(57)【要約】【課題】簡単な構成で、かつ簡単な操作で、部分領域画像処理補正の補正範囲を超えたずれ量を補正可能な画像投写装置を提供すること。【解決手段】部分領域画素補正の補正限界を超えてユーザーが調整しようとしたとき、表示領域シフト補正を用いてユーザーの調整方向にシフトさせ、かつ、部分領域画素補正の全補正点の補正値を調整方向とは逆方向にシフトさせることで、補正範囲を広げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分毎の光を変調する光変調素子を備え、
前記光変調素子における描画開始画素位置を変更することで、被投写面における表示画像の色ずれを低減する表示領域シフト補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記光変調素子における所定の調整点を複数の調整点から選択し、前記調整点に含まれる基準画素および基準画素の周辺の画素の輝度を補正することで、被投写面における表示画像の所定位置における色ずれを１画素以下の精度で疑似的に補正する部分領域画像処理補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記部分領域画像処理補正手段による調整が上限値に達しているか否かを判別する上限値判別手段を各光変調素子と対応して備え、
所定の色成分の光変調素子に対応する前記上限値判別手段で上限値に達していると判別されているときに、さらに、前記部分領域画像処理補正手段に、上限値を超える第一の方向に補正指示をすると、
当該色成分の光変調素子に対応する前記表示領域シフト補正手段により、前記描画開始画素位置を前記第一の方向にシフトさせ、
当該色成分の光変調素子に対応する前記部分領域画像処理補正手段の全調整点の調整量を前記第一の方向とは逆の方向にシフトさせる、
ことを特徴とする画像投写装置。
【請求項２】
複数の色成分毎の光を変調する光変調素子を備え、
前記光変調素子における描画開始画素位置を変更することで、被投写面における表示画像の色ずれを低減する表示領域シフト補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記光変調素子における所定の調整点を複数の調整点から選択し、前記調整点に含まれる基準画素および基準画素の周辺の画素の輝度を補正することで、被投写面における表示画像の所定位置における色ずれを１画素以下の精度で疑似的に補正する部分領域画像処理補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記部分領域画像処理補正手段による調整が上限値に達しているか否かを判別する上限値判別手段を各光変調素子と対応して備え、
所定の色成分の光変調素子に対応する前記上限値判別手段で上限値に達していると判別されているときに、さらに、前記部分領域画像処理補正手段に、上限値を超える第一の方向に補正指示をすると、
当該色成分以外の光変調素子に対応する前記表示領域シフト補正手段により、前記描画開始画素位置を前記第一の方向とは逆の方向にシフトさせ、
当該色成分の光変調素子に対応する前記部分領域画像処理補正手段の全調整点の調整量を前記第一の方向とは逆の方向にシフトさせる、
ことを特徴とする画像投写装置。
【請求項３】
複数の色成分毎の光を変調する光変調素子を備え、
前記光変調素子における描画開始画素位置を変更することで、被投写面における表示画像の色ずれを低減する表示領域シフト補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記光変調素子における所定の調整点を複数の調整点から選択し、前記調整点に含まれる基準画素および基準画素の周辺の画素の輝度を補正することで、被投写面における表示画像の所定位置における色ずれを１画素以下の精度で疑似的に補正する部分領域画像処理補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記部分領域画像処理補正手段の前記所定の調整点における補正上限を取得する補正上限取得手段を備え、
光学系の色収差に起因する色ずれデータ取得手段を備え、
前記色ずれデータを元に、表示画像上の所定の点における所定色の基準色に対する色ずれ量推計値を算出する色ずれ量算出手段を備え、
前記色ずれ量推計値が前記補正上限を超えた場合、所定の色成分の光変調素子に対応する前記表示領域シフト補正手段により、補正上限を超えた方向に前記描画開始画素位置をシフトさせ、
それとは逆の方向に所定の色成分の光変調素子に対応する前記部分領域画像処理補正手段の全調整点の調整量をシフトさせる、
ことを特徴とする画像投写装置。
【請求項４】
複数の色成分毎の光を変調する光変調素子を備え、
前記光変調素子における描画開始画素位置を変更することで、被投写面における表示画像の色ずれを低減する表示領域シフト補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記光変調素子における所定の調整点を複数の調整点から選択し、前記調整点に含まれる基準画素および基準画素の周辺の画素の輝度を補正することで、被投写面における表示画像の所定位置における色ずれを１画素以下の精度で疑似的に補正する部分領域画像処理補正手段を各光変調素子と対応して備え、
前記部分領域画像処理補正手段の前記所定の調整点における補正上限を取得する補正上限取得手段を備え、
光学系の色収差に起因する色ずれデータ取得手段を備え、
前記色ずれデータを元に、表示画像上の所定の点における所定色の基準色に対する色ずれ量推計値を算出する色ずれ量算出手段を備え、
前記色ずれ量推計値が前記補正上限を超えた場合、所定の色成分の光変調素子に対応する前記表示領域シフト補正手段により、補正上限を超えた方向とは逆の方向に前記描画開始画素位置をシフトさせ、
それとは逆の方向に所定の色成分の光変調素子に対応する前記部分領域画像処理補正手段の全調整点の調整量をシフトさせる、
ことを特徴とする画像投写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投写装置に関し、特に投写画像を構成する特定色の画素の他の色の画素に対する位置合わせを画像処理により行う機構を備えた画像投写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多板式の画像投写装置においては、三原色光毎に表示画像に応じて光変調を行い、投写光学系を通して各色変調光を被投写面上に重ねることでカラー画像を実現している。ここで、投写レンズにおける色収差や、光学系を構成する部材の位置合わせ精度に起因して、被投写面上における投写画像の各色成分の画素位置は互いにずれが発生する。
【０００３】
画像投写装置の表示画像の解像度は近年高精細化が進んでおり、上述したような色成分ごとのずれの大きさが、画素サイズに比較して無視できなくなっている。このような問題を解決するために、投写画像を構成する特定色の画素の他の色の画素に対する位置合わせを画像処理により行う機構が知られている。
【０００４】
特許文献１には、表示画面内の基準位置における表示画素を構成する、表示サブ画素の表示位置のずれ量に応じて、サブ画素の画素値を補正する画像処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３７２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に開示されるような、画像処理によるサブ画素の１ドット未満の疑似的位置ずれ補正（部分領域画像処理補正）による補正量は、画像処理装置の処理の制約上範囲が限定される。
【０００７】
画像投写装置の投写レンズの性能、あるいは、光学系を構成する部材の位置合わせ精度によっては、被投写面上における基準色投写画像に対する所定の色の投写画像上の画素位置のずれが、収差等の影響により前記部分領域画像処理補正の補正範囲を超える場合がある。そのような場合、単に部分領域画像処理補正だけでは投写画像上の色ずれを十分に補正することができない。
【０００８】
画像投写装置によっては、光源から出射された光を変調する画像変調手段上の画像表示領域を１ドット単位でずらす機構を備えたものがある。このような画像投写装置では、所定の色の画像表示領域をずらすことによる画像全体の位置ずれ補正（表示領域シフト補正）を行うことができる。
【０００９】
表示領域シフト補正を使用することで、投写画像上の色ずれ量を部分領域画像処理補正の補正範囲内に収めることができる場合がある。ところが、被投写面上の画像を見ただけでは、色ずれが部分領域画像処理補正によって補正し切れる範囲にあるか否かをユーザーが判断することは難しい。特に、部分領域画像処理補正が予めかかった状態では、画面上の画素サイズに対する色ずれ量からだけでは、補正し切れるか否かを判断することはできない。
【００１０】
このような状況に対応するために、本発明の目的は、簡単な構成で、かつ簡単な操作で、部分領域画像処理補正の補正範囲を超えたずれ量を補正可能とする画像投写装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像投射装置は、
複数の色成分毎の光を変調する光変調素子を備え、前記光変調素子における描画開始画素位置を変更することで、被投写面における表示画像の色ずれを低減する表示領域シフト補正手段を各光変調素子と対応して備え、前記光変調素子における所定の調整点を複数の調整点から選択し、前記調整点に含まれる基準画素および基準画素の周辺の画素の輝度を補正することで、被投写面における表示画像の所定位置における色ずれを１画素以下の精度で疑似的に補正する部分領域画像処理補正手段を各光変調素子と対応して備え、前記部分領域画像処理補正手段による調整が上限値に達しているか否かを判別する上限値判別手段を各光変調素子と対応して備え、所定の色成分の光変調素子に対応する前記上限値判別手段で上限値に達していると判別されているときに、さらに、前記部分領域画像処理補正手段に、上限値を超える第一の方向に補正指示をすると、当該色成分の光変調素子に対応する前記表示領域シフト補正手段により、前記描画開始画素位置を前記第一の方向にシフトさせ、当該色成分の光変調素子に対応する前記部分領域画像処理補正手段の全調整点の調整量を前記第一の方向とは逆の方向にシフトさせる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構成で、かつ簡単な操作で、部分領域画像処理補正の補正範囲を超えたずれ量を補正可能な画像投写装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一の実施形態における画像投写装置の基本構成の図
【図２】画像処理によるずれ補正の概念図
【図３】部分領域画像処理補正の概念図
【図４】部分領域画像処理補正と表示領域シフト補正の連動を示す図
【図５】本発明の第二の実施形態における画像投写装置の基本構成の図
【図６】像高と色収差量の関係の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる画像投写装置の基本構成である。
【００１５】
プロジェクターへの画像信号は図示しない画像入力端子を経由して、画像信号入力部１０１に入力される。画像信号入力部では、入力された画像信号がアナログ信号の場合にはデジタル信号への変換を行う。画像処理部１０２では、入力された画像信号に対し、明るさ補正、ガンマ補正等が予め備えられた処理アルゴリズムによって適用される。ユーザー設定値により画像処理の方法や効果の度合いを調整できる構成も一般的である。
【００１６】
部分領域画像処理補正部１０３では、複数画素を用いて、画素の輝度を調整することで疑似的に１画素未満の画素ずれを調整する。具体的な補正方法を、簡単に説明する。たとえば、図２（ｉ）に示したような１ドットの縦線があるとする。これを１画素未満の精度で画素を疑似的に右にずらして見せるために、元々の縦線の位置にある画素の輝度を落とし、右に隣り合う画素の輝度を上げる（図２（ｉｉ））。このような処理により、図２（ｉｉ）の状態においては図２（ｉ）に比べて縦線がやや右寄りに移動したように視認される。このような処理を所定色の表示画像のみに施せば、他の色に対して所定色の表示画像の位置を疑似的に移動させることができ、色ずれ軽減のために用いることができる。
【００１７】
ここで、ユーザーにより複数の領域の画素ずれを個別に調整できることを考える。図３（ｉ）のように、画面を複数の領域に分割し、各領域の角に当たる画素を調整点として、ずれ量をユーザーが上下左右に調整可能とする。図３（ｉ）は、投写画像を８×６の領域に分割した場合の例を示している。
【００１８】
図３（ｉｉ）は、図３（ｉ）における所定の４領域に注目した図である。各調整点をそれぞれＡ〜Ｉで示しており、ユーザー操作により、Ｅの点がＥ’に調整された場合、隣り合う調整点の調整値に基づいて、射影変換を行い、調整領域内の各画素のずれ量を算出する。すなわち、ＡＢＤＥがＡＢＤＥ’，ＢＣＥＦがＢＣＥ’Ｆ，ＤＥＧＨがＤＥ’ＧＨ，ＥＦＨＩがＥ’ＦＨＩにそれぞれ対応するように射影変換を行い調整領域内の各画素のずれ量を算出する。算出したずれ量に基づいて、各画素に対して図２を用いて説明したような輝度調整を行うことで、所定領域のずれ量調整を行うことができる。
【００１９】
シフト補正部１０４では、パネル駆動部におけるパネル描画開始位置を上下左右にずらすことで１ドット単位のずれを補正する。ここで、パネル描画開始位置をずらしても画像の端に欠けが生じないよう、液晶パネル１０８の画素数は、表示画素数に対し余裕を持つものとする。たとえば、表示画素数が１９２０×１２００である場合に、液晶パネルの画素数を１９２４×１２０４とし、上下左右に２画素ずつ余裕を持った構成にすれば、上下左右２画素まではパネル描画開始位置をずらしても画像に欠けが生じないことになる。
【００２０】
パネル駆動部１０５は各ブロックを通して生成された表示用画像信号を元に、光変調用の画像を液晶パネル１０８上に生成する。なお、液晶パネルは色成分毎に複数存在し、赤、緑、青の３つの色成分用からなるのが一般的である。各色成分用の液晶パネルには、図示していない色分離光学系を通して、光源１０９の光を色成分に分離した光がそれぞれ照射され、投写レンズ１１０を通して被投写面上で合成され、カラー画像として視認される画像が投写される。
【００２１】
操作部１０７は、ユーザーからの入力を受ける部分であり、例えばボタンを配したキー操作部である。他にも、リモコンや、タッチパネル等であってもよい。制御部１０６は、操作部１０７からのイベント入力に応じた処理や、画像投写装置を構成する各機能ブロックの制御を行う。
【００２２】
《第１の実施形態》
画像投写装置の機能構成は図１に示した通りである。以下、図４を参照して、本発明の第１の実施形態による、画像投写装置について説明する。
【００２３】
図４（ｉ）において、４０１は液晶パネル１０８のうち、色ずれ補正の対象となるパネル（ここではＲパネルとする）から投射された被投写面上の投写画像の概略を示している。４０２は液晶パネル１０８のうち、色ずれ補正の基準となるパネル（ここではＧパネルとする）から投射された被投写面上の投写画像の概略を示している。
【００２４】
４０３、４０４はそれぞれ表示画像（ここでは１ドット幅の縦線）を表しており、被投写面上で同じ位置に投写されるのが好ましいが、図４（ｉ）では互いの位置がずれてしまっている。４０５は部分領域画像処理補正によって、補正可能な範囲（ここでは±２画素分）を示している。
【００２５】
ユーザーは、被投写面上の各色の表示画像のずれ（ここでは４０３と４０４のずれ）を目視で確認しながら部分領域画像処理補正の補正量を調整する。Ｒの位置をずらすことにより、Ｇの投写画像位置と合わせる操作を考えると、４０３の位置を右にずらせばよい。しかしながら、ＧのずれはＲの部分領域画像処理補正によって、補正可能な範囲を超えているため、補正限界まで補正しても、図４（ｉｉ）のようにＲとＧの位置を十分に（理想的に）合わせることはできない。
【００２６】
図４（ｉｉ）の状態から、ユーザーがさらにＲを右にずらす操作を行うと、表示領域シフト補正によって、Ｒを右に１ドットずらし、Ｒの部分領域画像処理補正の補正値を左に１ドット分ずらす。このような処理を行うことにより、図４（ｉｉｉ）に示すようにＲに対するＧのずれ量を、部分領域画像処理補正の補正範囲に入れることができる。
【００２７】
上記では、部分領域画像処理補正の補正対象色と同じ色の表示領域シフト補正を連動させる例を示したが、別の色の組み合わせとすることも考えられる。例えば、図４（ｉｉ）の状態から、ユーザーがさらにＲを右にずらす操作を行うと、表示領域シフト補正によって、ＢとＧを左に１ドットずらし、Ｒの部分領域画像処理補正の補正値を左に１ドット分ずらす。このような構成でも、上記と同等にＲに対するＧのずれ量を、部分領域画像処理補正の補正範囲に入れることができる。
【００２８】
一連の処理において、ユーザーは、部分領域画像処理補正と表示領域シフト補正を連動させるために特別な操作を行う必要はなく、単に部分領域画像処理補正と同じ操作を行えばよい。
【００２９】
《第２の実施形態》
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施形態による、画像投写装置について説明する。
【００３０】
５０１は色ずれデータ取得部であり、予め投写レンズと対応して記録された色ずれデータを取得する。
【００３１】
ここで、色ずれデータの一例を図６を参照して説明する。横軸は像高であり、投写レンズの光軸に垂直な面における光軸との交点をｏとすると、光軸に垂直な面における所定の点とｏとの距離である。縦軸は、基準色（たとえばＧ）に対する所定色（たとえばＲ）のずれ量である。
【００３２】
尚、投写レンズ１１０の交換が可能なプロジェクターの場合、レンズに応じた色ずれデータが取得される構成としても良い。
【００３３】
また、投写レンズ１１０の状態（たとえばズーム位置）によって色収差の発生の仕方が変わる場合には、投写レンズ１１０の状態に応じた色ずれデータが取得される構成としても良い。
【００３４】
色ずれ量算出部５０２では、表示画像上の所定の点における像高を算出し、該像高値と前記色ずれデータを元に所定の点における所定色の基準色に対する色ずれ量を算出する。
【００３５】
色ずれ量の算出を複数の点について行い、そのうちの最大の色ずれ量が、部分領域画像処理補正の補正範囲を超えている場合、該所定色の表示領域シフト補正によって部分領域画像処理補正の補正範囲を超えた方向にシフトを行う。さらに、該所定色の部分領域画像処理補正の全調整点の調整量を逆方向に移動させる。
【００３６】
これによって、部分領域画像処理補正の補正範囲で色ずれ補正を行うことが可能となる。
【００３７】
所定色以外の表示領域シフト補正によって部分領域画像処理補正の補正範囲を超えた方向とは逆の方向にシフトを行うことでも同等の効果を得ることができる。
【００３８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１  画像信号入力部、１０２  画像処理部、
１０３  部分領域画像処理補正部、１０４  シフト補正部、
１０５  パネル駆動部、１０６  制御部、１０７  操作部、１０８  液晶パネル、
１０９  光源、１１０  投写レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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