JP4371749B2 - Projector and its test pattern detection method - Google Patents
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Description
本発明はプロジェクタおよびそのテストパターン検出方法に関し、特に入力信号によらずにテストパターンを抜き出すプロジェクタおよびそのテストパターン検出方法に関する。 The present invention relates to a projector and a test pattern detection method thereof, and more particularly to a projector that extracts a test pattern without using an input signal and a test pattern detection method thereof.
従来のプロジェクタにおけるテストパターンの検出方法は、テストパターンを利用する際、入力信号とテストパターンの混在した状態で撮像素子に写ると、処理が煩雑になるため、これを避けている。すなわち、従来は、テストパターンのみを表示し、これを撮影することにより、台形歪みなどの補正を行っている。 The conventional method for detecting a test pattern in a projector avoids this when a test pattern is used, because the processing becomes complicated if the input signal and the test pattern are mixed in the image sensor. That is, conventionally, only a test pattern is displayed, and the trapezoidal distortion or the like is corrected by photographing the test pattern.
また、カラーテレビジョン受像機のコンバージェンスや幾何学歪みあるいは輝度やフォーカスなど各種の補正を自動的に行う画像補正装置などにおいてもテスト信号が用いられている(特許文献1参照)。しかも、表示画面にテスト信号を重畳した上で撮像素子により撮影することも行われている(特許文献1参照)。 Test signals are also used in image correction apparatuses that automatically perform various corrections such as convergence, geometric distortion, luminance, and focus of a color television receiver (see Patent Document 1). In addition, a test signal is superimposed on a display screen and then shooting is performed with an image sensor (see Patent Document 1).
上述した従来のプロジェクタおよびそのテストパターン検出方法は、処理の煩雑さを招き、また特許文献1,2などの装置によれば、回路構成が複雑化すると共に、大がかりな装置を必要とするという欠点がある。
The above-described conventional projector and its test pattern detection method cause a complicated process, and according to the devices of
本発明の目的は、入力映像を表示したまま、テストパターンを使用しても、そのテストパターンの検出を簡単な回路構成および簡略化した手順により可能にすることのできるプロジェクタおよびそのテストパターン検出方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a projector capable of detecting a test pattern with a simple circuit configuration and a simplified procedure even when a test pattern is used while an input video is displayed, and a test pattern detection method therefor Is to provide.
本発明のプロジェクタは、上述した課題を解決するために、釦の操作によりテストパターンを発生するテストパターン発生回路と、前記テストパターン発生回路よりテストパターンが発生された時には、投射映像に重畳又は反転重畳して出力する投射データ出力部と、前記投射データ出力部より出力された投射映像を外部の被投射体に対し拡大して投影する投射用レンズと、前記被投射体に投影された映像を撮影するための撮影用レンズおよび撮像素子と、前記投射データ出力部における前記投射映像のデータを記憶すると共に、前記撮像素子を介して得られた前記テストパターンを重畳した第1の撮影映像及び前記テスト
パターンを反転重畳した第2の撮影映像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前第1の撮影映像と、前記第2の撮影映像の輝度レベルを白黒反転した映像に基いて加算演算を行い、前記投射映像が表示された状態でも前記テストパターンを抽出する演算部と、前記演算部で検出された前記テストパターンを出力するテストパターン出力部とをプロジェクタ本体に備えて構成される。
In order to solve the above-described problems, a projector according to the present invention includes a test pattern generation circuit that generates a test pattern by operating a button, and when a test pattern is generated from the test pattern generation circuit, the projector is superimposed or inverted on a projected image. A projection data output unit for superimposing and outputting, a projection lens for enlarging and projecting the projection video output from the projection data output unit to an external projection target, and a video projected on the projection target A photographing lens and an image sensor for photographing, the projection image data in the projection data output unit is stored, and the first photographed image obtained by superimposing the test pattern obtained through the image sensor and the test
A storage unit for storing a second captured video with a pattern inverted and superimposed, a previous first captured video stored in the storage unit, and an addition based on a video obtained by reversing the luminance level of the second captured video in black and white The projector body includes a calculation unit that performs calculation and extracts the test pattern even when the projection image is displayed, and a test pattern output unit that outputs the test pattern detected by the calculation unit. .
本発明のプロジェクタは、フォーカス釦を備え、釦が押されたときにテストパターン出力部の出力するデータに基づいてオートフォーカス動作を行うことができる。 The projector of the present invention includes a focus button, and can perform an autofocus operation based on data output from the test pattern output unit when the button is pressed .
また、本発明のプロジェクタのテストパターン検出方法は、入力映像にテストパターン
を重畳した第1の映像と、前記第1の映像において前記テストパターンのみの輝度レベル
を白黒反転させた第2の映像とをそれぞれ投射し、被投射体に表示された前記第1の映像及び第2の映像をそれぞれ撮影して記憶部に記憶させ、前記第1の映像の撮影映像と、前記第2の映像の撮影映像の輝度レベルを白黒反転させた映像を用いた加算演算を行うことにより、前記テストパターンを抽出することを特徴としている。
In addition, the projector test pattern detection method of the present invention includes a first video in which a test pattern is superimposed on an input video, and a second video in which the luminance level of only the test pattern in the first video is reversed in black and white. , Each of the first video and the second video displayed on the projection object is shot and stored in a storage unit, and the first video and the second video are shot. The test pattern is extracted by performing an addition operation using an image obtained by reversing the luminance level of the image in black and white .
さらに、本発明のプロジェクタのテストパターン検出方法は、プロジェクタ本体より投
射映像を出力して表示する際、投射すべき入力信号にテストパターンを重畳して表示する
重畳表示ステップと、被投射体に表示される前記投射映像を撮影用レンズおよび撮像素子
を介し、撮影映像として記憶部に取り込む第1の記憶ステップと、前記テストパターンの
みを白黒反転し、前記入力信号に重畳して表示するパターン反転重畳表示ステップと、前
記被投射体に表示されたパターン反転投射映像を前記撮影用レンズおよび前記撮像素子を
介し、パターン反転撮影映像として前記記憶部に取り込む第2の記憶ステップと、前記第2の記憶ステップで前記記憶部に記憶された前記パターン反転投射映像の輝度レベルを反転した映像と、前記第1のステップで記憶されている前記撮影映像とを演算部で加算する演算ステップと含み、テストパターンを抽出して出力することを特徴としている。
Further, according to the test pattern detection method for a projector of the present invention, when a projection video is output from the projector main body and displayed, a superimposing display step for superimposing and displaying the test pattern on an input signal to be projected, and a display on the projection target A first storage step for capturing the projected image as a captured image into a storage unit via a photographic lens and an image sensor, and pattern inversion superimposition that inverts only the test pattern in black and white and superimposes it on the input signal A display step, a second storage step of capturing the pattern reversal projection image displayed on the projection object into the storage unit as a pattern reversal captured image via the photographing lens and the image sensor, and the second storage. An image obtained by inverting the brightness level of the pattern-inverted projection image stored in the storage unit in the step, and the first step. Wherein the calculating step for adding the said captured image stored in the flop by the arithmetic unit is characterized by extracting and outputting a test pattern.
このテストパターン検出方法における前記プロジェクタ本体は、オートフォーカス釦および前記オートフォーカス釦によって駆動されるテストパターン発生回路を備え、前記オートフォーカス釦が操作されたときにのみ、前記被投射体に表示させる前記投射映像に対し、前記テストパターンを重畳することができる。 In the test pattern detection method, the projector main body includes an autofocus button and a test pattern generation circuit driven by the autofocus button, and displays the projection object only when the autofocus button is operated. The test pattern can be superimposed on the projected video.
また、このテストパターン検出方法における前記各種の撮影映像を前記演算部で加算演算して抽出される前記テストパターンは、前記撮影用レンズを通して得られる画面内にそのままのレベルで残る一方、前記テストパターン以外は輝度レベルを暗いグレーに下げた状態として出力することができる。 In addition, the test pattern extracted by adding and calculating the various captured images in the test pattern detection method remains at a level in a screen obtained through the photographing lens, while the test pattern In other cases, the luminance level can be output as being lowered to dark gray.
本発明のプロジェクタのテストパターン検出方法は、プロジェクタのテストパターンの検出にあたり、入力映像にテストパターンを重畳しても、そのテストパターンの検出を可能にできるという効果がある。 The method for detecting a test pattern of a projector according to the present invention has an effect that the test pattern can be detected even when the test pattern is superimposed on an input image when detecting the test pattern of the projector.
本発明のプロジェクタおよびそのテストパターン検出方法は、液晶パネルなどに代表される格子状表示装置を使用するプロジェクタ装置において、映像を投射するための投射レンズと、投射された映像を撮影するための撮像素子や撮影レンズを持ち、撮像素子により入力映像と共に投射されたテストパターンを撮影するものである。特に、入力信号にテストパターンを重ねて表示する際、テストパターンを正常に表示した場合と、白黒反転して表示した場合との2種類の映像を撮影し、演算処理を行うことにより、テストパターンを効率的に抜き出すことを特徴としている。 A projector and a test pattern detection method thereof according to the present invention include a projection lens for projecting an image and an image for capturing the projected image in a projector device using a grid display device typified by a liquid crystal panel. It has an element and a photographing lens, and photographs a test pattern projected together with an input image by the image sensor. In particular, when a test pattern is displayed overlaid on an input signal, two types of video images are captured and displayed when the test pattern is displayed normally and when the test pattern is reversed in black and white. Is characterized by efficient extraction.
要するに、入力映像にテストパターンを重畳した第1の映像と、この第1の映像におい
てテストパターンのみの輝度レベルを白黒反転させた第2の映像をそれぞれ投射し、被投射体に表示された前記第1の映像及び第2の映像をそれぞれ撮影して記憶部に記憶させ、これら第1の映像の撮影映像と、第2の映像の撮影映像の輝度レベルを白黒反転させた映像の加算演算を行うことにより、テストパターンを抽出するものである。
In short, the first video in which the test pattern is superimposed on the input video and the second video in which the luminance level of only the test pattern is reversed in black and white in the first video are respectively projected and displayed on the projection object. The first video and the second video are each shot and stored in the storage unit, and the addition operation of the video obtained by reversing the luminance level of the video shot of the first video and the video shot of the second video is reversed. By doing so, the test pattern is extracted .
図1は本発明の概要を説明するためのプロジェクタ本体と被投射体の関係を表わす模式図である。図1に示すように、本実施例におけるプロジェクタは、プロジェクタ本体1と、付属品(図示省略)とからなり、そのプロジェクタ本体1は投射用レンズ2および撮影用レンズ3を備えている。このプロジェクタ本体1における投射用レンズ2は、外部から供給される入力映像データもしくは本体内部に記憶された映像データにより、映像を壁4などの被投射体に投射するレンズである。また、撮影用レンズ3は、壁4などの被投射体に投射された映像を撮影するためのレンズであり、通常投射用レンズ2の直ぐ上の位置に配置される。なお、この撮影用レンズ3は、実際に撮影する撮像素子を一体化して組み込むことができる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the relationship between a projector body and a projection object for explaining the outline of the present invention. As shown in FIG. 1, the projector in this embodiment includes a projector main body 1 and accessories (not shown), and the projector main body 1 includes a
かかるプロジェクタにおいて、投射用レンズ2から壁4に投射された映像の台形歪みやフォーカスなどを補正する場合、テストパターンを用いる。ここでは、投射用レンズ2から入力映像と共にテストパターンを壁4に投射し、その映像を撮影用レンズ3で撮影することにより、投射状態がプロジェクタ本体1に取り込まれる。すなわち、このテストパターンは、投射レンズ、被写体、撮像素子の位置の違いを利用した三角測量の原理を用い、台形歪みの補正やオートフォーカスの機能の実現が可能になる。
In such a projector, when correcting trapezoidal distortion, focus, or the like of an image projected from the
図2は図1に示すプロジェクタ本体の主要ブロック構成図である。図2に示すように、
プロジェクタ本体1は、各種の微調整のための操作釦を備えているが、ここでは代表して台形歪やオートフォーカスを実行するためのフォーカス釦11を備えた例を示している。
FIG. 2 is a main block diagram of the projector main body shown in FIG. As shown in FIG.
The projector body 1 includes operation buttons for various fine adjustments, but here, as an example, a
このプロジェクタ本体1は、上述したフォーカス釦11の操作によりテストパターンを発生するテストパターン発生回路10と、このテストパターン発生回路10よりテストパターンが発生された時には、投射映像に重畳して出力する投射データ出力部5と、この投射データ出力部5より出力された投射映像を壁4などの被投射体に対し拡大して投影する投射用レンズ2とを備えている。このフォーカス釦11が押下されないときは、入力映像のみが壁4などの被投射体に投射される。また、この投射データ出力部5は、ディジタルデータをアナログ信号に変換するためのD/A変換機などを含んで構成される。
The projector main body 1 includes a test
また、プロジェクタ本体1は、これらの他に、壁4などの被投射体に投影された映像を撮影するための撮影用レンズ2および撮像素子6と、上述した投射データ出力部5における投射映像のデータを記憶すると共に、撮像素子6を介して得られた撮影データを記憶する記憶部7と、この記憶部7に記憶された各種の映像データに基いて加算演算を行い、投射映像が表示された状態でも、テストパターンを抽出する演算部8と、この演算部8で検出されたテストパターンを出力するテストパターン出力部9とを備えている。演算部8で抽出されたテストパターンは、プロジェクタ本体1または外部において、台形歪みなどの補正に用いられるが、ここでは説明を簡略化するために、台形歪みそのものについての説明は省略する。また、記憶部7から投射データ出力部5に供給される映像データは、直接外部より供給することもできる。
In addition to the above, the projector main body 1 includes a photographing
以下、テストパターン検出処理の具体的手順について、図3および図4を参照して説明する。 Hereinafter, a specific procedure of the test pattern detection process will be described with reference to FIGS.
図3は図1および図2において、テストパターンを重畳した際のプロジェクタ本体の処理ステップ図である。図3に示すように、テストパターンの抽出処理にあたっては、プロジェクタ本体1より投射映像を壁4に表示する。その際には、投射すべき入力信号にテストパターンを重畳して表示する重畳表示ステップS1と、壁4などの被投射体に表示される投射映像を撮影用レンズ3および撮像素子6を介し、撮影映像Aとして記憶部7に取り込む第1の記憶ステップS2と、上述したテストパターンのみを白黒反転し、入力信号に重畳して表示するパターン反転重畳表示ステップS3と、壁4などの被投射体に表示されたパターン反転投射映像Bを撮影用レンズ3および撮像素子6を介し、パターン反転撮影映像Bとして記憶部7に取り込む第2の記憶ステップS4と、この第2の記憶ステップS4で記憶部7に記憶されたパターン反転投射映像Bの輝度レベルを反転し、記憶部7に取り込む第3の記憶ステップS5と、記憶部7に記憶されている撮影映像Aおよびパターン反転撮影映像Bの輝度レベル反転映像B´を演算部8で加算する演算ステップと含んでいる。これらの撮影映像は、演算部8で加算を行うことにより、テストパターンのみが強調され、台形歪み補正のためのテストパターンとして出力される。
FIG. 3 is a process step diagram of the projector main body when the test pattern is superimposed in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 3, in the test pattern extraction process, a projected image is displayed on the wall 4 from the projector body 1. At that time, a superimposed display step S1 for superimposing and displaying a test pattern on the input signal to be projected, and a projection image displayed on the projection object such as the wall 4 through the photographing
図4は図3におけるテストパターンの抽出ステップをより具体的に説明するための撮影映像画面の模式図である。図4に示すように、この模式図は、上述したテストパターンの抽出ステップにおいて、撮影映像A,B,B´および加算演算と最終結果だけを示したものである。すなわち、右端に示す最終結果は、各種の撮影映像を演算部8で加算演算して抽出されるテストパターンが、撮影用レンズ3を通して得られる画面内にそのままのレベルで残り、またテストパターン以外のデータ(映像)は輝度レベルを暗いグレーに下げた状態、例えば25%の輝度レベルとして出力することになる。
FIG. 4 is a schematic diagram of a captured video screen for more specifically explaining the test pattern extraction step in FIG. As shown in FIG. 4, this schematic diagram shows only the captured images A, B, and B ′, the addition operation, and the final result in the test pattern extraction step described above. That is, the final result shown at the right end is that the test pattern extracted by adding and calculating various photographic images by the calculation unit 8 remains in the screen obtained through the
要するに、入力信号にテストパターンを重ねて表示し、その映像を取り込んで撮影映像Aとする。その後、テストパターンを白黒反転(輝度レベル反転)したものを入力信号に重ねて表示し、その映像を取り込んで撮影映像Bとする。さらに、取り込まれた映像の輝度レベル反転したものを撮影映像B´とする。最後に、撮影映像AおよびB´を足し合わせると、上述した右端に示すように、テストパターンが強調され、また入力信号が除去される。 In short, the test pattern is superimposed on the input signal and displayed, and the captured image is taken as the captured image A. After that, the test pattern obtained by reversing the black and white (intensity level reversal) is displayed superimposed on the input signal, and the image is taken as a captured image B. Further, a captured video B ′ is obtained by reversing the luminance level of the captured video. Finally, when the captured images A and B ′ are added, the test pattern is emphasized and the input signal is removed, as shown at the right end described above.
このようにすることで、クロスハッチなどのテストパターンを通常映像に重ねて表示しても、常にテストパターンのみを選択的に抽出することができる。 In this way, even when a test pattern such as a cross hatch is displayed over the normal video, only the test pattern can always be selectively extracted.
本発明は、インターネットを使用した会議システム装置や社内外のプレゼンテーション用プロジェクタ(投射装置)に用いられ、特にその台形歪みなどを自動的に補正したり、あるいはオートフォーカス(自動焦点)調節を行うような場合に、適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in a conference system apparatus using the Internet or a projector for projection (projection apparatus) inside or outside the company, and in particular, automatically corrects its trapezoidal distortion or performs autofocus (autofocus) adjustment. It can be applied to
1 プロジェクタ本体
2 投射用レンズ
3 撮影用レンズ
5 投射データ出力部
6 撮像素子
7 記憶部
8 演算部
9 テストパターン出力部
10 テストパターン発生回路
11 オートフォーカス釦
S1〜S7 処理ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector
Claims (5)
前記テストパターン発生回路よりテストパターンが発生された時には、投射映像に
重畳又は反転重畳して出力する投射データ出力部と、
前記投射データ出力部より出力された投射映像を外部の被投射体に対し拡大して投
影する投射用レンズと、
前記被投射体に投影された映像を撮影するための撮影用レンズおよび撮像素子と、
前記投射データ出力部における前記投射映像のデータを記憶すると共に、前記撮像
素子を介して得られた前記テストパターンを重畳した第1の撮影映像及び前記
テストパターンを反転重畳した第2の撮影映像を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記第1の撮影映像と、前記第2の撮影映像の輝度レベルを
白黒反転した映像に基いて加算演算を行い、前記投射映像が表示された状態でも前記
テストパターンを抽出する演算部と、
前記演算部で検出された前記テストパターンを出力するテストパターン出力部とを備
えたことを特徴とするプロジェクタ。 A test pattern generation circuit for generating a test pattern by operating a button ;
When a test pattern is generated from the test pattern generation circuit, a projection data output unit that superimposes or inverts and outputs the projection image; and
A projection lens for projecting the projection image output from the projection data output unit on an external projection object;
A photographing lens and an image sensor for photographing an image projected on the projection object;
The projection data output unit stores data of the projection video, and the first captured video on which the test pattern obtained through the imaging element is superimposed and the
A storage unit for storing a second photographed image obtained by inverting and superimposing a test pattern ;
The brightness levels of the first photographed image and the second photographed image stored in the storage unit are set.
An arithmetic unit that performs an addition operation based on a black and white inverted image and extracts the test pattern even when the projection image is displayed;
And a test pattern output unit that outputs the test pattern detected by the arithmetic unit.
トパターンのみの輝度レベルを白黒反転させた第2の映像とをそれぞれ投射し、被投射体に表示された前記第1の映像及び第2の映像をそれぞれ撮影して記憶部に記憶させ、
前記第1の映像の撮影映像と、前記第2の映像の撮影映像の輝度レベルを白黒反転させた映像を用いた加算演算を行うことにより、前記テストパターンを抽出することを特徴とするプロジェクタのテストパターン検出方法。 The first video obtained by superimposing the test pattern on the input video and the second video obtained by reversing the luminance level of only the test pattern in the first video are respectively projected and displayed on the projection object. Each of the first video and the second video is shot and stored in the storage unit,
The projector is characterized in that the test pattern is extracted by performing an addition operation using an image obtained by reversing the luminance level of the captured image of the first image and the captured image of the second image . Test pattern detection method.
ターンを重畳して表示する重畳表示ステップと、被投射体に表示される前記投射映像を撮
影用レンズおよび撮像素子を介し、撮影映像として記憶部に取り込む第1の記憶ステップ
と、
前記テストパターンのみを白黒反転し、前記入力信号に重畳して表示するパターン反転重畳表示ステップと、前記被投射体に表示されたパターン反転投射映像を前記撮影用レンズおよび前記撮像素子を介し、パターン反転撮影映像として前記記憶部に取り込む第2の記憶ステップと、
前記第2の記憶ステップで前記記憶部に記憶された前記パターン反転投射映像の輝度レベルを反転した映像と、前記第1のステップで記憶されている前記撮影映像とを演算部で加算する演算ステップと含み、
テストパターンを抽出して出力することを特徴とするプロジェクタのテストパターン検出方法。 When outputting and displaying a projected image from the projector body, a superimposed display step for displaying a test pattern superimposed on an input signal to be projected, and a projection lens and an image sensor for displaying the projected image displayed on the projection target A first storage step for capturing the captured image as a captured image in the storage unit;
A pattern reversal superimposing display step for reversing only the test pattern in black and white and superimposing it on the input signal, and a pattern reversal projection image displayed on the projection object through the photographing lens and the image sensor, A second storage step for capturing the inverted photographed image in the storage unit;
Operation for adding the image obtained by inverting the brightness levels of the second of said pattern reversal projected image stored in the storage unit in the storage step, and the captured image stored in the first step in the calculating portion Including steps,
A test pattern detection method for a projector, characterized in that a test pattern is extracted and output.
駆動されるテストパターン発生回路を備え、前記オートフォーカス釦が操作されたときに
のみ、前記被投射体に表示させる前記投射映像に対し、前記テストパターンを重畳するこ
とを特徴とする請求項3記載のプロジェクタのテストパターン検出方法。 The projector body includes an autofocus button and a test pattern generation circuit driven by the autofocus button, and the projection video displayed on the projection object only when the autofocus button is operated, 4. The test pattern detection method for a projector according to claim 3, wherein the test pattern is superimposed.
Test pattern the extraction, while remaining at the same level in the screen obtained through the photographing lens, according to claim 3, wherein other than the test pattern, characterized in that the output in a state where lowering the luminance level to a dark gray Projector test pattern detection method.
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