JP4042695B2 - プロジェクタおよびズーム調整方法 - Google Patents

プロジェクタおよびズーム調整方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4042695B2
JP4042695B2 JP2004003200A JP2004003200A JP4042695B2 JP 4042695 B2 JP4042695 B2 JP 4042695B2 JP 2004003200 A JP2004003200 A JP 2004003200A JP 2004003200 A JP2004003200 A JP 2004003200A JP 4042695 B2 JP4042695 B2 JP 4042695B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
projection area
projection
size
block
zoom
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 - Lifetime
Application number
JP2004003200A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005195969A (ja
Inventor
徳章 宮坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2004003200A priority Critical patent/JP4042695B2/ja
Priority to US11/023,405 priority patent/US20050162624A1/en
Priority to CNB2005100003087A priority patent/CN100412682C/zh
Publication of JP2005195969A publication Critical patent/JP2005195969A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4042695B2 publication Critical patent/JP4042695B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/142Adjusting of projection optics
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/147Optical correction of image distortions, e.g. keystone
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/26Projecting separately subsidiary matter simultaneously with main image
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/317Convergence or focusing systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3179Video signal processing therefor
    • H04N9/3185Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3191Testing thereof
    • H04N9/3194Testing thereof including sensor feedback

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に、投写対象物の大きさを考慮して、画像光が投写される領域を自動的にズームする技術に関する。
一般に、画像を画像光として投写対象物に投写するプロジェクタの使用に際しては、画像光が投写される領域(以下、「投写領域」と呼ぶ。)が全て投写対象物内に収まるとともに、投写された画像(以下、「投写画像」と呼ぶ。)ができるだけ大きく表示されるように調整される。そして、多くの場合、この調整は、投写用レンズとしてプロジェクタに備えられたズームレンズの位置を調整する事(以下、「ズーム調整」と呼ぶ。)により行われる。特に、持ち運びが可能なプロジェクタについては、設置する度に投写対象物との距離が変わる可能性があるため、上述のズーム調整をその都度行わねばならず、煩雑であった。そこで、このズーム調整の簡易化を目的としたプロジェクタの構成、及び当該プロジェクタを用いたズーム調整方法について、従来においては、いくつかの提案がなされている。
例えば、下記の特許文献1に開示されているように、投写対象物がスクリーンである場合、そのスクリーンを撮像するカメラを有するプロジェクタと、スクリーンの縁を示すために、四隅に十字形のスクリーンマーカが付けられた矩形のスクリーンと、を用いる方法が提案されている。
具体的には、まず、スクリーンと同様に、四隅を示す十字形の画像マーカを有する矩形のテストパターン画像を、プロジェクタから上述のスクリーンに投写して、この時のスクリーンを撮像する。投写領域が、スクリーン内に収まっている場合には、撮像された画像にはスクリーン上のスクリーンマーカはもちろん、スクリーンに表示される画像マーカも写ることとなる。そこで、この撮像画像上のスクリーンマーカ間の距離、及び画像マーカ間の距離を算出して、これら距離を比較する。そして、画像マーカ間の距離がスクリーンマーカ間の距離よりも小さい場合は、投写用ズームレンズをワイド側に移動させて、投写領域が大きくなるように調整し、画像マーカ間の距離がスクリーンマーカ間の距離よりも大きい場合は、投写用ズームレンズをテレ側に移動させて、投写領域が小さくなるように調整するものである。
特開平10−333088号公報
上記した従来技術においては、投写対象物の大きさを考慮して投写領域の大きさを自動的に調整するために、投写対象物であるスクリーンに縁を示すマーカを付ける必要があった。ところで、投写対象物として、スクリーンではなく、移動可能なホワイトボードを用いる場合がある。その場合、ホワイトボードには、一般に、縁を示すマーカがないため、このようなホワイトボード等を投写対象物として用いる場合、上述のような従来のズーム調整方法を行おうとすると、プロジェクタの使用の度にホワイトボードにマーカを付けなくてはならず、ユーザにとって手間がかかるという問題があった。また、ホワイトボードに、常時マーカを付けておいてもよいが、その場合、ホワイトボードに文字等を書く際に、そのマーカが邪魔になってしまうという問題があった。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、投写対象物にマーカ等を付けることなく、投写領域が投写対象物内に収まるとともに、投写対象物に表示される投写画像が投写対象物に対して十分に大きくなるように、自動的にズーム調整することを目的とする。
上述の課題の少なくとも一部を解決するために、投写対象物に画像光を投写して、画像を表示するプロジェクタであって、前記画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、前記ズームレンズを駆動する駆動部と、少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ズームレンズを駆動し、前記投写領域の大きさを変化させ、前記撮像部により撮像して得られた撮像画像において、写し出された前記投射対象物内に収まっている前記投射領域の輪郭を、前記投射領域の大きさが変化する前後において逐次比較して、前後において一致する部分を不変化部分として抽出し、前記投射領域の特徴点が、前記不変化部分に達するか、又は、不変化部分との距離が所定の値以下になった場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止することを要旨とする。
制御部は、ズームレンズ駆動部を制御してズームレンズを駆動し、投写領域の大きさを変化させる。例えば、投写領域を徐々に拡大させた場合、投写領域が投写対象物に収まっているうちは、拡大の前と後において、投写領域の輪郭同士を比較すると、それらは互いに一致しない。一方、投写領域が投写対象物からはみ出すと、そのはみ出した部分との境界では、投写対象物内に収まっている投写領域の輪郭の一部が、投写領域の拡大と共に、この投写対象物の縁に沿うようにして伸びる。従って、拡大の前と後において、投写対象物内に収まっている投写領域の輪郭を比較すると、投写対象物の縁に沿って伸びている部分は互いに一致することとなる。
従って、撮像部によって投写領域を撮像し、その撮像画像において、投射対象物内に収まっている投射領域の輪郭を、拡大の前後で逐次比較すると、その一致した部分を不変化部分として抽出することができる。
その後、投写領域が拡大して、投写領域の特徴点が投写対象物の縁を超えると、投写領域の特徴点は不変化部分に達することとなる。この時、投写領域の大きさが、直前の投写領域の大きさとなるようズームレンズの駆動を停止することで、投写領域の特徴点が投写対象物の縁に一致した状態で、ズーム調整を停止させることができる。この結果、例えば、投写領域の特徴点が投写領域の頂点であれば、画像光を投写対象物の真正面以外の方向から投写(いわゆる「あおり投写」)して、投写領域の形状が台形に歪んだ場合、投写領域の2つ目の頂点が投写対象物の縁に一致した状態でズーム調整を停止させると、投写領域の1辺全てがちょうど投写対象物からはみ出した状態となり、その後、この台形歪みを補正(いわゆる「キーストーン補正」)することによって、投写領域を投写対象物内に収めるとともに、投写対象物に表示される投写画像が、投写対象物に対して十分大きくすることが可能となる。
また、投写領域が拡大して、投写領域の特徴点が不変化部分に達する時に代えて、投写領域の特徴点と不変化部分との距離が所定の値以下になった時に、投写領域の大きさが、直前の投写領域の大きさとなるようズームレンズの駆動を停止させるようにしてもよい。このようにしても、その後、キーストーン補正を行うことによって、投写領域を投写対象物内に収めるとともに、投写対象物に表示される投写画像が、投写対象物に対して十分大きくすることが可能となる。
以上のように、投写領域の大きさの変化前後に得られる撮像画像に基づいて、投写領域の大きさが調整されるので、投写対象物にマーカ等を付けることなく、投写領域を投写対象物内に収めるとともに、投写対象物に表示される画像を投写対象物に対して十分に大きくすることが可能となる。
なお、前記制御部が前記投写領域の大きさを変化させる際、前記投射領域の大きさを徐々に大きくなるよう変化させるようにしてもよい。
また、本発明のプロジェクタは、投写対象物に画像光を投写して、画像を表示するプロジェクタであって、前記画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、前記ズームレンズを駆動する駆動部と、少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ズームレンズを駆動し、前記投射領域の大きさを徐々に大きくなるよう変化させ、前記撮像部により撮像して得られた撮像画像において、前記投射領域の1辺全てが写し出されなくなった場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止することを要旨とする。
制御部がズームレンズ駆動部を制御してズームレンズを駆動し、投写領域の大きさを徐々に大きくなるよう変化させていき、投写領域のいずれかの頂点が投写対象物の縁を超えて、投写領域の1辺全てが投写対象物から完全にはみ出すと、撮像部により撮像して得られる撮像画像において、投写領域の1辺全てが写し出されないこととなる。
この時、投写領域の大きさが、直前の大きさとなるようズームレンズの駆動を停止することで、投写領域の1辺全てがちょうど投写対象物からはみ出した状態で、ズーム調整を停止させることができる。この結果、その後、キーストーン補正を施すことによって、投写領域を投写対象物内に収めるとともに、投写対象物に表示される画像を投写対象物に対して十分に大きくすることが可能となる。
従って、投写領域の大きさの変化前後に得られる撮像画像に基づいて、投写領域の大きさが調整されるので、投写対象物にマーカ等を付けることなく、投写領域を投写対象物内に収めるとともに、投写対象物に表示される画像を投写対象物に対して十分に大きくすることが可能となる。
また、本発明のプロジェクタは、投写対象物に画像光を投写して、画像を表示するプロジェクタであって、前記画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、前記ズームレンズを駆動する駆動部と、少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ズームレンズを駆動し、前記投射領域の大きさを最も小さい大きさから徐々に大きくなるよう変化させ、前記撮像部により撮像して得られた撮像画像において、写し出された前記投射対象物内に収まっている前記投射領域の輪郭を、前記投射領域の大きさが変化する前後において逐次比較し、前後において一致する部分を抽出した場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止することを要旨とする。
制御部は、ズームレンズ駆動部を制御してズームレンズを駆動し、投写領域の大きさを最も小さい大きさから徐々に大きくなるよう変化させる。投写領域を徐々に拡大させた場合、投写領域が投写対象物内に収まっているうちは、拡大の前と後において、投写領域の輪郭同士を比較すると、それらは互いに一致しない。
一方、投写領域の1つ目の頂点が投写対象物の縁に一致した後、投写領域が投写対象物からはみ出すと、そのはみ出した部分との境界では、投写対象物内に収まっている投写領域の輪郭の一部が、投写領域の拡大と共に、この投写対象物の縁に沿うようにして伸びる。従って、拡大の前と後において、投写対象物内に収まっている投写領域の輪郭を比較すると、投写対象物の縁に沿って伸びている部分は互いに一致することとなる。
ここで、拡大の前と後において、投写対象物内に収まっている投写領域の輪郭のうち、前述の投写対象物に沿って伸びている部分が、最初に互いに一致する瞬間について考えると、その瞬間は、投写領域の1つ目の頂点が投写対象物の縁を超えた直後である。
従って、撮像部によって投写領域を撮像し、その撮像画像において、投射対象物内に収まっている投射領域の輪郭を、拡大の前後で逐次比較すると、投写領域の1つ目の頂点が投写対象物の縁を超えた直後に、その一致した部分を初めて抽出することができる。そして、この時、投写領域の大きさが、直前の投写領域の大きさとなるようズームレンズの駆動を停止することで、投写領域の1つ目の頂点が投写対象物の縁に一致した状態でズーム調整を停止することができる。
従って、投写領域の大きさの変化前後に得られる撮像画像に基づいて、投写領域の大きさが調整されるので、投写対象物にマーカ等を付けることなく、投写領域を投写対象物内に確実に収めることが可能となる。
なお、本発明において、投写領域の特徴点は、投写領域の頂点であることが好ましい。
なお、本発明において、前記投射領域の頂点のうち、第1の頂点が前記不変化部分に達し、その後に第2の頂点が前記不変化部分に達する場合に、前記投写領域の特徴点は、前記第2の頂点であってもよい。
このようにすることで、画像光をあおり投写した場合、投写領域の第1の頂点が投写対象物の縁を超えて、投写領域の第2の頂点が投写対象物の縁に一致した状態、すなわち、投写領域の1辺全てがちょうど投写対象物からはみ出した状態でズーム調整を停止することができ、その後、キーストーン補正をすることによって、投写領域を投写対象物内に収めるとともに、投写対象物に表示される投写画像を、投写対象物に対して十分大きくすることが可能となる。
なお、本発明は、上記したプロジェクタなどの装置発明の態様に限ることなく、ズーム調整方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.実施例:
A1.第1の実施例:
A1−1.装置構成:
A1−2.ズーム調整の具体的な動作:
A1−3.第1の実施例の効果:
A2.第2の実施例:
A2−1.ズーム調整の目的:
A2−2.ズーム調整の具体的な動作:
A2−3.頂点ブロック検出処理の詳細動作:
A2−4.第2の実施例の効果:
B.変形例:
B1.変形例1:
B2.変形例2:
B3.変形例3:
B4.変形例4:
B5.変形例5:
B6.変形例6:
B7.変形例7:
B8.変形例8:
A.実施例:
A1.第1の実施例:
A1−1.装置構成:
まず、本実施例におけるプロジェクタの概略構成について、図1を参照して説明する。
図1は、本実施例におけるプロジェクタ100の概略構成を示す説明図である。図1に示すようにプロジェクタ100は、ユーザの指示等を入力するためのキー入力装置101,及びリモコン入力装置102と、入力される画像を処理するための画像入力コネクタ103,A/D変換部104,信号種別検出部105,入力信号処理部130,及び撮像部131と、出力する画像を処理するための投写用ズームレンズ120,ズームレンズ駆動部121,ズームレンズ位置検出部122,画像表示部123,及び出力信号処理部124と、上述の各機能部を制御する制御部110と、を備えている。
なお、上述の入力信号処理部130、出力信号処理部124、及び制御部110は、内部にそれぞれ、メモリ135、メモリ125、及びメモリ111を有する。
また、本実施例において、投写対象物としては、ホワイトボードWを用いる。かかるホワイトボードWは、背後の壁等と距離を置いて設置されているものとする。但し、本発明における投写対象物は、このようなホワイトボードWに限定されるものではなく、背後の壁等と距離を置いて設置されるものであれば、他の投写対象物であっても構わない。
さて、プロジェクタ100において、外部より画像入力コネクタ103を介して画像信号が入力されると、信号種別検出部105は、入力された画像信号の種類や縦横比等を検出する。そして、画像信号がアナログ信号である場合には、A/D変換部104でデジタル信号に変換された後、入力信号処理部130に入力される。
入力信号処理部130は、入力された画像信号をメモリ135に一時的に記憶し、また、制御部110からの要求に応じて、この記憶された画像信号を制御部110が処理することができる所定フォーマットに変換して、制御部110に出力する。制御部110は、キー入力装置101、及びリモコン入力装置102から入力されたユーザの指示に基づいて、画像信号をメモリ135から読み出して出力信号処理部124に出力する。また、制御部110は、ズーム調整を行うために、後述する種々の画像処理やズームレンズ駆動部121の制御を行う。
出力信号処理部124は、制御部110から出力された画像信号をメモリ125に一時的に記憶するとともに、この画像信号を、画像表示部123が処理することができる所定フォーマットに変換して画像表示部123に出力する。この画像表示部123は、いわゆる液晶パネルとランプや光学レンズ等から成る光学系とに相当し、入力した画像信号を画像光として出力する。画像表示部123から出力された画像光は、投写用ズームレンズ120を介してホワイトボードWに投写されるが、この時、投写用ズームレンズ120は、投写領域の大きさをテレ側、又はワイド側にズームする。
投写された画像光は、投写領域のうち、ホワイトボードWに収まった領域(以下、「反射領域」と呼ぶ。)で反射されることにより、ユーザには、その反射領域に投写画像が表示されるように見える。
そしてこの投写画像が表示されたホワイトボードWが撮像部131によって撮像される。この撮像部131は、いわゆるCCDカメラに相当し、少なくとも投写領域を撮像するように、プロジェクタ本体に対し、その向きが調整されている。そして、撮像によって得られた撮像画像は、デジタル化された画像信号(画素値)で表される。そして、この画像信号は、入力信号処理部130に入力され、入力信号処理部130は、上述と同様に、入力された画像信号をメモリ135に一時的に記憶し、また、制御部110の要求に応じて所定フォーマットに変換して制御部110に出力する。なお、以下において、上述の画素値は、輝度値を含むものとする。
以下、本発明において特徴的な動作を行う投写用ズームレンズ120、ズームレンズ駆動部121、及びズームレンズ位置検出部122について具体的に説明する。
上述のズームレンズ駆動部121は、投写用ズームレンズ120を前後に駆動する。この時、投写用ズームレンズ120の位置の変化に伴って焦点距離が変化するために、画像光の投写領域は、テレ側、またはワイド側にズームされることとなる。そして、この投写領域のズームの変化に伴って、ホワイトボードW上の反射領域の大きさも、ホワイトボードWの大きさを限度として縮小したり、拡大したりすることとなる。
この投写用ズームレンズ120の位置は、ズームレンズ位置検出部122で検出されて数値化される。具体的には、このズームレンズ位置検出部122は、投写用ズームレンズ120の駆動に同期して抵抗値が変化する可変抵抗と、この可変抵抗の抵抗値を0〜255のデジタル値に変換するA/D変換器と、を備えており、投写用ズームレンズ120の位置とデジタル化された抵抗値(以下、「ズームエンコーダ値」と呼ぶ。)とを1対1に対応付ける。従って、ズームレンズ位置検出部122は、投写用ズームレンズ120の位置を、ズームエンコーダ値として数値化することができる。
ズームレンズ位置検出部122は、このズームエンコーダ値を制御部110に出力する。制御部110は、入力されたズームエンコーダ値をメモリ111に記憶するとともに、入力されるズームエンコーダ値が所望のズームエンコーダ値となるように、ズームレンズ駆動部121を制御する。ズームレンズ駆動部121は、上述のとおり、投写用ズームレンズ120を前後に駆動し、駆動後の投写用ズームレンズ120の位置は、再びズームレンズ位置検出部122によって検出され、現在のズームエンコーダ値として制御部110に入力される。そして、このような動作を繰り返すことによって、現在のズームエンコーダ値が所望のズームエンコーダ値に達して、投写領域は所望の大きさとなるようにズームされることとなる。そして、それに伴ってホワイトボードW上の反射領域も所望の大きさとなる。
以下において、制御部110、ズームレンズ駆動部121、投写用ズームレンズ120、及びズームレンズ位置検出部122による、上述の繰り返す動作をフィードバック動作と呼ぶ。
なお、このズームエンコーダ値は、投写領域が最もテレ側にズームされる時に0とし、最もワイド側にズームされる時に255になるものとする。
なお、投写用ズームレンズ120が、ステップモータで駆動される時には、上述のズームエンコーダ値ではなく、モータステップ数で投写用ズームレンズ120の位置を数値化し、このモータステップ数に基づいて上述のフィードバック動作を行うようにすることができる。
A1−2.ズーム調整の具体的な動作
本発明は、投写領域が投写対象物内に収まるとともに、投写対象物に表示される投写画像、すなわち、反射領域が投写対象物に対して十分に大きくなるように、自動的にズーム調整を行うものである。ここで、このズーム調整として、ズーム調整のみで投写対象物内に投写領域を確実に収めることを目的とするズーム調整と、キーストーン補正も考慮して反射領域を投写対象物に対して十分に大きくすることを目的とするズーム調整と、が考えられる。後者のズーム調整については後述するものとし、まず、ズーム調整のみで投写対象物内に投写領域を確実に収めることを目的とするズーム調整の具体的動作について、以下、図1〜図3を用いて説明する。
図2は、本実施例におけるズーム調整の手順を示すフローチャートである。
なお、以下において、プロジェクタ100は、ホワイトボードWに対して真正面方向から画像光を投写するものとするが、本発明は画像光の投写方向に限定されるものではなく、ホワイトボードWの真正面方向以外からの投写(いわゆる「あおり投写」)であっても適用することができる。
まず、ユーザからのズーム調整開始の指示が、図1に示すキー入力装置101、又はリモコン入力装置102によって制御部110に入力されると、事前に制御部110内のメモリ111に記憶されている第1のテストパターン画像がホワイトボードWに投写される(ステップS100)。なお、この第1のテストパターン画像は、投写領域の大きさが分かるようなものであれば、どのような画像でも構わない。
続いて、上述のフィードバック動作が行われ、投写領域は最もテレ側にズームされて、本ズーム調整は一時停止する(ステップS102)。
ユーザは、ステップS102が完了したことを、キー入力装置101、リモコン入力装置102、またはプロジェクタ100本体に備えられたランプ(図示省略)の点灯等によって確認した後、最もテレ側にズームした時の投写領域がホワイトボードW内に収まるように、プロジェクタ100やホワイトボードWの位置を調整する(ステップS104)。なお、この時も第1のテストパターン画像はホワイトボードWに投写され続けており、上述の位置調整がし易いようにしている。
続いて、ユーザからのズーム調整再開の指示が、キー入力装置101、又はリモコン入力装置102によって制御部110に入力されると、それまで投写されていた第1のテストパターン画像に代えて、第2のテストパターン画像がホワイトボードWに投写され、撮像部131は、この時のホワイトボードWを撮像する(ステップS106)。
この第2のテストパターン画像は、事前にメモリ111に記憶されている、4:3や16:9等の縦横比を変えたいくつかの画像の中から、ズーム調整後に投写される画像の縦横比に合わせてユーザによって選択される。そして、ユーザは、上述のズーム調整再開の指示の際に、どの画像を投写するかも合わせて指示する。なお、この第2のテストパターン画像は、大きさがズーム調整後に投写される画像と同じであれば、どのような画像であっても構わないが、以下においては、白色矩形の画像であるものとする。
そして、上述の撮像画像の画像信号は、入力信号処理部130内のメモリ135に記憶される。
なお、撮像部131は、前述したとおり、少なくとも投写領域を撮像するように、その向きが調整されているため、撮像画像には、少なくとも投写領域が写っていることとなる。
続いて、制御部110は、メモリ135からステップS106で記憶された画像信号を読み出し、2値化画素ブロック処理、及び周囲ブロック抽出処理を行う(ステップS108)。以下、それぞれの処理について説明する。
2値化画素ブロック処理は、まず、撮像画像の画素毎に、その画素の輝度値が、予め設定された輝度値に対するしきい値を上回っているか否かを判断し、輝度値がしきい値以上であれば当該画素値を1(白色)に置き換え、一方、しきい値よりも小さければ当該画素値を0(黒色)に置き換える。そして、撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック内にある白色画素数が、黒色画素数以上であれば当該ブロック全体を白色とし、一方、ブロック内にある白色画素数が、黒色画素よりも少なければ当該ブロック全体を黒色とするものである。この処理の結果、撮像画像内において、写し出されている反射領域の部分のみが、白色ブロックの集合として現れることとなる。
周囲ブロック抽出処理は、2値化画素ブロック処理後の画像内における、反射領域の輪郭部分、つまり、上述の白色ブロックの集合の輪郭部分に相当するブロックを抽出するものである。具体的には、2値化画素ブロック処理後の画像において、全てのブロックを精査し、白色ブロックの上下左右の4方向に隣接するブロックが全て白色である場合には、当該白色ブロックを黒色に置き換えることにより、最終的に、上記輪郭部分を白ブロックとして抽出するものである。なお、この場合、上述の4方向に代えて、8方向に隣接するブロックが全て白色であるかを精査するようにしてもよい。
以下において、ズームエンコーダ値=Znの時に、周囲ブロック抽出処理によって得られる画像信号(以下、単に「画像」と呼ぶことがある。)を周囲ブロック画像Fnと表し、また、周囲ブロック抽出処理によって抽出された、反射領域の輪郭部分にあたる白色ブロックの連なりを周囲ブロックHnと表すものとする。
続いて、制御部110は、ステップS108で得られた周囲ブロック画像Fnとズームエンコーダ値Znとをメモリ111に記憶する(ステップS110)。
続いて、ズームエンコーダ値が、ワイド側に一定量Zwだけズームした値となるようにフィードバック動作が行われる(ステップS112)。このズームエンコーダ値の一定量Zwは、予め設定されてメモリ111に記憶されている。そして、この一定量Zwが制御部110より読み出されて、現在のズームエンコーダ値ZnがZn+Zwとなるように、フィードバック動作が行われる。なお、以下において、ズームエンコーダ値Zn+Zwをズームエンコーダ値Zn+1と表すものとする。
なお、図2に示すようにステップS112〜ステップS124は、条件によっては、繰り返し実行される場合があるが、最初にステップS112が実行される時には、上述のように、ズームエンコーダ値Znは0(最もテレ側)となっている。
続いて、ズームエンコーダ値がZn+1となった状態で、撮像部131は、再度ホワイトボードWを撮像する(ステップS114)。そして撮像画像の画像信号は、メモリ135に記憶される。
続いて、制御部110は、ステップS114においてメモリ135に記憶された画像信号を読み出し、この画像信号に基づいて2値化画素ブロック処理、及び周囲ブロック抽出処理を行う(ステップS116)。このステップS116は、ステップS108と全く同じ処理であるので説明を省略する。なお、このステップS116によって、周囲ブロック画像Fn+1が得られる。
続いて、制御部110は、ステップS116で得られた周囲ブロック画像Fn+1と、ズームエンコーダ値Zn+1と、をメモリ111に記憶する(ステップS118)。
続いて、制御部110は、不変化ブロック抽出処理を実行する(ステップS120)。この不変化ブロック抽出処理は、メモリ111に記憶されている周囲ブロック画像Fnと周囲ブロック画像Fn+1とを比較し、同じ位置にある白色ブロック(以下、「不変化ブロック」と呼ぶ。)を抽出するものである。なお、周囲ブロック画像が得られた段階で、白色ブロックは、周囲ブロックのみとなっているので、不変化ブロック抽出処理は、2つの周囲ブロックの一致する部分にあたるブロックを抽出する処理ともいえる。
このステップS120では、まず、周囲ブロック画像Fnと周囲ブロック画像Fn+1とでAND処理を行う。具体的には、周囲ブロック画像Fnと周囲ブロック画像Fn+1との、それぞれ同じ位置にあるブロックの色を比較して、ともに白色の場合には、当該ブロックを白色とし、それ以外、つまり、白色×黒色、または黒色×黒色の組合せとなる場合には、黒色とする。次に、このAND処理の結果、白色ブロック(不変化ブロック)が抽出された場合には、制御部110は、この不変化ブロックの座標をメモリ111に記憶する。
なお、上述のAND処理の結果、不変化ブロックが抽出された場合には、ズームエンコーダ値を変える前後の反射領域の輪郭部分(周囲ブロック)において、一致する部分があることを示し、それは、投写領域がホワイトボードWからはみ出したことを意味するが、詳細については後述する。
続いて、制御部110は、ステップS120の結果から、不変化ブロックの有無を判定する(ステップS122)。そして、不変化ブロックがないと判定された場合には、ステップS124に移行し、不変化ブロックがあると判定された場合には、ステップS126に移行する。
ステップS122において、不変化ブロックがないと判定した場合には、制御部110は、周囲ブロック画像Fn+1、及びズームエンコーダ値Zn+1の値を、メモリ111内の周囲ブロック画像Fn、及びズームエンコーダ値Znが記憶されていた領域に、それぞれコピーする(ステップS124)。これにより、周囲ブロック画像Fnとズームエンコーダ値Znは上書きされる。
ステップS124が完了すると、再びステップS112に戻り、以降、ステップS112〜ステップS122が実行される。そして、このステップS112〜ステップS124は、ステップS122において、不変化ブロックがあると判定されるまで繰り返し実行されることとなる。
一方、ステップS122において、不変化ブロックがあると判定された場合には、制御部110は、現在のズームエンコーダ値が、Zn+1からZnに戻るように制御する(ステップS126)。現在の1つ前のズームエンコーダ値Znは、ステップS110においてメモリ111に記憶されているので、制御部110は、このズームエンコーダ値Znを読み出して所望のズームエンコーダ値として、フィードバック動作を制御する。
そして、ステップS126が終了すると、本ズーム調整は停止することとなる。
以下、ステップS108以降の動作が実行された時の、投写領域、反射領域、周囲ブロック画像、及び不変化ブロック抽出処理後の画像の変化について、図3を用いて、具体的に説明する。
図3は、本実施例における画像光の投写状態と、撮像画像に対して種々の処理を施した後の画像と、を示す説明図である。
図3において(A1)〜(C1)は、ズームエンコーダ値が、それぞれ、0(初期値),Z1,及びZ2の時の画像光の投写状態を、この順序で時系列的に示しており、(A2)〜(C2)は、それぞれ、(A1)〜(C1)の場合において得られる周囲ブロック画像F0,F1,及びF2を示し、(D)は、周囲ブロック画像F0,及びF1に基づいて実行された不変化ブロック抽出処理後の画像を示し、(E)は、周囲ブロック画像F1,及びF2に基づいて実行された不変化ブロック抽出処理後の画像を示している。
図3(A1)〜(C1)において、ホワイトボードW上の白抜きの領域は、反射領域を示す。
図3(A2)〜(C2)において、周囲ブロック画像F0,F1,及びF2の周囲ブロックを、それぞれ、周囲ブロックH0,H1,及びH2として示している。
ここで、ホワイトボードWは、前述したとおり、背後の壁等と離れて設置されているので、仮に、画像光の一部がこの背後の壁等に投写されたとしても、この壁からの反射光は反射領域からの反射光に比べて弱くなるため、背後の壁等に表示される画像は暗く見えづらくなる。従って、撮像画像に2値化画素ブロック処理を施した場合、この壁等に相当する画素は黒色に置き換わることとなるが、ホワイトボードWの輪郭を分かり易くするために、以下、図中で周囲ブロック画像を表す場合には、ホワイトボードWに相当する領域(以下、「ホワイトボード領域」と呼ぶ。)Wrを黒色に、また、ホワイトボードWの背後に相当する領域にはハッチングを施して示すものとする。
ズームエンコーダ値Zn=0で本ズーム調整動作が開始された後、ステップS106において、図3(A1)に示すように、白色矩形の第2のテストパターン画像が投写されて、ホワイトボードWが撮像されたものとする。
その後、ステップS108において、2値化画素ブロック処理、及び周囲ブロック抽出処理が行われた結果、図3(A2)に示す周囲ブロック画像F0が得られる。なお、ステップS100〜ステップS104を実行しているので、投写領域はホワイトボードW内に収まっているため、投写領域と反射領域は一致し、従って、反射領域の輪郭に相当する周囲ブロックH0は、ホワイトボード領域Wr内に収まることとなる。
次に、ステップS112において、ズームエンコーダ値が0から、ワイド側に一定量ZwズームしたZ1となったとする。この時、図3(B1)に示すように、投写領域と反射領域は一致し、共に、左端がホワイトボードWの左端(縁)の一部と一致するようにしてホワイトボードW内に収まっているものとする。この場合、ステップS116の結果、図3(B2)に示す周囲ブロック画像F1が得られるが、周囲ブロックH1は、ホワイトボード領域Wr内に左端が一致するようにして収まっている。そしてステップS118において、周囲ブロック画像F1とズームエンコーダ値Z1とがメモリ111に記憶される。
そして、続くステップS120では、周囲ブロック画像F0と周囲ブロック画像F1とが比較され、AND処理が施されるが、周囲ブロック画像F0と周囲ブロック画像F1とは、図3(A2),及び(B2)に示すように、同じ位置に白色ブロックはないため、図3(D)に示すように、不変化ブロックは抽出されない。
従って、ステップS122において不変化ブロックがないと判定され、ステップS124に移行して、メモリ111内の周囲ブロック画像F0が記憶されている領域に周囲ブロック画像F1をコピーし、また、メモリ111内のズームエンコーダ値Z0が記憶されている領域にズームエンコーダ値Z1をコピーする。そして、ステップS112に戻り、ズームエンコーダ値は、Z1から、更にワイド側に一定量ZwだけズームしたZ2となる。この時、図3(C1)における破線で示すように、投写領域の左端がホワイトボードWからはみ出したものとする。
この場合、ステップS116の結果、周囲ブロック画像F2は、図3(C2)に示すようになる。ここで、図3(C1)に示すように、投写領域の左端はホワイトボードWからはみ出し、ホワイトボードWで反射されないため、投写領域と反射領域とは完全には一致せず、反射領域の左端は、投写領域の左端ではなくホワイトボードWの左端と一致することとなる。従って、反射領域の輪郭に相当する周囲ブロックH2の左端は、投写領域の左端ではなく、ホワイトボードWの左縁に相当することとなる。そして、この時の周囲ブロック画像F2およびズームエンコーダ値Z2がステップS118においてメモリ111に記憶される。
そして、続くステップS120では、今度は、周囲ブロック画像F1と周囲ブロック画像F2とが比較される。図3(B1)、及び(C1)に示す反射領域の左端は、共にホワイトボードWの左縁の少なくとも一部に一致するので、周囲ブロックH1の左端と周囲ブロックH2の左端とは、共にホワイトボードWの左縁の少なくとも一部に相当し、部分的に一致することとなる。従って、周囲ブロック画像F1と周囲ブロック画像F2とのAND処理の結果、図3(E)に示すように、ホワイトボード領域Wrの左端の位置に不変化ブロックGが抽出されることとなる。なお、周囲ブロックH2は、周囲ブロックH1よりも大きいので、不変化ブロックの大きさは、周囲ブロックH1の左端の大きさとなる。
ステップS120で不変化ブロックが抽出されたので、ステップS126に移行して、ズームエンコーダ値がZ2からZ1に戻されて、ズーム調整は停止することとなる。そして、以上のズーム調整の結果、図3(B1)に示すように、投写領域は確実にホワイトボードW内に収まることとなる。
A1−3.第1の実施例の効果:
以上説明したように、投写領域を徐々に拡大させた場合、投写領域がホワイトボードW内に収まっているうちは、ズームエンコーダ値の増加前後における反射領域の輪郭は互いに一致することはない。一方、投写領域の端がホワイトボードWの縁の一部に一致した後、投写領域がホワイトボードWからはみ出すと、このはみ出した部分との境界では、反射領域の輪郭の一部は、ホワイトボードWの縁の一部に一致するようになる。従って、ズームエンコーダ値の増加前後における反射領域の輪郭は、ホワイトボードWの縁において、部分的に一致することとなる。
従って、ホワイトボードWの縁において、部分的に一致した箇所に相当するブロックが不変化ブロックとして抽出されることとなるので、この不変化ブロックの有無を判定することで、ホワイトボードWに縁を示すマーカがない場合でも、投写領域がホワイトボードWからはみ出したことを検出できることとなる。
そして、不変化ブロックありと判定したときには、現在のズームエンコーダ値が、現在の1つ前のズームエンコーダ値、つまり、不変化ブロックなしと判定した場合における最も大きなズームエンコーダ値となるようにフィードバック動作が行われるので、最終的に、投写領域は確実にホワイトボードW内に収まることとなる。また、この時、プロジェクタの現在の設置位置において、本ズーム調整のみで拡大可能な最大の大きさに反射領域が拡大されることとなる。
なお、あおり投写の場合には、投写領域の端ではなく、投写領域の頂点がホワイトボードWの縁に一致した後、投写領域が更に拡大されると、投写領域がホワイトボードWからはみ出すこととなるが、この場合にも上述と同様に、周囲ブロック画像から、ホワイトボードWの縁に一致した投写領域の頂点に相当するブロックが、不変化ブロックとして抽出される。この時の不変化ブロックは、上述のホワイトボードWの縁に一致した投写領域の頂点に相当する。
A2.第2の実施例:
A2−1.ズーム調整の目的:
本実施例では、キーストーン補正も考慮して反射領域を投写対象物に対して十分に大きくすることを目的とするズーム調整について説明する。
なお、本実施例におけるプロジェクタの構成は、図1に示すプロジェクタ100と同じであるので説明を省略する。また、以下、投写するテストパターン画像は、第1の実施例と同様であるものとする。
まず、このズーム調整の目的について図4を用いて説明する。図4は、キーストーン補正前後における画像光の投写状態を示す説明図である。図4において(A)は、キーストーン補正前の画像光の投写状態を示しており、(B)は、(A)の状態でキーストーン補正を行った後の画像光の投写状態を示している。図4において、投写領域は破線の枠で示し、反射領域は白抜きで示している。
ズーム調整後、図4(A)に示すように、投写領域の左辺全てがちょうどホワイトボードWからはみ出すように画像光が投写され、投写画像の一部がホワイトボードWに表示されていない状態になったものとする。この状態でキーストーン補正が行われると、図4(B)に示すように、反射領域は矩形に補正され、投写画像が全てホワイトボードWに表示されることとなる。また、この時の反射領域の大きさは、ホワイトボードWに対して十分に大きくなっている。
本実施例におけるズーム調整は、投写領域の少なくとも1辺全てがちょうどホワイトボードWからはみ出した段階でズーム調整を停止させることで、その後、キーストーン補正により反射領域が矩形に補正された場合に、投写画像が全てホワイトボードWに表示されるように、投写領域の大きさを調整しておくものである。
A2−2.ズーム調整の具体的な動作:
以下、キーストーン補正も考慮して反射領域を投写対象物に対して十分に大きくすることを目的とするズーム調整の具体的動作について、図1、図5、及び図6を用いて説明する。
図5は、本実施例におけるズーム調整の手順を示すフローチャートである。
ステップS200〜ステップS222、及びステップS222において不変化ブロックなしと判定された場合に実行されるステップS224、の手順は、図2に示すステップS100〜ステップS124の手順と全く同じであるので説明を省略する。
一方、ステップS222において、不変化ブロックがあると判定された場合に実行されるステップS226以降の手順は、図2に示すステップS126以降の手順と異なるので、以下、ステップS222において、不変化ブロックがあると判定された場合の動作について説明する。
ステップS222において不変化ブロックがあると判定すると、制御部110は、不変化ブロックをラベリング処理によって不変化ブロック塊に分ける(ステップ226)。ステップS220での不変化ブロック抽出の結果、抽出された不変化ブロックは、いくつかの不変化ブロックの塊となっている。そこで、本ステップS226では、それぞれの不変化ブロック塊を一意に定めるように、同じ不変化ブロック塊に含まれるブロックに対して、同じ番号(ラベル)を属性として付加するものである。
続いて、制御部110は、周囲ブロックHnの頂点に相当するブロック(以下、「頂点ブロック」と呼ぶ。)を検出し、検出した頂点ブロックの座標をメモリ111に記憶する。(ステップS228)。なお、以下において、周囲ブロックHnの特徴点の一例として頂点を用いた場合について説明するが、他の点を周囲ブロックHnの特徴点として用いてもよい。
なお、この頂点ブロックの検出処理の詳細については後述する。
続いて、制御部110は、ステップS228で検出された頂点ブロックのうち、2以上の頂点ブロックが、いずれかの不変化ブロック塊に含まれるか否かを判断する(ステップS230)。メモリ111には、不変化ブロック及び頂点ブロックの各座標が記憶されているので、これら座標から不変化ブロック塊に各頂点ブロックが含まれているかを判断する。
そして、制御部110は、ステップS230の結果に基づき、不変化ブロック塊に含まれている頂点ブロックの数を合計して、いずれかの不変化ブロック塊に2以上の頂点ブロックが含まれるか否かを判定する(ステップS232)。そして、いずれかの不変化ブロック塊に2以上の頂点ブロックが含まれると判断された場合にはステップS234に移行し、一方、全ての不変化ブロック塊に含まれていた頂点ブロックの数が、0もしくは1の場合には、ステップS224に移行する。
ステップS232において、不変化ブロック塊に含まれる頂点ブロック数が2以上と判定すると、制御部110は、メモリ111からズームエンコーダ値Znを読み出す。そして、ズームエンコーダ値がZn+1からZnに戻るように、フィードバック動作が行われる(ステップS234)。
そして、ステップS234が終了すると、本ズーム調整は停止することとなる。
以下、ステップS214以下の動作が実行された時の、投写領域、反射領域、周囲ブロック画像、及び不変化ブロック抽出処理後の画像の変化について、図6を用いて具体的に説明する。なお、以下において、白色矩形のテストパターン画像が、右斜め下方からあおり投写されるものとする。
図6は、本実施例における画像光の投写状態と、撮像画像に対して種々の処理を施した後の画像と、を示す説明図である。
図6において、(A1)〜(D1)は、ズームエンコーダ値が、それぞれZn,Zn+1,Zn+2,及びZn+3の時の画像光の投写状態を、この順序で時系列的に示しており、(A2)〜(D2)は、それぞれ(A1)〜(D1)の場合において得られる周囲ブロック画像Fn,Fn+1,Fn+2,及びFn+3を示し、(E)は、周囲ブロック画像Fn,及びFn+1に基づいて実行された不変化ブロック抽出処理後の画像を示し、(F)は、周囲ブロック画像Fn+1,及びFn+2に基づいて実行された不変化ブロック抽出処理後の画像を示し、(G)は、周囲ブロック画像Fn+2,及びFn+3に基づいて実行された不変化ブロック抽出処理後の画像を示している。
図6(A1)〜(D1)において、ホワイトボードW上の白抜きの領域は、反射領域En,En+1,En+2,及びEn+3を、それぞれ示しており、また、破線は、ホワイトボードWからはみ出した投写領域を示しており、また、この投写領域の4つの頂点を、それぞれ頂点q1〜q4として示している。なお、図6(A1),及び(B1)においては、投写領域はホワイトボードWに収まっているので、破線は省略している。
図6(A2)〜(D2)において、周囲ブロック画像Fn,Fn+1,Fn+2,及びFn+3内の周囲ブロックを、それぞれ、周囲ブロックHn,Hn+1,Hn+2,及びHn+3として示している。
図6(B2),(C2),(F),及び(G)において、P11〜P14、及びP21〜P24は、それぞれ頂点ブロックを示すものとする。
なお、ホワイトボードWは、前述したとおり、背後の壁等と離れて設置されているものとし、図3と同様に、ホワイトボードWの輪郭を分かり易くするために、ホワイトボード領域を黒色に、また、ホワイトボードWの背後に相当する領域にはハッチングを施して示すものとする。
ステップS214において、図6(A1)に示すように投写領域がホワイトボードWに収まるように画像光が投写されている状態でホワイトボードWが撮像され、その後、ステップS224において、図6(A2)に示す周囲ブロック画像Fn、及びズームエンコーダ値Znがメモリ111に記憶され、ステップS212において、ズームエンコーダ値がワイド側に一定量ZwズームしたZn+1になったものとする。そして、この時、図6(B1)に示すように、投写領域の左上の頂点q3がホワイトボードWの左上隅と一致するようにして、ホワイボードW内に収まるように画像光が投写されたものとする。
ステップS214において、図6(B1)に示すホワイトボードWが撮像され、ステップS218において、図6(B2)に示す周囲ブロック画像Fn+1、及びズームエンコーダ値Zn+1がメモリ111に記憶される。
続いて、ステップS220において、不変化ブロック抽出処理が行われることとなるが、図6(A1),及び(B1)に示すように、それぞれの投写状態において、投写領域は、共にホワイトボードW内に収まっているため、反射領域En+1は、反射領域Enと輪郭を一致することなく、反射領域Enよりも大きく拡大されていることとなる。従って、周囲ブロックHnと周囲ブロックHn+1とで一致することはなく、図6(E)に示すように、不変化ブロックは抽出されない。
従って、ステップS222において、不変化ブロックなしと判定されて、ステップS224に移行し、ステップS224において、周囲ブロック画像Fn+1及びズームエンコーダ値Zn+1が、メモリ111に記憶されている周囲ブロック画像Fn及びズームエンコーダ値Znに上書きされる。
そして、再びステップS212において、ズームエンコーダ値はワイド側に一定量Zwズームして、Zn+2となる。この時、図6(C1)に示すように、投写領域の左下の頂点q2がホワイトボードWの左縁と一致し、投写領域の左辺全てがちょうどホワイトボードWからはみ出すように画像光が投写されたものとする。この時、ステップS214において、図6(C1)に示すホワイトボードWが撮像され、ステップS218において、図6(C2)に示す周囲ブロック画像Fn+2及びズームエンコーダ値Zn+2が、メモリ111に記憶される。
ここで、図6(C1)において破線で示す、ホワイトボードWからはみ出した投写領域は、ホワイトボードWで反射されない。従って、図6(C2)に示す周囲ブロックHn+2の左側の領域k21、及び上側の領域k22は、投写領域の左端の一部、及び上端の一部ではなく、ホワイトボードWの左縁の一部、及び上縁の一部に相当することとなる。
そして、続くステップS220において、周囲ブロック画像Fn+1,及びFn+2に基づいて、不変化ブロックが検出されることとなる。
周囲ブロックHn+1の左上隅は、ホワイトボードWの左上隅に相当し、また、周囲ブロックHn+2の左側の領域k21、及び上側の領域k22は、上述のように、ホワイトボードWの左縁の一部、及び上縁の一部に相当するので、周囲ブロックHn+1,及びHn+2は、共に、ホワイトボードWの左上隅に相当するブロックを含む。従って、このブロックが不変化ブロックとして抽出されるが、この時、投写領域En+1の頂点q3はこの不変化ブロックに達している。そして、ステップS222において、不変化ブロックありと判定されるので、ステップS226に移行し、ステップS226において、不変化ブロック塊は1つと判断される。そして、ステップS228において、周囲ブロックHn+1の頂点ブロックP11〜P14が検出されて、ステップS230において、頂点ブロックP11〜P14が、上述の不変化ブロック塊に含まれるか否かが判断される。
この時の不変化ブロック(塊)は、ホワイトボードWの左上隅に相当するブロックであり、また、このブロックは、図6(B2)に示すように、ステップS228において、周囲ブロックHn+1の左上隅の頂点ブロックP13として検出される。
従って、この場合、不変ブロック塊に1つだけ頂点ブロックが含まれることになるので、ステップS232において、条件を満たさずステップS224に移行する。そして、ステップS224において、周囲ブロック画像Fn+2及びズームエンコーダ値Zn+2が、それぞれメモリ111に記憶されている周囲ブロック画像Fn+1及びズームエンコーダ値Zn+1に上書きされる。
そして、再びステップS212において、ズームエンコーダ値は、ワイド側に一定量Zwズームして、Zn+3となる。この時、図6(D1)に示すように、投写領域の左上の頂点q3の他、左下の頂点q2、及び右上の頂点q1が、ホワイトボードWの縁を超えて、投写領域の左辺全てがホワイトボードWからはみ出すように画像光が投写されたものとする。そして、ステップS214において、図6(D1)に示すホワイトボードWが撮像され、ステップS218において、図6(D2)に示す周囲ブロック画像Fn+3、及びズームエンコーダ値Zn+3が、メモリ111に記憶される。
ここで、図6(D1)において破線で示す、ホワイトボードWからはみ出した投写領域は、ホワイトボードWで反射されない。従って、図6(D2)に示す周囲ブロックHn+3の左側の領域k31、及び上側の領域k32は、投写領域の左端の一部、及び上端の一部ではなく、ホワイトボードWの左縁の一部、及び上縁の一部に相当することとなる。
そして、続くステップS220において、周囲ブロック画像Fn+2,及びFn+3に基づいて、不変化ブロックが検出されることとなる。
上述のように、周囲ブロックHn+2の左側の領域k21、及び周囲ブロックHn+3の左側の領域k31は、共にホワイトボードWの左縁の一部に相当するので、部分的に一致する。また同様に、周囲ブロックHn+2の上側の領域k22、及び周囲ブロックHn+3の上側の領域k32は、共にホワイトボードWの上縁の一部に相当するので、部分的に一致する。従って、このホワイトボードWの左縁の一部及び上縁の一部に相当するブロックにおいて不変化ブロック及び不変化ブロック塊が検出される。
ここで、投写領域En+2よりも、投写領域En+3の方がワイド側にズームされているので、周囲ブロックHn+2と周囲ブロックHn+3との大きさを比較すると、周囲ブロックHn+3の方が大きくなる。従って、周囲ブロックHn+2と周囲ブロックHn+3との一致部分に相当する不変化ブロック塊は、図6(G)に示すように、より小さい周囲ブロックHn+2の左側の領域k21と上側の領域k22とを合わせたものとして検出される。
そして、ステップS226において、1つのブロック塊であると判断され、続くステップS228において、図6(C2)に示す周囲ブロックHn+2の頂点ブロックP21〜P24が検出されて、ステップS230において、頂点ブロックP21〜P24が上述の不変化ブロック塊に含まれるか否かが判断される。なお、頂点ブロックP22は、投写領域の頂点q2に相当することとなる。
上述のように、図6(G)に示す不変化ブロック塊は、図6(C2)に示す周囲ブロックHn+2の左側の領域k21と上側の領域k22とを合わせたものであるので、頂点ブロックP23及びP22が、この不変化ブロック塊に含まれると判断される。
従って、不変化ブロック塊に2つの頂点ブロックが含まれるので、続くステップS232において、条件を満たすこととなりステップS234に移行する。
投写領域の特徴点の一例として頂点を用いると、投写領域が拡大していくと、不変化ブロック塊が伸びていき、投写領域の頂点は、だんだんと不変化ブロック塊の両端に近づいていく。そして、投写領域の頂点がホワイトボードWの縁に一致した後、その頂点がホワイトボードWの縁を超えて、投写領域の少なくとも1辺全てがはみ出すと、投写領域の頂点は、不変化ブロック塊の少なくとも一端に達することとなり、この頂点に相当するブロックが頂点ブロックとなる。また、この時、不変化ブロック塊の他端、またはホワイトボードWの隅に相当するブロックのうち、少なくとも1以上のブロックも頂点ブロックとなる。従って、不変化ブロック塊に頂点ブロックが2以上含まれるか否かを判定することで、投写領域の頂点が不変化ブロック塊に達し、少なくとも1辺全てがはみ出したか否かを判定することができる。なお、ホワイトボードWの隅に相当するブロックが頂点ブロックとなるのは、図6(C1),及び(D1)に示すように、投写領域に、ホワイトボードWの隅が含まれる場合である。
なお、頂点以外の点を投写領域の特徴点として用いてもよい。
続いて、ステップS234において、ズームエンコーダ値が、メモリ111に記憶されている一つ前のズームエンコーダ値Zn+2となるように、フィードバック動作が行われて、ズーム調整動作は停止する。
そして、以上のズーム調整の結果、図6(C1)に示すように、投写領域の左下の頂点q2がホワイトボードWの左縁と一致するようにして、投写領域の左辺全てがホワイトボードWからはみ出すこととなる。
そして、以上のズーム調整の後、上述のキーストーン補正が施されると、図4(B)に示すように、反射領域は矩形に補正され、投写画像は全てホワイトボードWに表示されることとなる。また、反射領域の大きさは、ホワイトボードWに対して十分に大きくなることとなる。
A2−3.頂点ブロック検出処理の詳細動作:
上述のステップS228で実行される、頂点ブロック検出処理の詳細動作について、以下、図7を用いて説明する。
図7は、本実施例における頂点ブロック検出処理を示す説明図である。図7において、(A)〜(E)は、この順序で、頂点ブロック検出処理を時系列的に示している。
頂点ブロック検出処理では、まず、図7(A)の1点鎖線で示す、X座標軸に対して45°を成すライン(以下、「サーチライン」と呼ぶ。)L1を定め、このサーチラインL1が周囲ブロック画像の中心を通る場合に、サーチラインL1上にある白色ブロック数をカウントする。この時、図7(A)に示すようにハッチングを施した白色ブロックBa1,及びBa2の2つがサーチラインL1上にあるので、カウントされる白色ブロック数は2となる。
続いて、サーチラインL1を右上に移動させていき、サーチラインL1上の白色ブロック数をカウントする。例えば、図7(B)の状態では、ハッチングを施した白色ブロックBb1,及びBb2がサーチラインL1上にあるので、カウントされる白色ブロック数は2となる。
そして、図7(C)に示すように、サーチラインL1が周囲ブロック画像の頂点にあたるブロックを過ぎると、サーチラインL1上にある白色ブロック数は0となる。そして、この時、サーチラインL1を1つ戻し、この時にサーチラインL1上にある白色ブロックの中から頂点ブロックを定める。
具体的には、戻した後のサーチラインL1上にある白色ブロック毎に、ブロック内に含まれる画素の、2値化画素ブロック処理前の輝度値を合計し、その合計値が最大となるブロックを頂点ブロックとして決定する。例えば、図7(D)に示すように、戻した後のサーチラインL1上に1つしか白色ブロックがない場合には、当該白色ブロックが1つ目の頂点ブロックP1として決定することとなるが、周囲ブロックの形状によっては、戻した後のサーチラインL1上に複数の白色ブロックが存在する場合があり、このような場合には、上述のようにして、複数の白色ブロックの中から1つのブロックを頂点ブロックとして決定する。
なお、上述のように輝度値の合計値を算出した結果、合計値が最大となるブロックが複数存在した場合には、中間位置にあたるブロックを頂点ブロックとして決定する。
続いて、サーチラインL1を今度は、周囲ブロック画像の中心から左下の方向に移動させ、上記と同様にして2つ目の頂点ブロックP2を検出する。
続いて、図7(A)の1点鎖線で示す、X座標軸に対して135°を成すサーチラインL2を定めて、画像中心点から左上、および右下の方向に順次移動させて、それぞれ、上記と同様にして頂点ブロックP3,及びP4を検出して、頂点ブロック検出処理は終了する。
そして、以上説明した頂点ブロック検出処理終了後には、図7(E)に示すように、周囲ブロック画像の4つの頂点ブロックP1〜P4が検出されることとなる。
A2−4.第2の実施例の効果:
以上説明したように、本実施例のズーム調整を行うことで、ホワイトボードWに縁を示すマーカがない場合でも、不変化ブロック塊に含まれる頂点ブロック数をカウントして、カウントされた頂点ブロック数が2以上となるか否かを判定することにより、不変化ブロックが、投写領域の頂点に達し、画像光の少なくとも1辺全てがホワイトボードWからはみ出したことを判定することができる。
また、不変化ブロック塊に含まれる頂点ブロック数が最初に2以上と判定された段階で、現在の1つ前のズームエンコーダ値、つまり、投写領域の2つ目の頂点がホワイトボードWの縁と一致して、投写領域の少なくとも1辺全てがちょうどホワイトボードWからはみ出した時のズームエンコーダ値、に戻すようにフィードバック動作が行われる。
従って、ズーム調整後のキーストーン補正によって、投写画像が全てホワイトボードWに表示されるとともに、反射領域の大きさがホワイトボードWに対して十分に大きくなるように、投写領域の大きさを調整しておくことが可能となる。
B.変形例:
なお、本発明は、上述の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。
B1.変形例1:
上述の実施例においては、第2のテストパターン画像として、ズーム調整後投写される画像と同じ大きさの白色の矩形画像を用いていたが、これに代えて、ズーム調整後に投写される画像と同じ大きさの矩形の、上下左右の各辺を示す画像を投写するようにしてもよい。以下、この時のズーム調整について、図8を用いて説明する。
図8は、変形例1におけるテストパターン画像とホワイトボードWの撮像画像とを示す説明図である。図8において(A)は、変形例1において用いられる4つのテストパターン画像を示し、(B)は、(A)に示すテストパターン画像が投写された時のホワイトボードWの撮像画像を示し、(C)は、(B)の状態から投写領域を一定量ワイド側にズームさせた時のホワイトボードWの撮像画像を示す。
変形例1における、ズーム調整の手順は、まず、図2に示すステップS100〜ステップS104が実行される。続いて、ステップS106、及びステップS108を省略し、ステップS110に代えて、この時のズームエンコーダ値Znのみメモリ111に記憶する。
続いて、ステップS114に代えて、図8(A)に示す4つのテストパターン画像を順番に投写し、それぞれ投写した時のホワイトボードWを撮像する。投写領域がホワイトボードW内に収まっている場合には、撮像によって得られる4枚の撮像画像は、図8(B)に示すようになる。なお、図8(B)では、この4枚の撮像画像を重ねて示している。
そして、ステップS116に代えて、得られた4枚の撮像画像に対して、それぞれ2値化画素処理を行う。この2値化画素処理とは、先に説明した2値化画素ブロック処理の前半の処理、すなわち、各画素を白または黒の2値化するまでの処理に相当する。続いて、ステップS118に代えて、この時のズームエンコーダ値のみメモリ111に記憶しておく。そして、ステップS120に代えて、それぞれの撮像画像内の白色画素数をカウントする。
続いて、ステップS122に代えて、いずれかの撮像画像においてカウントされた白色画素数が、事前に定めたしきい値よりも多いか否かを判定する。この時、全ての撮像画像において、カウントされた白色画素数がしきい値よりも多い場合には、投写領域は全てホワイトボードW内に収まっているものと判断される。そして、この場合、ステップS124に代えて、ズームエンコーダ値Zn+1のみが、メモリ111内のズームエンコーダ値Znが記憶されていた領域にコピーされ、ステップS112に移行することとなる。
一方、いずれかの撮像画像において、カウントされた白色画素数がしきい値以下の場合には、図8(C)の破線で示すように、いずれかの投写領域がホワイトボードW内からはみ出した状態になったと判断される。なお、この状態は、上述の実施例において、白色矩形のテストパターン画像を投写して、投写領域のいずれか1辺全てがホワイトボードWからはみ出し、撮像画像に投写領域のいずれか1辺全てが写し出されなくなった状態に相当する。
そして、いずれかの投写領域がホワイトボードW内からはみ出したものと判断されるとステップS126に移行し、ステップS126実行後にズーム調整は停止する。
以上説明したように、ズーム調整後に投写される画像と同じ大きさの矩形の、上下左右の各辺を示す画像をテストパターン画像として、それぞれ投写して、撮像画像内にある白色画素数をしきい値と比較することで、ズーム調整後に投射される画像の1辺全てが、ホワイトボードWからはみ出すことになるか否か、を簡易に確認することができるので、この確認に係わる処理を高速化して、ズーム調整を短時間で行うことが可能となる。
B2.変形例2:
また、変形例1以外にも、上述の実施例において、ズーム調整後投写される画像の各特徴点を示す画像を、第2のテストパターン画像として用いることが可能である。なお、以下において、ズーム調整後投写される画像の特徴点の一例として頂点を用いるものとして説明するが、頂点以外の点を特徴点として用いても構わない。
図9は、変形例2におけるテストパターン画像とホワイトボードWの撮像画像とを示す説明図である。図9において(A)は、変形例2において用いられるテストパターン画像を示し、(B)は、(A)に示すテストパターン画像が投写された時のホワイトボードWの撮像画像を示し、(C)は、(B)の状態から投写領域を一定量ワイド側にズームさせた時のホワイトボードWの撮像画像を示す。
変形例2における、ズーム調整の手順は、まず、図2に示すステップS100〜ステップS104が実行される。続いて、ステップS106、及びステップS108を省略し、ステップS110に代えて、この時のズームエンコーダ値のみメモリ111に記憶する。
続いて、ステップS112を実行した後、ステップS114に代えて、図9(A)に示すように、四隅のいずれかにコーナパターンを有する矩形の4つのテストパターン画像を順番に投写し、それぞれ投写した時のホワイトボードWを撮像する。投写領域がホワイトボードW内に収まっている場合には、4つの撮像画像には、それぞれ、コーナパターンC1〜C4に相当するコーナパターン画像Cr1〜Cr4が写し出され、図9(B)に示すようになる。なお、撮像画像は4つ得られるが、図9(B)では、この4つを重ねて示している。
そして、ステップS116に代えて、得られた4つの撮像画像に対して、それぞれ、上述の2値化画素処理を行う。
続いて、ステップS118に代えて、この時のズームエンコーダ値のみメモリ111に記憶しておく。そして、ステップS120に代えて、それぞれの撮像画像内における白色画素の有無を確認する。白色画素がある場合には、コーナパターン画像が写し出されている、すなわち、投写領域の頂点が、ホワイトボードW内に収まり、撮像画像内において写し出されていると判断される。
続いて、ステップS122に代えて、各撮像画像内に写し出されているコーナパターン画像の合計数を求め、この合計数が、予め設定しておいた所定数になるか否かを判定する。例えば、所定数を4に設定したものとする。投写領域の大きさを徐々に大きくしていくと、投写領域がホワイトボードW内に収まっているうちは、投写領域の頂点は全て撮像画像に写し出されることとなるため、上述のコーナパターン画像の合計数は所定数の4になる。そして、この場合、ステップS124に代えて、ズームエンコーダ値Zn+1のみが、メモリ111内のズームエンコーダ値Znが記憶されていた領域にコピーされ、ステップS112に移行することとなる。
一方、投写領域の頂点が投写対象物の縁を超え、投写領域がホワイトボードWからはみ出すと、その頂点は撮像画像に写し出されなくなり、上述のコーナパターン画像の合計数は3以下となる。そして、この場合、コーナーパターン画像の合計数は所定数にならないので、ステップS126に移行する。例えば、図9(C)に示すように投写領域の上側がホワイトボードWからはみ出した場合には、左下隅、及び右下隅のコーナパターン画像Cr3,及びCr4が写し出されることとなるので、コーナパターン画像の合計数は、2となる。
そして、ステップS126に移行した後、ステップS126実行後にズーム調整は停止し、最終的に、投写領域は確実にホワイトボードW内に収まることとなる。
なお、上述のテストパターン画像については、第2の実施例におけるキーストーン補正を考慮して反射領域を投写対象物に対して十分に大きくすることを目的とするズーム調整にも適用することができる。この場合、上述の所定数を予め2に設定するようにする。
投写領域の1つ目の頂点がホワイトボードWからはみ出し、かつ、2つ目の頂点がホワイトボードWの縁に一致して、投写領域の1辺全てがちょうどホワイトボードWからはみ出した状態となった後、更にワイド側にズームして、2つ目の頂点もホワイトボードWからはみ出し、投写領域の1辺全てが完全にホワイトボードWからはみ出すと、撮像画像内には、はみ出した2つの頂点は写し出されず、従って、上述のコーナパターン画像の合計数は、所定数の2になる。そして、この段階で、1つ前のズームエンコーダ値に戻ることとなるので、上述の第2の実施例と同様に、投写領域の1辺全てが、ちょうどはみ出すように投写領域の大きさを調整することができる。
また、上述の実施例では、投写領域をステップS102において最もテレ側にズームしておき、徐々にワイド側にズームするようにしていたが、これに代えて、上述のテストパターン画像を用いると共に、投写領域をステップS102において最もワイド側にズームしておき、徐々にテレ側にズームするようにしてもよい。
図10は、変形例2において徐々にテレ側にズームする場合のホワイトボードWの撮像画像を示す説明図である。図10において、(A)は、ズーム調整開始当初のホワイトボードWの撮像画像を示し、(B)は、(A)の状態から投写領域を一定量テレ側にズームさせた時のホワイトボードWの撮像画像を示し、(C)は、(B)の状態から投写領域を更に一定量テレ側にズームさせた時のホワイトボードWの撮像画像を示す。
このズーム調整では、ステップS102で最もワイド側にズームすると共に、ステップS104において、プロジェクタ100及びホワイトボードWの位置を調整して、図10(A)に示すように、投写領域の全ての頂点がホワイトボードWからはみ出すようにしておく。また、ステップS112において、ズームエンコーダ値がテレ側に一定量Zwズームした値となるようにフィードバック動作を行うようにする。更に、ステップS126を省略し、撮像画像内に写し出されるコーナパターン画像の合計数が所定数になった段階で、ズーム調整を停止するものとする。
このようにすることで、例えば、所定数を4に設定しておくと、投写領域の全ての頂点がホワイトボードWからはみ出しているうちは、撮像画像内に投写領域の頂点は写し出されず、従って、コーナパターン画像の合計数は0となり所定数にならないが、投写領域が徐々に縮小していくと、図10(B)に示すコーナパターン画像Cr3,Cr4のように、撮像画像内に投写領域の頂点が次々と写し出されていき、最終的に、図10(C)に示すように、投写領域の4つ目の頂点がホワイトボードWの縁に一致して、投写領域が全てホワイトボードWに収まると、撮像画像内に投写領域の全ての頂点が写し出され、コーナパターン画像の合計数は所定数の4になる。そして、この段階でズーム調整が停止するので、投写領域は確実にホワイトボードW内に収まることとなる。なお、所定数を2とすれば、図10(B)に示すように、第2の実施例と同様に、投写領域の1辺全てが、ちょうどはみ出すように投写領域の大きさを調整することもできる。
以上説明したように、ズーム調整後に投写される画像の各特徴点を示す画像をテストパターン画像として投写して、それぞれの撮像画像内に写っている特徴点の合計数を求め、所定数になったか否かを判定することで、投写領域がホワイトボードW内に収まっているか否か、また、投写領域の少なくとも1辺全てが、ホワイトボードWからはみ出したか否か、を簡易に確認することができるので、この確認に係わる処理を高速化して、ズーム調整を短時間で行うことが可能となる。
B3.変形例3:
上述の第2の実施例においては、図6(C1)に示すように、画像光の投写状態が、投写領域の2つ目の頂点がホワイトボードWの縁に一致するようにして投写領域の1辺全てがちょうどホワイトボードWからはみ出した状態となるようズーム調整を停止していたが、投写領域の2つ目の頂点がホワイトボードWの縁に一致する直前で、投写領域の1辺全てがほぼホワイトボードWからはみ出した状態となるようズーム調整を停止するようにしてもよい。
この場合、図5に示すステップS228を省略し、続くステップS230において、不変化ブロック塊に各頂点ブロックが含まれているかを判断するのに代えて、メモリ111に記憶されている不変化ブロックの座標及び頂点ブロックの座標を用いて、2つ目の頂点ブロックと不変化ブロック塊との距離を算出すると共に、続くステップS232において、ステップS230で算出した距離が、予め定めた所定の値以下であるかを判定して、所定の値以下であると判定された場合に、ステップS234に移行し、一方、所定の値よりも大きいと判定された場合には、ステップS224に移行するようにすればよい。
B4.変形例4
上述の実施例では、ズーム調整のみで投写対象物内に投写領域を確実に収めることを目的とするズーム調整と、キーストーン補正を考慮して反射領域を投写対象物に対して十分に大きくすることを目的とするズーム調整と、を別の実施例として説明したが、両ズーム調整を選択的に行えるようにプロジェクタを構成してもよい。
具体的には、図2に示すステップS100、及び図5に示すステップS200の実行前に、いずれのズーム調整を行うかをユーザが選択し、図1に示すキー入力装置101、またはリモコン入力装置102によって制御部110に選択結果を入力するようにする。その後、選択されたズーム調整が上述のように行われるようにする。
このようにすることで、プロジェクタ100の設置位置によって、キーストーン補正の必要性等を判断して、ユーザが適切なズーム調整を選択して行うことが可能となる。
B5.変形例5:
上述の実施例では、図2に示すステップS126や図5に示すステップS234において、投写領域を1つ前の大きさに戻すために、メモリ111に記憶されている現在の1つ前のズームエンコーダ値Znを読み出して、その値になるようにフィードバック動作を行っていたが、ズームエンコーダ値Znに代えて、メモリ111に記憶されている一定量Zwを読み出し、現在のズームエンコーダ値から一定量Zwを減らした値を算出し、その値となるように、フィードバック動作を行うようにしてもよい。このようにすることで、現在のズームエンコーダ値Znを、その都度メモリ111に記憶しなくて済むので、メモリ111の容量を減らしてプロジェクタのコストを安くできるとともに、手順が簡素化されるので、ズーム調整を高速に行うことができる。
また、図2に示すステップS126や図5に示すステップS234において、投写領域を1つ前の大きさに戻すことに代えて、一定量Zwとは異なるズームエンコーダ値の一定量Ztを事前にメモリ記憶しておき、現在のズームエンコーダ値から一定量Ztを減らした値を算出して、その値となるように、フィードバック動作を行うようにしてもよい。このようにすることで、例えば、投写対象物のいずれかの縁に障害物があり、この部分をはずして投写したい場合には、一定量Ztを一定量Zwよりも大きく設定しておくことで、ステップS126やステップS234において、投写領域をテレ側に大きく戻すことができ、上述の障害物を避けて画像光が投写されるように、ズーム調整を行うことができる。
B6.変形例6:
上述の実施例において、第1のテストパターン画像は白色の矩形画像としたが、これに限定されるものではない。白色の矩形の中央に十字型等のマーカが表された画像等を用いても構わない。このようにすることで、図2に示すステップS104や図5に示すステップS204において、ユーザは、投写画像の中心が明確になるので、プロジェクタ100またはホワイトボードWの位置調整がし易くなる。
また、図2に示すステップS100、及び図5に示すステップS200において、第1のテストパターン画像に代えて、第2のテストパターン画像を投写するようにしてもよい。なお、この場合には、図2に示すステップS100、及び図5に示すステップS200において、ユーザは、メモリ111に記憶されている、4:3や16:9等の縦横比を変えたいくつかの画像の中から、ズーム調整後に投写される画像の縦横比に合わせて画像を選択して、どの画像を選択したかを制御部110に入力するようにする。このようにすることで、第1のテストパターン画像用の画像をメモリ111に記憶する必要がなく、メモリ111の容量を減らすことができ、プロジェクタのコストが安くなる。
B7.変形例7:
プロジェクタの種類によっては、投写用ズームレンズにあおりを付けているものもあり、投写方向によっては、投写領域の一部(例えば、投写領域の下底に近い部分)の大きさが、ズームエンコーダ値が変化しても変わらない場合がある。
この対策として、図2に示すステップS100〜ステップS106、及び図5に示すステップS200〜ステップS206のいずれかにおいて、以下の手順を行うようにしてもよい。
まず、投写領域が最もテレ側にズームした時のホワイトボードWを撮像して、周囲ブロック画像を抽出する。続いて、投写領域を最もテレ側から、ホワイトボードWからはみ出さない程度に多少ワイド側にズームさせて、この時のホワイトボードWを撮像して、周囲ブロック画像を抽出する。そして、上述の抽出した2つの周囲ブロック画像から不変化ブロックを抽出して、不変化ブロックの見つかった領域については、ステップ116以降、及びステップS216以降の処理の対象外とするようにする。
このようにすることで、投写領域がホワイトボードWからはみ出すことによって得られる不変化ブロックのみを、ステップS120、及びステップS220において抽出することができ、適切なズーム調整を行うことが可能となる。
B8.変形例8:
上述の第2の実施例では、1つ前のズームエンコーダ値に戻ってズーム調整が停止する条件を、図5のステップS232に示すように、いずれかの不変化ブロック塊に含まれる頂点ブロックの数が2以上になった場合としたが、これに代えて、ズーム調整が停止した後、ユーザからのズーム調整再実施の指示によって、現在のズーム状態からズーム調整を再度実施するようにするとともに、ズーム調整の再実施の度に、上述のいずれかの不変化ブロック塊に含まれる頂点ブロック数の条件を変えるようにしてもよい。
具体的には、最初にズーム調整を行う場合には、図5に示すステップS232において、いずれかの不変化ブロック塊に頂点ブロックが1つ含まれる場合にステップS234に移行するようにする。そして、最初のズーム調整が停止した後に、ユーザからズーム調整再実施の指示があった場合には、ステップS200〜ステップS204を省略し、ステップS206から2回目のズーム調整を開始し、今度は、ステップS232において、いずれかの不変化ブロック塊に頂点ブロックが2つ含まれる場合にステップS234に移行するようにする。
そして、2回目のズーム調整が停止した後に、再度、ユーザからズーム調整再指示があった場合には、上述の2回目のズーム調整と同様に、ステップS206から3回目のズーム調整を開始し、今度は、ステップS232における頂点ブロック数の条件を3つとする。そして、3回目のズーム調整が停止した後に、再度、ユーザからズーム調整再実施の指示があった場合には、上述の2回目及び3回目のズーム調整と同様に、ステップS206から4回目のズーム調整を開始し、今度は、ステップS232における頂点ブロック数の条件を4つとする。
このようにすることで、不変化ブロックが発生した後、すなわち、不変化ブロックが投写領域の1つ目の頂点に達した後、不変化ブロックの端が投写領域の2つ目の頂点に達し、投写領域の1辺全てがちょうどホワイトボードWからはみ出した時の他、不変化ブロックの端が投写領域の3つ目の頂点に達し、2辺目の全てがちょうどホワイトボードWからはみ出した時、また、不変化ブロックの端が投写領域の4つ目の頂点に達し、3辺目の全てがちょうどホワイトボードWからはみ出した時、といったように、投写領域が拡大していく中でも、特に、キーストーン補正によってホワイトボードW内に投写領域が収まるか否かを、実際にキーストーン補正を行って判断すべきタイミングで、ズーム調整を止めることができる。更に、このズーム調整が止まったタイミングでキーストーン補正を行った結果、反射領域の大きさが、ホワイトボードWの大きさに対してまだ拡大する余地があると判断した場合には、投写領域が更に拡大されるようにズーム調整を再実施することができる。
従って、キーストーン補正後の投写領域が、ホワイトボードWに収まるとともに、反射領域がホワイトボードWに対してできるだけ大きくなるようにズーム調整されることとなる。
なお、投写領域の1つ目の頂点が不変化ブロックとして抽出された時にズーム調整を停止する場合、第1の実施例におけるズーム調整の動作と全く同じ動作になる。
なお、以上、投写領域の特徴点の一例として頂点を用いた場合について説明したが、他の点を特徴点として用いてもよい。
なお、プロジェクタ100が、上述のズーム調整のルーチンに係わるプログラムと上述のキーストーン補正のルーチンに係わるプログラムとを、別々に備えている場合、これら2つのプログラムが互いに連係しながら実行されるようにしてもよい。
第1の実施例におけるプロジェクタ100の概略構成を示す説明図。 第1の実施例におけるズーム調整の手順を示すフローチャート。 第1の実施例における画像光の投写状態と、撮像画像に対して種々の処理を施した後の画像と、を示す説明図。 キーストーン補正前後における画像光の投写状態を示す説明図。 第2の実施例におけるズーム調整の手順を示すフローチャート。 第2の実施例における画像光の投写状態と、撮像画像に対して種々の処理を施した後の画像と、を示す説明図。 第2の実施例における頂点ブロック検出処理を示す説明図。 変形例1におけるテストパターン画像とホワイトボードWの撮像画像とを示す説明図。 変形例2におけるテストパターン画像とホワイトボードWの撮像画像とを示す説明図。 変形例2において徐々にテレ側にズームする場合のホワイトボードWの撮像画像を示す説明図。
符号の説明
100...プロジェクタ
101...キー入力装置
102...リモコン入力装置
103...画像入力コネクタ
104...A/D変換部
105...信号種別検出部
110...制御部
111、125、135...メモリ
120...投写用ズームレンズ
121...ズームレンズ駆動部
122...ズームレンズ位置検出部
123...画像表示部
124...出力信号処理部
130...入力信号処理部
131...撮像部
W...ホワイトボード
Em、Em*、En〜En+3、En*...反射領域
F0〜F2、Fn〜Fn+3...周囲ブロック画像
H0〜H2、Hn〜Hn+3...周囲ブロック
G、G1、G2...不変化ブロック塊
q1〜q4...頂点
P1〜P4、P11〜P14、P21〜P24...頂点ブロック
L1、L2...サーチライン

Claims (12)

  1. 投写対象物に画像光を投写して、画像を表示するプロジェクタであって、
    前記画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
    前記ズームレンズを駆動する駆動部と、
    少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ズームレンズを駆動し、前記投写領域の大きさを変化させ、
    前記撮像部により撮像して得られた撮像画像において、写し出された前記投射対象物内に収まっている前記投射領域の輪郭を、前記投射領域の大きさが変化する前後において逐次比較して、前後において一致する部分を不変化部分として抽出し、前記投射領域の特徴点が、前記不変化部分に達するか、又は、前記不変化部分との距離が所定の値以下になった場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止することを特徴とするプロジェクタ。
  2. 請求項1に記載のプロジェクタであって、
    前記制御部が前記投写領域の大きさを変化させる際、前記投射領域の大きさを徐々に大きくなるよう変化させることを特徴とするプロジェクタ。
  3. 投写対象物に画像光を投写して、画像を表示するプロジェクタであって、
    前記画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
    前記ズームレンズを駆動する駆動部と、
    少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ズームレンズを駆動し、前記投射領域の大きさを徐々に大きくなるよう変化させ、
    前記撮像部により撮像して得られた撮像画像において、前記投射領域の1辺全てが写し出されなくなった場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止することを特徴とするプロジェクタ。
  4. 投写対象物に画像光を投写して、画像を表示するプロジェクタであって、
    前記画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、
    前記ズームレンズを駆動する駆動部と、
    少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記駆動部を制御して、前記ズームレンズを駆動し、前記投射領域の大きさを最も小さい大きさから徐々に大きくなるよう変化させ、
    前記撮像部により撮像して得られた撮像画像において、写し出された前記投射対象物内に収まっている前記投射領域の輪郭を、前記投射領域の大きさが変化する前後において逐次比較し、前後において一致する部分を抽出した場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止することを特徴とするプロジェクタ。
  5. 請求項1または請求項2に記載のプロジェクタであって、
    前記投写領域の特徴点は、前記投写領域の頂点であることを特徴とするプロジェクタ。
  6. 請求項1または請求項2に記載のプロジェクタであって、
    前記投射領域の頂点のうち、第1の頂点が前記不変化部分に達し、その後に第2の頂点が前記不変化部分に達する場合に、前記投写領域の特徴点は、前記第2の頂点であることを特徴とするプロジェクタ。
  7. 画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、を備えるプロジェクタにおけるズーム調整方法であって、
    (a)投写対象物に前記画像光を投写する工程と、
    (b)前記ズームレンズを駆動して、前記投写領域の大きさを変化させる工程と、
    (c)前記投射領域を撮像する工程と、
    (d)撮像して得られた撮像画像において、写し出された前記投射対象物内に収まっている前記投射領域の輪郭を、前記投射領域の大きさが変化する前後において逐次比較して、前後において一致する部分を不変化部分として抽出する工程と、
    (e)前記投射領域の特徴点が、前記不変化部分に達するか、又は、前記不変化部分との距離が所定の値以下になった場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止する工程と、
    を備えるズーム調整方法。
  8. 請求項に記載のズーム調整方法であって、
    前記工程(b)において、前記投写領域の大きさを変化させる際、前記投射領域の大きさを徐々に大きくなるよう変化させることを特徴とするズーム調整方法。
  9. 画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、を備えるプロジェクタにおけるズーム調整方法であって、
    (a)投写対象物に前記画像光を投写する工程と、
    (b)前記ズームレンズを駆動して、前記投射領域の大きさを徐々に大きくなるよう変化させる工程と、
    (c)前記投射領域を撮像する工程と、
    (d)撮像して得られた撮像画像において、前記投射領域の1辺全てが写し出されなくなった場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止する工程と、
    を備えるズーム調整方法。
  10. 画像光の投写される投写領域の大きさを変化させることが可能なズームレンズと、少なくとも前記投射領域を撮像する撮像部と、を備えるプロジェクタにおけるズーム調整方法であって、
    (a)投写対象物に前記画像光を投写する工程と、
    (b)前記ズームレンズを駆動して、前記投射領域の大きさを最も小さくする工程と、
    (c)前記ズームレンズを駆動して、前記投射領域の大きさを最も小さい大きさから徐々に大きくなるよう変化させる工程と、
    (d)前記投射領域を撮像する工程と、
    (e)撮像して得られた撮像画像において、写し出された前記投射対象物内に収まっている前記投射領域の輪郭を、前記投射領域の大きさが変化する前後において逐次比較する工程と、
    (f)比較の結果、前後において一致する部分を抽出した場合に、前記投射領域が、その直前の大きさになるよう前記ズームレンズの駆動を停止する工程と、
    を備えるズーム調整方法。
  11. 請求項7または請求項に記載のズーム調整方法であって、
    前記投写領域の特徴点は、前記投写領域の頂点であることを特徴とするズーム調整方法。
  12. 請求項7または請求項に記載のズーム調整方法であって、
    前記投射領域の頂点のうち、第1の頂点が前記不変化部分に達し、その後に第2の頂点が前記不変化部分に達する場合に、前記投写領域の特徴点は、前記第2の頂点であることを特徴とするズーム調整方法。
JP2004003200A 2004-01-08 2004-01-08 プロジェクタおよびズーム調整方法 Expired - Lifetime JP4042695B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004003200A JP4042695B2 (ja) 2004-01-08 2004-01-08 プロジェクタおよびズーム調整方法
US11/023,405 US20050162624A1 (en) 2004-01-08 2004-12-29 Projector and zoom adjustment method
CNB2005100003087A CN100412682C (zh) 2004-01-08 2005-01-06 投影机及变焦调整方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004003200A JP4042695B2 (ja) 2004-01-08 2004-01-08 プロジェクタおよびズーム調整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005195969A JP2005195969A (ja) 2005-07-21
JP4042695B2 true JP4042695B2 (ja) 2008-02-06

Family

ID=34792074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004003200A Expired - Lifetime JP4042695B2 (ja) 2004-01-08 2004-01-08 プロジェクタおよびズーム調整方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20050162624A1 (ja)
JP (1) JP4042695B2 (ja)
CN (1) CN100412682C (ja)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7517089B2 (en) * 2004-03-29 2009-04-14 Seiko Epson Corporation Image processing system, projector, information storage medium, and image processing method
JP2007078821A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Casio Comput Co Ltd 投影装置、投影方法及びプログラム
JP5088018B2 (ja) * 2007-06-28 2012-12-05 富士ゼロックス株式会社 画像処理装置及び制御プログラム
JP4525945B2 (ja) 2007-08-07 2010-08-18 セイコーエプソン株式会社 画像処理システム、プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体
JP5422888B2 (ja) * 2007-12-27 2014-02-19 株式会社ニコン プロジェクタ機能付きデジタルカメラ
CN101630112B (zh) * 2008-07-14 2011-04-27 英华达股份有限公司 投影装置及其操作方法
US8297757B2 (en) * 2008-10-29 2012-10-30 Seiko Epson Corporation Projector and projector control method
JP5481833B2 (ja) * 2008-10-29 2014-04-23 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタおよびプロジェクタの制御方法
JP5556556B2 (ja) * 2010-10-05 2014-07-23 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター、台形歪み補正方法
JP5682274B2 (ja) * 2010-12-10 2015-03-11 セイコーエプソン株式会社 プロジェクターおよび制御方法
US20140088573A1 (en) * 2011-03-04 2014-03-27 Eyesight & Vision Gmbh Projector device, and medical device comprising the projector device
CN102801901A (zh) * 2011-05-27 2012-11-28 奇高电子股份有限公司 对象追踪装置与应用该装置的互动影像播放系统及相关方法
JP5924020B2 (ja) * 2012-02-16 2016-05-25 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法
JP6015037B2 (ja) * 2012-03-08 2016-10-26 セイコーエプソン株式会社 画像処理装置、画像処理方法、およびプロジェクター
CN103324019A (zh) * 2013-06-18 2013-09-25 中山市众盈光学有限公司 一种新型投影机自动调焦控制系统
JP6296801B2 (ja) * 2013-07-24 2018-03-20 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像装置の制御方法、および撮像装置の制御プログラム
US9819933B2 (en) * 2013-10-18 2017-11-14 Alcatel Lucent Automated testing of media devices
JP6274839B2 (ja) * 2013-12-04 2018-02-07 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法
JP6322993B2 (ja) * 2013-12-19 2018-05-16 カシオ計算機株式会社 幾何学補正調整方法
JP2015126340A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 ソニー株式会社 画像処理方法並びに画像投影装置
JP2014131326A (ja) * 2014-02-18 2014-07-10 Seiko Epson Corp プロジェクター、台形歪み補正方法
JP6624807B2 (ja) 2014-08-08 2019-12-25 キヤノン株式会社 画像投射装置およびプログラム
KR20180028782A (ko) * 2016-09-09 2018-03-19 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 제어 방법
US11157131B2 (en) * 2017-02-24 2021-10-26 Vrad Inc. Virtual reality-based radiology practice apparatus and method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5844588A (en) * 1995-01-11 1998-12-01 Texas Instruments Incorporated DMD modulated continuous wave light source for xerographic printer
US6121984A (en) * 1995-01-11 2000-09-19 Texas Instruments Incorporated DMD modulated continuous wave light source for imaging systems
JPH08292496A (ja) * 1995-04-24 1996-11-05 Sony Corp プロジェクタのフォーカス・ズーム自動調整方法及びその自動調整装置
US5812303A (en) * 1996-08-15 1998-09-22 Texas Instruments Incorporated Light amplitude modulation with neutral density filters
US6422704B1 (en) * 1998-06-26 2002-07-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projector that automatically adjusts the projection parameters
US6406148B1 (en) * 1998-12-31 2002-06-18 Texas Instruments Incorporated Electronic color switching in field sequential video displays
JP2000241874A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Nec Corp プロジェクタの自動画面位置調整方法及び装置
US6592228B1 (en) * 1999-12-24 2003-07-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Projector comprising a microcomputer for controlling zoom and focus adjustments utilizing pattern generation and calculation means
JP3761491B2 (ja) * 2002-05-10 2006-03-29 Necビューテクノロジー株式会社 投射映像の歪補正方法、歪補正プログラム及び投射型映像表示装置
TWI244336B (en) * 2003-08-08 2005-11-21 Casio Computer Co Ltd Projector and compensation method for image projected

Also Published As

Publication number Publication date
CN1637584A (zh) 2005-07-13
JP2005195969A (ja) 2005-07-21
CN100412682C (zh) 2008-08-20
US20050162624A1 (en) 2005-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4042695B2 (ja) プロジェクタおよびズーム調整方法
JP3844076B2 (ja) 画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法
JP4055010B2 (ja) 画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法
EP1492355B1 (en) Image processing system, projector, information storage medium and image processing method
US7643701B2 (en) Imaging apparatus for correcting a distortion of an image
KR100622164B1 (ko) 화상 처리 시스템, 프로젝터, 휴대형 장치 및 화상 처리방법
JP4232042B2 (ja) 投写制御システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および投写制御方法
CN108989777B (zh) 投影设备、投影设备的控制方法和非暂时性存储介质
JP3844075B2 (ja) 画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法
JP3879858B2 (ja) 画像処理システム、プロジェクタおよび画像処理方法
US20100128231A1 (en) Projection-type display apparatus and method for performing projection adjustment
JP5493340B2 (ja) 投写型表示装置および配置関係検出方法
JP2003283964A (ja) 映像表示装置
JP2004260785A (ja) 画像歪み補正機能を備えたプロジェクタ装置
JP3996610B2 (ja) プロジェクタ装置とその画像歪補正方法
JP2006060447A (ja) スクリーンの一部の辺を用いたキーストーン補正
JP2016085380A (ja) 制御装置、制御方法、及び、プログラム
JP2006246502A (ja) 画像歪み補正機能を備えたプロジェクタ装置
JP4501701B2 (ja) 撮影装置、撮影装置の画像処理方法及びプログラム
JP4578341B2 (ja) 画像投射方法、プロジェクタ、及びコンピュータプログラム
JP2008294545A (ja) 投射型映像表示装置及び投射型映像表示システム
JPWO2005096130A1 (ja) 撮像装置の指示位置検出方法および装置、撮像装置の指示位置検出用プログラム
CN114339179A (zh) 投影校正方法、装置、存储介质以及投影设备
CN112738485B (zh) 投影仪的控制方法及投影仪
JP5233613B2 (ja) 投写型表示装置および配置関係検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070724

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070919

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: 20071023

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4042695

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350