(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写型表示装置であって、
入力される画像信号を調整して調整済み画像信号を出力するための画像調整部と、
前記調整済み画像信号に基づいて画像を形成するための画像形成部と、
前記画像形成部に形成された元画像をスクリーン上に投写するための投写光学系と、
を備え、
前記画像調整部は、
略矩形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像歪みを補正するために、前記画像形成部において略台形の元画像が形成されるように前記入力される画像信号を調整する画像歪み調整部と、
前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像内の輝度変化を補正するために、前記略台形の元画像を構成する複数のライン画像の輝度が、前記略台形の元画像の上底のライン画像から下底のライン画像に向かって単調に小さくなるように、前記複数のライン画像のそれぞれに含まれる複数の画素の画素値を調整する輝度調整部と、
を備え、
前記輝度調整部による前記画素値の調整は、前記画像歪み調整部において前記入力される画像信号を調整する際に用いられる歪みの補正量に基づいて行われることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記輝度調整部は、前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち上底のライン画像を基準ライン画像として、下底のライン画像に向かうにつれて単調に小さくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整し、
前記輝度調整係数は、前記歪みの補正量に基づいて決定される、投写型表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記輝度調整部は、前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち下底のライン画像を基準ライン画像として、上底のライン画像に向かうにつれて単調に大きくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整し、
前記輝度調整係数は、前記歪みの補正量に基づいて決定される、投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記輝度調整部は、前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち、各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値の平均が最大となるライン画像を基準ライン画像として、前記基準ライン画像より上底のライン画像に向かうにつれて単調に大きくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整し、前記基準ラインより下底のライン画像に向かうにつれて単調に小さくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整し、
前記輝度調整係数は、前記歪みの補正量に基づいて決定される、投写型表示装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記輝度調整係数は、前記略台形の元画像の高さ方向の歪みの補正量を用いて決定される、投写型表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の投写型表示装置であって、
前記輝度調整係数は、さらに、前記略台形の元画像のライン方向の歪みの補正量を用いて決定される、投写型表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の投写型表示装置であって、
前記輝度調整係数は、
前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像の上底のライン画像の幅と前記略矩形の元画像の下底のライン画像の幅とに基づいて決定される上底のライン画像から下底のライン画像に向かって線形に変化する第１の調整係数と、前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像の高さと前記略矩形の元画像の高さとに基づいて決定される上底のライン画像から下底のライン画像に向かって線形に変化する第２の調整係数と、を乗じた値に比例する値である、投写型表示装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれかに記載の投写型表示装置であって、
前記輝度調整係数は、前記スクリーン上に表示される画像内の輝度を、画像全体で調整するための乗数を含む、投写型表示装置。
【請求項９】
画像をスクリーン上に投写して表示する投写型表示装置の画像形成部に形成される元画像を処理するための画像処理方法であって、
（ａ）略矩形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像歪みを補正するために、前記画像形成部において略台形の元画像が形成されるように入力される画像信号を調整する工程と、
（ｂ）前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像内の輝度変化を補正するために、前記略台形の元画像を構成する複数のライン画像の輝度が、前記略台形の元画像の上底のライン画像から下底のライン画像に向かって単調に小さくなるように、前記複数のライン画像のそれぞれに含まれる複数の画素の画素値を調整する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）における前記画素値の調整は、前記工程（ａ）において前記入力される画像信号を調整する際に用いられる歪みの補正量に基づいて行われることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、投写型表示装置において、特に、あおり投写する場合に生じる画像の歪みを調整する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、投写型表示装置を用いて投写される画像を示す説明図である。図１（Ａ）は、投写型表示装置２０とスクリーン３０との第１の位置関係を示しており、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す位置関係において、スクリーン３０上に表示される画像３２を示している。図１（Ａ）に示す位置関係では、投写型表示装置２０から射出される画像を表す光（以下、「画像光」とも呼ぶ）の光軸２０ｃとスクリーン３０の法線３０ｎとが一致している。この場合には、図１（Ｂ）に示すようにスクリーン３０上に表示される画像３２は、歪みのない画像（以下、歪みのない画像を「正画像」とも呼ぶ）となる。
【０００３】
一方、図１（Ｃ）は、投写型表示装置２０とスクリーン３０との第２の位置関係を示しており、図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）に示す位置関係において、スクリーン３０上に表示される画像３４を示している。図１（Ｃ）に示す位置関係では、投写型表示装置２０から射出される画像光の光軸２０ｃとスクリーン３０の法線３０ｎとが一致しておらず、角度θだけずれている。このような場合には、図１（Ｄ）に示すように、スクリーン３０上に表示される画像３４は略台形に歪んだ画像（以下、歪んだ画像を「歪み画像」とも呼ぶ）となる。
【０００４】
図１（Ｃ）に示すように、画像光をあおり投写する場合には、例えば、投写型表示装置２０の内部に備えられた液晶パネルなどに予め略台形に歪ませた画像を形成する。これにより、スクリーン３０上に投写される画像を図１（Ｄ）の破線で示すような歪みのない正画像３４Ａとして表示している。なお、図１（Ｄ）の正画像３４Ａは、図１（Ｂ）の正画像３２とほぼ同じ画像となっている。
【０００５】
図２は、あおり投写する場合に、スクリーン３０上に表示される画像と液晶パネル３００に形成される画像との関係を示す説明図である。図２（Ａ）はスクリーン３０上に表示される画像を示しており、図２（Ｂ）は液晶パネル３００に形成される画像を示している。なお、実際には、スクリーン３０上に表示される画像は液晶パネル３００に形成される画像よりも十分に大きいが、図２においては、図示の便宜上、ほぼ同じ大きさで描かれている。図２（Ｂ）の液晶パネル３００において、パネルの表示領域全面に形成された正画像３４’をあおり投写した際に表示される画像は、図２（Ａ）に示す歪み画像３４となる。一方、図２（Ｂ）の液晶パネル３００において、パネルの表示領域内に形成された略台形の歪み画像３４Ａ’をあおり投写した際に表示される画像は、図２（Ａ）に示すように正画像３４Ａとすることができる。
【特許文献１】
特開２０００−１０１８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図２に示すように、液晶パネル３００に略台形の歪み画像３４Ａ’を形成する場合には、スクリーン３０上に表示される正画像３４Ａの輝度が画像内で変化してしまうという問題があった。すなわち、液晶パネル３００の略台形の歪み画像３４Ａ’の上底３４Ａ’ｕ（図２（Ｂ））がスクリーン３０において正画像３４の上底３４Ａｕ（図２（Ａ））に拡大される場合の拡大率は、液晶パネル３００の略台形の歪み画像３４Ａ’の下底３４Ａ’ｄ（図２（Ｂ））がスクリーン３０において正画像３４Ａの下底３４Ａｄ（図２（Ａ））に拡大される場合の拡大率より大きい。したがって、例えば、液晶パネル３００上に形成される歪み画像３４Ａ’がその画像内において等しい輝度を有する単色の「べた画像」である場合には、スクリーン３０上に形成される正画像３４Ａの上底３４Ａｕにおける輝度は、下底３４Ａｄにおける輝度よりも小さくなり、暗くなってしまう。
【０００７】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、投写型表示装置において、画像をあおり投写する場合に、投写された画像の画像内の輝度をうまく調整することができる技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の装置は、投写型表示装置であって、
入力される画像信号を調整して調整済み画像信号を出力するための画像調整部と、
前記調整済み画像信号に基づいて画像を形成するための画像形成部と、
前記画像形成部に形成された元画像をスクリーン上に投写するための投写光学系と、
を備え、
前記画像調整部は、
略矩形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像歪みを補正するために、前記画像形成部において略台形の元画像が形成されるように前記入力される画像信号を調整する画像歪み調整部と、
前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像内の輝度変化を補正するために、前記略台形の元画像を構成する複数のライン画像の輝度が、前記略台形の元画像の上底のライン画像から下底のライン画像に向かって単調に小さくなるように、前記複数のライン画像のそれぞれを調整する輝度調整部と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の装置を用いれば、画像形成部において形成された略台形の歪み画像をあおり投写する場合に、スクリーン上に歪みのない画像を表示するとともに、表示される歪みのない画像の画像内の輝度をうまく調整することが可能となる。
【００１０】
なお、本明細書においては、略台形を構成する互いにほぼ平行な２辺のうち、短辺を「上底」と呼び、長辺を「下底」と呼ぶ。
【００１１】
上記の装置において、
前記輝度調整部は、前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち上底のライン画像を基準ライン画像として、下底のライン画像に向かうにつれて単調に小さくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整することが好ましい。
【００１２】
このように、略台形の元画像の上底のライン画像を基準ライン画像とすれば、下底側の各ライン画像に対して、基準ライン画像より小さな輝度補正係数を乗じることができるので、スクリーン上に表示された画像の画像内の輝度をうまく調整することが可能となる。
【００１３】
上記の装置において、
前記輝度調整部は、前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち下底のライン画像を基準ライン画像として、上底のライン画像に向かうにつれて単調に大きくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整してもよい。
【００１４】
このように、略台形の元画像の下底のライン画像を基準ライン画像とする場合には、上底側の各ライン画像に対して、基準ライン画像より大きな輝度補正係数を乗じることによって、スクリーン上に表示された画像の輝度をうまく調整することができる。
【００１５】
また、上記の装置において、
前記輝度調整部は、前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち、各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値の平均が最大となるライン画像を基準ライン画像として、前記基準ライン画像より上底のライン画像に向かうにつれて単調に大きくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整し、前記基準ラインより下底のライン画像に向かうにつれて単調に小さくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整するようにしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、略台形の元画像のうち各画素の平均の輝度が最も大きいライン画像を基準ライン画像とすることができる。この基準ライン画像を基準とした輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じれば、スクリーン上に表示された画像の輝度をうまく調整することができる。
また、上記の装置において、
前記輝度調整部は、
前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち上底のライン画像を基準ライン画像として、下底のライン画像に向かうにつれて単調に小さくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整する第１の輝度調整モードと、
前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち下底のライン画像を基準ライン画像として、上底のライン画像に向かうにつれて単調に大きくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整する第２の輝度調整モードと、
前記略台形の元画像に含まれる前記複数のライン画像のうち、各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値の平均が最大となるライン画像を基準ライン画像として、前記基準ライン画像より上底のライン画像に向かうにつれて単調に大きくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整し、前記基準ラインより下底のライン画像に向かうにつれて単調に小さくなる輝度調整係数を各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値に乗じて輝度を調整する第３の輝度調整モードと、
を有し、
前記輝度調整部は、前記３つの輝度調整モードのうちから選択される輝度調整モードに従って輝度調整を実行してもよい。
【００１７】
上記の装置において、
前記輝度調整係数は、前記画像歪み調整部において前記入力される画像信号を調整する際に用いられる歪みの補正量に基づいて決定されることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、画像歪み調整部において用いた歪みの補正量に基づいて各ライン画像に含まれる複数の画素の画素値を調整することができるので、歪みの補正量と対応した輝度の調整を行うことが可能となる。
【００１９】
上記の装置において、
前記輝度調整係数は、前記略台形の元画像の高さ方向の歪みの補正量を用いて決定されることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、スクリーン上に表示された画像の輝度をうまく調整することができる。
【００２１】
また、上記の装置において、
前記輝度調整係数は、さらに、前記略台形の元画像のライン方向の歪みの補正量を用いて決定されることが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、スクリーン上に表示された画像の輝度をうまく調整することができる輝度調整係数をより正確に決定することが可能となる。
【００２３】
なお、本明細書において、「高さ方向」とは、略台形を構成する互いにほぼ平行な２辺（上底および下底）に垂直な方向を意味する。
【００２４】
上記の装置において、
前記輝度調整係数は、
前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像の上底のライン画像の幅と前記略矩形の元画像の下底のライン画像の幅とに基づいて決定される上底のライン画像から下底のライン画像に向かって線形に変化する第１の調整係数と、前記輝度調整係数の前記高さ方向の輝度補正量は、前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像の高さと前記略矩形の元画像の高さとに基づいて決定される上底のライン画像から下底のライン画像に向かって線形に変化する第２の調整係数と、を乗じた値に比例する値であるようにしてもよい。
【００２５】
このようにしても、スクリーン上に表示された画像の輝度を比較的うまく調整することができる。
また、上記の装置において、
前記輝度調整係数は、前記スクリーン上に表示される画像内の輝度を、画像全体で調整するための乗数を含むようにしてもよい。
【００２６】
本発明の方法は、画像をスクリーン上に投写して表示する投写型表示装置の画像形成部に形成される元画像を処理するための画像処理方法であって、
略矩形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像歪みを補正するために、前記画像形成部において略台形の元画像が形成されるように入力される画像信号を調整する工程と、
前記画像形成部において形成される前記略台形の元画像が前記スクリーン上にあおり投写される場合に生じる画像内の輝度変化を補正するために、前記略台形の元画像を構成する複数のライン画像の輝度が、前記略台形の元画像の上底のライン画像から下底のライン画像に向かって単調に小さくなるように、前記複数のライン画像のそれぞれを調整する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明の方法を用いても、上記の装置と同様の作用・効果を有し、画像形成部において形成された略台形の歪み画像をあおり投写する場合に、スクリーン上に歪みのない画像を表示するとともに、表示される歪みのない画像の画像内の輝度をうまく調整することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
Ａ．投写型表示装置：
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図３は、本発明の実施例としての投写型表示装置の電気的構成を主として示すブロック図である。この装置には、ＣＰＵ１００と、ビデオデコーダ１１０と、同期分離回路１２０と、ＡＤ変換部１２２と、ビデオプロセッサ２００と、２組のフレームメモリ１４０，１４２と、駆動部１５０と、液晶パネル３００とが備えられている。ＣＰＵ１００とビデオプロセッサ２００とは、バスライン１００ａを介して接続されている。また、バスライン１００ａには、液晶パネル３００に形成される画像を生成するためのパラメータ測定部４０２と、パラメータ設定部４０４と、輝度調整モード設定部４０６とが接続されている。また、この装置には、光源部３１０と投写レンズ３２０とが備えられている。
【００２９】
なお、図３に示す液晶パネル３００が本発明の画像形成部に相当し、光源部３１０と投写レンズ３２０とが本発明の投写光学系に相当する。また、図３に示す液晶パネル３００と光源部３１０と投写レンズ３２０とを除く各部が本発明の画像調整部に相当する。
【００３０】
ビデオデコーダ１１０には、ビデオレコーダやテレビなどから出力されたアナログ画像信号ＡＶ１が入力される。アナログ画像信号ＡＶ１は、輝度信号と色信号と同期信号とが重畳された信号である。ビデオデコーダ１１０は、入力されたアナログ画像信号ＡＶ１から、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のデジタル色信号で構成されるデジタル画像信号ＤＶ１を生成して出力するとともに、垂直および水平同期信号ＶＳＹＮＣ１，ＨＳＹＮＣ１を分離して出力する。なお、出力されたデジタル画像信号ＤＶ１と２つの同期信号ＶＳＹＮＣ１，ＨＳＹＮＣ１とは、後述するビデオプロセッサ２００に入力される。
【００３１】
一方、同期分離回路１２０には、パーソナルコンピュータから出力されたアナログ画像信号ＡＶ２が入力される。アナログ画像信号ＡＶ２は、アナログ色信号と垂直および水平同期信号とを含んでいる。同期分離回路１２０は、アナログ画像信号ＡＶ２から、垂直および水平同期信号ＶＳＹＮＣ２，ＨＳＹＮＣ２と、３色の色信号で構成されるアナログ色信号ＡＶ２’とを分離して出力する。アナログ色信号ＡＶ２’はＡＤ変換部１２２に入力される。
【００３２】
ＡＤ変換部１２２は、３つのＡＤ変換器を含んでいる。ＡＤ変換部１２２は、アナログ色信号ＡＶ２’に含まれる３色の色信号のそれぞれを順次ＡＤ変換して、３色のデジタル色信号で構成されるデジタル画像信号ＤＶ２を出力する。デジタル画像信号ＤＶ２と２つの同期信号ＶＳＹＮＣ２，ＨＳＹＮＣ２とは、ビデオプロセッサ２００に入力される。なお、ＡＤ変換部１２２におけるアナログ色信号ＡＶ２’のＡＤ変換は、ビデオプロセッサ２００から出力されるドットクロック信号ＤＣＬＫ（後述する）に従って実行される。
【００３３】
ビデオプロセッサ２００は、入力されたデジタル画像信号ＤＶ１，ＤＶ２から液晶パネル３００に供給するための画像データを生成する機能を有している。
【００３４】
図４は、ビデオプロセッサ２００の内部構成の一例を示す説明図である。ビデオプロセッサ２００は、サンプリングクロック生成部２１０と、データセレクタ２２０と、制御部２３０と、書込制御部２４０と、読出制御部２５０と、読出アドレス生成部２６０と、輝度調整部２８０とを備えている。制御部２３０は、バスライン１００ａを介してＣＰＵ１００と接続されており、ＣＰＵ１００からの指示に基づいてビデオプロセッサ２００内の各部を制御する。なお、図４に示す読出制御部２５０と読出アドレス生成部２６０とが、本発明の画像歪み調整部に相当する。
【００３５】
サンプリングクロック生成部２１０には、図３のビデオデコーダ１１０から出力された第１の同期信号ＶＳＹＮＣ１，ＨＳＹＮＣ１と、同期分離回路１２０から出力された第２の同期信号ＶＳＹＮＣ２，ＨＳＹＮＣ２とが入力されている。サンプリングクロック生成部２１０は、制御部２３０から供給される制御信号ＣＴＲＳに基づいて、第１および第２の同期信号のいずれか一方を選択し、選択された同期信号に基づいてサンプリングクロック信号ＳＣＬＫを生成する。生成されたサンプリングクロック信号ＳＣＬＫは制御部２３０に入力され、制御部２３０がビデオプロセッサ２００内の各部を制御するのに利用される。サンプリングクロック生成部２１０は、第２の同期信号ＶＳＹＮＣ２，ＨＳＹＮＣ２が選択された場合には、さらに、ＡＤ変換部１２２（図３）に供給するための前述のドットクロック信号ＤＣＬＫを出力する。
【００３６】
データセレクタ２２０には、２つのデジタル画像信号ＤＶ１，ＤＶ２が入力されている。データセレクタ２２０は、制御部２３０から供給されるセレクト信号ＳＥＬに基づいて２つのデジタル画像信号ＤＶ１，ＤＶ２のうちいずれか一方を選択し、選択されたデジタル画像信号ＤＶを出力する。
【００３７】
書込制御部２４０は、入力されたデジタル画像信号ＤＶを２組のフレームメモリ１４０（図３）に交互に書き込む機能を有している。書込制御部２４０は、２組のフレームメモリ１４０に対し、それぞれ１フレーム分の画像データＤＴ，ＤＴ’を書き込む。すなわち、第１のフレームメモリ１４０に１フレーム分の画像データＤＴを書き込んだ後に、第２のフレームメモリ１４２に次の１フレーム分の画像データＤＴ’を書き込む。第１および第２のフレームメモリ１４０，１４２に書き込まれる画像データＤＴ，ＤＴ’は略矩形の画像を表している。なお、書込制御部２４０における書き込み動作は、制御部２３０から供給される書込制御信号ＣＴＲＷに基づいて行われる。書込制御信号ＣＴＲＷは、制御部２３０において、サンプリングクロック生成部２１０から入力されるサンプリングクロック信号ＳＣＬＫに応じて生成される。
【００３８】
読出制御部２５０は、２組のフレームメモリ１４０，１４２から略台形の歪み画像を表す歪み画像データＤＴＳ，ＤＴＳ’を交互に読み出す機能を有している。読出制御部２５０は、２組のフレームメモリ１４０，１４２に記憶された略矩形の画像を表す画像データＤＴ，ＤＴ’に含まれる複数の画素のうち、略台形の歪み画像を表す歪み画像データＤＴＳ，ＤＴＳ’を構成するのに必要な画素の画素データを選択して読み出す。この読み出し画素の選択は、後述する読出アドレス生成部２６０から供給されるアドレス制御信号ＡＤＤによって制御される。また、読み出し動作は、制御部２３０から供給される制御信号ＣＴＲＲによって制御される。なお、制御信号ＣＴＲＲは、駆動部１５０（図３）から供給される同期信号ＶＳＹＮＣ３，ＨＳＹＮＣ３に従って生成される信号である。このように読み出された歪み画像データＤＴＳ，ＤＴＳ’は、歪み画像データＤＤＶとして読出制御部２５０から順次出力される。なお、この歪み画像データＤＤＶに基づく歪み画像を、そのまま図３の液晶パネル３００に形成すれば、スクリーン３０上で図２（Ａ）に示すような歪みのない正画像３４Ａを表示することが可能となる。
【００３９】
図５は、液晶パネル３００に形成される正画像３４’と歪み画像３４Ａ’との関係を示す説明図である。なお、図５に示す２つの画像３４’，３４Ａ’は、図２（Ｂ）に示す２つの画像３４’，３４Ａ’と同じである。前述したように、あおり投写しない場合には、液晶パネル３００には正画像３４’を形成すればよい。一方、あおり投写する場合には、液晶パネル３００には歪み画像３４Ａ’を形成させる必要がある。換言すれば、あおり投写の場合には、正画像３４’を歪み画像３４Ａ’に変換して形成させる必要がある。具体的には、図５に示すように、正画像３４’の点ＦＰ’における画像が、歪み画像３４Ａ’における点ＦＰＡ’の位置に形成されるように変更する。正画像３４’と歪み画像３４Ａ’との関係は、例えば、数式１によって表される。
【００４０】
【数１】
0003998840.tif 000002
【００４１】
ここで、（Ｘｂ，Ｙｂ）は、図５に示すように、液晶パネル３００における正画像３４’の座標値を示している。（Ｈｎ，Ｖｎ）は、液晶パネル３００における歪み画像３４Ａ’の座標値を示している。Ｖｍは、液晶パネル３００の垂直方向の最大の座標値を示している。なお、これらの座標値は、図５に示す液晶パネル３００の左下点を座標原点ＯＲＧ（０，０）とした場合の座標値である。また、Ｌは、図１に示すように、投写型表示装置２０内の液晶パネル３００とスクリーン３０との距離を示している。θは、投写型表示装置２０から射出される光の光軸２０ｃとスクリーン３０の法線３０ｎとのずれ角を示している。数式１に示す関係については、例えば、特開平８−９８１１９号公報に記載されている。なお、本実施例においては、数式１に示す関係に基づいて、歪み画像３４Ａ’を生成するが、他の関係式を用いてもよい。
【００４２】
数式１の距離Ｌとずれ角θとの２つのパラメータは、図３に示すパラメータ測定部４０２あるいはパラメータ設定部４０４によって与えられる。パラメータ測定部４０２は、距離Ｌとずれ角θとを測定する機能を有している。距離Ｌは、例えば、カメラのオートフォーカスなどで用いられる距離計測用の超音波センサなどを投写型表示装置２０に備えることによって測定することができる。ずれ角θは、図１に示すように、あおり投写する際の投写型表示装置２０の傾きを調整する「足」の出方を測定することによって求めることができる。一方、パラメータ設定部４０４においては、ユーザが距離Ｌとずれ角θとの値をそれぞれ設定する。パラメータ測定部４０２あるいはパラメータ設定部４０４によって決定される２つのパラメータＬ，θを用いれば、数式１の関係から、歪み画像３４Ａ’内の各点に対応する正画像３４’内の点の位置関係を知ることができる。なお、パラメータ測定部４０２あるいはパラメータ設定部４０４によって決定された２つのパラメータＬ，θは、バスライン１００ａおよび図４の制御部２３０を介して読出アドレス生成部２６０に与えられる。
【００４３】
読出アドレス生成部２６０は、制御部２３０から入力されるパラメータＬ，θの値を用いて、数式１の関係に基づいて、前述のアドレス制御信号ＡＤＤを出力する。具体的には、図５に示す略台形の歪み画像３４Ａ’内に含まれる各画素位置（Ｈｎ，Ｖｎ）に対応する正画像３４’の画素位置（Ｘｂ，Ｙｂ）を特定するためのアドレス値をアドレス制御信号ＡＤＤとして出力する。また、図５の斜線部に示す略台形の歪み画像３４Ａ’内に含まれない画素位置に対応する正画像３４’の画素位置、液晶パネル３００の領域外となる。この場合には、アドレス制御信号ＡＤＤとして、対応する正画像３４’の画素が存在しないことを示すアドレス値（例えば、「０」）を出力する。アドレス制御信号ＡＤＤは、制御部２３０から供給される制御信号ＣＴＲＲに基づくタイミングで順次出力される。
【００４４】
上記のように、読出制御部２５０は、２つのフレームメモリ１４０，１４２に記憶された画像データＤＴ，ＤＴ’に含まれる複数の画素のうち、アドレス制御信号ＡＤＤによって指定されたアドレスに記憶された画素データのみを順次抽出することによって、歪み画像データＤＤＶを出力する。このとき、対応する正画像３４’の画素が存在しないことを示すアドレス値（例えば、「０」）が入力される場合には、その画素については、例えば、「黒」を示す画素データを出力する。これによって、読出制御部２５０は、図５に示す略台形の歪み画像３４Ａ’を含む矩形の画像を表す歪み画像データＤＤＶを出力することができる。
【００４５】
輝度調整部２８０は、読出制御部２５０から出力された歪み画像データＤＤＶによって表される歪み画像の輝度を調整して、調整済み画像データＡＤＶを出力する機能を有している。
【００４６】
図６は、輝度調整部２８０における処理を示す説明図である。図６（Ａ）は、輝度調整部２８０に入力される歪み画像データＤＤＶによって表される略台形の歪み画像が液晶パネル３００にそのまま形成された場合を示している。図６（Ｂ）〜（Ｄ）は、輝度調整部２８０から出力される調整済み画像データＡＤＶ１〜ＡＤＶ３によって表される３種類の略台形の歪み画像が液晶パネル３００に形成された場合を示している。なお、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示す画像は、図４のフレームメモリ１４０，１４２内に全て同じ画素値を有する単色の「べた画像」を表す画像データＤＴ，ＤＴ’が記憶されている場合に出力される歪み画像データＤＤＶおよび調整済み画像データＡＤＶ１〜ＡＤＶ３によって表される画像を示している。したがって、液晶パネル３００に形成される図６（Ａ）の歪み画像の画像内の輝度はほぼ均一であるが、図６（Ｂ）〜（Ｄ）の調整済み画像の画像内の輝度は調整されている。
【００４７】
輝度調整部２８０における図６（Ｂ）〜（Ｄ）に示す処理は、図３の輝度調整モード設定部４０６において設定される輝度調整モードに従って行われる。ユーザにより設定された輝度調整モードは、図４に示すようにバスライン１００ａおよび制御部２３０を介して、モード情報信号ＭＤとして輝度調整部２８０に入力される。
【００４８】
図６（Ｂ）は、第１の輝度調整モードを用いた場合の調整済み画像データＡＤＶ１によって表される調整済み画像が、液晶パネル３００に形成された場合を示している。第１の輝度調整モードを用いる場合には、略台形の歪み画像の上底の水平ラインが基準ラインとして設定され、各水平ラインの輝度が調整される。ここで、「基準ライン」とは、輝度調整の基準となる水平ラインを意味し、他の水平ラインは基準ラインとの関係により輝度が調整される。本実施例の輝度調整においては、各水平ラインに含まれる複数の画素のそれぞれに対して、水平ライン毎に変化する第１の係数Ｋ１（ｔ）が乗じられる。第１の係数Ｋ１（ｔ）は、次の数式２によって表される。
【００４９】
【数２】
0003998840.tif 000003
【００５０】
ここで、図６（Ａ）に示すように、ｔは、略台形の歪み画像を構成する各水平ラインを下底から数えたときのｔ番目の水平ラインを示しており、ｔmax は、略台形の歪み画像の上底の水平ラインであるｔmax 番目の水平ラインを示す。Ｈ（ｔ）は、略台形の歪み画像を構成するｔ番目の水平ラインの幅を意味し、Ｖ（ｔ）は、ｔ番目の水平ラインの高さを意味する。したがって、Ｈ（ｔmax ）は、略台形の歪み画像のｔmax 番目の水平ライン（上底の水平ライン）の幅を示しており、Ｖ（ｔmax ）は、上底の水平ラインの高さを示している。また、Ｈｍは、図５に示すＨｍと同じであり、０番目の水平ライン（下底の水平ライン）の幅Ｈ（０）を意味する。また、Ｓ１は、０より大きな定数である。なお、定数Ｓ１については、さらに、後述する。
【００５１】
数式２から分かるように、第１の係数Ｋ１（ｔ）は、基準ラインであるｔmax 番目の上底の水平ラインについては「Ｓ１」となり、０番目の下底の水平ラインについては「Ｓ１・（Ｈ（ｔmax ）・Ｖ（ｔmax ））／（Ｈｍ・Ｖｍ）」となるように変化する。具体的には、数式２のＨｍが含まれる第１の括弧内の関数は、上底ラインであるｔmax 番目の水平ラインにおいて「１」となり、下底ラインである０番目の水平ラインにおいて「Ｈ（ｔmax ）／Ｈｍ」となるように、水平ラインｔに応じて線形に変化する。また、Ｖｍが含まれる第２の括弧内の関数は、上底ラインであるｔmax 番目の水平ラインにおいて「１」となり、下底ラインである０番目の水平ラインにおいて「Ｖ（ｔmax ）／Ｖｍ」となるように、水平ラインｔに応じて線形に変化する。したがって、第１の係数Ｋ１（ｔ）は、略台形の歪み画像を構成する上底側の水平ラインから下底側の水平ラインに向かうにつれて単調に小さくなる。
【００５２】
なお、上記の説明から分かるように、数式２のＨｍが含まれる第１の括弧内の関数は、略台形の歪み画像の水平方向の歪みの補正量に基づく水平方向に関する輝度補正量を意味する。また、数式２のＶｍが含まれる第２の括弧内の関数は、略台形の歪み画像の垂直方向の歪みの補正量に基づく垂直方向に関する輝度補正量を意味する。
【００５３】
このとき、液晶パネル３００に形成される略台形の歪み画像の輝度は、図６（Ｂ）に示すように調整される。すなわち、液晶パネル３００に表示される基準ラインである上底の水平ラインのライン画像の輝度についてはＳ１倍に調整され、他の水平ラインのライン画像の輝度については、上底側の水平ラインから下底側の水平ラインに向かうにつれて単調に小さくなる。なお、図６（Ｂ）においては、図示の便宜上、略台形の歪み画像の輝度変化は６つの領域に区分して表されているが、実際には、各水平ライン毎に単調に輝度が変化している。このようにして、液晶パネル３００に形成される略台形の歪み画像の輝度を調整した調整済み画像データＡＤＶ１を生成することにより、スクリーン３０上に表示される正画像の輝度を、その画像全体でほぼ均一にすることが可能となる。
【００５４】
なお、スクリーン３０上に表示される画像が比較的暗い場合には、定数Ｓ１を１より大きな値に設定することによって、画像全体を明るくすることができる。すなわち、第１の係数Ｋ１（ｔ）に含まれる定数Ｓ１は、スクリーン３０上に表示される正画像の画像全体の輝度をほぼ均一に保ったまま、さらに、画像全体の輝度を調整するための乗数である。なお、定数Ｓ１の設定は、例えば、輝度を調整する前の略台形の歪み画像に含まれる全ての画素の平均の画素値を求めることによってうまく行うことができる。この平均の画素値は、読出制御部２５０（図４）において略台形の歪み画像を構成する各画素データを読み出す際に求めることができる。求められた平均の画素値が比較的小さい場合には、スクリーン３０上に表示される画像を明るくするために定数Ｓ１として１を超える比較的大きな値を設定すればよい。
【００５５】
図６（Ｃ）は、第２の輝度調整モードを用いた場合の調整済み画像データＡＤＶ２によって表される調整済み画像が、液晶パネル３００に形成された場合を示している。第２の輝度調整モードを用いる場合には、略台形の歪み画像の下底の水平ラインが基準ラインとして設定され、各水平ラインの輝度が調整される。この場合には、各水平ラインに含まれる複数の画素のそれぞれに対して、水平ライン毎に変化する第２の係数Ｋ２（ｔ）が乗じられる。第２の係数Ｋ２（ｔ）は、次の数式３によって表される。
【００５６】
【数３】
0003998840.tif 000004
【００５７】
数式３から分かるように、第２の係数Ｋ２（ｔ）は、基準ラインである０番目の下底の水平ラインについて「Ｓ２」となり、ｔmax 番目の上底の水平ラインについて「Ｓ２・（Ｈｍ・Ｖｍ）／（Ｈ（ｔmax ）・Ｖ（ｔmax ））」となるようい変化する。具体的には、数式３のＨｍが含まれる第１の括弧内の関数は、上底ラインであるｔmax 番目の水平ラインにおいて「Ｈｍ／Ｈ（ｔmax ）」となり、下底ラインである０番目の水平ラインにおいて「１」となるように、水平ラインｔに応じて線形に変化する。また、Ｖｍが含まれる第２の括弧内の関数は、上底ラインであるｔmax 番目の水平ラインにおいて「Ｖｍ／Ｖ（ｔmax ）」となり、下底ラインである０番目の水平ラインにおいて「１」となるように、水平ラインｔに応じて線形に変化する。したがって、この場合にも、第２の係数Ｋ２（ｔ）は、略台形の歪み画像を構成する上底側の水平ラインから下底側の水平ラインに向かうにつれて単調に小さくなっている。
【００５８】
このとき、液晶パネル３００に形成される略台形の歪み画像の輝度は、図６（Ｃ）に示すように、基準ラインである下底の水平ラインのライン画像の輝度についてはＳ２倍に調整され、他の水平ラインのライン画像の輝度については、下底側の水平ラインから上底側の水平ラインに向かうにつれて単調に大きくなる。第２の係数Ｋ２（ｔ）を用いる場合にも、第１の係数Ｋ１（ｔ）を用いる場合と同様に、スクリーン３０上に表示される正画像の輝度を、その画像全体においてほぼ均一にすることができる。
【００５９】
ただし、数式３に示す第２の係数Ｋ２（ｔ）は、定数Ｓ２が「１」である場合には常に１以上の値となるため、略台形の歪み画像の上底側のライン画像に含まれる画素の画素値が大きな値を示す場合には、第２の係数Ｋ２（ｔ）を乗じることによって画素値のダイナミックレンジを超えてしまう場合がある。例えば、各画素の画素値が８ビットで構成されている場合には、第２の係数Ｋ２（ｔ）を乗じることによって、ダイナミックレンジ（０〜２５５）を超える値となってしまう場合がある。このような場合には、第２の係数Ｋ２（ｔ）に含まれる定数Ｓ２を１より小さな値に設定することによって、画像全体を暗くすることが好ましい。なお、定数Ｓ２の設定は、上記の定数Ｓ１の設定と同様に、輝度を調整する前の略台形の歪み画像に含まれる全ての画素の平均の画素値に基づいて行うことができる。
【００６０】
図６（Ｄ）は、第３の輝度調整モードを用いた場合の調整済み画像データＡＤＶ３によって表される調整済み画像が、液晶パネル３００に形成された場合を示している。第３の輝度調整モードを用いる場合には、略台形の歪み画像の各水平ラインに含まれる複数の画素の画素値の平均が最大となる水平ラインが基準ラインとして設定され、各水平ラインの輝度が調整される。輝度調整においては、各水平ラインに含まれる複数の画素のそれぞれに対して、水平ライン毎に変化する第３の係数Ｋ３（ｔ）が乗じられる。第３の係数Ｋ３（ｔ）は、次の数式４によって表される。
【００６１】
【数４】
0003998840.tif 000005
【００６２】
ここで、ｔｌは、基準ラインとなるｔｌ番目の水平ラインを示している。また、Ｈ（ｔｌ）は、略台形の歪み画像を構成するｔｌ番目の水平ラインの幅を示している。
【００６３】
数式４から分かるように、第３の係数Ｋ３（ｔ）は、略台形の歪み画像を構成する各水平ラインについては、上底側の水平ラインから下底側の水平ラインに向かうにつれて単調に小さくなり、また、基準ラインｔｌについては「Ｓ３」となる。
【００６４】
このとき、液晶パネル３００に形成される略台形の歪み画像の輝度は、図６（Ｄ）に示すように調整される。液晶パネル３００に表示される基準ラインであるｔｌ番目の水平ラインのライン画像の輝度についてはＳ３倍に調整され、他の水平ラインのライン画像の輝度については、上底側の水平ラインから下底側の水平ラインに向かうにつれて単調に小さくなる。したがって、第３の係数Ｋ３（ｔ）を用いる場合にも、上記の第１および第２の係数Ｋ１（ｔ），Ｋ２（ｔ）を用いる場合と同様に、スクリーン３０上に表示される正画像の輝度を、その画像全体においてほぼ均一にすることができる。また、この場合には、略台形の歪み画像の各水平ラインに含まれる複数の画素の画素値の平均が最大となる水平ラインが基準ラインとして設定されているので、下底の水平ラインを基準ラインとする第２の輝度調整モード（数式３）よりも、各水平ラインに含まれる画素値がダイナミックレンジを超える恐れが少なくなるという利点がある
【００６５】
なお、上記においては、略台形の歪み画像の各水平ラインに含まれる複数の画素の画素値の平均が最大となる水平ラインが基準ラインとして設定されているが、略台形の歪み画像に含まれる全ての画素うち画素値が最大となる画素を含む水平ラインを基準ラインとして設定してもよい。
【００６６】
このように、輝度調整部２８０（図４）は、制御部２３０から入力されるモード情報信号ＭＤに従って、輝度調整モードを決定する。また、読出アドレス生成部２６０から入力される種々の水平ライン（上底ライン、下底ライン、基準ラインなど）の幅や高さなどの係数決定情報ＫＤに基づいて、各輝度調整モードにおいて必要な輝度調整係数Ｋ１（ｔ）〜Ｋ３（ｔ）の内容を決定する。そして、決定された輝度調整係数に基づいて、歪み画像データＤＤＶを構成する各ライン画像信号の画素値を調整し、調整済み画像データＡＤＶを出力する。
【００６７】
ところで、上記の第１ないし第３の係数Ｋ１（ｔ）〜Ｋ３（ｔ）では、上底の水平ラインから下底の水平ラインに向かって、水平方向（ライン方向）についてのみならず垂直方向（高さ方向）についても、その輝度補正量は線形で変化している。例えば、数式２に示す第１の係数Ｋ１（ｔ）では、垂直方向の輝度補正量を示すＶｍが含まれる第２の括弧内の関数は、水平ラインの位置ｔに応じて線形に変化する関数である。しかし、実際には、略台形の歪み画像は、数式１に基づいて、図５に示すように補正される。すなわち、略台形の歪み画像は、水平方向については、上底の水平ラインから下底の水平ラインまでほぼ線形に補正されているが、垂直方向については、上底側ほど大きな割合で補正されている。したがって、垂直方向の輝度補正量については、数式１に忠実に従った補正量を用いることが望ましい。こうすれば、歪み画像を生成する際の補正量と対応した輝度調整を行うことができるので、スクリーン上に表示される画像内の輝度分布をよりかなり均一にすることができるという利点がある。ただし、上記のように垂直方向について線形に変化する輝度補正量を用いる場合には、スクリーン３０上に表示される正画像の画像内の輝度を容易にほぼ均一にすることができるという利点がある。
【００６８】
また、上記の係数Ｋ１（ｔ）〜Ｋ３（ｔ）は、略台形の歪み画像を構成する各ラインの水平方向の輝度補正量にのみ基づいて決定されていてもよい。この場合には、第１の係数Ｋ１（ｔ）については、例えば、数式２の水平方向の輝度補正量に関するＨｍが含まれる第１の括弧内の関数を２乗したものを用いればよい。こうしても、スクリーン３０上に表示される正画像の輝度分布をほぼ均一にすることが可能となる。
【００６９】
また、上記の第１ないし第３の係数Ｋ１（ｔ）〜Ｋ３（ｔ）に代えて、次の数式５で表される係数Ｋ（ｔ）を用いてもよい。
【００７０】
【数５】
0003998840.tif 000006
【００７１】
ここで、ｓは、０より大きな定数である。
【００７２】
上記の数式５を用いても、スクリーン３０上に表示される正画像の輝度分布をほぼ均一にすることができる可能性がある。
【００７３】
上記の説明から分かるように、輝度調整係数は、略矩形の歪み画像を表す歪み画像データＤＤＶを生成する際に用いられる歪みの補正量に基づいて決定されていればよい。
【００７４】
図３の駆動部１５０は、供給された調整済み画像データＡＤＶに従って液晶パネル３００を駆動する。液晶パネル３００には、光源部３１０から射出される光が照射されており、液晶パネル３００が駆動されることにより液晶パネル３００に調整済み画像データＡＤＶによって表される輝度が調整された歪み画像が形成される。液晶パネル３００に形成された歪み画像は、投写光学系によって投写され、スクリーン３０上に輝度がほぼ均一に調整された正画像が表示される。
【００７５】
以上、説明したように、本実施例においては、液晶パネル３００に形成される略台形の歪み画像を構成する各ラインのライン画像の輝度を調整する。これにより、スクリーン３０上において、歪みのない正画像を表示させることができるとともに、表示される正画像の画像内の輝度をうまく調整することが可能となる。
【００７６】
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。
【００７７】
（１）上記実施例では、画像形成部として、液晶パネル３００を用いているが、これに代えてマイクロミラー型光変調装置を用いるようにしてもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）（ＴＩ社の登録商標）を用いることができる。また、画像形成部として、高輝度ブラウン管を用いることも可能である。本発明の画像形成部としては、一般に、画像信号を画像光に変換する種々の装置を利用することができる。
【００７８】
なお、画像形成部として、上記の高輝度ブラウン管を用いる場合には、通常、最高輝度の状態は利用されていないので、略台形の歪み画像の上底側のライン画像の輝度を、対応する矩形の正画像のライン画像の輝度よりも大きくすることが容易である。一方、液晶パネルにおいては、通常、パネルのほぼ最高の光透過率まで利用されているため、略台形の歪み画像の上底側のライン画像の輝度を、対応する矩形の正画像のライン画像の輝度と同等にして、略台形の歪み画像の下底側のライン画像の輝度を小さくすることが好ましい。
【００７９】
（２）上記実施例では、図４に示す読出制御部２５０は、略台形の歪み画像を構成するのに必要な画素データをフレームメモリ１４０，１４２からそのまま読み出すことにより歪み画像データＤＤＶを出力しているが、略台形の歪み画像データＤＤＶに含まれる各画素データは補完されていてもよい。画素データの補完は、例えば、略台形の歪み画像において隣接する画素の画素データ間で行えばよい。
【００８０】
（３）上記実施例では、図１（Ｂ）に示すように、投写型表示装置２０から射出される画像を上方にあおり投写する場合について説明したが、投写型表示装置２０を天井などに吊り下げて画像を下方にあおり投写する場合についても、同様に本発明を適用することができる。この場合には、液晶パネル３００上に、図６に示す略台形の歪み画像と上下逆向きの画像を形成すればよい。この場合にも、略台形の歪み画像の輝度は、上底（短辺）の水平ラインから下底（長辺）の水平ラインに向かって単調に小さくなるように調整すればよい。
【００８１】
（４）上記実施例では、図４に示すように、本発明の画像歪み調整部と輝度調整部とに相当する読出制御部２５０と読出アドレス生成部２６０と輝度調整部２８０とが、投写型表示装置２０の内部に備えられている場合について説明したが、他の画像処理装置が、画像歪み調整部と輝度調整部とを備えるようにしてもよい。この場合には、他の画像処理装置が、入力される画像信号を調整することによって調整済み画像信号を生成し、画像形成部と投写光学系とを備える投写部に供給すればよい。なお、この場合には、他の画像処理装置と投写部とが、本発明の投写型表示装置に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】投写型表示装置を用いて投写される画像を示す説明図。
【図２】あおり投写する場合に、スクリーン３０上に表示される画像と液晶パネル３００に形成される画像との関係を示す説明図。
【図３】本発明の実施例としての投写型表示装置の電気的構成を主として示すブロック図。
【図４】ビデオプロセッサ２００の内部構成の一例を示す説明図。
【図５】液晶パネル３００に形成される正画像３４’と歪み画像３４Ａ’との関係を示す説明図。
【図６】輝度調整部２８０における処理を示す説明図。
【符号の説明】
２０…投写型表示装置
３０…スクリーン
１００…ＣＰＵ
１００ａ…バスライン
１１０…ビデオデコーダ
１２０…同期分離回路
１２２…ＡＤ変換部
１４０，１４２…フレームメモリ
１５０…駆動部
２００…ビデオプロセッサ
２１０…サンプリングクロック生成部
２２０…データセレクタ
２３０…制御部
２４０…書込制御部
２５０…読出制御部
２６０…読出アドレス生成部
２８０…輝度調整部
３００…液晶パネル
３１０…光源部
３２０…投写レンズ
４０２…パラメータ測定部
４０４…パラメータ設定部
４０６…輝度調整モード設定部
【図１】
0003998840.tif 000007
【図２】
0003998840.tif 000008
【図３】
0003998840.tif 000009
【図４】
0003998840.tif 000010
【図５】
0003998840.tif 000011
【図６】
0003998840.tif 000012