JP5915001B2 - Projector and projector control method - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクター、およびプロジェクターの制御方法に関する。 The present invention relates to a projector and a projector control method.
画像をスクリーン等の投写面に投写するプロジェクターにおいて、投写面に対してプロジェクターを傾けた状態で画像を投写した場合には、投写面に表示される画像が台形状に歪む現象(台形歪)が生じる。このため、台形歪を補正するキーストーン補正機能を備えたプロジェクターが知られている。 In a projector that projects an image on a projection surface such as a screen, when the image is projected with the projector tilted with respect to the projection surface, the phenomenon that the image displayed on the projection surface is distorted in a trapezoidal shape (trapezoidal distortion) Arise. For this reason, a projector having a keystone correction function for correcting trapezoidal distortion is known.
特許文献1には、スクリーンとプロジェクターとの相対的な角度を算出し、その角度に基づき撮影画像におけるスクリーンの枠辺を検出し、枠辺の検出結果に基づき画像の台形歪を補正するキーストーン補正機能を有する投写型表示装置(プロジェクター)が開示されている。 Patent Document 1 discloses a keystone that calculates a relative angle between a screen and a projector, detects a frame border of a captured image based on the angle, and corrects trapezoidal distortion of the image based on the detection result of the border. A projection display device (projector) having a correction function is disclosed.
このようなキーストーン補正処理を行った場合、液晶パネル等の光変調装置の画素領域において、キーストーン補正された画像が表示される領域を除く領域には、光源から射出された光を透過させないように全黒画像が形成される。このため、全黒画像の部分の光は利用されず、光の利用率が低下してしまうという問題があった。また、光変調装置の全ての画素領域に対して、キーストーン補正された画像が表示される領域は縮小されているため、投写された画像も縮小されてしまうという課題があった。 When such a keystone correction process is performed, the light emitted from the light source is not transmitted through the pixel area of the light modulation device such as a liquid crystal panel except for the area where the image subjected to the keystone correction is displayed. Thus, an all black image is formed. For this reason, the light of the part of the all black image is not utilized, but there existed a problem that the utilization factor of light fell. In addition, since the area where the keystone-corrected image is displayed is reduced with respect to all the pixel areas of the light modulation device, there is a problem that the projected image is also reduced.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例に係るプロジェクターは、光源と、複数の画素からなる画素領域を有し、前記光源から前記画素領域に射出された光を画像データに基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学系と、前記画素領域からはみ出るように拡大されるとともに、投写される画像の歪みが補正された補正画像データを、前記画像データに基づいて生成する補正画像生成部と、を備え、前記光変調装置は、前記補正画像データに基づいて前記光源からの光を変調することを特徴とする。 Application Example 1 A projector according to this application example includes a light source and a light modulation device that has a pixel region including a plurality of pixels and modulates light emitted from the light source to the pixel region based on image data. A projection optical system that projects light modulated by the light modulation device, and corrected image data that is enlarged so as to protrude from the pixel area and in which distortion of the projected image is corrected, based on the image data. A correction image generation unit that generates the light, and the light modulation device modulates light from the light source based on the correction image data.
このようなプロジェクターによれば、補正画像生成部は、画素領域からはみ出るように拡大するとともに、投写される画像の歪みを補正した補正画像データを、画像データに基づいて生成する。そして、光変調装置は、補正画像データに基づいて光源からの光を変調する。これにより、画素領域よりも大きい補正画像データが形成することが可能になり、、多くの画素領域を投写に利用することが可能となる。よって、光変調装置は光源から射出された光を有効に利用することができるため、光の利用率の低下を避けることができる。また、従来のキーストーン補正のように画像が縮小されてしまうことを回避することができる。 According to such a projector, the correction image generation unit generates correction image data that is enlarged so as to protrude from the pixel region and corrects distortion of the projected image based on the image data. Then, the light modulation device modulates light from the light source based on the corrected image data. Accordingly, it is possible to form corrected image data larger than the pixel area, and it is possible to use many pixel areas for projection. Therefore, since the light modulation device can effectively use the light emitted from the light source, it is possible to avoid a decrease in the light utilization rate. Further, it is possible to avoid the image from being reduced as in the conventional keystone correction.
[適用例2]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記補正画像生成部が生成する前記補正画像データは、前記画素領域の頂点のうちの少なくとも1つに外接することを特徴とする。 Application Example 2 In the projector according to the application example, the correction image data generated by the correction image generation unit circumscribes at least one of vertices of the pixel region.
このようなプロジェクターによれば、補正画像データは、画素領域の頂点のうちの少なくとも1つに外接する。これにより、補正画像データが画素領域に対して過大になってしまうことを回避することができる。 According to such a projector, the corrected image data circumscribes at least one of the vertices of the pixel area. Thereby, it can avoid that correction | amendment image data becomes excessive with respect to a pixel area.
[適用例3]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、投写された投写画像を含む範囲を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、前記画像光が投写される投写面と前記プロジェクターとの相対的な角度を算出する角度算出部と、前記角度に基づき、前記画素領域の座標系における垂直消失点と水平消失点とを算出する消失点算出部と、前記垂直消失点から前記画素領域における頂点のうちの近い2つの頂点を結んだ2つの直線、および、前記水平消失点から前記画素領域における頂点のうちの近い2つの頂点を結んだ2つの直線に囲まれた四辺形を形成する四辺形形成部と、をさらに備え、前記補正画像生成部は、前記四辺形に基づいた前記補正画像データを生成することを特徴とする。 Application Example 3 In the projector according to the application example described above, an imaging unit that captures a range including a projected image and generates a captured image, and a relative relationship between the projection surface on which the image light is projected and the projector An angle calculation unit that calculates an angle, a vanishing point calculation unit that calculates a vertical vanishing point and a horizontal vanishing point in the coordinate system of the pixel region based on the angle, and a vertex of the pixel region from the vertical vanishing point Forming a quadrilateral surrounded by two straight lines connecting two adjacent vertices, and two straight lines connecting two horizontal vertices of the pixel area from the horizontal vanishing point And the correction image generation unit generates the correction image data based on the quadrilateral.
このようなプロジェクターによれば、角度算出部は、投写面とプロジェクターとの相対的な角度を算出する。消失点算出部は、画素領域の座標系における垂直消失点と水平消失点とを算出する。四辺形形成部は、垂直消失点と水平消失点と画素領域の頂点とを用いて四辺形を形成する。そして、補正画像生成部は、四辺形に基づいた補正画像データを生成する。これにより、補正画像データが画素領域に対して過大になってしまうことを回避することができる。 According to such a projector, the angle calculation unit calculates a relative angle between the projection plane and the projector. The vanishing point calculation unit calculates a vertical vanishing point and a horizontal vanishing point in the coordinate system of the pixel area. The quadrilateral forming unit forms a quadrilateral using the vertical vanishing point, the horizontal vanishing point, and the vertex of the pixel area. The corrected image generation unit generates corrected image data based on the quadrilateral. Thereby, it can avoid that correction | amendment image data becomes excessive with respect to a pixel area.
[適用例4]上記適用例に係るプロジェクターにおいて、前記投写面の照度を測定する照度測定装置をさらに有し、前記補正画像生成部は、前記照度測定装置が計測した照度が所定の照度になるように、前記四辺形のサイズを変更した前記補正画像データを生成することを特徴とする。 Application Example 4 In the projector according to the application example described above, the projector further includes an illuminance measurement device that measures the illuminance of the projection surface, and the correction image generation unit has the illuminance measured by the illuminance measurement device at a predetermined illuminance. As described above, the corrected image data in which the size of the quadrilateral is changed is generated.
このようなプロジェクターによれば、補正画像データが画素領域に対して過大になってしまうことを回避することができる。 According to such a projector, it is possible to avoid that the corrected image data becomes excessive with respect to the pixel region.
[適用例5]本適用例に係るプロジェクターの制御方法は、光源と、複数の画素からなる画素領域を有し、前記光源から前記画素領域に射出された光を、画像データに基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学系と、を有するプロジェクターの制御方法であって、前記画素領域からはみ出るように拡大されるとともに、投写される画像の歪みが補正された補正画像データを、前記画像データに基づいて生成する補正画像生成ステップと、前記光変調装置に、前記光源からの光を前記補正画像データに基づいて変調させる補正画像変調ステップと、を備えることを特徴とする。 Application Example 5 A projector control method according to this application example includes a light source and a pixel region including a plurality of pixels, and modulates light emitted from the light source to the pixel region based on image data. A projector control method comprising: a light modulation device; and a projection optical system that projects light modulated by the light modulation device, wherein the projection image is enlarged so as to protrude from the pixel region and distortion of a projected image A corrected image generating step for generating corrected image data corrected based on the image data; a corrected image modulating step for causing the light modulator to modulate light from the light source based on the corrected image data; It is characterized by providing.
このようなプロジェクターの制御方法によれば、画素領域よりも大きい補正画像データが形成することが可能になり、多くの画素領域を投写に利用することが可能となる。よって、光変調装置は光源から射出された光を有効に利用することができるため、光の利用率の低下を避けることができる。また、従来のキーストーン補正のように画像が縮小されてしまうことを回避することができる。 According to such a projector control method, corrected image data larger than the pixel area can be formed, and a large number of pixel areas can be used for projection. Therefore, since the light modulation device can effectively use the light emitted from the light source, it is possible to avoid a decrease in the light utilization rate. Further, it is possible to avoid the image from being reduced as in the conventional keystone correction.
また、上述したプロジェクターおよびその制御方法がプロジェクターに備えられたコンピューターを用いて構築されている場合には、上記形態および上記適用例は、その機能を実現するためのプログラム、あるいは当該プログラムを前記コンピューターで読み取り可能に記録した記録媒体等の態様で構成することも可能である。記録媒体としては、フレキシブルディスクやハードディスク、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、Blu−ray Disc(登録商標)、光磁気ディスク、不揮発性メモリーカード、プロジェクターの内部記憶装置(RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の半導体メモリー)、及び外部記憶装置(USB(Universal Serial Bus)メモリー等)等、前記コンピューターが読み取り可能な種々の媒体を利用することができる。 Further, when the projector and the control method thereof are constructed using a computer provided in the projector, the form and the application example described above are a program for realizing the function, or the program is stored in the computer. It is also possible to constitute in the form of a recording medium or the like recorded so as to be readable by the user. Recording media include flexible disks, hard disks, CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disk), Blu-ray Disc (registered trademark), magneto-optical disk, nonvolatile memory card, internal storage of projector Use various computer-readable media such as devices (semiconductor memories such as RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory)) and external storage devices (USB (Universal Serial Bus) memory, etc.). Can do.
以下、実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described.
(実施形態)
本実施形態では、撮像装置を備え、投写画像の外形を保ちながら、内側の表示画像の歪みを補正する拡大キーストーン補正機能を備えたプロジェクターについて説明する。
(Embodiment)
In the present embodiment, a projector that includes an imaging device and has an enlarged keystone correction function that corrects distortion of an inner display image while maintaining the outer shape of the projected image will be described.
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示すブロック図である。図1を使用して、プロジェクター100の内部構成について説明する。プロジェクター100は、画像を表す画像光を投写して、スクリーンSCなどの投写面上に画像(以降、「投写画像」と呼ぶ)を表示させる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to the present embodiment. The internal configuration of the
プロジェクター100は、A/D変換部110、内部メモリー120、液晶パネル等の光変調装置130、光変調装置駆動部132、光源140aを有する照明光学系140、投写レンズとしての投写光学系150、CPU160、操作受付部170、撮像部180等を備えている。ここで、内部メモリー120、光変調装置駆動部132、CPU160、および操作受付部170は、バス102を介して互いに接続されている。
The
A/D変換部110は、パーソナルコンピューターやビデオ再生装置、メモリーカード、USBストレージ、デジタルカメラ等、外部の画像供給装置(図示せず)とケーブルを介した接続を行うための各種の画像入力端子が備えられており、画像供給装置から画像信号が入力される。そして、A/D変換部110は、必要によりA/D変換を行い、デジタル画像信号を出力する。なお、画像信号は無線によって供給されてもよい。また、画像信号は、デジタル画像信号として供給されてもよい。
The A /
内部メモリー120には、画像処理部122として機能するコンピュータープログラムが格納されている。画像処理部122は、A/D変換部110から出力されたデジタル画像信号に対して、画像の表示状態(例えば、輝度、コントラスト、同期、トラッキング、色の濃さ、色合い等)の調整を行い、光変調装置駆動部132へと出力する。また、画像処理部122は、モジュールとして、角度算出部122a、消失点算出部122b、四辺形形成部122d、補正画像生成部122e等を有している。これら各部の機能は、後述の拡大キーストーン補正処理の説明において詳述する。
The
光変調装置駆動部132は、画像処理部122を経て入力されたデジタル画像信号に基づいて、光変調装置である光変調装置130を駆動する。光変調装置130は、照明光学系140から照射された照明光を画像光へと変調するための画像を、光変調装置130の表面(パネル面)の画素領域に形成する。本実施形態では、画素領域は光変調装置130と一致するものとする。
The light modulation
投写光学系150は、プロジェクター100の筐体の前面に取り付けられており、光変調装置130によって画像光へと変調された光を拡大投写する。
The projection optical system 150 is attached to the front surface of the housing of the
操作受付部170は、プロジェクター100に対して各種指示を行うための複数のキー等を備えている。操作受付部170が備えるキーとしては、電源のオン/オフを行うための「電源キー」や、入力された画像信号を切り替えるための「入力切替キー」、各種設定を行うためのメニュー画面の表示/非表示を切り替える「メニューキー」、メニュー画面におけるカーソルの移動等に用いられる「カーソルキー」、各種設定を決定するための「決定キー」、画像に拡大キーストーン補正を行う「拡大キーストーン補正キー」、拡大キーストーン補正を段階的に行うための「拡大キーストーン段階調整キー」等がある。ユーザーが操作受付部170を操作すると、操作受付部170は、ユーザーの操作内容に応じた制御情報をバス102を介してCPU160に出力する。
The
なお、操作受付部170は、リモコン信号受信部(図示せず)と遠隔操作が可能なリモートコントローラー(図示せず)を有した構成としてもよい。この場合、リモートコントローラーは、ユーザーの操作内容に応じた赤外線等の操作信号を発し、リモコン信号受信部がこれを受信して制御情報としてCPU160に伝達する。
The
CPU160は、内部メモリー120から画像処理部122としてのコンピュータープログラムを読み出して実行することにより、スクリーンSC上に画像を投写したり、後述する拡大キーストーン補正処理などの画像処理を行ったりする。また、CPU160は、プロジェクター100内の各部の動作を統括制御する。
The
撮像部180は、CCDカメラを有しており、撮影画像を生成する。撮像部180により生成された撮影画像は、内部メモリー120の画像処理部122における画像処理で使用される。なお、撮像部180は、CCDカメラの代わりに他の撮像デバイスを有するものとしてもよい。
The
次に、プロジェクター100が、投写画像の外形を保ちながら、内側の表示の歪みを補正する拡大キーストーン補正処理について説明する。
図2は、プロジェクター100の拡大キーストーン補正処理のフローチャートである。CPU160は、画像処理部122に備わる角度算出部122a、消失点算出部122b、四辺形形成部122d、補正画像生成部122e等のプログラムモジュールに従って、拡大キーストーン補正処理を行う。なお、本実施形態における「拡大キーストーン補正処理」とは、投写面における画像の歪みを補正する点では従来のキーストーン補正処理と共通する。その一方、拡大キーストーン補正処理では、従来のキーストーン補正処理では全黒画像が表示されていた領域も画像の表示に用いるとともに、本来表示されるべき画像の一部が欠けることを許容する点が従来のキーストーン補正処理とは異なっている。
Next, an enlarged keystone correction process in which the
FIG. 2 is a flowchart of the enlarged keystone correction process of the
操作受付部170に備わる拡大キーストーン補正キーが押下されると、CPU160は、光変調装置130に所定のパターン画像を投写させ、撮像部180は、投写された画像を撮像する(ステップS101)。CPU160は、撮像部180によって得られた撮影画像を分析し、スクリーンSCとプロジェクター100との相対角度を算出する(ステップS102)。この処理を行うプログラムモジュールが、角度算出部122aに相当する。
When the enlarged keystone correction key provided in the
CPU160は、光変調装置130の座標系における垂直消失点および水平消失点を算出する(ステップS103)。この処理を行うプログラムモジュールが、消失点算出部122bに相当する。なお、これらの相対角度の算出処理や垂直消失点、水平消失点の算出処理は、既知の方法を用いるものとする(例えば、特開2010−50542号公報参照)。ここで、光変調装置130の座標系において垂直消失点を通過する直線群はスクリーンSC等の投写面において互いに平行である。同様に、光変調装置130の座標系において水平消失点を通過する直線群は投写面において互いに平行である。また、光変調装置130の座標系において垂直消失点を通過する直線と、光変調装置130の座標系において水平消失点を通過する直線は、投写面上で互いに直交する。
CPU160は、垂直消失点から、光変調装置130の画素領域における頂点のうちの垂直消失点に近い2つの頂点を結んだ2つの直線、および、水平消失点から、光変調装置130の画素領域における頂点のうちの水平消失点に近い2つの頂点を結んだ2つの直線を形成する。そして、これら4つの直線に囲まれた四辺形を形成する(ステップS104)。この処理を行うプログラムモジュールが、四辺形形成部122dに相当する。
From the vertical vanishing point, the two straight lines connecting two vertices close to the vertical vanishing point among the vertices in the pixel region of the light modulation device 130 and the horizontal vanishing point from the vertical vanishing point in the pixel region of the light modulation device 130. Two straight lines connecting two vertices close to the horizontal vanishing point are formed. Then, a quadrilateral surrounded by these four straight lines is formed (step S104). The program module that performs this processing corresponds to the
CPU160は、光変調装置130の画素領域の画像を四辺形領域に射影変換(後述)する(ステップS105)。この射影変換処理を行うプログラムモジュールが、補正画像生成部122eに相当し、射影変換処理後の画像データが補正画像データである。そして、CPU160は、射影変換された四辺形領域の画像(補正画像データ)のうちの光変調装置130の画素領域に対応した領域の画素データを、光変調装置駆動部132に出力させる(ステップS106)。そして、拡大キーストーン補正処理を終了する。
The
ここで、光変調装置130の画素領域から四辺形領域への射影変換について説明する。
図3は、画素領域と四辺形領域を表す説明図であり、図3(a)は、消失点と画素領域と四辺形領域とを説明する図であり、図3(b)は、画素領域から四辺形領域への射影変換を説明する説明図である。
Here, the projective transformation from the pixel area of the light modulation device 130 to the quadrilateral area will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a pixel area and a quadrilateral area, FIG. 3 (a) is a diagram for explaining a vanishing point, a pixel area, and a quadrilateral area, and FIG. 3 (b) is a pixel area. It is explanatory drawing explaining the projective transformation to a quadrilateral area | region.
図3(a)には、光変調装置130の座標系(Xp軸、Yp軸)における画素領域PFLと、垂直消失点DPvと、水平消失点DPhが表されている。画素領域PFLは、矩形であり4つの頂点a1,a2,a3,a4を有している。そして、垂直消失点DPvから画素領域PFLにおける頂点のうちの近い2つの頂点a1,a2を結んだ直線L1および直線L2と、水平消失点DPhから画素領域PFLにおける頂点のうちの近い2つの頂点a2,a3を結んだ直線L3および直線L4と、が表されている。そして、直線L1、直線L2、直線L3、および直線L4で囲まれた四辺形領域QUが形成されている。四辺形領域QUは、ハッチングを付して示している。ここで、四辺形領域QUの4つの頂点をv1,v2,v3,v4とする。 3A shows a pixel region PFL, a vertical vanishing point DPv, and a horizontal vanishing point DPh in the coordinate system (Xp axis, Yp axis) of the light modulation device 130. FIG. The pixel region PFL is rectangular and has four vertices a1, a2, a3, and a4. Then, a straight line L1 and a straight line L2 that connect two close vertices a1 and a2 of the vertices in the pixel area PFL from the vertical vanishing point DPv, and two close vertices a2 of the vertices in the pixel area PFL from the horizontal vanishing point DPh. , A3, a straight line L3 and a straight line L4 are represented. A quadrilateral region QU surrounded by the straight line L1, the straight line L2, the straight line L3, and the straight line L4 is formed. The quadrilateral region QU is shown with hatching. Here, it is assumed that the four vertices of the quadrangular region QU are v1, v2, v3, and v4.
ここで、光変調装置130の座標系において垂直消失点を通過する直線群はスクリーンSCなどの投写面において互いに平行であるため、直線L1及び直線L2に対応する投写面上の直線は、投写面上で互いに平行となる。同様に、光変調装置130の座標系において水平消失点を通過する直線群は投写面において互いに平行であるため、直線L3及び直線L4に対応する投写面上の直線は、投写面上で互いに平行となる。 Here, since the straight lines passing through the vertical vanishing point in the coordinate system of the light modulation device 130 are parallel to each other on the projection plane such as the screen SC, the straight lines on the projection plane corresponding to the straight lines L1 and L2 are the projection planes. They are parallel to each other above. Similarly, the straight lines passing through the horizontal vanishing point in the coordinate system of the light modulation device 130 are parallel to each other on the projection plane, so the straight lines on the projection plane corresponding to the straight lines L3 and L4 are parallel to each other on the projection plane. It becomes.
また、光変調装置130の座標系において垂直消失点を通過する直線と、光変調装置130の座標系において水平消失点を通過する直線は投写面上で互いに直交するため、直線L1に対応する直線は投写面において直線L3及び直線L4に対応する直線と直交する。同様に、直線L2に対応する直線は投写面において直線L3及び直線L4に対応する直線と直交する。
つまり、四辺形領域QUに対応する投写面上の領域は4つの頂点が直角となる四辺形であるため、光変調装置130の座標系において画素領域PFLに表示される画像が四辺形領域QUに表示されるように変換することで、画像の歪みを補正することができる。
In addition, since the straight line passing through the vertical vanishing point in the coordinate system of the light modulation device 130 and the straight line passing through the horizontal vanishing point in the coordinate system of the light modulation device 130 are orthogonal to each other on the projection plane, the straight line corresponding to the straight line L1. Is orthogonal to the straight lines corresponding to the straight lines L3 and L4 on the projection plane. Similarly, the straight line corresponding to the straight line L2 is orthogonal to the straight lines corresponding to the straight line L3 and the straight line L4 on the projection plane.
That is, since the area on the projection plane corresponding to the quadrangular area QU is a quadrilateral whose four vertices are at right angles, the image displayed in the pixel area PFL in the coordinate system of the light modulation device 130 is the quadrilateral area QU. By converting the image so that it is displayed, the distortion of the image can be corrected.
図3(b)には、画素領域PFLと四辺形領域QUの対応が表されている。拡大キーストーン補正処理では、画素領域PFLが四辺形領域QUに変換(即ち、矢印のように変換)されるように、画素の座標を変換する。より具体的には、画素領域PFLの4つの頂点a1、a2、a3及びa4の座標が、四辺形領域QUの4つの頂点v1、v2、v3及びv4の座標に変換されるように座標変換する。この座標変換が本実施形態における射影変換である。ここで、画素領域PFLの頂点の座標を、a1=(X1,Y1)、a2=(X2,Y2)、a3=(X3,Y3)、a4=(X4,Y4)とし、四辺形領域QUの頂点の座標を、v1=(x1,y1)、v2=(x2,y2)、v3=(x3,y3)、v4=(x4,y4)とする。即ち、射影変換により、座標(X,Y)が座標(x,y)に変換されるとすると、射影変換後の座標(x,y)は、以下の式(1)および(2)により表される。 FIG. 3B shows the correspondence between the pixel area PFL and the quadrangular area QU. In the enlarged keystone correction process, the pixel coordinates are converted so that the pixel area PFL is converted into a quadrilateral area QU (that is, converted as indicated by an arrow). More specifically, the coordinate transformation is performed so that the coordinates of the four vertices a1, a2, a3, and a4 of the pixel area PFL are transformed into the coordinates of the four vertices v1, v2, v3, and v4 of the quadrangular area QU. . This coordinate transformation is projective transformation in the present embodiment. Here, the coordinates of the vertices of the pixel area PFL are a1 = (X1, Y1), a2 = (X2, Y2), a3 = (X3, Y3), a4 = (X4, Y4), and the quadrilateral area QU The vertex coordinates are v1 = (x1, y1), v2 = (x2, y2), v3 = (x3, y3), and v4 = (x4, y4). That is, if the coordinates (X, Y) are converted to coordinates (x, y) by projective transformation, the coordinates (x, y) after projective transformation are expressed by the following equations (1) and (2). Is done.
式(1)および(2)における係数A,B,C,D,E,F,G,Hは、下記の射影変換の行列式(3)を用いて算出できる。 The coefficients A, B, C, D, E, F, G, and H in the equations (1) and (2) can be calculated using the following determinant (3) of projective transformation.
なお、四辺形領域QUのうち、実際に投写面に表示できるのは画素領域PFLに含まれる部分だけである。つまり、射影変換(座標変換)によって得られた四辺形領域QUの補正画像データのうち、画素領域PFLに相当する部分を切り出したものが最終的に投写面(スクリーンSC)に表示される。 Of the quadrangular region QU, only the portion included in the pixel region PFL can be actually displayed on the projection plane. That is, of the corrected image data of the quadrangular area QU obtained by projective transformation (coordinate transformation), a part corresponding to the pixel area PFL is finally displayed on the projection plane (screen SC).
ここで、拡大キーストーン補正処理の実施の前後において、投写面SCに映し出される画像について説明する。
図4は、投写面SC上の投写画像の説明図であり、図4(a)は、拡大キーストーン補正を実施する前の投写画像の説明図であり、図4(b)は、拡大キーストーン補正を実施した後の投写画像の説明図である。
Here, an image projected on the projection screen SC before and after the execution of the enlarged keystone correction process will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a projected image on the projection screen SC, FIG. 4 (a) is an explanatory diagram of a projected image before performing enlarged keystone correction, and FIG. 4 (b) is an enlarged key. It is explanatory drawing of the projection image after implementing stone correction.
図4(a)では、投写面SCに対してプロジェクター100を傾けた状態で画像を投写した場合の投写画像PF1を表している。この状態では、拡大キーストーン補正は行われていないため、画像の外形が台形状に歪むとともに、画像の内側の文字「A」も歪んでいる。このような状態となっている場合に、上述した拡大キーストーン補正処理を行うと、図4(b)に示すように、画像の外形は台形状のままであるが、画像の内側の文字「A」の歪みは補正される。なお、投写画像PF2は光変調装置130の画素領域PFLの全画素が投写されているため、画素領域PFLからはみ出した部分LS(ハッチング部分)は、投写画像PF2上に表示されない。しかしながら、このように表示されない部分は画像の周縁のごく一部に過ぎないことから、ユーザーによる画像の鑑賞に与える影響は小さいものと考えられる。
FIG. 4A shows a projected image PF1 when an image is projected with the
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)プロジェクター100は、画素領域PFLを包含するように射影変換を施した四辺形領域QUを形成する。そして、光変調装置130は、四辺形領域QUに包含された画素領域PFLの画素データに応じて画像光に変調する。このような拡大キーストーン補正によれば、画素領域PFLよりも大きい四辺形領域QUの補正画像データが形成され、画素領域PFLの全ての画素データを投写に利用することが可能となる。よって、光変調装置130は光源から射出された光を全て利用することができるため、光の利用率の低下を避けることができる。また、このような拡大キーストーン補正では、従来のキーストーン補正のように画像が縮小されてしまうことを回避することができる。つまり、大きな投写画像をユーザーに観賞させることが可能になるため、ユーザーにインパクトを与えることができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)プロジェクター100は、投写面SCとの相対的な角度を算出し、垂直消失点DPvと水平消失点DPhとを算出する。そして、垂直消失点DPvおよび水平消失点DPhの座標系を画素領域の座標系に変換して、変換した垂直消失点DPvと水平消失点DPhと画素領域PFLの頂点とを用いて四辺形領域QUを形成する。そして、四辺形領域QUに基づいた補正画像データを生成する。これにより、四辺形領域QUが画素領域PFLに対して過大になってしまうことを回避することができる。つまり、投写画像PF2において欠損してしまう画像領域を低減することができる。
(2) The
なお、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。 In addition, it is not limited to embodiment mentioned above, It is possible to implement by adding various change, improvement, etc. A modification will be described below.
上記実施形態では、操作受付部170に備わる拡大キーストーン補正キーが押下されると、画素領域PFLの頂点を利用して四辺形領域QUを一意に形成するものとした。しかし、このように四辺形領域QUを一意に算出するのではなく、拡大キーストーン補正をユーザーが段階的に行うようにしてもよい。例えば、操作受付部170に備わる拡大キーストーン段階調整キーを押下する回数や時間に応じて、式(1)および式(2)における係数A,B,C,D,E,F,G,Hを変化させることで、拡大キーストーン補正の拡大率を変更することができる。
In the above embodiment, when the enlarged keystone correction key provided in the
上記実施形態では、操作受付部170に備わる拡大キーストーン補正キーが押下されると、画素領域PFLの頂点を利用して四辺形領域QUを算出し、その四辺形領域QUとなるように画素領域PFLの画素の射影変換を行うものとした。ここで、四辺形領域QUの算出処理は、垂直消失点DPvおよび水平消失点DPhを通る直線で形成されるものであればよく、画素領域PFLの頂点を通らなくてもよい。
In the above embodiment, when the enlarged keystone correction key provided in the
上記実施形態では、操作受付部170に備わる拡大キーストーン補正キーが押下されると、画素領域PFLの頂点を利用して四辺形領域QUのサイズを形成するものとした。ここで、四辺形領域QUのサイズは、投写画面の照度に基づいて決定してもよい。例えば、プロジェクター100に投写画面の照度を測定する照度測定装置(図示せず)をさらに有するものとし、照度測定装置が測定した照度が所定の照度になるように、四辺形領域QUのサイズを変更することにより、拡大キーストーン補正の拡大率を変更することができる。
In the above embodiment, when the enlarged keystone correction key provided in the
上記実施形態では、操作受付部170に備わる拡大キーストーン補正キーが押下されると、画素領域PFLの頂点を利用して四辺形領域QUのサイズを形成するものとした。ここで、投写光学系150から所定のパターンを投写させ、撮像部180によって撮像した所定のパターンに基づいて、四辺形領域QUのサイズを決定してもよい。
In the above embodiment, when the enlarged keystone correction key provided in the
上記実施形態では、画像処理部122はコンピュータープログラムとしているが、画像処理を行う回路装置(図示せず)を有して構成されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態の拡大キーストーン補正処理では、従来のキーストーン補正処理において全黒画像が表示されていた領域も画像の表示に用いているが、全ての領域を表示に用いなくてもよい。つまり、一部に全黒画像があってもよい。 In the enlarged keystone correction process of the above-described embodiment, the area where the all-black image is displayed in the conventional keystone correction process is also used for displaying the image, but the entire area may not be used for display. That is, there may be an all-black image in part.
上記実施形態では、光変調装置130として、透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネル等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源から射出した光を変調する微小ミラーアレイデバイス等を用いることもできる。 In the above embodiment, a transmissive liquid crystal panel is used as the light modulation device 130, but a reflective light modulation device such as a reflective liquid crystal panel can also be used. In addition, it is possible to use a micromirror array device that modulates light emitted from a light source by controlling the emission direction of incident light for each micromirror as a pixel.
100…プロジェクター、102…バス、110…A/D変換部、120…内部メモリー、122…画像処理部、122a…角度算出部、122b…消失点算出部、122d…四辺形形成部、122e…補正画像生成部、130…光変調装置、132…光変調装置駆動部、140…照明光学系、150…投写光学系、160…CPU、170…操作受付部、180…撮像部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
光源と、
複数の画素からなる画素領域を有し、前記光源から前記画素領域に射出された光を画像データに基づいて画像光に変調する光変調装置と、
前記光変調装置で変調された前記画像光を投写する投写光学系と、
前記画素領域からはみ出るように拡大されるとともに、投写される画像の歪みが補正された補正画像データを、前記画像データに基づいて生成する補正画像生成部と、
投写された投写画像を含む範囲を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、
前記画像光が投写される投写面と前記プロジェクターとの相対的な角度を算出する角度算出部と、
前記角度に基づき、前記画素領域の座標系における垂直消失点と水平消失点とを算出する消失点算出部と、
前記垂直消失点から前記画素領域における頂点のうちの近い2つの頂点を結んだ2つの直線、および、前記水平消失点から前記画素領域における頂点のうちの近い2つの頂点を結んだ2つの直線に囲まれた四辺形を形成する四辺形形成部と、
を備え、
前記補正画像生成部は、前記四辺形に基づいた前記補正画像データを生成し、
前記光変調装置は、前記補正画像データに基づいて前記光源からの光を変調することを特徴とするプロジェクター。 A projector,
A light source;
A light modulation device having a pixel region composed of a plurality of pixels and modulating light emitted from the light source to the pixel region into image light based on image data;
A projection optical system that projects the image light modulated by the light modulation device;
A corrected image generation unit that generates the corrected image data that is enlarged so as to protrude from the pixel area and that corrects the distortion of the projected image, based on the image data;
An imaging unit that captures a range including the projected image and generates a captured image;
An angle calculation unit for calculating a relative angle between the projection surface on which the image light is projected and the projector;
A vanishing point calculating unit that calculates a vertical vanishing point and a horizontal vanishing point in the coordinate system of the pixel region based on the angle;
Two straight lines connecting two close vertices in the pixel area from the vertical vanishing point, and two straight lines connecting two close vertices in the pixel area from the horizontal vanishing point A quadrilateral forming part that forms an enclosed quadrilateral;
With
The corrected image generation unit generates the corrected image data based on the quadrilateral,
The light modulation device modulates light from the light source based on the corrected image data.
前記補正画像生成部が生成する前記補正画像データは、前記画素領域の頂点のうちの少なくとも1つに外接することを特徴とするプロジェクター。 The projector according to claim 1,
The corrected image data generated by the corrected image generation unit circumscribes at least one of the vertices of the pixel area.
投写された投写画像を含む範囲を撮像して撮像画像を生成する撮像ステップと、
前記画像光が投写される投写面と前記プロジェクターとの相対的な角度を算出する角度算出ステップと、
前記角度に基づき、前記画素領域の座標系における垂直消失点と水平消失点とを算出する消失点算出ステップと、
前記垂直消失点から前記画素領域における頂点のうちの近い2つの頂点を結んだ2つの直線、および、前記水平消失点から前記画素領域における頂点のうちの近い2つの頂点を結んだ2つの直線に囲まれた四辺形を形成する四辺形形成ステップと、
前記画素領域からはみ出るように拡大されるとともに、投写される画像の歪みが補正された補正画像データを、前記画像データおよび前記四辺形に基づいて生成する補正画像生成ステップと、
前記光変調装置に、前記光源からの光を前記補正画像データに基づいて変調させる補正画像変調ステップと、
を備えることを特徴とするプロジェクターの制御方法。 A light source having a pixel region composed of a plurality of pixels, a light modulation device that modulates light emitted from the light source into the pixel region into image light based on image data, and the light modulation device A projection optical system that projects the image light, and a projector control method comprising:
An imaging step of capturing a range including the projected image and generating a captured image;
An angle calculating step of calculating a relative angle between the projection surface on which the image light is projected and the projector;
A vanishing point calculating step for calculating a vertical vanishing point and a horizontal vanishing point in the coordinate system of the pixel region based on the angle;
Two straight lines connecting two close vertices in the pixel area from the vertical vanishing point, and two straight lines connecting two close vertices in the pixel area from the horizontal vanishing point A quadrilateral forming step to form an enclosed quadrilateral;
A corrected image generation step of generating corrected image data that is enlarged so as to protrude from the pixel region and in which distortion of a projected image is corrected, based on the image data and the quadrilateral;
A correction image modulation step of causing the light modulation device to modulate light from the light source based on the correction image data;
A projector control method comprising:
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