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JP2004140845A - Projector - Google Patents

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JP2004140845A
JP2004140845A JP2003370732A JP2003370732A JP2004140845A JP 2004140845 A JP2004140845 A JP 2004140845A JP 2003370732 A JP2003370732 A JP 2003370732A JP 2003370732 A JP2003370732 A JP 2003370732A JP 2004140845 A JP2004140845 A JP 2004140845A
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Japan
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projection plane
projection
image
plane
correction
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JP2003370732A
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Nobutatsu Nakamura
中村 暢達
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform distortion correction of an image according to the shape of a projection plane and to correct distortion of a display image also for projection planes of a plane with irregularity and a curved surface in a projector. <P>SOLUTION: The projector to be disclosed is constituted by providing a video image input part 1 which inputs an original image, a projection plane acquisition part 3 which acquires the three-dimensional shape of the projection plane by calculating an azimuthal angle, a tilt angle and distance of the projection plane from normal vector of the projection plane, a video image correction part 2 which performs tilt correction and magnification/reduction correction to an inputted original image corresponding to the shape of the projection plane and a video image output part 4 which projects and outputs the corrected image. Thus, the distortion when it is projected from an optional direction to the projection plane can not only be corrected but the distortion of the display image can be corrected for the projection planes of the surface with irregularity and the curved surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 この発明は、投影される映像の歪みを補正可能にした、プロジェクタ装置に関する。 The present invention relates to a projector device capable of correcting distortion of a projected image.

 液晶パネル上等に生成した画像を、透過,又は反射によって取り出して、投影面(スクリーン)上に投射するプロジェクタ装置においては、投影面上に映像を投影する際の、映像の拡大率が、各部で均一になるようにするためには、プロジェクタ装置の光軸が、投影面の中心と垂直に交わるようにする必要がある。しかしながら、このようにした場合、前面投射型のプロジェクタ装置では、プロジェクタ装置が投影面の手前の中央付近に配置されることになるため、観客が投影面の映像を見る上で邪魔になる。また、背面投射型のプロジェクタ装置でも、スペースの関係上等から、理想的な位置に配置することが困難な場合がある。そこで、プロジェクタ装置の光軸が、投影面に対して斜めになるような位置関係に配置することが必要になるが、このように斜め方向から投射した場合は、投影された映像に歪みが生じることになる。 2. Description of the Related Art In a projector device that extracts an image generated on a liquid crystal panel or the like by transmission or reflection and projects the image on a projection surface (screen), the magnification of the image when projecting the image on the projection surface depends on each component. In order to make them uniform, it is necessary that the optical axis of the projector device intersects perpendicularly with the center of the projection plane. However, in such a case, in the front-projection type projector device, the projector device is disposed near the center in front of the projection surface, which hinders the audience from seeing the image on the projection surface. Further, even in a rear projection type projector device, it may be difficult to arrange the projector device at an ideal position due to space and the like. Therefore, it is necessary to arrange the projector device so that the optical axis of the projector device is oblique with respect to the projection plane. However, when the image is projected from an oblique direction, distortion occurs in the projected image. Will be.

 これに対して、従来から、何らかの補正を行って、歪みの少ない映像を得る方法が知られている。図13は、従来技術における映像補正方法の例(特許文献1参照)を示したものである。この従来のプロジェクタ装置においては、図13(a)に示す原画像から、縦方向に圧縮した図13(b)に示すような横長変換画像を生成し、さらにこれに対してキーストン(台形)歪み補正を施した、図13(c)に示すような台形歪み補正画像を生成して、プロジェクタ装置によって、垂直な投影面に対して正面から斜め上向きに投射することによって、投影面上に、歪みを補正された、図13(d)に示すような表示画面を得るようにしている。 On the other hand, conventionally, there has been known a method of obtaining an image with little distortion by performing some kind of correction. FIG. 13 shows an example of a video correction method in the related art (see Patent Document 1). In this conventional projector apparatus, a horizontally-long converted image as shown in FIG. 13B compressed in the vertical direction is generated from the original image shown in FIG. 13A, and a keystone (trapezoidal) distortion is generated. A corrected trapezoidal distortion image as shown in FIG. 13C is generated, and the image is projected obliquely upward from the front onto a vertical projection surface by the projector device, thereby distorting the image on the projection surface. Is corrected, and a display screen as shown in FIG. 13D is obtained.

特開平9−275538号公報JP-A-9-275538

 しかしながら、図13に示された従来のプロジェクタ装置では、横長変換と台形歪み補正の処理を行っているので、上向き方向,右向き方向,左向き方向及び下向き方向から投影した場合の歪み補正を行うことはできるが、斜め右下方向,斜め右上方向,斜め左下方向及び斜め左上方向から投影した場合のような歪みを補正することができないという問題がある。また、投影面が平面でない場合の歪みも、横長変換と台形歪み補正のみでは、対応することが困難である。 However, in the conventional projector device shown in FIG. 13, since the processes of the landscape conversion and the trapezoidal distortion correction are performed, it is not possible to perform the distortion correction when projecting from upward, rightward, leftward, and downward directions. However, there is a problem that it is not possible to correct the distortion as in the case where the projection is performed from the lower right direction, the upper right direction, the lower left direction, and the upper left direction. Also, it is difficult to deal with distortion when the projection plane is not a plane only by the horizontal transformation and the trapezoidal distortion correction.

 この発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、投影面に対して任意の方向から投影した場合の歪みを補正する機能を有するプロジェクタ装置を提供することを目的としている。また、この発明は、凹凸のある投影面や曲面に投影した場合の歪みを補正する機能を有するプロジェクタ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a projector apparatus having a function of correcting distortion when the image is projected from an arbitrary direction onto a projection surface. Another object of the present invention is to provide a projector device having a function of correcting distortion when projected on a projection surface having irregularities or a curved surface.

 上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、原画像を入力する映像入力手段と、投影面の法線ベクトルから該投影面の傾斜角及び距離を計算する投影面獲得手段と、前記投影面獲得手段により計算された前記傾斜角及び前記距離とを用いて、投影面の形状に対応して入力原画像に対する歪み補正の処理を行う映像補正手段と、該補正された画像を投影出力する映像出力手段とを備え、前記映像補正手段が、投影面に撮影されるような画像が表示される平面であって基準となる平面である基準面とプロジェクタ中心との間の距離と前記距離との比に応じて変化させる処理と、前記距離と前記傾斜角とを用いて、プロジェクタ光軸と投影面との交点を通る仮基準面の映像を投影面の映像に変化させる処理とを行うことを特徴としている。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 includes a video input unit for inputting an original image, a projection plane acquisition unit for calculating a tilt angle and a distance of the projection plane from a normal vector of the projection plane, and Video correction means for performing distortion correction processing on an input original image in accordance with the shape of the projection surface using the tilt angle and the distance calculated by the projection plane acquisition means; and projecting and outputting the corrected image. And a distance between a reference plane, which is a plane on which an image to be photographed on a projection plane is displayed and is a reference plane, and the center of the projector. And a process of changing the image of the temporary reference plane passing through the intersection of the projector optical axis and the projection plane into an image of the projection plane using the distance and the inclination angle. It is characterized by:

 また、請求項2記載の発明は、原画像を入力する映像入力手段と、投影面の法線ベクトルから該投影面の方位角,傾斜角及び距離を計算する投影面獲得手段と、前記投影面獲得手段により計算された前記方位角、前記傾斜角及び前記距離とを用いて、投影面の形状に対応して入力原画像に対する歪み補正の処理を行う映像補正手段と、該補正された画像を投影出力する映像出力手段とを備え、前記歪み補正の処理が、原画像を前記方位角に応じて回転させ前記距離とプロジェクタレンズの焦点距離の比に応じて大きさを変化させるとともに、仮基準面上の映像の座標を前記距離と前記傾斜角とに応じて変化させる傾き補正と、原画像の座標を、プロジェクタ中心から基準面への距離と前記距離との比に応じて変化させる拡大・縮小補正とを含むことを特徴としている。 The invention according to claim 2 is an image input means for inputting an original image, a projection plane obtaining means for calculating an azimuth, a tilt angle and a distance of the projection plane from a normal vector of the projection plane, and the projection plane. Using the azimuth angle, the inclination angle, and the distance calculated by the acquisition unit, a video correction unit that performs a distortion correction process on the input original image in accordance with the shape of the projection surface, and Video output means for projecting and outputting, wherein the distortion correction process rotates the original image according to the azimuth angle, changes the size according to the ratio of the distance to the focal length of the projector lens, and Tilt correction that changes the coordinates of the image on the surface according to the distance and the tilt angle, and enlargement / change that changes the coordinates of the original image according to the ratio of the distance from the center of the projector to the reference plane and the distance. With reduction correction It is characterized in Mukoto.

 また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のプロジェクタ装置に係り、前記投影面獲得手段で算出した前記投影面の距離に応じてプロジェクタレンズの焦点距離を算出して、前記映像出力手段における焦点制御を行う投影制御手段を設けたことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the projector device according to the first or second aspect, wherein a focal length of a projector lens is calculated in accordance with a distance of the projection plane calculated by the projection plane obtaining means, and the image is displayed. A projection control unit for performing focus control in the output unit is provided.

 また、請求項4記載の発明は、請求項3記載のプロジェクタ装置に係り、前記投影制御手段において算出した焦点距離に応じて前記傾き補正を行うことを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the projector according to the third aspect, wherein the tilt correction is performed according to the focal length calculated by the projection control means.

 また、請求項5記載の発明は、原画像を入力する映像入力手段と、投影面の法線ベクトルから該投影面の方位角,傾斜角及び距離を計算して該投影面の三次元形状を獲得する投影面獲得手段と、前記投影面獲得手段で算出された投影面形状から仮想投影面を生成する仮想投影面生成手段と、入力原画像を該仮想投影面に透視変換処理で逆投影シミュレーションして得られた三次元画像を射影することによって補正画像を算出する透視変換手段と、該補正された画像を投影出力する映像出力手段とを備えてなることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, a three-dimensional shape of the projection surface is calculated by calculating an azimuth angle, an inclination angle, and a distance of the projection surface from a video input means for inputting an original image and a normal vector of the projection surface. Projection plane acquisition means for acquiring, a virtual projection plane generation means for generating a virtual projection plane from the projection plane shape calculated by the projection plane acquisition means, and back projection simulation by perspective transformation processing of the input original image onto the virtual projection plane And a perspective transformation unit for calculating a corrected image by projecting the three-dimensional image obtained as described above, and a video output unit for projecting and outputting the corrected image.

 この発明の構成では、プロジェクタ装置の映像の歪み補正のために、投影面の三次元形状を獲得し、この投影面の三次元形状に応じて補正パラメータを制御するようにしている。ここで、投影面の三次元形状とは、プロジェクタ装置からの投影面の距離と傾きとを指すものであり、この発明においては、投影面に対するプロジェクタ装置からの投影距離と投影方向とに応じて、投影される映像の歪み補正を行う。さらに、投影面の距離と傾きだけでなく、投影面の凹凸形状や曲面形状をも認識することによって、さらに投影される映像の歪みを補正する。従って、この発明によれば、投影面に対して任意の方向から投影した場合の歪みを補正することができるとともに、凹凸のある投影面や曲面に投影した場合の歪みも補正することが可能である。 According to the configuration of the present invention, the three-dimensional shape of the projection plane is obtained for correcting the distortion of the image of the projector device, and the correction parameters are controlled in accordance with the three-dimensional shape of the projection plane. Here, the three-dimensional shape of the projection surface refers to the distance and inclination of the projection surface from the projector device. In the present invention, the three-dimensional shape depends on the projection distance and the projection direction with respect to the projection surface from the projector device. Then, the distortion of the projected image is corrected. Further, the distortion of the projected image is further corrected by recognizing not only the distance and inclination of the projection surface but also the unevenness and the curved shape of the projection surface. Therefore, according to the present invention, it is possible to correct distortion when projected onto a projection surface from an arbitrary direction, and also to correct distortion when projected onto a projection surface having irregularities or a curved surface. is there.

 この発明のプロジェクタ装置によれば、投影面に対して任意の方向から投影した場合の歪みを補正することができるだけでなく、凹凸のある面や曲面の投影面に対しても、表示画像の歪みを補正することができる。これは、投影面の形状に応じて、画像の歪み補正を行っているためである。また、プロジェクタ装置の焦点調整を行うことができる。これは、投影面の距離を測定して、距離に応じて、プロジェクタレンズの焦点距離を制御しているためである。また、画像の歪み補正処理を高速に行うことができる。これは、投影面形状に対応した近似仮想投影面を生成し、近似仮想投影面に対して透視変換処理によって画像の歪みを補正しているためである。また、投影面の形状取得処理を、汎用のカメラを利用して行うことができる。これは、投影面にパタンを投影した画像をカメラで撮影することによって、投影面形状を三角測量の原理で計算できるためである。また、投影面の形状取得処理を高速に行うことができる。これは、プロジェクタ装置に位置及び方向を制御できる装置からデータを取得して、これによって予め保存した投影室内の形状データを変換するだけで、投影面形状を算出できるためである。また、投影面の形状取得装置を小型化・軽量化することができる。これは、予め投影室内にマーカーを貼り付けておき、このマーカーをプロジェクタ装置から観測することによって,プロジェクタ装置の位置・方向を計算し、これによって予め保存した投影室内の形状データを変換するだけで、投影面形状を算出できるためである。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the projector apparatus of this invention, not only the distortion at the time of projecting from an arbitrary direction with respect to a projection surface can be corrected, but also the distortion of a display image with respect to the uneven projection surface or the curved projection surface. Can be corrected. This is because image distortion correction is performed according to the shape of the projection surface. Further, the focus of the projector device can be adjusted. This is because the distance of the projection plane is measured, and the focal length of the projector lens is controlled according to the distance. Further, the image distortion correction processing can be performed at high speed. This is because an approximate virtual projection plane corresponding to the shape of the projection plane is generated, and distortion of the image is corrected for the approximate virtual projection plane by a perspective transformation process. Further, the process of acquiring the shape of the projection plane can be performed using a general-purpose camera. This is because the shape of the projection plane can be calculated based on the principle of triangulation by taking an image of the pattern projected onto the projection plane with a camera. Further, the shape acquisition processing of the projection plane can be performed at high speed. This is because the projection plane shape can be calculated only by acquiring data from a device capable of controlling the position and direction of the projector device and thereby converting the previously stored shape data in the projection room. In addition, the size and weight of the projection plane shape acquisition device can be reduced. This involves simply attaching a marker in the projection room in advance, observing the marker from the projector device, calculating the position and direction of the projector device, and thereby converting the previously saved shape data in the projection room. This is because the projection plane shape can be calculated.

 以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The description will be made specifically using an embodiment.

 ◇第1実施例
図1は、この発明の第1実施例であるプロジェクタ装置の構成を示すブロック図、図2は、この実施例における補正処理の流れを示すフローチャート、図3は、この実施例における拡大縮小補正の処理を説明する図、また、図4は、この実施例における傾き補正の処理を説明するための図である。この例のプロジェクタ装置は、図1に示すように、映像入力部1と、映像補正部2と、投影面獲得部3と、映像出力部4とから概略構成されている。映像入力部1は、原画像を入力する。映像補正部2は、映像の歪み補正の処理を行う。投影面獲得部3は、投影面の三次元形状の情報を獲得する。映像出力部4は、歪み補正された映像の投影出力を行う。なお、投影面獲得部3としては、既知の三次元形状測定装置を用いることができるが、この装置は、当業者にとって周知なものであり、また、この発明の要部とは直接関係しないので、その詳細な構成についての説明は省略する。
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a projector device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a correction process in this embodiment, and FIG. And FIG. 4 is a diagram for explaining a process of inclination correction in this embodiment. As shown in FIG. 1, the projector device of this example is schematically configured by a video input unit 1, a video correction unit 2, a projection plane acquisition unit 3, and a video output unit 4. The video input unit 1 inputs an original image. The image correction unit 2 performs a process of correcting image distortion. The projection plane acquisition unit 3 acquires information on the three-dimensional shape of the projection plane. The video output unit 4 performs projection output of the video whose distortion has been corrected. It should be noted that a known three-dimensional shape measuring device can be used as the projection plane acquiring unit 3, but this device is well known to those skilled in the art and is not directly related to the main part of the present invention. The description of the detailed configuration is omitted.

 次に、図1を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作を説明する。映像入力部1から原画像を入力すると、映像補正部2は、投影面獲得部3からの情報を用いて、映像の歪み補正の処理を行う。この際、投影面獲得部3では、投影面の三次元形状を求める。任意の投影平面の三次元形状は、方位角,傾斜角及び距離の3つのパラメータで表すことができる。ここで、方位角とは、プロジェクタ装置に対して投影面がどちらの方向に傾いているかを示す角度(プロジェクタ装置の光軸を含む垂直面内の、光軸と直交する軸の回りの回転角)である。傾斜角とは、投影面がどのくらい傾いているかを示す角度(プロジェクタ装置の光軸と直交する水平軸の回りの回転角)である。距離とは、プロジェクタ中心(プロジェクタレンズの中心を指す。以下、省略)から投影中心までの距離である。投影面獲得部3は、計測した投影面形状の方位角と傾斜角と距離の3パラメータを算出する。 Next, the operation of the projector device of this example will be described with reference to FIG. When an original image is input from the video input unit 1, the video correction unit 2 performs a video distortion correction process using information from the projection plane acquisition unit 3. At this time, the projection plane acquisition unit 3 determines the three-dimensional shape of the projection plane. The three-dimensional shape of an arbitrary projection plane can be represented by three parameters of azimuth, inclination, and distance. Here, the azimuth angle is an angle indicating which direction the projection surface is inclined with respect to the projector device (a rotation angle around an axis orthogonal to the optical axis in a vertical plane including the optical axis of the projector device). ). The tilt angle is an angle indicating how much the projection plane is tilted (a rotation angle around a horizontal axis orthogonal to the optical axis of the projector device). The distance is the distance from the center of the projector (refers to the center of the projector lens; hereinafter, omitted) to the center of projection. The projection plane acquisition unit 3 calculates three parameters of an azimuth angle, an inclination angle, and a distance of the measured projection plane shape.

 次に、図2を参照して、この例のプロジェクタ装置における補正処理の流れを説明する。補正処理開始時、投影面獲得部3は、最初、投影面の法線ベクトルを算出する(ステップS101)。投影面の法線ベクトルは、投影面上の、少なくとも3点の位置を計測することによって求められる。投影面獲得部3は、次に、法線ベクトルから、投影面の方位角と傾斜角を求める(ステップS102)。プロジェクタ装置の光軸をZ軸とし、上方をY軸とした座標系で、(a,b,c)という法線ベクトルが求められた場合、方位角はtan−1(b/a)として求められ、傾斜角はtan−1(c/√(a2+b2))として求められる。投影面獲得部3は、次に、プロジェクタ装置の光軸と投影面との交点を求めることによって、プロジェクタ中心から投影面の中心までの距離を算出する(ステップS103)。 Next, the flow of the correction process in the projector device of this example will be described with reference to FIG. At the start of the correction process, the projection plane acquisition unit 3 first calculates a normal vector of the projection plane (step S101). The normal vector of the projection plane is obtained by measuring the positions of at least three points on the projection plane. Next, the projection plane acquisition unit 3 obtains the azimuth and the inclination angle of the projection plane from the normal vector (step S102). When a normal vector (a, b, c) is obtained in a coordinate system in which the optical axis of the projector apparatus is the Z axis and the upper part is the Y axis, the azimuth is obtained as tan-1 (b / a). And the inclination angle is obtained as tan-1 (c / √ (a2 + b2)). Next, the projection plane acquisition unit 3 calculates the distance from the center of the projector to the center of the projection plane by calculating the intersection between the optical axis of the projector device and the projection plane (step S103).

 次に、映像補正部2は、傾き補正の処理を行う(ステップS104)。図3及び図4は、プロジェクタの光軸と投影面109の法線ベクトルを含む平面で切断した断面図である。基準面112は、プロジェクタ装置100から基準となる平面で、基準面112に投影されるような画像に補正されて、投影面110に画像が投影されるものとする。ここで、仮基準面111とは、基準面112に平行で、プロジェクタ光軸と投影面110との交点を通る平面と定義する。まず、図3において、プロジェクタ装置100から基準面112までの距離をZ0、プロジェクタ装置100から仮基準面111までの距離をZ1とすると、基準面におけるy軸値l0が仮基準面111において同じくl0の位置に投影されるためには、元画像の該対応点のy軸値をz0/z1倍、つまりy"=y・z0/z1とする必要がある。これは単純な拡大縮小計算であり、x軸値についても同様である。 Next, the image correction unit 2 performs a tilt correction process (step S104). 3 and 4 are cross-sectional views cut along a plane including the optical axis of the projector and the normal vector of the projection plane 109. The reference plane 112 is a plane serving as a reference from the projector apparatus 100, and is corrected to an image projected on the reference plane 112, and the image is projected on the projection plane 110. Here, the temporary reference plane 111 is defined as a plane that is parallel to the reference plane 112 and passes through the intersection of the projector optical axis and the projection plane 110. First, in FIG. 3, assuming that the distance from the projector apparatus 100 to the reference plane 112 is Z0 and the distance from the projector apparatus 100 to the provisional reference plane 111 is Z1, the y-axis value l0 of the reference plane is , The y-axis value of the corresponding point in the original image must be multiplied by z0 / z1, that is, y ″ = y · z0 / z1. This is a simple scaling calculation. , X-axis values.

 さらに、図4において、仮基準面111におけるy軸値lが投影面110において同じくlの位置に投影されるためには、元画像の該対応点のy軸値をtanφ/tanθ倍、つまり、y"=y・tanφ/tanθ=y・z1・cosα/(z1+y・sinα)とする必要がある。x軸値については、距離z3の位置で元画像の長さが表示されなければならないので、x"=x・z1/(z1+y・sinα)となる。 Further, in FIG. 4, in order for the y-axis value l on the temporary reference plane 111 to be projected at the position of l on the projection plane 110, the y-axis value of the corresponding point in the original image is multiplied by tanφ / tanθ, that is, y "= y ・ tanφ / tanθ = y ・ z1 ・ cosα / (z1 + y ・ sinα). For the x-axis value, the length of the original image must be displayed at the position of the distance z3. Therefore, x ″ = x · z1 / (z1 + y · sinα).

 以上から、ある画像を補正するには、(1)画像を方位角だけ回転、(2)プロジェクタ装置100と基準面112及び投影面110の距離から拡大縮小、(3)投影面110の傾斜角αに対応した補正(x',y')=(k・x, k・cosα・y), k=z1/(z1+y・sinα)を行う。(4)画像の回転を補正する、といった順に処理を実行すればよい。このように、この例のプロジェクタ装置によれば、投影平面110に対して任意の方向から投射した場合でも、歪みを補正した映像を投影できる。 From the above, in order to correct a certain image, (1) the image is rotated by the azimuth, (2) the image is scaled from the distance between the projector apparatus 100 and the reference plane 112 and the projection plane 110, and (3) the inclination angle of the projection plane 110. Correction corresponding to α is performed (x ′, y ′) = (k · x, k · cosα · y), k = z1 / (z1 + y · sinα). (4) The processing may be executed in the order of correcting the rotation of the image. As described above, according to the projector device of this example, even when the image is projected on the projection plane 110 from an arbitrary direction, it is possible to project an image with distortion corrected.

 ◇第2実施例
図5は、この発明の第2実施例であるプロジェクタ装置の構成を示すブロック図である。この例のプロジェクタ装置は、図5に示すように、映像入力部11と、映像補正部12と、投影面獲得部13と、映像出力部14と、投影制御部15とから概略構成されている。映像入力部11,映像補正部12,投影面獲得部13は、図1に示された第1実施例の場合の、映像入力部1,映像補正部2,投影面獲得部3と同様である。映像出力部14は、映像補正部12からの補正された映像によって、投影出力を行うとともに、投影制御部15からの制御に応じてプロジェクタレンズの焦点調節を行う。投影制御部15は、映像出力部14におけるプロジェクタレンズの焦点距離を制御する。
Second Embodiment FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a projector device according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the projector device of this example is schematically configured by a video input unit 11, a video correction unit 12, a projection plane acquisition unit 13, a video output unit 14, and a projection control unit 15. . The video input unit 11, the video correction unit 12, and the projection plane acquisition unit 13 are the same as the video input unit 1, the video correction unit 2, and the projection plane acquisition unit 3 in the case of the first embodiment shown in FIG. . The video output unit 14 performs projection output based on the corrected video from the video correction unit 12, and adjusts the focus of the projector lens according to control from the projection control unit 15. The projection control unit 15 controls the focal length of the projector lens in the video output unit 14.

 この例のプロジェクタ装置は、基本的構成は第1実施例の場合とほぼ同様であるが、投影制御部15を備えて、映像出力部14における焦点距離の制御を可能にした点が異なっている。以下、図5を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作を説明する。映像入力部11から原画像を入力すると、映像補正部12は、投影面獲得部13からの情報を用いて、映像の歪み補正処理を行う。この際、投影面獲得部13では、投影面の三次元形状を計測して、方位角,傾斜角及び距離の3つのパラメータを算出する。投影制御部15は、投影面獲得部13で求められたプロジェクタ中心から投影中心までの距離に応じて、可変焦点距離のプロジェクタレンズに設定すべき焦点距離を算出する。映像出力部14は、これによってプロジェクタレンズの焦点距離を変化させて、映像補正部12で補正処理された映像によって、投影出力を行う。さらに、投影制御部15で算出された焦点距離は、第1実施例のステップS104における傾き補正にも用いられて、映像補正に反映される。 The basic configuration of the projector device of this example is almost the same as that of the first embodiment, except that a projection control unit 15 is provided to enable control of the focal length in the video output unit 14. . Hereinafter, the operation of the projector device of this example will be described with reference to FIG. When an original image is input from the video input unit 11, the video correction unit 12 performs a video distortion correction process using information from the projection plane acquisition unit 13. At this time, the projection plane acquisition unit 13 measures the three-dimensional shape of the projection plane, and calculates three parameters of an azimuth angle, a tilt angle, and a distance. The projection control unit 15 calculates the focal length to be set for the variable focal length projector lens according to the distance from the projector center to the projection center obtained by the projection plane acquisition unit 13. The video output unit 14 changes the focal length of the projector lens, thereby performing projection output based on the video corrected by the video correction unit 12. Further, the focal length calculated by the projection control unit 15 is also used for the inclination correction in step S104 of the first embodiment, and is reflected in the image correction.

 プロジェクタ装置と投影面との距離が、プロジェクタレンスの焦点深度を超えて変更された場合には、投影面における映像はぼけてしまうので、プロジェクタレンズの焦点調節を行う必要がある。この例のプロジェクタ装置では、投影制御部5が、投影面獲得部13で算出された投影中心とプロジェクタ装置との距離から、映像出力部14に適した焦点距離を求め、これによって映像出力部14においてプロジェクタレンズの焦点調整を行うので、プロジェクタ装置と投影面との距離が変化した場合でも、投影面の映像がぼけることはない。 (4) If the distance between the projector device and the projection plane is changed beyond the depth of focus of the projection, the image on the projection plane will be blurred, and it is necessary to adjust the focus of the projector lens. In the projector device of this example, the projection control unit 5 obtains a focal length suitable for the video output unit 14 from the distance between the projection center calculated by the projection plane acquisition unit 13 and the projector device. , The focus of the projector lens is adjusted, so that even if the distance between the projector device and the projection surface changes, the image on the projection surface will not be blurred.

 ◇第3実施例
図6は、この発明の第3実施例であるプロジェクタ装置の構成を示すブロック図、また、図7はこの実施例の動作を説明するための図である。この例のプロジェクタ装置は、図6に示すように、映像入力部21と、投影面獲得部23と、映像出力部24と、仮想投影面生成部26と、透視変換部27とから概略構成されている。映像入力部21,投影面獲得部23,映像出力部24は、図1に示された第1実施例の場合の映像入力部1,投影面獲得部3,映像出力部4と同様である。仮想投影面生成部26は、投影面獲得部23で算出された投影面形状から、仮想の近似投影面を生成する。透視変換部27は、仮想近似投影面に正常な原画像を置き、その画像を透視変換して、投影面にプロジェクタ装置から表示されるべき画像を逆投影シミュレーションすることによって、補正画像を計算する。
Third Embodiment FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a projector device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of this embodiment. As shown in FIG. 6, the projector device of this example is schematically configured by a video input unit 21, a projection plane acquisition unit 23, a video output unit 24, a virtual projection plane generation unit 26, and a perspective transformation unit 27. ing. The video input unit 21, the projection plane acquisition unit 23, and the video output unit 24 are the same as the video input unit 1, projection plane acquisition unit 3, and video output unit 4 in the first embodiment shown in FIG. The virtual projection plane generation unit 26 generates a virtual approximate projection plane from the projection plane shape calculated by the projection plane acquisition unit 23. The perspective transformation unit 27 calculates a corrected image by placing a normal original image on a virtual approximation projection plane, performing perspective transformation on the image, and performing back projection simulation of an image to be displayed from the projector device on the projection plane. .

 この例のプロジェクタ装置の基本的構成は、上記した第1実施例のそれとほぼ同様であるが、第1実施例の映像補正部2に代えて、仮想投影面生成部26と、透視変換部27とを用いるようにした点が異なっている。以下、図6を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作を説明する。映像入力部21から原画像を入力すると、仮想投影面生成部26は、投影面獲得部23で算出された投影面形状から、仮想の近似投影面を生成する。 The basic configuration of the projector device of this example is almost the same as that of the above-described first embodiment, but instead of the image correction unit 2 of the first embodiment, a virtual projection plane generation unit 26 and a perspective conversion unit 27 Is different from the above. Hereinafter, the operation of the projector device of this example will be described with reference to FIG. When an original image is input from the video input unit 21, the virtual projection plane generation unit 26 generates a virtual approximate projection plane from the projection plane shape calculated by the projection plane acquisition unit 23.

 ここで、仮想の近似投影面とは、利用者から見て自然な投影面を指す。仮想投影面は、投影面の投影中心を通り、その法線ベクトルは投影面の法線ベクトルの水平成分が同じで、かつ床面と平行である。次に、図7を参照して、透視変換部27の処理について説明する。算出した近似投影面に正常に原画像が表示されるような透視変換モデルを設定し、仮想投影面210に原画像を投影シミュレーションする。この投影シミュレーションによって、投影面220に投影表示されるべき画像を得る。 Here, the virtual approximate projection plane refers to a projection plane that is natural to the user. The virtual projection plane passes through the projection center of the projection plane, and its normal vector has the same horizontal component of the normal vector of the projection plane and is parallel to the floor surface. Next, the processing of the perspective transformation unit 27 will be described with reference to FIG. A perspective transformation model is set such that the original image is normally displayed on the calculated approximate projection plane, and the original image is simulated on the virtual projection plane 210. By this projection simulation, an image to be projected and displayed on the projection plane 220 is obtained.

 さらに、プロジェクタ装置200から出力画像が投影面220に表示されるような透視変換モデルを設定し、投影面220に投影表示された画像を逆投影シミュレーションによって、プロジェクタ装置200の液晶(LCD)パネル230の位置に出力すべき補正画像を得る。映像出力部24は、このようにして補正処理された映像によって、投影出力を行う。 Further, a perspective transformation model is set such that an output image from the projector device 200 is displayed on the projection surface 220, and the image projected and displayed on the projection surface 220 is subjected to back projection simulation to perform liquid crystal (LCD) panel 230 of the projector device 200. To obtain a corrected image to be output at the position. The video output unit 24 performs projection output based on the video that has been subjected to the correction processing as described above.

 透視変換の処理は、三次元コンピュータグラフィックスの分野ではよく知られた処理であり、高速に処理できる回路が既に広く利用されているので、この回路を利用すると同時に、仮想投影面の近似精度を制御することによって、補正処理の高速化を実現できる。 The perspective transformation process is a well-known process in the field of three-dimensional computer graphics, and a circuit capable of high-speed processing is already widely used. By performing the control, the speed of the correction process can be increased.

 このように、この例のプロジェクタ装置によれば、凹凸のある投影面や曲面の投影面においては、仮想投影面となる近似平面を算出し、投影面が平面の場合と同様にして、透視変換処理を行うだけで、投影面に対して任意の方向から投影した場合でも、歪みを補正した映像を投影することができる。 As described above, according to the projector device of this example, on a projection surface having projections and depressions or a curved projection surface, an approximate plane serving as a virtual projection surface is calculated, and the perspective transformation is performed in the same manner as when the projection surface is a plane. By simply performing the processing, it is possible to project an image in which distortion has been corrected even when the image is projected from an arbitrary direction onto the projection plane.

 ◇第4実施例
図8は、この発明の第4実施例であるプロジェクタ装置の構成を示すブロック図、また、図9は、この実施例の補正処理における投影面座標位置算出処理の流れを説明するフローチャートである。この例のプロジェクタ装置は、図8に示すように、映像入力部31と、映像補正部32と、投影面獲得部33と、映像出力部34と、投影制御部35と、パタン画像生成部36と、カメラ37とから概略構成されている。映像入力部31,映像補正部32は、図1に示された第1実施例の場合の、映像入力部1,映像補正部2と同様である。投影面獲得部33は、パタン映像を撮影したカメラ37からの画像によって、三角測量の原理によって、投影面の形状を算出する。映像出力部34は、映像補正部32からの補正された映像と、パタン画像生成部36からのパタン画像とによって、投影出力を行う。投影制御部35は、映像出力部34の入力画像を切り替える制御を行う。パタン画像生成部38は、パタン画像を生成する。カメラ37は、投影面38をプロジェクタ装置とは光学的に異なる方向から撮影する。
Fourth Embodiment FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a projector apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a flowchart for explaining a projection plane coordinate position calculation process in a correction process according to the fourth embodiment. FIG. As shown in FIG. 8, the projector device of this example includes a video input unit 31, a video correction unit 32, a projection plane acquisition unit 33, a video output unit 34, a projection control unit 35, and a pattern image generation unit 36. And a camera 37. The video input unit 31 and the video correction unit 32 are the same as the video input unit 1 and the video correction unit 2 in the case of the first embodiment shown in FIG. The projection plane acquisition unit 33 calculates the shape of the projection plane based on the principle of triangulation from the image from the camera 37 that has captured the pattern image. The video output unit 34 performs projection output based on the corrected video from the video correction unit 32 and the pattern image from the pattern image generation unit 36. The projection control unit 35 controls to switch the input image of the video output unit 34. The pattern image generation unit 38 generates a pattern image. The camera 37 captures an image of the projection surface 38 from a direction optically different from that of the projector device.

 この例のプロジェクタ装置は、基本的構成は第1実施例の場合とほぼ同様であるが、第1実施例の場合と比べて、光投影法を用いることによって、投影面獲得部の処理に柔軟性を持たせた点が異なっている。以下、図8を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作を説明する。映像入力部1から原画像を入力すると、映像補正部2は、投影面獲得部3Aからのデータを用いて、映像の補正処理を行う。この際、投影面獲得部33では、カメラ37からのパタン画像の情報を用いて、プロジェクタの画像座標系におけるある点と、カメラ画像における対応する点とに対して、三角測量の原理を適用することによって、その点の投影された位置の三次元座標を求めて、投影面の形状を算出する。映像出力部34では、投影制御部35の制御に基づいて、映像補正部32からの補正処理された映像と、パタン画像生成部36からのパタン映像とを切り替えて投影出力する。投影制御部35では、映像出力部34における、映像補正部32からの映像入力と、パタン画像生成部36からのパタン映像入力との切り替えの制御を行う。映像出力部34からの投影出力に基づく投影面38の画像は、カメラ37を介して投影面獲得部33に送られ、これによって、投影面獲得部33では、上述のように投影面の形状の算出を行う。 The basic configuration of the projector device of this example is almost the same as that of the first embodiment. However, compared to the first embodiment, by using the light projection method, the processing of the projection plane acquisition unit is more flexible. They differ in that they have sex. Hereinafter, the operation of the projector device of this example will be described with reference to FIG. When an original image is input from the video input unit 1, the video correction unit 2 performs a video correction process using the data from the projection plane acquisition unit 3A. At this time, the projection plane acquisition unit 33 uses the information of the pattern image from the camera 37 to apply the principle of triangulation to a point in the image coordinate system of the projector and a corresponding point in the camera image. Thereby, the three-dimensional coordinates of the projected position of the point are obtained, and the shape of the projection plane is calculated. The video output section 34 switches and outputs the corrected video from the video correction section 32 and the pattern video from the pattern image generation section 36 under the control of the projection control section 35. The projection control unit 35 controls switching between the video input from the video correction unit 32 and the pattern video input from the pattern image generation unit 36 in the video output unit 34. The image of the projection plane 38 based on the projection output from the video output unit 34 is sent to the projection plane acquisition unit 33 via the camera 37, whereby the projection plane acquisition unit 33 Perform the calculation.

 次に、図9を用いて、この例のプロジェクタ装置の補正処理における投影面座標位置算出処理の流れを説明する。補正処理開始時、映像出力部4Bにおいて、入力映像を、映像補正部32からの入力映像から、パタン画像生成部36からの入力映像に切り替えて、映像出力する(ステップS301)。次に、パタン画像生成部36においてパタン画像を生成し(ステップS302)、これによって映像出力部34から出力された投影面38上のパタン画像を、カメラ37によって撮影する(ステップS303)。投影面獲得部33では、カメラ37で撮影された画像から、プロジェクタの画像座標系でのある点が、カメラ画像座標において、どの点に対応しているかを調べて対応付けを行い(ステップS305)、さらに三角測量の原理によって、その点の投影された位置の三次元座標を算出する(ステップS306)。 Next, the flow of the projection plane coordinate position calculation processing in the correction processing of the projector device of this example will be described with reference to FIG. At the start of the correction processing, the video output unit 4B switches the input video from the video input from the video correction unit 32 to the video input from the pattern image generation unit 36 and outputs the video (Step S301). Next, a pattern image is generated by the pattern image generation unit 36 (step S302), and the pattern image on the projection plane 38 output from the video output unit 34 is photographed by the camera 37 (step S303). The projection plane acquisition unit 33 checks which point in the image coordinate system of the projector corresponds to which point in the image coordinates of the camera from the image captured by the camera 37 and associates the point (step S305). Then, three-dimensional coordinates of the projected position of the point are calculated according to the principle of triangulation (step S306).

 このような、物体の三次元位置を測定する手法は、光投影法として周知である。1回のパタン投影で、充分な数の座標の位置を求めることができないときは、ステップS304において、ステップS302〜ステップS304の処理を繰り返すことによって、必要な数の、投影面上の座標の位置を算出する。そして、投影面上の座標の位置の算出が終了したとき、図2に示された第1実施例の補正処理のステップS101に移行する。 手法 Such a method of measuring the three-dimensional position of an object is known as a light projection method. If a sufficient number of coordinate positions cannot be obtained by one pattern projection, the necessary number of coordinate positions on the projection plane is obtained by repeating the processing of steps S302 to S304 in step S304. Is calculated. When the calculation of the position of the coordinates on the projection plane is completed, the process proceeds to step S101 of the correction processing of the first embodiment shown in FIG.

 この例の構成では、汎用的なカメラを利用することによって、第1実施例の場合と同様に、投影面に対して任意の方向から投射した場合でも、歪みを補正した映像を投影することができるとともに、凹凸のある面や曲面に投影した場合でも、表示映像の歪みを補正することができる。 In the configuration of this example, by using a general-purpose camera, as in the case of the first embodiment, even when the image is projected from an arbitrary direction on the projection surface, it is possible to project the image with the distortion corrected. It is possible to correct the distortion of the displayed image even when the image is projected on a surface having irregularities or a curved surface.

 ◇第5実施例
図10は、この発明の第5実施例であるプロジェクタ装置の構成を示すブロック図、また、図11は、この実施例の補正処理における投影面形状データ算出処理の流れを示すフローチャートである。この例のプロジェクタ装置は、図10に示すように、映像入力部41と、映像補正部42と、投影面獲得部43と、映像出力部44と、投影制御部45と、投影室内形状データベース46とから概略構成されている。映像入力部41,映像補正部42,映像出力部44は、図1に示された第1実施例の場合の、映像入力部1,映像補正部2,映像出力部4と同様である。投影面獲得部43は、投影室内形状データベース46から、投影室内の形状データを獲得する。投影制御部45は、プロジェクタ装置のその室内における位置と方向を制御する。投影室内形状データベース46は、投影する室内の形状データを予め保存している。
Fifth Embodiment FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a projector device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 11 shows a flow of projection plane shape data calculation processing in correction processing of this embodiment. It is a flowchart. As shown in FIG. 10, the projector device of this example includes a video input unit 41, a video correction unit 42, a projection plane acquisition unit 43, a video output unit 44, a projection control unit 45, and a projection indoor shape database 46. It is roughly constituted from. The video input unit 41, the video correction unit 42, and the video output unit 44 are the same as the video input unit 1, the video correction unit 2, and the video output unit 4 in the first embodiment shown in FIG. The projection plane acquisition unit 43 acquires shape data in the projection room from the projection room shape database 46. The projection control unit 45 controls the position and direction of the projector device in the room. The projection room shape database 46 stores in advance the room shape data to be projected.

 この例のプロジェクタ装置は、基本的構成は第1実施例の場合とほぼ同様であるが、投影室内形状データベース46を備えて、投影する室内の形状データを予め保存しておくことによって、投影面獲得部の処理を簡易化した点が異なっている。以下、図10を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作を説明する。映像入力部41から原画像を入力すると、映像補正部42は、投影面獲得部43からのデータを用いて、映像の補正処理を行う。補正処理開始時、投影面獲得部43では、投影制御部45からプロジェクタ装置のその室内における位置と方向のデータとを取得するとともに、投影室内形状データベース46から投影面に対応する部分の形状データを取得し、この投影面の形状データをプロジェクタ座標系の座標に変換することによって、投影面形状を取得する。映像補正部42は、この投影面形状のデータに応じて、入力原画像の補正を行い、これによって、映像出力部44は、補正された映像を投影出力する。この際、投影制御部45は、プロジェクタ装置の投影室内における位置と方向とを制御する。 The basic configuration of the projector device of this example is almost the same as that of the first embodiment. However, the projector device has a projection room shape database 46 and stores the shape data of the room to be projected in advance. The difference is that the processing of the acquisition unit is simplified. Hereinafter, the operation of the projector device of this example will be described with reference to FIG. When an original image is input from the video input unit 41, the video correction unit 42 performs a video correction process using the data from the projection plane acquisition unit 43. At the start of the correction process, the projection plane acquisition unit 43 acquires data on the position and direction of the projector device in the room from the projection control unit 45, and also extracts the shape data of the part corresponding to the projection plane from the projection room shape database 46. The projection plane shape is acquired by converting the acquired shape data of the projection plane into the coordinates of the projector coordinate system. The video correction unit 42 corrects the input original image according to the data of the projection plane shape, and the video output unit 44 projects and outputs the corrected video. At this time, the projection control unit 45 controls the position and direction of the projector device in the projection room.

 次に、図11を用いて、この例のプロジェクタ装置の補正処理における投影面形状データ算出処理の流れを説明する。補正処理開始時、投影面獲得部43は、投影制御部45から、プロジェクタ装置の位置及び方向データを取得し(ステップS401)、投影室内形状データ46から投影面に対応する部分の形状データを取得して(ステップS402)、この投影面の形状データをプロジェクタ座標系の座標に変換して、投影面形状のデータを算出する(ステップS403)。そして、投影面形状データの算出が終了したとき、図2に示された第1実施例の補正処理のステップS101に移行する。 Next, the flow of projection plane shape data calculation processing in the correction processing of the projector device of this example will be described with reference to FIG. At the start of the correction process, the projection plane acquisition unit 43 acquires the position and direction data of the projector device from the projection control unit 45 (step S401), and acquires the shape data of the part corresponding to the projection plane from the projection room shape data 46. Then, the shape data of the projection plane is converted into coordinates in the projector coordinate system to calculate data of the projection plane shape (step S403). Then, when the calculation of the projection plane shape data is completed, the flow shifts to step S101 of the correction processing of the first embodiment shown in FIG.

 このように、この例のプロジェクタ装置では、投影面の形状を、予め保存されているデータから変換することによって取得するので、処理が簡単化され、高速処理が可能になる。 As described above, in the projector device of this example, since the shape of the projection plane is obtained by converting the data stored in advance, the processing is simplified, and high-speed processing can be performed.

 ◇第6実施例
図12は、この発明の第6実施例であるプロジェクタ装置の構成を示すブロック図である。この例のプロジェクタ装置は、図12に示すように、映像入力部51と、映像補正部52と、投影面獲得部53と、映像出力部54と、マーカー検出部55と、投影室内形状データベース56とから概略構成されている。映像入力部51,映像補正部52,映像出力部54は、図1に示された第1実施例の場合の、映像入力部1,映像補正部2,映像出力部4と同様である。投影面獲得部53は、投影室内形状データベース56から、投影室内の形状データを獲得するとともに、マーカー検出部55から、マーカーの検出情報を取得する。マーカー検出部55は、投影室内に取り付けられたマーカーを検出する。投影室内形状データベース46は、投影する室内の形状データを予め保存している。
Sixth Embodiment FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a projector device according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the projector device of this example includes a video input unit 51, a video correction unit 52, a projection plane acquisition unit 53, a video output unit 54, a marker detection unit 55, and a projection indoor shape database 56. It is roughly constituted from. The video input unit 51, the video correction unit 52, and the video output unit 54 are the same as the video input unit 1, the video correction unit 2, and the video output unit 4 in the first embodiment shown in FIG. The projection plane acquisition unit 53 acquires the shape data of the inside of the projection room from the projection room shape database 56, and acquires marker detection information from the marker detection unit 55. The marker detecting section 55 detects a marker mounted in the projection room. The projection room shape database 46 stores in advance the room shape data to be projected.

 この例のプロジェクタ装置は、基本的構成は第1実施例の場合とほぼ同様であるが、投影室内形状データベース56を備えて、投影する室内の形状データを予め保存するとともに、マーカー検出部55を備えて、投影室内に取り付けられたマーカーを検出してプロジェクタ装置の位置と方向のデータを取得することによって、投影面獲得部の処理を簡易化した点が異なっている。以下、図12を参照して、この例のプロジェクタ装置の動作を説明する。映像入力部51から原画像を入力すると、映像補正部52は、投影面獲得部53からのデータを用いて、映像の補正処理を行う。補正処理開始時、マーカー検出部55は、例えば、投影室の壁面に貼り付けけられている、壁面の識別子(ID)となるマーカーを、プロジェクタ装置に付加したセンサ(不図示)で観測することによって、プロジェクタ装置の位置と方向のデータを取得する。投影面獲得部53では、マーカー検出部55からのプロジェクタ装置の位置と方向のデータを取得するとともに、投影室内形状データベース56から投影面に対応する部分の形状データを取得し、プロジェクタ装置の位置と方向のデータに応じて、この投影面の形状データをプロジェクタ座標系の座標に変換することによって、投影面形状を取得する。映像補正部52は、この投影面形状のデータに応じて、入力原画像の補正を行い、これによって映像出力部54は、補正された映像を投影出力する。 The basic configuration of the projector device of this example is almost the same as that of the first embodiment. However, the projector device has a projection room shape database 56, which stores the shape data of the room to be projected in advance and sets the marker detection unit 55 The difference is that the processing of the projection plane obtaining unit is simplified by detecting the marker attached in the projection room and acquiring the data of the position and direction of the projector device. Hereinafter, the operation of the projector device of this example will be described with reference to FIG. When an original image is input from the video input unit 51, the video correction unit 52 performs a video correction process using data from the projection plane acquisition unit 53. At the start of the correction process, the marker detection unit 55 observes, for example, a marker that is attached to the wall surface of the projection room and serves as an identifier (ID) of the wall surface using a sensor (not shown) added to the projector device. Thus, data on the position and direction of the projector device is acquired. The projection plane acquisition unit 53 acquires the data of the position and direction of the projector device from the marker detection unit 55, and acquires the shape data of the part corresponding to the projection plane from the projection room shape database 56, and The shape data of the projection plane is converted into coordinates in the projector coordinate system according to the direction data, thereby acquiring the shape of the projection plane. The video correction unit 52 corrects the input original image according to the data of the projection plane shape, and the video output unit 54 projects and outputs the corrected video.

 このように、この例のプロジェクタ装置では、プロジェクタ装置の投影室内における位置と方向を制御する代わりに、マーカーを利用して、プロジェクタ装置の投影室内における位置と方向のデータを取得するようにしている。マーカー検出は、小型のセンサで実現できるので、装置構成が小型化,軽量化される。 As described above, in the projector device of this example, instead of controlling the position and the direction of the projector device in the projection room, the data of the position and the direction of the projector device in the projection room is acquired using the marker. . Since marker detection can be realized with a small sensor, the device configuration can be reduced in size and weight.

 以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の第2実施例において、プロジェクタレンズを可変焦点距離とする代わりに固定焦点距離とし、プロジェクタ装置内の液晶(LCD)パネル等の位置を変化させて焦点調整を行うようにしてもよい。また、第6実施例において、マーカーを投影室内に張り付ける代わりに、プロジェクタ装置自体にマーカーを貼り付けておき、それを室内に設置したセンサで観測するようにしてもよい。また、上述の第1実施例では、映像補正部2において、まず、拡大縮小補正を行った後、傾き補正を行う場合について述べたが、これに限らず、傾き補正を行った後、拡大縮小補正を行うようにしても良い。また、液晶(LCD)パネルに代えて、例えば、レーザ装置を用いても良い。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like within a range not departing from the gist of the present invention. Included in the invention. For example, in the above-described second embodiment, the focal length may be adjusted by changing the position of a liquid crystal (LCD) panel or the like in the projector device, instead of setting the projector lens to have a variable focal length. . In the sixth embodiment, instead of attaching the marker in the projection room, the marker may be attached to the projector device itself, and the marker may be observed by a sensor installed in the room. Further, in the above-described first embodiment, the case has been described where the image correction unit 2 first performs the scaling correction and then performs the tilt correction. However, the present invention is not limited to this. Correction may be performed. Further, for example, a laser device may be used instead of the liquid crystal (LCD) panel.

この発明の第1実施例であるプロジェクタ装置の構成を概略示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a projector device according to a first embodiment of the present invention. 同実施例における補正処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the correction processing in the embodiment. 同実施例における拡大縮小補正の処理を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a process of scaling correction in the embodiment. 同実施例における傾き補正の処理を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a process of tilt correction in the embodiment. この発明の第2実施例であるプロジェクタ装置の構成を概略示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram schematically showing a configuration of a projector device according to a second embodiment of the present invention. この発明の第3実施例であるプロジェクタ装置の構成を概略示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a projector device according to a third embodiment of the present invention. 同実施例の動作を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an operation of the embodiment. この発明の第4実施例であるプロジェクタ装置の構成を概略示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram schematically showing a configuration of a projector device according to a fourth embodiment of the present invention. 同実施例の補正処理における投影面座標位置算出処理の流れを説明するフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a flow of projection plane coordinate position calculation processing in the correction processing of the embodiment. この発明の第5実施例であるプロジェクタ装置の構成を概略示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram schematically showing a configuration of a projector device according to a fifth embodiment of the present invention. 同実施例の補正処理における投影面形状データ算出処理の流れを示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a flow of projection plane shape data calculation processing in the correction processing of the embodiment. この発明の第6実施例であるプロジェクタ装置の構成を概略示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram schematically showing a configuration of a projector device according to a sixth embodiment of the present invention. 従来技術における映像補正方法の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a video correction method according to the related art.

符号の説明Explanation of reference numerals

1,11,21,31,41,51 映像入力部(映像入力手段)
2,12,22,32,42,52 映像補正部(映像補正手段)
3,13,23,33,43,53 投影面獲得部(投影面獲得手段)
4,14,24,34,44,54 映像出力部(映像出力手段)
15,35,45 投影制御部(投影制御手段)
26 仮想投影面生成部(仮想投影面生成手段)
27 透視変換部(透視変換手段)
36 パタン画像生成部(パタン画像生成手段)
37 カメラ
38 投影面
46 投影室内形状データベース
55 マーカー検出部(マーカー検出手段)
56 投影室内形状データベース
100 プロジェクタ装置
110 投影面
111 仮基準面
112 基準面
1,11,21,31,41,51 Video input unit (video input means)
2,12,22,32,42,52 Video correction unit (Video correction means)
3, 13, 23, 33, 43, 53 Projection plane acquisition unit (projection plane acquisition means)
4,14,24,34,44,54 Video output unit (video output means)
15, 35, 45 Projection control unit (projection control means)
26 virtual projection plane generation unit (virtual projection plane generation means)
27 Perspective conversion unit (perspective conversion means)
36 pattern image generation unit (pattern image generation means)
37 Camera 38 Projection surface 46 Projection room shape database 55 Marker detector (marker detector)
56 Projection room shape database 100 Projector device 110 Projection plane 111 Temporary reference plane 112 Reference plane

Claims (5)

 原画像を入力する映像入力手段と、
 投影面の法線ベクトルから該投影面の傾斜角及び距離を計算する投影面獲得手段と、
 前記投影面獲得手段により計算された前記傾斜角及び前記距離とを用いて、投影面の形状に対応して入力原画像に対する歪み補正の処理を行う映像補正手段と、 
 該補正された画像を投影出力する映像出力手段とを備え、
 前記映像補正手段が、
 投影面に撮影されるような画像が表示される平面であって基準となる平面である基準面とプロジェクタ中心との間の距離と前記距離との比に応じて変化させる処理と、前記距離と前記傾斜角とを用いて、プロジェクタ光軸と投影面との交点を通る仮基準面の映像を投影面の映像に変化させる処理とを行うことを特徴とするプロジェクタ装置。
Video input means for inputting an original image;
Projection plane acquisition means for calculating a tilt angle and a distance of the projection plane from a normal vector of the projection plane,
Using the inclination angle and the distance calculated by the projection plane acquisition means, image correction means for performing distortion correction processing on the input original image corresponding to the shape of the projection plane,
Video output means for projecting and outputting the corrected image,
The image correction means,
A process of changing the distance between the reference plane and the center of the projector, which is a plane on which an image photographed on the projection plane is displayed and which is a reference plane, and the distance, Changing the image of the temporary reference plane passing through the intersection of the projector optical axis and the projection plane into the image of the projection plane using the inclination angle.
 原画像を入力する映像入力手段と、
 投影面の法線ベクトルから該投影面の方位角,傾斜角及び距離を計算する投影面獲得手段と、
 前記投影面獲得手段により計算された前記方位角、前記傾斜角及び前記距離とを用いて、投影面の形状に対応して入力原画像に対する歪み補正の処理を行う映像補正手段と、 
 該補正された画像を投影出力する映像出力手段とを備え、
 前記歪み補正の処理が、
 原画像を前記方位角に応じて回転させ前記距離とプロジェクタレンズの焦点距離の比に応じて大きさを変化させるとともに、仮基準面上の映像の座標を前記距離と前記傾斜角とに応じて変化させる傾き補正と、原画像の座標を、プロジェクタ中心から基準面への距離と前記距離との比に応じて変化させる拡大・縮小補正とを含むことを特徴とするプロジェクタ装置。
Video input means for inputting an original image;
Projection plane acquisition means for calculating an azimuth, a tilt angle and a distance of the projection plane from a normal vector of the projection plane;
Using the azimuth angle, the tilt angle, and the distance calculated by the projection plane acquisition unit, a video correction unit that performs distortion correction processing on the input original image in accordance with the shape of the projection plane.
Video output means for projecting and outputting the corrected image,
The distortion correction process,
Rotating the original image according to the azimuth angle and changing the size according to the ratio of the distance and the focal length of the projector lens, and changing the coordinates of the image on the temporary reference plane according to the distance and the tilt angle A projector apparatus, comprising: a tilt correction to be changed; and an enlargement / reduction correction to change coordinates of an original image in accordance with a ratio of a distance from the center of the projector to a reference plane and the distance.
 前記投影面獲得手段で算出した前記投影面の距離に応じてプロジェクタレンズの焦点距離を算出して、前記映像出力手段における焦点制御を行う投影制御手段を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のプロジェクタ装置。 2. A projection control unit for calculating a focal length of a projector lens according to a distance of the projection plane calculated by the projection plane acquisition unit and performing focus control in the video output unit. 3. The projector device according to 2.  前記投影制御手段において算出した焦点距離に応じて前記傾き補正を行うことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクタ装置。 4. The projector device according to claim 3, wherein the tilt correction is performed according to the focal length calculated by the projection control unit.  原画像を入力する映像入力手段と、
 投影面の法線ベクトルから該投影面の方位角,傾斜角及び距離を計算して該投影面の三次元形状を獲得する投影面獲得手段と、
 前記投影面獲得手段で算出された投影面形状から仮想投影面を生成する仮想投影面生成手段と、
 入力原画像を該仮想投影面に透視変換処理で逆投影シミュレーションして得られた三次元画像を射影することによって補正画像を算出する透視変換手段と、
 該補正された画像を投影出力する映像出力手段と
 を備えてなることを特徴とするプロジェクタ装置。

Video input means for inputting an original image;
Projection plane acquisition means for calculating an azimuth, a tilt angle and a distance of the projection plane from a normal vector of the projection plane to acquire a three-dimensional shape of the projection plane;
Virtual projection plane generation means for generating a virtual projection plane from the projection plane shape calculated by the projection plane acquisition means,
Perspective transformation means for calculating a corrected image by projecting a three-dimensional image obtained by back-projection simulation of the input original image on the virtual projection plane by perspective transformation processing,
Video output means for projecting and outputting the corrected image.

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007091333A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 T-Net Inc. Video display
JP2008085748A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Victor Co Of Japan Ltd Image projection and display apparatus
JP2008113176A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Hitachi Ltd Adjustment system of video display system
JP2010122273A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Seiko Epson Corp Method of measuring zoom ratio of projection optical system, method of correcting projection image using the method, and projector executing the correction method
JP2010154461A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Samsung Techwin Co Ltd Projection image converter and projector device
JP2010171784A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Seiko Epson Corp Projector, control method thereof, and control program therefor
JP2010183219A (en) * 2009-02-04 2010-08-19 Seiko Epson Corp Method of measuring zoom ratio for projection optical system, projected image correction method using the zoom ratio measurement method, and projector executing the correction method
WO2015125403A1 (en) * 2014-02-18 2015-08-27 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ Projection system and semiconductor integrated circuit
WO2017179272A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 ソニー株式会社 Information processing device, information processing method, and program
CN108141561A (en) * 2015-10-06 2018-06-08 索尼公司 Projection display device and method for correcting image
US10572971B2 (en) 2015-09-01 2020-02-25 Nec Platforms, Ltd. Projection device, projection method and program storage medium
CN113645456A (en) * 2021-09-22 2021-11-12 业成科技(成都)有限公司 Projection image correction method, projection system, and readable storage medium

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007091333A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 T-Net Inc. Video display
JP4710780B2 (en) * 2006-09-28 2011-06-29 日本ビクター株式会社 Image projection display device
JP2008085748A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Victor Co Of Japan Ltd Image projection and display apparatus
JP2008113176A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Hitachi Ltd Adjustment system of video display system
JP2010122273A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Seiko Epson Corp Method of measuring zoom ratio of projection optical system, method of correcting projection image using the method, and projector executing the correction method
US8360585B2 (en) 2008-11-17 2013-01-29 Seiko Epson Corporation Method of measuring zoom ratio of projection optical system, method of correcting projection image using the method, and projector executing the correction method
US8186835B2 (en) 2008-11-17 2012-05-29 Seiko Epson Corporation Method of measuring zoom ratio of projection optical system, method of correcting projection image using the method, and projector executing the correction method
JP2010154461A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Samsung Techwin Co Ltd Projection image converter and projector device
JP2010171784A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Seiko Epson Corp Projector, control method thereof, and control program therefor
JP2010183219A (en) * 2009-02-04 2010-08-19 Seiko Epson Corp Method of measuring zoom ratio for projection optical system, projected image correction method using the zoom ratio measurement method, and projector executing the correction method
WO2015125403A1 (en) * 2014-02-18 2015-08-27 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ Projection system and semiconductor integrated circuit
US9554104B2 (en) 2014-02-18 2017-01-24 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Projection system and semiconductor integrated circuit
US10572971B2 (en) 2015-09-01 2020-02-25 Nec Platforms, Ltd. Projection device, projection method and program storage medium
CN108141561A (en) * 2015-10-06 2018-06-08 索尼公司 Projection display device and method for correcting image
WO2017179272A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 ソニー株式会社 Information processing device, information processing method, and program
CN113645456A (en) * 2021-09-22 2021-11-12 业成科技(成都)有限公司 Projection image correction method, projection system, and readable storage medium
CN113645456B (en) * 2021-09-22 2023-11-07 业成科技(成都)有限公司 Projection image correction method, projection system and readable storage medium

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