JP2018170556A - プロジェクター及びプロジェクターの制御方法 - Google Patents
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特許文献1の装置は、投影画像を投影する際に、スクリーン上で投影画像が占める範囲である投影範囲を矩形に設定し、投影によって投影範囲に対応する画像形成パネル上の範囲を取得する。そして、取得した範囲に投影元となる画像を形成することによってキーストン補正を行う。また、デジタルシフトの指示を受け付けた場合には、受け付けた指示に従ってスクリーン座標系で投影範囲を移動させ、移動後の投影範囲のスクリーン座標系での座標をパネル座標系での座標へ変換する。これにより、スクリーン上での投影範囲に対応する画像形成パネル上での範囲の位置を求める。
本発明は、画像を形成する画素領域上の範囲を設定した後に行う画像の形状を補正する処理を簡易に行うことを目的とする。
本発明によれば、投射部の投射面に対する相対的な角度に対応する角度情報に基づいて、投射面に歪みが補正された状態で投射されるような形状を有する第1歪み補正領域が画像形成領域内に設定される。このため、デジタルズーム処理やデジタルシフト処理により投射面内に収めた画像が、歪み補正によりはみ出してしまうことを抑制できる。
本発明によれば、操作受付部により受け付けた操作に応じて、画像が形成される画素領域内の画像形成領域の位置及び大きさを変更できる。
本発明によれば、第1歪み補正領域の左辺と右辺とを延長した延長線が垂直消失点を通り、第1歪み補正領域の上辺と下辺とを延長した延長線が水平消失点を通るように第1歪み補正領域が設定される。従って、画素領域内における画像形成領域の位置や大きさに関わらず、常に矩形の画像を投射面に投射できる。
本発明によれば、画素領域内における画像形成領域の位置や大きさに関わらず、常に同一のアスペクト比を持つ相似な長方形の画像を投射面に投射できる。
本発明によれば、画素領域内にける画像形成領域の位置や大きさに関わらず、常に矩形の画像を投射面に投射できる。
本発明によれば、画素領域内における画像形成領域の位置や大きさに関わらず、常に同一のアスペクト比を持つ相似な長方形の画像を投射面に投射できる。
本発明によれば、第1歪み補正領域の大きさを画像形成領域内に設定可能な最大の大きさに設定できる。
本発明によれば、投射部の投射面に対する相対的な角度に対応する角度情報に基づいて、投射面に歪みが補正された状態で投射されるような形状を有する第1歪み補正領域が画像形成領域内に設定される。このため、デジタルズーム処理やデジタルシフト処理により投射面内に収めた画像が、歪み補正によりはみ出してしまうことを抑制できる。
図1は、本発明を適用したプロジェクター100の構成を示す機能ブロック図である。
プロジェクター100は、パーソナルコンピューターや各種映像プレーヤー等の外部の画像供給装置200に接続され、画像供給装置200から供給される画像データに基づく画像を投射面に投射する。
また、画像I/F部141は、コネクターとして、アナログ映像信号が入力されるVGA端子や、デジタル映像データが入力されるDVI(Digital Visual Interface)端子を備える構成であってもよい。さらに、画像I/F部141は、A/D変換回路を備え、VGA端子を介してアナログ映像信号が入力された場合に、A/D変換回路によりアナログ映像信号をデジタルの入力画像データに変換して、後述する画像処理部143に出力する。
光変調装置駆動部122は、後述する画像処理部143から入力されるR,G,Bの表示データに基づいて、光変調装置112の対応する液晶パネル115を駆動して各液晶パネル115に画像を描画する。
また、入出力I/F部135は、制御部160から入力される制御信号に基づいて、操作・表示パネル131に各種画面を表示させる。
無線通信部137は、図示しないアンテナやRF(Radio Frequency)回路等を備え、制御部160の制御の下、外部の装置との間で無線通信を実行する。無線通信部137の無線通信方式には、例えば無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)、UWB(Ultra Wide Band)、赤外線通信等の近距離無線通信方式を採用できる。また、無線通信部137の無線通信方式として携帯電話回線を利用した無線通信方式を採用できる。
フレームレート変換処理は、画像処理部143が、入力画像データのフレームレートを、制御部160により指定されたフレームレートに変換する処理である。
色調補正処理は、入力画像データの色調を変換する処理である。画像処理部143は、制御部160により指定された色調に合わせて入力画像データに含まれる各画素のデータを変更する。
輝度補正処理は、画像処理部143が、入力画像データの輝度を補正する処理である。輝度補正処理により、入力画像データの輝度が、光源部111の発光状態やプロジェクター100が設置された環境の明るさ等に対応した輝度に補正される。
ズーム・シフト補正部143Aは、ズーム処理とシフト処理とを実行する。ズーム処理は、リモコン5又は操作・表示パネル131が操作され、画像のデジタルズームが指示された場合に、制御部160の指示により入力画像データを拡大又は縮小する処理である。ズーム・シフト補正部143Aは、フレームメモリー145に展開された入力画像データを、制御部160により指示された倍率で拡大、又は縮小処理する。
シフト処理は、リモコン5又は操作・表示パネル131が操作され、画像のデジタルシフトが指示された場合に、プロジェクター100がスクリーンSCに投射する画像の投射位置をシフト(移動)する。ズーム・シフト補正部143Aは、フレームメモリー145に展開された入力画像データの位置を、制御部160により指示された位置に移動させる。
デジタルズーム処理により、入力画像データのサイズを縮小した場合、入力画像データが展開されるフレームメモリー145の領域が、フレームメモリー145の一部の領域になる。また、デジタルシフト処理を実行した場合、入力画像データが形成されるフレームメモリー145の領域が移動する。すなわち、デジタルシフト処理を実行前と実行後でフレームメモリー145の異なる領域に入力画像データが展開される。
形状補正部143Bは、制御部160から入力される補正パラメーターを用いて、フレームメモリー145に形成された入力画像データの歪みを補正する形状補正処理を実行する。以下の説明では、形状補正処理として、台形歪みを補正する補正処理について説明する。
フレームメモリー145の座標は、液晶パネル115の座標に対応付けられ、フレームメモリー145の画素は、液晶パネル115の画素と1対1で対応付けられている。
すなわち、画像処理部143により表示画像データが読み出されたフレームメモリー145の画素は、光変調装置駆動部122により液晶パネル115の対応する画素に書き込まれる。
また、記憶部150は、データテーブル152を記憶する。データテーブル152は、プロジェクター100の垂直方向及び水平方向の投射角度と、表示領域10に投射される画像の台形歪みを補正するための補正パラメーターとを対応付けて登録したテーブルである。垂直方向及び水平方向の投射角度については後述する。
リモコン5又は操作・表示パネル131によりデジタルズーム処理の実行指示を受け付けた場合、画素領域117に描画する表示画像データのサイズが縮小される。また、リモコン5又は操作・表示パネル131によりデジタルシフト処理の実行指示を受け付けた場合、画素領域117に描画する表示画像データの位置が変更される。画像形成領域304は、表示画像データが描画される画素領域117上の範囲を示し、デジタルズーム処理やデジタルシフト処理によってサイズや位置が変更される領域である。
第2設定部165は、投射部110のスクリーンSCに対する相対的な角度情報に基づいて、スクリーンSCに歪みが補正された状態で投射されるような形状を有する第1歪み補正領域305及び第2歪み補正領域303を、それぞれ画像形成領域304内、画素領域117内に設定する。第1歪み補正領域305及び第2歪み補正領域303の詳細については後述する。
図2及び図3では、スクリーンSCは、xy平面に沿って設けられており、プロジェクター100は、+z方向に向かって光を射出すると仮定する。図2に示すように、プロジェクター100の垂直方向の投射角度θは、スクリーンSCの法線nと、プロジェクター100の投射レンズの光軸LAとで形成される角度θで表される。また、図3に示すように、プロジェクター100の水平方向の投射角度φは、スクリーンSCの法線nと、プロジェクター100の投射レンズの光軸LAとで形成される角度φで表される。
まず、プロジェクター100の電源をオンして、スクリーンSCの方向に向けて画像を投射する。ここでスクリーンSCに向けて投射される投射画像は、使用者が投射画像の範囲を認識できる画像であればよい。また、初期状態では、投射画像のサイズ調整や、投射位置の調整を行っていないため、投射画像は表示領域10又はスクリーンSCからはみ出している。
使用者は、例えば、リモコン5又は操作・表示パネル131に設けられた縮小率、又は拡大率を指定するボタンを操作して、投射画像を縮小又は拡大させる縮小率又は拡大率を設定する。例えば、使用者は、調整前の投射画像のサイズを100%とする縮小率又は拡大率を指定する。制御部160は、液晶パネル115に描画される画像のサイズを、リモコン5又は操作・表示パネル131により指定されたサイズに縮小又は拡大する。これにより表示領域10には、使用者により指定されたサイズに調整された投射画像が投射される。使用者は、この処理を繰り返して、投射画像のサイズが表示領域10のサイズとほぼ同じか、少し小さいサイズとなるように調整する。また、使用者は、リモコン5又は操作・表示パネル131に設けられた縮小又は拡大ボタンを、投射画像のサイズが表示領域10に収まるサイズか少し小さいサイズとなるまで継続して押し続けてもよい。制御部160は、縮小又は拡大ボタンが押され続けている間、液晶パネル115に描画される画像のサイズを所定サイズごとに小さく、又は大きくする。
図5に示すフローの動作は、制御部160の第2設定部165による動作である。
まず、制御部160は、角度情報の入力を受け付ける(ステップS11)。使用者は、リモコン5又は操作・表示パネル131を操作して、垂直方向の投射角度θ及び水平方向の投射角度φに対応する角度情報を入力する。ここで、垂直方向及び水平方向の投射角度は、プロジェクター100に搭載された加速度センサー等により検出してもよい。なお、使用者が入力する角度情報は、投射角度θ、φに対応する情報であればよく、投射角度θ、φを直接入力する態様に限定されない。例えば、十字ボタンを操作することによって、投射角度θ、φに対応するパラメーター(設定値)を増加させたり減少させたりする態様を採用することができる。
まず、制御部160は、入力された垂直方向及び水平方向の投射角度θ、φに基づいて、データテーブル152を参照し、投射画像の台形歪みを補正するための補正パラメーターを取得する。次に制御部160は、RAMの記憶領域に、液晶パネル115の画素領域117の形状に対応した矩形領域302を設定する(図6参照)。
次に、制御部160は、この矩形領域302は残したまま、矩形領域302の形状をデータテーブル152から取得した補正パラメーターを用いて補正し、垂直方向及び水平方向の歪みが相殺された形状の第2歪み補正領域303を記憶領域に設定する(ステップS12)(図7参照)。本実施形態では、補正パラメーターを用いて矩形領域302の形状を補正する場合について説明するが、他の一般的に知られた方法であってもよい。第2歪み補正領域303は、本発明の「第2歪み補正領域」に相当する。
次に、制御部160は、液晶パネル115の画素領域117上の画像形成領域304の範囲を取得する(ステップS14)。デジタルズーム処理による縮小や、デジタルシフト処理による移動によって、矩形領域302を縮小又は移動することで画像形成領域304が設定される。制御部160は、ステップS1のデジタルズーム処理で求めた縮小率に基づき、矩形領域302のサイズを縮小し、さらに、ステップS2のデジタルシフト処理で求めた移動量及び移動方向に基づいて、矩形領域302を移動させる。
図9には、矩形領域302を縮小率に基づいて縮小し、縮小した矩形領域302を移動量及び移動方向に基づいて移動させた領域を画像形成領域304として破線で示す。
次に、制御部160は、垂直消失点Vp、水平消失点Hp、対角線消失点Dp及び画像形成領域304に基づいて第1歪み補正領域305を求める(ステップS15)。この第1歪み補正領域305は、画像形成領域304内に収まるように決定する。また、第1歪み補正領域305の左辺と右辺との延長線が垂直消失点Vpを通り、上辺と下辺との延長線が水平消失点Hpを通るように第1歪み補正領域305を決定する。また、第1歪み補正領域305の対角線が対角線消失点Dpを通るように第1歪み補正領域305を決定する。第1歪み補正領域305は、本発明の「第1歪み補正領域」に相当する。
制御部160が、第1歪み補正領域305を上述のように決定するため、デジタルズーム処理やデジタルシフト処理によって画像形成領域304の位置や大きさがどのように変更されても、第1歪み補正領域305の左辺と右辺の延長線の交点(第1交点)、上辺と下辺の延長線の交点(第2交点)、及びこれら2つの交点を通る直線と対角線の延長線との交点(第3交点)は、それぞれ垂直消失点Vp、水平消失点Hp、対角線消失点Dpと一致し、その位置は常に一定である。
すなわち、左辺と右辺との延長線の交点が垂直消失点Vpを通り、上辺と下辺の延長線の交点が水平消失点Hpを通り、対角線が対角線消失点Dpを通る液晶パネル115上の任意の四角形は、表示領域10上では常に同一のアスペクト比を持つ相似な長方形になる。
まず、図11を参照して、スクリーンSC上の座標(x,y)と液晶パネル115上の座標(X,Y)との関係について説明する。図11は、スクリーンSC上の座標(x,y)と液晶パネル115上の座標(X,Y)との関係を示す図である。
スクリーンSC上の座標(x,y)は、xyz座標系の原点とスクリーンSC上の点とを通る直線と、z=1の平面と、の交点の座標を示す。換言すれば、スクリーンSC上の座標(x,y)は、スクリーンSCがz=1の平面であると仮定したときの座標を示す。
図12は、2つの投射角度θ、φの双方がゼロである場合に、液晶パネル115の画素領域117に設定される第1歪み補正領域305を示す。図12に示すように、2つの投射角度θ、φの双方がゼロである場合、画素領域117上に正しいアスペクト比(1:m)を有する矩形の第1歪み補正領域305が設定されると、スクリーンSC上にも正しいアスペクト比(1:m)を有する矩形画像が表示される。
図13、図14、図15に示すように、2つの投射角度θ、φの少なくとも一方が有意な値である場合、画素領域117上に歪んだ形状の第1歪み補正領域305が設定されると、スクリーンSC上に投射される投射画像は、アスペクト比(1:m)を有する矩形画像となる。
(1)第1歪み補正領域305の左端が画像形成領域304の左辺に接し、第1歪み補正領域305の右端が画像形成領域304の右辺に接する。
(2)第1歪み補正領域305の上端が画像形成領域304の上辺に接し、第1歪み補正領域305の下端が画像形成領域304の下辺に接する。
上記(1)及び(2)のいずれか一方が成立するように、画像形成領域304内での第1歪み補正領域305の位置及びサイズを決定することで、第1歪み補正領域305を画像形成領域304内で最も大きくなるように設定することができる。
画素領域117を備え、画素領域117に形成された画像をスクリーンSCの表示領域10に投射する。第1設定部161は、入力画像データが形成される画像形成領域304を画素領域117に設定する。第2設定部165は、投射部110のスクリーンSCに対する相対的な角度に対応する角度情報に基づいて、スクリーンSCに歪みが補正された状態で投射されるような形状を有する第1歪み補正領域305を画像形成領域304内に設定する。光変調装置駆動部122は、入力画像データを第1歪み補正領域305に形成する。
このように、第1歪み補正領域305を画像形成領域304内に設定するため、デジタルズーム処理やデジタルシフト処理によりスクリーンSC内に収めた投射画像が、台形歪み補正によりはみ出してしまうことを抑制できる。
従って、リモコン5又は操作・表示パネル131を操作して、画像が形成される画素領域117内の画像形成領域304の位置及び大きさを変更することができる。
このように、第1歪み補正領域305の左辺と右辺とを延長した延長線が垂直消失点Vpを通り、第1歪み補正領域305の上辺と下辺とを延長した延長線が水平消失点Hpを通るように、第1歪み補正領域305を設定するため、画素領域117内における画像形成領域304の位置や大きさに拘らず、常に矩形の投射画像をスクリーンSCに表示することができる。
従って、画素領域117内における画像形成領域304の位置や大きさに拘らず、常に同一のアスペクト比を持つ相似な長方形の投射画像をスクリーンSCに表示することができる。
従って、画素領域117内における画像形成領域304の位置や大きさに拘らず、常に矩形の投射画像をスクリーンSCに表示することができる。
従って、画素領域117内における画像形成領域304の位置や大きさに拘らず、常に同一のアスペクト比を持つ相似な長方形の投射画像をスクリーンSCに表示することができる。
従って、第1歪み補正領域305の大きさを、画像形成領域304内に設定可能な最大の大きさに設定することができる。
例えば、上記実施形態では、光変調装置112が液晶パネル115を備える構成を例示した。液晶パネル115は、透過型の液晶パネルであってもよいし、反射型の液晶パネルであってもよい。また、光変調装置112は、液晶パネル115に代えて、デジタルミラーデバイス(DMD)を用いた構成であってもよい。また、デジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせた構成としてもよい。また、光変調装置112は、液晶パネルおよびDMD以外に、光源部111が発した光を変調可能な構成を採用しても良い。
Claims (8)
- 画素領域を備え、前記画素領域に形成された画像を投射面に投射する投射部と、
入力画像が形成される画像形成領域を前記画素領域に設定する第1設定部と、
前記投射部の前記投射面に対する相対的な角度に対応する角度情報に基づいて、前記投射面に歪みが補正された状態で投射されるような形状を有する第1歪み補正領域を前記画像形成領域内に設定する第2設定部と、
前記入力画像を前記第1歪み補正領域に形成する画像形成部と、
を備えるプロジェクター。 - 操作を受け付ける操作受付部を有し、
前記第1設定部は、前記操作受付部により受け付けた操作に応じて、前記画素領域内に設定される前記画像形成領域の位置及び大きさの少なくとも一方を変更する請求項1記載のプロジェクター。 - 前記第2設定部は、前記角度情報に基づいて、前記投射面に歪みが補正された状態で投射されるような形状を有する第2歪み補正領域を前記画素領域に設定し、
前記第2歪み補正領域の左辺と右辺とを延長した延長線の交点を垂直消失点とし、前記第2歪み補正領域の上辺と下辺とを延長した延長線の交点を水平消失点とするとき、
前記第2設定部は、前記第1歪み補正領域の左辺と右辺とを延長した延長線が前記垂直消失点を通り、前記第1歪み補正領域の上辺と下辺とを延長した延長線が前記水平消失点を通るように、前記第1歪み補正領域を前記画像形成領域内に設定する請求項1又は2記載のプロジェクター。 - 前記垂直消失点及び前記水平消失点を通る直線と、前記第2歪み補正領域の対角線の延長線との交点を対角線消失点とするとき、
前記第2設定部は、前記第1歪み補正領域の対角線を延長した延長線が前記対角線消失点を通るように、前記第1歪み補正領域を前記画像形成領域内に設定する請求項3記載のプロジェクター。 - 前記第2設定部が設定する前記第1歪み補正領域は、左辺と右辺とを延長した延長線の交点である第1交点の位置と、上辺と下辺とを延長した延長線の交点である第2交点の位置とが、前記画像形成領域の位置及び大きさによらず一定であることを特徴とする請求項1又は2記載のプロジェクター。
- 前記第2設定部が設定する前記第1歪み補正領域は、前記第1交点及び前記第2交点を通る直線と、前記第1歪み補正領域の対角線の延長線との交点である第3交点の位置が、前記画像形成領域の位置及び大きさによらず一定であることを特徴とする請求項5記載のプロジェクター。
- 前記第2設定部は、前記第1歪み補正領域の幅又は高さが、前記画像形成領域に一致するように前記第1歪み補正領域を設定する請求項1から6のいずれか1項に記載のプロジェクター。
- 画素領域を備え、前記画素領域に形成された画像を投射面に投射する投射部を備えるプロジェクターの制御方法であって、
入力画像が形成される画像形成領域を前記画素領域に設定する第1設定ステップと、
前記投射部の前記投射面に対する相対的な角度に対応する角度情報に基づいて、前記投射面に歪みが補正された状態で投射されるような形状を有する第1歪み補正領域を前記画像形成領域内に設定する第2設定ステップと、
前記入力画像を前記第1歪み補正領域に形成する画像形成ステップと、を有するプロジェクターの制御方法。
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