JP2008067081A - Portable imaging display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯型で画像の撮像と投影の両方の機能を備えた撮像表示装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging display device that is portable and has both image capturing and projection functions.
近年のデジタル技術の進展に伴い、画像撮影機能を備えた携帯機器が一層の普及を見せ、その高画質化と機器全体の小型化が進んでいる。デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、さらには携帯電話などとして商品化されているこのような機器においては、その機器サイズの小型化の要請がある一方で、小型化に伴って撮像画像を表示するディスプレイが小型化したため、これを多人数で同時に鑑賞できないという問題があった。この相反する課題を解決するために、撮像機能を備えた携帯機器に、画像の投影機能を併せ持たせたものが提案されている。 With the progress of digital technology in recent years, portable devices equipped with an image photographing function have become more widespread, and the improvement in image quality and the miniaturization of the entire device are progressing. In such devices that are commercialized as digital still cameras, digital video cameras, mobile phones, etc., there is a demand for downsizing the device size, but a display that displays captured images as the size is reduced Because of the downsizing, there was a problem that many people could not watch it at the same time. In order to solve the conflicting problems, there has been proposed a portable device having an imaging function that has an image projection function.
例えば、図5に内部構造のブロック図を示すビデオカメラ31では、撮像部37とマイクロフォン34によって得られた音声付きの撮像画像を、プロジェクタ部38とスピーカ35によって、手近なスクリーンに投影しながら鑑賞することが可能になっている。また、これら一連の動作を制御する制御部36は、アンテナ33に接続された通信部32をも制御することにより、TV会議システムとして利用することもできる。このような、携帯撮像表示装置では、撮像部で撮像した画像を一つの機器で投影表示することにより、手軽に場所を選ばず撮像画像を多人数で鑑賞することができるという長所がある(特許文献1)。
For example, in the
また、携帯型のものではないが、撮像した画像を撮像と同時に被写体に投影表示するものとして、図6に示すような、撮像表示装置が提案されている。この装置では、被写体40を、レンズ43とフィルタ41を通してカメラ45の撮像面46で撮像し、この撮像画像を画像処理器47によってモニタ48等でその確認をしながら画像処理する。処理された画像は、液晶コントローラ50を介して投影のための液晶表示装置49に送られ、投影用光源51からの光によってレンズ44を介して投射される。このとき、投影画像は、ハーフミラー(もしくはダイクロイックミラー)42によって、撮像画像と同じ光路をたどることとなるので、被撮像物に画像処理した画像をそのまま重ね合わせることができる。このような利点からこの撮像表示装置は、例えば家屋の壁面に、その内部構造を重ねて投影表示するなどの使い方ができる(特許文献2)。
上記のような撮像表示装置では、撮像画像を直ちに他人数で確認することが可能であり、また、撮像部で撮像している画像を同時に投影して確認することができるなどの利点を持っており、これらの利点はこの撮像表示装置を携帯できるようにすることでさらに効果的なものとなる。ここで、機器を携帯型とするための小型化技術の進展にともない、これらの機能を備えた携帯撮像表示装置そのものは実現できるようになってきているが、機器自体を小型にして携帯できるようにすればするほど投影時に投影画像がぶれてしまうという課題が問題視されるようになってきた。特に、動きのある被写体を容易に追従して撮像できるという携帯型撮像表示装置の利点を活かすためには、一定範囲内で動きのある被写体を追従して撮像する際に、その撮像画像をそのまま投影表示するなどといった使用方法が想定され、単なる携帯型投影表示装置としての手ぶれ補正のみならず、撮像のための機器の動きに対してもこれをキャンセルして、表示画像を一定の位置に投影し続けることが求められると予想される。 In the imaging display device as described above, it is possible to immediately confirm the captured image by another person, and it has the advantage that the image captured by the imaging unit can be projected and confirmed simultaneously. These advantages become more effective by making this imaging display device portable. Here, along with the progress of miniaturization technology for making a device portable, it has become possible to realize a portable imaging display device having these functions, but the device itself can be made smaller and portable. The problem that the projected image is blurred at the time of projection has been regarded as a problem the more it is made. In particular, in order to take advantage of the portable imaging display device that can easily follow and image a moving subject, the captured image can be used as it is when the subject that moves within a certain range is imaged. Projected display is assumed, and not only camera shake correction as a simple portable projection display device, but also cancels the movement of equipment for imaging, and projects the display image at a fixed position. Expected to continue to do so.
本発明は上記従来技術における課題を解決し、機器が携帯可能となることに伴って生じる使用状況の広範化に対応し、機器自体の振動に伴う投影表示画像のぶれを抑えるとともに、一定範囲内での動きのある被写体を追従して撮影する際にも、同じ位置にその撮像画像を投影表示することができる携帯撮像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems in the prior art, copes with a wide range of usage situations that occur as a device becomes portable, suppresses blurring of a projected display image due to vibration of the device itself, and within a certain range. An object of the present invention is to provide a portable imaging display device capable of projecting and displaying a captured image at the same position even when shooting a subject that moves in the following manner.
上記課題を解決するために、本発明の携帯撮像表示装置は、被写体を撮像して撮像画像を得る撮像部と、表示画像をスクリーンに投影する投影表示部とを備え、前記撮像部の撮像光軸の変化を検出するとともに、検出した前記撮像光軸の変化に基づいて前記投影表示部の投影光軸の変化を補正することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a portable imaging display device of the present invention includes an imaging unit that captures an image of a subject and obtains a captured image, and a projection display unit that projects a display image on a screen. A change in the axis is detected, and a change in the projection optical axis of the projection display unit is corrected based on the detected change in the imaging optical axis.
このようにすることで、本発明の携帯画像表示装置では、表示画像の投影時における機器自体の振動に伴うぶれを抑えるとともに、一定範囲内での動きのある被写体を追従して撮影する際にも投影画像の位置を一定に保ち、投影画像の良好な視認性を確保することができる。 In this way, the portable image display device of the present invention suppresses the shake caused by the vibration of the device itself during the projection of the display image, and at the time of shooting a subject that moves within a certain range. Also, the position of the projected image can be kept constant, and good visibility of the projected image can be ensured.
上記した本発明の携帯撮像表示装置では、前記撮像光軸の変化を、前記撮像画像の時間的変化から検出することが好ましく、また、前記撮像光軸の変化を検出するための表示領域マーカデータを、表示画像に重ね合わせて前記投影表示部にて投影することが好ましい。このようにすることで、機器自体の動きを正確に検出し、投影表示画像の補正に反映させることができる。 In the above-described portable imaging display device of the present invention, it is preferable to detect the change in the imaging optical axis from the temporal change in the captured image, and display area marker data for detecting the change in the imaging optical axis Is preferably superimposed on the display image and projected by the projection display unit. In this way, the movement of the device itself can be accurately detected and reflected in the correction of the projected display image.
さらに、前記撮像光軸の変化を、センサによって感知することにより、撮像画像の時間的変化に基づく情報に加えてより正確に投影表示画像の補正を行うことができ、また、撮像画像の時間的変化に基づく情報が十分に得られない場合でも、機器の動きを検出して投影表示画像の補正を行うことができる。 Further, by sensing the change in the imaging optical axis with a sensor, the projection display image can be corrected more accurately in addition to the information based on the temporal change in the captured image. Even when information based on the change cannot be obtained sufficiently, it is possible to correct the projection display image by detecting the movement of the device.
また、前記撮像部で撮像中の被写体を、撮像と同時に前記投影表示部にて投影することが望ましい。このようにすることで、装置の携帯性を活かした一層の用途拡大を図ることができる。 Further, it is desirable that the subject being imaged by the imaging unit is projected by the projection display unit simultaneously with imaging. By doing in this way, the further use expansion which utilized the portability of the apparatus can be aimed at.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の携帯型撮像表示装置の第1の実施形態を説明した構成例を示すブロック図である。本発明の携帯型撮像表示装置は、撮像レンズ3を通してCCDセンサなどの撮像素子4で被写体1を撮像する撮像部を有し、撮像素子からの信号を撮像信号処理部9で撮像画像を得る。また、LCD、DMD等の表示デバイス6に表示された表示画像を光源7からの光によって投影レンズ5を通してスクリーン2に投影する投影表示部を有している。なお、ここで、スクリーン2として示すのは、表示画像が投影表示される領域を示す概念であり、プロジェクタ用の正規のスクリーンに限られず、例えばホワイトボードや壁面、その他の映像が投影される媒体すべてを指す概念である。なお、投影する表示画像を適切なものとするための、表示デバイス6における表示画像を調整する表示信号処理部10と、光源7の輝度を調整する光源輝度制御部8を有している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example describing a first embodiment of a portable imaging display device of the present invention. The portable imaging display device of the present invention has an imaging unit that images the subject 1 with an
本実施形態の携帯撮像表示装置の特徴は、撮像部で撮像された撮像画像の時間的な変化を光軸補正演算部12で処理することで撮像光軸の変化を検出し、検出された撮像光軸の変化に基づいて投影光軸補正信号14を生成して投影表示部の投影レンズ5をレンズ駆動部11で動かすことで投影光軸を変化させる点にある。なお、撮像光軸とは、撮像光学系の中心線の方向を示すもので、撮像光軸の変化とは、一定範囲内を移動する被写体を追従して撮像する場合等の使用者が意図的に引き起こす携帯型撮像表示装置の撮像方向の変化や、いわゆる手ぶれや機器ケース13自体の微少な振動といった使用者が意図しないで生じてしまう携帯型撮像表示装置の動きによって生じる撮像方向の微細な移動の、両方を含むものである。同様に、投影光軸とは投影表示部の光学系の投影方向に向かう中心線を示すものであり、その変化とは、投影レンズ系などを調整することによって、画像を投影している方向を移動させることをいう。なお、図1に示すように、本実施形態では撮像光軸と投影光軸とが直交しているため、変化の方向が90度異なるようになるものの、撮像光軸の変化と同じ角度の変化が投影光軸にも生じていることになる。
A feature of the portable imaging display device of the present embodiment is that a change in the imaging optical axis is detected by processing the temporal change of the captured image captured by the imaging unit by the optical axis
次に、光軸補正演算部12での撮像光軸変化の検出と補正信号14の生成について具体的に説明する。
Next, detection of an imaging optical axis change and generation of the
まず、撮像信号に対してハイパスフィルタ処理を行い、撮像画像のエッジを検出して被写体の外観画像Sを一時記憶する。次に、一定時間Δt1経過後、再び撮像信号に対してハイパスフィルタ処理を行い、時間t1での被写体の外観画像St1を一時記憶する。 First, a high-pass filter process is performed on the imaging signal, an edge of the captured image is detected, and the appearance image S of the subject is temporarily stored. Next, after a certain time Δt1 has elapsed, high-pass filter processing is again performed on the image signal, and the appearance image St1 of the subject at time t1 is temporarily stored.
ここで、S画像を+x軸方向へ+k画素動かした時と、−x軸方向へ−k画素動かした時とを考えると、それぞれS+k画像とS−k画像ができるが、S画像とS+k画像の全画素の差分量と、S画像とS−k画像の全画素の差分量を比較して、数値の小さいほうに光軸が変化していると判断する。つまり(St1画像)−(S+k画像)<(St1画像)−(S−k画像)のときは、撮像光軸が+x軸方向にぶれていると判断することとする。 Here, considering the case where the S image is moved by + k pixels in the + x-axis direction and the case where the S image is moved by -k pixels in the -x-axis direction, an S + k image and an Sk image are formed. And the difference amount of all pixels of the S image and the Sk image are compared, and it is determined that the optical axis has changed to a smaller numerical value. That is, when (St1 image) − (S + k image) <(St1 image) − (S−k image), it is determined that the imaging optical axis is shaken in the + x-axis direction.
次に時間Δt2経過後、再度撮像信号に対してハイパスフィルタ処理を行うことにより、被写体の外観画像St2を一時記憶する。先ほどと同様に、(St2画像)−(St1+k画像)<(St2画像)−(St1−k画像)のとき、撮像光軸が+x軸方向に変化していると判断する。このとき、(St1画像)−(S+k画像)<(St2画像)−(St1+k画像)であるならば、撮像光軸の変化がより大きくなっている。逆に(St1画像)−(S+k画像)>(St2画像)−(St1+k画像)のときは撮像光軸の変化が収束していることとなる。 Next, after the time Δt <b> 2 elapses, the high-pass filter process is performed again on the imaging signal, thereby temporarily storing the appearance image St <b> 2 of the subject. As before, when (St2 image) − (St1 + k image) <(St2 image) − (St1-k image), it is determined that the imaging optical axis is changing in the + x-axis direction. At this time, if (St1 image) − (S + k image) <(St2 image) − (St1 + k image), the change in the imaging optical axis is larger. Conversely, when (St1 image) − (S + k image)> (St2 image) − (St1 + k image), the change in the imaging optical axis is converged.
なお(Stα画像)−(Stα−1+k画像)<(Stα+1画像)−(Stα+k画像)となって、同一の方向に加速度的に変化量が増加していくような場合は、k値を2k値、又は3k値に置き換えて光軸の変化への追随能力を高めるようにしても良い。このように、撮像信号に対して一定時間Δtごとに撮像画像のハイパスフィルタ画像Stを判断し、光軸の変化方向+−と変化量kを判断するのである。なお、実際には、この光軸変化の検出をXYZの三軸方向についてそれぞれ同時に行うこととなる。 If (Stα image) − (Stα−1 + k image) <(Stα + 1 image) − (Stα + k image) and the amount of change increases in the same direction, the k value is set to 2k values. Alternatively, it may be replaced with a 3k value to increase the ability to follow changes in the optical axis. As described above, the high-pass filter image St of the captured image is determined every fixed time Δt with respect to the imaging signal, and the optical axis change direction + − and the change amount k are determined. Actually, the detection of the change in the optical axis is simultaneously performed in the three axis directions of XYZ.
さらに、光軸補正演算部12では、上記して検出された撮像光軸の変化方向と変化量のデータに基づいて投影光軸を補正する投影光軸補正信号14を生成して、表示している投影画像を動かさないようにするために、投影レンズ5をレンズ駆動部11で駆動する。こうして、使用者が一定範囲を移動している被写体を追従して撮影している場合や、携帯型撮像表示装置を手で保持している場合の手ぶれなど、使用者が意図したものであるか否かの別なく生じる撮像光軸の変化を検出して、投影光軸の変化を補正することができ、投影表示部により投影表示されている画像が動いてその視認性が低下することを防止することができる。
Further, the optical axis
なお、上記光軸補正演算部12での撮像光軸変化の検出の具体例においては、光軸の変化量を算出する際に、S画像とS+k画像の全画素の差分量で求める例を示したが、これに限られるものではなく、代表される画素の差分量で大まかに判断しても良く、さらには、一旦大まかな判断を行った後に、必要に応じて差分量を求める画素の数を増やして、より細かく判断を行うようにしてもよい。また実際の使用においては、撮像光軸の変化が使用者のくせに起因する場合も多く、変化量k値は撮影者に固有の値になることも多い。このため、例えば、過去数回の変化量の平均値を検出して記憶しておくようにすることにより、次の変化量補正の際の補正量としてこれを用いることで、より迅速な補正を行うことができる可能性がある。
In the specific example of the detection of the change in the optical axis of the image pick-up by the optical axis
(実施の形態2)
次に、本発明の携帯型撮像表示装置の第2の実施形態を、図2を用いて具体的に説明する。図2は、本実施形態に係る携帯型画像表示装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the portable imaging display device of the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration example of the portable image display device according to the present embodiment.
図2に示すように、本実施形態の携帯撮像表示装置では、撮像レンズ3と撮像素子4からなる撮像部と、表示デバイス6と投影レンズ5および光源7からなる投影表示部と、さらに、撮像信号処理部9と表示信号処理部10と光源輝度制御部8とを含んでいる。本実施形態が図1で示した第1の実施形態に係る携帯撮像表示装置と異なるのは、撮像光軸の変化を撮像画像の時間的変化から検出するのではなく、機器ケース13に加わる加速度や装置自体の動きなどの物理量を検出するセンサで検出する点にある。図2に示す具体例では、三次元方向にそれぞれ対応したX軸ジャイロセンサ部A(15)、Y軸ジャイロセンサ部A(16)、Z軸ジャイロセンサ部A(17)の3つのセンサが設けられている。なお、これら3つのジャイロセンサ部では、ジャイロセンサがそれぞれ対応する軸方向の移動量と移動時間とを検出して装置自体の動きを検出するため、結果として撮像光軸の変化を検出することになる。また、本実施形態の3つのジャイロセンサ部は、撮像光軸の変化を検出するとともに、これを補正して投影画像の位置を動かさないようにするために、投影レンズ5をそれぞれの軸方向において検出したのと同じ移動量で同じ移動時間について、逆向きに動かす信号をレンズ駆動部11に送る。すなわち、X軸ジャイロセンサ部A(15)はX軸方向逆向きにレンズを移動させるX軸方向補正信号18を、Y軸ジャイロセンサ部A(16)はY軸方向逆向きにレンズを移動させるY軸方向補正信号19を、Z軸ジャイロセンサ部A(17)はZ軸方向逆向きにレンズを移動させるZ軸方向補正信号20を、それぞれ発生する。
As shown in FIG. 2, in the portable imaging display device of the present embodiment, an imaging unit including an
例えば、使用者がスクリーン2に画像を投影表示している状態で、動いている被写体を追尾して撮像する場合、本装置のX軸方向についての単位時間Tにおける移動距離Lxを、X軸ジャイロセンサ部A(15)において検出する。同時にX軸ジャイロセンサ部A(15)は、X軸のレンズ駆動として、検出した移動量と単位時間に相似になるように単位時間TあたりX軸方向にlxだけレンズを駆動する駆動信号18をレンズ駆動部11に送る。Y軸方向、Z軸方向についてもこれと同様に行うことで、撮像光軸の変化に対応し、これを補正する投影光軸の変化を3次元方向に対して与えることができる。
For example, when a user is projecting and displaying an image on the
ここで、移動する被写体を追従して撮像する場合で、xy平面内で撮像光軸が変化する場合や、撮像光軸が回転して変化する場合の撮像光軸の変化の検出とその補正方法を具体的に説明する。このような場合の撮像光軸の変化は、x軸方向とy軸方向の2つの加速度センサにより検出することができる。そして、たとえは、時間tにおけるx軸方向の加速度をxaとし、y軸方向の加速度をybとして、これを検出した場合、√(xaの2乗+ybの2乗)が合成された加速度の大きさ、tan(yb/xa)が合成された加速度の回転角度を示すこととなる。 Here, in the case of imaging following a moving subject, detection of a change in the imaging optical axis when the imaging optical axis changes in the xy plane or when the imaging optical axis changes by rotation, and a correction method thereof Will be described in detail. A change in the imaging optical axis in such a case can be detected by two acceleration sensors in the x-axis direction and the y-axis direction. For example, when the acceleration in the x-axis direction at time t is xa and the acceleration in the y-axis direction is yb, and this is detected, the magnitude of the acceleration obtained by combining √ (square of xa + square of yb) Now, tan (yb / xa) represents the rotation angle of the synthesized acceleration.
このような加速度の大きさと、回転角度が検出された場合に、表示装置のレンズ回転アクチュエータを時間tにおいて撮像光軸の回転方向として検出されたものとは逆方向にtan(yb/xa)だけ回転させることで投影光軸の補正ができる。この場合に、レンズ回転アクチュエータは投影レンズ5と表示用デバイス6の両方を回転させても良いし、レンズ5のみを限定した角度の範囲でムービングコイルを微小角度回転させても良い。
When the magnitude of the acceleration and the rotation angle are detected, only tan (yb / xa) is detected in the direction opposite to the direction in which the lens rotation actuator of the display device is detected as the rotation direction of the imaging optical axis at time t. By rotating it, the projection optical axis can be corrected. In this case, the lens rotation actuator may rotate both the
なお、上記では、撮像光軸の変化としてx軸とy軸の2次元であるxy平面内のものについて説明したが、x軸とz軸の2次元であるxz平面や、y軸とz軸の2次元であるyz平面での場合でも同様である。 In the above description, the change in the imaging optical axis has been described in the xy plane that is two-dimensional with the x-axis and the y-axis. The same applies to the case of the two-dimensional yz plane.
次に、本実施形態の展開例を図3に示す。図3の携帯型撮像表示装置では、図2のものに加えてさらにもう1系統、三次元方向に対応した3つのジャイロセンサ部Bを有している。具体的には、X軸ジャイロセンサ部B(21)、Y軸ジャイロセンサ部B(22)、Z軸ジャイロセンサ部B(23)の3つのセンサである。 Next, a development example of this embodiment is shown in FIG. The portable image pickup display device of FIG. 3 has, in addition to that of FIG. 2, another system and three gyro sensor portions B corresponding to the three-dimensional direction. Specifically, there are three sensors: an X-axis gyro sensor unit B (21), a Y-axis gyro sensor unit B (22), and a Z-axis gyro sensor unit B (23).
このように、三次元の各軸方向に対して2つずつのジャイロセンサを有することで、携帯型撮像表示装置の機器ケース13の異なる2つの場所にセンサをそれぞれ設置することができるようになり、撮像光軸の変化が平行運動か回転運動かの検出を容易に行うことができるようになる。これにより、一定の範囲内で動く被写体を撮像部で追尾して撮像するような場合、撮像光軸の移動が平行運動であっても回転運動であっても、それを検出して投影表示画像をスクリーン2上に固定すべく、投影光軸を変化させることができる。
Thus, by having two gyro sensors for each three-dimensional axial direction, it becomes possible to install the sensors at two different locations of the
なお、上記本実施形態では、携帯撮像表示装置の撮像光軸の変化を、装置内部のジャイロで検出するようにしたが、本発明の携帯型撮像表示装置におけるセンサとしては、光ジャイロや振動ジャイロ、リングレーザージャイロなど他のジャイロや、さらには、その他の角速度センサや振動センサ、また、圧電センサなどを用いることができる。 In the present embodiment, the change in the imaging optical axis of the portable imaging display device is detected by a gyro inside the device. However, as a sensor in the portable imaging display device of the present invention, an optical gyroscope or a vibrating gyroscope is used. Other gyros such as ring laser gyros, other angular velocity sensors, vibration sensors, piezoelectric sensors, and the like can be used.
また、本実施形態のように、装置に取り付けられたセンサで撮像光軸の変化を検出する場合には、撮像レンズ3にも投影レンズ5のものと同じようなレンズ駆動系を備え、画像撮影時の手ぶれ補正手段として使用することができる。具体的には、センサによって手ぶれ等を検出して、機器の撮像光軸と、投影光軸について同時に手ぶれ補正を行うようなことが可能となる。
Further, as in the present embodiment, when a change in the imaging optical axis is detected by a sensor attached to the apparatus, the
(実施の形態3)
次に、本発明の第3の実施形態に係る携帯型撮像表示装置について、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態の携帯型撮像表示装置の具体的構成例を示したブロック図である。本実施形態の携帯型撮像表示装置では、撮像画像の時間的変化と装置の物理的な動きを検出するセンサとの両方によって撮像光軸の変化を検出する点に特徴がある。
(Embodiment 3)
Next, a portable imaging display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration example of the portable imaging display device of the present embodiment. The portable imaging display device of this embodiment is characterized in that a change in the imaging optical axis is detected by both a temporal change in the captured image and a sensor that detects a physical movement of the device.
また、同時に本実施形態では、撮像レンズ3を通して撮像素子4で撮像された撮像画像から、撮像画像の時間的変化を検出しやすくなるように、投影部から表示領域マーカデータを撮像領域に投影するようにしている。具体的には、撮像表示部でスクリーン2に投影する投影画像の他に、表示領域マーカデータを表示デバイス上に表し、この表示領域マーカデータをハーフミラー27で撮像部が撮像している被写体1に投影する。表示領域マーカデータは、具体的には中心又は周辺4箇所に表示する「+」表示の様なものであり、これを撮像部で撮像することで、撮像光軸がX軸Y軸Z軸の3方向に対してどの程度変化したかを容易に検出できるようにするものである。
At the same time, in the present embodiment, the display area marker data is projected onto the imaging area from the projection unit so that the temporal change of the captured image can be easily detected from the captured image captured by the
そして、撮像信号処理部9で処理された撮像画像に基づいて、光軸補正演算部12でその時間的変化から撮像光軸の変化を検出する。X軸方向についての撮像光軸変化情報は、X軸補正演算部24でX軸方向の物理的な装置の移動を検出するX軸ジャイロセンサ部A(15)での撮像光軸変化情報と合成され、X軸方向補正信号18として投影表示部のレンズ駆動部11に印加される。同じように、Y軸方向の撮像光軸変化量は、Y軸補正演算部25でY軸方向の物理的な装置の移動を検出するY軸ジャイロセンサ部A(16)での撮像光軸変化情報と合成され、Y軸方向補正信号19として投影レンズ駆動部5に印加される。また、Z軸方向の撮像光軸変化量は、Z軸補正演算部26でZ軸方向の物理的な装置の移動を検出するZ軸ジャイロセンサ部A(17)での撮像光軸変化情報と合成され、Z軸方向補正信号20として投影レンズ駆動部5に印加される。
Then, based on the captured image processed by the imaging
このように、撮像画像の時間的変化から検出する方法と、ジャイロ等のセンサにより物理的に装置の移動を検出する方法の両方によって撮像光軸の変化を検出することで、検出できる変化量の幅が広がるとともに検出精度も向上し、投影光軸の補正を正確かつ迅速に行うことができるようになる。 Thus, by detecting the change of the imaging optical axis by both the method of detecting from the temporal change of the captured image and the method of physically detecting the movement of the apparatus by a sensor such as a gyro, As the width increases, the detection accuracy improves, and the projection optical axis can be corrected accurately and quickly.
この場合の具体的な調整方法を以下に説明する。マーカデータ表示としては、例えば投影画面の周辺の4箇所に「+」を表示する。なお、ぶれ又は回転が軽減されれば、「+」は表示されなくなる。マーカー表示時にはこの「+」を撮像して、「+」マークの中心が撮像された画素(x0、y0)(x1、y1)(x2、y2)(x3、y3)4点について記録する。一定時間ΔT後、再度「+」を撮像して、「+」の中心撮像された画素(x0ΔT、y0ΔT)(x1ΔT、y1ΔT)(x2ΔT、y2ΔT)(x3ΔT、y3ΔT)4点について記録する。これら時間経過の前後にわたる各画素の差分値(x0ΔT−x0、y0ΔT−y0)、(x1ΔT−x1、y1ΔT−y1)、(x2ΔT−x2、y2ΔT−y2)、(x3ΔT−x3、y3ΔT−y3)を計算し、各点の変化ベクトルと変化量を計算する。全点がX方向又はY方向へ同量移動しているときは、平行移動である。一方、ベクトル値が異なるときは回転移動となる。このようにして、平行移動であるか、回転移動であるかが容易に判別できる。 A specific adjustment method in this case will be described below. As marker data display, for example, “+” is displayed at four locations around the projection screen. If shake or rotation is reduced, “+” is not displayed. When displaying the marker, this “+” is imaged, and four pixels (x0, y0) (x1, y1) (x2, y2) (x3, y3) where the center of the “+” mark is imaged are recorded. After a certain time ΔT, “+” is imaged again, and recording is performed for the four pixels (x0ΔT, y0ΔT) (x1ΔT, y1ΔT) (x2ΔT, y2ΔT) (x3ΔT, y3ΔT) captured at the center of “+”. Difference values (x0ΔT-x0, y0ΔT-y0), (x1ΔT-x1, y1ΔT-y1), (x2ΔT-x2, y2ΔT-y2), (x3ΔT-x3, y3ΔT-y3) before and after the passage of time. And the change vector and change amount of each point are calculated. When all the points are moving in the X direction or the Y direction by the same amount, it is a parallel movement. On the other hand, when the vector values are different, rotation is performed. In this way, it is possible to easily determine whether the movement is a parallel movement or a rotational movement.
また、撮像部で撮像された撮像画面における画素数と投影される画素数が異なっていても良い。例えば、水平がM画素、垂直がN画素として、撮像画素数(M1、N1)と投影画素数(M2、N2)は異なっている場合には、撮像画素S(x、y)を投影画素D(x、y)=(M2×x/M1、N2×y/N1)と換算することで、データ処理を進めることができる。 Further, the number of pixels on the imaging screen imaged by the imaging unit may be different from the number of pixels to be projected. For example, when the horizontal is M pixels and the vertical is N pixels, and the number of imaging pixels (M1, N1) is different from the number of projection pixels (M2, N2), the imaging pixel S (x, y) is used as the projection pixel D. By converting (x, y) = (M2 × x / M1, N2 × y / N1), data processing can proceed.
なお、本実施形態においては、撮像画像の時間変化による撮像光軸の変化を検出するための表示領域マーカデータを使用することについて、撮像光軸の変化を、撮像画像の時間的変化とジャイロ等のセンサとの2つの手段の合成によって検出する例とともに説明したが、この表示領域マーカデータ使用は、撮像画像の時間的変化から撮像光軸の変化を検出する第1の実施形態として示したものと組み合わせた場合にも、その効果を発揮するものであることはいうまでもない。 In the present embodiment, the use of the display area marker data for detecting the change in the imaging optical axis due to the change in the captured image over time, the change in the imaging optical axis, the temporal change in the captured image, the gyro, etc. The display area marker data usage is described as the first embodiment for detecting the change of the imaging optical axis from the temporal change of the captured image. Needless to say, the effect is also exhibited when combined with.
以上、本発明に係る携帯型撮像表示装置について各種の実施形態を示してきたが、本発明の携帯型撮像表示装置で撮像及び投影表示する画像は、静止画であっても動画であっても良い。また、投影光軸を変化させる手段として、投影レンズ5をレンズ駆動部11によって動かす例について説明したが、具体的にはムービングコイル方式又はレンズアクチュエータ方式等が使用できるほか、撮像レンズ5を動かす方法のほかに、反射鏡やバリアングルプリズムなどの光学素子を用いて投影光軸を変化させることができる。さらには、投影表示部の表示デバイス自体の位置を移動させる方式、又は、表示デバイス上の画像表示位置を動かす方式など、既知の投影光軸を変化させる方法が使用できる。
As described above, various embodiments of the portable imaging display device according to the present invention have been shown. However, an image captured and projected by the portable imaging display device of the present invention may be a still image or a moving image. good. Further, as an example of changing the projection optical axis, the example in which the
本発明に係る携帯型撮像表示装置は、表示画像の投影時における機器自体の振動に伴うぶれを抑えるとともに、一定範囲内での動きのある被写体を追従して撮影する際にも投影画像の位置を一定に保つことができる。このため、投影画像の視認性を改善することができ、携帯型撮像表示装置の用途を拡大させることができる。 The portable image-pickup display device according to the present invention suppresses the shake caused by the vibration of the device itself when projecting the display image, and the position of the projection image also when shooting a subject that moves within a certain range. Can be kept constant. For this reason, the visibility of a projection image can be improved and the use of a portable imaging display device can be expanded.
1 被写体
2 スクリーン
3 撮像レンズ
4 撮像素子
5 投射レンズ
6 表示デバイス
7 光源
8 光源輝度制御部
9 撮像信号処理部
10 表示信号処理部
11 レンズ駆動部
12 光軸補正演算部
13 機器ケース
14 投影光軸補正信号
15 X軸ジャイロセンサ部A
16 Y軸ジャイロセンサ部A
17 Z軸ジャイロセンサ部A
18 X軸方向補正信号
19 Y軸方向補正信号
20 Z軸方向補正信号
21 X軸ジャイロセンサ部B
22 Y軸ジャイロセンサ部B
23 Z軸ジャイロセンサ部B
24 X軸補正演算部
25 Y軸補正演算部
26 Z軸補正演算部
27 ハーフミラー
31 ビデオカメラ
32 通信部
33 アンテナ
34 マイクロフォン
35 スピーカ
36 制御部
37 撮像部
38 プロジェクタ部
40 被写体
41 フィルタ
42 ハーフミラー
43 レンズ
44 レンズ
45 カメラ
46 撮像面
47 画像処理器
48 モニタ画面
49 液晶表示装置
50 液晶コントローラ
51 投影用光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
16 Y-axis gyro sensor A
17 Z-axis gyro sensor part A
18 X-axis direction correction signal 19 Y-axis direction correction signal 20 Z-axis
22 Y-axis gyro sensor B
23 Z-axis gyro sensor B
24 X-axis correction calculation unit 25 Y-axis correction calculation unit 26 Z-axis
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006243128A JP2008067081A (en) | 2006-09-07 | 2006-09-07 | Portable imaging display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006243128A JP2008067081A (en) | 2006-09-07 | 2006-09-07 | Portable imaging display device |
Publications (1)
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ID=39289382
Family Applications (1)
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JP2006243128A Withdrawn JP2008067081A (en) | 2006-09-07 | 2006-09-07 | Portable imaging display device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008067081A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010164605A (en) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Seiko Epson Corp | Projector and control method |
JP2017173801A (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-28 | リコーイメージング株式会社 | Imaging device and image projection device tremor correction device, as well as tremor correction method |
CN110134155A (en) * | 2019-04-24 | 2019-08-16 | 薄涛 | Follow curtain, control method, device and storage medium |
-
2006
- 2006-09-07 JP JP2006243128A patent/JP2008067081A/en not_active Withdrawn
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