(57)【要約】【課題】プロジェクターにおいて台形歪み補正処理が行われる際に、テレビゲーム使用時のユーザーのゲーム操作に対して画面の追随が遅れるという課題がある。ユーザーの動体視力に応じて追随性の感じ方は異なるため、ユーザーの動体視力に応じた画像の追随を実現するプロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクターの台形歪み補正において、通常は水平垂直台形歪み補正機能を使用するが、ユーザーが画像の追随が遅いと感じたときは、手動でより高速に処理可能な垂直台形歪み補正機能を使用して画像を高速に台形歪み補正処理する。【選択図】図７
2012005013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像に対して水平垂直方向の台形歪み補正を行う水平垂直台形歪み補正手段と、
前記画像に対して、前記水平垂直台形歪み補正より処理時間の短い垂直台形歪み補正を行う垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正手段と前記垂直台形歪み補正手段との切り替えを手動入力に基づいて行なう台形歪み補正方式切り替え手段と、
を有することを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
前記台形歪み補正方式切り替え手段で切り替えられた台形歪み補正方式の情報を表示する台形歪み補正方式情報表示手段を有することを特徴とする請求項１記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、表示状態についての警告を含むことを特徴とする請求項１記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、前記プロジェクターの投写位置の補正に関する情報を含むことを特徴とする請求項２又は３記載のプロジェクター。
【請求項５】
画像に対して台形歪み補正として水平垂直方向の台形歪み補正を行う水平垂直台形歪み補正手段と、
前記画像に対して、前記水平垂直台形歪み補正より処理時間の短い垂直台形歪み補正を行う垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正手段と前記垂直台形歪み補正手段との切り替えを手動入力に基づいて行なう台形歪み補正方式切り替え手段と、
を有することを特徴とするプロジェクターの制御方法。
【請求項６】
画像に対して台形歪み補正として水平垂直方向の台形歪み補正を行う水平垂直台形歪み補正手段と、
前記画像に対して、前記水平垂直台形歪み補正より処理時間の短い垂直台形歪み補正を行う垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正手段と前記垂直台形歪み補正手段との切り替えを手動入力に基づいて行なう台形歪み補正方式切り替え手段と、
を有することを特徴とするプロジェクターの台形歪み補正装置。
【請求項７】
前記台形歪み補正方式切り替え手段で切り替えられた台形歪み補正方式の情報を表示する台形歪み補正方式情報表示手段を有することを特徴とする請求項６記載のプロジェクターの台形歪み補正装置。
【請求項８】
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、表示状態についての警告を含むことを特徴とする請求項７記載のプロジェクターの台形歪み補正装置。
【請求項９】
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、前記プロジェクターの投写位置の補正に関する情報を含むことを特徴とする請求項７又は８記載のプロジェクターの台形歪み補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写面に画像を投写するプロジェクター、プロジェクターの制御方法及びプロジェクターにおいて用いられる台形歪み補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターのような投写型表示装置では、液晶パネル等の光変調素子上に画像信号に応じた画像を形成するとともに、当該画像を投写レンズによってスクリーン等の投写面に投写している。プロジェクターがスクリーンに画像を投写する場合、プロジェクターとスクリーンの相対的な位置関係によって、スクリーン上に投写された画像の形状が台形やそれ以外の四角形等の形状に歪み、矩形に表示されない場合がある。この歪みは台形歪みと呼ばれ、この台形歪みを画像信号処理により補正するプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１）。なお以下では、この台形歪みを補正する処理を「台形歪み補正処理」と称する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５０５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターにおいては、水平垂直台形歪み補正処理を行う場合に、画像データをフレームバッファーに蓄積してから画像処理を行うため、フレーム遅延と呼ばれる処理速度の低下を招くという問題があった。
より具体的には、リアルタイム性が重要であるテレビゲームのような画像をプロジェクターがスクリーンに投写する場合に、ユーザーによるコントローラーの操作に対して、プロジェクターから出力される画像の追随が遅れると言う問題があった。フレーム遅延が大きい場合、ユーザーが操作したにも関わらず、画像処理の遅延により、画面上にその操作が反映されない場合、ゲーム性を著しく損なってしまう。
また、ゲームの種類やユーザーの動体視力に応じて、追随性の感じ方、すなわち操作と画像とのずれの感じ方は異なる。
そこで、本発明では、ユーザーの動体視力に応じた画像の追随を実現するプロジェクターを提供することを少なくとも一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明では、垂直方向の台形歪みを補正可能な補正手段を垂直台形歪み補正手段、水平方向及び垂直方向の台形歪みを補正可能な補正手段を水平垂直台形歪み補正手段と呼ぶ。これらの歪み補正は、一般に２次元射影変換と呼ばれる座標変換で補正可能である。垂直台形歪み補正画像は、光変調素子上の補正画像が台形であり、台形の上底、下底および光変調素子の水平枠が平行である場合を言う。
【０００６】
［形態１］上記課題を解決するため、形態１のプロジェクターは、
通常時に台形歪み補正として水平垂直方向の台形歪み補正を行う水平垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正より処理時間の短い垂直台形歪み補正を行う垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正手段と前記垂直台形歪み補正手段との切り替えを手動入力に基づいて行なう台形歪み補正方式切り替え手段と、
を有することを特徴とする。
上記構成によれば、水平垂直台形歪み補正処理と垂直台形歪み補正処理とを手動で切り替えることにより、ユーザーが画像の遅延を感じないときは補正範囲の広い水平垂直台形歪み補正手段を使い、ユーザーが画像の遅延を感じたときは水平垂直台形歪み補正手段より処理時間の短い垂直台形歪み補正手段を使うことで、リアルタイム性が重要なテレビゲームでユーザーのコントローラー操作と出力画像がより追随するため、ユーザーに快適なゲーム環境を提供することが可能となる。
【０００７】
［形態２］形態２のプロジェクターは、形態１のプロジェクターにおいて、
前記台形歪み補正方式切り替え手段で切り替えられた台形歪み補正方式の情報を表示する台形歪み補正方式情報表示手段を有することを特徴とする。
上記構成によれば、水平垂直台形歪み補正手段から垂直台形歪み補正手段に切り替えられたとき、処理変化の情報を表示することで、ユーザーが視認している出力画像の追随性が向上していることをユーザーが明確に知ることが可能となる。
【０００８】
［形態３］形態３のプロジェクターは、形態１のプロジェクターにおいて、
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、表示状態についての警告を含むことを特徴とする。
処理速度が速い垂直台形歪み補正手段では、処理速度が速いことに反して補正範囲が狭くなるため、それを認知していないユーザーが混乱を招くが、上記構成によれば、補正手段が切り替わったことによる現象であり、画像機器の故障ではないとユーザーに理解させることが可能である。
【０００９】
［形態４］形態４のプロジェクターは、形態１のプロジェクターにおいて、
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、前記プロジェクターの投写位置の補正に関する情報を含むことを特徴とする。
上記構成によれば、垂直台形歪み補正手段を用いて台形歪み補正を行う場合、水平方向の歪みは補正できない旨をユーザーに通知するため、補正がなされるようにユーザー自身がプロジェクター設置を変更することを促し、投写面に歪みのない画像を投写することが可能となる。
【００１０】
［形態５］上記課題を解決するため、形態５のプロジェクターの制御方法は、
画像に対して台形歪み補正として水平垂直方向の台形歪み補正を行う水平垂直台形歪み補正手段と、
前記画像に対して、前記水平垂直台形歪み補正より処理時間の短い垂直台形歪み補正を行う垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正手段と前記垂直台形歪み補正手段との切り替えを手動入力に基づいて行なう台形歪み補正方式切り替え手段と、
を有することを特徴とする。
上記構成によれば、水平垂直台形歪み補正処理と垂直台形歪み補正処理とを手動で切り替えることにより、ユーザーが画像の遅延を感じないときは補正範囲の広い水平垂直台形歪み補正手段を使い、ユーザーが画像の遅延を感じたときは水平垂直台形歪み補正手段より処理時間の短い垂直台形歪み補正手段を使うことで、リアルタイム性が重要なテレビゲームでユーザーのコントローラー操作と出力画像がより追随するため、ユーザーに快適なゲーム環境を提供することが可能となる。
【００１１】
［形態６］上記課題を解決するため、形態６のプロジェクターの台形歪み補正装置は、
通常時に台形歪み補正として水平垂直方向の台形歪み補正を行う水平垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正より処理時間の短い垂直台形歪み補正を行う垂直台形歪み補正手段と、
前記水平垂直台形歪み補正手段と前記垂直台形歪み補正手段との切り替えを手動入力に基づいて行なう台形歪み補正方式切り替え手段と、
を有することを特徴とする。
上記構成によれば、水平垂直台形歪み補正処理と垂直台形歪み補正処理とを手動で切り替えることにより、ユーザーが画像の遅延を感じないときは補正範囲の広い水平垂直台形歪み補正手段を使い、ユーザーが画像の遅延を感じたときは水平垂直台形歪み補正手段より処理時間の短い垂直台形歪み補正手段を使うことで、リアルタイム性が重要なテレビゲームでユーザーのコントローラー操作と出力画像がより追随するため、ユーザーに快適なゲーム環境を提供することが可能となる。
【００１２】
［形態７］形態７のプロジェクターの台形歪み補正装置は、形態６のプロジェクターの台形歪み補正装置において、
前記台形歪み補正方式切り替え手段で切り替えられた台形歪み補正方式の情報を表示する台形歪み補正方式情報表示手段を有することを特徴とする。
上記構成によれば、水平垂直台形歪み補正手段から垂直台形歪み補正手段に切り替えられたとき、処理変化の情報を表示することで、ユーザーが視認している出力画像の追随性が向上していることをユーザーが明確に知ることが可能となる。
【００１３】
［形態８］形態８のプロジェクターの台形歪み補正装置は、形態６のプロジェクターの台形歪み補正装置において、
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、表示状態についての警告を含むことを特徴とする。
処理速度が速い垂直台形歪み補正手段では、処理速度が速いことに反して補正範囲が狭くなるため、それを認知していないユーザーが混乱を招くが、上記構成によれば、補正手段が切り替わったことによる現象であり、画像機器の故障ではないとユーザーに理解させることが可能である。
【００１４】
［形態９］形態９のプロジェクターの台形歪み補正装置は、形態６のプロジェクターの台形歪み補正装置において、
前記台形歪み補正方式情報は、前記垂直台形歪み補正に切り替えられた際に、前記プロジェクターの投写位置の補正に関する情報を含むことを特徴とする。
上記構成によれば、垂直台形歪み補正手段を用いて台形歪み補正を行う場合、水平方向の歪みは補正できない旨をユーザーに通知するため、補正がなされるようにユーザー自身がプロジェクター設置を変更することを促し、投写面に歪みのない画像を投写することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】水平垂直台形歪み補正を示す概念図である。
【図２】４点台形歪み補正を示す概念図である。
【図３】２次元射影変換を示す式である。
【図４】垂直台形歪み補正を示す概念図である。
【図５】水平垂直台形歪み補正と垂直台形歪み補正の違いを示す図である。
【図６】プロジェクター１００の構成を示すブロック図である。
【図７】台形歪み補正部１０７の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図８】台形歪み補正部１０７の補正画像データ生成処理を説明するフローチャートである。
【図９】請求項１に該当する台形歪み補正方式切り替え手段を説明する図である。
【図１０】請求項２に該当する台形歪み補正方式情報表示手段を説明する図である。
【図１１】請求項３に該当する台形歪み補正方式警告表示手段を説明する図である。
【図１２】請求項４に該当するプロジェクター配置修正促進表示手段を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。また、本実施例では画像と映像の用語を区別なく用いる。
本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
１．台形歪み補正：
２．水平垂直台形歪み補正と垂直台形歪み補正の違い：
３．プロジェクターの構成：
４．台形歪み補正部：
５．台形歪み補正方法切り替え手段：
６．台形歪み補正方法表示手段：
【実施例１】
【００１７】
１．台形歪み補正：
本実施例としてのプロジェクター１００は、映像を投写して、スクリーン１０１に映像を表示させる。
図１は、台形歪み補正を示す説明図である。図示するようにプロジェクター１００が、スクリーン１０１に対して、水平方向または垂直方向もしくはその両方に傾きを有して配置された場合、スクリーン１０１に投写される画像には台形歪みが生じる。図１（ａ）補正前画像では、液晶パネル部（ＬＣＤ）１４１に表示されている補正前画像２０は矩形であるのに対して、スクリーン１０１に投写される画像Ｐ２０は水平方向および垂直方向それぞれに歪んでおり、矩形とは異なる形状になっている。なお、図１では、説明の便を図って、プロジェクター１００内に含まれる液晶パネル部１４１を、プロジェクター１００外に出して表示している。
【００１８】
そこで図１（ｂ）台形歪み補正後画像では、（ａ）のスクリーン１０１に投写される画像Ｐ２１と逆方向に歪ませた補正後画像２１を液晶パネル部１４１上に形成させることにより、スクリーン１０１上に表示される画像Ｐ２１の形状は矩形となる。このように、プロジェクター１００とスクリーン１０１の関係により台形歪みが生じた画像を、矩形に投写されるように補正することを台形歪み補正と呼ぶ。
【００１９】
図２は、液晶パネル部１４１に表示された補正前画像２０と台形歪み補正処理を行った補正後画像２１を示す図である。
補正後画像２１の各座標の画素値は、補正前画像の一部の画素値とフィルター係数によって算出される算出画素２２として求められる。補正後画像を作成することは、補正後画像２１のすべての座標について算出画素２２を算出することに相当し、これがすなわち台形歪み補正処理に相当する。
算出画素２２は、補正後画像２１の座標（Ｘ，Ｙ）を座標変換することによって補正後画像２１の座標（Ｘ，Ｙ）に対応する補正前画像２０の座標（ｘ，ｙ）を算出して、近傍画素とフィルター係数の畳み込み演算により算出画素２２の画素値を算出する。
【００２０】
座標変換を行うにあたり、図２に示される補正前画像２０の４頂点座標（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、補正後画像２１の４頂点座標（Ｘ０，Ｙ０）、（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）の計８点の座標を、図３（Ａ）式で示される連立８元一次方程式に適用し、未知数である座標変換係数Ａ〜Ｈを決定する。
補正後画像２１の各整数座標（補正後座標）に対する補正前画像２０の座標（補正前座標）は、前述した座標変換係数Ａ〜Ｈと、図３（Ｂ）式から計算することができる。
【００２１】
２．水平垂直台形歪み補正と垂直台形歪み補正の違い：
図４は、垂直方向のみに歪みが生じた場合の歪み補正の概念図を示す。図４（Ｂ）の補正画像４１は、図２において補正後画像２１の左上頂点座標と右上頂点座標のＹ座標が等しく、かつ左下頂点座標と右下頂点座標のＹ座標が等しい場合である。垂直台形歪み補正の座標変換式は、図４の（Ｃ）式に示すように、図３の式において、Ｄ＝０、Ｇ＝０の特別な場合である。
【００２２】
本実施例では、図２に示されるような、水平方向および垂直方向の台形歪みを水平垂直台形歪みと呼び、水平方向および垂直方向の台形歪みの補正を水平垂直台形歪み補正と呼ぶ。また、図４に示されるような、水平方向には歪みがなく垂直方向のみの台形歪みを垂直台形歪みと呼び、その歪み補正を垂直台形歪み補正と呼び、特に区別する。
【００２３】
図５は、水平垂直台形歪み補正と垂直台形歪み補正の違いを示した図である。水平垂直台形歪み補正では、歪みが水平、垂直両方向に存在するため、座標変換が２次元になり、補正後画像２１の頂点座標に制限がない。そのため、補正前画像２０をフレームバッファーに蓄積し補正前画像２０の読み直しが可能なシステム構成が必要となり、補間演算はブロック単位で行われることから、処理単位はブロック処理が適している。
一方、垂直台形歪み補正では、歪みが垂直方向のみのため、図４の（Ｃ）式からも理解されるように、ライン単位で処理が可能でありフレームバッファーを経由する必要がないため処理の遅延が少ない。垂直台形歪み補正は水平垂直台形歪み補正の特別な場合であるので、フレームバッファーに蓄積した画像データをブロック単位で処理し補正後画像４１を生成しても良いが、その場合フレームバッファーを経由するためフレーム遅延が生じる。
【００２４】
３．プロジェクターの構成：
図６は、本実施例に係るプロジェクター１００の構成を示すブロック図である。プロジェクター１００は、入力された画像信号に基づいて、照明光学系１４０から投写された光を液晶パネル部１４１により変調し、投写光学系１４２によってスクリーン１０１に画像を投写する。プロジェクター１００が画像をスクリーン１０１に投写する際、プロジェクター１００とスクリーン１０１が正対していないと、台形歪みが生じる。プロジェクター１００は台形歪み補正処理を行い、矩形の補正後画像をスクリーン１０１に表示させることが可能である。
【００２５】
プロジェクター１００は、映像入力部１０３と、ＩＰ変換部１０４と、解像度変換部１０５と、映像合成部１０６と、台形歪み補正部１０７と、液晶パネル駆動部１０８と、撮像部１０９と、プロセッサー部１１０と、センサー部１１１と、フレームバッファー１３０と、照明光学系１４０と、液晶パネル部１４１と、投写光学系１４２と、を備えている。
上記した構成要素のうち、照明光学系１４０、液晶パネル部１４１、投写光学系１４２を除く各構成要素は、高速バス１２０または低速バス１２１を介して互いに接続されている。
【００２６】
映像入力部１０３は、ＤＶＤプレーヤー、ゲーム機、パーソナルコンピューターなどに代表される映像信号発生器１０２から出力される画像信号を入力し、必要があればアナログ・デジタル変換処理を行いデジタル信号に変換する。
【００２７】
ＩＰ変換部１０４は、映像入力部１０３からの出力映像（デジタル信号）がインターレース信号の場合、デインターレース処理を行い、完全なフレーム映像データを作り出す。ＩＰ変換部１０４は、フレームバッファー１３０上の映像データを用いてデインターレース処理を行っても良い。
解像度変換部１０５は、映像データに対して画像の大きさの拡大・縮小処理を適用して、処理後の映像データを映像合成部１０６に出力する。
【００２８】
映像合成部１０６は、フレームバッファー１３０に格納されているプロジェクター１００のメニュー画面データと、解像度変換部１０５から入力された映像データとを合成した映像データを台形歪み補正部１０７又はフレームバッファー１３０へ出力する。
【００２９】
台形歪み補正部１０７は、プロジェクター１００をスクリーン１０１に正対して配置せず投写した場合に生じる台形歪みを補正する画像処理装置である。詳しくは後述するが、台形歪み補正部１０７は、映像合成部１０６から入力された映像データの台形歪みを補正し、液晶パネル駆動部１０８又はフレームバッファー１３０へ出力する。本実施例における台形歪み補正部１０７が、請求項における台形歪み補正装置に相当する。
【００３０】
液晶パネル駆動部１０８は、台形歪み補正部１０７又はフレームバッファー１３０からの映像データに基づき、液晶パネル部１４１を駆動する。
投写光学系１４２は、液晶パネル部１４１によって変調された光をスクリーン１０１に拡大投写する。
【００３１】
プロセッサー部１１０は、プロジェクター１００全体の制御や各画像処理ブロックのパラメーター設定などを行う。
センサー部１１１は、傾きを測定可能な加速度センサーや温度を測定可能な温度センサー等を有し、例えばプロジェクター１００の傾きの測定や、プロジェクター１００の温度測定などを行う。
【００３２】
撮像部１０９は、スクリーン１０１に投写された映像を撮像して撮像画像を出力する。この撮像画像は、投写された映像の歪み具合の解析を行うために用いられる。
フレームバッファー１３０は、フレームの画像データを蓄積する記憶装置である。フレームバッファー１３０は、一般的には大容量で安価なＤＲＡＭで構成される。
照明光学系１４０は、高圧水銀ランプや発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）のような発光体で構成される。
【００３３】
液晶パネル部１４１は、複数の画素をマトリックス状に配置した透過型液晶パネルにより構成される。液晶パネル部１４１は、液晶パネル駆動部１０８によって駆動され、各画素の光透過率を変化させることにより画像を構成する。液晶パネル部１４１は、通常、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色に対応した３枚で構成されることが多い。
【００３４】
４．台形歪み補正部：
図７は、図６の台形歪み補正部１０７の詳細な構成例を示すブロック図である。図７に示すように、台形歪み補正部１０７は、レジスター部２００、制御部２０１、補正モード判別部２０２（請求項１の切り替え手段、請求項２に対応）、座標変換部２０３、ヒット判定部２０４、ラスター映像制御部２０５（請求項３のラスターデータ制御部に対応）、ライン映像用タグ情報記憶部２０６（請求項３のライン用タグ情報記憶部に対応）、ブロック映像制御部２０７（請求項３のブロック映像制御部に対応）、ブロック映像用タグ情報記憶部２０８（請求項３のブロック映像用タグ情報記憶部に対応）、ブロック映像記憶部２０９、補間ブロック映像読み出し部２１０、フィルター係数算出部２１１、画素補間部２１２、ＦＩＦＯ部２１３で構成される。
【００３５】
レジスター部２００は、図６のプロセッサー部１１０からの読み出し及び書き込みが可能な記憶装置を有し、台形歪み補正処理に必要なパラメーターが格納される。具体的には、フレーム幅、高さ、図３式（Ａ）で示される座標変換係数Ａ〜Ｈ、台形歪み補正モード情報、補正前画像４頂点座標、補正後が像４頂点座標、コマンド、ステータス、入力画像、補正画像のプロジェクター１００上のアドレス、補間フィルター係数、および背景色に関する情報がレジスター部２００に格納される。なお、台形歪み補正モード情報とは、現在選択されている補正モードが水平垂直台形歪み補正モード及び垂直台形歪み補正モードのいずれであるかを示す情報である。
【００３６】
制御部２０１は、プロセッサー部１１０からのコマンドや同期信号の入力により、台形歪み補正処理の開始、中断、リセットを行う。具体的には、各機能ブロックに開始、中断、リセットのコマンドを送出する。
【００３７】
補正モード判別部２０２は、レジスター部２００に格納された台形歪み補正モード情報に基づき、現在選択されている補正モードが水平垂直台形歪み補正モード及び垂直台形歪み補正モードのいずれであるかを判別する。
【００３８】
座標変換部２０３は、座標変換係数を用いて、図３式（Ｂ）に示される座標変換式により座標計算を行う。より具体的に、座標変換部２０３は画素値を算出すべき補正後画像２１の座標（Ｘ，Ｙ）について、補正前画像２０において座標（Ｘ，Ｙ）に対応する座標（ｘ，ｙ）を計算する。計算された座標の整数部（整数座標）はヒット判定部２０４に出力され、小数部（小数座標）はフィルター係数算出部２１１に出力される。
【００３９】
フィルター係数算出部２１１は、座標変換部２０３から出力された、変換された座標の小数部を用いて、補間に必要なフィルター係数を算出する。フィルター係数は都度算出しても良いし、レジスター部２００に登録されているフィルター係数テーブルから選択しても良いし、選択したフィルター係数から更に算出しても良い。算出したフィルター係数は画素補間部２１２に出力される。
【００４０】
画素補間部２１２は、フィルター係数算出部２１１より入力されるフィルター係数と、後述する補間ブロック映像読み出し部２１０から入力される補間ブロック映像の各画素値とを用いて畳み込み演算処理を行い、補間された画素値を算出する。
【００４１】
ヒット判定部２０４は、座標変換部２０３から出力される座標変換された座標値の整数部と、補正モード判別部２０２で判別された補正モードに応じて、補間に必要な画素値のヒット判定を行う。より具体的には、ヒット判定部２０４は、現在の補正モードが水平垂直台形歪み補正モードの場合は、ブロック映像用タグ情報記憶部２０８のタグ情報を参照してヒット判定を行い、垂直台形歪み補正モードの場合は、ライン映像用タグ情報記憶部２０６のタグ情報を参照してヒット判定を行う。
【００４２】
ラスター映像制御部２０５は、垂直台形歪み補正モードの場合に動作し、映像合成部１０６（前段映像処理部）から出力されるラスター映像のフロー制御を行い、ブロック映像記憶部２０９への画像データの書き込み、およびライン映像用タグ情報記憶部２０６のタグ情報とブロック映像記憶部２０９の画素データ状態の同期が常に取れるようにライン映像用タグ情報記憶部２０６のタグ情報の更新を行う。
【００４３】
ライン映像用タグ情報記憶部２０６は、垂直台形歪み補正モードの場合に、ブロック映像記憶部２０９に補間ブロック映像が存在するか判定するためのタグ情報を格納する。垂直台形歪み補正モードの場合では、ヒット判定部２０４は、このタグ情報を用いて、ヒット判定を行う。ブロック映像記憶部２０９の管理単位がブロックであるため、単位ラインを書き込んだだけではタグ情報は更新できず、ブロックの高さのライン数に相当するデータを、ブロック映像記憶部２０９に書き込んでからタグ情報が更新される必要がある。ライン映像用タグ情報記憶部２０６は、後述するブロック映像用タグ情報記憶部２０８の一部を使って実現しても良い。
【００４４】
ブロック映像制御部２０７は、水平垂直台形歪み補正モードの場合に動作し、フレームバッファー１３０にある画像データをブロック単位（ブロック映像）で読み出す機能を持つ。フレームバッファー１３０のどの位置のデータを読み出すかはヒット判定部２０４により決定される。ブロック映像制御部２０７は、フレームバッファー１３０から読み出した画像データ（ブロック映像）をブロック映像記憶部２０９に書き込む。その際、ブロック映像制御部２０７は、ヒット判定部２０４のヒット判定が正しく行われるように、ブロック映像用タグ情報記憶部２０８のタグ情報を更新する。
【００４５】
ブロック映像用タグ情報記憶部２０８は、水平垂直台形歪み補正モードの場合に、ブロック映像記憶部２０９に補間ブロック映像が存在するか判定するためのタグ情報を格納する。このタグ情報を用いて、垂直台形歪み補正モードの場合にヒット判定部２０４は、ヒット判定を行う。
【００４６】
請求項３記載のブロック映像制御部およびブロック映像用タグ情報記憶部が、本実施例におけるブロック映像制御部２０７及びブロック映像用タグ情報記憶部２０８にそれぞれ相当し、水平垂直台形歪み補正モードに特有なブロックデータ処理のみ行う。プロジェクター１００は、ブロック映像制御部２０７及びブロック映像用タグ情報記憶部２０８を備えることで、台形歪み補正部１０７において、ラスター映像制御部２０５及びライン映像用タグ情報記憶部２０６以外の機能ブロックを共通化できるので、回路が小さくなりコスト低減に寄与することが可能となる。
【００４７】
ブロック映像記憶部２０９は、映像合成部１０６（前段映像処理部）が出力するラスター形式の画像データ（ラスター映像）、またはフレームバッファー１３０にある画像データをブロック形式（ブロック映像）で蓄積する記憶装置である。
垂直台形歪み補正モードの場合、映像合成部１０６（前段映像処理部）によりラスター形式で画像データが入力されるため、ラスター画像データはブロック形式に変換されて記憶される。
【００４８】
水平垂直台形歪み補正モードの場合は、ブロック映像制御部２０７を介してフレームバッファー１３０からブロック単位で読み出した画像データを記憶する。フレームバッファー１３０は、大容量であるが低速であるＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）で構成される。ブロック映像記憶部２０９は、小容量であるが高速に動作するＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）で構成され、単位フレーム画像データの一部を格納する。ブロック映像記憶部２０９は、キャッシュメモリーの機能を担う。
【００４９】
補間ブロック映像読み出し部２１０は、ヒット判定部２０４により指定された読み出し位置からブロック映像記憶部２０９のブロック映像データ（補間ブロック映像）を読み出し、補間に必要な補間ブロック映像を生成し、画素補間部２１２に出力される。
ブロック映像記憶部２０９より読み出した補間ブロック映像（補間に必要なブロックサイズ（例えば４×４））と、フレームバッファー１３０から読み出されるブロック映像（ブロック映像記憶部の格納サイズ（例えば８×８，１６×１６））と、の大きさの関係は特にない。
【００５０】
ＦＩＦＯ部２１３（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）は、後段映像処理部、例えば液晶パネル駆動部１０８に補正映像データを出力する際、後段映像処理部が何らかの事情で補正映像データを受け付けられない場合でも前段処理を滞らせないための緩衝機能を持つ。
【００５１】
図８は、台形歪み補正部１０７の処理フローである。図８（Ａ）では、制御部２０１からフレームスタート信号を受信すると、Ｓ１００にて座標変換部２０３は、図３（Ｂ）式により画素値を算出すべき補正後画像２１の座標（Ｘ，Ｙ）に対応する補正前画像２０の座標（ｘ，ｙ）を算出する。座標変換部２０３が算出した座標（ｘ，ｙ）の整数部により、Ｓ１０１にて、補間ブロックを生成するが、垂直台形歪み補正モードの場合と、水平垂直台形歪み補正モードの場合で、処理が異なる。
【００５２】
図８（Ｂ）は補間ブロックリードの処理フローであるが、垂直台形歪み補正モードでは、ラスター映像制御部２０５、ライン映像用タグ情報記憶部２０６、ヒット判定部２０４、ブロック映像記憶部２０９、補間ブロック映像読み出し部２１０を経由して、補間ブロックを生成する。具体的には、Ｓ２００にて、ライン映像用タグ情報記憶部２０６のキャッシュタグ情報を参照して（キャッシュタグリード）、Ｓ２０１にて、ヒット判定部２０４が、キャッシュヒット判定を行い、ヒットの場合は、Ｓ２０２にて、補間ブロック映像読み出し部２１０が、ブロック映像記憶部２０９から補間ブロック画素を読み出し（ブロック画素リード）、補間ブロックを生成する。
【００５３】
Ｓ２０１にて、ミスヒットの場合は、Ｓ２０３にて、ラスター映像制御部２０５が映像合成部１０６からラスター映像を入力し（ブロック映像リード）、ブロック映像記憶部２０９に入力されたラスター映像を格納し、Ｓ２０１における判定がヒットになるまで、すなわち補間ブロックを生成できる状態になるまで繰り返す。
【００５４】
水平垂直台形歪み補正モードでは、ブロック映像制御部２０７、ブロック映像用タグ情報記憶部２０８、ヒット判定部２０４、ブロック映像記憶部２０９、補間ブロック映像読み出し部２１０を用いて補間ブロックを生成する。
具体的には、Ｓ２００にて、ブロック映像用タグ情報記憶部２０８のキャッシュタグ情報を参照して（キャッシュタグリード）、Ｓ２０１にて、ヒット判定部２０４が、キャッシュヒット判定を行い、ヒットの場合は、Ｓ２０２にて、補間ブロック映像読み出し部２１０が、ブロック映像記憶部２０９から補間ブロック画素を読み出し（ブロック画素リード）、補間ブロックを生成する。
【００５５】
Ｓ２０１にて、ミスヒットの場合は、Ｓ２０３にて、ブロック映像制御部２０７がフレームバッファー１３０からブロック映像を入力し（ブロック映像リード）、ブロック映像記憶部２０９に格納して、Ｓ２０１における判定がヒットになるまで、すなわち補間ブロックを生成できる状態になるまで繰り返す。
【００５６】
図８（Ａ）では、座標変換部２０３が算出した補正前画像２０の座標（ｘ，ｙ）の小数部により、Ｓ１０２において、フィルター係数算出部２１１により、フィルター係数が算出され、Ｓ１０３において、画素補間部２１２は、補間ブロックとフィルター係数の畳み込み演算を行うことで、補正後画像２１の画素値を算出する。以上の処理を単位フレームにおいて全画素数分繰り返すことで補正後画像２１を生成する。
【００５７】
５．台形歪み補正方式切り替え手段：
台形歪み補正方式切り替え手段は、図９（Ａ）に示すようにプロジェクター１００に搭載されている台形歪み補正モードボタン５００を押下することにより、プロセッサー部１１０がレジスター部２００に台形歪み補正モードを垂直台形歪み補正モードとして設定する。台形歪み補正部１０７は、設定後の補正処理を垂直台形歪み補正モードで処理するため、フレーム遅延が生じず高速に映像出力が可能となる。
【００５８】
また、図９（Ｂ）に示すように、リモートコントローラー（リモコン）５０１に垂直台形歪み補正モード切り替え手段として、リモコン台形歪み補正モードボタン５０２（例えばゲームボタン）を搭載して、ユーザーが押下することで、プロセッサー部１１０がレジスター部２００に台形歪み補正モードを垂直台形歪み補正モードとして設定する。台形歪み補正部１０７は、設定後の補正処理を垂直台形歪み補正モードで処理するため、フレーム遅延が生じず高速に映像出力が可能となる。
【００５９】
更に、図９（Ｃ）に示すように、プロジェクター１００の投写映像にＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）としてメニューを表示して、メニューの選択を垂直台形歪み補正モード切り替え手段としても良い。ユーザーはＯＳＤメニューを操作し選択することで、垂直台形歪み補正モードを選択しても良い。
【００６０】
以上が本請求項に記載の台形歪み補正方式切り替え手段に相当する。
映像と操作の追随の感じ方はユーザーにより異なるため、ユーザーが映像と操作の追随が遅いと感じたときのみ、以上の方法によりユーザー自ら垂直台形歪み補正モードを選択し、台形歪み補正装置が補正処理を高速に行うことで、例えば、ユーザーに快適なゲーム環境を提供することができる。
【００６１】
６．台形歪み補正方式情報表示手段：
台形歪み補正方式情報表示手段は、補正処理の方式が、水平垂直台形歪み補正モードから垂直台形歪み補正モード、もしくは垂直台形歪み補正モードから水平垂直台形歪み補正モードへ変化したとき、投写映像のＯＳＤに現在の補正モードを表示する。図１０は、この様子を示したものであり、図１０（Ａ）は現在の処理モードが垂直台形歪み補正モードの場合を、図１０（Ｂ）は現在の処理モードが水平垂直台形歪み補正モードの場合に表示される。
【００６２】
表示するタイミングは、補正モードが切り替わったとき、もしくは図示されないリモートコントローラー（リモコン）５０１のボタンを押下することで補正モードを表示する。表示が消えるタイミングは、ある一定時間後に消えるか、もしくは図示されないリモートコントローラー（リモコン）５０１のボタンを押下することで消える。
【００６３】
このような台形歪み補正方式情報表示手段を備えることで、ユーザーは台形歪み補正処理がどちらのモードで処理されているか知ることができるので、処理速度が速い垂直台形歪み補正モードを積極的に使用して、フレーム遅延がない垂直台形歪み補正の効果を得ることができる。
以上が本請求項に記載の台形歪み補正方式情報表示手段に相当する。
【００６４】
図１１は垂直台形歪み補正モードの警告を示す図である。
図１１（Ａ）は、垂直台形歪み補正モードについての警告を表示している。垂直台形歪み補正モードでは、映像を高速に処理できるメリットがあるが、補正範囲が狭くなる。この警告手段を備えることで、ユーザーはこれに気づかず水平方向の補正を行おうとするが、補正ができなくて機器の故障であると誤解することを回避する効果がある。
図１１（Ｂ）は、水平垂直台形歪み補正モードについての警告を表示している。水平垂直台形歪み補正モードでは、補正範囲に制限がないがフレーム遅延が生じるため、ユーザーの動体視力によっては、ゲームなどの即時応答性が必要な場合に、映像と操作の追随が遅く感じることがあるが、ユーザーがこの警告手段を見ることで、追随が遅く感じたときにユーザーに自発的に補正モードを変えようとさせることが可能となる。
上記警告手段を表示するタイミングは、台形歪み補正方式情報表示手段と同様の表示するタイミングで表示するのが適している。これ以外のタイミングで表示しても良い。
【００６５】
図１２は垂直台形歪み補正モードで処理している場合の、プロジェクターの投写位置の補正に関する情報について表示している図である。
垂直台形歪み補正モードでは、垂直方向の台形歪み補正のみ行えるので、プロジェクターの投写位置はスクリーンに対して、水平方向において斜めから投写してはスクリーンに矩形表示できない。本情報をユーザーが見ることによって、ユーザーはプロジェクターをどの位置に置くと補正が可能か知ることができる。図１２では、補正が可能な場合と、補正が不可能な場合をスクリーンに表示することで、ユーザーに補正可能位置にプロジェクターを配置することを促すことが可能となる。ユーザーは高速な映像処理と綺麗な台形歪み補正効果の両方を享受することが可能となる。
【符号の説明】
【００６６】
１００…プロジェクター、１０１…スクリーン、１０２…映像信号発生器、１０３…映像入力部、１０４…ＩＰ変換部、１０５…解像度変換部、１０６…映像合成部、１０７…台形歪み補正部、１０８…液晶パネル駆動部、１０９…撮像部、１１０…プロセッサー部、１１１…センサー部、１３０…フレームバッファー、１４０…照明光学系、１４１…液晶パネル部、１４２…投写光学系、２０…補正前画像、２１…補正後画像、２２…算出画素、２００…レジスター部、２０１…制御部、２０２…補正モード判別部、２０３…座標変換部、２０４…ヒット判定部、２０５…ラスター映像制御部、２０６…ライン映像用タグ情報記憶部、２０７…ブロック映像制御部、２０８…ブロック映像用タグ情報記憶部、２０９…ブロック映像記憶部、２１０…補間ブロック映像読み出し部、２１１…フィルター係数算出部、２１２…画素補間部、２１３…ＦＩＦＯ部、５００…台形歪み補正モードボタン、５０１…リモートコントローラー（リモコン）、５０２…リモコン台形歪み補正モードボタン、５０３…ＯＳＤ台形歪み補正モード設定メニュー。
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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