CN1264343C

CN1264343C - 投影仪和投影尺寸调整方法

Info

Publication number: CN1264343C
Application number: CNB018055494A
Authority: CN
Inventors: 铃木正幸
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: DE60122772T2; WO2002052844A1; DE60122772D1; US20030020885A1; TW522278B; CN1406434A; US7116379B2; EP1347640B1; EP1347640A1; JPWO2002052844A1; EP1347640A4

Abstract

根据表示由用户设定的投影尺寸的参量在上述图像显示器件的图像显示区域中可以调整地在上述图像显示区域的中央部设定用于形成由上述输入图像信号表示的图像的图像区域和在上述图像区域的外周部设定用于形成特定色的图像的掩蔽显示区域，在根据上述输入图像信号生成上述显示图像信号时，将上述输入图像信号缩小或放大以使由上述输入图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像区域的尺寸，同时生成上述显示图像信号用以在上述掩蔽显示区域显示黑色图像。按照这样的结构，可以依照根据表示投影尺寸的参量可调整地设定的图像区域和掩蔽显示区域的大小调整投影尺寸。这样，便可很容易地调整投影仪的图像的投影尺寸。

Description

投影仪和投影尺寸调整方法

技术领域

本发明涉及在投影图像的投影仪中特别是可以电子式地调整图像的投影尺寸的技术。

背景技术

投影图像的投影仪可以将输入图像信号表示的图像在屏幕上放大显示，所以，大多用于演示等。通常，投影仪具有将由液晶屏那样的图像显示器件形成的图像通过投影透镜投影到屏幕上的结构。

在先有的投影仪中，投影透镜的变焦比基本上是固定的，所以，几乎不能调整屏幕上的投影尺寸。因此，在想调整投影尺寸时，就必须移动投影仪的位置来调整与屏幕的间隔。

另外，如果使用变焦比可以调整的投影透镜，虽然可以通过光学方式调整投影尺寸，但是，这样的投影透镜是大型的透镜并且成本也高。

发明内容

本发明就是为了解决先有技术中的上述问题而提案的，目的旨在提供可以很容易地调整投影仪的图像的投影尺寸的技术。

为了达到上述目的，本发明的投影仪的特征在于：具有用于形成与供给的显示图像信号对应的图像的图像显示器件；根据从图像供给装置供给的输入图像信号生成可以供给上述图像显示器件的上述显示图像信号的图像信号处理部；和投影由上述图像显示器件形成的图像的投影部，上述图像信号处理部根据表示由用户设定的投影尺寸的参量在上述图像显示器件的图像显示区域中可以调整地设定用于形成由上述输入图像信号表示的图像的图像区域和在上述图像区域的外周部设定用于形成特定色的图像的掩蔽显示区域，在根据上述输入图像信号生成上述显示图像信号时，将由上述输入图像信号表示的图像缩小或放大以使由上述输入图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像区域的尺寸，同时生成上述显示图像信号用以在上述掩蔽显示区域显示上述特定色的图像。

本发明的投影仪可以依照根据表示投影尺寸的参量可调整地设定的图像区域和掩蔽显示区域的大小调整投影尺寸。这样，便可很容易地调整投影仪的图像的投影尺寸。

这里，上述图像信号处理部在由上述输入图像信号表示的图像的尺寸与上述图像显示区域的尺寸不同时，就生成通过放大或缩小由上述输入图像信号表示的图像而得到的解像度变换图像信号，以使由上述输入图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像显示区域的尺寸，此外，也可以将由上述解像度变换图像信号表示的图像缩小以使由上述解像度变换图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像区域的尺寸。

这样，即使由输入图像信号表示的图像的尺寸不同，只要表示投影尺寸的参量的值相同，就可以成为基本上相同的投影尺寸。即，可以与由输入图像信号表示的图像的尺寸无关地调整投影尺寸。

另外，上述图像信号处理部在根据上述参量设定的上述图像区域的尺寸大于上述图像显示区域时可以生成上述显示图像信号，以使在上述图像显示区域显示为了适合于上述图像区域的尺寸而放大的图像中与上述图像显示区域的尺寸对应的部分图像。

这样，不仅可以缩小投影尺寸而且可以进行放大。

本发明的方法是电子式地调整投影仪的图像的投影尺寸的调整方法，其特征在于：根据表示由用户设定的投影尺寸的参量在上述投影仪具有的图像显示器件的图像显示区域中可以调整地设定用于形成由上述输入图像信号表示的图像的图像区域和在上述图像区域的外周部设定用于形成特定色的图像的掩蔽显示区域，在根据上述输入图像信号生成上述显示图像信号时，将由上述输入图像信号表示的图像缩小或放大以使由上述输入图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像区域的尺寸，同时生成上述显示图像信号用以在上述掩蔽显示区域显示上述特定色的图像。

按照本发明的方法，和上述投影仪一样，可以很容易地调整投影仪的图像的投影尺寸。

本发明可以用各种形式实现，例如，可以用投影仪及其调整方法、投影尺寸的调整装置和调整方法等形式实现。

附图说明

图1是表示使用本发明的投影仪的投影显示系统的说明图。

图2是表示投影仪PJ的全体结构的框图。

图3是表示由解像度变换电路40执行的解像度变换的说明图。

图4是表示由投影尺寸调整电路50执行的投影尺寸的调整的说明图。

图5是表示投影仪PJ的变形例的全体结构的框图。

图6是表示根据与投影尺寸对应的投影系数kZ设定的图像区域ZP大于液晶屏70的显示区域MDA时所显示的图像的说明图。

具体实施方式

下面，根据实施例按以下的顺序说明本发明的实施形式。

A.装置的全体结构

B.解像度变换

C.投影尺寸调整

D.变形例

A.装置的全体结构

图1是表示使用本发明的投影仪的投影显示系统的说明图。本发明的投影仪PJ将从图中未示出的图像供给装置供给的图像信号表示的图像投影到屏幕SCR上。在投影仪PJ的上部，设置了用于调整投影尺寸的开关SW1。作为开关SW1，可以使用交互转换式开关或具有+和-的2个按钮的开关等各种开关。这里，使用交互转换式开关。用户通过将该开关SW1向放大侧或缩小侧按下，可以调整投影到屏幕SCR上的图像的投影尺寸。另外，用户也可以利用设置在投影仪PJ附属的遥控器RC上的开关SW2调整图像的投影尺寸。开关SW2也可以使用与开关SW1相同的开关。

图2是表示投影仪PJ的全体结构的框图。该投影仪PJ具有图像输入端子20及22、图像信号变换电路30、解像度变换电路40、投影尺寸调整电路50、液晶屏驱动电路60、液晶屏70、照明装置80、投影光学系统90、控制器100、投影尺寸调整信号生成电路110和遥控器控制电路120。控制器100是具有图中未示出的CPU和存储器的微电脑，通过总线100控制各块30～90、110、120的动作。例如，控制器100通过执行图中未示出的存储器存储的程序，作为后面所述的解像度变换控制部102或投影尺寸控制部104而动作。

模拟图像输入端子20具有与多种图像信号对应的输入端子。作为模拟图像信号，例如谁从电脑输出的RGB信号或从摄像机输出的复合图像信号等。

图像信号变换电路30实现模—数变换功能及译码功能、同步信号分离功能和图像处理功能等各种功能。即，图像信号变换电路30将从图像输入端子20输入的模拟图像信号变换为数字图像数据，使变换后的数字图像数据与同步信号同步，并写入图像信号变换电路30内的图中未示出的帧存储器，或者读出写入该帧存储器的数字图像数据。并且，在该写入和读出过程中，执行各种图像处理。

另外，图像信号变换电路30也可以处理从数字图像输入端子22输入的数字图像数据。这时，对数字图像信号另外供给同步信号，所以，不需要模—数变换处理和分离处理。

图像信号变换电路30具有图中未示出的选择电路，选择从图像输入端子20、22输入的多个图像信号中的1个图像信号。图像信号的选择，通过用户从遥控器RC指示所希望的图像的选择而进行。或者，也可以通过在投影仪的上部所具有的图中未示出的面板开关进行指示。

解像度变换电路40将输入的图像信号表示的图像的解像度(像素数)变换为可以输入液晶屏60的解像度(像素数)。投影尺寸调整电路50通过变换从解像度变换电路40供给的图像数据表示的图像的解像度，来调整投影尺寸。关于解像度变换电路40和投影尺寸调整电路50的处理内容，后面进行说明。

解像度变换控制部102控制解像度变换电路40的动作。另外，投影尺寸控制部104根据从投影尺寸调整信号生成电路110供给的尺寸调整信号，控制投影尺寸调整电路50的动作。

投影尺寸调整信号生成电路110在用户按下开关SW1而执行投影尺寸的调整时生成与其相应的尺寸调整信号SAS，并供给投影尺寸控制部104。另外，用户按下遥控器RC的开关SW2而指示了投影尺寸的调整时，通过遥控器控制电路120也指示了投影尺寸调整信号生成电路110的动作，同样生成尺寸调整信号SAS。

从图像输入端子20、22输入的图像信号在图像信号变换电路30、解像度变换电路40和投影尺寸调整电路50中执行各种图像处理之后，输入液晶屏驱动电路60。液晶屏驱动电路60根据供给的图像数据生成用于驱动液晶屏70的驱动信号。液晶屏70通过根据从液晶屏60输出的驱动信号调制从照明装置80射出的照明光，其形成图像的光阀(光调制器)的功能。

在液晶屏70中调制的照明光作为表示图像的光(图像光)由投影光学系统90向屏幕SCR射出。这样，图像就投影到屏幕SCR上。投影光学系统的投影倍率，可以由控制器100进行控制。

液晶屏驱动电路60和液晶屏70与本发明的图像显示器件相当。另外，图像信号变换电路30、解像度变换电路40、投影尺寸调整电路50和控制器100与本发明的图像信号处理部相当。液晶屏驱动电路60也可以考虑不是包含在图像显示器件中而是包含在图像信号处理部中。

图中虽然未示出，但是，液晶屏70包含与RGB的3色对应的3块液晶屏。因此，图像信号变换电路30、解像度变换电路40、投影尺寸调整电路50和液晶屏驱动电路60的各电路具有处理RGB的3色的图像信号的功能。另外，照明装置80具有将光源光分离为3色的光的色光分离光学系统，另外，投影光学系统90具有将3色的图像光合成而生成表示彩色图像的图像光的合成光学系统和投影透镜。对于这样的投影仪的光学系统的结构，可以利用各种一般的投影仪的光学系统的结构。

用户可以使用遥控器RC进行各种输入。从遥控器RC输出的信号通过遥控器控制电路120输入控制器100和投影尺寸调整信号生成电路110，执行对应的各种处理。

B.解像度变换

图3是表示由解像度变换电路40执行的解像度变换的说明图。输入的图像信号表示的图像的解像度根据图像供给装置的种类而不同。例如，从电脑供给的图像信号表示的图像的像素数在VGA中为640×480像素、在SVGA中为800×600像素、在XGA中是1024×768像素、在SXGA中为1280×1024像素。另外，从摄像机供给的图像信号和从DVD(数字视盘)播放机供给的图像信号分别具有不同的解像度。此外，一般的电视信号和高清晰的电视信号的解像度也不相同。另一方面，作为投影仪使用的图像显示器件的液晶屏70的像素数是一定的。因此，在输入的图像信号表示的图像的像素数与液晶屏70的像素数不同时，就不能直接显示该图像。因此，解像度变换电路40在输入图像信号表示的图像的像素数与液晶屏70的显示区域的像素数不同时通过放大或缩小输入图像信号表示的图像，生成表示与液晶屏70的显示区域相等的像素数的图像的图像信号。

例如，如图3(A)所示，设液晶屏70的水平像素数Px为1024像素、垂直像素数Py为768像素，而输入图像信号表示的图像的水平像素数OPx为640、垂直像素数OPy为480。这时，水平方向的倍率ksh(＝Px/OPx)和垂直方向的倍率ksv(＝py/OP)为1.6。水平方向的倍率ksh和垂直方向的倍率ksv都是1.6，所以，解像度变换倍率ks设定为1.6。这时，解像度变换电路40通过按设定的解像度变换倍率ks放大输入图像信号表示的图像，生成表示尺寸与液晶屏70的图像显示区域的尺寸(Px×Py)相等的图像的图像信号。

另外，如图3(B)所示，设液晶屏70的水平像素数Px为1024像素、垂直像素数Py为768像素，而输入图像信号表示的图像的水平像素数OPx为1280、垂直像素数OPy为1024。这时，输入图像信号表示的图像的长宽比(水平像素数Px与垂直像素数OPy之比)与液晶屏70的图像显示区域的长宽比(水平像素数Px与垂直像素数Py之比)不同，水平方向的倍率ks为0.8、垂直方向的倍率ksv为0.75。这时，数值更小的垂直方向的倍率ksv被作为解像度变换倍率ks而采用。解像度变换电路40通过按设定的解像度变换倍率ks将输入图像信号表示的图像缩小，生成表示尺寸与液晶屏70的显示区域的尺寸(Px×Py)基本上相等的图像的图像信号。但是，缩小的图像的水平像素数COPx是仅比液晶屏70的水平像素数Px的值1280像素小64像素的960像素。这时，在各水平行的左右两端部分别均等地补充32像素的黑色图像数据。

图像的缩小，通过利用多个像素内的1像素代表缩小图像对应的1像素的单纯采样处理或将平滑化处理与单纯采样处理组合的处理或者将多个像素的图像的浓度的平均值作为缩小图像对应的1像素的浓度值的平均化处理等各种缩小处理可以很容易实现。另外，图像的放大，利用线性内插或过重平均内插等各种内插处理可以很容易实现。

解像度变换控制部102通过检查是输入到输入端子20的哪个输入端子上的图像信号，另外，通过检查同步信号的种类例如信号极性和信号频率等，可以很容易判断输入图像信号表示的图像的解像度。解像度变换控制部102求出与判断的解像度相应的变换倍率，并对解像度变换电路40进行设定，便可执行解像度变换。

C.投影尺寸调整

图4是表示由投影尺寸调整电路50执行的投影尺寸的调整的说明图。图4(A)表示屏幕SCR上的投影图像。用虚线所示的矩形表示投影尺寸设定为最大时显示的最大投影图像PP[kz＝1]的尺寸。实线所示的矩形表示对最大投影图像PP[kz＝1]缩小的缩小投影图像PP[kz＝n]的尺寸。最大投影图像PP[kz＝1]的投影系数kz是1，缩小投影图像PP[kz＝n]的投影系数kz是n(0＜n＜1)。这里，投影系数kz表示投影图像的尺寸与最大投影图像PP[kz＝1]的尺寸之比，即投影倍率(面积比)。

投影系数kz由用户通过按下投影仪PJ的开关SW1(图1)或遥控器RC的开关SW2(图1)而设定。例如，投影系数kz可以在1～0.84中以0.05的步长连续地设定。投影系数kz的设定值从投影尺寸调整信号生成电路110作为尺寸调整信号SAS供给投影尺寸控制部104。投影尺寸控制部104根据投影系数kz控制投影尺寸调整电路50的动作。

首先，说明显示最大投影图像PP[kz＝1]的情况。这时，投影尺寸调整电路50直接输出从解像度变换电路40供给的图像数据。这样，液晶屏70的图像显示区域全体由与输入图像信号对应的图像数据所驱动而显示图像。

下面，说明显示缩小投影图像PP[kz＝n]的情况。图4(B)表示在显示缩小投影图像PP[kz＝n]时供给液晶屏70的图像显示区域MDA的图像数据。这时，如图4(B)所示，投影尺寸控制部104根据投影系数kz在液晶屏70的图像显示区域MDA中决定用于显示图像的图像区域ZP和位于图像区域ZP的外周的掩蔽显示区域BP。具体而言，就是如以下所示的那样决定这些区域ZP和BP。

首先，根据投影系数kz求水平方向的缩小系数kzh和垂直方向的缩小系数kzv。具体而言，就是水平方向的缩小系数kzh和垂直方向的缩小系数kzv设定为投影系数kz的平方根

其次，通过就求出的缩小系数kzh、kzv与液晶屏的水平像素数Px和垂直像素数Py相乘，求出图像区域ZP的水平像素数Pzx(＝kzh·Px)和垂直像素数Pzy(＝kzv·Py)。

另外，对掩蔽显示区域BP，求出图像显示区域MDA的左端和右端的水平像素数Pbx(＝Px·(1-kzh)/2)和图像显示区域MDA的上端和下端的垂直像素数Pby(＝Py·(1-kzv)/2)。这里，掩蔽显示区域BP的上下和左右的宽度分别均等地设定。

这样求出的图像区域ZP和掩蔽显示区域BP的水平方向和垂直方向的像素数设定到投影尺寸调整电路50中。投影尺寸调整电路50对与掩蔽显示区域BP相当的液晶屏70的各像素输出黑色的图像数据。另外，对与图像区域ZP相当的液晶屏70的各像素，根据缩小系数kzh、kzv将从解像度变换电路40供给的图像数据表示的图像缩小后输出。

液晶屏70由上述那样从投影尺寸调整电路50输出的与掩蔽显示区域BP和图像区域ZP对应的图像数据所驱动而显示图像。

在这样投影的图像中，与掩蔽显示区域BP对应的图像是黑色图像，实际显示的仅是与图像区域ZP对应的图像。与该图像区域ZP对应的图像是如上述那样根据缩小系数kzh、kzv即投影系数kz而缩小的图像。因此，实际显示的图像的解像度随投影系数kz而劣化，可以根据投影系数kz改变图像的投影尺寸。

根据如与图像区域ZP对应的那样执行的缩小系数kzh、kzv的图像的缩小处理，可以利用与解像度变换电路40的缩小处理相同的处理。

如上所述，在本实施例的投影仪PJ中，在液晶屏70的图像显示区域MDA中，通过根据依照投影尺寸而设定的投影系数kz调整用于形成输入图像数据表示的图像的图像区域ZP和用于形成在其外周设定的黑色图像的掩蔽显示区域BP，可以很容易地调整投影尺寸。

D.变形例

本发明不限于上述实施例，在不脱离其主旨的范围内可以实施各种形式，例如，可以实施以下的变形。

(1)图5是表示投影仪PJ的变形例的全体结构的框图。该变形例的投影仪PJa具有将图2的解像度变换电路40和投影尺寸调整电路50置换为具有这2个功能的解像度变换/投影尺寸调整电路40A的结构。该解像度变换/投影尺寸调整电路40A使用将解像度变换电路40的解像度变换倍率ks与投影尺寸调整电路50的缩小系数kzh、kzv相乘后的系数(ks·kzh)、(ks·kzv)一度放大或缩小输入图像信号表示的图像，求出与图像区域ZP对应的图像的图像数据。

该变形例的投影仪PJa也和上述实施例的投影仪PJ一样，在液晶屏70的图像显示区域中，通过根据投影系数kz调整用于形成输入图像数据表示的图像的图像区域ZP和用于形成在其外周设定的黑色图像的掩蔽显示区域BP，可以很容易调整投影尺寸。

(2)在上述实施例和变形例中，输入图像信号表示具有解像度与液晶屏70的图像显示区域的解像度不同的图像时，根据解像度变换倍率ks放大或缩小输入图像信号表示的图像。并且，通过缩小解像度变换图像信号表示的图像，进行投影尺寸的调整，以使解像度变换图像适合于根据投影系数kz设定的图像区域的尺寸。但是，也可以将解像度变换倍率ks取为1，即不进行解像度变换而根据投影系数kz进行投影尺寸的放大或缩小。这时，输入图像数据表示的图像按根据投影系数kz求出的水平方向的投影系数kzh和垂直方向的投影系数kzv进行放大或缩小，调整为适合于图像区域ZP的图像数据。是否进行解像度变换的选择，可以由用户设定。

(3)图6是表示根据与投影尺寸对应的投影系数kZ设定的图像区域ZP大于液晶屏70的显示区域MDA时所显示的图像的说明图。如图6(A)所示，在设定大于液晶屏70的图像显示区域MDA的图像区域ZP时，投影尺寸调整电路50生成显示图像数据，以使为了适合于图像区域ZP的尺寸而放大的图像中与图像显示区域MDA的尺寸对应的部分图像在图像显示区域MDA显示。这样，仅在图像显示区域MDA设定的图像如图6(B)所示的那样进行放大显示。

按照该结构，在用户设定的投影尺寸比较小、图像区域ZP小于液晶屏70的图像显示区域MDA时，如在上述实施例中说明的那样，可以缩小或放大图像全体。另一方面，在投影尺寸比较大、图像区域ZP大于图像显示区域MDA时，可以仅放大图像的一部分进行显示。因此，可以与液晶屏70的大小无关地投影显示根据所希望的投影尺寸放大或缩小的图像的一部分或全部。

(4)在上述实施例和变形例中，与掩蔽显示区域BP对应的图像是黑色图像，但是，本发明不限于此，也可以是黑色以外的特定的颜色。例如，可以是白色图像或与屏幕SCR相同颜色的图像。

产业上利用的可能性

如上所述，本发明的投影仪在放映等中，可以用于显示图像，在飞机内或公众聚集的场所等可以用于放映电影或介绍等。

Claims

1.一种可以通过电子式地调整图像的投影尺寸的投影仪，其特征在于：

具有用于形成与供给的显示图像信号对应的图像的图像显示器件；

根据从图像供给装置供给的输入图像信号生成可以供给上述图像显示器件的上述显示图像信号的图像信号处理部；和

投影由上述图像显示器件形成的图像的投影部，

上述图像信号处理部根据表示由用户设定的投影尺寸的参量在上述图像显示器件的图像显示区域中可以调整地设定用于形成由上述输入图像信号表示的图像的图像区域和在上述图像区域的外周部设定用于形成特定色的图像的掩蔽显示区域，在根据上述输入图像信号生成上述显示图像信号时，将由上述输入图像信号表示的图像缩小或放大以使由上述输入图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像区域的尺寸，同时生成上述显示图像信号用以在上述掩蔽显示区域显示上述特定色的图像。

2.按权利要求1所述的投影仪，其特征在于：

上述图像信号处理部在由上述输入图像信号表示的图像的尺寸与上述图像显示区域的尺寸不同时，就生成通过放大或缩小由上述输入图像信号表示的图像而得到的解像度变换图像信号，以使由上述输入图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像显示区域的尺寸，此外，将由上述解像度变换图像信号表示的图像缩小以使由上述解像度变换图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像区域的尺寸。

3.按权利要求1所述的投影仪，其特征在于：

上述图像信号处理部在根据上述参量设定的上述图像区域的尺寸大于上述图像显示区域时生成上述显示图像信号，以使在上述图像显示区域显示为了适合于上述图像区域的尺寸而放大的图像中与上述图像显示区域的尺寸对应的部分图像。

4.按权利要求1～3的任一权项所述的投影仪，其特征在于：

上述特定色的图像是黑色图像。

5.一种通过电子式调整投影仪的图像的投影尺寸的调整方法，其特征在于：

根据表示由用户设定的投影尺寸的参量在上述投影仪具有的图像显示器件的图像显示区域中可以调整地设定用于形成由输入图像信号表示的图像的图像区域和在上述图像区域的外周部设定用于形成特定色的图像的掩蔽显示区域，在根据上述输入图像信号生成显示图像信号时，将由上述输入图像信号表示的图像缩小或放大以使由上述输入图像信号表示的图像的尺寸适合于上述图像区域的尺寸，同时生成上述显示图像信号用以在上述掩蔽显示区域显示上述特定色的图像。