JP3879560B2 - 投写型画像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、投写型画像表示装置において、スクリーンなどの平面被投写体に対して画像を斜めから投写した場合に発生する投写画像の台形歪を補正する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
投写型画像表示装置は、光源から入射された光を液晶ライトバルブ(液晶パネル)などの光変調手段によって画像信号に基づいて変調し、液晶ライトバルブから射出された変調光を投写光学系を介して、平面被投写体であるスクリーン上に結像させて投写するものが一般的である。すなわち、このような投写型画像表示装置は、液晶ライトバルブに表示された画像をスクリーン上に拡大表示する。
【0003】
このような投写型画像表示装置を、投写型画像表示装置の光軸とスクリーンの中心位置の法線とが一致するように配置した場合、スクリーンに対して画像は真正面から投写されるため、スクリーン上の投写画像は、液晶ライトバルブに与えられた画像信号に応じた画像と相似な歪のない画像となる。しかし、投写型画像表示装置をこのように配置した場合、例えば、ユーザとスクリーンとの間に投写型画像表示装置が存在しているときには、ユーザが投写画像を観察する場合に投写型画像表示装置が邪魔になるという問題が発生する。
【0004】
そこで、投写型画像表示装置を、ユーザの観察の邪魔にならないように、先ほどの位置より右側または左側に移動させて、投写型画像表示装置の光軸とスクリーンの法線とが一致せずに、所定の角度をなすように配置する場合がある。このように投写型画像表示装置を配置した場合、スクリーンに対して画像は左右斜め方向から投写されるため、スクリーン上の投写画像は、左右方向において拡大され、かつ、左右何れかの端部が上下方向に拡大された台形形状となる台形歪(「キーストーン歪」とも呼ばれる。)が発生する。
【0005】
なお、投写型画像表示装置を、真正面の位置より左右ではなく、上下方向に移動させて、投写型画像表示装置の光軸とスクリーンの法線とが所定の角度をなすように配置することも可能であるが、この場合は、スクリーンに対して画像は上下斜め方向から投写されるため、スクリーン上の投写画像は、上下方向において拡大され、かつ、上下何れかの端部が左右方向に拡大された台形形状となる台形歪が発生する。
【0006】
一方、近年では、前面などにカメラを備えた投写型画像表示装置が提案されている。かかる投写型画像表示装置では、そのカメラを用いて、スクリーンに投写された画像を撮影し、その撮影画像を基にして、投写画像の色補正を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなカメラ付きの投写型画像表示装置では、カメラで撮影した画像は、色補正のためだけに用いられていたため、そのカメラを、上記のような台形歪の補正のために用いることについては考慮されていなかった。
【0008】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、カメラ付きの投写型画像表示装置において、そのカメラで撮影した画像を利用して台形歪を補正する技術を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の第1の投写型画像表示装置は、平面被投写体に画像を投写して表示する投写型画像表示装置であって、
前記平面被投写体に対し斜め方向から投写することにより発生する投写画像の台形歪を、設定された補正量に応じて補正する台形歪補正部と、
前記投写画像およびその周辺部分を撮影するカメラと、
撮影して得られた画像から、該撮影画像内における前記投写画像の形状を求めると共に、前記撮影画像内における水平方向または垂直方向に延びる少なくとも2本の基準線から無限遠点を求め、さらに、前記投写画像の形状を形成する4つの頂点のうち、前記無限遠点から最も遠いまたは最も近い2つの特定頂点と、前記無限遠点と、を結ぶ2本の直線を求めて、それらの直線上に位置する2つの点を設定し、前記特定頂点および設定点をそれぞれ頂点として有する理想形状を導き出し、前記投写画像の形状が、前記理想形状と略一致するように、前記補正量を調整する補正量調整部と、
を備えることを要旨とする。
【0010】
このように、本発明の第1の投写型画像表示装置においては、カメラで撮影した画像を利用し、撮影画像内における基準線から無限遠点を求め、投写画像の形状を形成する頂点とその無限遠点とから理想形状を導き出し、投写画像の形状が理想形状と一致するように、補正量を調整しているので、補正量を適切に調整することができ、台形歪を精度よく補正することができる。
【0011】
本発明の第2の投写型画像表示装置は、平面被投写体に画像を投写して表示する投写型画像表示装置であって、
前記平面被投写体に対し斜め方向から投写することにより発生する投写画像の台形歪を、設定された補正量に応じて補正する台形歪補正部と、
前記投写画像と、前記平面被投写体上に印され、該平面被投写体上における前記投写画像の基準となる形状を示すためのマークと、を撮影するカメラと、
撮影して得られた画像から、該撮影画像内における前記投写画像の形状を求めると共に、前記撮影画像内における前記マークによって画定される理想形状を導き出し、前記投写画像の形状が、前記理想形状と略一致するように、前記補正量を調整する補正量調整部と、
を備えることを要旨とする。
【0012】
このように、本発明の第2の投写型画像表示装置においても、カメラで撮影した画像を利用し、撮影画像からマークによって画定される理想形状を導き出し、投写画像の形状が理想形状と一致するように、補正量を調整しているので、補正量をより適切に調整することができ、台形歪をさらに精度よく補正することが可能となる。
【0013】
本発明の投写型画像表示装置において、
前記撮影画像から、該撮影画像に含まれるエッジを検出するエッジ検出部をさらに備え、
前記補正量調整部は、前記撮影画像に代えて、前記エッジ検出部によるエッジ検出結果を利用して、前記補正量を調整することが好ましい。
【0014】
このように、撮影画像そのものではなく、エッジ検出結果を用いることにより、基準線や投写画像の形状やマークなどを容易に検出することができるようになる。
【0015】
本発明の平面被投写体は、投写型画像表示装置により画像が投写されて表示される平面被投写体であって、
被投写面に、前記投写画像の基準となる形状を示すためのマークが印されていることを要旨とする。
【0016】
このようなマークが印されていることにより、このマークを、投写型画像表示装置において台形歪の補正量を調整する際の基準として使用することができる。
【0017】
本発明の平面被投写体において、前記マークは、蛍光物質を有することが好ましい。
【0018】
このように、マークが蛍光物質を有することにより、マークは紫外線を当てたときのみ発光して、カメラ等による検出が可能となる。また、それ以外の場合は、マークは目立つことがなく、ユーザが投写画像を観察する際にも、そのマークが邪魔にならない。
【0019】
本発明の平面被投写体において、前記マークは、赤外線を発光することが好ましい。
【0020】
このように、マークが赤外線を発光することにより、カメラ等によるマークの検出が可能となる。一方、赤外線は人の目に認識されないため、ユーザが投写画像を観察する際には、そのマークによる発光が邪魔にならない。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.第1実施例:
A−1.投写型画像表示装置の構成:
A−2.画像投写動作:
A−3.補正量調整動作:
B.第2実施例:
B−1.補正量調整動作:
C.変形例:
【0022】
A.第1実施例:
A−1.投写型画像表示装置の構成:
図1は本発明の第1実施例としての投写型画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。この投写型画像表示装置100は、図1に示すように、A/D変換器102と、カメラ104と、A/D変換器106と、ビデオプロセッサ108と、フレームメモリ110と、撮影画像メモリ112と、液晶パネル駆動回路114と、液晶パネル116と、照明光学系118と、投写光学系120と、CPU122と、リモコン制御部124と、制御線126と、リモコン128と、を備えている。なお、図1では、CPU122は、制御線126を介して、ビデオプロセッサ108,液晶パネル駆動回路114,リモコン制御部124のみとつながっているように描いてあるが、実際には他の構成部ともつながっている。
【0023】
また、図2は図1におけるビデオプロセッサ108内の構成を示すブロック図である。ビデオプロセッサ108は、図2に示すように、読出/書込制御部130と、台形歪補正部132と、画像調整部134と、撮影画像読出/書込制御部136と、エッジ検出部138と、補正量調整部140と、を備えている。
【0024】
A−2.画像投写動作:
それでは、まず、投写型画像表示装置100における通常動作である画像投写動作について簡単に説明する。なお、本実施例では、部屋の白地の壁面(以下、スクリーン壁面という)を平面被投写体とし、そのスクリーン壁面に画像を投写するものとする。
【0025】
図1において、ユーザがリモコン128を用いて、画像投写の開始を指示すると、リモコン128は、入力されたその指示を無線通信によってリモコン制御部124に伝える。リモコン制御部124は、リモコン128からの指示を制御線126を介してCPU122に伝える。CPU122は、それら指示に基づいて、ビデオプロセッサ108を始めとする各構成部を制御して、画像投写動作を行う。
【0026】
まず、A/D変換器102が、ビデオプレーヤやテレビやDVDプレーヤなどから出力された画像信号や、パーソナルコンピュータなどから出力された画像信号を入力し、これらアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して、ビデオプロセッサ108に出力する。
【0027】
ビデオプロセッサ108は、フレームメモリ110への書き込みや読み出しなどを行うプロセッサであり、台形歪補正を行う機能や、その他の画像調整を行う機能などを有している。図2に示すように、ビデオプロセッサ108における読出/書込制御部130は、A/D変換器102からのデジタル画像信号を入力し、フレームメモリ110に書き込むと共に、書き込んだデジタル画像信号を読み出して、台形歪補正部132に出力する。
【0028】
台形歪補正部132は、スクリーン壁面に対し斜め方向から投写することにより発生する投写画像の台形歪を補正するために、読出/書込制御部130からのデジタル画像信号の表す画像を、設定された補正量に応じて変形する。
【0029】
画像調整部134は、画像のその他の表示状態(例えば、輝度、コントラスト、同期、トラッキング、色の濃さ、色合いなど)が所望の状態となるように、台形歪補正部132からのデジタル画像信号を調整し、液晶パネル駆動回路114へ出力する。
【0030】
図1において、液晶パネル駆動回路114は、入力されたデジタル画像信号に基づいて、液晶パネル116を駆動する。これにより、液晶パネル116では、照明光学系118から射出された照明光を、画像情報に応じて変調する。
【0031】
投写光学系120は、投写型画像表示装置100の筐体の前面に取り付けられおり、液晶パネル116によって変調された光をスクリーン壁面に投写する。これにより、スクリーン壁面上には投写画像が表示される。
【0032】
A−3.補正量調整動作:
ところで、投写型画像表示装置100がユーザによって新たな位置に配置された場合、本実施例においては、上述した画像投写動作を行う前に、以下に述べるような補正量調整動作が行われる。なお、このとき、投写型画像表示装置100は、ユーザによって、スクリーン壁面に対して左側斜め方向から画像を投写するような位置に配置されているものとする。
【0033】
ユーザがリモコン128から補正量の調整を指示すると、リモコン128は、入力されたその指示をリモコン制御部124を介してCPU122に伝える。CPU122は、その指示に基づいて、ビデオプロセッサ108やカメラ104などの各構成部を制御して、補正量調整動作を開始する。
【0034】
補正量調整動作が開始されると、まず、ビデオプロセッサ108の台形歪補正部132は、図3に示すように、周囲の縁部分が黒で、内部が白の長方形を成す調整用画像400を用意し、そのデジタル画像信号を画像調整部134を介して液晶パネル駆動回路114に出力する。液晶パネル駆動回路114は、そのデジタル画像信号に基づいて液晶パネル116を駆動し、液晶パネル116はその画像情報に応じて照明光を変調して、スクリーン壁面にその調整用画像を投写させる。
【0035】
一方、カメラ104は、投写光学系120と同様に、投写型画像表示装置100の筐体の前面に取り付けられており、スクリーン壁面に投写して表示された調整用画像、およびその周辺部分を撮影し、その撮影画像を撮影画像信号として出力する。
【0036】
A/D変換器106は、カメラ104から出力された撮影画像信号を入力し、これらアナログの撮影画像信号をデジタルの撮影画像信号に変換して、ビデオプロセッサ108に出力する。
【0037】
ビデオプロセッサ108は、上述した機能の他に、A/D変換器106からのデジタル撮影画像信号を入力し、撮影画像メモリ112への書き込みや読み出しも行い、フレームメモリ120から読み出されたデジタル撮影画像信号を基にして補正量を調整する機能も有している。
【0038】
すなわち、ビデオプロセッサ108の撮影画像読出/書込制御部136は、A/D変換器106からのデジタル撮影画像信号を入力し、撮影画像メモリ112に書き込むと共に、書き込んだデジタル撮影画像信号を読み出して、エッジ検出部138に出力する。
【0039】
エッジ検出部138は、デジタル撮影画像信号の表す撮影画像に含まれるエッジ、すなわち、物体の輪郭を検出する。エッジを検出する方法としては、例えば、注目画素のデータ値とその注目画素の近傍に位置する近傍画素のデータ値に、それぞれ、所望の重み係数を掛けて、それらの総和を求める差分演算を、画像中の全ての画素について行うことにより、エッジを検出する方法などが挙げられる。
【0040】
図4は撮影画像から検出したエッジを示す説明図である。撮影画像には、中央に、投写された調整用画像600が写っている他、その周辺に、その画像が投写されているスクリーン壁面602や、そのスクリーン壁面602に交差する天井面604や床面606や側壁面608などが写っているため、撮影画像に含まれるエッジを検出すると、図4に示すように、調整用画像600の周囲の縁部分610がエッジとして検出される他、スクリーン壁面602と他の面との交線612〜620もエッジとして検出される。なお、調整用画像600は、投写型画像表示装置100によってスクリーン壁面に対し左側斜め方向から投写されているため、調整用画像600の縁部分610は、点P,Q,R,Sを頂点として備える台形に歪んだ形状となっている。
【0041】
また、このようにスクリーン壁面に対し左側斜め方向から投写された調整用画像を、カメラ104からではなく、スクリーン壁面602の真正面から見た場合には、図5に示すごとくになり、調整用画像500の縁部分510は、台形がさらに左右に引き延ばされた形状となる。
【0042】
続いて、補正量調整部140は、エッジ検出部138によるエッジ検出の結果に基づいて、台形歪を補正する際に用いる補正量を調整する。
【0043】
具体的には、補正量調整部140は、図4に示したエッジ検出の結果に対して、長方形を成す検出対象枠622を設定し、その検出対象枠622を撮影画像の中心から徐々に広げていく。すると、検出対象枠622の中には、まず、調整用画像600の縁部分610が全て含まれるようになり、さらに広げると、スクリーン壁面602と他の面との交線が含まれるようになる。そして、交線が2本、検出対象枠622の中に含まれた時点で、検出対象枠622の拡張を停止する。すると、その状態は図6に示すごとくになる。すなわち、図6に示すように、検出対象枠622の中には、調整用画像600の縁部分610の他、スクリーン壁面602と天井面604との交線612と、スクリーン壁面602と床面606との交線614が含まれることになる。補正量調整部140は、これら2本の交線612,614を基準線として設定する。
【0044】
次に、補正量調整部140は、図7に示すように、基準線として設定したこれら2本の交線612,614をそれぞれ延長し、それらの交点として無限遠点Nを求める。なお、このとき、これら2本の交線を延長しても、互いに交わらない場合は、補正量調整部140は、検出対象枠622をさらに広げて、次に検出対象枠622の中に含まれる交線を基準線として設定し、同様の動作を繰り返す。
【0045】
次に、補正量調整部140は、調整用画像600の縁部分610(つまり、台形PQRS)のうち、無限遠点Nから最も遠い2点、すなわち、頂点P,Qを選択し、その頂点P,Qと無限遠点Nとを結ぶ2本の直線PN,QNを求める。
【0046】
続いて、補正量調整部140は、図8に示すように、調整用画像600内(すなわち、台形PQRS内)の領域において、それら直線PN,QN上の適切な位置に点R’,S’を設定する。そして、頂点P,Qと、設定した点R’S’を頂点として有する台形PQR’S’を理想形状として導き出す。
【0047】
前述したとおり、台形歪補正部132が用意した調整用画像400は、図3に示したように長方形を成していたが、その調整用画像を投写型画像表示装置100によってスクリーン壁面に対し左側斜め方向から投写すると、その投写した調整用画像は、カメラ104から見た場合、図8に示すように台形PQRSとなっている。また、その投写した調整用画像をスクリーン壁面の真正面から見た場合は、図5に示したように、台形がさらに左右に引き延ばされた形状となっている。
【0048】
これに対し、カメラ104から見た場合の理想形状として導き出した台形PQR’S’は、辺PR’,QS’が、それぞれ、先に求めた直線PN,QN上にあるため、互いに無限遠点Nで交差する。従って、この台形PQR’S’をスクリーン壁面の真正面から見た場合、辺PR’,QS’は、それぞれ、スクリーン壁面602と天井面604との交線612やスクリーン壁面602と床面606との交線614と平行になる。台形PQR’S’のうち、もう一方の辺PQ,R’S’は、何れも、どの位置から見ても、垂直であるため、台形PQR’S’をスクリーン壁面の真正面から見ると、長方形となっている。
【0049】
従って、カメラ104から見た場合の形状として、調整用画像600である台形PQRSが、理想形状である台形PQR’S’に一致するように、元の調整用画像、すなわち、台形歪補正部132で用意する調整用画像400が変形されていれば、スクリーン壁面に投写されたその調整用画像をスクリーン壁面の真正面から見た場合に、その形状は長方形となり、台形歪が解消されたことになる。
【0050】
そこで、台形歪補正部132における元の画像の変形は、設定された補正量に応じて行われるため、補正量調整部140は、調整用画像である台形PQRSが、理想形状である台形PQR’S’に一致するように、台形歪補正部132において設定されている上記補正量を調整する。
【0051】
この結果、台形歪補正部132は、補正量調整部140によって調整された補正量に応じて、用意した調整用画像400を、図9に示すように調整用画像402に変形するため、スクリーン壁面に投写された調整用画像は、スクリーン壁面の真正面から見た場合に、図10に示すごとく、長方形を成す調整用画像502となり、台形歪が解消される。
【0052】
こうして、一連の補正量調整動作が完了したら、上述した画像投写動作が開始される。
【0053】
台形歪補正部132は、画像投写動作を行う際に、調整済みの補正量に応じて、読出/書込制御部130からデジタル画像信号の表す画像を変形して、台形歪を補正する。なお、台形歪補正部132における具体的な画像の変形方法としては、出願人が既に出願している、例えば、特開平11−305715号公報などに詳しく説明されているので、ここでは説明を省略する。
【0054】
以上説明したように、本実施例によれば、カメラ104で撮影した画像内における基準線(すなわち、スクリーン壁面と天井面や床面との交線)から無限遠点を求め、投写画像の形状を形成する頂点とその無限遠点とから理想形状を導き出し、投写画像の形状が理想形状と一致するように、補正量を調整しているので、補正量を適切に調整することができ、台形歪を精度よく補正することが可能となる。
【0055】
B.第2実施例:
上記した第1実施例では、補正量を調整するために、カメラによって撮影された画像から、基準線(すなわち、スクリーン壁面と天井面や床面との交線)を検出し、この基準線に基づいて理想形状を導き出していた。これに対し、本実施例では、基準線を検出する代わりに、スクリーン壁面に、投写されるべき画像の基準となる形状を予めマーキングし、カメラによって撮影された画像から、このマークを検出し、このマークに基づいて理想形状を導き出すようにしている。
【0056】
具体的には、マークとして、図11に示すように、スクリーン壁面の画像が投写されるべき位置において、本来の投写画像の形状(すなわち、長方形)502に合わせて、4つの頂点の近傍に、蛍光物質の塗布されたテープ502を貼るようにする。
【0057】
図12は本発明の第2実施例としての投写型画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。本実施例における投写型画像表示装置100の構成は、基本的には、第1実施例と同様であるが、さらに、紫外線光源(ブラックライト)142を備えている。
【0058】
本実施例において、通常動作である画像投写動作は、第1実施例の場合と同様であるので、説明は省略する。
【0059】
B−1.補正量調整動作:
それでは、投写型画像表示装置100がユーザによって新たな位置に配置された場合に行われる補正量調整動作について説明する。
【0060】
ユーザがリモコン128から補正量調整を指示し、第1実施例と同様の手順にて、補正量調整動作が開始されると、まず、ブラックライト142が点灯すると共に、カメラ104が、スクリーン壁面に貼付されたテープ502の部分、およびその周辺部分を撮影する。そして、第1実施例と同様の手順にて、エッジ検出部138が、その撮影画像に含まれるエッジを検出する。
【0061】
図13は撮影画像から検出したエッジを示す説明図である。ブラックライト142が点灯したことにより、ブラックライト142からは蛍光作用の強い近紫外線が放射されるため、蛍光物質の塗布されたテープ502は光り、スクリーン壁面との間で輝度差が生じるので、そのテープ502の部分がエッジとして検出される。なお、投写型画像表示装置100は、スクリーン壁面に対し左側斜め方向から画像を投写する位置に配置されており、その位置からカメラ104は撮影しているため、スクリーン壁面602に貼付されたテープ502によって画定される形状は、長方形ではなく、点a,b,c,dを頂点として備える台形に歪んだ形状となっている。
【0062】
そこで、補正量調整部140は、エッジ検出部138によるエッジ検出の結果から、テープ502によって画定される台形abcdを理想形状として導き出す。
【0063】
次に、ビデオプロセッサ108の台形歪補正部132が、図3に示したような長方形の調整用画像を用意し、第1実施例と同様の手順にて、液晶パネル116が照明光を変調して、スクリーン壁面にその調整用画像を投写させる。また、カメラ104は、スクリーン壁面に投写して表示された調整用画像、およびその周辺を撮影する。そして、第1実施例と同様の手順にて、エッジ検出部138が、その撮影画像に含まれるエッジを検出する。
【0064】
図14は調整用画像を投写した際における撮影画像から検出したエッジを示す説明図である。図14に示すように、スクリーン壁面602に投写された調整用画像600の周囲の縁部分610がエッジとして検出される。なお、調整用画像は投写型画像表示装置100によってスクリーン壁面に対し左側斜め方向から投写されているため、調整用画像600の縁部分610は、点P,Q,R,Sを頂点として備える台形に歪んだ形状となっている。
【0065】
なお、このとき、投写型画像表示装置100の位置は、スクリーン壁面に投写された調整用画像600の右端(すなわち、辺PQ)が、テープ502によって画定される台形abcdの右端(すなわち、辺ab)に一致するように調整されているものとする。
【0066】
前述したとおり、台形歪補正部132が用意した調整用画像は、図3に示したように長方形を成しているが、その調整用画像をスクリーン壁面に対し左側斜め方向から投写すると、その投写した調整用画像は、カメラ104から見た場合、図14に示すように台形PQRSとなっている。また、その投写した調整用画像をスクリーン壁面の真正面から見た場合は、台形がさらに左右に引き延ばされた形状となっている。
【0067】
これに対し、理想形状として導き出した台形abcdは、スクリーン壁面に添付されたテープ502によって画定される形状である。前述したとおり、テープ502は、スクリーン壁面に、投写画像の基準となる形状、すなわち、長方形に合わせて添付されてものであるため、そのテープ502によって画定される台形abcdは、スクリーン壁面の真正面から見ると、当然に長方形となっている。
【0068】
従って、第1実施例の場合と同様に、カメラ104から見た場合の形状として、調整用画像である台形PQRSが、理想形状である台形abcdに一致するように、元の調整用画像、すなわち、台形歪補正部132で用意する調整用画像が変形されていれば、スクリーン壁面に投写されたその調整用画像をスクリーン壁面の真正面から見た場合に、その形状は長方形となり、台形歪が解消されたことになる。
【0069】
そこで、補正量調整部140は、調整用画像である台形PQRSが、理想形状である台形PQR’S’に一致するように、台形歪補正部132において設定されている上記補正量を調整する。
【0070】
この結果、台形歪補正部132は、補正量調整部140によって調整された補正量に応じて、用意した調整用画像を変形するため、スクリーン壁面に投写された調整用画像は、スクリーン壁面の真正面から見た場合、台形歪が解消される。こうして、一連の補正量調整動作が完了したら、画像投写動作が開始される。
【0071】
本実施例においては、予め、スクリーン壁面に投写画像の基準形状を示すマーク(すなわち、テープ)を印しておき、カメラ104で撮影した画像から、そのマークで画定される理想画像を導き出し、投写画像の形状が理想形状と一致するように、補正量を調整しているので、補正量をより適切に調整することができ、台形歪をさらに精度よく補正することが可能となる。
【0072】
また、スクリーン壁面に印されたマークは、蛍光物質の塗布されたテープであるため、ブラックライトで照らしたときは光り、カメラによって撮影しても、撮影画像からその位置を容易に検出することができるが、通常の画像投写を行う際には、そのテープが目立つことはなく、ユーザが投写画像を観察する際の邪魔にならない。
【0073】
C.変形例:
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【0074】
上記した第2実施例においては、平面被投写体であるスクリーン壁面上における投写画像の基準となる形状を示すマークとして、蛍光物質を塗布したテープ502を用い、これらを投写画像の基準形状に合わせて、4つの頂点の近傍に貼付したが、4辺に沿って貼付するようにしてもよい。また、テープに限定されるものではなく、蛍光物質を塗布した鋲や磁石などあってもよい。
【0075】
さらに、これら蛍光物質を塗布したテープなどの代わりに、赤外線発光素子を用いるようにしてもよい。具体的には、図15に示すように、平面被投写体であるスクリーン壁面上において、投写画像の基準となる形状800における4つの頂点の近傍に、それぞれ、赤外線発光素子802を設置し、カメラ104で撮影する際に、投写型画像表示装置100から無線でそれら赤外線発光素子802に発光を指示する。そして、カメラ104で発光しているそれら赤外線発光素子802を撮影する。カメラ104の撮像素子は可視光線だけでなく、赤外光も検出できるため、撮影して得られた画像から各赤外線発光素子の位置は容易に検出することができる。また、赤外線は人間の目には認識されないので、通常の画像投写を行う際に、赤外線発光素子802から赤外線が発光されていても、ユーザが投写画像を観察する際の邪魔にならない。
【0076】
なお、これら赤外線発光素子802は、カメラ104の撮影時だけ発光させてもよいが、常時発光させていてもよい。また、リモコンなど他の赤外線発光素子を備える機器に悪影響を与えないために、周期的に発光させるようにしてもよい。また、補正量の調整を行うときのみ発光させ、通常の画像投写を行う際には、発光させないのであれば、赤外線の代わりに、可視光線を用いるようにしても構わない。
【0077】
上記した実施例では、平面被投写体としてスクリーン壁面を利用したが、壁面でなく、通常のスクリーンを平面被投写体として利用してもよい。従って、このようなスクリーンを利用する場合、第2実施例やその変形例では、蛍光物質を塗布したテープ502や、上述した赤外線発光素子などは、そのスクリーンに貼付または設置されることになる。
【0078】
また、このように、赤外線発光素子を設置した専用のスクリーンを用いる場合、その赤外線発光素子を周期的に発光させ、その発光周期に信号を重畳することにより、スクリーンから投写型画像表示装置100に対し、赤外線にのせて信号を伝送することができる。例えば、その信号に、そのスクリーンの材質や反射率などの情報を含ませることによって、投写型画像表示装置100側では、その情報に応じて、投写画像の色や輝度などを制御して、そのスクリーンに合わせた投写画像を表示させることができる。
【0079】
上記した実施例では、投写型画像表示装置100は、左側斜め方向から画像を投写するような位置に配置されているものとして説明したが、右側斜め方向,上側斜め方向,下側斜め方向からそれぞれ画像を投写するような位置に配置されている場合も、本発明を同様に適用できることは言うまでもない。
【0080】
なお、第1実施例では、左右の斜め方向から画像を投写する場合であったため、撮影画像内におけるスクリーン壁面と天井面や床面との交線、すなわち、水平方向に延びる線を基準線として設定したが、上下の斜め方向から画像を投写する場合には、スクリーン壁面と側面との交線など、垂直方向に延びる線を基準線として設定する必要がある。
【0081】
上記した第1実施例では、撮影画像内における面と面との交線を基準線として設定したが、垂直方向もしくは水平方向に延びる線であれば、撮影画像内における他の線を、基準線として設定しても構わない。
【0082】
上記した第1実施例では、無限遠点Nを求めた後、調整用画像600の縁部分610(つまり、台形PQRS)のうち、無限遠点Nから最も遠い2点、すなわち、頂点P,Qを選択し、その頂点P,Qと無限遠点Nとを結ぶ2本の直線PN,QNを求めていたが、無限遠点Nから最も近い2点、すなわち、頂点R,Sを選択し、その頂点R,Sと無限遠点Nとを結ぶ2本の直線RN,SNを求めるようにしてもよい。その場合、それら直線RN,SN上の適切な位置に点P’,Q’を設定し、頂点R,Sと、設定した点P’Q’を頂点として有する台形P’Q’RSを理想形状として導き出すことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例としての投写型画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1におけるビデオプロセッサ108内の構成を示すブロック図である。
【図3】図2における台形歪補正部132で用意される調整用画像400を示す説明図である。
【図4】撮影画像から検出したエッジを示す説明図である。
【図5】スクリーン壁面602に対し真正面から見たときの調整用画像500を示す説明図である。
【図6】エッジ検出結果に検出対象枠622を設定した様子を示す説明図である。
【図7】基準線として設定した2本の交線612,614から無限遠点Nを求める様子を示す説明図である。
【図8】直線PN,QN上に点R’,S’を設定し、台形PQR’S’を理想形状として導き出す様子を示す説明図である。
【図9】台形歪補正部132において補正量に応じて変形された調整用画像402を示す説明図である。
【図10】スクリーン壁面602に対し真正面から見たときの補正された調整用画像502を示す説明図である。
【図11】スクリーン壁面に貼付されたテープ502を示す説明図である。
【図12】本発明の第2実施例としての投写型画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図13】撮影画像から検出したエッジを示す説明図である。
【図14】調整用画像を投写した際における撮影画像から検出したエッジを示す説明図である。
【図15】平面被投写体上における投写画像の基準となる形状800を示すマークとして設置された赤外線発光素子802を示す説明図である。
【符号の説明】
100…投写型画像表示装置
102…A/D変換器
104…カメラ
106…A/D変換器
108…ビデオプロセッサ
110…フレームメモリ
112…撮影画像メモリ
114…液晶パネル駆動回路
116…液晶パネル
118…照明光学系
120…フレームメモリ
120…投写光学系
122…CPU
124…リモコン制御部
126…制御線
128…リモコン
130…読出/書込制御部
132…台形歪補正部
134…画像調整部
136…撮影画像読出/書込制御部
138…エッジ検出部
140…補正量調整部
142…ブラックライト
400…調整用画像
402…調整用画像
500…調整用画像
502…テープ
502…調整用画像
510…縁部分
600…調整用画像
602…スクリーン壁面
604…天井面
606…床面
608…側壁面
610…縁部分
612〜620…交線
622…検出対象枠
800…投写画像の基準となる形状
802…赤外線発光素子
Claims (2)
- 平面被投写体に画像を投写して表示する投写型画像表示装置であって、
前記平面被投写体に対し斜め方向から投写することにより発生する投写画像の台形歪を、設定された補正量に応じて補正する台形歪補正部と、
前記投写画像およびその周辺部分を撮影するカメラと、
撮影して得られた画像から、該撮影画像内における前記投写画像の形状を求めると共に、前記撮影画像内における水平方向または垂直方向に延びる少なくとも2本の基準線から無限遠点を求め、さらに、前記投写画像の形状を形成する4つの頂点のうち、前記無限遠点から最も遠いまたは最も近い2つの特定頂点と、前記無限遠点と、を結ぶ2本の直線を求めて、それらの直線上に位置する2つの点を設定し、前記特定頂点および設定点をそれぞれ頂点として有する理想形状を導き出し、前記投写画像の形状が、前記理想形状と略一致するように、前記補正量を調整する補正量調整部と、
を備える投写型画像表示装置。 - 請求項1に記載の投写型画像表示装置において、
前記撮影画像から、該撮影画像に含まれるエッジを検出するエッジ検出部をさらに備え、
前記補正量調整部は、前記撮影画像に代えて、前記エッジ検出部によるエッジ検出結果を利用して、前記補正量を調整することを特徴とする投写型画像表示装置。
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