JP2013098712A - Projection type video display device and image adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源から出射される光を変調するように構成された光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写するように構成された投写ユニットとを有する投写型映像表示装置およびこの投写型映像表示装置に適用される画像調整方法に関する。 The present invention relates to a projection type having a light modulation element configured to modulate light emitted from a light source, and a projection unit configured to project light emitted from the light modulation element onto a projection surface. The present invention relates to a video display device and an image adjustment method applied to the projection video display device.
従来、光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置が知られている。ここで、投写型映像表示装置と投写面との位置関係によっては、投写面上に投写される映像の形状が歪んでしまう。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a projection display apparatus including a light modulation element that modulates light emitted from a light source and a projection unit that projects light emitted from the light modulation element onto a projection surface. Here, depending on the positional relationship between the projection display apparatus and the projection plane, the shape of the image projected on the projection plane is distorted.
これに対して、以下の手順で映像の形状を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。第１に、投写型映像表示装置は、長方形形状のテストパターン画像を投写面上に投写する。第２に、投写型映像表示装置は、投写面上に投写されたテストパターン画像を撮像して、投写面におけるテストパターン画像の４隅の座標を特定する。第３に、投写型映像表示装置は、投写面におけるテストパターン画像の４隅の座標に基づいて、投写型映像表示装置と投写面との位置関係を特定して、投写面上に投写される映像の形状を調整する。 On the other hand, a method for adjusting the shape of an image in the following procedure has been proposed (for example, Patent Document 1). First, the projection display apparatus projects a rectangular test pattern image on a projection surface. Secondly, the projection display apparatus captures the test pattern image projected on the projection plane, and specifies the coordinates of the four corners of the test pattern image on the projection plane. Third, the projection display apparatus specifies the positional relationship between the projection display apparatus and the projection plane based on the coordinates of the four corners of the test pattern image on the projection plane, and projects the projection onto the projection plane. Adjust the shape of the image.
ところで、テストパターン画像を撮像素子で撮像するときに、外光（太陽光や室内灯による光）が明るい場合や、投写型映像表示装置ら投写面までの距離（投写距離）が長い場合がある。このような場合には、撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストが低下してしまい、テストパターン画像からの座標の特定が困難になる。座標の特定が正確ではないと、その後の映像の形状を調整する処理の精度も低下してしまう。 By the way, when a test pattern image is picked up by an image pickup device, the outside light (sunlight or light from room light) may be bright or the distance from the projection display device to the projection surface (projection distance) may be long. . In such a case, the contrast of the picked-up image picked up by the image pickup device is lowered, and it becomes difficult to specify the coordinates from the test pattern image. If the coordinates are not specified accurately, the accuracy of the subsequent process of adjusting the shape of the video will also be reduced.
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、外光の影響が大きい場合や投写距離が長い場合であっても、高い精度で映像の形状調整を可能とする投写型映像表示装置及び画像調整方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and enables projections that can adjust the shape of an image with high accuracy even when the influence of outside light is large or the projection distance is long. An object of the present invention is to provide an image display apparatus and an image adjustment method.
本発明の一の特徴は、光源（例えば、光源１０）から出射される光を変調する光変調素子（例えば、液晶パネル５０）と、前記光変調素子から出射される光を投写面（例えば、投写面４００）上に投写する投写ユニット（例えば、投写ユニット１１０）とを有する投写型映像表示装置（例えば、投写型映像表示装置１００）である。この投写型映像表示装置において、所定のパターン画像を表示するように前記光変調素子を制御する素子制御部（例えば、素子制御部２６０）と、前記投写面上に投写された前記所定パターン画像を撮像する撮像素子（例えば、撮像素子３００）と、前記撮像素子によって撮像された撮像画像に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出する算出部（例えば、算出部２５０）と、前記算出部によって算出された位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整する調整部（例えば、調整部２８０）と、を備える。そして、前記撮像素子が前記所定パターン画像を撮像するときに、前記撮像画像のコントラストを高くする処理を行うことを要旨とする。 One feature of the present invention is that a light modulation element (for example, the liquid crystal panel 50) that modulates light emitted from a light source (for example, the light source 10), and a projection surface (for example, light emitted from the light modulation element). A projection display apparatus (for example, the projection display apparatus 100) having a projection unit (for example, the projection unit 110) that projects onto the projection plane 400). In the projection display apparatus, an element control unit (for example, an element control unit 260) that controls the light modulation element to display a predetermined pattern image, and the predetermined pattern image projected on the projection surface. A calculation unit (for example, a calculation unit) that calculates a positional relationship between the projection display apparatus and the projection plane based on an image sensor (for example, the image sensor 300) to be imaged and a captured image captured by the image sensor. 250) and an adjustment unit (for example, adjustment unit 280) that adjusts an image projected on the projection surface based on the positional relationship calculated by the calculation unit. The gist of the invention is that when the image pickup device picks up the predetermined pattern image, processing for increasing the contrast of the picked-up image is performed.
形状調整、ズーム調整、フォーカス調整を行うための各種パターン画像を投写したときに、外光（太陽光や室内灯による光）が明るい場合や、投写型映像表示装置ら投写面までの距離（投写距離）が長い場合がある。外光の影響が大きい場合や投写距離が長い場合には、撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストが低下してしまい、上記の各種調整のための検出精度が低下してしまう虞がある。かかる特徴によれば、撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストが向上するので、高い検出精度を維持することが可能となる。 When various pattern images for shape adjustment, zoom adjustment, and focus adjustment are projected, the external light (sunlight or light from room lights) is bright, or the distance from the projection display to the projection surface (projection Distance) may be long. When the influence of outside light is large or the projection distance is long, the contrast of the captured image captured by the image sensor is lowered, and the detection accuracy for the various adjustments described above may be lowered. According to this feature, the contrast of the captured image captured by the image sensor is improved, so that high detection accuracy can be maintained.
上記の投写型映像表示装置において、撮像画像のコントラストを高くする処理は、前記光変調素子に入射する光の光量を増加させる処理（例えば、ステップ５２０、６２０）であることを要旨とする。これにより、投写面に投写されるパターン画像のコントラストが向上するので、撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストも向上させることができる。 In the above projection display apparatus, the gist of the process of increasing the contrast of the captured image is a process of increasing the amount of light incident on the light modulation element (for example, steps 520 and 620). Thereby, since the contrast of the pattern image projected on a projection surface improves, the contrast of the captured image imaged with an image pick-up element can also be improved.
上記の投写型映像表示装置において、撮像画像のコントラストを高くする処理は、前記撮像素子の露光時間を増加させる処理（例えば、ステップ７２０）であることを要旨とする。これにより、撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを向上させることができる。 In the above projection display apparatus, the gist of the process of increasing the contrast of the captured image is a process of increasing the exposure time of the image sensor (for example, step 720). Thereby, the contrast of the captured image imaged with an image pick-up element can be improved.
本発明の他の特徴は、光源（例えば、光源１０）から出射される光を変調する光変調素子（例えば、液晶パネル５０）と、前記光変調素子から出射される光を投写面（例えば、投写面４００）上に投写する投写ユニット（例えば、投写ユニット１１０）とを有する投写型映像表示装置（例えば、投写型映像表示装置１００）に適用される画像調整方法である。この画像調整方法において、所定のパターン画像を前記投写面上に表示する表示ステップ（例えば、ステップ３１６）と、前記投写面上に投写された前記所定パターン画像を撮像する撮像ステップ（例えば、ステップ３１７）と、前記撮像ステップにおいて撮像された撮像画像に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出する算出ステップ（例えば、ステップ３２０）と、前記算出ステップにおいて算出された位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整する調整ステップ（例えば、ステップ４００）と、を備える。そして、前記撮像素子が前記所定パターン画像を撮像するときに、前記撮像画像のコントラストを高くするステップ（例えば、ステップ５２０、６２０、７２０）を含むことを要旨とする。 Another feature of the present invention is that a light modulation element (for example, the liquid crystal panel 50) that modulates light emitted from a light source (for example, the light source 10) and a projection surface (for example, light emitted from the light modulation element). This is an image adjustment method applied to a projection display apparatus (for example, projection display apparatus 100) having a projection unit (for example, projection unit 110) that projects onto the projection plane 400). In this image adjustment method, a display step (for example, step 316) for displaying a predetermined pattern image on the projection surface, and an imaging step (for example, step 317) for capturing the predetermined pattern image projected on the projection surface. ), A calculation step (for example, step 320) for calculating the positional relationship between the projection display apparatus and the projection plane based on the captured image captured in the imaging step, and the calculation step An adjustment step (for example, step 400) for adjusting an image projected on the projection plane based on the positional relationship. The gist of the invention includes a step of increasing the contrast of the captured image (for example, steps 520, 620, and 720) when the imaging element captures the predetermined pattern image.
かかる特徴によれば、ユーザが外光の影響や投写距離などに注意を払うことなく、高い検出精度を維持することが可能となる。 According to this feature, high detection accuracy can be maintained without the user paying attention to the influence of external light, the projection distance, and the like.
本発明によれば、外光の影響が大きい場合や投写距離が長い場合であっても、高い精度で映像の形状調整を可能とする投写型映像表示装置及び画像調整方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a projection display apparatus and an image adjustment method capable of adjusting the shape of an image with high accuracy even when the influence of external light is large or the projection distance is long. .
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。 Hereinafter, a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
［実施形態の概要］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを有するものである。この投写型映像表示装置は、所定のパターン画像を表示するように光変調素子を制御する素子制御部と、投写面上に投写された所定パターン画像を撮像する撮像素子と、撮像素子によって撮像された撮像画像に基づいて、投写型映像表示装置と投写面との位置関係を算出する算出部と、算出部によって算出された位置関係に基づいて、投写面上に投写される映像を調整する調整部と、を備える。
[Outline of Embodiment]
The projection display apparatus according to the embodiment includes a light modulation element that modulates light emitted from a light source, and a projection unit that projects light emitted from the light modulation element onto a projection surface. The projection display apparatus is imaged by an element control unit that controls a light modulation element so as to display a predetermined pattern image, an image pickup element that picks up a predetermined pattern image projected on a projection plane, and an image pickup element. A calculation unit that calculates a positional relationship between the projection display apparatus and the projection surface based on the captured image, and an adjustment that adjusts an image projected on the projection surface based on the positional relationship calculated by the calculation unit A section.
そして、撮像素子が所定パターン画像を撮像するときに、撮像画像のコントラストを高くする処理を行うものである。具体的には、１）光源の光量を上げる、２）遮光手段（調光手段）を開状態とする、３）光源をより光量が得られる駆動方法で駆動する、といった処理を行うことにより、光変調素子に入射する光の光量を増加させる処理が挙げられる。あるいは、撮像素子の露光時間を長くすることも有効である。 And when an image pick-up element images a predetermined pattern image, the process which raises the contrast of a captured image is performed. Specifically, by performing processing such as 1) increasing the light amount of the light source, 2) opening the light shielding means (light control means), and 3) driving the light source with a driving method that can obtain more light amount, A process for increasing the amount of light incident on the light modulation element is mentioned. Alternatively, it is also effective to increase the exposure time of the image sensor.
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の概略）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略を示す図である。
[First Embodiment]
(Outline of projection display device)
Hereinafter, the projection display apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a projection display apparatus 100 according to the first embodiment.
図１に示すように、投写型映像表示装置１００には、撮像素子３００が設けられる。また、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に映像光を投写する。 As shown in FIG. 1, the projection display apparatus 100 is provided with an image sensor 300. The projection display apparatus 100 projects image light on the projection plane 400.
撮像素子３００は、投写面４００を撮像するように構成される。すなわち、撮像素子３００は、投写型映像表示装置１００によって投写面４００上に投写された映像光の反射光を検出するように構成される。撮像素子３００は、投写型映像表示装置１００に対して、撮像画像を所定ラインに沿って出力する。撮像素子３００は、投写型映像表示装置１００に内蔵されていてもよく、投写型映像表示装置１００と併設されていてもよい。 The image sensor 300 is configured to image the projection plane 400. That is, the image sensor 300 is configured to detect reflected light of the image light projected on the projection plane 400 by the projection display apparatus 100. The image sensor 300 outputs a captured image along a predetermined line to the projection display apparatus 100. The image sensor 300 may be built in the projection display apparatus 100 or may be provided with the projection display apparatus 100.
投写面４００は、スクリーンなどによって構成される。投写型映像表示装置１００が映像光を投写可能な範囲（投写可能範囲４１０）は、投写面４００上に形成される。また、投写面４００は、スクリーンの外枠などによって構成される表示枠４２０を有する。 The projection plane 400 is configured by a screen or the like. The range in which the projection display apparatus 100 can project image light (projectable range 410) is formed on the projection plane 400. Further, the projection plane 400 has a display frame 420 constituted by an outer frame of the screen.
第１実施形態では、投写型映像表示装置１００の光軸Ｎが投写面４００の法線Ｍと一致しないケースについて例示する。例えば、光軸Ｎと法線Ｍとが角度θを構成するケースについて例示する。 In the first embodiment, a case where the optical axis N of the projection display apparatus 100 does not coincide with the normal line M of the projection plane 400 is illustrated. For example, a case where the optical axis N and the normal line M form an angle θ is illustrated.
すなわち、第１実施形態では、光軸Ｎが法線Ｍと一致しないため、投写可能範囲４１０（投写面４００上に表示される映像）が歪んでしまう。第１実施形態では、このような投写可能範囲４１０の歪みを補正する方法について主として説明する。 That is, in the first embodiment, since the optical axis N does not coincide with the normal line M, the projectable range 410 (image displayed on the projection plane 400) is distorted. In the first embodiment, a method for correcting such distortion in the projectable range 410 will be mainly described.
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
(Configuration of projection display device)
Hereinafter, the projection display apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the projection display apparatus 100 according to the first embodiment.
図２に示すように、投写型映像表示装置１００は、投写ユニット１１０と、照明装置１２０とを有する。 As shown in FIG. 2, the projection display apparatus 100 includes a projection unit 110 and an illumination device 120.
投写ユニット１１０は、照明装置１２０から出射された映像光を投写面（不図示）上などに投写する。 The projection unit 110 projects the image light emitted from the illumination device 120 onto a projection surface (not shown).
第１に、照明装置１２０は、光源１０と、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０と、フライアイレンズユニット３０と、ＰＢＳアレイ４０と、複数の液晶パネル５０（液晶パネル５０Ｒ、液晶パネル５０Ｇ及び液晶パネル５０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム６０とを有する。 First, the illumination device 120 includes a light source 10, a UV / IR cut filter 20, a fly-eye lens unit 30, a PBS array 40, and a plurality of liquid crystal panels 50 (a liquid crystal panel 50R, a liquid crystal panel 50G, and a liquid crystal panel 50B). ) And a cross dichroic prism 60.
光源１０は、白色光を発する光源（例えば、ＵＨＰランプやキセノンランプ）などである。すなわち、光源１０が発する白色光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。 The light source 10 is a light source that emits white light (for example, a UHP lamp or a xenon lamp). That is, the white light emitted from the light source 10 includes red component light R, green component light G, and blue component light B.
ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０は、可視光成分（赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂ）を透過する。ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０は、赤外光成分や紫外光成分を遮光する。 The UV / IR cut filter 20 transmits visible light components (red component light R, green component light G, and blue component light B). The UV / IR cut filter 20 shields infrared light components and ultraviolet light components.
フライアイレンズユニット３０は、光源１０が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット３０は、フライアイレンズ３１及びフライアイレンズ３２によって構成される。フライアイレンズ３１及びフライアイレンズ３２は、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源１０が発する光が液晶パネル５０の全面に照射されるように、光源１０が発する光を集光する。 The fly-eye lens unit 30 makes the light emitted from the light source 10 uniform. Specifically, the fly eye lens unit 30 includes a fly eye lens 31 and a fly eye lens 32. The fly-eye lens 31 and the fly-eye lens 32 are each composed of a plurality of minute lenses. Each microlens condenses the light emitted from the light source 10 so that the light emitted from the light source 10 is irradiated on the entire surface of the liquid crystal panel 50.
ＰＢＳアレイ４０は、フライアイレンズユニット３０から出射された光の偏光状態を揃える。例えば、ＰＢＳアレイ４０は、フライアイレンズユニット３０から出射された光をＳ偏光（又はＰ偏光）に揃える。 The PBS array 40 aligns the polarization state of the light emitted from the fly-eye lens unit 30. For example, the PBS array 40 aligns the light emitted from the fly-eye lens unit 30 with S-polarized light (or P-polarized light).
液晶パネル５０Ｒは、赤出力信号Ｒｏｕｔに基づいて赤成分光Ｒを変調する。液晶パネル５０Ｒに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５２Ｒが設けられている。液晶パネル５０Ｒから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５３Ｒが設けられている。 The liquid crystal panel 50R modulates red component light R on the basis of the red output signal R out. An incident-side polarizing plate that transmits light having one polarization direction (for example, S-polarized light) and shields light having another polarization direction (for example, P-polarized light) on the side on which light is incident on the liquid crystal panel 50R. 52R is provided. On the side from which light is emitted from the liquid crystal panel 50R, the exit-side polarizing plate that blocks light having one polarization direction (for example, S-polarized light) and transmits light having another polarization direction (for example, P-polarized light). 53R is provided.
液晶パネル５０Ｇは、緑出力信号Ｇｏｕｔに基づいて緑成分光Ｇを変調する。液晶パネル５０Ｇに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５２Ｇが設けられる。一方で、液晶パネル５０Ｇから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５３Ｇが設けられる。 The liquid crystal panel 50G modulates the green component light G based on the green output signal Gout . An incident-side polarizing plate that transmits light having one polarization direction (for example, S-polarized light) and shields light having another polarization direction (for example, P-polarized light) on the side on which light enters the liquid crystal panel 50G. 52G is provided. On the other hand, on the side where the light is emitted from the liquid crystal panel 50G, light having one polarization direction (for example, S-polarized light) is shielded and light having another polarization direction (for example, P-polarized light) is transmitted. A side polarizing plate 53G is provided.
液晶パネル５０Ｂは、青出力信号Ｂｏｕｔに基づいて青成分光Ｂを変調する。液晶パネル５０Ｂに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５２Ｂが設けられる。一方で、液晶パネル５０Ｂから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５３Ｂが設けられる。 The liquid crystal panel 50B modulates blue component light B, based on the blue output signal B out. An incident side polarizing plate that transmits light having one polarization direction (for example, S-polarized light) and shields light having another polarization direction (for example, P-polarized light) on the side on which light is incident on the liquid crystal panel 50B. 52B is provided. On the other hand, on the side from which light is emitted from the liquid crystal panel 50B, light having one polarization direction (for example, S-polarized light) is shielded and light having another polarization direction (for example, P-polarized light) is transmitted. A side polarizing plate 53B is provided.
なお、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔは、映像出力信号を構成する。映像出力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎の信号である。 The red output signal Rout , the green output signal Gout, and the blue output signal Bout constitute a video output signal. The video output signal is a signal for each of a plurality of pixels constituting one frame.
ここで、各液晶パネル５０には、コントラスト比や透過率を向上させる補償板（不図示）が設けられていてもよい。また、各偏光板は、偏光板に入射する光の光量や熱負担を軽減させるプリ偏光板を有していてもよい。 Here, each liquid crystal panel 50 may be provided with a compensation plate (not shown) for improving the contrast ratio and the transmittance. Each polarizing plate may have a pre-polarizing plate that reduces the amount of light incident on the polarizing plate and the thermal burden.
クロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５０Ｒ、液晶パネル５０Ｇ及び液晶パネル５０Ｂから出射される光を合成する色合成部を構成する。クロスダイクロイックプリズム６０から出射された合成光は、投写ユニット１１０に導かれる。 The cross dichroic prism 60 constitutes a color combining unit that combines light emitted from the liquid crystal panel 50R, the liquid crystal panel 50G, and the liquid crystal panel 50B. The combined light emitted from the cross dichroic prism 60 is guided to the projection unit 110.
第２に、照明装置１２０は、ミラー群（ミラー７１〜ミラー７６）及びレンズ群（レンズ８１〜レンズ８５）を有する。 2ndly, the illuminating device 120 has a mirror group (mirror 71-mirror 76) and a lens group (lens 81-lens 85).
ミラー７１は、青成分光Ｂを透過して、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー７２は、赤成分光Ｒを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー７１及びミラー７２は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを分離する色分離部を構成する。 The mirror 71 is a dichroic mirror that transmits the blue component light B and reflects the red component light R and the green component light G. The mirror 72 is a dichroic mirror that transmits the red component light R and reflects the green component light G. The mirror 71 and the mirror 72 constitute a color separation unit that separates the red component light R, the green component light G, and the blue component light B.
ミラー７３は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを反射して、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂをミラー７１側に導く。ミラー７４は、青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル５０Ｂ側に導く。ミラー７５及びミラー７６は、赤成分光Ｒを反射して、赤成分光Ｒを液晶パネル５０Ｒ側に導く。 The mirror 73 reflects the red component light R, the green component light G, and the blue component light B, and guides the red component light R, the green component light G, and the blue component light B to the mirror 71 side. The mirror 74 reflects the blue component light B and guides the blue component light B to the liquid crystal panel 50B side. The mirror 75 and the mirror 76 reflect the red component light R and guide the red component light R to the liquid crystal panel 50R side.
レンズ８１は、ＰＢＳアレイ４０から出射された光を集光するコンデンサレンズである。レンズ８２は、ミラー７３で反射された光を集光するコンデンサレンズである。 The lens 81 is a condenser lens that collects the light emitted from the PBS array 40. The lens 82 is a condenser lens that collects the light reflected by the mirror 73.
レンズ８３Ｒは、液晶パネル５０Ｒに赤成分光Ｒが照射されるように、赤成分光Ｒを略平行光化する。レンズ８３Ｇは、液晶パネル５０Ｇに緑成分光Ｇが照射されるように、緑成分光Ｇを略平行光化する。レンズ８３Ｂは、液晶パネル５０Ｂに青成分光Ｂが照射されるように、青成分光Ｂを略平行光化する。 The lens 83R collimates the red component light R so that the liquid crystal panel 50R is irradiated with the red component light R. The lens 83G collimates the green component light G so that the liquid crystal panel 50G is irradiated with the green component light G. The lens 83B collimates the blue component light B so that the liquid crystal panel 50B is irradiated with the blue component light B.
レンズ８４及びレンズ８５は、赤成分光Ｒの拡大を抑制しながら、液晶パネル５０Ｒ上に赤成分光Ｒを略結像するリレーレンズである。 The lens 84 and the lens 85 are relay lenses that substantially image the red component light R on the liquid crystal panel 50R while suppressing the expansion of the red component light R.
（制御ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。制御ユニット２００は、投写型映像表示装置１００に設けられており、投写型映像表示装置１００を制御する。
(Configuration of control unit)
The control unit according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the control unit 200 according to the first embodiment. The control unit 200 is provided in the projection display apparatus 100 and controls the projection display apparatus 100.
なお、制御ユニット２００は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。映像入力信号は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎによって構成される。映像出力信号は、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔによって構成される。映像入力信号及び映像出力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎に入力される信号である。 The control unit 200 converts the video input signal into a video output signal. The video input signal includes a red input signal R in , a green input signal G in, and a blue input signal B in . The video output signal includes a red output signal Rout , a green output signal Gout, and a blue output signal Bout . The video input signal and the video output signal are signals input for each of a plurality of pixels constituting one frame.
図３に示すように、制御ユニット２００は、映像信号受付部２１０と、記憶部２２０と、取得部２３０と、特定部２４０と、算出部２５０と、素子制御部２６０と、投写ユニット調整部２７０とを有する。 As shown in FIG. 3, the control unit 200 includes a video signal receiving unit 210, a storage unit 220, an acquisition unit 230, a specifying unit 240, a calculation unit 250, an element control unit 260, and a projection unit adjustment unit 270. And have.
映像信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部装置（不図示）から映像入力信号を受付ける。 The video signal receiving unit 210 receives a video input signal from an external device (not shown) such as a DVD or a TV tuner.
記憶部２２０は、各種情報を記憶する。具体的には、記憶部２２０は、表示枠４２０を検出するために用いる枠検出パターン画像、フォーカスを調整するために用いるフォーカス調整画像、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出するために用いるテストパターン画像を記憶する。或いは、記憶部２２０は、露光値を調整するために用いる露光調整画像を記憶してもよい。 The storage unit 220 stores various information. Specifically, the storage unit 220 displays a frame detection pattern image used for detecting the display frame 420, a focus adjustment image used for adjusting the focus, and the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400. A test pattern image used for calculation is stored. Or the memory | storage part 220 may memorize | store the exposure adjustment image used in order to adjust an exposure value.
テストパターン画像は、３つ以上の交点を構成する３つ以上の線分のそれぞれの少なくとも一部分を構成する画像である。また、３つ以上の線分は、所定ラインに対して傾きを有する。 The test pattern image is an image constituting at least a part of each of three or more line segments constituting three or more intersections. Further, the three or more line segments have an inclination with respect to the predetermined line.
なお、撮像素子３００は、上述したように、撮像画像を所定ラインに沿って出力する。例えば、所定ラインは、水平方向の画素列であり、所定ラインの向きは、水平方向である。 Note that the imaging element 300 outputs the captured image along a predetermined line as described above. For example, the predetermined line is a horizontal pixel row, and the direction of the predetermined line is the horizontal direction.
以下において、テストパターン画像の一例について、図４〜図７を参照しながら説明する。図４〜図７に示すように、テストパターン画像は、４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）を構成する４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する画像である。第１実施形態では、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、濃淡或いは明暗の差（エッジ）によって表される。 Hereinafter, an example of the test pattern image will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 4 to 7, the test pattern image is an image that constitutes at least a portion of four line segments which constitute the four intersections (P s 1~P s 4) ( L s 1~L s 4) It is. In the first embodiment, the four line segments (L s 1 to L s 4) are represented by a difference (edge) between light and shade or light and dark.
詳細には、図４に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び白抜きの菱形であってもよい。ここで、白抜きの菱形の４辺は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。 Specifically, as shown in FIG. 4, the test pattern image may have a black background and a white diamond. Here, the four sides of the white diamond form at least a part of four line segments (L s 1 to L s 4). Incidentally, the four line segments (L s 1 to L s 4) have an inclination relative to the predetermined line (horizontal direction).
或いは、図５に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び白抜きの線分であってもよい。白抜きの線分は、図４に示す白抜きの菱形の４辺の一部分を構成する。ここで、白抜きの線分は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。 Alternatively, as shown in FIG. 5, the test pattern image may be a black background and a white line segment. The white line segments constitute a part of the four sides of the white diamond shown in FIG. Here, the white line segment constitutes at least a part of four line segments (L s 1 to L s 4). Incidentally, the four line segments (L s 1 to L s 4) have an inclination relative to the predetermined line (horizontal direction).
或いは、図６に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び１対の白抜きの三角形であってもよい。ここで、１対の白抜きの三角形の２辺は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。 Alternatively, as shown in FIG. 6, the test pattern image may be a black background and a pair of white triangles. Here, the two sides of the pair of white triangles constitute at least a part of the four line segments (L s 1 to L s 4). Incidentally, the four line segments (L s 1 to L s 4) have an inclination relative to the predetermined line (horizontal direction).
或いは、図７に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び白抜きの線分であってもよい。ここで、白抜きの線分は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。図７に示すように、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）によって構成される４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）は、投写可能範囲４１０の外側に設けられてもよい。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。 Alternatively, as shown in FIG. 7, the test pattern image may be a black background and a white line segment. Here, the white line segment constitutes at least a part of four line segments (L s 1 to L s 4). As shown in FIG. 7, four intersections formed by four line segments (L s 1~L s 4) ( P s 1~P s 4) may be provided outside the projection range 410 . Incidentally, the four line segments (L s 1 to L s 4) have an inclination relative to the predetermined line (horizontal direction).
取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力される撮像画像を取得する。例えば、取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力される枠検出パターン画像の撮像画像を取得する。取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力されるフォーカス調整画像の撮像画像を取得する。取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力されるテストパターン画像の撮像画像を取得する。或いは、取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力される露光調整画像の撮像画像を取得してもよい。 The acquisition unit 230 acquires a captured image output from the image sensor 300 along a predetermined line. For example, the acquisition unit 230 acquires a captured image of a frame detection pattern image output from the image sensor 300 along a predetermined line. The acquisition unit 230 acquires a captured image of the focus adjustment image output from the image sensor 300 along a predetermined line. The acquisition unit 230 acquires a captured image of a test pattern image output from the image sensor 300 along a predetermined line. Alternatively, the acquisition unit 230 may acquire a captured image of an exposure adjustment image output from the image sensor 300 along a predetermined line.
特定部２４０は、取得部２３０によって所定ライン毎に取得される撮像画像に基づいて、撮像画像に含まれる３つの線分を特定する。続いて、特定部２４０は、撮像画像に含まれる３つの線分に基づいて、撮像画像に含まれる３つ以上の交点を取得する。 The specifying unit 240 specifies three line segments included in the captured image based on the captured image acquired for each predetermined line by the acquiring unit 230. Subsequently, the specifying unit 240 acquires three or more intersections included in the captured image based on the three line segments included in the captured image.
具体的には、特定部２４０は、以下の手順によって、撮像画像に含まれる３つ以上の交点を取得する。ここでは、テストパターン画像が図４に示す画像（白抜きの菱形）であるケースについて例示する。 Specifically, the specifying unit 240 acquires three or more intersections included in the captured image by the following procedure. Here, a case where the test pattern image is the image (open diamond) shown in FIG. 4 is illustrated.
第１に、特定部２４０は、図８に示すように、取得部２３０によって所定ライン毎に取得される撮像画像に基づいて、濃淡或いは明暗の差（エッジ）を有する点群Ｐｅｄｇｅを取得する。すなわち、特定部２４０は、テストパターン画像の白抜きの菱形の４辺に対応する点群Ｐｅｄｇｅを特定する。 First, as illustrated in FIG. 8, the specifying unit 240 acquires a point group P edge having a difference in density (lightness or darkness) (edge) based on a captured image acquired for each predetermined line by the acquiring unit 230. . That is, the specifying unit 240 specifies the point group P edge corresponding to the four sides of the white diamond in the test pattern image.
第２に、特定部２４０は、図９に示すように、点群Ｐｅｄｇｅに基づいて、撮像画像に含まれる４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を特定する。すなわち、特定部２４０は、テストパターン画像に含まれる４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）に対応する４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を特定する。 Second, as illustrated in FIG. 9, the specifying unit 240 specifies four line segments (L t 1 to L t 4) included in the captured image based on the point group P edge . That is, the specifying unit 240 specifies the four line segments corresponding to the four line segments included in the test pattern image (L s 1~L s 4) ( L t 1~L t 4).
第３に、特定部２４０は、図９に示すように、４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）に基づいて、撮像画像に含まれる４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を特定する。すなわち、特定部２４０は、テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）に対応する４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を特定する。 Third, the specifying unit 240, as shown in FIG. 9, based on the four line segments (L t 1 to L t 4), the four intersection points included in the captured image (P t 1~P t 4) Is identified. That is, the specifying unit 240 specifies the four crossing points corresponding to the four intersections included in the test pattern image (P s 1~P s 4) ( P t 1~P t 4).
算出部２５０は、テストパターン画像に含まれる３つ以上の交点（例えば、Ｐｓ１〜Ｐｓ４）及び撮像画像に含まれる３つの交点（例えば、Ｐｔ１〜Ｐｔ４）に基づいて、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する。具体的には、算出部２５０は、投写型映像表示装置１００（投写ユニット１１０）の光軸Ｎと投写面４００の法線Ｍとのずれ量を算出する。 The calculation unit 250 is based on three or more intersections (for example, P s 1 to P s 4) included in the test pattern image and three intersections (for example, P t 1 to P t 4) included in the captured image. Then, the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400 is calculated. Specifically, the calculation unit 250 calculates the amount of deviation between the optical axis N of the projection display apparatus 100 (projection unit 110) and the normal line M of the projection plane 400.
なお、以下においては、記憶部２２０に記憶されたテストパターン画像を記憶テストパターン画像と称する。撮像画像に含まれるテストパターン画像を撮像テストパターン画像と称する。投写面４００に投写されたテストパターン画像を投写テストパターン画像と称する。 Hereinafter, the test pattern image stored in the storage unit 220 is referred to as a stored test pattern image. A test pattern image included in the captured image is referred to as an captured test pattern image. The test pattern image projected on the projection plane 400 is referred to as a projected test pattern image.
第１に、算出部２５０は、投写テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｕ１〜Ｐｕ４）の座標を算出する。ここでは、記憶テストパターン画像の交点Ｐｓ１、撮像テストパターン画像の交点Ｐｔ１、投写テストパターン画像の交点Ｐｕ１を例に挙げて説明する。交点Ｐｓ１、交点Ｐｔ１及び交点Ｐｕ１は、互いに対応する交点である。 First, the calculation unit 250 calculates the coordinates of four intersection points (P u 1 to P u 4) included in the projection test pattern image. Here, the intersection P s 1 of the stored test pattern image, the intersection P t 1 of the captured test pattern image, and the intersection P u 1 of the projection test pattern image will be described as examples. The intersection point P s 1, the intersection point P t 1, and the intersection point P u 1 are intersection points corresponding to each other.
以下において、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）の算出方法について、図１０を参照しながら説明する。交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）は、投写型映像表示装置１００の焦点Ｏｓを原点とする３次元空間における座標であることに留意すべきである。 Hereinafter, a method of calculating the coordinates (X u 1, Y u 1, Z u 1) of the intersection point P u 1 will be described with reference to FIG. It should be noted that the coordinates (X u 1, Y u 1, Z u 1) of the intersection point P u 1 are coordinates in a three-dimensional space with the focal point O s of the projection display apparatus 100 as the origin.
（１）算出部２５０は、記憶テストパターン画像の２次元平面における交点Ｐｓ１の座標（ｘｓ１，ｙｓ１）について、投写型映像表示装置１００の焦点Ｏｓを原点とする３次元空間における交点Ｐｓ１の座標（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）に変換する。具体的には、交点Ｐｓ１の座標（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）は、以下の式によって表される。 (1) The calculation unit 250 performs a three-dimensional operation using the focal point O s of the projection display apparatus 100 as the origin for the coordinates (x s 1, y s 1) of the intersection point P s 1 in the two-dimensional plane of the stored test pattern image. The coordinates are converted to the coordinates (X s 1, Y s 1, Z s 1) of the intersection point P s 1 in the space. Specifically, the coordinates (X s 1, Y s 1, Z s 1) of the intersection point P s 1 are represented by the following expression.
なお、Ａｓは、３×３の変換行列であり、キャリブレーション等の前処理によって予め取得することが可能である。すなわち、Ａｓは、既知のパラメータである。 Note that As is a 3 × 3 conversion matrix, and can be acquired in advance by preprocessing such as calibration. That is, As is a known parameter.
ここでは、投写型映像表示装置１００の光軸方向に垂直な面がＸｓ軸及びＹｓ軸で表されており、投写型映像表示装置１００の光軸方向がＺｓ軸で表されている。 Here, planes perpendicular to the optical axis direction of the projection display apparatus 100 are represented by X s axis and Y s axis, the optical axis of the projection display apparatus 100 is represented by a Z s axis .
同様に、算出部２５０は、撮像テストパターン画像の２次元平面における交点Ｐｔ１の座標（ｘｔ１，ｙｔ１）について、撮像素子３００の焦点Ｏｔを原点とする３次元空間における交点Ｐｔ１の座標（Ｘｔ１，Ｙｔ１，Ｚｔ１）に変換する。 Similarly, the calculation unit 250 intersects the coordinates (x t 1, y t 1) of the intersection point P t 1 on the two-dimensional plane of the imaging test pattern image in the three-dimensional space with the focal point O t of the imaging element 300 as the origin. The coordinates are converted to the coordinates of P t 1 (X t 1, Y t 1, Z t 1).
なお、Ａｔは、３×３の変換行列であり、キャリブレーション等の前処理によって予め取得することが可能である。すなわち、Ａｔは、既知のパラメータである。 Note that At is a 3 × 3 conversion matrix, and can be acquired in advance by preprocessing such as calibration. That is, At is a known parameter.
ここでは、撮像素子３００の光軸方向に垂直な面がＸｔ軸及びＹｔ軸で表されており、撮像素子３００の向き（撮像方向）がＺｔ軸で表されている。このような座標空間において、撮像素子３００の向き（撮像方向）の傾き（ベクトル）は既知であることに留意すべきである。 Here, planes perpendicular to the optical axis of the image pickup element 300 are represented by X t axis and Y t axis, orientation of the imaging device 300 (imaging direction) is represented by a Z t axis. It should be noted that in such a coordinate space, the inclination (vector) of the orientation (imaging direction) of the image sensor 300 is known.
（２）算出部２５０は、交点Ｐｓ１と交点Ｐｕ１とを結ぶ直線Ｌｖの式を算出する。同様に、算出部２５０は、交点Ｐｔ１と交点Ｐｕ１とを結ぶ直線Ｌｗの式を算出する。なお、直線Ｌｖ及び直線Ｌｗの式は、以下のように表される。 (2) computation unit 250 computes a formula of a straight line L v connecting the intersection point P s 1 and the intersection P u 1. Similarly, computation unit 250 computes a formula of a straight line L w connecting the intersection point P t 1 and the intersection P u 1. Note that the formula of the straight line L v and the straight line L w are represented as follows.
（３）算出部２５０は、投写型映像表示装置１００の焦点Ｏｓを原点とする３次元空間における直線Ｌｗ’に直線Ｌｗを変換する。直線Ｌｗ’は、以下の式によって表される。 (3) calculating unit 250 converts the straight line L w to the straight line L w 'in the three-dimensional space having an origin focus O s of the projection display apparatus 100. The straight line L w ′ is represented by the following equation.
なお、投写型映像表示装置１００の光軸及び撮像素子３００の向き（撮像方向）は既知であるため、回転成分を示すパラメータＲは既知である。同様に、投写型映像表示装置１００及び撮像素子３００の相対位置が既知であるため、並進成分を示すパラメータＴも既知である。 Since the optical axis of the projection display apparatus 100 and the orientation (imaging direction) of the imaging element 300 are known, the parameter R indicating the rotation component is known. Similarly, since the relative positions of the projection display apparatus 100 and the image sensor 300 are known, the parameter T indicating the translation component is also known.
（４）算出部２５０は、式（３）及び式（５）に基づいて、直線Ｌｖ及び直線Ｌｗ’の交点（すなわち、交点Ｐｕ１）における媒介変数Ｋｓ及びＫｔを算出する。続いて、算出部２５０は、交点Ｐｓ１の座標（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）及びＫｓに基づいて、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）の座標を算出する。或いは、算出部２５０は、交点Ｐｔ１の座標（Ｘｔ１，Ｙｔ１，Ｚｔ１）及びＫｔに基づいて、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）の座標を算出する。 (4) The calculation unit 250 calculates the intervening variables K s and K t at the intersection of the straight line L v and the straight line L w ′ (that is, the intersection point P u 1) based on the equations (3) and (5). . Subsequently, the calculation unit 250, intersection point P s 1 of the coordinates (X s 1, Y s 1 , Z s 1) and based on K s, the intersection P u 1 of the coordinates (X u 1, Y u 1 , Z The coordinates of u 1) are calculated. Alternatively, calculator 250, the intersection P t 1 coordinate (X t 1, Y t 1 , Z t 1) and on the basis of K t, the intersection P u 1 of the coordinates (X u 1, Y u 1 , Z u The coordinates of 1) are calculated.
これによって、算出部２５０は、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）を算出する。同様に、算出部２５０は、交点Ｐｕ２の座標（Ｘｕ２，Ｙｕ２，Ｚｕ２）、交点Ｐｕ３の座標（Ｘｕ３，Ｙｕ３，Ｚｕ３）、交点Ｐｕ４の座標（Ｘｕ４，Ｙｕ４，Ｚｕ４）を算出する。 Thereby, the calculation unit 250 calculates the coordinates (X u 1, Y u 1, Z u 1) of the intersection point P u 1. Similarly, the calculation unit 250 calculates the coordinates of the intersection point P u 2 (X u 2, Y u 2, Z u 2), the coordinates of the intersection point P u 3 (X u 3, Y u 3, Z u 3), and the intersection point P. u 4 coordinates (X u 4, Y u 4 , Z u 4) is calculated.
第２に、算出部２５０は、投写面４００の法線Ｍのベクトルを算出する。具体的には、算出部２５０は、交点Ｐｕ１〜交点Ｐｕ４のうち、少なくとも３つの交点の座標を用いて、投写面４００の法線Ｍのベクトルを算出する。投写面４００の式は、以下の式によって表され、パラメータｋ１、ｋ２、ｋ３は、投写面４００の法線Ｍのベクトルを表している。
Second, the calculation unit 250 calculates a vector of the normal line M of the projection plane 400. Specifically, the calculation unit 250 calculates the vector of the normal line M of the projection plane 400 using the coordinates of at least three of the intersection points P u 1 to P u 4. The expression of the projection plane 400 is represented by the following expression, and the parameters k 1 , k 2 , and k 3 represent vectors of the normal line M of the projection plane 400.
これによって、算出部２５０は、投写型映像表示装置１００の光軸Ｎと投写面４００の法線Ｍとのずれ量を算出することができる。すなわち、算出部２５０は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出することができる。 Accordingly, the calculation unit 250 can calculate the amount of deviation between the optical axis N of the projection display apparatus 100 and the normal line M of the projection plane 400. That is, the calculation unit 250 can calculate the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400.
なお、第１実施形態では、特定部２４０及び算出部２５０を別々に説明したが、特定部２４０及び算出部２５０は、１つの構成と考えてもよい。例えば、特定部２４０の機能を算出部２５０が有していてもよい。 In the first embodiment, the specifying unit 240 and the calculating unit 250 have been described separately, but the specifying unit 240 and the calculating unit 250 may be considered as one configuration. For example, the calculation unit 250 may have the function of the specifying unit 240.
図３に戻って、素子制御部２６０は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号に基づいて、液晶パネル５０を制御する。また、素子制御部２６０は、以下に示す機能を有する。 Returning to FIG. 3, the element control unit 260 converts the video input signal into a video output signal, and controls the liquid crystal panel 50 based on the video output signal. The element control unit 260 has the following functions.
具体的には、素子制御部２６０は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係に基づいて、投写面４００上に投写された映像の形状の自動補正を行う機能を有する（形状調整）。すなわち、素子制御部２６０は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係に基づいて、自動的に台形補正を行う機能を有する。 Specifically, the element control unit 260 has a function of automatically correcting the shape of the image projected on the projection plane 400 based on the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400 (shape). Adjustment). In other words, the element control unit 260 has a function of automatically performing keystone correction based on the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400.
投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。第１に、投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群のシフトによって、投写面４００上に設けられる表示枠４２０内に投写可能範囲４１０を収める（ズーム調整）。具体的には、投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット調整部２７０は、取得部２３０によって取得される枠検出パターン画像の撮像画像に基づいて、表示枠４２０内に投写可能範囲４１０が収まるように、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。 The projection unit adjustment unit 270 controls a lens group provided in the projection unit 110. First, the projection unit adjustment unit 270 places the projectable range 410 in the display frame 420 provided on the projection plane 400 (zoom adjustment) by shifting the lens group provided in the projection unit 110. Specifically, the projection unit adjustment unit 270 causes the projection unit adjustment unit 270 to fit the projectable range 410 in the display frame 420 based on the captured image of the frame detection pattern image acquired by the acquisition unit 230. The lens group provided in the projection unit 110 is controlled.
第２に、投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群のシフトによって、投写面４００に投写された映像のフォーカスを調整する（フォーカス調整）。具体的には、投写ユニット調整部２７０は、取得部２３０によって取得されるフォーカス調整画像の撮像画像に基づいて、投写面４００に投写された映像のフォーカス値が最大値となるように、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。 Second, the projection unit adjustment unit 270 adjusts the focus of the image projected on the projection plane 400 by shifting the lens group provided in the projection unit 110 (focus adjustment). Specifically, the projection unit adjustment unit 270 is configured so that the focus value of the image projected on the projection plane 400 becomes the maximum value based on the captured image of the focus adjustment image acquired by the acquisition unit 230. The lens group provided in 110 is controlled.
なお、素子制御部２６０及び投写ユニット調整部２７０は、投写面４００に投写された映像を調整する調整部２８０を構成する。 The element control unit 260 and the projection unit adjustment unit 270 constitute an adjustment unit 280 that adjusts an image projected on the projection plane 400.
第１実施形態では、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に枠検出パターン画像を投写して、投写面４００上に設けられる表示枠４２０を検出する。続いて、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上にフォーカス調整画像を投写して、投写面４００上に投写される映像（テストパターン画像）の全体を対象として、投写面４００上に投写される映像のフォーカスを調整する。続いて、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上にテストパターン画像を投写して、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する。続いて、投写型映像表示装置１００は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係に基づいて、投写面４００上に投写される映像の形状を調整する。 In the first embodiment, the projection display apparatus 100 projects a frame detection pattern image on the projection plane 400 and detects the display frame 420 provided on the projection plane 400. Subsequently, the projection display apparatus 100 projects a focus adjustment image on the projection plane 400 and projects the entire image (test pattern image) projected on the projection plane 400 onto the projection plane 400. Adjust the focus of the video to be played. Subsequently, the projection display apparatus 100 projects a test pattern image on the projection plane 400 and calculates the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400. Subsequently, the projection display apparatus 100 adjusts the shape of the image projected on the projection plane 400 based on the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400.
第１実施形態では、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像の全体を対象として、テストパターン画像に含まれる線分を特定し、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する（一括処理モード（第１処理モード））。すなわち、一括処理モードでは、撮像素子３００は、投写可能範囲４１０の全体を対象としてフォーカスが調整された状態でテストパターン画像の全体を撮像し、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像の全体の撮像画像に基づいて、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分を特定する。 In the first embodiment, the projection display apparatus 100 specifies a line segment included in the test pattern image for the entire test pattern image, and determines the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400. Calculate (batch processing mode (first processing mode)). That is, in the batch processing mode, the image sensor 300 captures the entire test pattern image with the focus adjusted for the entire projectable range 410, and the projection display apparatus 100 captures the entire test pattern image. Based on the captured image, three or more line segments included in the test pattern image are specified.
（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置（制御ユニット）の動作について、図面を参照しながら説明する。図１１及び図１２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（制御ユニット２００）の動作を示すフロー図である。
(Operation of projection display device)
Hereinafter, an operation of the projection display apparatus (control unit) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 11 and 12 are flowcharts showing the operation of the projection display apparatus 100 (control unit 200) according to the first embodiment.
図１１に示すように、ステップ５０において、投写型映像表示装置１００は、画像調整リセット処理を行う。具体的には、投写型映像表示装置１００は、形状調整、ズーム調整、フォーカス調整などのパラメータ（例えば、以前のパラメータ）を初期パラメータにリセットする。 As shown in FIG. 11, in step 50, the projection display apparatus 100 performs an image adjustment reset process. Specifically, the projection display apparatus 100 resets parameters (for example, previous parameters) such as shape adjustment, zoom adjustment, and focus adjustment to initial parameters.
なお、投写型映像表示装置１００は、画像調整リセット処理において、投写面４００上に映像の形状変化をユーザに視認させないために、図１１に示すフローの開始から画像調整リセット処理（各種パラメータのリセット）を行うまで、投写面４００上に映像を表示しないことが好ましい。 Note that the projection display apparatus 100 does not allow the user to visually recognize the change in the shape of the image on the projection plane 400 in the image adjustment reset process, and the image adjustment reset process (reset various parameters) from the start of the flow shown in FIG. It is preferable not to display an image on the projection plane 400 until the above is performed.
ステップ１００において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に枠検出パターン画像を表示（投写）する。枠検出パターン画像は、例えば、白画像などである。 In step 100, the projection display apparatus 100 displays (projects) a frame detection pattern image on the projection plane 400. The frame detection pattern image is, for example, a white image.
ステップ２００において、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、投写面４００上に投写された枠検出パターン画像を撮像する。続いて、投写型映像表示装置１００は、枠検出パターン画像の撮像画像に基づいて、投写面４００上に設けられる表示枠４２０を検出する。 In step 200, the image sensor 300 provided in the projection display apparatus 100 images the projection plane 400. That is, the image sensor 300 captures a frame detection pattern image projected on the projection plane 400. Subsequently, the projection display apparatus 100 detects the display frame 420 provided on the projection plane 400 based on the captured image of the frame detection pattern image.
ステップ３１０において、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像の全体を対象として、テストパターン画像に含まれる線分を特定し、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する（一括処理モード）。なお、一括処理モードの詳細については後述する（図１２を参照）。 In step 310, the projection display apparatus 100 specifies a line segment included in the test pattern image for the entire test pattern image, and calculates the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400. (Batch processing mode). Details of the batch processing mode will be described later (see FIG. 12).
ステップ４００において、投写型映像表示装置１００は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係に基づいて、投写面４００上に投写される映像の形状を調整する（台形補正）。 In step 400, the projection display apparatus 100 adjusts the shape of the image projected on the projection plane 400 based on the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400 (keystone correction).
図１２に示すように、ステップ３１１において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上にフォーカス調整画像を表示（投写）する。フォーカス調整画像は、例えば、白のストライプ及び黒のストライプが交互に配置された画像などである。 As shown in FIG. 12, in step 311, the projection display apparatus 100 displays (projects) a focus adjustment image on the projection plane 400. The focus adjustment image is, for example, an image in which white stripes and black stripes are alternately arranged.
ステップ３１２において、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、投写面４００上に投写されたフォーカス調整画像を撮像する。 In step 312, the image sensor 300 provided in the projection display apparatus 100 images the projection plane 400. That is, the image sensor 300 captures a focus adjustment image projected on the projection plane 400.
ステップ３１３において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００に投写されたフォーカス調整画像のフォーカス値を算出する。 In step 313, the projection display apparatus 100 calculates the focus value of the focus adjustment image projected on the projection plane 400.
ステップ３１４において、投写型映像表示装置１００は、フォーカス調整画像の全体を対象として、フォーカス調整画像のフォーカス値が最大値であるか否かを判定する。投写型映像表示装置１００は、フォーカス値が最大値である場合に、ステップ３１６の処理に移る。投写型映像表示装置１００は、フォーカス値が最大値でない場合に、ステップ３１５の処理に移る。 In step 314, the projection display apparatus 100 determines whether the focus adjustment image has the maximum focus value for the entire focus adjustment image. The projection display apparatus 100 proceeds to step 316 when the focus value is the maximum value. The projection display apparatus 100 proceeds to step 315 when the focus value is not the maximum value.
ステップ３１５において、投写型映像表示装置１００は、投写可能範囲４１０の全体を対象として、投写面４００に投写されたフォーカス調整画像のフォーカスを調整する。具体的には、投写型映像表示装置１００は、フォーカス調整画像の撮像画像に基づいて、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群をシフトする。 In step 315, the projection display apparatus 100 adjusts the focus of the focus adjustment image projected on the projection plane 400 for the entire projectable range 410. Specifically, the projection display apparatus 100 shifts the lens group provided in the projection unit 110 based on the captured image of the focus adjustment image.
すなわち、投写型映像表示装置１００は、ステップ３１２〜ステップ３１５のループ処理によって、フォーカス調整画像の全体を対象としてフォーカス値が最大値となるように、フォーカス調整画像のフォーカスを調整する。 That is, the projection display apparatus 100 adjusts the focus of the focus adjustment image so that the focus value becomes the maximum value for the entire focus adjustment image by the loop processing of Step 312 to Step 315.
ステップ３１６において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上にテストパターン画像を表示（投写）する。 In step 316, the projection display apparatus 100 displays (projects) a test pattern image on the projection plane 400.
ステップ３１７において、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、投写面４００上に投写されたテストパターン画像を撮像する。 In step 317, the image sensor 300 provided in the projection display apparatus 100 images the projection plane 400. That is, the image sensor 300 captures a test pattern image projected on the projection plane 400.
ステップ３１８において、投写型映像表示装置１００は、撮像テストパターン画像の全体を対象として、撮像テストパターン画像に含まれる４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を特定する。 In step 318, the projection display apparatus 100 specifies four line segments (L t 1 to L t 4) included in the imaging test pattern image for the entire imaging test pattern image.
ステップ３１９において、投写型映像表示装置１００は、４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）に基づいて、撮像テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を特定する。 In step 319, the projection display apparatus 100, based on the four line segments (L t 1 to L t 4), identifying the four intersections included in the test pattern image (P t 1~P t 4) To do.
ステップ３２０において、投写型映像表示装置１００は、記憶テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）及び撮像テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）に基づいて、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する。 In step 320, the projection display apparatus 100, four intersections included in the storage test pattern image (P s 1~P s 4) and four intersections included in the test pattern image (P t 1 to P t 4 ) To calculate the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400.
（モード切替例１）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置（制御ユニット）のモード切替動作について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（制御ユニット２００）の動作を示すフロー図である。
(Mode switching example 1)
Hereinafter, the mode switching operation of the projection display apparatus (control unit) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the projection display apparatus 100 (control unit 200) according to the first embodiment.
上記のように、形状調整、ズーム調整、フォーカス調整を行うための各種画像を投写したときに、外光（太陽光や室内灯による光）が明るい場合や、投写型映像表示装置１００から投写面４００までの距離（投写距離）が長い場合に、撮像素子３００によって撮像された画像のコントラストが低下する。これは、上記各調整のための検出精度を低下させる原因となる。 As described above, when various images for performing shape adjustment, zoom adjustment, and focus adjustment are projected, when the external light (sunlight or light from the room light) is bright, or from the projection display 100 to the projection surface When the distance up to 400 (projection distance) is long, the contrast of the image captured by the image sensor 300 decreases. This causes a decrease in detection accuracy for each adjustment.
そこで、上記各調整を行う前に、具体的には、図１３に示すように、ステップ５０とステップ１００との間において、投写型映像表示装置１００の運転モードを切り替える。 Therefore, before performing each of the above adjustments, specifically, the operation mode of the projection display apparatus 100 is switched between step 50 and step 100 as shown in FIG.
ステップ５１０において、投写型映像表示装置１００は、高輝度となる設定になっているか否かを判断する。高輝度設定とは、具体的には、図１４に示すように、光源１０が複数のＵＨＰランプからなる場合（多灯式）には全てのランプを点灯させる状態、あるいは、光源１０から液晶パネル５０Ｒ,５０Ｇ，５０Ｂまでの間にアイリスやメカシャッタ９０が挿入されている場合にはこれらの遮光手段（調光手段）を全開とする状態である。 In step 510, the projection display apparatus 100 determines whether or not the setting is high. Specifically, as shown in FIG. 14, when the light source 10 is composed of a plurality of UHP lamps (multi-lamp type), the high brightness setting is a state in which all the lamps are turned on, or the light source 10 to the liquid crystal panel. When an iris or mechanical shutter 90 is inserted between 50R, 50G, and 50B, these light shielding means (light control means) are fully opened.
投写型映像表示装置１００は、高輝度設定である場合に、ステップ１００の処理に移る。投写型映像表示装置１００は、高輝度設定でない場合に、光源１０の全てのランプを点灯させるか、あるいは、メカシャッタ９０を全開にするステップ５２０の処理に移る。 The projection display apparatus 100 proceeds to the process of step 100 when the high luminance setting is set. If the high-luminance setting is not set, the projection display apparatus 100 turns on all the lamps of the light source 10 or proceeds to the processing of step 520 in which the mechanical shutter 90 is fully opened.
最後に、ステップ４００において、投写型映像表示装置１００は、台形補正を行うと共に、ステップ５１０において高輝度設定ではなかった場合には元の設定に戻す。 Finally, in step 400, the projection display apparatus 100 performs trapezoidal correction, and returns to the original setting if the high brightness setting is not set in step 510.
（モード切替例２）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置（制御ユニット）のモード切替例２について、図面を参照しながら説明する。図１５は、モード切替例２に係る制御ユニット２００の動作を示すフロー図である。
(Mode switching example 2)
Hereinafter, a mode switching example 2 of the projection display apparatus (control unit) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the control unit 200 according to mode switching example 2.
ステップ６１０において、投写型映像表示装置１００は、高輝度駆動となる設定になっているか否かを判断する。高輝度駆動設定とは、具体的には、図１６に示すように、光源１０が複数の固体光源からなる場合、所定のＤｕｔｙ比以上で固体光源を駆動している状態、あるいは、所定の閾値以上の電流値で固体光源を駆動している状態である。 In step 610, the projection display apparatus 100 determines whether or not the setting for high brightness driving is set. Specifically, as shown in FIG. 16, the high-luminance drive setting is a state in which the solid-state light source is driven at a predetermined duty ratio or more when the light source 10 includes a plurality of solid-state light sources, or a predetermined threshold value. In this state, the solid-state light source is driven with the above current value.
投写型映像表示装置１００は、高輝度駆動設定である場合に、ステップ１００の処理に移る。投写型映像表示装置１００は、高輝度駆動設定でない場合に、光源１０の全ての固体光源を高輝度駆動させるステップ６２０の処理に移る。 The projection display apparatus 100 proceeds to the process of step 100 when the high luminance drive setting is set. If the high-luminance drive setting is not set, the projection display apparatus 100 proceeds to the process of step 620 for driving all the solid-state light sources of the light source 10 with high-luminance.
最後に、ステップ４００において、投写型映像表示装置１００は、台形補正を行うと共に、ステップ５１０において高輝度駆動設定ではなかった場合には元の設定に戻す。 Finally, in step 400, the projection display apparatus 100 performs trapezoidal correction, and returns to the original setting if the high-luminance driving setting is not set in step 510.
（モード切替例３）
以下において、第１実施形態に係る撮像素子（制御ユニット）のモード切替例３について、図面を参照しながら説明する。図１７は、モード切替例３に係る制御ユニット２００の動作を示すフロー図である。
(Mode switching example 3)
Hereinafter, a mode switching example 3 of the image sensor (control unit) according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the control unit 200 according to the mode switching example 3.
モード切替例３では、投写型映像表示装置１００ではなく、撮像素子３００の撮像動作を切り替える。具体的には、図１７に示すように、概略処理モードの中のステップ３１７に代えて、露光調整と撮像とを繰り返す。 In mode switching example 3, not the projection display apparatus 100 but the imaging operation of the imaging element 300 is switched. Specifically, as shown in FIG. 17, exposure adjustment and imaging are repeated instead of step 317 in the rough processing mode.
ステップ７１０において、撮像素子３００は、任意のエッジ近傍に設定されたサンプル領域（図１８の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を撮像する。このとき、第１回の撮像では、撮像素子３００の露光状態を高い状態に設定しておく。各サンプル領域を撮像した後、ステップ７２０の処理に移行する。 In step 710, the image sensor 300 captures an image of a sample region (regions A, B, C, and D in FIG. 18) set in the vicinity of an arbitrary edge. At this time, in the first imaging, the exposure state of the image sensor 300 is set to a high state. After imaging each sample area, the process proceeds to step 720.
ステップ７２０において、撮像素子３００は、露光状態を中程度に設定し、ステップ７１０の処理に移行する。第２回の撮像では、中程度の露光状態にてサンプル領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを撮像し、ステップ７２０の処理に移行する。 In step 720, the image sensor 300 sets the exposure state to medium, and the process proceeds to step 710. In the second imaging, the sample areas A, B, C, and D are imaged in an intermediate exposure state, and the process proceeds to step 720.
再度、ステップ７２０において、撮像素子３００は、露光状態を低い状態に設定し、ステップ７１０の処理に移行する。第３回の撮像では、低い露光状態にてサンプル領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを撮像する。 In step 720 again, the image sensor 300 sets the exposure state to a low state, and proceeds to the processing in step 710. In the third imaging, the sample areas A, B, C, and D are imaged in a low exposure state.
モード切替例３では、上記のように、例えば、３段階の露光調整と３回の撮像とを繰り返すことにより、適切なコントラストのテストパターン画像を撮像し、台形補正を行う。サンプル領域Ａ，Ｃでは、第２回の撮像（中程度の露光状態）にて得られた撮像画像を用いて位置関係の算出を行うことができるが、サンプル領域Ｂでは第３回の撮像（低い露光状態）にて得られた撮像画像、サンプル領域Ｄでは第１回の撮像（高い露光状態）にて得られた撮像画像を用いる方が正確な位置関係の算出が可能になる。 In mode switching example 3, as described above, for example, a test pattern image with an appropriate contrast is captured and keystone correction is performed by repeating three stages of exposure adjustment and three imaging operations. In the sample areas A and C, the positional relationship can be calculated using the captured image obtained in the second imaging (medium exposure state), but in the sample area B, the third imaging ( A more accurate positional relationship can be calculated by using a captured image obtained in a low exposure state) and using a captured image obtained in the first imaging (high exposure state) in the sample region D.
（作用及び効果）
第１実施形態では、撮像素子が所定パターン画像（枠検出パターン画像、テストパターン画像、フォーカス調整画像）を撮像するときに、撮像画像のコントラストを高くする処理を行う。これにより、撮像画像から正確に投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出することができるので、映像の形状を精度よく調整することができる。
(Function and effect)
In the first embodiment, when the imaging device captures a predetermined pattern image (a frame detection pattern image, a test pattern image, and a focus adjustment image), processing for increasing the contrast of the captured image is performed. Thereby, since the positional relationship between the projection display apparatus 100 and the projection plane 400 can be accurately calculated from the captured image, the shape of the image can be adjusted with high accuracy.
具体的には、モード切替例１およびモード切替例２のように、光源の光量を上げる、遮光手段（調光手段）を開状態とする、より光量が得られる駆動方法で光源を駆動する、といった処理を行うことにより、光変調素子に入射する光の光量を増加させる。これにより、投写面に投写されるパターン画像のコントラストが向上するので、撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストも向上させることができる。 Specifically, as in the mode switching example 1 and the mode switching example 2, the light source is driven by a driving method that increases the light amount of the light source, opens the light shielding unit (light control unit), and obtains more light amount. By performing such processing, the amount of light incident on the light modulation element is increased. Thereby, since the contrast of the pattern image projected on a projection surface improves, the contrast of the captured image imaged with an image pick-up element can also be improved.
あるいは、モード切替例３のように、撮像素子の露光時間を長くすることも有効である。これにより、撮像素子によって撮像される撮像画像のコントラストを向上させることができる。 Alternatively, it is also effective to lengthen the exposure time of the image sensor as in mode switching example 3. Thereby, the contrast of the captured image imaged with an image pick-up element can be improved.
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
上述した実施形態では、光源として、白色光源を例示した。しかしながら、光源は、ＬＥＤ（Ｌａｓｅｒ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。 In the embodiment described above, a white light source is exemplified as the light source. However, the light source may be an LED (Laser Emitting Diode) or an LD (Laser Diode).
上述した実施形態では、光変調素子として、透過型の液晶パネルについて例示した。しかしながら、光変調素子は、反射型の液用パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。 In the above-described embodiment, the transmissive liquid crystal panel is exemplified as the light modulation element. However, the light modulation element may be a reflective liquid panel or a DMD (Digital Micromirror Device).
上述した実施形態では特に触れていないが、モード切替例は、複数の例を組み合わせであってもよい。 Although not particularly mentioned in the above-described embodiment, the mode switching examples may be a combination of a plurality of examples.
変更例３では、分割処理モードとして、変更例１に示すフォーカス調整を例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。変更例３において、分割処理モードとして、変更例２に示す露光時間調整を適用してもよい。 In the third modification, the focus adjustment shown in the first modification is exemplified as the division processing mode. However, the embodiment is not limited to this. In the modification example 3, the exposure time adjustment shown in the modification example 2 may be applied as the division processing mode.
上述した実施形態では特に触れていないが、素子制御部２６０は、表示枠４２０が検出されてから、テストパターン画像が表示されるまで、映像を表示しないように液晶パネル５０を制御することが好ましい。 Although not particularly mentioned in the above-described embodiment, it is preferable that the element control unit 260 controls the liquid crystal panel 50 so as not to display an image until the test pattern image is displayed after the display frame 420 is detected. .
上述した実施形態では特に触れていないが、素子制御部２６０は、撮像テストパターン画像に含まれる３つ以上の交点が取得されてから、投写面４００上に投写される映像の形状が補正されるまで、映像を表示しないように液晶パネル５０を制御することが好ましい。 Although not particularly mentioned in the above-described embodiment, the element control unit 260 corrects the shape of the image projected on the projection plane 400 after acquiring three or more intersections included in the imaging test pattern image. Until then, it is preferable to control the liquid crystal panel 50 so as not to display an image.
上述した実施形態では特に触れていないが、素子制御部２６０は、テストパターン画像とともに、テストパターン画像以外の所定画像（例えば、背景画像）を表示するように液晶パネル５０を制御することが好ましい。 Although not particularly mentioned in the above-described embodiment, it is preferable that the element control unit 260 controls the liquid crystal panel 50 so as to display a predetermined image (for example, a background image) other than the test pattern image together with the test pattern image.
例えば、撮像素子３００によって検出可能な色や輝度によってテストパターン画像が構成されており、撮像素子３００によって検出できない色や輝度によってテストパターン画像以外の所定画像が構成される。 For example, a test pattern image is composed of colors and brightness that can be detected by the image sensor 300, and a predetermined image other than the test pattern image is composed of colors and brightness that cannot be detected by the image sensor 300.
或いは、赤、緑及び青のうち、いずれかの色によってテストパターン画像が構成されており、他の色によってテストパターン画像以外の所定画像が構成される。撮像素子３００は、テストパターン画像を構成する色のみを検出することによって、テストパターン画像の撮像画像を取得することができる。 Alternatively, the test pattern image is composed of one of red, green, and blue, and a predetermined image other than the test pattern image is composed of the other colors. The image sensor 300 can acquire a captured image of the test pattern image by detecting only the colors constituting the test pattern image.
また、映像信号が入力されていない場合には、素子制御部２６０は、テストパターン画像とともに、所定画像としてエラーメッセージを表示するように液晶パネル５０を制御してもよい。或いは、テストパターン画像に含まれる線分或いは交点を特定することができない場合に、素子制御部２６０は、所定画像としてエラーメッセージを表示するように液晶パネル５０を制御してもよい。 When no video signal is input, the element control unit 260 may control the liquid crystal panel 50 to display an error message as a predetermined image together with the test pattern image. Alternatively, when the line segment or intersection included in the test pattern image cannot be specified, the element control unit 260 may control the liquid crystal panel 50 to display an error message as a predetermined image.
実施形態では、投写型映像表示装置１００は、表示枠４２０の検出後に、フォーカスを調整する。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、投写型映像表示装置１００は、表示枠４２０を検出せずに、フォーカスを調整してもよい。具体的には、通常の使用態様では、投写可能範囲４１０の中心部分が表示枠４２０内に含まれることが想定されるため、投写型映像表示装置１００は、投写可能範囲４１０の中心部分にフォーカス調整画像を表示するとともに、投写可能範囲４１０の中心部分に表示される映像（フォーカス調整画像）のフォーカスを調整してもよい。 In the embodiment, the projection display apparatus 100 adjusts the focus after the display frame 420 is detected. However, the embodiment is not limited to this. For example, the projection display apparatus 100 may adjust the focus without detecting the display frame 420. Specifically, in the normal usage mode, it is assumed that the center portion of the projectable range 410 is included in the display frame 420, so the projection display apparatus 100 focuses on the center portion of the projectable range 410. While displaying the adjustment image, the focus of the image (focus adjustment image) displayed in the central portion of the projectable range 410 may be adjusted.
実施形態では、テストパターン画像のうち、背景部分が黒であり、パターン部分が白である。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、背景部分が白であり、パターン部分が黒であってもよい。背景部分が青であり、パターン部分が白であってもよい。すなわち、エッジ検出が可能な程度、背景部分とパターン部分との間に輝度差があればよい。なお、エッジ検出が可能な程度は、撮像素子３００の精度に応じて定められる。背景部分とパターン部分との間の輝度差が大きいほど、撮像素子３００の精度が必要とされないため、撮像素子３００のコストを低減できることは勿論である。また、各種のパターン画像についても、特徴点が抽出可能な画像であれば、特別なパターン画像ではなく、映像入力信号からの映像を用いても良い。 In the embodiment, the background portion of the test pattern image is black and the pattern portion is white. However, the embodiment is not limited to this. For example, the background portion may be white and the pattern portion may be black. The background portion may be blue and the pattern portion may be white. That is, it is sufficient if there is a luminance difference between the background portion and the pattern portion to the extent that edge detection is possible. The degree to which edge detection is possible is determined according to the accuracy of the image sensor 300. Of course, as the luminance difference between the background portion and the pattern portion is larger, the accuracy of the image sensor 300 is not required, so that the cost of the image sensor 300 can be reduced. As for various pattern images, as long as the feature points can be extracted, a video from a video input signal may be used instead of a special pattern image.
上述した実施形態では、投写型映像表示装置１００は、分割処理モードにおいて、フォーカス調整（或いは、露光調整）を行って線分を特定するまでの処理を対象領域毎に行う。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。投写型映像表示装置１００は、分割処理モードにおいて、フォーカス調整（或いは、露光調整）を対象領域毎に行って、フォーカス値（或いは、露光値）を対象領域毎に記憶した上で、フォーカス値（或いは、露光値）を対象領域毎に変更しながら、各対象領域に含まれる線分を特定してもよい。 In the above-described embodiment, the projection display apparatus 100 performs, for each target area, processing for performing focus adjustment (or exposure adjustment) and specifying a line segment in the division processing mode. However, the embodiment is not limited to this. In the split processing mode, the projection display apparatus 100 performs focus adjustment (or exposure adjustment) for each target area, stores a focus value (or exposure value) for each target area, and then selects a focus value ( Alternatively, the line segment included in each target area may be specified while changing the exposure value) for each target area.
１０…光源、２０…ＵＶ／ＩＲカットフィルタ、３０…フライアイレンズユニット、４０…ＰＢＳアレイ、５０…液晶パネル、５２、５３…偏光板、６０…クロスダイクロイックキューブ、７１〜７６…ミラー、８１〜８５…レンズ、１００…投写型映像表示装置、１１０…投写ユニット、１２０…照明ユニット、２００…制御ユニット、２１０…映像信号受付部、２２０…記憶部、２３０…取得部、２４０…特定部、２５０…算出部、２６０…素子制御部、２７０…投写ユニット制御部、２８０…調整部、２９０…露光時間調整部、２９５…モード制御部、３００…撮像素子、４００…投写面、４１０…投写可能範囲、４２０…表示枠 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source, 20 ... UV / IR cut filter, 30 ... Fly eye lens unit, 40 ... PBS array, 50 ... Liquid crystal panel, 52, 53 ... Polarizing plate, 60 ... Cross dichroic cube, 71-76 ... Mirror, 81- 85 ... Lens, 100 ... Projection-type image display device, 110 ... Projection unit, 120 ... Illumination unit, 200 ... Control unit, 210 ... Video signal reception unit, 220 ... Storage unit, 230 ... Acquisition unit, 240 ... Specification unit, 250 ... Calculation unit, 260 ... Element control unit, 270 ... Projection unit control unit, 280 ... Adjustment unit, 290 ... Exposure time adjustment unit, 295 ... Mode control unit, 300 ... Image sensor, 400 ... Projection plane, 410 ... Projectable range , 420 ... display frame
Claims (4)
所定のパターン画像を表示するように前記光変調素子を制御する素子制御部と、前記投写面上に投写された前記所定パターン画像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子によって撮像された撮像画像に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出する算出部と、前記算出部によって算出された位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整する調整部と、を備え、
前記撮像素子が前記所定パターン画像を撮像するときに、前記撮像画像のコントラストを高くする処理を行うことを特徴とする投写型映像表示装置。 A projection display apparatus comprising: a light modulation element that modulates light emitted from a light source; and a projection unit that projects light emitted from the light modulation element onto a projection plane,
An element control unit that controls the light modulation element so as to display a predetermined pattern image, an image sensor that captures the predetermined pattern image projected on the projection plane, and a captured image captured by the image sensor. And a calculation unit that calculates a positional relationship between the projection display apparatus and the projection surface, and an adjustment that adjusts an image projected on the projection surface based on the positional relationship calculated by the calculation unit. And comprising
A projection-type image display apparatus, wherein when the imaging element captures the predetermined pattern image, processing for increasing the contrast of the captured image is performed.
前記処理は、前記光変調素子に入射する光の光量を増加させる処理であることを特徴とする投写型映像表示装置。 The projection display apparatus according to claim 1, wherein
The projection display apparatus according to claim 1, wherein the process is a process of increasing the amount of light incident on the light modulation element.
前記処理は、前記撮像素子の露光時間を増加させる処理であることを特徴とする投写型映像表示装置。 The projection display apparatus according to claim 1, wherein
The projection type image display apparatus, wherein the process is a process of increasing an exposure time of the image sensor.
所定のパターン画像を前記投写面上に表示する表示ステップと、
前記投写面上に投写された前記所定パターン画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像された撮像画像に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにおいて算出された位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整する調整ステップと、を備え、
前記撮像素子が前記所定パターン画像を撮像するときに、前記撮像画像のコントラストを高くするステップを含むことを特徴とする画像調整方法。 An image adjustment method applied to a projection display apparatus having a light modulation element that modulates light emitted from a light source and a projection unit that projects light emitted from the light modulation element onto a projection plane. ,
A display step of displaying a predetermined pattern image on the projection plane;
An imaging step of imaging the predetermined pattern image projected on the projection plane;
A calculation step of calculating a positional relationship between the projection display apparatus and the projection plane based on a captured image captured in the imaging step;
An adjustment step of adjusting an image projected on the projection surface based on the positional relationship calculated in the calculation step,
An image adjustment method comprising the step of increasing the contrast of the captured image when the image sensor captures the predetermined pattern image.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018167918A1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | Projector, method of creating data for mapping, program, and projection mapping system |
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2011
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