JP2011176629A - Controller and projection type video display device - Google Patents

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Toshiaki Nakakuki
俊朗 中莖
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve detection accuracy of a test pattern projected on a screen. <P>SOLUTION: A side ratio calculation part 42 measures length of each of two sides opposite to each other of the screen 300 reflected in an image picked up by an imaging part 30, and calculates a ratio of length of the two sides. A light quantity ratio calculation part 43 calculates a ratio between light quantity projected on one of the two sides and light quantity projected on the other side of the installed screen 300. A correction value generation part 44 generates a correction value according to the ratio calculated by the light quantity ratio calculation part 43. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、投写型映像表示装置を駆動制御するための制御装置、およびそれを搭載した投写型映像表示装置に関する。   The present invention relates to a control device for driving and controlling a projection display apparatus and a projection display apparatus equipped with the control apparatus.

近年、カメラを搭載した投写型映像表示装置(以下適宜、プロジェクタと表記する)が実用化されている。カメラを搭載したプロジェクタのなかには、スクリーンに投影されたテストパターンをそのカメラで撮像し、撮像された画像をもとに台形歪み補正やオートフォーカス調整を行うことができるものもある。   2. Description of the Related Art In recent years, a projection video display device (hereinafter referred to as a projector as appropriate) equipped with a camera has been put into practical use. Some projectors equipped with a camera can capture a test pattern projected on a screen with the camera and perform keystone correction or autofocus adjustment based on the captured image.

撮像画像を使用する台形歪み補正では、撮像された画像内のエッジを検出することにより、投影されたテストパターンの形状を特定し、その形状の歪みが打ち消されるように、映像信号を補正する手法が、よく使用される。   In trapezoidal distortion correction using a captured image, a method for identifying the shape of the projected test pattern by detecting an edge in the captured image and correcting the video signal so that the distortion of the shape is canceled out Is often used.

また、撮像画像を使用するオートフォーカス調整では、複数のレンズ位置でそれぞれ撮像された画像のコントラストを算出し、コントラストが最大となるレンズ位置を検出することにより、フォーカスを合わせる手法(コントラスト検出法)が、よく使用される。   Also, in autofocus adjustment using captured images, a method for adjusting the focus by calculating the contrast of images captured at multiple lens positions and detecting the lens position that maximizes the contrast (contrast detection method) Is often used.

特開2005−159426号公報JP 2005-159426 A 特開2005−159427号公報JP 2005-159427 A

スクリーンがプロジェクタに対して正対していない場合、すなわち、スクリーンが傾斜している場合、スクリーン面内の各位置とプロジェクタとの距離が不均一となる。スクリーン面内の各位置の投影光量は、光源からの距離の二乗に反比例するため、プロジェクタから遠い位置ほど、その反射光量が小さくなる。   When the screen is not directly facing the projector, that is, when the screen is inclined, the distance between each position in the screen surface and the projector is non-uniform. Since the projected light quantity at each position in the screen plane is inversely proportional to the square of the distance from the light source, the reflected light quantity becomes smaller as the position is farther from the projector.

上述した台形歪み補正およびオートフォーカス調整のいずれにおいても、撮像画像内の高周波成分を検出する必要がある。したがって、スクリーンが傾斜している場合、その高周波成分の検出精度が低下する。たとえば、台形歪み補正において、エッジ検出用の閾値を遠距離側に合わせた場合、近距離側では目的のエッジ以外のエッジを、目的のエッジとして誤検出することが多くなる。   In any of the above-described trapezoidal distortion correction and autofocus adjustment, it is necessary to detect a high frequency component in the captured image. Therefore, when the screen is inclined, the detection accuracy of the high frequency component is lowered. For example, in the trapezoidal distortion correction, when the threshold for edge detection is set to the long distance side, an edge other than the target edge is often erroneously detected as the target edge on the short distance side.

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、スクリーンに投影されたテストパターンの検出精度を向上させることができる技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique capable of improving the detection accuracy of a test pattern projected on a screen.

本発明のある態様の制御装置は、スクリーンに映像を投写する投写部と、スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの対向する二辺のそれぞれの長さを測定し、それら二辺の長さの比率を算出する辺比率算出部と、辺比率算出部により算出された比率にもとづいて、設置されているスクリーンの、二辺のうちの一方の辺に投影された光量と、他方の辺に投影された光量との比率を算出する光量比率算出部と、光量比率算出部により算出された比率に応じた補正値を生成する補正値生成部と、を備える。   A control device according to an aspect of the present invention is a control device to be mounted on a projection display apparatus including a projection unit that projects an image on a screen and an imaging unit that images the screen. Measure the lengths of the two opposite sides of the screen captured in the image captured by, and calculate the ratio of the lengths of the two sides, and the ratio calculated by the side ratio calculation unit A light amount ratio calculating unit that calculates a ratio between a light amount projected on one of the two sides of the installed screen and a light amount projected on the other side, and a light amount ratio calculating unit A correction value generation unit that generates a correction value according to the ratio calculated by the above.

本発明の別の態様は、投写型映像表示装置である。この装置は、スクリーンに映像を投写する投写部と、スクリーンを撮像するための撮像部と、上述した制御装置と、を備える。   Another aspect of the present invention is a projection display apparatus. This apparatus includes a projection unit that projects an image on a screen, an imaging unit for imaging the screen, and the control device described above.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、スクリーンに投影されたテストパターンの検出精度を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection accuracy of the test pattern projected on the screen can be improved.

本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置と、スクリーンとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the projection type video display apparatus concerning embodiment of this invention, and a screen. 図1に示した位置関係において、撮像部により撮像された撮像画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the captured image imaged by the imaging part in the positional relationship shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection type video display apparatus concerning embodiment of this invention. スクリーンの画像が写った撮像画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the captured image in which the image of the screen was reflected. 図4に示したスクリーン位置における補正ゲインを示す図である。It is a figure which shows the correction | amendment gain in the screen position shown in FIG. 実施の形態に係る台形歪み補正部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the trapezoid distortion correction part which concerns on embodiment. 台形歪み補正を説明するための図である。図7(a)は、垂直台形歪み補正を示し、図7(b)は、水平台形歪み補正を示す。It is a figure for demonstrating trapezoid distortion correction. FIG. 7A shows vertical trapezoidal distortion correction, and FIG. 7B shows horizontal trapezoidal distortion correction. 実施の形態に係るオートフォーカス調整部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the auto-focus adjustment part which concerns on embodiment. フォーカスレンズの合焦位置の決定処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination process of the focus position of a focus lens. 本実施の形態の変形例1に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection type video display apparatus concerning the modification 1 of this Embodiment. 本実施の形態の変形例1に係る台形歪み補正部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the trapezoid distortion correction part which concerns on the modification 1 of this Embodiment. 本実施の形態の変形例1に係るオートフォーカス調整部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the auto-focus adjustment part which concerns on the modification 1 of this Embodiment. 本実施の形態の変形例2に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection type video display apparatus concerning the modification 2 of this Embodiment. 傾斜スクリーンおよび正面スクリーン上の点までの距離比を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distance ratio to the point on an inclination screen and a front screen. スクリーン位置における補正ゲインの別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the correction gain in a screen position.

図1は、本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置200と、スクリーン300との位置関係を示す図である。実施の形態に係る投写型映像表示装置200は、スクリーン300方向を撮影するための撮像部30を備える。撮像部30は、その光軸中心と、投写型映像表示装置200から投写される投写光の光軸中心とが平行な関係になるよう、設置される。図1では、スクリーン300が投写型映像表示装置200に対して正対せずに、右側が奧に傾いている。   FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship between a projection display apparatus 200 and a screen 300 according to an embodiment of the present invention. The projection display apparatus 200 according to the embodiment includes an imaging unit 30 for photographing the direction of the screen 300. The imaging unit 30 is installed so that the optical axis center thereof is parallel to the optical axis center of the projection light projected from the projection display apparatus 200. In FIG. 1, the screen 300 does not face the projection display apparatus 200, and the right side is inclined to the heel.

図2は、図1に示した位置関係において、撮像部30により撮像された撮像画像PuIの一例を示す。撮像画像PuI内には、投写型映像表示装置200から投写された、山と太陽が描かれた投影画像PrIが写っている。また、撮像画像PuI内には、スクリーン300の画像SIも写っている。スクリーン300面内の各位置の投影光量は光源からの距離の二乗に反比例するため、スクリーン300の画像SIの左側から右側にいくにしたがって、輝度レベルが漸次的に低下する。すなわち、右側にいくにしたがって暗い画像となる。実施の形態に係る投写型映像表示装置200では、このスクリーン300の画像SIの輝度レベルを平坦化または均一化する。   FIG. 2 illustrates an example of a captured image PuI captured by the imaging unit 30 in the positional relationship illustrated in FIG. In the captured image PuI, a projection image PrI projected from the projection display apparatus 200 and depicting a mountain and the sun is shown. Further, the image SI of the screen 300 is also captured in the captured image PuI. Since the amount of light projected at each position in the screen 300 is inversely proportional to the square of the distance from the light source, the luminance level gradually decreases from the left side to the right side of the image SI on the screen 300. That is, the image becomes darker as it goes to the right. In the projection display apparatus 200 according to the embodiment, the luminance level of the image SI on the screen 300 is flattened or made uniform.

図3は、本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置200の構成を示す図である。投写型映像表示装置200は、投写部10、レンズ駆動部20、撮像部30および制御装置100を備える。制御装置100は、画像解析部40、撮像画像信号補正部50、台形歪み補正部60、オートフォーカス調整部70、画像メモリ82、映像信号設定部84および駆動信号設定部86を備える。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the projection display apparatus 200 according to the embodiment of the present invention. The projection display apparatus 200 includes a projection unit 10, a lens driving unit 20, an imaging unit 30, and a control device 100. The control device 100 includes an image analysis unit 40, a captured image signal correction unit 50, a trapezoidal distortion correction unit 60, an autofocus adjustment unit 70, an image memory 82, a video signal setting unit 84, and a drive signal setting unit 86.

制御装置100の構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。   The configuration of the control device 100 can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of an arbitrary computer, and is realized by a program loaded in the memory in terms of software. Depicts functional blocks realized by. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.

投写部10は、スクリーン300に映像を投写する。投写部10は、光源11、光変調部12およびフォーカスレンズ13を含む。光源11には、フィラメント型の電極構造を有するハロゲンランプ、アーク放電を発生させる電極構造を有するメタルハライドランプ、キセノンショートアークランプ、高圧型の水銀ランプ、LEDランプなどを採用することができる。   The projection unit 10 projects an image on the screen 300. The projection unit 10 includes a light source 11, a light modulation unit 12, and a focus lens 13. As the light source 11, a halogen lamp having a filament-type electrode structure, a metal halide lamp having an electrode structure for generating arc discharge, a xenon short arc lamp, a high-pressure mercury lamp, an LED lamp, or the like can be employed.

光変調部12は、映像信号設定部84から設定される映像信号に応じて、光源11から入射される光を変調する。たとえば、光変調部12にはDMD(Digital Micromirror Device)を採用することができる。DMDは、画素数に対応した複数のマイクロミラーを備え、各マイクロミラーの向きが各画素信号に応じて制御されることにより、所望の映像光を生成する。   The light modulation unit 12 modulates the light incident from the light source 11 in accordance with the video signal set by the video signal setting unit 84. For example, a DMD (Digital Micromirror Device) can be employed for the light modulator 12. The DMD includes a plurality of micromirrors corresponding to the number of pixels, and generates desired video light by controlling the direction of each micromirror according to each pixel signal.

フォーカスレンズ13は、光変調部12から入射される光の焦点位置を調整する。フォーカスレンズ13は、レンズ駆動部20によりそのレンズ位置が光軸上で移動される。光変調部12により生成された映像光は、フォーカスレンズ13を介して、スクリーン300に投写される。   The focus lens 13 adjusts the focal position of the light incident from the light modulation unit 12. The lens position of the focus lens 13 is moved on the optical axis by the lens driving unit 20. The image light generated by the light modulation unit 12 is projected onto the screen 300 via the focus lens 13.

レンズ駆動部20は、駆動信号設定部86から設定される駆動信号に応じて、フォーカスレンズ13の位置を移動させる。レンズ駆動部20には、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ(VCM)、ピエゾ素子などを採用することができる。   The lens driving unit 20 moves the position of the focus lens 13 according to the driving signal set from the driving signal setting unit 86. For the lens driving unit 20, a stepping motor, a voice coil motor (VCM), a piezoelectric element, or the like can be employed.

撮像部30は、スクリーン300およびスクリーン300に投影された投影画像を、主な被写体として、撮像する。撮像部30は、固体撮像素子31および信号処理回路32を含む。固体撮像素子31には、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサやCCD(Charge Coupled Devices)イメージセンサなどを採用することができる。信号処理回路32は、固体撮像素子31から出力される信号に対して、A/D変換や、RGBフォーマットからYUVフォーマットへの変換などの各種信号処理を施し、制御装置100に出力する。本実施の形態では、画像解析部40および撮像画像信号補正部50に出力する。   The imaging unit 30 captures the screen 300 and the projected image projected on the screen 300 as a main subject. The imaging unit 30 includes a solid-state imaging device 31 and a signal processing circuit 32. As the solid-state imaging device 31, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, a CCD (Charge Coupled Devices) image sensor, or the like can be adopted. The signal processing circuit 32 performs various signal processing such as A / D conversion and conversion from the RGB format to the YUV format on the signal output from the solid-state imaging device 31 and outputs the signal to the control device 100. In the present embodiment, the data is output to the image analysis unit 40 and the captured image signal correction unit 50.

画像解析部40は、撮像部30から出力される撮像画像信号を解析する。画像解析部40は、スクリーン位置検出部41、辺比率算出部42、光量比率算出部43および補正値生成部44を含む。   The image analysis unit 40 analyzes the captured image signal output from the imaging unit 30. The image analysis unit 40 includes a screen position detection unit 41, a side ratio calculation unit 42, a light amount ratio calculation unit 43, and a correction value generation unit 44.

スクリーン位置検出部41は、撮像画像内のエッジを抽出することにより、当該撮像画像内に写ったスクリーン300の四辺(上辺、下辺、左辺および右辺)の位置を検出する。   The screen position detection unit 41 detects the positions of the four sides (upper side, lower side, left side, and right side) of the screen 300 captured in the captured image by extracting edges in the captured image.

辺比率算出部42は、撮像画像内に写ったスクリーン300の対向する二辺(たとえば、左辺と右辺)のそれぞれの長さを測定し、それら二辺の長さの比率を算出する。投写部10から当該二辺のうちの一辺までの距離と、投写部10からその他辺までの距離との比率は、当該二辺の長さの比率の逆数となる。すなわち、辺の長さが短いほど、投写部10から当該辺までの距離が長いことを示す。   The side ratio calculation unit 42 measures the lengths of two opposite sides (for example, the left side and the right side) of the screen 300 shown in the captured image, and calculates the ratio of the lengths of the two sides. The ratio of the distance from the projection unit 10 to one of the two sides and the distance from the projection unit 10 to the other side is the reciprocal of the ratio of the lengths of the two sides. That is, the shorter the side length, the longer the distance from the projection unit 10 to the side.

光量比率算出部43は、辺比率算出部42により算出された比率にもとづいて、設置されているスクリーン300の、二辺のうちの一方の辺に投影された光量と、他方の辺に投影された光量との比率を算出する。各辺に投影された光量は、投写部10から各辺までの距離の二乗に反比例する。すなわち、投写部10から各辺までの距離が長いほど、各辺に投影された光量が少ないことを示す。投写部10から一辺までの距離と、投写部10から当該一辺と他辺との間に位置する画素までの距離との比率は、当該画素の座標位置から算出可能である。したがって、一辺に投影された光量と、当該画素に投影された光量との比率も算出可能である。   Based on the ratio calculated by the side ratio calculation unit 42, the light quantity ratio calculation unit 43 projects the light amount projected on one of the two sides of the installed screen 300 and the other side. The ratio with the amount of light is calculated. The amount of light projected on each side is inversely proportional to the square of the distance from the projection unit 10 to each side. That is, the longer the distance from the projection unit 10 to each side, the smaller the amount of light projected on each side. The ratio of the distance from the projection unit 10 to one side and the distance from the projection unit 10 to the pixel located between the one side and the other side can be calculated from the coordinate position of the pixel. Therefore, it is possible to calculate a ratio between the light amount projected on one side and the light amount projected on the pixel.

補正値生成部44は、光量比率算出部43により算出された比率に応じて、各画素の補正値を生成する。本実施の形態では、各画素信号に乗算すべき補正ゲインを生成する。上記二辺間の各画素の反射光量(なお、投影光以外の外光は無視して考える)は、その一辺から他辺に向けて、グラデーション変化する。補正値生成部44は、このグラデーション変化をキャンセルまたは抑制するよう、各画素の補正ゲインを生成する。   The correction value generation unit 44 generates a correction value for each pixel according to the ratio calculated by the light amount ratio calculation unit 43. In the present embodiment, a correction gain to be multiplied with each pixel signal is generated. The reflected light amount of each pixel between the two sides (note that external light other than projection light is ignored) changes in gradation from one side to the other side. The correction value generation unit 44 generates a correction gain for each pixel so as to cancel or suppress this gradation change.

なお、各画素の輝度レベルを完全に一致させるための補正ゲインを生成してもよいし、各画素の輝度レベルの変化割合をより小さくするための補正ゲインを生成してもよい。前者の場合、最も輝度レベルが高い画素に、その他の画素の輝度レベルを合わせてもよいし、平均輝度レベルに、すべての画素の輝度レベルを合わせてもよい。これらの補正ゲインを算出するための関数は、当業者にとって容易に生成可能である。   A correction gain for completely matching the luminance level of each pixel may be generated, or a correction gain for reducing the change rate of the luminance level of each pixel may be generated. In the former case, the brightness level of the other pixels may be matched with the pixel having the highest brightness level, or the brightness levels of all the pixels may be matched with the average brightness level. Functions for calculating these correction gains can be easily generated by those skilled in the art.

以上の処理により、スクリーン300の左右方向または上下方向の傾きを、信号処理上補償するための補正ゲインを生成することができる。もちろん、スクリーン300の左右方向および上下方向の両方の傾きを、一度に補償するための補正ゲインを生成することもできる。   Through the above processing, a correction gain for compensating the horizontal or vertical tilt of the screen 300 in the signal processing can be generated. Of course, it is also possible to generate a correction gain for compensating for both the horizontal and vertical tilts of the screen 300 at a time.

すなわち、辺比率算出部42は、撮像画像内に写ったスクリーン300の上辺、下辺、左辺および右辺のそれぞれの長さを測定し、上辺と下辺の長さの比率および左辺と右辺の長さの比率をそれぞれ算出する。光量比率算出部43は、上述した上辺と下辺の長さの比率にもとづいて、スクリーンの上辺に投影された光量と下辺に投影された光量との比率を算出し、上述した左辺と右辺の長さの比率にもとづいて、スクリーンの左辺に投影された光量と右辺に投影された光量との比率を算出する。   That is, the side ratio calculation unit 42 measures the lengths of the upper side, the lower side, the left side, and the right side of the screen 300 shown in the captured image, and calculates the ratio of the lengths of the upper side and the lower side and the lengths of the left side and the right side. Each ratio is calculated. The light quantity ratio calculation unit 43 calculates the ratio between the light quantity projected on the upper side of the screen and the light quantity projected on the lower side based on the ratio of the length of the upper side and the lower side described above, and the length of the left side and the right side described above. Based on the ratio, the ratio between the amount of light projected on the left side of the screen and the amount of light projected on the right side is calculated.

補正値生成部44は、光量比率算出部43により算出された二つの比率に応じて、各画素の補正値を生成する。上述した上辺と下辺との間の各画素の反射光量は、上辺から下辺に向けて、グラデーション変化する。左辺と右辺についても同様である。補正値生成部44は、左右方向および上下方向の両方のグラデーション変化を同時にキャンセルまたは抑制するよう、各画素の補正ゲインを生成する。   The correction value generation unit 44 generates a correction value for each pixel according to the two ratios calculated by the light amount ratio calculation unit 43. The reflected light amount of each pixel between the upper side and the lower side described above changes in gradation from the upper side to the lower side. The same applies to the left side and the right side. The correction value generation unit 44 generates a correction gain for each pixel so as to simultaneously cancel or suppress both the horizontal and vertical gradation changes.

以下、図4、図5を参照しながら補正ゲイン生成の具体例を説明する。図4は、スクリーン300の画像が写った撮像画像の一例を示す図である。   Hereinafter, a specific example of correction gain generation will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a captured image in which an image of the screen 300 is captured.

図4では、撮像部30がVGA(640×480)サイズで画像を撮像する例を描いている。スクリーン位置検出部41は、撮像画像内に写ったスクリーン300の四隅の頂点座標をそれぞれ検出し、辺比率算出部42は、当該スクリーン300の上辺、下辺、左辺および右辺のそれぞれの長さを測定する。ここでは、上辺が270画素、下辺が300画素、左辺が230画素および右辺が184画素である。   FIG. 4 illustrates an example in which the imaging unit 30 captures an image with a VGA (640 × 480) size. The screen position detection unit 41 detects the vertex coordinates of the four corners of the screen 300 captured in the captured image, and the side ratio calculation unit 42 measures the lengths of the upper side, the lower side, the left side, and the right side of the screen 300. To do. Here, the upper side is 270 pixels, the lower side is 300 pixels, the left side is 230 pixels, and the right side is 184 pixels.

下辺が上辺より長く、かつ左辺が右辺より長いため、スクリーン300の左下隅が投写部10から最も近く、右上隅が最も遠いことが分かる。上辺の下辺に対する比率は、270/300=9/10である。また、投写部10から上辺までの距離の、投写部10から下辺までの距離に対する比率は、その逆数の10/9である。投影光量は当該距離の二乗に反比例して減少するため、上辺の投影光量の、下辺の投影光量に対する比率は、1/(10/9)^2=0.81である。   Since the lower side is longer than the upper side and the left side is longer than the right side, it can be seen that the lower left corner of the screen 300 is closest to the projection unit 10 and the upper right corner is farthest. The ratio of the upper side to the lower side is 270/300 = 9/10. Further, the ratio of the distance from the projection unit 10 to the upper side to the distance from the projection unit 10 to the lower side is 10/9, which is the reciprocal thereof. Since the projected light amount decreases in inverse proportion to the square of the distance, the ratio of the projected light amount on the upper side to the projected light amount on the lower side is 1 / (10/9) ^ 2 = 0.81.

また、右辺の左辺に対する比率は、184/230=8/10である。また、投写部10から右辺までの距離の、投写部10から左辺までの距離に対する比率は、その逆数の10/8である。投影光量は当該距離の二乗に反比例して減少するため、右辺の投影光量の、左辺の投影光量に対する比率は、1/(10/8)^2=0.64である。   The ratio of the right side to the left side is 184/230 = 8/10. The ratio of the distance from the projection unit 10 to the right side to the distance from the projection unit 10 to the left side is 10/8 of the reciprocal thereof. Since the projected light quantity decreases in inverse proportion to the square of the distance, the ratio of the projected light quantity on the right side to the projected light quantity on the left side is 1 / (10/8) ^ 2 = 0.64.

図5は、図4に示したスクリーン位置における補正ゲインを示す図である。図5では、スクリーン300の左下隅以外の画素の輝度レベルを、左下隅の画素の輝度レベルに合わせている。左下隅の画素の輝度レベルは補正する必要がないため、その補正ゲインは1となる。一方、右上隅の画素の輝度レベルに対する補正ゲインは、上記の比率を使用して、(1/0.81)×(1/0.64)≒1.93となる。これらの結果を元に、補正値生成部44は、各スクリーン位置における補正ゲインを図5のように生成する。   FIG. 5 is a diagram showing the correction gain at the screen position shown in FIG. In FIG. 5, the luminance levels of the pixels other than the lower left corner of the screen 300 are matched with the luminance levels of the lower left corner pixels. Since it is not necessary to correct the luminance level of the pixel in the lower left corner, the correction gain is 1. On the other hand, the correction gain for the luminance level of the pixel in the upper right corner is (1 / 0.81) × (1 / 0.64) ≈1.93 using the above ratio. Based on these results, the correction value generation unit 44 generates a correction gain at each screen position as shown in FIG.

図3に戻る。撮像画像信号補正部50は、撮像画像内に写ったスクリーンの画像の輝度レベルが平坦化または均一化されるよう、撮像部30から出力される画素信号を、補正値生成部44により生成された補正値を用いて補正する。たとえば、各画素信号に、対応する各画素の上記補正ゲインを乗算する。撮像画像信号補正部50により輝度レベルが平坦化または均一化された画像信号は、台形歪み補正部60およびオートフォーカス調整部70に出力される。   Returning to FIG. The captured image signal correction unit 50 generates the pixel signal output from the imaging unit 30 by the correction value generation unit 44 so that the luminance level of the screen image captured in the captured image is flattened or made uniform. Correction is performed using the correction value. For example, each pixel signal is multiplied by the correction gain of each corresponding pixel. The image signal whose luminance level is flattened or uniformed by the captured image signal correction unit 50 is output to the trapezoidal distortion correction unit 60 and the autofocus adjustment unit 70.

台形歪み補正部60は、スクリーン300に投影される画像の台形歪みを補正する。台形歪みは、スクリーン300と投写型映像表示装置200とが正対していない場合に発生する。たとえば、投写光の光軸が上向きにずれている場合、スクリーン300には上部が膨らんだ台形歪みが発生する。   The trapezoidal distortion correction unit 60 corrects the trapezoidal distortion of the image projected on the screen 300. The trapezoidal distortion occurs when the screen 300 and the projection display apparatus 200 are not facing each other. For example, when the optical axis of the projection light is shifted upward, a trapezoidal distortion in which the upper portion of the screen 300 swells occurs.

投写型映像表示装置200の起動時や、ユーザ操作により台形歪みの調整が指示されたとき、映像信号設定部84は、画像メモリ82から台形歪み調整用のテストパターンを読み出し、投写部10に投写させる。当該テストパターンは、たとえば、四角形(正方形、長方形、平行四辺形、菱形など)で形成される。撮像部30は、スクリーン300に投影されたテストパターンを撮像する。台形歪み補正部60は、撮像画像に写ったテストパターンの形状をもとに、台形歪みを検出し、その台形歪みがキャンセルされるよう、映像信号設定部84に設定すべき映像信号を補正する。   When the projection display apparatus 200 is started up or when a keystone adjustment is instructed by a user operation, the video signal setting unit 84 reads a trapezoidal distortion adjustment test pattern from the image memory 82 and projects it onto the projection unit 10. Let The test pattern is formed of, for example, a quadrangle (square, rectangle, parallelogram, rhombus, etc.). The imaging unit 30 images the test pattern projected on the screen 300. The trapezoidal distortion correcting unit 60 detects the trapezoidal distortion based on the shape of the test pattern reflected in the captured image, and corrects the video signal to be set in the video signal setting unit 84 so that the trapezoidal distortion is canceled. .

図6は、実施の形態に係る台形歪み補正部60の構成を示す図である。台形歪み補正部60は、エッジ抽出部61、歪み検出部62および映像信号補正部63を含む。エッジ抽出部61は、上記テストパターンが写った撮像画像内からエッジを検出する。その際、エッジ抽出部61は、スクリーン位置検出部41から設定されるスクリーン領域の範囲内でエッジを抽出する。エッジは、所定の閾値を超える輝度レベル変化が発生した箇所で抽出される。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the trapezoidal distortion correction unit 60 according to the embodiment. The trapezoidal distortion correction unit 60 includes an edge extraction unit 61, a distortion detection unit 62, and a video signal correction unit 63. The edge extraction unit 61 detects an edge from the captured image in which the test pattern is captured. At that time, the edge extraction unit 61 extracts an edge within the range of the screen area set by the screen position detection unit 41. The edge is extracted at a location where a luminance level change exceeding a predetermined threshold has occurred.

歪み検出部62は、エッジ抽出により特定されるテストパターンの頂点座標から、上下左右のどちらの方向に、どの程度膨らんでいるかを特定する。映像信号補正部63は、スクリーン300に投影されたテストパターンの膨らみがキャンセルされるよう、映像信号設定部84に設定すべき映像信号を補正する。   The distortion detection unit 62 specifies how much it swells in the vertical and horizontal directions from the vertex coordinates of the test pattern specified by the edge extraction. The video signal correcting unit 63 corrects the video signal to be set in the video signal setting unit 84 so that the swelling of the test pattern projected on the screen 300 is canceled.

図7は、台形歪み補正を説明するための図である。図7(a)は、垂直台形歪み補正を示し、図7(b)は、水平台形歪み補正を示す。図7(a)では、投影画像PrIの上部が膨らんでいる。映像信号補正部63は、アスペクト比が維持された四角形がスクリーン300に投影されるよう、投影すべき映像の上端から下端に向けて、映像の横幅を徐々にスケールダウンする。図7(b)では、投影画像PrIの左部が膨らんでいる。映像信号補正部63は、アスペクト比が維持された四角形がスクリーン300に投影されるよう、投影すべき映像の左端から右端に向けて、映像の縦幅を徐々にスケールダウンする。   FIG. 7 is a diagram for explaining trapezoidal distortion correction. FIG. 7A shows vertical trapezoidal distortion correction, and FIG. 7B shows horizontal trapezoidal distortion correction. In FIG. 7A, the upper part of the projection image PrI is swollen. The video signal correction unit 63 gradually scales down the horizontal width of the video from the upper end to the lower end of the video to be projected so that a quadrangle whose aspect ratio is maintained is projected onto the screen 300. In FIG. 7B, the left part of the projection image PrI is swollen. The video signal correction unit 63 gradually scales down the vertical width of the video from the left end to the right end of the video to be projected so that a quadrangle whose aspect ratio is maintained is projected onto the screen 300.

オートフォーカス調整部70は、コントラスト検出法を用いて、フォーカスを合わせる。投写型映像表示装置200の起動時や、ユーザ操作によりオートフォーカス調整が指示されたとき、映像信号設定部84は、画像メモリ82からオートフォーカス調整用のテストパターンを読み出し、投写部10に投写させる。当該テストパターンは、たとえば、ストライプパターンやチェッカーフラグパターンで形成される。撮像部30は、スクリーン300に投影されたテストパターンを撮像する。オートフォーカス調整部70は、複数のレンズ位置にて、撮像部30によりそれぞれ撮像された当該テストパターンの鮮明度をもとに、フォーカスレンズ13の位置を決定する。   The autofocus adjustment unit 70 adjusts the focus by using a contrast detection method. When the projection display apparatus 200 is activated or when autofocus adjustment is instructed by a user operation, the video signal setting unit 84 reads out a test pattern for autofocus adjustment from the image memory 82 and causes the projection unit 10 to project it. . The test pattern is formed of, for example, a stripe pattern or a checker flag pattern. The imaging unit 30 images the test pattern projected on the screen 300. The autofocus adjustment unit 70 determines the position of the focus lens 13 based on the sharpness of the test pattern imaged by the imaging unit 30 at a plurality of lens positions.

図8は、実施の形態に係るオートフォーカス調整部70の構成を示す図である。オートフォーカス調整部70は、検出領域設定部71、ハイパスフィルタ72、積算部73およびレンズ位置決定部74を含む。検出領域設定部71は、撮像画像内にて、ハイパスフィルタ72による高周波成分の抽出対象となる検出領域を設定する。検出領域設定部71は、たとえば、スクリーン位置検出部41から設定されるスクリーン領域を、当該検出領域に設定してもよい。また、スクリーン領域内の一部の領域(たとえば、中央領域)を、当該検出領域に設定してもよい。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the autofocus adjustment unit 70 according to the embodiment. The autofocus adjustment unit 70 includes a detection area setting unit 71, a high-pass filter 72, an integration unit 73, and a lens position determination unit 74. The detection area setting unit 71 sets a detection area from which high-frequency components are extracted by the high-pass filter 72 in the captured image. For example, the detection area setting unit 71 may set the screen area set by the screen position detection unit 41 as the detection area. Moreover, you may set the one part area | region (for example, center area | region) in a screen area | region as the said detection area.

ハイパスフィルタ72は、当該検出領域内の画像信号の、所定の閾値を超える高周波成分を抽出して、その抽出した高周波成分を積算部73に供給する。ハイパスフィルタ72は、水平方向に高周波成分を抽出してもよいし、水平方向および垂直方向の両方向に高周波成分を抽出してもよい。   The high pass filter 72 extracts a high frequency component exceeding a predetermined threshold value of the image signal in the detection region, and supplies the extracted high frequency component to the integrating unit 73. The high pass filter 72 may extract high frequency components in the horizontal direction, or may extract high frequency components in both the horizontal direction and the vertical direction.

積算部73は、それぞれのレンズ位置にて、ハイパスフィルタ72により抽出された高周波成分を積算し、レンズ位置決定部74に供給する。なお、ハイパスフィルタ72により水平方向および垂直方向の両方向に高周波成分が抽出されている場合、積算部73は、両者の高周波成分を合算する。レンズ位置決定部74は、積算部73から供給される複数の積算値のうち、最大積算値が検出されたフォーカスレンズ13の位置を、合焦位置に決定する。   The integrating unit 73 integrates the high frequency components extracted by the high pass filter 72 at each lens position, and supplies the integrated high frequency component to the lens position determining unit 74. When high frequency components are extracted in both the horizontal direction and the vertical direction by the high-pass filter 72, the integrating unit 73 adds both high frequency components. The lens position determination unit 74 determines the position of the focus lens 13 from which the maximum integration value is detected among the plurality of integration values supplied from the integration unit 73 as the in-focus position.

図9は、フォーカスレンズ13の合焦位置の決定処理について説明するための図である。オートフォーカス機能が有効化されると、オートフォーカス調整部70は、映像信号設定部84にテストパターンの投写を指示するとともに、フォーカスレンズ13をニア側からファー側へまたはファー側からニア側へ、所定のステップ幅で順次、移動させるための制御信号を駆動信号設定部86に設定する。映像信号設定部84は、当該テストパターンの映像信号を光変調部12に設定し、駆動信号設定部86は、上記制御信号に応じた駆動信号をレンズ駆動部20に設定する。   FIG. 9 is a diagram for explaining the determination process of the focus position of the focus lens 13. When the autofocus function is enabled, the autofocus adjustment unit 70 instructs the video signal setting unit 84 to project a test pattern, and moves the focus lens 13 from the near side to the far side or from the far side to the near side. A control signal for sequentially moving in a predetermined step width is set in the drive signal setting unit 86. The video signal setting unit 84 sets the video signal of the test pattern in the light modulation unit 12, and the drive signal setting unit 86 sets the drive signal corresponding to the control signal in the lens driving unit 20.

オートフォーカス調整部70は、フォーカスレンズ13の各レンズ位置において撮像された、テストパターンに含まれるシャープネス(上記積算値を用いることができる)を算出する。このシャープネスは、フォーカスレンズ13が合焦位置に近づくにつれ、上昇する。その上昇がピークをうち、下降に転換したとき、オートフォーカス調整部70は、その一つ前のレンズ位置を合焦位置に決定する。   The autofocus adjustment unit 70 calculates the sharpness (the integrated value can be used) included in the test pattern imaged at each lens position of the focus lens 13. This sharpness increases as the focus lens 13 approaches the in-focus position. When the rise peaks and falls, the autofocus adjustment unit 70 determines the previous lens position as the focus position.

図3に戻る。画像メモリ82は、スクリーン300に投写すべき画像データを保持する。当該画像データは、図示しない外部インタフェースを介して、PCなどから供給される。本実施の形態では、台形歪み補正時やオートフォーカス調整時に投写されるテストパターンも保持する。映像信号設定部84は、画像メモリ82に保持される画像データにもとづく映像信号を光変調部12に設定する。映像信号設定部84は、台形歪み補正部60による台形歪み補正機能が有効な期間は、台形歪み補正部60から供給される台形歪み補正後の映像信号を光変調部12に設定する。駆動信号設定部86は、フォーカスレンズ13を、オートフォーカス調整部70から指示されるレンズ位置に移動させるための駆動信号をレンズ駆動部20に設定する。   Returning to FIG. The image memory 82 holds image data to be projected on the screen 300. The image data is supplied from a PC or the like via an external interface (not shown). In the present embodiment, a test pattern projected during trapezoidal distortion correction or autofocus adjustment is also held. The video signal setting unit 84 sets a video signal based on the image data held in the image memory 82 in the light modulation unit 12. The video signal setting unit 84 sets the video signal after the trapezoidal distortion correction supplied from the trapezoidal distortion correcting unit 60 to the optical modulation unit 12 during a period in which the trapezoidal distortion correcting function by the trapezoidal distortion correcting unit 60 is valid. The drive signal setting unit 86 sets a drive signal for moving the focus lens 13 to the lens position designated by the autofocus adjustment unit 70 in the lens drive unit 20.

以上説明したように本実施の形態によれば、スクリーン300の傾きに起因する反射光量の不均一を、撮像画像信号を補正することにより、信号処理上、補償することができる。したがって、その補正後の撮像画像信号から、台形歪み検出用またはオートフォーカス調整用のテストパターンを抽出することにより、そのテストパターンの検出精度を向上させることができる。よって、台形歪み補正精度またはオートフォーカス調整精度を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the non-uniformity in the amount of reflected light due to the tilt of the screen 300 can be compensated for in signal processing by correcting the captured image signal. Therefore, by extracting a test pattern for trapezoidal distortion detection or autofocus adjustment from the corrected captured image signal, the detection accuracy of the test pattern can be improved. Therefore, the keystone distortion correction accuracy or the autofocus adjustment accuracy can be improved.

図10は、本実施の形態の変形例1に係る投写型映像表示装置200の構成を示す図である。図11は、本実施の形態の変形例1に係る台形歪み補正部60の構成を示す図である。図12は、本実施の形態の変形例1に係るオートフォーカス調整部70の構成を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a projection display apparatus 200 according to the first modification of the present embodiment. FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the trapezoidal distortion correction unit 60 according to the first modification of the present embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an autofocus adjustment unit 70 according to the first modification of the present embodiment.

図10に示す投写型映像表示装置200の構成は、図3に示した投写型映像表示装置200と比較し、撮像画像信号補正部50が除去された構成である。その代わりに、台形歪み補正部60に閾値補正部64が追加され、オートフォーカス調整部70に閾値補正部75が追加された構成である。   The configuration of the projection display apparatus 200 shown in FIG. 10 is a configuration in which the captured image signal correction unit 50 is removed as compared with the projection display apparatus 200 shown in FIG. Instead, a threshold correction unit 64 is added to the trapezoidal distortion correction unit 60, and a threshold correction unit 75 is added to the autofocus adjustment unit 70.

変形例1では、補正値生成部44により生成された補正値は、撮像画像信号補正部50ではなく、台形歪み補正部60内の閾値補正部64およびオートフォーカス調整部70内の閾値補正部75に設定される。変形例1の補正値には、上述した補正値のように、撮像されたスクリーン画像内の輝度レベルのグラデーション変化をキャンセルするための補正値ではなく、そのグラデーション変化そのものを表す補正値が用いられる。   In the first modification, the correction value generated by the correction value generation unit 44 is not the captured image signal correction unit 50 but the threshold correction unit 64 in the trapezoidal distortion correction unit 60 and the threshold correction unit 75 in the autofocus adjustment unit 70. Set to As the correction value of the first modification, a correction value representing the gradation change itself is used instead of the correction value for canceling the gradation change of the luminance level in the captured screen image as in the above-described correction value. .

台形歪み補正部60に追加された閾値補正部64は、撮像画像内に写ったスクリーンの画像の輝度レベルが平坦であると擬制されるよう、撮像部30から出力される画像信号からエッジを検出するための閾値を、補正値生成部44により生成された補正値を用いて補正し、エッジ抽出部61に設定する。エッジ抽出部61がハイパスフィルタで構成される場合、各画素のフィルタ強度を補正する。通常、当該エッジを検出するための閾値はすべての画素で同じであるが、変形例1では、スクリーン画像内の輝度レベルのグラデーション変化に合わせて、スクリーン画像に対応した領域の当該エッジを検出するための閾値をグラデーション変化させる。   The threshold correction unit 64 added to the trapezoidal distortion correction unit 60 detects an edge from the image signal output from the imaging unit 30 so that the luminance level of the screen image captured in the captured image is assumed to be flat. The threshold for correction is corrected using the correction value generated by the correction value generation unit 44 and set in the edge extraction unit 61. When the edge extraction unit 61 is configured with a high-pass filter, the filter strength of each pixel is corrected. Normally, the threshold for detecting the edge is the same for all pixels, but in Modification 1, the edge of the area corresponding to the screen image is detected in accordance with the gradation change of the luminance level in the screen image. The threshold value for gradation is changed.

オートフォーカス調整部700に追加された閾値補正部75は、撮像画像内に写ったスクリーンの画像の輝度レベルが平坦であると擬制されるよう、撮像部30から出力される画像信号の高周波成分を検出するための閾値を、補正値生成部44により生成された補正値を用いて補正し、ハイパスフィルタ72に設定する。すなわち、各画素ごとのフィルタ強度を補正する。通常、当該高周波成分を検出するための閾値はすべての画素で同じであるが、変形例1では、スクリーン画像内の輝度レベルのグラデーション変化に合わせて、スクリーン画像に対応した領域の当該高周波成分を検出するための閾値をグラデーション変化させる。   The threshold correction unit 75 added to the autofocus adjustment unit 700 converts the high-frequency component of the image signal output from the imaging unit 30 so that the luminance level of the screen image captured in the captured image is assumed to be flat. The threshold value for detection is corrected using the correction value generated by the correction value generation unit 44 and set in the high-pass filter 72. That is, the filter strength for each pixel is corrected. Normally, the threshold for detecting the high-frequency component is the same for all pixels, but in Modification 1, the high-frequency component in the region corresponding to the screen image is set in accordance with the gradation change of the luminance level in the screen image. The threshold value for detection is changed in gradation.

以上説明したように変形例1によれば、撮像部30から出力される画像信号からエッジまたは高周波成分を検出するための閾値を、スクリーン画像内の輝度レベルのグラデーション変化に合わせて、グラデーション変化させることにより、スクリーンの画像の輝度レベルが平坦であると擬制することができる。したがって、上述した実施の形態で説明した撮像画像信号を補正する場合と同様の効果を奏する。   As described above, according to the first modification, the threshold value for detecting an edge or a high-frequency component from the image signal output from the imaging unit 30 is changed in gradation in accordance with the gradation change in the luminance level in the screen image. Thus, it can be assumed that the luminance level of the screen image is flat. Therefore, the same effects as those obtained by correcting the captured image signal described in the above-described embodiment can be obtained.

図13は、本実施の形態の変形例2に係る投写型映像表示装置200の構成を示す図である。図13に示す投写型映像表示装置200の構成は、図3に示した投写型映像表示装置200と比較し、撮像画像信号補正部50が除去され、映像信号補正部83が追加された構成である。変形例2では、補正値生成部44により生成された補正値は、撮像画像信号補正部50ではなく、映像信号補正部83に設定される。変形例2の補正値には、上述した補正値と同様に、撮像されたスクリーンの画像内における輝度レベルのグラデーション変化をキャンセルするための補正値が用いられる。   FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a projection display apparatus 200 according to the second modification of the present embodiment. The configuration of the projection display apparatus 200 shown in FIG. 13 is a configuration in which the captured image signal correction unit 50 is removed and a video signal correction unit 83 is added, compared to the projection display apparatus 200 shown in FIG. is there. In the second modification, the correction value generated by the correction value generation unit 44 is set not in the captured image signal correction unit 50 but in the video signal correction unit 83. As the correction value of Modification 2, a correction value for canceling the gradation change in the luminance level in the image of the captured screen is used as in the above-described correction value.

映像信号補正部83は、スクリーン面上に投影される光量が平坦化されるよう、スクリーンに投影すべき映像信号を、補正値生成部44により生成された補正値を用いて補正する。当該スクリーンに投影すべき映像信号として、主に、台形歪み検出用またはオートフォーカス調整用のテストパターンが該当する。映像信号補正部83は、当該テストパターンを、上記補正値を用いてグラデーション変化させる。これにより、スクリーン面上に投影されるテストパターンの各画素の光量が平坦化される。したがって、上述した実施の形態で説明した撮像画像信号を補正する場合と同様の効果を奏する。   The video signal correction unit 83 corrects the video signal to be projected on the screen using the correction value generated by the correction value generation unit 44 so that the amount of light projected on the screen surface is flattened. The video signal to be projected onto the screen mainly corresponds to a test pattern for trapezoidal distortion detection or autofocus adjustment. The video signal correcting unit 83 changes the gradation of the test pattern using the correction value. Thereby, the light quantity of each pixel of the test pattern projected on the screen surface is flattened. Therefore, the same effects as those obtained by correcting the captured image signal described in the above-described embodiment can be obtained.

また、映像信号補正部83は、上記テストパターンではなく、実データにもとづく映像信号を、上記補正値を用いて補正してもよい。なお、光量の不均一は、形状の歪ほど、補正の必要を感じないユーザも多い。したがって、上記映像信号の補正を上記テストパターンに限る構成であってもよい。   Further, the video signal correcting unit 83 may correct the video signal based on actual data instead of the test pattern using the correction value. Note that the non-uniformity in the amount of light often causes the user to feel that correction is not as necessary as the shape distortion. Accordingly, the video signal correction may be limited to the test pattern.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

たとえば、スクリーン位置検出部41は、撮像画像内からスクリーン位置を検出する前に、簡易な投影光量の補正を行ってもよい。たとえば、スクリーン位置検出部41は、撮像部30により撮像された画像の輝度レベルを水平方向および垂直方向にモニタリングし、それらの輝度レベルが平坦化されるよう、映像信号設定部84に設定すべき映像信号を補正する。ここでの補正は、上述した補正のように厳密なものではなく、ラフなものでよい。たとえば、撮像画像内の上部と下部とで輝度レベルの差が所定の設定値より大きい場合、輝度レベルが小さい方の領域の映像信号を増大させる。左部と右部との間でも同様である。これにより、撮像画像内のスクリーン画像の検出精度を高めることができる。スクリーン画像が正確に検出されれば、上述した実施の形態に係る補正処理により、スクリーンの傾斜を正確に検出することができる。   For example, the screen position detection unit 41 may perform simple correction of the projection light amount before detecting the screen position from within the captured image. For example, the screen position detection unit 41 should monitor the luminance level of the image captured by the imaging unit 30 in the horizontal direction and the vertical direction, and set the video signal setting unit 84 so that the luminance levels are flattened. Correct the video signal. The correction here is not as strict as the correction described above, but may be rough. For example, when the difference in luminance level between the upper part and the lower part in the captured image is larger than a predetermined set value, the video signal in the region with the smaller luminance level is increased. The same applies between the left part and the right part. Thereby, the detection accuracy of the screen image in a captured image can be improved. If the screen image is accurately detected, the inclination of the screen can be accurately detected by the correction processing according to the above-described embodiment.

図5で説明した傾斜スクリーン位置における補正ゲインの例では、投写部から画素までの距離比が、スクリーンの一辺から対辺に向かうにつれて線形に変化すると仮定して補正ゲインを演算したものである。代替的に、正対したスクリーンと傾斜スクリーンの位置関係を考慮して傾斜スクリーン位置における補正ゲインを演算してもよい。この演算方法について、図14を用いて説明する。   In the example of the correction gain at the tilted screen position described with reference to FIG. 5, the correction gain is calculated on the assumption that the distance ratio from the projection unit to the pixel changes linearly from one side of the screen to the opposite side. Alternatively, the correction gain at the tilted screen position may be calculated in consideration of the positional relationship between the screen and the tilted screen facing each other. This calculation method will be described with reference to FIG.

図14は、投写型映像表示装置200と、正対スクリーン400と、傾斜スクリーン410との位置関係を上面から観察した様子を示す図である。投写型映像表示装置200の投影口Mから投影される光量は、ゲイン補正をしない状態では、正対スクリーン400上の点A、Bv、Cv、Dv、Evで同一の輝度となるように調整されている。たとえスクリーン400が投影口Mに対して正対していても、投影口からスクリーン中心点Cvまでの距離と、スクリーン端の点AおよびEvまでの距離とは異なるが、この距離差を補正した光量が予め設定されていることとする。このような補正は、一般的なシェーディング補正で行うことができる。   FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which the positional relationship among the projection display apparatus 200, the facing screen 400, and the inclined screen 410 is observed from the upper surface. The amount of light projected from the projection port M of the projection display apparatus 200 is adjusted so as to have the same luminance at the points A, Bv, Cv, Dv, and Ev on the facing screen 400 without gain correction. ing. Even if the screen 400 faces the projection port M, the distance from the projection port to the screen center point Cv is different from the distances from the screen end points A and Ev. Is set in advance. Such correction can be performed by general shading correction.

この状態で正対スクリーン400の代わりに傾斜スクリーン410を配置すると、正対スクリーン上の点Bv、Cv、Dv、Evは、傾斜スクリーン上の点Br、Cr、Dr、Erとしてそれぞれ投影される。図から明らかなように、投影口Mから傾斜スクリーン上の点Br〜Erまでの距離は、初期設定されている正対スクリーン上の点Bv〜Evまでの距離とは異なる。したがって、補正値生成部44は、投影口Mから正対スクリーン400上の各点までの距離Lvと、投影口Mから傾斜スクリーン410上の各点までの距離Lrとの距離比を求めることで、補正ゲインを算出することができる。   In this state, when the inclined screen 410 is arranged instead of the facing screen 400, the points Bv, Cv, Dv, Ev on the facing screen are projected as points Br, Cr, Dr, Er on the inclined screen, respectively. As is apparent from the figure, the distance from the projection port M to the points Br to Er on the inclined screen is different from the initially set distance from the points Bv to Ev on the facing screen. Therefore, the correction value generation unit 44 obtains a distance ratio between the distance Lv from the projection port M to each point on the facing screen 400 and the distance Lr from the projection port M to each point on the inclined screen 410. The correction gain can be calculated.

この距離比は、以下のような手順で求められる。図14において、投影口Mを原点としたx−y直交座標を考える。そして、正対スクリーンがy=b、傾斜スクリーンがy=ax+c(a〜cは実数)の直線で表せるとする。正対スクリーン上への投影は等間隔になされるので、投影口Mから正対スクリーン上の点(図では点Dv)までの距離Lvは、三平方の定理から求められる。点Dvに対応する傾斜スクリーン上の点Drまでの距離Lrは、投影口Mと点Dvを結ぶ直線と、傾斜スクリーンを表す直線y=ax+bとの交点から求めることができる。このようにして、正対スクリーン上の各点に対する補正ゲイン=Lr/Lvを演算することができる。図15は、傾斜スクリーン位置における補正ゲインのx−y平面上分布の例を示しており、図中左下の点がスクリーンの左端に相当する。図から分かるように、補正ゲインは、スクリーンの左端から右端に向けて二次関数的に増加する形となる。   This distance ratio is obtained by the following procedure. In FIG. 14, xy orthogonal coordinates with the projection port M as the origin are considered. It is assumed that the straight screen is represented by a straight line y = b and the inclined screen is represented by a straight line y = ax + c (a to c are real numbers). Since the projection on the facing screen is equally spaced, the distance Lv from the projection port M to the point on the facing screen (point Dv in the figure) can be obtained from the three-square theorem. The distance Lr to the point Dr on the inclined screen corresponding to the point Dv can be obtained from the intersection of the straight line connecting the projection port M and the point Dv and the straight line y = ax + b representing the inclined screen. In this way, the correction gain = Lr / Lv for each point on the facing screen can be calculated. FIG. 15 shows an example of the distribution on the xy plane of the correction gain at the tilted screen position, and the lower left point in the figure corresponds to the left end of the screen. As can be seen from the figure, the correction gain increases in a quadratic function from the left end to the right end of the screen.

10 投写部、 11 光源、 12 光変調部、 13 フォーカスレンズ、 20 レンズ駆動部、 30 撮像部、 31 固体撮像素子、 32 信号処理回路、 40 画像解析部、 41 スクリーン位置検出部、 42 辺比率算出部、 43 光量比率算出部、 44 補正値生成部、 50 撮像画像信号補正部、 60 台形歪み補正部、 61 エッジ抽出部、 62 歪み検出部、 63 映像信号補正部、 64 閾値補正部、 70 オートフォーカス調整部、 71 検出領域設定部、 72 ハイパスフィルタ、 73 積算部、 74 レンズ位置決定部、 75 閾値補正部、 82 画像メモリ、 83 映像信号補正部、 84 映像信号設定部、 86 駆動信号設定部、 100 制御装置、 200 投写型映像表示装置、 300 スクリーン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projection part, 11 Light source, 12 Light modulation part, 13 Focus lens, 20 Lens drive part, 30 Imaging part, 31 Solid-state image sensor, 32 Signal processing circuit, 40 Image analysis part, 41 Screen position detection part, 42 Side ratio calculation Unit, 43 light quantity ratio calculation unit, 44 correction value generation unit, 50 captured image signal correction unit, 60 trapezoidal distortion correction unit, 61 edge extraction unit, 62 distortion detection unit, 63 video signal correction unit, 64 threshold correction unit, 70 auto Focus adjustment unit, 71 detection area setting unit, 72 high-pass filter, 73 integration unit, 74 lens position determination unit, 75 threshold correction unit, 82 image memory, 83 video signal correction unit, 84 video signal setting unit, 86 drive signal setting unit , 100 control device, 200 projection type image display device, 300 s Lean.

Claims (6)

スクリーンに映像を投写する投写部と、前記スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、
前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの対向する二辺のそれぞれの長さを測定し、それら二辺の長さの比率を算出する辺比率算出部と、
前記辺比率算出部により算出された比率にもとづいて、設置されているスクリーンの、前記二辺のうちの一方の辺に投影された光量と、他方の辺に投影された光量との比率を算出する光量比率算出部と、
前記光量比率算出部により算出された比率に応じた補正値を生成する補正値生成部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
A control device to be mounted on a projection display apparatus comprising: a projection unit that projects an image on a screen; and an imaging unit for imaging the screen,
A side ratio calculation unit that measures the lengths of two opposite sides of the screen captured in the image captured by the imaging unit, and calculates a ratio of the lengths of the two sides;
Based on the ratio calculated by the side ratio calculation unit, the ratio of the light amount projected on one of the two sides of the installed screen and the light amount projected on the other side is calculated. A light quantity ratio calculation unit to perform,
A correction value generation unit that generates a correction value according to the ratio calculated by the light amount ratio calculation unit;
A control device comprising:
前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの画像の輝度レベルが平坦化されるよう、前記撮像部から出力される画素信号を、前記補正値を用いて補正する撮像画像信号補正部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。   A captured image signal correction unit that corrects a pixel signal output from the imaging unit using the correction value so that a luminance level of a screen image captured in the image captured by the imaging unit is flattened; The control device according to claim 1, further comprising: 前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの画像の輝度レベルが平坦であると擬制されるよう、前記撮像部から出力される画像信号からエッジまたは高周波成分を検出するための閾値を、前記補正値を用いて補正する閾値補正部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。   A threshold for detecting an edge or a high-frequency component from the image signal output from the imaging unit, so that the luminance level of the screen image captured in the image captured by the imaging unit is assumed to be flat, The control device according to claim 1, further comprising a threshold correction unit that corrects the correction value using the correction value. 前記スクリーン面上に投影される光量が平坦化されるよう、前記スクリーンに投影すべき映像信号を、前記補正値を用いて補正する映像信号補正部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。   2. The video signal correction unit according to claim 1, further comprising: a video signal correction unit that corrects a video signal to be projected on the screen using the correction value so that the amount of light projected on the screen surface is flattened. The control device described. 前記辺比率算出部は、前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの上辺、下辺、左辺および右辺のそれぞれの長さを測定し、上辺と下辺の長さの比率および左辺と右辺の長さの比率をそれぞれ算出し、
前記光量比率算出部は、前記上辺と下辺の長さの比率にもとづいて、前記スクリーンの上辺に投影された光量と下辺に投影された光量との比率を算出し、前記左辺と右辺の長さの比率にもとづいて、前記スクリーンの左辺に投影された光量と右辺に投影された光量との比率を算出し、
前記補正値生成部は、前記光量比率算出部により算出された二つの比率に応じた補正値を生成することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の制御装置。
The side ratio calculation unit measures the lengths of the upper side, the lower side, the left side, and the right side of the screen captured in the image captured by the imaging unit, the ratio of the lengths of the upper side and the lower side, and the left side and the right side Calculate length ratios respectively,
The light amount ratio calculation unit calculates a ratio between the light amount projected on the upper side of the screen and the light amount projected on the lower side based on the ratio of the length of the upper side and the lower side, and the length of the left side and the right side Based on the ratio, the ratio of the amount of light projected on the left side of the screen and the amount of light projected on the right side is calculated,
5. The control device according to claim 1, wherein the correction value generation unit generates a correction value according to the two ratios calculated by the light amount ratio calculation unit.
スクリーンに映像を投写する投写部と、
前記スクリーンを撮像するための撮像部と、
請求項1から5のいずれかに記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
A projection unit that projects an image on a screen;
An imaging unit for imaging the screen;
A control device according to any one of claims 1 to 5;
A projection-type image display device comprising:
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013190671A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Ricoh Co Ltd Image projection device, brightness processing method, and program
WO2013140795A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Seiko Epson Corporation Image processing device, projector, and method of controlling projector
WO2013140794A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Seiko Epson Corporation Image processing device, projector, and method of controlling projector
JP2014057133A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Seiko Epson Corp Image processing device, projector, and image processing method
US9215431B2 (en) 2012-03-08 2015-12-15 Seiko Epson Corporation Image processing apparatus, projector and control method of projector
US10447981B2 (en) 2017-08-30 2019-10-15 Himax Technologies Limited Active alignment equipment and associated method for testing a plurality of projector modules
CN113810673A (en) * 2021-09-24 2021-12-17 当趣网络科技(杭州)有限公司 Projector uniformity testing method and device and computer readable storage medium
WO2023045118A1 (en) * 2021-09-22 2023-03-30 歌尔股份有限公司 Projector brightness adjustment method and device, and medium and computer program product

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000196978A (en) * 1998-12-24 2000-07-14 Seiko Epson Corp Projection type display device and image processing method therefor
JP2005150859A (en) * 2003-11-11 2005-06-09 Canon Inc Image projecting apparatus
JP2006087037A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Sharp Corp Projector
JP2009216767A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Seiko Epson Corp Projector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000196978A (en) * 1998-12-24 2000-07-14 Seiko Epson Corp Projection type display device and image processing method therefor
JP2005150859A (en) * 2003-11-11 2005-06-09 Canon Inc Image projecting apparatus
JP2006087037A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Sharp Corp Projector
JP2009216767A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Seiko Epson Corp Projector

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9215431B2 (en) 2012-03-08 2015-12-15 Seiko Epson Corporation Image processing apparatus, projector and control method of projector
JP2013190671A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Ricoh Co Ltd Image projection device, brightness processing method, and program
US9426436B2 (en) 2012-03-21 2016-08-23 Seiko Epson Corporation Image processing device, projector, and method of controlling projector
WO2013140795A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Seiko Epson Corporation Image processing device, projector, and method of controlling projector
WO2013140794A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Seiko Epson Corporation Image processing device, projector, and method of controlling projector
JP2013195741A (en) * 2012-03-21 2013-09-30 Seiko Epson Corp Image processing apparatus, projector, and method of controlling projector
KR20140137445A (en) 2012-03-21 2014-12-02 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Image processing device, projector, and method of controlling projector
KR20140139014A (en) 2012-03-21 2014-12-04 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Image processing device, projector, and method of controlling projector
US9762869B2 (en) 2012-03-21 2017-09-12 Seiko Epson Corporation Image processing device, projector, and method of controlling projector
KR101640090B1 (en) 2012-03-21 2016-07-15 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Image processing device, projector, and method of controlling projector
KR101640096B1 (en) 2012-03-21 2016-07-15 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Image processing device, projector, and method of controlling projector
JP2014057133A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Seiko Epson Corp Image processing device, projector, and image processing method
US9383635B2 (en) 2012-09-11 2016-07-05 Seiko Epson Corporation Image processing device, projector, and image processing method
US10447981B2 (en) 2017-08-30 2019-10-15 Himax Technologies Limited Active alignment equipment and associated method for testing a plurality of projector modules
WO2023045118A1 (en) * 2021-09-22 2023-03-30 歌尔股份有限公司 Projector brightness adjustment method and device, and medium and computer program product
CN113810673A (en) * 2021-09-24 2021-12-17 当趣网络科技(杭州)有限公司 Projector uniformity testing method and device and computer readable storage medium
CN113810673B (en) * 2021-09-24 2023-05-30 当趣网络科技(杭州)有限公司 Projector uniformity testing method and device and computer readable storage medium

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