CN2701196Y - 投影机 - Google Patents

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神谷靖孝
武居彻
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Abstract

本实用新型涉及投影机，其具备把输入的图像信号进行相间抽去的信号相间抽去装置，在被相间抽去了的图像信号上进行梯形失真修正处理的梯形失真修正装置，在进行上述梯形失真修正处理时暂时存储图像信号的存储装置，在实施了梯形失真修正处理的图像信号上进行内插处理的信号内插装置。在本实用新型中，由于在用梯形失真修正装置实施梯形失真修正处理之前的阶段，由信号相间抽去装置把图像信号进行相间抽去，因此减少由梯形失真修正装置实施梯形失真修正处理时的信号量。而且，由于把实施了梯形失真修正处理的图像信号进行内插处理后恢复为原信号，因此即便使用相同容量的存储装置(缓冲器)也能够进行更大的修正。

Description

投影机
技术领域
本实用新型涉及投影机的图像修正方法以及投影机，特别是涉及梯形失真修正。
背景技术
投影机例如把从个人计算机等信息处理装置输出的显示用画面放大后，在屏幕等的投影面上进行放大显示。在这样的情况下，如果在图像投影的中心方向对于屏幕面的放射方向倾斜的状态下投影图像，则在屏幕面上图像产生畸变。例如，在对于屏幕从沿着上方向或者下方向偏移的方向投影了投影机的长方形图像的情况下，在屏幕上显示梯形的图像(参加后述的图5，图6)。
因此，具有调整形成与原图形不同的图像的显象使得显示成与原图形相同的方法。把该方法称为梯形失真修正，当前提出了各种处理方法(例如参照专利文献1)，在投影机中使用用于该修正的梯形失真修正器件。
【专利文献1】
特开2002-6391号公报
在投影机中装备的梯形失真修正器件具有用于暂时存储进行修正的输入信号(图像信号)的缓冲器。但是，由于在水平方向的梯形失真修正中，需要存储与倾斜角度相对应的行数的数据，因此由于该缓冲器的容量限制了修正量(参照后述的图7)。为此，为了进行超过其容量的修正，需要梯形失真修正器件自身的修改、变更等。
实用新型内容
本实用新型是为解决这样的问题点而产生的，目的在于提供在进行梯形失真修正的基础上，即使假如使用相同的梯形失真修正器件也能够进行更大的修正的投影机的图像修正方法以及投影机。
本实用新型的投影机的图像修正方法具备把输入的图像信号进行相间抽去的过程，在被相间抽去了的图像信号上进行实施梯形失真修正处理的过程，把实施了梯形失真修正处理的图像信号进行内插处理的过程。在本实用新型中，由于在实施梯形失真修正处理之前的阶段，把图像信号进行相间抽去，因此减少实施梯形失真修正处理时的信号量，而且，由于在把实施了梯形失真修正处理的图像信号进行内插处理后恢复为原信号，因此例如即便使用相同的梯形失真修正器件实质上也能够进行更大的修正。
另外，本实用新型的投影机的图像修正方法在上述实施梯形失真修正处理的过程中，至少进行水平方向的梯形失真修正。在进行水平方向的梯形失真修正时，虽然例如由于梯形失真修正器件的缓冲器的容量限制了修正量(换言之，由于缓冲器的容量，修正量受到制约)，但是由于在其之前的阶段把图像信号进行相间抽去，因此减少了实施梯形失真修正处理时的信号量，而且，由于在把实施了梯形失真修正处理的图像信号进行内插处理后恢复为原信号，因此实质上能够进行水平方向的更大的梯形失真修正。
另外，本实用新型的投影机的图像修正方法在上述把图像信号进行相间抽去的过程中，沿着图像信号的纵方向以预定的间隔进行相间抽去。即使在梯形失真修正处理中，进行水平方向的修正处理时，需要加大梯形失真修正器件的缓冲器的容量，但是通过沿着其纵方向以预定的间隔把图像信号进行相间抽去，可以减少梯形失真修正器件的缓冲器的容量。即，能够根据缓冲器的容量确定的条件，实质上进行更大的修正。
另外，本实用新型的投影机的图像修正方法在上述把图像信号进行相间抽去的过程中，沿着图像信号的纵方向根据预定的函数运算进行相间抽去。例如，通过根据与图像的种类相对应的函数运算进行相间抽去，能够进行合理的相间抽去。
另外，本实用新型的投影机的图像修正方法在上述把图像信号进行相间抽去的过程中，把相间抽去掉的行的数据合成到没有被相间抽去的行的数据上。这样通过使得在剩余行的数据中包括被相间抽去的行的数据，能够提高进行内插处理时的数据的可靠性。
另外，本实用新型的投影机的图像修正方法在把实施了梯形失真修正处理的图像信号进行内插处理的过程中，进行与图像信号的相间抽去方法相对应的内插处理。
另外，本实用新型的投影机具备把输入的图像信号进行相间抽去的信号相间抽去装置，在被相间抽去了的图像信号上进行梯形失真修正处理的梯形失真修正装置，在进行上述梯形失真修正处理时暂时存储图像信号的存储装置，在实施了梯形失真修正处理的图像信号上进行内插处理的信号内插装置。在本实用新型中，由于在用梯形失真修正装置实施梯形失真修正处理之前的阶段，由信号相间抽去装置把图像信号进行相间抽去，因此减少由梯形失真修正装置实施梯形失真修正处理时的信号量。而且，由于把实施了梯形失真修正处理的图像信号进行内插处理后恢复为原信号，因此即便使用相同容量的存储装置(缓冲器)也能够进行更大的修正。
另外，在本实用新型的投影机中，上述梯形失真修正装置至少进行水平方向的梯形失真修正。虽然在进行水平方向的梯形失真修正时，例如由于梯形失真修正器件的缓冲器的容量限制了修正量，但是由于在其之前的阶段把图像信号进行相间抽去、因此实质上能够进行水平方向更大的梯形失真修正。
另外，在本实用新型的投影机中，上述信号相间抽去装置沿着图像信号的纵方向以预定的间隔进行相间抽去。如上述那样，虽然在进行水平方向的修正处理时，需要增多在图像失真修正中使用的存储装置(缓冲器)的容量，但是通过在其纵方向以预定的间隔把图像信号进行相间抽去，可以减少其存储装置(缓冲器)的容量。即，能够根据存储装置(缓冲器)的容量确定的条件，实质上进行更大的修正。
在本实用新型的投影机中，上述信号相间抽去装置沿着图像信号的纵方向根据预定的函数运算进行相间抽去。
在本实用新型的投影机中，上述信号相间抽去装置把相间抽去掉的行的数据合成到没有被相间抽去的行的数据上。
在本实用新型的投影机中，上述信号内插装置进行与上述信号相间抽去装置的相间抽去方法相对应的内插处理。
本实用新型的投影机具备操作单元，上述梯形失真修正装置根据基于来自上述操作单元的操作信号的修正量进行梯形失真修正。
附图说明
图1是示出本实用新型实施形态1的投影机的结构的框图。
图2是示出了图1的投影机的处理过程的流程图。
图3是数据的相间抽去方法的说明图。
图4是数据的相间抽去方法的其它例子的说明图。
图5是梯形失真修正的说明图(垂直)。
图6是梯形失真修正的说明图(水平)。
图7是梯形失真修正中的缓冲器的使用形态的说明图。
图8是内插处理的说明图。
图9是示出本实用新型实施形态2的投影机的结构的框图。
具体实施方式
实施形态1
图1是示出本实用新型实施形态1中的投影机的结构的框图。该投影机示出至把从磁带录像机等的输入信号至显示图像的最终的液晶屏的所有IC细分化时的例子，具备视频解码器10，A/D变换器11，扫描变换器12，缓冲器13，信号相间抽去器件14，梯形失真修正器件15，缓冲器16，信号内插器件17，液晶屏驱动器18，液晶屏20以及CPU21。另外，还具备光源22以及投射透镜23。另外，图1中仅示出了用于说明本实施形态1所必要的电路结构，省略了其它的电路结构。
视频解码器10的输出连接到扫描变换器12，输入来自磁带录像机的视频信号(合成信号，S信号等)进行解码、数字化以后输出到扫描变换器12。A/D变换器11的输出连接到扫描变换器12，输入来自个人计算机等的PC类的图像信号(VGA，XGA，SXGA等)，数字化以后输出到扫描变换器12。扫描变换器12分别连接到缓冲器13以及信号相间抽去器件14，利用缓冲器13进行帧速率的变换处理，把该输出向信号相间抽去器件14输出。
信号相间抽去器件14的输出连接到梯形失真修正器件15，把来自扫描变换器12的输出信号相间抽去后输出到梯形失真修正器件15。梯形失真修正器件15分别连接到缓冲器16以及信号内插器件17，利用缓冲器16在由信号相间抽去器件14相间抽去了的输出信号上实施梯形失真修正。
信号内插器件17的输出连接到液晶驱动器18，进行用于把由信号相间抽去器件14相间抽去了的信号内插的处理后，输出到液晶屏驱动器18。液晶屏驱动器18驱动液晶屏20。液晶屏20例如由R(红)，G(绿)，B(蓝)共3片屏20R，20G，20B构成，显示驱动各个屏。
如果由液晶屏驱动器18驱动液晶屏20(20R，20G，20B)，则根据图像信号控制液晶的透射率，控制来自灯等的光源22的光的透射率生成图像。液晶屏20(20R，20G，20B)上生成的图像经过投射透镜23投射到屏幕24上进行放大显示。
CPU21控制投影机总体，这里，根据来自遥控器30的操作信号，分别控制上述的视频解码器10，A/D变换器11，扫描变换器12，信号相间抽去器件14，梯形失真修正器件15，信号内插器件17以及液晶屏驱动器18。另外，在本实施形态1中，CPU21根据来自遥控器30的操作信号决定梯形失真修正器件15中的修正量。
图2是示出图1的投影机的数据处理过程的流程图，根据该流程图进行图1中各部分的处理说明。
(S1)图像信号的输入
视频解码器10以及A/D变换器11与外部设备连接，输入视频类(磁带录像机)或者PC类的信号。作为视频类信号，具有以所连接的设备以及所输入的信号为例记载在表1中的信号。另外，在各信号中具有不同种类，根据信号的分辨率或者更新速率可以举出表2那样的种类。
【表1】
    连接设备     输入信号
  磁带录像机 合成、S信号、分量(色差信号)
  DVD机 合成、S信号、分量(色差信号)
【表2】
信号                      种类
合成 NTSC，PAL，SECAM等
S
分量(色差信号) 525i，525p，625i，625p，750p，1125i，1125p等
作为PC类信号，具有以所连接的设备以及所输入的信号例记载在表3中的信号。另外，在各信号中也具有不同种类，根据信号的分辨率或者更新速率可以举出表4那样的种类。
【表3】
    连接设备     输入信号
    个人计算机     Analog-RGB
    高清晰解码器     Analog-RGB，色差信号
    视频→PC变换机     Analog-RGB
【表4】
    信号             种类
    Analog-RGB   分辨率：VGA，SVGA，XGA，SXGA等
  更新速率：60Hz，75Hz，85Hz等
  交替、非交替
    色差信号 525i，525p，625i，625p，750p，1125i，1125p等
(S2)图像信号的数字化
把在上述的处理(S1)中输入的模拟的图像信号变为数字的图像信号。这里，把模拟的图像信号变换为数字的图像信号使得能够输入到后述的扫描变换器12中。另外，在扫描变换器12的输入不仅是数字信号还能够进行模拟输入的情况下，由于可以不进行数字化而不需要该处理。视频类的信号由视频解码器10解码，另外，模拟信号变换为数字信号。PC类的信号由A/D变换器11从模拟信号变换为数字信号。输出的信号根据视频解码器10或A/D变换器11的规格而有所不同，一般成为表5中所示的信号。
【表5】
信号線             信号内容
时钟信号 为能正常输入图像信号数据，对一个图像信号数据产生1个信号。
垂直同步信号(VSync) 每一个画面量的数据中产生该信号。更新速率为该信号的频率。输入信号的更新速率为同一频率。
水平同步信号(HSync) 每一个行量的数据中产生该信号
图像信号数据 模拟信号被数字化了的电压信号通常为R、G、B各8-10个信号。
数据使能 表示图像信号数据的有效/无效信号。
(S3)帧变换处理
来自视频解码器10或者A/D变换器11的数字图像信号根据信号的种类，输入尺寸/更新速率不同，而扫描变换器12把它们变换为一定的尺寸/更新速率后输出。输出的尺寸/更新速率由下游一侧的信号相间抽去器件14的输入规格及其以后的器件的规格决定，由CPU21进行控制。虽然从扫描变换器12输出的信号以与视频解码器10等的输出相同形式的数字图像信号进行输出，但是频率、尺寸等不同。
(S4)信号数据的相间抽去处理
信号相间抽去器件14以一定的间隔(还可以考虑非线性)使从扫描变换器12输入的数字图像信号缺失，输出缺失后的数字图像信号。即，信号相间抽去器件14在从扫描变换器12输出的信号内，以一定的间隔(也可以考虑非线性)使垂直同步信号以及水平同步信号或者数据使能信号缺失，把该被缺失了的信号输出到其下游一侧的梯形失真修正器件15。由此，梯形失真修正器件15不是接受从扫描变换器12输出的全部图像信号，而是作为输入信号接收缺失了一部分的图像信号。
由信号相间抽去器件14进行的数据的相间抽去方法有以下形态。(a)对于n行的输入以1行，或者对于n行的输入以m行(n＞m：例如3行中的2行)这样的等间隔相间抽去。
(b)使相间抽去器件14的内部具有函数，根据该函数运算相间抽去。(非线性)
(c)横方向也按照与纵方向相同或者复合的相间抽去方式相间抽去。
(d)不是单纯地把数据相间抽去，而是在把相间抽去的数据合成到没有被相间抽去的数据上的同时进行相间抽去。
图3(A)(B)是示出了由信号相间抽去器件14进行的数据的相间抽去方法的例子的说明图。该图(A)是相间抽去了输入2行中的1行时的例子，该图(B)是相间抽去了输入3行中的1行时的例子。
另外，还可以把在上述中成为相间抽去对象的行的数据合成到剩余的数据上。
图4是示出了该例子的说明图。如图4(A)那样，有3行的数据，在相间抽去行L2的数据(D21，D22，......)时，如图4(B)所示那样，把行L2的数据在行L1以及L3的数据上进行合成处理，作为行L1以及L3的数据采用被合成处理了的数据。例如作为合成后的行L1的数据，例如像素D11’的数据作为(D11+D22)/2求出。其它的像素数据也相同。
(S5)梯形失真修正处理
梯形失真修正器件15对于从信号相间抽去器件14输出的图像信号进行梯形失真修正，把该修正后的信号输出到信号内插器件17。在梯形失真修正中一般有垂直修正以及水平修正，另外，还能够进行把它们复合的修正。梯形失真修正器件15由于通过进行非线性地压缩(变形)输入信号的横方向以及纵方向的数据的处理进行梯形失真修正，因此需要在进行压缩(变形)时用于进行运算处理的缓冲器16。在垂直修正时那样的仅是水平方向压缩的情况下可以具有水平行量的数据区，而在水平梯形失真修正那样的沿着纵方向发生倾斜的情况下需要该行量的缓冲器。为此，由于该缓冲器16的容量界限，限制了修正的倾斜(参照图7)。
图5(A)(B)是示出垂直梯形失真修正的例子的说明图。输入信号(图像数据)是方形，而如图5(A)所示那样，在投影机的光轴与屏幕24的关系保持不变的情况下垂直部分倾斜，屏幕图像有时成为底边宽度窄的梯形。在这样的情况下通过把输入信号(图像数据)的图像修正为底边宽度宽的梯形，屏幕图像成为方形。另外，如图5(B)所示那样，屏幕图像有时成为底边宽度宽的梯形。在这样的情况下通过把输入信号(图像数据)的图像修正为底边宽度窄的梯形，屏幕图像成为方形。
图6(A)(B)是示出了水平梯形失真修正的例子的说明图。输入信号(图像数据)是方形，而如图6(A)所示那样，在投影机的光轴与屏幕24的关系保持不变的情况下水平部分倾斜，屏幕图像有时成为横向的梯形(左侧的边短)。在这样的情况下通过把输入信号(图像数据)的图像修正为左侧的边长的反向的梯形，屏幕图像成为方形。另外，如图6(B)所示那样，屏幕图像有时成为横向的梯形(右侧的边短)。在这样的情况下通过把输入信号(图像数据)的图像修正为右侧的边长的反向的梯形，屏幕图像成为方形。
图7是示出了水平梯形失真修正的例子与缓冲器16的容量的关系的说明图。假设缓冲器16在横方向由梯形失真修正器件15的处理单位(能够进行一次处理的横向数据数，在该例中是16个数据)构成，在纵方向具有预定的行数量(在图示的例子中是5行)的容量。在该缓冲器16的情况下，最大对于横向16个数据，沿着纵方向能够进行具有5个数据的倾斜的梯形失真修正。因此，要进行超过了该值的梯形失真修正，即，最大对于横向16个数据，沿着纵方向具有6个数据以上的倾斜的梯形失真修正，也是不可能的。但是，在本实施形态1中，由于已经进行了由信号相间抽去器件14实施的数据的相间抽去，因此，例如在图3(A)所示那样把2行中的1行相间抽去了的情况下，如后述那样通过进行内插处理，对于最大横向16个数据能够进行沿着纵方向具有10个数据的倾斜的梯形失真修正。另外，在图3(B)所示那样把3行中的1行相间抽去了的情况下，如后述那样通过进行内插处理，对于最大横向16个数据能够进行沿着纵方向具有7个数据的倾斜的梯形失真修正。
(S6)数据内插处理
信号内插器件17进行从梯形失真修正器件15输出的信号的内插处理后输出到液晶屏驱动器18。从梯形失真修正器件15输出的信号由于通过信号内插器件14成为缺失了一定数据的数据，因此进行缺失部分的内插处理后输出到液晶屏驱动器18。通过在信号内插器件17中进行内插处理，增加纵方向的数据的数量(行数)，增加输出的倾斜。对于该内插方法根据该内插用IC的种类有多种多样。以往，由于在梯形失真修正前不进行数据的相间抽去，因此倾斜修正的界限由梯形失真修正器件15的缓冲器16的容量决定，而通过对于进行了数据相间抽去后的数据进行梯形失真修正，内插相间抽去的部分的数据，能够不变更缓冲器16的容量而增加水平行的倾斜。
图8是信号内插器件17的内插方法的说明图，这里进行与信号相间抽去器件14实施的相间抽去方法相对应的内插处理。设在信号相间抽去器件14中例如进行了图3(A)所示那样相间抽去处理，由梯形失真修正数据器件15实施的梯形失真修正的结果如图8(A)所示，设对于横方向16个数据具有纵方向5个数据倾斜的数据。对于这样的数据在纵方向的5行的各数据之间进行分别内插1行的内插处理。通过进行这样的内插处理，对于横方向16个数据可以得到纵方向具有9个数据的倾斜的数据。
(S7)屏驱动信号的生成
液晶屏驱动器18根据由信号内插器件17内插处理的信号生成液晶屏的驱动(控制)信号，用其输出驱动(控制)液晶屏20。
(S8)液晶屏显示
液晶屏20(20R，20G，20B)如果由液晶屏驱动器18进行驱动，则根据图像数据控制液晶的透射率，控制来自灯等光源22的光的透射率生成图像。而且，在液晶屏20(20R，20G，20B)中生成的图像经过投射透镜23投射到屏幕24上进行放大显示。该被放大显示的图像完成梯形失真修正，成为方形。特别是，在本实施形态1中由于放大进行梯形失真修正时的水平方向的倾角，因此即使在屏幕24与投射透镜23的光轴偏移很大的情况下也能够适宜地与其相对应。
如以上那样，在本实施形态1中，在由信号相间抽去器件14把图像信号相间抽去以后，由梯形失真修正器件15进行梯形失真修正，然后，由信号内插器件17进行从梯形失真修正器件15输出的信号的内插处理后，输出到液晶驱动器18上，因此在梯形失真修正处理中，能够不变更缓冲器16的容量而增加水平行的倾斜。
实施形态2
图9是本实用新型实施形态2的投影机的结构图。在本实施形态2中，是使用把梯形失真修正单元15a，信号内插单元17a，扫描变换器单元12a以及缓冲器16a、13a集成了的IC25时的例子。
在本实施形态2中，由视频解码器10或者A/D变换器11数字化了的信号由信号相间抽去器件14相间抽去后输出到IC25。该信号相间抽去器件14中的信号的相间抽去方法与上述的实施形态1相同。IC25的梯形失真修正单元15a对于被相间抽去处理了的信号实施梯形失真修正后输出到信号内插单元17a。
这时的梯形失真修正由CPU21接收来自遥控器30的操作量，CPU21根据接收的操作量向梯形失真修正单元15a输出控制量而决定。信号内插单元17a把实施了梯形失真修正的信号进行内插处理后输出到扫描变换器单元12a。扫描变换器单元12a进行帧速率的变换处理后输出到液晶屏驱动器18。液晶屏驱动器18驱动液晶屏20，液晶屏20根据图像数据控制液晶的透射率，控制来自灯等光源22的光的透射率生成图像。在液晶屏20(20R，20G，20B)中生成的图像经过投射透镜23投射到屏幕24上进行放大显示。该放大显示的图像完成上述的梯形失真修正成为方形。
在本实施形态2中，梯形失真修正单元用的缓冲器16a安装在IC25的内部，由于不能够变更其容量，因此梯形失真修正量受到制约，而由于通过在由信号相间抽去器件14把信号相间抽去了以后进行梯形失真修正，消除该制约扩大修正量，因此效果显著。
实施形态3
另外，在上述的实施形态1中，说明了根据遥控器30的操作指示梯形失真修正的修正量的例子，而也可以检测投影机本体的倾角，根据其倾角求梯形失真修正量。

Claims (7)

1.一种投影机，其特征在于：
具备
把输入的图像信号进行相间抽去的信号相间抽去装置；
对进行了相间抽去的图像信号进行梯形失真修正处理的梯形失真修正装置；
在进行上述梯形失真修正处理时暂时存储图像信号的存储装置；
和对实施了梯形失真修正处理的图像信号进行内插处理的信号内插装置。
2.根据权利要求1所述的投影机、其特征在于：
上述梯形失真修正装置为至少进行水平方向的梯形失真修正的梯形失真修正装置。
3.根据权利要求1或2所述的投影机，其特征在于：
上述信号相间抽去装置为沿着图像信号的纵方向以预定的间隔进行相间抽去的信号相间抽去装置。
4.根据权利要求1或2所述的投影机，其特征在于：
上述信号相间抽去装置为沿着图像信号的纵方向根据预定的函数运算进行相间抽去的信号相间抽去装置。
5.根据权利要求1或2所述的投影机，其特征在于：
上述信号相间抽去装置为把被相间抽去的行的数据合成到没有被相间抽去的行的数据上的信号相间抽去装置。
6.根据权利要求1或2所述的投影机，其特征在于：
上述信号内插装置为进行与上述信号相间抽去装置的相间抽去方法相对应的内插处理的信号内插装置。
7.根据权利要求1或2所述的投影机、其特征在于：
具备上述梯形失真修正装置根据基于来自其的操作信号的修正量进行梯形失真修正的操作单元。
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