JP2011082798A - Projection graphic display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、投写型映像表示装置に関し、より特定的には、投写型映像表示装置において、スクリーンの形状に一致させた投写映像を表示するための技術に関する。 The present invention relates to a projection display apparatus, and more particularly to a technique for displaying a projection image that matches the shape of a screen in the projection display apparatus.
近年、デジタル技術の進化に伴ない、店舗や屋外などでハイビジョン画質などの高画質の映像をディスプレイで再生することにより広告を行なう、デジタルサイネージと呼ばれるシステムが普及している。 In recent years, with the advancement of digital technology, a system called digital signage, which performs advertisement by reproducing high-quality images such as high-definition image quality on a display in stores or outdoors, has become widespread.
このデジタルサイネージのシステムでは、たとえば特表2004−533636号公報(特許文献1)に開示されるように、PC(パーソナルコンピュータ)や映像再生装置等の外部の映像供給装置から供給される映像信号を、店舗や屋外などに設置された投写型映像表示装置(以下、プロジェクタとも称する。)で表示させる形態が広く採用されている。これによれば、その店舗などに来客した顧客に、映像と音声とによる広告を閲覧させることができるので、その広告効果は、従来の紙媒体のポスターなどに比べると格段に大きいと考えられており、近年、急速に広がりつつある。 In this digital signage system, as disclosed in, for example, JP-T-2004-533636 (Patent Document 1), a video signal supplied from an external video supply device such as a PC (personal computer) or a video playback device is received. A form of displaying on a projection display apparatus (hereinafter also referred to as a projector) installed in a store or outdoors is widely adopted. According to this, since the customer who visited the store can browse advertisements using video and audio, the advertising effect is considered to be much larger than conventional paper media posters. In recent years, it is spreading rapidly.
プロジェクタの具体的な利用形態としては、店舗のウィンドウにフィルム状のスクリーンを特定の形状にカットして貼り付けた投写面に映像を投写させる、あるいは、人物の形状にカットしたスクリーンに映像を投写させるなどの構成が採られており、矩形状のスクリーンに投写させる通常の利用形態に対して、広告効果をさらに高めている。 As a specific form of use of the projector, an image is projected on a projection surface obtained by cutting and pasting a film-like screen into a specific shape on a shop window, or an image is projected onto a screen cut into a person's shape. The advertisement effect is further enhanced with respect to the normal usage pattern in which the image is projected onto a rectangular screen.
このような利用形態では、プロジェクタに映像を表示させるに際して、予めスクリーンの形状に合った映像コンテンツを作成するとともに、スクリーンの枠内に映像が収まるようにプロジェクタの設置調整が行なわれている。 In such a usage mode, when displaying a video on the projector, video content matching the shape of the screen is created in advance, and the projector is adjusted so that the video fits within the frame of the screen.
しかしながら、上記のような利用形態では、プロジェクタの設置調整の煩わしさが生じるとともに、スクリーン形状に一致した映像コンテンツを事前に制作する必要がある。 However, in the above-described usage mode, troublesome installation adjustment of the projector occurs, and it is necessary to produce video content that matches the screen shape in advance.
特に、映像コンテンツがスクリーンの形状に一致しない場合には、投写面において、プロジェクタが投写した映像の領域がスクリーン領域からはみ出してしまうために、観察者の目に直接光として入射される可能性がある。そのため、正確に設置調整を行なうことが不可欠となる。 In particular, when the video content does not match the shape of the screen, the area of the image projected by the projector may protrude from the screen area on the projection surface, and thus may be directly incident on the observer's eyes. is there. Therefore, it is indispensable to perform installation adjustment accurately.
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で、スクリーンの形状に一致させた投写映像を表示することが可能な投写型映像表示装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a projection-type image display device capable of displaying a projection image that matches the shape of the screen with a simple configuration. Is to provide.
この発明のある局面に従う投写型映像表示装置は、光源と、入力された映像信号を変換して投写映像用の映像信号を生成する映像信号処理部と、映像信号処理部により生成された映像信号に基づき、光源から出射された光を変調して映像光を生成する表示素子と、表示素子で生成された映像光を投写面に投写する投写光学系とを備える。投写面は、画像を表示しない非表示領域と、画像を表示する表示領域とを有する。映像信号処理部は、投写面における表示領域を示す表示領域情報を入力する表示領域情報入力手段と、表示領域情報に基づき、非表示領域に対応させて映像光をマスクするためのマスク情報を生成するマスク情報生成手段と、入力された映像信号を、マスク情報に基づき、非表示領域を黒表示させるためのマスク映像信号に変換するマスク映像生成手段とを含む。 A projection display apparatus according to an aspect of the present invention includes a light source, a video signal processing unit that converts an input video signal to generate a video signal for projection video, and a video signal generated by the video signal processing unit. And a projection element that modulates the light emitted from the light source to generate image light and a projection optical system that projects the image light generated by the display element onto the projection surface. The projection plane has a non-display area that does not display an image and a display area that displays an image. The image signal processing unit generates display area information input means for inputting display area information indicating the display area on the projection plane, and mask information for masking image light corresponding to the non-display area based on the display area information. And a mask video generation unit that converts the input video signal into a mask video signal for displaying a non-display area in black based on the mask information.
好ましくは、映像信号処理部は、マスク映像生成手段により生成されたマスク映像信号を表示素子に供給するマスクモードと、入力された映像信号をそのまま表示素子に供給する通常モードとを切替えて表示素子を動作させるためのモード切替手段をさらに含む。 Preferably, the video signal processing unit switches between a mask mode in which the mask video signal generated by the mask video generation means is supplied to the display element and a normal mode in which the input video signal is supplied to the display element as it is. Further includes mode switching means for operating the.
好ましくは、表示領域入力手段は、テストパターンを投写面に投写させたときの投写映像を撮像して撮像画像を生成する撮像手段を含む。マスク情報生成手段は、明るさが異なる複数のテストパターンを投写面に投写させたときに撮像手段によって生成される複数の撮像画像の差分値と、所定の閾値とを比較し、該比較結果に基づいてマスク情報を生成する。所定の閾値は、投写面が設置される環境に応じて変更可能に構成される。 Preferably, the display area input unit includes an imaging unit that captures a projected image when the test pattern is projected onto the projection plane and generates a captured image. The mask information generation unit compares a difference value between a plurality of captured images generated by the imaging unit when a plurality of test patterns having different brightness are projected on the projection surface, and a predetermined threshold value. Based on this, mask information is generated. The predetermined threshold is configured to be changeable according to the environment where the projection plane is installed.
好ましくは、投写型映像表示装置は、投写面に投写された画像の表示位置をシフトさせる、または表示サイズを変更させるための画像調整手段をさらに備える。マスク情報生成手段は、マスク映像信号に基づく映像光を投写面に投写させたときに、画像調整手段によって指定される画像の調整量に基づいて、生成されたマスク情報の微調整を行なうマスク情報調整手段を含む。 Preferably, the projection display apparatus further includes image adjusting means for shifting the display position of the image projected on the projection surface or changing the display size. The mask information generating means finely adjusts the generated mask information based on the image adjustment amount specified by the image adjusting means when image light based on the mask video signal is projected onto the projection surface. Including adjustment means.
好ましくは、表示領域入力手段は、テストパターンを投写面に投写させたときの投写映像を撮像して撮像画像を生成する撮像手段を含む。映像信号処理部は、画面全体を単色表示とする第1のテストパターンと、画面を複数の画素ブロックに分割して画素ブロック単位で第1のテストパターンから明るさを変更させた第2のテストパターンとを生成するテストパターン生成手段をさらに含む。マスク情報生成手段は、第1のテストパターンを投写面に投写させたときに撮像手段によって生成される第1の撮像画像と、第2のテストパターンを投写面に投写させたときに撮像手段によって生成される第2の撮像画像との差分値に基づいて、画素ブロック単位でマスク情報を生成する。 Preferably, the display area input unit includes an imaging unit that captures a projected image when the test pattern is projected onto the projection plane and generates a captured image. The video signal processing unit includes a first test pattern in which the entire screen is displayed in a single color and a second test in which the screen is divided into a plurality of pixel blocks and the brightness is changed from the first test pattern in pixel block units. Test pattern generation means for generating a pattern is further included. The mask information generating means uses the imaging means when the first test image generated by the imaging means when the first test pattern is projected onto the projection plane and the second test pattern is projected onto the projection plane. Based on the difference value from the generated second captured image, mask information is generated in units of pixel blocks.
好ましくは、表示領域入力手段は、テストパターンを投写面に投写させたときの投写映像を撮像して撮像画像を生成する撮像手段を含む。映像信号処理部は、表示画面の所定方向に沿って交互に配置された、互いに明るさの異なる第1の領域と第2の領域とを有するテストパターンを生成するテストパターン生成手段をさらに含む。テストパターン生成手段は、表示画面上に配置される第1および第2の領域の配置数を異ならせることにより複数のテストパターンを生成するとともに、生成された複数のテストパターンに基づいて、表示画面の各画素の所定方向の位置を特定する。マスク情報生成手段は、複数のテストパターンを投写面に投写させたときに撮像手段によって生成される複数の撮像画像の差分値と、各画素の所定方向の位置とに基づいて、マスク情報を生成する。 Preferably, the display area input unit includes an imaging unit that captures a projected image when the test pattern is projected onto the projection plane and generates a captured image. The video signal processing unit further includes test pattern generation means for generating a test pattern having a first area and a second area, which are alternately arranged along a predetermined direction of the display screen and have different brightness. The test pattern generation means generates a plurality of test patterns by varying the number of first and second regions arranged on the display screen, and displays the display screen based on the generated plurality of test patterns. The position of each pixel in a predetermined direction is specified. The mask information generating means generates mask information based on the difference values of the plurality of captured images generated by the imaging means when a plurality of test patterns are projected on the projection plane and the positions of the pixels in a predetermined direction. To do.
この発明によれば、簡易な構成で、スクリーンの形状に一致させた投写映像を表示することができる。 According to the present invention, it is possible to display a projected image that matches the shape of the screen with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1に係る投写型映像表示装置の映像投写時の状態を示す図である。図2は、図1のA方向から見た状態を示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a state at the time of image projection of the projection display apparatus according to
図1を参照して、本実施の形態1に係る投写型映像表示装置(以下、「プロジェクタ」とも記す。)10は、液晶デバイスを利用して映像を投影する液晶プロジェクタであって、投写面100に液晶デバイスにより表示される映像の光を投写することにより、投写映像110を表示する。
Referring to FIG. 1, a projection display apparatus (hereinafter also referred to as “projector”) 10 according to the first embodiment is a liquid crystal projector that projects an image using a liquid crystal device, and has a projection surface. A projected
投写面100は、ガラスなどからなる透明体からなり、プロジェクタ10からの映像光を透過させる。投写面100上には、スクリーン120が設置されている。スクリーン120は、電圧の印加状態により透明状態と拡散状態との切り替えが可能な構成であって、プロジェクタ10からの映像光が照射されたときに拡散状態に切り替え、その光を映し出すフィルム状のものである。例えば、このフィルム状のスクリーン120を、店舗のウィンドウなどに直接貼っておけば、プロジェクタ10から光が照射されない場合には、透明状態に切り替えることでウィンドウと一体となって透明な状態を維持する。そして、プロジェクタ10から光が照射される場合には、拡散状態に切り替えることで映像を表示することができるため、ウィンドウの機能を失わずに、それをスクリーンとして利用できる。
The
なお、スクリーン120は、上記のような透明状態と拡散状態との切り替えが可能なフィルムに限定されるものではなく、状態変化のない拡散材料を用いたものでもよい。ただし、図2に示すように、スクリーン120に光を照射したときに、プロジェクタ10とは反対側から(図中のA方向から)投写映像の情報を認識できることが必要である。
Note that the
これにより、投写面100は、画像を表示しない非表示領域と、画像を表示する表示領域とに区分される。表示領域は、スクリーン120に相当する。非表示領域は、投写映像110の表示領域からスクリーン120を除いた領域に相当する。
Thereby, the
プロジェクタ10は、投写映像110を含む領域を、撮像面を介して撮像して撮像画像を生成するカメラ20を含む。カメラ20は、撮像素子と、撮像素子の各画素からの出力信号の取得など撮像素子を制御する撮像素子制御部と、撮像光学系とを含む。撮像素子としては、例えばCCDやCMOSなどを用いることができる。
The
(プロジェクタの構成)
図3は、本実施の形態1に係るプロジェクタ10の全体構成図である。
(Projector configuration)
FIG. 3 is an overall configuration diagram of the
図3を参照して、プロジェクタ10は、カメラ20と、光源30と、光源30から出射された光を変調して映像光を生成する表示素子40と、表示素子40で生成された映像光を投写面100に投写する投写光学系50と、入力映像信号を変換して投写映像用の映像信号を生成する映像信号処理部60とを備える。
Referring to FIG. 3,
光源30は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電型光源ランプからなる。さらに、放電発光型の光源ランプに限らず、LED、レーザダイオード、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
The
表示素子40は、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル等によって構成された液晶ライトバルブからなる。液晶ライトバルブには、マトリクス上に配列された複数の画素からなる矩形状の画素領域が形成されており、液晶に対して画素ごとに駆動電圧を印加可能になっている。図示しないライトバルブ駆動部の駆動によって、液晶ライトバルブの各画素に映像信号に応じた駆動電圧が印加されると、光源30から射出された光は、画素ごとに異なる光透過率で液晶ライトバルブを透過して、映像信号に応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される。
The
なお、図示は省略するが、表示素子40は、光の3原色である赤(R)、緑(G)、青(B)の各色光用に3つの液晶ライトバルブを備えている。光源30から出射される光は、図示しない光分離光学系によって3つの色光に分離された後、それぞれ各色光用の液晶ライトバルブに入射する。液晶ライトバルブを透過した各色の映像光は、図示しない光合成光学系によって画素ごとに色合成され、カラー映像を示す映像光となって投写光学系50から投写される。
Although not shown, the
映像信号処理部60は、PC(パーソナルコンピュータ)や映像再生装置等の外部の映像供給装置(図示せず)から入力される映像信号のサンプリングを行ない、映像信号に応じたデジタルの映像データを生成する。さらに、映像信号処理部60は、生成した映像データに対して各種データ処理(映像信号処理)を施し、処理後の映像データを表示素子40に出力する。
The video
ここで、本実施の形態1に係るプロジェクタ10は、動作モードとして、電源投入時または投写指示時においてプロジェクタ10の初期設定を行なうための「イニシャライズモード」と、投写面100の非表示領域(図2参照)に対応させて映像光の一部をマスクして投写面100に投写させるための「マスクモード」と、入力映像信号に応じた映像光をそのまま(すなわち、マスクせずに)投写面100に投写させるための「通常モード」とを有している。これら3つのモードの間の切替えは、ユーザの操作に応じてプロジェクタ10に対して各種指示を行なうための入力操作部から発せられる操作信号に従って実行される。なお、入力操作部は、プロジェクタ10の装置本体に設けられた複数のキー、もしくは遠隔操作が可能なリモコン(リモートコントローラの略)を用いて構成される。
Here, the
映像信号処理部60は、ユーザの操作に従って上記3つの動作モードのうちの一の動作モードが選択されると、選択された動作モードにおいて予め規定された画像処理を映像データに対して施し、処理後の映像データを表示素子40に出力する。
When one of the three operation modes is selected in accordance with a user operation, the video
最初に、電源投入時に実行されるイニシャライズモードでは、映像信号処理部60は、明るさが互いに異なる複数のテストパターンを連続して投写面100に投写させる。このとき投写面100に表示される複数の投写映像110は、カメラ20で撮像される。映像信号処理部60は、後述する方法によって、カメラ20によって取得される複数の撮像画像を比較することにより、投写映像110の表示領域であるスクリーン120の領域(以下、スクリーン領域とも称す。)を検出する。そして、映像信号処理部60は、その検出したスクリーン領域に基づいて、スクリーン120以外の非表示領域に対応させて映像光をマスクするためのマスク情報を生成する。
First, in the initialization mode executed when the power is turned on, the video
次に、ユーザの操作に従ってマスクモードが動作モードに選択されると、映像信号処理部60は、イニシャライズモードで生成されたマスク情報に基づき、映像信号を、非表示領域を黒表示させるためのマスク映像信号に変換する。これにより、マスクモードでは、投写映像110に対して、スクリーン120には画像が表示される一方で、スクリーン120以外の領域は黒表示として投写面100に投写される。この結果、非表示領域を透過する光の強度が抑えられるため、投写面100の反対側にいる観察者の目に直接光が入射されるのを防止できる。また、スクリーン120に投写される映像を観察者にとって見やすいものとすることができる。
Next, when the mask mode is selected as the operation mode in accordance with the user operation, the video
一方、投写面100が透明体でない場合(たとえば、壁面である場合)には、ユーザの操作に従って通常モードが選択される。この場合には、映像信号処理部60は、入力映像信号を、上述したマスク映像信号への変換を行なうことなく、そのまま表示素子40へ出力する。これにより、投写面100には、投写映像110の全領域が表示される。
On the other hand, when the
(映像信号処理部の構成)
映像信号処理部60は、このような3つの動作モードを実現するための構成として、画像記憶部70と、差分検出部72と、閾値制御部74と、マスク情報生成部76と、マスク情報記憶部78と、マスク映像生成部80と、テストパターン生成部82と、映像信号選択部84と、モード切替部86と、制御部90とを含む。
(Configuration of video signal processor)
The video
制御部90は、CPU(Central Processing Unit)、フラッシュメモリ等からなるROM(Read Only Memory)、各種データの一時記憶等に用いられるRAM(Random Access Memory)等(いずれも図示せず)を備え、コンピュータとして機能するものである。制御部90は、CPUがROMに記憶されている制御プログラムに従って動作することにより、プロジェクタ10の動作を統括制御する。
The
カメラ20は、上述したように、投写映像110を含む領域を、撮像面を介して撮像して撮像画像を生成する。画像記憶部70は、後述するように、イニシャライズモードの実行中において、テストパターン生成部82により生成されたテストパターンを投写面100に投写させたときに、カメラ20によって取得された撮像画像を一時的に記憶する。
As described above, the
差分検出部72は、明るさが異なる複数のテストパターンを投写面100に投写させたときの複数の撮像画像の差分値を検出する。差分検出部72は、検出された差分値と、閾値制御部74から与えられる所定の閾値とを比較して、その比較結果をマスク情報生成部76へ出力する。
The
マスク情報生成部76は、差分検出部72により検出された複数の撮像画像の差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて、マスク情報を生成する。生成されたマスク情報は、マスク情報記憶部78に記憶される。
The mask
マスク映像生成部80は、マスクモードの実行中において、マスク情報記憶部78に記憶されたマスク情報を参照することにより、入力映像信号を、スクリーン以外の領域(非表示領域)を黒表示させるためのマスク映像信号に変換する。
The mask
映像信号選択部84は、テストパターン生成部82からテストパターンを受け、マスク映像生成部80からマスク映像信号を受け、外部の映像供給装置から入力映像信号を受ける。そして、映像信号選択部84は、モード切替部86からのモード切替信号に応じて、テストパターン、マスク映像信号および入力映像信号のいずれか1つを選択して表示素子40へ出力する。
The video
具体的には、モード切替部86は、入力操作部(図示せず)から発せられる操作信号に基づいて、プロジェクタ10の動作モードの切替えを実行する。たとえば電源投入時には、モード切替部86は、イニシャライズモードを選択するように動作モードを切替える。モード切替部86は、切替え後の動作モードを示す信号(モード切替信号)を制御部90および映像信号選択部84へ送信する。
Specifically, mode switching unit 86 switches the operation mode of
映像信号選択部84は、イニシャライズモードへの切替えに伴なって、テストパターンを選択して表示素子40へ出力する。また、映像信号選択部84は、マスクモードへの切替えに伴なって、マスク映像信号を選択して表示素子40へ出力する。さらに、映像信号選択部84は、通常モードへの切替えに伴なって、映像信号を選択して表示素子40へ出力する。
The video
(映像信号処理)
次に、本実施の形態1に係る映像信号処理部60における映像信号処理についてより詳細に説明する。
(Video signal processing)
Next, the video signal processing in the video
図4は、映像信号処理部60が実行する映像信号処理ルーチンを説明するフローチャートである。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
FIG. 4 is a flowchart for explaining a video signal processing routine executed by the video
図4を参照して、まず制御部90は、ステップS01により、現在の動作モードがイニシャライズモードであるかどうかを判定する。
Referring to FIG. 4, first,
現在の動作モードがイニシャライズモードであるとき(S01のYES判定時)には、テストパターン生成部82は、画面全体を黒色の単色表示とするテストパターン(以下、「全黒テストパターン」とも称す。)を生成する。映像信号選択部84は、モード切替信号に応答して、生成された全黒テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、全黒テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS02)。ステップS03では、全黒テストパターンに基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。画像記憶部70は、カメラ20により取得された撮像画像を「画像A」として保存する。
When the current operation mode is the initialization mode (when YES is determined in S01), the test
次に、ステップS04により、テストパターン生成部82は、画面全体を白色の単色表示とするテストパターン(以下、「全白テストパターン」とも称す。)を生成する。映像信号選択部84は、その生成された全白テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子では、光源30から射出された光が、全白テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS04)。ステップS05では、全白テストパターンに基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像B」として保存する。
Next, in step S04, the test
次に、差分検出部72は、画像記憶部70に保存されている画像A(全黒表示)および画像B(全白表示)を比較することにより、画像Aと画像Bとの差分を検出する。図5には、画像A(図5(a)参照)および画像B(図5(b)参照)と、画像Aと画像Bとの間で、画素ごとの差分を検出した結果(図5(c)参照)とが示される。
Next, the
図5を参照して、画像Aでは、スクリーン領域が黒表示されるとともに、スクリーン領域以外の領域(非表示領域)には光が透過するため、投写面100の背景の画像が映し出されている。また、画像Bでは、スクリーン領域が白表示されるとともに、スクリーン領域以外の領域(非表示領域)には投写面100の背景の画像が映し出されている。したがって、画像Aと画像Bとを比較すると、非表示領域における差分値が略零となる一方で、スクリーン領域には輝度差が生じている。
Referring to FIG. 5, in image A, the screen area is displayed in black, and light is transmitted through areas other than the screen area (non-display area), so that the background image of
差分検出部72は、画素ごとに差分値が所定の閾値以上となるか否かを判定し、その判定結果に基づいて画像Aと画像Bとの差分情報を生成する。具体的には、差分検出部72は、画素ごとに差分値の大小により二値化された差分情報を生成する。たとえば、差分検出部72は、差分値が所定の閾値よりも小さい画素を「0」とし、差分値が所定の閾値以上となる画素を「1」とする。
The
次に、マスク情報生成部76は、差分検出部72で生成された差分情報に基づいて、マスク情報を生成する。具体的には、マスク情報生成部76は、二値化された差分情報に対応させて二値化したマスク情報を生成する。これにより、スクリーン領域に位置する画素を「1」とし、スクリーン領域外に位置する画素を「0」として二値化したマスク情報が生成される。マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存されると、イニシャライズモードが終了し(ステップS08)、処理が最初に戻される。
Next, the mask
再びステップS01に戻って、現在の動作モードがイニシャライズモードでないとき(S01のNO判定時)には、制御部90はさらに、ステップS09により、現在の動作モードがマスクモードであるかどうかを判定する。現在の動作モードがマスクモードであるとき(S09のYES判定時)、マスク映像生成部80は、マスク情報記憶部78に保存されたマスク情報を参照することにより(ステップS11)、入力映像信号をマスク映像信号に変換する(ステップS12)。
Returning again to step S01, when the current operation mode is not the initialization mode (when NO is determined in S01),
具体的には、マスク映像生成部80は、入力映像信号とマスク情報とを、対応する画素ごとに論理積をとることにより、入力映像信号をマスク映像信号に変換する。たとえば、マスク映像生成部80は、対応する画素のマスク情報が「1」であるときには、入力映像信号の信号値をマスク映像信号の信号値とし、対応する画素のマスク情報が「0」であるときには、マスク映像信号の信号値を「0」として、マスク映像信号を生成する。すなわち、マスク情報が「0」とされている各画素、すなわち、スクリーン領域外に位置する各画素は、マスク映像信号では、その信号値が強制的に「0」に変換される。したがって、投写映像110では、スクリーン領域外に位置する各画素が黒表示される。
Specifically, the mask
映像信号選択部84は、マスク映像生成部80により生成されたマスク映像信号を表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、マスク映像信号に応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS12)。
The video
これに対して、現在の動作モードがマスクモードでないとき(S09のNO判定時)には、映像信号選択部84は、入力映像信号を表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、入力映像信号に応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS12)。
On the other hand, when the current operation mode is not the mask mode (NO determination at S09), the video
制御部90は、ステップS13により、電源がOFFされたか否かを判定し、電源がOFFされたとき(S13のYES判定時)には、一連の映像信号処理を終了する。一方、電源がOFFされていないとき(S13のNO判定時)には、処理は最初に戻される。
In step S13, the
以上に述べたように、この発明の実施の形態1によれば、イニシャライズモードにおいて、投写映像を撮像するカメラによって取得される撮像画像に基づいて投写面のスクリーン領域が検出され、その検出されたスクリーン領域に基づいてマスク情報が生成される。これによって、マスクモードでは、マスク情報を基にスクリーン領域以外が黒表示された投写映像が投写面に表示される。したがって、スクリーンの形状に完全に一致した映像コンテンツの制作を必要とせずに、容易にスクリーンの形状に一致した映像を投写させることができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, in the initialization mode, the screen area of the projection surface is detected based on the captured image acquired by the camera that captures the projected image, and the detected screen area is detected. Mask information is generated based on the screen area. As a result, in the mask mode, a projected image in which the area other than the screen area is displayed in black based on the mask information is displayed on the projection surface. Accordingly, it is possible to easily project an image that matches the shape of the screen without the need to produce video content that completely matches the shape of the screen.
また、入力映像信号にマスク処理を施すことによってスクリーン領域以外の非表示領域を透過する光の強度が抑えられるため、投写面の反対側にいる観察者の目に直接光が入射されるのを防止できる。さらに、スクリーンに投写される映像を観察者にとって見やすいものとすることができる。 In addition, by applying mask processing to the input video signal, the intensity of light transmitted through the non-display area other than the screen area can be suppressed, so that light is directly incident on the eyes of the observer on the opposite side of the projection plane. Can be prevented. Furthermore, the image projected on the screen can be easily viewed by the observer.
(マスク情報の精度を向上させるための変更例)
以下では、先の実施の形態1に係るプロジェクタの変更例として、イニシャライズモードで生成されるマスク情報の精度をさらに向上させるための技術について説明する。なお、以下の変更例1〜5に係るプロジェクタは、いずれも、先の実施の形態1に係るプロジェクタにおける映像信号処理の内容を変更したものであり、プロジェクタの全体構成は互いに共通している。
(Modification example to improve the accuracy of mask information)
Hereinafter, as a modification example of the projector according to the first embodiment, a technique for further improving the accuracy of the mask information generated in the initialization mode will be described. Note that all the projectors according to the following modification examples 1 to 5 are obtained by changing the contents of the video signal processing in the projector according to the first embodiment, and the overall configuration of the projectors is common to each other.
[変更例1:変動型閾値の導入]
図6は、本実施の形態1の変更例1に係るプロジェクタにおける映像信号処理部60が実行する映像信号処理ルーチンを説明するフローチャートである。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
[Modification 1: Introduction of variable threshold]
FIG. 6 is a flowchart for explaining a video signal processing routine executed by the video
図6を参照して、本変更例1に係るフローチャートは、図4のフローチャートにおけるステップS06,S07を、ステップS21〜S26に変更した点でのみ異なる。 Referring to FIG. 6, the flowchart according to the first modification is different only in that steps S06 and S07 in the flowchart of FIG. 4 are changed to steps S21 to S26.
ステップS03,S05によって、画像A(全黒表示)および画像B(全白表示)が画像記憶部70に保存されると、閾値制御部74(図3)は、閾値を予め定められた初期値に設定する(ステップS21)。差分検出部72は、設定された閾値(初期値)を用いて画像Aと画像Bとの差分を検出する(ステップS22)。具体的には、差分検出部72は、画素ごとに差分値が初期値以上となるか否かを判定し、その判定結果に基づいて二値化された差分情報を生成する。差分検出部72は、差分値が初期値よりも小さい画素を「0」とし、差分値が初期値以上となる画素を「1」として二値化した差分情報を生成する。
When image A (full black display) and image B (full white display) are stored in
マスク情報生成部76は、差分検出部72で生成された差分情報に対応させて二値化されたマスク情報を生成する。(ステップS23)。
The mask
次に、ステップS24により、再び全白テストパターンを投写面100に投写させる。このとき、マスク映像生成部80は、マスク情報生成部76で生成されたマスク情報に基づいて、全白テストパターンの一部の領域を黒表示させるためのテストパターンに変換する。具体的には、マスク映像生成部80は、全白テストパターンとマスク情報とを、対応する画素ごとに論理積をとることにより、マスク情報が「0」とされている各画素の信号値を強制的に「0」に変換する。
Next, in step S24, the all white test pattern is again projected on the
図7(a)に、図6のステップS24により、マスク情報を基に変換された全白テストパターンを投写したときの投写映像110を示す。投写映像110では、スクリーン領域が白表示される一方で、スクリーン領域以外が黒表示されている。
FIG. 7A shows a projected
ここで、投写面100の背景に、光を反射あるいは拡散させる物体があった場合には、カメラ20によって取得される撮像画像において、スクリーン領域以外にエッジ部分が含まれる可能性がある。このエッジ部分は、隣接する画素間の階調値の差が大きい部分であって、たとえば当該物体の輪郭部分に現われる。これにより、画像Aおよび画像Bを比較したときにエッジ部分における差分値が閾値以上を示すことによって、当該エッジ部分が誤ってスクリーン領域と認識されてしまう可能性がある。その結果、スクリーンの形状を正確に反映したマスク情報を生成できないという問題が生じる。
Here, when there is an object that reflects or diffuses light in the background of the
そこで、本変更例1に係るプロジェクタでは、映像信号処理において撮像画像の差分検出に用いる閾値を、スクリーン120が設置される環境に応じて変更可能に構成する。
Therefore, the projector according to the first modification is configured such that the threshold value used for detecting the difference between the captured images in the video signal processing can be changed according to the environment where the
具体的には、図6のステップS25において、ステップS24において全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示された領域がないかどうかを確認する。スクリーン領域以外に白表示領域がないことが確認されたとき(S25のYES判定時)には、閾値の変更は行なわれない。したがって、マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存され(ステップS26)、イニシャライズモードが終了する(ステップ08)。
Specifically, in step S25 of FIG. 6, the projected
これに対して、全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示領域があることが確認されたとき(S25のNO判定時)には、ステップS21に戻り、閾値の変更が行なわれる。なお、閾値の変更は、閾値制御部74が、制御部90の指示に従って、入力操作部から発せられる操作信号に応じた変化量だけ閾値を変化させることにより行なわれる。これにより、ステップS22以降では、変更後の閾値を用いて再度マスク情報が生成される。このようにして、ステップS21〜S24の処理は、ステップS25においてスクリーン領域以外の領域に白表示された領域がないことが確認されるまで、繰り返し実行される。
On the other hand, when it is confirmed that there is a white display area other than the screen area by looking at the projected
以上に述べたように、本変更例1に係る映像信号処理では、撮像画像の差分検出に用いる閾値を、スクリーン120が設置される環境に応じて変更可能としたことにより、差分検出の結果に基づいて生成されるマスク情報の精度を高めることができる。
As described above, in the video signal processing according to the first modification, the threshold value used for the difference detection of the captured image can be changed according to the environment where the
なお、図6のステップS24については、スクリーン領域以外を黒表示させた全白テストパターンを投写させる構成としたが、スクリーン領域の輪郭部分のみを白表示とし、かつ、当該輪郭部分以外を黒表示とするように変換した全白テストパターンを投写させる構成としてもよい。この場合は、図7(b)に示すように、輪郭部分の白表示がスクリーン領域内に適切に表示されないときには、閾値が変更され、変更後の閾値を用いて再びマスク情報の生成が行なわれる。 Note that although step S24 in FIG. 6 is configured to project an all-white test pattern in which the area other than the screen area is displayed in black, only the outline area of the screen area is displayed in white and the area other than the outline area is displayed in black. It is also possible to project the all-white test pattern converted as follows. In this case, as shown in FIG. 7B, when the white display of the contour portion is not properly displayed in the screen area, the threshold value is changed, and mask information is generated again using the changed threshold value. .
[変更例2:表示素子とカメラの撮像素子との画素数の整合性]
図8は、本実施の形態1の変更例2に係るプロジェクタにおける映像信号処理部の構成を説明する図である。
[Modification 2: Consistency of the number of pixels between the display element and the imaging element of the camera]
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the video signal processing unit in the projector according to the second modification of the first embodiment.
図8を参照して、本変更例2では、映像信号処理部60(図3)におけるマスク情報生成部76を、マスク情報生成回路760と、画素数変換部762とを含むように構成する。なお、マスク情報生成部76以外の各構成要素(図示せず)については、図3の映像信号処理部60に含まれる構成要素と同一である。
Referring to FIG. 8, in the second modification, the mask
マスク情報生成回路760は、上述した方法により、差分検出部72により検出された複数の撮像画像の差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて、マスク情報を生成する。生成されたマスク情報は、画素数変換部762へ出力される。
The mask
画素数変換部762は、カメラ20の撮像素子の画素数と、プロジェクタ10の表示素子40の画素数とが一致していない場合、たとえば撮像素子の画素数が表示素子40の画素数よりも少ない場合には、マスク情報生成回路760で生成されたマスク情報に対して補間処理を施す。具体的には、マスク情報に、表示素子40の一の画素に対応する信号値が存在しなくても、当該画素を包囲する周囲の画素に対応する信号値を用いた補間処理によって、当該画素の信号値が求められる。
When the number of pixels of the imaging element of the
このような構成としたことにより、マスク情報をより精度良く投写面の非表示領域に一致させることができる。この結果、投写映像においては、スクリーン領域の輪郭部分をより正確に表示することができるため、投写面100の反対側にいる観察者の目に直接光が入射されるのを防止できるとともに、スクリーン120に投写される映像を観察者にとって見やすいものとすることができる。
With such a configuration, the mask information can be matched with the non-display area of the projection surface with higher accuracy. As a result, in the projected image, the contour portion of the screen region can be displayed more accurately, so that direct light can be prevented from being incident on the eyes of the observer on the opposite side of the
[変更例3:カメラ画角による歪補正]
図1に示したようなプロジェクタ10の本体にカメラ20を取り付けた構成では、装置構成上、カメラ20の撮像素子を投写映像110の中央部分と対向する位置に設置させることができず、該中央部分からずれた位置に撮像素子が設置される場合がある。このような場合には、投写映像110を撮像した撮像画像に台形歪みが生じる可能性がある。
[Modification 3: Distortion correction by camera angle of view]
In the configuration in which the
そこで、本変更例3に係るプロジェクタでは、プロジェクタ10とカメラ20との位置関係に基づいて予め取得されているカメラ20の画角歪情報に基づいて、撮像画像に生じた台形歪みを補正する。そして、補正後の撮像画像に基づいてマスク情報を生成する。
Therefore, in the projector according to the third modification, the trapezoidal distortion generated in the captured image is corrected based on the angle-of-view distortion information of the
図9は、本実施の形態1の変更例3に係るプロジェクタにおける映像信号処理部の構成を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the video signal processing unit in the projector according to the third modification of the first embodiment.
図9を参照して、本変更例3では、映像信号処理部60(図3)におけるマスク情報生成部76を、マスク情報生成回路760と、歪補正部764と、画角歪情報記憶部766と、画素数変換部762とを含むように構成する。なお、マスク情報生成部76以外の各構成要素(図示せず)については、図3の映像信号処理部60に含まれる構成要素と同一である。
Referring to FIG. 9, in the third modification, the mask
マスク情報生成回路760は、上述した方法により、差分検出部72により検出された複数の撮像画像の差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて、マスク情報を生成する。生成されたマスク情報は、歪補正部764へ出力される。
The mask
歪補正部764は、画角歪情報記憶部766に記憶されている画角歪情報を参照することにより、マスク情報生成回路760で生成されたマスク情報を補正する。具体的には、歪補正部764は、画角歪情報に基づいて、撮像素子の各画素のうちどの画素の画素値の読み込みを行なうかを設定する。補正されたマスク情報は、画素数変換部762へ出力される。
The
画素数変換部762は、カメラ20の撮像素子の画素数と、プロジェクタ10の表示素子40の画素数とが一致していない場合に、マスク情報生成回路760で生成されたマスク情報に対して補間処理を施す。具体的には、マスク情報に、表示素子40の一の画素に対応する信号値が存在しなくても、当該画素を包囲する周囲の画素に対応する信号値を用いた補間処理によって、当該画素の信号値が求められる。
The pixel
このような構成としたことにより、プロジェクタ10とカメラ20との位置関係に左右されることなく、マスク情報を精度良く投写面の非表示領域に一致させることができる。
With such a configuration, the mask information can be made to coincide with the non-display area of the projection plane with high accuracy without being influenced by the positional relationship between the
[変更例4:テストパターンの色表示]
スクリーン120の素材色やスクリーン120が設置される環境によっては、全黒テストパターンに基づく投写映像を撮像した画像Aと全白テストパターンに基づく投写映像を撮像した画像Bとの差分を検出することが困難となる可能性がある。
[Modification 4: Test pattern color display]
Depending on the material color of the
本変更例4に係るプロジェクタでは、テストパターンの表示色を切替えて投写面に投写させる。そして、このとき撮像素子により取得された複数の撮像画像の差分に基づいてマスク情報を生成するものとする。 In the projector according to the fourth modification, the display color of the test pattern is switched and projected onto the projection surface. And mask information shall be produced | generated based on the difference of the some captured image acquired by the image pick-up element at this time.
図10は、本実施の形態1の変更例4に係るプロジェクタにおける映像信号処理部60が実行する映像信号処理ルーチンを説明するフローチャートである。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a video signal processing routine executed by the video
図10を参照して、本変更例4に係るフローチャートは、図4のフローチャートにおけるステップS04〜S07を、ステップS31〜S41に変更した点でのみ異なる。 Referring to FIG. 10, the flowchart according to the fourth modification is different only in that steps S04 to S07 in the flowchart of FIG. 4 are changed to steps S31 to S41.
現在の動作モードがイニシャライズモードであるとき(S01のYES判定時)には、テストパターン生成部82が、全黒テストパターンを生成し、映像信号選択部84が、その生成された全黒テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、全黒テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS02)。ステップS03では、カメラ20が全黒テストパターンに基づく投写映像110を撮像する。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像A」として保存する。
When the current operation mode is the initialization mode (YES in S01), the test
次に、ステップS31により、テストパターン生成部82は、全白テストパターンを生成する。映像信号選択部84は、その生成された全白テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から出射された光が、全白テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される。ステップS32では、カメラ20が全白テストパターンに基づく投写映像110を撮像する。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像W」として保存する。
Next, in step S31, the test
次に、ステップS33により、テストパターン生成部82は、画面全体を赤色の単色表示とするテストパターン(以下、「全赤テストパターン」とも称す。)を生成する。映像信号選択部84は、その生成された全赤テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では光源30から射出された光が、全赤テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS33)。ステップS34では、カメラ20が全赤テストパターンに基づく投写映像110を撮像する。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像R」として保存する。
Next, in step S33, the test
次に、ステップS35により、テストパターン生成部82は、画面全体を緑色の単色表示とするテストパターン(以下、「全緑テストパターン」とも称す。)を生成する。映像信号選択部84は、その生成された全緑テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では光源30から射出された光が、全緑テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS35)。ステップS36では、カメラ20が全緑テストパターンに基づく投写映像110を撮像する。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像G」として保存する。
Next, in step S35, the test
次に、ステップS37により、テストパターン生成部82は、画面全体を青色の単色表示とするテストパターン(以下、「全青テストパターン」とも称す。)を生成する。映像信号選択部84は、その生成された全青テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では光源30から射出された光が、全青テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS37)。ステップS38では、カメラ20が全青テストパターンに基づく投写映像110を撮像する。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像B」として保存する。
Next, in step S <b> 37, the test
差分検出部72は、画像記憶部70に保存されている画像A(全黒表示)と、画像W(全白表示)、画像R(全赤表示)、画像G(全緑表示)および画像B(全青表示)の各々とを比較することにより、画像Aと画像W,R,G,Bの各々との差分を検出する(ステップS06)。具体的には、差分検出部72は、画像Aおよび画像Wの間で、画素ごとの差分値を所定の閾値以上となるか否かを判定し、その判定結果に基づいて画像Aと画像Wとの差分情報を生成する。同様に、差分検出部72は、画像Aおよび画像Rの差分情報を生成し、画像Aおよび画像Gの差分情報を生成し、画像Aおよび画像Bの差分情報を生成する。なお、各々の差分検出に用いる閾値が共通でなくてもよい。
The
次に、差分検出部72は、生成された4つの差分情報を対比することにより、プロジェクタ10の投写領域のうち、4つの差分情報の間で差分値が一致する画素を検出する(ステップS40)。差分検出部72は、検出された画素の位置情報からなる差分情報を生成してマスク情報生成部76へ出力する。
Next, the
マスク情報生成部76は、差分検出部72で生成された差分情報に基づいて、画素ごとに差分値の大小により二値化されたマスク情報を生成する。マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存されると、イニシャライズモードが終了し(ステップS08)、処理が最初に戻される。
Based on the difference information generated by the
このように、複数の表示色でテストパターンを投写したときに取得される複数の撮像画像に基づいてマスク情報を生成する構成としたことにより、スクリーン120の状態によらずスクリーン領域を正確に検出することができるため、マスク情報を精度良く投写面の非表示領域に一致させることができる。
As described above, the mask information is generated based on the plurality of captured images acquired when the test pattern is projected with the plurality of display colors, so that the screen area can be accurately detected regardless of the state of the
[変更例5:マスク情報の微調整]
本変更例5に係るプロジェクタでは、撮像画像の差分情報に基づいて生成されたマスク情報を、ユーザの操作に応じて微調整を可能とする。
[Modification 5: Fine adjustment of mask information]
In the projector according to the fifth modification, the mask information generated based on the difference information of the captured image can be finely adjusted according to the user's operation.
図11は、本実施の形態1の変更例5に係るプロジェクタにおける映像信号処理部60が実行する映像信号処理ルーチンを説明するフローチャートである。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
FIG. 11 is a flowchart for explaining a video signal processing routine executed by the video
図11を参照して、本変更例5に係るフローチャートは、図4のフローチャートにおけるステップS07を、ステップS51〜S55に変更した点でのみ異なる。 Referring to FIG. 11, the flowchart according to the fifth modification is different only in that step S07 in the flowchart of FIG. 4 is changed to steps S51 to S55.
図11に示すように、ステップS06では、差分検出部72は、画像Aと画像Bとの差分を検出する。具体的には、差分検出部72は、画素ごとに差分値が閾値以上となるか否かを判定し、その判定結果に基づいて二値化された差分情報を生成する。
As shown in FIG. 11, in step S <b> 06, the
マスク情報生成部76は、差分検出部72で生成された差分情報に対応させて二値化されたマスク情報を生成する。(ステップS51)。
The mask
次に、ステップS52により、再び全白テストパターンを投写面100に投写させる。このとき、マスク映像生成部80は、マスク情報生成部76で生成されたマスク情報に基づいて、全白テストパターンの一部の領域を黒表示させるためのテストパターンに変換する。具体的には、マスク映像生成部80は、全白テストパターンとマスク情報とを、対応する画素ごとに論理積をとることにより、マスク情報が「0」とされている各画素の信号値を強制的に「0」に変換する。
Next, in step S52, the all-white test pattern is again projected on the
ステップS53では、ユーザによって、ステップS52において全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示された領域がないことを確認される。スクリーン領域以外に白表示領域がないことが確認されたとき(S53のYES判定時)には、マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存され(ステップS55)、イニシャライズモードが終了する(ステップ08)。
In step S53, the user looks at the projected
これに対して、ユーザによって、全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示領域があることが確認されたとき(S53のNO判定時)には、マスク情報の調整が行なわれる(ステップS54)。
On the other hand, when the user sees the projected
マスク情報の調整は、ユーザが入力操作部に設けられた操作ボタンを操作することにより行なわれる。操作ボタンには、画像を拡大縮小させるための拡大縮小ボタンと、画像を上下左右方向にシフトさせるためのシフトボタンとが含まれる。ユーザは、ステップS52で全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見ながら、これらのボタンを操作することにより、マスク情報の調整量を設定する。マスク情報生成部76は、設定された調整量に従って、マスク情報を調整する。これにより、投写面100には、調整後のマスク情報に基づいて一部の領域が黒表示となるように変換された全白テストパターンが投写される。
Adjustment of the mask information is performed by the user operating an operation button provided on the input operation unit. The operation buttons include an enlargement / reduction button for enlarging / reducing the image and a shift button for shifting the image vertically and horizontally. The user sets the adjustment amount of the mask information by operating these buttons while viewing the projected
このようにして、ステップS52〜S54の処理は、ステップS53においてスクリーン領域以外の領域に白表示された領域がないことが確認されるまで、繰り返し実行される。そして、スクリーン領域内に白表示領域が収まった状態でのマスク情報が、最終的なマスク情報としてマスク情報記憶部78に保存される(ステップS55)。
In this way, the processes in steps S52 to S54 are repeatedly executed until it is confirmed in step S53 that there is no white display area other than the screen area. Then, the mask information with the white display area within the screen area is stored in the mask
以上に述べたように、本変更例5に係る映像信号処理では、マスク情報を用いて変換したテストパターンを投写したときの投写映像に基づいてマスク情報の微調整を行なうことができるため、マスク情報の精度を高めることができる。 As described above, in the video signal processing according to the fifth modification, the mask information can be finely adjusted based on the projection image when the test pattern converted using the mask information is projected. The accuracy of information can be increased.
なお、本変更例5では、全白テストパターンを投写させたときの投写映像に基づいて、マスク情報を調整する構成としたが、投写光学系50に搭載されているズーム機能やシフト機能を用いて投写映像の微調整を行なう構成としてもよい。この場合には、スクリーン領域内に白表示領域が収まるように、投写光学系50のシフト位置やズーム位置が調整される。
In the fifth modification, the mask information is adjusted based on the projection image when the all white test pattern is projected. However, the zoom function and the shift function installed in the projection
[変更例6]
上述した本発明の実施の形態1およびその変更例1〜5では、明るさが異なる複数のテストパターンに基づく投写映像をカメラで撮像し、複数の撮像画像の差分を検出することによりマスク情報を生成する構成について説明したが、スクリーンが比較的暗い環境に設置される状況や、プロジェクタの投写有効領域を黒いカーテンなどで覆うような状況の下では、差分検出に代えて、撮像画像の輝度レベルを検出する構成とすることによって、マスク情報を生成することができる。
[Modification 6]
In the first embodiment of the present invention described above and the first to fifth modifications thereof, mask information is obtained by capturing a projected image based on a plurality of test patterns having different brightness with a camera and detecting a difference between the plurality of captured images. In the situation where the screen is installed in a relatively dark environment or the projection effective area of the projector is covered with a black curtain, etc., the brightness level of the captured image is used instead of the difference detection. The mask information can be generated by adopting a configuration for detecting.
具体的には、イニシャライズモードにおいて、全白テストパターンを投写面100に投写させ、投写映像110をカメラ20によって撮像する。映像信号処理部60は、その撮像画像を「画像A」として保存する。そして、映像信号処理部60は、画像Aの画素ごとに輝度レベルが所定の閾値以上となるか否かを判定し、その判定結果に基づいてマスク情報を生成する。これにより、輝度レベルが所定の閾値を下回る画素を「0」とし、輝度レベルが所定の閾値以上となる画素を「1」として二値化されたマスク情報が生成される。
Specifically, in the initialization mode, an all white test pattern is projected on the
また、スクリーン120のサイズ情報もマスク情報の生成に利用することで、マスク情報の精度を向上させることができる。詳細には、マスク情報生成部76は、スクリーン120のサイズに関する情報を予め所有しており、二値化されたマスク情報のうち、マスク情報が「1」となる領域に対して、当該領域における隣接して連続する画素数をカウントする。マスク情報生成部76は、カウント値と、スクリーン120のサイズ情報に基づいて予め設定された基準値とを比較し、カウント値が基準値を下回るときには、当該領域がノイズ領域であると判断してマスク情報を「0」に書き換える。
Further, the accuracy of the mask information can be improved by using the size information of the
[実施の形態2]
図12は、本実施の形態2に係るプロジェクタにおける映像信号処理部60が実行する映像信号処理ルーチンを説明するフローチャートである。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
[Embodiment 2]
FIG. 12 is a flowchart for explaining a video signal processing routine executed by the video
図12を参照して、本実施の形態2に係るフローチャートは、図4のフローチャートにおけるステップS02〜S07を、ステップS61〜S68に変更した点でのみ異なる。 Referring to FIG. 12, the flowchart according to the second embodiment is different only in that steps S02 to S07 in the flowchart of FIG. 4 are changed to steps S61 to S68.
図12に示すように、現在の動作モードがイニシャライズモードであるとき(S01のYES判定時)には、テストパターン生成部82は、全白テストパターンを生成する。映像信号選択部84は、その生成された全白テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、全白テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS61)。ステップS62では、全白テストパターンに基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像A」として保存する。
As shown in FIG. 12, when the current operation mode is the initialization mode (when YES is determined in S01), the test
次に、テストパターン生成部82は、テストパターンを、全白テストパターンから画面の一部分が黒表示に変換されたテストパターンに変更する(ステップS63)。
Next, the test
ここで、黒表示への変換は、画素ブロック単位で実行される。図13には、テストパターンの変更する手順が示される。図13を参照して、投写有効領域は、複数の画素ブロック(m×nブロック)に分割される。全白テストパターン(図13(1))を初期画像として、左上端部の画素ブロックB(1,1)から順に、画素ブロック単位で黒表示に変換される(図13(2),(3))。そして、図13(4)に示すように、1ライン目右端部の画素ブロックB(1,n)に対する黒表示への変換が終了すると、2ライン目に移り、2ライン目に対しても、左端部の画素ブロックB(2,1)から順に画素ブロック単位で黒表示に変換される(図13(5),(6))。そして、最終ラインの右端部の画素ブロックB(m,n)が黒表示に変換されると(図13(8))、テストパターンの変更が終了する。 Here, the conversion to black display is performed in units of pixel blocks. FIG. 13 shows a procedure for changing the test pattern. Referring to FIG. 13, the effective projection area is divided into a plurality of pixel blocks (m × n blocks). Using the all-white test pattern (FIG. 13 (1)) as an initial image, the pixel block B (1, 1) at the upper left end is converted into black display in units of pixel blocks (FIGS. 13 (2) and (3)). )). Then, as shown in FIG. 13 (4), when the conversion to the black display for the pixel block B (1, n) at the right end of the first line is completed, the process moves to the second line, and also for the second line, The pixel block B (2, 1) at the left end is converted into black display in order of pixel block (FIGS. 13 (5) and (6)). When the pixel block B (m, n) at the right end of the last line is converted to black display (FIG. 13 (8)), the test pattern change is completed.
再び図12を参照して、ステップS64では、変更後のテストパターンに基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像B」として保存する。図14は、テストパターンが変更されるごとにカメラ20によって取得される撮像画像(画像B)を説明する図である。図14(a)を参照して、黒表示に変換された画素ブロックがスクリーン領域外にある状態では、画像Bには黒表示領域が検出されない。したがって、画像Aと画像Bとの間には差分が発生しない。これに対して、図14(b),(c)のように、黒表示に変換された画素ブロックがスクリーン領域内にある状態では、画像Bには黒表示領域が検出される。よって、画像Aと画像Bとの間には差分が発生する。
Referring to FIG. 12 again, in step S64, the
図12のステップS65では、差分検出部72は、画像記憶部70に保存されている画像A(全白表示)および画像B(一部黒表示)を比較することにより、画像Aと画像Bとの差分を検出する。具体的には、差分検出部72は、画素ブロックごとに差分値が所定の閾値以上となるか否かを判定し、その判定結果に基づいて画像Aと画像Bとの差分情報を生成する。たとえば、差分検出部72は、差分値が所定の閾値よりも小さい画素ブロックについては、変動フラグを「0」に設定し、差分値が所定の閾値以上となる画素ブロックについては、変動フラグを「1」に設定することにより、画素ブロックごとに差分値の大小により二値化された変動フラグを生成する。そして、差分検出部72は、予め所有している各画素ブロックの位置を特定するための位置情報テーブルに、画素ブロックごとに設定した変動フラグを記録する(ステップS66)。
In step S65 of FIG. 12, the
図15に、全画素ブロックに対して変動フラグが記録された位置情報テーブルを示す。同図では、変動フラグが「1」に設定された画素ブロックが黒表示されるとともに、変動フラグが「0」に設定された画素ブロックが白表示されている。すなわち、この黒表示された画素ブロックで形成される領域が、スクリーン領域に対応している。 FIG. 15 shows a position information table in which variation flags are recorded for all pixel blocks. In the figure, pixel blocks with the variation flag set to “1” are displayed in black, and pixel blocks with the variation flag set to “0” are displayed in white. That is, the area formed by the black-displayed pixel blocks corresponds to the screen area.
図12のステップS67では、テストパターン生成部82は、画素ブロック単位でのテストパターンの変更が、すべての画素ブロックに対して終了したか否かを判定する。テストパターンの変更がすべての画素ブロックに対して終了していないとき(S67のNO判定時)には、ステップS03に戻り、現在黒表示に変換されている画素ブロックの右隣(もしくは次のライン)の画素ブロックを選択して黒表示に変換する。そして、変更後のテストパターンに基づいて、ステップS64〜S66の処理を行なうことにより、位置情報テーブルを更新させる。
In step S67 of FIG. 12, the test
このようにして、テストパターンの変更がすべての画素ブロックに対して終了したとき(S67のYES判定時)には、マスク情報生成部76は、位置情報テーブルに記録された変動フラグ(図15)に基づいて、マスク情報を生成する。具体的には、マスク情報生成部76は、変動フラグが「1」の画素ブロックを構成する各画素を「1」とし、変動フラグが「0」の画素ブロックを構成する各画素を「0」として二値化したマスク情報を生成する(ステップS68)。マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存されると、イニシャライズモードが終了し(ステップS08)、処理が最初に戻される。
In this way, when the change of the test pattern is completed for all the pixel blocks (when YES is determined in S67), the mask
なお、上述した実施の形態2では、画素ブロック単位でテストパターンを黒表示に変更する構成を説明したが、画素単位でテストパターンを黒表示に変更する構成としてもよい。この場合には、撮像画像の差分検出を画素数分行なう必要があるために処理負荷が大きくなるが、より精度の高いマスク情報を生成することができる。 In the second embodiment described above, the configuration in which the test pattern is changed to black display in units of pixel blocks has been described. However, the test pattern may be changed to black display in units of pixels. In this case, since it is necessary to detect the difference between the captured images by the number of pixels, the processing load increases, but more accurate mask information can be generated.
あるいは、処理負荷の増大を避けつつ、精度の高いマスク情報を生成するためには、図13に示すテストパターンの変更において、水平方向および垂直方向のそれぞれについて、1ライン単位あるいは数ライン単位で黒表示に変更させることにより、おおよそのスクリーン領域(一次検出領域)を検出しておき、その後、一次検出領域のみを画素単位で黒表示に変更させることによって、精密なスクリーン領域(二次検出領域)を検出する構成とすればよい。 Alternatively, in order to generate high-accuracy mask information while avoiding an increase in processing load, in the test pattern change shown in FIG. 13, in each of the horizontal direction and the vertical direction, black is obtained in units of one line or several lines. By changing the display, an approximate screen area (primary detection area) is detected, and then only the primary detection area is changed to black display in units of pixels, thereby providing a precise screen area (secondary detection area). It may be configured to detect.
[実施の形態3]
図16は、本実施の形態3に係るプロジェクタにおける映像信号処理部60が実行する映像信号処理ルーチンを説明するフローチャートである。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
[Embodiment 3]
FIG. 16 is a flowchart for explaining a video signal processing routine executed by the video
図16を参照して、本実施の形態3に係るフローチャートは、図4のフローチャートにおけるステップS02〜S07を、ステップS71〜S83に変更した点でのみ異なる。 Referring to FIG. 16, the flowchart according to the third embodiment is different only in that steps S02 to S07 in the flowchart of FIG. 4 are changed to steps S71 to S83.
図16に示すように、現在の動作モードがイニシャライズモードであるとき(S01のYES判定時)には、テストパターン生成部82は、全白テストパターンを生成する。映像信号選択部84は、その生成された全白テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、全白テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS71)。ステップS72では、全白テストパターンに基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像A」として保存する。
As shown in FIG. 16, when the current operation mode is the initialization mode (when YES is determined in S01), the test
次に、テストパターン生成部82は、全黒テストパターンを生成する(ステップS73)。映像信号選択部84は、その生成された全黒テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、全黒テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS73)。ステップS74では、全黒テストパターンに基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像B(1)」として保存する。
Next, the test
次に、差分検出部72は、画像記憶部70に保存されている画像A(全白表示)および画像B(1)(全黒表示)を比較することにより、画像Aと画像B(1)との差分を検出する(ステップS75)。差分検出部72は、画素ごとに差分値が所定の閾値以上となるか否かを判定し、その判定結果に基づいて二値化された差分情報を生成する。
Next, the
マスク情報生成部76は、差分検出部72で生成された差分情報に基づいてマスク情報を生成する。具体的には、マスク情報生成部76は、差分情報から、スクリーン領域を推定する(ステップS76)。
The mask
次に、テストパターン生成部82は、テストパターンを、全黒テストパターンから白色領域と黒色領域とが交互に配置されたテストパターンに変更する(ステップS77)。図17には、テストパターンを変更する手順が示される。図17に示すように、テストパターンの変更は、画面の水平方向および垂直方向のそれぞれについて行なわれる。
Next, the test
具体的には、図17(a)を参照して、水平方向に交互に配置する白色領域および黒色領域の配置数を変更することによって、複数のテストパターンが生成される。たとえば、n=2のテストパターンH(2)では、白色領域および黒色領域が1つずつ配置される(配置数=2)。また、n=3のテストパターンH(3)では、白色領域および黒色領域が2つずつ配置される(配置数=4)。すなわち、n番目のテストパターンH(n)では、白色領域および黒色領域の配置数は2(n−1)となる。なお、一例として、水平方向の画素数が1024である場合には、n=11のテストパターンH(11)を生成することで、配置数を画素数に一致させることができる。 Specifically, referring to FIG. 17A, a plurality of test patterns are generated by changing the number of white areas and black areas alternately arranged in the horizontal direction. For example, in the test pattern H (2) with n = 2, one white area and one black area are arranged (number of arrangements = 2). In the test pattern H (3) with n = 3, two white areas and two black areas are arranged (the number of arrangements = 4). That is, in the nth test pattern H (n), the number of white areas and black areas is 2 (n-1) . As an example, when the number of pixels in the horizontal direction is 1024, the number of arrangement can be made to match the number of pixels by generating the test pattern H (11) with n = 11.
同様の方法によって、垂直方向に交互に配置する白色領域および黒色領域の配置数を変更することによって、図17(b)に示すように、垂直方向に対しても複数のテストパターンが生成される。 By changing the number of white areas and black areas alternately arranged in the vertical direction by a similar method, a plurality of test patterns are generated in the vertical direction as shown in FIG. .
図16のステップS77では、テストパターン生成部82は、図17(a)に示す水平方向の変更パターンからn番目のテストパターンH(n)を選択し、テストパターンH(n)にテストパターンを変更する。なお、テストパターン生成部82は、配置数が最も少ないテストパターンH(2)から順次選択する。そして、水平方向のテストパターンの選択が終了すると、垂直方向のテストパターン(図17(b))について、配置数が最も少ないテストパターンV(2)から順次選択する。
In step S77 of FIG. 16, the test
ステップS78では、変更後のテストパターンH(n)に基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。画像記憶部70は、その撮像画像を「画像B(n)」として保存する。
In step S78, the projected
次に、差分検出部72は、画像記憶部70に保存されている画像Aおよび画像B(n)を比較することにより、画像Aと画像B(n)との差分を検出する(ステップS79)。差分検出部72は、ステップS76で推定されたスクリーン領域内に位置する画素に対して、画素ごとに画像Aおよび画像B(n)の差分値が所定の閾値以上となるか否かを判定する。そして、その判定結果を「0」または「1」で表記することにより、二値化された変動パターンを生成する。たとえば、差分値が所定の閾値以上となる画素については「0」とし、差分値が所定の閾値よりも小さい画素については「1」とする。そして、差分検出部72は、表示素子上での各画素の水平方向の位置を特定するための位置情報テーブルに、生成された変動パターンを記録する(ステップS80)。
Next, the
図18に、表示素子上の画素の水平位置を特定するための位置情報テーブルを示す。位置情報テーブルでは、1つのテストパターンについて黒表示される画素が「0」として、白表示される画素が「1」として表記されるものとする。したがって、図17(a)で示したように、n=2のテストパターンH(2)から順にn=11のテストパターンH(11)までテストパターンを変更させることにより、各画素の水平位置は、2進数で表記された10桁の数値で表されることとなる。たとえば、画面の左端部に位置する画素は、各テストパターンで常に黒表示されるため、水平位置が[0000000000]で表され、画面の右端部に位置する画素は、各テストパターンで常に白表示されるため、水平位置が[1111111111]で表される。このように、表示素子上の各画素の水平位置は、互いに異なる10桁の数値で表すことができる。なお、図示は省略するが、各画素の垂直方向の位置についても同様に表すことができる。 FIG. 18 shows a position information table for specifying the horizontal position of the pixel on the display element. In the position information table, it is assumed that a pixel displayed in black for one test pattern is expressed as “0” and a pixel displayed in white is expressed as “1”. Therefore, as shown in FIG. 17A, by changing the test pattern from the test pattern H (2) of n = 2 to the test pattern H (11) of n = 11 in order, the horizontal position of each pixel is changed. It is represented by a 10-digit numerical value expressed in binary. For example, since the pixel located at the left end of the screen is always displayed in black in each test pattern, the horizontal position is represented by [0000000], and the pixel located at the right end of the screen is always displayed in white in each test pattern. Therefore, the horizontal position is represented by [1111111111]. As described above, the horizontal position of each pixel on the display element can be expressed by 10-digit numerical values different from each other. Although illustration is omitted, the vertical position of each pixel can be similarly expressed.
図16のステップS81では、テストパターン生成部82は、水平方向におけるテストパターンの変更が終了したか否かを判定する。水平方向におけるテストパターンの変更が終了していないとき(S81のNO判定時)には、ステップS77に戻り、(n+1)番目のテストパターンH(n+1)を選択する。そして、変更後のテストパターンに基づいて、ステップS78〜S80の処理を行なうことにより、変動パターンを更新させる。
In step S81 of FIG. 16, the test
このようにして、水平方向におけるテストパターンの変更が終了したとき(S81のYES判定時)には、マスク情報生成部76は、位置情報テーブルを参照することにより、取得された変動パターンに基づいて、スクリーン領域の左端部および右端部に該当する表示素子上の画素の水平位置を決定する。
In this way, when the change of the test pattern in the horizontal direction is completed (when YES is determined in S81), the mask
なお、垂直方向についてもステップS77〜S82の処理を行なうことにより、マスク情報生成部76は、スクリーン領域の上端部および下端部に該当する表示素子上の画素の垂直位置を決定する。そして、マスク情報生成部76は、決定された表示素子上の画素位置(水平画素位置および垂直画素位置)に基づいてマスク情報を生成する。マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存されると、イニシャライズモードが終了し(ステップS08)、処理が最初に戻される。
Note that the mask
なお、上述した実施の形態3では、表示素子上の画素ごとの水平位置および垂直位置を特定する構成について説明したが、マスク情報に対して画素単位での精度を要求しない場合には、テストパターンの数を減らすことにより、2画素単位、または4画素単位といったブロック単位で水平位置および垂直位置を特定する構成としてもよい。かかる構成によれば、映像信号処理部における処理負荷が抑えられる。
In
[実施の形態4]
図19は、この発明の実施の形態4に係るプロジェクタの映像投写時の状態を示す図である。図20は、図19のB方向から見た状態を示す図である。
[Embodiment 4]
FIG. 19 is a diagram showing a state at the time of image projection of the projector according to
図19および20を参照して、本実施の形態4に係るプロジェクタは、図1に示すプロジェクタに対して、タッチパネルを付加したモニタ200が設置されている点でのみ異なる。 Referring to FIGS. 19 and 20, the projector according to the fourth embodiment differs from projector shown in FIG. 1 only in that monitor 200 with a touch panel is installed.
タッチパネルを付加したモニタ200は、表示用のパネルとして、TFT(Thin Film Transistor)方式のLCD(Liquid Crystal Display)を採用している。また、タッチパネルは具体的には抵抗膜方式のタッチパネルを採用している。タッチパネルのXY方向に電圧を印加して、ユーザが指先またはペンによってタッチパネルの表面をタッチ操作(押圧操作)すると、操作した位置の電圧を分圧として取り出し、取り出した分圧をXY座標に変換して操作した位置を認識することができる。タッチパネルは、操作された位置に応じた信号(検出信号)を映像信号処理部60へ出力する。
The
なお、モニタ200の表示領域とタッチパネルの操作領域とは、同一の形状およびサイズに設定されており、タッチパネルは、その操作領域とモニタ200の表示領域とが重なり合うようにモニタ200に固定されている。このため、ユーザは、モニタ200に表示される画像の所望の位置をタッチ操作によって指示することができるとともに、入力映像上に手書きの画像を書き込むことが可能になっている。
The display area of the
本実施の形態4に係るプロジェクタにおいて、映像信号処理部60は、タッチパネルから出力される検出信号に基づいてマスク情報を生成する。以下に、図21を参照して、本実施の形態4に係るプロジェクタにおける映像信号処理部60が実行する映像信号処理を説明する。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
In the projector according to the fourth embodiment, the video
図21を参照して、まず制御部90は、ステップS01により、現在の動作モードがイニシャライズモードであるかどうかを判定する。
Referring to FIG. 21, first,
現在の動作モードがイニシャライズモードであるとき(S01のYES判定時)には、テストパターン生成部82は、全黒テストパターンを生成する。映像信号選択部84は、モード切替信号に応答して、生成された全黒テストパターンを表示素子40へ出力する。これにより、表示素子40では、光源30から射出された光が、全黒テストパターンに応じた映像光となり、投写光学系50によって投写面100に投写される(ステップS91)。
When the current operation mode is the initialization mode (when YES is determined in S01), the test
ステップS92では、全黒テストパターンに基づく投写映像110がカメラ20で撮像される。撮像画像は、モニタ200に背景画像として表示される。
In step S <b> 92, the projected
ユーザは、モニタ200に表示された撮像画像上でスクリーン領域を確認すると、このスクリーン領域を塗りつぶすように、ペン等によってタッチパネルの操作領域内をタッチ操作(描画)する(ステップS93)。制御部90は、その動作中、タッチパネルからの検出信号を定期的に監視しており、タッチパネルがタッチ操作されている場合には、操作された位置を検出信号によって認識するとともに、操作位置のXY座標を示す位置情報を、入力映像に合成するための画像を表す画像データを生成する描画制御部(図示せず)およびマスク情報生成部76に出力する。
When the user confirms the screen area on the captured image displayed on the
描画制御部は、制御部90から入力される位置情報に基づいて、入力映像上の当該位置情報が表す位置に、描画の軌跡を表す画像(描画画像)が重畳されるような映像データを生成する。これにより、全黒テストパターンに描画画像が重畳された合成画像が投写面100に投写される。
The drawing control unit generates video data based on the position information input from the
マスク情報生成部76は、制御部90から入力される位置情報に基づいて、マスク情報を生成する。このとき、マスク情報生成部76は、制御部90から入力される位置情報によって描画領域を特定し、これをスクリーン領域と認識する。その後、マスク情報生成部76は、認識したスクリーン領域に基づいてマスク情報を生成する。具体的には、スクリーン領域内の位置(画素)を「1」とし、スクリーン領域外の位置(画素)を「0」として二値化したマスク情報を生成する。
The mask
ステップS94では、再び全白テストパターンを投写面100に投写させる。このとき、マスク映像生成部80は、マスク情報生成部76で生成されたマスク情報に基づき、全白テストパターンを、その一部の領域を黒表示させるためのテストパターンに変換する。具体的には、マスク映像生成部80は、全白テストパターンとマスク情報とを、対応する画素ごとに論理積をとることにより、マスク情報が「0」とされている各画素の信号値を強制的に「0」に変換する。
In step S94, the all white test pattern is projected onto the
ステップS95では、ユーザは、ステップS94において全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示された領域がないことを確認する。スクリーン領域以外に白表示領域がないことが確認されたとき(S95のYES判定時)には、マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存され(ステップS97)、イニシャライズモードが終了する(ステップ08)。
In step S95, the user checks the projected
これに対して、全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示領域があることが確認されたとき(S95のNO判定時)には、ユーザは、描画画像を修正する(ステップS96)。
On the other hand, when it is confirmed that there is a white display area other than the screen area by looking at the projected
描画画像の修正は、ユーザがモニタ200に表示されている背景画像を上下左右方向にシフトさせる、あるいは、背景画像を拡大縮小することにより行なわれる。以下に、図22〜図24を参照して、描画画像の具体的な修正の手順について説明する。
The drawing image is corrected by the user shifting the background image displayed on the
図22(1),(2)は、モニタ200の表示領域(タッチパネルの操作領域)を示す図である。図22(1)には、全黒テストパターンを投写したときの撮像画像が背景画像として表示されている。ユーザがペン等を用いて図22(2)のラインL1に示すような軌跡でタッチパネル上に描画を行なうと、描画画像が背景画像に重畳された合成画像がモニタ200に表示される。また、映像信号処理部60が、描画画像が全黒テストパターンに合成されるようにデータ処理を施すことにより、描画画像が全黒テストパターンに重畳された合成画像が投写光学系50から投写面100に投写される。
22 (1) and 22 (2) are diagrams showing the display area (operation area of the touch panel) of the
このとき、モニタ200に表示されているスクリーン120と、実際のスクリーン120とで位置およびサイズが一致している場合には、図23(A)に示すように、タッチパネルに対するタッチ操作の軌跡L1の位置およびサイズが、投写面100に投写される映像に正確に反映させることができる。一方、モニタ200に表示されているスクリーン120と、実際のスクリーン120とで位置およびサイズが一致していない場合には、たとえば、図23(B)に示すように、タッチ操作の軌跡L1の位置がモニタ200とスクリーン120との間でずれてしまい、タッチ操作の軌跡L1の位置およびサイズを、投写映像において正確に反映させることができない。
At this time, when the
そこで、図23(B)のような場合には、ユーザは、モニタ200の表示領域の外周部分に設けられている上下左右シフトボタンを操作することにより、背景画像を右方向にシフトさせる(図24(B)参照)。これにより、モニタ200に表示されているスクリーン120の位置と、実際のスクリーン120の位置とを一致させることができる。その後、図24(C)に示すように描画領域を消去(リセット)すると、ユーザは、再度スクリーン領域を塗りつぶすように、ペン等によってタッチパネルの操作領域内をタッチ操作(描画)する。
Therefore, in the case shown in FIG. 23B, the user shifts the background image to the right by operating the up / down / left / right shift buttons provided on the outer periphery of the display area of the monitor 200 (FIG. 23). 24 (B)). Thereby, the position of the
再び図21を参照して、上述した方法によって、描画画像の修正が行なわれると(ステップS96)、ユーザは、モニタ200に表示された撮像画像上でスクリーン領域を確認し、このスクリーン領域を塗りつぶすように、ペン等によってタッチパネルの操作領域内をタッチ操作する(ステップS93)。
Referring to FIG. 21 again, when the drawn image is corrected by the above-described method (step S96), the user confirms the screen area on the captured image displayed on
マスク情報生成部76は、制御部90から入力される位置情報に基づいて、マスク情報を生成する。その後、マスク情報を用いて変換された全白テストパターンを再び投写面100に投写させる。このときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示された領域がないことが確認されたとき(S95のYES判定時)には、マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報が最終的なマスク情報としてマスク情報記憶部78に保存され(ステップS97)、イニシャライズモードが終了する(ステップ08)。
The mask
以上に述べたように、この発明の実施の形態4によれば、タッチパネルのタッチ操作という容易な操作によってユーザはマスク情報をリアルタイムに生成することができる。そのため、マスク情報の生成を簡易かつ精度良く行なうことが可能となる。 As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the user can generate mask information in real time by an easy operation such as a touch operation on the touch panel. For this reason, the mask information can be generated easily and accurately.
[実施の形態5]
図25は、この発明の実施の形態5に係るプロジェクタの映像投写時の状態を示す図である。図26は、図25のB方向から見た状態を示す図である。
[Embodiment 5]
FIG. 25 is a diagram showing a state at the time of image projection of the projector according to
図25および26を参照して、本実施の形態5に係るプロジェクタは、図1に示すプロジェクタに対して、カメラ20に代えて、外部入力部210を備える点でのみ異なる。
Referring to FIGS. 25 and 26, the projector according to the fifth embodiment is different from the projector shown in FIG. 1 only in that an
外部入力部210は、PCやカメラ等の外部の映像供給装置(図示せず)から入力される画像データを受信する。外部入力部210が受信する画像データには、PCが有するグラフィック演算処理によって作成された、スクリーン120の形状を示す二値化データや、カメラで撮像した画像データを基に作成された二値化データが含まれている。なお、外部の映像供給装置に代えて、プロジェクタ10が備えるメモリ用スロットから画像データを入力する構成としてもよい。映像信号処理部60は、後述するように、これらの二値化データに基づいてマスク情報を生成する。
The
図27は、本実施の形態5に係るプロジェクタにおける映像信号処理部60が実行する映像信号処理ルーチンを説明するフローチャートである。この映像信号処理は、フレームごとに制御部90(図3)によって予め格納されたプログラムに従って実行される。
FIG. 27 is a flowchart illustrating a video signal processing routine executed by video
図27を参照して、本実施の形態5に係るフローチャートは、図4のフローチャートにおけるステップS02〜S07を、ステップS101〜S106に変更した点でのみ異なる。 Referring to FIG. 27, the flowchart according to the fifth embodiment is different only in that steps S02 to S07 in the flowchart of FIG. 4 are changed to steps S101 to S106.
図27に示すように、まず制御部90は、ステップS01により、現在の動作モードがイニシャライズモードであるかどうかを判定する。現在の動作モードがイニシャライズモードであるとき(S01のYES判定時)には、マスク情報生成部76は、外部入力部210が受信した画像データを読み込む(ステップS101)。マスク情報生成部76は、読み込んだ画像データに基づいて、二値化されたマスク情報を生成する(ステップS102)。
As shown in FIG. 27, first, in step S01, the
次に、ステップS103により、再び全白テストパターンを投写面100に投写させる。このとき、マスク映像生成部80では、マスク情報生成部76で生成されたマスク情報に基づいて、全白テストパターンの一部の領域を黒表示させるためのテストパターンに変換する。具体的には、マスク映像生成部80は、全白テストパターンとマスク情報とを、対応する画素ごとに論理積をとることにより、マスク情報が「0」とされている各画素の信号値を強制的に「0」に変換する。
Next, in step S103, the all-white test pattern is again projected on the
ステップS105では、ユーザは、ステップS103において全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示された領域がないことを確認する。スクリーン領域以外に白表示領域がないことが確認されたとき(S105のYES判定時)には、マスク情報生成部76によって生成されたマスク情報がマスク情報記憶部78に保存され(ステップS106)、イニシャライズモードが終了する(ステップ08)。
In step S105, the user confirms that there is no white display area other than the screen area by looking at the projected
これに対して、ユーザが、全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見て、スクリーン領域以外に白表示領域があることが確認されたとき(S105のNO判定時)には、マスク情報の調整が行なわれる(ステップS104)。
On the other hand, when the user sees the projected
マスク情報の調整は、ユーザが入力操作部に設けられた操作ボタンを操作することにより行なわれる。操作ボタンには、画像を拡大縮小させるための拡大縮小ボタンと、画像を上下左右方向にシフトさせるためのシフトボタンとが含まれる。ユーザは、全白テストパターンを投写したときの投写映像110を見ながら、これらのボタンを操作することにより、マスク情報の調整量を設定する。マスク情報生成部76は、設定された調整量に従って、マスク情報を調整することができる。投写面100には、調整後のマスク情報に基づいて一部の領域が黒表示となるように変換された全白テストパターンが投写される。このようにして、ステップS103〜S105の処理は、ステップS105においてスクリーン領域以外の領域に白表示された領域がないことが確認されるまで、繰り返し実行される。そして、スクリーン領域内に白表示領域が収まった状態でのマスク情報が、最終的なマスク情報としてマスク情報記憶部78に保存される(ステップS106)。
Adjustment of the mask information is performed by the user operating an operation button provided on the input operation unit. The operation buttons include an enlargement / reduction button for enlarging / reducing the image and a shift button for shifting the image vertically and horizontally. The user sets the mask information adjustment amount by operating these buttons while viewing the projected
なお、本実施の形態5では、全白テストパターンを投写させたときの投写映像に基づいて、マスク情報を調整する構成としたが、投写光学系50に搭載されているズーム機能やシフト機能を用いて投写映像の微調整を行なう構成としてもよい。この場合には、スクリーン領域内に白表示領域が収まるように、投写光学系50のシフト位置やズーム位置が調整される。
In the fifth embodiment, the mask information is adjusted based on the projection image when the all white test pattern is projected. However, the zoom function and shift function installed in the projection
以上に述べたように、この発明の実施の形態5によれば、マスク情報の生成は、外部入力部に与えられる画像データをベースとして行なわれる。そのため、映像信号処理の処理負荷が抑えられ、マスク情報の生成を簡易に行なうことが可能となる。 As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, the mask information is generated based on the image data given to the external input unit. For this reason, the processing load of the video signal processing is suppressed, and the mask information can be easily generated.
なお、本実施の形態では、プロジェクタとして液晶プロジェクタを採用したが、これに限定されるものではない。たとえば、DLP(Digital Light Processing)(登録商標)方式のプロジェクタ等の他の方式のプロジェクタに本発明の技術を採用してもよい。 In this embodiment, a liquid crystal projector is used as the projector, but the present invention is not limited to this. For example, the technology of the present invention may be applied to other projectors such as a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark) projector.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
10 プロジェクタ、20 カメラ、30 光源、40 表示素子、50 投写光学系、60 映像信号処理部、70 画像記憶部、72 差分検出部、74 閾値制御部、76 マスク情報生成部、78 マスク情報記憶部、80 マスク映像生成部、82 テストパターン生成部、84 映像信号選択部、86 モード切替部、90 制御部、100 投写面、110 投写映像、120 スクリーン、200 モニタ、210 外部入力部、760 マスク情報生成回路、762 画素数変換部、764 歪補正部、766 画角歪情報記憶部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
入力された映像信号を変換して投写映像用の映像信号を生成する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部により生成された映像信号に基づき、前記光源から出射された光を変調して映像光を生成する表示素子と、
前記表示素子で生成された映像光を投写面に投写する投写光学系とを備えた投写型映像表示装置であって、
前記投写面は、画像を表示しない非表示領域と、画像を表示する表示領域とを有し、
前記映像信号処理部は、
前記投写面における前記表示領域を示す表示領域情報を入力する表示領域情報入力手段と、
前記表示領域情報に基づき、前記非表示領域に対応させて映像光をマスクするためのマスク情報を生成するマスク情報生成手段と、
前記入力された映像信号を、前記マスク情報に基づき、前記非表示領域を黒表示させるためのマスク映像信号に変換するマスク映像生成手段とを含む、投写型映像表示装置。 A light source;
A video signal processing unit that converts an input video signal to generate a video signal for a projected video;
Based on the video signal generated by the video signal processing unit, a display element that modulates the light emitted from the light source to generate video light;
A projection-type image display device comprising: a projection optical system that projects image light generated by the display element onto a projection plane;
The projection surface has a non-display area that does not display an image and a display area that displays an image.
The video signal processor is
Display area information input means for inputting display area information indicating the display area on the projection plane;
Mask information generating means for generating mask information for masking image light in correspondence with the non-display area based on the display area information;
A projection-type video display device, comprising: a mask video generation unit that converts the input video signal into a mask video signal for displaying the non-display area in black based on the mask information.
前記マスク情報生成手段は、明るさが異なる複数のテストパターンを前記投写面に投写させたときに前記撮像手段によって生成される複数の撮像画像の差分値と、所定の閾値とを比較し、該比較結果に基づいて前記マスク情報を生成し、
前記所定の閾値は、前記投写面が設置される環境に応じて変更可能に構成される、請求項1に記載の投写型映像表示装置。 The display area input unit includes an imaging unit that captures a projected image when a test pattern is projected on the projection plane and generates a captured image;
The mask information generation means compares a difference value between a plurality of captured images generated by the imaging means when a plurality of test patterns having different brightness are projected on the projection plane, and a predetermined threshold value, Generating the mask information based on the comparison result;
The projection display apparatus according to claim 1, wherein the predetermined threshold is configured to be changeable according to an environment in which the projection plane is installed.
前記マスク情報生成手段は、前記マスク映像信号に基づく映像光を前記投写面に投写させたときに、前記画像調整手段によって指定される画像の調整量に基づいて、生成された前記マスク情報の微調整を行なうためのマスク情報調整手段を含む、請求項1に記載の投写型映像表示装置。 Image adjustment means for shifting the display position of the image projected on the projection surface or changing the display size;
The mask information generation unit is configured to finely generate the mask information generated based on an image adjustment amount specified by the image adjustment unit when image light based on the mask video signal is projected onto the projection plane. The projection display apparatus according to claim 1, further comprising a mask information adjusting unit for performing adjustment.
前記映像信号処理部は、
画面全体を単色表示とする第1のテストパターンと、画面を複数の画素ブロックに分割して画素ブロック単位で前記第1のテストパターンから明るさを変更させた第2のテストパターンとを生成するテストパターン生成手段をさらに含み、
前記マスク情報生成手段は、前記第1のテストパターンを前記投写面に投写させたときに前記撮像手段によって生成される第1の撮像画像と、前記第2のテストパターンを前記投写面に投写させたときに前記撮像手段によって生成される第2の撮像画像との差分値に基づいて、画素ブロック単位で前記マスク情報を生成する、請求項1に記載の投写型映像表示装置。 The display area input unit includes an imaging unit that captures a projected image when a test pattern is projected onto the projection plane and generates a captured image;
The video signal processor is
A first test pattern in which the entire screen is displayed in a single color and a second test pattern in which the screen is divided into a plurality of pixel blocks and the brightness is changed from the first test pattern in units of pixel blocks are generated. A test pattern generating means;
The mask information generation unit projects the first captured image generated by the imaging unit when the first test pattern is projected onto the projection plane and the second test pattern onto the projection plane. 2. The projection display apparatus according to claim 1, wherein the mask information is generated in units of pixel blocks based on a difference value from the second captured image generated by the imaging unit when the image information is generated.
前記映像信号処理部は、
表示画面の所定方向に沿って交互に配置された、互いに明るさの異なる第1の領域と第2の領域とを有するテストパターンを生成するテストパターン生成手段をさらに含み、
前記テストパターン生成手段は、表示画面上に配置される前記第1および第2の領域の配置数を異ならせることにより複数のテストパターンを生成するとともに、生成された前記複数のテストパターンに基づいて、表示画面の各画素の前記所定方向の位置を特定し、
前記マスク情報生成手段は、前記複数のテストパターンを前記投写面に投写させたときに前記撮像手段によって生成される複数の撮像画像の差分値と、各画素の前記所定方向の位置とに基づいて、前記マスク情報を生成する、請求項1に記載の投写型映像表示装置。 The display area input unit includes an imaging unit that captures a projected image when a test pattern is projected on the projection plane and generates a captured image;
The video signal processor is
Test pattern generating means for generating a test pattern having a first area and a second area, which are alternately arranged along a predetermined direction of the display screen and have different brightness,
The test pattern generation means generates a plurality of test patterns by changing the number of the first and second regions arranged on the display screen, and based on the generated plurality of test patterns Identify the position of each pixel on the display screen in the predetermined direction,
The mask information generation means is based on a difference value between a plurality of captured images generated by the imaging means when the plurality of test patterns are projected on the projection plane, and a position of each pixel in the predetermined direction. The projection display apparatus according to claim 1, wherein the mask information is generated.
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