制御装置および投写型映像表示装置
【課題】撮像画像内からスクリーン位置を検出する際の精度を向上させる。
【解決手段】スクリーン位置検出部４０は、撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出する。水平方向ハイパスフィルタ４２は、画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する。垂直方向ハイパスフィルタ４４は、画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する。減衰処理部５０は、垂直方向の変化分にもとづいて、対応する位置の水平方向の変化分を減衰する。エッジ抽出部４６は、減衰処理を経た水平方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、スクリーンの左辺または右辺の一部をなすべき水平エッジ成分として抽出する。
【解決手段】スクリーン位置検出部４０は、撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出する。水平方向ハイパスフィルタ４２は、画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する。垂直方向ハイパスフィルタ４４は、画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する。減衰処理部５０は、垂直方向の変化分にもとづいて、対応する位置の水平方向の変化分を減衰する。エッジ抽出部４６は、減衰処理を経た水平方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、スクリーンの左辺または右辺の一部をなすべき水平エッジ成分として抽出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型映像表示装置を駆動制御するための制御装置、およびそれを搭載した投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラを搭載した投写型映像表示装置（以下適宜、プロジェクタと表記する）が実用化されている。カメラを搭載したプロジェクタのなかには、スクリーンに投影されたテストパターンをそのカメラで撮像し、撮像された画像をもとに台形歪み補正やオートフォーカス調整を行うことができるものもある。
【０００３】
撮像画像をもとに台形歪み補正またはオートフォーカス調整を行う場合、スクリーンにテストパターンを投写する前提として、スクリーン位置を確定させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４１８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スクリーンがプロジェクタに対して正対していない場合、すなわち、スクリーンが傾斜している場合、撮像画像内に写ったスクリーンに歪みが発生する。たとえば、スクリーンが左右方向に傾いている場合、撮像画像内に写ったスクリーンの上辺および下辺は斜め線となる。その撮像画像内から水平エッジ成分を抽出して、当該スクリーンの左辺および右辺を検出する際、当該スクリーンの上辺および下辺も水平エッジ成分を持つため、当該スクリーンの左辺および右辺以外の位置でも水平エッジ成分が抽出されてしまう。このエッジ成分がスクリーン位置検出精度の低下を招いていた。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、撮像画像内からスクリーン位置を検出する際の精度を向上させることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御装置は、スクリーンに映像を投写する投写部と、前記スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出するスクリーン位置検出部を備える。前記スクリーン位置検出部は、前記撮像部から出力される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する水平方向ハイパスフィルタと、前記撮像部から出力される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する垂直方向ハイパスフィルタと、垂直方向の変化分にもとづいて、対応する位置の水平方向の変化分を減衰する減衰処理部と、前記減衰処理部による減衰処理を経た水平方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、前記スクリーンの左辺または右辺の一部をなすべき水平エッジ成分として抽出するエッジ抽出部と、を含む。
【０００８】
本発明の別の態様は、投写型映像表示装置である。この装置は、スクリーンに映像を投写する投写部と、スクリーンを撮像するための撮像部と、上述した制御装置と、を備える。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像画像内からスクリーン位置を検出する際の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置と、スクリーンとの位置関係を示す図である。
【図２】図１に示した位置関係において、撮像部により撮像された撮像画像の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。
【図４】ある実施例に係るスクリーン位置検出部の構成を示す図である。
【図５】水平方向ハイパスフィルタの一例を示す図である。
【図６】別の実施例に係るスクリーン位置検出部を示す図である。
【図７】スクリーン位置検出部によって検出されるスクリーンの左辺エッジおよび右辺エッジを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置２００と、スクリーン３００との位置関係を示す図である。実施の形態に係る投写型映像表示装置２００は、スクリーン３００方向を撮影するための撮像部３０を備える。撮像部３０は、その光軸中心と、投写型映像表示装置２００から投写される投写光の光軸中心とが平行な関係になるよう、設置される。図１では、スクリーン３００が投写型映像表示装置２００に対して正対せずに、右側が奧に傾いている。
【００１３】
図２は、図１に示した位置関係において、撮像部３０により撮像された撮像画像ＰｕＩの一例を示す。撮像画像ＰｕＩ内には、スクリーン３００の画像ＳＩが写っている。そのスクリーン３００の画像ＳＩには、水平台形歪みが発生が発生している。スクリーン３００の右側が奧に傾いているため、そのスクリーン３００の画像ＳＩの左側に膨らみが発生している。
【００１４】
図３は、本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置２００の構成を示す図である。投写型映像表示装置２００は、投写部１０、レンズ駆動部２０、撮像部３０および制御装置１００を備える。制御装置１００は、スクリーン位置検出部４０、台形歪み補正部６０、オートフォーカス調整部７０、画像メモリ８２、映像信号設定部８４および駆動信号設定部８６を備える。
【００１５】
制御装置１００の構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１６】
投写部１０は、スクリーン３００に映像を投写する。投写部１０は、光源１１、光変調部１２およびフォーカスレンズ１３を含む。光源１１には、フィラメント型の電極構造を有するハロゲンランプ、アーク放電を発生させる電極構造を有するメタルハライドランプ、キセノンショートアークランプ、高圧型の水銀ランプ、ＬＥＤランプなどを採用することができる。
【００１７】
光変調部１２は、映像信号設定部８４から設定される映像信号に応じて、光源１１から入射される光を変調する。たとえば、光変調部１２にはＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を採用することができる。ＤＭＤは、画素数に対応した複数のマイクロミラーを備え、各マイクロミラーの向きが各画素信号に応じて制御されることにより、所望の映像光を生成する。
【００１８】
フォーカスレンズ１３は、光変調部１２から入射される光の焦点位置を調整する。フォーカスレンズ１３は、レンズ駆動部２０によりそのレンズ位置が光軸上で移動される。光変調部１２により生成された映像光は、フォーカスレンズ１３を介して、スクリーン３００に投写される。
【００１９】
レンズ駆動部２０は、駆動信号設定部８６から設定される駆動信号に応じて、フォーカスレンズ１３の位置を移動させる。レンズ駆動部２０には、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、ピエゾ素子などを採用することができる。
【００２０】
撮像部３０は、スクリーン３００を、主な被写体として、撮像する。撮像部３０は、固体撮像素子３１および信号処理回路３２を含む。固体撮像素子３１には、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージセンサなどを採用することができる。信号処理回路３２は、固体撮像素子３１から出力される信号に対して、Ａ／Ｄ変換や、ＲＧＢフォーマットからＹＵＶフォーマットへの変換などの各種信号処理を施し、制御装置１００に出力する。本実施の形態では、スクリーン位置検出部４０、台形歪み補正部６０およびオートフォーカス調整部７０に出力する。
【００２１】
スクリーン位置検出部４０は、撮像部３０により撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出する。スクリーン位置検出部４０は、それら左辺および右辺の、対応する頂点同士を結ぶことにより、上辺および下辺の位置も検出することができる。以下、スクリーン位置検出部４０の構成についてより具体的に説明する。
【００２２】
図４は、実施例１に係るスクリーン位置検出部４０を示す図である。実施例１に係るスクリーン位置検出部４０は、ラインメモリ４１、水平方向ハイパスフィルタ４２、絶対値変換部４３、垂直方向ハイパスフィルタ４４、絶対値変換部４５、減衰処理部５０、エッジ抽出部４６、エッジ選択部４７および辺生成部４８を有する。減衰処理部５０は、比較部５１および選択部５２を含む。
【００２３】
実施例１では、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の特性が実質的に同じであることを前提とする。たとえば、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４とを、同じタップ数のＦＩＲ（Finite Impulse Response）デジタルフィルタで構成する。
【００２４】
ラインメモリ４１は、撮像部３０から出力される画像信号を一時記憶する。ラインメモリ４１は少なくとも、垂直方向ハイパスフィルタ４４のタップ数よりひとつ少ないライン数のデータを保持できるように設計される。たとえば、水平方向ハイパスフィルタ４２および垂直方向ハイパスフィルタ４４が４タップフィルタで構成される場合、ラインメモリ４１は少なくとも３ライン分の画像信号を保持できるように設計される。
【００２５】
ラインメモリ４１は、保持している画像信号を主走査方向に読み出して、水平方向ハイパスフィルタ４２に供給する。それと共に、ラインメモリ４１は、保持している画像信号を副走査方向に読み出して、垂直方向ハイパスフィルタ４４に供給する。
【００２６】
水平方向ハイパスフィルタ４２は、撮像部３０からラインメモリ４１から介して供給される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する。絶対値変換部４３は、水平方向ハイパスフィルタ４２から出力される水平方向の変化分を、絶対値に変換する。
【００２７】
図５は、水平方向ハイパスフィルタ４２の一例を示す図である。図５では、４タップＦＩＲデジタルフィルタの例を描いている。当該４タップＦＩＲデジタルフィルタは、三つの遅延器（第１遅延器Ｄ１、第２遅延器Ｄ２および第３遅延器Ｄ３）、四つのアンプ（第１アンプＡＰ１、第２アンプＡＰ２、第３アンプＡＰ３および第４アンプＡＰ４）および三つの加算器（第１加算器ＡＤ１、第２加算器ＡＤ２および第３加算器ＡＤ３）を含む。
【００２８】
当該４タップＦＩＲデジタルフィルタでは、下記式（１）を演算する。
出力値Ｙ（ｎ）＝入力値Ｘ（ｎ）＋入力値Ｘ（ｎ−１）−入力値Ｘ（ｎ−２）−入力値（ｎ−３） ・・・式（１）
【００２９】
このように、当該４タップＦＩＲデジタルフィルタでは、水平方向の４画素分の信号から、水平方向の信号変化を検出する。なお、実装上は、ノイズの影響を受けにくくするために、６タップフィルタや８タップフィルタを使用して水平方向の変化を検出することがある。
【００３０】
図４に戻る。垂直方向ハイパスフィルタ４４は、水平方向ハイパスフィルタ４２と同様の構成であり、撮像部３０からラインメモリ４１から介して供給される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する。絶対値変換部４５は、垂直方向ハイパスフィルタ４４から出力される垂直方向の変化分を、絶対値に変換する。
【００３１】
減衰処理部５０は、エッジ抽出処理によって水平エッジ成分が検出されたときであっても、対応する位置で垂直エッジ成分の方がより大きく検出される場合は、検出された水平エッジ成分を無効にし、水平エッジ成分の検出を抑制する処理を行う。
【００３２】
減衰処理部５０の具体的な構成と動作を説明する。比較部５１は、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分と絶対値変換部４５が出力する垂直方向の変化分を大小比較する。比較部５１は、垂直方向の変化分が水平方向の変化分よりも大きいならば、水平エッジ成分の検出を抑制する指示を選択部５２に与え、垂直方向の変化分が水平方向の変化分以下ならば、選択部５２に何も指示を与えない。このとき、垂直方向の変化分が水平方向の変化分に比べて所定のしきい値よりも大きいならば、水平エッジ成分の検出を抑制する指示を選択部５２に与えるようにしてもよい。
【００３３】
選択部５２は、比較部５１から何も指示がない限り、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分を検出位置の座標情報とともにエッジ抽出部４６に出力する。比較部５１から水平エッジ成分の検出を抑制する指示が与えられた場合は、選択部５２は、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分をエッジ抽出部４６に出力しない。
【００３４】
減衰処理部５０による水平エッジ成分の検出抑制処理の後、エッジ抽出部４６は、ライン毎に、減衰処理部５０から受け取った水平成分の変化分の内、所定の閾値を越えるものを水平エッジ成分として抽出し、抽出された水平エッジ成分を検出位置の座標情報とともにエッジ選択部４７に与える。
【００３５】
エッジ選択部４７は、撮影画像の中心よりも左側の領域と右側の領域の二つに分けて、各領域において、ライン毎に、エッジ抽出部４６により抽出された水平エッジ成分の内、値が最大のものを選択し、その選択された水平エッジ成分の座標情報を辺生成部４８に与える。
【００３６】
辺生成部４８は、撮影画像の中心よりも左側の領域と右側の領域の各領域において、エッジ選択部４７により選択された水平エッジ成分の座標をもとに最小二乗法を用いて、スクリーン３００の左辺または右辺とすべき回帰直線を求める。これにより、撮影画像の中心よりも左側の領域ではスクリーン３００の左辺が、右側の領域ではスクリーン３００の右辺がエッジとして検出される。
【００３７】
ここで、撮影画像の中心よりも左側の領域と右側の領域の各領域において、複数本のエッジが検出される場合は、ある設定値以上の長さをもち、最も画像中心に近いものを左辺エッジまたは右辺エッジとして決定する。これは、スクリーン３００の外部に棒のような物体があったり、スクリーン３００の背後の壁に模様があったりすると、それを誤ってエッジとして検出してしまうおそれがあるからである。スクリーン３００の内部には通常は何も物体が置かれていないため、複数本のエッジが抽出されるときは、画像中心に最も近いものを選べば、スクリーン３００の左辺または右辺以外のものを誤ってエッジと検出することを防ぐことができる。
【００３８】
さらに、辺生成部４８は、検出されたスクリーン３００の左辺エッジと右辺エッジの上端同士、下端同士を結ぶ線分を求めることで、スクリーン３００の上辺エッジと下辺エッジを求めることができる。辺生成部４８は最終的に得られたスクリーン３００の四辺のエッジからスクリーン３００の四つの頂点の座標データを求めて出力する。
【００３９】
別の方法として、より精度を高めるために、上辺エッジと下辺エッジについても同様のエッジ抽出処理を用いて検出してもよい。これは、上述の水平エッジ成分の抽出処理の手法を垂直エッジ成分の抽出処理に適用することにより、可能である。
【００４０】
具体的には、ラインメモリ４１が保持している画像信号を主走査方向に読み出して、垂直方向ハイパスフィルタ４４に供給するとともに、ラインメモリ４１が保持している画像信号を副走査方向に読み出して、水平方向ハイパスフィルタ４２に供給するようにすれば、水平方向と垂直方向を入れ替えることができる。すなわち、水平方向ハイパスフィルタ４２は、実際には垂直方向のエッジフィルタとして動作し、垂直方向ハイパスフィルタ４４は、実際には水平方向のエッジフィルタとして動作する。減衰処理部５０の働きにより、検出された垂直方向の変化分は、対応する位置で検出された水平方向の変化分の方が大きい場合には、無効化される。
【００４１】
そして、エッジ抽出部４６、エッジ選択部４７および辺生成部４８により、撮影画像の中心より上側の領域で上辺エッジが検出され、撮影画像の中心より下側の領域で下辺エッジが検出される。
【００４２】
図６は、実施例２に係るスクリーン位置検出部４０を示す図である。実施例２に係るスクリーン位置検出部４０は、実施例１に係るスクリーン位置検出部４０とは減衰処理部５０の構成が異なり、それ以外の構成は同じである。同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例２の減衰処理部５０は、コアリング部５３、増幅部５４、クリップ部５５、減算部５６、乗算部５７および正規化部５８を含む。
【００４３】
実施例１では、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の特性が実質的に同じである、たとえば、同じタップ数のＦＩＲデジタルフィルタで構成されていることを前提として、減衰処理部５０は、水平方向ハイパスフィルタ４２によって検出される水平方向の変化分と垂直方向ハイパスフィルタ４４によって検出される垂直方向の変化分を大小比較して、検出された水平エッジ成分を無効にするかどうかを決めた。
【００４４】
実施例１において、エッジ検出精度を高くするために、水平方向ハイパスフィルタ４２のタップ数をたとえば８にした場合、垂直方向ハイパスフィルタ４４のタップ数も８にする必要がある。減衰処理部５０の比較部５１において大小比較することの前提として、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の性能は同じであることが望ましいからである。しかし、その場合、ラインメモリ４１は８本分のラインデータを保持する必要があり、回路規模が大きくなってしまう。
【００４５】
そこで、実施例２では、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の特性が異なる場合、たとえば、水平方向ハイパスフィルタ４２のタップ数が垂直方向ハイパスフィルタ４４のタップ数よりも大きい場合であっても有効な水平方向のエッジ成分の減衰処理を提供する。
【００４６】
コアリング部５３は、絶対値変換部４５により出力される垂直方向の変化分の絶対値を受け取り、レジスタに設定された所定のコアリング量のもとでコアリング処理を行い、検出値のノイズを低減する。増幅部５４は、コアリング部５３からコアリング処理後の垂直方向の検出値を、レジスタに設定された所定の水平成分抑圧強度をゲインとして増幅する。クリップ部５５は、増幅部５４により増幅された垂直方向の検出値を所定のクリップ値を上限としてクリッピングし、減算部５６に出力する。減算部５６は、クリップ部５５から受け取る入力値をクリップ値から減算した値を減衰係数として求め、減衰係数を乗算部５７に出力する。
【００４７】
たとえば、クリップ値として６４を用いた場合、増幅部５４により増幅され、クリップ部５５によりクリッピングされた入力値をＧとすると、減算部５６は、６４−Ｇを出力する。ここで、Ｇはクリッピング処理により６４以下の値に丸められている。
【００４８】
乗算部５７は、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分と、減算部５６が出力する減衰係数とを乗算した値を求めて、正規化部５８に出力する。正規化部５８は、乗算部５７から受け取る入力値をクリップ値で割ることにより、入力値を正規化してエッジ抽出部４６に出力する。
【００４９】
クリップ値が６４の場合、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分の値をｈとすると、乗算部５７は（６４−Ｇ）ｈを出力し、正規化部５８は（６４−Ｇ）ｈ／６４を出力する。たとえば、Ｇ＝６４、すなわち、垂直方向の変化分の増幅後の値が最大である場合、正規化部５８の出力結果は０であり、検出された水平方向の変化分の値ｈはキャンセルされる。Ｇ＝３２であれば、正規化部５８の出力結果はｈ／２であり、検出された水平方向の変化分の値ｈは半分に減衰される。Ｇ＝０であれば、正規化部５８の出力結果はｈのままであり、全く減衰されない。このように、垂直方向ハイパスフィルタ４４により検出される垂直方向の変化分が大きいほど、水平方向ハイパスフィルタ４２により検出される水平方向の変化分の減衰率が大きくなる。
【００５０】
エッジ抽出部４６は、減衰処理部５０による減衰処理後の水平方向の変化分を検出位置の座標情報とともに受け取る。それ以降の処理は、実施例１と同じである。
【００５１】
実施例２によれば、検出される垂直方向の変化分の大きさに応じて、水平方向の変化分を減衰させるため、より高い精度で水平エッジ成分を検出することができ、撮影されたスクリーン３００の形状が台形になっている場合でも、より正確にスクリーン３００の左辺エッジと右辺エッジを求めることができる。
【００５２】
図７（ａ）、（ｂ）は、実施例１および２に係るスクリーン位置検出部４０によって検出されるスクリーン３００の左辺エッジおよび右辺エッジを説明する図である。図７（ａ）は、エッジ選択部４７によりライン毎に選択された水平エッジ成分を示す。画像中心より左側の領域内に１本、右側の領域内に１本のエッジが検出されている。これを辺生成部４８が最小二乗法により線形近似することにより、図７（ｂ）のようにスクリーン３００の左辺エッジと右辺エッジが検出される。
【００５３】
図３に戻る。スクリーン位置検出部４０が検出したスクリーン３００の四辺（上辺、下辺、左辺および右辺）の位置に関する情報、たとえば、四つの頂点の座標データは、台形歪み補正部６０およびオートフォーカス調整部７０に供給され、台形歪み補正およびオートフォーカス調整において用いられるテストパターンの検出領域の確定に用いられる。
【００５４】
台形歪み補正部６０は、スクリーン３００に投影される画像の台形歪みを補正する。台形歪みは、スクリーン３００と投写型映像表示装置２００とが正対していない場合に発生する。たとえば、投写光の光軸が上向きにずれている場合、スクリーン３００には上部が膨らんだ台形歪みが発生する。
【００５５】
投写型映像表示装置２００の起動時や、ユーザ操作により台形歪みの調整が指示されたとき、映像信号設定部８４は、画像メモリ８２から台形歪み調整用のテストパターンを読み出し、投写部１０に投写させる。当該テストパターンは、たとえば、四角形（正方形、長方形、平行四辺形、菱形など）で形成される。撮像部３０は、スクリーン３００に投影されたテストパターンを撮像する。台形歪み補正部６０は、撮像画像に写ったテストパターンの形状をもとに、台形歪みを検出し、その台形歪みがキャンセルされるよう、映像信号設定部８４に設定すべき映像信号を補正する。
【００５６】
オートフォーカス調整部７０は、コントラスト検出法を用いて、フォーカスを合わせる。投写型映像表示装置２００の起動時や、ユーザ操作によりオートフォーカス調整が指示されたとき、映像信号設定部８４は、画像メモリ８２からオートフォーカス調整用のテストパターンを読み出し、投写部１０に投写させる。当該テストパターンは、たとえば、ストライプパターンやチェッカーフラグパターンで形成される。撮像部３０は、スクリーン３００に投影されたテストパターンを撮像する。オートフォーカス調整部７０は、複数のレンズ位置にて、撮像部３０によりそれぞれ撮像された当該テストパターンの鮮明度をもとに、フォーカスレンズ１３の位置を決定する。
【００５７】
オートフォーカス調整部７０は、フォーカスレンズ１３を所定のステップ幅で順次、移動させるための制御信号を駆動信号設定部８６に設定する。駆動信号設定部８６は、上記制御信号に応じた駆動信号をレンズ駆動部２０に設定する。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 投写部、 １１ 光源、 １２ 光変調部、 １３ フォーカスレンズ、 ２０ レンズ駆動部、 ３０ 撮像部、 ３１ 固体撮像素子、 ３２ 信号処理回路、 ４０ スクリーン位置検出部、 ４１ ラインメモリ、４２ 水平方向ハイパスフィルタ、 ４３ 絶対値変換部、 ４４ 垂直方向ハイパスフィルタ、 ４５ 絶対値変換部、 ４６ エッジ抽出部、 ４７ エッジ選択部、 ４８ 辺生成部、 ５０ 減衰処理部、 ５１ 比較部、 ５２ 選択部、 ５３ コアリング部、 ５４ 増幅部、 ５５ クリップ部、 ５６ 減算部、 ５７ 乗算部、 ５８ 正規化部、 ６０ 台形歪み補正部、 ７０ オートフォーカス調整部、 ８２ 画像メモリ、 ８４ 映像信号設定部、 ８６ 駆動信号設定部、 １００ 制御装置、 ２００ 投写型映像表示装置、 ３００ スクリーン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型映像表示装置を駆動制御するための制御装置、およびそれを搭載した投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラを搭載した投写型映像表示装置（以下適宜、プロジェクタと表記する）が実用化されている。カメラを搭載したプロジェクタのなかには、スクリーンに投影されたテストパターンをそのカメラで撮像し、撮像された画像をもとに台形歪み補正やオートフォーカス調整を行うことができるものもある。
【０００３】
撮像画像をもとに台形歪み補正またはオートフォーカス調整を行う場合、スクリーンにテストパターンを投写する前提として、スクリーン位置を確定させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４１８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スクリーンがプロジェクタに対して正対していない場合、すなわち、スクリーンが傾斜している場合、撮像画像内に写ったスクリーンに歪みが発生する。たとえば、スクリーンが左右方向に傾いている場合、撮像画像内に写ったスクリーンの上辺および下辺は斜め線となる。その撮像画像内から水平エッジ成分を抽出して、当該スクリーンの左辺および右辺を検出する際、当該スクリーンの上辺および下辺も水平エッジ成分を持つため、当該スクリーンの左辺および右辺以外の位置でも水平エッジ成分が抽出されてしまう。このエッジ成分がスクリーン位置検出精度の低下を招いていた。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、撮像画像内からスクリーン位置を検出する際の精度を向上させることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御装置は、スクリーンに映像を投写する投写部と、前記スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出するスクリーン位置検出部を備える。前記スクリーン位置検出部は、前記撮像部から出力される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する水平方向ハイパスフィルタと、前記撮像部から出力される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する垂直方向ハイパスフィルタと、垂直方向の変化分にもとづいて、対応する位置の水平方向の変化分を減衰する減衰処理部と、前記減衰処理部による減衰処理を経た水平方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、前記スクリーンの左辺または右辺の一部をなすべき水平エッジ成分として抽出するエッジ抽出部と、を含む。
【０００８】
本発明の別の態様は、投写型映像表示装置である。この装置は、スクリーンに映像を投写する投写部と、スクリーンを撮像するための撮像部と、上述した制御装置と、を備える。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像画像内からスクリーン位置を検出する際の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置と、スクリーンとの位置関係を示す図である。
【図２】図１に示した位置関係において、撮像部により撮像された撮像画像の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図である。
【図４】ある実施例に係るスクリーン位置検出部の構成を示す図である。
【図５】水平方向ハイパスフィルタの一例を示す図である。
【図６】別の実施例に係るスクリーン位置検出部を示す図である。
【図７】スクリーン位置検出部によって検出されるスクリーンの左辺エッジおよび右辺エッジを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置２００と、スクリーン３００との位置関係を示す図である。実施の形態に係る投写型映像表示装置２００は、スクリーン３００方向を撮影するための撮像部３０を備える。撮像部３０は、その光軸中心と、投写型映像表示装置２００から投写される投写光の光軸中心とが平行な関係になるよう、設置される。図１では、スクリーン３００が投写型映像表示装置２００に対して正対せずに、右側が奧に傾いている。
【００１３】
図２は、図１に示した位置関係において、撮像部３０により撮像された撮像画像ＰｕＩの一例を示す。撮像画像ＰｕＩ内には、スクリーン３００の画像ＳＩが写っている。そのスクリーン３００の画像ＳＩには、水平台形歪みが発生が発生している。スクリーン３００の右側が奧に傾いているため、そのスクリーン３００の画像ＳＩの左側に膨らみが発生している。
【００１４】
図３は、本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置２００の構成を示す図である。投写型映像表示装置２００は、投写部１０、レンズ駆動部２０、撮像部３０および制御装置１００を備える。制御装置１００は、スクリーン位置検出部４０、台形歪み補正部６０、オートフォーカス調整部７０、画像メモリ８２、映像信号設定部８４および駆動信号設定部８６を備える。
【００１５】
制御装置１００の構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１６】
投写部１０は、スクリーン３００に映像を投写する。投写部１０は、光源１１、光変調部１２およびフォーカスレンズ１３を含む。光源１１には、フィラメント型の電極構造を有するハロゲンランプ、アーク放電を発生させる電極構造を有するメタルハライドランプ、キセノンショートアークランプ、高圧型の水銀ランプ、ＬＥＤランプなどを採用することができる。
【００１７】
光変調部１２は、映像信号設定部８４から設定される映像信号に応じて、光源１１から入射される光を変調する。たとえば、光変調部１２にはＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を採用することができる。ＤＭＤは、画素数に対応した複数のマイクロミラーを備え、各マイクロミラーの向きが各画素信号に応じて制御されることにより、所望の映像光を生成する。
【００１８】
フォーカスレンズ１３は、光変調部１２から入射される光の焦点位置を調整する。フォーカスレンズ１３は、レンズ駆動部２０によりそのレンズ位置が光軸上で移動される。光変調部１２により生成された映像光は、フォーカスレンズ１３を介して、スクリーン３００に投写される。
【００１９】
レンズ駆動部２０は、駆動信号設定部８６から設定される駆動信号に応じて、フォーカスレンズ１３の位置を移動させる。レンズ駆動部２０には、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、ピエゾ素子などを採用することができる。
【００２０】
撮像部３０は、スクリーン３００を、主な被写体として、撮像する。撮像部３０は、固体撮像素子３１および信号処理回路３２を含む。固体撮像素子３１には、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージセンサなどを採用することができる。信号処理回路３２は、固体撮像素子３１から出力される信号に対して、Ａ／Ｄ変換や、ＲＧＢフォーマットからＹＵＶフォーマットへの変換などの各種信号処理を施し、制御装置１００に出力する。本実施の形態では、スクリーン位置検出部４０、台形歪み補正部６０およびオートフォーカス調整部７０に出力する。
【００２１】
スクリーン位置検出部４０は、撮像部３０により撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出する。スクリーン位置検出部４０は、それら左辺および右辺の、対応する頂点同士を結ぶことにより、上辺および下辺の位置も検出することができる。以下、スクリーン位置検出部４０の構成についてより具体的に説明する。
【００２２】
図４は、実施例１に係るスクリーン位置検出部４０を示す図である。実施例１に係るスクリーン位置検出部４０は、ラインメモリ４１、水平方向ハイパスフィルタ４２、絶対値変換部４３、垂直方向ハイパスフィルタ４４、絶対値変換部４５、減衰処理部５０、エッジ抽出部４６、エッジ選択部４７および辺生成部４８を有する。減衰処理部５０は、比較部５１および選択部５２を含む。
【００２３】
実施例１では、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の特性が実質的に同じであることを前提とする。たとえば、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４とを、同じタップ数のＦＩＲ（Finite Impulse Response）デジタルフィルタで構成する。
【００２４】
ラインメモリ４１は、撮像部３０から出力される画像信号を一時記憶する。ラインメモリ４１は少なくとも、垂直方向ハイパスフィルタ４４のタップ数よりひとつ少ないライン数のデータを保持できるように設計される。たとえば、水平方向ハイパスフィルタ４２および垂直方向ハイパスフィルタ４４が４タップフィルタで構成される場合、ラインメモリ４１は少なくとも３ライン分の画像信号を保持できるように設計される。
【００２５】
ラインメモリ４１は、保持している画像信号を主走査方向に読み出して、水平方向ハイパスフィルタ４２に供給する。それと共に、ラインメモリ４１は、保持している画像信号を副走査方向に読み出して、垂直方向ハイパスフィルタ４４に供給する。
【００２６】
水平方向ハイパスフィルタ４２は、撮像部３０からラインメモリ４１から介して供給される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する。絶対値変換部４３は、水平方向ハイパスフィルタ４２から出力される水平方向の変化分を、絶対値に変換する。
【００２７】
図５は、水平方向ハイパスフィルタ４２の一例を示す図である。図５では、４タップＦＩＲデジタルフィルタの例を描いている。当該４タップＦＩＲデジタルフィルタは、三つの遅延器（第１遅延器Ｄ１、第２遅延器Ｄ２および第３遅延器Ｄ３）、四つのアンプ（第１アンプＡＰ１、第２アンプＡＰ２、第３アンプＡＰ３および第４アンプＡＰ４）および三つの加算器（第１加算器ＡＤ１、第２加算器ＡＤ２および第３加算器ＡＤ３）を含む。
【００２８】
当該４タップＦＩＲデジタルフィルタでは、下記式（１）を演算する。
出力値Ｙ（ｎ）＝入力値Ｘ（ｎ）＋入力値Ｘ（ｎ−１）−入力値Ｘ（ｎ−２）−入力値（ｎ−３） ・・・式（１）
【００２９】
このように、当該４タップＦＩＲデジタルフィルタでは、水平方向の４画素分の信号から、水平方向の信号変化を検出する。なお、実装上は、ノイズの影響を受けにくくするために、６タップフィルタや８タップフィルタを使用して水平方向の変化を検出することがある。
【００３０】
図４に戻る。垂直方向ハイパスフィルタ４４は、水平方向ハイパスフィルタ４２と同様の構成であり、撮像部３０からラインメモリ４１から介して供給される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する。絶対値変換部４５は、垂直方向ハイパスフィルタ４４から出力される垂直方向の変化分を、絶対値に変換する。
【００３１】
減衰処理部５０は、エッジ抽出処理によって水平エッジ成分が検出されたときであっても、対応する位置で垂直エッジ成分の方がより大きく検出される場合は、検出された水平エッジ成分を無効にし、水平エッジ成分の検出を抑制する処理を行う。
【００３２】
減衰処理部５０の具体的な構成と動作を説明する。比較部５１は、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分と絶対値変換部４５が出力する垂直方向の変化分を大小比較する。比較部５１は、垂直方向の変化分が水平方向の変化分よりも大きいならば、水平エッジ成分の検出を抑制する指示を選択部５２に与え、垂直方向の変化分が水平方向の変化分以下ならば、選択部５２に何も指示を与えない。このとき、垂直方向の変化分が水平方向の変化分に比べて所定のしきい値よりも大きいならば、水平エッジ成分の検出を抑制する指示を選択部５２に与えるようにしてもよい。
【００３３】
選択部５２は、比較部５１から何も指示がない限り、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分を検出位置の座標情報とともにエッジ抽出部４６に出力する。比較部５１から水平エッジ成分の検出を抑制する指示が与えられた場合は、選択部５２は、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分をエッジ抽出部４６に出力しない。
【００３４】
減衰処理部５０による水平エッジ成分の検出抑制処理の後、エッジ抽出部４６は、ライン毎に、減衰処理部５０から受け取った水平成分の変化分の内、所定の閾値を越えるものを水平エッジ成分として抽出し、抽出された水平エッジ成分を検出位置の座標情報とともにエッジ選択部４７に与える。
【００３５】
エッジ選択部４７は、撮影画像の中心よりも左側の領域と右側の領域の二つに分けて、各領域において、ライン毎に、エッジ抽出部４６により抽出された水平エッジ成分の内、値が最大のものを選択し、その選択された水平エッジ成分の座標情報を辺生成部４８に与える。
【００３６】
辺生成部４８は、撮影画像の中心よりも左側の領域と右側の領域の各領域において、エッジ選択部４７により選択された水平エッジ成分の座標をもとに最小二乗法を用いて、スクリーン３００の左辺または右辺とすべき回帰直線を求める。これにより、撮影画像の中心よりも左側の領域ではスクリーン３００の左辺が、右側の領域ではスクリーン３００の右辺がエッジとして検出される。
【００３７】
ここで、撮影画像の中心よりも左側の領域と右側の領域の各領域において、複数本のエッジが検出される場合は、ある設定値以上の長さをもち、最も画像中心に近いものを左辺エッジまたは右辺エッジとして決定する。これは、スクリーン３００の外部に棒のような物体があったり、スクリーン３００の背後の壁に模様があったりすると、それを誤ってエッジとして検出してしまうおそれがあるからである。スクリーン３００の内部には通常は何も物体が置かれていないため、複数本のエッジが抽出されるときは、画像中心に最も近いものを選べば、スクリーン３００の左辺または右辺以外のものを誤ってエッジと検出することを防ぐことができる。
【００３８】
さらに、辺生成部４８は、検出されたスクリーン３００の左辺エッジと右辺エッジの上端同士、下端同士を結ぶ線分を求めることで、スクリーン３００の上辺エッジと下辺エッジを求めることができる。辺生成部４８は最終的に得られたスクリーン３００の四辺のエッジからスクリーン３００の四つの頂点の座標データを求めて出力する。
【００３９】
別の方法として、より精度を高めるために、上辺エッジと下辺エッジについても同様のエッジ抽出処理を用いて検出してもよい。これは、上述の水平エッジ成分の抽出処理の手法を垂直エッジ成分の抽出処理に適用することにより、可能である。
【００４０】
具体的には、ラインメモリ４１が保持している画像信号を主走査方向に読み出して、垂直方向ハイパスフィルタ４４に供給するとともに、ラインメモリ４１が保持している画像信号を副走査方向に読み出して、水平方向ハイパスフィルタ４２に供給するようにすれば、水平方向と垂直方向を入れ替えることができる。すなわち、水平方向ハイパスフィルタ４２は、実際には垂直方向のエッジフィルタとして動作し、垂直方向ハイパスフィルタ４４は、実際には水平方向のエッジフィルタとして動作する。減衰処理部５０の働きにより、検出された垂直方向の変化分は、対応する位置で検出された水平方向の変化分の方が大きい場合には、無効化される。
【００４１】
そして、エッジ抽出部４６、エッジ選択部４７および辺生成部４８により、撮影画像の中心より上側の領域で上辺エッジが検出され、撮影画像の中心より下側の領域で下辺エッジが検出される。
【００４２】
図６は、実施例２に係るスクリーン位置検出部４０を示す図である。実施例２に係るスクリーン位置検出部４０は、実施例１に係るスクリーン位置検出部４０とは減衰処理部５０の構成が異なり、それ以外の構成は同じである。同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例２の減衰処理部５０は、コアリング部５３、増幅部５４、クリップ部５５、減算部５６、乗算部５７および正規化部５８を含む。
【００４３】
実施例１では、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の特性が実質的に同じである、たとえば、同じタップ数のＦＩＲデジタルフィルタで構成されていることを前提として、減衰処理部５０は、水平方向ハイパスフィルタ４２によって検出される水平方向の変化分と垂直方向ハイパスフィルタ４４によって検出される垂直方向の変化分を大小比較して、検出された水平エッジ成分を無効にするかどうかを決めた。
【００４４】
実施例１において、エッジ検出精度を高くするために、水平方向ハイパスフィルタ４２のタップ数をたとえば８にした場合、垂直方向ハイパスフィルタ４４のタップ数も８にする必要がある。減衰処理部５０の比較部５１において大小比較することの前提として、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の性能は同じであることが望ましいからである。しかし、その場合、ラインメモリ４１は８本分のラインデータを保持する必要があり、回路規模が大きくなってしまう。
【００４５】
そこで、実施例２では、水平方向ハイパスフィルタ４２と垂直方向ハイパスフィルタ４４の特性が異なる場合、たとえば、水平方向ハイパスフィルタ４２のタップ数が垂直方向ハイパスフィルタ４４のタップ数よりも大きい場合であっても有効な水平方向のエッジ成分の減衰処理を提供する。
【００４６】
コアリング部５３は、絶対値変換部４５により出力される垂直方向の変化分の絶対値を受け取り、レジスタに設定された所定のコアリング量のもとでコアリング処理を行い、検出値のノイズを低減する。増幅部５４は、コアリング部５３からコアリング処理後の垂直方向の検出値を、レジスタに設定された所定の水平成分抑圧強度をゲインとして増幅する。クリップ部５５は、増幅部５４により増幅された垂直方向の検出値を所定のクリップ値を上限としてクリッピングし、減算部５６に出力する。減算部５６は、クリップ部５５から受け取る入力値をクリップ値から減算した値を減衰係数として求め、減衰係数を乗算部５７に出力する。
【００４７】
たとえば、クリップ値として６４を用いた場合、増幅部５４により増幅され、クリップ部５５によりクリッピングされた入力値をＧとすると、減算部５６は、６４−Ｇを出力する。ここで、Ｇはクリッピング処理により６４以下の値に丸められている。
【００４８】
乗算部５７は、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分と、減算部５６が出力する減衰係数とを乗算した値を求めて、正規化部５８に出力する。正規化部５８は、乗算部５７から受け取る入力値をクリップ値で割ることにより、入力値を正規化してエッジ抽出部４６に出力する。
【００４９】
クリップ値が６４の場合、絶対値変換部４３が出力する水平方向の変化分の値をｈとすると、乗算部５７は（６４−Ｇ）ｈを出力し、正規化部５８は（６４−Ｇ）ｈ／６４を出力する。たとえば、Ｇ＝６４、すなわち、垂直方向の変化分の増幅後の値が最大である場合、正規化部５８の出力結果は０であり、検出された水平方向の変化分の値ｈはキャンセルされる。Ｇ＝３２であれば、正規化部５８の出力結果はｈ／２であり、検出された水平方向の変化分の値ｈは半分に減衰される。Ｇ＝０であれば、正規化部５８の出力結果はｈのままであり、全く減衰されない。このように、垂直方向ハイパスフィルタ４４により検出される垂直方向の変化分が大きいほど、水平方向ハイパスフィルタ４２により検出される水平方向の変化分の減衰率が大きくなる。
【００５０】
エッジ抽出部４６は、減衰処理部５０による減衰処理後の水平方向の変化分を検出位置の座標情報とともに受け取る。それ以降の処理は、実施例１と同じである。
【００５１】
実施例２によれば、検出される垂直方向の変化分の大きさに応じて、水平方向の変化分を減衰させるため、より高い精度で水平エッジ成分を検出することができ、撮影されたスクリーン３００の形状が台形になっている場合でも、より正確にスクリーン３００の左辺エッジと右辺エッジを求めることができる。
【００５２】
図７（ａ）、（ｂ）は、実施例１および２に係るスクリーン位置検出部４０によって検出されるスクリーン３００の左辺エッジおよび右辺エッジを説明する図である。図７（ａ）は、エッジ選択部４７によりライン毎に選択された水平エッジ成分を示す。画像中心より左側の領域内に１本、右側の領域内に１本のエッジが検出されている。これを辺生成部４８が最小二乗法により線形近似することにより、図７（ｂ）のようにスクリーン３００の左辺エッジと右辺エッジが検出される。
【００５３】
図３に戻る。スクリーン位置検出部４０が検出したスクリーン３００の四辺（上辺、下辺、左辺および右辺）の位置に関する情報、たとえば、四つの頂点の座標データは、台形歪み補正部６０およびオートフォーカス調整部７０に供給され、台形歪み補正およびオートフォーカス調整において用いられるテストパターンの検出領域の確定に用いられる。
【００５４】
台形歪み補正部６０は、スクリーン３００に投影される画像の台形歪みを補正する。台形歪みは、スクリーン３００と投写型映像表示装置２００とが正対していない場合に発生する。たとえば、投写光の光軸が上向きにずれている場合、スクリーン３００には上部が膨らんだ台形歪みが発生する。
【００５５】
投写型映像表示装置２００の起動時や、ユーザ操作により台形歪みの調整が指示されたとき、映像信号設定部８４は、画像メモリ８２から台形歪み調整用のテストパターンを読み出し、投写部１０に投写させる。当該テストパターンは、たとえば、四角形（正方形、長方形、平行四辺形、菱形など）で形成される。撮像部３０は、スクリーン３００に投影されたテストパターンを撮像する。台形歪み補正部６０は、撮像画像に写ったテストパターンの形状をもとに、台形歪みを検出し、その台形歪みがキャンセルされるよう、映像信号設定部８４に設定すべき映像信号を補正する。
【００５６】
オートフォーカス調整部７０は、コントラスト検出法を用いて、フォーカスを合わせる。投写型映像表示装置２００の起動時や、ユーザ操作によりオートフォーカス調整が指示されたとき、映像信号設定部８４は、画像メモリ８２からオートフォーカス調整用のテストパターンを読み出し、投写部１０に投写させる。当該テストパターンは、たとえば、ストライプパターンやチェッカーフラグパターンで形成される。撮像部３０は、スクリーン３００に投影されたテストパターンを撮像する。オートフォーカス調整部７０は、複数のレンズ位置にて、撮像部３０によりそれぞれ撮像された当該テストパターンの鮮明度をもとに、フォーカスレンズ１３の位置を決定する。
【００５７】
オートフォーカス調整部７０は、フォーカスレンズ１３を所定のステップ幅で順次、移動させるための制御信号を駆動信号設定部８６に設定する。駆動信号設定部８６は、上記制御信号に応じた駆動信号をレンズ駆動部２０に設定する。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 投写部、 １１ 光源、 １２ 光変調部、 １３ フォーカスレンズ、 ２０ レンズ駆動部、 ３０ 撮像部、 ３１ 固体撮像素子、 ３２ 信号処理回路、 ４０ スクリーン位置検出部、 ４１ ラインメモリ、４２ 水平方向ハイパスフィルタ、 ４３ 絶対値変換部、 ４４ 垂直方向ハイパスフィルタ、 ４５ 絶対値変換部、 ４６ エッジ抽出部、 ４７ エッジ選択部、 ４８ 辺生成部、 ５０ 減衰処理部、 ５１ 比較部、 ５２ 選択部、 ５３ コアリング部、 ５４ 増幅部、 ５５ クリップ部、 ５６ 減算部、 ５７ 乗算部、 ５８ 正規化部、 ６０ 台形歪み補正部、 ７０ オートフォーカス調整部、 ８２ 画像メモリ、 ８４ 映像信号設定部、 ８６ 駆動信号設定部、 １００ 制御装置、 ２００ 投写型映像表示装置、 ３００ スクリーン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに映像を投写する投写部と、前記スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、
前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出するスクリーン位置検出部を備え、
前記スクリーン位置検出部は、
前記撮像部から出力される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する水平方向ハイパスフィルタと、
前記撮像部から出力される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する垂直方向ハイパスフィルタと、
垂直方向の変化分にもとづいて、対応する位置の水平方向の変化分を減衰する減衰処理部と、
前記減衰処理部による減衰処理を経た水平方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、前記スクリーンの左辺または右辺の一部をなすべき水平エッジ成分として抽出するエッジ抽出部と、
を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記減衰処理部は、垂直方向の変化分と、対応する位置の水平方向の変化分とを比較し、前者が大きい場合、当該水平方向の変化分を無効とすることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記減衰処理部は、垂直方向の変化分が大きいほど、対応する位置の水平方向の変化分を大きく減衰することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記スクリーン位置検出部は、
水平ライン毎に、前記エッジ抽出部により抽出される水平エッジ成分の内、値が最大のものを選択するエッジ選択部と、
前記エッジ選択部により選択された水平エッジ成分をもとに最小二乗法を用いて、前記スクリーンの左辺または右辺とすべき回帰直線を生成する辺生成部をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
スクリーンに映像を投写する投写部と、前記スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、
前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの上辺および下辺の位置を検出するスクリーン位置検出部を備え、
前記スクリーン位置検出部は、
前記撮像部から出力される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する垂直方向ハイパスフィルタと、
前記撮像部から出力される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する水平方向ハイパスフィルタと、
前記水平方向の変化分にもとづいて、対応する前記垂直方向の変化分を減衰する減衰処理部と、
前記減衰処理部による減衰処理を経た垂直方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、前記スクリーンの上辺または下辺の一部をなすべき垂直エッジ成分として抽出するエッジ抽出部と、
を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
スクリーンにレンズを介して映像を投写する投写部と、
前記スクリーンを撮像するための撮像部と、
請求項１から５のいずれかに記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１】
スクリーンに映像を投写する投写部と、前記スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、
前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの左辺および右辺の位置を検出するスクリーン位置検出部を備え、
前記スクリーン位置検出部は、
前記撮像部から出力される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する水平方向ハイパスフィルタと、
前記撮像部から出力される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する垂直方向ハイパスフィルタと、
垂直方向の変化分にもとづいて、対応する位置の水平方向の変化分を減衰する減衰処理部と、
前記減衰処理部による減衰処理を経た水平方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、前記スクリーンの左辺または右辺の一部をなすべき水平エッジ成分として抽出するエッジ抽出部と、
を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記減衰処理部は、垂直方向の変化分と、対応する位置の水平方向の変化分とを比較し、前者が大きい場合、当該水平方向の変化分を無効とすることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記減衰処理部は、垂直方向の変化分が大きいほど、対応する位置の水平方向の変化分を大きく減衰することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記スクリーン位置検出部は、
水平ライン毎に、前記エッジ抽出部により抽出される水平エッジ成分の内、値が最大のものを選択するエッジ選択部と、
前記エッジ選択部により選択された水平エッジ成分をもとに最小二乗法を用いて、前記スクリーンの左辺または右辺とすべき回帰直線を生成する辺生成部をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
スクリーンに映像を投写する投写部と、前記スクリーンを撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載されるべき制御装置であって、
前記撮像部により撮像された画像内に写ったスクリーンの上辺および下辺の位置を検出するスクリーン位置検出部を備え、
前記スクリーン位置検出部は、
前記撮像部から出力される画像信号の垂直方向の変化分を順次、検出する垂直方向ハイパスフィルタと、
前記撮像部から出力される画像信号の水平方向の変化分を順次、検出する水平方向ハイパスフィルタと、
前記水平方向の変化分にもとづいて、対応する前記垂直方向の変化分を減衰する減衰処理部と、
前記減衰処理部による減衰処理を経た垂直方向の変化分のうち、所定の閾値を超える変化分を、前記スクリーンの上辺または下辺の一部をなすべき垂直エッジ成分として抽出するエッジ抽出部と、
を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
スクリーンにレンズを介して映像を投写する投写部と、
前記スクリーンを撮像するための撮像部と、
請求項１から５のいずれかに記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１８２１０３（Ｐ２０１１−１８２１０３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２８０４（Ｐ２０１０−４２８０４）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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