图像处理系统、投影机和图像处理方法技术方案

为了提供可大体同时进行图像的畸变校正和焦点调节而不变更用户想要的投影位置的图像处理系统等，将投影机构成为包含下述部分：为了调节图像的畸变而校正图像信号的畸变校正部（１２０）；根据已被校正的图像信号来投影图像、同时具有带有焦点调节功能的透镜单元（１９８）的图像投影部（１９０）；控制透镜单元（１９８）的驱动以使到图像投影区域为止的焦距变化的控制部（１６０）和聚焦透镜驱动部（１６２）；对已被投影的图像进行摄像的摄像部（１８０）；以及根据摄像信息导出到图像投影区域的中心为止的焦距、同时导出由畸变校正部（１２０）得到的畸变校正量的畸变校正量导出部（１４０）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可进行图像的畸变校正和焦点调节的。
技术介绍
由于投影机等的图像显示装置与图像的投影对象位置的相互关系的缘故，有时图像发生了畸变、即在纵方向或横方向上发生了所谓的梯形畸变。此外，即使是图像显示装置与投影对象大体为正对的情况，在图像显示装置与投影对象的距离变化了的情况下，也成为图像的焦点变得模糊了的状态。因而，图像显示装置在显示图像的情况下，必须在消除了图像的畸变或焦点的模糊的状态下显示图像。但是，在一般的带有图像的畸变校正功能和自动聚焦功能的投影机中，通过用户使用鼠标等指示屏幕的4角的点，以半自动的方式校正图像的畸变。在此基础上，为了进行自动聚焦，对于一般的投影机来说，一旦解除了图像的畸变校正之后就投影校准图像。此时，如果该投影机再次校正图像的畸变，则有在校正后的投影区域内未适当地聚焦的可能性。此外，对于用户来说，使用鼠标等指示屏幕的4角的点是比较麻烦的。为了解决这样的课题，例如在特开2000-241874号公报中公开了具有下述的装置的投影机的自动画面位置调整装置可进行焦点调节、变焦、俯仰角调整和倾斜的调整的投影透镜；在投影机的主体前面设置的、对投影到屏幕上的图像进行摄像的监视摄像机；将从监视摄像机输入的影像信号的信息变换为数字数据并进行存储的数据变换装置；对由数据变换装置变换了的数字数据进行运算处理的运算装置；投影透镜的焦点调节装置；对投影透镜进行变焦的变焦驱动装置；检测由监视摄像机进行了摄像的图像内的屏幕的位置的屏幕位置检测装置；以及利用已被检测的屏幕的位置的数据来调整投影图像的梯形畸变的梯形畸变调整装置。但是，在特开2000-241874号公报的方法中，如在特开2000-241874号公报的说明书的段落编号0021～0029中记载的那样，投影测试图形图像并进行摄像，检测聚焦的最佳点以进行聚焦调整，投影全白图像并进行摄像，检测屏幕的端点，利用变焦进行放大或缩小直到投影图像到达屏幕的端点，调整了投影机主体前面的方向或投影透镜的俯仰角，以使屏幕的影像位于画面的中央。此外，在该方法中，比较已被摄像的图像内的屏幕的相对边的长度以检定并调整了梯形畸变。如上所述，在特开2000-241874号公报的方法中，由于一旦进行了聚焦调整之后就进行梯形畸变，故存在梯形畸变后的图像的聚焦不成为原来想要的聚焦最佳点的可能性。此外，为了检测屏幕的位置，必须有高清晰度的摄像机，这就增大了制造成本。再者，在特开2000-241874号公报的方法中，忽略了原来的投影位置，以强制性地在屏幕的中央投影图像的方式调整了投影机主体的俯仰角等。由于以这样的处理为前提，故投影机的主体与屏幕大体为正对就成为前提。但是，在实际上投影机的主体没有与屏幕大体为正对的情况下，由于发生横方向的梯形畸变，故如果以投影机的主体与屏幕大体为正对为前提进行处理，则不能适当地校正横方向的梯形畸变。此外，在忽略用户想要的投影位置而以强制性地在屏幕的中央投影图像的方式调整了投影机主体的俯仰角等的情况下，不能显示遵循用户的目的的图像。具体地说，例如由于在屏幕的中央位置的前面存在障碍物，故用户也考虑在屏幕的右半部分投影图像那样的情况。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的课题而进行的，其目的在于提供可大体同时进行图像的畸变校正和焦点调节而不变更用户想要的投影位置的。为了解决上述课题，与本专利技术有关的图像处理系统和投影机的特征在于包含畸变校正装置，为了调节图像的畸变而校正图像信号；图像投影装置，根据已被校正的图像信号来投影图像，同时具有透镜单元，该透镜单元具有焦点调节功能；驱动控制装置，控制上述透镜单元的驱动，以使到图像投影区域为止的焦距变化；摄像装置，对已被投影的图像进行摄像；以及畸变校正量导出装置，根据来自该摄像装置的摄像信息，导出到图像投影区域的中心为止的焦距，同时导出由上述畸变校正装置得到的畸变校正量，上述畸变校正量导出装置根据基于摄像信息的图像的亮度的变化，分别判别到图像投影区域的多个边界点为止的最佳的焦距，根据到该边界点为止的最佳的焦距，导出到图像投影区域的中心为止的焦距，根据到该边界点为止的最佳的焦距和上述图像投影装置的水平方向和垂直方向的半画面视角，导出多个边界点的3维空间上的坐标，根据该3维空间上的坐标导出畸变校正量，上述畸变校正装置根据该畸变校正量来校正图像信号，上述驱动控制装置控制上述透镜单元的驱动，使成为由上述畸变校正量导出装置导出的到图像投影区域的中心为止的焦距。此外，与本专利技术有关的图像处理方法的特征在于一边使透镜单元的焦距变化，一边投影规定的校准图像，根据该透镜单元的焦距的变化，对该校准图像进行摄像， 根据基于摄像信息的图像的亮度的变化，分别判别到图像投影区域的多个边界点为止的最佳的焦距，根据到该边界点为止的最佳的焦距和上述图像投影装置的水平方向和垂直方向的半画面视角，导出多个边界点的3维空间上的坐标，根据该3维空间上的坐标导出畸变校正量，根据该畸变校正量来校正图像信号，以便校正图像的畸变，根据到图像投影区域的多个边界点为止的最佳的焦距，导出到图像投影区域的中心为止的焦距，使上述透镜单元的焦距变化，使之成为该焦距，根据已被校正的图像信号来投影图像。按照本专利技术，图像处理系统等根据图像的亮度的变化，根据到图像投影区域的多个边界点为止的各自的最佳的焦距以及水平方向和垂直方向的半画面视角，导出多个边界点的3维空间上的坐标以校正图像的畸变，同时可驱动透镜单元，成为基于各自的最佳的焦距的到图像投影区域的中心为止的焦距。由此，图像处理系统等可大体同时进行图像的畸变校正和焦点调节。此外，在上述图像处理系统和上述投影机中，上述畸变校正量导出装置可根据表示基于摄像信息的图像投影区域的多个边界点附近的边界区域中的亮度与像素数的关系的亮度分布，以该亮度分布明确地分离为图像投影区域内的亮度分布和图像投影区域外的亮度分布这一点为条件来判别最佳的焦距。此外，在上述图像处理方法中，可根据表示基于摄像信息的图像投影区域的多个边界点附近的边界区域中的亮度与像素数的关系的亮度分布，以该亮度分布明确地分离为图像投影区域内的亮度分布和图像投影区域外的亮度分布这一点为条件来判别最佳的焦距。据此，图像处理系统等通过根据亮度分布来判别最佳的焦距，可大体同时进行图像的畸变校正和焦点调节而无需应用高清晰度的摄像机。此外，在上述图像处理系统、上述投影机和上述图像处理方法中，上述图像是矩形图像，上述多个边界点可以是该矩形的图像的各顶点。据此，通过图像处理系统等以矩形的图像的各顶点为对象，与以图像整体为对象的情况相比，可更有效地进行图像的畸变校正和焦点调节。此外，在上述图像处理系统和上述投影机中，上述图像投影装置投影黑色图像和白色图像，上述畸变校正量导出装置可根据黑色图像的摄像信息和白色图像的摄像信息的差分来判别投影区域。此外，在上述图像处理方法中，至少投影黑色图像和白色图像作为上述校准图像，可根据黑色图像的摄像信息和白色图像的摄像信息的差分来判别投影区域。据此，通过图像处理系统等根据黑色图像的摄像信息和白色图像的摄像信息的差分来判别投影区域，可更明确地判别投影区域。附图说明图1是示出图像投影时的状态的示意图。图2是示出与本实施例的一例有关的图像的4角的处理对象的示意图。图3A是示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理系统，其特征在于：包含：畸变校正装置，为了调节图像的畸变而校正图像信号；图像投影装置，根据已被校正的图像信号来投影图像，同时具有透镜单元，该透镜单元具有焦点调节功能；驱动控制装置，控制上述透镜单元 的驱动，以使到图像投影区域为止的焦距变化；摄像装置，对已被投影的图像进行摄像；以及畸变校正量导出装置，根据来自该摄像装置的摄像信息，导出到图像投影区域的中心为止的焦距，同时导出由上述畸变校正装置得到的畸变校正量，上述 畸变校正量导出装置根据基于摄像信息的图像的亮度的变化，分别判别到图像投影区域的多个边界点为止的最佳的焦距，根据到该边界点为止的最佳的焦距，导出到图像投影区域的中心为止的焦距，根据到该边界点为止的最佳的焦距和上述图像投影装置的水平方向和垂直方向的半画面视角，导出多个边界点的３维空间上的坐标，根据该３维空间上的坐标导出畸变校正量，上述畸变校正装置根据该畸变校正量来校正图像信号，上述驱动控制装置控制上述透镜单元的驱动，以成为由上述畸变校正量导出装置导出的到图像投影区 域的中心为止的焦距。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林雅畅，松田秀树，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]