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JP2011227171A - Image display system - Google Patents

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JP2011227171A
JP2011227171A JP2010094764A JP2010094764A JP2011227171A JP 2011227171 A JP2011227171 A JP 2011227171A JP 2010094764 A JP2010094764 A JP 2010094764A JP 2010094764 A JP2010094764 A JP 2010094764A JP 2011227171 A JP2011227171 A JP 2011227171A
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JP
Japan
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image
projection
pattern
projection image
projected
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2010094764A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yoshizawa
孝一 吉澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2010094764A priority Critical patent/JP2011227171A/en
Publication of JP2011227171A publication Critical patent/JP2011227171A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

【課題】使用者と使用者以外の人との間で、見える画像を異ならせることができる画像表示システムを提供することを目的とする。
【解決手段】重ねることで所定の画像を形成する第1画像および第2画像を示す画像データに基づいて、第1パターンを付加した第1投写画像PAと、第2パターンを付加した第2投写画像PBと、を示す投写画像データを作成する画像処理装置3と、第1投写画像PA、第2投写画像PBを形成する画像形成光学系と、第1投写画像PA、第2投写画像PBを被投写面S上に重畳させる投写光学系と、を備え、第1投写画像PAと第2投写画像PBとは交互に投写表示され、第1投写画像PA、第2投写画像PBを投写するタイミングに同期して、一方の投写画像を撮像する撮像手段4と、第1投写画像PAと第2投写画像PBとの投写位置に基づいて、第1投写画像PAおよび第2投写画像PBの位置を補正する位置補正手段と、を有する。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide an image display system capable of differentiating visible images between a user and a person other than the user.
A first projection image PA to which a first pattern is added and a second projection to which a second pattern is added based on image data indicating a first image and a second image that form a predetermined image by being superimposed. An image processing device 3 that creates projection image data indicating an image PB, an image forming optical system that forms a first projection image PA and a second projection image PB, a first projection image PA, and a second projection image PB. A projection optical system that is superimposed on the projection surface S, and the first projection image PA and the second projection image PB are alternately projected and displayed, and the timing of projecting the first projection image PA and the second projection image PB The positions of the first projection image PA and the second projection image PB are determined based on the projection positions of the imaging unit 4 that captures one of the projection images and the first projection image PA and the second projection image PB in synchronization with each other. Position correction means for correcting .
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、画像表示システムに関するものである。   The present invention relates to an image display system.

従来、展示会や学会、会議等のプレゼンテーションに、あるいはホームシアター等にプロジェクターが用いられている。近年では、店頭広告などにもプロジェクターの使用用途が広がっている。プロジェクターを用いると、ディスプレイなどの直視型表示装置よりも大画面表示が容易であるため、より多人数に対して同じ画像を見せることが可能であり利便性が高い。近年では、高品質な投写画像を求める市場要求に対して、様々な開発がなされている。   Conventionally, projectors are used for presentations such as exhibitions, academic conferences, and conferences, or home theaters. In recent years, the use of projectors has expanded to store advertisements. When a projector is used, it is easier to display a large screen than a direct-view display device such as a display. Therefore, the same image can be shown to a larger number of people, and convenience is high. In recent years, various developments have been made in response to market demands for high-quality projected images.

例えば、プロジェクターによる投写画像の解像度は、プロジェクターが有する液晶ライトバルブやDMD(デジタルミラーデバイス)等の画像形成素子の画素数に依存している。したがって、プロジェクターが投写する投写画像の解像度を高めるためには、高解像度の画像形成素子を用いる必要がある。しかし、そのような高精細な画像形成素子は、非常に高価なものとなりやすく汎用されるには適していない。   For example, the resolution of a projected image by a projector depends on the number of pixels of an image forming element such as a liquid crystal light valve or DMD (digital mirror device) that the projector has. Therefore, in order to increase the resolution of the projected image projected by the projector, it is necessary to use a high-resolution image forming element. However, such a high-definition image forming element tends to be very expensive and is not suitable for general use.

そこで、複数台のプロジェクターを用い1つの画像を投写するシステムが開発されている。特許文献1には、複数台のプロジェクターから投写される画像を被投写面上で重畳させることで、1つの高精細な画像を表示することが可能な画像表示システムが記載されている。また、特許文献1に記載された画像表示システムでは、複数台のプロジェクターから、互いの相対位置を検知するための検査パターンを投写表示し、検査パターン同士の相対位置から検出されるプロジェクター同士の位置ズレを、機械的に補正することとしている。   Therefore, a system for projecting one image using a plurality of projectors has been developed. Patent Literature 1 describes an image display system capable of displaying one high-definition image by superimposing images projected from a plurality of projectors on a projection surface. Moreover, in the image display system described in Patent Document 1, a plurality of projectors project and display inspection patterns for detecting the relative positions of the projectors, and the positions of the projectors detected from the relative positions of the inspection patterns. The deviation is corrected mechanically.

特開平8−168039号公報JP-A-8-168039

ところで、複数のプロジェクターから投写する画像の相対位置は、プロジェクター内部の駆動発熱や、使用環境の温度変化による光学部材の熱変形等に起因して、時間と共に変化することが考えられる。そのため、画像表示システムの使用中であっても、画像投写位置の相対位置を再調整することが望ましい。   By the way, it is conceivable that the relative positions of images projected from a plurality of projectors change with time due to drive heat generation inside the projector, thermal deformation of the optical member due to temperature changes in the use environment, and the like. Therefore, it is desirable to readjust the relative position of the image projection position even when the image display system is in use.

しかし、特許文献1の画像表示システムにおいては、各プロジェクターから検査パターンを投写表示し、該検査パターンをカメラで撮影して相対位置を計測した後に、計測された相対位置に基づいて位置補正量を算出して位置補正を行うという手順を踏む必要がある。そのため、画像表示システムの使用中に投写位置の位置ズレの補正を行おうとする場合には、投写している画像を消した後に検査パターンを投写表示する必要が生じる。画像表示を行ったまま位置ズレの補正を行おうとすると、投写画像に検査パターンが重畳されることとなるため、投写画像を見ている人にも検査パターンが認識され、使用感が悪い。   However, in the image display system of Patent Document 1, an inspection pattern is projected and displayed from each projector, the inspection pattern is photographed with a camera, a relative position is measured, and then a position correction amount is calculated based on the measured relative position. It is necessary to follow the procedure of calculating and correcting the position. Therefore, when correcting the positional deviation of the projection position while using the image display system, it is necessary to project and display the inspection pattern after erasing the projected image. If an attempt is made to correct misalignment while displaying an image, the inspection pattern is superimposed on the projected image, and thus the inspection pattern is recognized even by a person viewing the projected image, resulting in poor usability.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、使用者に認識させることなく位置補正のためのパターンを表示し、位置ズレの補正を行うことができる画像表示システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an image display system capable of displaying a pattern for position correction without causing the user to recognize the position and correcting the position shift. With the goal.

上記の課題を解決するため、本発明の画像表示システムは、第1の投写画像及び第2投写画像を重ねて投写することにより所定の画像を表示する画像表示システムであって、前記第1投写画像を示す第1投写画像データ及び前記第2投写画像を示す投写画像データを作成する画像処理装置と、前記画像処理装置から供給される前記第1投写画像データ及び前記第2投写画像データに基づき、前記第1投写画像及び前記第2投写画像を交互に投写表示する画像形成光学系と、前記第1投写画像と前記第2投写画像とを、被投写面上に重畳させて前記所定の画像を表示する投写光学系と、前記第1投写画像または前記第2投写画像を投写するタイミングに同期して、前記被投写面上に投写された前記第1投写画像と前記第2投写画像とのうち、いずれか一方の投写画像を選択的に撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した前記第1投写画像および前記第2投写画像の撮像画像から求められる、前記被投写面上での前記第1投写画像と前記第2投写画像との投写位置に基づいて、前記第1投写画像と前記第2投写画像との相対位置が、予め定められた目標位置に近づくように、前記第1投写画像および前記第2投写画像の少なくともいずれか一方の位置を動かす位置補正手段と、を有し、前記第1投写画像は第1画像に位置決め用の第1パターンを付加した画像であり、前記第2投写画像は第2画像に前記第1パターンと対応する第2パターンを付加した画像であり、前記第1パターンの明度と前記第2パターンの明度とを合計した明度が、前記所定の画像において対応する部分の明度と同じ明度となることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an image display system of the present invention is an image display system that displays a predetermined image by superimposing a first projection image and a second projection image, and the first projection image Based on the first projection image data representing the image and the projection image data representing the second projection image, and the first projection image data and the second projection image data supplied from the image processing device An image forming optical system for alternately projecting and displaying the first projection image and the second projection image, and the predetermined image by superimposing the first projection image and the second projection image on a projection surface. Between the projection optical system for displaying the first projection image and the second projection image projected onto the projection surface in synchronization with the timing of projecting the first projection image or the second projection image. Out An image pickup unit that selectively picks up one of the projection images, and the first image on the projection surface that is obtained from the picked-up images of the first and second projection images picked up by the image pickup device. Based on the projection positions of the projection image and the second projection image, the first projection image and the second projection image are arranged so that the relative position between the first projection image and the second projection image approaches a predetermined target position. Position correction means for moving at least one position of the second projection image, and the first projection image is an image obtained by adding a first pattern for positioning to the first image, and the second projection The image is an image obtained by adding a second pattern corresponding to the first pattern to the second image, and the brightness obtained by adding the brightness of the first pattern and the brightness of the second pattern corresponds to the predetermined image. Light of the part Characterized in that the same brightness as.

この構成によれば、使用者に認識させることなく第1投写画像と第2投写画像との位置決め用のパターンを表示し、位置ズレの補正を行うことができる画像表示システムを提供することが可能となる。したがって、プロジェクター内部の駆動発熱や、使用環境の温度変化による光学部材の熱変形等に起因して、第1投写画像と第2投写画像との相対位置が時間と共に変化した場合に、画像表示システムの使用中であっても、画像の投写位置の相対位置を再調整することが可能となる。   According to this configuration, it is possible to provide an image display system capable of displaying a positioning pattern between the first projection image and the second projection image without causing the user to recognize the position and correcting the positional deviation. It becomes. Therefore, when the relative position between the first projection image and the second projection image changes with time due to drive heat generation inside the projector, thermal deformation of the optical member due to temperature change in the use environment, etc., the image display system Even during use, it is possible to readjust the relative position of the image projection position.

本発明においては、前記画像処理装置は、前記第1投写画像と前記第2投写画像との表示切替に対応するタイミング信号を発信し、前記撮像手段は、前記タイミング信号を受信して、該タイミング信号に基づいて撮像を行うことが望ましい。
この構成によれば、投写表示されている画像と、撮像手段による撮像の切り替えと、をズレなく行うことができる。
In the present invention, the image processing device transmits a timing signal corresponding to display switching between the first projection image and the second projection image, and the imaging means receives the timing signal and receives the timing signal. It is desirable to perform imaging based on the signal.
According to this configuration, it is possible to perform the projection-displayed image and the switching of imaging by the imaging unit without deviation.

本発明においては、前記画像処理装置は、前記第1投写画像として、前記第1画像に前記第1パターンを付した像と、前記第2画像に前記第1パターンを付した像と、を求めるとともに、各々対となる前記第2投写画像を求め、前記第1画像に前記第1パターンを付した像と、前記第2画像に前記第1パターンを付した像と、に含まれる前記第1パターンを、緑色光を用いて規定することが望ましい。
人間の目は緑色が最も視感度が高いため、緑色の色光で形成した第1パターンを基準として位置補正を行うと、各投写画像の位置ズレが人間の目に認識されにくくなるため好ましい。
In the present invention, the image processing device obtains, as the first projection image, an image obtained by attaching the first pattern to the first image and an image obtained by attaching the first pattern to the second image. In addition, the second projection images that are paired with each other are obtained, and the first image included in the image in which the first pattern is added to the first image and the image in which the first pattern is added to the second image. It is desirable to define the pattern using green light.
Since the human eye has the highest visual sensitivity, green is preferable when position correction is performed on the basis of the first pattern formed with green color light because the positional deviation of each projected image is difficult to be recognized by the human eye.

本発明においては、前記第1投写画像および前記第2投写画像は、前記被投写面上で、互いに半画素ずらしながら重ねて投写されるものであり、前記画像処理装置は、前記第1投写画像として、前記第1画像に前記第1パターンを付した像と、前記第2画像に前記第1パターンを付した像と、を求めるとともに、各々対となる前記第2投写画像を求め、前記第1画像に付した前記第1パターンを、赤色光または青色光のうちいずれか一方を用いて規定し、前記第2画像に付した前記第1パターンを、赤色光または青色光のうち他方を用いて規定することが望ましい。
第1投写画像と第2投写画像の画素を互いに0.5画素ずつ上下左右方向にずらして重畳させると、第1投写画像と第2投写画像とが協働して表示する所定の画像の解像度を高くすることができる。この場合、緑色の色光で位置決め用のパターンを表示すると、第1パターンと第2パターンとを重ねた部分では解像度の低下が生じてしまう。このような場合に、赤色、青色の色光で位置決め用のパターンを表示することにより、緑色の色光で形成される像は高解像度を保ち、他の色については位置補正が可能となる。したがって、より高画質な画像を表示することが可能な画像表示システムとすることができる。
In the present invention, the first projection image and the second projection image are projected on the projection surface while being shifted from each other by a half pixel, and the image processing apparatus is configured to project the first projection image. As described above, an image obtained by adding the first pattern to the first image and an image obtained by adding the first pattern to the second image are obtained, and the second projection images that are paired with each other are obtained, The first pattern attached to one image is defined using either one of red light or blue light, and the other one of red light or blue light is used as the first pattern attached to the second image. It is desirable to prescribe.
When the pixels of the first projection image and the second projection image are superimposed on each other by shifting 0.5 pixels in the vertical and horizontal directions, the resolution of a predetermined image displayed in cooperation with the first projection image and the second projection image Can be high. In this case, when the positioning pattern is displayed with green color light, the resolution is lowered at the portion where the first pattern and the second pattern are overlapped. In such a case, by displaying the positioning pattern with red and blue color light, the image formed with the green color light maintains high resolution, and the position of other colors can be corrected. Therefore, an image display system capable of displaying a higher quality image can be provided.

本発明においては、前記画像処理装置は、前記第1パターンを、2点以上の座標が特定される形状として形成することが望ましい。
この構成によれば、2つの特徴点の座標に基づいて第1投写画像と第2投写画像との相対位置を検出することができる。そうすると、第1投写画像と第2投写画像とが、被投写面内で傾いている場合に、それぞれ2点の特徴点の座標から投写画像同士の傾きを検出することができる。したがって、1つの特徴点に基づいた位置補正よりも更に正確な位置補正を行うことができる。
In the present invention, it is desirable that the image processing apparatus form the first pattern as a shape in which two or more coordinates are specified.
According to this configuration, the relative position between the first projected image and the second projected image can be detected based on the coordinates of the two feature points. Then, when the first projected image and the second projected image are tilted within the projection surface, the tilt between the projected images can be detected from the coordinates of the two feature points. Therefore, more accurate position correction can be performed than position correction based on one feature point.

本発明においては、前記第1画像形成光学系と、前記第2画像形成光学系と、前記第1投写画像と前記第2投写画像とを前記被投写面上で重畳するように投写する投写光学系と、を備えるプロジェクターを有することが望ましい。
所謂6板式のプロジェクターを用いることで、装置構成を簡略化することができるとともに、位置ズレの補正を行い、確実に第1投写画像と第2投写画像とを重畳して投写表示する画像表示システムとすることができる。
In the present invention, the projection optical that projects the first image forming optical system, the second image forming optical system, the first projection image, and the second projection image so as to be superimposed on the projection surface. And a projector comprising the system.
By using a so-called six-plate type projector, the apparatus configuration can be simplified, the positional deviation is corrected, and the first projected image and the second projected image are reliably superimposed and displayed. It can be.

第1実施形態の画像表示システムの全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image display system according to a first embodiment. プロジェクターの画像形成素子を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the image forming element of a projector. 被投写面上に表示される投写画像を説明する図である。It is a figure explaining the projection image displayed on a to-be-projected surface. 画像表示システムで投写表示される投写画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the projection image projected and displayed by an image display system. テストパターンを説明する図である。It is a figure explaining a test pattern. 第1投写画像および第2投写画像を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a 1st projection image and a 2nd projection image. 第1実施形態の画像表示システムの動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the image display system of 1st Embodiment. テストパターンの変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of a test pattern. テストパターンの変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of a test pattern. 第2実施形態の画像表示システムが有するプロジェクターの説明図である。It is explanatory drawing of the projector which the image display system of 2nd Embodiment has. 第2実施形態の画像表示システムが有するプロジェクターの説明図である。It is explanatory drawing of the projector which the image display system of 2nd Embodiment has.

[第1実施形態]
以下、図1〜図9を参照しながら、本発明の実施形態に係る画像処理装置、画像表示システムおよび画像処理方法について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
[First Embodiment]
Hereinafter, an image processing apparatus, an image display system, and an image processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In all the drawings below, the dimensions and ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.

[装置構成]
図1、2は、本実施形態の画像表示システムを示す概略図であり、図1は画像表示システム1Aの全体構成を示す概略図、図2は画像表示システム1Aが備えるプロジェクターの画像形成素子を示す概略断面図である。
[Device configuration]
1 and 2 are schematic views showing an image display system according to the present embodiment, FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of the image display system 1A, and FIG. 2 shows an image forming element of a projector provided in the image display system 1A. It is a schematic sectional drawing shown.

図1に示すように、本実施形態の画像表示システム1Aは、複数台のプロジェクター2、画像処理装置3、およびデジタルカメラ(撮像手段)4を備えている。ここでは、画像表示システム1Aを用いて表示される投写画像Pを使用者Xが見ている様子を示している。   As shown in FIG. 1, the image display system 1 </ b> A of this embodiment includes a plurality of projectors 2, an image processing device 3, and a digital camera (imaging unit) 4. Here, a state is shown in which the user X is looking at the projection image P displayed using the image display system 1A.

プロジェクター2は、図1では2台配置されていることとしているが、数や配置についてはこれに限られない。ここではプロジェクター2として、第1のプロジェクター21、第2のプロジェクター22が設けられていることとする。また、各プロジェクター21,22は、投写画像を形成するための画像形成素子(画像形成光学系)をそれぞれ有している。画像形成素子としては、液晶ライトバルブやDMD(デジタルミラーデバイス)等を用いることができる。ここでは、プロジェクター2が画像形成素子として液晶ライトバルブを有するものとする。   Although two projectors 2 are arranged in FIG. 1, the number and arrangement are not limited to this. Here, it is assumed that a first projector 21 and a second projector 22 are provided as the projector 2. Each projector 21, 22 has an image forming element (image forming optical system) for forming a projected image. As the image forming element, a liquid crystal light valve, DMD (digital mirror device), or the like can be used. Here, it is assumed that the projector 2 has a liquid crystal light valve as an image forming element.

液晶ライトバルブは、例えば図2に示すように、一対の基板201,202、およびシール材203に囲まれた空間に封止された液晶層204を有している。一対の基板201,202は、液晶層204を挟持する不図示の画素電極、共通電極、配向膜等を有する。また、一対の基板201,202の液晶層204とは反対側には、偏光素子205,206が直交ニコル配置または平行ニコル配置で設けられている。   For example, as shown in FIG. 2, the liquid crystal light valve has a liquid crystal layer 204 sealed in a space surrounded by a pair of substrates 201 and 202 and a sealing material 203. The pair of substrates 201 and 202 includes a pixel electrode (not shown), a common electrode, an alignment film, and the like that sandwich the liquid crystal layer 204. Further, on the opposite side of the pair of substrates 201 and 202 from the liquid crystal layer 204, polarizing elements 205 and 206 are provided in a crossed Nicols arrangement or a parallel Nicols arrangement.

また、第2のプロジェクター22の投写レンズ29は、第2投写画像PBの投写位置を被投写面S上で面方向に移動することが可能とするための投写位置制御機構が設けられている。投写位置制御機構は、画像処理装置3からの指示により第2投写画像PBの投写位置を移動させる。   Further, the projection lens 29 of the second projector 22 is provided with a projection position control mechanism for enabling the projection position of the second projection image PB to move in the plane direction on the projection surface S. The projection position control mechanism moves the projection position of the second projection image PB according to an instruction from the image processing device 3.

画像処理装置3は、信号源9から入力される画像データから、各プロジェクターが投写表示する画像に対応した画像データを作成する。第1,第2のプロジェクター21,22は、画像処理装置3から入力された画像データに基づいて、被投写面S上に画像を交互に表示する。   The image processing device 3 creates image data corresponding to an image projected and displayed by each projector from the image data input from the signal source 9. The first and second projectors 21 and 22 alternately display images on the projection surface S based on the image data input from the image processing device 3.

すなわち、画像処理装置3は、第1のプロジェクター21には第1投写画像PAを被投写面S上に表示させ、第2のプロジェクター22には第2投写画像PBを表示させる。第1投写画像PAの投写タイミングと、第2投写画像PBの投写タイミングとが、時間的に異なっており、人間の目には知覚できない時間内に第1投写画像PAと第2投写画像PBとが交互に表示される。使用者Xには、被投写面に表示される画像が、第1投写画像PAと第2投写画像PBとが重なった1つの投写画像Pとして認識される。   That is, the image processing apparatus 3 causes the first projector 21 to display the first projection image PA on the projection surface S, and causes the second projector 22 to display the second projection image PB. The projection timing of the first projection image PA and the projection timing of the second projection image PB are temporally different, and the first projection image PA and the second projection image PB are within a time that cannot be perceived by human eyes. Are displayed alternately. The user X recognizes the image displayed on the projection surface as one projection image P in which the first projection image PA and the second projection image PB overlap.

デジタルカメラ4は、被投写面Sに投写表示される投写画像Pを撮像する装置である。デジタルカメラ4は、第1投写画像PAが投写されるタイミング、または第2投写画像PBが投写されるタイミングに同期して、被投写面S上の投写画像Pを撮像する。これにより、第1投写画像PAと第2投写画像PBとのいずれか一方のみを撮像することが可能となっている。   The digital camera 4 is a device that captures a projected image P projected and displayed on the projection surface S. The digital camera 4 captures the projection image P on the projection surface S in synchronization with the timing at which the first projection image PA is projected or the timing at which the second projection image PB is projected. Thereby, it is possible to capture only one of the first projection image PA and the second projection image PB.

[投写画像]
次に、図3〜6を用いて、本実施形態の画像表示システム1Aで投写表示する投写画像Pについて説明する。
[Projected image]
Next, the projection image P projected and displayed by the image display system 1A of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図3は、被投写面S上に表示される投写画像Pを説明する図であり、図3(a)は第1投写画像PAまたは第2投写画像PBを示す図、図3(b)は第1投写画像PAと第2投写画像PBとを重畳して表示することによって表示される投写画像Pを示す図である。   3A and 3B are diagrams for explaining the projection image P displayed on the projection surface S. FIG. 3A is a diagram showing the first projection image PA or the second projection image PB, and FIG. It is a figure which shows the projection image P displayed by superimposing and displaying the 1st projection image PA and the 2nd projection image PB.

図3(a)に示すように、第1投写画像PAおよび第2投写画像PBは、画素Pxがx方向にm画素、y方向にn画素配列した解像度がm×n画素の画像である。画素Px同士の間の距離は画素Pxの幅と等しくなっている。   As shown in FIG. 3A, the first projection image PA and the second projection image PB are images having a resolution of m × n pixels in which pixels Px are arranged in m pixels in the x direction and n pixels are arranged in the y direction. The distance between the pixels Px is equal to the width of the pixel Px.

図3(b)に示すように、本実施形態の画像表示システム1Aにおいては、第1投写画像PAと第2投写画像PBとを水平方向および垂直方向にそれぞれ0.5画素ずらして表示する。これにより、第1投写画像PAと第2投写画像PBとによって表示される投写画像Pは、第1投写画像PA及び第2投写画像PBの2倍の画素数を有する画像となる。   As shown in FIG. 3B, in the image display system 1A of the present embodiment, the first projection image PA and the second projection image PB are displayed with a shift of 0.5 pixels in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. Thereby, the projection image P displayed by the first projection image PA and the second projection image PB is an image having twice the number of pixels as the first projection image PA and the second projection image PB.

図4は、投写画像Pの例を示す図である。このような投写画像Pを構成する第1投写画像PAおよび第2投写画像PBには、符号ARで示す領域に、図5に示すような第1テストパターン(第1パターン)TP1、第2テストパターン(第2パターン)TP2がそれぞれ設けられている。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the projected image P. In the first projection image PA and the second projection image PB constituting such a projection image P, a first test pattern (first pattern) TP1 and a second test shown in FIG. A pattern (second pattern) TP2 is provided.

図5(a)に示すように、第1テストパターンTP1では、中心に明度が高い円形のパターンXaが設けられ、パターンXaの周囲には、パターンXaよりも明度が低いパターンXbが設けられている。対して、図5(b)に示すように、第2テストパターンTP2では、中心に明度が低い円形のパターンXcが設けられ、パターンXcの周囲には、パターンXcよりも明度が高いパターンXdが設けられている。   As shown in FIG. 5A, in the first test pattern TP1, a circular pattern Xa having a high brightness is provided at the center, and a pattern Xb having a lower brightness than the pattern Xa is provided around the pattern Xa. Yes. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the second test pattern TP2, a circular pattern Xc having a low brightness is provided at the center, and a pattern Xd having a higher brightness than the pattern Xc is provided around the pattern Xc. Is provided.

パターンXaが示す円は、第1テストパターンTP1の被投写面における座標を特定するために用いる。すなわち、デジタルカメラ4によって撮像された撮像画像を二値化して撮像画像に含まれる図形の輪郭を抽出し、輪郭を数式で表すことにより求められる円の中心座標を、第1テストパターンTP1の座標(特徴点の座標)として求めることができる。   The circle indicated by the pattern Xa is used to specify coordinates on the projection surface of the first test pattern TP1. That is, the captured image captured by the digital camera 4 is binarized to extract the contour of the figure included in the captured image, and the center coordinates of the circle obtained by expressing the contour by a mathematical expression are the coordinates of the first test pattern TP1. (Coordinates of feature points).

また、第1テストパターンTP1に含まれるパターンXaは必ずしも円形である必要はなく、種々の形状を採用することができる。例えば、パターンXaがクロスハッチである場合、クロスハッチを式で表した場合における2本の線の交点座標を第1テストパターンTP1の座標として求めることができる。   Further, the pattern Xa included in the first test pattern TP1 is not necessarily circular, and various shapes can be adopted. For example, when the pattern Xa is a cross hatch, the coordinates of the intersection of two lines when the cross hatch is expressed by an equation can be obtained as the coordinates of the first test pattern TP1.

図6は、第1投写画像PAおよび第2投写画像PBを示す説明図であり、図6(a)は、第1テストパターンTP1を含む第1投写画像PA、図6(b)は、第2テストパターンTP2を含む第2投写画像PBを示す図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing the first projection image PA and the second projection image PB. FIG. 6A shows the first projection image PA including the first test pattern TP1, and FIG. 6B shows the first projection image PA. It is a figure which shows the 2nd projection image PB containing 2 test pattern TP2.

図に示すように、第1投写画像PAは、投写画像Pの一部を構成する第1画像P1と、投写画像Pにおける領域ARと対応する位置に設けられた第1テストパターンTP1とを含んでなり、第2投写画像PBは、投写画像Pの一部を構成する第2画像P2と、投写画像Pにおける領域ARと対応する位置に設けられた第2テストパターンTP2とを含んでなる。各テストパターンは、第1画像P1または第2画像P2において対応する部分の明度を下げることで描かれている。   As shown in the figure, the first projection image PA includes a first image P1 that constitutes a part of the projection image P, and a first test pattern TP1 provided at a position corresponding to the area AR in the projection image P. Thus, the second projected image PB includes a second image P2 constituting a part of the projected image P and a second test pattern TP2 provided at a position corresponding to the area AR in the projected image P. Each test pattern is drawn by lowering the brightness of the corresponding part in the first image P1 or the second image P2.

第1テストパターンTP1および第2テストパターンTP2は、重なり合った状態で、投写画像Pにおける領域ARと同じ明度となるように、互いの明度が相補的に異なっている。具体的には、パターンXaとパターンXcとを重ね合わせた場合の明度と、パターンXbとパターンXdとを重ね合わせた場合の明度と、が図4の投写画像Pの領域ARにおいて対応する部分と同じ明度となるようになっている。   The first test pattern TP1 and the second test pattern TP2 are complementarily different from each other in brightness so that the first test pattern TP1 and the second test pattern TP2 have the same brightness as the area AR in the projection image P. Specifically, the brightness when the pattern Xa and the pattern Xc are overlaid and the brightness when the pattern Xb and the pattern Xd are overlaid correspond to the corresponding portions in the area AR of the projected image P in FIG. It has become the same brightness.

[画像表示システムの機能]
本実施形態の画像表示システム1Aでは、以下のようにして投写画像の元データに第1テストパターンTP1および第2テストパターンTP2を埋め込み、得られる第1投写画像PAおよび第2投写画像PBの投写位置を補正する。
[Image display system functions]
In the image display system 1A of the present embodiment, the first and second projection images PA and PB are obtained by embedding the first test pattern TP1 and the second test pattern TP2 in the original data of the projection image as follows. Correct the position.

[画像処理装置における画像処理]
まず、画像処理装置3では、以下のようにして、上記第1テストパターンTP1を含む第1投写画像PA、第2テストパターンTP2を含む第2投写画像PB、を示す投写画像データを算出する。
[Image processing in image processing apparatus]
First, the image processing apparatus 3 calculates projection image data indicating the first projection image PA including the first test pattern TP1 and the second projection image PB including the second test pattern TP2 as follows.

以下の説明において、画像の左上隅を原点とし、x方向においてx番目、y方向においてy番目の画素位置(x,y)の画素に対応する、液晶ライトバルブの画素に入力される画像信号をImage(x,y)として表すこととする。Image(x,y)は、R成分の画像信号ImageR(x,y)、G成分の画像信号ImageG(x,y)、B成分の画像信号ImageB(x,y)を合わせたものである。   In the following description, an image signal input to the pixel of the liquid crystal light valve corresponding to the pixel at the x-th pixel position (x, y) in the x-direction and the y-th pixel position (x, y) with the upper left corner of the image as the origin. Let it be expressed as Image (x, y). Image (x, y) is a combination of the R component image signal ImageR (x, y), the G component image signal ImageG (x, y), and the B component image signal ImageB (x, y).

また、第1画像P1における画像信号をImage1(x,y)、第2画像P2における画像信号をImage2(x,y)として表す。各RGB成分は、それぞれImage1R(x,y)、Image1G(x,y)、Image1B(x,y)、Image2R(x,y)、Image2G(x,y)、Image2B(x,y)とする。   The image signal in the first image P1 is represented as Image1 (x, y), and the image signal in the second image P2 is represented as Image2 (x, y). The RGB components are assumed to be Image1R (x, y), Image1G (x, y), Image1B (x, y), Image2R (x, y), Image2G (x, y), and Image2B (x, y), respectively.

さらに、明度の値を0〜1.0で示すものとし、例えば、黒表示のときには、ImageR、ImageG、ImageBのいずれもが0の値を示し、白表示のときには、ImageR、ImageG、ImageBのいずれもが1.0の値を示すものとする。   Further, the brightness value is indicated by 0 to 1.0. For example, when black is displayed, all of ImageR, ImageG, and ImageB indicate 0, and when white is displayed, any of ImageR, ImageG, and ImageB is displayed. Shall have a value of 1.0.

まず、画像処理装置3に、テストパターンを有さない第1画像P1および第2画像P2を示す画像データがそれぞれ入力され、第1画像P1および第2画像P2のテストパターンを表示する領域について、テストパターンを付加できるかどうかの判定を行う。具体的には、第1画像P1および第2画像P2の、投写画像Pにおける領域ARと対応する領域において、以下の式(1)〜(6)に基づいた解析を行う。式中、Min()は括弧内の値のうちの最小値、Max()は括弧内の値のうちの最大値を求めるものである。   First, image data indicating the first image P1 and the second image P2 that do not have a test pattern is input to the image processing apparatus 3, and the test pattern of the first image P1 and the second image P2 is displayed. It is determined whether a test pattern can be added. Specifically, in the area corresponding to the area AR in the projection image P of the first image P1 and the second image P2, analysis based on the following formulas (1) to (6) is performed. In the formula, Min () is the minimum value among the values in the parentheses, and Max () is the maximum value among the values in the parentheses.

Figure 2011227171
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次いで、上記式(1)〜(6)の結果に基づいて、第1画像P1にテストパターン(第1テストパターンTP1)を埋め込むことができるか判定する。すなわち、第1画像P1と第2画像P2とが、以下の式(7)〜(9)のすべてを満たすような画像であるとき、第1画像P1を含む第1投写画像PAの画像光のうち、緑色光を用いて第1テストパターンTP1を形成することができる。第1画像P1と第2画像P2とが式(7)〜(9)を満たさない場合には、テストパターンを埋め込むことなく第1画像P1、第2画像P2の画像データを投写画像データとする。   Next, based on the results of the above formulas (1) to (6), it is determined whether the test pattern (first test pattern TP1) can be embedded in the first image P1. That is, when the first image P1 and the second image P2 are images that satisfy all of the following expressions (7) to (9), the image light of the first projection image PA including the first image P1 Of these, the first test pattern TP1 can be formed using green light. When the first image P1 and the second image P2 do not satisfy the expressions (7) to (9), the image data of the first image P1 and the second image P2 is used as projection image data without embedding the test pattern. .

Figure 2011227171
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上記式(7)〜(9)により、第1画像P1における第1テストパターンTP1を埋め込む領域と、第1テストパターンTP1と、の間に明度差があるかどうか、または埋め込んだテストパターンが認識できるかどうかを判断する。   From the above formulas (7) to (9), whether there is a brightness difference between the region in which the first test pattern TP1 is embedded in the first image P1 and the first test pattern TP1, or the embedded test pattern is recognized. Determine if you can.

この際、埋め込む第1テストパターンTP1の画像信号を、Test1(x,y)とすると、第1テストパターンTP1を表示するG光の信号として、前景部分(パターンXa)は式(10)、背景部分(パターンXb)は式(11)、で表す信号を採用することができる。   At this time, if the image signal of the first test pattern TP1 to be embedded is Test1 (x, y), the foreground portion (pattern Xa) is represented by the equation (10) and the background as a G light signal for displaying the first test pattern TP1. For the portion (pattern Xb), a signal represented by equation (11) can be adopted.

Figure 2011227171
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同様に、R光、B光の信号は、下記の式(12)、(13)で表すことができる。   Similarly, the R light and B light signals can be expressed by the following equations (12) and (13).

Figure 2011227171
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次いで、上記式(10)〜(13)で示される第1テストパターンTP1の画像信号と、第1画像P1の画像データと、に基づいて、第1画像P1を含む第1投写画像PAの画像データ(第1投写画像データ)を求めることができる。第1のプロジェクターから投写される第1投写画像PAの画像信号を、Image_PJ1(x,y)とすると、第1テストパターンTP1を表示しない領域の画像信号は下記の式(14)、第1テストパターンTP1を表示する領域の画像信号は下記の式(15)、で表すことができる。   Next, based on the image signal of the first test pattern TP1 represented by the above formulas (10) to (13) and the image data of the first image P1, the image of the first projection image PA including the first image P1. Data (first projection image data) can be obtained. Assuming that the image signal of the first projection image PA projected from the first projector is Image_PJ1 (x, y), the image signal in the area where the first test pattern TP1 is not displayed is the following equation (14), the first test: The image signal of the area where the pattern TP1 is displayed can be expressed by the following equation (15).

Figure 2011227171
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Figure 2011227171
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また、第2テストパターンTP2の画像信号をTest2(x,y)とすると、第2テストパターンTP2は第1テストパターンTP1と相補的に明度が異なるものであるため、下記の式(16)で表すことができる。   Further, if the image signal of the second test pattern TP2 is Test2 (x, y), the second test pattern TP2 has a lightness complementary to that of the first test pattern TP1, and therefore the following equation (16). Can be represented.

Figure 2011227171
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従って、第2のプロジェクターから投写される第2投写画像PBの画像信号を、Image_PJ2(x,y)とすると、第2テストパターンTP2を表示しない領域の画像信号は下記の式(17)、第2テストパターンTP2を表示する領域の画像信号は下記の式(18)、で表すことができる。   Therefore, if the image signal of the second projection image PB projected from the second projector is Image_PJ2 (x, y), the image signal in the area where the second test pattern TP2 is not displayed is represented by the following equation (17), The image signal of the area displaying the 2 test pattern TP2 can be expressed by the following equation (18).

Figure 2011227171
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以上は、第1テストパターンTP1を第1画像P1に埋め込んで第1投写画像を算出し、これに基づいて第2投写画像を求めることとして説明を行ったが、同様にして第1テストパターンTP1を第2画像P2に埋め込んだ像を算出し、これに基づいて対となる像を求めることができる。   In the above description, the first test pattern TP1 is embedded in the first image P1, the first projection image is calculated, and the second projection image is obtained based on the calculation. However, the first test pattern TP1 is similarly calculated. Is embedded in the second image P2, and a paired image can be obtained based on the calculated image.

[投写画像の位置補正]
次に、上記第1投写画像データおよび第2投写画像データを用いて、図1に示す第1のプロジェクター21および第2のプロジェクター22から被投写面Sに第1投写画像および第2投写画像を投写し、各投写画像に含まれる第1テストパターンの位置から各投写画像の相対位置を求めて、必要であれば位置補正を行う。
[Correction of projected image position]
Next, using the first projection image data and the second projection image data, the first projection image and the second projection image are projected onto the projection surface S from the first projector 21 and the second projector 22 shown in FIG. Projection is performed, the relative position of each projection image is obtained from the position of the first test pattern included in each projection image, and position correction is performed if necessary.

図7は、画像表示システム1Aの動作を示す説明図である。図に示すように、画像表示システム1Aでは、画像表示において、例えば60Hzで表示する際の1フレームに対して、半分の時間でタイミング信号が供給され、プロジェクター21,22からはタイミング信号に応じて交互に、第1テストパターンTP1を埋め込んだ第1投写画像PA、および第2テストパターンTP2を埋め込んだ第2投写画像PB、の投写表示を行っている。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the operation of the image display system 1A. As shown in the figure, in the image display system 1A, in the image display, for example, a timing signal is supplied in half time for one frame when displaying at 60 Hz, and the projectors 21 and 22 respond to the timing signal. The projection display of the first projection image PA in which the first test pattern TP1 is embedded and the second projection image PB in which the second test pattern TP2 is embedded is alternately performed.

このタイミング信号は画像処理装置3において形成される。形成されるタイミング信号は、プロジェクター21,22に入力される第1,第2投写画像データに含まれていることとしても良く、独立した信号データであっても良い。ここでは、1ピッチが1フレームの半分の長さのタイミング信号が含まれていることとしている。   This timing signal is formed in the image processing apparatus 3. The timing signal to be formed may be included in the first and second projection image data input to the projectors 21 and 22, or may be independent signal data. Here, it is assumed that one pitch contains a timing signal that is half the length of one frame.

そして、被投写面S上に形成される投写画像Pをデジタルカメラ4を用いて撮像する。投写画像を表示するタイミング信号はデジタルカメラ4にも供給され、デジタルカメラ4の撮像タイミング信号として用いられている。そのため、投写表示されている画像と、デジタルカメラ4による撮像と、をズレなく同期して行うことができる。図では、第1投写画像PAの投写タイミングに同期して撮像する様子を示している。すなわち、図に示す運転状態では、デジタルカメラ4は第1テストパターンTP1を埋め込んだ第1投写画像PAのみを撮像することとなる。   Then, the projection image P formed on the projection surface S is captured using the digital camera 4. A timing signal for displaying a projected image is also supplied to the digital camera 4 and used as an imaging timing signal for the digital camera 4. Therefore, it is possible to synchronize the projected image and the image captured by the digital camera 4 without deviation. The figure shows a state in which imaging is performed in synchronization with the projection timing of the first projection image PA. That is, in the operation state shown in the figure, the digital camera 4 captures only the first projection image PA in which the first test pattern TP1 is embedded.

撮像されたデータは画像処理装置3に送られ、第1テストパターンTP1に含まれるパターンXaの位置(座標)を算出する。求められた第1テストパターンTP1の位置を、第1のプロジェクター21の投写表示位置とし、座標を(x,y)=(Pos_PJ1x, Pos_PJ1y)で表すこととする。   The imaged data is sent to the image processing device 3, and the position (coordinates) of the pattern Xa included in the first test pattern TP1 is calculated. The obtained position of the first test pattern TP1 is the projection display position of the first projector 21, and the coordinates are represented by (x, y) = (Pos_PJ1x, Pos_PJ1y).

次いで、デジタルカメラ4の撮像タイミング信号を、第2投写画像PBの投写タイミングと同期させて、同様に、第1テストパターンTP1を埋め込んだ第2投写画像を撮像する。撮像されたデータは同様に画像処理装置3に送られ、第1テストパターンTP1に含まれるパターンXaの位置を算出する。求められた第1テストパターンTP1の位置を、第2のプロジェクター22の投写表示位置とし、座標を(x,y)=(Pos_PJ2x, Pos_PJ2y)で表すこととする。   Next, the second projection image in which the first test pattern TP1 is embedded is similarly captured by synchronizing the imaging timing signal of the digital camera 4 with the projection timing of the second projection image PB. Similarly, the imaged data is sent to the image processing apparatus 3, and the position of the pattern Xa included in the first test pattern TP1 is calculated. The obtained position of the first test pattern TP1 is set as the projection display position of the second projector 22, and the coordinates are represented by (x, y) = (Pos_PJ2x, Pos_PJ2y).

画像処理装置3は、求められた第1、第2のプロジェクターの投写位置から位置補正量を算出する。被投写面Sの面内方向で水平方向(x方向)の補正量をMx、垂直方向(y方向)の補正量をMyとすると、各補正量は下記式(19),(20)で表すことができる。   The image processing apparatus 3 calculates a position correction amount from the obtained projection positions of the first and second projectors. Assuming that the correction amount in the horizontal direction (x direction) in the in-plane direction of the projection surface S is Mx and the correction amount in the vertical direction (y direction) is My, each correction amount is expressed by the following equations (19) and (20). be able to.

Figure 2011227171
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Figure 2011227171
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本実施形態においては、第1投写画像PAと第2投写画像PBとを0.5画素ずらして投写表示しているため、式中の0.5を加えている項により、この0.5画素分のズレ量を位置補正に反映している。   In the present embodiment, since the first projection image PA and the second projection image PB are projected and displayed with a shift of 0.5 pixels, the 0.5 pixel is added according to the term to which 0.5 in the formula is added. The amount of displacement is reflected in the position correction.

求められた補正量は、第2のプロジェクター22の投写レンズ29が有する投写位置制御機構に駆動信号として伝えられ、第2投写画像PBの投写位置が補正される。画像表示システム1Aでは、このような位置補正を適宜行うことにより、良好に位置合わせが成された投写画像Pを表示することが可能となる。   The obtained correction amount is transmitted as a drive signal to the projection position control mechanism of the projection lens 29 of the second projector 22, and the projection position of the second projection image PB is corrected. In the image display system 1A, by appropriately performing such position correction, it is possible to display the projected image P that is well aligned.

以上のような構成の画像表示システム1Aによれば、使用者Xに認識させることなく第1投写画像PAと第2投写画像PBとの位置補正のためのテストパターンを表示し、位置ズレの補正を行うことができる画像表示システムを提供することが可能となる。したがって、使用によるプロジェクター内部の駆動発熱や、使用環境の温度変化による光学部材の熱変形等に起因して、第1投写画像PAと第2投写画像PBとの相対位置が時間と共に変化した場合に、画像表示システム1Aの使用中であっても、画像の投写位置の相対位置を再調整することが可能となる。   According to the image display system 1A having the above-described configuration, the test pattern for correcting the position of the first projection image PA and the second projection image PB is displayed without causing the user X to recognize the position, thereby correcting the displacement. It is possible to provide an image display system capable of performing the above. Therefore, when the relative position between the first projection image PA and the second projection image PB changes with time due to driving heat generation inside the projector due to use, thermal deformation of the optical member due to temperature change in the use environment, or the like. Even when the image display system 1A is being used, the relative position of the image projection position can be readjusted.

なお、本実施形態においては、第2のプロジェクター22の投写レンズ29が投写位置制御機構を有することとしたが、もちろん第1のプロジェクター21の投写レンズが有することとしても良く、両プロジェクターの投写レンズが投写位置制御機構を有することとしても良い。また、投写レンズが有する投写位置制御機構の代わりに、例えばプロジェクターを戴置する台に、戴置台の天板の角度を傾ける機構を設け、プロジェクターの設置姿勢自体を変更することで投写位置を変更することとしても構わない。   In the present embodiment, the projection lens 29 of the second projector 22 has the projection position control mechanism, but of course the projection lens of the first projector 21 may have the projection lens of both projectors. May have a projection position control mechanism. In addition, instead of the projection position control mechanism of the projection lens, for example, a mechanism for tilting the angle of the top plate of the mounting table is provided on the table on which the projector is mounted, and the projection position is changed by changing the installation posture of the projector itself. It doesn't matter if you do.

また、本実施形態においては、画像光のうちG光を用いて第1テストパターンTP1を形成することとしたが、これに限らずR光やB光を用いて第1テストパターンTP1を形成することとしても構わない。   In the present embodiment, the first test pattern TP1 is formed using the G light of the image light. However, the present invention is not limited to this, and the first test pattern TP1 is formed using the R light or the B light. It doesn't matter.

しかし、人間の目は緑色が最も視感度が高いため、第1投写画像PAと第2投写画像PBを緑色を基準として位置補正を行うと、人間の目に各投写画像の位置ズレが認識されにくくなり好ましい。   However, since the human eye has the highest visibility in green, when the position of the first projection image PA and the second projection image PB is corrected with reference to green, the positional deviation of each projection image is recognized by the human eye. It becomes difficult and preferable.

また、本実施形態においては、パターンXaを1つ有する第1テストパターンTP1を採用することとしたが、第1テストパターンTP1はパターンXaを複数含むものであっても構わない。   In the present embodiment, the first test pattern TP1 having one pattern Xa is used. However, the first test pattern TP1 may include a plurality of patterns Xa.

図8はテストパターンの変形例を説明する図である。ここでは、図8(a)に示すように、パターンXaを2つ含む第1テストパターンTP1を例として挙げる。この場合、対となる第2テストパターンTP2は図8(b)に示すようなものとなる。   FIG. 8 is a diagram for explaining a modification of the test pattern. Here, as shown in FIG. 8A, a first test pattern TP1 including two patterns Xa is taken as an example. In this case, the second test pattern TP2 to be paired is as shown in FIG.

このようなテストパターンを用いる場合、2つのパターンXaから求められる2つの特徴点の座標に基づいて第1投写画像PAと第2投写画像PBとの相対位置を検出することとなる。そうすると、例えば図8(c)のように、第1投写画像PAと第2投写画像PBとが、被投写面における水平および垂直方向へずれているのみならず、被投写面内で傾いている場合に、第1投写画像PAと第2投写画像PBとに付した第1テストパターンTP1からそれぞれ2点の特徴点の座標を求め、各々投写画像内の2点を結ぶ線分同士の傾きを検出することで、投写画像同士の傾きを検出することができる。したがって、より正確な位置補正を行うことができる。   When such a test pattern is used, the relative position between the first projection image PA and the second projection image PB is detected based on the coordinates of the two feature points obtained from the two patterns Xa. Then, for example, as shown in FIG. 8C, the first projection image PA and the second projection image PB are not only shifted in the horizontal and vertical directions on the projection surface but also tilted within the projection surface. In this case, the coordinates of two feature points are obtained from the first test pattern TP1 attached to the first projection image PA and the second projection image PB, and the inclinations of the line segments connecting the two points in each projection image are obtained. By detecting, it is possible to detect the inclination between the projected images. Therefore, more accurate position correction can be performed.

他にも、2以上の特徴点を求めることができる形状(例えば矩形)のパターンXaを含む第1テストパターンTP1を用いることで、同様の効果を得ることができる。   In addition, the same effect can be obtained by using the first test pattern TP1 including the pattern Xa having a shape (for example, a rectangle) from which two or more feature points can be obtained.

また、本実施形態においては、テストパターンを設ける領域ARを1箇所のみ設定したがこれに限らず、複数箇所にテストパターンを設けることとしても良い。例えば、図9に示すように、投写画像Pの四隅位置に設定された4つの領域ARにテストパターンを設けることとすると、第1投写画像PAと第2投写画像PBとの水平および垂直方向へずれているのみならず、傾きを検出することが可能となり、より正確な位置補正を行うことができる。   In the present embodiment, only one area AR where the test pattern is provided is set. However, the present invention is not limited to this, and the test pattern may be provided at a plurality of places. For example, as shown in FIG. 9, if test patterns are provided in four areas AR set at the four corner positions of the projection image P, the horizontal and vertical directions of the first projection image PA and the second projection image PB are set. In addition to being displaced, it is possible to detect the inclination, and more accurate position correction can be performed.

[第2実施形態]
第1実施形態の画像表示システム1Aでは、第1投写画像PAと第2投写画像PBとにおいて、緑色光を用いて第1テストパターンTP1を形成した。対して、本実施形態の画像表示システムでは、第1実施形態の画像表示システム1Aと構成は同じであるが、第1投写画像PAと第2投写画像PBとで、第1テストパターンを形成する光の色を異ならせることとする。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
In the image display system 1A of the first embodiment, the first test pattern TP1 is formed using green light in the first projection image PA and the second projection image PB. On the other hand, the image display system of the present embodiment has the same configuration as the image display system 1A of the first embodiment, but the first projection image PA and the second projection image PB form the first test pattern. The light color will be different. Therefore, in this embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the component which is common in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

[画像表示システムの機能]
本実施形態の画像表示システムでは、以下のようにして投写画像の元データに第1テストパターンTP1および第2テストパターンTP2を埋め込み、得られる第1投写画像PAおよび第2投写画像PBの投写位置を補正する。
[Image display system functions]
In the image display system of the present embodiment, the projection positions of the first projection image PA and the second projection image PB obtained by embedding the first test pattern TP1 and the second test pattern TP2 in the original data of the projection image as follows. Correct.

[画像処理装置における画像処理]
まず、画像処理装置3に、テストパターンを有さない第1画像P1および第2画像P2を示す画像データがそれぞれ入力され、第1画像P1および第2画像P2のテストパターンを表示する領域について、テストパターンを付加できるかどうかの判定を行う。ここでは、第1投写画像PAを構成する画像光のうちR光と、第2投写画像PBを構成する画像光のうちB光と、にテストパターンを埋め込むこととして判定する場合を示す。
[Image processing in image processing apparatus]
First, image data indicating the first image P1 and the second image P2 that do not have a test pattern is input to the image processing apparatus 3, and the test pattern of the first image P1 and the second image P2 is displayed. It is determined whether a test pattern can be added. Here, a case is shown in which it is determined that the test pattern is embedded in the R light of the image light constituting the first projection image PA and the B light of the image light constituting the second projection image PB.

具体的には、第1画像P1の投写画像Pにおける領域ARと対応する領域において、上述の式(1),(2)に基づいた解析を行い、第2画像P2の投写画像Pにおける領域ARと対応する領域において、上述の式(5),(6)に基づいた解析を行う。   Specifically, in the area corresponding to the area AR in the projection image P of the first image P1, the analysis based on the above-described equations (1) and (2) is performed, and the area AR in the projection image P of the second image P2 Are analyzed based on the above formulas (5) and (6).

次に、解析結果に基づいて、第1画像P1および第2画像P2にテストパターンを埋め込むことができるか判定する。すなわち、第1画像P1と第2画像P2とが、以下の式(21)、(22)のすべてを満たすような画像であるとき、第1画像P1を含む第1投写画像PAの画像光のうち、R光を用いて第1テストパターンTP1を形成することができ、第2画像P2を含む第2投写画像PBの画像光のうち、B光を用いて第1テストパターンTP1を形成することができる。式(21)、(22)を満たさないには、テストパターンを埋め込むことなく第1画像P1、第2画像P2の画像データを投写画像データとする。   Next, based on the analysis result, it is determined whether the test pattern can be embedded in the first image P1 and the second image P2. That is, when the first image P1 and the second image P2 are images that satisfy all of the following expressions (21) and (22), the image light of the first projection image PA including the first image P1 Among them, the first test pattern TP1 can be formed using the R light, and the first test pattern TP1 is formed using the B light out of the image light of the second projection image PB including the second image P2. Can do. In order not to satisfy the expressions (21) and (22), the image data of the first image P1 and the second image P2 are set as projection image data without embedding the test pattern.

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この際、第1画像P1のR光に埋め込む第1テストパターンTP1の画像信号を、TestR(x,y)とすると、第1テストパターンを表示するR光の信号として、前景部分(パターンXa)は式(23)、背景部分(パターンXb)は式(24)、で表す信号を採用することができる。   At this time, if the image signal of the first test pattern TP1 embedded in the R light of the first image P1 is TestR (x, y), the foreground portion (pattern Xa) is used as the R light signal for displaying the first test pattern. Can adopt the signal expressed by Equation (23) and the background portion (pattern Xb) expressed by Equation (24).

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同様に、第2画像P2のB光に埋め込む第1テストパターンTP1の画像信号を、TestB(x,y)とすると、第1テストパターンを表示するR光の信号として、前景部分(パターンXa)は式(25)、背景部分(パターンXb)は式(26)、で表す信号を採用することができる。   Similarly, if the image signal of the first test pattern TP1 embedded in the B light of the second image P2 is TestB (x, y), the foreground portion (pattern Xa) is used as the R light signal for displaying the first test pattern. The signal expressed by the equation (25) and the background portion (pattern Xb) by the equation (26) can be used.

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次いで、上記式(23)〜(26)で示される各第1テストパターンの画像信号と、第1画像P1の画像データまたは第2画像P2の画像データと、に基づいて、第1投写画像データおよび第2投写画像データを求めることができる。第1投写画像データにおいて、第1テストパターンTP1を表示しない領域の画像信号は下記の式(27)〜(29)、第1テストパターンTP1を表示する領域の画像信号は下記の式(30)〜(32)、で表すことができる。   Then, based on the image signal of each first test pattern represented by the above formulas (23) to (26) and the image data of the first image P1 or the image data of the second image P2, the first projection image data And the 2nd projection image data can be calculated | required. In the first projection image data, an image signal in a region where the first test pattern TP1 is not displayed is represented by the following equations (27) to (29), and an image signal in the region where the first test pattern TP1 is displayed is represented by the following equation (30). To (32).

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同様に、第2投写画像データにおいて、第1テストパターンTP1を表示しない領域の画像信号は下記の式(33)〜(35)、第1テストパターンTP1を表示する領域の画像信号は下記の式(36)〜(38)、で表すことができる。   Similarly, in the second projection image data, the image signal in the area where the first test pattern TP1 is not displayed is represented by the following formulas (33) to (35), and the image signal in the area where the first test pattern TP1 is displayed is represented by the following formula. (36) to (38).

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[投写画像の位置補正]
次に、上記式(27)〜(38)で表される第1投写画像PAと第2投写画像PBとを、図1に示す第1のプロジェクター21および第2のプロジェクター22から被投写面Sに第1投写画像および第2投写画像投写し、各投写画像に含まれる第1テストパターンの位置から特徴点を求め、更に各投写画像の相対位置を求めて、必要であれば位置補正を行う。
[Correction of projected image position]
Next, the first projection image PA and the second projection image PB represented by the above formulas (27) to (38) are projected from the first projector 21 and the second projector 22 shown in FIG. The first projection image and the second projection image are projected onto the image, the feature point is obtained from the position of the first test pattern included in each projection image, the relative position of each projection image is obtained, and position correction is performed if necessary. .

即ち、第1投写画像PAと第2投写画像PBとを被投写面Sに投写して投写画像Pを形成し、投写画像Pをデジタルカメラ4を用いて交互に撮像する。このとき、デジタルカメラ4の撮像タイミングが第1投写画像PAの投写タイミングと同期するときは、デジタルカメラ4は、第1投写画像PAをRGB成分毎に取得する。同様に、デジタルカメラ4の撮像タイミングが第2投写画像PBの投写タイミングと同期するときは、デジタルカメラ4は、第2投写画像PAをRGB成分毎に取得する。   That is, the first projection image PA and the second projection image PB are projected onto the projection surface S to form the projection image P, and the projection image P is alternately captured using the digital camera 4. At this time, when the imaging timing of the digital camera 4 is synchronized with the projection timing of the first projection image PA, the digital camera 4 acquires the first projection image PA for each RGB component. Similarly, when the imaging timing of the digital camera 4 is synchronized with the projection timing of the second projection image PB, the digital camera 4 acquires the second projection image PA for each RGB component.

撮像されたデータは画像処理装置3に送られ、各投写画像に含まれる第1テストパターンのパターンXaの位置(座標)を算出する。算出された座標を各投写画像を投写するプロジェクターの投写表示位置とし、求められた第1、第2のプロジェクターの投写位置から位置補正量を算出する。   The imaged data is sent to the image processing device 3, and the position (coordinates) of the pattern Xa of the first test pattern included in each projection image is calculated. The calculated coordinates are used as the projection display positions of the projectors that project each projection image, and the position correction amount is calculated from the obtained projection positions of the first and second projectors.

求められた補正量は、第2のプロジェクター22の投写レンズ29が有する投写位置制御機構に駆動信号として伝えられ、第2投写画像PBの投写位置が補正される。画像表示システム1Aでは、このような位置補正を適宜行うことにより、良好に位置合わせが成された投写画像Pを表示することが可能となる。   The obtained correction amount is transmitted as a drive signal to the projection position control mechanism of the projection lens 29 of the second projector 22, and the projection position of the second projection image PB is corrected. In the image display system 1A, by appropriately performing such position correction, it is possible to display the projected image P that is well aligned.

以上のような構成の画像表示システムによっても、使用者Xに認識させることなく第1投写画像PAと第2投写画像PBとの位置補正のためのテストパターンを表示し、位置ズレの補正を行うことができる画像表示システムを提供することが可能となる。   Even with the image display system configured as described above, the test pattern for correcting the position of the first projection image PA and the second projection image PB is displayed without causing the user X to recognize the position, and the position shift is corrected. It is possible to provide an image display system that can be used.

また、第1投写画像PAと第2投写画像PBの画素を互いに0.5画素ずつずらして重畳させる場合に、赤色、青色の色光で位置決め用のパターンを表示することにより、緑色の色光で形成される像は高解像度を保ち、他の色については位置補正が可能となる。したがって、より高画質な画像を表示することが可能となる。   In addition, when the pixels of the first projection image PA and the second projection image PB are superimposed with a shift of 0.5 pixels from each other, the pattern for positioning is displayed with red and blue color lights, thereby forming the green color light. The resulting image maintains a high resolution, and position correction is possible for other colors. Therefore, it is possible to display a higher quality image.

なお、本実施形態においては、第1投写画像PAのR光と、第2投写画像PBのB光と、にテストパターンを埋め込むこととしたが、第1投写画像PAと第2投写画像PBとで異なる色の光りにテストパターンを埋め込むこととすれば、他の組み合わせを選択することもできる。   In the present embodiment, the test pattern is embedded in the R light of the first projection image PA and the B light of the second projection image PB, but the first projection image PA and the second projection image PB If the test pattern is embedded in the light of different colors, other combinations can be selected.

[第3実施形態]
図10,11は、本発明の第3実施形態に係る画像表示システムが有するプロジェクター23の説明図である。本実施形態の画像表示システムは、第1,2実施形態の画像表示システムと一部共通している。異なるのは、第1,2実施形態の画像表示システムが2つのプロジェクターを有しているのに対し、本実施形態の画像表示システムが有するプロジェクター23は、2つの画像形成光学系(画像形成エンジン)を有し、これら2つの画像形成光学系が協働して1つの画像を表示する構成を有していることである。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
10 and 11 are explanatory diagrams of the projector 23 included in the image display system according to the third embodiment of the present invention. The image display system of the present embodiment is partially in common with the image display systems of the first and second embodiments. The difference is that the image display system of the first and second embodiments has two projectors, whereas the projector 23 of the image display system of the present embodiment has two image forming optical systems (image forming engines). The two image forming optical systems cooperate to display one image. Therefore, in this embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the component which is common in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

図10は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。本実施形態のプロジェクター23は、R,G,Bの3色について2組ずつ、計6組の液晶ライトバルブを備えた、いわゆる6板式のプロジェクターである。なお、以下の各図面においては、構成要素を見やすくするため、構成要素に応じて寸法の比率や縮尺を異ならせることがある。   FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the projector according to the present embodiment. The projector 23 according to the present embodiment is a so-called six-plate projector that includes six sets of liquid crystal light valves, two sets of three colors of R, G, and B. In each of the following drawings, in order to make the components easy to see, the ratios and scales of the dimensions may be varied depending on the components.

図に示すように、プロジェクター23は、光源から射出された光を入力される画像信号に応じて変調し、画像光を形成する2つの画像形成光学系12A,12Bと、画像形成光学系12A,12Bにて形成された画像光を投写する投写光学系13と、を備えている。   As shown in the figure, the projector 23 modulates light emitted from a light source according to an input image signal, and forms two image forming optical systems 12A and 12B that form image light, and the image forming optical systems 12A and 12A, And a projection optical system 13 that projects the image light formed by 12B.

画像形成光学系12A,12Bは、形成した画像光の射出方向と投写光学系13による画像光の投写方向とが略平行となるように配置された画像形成光学系12Aと、形成した画像光の射出方向と投写光学系13による画像光の投写方向とが略直交するように配置された画像形成光学系12Bと、で構成されている。各画像形成光学系12A,12Bは、照明光学系14と、色分離光学系15と、リレー光学系16と、電気光学装置17A,17Bと、を備えている。   The image forming optical systems 12A and 12B include an image forming optical system 12A arranged so that the emission direction of the formed image light and the projection direction of the image light by the projection optical system 13 are substantially parallel to each other, and the formed image light. The image forming optical system 12B is disposed so that the emission direction and the projection direction of the image light by the projection optical system 13 are substantially orthogonal to each other. Each of the image forming optical systems 12A and 12B includes an illumination optical system 14, a color separation optical system 15, a relay optical system 16, and electro-optical devices 17A and 17B.

照明光学系14は、光源19から射出された光を被照明領域で結像させるものであり、光源19と、第1レンズアレイ111と、第2レンズアレイ112と、重畳レンズ113と、を備えている。光源19は、図示は省略するが、放射状の光線を射出する光源ランプと、光源ランプから射出された放射光を反射して所定位置に収束させるリフレクターと、リフレクターによって収束される光を照明光軸Aに対して平行化する平行化凹レンズとを備えている。   The illumination optical system 14 forms an image of light emitted from the light source 19 in the illuminated area, and includes the light source 19, the first lens array 111, the second lens array 112, and the superimposing lens 113. ing. Although not shown, the light source 19 is a light source lamp that emits a radial light beam, a reflector that reflects the emitted light emitted from the light source lamp and converges it at a predetermined position, and the light converged by the reflector is an illumination optical axis. And a collimating concave lens that collimates with respect to A.

第1レンズアレイ111と第2レンズアレイ112とは、互いに対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有しており、第1レンズアレイ111は、光源19から入射した光を複数の部分光に分割して、第2レンズアレイ112の近傍に結像させる。また、第2レンズアレイ112は、光路の後段に位置する重畳レンズ113とともに、第1レンズアレイ111の各小レンズから射出された像を、後述する電気光学装置17A,17Bの液晶パネルの画像形成領域に結像させる。   The first lens array 111 and the second lens array 112 have a configuration in which small lenses corresponding to each other are arranged in a matrix, and the first lens array 111 transmits light incident from the light source 19 into a plurality of portions. The light is divided and imaged in the vicinity of the second lens array 112. In addition, the second lens array 112 forms an image emitted from each small lens of the first lens array 111 together with the superimposing lens 113 positioned in the subsequent stage of the optical path, on the liquid crystal panel of the electro-optical devices 17A and 17B described later. Image the area.

なお、第2レンズアレイ112から射出した各部分光は、第2レンズアレイ112と、重畳レンズ113との間に配置される偏光変換素子(図示略)によって略1種類の偏光方向を有する直線偏光に変換される。また、画像形成光学系12Aにおける偏光変換素子によって変換される直線偏光と、画像形成光学系12Bにおける偏光変換素子によって変換される直線偏光とは、互いに異なる種類の偏光方向を有する直線偏光となっている。   Each partial light emitted from the second lens array 112 is linearly polarized light having substantially one type of polarization direction by a polarization conversion element (not shown) disposed between the second lens array 112 and the superimposing lens 113. Is converted to Further, the linearly polarized light converted by the polarization conversion element in the image forming optical system 12A and the linearly polarized light converted by the polarization conversion element in the image forming optical system 12B are linearly polarized light having different types of polarization directions. Yes.

色分離光学系15は、2枚のダイクロイックミラー115,116と、反射ミラー117と、を備えており、ダイクロイックミラー115,116によって、照明光学系14から射出された複数の部分光を赤色光(R光)、緑色光(G光)、青色光(B光)の3色の色光に分離する機能を有している。リレー光学系16は、入射側レンズ119、リレーレンズ120、および反射ミラー121,122を備えており、色分離光学系15で分離され、他の色光に比べて光路の長い青色光を青色光用の液晶ライトバルブ124Bまで導く機能を有している。   The color separation optical system 15 includes two dichroic mirrors 115 and 116 and a reflection mirror 117, and the dichroic mirrors 115 and 116 convert a plurality of partial lights emitted from the illumination optical system 14 into red light ( R light), green light (G light), and blue light (B light). The relay optical system 16 includes an incident side lens 119, a relay lens 120, and reflection mirrors 121 and 122. The light is separated by the color separation optical system 15, and blue light having a longer optical path than other color light is used for blue light. The liquid crystal light valve 124B has a function to guide the liquid crystal light valve 124B.

この際、色分離光学系15のダイクロイックミラー115では、照明光学系14から射出された光のうちの赤色光成分が透過する一方、緑色光成分と青色光成分とが反射する。ダイクロイックミラー115を透過した赤色光は、反射ミラー117で反射し、フィールドレンズ125を通って赤色光用の液晶ライトバルブ124Rに到達する。このフィールドレンズ125は、第2レンズアレイ112から射出された各部分光をその中心軸(主光線)に対して平行な光に変換するものである。緑色光用の液晶ライトバルブ124Gおよび液晶ライトバルブ124Bの光入射側に設けられたフィールドレンズ125も同様である。   At this time, the dichroic mirror 115 of the color separation optical system 15 transmits the red light component of the light emitted from the illumination optical system 14, while reflecting the green light component and the blue light component. The red light transmitted through the dichroic mirror 115 is reflected by the reflection mirror 117, passes through the field lens 125, and reaches the liquid crystal light valve 124R for red light. The field lens 125 converts each partial light emitted from the second lens array 112 into light parallel to the central axis (principal ray). The same applies to the field lens 125 provided on the light incident side of the liquid crystal light valve 124G for green light and the liquid crystal light valve 124B.

ダイクロイックミラー115で反射した緑色光と青色光のうち、緑色光はダイクロイックミラー116によって反射し、フィールドレンズ125を通って液晶ライトバルブ124Gに到達する。一方、青色光はダイクロイックミラー116を透過してリレー光学系16を通り、さらにフィールドレンズ125を通って液晶ライトバルブ124Bに到達する。   Of the green light and blue light reflected by the dichroic mirror 115, the green light is reflected by the dichroic mirror 116, passes through the field lens 125, and reaches the liquid crystal light valve 124G. On the other hand, the blue light passes through the dichroic mirror 116, passes through the relay optical system 16, and further passes through the field lens 125 to reach the liquid crystal light valve 124B.

電気光学装置17A,17Bは、入射した光を画像信号に応じて変調して画像光を形成するものであり、形成した画像光の射出方向と投写光学系13による画像光の投写方向とが略平行となるように配置された電気光学装置17Aと、形成した画像光の射出方向と投写光学系13による画像光の投写方向とが略直交するように配置された電気光学装置17Bと、で構成されている。   The electro-optical devices 17A and 17B modulate incident light in accordance with an image signal to form image light. The emission direction of the formed image light and the projection direction of the image light by the projection optical system 13 are substantially the same. The electro-optical device 17A arranged so as to be parallel to each other, and the electro-optical device 17B arranged so that the emission direction of the formed image light and the projection direction of the image light by the projection optical system 13 are substantially orthogonal to each other. Has been.

これら各電気光学装置17A,17Bは、3つの液晶ライトバルブと、各液晶ライトバルブ124R,124G,124Bの光入射側に配置される入射側偏光板(図示略)と、各液晶ライトバルブの光射出側に配置される射出側偏光板(図示略)と、クロスダイクロイックプリズム126(色合成光学系)と、を備えている。   Each of the electro-optical devices 17A and 17B includes three liquid crystal light valves, an incident side polarizing plate (not shown) disposed on the light incident side of each of the liquid crystal light valves 124R, 124G, and 124B, and the light of each liquid crystal light valve. An exit-side polarizing plate (not shown) disposed on the exit side and a cross dichroic prism 126 (color synthesis optical system) are provided.

入射側偏光板は、色分離光学系15で分離された各色光のうち、偏光変換素子で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光のみ透過させ、その他の光を吸収する。光変調素子としての液晶ライトバルブ124R,124G,124Bは入力される画像信号に応じて液晶パネル内の液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板から入射された偏光の偏光方向を変調する。射出側偏光板は、液晶パネルを介して射出された光のうち、一定方向の偏光(例えば、入射側偏光板における光の透過軸と直交する偏光軸を有する光)を透過し、その他の光を吸収する。   The incident-side polarizing plate transmits only polarized light having a polarization direction substantially the same as the polarization direction aligned by the polarization conversion element among the color lights separated by the color separation optical system 15 and absorbs other light. The liquid crystal light valves 124R, 124G, and 124B as light modulation elements control the polarization direction of polarized light incident from the incident-side polarizing plate by controlling the alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal panel according to the input image signal. Modulate. The exit-side polarizing plate transmits polarized light in a certain direction (for example, light having a polarization axis perpendicular to the light transmission axis of the incident-side polarizing plate) out of the light emitted through the liquid crystal panel, and other light. Absorbs.

色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム126は、各射出側偏光板から射出された各色光を合成して画像光を形成する。このクロスダイクロイックプリズム126は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状を有し、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶ライトバルブ124Gから射出された緑色光を透過し、液晶ライトバルブ124R,124Bから射出された赤色光および青色光を反射する。これにより、赤色光、緑色光および青色光が合成された画像光(カラー画像)が形成される。画像形成光学系12Aでは、第1投写画像PAを示す画像光が形成され、画像形成光学系12Bでは、第2投写画像PBを示す画像光が形成される。   A cross dichroic prism 126 as a color synthesis optical system combines the color lights emitted from the emission-side polarizing plates to form image light. The cross dichroic prism 126 has a substantially square shape in plan view in which four right angle prisms are bonded together, and two dielectric multilayer films are formed on the interface where the right angle prisms are bonded together. These dielectric multilayer films transmit green light emitted from the liquid crystal light valve 124G and reflect red light and blue light emitted from the liquid crystal light valves 124R and 124B. Thereby, image light (color image) in which red light, green light, and blue light are combined is formed. In the image forming optical system 12A, image light indicating the first projection image PA is formed, and in the image forming optical system 12B, image light indicating the second projection image PB is formed.

投写光学系13は、偏光ビームスプリッター(Polarized Beam Splitter, 以下、PBSと略記する)131と、投写レンズ132と、を備えている。PBS131は、2つの直角プリズムを貼り合わせて構成され、各直角プリズムを貼り合わせた界面に形成された誘電体偏光膜にて一方の偏光方向の光を透過させ、他方の偏光方向の光を反射させる。   The projection optical system 13 includes a polarized beam splitter (hereinafter abbreviated as PBS) 131 and a projection lens 132. The PBS 131 is configured by bonding two right-angle prisms, and transmits light in one polarization direction and reflects light in the other polarization direction through a dielectric polarizing film formed at the interface where the right-angle prisms are bonded. Let

本実施形態では、画像形成光学系12Aから射出される第1投写画像PAを示す画像光は誘電体偏光膜を透過し、画像形成光学系12Bから射出される第2投写画像PBを示す画像光は誘電体偏光膜で反射されて、それぞれ投写レンズ132に導かれる。投写レンズ132は、筒状の鏡筒(図示略)内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、PBS131から射出される画像光をスクリーン等の被投写面Sに拡大投写する。   In the present embodiment, the image light indicating the first projection image PA emitted from the image forming optical system 12A passes through the dielectric polarizing film, and the image light indicating the second projection image PB emitted from the image forming optical system 12B. Are reflected by the dielectric polarizing film and guided to the projection lens 132, respectively. The projection lens 132 is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are housed in a cylindrical lens barrel (not shown), and enlarges and projects image light emitted from the PBS 131 onto a projection surface S such as a screen.

さらに図11に示すように、プロジェクター23においては、画像形成光学系12B全体の位置をずらす位置補正手段5を有しており、画像処理装置3で算出された位置補正量に基づいて、画像形成光学系12Bを動かし、被投写面S上での第2投写画像PBの投写位置を変更することが可能となっている。   Further, as shown in FIG. 11, the projector 23 includes a position correction unit 5 that shifts the position of the entire image forming optical system 12 </ b> B. Based on the position correction amount calculated by the image processing apparatus 3, the image formation is performed. The projection position of the second projection image PB on the projection surface S can be changed by moving the optical system 12B.

以上のような構成のプロジェクター23を有する画像表示システムによれば、用いるプロジェクターが1台で済むため、装置構成を簡略化することができるとともに、位置ズレの補正を行い確実に第1投写画像と第2投写画像とを重畳して投写表示する画像表示システムとすることができる。   According to the image display system having the projector 23 having the above-described configuration, since only one projector is used, the configuration of the apparatus can be simplified, and the first projection image and the first projection image can be reliably corrected by correcting the positional deviation. An image display system for projecting and displaying the second projected image can be provided.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

上記実施形態においては、画像表示システムが、第1投写画像PAと第2投写画像PBとを0.5画素ずらして重畳表示することで、高精細な投写画像Pを表示することとしたが、これに限らず、第1投写画像PAと第2投写画像PBとの画素同士を重ねて投写表示することにより、高輝度の投写画像Pとすることとしても良い。また、第1投写画像PAと第2投写画像PBとの周縁部を互いに一部重ね合わせ、2つの各投写画像が協働して1つの大きな投写画像を形成することとしても構わない。   In the above embodiment, the image display system displays the high-definition projection image P by superimposing the first projection image PA and the second projection image PB with a shift of 0.5 pixels. However, the present invention is not limited to this, and the high-brightness projection image P may be obtained by projecting and displaying the pixels of the first projection image PA and the second projection image PB in an overlapping manner. Alternatively, the peripheral portions of the first projection image PA and the second projection image PB may be partially overlapped with each other so that the two projection images cooperate to form one large projection image.

画像表示システムがいずれの表示方法を採用したとしても、本発明を用いることにより、使用者Xに認識させることなく第1投写画像PAと第2投写画像PBとの位置補正のためのテストパターンを表示し、位置ズレの補正を行うことが可能となる。   Regardless of which display method the image display system employs, by using the present invention, a test pattern for correcting the position of the first projection image PA and the second projection image PB can be obtained without causing the user X to recognize the pattern. It is possible to display and correct the positional deviation.

また、用いるプロジェクターが、製造時の組立ばらつきや投写レンズの収差などにより、RGBの像の表示位置にずれが生じている場合、事前にG光が描く像に対するR光が描く像の位置のずれや、G光が描く像に対するB光が描く像の位置のずれ、を測定しておき、本発明によって検出された位置補正量と、当該予め測定した位置ズレ量とから、真の位置補正量として算出することとしても構わない。   In addition, when the projector to be used has a deviation in the RGB image display position due to assembly variations at the time of manufacture, aberration of the projection lens, or the like, a deviation in the position of the image drawn by the R light with respect to the image drawn by the G light in advance. In addition, the positional deviation of the image drawn by the B light with respect to the image drawn by the G light is measured, and the true position correction amount is calculated from the position correction amount detected by the present invention and the position deviation amount measured in advance. It may be calculated as

1A…画像表示システム、3…画像処理装置、4…デジタルカメラ(撮像手段)、5…位置補正手段、12A…第1画像形成光学系、12B…第2画像形成光学系、13…投写光学系、23…プロジェクター、29…投写レンズ(投写光学系、位置補正手段)、P…投写画像(所定の画像)、PA…第1投写画像、PB…第2投写画像、P1…第1画像、P2…第2画像、S…被投写面、TP1…第1テストパターン(第1パターン)、TP1…第2テストパターン(第2パターン)、   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A ... Image display system, 3 ... Image processing apparatus, 4 ... Digital camera (imaging means), 5 ... Position correction means, 12A ... 1st image forming optical system, 12B ... 2nd image forming optical system, 13 ... Projection optical system , 23 ... Projector, 29 ... Projection lens (projection optical system, position correcting means), P ... Projection image (predetermined image), PA ... First projection image, PB ... Second projection image, P1 ... First image, P2 ... second image, S ... projection surface, TP1 ... first test pattern (first pattern), TP1 ... second test pattern (second pattern),

Claims (6)

第1の投写画像及び第2投写画像を重ねて投写することにより所定の画像を表示する画像表示システムであって、
前記第1投写画像を示す第1投写画像データ及び前記第2投写画像を示す投写画像データを作成する画像処理装置と、
前記画像処理装置から供給される前記第1投写画像データ及び前記第2投写画像データに基づき、前記第1投写画像及び前記第2投写画像を交互に投写表示する画像形成光学系と、
前記第1投写画像と前記第2投写画像とを、被投写面上に重畳させて前記所定の画像を表示する投写光学系と、
前記第1投写画像または前記第2投写画像を投写するタイミングに同期して、前記被投写面上に投写された前記第1投写画像と前記第2投写画像とのうち、いずれか一方の投写画像を選択的に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した前記第1投写画像および前記第2投写画像の撮像画像から求められる、前記被投写面上での前記第1投写画像と前記第2投写画像との投写位置に基づいて、前記第1投写画像と前記第2投写画像との相対位置が、予め定められた目標位置に近づくように、前記第1投写画像および前記第2投写画像の少なくともいずれか一方の位置を動かす位置補正手段と、を有し、
前記第1投写画像は第1画像に位置決め用の第1パターンを付加した画像であり、
前記第2投写画像は第2画像に前記第1パターンと対応する第2パターンを付加した画像であり、
前記第1パターンの明度と前記第2パターンの明度とを合計した明度が、前記所定の画像において対応する部分の明度と同じ明度となることを特徴とする画像表示システム。
An image display system for displaying a predetermined image by projecting a first projection image and a second projection image in an overlapping manner,
An image processing device for creating first projection image data indicating the first projection image and projection image data indicating the second projection image;
An image forming optical system for alternately projecting and displaying the first projection image and the second projection image based on the first projection image data and the second projection image data supplied from the image processing device;
A projection optical system that displays the predetermined image by superimposing the first projection image and the second projection image on a projection surface;
One of the first projected image and the second projected image projected on the projection surface in synchronization with the timing of projecting the first projected image or the second projected image. Imaging means for selectively imaging
Based on the projection positions of the first projection image and the second projection image on the projection surface, which are obtained from the captured images of the first projection image and the second projection image captured by the imaging unit, Position correction for moving at least one of the first projection image and the second projection image so that the relative position between the first projection image and the second projection image approaches a predetermined target position. Means,
The first projection image is an image obtained by adding a first pattern for positioning to the first image,
The second projected image is an image obtained by adding a second pattern corresponding to the first pattern to the second image;
The image display system according to claim 1, wherein the lightness obtained by summing the lightness of the first pattern and the lightness of the second pattern is the same as the lightness of a corresponding portion in the predetermined image.
前記画像処理装置は、前記第1投写画像と前記第2投写画像との表示切替に対応するタイミング信号を発信し、
前記撮像手段は、前記タイミング信号を受信して、該タイミング信号に基づいて撮像を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像表示システム。
The image processing device transmits a timing signal corresponding to display switching between the first projection image and the second projection image,
The image display system according to claim 1, wherein the imaging unit receives the timing signal and performs imaging based on the timing signal.
前記画像処理装置は、前記第1投写画像として、前記第1画像に前記第1パターンを付した像と、前記第2画像に前記第1パターンを付した像と、を求めるとともに、各々対となる前記第2投写画像を求め、
前記第1画像に前記第1パターンを付した像と、前記第2画像に前記第1パターンを付した像と、に含まれる前記第1パターンを、緑色光を用いて規定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示システム。
The image processing apparatus obtains, as the first projection image, an image obtained by adding the first pattern to the first image and an image obtained by adding the first pattern to the second image, Obtaining the second projected image,
The first pattern included in an image obtained by adding the first pattern to the first image and an image obtained by adding the first pattern to the second image is defined using green light. The image display system according to claim 1 or 2.
前記第1投写画像および前記第2投写画像は、前記被投写面上で、互いに半画素ずらしながら重ねて投写されるものであり、
前記画像処理装置は、前記第1投写画像として、前記第1画像に前記第1パターンを付した像と、前記第2画像に前記第1パターンを付した像と、を求めるとともに、各々対となる前記第2投写画像を求め、
前記第1画像に付した前記第1パターンを、赤色光または青色光のうちいずれか一方を用いて規定し、
前記第2画像に付した前記第1パターンを、赤色光または青色光のうち他方を用いて規定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示システム。
The first projected image and the second projected image are projected on the projection surface while being shifted from each other by half a pixel,
The image processing apparatus obtains, as the first projection image, an image obtained by adding the first pattern to the first image and an image obtained by adding the first pattern to the second image, Obtaining the second projected image,
The first pattern attached to the first image is defined using one of red light and blue light,
The image display system according to claim 1, wherein the first pattern attached to the second image is defined using the other of red light and blue light.
前記画像処理装置は、前記第1パターンを、2点以上の座標が特定される形状として形成することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus forms the first pattern as a shape in which two or more coordinates are specified. 前記第1画像形成光学系と、前記第2画像形成光学系と、前記第1投写画像と前記第2投写画像とを前記被投写面上で重畳するように投写する投写光学系と、を備えるプロジェクターを有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像表示システム。   The first image forming optical system, the second image forming optical system, and a projection optical system that projects the first projection image and the second projection image so as to overlap each other on the projection surface. The image display system according to claim 1, further comprising a projector.
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