JP2004109122A - Angle sensing device and projector equipped with it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an angle sensing device and a projector of simplified configuration utilizing a line type passive auto-focusing device used on a camera, etc. <P>SOLUTION: In the device, a control circuit 5 computes a relatively horizontal tilt angle between a screen 1 and a projector 2 based on ranging operation results from the line type passive auto-focusing device 3, while computing a relatively vertical tilt angle between the screen 1 and the projector 2 based on ranging operation results from the line type passive auto-focusing device 4. Further a display driving section 7 adjusts a projection optical system 8 including a condenser lens to correct trapezoidal distortion of the projection image, based on both horizontal/vertical tilt angles and distance between ranging operational areas computed by the control circuit 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、ライン型パッシブ測距装置を用いた角度検出装置およびそれを備えたプロジェクタに関する。 The present invention relates to an angle detection device using a line-type passive distance measuring device and a projector including the same.

 従来、液晶プロジェクタなどのプロジェクタを使用する場合、プロジェクタとスクリーンの位置関係により、投影画像に台形歪みと呼ばれる歪みが生じる不具合があった。この台形歪の補正技術としては、プロジェクタ内の映像回路で投影映像とは逆の台形歪のある画像を生成してそれを投影する電気的補正方法や、映像回路で生成する画像は補正せずにプロジェクタ内の投射光学系に含まれるコンデンサレンズの傾きを調整する光学的補正方法の2つの方法が一般的であった。 Conventionally, when a projector such as a liquid crystal projector is used, there is a problem that a distortion called trapezoidal distortion occurs in a projected image due to a positional relationship between the projector and the screen. As a technique for correcting the trapezoidal distortion, there is an electric correction method of generating an image having a trapezoidal distortion opposite to the projected image in a video circuit in the projector and projecting the image, and an image generated by the video circuit is not corrected. In general, there are two optical correction methods for adjusting the inclination of a condenser lens included in a projection optical system in a projector.

 このような台形歪を自動的に補正する従来技術が、特開2000−122617号公報や特開2001−339671号公報、特開2002−62842号公報に記載されている。 Conventional techniques for automatically correcting such trapezoidal distortion are described in JP-A-2000-122617, JP-A-2001-339671, and JP-A-2002-62842.

 特開2000−122617号公報に記載された従来技術は、液晶プロジェクタ前面の異なる位置に設けた2つのアクティブ式測距センサでそれぞれスクリーンまでの距離を検出し、検出した2つの距離と2つの測距センサ間の距離に基づきスクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角を算出し、この算出した傾斜角に基づき上述したような方法で台形歪を補正するものである。 In the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-122617, a distance to a screen is detected by two active distance measurement sensors provided at different positions on the front of a liquid crystal projector, and the two detected distances and two distances are detected. The tilt angle of the liquid crystal projector with respect to the screen is calculated based on the distance between the distance sensors, and the trapezoidal distortion is corrected by the above-described method based on the calculated tilt angle.

 特開2001−339671号公報に記載された従来技術は、プロジェクタやスクリーンにジャイロなどの角度センサ回路を設け、この回路から得られた角度情報に基づき水平(左右)方向の台形歪み補正、垂直(上下)方向の台形歪み補正あるいは水平および垂直方向の複合された台形歪み補正を行うものである。 In the related art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-339671, an angle sensor circuit such as a gyro is provided in a projector or a screen, and trapezoidal distortion correction in the horizontal (left / right) direction and vertical ( It performs trapezoidal distortion correction in the vertical direction or combined trapezoidal distortion correction in the horizontal and vertical directions.

 特開2002−62842号公報に記載された従来技術は、スクリーンの位置や傾きを検出するためにカメラを用い、カメラで撮影されたスクリーンの映像をスクリーン位置検出部で画像処理してスクリーンの位置や傾きを検出し、この検出したスクリーンの位置や傾きに応じて台形歪を補正するものである。
特開2000−122617号(第4頁、図1) 特開2001−339671号(第3頁、図1) 特開2002−62842号(第10頁、図1)
The prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-62842 uses a camera to detect the position and tilt of the screen, and performs image processing on a screen image captured by the camera with a screen position detection unit to position the screen. And trapezoidal distortion are corrected in accordance with the detected position and inclination of the screen.
JP-A-2000-122617 (page 4, FIG. 1) JP 2001-339671 A (page 3, FIG. 1) JP-A-2002-62842 (page 10, FIG. 1)

 特開2000−122617号公報に記載された従来技術は、スクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角を検出するために複数のアクティブ式測距装置を用いているので、画像投射用とは別に測距専用の発光素子が必要となるため構成が大きくなり、また測距用の発光素子を発光させるための電力が必要となるという問題があった。また、プロジェクタの投影画像が届く範囲において測距用の発光素子の光が届かない、またはプロジェクタの投影画像が届く範囲においてスクリーンで反射された測距用光が弱くなってしまう距離にスクリーンが存在する場合、測距精度が落ち、それに伴いスクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角の検出精度が悪化してしまうという問題が生じていた。また、垂直方向の傾斜角度しか検出できないので、水平方向の傾斜に起因する台形歪を補正できなかった。 The prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-122617 uses a plurality of active distance measuring devices to detect the inclination angle of the liquid crystal projector with respect to the screen. Since the light emitting element is required, the configuration becomes large, and there is a problem that electric power for causing the light emitting element for distance measurement to emit light is required. In addition, the screen is located at a distance where the light from the light emitting element for distance measurement does not reach within the range where the projected image of the projector reaches, or the distance measuring light reflected by the screen becomes weak within the range where the projected image of the projector reaches. In such a case, there has been a problem that the distance measurement accuracy is reduced and the detection accuracy of the inclination angle of the liquid crystal projector with respect to the screen is deteriorated accordingly. Further, since only the vertical tilt angle can be detected, trapezoidal distortion caused by horizontal tilt cannot be corrected.

 これに対して、特開2001−339671号公報に記載された従来技術は、アクティブ式の測距装置を使わず、かつ水平および垂直方向の傾斜角を検出しているので、上述した不都合は生じないが、プロジェクタとスクリーンとの相対的な傾斜角を検出するためにプロジェクタとスクリーンの両方に角度センサを設けているため、構成が大きくなるという不都合が生じていた。 On the other hand, the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-339671 does not use an active distance measuring device and detects the horizontal and vertical inclination angles. However, since the angle sensors are provided on both the projector and the screen in order to detect the relative inclination angle between the projector and the screen, there has been a problem that the configuration becomes large.

 特開2002−62842号公報に記載された従来技術は、スクリーンに対する液晶プロジェクタの傾斜角を検出するためにカメラを用いるので、上述したアクティブ式の測距装置を用いた場合の不都合やプロジェクタとスクリーンの両方に角度センサを設けて構成が大きくなるという不都合は解消されるが、傾斜角を検出するためにカメラや複雑な画像処理を行う処理回路が必要となるという不都合があった。 The prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-62842 uses a camera to detect the inclination angle of the liquid crystal projector with respect to the screen. Although the inconvenience that the configuration is increased by providing an angle sensor in both of them is solved, there is an inconvenience that a camera and a processing circuit for performing complicated image processing are required to detect the inclination angle.

 本発明の目的は、角度検出専用の発光素子を用いない角度検出装置およびそれを備えたプロジェクタの構成の簡略化を図ることである。 An object of the present invention is to simplify the configuration of an angle detection device that does not use a light emitting element dedicated to angle detection and a projector including the same.

 第1の発明は、基線長だけ離して配置した1対のレンズと、上記1対のレンズにより生成される測定対象の1対の像の一方が結像する第1の受光領域と上記1対の像の他方が結像する第2の受光領域とを有し、上記第1および第2の受光領域中のそれぞれに複数の測距方向に対応した複数の測距演算領域が設定されているラインセンサと、上記第1の受光領域中の上記測距演算領域の上記ラインセンサの出力と上記第2の受光領域中の上記測距演算領域の上記ラインセンサの出力との出力に基づき上記複数の測距方向について測距演算する演算部とを備えたライン型パッシブ測距装置と、上記ライン型パッシブ測距装置が上記複数の測距方向について測距演算した演算結果中の異なる2つの測距方向についての演算結果と上記2つの測距方向に対応する上記第1の受光領域中の2つの上記測距演算領域間の距離に応じた値とに基づき上記基線長方向に対する上記測定対象の傾斜角を算出する傾斜角算出部とを含む角度検出装置である。このような構成によれば、カメラ等で利用されているライン型パッシブ測距装置を利用可能な簡便な傾斜角検出装置を実現できる。 According to a first aspect of the present invention, a pair of lenses disposed apart from each other by a base line length, a first light receiving region on which one of a pair of images of a measurement object generated by the pair of lenses forms an image, and And a second light receiving area on which the other of the images is formed. A plurality of distance measurement calculation areas corresponding to a plurality of distance measuring directions are set in each of the first and second light receiving areas. A plurality of line sensors based on an output of the line sensor in the distance calculation area in the first light receiving area and an output of the line sensor in the distance measurement area in the second light receiving area; A line-type passive distance measuring device having a calculation unit for calculating a distance in the direction of the distance measurement; and two different measurement methods in calculation results obtained by the line-type passive distance measuring device performing the distance measurement in the plurality of distance-measuring directions. Calculation results for the distance direction and the above two distance measurement methods And a tilt angle calculation unit that calculates a tilt angle of the measurement object with respect to the base line length direction based on a value corresponding to a distance between the two distance measurement calculation areas in the first light receiving area corresponding to It is a detection device. According to such a configuration, it is possible to realize a simple inclination angle detecting device that can use a line-type passive distance measuring device used in a camera or the like.

 第2の発明は、第1の発明において、上記第1の受光領域中の2つの上記測距演算領域間の距離に応じた値を、上記2つの測距演算領域の各々の上記基線長方向の中心位置の距離としている。このような構成によれば、角度検出に用いる上記第1の受光領域中の2つの上記測距演算領域間の距離に応じた値を容易に検出可能となり、角度検出の簡略化が図れる。 In a second aspect based on the first aspect, a value corresponding to a distance between the two distance measurement calculation areas in the first light receiving area is set in the base line length direction of each of the two distance measurement calculation areas. And the distance of the center position. According to such a configuration, it is possible to easily detect a value corresponding to the distance between the two distance measurement calculation areas in the first light receiving area used for angle detection, thereby simplifying angle detection.

 第3の発明は、第1の発明において、上記第1の受光領域中の2つの上記測距演算領域間の距離に応じた値は、上記2つの測距演算領域の各々に結像された像のコントラスト重心位置の距離としている。このような構成によれば、各測距演算領域に結像される像のコントラスト位置に起因する測距方向の微妙なずれを補償する角度検出が可能となり、角度検出精度の向上が図れる。 In a third aspect based on the first aspect, the value according to the distance between the two distance calculation areas in the first light receiving area is imaged on each of the two distance calculation areas. It is the distance of the position of the center of gravity of the contrast of the image. According to such a configuration, it is possible to perform angle detection that compensates for a slight shift in the distance measurement direction due to the contrast position of an image formed in each distance measurement calculation area, thereby improving the angle detection accuracy.

 第4の発明は、上記測定対象を、画像が投影されるスクリーンとしている。このような構成によれは、基線長方向に対するスクリーンの傾斜角を検出可能となる。 In the fourth invention, the measurement object is a screen on which an image is projected. According to such a configuration, the inclination angle of the screen with respect to the base line length direction can be detected.

 第5の発明は、入力映像信号に基づき形成された画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、上記傾斜角度検出装置と、上記傾斜角度検出装置が算出した傾斜角に基づき上記スクリーン上の上記画像の歪み補正する画像歪み補正部とを含むプロジェクタである。このような構成によれば、プロジェクタとスクリーンとの相対的な傾斜角に応じた画像の歪みを簡単な構成で実現可能となる。 A fifth invention is a projector for projecting an image formed based on an input video signal onto a screen, wherein the tilt angle detecting device and the image on the screen are calculated based on the tilt angle calculated by the tilt angle detecting device. And an image distortion correction unit that corrects the distortion. According to such a configuration, it is possible to realize image distortion according to a relative tilt angle between the projector and the screen with a simple configuration.

 第6の発明は、第5の発明において、基線長方向が互いに異なる複数の上記ライン型パッシブ測距装置と、上記複数のライン型パッシブ測距装置の演算結果に基づいて上記スクリーンの複数方向の傾斜角を算出する上記角度検出装置とを備え、上記複数のライン型パッシブ測距装置が測距する際に、当該複数のライン型パッシブ測距装置の各基線長方向に対応する複数のパターンを備える調整用画像を投影する。このような構成によれば、調整用画像データ量の削減と測距時間の短縮が可能になる。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, the plurality of line-type passive distance measuring devices having different base line length directions are different from each other, and the plurality of line-type passive distance-measuring devices are provided with a plurality of line-type passive distance measuring devices. When the plurality of line-type passive distance measuring devices measure the distance, a plurality of patterns corresponding to each base line length direction of the plurality of line-type passive distance measuring devices are provided. The prepared adjustment image is projected. According to such a configuration, it is possible to reduce the amount of adjustment image data and shorten the distance measurement time.

 本発明によれば、カメラ等で利用されているライン型パッシブ測距装置を利用可能な簡便な傾斜角検出装置やスクリーンとの傾斜角度に応じて投影画像の台形歪み補正を行うプロジェクタの構成の簡略化が図れる。 According to the present invention, there is provided a simple tilt angle detection device that can use a line-type passive distance measuring device used in a camera or the like, or a projector configuration that corrects trapezoidal distortion of a projected image according to a tilt angle with a screen. Simplification can be achieved.

 以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に示す一実施例に基づき説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings.

 図1は、スクリーン1とプロジェクタ2との傾斜角を検出し、検出した傾斜角に基づきスクリーン1に投影される画像の台形歪みを補正するプロジェクタの例を示した図であり、図2はプロジェクタ2の正面図である。なお、傾斜角検出装置はプロジェクタに設けられるものに限るものではなく、またスクリーンとの傾斜角を検出するものに限るものでもない。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a projector that detects an inclination angle between a screen 1 and a projector 2 and corrects trapezoidal distortion of an image projected on the screen 1 based on the detected inclination angle. 2 is a front view of FIG. Note that the tilt angle detection device is not limited to one provided in the projector, nor is it limited to one that detects a tilt angle with the screen.

 図1において、第1のライン型パッシブ測距装置3は、図2に示した1対のレンズ31a、31bと1対のレンズ31a、31bにより測定対象としてのスクリーン1の1対の像が結像する第1のラインセンサとしての後述する1対のラインセンサ31c、31dを備えた撮像部31と、1対のラインセンサ31c、31dの出力に基づき互いに異なる複数の方向について測距演算する演算部32とを備え、スクリーン1までの距離を水平(左右)方向の複数ポイントで検出する。1対のレンズ31a、31bは水平方向に第1の基線長bだけ離して配置してある。 In FIG. 1, a first line-type passive distance measuring device 3 forms a pair of images of a screen 1 as a measurement target by a pair of lenses 31a and 31b and a pair of lenses 31a and 31b shown in FIG. An image pickup unit 31 including a pair of line sensors 31c and 31d, which will be described later, as a first line sensor for imaging, and a calculation for performing distance measurement calculation in a plurality of different directions based on the outputs of the pair of line sensors 31c and 31d. And a unit 32 for detecting the distance to the screen 1 at a plurality of points in the horizontal (left / right) direction. The pair of lenses 31a and 31b are arranged horizontally apart by a first base line length b.

 第2のライン型パッシブ測距装置4は、図2に示した1対のレンズ41a、41bと1対のレンズ41a、41bによりスクリーン1の1対の像が結像する第2のラインセンサとしての後述する1対のラインセンサ41c、41dを備えた撮像部41と、1対のラインセンサ41c、41dの出力に基づき互いに異なる複数の方向について測距演算する演算部42とを備え、スクリーン1までの距離を垂直(上下)方向の複数ポイントで検出する。1対のレンズ41a、41bは垂直方向に第2の基線長b’だけ離して配置してある。 The second line-type passive distance measuring device 4 serves as a second line sensor in which a pair of images of the screen 1 is formed by the pair of lenses 41a and 41b and the pair of lenses 41a and 41b shown in FIG. The screen 1 includes an imaging unit 41 provided with a pair of line sensors 41c and 41d, which will be described later, and a calculation unit 42 that performs distance measurement calculation in a plurality of different directions based on outputs of the pair of line sensors 41c and 41d. Is detected at multiple points in the vertical (up / down) direction. The pair of lenses 41a and 41b are vertically separated by a second base line length b '.

 第1、第2の傾斜角算出部としての制御回路5は、種々の制御や演算を行い、例えばライン型パッシブ測距装置3の測距演算結果に基づきスクリーン1とプロジェクタ2(第1の基線長方向)との相対的な水平方向の傾斜角を算出するとともに、ライン型パッシブ測距装置4の測距演算結果に基づきスクリーン1とプロジェクタ2(第2の基線長方向)との相対的な垂直方向の傾斜角を算出する。 The control circuit 5 as the first and second tilt angle calculation units performs various controls and calculations. For example, the screen 1 and the projector 2 (the first baseline) are calculated based on the distance measurement calculation results of the line-type passive distance measuring device 3. Relative to the screen 1 and the projector 2 (second base line length direction) based on the distance calculation result of the line-type passive distance measuring device 4. Calculate the vertical tilt angle.

 投影画像生成部6は、外部のパソコン等の画像データ出力部から出力される画像データを入力し、入力した画像データを表示用データに変換して表示駆動部7に出力する。 The projection image generation unit 6 receives image data output from an image data output unit such as an external personal computer, converts the input image data into display data, and outputs the display data to the display drive unit 7.

 画像歪み補正部としての表示駆動部7は、制御回路5が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づきコンデンサレンズを含む投射光学系8を調整して投影画像の台形歪みを補正する。 The display drive unit 7 as the image distortion correction unit adjusts the projection optical system 8 including the condenser lens based on the horizontal and vertical inclination angles calculated by the control circuit 5 to correct the trapezoidal distortion of the projected image.

 次に、図3を参照してライン型パッシブ測距装置(外光三角測距方式)3、4の動作原理を説明する。なお、ライン型パッシブ測距装置3とライン型パッシブ測距装置4は設置されている角度は異なるが、同一構成なので、説明を簡略化するため、本例ではライン型パッシブ測距装置3についてのみ説明する。なお、構成の対応関係を説明すると、ライン型パッシブ測距装置4の1対のレンズ41a、41bはライン型パッシブ測距装置3の1対のレンズ31a、31bに対応し、ライン型パッシブ測距装置4の1対のラインセンサ41c、41dはライン型パッシブ測距装置3の1対のラインセンサ31c、31dに対応し、ライン型パッシブ測距装置4の撮像部41はライン型パッシブ測距装置3の撮像部31に対応し、ライン型パッシブ測距装置4の演算部42はライン型パッシブ測距装置3の演算部32に対応する。 Next, the operation principle of the line type passive distance measuring device (external light triangulation method) 3, 4 will be described with reference to FIG. Note that the line-type passive distance measuring device 3 and the line-type passive distance measuring device 4 are installed at different angles, but have the same configuration. Therefore, in order to simplify the description, in this example, only the line-type passive distance measuring device 3 is used. explain. To explain the correspondence of the configuration, the pair of lenses 41a and 41b of the line-type passive distance measuring device 4 correspond to the pair of lenses 31a and 31b of the line-type passive distance measuring device 3, and the line-type passive distance measuring device 3 is used. The pair of line sensors 41c and 41d of the device 4 correspond to the pair of line sensors 31c and 31d of the line-type passive distance measuring device 3, and the imaging unit 41 of the line-type passive distance measuring device 4 has a line-type passive distance measuring device. The arithmetic unit 42 of the line-type passive distance measuring device 4 corresponds to the arithmetic unit 32 of the line-type passive distance measuring device 3.

 同図において、1対のレンズ31aと31bは所定の基線長bだけ離して配設してあり、1対のレンズ31aと31bから焦点距離fだけ離して配設された1対の光センサアレイ31cと31dに互いに異なる光路1Aと1Bを介して測定対象(スクリーン)1の映像をそれぞれ結像させる。測定対象1は1対のレンズ31a、31bから正面方向に距離LCだけ離れた位置に存在するものとする。 In the figure, a pair of lenses 31a and 31b are arranged at a predetermined base line length b apart, and a pair of optical sensor arrays arranged at a focal length f from the pair of lenses 31a and 31b. An image of the measurement object (screen) 1 is formed on each of 31c and 31d via different optical paths 1A and 1B. It is assumed that the measurement target 1 exists at a position separated by a distance LC in the front direction from the pair of lenses 31a and 31b.

 測定対象1が無限遠の位置に存在するとき一対の光センサアレイ31cと31dに結像される映像の中心は光センサアレイ31c、31d上のレンズ31a、31bの光軸に対応する基準位置(31c1、31d1)に結像されるが、測定対象1が無限遠位置よりも近づくと、これら基準位置(31c1、31d1)からαだけずれた位置に結像される。三角測距の原理から測定対象1までの距離LCはLC=bf/αとなる。ここで、基線長bと焦点距離fは定数なので、ずれ量αを検出すれば距離LCを測定できる。これが外光三角測距のパッシブ型測距装置の動作原理であり、この演算を演算部32が行う。 When the measurement object 1 is at a position at infinity, the center of the image formed on the pair of optical sensor arrays 31c and 31d is at the reference position (corresponding to the optical axis of the lenses 31a and 31b on the optical sensor arrays 31c and 31d). 31c1 and 31d1), the image is formed at a position shifted from the reference positions (31c1 and 31d1) by α when the measurement target 1 approaches the infinity position. From the principle of triangulation, the distance LC to the object 1 is LC = bf / α. Here, since the base line length b and the focal length f are constants, the distance LC can be measured by detecting the shift amount α. This is the operation principle of the passive type distance measuring device of the external light triangulation, and the arithmetic unit 32 performs this calculation.

 基準位置からのずれ量αは、1対のラインセンサ31c、31dから出力される1対の映像信号(映像データ列)IL、IRからそれぞれ抽出した部分映像データ群iL、iRについて図1に示した演算部32が相関演算を行うことにより検出する。この相関演算は周知であるため詳細な説明は割愛するが、概要的には図3(b)に示すように部分映像データ群iL、iRを重ねたときに最も一致度が高くなる領域を、重ねる部分映像データ群iL、iRを光センサアレイの並び方向に相対的にずらしながら検出していく演算である。 The deviation amount α from the reference position is shown in FIG. 1 for the partial video data groups iL and iR extracted from the pair of video signals (video data strings) IL and IR output from the pair of line sensors 31c and 31d, respectively. The calculation unit 32 performs the correlation calculation to detect the correlation. Since the correlation calculation is well known, a detailed description thereof will be omitted, but in general, as shown in FIG. 3B, an area having the highest matching degree when the partial video data groups iL and iR are superimposed is defined as This is an operation of detecting overlapping partial video data groups iL and iR while relatively shifting them in the direction in which the optical sensor arrays are arranged.

 なお、相関演算を行う際、図3(b)のように一方の部分映像データ群iLを基準部として基準位置に応じて固定し、他方の部分映像データ群iRを参照部としてずらしていくことにより、レンズ31aの光軸方向を測距方向とすることができる。しかしながら、測距方向を両レンズの中心位置からの方向とする場合は、一方の部分映像データ群iLと他方の部分映像データ群iRをそれぞれ相対的にずらしていくようにしても良い。 When performing the correlation calculation, as shown in FIG. 3B, one of the partial video data groups iL is fixed as a reference portion according to a reference position, and the other partial video data group iR is shifted as a reference portion. Accordingly, the optical axis direction of the lens 31a can be set as the distance measurement direction. However, when the distance measurement direction is a direction from the center position of both lenses, one partial video data group iL and the other partial video data group iR may be relatively shifted.

 次に、図4を参照して正面と異なる方向を測距方向とする場合のライン型パッシブ測距装置の測距原理を説明する。 Next, the principle of distance measurement of the line-type passive distance measuring apparatus in the case where the direction different from the front is set as the distance measuring direction will be described with reference to FIG.

 同図において、測定したい方向Cの無限遠位置に測定対象1が存在するときに1対の光センサアレイ31cと31dに結像される映像の中心を基準位置(31c2、31d2)とすると、測距方向Cにおいて測定対象1が無限遠位置よりも近づくと、これら基準位置(31c2、31d2)からαだけずれた位置に測定対象1の像が結像される。三角測距の原理から測定対象1までの距離LRはLR=bf/(αcosβ)となる。なお、角度βは基線の垂線Aに対する測距方向Cの傾き角であり、測定方向Cを決定することにより確定される角度となる。ここで、基線長b、焦点距離fおよびcosβは定数なので、ずれ量αを検出すれば距離LRを測定できる。これが正面と異なる方向を測距方向とする場合の測距原理である。 In the figure, when the center of the image formed on the pair of optical sensor arrays 31c and 31d is the reference position (31c2, 31d2) when the measurement object 1 is located at infinity in the direction C to be measured, the measurement is performed. When the measurement target 1 approaches the infinity position in the distance direction C, an image of the measurement target 1 is formed at a position shifted from the reference positions (31c2, 31d2) by α. From the principle of triangulation, the distance LR to the measurement target 1 is LR = bf / (αcosβ). The angle β is the inclination angle of the distance measurement direction C with respect to the perpendicular A of the base line, and is an angle determined by determining the measurement direction C. Here, since the base line length b, the focal length f, and the cos β are constants, the distance LR can be measured by detecting the shift amount α. This is the distance measurement principle when the direction different from the front is the distance measurement direction.

 さらに、基線長を伸ばした直線から測定対象1までの距離LR’は、LR’=LRcosβ=bf/αとなり、上記と同様にずれ量αを検出すれば距離LR’を測定でき、LR’を求める際は角度βが不要になる。 Further, the distance LR ′ from the straight line having the extended base line length to the measurement target 1 is LR ′ = LRcosβ = bf / α, and the distance LR ′ can be measured by detecting the shift amount α in the same manner as described above. The angle β is not required for the calculation.

 なお、この場合も、相関演算を行う際、図4(b)のように一方の部分映像データ群iLを基準部として固定し、他方の部分映像データ群iRを参照部としてずらしていくことにより、レンズ31aの光軸に対して角度βだけずれた方向Cを測距方向とすることができる。よって、測距方向に応じて基準位置を複数設定することにより、1つのライン型パッシブ測距装置で複数方向の距離を検出可能となる。 Also in this case, when performing the correlation calculation, one partial video data group iL is fixed as a reference portion and the other partial video data group iR is shifted as a reference portion as shown in FIG. 4B. The direction C shifted by an angle β with respect to the optical axis of the lens 31a can be set as the distance measurement direction. Therefore, by setting a plurality of reference positions in accordance with the ranging direction, it is possible to detect distances in a plurality of directions with one line-type passive ranging device.

 本例は、このようなライン型パッシブ測距装置3、4を利用してスクリーン1とプロジェクタ2との相対的な傾斜角を検出するものである。 In this example, the relative inclination angle between the screen 1 and the projector 2 is detected by using the line-type passive distance measuring devices 3 and 4.

 なお、1つのライン型パッシブ測距装置で複数方向の測距を行う際には、図5に示したようにラインセンサ31c中に複数の測距方向(本例ではR(右)、C(中央)、L(左)とする。)に基づく複数の基準位置に応じた複数の測距演算領域(31cR、31cC、31cL)を設けるとともにラインセンサ31d中に複数の測距方向(R、C、L)に基づく複数の基準位置に応じた複数の測距演算領域(31dR、31dC、31dL)を設け、測距方向で対応する1対の測距演算領域(31cRと31dR、31cCと31dC、31cLと31dL)中の部分映像データを使用して基準位置からのずれ量を求めている。なお、本例では測距方向をR(右)、C(中央)、L(左)の3方向としているが、測距方向はこれらに限らず適宜変更可能である。 When performing distance measurement in a plurality of directions with one line-type passive distance measurement device, as shown in FIG. 5, a plurality of distance measurement directions (R (right), C ( A plurality of distance measurement calculation areas (31cR, 31cC, 31cL) corresponding to a plurality of reference positions based on L (left) and L (left) are provided, and a plurality of distance measurement directions (R, C) are provided in the line sensor 31d. , L), a plurality of distance measurement calculation areas (31dR, 31dC, 31dL) corresponding to a plurality of reference positions, and a pair of distance measurement calculation areas (31cR and 31dR, 31cC and 31dC, The deviation amount from the reference position is obtained by using the partial video data in (31cL and 31dL). In this example, the distance measuring directions are three directions of R (right), C (center), and L (left), but the distance measuring direction is not limited to these, and can be changed as appropriate.

 次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.

 電源等が投入されると、制御回路5は画像データが入力しているか否かを判断し、画像データの入力があれば、投影画像生成部6にその画像データに応じた表示データを出力させ、表示駆動部7、投射光学系8を介して画像をスクリーン1に投影し、画像データの入力がなければ、制御回路5の内部に予め記憶してある調整用コントラスト画像データを投影画像生成部6に出力し、図12に示すようにそのデータに応じた画像をスクリーン1に投影させる。この動作は、ライン型パッシブ測距装置3、4の測距精度の悪化を防ぐため、コントラストのある画像をスクリーン1に表示させるための動作である。このように、ライン型パッシブ測距装置3、4の測距精度(傾斜角検出)の悪化を防止するための投光をプロジェクタが本来有している画像投影機能を利用して行うので、専用の投光部が不要になり、構成の簡略化が図れる。また、画像投影に基づき測距するので、測距可能な距離が投影可能な距離に応じたものとなる。よって、測距限界距離と投影限界距離を合わせ込む必要がなくなる。 When a power source or the like is turned on, the control circuit 5 determines whether or not image data has been input. If image data has been input, the control circuit 5 causes the projection image generation unit 6 to output display data corresponding to the image data. An image is projected on the screen 1 via the display driving unit 7 and the projection optical system 8, and if there is no input of image data, the adjustment contrast image data stored in the control circuit 5 in advance is output to the projection image generating unit. 6 and an image corresponding to the data is projected on the screen 1 as shown in FIG. This operation is an operation for displaying an image with contrast on the screen 1 in order to prevent deterioration of the ranging accuracy of the line-type passive ranging devices 3 and 4. As described above, light projection for preventing deterioration of the distance measurement accuracy (inclination angle detection) of the line-type passive distance measurement devices 3 and 4 is performed by using the image projection function originally provided in the projector. Is unnecessary, and the configuration can be simplified. In addition, since the distance is measured based on the image projection, the distance that can be measured depends on the distance that can be projected. Therefore, there is no need to match the distance measurement limit distance and the projection limit distance.

 ここで、図12を参照して調整用コントラスト画像について説明する。調整用コントラスト画像100は、ライン型パッシブ測距装置3を用いてスクリーン1までの距離を算出するための水平方向パターン101と、ライン型パッシブ測距装置4を用いてスクリーン1までの距離を算出するための垂直方向パターン102とを備えており、各パターン101、102を互いに直交させて十字型パターンになるように配置している。水平方向パターン101は、幅が異なる2つの矩形状の黒色パターンを交互に第1の基線長方向に整列させたコントラストの高い形状となっており、ライン型パッシブ測距装置3が高精度に位相差を検出できる。同様に、垂直方向パターン102は、幅が異なる2つの矩形状の黒色パターンを交互に第2の基線長方向に整列させたコントラストの高い形状となっており、ライン型パッシブ測距装置4が高精度に位相差を検出できる。このように、調整用コントラスト画像100が測距装置3及び4によってスクリーン1までの距離を測距する際に使用する水平方向パターン101と垂直方向パターン102とを備えているので、調整用コントラスト画像のデータ量を削減でき、また測距装置3及び4の測距動作を同時に行うことによって測距時間を短縮できる。 Here, the contrast image for adjustment will be described with reference to FIG. The adjustment contrast image 100 includes a horizontal pattern 101 for calculating a distance to the screen 1 using the line-type passive distance measuring device 3 and a distance to the screen 1 using the line-type passive distance measuring device 4. And a vertical direction pattern 102 for performing the patterning. The patterns 101 and 102 are arranged so as to be orthogonal to each other to form a cross-shaped pattern. The horizontal pattern 101 has a high-contrast shape in which two rectangular black patterns having different widths are alternately arranged in the first base line length direction, and the line-type passive distance measuring device 3 is highly accurate. Phase difference can be detected. Similarly, the vertical pattern 102 has a high-contrast shape in which two rectangular black patterns having different widths are alternately arranged in the second base line length direction. The phase difference can be detected with high accuracy. As described above, since the adjustment contrast image 100 includes the horizontal pattern 101 and the vertical pattern 102 used when the distance to the screen 1 is measured by the distance measurement devices 3 and 4, the adjustment contrast image 100 is provided. Can be reduced, and the distance measurement time can be shortened by simultaneously performing the distance measurement operations of the distance measurement devices 3 and 4.

 なお、調整用コントラスト画像100は、図12に示すような十字型パターンに限らず、例えば、図13に示すように、水平方向パターン101と垂直方向パターン102とを互いに直交するように配置させたT字型パターン又はL字型パターンとしても良い。また、水平方向パターン101及び垂直方向パターン102を構成する幅が異なる矩形状のパターンの数及び色は上記に限らず、コントラストが高いパターンであれば適宜変更可能である。また、本例では図12に示すように、水平方向パターン101及び垂直方向パターン102の幅が異なるパターンの互いの面積が異なっているが、各パターンの面積を同一にしても良い。 Note that the adjustment contrast image 100 is not limited to the cross-shaped pattern shown in FIG. 12, and for example, a horizontal pattern 101 and a vertical pattern 102 are arranged so as to be orthogonal to each other as shown in FIG. It may be a T-shaped pattern or an L-shaped pattern. Further, the number and the color of the rectangular patterns having different widths constituting the horizontal pattern 101 and the vertical pattern 102 are not limited to the above, and can be appropriately changed as long as the pattern has a high contrast. Further, in this example, as shown in FIG. 12, although the horizontal pattern 101 and the vertical pattern 102 have different widths, the areas of the patterns differ from each other, but the areas of the respective patterns may be the same.

 続いて、制御回路5はライン型パッシブ測距装置3、4を動作させ、各々にスクリーン1までの距離を複数方向において検出させる。 Next, the control circuit 5 operates the line-type passive distance measuring devices 3 and 4 to cause each of them to detect the distance to the screen 1 in a plurality of directions.

 制御回路5は、ライン型パッシブ測距装置3の測距演算結果に基づきスクリーン1とプロジェクタ2との相対的な水平方向(第1の基線長方向)の傾斜角を算出するとともに、ライン型パッシブ測距装置4の測距演算結果に基づきスクリーン1とプロジェクタ2との相対的な垂直方向(第2の基線長方向)の傾斜角を算出する。 The control circuit 5 calculates a relative horizontal (first base line length) inclination angle between the screen 1 and the projector 2 based on the distance measurement calculation result of the line-type passive distance measurement device 3, and also controls the line-type passive distance measurement. The relative inclination angle of the screen 1 and the projector 2 in the vertical direction (second base line length direction) is calculated based on the distance measurement calculation result of the distance measurement device 4.

 図6〜図10は、上述した傾斜角の算出の一例を説明するための図である。なお、本例は、水平(左右)方向の傾斜角検出、垂直(上下)方向の傾斜角検出または水平および垂直方向の複合された傾斜角検出を行うものを含んでいるが、同様な方式で理解できるため、以降はライン型パッシブ測距装置3を用いた水平方向の傾斜角検出について説明する。 FIGS. 6 to 10 are diagrams for explaining an example of the above-described calculation of the inclination angle. Note that this example includes detection of a tilt angle in the horizontal (left / right) direction, detection of a tilt angle in the vertical (up / down) direction, or detection of a combined tilt angle in the horizontal and vertical directions. For the sake of understanding, hereinafter, detection of a horizontal inclination angle using the line-type passive distance measuring device 3 will be described.

 図6は、プロジェクタ内のライン型パッシブ測距装置3の事前調整処理を説明するための図である。本例で用いるライン型パッシブ測距装置3は、正面と異なる方向を測距方向とする場合、その測距演算結果として、本来の距離ではなく基線長を伸ばした直線から測定対象1までの距離(図4を例にすると、LRでなくLR’)を出力するものとする。よって、図6のように基線長b方向と平行なチャート1上の測定対象1D、1Eおよび1Fを測距した場合、理想的には測定対象1D、1E、1Fまでの測距演算結果(位相差)は同一になるべきものであるが、実際には各測距演算領域における収差の影響等を受け、同一の結果となりにくい。そのため本例では、これらの演算結果が同一になるようにするための補正係数を予め測距方向毎に算出し、その補正係数を演算部内のEEPROM等に記憶しておき、測距演算の際に、この補正係数を利用にて測距演算結果のバラツキを補正するようにしている。よって、基線長b方向と平行な直線上の測定対象1を測距した場合、いずれの測距方向(測距演算領域)で測距しても同一の演算結果すなわち基線長を伸ばした直線から測定対象1までの距離が得られるようになる。 FIG. 6 is a diagram for explaining the advance adjustment processing of the line-type passive distance measuring device 3 in the projector. If the line-type passive distance measuring device 3 used in the present example sets the direction different from the front as the distance measuring direction, the distance measuring operation results in the distance from the straight line with the extended base line length to the measurement target 1 instead of the original distance. (In the example of FIG. 4, LR ′ is output instead of LR). Therefore, when measuring objects 1D, 1E, and 1F on the chart 1 parallel to the base line length b direction as shown in FIG. 6, ideally, the distance measurement results (positions) of the measuring objects 1D, 1E, and 1F are obtained. Phase difference) should be the same, but in practice, the same result is unlikely to be obtained due to the influence of aberrations in the respective distance measurement calculation areas. Therefore, in this example, a correction coefficient for making these calculation results identical is calculated in advance for each distance measurement direction, and the correction coefficient is stored in an EEPROM or the like in the calculation unit, and is used for the distance measurement calculation. In addition, the correction coefficient is used to correct the variation in the calculation result of the distance measurement. Therefore, when the distance to the measurement target 1 on a straight line parallel to the base line length b direction is measured, the same calculation result is obtained regardless of the distance measurement direction (distance measurement calculation area), that is, the straight line obtained by extending the base line length. The distance to the measurement object 1 can be obtained.

 図7は、上述したような調整を施してあるライン型パッシブ測距装置3用いて基線長b方向(プロジェクタ2の水平方向)に対して角度(傾斜角)θ1だけ傾いているスクリーン1を測距した場合の例を示しており、測距演算領域31cRを使用した際の測距演算結果がLR’、測距演算領域31cLを使用した際の測距演算結果がLL’であり、スクリーン1上の測距地点1Dを通り基線長bと平行な直線をb1、スクリーン1上の測距地点1Fを通り基線長bと平行な直線をb2とし、測距地点1Fを通る直線b1の垂線と直線b1との交点をG、測距方向Rと直線b1との交点をH、点Hを通る直線b1の垂線とスクリーン1との交点を1Iとし、測距演算領域31cRと31cLとの間の距離をDとしている。なお、本例では、測距方向Rと測距演算領域31cRとの交点を31cR1、測距方向Lと測距演算領域31cLとの交点を31cL1とし、点31cR1と点31cL1との間の距離を距離Dとしている。 FIG. 7 shows a screen 1 tilted by an angle (tilt angle) θ1 with respect to the base line length b direction (horizontal direction of the projector 2) using the line-type passive distance measuring device 3 adjusted as described above. An example of a case where the distance is calculated is shown. The distance calculation result when the distance calculation region 31cR is used is LR ', and the distance measurement result when the distance calculation region 31cL is used is LL'. A straight line passing through the ranging point 1D and parallel to the base line length b is denoted by b1, a straight line passing through the ranging point 1F on the screen 1 and parallel to the base line length b is denoted by b2, and a line perpendicular to the straight line b1 passing through the ranging point 1F. The intersection between the straight line b1 is G, the intersection between the ranging direction R and the straight line b1 is H, the intersection between the perpendicular line of the straight line b1 passing through the point H and the screen 1 is 1I, and the distance between the ranging calculation areas 31cR and 31cL is D is the distance. In this example, the intersection between the distance measurement direction R and the distance measurement calculation area 31cR is 31cR1, the intersection between the distance measurement direction L and the distance measurement calculation area 31cL is 31cL1, and the distance between the points 31cR1 and 31cL1 is set. The distance is D.

 このような状況において、測距地点1Fと点G間の距離は、LR’−LL’となる。つまり、距離LR’と距離LL’の差となる。 に お い て In such a situation, the distance between the ranging point 1F and the point G is LR'-LL '. That is, it is the difference between the distance LR 'and the distance LL'.

 ここで、図8に示したように、角度θ1が小さい場合、測距地点1Fと点G間の距離と点Hと点1I間の距離はほぼ等しくなることに着目すると、点Hと点1I間の距離はLR’−LL’とほぼ等しくなる。ここで、角度θ1は本例ではプロジェクタ2とスクリーン1との傾斜角であり、プロジェクタ2の投影画像をスクリーン1に投影する関係上、角度θ1があまり大きくなることは考えられず、実用上点Hと点1I間の距離がLR’−LL’となるとみなしても大きな問題とならない。例えば、携帯可能なプロジェクタ2をスクリーン1に投影するような場合、使用者がプロジェクタを設置するので、使用者の設置により両者の大まかな角度調整が通常為されるものと思われる。 Here, as shown in FIG. 8, when the angle θ1 is small, it is noted that the distance between the ranging point 1F and the point G and the distance between the point H and the point 1I are substantially equal. The distance between them is approximately equal to LR'-LL '. Here, the angle θ1 is the inclination angle between the projector 2 and the screen 1 in the present embodiment, and it is unlikely that the angle θ1 becomes too large from the viewpoint of projecting the image projected by the projector 2 on the screen 1, so that the angle θ1 is not practically used. Even if it is assumed that the distance between H and the point 1I is LR'-LL ', there is no big problem. For example, in a case where the portable projector 2 is projected on the screen 1, the user installs the projector. Therefore, it is considered that the general adjustment of the angle between the two is usually performed by the installation of the user.

 また、図9に示すように、測距地点1Dと点Hとレンズ31aの中心からなる3角形と点31cR1と点31cL1とレンズ31aの中心からなる3角形が相似なので、測距地点1Dと点Hとの距離は、LL’D/fとなる。 Also, as shown in FIG. 9, the distance measuring point 1D, the point H, and the triangle formed by the center of the lens 31a and the point 31cR1, the point 31cL1, and the triangle formed by the center of the lens 31a are similar. The distance from H is LL'D / f.

 よって、図10に示すように、測距地点1Dと点Hと点1Iで構成される直角3角形から傾斜角θ1は、
θ1=arctan((LR’−LL’)/(LL’D/f))
から求めることが可能である。
Therefore, as shown in FIG. 10, the inclination angle θ1 from the right triangle formed by the distance measuring point 1D, the point H, and the point 1I is:
θ1 = arctan ((LR′−LL ′) / (LL′D / f))
Can be obtained from

 なお、上記では測距演算領域31cRと31cLとの間の距離Dとして、点31cR1と点31cL1との間の距離を用いたが、例えば測距演算領域31cRの基線長方向の中心位置と測距演算領域31cLの基線長方向の中心位置の間の距離としても良い。この場合、測距演算領域上での測距方向との交点を検出する必要がなくなり、角度検出に用いる2つの測距演算領域間の距離に応じた値を容易に検出可能となり、角度検出の簡略化が図れる。 In the above description, the distance between the point 31cR1 and the point 31cL1 is used as the distance D between the distance measurement calculation areas 31cR and 31cL. However, for example, the center position of the distance measurement calculation area 31cR in the base line length direction and the distance measurement are used. The distance between the center positions in the base line length direction of the calculation region 31cL may be used. In this case, it is not necessary to detect the intersection with the distance measurement direction in the distance measurement calculation area, and a value corresponding to the distance between the two distance measurement calculation areas used for angle detection can be easily detected. Simplification can be achieved.

 なお、角度検出に高い精度が求められる場合、角度検出に用いる2つの測距演算領域間の距離に応じた値として、各々の測距演算領域中のコントラスト重心位置の距離を用いるようにしてもよい。以下、この場合の例を図11を参照して説明する。 If high accuracy is required for angle detection, the distance between the center of gravity of the contrast in each distance measurement calculation area may be used as a value corresponding to the distance between the two distance measurement calculation areas used for angle detection. Good. Hereinafter, an example of this case will be described with reference to FIG.

 周知のようにパッシブ式測距は、1対の映像を重ね合わせた際に最も一致度が高くなる状態を検出する動作を含むが、この一致度は1対の映像のコントラスト状態が一致しているか否かを検出するものである。 As is well known, passive ranging includes an operation of detecting a state in which the degree of coincidence is highest when a pair of images are superimposed. However, this degree of coincidence is determined when the contrast state of the pair of images matches. It is to detect whether or not there is.

 したがって、パッシブ式測距の場合、図11のように、ある1つの測距演算領域31cnの設計上の測距方向が矢印J方向であった場合でも、測距演算領域31cnに結像される測距対象1の像が矢印K方向のみにコントラスト位置1Kが存在する像の場合、実際の測距方向は矢印J方向から矢印K方向にずれ、測距演算領域31cnに結像される測距対象1の像が矢印M方向のみにコントラスト位置1Mが存在する像の場合、実際の測距方向は矢印J方向から矢印M方向にずれる。また、測距演算領域31cnに結像される測距対象1の像が矢印K方向と矢印M方向にコントラスト位置1Kと1Mが存在する像の場合、実際の測距方向は矢印J方向から測距演算領域31cn上に結像された画像のコントラスト重心位置にずれる。 Therefore, in the case of the passive distance measurement, as shown in FIG. 11, even when a design distance measurement direction of one certain distance measurement calculation area 31cn is the direction of the arrow J, an image is formed on the distance measurement calculation area 31cn. When the image of the distance measurement target 1 is an image in which the contrast position 1K exists only in the direction of the arrow K, the actual distance measurement direction is shifted from the direction of the arrow J in the direction of the arrow K, and the distance measurement is formed in the distance measurement calculation area 31cn. If the image of the object 1 is an image in which the contrast position 1M exists only in the direction of the arrow M, the actual distance measurement direction is shifted from the direction of the arrow J in the direction of the arrow M. When the image of the distance measurement target 1 formed in the distance measurement calculation area 31cn is an image in which the contrast positions 1K and 1M exist in the arrow K direction and the arrow M direction, the actual distance measurement direction is measured from the arrow J direction. The image formed on the distance calculation area 31cn is shifted to the position of the center of gravity of the contrast.

 よって、角度検出に用いる2つの測距演算領域間の距離に応じた値として、各々の測距演算領域中のコントラスト重心位置の距離を用いれば、精度の高い距離Dを使用することができ、角度検出精度が向上する。なお、コントラスト重心位置の求め方としては、特開平8−75985号公報により公知である。参考までに本例では以下の数式1から求める。 Therefore, by using the distance of the position of the center of gravity of the contrast in each of the distance measurement calculation areas as a value corresponding to the distance between the two distance measurement calculation areas used for angle detection, a highly accurate distance D can be used. The angle detection accuracy is improved. A method of obtaining the position of the center of gravity of the contrast is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-75985. For reference, in this example, it is obtained from the following Equation 1.

 なお、本例ではラインセンサ31cが有する一列に配列された受光素子にそれぞれ通し番号がふってある。 In this example, serial numbers are given to the light receiving elements arranged in a line in the line sensor 31c.

 このように、カメラ等で利用されているライン型パッシブ測距装置を利用した簡便な傾斜角検出装置を実現できる。 As described above, it is possible to realize a simple inclination angle detecting device using a line-type passive distance measuring device used in a camera or the like.

 傾斜角θ1とθ2が求まると、制御回路5は求めた傾斜角θ1とθ2を表示駆動部7に出力し、表示駆動部7は、制御回路5が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づきコンデンサレンズを含む投射光学系8を調整して投影画像の台形歪みを補正する。 When the inclination angles θ1 and θ2 are obtained, the control circuit 5 outputs the obtained inclination angles θ1 and θ2 to the display drive unit 7, and the display drive unit 7 calculates the inclination angles in the horizontal and vertical directions calculated by the control circuit 5. Based on this, the projection optical system 8 including the condenser lens is adjusted to correct the trapezoidal distortion of the projected image.

 なお、本例では、制御回路5が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づきコンデンサレンズを含む投射光学系8を調整して投影画像の台形歪みを光学的に補正するようにしているが、投影画像生成部6において制御回路5が算出した水平方向および垂直方向の傾斜角に基づき投影映像とは逆の台形歪のある画像の表示データを生成して投影画像の台形歪みを電気的に補正するようにしてもよい。 In the present embodiment, the projection optical system 8 including the condenser lens is adjusted based on the horizontal and vertical inclination angles calculated by the control circuit 5 to optically correct the trapezoidal distortion of the projected image. Based on the horizontal and vertical tilt angles calculated by the control circuit 5 in the projection image generation unit 6, display data of an image having a trapezoidal distortion opposite to the projection video is generated, and the trapezoidal distortion of the projection image is electrically determined. The correction may be made.

 このように、プロジェクタとスクリーンとの相対的な傾斜角に応じた画像の歪みをカメラ等で利用されているライン型パッシブ測距装置を利用した簡単な構成で実現可能となる。 As described above, the image distortion corresponding to the relative tilt angle between the projector and the screen can be realized with a simple configuration using a line-type passive distance measuring device used in a camera or the like.

 制御回路5は、傾斜角θ1とθ2が求まるとライン型パッシブ測距装置3、4の動作を停止させ、角度検出動作と台形歪み補正動作を終了する。 When the inclination angles θ1 and θ2 are obtained, the control circuit 5 stops the operation of the line-type passive distance measuring devices 3 and 4, and ends the angle detection operation and the trapezoidal distortion correction operation.

 なお、制御回路5は、一旦傾斜角θ1とθ2を求めた後、所定時間経過した時点で再びライン型パッシブ測距装置3、4を動作させ、再度傾斜角θ1とθ2を検出し、この検出した傾斜角θ1とθ2に基づき再び台形歪み補正動作を行うようにしてもよい。このようにすれば、間欠的に画像の歪みを補正するので、スクリーンやプロジェクタの設置状況等が変化してもその変化に応じた歪補正を自動的に行える。 The control circuit 5 operates the line-type passive distance measuring devices 3 and 4 again after a predetermined time has elapsed after obtaining the inclination angles θ1 and θ2 once, and detects the inclination angles θ1 and θ2 again. The trapezoidal distortion correction operation may be performed again based on the tilt angles θ1 and θ2. With this configuration, since the image distortion is intermittently corrected, even if the installation state of the screen or the projector changes, the distortion correction according to the change can be automatically performed.

 なお、上記の例では、2つのライン型パッシブ測距装置を用いて異なる複数の方向についての傾斜角を検出し、各々の検出結果に基づき台形歪み補正を行うようにしたが、1つのライン型パッシブ測距装置を用いて1方向についての傾斜角を検出し、この検出した1つの傾斜角に基づき台形歪み補正を行うようにしてもよい。 In the above example, two line-type passive distance measuring devices are used to detect inclination angles in a plurality of different directions, and trapezoidal distortion correction is performed based on each detection result. An inclination angle in one direction may be detected using a passive distance measuring device, and trapezoidal distortion correction may be performed based on the detected one inclination angle.

 また、上記の例では2つのライン型パッシブ測距装置で、異なる複数の方向として垂直方向と水平方向の2方向の傾斜角を検出するようにしたが、異なる複数の方向は垂直方向と水平方向に限らず、適宜変更可能である。 Further, in the above example, two line-type passive distance measuring devices detect inclination angles in two directions, that is, a vertical direction and a horizontal direction, as a plurality of different directions. The present invention is not limited to this, and can be changed as appropriate.

 また、上記では測定対象をスクリーンとしたが、測定対象はスクリーンに限らず、適宜変更可能である。 In the above description, the measurement target is a screen, but the measurement target is not limited to the screen, and can be changed as appropriate.

 また、本発明は上記実施例にのみ限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be appropriately modified and implemented without changing the gist.

本発明の一実施例を示したブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. 図1の正面図。The front view of FIG. 図1のライン型パッシブ測距装置の測距原理を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a principle of distance measurement of the line-type passive distance measurement device of FIG. 図1のライン型パッシブ測距装置の測距原理を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a principle of distance measurement of the line-type passive distance measurement device of FIG. 本例の1対のラインセンサ31c、31dの複数の測距演算領域を示した図。FIG. 7 is a diagram showing a plurality of distance measurement calculation areas of a pair of line sensors 31c and 31d of the present example. 図1の傾斜角の検出方式を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a method of detecting an inclination angle in FIG. 1. 図1の傾斜角の検出方式を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a method of detecting an inclination angle in FIG. 1. 図1の傾斜角の検出方式を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a method of detecting an inclination angle in FIG. 1. 図1の傾斜角の検出方式を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a method of detecting an inclination angle in FIG. 1. 図1の傾斜角の検出方式を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a method of detecting an inclination angle in FIG. 1. 図1の傾斜角の検出方式を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a method of detecting an inclination angle in FIG. 1. 図1のライン型パッシブ測距装置での測距に使用される調整用コントラスト画像を示した図。FIG. 2 is a diagram illustrating an adjustment contrast image used for distance measurement by the line-type passive distance measurement device in FIG. 1. 図1のライン型パッシブ測距装置での測距に使用される調整用コントラスト画像を示した図。FIG. 2 is a diagram illustrating an adjustment contrast image used for distance measurement by the line-type passive distance measurement device in FIG. 1.

符号の説明Explanation of reference numerals

 3       第1のライン型パッシブ測距装置
 31a、31b 第1の1対のレンズ
 31c、31d 第1のラインセンサ
 32      第1の演算部
 4       第2のライン型パッシブ測距装置
 41a、41b 第2の1対のレンズ
 41c、41d 第2のラインセンサ
 42      第2の演算部
 5       第1、第2の傾斜角算出部
 6       画像歪み補正部
 7       画像歪み補正部
3 first line-type passive ranging device 31a, 31b first pair of lenses 31c, 31d first line sensor 32 first calculating unit 4 second line-type passive ranging device 41a, 41b second One pair of lenses 41c, 41d Second line sensor 42 Second calculation unit 5 First and second tilt angle calculation unit 6 Image distortion correction unit 7 Image distortion correction unit

Claims (6)

基線長だけ離して配置した1対のレンズと、上記1対のレンズにより生成される測定対象の1対の像の一方が結像する第1の受光領域と上記1対の像の他方が結像する第2の受光領域とを有し、上記第1および第2の受光領域中のそれぞれに複数の測距方向に対応した複数の測距演算領域が設定されているラインセンサと、上記第1の受光領域中の上記測距演算領域の上記ラインセンサの出力と上記第2の受光領域中の上記測距演算領域の上記ラインセンサの出力との出力に基づき上記複数の測距方向について測距演算する演算部とを備えたライン型パッシブ測距装置と、
 上記ライン型パッシブ測距装置が上記複数の測距方向について測距演算した演算結果中の異なる2つの測距方向についての演算結果と上記2つの測距方向に対応する上記第1の受光領域中の2つの上記測距演算領域間の距離に応じた値とに基づき上記基線長方向に対する上記測定対象の傾斜角を算出する傾斜角算出部と
を含むことを特徴とする角度検出装置。
A pair of lenses arranged apart from each other by a base length, a first light receiving region where one of a pair of images of a measurement object generated by the pair of lenses is formed, and the other of the pair of images is formed. A line sensor having a second light receiving area for imaging, wherein a plurality of distance measurement calculation areas corresponding to a plurality of distance measurement directions are set in each of the first and second light receiving areas; Based on the output of the line sensor in the distance measurement calculation area in the first light receiving area and the output of the line sensor in the distance measurement calculation area in the second light reception area, measurement is performed in the plurality of distance measurement directions. A line-type passive distance measuring device having a calculating unit for calculating a distance,
In the first light receiving area corresponding to the two different distance measurement directions, the calculation results for the two different distance measurement directions in the calculation results obtained by the line-type passive distance measurement device performing the distance measurement for the plurality of distance measurement directions. A tilt angle calculation unit that calculates a tilt angle of the measurement target with respect to the base line length direction based on a value corresponding to a distance between the two distance measurement calculation areas.
請求項1において、上記第1の受光領域中の2つの上記測距演算領域間の距離に応じた値は、上記2つの測距演算領域の各々の上記基線長方向の中心位置の距離であることを特徴とする角度検出装置。 2. The distance according to claim 1, wherein the value corresponding to the distance between the two distance measurement calculation areas in the first light receiving area is the distance between the center positions of the two distance measurement calculation areas in the base line length direction. An angle detection device characterized by the above-mentioned. 請求項1において、上記第1の受光領域中の2つの上記測距演算領域間の距離に応じた値は、上記2つの測距演算領域の各々に結像された像のコントラスト重心位置の距離であることを特徴とする角度検出装置。 2. The distance according to claim 1, wherein a value corresponding to a distance between the two distance measurement calculation areas in the first light receiving area is a distance of a contrast centroid position of an image formed in each of the two distance measurement calculation areas. An angle detection device, characterized in that: 請求項1乃至3のいずれかにおいて、上記測定対象は、画像が投影されるスクリーンであることを特徴とする角度検出装置。 The angle detection device according to claim 1, wherein the measurement target is a screen on which an image is projected. 入力映像信号に基づき形成された画像をスクリーンに投影するプロジェクタであって、請求項4に記載の角度検出装置と、上記角度検出装置が算出した傾斜角に基づき上記スクリーン上の画像の歪み補正する画像歪み補正部とを含むことを特徴とするプロジェクタ。 A projector for projecting an image formed on the basis of an input video signal onto a screen, wherein the angle of the image on the screen is corrected based on the inclination angle calculated by the angle detection apparatus according to claim 4. A projector comprising an image distortion correction unit. 請求項5において、基線長方向が互いに異なる複数の上記ライン型パッシブ測距装置と、上記複数のライン型パッシブ測距装置の演算結果に基づいて上記スクリーンの複数方向の傾斜角を算出する上記角度検出装置とを備え、上記複数のライン型パッシブ測距装置が測距する際に、当該複数のライン型パッシブ測距装置の各基線長方向に対応する複数のパターンを備える調整用画像を投影することを特徴とするプロジェクタ。


6. The angle according to claim 5, wherein a plurality of line-type passive distance measuring devices having different base line length directions and an inclination angle of the screen in a plurality of directions are calculated based on calculation results of the plurality of line-type passive distance measuring devices. A plurality of line-type passive distance-measuring devices projecting an adjustment image having a plurality of patterns corresponding to respective base line length directions of the plurality of line-type passive distance-measuring devices when measuring the distance. A projector characterized in that:


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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006228A (en) * 2003-06-13 2005-01-06 Casio Comput Co Ltd Projector
JP2006118884A (en) * 2004-10-19 2006-05-11 Casio Comput Co Ltd Distance measuring device and distance measuring method
JP2007121632A (en) * 2005-10-27 2007-05-17 Nidec Copal Corp Projector and screen
JP2008232855A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Fujitsu Ltd System for calculating relative position, device for adjusting relative position, method for adjusting relative position and program for adjusting relative position
CN112781554A (en) * 2019-11-07 2021-05-11 卡西欧计算机株式会社 Projection apparatus, setting state detection method, and computer-readable storage medium

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006228A (en) * 2003-06-13 2005-01-06 Casio Comput Co Ltd Projector
JP2006118884A (en) * 2004-10-19 2006-05-11 Casio Comput Co Ltd Distance measuring device and distance measuring method
JP4586487B2 (en) * 2004-10-19 2010-11-24 カシオ計算機株式会社 Distance measuring device and distance measuring method
JP2007121632A (en) * 2005-10-27 2007-05-17 Nidec Copal Corp Projector and screen
JP2008232855A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Fujitsu Ltd System for calculating relative position, device for adjusting relative position, method for adjusting relative position and program for adjusting relative position
CN112781554A (en) * 2019-11-07 2021-05-11 卡西欧计算机株式会社 Projection apparatus, setting state detection method, and computer-readable storage medium

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