【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投映型表示装置、より詳細には、エリアセンサで検出した画像データに基づいて台形歪みの補正を行う投映型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源光を変調し、スクリーン等の被投映面に投映することによって被投映面に画像表示を行う投映型画像表示装置において、投映画像がスクリーン等の被投映面に垂直でない場合に生じる投映画像の台形歪み補正を行うことができる装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、プロジェクタのあおり角度をスクリーン傾斜角度でオフセットすることにより、傾斜のあるスクリーンであっても台形歪み補正を行うことができるようにしたプロジェクタ装置が開示されている。
【０００４】
しかしながら上記特許文献１の技術では、スクリーンの角度をオフセットするために、スクリーンの傾斜角情報を入力する必要がり、もしくはスクリーン自体に角度センサを取り付けてその角度検出結果を使用する必要があり、投映型表示装置独自で自動調整を行うものではなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１―３３９６７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、スクリーンの投映画像から投映型表示装置とスクリーンとの相対的な傾斜を演算することにより、投映型表示装置単体で自動的な台形歪み補正を行うことができるようにした投映型表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の投映型表示装置は、光源と、光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段で変調された光を被投映面に投映する投映光学系とを有し、投映光学系によって被投映面に投映された変調光によって画像表示を行う投映型画像表示装置に適用される。そして本発明の投映型表示装置は、投映画像光を検知するエリアセンサと、前記投映光学系の投映レンズを前記エリアセンサとともに所定方向にシフトさせて投映画像の位置を調整するためのレンズシフト制御手段と、レンズシフト制御手段によってシフトしたエリアセンサによる出力信号に基づいて、エリアセンサと被投映面との距離算出を行う距離算出手段と、距離算出の結果に基づいて被投映面と投映光の投映軸との相対角度を検出する相対角度検出手段と、相対角度検出手段によって検出された相対角度データに基づいて投映画像の台形歪みを補正する台形補正手段とを有しており、光変調手段は、台形補正手段で補正された画像信号に従って光変調を行う画像を生成することを特徴としている。
【０００８】
さらに本発明の投映型表示装置は、上記エリアセンサが、エリアセンサのセンサ部に投映画像光を集光するレンズを有し、距離算出手段が、レンズシフト制御手段によってシフトしたエリアセンサのシフト前後の検知信号を入力して、一方の位置における検知信号に対する他方の位置の検知信号のシフト量を算出し、これら検知信号のシフト量、エリアセンサのシフト量、及びレンズの焦点距離からエリアセンサと被投映面との距離算出を行うことを特徴としている。
【０００９】
さらに本発明の投映型表示装置は、レンズシフト制御手段によってシフトされる投映レンズ及びエリアセンサが、互いに直交する２方向にシフトするように構成され、距離算出手段は、各方向の複数の位置で前記被投映面との距離算出を行い、相対角度検出手段は、距離算出手段が算出した各距離データに従って、相対角度を検出することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の投映型表示装置の一実施例を説明するためのブロック図を示している。投映型表示装置において、映像信号入力端子１からは、投映表示を行うための映像信号が入力する。そして入力した映像信号は、信号処理手段２にて信号処理され、台形補正手段３に入力される。台形補正手段３では、投映光の投映軸とスクリーン等の被投映面との相対角度に従って、被投映面における投映画像の形状を補正する。すなわち、ここでは、被投映面に対して正面から投映できない場合（投映軸と被投映面が垂直ではない場合）に、そのままでは台形となってしまう投映画像形状を補正し、歪みのない投映を行うための補正画像データを出力する。
上記のような台形補正手段３については、公知の技術を適用することができ、台形補正手段３では、入力する上記相対角度データに従って、台形歪みの補正を行う。
【００１１】
信号出力手段４は、台形補正手段３で歪み補正された画像信号を表示デバイス５に出力する。表示デバイス５は、例えば液晶パネル等による光変調手段が用いられ、歪み補正された画像信号を表示し、その表示画像によって光源光を変調させることによって、被投映面に投映画像を表示させることができる。
【００１２】
台形補正手段３に用いる相対角度は、エリアセンサ８の検出信号に基づいて算出する。すなわち、エリアセンサ８では、被投映面に投映された画像信号を検出し、距離算出手段７に出力する。距離算出手段７では、エリアセンサ８で検出した画像信号に基づいて、該エリアセンサ８と被投映面との距離を算出する。このとき、距離算出手段７は、演算領域指定手段９によって指定された信号領域について演算を行い、被投映面とエリアセンサ８との距離を算出する。エリアセンサ８と距離算出手段７による測距演算処理については後述する。
【００１３】
距離算出手段７で算出されたエリアセンサ８と被投映面との距離データは、相対角度検出手段６に入力され、相対角度検出手段６がこれら距離データに基づいて、投映軸と被投映面との相対角度を検出する。相対角度検出手段６が検出した相対角度データは、台形補正手段３に入力され、投映画像信号の台形歪み補正が実行される。
【００１４】
本発明では、上記投映軸と被投映面との相対角度を検出するために、エリアセンサ８と、レンズシフト制御手段１０によるレンズシフト機構とを用いている。エリアセンサ８とレンズシフト機構とを組み合わせることによって、水平方向及び垂直方向の複数点における距離データ（被投映面からエリアセンサまでの距離）を算出することができる。距離算出手段７は、レンズシフト制御手段１０に対してレンズシフトを行うように指示し、レンズシフト制御手段１０によってレンズとともにエリアセンサ８をシフトさせ、シフト前後でエリアセンサ８を用いた測距演算を行うようにする。
【００１５】
距離算出手段７は、エリアセンサ８からの出力信号を演算領域指定手段９に出力する。演算領域指定手段９は、エリアセンサ８が検出した検出信号において距離の算出（測距演算）に使用する演算領域を指定する。例えば、演算領域指定手段によって、スクリーン端部やスクリーン外の影響をなくすように、演算に使用する部分を指定することができる。距離算出手段７は、指定されたエリアについて、上記の測距演算を行ってエリアセンサから被投映面までの距離を算出する。
【００１６】
図２は、本発明による投映型表示装置の正面概略構成を示す図で、図中、８はエリアセンサ、２０は投映型表示装置本体、２０ｆは投映型表示装置本体の前面、３０は投映レンズ、Ｒｖは垂直方向レンズ駆動範囲、Ｒｈは水平方向レンズ駆動範囲である。本例では、投映画像を投映するための光学系を構成する投映レンズ３０に近接させて、エリアセンサ８を配置する。
【００１７】
そして、投映型表示装置は、投映レンズ３０及びこれに近接配置されたエリアセンサ８を一体的に垂直方向及び水平方向にシフトさせるレンズシフト機構を備えている。レンズシフト機構によって垂直方向にエリアセンサ８がシフトすることにより、垂直方向の複数の領域で測距演算を行うことができ、また水平方向にエリアセンサ８がシフトすることにより、水平方向の複数の領域で測距演算を行うことができる。
【００１８】
なお、上記図２の例では、エリアセンサ８が水平方向及び垂直方向にシフトされるように構成したが、本発明において、レンズシフト方向は、水平及び垂直方向以外に、投映画面形状及び／または被投映面形状に応じて、最適な歪み補正を行うことができる任意の方向に設定することができる。
【００１９】
レンズシフトによって算出した複数の距離データは、図１に示す相対角度検出手段６に送られる。相対角度検出手段６は、複数の距離データから、被投映面と投映光の投映軸との相対角度を算出することができる。この場合、算出される相対角度は、レンズシフト方向に一致した角度を表すことになる。
【００２０】
エリアセンサによる測距演算処理について説明する。図３は、エリアセンサによる出力データの一例を示す図で、エリアセンサの出力信号に基づいて生成されたデジタルデータを示すものである。図３（Ａ）ないし図３（Ｅ）は、演算領域指定手段で指定された同一領域の画像データであり、レンズシフト機構によって垂直または水平にエリアセンサ８が所定距離シフトしたときのデジタルデータを示すものである。ここで図３（Ａ）の位置を基準とするとき、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）から水平方向にＢだけエリアセンサ８がシフトしたときを示し、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）からさらにＢだけエリアセンサ８がシフトしたときのデータを示す。また同様に、図３（Ｄ）は、図３（Ａ）から垂直方向にＢだけエリアセンサがシフトしたときのデータを示し、図３（Ｅ）は、図３（Ｂ）から垂直方向にＢだけエリアセンサがシフトしたときのデータを示す。図３に示すように、エリアセンサを所定量（Ｂ）だけシフトさせるときに、同一の信号エリアで検出される信号も特定量（ΔＸ）のシフトが生じる。なお、ΔＸは、測距ポイントにおける被投映面の相対的な傾きに応じて変化する。
【００２１】
図４は、エリアセンサによる出力データのシフト量から被投映面とエリアセンサとの距離を算出する処理を説明するための図で、図中、８ａはエリアセンサのレンズ、７０は画像投映を行うスクリーン等の被投映面、Ｂはエリアセンサのシフト距離、Ｌはエリアセンサのレンズ８ａと被投映面７０との距離、ｆはレンズの焦点距離である。
【００２２】
距離算出手段７は、レンズシフト前後のエリアセンサ８の出力データを保持しておく。そして例えば、図３（Ａ）のデータを基準として図３（Ｂ）に示す画像データをシフトしていき、これらの画像データが一致したときのシフト量ΔＸを得る。
【００２３】
そして図４に示す基線長（レンズシフト量）Ｂ，シフト量ΔＸ、及び焦点距離ｆの関係から三角測量を用いて距離Ｌを得ることができる。このときに、距離算出手段７は、シフト量ΔＸと距離Ｌとの関係を予めテーブルとして保持しておき、ΔＸが得られた際に該テーブルを参照して距離Ｌを得るようにしてもよい。
【００２４】
そして上記のような距離Ｌを算出する処理を、レンズシフトを行った２つのポイントによるエリアセンサ８の出力信号に基づいて実行し、さらに垂直方向と水平方向でそれぞれ複数の距離データを算出する。これによって、相対角度検出手段６によって各方向におけるスクリーンと投映光の投映軸との相対角度を算出することができる。
【００２５】
例えば、図３の例では、図３（Ａ）と図３（Ｂ）とのデータシフトΔＸ及びレンズシフト量Ｂから算出した距離データをＡ１とし、同様に図３（Ｂ）と図３（Ｃ）のΔＸ及びＢから算出した距離をＡ２とするとき、相対角度検出手段６では、これらＡ１及びＡ２の距離データから水平方向のスクリーンの相対的な傾きを算出することがきる。
【００２６】
また、同様に、図３（Ｄ）と図３（Ｅ）とのデータシフトΔＸ及びレンズシフトＢから算出した距離データをＡ３とするとき、相対角度検出手段６では、Ａ１とＡ３の距離データから垂直方向のスクリーンの相対的な傾きを算出することができる。ここで距離Ａ３の測距ポイントは、距離Ａ１の測距ポイントに対して垂直にシフトした位置になっていることが特徴である。距離Ａ１を各方向共通の測距ポイントとすることで、高精度の相対角度計算が可能となる。例えば、水平方向と垂直方向との共通点を含むすくなくとも３点の測距データによって、被投映面の法線と投映光の投映軸との関係が規定できる。これによって、より精密な補正演算を実行することができる。
【００２７】
上記のごとくの処理によって被投映面において算出した複数の距離データは、図１に示す相対角度検出手段６に送られる。相対角度検出手段６は、複数の距離データから、被投映面と投映光の投映軸との相対角度を算出することができる。
【００２８】
図５は、相対角度検出手段６における被投映面と投映光の投映軸との相対角度の算出処理について説明するための図である。相対角度検出手段６は、距離算出手段７から入力した距離Ｌの情報から上記相対角度を検出する。この例では、レンズシフトによってエリア１とエリア２の距離Ｌ１，Ｌ２が相対角度検出手段６に入力されたものとする。
【００２９】
相対角度検出手段６は、距離算出手段７から入力された測距結果Ｌ１、Ｌ２及び図５に示す三角形の相似関係から、図６に示すｄ及びｈを算出し、下記の数式１によって、相対角度θを得ることができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
上記相対角度検出手段６で得られた相対角度情報は、前述したように図１の台形補正手段３に入力され、投映画像の歪み補正が実行される。
図７は、垂直方向の台形歪み補正前後の投映画像形状を示す図で、図中、５１は補正前の投映画像、５２は補正後の投映画像である。また図８は、水平方向の台形歪み補正前後の投映画像形状を示す図で、図中、５３は補正前の投映画像、５４は補正後の投映画像である。
【００３２】
上述のように、本発明によれば、レンズシフト機構とエリアセンサとを組み合わせて２方向の複数点で測距演算を行うことにより、水平方向と垂直方向（もしくは直交する任意の２方向）の台形歪み補正を行うことができる。また、上述したように本発明のエリアセンサとレンズシフト機構を用いることにより、各方向における共通の測距ポイントを容易に指定することができ、２方向で測距を行う場合に、共通の１点を含む複数点で測距を行うことによって、高精度の相対角度計算が可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明らかなように、本発明によれば、スクリーン等の被投映面に対して歪み補正のための特別な準備を行う必要がなく、スクリーンの投映画像から投映型表示装置とスクリーンとの相対的な傾斜を演算することにより、投映型表示装置単体で自動的な台形歪み補正を行うことができるため、投映角度の条件が変わっても高精度の画像投映を自動で行うことができ、ユーザに対して高い利便性を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投映型表示装置の一実施例を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明による投映型表示装置の正面概略構成を示す図である。
【図３】エリアセンサによる出力データの一例を示す図である。
【図４】エリアセンサによる出力データのシフト量から被投映面とエリアセンサとの距離を算出する処理を説明するための図である。
【図５】相対角度検出手段における被投映面と投映光の投映軸との相対角度の算出処理について説明するための図である。
【図６】相対角度検出手段における被投映面と投映光の投映軸との相対角度の算出処理について説明するための他の図である。
【図７】垂直方向の台形歪み補正前後の投映画像形状を示す図である。
【図８】水平方向の台形歪み補正前後の投映画像形状を示す図である。
【符号の説明】
１…映像信号入力端子、２…信号処理手段、３…台形補正手段、４…信号出力手段、５…表示デバイス、６…相対角度検出手段、７…距離算出手段、８…エリアセンサ、８ａ…エリアセンサのレンズ、９…演算領域指定手段、１０…レンズシフト制御手段、２０…投映型表示装置本体、２０ｆ…投映型表示装置本体の前面、３０…投映レンズ、５１，５３…補正前の投映画像、５２，５４…補正後の投映画像。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection display device, and more particularly, to a projection display device that corrects trapezoidal distortion based on image data detected by an area sensor.
[0002]
[Prior art]
In a projection-type image display device that modulates light from a light source and displays an image on a projection surface such as a screen by projecting the projection image on the projection surface, a projection image generated when the projection image is not perpendicular to the projection surface such as a screen. Devices that can perform trapezoidal distortion correction are known.
[0003]
For example, Patent Literature 1 discloses a projector device in which trapezoidal distortion correction can be performed even on an inclined screen by offsetting a tilt angle of the projector by a screen inclination angle.
[0004]
However, in the technique of Patent Document 1, in order to offset the angle of the screen, it is necessary to input screen tilt angle information, or it is necessary to attach an angle sensor to the screen itself and use the angle detection result, and perform projection. It did not perform automatic adjustment on its own.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-339671 A
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and calculates the relative inclination between the projection display device and the screen from the projection image on the screen, thereby automatically trapping trapezoidal distortion in the projection display device alone. It is an object of the present invention to provide a projection display device capable of performing correction.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The projection display device of the present invention includes a light source, a light modulation unit that modulates light from the light source, and a projection optical system that projects the light modulated by the light modulation unit on a projection surface. The present invention is applied to a projection-type image display device that displays an image using modulated light projected on a projection surface by a system. The projection type display device according to the present invention includes an area sensor for detecting a projection image light, and a lens shift control for adjusting a position of the projection image by shifting a projection lens of the projection optical system together with the area sensor in a predetermined direction. Means, a distance calculating means for calculating a distance between the area sensor and the projection surface based on the output signal from the area sensor shifted by the lens shift control means, and a distance between the projection surface and the projection light based on the result of the distance calculation. A light modulating means comprising: a relative angle detecting means for detecting a relative angle with respect to the projection axis; and a trapezoidal correcting means for correcting a trapezoidal distortion of a projected image based on the relative angle data detected by the relative angle detecting means. Is characterized by generating an image on which light modulation is performed in accordance with the image signal corrected by the trapezoidal correction means.
[0008]
Further, in the projection display device of the present invention, the area sensor has a lens for condensing the projection image light on a sensor unit of the area sensor, and the distance calculation means is provided before and after the shift of the area sensor shifted by the lens shift control means. Of the detection signal at one position and calculate the shift amount of the detection signal at the other position with respect to the detection signal at one position.The shift amount of the detection signal, the shift amount of the area sensor, and the focal length of the lens, It is characterized in that the distance to the projection surface is calculated.
[0009]
Further, the projection type display device of the present invention is configured such that the projection lens and the area sensor shifted by the lens shift control means are shifted in two directions orthogonal to each other, and the distance calculation means is provided at a plurality of positions in each direction. The distance to the projection surface is calculated, and the relative angle detecting means detects the relative angle according to each distance data calculated by the distance calculating means.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the projection display device of the present invention. In the projection display device, a video signal for performing projection display is input from a video signal input terminal 1. The input video signal is signal-processed by the signal processing means 2 and input to the trapezoid correction means 3. The trapezoidal correction means 3 corrects the shape of the projection image on the projection surface according to the relative angle between the projection axis of the projection light and the projection surface such as a screen. That is, here, when the projection cannot be performed from the front with respect to the projection surface (when the projection axis is not perpendicular to the projection surface), the shape of the projection image that would otherwise be trapezoidal is corrected, and projection without distortion is performed. Output the corrected image data to be performed.
Known techniques can be applied to the trapezoidal correction means 3 as described above, and the trapezoidal correction means 3 corrects trapezoidal distortion according to the input relative angle data.
[0011]
The signal output unit 4 outputs the image signal whose distortion has been corrected by the trapezoidal correction unit 3 to the display device 5. The display device 5 uses, for example, a light modulation unit such as a liquid crystal panel or the like, displays a distortion-corrected image signal, and modulates light source light with the display image to display a projection image on a projection surface. it can.
[0012]
The relative angle used for the trapezoidal correction means 3 is calculated based on the detection signal of the area sensor 8. That is, the area sensor 8 detects the image signal projected on the projection surface and outputs the signal to the distance calculation means 7. The distance calculating means 7 calculates the distance between the area sensor 8 and the projection surface based on the image signal detected by the area sensor 8. At this time, the distance calculation means 7 performs a calculation on the signal area specified by the calculation area specification means 9 to calculate the distance between the projection surface and the area sensor 8. The distance measurement calculation processing by the area sensor 8 and the distance calculation means 7 will be described later.
[0013]
The distance data between the area sensor 8 and the projection surface calculated by the distance calculation means 7 is input to the relative angle detection means 6, and the relative angle detection means 6 calculates the distance between the projection axis and the projection surface based on the distance data. Detect the relative angle of. The relative angle data detected by the relative angle detection means 6 is input to the trapezoid correction means 3, and the trapezoidal distortion correction of the projection image signal is executed.
[0014]
In the present invention, the area sensor 8 and the lens shift mechanism by the lens shift control means 10 are used to detect the relative angle between the projection axis and the projection surface. By combining the area sensor 8 and the lens shift mechanism, it is possible to calculate distance data (distance from the projection surface to the area sensor) at a plurality of points in the horizontal and vertical directions. The distance calculation means 7 instructs the lens shift control means 10 to perform a lens shift, shifts the area sensor 8 together with the lens by the lens shift control means 10, and calculates a distance using the area sensor 8 before and after the shift. To do.
[0015]
The distance calculation means 7 outputs an output signal from the area sensor 8 to the calculation area designating means 9. The calculation area specifying means 9 specifies a calculation area to be used for calculating a distance (distance measurement calculation) in the detection signal detected by the area sensor 8. For example, a portion used for calculation can be specified by the calculation region specifying means so as to eliminate the influence of the edge of the screen or the effect outside the screen. The distance calculation means 7 calculates the distance from the area sensor to the projection surface by performing the above-described distance measurement calculation for the designated area.
[0016]
FIG. 2 is a diagram showing the schematic front view of the projection display device according to the present invention, in which 8 is an area sensor, 20 is a projection display device main body, 20f is a front surface of the projection display device main body, and 30 is a projection lens. , Rv is a vertical lens driving range, and Rh is a horizontal lens driving range. In this example, the area sensor 8 is arranged close to the projection lens 30 constituting an optical system for projecting a projection image.
[0017]
The projection display device includes a lens shift mechanism that integrally shifts the projection lens 30 and the area sensor 8 disposed close to the projection lens 30 in the vertical and horizontal directions. By shifting the area sensor 8 in the vertical direction by the lens shift mechanism, distance measurement calculation can be performed in a plurality of areas in the vertical direction, and by shifting the area sensor 8 in the horizontal direction, a plurality of areas in the horizontal direction can be calculated. Distance measurement calculation can be performed in the area.
[0018]
In the example of FIG. 2, the area sensor 8 is configured to be shifted in the horizontal direction and the vertical direction. However, in the present invention, the lens shift direction is not limited to the horizontal and vertical directions, and the projection plane shape and / or According to the shape of the projection surface, the direction can be set to any direction in which optimal distortion correction can be performed.
[0019]
The plurality of distance data calculated by the lens shift are sent to the relative angle detecting means 6 shown in FIG. The relative angle detecting means 6 can calculate the relative angle between the projection surface and the projection axis of the projection light from the plurality of distance data. In this case, the calculated relative angle represents an angle that matches the lens shift direction.
[0020]
The distance measurement calculation processing by the area sensor will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of output data from the area sensor, and illustrates digital data generated based on an output signal from the area sensor. FIGS. 3A to 3E show image data of the same area specified by the calculation area specifying means. Digital data obtained when the area sensor 8 is shifted vertically or horizontally by a predetermined distance by the lens shift mechanism is shown in FIG. It is shown. Here, when the position of FIG. 3A is used as a reference, FIG. 3B shows a case where the area sensor 8 is shifted by B in the horizontal direction from FIG. 3A, and FIG. FIG. 3B shows data when the area sensor 8 is further shifted by B from FIG. Similarly, FIG. 3D shows data when the area sensor is shifted by B in the vertical direction from FIG. 3A, and FIG. 3E shows B when the area sensor is shifted in the vertical direction from FIG. 3B. Only the data when the area sensor shifts. As shown in FIG. 3, when the area sensor is shifted by a predetermined amount (B), a signal detected in the same signal area also shifts by a specific amount (ΔX). Note that ΔX changes according to the relative inclination of the projection surface at the distance measurement point.
[0021]
FIG. 4 is a diagram for explaining a process of calculating the distance between the projection surface and the area sensor from the shift amount of the output data by the area sensor. In the figure, reference numeral 8a denotes an area sensor lens, and 70 performs image projection. A projection surface such as a screen, B is a shift distance of the area sensor, L is a distance between the lens 8a of the area sensor and the projection surface 70, and f is a focal length of the lens.
[0022]
The distance calculation means 7 holds output data of the area sensor 8 before and after the lens shift. Then, for example, the image data shown in FIG. 3B is shifted based on the data in FIG. 3A, and a shift amount ΔX when these image data match is obtained.
[0023]
The distance L can be obtained using triangulation from the relationship between the base line length (lens shift amount) B, shift amount ΔX, and focal length f shown in FIG. At this time, the distance calculation means 7 may hold the relationship between the shift amount ΔX and the distance L in advance as a table, and when ΔX is obtained, refer to the table to obtain the distance L. .
[0024]
Then, the above-described processing of calculating the distance L is executed based on the output signals of the area sensor 8 at the two points on which the lens shift has been performed, and a plurality of distance data are calculated in the vertical direction and the horizontal direction. Thus, the relative angle detection means 6 can calculate the relative angle between the screen and the projection axis of the projection light in each direction.
[0025]
For example, in the example of FIG. 3, the distance data calculated from the data shift ΔX and the lens shift amount B in FIGS. 3A and 3B is set to A1, and similarly, FIG. 3B and FIG. Assuming that the distance calculated from ΔX and B) is A2, the relative angle detecting means 6 can calculate the relative inclination of the screen in the horizontal direction from the distance data of A1 and A2.
[0026]
Similarly, when the distance data calculated from the data shift ΔX and the lens shift B in FIGS. 3D and 3E is A3, the relative angle detecting means 6 calculates the distance data from the distance data of A1 and A3. The relative tilt of the screen in the vertical direction can be calculated. Here, the distance measuring point of the distance A3 is characterized in that it is a position shifted vertically to the distance measuring point of the distance A1. By using the distance A1 as a distance measurement point common to each direction, highly accurate relative angle calculation can be performed. For example, at least three distance measurement data including a common point in the horizontal direction and the vertical direction can define the relationship between the normal to the projection surface and the projection axis of the projection light. As a result, a more precise correction operation can be performed.
[0027]
A plurality of distance data calculated on the projection surface by the processing as described above is sent to the relative angle detecting means 6 shown in FIG. The relative angle detecting means 6 can calculate the relative angle between the projection surface and the projection axis of the projection light from the plurality of distance data.
[0028]
FIG. 5 is a diagram for explaining the calculation process of the relative angle between the projection surface and the projection axis of the projection light in the relative angle detection means 6. The relative angle detecting means 6 detects the relative angle from the information on the distance L input from the distance calculating means 7. In this example, it is assumed that the distances L1 and L2 between the area 1 and the area 2 have been input to the relative angle detecting means 6 by the lens shift.
[0029]
The relative angle detecting means 6 calculates d and h shown in FIG. 6 from the distance measurement results L1 and L2 inputted from the distance calculating means 7 and the similarity of the triangles shown in FIG. Angle θ can be obtained.
[0030]
(Equation 1)
[0031]
The relative angle information obtained by the relative angle detecting means 6 is input to the trapezoidal correcting means 3 of FIG. 1 as described above, and the distortion correction of the projected image is executed.
FIG. 7 is a diagram showing the projected image shapes before and after the vertical trapezoidal distortion correction. In the figure, reference numeral 51 denotes a projected image before correction, and 52 denotes a projected image after correction. FIG. 8 is a diagram showing the shape of the projected image before and after the horizontal trapezoidal distortion correction. In the figure, 53 is the projected image before correction, and 54 is the projected image after correction.
[0032]
As described above, according to the present invention, by performing the distance measurement calculation at a plurality of points in two directions by combining the lens shift mechanism and the area sensor, the horizontal and vertical directions (or any two directions orthogonal to each other) are obtained. Keystone distortion correction can be performed. Further, as described above, by using the area sensor and the lens shift mechanism of the present invention, a common ranging point in each direction can be easily designated. By performing distance measurement at a plurality of points including points, highly accurate relative angle calculation can be performed.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to perform special preparation for distortion correction on a projection surface such as a screen, and the projection-type display device and the screen can be separated from the projection image on the screen. By calculating the relative inclination, it is possible to automatically correct trapezoidal distortion by the projection type display device alone, so that even if the condition of the projection angle changes, it is possible to automatically perform high-precision image projection, High convenience can be provided to the user.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a projection display device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic front configuration of a projection display device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of output data from an area sensor.
FIG. 4 is a diagram for explaining a process of calculating a distance between a projection surface and an area sensor from a shift amount of output data by the area sensor.
FIG. 5 is a diagram for describing a process of calculating a relative angle between a projection surface and a projection axis of projection light in a relative angle detection unit.
FIG. 6 is another diagram for describing a process of calculating a relative angle between a projection surface and a projection axis of projection light in a relative angle detection unit.
FIG. 7 is a diagram showing a projected image shape before and after a vertical trapezoidal distortion correction.
FIG. 8 is a diagram showing the shape of a projected image before and after correction of trapezoidal distortion in the horizontal direction.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Video signal input terminal, 2 ... Signal processing means, 3 ... Keystone correction means, 4 ... Signal output means, 5 ... Display device, 6 ... Relative angle detection means, 7 ... Distance calculation means, 8 ... Area sensor, 8a ... Lens of area sensor, 9: calculation area designating means, 10: lens shift control means, 20: projection display device main body, 20f: front surface of projection display device main body, 30: projection lens, 51, 53: projection before correction Image, 52, 54: Projected image after correction.
