JP5849832B2 - Projection device - Google Patents
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Description
本発明は、画像を被投射媒体に投射する投射装置に関する。 The present invention relates to a projection equipment for projecting an image onto a projection medium.
従来から、入力された画像信号に基づき表示素子を駆動して、その画像信号に係る画像をスクリーンや壁面などに投射する投射装置が知られている。従来の投射装置では、その投射装置の備える投射手段の投射方向を規定する機構上の制限や、表示素子の解像度の制限などにより、投射可能な情報量にも制限が生じていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a projection device that drives a display element based on an input image signal and projects an image related to the image signal onto a screen, a wall surface, or the like. In the conventional projection apparatus, the amount of information that can be projected has also been limited due to a limitation on the mechanism that defines the projection direction of the projection unit included in the projection apparatus or a limitation on the resolution of the display element.
そこで、従来の投射装置では、入力された画像信号に係る画像の解像度が、投射装置が備える表示素子の解像度よりも大きい場合は、投射される画像の情報量を減らして、画像の投射を行っていた。例えば、特許文献1には、入力された画像信号に係る画像の解像度をスケーラーにより表示素子の解像度に基づき投射可能な解像度まで縮小してから、その縮小された画像の投射を行う投射装置が開示されている。
Therefore, in the conventional projection apparatus, when the resolution of the image related to the input image signal is larger than the resolution of the display element included in the projection apparatus, the information amount of the projected image is reduced and the image is projected. It was. For example,
また、他の投射装置では、入力された画像信号に係る画像から一部の領域を切り出し、その切り出された領域に係る画像のみを投射していた。例えば、特許文献2には、画像全体から一部の領域を切り出し、その切り出された領域に係る画像のみを投射するプロジェクタシステムが開示されている。このプロジェクタシステムは、切り出され投射される領域を連続的に変更していく、所謂スクロールなどによって、画像信号全体を投射可能とすることが可能である。 In another projection apparatus, a part of the area is cut out from the image related to the input image signal, and only the image related to the cut out area is projected. For example, Patent Document 2 discloses a projector system that cuts out a partial area from the entire image and projects only an image related to the cut-out area. This projector system can project the entire image signal by so-called scrolling or the like that continuously changes the area to be cut out and projected.
ところで、上述した特許文献1の投射装置は、入力された画像データに係る画像全体を投射することができる一方で、解像度の低減に基づく画像の大きさの縮小処理により、被投射媒体上に表示される画像の品質が低下してしまっていた。別の側面から述べると、画像の大きさの縮小処理により、入力された画像信号が有している高い解像度が無駄になってしまっていた。
By the way, the above-described projection device of
また、上述した特許文献2のプロジェクションシステムでは、切り出された領域に係る画像が投射される被投射媒体上の領域が不動で固定であるため、鑑賞者はその画像中の被写体の画像全体における位置を把握することが難しかった。 Further, in the above-described projection system of Patent Document 2, the area on the projection medium onto which the image related to the clipped area is projected is fixed and fixed, so that the viewer can position the subject in the entire image in the image. It was difficult to figure out.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像データの有する解像度を保持しながら、ユーザが入力された画像データに係る画像における投射された被写体画像の位置を把握しやすい投射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a projection device that can easily grasp the position of a projected subject image in an image related to image data input by a user while maintaining the resolution of the image data. The purpose is to provide.
上述した課題を解決するために、本発明は、画像データを光に変換して所定の画角で投射する投射部(12)と、前記投射部(12)の投射方向を第1の投射方向から第2の投射方向まで変更する投射方向変更部(105)と、前記第1の投射方向と、前記投射方向変更部(105)が変更した投射方向との間の投射角を導出する投射角導出部(104)と、入力された入力画像データを記憶する記憶部(101)と、前記記憶部(101)に記憶された前記入力画像データの画像を、前記投射部(12)が前記第1の投射方向から前記第2の投射方向に亘って投射する場合に、前記記憶部(101)に記憶された前記入力画像データの画像の一部の領域を、少なくとも前記画角および該画角の可変分に対応する単位角度当たりの画素数と前記投射角とに基づいて切り出した切り出し画像データを、前記投射部(12)が投射する前記画像データとして生成する画像切り出し部(100)とを備えることを特徴とする投射装置(1)を提供する。
また、上記投射装置(1)の上記画像切り出し部(100)は、上記投射方向が上記第1の投射方向から上記第2の投射方向に変化するにつれて、上記投射部(12)から投射面までの距離が大きくなる場合に、上記切り出し画像データの画素毎に、上記投射角に基づいた縮小処理を施すようにしてもよい。
また、上記投射装置(1)の上記画像切り出し部(100)は、上記投射方向が上記第1の投射方向から上記第2の投射方向に変化するにつれて、上記投射部(12)から投射面までの距離が小さくなる場合に、上記切り出し画像データの画素毎に、上記投射角に基づいた拡大処理を施すようにしてもよい。
In order to solve the problems described above, the present invention provides a projection unit (12) that converts image data into light and projects the light at a predetermined angle of view, and the projection direction of the projection unit (12) is a first projection direction. The projection angle deriving the projection angle between the projection direction changing unit (105) that changes from the first projection direction to the second projection direction, the first projection direction, and the projection direction changed by the projection direction changing unit (105). The derivation unit (104), the storage unit (101) that stores the input image data that has been input, and the image of the input image data that is stored in the storage unit (101) are displayed by the projection unit (12). when the first projection direction projects over the second projection direction, the partial region of the front Symbol storage unit (101) to said stored input image data image, and at least the angle該画The number of pixels per unit angle corresponding to the variable part of the angle and the previous The cutout image data cut out on the basis of the projection angle, the projection portion (12) to provide a projection apparatus (1), characterized in that it comprises an image clipping unit for generating as the image data to be projected (100) .
Also, the image clipping unit of the projection apparatus (1) (100), as the projection direction is changed to the second projection direction from the first projection direction, projection surface from said projection unit (12) When the distance to the image data becomes large, a reduction process based on the projection angle may be performed for each pixel of the cut-out image data.
In addition, the image cutout unit (100) of the projection device (1) has the projection direction (12) to the projection surface as the projection direction changes from the first projection direction to the second projection direction. When the distance becomes smaller, an enlargement process based on the projection angle may be performed for each pixel of the cut-out image data.
本発明によれば、画像データの有する解像度を保持しながら、入力された画像データに係る画像における投射された被写体画像の位置を把握しやすい投射装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the projection apparatus which is easy to grasp | ascertain the position of the projected subject image in the image based on the input image data can be provided, maintaining the resolution which image data has.
以下に図面を参照しながら、本発明に係る投射装置および投射方法の好適な実施形態を説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値および外観構成などは、本発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本発明に直接関係のない要素は詳細な説明および図示を省略している。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments of a projection apparatus and a projection method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Specific numerical values and appearance configurations shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the present invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. Detailed explanation and illustration of elements not directly related to the present invention are omitted.
<投射装置の外観>
図1は、本発明の実施形態に係る投射装置(プロジェクタ装置)1の外観の例を示す図である。図1(a)はプロジェクタ装置1を操作部が設けられる第1面側から見た斜視図、図1(b)はプロジェクタ装置1を操作部と対向する側の第2面側から見た斜視図である。プロジェクタ装置1は、ドラム部10と基台20とを備える。ドラム部10は基台20に対して回転駆動が可能な回転体である。そして、基台20がそのドラム部10を回転可能に支持する支持部や、ドラム部10の回転駆動制御や画像処理制御等の各種制御を行う回路部を有する。
<Appearance of projection device>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of a projection apparatus (projector apparatus) 1 according to an embodiment of the present invention. 1A is a perspective view of the
ドラム部10は、基台20の一部である側板部21aおよび21bの内側に設けられた、ベアリングなどからなる、図示しない回転軸によって回転駆動可能に支持される。ドラム部10の内部には、光源と、光源から射出された光を画像データに従い変調する表示素子と、表示素子を駆動する駆動回路と、表示素子で変調された光を外部に投射する光学系を含む光学エンジン部と、光源などを冷却するためのファンなどによる冷却手段とが設けられている。
The
ドラム部10には、窓部11および13が設けられる。窓部11は、上述した光学系の投射レンズ12から投射された光が外部に照射されるように設けられる。窓部13は、例えば赤外線や超音波などを利用して被投射媒体までの距離を導出する距離センサが設けられる。また、ドラム部10には、ファンによる放熱のための吸排気を行う吸排気口22aを備えている。
The
基台20の内部には、回路部の各種基板や電源部、ドラム部10を回転駆動するための駆動部などが設けられている。なお、この駆動部によるドラム部10の回転駆動については、後述する。基台20の上記第1面側には、ユーザがこのプロジェクタ装置1を制御するために各種操作を入力するための操作部14と、ユーザが図示しないリモートコントロールコマンダを使用してこのプロジェクタ装置1を遠隔制御する際の、リモートコントロールコマンダから送信された信号を受信する受信部15とが設けられている。操作部14は、ユーザの操作入力を受け付ける各種操作子や、このプロジェクタ装置1の状態を表示するための表示部などを有している。
Inside the
基台20の上記第1面側および上記第2面側には、それぞれ吸排気口16aおよび16bが設けられ、回転駆動されてドラム部10の吸排気口22aが基台20側を向いた姿勢をとっている場合でも、ドラム部10内の放熱効率を低下させないよう、吸気又は排気に用いられる。また、筐体の側面に設けられる吸排気口17は、回路部の放熱のための吸排気を行う。
Intake and
<ドラム部の回転駆動>
図2は、基台20に設けられた駆動部32によるドラム部10の回転駆動について説明するための図である。図2(a)は、ドラム部10のカバーなどを取り去った状態のドラム30と、基台20に設けられた駆動部32の構成を示す図である。ドラム30には、上述の窓部11に対応する窓部34と、窓部13に対応する窓部33とが設けられている。ドラム30は回転軸36を有し、この回転軸36により、支持部31aおよび31bに設けられた、ベアリングを用いた軸受け37に対して回転駆動可能に取り付けられる。
<Drum section rotation drive>
FIG. 2 is a diagram for explaining the rotational driving of the
ドラム30の一方の面には、円周上にギア35が設けられている。支持部31bに設けられた駆動部32により、ギア35を介してドラム30が回転駆動される。ギア35の内周部の突起46aおよび46bは、ドラム30の回転動作の始点ならびに終点を検出するために設けられる。
On one surface of the
図2(b)は、ドラム30および基台20に設けられた駆動部32の構成をより詳細に示すための拡大図である。駆動部32は、モータ40を有すると共に、モータ40の回転軸により直接駆動されるウォームギア41、ウォームギア41による回転を伝達するギア42aおよび42b、ならびに、ギア42bから伝達された回転をドラム30のギア35に伝達するギア43を含むギア群を有する。このギア群によりモータ40の回転をギア35に伝達することで、ドラム30をモータ40の回転に応じて回転させることができる。モータ40としては、例えば駆動パルスにより所定角度毎の回転制御を行うステッピングモータを適用することができる。
FIG. 2B is an enlarged view for showing the configuration of the
支持部31bに対して、フォトインタラプタ51aおよび51bが設けられる。フォトインタラプタ51aおよび51bは、それぞれ、ギア35の内周部に設けられる突起46bおよび46aを検出する。フォトインタラプタ51aおよび51bの出力信号は、後述する回転制御部104に供給される。実施形態では、フォトインタラプタ51aに突起46bが検出されることで、回転制御部104は、ドラム30の姿勢が回転動作の終点に達した姿勢であると判断する。また、フォトインタラプタ51bに突起46aが検出されることで、回転制御部104は、ドラム30の姿勢が回転動作の始点に達した姿勢であると判断する。
以下、フォトインタラプタ51bに突起46aが検出される位置から、フォトインタラプタ51aに突起46bが検出される位置まで、ドラム30の円周における長さが大きい方の弧を介してドラム30が回転する方向を、正方向とする。すなわち、ドラム30の回転角は、正方向に向けて増加する。
Hereinafter, from the position where the
なお、実施形態では、フォトインタラプタ51bが突起46aを検出する検出位置と、フォトインタラプタ51aが突起46bを検出する検出位置との間の回転軸36を挟む角度が270°になるように、フォトインタラプタ51aおよび51b、ならびに、突起46aおよび46bがそれぞれ配される。
In the embodiment, the
例えば、モータ40としてステッピングモータを適用した場合、フォトインタラプタ51bによる突起46aの検出タイミングと、モータ40を駆動するための駆動パルス数とに基づき、ドラム30の姿勢を特定し、投射レンズ12による投射角を求めることができる。
For example, when a stepping motor is applied as the
なお、モータ40は、ステッピングモータに限らず、例えばDCモータを適用することもできる。この場合、例えば、図2(b)に示されるように、ギア43に対して同一軸上にギア43と共に回転するコードホイール44を設けると共に、支持部30bに対してフォトリフレクタ50aおよび50bを設け、ロータリエンコーダを構成する。
The
コードホイール44は、例えば、半径方向に位相が異ならされる透過部45aおよび反射部45bが設けられる。フォトリフレクタ50aおよび50bにより、コードホイール44からのそれぞれの位相の反射光を受光することで、ギア43の回転速度と回転方向とを検出できる。そして、これら検出されたギア43の回転速度および回転方向に基づいてドラム30の回転速度および回動方向が導出される。導出されたドラム30の回転速度および回動方向と、フォトインタラプタ51aによる突起46bの検出結果とに基づき、ドラム30の姿勢を特定し、投射レンズ12による投射角を求めることができる。
The code wheel 44 is provided with, for example, a
上述のような構成において、ドラム部10の初期姿勢を、投射レンズ12による投射方向が鉛直方向を向いている姿勢とする。したがって、初期状態では、投射レンズ12が完全に基台20に隠れている。図3(a)は、初期姿勢のドラム部10の様子を示す。実施形態では、この初期姿勢においてフォトインタラプタ51bに突起46aが検出され、後述する回転制御部104により、ドラム30が回転動作の始点に達していると判断される。
In the configuration as described above, the initial posture of the
なお、以下では、特に記載のない限り、「ドラム部10の方向」および「ドラム部10の角度」がそれぞれ「投射レンズ12による投射方向」および「投射レンズ12による投射角」と同義であるものとする。
In the following description, unless otherwise specified, “the direction of the
プロジェクタ装置1が例えば起動されると、投射レンズ12による投射方向が上記第1面側を向くように、駆動部32がドラム部10の回転を開始する。その後、ドラム部10は、例えば、ドラム部10の方向すなわち投射レンズ12による投射方向が第1面側において水平になる位置まで回転し、回転を一旦停止したとする。この、投射レンズ12による投射方向が第1面側において水平になった場合の投射レンズ12の投射角を、投射角0°と定義する。図3(b)に、投射角0°のときの、ドラム部10(投射レンズ12)の姿勢の様子を示す。以下、この投射角0°の姿勢のときを基準として、投射角θとなるドラム部10(投射レンズ12)の姿勢を、θ姿勢と呼ぶ。
When the
例えば、0°姿勢において画像データが入力され、光源が点灯されたとする。ドラム部10において、光源から射出された光が、駆動回路により駆動された表示素子により画像データに従い変調されて光学系に入射される。そして、画像データに従い変調された光が、投射レンズ12から水平方向に投射され、スクリーンや壁面などの非投射媒体に照射される。
For example, assume that image data is input in a 0 ° posture and the light source is turned on. In the
ユーザは、操作部14などを操作することで、画像データによる投射レンズ12からの投射を行ったまま、回転軸36を中心に、ドラム部10を回転させることができる。例えば、0°姿勢から正方向にドラム部10を回転させて回転角を90°として(90°姿勢)、投射レンズ12からの光を基台20の底面に対して垂直上向きに投射させることができる。図3(c)は、投射角θが90°のときの姿勢、つまり90°姿勢のドラム部10の様子を示す。
The user can rotate the
ドラム部10は、90°姿勢からさらに正方向に回転させることができる。この場合、投射レンズ12の投射方向は、基台20の底面に対して垂直上向きの方向から、上記第2面側の方向に変化していく。図3(d)は、ドラム部10が図3(c)の90°姿勢からさらに正方向に回転され、投射角θが180°のときの姿勢、つまり180°姿勢となった様子を示す。実施形態に係るプロジェクタ装置1では、この180°姿勢においてフォトインタラプタ51aに突起46bが検出され、後述する回転制御部104により、ドラム30の回転動作の終点に達したと判断される。
The
詳細は後述するが、本実施形態によるプロジェクタ装置1は、投射を行ったまま、例えば図3(b)〜図3(d)に示されるようにしてドラム部10を回転させることで、投射レンズ12による投射角に応じて、画像データにおける投射領域を変化(移動)させることができる。これにより、投射された画像の内容および当該投射された画像の被投射媒体における投射位置の変化と、入力された画像データに係る全画像領域における投射する画像として切り出された画像領域の内容および位置の変化とを対応させることができる。したがって、ユーザは、入力画像データに係る全画像領域中のどの領域が投射されているかを、投射された画像の被投影媒体における位置に基づき直感的に把握することができると共に、投射された画像の内容を変更する操作を直感的に行うことができる。
Although details will be described later, the
また、光学系は、光学ズーム機構を備えており、操作部14に対する操作により、投射画像が被投射媒体に投射される際の大きさを拡大・縮小することができる。なお、以下では、この光学系による投射画像が被投射媒体に投射される際の大きさの拡大・縮小を、単に「ズーム」ということもある。例えば、光学系がズームを行った場合、投射画像は、そのズームが行われた時点の光学系の光軸を中心に拡大・縮小されることになる。
Further, the optical system includes an optical zoom mechanism, and the size when the projected image is projected onto the projection medium can be enlarged or reduced by an operation on the
ユーザがプロジェクタ装置1による投射画像の投射を終了し、操作部14に対してプロジェクタ装置1の停止を指示する操作を行いプロジェクタ装置1を停止させると、先ず、ドラム部10が初期姿勢に戻るように回転制御される。ドラム部10が鉛直方向を向き、初期姿勢に戻ったことが検出されると、光源が消灯され、光源の冷却に要する所定時間の後、電源がOFFとされる。ドラム部10を鉛直方向に向けてから電源をOFFとすることで、非使用時に投射レンズ12面が汚れるのを防ぐことができる。
When the user ends the projection of the projection image by the
<プロジェクタ装置1の内部構成>
次に、上述したような、実施形態に係るプロジェクタ装置1の動作を実現するための構成について説明する。図4は、プロジェクタ装置1において、基台20内に設けられる回路部、ならびに、ドラム部10内に設けられる光学エンジン部110の一例の構成を示す。
<Internal configuration of
Next, a configuration for realizing the operation of the
光学エンジン部110は、光源111、表示素子114および投射レンズ12を含む。光源111は、例えばそれぞれ赤色(R)、緑色(G)および青色(B)を発光する3のLED(Light Emitting Diode)を含む。光源111から射出されたRGB各色の光束は、それぞれ図示されない光学系を介して表示素子114に照射される。
The
以下の説明において、表示素子114は、透過型液晶表示素子であり、例えば水平1280画素×垂直800画素のサイズを有するものとする。勿論、表示素子114のサイズはこの例に限定されるものではない。表示素子114は、図示されない駆動回路によって駆動され、RGB各色の光束を画像データに従いそれぞれ変調して反射させ、射出する。表示素子114から射出された、画像データに従い変調されたRGB各色の光束は、図示されない光学系を介して投射レンズ12に入射され、プロジェクタ装置1の外部に投射される。
なお、表示素子114は、例えばLCOS(Liquid Crystal on Silicon)を用いた反射型液晶表示素子、あるいは、DMD(Digital Micromirror Device)で構成してもよい。その場合、適用する表示素子に応じた光学系及び駆動回路でプロジェクタ装置を構成するものとする。
In the following description, the
The
投射レンズ12は、組み合わされた複数のレンズと、制御信号に応じてレンズを駆動するレンズ駆動部とを有する。例えば、レンズ駆動部は、窓部13に設けられた距離センサからの出力信号に基づき測距された結果に従い投射レンズ12に含まれるレンズを駆動して、フォーカス制御を行う。また、レンズ駆動部は、後述する画角制御部106から供給されるズーム命令に従いレンズを駆動して画角を変化させ、光学ズームの制御を行う
The
上述したように、光学エンジン部110は、回転機構部105により360°の回動を可能とされたドラム部10内に設けられる。回転機構部105は、図2を用いて説明した駆動部32と、ドラム部10側の構成であるギア35とを含み、モータ40の回転を利用してドラム部10を所定に回転させる。すなわち、この回転機構部105によって、投射レンズ12の投射方向が変更されることになる。
As described above, the
プロジェクタ装置1の回路部は、画像切り出し部100と、メモリ101と、画像処理部102と、画像制御部103と、回転制御部104と、画角制御部106と、CPU120とを含む。CPU(Central Processing Unit)120は、それぞれ図示を省略するROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)が接続され、ROMに予め記憶されたプログラムに従い、RAMをワークメモリとして用いて、投射画像の投射、投射角の変更、画像の切り出しといった、プロジェクタ装置1の各種処理を統括的に制御する。
The circuit unit of the
例えば、CPU120は、ユーザ操作に応じて操作部14から供給された制御信号に基づき、プログラムに従いこのプロジェクタ装置1の各部を制御する。これにより、ユーザ操作に従ったプロジェクタ装置1の動作が可能となる。これに限らず、CPU120は、例えば図示されないデータ入力部から入力されたスクリプトに従いプロジェクタ装置1の各部を制御する。これにより、プロジェクタ装置1の動作の自動制御が可能となる。
For example, the
静止画像または動画像の画像データがプロジェクタ装置1に入力され、画像切り出し部100に供給される。画像切り出し部100は、供給された画像データをメモリ101に格納する。メモリ101は、画像データを画像単位で格納する。すなわち、画像データが静止画像データの場合は1枚の静止画像毎に、動画像データの場合は当該動画像データを構成するフレーム画像毎に、対応するデータを格納する。メモリ101は、例えば、デジタルハイビジョン放送の規格に対応し、1920画素×1080画素のフレーム画像を1または複数枚格納可能とされている。画像切り出し部100は、メモリ101に格納された画像データに係るフレーム画像の全領域から、画像制御部103が指定した画像領域を切り出して(抽出して)画像データとして出力する。
Image data of a still image or a moving image is input to the
なお、入力画像データは、予めサイズがメモリ101における画像データの格納単位に対応したサイズに整形されて、プロジェクタ装置1に入力されると好ましい。この例では、入力画像データは、予め1920画素×1080画素に画像サイズを整形されてプロジェクタ装置1に入力される。これに限らず、任意のサイズで入力された画像データを1920画素×1080画素のサイズの画像データに整形する画像整形部を、プロジェクタ装置1の画像切り出し部100の前段に設けてもよい。
The input image data is preferably preliminarily shaped into a size corresponding to the image data storage unit in the
画像切り出し部100から出力された画像データは、画像処理部102に供給される。画像処理部102は、例えば図示されないメモリを用いて、供給された画像データに対して画像処理を施す。例えば、画像処理部102は、画像切り出し部100から供給された画像データに対して、サイズが表示素子114のサイズに合致するようにサイズ変換処理を施す。それ以外にも画像処理部102では、様々な画像の処理を施すことが出来る。例えば、画像データに対するサイズ変換処理を、一般的な線形変換処理を用いて行うことができる。なお、画像切り出し部100から供給された画像データのサイズが表示素子114のサイズと合致している場合は、当該画像データをそのまま出力してもよい。
The image data output from the
さらには、投射される画像に対し、いわゆるキーストン補正に関する処理を施すこともできる。 Furthermore, a process related to so-called keystone correction can be performed on the projected image.
また、画像のアスペクト比を一定にして補間(オーバーサンプリング)することにより所定の特性の補間フィルタをかけて画像の一部または全部を大きくする、折り返し歪みをとるために縮小率に応じたローパスフィルタをかけて間引き(サブサンプリング)することにより画像の一部または全部を小さくする、又はフィルタをかけずにそのままの大きさとすることもできる。 Also, interpolation (oversampling) with a constant aspect ratio of the image applies an interpolation filter with a predetermined characteristic to enlarge part or all of the image, and a low-pass filter according to the reduction ratio to eliminate aliasing distortion It is also possible to reduce a part or all of the image by thinning (subsampling) over time or to keep the size as it is without applying a filter.
また、画像が斜め方向に投射されたときに、周辺部でフォーカスがずれて画像がぼけてしまうのを防止するために、ラプラシアンなどのオペレータ(もしくは一次元フィルタを水平方向と垂直方向にかけること)によるエッジ強調処理を行うことで投射された前記ぼけた画像部分のエッジを強調することができる。 In addition, when an image is projected in an oblique direction, an operator such as Laplacian (or a one-dimensional filter is applied in the horizontal and vertical directions to prevent the image from being out of focus and blurring in the periphery. The edge of the blurred image portion projected can be emphasized by performing the edge enhancement processing according to (1).
さらには、上記キーストン補正などにより投射サイズ(面積)が変更されることで、画面全体の明るさが変化してしまうことを防止するために、明るさを均一に保つように、適応的な輝度調整を行うこともできる。そして、画像処理部102は、投射される画像テクスチャーの周辺部が斜め線を含むような場合には、エッジジャギが目立たないように、局所的なハーフトーンを混入したり、局所的なローパスフィルタを施したりして、エッジジャギをぼかすことで、斜め線がギザギザな線として観察されるのを防止することもできる。
Furthermore, in order to prevent the brightness of the entire screen from changing due to the projection size (area) being changed by the keystone correction or the like, adaptive brightness is maintained so that the brightness remains uniform. Adjustments can also be made. Then, when the peripheral portion of the projected image texture includes an oblique line, the
画像処理部102から出力された画像データは、表示素子114に供給される。実際には、この画像データは、表示素子114を駆動する駆動回路に供給される。駆動回路は、供給された画像データに従い表示素子114を駆動する。
The image data output from the
回転制御部104は、例えば操作部14に対するユーザ操作に応じたCPU120からの命令に従い、回転機構部105に対して指示を出す。回転機構部105は、上述した駆動部32と、フォトインタラプタ51aおよび51bとを含む。回転機構部105は、回転制御部104から供給される指示に従い駆動部32を制御して、ドラム部10(ドラム30)の回転動作を制御する。例えば、回転機構部105は、回転制御部104から供給される指示に従い駆動パルスを生成して、例えばステッピングモータであるモータ40を駆動する。
The rotation control unit 104 issues an instruction to the
一方、回転制御部104に対して、回転機構部105から上述したフォトインタラプタ51aおよび51bの出力と、モータ40を駆動する駆動パルスとが供給される。回転制御部104は、例えばカウンタを有し、駆動パルスのパルス数を計数する。回転制御部104は、フォトインタラプタ51bの出力に基づき突起46aの検出タイミングを取得し、カウンタに計数されたパルス数を、この突起46aの検出タイミングでリセットする。回転制御部104は、カウンタに計数されたパルス数に基づき、ドラム部10(ドラム30)の角度を逐次的に求めることができ、ドラム部10の姿勢(角度)を取得できる。ドラム部10の角度を示す情報は、画像制御部103に供給される。このようにして、回転制御部104は、投射レンズ12の投射方向が変更された場合に、変更前の投射方向と変更後の投射方向との間の角度を導出することができる。
On the other hand, the rotation control unit 104 is supplied with the outputs of the above-described photointerrupters 51 a and 51 b and the drive pulse for driving the
画角制御部106は、例えば操作部14に対するユーザ操作に応じたCPU120からの命令に従い、投射レンズ12に対してズーム指示、つまり画角の変更指示を出す。投射レンズ12のレンズ駆動部は、このズーム指示に従いレンズを駆動し、ズーム制御を行う。画角制御部106は、ズーム指示、及びそのズーム指示に係るズーム倍率等から導出された画角に関する情報を画像制御部103に供給する。
The angle-of-
画像制御部103は、回転制御部104から供給される角度に関する情報および画角制御部106から供給される画角に関する情報とに基づき、画像切り出し部100による画像切り出し領域を指定する。このとき、画像制御部103は、画像データにおける切り出し領域を、投射レンズ12の変更の前後の投射方向間の角度に応じたライン位置に基づき指定する。
The
なお、上述では、画像切り出し部100、画像処理部102、画像制御部103、回転制御部104および画角制御部106がそれぞれ別個のハードウェアであるかのように説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、これら各部は、CPU120上で動作するプログラムのモジュールにより実現されてもよい。
In the above description, the
<画像データの切り出し処理>
次に、本実施形態に係る、画像制御部103および画像切り出し部100による、メモリ101に格納される画像データの切り出し処理について説明する。図5は、メモリ101に格納される画像データの切り出し処理を説明するための概念図である。図5(a)を参照し、メモリ101に格納される画像データ140から指定された切り出し領域の画像データ141を切り出す例について説明する。
<Cut out image data>
Next, a process for cutting out image data stored in the
メモリ101は、例えば垂直方向にライン単位、水平方向に画素単位でアドレスが設定され、ラインのアドレスは、画像(画面)の下端から上端に向けて増加し、画素のアドレスは、画像の左端から右端に向けて増加するものとする。
In the
画像制御部103は、画像切り出し部100に対して、メモリ101に格納されるQライン×P画素の画像データ140の切り出し領域として、垂直方向にラインq0およびラインq1をアドレス指定し、水平方向に画素p0およびp1をアドレス指定する。画像切り出し部100は、このアドレス指定に従い、メモリ101から、ラインq0〜q1の範囲内の各ラインを、画素p0〜p1にわたって読み出す。このとき、読み出し順は、例えば各ラインは画像の上端から下端に向けて読み出され、各画素は画像の左端から右端に向けて読み出されるものとする。メモリ101に対するアクセス制御の詳細については、後述する。
The
画像切り出し部100は、メモリ101から読み出した、ラインq0〜q1、ならびに、画素p0〜p1の範囲の画像データ141を画像処理部102に供給する。画像処理部102では、供給された画像データ141による画像のサイズを表示素子114のサイズに合わせる、サイズ変換処理を行う。一例として、表示素子114のサイズがRライン×S画素である場合、下記の式(1)および式(2)を共に満たす、最大の倍率mを求める。そして、画像処理部102は、画像データ141をこの倍率mで拡大し、図5(b)に例示されるように、サイズ変換された画像データ141’を得る。
m×(p1−p0)≦S …(1)
m×(q1−q0)≦R …(2)
The
m × (p 1 −p 0 ) ≦ S (1)
m × (q 1 −q 0 ) ≦ R (2)
次に、本実施形態による、投射角に応じた切り出し領域の指定(更新)について説明する。図6は、ドラム部10が0°姿勢、すなわち、投射角0°の場合の切り出し領域指定の例を示す。プロジェクタ装置(PJ)1において、画角αの投射レンズ12で、スクリーンなどの被投射媒体である投射面130に対して、投射角0°で画像1310を投射した場合の投射位置を、投射レンズ12から投射される光の光束中心に対応する位置Pos0とする。また、投射角0°では、メモリ101に格納される画像データの、投射角0°の姿勢で投射を行うように予め指定された領域の下端のラインSから、ラインLまでの画像データによる画像が投射されるものとする。ラインSからラインLの領域には、ライン数lnのラインが含まれるものとする。ライン数lnは、例えば表示素子114の垂直方向の画素数すなわちライン数に対応する。
Next, designation (update) of a cutout area according to the projection angle according to the present embodiment will be described. FIG. 6 shows an example of clip region designation when the
画像制御部103は、画像切り出し部100に対して、メモリ101に格納される画像データ140のラインSからラインLまでを切り出して読み出すように指示する。なお、ここでは、水平方向には、画像データ140の左端から右端までを全て読み出すものとする。画像切り出し部100は、画像制御部103の指示に従い、画像データ140のラインS〜Lの領域を切り出し領域に設定し、設定された切り出し領域の画像データ141を読み出して画像処理部102に供給する。投射面130には、画像データ140のラインSからラインLまでの、ライン数lnの画像データ1410による画像1310が投射される。この場合、画像データ140の全領域のうち、ラインLから上端のラインまでに係る領域の画像データ142による画像は、投射されないことになる。
The
次に、例えば操作部14に対するユーザ操作によりドラム部10が回転され、投射レンズ12の投射角が角度θとなった場合について説明する。本実施形態では、ドラム部10が回転され投射レンズ12による投射角が変化した場合に、投射角θに応じて画像データ140のメモリ101からの切り出し領域を変える。
Next, for example, the case where the
投射角θに対する切り出し領域の設定について、図7を用いてより具体的に説明する。例えばドラム部10を、投射レンズ12による投射位置が0°姿勢から正方向に回転させ、投射レンズ12の投射角が角度θ(>0°)になった場合について考える。この場合、投射面130に対する投射位置が、投射角0°の投射位置Pos0に対して上方の投射位置Pos1に移動する。このとき、画像制御部102は、画像切り出し部100に対して、メモリ101に格納される画像データ140に対する切り出し領域を、次の式(3)および式(4)に従い指定する。式(3)は、切り出し領域の下端のラインRSを示し、式(4)は、切り出し領域の上端のラインRLを示す。
RS=θ×(ln/α)+S …(3)
RL=θ×(ln/α)+S+ln …(4)
The setting of the cut-out area with respect to the projection angle θ will be described more specifically with reference to FIG. For example, consider a case in which the projection position of the
R S = θ × (ln / α) + S (3)
R L = θ × (ln / α) + S + ln (4)
なお、式(3)および式(4)において、値lnは、投射領域内に含まれるライン数(例えば表示素子114のライン数)を示す。また、値αは投射レンズ12の画角、値Sは、図6を用いて説明した、0°姿勢における切り出し領域の下端のラインをそれぞれ示す。
In the expressions (3) and (4), the value ln indicates the number of lines included in the projection area (for example, the number of lines of the display element 114). Further, the value α indicates the angle of view of the
式(3)および式(4)において、(ln/α)は、画角αに含まれるライン数を示す。換言すれば、(ln/α)は、プロジェクタ装置1における単位角度当たりのライン数を示すことになる。したがって、θ×(ln/α)は、プロジェクタ装置1における、角度θに対応するライン数を表す。すなわち、式(3)および式(4)は、0°姿勢(角度θ=0°)に対して投射角が角度θだけ変化した場合の、メモリ101に対する読み出しアドレス(ライン)の変化に対応する。
In the expressions (3) and (4), (ln / α) represents the number of lines included in the angle of view α. In other words, (ln / α) indicates the number of lines per unit angle in the
このように、本実施形態においては、メモリ101から画像データ140を読み出す際のアドレスが、投射角θに応じて指定される。これにより、メモリ101から、画像データ140の、投射角θに応じた位置の画像データ1411が読み出され、読み出された画像データ1411に係る画像1311が、投射面130の投射角θに対応する投射位置Pos1に投射される。
As described above, in the present embodiment, an address for reading the
そのため、本実施形態によれば、表示素子114のサイズよりも大きいサイズの画像データ140を投射する場合に、投射される画像内の位置と、画像データ内の位置との対応関係が保たれる。また、ドラム30を回転駆動するためのモータ40の駆動パルスに基づき投射角θを求めているため、ドラム部10の回転に対して略遅延の無い状態で投射角θを得ることができると共に、投射画像や周囲の環境に影響されずに投射角θを得ることが可能である。
Therefore, according to the present embodiment, when
次に、投射レンズ12による光学ズームを行った場合の切り出し領域の設定について説明する。既に説明したように、プロジェクタ装置1の場合、レンズ駆動部が駆動され投射レンズ12の画角αが増加または減少されることで、光学ズームが行われる。光学ズームによる画角の増加分を角度Δとし、光学ズーム後の投射レンズ12の画角を画角(α+Δ)とする。
Next, the setting of the cut-out area when the optical zoom by the
この場合、光学ズームにより画角が増加しても、メモリ101に対する切り出し領域は変化しない。換言すれば、光学ズーム前の画角αによる投射画像に含まれるライン数と、光学ズーム後の画角(α+Δ)による投射画像に含まれるライン数は、同一である。したがって、光学ズーム後は、光学ズーム前に対して単位角度当たりに含まれるライン数が変化することになる。
In this case, even if the angle of view increases due to the optical zoom, the cutout area for the
光学ズームを行った場合の切り出し領域の指定について、図8を用いてより具体的に説明する。図8の例では、投射角θの状態で、画角αに対して画角Δ分を増加させる光学ズームを行っている。光学ズームを行うことで、投射面130に投射される投射画像は、例えば投射レンズ12に投射される光の光束中心(投射位置Pos2)を共通として、画像1312として示されるように、光学ズームを行わない場合に対して画角Δ分拡大される。
The designation of the cut-out area when optical zoom is performed will be described more specifically with reference to FIG. In the example of FIG. 8, optical zoom is performed to increase the angle of view Δ by the angle of view α in the state of the projection angle θ. By performing the optical zoom, the projected image projected on the
画角Δ分の光学ズームを行った場合、画像データ140に対して切り出し領域として指定されるライン数をlnラインとすると、単位角度当たりに含まれるライン数は、{ln/(α+Δ)}で表される。したがって、画像データ140に対する切り出し領域は、次の式(5)および式(6)により指定される。なお、式(5)および式(6)における各変数の意味は、上述の式(3)および式(4)と共通である。
RS=θ×{ln/(α+Δ)}+S …(5)
RL=θ×{ln/(α+Δ)}+S+ln …(6)
When the optical zoom for the angle of view Δ is performed, assuming that the number of lines designated as a cutout region for the
R S = θ × {ln / (α + Δ)} + S (5)
R L = θ × {ln / (α + Δ)} + S + ln (6)
画像データ140から、この式(5)および式(6)に示される領域の画像データ1412が読み出され、読み出された画像データ1412に係る画像1312が、投射レンズ12により、投射面130の投射位置Pos2に対して投射される。
From the
このように、光学ズームを行った場合には、単位角度当たりに含まれるライン数が光学ズームを行わない場合に対して変化し、投射角θの変化に対するラインの変化量が、光学ズームを行わない場合に比べて異なったものとなる。これは、メモリ101に対する投射角θに応じた読み出しアドレスの指定において、光学ズームにより増加した画角Δ分のゲインが変更された状態である。
As described above, when the optical zoom is performed, the number of lines included per unit angle changes compared to the case where the optical zoom is not performed, and the amount of change in the line with respect to the change in the projection angle θ performs the optical zoom. It will be different compared to the case without it. This is a state where the gain corresponding to the angle of view Δ increased by the optical zoom is changed in the designation of the read address corresponding to the projection angle θ with respect to the
本実施形態においては、メモリ101から画像データ140を読み出す際のアドレスは、投射角θと投射レンズ12の画角αに応じて指定される。これにより、光学ズームを行った場合であっても、投射すべき画像データ1412のアドレスを、メモリ101に対して適切に指定することができる。したがって、光学ズームを行った場合であっても、表示素子114のサイズよりも大きいサイズの画像データ140を投射する場合に、投射される画像内の位置と、画像データ内の位置との対応関係が保たれる。
In the present embodiment, the address for reading the
次に、画像の投射位置に対してオフセットが与えられた場合について、図9を用いて説明する。プロジェクタ装置1の使用に際して、必ずしも0°姿勢(投射角0°)が投射位置の最下端になるとは限らない。例えば図9に例示されるように、所定の投射角θofstによる投射位置Pos3を、最下端の投射位置にする場合も考えられる。この、画像データ140の最下端のラインを最下端とする画像を投射する際の投射角θを、オフセットによるオフセット角θofstとする。
Next, the case where an offset is given to the projection position of an image will be described with reference to FIG. When the
この場合、例えば、このオフセット角θofstを投射角0°と見做して、メモリ101に対する切り出し領域を指定することが考えられる。上述した式(3)および式(4)に当て嵌めると、下記の式(7)および式(8)のようになる。なお、式(7)および式(8)における各変数の意味は、上述の式(3)および式(4)と共通である。
RS=(θ−θofst)×(ln/α)+S …(7)
RL=(θ−θofst)×(ln/α)+S+ln …(8)
In this case, for example, it can be considered that the offset angle θ ofst is regarded as a projection angle of 0 °, and a cutout region for the
R S = (θ−θ ofst ) × (ln / α) + S (7)
R L = (θ−θ ofst ) × (ln / α) + S + ln (8)
ところで、上述した式(3)および式(4)による切り出し領域の指定方法は、投射レンズ12による投射を行う投射面130が、ドラム部10の回転軸36を中心とした円筒であると仮定した、円筒モデルに基づくものである。しかしながら、実際には、投射面130は、投射角θ=0°に対して90°の角をなす垂直な面(以下、単に「垂直な面」と呼ぶ)であることが多いと考えられる。画像データ140から同一のライン数の画像データを切り出して垂直な面に投射した場合、投射角θが大きくなるに連れ、垂直な面に投射される画像が縦方向に伸びることになる。そこで切り出し部のあとに画像処理部において次のような画像処理を施す。
By the way, the method for specifying the cut-out area according to the above-described formulas (3) and (4) assumes that the
図10および図11を用いて、垂直な面に対して投射される画像について説明する。図10において、位置Bをドラム部10の回転軸36の位置として、位置Bから距離rだけ離れた投射面Wに、投射レンズ12から画像を投射する場合について考える。
An image projected on a vertical plane will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In FIG. 10, consider a case where an image is projected from the
上述の円筒モデルでは、位置Bを中心とする半径rの弧Cを投射面として投射画像が投射される。弧Cの各点は、位置Bから等距離であり、投射レンズ12から投射される光の光束中心は、弧Cを含む円の半径となる。したがって、投射角θを0°のθ0からθ1、θ2、…と増加させても、投射画像は常に同じサイズで投射面に対して投射される。
In the above-described cylindrical model, a projection image is projected with an arc C having a radius r centered on the position B as a projection plane. Each point of the arc C is equidistant from the position B, and the light flux center of the light projected from the
一方、垂直な面である投射面Wに対して投射レンズ12から画像を投射する場合、投射角θをθ0からθ1、θ2、…と増加させると、投射レンズ12から投射された光の光束中心が投射面Wに照射される位置が、正接関数の特性に従い角度θの関数にて変化する。したがって、投射画像は、投射角θが大きくなるに連れ、下記の式(9)に示される比率Mに従い、上方向に伸びる。
M=(180×tanθ)/(θ×π) …(9)
On the other hand, when an image is projected from the
M = (180 × tan θ) / (θ × π) (9)
式(9)によれば、例えば投射角θ=45°の場合、約1.27倍の比率で投射画像が伸びることになる。また、投射面Wが半径rの長さに対してさらに高く、投射角θ=60°での投射が可能である場合、投射角θ=60°においては、約1.65倍の比率で投射画像が伸びることになる。 According to Expression (9), for example, when the projection angle θ = 45 °, the projection image is stretched at a ratio of about 1.27 times. In addition, when the projection surface W is higher than the length of the radius r and projection at the projection angle θ = 60 ° is possible, the projection is performed at a ratio of about 1.65 times at the projection angle θ = 60 °. The image will stretch.
また、投射面W上の投射画像におけるライン間隔も、図11に例示されるように、投射角θが大きくなるに連れ広くなる。この場合、1つの投射画像内における投射面W上の位置に応じて、上述の式(9)に従いライン間隔が広くなることになる。 In addition, the line interval in the projected image on the projection surface W also increases as the projection angle θ increases, as illustrated in FIG. In this case, according to the position on the projection surface W in one projection image, the line interval is widened according to the above equation (9).
そこで、プロジェクタ装置1は、投射レンズ12の投射角θに従って、上述の式(9)の逆数の比率で、投射を行う画像の画像データに対して縮小処理を行う。この縮小処理は、円筒モデルに基づいて切り取る画像データよりも大き目が望ましい。即ち、垂直な面である投射面Wの高さに依存するが、投射角θ=45°の場合、約1.27倍の比率で投射画像が伸びるので、その逆数の約78%程度に縮めることになる。そこで画像メモリを一杯に使い切るには、予め、22%程度以上、ライン数を多めに切り取っておき、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい領域を切り出し領域の画像を読み込んでおいて画像処理部に入力することが望ましい。
Therefore, the
一例として、画像制御部103は、プロジェクタ装置1に入力された画像データを画像切り出し部100によりメモリ101に格納する際に、当該画像データに対して、上述の式(9)の逆数の比率を用いて、画像データが投射される際の画像のライン毎に、当該画像データに対して予め縮小処理を施す。縮小処理は、θに依存して縮小率がライン(垂直方向の画素)に、数タップのローパスフィルタをかけて、ラインを間引く。正確にはローパスフィルタの帯域の制限値もθに依存して変更しなければならないが、最大のθに対応する縮小率で均一にフィルタの特性を決定したり、あるいは最大のθの、ほぼ1/2に対応する縮小率で均一にフィルタの特性を決定したり、するような一般的な線形補間を利用することができる。また、そのフィルタ処理の後、間引くラインにおいても、本来ならば画面内のθに依存してサブサンプリングしなければならないが、最大のθに対応する縮小率での均一に間引きをしたり、あるいは最大のθの、ほぼ1/2に対応する縮小率で均一に間引きを行うこともできる。ローパスフィルタも間引きも均一に行わないで少しでも正確に行う場合には、幾つかのエリアに分割して、そのエリア内のみ均一にするという方法によっても、よりよい特性を出すのに有効である。
As an example, when the
なお、この式(9)を利用した画像処理は、メモリ101に画像データを格納する際に行うのに限られない。この画像処理は、例えば画像処理部102で行ってもよい。
Note that the image processing using the formula (9) is not limited to being performed when image data is stored in the
なお、実際にプロジェクタ装置1が使用される環境では、投射面Wの高さに制限があり、ある高さの位置Aで90°折り返して面Rが形成される場合が多いと考えられる。この面Rも、プロジェクタ装置1の投射面として用いることができる。この場合、投射面Rに投射される画像は、投射角θをさらに大きくして、投射位置が位置Aを越えて真上方向(投射角θ=90°)に向かうのに連れて、上述した投射面Wに投射される画像とは逆の特性で縮むことになる。
In an environment where the
そのため、画像データによる画像を投射角0°および90°で投射する場合は、投射する画像データに対する式(9)を用いた縮小処理を行わないようにする。また、投射面Wの長さ(高さ)と、投射面Rの長さとが略等しい場合には、投射する画像データに対する式(9)を用いた縮小処理を、投射角0°から投射面Wの最上部の点Aまでの縮小処理と、点Aから投射角90°までの縮小処理とで対称の処理として実行する。これにより、画像制御部103におけるこの縮小処理に対する負荷を低減することができる。
Therefore, when an image based on image data is projected at the projection angles of 0 ° and 90 °, the reduction process using Expression (9) is not performed on the projected image data. In addition, when the length (height) of the projection surface W and the length of the projection surface R are substantially equal, the reduction process using the formula (9) for the image data to be projected is performed from the projection angle 0 ° to the projection surface. The reduction process to the uppermost point A of W and the reduction process from the point A to the projection angle of 90 ° are executed as symmetrical processes. Thereby, it is possible to reduce the load on the reduction processing in the
上述の例では、投射角θ=0°に対して90°の角をなす垂直な面を想定して説明を行った。ドラム部10の回転角によっては、投射角θ=0°に対して180°の角をなす平面に投射することも考えられる。画像データ140から同一のライン数の画像データを切り出してこの面に投射した場合、投射角θが大きくなるに連れ、投射される画像が縦方向に縮むことになる。そこで切り出し部のあとに画像処理部においては上述の説明とは逆の画像処理を施す。
In the above-described example, the description has been made on the assumption that a vertical surface forms an angle of 90 ° with respect to the projection angle θ = 0 °. Depending on the rotation angle of the
すなわち、投射角θをθ0からθ1、θ2、…と増加させると、投射部から投射面までの距離が小さくなるよう変化する。そこで、プロジェクタ装置1は、投射レンズ12の投射角θに従って、上述説明とは逆に、投射を行う画像の画像データに対して拡大処理を行うようにする。
That is, when the projection angle θ is increased from θ 0 to θ 1 , θ 2 ,..., The distance from the projection unit to the projection surface changes. Therefore, the
以上のように、投射装置1の画像切り出し部は、投射方向が第1の投射方向から第2の投射方向に変化するにつれて、投射部12から投射面までの距離が小さくなる場合には、切り出し画像データの画素毎に、投射角に基づいた拡大処理を施すようにしてもよい。
As described above, the image cutout unit of the
<メモリ制御について>
次に、図12〜図17を用いて、メモリ101のアクセス制御について説明する。画像データは、垂直同期信号VD毎に、画面上水平方向に各ライン毎に画像の左端から右端に向けて各画素が順次伝送され、各ラインは、画像の上端から下端に向けて順次伝送される。なお、以下では、画像データは、デジタルハイビジョン規格に対応した、水平1920画素×垂直1080画素(ライン)のサイズをもつ場合を例として説明する。
<About memory control>
Next, access control of the
以下では、メモリ101が、それぞれ独立してアクセス制御が可能な、4つのメモリ領域を含む場合のアクセス制御の例について説明する。すなわち、図12に示されるように、メモリ101は、それぞれ水平1920画素×垂直1080画素(ライン)のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリ101Y1および101Y2の各領域と、それぞれ水平1080画素×垂直画素1920(ライン)のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリ101T1および101T2の各領域がそれぞれ設けられている。以下、各メモリ101Y1、101Y2、101T1および101T2を、それぞれメモリY1、メモリY2、メモリT1およびメモリT2として説明する。
Hereinafter, an example of access control in the case where the
図13は、画像切り出し部100によるメモリ101に対するアクセス制御を説明するためのタイムチャートの一例である。図13(a)は、投射レンズ12の投射角θ、図13(b)は、垂直同期信号VDを示す。また、図13(c)は、画像切り出し部100に入力される画像データD1、D2、…の入力タイミング、図13(d)〜図13(g)は、それぞれメモリY1、Y2、T1およびT2に対する画像切り出し部100からのアクセスの例を示す。なお、図13(d)〜図13(g)において、「R」が付されているブロックは、読み出しを示し、「W」が付されているブロックは、書き込みを示す。
FIG. 13 is an example of a time chart for explaining access control to the
画像切り出し部100に対して、垂直同期信号VD毎に、それぞれ1920画素×1080ラインの画像サイズを持つ画像データD1、D2、D3、D4、D5、D6、…が入力される。各画像データD1、D2、…は、垂直同期信号VDに同期して、垂直同期信号VDの後から入力される。また、各垂直同期信号VDに対応する投射レンズ12の投射角を、それぞれ投射角θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6、…とする。投射角θは、このように垂直同期信号VD毎に取得される。
Image data D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5 , D 6 ,... Each having an image size of 1920 pixels × 1080 lines is input to the
先ず、画像切り出し部100に対して、画像データD1が入力される。本実施形態によるプロジェクタ装置1は、上述したように、ドラム部10を回転させることで投射レンズ12による投射角θを変化させて投射画像の投射位置を移動させると共に、投射角θに応じて画像データに対する読み出し位置を指定する。そのため、画像データは、垂直方向により長いと都合がよい。一般的には、画像データは、水平方向のサイズが垂直方向のサイズよりも大きいことが多い。そこで例えば、ユーザがカメラを90°回転させて撮像を行い、この撮像で得られた画像データをプロジェクタ装置1に入力することが考えられる。
First, image data D 1 is input to the
すなわち、画像切り出し部100に入力される画像データD1、D2、…による画像は、図14(a)にイメージとして示される画像160のように、画像の内容から判断して正しい向きの画像から90°回転された、横向きの画像とされている。
That is, the image by the image data D 1 , D 2 ,... Input to the
画像切り出し部100は、入力された画像データD1を、先ず、メモリY1に対して、画像データD1の入力タイミングに対応したタイミングWD1で書き込む(図13(d)のタイミングWD1)。画像切り出し部100は、画像データD1を、図14(b)の左側に示されるように、水平方向に向けてライン順にメモリY1に対して書き込む。図14(b)の右側に、こうしてメモリY1に書き込まれた画像データD1による画像161をイメージとして示す。画像データD1は、入力時の画像160と同じイメージの画像161として、メモリY1に書き込まれる。
The
画像切り出し部100は、図14(c)に示されるように、メモリY1に書き込んだ画像データD1を、当該画像データD1を書き込んだ垂直同期信号VDの次の垂直同期信号VDの開始と同時のタイミングRD1で、メモリY1から読み出す(図13(d)のタイミングRD1)。
As shown in FIG. 14C, the
このとき、画像切り出し部100は、画像データD1を、画像の左下隅の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に順次ラインを跨いで画素毎に読み出していく。画像の上端の画素を読み出すと、次は、垂直方向の読み出し開始位置の画素の右隣の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に各画素を読み出す。この動作を、画像の右上隅の画素の読み出しが終了するまで、繰り返す。
At this time, the
換言すれば、画像切り出し部100は、ライン方向を画像の下端から上端に向けた垂直方向として、メモリY1からの画像データD1の読み出しを、当該垂直方向のライン毎に、画像の左端から右端に向けて画素毎に順次読み出す。
In other words, the
画像切り出し部100は、このようにしてメモリY1から読み出した画像データD1の画素を、図15(a)の左側に示されるように、メモリT1に対して、ライン方向に向けて画素毎に順次書き込んでいく(図13(e)のタイミングWD1)。すなわち、画像切り出し部100は、メモリY1から例えば1画素を読み出す毎に、読み出したこの1画素をメモリT1に書き込む。
The
図15(a)の右側は、こうしてメモリT1に書き込まれた画像データD1による画像162のイメージを示す。画像データD1は、水平1080画素×垂直画素1920(ライン)のサイズとしてメモリT1に書き込まれ、入力時の画像160が時計回りに90°回転されて水平方向と垂直方向とが入れ替えられた画像162とされる。
The right side of FIG. 15A shows an
画像切り出し部100は、メモリT1に対して画像制御部103に指定された切り出し領域のアドレス指定を行い、当該切り出し領域として指定された領域の画像データをメモリT1から読み出す。この読み出しのタイミングは、図13(e)にタイミングRD1として示されるように、画像データD1が画像切り出し部100に入力されたタイミングに対して、2垂直同期信号VDの分だけ遅延することになる。
The
本実施形態によるプロジェクタ装置1は、上述したように、ドラム部10を回転させることで投射レンズ12による投射角θを変化させて投射画像の投射位置を移動させると共に、投射角θに応じて画像データに対する読み出し位置を指定する。例えば、画像データD1が、投射角θ1のタイミングで画像切り出し部100に入力される。この画像データD1による画像を実際に投射するタイミングにおける投射角θは、投射角θ1から、投射角θ1と異なる投射角θ3に変化していることが有り得る。
As described above, the
そのため、メモリT1から画像データD1を読み出す際の切り出し領域は、この投射角θの変化分を見込んで、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい範囲で読み出すようにする。 Therefore, cut-out area for reading image data D 1 from the memory T 1 is expected to change in the projection angle theta, to read out at a range greater than the area of the image data corresponding to an image to be projected.
図15(b)を用いてより具体的に説明する。図15(b)の左側は、メモリT1に格納される画像データD1による画像163のイメージを示す。この画像163において、実際に投射される領域を投射領域163aとし、他の領域163bは、非投射領域であるとする。この場合、画像制御部103は、メモリT1に対して、投射領域163の画像に対応する画像データの領域よりも、少なくとも、2垂直同期信号VDの期間で投射レンズ12による投射角θが最大に変化した場合の変化分に相当するライン数分大きい切り出し領域170を指定する。
This will be described more specifically with reference to FIG. The left side of FIG. 15B shows an image of the
画像切り出し部100は、画像データD1をメモリT1に書き込んだ垂直同期信号VDの次の垂直同期信号VDのタイミングで、この切り出し領域170からの画像データの読み出しを行う。こうして、投射角θ3のタイミングで、投射を行う画像データがメモリT1から読み出され、後段の画像処理部102を経て表示素子114に供給され、投射レンズ12から投射される。
The
画像切り出し部100に対し、画像データD1が入力された垂直同期信号VDの次の垂直同期信号VDのタイミングで、画像データD2が入力される。このタイミングでは、メモリY1は画像データD1が書き込まれている。そのため、画像切り出し部100は、画像データD2をメモリY2に書き込む(図13(f)のタイミングWD2)。このときの、画像データD2のメモリY2への書き込み順は、上述の画像データD1のメモリY1への書き込み順と同様であり、イメージも同様である(図14(b)参照)。
Image data D 2 is input to the
すなわち、画像切り出し部100は、画像データD2を、画像の左下隅の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に順次ラインを跨いで画素毎に画像の上端の画素まで読み出し、次に垂直方向の読み出し開始位置の画素の右隣の画素を読み出し開始画素として、垂直方向に各画素を読み出す(図13(f)のタイミングRD2)。この動作を、画像の右上隅の画素の読み出しが終了するまで、繰り返す。画像切り出し部100は、このようにしてメモリY2から読み出した画像データD2の画素を、メモリT2に対して、ライン方向に向けて画素毎に順次書き込んで(図13(g)のタイミングWD2)いく(図15(a)左側参照)。
That is, the
画像切り出し部100は、メモリT2に対して画像制御部103に指定された切り出し領域のアドレス指定を行い、当該切り出し領域としてされた領域の画像データを、図13(g)のタイミングRD2でメモリT2から読み出す。このとき、上述したように、画像制御部103は、メモリT2に対して、投射角θの変化分を見込んだ、投射される画像に対応する画像データの領域よりも大きい領域を切り出し領域170として指定する。
The
画像切り出し部100は、画像データD2をメモリT2に書き込んだ垂直同期信号VDの次の垂直同期信号VDのタイミングで、この切り出し領域170からの画像データの読み出しを行う。こうして、投射角θ2のタイミングで画像切り出し部100に入力された画像データD2における切り出し領域170の画像データが、投射角θ4のタイミングでメモリT2から読み出され、後段の画像処理部102を経て表示素子114に供給され、投射レンズ12から投射される。
The
以降、同様にして、画像データD3、D4、D5、…に対して、メモリY1およびT1の組と、メモリY2およびT2の組とを交互に用いて順次処理していく。 Thereafter, in the same manner, the image data D 3 , D 4 , D 5 ,... Are sequentially processed by alternately using the set of memories Y 1 and T 1 and the set of memories Y 2 and T 2. Go.
上述のように、本実施形態では、メモリ101に対して、水平1920画素×垂直1080画素(ライン)のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリY1、Y2の領域と、水平1080画素×垂直画素1920(ライン)のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリT1、T2の領域とをそれぞれ設けている。これは、一般に、画像メモリに用いられるDRAM(Dynamic Random Access Memory)は、水平方向のアクセスに対して、垂直方向のアクセスの方がアクセス速度が遅いためである。他の、水平方向と垂直方向とで同等のアクセス速度を得られる、ランダムアクセス容易なメモリを用いる場合、画像データに応じた容量のメモリを2面用いる構成としてもよい。
As described above, in the present embodiment, the area of the memories Y 1 and Y 2 used for writing / reading image data with a size of horizontal 1920 pixels × vertical 1080 pixels (lines) with respect to the
上述に限らず、画像切り出し部100に入力される画像データが水平1920画素×垂直1080画素(ライン)のサイズの場合に、図16(a)に示されるように、画像切り出し部100が当該画像データを、水平方向と垂直方向とを入れ替えずにメモリ101Y1(またはメモリ101Y2)に書き込み、画像制御部103が、図16(b)に示されるように、画像データの複数ラインの領域を切り出し領域171として指定することもできる。この場合、画像切り出し部100により切り出し領域171から読み出された画像データによる画像が、投射レンズ12から投射される。
Not limited to the above, when the image data input to the
また、画像制御部103は、メモリ101Y1に書き込まれた画像データに対して、図16(c)に示されるように、切り出し領域として任意の矩形領域172を指定することもできる。この場合、画像切り出し部100によりこの矩形領域172を切り出し領域としてメモリ101Y1から読み出された画像データが、画像処理部102に供給される。画像処理部102は、上述の説明のように、供給された画像データに対して画像処理を施し、切り出された領域の画像データが投射レンズ12から投射される。この図16(b)および図16(c)の場合、水平1920画素×垂直1080画素(ライン)のサイズで画像データの書き込み読み出しに用いられるメモリY1、Y2を順次切り替えて用いる。
Further, the
さらにこの場合、画像切り出し部100に入力された画像データを切り出す領域が予め設定されている場合、入力された画像データの全ての領域を例えばメモリ101Y1に書き込む必要は無い。すなわち、画像切り出し部100は、投射される画像に対応する領域内の画像データに対し、上述したアクセス制御により遅延する投射角θ分のラインを含めた画像データを加えた画像データを、例えばメモリY1に書き込むようにする。
Further in this case, if the area to cut out image data input to the
メモリT1およびT2に対する書き込みおよび読み出しも、同様である。すなわち、画像切り出し部100に入力された画像データを切り出す領域が予め設定されている場合、入力された画像データの全ての領域を例えばメモリT1に書き込む必要は無い。すなわち、画像切り出し部100は、図17(a)に示されるように、投射される画像に対応する領域内の画像データに対し、上述したアクセス制御により遅延する投射角θ分のラインを加えた画像データ173を、例えばメモリT1に対して書き込むようにする。読み出しの場合も同様に、画像切り出し部100は、例えばメモリT1に書き込まれた画像データ173のみを読み出す。
The same applies to writing to and reading from the memories T 1 and T 2 . That is, when an area for cutting out the image data input to the
また、画像切り出し部100に入力された、水平1920画素×垂直1080画素(ライン)のサイズの画像データの水平方向と垂直方向とを、図14を用いて説明した方法により入れ替えてメモリT1に書き込んだ場合(図17(c)参照)に、画像制御部103は、メモリT1に対して、図17(d)に示されるように、切り出し領域として任意の矩形領域174を指定することもできる。この場合、画像切り出し部100によりこの矩形領域174を切り出し領域としてメモリ101T1から読み出された画像データが、画像処理部102に供給される。画像処理部102は、上述の説明のように、供給された画像データに対して画像処理を施し、切り出された領域の画像データが投射レンズ12から投射される。
Further, the horizontal direction and the vertical direction of image data having a size of horizontal 1920 pixels × vertical 1080 pixels (lines) input to the
<画像データの投射を行う処理の流れ>
次に、図18のフローチャートを用いてプロジェクタ装置1において画像データによる画像を投射する際の処理の流れについて説明する。
<Flow of processing for projecting image data>
Next, the flow of processing when projecting an image based on image data in the
ステップS100で、画像データの入力に伴い、当該画像データによる画像の投射に係る各種設定値がプロジェクタ装置1に入力される。入力された各種設定値は、例えばCPU120に取得される。ここで取得される各種設定値は、例えば、画像データによる画像を回転させるか否か、すなわち、当該画像の水平方向と垂直方向とを入れ替えるか否かを示す値、画像の拡大率、投射の際のオフセット角θofstを含む。各種設定値は、プロジェクタ装置1に対する画像データの入力に伴い、データとしてプロジェクタ装置1に入力してもよいし、操作部14を操作することで入力してもよい。
In step S100, along with the input of the image data, various setting values relating to the projection of the image based on the image data are input to the
次のステップS100で、プロジェクタ装置1に対して、1フレーム分の画像データが入力され、画像切り出し部100により、入力された画像データが取得される。取得された画像データは、メモリ101に書き込まれる。
In the next step S100, image data for one frame is input to the
次のステップS102で、画像制御部103は、オフセット角θofstを取得する。次のステップS103で、画像制御部103は、切り出しサイズすなわち入力された画像データにおける切り出し領域のサイズを取得する。画像処理部103は、切り出し領域のサイズを、ステップS100で取得された設定値から取得してもよいし、操作部14に対する操作に応じて取得してもよい。次のステップS104で、画像制御部103は、投射レンズ12の画角αを取得する。画像制御部103は、投射レンズ12の画角αを、例えば画角制御部104から取得する。さらに、次のステップS105で、画像制御部103は、投射レンズ12の投射角θを、例えば回転制御部104から取得する。
In the next step S102, the
次のステップS106で、画像制御部103は、ステップS102〜ステップS105で取得されたオフセット角θofstと、切り出し領域のサイズと、画角αと、投射角θとに基づき、上述した式(3)〜式(8)を用いて、入力された画像データに対する切り出し領域を求める。画像制御部103は、画像切り出し部100に対して、求めた切り出し領域からの画像データの読み出しを指示する。画像切り出し部100は、画像制御部103からの指示に従い、メモリ101に記憶される画像データから切り出し領域内の画像データを読み出す。画像切り出し部100は、メモリ101から読み出した切り出し領域の画像データを画像処理部102に供給する。
In the next step S106, the
ステップS107で、画像処理部102は、画像切り出し部100から供給された画像データに対して、例えば上述した式(1)および式(2)に従いサイズ変換処理を施す。画像処理部102でサイズ変換処理を施された画像データは、表示素子114に供給される。表示素子114は、光源111からの光を画像データに従い変調して射出する。射出されたこの光は、投射レンズ12から投射される。
In step S107, the
次のステップS108で、CPU120は、上述のステップS101で入力された画像データの次のフレームの画像データの入力があるか否かを判定する。若し、次のフレームの画像データの入力があると判定された場合、CPU120は、処理をステップS101に戻し、当該次のフレームの画像データに対して上述したステップS101〜ステップS107の処理を行う。すなわち、このステップS101〜ステップS107の処理は、例えば画像データの垂直同期信号VDに従い、画像データのフレーム単位で繰り返される。したがって、プロジェクタ装置1は、投射角θの変化に対して、フレーム単位で各処理を追随させることができる。
In the next step S108, the
一方、ステップS108で、次のフレームの画像データが入力されないと判定した場合、CPU120は、プロジェクタ装置1における画像の投射動作を停止させる。例えば、CPU120は、光源111をオフにするように制御すると共に、回転機構部105に対してドラム部10の姿勢を初期姿勢に戻すように命令を出す。そして、CPU120は、ドラム部10の姿勢が初期姿勢に戻った後、光源111などを冷却するファンを停止させる。
On the other hand, if it is determined in step S108 that the image data of the next frame is not input, the
以上の通り、プロジェクタ装置1によれば、画像データの有する解像度を保持しながら、ユーザが、入力された画像データに係る画像における投射された被写体画像の位置を把握しやすい画像投射を行うことができる。
As described above, according to the
なお、上述の実施形態では、プロジェクタ装置1の備えるドラム部10は基台20に対して垂直方向にのみ回動され、投射レンズ12の投射方向が垂直方向にのみ変更されていく例を示したが、この回動ないし変更は垂直方向には限定されない。例えば、パン及びチルトが可能な構成を有し、水平ないし垂直方向に投射部の投射方向を変更可能な投射装置においても本発明を適用し、その効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the
1 プロジェクタ装置1
10 ドラム部
12 投射レンズ
14 操作部
20 基台
30 ドラム
32 駆動部
35,42a,42b,43 ギア
40 モータ
41 ウォームギア
50a,50b フォトリフレクタ
51a,51b フォトインタラプタ
100 画像切り出し部
101 メモリ
102 画像処理部
103 画像制御部
104 回転制御部
105 回転機構部
106 画角制御部
110 光学エンジン部
114 表示素子
120 CPU
140 画像データ
1
DESCRIPTION OF
140 Image data
Claims (3)
前記投射部の投射方向を第1の投射方向から第2の投射方向まで変更する投射方向変更部と、
前記第1の投射方向と、前記投射方向変更部が変更した投射方向との間の投射角を導出する投射角導出部と、
入力された入力画像データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記入力画像データの画像を、前記投射部が前記第1の投射方向から前記第2の投射方向に亘って投射する場合に、前記記憶部に記憶された前記入力画像データの画像の一部の領域を、少なくとも前記画角および該画角の可変分に対応する単位角度当たりの画素数と前記投射角とに基づいて切り出した切り出し画像データを、前記投射部が投射する前記画像データとして生成する画像切り出し部と
を備える
ことを特徴とする投射装置。 A projection unit that converts image data into light and projects the light at a variable angle of view;
A projection direction changing unit that changes the projection direction of the projection unit from the first projection direction to the second projection direction; and
A projection angle deriving unit for deriving a projection angle between the first projection direction and the projection direction changed by the projection direction changing unit;
A storage unit for storing input image data input;
An image of the input image data stored in the storage unit, when said projection portion is projected over the second projection direction from the first projection direction, said input stored before term memory unit The projection unit extracts cut-out image data obtained by cutting out a partial area of an image of image data based on at least the angle of view and the number of pixels per unit angle corresponding to the variable amount of the angle of view and the projection angle. A projection apparatus comprising: an image cutout unit that generates the image data to be projected.
ことを特徴とする請求項1に記載の投射装置。 When the distance from the projection unit to the projection surface increases as the projection direction changes from the first projection direction to the second projection direction, the projection angle is set for each pixel of the cut-out image data. The projection apparatus according to claim 1, further comprising an image processing unit that performs a reduction process based on the image processing unit.
ことを特徴とする請求項1に記載の投射装置。 As the projection direction changes from the first projection direction to the second projection direction, when the distance from the projection unit to the projection surface is reduced, the projection angle is set to the projection angle for each pixel of the cut-out image data. The projection apparatus according to claim 1, further comprising an image processing unit that performs an enlargement process based thereon.
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