JP2007235335A - Display unit with rotary mechanism, and method for correcting distortion of video signal in display unit with rotary mechanism - Google Patents
Display unit with rotary mechanism, and method for correcting distortion of video signal in display unit with rotary mechanism Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、画面の回転機構を有するディスプレイにおいて、回転時に歪んで見える映像を自動的に補正する回転機構付き表示装置、および回転機構付き表示装置における映像信号の歪み補正方法に関する。 The present invention relates to a display device with a rotation mechanism that automatically corrects an image that appears distorted during rotation on a display having a screen rotation mechanism, and a video signal distortion correction method in the display device with a rotation mechanism.
TV等のディスプレイ装置には、ディスプレイの画面の回転機構を備えているものがあり、視聴場所に対し最適な角度に調整することができる。従来はこういった回転機構を備えるTVは小型〜中型のディスプレイに限られていたが、大型のディスプレイにおいても、液晶TVやプラズマTVのような薄型TVが開発されたため、回転機構を備えるディスプレイが増えている(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、上述の従来技術では、視聴位置を変更せずにディスプレイを回転させてディスプレイに表示された映像信号を見た場合、視聴者は映像信号を斜め等から見ることになり、ディスプレイの画面に表示された映像が歪んで見え、不自然な映像になる、という問題がある。 However, in the above-described prior art, when the video signal displayed on the display is viewed by rotating the display without changing the viewing position, the viewer sees the video signal from an oblique direction, and the screen is displayed on the display screen. There is a problem that the displayed image looks distorted and becomes unnatural.
特に、これはディスプレイの画面が大画面になればなるほど顕著にあらわれ、視聴者は、違和感を感じる、ことになる。 In particular, this becomes more noticeable as the display screen becomes larger, and the viewer feels uncomfortable.
そこで、本発明は、ディスプレイを回転させても視聴者には自然な映像を提供することができる回転機構付き表示装置、および回転機構付き表示装置における映像信号の歪み補正方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a display device with a rotation mechanism that can provide a viewer with a natural image even if the display is rotated, and a method for correcting distortion of a video signal in the display device with a rotation mechanism. And
上記目的を達成するため、本発明の回転機構付き表示装置は、映像信号を表示するディスプレイの角度を調整可能な回転機構と、前記ディスプレイと視聴者との間の視聴距離を記憶する視聴距離設定部と、前記ディスプレイの角度が変わった場合、前記ディスプレイの初期状態の回転角度を基準にした前記ディスプレイの回転角度を検出する回転角度検出部と、前記回転角度検出部によって検出された前記ディスプレイの回転角度と、前記視聴距離とに基づいて、前記ディスプレイに表示された前記映像信号を視聴者が見ても歪まないように歪み補正係数を算出する歪み補正係数算出部と、前記歪み補正係数算出手段によって算出された前記歪み補正係数を用いて前記ディスプレイに表示される前記映像信号に対し歪み補正を行う歪み補正部と、を備えるものである。ここで、前記歪み補正係数算出部は、前記回転角度検出部によって検出された前記ディスプレイの回転角度と、前記視聴距離とに基づいて、前記ディスプレイに表示された前記映像信号を視聴者が見ても歪まないように、かつ、前記ディスプレイ上の所定の軸を通る仮想平面上に前記映像信号が表示されるように歪み補正係数を算出する、ようにしても良い。 To achieve the above object, a display device with a rotation mechanism according to the present invention includes a rotation mechanism capable of adjusting the angle of a display for displaying a video signal, and a viewing distance setting for storing a viewing distance between the display and the viewer. And a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the display with reference to a rotation angle in an initial state of the display when the angle of the display changes, and the display of the display detected by the rotation angle detection unit Based on the rotation angle and the viewing distance, a distortion correction coefficient calculating unit that calculates a distortion correction coefficient so that the viewer does not distort the video signal displayed on the display, and the distortion correction coefficient calculation A distortion correction unit that performs distortion correction on the video signal displayed on the display using the distortion correction coefficient calculated by the means , It is those with a. Here, the distortion correction coefficient calculation unit is configured to allow the viewer to watch the video signal displayed on the display based on the rotation angle of the display detected by the rotation angle detection unit and the viewing distance. Alternatively, the distortion correction coefficient may be calculated so that the video signal is displayed on a virtual plane passing through a predetermined axis on the display.
また、上記目的を達成するため、本発明の回転機構付き表示装置における映像信号の歪み補正方法は、ディスプレイの角度が変わった場合、前記ディスプレイの初期状態の回転角度を基準にした前記ディスプレイの回転角度を検出するステップと、検出された前記ディスプレイの回転角度と、前記ディスプレイと視聴者との間の視聴距離とに基づいて、前記ディスプレイに表示された前記映像信号を視聴者が見ても歪まないように歪み補正係数を算出するステップと、算出された前記歪み補正係数を用いて前記ディスプレイに表示される前記映像信号に対し歪み補正を行うステップと、を備えるものである。 In order to achieve the above object, according to the video signal distortion correction method in the display device with a rotation mechanism of the present invention, when the display angle is changed, the display is rotated based on the initial rotation angle of the display. Based on the detected angle of rotation, the detected rotation angle of the display, and the viewing distance between the display and the viewer, the video signal displayed on the display is distorted even when viewed by the viewer. And a step of calculating a distortion correction coefficient so as not to cause a distortion correction to the video signal displayed on the display using the calculated distortion correction coefficient.
本発明によれば、ディスプレイを回転させても、ディスプレイの初期状態の回転角度を基準にしたディスプレイの回転角度を検出し、検出されたディスプレイの回転角度と、ディスプレイと視聴者との間の視聴距離とに基づいて、ディスプレイに表示された映像信号を視聴者が見ても歪まないように歪み補正係数を算出して、ディスプレイに表示される前記映像信号に対し歪み補正を行うので、視聴者には自然な映像を提供することができる。 According to the present invention, even if the display is rotated, the rotation angle of the display based on the rotation angle in the initial state of the display is detected, and the detected rotation angle of the display and the viewing between the display and the viewer are detected. Based on the distance, the distortion correction coefficient is calculated so that the viewer does not distort the video signal displayed on the display, and the distortion correction is performed on the video signal displayed on the display. Can provide natural images.
図1は、本発明に係る回転機構付き表示装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a display device with a rotation mechanism according to the present invention.
本実施の形態の回転機構付き表示装置は、信号発生源11と、映像処理部12と、歪み補正部13と、歪み係数算出部14と、操作部15と、視聴距離設定部16と、ディスプレイ17、回転機構18と、回転角度検出部19と、を有している。回転機構18は、ディスプレイ17と、ディスプレイ17を支持するスタンド(図示せず)との間に設けられるもので、手で押して回転させる等の手動でディスプレイ17を回転させる機構でも、あるいはリモコン(図示せず)等からのスイーベル指令やターン指示に基づいてモータの駆動等により自動的にディスプレイ17を回転させる機構でも、どちらででも良い。なお、本実施の形態の回転機構付き表示装置としては、回転機構付のディスプレイ17を有するものであれば、ブラウン管や、液晶パネルやプラズマパネル等のテレビや、いわゆるリアプロジェクション等のテレビも含まれる。
The display device with a rotation mechanism according to the present embodiment includes a
次に、図1に示す各構成要素の動作の概要を説明する。 Next, an outline of the operation of each component shown in FIG. 1 will be described.
まず、信号発生源11は、TVチューナや外部機器からの映像入力信号を映像処理部12に出力して、映像処理部12は各種映像信号処理を行い、歪み補正部13に出力する。歪み補正係数算出部14は、操作部15から入力し視聴距離設定部16に記憶された視聴者が最適であるとする視聴距離と、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の画面の初期角度に対する回転角度とから最適な歪み補正係数を算出して、歪み補正部13へ出力する。
First, the
歪み補正部13では、歪み補正係数算出部14で算出された歪み補正係数を利用し映像処理部12から入力された映像信号に歪み補正処理を施し、ディスプレイ17へ出力し、映像の表示を行う。
The
次に、本装置における特徴ある処理を説明する。 Next, characteristic processing in this apparatus will be described.
図2は、本装置の特徴ある処理を示すフローチャートである。図3は、視聴者とディスプレイとの関係を示す図である。 FIG. 2 is a flowchart showing a characteristic process of this apparatus. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the viewer and the display.
最初に本装置を設置したり、本装置を移動した場合、視聴者がディスプレイ17を回転させて最適な回転角度になるように調整するので、本実施の形態では、まず、ステップ21により、この初期設置状態におけるディスプレイ17の初期角度を回転角度検出部19に設定すると共に、視聴者が操作する操作部15により視聴者とディスプレイ17との間のおおよその距離である視聴距離の設定を行い、視聴距離設定部16に記憶させる(ステップ21)。
When this apparatus is first installed or moved, the viewer rotates the
ここで、ディスプレイ17の初期角度および視聴距離の設定は、リモコン(図示せず)に初期角度および視聴距離設定用の簡易的なボタンがあって視聴者にそのボタンを押させたり、あるいはそのような簡易的なボタンがなくても、最初の初期設定時に1回だけディスプレイ17に例えば“現在のディスプレイの角度を初期角度に設定して良いですか?視聴距離は、何mくらいですか?”等のメッセージを表示させて、リモコン上の汎用的な決定ボタンを押させて、最初のディスプレイ17の回転位置の角度を0°に初期化させたり、視聴距離を設定させるようなものでよい。また、ディスプレイ17を支持するスタンド(図示せず)の下に、スイッチ(図示せず)を設けておき、あるいは設けられているスイッチ(図示せず)のオン/オフ動作を利用して、本装置を移動したことをこのスイッチにより自動的に検出して、本装置の移動のたびに、初期角度および視聴距離の設定を促すメッセージをディスプレイ17に表示させて、上記の簡易ボタンや決定ボタンを押させるようにしても勿論よい。なお、視聴距離の設定は、リモコン(図示せず)等における矢印ボタンや、音声の増減ボタン、チャンネルの変更ボタン等により行うようにしても良い。
Here, the initial angle and viewing distance of the
ここで、本実施の形態では、例えば、図3(a)に示すように、視聴者の位置を所定位置として視聴者から見てディスプレイ17の最適な角度を回転角0°と設定する。また、図3(b)に示すようにその状態からディスプレイ17が回転した角度をθ°とする。図3(b)に示すようにディスプレイ17がθ°回転した場合に、視聴者がそのθ°回転したディスプレイ17の画面に表示された映像を見ると、その映像が台形に見えて、映像が歪んでしまう。
Here, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 3A, the optimal angle of the
次に、本装置の歪補正係数算出部14では、初期補正係数の設定を行う(ステップ22)。なお、回転角度0°の初期状態の時は、補正の必要がないため、歪み補正部13から出力される映像信号と映像処理部12から入力される映像信号が全く同じようになる係数を設定すればよい。
Next, the distortion correction
次に、視聴者がディスプレイ17を回転機構18を介し回転させた場合、回転角度検出部19が初期状態における設定角度に対するその回転角度を検出して(ステップ23“YES”)、検出した回転角度を歪み補正係数算出部14へ出力する。なお、回転角度検出部19によるディスプレイ17の回転角度の検出は、ロータリーエンコーダ等のように回転角度に基づいて発生するパルス数をカウントして回転角度を検出する等、汎用的な方法を利用する。
Next, when the viewer rotates the
歪み補正係数算出部14では、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の回転角度θ°と、視聴距離設定部15に設定された視聴距離とに基づいて、最適な歪み補正係数、すなわちディスプレイ17に表示された映像信号を視聴者が見ても歪まないような歪み補正係数を算出し、歪み補正部13に係数を出力する(ステップ24)。なお、回転が検出されなかった場合は、元の補正係数を使う。
In the distortion correction
次に、ステップ24における歪み補正係数算出部24による補正係数の算出方法の一例について説明する。
Next, an example of a correction coefficient calculation method by the distortion correction
図3では、ディスプレイ17の水平方向の画面中心31が回転軸である場合で説明しただが、一般的に、ディスプレイ17の回転軸上に、ディスプレイ17の画面中心31がある場合は少ない。
In FIG. 3, the case has been described where the
つまり、図4(a)に示すように、ディスプレイ17の回転軸41からややずれた場所にディスプレイ17の水平方向の画面中心42が位置する場合が多い。ディスプレイ17が回転した場合、視聴者から見てディスプレイ17の画面の縦横比が変わらないように台形補正を行うのであるが、これは回転した画面に対して初期位置の画面に並行な仮想画面に映像を投影した場合を想定した補正を行う。
That is, as shown in FIG. 4A, the horizontal screen center 42 of the
しかし、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の回転角度θ°と、視聴距離設定部15に設定された視聴距離とに基づいて台形補正を行うと、ディスプレイ17の画面からはみ出す部分や、その画面に何も表示しない部分が発生してしまうため、最適な方法は一種類に限定できず、複数考えられる。
However, if the keystone correction is performed based on the rotation angle θ ° of the
例えば、図4(b)に示すような仮想画面A,B,C,Dの4通りが考えられる。 For example, there are four possible virtual screens A, B, C, and D as shown in FIG.
図4(b)における仮想画面Aは、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の回転角度θ°と、視聴距離設定部15に設定された視聴距離とに基づいて、視聴者から一番近い側のディスプレイ17の角171の垂直方向を画面一杯に使用する場合である。この場合、図5(a)に示すように、映像信号51aは、図上ディスプレイ17の左側の角171、すなわち視聴者に近い側を基準に、図上ディスプレイ17の右側、すなわち視聴者に遠ざかる程、拡大して表示されるように補正係数を算出するため、ディスプレイ17の画面の使用効率は最も高く映像を大きく見ることが可能である。しかし、ディスプレイ17の画面には、表示されない映像信号51aの領域も大きくなってしまう。なお、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の回転角度θ°と、視聴距離設定部15に設定された視聴距離とに基づいて台形に補正された映像信号51aがディスプレイ17に表示され、その映像を視聴者の位置から見ると、長方形の映像として正しく見えることになる。このことは、図5(b)〜図5(d)に示す映像信号51b〜51dの場合でも、同様である。
The virtual screen A in FIG. 4B is closest to the viewer based on the rotation angle θ ° of the
また、図4(b)における仮想画面Dは、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の回転角度θ°と、視聴距離設定部15に設定された視聴距離とに基づいて、視聴者から一番遠い側のディスプレイ17の角174の垂直方向を画面一杯に使用する場合である。この場合、図5(d)に示すように、図5(a)に示す仮想画面Aの場合とは逆に、映像信号51dを全て画面内に表示することができるが、ディスプレイ17の画面全てに映像信号51dを表示しないので、映像が小さくなってしまう方法である。
Also, the virtual screen D in FIG. 4B is obtained from the viewer based on the rotation angle θ ° of the
また、図4(b)における仮想画面Bは、仮想画面A,Dの中間であり、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の回転角度θ°と、視聴距離設定部15に設定された視聴距離とに基づいて、ディスプレイ17の回転中心41(図4(a)参照)の垂直方向を、ディスプレイ17の画面一杯に使用する方法である。これは、視聴者の目線がディスプレイ17の回転中心41の軸上に固定されているとした場合に、目線位置の垂直方向は常に画面一杯使用することができ、より自然な画像が提供できる方法である。なお、この場合には、仮想画面Bは、ディスプレイ17の回転中心41と視聴者とを結ぶ線と、ディスプレイ17の画面とが交わる線172を通ることになる。
Also, the virtual screen B in FIG. 4B is an intermediate between the virtual screens A and D, and the viewing angle set by the viewing
また、図4(c)における仮想画面Cは、仮想画面A,Dの中間であり、回転角度検出部19が検出したディスプレイ17の回転角度θ°と、視聴距離設定部15に設定された視聴距離とに基づいて、ディスプレイ17の画面の水平方向の画面中心42(図4(a)参照)の垂直方向を、ディスプレイ17の画面一杯に使用する方法である。これは、視聴者の目線がディスプレイ17の画面の水平方向の画面中心42上に固定されているとした場合に、目線位置の垂直方向は常に画面一杯使用することができ、より自然な画像が提供できる方法である。なお、この場合には、仮想画面Cは、ディスプレイ17の画面の水平方向の画面中心42上の線173を通ることになる。
The virtual screen C in FIG. 4C is an intermediate between the virtual screens A and D, and the viewing angle set by the viewing
このように、本実施の形態では、映像信号の歪み補正を行う際に、仮想画面A,B,C,Dの4通りの方法のどれか1つに限定しても良いし、視聴者から切り替えられるようにしても良いし、さらには仮想画面A,B,C,D以外の位置に仮想画面を形成するようにしても良い。さらには、ディスプレイ17に対する視聴者の視聴距離に応じて自動的に仮想画面A,B,C,Dを選択、例えば、その視長距離が2m以内と短い場合には、仮想画面Dを自動選択し、その視長距離が2m〜3mの中間の場合には、仮想画面Cを自動選択し、視長距離が5m以上と遠い場合には、仮想画面Aを自動選択するようにしても、あるいはその逆に視長距離が2m以内と短い場合には、仮想画面Aを自動選択し、視長距離が5m以上と遠い場合には、仮想画面Dを自動選択するようにしても勿論良い。
As described above, in the present embodiment, the distortion correction of the video signal may be limited to any one of the four methods of the virtual screens A, B, C, and D, or from the viewer. The virtual screens may be switched, or the virtual screens may be formed at positions other than the virtual screens A, B, C, and D. Furthermore, the virtual screens A, B, C, and D are automatically selected according to the viewing distance of the viewer with respect to the
従って、本実施の形態によれば、ディスプレイ17を回転機構18により回転させても、ディスプレイ17の現在角度と視聴距離とに基づいて、ディスプレイに表示された映像信号が所定位置から見た場合に歪まないように歪み補正係数を算出し、その歪み補正係数を用いてディスプレイ17に表示される映像信号に対し歪み補正を行うようにしたので、ディスプレイ17を回転させても、視聴者には自然な映像を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, even when the
なお、以上の説明では、ディスプレイ17の水平方向への回転だけを説明したが、本発明では、これに限らず、ディスプレイ17の垂直方向への回転の場合にも、同様の方法を用いることができる。
In the above description, only the rotation of the
11 信号発生源
12 映像処理部
13 歪み補正部
14 歪み補正係数算出部
15 操作部
16 視聴距離設定部
17 ディスプレイ
18 回転機構
19 回転角度検出部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ディスプレイと視聴者との間の視聴距離を記憶する視聴距離設定部と、
前記ディスプレイの角度が変わった場合、前記ディスプレイの初期状態の回転角度を基準にした前記ディスプレイの回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記回転角度検出部によって検出された前記ディスプレイの回転角度と、前記視聴距離とに基づいて、前記ディスプレイに表示された前記映像信号を視聴者が見ても歪まないように歪み補正係数を算出する歪み補正係数算出部と、
前記歪み補正係数算出手段によって算出された前記歪み補正係数を用いて前記ディスプレイに表示される前記映像信号に対し歪み補正を行う歪み補正部と、
を有することを特徴とする回転機構付き表示装置。 A rotation mechanism that can adjust the angle of the display that displays the video signal;
A viewing distance setting unit for storing a viewing distance between the display and the viewer;
When the angle of the display changes, a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the display with reference to an initial rotation angle of the display;
Based on the rotation angle of the display detected by the rotation angle detector and the viewing distance, a distortion correction coefficient is calculated so that the viewer does not distort the video signal displayed on the display. A distortion correction coefficient calculation unit;
A distortion correction unit that performs distortion correction on the video signal displayed on the display using the distortion correction coefficient calculated by the distortion correction coefficient calculation unit;
A display device with a rotation mechanism.
前記歪み補正係数算出部は、
前記回転角度検出部によって検出された前記ディスプレイの回転角度と、前記視聴距離とに基づいて、前記ディスプレイに表示された前記映像信号を視聴者が見ても歪まないように、かつ、前記ディスプレイ上の所定の軸を通る仮想平面上に前記映像信号が表示されるように歪み補正係数を算出する、ことを特徴とする請求項1記載の回転機構付き表示装置。 The display device with a rotation mechanism according to claim 1, wherein the distortion correction coefficient calculation unit is
Based on the rotation angle of the display detected by the rotation angle detector and the viewing distance, the video signal displayed on the display is not distorted even when viewed by the viewer, and on the display The display device with a rotation mechanism according to claim 1, wherein a distortion correction coefficient is calculated so that the video signal is displayed on a virtual plane passing through a predetermined axis.
検出された前記ディスプレイの回転角度と、前記ディスプレイと視聴者との間の視聴距離とに基づいて、前記ディスプレイに表示された前記映像信号を視聴者が見ても歪まないように歪み補正係数を算出するステップと、
算出された前記歪み補正係数を用いて前記ディスプレイに表示される前記映像信号に対し歪み補正を行うステップと、
を有する回転機構付き表示装置における映像信号の歪み補正方法。 Detecting the rotation angle of the display relative to the rotation angle of the initial state of the display when the angle of the display has changed;
Based on the detected rotation angle of the display and the viewing distance between the display and the viewer, a distortion correction coefficient is set so that the viewer does not distort the video signal displayed on the display. A calculating step;
Performing distortion correction on the video signal displayed on the display using the calculated distortion correction coefficient;
A distortion correction method for a video signal in a display device with a rotation mechanism including:
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