(57)【要約】【課題】プロジェクタの入力映像信号のアスペクト比が変化した場合でも、スクリーンから投射映像がはみ出すことがない歪み補正方法を提供する。【解決手段】格子状表示装置（液晶パネル等）を備え、入力映像信号に基づいて格子状表示装置により映像をスクリーンに投射するプロジェクタにおいて、スクリーン上での仮想表示領域を求め（Ｓ１０１）１０３）、仮想表示領域に対応してスクリーン上に投射された映像内に４点の座標指示点を指定し（Ｓ１０４）、投射映像が４点の座標データで囲まれる領域内に投射されるように、４点の座標指示点から歪み補正パラメータを演算し（Ｓ１０５）、得られた補正パラメータに基づいて格子状表示装置を制御する（Ｓ１０６）工程を含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状表示装置を備え、入力映像信号に基づいて前記格子状表示装置により映像をスクリーンに投射する投射型表示装置において、前記スクリーン上での仮想表示領域を求める工程と、前記仮想表示領域に対応して前記スクリーン上に投射された映像内に４点の座標指示点を指定する工程と、前記投射映像が４点の座標データで囲まれる領域内に投射されるように、４点の座標データから歪み補正パラメータを演算する工程と、得られた補正パラメータに基づいて前記格子状表示装置を制御する工程を含むことを特徴とする投射型表示装置における歪み補正方法。
【請求項２】
前記スクリーン上に前記仮想表示領域を区画するための表示を行う工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置における歪み補正方法。
【請求項３】
前記仮想表示領域は、格子状表示装置の画素数と、前記スクリーンのアスペクト比とに基づいて演算により求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型表示装置における歪み補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶パネル等の格子状表示装置を用いた投射型表示装置（以下、プロジェクタ）に関し、特にスクリーンに投射される映像をスクリーンのアスペクト比（ここでは横／縦寸法比）に対応して適切に投射するように歪み補正を行う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、光源から出射された光を液晶パネル等で構成される変調デバイスによって変調した後、投射光学系によりスクリーン上に映像を投射するものである。この場合、プロジェタクの投射光軸がスクリーン面に対して垂直ではなく傾斜していると、スクリーンに投射された映像に歪みが生じる。例えば、矩形の映像をスクリーンに投射すると台形、あるいは菱形に投影されてしまう。
【０００３】
このような歪みを防止する技術として、例えば特許文献１に提案されている４点補正法がある。この技術は、先ず、スクリーンに対して斜め方向から長方形の映像を投射して歪んだ長方形のテスト投射映像を得る。次いで、スクリーン枠に合わせてテスト投射映像内に４点の座標指示点を指定する。そして、テスト投射映像が４点の座標指示点で囲まれる領域内に投射されるように、４点の座標指示点から歪み補正パラメータを演算し、以降は得られた補正パラメータに基づいて変調デバイスでの変調を補正することで、スクリーン上において歪みの無い投射映像を得ることが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４４５７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の４点補正方法では実際にスクリーンに投射を行った上で映像の４点から歪み補正パラメータを演算し、その補正パラメータに基づいて補正を行っているため、当該スクリーンに対する歪みを補正する上では有効である。しかしながら、この技術はスクリーンや投射映像におけるアスペクト比については考慮されていないため、投射映像のアスペクト比が変化したような場合に、当該投射映像に欠けが生じる等の意図しない形で映像が投射されてしまうという問題が生じることがある。
【０００６】
例えば、図６に示すように、プロジェクタの格子表示装置のアスペクト比が４：３、スクリーンのアスペクト比が１６：９、入力映像のアスペクト比が４：３の時に図６（ａ）のようにスクリーン２に投射した映像に台形の歪みが生じ、これを特許文献１の技術で座標指示点Ｐ１１〜Ｐ１４を求め、この座標指示点Ｐ１１〜Ｐ１４に基づいて４点補正を行って図６（ｂ）のように投射映像の４隅を補正し、歪みを補正したとする。その後、入力映像信号のアスペクト比が１６：９に変化すると、図６（ｃ）のように、投射映像に多少の歪みが生じるとともに、投射映像の一部がスクリーン２からはみ出してしまい、投射映像が欠けてしまうことになる。
【０００７】
このような問題は、４点補正をアスペクト比が４：３で行って補正パラメータを得ているために、アスペクト比が１６：９の投射映像に対して当該補正パラメータが適切でなくなり、これが原因として投射映像の一部に多少の歪みが生じることが理由の一つとして挙げられる。したがって、入力映像のアスペクト比が変化した場合には、４点補正を新たに行って補正パラメータを修正することが必要となる。しかしながら、入射映像のアスペクト比が変化する毎に４点補正を行うことはプロジェクタの使用する際の実情に合わないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、入力映像のアスペクト比が変化した場合でも、少なくとも投射映像がスクリーンからはみ出す等の意図しない表示を未然に防止することを可能にした歪み補正方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、格子状表示装置を備え、入力映像信号に基づいて格子状表示装置により映像をスクリーンに投射するプロジェクタにおいて、スクリーン上での仮想表示領域を求める工程と、仮想表示領域に対応してスクリーン上に投射された映像内に４点の座標指示点を指定する工程と、投射映像が４点の座標データで囲まれる領域内に投射されるように、４点の座標データから歪み補正パラメータを演算する工程と、得られた補正パラメータに基づいて格子状表示装置を制御する工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、スクリーン上に仮想表示領域を区画するための表示を行う工程を含むことが好ましい。さらに、仮想表示領域は、格子状表示装置の画素数と、スクリーンのアスペクト比とに基づいて演算により求めることが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、スクリーン上に設けた仮想表示領域に基づいて４点の座標データを設定し、この座標データに基づいて歪み補正パラメータを演算しているので、入力映像信号のアスペクト比が変化された場合においても投射映像が欠けることなどなくスクリーンに適切な映像の投射を行うことが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明にかかるプロジェクタ１を用いて入力映像信号に基づく映像をスクリーン２に投射した状態を示す概念図である。前記プロジェクタ１は変調デバイス１１として格子状表示装置を備えており、光源１２からの光を変調デバイス１１で反射又は透過させることにより変調し、変調した光を投射レンズ１３によりスクリーン２に投射して映像を表示する。前記格子状表示装置としての変調デバイス１１は、例えば液晶セルを格子状に配列した液晶パネルで構成されており、入力映像信号に応じて駆動回路が液晶セルを選択的に駆動させて各液晶セルにおける光の透過を制御することで入力映像信号に対応した投射映像を得る構成とされている。
【００１３】
また、プロジェクタ１には、入力映像信号のアスペクト比を認識し、このアスペクト比に基づいて前記変調デバイスを駆動するための駆動回路１４を制御する制御回路１５が設けられている。この制御回路１５は当該プロジェクタ１に備えられている液晶パネル１１を構成している格子状に配列された多数の液晶セルの全水平画素数と全垂直画素数に基づいて、入力映像信号のアスペクト比が変化した場合でも、スクリーン２に対して適切に映像を投射するための制御を実行する。
【００１４】
図２は本発明における歪み補正整方法のフローチャートであり、先ず、格子状表示装置である液晶パネル１１の全水平画素数と全垂直画素数を認識する（Ｓ１０１）。次いで、使用するスクリーン２のアスペクト比を認識する（Ｓ１０２）。これは、予めスクリーンの縦横寸法に基づいてアスペクト比が演算されている。あるいは、スクリーン２の縦横寸法を制御回路１５に入力することで制御回路１５が自動計算を行う。そして、これらからスクリーン２における仮想表示領域Ｓａを演算し、演算した仮想表示領域Ｓａをスクリーン２に表示する（Ｓ１０３）。
【００１５】
図３はその制御を模式的に示す図であり、液晶パネルの全水平画素数と全垂直画素数に基づいて、投射を行うスクリーンに有効に映像を投射可能な仮想表示領域を求め、得られた仮想表示領域をスクリーン面上に表示する。この表示としては、図３（ａ）のように仮想表示領域Ｓａに枠Ｗを表示する、図３（ｂ）のように仮想表示領域Ｓａの４隅にアンカーポイントＡを表示する、図３（ｃ）のように仮想表示領域以外Ｓａを特定の色で塗りつぶすＢ、等の種々の手法がある。この表示により、当該プロジェクタ１によって投影される映像の最大サイズとなるスクリーン２面上での領域が確定される。
【００１６】
次いで、図２に示したように、当該プロジェクタ１によりスクリーン２に対して映像を投射し、投射された映像内で、しかも仮想表示領域内に４点の座標指示点Ｐ１〜Ｐ４を指定する（Ｓ１０４）。このときにはユーザは図３（ａ）〜（ｃ）に示したような仮想表示領域Ｓａの表示を利用することで確実にスクリーン２面上での仮想表示領域Ｓａを認識することができ、そして、図４に示すように、投射されている映像が４点の座標指示点Ｐ１〜Ｐ４で囲まれる領域内に投射されるように、制御回路１５は４点の座標指示点Ｐ１〜Ｐ４から歪み補正パラメータを演算する（Ｓ１０５）。以降は制御回路１５は得られた補正パラメータに基づいて液晶パネル１１での変調を補正し（Ｓ１０６）、この補正された液晶パネル１によって入力映像信号の映像をスクリーン２に投射する（Ｓ１０７）。これによりスクリーン２上において歪みの無い投射映像を得ることが可能になる。
【００１７】
また、このようにスクリーン２上に仮想表示領域Ｓａを予め設定しておき、この仮想表示領域Ｓａ内において投射された映像に対する４点の座標指示点Ｐ１〜Ｐ４を設定し、この座標指示点Ｐ１〜Ｐ４に基づいて投射映像の補正パラメータを演算することで、入力映像信号のアスペクト比が変化した場合でも映像をスクリーン２上に確実に投射することができるようになる。
【００１８】
仮想表示領域Ｓａの演算式としては、
ＶｐａｎｅｌＨ＝ｍｉｎ（ｐａｎｅｌＨ  ，  ｐａｎｅｌＶ  ÷ｓｃｒＡｓＶ×ｓｃｒＡｓＨ）
ＶｐａｎｅｌＶ＝ｍｉｎ（ｐａｎｅｌＶ  ，  ｐａｎｅｌＨ  ÷ｓｃｒＡｓＨ×ｓｃｒＡｓＶ）
を用いる。ここで、
ｍｉｎ（Ａ  ，  Ｂ）：比較し小さいほうを求める関数
ＶｐａｎｅｌＨ：仮想表示領域の水平幅
ＶｐａｎｅｌＶ：仮想表示領域の垂直幅
ｐａｎｅｌＨ：  格子状表示装置（液晶パネル）の全水平幅
ｐａｎｅｌＶ：  格子状表示装置（液晶パネル）の全垂直幅
ｓｃｒＡｓＨ：  スクリーンのアスペクト比（水平分）
ｓｃｒＡｓＶ：  スクリーンのアスペクト比（垂直分）
【００１９】
例として、図５（ａ），（ｂ）に示すように、画素数が１０２４×７６８の液晶パネルを使用したプロジェクタと、アスペクト比が１６：９のスクリーンを持つユーザーが、ＳＸＧＡ（アスペクト比５：４）の入力映像信号をプロジェクタに入力した場合、
仮想表示領域は、
ＶｐａｎｅｌＨ＝ｍｉｎ（１０２４  ，  ７６８／９×１６）＝１０２４
ＶｐａｎｅｌＶ＝ｍｉｎ（７６８  ，  １０２４／１６  ×９）＝５７６
となる。また、スクリーンのアスペクト比が５：４の場合には、
ＶｐａｎｅｌＨ＝９６０  ，ＶｐａｎｅｌＶ＝７６８
となる。
【００２０】
実際にプロジェクタに適用する場合は、小数部の切り上げなどを考慮して、前述の各演算式を次のようにするのが望ましい。
ＶｐａｎｅｌＨ＝ｉｎｔ（（ｍｉｎ（ｐａｎｅｌＨ  ，  ｐａｎｅｌＶ÷ｓｃｒＡｓＶ×ｓｃｒＡｓＨ）  ＋１）÷２）×２
ＶｐａｎｅｌＶ＝  ｉｎｔ（（ｍｉｎ（ｐａｎｅｌＶ  ，  ｐａｎｅｌＨ÷ｓｃｒＡｓＨ×ｓｃｒＡｓＶ）  ＋１）÷２）×２
ここで、
ｉｎｔ（Ａ）：  小数部切り上げ関数
【００２１】
ここで、本発明におけるスクリーン上での仮想表示領域を求める手法は、前述の演算式による方法以外の方法であってもよい。また、スクリーン上に仮想表示領域を表示する方法も図３に示した３つの方法以外の方法であってもよい。
【００２２】
なお、前記実施形態では格子状表示装置として液晶パネルを用いた例を説明したが、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の格子状表示装置であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、スクリーン上に設けた仮想表示領域に基づいて４点の座標データを設定し、この座標データに基づいて歪み補正パラメータを演算しているので、入力映像信号のアスペクト比が変化された場合においても投射映像が欠けることなどなくスクリーンに適切な映像の投射を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投射型表示装置の概念構成図である。
【図２】本発明の表示領域調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】仮想表示領域の表示形態を示す図である。
【図４】仮想表示領域を利用した歪み補正整方法を説明するための概念図である。
【図５】スクリーンのアスペクト比が異なる仮想表示領域の一例を示す図である。
【図６】従来の４点の座標指示点を用いた歪み補正方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１  プロジェクタ
２  スクリーン
１１  変調デバイス（液晶パネル）
１２  光源
１３  投射レンズ
１４  駆動回路
１５  制御回路
Ｓａ  仮想表示領域
Ｐ１〜Ｐ４  座標指示点
【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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