JPH06253241A - Projection distortion correction method for projection type display device - Google Patents

Projection distortion correction method for projection type display device

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Publication number
JPH06253241A
JPH06253241A JP5063051A JP6305193A JPH06253241A JP H06253241 A JPH06253241 A JP H06253241A JP 5063051 A JP5063051 A JP 5063051A JP 6305193 A JP6305193 A JP 6305193A JP H06253241 A JPH06253241 A JP H06253241A
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JP
Japan
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projection
screen
distortion correction
projector
correction method
Prior art date
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Pending
Application number
JP5063051A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Hirotsune
聡 広常
Tsugio Murao
次男 村尾
Tsutomu Muraji
努 連
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To measure a deflection angle of a screen and a deflection angle of a projector indirectly automatically by modifying a test pattern so that a projected shape of the screen is a specified shape with respect to a projection distortion correction method of the projection type display device. CONSTITUTION:A linear drawing picture angle calculation section 10 of a projector 2 including a liquid crystal display panel 4 and a projecting lens 3 generates a test pattern for two horizontal lines and vertical lines and its shape is projected onto a screen 1. Then the test pattern is adjusted by a linear drawing picture angle adjustment section 11 so that the test pattern indicates a specified shape when viewing from a viewer. In this case, a deflection angle of the projector 2 and the screen 1 is calculated from a set map transformation coefficient and when the value is set to a distortion correction arithmetic operation circuit 6, the correction processing of the projection distortion is executed and a video image with less distortion in a visual sense is displayed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、投写型ディスプレイの
投写歪補正方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection distortion correction method for a projection display.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ディスプレイは大画面化、高画質
化、高機能化が進展している。特に大画面化のために、
液晶パネル等のライトバルブに光学像を形成し、この光
学像に光を照射し、投写レンズによりスクリーン上に映
像を拡大投写するという投写型ディスプレイ装置が用い
られている。
2. Description of the Related Art In recent years, displays have become larger, have higher image quality, and have higher functionality. Especially for larger screens,
A projection display device is used in which an optical image is formed on a light valve such as a liquid crystal panel, the optical image is irradiated with light, and an image is enlarged and projected on a screen by a projection lens.

【0003】図6は従来の投写型ディスプレイ装置の構
成例を示す外観斜視図である。本図においてスクリーン
1は、投写器2によって投写される映像を表示するスク
リーンである。投写器2は、投写レンズ3,液晶パネル
4,バックライトユニット5,液晶パネル駆動回路6等
によって構成される。外部から入力された映像信号は液
晶パネル駆動回路6で駆動電圧に変換され、液晶パネル
4に与えられる。そして液晶パネル4の各画素におい
て、入力映像信号に対応して透過特性が変化する。バッ
クライトユニット5からの出射光は液晶パネル4で所定
の輝度及び色に変調され、投写レンズ3により拡大され
た映像がスクリーン1に表示される。
FIG. 6 is an external perspective view showing a configuration example of a conventional projection display device. In the figure, a screen 1 is a screen for displaying an image projected by the projector 2. The projector 2 includes a projection lens 3, a liquid crystal panel 4, a backlight unit 5, a liquid crystal panel drive circuit 6, and the like. The video signal input from the outside is converted into a drive voltage by the liquid crystal panel drive circuit 6 and given to the liquid crystal panel 4. Then, in each pixel of the liquid crystal panel 4, the transmission characteristic changes corresponding to the input video signal. Light emitted from the backlight unit 5 is modulated to a predetermined brightness and color by the liquid crystal panel 4, and an image magnified by the projection lens 3 is displayed on the screen 1.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な構成の投写型ディスプレイ装置では、スクリーン1の
正面に投写器2を設置することが必要である(スクリー
ン面の法線ベクトルと液晶パネルの法線ベクトルを一致
させる)。そうでない場合はスクリーン1上の映像に投
写歪を生じる。そこで一部の投写型ディスプレイ装置で
は、投写器2をスクリーン1の正面以外にも設置して
も、正常な映像が投写されるよう、歪補正演算回路7が
設けられている。
However, in the projection display apparatus having such a configuration, it is necessary to install the projector 2 in front of the screen 1 (the normal vector of the screen surface and the normal line of the liquid crystal panel). Match the vectors). If not, projection distortion occurs in the image on the screen 1. Therefore, in some projection display devices, the distortion correction calculation circuit 7 is provided so that a normal image can be projected even if the projector 2 is installed not only in front of the screen 1.

【0005】従来は投写器2をスクリーン1の正面以外
に設置したときに生じる投写歪を、この歪補正演算回路
7の調整ダイアル等(図示せず)を用いて手動で補正を
していた。この場合歪み補正の調節を行うためには、ス
クリーン1と投写器2の位置関係が完全に把握されてい
なければならない。図7は投写器2を床面に設置したと
きの投写器2とスクリーン1の設置関係を示す側面図で
あり、図8はその平面図である。
Conventionally, the projection distortion generated when the projector 2 is installed other than in front of the screen 1 is manually corrected by using an adjustment dial (not shown) of the distortion correction calculation circuit 7 or the like. In this case, the positional relationship between the screen 1 and the projector 2 must be completely grasped in order to adjust the distortion correction. FIG. 7 is a side view showing an installation relationship between the projector 2 and the screen 1 when the projector 2 is installed on the floor surface, and FIG. 8 is a plan view thereof.

【0006】ここで投写器鉛直あおり角θA とは、図7
に示すように投写器2の光軸Xと水平面(床面)とのな
す角(第1の角度)である。スクリーン水平あおり角θ
H とは、図8に示すように投写器2の光軸Xとスクリー
ン1の表示面とのなす角の、直角からのずれ量(第2の
角度)である。スクリーン鉛直あおり角θV とは、図7
に示すようにスクリーン1の表示面と鉛直線とのなす角
(第3の角度)である。
Here, the vertical tilt angle θ A of the projector is as shown in FIG.
Is the angle (first angle) formed by the optical axis X of the projector 2 and the horizontal plane (floor surface). Screen horizontal tilt angle θ
H is the amount of deviation (second angle) from the right angle of the angle formed by the optical axis X of the projector 2 and the display surface of the screen 1 as shown in FIG. What is the screen vertical tilt angle θ V ?
Is an angle (third angle) formed between the display surface of the screen 1 and the vertical line.

【0007】投写型ディスプレイ装置の投写歪みを少な
くするためには、このようなスクリーン鉛直あおり角θ
V ,スクリーン水平あおり角θH ,投写器鉛直あおり角
θAを夫々実測しなければならない。しかしこれらのあ
おり角の実測はたいへん手間が掛かる作業で、場合によ
っては困難な場合もある。例えば、スクリーン1を接近
困難な場所や危険な場所に設置した場合には、スクリー
ン鉛直あおり角θV やスクリーン水平あおり角θH の実
測は困難である。また測定器をスクリーン1に固定でき
なければ正確な測定ができないため、スクリーン1は堅
固なものでなければならない。そのためスクリーン1の
材質および設置場所も制限されるという問題点があっ
た。
In order to reduce the projection distortion of the projection display device, such a screen vertical tilt angle θ
V , screen horizontal tilt angle θ H , and projector vertical tilt angle θ A must be measured respectively. However, actual measurement of these tilt angles is a very laborious work, and it may be difficult in some cases. For example, when the screen 1 is installed in a place difficult to approach or in a dangerous place, it is difficult to actually measure the screen vertical tilt angle θ V and the screen horizontal tilt angle θ H. In addition, if the measuring device cannot be fixed to the screen 1, accurate measurement cannot be performed, so the screen 1 must be solid. Therefore, there is a problem that the material of the screen 1 and the installation place are also limited.

【0008】更にスクリーン1及び投写器2を設置する
度に、スクリーン1及び投写器2のあおり角θを角度計
を用いて読み取り、その値を歪補正演算回路7に入力し
なければならず、このときに測定誤差と入力誤りが発生
していた。また正しい測定を行うためには熟練を要する
という問題もあった。又あおり角θの実測に手間が掛か
り、その測定が困難なため、投写器2を実質的にスクリ
ーン1の正面以外に設置しにくいという欠点があった。
Further, every time the screen 1 and the projector 2 are installed, the tilt angle θ of the screen 1 and the projector 2 must be read using a goniometer, and the value must be input to the distortion correction calculation circuit 7. At this time, a measurement error and an input error occurred. There is also a problem that skill is required to perform correct measurement. Further, it takes a lot of time to measure the tilt angle θ and it is difficult to measure the tilt angle θ, so that there is a drawback that it is difficult to install the projector 2 substantially outside the front of the screen 1.

【0009】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、投写型ディスプレイ装置のスク
リーンの材質および設置場所の制限が少なく、熟練者で
なくとも投写歪みの調整が可能な投写型ディスプレイの
投写歪補正方法を実現することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and there are few restrictions on the material and installation place of the screen of the projection type display device, and even an unskilled person can adjust the projection distortion. It is an object of the present invention to realize a projection distortion correction method for a projection display.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は入力画像を写像
変換する歪補正演算回路を有し、入力画像を投写器を用
いてスクリーン上に投写する投写型ディスプレイ装置で
あって、投写器における光軸と所定の基準平面のなす角
度である第1の角度、スクリーンの投写器の光軸に対す
る傾斜を示す第2の角度、スクリーンと基準平面と直交
する線のなす角度である第3の角度を求めるに際し、ス
クリーン上に基準更正図形を表示し、第1〜3の角度算
出用の基準更正図形が規定の形状になるよう歪補正演算
回路の写像変換係数を演算し、歪補正演算回路で設定さ
れた写像変換係数を用いて、第1〜3の角度の算出を行
い、第1〜3の角度に対応する写像変換係数を用いて入
力画像の写像変換を行い、スクリーン上の視感上の図形
歪を補正することを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a projection display device having a distortion correction arithmetic circuit for converting an input image and projecting the input image on a screen by using a projector. A first angle that is an angle formed by the optical axis and a predetermined reference plane, a second angle that indicates an inclination of the screen with respect to the optical axis of the projector, and a third angle that is an angle formed by a line orthogonal to the screen and the reference plane. When calculating, the reference calibration pattern is displayed on the screen, and the mapping conversion coefficient of the distortion correction calculation circuit is calculated so that the reference calibration patterns for the first to third angles calculation have the prescribed shape, and the distortion correction calculation circuit calculates. Using the set mapping conversion coefficient, the first to third angles are calculated, and the input image is mapped and converted using the mapping conversion coefficient corresponding to the first to third angles. The figure distortion of It is an feature.

【0011】[0011]

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、入力
画像を写像変換する歪補正演算回路を設けた投写型ディ
スプレイ装置において、基準更正図形をスクリーン上に
表示する。そして基準更正図形がスクリーン上で規定の
形状になるように、歪補正演算回路の写像変換係数を演
算する。そして算出された写像変換係数を用いて、投写
器の光軸,基準平面,スクリーンの位置関係を示す第1
〜第3の角度値を算出する。測定された角度値を用いて
歪補正演算回路の写像変換係数を固定し、入力画像の写
像変換を行ってスクリーンの視感上の図形歪を補正す
る。こうするとスクリーンを高所などに設置した場合で
も、第1〜3の角度が自動測定され、画像歪みも自動で
補正されることとなる。
According to the present invention having such a feature, the reference calibrated figure is displayed on the screen in the projection type display device provided with the distortion correction arithmetic circuit for converting the input image. Then, the mapping conversion coefficient of the distortion correction calculation circuit is calculated so that the reference calibration pattern has a prescribed shape on the screen. Then, using the calculated mapping conversion coefficient, the first relationship indicating the positional relationship among the optical axis of the projector, the reference plane, and the screen is displayed.
~ Calculate a third angle value. The mapping conversion coefficient of the distortion correction calculation circuit is fixed using the measured angle value, and the mapping conversion of the input image is performed to correct the visual distortion of the screen. By doing so, even when the screen is installed at a high place, the first to third angles are automatically measured and the image distortion is automatically corrected.

【0012】[0012]

【実施例】本発明の一実施例による投写型ディスプレイ
の投写歪補正方法について、図面及び数式を参照しなが
ら説明する。ここでは投写型ディスプレイ装置として、
液晶投写型のものについて説明する。図1は本発明の一
実施例における投写型ディスプレイ装置の構成を示す全
体斜視図である。本図において投写型ディスプレイ装置
は、スクリーン1と投写器2により構成され、投写器2
も投写レンズ3,液晶パネル4,バックライトユニット
5,液晶パネル駆動回路6を含むことは従来例と同一で
あり、それらの説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection distortion correction method for a projection display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and mathematical formulas. Here, as a projection display device,
A liquid crystal projection type will be described. FIG. 1 is an overall perspective view showing the configuration of a projection display device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the projection display device is composed of a screen 1 and a projector 2, and the projector 2
Also, it includes the projection lens 3, the liquid crystal panel 4, the backlight unit 5, and the liquid crystal panel drive circuit 6, which is the same as the conventional example, and the description thereof will be omitted.

【0013】従来例と異なり、投写器2にはケーブルを
介して直線描画角度算出部10が接続されている。直線
描画角度算出部10は直線描画角度調整部11を含み、
スクリーン1に投写された各種のテスト用パターンを見
て、投写型ディスプレイ装置り利用者が、投写器鉛直あ
おり角θA ,スクリーン水平あおり角θH ,スクリーン
鉛直あおり角θV を夫々測定するための操作部である。
Unlike the conventional example, a straight line drawing angle calculation unit 10 is connected to the projector 2 via a cable. The straight line drawing angle calculation unit 10 includes a straight line drawing angle adjustment unit 11,
For viewing the various test patterns projected on the screen 1, the projection display device user measures the projector vertical tilt angle θ A , the screen horizontal tilt angle θ H , and the screen vertical tilt angle θ V , respectively. Is the operation unit of.

【0014】図2は歪補正演算回路12の構成例を示す
ブロック図である。本図においてA/D変換器13は入
力映像信号をデジタル信号に変換する変換器であり、そ
の出力はフレームメモリ14に与えられる。フレームメ
モリ14は入力ポートWから入力された1フレームの映
像信号を書き込み、保持する回路である。読出信号は出
力ポートRを介してD/A変換器15に出力される。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the distortion correction arithmetic circuit 12. In the figure, an A / D converter 13 is a converter for converting an input video signal into a digital signal, and its output is given to the frame memory 14. The frame memory 14 is a circuit for writing and holding a 1-frame video signal input from the input port W. The read signal is output to the D / A converter 15 via the output port R.

【0015】アドレスカウンタ16は、デジタル映像信
号のクロックと、垂直同期信号Vd及び水平同期信号Hd
を入力し、マッピングRAM17のアドレス信号を生
成する回路である。マッピングRAM17はフレームメ
モリ14に格納された映像データの読出アドレスを変換
する回路である。即ち、マッピングRAM17は、歪み
補正に伴う画素位置のアドレスを入力ポートAを介して
入力し、このアドレスを補正前のアドレスに変換して出
力ポートRより出力するもので、変換テーブルの機能を
有している。
The address counter 16 has a clock of the digital video signal, a vertical synchronizing signal Vd and a horizontal synchronizing signal Hd.
To generate an address signal of the mapping RAM 17. The mapping RAM 17 is a circuit that converts the read address of the video data stored in the frame memory 14. That is, the mapping RAM 17 inputs the address of the pixel position associated with the distortion correction via the input port A, converts this address into the address before correction, and outputs it from the output port R, and has the function of a conversion table. is doing.

【0016】マッピングRAM書込制御部18は、投写
器鉛直あおり角θA ,スクリーン水平あおり角θH ,ス
クリーン鉛直あおり角θV を夫々入力し、マッピングR
AM17にアドレス変換データを登録する回路であり、
変換データの登録又は更新時には、マッピングRAM1
7の入力ポートAに入力アドレスを与え、書込ポートW
に変換アドレスを与える。
The mapping RAM writing controller 18 inputs the projector vertical tilt angle θ A , the screen horizontal tilt angle θ H , and the screen vertical tilt angle θ V, respectively, and performs mapping R
A circuit for registering address conversion data in AM17,
When registering or updating conversion data, the mapping RAM 1
Input port A of 7 and write port W
Give the translated address to.

【0017】以上のように構成された液晶投写型ディス
プレイの投写歪補正方法について説明する。 [あおり角度の測定]図3はスクリーン1にあおり角度
の測定用のテストパターン(基準更正図形)が表示され
る状態を示す説明図である。又図4はあおり角度の測定
の動作手順を示すフローチャートである。図4において
動作を開始すると、角度測定時には図3に示すように直
線描画角度算出部10で2つの水平ラインH1,H2と
1つの垂直ラインV1のテストパターンが同時に出力さ
れる。ステップ21ではこのような直線映像が先ず液晶
パネル4に形成され、その拡大映像が投写レンズ3を介
してスクリーン1に投写される。この場合、投写器鉛直
あおり角θA ,スクリーン水平あおり角θH ,スクリー
ン鉛直あおり角θV が夫々0度になるようスクリーン1
及び投写器2が設置されていれば、水平ラインH1,H
2はスクリーン1の横軸yと平行に投写され、垂直ライ
ンV1もスクリーン1の縦軸zと平行に投写される。こ
のためスクリーン1から隔たった位置にいる視聴者も、
これらのラインが横軸y,縦軸zに夫々平行であると感
じる。この場合は歪み補正を必要としない。
A method for correcting the projection distortion of the liquid crystal projection display having the above structure will be described. [Measurement of tilt angle] FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which a test pattern (reference calibration pattern) for measuring the tilt angle is displayed on the screen 1. FIG. 4 is a flow chart showing the operation procedure of measuring the tilt angle. When the operation is started in FIG. 4, during the angle measurement, as shown in FIG. 3, the straight line drawing angle calculation unit 10 simultaneously outputs the test patterns of two horizontal lines H1 and H2 and one vertical line V1. In step 21, such a linear image is first formed on the liquid crystal panel 4, and the enlarged image is projected on the screen 1 through the projection lens 3. In this case, the screen 1 is adjusted so that the projector vertical tilt angle θ A , the screen horizontal tilt angle θ H , and the screen vertical tilt angle θ V are 0 degrees, respectively.
And if the projector 2 is installed, horizontal lines H1, H
2 is projected in parallel with the horizontal axis y of the screen 1, and the vertical line V1 is also projected in parallel with the vertical axis z of the screen 1. Therefore, even a viewer who is far from the screen 1
I feel that these lines are parallel to the horizontal axis y and the vertical axis z, respectively. In this case, no distortion correction is needed.

【0018】次に、投写器鉛直あおり角θA ,スクリー
ン水平あおり角θH ,スクリーン鉛直あおり角θV が夫
々0度でない状態にスクリーン1及び投写器2が設置さ
れているとする。先ず視聴者の位置からスクリーン1に
投写されたラインH1を見て、スクリーン1のy軸に対
して傾斜していると感じるものとする。このラインH1
は液晶パネル4ではそのy軸に平行に出画されている。
従ってステップ22では、直線描画角度調整部11を操
作して、スクリーン1の水平ラインH1が水平(y軸と
平行)と感じる位置までその傾斜を調整する。このとき
の液晶パネル4のラインH1上の任意の二点P1 ,P2
の座標を読み取り、その値を(yp1,zp1),(yp2
zp2)とする。
Next, it is assumed that the screen 1 and the projector 2 are installed in a state where the projector vertical tilt angle θ A , the screen horizontal tilt angle θ H , and the screen vertical tilt angle θ V are not 0 degrees, respectively. First, it is assumed that the viewer sees the line H1 projected on the screen 1 from the viewer's position and feels that the line H1 is inclined with respect to the y-axis of the screen 1. This line H1
Is displayed in parallel with the y-axis on the liquid crystal panel 4.
Therefore, in step 22, the straight line drawing angle adjusting unit 11 is operated to adjust the inclination of the horizontal line H1 of the screen 1 to a position where it feels horizontal (parallel to the y-axis). Any two points P 1 and P 2 on the line H1 of the liquid crystal panel 4 at this time
Read the coordinates of and read the values of (yp 1 , zp 1 ), (yp 2 ,
zp 2 ).

【0019】次にステップ23では、直線描画角度算出
部10が水平ラインH1,H2、垂直ラインV1を液晶
パネル4に出画する。そしてステップ24に進み、直線
描画角度調整部11を操作してスクリーン1のラインH
2が水平と感じる位置までその傾斜を調整する。水平と
なったとき、液晶パネル4のラインH2上の任意の二点
3 ,P4 の座標を読み取り、その値を(yp3,z
p3),(yp4,zp4)とする。
Next, in step 23, the straight line drawing angle calculation unit 10 outputs the horizontal lines H1 and H2 and the vertical line V1 on the liquid crystal panel 4. Then, in step 24, the line drawing angle adjusting unit 11 is operated to operate the line H on the screen 1.
Adjust the tilt until you feel 2 is horizontal. When it becomes horizontal, the coordinates of any two points P 3 and P 4 on the line H2 of the liquid crystal panel 4 are read, and their values are (yp 3 , z
p 3 ) and (yp 4 , zp 4 ).

【0020】次のステップ25では、直線描画角度算出
部10は直線画像である水平ラインH1,H2、垂直ラ
インV1を液晶パネル4に出画する。そしてステップ2
6に進み、直線描画角度調整部11を操作してスクリー
ン1の垂直ラインV1が垂直と感じる位置までその傾斜
を調整する。このときの液晶パネル4のラインV1上の
任意の二点P5 ,P6 の座標を読み取り、その値を(y
p5,zp5),(yp6,zp6)とする。
In the next step 25, the straight line drawing angle calculation unit 10 outputs horizontal lines H1 and H2 and a vertical line V1 which are straight line images to the liquid crystal panel 4. And step 2
6, the linear drawing angle adjusting unit 11 is operated to adjust the inclination of the vertical line V1 of the screen 1 to a position where the vertical line V1 is felt to be vertical. At this time, the coordinates of arbitrary two points P 5 and P 6 on the line V1 of the liquid crystal panel 4 are read, and their values are (y
Let p 5 , zp 5 ) and (yp 6 , zp 6 ).

【0021】このようにしてテストパターンの投写を完
了すると、ステップ27に進み、直線描画角度算出部1
0は投写器鉛直あおり角θA と、スクリーン水平あおり
角θH の演算を行う。
When the projection of the test pattern is completed in this way, the process proceeds to step 27, where the straight line drawing angle calculation unit 1
0 calculates the projector vertical tilt angle θ A and the screen horizontal tilt angle θ H.

【0022】ここで以下の演算に用いる定数を次のよう
に設定する。 L :投写距離 m :拡大倍率 w :パネル水平1画角長さ h :パネル鉛直1画角長さ ky :水平方向軸ずらし量[画角] kz :鉛直方向軸ずらし量[画角]
Here, the constants used in the following calculations are set as follows. L: Projection distance m: Magnification ratio w: Panel horizontal 1-view angle length h: Panel vertical 1-view angle length ky: Horizontal axis shift amount [view angle] kz: Vertical axis shift amount [view angle]

【0023】次にステップ22,24,26で得られた
6点P1 〜P6 の座標値、 P1 (yp1,zp1),P2 (yp2,zp2) P3 (yp3,zp3),P4 (yp4,zp4) P5 (yp5,zp5),P6 (yp6,zp6) を用いて次に示す(1)〜(12)式の演算を行う。
Next, the coordinate values of the six points P 1 to P 6 obtained in steps 22, 24 and 26 , P 1 (yp 1 , zp 1 ), P 2 (yp 2 , zp 2 ) P 3 (yp 3 , Zp 3 ), P 4 (yp 4 , zp 4 ) P 5 (yp 5 , zp 5 ), P 6 (yp 6 , zp 6 ) using the following equations (1) to (12) To do.

【0024】即ち点P1 〜P6 に対する第1の変換座標
を、 (Yp1,Zp1),(Yp2,Zp2) (Yp3,Zp3),(Yp4,Zp4) (Yp5,Zp5),(Yp6,Zp6) のように定義し、各点に対する座標値を第1の写像変換
係数と名付け、その値を演算する。
That is, the first conversion coordinates for the points P 1 to P 6 are (Yp 1 , Zp 1 ), (Yp 2 , Zp 2 ) (Yp 3 , Zp 3 ), (Yp 4 , Zp 4 ) (Yp 5 , Zp 5 ), (Yp 6 , Zp 6 ), the coordinate value for each point is named the first mapping conversion coefficient, and the value is calculated.

【数1】 [Equation 1]

【数2】 [Equation 2]

【数3】 [Equation 3]

【数4】 [Equation 4]

【数5】 [Equation 5]

【数6】 [Equation 6]

【0025】次に(1)〜(12)式で得られた第1の
写像変換係数を用いて次の(13)〜(18)式で定義
される第2の写像変換係数を演算する。 Ap1,Bp1,Cp1 Ap2,Bp2,Cp2
Next, using the first mapping transformation coefficient obtained by the equations (1) to (12), the second mapping transformation coefficient defined by the following equations (13) to (18) is calculated. Ap 1 , Bp 1 , Cp 1 Ap 2 , Bp 2 , Cp 2

【数7】 [Equation 7]

【数8】 そして得られた第2の写像変換係数を用いて次に示す
(19)式の演算を行う。
[Equation 8] Then, using the obtained second mapping conversion coefficient, the calculation of the following expression (19) is performed.

【数9】 [Equation 9]

【0026】そして(19)式で得られた変換値Wと投
写距離Lを用いて、次に示す(20)式の変換値rの演
算を行う。
Then, using the conversion value W and the projection distance L obtained by the expression (19), the conversion value r of the following expression (20) is calculated.

【数10】 [Equation 10]

【0027】そして(20)式で得られた変換値rと、
投写距離Lを用いて次に示す(21)式の変換値pの演
算を行う。
Then, the converted value r obtained by the equation (20),
Using the projection distance L, the conversion value p of the following equation (21) is calculated.

【数11】 [Equation 11]

【0028】さて(20)式で得られた変換値r,p、
投写距離Lを用いて次の(22)式又は(23)式より
投写器鉛直あおり角θA を算出する。
Now, the conversion values r, p, obtained by the equation (20),
Using the projection distance L, the projector vertical tilt angle θ A is calculated from the following equation (22) or equation (23).

【数12】 [Equation 12]

【0029】次にスクリーン水平あおり角θH の算出に
ついては、(20),(21)で得られた変換値r,
p、投写距離L、(1)〜(4)式の変換座標(Yp1
Zp1),(Yp2,Zp2)を用いて、次に示す(24)式
よりtan θH を算出する。
Next, for the calculation of the screen horizontal tilt angle θ H , the conversion values r, obtained in (20) and (21)
p, projection distance L, conversion coordinates (Yp 1 ,
Using Zp 1 ) and (Yp 2 , Zp 2 ), tan θ H is calculated from the following equation (24).

【数13】 従って(24)式を満たすθH を解くと、スクリーン水
平あおり角θH が得られる。
[Equation 13] Therefore, by solving θ H satisfying the equation (24), the screen horizontal tilt angle θ H can be obtained.

【0030】次にステップ28に進み、スクリーン鉛直
あおり角θV の演算を行う。即ち(9)〜(12)式で
得られた垂直ラインV1の変換座標(Yp5,Zp5),
(Yp6,Zp6)と、(22),(23)式で得られるsi
n θA ,cos θA 、及び投写距離Lを用いて、次に示す
(25)〜(28)式の演算を行う。
Next, in step 28, the screen vertical tilt angle θ V is calculated. That is, the conversion coordinates (Yp 5 , Zp 5 ) of the vertical line V1 obtained by the equations (9) to (12),
(Yp 6 , Zp 6 ) and si obtained from equations (22) and (23)
Using n θ A , cos θ A , and the projection distance L, the following formulas (25) to (28) are calculated.

【数14】 [Equation 14]

【数15】 [Equation 15]

【0031】(25)〜(28)式で得られた第2の変
換座標(y1 ,z1 ),(y2 ,z2 )を用い、次に示
す(29)式の演算を行う。
Using the second transformed coordinates (y 1 , z 1 ) and (y 2 , z 2 ) obtained by the equations (25) to (28), the following equation (29) is calculated.

【数16】 [Equation 16]

【0032】(29)式からtan θV の値が得られるの
で、これよりスクリーン鉛直あおり角θV を算出する。
Since the value of tan θ V can be obtained from the equation (29), the screen vertical tilt angle θ V is calculated from this value.

【0033】次にステップ29に進み、以上で得られた
投写器鉛直あおり角θA ,スクリーン水平あおり角
θH ,スクリーン鉛直あおり角θV を必要にじて表示部
に表示し、これらのデータを歪補正演算回路12に転送
する。ステップ30では歪補正演算回路12は入力され
た投写器鉛直あおり角θA ,スクリーン水平あおり角θ
H,スクリーン鉛直あおり角θV に基づいて、投写歪の
補正演算を行う。
Next, in step 29, the projector vertical tilt angle θ A , the screen horizontal tilt angle θ H , and the screen vertical tilt angle θ V obtained above are displayed on the display unit as necessary, and these data are displayed. To the distortion correction calculation circuit 12. In step 30, the distortion correction calculation circuit 12 inputs the projector vertical tilt angle θ A and the screen horizontal tilt angle θ.
Corrects the projection distortion based on H and the screen vertical tilt angle θ V.

【0034】[映像信号の流れ]さて図1において、映
像信号は歪補正演算回路12に入力される。図5は歪補
正演算回路12の動作原理を示す説明図である。本図に
おいて座標A,B,C,Dは、A/D変換器13を介し
て入力される元の映像信号において、フレーム内の4隅
の位置を示している。又座標A′,B′,C′,D′
は、マッピングRAM17に格納された座標A,B,
C,Dにおける画素データの読出アドレス位置を示して
いる。例えば座標Aのアドレスをフレーム上で(1H,
500 )とし、座標A′のアドレスを(100 H,350 )と
する。歪補正の演算がなされ後、歪補正演算回路12が
1フレームの画素データを生成するとき、アドレスカウ
ンタ16は1フレームのアドレスを順次発生し、例えば
アドレス(100 H,350 )を出力する。このときマッピ
ングRAM17は、データ(1H,500 )をアドレスと
してフレームメモリ14に出力する。このためフレーム
メモリ14はアドレス(1H,500 )の画素データを読
み出し、D/A変換器15を介して液晶パネル4に出力
する。
[Flow of Video Signal] Referring to FIG. 1, the video signal is input to the distortion correction calculation circuit 12. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation principle of the distortion correction calculation circuit 12. In the figure, the coordinates A, B, C, D indicate the positions of the four corners in the frame in the original video signal input via the A / D converter 13. The coordinates A ', B', C ', D'
Are the coordinates A, B, stored in the mapping RAM 17,
The read address positions of pixel data in C and D are shown. For example, the address of coordinate A is (1H,
500), and the address of coordinate A'is (100 H, 350). When the distortion correction calculation circuit 12 generates pixel data of one frame after the distortion correction calculation is performed, the address counter 16 sequentially generates addresses of one frame and outputs, for example, the address (100 H, 350). At this time, the mapping RAM 17 outputs the data (1H, 500) as an address to the frame memory 14. Therefore, the frame memory 14 reads the pixel data of the address (1H, 500) and outputs it to the liquid crystal panel 4 via the D / A converter 15.

【0035】以上のような動作により、座標B′,
C′,D′の画素読み出し時にも、フレームメモリ14
に格納された座標B,C,Dの画素データが読み出さ
れ、液晶パネル4に光の透過率の差として変形された映
像が形成される。形成された映像はバックライトユニッ
ト5の発する光線により映像の光ビームに変換され、そ
の像は投写レンズ3により拡大投影され、スクリーン1
に映像が表示される。こうするとスクリーン1の法線と
投写器2の光軸が平行でなくても、視聴者は自然な感じ
の映像を見ることができる。尚、スクリーン1に表示さ
れる映像はスクリーン1の法線方向から見ると歪んで見
える。しかし調整場所から見ると、スクリーン1の外径
形状と併せて、人はこの映像を自然な形状と心理的に判
断する。
By the above operation, the coordinates B ',
Even when the pixels of C ′ and D ′ are read out, the frame memory 14
The pixel data of the coordinates B, C, and D stored in is read, and a deformed image is formed on the liquid crystal panel 4 as a difference in light transmittance. The formed image is converted into a light beam of the image by the light beam emitted from the backlight unit 5, and the image is enlarged and projected by the projection lens 3, and the screen 1
The image is displayed on. In this way, even if the normal line of the screen 1 and the optical axis of the projector 2 are not parallel, the viewer can see an image with a natural feeling. The image displayed on the screen 1 looks distorted when viewed from the normal direction of the screen 1. However, when viewed from the adjustment place, in addition to the outer diameter shape of the screen 1, a person psychologically determines this image as a natural shape.

【0036】さて、液晶パネル4に代わって、CRTの
投影管,ELパネル,プラズマディスプイパネル等の自
己発光型のデバイスを用いた場合は、バックライトユニ
ット5は必要としない。又液晶パネル4以外の光開閉型
の映像表示装置(ライトバルブ)を用いた場合も同様に
歪み補正は行える。更にスクリーンの形状、スクリーン
に投写する図形の形状、原図形の形成方法、求める角度
は前述した例に限定されるのではない。
If a self-luminous device such as a CRT projection tube, an EL panel or a plasma display panel is used instead of the liquid crystal panel 4, the backlight unit 5 is not necessary. Also, when an optical display device (light valve) other than the liquid crystal panel 4 is used, the distortion can be similarly corrected. Furthermore, the shape of the screen, the shape of the figure projected on the screen, the method of forming the original figure, and the angle to be obtained are not limited to the examples described above.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スクリー
ンの基準更正図形が規定の形状になるように入力画像の
形成面で操作して、間接的に投写器の第1の角度とスク
リーンの第2及び第3の角度を測定できる。こうすると
スクリーン及び投写器のあおり角を角度計を用いて測定
する必要がなくなり、スクリーンを高所などに設置した
場合のようにあおり角の測定困難な場合にも容易に対応
でき、測定の作業量も少なく、安全な測定作業が行え
る。又、角度計の目盛の読み取りミス及び入力ミスがな
くなり、自動的に映像の歪みが補正される。
As described above, according to the present invention, the reference calibration pattern of the screen is operated on the input image forming surface so as to have a prescribed shape, and the first angle of the projector and the screen are indirectly adjusted. The second and third angles of can be measured. This eliminates the need to measure the tilt angle of the screen and projector using a goniometer, and can easily handle the case where the tilt angle is difficult to measure, such as when the screen is installed at a high place. The amount is small and safe measurement work can be performed. In addition, the reading error and the input error of the scale of the goniometer are eliminated, and the image distortion is automatically corrected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における投写型ディスプレイ
装置の外観斜視図である。
FIG. 1 is an external perspective view of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例の投写型ディスプレイ装置に用いられ
る歪補正演算回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a distortion correction calculation circuit used in the projection display apparatus of this embodiment.

【図3】本発明の投写型ディスプレイの投写歪み補正方
法に用いられるテストパターンの一例である。
FIG. 3 is an example of a test pattern used in the projection distortion correction method for a projection display according to the present invention.

【図4】本実施例における投写歪補正方法の手順を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of a projection distortion correction method in this embodiment.

【図5】本実施例の歪補正演算回路の動作原理を示す説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation principle of the distortion correction arithmetic circuit of the present embodiment.

【図6】従来の液晶投写型ディスプレイの外観斜視図で
ある。
FIG. 6 is an external perspective view of a conventional liquid crystal projection display.

【図7】投写型ディスプレイ装置における投写器とスク
リーンの位置関係を示す側面図である。
FIG. 7 is a side view showing a positional relationship between a projector and a screen in a projection display device.

【図8】投写型ディスプレイ装置における投写器とスク
リーンの位置関係を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a positional relationship between a projector and a screen in a projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スクリーン 2 投写器 3 投写レンズ 4 液晶パネル 5 バックライトユニット 6 液晶パネル駆動回路 10 直線描画角度算出部 11 直線描画角度調整部 12 歪補正演算回路 13 A/D変換器 14 フレームメモリ 15 D/A変換器 16 アドレスカウンタ 17 マッピングRAM 18 マッピングRAM書込制御部 1 Screen 2 Projector 3 Projection Lens 4 Liquid Crystal Panel 5 Backlight Unit 6 Liquid Crystal Panel Drive Circuit 10 Straight Line Drawing Angle Calculation Section 11 Straight Line Drawing Angle Adjustment Section 12 Distortion Correction Calculation Circuit 13 A / D Converter 14 Frame Memory 15 D / A Converter 16 Address counter 17 Mapping RAM 18 Mapping RAM write controller

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像を写像変換する歪補正演算回路
を有し、入力画像を投写器を用いてスクリーン上に投写
する投写型ディスプレイ装置において、 前記投写器における光軸と所定の基準平面のなす角度で
ある第1の角度、前記スクリーンの前記投写器の光軸に
対する傾斜を示す第2の角度、前記スクリーンと基準平
面と直交する線のなす角度である第3の角度を求めるに
際し、 スクリーン上に基準更正図形を表示し、 前記第1〜3の角度算出用の基準更正図形が規定の形状
になるよう前記歪補正演算回路の写像変換係数を演算
し、 前記歪補正演算回路で設定された写像変換係数を用い
て、前記第1〜3の角度の算出を行い、 前記第1〜3の角度に対応する写像変換係数を用いて入
力画像の写像変換を行い、前記スクリーン上の視感上の
図形歪を補正することを特徴とする投写型ディスプレイ
の投写歪補正方法。
1. A projection display apparatus having a distortion correction arithmetic circuit for mapping an input image and projecting the input image on a screen using a projector, comprising: an optical axis of the projector and a predetermined reference plane. When determining a first angle that is an angle formed, a second angle that indicates the inclination of the screen with respect to the optical axis of the projector, and a third angle that is an angle formed by the screen and a line orthogonal to the reference plane, A reference calibration figure is displayed on the top, and the mapping conversion coefficient of the distortion correction computation circuit is calculated so that the first to third reference calibration figures for angle calculation have a prescribed shape, and the mapping correction coefficient is set by the distortion correction computation circuit. The first to third angles are calculated by using the mapping conversion coefficient, and the input image is mapped and converted using the mapping conversion coefficient corresponding to the first to third angles, and the visual sense on the screen is obtained. upper Projection distortion correction method of a projection type display and corrects the Katachiibitsu.
【請求項2】 前記基準更正図形は、 前記スクリーン上で互いに平行な複数の水平ラインと、
前記水平ラインと直行する垂直ラインで構成されること
を特徴とする請求項1記載の投写型ディスプレイの投写
歪補正方法。
2. The reference calibration pattern includes a plurality of horizontal lines parallel to each other on the screen,
2. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the horizontal line and the vertical line are orthogonal to each other.
【請求項3】 所定の基準平面は地面であることを特徴
とする請求項1又は2記載の投写型ディスプレイの投写
歪補正方法。
3. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the predetermined reference plane is the ground.
【請求項4】 所定の基準平面は、天井面であることを
特徴とする請求項1又は2記載の投写型ディスプレイの
投写歪補正方法。
4. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the predetermined reference plane is a ceiling surface.
【請求項5】 前記投写器は入力画像をライトバルブで
形成することを特徴とする請求項1又は2記載の投写型
ディスプレイの投写歪補正方法。
5. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the projector forms an input image with a light valve.
【請求項6】 前記投写器は入力画像を液晶パネルで形
成することを特徴とする請求項1又は2記載の投写型デ
ィスプレイの投写歪補正方法。
6. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the projector forms an input image with a liquid crystal panel.
【請求項7】 前記投写器は入力画像を自己発光デバイ
スで形成することを特徴とする請求項1又は2記載の投
写型ディスプレイの投写歪補正方法。
7. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the projector forms an input image by a self-luminous device.
【請求項8】 前記投写器は入力画像をCRTで形成す
ることを特徴とする請求項1又は2記載の投写型ディス
プレイの投写歪補正方法。
8. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the projector forms an input image by a CRT.
【請求項9】 前記投写器の図形を形成する面は平面で
あることを特徴とする請求項1又は2記載の投写型ディ
スプレイの投写歪補正方法。
9. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein a surface of the projector on which a figure is formed is a flat surface.
【請求項10】 スクリーンは平面であることを特徴と
する請求項1又は2記載の投写型ディスプレイの投写歪
補正方法。
10. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the screen is a flat surface.
【請求項11】 スクリーンは偏光特性を持つことを特
徴とする請求項1又は2記載の投写型ディスプレイの投
写歪補正方法。
11. The projection distortion correction method for a projection display according to claim 1, wherein the screen has a polarization characteristic.
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