(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状表示装置により変調した光をスクリーンに投射する投射型表示装置であって、前記スクリーンのアスペクト比を認識し、当該スクリーンのアスペクト比と同じアスペクト比の仮想表示領域を前記格子状表示装置に表示する制御部を備え、前記制御部は前記スクリーン上に指定された４点の座標指示点に対応する前記格子状表示装置上の４点に前記仮想表示領域が一致するように歪補正パラメータを演算し、前記歪補正パラメータに基づいて歪補正された映像を格子状表示装置に表示することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の投射型表示装置であって、前記仮想表示領域を枠により表示することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の投射型表示装置であって、前記仮想表示領域を四隅の点により表示することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の投射型表示装置であって、前記仮想表示領域を前記仮想表示領域以外の領域を明示することにより表示することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の投射型表示装置であって、前記仮想表示領域以外の領域を所定の色で塗りつぶすことにより明示することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の投射型表示装置であって、前記映像をそのアスペクト比によらず、前記格子状表示装置上の４点で囲まれる領域内に表示することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の投射型表示装置であって、前記スクリーンの前記アスペクト比は、制御部に入力された前記スクリーンの縦および横の寸法から求められることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の投射型表示装置であって、前記スクリーンの前記アスペクト比は、制御部において予めスクリーンの縦および横の寸法から求められることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項９】
格子状表示装置により変調した光をスクリーンに投射する投射型表示装置における映像の歪補正方法であって、前記スクリーンのアスペクト比を認識する工程と、前記スクリーンのアクペクト比と同じアスペクト比の仮想表示領域を前記格子状表示装置に表示する工程と、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、前記座標指示点に対応する前記格子状表示装置上の４点に前記仮想表示領域が一致するように歪補正パラメータを演算する工程と、前記歪補正パラメータに基づいて歪補正された映像を格子状表示装置に表示する工程を含むことを特徴とする歪補正方法。
【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（ここでは縦：横寸法比）に対応して適切に投射するように歪み補正を行うことが可能な投射型表示装置及び歪補正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、プロジェクタ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、あるいは正方形や長方形以外の一般の四角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。
【０００７】
このように４点補正をアスペクト比が４：３の入力映像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のスクリーン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に歪みが生じる。また、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、格子状表示装置とスクリーンとのアスペクト比が異なっていても適切に歪補正を行い、あるいはさらに、その状態で入力映像のアスペクト比が変化した場合でも、意図しない表示を未然に防止することを可能にした投射型表示装置及び歪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により変調した光をスクリーンに投射する投射型表示装置であって、前記スクリーンのアスペクト比を認識し、当該スクリーンのアスペクト比と同じアスペクト比の仮想表示領域を前記格子状表示装置に表示する制御部を備え、前記制御部は前記スクリーン上に指定された４点の座標指示点に対応する前記格子状表示装置上の４点に前記仮想表示領域が一致するように歪補正パラメータを演算し、前記歪補正パラメータに基づいて歪補正された映像を格子状表示装置に表示することを特徴とする。ここで、仮想表示領域の表示は、第１に枠により表示する、第２に四隅の点により表示する、第３に仮想表示領域以外の領域を明示することにより表示する。この第３の場合、当該仮想表示領域以外の領域を所定の色で塗りつぶすことにより明示することが可能である。また、本発明では、映像をそのアスペクト比の相違によらず格子状表示装置上の４点で囲まれる領域内に表示する。さらに、スクリーンのアスペクト比は、制御部に入力されたスクリーンの縦および横の寸法から求められ、あるいは、制御部において予めスクリーンの縦および横の寸法から求められる。
【００１０】
本発明の格子状表示装置により変調した光をスクリーンに投射する投射型表示装置における映像の歪補正方法は、前記スクリーンのアスペクト比を認識する工程と、前記スクリーンのアクペクト比と同じアスペクト比の仮想表示領域を前記格子状表示装置に表示する工程と、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、前記座標指示点に対応する前記格子状表示装置上の４点に前記仮想表示領域が一致するように歪補正パラメータを演算する工程と、前記歪補正パラメータに基づいて歪補正された映像を格子状表示装置に表示する工程を含むことを特徴とする歪補正方法である。
【００１１】
本発明によれば、格子状表示装置上に表示した仮想表示領域に基づいてスクリーン上に４点の座標指示点を設定し、この座標指示点に基づいて歪補正パラメータを演算し、この歪補正パラメータに基づいて映像を歪補正しているので、適切な映像の投射を行うことができ、あるいはさらに入力映像のアスペクト比が変化した場合においても投射映像が欠けることがない。
【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補正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、これらから当該スクリーン２のアスペクト比に対応する格子状表示装置上での仮想表示領域Ｓａを演算し、演算した仮想表示領域Ｓａを格子状表示装置に表示する（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、すなわち格子状表示装置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Ｓａを求め、得られた仮想表示領域Ｓａを格子状表示装置上に表示する。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格子状表示装置上、すなわちスクリーン２面上での領域が確定される。これらの図では入力映像の横寸法にあわせてスクリーンのアスペクト比となるように仮想表示領域Ｓａを表示した例を示している。
【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する。このとき、仮想表示領域Ｓａがスクリーン２に投射される。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例えば図３（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、たとえスクリーンとアスペクト比の異なる入力映像であっても、スクリーン２上において歪みの無い、しかもスクリーンからはみ出すことがな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のアスペクト比に対応して格子状表示装置上に仮想表示領域Ｓａを予め設定しておき、スクリーン２に投射された仮想表示領域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）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、図５（ｂ）に示すように、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のアクペクト比に対応した格子状表示装置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、格子状表示装置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、格子状表示装置に表示した仮想表示領域をスクリーンに投射し、投射され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、スクリーンに歪のない適切な映像の投射を行うことが可能になり、あるいはさらに入力映像のアスペクト比が変化した場合においても投射映像が欠けることがない。
【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補正方法を説明するための概念図である。
【図５】  スクリーンと格子状表示装置とのアスペクト比が異なる場合の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】
0003761541.tif 000002
【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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