JP6237816B2 - プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、投射面における投射画像の歪みを補正する処理を、複数回実行することが可能で、かつ、補正に係る演算処理の負荷を抑えることが可能なプロジェクター、及び、その制御方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、投射面に投射した補正用画像の状態に基づいて歪み補正を実行した場合に、補正用画像には歪み補正処理が反映されないで、歪み補正処理が完了されるまで補正用画像が投射されるので、歪み補正の処理を複数回行う際に、既に実行された補正を加味することなく歪み補正を行うことができる。これにより、投射面における投射画像の歪みを補正する処理を、複数回実行することが可能で、かつ、補正に係る演算処理の負荷を抑えることができる。
本発明によれば、複数回の歪み補正処理が行われる場合に、歪み補正処理が行われる毎に処理の結果が画像の投射状態に反映されるので、一連の歪み補正処理の完了を待たずに、歪み補正処理による画像の変化を即時的にユーザーに知らせることができる。
本発明によれば、歪み補正処理が行われる毎に、この処理の結果が画像の投射状態に反映されるとともに、画像の変化の度合いを抑えられる。これにより、複数回の歪み補正処理が行われる場合に、歪み補正処理による画像の変化を即時的にユーザーに知らせることができ、かつ、画像の変化の度合いを抑えることでユーザーの不快感を防止できる。
本発明によれば、複数回の歪み補正処理が行われる場合に、歪み補正処理が行われる毎に処理の結果を反映した画像の形状を示すので、一連の歪み補正処理の完了を待たずに、歪み補正処理による画像の変化をユーザーに知らせることができる。また、歪み補正処理の結果を反映した画像の形状を求める処理は画像を変形させる処理に比べて負荷が軽いため、歪み補正処理に係る負荷を軽減できる。
本発明によれば、歪み補正処理を速やかに開始して、例えば複数回の歪み補正処理を、処理の負荷を抑えて実行できる。
本発明によれば、条件が整うまで歪み補正処理を継続して実行することで、投射画像の歪みを、確実に、かつ高精度に補正できる。
本発明によれば、投射面に投射した補正用画像の状態に基づいて歪み補正を実行した場合に、補正用画像には歪み補正処理が反映されないで、歪み補正処理が完了されるまで補正用画像が投射されるので、歪み補正の処理を複数回行う際に、既に実行された補正を加味することなく歪み補正を行うことができる。これにより、投射面における投射画像の歪みを補正する処理を、複数回実行することが可能で、かつ、補正に係る演算処理の負荷を抑えることができる。
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係るプロジェクター100の全体構成を示すブロック図である。プロジェクター100は、内蔵する画像記憶部171に記憶した画像データ、または、パーソナルコンピューターや各種映像プレーヤー等の外部の画像供給装置(図示略)から入力される画像データに基づいて、スクリーンSCに画像を投射する。本実施例では、スクリーンSCはほぼ直立しており、スクリーン面は矩形形状とされている。
プロジェクター100に入力される画像データは、動画像(映像)のデータであっても静止画像のデータであってもよく、プロジェクター100は映像をスクリーンSCに投射することも、静止画像をスクリーンSCに投射し続けることも可能である。以下の実施形態では、外部の画像供給装置からケーブル200を介して入力されたアナログ画像信号に基づいて画像を投射する場合を例に挙げて説明する。
レンズ駆動部154は、CPU120の制御に従ってズーム調整用モーター152及びフォーカス調整用モーター153を駆動して、ズーム調整及びフォーカス調整を行う。
ROM170は、上述した各処理部を実現するためにCPU120が実行するプログラムや、当該プログラムに係るデータ等を記憶する。また、ROM170は、投射部101により投射する画像を記憶する画像記憶部171、及び、上記の歪み補正処理に用いる補正パターンを記憶した補正パターン記憶部172を備えている。
なお、動き検出部185に閾値が設定され、動き検出部185の検出値が閾値を超えた場合、及び、動き検出部185の検出値が閾値以下となって待機時間が経過した場合に、動き検出部185がCPU120に検出信号を出力する構成としてもよく、この場合、CPU120の負荷を軽減できる。
操作部195は、例えばプロジェクター100の本体に配置された操作パネルの操作子(図示略)により構成される。操作部195は、上記操作子に対する操作を検出すると、操作子に対応する操作信号をCPU120に出力する。この操作子としては、電源ON/OFFを指示するスイッチや、歪み補正処理開始を指示するスイッチ等がある。
投射制御部121は、A/D変換部110が出力する画像データに基づいて、投射部101により画像を投射する動作を制御する。具体的には、投射制御部121は、プロジェクター100の電源オン/オフに伴い光源駆動部141によって光源140を点灯/消灯させる制御、A/D変換部110が出力する画像データを画像用プロセッサー131により処理させる制御等を行う。
また、投射制御部121は、補正制御部122が台形歪み補正部132を制御して、台形歪みを補正する歪み補正処理を開始及び終了させる機能を有する。ここで、補正制御部122は、台形歪み補正部132と協働して、補正手段として機能する。
そして、投射制御部121は、補正制御部122によって歪み補正処理を実行させる。補正制御部122は、画像記憶部171に記憶された補正パターンがスクリーンSCに投射された状態で投射画像を撮像部180により撮像させる。補正制御部122は、撮影画像データを撮影画像メモリー182から取得し、この撮影画像データに基づき、後述するズーム比算出部123、焦点距離算出部124、三次元測量部125、及び投射角算出部126の各処理部の働きにより投射角及び投射距離を算出させる。そして、この投射角に対応した制御データを画像用プロセッサー131に出力するとともに、投射距離に対応してレンズ駆動部154を制御し、フォーカス調整を行わせる。
また、補正制御部122は、ズーム比算出部123、焦点距離算出部124、三次元測量部125、及び投射角算出部126の各処理部の働きにより算出された投射角及び投射距離に基づいて、歪み補正処理を行うためのパラメーターを算出する。このパラメーターは、光変調装置130により描画される画像を、スクリーンSC上の投射画像の歪みを補償するように変形させるためのパラメーターであって、変形の方向、変形量等を定義するデータである。補正制御部122は、算出したパラメーターを台形歪み補正部132に出力し、台形歪み補正部132によって歪み補正処理を実行させる。
画像用プロセッサー131が備える台形歪み補正部132は、補正制御部122から入力されるパラメーターに従って、A/D変換部110が出力した画像データの画像を変形させる処理を行う。
重畳処理部133は、補正パターン記憶部172に記憶された補正パターンを投射画像に重畳させる機能を有する。ここで、重畳処理部133は、台形歪み補正部132の後段に接続されており、重畳処理部133には台形歪み補正部132の処理後の画像データが入力される。このため、台形歪み補正部132が歪み補正処理を行っている場合も、歪み補正処理を行っていない場合も、重畳処理部133は、台形歪み補正部132を経た画像データに補正パターンを重畳する。また、この構成により、重畳処理部133が補正パターンを重畳した画像に対して、歪み補正処理が施されることはない。つまり、プロジェクター100が投射する補正パターンは、常に、歪み補正処理が施されていない状態である。
図2は、プロジェクター100が画像及び補正パターンを投射する動作を示す説明図である。図2(A)は画像の例を示し、(B)は補正パターンの例を示す。また、図2(C)は、光変調装置130が画像形成可能領域136に画像と補正パターンとを描画した例を示す。
台形歪み補正部132が歪み補正処理を行っていない状態で、重畳処理部133が補正パターン177を画像175に重畳すると、光変調装置130の画像形成可能領域136には、図2(C)に示す画像が描画される。図2(C)の例のように、歪み補正処理を行わない状態では、光変調装置130の画像形成可能領域136を広く使って画像が描画される。このため、画像形成可能領域136の全体に画像形成領域137が設けられ、この画像形成領域137に、画像175が形成(描画)される。また、画像形成領域137には、画像175に重畳して補正パターン177が描画されている。補正パターン177はマーカー177aを除いて透明であるため、画像175の上にマーカー177aが重なって描画されている。
スクリーンSCに投射される画像は、スクリーンSCに対するプロジェクター100の設置角により図3(A)に示すように台形歪みを生じる。図3(A)には、図2(C)に示したように画像175に補正パターン177を重畳した画像を投射した例を示す。この例では、画像175が歪んで投射されており、マーカー177aの位置は台形歪みに応じて矩形状の配置がずれている。
ここで、補正制御部122による歪み補正処理が実行されると、台形歪み補正部132が画像175を変形させる。これにより、画像用プロセッサー131から光変調装置駆動部134に出力される画像には変形した画像175が含まれるので、光変調装置130の画像形成領域137には、図3(B)に示すように変形した画像175が描画される。また、変形した画像175を矩形の画像形成可能領域136の内部に描画する必要があるので、画像175が描画される画像形成領域137は、画像形成可能領域136の一部である。
このため、スクリーンSCには、図3(C)に示すように、画像175は台形歪みが補正されて矩形で投射されるが、補正パターン177は、台形歪みの状態を残したままとなる。つまり、マーカー177aの位置は、台形歪みのない場合の位置からずれている。
このため、図3(C)に示すように歪み補正処理が行われた後で、さらに歪み補正処理を行う場合には、新たにスクリーンSCを撮像部180により撮影して、新しい撮影画像データからマーカー177aを検出し、パラメーターを算出する。
さらにまた、本実施形態では、投射部101が投射する画像に補正パターン177を重畳する処理を行う重畳処理部133が、歪み補正処理を行う台形歪み補正部132の後段に接続され、この重畳処理部133が重畳処理を行った画像が光変調装置駆動部134に出力され、光変調装置130に描画される。このため、プロジェクター100における処理の手順が、補正パターン177が歪み補正処理の影響を受けない手順となっているので、特段の処理を行うことなく、歪み補正処理で補正パターン177が変形しないようにすることができる。
プロジェクター100のCPU120は、プロジェクター100の電源がオンに切り換えられると、光源駆動部141を制御して光源140を点灯させる(ステップS11)。さらに、CPU120は、レンズ駆動部154を制御して投射光学系150における光学的な調整を実行させるとともに、画像用プロセッサー131によって、画像の明るさの調整や、指定されたカラーモードに合わせた調整等を実行させる(ステップS12)。その後、CPU120が備える投射制御部121は、A/D変換部110から出力される画像を投射する(ステップS13)。
投射開始後、投射制御部121は、歪み補正処理の開始条件が成立したか否かを判定する(ステップS14)。開始条件は上述したように、リモコン191または操作部195による開始指示操作があること、及び、動き検出部185の検出値が閾値を超えたことのいずれかである。歪み補正処理の開始条件が成立した場合(ステップS14;Yes)、投射制御部121は、補正パターン記憶部172に記憶された補正パターンを読み出して、重畳処理部133により画像に重畳させ、この補正パターンをスクリーンSCに投射させる(ステップS15)。
また、投射制御部121は、動き検出部185が検出したプロジェクター100の動き或いはリモコン191又は操作部195の操作に基づき、歪み補正処理の開始条件が成立したと判定するので、歪み補正処理を速やかに開始して、例えば複数回の歪み補正処理を、処理の負荷を抑えて実行できる。
さらに、投射制御部121は、プロジェクター100の動き或いは外部からの操作に基づき、歪み補正処理を完了する条件が成立したと判定するので、条件が整うまでの間、歪み補正処理を継続して実行し、投射画像の歪みを、確実に、かつ高精度に補正できる。さらに、複数回の歪み補正処理を行って、歪み補正処理の完了を待たずに補正した画像をスクリーンSCに投射するので、ユーザーに歪んだ画像を見せたままユーザーを待たせることがない。このため、歪み補正処理を完了する条件を厳しく設定しても利便性を損なうことがないので、より確実にプロジェクター100が静止した場合に歪み補正処理を完了するよう設定すれば、より確実に台形歪みを補正できる。
以下、本発明を適用した第2の実施形態について説明する。この第2の実施形態では、歪み補正処理を繰り返し実行する間、スクリーンSCに、歪み補正処理を施した画像ではなく、歪み補正処理後の画像の形状を示す輪郭線を投射する構成について説明する。なお、この第2の実施形態では、プロジェクター100の各部は上記第1の実施形態と同様に構成されるため、同符号を付して説明を省略する。
図5は、第2の実施形態におけるプロジェクター100が投射画像の歪みを補正する動作の例を示す説明図である。図5(A)は補正前のスクリーンSCへの投射例を示し、(B)は光変調装置130の画像形成可能領域136に形成される画像の例を示し、図5(C)は補正後のスクリーンSCへの投射例を示す。
この状態でスクリーンSCへの投射を行うと、図5(C)に示すように、補正された輪郭線138が矩形となってスクリーンSCに結像する。また、補正パターン177が補正されない形状で投射されている。
図6の動作において、プロジェクター100は、ステップS18で補正制御部122が台形歪み補正部132のパラメーターを更新した後、台形歪み補正部132は、更新されたパラメーターに従って、画像175の形状を変形させる処理を行い、その外形形状を決定し、輪郭線の画像を生成する(ステップS31)。
これにより、台形歪み補正部132は、画像175を構成する全ての画素について変換処理を行う必要がないので、歪み補正処理の負荷を大幅に軽減できる。このため、例えばステップS14で歪み補正処理の開始条件が成立してからステップS21で完了条件が成立するまでの間、短い周期で歪み補正処理を繰り返し実行して、スクリーンSCに投射する画像を更新できる。また、ユーザーにとっては、スクリーンSCに輪郭線138が投射されていれば、台形歪みの補正の状態が良好であるかどうかを知ることができるので、輪郭線138だけでもユーザーに十分な情報を提供できる。
また、上記各実施形態では、スクリーンSC上の画像に生じる台形歪みを補正する処理について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、いわゆる樽型歪みや糸巻き歪みと呼ばれる歪みを補正する処理にも本発明を適用可能である。
また、図1に示した各機能部は、プロジェクター100の機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。
Claims (9)
- 投射面に画像を投射する投射手段と、
前記投射手段が投射する画像の歪みを補正する歪み補正処理の開始条件が成立した場合に、前記投射手段によって、投射中の画像に重畳して補正用画像を投射させる制御手段と、
前記投射手段により前記投射面に投射された前記補正用画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記補正用画像の状態に基づいて、前記画像の歪みを補正する補正パラメーターを求める処理と、前記補正パラメーターを設定する処理とを含む前記歪み補正処理を行う補正手段と、を備え、
前記歪み補正処理の開始条件が成立してから、前記歪み補正処理を完了する条件が整うまでの間、前記撮像手段は、前記補正用画像の撮像を繰り返し、前記補正手段は、前記撮像手段により撮像された前記補正用画像の状態に基づいて前記補正パラメーターを求めて設定を更新する処理を繰り返し、
前記制御手段は、前記歪み補正処理の開始条件が成立してから、前記歪み補正処理を完了する条件が整うまでの間であって、前記補正手段が複数回の前記歪み補正処理を行う間、前記歪み補正処理の結果を反映しない状態で前記補正用画像を投射させること、
を特徴とするプロジェクター。 - 前記制御手段は、前記歪み補正処理の開始条件が成立してから、前記歪み補正処理を完了する条件が整うまでの間であって、前記補正手段が前記補正パラメーターを求める処理を複数回行う間、前記補正パラメーターを用いて前記画像の歪みを補正する処理の結果を反映しない状態で前記補正用画像を投射させること、
を特徴とする請求項1記載のプロジェクター。 - 前記制御手段は、前記補正用画像として複数のマーカーを含む補正パターンを前記投射手段によって投射させ、
前記歪み補正処理の開始条件が成立してから、前記歪み補正処理を完了する条件が整うまでの間であって、前記補正手段が前記補正パラメーターを求める処理を複数回行う間、前記補正パターンにおける前記マーカーの位置を変えないで前記補正パターンを投射させること、
を特徴とする請求項2記載のプロジェクター。 - 前記制御手段は、前記補正手段が前記歪み補正処理を実行した場合に、前記歪み補正処理の結果を反映しない状態で前記補正用画像を投射させる一方、投射中の前記画像の投射状態を前記歪み補正処理の結果を反映するように更新させることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のプロジェクター。
- 前記制御手段は、前記補正手段が前記歪み補正処理を実行した場合に、前記歪み補正処理の結果を反映しない状態で前記補正用画像を投射させる一方、投射中の前記画像の投射状態を、前記歪み補正処理を反映した状態と反映する前の状態との中間の状態になるように更新させることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のプロジェクター。
- 前記制御手段は、前記補正手段が前記歪み補正処理を実行した場合に、前記歪み補正処理の結果を反映しない状態で前記補正用画像を投射させるとともに、前記歪み補正処理後の前記画像の形状を示す投射を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のプロジェクター。
- 前記制御手段は、前記プロジェクターの動き或いは外部からの操作に基づき、前記歪み補正処理の開始条件が成立したと判定することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のプロジェクター。
- 前記制御手段は、前記プロジェクターの動き或いは外部からの操作に基づき、前記歪み補正処理を完了する条件が成立したと判定することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のプロジェクター。
- 投射面に画像を投射する投射手段を備えたプロジェクターの制御方法であって、
前記投射手段が投射する画像の歪みを補正する歪み補正処理の開始条件が成立した場合に、前記投射手段によって、投射中の画像に重畳して補正用画像を投射し、
前記投射手段により前記投射面に投射された前記補正用画像を撮像し、
撮像された前記補正用画像の状態に基づいて、前記画像の歪みを補正する補正パラメーターを求める処理と、前記補正パラメーターを設定する処理とを含む前記歪み補正処理を実行し、
前記歪み補正処理の開始条件が成立してから、前記歪み補正処理を完了する条件が整うまでの間、前記補正用画像の撮像を繰り返し、撮像された前記補正用画像の状態に基づいて前記補正パラメーターを求めて設定を更新する処理を繰り返し、
前記歪み補正処理の開始条件が成立してから、前記歪み補正処理を完了する条件が整うまでの間であって、複数回の前記歪み補正処理を行う間、前記歪み補正処理の結果を反映しない状態で前記補正用画像を投射させること、
を特徴とするプロジェクターの制御方法。
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