JP4075725B2 - Projector and projection image correction method thereof - Google Patents

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JP4075725B2 JP2003286107A JP2003286107A JP4075725B2 JP 4075725 B2 JP4075725 B2 JP 4075725B2 JP 2003286107 A JP2003286107 A JP 2003286107A JP 2003286107 A JP2003286107 A JP 2003286107A JP 4075725 B2 JP4075725 B2 JP 4075725B2
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Description

本発明は、プロジェクタ及びその投影像補正方法に関する。   The present invention relates to a projector and a projection image correction method thereof.

プロジェクタ(投写装置)は、スクリーン上に映像を表示させるための装置である。このプロジェクタの光軸がスクリーン面に対して傾いていると、スクリーン面に結像した映像に歪みが生じる。   A projector (projection device) is a device for displaying an image on a screen. When the optical axis of the projector is inclined with respect to the screen surface, distortion occurs in the image formed on the screen surface.

このため、プロジェクタは、光軸がスクリーン面に対して傾いていても、歪みのない像がスクリーン面に表示されるように、光軸のスクリーン面に対する傾斜角度に基づいて映像の歪み補正を行う補正部を備えているものがある(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, the projector corrects the image distortion based on the tilt angle of the optical axis with respect to the screen surface so that an image without distortion is displayed on the screen surface even if the optical axis is inclined with respect to the screen surface. Some include a correction unit (see, for example, Patent Document 1).

従来の補正部は、入力映像信号(映像情報)を、一旦、フレームメモリに映像信号を格納してから読み出し、前記光軸の傾斜角度に基づいて映像信号の垂直方向、水平方向の座標変換を行う。   A conventional correction unit reads an input video signal (video information) once after storing the video signal in a frame memory, and performs vertical and horizontal coordinate conversion of the video signal based on the tilt angle of the optical axis. Do.

フレームメモリにアクセスして画素データを読み出す場合、ロウアドレスを一定にしておいてカラムアドレスだけを変化させ、最後のカラムのアクセスが終了すると、ロウアドレスを変化させるようなアクセスモードがある。このアクセスモードは、映像信号の走査方法に沿ったものである。このようなアクセスモードで画素データを読み出す速度は、カラムアドレスを一定にしてロウアドレスを変化させるアクセスモードよりも高速となり、画素データの走査線方向のアクセスが高速になる。
特開2000−122617号公報(第4−7頁、図1、2)
When the pixel data is read by accessing the frame memory, there is an access mode in which only the column address is changed while the row address is fixed, and the row address is changed when the last column access is completed. This access mode is in accordance with the video signal scanning method. The speed at which the pixel data is read out in such an access mode is faster than the access mode in which the column address is fixed and the row address is changed, and access of the pixel data in the scanning line direction is faster.
JP 2000-122617 A (Page 4-7, FIGS. 1 and 2)

しかし、前記光軸の傾斜角度により、映像の左右の高さが大きく異なっている場合、フレームメモリから映像データを読み出しながら座標変換を行うと、ロウアドレスが頻繁に変化する。   However, if the left and right heights of the video are greatly different depending on the tilt angle of the optical axis, the row address frequently changes when coordinate conversion is performed while reading the video data from the frame memory.

ロウアドレスの変化が頻繁になると、アクセスに時間を要する。その結果、補正部の映像信号の読み出しタイミングが間に合わなくなってしまい、投影像の歪みの補正をうまく行うことができなくなるといった不都合が生じる。   If the row address changes frequently, it takes time to access. As a result, the video signal readout timing of the correction unit is not in time, and there is a problem that the distortion of the projection image cannot be corrected well.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、プロジェクタの光軸のスクリーン面に対する傾斜角度に係わらず、投影像の補正を行うことが可能なプロジェクタ及びその投影像補正方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and a projector capable of correcting a projected image regardless of the inclination angle of the optical axis of the projector with respect to the screen surface, and a projection image correcting method thereof The purpose is to provide.

この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るプロジェクタは、
スクリーン面に投影光を投射して投影像を結像させるプロジェクタにおいて、
映像を形成する複数の画素データが集合した映像情報が供給され、前記投射する光の光軸の前記スクリーン面に対する傾きによって歪んだ前記スクリーン上の投影像を、前記各画素データの座標変換を行うことにより補正する補正部と、
前記補正部が補正した投影像を投影光に変換して前記スクリーン面に投射する投影部と、を備え、
前記補正部は、
供給された前記映像情報の画素データを水平走査方向及び垂直走査方向と対応するように格納する格納部と、
前記格納部から前記画素データを読み出し、読み出した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に対する垂直走査方向の一様な変形を行う第1の垂直スケーラと、
前記第1の垂直スケーラが座標変換した各画素データの水平走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の垂直走査方向の座標に応じた水平走査方向の変形を行う水平スケーラと、
前記水平スケーラが座標変換した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に応じた垂直走査方向の変形を行う第2の垂直スケーラと、
を備えたものである。
In order to achieve this object, a projector according to the first aspect of the present invention provides:
In a projector that projects projected light onto a screen surface to form a projected image,
Video information in which a plurality of pixel data forming an image is collected is supplied, and the projected image on the screen distorted by the tilt of the optical axis of the projected light with respect to the screen surface is subjected to coordinate conversion of each pixel data. A correction unit to correct by,
A projection unit that converts the projection image corrected by the correction unit into projection light and projects it onto the screen surface, and
The correction unit is
A storage unit that stores pixel data of the supplied video information so as to correspond to a horizontal scanning direction and a vertical scanning direction;
The pixel data is read from the storage unit, and the coordinates of the read pixel data in the vertical scanning direction are converted on the basis of the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface, thereby to the horizontal scanning direction coordinates of the video. A first vertical scaler that performs uniform deformation in the vertical scanning direction;
By converting the coordinate in the horizontal scanning direction of each pixel data coordinate-converted by the first vertical scaler based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface, it corresponds to the coordinate in the vertical scanning direction of the video. A horizontal scaler that deforms in the horizontal scanning direction;
The vertical scanning direction according to the horizontal scanning direction coordinate of the image is obtained by converting the vertical scanning direction coordinate of each pixel data coordinate-converted by the horizontal scaler based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface. A second vertical scaler that performs the deformation of
It is equipped with.

前記第1の垂直スケーラは、前記格納部から読み出した各画素データの垂直走査方向の座標を、数4に示す関係式に従って変換するように構成されたものであってもよい。

Figure 0004075725
The first vertical scaler may be configured to convert the coordinates in the vertical scanning direction of each pixel data read from the storage unit according to the relational expression shown in Formula 4.
Figure 0004075725

前記水平スケーラは、前記第1の垂直スケーラが座標変換した各画素データの水平走査方向の座標を、数5に示す関係式に従って変換するように構成されたものであってもよい。

Figure 0004075725
The horizontal scaler may be configured to convert the coordinate in the horizontal scanning direction of each pixel data coordinate-converted by the first vertical scaler according to the relational expression shown in Formula 5.
Figure 0004075725

前記第2の垂直スケーラは、前記水平スケーラが座標変換した各画素データの垂直走査方向の座標を、数6に示す関係式に従って変換するように構成されたものであってもよい。

Figure 0004075725
The second vertical scaler may be configured to convert the coordinates in the vertical scanning direction of each pixel data coordinate-converted by the horizontal scaler according to the relational expression shown in Equation 6.
Figure 0004075725

本発明の第2の観点に係るプロジェクタの投影像補正方法は、
プロジェクタが投射する投影光の光軸のスクリーン面に対する傾きによって歪んだ前記スクリーン面上の投影像を補正するプロジェクタの投影像補正方法であって、
供給された前記映像情報の画素データを水平走査方向及び垂直走査方向と対応するように格納するステップと、
前記画素データを読み出し、読み出した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に対する垂直走査方向の一様な変形を行うステップと、
前記座標変換した各画素データの水平走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の垂直走査方向の座標に応じた水平走査方向の変形を行うステップと、
前記座標変換した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に応じた垂直走査方向の変形を行うステップと、を備えたものである。
A projection image correction method for a projector according to a second aspect of the present invention includes:
A projection image correction method for a projector that corrects a projection image on the screen surface distorted by an inclination of an optical axis of projection light projected by the projector with respect to the screen surface,
Storing pixel data of the supplied video information so as to correspond to a horizontal scanning direction and a vertical scanning direction;
The pixel data is read, and the vertical scanning direction coordinates of the read pixel data are converted on the basis of the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface. Performing a uniform deformation;
By transforming the coordinate in the horizontal scanning direction of each pixel data subjected to the coordinate conversion based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface, deformation in the horizontal scanning direction according to the coordinate in the vertical scanning direction of the image is performed. Steps to do,
By transforming the coordinate in the vertical scanning direction of each pixel data obtained by the coordinate conversion based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface, the vertical scanning direction of the image is deformed in accordance with the coordinate in the horizontal scanning direction. And performing steps.

本発明によれば、プロジェクタの光軸のスクリーン面に対する傾斜角度が大きくても、投影像の補正を適正に行うことができる。   According to the present invention, even if the inclination angle of the optical axis of the projector with respect to the screen surface is large, the projection image can be corrected appropriately.

以下、本発明の実施の形態に係るプロジェクタを図面を参照して説明する。   A projector according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施形態に係るプロジェクタの構成を図1に示す。
本実施形態に係るプロジェクタ1は、傾斜角度検出センサ11と、台形補正部12と、投影光変換デバイス13と、光学機構部14と、を備えて構成される。
FIG. 1 shows the configuration of a projector according to an embodiment of the present invention.
The projector 1 according to the present embodiment includes an inclination angle detection sensor 11, a trapezoid correction unit 12, a projection light conversion device 13, and an optical mechanism unit 14.

傾斜角度検出センサ11は、図2に示すように、スクリーン2に対するプロジェクタ1の光軸の垂直方向の傾斜角度θv,水平方向の傾斜角度θhを検出するものである。   As shown in FIG. 2, the tilt angle detection sensor 11 detects the tilt angle θv in the vertical direction and the tilt angle θh in the horizontal direction of the optical axis of the projector 1 with respect to the screen 2.

図2において、投影像abcdは、傾斜角度θv,θhがともに0のときにスクリーン2上に結像した四角形の投影像である。投影像a’b’c’d’は、プロジェクタ1の光軸がスクリーン2の面に対して傾いているときに、スクリーン2上に結像した四角形の投影像である(θv≠0,θh≠0)。   In FIG. 2, the projected image abcd is a quadrangular projected image formed on the screen 2 when the tilt angles θv and θh are both 0. The projection image a′b′c′d ′ is a quadrangle projection image formed on the screen 2 when the optical axis of the projector 1 is inclined with respect to the surface of the screen 2 (θv ≠ 0, θh). ≠ 0).

傾斜角度検出センサ11は、例えば、スクリーン2上の複数の測距点との距離を計測することによって傾斜角度θv,θhを検出する測距センサによって構成される。但し、傾斜角度θvについては、加速度センサを用いて検出するように構成されてもよい。
傾斜角度検出センサ11は、検出した傾斜角度θv,θhを台形補正部12に供給する。
The tilt angle detection sensor 11 is constituted by, for example, a distance measurement sensor that detects the tilt angles θv and θh by measuring distances from a plurality of distance measuring points on the screen 2. However, the inclination angle θv may be configured to be detected using an acceleration sensor.
The tilt angle detection sensor 11 supplies the detected tilt angles θv and θh to the trapezoid correction unit 12.

台形補正部12は、傾斜角度検出センサ11から供給された傾斜角度θv,θhに基づいて、投影像の台形補正を行うものである。台形補正部12は、台形補正を行うことにより、スクリーン2上に結像した投影像が補正される。   The trapezoidal correction unit 12 performs trapezoidal correction of the projected image based on the inclination angles θv and θh supplied from the inclination angle detection sensor 11. The trapezoidal correction unit 12 corrects the projected image formed on the screen 2 by performing keystone correction.

具体的には、台形補正部12は、図2に示す投影像a’b’c’d’の中に、投影像p’q’r’s’を切り出す。
図3(1)、(2)に、それぞれ、入力された映像abcd、投影像a’b’c’d’、台形補正部12が切り出した投影像p’q’r’s’を示す。
Specifically, the trapezoidal correction unit 12 cuts out the projection image p′q′r ′s ′ from the projection image a′b′c′d ′ shown in FIG.
FIGS. 3A and 3B show the input image abcd, the projected image a′b′c′d ′, and the projected image p′q′r ′s ′ cut out by the trapezoid correcting unit 12, respectively.

台形補正部12は、図3(3)に示すように、切り出した投影像p’q’r’s’を逆変換して投影像pqrsを生成し、生成した投影像pqrsに、映像情報(映像信号)を時間連続的に射影変換することにより、台形補正を行う。   As shown in FIG. 3C, the trapezoid correcting unit 12 generates a projection image pqrs by inversely transforming the cut out projection image p′q′r ′s ′, and adds video information ( The trapezoidal correction is performed by projective conversion of the video signal) over time.

台形補正部12は、台形補正前段部21と、台形補正後段部22と、からなる。
台形補正前段部21は、入力された映像情報に対して、垂直方向のスケーリングと水平方向のスケーリングとを行うものであり、フレームメモリ23と、垂直スケーラ24と、水平スケーラ25と、からなる。
The trapezoid correction unit 12 includes a trapezoid correction pre-stage unit 21 and a trapezoid correction post-stage unit 22.
The trapezoidal correction pre-stage unit 21 performs vertical scaling and horizontal scaling on the input video information, and includes a frame memory 23, a vertical scaler 24, and a horizontal scaler 25.

フレームメモリ23は、入力された映像情報を格納するものである。フレームメモリ23は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)によって構成される。この映像情報は、映像を形成する複数の画素データが集合した情報である。この画素データを水平方向に走査する動作を、順次、垂直方向に行うことにより、1画面が形成される。   The frame memory 23 stores input video information. The frame memory 23 is constituted by, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory). This video information is information in which a plurality of pixel data forming a video is collected. By performing the operation of scanning the pixel data in the horizontal direction sequentially in the vertical direction, one screen is formed.

フレームメモリ23は、それぞれ、カラムアドレス、ロウアドレスを用いて、画素データの水平方向、垂直方向の格納場所を指定する。フレームメモリ23は、水平方向の画素データを格納する場合、ロウアドレスを一定にしてカラムアドレスを変化させる。   The frame memory 23 designates the storage location of the pixel data in the horizontal direction and the vertical direction using the column address and the row address, respectively. When storing the pixel data in the horizontal direction, the frame memory 23 changes the column address while keeping the row address constant.

そして、最後のカラムのアクセスが終了すると、フレームメモリ23は、ロウアドレスを1つ又は2つ変化させてから、同じようにカラムアドレスを変化させて、次の又はその次の水平方向の画素データを格納する。   When the access to the last column is completed, the frame memory 23 changes the column address in the same manner after changing the row address by one or two, and the next or next horizontal pixel data. Is stored.

フレームメモリ23は、このようにして、入力された映像情報の画素データを水平走査方向及び垂直走査方向と対応するように格納する。
垂直スケーラ24は、フレームメモリ23から映像情報の画素データを読み出して、映像情報の水平走査方向の座標に対する垂直走査方向の座標の変換を一様に行うものである。
In this way, the frame memory 23 stores the pixel data of the input video information so as to correspond to the horizontal scanning direction and the vertical scanning direction.
The vertical scaler 24 reads out the pixel data of the video information from the frame memory 23 and uniformly converts the coordinates in the vertical scanning direction with respect to the coordinates in the horizontal scanning direction of the video information.

垂直スケーラ24は、フレームメモリ23から映像情報の画素データを読み出す場合、フレームメモリ23が画素データを格納するのと同じように、カラムアドレス、ロウアドレスを用いて格納場所を指定する。   When the vertical scaler 24 reads pixel data of video information from the frame memory 23, the storage location is specified using a column address and a row address in the same manner as the frame memory 23 stores the pixel data.

垂直スケーラ24は、それぞれ、座標変換前の画素データの旧座標、座標変換後の座標点の新座標を、(x、y0)、(x、y1)として、数7に示す関係式に従って、映像情報の水平走査方向の座標に対する垂直走査方向の座標の変換を一様に行う。

Figure 0004075725
The vertical scaler 24 uses the old coordinates of the pixel data before coordinate conversion and the new coordinates of the coordinate points after coordinate conversion as (x, y0) and (x, y1), respectively, according to the relational expression shown in Equation 7, Uniform conversion of coordinates in the vertical scanning direction to coordinates in the horizontal scanning direction of information is performed.
Figure 0004075725

x座標は、図2に示すスクリーン2上の水平方向の座標に対応し、y座標は、垂直方向の座標に対応する。
尚、変換係数α1〜α3は、3組以上、例えば25組の複数の画素データの既知の座標の組(y0とy1との組)を数7に代入して最小二乗法などによる回帰分析を行うことにより求められる。変換係数α1〜α3を、このように求めることにより、変換係数α1〜α3に傾斜角度θv、θhの情報も含まれる。
The x coordinate corresponds to the horizontal coordinate on the screen 2 shown in FIG. 2, and the y coordinate corresponds to the vertical coordinate.
The conversion coefficients α1 to α3 are obtained by substituting a known coordinate set (a set of y0 and y1) of a plurality of pixel data of 3 sets or more, for example, 25 sets, into Equation 7 and performing regression analysis by the least square method or the like. Required by doing. By obtaining the conversion coefficients α1 to α3 in this way, information on the inclination angles θv and θh is also included in the conversion coefficients α1 to α3.

この数7には、x座標の情報は含まれない。即ち、垂直スケーラ24は、水平方向の画素データの位置情報を用いずに垂直座標変換を行うことができる。これは、水平走査方向の座標に対して一様な垂直座標変換を行うことを意味する。このようにすることにより、フレームメモリ23のロウアドレスの変化を最小限に抑えられる。   This equation 7 does not include information on the x coordinate. That is, the vertical scaler 24 can perform vertical coordinate conversion without using position information of pixel data in the horizontal direction. This means that uniform vertical coordinate conversion is performed on the coordinates in the horizontal scanning direction. By doing so, changes in the row address of the frame memory 23 can be minimized.

水平スケーラ25は、垂直スケーラ24によって垂直座標変換が行われた映像情報に対して垂直走査方向の座標に応じた水平座標変換を行うものである。水平スケーラ25は、旧座標、新座標を、それぞれ、(x0、y)、(x1、y)として、数8に示す関係式に従って、水平方向の拡大及び縮小を行い、映像の水平座標変換を行う。

Figure 0004075725
The horizontal scaler 25 performs horizontal coordinate conversion corresponding to the coordinates in the vertical scanning direction on the video information that has been subjected to vertical coordinate conversion by the vertical scaler 24. The horizontal scaler 25 sets the old coordinates and the new coordinates as (x0, y) and (x1, y), respectively, and performs horizontal enlargement and reduction in accordance with the relational expression shown in Equation 8 to convert the horizontal coordinates of the video. Do.
Figure 0004075725

尚、変換係数β1〜β8は、α1〜α3と同様に、8組以上、例えば25組の複数の画素データの既知の座標の組(x0とx1とyとの組)を数8に代入して最小二乗法などによる重回帰分析を行うことにより求められる。変換係数β1〜β8を、このように求めることにより、変換係数β1〜β8に傾斜角度θv、θhの情報も含まれる。   As in the case of α1 to α3, the conversion coefficients β1 to β8 are obtained by substituting a set of known coordinates (a set of x0, x1, and y) of a plurality of pixel data of 8 sets or more, for example, 25 sets, into Equation 8. It is obtained by performing multiple regression analysis using the least square method. By obtaining the conversion coefficients β1 to β8 in this way, the conversion coefficients β1 to β8 include information on the inclination angles θv and θh.

台形補正後段部22は、台形補正前段部21が補正した映像情報に対して、垂直方向のスケーリングを行うものであり、垂直スケーラ26と、フレームメモリ27と、からなる。   The trapezoidal correction post-stage unit 22 performs vertical scaling on the video information corrected by the keystone correction pre-stage unit 21, and includes a vertical scaler 26 and a frame memory 27.

垂直スケーラ26は、台形補正前段部21が補正した映像情報の水平走査方向の座標に応じた垂直座標変換を行うものである。垂直スケーラ26は、画素データの旧座標、新座標を、それぞれ、(x、y0)、(x、y1)として、画素データの旧座標を、数9に示す関係式に従って新座標に変換することによって、水平スケーラ25が変換した映像を拡大又は縮小して垂直座標変換を行う。

Figure 0004075725
The vertical scaler 26 performs vertical coordinate conversion according to the coordinates in the horizontal scanning direction of the video information corrected by the trapezoid correction pre-stage unit 21. The vertical scaler 26 converts the old coordinates and new coordinates of the pixel data to (x, y0) and (x, y1), respectively, and converts the old coordinates of the pixel data to new coordinates according to the relational expression shown in Equation 9. Thus, the vertical coordinate conversion is performed by enlarging or reducing the image converted by the horizontal scaler 25.
Figure 0004075725

尚、変換係数γ1〜γ4は、α1〜α3,β1〜β8と同様に、4組以上、例えば25組の複数の画素データの既知の座標の組(xとy0とy1との組)を数9に代入して重回帰分析を行うことにより求められる。変換係数γ1〜γ4を、このように求めることにより、変換係数γ1〜γ4に傾斜角度θv、θhの情報も含まれる。   Note that the conversion coefficients γ1 to γ4 are the same as α1 to α3 and β1 to β8, and are a set of four or more, for example, 25 known pixel data sets (a set of x, y0, and y1). It is obtained by substituting into 9 and performing multiple regression analysis. By obtaining the conversion coefficients γ1 to γ4 in this way, the conversion coefficients γ1 to γ4 include information on the inclination angles θv and θh.

フレームメモリ27は、垂直スケーラ26によって垂直座標変換が行われた映像情報を格納するものである。   The frame memory 27 stores video information that has been subjected to vertical coordinate conversion by the vertical scaler 26.

尚、台形補正前段部21には、従来の集積回路チップのようなデバイスを用い、台形補正後段部22には、専用のデバイスを用いることができる。   Note that a device such as a conventional integrated circuit chip can be used for the trapezoid correction pre-stage portion 21, and a dedicated device can be used for the trapezoid correction post-stage portion 22.

投影光変換デバイス13は、台形補正部12が補正した映像情報を、その映像の投影光に変換するものである。   The projection light conversion device 13 converts the video information corrected by the trapezoidal correction unit 12 into projection light of the video.

光学機構部14は、スクリーン2に像が結像するようにフォーカス制御を行って、投影光変換デバイス13が変換した投影光をスクリーン2に投影するものである。   The optical mechanism unit 14 performs focus control so that an image is formed on the screen 2, and projects the projection light converted by the projection light conversion device 13 onto the screen 2.

次に、実施形態に係るプロジェクタ1の動作を説明する。
傾斜角度検出センサ11は、プロジェクタ1の光軸のスクリーン2の面に対する傾斜角度θv,θhを検出し、検出した傾斜角度θv,θhを台形補正部12に供給する。
台形補正部12は、傾斜角度検出センサ11から供給された傾斜角度θv,θhに基づいて、入力された映像情報の台形補正を行う。
Next, the operation of the projector 1 according to the embodiment will be described.
The tilt angle detection sensor 11 detects tilt angles θv and θh of the optical axis of the projector 1 with respect to the surface of the screen 2 and supplies the detected tilt angles θv and θh to the trapezoid correction unit 12.
The trapezoidal correction unit 12 performs trapezoidal correction of input video information based on the inclination angles θv and θh supplied from the inclination angle detection sensor 11.

まず、台形補正前段部21のフレームメモリ23は、カラムアドレス、ロウアドレスを用いて、入力された映像情報の画素データの格納場所を指定する。フレームメモリ23は、水平方向の画素データを格納する場合、ロウアドレスを一定にしてカラムアドレスを変化させる。   First, the frame memory 23 of the keystone correction pre-stage unit 21 designates a storage location of pixel data of input video information using a column address and a row address. When storing the pixel data in the horizontal direction, the frame memory 23 changes the column address while keeping the row address constant.

そして、最後のカラムのアクセスが終了すると、フレームメモリ23は、ロウアドレスを1つ又は2つ変化させてから、同じようにカラムアドレスを変化させて、次の又はその次の水平方向の画素データを格納する。   When the access to the last column is completed, the frame memory 23 changes the column address in the same manner after changing the row address by one or two, and the next or next horizontal pixel data. Is stored.

垂直スケーラ24は、フレームメモリ23から映像情報の画素データを読み出して、数7に示す関係式に従って、水平走査方向の座標に対して一様な垂直座標変換を行う。
垂直スケーラ24は、例えば、図4(1)に示す入力された映像情報に対して垂直座標変換を行って、図4(2)に示すような映像の情報を出力する。
The vertical scaler 24 reads out the pixel data of the video information from the frame memory 23 and performs uniform vertical coordinate conversion on the coordinates in the horizontal scanning direction according to the relational expression shown in Equation 7.
For example, the vertical scaler 24 performs vertical coordinate conversion on the input video information shown in FIG. 4 (1) and outputs video information as shown in FIG. 4 (2).

この場合、左右の高さが異なるような変形は行われない。即ち、垂直スケーラ24は、映像の水平方向に対しては、全て同じ拡大及び縮小処理を行う。この結果、垂直スケーラ24が座標変換した映像は、図4(2)に示すように、左右対称となり、その左右の高さは同じになる。   In this case, no deformation is performed such that the left and right heights are different. That is, the vertical scaler 24 performs all the same enlargement and reduction processing in the horizontal direction of the video. As a result, the image converted by the vertical scaler 24 is symmetrical as shown in FIG. 4B, and the left and right heights are the same.

垂直スケーラ24がこのような処理を行うことにより、映像情報は、x座標(水平座標)の影響を受けずに処理される。即ち、垂直スケーラ24は、フレームメモリ23のアクセス速度の制約を受けることなく、また、画像変形の制限を受けることもなく、垂直座標変換を行うことができる。   When the vertical scaler 24 performs such processing, the video information is processed without being affected by the x coordinate (horizontal coordinate). That is, the vertical scaler 24 can perform vertical coordinate conversion without being restricted by the access speed of the frame memory 23 and without being restricted by image deformation.

水平スケーラ25は、垂直スケーラ24によって垂直座標変換が行われた図4(2)に示すような映像に対して、数8に示す関係式に従って、垂直走査方向の座標に応じた水平座標変換を行う。   The horizontal scaler 25 performs horizontal coordinate conversion corresponding to the coordinates in the vertical scanning direction on the image as shown in FIG. 4B in which the vertical coordinate conversion is performed by the vertical scaler 24 according to the relational expression shown in Equation 8. Do.

水平スケーラ25は、水平座標変換を行うことにより、図4(3)に示すような映像の情報を出力する。   The horizontal scaler 25 outputs video information as shown in FIG. 4C by performing horizontal coordinate conversion.

台形補正後段部22の垂直スケーラ26は、図4(3)に示すような映像に対して、数9に従って、水平走査方向の座標に応じた垂直座標変換を行う。   The vertical scaler 26 of the trapezoidal correction post-stage unit 22 performs vertical coordinate conversion according to the coordinate in the horizontal scanning direction on the video as shown in FIG.

垂直スケーラ26は、垂直座標変換を行うことにより、図4(4)に示すような映像の情報をフレームメモリ27に格納する。
フレームメモリ27に映像情報を格納する前に垂直スケーラ26がこのような垂直座標変換を行うことにより、台形補正部12は、フレームメモリ27のアクセス速度の制限を受けにくくなる。
The vertical scaler 26 stores video information as shown in FIG. 4D in the frame memory 27 by performing vertical coordinate conversion.
When the vertical scaler 26 performs such vertical coordinate conversion before storing the video information in the frame memory 27, the trapezoidal correction unit 12 is less likely to be restricted by the access speed of the frame memory 27.

台形補正部12は、この図4(4)に示す映像の情報を、フレームメモリ27から順次、読み出して投影光変換デバイス13に供給する。   The trapezoidal correction unit 12 sequentially reads out the video information shown in FIG. 4D from the frame memory 27 and supplies it to the projection light conversion device 13.

水平方向の台形補正や斜め方向の台形補正で傾斜角度θhが大きいとき、補正後四角形の左右の高さが大きく異なる。従来のプロジェクタでは、このような場合の台形補正は難しい。しかし、本実施形態に係るプロジェクタ1では、このような台形補正が可能になる。   When the tilt angle θh is large in horizontal keystone correction or diagonal keystone correction, the right and left heights of the corrected quadrangle are greatly different. With a conventional projector, it is difficult to correct the keystone in such a case. However, in the projector 1 according to the present embodiment, such trapezoidal correction is possible.

投影光変換デバイス13は、台形補正部12が補正した映像情報を、その映像の投影光に変換する。光学機構部14は、スクリーン2に投影像が結像するようにフォーカス制御を行って、投影光変換デバイス13が変換した投影光をスクリーン2に投影する。スクリーン2には、歪みのない投影像が結像する。   The projection light conversion device 13 converts the video information corrected by the trapezoid correction unit 12 into projection light of the video. The optical mechanism unit 14 performs focus control so that a projection image is formed on the screen 2, and projects the projection light converted by the projection light conversion device 13 onto the screen 2. A projection image without distortion is formed on the screen 2.

以上説明したように、本実施形態によれば、台形補正部12に、台形補正前段部21と台形補正後段部22とを備え、台形補正前段部21の垂直スケーラ24は、入力された映像の水平方向に対する垂直方向の拡大又は縮小を一様に行う。また、台形補正後段部22の垂直スケーラ26は、フレームメモリ27に映像情報を書き込む前に、台形補正前段部21が補正した映像の水平方向の座標に応じた垂直方向の縮小を行うようにした。   As described above, according to the present embodiment, the trapezoid correction unit 12 includes the trapezoid correction pre-stage unit 21 and the trapezoid correction post-stage unit 22, and the vertical scaler 24 of the trapezoid correction pre-stage unit 21 is used for the input video. Uniform enlargement or reduction in the vertical direction relative to the horizontal direction. Further, the vertical scaler 26 of the trapezoid correction post-stage unit 22 performs vertical reduction according to the horizontal coordinates of the video corrected by the keystone correction pre-stage unit 21 before writing the video information to the frame memory 27. .

従って、傾斜角度θv,θhが大きくなっても、フレームメモリ23のロウアドレスの変化は少ないので、垂直スケーラ24は、アクセス速度の制約を受けることなく、垂直座標変換を行うことができ、台形補正部12は、どのような傾斜角度θv,θhであっても、投影像の補正を適正に行うことができる。このため、水平方向及び斜め方向の台形補正範囲を飛躍的に拡大することができる。   Therefore, even if the inclination angles θv and θh are increased, the change in the row address of the frame memory 23 is small. Therefore, the vertical scaler 24 can perform the vertical coordinate conversion without being restricted by the access speed, and the keystone correction. The unit 12 can appropriately correct the projection image regardless of the tilt angles θv and θh. For this reason, the trapezoidal correction range in the horizontal direction and the oblique direction can be greatly expanded.

尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、台形補正部12は、台形補正前段部21、台形補正後段部22を順次接続することによって構成されている。しかし、これとは逆に台形補正部12は、台形補正後段部22、台形補正前段部21を順次接続することによって構成されることもできる。
In carrying out the present invention, various forms are conceivable and the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above-described embodiment, the trapezoid correction unit 12 is configured by sequentially connecting the keystone correction pre-stage unit 21 and the keystone correction post-stage unit 22. However, on the contrary, the trapezoidal correction unit 12 can also be configured by sequentially connecting the trapezoidal correction post-stage unit 22 and the trapezoidal correction pre-stage unit 21.

本発明の実施形態に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the projector which concerns on embodiment of this invention. 図1のプロジェクタとスクリーンとの位置関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the positional relationship of the projector and screen of FIG. 図1の台形補正部の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the trapezoid correction | amendment part of FIG. 図1の台形補正部の垂直スケーラ及び水平スケーラの動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the vertical scaler and horizontal scaler of the trapezoid correction | amendment part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・プロジェクタ、2・・・スクリーン、11・・・傾斜角度検出センサ、12・・・台形補正部、13・・・投影光変換デバイス、14・・・光学機構部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 2 ... Screen, 11 ... Inclination angle detection sensor, 12 ... Trapezoid correction | amendment part, 13 ... Projection light conversion device, 14 ... Optical mechanism part

Claims (5)

スクリーン面に投影光を投射して投影像を結像させるプロジェクタにおいて、
映像を形成する複数の画素データが集合した映像情報が供給され、前記投射する光の光軸の前記スクリーン面に対する傾きによって歪んだ前記スクリーン上の投影像を、前記各画素データの座標変換を行うことにより補正する補正部と、
前記補正部が補正した投影像を投影光に変換して前記スクリーン面に投射する投影部と、を備え、
前記補正部は、
供給された前記映像情報の画素データを水平走査方向及び垂直走査方向と対応するように格納する格納部と、
前記格納部から前記画素データを読み出し、読み出した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に対する垂直走査方向の一様な変形を行う第1の垂直スケーラと、
前記第1の垂直スケーラが座標変換した各画素データの水平走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の垂直走査方向の座標に応じた水平走査方向の変形を行う水平スケーラと、
前記水平スケーラが座標変換した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に応じた垂直走査方向の変形を行う第2の垂直スケーラと、を備えた、
ことを特徴とするプロジェクタ。
In a projector that projects projected light onto a screen surface to form a projected image,
Video information in which a plurality of pixel data forming an image is collected is supplied, and the projected image on the screen distorted by the tilt of the optical axis of the projected light with respect to the screen surface is subjected to coordinate conversion of each pixel data. A correction unit to correct by,
A projection unit that converts the projection image corrected by the correction unit into projection light and projects it onto the screen surface, and
The correction unit is
A storage unit that stores pixel data of the supplied video information so as to correspond to a horizontal scanning direction and a vertical scanning direction;
The pixel data is read from the storage unit, and the coordinates of the read pixel data in the vertical scanning direction are converted on the basis of the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface. A first vertical scaler that performs uniform deformation in the vertical scanning direction;
By converting the coordinate in the horizontal scanning direction of each pixel data coordinate-converted by the first vertical scaler based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface, it corresponds to the coordinate in the vertical scanning direction of the image. A horizontal scaler that deforms in the horizontal scanning direction;
The vertical scanning direction according to the horizontal scanning direction coordinate of the image is obtained by converting the vertical scanning direction coordinate of each pixel data coordinate-converted by the horizontal scaler based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface. A second vertical scaler for performing the deformation of
A projector characterized by that.
前記第1の垂直スケーラは、前記格納部から読み出した各画素データの垂直走査方向の座標を、数1に示す関係式に従って変換するように構成されたものである、
ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。
Figure 0004075725
The first vertical scaler is configured to convert the coordinates in the vertical scanning direction of each pixel data read from the storage unit according to the relational expression shown in Formula 1.
The projector according to claim 1.
Figure 0004075725
前記水平スケーラは、前記第1の垂直スケーラが座標変換した各画素データの水平走査方向の座標を、数2に示す関係式に従って変換するように構成されたものである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のプロジェクタ。
Figure 0004075725
The horizontal scaler is configured to convert the coordinate in the horizontal scanning direction of each pixel data coordinate-converted by the first vertical scaler according to the relational expression shown in Formula 2.
The projector according to claim 1, wherein the projector is a projector.
Figure 0004075725
前記第2の垂直スケーラは、前記水平スケーラが座標変換した各画素データの垂直走査方向の座標を、数3に示す関係式に従って変換するように構成されたものである、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
Figure 0004075725
The second vertical scaler is configured to convert the coordinates in the vertical scanning direction of each pixel data coordinate-converted by the horizontal scaler according to the relational expression shown in Equation 3.
The projector according to claim 1, wherein the projector is a projector.
Figure 0004075725
プロジェクタが投射する投影光の光軸のスクリーン面に対する傾きによって歪んだ前記スクリーン面上の投影像を補正するプロジェクタの投影像補正方法であって、
供給された前記映像情報の画素データを水平走査方向及び垂直走査方向と対応するように格納するステップと、
前記画素データを読み出し、読み出した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に対する垂直走査方向の一様な変形を行うステップと、
前記座標変換した各画素データの水平走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の垂直走査方向の座標に応じた水平走査方向の変形を行うステップと、
前記座標変換した各画素データの垂直走査方向の座標を、前記光軸の前記スクリーン面に対する傾斜角度に基づいて変換することによって、前記映像の水平走査方向の座標に応じた垂直走査方向の変形を行うステップと、を備えた、
ことを特徴とするプロジェクタの投影像補正方法。
A projection image correction method for a projector that corrects a projection image on the screen surface distorted by an inclination of an optical axis of projection light projected by the projector with respect to the screen surface,
Storing pixel data of the supplied video information so as to correspond to a horizontal scanning direction and a vertical scanning direction;
The pixel data is read, and the vertical scanning direction coordinates of the read pixel data are converted on the basis of the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface. Performing a uniform deformation;
By transforming the coordinate in the horizontal scanning direction of each pixel data subjected to the coordinate conversion based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface, deformation in the horizontal scanning direction according to the coordinate in the vertical scanning direction of the image is performed. Steps to do,
By transforming the coordinate in the vertical scanning direction of each pixel data obtained by the coordinate conversion based on the inclination angle of the optical axis with respect to the screen surface, the vertical scanning direction of the image is deformed in accordance with the coordinate in the horizontal scanning direction. And performing steps,
A projection image correction method for a projector, characterized in that:
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