KR20060107327A - 프로젝터의 사다리꼴 보정 - Google Patents

프로젝터의 사다리꼴 보정 Download PDF

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KR20060107327A
KR20060107327A KR1020060030739A KR20060030739A KR20060107327A KR 20060107327 A KR20060107327 A KR 20060107327A KR 1020060030739 A KR1020060030739 A KR 1020060030739A KR 20060030739 A KR20060030739 A KR 20060030739A KR 20060107327 A KR20060107327 A KR 20060107327A
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KR1020060030739A
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모리오 마츠모토
시키 후루이
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 스크린의 밝기의 분포에 따라서 스크린의 기울기에 기인하는 화상 왜곡 보정을 실시하는 프로젝터에 있어서, 보정의 로버스트성(Robustness)을 향상시키는 기술을 제공한다.
본 발명은 프로젝터이다. 이 프로젝터는 미리 상정된 가상 투영면과 현실의 투영면 사이의 경사에 의하여 발생하는 입력 화상에 대한 출력 화상의 왜곡을 보정한다. 이 보정은 보정용 화상이 투영된 현실의 투영면에서의 밝기의 피크 위치의 화상 투사부로부터 본 각도에 따라서 가상 투영면과 현실의 투영면 사이의 경사에 기인하는 화상의 왜곡량을 추정한다. 이 프로젝터에서는 피크 위치 이동량에 따라서 발생하는 화상 투사부로부터 피크 위치를 보는 각도의 변화량이 스크린의 경사 각도에 의해 가까워지도록 보정용 화상이 수정된다.
프로젝터, 가상 투영면, 보정용 화상, 화상 투사부, 피크 위치 이동량

Description

프로젝터의 사다리꼴 보정{PROJECTOR TRAPEZOIDAL CORRECTION}
도1은 본 발명의 일실시예로서의 액정 프로젝터(10)의 구성을 도시한 블록도.
도2는 본 발명의 실시예에서의 촬상부(撮像部)(250)의 촬상 상태를 도시한 설명도.
도3은 액정 프로젝터(10)가 점광원이라고 가정한 경우의 가상 투영면의 투사 상태를 도시한 설명도.
도4는 투사 광학계(130)의 광축에 대하여 각도 α(deg)로 기울어진 현실 스크린 SCr로의 투사 상태를 도시한 설명도.
도5는 본 발명의 제1 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리의 내용을 도시한 설명도.
도6은 본 발명의 제1 실시예에서의 촬상 명도 분포 산출 처리의 내용을 도시한 설명도.
도7은 본 발명의 제1 실시예에서의 보상량 산출 처리의 내용을 도시한 설명도.
도8은 본 발명의 제1 실시예에서의 이상(理想) 스크린 조도 분포와 이상 촬 상 명도 분포의 관계를 도시한 설명도.
도9는 본 발명의 실시예에서의 사다리꼴 왜곡 보정 처리의 루틴을 도시한 흐름도.
도10은 본 발명의 실시예에서의 피크 위치의 결정의 상태를 도시한 설명도.
도11은 본 발명의 실시예에서의 스크린 SC의 기울기와 사다리꼴 보정량 사이의 관계를 도시한 설명도.
도12는 본 발명의 제2 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리의 내용을 도시한 설명도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 액정 프로젝터 100: 광학계
110: 조명 광학계 120: 액정 패널
130: 투사 광학계 200: 제어계
210: 컨트롤러 220: 화상 처리부
230: LCD 드라이버 230: 드라이버
250: 촬상부 260: 보정용 화상 수정부
[특허문헌 1] 일본 특개 2000-241874호 공보
최근, 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터가 급속하게 보급되고 있다. 프로젝터는 일반적으로 스크린에 정면으로 향하여 배치되어 있는 것이 전제로서 설계되어 있기 때문에, 프로젝터가 스크린에 정면으로 향하여 배치되어 있지 않은 경우에는 화상이 왜곡되게 된다.
한편, 프로젝터가 스크린에 정면으로 향하여 배치되어 있지 않은 경우에는 화상뿐만 아니라 휘도(輝度) 분포도 변동하게 된다. 또한, 프로젝터에 촬상 장치를 설치하는 경우에는 스크린의 좌우에서 촬상 거리가 다르기 때문에 역(逆)제곱의 정리에 의해서도 스크린의 좌우에서 촬상 장치의 수광량(受光量)도 변동하게 된다. 이와 같은 수광량의 변동은, 프로젝터의 광축에 대한 스크린의 기울기의 추정에 이용하는 것도 가능하다.
그러나, 수광량의 변동은 스크린의 기울기뿐만 아니라 프로젝터의 투사 광학계나 촬상 장치의 촬상 광학계의 고체차(固體差) 또는 경년(經年) 변화라는 요인에 의해서도 변동해 버린다는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술에서의 상기의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 스크린의 밝기의 분포에 따라서 스크린의 기울기에 기인하는 화상 왜곡 보정을 실시하는 프로젝터에 있어서, 보정의 로버스트성을 향상시키는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 프로젝터를 제공한다. 이 프로젝터는,
미리 설정된 소정의 위치 관계로 배치된 가상 투영면에 입력 화상에 따라서 화상을 투사하도록 구성된 화상 투사부와,
현실의 투영면에 투사된 출력 화상을 촬상하는 출력 화상 촬상부를 구비하고, 상기 촬상된 화상에 따라서 밝기에 상관하는 밝기 정보를 포함하는 촬상 정보를 출력하는 촬상 정보 생성부와,
상기 가상 투영면과 상기 현실의 투영면 사이의 경사에 의하여 발생하는 상기 입력 화상에 대한 상기 출력 화상의 왜곡을 상기 촬상 정보에 따라서 보정하는 왜곡 보정부를 구비하고,
상기 왜곡 보정부는,
상기 출력 화상의 왜곡의 보상에 사용하기 위한 보정용 화상을 상기 화상 투사부에 공급하는 보정용 화상 공급부와,
상기 보정용 화상을 이용한 상기 촬상 정보에 따라서 상기 가상 투영면에서 의 밝기의 피크 위치로부터 상기 현실의 투영면에서의 밝기의 피크 위치로의 피크 위치의 이동량인 피크 위치 이동량을 결정하는 것과 함께, 상기 결정된 피크 위치 이동량에 따라서 상기 출력 화상의 왜곡이 보상되도록 상기 입력 화상을 미리 왜곡시키는 화상 처리부를 갖고,
상기 보정용 화상 공급부는 상기 피크 위치 이동량에 따라서 발생하는 상기 화상 투사부로부터 상기 피크 위치를 보는 각도의 변화량이 상기 경사의 각도에 의해 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하는 보정용 화상 수정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프로젝터에서는 상기 화상 투사부로부터 상기 피크 위치를 보는 각도의 상기 피크 위치 이동량에 따른 변화량이 상기 경사의 각도에 의해 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하는 보정용 화상 수정부를 구비하고 있기 때문에 프로젝터의 개체 차이나 경년 변화에 기인해서 발생하는 경사의 측정 오차도 작게 할 수 있다. 그 결과, 스크린의 경사에 기인하는 화상의 왜곡의 보상을 높은 로버스트성으로 실현할 수 있다.
여기에서, “보정용 화상의 수정”은 완전 백색 패턴, 그 밖의 미리 준비된 기준 패턴에 기초하여 보정용 화상 데이터를 생성하는 처리도 포함하는 넓은 개념이다. 또한, “밝기 정보”란, 조도나 휘도, 명도 또는 촬상 소자의 수광 에너지라는 빛의 강도에 관한 물리량에 상관하는 값을 포함하는 넓은 개념이다.
상기 프로젝터에 있어서,
상기 보정용 화상 공급부는 상기 화상 투사부의 투사 특성이 점광원에 가까 워지도록 상기 보정용 화상을 수정하게 해도 된다.
이렇게 하면 시행 착오의 막대한 부담을 회피하고, 화상 투사부로부터 피크 위치가 보이는 각도의 피크 위치 이동량에 따른 변화량을 스크린의 경사의 각도에 가깝게 할 수 있다. 본원의 발명자는, 화상 투사부의 투사 특성을 점광원에 가깝게 하면 화상 투사부로부터 피크 위치가 보이는 각도의 피크 위치 이동량에 따른 변화량이 스크린의 경사의 각도에 의해 가까워지는 것을 이론적으로 해석해서 발견했기 때문이다.
상기 프로젝터에 있어서,
상기 보정용 화상 공급부는 상기 촬상 정보에 기초하여 생성된 촬상 명도 분포와 이상 명도 분포에 따라서 상기 촬상 명도 분포가 상기 이상 명도 분포에 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하고,
상기 이상 명도 분포는 상기 화상 투사부와 상기 촬상 정보 생성부의 적어도 하나의 특성에 따라서 미리 설정되어 있도록 해도 된다.
이와 같이, 이상 명도 분포를 미리 설정해 두면 촬상 명도 분포를 이상 명도 분포에 가깝게 하도록 수정함으로써 간편하게 화상 투사부로부터 피크 위치가 보이는 각도의 피크 위치 이동량에 따른 변화량을 스크린의 경사의 각도에 가깝게 할 수 있다.
여기에서, “촬상 정보 생성부의 특성”은 주변 광량의 저하라는 촬상 광학계의 특성이나 전자 회로에서의 처리 특성을 포함한다. “화상 투사부의 특성”은 투사 광학계의 특성이나 전자 회로에서의 처리 특성을 포함한다. 전자 회로의 특성 에는, 예를 들면, 촬상부의 주변 광량의 보상 처리의 특성이나 화상 투사부의 액정 패널의 특성이 포함된다.
상기 프로젝터에 있어서,
상기 보정용 화상 공급부는 상기 촬상 정보에 기초하여 생성된 촬상 명도 분포와 이상 명도 분포에 따라서 상기 촬상 명도 분포가 점광원시 명도 분포보다도 상기 이상 명도 분포에 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하고,
상기 점광원시 명도 분포는 상기 화상 투사부의 광축상에서의 명도를 명도 Br로 했을 때 상기 광축으로부터의 각도 θ만큼 떨어진 위치에 있어서, 상기 명도 Br×COS3θ의 명도를 갖도록 구성된 명도 분포이며,
상기 이상 명도 분포는 상기 명도 Br×COS3 .75θ의 명도를 갖도록 구성된 명도 분포이게 해도 된다.
이렇게 하면, 간편하고 또한 일률적으로 이상 명도 분포를 준비할 수 있다. 본 방법은 발명자에 의하여 새로이 발견된 이하의 2가지의 착안점에 의해 실현되었다. 즉, 첫번째로, 화상 투사부나 촬상 정보 생성부의 특성이 주로 촬상 광학계나 투사 광학계라는 광학계의 특성에 의존한다는 점과, 두번째로, 투사 광학계나 촬상 광학계라는 광학계의 특성이 프로젝터나 사다리꼴 보정용 촬상 장치라는 동일한 용도로 사용되는 한에 있어서 근사하다는 점이다.
여기에서, “점광원시 명도 분포”는 화상 투사부의 투사 특성이나 촬상 광학계의 특성을 고려하지 않는 경우에 상정(想定)되는 촬상 명도 분포이다. 한편, “이상 명도 분포”는 화상 투사부의 투사 특성이나 촬상 광학계의 특성을 고려한 경우에 상정되는 촬상 명도 분포이다.
상기 프로젝터에 있어서,
상기 보정용 화상 공급부는 상기 촬상 명도 분포와 상기 이상 명도 분포의 형상의 일치성이 소정의 기준에 도달하기까지 상기 수정을 반복하는 처리 모드를 갖도록 해도 된다.
이렇게 하면 촬상 명도 분포를 이상 명도 분포에 가깝게 하기 위한 처리의 로버스트성을 높일 수 있다. 현실로 수정된 보정용 화상에 기초하여 형상의 일치성이 소정의 기준에 도달해 있는 것이 확인되기 때문이다.
상기 프로젝터에 있어서, 상기 화상 처리부는,
상기 촬상 정보에 따라서 상기 현실의 투영면에서의 밝기의 피크 위치의 상기 화상 투사부로부터 본 피크 위치 각도를 결정하는 피크 위치 각도 결정부와,
상기 가상 투영면에서의 밝기의 피크 위치의 상기 화상 투사부로부터 본 각도인 기준 피크 위치 각도로부터의, 상기 결정된 피크 위치 각도까지의 각도의 이동량인 피크 위치 각도 이동량에 따라서 상기 경사의 각도를 추정하는 경사 각도 추정부와,
상기 추정된 경사의 각도에 따라서 상기 출력 화상의 왜곡이 보상되도록 상기 입력 화상을 미리 왜곡시키는 화상 왜곡부를 갖게 해도 된다.
또한, 본 발명은 프로젝터나 프로젝터 제어 장치, 그들의 방법 또는 장치의 기능을 컴퓨터에 실현시키기 위한 컴퓨터 프로그램이나 펌웨어(firmware), 그 컴퓨 터 프로그램을 기록한 기록 매체, 그 컴퓨터 프로그램을 포함하여 반송파 내에 구현된 데이터 신호, 기억 장치를 구비하는 소모품 용기 등의 여러 가지 형태로 실현할 수가 있다.
다음으로, 본 발명의 실시형태를 실시예에 기초하여 이하의 순서로 설명한다.
A. 프로젝터의 기본적 구성과 스크린 경사각의 추정 원리：
B. 본 발명의 제1 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리：
C. 본 발명의 제1 실시예에서의 사다리꼴 왜곡 보정 처리：
D. 본 발명의 제2 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리：
E. 왜곡예:
A. 프로젝터의 기본적 구성과 스크린 경사각의 추정 원리:
도1은 본 발명의 일실시예로서의 액정 프로젝터(10)의 구성을 도시한 블록도이다. 액정 프로젝터(10)는 스크린 SC 상으로 화상을 투사하기 위한 광학계(100)와, 투사광을 제어하는 제어계(200)를 구비하고 있다. 광학계(100)는 조명 광학계(110)와, 액정 패널(LCD)(120)과, 투사 광학계(130)를 구비하고 있다. 제어계(200)는 컨트롤러(210), 화상 처리부(220), 액정 패널(LCD) 드라이버(230), 보정용 화상 수정부(260), 촬상부(250)를 구비하고 있다.
컨트롤러(210)는 도시하고 있지 않은 CPU나 메모리를 구비하고 있다. 컨트롤러(210)는 화상 처리부(220), LCD 드라이버(230), 보정용 화상 수정부(260)를 제어 한다.
화상 처리부(220)는 외부로부터 주어진 입력 화상 신호를 처리해서 LCD 드라이버(230)로의 입력 신호를 생성한다. 입력 화상 신호의 처리에는 화질 조정 처리나 사다리꼴 보정 처리라는 여러 가지 화상 처리가 포함되어 있다. 화질 조정 처리에는, 예를 들면, 휘도 조정이나 색온도 보정이라는 처리가 있다. 사다리꼴 보정 처리란, 스크린 SC가 액정 프로젝터(10)의 광학계(100)의 광축에 대하여 정면으로 향하지 않는 경우에 발생하는 화상의 왜곡(사다리꼴 왜곡)을 보정하기 위한 처리이다.
LCD 드라이버(230)는 화상 처리부(220)로부터 입력된 화상 데이터에 기초하여 액정 패널(120)을 구동하기 위한 구동 신호를 생성한다. 이 구동 신호는 액정 패널(120)에 공급되어 액정 패널(120)이 갖는 각각의 화소의 투과 광량의 제어에 사용된다. 액정 패널(120)을 투과한 빛은 투사 광학계(130)에 조사(照射)된다.
투사 광학계(130)는 액정 패널(120)로부터 조사된 빛을 스크린 SC 상으로 투사한다. 스크린 SC로의 빛의 조사 상태는 촬상부(250)에 의하여 촬상된다. 또한, 본 실시예에서, 광학계(100), LCD 드라이버(230) 및 화상 처리부(220)는 특허청구범위에서의 “화상 투사부”에 상당한다.
도2는 본 발명의 실시예에서의 촬상부(250)의 촬상 상태를 도시한 설명도이다. 촬상부(250)는 액정 프로젝터(10)의 투사 광학계(130) 근방에서, 투사 광학계(130)와 평행한 광축을 갖도록 설치되어 있다. 촬상부(250)는 투사 광학계(130)의 조사 범위 Zp를 포함하는 시야각을 갖고 있다.
본 실시예에서, 촬상부(250)는 해칭(hatching)된 영역을 관측 영역으로 하고 있다. 이 관측 영역은 투사 광학계(130)와 거의 동일한 높이로 설정된 영역이다. 이 관측 영역은 가로 방향으로 분할된 15개의 화소 블록 B1 ∼ B15으로 구성되어 있다. 본 실시예에서는 이 영역 내에서 이산적으로 밝기의 관측이 실시된다. 또한, 관측 방법에 대해서는 후에 상세히 서술한다.
도3은 액정 프로젝터(10)가 점광원이라고 가정한 경우의 가상 투영면의 투사 상태를 도시한 설명도이다. 도3(a)는 액정 프로젝터(10), 가상 스크린 SCi, 원통 스크린 SCc의 상대적인 위치를 상방으로부터 본 도면이다. 가상 스크린 SCi란, 가상 투영면에 배치된 현실 스크린 SC이다. 원통 스크린 SCc란, 액정 프로젝터(10)의 점광원의 위치를 지나는 수직선을 축으로 하는 원통 형상의 스크린이다. 가상 스크린 SCi와 원통 스크린 SCc의 투영면은, 본 실시예에서는 경면(鏡面) 반사광을 배제하기 위해 모두 완전 확산면으로 하고 있다.
액정 프로젝터(10)는 좌우로 60도의 조사 범위를 갖고 있다. 본 실시예에서, 가상 스크린 SCi와 원통 스크린 SCc의 투영면의 각각의 위치는 투사 광학계(130)의 점광원의 위치를 중심으로 하는 각각의 좌표로 규정되는 것으로 하고 있다.
도3(b)는 가상 스크린 SCi와 원통 스크린 SCc에서의 투영면의 각각의 위치의 조도를 도시하고 있다. 조도 분포 Lsi는 가상 스크린 SCi에서의 조도 분포를 나타내고 있다. 조도 분포 Lsc는 원통 스크린 SCc에서의 조도 분포를 나타내고 있다. 도3(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 원통 스크린 SCc에서의 조도 분포 Lsc가 평평한(flat) 것에 반하여, 가상 스크린 SCi에서의 조도 분포 Lsi는 관측 대상 위치가 중심점 Pcl(θ＝0인 위치)에 있어서 최대이며, 중심점 Pcl로부터 멀어짐(θ의 절대값이 커짐)에 따라서 작아지고 있다.
이와 같은 조도 분포가 되는 것은, 점광원에 의하여 비추어지는 완전 확산면의 조도가 람베르트의 코사인 법칙과 역제곱의 법칙을 따르기 때문이다. 람베르트의 코사인 법칙이란, 관측점이 발광점으로부터 수광(受光)하는 광속이, 수광면(스크린 SCi, SCc)의 법선과 관측점과 발광면을 잇는 선 사이의 각도 θ의 코사인 값에 비례한다는 법칙이다. 한편, 역제곱의 법칙이란, 관측점이 발광면으로부터 수광하는 광속이, 관측점과 발광면 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 법칙이다.
이 결과, 가상 스크린 SCi의 투영면의 각각의 부분의 조도는 정면 위치의 조도에 COS3θ÷RO2(＝COSθ÷(RO÷COSθ)2)를 곱한 값으로 되어 있다. 한편, 원통 스크린 SCc는, 상기와 같이 액정 프로젝터(10)의 점광원의 위치를 지나는 수직선을 축으로 하는 원통 형상의 스크린이기 때문에, 거리 R0가 일정한 것과 함께, 각도 θ가 항상 제로가 된다. 이 때문에, 원통 스크린 SCc에서의 조도 분포가 평평하게 되는 것이다.
도4는 투사 광학계(130)의 광축에 대하여 각도 α로 기울어진 현실 스크린 SCr로의 투사 상태를 도시한 설명도이다. 도4(a)는 액정 프로젝터(10)와, α도의 기울기를 갖는 현실 스크린 SCr의 상대적인 위치를 상방으로부터 본 도면이다. 도4(b)는 가상 스크린 SCi에서의 조도 분포 Lsi와 현실 스크린 SCr에서의 조도 분포 Lsr를 비교하여 도시하고 있다. 조도 분포 Lsi는 도3(b)의 조도 분포 Lsi와 동일하 다.
조도분포 Lsr는 액정 프로젝터(10)의 점광원이 현실 스크린 SCr에 정면으로 향하는 점 P1에 있어서 최대 조도를 갖는 것과 함께, 점 P1으로부터 멀어짐에 따라서 조도가 작아지고 있다. 람베르트의 코사인 법칙과 역제곱의 법칙에 따르면, 점광원에 정면으로 향하는 점 P1에 있어서 최대 조도가 되는 것과 함께, 점 P1으로부터 멀어짐에 따라서 조도가 작아지기 때문이다.
이와 같이, 광원이 점광원인 경우에는 람베르트의 코사인 법칙과 역제곱의 법칙에 의하여 항상 점광원에 정면으로 향하는 위치가 최대 조도를 갖는 것을 알 수 있다. 이것은, 액정 프로젝터(10)가 점광원으로서 빛을 조사하면, 액정 프로젝터(10)의 광축과 최대 조도 위치의 어긋남과, 현실 스크린 SCr의 경사 각도가 항상 일치하는 것을 나타내고 있다.
본원의 발명자는 이러한 관점에 착안하여, 액정 패널(LCD)(120)을 스크린 SC에 투영시키기 위한 투사 광학계를 구비한 액정 프로젝터(10)를 굳이 점광원으로서 기능하게 함으로써, 현실 스크린 SCr의 경사 각도를 추정한다는 비범한 방법을 창작하였다. 본원의 발명자는, 액정 프로젝터(10)를 점광원으로서 기능하게 하면, 액정 프로젝터(10)의 광축과 최대 조도 위치의 어긋남과, 현실 스크린 SCr의 경사 각도가 일치해서 높은 정밀도로 현실 스크린 SCr의 경사 각도를 추정할 수 있는 것을 발견했기 때문이다.
B. 본 발명의 제1 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리:
도5는 본 발명의 제1 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리의 내용을 도시한 설명도이다. 본 발명의 각각의 실시예는 액정 프로젝터(10)를 점광원으로서 기능하게 하기 위한 보정용 화상을 생성하는 것과 함께, 보정용 화상을 이용하여 현실 스크린 SCr의 경사 각도를 추정하도록 구성되어 있다. 각각의 실시예에서는 액정 프로젝터(10)를 점광원으로서 기능하게 하기 위한 보정용 화상을 어떻게 하여 생성하는지가 포인트가 된다.
단계(S100)에서, 사용자는 가상 투영면에 현실의 투영면인 스크린 SC를 설치한다. 가상 투영면으로의 설치는, 예를 들면, 스크린 SC의 중심을 액정 프로젝터(10)의 광축에 맞추는 것과 함께, 액정 프로젝터(10)의 광학계(100)를 조정하여 핀트를 맞춤으로써 실시된다.
단계(S200)에서, 액정 프로젝터(10)는 완전 흑색 패턴 화상을 스크린 SC에 투영하는 것과 함께, 촬상부(250)를 이용하여 촬상 처리를 실시한다. 완전 흑색 패턴 화상을 촬상하는 것은 완전 백색 화상과의 차분(差分)을 구하여 환경광에 의한 영향을 억제하기 위함이다. 완전 흑색 패턴 화상은 액정 패널(120)의 투과 광량을 최소값으로 하도록 구성된 화상이다.
단계(S300)에서, 액정 프로젝터(10)는 완전 백색 패턴 화상을 스크린 SC에 투영하는 것과 함께, 촬상부(250)를 이용하여 촬상 처리를 실시한다. 완전 백색 패턴 화상을 촬상하는 것은, 본 실시예에서는 완전 백색 패턴 화상을 기준(또는, 초기 상태)으로 하여 보정용 화상을 생성하기 때문이다. 완전 백색 패턴은 액정 패 널(120)의 투과 광량을 최대값으로 하도록 구성된 화상이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 완전 백색 패턴 화상 이외의 화상 패턴을 기준으로 하여 보정용 화상을 생성하도록 해도 된다.
단계(S400)에서, 액정 프로젝터(10)는 촬상 명도 분포 산출 처리를 실시한다. 촬상 명도 분포 산출 처리란, 스크린 SC의 조도 분포를 촬상부(250)에 의하여 촬상하여 화소값으로 변환된 명도의 분포를 산출하는 처리이다.
도6은 본 발명의 제1 실시예에서의 촬상 명도 분포 산출 처리의 내용을 도시한 설명도이다. 단계(S410)에서, 액정 프로젝터(10)는 화소 블록화 처리를 실시한다. 화소 블록화 처리란, 촬상부(250)에 의하여 취득된 화상 데이터를 화소 블록 B1 ∼ B15(도2)마다 취급할 수 있도록, 픽셀 데이터로부터 화소 블록 B1 ∼ B15마다의 데이터로 변환하는 처리이다. 화소 블록 B1 ∼ B15의 각각은 복수의 화소의 집합이다.
화소 블록화 처리를 실시하는 주요한 이유는, 픽셀 단위의 명도값이 받기 쉬운 국소 노이즈의 영향을 억제하기 위함이다. 또한, 화소 블록화 처리는 데이터수를 삭감시킬 수 있기 때문에, 이후의 처리 부담을 경감시킬 수 있다는 이점도 갖는다.
단계(S420)에서, 액정 프로젝터(10)는 화소 블록의 위치를 산출한다. 화소 블록 위치의 산출은, 예를 들면, 화소 블록의 중심 선분을 산출하는 것과 함께, 산출된 중심 선분에 기초하여 중심 좌표를 구함으로써 실시된다.
단계(S430)에서, 액정 프로젝터(10)는 화소 블록값을 산출한다. 화소 블록 값의 산출은, 예를 들면, 화소 블록에 포함되는 화소값의 평균값으로서 산출할 수 있다. 화소 블록값은 완전 백색 패턴 화상을 스크린 SC에 투영했을 때의 완전 백색 블록값과 완전 흑색 패턴 화상을 스크린 SC에 투영했을 때의 완전 흑색 블록값에 기초하여 산출된다. 화소 블록값은, 본 실시예에서는 완전 백색 블록값으로부터 완전 흑색 블록값을 뺌으로써 산출된다. 완전 흑색 블록값을 빼는 것은 환경광에 의한 영향을 억제하기 위함이다.
단계(S440)에서, 액정 프로젝터(10)는 화소 블록 위치와 화소 블록값을 이용하여 촬상 명도 분포를 산출한다. 이 촬상 명도 분포는, 본 실시예에서, 설명을 알기 쉽게 하기 위해 화소 블록값의 최대값과 완전 흑색 블록값의 최소값을 이용하여 1에서 0으로의 정규화가 실시되고 있다.
도7은 본 발명의 제1 실시예에서의 보상량 산출 처리의 내용을 도시한 설명도이다. 이 도면에는 각각의 화소 블록의 정규화된 화소값 Pb1 ∼ Pb15, 이상 명도 분포, 각각의 화소값 Pb1 ∼ Pb15의 각각을 이상 명도 분포에 가깝게 하기 위한 보상량 Cb1 ∼ Cb15이 도시되어 있다. 이상 명도 분포는, 상세 사항에 대해서는 후술하지만, 보상량 Cb1 ∼ Cb15 모두가 플러스가 되도록 정규화가 실시되고 있다. 또한, 화소값 Pb1 ∼ Pb15과 보상량 Cb1 ∼ Cb15의 일부에 대해서는 도면이 번잡하게 되지 않도록 일부가 생략되어 있다.
단계(S500)에서, 액정 프로젝터(10)는 이상 명도 분포를 산출한다. 이상 명도 분포란, 액정 프로젝터(10)가 점광원으로서 기능하고 있다고 가정한 경우에 촬상부(250)에서 관측되어야 할 명도 분포이다. 따라서, 화소값 Pb1 ∼ Pb15의 분포 와 이상 명도 분포의 분포 형상이 일치하면, 광학계(100)는 점광원으로서 기능하고 있는 것을 의미하게 된다. 보상량 Cb1 ∼ Cb15은 화소값 Pb1 ∼ Pb15의 분포 형상을 이상 명도 분포의 형상에 가깝게 하기 위한 보상량이다. 이 보상은 액정 패널(120)의 투과 광량을 조정함으로써 실시된다.
이상 명도 분포는, 본 실시예에서, 액정 프로젝터(10)가 점광원으로서 기능하고 있다고 가정한 경우에 발생하는 이상 스크린 조도 분포가, 촬상부(250)에 의하여 화소값으로 변환된 명도의 분포이다. 즉, 이상 명도 분포는, 본 실시예에서는 이상 스크린 조도 분포에 대하여 촬상부(250)가 갖는 촬상 광학계로서의 특성이 가미된 분포이다.
도8은 본 발명의 제1 실시예에서의 이상 스크린 조도 분포와 이상 촬상 명도 분포의 관계를 도시한 설명도이다. 이상 스크린 조도 분포란, 점광원에 의하여 빛을 가상 스크린 SCi에 조사한 경우의 조도 분포 Lsi를 정규화한 값이다. 이상 촬상 명도 분포란, 조도 분포 Lsi를 촬상부(250)에 의하여 촬상해서 화소값으로 변환한 명도의 분포를 정규화한 값이다. 이 값들은, 양자의 관계를 알기 쉽게 하기 위해 각각의 최대값을 이용하여 1에서 0으로의 정규화가 실시되고 있다.
본 실시예에서, 이상 명도 분포는, 화상 투사부의 광축상에서의 명도를 명도 Br로 했을 때, 광축으로부터의 각도 θ만큼 떨어진 위치에 있어서, 명도 Br×COS3 .75θ의 명도를 갖는 명도 분포로서 구성되어 있다. 이렇게 하면, 간편하고 또한 일률적으로 이상 명도 분포를 준비할 수 있기 때문이다.
이 이상 명도 분포의 구성 방법은 발명자에 의하여 새로이 발견된 이하의 2가지의 착안점에 의해 실현되었다. 즉, 첫번째로, 촬상 정보 생성부의 특성이 주로 촬상 광학계의 특성에 의존한다는 점과, 두번째로, 촬상 광학계의 광학계 특성이 사다리꼴 보정용 촬상 장치라는 동일한 용도로 사용되는 한에 있어서 근사(近似)하다는 점이다.
이상 촬상 명도 분포와 이상 스크린 조도 분포의 형상의 불일치는 촬상부(250)에서의 주변 광량의 저하에 기인하는 것이다. 다만, 이상 촬상 명도 분포와 이상 스크린 조도 분포는, 스크린 상에서의 각각의 위치의 명도와 조도의 값이 스크린 SC가 가상 투영면에 설치되어 있으면 상호 선형의 관계에 있는 것을 알 수 있다. 이 관계에 착안하면, 스크린 SC가 가상 투영면에 설치되어 있는 것을 전제로 하여 이상 촬상 명도 분포와 촬상 명도 분포를 일치시키면, 이상 스크린 조도 분포와 스크린 조도 분포를 일치시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한 본 실시예에 있어서, 이상 스크린 조도 분포를 주변 광량의 저하가 없는 촬상부에서 취득했을 때에 얻어져야 할 명도 분포는, 특허청구범위에서의 “점광원시 명도 분포”에 상당한다.
이와 같이, 스크린 SC가 가상 투영면에 설치되어 있을 때에 있어서, 촬상 명도 분포를 이상 촬상 명도 분포에 가깝게 하도록 액정 패널(120)의 투과 광량을 조정하면, 광학계(100)의 투사 특성을 유사적으로 점광원에 가깝게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상 명도 분포는 보상량 Cb1 ∼ Cb15의 모두가 플러스가 되도록 이상 촬상 명도 분포를 재정규화함으로써 조정된다. 재정규화는, 이 예에서는, 이상 촬상 명도 분포의 최대값을 이용하여 0.7에서 0으로의 재정규화가 실시되어 있다. 이에 따라, 가장 작은 보상량 Cb10이 플러스로 되어 있다. 이와 같이, 보상량 Cb1 ∼ Cb15의 모두가 플러스가 되도록 정규화가 실시되고 있는 것은, 액정 패널(120)의 투과 광량의 조정은 뺄 수는 있어도 늘릴 수 없는, 즉, 단방향성을 갖는 것을 고려했기 때문이다.
단계(S600)(도5)에서, 액정 프로젝터(10)는 설정 계조(階調)값 산출 처리를 실행한다. 설정 계조값 산출 처리란, 광학계(100)의 투사 특성을 유사적으로 점광원에 가깝게 하도록 액정 패널(120)의 투과 광량을 조정하기 위한 설정 계조값을 산출하는 처리이다.
설정 계조값은 계조수가 0 ∼ 255의 256계조인 경우에는, 예를 들면, 이하의 계산식을 이용하여 산출할 수 있다.
계산식: 설정 계조값＝255－(1－보상량)×255÷γ값.
여기에서, γ값은 설정 계조값과 광학계(100)가 갖는 도시하고 있지 않은 램프의 휘도의 관계를 나타내는 감마 곡선의 계수이다.
단계(S700)(도5)에서, 액정 프로젝터(10)는 보정용 화상 생성 처리를 실행한다. 보정용 화상 생성 처리란, 산출된 설정 계조값을 이용하여 보정용 화상 데이터를 생성하는 처리이다. 보정용 화상 데이터의 생성은, 구체적으로는, 예를 들면, 각각의 화소 블록 B1 ∼ B15에 속하는 화소의 화소값을 설정 계조값으로 함으로써 실시된다.
각각의 화소 블록의 수는, 본 실시예에서는 설명을 알기 쉽게 하기 위해 15개로 하고 있지만, 블록수를 많게 하면 보다 정밀한 조정이 가능하게 된다. 다만, 블록수를 많게 하면 계산 처리의 부담이 많아지기 때문에, 계측 정밀도와 처리 부담의 트레이드-오프(trade-off)의 문제가 된다. 다만, 프로젝터의 사다리꼴 보정으로의 실장(實奬)에 있어서, 80개 정도로 성능적으로 포화하는 것이 발명자에 의하여 발견되었다.
단계(S800)에서, 액정 프로젝터(10)는 보정용 화상 생성 처리를 저장한다. 보정용 화상 생성 처리는 보정용 화상 수정부(260)가 갖는 도시하고 있지 않은 불휘발성 메모리에 저장된다. 이에 따라, 전원을 오프로 해도 보정용 화상 생성 처리가 보존된 상태를 유지할 수 있기 때문에, 보정용 화상 생성 처리가, 예를 들면, 생산 공정의 기능 확인 시험 등에 있어서 한 번 실행되는 것만으로도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
C. 본 발명의 제1 실시예에서의 사다리꼴 왜곡 보정 처리:
도 9는 본 발명의 실시예에서의 사다리꼴 왜곡 보정 처리의 루틴을 도시한 흐름도이다. 본 실시예에서는 설명을 알기 쉽게 하기 위해 수직 방향의 기울기는 없는 것으로 가정하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 실시예에서의 사다리꼴 왜곡 보정 처리에서는 가로 방향의 스크린의 기울기만이 계측되게 된다.
단계(S910)에서, 액정 프로젝터(10)는 보정용 화상을 스크린 SC에 투영한다. 보정용 화상은 상기의 방법으로 생성된 화상이며, 광학계(100)의 투사 특성을 유사 적으로 점광원에 가깝게 하도록 구성되어 있다.
단계(S920)에서, 촬상부(250)(도1, 도2)는 촬상 처리를 실시한다. 촬상 처리는 보정용 화상이 투영된 영역 중 소정의 촬상 영역으로부터의 광량을 계측하는 처리이다. 소정의 촬상 영역은 본 실시예에서는 도2에 도시된 해칭 영역으로 하고 있다. 또한, 계측된 광량은 특허청구범위에서의 “밝기 정보”에 상당한다.
단계(S930)에서, 액정 프로젝터(10)는 완전 흑색 패턴 화상을 스크린 SC에 투영한다. 완전 흑색 패턴 화상은 액정 패널(120)의 투과 광량을 최소값으로 하도록 구성된 화상이다.
단계(S940)에서, 촬상부(250)는 촬상 처리를 실시한다. 완전 흑색 패턴 화상을 촬상하는 것은, 보정용 화상과의 차분을 구하여 환경광에 의한 영향을 억제하기 위함이다.
단계(S950)에서, 보정용 화상 수정부(260)는 센서 수광량 해석 처리를 실시한다. 센서 수광량 해석 처리란, 보정용 화상과 완전 흑색 패턴 화상을 투영해서 취득한 수광량의 차이를, 도시하고 있지 않은 센서의 순간 시야마다 취득하는 것과 함께, 투사 광학계(130)의 광학적 중심인 주점(主點)을 기준으로 한 각좌표계(角座標系)에 매핑하는 처리다.
단계(S960)에서, 보정용 화상 수정부(260)는 스크린 SC의 기울기를 추정한다. 스크린 SC의 기울기는 투사 광학계(130)의 광축에 대한 수광량의 피크 위치의 각도에 일치한다.
피크 위치의 결정은, 예를 들면, 도10(a)에 도시된 바와 같이, 각좌표계에 매핑된 수광량의 단순 비교와 보완 처리에 의하여 결정해도 되고(δ2’), 예를 들면, 도10(b)에 도시된 바와 같이, 최소 제곱법을 이용한 곡선 근사법(커브 피팅(curve fitting))에 의하여 결정(δ2’’)하도록 해도 된다. 전자는 알고리즘이 간단하고, 계산 처리가 단순하다는 이점이 있으며, 후자는 수광량의 계측 노이즈에 의한 스크린 SC의 각도의 추정 오차가 작아진다는 이점이 있다. 또한, 곡선 근사법은 피크 위치 근방에 큰 노이즈가 실린 경우에도 노이즈의 영향을 작게 할 수 있다는 효과도 갖는다.
이와 같이 하여 추정된 스크린 SC의 기울기는 보정용 화상 수정부(260)(도1)로부터 화상 처리부(220)로 보내어진다.
단계(S970)에서, 화상 처리부(220)는 사다리꼴 보정량을 결정한다. 사다리꼴 보정이란, 스크린 SC의 기울기에 의하여 발생하는 화상의 왜곡이 적어지도록(즉, 보상되도록) 미리 투영하는 화상을 역방향으로 왜곡시키는 처리이다. 사다리꼴 보정량은, 이 역방향의 왜곡량을 의미한다.
도11은 본 발명의 실시예에서의 스크린 SC의 기울기와 사다리꼴 보정량 사이의 관계를 도시한 설명도이다. 도11에서 알 수 있는 바와 같이, 스크린 SC의 기울기가 커짐에 따라서 보정량이 커진다. 스크린 SC의 기울기가 커짐에 따라서 보정량이 커지는 것은, 스크린 SC의 기울기가 커지면 투사 광학계(130)의 주점으로부터 스크린 SC의 투영면까지의 거리가 좌우에서 크게 상이하게 되기 때문이다.
단계(S980)에서, 액정 프로젝터(10)는 사다리꼴 보정 완료의 화상을 투영한다. 사다리꼴 보정 완료의 화상의 투영은, 결정된 사다리꼴 보정량으로 화상 처리 부(220)가 투영 화상을 미리 왜곡시키고나서 투영함으로써 실시된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 밝기의 피크 위치의 이동량이 가상 투영면과 현실의 투영면 사이의 각도의 어긋남에 일치하도록 구성된 보정용 화상을 이용하여 각도의 어긋남이 계측되기 때문에, 피크 위치의 이동량에 기초해서 직접적으로 각도의 어긋남을 계측할 수 있다.
D. 본 발명의 제2 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리:
도12는 본 발명의 제2 실시예에서의 보정용 화상 생성 처리의 내용을 도시한 설명도이다. 제2 실시예의 보정용 화상 생성 처리는, 제1 실시예의 보정용 화상 생성 처리와 동일한 방법으로 생성된 보정용 화상을 검증하면서, 보정용 화상이 소정의 기준에 도달하기까지 반복 연산이 실시되는 점에서 제1 실시예의 보정용 화상 생성 처리와 상이하다.
이 반복 연산은 완전 백색 패턴 화상 촬상 처리(단계(S300), 도5)를 보정용 화상 촬상 처리(단계(S300a))로 변경하는 것과 함께, 보정용 화상 생성 처리(단계(S700))를 보정용 화상 수정 처리(단계(S700a))와 보정용 화상이 소정의 기준에 도달해 있는지의 여부를 판단하는 처리(단계(S650))(이하, 보정용 화상 평가 처리라 부름)로 변경함으로써 실현되어 있다.
보정용 화상 촬상 처리(단계(S300a))는 완전 백색 패턴 화상 대신에 보정용 화상 데이터를 스크린 SC에 투영하는 점에서 제1 실시예의 완전 백색 패턴 화상 촬상 처리(단계(S300))와 다르다. 다만, 보정용 화상 데이터가, 도시하고 있지 않은 메모리에 저장되어 있지 않은 경우에는, 완전 백색 패턴 화상이 투영된다. 한편, 보정용 화상 수정 처리(단계(S700a))는 완전 백색 패턴 화상 대신에 보정용 화상 데이터를 기준으로 하는 점에서 제1 실시예의 보정용 화상 생성 처리(단계(S700))와 다르다.
보정용 화상 평가 처리(단계(S650))는 보정용 화상 촬상 처리(단계(S300a))에서 투영된 보정용 화상에 의한 촬상 명도 분포와 이상 촬상 명도 분포 사이의 형상의 차이가 충분히 작은지 여부를 검증하는 처리이다. 이 검증 처리는 각각의 화소 블록의 보상량에 기초해서 판단된다. 양자의 형상의 차이는, 예를 들면, 각각의 화소 블록의 보상량의 2승의 합이 소정의 한계값보다 작은지의 여부로 판단할 수 있다.
이와 같이 하여 양자의 형상의 차이가 충분히 작아지기까지, 보정용 화상 촬상 처리(단계(S300a))에서 보정용 화상 수정 처리(단계(S700a))까지의 처리가 반복된다 (단계(S650)).
이와 같이, 제2 실시예에서는 현실로 수정된 보정용 화상에 기초하여 형상의 일치성이 소정의 기준에 도달해 있는 것이 확인되기 때문에, 촬상 명도 분포를 이상 명도 분포에 가깝게 하기 위한 처리의 로버스트성을 높일 수 있다는 이점이 있다.
E. 왜곡예:
또한, 본 발명은 상기의 실시예나 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요 지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형태에 있어서 실시하는 것이 가능하며, 예를 들면, 다음과 같은 왜곡도 가능하다.
E-1. 상기의 각각의 실시예에서는, 화상 투사부의 광축상에서의 명도를 명도 Br로 했을 때, 광축으로부터 각도 θ만큼 떨어진 위치에서, 명도 Br×COS3 . 75θ의 명도를 갖도록 구성된 명도 분포를 이상 명도 분포로 하고 있는데, 예를 들면, 가상 투영면에 배치된 스크린에 대하여 점광원에서 현실로 빛을 조사해서 촬상부에 의하여 취득된 명도 분포를 이상 명도 분포로 하도록 구성해도 되고, 또는, 촬상부의 광학 특성에 기초하여 해석에 의해서 이상 명도 분포를 산출하도록 해도 된다.
E-2. 상기의 각각의 실시예에서는 촬상부의 광학 특성을 고려하여 이상 명도 분포가 설정되어 있는데, 예를 들면, 화상 투사부의 특성도 고려하여 이상 명도 분포를 설정하도록 해도 된다. 상기의 각각의 실시예는 보정용 화상을 이용하여 투사 광학계를 유사적으로 점광원으로서 기능하게 하도록 구성되어 있는데, 완전히 점광원으로서 기능하게 할 수 없는 경우도 상정되기 때문이다.
또한, 화상 투사부는, 그 특성이 주로 투사 광학계라는 광학계의 특성에 의존한다는 점과, 투사 광학계의 특성이 프로젝터라는 동일한 용도로 사용되는 한에 있어서 근사하다는 점에 있어서는 촬상부와 동일하다. 본원의 발명자는 이것도 실험에 의하여 확인하고 있기 때문에, 명도 Br×COS3 . 75 θ와 같은 일률적인 명도 분포는 화상 투사부의 특성을 고려하여 설정될 수도 있다.
또한, 촬상부나 화상 투사부의 특성에는 광학적인 특성뿐만 아니라 전자 회 로의 특성을 포함하도록 해도 된다. 전자 회로의 특성에는, 예를 들면, 촬상부의 주변 광량의 보상 처리의 특성이나 화상 투사부의 액정 패널의 특성이 포함된다. 일반적으로 본 발명에서 사용되는 이상 명도 분포는 화상 투사부(전자 회로를 포함함)와 촬상 정보 생성부(전자 회로를 포함함)의 적어도 하나의 특성에 따라서 미리 설정되어 있으면 좋다.
E-3. 상기의 각각의 실시예에서는 화상 투사부의 투사 특성이 점광원에 가까워지도록 보정용 화상을 수정하고 있는데, 예를 들면, 조도비나 조도 분포의 균일성에 착안하여, 이것을 조정함으로써 피크 위치 이동량이 각도의 어긋남에 가까워지도록 보정용 화상을 수정하게 구성해도 된다. 일반적으로, 본 발명에서의 보정용 화상의 수정은 화상 투사부로부터 피크 위치를 보는 각도의 피크 위치 이동량에 따른 변화량이 가상 투영면으로부터의 스크린의 경사 각도에 의해 가까워지도록 구성되어 있으면 좋다.
E-4. 상기의 실시예에서는 수평 방향의 스크린 SC의 기울기만을 추정하여 가로 방향의 사다리꼴 보정만을 실행하고 있는데, 세로 방향의 사다리꼴 보정을 조합하도록 해도 된다. 세로 방향의 각도의 추정은, 액정 프로젝터(10)가, 예를 들면, 중력의 방향이나 세로 방향으로 광축을 조정하는 틸트 기구가 내장하는 센서를 이용하여 계측하도록 해도 되고, 또는, 밝기의 피크 위치의 상하 방향의 이동량에 따라서 계측하도록 해도 된다. 또한, 상기의 실시예에 준하여 세로 방향의 사다리꼴 보정을 단독으로 실시하도록 해도 된다.
또한, 특허청구범위에서의 “가상 투영면과 현실의 투영면 사이의 경사”는 가로 방향과 세로 방향의 적어도 하나에 발생하는 경사를 의미하고 있다.
E-5. 상기의 실시예에서, 화상 투사부는, 그 광축이 스크린 SC에 대하여 가로 방향 및 수직으로, 정면을 향해서 배치되도록 구성되어 있는데, 예를 들면, 가로 방향으로 비스듬히 배치된 것을 전제로 하도록 구성해도 된다. 본 발명에서 사용하는 화상 투사부는 미리 설정된 소정의 위치 관계로 배치된 가상 투영면에 화상을 투사하도록 구성되어 있으면 좋고, 가상 투영면은 화상 투사부의 광축에 수직으로 정면을 향해 있을 필요는 없다.
E-6. 상기의 실시예에서는 완전 흑색 패턴을 투영하여 촬상함으로써 환경광의 영향을 억제하고 있는데, 완전 흑색 패턴의 투영은 필수는 아니고, 생략할 수도 있다. 완전 흑색 패턴의 투영에는 환경광의 영향을 억제하여 계측 정밀도를 높일 수 있다는 이점이 있다.
E-7. 또한, 액정 프로젝터 및 그 밖의 프로젝터는 현실의 투영면이 가상 투영면에 일치하도록 배치된 상태에 있어서, 촬상 정보에 따라서 보정용 화상을 재구성하는 작동 모드인 교정 모드를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
이 교정 모드는 현실의 투영면이 가상 투영면에 일치하도록 배치된 상태인 것을 프로젝터에 알리기 위한 입력을 실시하는 수단(예를 들면, 스위치나 인터페이스 화면)을 부여함으로써 실현할 수 있다. 이렇게 하면, 조명 광학계나 액정 패널(또는, DMD(등록 상표) 패널)이라는 광학계 부품의 경년 변화에 의한 계측 정밀도의 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
E-8. 상기의 실시예에서, 본 발명은 액정 프로젝터(10)로 구성되어 있지만, 예를 들면, DLP(등록 상표) 방식이나 3관(three pipe) 방식이라는 다른 방식의 프로젝터로 구성될 수도 있다. 또한, 상기의 실시예에서, 본 발명은 프론트(front) 방식의 프로젝터로 구성되어 있지만, 예를 들면, 리어(rear) 방식의 프로젝터에도 본 발명을 적용할 수 있다.
E-9. 상기의 실시예에서는 피크 위치의 이동량을 나타내는 변수로서 각도를 이용하고 있지만, 예를 들면, 촬상 장치가 갖는 도시하고 있지 않은 센서의 화소 위치를 이용하여 사다리꼴 보정량을 결정하도록 구성해도 된다. 일반적으로, 본 발명의 화상 처리부는 피크 위치 이동량에 따라서 출력 화상의 왜곡이 보상되도록 입력 화상을 미리 왜곡시키도록 구성되어 있으면 좋다.
본 발명의 기능의 일부 또는 전부가 소프트웨어에서 실현되는 경우, 그 소프트웨어(컴퓨터 프로그램)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 형태로 제공할 수 있다. 본 발명에 있어서, “컴퓨터 판독 가능한 기록 매체”란, 플렉시블(flexible) 디스크나 CD-ROM과 같은 휴대형의 기록 매체에 한정되지 않고, 각종 RAM이나 ROM 등의 컴퓨터 내의 내부 기억 장치나 하드 디스크 등의 컴퓨터에 고정되어 있는 외부 기억 장치도 포함하고 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 스크린의 밝기의 분포에 따라서 스크린의 기울기에 기인하는 화상 왜곡 보정을 실시하는 프로젝터에 있어서, 보정의 로버스트성을 향상시키는 기술이 제공된다.

Claims (7)

  1. 미리 설정된 소정의 위치 관계로 배치된 가상 투영면에 입력 화상에 따라서 화상을 투사하도록 구성된 화상 투사부;
    현실의 투영면에 투사된 출력 화상을 촬상(撮像)하는 출력 화상 촬상부를 구비하고, 상기 촬상된 화상에 따라서 밝기에 상관하는 밝기 정보를 포함하는 촬상 정보를 출력하는 촬상 정보 생성부; 및
    상기 가상 투영면과 상기 현실의 투영면 사이의 경사에 의하여 발생하는 상기 입력 화상에 대한 상기 출력 화상의 왜곡을 상기 촬상 정보에 따라서 보정하는 왜곡 보정부
    를 구비하고,
    여기서, 상기 왜곡 보정부는,
    상기 출력 화상의 왜곡의 보상에 사용하기 위한 보정용 화상을 상기 화상 투사부에 공급하는 보정용 화상 공급부; 및
    상기 보정용 화상을 이용한 상기 촬상 정보에 따라서, 상기 가상 투영면에서의 밝기의 피크 위치로부터 상기 현실의 투영면에서의 밝기의 피크 위치로의 피크 위치의 이동량인 피크 위치 이동량을 결정하는 것과 함께, 상기 결정된 피크 위치 이동량에 따라서, 상기 출력 화상의 왜곡이 보상되도록 상기 입력 화상을 미리 왜곡시키는 화상 처리부
    를 포함하고,
    상기 보정용 화상 공급부는, 상기 피크 위치 이동량에 따라서 발생하는 상기 화상 투사부로부터 상기 피크 위치를 보는 각도의 변화량이 상기 경사의 각도에 의해 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하는 보정용 화상 수정부를 구비하는
    프로젝터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정용 화상 공급부는, 상기 화상 투사부의 투사 특성이 점광원에 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하는
    프로젝터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보정용 화상 공급부는, 상기 촬상 정보에 기초하여 생성된 촬상 명도 분포와 이상(理想) 명도 분포에 따라서, 상기 촬상 명도 분포가 상기 이상 명도 분포에 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하고,
    상기 이상 명도 분포는, 상기 화상 투사부와 상기 촬상 정보 생성부의 적어도 하나의 특성에 따라서 미리 설정되어 있는
    프로젝터.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보정용 화상 공급부는, 상기 촬상 정보에 기초하여 생성된 촬상 명도 분포와 이상 명도 분포에 따라서 상기 촬상 명도 분포가 점광원시 명도 분포보다 상기 이상 명도 분포에 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하고,
    상기 점광원시 명도 분포는, 상기 화상 투사부의 광축상에서의 명도를 명도 Br로 했을 때 상기 광축으로부터의 각도 θ만큼 떨어진 위치에 있어서, 명도 Br×COS3θ의 명도를 갖도록 구성된 명도 분포이며,
    상기 이상 명도 분포는, 상기 명도 Br×COS3 . 75θ의 명도를 갖도록 구성된 명도 분포인
    프로젝터.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 보정용 화상 공급부는, 상기 촬상 명도 분포와 상기 이상 명도 분포의 형상의 일치성이 소정 기준에 도달하기까지 상기 수정을 반복하는 처리 모드를 갖는
    프로젝터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 처리부는,
    상기 보정용 화상을 이용한 상기 촬상 정보에 따라서, 상기 현실의 투영면에서의 밝기의 피크 위치의 상기 화상 투사부로부터 본 피크 위치 각도를 결정하는 피크 위치 각도 결정부;
    상기 가상 투영면에서의 밝기의 피크 위치의 상기 화상 투사부로부터 본 각도인 기준 피크 위치 각도로부터의, 상기 결정된 피크 위치 각도까지의 각도의 이동량인 피크 위치 각도 이동량에 따라서 상기 경사의 각도를 추정하는 경사 각도 추정부; 및
    상기 추정된 경사의 각도에 따라서 상기 출력 화상의 왜곡이 보상되도록 상기 입력 화상을 미리 왜곡시키는 화상 왜곡부를 갖는
    프로젝터.
  7. 미리 설정된 소정의 위치 관계로 배치된 가상 투영면에 입력 화상에 따라서 화상을 투사하도록 구성된 화상 투사부를 이용하여 화상을 투영하는 방법에 있어서,
    현실의 투영면에 투사된 출력 화상을 촬상하는 출력 화상 촬상 공정;
    상기 촬상된 화상에 따라서 밝기에 상관하는 밝기 정보를 포함하는 촬상 정 보를 출력하는 촬상 정보 생성 공정; 및
    상기 가상 투영면과 상기 현실의 투영면 사이의 경사에 의하여 발생하는 상기 입력 화상에 대한 상기 출력 화상의 왜곡을 상기 촬상 정보에 따라서 보정하는 왜곡 보정 공정
    을 포함하고,
    여기서, 상기 왜곡 보정 공정은,
    상기 출력 화상의 왜곡의 보상에 사용하기 위한 보정용 화상을 상기 화상 투사부에 공급하는 보정용 화상 공급 공정; 및
    상기 보정용 화상을 이용한 상기 촬상 정보에 따라서 상기 가상 투영면에서의 밝기의 피크 위치로부터 상기 현실의 투영면에서의 밝기의 피크 위치로의 피크 위치의 이동량인 피크 위치 이동량을 결정하는 것과 함께, 상기 결정된 피크 위치 이동량에 따라서 상기 출력 화상의 왜곡이 보상되도록 상기 입력 화상을 미리 왜곡시키는 화상 처리 공정
    을 갖고,
    상기 보정용 화상 공급 공정은, 상기 피크 위치 이동량에 따라서 발생하는 상기 화상 투사부로부터 상기 피크 위치를 보는 각도의 변화량이 상기 경사의 각도에 의해 가까워지도록 상기 보정용 화상을 수정하는 보정용 화상 수정 공정을 포함하는
    화상 투영 방법.
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