JP3742074B2 - Projector having tilt angle measuring device - Google Patents

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JP3742074B2 JP2003186909A JP2003186909A JP3742074B2 JP 3742074 B2 JP3742074 B2 JP 3742074B2 JP 2003186909 A JP2003186909 A JP 2003186909A JP 2003186909 A JP2003186909 A JP 2003186909A JP 3742074 B2 JP3742074 B2 JP 3742074B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロジェクタに関し、特にプロジェクタの投影装置の投射光軸と投射面との傾斜角度を算定するための傾斜角度測定装置を有するプロジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶技術やDLP(デジタルライトプロセッシング)技術の急速な進展に伴うプロジェクタの小型化・高性能化により、画像投射を目的とするプロジェクタの用途も拡大し、家庭内でのディスプレイ型テレビに代わる大型の表示装置としても注目されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−281597号公報
【特許文献2】
特開2001−169211号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液晶プロジェクタやDLP方式プロジェクタはディスプレイ型テレビと違って映像面がスクリーンであったり壁であったりするためにプロジェクタの光軸と投射面との相対関係によって映像に歪を生ずるという問題点がある。特開平9−281597号公報には、液晶プロジェクタの据付角度の検出手段と液晶プロジェクタと投射対象と間の距離を検出する距離検出手段を有し、両検出結果から算出された角度によって液晶表示ユニットの角度を調整する方法が開示されている。この場合液晶表示ユニットの角度を機械的に調整する必要がある。また、特開2001−169211号公報には角度制御可能なレーザポインタの光点を曲面のスクリーンに投影し、一方、計測用点画像を生成してプロジェクタからスクリーンに投影し、カメラで撮影して光点と点画像との位置計測を行い点画像を移動しながら両点が一致したときに点画像のフレームメモリ上の画素座標を光点の入力画像上の座標に置換して座標変換パラメータメモリに設定する歪補正方法が開示されている。この場合レーザポインタの角度を制御する必要があり、構造が複雑となる。
【0005】
一方、スクリーンのプロジェクタの投射光軸に対する垂直方向および水平方向の傾斜がわかればプロジェクタのフレームメモリの座標を変換したりすることによって歪のない映像をスクリーンに投影する技術は実用化されている。
【0006】
このうち、垂直方向の傾斜については通常投射面が垂直となっているので、既に実用化されている加速度検出素子を用いた傾斜センサを用いて検出した投影装置の傾斜度を投射面に対する投影装置の傾斜と見なすことで、簡単な装置で検出できるが、水平方向の傾斜については簡単な検出の方法がないためプロジェクタに搭載されている歪補正機能を使用して手動で補正を行っている。
【0007】
本発明の目的は、映像の歪補正のためにスクリーンのプロジェクタの投射光軸に対する傾斜角度を簡単な構成で正確に測定できる傾斜角度測定装置を有するプロジェクタを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタは、
プロジェクタの投影装置の投射光軸と投射面との傾斜角度を算定する傾斜角度測定装置を有し、算定した傾斜角度に従って画像表示部の出力映像を制御することにより投射面の映像の歪を補正するプロジェクタである。傾斜角度測定装置は、加速度検出素子を用いた垂直方向傾斜センサと、テストパターン生成部と、デジタルカメラと、画像解析傾斜角度算定部とを備え、テストパターン生成部は、投影装置から投射レンズを通して水平な直線状のテストパターンを投射面に投射し、その投射面のテストパターンを投射レンズの上方垂直方向に離れて配置されたデジタルカメラの撮像素子で撮像し、画像解析傾斜角度算定部が、撮像素子の撮像画面からテストパターンの画素を解析して投影装置の投射光軸と投射面との水平方向傾斜角度を算定するとともに、垂直方向傾斜センサから投影装置の垂直方向傾斜角度を取得して、取得した両傾斜角度に基づいて画像表示部の出力映像を制御することによって投射面の画像の歪を補正する。投影装置の投射光軸と投射面との水平方向傾斜角度の算定は、撮像素子の撮像画面から取得したテストパターンの横方向の差分画素数についての差分画素数情報から算出されてもよい。
【0009】
デジタルカメラで撮像されたテストパターンと水平基準線との間の傾斜角度の解析は、テストパターンと撮像画面の両端との交点に対応する画素の画素数の差を算出して、予め作成してある差分画素数と傾斜角度とを関連付けたテーブルによって傾斜角度を算定することによって行われ、算定された傾斜角度から所定の計算式によって投影装置の投射光軸と投射面との傾斜角度が算定されてもよく、プロジェクタの投影装置の投射光軸と投射面との傾斜角度に従った画像表示部の出力映像の制御は、傾斜角度に対応して予め算出されている画像表示部の入力映像の補正値によってLSI制御パラメータを作成し、プロジェクタ用画像処理LSIを制御することによって実行されてもよい。
【0010】
プロジェクタは液晶プロジェクタであっても、DLP(デジタルライトプロセッシング)プロジェクタであってもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図であり、図2は本発明の実施の形態の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図であり、(a)はテストパターン投射状態を示す模式的上面図、(b)は投射面が水平方向に傾斜していない場合のテストパターン投射状態を示す模式的側面図、(c)は投射面が水平方向に傾斜している場合のテストパターン投射状態を示す模式的側面図、(d)はプロジェクタの模式的正面図、(e)は投射面が水平方向に傾斜していない場合のデジタルカメラの撮像画面の模式図、(f)は投射面が水平方向に傾斜している場合のデジタルカメラの撮像画面の模式図である。
【0012】
ここでは、液晶プロジェクタを例として説明するが液晶表示部22をDLP表示部と読み替えればDLP(デジタルライトプロセッシング)プロジェクタに対しても同様に適用できる。
【0013】
プロジェクタ10は投射レンズ21と液晶表示部22とを有する投影装置20と、液晶表示部22の画像を制御する画像制御部23と、傾斜角度測定装置30と、全体の動作を制御するCPU60とを備える。傾斜角度測定装置30は垂直方向傾斜センサ40、撮像レンズ51と撮像素子52とを有するデジタルカメラ50、撮像素子52が撮像した画像の画素を解析して投射面70に対する投影装置20の水平方向の傾斜を算出し、垂直方向傾斜センサ40の検出した垂直方向の傾斜値と併せて画像制御部23を制御する画像解析傾斜角度算定部53、およびテストパターン生成部54を備える。
【0014】
垂直方向傾斜センサ40は、機械の据付の心出しなどにも利用されている加速度検出素子を用いた傾斜センサ(Gセンサ)であり、重力の方向に対する傾斜角度を精密に測定し数値データとして出力する。一般に投射面70となる壁やスクリーンは上下方向が垂直となっているので垂直方向傾斜センサ40の検出値を投射光軸27と投射面70との垂直方向の傾斜角度と見なすことができる。投射面70の上下方向が垂直となっていない場合は投射光軸27と投射面70との垂直方向の傾斜角度の補正を手動で行えばよい。
【0015】
図2(a)〜(c)に示すようにスクリーンや壁などの投射面70に映像が投射されるように液晶プロジェクタ10は配置される。この場合液晶プロジェクタ10の投影装置20の投射光軸27と投射面70aとが直交する状態で投影が行われると液晶表示部22の画面がそのまま投射面70aに拡大して投影されるが、投影装置20の投射光軸27と投射面70bとが傾斜する場合は直交する場合と比較して位置によって投射レンズ21からの距離が変化し、例えば離れた位置では画面が拡大するので投影された画面に台形歪を生ずるという問題が生ずる。この問題を解決するために例えば上述の特許文献に記載されたような工夫がなされてきた。この場合投影装置20の投射光軸27と投射面70との傾斜角度が正確に把握できれば、画像制御部23によって液晶表示部22の画像の画素への配置を移動させることによって投射面70に投射された映像を正しい状態に修正することができ、その移動度は傾斜角度から数値的に求めることができる。
【0016】
本発明は投影装置20の投射光軸27と投射面70との傾斜角度を正確に把握することを目的としており、以下に説明する傾斜角度測定装置30によりその目的は達成される。
【0017】
傾斜角度測定装置30では、図2(d)に示すように、投影装置20の投射レンズ21から垂直方向上方に離れて撮像素子52を有するデジタルカメラ50の撮像レンズ51が配置されている。
【0018】
傾斜角度測定モードでは、傾斜角度測定装置30のテストパターン生成部54が画像制御部23を制御して液晶表示部22から投射レンズ21を経由して水平な直線状のテストパターン81を投射面70に投射する。図2(e)、(f)は投射面70上のテストパターン81をデジタルカメラ50の撮像素子52で撮像したときの撮像画面80であり、投射光軸26と投射面70aの水平線とが直交していれば、図2(e)に示すように垂直方向の傾斜に関わりなくテストパターン81aは水平に表示される。投射面70bの向かって右側が水平面で投射レンズ21から離れる方向に傾斜していると、投射レンズ21から垂直に離れた方向に配置された撮像レンズ51で撮像した撮像素子52の撮像画像80では、図2(f)に示すように右側が上に傾いた状態で表示される。図示されていないが、投射面70bの向かって左側が水平面で投射レンズ21から離れる方向に傾斜していると、左側が上に傾いた状態で表示される。
【0019】
画素解析傾斜角度算定部53では、テストパターン81bの画素を解析して傾斜角度を算定してもよいが、例えば撮像画面80の両端とテストパターン81bとの交点の画素の画素数の差を算出して予め作成してある差分画素数と傾斜角度を関連付けたテーブルによって傾斜角度を算定してもよい。
【0020】
図3は垂直方向傾斜センサ40で検出された垂直方向の傾斜度と画素解析傾斜角度算定部53で算出された差分画素数とから液晶表示部22の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。画像解析傾斜角度算定部53が、撮像素子52の撮像画面80からテストパターン81bの横方向の差分画素数87についての差分画素数情報を取得し(ステップS1)、これを基に投影装置20の投射光軸27と投射面70との水平方向傾斜角度を生成し(ステップS2)、垂直方向傾斜センサ40から垂直方向傾斜角度を取得し(ステップS3)、取得した両傾斜角度を受けて画像制御部23はLSI制御パラメータを生成し(ステップS4)、プロジェクタ用画像処理LSIを制御することにより(ステップS5)、入力映像24が修正されて液晶表示部22で出力映像25となる。この出力映像25は投射面に投射されると入力映像24と相似の映像となる。
【0021】
ここでは、投影装置20の投射光軸27と投射面70との水平方向傾斜角度を画素解析傾斜角度算定部53で取得し、垂直方向の傾斜角度は垂直方向傾斜センサ40で取得することとしているが、投射レンズ21の横方向に撮像レンズ51を配置し投射レンズ21から投射された垂直方向のテストパターンを撮像レンズ51を通じて撮像素子52で撮像することによって垂直方向の傾斜角度を取得することももちろん可能であり、テストパターンから得られた水平方向並びに垂直方向の傾斜角度を使用して入力映像24の修正を行ってもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、プロジェクタの映像の歪補正のために必要な投射面のプロジェクタの投射光軸に対する傾斜角度を簡単な構成で正確に測定できるという効果がある。
【0023】
これは、投影装置から投射レンズを通して水平な直線状のテストパターンを投射面に投射し、投射面のテストパターンを投射レンズの垂直方向上方に離れて配置されたデジタルカメラの撮像素子で撮像し、傾斜角度測定装置の画像解析傾斜角度算定部が、撮像素子の撮像画面から横方向の差分画素数についての差分画素数情報を取得して投影装置の投射光軸と投射面との水平方向傾斜角度を生成し、別に設けた垂直方向傾斜センサから垂直方向傾斜角度を取得し、取得した両傾斜角度を受けて画像制御部が入力映像を修正して傾斜に対応した出力映像を出力するからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的ブロック構成図である。
【図2】本発明の実施の形態の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタの模式的説明図である。
(a)はテストパターン投射状態を示す模式的上面図である。
(b)は投射面が水平方向に傾斜していない場合のテストパターン投射状態を示す模式的側面図である。
(c)は投射面が水平方向に傾斜している場合のテストパターン投射状態を示す模式的側面図である。
(d)はプロジェクタの模式的正面図である。
(e)は投射面が水平方向に傾斜していない場合のデジタルカメラの撮像画面の模式図である。
(f)は投射面が水平方向に傾斜している場合のデジタルカメラの撮像画面の模式図である。
【図3】垂直方向傾斜センサで検出された垂直方向の傾斜度と画素解析傾斜角度算定部で算出された差分画素数から液晶表示部の出力映像を修正する過程を示す模式的流れ図である。
【符号の説明】
10 プロジェクタ
20 投影装置
21 投射レンズ
22 液晶表示部
23 画像制御部
24 入力映像
25 出力映像
27 投射光軸
30 傾斜角度測定装置
40 垂直方向傾斜センサ
50 デジタルカメラ
51 撮像レンズ
52 撮像素子
53 画像解析傾斜角度算定部
54 テストパターン生成装置
60 CPU
70、70a、70b 投射面
80 撮像画面
81a、81b テストパターン
82 画素ライン
87 横差分画素数
S1〜S5 ステップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector having an inclination angle measuring device for calculating an inclination angle between a projection optical axis of a projection device of a projector and a projection surface.
[0002]
[Prior art]
With the rapid development of liquid crystal technology and DLP (digital light processing) technology, the miniaturization and high performance of projectors have expanded the use of projectors for image projection, and large-scale replacements for display-type televisions at home. It is also attracting attention as a display device.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-281597 [Patent Document 2]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-169221
[Problems to be solved by the invention]
However, unlike a display television, a liquid crystal projector or a DLP projector has a problem that an image is distorted due to the relative relationship between the optical axis of the projector and the projection surface because the image surface is a screen or a wall. is there. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-281597 has a detecting means for detecting an installation angle of a liquid crystal projector and a distance detecting means for detecting a distance between the liquid crystal projector and a projection target, and the liquid crystal display unit is determined according to the angle calculated from both detection results. A method for adjusting the angle is disclosed. In this case, it is necessary to mechanically adjust the angle of the liquid crystal display unit. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-169221 discloses that a light point of a laser pointer capable of angle control is projected on a curved screen, while a point image for measurement is generated, projected from the projector onto the screen, and photographed with a camera. Coordinate conversion parameter memory by replacing the pixel coordinates on the frame memory of the point image with the coordinates on the input image of the light point when the points coincide with each other while moving the point image by measuring the position of the light spot and the point image Distortion correction methods set in the above are disclosed. In this case, it is necessary to control the angle of the laser pointer, and the structure becomes complicated.
[0005]
On the other hand, when the vertical and horizontal inclinations of the screen with respect to the projection optical axis of the projector are known, a technique for projecting a distortion-free image on the screen by converting the coordinates of the frame memory of the projector has been put into practical use.
[0006]
Among these, since the projection surface is usually vertical for the inclination in the vertical direction, the degree of inclination of the projection device detected by using the inclination sensor using the acceleration detection element already put into practical use is projected to the projection surface. However, since there is no simple method for detecting horizontal inclination, correction is performed manually using a distortion correction function installed in the projector.
[0007]
An object of the present invention is to provide a projector having an inclination angle measuring device capable of accurately measuring an inclination angle of a screen with respect to a projection optical axis of a projector for image distortion correction with a simple configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The projector having the tilt angle measuring device of the present invention is
It has a tilt angle measuring device that calculates the tilt angle between the projection optical axis of the projector and the projection surface, and controls the output image of the image display unit according to the calculated tilt angle to correct the image distortion on the projection surface. Projector. The tilt angle measuring apparatus includes a vertical tilt sensor using an acceleration detection element, a test pattern generation unit, a digital camera, and an image analysis tilt angle calculation unit. The test pattern generation unit passes through the projection lens from the projection device. A horizontal linear test pattern is projected onto the projection surface, and the test pattern on the projection surface is imaged with an image sensor of a digital camera arranged apart in the vertical direction above the projection lens, and the image analysis inclination angle calculation unit is Analyzing the test pattern pixels from the imaging screen of the image sensor to calculate the horizontal tilt angle between the projection optical axis of the projection device and the projection surface, and obtaining the vertical tilt angle of the projection device from the vertical tilt sensor Then, the distortion of the image on the projection surface is corrected by controlling the output video of the image display unit based on the acquired both inclination angles. The calculation of the horizontal inclination angle between the projection optical axis and the projection surface of the projection apparatus may be calculated from the difference pixel number information about the difference pixel number in the horizontal direction of the test pattern acquired from the imaging screen of the imaging element.
[0009]
The analysis of the inclination angle between the test pattern captured by the digital camera and the horizontal reference line is made in advance by calculating the difference in the number of pixels corresponding to the intersection of the test pattern and the both ends of the imaging screen. This is done by calculating the tilt angle using a table that associates a certain number of pixels with the tilt angle, and the tilt angle between the projection optical axis of the projector and the projection surface is calculated from the calculated tilt angle using a predetermined calculation formula. The control of the output video of the image display unit according to the tilt angle between the projection optical axis and the projection surface of the projection device of the projector may be performed based on the input video of the image display unit calculated in advance corresponding to the tilt angle. It may be executed by creating an LSI control parameter based on the correction value and controlling the projector image processing LSI.
[0010]
The projector may be a liquid crystal projector or a DLP (Digital Light Processing) projector.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of a projector having a tilt angle measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a projector having a tilt angle measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. (A) is a schematic top view showing a test pattern projection state, (b) is a schematic side view showing a test pattern projection state when the projection surface is not inclined in the horizontal direction, and (c) is a projection surface. The schematic side view which shows the test pattern projection state in the case where it inclines in a horizontal direction, (d) is a schematic front view of a projector, (e) is a digital camera when the projection surface is not inclined in the horizontal direction (F) is a schematic diagram of an imaging screen of a digital camera when the projection surface is inclined in the horizontal direction.
[0012]
Here, a liquid crystal projector will be described as an example, but the present invention can be similarly applied to a DLP (digital light processing) projector by replacing the liquid crystal display unit 22 with a DLP display unit.
[0013]
The projector 10 includes a projection device 20 having a projection lens 21 and a liquid crystal display unit 22, an image control unit 23 that controls an image on the liquid crystal display unit 22, a tilt angle measuring device 30, and a CPU 60 that controls the overall operation. Prepare. The tilt angle measuring device 30 analyzes the pixels of the image captured by the vertical tilt sensor 40, the imaging lens 51 and the image sensor 52, and the image captured by the image sensor 52 in the horizontal direction of the projection device 20. An image analysis inclination angle calculation unit 53 and a test pattern generation unit 54 that calculate the inclination and control the image control unit 23 together with the vertical inclination value detected by the vertical direction inclination sensor 40 are provided.
[0014]
The vertical direction inclination sensor 40 is an inclination sensor (G sensor) using an acceleration detecting element that is also used for centering the machine, and accurately measures the inclination angle with respect to the direction of gravity and outputs it as numerical data. To do. In general, since the vertical direction of the wall or screen that becomes the projection surface 70 is vertical, the detection value of the vertical direction inclination sensor 40 can be regarded as the vertical inclination angle between the projection optical axis 27 and the projection surface 70. When the vertical direction of the projection surface 70 is not vertical, the vertical inclination angle between the projection optical axis 27 and the projection surface 70 may be manually corrected.
[0015]
As shown in FIGS. 2A to 2C, the liquid crystal projector 10 is arranged so that an image is projected onto a projection surface 70 such as a screen or a wall. In this case, when projection is performed in a state where the projection optical axis 27 of the projection device 20 of the liquid crystal projector 10 and the projection surface 70a are orthogonal to each other, the screen of the liquid crystal display unit 22 is projected on the projection surface 70a as it is. When the projection optical axis 27 and the projection surface 70b of the apparatus 20 are inclined, the distance from the projection lens 21 changes depending on the position as compared with the case where they are orthogonal to each other. This causes a problem of trapezoidal distortion. In order to solve this problem, for example, a device as described in the above-mentioned patent document has been made. In this case, if the inclination angle between the projection optical axis 27 of the projection device 20 and the projection surface 70 can be accurately grasped, the image control unit 23 projects the image onto the projection surface 70 by moving the arrangement of the image on the liquid crystal display unit 22 to the pixels. The corrected image can be corrected to a correct state, and the mobility can be obtained numerically from the tilt angle.
[0016]
The object of the present invention is to accurately grasp the inclination angle between the projection optical axis 27 and the projection surface 70 of the projection apparatus 20, and the object is achieved by the inclination angle measuring apparatus 30 described below.
[0017]
In the tilt angle measuring device 30, as shown in FIG. 2 (d), an imaging lens 51 of a digital camera 50 having an imaging element 52 is disposed away from the projection lens 21 of the projection device 20 in the vertical direction.
[0018]
In the tilt angle measurement mode, the test pattern generation unit 54 of the tilt angle measurement device 30 controls the image control unit 23 to generate a horizontal linear test pattern 81 from the liquid crystal display unit 22 via the projection lens 21. Project to. 2E and 2F are imaging screens 80 when the test pattern 81 on the projection surface 70 is imaged by the imaging device 52 of the digital camera 50, and the projection optical axis 26 and the horizontal line of the projection surface 70a are orthogonal to each other. If so, the test pattern 81a is displayed horizontally regardless of the vertical inclination as shown in FIG. When the right side of the projection surface 70b is a horizontal plane and is inclined in a direction away from the projection lens 21, in the captured image 80 of the imaging element 52 imaged by the imaging lens 51 arranged in a direction away from the projection lens 21 vertically. As shown in FIG. 2 (f), the display is displayed with the right side tilted upward. Although not shown, when the left side toward the projection surface 70b is a horizontal plane and is inclined in a direction away from the projection lens 21, the left side is displayed in a tilted state.
[0019]
The pixel analysis inclination angle calculation unit 53 may calculate the inclination angle by analyzing the pixels of the test pattern 81b. For example, the difference in the number of pixels at the intersection of both ends of the imaging screen 80 and the test pattern 81b is calculated. Then, the tilt angle may be calculated using a table in which the difference pixel number and the tilt angle that are created in advance are associated with each other.
[0020]
FIG. 3 is a schematic flowchart showing a process of correcting the output image of the liquid crystal display unit 22 from the vertical inclination detected by the vertical inclination sensor 40 and the difference pixel number calculated by the pixel analysis inclination angle calculation unit 53. It is. The image analysis inclination angle calculation unit 53 acquires the difference pixel number information about the difference pixel number 87 in the horizontal direction of the test pattern 81b from the imaging screen 80 of the imaging element 52 (step S1), and based on this, the projection device 20 A horizontal inclination angle between the projection optical axis 27 and the projection surface 70 is generated (step S2), a vertical inclination angle is acquired from the vertical inclination sensor 40 (step S3), and image control is performed in response to the acquired both inclination angles. The unit 23 generates an LSI control parameter (step S4), and controls the projector image processing LSI (step S5), whereby the input video 24 is modified to become an output video 25 on the liquid crystal display unit 22. When the output video 25 is projected onto the projection surface, the output video 25 is similar to the input video 24.
[0021]
Here, the horizontal inclination angle between the projection optical axis 27 and the projection surface 70 of the projection device 20 is acquired by the pixel analysis inclination angle calculation unit 53, and the vertical inclination angle is acquired by the vertical inclination sensor 40. However, the vertical inclination angle may be obtained by arranging the imaging lens 51 in the lateral direction of the projection lens 21 and imaging the vertical test pattern projected from the projection lens 21 with the imaging element 52 through the imaging lens 51. Of course, this is possible, and the input image 24 may be corrected using the horizontal and vertical tilt angles obtained from the test pattern.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has an effect that it is possible to accurately measure the tilt angle of the projection plane required for correcting the distortion of the projector image with respect to the projection optical axis of the projector with a simple configuration.
[0023]
This is to project a horizontal linear test pattern from the projection device through the projection lens onto the projection surface, and image the test pattern on the projection surface with the image sensor of the digital camera arranged vertically above the projection lens, The image analysis tilt angle calculation unit of the tilt angle measuring device acquires the difference pixel number information about the difference pixel number in the horizontal direction from the imaging screen of the image sensor, and the horizontal tilt angle between the projection optical axis of the projection device and the projection surface This is because the image control unit corrects the input video and outputs the output video corresponding to the tilt in response to the obtained both tilt angles. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block configuration diagram of a projector having an inclination angle measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a projector having an inclination angle measuring device according to an embodiment of the present invention.
(A) is a typical top view which shows a test pattern projection state.
(B) is a schematic side view showing a test pattern projection state when the projection surface is not inclined in the horizontal direction.
(C) is a schematic side view showing a test pattern projection state when the projection surface is inclined in the horizontal direction.
(D) is a schematic front view of a projector.
(E) is a schematic diagram of the imaging screen of a digital camera when the projection surface is not inclined in the horizontal direction.
(F) is a schematic diagram of the imaging screen of the digital camera when the projection surface is inclined in the horizontal direction.
FIG. 3 is a schematic flowchart showing a process of correcting an output image of a liquid crystal display unit from a vertical inclination detected by a vertical inclination sensor and a difference pixel number calculated by a pixel analysis inclination angle calculation unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 20 Projection apparatus 21 Projection lens 22 Liquid crystal display part 23 Image control part 24 Input image 25 Output image 27 Projection optical axis 30 Inclination angle measuring device 40 Vertical direction inclination sensor 50 Digital camera 51 Imaging lens 52 Imaging element 53 Image analysis inclination angle Calculation unit 54 Test pattern generation device 60 CPU
70, 70a, 70b Projection surface 80 Imaging screen 81a, 81b Test pattern 82 Pixel line 87 Horizontal difference pixel number S1-S5 Step

Claims (6)

プロジェクタの投影装置の投射光軸と投射面との傾斜角度を算定する傾斜角度測定装置を有し、算定した傾斜角度に従って画像表示部の出力映像を制御することにより前記投射面の映像の歪を補正するプロジェクタであって、
前記傾斜角度測定装置は、加速度検出素子を用いた垂直方向傾斜センサと、テストパターン生成部と、デジタルカメラと、画像解析傾斜角度算定部とを備え、
前記テストパターン生成部は、前記投影装置から投射レンズを通して水平な直線状のテストパターンを前記投射面に投射し、該投射面のテストパターンを前記投射レンズの上方垂直方向に離れて配置された前記デジタルカメラの撮像素子で撮像し、前記画像解析傾斜角度算定部が、前記撮像素子の撮像画面からテストパターンの画素を解析して前記投影装置の投射光軸と前記投射面との水平方向傾斜角度を算定するとともに、前記垂直方向傾斜センサから前記投影装置の垂直方向傾斜角度を取得して、取得した両傾斜角度に基づいて前記画像表示部の出力映像を制御することによって前記投射面の画像の歪を補正する、傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。
A tilt angle measuring device that calculates the tilt angle between the projection optical axis of the projection device of the projector and the projection surface, and controls the output image of the image display unit according to the calculated tilt angle, thereby correcting the distortion of the image on the projection surface. A projector to correct,
The tilt angle measuring apparatus includes a vertical tilt sensor using an acceleration detection element, a test pattern generation unit, a digital camera, and an image analysis tilt angle calculation unit,
The test pattern generation unit projects a horizontal linear test pattern from the projection device through a projection lens onto the projection surface, and the test pattern on the projection surface is disposed apart in the vertical direction above the projection lens. captured by the image sensor of the digital camera, the image analysis inclination angle calculating portion, the horizontal slope of the projection surface and the projection optical axis of the front Symbol projector analyzes the pixels of the test pattern from the imaging screen of the imaging device An image of the projection plane is calculated by calculating an angle, obtaining a vertical tilt angle of the projection device from the vertical tilt sensor, and controlling an output video of the image display unit based on the acquired both tilt angles. A projector having an inclination angle measuring device that corrects the distortion of the projector.
前記投影装置の投射光軸と前記投射面との水平方向傾斜角度の算定は、前記撮像素子の撮像画面から取得したテストパターンの横方向の差分画素数についての差分画素数情報から算出される、請求項1に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。The calculation of the horizontal inclination angle between the projection optical axis of the projection device and the projection plane is calculated from the difference pixel number information about the difference pixel number in the horizontal direction of the test pattern acquired from the imaging screen of the imaging element. A projector comprising the tilt angle measuring device according to claim 1. 前記デジタルカメラで撮像された前記テストパターンと水平基準線との間の傾斜角度の解析は、前記テストパターンと前記撮像画面の両端との交点に対応する画素の画素数の差を算出して、予め作成してある差分画素数と傾斜角度とを関連付けたテーブルによって傾斜角度を算定することによって行われ、算定された傾斜角度から所定の計算式によって前記投影装置の投射光軸と前記投射面との傾斜角度が算定される、請求項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。The analysis of the inclination angle between the test pattern imaged by the digital camera and the horizontal reference line is to calculate the difference in the number of pixels corresponding to the intersection of the test pattern and both ends of the imaging screen, It is performed by calculating a tilt angle by a table in which a difference pixel number and a tilt angle created in advance are associated with each other, and the projection optical axis and the projection plane of the projection device according to a predetermined calculation formula from the calculated tilt angle The projector having the tilt angle measuring device according to claim 2 , wherein the tilt angle is calculated. 前記プロジェクタの前記投影装置の投射光軸と前記投射面との傾斜角度に従った前記画像表示部の出力映像の制御は、前記傾斜角度に対応して予め算出されている前記画像表示部の入力映像の補正値によってLSI制御パラメータを作成し、プロジェクタ用画像処理LSIを制御することによって実行される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。The control of the output video of the image display unit according to the tilt angle between the projection optical axis of the projector of the projector and the projection surface is an input of the image display unit calculated in advance corresponding to the tilt angle. create an LSI control parameter by the correction value of the image, the projector having executed by controlling the projector image processing LSI, an inclination angle measuring device according to any one of claims 1 to 3. 前記プロジェクタは液晶プロジェクタである、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。The projector having the tilt angle measuring device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the projector is a liquid crystal projector. 前記プロジェクタはDLP(デジタルライトプロセッシング)プロジェクタである、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタ。The projector having a tilt angle measuring device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the projector is a DLP (digital light processing) projector.
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