JP3742085B2 - Projector having tilt angle measuring device - Google Patents
Projector having tilt angle measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3742085B2 JP3742085B2 JP2003347403A JP2003347403A JP3742085B2 JP 3742085 B2 JP3742085 B2 JP 3742085B2 JP 2003347403 A JP2003347403 A JP 2003347403A JP 2003347403 A JP2003347403 A JP 2003347403A JP 3742085 B2 JP3742085 B2 JP 3742085B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- projection
- projector
- tilt angle
- light
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Description
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の投射面に対する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。 The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector having an inclination angle measuring device for calculating an inclination angle of a projection optical axis of a projection apparatus of the projector with respect to a projection surface.
液晶技術やDLP(登録商標)(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。 With the rapid development of liquid crystal technology and DLP (registered trademark) (digital light processing) technology, miniaturization and high performance of projectors have expanded the use of projectors for image projection, and display televisions at home. It is also attracting attention as a large-sized display device that can replace this.
しかし、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投射光軸と投射面との相対関係によって画像に台形の歪を生ずるという問題点がある。この問題を解決するために、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の間の距離を検出する距離検出手段とを有し、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(特許文献1参照)。また、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って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(特許文献2参照)。また、スクリーンに投射した画像パターンをスリットを通してラインセンサ上で受像した画像パターンの反射光の位置によりスクリーンまでの距離を求め、スクリーンに投射した画像パターンをスクリーン上で移動させスリットを通してラインセンサ上で受像した画像パターンの反射光の位置の移動とからスクリーンの傾きを求め、あおりアクチュエータを制御して投射部を前後に傾けてあおり調整を行う液晶プロジェクタが開示されている(特許文献3参照)。 However, unlike a display-type television, the projector has a problem in that the image plane is a screen or a wall, so that the image has a trapezoidal distortion due to the relative relationship between the projection optical axis of the projector and the projection plane. In order to solve this problem, the liquid crystal display unit has a detecting means for detecting the installation angle of the liquid crystal projector and a distance detecting means for detecting the distance between the liquid crystal projector and the projection target, and the liquid crystal display unit is determined based on the angle calculated from both detection results. A method of adjusting the angle is disclosed (see Patent Document 1). In addition, the angled laser pointer light spot is projected onto a curved screen. On the other hand, a point image for measurement is generated and projected from the projector onto the screen, and taken by the camera to measure the position of the light spot and the point image. Distortion correction method is disclosed in which when the point image is moved while performing the above operation, the pixel coordinates on the frame memory of the point image are replaced with the coordinates on the input image of the light point and set in the coordinate conversion parameter memory (See Patent Document 2). In addition, the distance to the screen is obtained from the position of the reflected light of the image pattern received on the line sensor through the slit, and the image pattern projected on the screen is moved on the screen and passed through the slit on the line sensor. A liquid crystal projector is disclosed in which the tilt of the screen is obtained from the movement of the reflected light position of the received image pattern, and the tilting adjustment is performed by tilting the projection unit back and forth by controlling the tilt actuator (see Patent Document 3).
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。このため特に歪みの原因となりやすい垂直方向の傾斜を測定するために、スクリーンが垂直に設置されているという前提でプロジェクタの垂直の傾きを重力センサで検知し、その傾きに見合った歪み補正を行うプロジェクタは既に開示されて発売されている(特許文献4参照)。
しかし、特許文献1に開示の方法では、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、特許文献2の方法では、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。特許文献3に記載の方法では、角度検出には画像パターンをスクリーン上で移動させる必要があり、リアルタイムで歪補正を実現する検出速度は得られない。特許文献4に記載の方法はスクリーンが垂直に設置されているという前提であり、スクリーンが垂直に設置されていない場合やプロジェクタの投射光軸に対し水平方向で傾斜している場合には正確な歪み補正を行うことができないという問題がある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to mechanically adjust the angle of the liquid crystal display unit. Moreover, in the method of Patent Document 2, it is necessary to control the angle of the laser pointer, and the structure becomes complicated. In the method described in Patent Document 3, it is necessary to move an image pattern on the screen for angle detection, and a detection speed that realizes distortion correction in real time cannot be obtained. The method described in Patent Document 4 is based on the premise that the screen is installed vertically, and is accurate when the screen is not installed vertically or is inclined in the horizontal direction with respect to the projection optical axis of the projector. There is a problem that the distortion cannot be corrected.
本発明の目的は、映像の歪補正のためにプロジェクタの投射光軸に対するスクリーンの垂直方向および水平方向の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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a projector having a tilt angle measuring device that can accurately measure the tilt angles of the screen in the vertical and horizontal directions with respect to the projection optical axis of the projector for correcting image distortion. is there.
本発明の傾斜角度測定装置を有するプロジェクタは、
投影装置の投射光軸の投射面に対する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表示部の出力映像を制御することにより投射面の画像の台形の歪を補正するプロジェクタである。
The projector having the tilt angle measuring device of the present invention is
A projector having an inclination angle measuring device for calculating an inclination angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface, and correcting a trapezoidal distortion of an image on the projection surface by controlling an output image of the display unit according to the calculated inclination angle. It is .
投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度に従った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。 Control of the output video of the display unit according to the tilt angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface is made by creating an LSI control parameter based on the correction value of the input video of the display unit calculated in advance corresponding to the tilt angle. It may be executed by controlling the projector image processing LSI.
投影装置は液晶表示部を有する液晶プロジェクタであってもよく、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)表示部とカラーホイールと光源とを有するDLP(登録商標)方式のプロジェクタであってもよい。 The projector may be a liquid crystal projector having a liquid crystal display unit, or a DLP (registered trademark) projector having a DMD (digital micromirror device) display unit, a color wheel, and a light source.
第1の態様では、傾斜角度測定装置は、投射面にポイントを投射するレーザポインタと、レンズと撮像素子とを有するデジタルカメラと、画像解析傾斜角度算定部とを備え、レーザポインタの投射口とデジタルカメラのレンズはプロジェクタの筐体の投射方向の面に設けられおり、レーザポインタは、ポイントが連続したラインの照射を行うライン型レーザポインタであり、前記投影装置の投射レンズを取り囲んで、垂直方向のポインティングラインを投射する1個のライン型レーザポインタが、前記デジタルカメラのレンズの水平方向の対称位置に、水平方向のポインティングラインを投射する1個のライン型レーザポインタが、前記デジタルカメラのレンズの垂直方向の対称位置に配置されており、デジタルカメラのレンズは、レーザポインタの投射口より垂直方向と水平方向に所定の間隔を置いて配置されていて、撮像素子は投射面のラインを撮像可能であり、画像解析傾斜角度算定部は、デジタルカメラの撮像素子の撮像画面から、投射面のラインを受光位置情報として取得し、投射面のライン傾斜角度を解析して、その傾斜角度から投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する。 In a first aspect, the inclination angle measuring device includes a laser pointer projecting a point on a projection surface, and a digital camera having a lenses and an imaging device, and images analyzed inclination angle calculation unit, a laser pointer The projection port and the lens of the digital camera are provided on the surface of the projector housing in the projection direction, and the laser pointer is a line type laser pointer that irradiates a line of continuous points and surrounds the projection lens of the projection device. Then, one line-type laser pointer that projects a vertical pointing line is a line-type laser pointer that projects a horizontal pointing line at a symmetrical position in the horizontal direction of the lens of the digital camera. They are arranged at symmetrical positions in the vertical direction of the lens of a digital camera, a digital camera lens, Rezapo Vertically and horizontally from the projection opening of the printer have been arranged at predetermined intervals, the imaging device is capable imaging a line of the projection plane, the image analysis inclination angle calculation unit, the imaging of the imaging device of a digital camera From the screen, a line on the projection surface is acquired as light receiving position information, a line inclination angle of the projection surface is analyzed, and an inclination angle of the projection optical axis of the projection apparatus with respect to the projection surface is calculated from the inclination angle.
レーザポインタは、線照射を行う2個のライン型レーザポインタであってもよく、直交する線照射を行う1個のクロスライン型レーザポインタであってもよい。 The laser pointer may be two line type laser pointers that perform line irradiation, or may be one cross line type laser pointer that performs orthogonal line irradiation.
デジタルカメラで撮像したポイントを結ぶ直線の傾斜角度の、デジタルカメラの撮像素子の撮像画面からの解析は、ポイントを結んで形成された直線と撮像画面の両端の画素ラインとの交点に対応する画素位置を求め、一端の交点の画素位置と他端の交点の画素位置との間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してもよい。 The inclination angle of the straight line connecting the points captured by a digital camera, analysis from the imaging screen of the imaging device of the digital camera corresponds to the intersection of the pixel lines at both ends of the straight line and the imaging screen formed by connecting a point Find the pixel position, calculate the difference in the number of pixels between the pixel position of the intersection at one end and the pixel position of the intersection at the other end, and tilt by a table that associates the number of difference pixels and tilt angle created in advance The angle may be calculated.
第2の態様では、傾斜角度測定装置は、投射面にポイントである入力光反射点を投射するための左右一対の発光素子と、その発光素子からの投射光の焦点を投射面近傍に合わせるための投光用レンズと、プロジェクタの筐体の投射方向の面に投射光軸より所定の方向に離れて設けられた受光用レンズと、プロジェクタからの投射光により投射面に生成した少なくとも2点のポイントからの反射光を、受光用レンズを経由して受光する左右一対の一次元配列撮像素子と、その一次元配列撮像素子の反射光の受光位置情報から、投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する受光位置解析距離・傾斜角度算定部とを備えている。発光素子は、傾斜角度が求められる基準となる基準面に平行に、投射光軸の垂直上方を中心としてそれぞれが左右等距離となるように筐体内部に設けられ、投光用レンズは、プロジェクタの筐体の投射方向の面に、投射光軸より基準面と直交する方向に発光素子と同じ距離だけ離れて設けられ、
受光用レンズは、プロジェクタの筐体の投射方向の面に、投光用レンズから基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて設けられ、一次元配列撮像素子は、それぞれ筐体内部の発光素子から基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて、それぞれが左右に垂直方向となるように設けられ、投射面に投射された入力光反射点の反射光を、受光用レンズを経由して受光し、受光位置解析距離・傾斜角度算定部は、左右の一次元配列撮像素子の反射光の受光位置の高さと高さの差からなる受光位置情報から、投光用レンズと投射面との距離と、投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度とを算定する。
In the second aspect, the tilt angle measuring apparatus is adapted to focus the projection light from the pair of left and right light emitting elements for projecting the input light reflection point as a point on the projection surface and the vicinity of the projection surface. a light projecting lens, a receiving light lens provided apart in a predetermined direction from the projection optical axis to the plane of the projection direction of the projector housing, at least two points generated on the projection surface by the projection light from the projector of the reflected light from the point, and left right pair of one-dimensional array imaging device for receiving via a receiver lens, the light receiving position information of the reflected light of the one-dimensional array imaging device, the projection device projecting an optical axis and a light receiving position analysis distance and the inclination angle calculation unit for calculating the angle of inclination with respect to the projection surface. The light emitting elements are provided inside the housing so that they are equidistant from each other about the vertical upper side of the projection optical axis in parallel with a reference plane that is a reference for which an inclination angle is required. Is provided on the surface in the projection direction of the casing of the same distance away from the projection optical axis by the same distance as the light emitting element in the direction orthogonal to the reference plane,
The light receiving lens is provided on the surface in the projection direction of the projector housing at a predetermined distance upward from the light projecting lens in the direction orthogonal to the reference surface. The light reflected from the input light reflection point projected on the projection surface is separated from the light emitting element by a predetermined distance upward in a direction perpendicular to the reference surface, and each of them is perpendicular to the left and right. The light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit receives the light from the received light position information that is the difference between the height and height of the reflected light of the left and right one-dimensional array image sensor and projects The distance to the surface and the inclination angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface are calculated.
測定される傾斜角度が水平方向の面上における投射光軸の投射面に対する傾斜角度であり、基準面が投射光軸を含む水平方向の面であってもよく、さらに、傾斜角度測定装置はプロジェクタの投射光軸を含む垂直面上における投射光軸の傾斜角度を検出する垂直方向傾斜センサを有し、その垂直方向傾斜センサで検出された垂直面上の傾斜角度と左右の一次元配列撮像素子の反射光の受光位置の高さと高さの差の情報から算定された水平方向の面上の傾斜角度とを組み合わせて表示部の出力映像が制御されてもよく、測定される傾斜角度が垂直面上における投射光軸と投射面の傾斜角度であり、基準面が投射光軸を含む垂直面であってもよい。 The measured tilt angle may be the tilt angle of the projection optical axis on the horizontal plane with respect to the projection plane, the reference plane may be a horizontal plane including the projection optical axis, and the tilt angle measuring device is a projector. Image sensor having a vertical inclination sensor for detecting the inclination angle of the projection optical axis on the vertical plane including the projection optical axis of the image sensor, and the one-dimensional array imaging device for the inclination angle on the vertical plane detected by the vertical inclination sensor The output image of the display unit may be controlled by combining the height of the light receiving position of the reflected light and the tilt angle on the horizontal plane calculated from the difference in height, and the tilt angle measured is vertical. The angle of inclination of the projection optical axis and the projection plane on the plane, and the reference plane may be a vertical plane including the projection optical axis.
投影装置には投射レンズの焦点を調整する焦点調整部が設けられており、焦点調整部は受光位置解析距離・傾斜角度算定部で算定された投光用レンズと投射面との距離により制御されてもよい。 The projection apparatus is provided with a focus adjustment unit that adjusts the focus of the projection lens, and the focus adjustment unit is controlled by the distance between the projection lens and the projection surface calculated by the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit. May be.
発光素子の投射光が赤外線であってもよく、発光素子と、投光用レンズと、受光用レンズと、一次元配列撮像素子とがパッケージとしてユニット化されており、ユニットとしてプロジェクタ内部に取付け可能であってもよい。 The projection light of the light emitting element may be infrared, and the light emitting element, the light projecting lens, the light receiving lens, and the one-dimensional array image sensor are unitized as a package and can be mounted inside the projector as a unit It may be.
容易に投影装置の投射光軸の投射面に対する垂直方向並びに水平方向の少なくともいずれかの傾斜角度を算出できるので、液晶表示部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に投射された映像を正しい状態に修正することができるという効果がある。 Since the tilt angle of at least one of the vertical direction and the horizontal direction with respect to the projection plane of the projection optical axis of the projection apparatus can be easily calculated, the projection image is projected onto the projection plane by moving the arrangement of the image on the liquid crystal display unit to the pixels. There is an effect that the image can be corrected to a correct state.
これは、傾斜角度測定装置が、プロジェクタの筐体の投射方向の面に投射光軸より所定の方向に離れて設けられた導光部と、投射面に投射された少なくとも2点のポイントからの反射光を、導光部を経由して受光する受光素子と、その受光素子における反射光の受光位置情報から、投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定部とを有するからである。 This is because the tilt angle measuring device includes a light guide unit provided in a predetermined direction from the projection optical axis on the projection direction surface of the projector housing, and at least two points projected on the projection surface. A light receiving element that receives the reflected light via the light guide unit, and an inclination angle calculating unit that calculates an inclination angle of the projection optical axis of the projection apparatus with respect to the projection surface from the light receiving position information of the reflected light in the light receiving element. It is because it has.
第1の態様では垂直方向並びに水平方向の傾斜角度が同時に算定できる。第2の態様では一方向での傾斜角度の測定となるが、さらに自動焦点調整が可能である。これは、受光素子における反射光の受光位置情報から、受光位置解析距離・傾斜角度算定部で投光用レンズと投射面との距離を同時に算定できるからである。また第2の態様では第1の態様と異なりデジタルカメラの二次元撮像素子よりも安価な一次元撮像素子を使用するので低価格で構成することができる。 In the first aspect, the vertical and horizontal inclination angles can be calculated simultaneously. In the second mode, the tilt angle is measured in one direction, but further automatic focus adjustment is possible. This is because the distance between the light projection lens and the projection surface can be calculated simultaneously from the light receiving position information of the reflected light in the light receiving element by the light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit. In the second mode, unlike the first mode, a one-dimensional image sensor that is less expensive than the two-dimensional image sensor of the digital camera is used, so that it can be configured at a low price.
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の態様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は本発明の第1の態様の第1実施例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)は投射状態を示す模式的側面図、(b)はプロジェクタの正面図、(c)はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。 Next, the best mode for carrying out 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 the first aspect of the present invention, and FIG. 2 is a projector having a tilt angle measuring apparatus according to the first embodiment of the first aspect of the present invention. (A) is a schematic side view showing a projection state, (b) is a front view of a projector, and (c) is a schematic view of an imaging screen of a digital camera.
本明細書の各図面では、理解を容易にするために態様、実施例を通じて同一構成要素には同一の符号と名称を用いる。 In each drawing of the present specification, the same reference numerals and names are used for the same components throughout the embodiments and embodiments for easy understanding.
ここではプロジェクタ10を液晶プロジェクタを例として説明するが、DLP(登録商標)(デジタルライトプロセッシング)方式のプロジェクタであっても本発明は適用でき、液晶プロジェクタの場合の液晶表示部22に代わってDLP方式のプロジェクタでは通常DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)表示部、カラーホイール、光源を備える。 Here, the projector 10 will be described by taking a liquid crystal projector as an example. However, the present invention can also be applied to a projector of a DLP (registered trademark) (digital light processing) system. The projector of the type usually includes a DMD (digital micromirror device) display unit, a color wheel, and a light source.
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。
The projector 10 includes a projection device 20 having a projection lens 21 and a liquid
傾斜角度測定装置30は、投射面に少なくとも2点のスポットを投射するレーザポインタ40と、レンズ51と撮像素子52とを有するデジタルカメラ50と、画像解析傾斜角度算定部53とを備え、レーザポインタ40の投射口とデジタルカメラ50のレンズ51はプロジェクタ10の投射側の面に設けられおり、レーザポインタ40は、投射面70に対して投影装置20の垂直方向を規定するための少なくとも2点のポイント81a、81bと水平方向を規定するための少なくとも2点のポイント81b、81cを投射し、デジタルカメラ50のレンズ51は、レーザポインタ40の投射口より垂直方向と水平方向に所定の間隔を置いて配置されて投射面70のポイント81を撮像可能であり、画像解析傾斜角度算定部53は、デジタルカメラ50の撮像素子52の撮像画面80から投射面70のポイント81を結ぶ直線と、投影装置20の垂直方向と水平方向を示す基準線とを取得し、投射面70のポイント81を結ぶ直線と、投影装置20の垂直方向と水平方向を示す基準線との傾斜角度を解析して、その傾斜角度から投影装置20の投射光軸27の投射面70に対する傾斜角度を算定する。算定した傾斜角度に従って液晶表示部22の出力映像を画像表示部23で制御することにより投射面70の画像の台形の歪が補正される。ここで垂直方向と水平方向を示す基準線は例えば撮像画面80の垂直方向と水平方向の画素ラインである。また少なくとも2点のポイントはポイントが連続してポインティングラインとなってもよい。
The tilt angle measuring device 30 includes a
図6は本発明の第2の態様の第1実施例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7は本発明の第2の態様の第1実施例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)はプロジェクタの正面図、(b)は投射状態を示す模式的上面図、(c)は左側投射用発光素子の投射状態と受光状態を示す模式的側面図、(d)は右側投照射用発光素子の投射状態と受光状態を示す模式的側面図である。 FIG. 6 is a schematic block diagram of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the first embodiment of the second mode of the present invention, and FIG. 7 is the tilt angle of the first embodiment of the second mode of the present invention. It is typical explanatory drawing of the projector which has a measuring apparatus, (a) is a front view of a projector, (b) is a typical top view which shows a projection state, (c) is the projection state and light reception state of the light emitting element for left side projections (D) is a typical side view which shows the projection state and light-receiving state of the light emitting element for right side projection irradiation.
プロジェクタ10は、投射レンズ21と焦点調整部26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。
The projector 10 includes a projection device 20 having a projection lens 21, a
傾斜角度測定装置30は、投射面70に入力光反射点85L、85Rを投射するための左右一対の発光素子44L、44Rと、その発光素子44L、44Rからの投射光31L、31Rの焦点を投射面70近傍に合わせるための投光用レンズ45と、受光用レンズ54と、受光素子である左右一対の一次元配列撮像素子55L、55Rと、傾斜角度算定部である受光位置解析距離・傾斜角度算定部56とを備えている。
The tilt angle measuring device 30 projects a pair of left and right light emitting elements 44L and 44R for projecting the input light reflection points 85L and 85R onto the projection surface 70, and the focal points of the projection lights 31L and 31R from the light emitting elements 44L and 44R. A light projecting lens 45 for matching with the vicinity of the surface 70, a light receiving lens 54, a pair of left and right one-dimensional array image sensors 55L and 55R as light receiving elements, and a light receiving position analysis distance / tilt angle as a tilt angle calculating unit. And a
発光素子44L、44Rは、傾斜角度が求められる基準面28に対し平行に、投射光軸27の垂直上方を中心としてそれぞれが左右等距離となるようにプロジェクタ10の筐体内部に設けられ、投光用レンズ45は、プロジェクタ10の筐体の投射方向の面に、投射光軸27より基準面28と直交する方向に発光素子44L、44Rと同じ距離だけ離れて設けられている。 The light emitting elements 44L and 44R are provided in the casing of the projector 10 so as to be equidistant from the right and left around the vertical upper side of the projection optical axis 27 in parallel with the reference plane 28 for which an inclination angle is required. The light lens 45 is provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector 10 so as to be separated from the projection optical axis 27 in the direction orthogonal to the reference surface 28 by the same distance as the light emitting elements 44L and 44R.
受光用レンズ54は、プロジェクタ10の筐体の投射方向の面に、投光用レンズ45から基準面28と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて設けられ、一次元配列撮像素子55L、55Rは、それぞれ筐体内部の発光素子44L、44Rから基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて、それぞれが垂直方向となるように左右に設けられて、投射面70に投射された入力光反射点85からのの反射光32L、332Rを、受光用レンズ54を経由して受光し、受光位置解析距離・傾斜角度算定部56は、左右の一次元配列撮像素子55L、55Rの反射光32L、32Rの受光位置の高さと高さの差の情報から、投光用レンズ45と投射面70との距離と、投影装置20の投射光軸27の投射面70に対する傾斜角度とを算定する。算定した傾斜角度に従って液晶表示部22の出力映像を画像表示部23で制御することにより投射面70の画像の台形の歪が補正される。また、算定された投光用レンズ45から投射面70までの距離に基づいて焦点調整部26を制御して投射レンズ21の焦点を調整することもできる。
The light receiving lens 54 is provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector 10 at a predetermined distance above the light projecting lens 45 in a direction orthogonal to the reference plane 28, and is one-dimensionally arranged image pickup devices 55L and 55R. Are provided on the left and right sides of the light emitting elements 44L and 44R inside the housing, which are separated from each other by a predetermined distance upward in a direction orthogonal to the reference plane, and are projected on the projection plane 70. The reflected lights 32L and 332R from the light reflecting point 85 are received via the light receiving lens 54, and the light receiving position analysis distance /
次に、本発明の第1の態様の第1実施例について図1、図2を参照して説明する。構成については上述の第1の態様の説明と同じなので説明を省略する。 Next, a first embodiment of the first aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the configuration is the same as that of the first aspect described above, the description thereof is omitted.
図2(a)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プロジェクタ10は置き台90上に通常は上下方向に傾斜して配置される。この場合投影装置20の投射光軸27と投射面70とが直交する状態で投影が行われると液晶表示部22の映像がそのまま投射面に拡大して投影されるが、投影装置20の投射光軸27が投射面70に対して傾斜する場合は、直交する場合と比較して投射面70上の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近い位置に比べて画面が拡大するので投影された画像に台形の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の投射面70に対する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の映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。
As shown in FIG. 2A, the projector 10 is usually arranged on the pedestal 90 so as to be inclined in the vertical direction 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 and the projection surface 70 are orthogonal to each other, the image of the liquid
本願発明は投影装置20の投射光軸27の投射面70に対する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。 The present invention aims to accurately grasp the inclination angle of the projection optical axis 27 of the projection apparatus 20 with respect to the projection surface 70, and the object is achieved by the inclination angle measuring apparatus 30 described below.
傾斜角度測定装置30では、図2(b)に示すように、投影装置20の投射レンズ21を取り囲んで3個のポイント型レーザポインタ41a、41b、41cと、撮像素子52を有するデジタルカメラ50のレンズ51がそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されている。配置は正確な正方形でなくてもよい。 In the tilt angle measuring device 30, as shown in FIG. 2B, a digital camera 50 that surrounds the projection lens 21 of the projection device 20 and includes three point-type laser pointers 41 a, 41 b, 41 c and an image sensor 52. The lenses 51 are arranged so as to be located at the apexes of the squares. The placement need not be an exact square.
3個のポイント型レーザポインタ41a、41b、41cからのレーザ光49は、投射面70上にポイント81a、81b、81cを結ぶ。図2(c)は投射面70上のポイント81a、81b、81c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、投射面70は下部のレーザポインタ41bからの距離に比べて上部がレーザポインタ41aから離れる方向に傾斜しているので、レーザポインタ41a並びにレーザポインタ41bから水平方向に離れた位置で撮像した撮像素子52の画像では、レーザポインタ41aのポイント81aはレーザポインタ41bのポイント81bより図で右側によった位置で表示される。同様に図示されていないが投射面70は向かって右側のレーザポインタ41bからの距離に比べて向かって左側がレーザポインタ41bから離れる方向に傾斜しているので、レーザポインタ41b並びにレーザポインタ41cから垂直方向に離れた位置で撮像した撮像素子52の画像では、レーザポインタ41bのポイント81bはレーザポインタ41cのポイント81cの上側に寄った位置で表示される。 Laser light 49 from the three point-type laser pointers 41 a, 41 b, 41 c connects points 81 a, 81 b, 81 c on the projection surface 70. FIG. 2C shows an imaging screen 80 when the points 81a, 81b, 81c on the projection surface 70 are imaged by the imaging device 52 of the digital camera 50. The projection surface 70 is compared with the distance from the lower laser pointer 41b. Since the upper part is inclined in the direction away from the laser pointer 41a, the point 81a of the laser pointer 41a is the laser pointer 41b in the image of the image pickup element 52 that is imaged at a position away from the laser pointer 41a and the laser pointer 41b in the horizontal direction. It is displayed at the position according to the right side in the figure from the point 81b. Similarly, although not shown in the drawing, the projection surface 70 is inclined in the direction away from the laser pointer 41b as compared with the distance from the laser pointer 41b on the right side, so that the projection surface 70 is perpendicular to the laser pointer 41b and the laser pointer 41c. In the image of the imaging element 52 captured at a position distant from the direction, the point 81b of the laser pointer 41b is displayed at a position close to the upper side of the point 81c of the laser pointer 41c.
画像解析傾斜角度算定部53では撮像画面80における各ポイントの位置をそれぞれの画素より解析して垂直方向並びに水平方向のそれぞれ2点のポイントを結ぶ直線と垂直方向並びに水平方向の基準線との傾斜角度を取得し、所定の計算式によって投影装置20の投射光軸27の投射面70に対する上下方向並びに左右方向の傾斜角度を算出して画像制御部23に出力し、画像制御部23はその傾斜角度に基づいて所定の計算式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。
The image analysis inclination angle calculation unit 53 analyzes the position of each point on the imaging screen 80 from each pixel, and inclines the straight line connecting the two points in the vertical direction and the horizontal direction with the reference line in the vertical direction and the horizontal direction. The angle is acquired, the inclination angle in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the projection surface 70 of the projection optical axis 27 of the projection device 20 is calculated according to a predetermined calculation formula, and is output to the
ここでは、垂直方向と水平方向とにおける投射光軸27の投射面に対する傾斜角度を同時に算出するために3点のポイント81a、81b、81cを投射しているが、垂直方向の傾斜のみの算定であれば2点のポイント81a、81bの投射のみでよく、水平方向の傾斜のみの算定であれば2点のポイント81b、81cの投射のみでよい。 Here, three points 81a, 81b, and 81c are projected in order to calculate simultaneously the inclination angle of the projection optical axis 27 with respect to the projection surface in the vertical direction and the horizontal direction, but only the inclination in the vertical direction is calculated. If so, only the projection of the two points 81a and 81b may be used, and if only the inclination in the horizontal direction is calculated, only the projection of the two points 81b and 81c may be used.
次に、本発明の第1の態様の第2実施例について図面を参照して説明する。図3は本発明の第1の態様の第2実施例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)は投射状態を示す模式的側面図、(b)はプロジェクタの正面図、(c)はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。 Next, a second embodiment of the first aspect of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic explanatory view of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the second embodiment of the first aspect of the present invention. FIG. 3A is a schematic side view showing a projection state, and FIG. A front view and (c) are schematic diagrams of an imaging screen of a digital camera.
第1の態様の第1実施例では、投影装置20の投射レンズ21を取り囲んで3個のポイント型レーザポインタ41a、41b、41cと、撮像素子52を有するデジタルカメラ50のレンズ51がそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されていたが、第2実施例では2個のライン型レーザポインタ42aおよび42cが、デジタルカメラ50のレンズ51の水平方向と垂直方向とにそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されている。 In the first embodiment of the first aspect, the lens 51 of the digital camera 50 that surrounds the projection lens 21 of the projection apparatus 20 and has three point type laser pointers 41a, 41b, and 41c and the image pickup device 52 is square. In the second embodiment, the two line type laser pointers 42a and 42c are positioned at the apexes of the square in the horizontal direction and the vertical direction of the lens 51 of the digital camera 50, respectively. Are arranged as follows.
ライン型レーザポインタ42a、42cは高級レーザポインタによく見られるポイントの連続したラインを表示できるレーザポインタであり、投射面70上にはポインティングライン82a、82cとして照射される。従って画素解析傾斜角度算定部53ではポインティングライン82a、82c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の両端の画素ラインとポインティングライン82a、82cとの交点の画素位置を求め、一端の交点の画素位置と他端の交点の画素位置との間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してもよく、第1実施例よりも処理が容易となる。図4は第1の態様における差分画素数から液晶表示部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から縦方向の差分画素数86と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の投射面70に対する傾斜角度を生成し(ステップS2)、生成した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S3)、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S4)、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と相似の画像となる。
The line-type laser pointers 42a and 42c are laser pointers capable of displaying a continuous line of points often found in high-grade laser pointers, and are irradiated on the projection surface 70 as pointing lines 82a and 82c. Therefore, the pixel analysis inclination angle calculation unit 53 may calculate the inclination angle by analyzing the pixels of the pointing lines 82a and 82c. For example, the pixel at the intersection of the pixel line at both ends of the imaging screen 80 and the pointing lines 82a and 82c. Find the position, calculate the difference in the number of pixels between the pixel position of the intersection of one end and the pixel position of the intersection of the other end, and the tilt angle by a table that associates the number of difference pixels and the tilt angle created in advance May be calculated, and the processing becomes easier than in the first embodiment. FIG. 4 is a schematic flowchart showing a process of correcting the output video of the liquid
次に、本発明の第1の態様の第3実施例について図面を参照して説明する。図5は本発明の第1の態様の第3実施例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)は投射状態を示す模式的側面図、(b)はプロジェクタの正面図、(c)はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。 Next, a third embodiment of the first aspect of the present invention will be described with reference to the drawings. 5A and 5B are schematic explanatory views of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the third embodiment of the first aspect of the present invention. FIG. 5A is a schematic side view showing a projection state, and FIG. A front view and (c) are schematic diagrams of an imaging screen of a digital camera.
第1の態様の第2実施例では2個のライン型レーザポインタ42aおよび42cが、デジタルカメラ50のレンズ51の水平方向と垂直方向とにそれぞれ正方形の頂点に位置するように配置されていたが、第1の態様の第3実施例では1個のクロスライン型レーザポインタ43がデジタルカメラ50のレンズ51に対して投射レンズ21を挟んで斜め下側に位置するように配置されている。 In the second embodiment of the first aspect, the two line type laser pointers 42a and 42c are arranged so as to be located at the apexes of the square in the horizontal direction and the vertical direction of the lens 51 of the digital camera 50, respectively. In the third embodiment of the first aspect, one cross-line type laser pointer 43 is arranged so as to be located obliquely below the lens 51 of the digital camera 50 with the projection lens 21 in between.
クロスライン型レーザポインタ43も高級レーザポインタに見られるクロスラインを表示できるレーザポインタであり、投射面70上には第1の態様の第2実施例と同様のポインティングライン83として照射される。従って画素解析傾斜角度算定部53ではポインティングライン83の画素を解析して傾斜角度を算定してもよいが、例えば上述のように撮像画面80の両端の画素ラインとポインティングライン83との交点の画素位置を求め、一端の交点の画素位置と他端の交点の画素位置との間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。 The cross-line type laser pointer 43 is also a laser pointer capable of displaying a cross line seen by a high-grade laser pointer, and is irradiated on the projection surface 70 as a pointing line 83 similar to the second embodiment of the first mode. Therefore, the pixel analysis inclination angle calculation unit 53 may calculate the inclination angle by analyzing the pixels of the pointing line 83. For example, as described above, the pixel at the intersection of the pixel line at both ends of the imaging screen 80 and the pointing line 83 is used. Find the position, calculate the difference in the number of pixels between the pixel position of the intersection of one end and the pixel position of the intersection of the other end, and calculate the tilt angle using a table that associates the difference pixel count and tilt angle created in advance. It may be calculated.
次に、本発明の第2の態様の第1実施例について図6、図7を参照して説明する。構成については上述の第2の態様の説明と同じなので説明を省略する。 Next, a first embodiment of the second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the configuration is the same as that of the second aspect described above, the description thereof is omitted.
図7(b)、(c)、(d)に示されるようにスクリーンや壁などの投射面70が投射光軸27に対して傾斜している場合は、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像に台形の歪を生ずるという問題が生ずる。この場合投影装置20の投射光軸27の投射面70に対する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。
As shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, when the projection surface 70 such as a screen or a wall is inclined with respect to the projection optical axis 27, it depends on the position as compared with the case of being orthogonal. The distance from the projection lens 21 changes. For example, the screen is enlarged at a distant position, so that a problem arises that a trapezoidal distortion occurs in the projected image. In this case, if the inclination angle of the projection optical axis 27 of the projection device 20 with respect to the projection surface 70 can be accurately grasped, the
プロジェクタ10内部に投射光軸27の垂直上方を中心に左右対称に配置された発光素子44L、44Rから投射された投射光31L、31Rは何れもプロジェクタ10の投射レンズ21の垂直上方に設けられた投光用レンズ45を経由して投射面70の左右のそれぞれの入力光反射点85L、85Rに集光されて輝点を作り、そこから反射された反射光32L、32Rが投光用レンズ45から所定の距離だけ上方に離れて配置された受光用レンズ54を経由して発光素子44L、44Rの垂直上方に縦方向に配置された一次元配列撮像素子55L、55Rに集光されて入射する。一次元配列撮像素子55L、55Rは投射面70の投射レンズ21からの計測予定距離の範囲で反射光32が入力可能となるような長さと位置とで配置される。 The projection lights 31L and 31R projected from the light emitting elements 44L and 44R disposed symmetrically with respect to the vertical upper side of the projection optical axis 27 inside the projector 10 are both provided vertically above the projection lens 21 of the projector 10. Light projection points 45L and 85R are condensed on the left and right input light reflection points 85L and 85R of the projection surface 70 via the light projection lens 45, and the reflected light 32L and 32R reflected therefrom are reflected on the light projection lens 45. The light is condensed and incident on the one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R vertically arranged above the light emitting devices 44L and 44R via the light receiving lens 54 arranged at a predetermined distance from the light receiving device 54. . The one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R are arranged in such a length and position that the reflected light 32 can be input within the range of the measurement planned distance from the projection lens 21 of the projection surface 70.
もし投射面70が投射光軸27に対して垂直であると仮定すると、入力光反射点85L、85Rと投光用レンズ45との距離は同じであり、従って左右対称に配置されている縦置きの一次元配列撮像素子55L、55Rにおける反射光32L、32Rの受光位置、即ち高さは左右で同じとなり、投光用レンズ45と投射面70との距離によりその高さは変化し、距離が離れると受光位置は低くなる。 If it is assumed that the projection surface 70 is perpendicular to the projection optical axis 27, the distance between the input light reflection points 85L and 85R and the light projecting lens 45 is the same, and therefore, the vertical installation is arranged symmetrically. The light receiving positions of the reflected lights 32L and 32R in the one-dimensional array imaging elements 55L and 55R, that is, the heights thereof are the same on the left and right, and the height varies depending on the distance between the light projection lens 45 and the projection surface 70, and the distance is When separated, the light receiving position becomes lower.
図7(b)、(c)、(d)に示すように投射面70が基準面28上で投射光軸27に対して水平方向に傾斜していると、図示のように左右の一次元配列撮像素子55L、55Rの受光位置の高さは異なるが、その平均高さは発光素子44が投射光軸27上の垂直上方にあった場合のその上方に設けられた一次元配列撮像素子55への反射光32の受光高さと同じであり、この平均高さによって投光用レンズ45と反射面70との距離を算定することができる。 As shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, when the projection surface 70 is inclined in the horizontal direction on the reference plane 28 with respect to the projection optical axis 27, one-dimensional left and right as illustrated. Although the heights of the light receiving positions of the array image sensors 55L and 55R are different, the average height is the one-dimensional array image sensor 55 provided above the light emitting element 44 when it is vertically above the projection optical axis 27. The distance between the light projection lens 45 and the reflection surface 70 can be calculated based on the average height.
図7(b)、(c)、(d)に示すように投射面70が基準面28上で投射光軸27に対して水平方向に傾斜していると図示のように左右の一次元配列撮像素子55L、55Rの受光位置の高さは異なるが、それは上述のように一次元配列撮像素子55L、55Rのそれぞれに入力した反射光32L、32Rの投射面70上の入力光反射点85L、85Rと投光用レンズ45との距離に対応しているので、その高さの差を求めることによって一次元配列撮像素子55L、55Rのそれぞれに入力した反射光32L、32Rの投射面70上のそれぞれの入力光反射点85L、85Rと投光用レンズ45との距離の差の近似値を求めることができる。それぞれの入力光反射点85L、85Rの間の間隔は、左右の一次元配列撮像素子55L、55Rの間隔と、左右の一次元配列撮像素子を結ぶ線と受光用レンズ54との距離と、投光用レンズ45と反射面70との距離とで近似的に算定できるので、それぞれの入力光反射点85L、85Rの間の間隔と一次元配列撮像素子55L、55Rのそれぞれに入力した反射光32L、32Rの投射面70上のそれぞれの入力光反射点85L、85Rと投光用レンズ45との距離もしくは距離の差とから、基準面28上での投射光軸27の投射面70に対する水平方向での傾斜角度が三角関数を用いて算定できる。 As shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, when the projection surface 70 is inclined in the horizontal direction on the reference plane 28 with respect to the projection optical axis 27, the left and right one-dimensional arrays as shown in the figure. Although the heights of the light receiving positions of the image sensors 55L and 55R are different, as described above, the input light reflection points 85L on the projection surface 70 of the reflected lights 32L and 32R input to the one-dimensional array image sensors 55L and 55R, respectively. Since it corresponds to the distance between 85R and the projection lens 45, the difference in height is obtained, and the reflected light 32L and 32R input to the one-dimensional array image pickup devices 55L and 55R, respectively, on the projection surface 70. An approximate value of the difference in distance between the input light reflection points 85L and 85R and the projection lens 45 can be obtained. The intervals between the input light reflection points 85L and 85R are the distance between the left and right one-dimensional array image sensors 55L and 55R, the distance between the line connecting the left and right one-dimensional array image sensors and the light receiving lens 54, and the projection. Since the distance between the light lens 45 and the reflection surface 70 can be calculated approximately, the distance between the input light reflection points 85L and 85R and the reflected light 32L input to the one-dimensional array imaging elements 55L and 55R, respectively. , 32R from the input light reflection points 85L and 85R on the projection surface 70 and the distance between the projection lenses 45, or the difference in distance, the horizontal direction of the projection optical axis 27 on the reference surface 28 relative to the projection surface 70 The tilt angle at can be calculated using trigonometric functions.
このようにして算定した傾斜角度に従って液晶表示部22の出力映像を画像表示部23で制御することにより投射面70の画像の台形の歪が補正される。また、算定された投射レンズ21と投射面70までの距離に基づいて焦点調整部26を制御して投射レンズ21の焦点を調整することもできる。
The trapezoidal distortion of the image on the projection surface 70 is corrected by controlling the output video of the liquid
図8は左右一対の一次元配列撮像素子55L、55Rにおける投射面70の入力光反射点85L、85Rからの反射光32L、32Rの受光位置から液晶表示部22の出力映像25を修正する過程を示す模式的流れ図である。受光位置解析距離・傾斜角度算定部56が、左の一次元配列撮像素子55Lの受光位置の高さから左入力光反射点85Lまでの距離を算出し(ステップS11)、右の一次元配列撮像素子55Rの受光位置の高さから右入力光反射点85Rまでの距離を算出して(ステップS12)、反射面70までの距離の平均値を算出し(ステップS13)、一方左右の一次元配列撮像素子55L、55Rの受光位置の高さの差を取得し(ステップS14)、反射面70までの距離の平均値と左右の一次元配列撮像素子55L、55Rの受光位置の高さの差を元に、演算またはテーブル参照により投影装置20の光軸27の投射面70に対する水平方向の傾斜角度を生成し(ステップS15)、生成した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S16)、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S17)、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70に投射されると入力映像24と相似の画像となる。また、反射面70までの距離の平均値によって焦点調整部26のフォーカスサーボモータを制御して投射レンズ21の焦点を投射面70に合わせることができる。
FIG. 8 shows a process of correcting the output image 25 of the liquid
これまでの説明では、水平方向の傾斜角度を測定することで説明してきたが、発光素子44、投光用レンズ45、受光用レンズ54、ならびに一次元配列撮像素子55の組み合わせを投射光軸27を中心に90°回転させた位置に設けることにより垂直方向の傾斜角度を測定することが可能である。 In the description so far, the explanation has been made by measuring the tilt angle in the horizontal direction. However, the combination of the light emitting element 44, the light projecting lens 45, the light receiving lens 54, and the one-dimensional array imaging element 55 is used as the projection optical axis 27. It is possible to measure the inclination angle in the vertical direction by providing it at a position rotated 90 ° around the center.
次に、本発明の第2の態様の第2実施例について図9を参照して説明する。図9は本発明の第2の態様の第2実施例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。第2の態様の第2実施例では傾斜角度測定装置30に、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)であって、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垂直方向傾斜センサ57が設けられている以外は第2の態様の第1実施例と構成も動作も同じなので、同じ構成要素には同じ符号を付し同一の部分についての説明を省略する。
Next, a second embodiment of the second aspect of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic block diagram of a projector having the tilt angle measuring apparatus according to the second embodiment of the second mode of the present invention. In the second embodiment of the second aspect, the inclination angle measuring device 30 is an inclination sensor (G sensor) using an acceleration detecting element that is also used for centering of machine installation, etc. Since the configuration and the operation are the same as those of the first embodiment of the second mode except that a
垂直方向傾斜センサ57が検出した垂直方向の傾斜角度は受光位置解析距離・傾斜角度算定部56に入力され、受光位置解析距離・傾斜角度算定部56では一対の一次元配列撮像素子55で測定された受光位置情報により水平方向の傾斜角度を算出するとともに、垂直方向傾斜センサ57が検出した垂直方向の傾斜角度と合わせて画像制御部23に出力し、画像制御部23は水平方向と垂直方向の傾斜を加味してLSI制御パラメータを生成する。
The vertical tilt angle detected by the
第2の態様のこれまでの説明では、発光素子44、投光用レンズ45、受光用レンズ54、ならびに一次元配列撮像素子55がそれぞれプロジェクタ10内の所定の位置に配置されていることとしたが、2個の発光素子44、1個の投光用レンズ45、1個の受光用レンズ54、ならびに2個の一次元配列撮像素子55をパッケージとしてユニット化し、2個のレンズを持ったユニットとしてプロジェクタ10の内部に取付け可能とすることができる。これによってプロジェクタ10への取付けが容易となり、独立したユニットとしての流通も可能となる。さらに受光位置解析距離・傾斜角度算定部56の機能の一部または全部をユニットに組み込むこともできる。
In the above description of the second mode, it is assumed that the light emitting element 44, the light projecting lens 45, the light receiving lens 54, and the one-dimensional array imaging element 55 are respectively arranged at predetermined positions in the projector 10. Is a unit comprising two light emitting elements 44, one light projecting lens 45, one light receiving lens 54, and two one-dimensional array imaging elements 55 as a package. Can be mounted inside the projector 10. This facilitates attachment to the projector 10 and enables distribution as an independent unit. Furthermore, some or all of the functions of the light receiving position analysis distance / tilt
また、第2の態様ではプロジェクタ10の投射面70の映像とは関係なく距離や傾斜角度の算定ができるので、発光素子44に赤外線発光ダイオードのような赤外線を投射する発光素子44を使用すれば、投射面70に映像を投射しながらリアルタイムで焦点調整や台形の補正が可能となる。使用する光線は赤外線に限定されるものではなく不可視光線であれば例えば紫外線であってもよい。第1の態様のデジタルカメラに用いられる二次元配列撮像素子と違って、第2態様では一次元配列撮像素子55としてラインCCDセンサや一次元PSD(位置検出フォトダイオード)のような廉価な受光素子の使用が可能である。 In the second mode, since the distance and the inclination angle can be calculated regardless of the image of the projection surface 70 of the projector 10, if the light emitting element 44 that projects infrared rays such as an infrared light emitting diode is used as the light emitting element 44. In addition, it is possible to perform focus adjustment and trapezoidal correction in real time while projecting an image on the projection surface 70. The light beam to be used is not limited to infrared light, and may be ultraviolet light, for example, as long as it is invisible. Unlike the two-dimensional array image sensor used in the digital camera of the first mode, the second mode is an inexpensive light-receiving element such as a line CCD sensor or a one-dimensional PSD (position detection photodiode) as the one-dimensional array image sensor 55. Can be used.
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
26 焦点調整部
27 投射光軸
28 基準面
30 傾斜角度測定装置
31、31L、31R 投射光
32、32L、32R 反射光
40 レーザポインタ
41a、41b、41c ポイント型レーザポインタ
42a、42c ライン型レーザポインタ
43 クロスライン型レーザポインタ
44、44L、44R 発光素子
45 投射用レンズ
49 レーザ光
50 デジタルカメラ
51 レンズ
52 撮像素子
53 画像解析傾斜角度算定部
54 受光用レンズ
55、55L、55R 一次元配列撮像素子
56 受光位置解析距離・傾斜角度算定部
57 垂直方向傾斜センサ
60 CPU
70 投射面
80 撮像画面
81a、81b、81c ポイント
82a、82c、83 ポインティングライン
84 投射映像
85、85L、85R 入力光反射点
86 縦差分画素数
87 横差分画素数
90 置き台
S1〜S4、S11〜S17 ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 20 Projection apparatus 21
70 Projection surface 80 Imaging screen 81a, 81b, 81c Point 82a, 82c, 83 Pointing line 84 Projected image 85, 85L, 85R Input light reflection point 86 Vertical difference pixel number 87 Horizontal difference pixel number 90 Stand S1 to S4, S11 Step S17
Claims (13)
前記傾斜角度測定装置は、前記投射面にラインを投射するレーザポインタと、レンズと撮像素子とを有するデジタルカメラと、画像解析傾斜角度算定部とを備え、
前記レーザポインタの投射口と前記デジタルカメラのレンズは前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に設けられおり、
前記レーザポインタは、ポイントが連続したラインの照射を行うライン型レーザポインタであり、前記投影装置の投射レンズを取り囲んで、垂直方向のポインティングラインを投射する1個のライン型レーザポインタが、前記デジタルカメラのレンズの水平方向の対称位置に、水平方向のポインティングラインを投射する1個のライン型レーザポインタが、前記デジタルカメラのレンズの垂直方向の対称位置に配置されており、
前記デジタルカメラのレンズは、前記レーザポインタの投射口より垂直方向と水平方向に所定の間隔を置いて配置されていて、前記撮像素子は前記投射面の前記ラインを撮像可能であり、
画像解析傾斜角度算定部は、前記デジタルカメラの前記撮像素子の撮像画面から、前記投射面の前記ラインを受光位置情報として取得し、前記投射面の前記ラインの傾斜角度を解析して、該傾斜角度から前記投影装置の前記投射光軸の前記投射面に対する傾斜角度を算定する、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 of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface, and corrects the trapezoidal distortion of the image on the projection surface by controlling the output image of the display unit according to the calculated tilt angle. In the projector,
The tilt angle measurement apparatus includes a laser pointer that projects a line on the projection surface, a digital camera having a lens and an image sensor, and an image analysis tilt angle calculation unit.
The projection of the laser pointer and the lens of the digital camera are provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector,
The laser pointer is a line-type laser pointers that performs irradiation of line points are continuous, surrounds the projection lens of the projection device, one line laser pointer projecting a vertical pointing line, wherein One line type laser pointer that projects a horizontal pointing line at a symmetrical position in the horizontal direction of the lens of the digital camera is arranged at a symmetrical position in the vertical direction of the lens of the digital camera ,
The lens of the digital camera is disposed at a predetermined interval in the vertical direction and the horizontal direction from the projection port of the laser pointer, and the imaging element can capture the line on the projection surface,
The image analysis inclination angle calculation unit acquires the line on the projection surface as light receiving position information from the imaging screen of the image sensor of the digital camera, analyzes the inclination angle of the line on the projection surface, A projector having an inclination angle measuring device that calculates an inclination angle of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface from an angle .
前記傾斜角度測定装置は、前記投射面にポイントである入力光反射点を投射するための左右一対の発光素子と、該発光素子からの投射光の焦点を前記投射面近傍に合わせるための投光用レンズと、前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に前記投射光軸より所定の方向に離れて設けられた受光用レンズと、前記プロジェクタからの投射光により前記投射面に生成した少なくとも2点のポイントからの反射光を、前記受光用レンズを経由して受光する左右一対の一次元配列撮像素子と、該一次元配列撮像素子の前記反射光の受光位置情報から、前記投影装置の前記投射光軸の投射面に対する傾斜角度を算定する受光位置解析距離・傾斜角度算定部とを備え、
前記発光素子は、前記傾斜角度が求められる基準となる基準面に平行に前記投射光軸の垂直上方を中心としてそれぞれが左右等距離となるように前記筐体内部に設けられ、
前記投光用レンズは、前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に、前記投射光軸より前記基準面と直交する方向に前記発光素子と同じ距離だけ離れて設けられ、
前記受光用レンズは、前記プロジェクタの筐体の投射方向の面に、前記投光用レンズから前記基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて設けられ、
前記一次元配列撮像素子は、それぞれ前記筐体内部の前記発光素子から前記基準面と直交する方向上方に所定の距離だけ離れて、それぞれが左右に垂直方向となるように設けられ、前記投射面に前記発光素子から投射された入力光の反射点からの反射光を、前記受光用レンズを経由して受光し、
前記受光位置解析距離・傾斜角度算定部は、左右の前記一次元配列撮像素子の前記反射光の受光位置の高さと高さの差からなる前記受光位置情報から、前記投光用レンズと前記投射面との距離と、前記投影装置の投射光軸の投射面に対する傾斜角度とを算定する、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 of the projection optical axis of the projection device with respect to the projection surface, and corrects the trapezoidal distortion of the image on the projection surface by controlling the output image of the display unit according to the calculated tilt angle. In the projector,
The inclination angle measuring device includes a pair of light emitting elements for projecting an input light reflection point is point on the projection surface, projection for focusing projection light on the projection surface near from the light emitting element and light lens, a receiving light lens provided apart in a predetermined direction from the projection optical axis projection direction of the surface of the casing of the projector, at least generated on the projection surface by the projection light from the projector the reflected light from the two points point, the left and right pair of one-dimensional array imaging device for receiving via said receiver lens, from the light receiving position information of the reflected light of the one-dimensional array imaging device, the projection device and a light receiving position analysis distance and the inclination angle calculation unit that calculates an inclination angle of with respect to the projection surface of the projection optical axis,
The light emitting elements are provided inside the casing so that each of them is equidistant to the left and right around the vertical upper side of the projection optical axis in parallel with a reference plane as a reference for which the tilt angle is obtained,
The light projecting lens is provided on the surface in the projection direction of the housing of the projector, separated from the projection optical axis by the same distance as the light emitting element in a direction perpendicular to the reference surface,
The light receiving lens, the surface of the projection direction of the casing of the projector, provided a predetermined distance from the light projecting lens in a direction upwardly perpendicular to the reference plane,
The one-dimensional array image sensor, apart each of said predetermined distance in a direction upward from the light emitting element is perpendicular to the reference plane of the housing unit, it disposed so that each is vertical on the left and right, the projection surface The reflected light from the reflection point of the input light projected from the light emitting element is received through the light receiving lens,
The light receiving position analysis distance / tilt angle calculation unit is configured to calculate the light projecting lens and the projection from the light receiving position information including a difference between a height and a height of the light receiving position of the reflected light of the left and right one-dimensional array image sensors. the distance between the surface, you calculate the inclination angle with respect to the projection surface of the projection optical axis of the projection device, a projector having an inclination oblique angle measuring device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003347403A JP3742085B2 (en) | 2003-05-21 | 2003-10-06 | Projector having tilt angle measuring device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003143501 | 2003-05-21 | ||
JP2003347403A JP3742085B2 (en) | 2003-05-21 | 2003-10-06 | Projector having tilt angle measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005006272A JP2005006272A (en) | 2005-01-06 |
JP3742085B2 true JP3742085B2 (en) | 2006-02-01 |
Family
ID=34106483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003347403A Expired - Fee Related JP3742085B2 (en) | 2003-05-21 | 2003-10-06 | Projector having tilt angle measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3742085B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102445148A (en) * | 2010-09-30 | 2012-05-09 | 西门子公司 | Method, device and system for acquiring position parameters |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006115210A1 (en) | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Projection display device |
JP4644540B2 (en) | 2005-06-28 | 2011-03-02 | 富士通株式会社 | Imaging device |
JP4729999B2 (en) | 2005-06-28 | 2011-07-20 | 富士ゼロックス株式会社 | Information processing system, information processing apparatus, information processing method, and computer program |
KR100896447B1 (en) | 2007-08-22 | 2009-05-14 | 주식회사 하이소닉 | Apparatus for test of actuator for mobile phone camera |
KR100892070B1 (en) | 2007-08-22 | 2009-04-07 | 주식회사 하이소닉 | Apparatus for test of actuator for mobile phone camera |
JP5029216B2 (en) * | 2007-08-24 | 2012-09-19 | カシオ計算機株式会社 | Projection apparatus, control method, and program |
JP4600488B2 (en) * | 2008-02-20 | 2010-12-15 | カシオ計算機株式会社 | Projection apparatus and distance measuring method. |
WO2010113309A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | Projector |
JP5437206B2 (en) * | 2010-09-10 | 2014-03-12 | シャープ株式会社 | Electronics |
JP6459547B2 (en) * | 2015-01-22 | 2019-01-30 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
WO2017061213A1 (en) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | ソニー株式会社 | Projection-type display device and image correction method |
CN107037671A (en) * | 2017-06-13 | 2017-08-11 | 成都全云科技有限公司 | Three-point fix projection correction system |
WO2024081623A1 (en) * | 2022-10-11 | 2024-04-18 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Layout tool devices and systems |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0728166A (en) * | 1993-07-14 | 1995-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Video projector device |
JPH089309A (en) * | 1994-06-23 | 1996-01-12 | Canon Inc | Display method and its device |
JP3735158B2 (en) * | 1996-06-06 | 2006-01-18 | オリンパス株式会社 | Image projection system and image processing apparatus |
JP3509652B2 (en) * | 1999-08-23 | 2004-03-22 | 日本電気株式会社 | Projector device |
JP2003029201A (en) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Canon Inc | Picture projecting device and picture correcting method |
-
2003
- 2003-10-06 JP JP2003347403A patent/JP3742085B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102445148A (en) * | 2010-09-30 | 2012-05-09 | 西门子公司 | Method, device and system for acquiring position parameters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005006272A (en) | 2005-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1517550B1 (en) | Projector with tilt angle measuring device | |
JP3960390B2 (en) | Projector with trapezoidal distortion correction device | |
JP3742085B2 (en) | Projector having tilt angle measuring device | |
EP1455528A1 (en) | Image processing system and image processing method | |
JP2006313116A (en) | Distance tilt angle detection device, and projector with detection device | |
JP2007093245A (en) | Distance measuring apparatus and distance measuring method | |
JP3926311B2 (en) | Projector having tilt angle measuring device | |
US20060139582A1 (en) | Projection display apparatus and focus adjustment method for the same | |
JP2005331585A (en) | Projector having device for measuring distance and tilt angle | |
JP4689948B2 (en) | projector | |
JP3730982B2 (en) | projector | |
JP3742086B2 (en) | Projector having tilt angle measuring device | |
JP3709406B2 (en) | Projector having automatic trapezoidal distortion correction means | |
JP4535769B2 (en) | Projector with tilt angle measuring device | |
JP3709405B2 (en) | Projector having tilt angle measuring device | |
JP3730979B2 (en) | Projector having tilt angle measuring device | |
JP2005159426A (en) | Projector with automatic trapezoidal distortion correcting means | |
JP3757224B2 (en) | Projector having tilt angle measuring device | |
JP3914938B2 (en) | Projector keystone distortion correction device and projector including the keystone distortion correction device | |
JP4339087B2 (en) | Projector with automatic trapezoidal distortion correction means | |
JP5150986B2 (en) | projector | |
JP4535749B2 (en) | Projector having distance inclination angle measuring device | |
JP2005024618A (en) | Projector having tilt angle measuring instrument | |
JP2004363856A (en) | Projection type display device | |
JP3742074B2 (en) | Projector having tilt angle measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20050126 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050803 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050921 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051019 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081118 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091118 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091118 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101118 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111118 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111118 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121118 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121118 Year of fee payment: 7 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121118 Year of fee payment: 7 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |