(57)【要約】【課題】  入力映像信号として高解像度の映像信号や高周波数の映像信号を入力しても、台形歪み補正量に制限がかかるのを防ぐことができる投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】  入力映像信号に基づく投写映像に生じる台形歪みを補正する台形歪み補正手段を備えた投写型映像表示装置において、台形歪み補正手段（スケーラ２，台形歪み補正部５）による補正対象となる映像信号を、その情報量が低減するように変換する変換手段を備えた。この変換手段は、フレームバッファメモリコントローラ３にあって、高解像度や高周波数の入力映像信号のＲＧＢ２４データを色空間変換により情報量が低減したＹＵＶ４２２の１６ビットデータに変換する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号に基づく投写映像に生じる台形歪みを補正する台形歪み補正手段を備えた投写型映像表示装置において、
前記台形歪み補正手段による補正対象となる映像信号を、その情報量が低減するように変換する変換手段を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記変換手段は、高解像度や高周波数の入力映像信号のＲＧＢデータを色空間変換により情報量が低減したＹＵＶデータに変換することを特徴とする請求項１記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記変換手段は、入力映像信号のＲＧＢ２４ビットデータをＹＵＶ１６ビットデータに変換することを特徴とする請求項２記載の投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置に係わり、特にその台形歪み補正機能に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶プロジェクタは、液晶プロジェクト本体が視聴者の視線の妨げとなったり、視聴者が液晶プロジェクト本体からの投写の妨げとならないように、スクリーンよりも下方または上方に設置される。従って、液晶パネルに表示された画像は、スクリーンに対して傾斜して投影される。例えば下方から投影する場合、上方向に行くほど光路長が長くなり、拡大率が大きくなる。このため、矩形の元画像をそのまま液晶パネルに表示した場合、スクリーンに投影される投写画像は縦方向に長くなると共に上辺側が横方向に長い台形形状となり、これが台形歪み（キーストーン歪み）と呼ばれるものである。そこで、通常、投写画像が元画像と相似となるように、元画像に対して台形歪み補正（キーストーン補正ともいう）を施す。具体的には、補正を行わない場合の投写画像とは逆の台形形状を有する補正画像を作成し、この補正画像を液晶パネルに表示させるようにしている。
【０００３】
この種の従来技術としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された従来技術は、入力映像信号に基づき形成された液晶パネル面上の形成画像を、光源からの照射光により投射し、その投射画像光を光学系手段を介してスクリーン上に拡大表示する液晶表示装置において、前記液晶表示装置本体前面の異なる位置に複数設けられ、該液晶表示装置本体と前記スクリーンとの距離をそれぞれ検出し、検出結果を出力する距離検出手段と、前記入力映像信号に基づく画像を前記液晶パネル面上に形成させるための処理を行う処理回路であって、入力映像信号に対応した画素データを記憶するメモリを備え、該メモリの画素データのライン毎の書き込み、読み出しのタイミングを変化させることにより、ライン毎の画素データの間引き調整が可能な映像処理回路と、前記距離検出手段からの検出結果に基づき前記スクリーンに対する前記液晶表示装置本体の傾斜角を算出し、この算出結果に基づいて、前記液晶表示装置本体の傾斜角に起因する投射画面の台形歪みを補正するように前記映像処理回路を自動制御する補正制御手段とを具備したものである。
【特許文献１】特開２０００−１２２６１７号公報（G09G 3/36）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来技術では、入力映像信号に対応した画素データ（ＲＧＢデータ）をそのまま処理しているため、高解像度の映像信号や高周波数の映像信号を入力すると、台形歪み補正時にアクセスするメモリのバンド幅がボトルネックになって、台形歪み補正量に制限がかかり、十分な台形歪み補正ができなくなるという課題が生じていた。
【０００５】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、入力映像信号として高解像度の映像信号や高周波数の映像信号を入力しても、台形歪み補正量に制限がかかるのを防ぐことができる投写型映像表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、入力映像信号に基づく投写映像に生じる台形歪みを補正する台形歪み補正手段を備えた投写型映像表示装置において、前記台形歪み補正手段による補正対象となる映像信号を、その情報量が低減するように変換する変換手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記変換手段が、高解像度や高周波数の入力映像信号のＲＧＢデータを色空間変換により情報量が低減したＹＵＶデータに変換することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に係わる発明は、前記変換手段が、入力映像信号のＲＧＢ２４ビットデータをＹＵＶ１６ビットデータに変換することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願の請求項１記載の発明によれば、変換手段によって、台形歪み補正手段による補正対象となる映像信号の情報量を低減することができるので、入力映像信号として高解像度の映像信号や高周波数の映像信号を入力しても、台形歪み補正量に制限がかかるのを防ぐことができ、十分な台形歪み補正が可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、高解像度や高周波数の入力映像信号のＲＧＢデータを色空間変換により、人間の目が色の変化よりも明るさの変化に敏感な性質を利用して、輝度情報に多くの情報量を割り当てることで少ない画質の劣化で高い圧縮率を得ることができるＹＵＶデータに変換することによって情報量を低減するので、画質の劣化を極力抑えることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、入力映像信号のＲＧＢ２４ビットデータをＹＵＶ１６ビットデータに変換することにより、情報量を効率よく２／３に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、投写型映像表示装置としての液晶プロジェクタの本願発明の一実施形態に係る要部構成を示すブロック図である。
【００１４】
本実施形態のものは、入力映像信号を取り込む入力ポート１と、主に画角変換による解像度変換や縦方向の台形歪み補正を行うスケーラ２と、フレームバッファメモリのアクセスを制御するフレームバッファメモリコントローラ３と、上記フレームバッファメモリとしてＤＤＲ(Double Data Rate)ＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等を用いた外部メモリ４と、横方向の台形歪み補正を行う台形歪み補正部５と、台形歪み補正された出力映像信号を図示しない液晶パネルを駆動するドライバに出力するディスプレイポート６等から構成されている。
【００１５】
本実施形態においては、上記フレームバッファメモリコントローラ３に、ＲＧＢデータを色空間変換によりＹＵＶデータに変換する色空間変換（ＣＳＣ；Color Space Converter）機能が組み込まれており、当該コントローラ３により本願発明における変換手段が実現されている。なお、図示しない液晶パネル駆動時にはＲＧＢデータに戻す必要があるので、上記フレームバッファメモリコントローラ３あるいはディスプレイポート６等に上記とは逆にＹＵＶデータをＲＧＢデータに色空間変換するＣＳＣが組み込まれている。なお、色空間変換は、周知の変換式を用いて容易に行うことができる。
【００１６】
また、スケーラ２やフレームバッファメモリコントローラ３や台形歪み補正部５等には、画像データ処理時に用いられるラインメモリが備えられている。さらに、フレームバッファメモリコントローラ３には、入力映像信号の解像度や周波数に応じて、ＲＧＢ２４ビットデータを情報量が低減するＹＵＶ４２２の１６ビットデータに変換するか、あるいは情報量が変わらないＹＵＶ４４４の２４ビットデータに変換するかを設定可能なＹＵＶ４２２モードレジスタが備えられている。
【００１７】
さて、入力映像信号は、入力ポート１を介して入力され、フレームバッファメモリコントローラ３を通して外部メモリ４に格納される。そして、この外部メモリ４に格納された映像信号の画像データを元にスケーラ２で画像の画角変換による解像度変換や縦方向の台形歪み補正が行われる。スケーラ４で処理された画像データは、再びフレームバッファメモリコントローラ３を介して外部メモリ４に格納される。
【００１８】
フレームバッファメモリコントローラ３は、上述したようにラインメモリを有しているので、１画素毎のデータを保持することができる。１画素のデータは、ＲＧＢそれぞれ８ビットのデータからなるので、合計２４ビット（３バイト）のデータ量になる。これをそのまま外部メモリ４に格納すると、例えばＨＤＴＶ（High Definition TeleVision）の１０８０Ｉ（有効走査線１０８０本のインターレーススキャン方式で解像度１９２０×１０８０）の信号の場合で、１９２０×１０８０画素×３バイト＝６２２０８００バイトとなる。フレームバッファメモリコントローラ３は、このデータ量のやりとりを行う。解像度１０２４×７６８のＸＧＡ(eXtended Graphics Array)の信号の場合で、１０２４×７６８画素×３バイト＝２３５９２９６バイトとなる。単純に信号の解像度が大きくなれば、それだけ処理しなければならない情報量も増える。また、入力信号によって、周波数が高い程、情報処理する速度も速くなる。
【００１９】
これに対して、データのやりとりを処理できるバンド幅には制約があり、ある解像度と周波数により、そのバンド幅を超えてしまうことがある。超えてしまうと処理できなくなり、信号処理が追いつかなくなって、ノイズ等の症状が発生する。
【００２０】
台形歪み補正を実行するときは、予め検出された液晶プロジェクタ本体の傾斜角等に基づく台形歪み補正量（キーストーン量）に応じて、まずスケーラ２に入ってきた画像データを縦方向に圧縮する。スケーラ２は、前述したようにラインメモリを有しており、入力された画像データを縦方向に補間圧縮し、圧縮されたデータをフレームバッファメモリコントローラ３を介して、外部メモリ４に書き込む。さらに台形歪み補正部５で、ライン毎に圧縮（間引き）をかけて横方向の台形歪み補正を実施する。縦方向に加えて横方向の台形歪み補正が施された画像データは、ディスプレイポート６を経由して、図示しない液晶パネルのドライバに出力される。
【００２１】
例えば、台形歪み補正部５のクロック（この場合ディスプレイクロック；ＤＣＬＫ）は４０ＭＨｚとする。外部メモリ４のクロック（この場合メモリクロック；ＭＣＬＫ）は８０ＭＨｚとする。ＤＬＣＫは固定なので、台形歪み補正をかけると、圧縮がかかるラインは短時間で画像を表示しなければならないため、外部メモリ４にアクセスする回数が多くなる。外部メモリ４は、同時に図示しないＣＰＵやデインタレーサ（インタレーススキャン画像からプログレッシブスキャン画像への変換器）等、他のデバイスも同時に使用しており、台形歪み補正部５がアクセスできる回数に制限がかかってくる。
【００２２】
この時、外部メモリ４にアクセスするデータ量が多い１０８０Ｉでは、処理できる時間が間に合わないため、少ない量の台形歪み補正しか行えなくなる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、この情報量を低減するため、フレームバッファメモリコントローラ３の上述した色空間変換機能によって、２４ビットのＲＧＢデータを１６ビットのＹＵＶ４２２データに変換する。従って、上述した１９２０×１０８０画素×３バイト＝６２２０８００バイトのデータが、１９８０×１０８０画素×２バイト＝４１４７２００バイトとなり、２／３に低減する。これにより、外部メモリ４のバンド幅（アクセス回数）を減らし、台形歪み補正量を増大させることができる。
【００２４】
図２は、上記の動作をより具体的に示すフローチャートであり、入力映像信号が入力ポート１に入ると（ステップＳ１）、まずフレームバッファメモリコントローラ３にて上述したＹＵＶ４２２モードレジスタが真（True)か否かをチェックする（ステップＳ２）。
【００２５】
ＹＵＶ４２２モードレジスタが真であれば、情報量低減が必要な入力映像信号（例えば１０８０Ｉ）のＲＧＢ２４ビットデータを、フレームバッファメモリコントローラ３の色空間変換機能によりＹＵＶ４２２の１６ビットデータに変換して、外部メモリ４に書き込む（ステップＳ２のＹ→ステップＳ３）。
【００２６】
次に、スケーラ２にて外部メモリ４から上記データを読み出し、予め検出されているキーストン量（台形歪み補正量）に応じて縦方向に画像を補間圧縮して外部メモリ４に書き込む（ステップＳ４）。さらに、台形歪み補正部５にて外部メモリ４から上記データを読み出し、同じく予め検出されているキーストン量（台形歪み補正量）に応じて横方向に画像を補間圧縮する（ステップＳ５）。そして、フレームバッファメモリコントローラ３あるいはディスプレイポート６等にある色空間変換機能によりＹＵＶデータをＲＧＢデータに変換して、出力ポート６より図示しない液晶パネルのドライバに供給して液晶パネルを駆動することにより（ステップＳ６）、台形歪み補正された画像（逆台形形状画像）が液晶パネルに表示され、スクリーンには台形歪みのない投写映像が表示される。
【００２７】
一方、前記ステップＳ２で、フレームバッファメモリコントローラ３のＹＵＶ４２２モードレジスタが真でなければ、情報量低減が不要な入力映像信号（例えばＸＧＡ）のＲＧＢ２４ビットデータを、フレームバッファメモリコントローラ３の色空間変換機能によりＹＵＶ４４４の２４ビットデータに変換して、外部メモリ４に書き込む（ステップＳ２のＹ→ステップＳ３）。以降は、前述したと同様に処理される（ステップＳ４〜ステップＳ６）。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、フレームバッファメモリコントローラ３の色空間変換機能により、台形歪み補正される映像信号の情報量を低減することができるので、入力映像信号として高解像度の映像信号や高周波数の映像信号を入力しても、台形歪み補正量に制限がかかるのを防ぐことができ、十分な台形歪み補正が可能となる。
【００２９】
また、高解像度や高周波数の入力映像信号のＲＧＢデータを色空間変換により、人間の目が色の変化よりも明るさの変化に敏感な性質を利用して、輝度情報に多くの情報量を割り当てることで少ない画質の劣化で高い圧縮率を得ることができるＹＵＶデータに変換することによって情報量を低減するので、画質の劣化を極力抑えることができる。
【００３０】
また、入力映像信号のＲＧＢ２４ビットデータをＹＵＶ４２２の１６ビットデータに変換することにより、情報量を効率よく２／３に低減することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、投写型映像表示装置として液晶パネルを用いた液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本願発明を適用することができる。すなわち、前面投写型の他、背面投写型映像表示装置においても本願発明を適用することができる。また、ＤＬＰ（Digital Light Processing；テキサス・インスツルメンツ（TI）社の登録商標）方式のプロジェクタにおいても本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】投写型映像表示装置としての液晶プロジェクタの本願発明の一実施形態に係る要部構成を示すブロック図。
【図２】その動作例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３３】
１  入力ポート
２  スケーラ
３  フレームバッファメモリコントローラ
４  外部メモリ
５  台形歪み補正部
６  ディスプレイポート
【図１】
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【図２】
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