CN102025951B - 投影型显示装置、梯形失真修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供使通过投影所形成的显示图像的梯形失真修正的精度提高的投影型显示装置、梯形失真修正方法。该投影型显示装置具备：投影部，其具备能够使投影图像变焦的光学系统，且投影图像；梯形失真修正部，其假定变焦比是预定的设定变焦比，基于图像的投影角度进行图像的梯形失真修正；获得与投影角度对应的第1参数，基于第1参数计算以投影角度投影显示图像时的消失点的位置，获得在投影面上投影显示图像时的变焦比、即投影变焦比，基于设定变焦比以及投影变焦比对消失点进行相似变换而计算与消失点对应的修正目标点，并基于修正目标点，修正第1参数而计算第2参数，对于梯形失真修正部提供所计算的第2参数作为投影角度，使其进行梯形失真修正。

Description

投影型显示装置、梯形失真修正方法

技术领域

本发明涉及投影型显示装置，特别涉及在投影面上显示的图像的失真修正技术。

背景技术

投影机通常通过倾斜投影(あおり投写)在投影面上投影图像。所谓倾斜投影，指投影机的光源光轴相对于投影面非垂直地相交的情况下的投影方法。在进行倾斜投影的情况下，在投影面上显示的图像会失真。因此，投影机通过在液晶面板等图像形成部形成失真了的图像，以在投影面上显示不失真的图像、即具有正确的高宽比的矩形图像的方式进行修正(以下也称为梯形失真修正)。作为对因倾斜投影引起的失真进行修正的技术，已知有下述的技术。

【专利文献1】特开2008-306644号公报

【专利文献2】特开2008-312127号公报

在进行因倾斜投影引起的梯形失真修正的情况下，在修正处理中需要由投影机进行的投影时的变焦比的值和投影面与投影机的投影光轴的角度(以下也称为投影角度)。但是，投影机通常不使用投影时的实际的变焦比(以下也称为投影变焦比)，而是使用预先设定的预定的变焦比(以下也称为设定变焦比)的值和实际投影时的投影角度来进行梯形失真修正。在此情况下，由于不是基于实际投影时的变焦比、即投影变焦比来进行图像的梯形失真修正，所以在屏幕上投影的图像成为与正确的高宽比的矩形形状、依情况相差很远的图像。

发明内容

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而实现的，其可以作为以下的方式或应用例而实现。

[应用例1]

一种投影型显示装置，具备：投影部，其具备能够使在投影面上投影的投影图像变焦的光学系统，且其投影至少包含2组平行线的图像；梯形失真修正部，其假定前述光学系统的变焦比是预定的变焦比、即设定变焦比，而基于前述图像的投影角度进行前述图像的梯形失真修正；参数获得部，其获得第1参数，该第1参数是与投影角度对应的参数，该投影角度表示前述投影型显示装置相对于前述投影面的相对的配置；消失点计算部，其基于前述第1参数，计算前述投影部以前述投影角度在前述投影面上投影显示前述图像时的、前述图像的前述平行线所形成的消失点的位置；投影变焦比获得部，其获得前述投影部在前述投影面上投影显示前述图像时的变焦比、即投影变焦比；参数计算部，其基于前述设定变焦比以及前述投影变焦比的值对前述消失点进行相似变换，由此计算与前述消失点对应的点、即修正目标点，并基于前述修正目标点，修正前述第1参数而计算第2参数；以及梯形失真执行部，其对于前述梯形失真修正部提供前述计算出的前述第2参数作为前述投影角度，使其进行前述梯形失真修正。

根据该投影型显示装置，由于将第1参数修正为第2参数，所以能够使用假定光学系统的变焦比是设定变焦比而进行梯形失真修正的梯形失真修正部，进行与投影变焦比对应的梯形失真修正。

[应用例2]

在应用例1所记载的投影型显示装置中，前述参数计算部，基于前述设定变焦比以及前述投影变焦比的值以及前述消失点的位置，计算2个前述修正目标点中的一个前述修正目标点的位置，并以在求取前述一个修正目标点的位置时所使用的条件为制约条件而近似地计算另一个前述修正目标点的位置，基于前述计算出的前述2个修正目标点的位置，修正前述第1参数而计算第2参数。

一个修正目标点的位置的计算条件与另一个修正目标点的位置的计算条件相互关联。根据该投影型显示装置，由于以在求取一个修正目标点的位置时所使用的条件为制约条件而近似地计算另一个修正目标点，所以关于一个修正目标点可以正确地进行计算，另一个修正目标点，可以在考虑了一个修正目标点的位置的计算条件的条件下，作为最近似的位置而计算出。

[应用例3]

在应用例2所记载的投影型显示装置中，前述一个修正目标点是与垂直方向的前述消失点对应的修正目标点，前述另一个修正目标点是与水平方向的前述消失点对应的修正目标点。

根据该投影型显示装置，可以使在梯形失真修正后的在投影面上投影的图像的垂直方向的修正正确地进行梯形失真修正。

[应用例4]

在应用例3所记载的投影型显示装置中，在以前述投影型显示装置所具备的变焦透镜的主点为原点的情况下的将前述投影面的法线方向设定为z轴、将水平方向设定为x轴、将垂直方向设定为y轴的坐标系中，在以前述x轴为轴的前述投影面与前述投影型显示装置的相对的角度、即俯仰角θ是θ₀的情况下，前述参数计算部，应用以下的数学式，计算与前述第2参数之一对应的修正俯仰角θ₁(Z₀＝投影变焦比，Z₁＝设定变焦比)：

${\mathrm{\θ}}_1=\mathrm{Arc}\tan \left(\frac{Z_0}{Z_1}{\tan \mathrm{\θ}}_0\right)$ …(式)。

根据该投影型显示装置，能够对于所获得的第1参数，计算与俯仰角θ对应的第2参数。

[应用例5]

在应用例4所记载的投影型显示装置中，前述参数计算部，将前述修正俯仰角θ₁作为近似地计算水平方向的前述修正目标点的位置时的前述制约条件。

根据该投影型显示装置，如果获得作为投影角度之一的俯仰角θ，则能够计算修正俯仰角θ₁作为第2参数，并基于第2参数，唯一地计算近似的水平方向的修正目标点。

[应用例6]

在应用例1～应用例5中的任意一项所记载的投影型显示装置中，前述图像具有矩形的投影区域。

根据该投影型显示装置，在作为投影型显示装置所具备的光阀的投影面板是矩形的情况下，能够利用该矩形的区域。

[应用例7]

在应用例6所记载的投影型显示装置中，前述参数计算部，除了作为前述制约条件的第1制约条件之外，还以下述条件作为第2制约条件，计算与前述水平方向的消失点对应的修正目标点：前述图像的上边的延长线，通过与在假定为没有前述制约条件的情况下计算的前述水平方向的消失点对应的修正目标点，前述近似地计算的与该水平方向的消失点对应的修正目标点位于前述延长线上。

根据该投影型显示装置，由于关于图像的上边，通过在假定为没有制约条件的情况下计算的水平方向的修正目标点，所以进行梯形失真修正处理后的图像的上边，作为与上述x轴大致平行的矩形而投影。

[应用例8]

在应用例1～应用例7中的任意一项所记载的投影型显示装置中，还具备：拍摄部，其能够对前述投影面进行拍摄，该投影面包含前述投影型显示装置所投影显示的投影图像；其中，前述投影变焦比获得部具备：测定点投影部，其将包含用于计算前述投影变焦比的测定点的测定用图像投影显示在前述投影面上，以使前述测定点显示在从前述投影部所投影的投影光的光轴偏移了的位置；投影测定点检测部，其通过前述拍摄部拍摄作为所投影显示的前述测定点的投影测定点，并基于前述所拍摄的拍摄图像上的前述投影测定点的像，检测前述投影测定点；以及投影变焦比确定部，其求取前述所检测的前述投影测定点的位置信息，使用前述位置信息和预先准备的变焦比相对于前述位置信息的关系而确定前述投影变焦比。

根据该投影型显示装置，不需要用户手动向投影型显示装置输入与投影变焦比对应的值。

[应用例9]

一种梯形失真修正方法，其在投影型显示装置中进行梯形失真修正，该投影型显示装置具备：投影部，其具备能够使在投影面上投影的投影图像变焦的光学系统，且其投影至少包含2组平行线的图像；以及梯形失真修正部，其假定前述光学系统的变焦比是预定的变焦比、即设定变焦比，而基于前述图像的投影角度进行前述图像的梯形失真修正；该梯形失真修正方法包括：参数获得步骤，其获得第1参数，该第1参数是与投影角度对应的参数，该投影角度表示前述投影型显示装置相对于前述投影面的相对的配置；消失点计算步骤，其基于前述第1参数，计算前述投影部以前述投影角度在前述投影面上投影显示前述图像时的、前述图像的前述平行线所形成的消失点的位置；投影变焦比获得步骤，其获得前述投影部在前述投影面上投影显示前述图像时的变焦比、即投影变焦比；参数计算步骤，其基于前述设定变焦比以及前述投影变焦比的值对前述消失点进行相似变换，由此计算与前述消失点对应的点、即修正目标点，并基于前述修正目标点，修正前述第1参数而计算第2参数；以及梯形失真执行步骤，其对于前述梯形失真修正部提供前述计算出的前述第2参数作为前述投影角度，使其进行前述梯形失真修正。

根据该梯形失真修正方法，由于将第1参数修正为第2参数，所以能够使用假定光学系统的变焦比是设定变焦比而进行梯形失真修正的梯形失真修正部，进行与投影变焦比对应的梯形失真修正。

附图说明

图1是表示第1实施例的投影机100的结构的框图。

图2是说明投影机100与屏幕30的相对的位置关系的说明图。

图3是说明倾斜投影的情况下的液晶面板136上的形成图像与屏幕30上的投影图像的关系的说明图。

图4是表示梯形失真修正处理的流程的流程图。

图5是关于消失点进行说明的说明图。

图6是说明投影角度(θ_o，φ_o)的倾斜投影中的变焦比与消失点的关系的说明图。

图7是关于修正投影角度(θ₁，φ₁)的计算处理进行说明的说明图。

图8是表示投影变焦比计算处理的流程的流程图。

图9是说明投影变焦比的测定方法的说明图。

图10是用于说明投影光学系统150的变焦比与投影变焦比测定点MP的关系的说明图。

图11是用于说明投影光学系统150的变焦比与投影变焦比测定点MP的关系的说明图。

符号说明

30...屏幕，100...投影机，102...内部总线，120...CPU，121...变焦比计算部，122...投影角度计算部，123...消失点计算部，124...修正投影角计算部，130...视频用处理器，132...梯形失真修正部，134...液晶面板驱动部，136...液晶面板，136s...面板面，140...照明光学系统，150...投影光学系统，152...变焦透镜，155...变焦透镜驱动部，171...测定图案存储部，180...拍摄部，182...拍摄图像存储器，190...遥控器控制部，191...遥控器，DPv0...垂直消失点，DPh0...水平消失点，DPh1...垂直修正目标点，DPh2...水平修正目标点，WPZ...射影基准区域，WFZ...射影图像形成区域，DPh1′...近似水平修正目标点，MPmin...投影图像，Z₀...投影变焦比，Z₁...设定变焦比，PA...平面区域，WF...图像形成区域，SI...拍摄图像，MI...测定用图案图像，WP...基准区域，MP...投影变焦比测定点，CL1...第1中心线，CL2...第2中心线，WFS...投影图像形成区域，SMP...投影变焦比测定点，OAp...光轴，DPh...水平消失点，MIp...测定用投影图像，OPp...面板光轴交点，OPs...屏幕光轴交点。

具体实施方式

基于实施例说明本发明的实施方式。

A.第1实施例

(A1)投影机的硬件结构

图1是概略地表示本发明的第1实施例的作为投影型显示装置的投影机100的结构的框图。投影机100投影表示图像的图像光，使图像(以下也称为显示图像)显示在屏幕30等投影面上。而且，在本实施例中，屏幕30是矩形形状。

投影机100具备CPU120、ROM170、RAM160。此外，投影机100还具备模拟/数字转换部(A/D转换部)110、视频用处理器130、液晶面板驱动部134、照明光学系统140、液晶面板136、投影光学系统150、变焦透镜驱动部155、拍摄部180、拍摄图像存储器182、遥控器控制部190。这些部件相互由内部总线102连接。

A/D转换部110将输入到投影机100的模拟的视频信号转换为数字视频信号。视频用处理器130是进行例如梯形失真修正处理和/或伽玛修正处理、色变换处理等处理的图像处理专用的处理器，其例如能够使用DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。视频用处理器130具备进行梯形失真修正处理的梯形失真修正部132。视频用处理器130在对所输入的数字视频信号进行了上述的图像处理之后，对液晶面板驱动部134输出处理后的数字视频信号。液晶面板驱动部134基于所输入的数字视频信号驱动液晶面板136。液晶面板136是将由液晶面板驱动部134生成的信号视频化的透射型液晶面板，其对从照明光学系统140照射的光进行调制而向屏幕30射出投影所需要的光(投影光)。而且，液晶面板136也可以替换透射型液晶面板，而形成为反射型液晶面板、使用了DMD(DigitalMicromirror Device，数字微镜器件，DMD为注册商标)的光阀。投影光学系统150具备变焦透镜152，变焦透镜152将从照明光学系统140经由液晶面板136射出的投影光放大投影在屏幕30上。变焦透镜152通过变焦透镜驱动部155而在投影光的光轴方向上平行移动，对在屏幕30上投影显示的投影图像的倍率进行控制。而且，照明光学系统140、液晶面板136和投影光学系统150相当于权利要求中记载的投影部。

CPU120具备掌管投影机100整体的控制的控制功能，在本实施例中除此之外，其还具备作为变焦比计算部121、投影角度计算部122、消失点计算部123和修正投影角计算部124的功能。关于这些功能部，在后面详细说明。

(A2)投影机与屏幕的关系

接着，关于投影机与屏幕的相对的位置关系进行说明。图2是说明投影机100与屏幕30的相对的位置关系的说明图。在图2中示出了xyz坐标系。xyz坐标系是以屏幕30为基准的坐标系。z轴是与屏幕30的法线平行的轴。x轴与z轴正交，与水平方向平行。换言之，x轴是与在屏幕30上应该投影的矩形的图像的横向方向的边平行的轴。y轴与z轴正交、与垂直方向平行。换言之，y轴是与在屏幕30上应该投影的矩形的图像的纵向方向的边平行的轴。xyz坐标系的原点是投影光学系统的主点，在本实施例中，设定为变焦透镜152的主点。

如图2所示，将以x轴为中心的投影机100的旋转角度(俯仰角(ピツチ

))设为θ。在投影机100朝向上方的情况下，将旋转角度θ定义为正值。将以y轴为中心的投影机100的旋转角度(偏转角(ヨ一))设为φ。在投影机100与屏幕30正对而朝向右方的情况下，将旋转角度φ定义为正值。将以z轴为中心的投影机100的旋转角度(滚转角(ロ一ル

))设为ψ。将从投影机100面对屏幕30时投影机100逆时针旋转的旋转角度ψ定义为正值。对投影机100的滚转角方向的倾斜的修正，是用户通过手动也可以容易地进行调整的要素。因此，在本实施例中，以滚转角为ψ＝0度进行说明。

在投影机100的2个旋转角度(以下称为“投影角度”)θ、φ之中的至少一个是有意义的值(非0值)的情况下，也就是说在投影机100的光轴(即投影光学系统的中心轴)与屏幕30的法线(z轴)不一致的情况下，实现倾斜投影。

在实现倾斜投影的情况下，如果在液晶面板136上形成不失真的图像，则在屏幕上显示的图像将失真。相反，如果在液晶面板136上形成失真了的图像(已修正图像)，则可在屏幕上显示不失真的图像、即具有正确的高宽比的矩形的图像(正图像)。

图3是说明实现了倾斜投影的情况下的在液晶面板136上形成的图像与在屏幕30上显示的投影图像的关系的说明图。图3(a)示出了在液晶面板136上形成了不失真的图像、在屏幕30上显示了失真的投影图像的情况。为了使运算处理变得简单，假定在图2所示的xyz坐标系中，屏幕30被配置在由z＝1表示的平面上。图3(b)示出了在液晶面板136上形成了失真的图像(已修正图像)、在屏幕30上显示了不失真的投影图像(正图像)的情况。图中所示的WP是与液晶面板136对应的矩形的基准区域。此外，WF表示在液晶面板136的基准区域WP内、实际上基于输入到投影机100的图像数据而形成图像的图像形成区域。这样，在倾斜投影的情况下，如果相对于液晶面板136的基准区域WP，使图像形成区域WF成为相同形状，则在屏幕30上投影的投影图像将失真。因此，在本实施例中，为了使与输入到屏幕30的图像数据对应的投影图像以正确的高宽比的正图像进行投影显示，通过相对于基准区域WP修正图像形成区域WF的形状，来进行梯形失真修正处理。以下，关于梯形失真修正处理进行说明。

(A3)梯形失真修正处理

接着，关于投影机100所进行的梯形失真修正进行说明。图4是表示投影机100所进行的梯形失真修正处理的流程的流程图。梯形失真修正处理，通过用户操作在遥控器191上设置的“自动梯形失真修正处理按钮”而开始。另外，梯形失真修正处理也可以与投影机100的电源接通和/或图像信号的输入相应地自动执行。

如果梯形失真修正处理开始，则在投影机100中，CPU120开始获得在实际的投影时被调整了的变焦比、即投影变焦比Z₀的值的投影变焦比计算处理(步骤S100)。投影变焦比计算处理作为梯形失真修正处理的子例程而进行。而且，在本实施例中，作为变焦比，使用在实际投影中所使用的变焦比和初始设定而预先存储在投影机100中的变焦比。因此，为了便于说明，为了区分上述2个变焦比，将在实际的投影时被调整了的变焦比称为“投影变焦比Z₀”，将初始设定而预先存储在投影机100中的变焦比称为“设定变焦比Z₁”。

投影变焦比Z₀既可以通过变焦比计算部121对拍摄图像进行分析而计算出，该拍摄图像是通过在屏幕30上投影变焦比计算用的测定图像并由拍摄部180对所投影显示的测定用图像进行拍摄而得到的图像，也可以通过投影机100在变焦透镜152以及变焦透镜驱动部155中具备检测投影变焦比Z₀的传感器而获得投影变焦比Z₀的值。在本实施例中，采用通过在屏幕30上投影显示投影变焦比计算用的测定用图像并对之进行拍摄而获得投影变焦比Z₀的值的方法。另外，关于使用测定用图像的投影变焦比Z₀的获得方法，在后面详细说明。

如果获得投影变焦比Z₀的值，则CPU120作为投影角度计算部112的功能，开始计算作为投影机100与屏幕30的相对的角度的投影角度、即俯仰角θ₀和偏转角φ₀的投影角计算处理(步骤S150)。投影角度计算处理作为梯形失真修正处理的子例程而进行。投影角度计算处理，在屏幕30上投影显示包含大于等于3个的投影角度测定用的测定点的图像(以下也称为投影角测定用图像)作为投影图像，并利用拍摄部180对显示有该投影角测定用图像的屏幕30进行拍摄。而且，投影角测定用图像上的3个测定点，被配置在当被投影到屏幕30时、3点不存在于同一直线上的位置。

CPU120基于所拍摄的拍摄图像，检测3个投影角测定用的测定点的三维坐标。作为三维坐标系，使用以变焦透镜152的主点为原点的透镜坐标系(投影光的光轴为Z轴)。在测定点的三维坐标的检测中，使用一般公知的三维坐标检测的方法。具体地，使用拍摄图像，利用根据三角测量的原理来检测三维坐标的主动型的主动立体法来进行，该三角测量的原理利用了变焦透镜152与拍摄部180的视差。另外，在测定点的三维坐标的检测中使用的方法，也可以成为主动立体法以外的三维坐标检测法(例如使用了多个照相机的被动型的立体法等)。

在检测出测定点的三维坐标后，使用该3个测定点的坐标，计算透镜坐标系中通过该3点的近似平面的数学式。在近似平面的计算后，通过计算投影光的光轴(透镜坐标系的Z轴)与近似平面所成的角度，来计算投影角度(θ₀，φ₀)。如果计算出投影角度(θ₀，φ₀)，则接着CPU120使用投影角度(θ₀，φ₀)而计算垂直消失点和水平消失点(步骤S160)。另外，投影角度(θ₀，φ₀)以及与其对应的参数相当于权利要求中所记载的第1参数，投影角度计算部122相当于权利要求中所记载的参数获得部。

在此，关于消失点进行说明。三维空间中的相互平行的任意的直线的、向平面的射影，在与射影后的直线不是相互平行的情况下，相交于1点。该交点称为消失点。以下，通过具体例子来说明消失点。图5是关于消失点进行说明的说明图。图5(a)示出了由投影机100在屏幕30上进行倾斜投影的情况下的投影机100和屏幕30。在图5(a)中，以将投影机100的变焦透镜的主点作为原点的透镜坐标系为基准进行了图示。在图5(a)中，还图示了与z轴垂直的平面(平面z＝1)。在本具体例子的情况下，将在液晶面板136上形成的图像形成区域WF投影显示在屏幕30上。此外，在屏幕30上投影显示的与图像形成区域对应的投影图像(以下也将与图像形成区域对应的投影图像称为投影图像形成区域WFS)是上边与下边平行并且右边与左边平行的矩形的图像(正图像)。

在图5(b)中，示出了投影图像形成区域WFS的向平面z＝1的射影(通过屏幕30上的投影图像形成区域WFS的各边和原点O的平面与平面z＝1的交线)。另外，将图5(b)中所示的坐标系称为透镜坐标系的标准坐标系。标准坐标系的单位，正45度以及负45度的方向分别为正1以及负1。由于在透镜坐标系中投影图像形成区域WFS的右边与左边相互平行，所以将射影到标准坐标系中的投影图像形成区域WFS(也称为射影图像形成区域WFZ)的右边以及左边延长而成的直线相交于1点。将该点称为垂直消失点DPv。同样地，由于在透镜坐标系中投影图像形成区域WFS的上边与下边相互平行，所以将射影图像形成区域WFZ的上边以及下边延长而成的直线相交于1点。将该点称为水平消失点DPh。此外，图5(b)所示的射影图像形成区域WFZ的周围的矩形的图像是将液晶面板136的基准区域WP射影变换到标准坐标系而得到的区域(以下也称为射影基准区域WPZ)。在对因倾斜投影引起的投影图像的失真进行修正的情况下，通过基于射影基准区域WPZ和消失点(垂直消失点DPv和水平消失点DPh)确定射影图像形成区域WFZ，来进行修正。例如，如图5(b)所示，通过将由以下4条直线(L1～L4)包围的区域确定作为射影图像形成区域WFZ，在液晶面板136上形成与该射影图像形成区域WFZ对应的图像形成区域WF，能够修正因倾斜投影引起的投影图像的失真：分别通过垂直消失点DPv、射影基准区域WPZ的下边的顶点P2以及顶点P3的2条直线L1、直线L2，和分别通过水平消失点DPh、射影基准区域WPZ的左边(φ＞0的情况)的顶点P1以及P2的2条直线L3、直线L4。另外，在以下的说明中，也将垂直消失点DPv以及水平消失点DPh统称为消失点DP。

消失点DP(垂直消失点DPv以及水平消失点DPh)的位置(坐标)，通过屏幕30与投影机100的相对的角度(俯仰角θ、偏转角φ、滚转角ψ)唯一地确定。消失点DP的透镜坐标系的在标准坐标系中的坐标，如下述的式(1)以及式(2)那样所表示。

【数学式1】

$\mathrm{DPv}=(\frac{\sin \mathrm{\ψ}\·\cos \mathrm{\φ}}{\sin \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\φ}\·\cos \mathrm{\θ}+\cos \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\θ}},\frac{-\sin \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\φ}\·\sin \mathrm{\θ}+\cos \mathrm{\ψ}\·\cos \mathrm{\θ}}{\sin \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\φ}\·\cos \mathrm{\θ}+\cos \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\θ}})...\left(1\right)$

【数学式2】

$\mathrm{DPh}=(\frac{\cos \mathrm{\ψ}\·\cos \mathrm{\φ}}{\cos \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\φ}\·\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\θ}},\frac{-\cos \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\φ}\·\sin \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\ψ}\·\cos \mathrm{\θ}}{\cos \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\φ}\·\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\ψ}\·\sin \mathrm{\θ}})...\left(2\right)$

另外，如上所述，对滚转角ψ方向的投影机100的倾斜的修正，是用户可以容易地进行调整的要素，在本实施例中，设为滚转角ψ＝0度。在滚转角ψ＝0度的情况下，消失点DP的透镜坐标系的在标准坐标系中的坐标，成为如下述的式(3)以及式(4)那样。

【数学式3】

$\mathrm{DPv}=(0,\frac{1}{\tan \mathrm{\θ}})...\left(3\right)$

【数学式4】

$\mathrm{DPh}=(\frac{1}{\tan \mathrm{\φ}\·\cos \mathrm{\θ}},-\tan \mathrm{\θ})...\left(4\right)$

利用在上述中说明的消失点的运算方法，CPU120使用投影角度(θ₀，φ₀)计算垂直消失点DPv和水平消失点DPh(图4：步骤S160)。在投影机100中，作为与变焦比对应的参数、即变焦比参数，设定有在制造阶段预先规定的设定变焦比Z₁。设定变焦比Z₁是被认为在通常的使用中使用频率最高的变焦比。投影机100，由于即使在以由用户调整了的变焦比、即投影变焦比Z₀在屏幕30上投影图像的情况下，也基于设定变焦比Z₁计算图像形成区域WF，所以如果直接使用根据投影角度(θ₀，φ₀)用上述方法计算出的消失点而计算图像形成区域WF，则在屏幕30上投影的图像不会形成为矩形。因此，要修正消失点的坐标。

基于设定变焦比Z₁计算图像形成区域的情况与基于投影变焦比Z₀计算图像形成区域的情况的不同之处在于，如在图5(a)中所说明的那样，在将在屏幕30上投影显示的与图像形成区域对应的图像作为投影图像形成区域WFS射影到标准坐标系的情况下，即在向平面z＝1射影的情况下，与投影图像形成区域WFS对应的图像、即射影图像形成区域WFZ的大小不同。因此，在投影角度(θ₀，φ₀)的倾斜投影中，在基于设定变焦比Z₁计算图像形成区域的情况与基于投影变焦比Z₀计算图像形成区域的情况下，图像形成区域在标准坐标系中的形状不同。如前所述，投影机以基于设定变焦比Z₁计算图像形成区域的方式被编程。因此，在本发明的投影机100中，对投影角度(θ，φ)进行修正，以使基于该设定变焦比Z₁计算的图像形成区域的形状，最接近于对使用投影角度(θ₀，φ₀)以及投影变焦比Z₀计算的图像形成区域进行相似放大、缩小而得到的形状。以下，在图6中详细地说明。另外，在本实施例中，作为(投影变焦比Z₀＜设定变焦比Z₁)而进行说明。

图6是说明在投影角度(θ₀，φ₀)的倾斜投影中变焦比与消失点的关系的说明图。图6(a)示出了变焦比是投影变焦比Z₀的情况下的标准坐标系中的垂直消失点DPv0和水平消失点DPh0以及射影基准区域WPZ₀和射影图像形成区域WFZ₀。在图6(a)的情况下，垂直消失点DPv0以及水平消失点DPh0的坐标成为如下述的式(5)以及式(6)那样。

【数学式5】

${\mathrm{DPv}}_0=(0,\frac{1}{{\tan \mathrm{\θ}}_0})...\left(5\right)$

【数学式6】

${\mathrm{DPh}}_0=(\frac{1}{t{\mathrm{an\φ}}_0\·{\cos \mathrm{\θ}}_0},-{\tan \mathrm{\θ}}_0)...\left(6\right)$

但是，如上所述，投影机100在程序上被设定为，即使在以投影变焦比Z₀进行投影的情况下，变焦比也采用设定变焦比Z₁而计算射影图像形成区域WFZ。图6(b)示出了投影机100在以投影变焦比Z₀进行投影时计算消失点并使用该消失点确定射影图像形成区域WFZ的情况。在该情况下，消失点的坐标，成为图6(a)所示的垂直消失点DPv0、水平消失点DPh0。但是，射影基准区域WPZ成为与设定变焦比Z₁对应的射影基准区域WPZ1。因此，如果基于垂直消失点DPv0、水平消失点DPh0以及射影基准区域WPZ1确定射影图像形成区域WFZe，则在屏幕30上投影显示的图像成为失真了的形状。

因此，在本发明的投影机100中，以在投影变焦比Z₀下所投影的投影图像成为矩形的方式，计算修正消失点DP而得到的修正目标点，并基于所计算的修正目标点，进行修正投影角度(θ₀，φ₀)的处理。在运算处理上，与垂直消失点DPv0对应的垂直修正目标点DPv1和与水平消失点DPh0对应的水平修正目标点DPh1中的一个修正目标点(在本实施例中是垂直修正目标点DPh1)的位置，可以正确地计算出，另一个修正目标点(关于本实施例是水平修正目标点DPh1)的位置，可以近似地计算出。

图6(c)示出了变焦比是设定变焦比Z₁的情况下的标准坐标系中的垂直修正目标点DPv1和水平修正目标点DPh1以及射影基准区域WPZ₁和射影图像形成区域WFZ₁。图6(c)的情况与图6(a)的情况比较，由于变焦比从投影变焦比Z₀变为了设定变焦比Z₁，所以垂直修正目标点DPv1以及水平修正目标点DPh1的坐标成为如下述的式(7)以及式(8)那样。

【数学式7】

${\mathrm{DPv}}_1=(0,\frac{Z_1}{Z_0}\frac{1}{{\tan \mathrm{\θ}}_0})...\left(7\right)$

【数学式8】

${\mathrm{DPh}}_1=(\frac{Z_1}{Z_0}\frac{1}{{\tan \mathrm{\φ}}_0\·{\cos \mathrm{\θ}}_0},-\frac{Z_1}{Z_0}{\tan \mathrm{\θ}}_0)...\left(8\right)$

人的视觉具有下述倾向：如果将观看对象在左右方向上失真了的情况与在上下方向上失真了的情况进行比较，则对于左右方向的失真，更容易观看出。因此，在本实施例中，为了使投影图像的纵方向的边、即左边与右边成为相互大致平行，优先正确地计算垂直修正目标点DPv1。并且，关于水平修正目标点DPh1，近似地进行计算，将所计算的点称为近似水平修正目标点。以下，具体地进行说明。

如上所述，在投影机100以投影变焦比Z₀进行投影的情况下，使用设定变焦比Z₁作为变焦比参数而进行投影图像的失真修正处理。关于垂直修正目标点DPv1，正确地计算出。关于水平修正目标点DPh1计算近似地计算出的点(以下也称为近似水平修正目标点DPh1′)。基于计算出的垂直修正目标点DPv1和近似水平修正目标点DPh1′，对通过投影角度计算处理(图4：参照步骤S150)计算出的投影角度(θ₀，φ₀)、即实际的投影角度进行修正，进行重新计算修正投影角度(θ₁，φ₁)的处理(图4：步骤S170)。以下，关于计算修正投影角度(θ₁，φ₁)的处理进行说明。

图7是关于修正投影角度(θ₁，φ₁)的计算处理进行说明的说明图。如图7(a)所示，基于按照投影变焦比Z₀与设定变焦比Z₁的比率对垂直消失点DPv0的坐标进行相似放大、缩小而表示垂直修正目标点DPv1的坐标和使用修正投影角度(θ₁，φ₁)表示垂直修正目标点DPv1的坐标，下述的式(9)成立。并且，根据式(9)，θ₁作为下述式(10)而计算出。

【数学式9】

$(0,\frac{1}{{\tan \mathrm{\θ}}_1})=(0,\frac{Z_1}{Z_0}\frac{1}{{\tan \mathrm{\θ}}_0})...\left(9\right)$

【数学式10】

${\mathrm{\θ}}_1=\mathrm{Arc}\tan \left(\frac{Z_0}{Z_1}{\tan \mathrm{\θ}}_0\right)...\left(10\right)$

也就是说，对于通过投影角度计算处理计算出的θ₀，如果通过式(10)计算θ₁，并使用θ₁计算垂直修正目标点DPv1，则在投影机100中，即使变焦比是投影变焦比Z₀，在程序上，也能够计算出与设定变焦比Z₁对应的垂直修正目标点DPv1。

接着，计算近似水平修正目标点DPh1′。通过上述处理，作为俯仰角θ，确定了修正投影角度θ₁。也就是说，由于θ＝θ₁，所以使用水平消失点的坐标计算式、即式(4)，水平修正目标点DPh1的y坐标被固定为y＝-tanθ₁。如果如图7(b)所示，使将要计算的水平修正目标点DPh1的y坐标固定为y＝-tanθ₁，则正确的水平修正目标点DPh1的y坐标的值，除了Z₀＝Z₁的情况之外，不能作为θ＝θ₁来表示。如果使用数学式来说明，则从下述事实也是能够理解的：将由式(10)表示的θ₁应用于式(4)而得到的坐标与由式(8)表示的坐标相一致那样的θ₀的值，除了Z₀＝Z₁的情况之外，并不存在。

因此，计算与水平修正目标点DPh1近似的点作为近似水平修正目标点DPh1′，用于射影图像形成区域WFZ的形成。如图7(a)所示，由于固定在θ＝θ₁，所以近似水平修正目标点DPh1′的y坐标被固定。因此，仅近似水平修正目标点DPh1′的x坐标依φ的值而变化。

关于φ的值的确定，如图7(b)所示，将通过射影基准区域WPZ1的顶点P1′和水平修正目标点DPh1的直线L5与直线y＝-tanθ₁的交点设为交点Q，以该交点Q与近似水平修正目标点DPh1′相一致的方式，将φ的值确定为φ＝φ₁。在通过上述计算处理计算出近似水平修正目标点DPh1′后，如图7(c)所示，使用垂直修正目标点DPv1和近似水平修正目标点DPh1′，与上述说明的方法同样地，确定射影图像形成区域WFZ的形状。也就是说，根据通过投影角度计算处理计算出的投影角度(θ₀，φ₀)计算修正投影角度(θ₁，φ₁)，基于所计算出的修正投影角度(θ₁，φ₁)确定射影图像形成区域WFZ1′，利用所确定的射影图像形成区域WFZ1′，修正因倾斜投影引起的投影图像的失真(步骤S180)。在本发明的投影机100中，这样修正因倾斜投影引起的投影图像的失真。另外，修正投影角度(θ₁，φ₁)以及与其对应的参数相当于权利要求中所记载的第2参数，修正投影角计算部124相当于权利要求中所记载的参数计算部。

此外，虽然交点Q在图7(b)中，成为直线L5与直线y＝-tanθ₁的交点，其中直线L5是通过射影基准区域WPZ1的上边的顶点、即顶点P1′和水平修正目标点DPh1的直线，但是交点Q也可以成为直线L6(图示省略)与直线y＝-tanθ₁的交点，其中直线L6是通过射影基准区域WPZ1的下边的顶点、即顶点P2′和水平修正目标点DPh1的直线。在图7(b)所示的、基于顶点P1′以及直线L5计算交点Q来确定近似水平修正目标点DPh1′并形成射影图像形成区域WFZ1′的情况下，由于射影图像形成区域WFZ1′的上边、即直线L5通过变焦比是投影变焦比Z₀的情况下的水平修正目标点DPh1，所以在屏幕30上投影的投影图像形成区域WFS(参照图5(a))的上边成为与透镜坐标系中的x轴大致平行。也就是说，投影图像形成区域WFS的左边以及右边与上边所成的角度成为大致90度。另一方面，在基于顶点P2′以及直线L6计算交点Q来确定近似水平修正目标点DPh1′并形成射影图像形成区域WFZ1′的情况下，由于射影图像形成区域WFZ1′的下边、即直线L6通过变焦比是投影变焦比Z₀的情况下的水平修正目标点DPh1，所以在屏幕30上投影的投影图像形成区域WFS的下边成为与透镜坐标系中的x轴大致平行。也就是说，投影图像形成区域WFS的左边以及右边与下边所成的角度成为大致90度。另外，垂直消失点DPv0和水平消失点DPh0相当于权利要求中所记载的消失点。垂直修正目标点DPv1和水平修正目标点DPh1相当于权利要求中所记载的修正目标点，近似水平修正目标点DPh1′相当于权利要求中所记载的近似地计算出的修正目标点。此外，梯形失真修正部132相当于权利要求中所记载的梯形失真修正部，视频用处理器130相当于权利要求中所记载的梯形失真执行部。

(A4)投影变焦比计算处理

接着，关于上述的投影变焦比计算处理(图4：步骤S100)进行说明。图8是表示投影变焦比计算处理的流程的流程图。如上所述，投影变焦比计算处理，随着与来自用户的通过遥控器191的指示相应地开始梯形失真修正处理而执行(参照图4)。如果开始投影变焦比计算处理，CPU120在屏幕30上投影用于测定屏幕30的配置状态的测定用图案图像(步骤S110)。作为步骤S110的具体的处理步骤，CPU120向液晶面板驱动部134发送在只读的存储部、即ROM170的测定图案存储部171中预先存储的表示测定用图案图像MI的图像数据。液晶面板驱动部134使液晶面板136将表示测定用图案图像MI的图像形成于图像形成区域WF。由此，测定用图案图像MI经由投影光学系统150显示在屏幕30上。

图9(a)是表示测定用图案图像MI的一例的说明图，其示意地示出了在图像形成区域WF形成有测定用图案图像MI的液晶面板136。如图9(a)所示，投影光学系统150的光轴与面板面136s的交点OPp(以后称为“面板光轴交点OPp”)用“×”表示。另外，在图9(a)中，为了便于说明，将通过面板面136s的相对的2条短边的中点的第1中心线CL1和通过面板面136s的相对的2条长边的中点的第2中心线CL2用一点划线进行图示。MP是用于计算投影变焦比Z₁的投影变焦比测定点。

在该投影机100中，为了减轻因投影光学系统150的光轴相对于投影面具有倾斜角而产生的投影图像的失真，预先使投影光学系统150的光轴从面板面136s的中心向下侧偏移。具体地，以面板光轴交点OPp在第2中心线CL2上、位于第1中心线CL1的纸面下侧的位置的方式，确定投影光学系统150和液晶面板136的位置。

图9(b)是表示图9(a)的测定用图案图像MI被投影显示在屏幕30上的状态的示意图。以下，将测定用图案图像MI的投影图像称为“测定用投影图像MIp”。测定用投影图像MIp，除了在投影面上失真为大致梯形形状这一点之外，与图9(a)的测定用图案图像MI相同。另外，在图9(b)中，将投影光学系统150的光轴与屏幕30的投影面的交点OPs(以后称为“屏幕光轴交点OPs”)用“×”进行图示。

当在步骤S110(图8)将测定用图案图像MI投影在屏幕30上之后，CPU120，通过拍摄部180(图1)拍摄显示有测定用投影图像MIp的屏幕30(图8：步骤S120)。图9(c)是表示通过拍摄部180拍摄的拍摄图像SI的示意图。在该拍摄图像SI中，反映了投影变焦比测定点MP。而且，在图9(c)中，将屏幕光轴交点OPs用“×”进行图示。拍摄部180将表示该拍摄图像SI的图像数据(以后称为“拍摄数据”)存储在拍摄图像存储器182中。

在将拍摄数据存储在拍摄图像存储器182中后，CPU120读取存储在拍摄图像存储器182中的拍摄数据。此外，CPU120的变焦比计算部121检测在拍摄图像SI中反映的测定用投影图像MIp，并且检测投影变焦比测定点MP在拍摄图像画面内的坐标(步骤S130)。具体地，变焦比计算部121根据图像的对比率检测投影变焦比测定点MP。

图10以及图11是用于说明投影光学系统150的变焦比与投影变焦比测定点MP的关系的说明图。图10(a)、(b)分别是表示在对于配置状态相同的屏幕30将投影光学系统150的变焦比分别设定为最小和最大时对所投影显示的测定用投影图像MIp进行拍摄而得到的拍摄图像SI的示意图。图10(a)、图10(b)除了示出显示倍率不同的测定用投影图像MIp这一点以外，与图9(c)相同。此外，在图10(b)中，将以最小倍率投影显示的测定用投影图像MIp用虚线进行图示。

如图10(a)、图10(b)所示，如果使投影光学系统150的变焦比从最小变化到最大，则测定用投影图像MIp以屏幕光轴交点OPs为中心其投影尺寸发生变化。此时，投影变焦比测定点MP，与变焦比的变化相应地向相对于屏幕光轴交点OPs的距离增大的方向(由箭头图示)直线地移动。

图10(c)是示意地表示投影光学系统150将投影变焦比测定点MP向屏幕30进行投影的状态的图。在图10(c)中，示意地图示了投影光学系统150、屏幕30和投影光学系统150的变焦比分别为最小时和最大时的投影变焦比测定点MP的投影图像MPmin、MPmax。此外，在图10(c)中，示意地图示了投影光学系统150的光轴OAp和屏幕光轴交点OPs。而且，光轴OAp由一点划线进行图示。

在此，考虑连接投影光学系统150的主点PP与在屏幕30上投影显示的投影变焦比测定点MP的直线Lp。该直线Lp是表示投影变焦比测定点MP的图像光的轨迹。在使投影光学系统150的变焦比从最小变化到最大时，作为该图像光的轨迹的直线Lp，以主点PP为中心其倾斜度发生变化，形成由阴影线表示的平面区域PA。即，该平面区域PA上的直线Lp的倾斜度与投影光学系统150的变焦比是唯一的关系。因此，如果确定在屏幕30上显示的投影变焦比测定点MP在世界坐标系中的坐标，则能够根据该坐标和投影光学系统150的主点PP的坐标求取直线Lp，能够唯一地确定投影光学系统150的变焦比。

图11是示意地表示拍摄部180的拍摄图像SI与所投影的投影变焦比测定点MP的关系的图。图11除了在图10(c)中增加了拍摄部180及其拍摄图像SI这一点之外，与图10(c)基本相同。而且，拍摄图像SI示出为通过拍摄部180的透镜反转了的像。此外，在以下的说明中，为了区分在屏幕30上投影显示的投影变焦比测定点MP和在拍摄图像SI中反映的投影变焦比测定点MP，将拍摄图像SI中的投影变焦比测定点MP表示为“投影变焦比测定点SMP”。

在此，考虑连接拍摄部180的主点PPs与投影变焦比测定点MP在屏幕30上的投影图像的假想直线Lm。该直线Lm通过拍摄图像SI中的投影变焦比测定点SMP和拍摄部180的主点PPs。由于拍摄部180的主点PPs的坐标已知，所以能够根据拍摄图像SI中的投影变焦比测定点SMP的坐标确定直线Lm。在此，投影在屏幕30上的投影变焦比测定点MP是平面区域PA上的点。因此，屏幕30上的投影变焦比测定点MP的投影图像的坐标，可以作为假想直线Lm与平面区域PA的交点而求取。

在此，考虑以投影光学系统150的主点PP为原点的世界坐标系。如前所述，由对在屏幕30上投影的投影变焦比测定点MP进行投影的光线所规定的平面区域PA是已知的，该平面的数学式，一般由以下的式(11)提供。

【数学式11】

k₁x+k₂y+k₃z+k₄＝0…(11)

在此，k1～k4是常数。

另一方面，通过拍摄部180的主点PPs和拍摄图像SI上的投影变焦比测定点SMP的假想直线Lm的数学式，由以下的式(12)提供。

【数学式12】

$\frac{x-x_m}{x_0-x_m}=\frac{y-y_m}{y_0-y_m}=\frac{z-z_m}{z_0-z_m}...\left(12\right)$

在此，x₀、y₀、z₀是拍摄部180的主点PPs的坐标，x_m、y_m、z_m是拍摄图像SI上的投影变焦比测定点SMP的坐标，其都是世界坐标系的坐标。另外，拍摄图像SI上的投影变焦比测定点SMP的坐标x_m、y_m、z_m能够根据拍摄图像SI上的投影变焦比测定点SMP在坐标系中的坐标u、v，通过已知的坐标变换而计算。

投影屏幕上的投影变焦比测定点MP的坐标，可以通过求解使用了上述式(11)和式(12)的以下的联立方程式而得到。

【数学式13】

k₁x+k₂y+k₃z+k₄＝0…(13a)

$\frac{x-x_m}{x_0-x_m}=\frac{y-y_m}{y_0-y_m}...\left(13b\right)$

$\frac{x-x_m}{x_0-x_m}=\frac{z-z_m}{z_0-z_m}...\left(13c\right)$

式(13a)～(13c)所包含的常数之中，依变焦比的变化而改变的仅是拍摄图像SI上的投影变焦比测定点SMP的坐标x_m、y_m、z_m。此外，该坐标x_m、y_m、z_m，根据拍摄图像SI上的投影变焦比测定点SMP在坐标系中的坐标u、v，通过已知的坐标变换而计算。另一方面，求解式(13a)～(13c)而得到的屏幕30上的投影变焦比测定点MP的坐标与变焦比处于唯一的关系。因此，通过测定拍摄图像SI上的投影变焦比测定点SMP在坐标系中的坐标u、v，可以唯一地确定变焦比。

这样，拍摄图像SI中的投影变焦比测定点SMP在图像面内的坐标u、v与投影光学系统150的变焦比，唯一地相关联。因此，在本实施例的变焦比计算部121(图1)中，预先具备使拍摄图像SI中的坐标u、v与投影光学系统150的变焦比相对应的映射，使用该映射来确定投影变焦比(图8：步骤S140)。在测定投影变焦比之后，CPU120结束投影变焦比计算处理，开始上述的投影角度计算处理(图4：参照步骤S150)。以上，关于投影变焦比计算处理进行了说明。

如以上所说明的，在第1实施例的梯形失真修正处理中，在梯形失真修正处理所使用的消失点的计算处理中，即使在作为变焦比参数而设定了设定变焦比Z₁的情况下，也基于投影变焦比Z₀、设定变焦比Z₁以及投影角度(θ₀，φ₀)，求取与投影变焦比Z₀对应的垂直修正目标点DPv1以及近似水平修正目标点，并计算修正投影角度(θ₁，φ₁)。如果计算出修正投影角度(θ₁，φ₁)，则在与设定变焦比Z₁对应地计算消失点而进行梯形失真修正的运算处理中，通过使用修正投影角度(θ₁，φ₁)作为与投影角度参数对应的值，能够进行与投影变焦比Z₀对应的梯形失真修正。结果，能够使用设定变焦比Z₁下的梯形失真修正处理的运算处理，进行投影变焦比Z₀下的梯形失真修正处理。此外，在本实施例中，由于使用投影变焦比测定点MP而计算投影变焦比Z₀，所以无需在投影机100的主体中具备检测投影变焦比的传感器等便能够计算投影变焦比。因此，可以实现投影机100的结构的小型化。

B：变形例

(B1)变形例1

在上述实施例中，在投影变焦比Z₀下的梯形失真修正中，基于垂直修正目标点DPv1，使用式(9)、式(10)而计算θ₁，但是在变形例1中，基于水平修正目标点DPh1，使用式(14)以及式(15)计算作为修正投影角度的θ₂，并基于所计算的θ₂与上述说明的方法同样地，计算作为修正投影角的φ₂。并且，根据所计算的修正投影角度(θ₂，φ₂)进行梯形失真修正。通过这样进行修正处理，可获得与上述实施例相同的效果。

【数学式14】

$(\frac{1}{{\tan \mathrm{\φ}}_2\·{\cos \mathrm{\θ}}_2},{-\tan \mathrm{\θ}}_2)=(\frac{Z_1}{Z_0}\frac{1}{{\tan \mathrm{\φ}}_0\·{\cos \mathrm{\θ}}_0},-\frac{Z_1}{Z_0}{\tan \mathrm{\θ}}_0)...\left(14\right)$

【数学式15】

${\mathrm{\θ}}_2=\mathrm{Arc}\tan \left(\frac{Z_1}{Z_0}{\tan \mathrm{\θ}}_0\right)...\left(15\right)$

(B2)变形例2

在上述实施例中，作为获得投影变焦比的值的方法，使用了投影变焦比测定点MP，但是在变形例2中，在变焦透镜驱动部或者变焦透镜中具备检测投影变焦比的变焦比检测传感器，基于由变焦比检测传感器获得的投影变焦比进行本发明的梯形失真修正处理。通过投影机100具备变焦比检测传感器，可减轻用于计算投影变焦比的运算处理，提高梯形失真修正处理的处理速度。此外，也可以形成为用户直接通过手动输入，将与投影变焦比对应的参数输入到投影机中。例如，在用户从投影机的外观可以观看到的位置，附加表示变焦透镜的投影变焦比的刻度，用户通过目视，读取刻度的值，将该值输入到投影机中。如果这样，则不需要计算变焦比的运算处理或变焦比检测传感器，可以实现梯形失真修正处理的处理速度的提高以及投影机的结构的小型化。

(B3)变形例3

在上述实施例中，基于对在屏幕30上投影显示的投影角测定用图像进行拍摄而得到的拍摄图像，根据三角测量的原理而计算投影角度(θ₀，φ₀)，但是在变形例3中，用户通过目视，边观看在屏幕30上投影显示的投影图像边检测投影角度(θ₀，φ₀)。例如，在屏幕30上显示用于修正投影图像的失真的菜单图像，并且边通过基于遥控器191的操作使因倾斜投影而失真了的菜单图像上的“失真调整用滑动块”滑动边以使失真了的图像成为大致矩形的方式进行调整。通过将投影图像调整为矩形，投影机100可以通过运算处理获得投影角度(θ₀，φ₀)。此外，也可以形成为用户直接测定投影角度，并对投影机100直接输入与投影角度(θ₀，φ₀)对应的参数。

(B4)变形例4

在上述实施例中，作为投影图像，使用投影图像形成区域WFS，作为投影图像形成区域WFS成为矩形的情况下的纵横2组边的延长线所形成的点，计算消失点以及修正目标点，但是作为投影图像，只要包含2组平行线，就可以形成消失点以及修正点。例如，也可以是正八角形和/或仅包含垂直方向的平行线和水平方向的平行线的图像。

Claims (8)

1.一种投影型显示装置，具备：

投影部，其具备能够使在投影面上投影的投影图像变焦的光学系统，且其投影至少包含2组平行线的图像；

梯形失真修正部，其假定前述光学系统的变焦比是预定的变焦比、即设定变焦比，而基于前述图像的投影角度进行前述图像的梯形失真修正；

参数获得部，其获得第1参数，该第1参数是与投影角度对应的参数，该投影角度表示前述投影型显示装置相对于前述投影面的相对的配置；

消失点计算部，其基于前述第1参数，计算前述投影部以前述投影角度在前述投影面上投影显示前述图像时的、前述图像的前述平行线所形成的消失点的位置；

投影变焦比获得部，其获得前述投影部在前述投影面上投影显示前述图像时的变焦比、即投影变焦比；

参数计算部，其基于前述设定变焦比以及前述投影变焦比的值对前述消失点进行相似变换，由此计算与前述消失点对应的点、即修正目标点，并基于前述修正目标点，修正前述第1参数而计算第2参数；以及

梯形失真执行部，其对于前述梯形失真修正部提供前述计算出的前述第2参数作为前述投影角度，使其进行前述梯形失真修正。

2.根据权利要求1所述的投影型显示装置，其中：

前述参数计算部，基于前述设定变焦比以及前述投影变焦比的值以及前述消失点的位置，计算2个前述修正目标点中的一个前述修正目标点的位置，并以在求取前述一个修正目标点的位置时所使用的条件为制约条件而近似地计算另一个前述修正目标点的位置，基于前述计算出的前述2个修正目标点的位置，修正前述第1参数而计算第2参数。

3.根据权利要求2所述的投影型显示装置，其中：

前述一个修正目标点是与垂直方向的前述消失点对应的修正目标点，前述另一个修正目标点是与水平方向的前述消失点对应的修正目标点。

4.根据权利要求3所述的投影型显示装置，其中：

在以前述投影型显示装置所具备的变焦透镜的主点为原点的情况下的将前述投影面的法线方向设定为z轴、将水平方向设定为x轴、将垂直方向设定为y轴的坐标系中，在以前述x轴为轴的前述投影面与前述投影型显示装置的相对的角度、即俯仰角θ是θ₀的情况下，

前述参数计算部，应用以下的数学式，计算与前述第2参数之一对应的修正俯仰角θ₁，Z₀＝投影变焦比，Z₁＝设定变焦比：

${\mathrm{\θ}}_1=\mathrm{Arc}\tan \left(\frac{Z_0}{Z_1}\tan {\mathrm{\θ}}_0\right)$ …(式)。

5.根据权利要求4所述的投影型显示装置，其中：

前述参数计算部，将前述修正俯仰角θ₁作为近似地计算水平方向的前述修正目标点的位置时的前述制约条件。

6.根据权利要求3所述的投影型显示装置，其中：

前述图像具有矩形的投影区域；

前述参数计算部，除了作为前述制约条件的第1制约条件之外，还以下述条件作为第2制约条件，计算与前述水平方向的消失点对应的修正目标点：前述图像的上边的延长线，通过与在假定为没有前述制约条件的情况下计算的前述水平方向的消失点对应的修正目标点，前述近似地计算的与该水平方向的消失点对应的修正目标点位于前述延长线上。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的投影型显示装置，还具备：

拍摄部，其能够对前述投影面进行拍摄，该投影面包含前述投影型显示装置所投影显示的投影图像；

其中，前述投影变焦比获得部具备：

测定点投影部，其将包含用于计算前述投影变焦比的测定点的测定用图像投影显示在前述投影面上，以使前述测定点显示在从前述投影部所投影的投影光的光轴偏移了的位置；

投影测定点检测部，其通过前述拍摄部拍摄作为所投影显示的前述测定点的投影测定点，并基于前述所拍摄的拍摄图像上的前述投影测定点的像，检测前述投影测定点；以及

投影变焦比确定部，其求取前述所检测的前述投影测定点的位置信息，使用前述位置信息和预先准备的变焦比相对于前述位置信息的关系而确定前述投影变焦比。

8.一种梯形失真修正方法，其在投影型显示装置中进行梯形失真修正，该投影型显示装置具备：投影部，其具备能够使在投影面上投影的投影图像变焦的光学系统，且其投影至少包含2组平行线的图像；以及梯形失真修正部，其假定前述光学系统的变焦比是预定的变焦比、即设定变焦比，而基于前述图像的投影角度进行前述图像的梯形失真修正；

该梯形失真修正方法包括：

参数获得步骤，其获得第1参数，该第1参数是与投影角度对应的参数，该投影角度表示前述投影型显示装置相对于前述投影面的相对的配置；

消失点计算步骤，其基于前述第1参数，计算前述投影部以前述投影角度在前述投影面上投影显示前述图像时的、前述图像的前述平行线所形成的消失点的位置；

投影变焦比获得步骤，其获得前述投影部在前述投影面上投影显示前述图像时的变焦比、即投影变焦比；

参数计算步骤，其基于前述设定变焦比以及前述投影变焦比的值对前述消失点进行相似变换，由此计算与前述消失点对应的点、即修正目标点，并基于前述修正目标点，修正前述第1参数而计算第2参数；以及

梯形失真执行步骤，其对于前述梯形失真修正部提供前述计算出的前述第2参数作为前述投影角度，使其进行前述梯形失真修正。

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