CN100412682C - 投影机及变焦调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及投影机和变焦调整方法。在将测试图形图像投影到投影对象物时,调整投影用变焦透镜,使投影区域的大小一点一点放大,每次都拍摄投影区域。在投影对象物的顶点与投影对象物的边缘一致后,投影区域从投影对象物超出的情况下,拍摄图像上拍摄到的试验图形图像轮廓的一部分与投影对象物边缘的一部分形成一致。因此,对放大前后拍摄图像内拍摄到的测试图形图像的轮廓进行比较,在有一致部分的情况下,判断为投影区域从投影对象物超出,使投影区域的大小返回到放大前的大小。
Description
技术领域
本发明涉及投影机,特别涉及到考虑投影对象物的大小对图像光所投影的区域进行自动变焦的技术。
背景技术
一般情况下,在使用将图像作为图像光向投影对象物投影的投影机时,图像光被投影的区域(以下称为「投影区域」)全部纳入投影对象物内,与此同时进行调整以使所投影图像(以下称为「投影图像」)尽量大地被显示。于是,很多情况下,该调整是通过调整(以下称为「变焦调整」)作为投影用透镜的投影机所具备的变焦透镜位置来进行的。特别是,对于可搬运的投影机,由于在每次设置时与投影对象物之间的距离均有可能改变,因而每次不得不进行上述的变焦调整,比较繁琐。因此,关于以该变焦调整的简易化为目的的投影机的结构,以及使用该投影机的变焦调整方法,在以往已提出数个方案。
例如,特开平10-333088号公报中所公布的,在投影对象物是屏幕的情况下,提出使用下述的投影机和矩形屏幕的方法,上述投影机为具有拍摄该屏幕的摄像机的投影机,矩形屏幕是为显示屏幕的边缘,在四角上被附加十字形屏幕标记的矩形屏幕。
具体而言,首先与屏幕相同,将具有表示四角的十字形图像标记的矩形测试图形图像,从投影机投影到上述的屏幕并拍摄此时的屏幕,上述十字形图像标记用来表示四角。在投影区域纳入屏幕内的情况下,所拍摄的图像上不但拍摄出屏幕上的屏幕标记,也拍摄出被显示于屏幕上的图像标记。因此,计算出该拍摄图像上屏幕标记间的距离,以及图像标记间的距离并比较这些距离。然后,在图像标记间的距离比屏幕标记间的距离更小的情况下,使投影用变焦透镜向广角侧移动,进行调整以使投影区域变大,在图像标记间的距离比屏幕标记间的距离更大的情况下,使投影用变焦透镜向望远侧移动,进行调整以使投影区域变小。
在上述以往的技术中,为了考虑投影对象物的大小而自动调整投影区域的大小,需要在作为投影对象物的屏幕上附加显示边缘的标记。但是,作为投影对象物,有时不使用屏幕而使用可以移动的白板。那种情况下存在下述问题:即由于在白板上一般没有显示边缘的标记,因而将这样的白板等作为投影对象物加以使用时,若进行上述那种以往的变焦调整方法,则每次使用投影机时都不得不在白板上附加标记,对于用户来说比较麻烦。另外,也可以总是在白板上附加着标记,但是那种情况下,当在白板上书写文字等时,其标记成为妨碍。
发明内容
本发明为解决上述问题而提出,其目的为:不用在投影对象物上添加标记等,使投影区域纳入投影对象物内,与此同时进行自动变焦调整,以使被显示于投影对象物上的投影图像对于投影对象物充分变大。
为解决上述问题的至少一部分,这种投影机用来将图像光投影到投影对象物上显示图像,其特征为,具备:变焦透镜,可以使上述图像光所投影的投影区域的大小变化;驱动部,用来驱动上述变焦透镜;摄像部,用来至少拍摄上述投影区域;控制部,上述控制部控制上述驱动部,并驱动上述变焦透镜,使上述投影区域的大小变化,在由上述摄像部拍摄所得到的拍摄图像中,于上述投影区域大小产生变化的前后,对所拍摄出且纳入上述投影对象物内的上述投影区域的轮廓逐次进行比较,把前后一致的部分作为不变化部分提取,在上述投影区域的特征点到达上述不变化部分,或者,与不变化部分之间的距离达到预定值或小于预定值时,停止上述变焦透镜的驱动以使上述投影区域成为其正好之前的大小。
控制部用来控制变焦透镜驱动部并驱动变焦透镜,使投影区域的大小产生变化。例如,在使投影区域逐渐放大的情况下,当投影区域纳入投影对象物时,如果在放大的前后,比较投影区域彼此的轮廓,则它们相互不一致。另一方面,若投影区域超出投影对象物,则在与其超出部分的分界上,纳入投影对象物内的投影区域的轮廓的一部分,在投影区域放大的同时,沿着该投影对象物的边缘延伸。因而,如果在放大的前后,对纳入投影对象物内的投影区域的轮廓进行比较,则沿着投影对象物边缘延伸的部分相互一致。
因此,通过摄像部拍摄投影区域,如果在其拍摄图像中,对纳入投影对象物内的投影区域的轮廓,在放大前后逐次进行比较,则能够将其一致的部分作为不变化部分加以提取。
然后,投影区域放大,当投影区域的特征点超出投影对象物的边缘时,投影区域的特征点到达不变化部分。此时,由于停止变焦透镜的驱动,以使投影区域的大小成为正好之前的投影区域的大小,因而能够在投影区域的特征点与投影对象物的边缘一致的状态下,使变焦调整停止。该结果为,例如,如果投影区域的特征点是投影区域的顶点,当从投影对象物正前方以外的方向投影(所谓的「倾斜投影」)图像光,投影区域的形状为梯形失真时,若在投影区域的第二个顶点与投影对象物的边缘一致的状态下使变焦调整停止,则形成投影区域的整个一边稍超出投影对象物的状态,然后,通过矫正(所谓的「梯形矫正」)该梯形失真,能够将投影区域纳入投影对象物内,与此同时还可以使被显示于投影对象物上的投影图像对于投影对象物充分变大。
另外,也可以不在放大投影区域,投影区域的特征点到达不变化部分时,而在投影区域的特征点与不变化部分之间的距离达到预定值或小于预定值时,使变焦透镜的驱动停止,以使投影区域的大小变成正好之前的投影区域的大小。按上述方法来构成,然后通过进行梯形矫正,也可以将投影区域纳入投影对象物内,与此同时使被显示于投影对象物上的投影图像对于投影对象物能够充分大。
如上所述,由于根据投影区域大小的变化前后所得到的拍摄图像,调整投影区域的大小,因而能够不用在投影对象物上附加标记等,使投影区域纳入投影对象物内,与此同时使投影对象物上所显示的图像对于投影对象物充分大。
还有,在上述控制部使上述投影区域的大小变化时,也可以使上述投影区域的大小逐渐变大地产生变化。
另外,本发明的投影机用来将图像光投影到投影对象物上并显示图像,其特征为,具备:变焦透镜,可以使上述图像光所投影的投影区域的大小变化;驱动部,用来驱动上述变焦透镜;摄像部,用来至少拍摄上述投影区域;控制部,上述控制部用来控制上述驱动部,并驱动上述变焦透镜,以使上述投影区域的大小逐渐增大地变化且,在通过上述摄影部拍摄所得到的拍摄图像中,当上述投影区域的整个一边未被拍摄出时,停止上述变焦透镜的驱动,以使上述投影区域变为其正好之前的大小。
控制部用来控制变焦透镜驱动部并驱动变焦透镜,使投影区域的大小产生变化并逐渐变大,若投影区域的任一顶点超出投影对象物的边缘,投影区域的整个一边完全从投影对象物超出,则在通过摄像部所拍摄得到的拍摄图像中,投影区域的整个一边不被拍摄出。
此时,由于停止变焦透镜的驱动而使投影区域的大小成为正好之前的大小,因而能够在投影区域的整个一边正好从投影对象物超出的状态下,使变焦调整停止。该结果是,然后,通过实施梯形矫正,能够将投影区域纳入投影对象物内,与此同时使被显示于投影对象物的图像相对于投影对象物充分大。
因此,由于根据由投影区域的大小变化的前后所得到的拍摄图像,调整投影区域的大小,因而能够不用在投影对象物上附加标记等,将投影区域纳入投影对象物内,与此同时使被显示于投影对象物的图像对于投影对象物充分大。
另外,本发明的投影机用来将图像光投影到投影对象物上并显示图像,其特征为,具备:变焦透镜,可以使上述图像光所投影的投影区域的大小变化;驱动部,用来驱动上述变焦透镜;摄像部,用来至少拍摄上述投影区域;控制部,上述控制部用来控制上述驱动部,并驱动上述变焦透镜,以使上述投影区域的大小产生变化并逐渐变大,在通过上述摄影部所拍摄得到的拍摄图像中,当上述投影区域的特征点未被拍摄出时,则停止上述变焦透镜的驱动,以使上述投影区域变为其正好之前的大小。
控制部用来控制变焦透镜驱动部并驱动变焦透镜,使投影区域的大小产生变化并逐渐变大,当投影区域的特征点超过投影对象物的边缘,从投影对象物超出时,则在通过摄像部拍摄所得到的拍摄图像中,其特征点不被拍摄出。
此时,由于停止变焦透镜的驱动,以使投影区域的大小变为正好之前的投影区域的大小,因而能够在投影区域的特征点与投影对象物的边缘一致的状态下,停止变焦调整。例如,如果投影区域的特征点是投影区域的顶点,在投影区域的第一个顶点与投影对象物的边缘一致的状态下,若停止变焦调整,则投影区域将可靠地纳入投影对象物内。
因此,由于根据在投影区域的大小产生变化的前后所得到的拍摄图像,调整投影区域的大小,因而能够在投影对象物上不附加标记等的状态下,将投影区域纳入在投影对象物内,与此同时使被显示于投影对象物的图像对于投影对象物充分大。
另外,本发明的投影机用来将图像光投影到投影对象物上并显示图像,其特征为,具备:变焦透镜,可以使上述图像光所投影的投影区域的大小变化;驱动部,用来驱动上述变焦透镜;摄像部,用来至少拍摄上述投影区域;控制部,上述控制部用来控制上述驱动部,并驱动上述变焦透镜,以使上述投影区域的大小产生变化且逐渐变小,在通过上述摄影部拍摄所得到的拍摄图像中,当上述投影区域的特征点未被拍摄出时,则停止上述变焦透镜的驱动。
控制部用来控制变焦透镜驱动部并驱动变焦透镜,使投影区域的大小产生变化并逐渐变小,若投影区域的特征点由从投影对象物超出的状态,变成为与投影对象物的边缘形成一致的状态,则在通过摄像部拍摄所得到的拍摄图像中,其特征点首次被拍摄出。
此时,通过停止变焦透镜的驱动,能够在投影区域的特征点与投影对象物的边缘一致的状态下停止变焦调整。例如,如果投影区域的特征点是投影区域的顶点,若在第四个顶点与投影对象物的边缘一致的状态下停止变焦调整,则投影区域可靠地纳入投影对象物内。
因此,由于根据在投影区域的大小产生变化前后所得到的拍摄图像,调整投影区域的大小,因而能够不用在投影对象物上附加标记等,将投影区域纳入在投影对象物内,与此同时使被显示于投影对象物的图像对于投影对象物充分大。
另外,本发明的投影机用来将图像光投影到投影对象物上并显示图像,其特征为,具备:变焦透镜,可以使上述图像光所投影的投影区域的大小变化;驱动部,用来驱动上述变焦透镜;摄像部,用来至少拍摄上述投影区域;控制部,上述控制部用来控制上述驱动部,并驱动上述变焦透镜,以使上述投影区域的大小产生变化且从最小尺寸逐渐增大,在通过上述摄影部拍摄所得到的拍摄图像中,将所拍摄出的且纳入在上述投影对象物内的上述投影区域的轮廓,在上述投影区域的大小产生变化的前后中逐次进行比较,当提取到在前后中一致的部分时,则停止上述变焦透镜的驱动,以使上述投影区域成为其正好之前的大小。
控制部用来控制变焦透镜驱动部并驱动变焦透镜,使投影区域的大小产生变化并从最小的尺寸逐渐变大。当使投影区域逐渐放大时,在投影区域纳入在投影对象物内的情况下,若在放大的前后对投影区域的轮廓之间进行比较,则它们相互不一致。
另一方面,在投影区域的第一个顶点与投影对象物的边缘一致后,若投影区域从投影对象物超出,则在与超出部分的分界上,纳入投影对象物内的投影区域的轮廓的一部分,在投影区域放大的同时,沿着该投影对象物的边缘延伸。因此,若在放大的前后对纳入投影对象物内的投影区域的轮廓进行比较,则沿着投影对象物边缘延伸的部分相互形成一致。
此处,若对在放大的前后并纳入投影对象物内的投影区域的轮廓中沿着上述投影对象物延伸的部分最初相互一致的瞬间加以考虑,则其瞬间是,投影区域的第1顶点超过投影对象物边缘的刚刚之后。
因此,若通过摄影部拍摄投影区域,在其拍摄图像中,将纳入投影对象物内的投影区域的轮廓在放大的前后逐次进行比较,则在投影区域的第1顶点超过投影对象物边缘的刚刚之后,首次能够提取其一致的部分。然后,通过停止变焦透镜的驱动,以使此时投影区域的大小成为正好之前的投影区域的大小,能够在投影区域的第1顶点与投影对象物的边缘一致的状态下停止变焦调整。
因此,由于根据在投影区域的大小产生变化前后所得到的拍摄图像,调整投影区域的大小,因而能够不用在投影对象物上附加标记等,将投影区域可靠地纳入投影对象物内。
还有,本发明中理想的是,使投影区域的特征点是投影区域的顶点。
还有,在本发明中,在上述投影区域的顶点之中第1顶点到达上述不变化部分、其后第2顶点到达上述不变化部分的情况下,上述投影区域的特征点也可以是上述第2顶点。
通过按上述方法来构成,将图像光倾斜投影时,能够在投影区域的第1顶点超过投影对象物的边缘、投影区域的第2顶点与投影对象物的边缘一致的状态下,也就是在投影区域的整个一边正好从投影对象物超出的状态下,停止变焦调整,其后,通过梯形矫正,能够将投影区域纳入投影对象物内,与此同时使被显示于投影对象物的投影图像对于投影对象物充分大。
还有,本发明不限于上述投影机等装置发明的形态,也能够以作为变焦调整方法等方法发明的形态来实现。
附图说明
图1是表示第1实施示例中投影机100的概略结构的说明图。
图2是表示第1实施示例中变焦调整顺序的流程图。
图3是表示第1实施示例中图像光的投影状态和对于拍摄图像进行各种处理后的图像的说明图。
图4是表示在梯形矫正前后图像光的投影状态的说明图。
图5是表示第2实施示例中变焦调整顺序的流程图。
图6是表示第2实施示例中图像光的投影状态和对于拍摄图像进行各种处理后的图像的说明图。
图7是表示第2实施示例中顶点区域检测处理的说明图。
图8是表示变形示例1中测试图形图像和白板W的拍摄图像的说明图。
图9是表示变形示例2中测试图形图像和白板W的拍摄图像的说明图。
图10是表示变形示例2中逐渐向远侧变焦时的白板W的拍摄图像的说明图。
具体实施方式
下面,根据实施示例并按照以下的顺序说明实施本发明所需的最佳方式。
A.实施示例:
A1.第1实施示例
A1-1.装置结构:
A1-2.变焦调整的具体工作:
A1-3.第1实施示例的效果:
A2.第2实施示例
A2-1.变焦调整的目的:
A2-2.变焦调整的具体工作:
A2-3.顶点区域检测处理的具体工作:
A2-4.第2实施示例的效果:
B.变形示例:
B1.变形示例1:
B2.变形示例2:
B3.变形示例3:
B4.变形示例4:
B5.变形示例5:
B6.变形示例6:
B7.变形示例7:
B8.变形示例8:
A.实施示例:
A1.第1实施示例:
A1-1.装置结构:
首先,参照图1说明本实施示例中投影机的概略结构。
图1是表示本实施示例中投影机100的概略结构的说明图。如图1所示投影机100,具备:键盘输入设备101及遥控输入设备102,用来输入用户的命令等;图像输入连接器103、A/D变换部104、信号类别检测部105、输入信号处理部130及摄像部131,用来处理所输入的图像;投影用变焦镜头120、变焦镜头驱动部121、变焦透镜位置检测部122、图像显示部123及输出信号处理部124,用来处理输出图像;控制部110,用来控制上述各个功能部。
还有,上述输入信号处理部130、输出信号处理部124及控制部110,在内部各自具有存储器135、存储器125及存储器111。
另外,本实施示例中,作为投影对象物使用白板W。这种白板W,与背后的墙壁等隔开距离而被设置。但是,本发明中的投影对象物,并不限定于这种白板W,只要是与背后的墙壁等隔开距离而被设置的,也可以是其它的投影对象物。
其次,在投影机100中,若由外部通过图像输入连接器103输入图像信号,则信号类别检测部105对所输入的图像信号的类型和纵横比等进行检测。此外,在图像信号是模拟信号的情况下,由A/D变换部104变换为数字信号后,输入到输入信号处理部130。
输入信号处理部130将所输入的图像信号暂时存储到存储器135中,另外,按照来自控制部110的请求,将该所存储的图像信号变换为控制部100能够处理的指定格式,并输出到控制部110。控制部110根据从键盘输入设备101及遥控输入设备102所输入的用户命令,从存储器135读取图像信号并输出到输出信号处理部124。另外,为进行变焦调整,控制部110进行下述的各种图像处理和变焦透镜驱动部121的控制。
输出信号处理部124将从控制部110所输出的图像信号暂时存储在存储器125,与此同时将该图像信号变换为图像显示部123能够处理的指定格式并输出到图像显示部123。该图像显示部123相当于所谓的液晶面板和由灯及光学透镜等构成的光学系统,将所输入的图像信号作为图像光输出。从图像显示部123所输出的图像光,通过投影用变焦透镜120被投影到白板W上,此时,投影用变焦透镜120,将投影区域的大小向望远侧或者广角侧变焦。
所投影的图像光通过被投影区域之中的纳入白板W的区域(以下称为,「反射区域」)反射,以使用户看到,使在其反射区域上投影图像被显示。
然后显示该投影图像的白板W通过摄像部131被拍摄。该摄像部131相当于所谓的CCD摄像机,对于投影机主体其朝向被调整,以便于至少拍摄投影区域。然后,通过拍摄所得到的拍摄图像,以数字化后的图像信号(像素值)来表示。然后,该图像信号被输入到输入信号处理部130,输入信号处理部130与上述相同将所输入的图像信号暂时存储在存储器135,另外,按照控制部110的请求将其变换为指定格式并输出到控制部110。并且,在以下中,上述像素值包括亮度值。
以下,具体说明本发明中进行特征性工作的投影用变焦透镜120、变焦透镜驱动部121及变焦透镜位置检测部122。
上述的变焦透镜驱动部121用来向前后方向驱动投影用变焦透镜120。此时,由于随着投影用变焦透镜120的位置变化,焦点距离产生变化,因而图像光的投影区域,在望远侧或者广角侧被变焦。然后,随着该投影区域变焦的变化,白板W上的反射区域的大小,也以白板W的大小为限度时而缩小,时而放大。
该投影用变焦透镜120的位置通过变焦透镜位置检测部122来检测并被数值化。具体而言,该变焦透镜位置检测部122,具备:可变电阻,与投影用变焦透镜120的驱动同步地电阻值产生变化;A/D变换器,用来将该可变电阻的电阻值变换为0~255的数字值;使投影用变焦透镜120的位置和被数字化的电阻值(以下称为,“变焦编码器值”)以1对1的形式相对应。因此,变焦透镜位置检测部122,能够将投影用变焦透镜120的位置进行数值化作为变焦编码器值。
变焦透镜位置检测部122将该变焦编码器值输出到控制部110。控制部110将所输入的变焦编码器值存储在存储器111,与此同时控制变焦透镜驱动部121,以使被输入的变焦编码器值成为所希望的变焦编码器值。变焦透镜驱动部121如上所述向前后驱动投影用变焦透镜120,驱动后的投影用变焦透镜120的位置再次通过变焦透镜位置检测部122进行检测,并作为当前的变焦编码器值被输入到控制部110。然后,通过重复这种工作,使当前的变焦编码器值达到所希望的变焦编码器值,以使投影区域变为所希望的大小地进行变焦。然后,随之而来地白板W上的反射区域也变为所希望的大小。
以下,将上述的重复工作称为反馈工作,该工作是基于控制部110、变焦透镜驱动部121、投影用变焦透镜120及变焦透镜位置检测部122而进行的。
并且,该变焦编码器值在投影区域被变焦为最望远侧时设为0,在被变焦为最广角侧时设为255。
并且,投影用变焦透镜120在由步进电机驱动时,可以不是上述变焦编码器值,而采用电机步进数将投影用变焦透镜120的位置数值化,根据该电机步进数进行上述的反馈工作。
A1-2.变焦调整的具体工作
本发明在将投影区域纳入投影对象物内的同时,自动进行变焦调整,以使被投影对象物所显示的投影图像也就是反射区域,对于投影对象物充分大。这里,作为该变焦调整可以认为是,以仅通过变焦调整而使投影区域可靠地纳入投影对象物内为目的的变焦调整,和还考虑梯形矫正并以对于投影对象物使反射区域充分大为目的的变焦调整。关于后面的变焦调整作为后述部分,首先,关于以仅通过变焦调整而使投影区域可靠地纳入投影对象物内为目的的变焦调整的具体工作,以下,使用图1~图3加以说明。
图2是表示本实施示例中变焦调整顺序的流程图。
并且,以下,设为投影机100是对于白板W从正前方方向投影图像光的,但是本发明并不限定于图像光的投影方向,也能够适用来自白板W的正前方方向以外的投影(所谓的「倾斜投影」)。
首先,若来自用户的变焦调整开始的命令,通过图1所示的键盘输入设备101或者遥控输入设备102被输入到控制部110,则下述第1测试图形图像被投影(步骤S100)到白板W上,上述第1测试图形图像是事先被存储在控制部110内的存储器111中的。并且,该第1测试图形图像,只要是使投影区域大小清楚的图像,可以是任何图像。
接下来,进行上述的反馈工作,当投影区域被变焦为最望远侧时,本次变焦调整暂时停止(步骤S102)。
用户通过键盘输入设备101、遥控输入设备102及投影机100主体上具备的指示灯(图示省略)的点亮等,确认步骤S102已结束后,调整投影机100或白板W的位置(步骤S104),以使变焦为最望远侧时的投影区域纳入在白板W内。并且,此时第1测试图形图像也继续被投影到白板W上,使上述的位置调整简单易行。
接下来,若来自用户的变焦调整再次开始的命令,通过键盘输入设备101或者遥控输入设备102被输入到控制部110,则取代此前所投影的第1测试图形图像,第2测试图形图像被投影在白板W上,摄影部131拍摄此时的白板W(步骤S106)。
该第2测试图形图像是,从预先存储在存储器111中的将4∶3及16∶9等的纵横比变换的多个图像中,与变焦调整后所投影图像的纵横比对应并由用户所选出的。然后,用户在命令上述变焦调整再次开始时,也与投影哪个图像相应地指令。还有,该第2测试图形图像,只要其大小与变焦调整后所投影的图像相同,则可以是任意的图像,但是,在下面,设为白色矩形的图像。
然后,上述拍摄图像的图像信号,被存储在输入信号处理部130内的存储器135中。
并且,摄像部131如同前面所述,由于其方向被调整以便于至少拍摄投影区域,因而拍摄图像上至少拍摄到投影区域。
还有,控制部110从存储器135读取由步骤S106所存储的图像信号,并进行二值化像素区段处理及周围区段提取处理(步骤S108)。以下,对于各种处理予以说明。
首先,二值化像素区段处理对拍摄图像的每个像素,判断其像素的亮度值是否超过预先所设定的对于亮度值的阈值,如果亮度值大于等于阈值则将该像素值替换为1(白色),另一方面,如果比阈值小则将该像素值替换为0(黑色)。然后,将拍摄图像分割为多个区段,如果在区段内的白色像素数多于或等于黑色像素数,则将该区段整体设为白色,另一方面,如果在区段内的白色像素数比黑色像素数少,则将该区段整体设为黑色。该处理的结果是,在拍摄图像内,只使被拍摄到的反射区域的部分作为白色区段的集合而显现。
周围区段提取处理用来提取二值化像素区段处理后的图像内的反射区域的轮廓部分,也就是提取与上述白色区段集合轮廓部分相当的区段。具体而言,在二值化像素区段处理后的图像中,精密检查整个区段,当白色区段的上下左右的4个方向上相邻的区段全部是白色时,通过将该白色区段替换为黑色,最后将上述轮廓部分作为白区段提取。并且,这种情况也可以取代上述的4个方向,而精密检查8个方向相邻的区段是否全部为白色。
在下面,在变焦编码器值=Zn时,将通过周围区段提取处理所得到的图像信号(下面,有时只称为“图像”)表示为周围区段图像Fn,另外,将通过周围区段提取处理被提取的,相当于反射区域的轮廓部分的白色区段的连接部分表示为周围区段Hn。
接下来,控制部110将由步骤S108所得到的周围区段图像Fn和变焦编码器值Zn存储到存储器111(步骤S110)。
接下来,进行反馈工作(步骤S112),以使变焦编码器值成为向广角侧仅变焦特定量Zw的值。该变焦编码器值的特定量Zw,被预先设定并存储在存储器111中。然后,该特定量Zw由控制部110读取,并进行反馈工作,以使当前的变焦编码器值Zn变为Zn+Zw。并且,下面,将变焦编码器值Zn+Zw表示为变焦编码器值Zn+1。
还有,如图2所示,步骤S112~步骤S124根据条件有时被重复进行,但是,在最初进行步骤S112时,如上所述,变焦编码器值Zn为0(最望远侧)。
接下来,在变焦编码器值为Zn+1的状态下,摄像部131再次拍摄白板W(步骤S114)。然后,拍摄图像的图像信号被存储到存储器135中。
接下来,控制部110将在步骤S114中存储在存储器135中的图像信号读取,并根据该图像信号进行二值化像素区段处理及周围区段提取处理(步骤S116)。该步骤S116因与步骤S108是完全相同的处理而省略说明。并且,通过该步骤S116,可以得到周围区段图像Fn+1。
接下来,控制部110将由步骤S116所得到的周围区段图像Fn+1和变焦编码器值Zn+1存储到存储器111(步骤S118)。
接下来,控制部110进行不变化区段提取处理(步骤S120)。该不变化区段提取处理用来对存储器111中所存储的周围区段图像Fn和周围区段图像Fn+1进行比较,并提取处于相同位置的白色区段(下面称为“不变化区段“)。并且,在得到周围区段图像的阶段,由于白色区段仅成为周围区段,因而也可以认为不变化区段提取处理,相当于对两个周围区段中的相当于一致部分的区段进行提取的处理。
在该步骤S120中,首先在周围区段图像Fn和周围区段图像Fn+1中进行AND(与)处理。具体而言,对周围区段图像Fn和周围区段图像Fn+1之间且分别处于相同位置的区段的颜色进行比较,在同时为白色的情况下,则将该区段设为白色,除此之外,即,在白色×黑色或者黑色×黑色的组合形成的情况下,则设为黑色。其次,在该AND处理的结果为白色区段(不变化区段)被提取的情况下,控制部110将该不变化区段的坐标存储到存储器111中。
还有,在上述的AND处理的结果为不变化区段被提取的情况下,表示在改变变焦编码器值前后的反射区域的轮廓部分(周围区段)中有一致的部分,即意味着投影区域已从白板W超出,有关其详细情况在下面加以说明。
接下来,控制部110根据步骤S120的结果来判定是否有不变化区段(步骤S122)。然后,在判定为没有不变化区段的情况下,进行步骤S124,在判定为有不变化区段的情况下,进行步骤S126。
在步骤S122中,在判定出没有不变化区段的情况下,控制部110将周围区段图像Fn+1及变焦编码器值Zn+1的值,分别复制到存储器111内存储有周围区段图像Fn及变焦编码器值Zn的区域(步骤S124)。以此,周围区段图像Fn和变焦编码器值Zn被写入。
若步骤S124结束,再次回到步骤S112,之后,进行步骤S112~步骤S122。然后,该步骤S112~步骤S124被反复进行直至在步骤S122中判定为有不变化区段。
另一方面,在步骤S122中判定出具有不变化区段的情况下,控制部110进行控制(步骤S126),以使当前的变焦编码器值从Zn+1回到Zn。由于当前的前一个变焦编码器值Zn在步骤S110中被存储到存储器111中,因而控制部110读取该变焦编码器值Zn作为所希望的变焦编码器值,且对反馈工作进行控制。
然后,若步骤S126结束,则本次变焦调整停止。
下面,使用图3具体说明步骤S108以后的工作被进行时的投影区域、反射区域、周围区段图像以及不变化区段提取处理后图像的变化。
图3是表示本实施示例中图像光的投影状态和对于拍摄图像实施各种处理后的图像的说明图。
在图3中,(A1)~(C1)以该顺序并按时间序列表示变焦编码器值分别为0(初始值)、Z1及Z2时的图像光的投影状态,(A2)~(C2)分别表示在(A1)~(C1)情况下所得到的周围区段图像F0、F1及F2,(D)表示根据周围区段图像F0及F1所进行的不变化区段提取处理后的图像,(E)表示根据周围区段图像F1及F2所进行的不变化区段提取处理后的图像。
在图3(A1)~(C1)中,白板W上的空白区域表示反射区域。
在图3(A2)~(C2)中,将周围区段图像F0、F1及F2的周围区段分别作为周围区段H0、H1及H2加以表示。
此处,由于白板W如上所述,和背后的墙壁等隔开被设置,因而即使图像光的一部分被投影到其背后的墙壁等上,因为来自该墙壁的反射光与来自反射区域的反射光相比较弱,所以背后的墙壁等所显示的图像较暗而不易看清。因此,在对拍摄图像实施二值化像素区段处理时,虽然将与该墙壁等相当的像素替换为黑色,但是为了易于分清白板W的轮廓,下面设为,在图中表示周围区段图像的情况下,使相当于白板W的区域(下面称为“白板区域“)Wr呈黑色,并且对相当于白板W的背后区域施加阴影线来表示。
以变焦编码器值Zn=0的状态开始进行本次变焦调整工作后,在步骤S106中,如图3(A1)所示,设白色矩形的第2测试图形图像被投影,且白板W被拍摄。
其后,在步骤S108中,进行二值化像素区段处理及周围区段提取处理后的结果是,得到图3(A2)所示的周围区段图像F0。并且,由于进行步骤S100~步骤S104,因而投影区域纳入白板W内,投影区域和反射区域一致,因此,相当于反射区域的轮廓的周围区段H0纳入白板区域Wr内。
接下来,在步骤S112中设为,变焦编码器值从0,成为向广角侧进行特定量Zw变焦的Z1。此时,如图3(B1)所示,投影区域和反射区域一致,同时,使其左端与白板W的左端(边缘)一部分形成一致并纳入白板W内。这种情况下,步骤S116的结果是,可得到如图3(B2)所示的周围区段图像F1,而周围区段H1,纳入在白板区域Wr内以使其左端形成一致。还有在步骤S118中,周围区段图像F1和变焦编码器值Z1被存储到存储器111中。
然后,在接下来的步骤S120中,虽然比较周围区段图像F0和周围区段图像F1并施以AND处理,但是由于周围区段图像F0和周围区段图像F1,如图3(A2)及(B2)所示在相同位置没有白色区段,因而如图3(D)所示,不变化区段不被提取。
因此,在步骤S122中被判定为没有不变化区段,而进行步骤S124,并在存储器111内的存储有周围区段图像F0的区域上复制周围区段图像F1,并且在存储器111内的存储有变焦编码器值Z0的区域上复制变焦编码器值Z1。然后,回到步骤S112,变焦编码器值从Z1,成为进一步向广角侧正好进行特定量Zw变焦的Z2。此时,如图3(C1)中虚线所示的,投影区域的左端从白板W超出。
这种情况下,步骤S116的结果为,周围区段图像F2成为图3(C2)所示的形式。此处,如图3(C1)所示,由于投影区域的左端从白板W超出,且不被白板W所反射,因而投影区域和反射区域不完全一致,反射区域的左端与白板W的左端形成一致而不是与投影区域的左端一致。因此,相当于反射区域的轮廓的周围区段H2的左端,成为相当于白板W的左边而不是相当于投影区域的左端。然后,此时的周围区段图像F2及变焦编码器值Z2则在步骤S118中被存储到存储器111中。
然后,在接下来的步骤S120中,这次是比较周围区段图像F1和周围区段图像F2。由于图3(B1)及(C1)表示的反射区域的左端,同时与白板W左边的至少一部分一致,因而周围区段H1的左端和周围区段H2的左端,同时相当于白板W左边的至少一部分,且部分上形成一致。因此,对周围区段图像F1和周围区段图像F2进行AND处理结果为,如图3(E)所示,在白板区域Wr的左端位置上不变化区段G被提取。并且,由于周围区段H2比周围区段H1更大,因而不变化区段的大小变为周围区段H1左端的大小。
由于在步骤S120中不变化区段被提取,因而进行到步骤S126,变焦编码器值从Z2返回到Z1,并停止变焦调整。然后,以上的变焦调整结果为,如图3(B1)所示,投影区域可靠地纳入在白板W内。
A1-3.第1实施示例的效果:
如以上所说明的,在使投影区域逐渐放大时,投影区域纳入在白板W内的情况下,变焦编码器值增加前后的反射区域的轮廓相互不一致。另一方面,在投影区域的端部与白板W边缘的一部分形成一致后,若投影区域超出白板W,则在与该超出部分的分界上,反射区域的轮廓的一部分与白板W边缘的一部分形成一致。因此,变焦编码器值增加前后的反射区域的轮廓,在白板W的边缘上部分上形成一致。
因此,在白板W的边缘上,由于相当于部分上形成一致处的区段作为不变化区段被提取,因而通过判定是否有该不变化区段,即使在白板W上没有表示边缘的标记的情况下,也能够检测投影区域从白板W超出的状况。
然后,在判定为有不变化区段的情况下,由于进行反馈工作,以使当前的变焦编码器值成为当前的之前一个变焦编码器值,即成为在判定为没有不变化区段时的最大变焦编码器值,因而,最终投影区域可靠地纳入白板W内。另外,此时在投影机的当前设置位置中,仅以本次变焦调整即可使反射区域被放大为可放大的最大尺寸。
并且,在倾斜投影的情况下,在不是投影区域的端部而是投影区域的顶点与白板W的边缘形成一致后,若投影区域被进一步放大,则投影区域变为从白板W超出,但是这种情况也与上述相同,从周围区段图像,作为不变化区段提取相当于与白板W边缘形成一致的投影区域顶点的区段。此时的不变化区段,相当于与上述白板W边缘形成一致的投影区域的顶点。
A2.第2实施示例
A2-1.变焦调整的目的:
本实施示例中说明变焦调整,该变焦调整的目的是同时考虑梯形矫正并使反射区域对于投影对象物充分大。
还有,本实施示例中投影机的结构,因与图1表示的投影机100相同而省略说明。另外,下面设为,投影测试图形图像与第1实施示例相同。
首先,使用图4说明该变焦调整的目的。图4是表示在梯形矫正前后的图像光投影状态的说明图。图4中(A)表示梯形矫正前的图像光的投影状态,(B)表示在(A)状态下进行梯形矫正后的图像光的投影状态。在图4中,以虚线框表示投影区域,以空白表示反射区域。
变焦调整后,如图4(A)所示,使投影区域的整个左边稍超出白板W地投影图像光,并形成为投影图像的一部分未显示在白板W上的状态。若在该状态下进行梯形矫正,如图4(B)所示,则反射区域被矫正为矩形,投影图像全部显示在白板W上。另外,此时反射区域的大小,变得对于白板W充分大。
本实施示例中的变焦调整是,预先调整投影区域的大小,由于在投影区域的至少整个一边正好从白板W超出的状态下使变焦调整停止,然后,在通过梯形矫正使反射区域被矫正为矩形的情况下,使得投影图像全部显示于白板W上。
A2-2.变焦调整的具体工作:
下面,使用图1、图5及图6来说明变焦调整的具体工作,上述变焦调整的具体工作以同时还考虑梯形矫正并对于投影对象物充分增大反射区域为目的。
图5是表示本实施示例中变焦调整顺序的流程图。
步骤S200~步骤S222及步骤S222中在被判定为没有不变化区段的情况下所进行的步骤S224的顺序,由于与图2表示的步骤S100~步骤S124的顺序完全相同而省略说明。
另一方面,在步骤S222中,在被判定为有不变化区段时所进行的步骤S226及其以后的顺序,由于与图2表示的步骤S126及其以后的顺序不同,下面,对在步骤S222中判定为有不变化区段时的工作予以说明。
若在步骤S222中判定为有不变化区段,则控制部110通过标记处理将不变化区段划分为不变化区段块(步骤S226)。在步骤S220中提取不变化区段的结果为,所提取的不变化区段形成为数个不变化区段的块。因此,在本步骤S226中,对于相同的不变化区段块所包含的区段,添加作为属性的相同号码(标记),以实现以唯一意义来确定各自的不变化区段块。
接下来,控制部110,检测相当于周围区段Hn顶点的区段(下面称为“顶点区段“),并将已检测的顶点区段的坐标存储到存储器111中(步骤S228)。并且,在下面,说明使用顶点作为周围区段Hn特征点一例的情况,但是也可以将其它的点作为周围区段Hn的特征点予以使用。
并且,有关该顶点区段的检测处理的详细情况下面进行叙述。
接下来,控制部110判断,由步骤S228所检测出的顶点区段之中2个或2个以上的顶点区段,是否被包括在任一不变化区段块中(步骤S230)。由于在存储器111中不变化区段及顶点区段的各坐标已被存储,因而通过这些坐标来判断在不变化区段块中是否包括各顶点区段。
然后,控制部110根据步骤S230的结果,将不变化区段块所包括的顶点区段数予以合计,并判定在任一不变化区段块上是否包括2个或2个以上的顶点区段(步骤S232)。然后,在判断为在任一的不变化区段块上包括2个或2个以上的顶点区段的情况下则进行步骤S234,另一方面,在全部的不变化区段块所包括顶点区段数是0或者1的情况下,则进行步骤S224。
在步骤S232中,若判定为不变化区段块所包括的顶点区段数为2个或2个以上,则控制部110从存储器111读取变焦编码器值Zn。然后,进行反馈工作(步骤S234),以使变焦编码器值从Zn+1返回到Zn。
然后,若步骤S234结束,则本次变焦调整停止。
下面,使用图6具体说明步骤S214及其之后的工作被进行时,投影区域、反射区域、周围区段图像及不变化区段提取处理后的图像的变化。并且,在下面设为,白色矩形的测试图形图像,为从右侧斜下方被倾斜投影。
图6是表示本实施示例中图像光的投影状态和对于拍摄图像实施各种处理后的图像的说明图。
在图6中,(A1)~(D1)以该顺序并按时间序列表示变焦编码器值分别为Zn、Z1+1、Zn+2及Zn+3时的图像光的投影状态,(A2)~(D2)分别表示在(A1)~(D1)情况下所得到的周围区段图像Fn、Fn+1、Fn+2及Fn+3,(E)表示根据周围区段图像Fn及Fn+1所进行的不变化区段提取处理后的图像,(F)表示根据周围区段图像Fn+1及Fn+2所进行的不变化区段提取处理后的图像,(G)表示根据周围区段图像Fn+2及Fn+3所进行的不变化区段提取处理后的图像。
在图6(A1)~(D1)中,白板W上的空白区域分别表示反射区域En、En+1、En+2及En+3,另外,虚线表示从白板W超出的投影区域,另外,将该投影区域的4个顶点,分别作为顶点q1~q4来表示。并且,在图6(A1)及(B1)中,由于投影区域纳入在白板W内,因而省略虚线。
在图6(A2)~(D2)中,将周围区段图像Fn、Fn+1、Fn+2及Fn+3内的周围区段,分别作为周围区段Hn、Hn+1、Hn+2及Hn+3来表示。
在图6(B2)、(C2)、(F)及(G)中,设P11~P14及P21~P24分别表示顶点区段。
并且,白板W如上所述,设为与背后的墙壁等隔开而设置的形式,与图3相同,为易于判明白板W的轮廓,将白板区域设为黑色来表示,同时在相当于白板W背后的区域施加影线来表示。
在步骤S214中,如图6(A1)所示在投影图像光以使投影区域纳入在白板W的状态下拍摄白板W,之后,在步骤S224中,将图6(A2)上表示的周围区段图像Fn及变焦编码器值Zn存储到存储器111,在步骤S212中,设变焦编码器值为向广角侧进行特定量Zw变焦的值Zn+1。然后,此时如图6(B1)所示,投影图像光使投影区域左上方的顶点q3与白板W的左上角一致,且使之纳入在白板W内。
在步骤S214中,图6(B1)所示的白板W被拍摄,在步骤S218中,图6(B2)所示的周围区段图像Fn+1及变焦编码器值Zn+1被存储到存储器111中。
接下来,虽然在步骤S220中进行不变化区段提取处理,但是如图6(A1)及(B1)所示,由于在各自的投影状态下投影区域同时纳入在白板W内,因而反射区域En+1与反射区域En的轮廓不一致,而被放大得比反射区域En更大。因此,周围区段Hn与周围区段Hn+1不一致,如图6(E)所示,不提取不变化区段。
因此,在步骤S222中判定为没有不变化区段,进行到步骤S224,在步骤S224中,周围区段图像Fn+1及变焦编码器值Zn+1在周围区段图像Fn及变焦编码器值Zn上被写入,上述周围区段图像Fn及变焦编码器值Zn被存储在存储器111中。
然后,再次在步骤S212中,变焦编码器值向广角侧进行特定量Zw变焦,并变为Zn+2。此时如图6(C1)所示,设为使投影区域左下方的顶点q2与白板W的左边一致,且图像光被投影以使投影区域的整个左边正好从白板W超出。此时,在步骤S214中,图6(C1)所示的白板W被拍摄,在步骤S218中,图6(C2)所示的周围区段图像Fn+2及变焦编码器值Zn+2被存储到存储器111中。
此处,在图6(C1)中以虚线表示的从白板W超出的投影区域,不被白板W反射。因此,图6(C2)所示的周围区段Hn+2的左侧区域k21及上侧区域k22,成为相当于白板W的左侧边缘一部分及上上边缘一部分,而不是投影区域的左端一部分及上端一部分。
然后,在接下来的步骤S220中,根据周围区段图像Fn+1及Fn+2,检测不变化区段。
由于周围区段Hn+1的左上角相当于白板W的左上角,另外,周围区段Hn+2的左侧区域k21及上侧区域k22,如上所述,相当于白板W的左侧边缘一部分及上部边缘一部分,因而周围区段Hn+1及Hn+2,同时包括相当于白板W左上角的区段。因此,该区段作为不变化区段被提取,此时,投影区域En+1的顶点q3到达该不变化区段。然后,在步骤S222中,由于被判定为有不变化区段,因而进行到步骤S226,在步骤S226中,不变化区段块被判断为一个。然后,在步骤S228中,检测周围区段Hn+1的顶点区段P11~P14,在步骤S230中,判断顶点区段P11~P14是否被包括在上述的不变化区段块中。
此时的不变化区段(块)是相当于白板W左上角的区段,另外,该区段如图6(B2)所示,在步骤S228中,作为周围区段Hn+1左上角的顶点区段P13被检测。
因此,这种情况下,由于在不变区段块中只包括有1的个顶点区段,因而在步骤S232中,未满足条件而进行步骤S224。然后,在步骤S224中,周围区段图像Fn+2及变焦编码器值Zn+2,各自在存储器111中存储的周围区段图像Fn+1及变焦编码器值Zn+1上被写入。
然后,再次在步骤S212中,变焦编码器值向广角侧进行特定量Zw变焦,并变为Zn+3。此时,如图6(D1)所示,设为投影图像光以使除投影区域左上方顶点q3之外,还使左下方的顶点q2及右上方的顶点q1超出白板W的边缘,使得投影区域的整个左边超出白板W。然后,在步骤S214中,图6(D1)所示的白板W被拍摄,在步骤S218中,图6(D2)所示的周围区段图像Fn+3及变焦编码器值Zn+3被存储到存储器111中。
此处,在图6(D1)中以虚线表示的从白板W超出的投影区域,未被白板W反射。因此,图6(D2)所示的周围区段Hn+3的左侧区域k31及上侧区域k32,变为相当于白板W的左侧边缘一部分及上部边缘一部分,而不是投影区域的左端一部分及上端一部分。
然后,在接下来的步骤S220中,根据周围区段图像Fn+2及Fn+3,检测不变化区段。
如上所述,由于周围区段Hn+2的左侧区域k21及周围区段Hn+3的左侧区域k31同时相当于白板W的左侧边缘一部分,因而部分上形成一致。并且与此相同,由于周围区段Hn+2的上侧区域k22及周围区段Hn+3的上侧区域k32同时相当于白板W的上部边缘一部分,因而部分上形成一致。因此,在相当于该白板W的左侧边缘一部分及上部边缘一部分的区段中不变化区段及不变化区段块被检测。
此处,由于与投影区域En+2相比,投影区域En+3被向更广角侧变焦,因而若对周围区段Hn+2和周围区段Hn+3之间的大小加以比较,则周围区段Hn+3更大。因此,相当于周围区段Hn+2和周围区段Hn+3之间的一致部分的不变化区段块,如图6(G)所示,作为将更小的周围区段Hn+2的左侧区域k21和上侧区域k22合并的部分被检测。
然后,在步骤S226中,判断为有1个区段块,在接下来的步骤S228中,图6(C2)所示的周围区段Hn+2的顶点区段P21~P24被检测,在步骤S230中,判断顶点区段P21~P24是否被包括在上述的不变化区段块中。并且,顶点区段P22变为相当于投影区域的顶点q2。
如上所述,由于图6(G)所示的不变化区段块是将图6(C2)表示的周围区段Hn+2的左侧区域k21和上侧区域k22合并的部分,因而,顶点区段P23及P22被判断为包括在该不变化区段块中。
因此,由于不变化区段块上包括有2个顶点区段,因而在接下来的步骤S232中,条件得以满足并进行步骤S234。
若使用顶点作为投影区域特征点的一例,随着投影区域放大,则不变化区段块延伸、投影区域顶点逐渐向不变化区段块的两端靠近。然后,若投影区域的顶点与白板W的边缘形成一致后,其顶点超出白板W的边缘,且投影区域的至少整个一边超出,则变为投影区域的顶点到达不变化区段块的至少一端、相当于该顶点的区段变为顶点区段。另外,此时不变化区段块的其它端,或者相当于白板W角上的区段之中,至少1个或1个以上的区段也变为顶点区段。因此,通过判定在不变化区段块中是否包括有2个或2个以上的顶点区段,能够判定是否投影区域的顶点到达不变化区段块,是否至少整个一边已超出。并且,相当于白板W角上的区段成为顶点区段是,如图6(C1)及(D1)所示,在白板W的角被包括在投影区域中的情况下。
并且,也可以使用顶点以外的点作为投影区域的特征点。
接下来,在步骤S234中,进行反馈工作,停止变焦调整工作,以使变焦编码器值变为存储器111中所存储的前一个变焦编码器值Zn+2。
然后,以上变焦调整的结果为,如图6(C1)所示,使投影区域左下方的顶点q2与白板W的左侧边缘一致,且使投影区域的整个左边从白板W超出。
然后,以上的变焦调整后,若进行上述的梯形矫正,则如图4(B)所示,反射区域被矫正为矩形,投影图像全部被显示于白板W上。另外,反射区域的大小,变得对于白板W充分大。
A2-3.顶点区段检测处理的详细工作:
下面,使用图7说明在上述步骤S228被进行的顶点区段检测处理的详细工作。
图7是表示本实施示例中顶点区段检测处理的说明图。在图7中,(A)~(E)以该顺序并按照时间序列表示顶点区段检测处理。
顶点区段检测处理中,首先,确定以图7(A)的一点划线表示的对于X坐标轴成45°的线L1(以下称为“搜索线”),在该搜索线L1经过周围区段图像的中心时,对搜索线L1上的白色区段数进行计数。此时,由于如图7(A)所示的施加有阴影线的两个白色区段Ba1及Ba2在搜索线L1上,因而所计数的白色区段数为2。
接下来,使搜索线L1向右上方移动,对搜索线L1上的白色区段数进行计数。例如,由于在图7(B)的状态下,施加有阴影线的白色区段Bb1及Bb2在搜索线L1上,因而所计数的白色区段数为2。
然后,如图7(C)所示,若搜索线L1越过相当于周围区段图像顶点的区段,则在搜索线L1上的白色区段数为0。还有,此时使搜索线L1返回使搜索线L1上的白色区域数为1,在此时位于搜索线L1上的白色区段之中确定顶点区段。
具体而言,对在返回后的搜索线L1上的每个白色区段中的,区段内所包括的像素的二值化像素区段处理前的亮度值合计,并将其合计值为最大的区段作为顶点区段进行确定。例如,如图7(D)所示,在返回后的搜索线L1上只有1个白色区段的情况下,将该白色区段作为第1顶点区段P1进行确定,但是根据周围区段的形状,返回后的搜索线L1上有时存在多个白色区段,这种情况下,按照上述的方法,从多个白色区段中将1个区段作为顶点区段进行确定。
并且,对如上所述亮度值的合计值计算的结果为,在合计值为最大的区段多个存在的情况下,将相当于中间位置的区段作为顶点区段来确定。
接下来,这次使搜索线L1,从周围区段图像的中心向左下方方向移动,与上述相同地对第2顶点区段P2进行检测。
接下来,确定以图7(A)的一点划线表示的对于X坐标轴成135°的搜索线L2,使其从图像中心点向左上方及右下方方向依次移动,与上述相同分别检测顶点区段P3及P4,结束顶点区段检测处理。
然后,在以上说明的顶点区段检测处理结束后,如图7(E)所示,检测周围区段图像的4个顶点区段P1~P4。
A2-4.第2实施示例的效果:
如以上说明,通过进行本实施示例的变焦调整,即使是在白板W上没有表示边缘的标记的情况,通过对不变化区段块所包括的顶点区段数进行计数,并判定所计数的顶点区段数是否为2个或2个以上,也能够判定不变化区段到达投影区域的顶点,图像光的至少整个一边从白板W超出。
另外,在判定为不变化区段块所包括顶点区段数最初为2个或2个以上的阶段,进行反馈工作,以使其回到当前的前1个的变焦编码器值,即投影区域的第2顶点与白板W的边缘一致,且投影区域的至少整个一边正好从白板W超出时的变焦编码器值。
因此,通过变焦调整后的梯形矫正,投影图像全部被显示在白板W上,与此同时能够预先调整投影区域的大小,以使反射区域的大小对于白板W变得充分大。
B.变形示例
并且,本发明不限于上述的实施示例及实施方式,在不脱离其要点的范围中,在各种形式中可以实施,例如也可以是以下的这种变形。
B1.变形示例1:
上述的实施示例中,作为第2测试图形图像,使用了与变焦调整后被投影的图像相同大小的白色矩形图像,取而代之,也可以投影与变焦调整后被投影的图像相同大小的矩形的显示上下左右各边的图像。下面,使用图8说明这种情况的变焦调整。
图8是表示变形示例1中测试图形图像和白板W的拍摄图像的说明图。
在图8中的(A)表示变形示例1中所使用的4个测试图形图像,(B)表示在(A)所示的测试图形图像被投影时白板W的拍摄图像,(C)表示从(B)状态开始使投影区域向广角侧以特定量变焦时白板W的拍摄图像。
在变形示例1中,变焦调整的顺序是,首先进行图2表示的步骤S100~步骤S104。接下来,省略步骤S106及步骤S108,取代步骤S110地,只将此时的变焦编码器值Zn存储到存储器111中。
接下来,取代步骤S114,按顺序将图8(A)表示的4个测试图形图像投影,并分别拍摄投影时的白板W。在投影区域纳入白板W内的情况下,通过拍摄所得到的4张拍摄图像,成为如图8(B)所示的。并且,图8(B)中,将该4张拍摄图像重叠并显示。
然后,取代步骤S116,对于所得到的4张拍摄图像,分别进施二值化像素处理。所谓该二值化像素处理,相当于前面说明的二值化像素区段处理的前半部处理,也就是,相当于将各像素进行白或者黑的二值化为止的处理。接下来,取代步骤S118,只将此时的变焦编码器值预先存储到存储器111中。然后,取代步骤S120,对各个拍摄图像内的白色像素数进行计数。
接下来,取代步骤S122,判定在任一拍摄图像中所计数的白色像素数是否比事先设定的阈值更多。此时,在全部拍摄图像中,在所计数的白色像素数比阈值更多的情况下,判断为投影区域全部纳入白板W内。然后,这种状态下取代步骤S124,仅使变焦编码器值Zn+1,被复制到存储器111内的变焦编码器值Zn被存储的区域,进行到步骤S112。
另一方面,在任一拍摄图像中,在所计数的白色像素数小于等于阈值的情况下,如以图8(C)的虚线所示,被判断为任一投影区域呈已从白板W内超出的状态。并且,这种状态相当于,在上述的实施示例中投影白色矩形测试图形图像,投影区域的任一一边整个从白板W超出,在拍摄图像上投影区域的任一一边整个不被拍摄到的状态。
然后,若被判断为任一投影区域都从白板W超出则进行到步骤S126,在步骤S126完成后变焦调整停止。
如以上所说明的,将与变焦调整后所投影的图像相同大小的矩形的且显示上下左右各边的图像作为测试图像,分别进行投影,通过把拍摄图像内的白色像素数与阈值进行比较,能够容易地确认变焦调整后所投影图像的整个一边是否从白板W超出,因此能够将该确认相关的处理高速化地进行,而以短时间来进行变焦调整。
B2.变形示例2:
另外,在变形示例1以外,也能够在上述的实施示例中将显示变焦调整后所投影图像的各特征点的图像作为第2测试模式图像予以使用。并且,在以下中,说明以使用顶点来作为变焦调整后所投影的图像特征点一例的形式,但是也可以将顶点以外的点作为特征点予以使用。
图9是表示变形示例2中测试图形图像和白板W的拍摄图像的说明图。在图9中的(A)表示在变形示例2中所使用的测试图形图像,(B)表示(A)所示的测试图形图像被投影时的白板W的拍摄图像,(C)表示从(B)状态开始使投影区域向广角侧以特定量变焦时的白板W的拍摄图像。
在变形示例2中,变焦调整的顺序是,首先进行图2所示的步骤S100~步骤S104。接下来,省略步骤S106及步骤S108,取代步骤S110,只将此时的变焦编码器值存储到存储器111中。
接下来,进行步骤S112后,取代步骤S114,如图9(A)所示,依次投影在四角的任一角上具有角图形的矩形的4个测试图形图像,并拍摄分别投影时的白板W。在投影区域纳入白板W内的情况下,在4个拍摄图像中,分别拍摄到相当于角图形C1~C4的角图形图像Cr1~Cr4,形成为如图9(B)所示的。并且,虽然得到4个拍摄图像,但在图9(B)中,将此4个重叠并予以显示。
然后,取代步骤S116,对于所得到的4个拍摄图像,分别进行上述的二值化像素处理。
接下来,取代步骤S118,只将此时的变焦编码器值预先存储在存储器111中。然后,取代步骤S120地,确认在各自的拍摄图像中是否有白色像素。在有白色像素的情况下,判断有角图形图像被拍摄到,也就是,被判断为投影区域的顶点纳入白板W内,并被拍摄到在拍摄图像内。
接下来,取代步骤S122,计算各拍摄图像内被拍摄到的角图形图像的合计数,并判定该合计数是否为预先设定的指定数。例如,将指定数设定为4。如果使投影区域的大小逐渐变大,则投影区域纳入白板W内时,由于投影区域的顶点全部被拍摄到于拍摄图像中,因而上述的角图形图像的合计数变为指定数的4。然后,在这种情况下,取代步骤S124,只使变焦编码器值Zn+1被复制在存储器111内的变焦编码器值Zn被存储的区域,进行到步骤S112。
另一方面,若投影区域的顶点超出投影对象物的边缘,投影区域从白板W超出,则其顶点变为不被拍摄到在拍摄图像上,上述的角图形图像的合计数变为3或3以下。然后,由于在这种情况下角图形图像的合计数未达到指定数,因而进行到步骤S126。例如,如图9(C)所示在投影区域的上侧从白板W超出的情况下,由于左下角及右下角的角图形图像Cr3及Cr4被拍摄到,因而角图形图像的合计数为2。
然后,进行到步骤S126后,在完成步骤S126后变焦调整停止,最终,投影区域可靠地纳入白板W内。
并且,关于上述的测试图形图像,也能够适用于第2实施示例中的变焦调整,该变焦调整是以考虑梯形矫正且对于投影对象物充分增大反射区域为目的的。这种情况下,将上述指定数预先设定为2。
投影区域的第1顶点从白板W超出,且第2顶点与白板W的边缘一致,变为投影区域的整个一边正好从白板W超出的状态后,若进一步向广角侧进行变焦,使第2顶点也从白板W超出,使投影区域的整个一边完全从白板W超出,则在拍摄图像内,超出的2个顶点不被拍摄到,因此,上述的角图形图像的合计数变为指定数2。然后,由于在该阶段返回到前1个的变焦编码器值,因而与上述的第2实施示例相同,能够调整投影区域的大小,以使投影区域的整个一边稍超出。
另外,在上述的实施示例中设为,预先将投影区域在步骤S102中变焦为最望远侧,逐渐向广角侧进行变焦,但是也可以取而代之,在使用上述的测试图形图像的同时,预先将投影区域在步骤S102中变焦为最广角侧,逐渐向望远侧进行变焦。
图10是表示在变形示例2中逐渐向望远侧变焦时的白板W的拍摄图像的说明图。在图10中,(A)表示变焦调整开始最初的白板W的拍摄图像,(B)表示从(A)的状态开始使投影区域向望远侧进行特定量变焦时的白板W的拍摄图像,(C)表示从(B)状态开始使投影区域进一步向望远侧进行特定量变焦时的白板W的拍摄图像。
该变焦调整中,在通过步骤S102变焦为最广角侧的同时,在步骤S104中,对投影机100及白板W的位置进行调整,如图10(A)所示,预先设为使投影区域的全部顶点从白板W超出。另外,在步骤S112中,设为进行反馈工作以使变焦编码器值成为向望远侧进行特定量Zw变焦的值。进而,省略步骤S126,设定为在拍摄图像内所拍摄到的角图形图像的合计数变为指定数的阶段,停止变焦调整。
由于按这种方法而形成,例如,若预先将指定数设定为4,则在投影区域的全部顶点从白板W超出的期间,在拍摄图像内投影区域顶点不被拍摄到,因此,角图形图像的合计数变为0而不是指定数,但是随着投影区域逐渐缩小,如图10(B)表示的角图形图像Cr3、Cr4那样地,在拍摄图像内的投影区域顶点依次被拍摄到,最终结果如图10(C)所示,若投影区域的第4顶点与白板W的边缘一致,投影区域全部纳入白板W,则在拍摄图像内的投影区域全部顶点被拍摄到,角图形图像的合计数变为指定数的4。然后,由于在该阶段变焦调整停止,因而投影区域可靠地纳入白板W内。并且,如果将指定数设为2,则如图10(B)所示与第2实施示例相同,也能够调整投影区域的大小以使投影区域的整个一边正好超出。
如以上所说明的,通过将表示变焦调整后所投影的图像各特征点的图像作为测试图形图像进行投影,计算在各个拍摄图像内拍摄到的特征点的合计数,并判定是否变为指定数,由于能够容易地确认投影区域是否纳入白板W内,或者投影区域的至少整个一边是否从白板W超出,因此能够对涉及该确认的处理进行高速化,而以短时间来进行变焦调整。
B3.变形示例3:
在上述的第2实施示例中,如图6(C1)所示,停止变焦调整直到图像光的投影状态为,投影区域的第2顶点与白板W的边缘一致并变为投影区域的整个一边正好从白板W超出的状态,但是也可以,在投影区域的第2顶点与白板W的边缘形成一致的仅仅之前停止变焦调整,以使其成为投影区域的整个一边基本上从白板W超出的状态。
这种情况下,省略图5所示的步骤S228,在接下来的步骤S230中,将判断在不变化区段块中是否包括有各顶点区段变换为使用存储器111所存储的不变化区段坐标及顶点区段坐标,来计算第2顶点区段与不变化区段块之间的距离,与此同时在接下来的步骤S232中,判定在步骤S230计算出的距离是否小于等于预先设定的预定值,当被判定为小于等于预定值时,进行到步骤S234,另一方面,在被判定为比预定值更大的情况下,即可以进行到步骤S224。
B4.变形示例4
上述的实施示例中,将下述两种变焦调整作为不同的实施示例进行了说明,但是也可以构成使其能够选择性地进行两种变焦调整的投影机,上述两种变焦调整是以仅通过变焦调整将投影区域可靠地纳入投影对象物内为目的的变焦调整,和以考虑梯形矫正并对于投影对象物使反射区域充分大为目的的变焦调整。
具体而言,在图2表示的步骤S100及图5表示的步骤S200的进行前,用户选择进行哪一种的变焦调整,通过图1表示的键盘输入设备101或者遥控输入设备102将选择结果输入到控制部110。其后,所选择的变焦调整如上述而被进行。
由于按这种方法而形成,用户能够根据投影机100的设置位置,来判断梯形矫正的必要性等,并选择合适的变焦调整。
B5.变形示例5:
在上述的实施示例中,在图2表示的步骤S126和图5表示的步骤S234中,为使投影区域返回为前1个的大小,而读取存储器111所存储的当前前1个的变焦编码器值Zn,并进行反馈工作以使其成为该值,但是也可以取代变焦编码器值Zn,读取存储器111所存储的特定量Zw,计算从当前变焦编码器值中减去特定量Zw的值,并进行反馈工作以使其成为该值。由于按这种方法而形成,而不用每次都将当前的变焦编码器值Zn存储在存储器111中,因而能够减小存储器111的容量并降低投影机的成本,与此同时由于步骤被简单化,因而能够高速进行变焦调整。
另外,在图2表示的步骤S126和图5表示的步骤S234中,也可以取代将投影区域返回为前1个的大小,将与特定量Zw不同的变焦编码器值的特定量Zt预先存储在存储器中,计算从当前变焦编码器值中减去特定量Zt的值,并进行反馈工作以使其成为该值。由于按这种方法而形成,例如,在投影对象物的任一边缘有障碍物且希望将该部分避开来投影的情况下,通过将特定量Zt预先设定为比特定量Zw更大,在步骤S126和步骤S234中,则能够使投影区域向望远侧返回较多,并能够进行变焦调整以避开上述的障碍物使图像光被投影。
B6.变形示例6:
在上述的实施示例中,第1测试图形图像形成为白色矩形图像,但是不限于此。也可以在白色矩形的中央使用十字型等标记所表示的图像等。由于按这种方法而形成,在图2表示的步骤S104和图5表示的步骤S204中,用户,由于投影图像的中心变为明确,因而投影机100或者白板W的位置调整容易进行。
另外,在图2表示的步骤S100及图5表示的步骤S200中,也可以取代第1测试图形图像,设为投影第2测试图形图像。并且,在这种情况下,在图2表示的步骤S100及图5表示的步骤S200中,用户从存储器111所存储的已改变4∶3或16∶9等纵横比的数个图像中,与变焦调整后所投影图像的纵横比对照并选择图像,将选择了哪个图像的内容输入到控制部110。由于按这种方法而形成,因而不需要将第1测试图形图像用的图像存储于存储器111中,并能够减小存储器111的容量,能够降低投影机的成本。
B7.变形示例7:
根据投影机的种类,也有在投影用变焦透镜上附加倾斜的形式,根据投影方向,有时即使变焦编码器值产生变化投影区域一部分(例如,与投影区域底部接近的部分)的大小也不变。
作为该对策,在图2表示的步骤S100~步骤S106及图5表示的步骤S200~步骤S206的任一个中,也可以进行以下的步骤。
首先,拍摄投影区域变焦为最望远侧时的白板W,并提取周围区段图像。接下来,从最望远侧开始使投影区域以不从白板W超出的程度稍微向广角侧变焦,拍摄此时的白板W,并提取周围区段图像。然后,从上述提取的2个周围区段图像中提取不变化区段,对于不变化区段的被发现的区域,设为不是步骤S116及其以后步骤及步骤S216及其之后步骤处理的对象。
通过按这种方法而形成,在步骤S120及步骤S220中,能够只提取因投影区域从白板W超出所得到的不变化区段,并能够进行合适的变焦调整。
B8.变形示例8:
上述的第2实施示例中,将返回到前1个的变焦编码器值且变焦调整停止的条件,如图5的步骤S232所示,设为在任一不变化区段块上所包括的顶点区段数为2个或2个以上的情况,但是取而代之,也可以根据变焦调整停止后的来自用户的再次实施变焦调整的命令,再次从当前的变焦状态开始实施变焦调整,与此同时在再次实施变焦调整时,将上述任一不变化区段块中所包括的顶点区段数的条件予以改变。
具体而言,在最初进行变焦调整的情况下,在图5表示的步骤S232中,设为在任一不变化区段块中包括1个顶点区段的情况则进行到步骤S234。然后,在最初的变焦调整停止后,在从用户发出再次实施变焦调整命令的情况下,省略步骤S200~步骤S204,从步骤S206开始进行第2次的变焦调整,这次,在步骤S232中,设为在任一不变化区段块上包括2个顶点区段的情况则进行到步骤S234。
然后,在第2次的变焦调整停止后,再次,在用户发出变焦调整的再次实施命令的情况下,与上述的第2次变焦调整相同,从步骤S206开始进行第3次的变焦调整,这次,将步骤S232中的顶点区段数的条件设为3个。然后,在第3次变焦调整停止后,再次,在用户发出变焦调整的再次实施命令的情况下,与上述的第2次及第3次的变焦调整相同,从步骤S206开始进行第4次的变焦调整,这次,将步骤S232中的顶点区段数的条件设为4个。
通过按这种方法而形成,不变化区段出现后,也就是,除不变化区段到达投影区域的第1顶点后,改不变化区段的端部到达投影区域的第2顶点,投影区域的整个一边正好从白板W超出时之外,不变化区段的端部到达投影区域的第3顶点,第2边的全部正好从白板W超出时,还有,不变化区段的端部到达投影区域的第4顶点,第3边的全部正好从白板W超出时,在上述的这两种情况下,即使在投影区域放大的过程中,特别是也能够以下述定时停止变焦调整,上述定时是实际上进行梯形矫正且应该判断是否因梯形矫正而使投影区域纳入在白板W内的定时。进一步,以该变焦调整停止的定时来进行梯形矫正的结果为,在判断为反射区域的大小对于白板W的大小还有放大余量的情况下,能够再次实施上述变焦调整以使投影区域进一步被放大。
因此,在梯形矫正后的投影区域纳入白板W的同时进行变焦调整,以使反射区域对于白板W尽量变大。
并且,在投影区域的第1顶点被作为不变化区段提取时停止变焦调整的情况下,与第1实施示例中的变焦调整的工作完全相同的进行调整。
并且,以上说明了使用顶点作为投影区域的特征点一例的情况,但是也可以使用其它点作为特征点。
并且,在投影机100分别具备涉及上述的变焦调整常规程序和涉及上述梯形矫正常规程序的情况下,也可以设为这2个程序相互关联并被执行。
Claims (10)
1. 一种将图像光投影到投影对象物显示图像的投影机,其特征为,具备:
变焦透镜,能够使上述图像光所投影的投影区域的大小变化;
驱动部,驱动上述变焦透镜;
摄像部,至少拍摄上述投影区域;和
控制部,
上述控制部,对上述驱动部进行控制,驱动上述变焦透镜,使上述投影区域的大小变化,
在通过上述摄像部所拍摄得到的拍摄图像中,对所拍摄到的纳入上述投影对象物内的上述投影区域的轮廓,在上述投影区域的大小进行变化的前后逐次进行比较,将在前后一致的部分作为不变化部分提取,在上述投影区域的特征点到达上述不变化部分,或者,与上述不变化部分间的距离变为小于等于预定值的情况下,停止上述变焦透镜的驱动以使上述投影区域成为其正好之前的大小。
2. 根据权利要求1中记载的投影机,其特征为,
上述控制部在使上述投影区域的大小变化时,使上述投影区域的大小逐渐变大地变化。
3. 一种将图像光投影到投影对象物显示图像的投影机,其特征为,具备:
变焦透镜,能够使上述图像光所投影的投影区域的大小变化;
驱动部,驱动上述变焦透镜;
摄像部,至少拍摄上述投影区域;和
控制部,
上述控制部,对上述驱动部进行控制,驱动上述变焦透镜,使上述投影区域的大小从最小尺寸开始逐渐变大地变化,
在通过上述摄像部所拍摄得到的拍摄图像中,对所拍摄到的纳入上述投影对象物内的上述投影区域的轮廓,在上述投影区域的大小进行变化的前后逐次进行比较,在提取出前后一致的部分的情况下,停止上述变焦透镜的驱动以使上述投影区域成为其正好之前的大小。
4. 根据权利要求1或者2中记载的投影机,其特征为,
上述投影区域的特征点是上述投影区域的顶点。
5. 根据权利要求1或者2中记载的投影机,其特征为,
上述投影区域的顶点之中,在第1顶点到达上述不变化部分,之后第2顶点到达上述不变化部分的情况下,上述投影区域的特征点是上述第2顶点。
6. 一种投影机的变焦调整方法,该投影机具备:变焦透镜,能够使图像光所投影的投影区域的大小变化;摄像部,至少拍摄上述投影区域,该变焦调整方法包括:
(a)将上述图像光投影到投影对象物的步骤;
(b)驱动上述变焦透镜,使上述投影区域的大小变化的步骤;
(c)拍摄上述投影区域的步骤;
(d)在所拍摄得到的拍摄图像中,对所拍摄到的纳入上述投影对象物内的上述投影区域的轮廓,在上述投影区域的大小变化的前后逐次进行比较,将前后一致的部分作为不变化部分来提取的步骤;
(e)在上述投影区域的特征点到达上述不变化部分,或者与上述不变化部分之间的距离变为小于等于预定值的情况下,停止上述变焦透镜驱动,以使上述投影区域成为其正好之前的大小的步骤。
7. 根据权利要求6中记载的变焦调整方法,其特征为,
在上述步骤(b)中,在使上述投影区域的大小变化时,使上述投影区域的大小逐渐变大地变化。
8. 一种投影机的变焦调整方法,该投影机具备:变焦透镜,能够使图像光所投影的投影区域的大小变化;摄像部,至少拍摄上述投影区域,该变焦调整方法包括:
(a)将上述图像光投影到投影对象物上的步骤;
(b)驱动上述变焦透镜,使上述投影区域的大小变为最小的步骤;
(c)驱动上述变焦透镜,使上述投影区域的大小从最小尺寸开始逐渐变大地变化的步骤;
(d)拍摄上述投影区域的步骤;
(e)在所拍摄得到的拍摄图像中,对所拍摄到的纳入上述投影对象物内的上述投影区域的轮廓,在上述投影区域的大小进行变化的前后逐次进行比较的步骤;
(f)比较的结果为,在提取前后一致的部分的情况下,停止上述变焦透镜驱动以使上述投影区域成为其正好之前的大小的步骤。
9. 根据权利要求6或者7中记载的变焦调整方法,其特征为,
上述投影区域的特征点是上述投影区域的顶点。
10. 根据权利要求6或者7中记载的变焦调整方法,其特征为,
上述投影区域的顶点之中,在第1顶点到达上述不变化部分,之后第2顶点到达上述不变化部分的情况下,上述投影区域的特征点是上述第2顶点。
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