JP6364899B2 - プロジェクター、プロジェクターの制御方法、および、プログラム - 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、プロジェクターの投射画像について、直感的で簡単な操作により、幾何補正の態様を指定できるようにすることを目的とする。
本発明によれば、一次元的な量または数である変形量および変形量の偏りを指定することで、投射画像の幾何補正が実行される。このため、ユーザーは、直感的な操作によって、所望の幾何補正の態様を簡単に指定できる。
本発明によれば、幾何補正の態様を決定する変形量、および、変形量の偏りを、プロジェクターに対する操作によって指定することができる。
本発明によれば、ユーザーインターフェイスを用いて投射対象に対する所定方向における変形量、および、所定方向における変形量の偏りを指示することで、投射画像の幾何補正の態様を指定できる。操作する対象である変形量および変形量の偏りは、一次元的な量または数であるから、ユーザーインターフェイスの操作に基づいて投射画像が幾何補正された場合に、投射画像の形状変化と操作の内容との対応が明確で、わかりやすい。従って、直感的な操作が可能であり、所望の幾何補正の態様を簡単に指定できる。
本発明によれば、投射対象に対する所定方向における変形量、および、所定方向における変形量の偏りのそれぞれを、簡単に指定できる。
本発明によれば、より直感的で簡単な操作により幾何補正の態様を指定できる。
本発明によれば、投射対象の所定方向の幾何補正に加え、所定方向に直交する第2方向についても、直感的で簡単な操作により、幾何補正の態様を指定できる。
本発明によれば、一次元的な量または数である変形量および変形量の偏りを指定することで、投射画像の幾何補正が実行される。このため、ユーザーは、直感的な操作によって、所望の幾何補正の態様を簡単に指定できる。
本発明によれば、投射対象が円柱面様の曲がりを有し、この曲がりに起因して投射画像が歪みを生じている場合に、投射画像の歪みを、簡単な操作で補正させることができる。
本発明によれば、投射対象が円柱面様の曲がりを有し、この曲がりに起因して投射画像が歪みを生じている場合に、少ないパラメーターに基づいて投射画像の歪みを補正できる。このため、ユーザーは少数のパラメーターを指定すればよく、簡単な操作で歪みを補正できる。
本発明によれば、投射対象の所定方向の幾何補正に加え、所定方向に直交する第2方向についても、直感的で簡単な操作により、幾何補正の態様を指定できる。
本発明によれば、投射対象に対する光軸の傾きに起因する歪みを、第2方向に投射画像を変形させることにより、補正できる。
本発明によれば、直感的に入力可能な一次元的な量または数である変形量および変形量の偏りに基づいて、投射画像の幾何補正を実行できる。
本発明によれば、ユーザーによる変形量および変形量の偏りの指定を受け付けて、投射画像の幾何補正を実行するので、ユーザーは、所望の幾何補正の態様を簡単に指定できる。
本発明のプログラムをコンピューターが実行することにより、直感的に入力可能な一次元的な量または数である変形量および変形量の偏りに基づいて、投射画像の幾何補正を実行できる。
本発明のプログラムをコンピューターが実行することにより、ユーザーによる変形量および変形量の偏りの指定を受け付けて、投射画像の幾何補正を実行するので、ユーザーは、所望の幾何補正の態様を簡単に指定できる。
図1は、実施形態に係るプロジェクター1のブロック図である。
プロジェクター1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3に接続され、この画像供給装置3から入力される入力画像データDに基づく画像を対象物体(投射対象)に投射する装置である。画像供給装置3としては、ビデオ再生装置、DVD(Digital Versatile Disk)再生装置、テレビチューナー装置、CATV(Cable television)のセットトップボックス、ビデオゲーム装置等の映像出力装置、パーソナルコンピューター等が挙げられる。また、対象物体は、建物や物体など、一様に平らではない物体であってもよいし、スクリーンSCや、建物の壁面等の平らな投射面を有するものであってもよい。本実施形態では、投射対象として、スクリーンSCに投射する場合を例示する。スクリーンSCは、後述するように、平面または曲面である。
光源部11は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、LED(Light Emitting Diode)等からなる光源を備えている。また、光源部11は、光源が発した光を光変調装置12に導くリフレクターおよび補助リフレクターを備えていてもよい。また、光源部11は、投射光の光学特性を高めるためのレンズ群(不図示)、偏光板、或いは光源が発した光の光量を光変調装置12に至る経路上で低減させる調光素子等を備えたものであってもよい。
光変調装置12は、光源部11から射出された光を画像データに基づいて変調する変調手段に相当する。光変調装置12は、液晶パネルを用いた構成とする。光変調装置12は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルを備え、これら複数の画素により画像を形成し、形成した画像によって光源が発した光を変調する。光変調装置12は、光変調装置駆動部23によって駆動され、マトリクス状に配置された各画素における光の透過率を変化させることにより、画像を形成する。
投射光学系13は、投射する画像の拡大・縮小および焦点の調整を行うズームレンズ、フォーカスの調整を行うフォーカス調整機構等を備えている。投射光学系13は、光変調装置12で変調された画像光を対象物体に投射して結像させる。
光源駆動部22は、制御部30の制御に従って光源部11が備える光源を駆動する。光変調装置駆動部23は、制御部30の制御に従って、後述する画像処理部25から入力される画像信号に従って光変調装置12を駆動し、液晶パネルに画像を描画する。
記憶部54は、フラッシュメモリー、EEPROM等の不揮発性のメモリーである。
制御部30は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えて構成される。制御部30は、CPUによって、ROMに記憶した基本制御プログラム、および、記憶部54に記憶された制御プログラムを実行することにより、プロジェクター1を制御する。また、制御部30は、記憶部54が記憶する制御プログラムを実行することにより、投射制御部31、補正制御部32、補正演算部33の機能を実行する。
また、プロジェクター1は、ユーザーが使用するリモコン5を有する。リモコン5は各種のボタンを備えており、これらのボタンの操作に対応して赤外線信号を送信する。プロジェクター1の本体には、リモコン5が発する赤外線信号を受光するリモコン受光部52が配置されている。リモコン受光部52は、リモコン5から受光した赤外線信号をデコードして、リモコン5における操作内容を示す操作信号を生成し、制御部30に出力する。
画像処理部25が実行する処理は、例えば、解像度変換処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等である。画像処理部25は、制御部30により指定された処理を実行し、必要に応じて、制御部30から入力されるパラメーターを使用して処理を行う。また、上記のうち複数の処理を組み合わせて実行することも勿論可能である。
OSD処理部251は、制御部30の制御に従って、入力画像データDに基づく画像に別の画像を重畳して合成する処理を行い、OSD画像を生成する。投射部10は、OSD処理部251により生成されたOSD画像を投射する。OSD処理部251は、制御部30の制御により、例えば、記憶部54に予め記憶されたOSDデータ541を読み出して、入力画像データDに基づく画像に重畳する。
OSDデータ541は、プロジェクター1の機能に係る設定を行うためのメニュー画面を構成する画像や、後述するユーザーインターフェイス120(図4)を構成する画像である。OSD処理部251の機能により、メニュー画面やユーザーインターフェイス120がOSD画像として投射されている場合、リモコン5や操作パネル51の操作により、各種の設定を行うことができる。
補正制御部32は、例えば、入力処理部53がリモコン5や操作パネル51による幾何補正処理の指示を検出する。幾何補正処理の指示を示す操作データが入力された場合、補正制御部32は、OSD処理部251に対して、幾何補正用のユーザーインターフェイスのOSDデータ541をOSD画像として表示する指示を出力する。ここで、OSDデータ541が複数の画像データを含む場合、補正制御部32は、OSDデータ541の含まれる画像データのうち使用する画像データを指定してもよい。また、補正制御部32が、記憶部54から、使用するOSD画像の画像データを取得してOSD処理部251に出力してもよい。また、補正制御部32が、記憶部54を制御して、OSDデータ541をOSD処理部251に出力させてもよい。補正制御部32が出力させるOSDデータ541は、後述するユーザーインターフェイス120のデータである。
補正制御部32は、ユーザーインターフェイス120が投射部10により投射されている状態で、ユーザーがリモコン5または操作パネル51を操作した場合に、操作内容を取得して解析する。補正制御部32は、ユーザーインターフェイス120を用いて入力された量を補正演算部33に渡して、演算処理を実行させる。
図2は、幾何補正処理の対象となる投射画像の歪みの例を示す図である。(a)はプロジェクター1が平面のスクリーンSCに投射した状態を示す概略平面図である。(b)および(c)はプロジェクター1が曲面のスクリーンSC1,SC2に投射した状態を示す概略平面図である。(a)、(b)、(c)の状態における投射画像を、(d)、(e)、(f)に示す。また、(d)、(e)、(f)には、スクリーンSC、SC1、SC2における垂直方向を符号Vの矢印で示し、水平方向を図中符号Hの矢印で示す。
(b)のように、プロジェクター1側に凸の曲面を構成するスクリーンSC1に画像を投射すると、投射画像102は(e)のように上下に膨出した形状となる。投射画像102の上辺111は上方に凸となる曲線であり、下辺112は下方に凸となる曲線である。投射画像102の左右の側辺はほぼ直線状である。
また、(c)のように、プロジェクター1側に凹の曲面を構成するスクリーンSC2に画像を投射すると、投射画像103は(f)のように上下で凹む形状となる。投射画像103の上辺114は下向きに凸となる曲線であり、下辺115は上方に凸となる曲線である。投射画像103の左右の側辺はほぼ直線状である。
プロジェクター1がスクリーンSC、SC1、SC2の真正面から画像を投射し、光軸PがスクリーンSC、SC1、SC2の垂線Qと平行になる場合、光軸Pは投射範囲の中央に位置し、bはaの半分であり、b/a=1/2となる。プロジェクター1がスクリーンSC、SC1、SC2に対して、図に符号Aで示す方向に傾くと、aとbの割合が変化する。図3(a)に示すように、aとbに関係するプロジェクター1の傾きは仰角であり、以下はあおり角と呼ぶ。あおり角が上向きになるとaに対するbの比が小さくなり、b/aの値は小さくなる。また、あおり角が下向きになるとaに対するbの比が大きくなり、b/aの値は大きくなる。
(c)はあおり角が下向きであり、b/a>1/2の例を示す。(c)では、投射画像103の上辺114の曲がりが小さく、下辺115の曲がりが大きい。また、(d)はあおり角が上向きであり、b/a<1/2の例を示す。(d)では、投射画像103の上辺114の曲がりが大きく、下辺115の曲がりが小さい。スクリーンSC1に画像を投射する場合、上辺111、下辺112は図3(b)、(c)、(d)とは逆側の曲線となるが、上辺111、下辺112の曲がりの大きさの比については上記と同様である。
このように、b/aの値は、上辺114と下辺115の曲がり方の違いの指標として利用できる。曲がり方の違いは、変形量の偏りともいうことができる。
そこで、本実施形態では、後述するユーザーインターフェイス120により、b/aの値を入力できるようにし、このb/aの値に基づき、プロジェクター1が幾何補正処理を行うようにする。
図4に示すユーザーインターフェイス120は、投射部10によってスクリーンSC、SC1、SC2に投射される。ユーザーインターフェイス120は、R/Lを指定するためのスライドバー表示部121(第1のユーザーインターフェイス)と、b/aを指定するためのスライドバー表示部125(第2のユーザーインターフェイス)とを有する。
スライドバー表示部121の右側は、「凹」と表示されているように、投射画像の上辺と下辺とが凹になる側の変形を指示する。この指示は、例えば、投射画像を、図2(f)に示す形状に変形させる指示であり、R/Lの値を負の方向に変化させる。バー122が右側に寄っているほど、R/Lの値が正の方向に大きくなるので、投射画像の上辺および下辺が内側に凸となる(嵌入する)方向に、大きく変形する。
スライドバー表示部125の左側は、「下」と表示されているように、プロジェクター1の本体を下に向ける場合と同様の変形を指示する。プロジェクター1の本体のあおり角を下向きにすると、投射画像は図3(c)に示す形状に変形する。つまり、バー126を左側に移動させる指示は、投射画像の下辺の曲がりを大きくする変形の指示に相当し、この指示によりb/aの値は大きくなる。従って、バー126が左側に寄っているほど、投射画像の上辺の曲がりが小さく、下辺の曲がりが大きく変形する。
一方、スライドバー表示部125の右側は、「上」と表示されているように、プロジェクター1の本体を上に向ける場合と同様の変形を指示する。プロジェクター1の本体のあおり角を上向きにすると、投射画像は図3(d)に示す形状に変形する。つまり、バー126を右側に移動させる指示は、投射画像の上辺の曲がりを大きくする変形の指示に相当し、この指示によりb/aの値は小さくなる。従って、バー126が右側に寄っているほど、投射画像の下辺の曲がりが小さく、上辺の曲がりが大きく変形する。
制御部30は、リモコン5または操作パネル51の操作に従って、幾何補正処理を開始する(ステップS11)。まず、補正制御部32が、OSD処理部251に対して、ユーザーインターフェイス120(図4)を表示するためのOSD表示を指示し、OSD処理部251はOSDデータ541を読み出して、ユーザーインターフェイス120を投射する(ステップS12)。
図6は、幾何補正処理の説明図であり、投射画像に8点の代表点を設けた場合を例に挙げて、座標変換の様子を示す。また、図7は、図6の8点の代表点について、移動先座標を定める移動先座標テーブル542の構成例を示す図である。
プロジェクター1が実行する幾何補正処理は画素領域12aに表示される画像を変形させる処理であり、具体的には、変形前の画像を構成する画素の座標を、別の座標に変換する処理である。この変換処理によって、代表点の座標は、(x0,y0)、(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)、(x5,y5)、(x6,y6)、(x7,y7)に変換される。
移動先座標テーブル542は、パラメーターR/Lの値に対応して、代表点(X0,Y0)、(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)、(X5,Y5)、(X6,Y6)、(X7,Y7)の移動先の座標を定めたテーブルである。移動先座標テーブル542では、離散化されたR/Lに対する8点の移動先座標があらかじめ計算され、設定されている。図6の例では、R/Lの8点座標を(x0(R/L),y0(R/L))〜(x7(R/L),y7(R/L))と表記する。
移動先座標テーブル542は、b/aの値ごとに用意され、記憶部54に記憶される。例えば図7に示す移動先座標テーブル542は、a:b=5:5(b/a=1)に対応し、他のb/aの値に対応する移動先座標テーブル542が、それぞれ記憶部54に記憶されている。
ここで、補正演算部33は、補正制御部32が取得したb/aの値に対応するだけでなく、取得したb/aに近い値に対応する移動先座標テーブル542を読み出す。さらに、補正演算部33は、補正制御部32が取得したR/Lの値に加え、このR/Lに近い別の値のR/Lに対応する移動先座標を取得する。例えば、補正演算部33は、補正制御部32が取得したb/aに近い4つの移動先座標テーブル542を参照して、補正制御部32が取得したR/Lに近い4つのR/Lの値に対応する移動先座標を取得する。この場合、取得される移動先座標は4組存在する。
補正演算部33は、取得した4組の移動先座標を補間する演算を行って、実際の8つの代表点の移動先座標を算出する(ステップS15)。
x=A?X2Y+B?XY2+C?XY+D?X2+E?Y2+F?X+G?Y+H …(1)
y=I?X2Y+J?XY2+K?XY+L?X2+M?Y2+N?X+O?Y+P …(2)
上記式(1)、(2)の補正パラメーターA〜Pは、8点の移動先座標を(x,y)に代入し、補正前の座標を(X,Y)に代入し、連立方程式を解くことで求めることができる。
その後は、補正部252は確定されたテーブルを用いて常時座標を変換するので、投射画像は、幾何補正された形状を保持する。
また、ユーザーは、プロジェクター1が備える操作部としてのリモコン5及び操作パネル51の操作により、投射対象に対する所定方向における変形量、及び所定方向における変形量の偏りを指定できる。
また、プロジェクター1は、投射部10により、投射画像の幾何補正に係るユーザーインターフェイス120を投射する。ユーザーは、ユーザーインターフェイス120を用いて投射対象に対する所定方向における変形量、および、所定方向における変形量の偏りを指示でき、投射画像の幾何補正の態様を指定できる。このユーザーインターフェイス120で指定する変形量および変形量の偏りは、一次元的な量または数であるから、投射画像の形状変化と操作の内容との対応が明確で、わかりやすい。従って、直感的な操作が可能であり、所望の幾何補正の態様を簡単に指定できる。
また、スライドバー表示部121、125はスライドバー型のインターフェイスであるため、より直感的で簡単な操作により幾何補正の態様を指定できる。
また、補正制御部32および補正演算部33の制御と補正部252の処理により、投射対象であるスクリーンSC1,SC2を円柱面とみなした場合の円柱面と投射部との距離Lおよび円柱面の底面の半径Rに基づき、補正を投射部の投射画像を補正する。より具体的には、投射対象を、プロジェクター1に対向する側が凸または凹の円柱面とみなした場合の距離Lおよび半径Rに基づき、投射画像を補正する。このため、円柱面様の曲がりを有する投射対象を用い、投射対象の曲がりに起因して投射画像が歪みを生じている場合に、投射画像の歪みを、簡単な操作で補正させることができる。
プロジェクター1の補正制御部32は、幾何補正の実行が指示された場合に、OSDデータ541(図1)に基づいて携帯端末装置4用の画像データを生成して、携帯端末装置4に送信する。携帯端末装置4の制御部(図示略)は、プロジェクター1から画像データを受信して、表示画面41に表示する。このユーザーインターフェイス120は、例えば、上記実施形態と同様に、スライドバー表示部121、125を有し、バー122、126の操作により、R/Lおよびb/aを指定可能なものとすることができる。
さらに、携帯端末装置4がプロジェクター1に画像データを送信して、プロジェクター1が、画像データを受信し、受信した画像データに基づく画像をスクリーンSC、SC1、SC2に投射する構成としてもよい。この場合、上述した補正制御部32、補正演算部33、および画像処理部25による処理の全て、または一部を、携帯端末装置4が実行してもよい。
また、図1に示した各機能部は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る機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、プロジェクター1の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
Claims (14)
- 投射対象に画像を投射する投射部と、
前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りに基づいて前記投射部の投射画像の幾何補正を実行する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記投射対象を円柱面とみなした場合の前記円柱面と前記投射部との距離および前記円柱面の半径に基づき、前記投射部の投射画像を補正すること、
を特徴とするプロジェクター。 - 前記補正部は、前記投射対象を、前記投射部に対向する側が凸または凹の円柱面とみなした場合の前記円柱面と前記投射部との距離および前記円柱面の半径に基づき、前記投射部の投射画像を補正すること、を特徴とする請求項1記載のプロジェクター。
- 前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りの指定を受け付ける操作部を備えること、
を特徴とする請求項1または2記載のプロジェクター。 - 前記投射部は、前記変形量、及び前記偏りの指定を受け付けるためのユーザーインターフェイスを投射すること、を特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のプロジェクター。
- 前記ユーザーインターフェイスは、
前記変形量を指示する第1のユーザーインターフェイスと、
前記偏りを指示する第2のユーザーインターフェイスと、を有すること、
を特徴とする請求項4記載のプロジェクター。 - 前記第1および第2のユーザーインターフェイスの少なくともいずれかは、スライドバー型のインターフェイスであること、を特徴とする請求項5記載のプロジェクター。
- 前記ユーザーインターフェイスは、前記所定方向に直交する第2方向における変形量を指示する第3のユーザーインターフェイスを有し、
前記補正部は、前記第3のユーザーインターフェイスの操作に応じて、前記第2方向における幾何補正を行うこと、を特徴とする請求項4から6のいずれかに記載のプロジェクター。 - 前記補正部は、前記投射画像を前記投射対象の前記所定方向に凸または凹となるように変形させること、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。
- 前記補正部は、前記所定方向に直交する第2方向における変形量に基づいて、前記第2方向における補正を行うこと、を特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のプロジェクター。
- 前記補正部は、水平方向に対する前記投射部の光軸の傾きに基づき、前記第2方向に前記投射部の投射画像を補正すること、を特徴とする請求項9記載のプロジェクター。
- 投射部により投射対象に画像を投射するプロジェクターの制御方法であって、
前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りに基づいて、投射画像の幾何補正を実行し、
前記幾何補正において、前記投射対象を円柱面とみなした場合の前記円柱面と前記投射部との距離および前記円柱面の半径に基づき、前記投射部の投射画像を補正すること、
を特徴とするプロジェクターの制御方法。 - 前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りの指定を受け付けて、受け付けた前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りに基づいて前記投射画像の幾何補正を実行すること、を特徴とする請求項11記載のプロジェクターの制御方法。
- 投射部により投射対象に画像を投射するプロジェクターを制御するコンピューターにより実行可能なプログラムであって、
前記コンピューターにより、
前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りに基づいて投射画像の幾何補正を実行させ、
前記幾何補正において、前記投射対象を円柱面とみなした場合の前記円柱面と前記投射部との距離および前記円柱面の半径に基づき、前記投射部の投射画像を補正させること、
を特徴とするプログラム。 - 前記コンピューターにより、前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りの指定を受け付けて、受け付けた前記投射対象に対する所定方向における変形量、及び前記所定方向における変形量の偏りに基づいて前記投射画像の幾何補正を実行させること、を特徴とする請求項13記載のプログラム。
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