JP2007019655A - Projector - Google Patents
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Description
本発明は、スクリーンの正面にプロジェクタを配置してスクリーンに映像を投射し、このスクリーンから映される映像を視聴する投射型プロジェクタに関するものであり、この投射型プロジェクタを用いて映像を投射する際に行う画質補正に関するものである。 The present invention relates to a projection type projector that arranges a projector in front of a screen, projects an image on the screen, and views the image projected from the screen. When projecting an image using the projection type projector, the present invention relates to a projection type projector. This relates to the image quality correction to be performed.
従来より、プロジェクタの一種として、スクリーンの正面にプロジェクタを配置してスクリーンに映像を投射し、このスクリーンから映される映像を視聴する投射型プロジェクタが存在する。この場合、前記プロジェクタの投射方向とスクリーン面とが垂直となるように設置し、プロジェクタからの投射映像中心とスクリーンの中心とが同一水平線上で、かつ、プロジェクタの投射映像中心からスクリーンに表示される映像の上下・左右端までの投射角が等しくなるように配置することが望ましい。しかし、必ずしもスクリーン正面にプロジェクタを設置できるとは限らないため、これに対応する機能として、画像処理による補正手段であるキーストン補正機能と、光学系による補正手段であるレンズシフト機能とが存在する。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a type of projector, there is a projection type projector that places a projector in front of a screen, projects an image on the screen, and views the image projected from the screen. In this case, the projector is installed so that the projection direction and the screen surface are perpendicular to each other, and the center of the projected image from the projector and the center of the screen are on the same horizontal line and are displayed on the screen from the projected image center of the projector. It is desirable to arrange so that the projection angles to the top and bottom and left and right edges of the image to be equalized. However, since it is not always possible to install a projector in front of the screen, functions corresponding to this include a keystone correction function that is a correction means by image processing and a lens shift function that is a correction means by an optical system.
前記キーストン補正機能は、スクリーンに対して斜め方向から映像を投射した場合に生じる歪みを補正する機能である。例えば、スクリーンに対して正面から映像を投射した場合にスクリーン上に表示される映像領域を図5(a)に示すような長方形の状態であるとすると、スクリーンに対して下側から斜め方向に投射した場合には、スクリーンまでの距離の差から、図5(b)の実線で示すように下辺に対して上辺が伸びた台形状態となり、スクリーンに対して上側から斜め方向に投射した場合には、図5(c)に示すように上辺に対して下辺が伸びた台形状態となる。同様に、スクリーンに対して右側から斜め方向に投射した場合は図5(d)の台形、スクリーンに対して左側から斜め方向に投射した場合は図5(e)の台形のように表示されてしまう。また、スクリーンに対して右斜め下、右斜め上、左斜め下、左斜め上のそれぞれの方向から映像を投射した場合には、図5(f)、(g)、(h)、(i)のような変形した四角形として表示されてしまう。 The keystone correction function is a function for correcting distortion generated when an image is projected from an oblique direction on the screen. For example, if the image area displayed on the screen when the image is projected from the front on the screen is in a rectangular state as shown in FIG. When projected, the difference in distance to the screen results in a trapezoidal state in which the upper side extends with respect to the lower side as shown by the solid line in FIG. Is a trapezoidal state in which the lower side extends with respect to the upper side as shown in FIG. Similarly, when projected on the screen diagonally from the right side, it is displayed as a trapezoid in FIG. 5D, and when projected on the screen diagonally from the left side, it is displayed as a trapezoid in FIG. 5E. End up. In addition, when images are projected on the screen from the lower right, upper right, lower left, and upper left directions, the images shown in FIGS. 5 (f), (g), (h), (i ) Will be displayed as a deformed rectangle.
このような映像の歪みを補正するための機能がキーストン補正であり、液晶などの表示素子上において水平方向及び/又は垂直方向の拡縮率を変更して、スクリーン上での歪みと表示素子上での映像領域の歪みとが相殺されるように調整して、逆に歪んだ映像を投射することで、正常なアスペクト比の長方形の映像表示領域としてスクリーンに表示させることができる。このキーストン補正は、一定範囲内の角度であれば歪んだ四角形を元の長方形に補正して出力可能である反面、若干の画質の劣化が生じてしまう。 A function for correcting such image distortion is keystone correction, and the horizontal and / or vertical scaling factor is changed on a display element such as a liquid crystal display so that the distortion on the screen and the display element are corrected. By adjusting so that the distortion of the video area is offset and projecting the distorted video, it can be displayed on the screen as a rectangular video display area having a normal aspect ratio. In the keystone correction, if the angle is within a certain range, a distorted quadrangle can be corrected to the original rectangle and output, however, the image quality is slightly deteriorated.
これに対して、レンズシフト機能は、光源と表示素子との後段に設けてあるレンズの位置を調整することで、スクリーン上に表示される映像表示領域を平行移動させる機能である。これは、図6に示すように、レンズの位置を調整することでスクリーン上の映像の位置をずらすものであり、例えば、レンズ位置が原点である場合のスクリーン上の映像領域を図6(A)に示すような長方形の領域であるとすると、レンズの位置を調整することで、図6(B)〜(E)のように、原点における長方形の大きさを保ったまま平行移動によって表示領域を変更することができる。勿論、図示していない垂直、水平方向を含む全ての方向に調整可能であることは言うまでもない。このレンズシフト機能による補正は、レンズの稼動範囲が小さいためスクリーン上での映像の移動領域も限定される反面、画質の劣化は少ないという利点がある。 On the other hand, the lens shift function is a function of translating the image display area displayed on the screen by adjusting the position of the lens provided at the rear stage of the light source and the display element. As shown in FIG. 6, the position of the image on the screen is shifted by adjusting the position of the lens. For example, the image area on the screen when the lens position is the origin is shown in FIG. ), The position of the lens is adjusted to adjust the display area by parallel movement while maintaining the size of the rectangle at the origin as shown in FIGS. Can be changed. Of course, it goes without saying that adjustment is possible in all directions including the vertical and horizontal directions not shown. The correction by this lens shift function has an advantage that the image moving area on the screen is limited because the operating range of the lens is small, but the image quality is hardly deteriorated.
このように、投射型プロジェクタを使用する場合の補正手段として、画像処理による補正手段であるキーストン補正機能と、光学系による補正手段であるレンズシフト機能とが存在し、これらの補正手段を適宜選択して使用することで正常なアスペクト比の長方形に補正することができる。 As described above, there are a keystone correction function that is a correction means by image processing and a lens shift function that is a correction means by an optical system as correction means when using a projection type projector, and these correction means are appropriately selected. Can be used to correct a rectangle with a normal aspect ratio.
しかし、例えば、図6(D)に示すように右斜め上方向にレンズシフト機能によって映像表示領域を平行移動させた後に、そのまま図5(h)に示すようにスクリーンに対して左斜め下から斜め方向に映像を投射すると、この場合のスクリーン上の映像表示領域はレンズが原点位置にある場合と異なった歪み方をするようになり、この歪みをキーストン補正によって補正しようとしても、正常なアスペクト比の長方形に補正できない恐れがあった。つまり、キーストン補正機能とレンズシフト機能はそれぞれ独立した補正手段であったため、それぞれ一方の補正が他方の補正に反映されることがなく、レンズシフト機能を用いて補正できない場合には、一旦レンズを原点まで戻してからスクリーンに対して斜め方向に投射してキーストン補正を行うようにしないと、正常なアスペクト比の長方形に補正できないという不便な状態であった。 However, for example, as shown in FIG. 6D, after the image display area is translated in the diagonally upper right direction by the lens shift function, as shown in FIG. If the image is projected in an oblique direction, the image display area on the screen in this case will be distorted differently from the case where the lens is at the origin position. There was a possibility that it could not be corrected to the rectangle of the ratio. In other words, since the keystone correction function and the lens shift function are independent correction means, if one correction is not reflected in the other correction and cannot be corrected using the lens shift function, the lens is temporarily removed. If the keystone correction is not performed by returning to the origin and projecting in an oblique direction with respect to the screen, it is inconvenient that the rectangle cannot be corrected to a normal aspect ratio.
また、両者を併用する場合には、両方の補正限界まで使用することはできず、それぞれの補正可能範囲よりも狭い範囲で使用しなければ正常なアスペクト比の長方形に補正できなかった。つまり、レンズシフト機能による補正可能範囲(角度)とキーストン補正機能による補正可能範囲(角度)とがそれぞれ設定されているが、これらを両方使用しても補正可能範囲は角度の和とはならず、実際にはもっと狭い範囲で使用しなければ、キーストン補正によって正常なアスペクト比の長方形に補正できないという問題があった。 In addition, when both are used together, it is impossible to use both of the correction limits, and the rectangle cannot be corrected to a normal aspect ratio unless it is used in a range narrower than the respective correctable range. In other words, the correctable range (angle) by the lens shift function and the correctable range (angle) by the keystone correction function are set, but even if both are used, the correctable range is not the sum of the angles. Actually, unless it is used in a narrower range, there is a problem that the normal aspect ratio rectangle cannot be corrected by the keystone correction.
このような問題から、画像処理による補正手段であるキーストン補正機能と光学系による補正手段であるレンズシフト機能との整合をとり、レンズシフトによる補正をキーストン補正に反映させたプロジェクタが望まれており、これを提供するものとして特許文献1が既に提案されている。
この特許文献1においては、キーストン補正(歪み補正)に用いるパラメータとして、水平方向のあおり角Kx、垂直方向のあおり角Ky、レンズシフトによって変化する水平投射角Tx、及び、レンズシフトによって変化する垂直投射角Tyとを用いており、補正前の画面上の点(x,y)は、以下の式により補正後の画面上の点(x´,y´)に変換される。
この変換式はレンズシフトによる補正がキーストン補正に反映されたものであるが、補正後の画面上の点(x´,y´)はあおり角が大きくなるにつれて2次曲線の特性となってしまい、きれいに補正できなくなるという問題があった。
In this
In this conversion formula, correction by lens shift is reflected in keystone correction, but the point (x ′, y ′) on the screen after correction becomes a characteristic of a quadratic curve as the tilt angle increases. There was a problem that it could not be corrected properly.
ところで、レンズシフト機能による補正は、レンズの稼動範囲が小さいためスクリーン上での映像の移動領域も限定される反面、画質の劣化は少ないという利点があるため、スクリーンの中心まで移動させるのにレンズシフトによって補正可能である場合には、キーストン補正機能よりもレンズシフト機能を優先して使用することが望ましい。よって、レンズシフト機能によって移動可能な範囲よりも大きく移動させなければならない場合に限って、スクリーンに対して斜め方向から映像を投射して、その後にキーストン補正機能を使用して映像を正常なアスペクト比の長方形に補正することで、画質の劣化を最小限に抑えることができる。しかし、上記特許文献1においては、レンズシフト機能による補正とキーストン補正との使用方法については言及しておらず、また、これらの使用条件を定める構成もとっていないため、レンズシフト機能によって補正可能な範囲であってもユーザが気付かずにキーストン補正を行ってしまうという問題があった。
By the way, the correction by the lens shift function has an advantage that the moving area of the image on the screen is limited because the operating range of the lens is small, but there is an advantage that there is little deterioration in the image quality, so the lens can be moved to the center of the screen. When correction is possible by shift, it is desirable to use the lens shift function in preference to the keystone correction function. Therefore, only when the lens shift function needs to be moved beyond the range that can be moved, the image is projected obliquely from the screen, and then the keystone correction function is used to display the normal aspect ratio. By correcting the ratio to a rectangle, it is possible to minimize image quality degradation. However, the above-mentioned
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、画像処理による補正手段であるキーストン補正機能と光学系による補正手段であるレンズシフト機能との両者を併用しても正常なアスペクト比の長方形に補正可能な演算手段を具備し、かつ、レンズシフト機能による補正を優先して使用するための構成を具備したプロジェクタを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and a rectangle having a normal aspect ratio can be obtained by using both a keystone correction function as a correction means by image processing and a lens shift function as a correction means by an optical system. It is an object of the present invention to provide a projector that includes a calculating means that can be corrected, and has a configuration for preferentially using correction by a lens shift function.
本発明の請求項1は、入力された映像信号に対してキーストン補正による画像処理を行うキーストン補正部と、このキーストン補正部からの出力信号に基づいて映像を表示する表示素子と、この表示素子に表示された映像を光源からの光を用いてスクリーンに対して投射する投射レンズと、この投射レンズを移動させるレンズ駆動部と、キーストン補正に用いるパラメータ及びレンズ移動量のパラメータを前記キーストン補正部に出力する制御部とを具備し、前記制御部では、入力されたレンズ移動量のパラメータからレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断し、レンズの移動量が限界値に達している場合にのみキーストン補正に用いるパラメータを変更する内容のキーストン調整用信号の入力を受付けてキーストン補正部に出力するようにしたことを特徴とするプロジェクタである。 According to a first aspect of the present invention, a keystone correction unit that performs image processing by keystone correction on an input video signal, a display element that displays video based on an output signal from the keystone correction unit, and the display element A projection lens that projects the image displayed on the screen using light from the light source, a lens driving unit that moves the projection lens, a parameter used for keystone correction, and a parameter for the lens movement amount. The control unit determines whether or not the lens movement amount has reached a limit value from the input lens movement amount parameter, and the lens movement amount has reached the limit value. Only when the keystone adjustment signal is input to change the parameters used for keystone correction, and output to the keystone correction section. Is a projector which is characterized in that it has to so that.
本発明の請求項2は、請求項1に加えて、前記制御部において、入力されたレンズ移動量のパラメータからレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断し、限界値に達している場合には前記キーストン補正部からの出力を選択し、限界値に達していない場合には入力映像信号を選択するようにしたことを特徴とするプロジェクタである。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the control unit determines whether or not the lens movement amount has reached a limit value from the input lens movement amount parameter, and reaches the limit value. In the projector, the output from the keystone correction unit is selected, and the input video signal is selected when the limit value is not reached.
本発明の請求項3は、請求項1又は2に加えて、前記制御部は、入力されたレンズ移動量のパラメータからレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断する手段を具備し、レンズの移動量が限界値に達していない状態において、キーストン補正に用いるパラメータを変更する内容のキーストン調整用信号が入力された場合には、レンズの移動量が限界値に達していないことを通知する信号を出力する手段を具備してなることを特徴とするプロジェクタである。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect, the control unit includes means for determining whether or not the lens movement amount has reached a limit value from the input lens movement amount parameter. However, when the keystone adjustment signal that changes the parameter used for keystone correction is input in a state where the lens movement amount has not reached the limit value, the lens movement amount has not reached the limit value. This is a projector characterized by comprising means for outputting a signal for notifying.
本発明の請求項4は、入力された映像信号に対してキーストン補正による画像処理を行うキーストン補正部と、このキーストン補正部からの出力信号に基づいて映像を表示する表示素子と、この表示素子に表示された映像を光源からの光を用いてスクリーンに対して投射する投射レンズと、この投射レンズを移動させるレンズ駆動部と、キーストン補正に用いるパラメータ及びレンズ移動量のパラメータを前記キーストン補正部に出力する制御部とを具備し、前記キーストン補正に用いるパラメータは、投射角度の上下方向の傾きθ、投射角度の左右方向の傾きφ、光源と表示素子の間の距離l及び光源とスクリーンの間の距離Lであるものとし、レンズ移動量のパラメータは、レンズの水平方向の移動量Lx及び垂直方向の移動量Lyであるものとし、前記キーストン補正部では、表示素子上の画素位置(x,y)とスクリーン上の表示位置(X,Y)とが以下の式(1)の関係を有することを用いてキーストン補正による画像処理を行うことを特徴とするプロジェクタである。
According to a fourth aspect of the present invention, a keystone correction unit that performs image processing by keystone correction on an input video signal, a display element that displays video based on an output signal from the keystone correction unit, and the display element A projection lens that projects the image displayed on the screen using light from the light source, a lens driving unit that moves the projection lens, a parameter used for keystone correction, and a parameter for the lens movement amount. The parameters used for the keystone correction include the vertical tilt θ of the projection angle, the horizontal tilt φ of the projection angle, the distance l between the light source and the display element, and the light source and the screen. It assumed to be the distance L between the lens movement amount parameter, the movement amount of the moving amount L x and vertical horizontal direction of the lens L y der In the keystone correction unit, the pixel position (x, y) on the display element and the display position (X, Y) on the screen have the relationship of the following formula (1), and the keystone correction is performed. A projector that performs image processing.
本発明の請求項5は、請求項1乃至3に加えて、前記キーストン補正に用いるパラメータは、投射角度の上下方向の傾きθ、投射角度の左右方向の傾きφ、光源と表示素子の間の距離l及び光源とスクリーンの間の距離Lであるものとし、レンズ移動量のパラメータは、レンズの水平方向の移動量Lx及び垂直方向の移動量Lyであるものとし、前記キーストン補正部では、表示素子上の画素位置(x,y)とスクリーン上の表示位置(X,Y)とが以下の式(1)の関係を有することを用いてキーストン補正による画像処理を行うことを特徴とするプロジェクタである。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the first to third aspects, the parameters used for the keystone correction include the vertical inclination θ of the projection angle, the horizontal inclination φ of the projection angle, and the distance between the light source and the display element. distance l and assumed to be the distance L between the light source and the screen, the parameters of the lens movement amount is assumed to be the movement amount L y in the horizontal direction movement amount L x and the vertical direction of the lens, in the keystone correction unit The image processing by keystone correction is performed using the fact that the pixel position (x, y) on the display element and the display position (X, Y) on the screen have the relationship of the following expression (1): Projector.
請求項1記載の発明によれば、制御部は、入力されたレンズ移動量のパラメータからレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断する手段を具備し、レンズの移動量が限界値に達している場合にのみキーストン補正に用いるパラメータを変更する内容のキーストン調整用信号の入力を受付けてキーストン補正部に出力するようにしたので、レンズシフトによる補正を優先的に使用できるようにし、レンズの移動量が限界に達した場合に初めてキーストン補正を行うことができるようになっているため、画質の劣化の少ない補正を行うことが可能となる。
また、ユーザの操作に伴って入力されるレンズ移動量からキーストン補正の演算に用いるレンズ移動量のパラメータを算出するため、従来のレンズシフト量を検出するセンサ等が必要なくなり、これによって制御の負担軽減とコストダウンを図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the control unit includes means for determining whether or not the lens movement amount has reached a limit value from the input lens movement amount parameter, and the lens movement amount is limited. The keystone adjustment signal that changes the parameter used for keystone correction is accepted and output to the keystone correction unit only when the value has reached the value, so that correction by lens shift can be used preferentially. Since the keystone correction can be performed for the first time when the moving amount of the lens reaches the limit, it is possible to perform the correction with little deterioration of the image quality.
In addition, since the lens movement amount parameter used for the keystone correction calculation is calculated from the lens movement amount input in accordance with the user's operation, a conventional sensor or the like for detecting the lens shift amount is not necessary, thereby controlling the load. Reduction and cost reduction can be achieved.
請求項2記載の発明によれば、制御部において、入力されたレンズ移動量のパラメータからレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断し、限界値に達している場合には前記キーストン補正部からの出力を選択し、限界値に達していない場合には入力映像信号を選択するようにしたので、レンズシフトによる補正を優先的に使用できるようにし、レンズの移動量が限界に達した場合に初めてキーストン補正を行うことができるようになっているため、画質の劣化の少ない補正を行うことが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the control unit determines whether or not the lens movement amount has reached a limit value from the input lens movement amount parameter. Since the output from the keystone correction unit is selected and the input video signal is selected when the limit value has not been reached, correction by lens shift can be used preferentially, and the amount of lens movement is limited. Since the keystone correction can be performed for the first time when it has been reached, it is possible to perform the correction with little deterioration in image quality.
請求項3記載の発明によれば、制御部は、入力されたレンズ移動量のパラメータからレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断する手段を具備し、レンズの移動量が限界値に達していない状態において、キーストン補正に用いるパラメータを変更する内容のキーストン調整用信号が入力された場合には、レンズの移動量が限界値に達していないことを通知する信号を出力する手段を具備してなるようにしたので、レンズシフトによる補正がまだ可能であることをユーザに対して通知することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the control unit includes means for determining whether or not the lens movement amount has reached a limit value from the input lens movement amount parameter, and the lens movement amount is limited. Means for outputting a signal notifying that the amount of movement of the lens has not reached the limit value when a keystone adjustment signal for changing a parameter used for keystone correction is input in a state where the value has not been reached Thus, it is possible to notify the user that correction by lens shift is still possible.
請求項4記載の発明によれば、キーストン補正部では、表示素子上の画素位置(x,y)とスクリーン上の表示位置(X,Y)とが式(1)の関係を有することを用いてキーストン補正による画像処理を行うことができるため、従来技術の課題を解消し、キーストン補正を行って正常なアスペクト比となる長方形に補正した後に、レンズシフト機能によって映像を平行移動させても、正常なアスペクト比を保ったまま平行移動を行うことが可能となり、また、投射角度が大きくなっても適切なキーストン補正を行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the keystone correction unit uses the fact that the pixel position (x, y) on the display element and the display position (X, Y) on the screen have the relationship of Expression (1). Since image processing by keystone correction can be performed, the problem of the prior art is solved, and after correcting the rectangle to the normal aspect ratio by performing keystone correction, the image can be translated by the lens shift function, Parallel movement can be performed while maintaining a normal aspect ratio, and appropriate keystone correction can be performed even when the projection angle increases.
請求項5記載の発明によれば、キーストン補正部では、表示素子上の画素位置(x,y)とスクリーン上の表示位置(X,Y)とが式(1)の関係を有することを用いてキーストン補正による画像処理を行うことができるため、従来技術の課題を解消し、キーストン補正を行って正常なアスペクト比となる長方形に補正した後に、レンズシフト機能によって映像を平行移動させても、正常なアスペクト比を保ったまま平行移動を行うことが可能となり、また、投射角度が大きくなっても適切なキーストン補正を行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the keystone correction unit uses the fact that the pixel position (x, y) on the display element and the display position (X, Y) on the screen have the relationship of Expression (1). Since image processing by keystone correction can be performed, the problem of the prior art is solved, and after correcting the rectangle to the normal aspect ratio by performing keystone correction, the image can be translated by the lens shift function, Parallel movement can be performed while maintaining a normal aspect ratio, and appropriate keystone correction can be performed even when the projection angle increases.
本発明によるプロジェクタは、入力された映像信号に対してキーストン補正による画像処理を行うキーストン補正部と、このキーストン補正部からの出力信号に基づいて映像を表示する表示素子と、この表示素子に表示された映像を光源からの光を用いてスクリーンに対して投射する投射レンズと、この投射レンズを移動させるレンズ駆動部と、キーストン補正に用いるパラメータ及びレンズ移動量のパラメータを前記キーストン補正部に出力する制御部とを具備し、キーストン補正に用いるパラメータは、投射角度の上下方向の傾きθ、投射角度の左右方向の傾きφ、光源と表示素子の間の距離l及び光源とスクリーンの間の距離Lであるものとし、レンズ移動量のパラメータは、レンズの水平方向の移動量Lx及び垂直方向の移動量Lyであるものとし、キーストン補正部では、表示素子上の画素位置(x,y)とスクリーン上の表示位置(X,Y)とが以下の式(1)の関係を有することを用いてキーストン補正による画像処理を行うようにし、さらに、前記制御部は、入力されたレンズ移動量のパラメータからレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断する手段を具備し、レンズの移動量が限界値に達していない状態において、キーストン補正に用いるパラメータを変更する内容のキーストン調整用信号が入力された場合には、レンズの移動量が限界値に達していないことを通知する信号を出力する手段を具備してなるようにしたことを特徴とするものである。
以下、図面を用いて詳細に説明する。
A projector according to the present invention includes a keystone correction unit that performs image processing by keystone correction on an input video signal, a display element that displays an image based on an output signal from the keystone correction unit, and a display on the display element A projection lens that projects the projected image onto the screen using light from the light source, a lens driving unit that moves the projection lens, and a parameter for use in keystone correction and a parameter for lens movement are output to the keystone correction unit. The parameters used for keystone correction include the vertical tilt θ of the projection angle, the horizontal tilt φ of the projection angle, the distance l between the light source and the display element, and the distance between the light source and the screen. assumed to L, the amount of lens movement parameters, amount of movement L x and vertical horizontal direction of the lens L y It is assumed that the keystone correction unit performs keystone correction using the fact that the pixel position (x, y) on the display element and the display position (X, Y) on the screen have the relationship of the following expression (1). Further, the control unit includes means for determining whether or not the lens movement amount has reached a limit value from the input lens movement amount parameter, and the lens movement amount is limited. Means for outputting a signal notifying that the amount of movement of the lens has not reached the limit value when a keystone adjustment signal for changing a parameter used for keystone correction is input in a state where the value has not been reached It is characterized by comprising.
Hereinafter, it explains in detail using a drawing.
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すのは、本発明によるプロジェクタ10の構成を示したブロック図である。この図1において、映像信号入力端子11から入力された映像信号は、キーストン補正部12に入力されて必要な画像処理を行った後に後段の表示素子13に出力され、表示素子13では画素毎に前記キーストン補正部12の画像処理で指示された表示部分を点灯させて、この表示素子13に表示された映像を、図示しない光源と投射レンズ14とによってスクリーン15に投射して映像を表示させる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
また、本発明によるプロジェクタ10は、キーストン補正機能、レンズシフト機能及びズーム機能とを備えたものであり、これらの補正を行う場合には、別途ユーザが操作することで補正を行うが、レンズシフトを行うためのユーザの操作に伴ってレンズ移動量指示信号入力端子16からレンズ移動量指示信号が制御部17に入力され、キーストン補正を行うためのユーザの操作に伴ってキーストン調整用信号入力端子19からキーストン調整用信号が制御部17に入力される。この制御部17では、キーストン補正を行うためにユーザが行った操作によって変更されたパラメータをキーストン補正部12に反映させる制御を行い、また、ユーザが行った操作に基づくレンズ移動量指示信号を後述するレンズ駆動部18に出力するとともに、このレンズ移動量指示信号を用いて移動後のレンズ位置を算出してキーストン補正部12に反映させる制御を行う。レンズ駆動部18では、前記制御部17からのレンズ駆動指示に従って投射レンズ14の位置を駆動させて変更する。
The
前記制御部17において制御するパラメータのうち、レンズシフト機能を使用した場合に変化するレンズ移動量のパラメータについて詳しく説明する。図3において、光源からの光がスクリーンを設けた平面に対して垂直に投射される軸をz軸としてとり、表示素子13のある平面をx−y平面とし、スクリーンのある平面をX−Y平面とする。投射レンズ14が原点位置にある場合には、表示素子13の中心oがx−y座標の中心に重なっているものとすると、レンズシフト機能を使用すると、図3に示すように、レンズが移動することによって、相対的に表示素子13の中心oが移動することとなる。このときの基準点(例えば、表示素子13の中心o)に対するレンズのx方向への移動量をLxとし、y方向への移動量をLyとする。このLxとLyとがレンズシフト機能に関するパラメータであり、このLxとLyは制御部17において記憶される。
Of the parameters controlled by the
ここで、レンズ移動量指示信号入力端子16から制御部17に新たに入力されたレンズ移動量指示信号で指示されたレンズ移動量をLx’、Ly’とすると、これに基づいて制御部17ではレンズ駆動部18にレンズ駆動指示を出すとともに、記憶してあった移動量Lx、Lyと新たな移動量Lx’、Ly’とのそれぞれの和を求めて、これを改めてレンズ移動量として記憶する。これらをそれぞれ式で表すと、Lx=Lx−Lx’、Ly=Ly−Ly’(ここでの「=」は代入の意)となる。これらの演算はレンズシフトが行われる度に実行する。
Here, assuming that the lens movement amounts instructed by the lens movement amount instruction signal newly input from the lens movement amount instruction
レンズ移動量指示信号入力端子16から入力されるレンズ移動量指示信号は、ユーザによる本体又はリモコンの操作に基づいて出力されるもので、例えば、操作キーを押している時間を一定期間毎にサンプリングして出力し、その都度制御部17において演算して記憶させる。
なお、本発明では、レンズ駆動部18では制御部17からのレンズ駆動指示に基づいてレンズの移動を行うのみで、レンズ駆動部18にレンズ位置検出のための機構を設けていない。この位置検出の機構を設ける替わりに、制御部17において、基準点に対するレンズ移動量を常に記憶させることで、現在のレンズ位置を把握して最適なキーストン補正を行っている。
The lens movement amount instruction signal input from the lens movement amount instruction
In the present invention, the
次に、前記制御部17において制御するパラメータのうち、キーストン補正を行うためのユーザの操作に伴ってキーストン調整用信号入力端子19からキーストン調整用信号として制御部17に入力されるパラメータについて詳しく説明する。ここで、キーストン補正を行う必要があるということは、スクリーンに対して何れか斜めの方向から映像を投射しているということであり、スクリーンに対する投射角度が明確になればキーストン補正を的確に行うことができる。図4(a)に示すように、スクリーンの正面にプロジェクタ10を配置した場合を基準として、プロジェクタを垂直方向に移動させた状態でスクリーンに映像を投射する場合に生じる投射角度(上下方向の傾き)をθとする。また、図4(b)に示すように、スクリーンの正面にプロジェクタ10を配置した場合を基準として、プロジェクタを水平方向に移動させた状態でスクリーンに映像を投射する場合に生じる投射角度(左右方向の傾き)をφとする。このθとφとがキーストン補正に関するパラメータとして制御部17に入力される。ただし、投射角度θ及びφは、ユーザが歪んだ映像を見ながら調整を行って正しいアスペクト比になったと判断した際の調整量から決定される。
Next, of the parameters controlled by the
前記キーストン補正部12には、前述のキーストン補正機能に関するパラメータである投射角度θ及びφと、レンズシフト機能に関するパラメータであるレンズ移動量LxとLyとが入力される。また、図3に示すように、光源から表示素子13を含むx−y平面までの距離をlとし、光源からスクリーン15を含むX−Y平面までの距離をLとし、これらのl及びLの値もパラメータとしてキーストン補正部12に入力される。Lの値は、距離センサを設けて自動的に測定するようにしたり、任意に設定可能にしたり、或いは、一般に使用される距離を想定した定数としてもよい。また、lの値は、ズームによって変化するパラメータであり、表示素子の大きさ、スクリーン上での画像の大きさ及びスクリーンまでの距離Lの値とを用いて、以下の式(2)から求めることができる。
Wherein the
次に、このキーストン補正部12における画像処理の流れについて説明する。図3のx−y平面における表示素子13上の任意の画素の座標(x,y)が、X−Y平面におけるスクリーン15上の(X,Y)点に投射されるとすると、これらの(x,y)と(X,Y)の関係は、前述の入力されたパラメータθ、φ、Lx、Ly、l及びLを用いて以下のように表すことができる。
Next, the flow of image processing in the
上記の式(1)によれば、表示素子13上の任意の画素(x,y)がスクリーン15上のどの場所に投射されるかを演算することができる。よってこの式(1)を用いて、先ず、x−y平面における表示素子13の4頂点がスクリーン15上に投射されたときの座標を算出する。スクリーン15に対して斜めに投射されている場合には、この表示素子13の4頂点はX−Y平面におけるスクリーン15上で四角形を形成する。この四角形の中には、図5の(b)〜(i)における破線で示すように、正常なアスペクト比となる長方形の領域を選択することができ、この選択した正常なアスペクト比となる長方形の4頂点について、今度は上記の式(1)から逆算して、長方形の4頂点の表示素子13上における座標を求める。このようにして求めた表示素子13上の4点は四角形を形成しており、この歪んだ四角形内に収まるように入力映像信号を変形処理して、この逆に歪んだ四角形を投射することで、スクリーン15上に正常なアスペクト比となる長方形として映像を表示することができる。
According to the above equation (1), it is possible to calculate where on the
このように、映像信号入力端子11から入力された映像信号は、キーストン補正部12において上記の式(1)で示した関係に基づいて、表示素子13上のどの画素を点灯させるかが決定される。式(1)には、画像処理による補正であるキーストン補正に関するパラメータθ、φと、光学系による補正であるレンズシフト機能に関するパラメータLx、Ly及びズーム機能に関するパラメータl、Lとが全て反映されており、これらの補正の何れかを行った場合には、その補正に関するパラメータが制御部17を介して即座にキーストン補正部12の式(1)に反映される。
As described above, in the video signal input from the video
また、本発明においては、上述の式(1)に全ての補正機能に関するパラメータを反映させたので、キーストン補正とレンズシフト機能による補正との両者を併用したとしても、正常なアスペクト比となる長方形に補正することができる。また、特許文献1における演算式と異なり2次曲線の特性とはならないため、投射角度の大小に関係なく適切な補正を常に行うことができる。
In the present invention, since the parameters related to all the correction functions are reflected in the above equation (1), even if both the keystone correction and the correction by the lens shift function are used together, a rectangle having a normal aspect ratio is obtained. Can be corrected. In addition, unlike the calculation formula in
さらに、従来技術において、レンズシフト機能による補正可能範囲(角度)とキーストン補正機能による補正可能範囲(角度)とがそれぞれ設定されていても、これらの機能が互いに独立している場合には、これらを両方使用しても補正可能範囲は角度の和とはならず、もっと狭い範囲でしか使用できなかったが、本発明においては、式(1)に全ての補正機能に関するパラメータを反映させて補正機能の整合をとったので、補正可能範囲は角度の和に略一致した角度まで補正可能となっている。 Furthermore, even if the correctable range (angle) by the lens shift function and the correctable range (angle) by the keystone correction function are set in the prior art, if these functions are independent of each other, Even if both are used, the correctable range is not the sum of the angles and can only be used in a narrower range. However, in the present invention, correction is performed by reflecting the parameters related to all the correction functions in Equation (1). Since the functions are matched, the correctable range can be corrected up to an angle substantially matching the sum of the angles.
前記実施例1のようにプロジェクタ10を構成することで、画像処理による補正手段であるキーストン補正と光学系による補正手段であるレンズシフトとの整合をとることができるようになったが、前述の通り、キーストン補正はある程度の画質の劣化を伴うのに対して、レンズシフトによる補正は画質の劣化が少なく、可能な限りレンズシフトによる補正を優先して使用することが望ましい。よって、この実施例2では、図2のようにプロジェクタ20を構成して、レンズシフトによる補正が限界まで行われた後でなければキーストン補正を行えないようにした。なお、図2において図1と同一の構成のものには同一番号を付し、以下説明を省略する。
By configuring the
図2において、選択部21には、映像信号入力端子11からの映像信号と、映像信号入力端子11からの映像信号にキーストン補正部12において画像処理を行った出力信号とが入力され、また、制御部22から入力された2つの信号のうち一方の出力を選択するための信号が入力される。制御部22では、入力されたレンズの位置情報からレンズの移動量が限界値に達しているか否かを判断し、限界値に達している場合には前記キーストン補正部からの出力を選択し、限界値に達していない場合には前記入力映像信号を選択するための信号を前記選択部に出力し、選択部21においては、レンズの移動量が限界値以下である場合の選択信号が入力されると、映像信号そのものを後段の表示素子13に出力し、レンズの移動量が限界値に達している場合の選択信号が入力されると、キーストン補正部12の出力を後段の表示素子13に出力する。
In FIG. 2, the video signal from the video
このような構成とすることで、レンズシフトによる補正が限界値に達しない限り、キーストン補正を行うことができず、或いは、行ったとしてもこれをスクリーン15上の映像表示に反映させることができない構成となっており、ユーザは画質の劣化の少ない補正方法であるレンズシフトによる補正を優先的に使用することができる。なお、この実施例2においては、選択部21を設けて出力を選択するようにしたが、この選択部21を設けずとも、図1の構成における制御部17において、レンズ移動量Lx及びLyが限界値であるか否かを判別し、限界値に達した場合のみ、制御部22に対するキーストン調整用信号入力端子19からのキーストン調整用信号の入力を受付けて、この受付けたキーストン補正に関するパラメータとしてのθ及びφ等をキーストン補正部12に出力するようにしても、同様の効果を得ることができる。
With such a configuration, keystone correction cannot be performed unless correction by lens shift reaches a limit value, or even if it is performed, this cannot be reflected in the video display on the
前記実施例2においては、レンズシフトによる補正が限界値に達しない限りキーストン補正による補正の効果を映像に反映させることができない構成となっていたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、レンズシフトによる補正が限界値に達していない状態でキーストン補正を行おうとした場合には、ユーザに対して注意を促すような構成にしてもよい。この場合には、レンズ移動量Lx及びLyが限界値であるか否かを制御部17(22)で判断し、限界値でない状態でキーストン補正を行おうとした場合には、制御部17(22)からの指令で操作用の液晶表示部分などに表示を行うことで、ユーザに対して注意を促すなどの方法を採用することができる。
In the second embodiment, the correction effect by the keystone correction cannot be reflected in the video unless the correction by the lens shift reaches the limit value. However, the present invention is not limited to this. For example, when the keystone correction is to be performed in a state where the correction by the lens shift has not reached the limit value, the user may be alerted. In this case, the control unit 17 (22) determines whether or not the lens movement amounts L x and L y are limit values. If the keystone correction is to be performed without the limit values, the
10…プロジェクタ、11…映像信号入力端子、12…キーストン補正部、13…表示素子、14…投射レンズ、15…スクリーン、16…レンズ移動量指示信号入力端子、17…制御部、18…レンズ駆動部、19…キーストン調整用信号入力端子、20…プロジェクタ、21…選択部、22…制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
A keystone correction unit that performs image processing by keystone correction on an input video signal, a display element that displays an image based on an output signal from the keystone correction unit, and an image displayed on the display element from a light source A projection lens that projects light onto the screen using the light of the lens, a lens driving unit that moves the projection lens, and a controller that outputs parameters used for keystone correction and parameters of lens movement amount to the keystone correction unit. The parameters used for the keystone correction are the vertical inclination θ of the projection angle, the horizontal inclination φ of the projection angle, the distance l between the light source and the display element, and the distance L between the light source and the screen. , parameters of the lens movement amount is assumed to be the movement amount L y in the horizontal direction movement amount L x and the vertical direction of the lens, the key In the ton correction unit, image processing based on keystone correction is performed using the fact that the pixel position (x, y) on the display element and the display position (X, Y) on the screen have the relationship of the following expression (1). A projector characterized by that.
The parameters used for the keystone correction are the vertical tilt θ of the projection angle, the horizontal tilt φ of the projection angle, the distance l between the light source and the display element, and the distance L between the light source and the screen. The movement amount parameters are a horizontal movement amount L x and a vertical movement amount L y of the lens. In the keystone correction unit, the pixel position (x, y) on the display element and the display on the screen are displayed. 4. The projector according to claim 1, wherein image processing by keystone correction is performed using a relationship between the position (X, Y) and the following expression (1).
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