写画像の拡大・縮小を行うズーム調整や、スクリーンSC上に投写画像を適正に結像させるフォーカス調整を行っている。
The projection
他方、画像処理系は、実質的な処理全般を司るCPU120と映像用プロセッサ134とを中心に構成され、A/D変換部110、液晶パネル駆動部132、ズームレンズ駆動部155、RAM160、校正画像記憶部171を含むROM170、撮像部180、撮像画像メモリ182、リモコン制御部190、リモコン191等を備える。これらの画像処理系を構成する各要素は、バス102を介して互いに接続されている。
On the other hand, the image processing system is composed mainly of the
A/D変換部110は、パソコンやDVDプレーヤー等の画像出力機器からケーブル200を介して入力された入力信号をA/D変換するデバイスであり、変換後のデジタル画像信号を、映像用プロセッサ134に出力する。映像用プロセッサ134は、入力したデジタル画像信号に対して、輝度、コントラスト、色の濃さ、色合い、投写画像の形状等の画像の表示状態を調整する処理を行った上で、液晶パネル駆動部132に対して、処理後の映像信号を出力する。この映像信号に基づいて、液晶パネル駆動部132は、液晶パネル130を駆動する。結果的に、A/D変換器110を介して入力した映像信号に対応した映像が、液晶パネル130に形成され、この画像が投写光学系150を介して、スクリーンSC上に形成されることになる。
The A /
映像用プロセッサ134が行う画像処理としては、上記の明度、コントラスト、色合いなどの補正の他、台形歪み補正が含まれる。図1では、台形歪み補正を行う回路を、特に台形歪み補正部136として示した。この台形歪み補正部136では、CPU120内の後述する投写角算出部126で算出した投写角の値に基づいて投写画像の台形歪み補正をデジタル画像信号に対して行っている。また、映像用プロセッサ134は、この台形歪み補正における特定の校正用画像の表示の処理も、司っている。こうした映像用プロセッサ134は、台形歪み補正用のDSP(デジタルシグナルプロセッサ)として販売されている汎用のプロセッサを用いることができるが、専用のASICとして構成することも差し支えない。
Image processing performed by the
映像用プロセッサ134と共に、プロジェクタ100における画像処理を行うCPU120は、画像合成部121と、測定用画像検出部122と、ズーム比算出部123と、焦点距離算出部124と、三次元測量部125と、投写角算出部126とを備える。これらの各部は、CPU120がROM170に予め記憶した特定のプログラムを実行することにより実現される。各処理部は、後で詳述するプロジェクタ100とスクリーンSCとの相対距離(以下、投写距離と言う)や、プロジェクタから投写した投写光の光軸に対するスクリーンSCの傾きである投写角(以下、投影投写角と言う)を算出するために必要な処理を行っている。
A
CPU120は、その各部の働きにより投影投射角および投写距離を算出すると、投影投射角に対応した信号を映像用プロセッサ134に、投写距離に対応した信号をズームレンズ駆動部155に、それぞれ出力する。映像用プロセッサ134は、投影投写角に対応した信号をCPU120から受け取ると、これを用いて台形歪み補正を行う。プロジェクタ100の光学系の光軸とスクリーンSCとのなす角度である投影投写角が分かれば、映像がどのように歪むかは演算できるので、映像用プロセッサ134は、投影投写角に対応したパラメータの設定がなされると、投写画像の歪みを補正するように、A/D変換器110から入力した画像を補償し、補償後の映像信号を、液晶パネル駆動部132に出力するのである。
When the
他方、ズームレンズ駆動部155はCPU120から投写距離に相当する信号を受け取ると、その信号に基づいて、フォーカス調整用モータ157を駆動し、フォーカス調整を行う。なお、フォーカス調整を行うためには、ズームレンズのズーム比を知る必要があるが、本実施例では、ズーム比は、ズーム調整用モータ156によるズームレンズ152の駆動量から算出した。もとより、後述する撮像部180による撮像画像から算出することも可能である。
On the other hand, when the zoom
上記のCPU120の動作に必要となるワークエリアは、RAM160上に確保される。なお、映像用プロセッサ134は、自身が行う画像の表示状態の調整処理など、各処理の実行の際に必要となるワークエリアを、内蔵RAMとして備えている。また、ROM170は、上述した各処理部を実現するプログラムの他、後述する測定用画像の検出に用いる2枚の校正画像を記憶しており、校正画像記憶部に対応している。
A work area necessary for the operation of the
リモコン制御部190は、リモコン191を通じたユーザーのからの指示を受信し、バス102を介してCPU120に伝える。なお、本実施例ではプロジェクタ100はユーザーからの指示をリモコン制御部190及びリモコン191を通じて受信しているが、ユーザーからの指示をプロジェクタ100に備えた操作パネルなど、他の構成を通じて受け取るものとしてもよい。
The
撮像部180について説明する。撮像部180は、プロジェクタ100の前面、即ち、投写光学系150がスクリーンSCに向けて映像を投写する方向を撮像可能な位置に設けられており、推奨された投影距離においてスクリーンSCに投影された投写画像の全体が少なくとも撮像範囲内に入るように、カメラ方向及び画角が設定されている。撮像部180は周知のイメージセンサであるCCD、このCCD上に映像を形成する単焦点レンズ、CCDに入射する光量を調整するオートアイリスなどの機構、更にはCCDから映像信号を読み出す制御回路などを備える。オートアイリスの機構は、CCDカメラからの映像の明度の累積値に相当する信号を制御回路から受け取り、明度の累積値が所定の範囲に入るように、単焦点レンズに設けられたアイリス(絞り)を自動的に調整している。オートアイリスによる明るさの調整がなされた画像は、撮像部180から撮像画像メモリ182に出力され、撮像画像メモリ182の所定の領域に繰り返し書き込まれる。撮像画像メモリ182は、1画面分の画像の書き込みが完了すると、所定の領域のフラグを順次反転するので、CPU120は、このフラグを参照することにより、撮像部180を用いた撮像が完了したか否かを知ることができる。CPU120は、このフラグを参照しつつ、撮像画像メモリ182にアクセスして、必要な撮像画像を取得する。
The
(A2)台形歪みの補正の概要
台形歪み補正の概要を、図2に示した。図示するように、台形歪みの補正は、台形歪みの補正を行なうための測定用画像を検出するための一連の処理(ステップS110ないしS140)と、3次元測定処理(ステップS200)と、実際に台形歪みを補正する処理(ステップS300)とから校正されている。ステップS110ないしS140の一連の処理は、測定用画像を検出する処理に相当するが、これらの処理の詳細は、図2ないし図5を用いて後で詳述する。なお、図2に示した処理は本実施例では、ユーザーがリモコン191上の台形歪み補正を指示するボタンを操作すると開始されるものとした。もとより、測定画像検出処理は、例えば電源オンや、その後の初期画面の投写時などで、自動的に実行されるものとしてもよい。
(A2) Outline of correction of trapezoidal distortion An outline of correction of trapezoidal distortion is shown in FIG. As shown in the figure, the trapezoidal distortion is corrected by a series of processes (steps S110 to S140) for detecting a measurement image for correcting the trapezoidal distortion, a three-dimensional measurement process (step S200), and actually. Calibration is performed from the process of correcting trapezoidal distortion (step S300). A series of processes in steps S110 to S140 corresponds to a process for detecting a measurement image. Details of these processes will be described later in detail with reference to FIGS. In the present embodiment, the process shown in FIG. 2 is started when the user operates a button on the
一連の処理により測定用画像が得られたら、次にこの測定用画像を元に、スクリーンSCの3次元測量処理(ステップS200)が行われる。この処理については、図6、図7を用いて後述する。次に、スクリーンSCの三次元測量の結果を用いて、台形歪み補正処理(ステップS300)を行なうが、この処理は図8を用いて後述する。 If a measurement image is obtained by a series of processes, a three-dimensional survey process (step S200) of the screen SC is performed based on the measurement image. This process will be described later with reference to FIGS. Next, a trapezoidal distortion correction process (step S300) is performed using the result of the three-dimensional survey of the screen SC. This process will be described later with reference to FIG.
(A3)測定用画像検出処理:
まず、測定用画像検出処理について説明する。台形歪みの補正を行うためには、スクリーンSCの面がプロジェクタの光軸に対してどの様な位置関係にあるかを検出することが必要となる。このため、測定用画像は、スクリーンSCの面を特定できるような複数の測定点を含んだものとされている。CPU120は、最終的にはこれらの測定点を用いて、プロジェクタ100とスクリーンSCとの相対距離である投写距離と、プロジェクタから投写した投写光の光軸に対するスクリーンSCの傾きである投写投影角との算出を行うのである。
(A3) Measurement image detection processing:
First, the measurement image detection process will be described. In order to correct the trapezoidal distortion, it is necessary to detect the positional relationship between the screen SC and the optical axis of the projector. Therefore, the measurement image includes a plurality of measurement points that can identify the surface of the screen SC. The
図2に示した処理を開始すると、CPU120は、第1撮像画像取得処理(ステップS110)を実行し、更に第2撮像画像取得処理(ステップS120)を実行する。これらの処理の詳細について、図3、図4及び図5を用いて説明する。第1撮像画像取得処理(ステップS110)では、CPU120は、プロジェクタ100が投写中である投写画像を、投写状態で一時的にフリーズさせる(図4:ステップS112)。この処理は、A/D変換部110を介して入力し投影していた画像を、特定のタイミングで静止画像とするものであり、CPU120が、映像用プロセッサ134に所定のコマンドを送ることにより行われる。静止画像(フリーズされた画像)の投影は、映像用プロセッサ134が、静止画像投影の終了コマンドをCPU120から受け付けるまで継続される。この間に、CPU120は、ROM170の校正画像記憶部171が記憶している第1校正画像310(図3参照)を読み出し、これを映像用プロセッサ134にコマンドと共に出力することにより、先にフリーズさせた静止画像300(図3参照)と第1校正画像310とを重畳した第1重畳画像を生成する処理を行なう(ステップS114)。図3に、第1重畳画像315の一例を示した。図示するように、この例では、重畳された第1校正画像310は、3行×3列の9個の白色の四角の画像であり、第1重畳画像315は、9個の白色の四角い領域が、フリーズされた静止画像に重畳された画像となっている。
When the process shown in FIG. 2 is started, the
CPU120による第1重畳画像の生成(ステップS114)の結果、この画像はスクリーンSCに投写されると共に、CPU120は、撮像部180を用いて、スクリーンSCに投写された画像を撮像する処理を行なう(ステップS116)。具体的には、CPU120は、第1重畳画像を投影するよう映像用プロセッサ134に指示し、この指示を受けた映像用プロセッサ134は、第1重畳画像を液晶パネル駆動部132を介して液晶パネル130に出力する。そして、第1重畳画像が、スクリ−ンSCに投影されたタイミングで、撮像部180に撮像を指示するのである。撮像の指示を受けた撮像部180は、CCDに入射する映像の明るさなどが撮像に適したものとなるようにオートアイリスを調整してから、撮像を行なう。撮像された画像(以下、第1撮像画像という)は、撮像部180により、撮像画像メモリ182に保存されるが、第1撮像画像の保存が完了すると、フラグが反転されるので、CPU120はこのフラグを監視することにより、第1撮像画像が撮像画像メモリ182に保存されたことを確認することができる(ステップS118)。撮像画像メモリ182に保存された第1撮像画像317の一例を図3に示した。投写光学系の光軸とスクリーンSCとが直交していなければ、図3に例示したように、第1撮像画像317は、第1重畳画像315と比べて、台形歪みが生じた画像となる。
As a result of the generation of the first superimposed image by the CPU 120 (step S114), this image is projected onto the screen SC, and the
次に、第2撮像画像取得処理について、図5を中心に説明する。CPU120は、ROM170内の校正画像記憶部172から、第2校正画像320(図3)を取得し、第1校正画像取得処理でフリーズさせた静止画像300に重畳するように、映像用プロセッサ134に指示する処理を行う(ステップS124)。第1撮像画像取得処理との違いは、第2撮像画像取得処理では、第1校正画像310(図3)に代えて第2校正画像320を重畳する点である。第2校正画像320は、図3に示したように、第1校正画像310と同じ位置に3行×3列で配置された黒色の四角からなる画像である。従って、ステップS124で得られる第2重畳画像325は図3に示したように、9個の黒色の四角の領域が静止画像に重畳された画像となる。
Next, the second captured image acquisition process will be described with reference to FIG. The
以下、第1撮像画像取得処理と同様の処理工程を経て、第2重畳画像325を投写して撮像し(ステップS126)、撮像された第2撮像画像327(図3参照)が撮像画像メモリ182に記憶されたことを確認する(ステップS128)。その後、第1撮像画像取得処理のステップS112(図4)において一時的にフリーズさせていた投写画像のフリーズを解除するコマンドを映像用プロセッサ134に出力し(ステップS129)、第2撮像画像取得処理を終了する。
Thereafter, through the same processing steps as the first captured image acquisition process, the second
これら二つのサブルーチン(第1撮像画像取得処理と第2撮像画像取得処理)が実行されることにより、撮像画像メモリ182の所定のアドレス範囲に、第1撮像画像317と第2撮像画像327とが、保存された状態となる。そこで、次にCPU120は、測定用画像検出処理の先述したステップS130(図2)を実行し、第1撮像画像317と第2撮像画像327との各画素値の差分を計算し、その差分値によって表される測定用画像330(図3)を検出する処理を行う(ステップS140)。測定用画像330は、2枚の撮像画像の各画素の画素値の差分を取った画像なので、フリーズされた画像による濃淡や色相は全て相殺され、測定用領域335からなる画像として検出される。本実施例では、図7(A)に示すような黒色の背景部分と3行×3列の9個の白色部分を含む画像が測定用画像330として検出される。なお、本実施例においては、第1校正画像は白色で、第2校正画像は黒色としたが、この2枚の校正画像は明度、色相、彩度の少なくともいずれかひとつが異なれば、測定用画像検出処理を経て得られる画像は、測定用画像として検出可能である。
By executing these two subroutines (first captured image acquisition process and second captured image acquisition process), the first captured
(A4)三次元測量処理:
次に、三次元測量処理について説明する。三次元測量処理は、プロジェクタ100のズームレンズ152の主点を原点とする三次元座標系(以下「レンズ座標系」とも呼ぶ)における、スクリーンSCを含む平面の三次元状態を検出する処理である。すなわち、プロジェクタ100における投写光学系の光軸に対するスクリーンSCの三次元的な傾きを検出するのである。
(A4) Three-dimensional survey processing:
Next, the three-dimensional survey process will be described. The three-dimensional survey process is a process for detecting a three-dimensional state of a plane including the screen SC in a three-dimensional coordinate system (hereinafter also referred to as “lens coordinate system”) having the principal point of the
図6は、プロジェクタ100における三次元測量処理の流れを示すフローチャートである。図7は、三次元測量処理の過程で使用する画像を示している。三次元測量処理は測定画像検出処理後に自動的に開始される。この処理が開始されるとCPU120はまず、三次元測量部125の処理として、先に検出した測定用画像330を離散化し(ステップS205)、9つの測定点337を算出する処理を行う(ステップS210)。図7(A)に示した測定用画像330を離散化した離散化画像の一例を、図7(B)に示した。ここで用いる離散化の処理とは、測定用画像330を含む二次元平面座標を水平方向及び垂直方向にスキャンし、各画素の濃淡の分布を求め、濃淡の分布から各方向に3つの重心位置を求め、白色の四角の領域の中心座標を取得する処理を意味している(図7(C))。測定用画像330及び測定用領域335の輪郭がぼやけた画像であっても、離散化することにより測定用領域335内の測定点337は一意に定まる。つまりは、ズームレンズ152のフォーカス調整ができていないプロジェクタ100によってスクリーンSCに投写され、撮像された輪郭のぼやけた第1撮像画像317と第2撮像画像327とから、輪郭のぼやけた測定用画像330が得られたとしても、測定点337の算出が可能である。計9個の測定点P1ないしP9の座標は、P1(X11,Y11)ないしP9(X33,Y33)として表すことができる(図7(D))。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the three-dimensional survey process in the
次に、ステップS210によって算出された9つの測定点337の内、平面の定義が可能な3点を選択する処理を行う(ステップS215)。平面の定義が可能な3点の選択については、その3点全てが同一直線上に位置しなければ、9つの測定点337の内のどの3点を選択してもよい。本実施例において、9つの測定点337を検出しているのは、投写光学系150とスクリーンSCの間に障害物等が介在し、投写光学系150から投写した重畳画像の一部がスクリーンSCに表示されなかった場合や、撮像部180とスクリーンSCの間に障害物が介在し重畳画像の一部を撮像できなかった場合にでも、その撮像された測定用画像330の一部分から測定点337を検出し、その測定点337を用いて三次元測量を行うことができるようにするためである。この様な場合、本実施例における3行×3列に配列された9つの測定点337の内、各行各列に少なくとも1点ずつの測定点が検出できれば三次元測量は可能である。
Next, a process of selecting three points that can define a plane among the nine
次に、選択した3つの測定点337のレンズ座標系における三次元座標を検出する(ステップS220)。測定点337の三次元座標の検出は、ズームレンズ152と撮像部180との視差を利用し、三角測量の原理により三次元座標を検出する能動型のアクティブステレオ法を用いて行う。なお、測定点の三次元座標の検出には複数のカメラを用いた受動型のステレオ法など、アクティブステレオ法以外の方法を用いてもよい。
Next, the three-dimensional coordinates in the lens coordinate system of the three selected
このようにして検出された3つの測定点337の三次元座標に基づいて、スクリーンSCを含む平面に近似する近似平面を算出する(ステップS230)。具体的には、この3つの測定点を用いた最小二乗法により、スクリーン面を含む平面に近似する近似平面の式を算出する。近似平面式の算出後、三次元測量処理は終了する。
Based on the three-dimensional coordinates of the three
(A5)台形歪み補正処理:
次に台形歪み補正処理について説明する。台形歪みは、プロジェクタ100から投写した投写光の光軸の方向に対して、スクリーンSCを含むスクリーン面が垂直に設置されていない場合に、プロジェクタ100からの投写画像に生じる台形型の歪みのことである。この台形型の投写画像の歪みを補正するのが、台形歪み補正処理である。
(A5) Keystone distortion correction processing:
Next, the trapezoidal distortion correction process will be described. The trapezoidal distortion is a trapezoidal distortion generated in the projected image from the
台形歪み補正処理(図2:ステップS300)の詳細を図8に示した。台形歪み補正処理では、CPU120は、まず投写角算出部126として処理を実行することにより、三次元測量処理で検出したスクリーン平面の近似平面とプロジェクタ100から投写した投写光の光軸との角度である投影投写角を算出する(ステップS310)。本実施例では、近似平面の法線と投射光の光軸とがなす角度を投影投写角として算出している。次に算出された投影投写角を基に、台形歪み補正部としての処理を実行し、スクリーン平面に対して投影投写角が垂直となる測定点337の目標座標を算出する(ステップS320)。最後に、測定点337の座標を目標座標に変換する変換係数を算出する処理を行い(ステップS330)、この係数を映像用プロセッサ134に設定する処理を行う(ステップS340)。
Details of the trapezoidal distortion correction process (FIG. 2: step S300) are shown in FIG. In the trapezoidal distortion correction process, the
映像用プロセッサ134は、設定された係数を用いて、入力されるデジタル画像信号を変換し、変換した結果を液晶パネル駆動部132へと出力する。映像用プロセッサ134に設定する係数は、入力した画像信号の画素位置の情報(座標)に対して、3次元のベクトル演算を行う際の係数である。
The
この3次元のベクトル演算は、画素の座標を、台形歪み補正する位置の座標に変換するために実行される。この係数が設定されると、映像用プロセッサ134は、入力したデジタル画像信号に対して、各画素の座標に対してベクトル演算を繰り返す。これにより、台形歪み補正処理は実現される。
This three-dimensional vector calculation is executed to convert the coordinates of the pixel into coordinates of a position for correcting the trapezoidal distortion. When this coefficient is set, the
以上説明したように、第1実施例のプロジェクタ100によれば、スクリーンSCに投写中の投写画像に校正画像を重畳した重畳画像を用いてスクリーンSCの三次元測量を実行し、投写画像の台形歪み補正を行うので、投写画像の投写時と重畳画像の投写時とでは投写面の明るさに大きな変化が無く、撮像部による投写面の撮像を短時間に行うことができる。測定専用の画像に切り換えることがないので、オートアイリスなどが受光量を調整するのに時間を要することがないからである。また、投写中の投写画像の状態に影響を受けないので、鑑賞画像等を投写中であっても、その鑑賞画像等を中断せずに投写画像の台形歪み補正を行うことができる。さらに、三次元測量に用いる測定用画像330は、2枚の撮像画像の各画素の画素値の差分によって検出されているので、撮像画像内に含まれる鑑賞画像等は相殺され、測定用領域335のみを残した画像として検出できる。つまりは、スクリーンSC上に塵埃等が付着しており、撮像画像中にその塵埃が写っていても、測定用画像の検出時にはその塵埃に相当する画像は相殺されるので、精度の高い測定用画像の検出及びその後の台形歪み補正が可能となる。
As described above, according to the
本実施例において、画像合成部121は特許請求の範囲における第1合成画像出力部及び第2合成画像出力部に該当し、三次元測量部125及び焦点距離算出部124及び投写角算出部126は特許請求の範囲における配置関係検出部に該当し、液晶パネル130及び照明光学系140及び投写光学系150は特許請求の範囲における投写部に該当し、その他、本実施例における特許請求の範囲と同じ名称のものは、特許請求の範囲のそれに該当する。
In the present embodiment, the
B.第2実施例:
次に本発明の第2実施例について説明する。第1実施例においては、投写部と投写面との配置関係として、スクリーン平面の近似平面とプロジェクタ100から投写した投写光の光軸との角度である投写角を算出し、その投写角に基づいて投写画像の台形歪み補正を行うものであったが、第2実施例では、投写部と前記投写面との配置関係として、スクリーン平面の近似平面と投写部との距離である投写距離を算出し、その投写距離に基づいて投写画像のフォーカス調整を行う。また、プロジェクタの構成は第1実施例のプロジェクタ100と同じである。
B. Second embodiment:
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, as the positional relationship between the projection unit and the projection surface, a projection angle that is an angle between the approximate plane of the screen plane and the optical axis of the projection light projected from the
本実施例におけるプロジェクタの構成は第1実施例のプロジェクタ100と同じであるので、構成については図1を用い、フォーカス調整の流れについては図9を用いて本実施例を説明する。フォーカス調整は、図1におけるプロジェクタ100内のCPU120、CPU120からのコマンドによって稼働するズームレンズ駆動部155及びフォーカス調整用モータ157によって行われる。
Since the configuration of the projector in this embodiment is the same as that of the
図9はCPU120内で実行されるフォーカス調整処理の流れを示したフローチャートである。フォーカス調整は第1実施例でも算出したスクリーン平面の近似平面に基づいて行われる。従って、近似平面が算出されるまでの図2における各工程(ステップS110〜S200)は台形歪み補正と同じであるので、図9では省略して図示した。
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of focus adjustment processing executed in the
CPU120は、ステップS110からステップS200までの処理を終了すると、次に算出されたスクリーン平面の近似平面に基づいて、ズームレンズ152の主点からスクリーンSCまでの距離である投写距離を算出する処理を行う(ステップS410)。これが図1に示した焦点距離算出部124の処理に相当する。その後、焦点距離算出部124は投写距離に基づいてプロジェクタ100からの投写光がスクリーンSCで投写画像として結像する焦点距離を算出する(ステップS420)。最後に、算出した焦点距離に焦点が合うようにズームレンズ152の適切な位置及びその位置にレンズを移動させるフォーカス調整用モータ157の駆動量を算出し、駆動量の値をズームレンズ駆動部155に設定し(ステップS430)、フォーカス調整処理を終了する。駆動量の値が設定されたズームレンズ駆動部は、駆動量に基づいてフォーカス調整用モータ157を駆動させることにより、ズームレンズ152を適切な位置に移動させ、投写光をスクリーンSCで投写画像として結像させフォーカス調整を行う。なお、フォーカス調整処理を実行する時点で、ズームレンズのズーム比を読み込んでいる必要があるが、ズーム調整用モータ156によるズームレンズ152の駆動量から算出している。もとより本実施例では既述したように、撮像部180による撮像画像から算出することも可能である。
When the
以上説明したように、第2実施例のプロジェクタによれば、フォーカス調整を行う際に、投写される画像の内容には制限されず、かつ投写画像を中断せずに行うことができる。また測定用画像を検出する際に行う、投写面に投写された重畳画像の撮像も安定して短時間で行われる。さらに、測定用画像に基づく測定点の検出も正確に行うことができるので、精度の高いフォーカス調整を行うことができる。
なお、第2実施例として説明したフォーカス調整は、単独で実施しても良いし、第1実施例で説明した台形歪み補正と共に実施しても良い。
As described above, according to the projector of the second embodiment, when performing the focus adjustment, the content of the projected image is not limited, and the projected image can be performed without interruption. In addition, the superimposed image projected on the projection plane, which is performed when the measurement image is detected, is stably captured in a short time. Furthermore, since the measurement point can be accurately detected based on the measurement image, highly accurate focus adjustment can be performed.
The focus adjustment described as the second embodiment may be performed alone or together with the trapezoidal distortion correction described in the first embodiment.
C.変形例:
この発明は上記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、例えば次のような変形も可能である。
C. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
(C1)変形例1:
上記実施例では、投写している鑑賞画像等の投写画像において測定用画像の検出を行ったが、この投写画像が静止画像であることにとどまらず、動画であってもよい。ユーザーからリモコン191を通じた投写画像の補正指示に応じてその動画を一時停止させて測定用画像の検出を行うようにすれば測定用画像の検出は可能である。
(C1) Modification 1:
In the above-described embodiment, the measurement image is detected in the projected image such as the projected appreciation image. However, the projected image is not limited to a still image but may be a moving image. The measurement image can be detected by detecting the measurement image by temporarily stopping the moving image in response to a projection image correction instruction from the user via the
(C2)変形例2:
上記実施例では、図3に示した3行×3列に配置された特定形状の図形からなる第1校正画像310と第2校正画像320とを用いたが、そのような形状に限らず、他の形状の校正画像を用いてもよい。他の校正画像の例として図10に示した。図に示すように、白色の格子状の第3重畳画像355と黒色の格子状の第4重畳画像365とを作成し、投写、撮像によって第3撮像画像357と第4撮像画像367とを取得し、その各画素の差分値を求めて測定用画像370を検出してもよい。第1実施例では測定用画像330の二次元平面に対する画素値の濃淡によって離散化し測定点337を検出したが、本変形例の場合、測定用画像370から検出する測定点として、測定用領域である格子状の白線の縦線と横線の交点を測定点とすればよい。その場合、白線の輪郭の検出手段として白色の濃淡に対して微分フィルタやラプラシアンフィルタと言った輪郭抽出フィルタをかけることによって白線の輪郭を検出することができる。また、校正用画像としてはその他に、形状が四角や格子状に限らず丸や三角の形状でもよいし、それらの形状がN行×M行(N,M:自然数)に並んだ校正画像等でも良い。更に、第1校正画像と第2校正画像は同一形状でなくてもよい。第1校正領域と第2校正領域の一部が一致していればよく、一致している形状から測定画像における測定領域が検出できればよい。校正画像の形状についても、幾何学的な形状に限らず、特定の点の座標が定まればよく、例えばアニメ的な有意の画像や、文字として読み取り可能な形状の図形を含む画像でもよい。なお、特許請求の範囲記載の所定形状とは、四角や丸や三角などの図形単体を示してもよいし、校正画像内の全部の図形を含めて一つの所定形状としてもよい。第1,第2実施例においては校正画像内の全部の図形を含めて一つの所定形状とし、変形例においては、格子状の図形単体を所定形状としている。アニメ的な有意の画像や、文字として読み取り可能な形状の図形を含む画像においても、それらの画像が複数の図形を含む場合は、画像内に含まれる図形の単体を所定形状としてもよいし、画像内に含まれる全部の図形を一つの所定形状としてもよいのは勿論である。
(C2) Modification 2:
In the above-described embodiment, the
この他、プロジェクタ100では光変調素子として液晶パネル130を用いているが、光変調素子としてDMD(デジタル・ミラー・デバイス)を用いたDLPプロジェクタとしても良い。また、撮像部180に用いるイメージセンサをCCDに代えてCMOSとしても良い。更に、照明光学系140に用いる光源を放電灯に代えてLEDとしても良い。
また、上記実施例では近似平面の法線と投射光の光軸とがなす角度を投影投写角として算出しているが、投影投写角は台形補正処理を適切に行うことができる角度であれば良い。
In addition, although the
In the above embodiment, the angle formed by the normal of the approximate plane and the optical axis of the projection light is calculated as the projection projection angle. However, if the projection projection angle is an angle at which trapezoidal correction processing can be appropriately performed, good.
また、上記実施例においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。 In addition, in the above-described embodiments, a part of functions realized by software may be realized by hardware, or a part of functions realized by hardware may be realized by software.
100…プロジェクタ
102…バス
110…A/D変換部
120…CPU
121…画像合成部
122…測定用画像検出部
123…ズーム比算出部
124…焦点距離算出部
125…三次元測量部
126…投写角算出部
130…液晶パネル
132…液晶パネル駆動部
134…映像用プロセッサ
136…台形歪み補正部
140…照明光学系
150…投写光学系
152…ズームレンズ
155…ズームレンズ駆動部
156…ズーム調整用モータ
157…フォーカス調整用モータ
160…RAM
170…ROM
171…校正画像記憶部
180…撮像部
182…撮像画像メモリ
190…リモコン制御部
191…リモコン
200…ケーブル
300…静止画像
310…第1校正画像
315…第1重畳画像
317…第1撮像画像
320…第2校正画像
325…第2重畳画像
327…第2撮像画像
330,370…測定用画像
335…測定用領域
337…測定点
340…離散画像
355…第3重畳画像
357…第3撮像画像
365…第4重畳画像
367…第4撮像画像
SC…スクリーン
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
170 ... ROM
171: Calibration
Claims (10)
投写面に向けて画像を投写させる投写部と、
前記画像が投写される前記投写面を撮像する撮像部と、
前記投写部によって投写される画像と所定形状の第1校正画像とを合成し、第1合成画像として前記投写部に出力する第1合成画像出力部と、
前記第1校正画像とは画像の性質が異なり、少なくとも形状の一部が重なる所定形状の第2校正画像を、前記画像と合成し、第2合成画像として前記投写部に出力する第2合成画像出力部と、
前記第1合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ前記撮像部で撮像した第1撮像画像と、前記第2合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ前記撮像部で撮像した第2撮像画像とから測定点を抽出し、前記測定点に基づいて前記投写部と前記投写面との配置関係を検出する配置関係検出部と
を備えた投写型表示装置。 A projection display device,
A projection unit that projects an image onto the projection surface;
An imaging unit that images the projection surface on which the image is projected;
A first synthesized image output unit that synthesizes an image projected by the projection unit and a first calibration image having a predetermined shape and outputs the synthesized image to the projection unit as a first synthesized image;
A second composite image that is different from the first calibration image and has a predetermined shape that overlaps at least a part of the shape with the image, and outputs the composite image to the projection unit as a second composite image. An output section;
The first synthesized image is projected on the projection plane by the projection unit and captured by the imaging unit, and the second synthesized image is projected on the projection plane by the projection unit and captured by the imaging unit. A projection display device comprising: an arrangement relationship detection unit that extracts a measurement point from the second captured image and detects an arrangement relationship between the projection unit and the projection plane based on the measurement point.
前記配置関係検出部は、前記測定用画像に基づいて前記測定点を抽出する
投写型表示装置。 The projection display device according to claim 1 further includes a measurement image detection unit that detects a measurement image represented by a difference between pixel values of each pixel of the first captured image and the second captured image,
The arrangement relationship detecting unit extracts the measurement point based on the measurement image.
前記第1,第2校正画像における少なくとも形状の一部が重なる所定形状とは、
その重なる部分が平面を定義可能な3点を抽出可能に含んでいる形状である
投写型表示装置。 The projection display device according to claim 2,
The predetermined shape in which at least a part of the shape in the first and second calibration images overlap is as follows:
A projection display device in which the overlapping portion includes a shape that can extract three points that can define a plane.
前記配置関係検出部は、前記配置関係の1つとして前記投写部から投写する投写光の光軸と前記投写面との傾きである投写角を算出する投写型表示装置。 The projection display device according to claim 3,
The arrangement relationship detection unit is a projection display device that calculates a projection angle that is an inclination between an optical axis of projection light projected from the projection unit and the projection plane as one of the arrangement relationships.
前記配置関係検出部で算出した前記投写角を用いて前記投写面に投写される投写画像の台形歪みを補正する台形歪み補正部を備える投写型表示装置。 The projection display device according to claim 4 further includes:
A projection display device comprising a trapezoidal distortion correction unit that corrects a trapezoidal distortion of a projected image projected on the projection plane using the projection angle calculated by the arrangement relationship detection unit.
前記配置関係検出部は、前記配置関係の1つとして前記投写型表示装置と前記投写面までの投写距離を算出する投写型表示装置。 The projection display device according to claim 3,
The arrangement relation detection unit is a projection display apparatus that calculates a projection distance between the projection display apparatus and the projection plane as one of the arrangement relations.
前記配置関係検出部で算出した前記投写距離を用いて前記投写面に投写される投写画像のフォーカス調整を行うフォーカス調整部を備える投写型表示装置。 The projection display device according to claim 6 further includes:
A projection display device comprising a focus adjustment unit that performs focus adjustment of a projection image projected on the projection plane using the projection distance calculated by the arrangement relationship detection unit.
前記第1,第2校正画像における前記画像の性質とは明度、色相、彩度の少なくともいずれかひとつである投写型表示装置。 A projection display device according to any one of claims 1 to 7,
The projection display apparatus, wherein the property of the image in the first and second calibration images is at least one of brightness, hue, and saturation.
前記第1,第2校正画像における前記画像の性質とは明度であり、
前記第1校正画像は白色、前記第2校正画像は黒色である
投写型表示装置。 A projection display device according to any one of claims 1 to 7,
The property of the image in the first and second calibration images is brightness,
The projection display apparatus, wherein the first calibration image is white and the second calibration image is black.
前記投写面に投写させた画像に所定形状の第1校正画像を合成し、第1合成画像として前記投写部に出力する工程と、
前記第1校正画像とは画像の性質が異なり、少なくとも形状の一部が重なる所定形状の第2校正画像を、前記画像と合成し、第2合成画像として前記投写部に出力する工程と、
前記第1合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ撮像部で撮像した第1撮像画像と、前記第2合成画像を前記投写部によって前記投写面に投写させ前記撮像部で撮像した第2撮像画像との各画素の画素値の差分によって表される測定用画像を検出する工程と、
検出した前記測定用画像から測定点を抽出し、前記測定点に基づいて前記投写型表示装置と前記投写面との配置関係を検出する工程と
を備える配置関係検出方法。 An arrangement relation detection method for detecting an arrangement relation between a projection display device and a projection plane,
Combining a first calibration image having a predetermined shape with the image projected on the projection surface and outputting the first calibration image to the projection unit as a first composite image;
A step of synthesizing a second calibration image having a predetermined shape, which is different from the first calibration image and having at least a part of the shape, with the image and outputting the second calibration image to the projection unit as a second synthesized image;
A first captured image obtained by projecting the first composite image on the projection plane by the projection unit and captured by the imaging unit, and a second captured image projected by the projection unit on the projection plane by the projection unit. Detecting a measurement image represented by a difference in pixel value of each pixel from two captured images;
Extracting the measurement points from the detected image for measurement, and detecting the arrangement relationship between the projection display device and the projection plane based on the measurement points.
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---|---|
JP (1) | JP5493340B2 (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012065074A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Seiko Epson Corp | Projector, and method of controlling projector |
CN103259995A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 精工爱普生株式会社 | Projector and method of controlling projector |
WO2013136789A1 (en) | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Seiko Epson Corporation | Projector and control method for the projector |
JP2014093604A (en) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Ricoh Co Ltd | Image projection device evaluation method, image projection device, image projection device manufacturing method, and image projection device evaluation system |
CN103929603A (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-16 | 株式会社理光 | Image Projection Device, Image Projection System, And Control Method |
US20150109333A1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-04-23 | Lite-On It Corporation | Projecting device and projection image processing method thereof |
JP2015118252A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 株式会社リコー | Image projection device, image projection system and image projection method |
EP2876876A3 (en) * | 2013-11-22 | 2015-07-22 | Ricoh Company, Ltd. | Image projection apparatus, image projection method, and computer-readable storage medium |
US9344695B2 (en) | 2011-09-15 | 2016-05-17 | Nec Corporation | Automatic projection image correction system, automatic projection image correction method, and non-transitory storage medium |
JP2016090673A (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | キヤノン株式会社 | Display device and control method thereof, image processor, and computer program |
JP2016139156A (en) * | 2016-04-20 | 2016-08-04 | セイコーエプソン株式会社 | Projector and control method of projector |
JP2017092819A (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-25 | キヤノン株式会社 | Projection apparatus, control method of the same and projection system |
CN107154417A (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-12 | 三星显示有限公司 | Oganic light-emitting display device |
US9794536B2 (en) | 2013-11-20 | 2017-10-17 | Seiko Epson Corporation | Projector, and method of controlling projector |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108262952B (en) * | 2017-09-15 | 2020-06-02 | 杭州先临三维科技股份有限公司 | DLP three-dimensional printer and printing method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005012679A (en) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Nec Viewtechnology Ltd | Projector with inclination measurement instrument |
JP2005070687A (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | Nec Viewtechnology Ltd | Projector with automatic focusing function |
JP2005094599A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Nec Viewtechnology Ltd | Projector and its test pattern detecting method |
JP2008109337A (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Seiko Epson Corp | Projector, program, and information storage medium |
-
2008
- 2008-11-26 JP JP2008301481A patent/JP5493340B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005012679A (en) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Nec Viewtechnology Ltd | Projector with inclination measurement instrument |
JP2005070687A (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | Nec Viewtechnology Ltd | Projector with automatic focusing function |
JP2005094599A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Nec Viewtechnology Ltd | Projector and its test pattern detecting method |
JP2008109337A (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Seiko Epson Corp | Projector, program, and information storage medium |
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012065074A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Seiko Epson Corp | Projector, and method of controlling projector |
CN102404537A (en) * | 2010-09-15 | 2012-04-04 | 精工爱普生株式会社 | Projector and method of controlling projector |
US8403500B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-03-26 | Seiko Epson Corporation | Projector and method of controlling projector |
CN102404537B (en) * | 2010-09-15 | 2015-07-01 | 精工爱普生株式会社 | Projector and method of controlling projector |
US9344695B2 (en) | 2011-09-15 | 2016-05-17 | Nec Corporation | Automatic projection image correction system, automatic projection image correction method, and non-transitory storage medium |
CN103259995A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 精工爱普生株式会社 | Projector and method of controlling projector |
CN103259995B (en) * | 2012-02-16 | 2018-08-28 | 精工爱普生株式会社 | The control method of projecting apparatus and projecting apparatus |
WO2013121712A3 (en) * | 2012-02-16 | 2013-11-14 | Seiko Epson Corporation | Projector and method of controlling projector |
JP2013190616A (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Seiko Epson Corp | Projector and control method of projector |
KR20140136031A (en) | 2012-03-14 | 2014-11-27 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | Projector and control method for the projector |
WO2013136789A1 (en) | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Seiko Epson Corporation | Projector and control method for the projector |
US9479748B2 (en) | 2012-03-14 | 2016-10-25 | Seiko Epson Corporation | Projector and control method for the projector |
JP2014093604A (en) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Ricoh Co Ltd | Image projection device evaluation method, image projection device, image projection device manufacturing method, and image projection device evaluation system |
US20140198030A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-17 | Kazuhiro Takazawa | Image projection device, image projection system, and control method |
CN103929603A (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-16 | 株式会社理光 | Image Projection Device, Image Projection System, And Control Method |
US9400562B2 (en) * | 2013-01-16 | 2016-07-26 | Ricoh Company, Ltd. | Image projection device, image projection system, and control method |
US20150109333A1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-04-23 | Lite-On It Corporation | Projecting device and projection image processing method thereof |
US9794536B2 (en) | 2013-11-20 | 2017-10-17 | Seiko Epson Corporation | Projector, and method of controlling projector |
EP2876876A3 (en) * | 2013-11-22 | 2015-07-22 | Ricoh Company, Ltd. | Image projection apparatus, image projection method, and computer-readable storage medium |
US9621820B2 (en) | 2013-11-22 | 2017-04-11 | Ricoh Company, Limited | Image projection apparatus, image projection method, and computer-readable storage medium |
JP2015118252A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 株式会社リコー | Image projection device, image projection system and image projection method |
JP2016090673A (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | キヤノン株式会社 | Display device and control method thereof, image processor, and computer program |
US10205922B2 (en) | 2014-10-30 | 2019-02-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Display control apparatus, method of controlling the same, and non-transitory computer-readable storage medium |
JP2017092819A (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-25 | キヤノン株式会社 | Projection apparatus, control method of the same and projection system |
CN107154417A (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-12 | 三星显示有限公司 | Oganic light-emitting display device |
CN107154417B (en) * | 2016-03-04 | 2023-11-07 | 三星显示有限公司 | Organic light emitting display device |
JP2016139156A (en) * | 2016-04-20 | 2016-08-04 | セイコーエプソン株式会社 | Projector and control method of projector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5493340B2 (en) | 2014-05-14 |
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