JP2008227957A - Video projection position adjusting system, video projection position adjusting method, and video projection position adjusting program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は映像投射位置調整システム、映像投射位置調整方法及び映像投射位置調整プログラムに係り、特にインテグラルフォトグラフィ（ＩＰ）方式の立体映像表示装置の表示デバイスとレンズアレイのレンズとの相対位置を調整する映像投射位置調整システム、映像投射位置調整方法及び映像投射位置調整プログラムに関する。 The present invention relates to an image projection position adjustment system, an image projection position adjustment method, and an image projection position adjustment program, and more particularly, to determine a relative position between a display device of an integral photography (IP) type stereoscopic image display apparatus and a lens of a lens array. The present invention relates to a video projection position adjustment system to be adjusted, a video projection position adjustment method, and a video projection position adjustment program.
立体映像を表示する立体映像表示装置として、ＩＰ方式の立体映像表示装置が知られている。このＩＰ方式では、図８の概略説明図に示すように、表示デバイス１０１の前方に多数の凸レンズがアレイ状に配置されたレンズアレイ１０２を設置し、表示デバイス１０１の画素群からの光をレンズアレイ１０２の結像作用によりレンズアレイ１０２の前方の空間位置に集め、そこから広がるようにする。この広がった光を観察者の眼１０４で見ると、レンズアレイ１０２の前方の光が集まった空間位置に立体像１０３が存在するように観察者に視認させることができる。 As a stereoscopic video display device that displays stereoscopic video, an IP stereoscopic video display device is known. In this IP system, as shown in the schematic explanatory diagram of FIG. 8, a lens array 102 in which a large number of convex lenses are arranged in an array shape is installed in front of the display device 101, and light from the pixel group of the display device 101 is lensed. The light is collected at a spatial position in front of the lens array 102 by the image forming action of the array 102 and spread from there. When the spread light is viewed with the eyes 104 of the observer, the observer can visually recognize the stereoscopic image 103 at the spatial position where the light in front of the lens array 102 gathers.
このＩＰ方式の立体映像表示装置による立体画像を高画質とするためには、図９（Ａ）の正面図に示すレンズアレイ１０２の各レンズと、表示デバイス１０１の各画素との相対位置が同図（Ｂ）に示すように正確に合っている必要がある。なお、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、レンズアレイ１０２の一つのレンズは、表示デバイス１０１の複数の画素に対応している。 In order to obtain a high quality 3D image by the IP 3D image display apparatus, the relative positions of the lenses of the lens array 102 and the pixels of the display device 101 shown in the front view of FIG. As shown in the figure (B), it is necessary to match exactly. Note that as shown in FIGS. 9B and 9C, one lens of the lens array 102 corresponds to a plurality of pixels of the display device 101.
しかしながら、近年、表示デバイス１０１の画素ピッチ及びレンズアレイ１０２のレンズが、視野角の拡大や高画質化を図るため、急速な微細化が進んでいるため、図９（Ｃ）に示すように、実線の円形で示すレンズアレイのレンズ位置と、矩形で示す表示デバイスの画素の位置とがずれる可能性が高くなり、同図（Ｂ）に示すように、レンズアレイのレンズ位置と表示デバイスの画素の位置とを非常に精度高く一致させるように要求されるようになった。 However, in recent years, the pixel pitch of the display device 101 and the lenses of the lens array 102 have been rapidly miniaturized in order to increase the viewing angle and improve the image quality, and as shown in FIG. There is a high possibility that the lens position of the lens array indicated by the solid circle and the position of the pixel of the display device indicated by the rectangle are shifted, and as shown in FIG. It has become necessary to match the position of this with very high accuracy.
そこで、従来はディスプレイとレンズアレイとが一体となった立体視ディスプレイをカメラで撮影することにより、ディスプレイの画素とレンズアレイの各レンズの中心位置との位置関係を計測用装置で求め、求めたレンズと画素との対応位置関係情報を基に、立体視用画像を生成する立体視表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の立体視表示装置では、ディスプレイの画素とレンズアレイの各レンズの中心位置とが一致するように信号処理により立体視用画像を生成するものである。 Therefore, in the past, a stereoscopic display in which the display and the lens array were integrated was photographed with a camera, and the positional relationship between the display pixel and the center position of each lens in the lens array was obtained with a measuring device. 2. Description of the Related Art A stereoscopic display device that generates a stereoscopic image based on information on the corresponding positional relationship between a lens and a pixel is known (see, for example, Patent Document 1). In the stereoscopic display device described in Patent Document 1, a stereoscopic image is generated by signal processing so that the display pixel and the center position of each lens of the lens array coincide with each other.
しかしながら、上記の特許文献１記載の従来の立体視表示装置では、表示デバイスとレンズアレイとが一体化されているため、撮像信号から求めたレンズと画素との対応位置関係情報を基に、データを補完して立体視用画像を生成するようにしても、ディスプレイの画素とレンズアレイの各レンズの中心位置とを０.５画素以下に合わせた立体視用画像を生成することは困難であり、その結果、画質向上には限界がある。 However, in the conventional stereoscopic display device described in Patent Document 1, since the display device and the lens array are integrated, data is obtained based on the corresponding positional relationship information between the lens and the pixel obtained from the imaging signal. However, it is difficult to generate a stereoscopic image in which the display pixel and the center position of each lens of the lens array are adjusted to 0.5 pixels or less. As a result, there is a limit to image quality improvement.
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、ディスプレイの画素とレンズアレイの各レンズの中心位置との間のずれを従来に比べてより一層小さく正確に、自動的に合わせることが可能な映像投射位置調整システム、映像投射位置調整方法及び映像投射位置調整プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an image capable of automatically and accurately adjusting the shift between the pixel of the display and the center position of each lens of the lens array even smaller than before. It is an object to provide a projection position adjustment system, a video projection position adjustment method, and a video projection position adjustment program.
上記の目的を達成するため、第１の発明は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた表示デバイスで任意の映像を表示する映像表示装置と、この映像表示装置から投射された映像を表示するためのスクリーンと、このスクリーンの映像を空間に立体像として表示するための複数のレンズが規則的に配列されたレンズアレイとからなる立体映像表示システムにおいて、表示デバイスの予め定められた画素の位置を、レンズアレイの画素に対応する一つのレンズの中心位置に一致するように調整する映像投射位置調整システムであって、
映像表示装置は、表示デバイスを水平方向と垂直方向に互いに独立して移動させる水平方向移動機構と垂直方向移動機構とを備えており、レンズアレイの中の一つのレンズで表示される映像を撮像する撮像手段と、表示デバイスにより予め定められた画素の輝度が水平方向の周辺画素よりも高い輝度となる水平方向位置調整用パターンを表示させると共に、そのとき撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、水平方向移動機構を駆動制御する第１の制御動作と、表示デバイスにより予め定められた画素の輝度が垂直方向の周辺画素よりも高い輝度となる垂直方向位置調整用パターンを表示させると共に、そのとき撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、垂直方向移動機構を駆動制御する第２の制御動作とを行う制御手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention is projected from an image display device that displays an arbitrary image on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and the image display device. In a stereoscopic image display system comprising a screen for displaying an image and a lens array in which a plurality of lenses for displaying the image on the screen as a stereoscopic image in a space are regularly arranged, a predetermined display device is determined. An image projection position adjustment system that adjusts the position of the selected pixel so as to coincide with the center position of one lens corresponding to the pixel of the lens array,
The video display device includes a horizontal direction movement mechanism and a vertical direction movement mechanism that move the display device independently in the horizontal direction and the vertical direction, and captures an image displayed by one lens in the lens array. And a horizontal position adjustment pattern in which the luminance of the pixels determined in advance by the display device is higher than that of the peripheral pixels in the horizontal direction, and at the same time based on the video data obtained from the imaging means The first control operation for driving and controlling the horizontal movement mechanism so that the amplitude of the video data is maximized, and the luminance of the pixel predetermined by the display device is higher than that of the peripheral pixels in the vertical direction. The vertical position adjustment pattern is displayed, and the amplitude of the video data is maximized based on the video data obtained from the imaging means at that time. In, and having a control means for performing a second control operation for driving and controlling the vertical movement mechanism.
この発明では、水平方向位置調整用パターン又は垂直方向位置調整用パターンを表示デバイスに表示させた時の、レンズアレイの予め定められた表示デバイスの一画素に対応する一つのレンズを通して表示される映像を撮像して得られる映像データの信号レベルと、その周囲の画素の信号レベルとの差（振幅）は、上記の一画素の位置とレンズアレイの上記の一つのレンズの中心位置とが一致したときに最も大きいということに着目し、水平方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを水平方向に移動制御し、垂直方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを垂直方向に移動制御する。 In the present invention, an image displayed through one lens corresponding to one pixel of a predetermined display device of the lens array when the horizontal position adjustment pattern or the vertical position adjustment pattern is displayed on the display device. The difference (amplitude) between the signal level of the video data obtained by imaging and the signal level of the surrounding pixels coincides with the position of the one pixel and the center position of the one lens of the lens array. Focusing on the fact that it is sometimes the largest, when the horizontal position adjustment pattern is displayed, the display device is controlled to move horizontally so that the amplitude of the video data is maximized, and when the vertical position adjustment pattern is displayed, the video data The display device is controlled to move in the vertical direction so that the amplitude of the signal becomes maximum.
また、上記の目的を達成するため、第２の発明は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた表示デバイスで任意の映像を表示する映像表示装置と、この映像表示装置から投射された映像を表示するためのスクリーンと、このスクリーンの映像を空間に立体像として表示するための複数のレンズが規則的に配列されたレンズアレイとからなる立体映像表示システムにおいて、表示デバイスの予め定められた画素の位置を、レンズアレイの画素に対応する一つのレンズの中心位置に一致するように調整する映像投射位置調整システムであって、
映像表示装置は、表示デバイスを水平方向と垂直方向に互いに独立して移動させる水平方向移動機構と垂直方向移動機構とを備えており、レンズアレイの中の一つのレンズで表示される映像を撮像する撮像手段と、表示デバイスにより１画素幅の１本の縦線からなる水平方向位置調整用パターンを表示させ、かつ、縦線の一部を予め定められた画素で表示させると共に、そのとき撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、水平方向移動機構を駆動制御する第１の制御動作と、表示デバイスにより１画素幅の１本の横線からなる垂直方向位置調整用パターンを表示させ、かつ、横線の一部を予め定められた画素で表示させると共に、そのとき撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、垂直方向移動機構を駆動制御する第２の制御動作とを行う制御手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the second invention provides a video display device for displaying an arbitrary video on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and a projection from the video display device. In a stereoscopic image display system comprising a screen for displaying a recorded image and a lens array in which a plurality of lenses for displaying the image on the screen as a stereoscopic image in space is regularly arranged, An image projection position adjustment system that adjusts a position of a defined pixel so as to coincide with a center position of one lens corresponding to a pixel of a lens array,
The video display device includes a horizontal direction movement mechanism and a vertical direction movement mechanism that move the display device independently in the horizontal direction and the vertical direction, and captures an image displayed by one lens in the lens array. And a display device for displaying a horizontal position adjustment pattern composed of one vertical line having a width of one pixel, and displaying a part of the vertical line with predetermined pixels, and imaging at that time Based on the video data obtained from the means, a first control operation for driving and controlling the horizontal movement mechanism so that the amplitude of the video data is maximized, and one horizontal line having a pixel width by the display device. A vertical position adjustment pattern is displayed, and a part of the horizontal line is displayed with predetermined pixels, and the video data is obtained based on the video data obtained from the image pickup means. As the amplitude of the motor is maximum, and having a control means for performing a second control operation for driving and controlling the vertical movement mechanism.
この発明では、１画素幅の１本の縦線からなる水平方向位置調整用パターン又は１画素幅の１本の横線からなる垂直方向位置調整用パターンを表示デバイスに表示させた時の、レンズアレイの予め定められた表示デバイスの一画素に対応する一つのレンズを通して表示される映像を撮像して得られる映像データの信号レベルは、横線又は縦線の撮像信号レベルであり、その周囲の画素の信号レベルとの差（振幅）は、上記の一画素の位置とレンズアレイの上記の一つのレンズの中心位置とが一致したときに最も大きいということに着目し、水平方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを水平方向に移動制御し、垂直方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを垂直方向に移動制御する。 According to the present invention, a lens array when a horizontal position adjustment pattern consisting of one vertical line having a width of one pixel or a vertical position adjustment pattern consisting of one horizontal line having a width of one pixel is displayed on a display device. The signal level of the video data obtained by capturing an image displayed through one lens corresponding to one pixel of the predetermined display device is an image signal level of a horizontal line or a vertical line. Focusing on the fact that the difference (amplitude) from the signal level is the largest when the position of one pixel matches the center position of the one lens of the lens array. The display device is controlled to move in the horizontal direction so that the amplitude of the video data is maximized, and when the vertical position adjustment pattern is displayed, the amplitude of the video data is maximized. Controlling the movement device in the vertical direction.
また、上記の目的を達成するため、第３の発明は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた表示デバイスで任意の映像を表示する映像表示装置と、この映像表示装置から投射された映像を表示するためのスクリーンと、このスクリーンの映像を空間に立体像として表示するための複数のレンズが規則的に配列されたレンズアレイとからなる立体映像表示システムにおいて、映像表示装置の予め定められた画素の位置を、レンズアレイの画素に対応する一つのレンズの中心位置に一致するように調整する映像投射位置調整方法であって、
予め定められた画素の輝度が水平方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される水平方向位置調整用パターンと予め定められた画素の輝度が垂直方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される垂直方向位置調整用パターンとのうち選択した一方の位置調整用パターンを表示デバイスにより表示させる第１のステップと、第１のステップで一方の位置調整用パターンが表示されているときのレンズアレイの中の一つのレンズで表示される映像を撮像して第１の映像データを得る第２のステップと、第２のステップで得られた第１の映像データに基づき、その第１の映像データの振幅が最大となるように、一方の位置調整用パターンによる位置調整方向に表示デバイスを移動させる第３のステップと、水平方向位置調整用パターンと垂直方向位置調整用パターンとのうち第１のステップで選択しなかった他方の位置調整用パターンを選択して表示デバイスにより表示させる第４のステップと、第４のステップで他方の位置調整用パターンが表示されているときのレンズアレイの中の一つのレンズで表示される映像を撮像して第２の映像データを得る第５のステップと、第５のステップで得られた第２の映像データに基づき、その第２の映像データの振幅が最大となるように、他方の位置調整用パターンによる位置調整方向に表示デバイスを移動させる第６のステップとを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the third invention provides a video display device for displaying an arbitrary video on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and a projection from the video display device. In a stereoscopic video display system comprising a screen for displaying a recorded video and a lens array in which a plurality of lenses for displaying the video on the screen as a stereoscopic image in space is regularly arranged, An image projection position adjustment method for adjusting a predetermined pixel position so as to coincide with a center position of one lens corresponding to a pixel of a lens array,
A horizontal position adjustment pattern in which the luminance of a predetermined pixel is displayed at a higher luminance than the peripheral pixels in the horizontal direction, and the vertical in which the luminance of the predetermined pixel is displayed at a higher luminance than the peripheral pixels in the vertical direction. The first step of displaying one of the position adjustment patterns selected from the direction position adjustment patterns by the display device, and the lens array when one of the position adjustment patterns is displayed in the first step. The second step of obtaining the first video data by imaging the video displayed by one lens, and the amplitude of the first video data based on the first video data obtained in the second step The third step of moving the display device in the position adjustment direction by one of the position adjustment patterns, and the horizontal position adjustment pattern and the vertical position adjustment The other position adjustment pattern is displayed in the fourth step in which the other position adjustment pattern not selected in the first step is selected and displayed by the display device, and the fourth step is displayed. A fifth step of obtaining a second video data by capturing a video displayed by one lens in the lens array, and a second step based on the second video data obtained in the fifth step. And a sixth step of moving the display device in the position adjustment direction by the other position adjustment pattern so that the amplitude of the video data of 2 is maximized.
更に、上記の目的を達成するため、第４の発明は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた表示デバイスで任意の映像を表示する映像表示装置と、この映像表示装置から投射された映像を表示するためのスクリーンと、このスクリーンの映像を空間に立体像として表示するための複数のレンズが規則的に配列されたレンズアレイとからなる立体映像表示システムにおいて、コンピュータにより映像表示装置の予め定められた画素の位置を、レンズアレイの画素に対応する一つのレンズの中心位置に一致するように調整させる映像投射位置調整プログラムであって、コンピュータに、
予め定められた画素の輝度が水平方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される水平方向位置調整用パターンと予め定められた画素の輝度が垂直方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される垂直方向位置調整用パターンとのうち選択した一方の位置調整用パターンを表示デバイスにより表示させる第１のステップと、第１のステップで一方の位置調整用パターンが表示されているときのレンズアレイの中の一つのレンズで表示される映像を撮像して得た第１の映像データを取得する第２のステップと、第２のステップで得られた第１の映像データに基づき、その第１の映像データの振幅が最大となるように、一方の位置調整用パターンによる位置調整方向に表示デバイスを移動させるための第１の制御信号を出力する第３のステップと、水平方向位置調整用パターンと垂直方向位置調整用パターンとのうち第１のステップで選択しなかった他方の位置調整用パターンを選択して表示デバイスにより表示させる第４のステップと、第４のステップで他方の位置調整用パターンが表示されているときのレンズアレイの中の一つのレンズで表示される映像を撮像して得た第２の映像データを取得する第５のステップと、第５のステップで得られた第２の映像データに基づき、その第２の映像データの振幅が最大となるように、他方の位置調整用パターンによる位置調整方向に表示デバイスを移動させるための第２の制御信号を出力する第６のステップとを実行させることを特徴とする。
Furthermore, in order to achieve the above object, the fourth invention provides a video display device for displaying an arbitrary video on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and a projection from the video display device. In a 3D image display system comprising a screen for displaying a recorded image and a lens array in which a plurality of lenses for regularly displaying the image on the screen as a 3D image is arranged in space, the image is displayed by a computer An image projection position adjustment program for adjusting a position of a predetermined pixel of the apparatus so as to coincide with a center position of one lens corresponding to a pixel of a lens array.
A horizontal position adjustment pattern in which the luminance of a predetermined pixel is displayed at a higher luminance than the peripheral pixels in the horizontal direction, and the vertical in which the luminance of the predetermined pixel is displayed at a higher luminance than the peripheral pixels in the vertical direction. The first step of displaying one of the position adjustment patterns selected from the direction position adjustment patterns by the display device, and the lens array when one of the position adjustment patterns is displayed in the first step. A second step of acquiring first video data obtained by imaging a video displayed by one lens, and the first video based on the first video data obtained in the second step. A third step of outputting a first control signal for moving the display device in the position adjustment direction by one of the position adjustment patterns so as to maximize the amplitude of the data; A fourth step in which the other position adjustment pattern that has not been selected in the first step is selected from the position adjustment pattern and the vertical position adjustment pattern and displayed on the display device, and the other in the fourth step. In a fifth step and a fifth step, second image data obtained by capturing an image displayed by one lens in the lens array when the position adjustment pattern is displayed is acquired. Based on the obtained second video data, a second control signal for moving the display device in the position adjustment direction by the other position adjustment pattern so that the amplitude of the second video data is maximized. The sixth step of outputting is executed.
第３及び第４の発明では、水平方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを水平方向に移動制御し、垂直方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを垂直方向に移動制御することで、表示デバイスの予め定められた一画素の位置とレンズアレイの一つのレンズの中心位置とを一致させる。 In the third and fourth inventions, when the horizontal position adjustment pattern is displayed, the display device is controlled to move in the horizontal direction so that the amplitude of the video data is maximized, and when the vertical position adjustment pattern is displayed, the video data By moving and controlling the display device in the vertical direction so as to maximize the amplitude, the position of a predetermined pixel of the display device matches the center position of one lens of the lens array.
本発明によれば、水平方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを水平方向に移動制御し、垂直方向位置調整用パターン表示時には、映像データの振幅が最大になるように表示デバイスを垂直方向に移動制御するようにしたため、表示デバイスの予め定められた一画素の位置とレンズアレイの一つのレンズの中心位置とを自動的に一致させることができる。 According to the present invention, when the horizontal position adjustment pattern is displayed, the display device is controlled to move horizontally so that the amplitude of the video data is maximized, and when the vertical position adjustment pattern is displayed, the amplitude of the video data is maximized. Therefore, the display device is controlled to move in the vertical direction so that the position of one pixel of the display device can be automatically matched with the center position of one lens of the lens array.
また、本発明によれば、表示デバイスはレンズアレイと一体化しておらず、レンズアレイに対して移動調整可能な構成としているため、表示デバイスの予め定められた画素の位置を、レンズアレイの対応するレンズの中心位置に一致するように水平方向及び垂直方向のいずれも従来に比べて極めて高精度に映像投射位置調整ができる。 Further, according to the present invention, the display device is not integrated with the lens array, and is configured to be movable and adjustable with respect to the lens array. The image projection position can be adjusted with extremely high accuracy in both the horizontal and vertical directions so as to coincide with the center position of the lens.
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明になる映像投射位置調整システムの一実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、本実施の形態の映像投射位置調整システムは、２次元配置された多数の画素で画像表示を行う立体映像表示装置１と、立体映像表示装置１から投射された映像を表示するためのスクリーン２と、このスクリーン２の映像を空間に立体像として表示するための多数のレンズが規則的に配列されたレンズアレイ３と、立体映像表示装置１により表示された画像の光をレンズアレイ３の結像作用によりレンズアレイ３の前方の空間位置に結像される空間像を撮影するカメラ装置４と、立体映像表示装置１及びカメラ装置４をそれぞれ制御する制御装置５とから構成される。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a video projection position adjustment system according to the present invention. As shown in the figure, the video projection position adjusting system according to the present embodiment includes a stereoscopic video display device 1 that displays an image with a large number of two-dimensionally arranged pixels, and a video projected from the stereoscopic video display device 1. A screen 2 for displaying, a lens array 3 in which a large number of lenses for displaying the image of the screen 2 as a stereoscopic image in space are regularly arranged, and light of the image displayed by the stereoscopic video display device 1 From a camera device 4 that captures a spatial image formed at a spatial position in front of the lens array 3 by an imaging action of the lens array 3, and a control device 5 that controls the stereoscopic image display device 1 and the camera device 4, respectively. Composed.
制御装置５は立体映像表示装置１が所定の位置調整用パターンを表示するように立体映像表示装置１を制御すると共に、カメラ装置４に対して、映像信号を撮影し、それにより得られた撮像データを制御装置５に転送するように制御する装置で、例えばパーソナルコンピュータにより構成されている。なお、カメラ装置４はレンズアレイ３を構成する多数のレンズのうち、中心にある１個のレンズからの像を撮像するように設定されている。 The control device 5 controls the stereoscopic video display device 1 so that the stereoscopic video display device 1 displays a predetermined position adjustment pattern, and also captures a video signal to the camera device 4 and obtains an image obtained thereby. A device that controls data to be transferred to the control device 5, for example, a personal computer. Note that the camera device 4 is set so as to capture an image from a single lens at the center among a large number of lenses constituting the lens array 3.
図２は図１の立体映像表示装置１の一実施の形態の構成図を示す。図２において、立体映像表示装置１は、不揮発性メモリ１０を内蔵する演算処理装置１１と、所定のデータが記憶されているハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２と、表示デバイスである赤色（Ｒ）用液晶デバイス１３Ｒ、緑色（Ｇ）用液晶デバイス１３Ｇ及び青色（Ｂ）用液晶デバイス１３Ｂと、これら液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ及び１３Ｂの表示光を合成する光学ブロック１４と、光学ブロック１４からの光を図１に示したレンズアレイ３に投射する投射レンズ１５とを有する。液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは演算処理装置１１で信号処理された外部からのビデオ装置からの映像信号を表示するか、不揮発性メモリ１０又はＨＤＤ１２からの後述する位置調整用パターンを表示する。 FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the stereoscopic video display device 1 of FIG. In FIG. 2, a stereoscopic image display apparatus 1 includes an arithmetic processing unit 11 that includes a nonvolatile memory 10, a hard disk drive (HDD) 12 that stores predetermined data, and a red (R) liquid crystal that is a display device. The device 13R, the green (G) liquid crystal device 13G and the blue (B) liquid crystal device 13B, the optical block 14 for synthesizing the display light of these liquid crystal devices 13R, 13G and 13B, and the light from the optical block 14 are shown in FIG. And a projection lens 15 that projects onto the lens array 3 shown in FIG. The liquid crystal devices 13 </ b> R, 13 </ b> G, and 13 </ b> B display a video signal from an external video device that has been signal-processed by the arithmetic processing unit 11, or display a position adjustment pattern that will be described later from the nonvolatile memory 10 or the HDD 12.
更に、立体映像表示装置１は、Ｒ用液晶デバイス１３Ｒを水平方向にステップ的に移動するための水平方向移動用モータＭ１と、Ｒ用液晶デバイス１３Ｒを垂直方向にステップ的に移動するための垂直方向移動用モータＭ２と、Ｇ用液晶デバイス１３Ｇを水平方向にステップ的に移動するための水平方向移動用モータＭ３と、Ｇ用液晶デバイス１３Ｇを垂直方向にステップ的に移動するための垂直方向移動用モータＭ４と、Ｂ用液晶デバイス１３Ｂを水平方向にステップ的に移動するための水平方向移動用モータＭ５と、Ｂ用液晶デバイス１３Ｂを垂直方向にステップ的に移動するための水平方向移動用モータＭ６とを有している。 Further, the stereoscopic image display apparatus 1 includes a horizontal movement motor M1 for moving the R liquid crystal device 13R stepwise in the horizontal direction, and a vertical for moving the R liquid crystal device 13R stepwise in the vertical direction. Direction moving motor M2, horizontal direction moving motor M3 for stepwise moving G liquid crystal device 13G, and vertical direction moving for stepwise moving G liquid crystal device 13G Motor M4, horizontal movement motor M5 for moving B liquid crystal device 13B stepwise in the horizontal direction, and horizontal movement motor for moving B liquid crystal device 13B stepwise in the vertical direction M6.
これらモータＭ１〜Ｍ６は演算処理装置１１からのモータ駆動信号により、互いに独立して動作するステッピングモータであり、移動対象の液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ又は１３Ｂを、例えば０.１画素単位でステップ的に移動するようにされている。なお、光学ブロック１４及び投射レンズ１５は固定されており、移動しない。また、モータＭ１〜Ｍ６の回転により液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを水平方向又は垂直方向に移動する移動機構は公知であり（例えば、特開２００３−２３３１２５号公報参照）、また移動機構自体は本発明の要旨ではないので、その詳細な説明は省略する。 These motors M1 to M6 are stepping motors that operate independently from each other in accordance with a motor drive signal from the arithmetic processing unit 11, and the liquid crystal devices 13R, 13G, or 13B to be moved are stepwise, for example, in units of 0.1 pixel. Have been to move. The optical block 14 and the projection lens 15 are fixed and do not move. Further, a moving mechanism that moves the liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B in the horizontal direction or the vertical direction by the rotation of the motors M1 to M6 is known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233125). Since it is not the gist of the invention, its detailed description is omitted.
次に、図１及び図２に示した実施の形態の、位置調整動作の概略について図３のフローチャート、図４及び図５の位置調整用パターンと共に説明する。図１の制御装置５は位置調整時は、まず、図４に示す水平方向位置調整用パターン２１を立体映像表示装置１によりスクリーン２に投射表示させる（図３のステップＳ１）。ここで、図４に示すように、水平方向位置調整用パターン２１は、画像領域の横方向の中心に１画素の幅の縦線２２が位置する縦１本線のパターンであり、縦線２２以外は縦線２２よりも小さな輝度で表示される所定の色（例えば、黒色）のパターンである。立体映像表示装置１の表示デバイスが図２に示したような３原色の液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂからなる３板式の場合には、上記の水平方向位置調整用パターン２１は、縦線２２を赤色、緑色又は青色として３回位置調整を行い、立体映像表示装置１の表示デバイスが単板の場合は、縦線２２を白線とし、それ以外の部分は黒色とする。 Next, the outline of the position adjustment operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described together with the flowchart of FIG. 3 and the position adjustment patterns of FIGS. In the position adjustment, the control device 5 in FIG. 1 first projects and displays the horizontal position adjustment pattern 21 shown in FIG. 4 on the screen 2 by the stereoscopic image display device 1 (step S1 in FIG. 3). Here, as shown in FIG. 4, the horizontal position adjustment pattern 21 is a vertical single line pattern in which a vertical line 22 having a width of one pixel is located at the center in the horizontal direction of the image area. Is a pattern of a predetermined color (for example, black) displayed with a luminance smaller than that of the vertical line 22. When the display device of the stereoscopic image display apparatus 1 is a three-plate type composed of the three primary color liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B as shown in FIG. 2, the horizontal position adjustment pattern 21 includes the vertical line 22. The position is adjusted three times as red, green, or blue, and when the display device of the stereoscopic image display device 1 is a single plate, the vertical line 22 is a white line, and the other portions are black.
立体映像表示装置１の表示デバイスが３板式であるものとすると、上記のステップＳ１では、上記の水平方向位置調整用パターン２１の縦線２２を３原色のうちの１つの原色で表示する。ここで一例として最初に赤色を表示するものとすると、液晶デバイス１３Ｒのみから赤色の縦線２２が表示され、液晶デバイス１３Ｇ及び１３Ｂからは色表示が行われない。この赤色の縦線２２の表示画像は、光学ブロック１４及び投射レンズ１５により図１のスクリーン２に投射され、そのスクリーン２の映像がレンズアレイ３により空間に立体像として得られ、その立体像がカメラ装置４により撮像される。ただし、カメラ装置４は、レンズアレイ３を構成する多数のレンズのうち、中心にある１個のレンズからの像を撮像するように配置されている。 Assuming that the display device of the stereoscopic image display apparatus 1 is a three-plate type, in step S1, the vertical line 22 of the horizontal position adjustment pattern 21 is displayed in one of the three primary colors. As an example, when red is displayed first, the red vertical line 22 is displayed only from the liquid crystal device 13R, and no color display is performed from the liquid crystal devices 13G and 13B. The display image of the red vertical line 22 is projected on the screen 2 of FIG. 1 by the optical block 14 and the projection lens 15, and the image of the screen 2 is obtained as a stereoscopic image in the space by the lens array 3. Images are taken by the camera device 4. However, the camera device 4 is arranged so as to pick up an image from one lens at the center among a large number of lenses constituting the lens array 3.
制御装置５はカメラ装置４からの撮像信号を入力として受ける。ここで、レンズアレイ３のうち、液晶デバイス１３Ｒの赤色を表示している画素の位置が、対応するレンズ（これはレンズアレイ３の中心にある１個のレンズ）の中心に来た場合には、撮像信号のレベルが最大となる。また、液晶デバイス１３Ｒの赤色を表示している画素の位置が、対応するレンズの中心からずれると、撮像信号のレベルが低下する。 The control device 5 receives an imaging signal from the camera device 4 as an input. Here, when the position of the pixel displaying the red color of the liquid crystal device 13R in the lens array 3 comes to the center of the corresponding lens (this is one lens at the center of the lens array 3). The level of the imaging signal is maximized. Further, when the position of the pixel displaying red in the liquid crystal device 13R is deviated from the center of the corresponding lens, the level of the imaging signal is lowered.
そこで、制御装置５は撮像信号のレベルが最大となるように、液晶デバイス１３Ｒの水平方向の位置を移動させる制御信号を発生して立体映像表示装置１の演算処理装置１１に供給する。これにより、演算処理装置１１は、駆動信号を生成して水平方向移動用モータＭ１に供給し、上記の撮像信号のレベルが最大となる方向に液晶デバイス１３Ｒの水平方向の位置を例えば０.１画素ピッチ分移動させるように水平方向移動用モータＭ１を駆動制御する。上記の撮像信号のレベルの検出と水平方向移動用モータＭ１を駆動制御とを繰り返して、撮像信号のレベルが最大となる位置に液晶デバイス１３Ｒの水平方向の位置を移動させる水平方向位置調整を行う（図３のステップＳ２）。 Therefore, the control device 5 generates a control signal for moving the horizontal position of the liquid crystal device 13R so as to maximize the level of the imaging signal, and supplies the control signal to the arithmetic processing device 11 of the stereoscopic video display device 1. As a result, the arithmetic processing unit 11 generates a drive signal and supplies it to the horizontal movement motor M1, and sets the horizontal position of the liquid crystal device 13R in the direction in which the level of the imaging signal becomes maximum, for example, 0.1. The horizontal movement motor M1 is driven and controlled so as to move by the pixel pitch. The horizontal position adjustment for moving the horizontal position of the liquid crystal device 13R to the position where the level of the imaging signal is maximized is performed by repeating the detection of the imaging signal level and the drive control of the horizontal movement motor M1. (Step S2 in FIG. 3).
続いて、上記と同様にして、黒色の画像の中心位置に緑色の縦線２２がある水平方向位置調整用パターン２１を、液晶デバイス１３Ｇのみにより表示させ、そのときカメラ装置４で撮像した撮像信号のレベルを最大とするように、水平方向モータＭ３を駆動して液晶デバイス１３Ｇを水平方向に移動する水平方向位置調整を行う。その後、黒色の画像の中心位置に青色の縦線２２がある水平方向位置調整用パターン２１を、液晶デバイス１３Ｂのみにより表示させ、そのときカメラ装置４で撮像した撮像信号のレベルを最大とするように、水平方向モータＭ５を駆動して液晶デバイス１３Ｂを水平方向に移動する水平方向位置調整を行う。 Subsequently, in the same manner as described above, the horizontal position adjustment pattern 21 having the green vertical line 22 at the center position of the black image is displayed only by the liquid crystal device 13G, and the imaging signal imaged by the camera device 4 at that time is displayed. The horizontal position adjustment for moving the liquid crystal device 13G in the horizontal direction by driving the horizontal motor M3 is performed so as to maximize the level. Thereafter, the horizontal position adjustment pattern 21 having the blue vertical line 22 at the center position of the black image is displayed only by the liquid crystal device 13B, and the level of the image signal picked up by the camera device 4 is maximized at that time. Then, the horizontal position adjustment is performed in which the horizontal motor M5 is driven to move the liquid crystal device 13B in the horizontal direction.
このようにして、３原色の液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの水平方向の位置調整が終わると、続いて制御装置５からの制御信号により図５に示す垂直方向位置調整用パターン３１を立体映像表示装置１により表示させる（図３のステップＳ３）。ここで、図５に示すように、垂直方向位置調整用パターン３１は、画像領域の縦方向の中心に１画素の幅の横線３２が位置する横１本線のパターンであり、横線３２以外は横線３２よりも小さな輝度で表示される所定の色（例えば、黒色）のパターンである。立体映像表示装置１の表示デバイスが図２に示したような３原色の液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂからなる３板式の場合には、上記の垂直方向位置調整用パターン３１は、横線３２を赤色、緑色又は青色として３回位置調整を行い、立体映像表示装置１の表示デバイスが単板の場合は、横線３２を白線とし、それ以外の部分は黒色とする。 When the horizontal position adjustment of the three primary color liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B is finished in this way, the vertical position adjustment pattern 31 shown in FIG. It is displayed by the device 1 (step S3 in FIG. 3). Here, as shown in FIG. 5, the vertical position adjustment pattern 31 is a horizontal single line pattern in which a horizontal line 32 having a width of one pixel is located at the center in the vertical direction of the image region. This is a pattern of a predetermined color (for example, black) displayed with a luminance smaller than 32. When the display device of the stereoscopic image display apparatus 1 is a three-plate type composed of the three primary color liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B as shown in FIG. 2, the vertical position adjustment pattern 31 has a horizontal line 32 in red. If the display device of the stereoscopic image display apparatus 1 is a single plate, the horizontal line 32 is a white line and the other portions are black.
この垂直方向位置調整時も、水平方向位置調整時と同様に、３原色の液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂのそれぞれについて、順番に垂直方向の位置調整を行う（図３のステップＳ４）。例えば、黒色の画像の中心位置に赤色の横線３２がある垂直方向位置調整用パターン３１を、液晶デバイス１３Ｒのみにより表示させ、そのときのカメラ装置４で撮像した撮像信号のレベルを最大とするように、垂直方向モータＭ２を駆動して液晶デバイス１３Ｒを垂直方向に移動する垂直方向位置調整を行う。他の液晶デバイス１３Ｇ、１３Ｂも同様にして、緑色又は青色の横線３２がある垂直方向位置調整用パターンを液晶デバイス１３Ｇ、１３Ｂで順次に表示させ、そのときのカメラ装置４で撮像した撮像信号のレベルを最大とするように、垂直方向モータＭ４、Ｍ６を駆動して液晶デバイス１３Ｇ、１３Ｂを垂直方向に移動する垂直方向位置調整を行う。垂直方向位置調整の終了により表示デバイスの画素とレンズアレイアレイ２のレンズとの位置調整が終了する。 Also during the vertical position adjustment, the vertical position adjustment is sequentially performed for each of the three primary color liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B, similarly to the horizontal position adjustment (step S4 in FIG. 3). For example, the vertical position adjustment pattern 31 having the red horizontal line 32 at the center position of the black image is displayed only by the liquid crystal device 13R, and the level of the imaging signal captured by the camera device 4 at that time is maximized. Further, the vertical position adjustment is performed in which the vertical motor M2 is driven to move the liquid crystal device 13R in the vertical direction. Similarly, the other liquid crystal devices 13G and 13B display the vertical position adjustment pattern with the green or blue horizontal line 32 sequentially on the liquid crystal devices 13G and 13B, and the image signals captured by the camera device 4 at that time are displayed. In order to maximize the level, the vertical motors M4 and M6 are driven to adjust the vertical position of moving the liquid crystal devices 13G and 13B in the vertical direction. When the vertical position adjustment is completed, the position adjustment between the pixels of the display device and the lenses of the lens array array 2 is completed.
上記の水平方向位置調整と垂直方向位置調整とは基本的な動作は同じであるので、次に、代表してステップＳ１とＳ２の水平方向位置調整動作について、図６のフローチャート及び図７の模式図と共に更に詳細に説明する。 Since the basic operation of the horizontal position adjustment is the same as that of the vertical position adjustment, the horizontal position adjustment operation of steps S1 and S2 will be representatively shown in the flowchart of FIG. 6 and the schematic of FIG. Further details will be described with reference to the drawings.
まず、図１の制御装置５から立体映像表示装置１に対して、水平方向位置調整パターンを表示するようにコマンドが発行される（図６のステップＳ１１）。立体映像表示装置１の演算処理装置１１は、上記のコマンドを検出すると、ＨＤＤ１２、不揮発性メモリ１０などより３原色のうちの１つの原色の水平方向位置調整パターンを読み出して、液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ及び１３Ｂに供給して対応する原色の液晶デバイスのみに、図４に示した水平方向位置調整パターンを表示させると共に、処理終了コマンドを制御装置５に発行する（図６のステップＳ１２）。 First, a command is issued from the control device 5 of FIG. 1 to the stereoscopic image display device 1 so as to display a horizontal position adjustment pattern (step S11 of FIG. 6). When the arithmetic processing unit 11 of the stereoscopic image display apparatus 1 detects the above command, it reads out the horizontal position adjustment pattern of one of the three primary colors from the HDD 12, the nonvolatile memory 10 or the like, and the liquid crystal devices 13R, 13G. 4B is displayed on only the corresponding primary color liquid crystal device and the processing end command is issued to the control device 5 (step S12 in FIG. 6).
続いて、制御装置５はカメラ装置４に対して、映像取り込みコマンドを発行する（図６のステップＳ１３）。カメラ装置４はこの映像取り込みコマンドを受信すると、このとき立体映像表示装置１で表示されている水平方向位置調整パターンをレンズアレイ３に投射しているときの像を撮像して得られた映像データを制御装置５に転送する（図６のステップＳ１４）。 Subsequently, the control device 5 issues a video capture command to the camera device 4 (step S13 in FIG. 6). When the camera device 4 receives this image capture command, the image data obtained by capturing an image when the horizontal position adjustment pattern displayed on the stereoscopic image display device 1 is projected onto the lens array 3 at this time. Is transferred to the control device 5 (step S14 in FIG. 6).
制御装置５は、カメラ装置４から入力された映像データよりＨData_maxとＨData_minの２つのレベルを検出して、次式
ΔＨＤａｔａ＝ＨData_max−ＨData_min （１）
により差分値（振幅）ΔＨＤａｔａを算出する（図６のステップＳ１５）。
The control device 5 detects two levels of HData_max and HData_min from the video data input from the camera device 4, and the following equation ΔHData = HData_max−HData_min (1)
Is used to calculate the difference value (amplitude) ΔHData (step S15 in FIG. 6).
ここで、図２に示した液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ及び１３Ｂのうち、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの水平方向の多数の画素のうち、図４に示した水平方向位置調整パターン２１の中心の縦線２２を表示している画素を図７（Ａ）〜（Ｃ）に４１で示し、レンズアレイ３を構成する多数のレンズのうちこの画素４１に対応する一つのレンズを図７（Ａ）〜（Ｃ）に４２で示すものとすると、初期状態の図７（Ａ）では、カメラ装置４から出力された撮像信号から得られる映像データは、図７（Ａ）に４３で示すようになり、信号レベルの最大値がＨData_maxであり、最小値がＨData_minであり、その差分値（振幅）が（１）式で求められるΔＨＤａｔａである。図７（Ａ）の初期状態では、画素４１とレンズ４２の中心位置とが水平方向にずれているので、ΔＨＤａｔａは最適位置に調整したときより小なる値である。 Here, of the liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B shown in FIG. 2, the horizontal direction shown in FIG. 4 among the horizontal pixels of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21. A pixel displaying the vertical line 22 at the center of the position adjustment pattern 21 is indicated by 41 in FIGS. 7A to 7C, and one of the many lenses constituting the lens array 3 corresponds to this pixel 41. Assuming that the lens is denoted by reference numeral 42 in FIGS. 7A to 7C, in FIG. 7A in the initial state, the video data obtained from the imaging signal output from the camera device 4 is as shown in FIG. 43, the maximum value of the signal level is HData_max, the minimum value is HData_min, and the difference value (amplitude) is ΔHData obtained by the equation (1). In the initial state of FIG. 7A, since the pixel 41 and the center position of the lens 42 are shifted in the horizontal direction, ΔHData is a smaller value than when adjusted to the optimum position.
続いて、制御装置５は立体映像表示装置１に対し、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスを右方向に１ステップ（例えば、０.１画素ピッチ）だけ移動させるコマンドを発行する（図６のステップＳ１６）。立体映像表示装置１は、上記のコマンドを受信すると、演算処理装置１１が駆動信号を生成して水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの水平方向移動用モータを駆動し、当該液晶デバイスを右方向に１ステップ移動させた後、制御装置５に終了コマンドを発行する（図６のステップＳ１７）。 Subsequently, the control device 5 instructs the stereoscopic image display device 1 to move one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 to the right by one step (for example, 0.1 pixel pitch). Issue (step S16 in FIG. 6). When the stereoscopic image display device 1 receives the above command, the arithmetic processing device 11 generates a drive signal to drive the horizontal movement motor of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21. After moving the liquid crystal device to the right by one step, an end command is issued to the control device 5 (step S17 in FIG. 6).
制御装置５は、終了コマンドを受信すると、カメラ装置４に対して映像取り込みコマンドを発行する（図６のステップＳ１８）。カメラ装置４はこの映像取り込みコマンドを受信すると、このとき立体映像表示装置１で表示されている水平方向位置調整パターンをレンズアレイ３に投射しているときの像を撮像して得られた映像データを制御装置５に転送する（図６のステップＳ１９）。 When receiving the end command, the control device 5 issues a video capture command to the camera device 4 (step S18 in FIG. 6). When the camera device 4 receives this image capture command, the image data obtained by capturing an image when the horizontal position adjustment pattern displayed on the stereoscopic image display device 1 is projected onto the lens array 3 at this time. Is transferred to the control device 5 (step S19 in FIG. 6).
制御装置５は、カメラ装置４から入力された映像データよりＨData_maxとＨData_minの２つのレベルを検出して、（１）式により差分値（振幅）ΔＨＤａｔａを算出する（図６のステップＳ２０）。そして、ステップＳ１５で算出した前回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａとステップＳ１９で算出した今回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａとを大小比較し、前回のΔＨＤａｔａが今回のΔＨＤａｔａより小であるかどうか判定する（図６のステップＳ２１）。 The control device 5 detects two levels of HData_max and HData_min from the video data input from the camera device 4, and calculates a difference value (amplitude) ΔHData by the equation (1) (step S20 in FIG. 6). Then, the previous difference value (amplitude) ΔHData calculated in step S15 is compared with the current difference value (amplitude) ΔHData calculated in step S19 to determine whether the previous ΔHData is smaller than the current ΔHData. (Step S21 in FIG. 6).
前回のΔＨＤａｔａが今回のΔＨＤａｔａより小であるときは、図７（Ａ）の初期状態における、画素４１とレンズ４２の中心位置とが近付いていると判断して、再びステップＳ１６〜Ｓ２０の処理を繰り返して再度ステップＳ２１の判定を行う。このようにして、前回のΔＨＤａｔａが今回のΔＨＤａｔａ以上となるまで、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスを右方向に１ステップずつ移動していく。 When the previous ΔHData is smaller than the current ΔHData, it is determined that the pixel 41 and the center position of the lens 42 are close to each other in the initial state of FIG. 7A, and the processing of steps S16 to S20 is performed again. The determination in step S21 is repeated again. In this way, one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 is moved to the right by one step until the previous ΔHData becomes equal to or greater than the current ΔHData.
これにより、図７（Ｂ）に示すように、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの画素４１の位置が、レンズ４２の中心位置と一致する位置まで移動すると、そのときのカメラ装置４から出力された撮像信号から得られる映像データは、図７（Ｂ）に４４で示すようになり、その差分値（振幅）ΔＨＤａｔａは、初期状態での差分値（振幅）ΔＨＤａｔａよりも大きくなる。 As a result, as shown in FIG. 7B, when the position of the pixel 41 of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 moves to a position coinciding with the center position of the lens 42, The video data obtained from the imaging signal output from the camera device 4 is as shown at 44 in FIG. 7B, and the difference value (amplitude) ΔHData is the difference value (amplitude) ΔHData in the initial state. Also grows.
そして、この最適な位置調整状態から更にステップＳ１６〜Ｓ２０の処理を繰り返して水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスを右方向に１ステップずつ移動していくと、図７（Ｃ）に示すように、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの画素４１の位置が、レンズ４２の中心位置を行き過ぎて遠ざかり、右方向にずれる。このときは、カメラ装置４から出力された撮像信号から得られる映像データは、図７（Ｃ）に４５で示すようになり、今回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａは、図７（Ｂ）の状態の前回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａよりも小さくなり、ステップＳ２１でＮｏと判定される。 Then, when the process of steps S16 to S20 is further repeated from this optimal position adjustment state and one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 is moved step by step to the right, FIG. As shown in C), the position of the pixel 41 of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 moves far beyond the center position of the lens 42 and shifts to the right. At this time, the video data obtained from the imaging signal output from the camera device 4 is as indicated by 45 in FIG. 7C, and the current difference value (amplitude) ΔHData is the state shown in FIG. 7B. The previous difference value (amplitude) ΔHData is smaller than No, and it is determined No in step S21.
そこで、制御装置５は立体映像表示装置１に対し、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスを左方向に１ステップ（例えば、０.１画素ピッチ）だけ移動させるコマンドを発行する（図６のステップＳ２２）。立体映像表示装置１は、上記のコマンドを受信すると、演算処理装置１１が駆動信号を生成して水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの水平方向移動用モータを駆動し、当該液晶デバイスを今度は左方向に１ステップ移動させた後、制御装置５に終了コマンドを発行する（図６のステップＳ２３）。 Therefore, the control device 5 issues a command for moving one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 leftward by one step (for example, 0.1 pixel pitch) to the stereoscopic image display device 1. (Step S22 in FIG. 6). When the stereoscopic image display device 1 receives the above command, the arithmetic processing device 11 generates a drive signal to drive the horizontal movement motor of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21. After moving the liquid crystal device one step leftward, an end command is issued to the control device 5 (step S23 in FIG. 6).
制御装置５は、終了コマンドを受信すると、カメラ装置４に対して映像取り込みコマンドを発行する（図６のステップＳ２４）。カメラ装置４はこの映像取り込みコマンドを受信すると、このとき立体映像表示装置１で表示されている水平方向位置調整パターンをレンズアレイ３に投射しているときの像を撮像して得られた映像データを制御装置５に転送する（図６のステップＳ２５）。 When receiving the end command, the control device 5 issues a video capture command to the camera device 4 (step S24 in FIG. 6). When the camera device 4 receives this image capture command, the image data obtained by capturing an image when the horizontal position adjustment pattern displayed on the stereoscopic image display device 1 is projected onto the lens array 3 at this time. Is transferred to the control device 5 (step S25 in FIG. 6).
制御装置５は、カメラ装置４から入力された映像データよりＨData_maxとＨData_minの２つのレベルを検出して、（１）式により差分値（振幅）ΔＨＤａｔａを算出する（図６のステップＳ２６）。そして、ステップＳ２０で算出した前回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａとステップＳ２６で算出した今回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａとを大小比較し、前回のΔＨＤａｔａが今回のΔＨＤａｔａより小であるかどうか判定する（図６のステップＳ２７）。 The control device 5 detects two levels of HData_max and HData_min from the video data input from the camera device 4, and calculates a difference value (amplitude) ΔHData from the equation (1) (step S26 in FIG. 6). Then, the previous difference value (amplitude) ΔHData calculated in step S20 is compared with the current difference value (amplitude) ΔHData calculated in step S26 to determine whether the previous ΔHData is smaller than the current ΔHData. (Step S27 in FIG. 6).
ステップＳ２７で前回のΔＨＤａｔａが今回のΔＨＤａｔａより小であると判定されたときは、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの画素４１の位置が、レンズ４２の中心位置よりまだ右方向にずれていると判断して、ステップＳ２２〜ステップＳ２６の処理を繰り返して画素４１の位置を左方向に１ステップ移動して、再びステップＳ２７において、ステップＳ２６で算出した前回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａとステップＳ２６で今回新たに算出した移動後の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａとを大小比較し、前回のΔＨＤａｔａが今回のΔＨＤａｔａより小であるかどうか判定する。 When it is determined in step S27 that the previous ΔHData is smaller than the current ΔHData, the position of the pixel 41 of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 is still more than the center position of the lens 42. It is determined that the position has shifted to the right, and the processing of steps S22 to S26 is repeated to move the position of the pixel 41 one step to the left, and again in step S27, the previous difference value calculated in step S26 ( (Amplitude) ΔHData is compared with the difference value (amplitude) ΔHData after movement newly calculated at this time in step S26, and it is determined whether or not the previous ΔHData is smaller than the current ΔHData.
以下、ステップＳ２７において、ステップＳ２６で算出した今回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａがステップＳ２６で算出した前回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａ以下となるまで、ステップＳ２２〜ステップＳ２６の処理を繰り返して画素４１の位置を左方向に１ステップずつ移動していく。 Thereafter, in step S27, the processing of step S22 to step S26 is repeated until the current difference value (amplitude) ΔHData calculated in step S26 becomes equal to or less than the previous difference value (amplitude) ΔHData calculated in step S26. The position is moved to the left one step at a time.
このようにして、ステップＳ２７において、今回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａが前回の差分値（振幅）ΔＨＤａｔａ以下と判定されたときは、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの画素４１の位置が、レンズ４２の中心位置から左方向に行き過ぎたと判断して、制御装置５は立体映像表示装置１に対し、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスを今度は右方向に１ステップ（例えば、０.１画素ピッチ）だけ移動させるコマンドを発行する（図６のステップＳ２８）。 In this manner, when it is determined in step S27 that the current difference value (amplitude) ΔHData is equal to or less than the previous difference value (amplitude) ΔHData, the one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 is displayed. The controller 5 determines that the position of the pixel 41 has gone too far in the left direction from the center position of the lens 42, and the control device 5 now displays one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 on the stereoscopic image display device 1. Issues a command to move rightward by one step (for example, 0.1 pixel pitch) (step S28 in FIG. 6).
立体映像表示装置１は、上記のコマンドを受信すると、演算処理装置１１が駆動信号を生成して水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの水平方向移動用モータを駆動し、当該液晶デバイスを右方向に１ステップ移動させた後、制御装置５に終了コマンドを発行する（図６のステップＳ２９）。これにより、図７（Ｂ）に示すように、水平方向位置調整パターン２１を表示している一つの液晶デバイスの画素４１の位置は、レンズ４２の中心位置と一致する位置まで移動した状態にされ、水平方向の位置調整は終了となる。他の２つの原色用の液晶デバイスの水平方向の調整も同様にして行われる。 When the stereoscopic image display device 1 receives the above command, the arithmetic processing device 11 generates a drive signal to drive the horizontal movement motor of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21. After moving the liquid crystal device to the right by one step, an end command is issued to the control device 5 (step S29 in FIG. 6). As a result, as shown in FIG. 7B, the position of the pixel 41 of one liquid crystal device displaying the horizontal position adjustment pattern 21 is moved to a position coinciding with the center position of the lens 42. The horizontal position adjustment ends. The horizontal adjustment of the other two primary color liquid crystal devices is performed in the same manner.
なお、垂直方向の位置調整も図６の水平方向の位置調整と調整方向が異なるだけで、同様に行われる。 Note that the vertical position adjustment is performed in the same manner as the horizontal position adjustment in FIG. 6 except for the adjustment direction.
このようにして、本実施の形態によれば、立体映像表示装置１の表示デバイスである液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの中心画素の位置を、レンズアレイ３の対応するレンズの中心位置に一致させる映像投射位置調整を自動的に行うことができ、また、本実施の形態によれば、液晶デバイス１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの中心画素の位置を、レンズアレイ３の対応するレンズの中心位置に水平方向及び垂直方向のいずれも０.１画素ピッチ以内で一致させることができ、従来に比べて極めて高精度な映像投射位置調整ができる。 Thus, according to the present embodiment, the position of the center pixel of the liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B that are display devices of the stereoscopic image display apparatus 1 is made to coincide with the center position of the corresponding lens of the lens array 3. The image projection position adjustment can be automatically performed, and according to the present embodiment, the position of the center pixel of the liquid crystal devices 13R, 13G, and 13B is set in the horizontal direction to the center position of the corresponding lens of the lens array 3. In addition, both the vertical direction and the vertical direction can be matched within 0.1 pixel pitch, and the image projection position can be adjusted with extremely high accuracy compared to the conventional case.
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、図３、図６の各フローチャートで示す処理を制御装置５により行わせる映像投射位置調整プログラムも包含するものである。この映像投射位置調整プログラムは、記録媒体から制御装置５を構成するコンピュータに取り込まれてもよいし、ネットワークを介して配信されてコンピュータに取り込まれてもよく、更にはファームウェアとしてコンピュータに組み込まれていてもよい。また、図３の実施の形態の説明では、水平方向位置調整を終えてから垂直方向位置調整を行っているが、逆の順番で位置調整を行ってもよいことは勿論である。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, The image projection position adjustment program which makes the control apparatus 5 perform the process shown by each flowchart of FIG. 3, FIG. 6 is also included. This video projection position adjustment program may be imported from a recording medium to a computer that constitutes the control device 5, or may be distributed via a network and imported to the computer, and further incorporated into the computer as firmware. May be. In the description of the embodiment in FIG. 3, the vertical position adjustment is performed after the horizontal position adjustment is completed. However, the position adjustment may be performed in the reverse order.
１ 立体映像表示装置
２ スクリーン
３ レンズアレイ
４ カメラ装置
５ 制御装置
１０ 不揮発性メモリ
１１ 演算処理装置
１２ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
１３Ｒ 赤色用液晶デバイス
１３Ｇ 緑色用液晶デバイス
１３Ｂ 青色用液晶デバイス
１４ 光学ブロック
１５ 投射レンズ
２１ 水平方向調整用パターン
２２ 縦線
３１ 垂直方向調整用パターン
３２ 横線
Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５ 液晶デバイス水平方向移動用モータ
Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６ 液晶デバイス垂直方向移動用モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D image display apparatus 2 Screen 3 Lens array 4 Camera apparatus 5 Control apparatus 10 Non-volatile memory 11 Arithmetic processing apparatus 12 Hard disk drive (HDD)
13R Red liquid crystal device 13G Green liquid crystal device 13B Blue liquid crystal device 14 Optical block 15 Projection lens 21 Horizontal direction adjustment pattern 22 Vertical line 31 Vertical direction adjustment pattern 32 Horizontal line M1, M3, M5 Liquid crystal device horizontal movement motor M2, M4, M6 Liquid crystal device vertical movement motor
Claims (4)
前記映像表示装置は、前記表示デバイスを水平方向と垂直方向に互いに独立して移動させる水平方向移動機構と垂直方向移動機構とを備えており、
前記レンズアレイの中の前記一つのレンズで表示される映像を撮像する撮像手段と、
前記表示デバイスにより前記予め定められた画素の輝度が水平方向の周辺画素よりも高い輝度となる水平方向位置調整用パターンを表示させると共に、そのとき前記撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、前記水平方向移動機構を駆動制御する第１の制御動作と、前記表示デバイスにより前記予め定められた画素の輝度が垂直方向の周辺画素よりも高い輝度となる垂直方向位置調整用パターンを表示させると共に、そのとき前記撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、前記垂直方向移動機構を駆動制御する第２の制御動作とを行う制御手段と
を有することを特徴とする映像投射位置調整システム。 A video display device for displaying an arbitrary video on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, a screen for displaying the video projected from the video display device, and a video on the screen In a stereoscopic image display system comprising a lens array in which a plurality of lenses for displaying a stereoscopic image in space is regularly arranged, a predetermined pixel position of the display device is defined as the pixel of the lens array. A video projection position adjustment system that adjusts to match the center position of one lens corresponding to
The video display device includes a horizontal movement mechanism and a vertical movement mechanism for moving the display device independently of each other in the horizontal direction and the vertical direction,
An imaging means for imaging an image displayed by the one lens in the lens array;
The display device displays a horizontal position adjustment pattern in which the luminance of the predetermined pixel is higher than that of peripheral pixels in the horizontal direction, and based on the video data obtained from the imaging unit at that time, A first control operation for driving and controlling the horizontal movement mechanism so that the amplitude of the video data is maximized; and a luminance of the pixels predetermined by the display device is higher than that of peripheral pixels in the vertical direction. The vertical direction position adjustment pattern is displayed, and at the same time, based on the video data obtained from the imaging means, the vertical movement mechanism is driven and controlled so that the amplitude of the video data is maximized. And a control means for performing a control operation.
前記映像表示装置は、前記表示デバイスを水平方向と垂直方向に互いに独立して移動させる水平方向移動機構と垂直方向移動機構とを備えており、
前記レンズアレイの中の前記一つのレンズで表示される映像を撮像する撮像手段と、
前記表示デバイスにより１画素幅の１本の縦線からなる水平方向位置調整用パターンを表示させ、かつ、前記縦線の一部を前記予め定められた画素で表示させると共に、そのとき前記撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、前記水平方向移動機構を駆動制御する第１の制御動作と、前記表示デバイスにより１画素幅の１本の横線からなる垂直方向位置調整用パターンを表示させ、かつ、前記横線の一部を前記予め定められた画素で表示させると共に、そのとき前記撮像手段から得られた映像データに基づき、その映像データの振幅が最大となるように、前記垂直方向移動機構を駆動制御する第２の制御動作とを行う制御手段と
を有することを特徴とする映像投射位置調整システム。 A video display device for displaying an arbitrary video on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, a screen for displaying the video projected from the video display device, and a video on the screen In a stereoscopic image display system comprising a lens array in which a plurality of lenses for displaying a stereoscopic image in space is regularly arranged, a predetermined pixel position of the display device is defined as the pixel of the lens array. A video projection position adjustment system that adjusts to match the center position of one lens corresponding to
The video display device includes a horizontal movement mechanism and a vertical movement mechanism for moving the display device independently of each other in the horizontal direction and the vertical direction,
An imaging means for imaging an image displayed by the one lens in the lens array;
The display device displays a horizontal position adjustment pattern composed of one vertical line having a width of one pixel, and displays a part of the vertical line with the predetermined pixels, and at that time, the imaging means A first control operation for driving and controlling the horizontal movement mechanism so that the amplitude of the video data is maximized based on the video data obtained from the image data, and from the horizontal line of one pixel width by the display device. And a part of the horizontal line is displayed by the predetermined pixels, and the amplitude of the video data is based on the video data obtained from the imaging means at that time. And a control means for performing a second control operation for driving and controlling the vertical movement mechanism so as to be maximized.
前記予め定められた画素の輝度が水平方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される水平方向位置調整用パターンと前記予め定められた画素の輝度が垂直方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される垂直方向位置調整用パターンとのうち選択した一方の位置調整用パターンを前記表示デバイスにより表示させる第１のステップと、
前記第１のステップで前記一方の位置調整用パターンが表示されているときの前記レンズアレイの中の前記一つのレンズで表示される映像を撮像して第１の映像データを得る第２のステップと、
前記第２のステップで得られた前記第１の映像データに基づき、その第１の映像データの振幅が最大となるように、前記一方の位置調整用パターンによる位置調整方向に前記表示デバイスを移動させる第３のステップと、
前記水平方向位置調整用パターンと前記垂直方向位置調整用パターンとのうち前記第１のステップで選択しなかった他方の位置調整用パターンを選択して前記表示デバイスにより表示させる前記第４のステップと、
前記第４のステップで前記他方の位置調整用パターンが表示されているときの前記レンズアレイの中の前記一つのレンズで表示される映像を撮像して第２の映像データを得る第５のステップと、
前記第５のステップで得られた前記第２の映像データに基づき、その第２の映像データの振幅が最大となるように、前記他方の位置調整用パターンによる位置調整方向に前記表示デバイスを移動させる第６のステップと
を含むことを特徴とする映像投射位置調整方法。 A video display device for displaying an arbitrary video on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, a screen for displaying the video projected from the video display device, and a video on the screen In a stereoscopic image display system comprising a lens array in which a plurality of lenses for displaying a three-dimensional image in a space are regularly arranged, the position of a predetermined pixel of the image display device is determined as the position of the lens array. An image projection position adjustment method for adjusting so as to coincide with the center position of one lens corresponding to a pixel,
A horizontal position adjustment pattern in which the predetermined pixel brightness is displayed with a higher brightness than the peripheral pixels in the horizontal direction and the predetermined pixel brightness is displayed with a higher brightness than the vertical peripheral pixels. A first step of causing the display device to display one of the position adjustment patterns selected from among the vertical position adjustment patterns,
A second step of obtaining a first video data by capturing an image displayed by the one lens in the lens array when the one position adjustment pattern is displayed in the first step; When,
Based on the first video data obtained in the second step, the display device is moved in the position adjustment direction by the one position adjustment pattern so that the amplitude of the first video data is maximized. A third step of
The fourth step of selecting the other position adjustment pattern not selected in the first step from the horizontal position adjustment pattern and the vertical position adjustment pattern and causing the display device to display the fourth step; ,
Fifth step of obtaining a second video data by capturing an image displayed by the one lens in the lens array when the other position adjustment pattern is displayed in the fourth step. When,
Based on the second video data obtained in the fifth step, the display device is moved in the position adjustment direction by the other position adjustment pattern so that the amplitude of the second video data is maximized. A video projection position adjusting method comprising: a sixth step of:
前記コンピュータに、
前記予め定められた画素の輝度が水平方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される水平方向位置調整用パターンと前記予め定められた画素の輝度が垂直方向の周辺画素よりも高い輝度で表示される垂直方向位置調整用パターンとのうち選択した一方の位置調整用パターンを前記表示デバイスにより表示させる第１のステップと、
前記第１のステップで前記一方の位置調整用パターンが表示されているときの前記レンズアレイの中の前記一つのレンズで表示される映像を撮像して得た第１の映像データを取得する第２のステップと、
前記第２のステップで得られた前記第１の映像データに基づき、その第１の映像データの振幅が最大となるように、前記一方の位置調整用パターンによる位置調整方向に前記表示デバイスを移動させるための第１の制御信号を出力する第３のステップと、
前記水平方向位置調整用パターンと前記垂直方向位置調整用パターンとのうち前記第１のステップで選択しなかった他方の位置調整用パターンを選択して前記表示デバイスにより表示させる前記第４のステップと、
前記第４のステップで前記他方の位置調整用パターンが表示されているときの前記レンズアレイの中の前記一つのレンズで表示される映像を撮像して得た第２の映像データを取得する第５のステップと、
前記第５のステップで得られた前記第２の映像データに基づき、その第２の映像データの振幅が最大となるように、前記他方の位置調整用パターンによる位置調整方向に前記表示デバイスを移動させるための第２の制御信号を出力する第６のステップと
を実行させることを特徴とする映像投射位置調整プログラム。 A video display device for displaying an arbitrary video on a display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, a screen for displaying the video projected from the video display device, and a video on the screen In a stereoscopic video display system comprising a lens array in which a plurality of lenses for displaying a stereoscopic image in space is regularly arranged, the position of a predetermined pixel of the video display device by a computer is determined by the lens array. An image projection position adjustment program for adjusting the center position of one lens corresponding to the pixel of
In the computer,
A horizontal position adjustment pattern in which the predetermined pixel brightness is displayed with a higher brightness than the peripheral pixels in the horizontal direction and the predetermined pixel brightness is displayed with a higher brightness than the vertical peripheral pixels. A first step of causing the display device to display one of the position adjustment patterns selected from among the vertical position adjustment patterns,
First image data obtained by capturing an image displayed by the one lens in the lens array when the one position adjustment pattern is displayed in the first step is acquired. Two steps,
Based on the first video data obtained in the second step, the display device is moved in the position adjustment direction by the one position adjustment pattern so that the amplitude of the first video data is maximized. A third step of outputting a first control signal for causing
The fourth step of selecting the other position adjustment pattern not selected in the first step from the horizontal position adjustment pattern and the vertical position adjustment pattern and causing the display device to display the fourth step; ,
Second image data obtained by capturing an image displayed by the one lens in the lens array when the other position adjustment pattern is displayed in the fourth step is acquired. 5 steps,
Based on the second video data obtained in the fifth step, the display device is moved in the position adjustment direction by the other position adjustment pattern so that the amplitude of the second video data is maximized. And a sixth step of outputting a second control signal for causing the image projection position adjustment program to be executed.
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