JP2006253838A - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、投影画像のサイズにかかわらず鮮明な画像を再現できる投射型映像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路とズーム機構とを備えた投射型映像表示装置において、投影距離を測定するための測定手段、およびズーム状態と測定手段によって測定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段を備えている。入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路とズーム機構とを備えた投射型映像表示装置において、投影距離を設定するための設定手段、およびズーム状態と設定手段によって設定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段を備えている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、液晶プロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタ等の投射型映像表示装置に関する。

パソコンから出力された映像やＤＶＤプレイヤなどの映像再生装置から出力された映像を液晶プロジェクタによって表示する場合を想定する。一般的に液晶プロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタ等の投射型映像表示装置は、リアプロジェクションテレビなどとは異なり、投影画像のサイズは、表示装置の設置場所とスクリーンとの距離（投影距離）および表示装置の投射レンズがズーム機能を備えている場合にはそのズーム状態（レンズ拡大率）によって変化する。つまり、表示装置の設置位置やズーム状態によって投影画像のサイズが異なる。

一方、投射型映像表示装置には、投影画像をより鮮明にするために、画像の輪郭部を抽出して強調をかけるための輪郭強調回路が内蔵されている。輪郭強調回路では、一般的に、入力された輝度信号を２次微分し、得られた２次微分信号に補正係数を乗算することにより輪郭部信号を生成し、得られた輪郭部信号を元の入力信号に重畳することにより、輪郭が強調された信号を生成している。

通常、補正係数は、設定画面上において、可変範囲内でユーザによって変化させることができるようになっている。ユーザは、投影画像を見ながら、設定画面上において補正係数を増減させて、鮮明感が得られる値を選択する。従来においては、補正係数の可変範囲は、投射映像のサイズに関わらず、一定であった。

このため、投影画像のサイズが比較的小さいとき、例えば、数十インチ程度の映像では最適な鮮明感を得ることができるが、投影画像のサイズが１００インチを越えるような場合には補正係数を可変範囲内の最大値に設定しても鮮明感が得られないという問題があった。
特開平６−２４５１０５号公報

この発明は、投影画像のサイズにかかわらず鮮明な画像を再現できる投射型映像表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路とズーム機構とを備えた投射型映像表示装置において、投影距離を測定するための測定手段、およびズーム状態と測定手段によって測定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路とズーム機構とを備えた投射型映像表示装置において、投影距離を設定するための設定手段、およびズーム状態と設定手段によって設定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段を備えていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路を備え、レンズ拡大率が固定されている投射型映像表示装置において、投影距離を測定するための測定手段、および測定手段によって測定された投影距離に基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段を備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路を備え、レンズ拡大率が固定されている投射型映像表示装置において、投影距離を設定するための設定手段、および設定手段によって設定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段を備えていることを特徴とする。

請求項１または２に記載の発明によれば、入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路とズーム機構とを備えた投射型映像表示装置において、投影画像のサイズにかかわらず鮮明な画像を再現できるようになる。

請求項３または４に記載の発明によれば、入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路を備え、レンズ拡大率が固定されている投射型映像表示装置において、投影画像のサイズにかかわらず鮮明な画像を再現できるようになる。

以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。

図１は、液晶プロジェクタの外観を示している。

液晶プロジェクタ１の本体１０の前面には投射レンズ１１が設けられている。スクリーンＳ上には、投射レンズ１１を介して画像Ｇが投影されている。液晶プロジェクタ１の本体１０の側面には、液晶プロジェクタ１からスクリーンＳまでの距離（投影距離）を測定するための空中超音波センサ１２が設けられている。

図２は、液晶プロジェクタの輪郭強調に関係する部分の構成を示している。
ＰＣやＤＶＤプレーヤからの映像信号は、画像処理回路２０に送られる。画像処理回路２０に入力された輝度信号は、所定の画像処理が行われた後、輪郭強調回路２１に送られる。輪郭補正回路２１では、輝度信号に対して輪郭強調処理が行われる。画像処理回路２０では、輪郭補正回路２１によって得られた輪郭強調輝度信号と色信号とからＲＧＢ信号が生成され、液晶パネル３０に書き込まれる。液晶パネル３０に書き込まれた画像は、図示しない投射ランプによって投射レンズ１１を介してスクリーンＳ上に投影される。画像処理回路２０はマイクロコンピュータ４０によって制御される。

投射レンズ１１はポテンションメータ等とズーム機構とを組み合わせることにより、現在のズーム状態（レンズ拡大率）を表す信号を出力できる構成となっている。マイクロコンピュータ４０は、投射レンズ１１からのズーム状態を表す信号を読み込んで、レンズ拡大率ｅ〔倍〕を検出する。

マイクロコンピュータ４０は、空中超音波センサ１２からスクリーンＳに向かって超音波を出射させ、スクリーンＳからの反射波が戻ってくるまでの時間を計測することにより、液晶プロジェクタ１からスクリーンＳまでの距離（投影距離）ｄ〔ｍ〕を測定する。なお、一般的に音波の進む速度は温度によって変換するため、マイクロコンピュータ４０は、図示しない温度計によって温度を検出し、検出した温度に基づいて距離を補正する機能を備えている。

なお、図示しないリモコンによって各種操作信号をマイクロコンピュータ４０に入力できるようになっている。

図３を参照して、輪郭強調回路２１による輪郭強調処理について説明する。

輪郭強調回路２１では、まず、入力輝度信号Ｙ１を２次微分して２次微分波形ΔＹを生成する。次に、２次微分波形ΔＹに補正係数ｋを乗算することにより、輪郭強調部信号（ｋ・ΔＹ）を生成する。そして、入力輝度信号Ｙ１に輪郭強調部信号（ｋ・ΔＹ）を重畳することにより、輪郭強調輝度信号Ｙ２を生成する。つまり、輪郭強調輝度信号Ｙ２は、Ｙ２＝Ｙ１＋ｋ・ΔＹで表される。

この実施例では、補正係数ｋは、設定画面（メニュー画面）上において、リモコンを操作することにより、投影画像のサイズに応じた可変範囲内でユーザによって変化させることができるようになっている。ユーザは、投影画像を見ながら、設定画面上において補正係数を増減させて、鮮明感が得られる値を選択する。この例では、０．１単位で、現在の投影画像のサイズに応じた補正係数基準値ｋｏから減少方向に４段階、増加方向に４段階の計９段階の範囲で、補正係数を設定できるようになっている。

表１は、投影画像のサイズに対する基準補正係数値ｋｏおよび補正係数ｋの可変範囲を示している。投影画像サイズが大きいほど、基準補正係数値ｋｏが大きくなっている。

図４（ａ）は、投影画像サイズが４０インチ以下の場合の補正係数最小値に対する輪郭強調処理結果（左側の図）と、補正係数最大値に対する輪郭強調処理結果（右側の図）とを示している。図４（ｂ）は、投影画像サイズが１００インチ以上の場合の補正係数最小値に対する輪郭強調処理結果（左側の図）と補正係数最大値に対する輪郭強調処理結果（右側の図）とを示している。つまり、投影画像サイズが大きいほど輪郭強調の度合いが強くなる。

マイクロコンピュータ４０は、電源オン時またはズーム状態（レンズ拡大率）が変化したときに、拡大率ｅと距離ｄとに基づいて、投影画像のサイズＩ〔インチ〕を算出し、その算出結果に基づいて、補正係数基準値ｋｏを求める。そして、輪郭強調回路２１に、求めた補正係数基準値ｋｏを設定する。輪郭補強調回路２１は、設定された補正係数基準値ｋｏを用いて、輪郭強調処理を行う。ユーザは、補正係数基準値ｋｏを中心として、０．１単位で減少方向に４段階、増加方向に４段階の計９段階の範囲で補正係数ｋを変更することができる。つまり、マイクロコンピュータ４０は、投影画像のサイズに応じて補正係数の可変範囲を制御している。

画像のサイズＩの算出方法について説明する。マイクロコンピュータ４０は、拡大率ｅと距離ｄとを取得すると、次式（１）により、投影画像のサイズＩ〔インチ〕を算出する。

Ｉ＝ｈ×ｅ×ｄ …（１）

上記式（１）において、ｈはインチ換算係数であり、予め設定されている。例えば、距離が２ｍ（ｄ＝２）でレンズ拡大率が１倍（ｅ＝１）である場合に、５０インチの投影画像が得られるレンズを使用している場合には、インチ換算係数ｈはＩ／（ｄ・ｅ）によって２５となる。

ｈ＝２５である場合には、ｄ＝２でかつｅ＝２であれば、画像サイズは１００インチとなる。また、ｄ＝４でかつｅ＝１であれば、画像サイズは１００インチとなる。つまり、画像サイズは、距離ｄおよび拡大率ｅに比例する。

投影画像のサイズＩから補正係数基準値ｋｏを求める方法について説明する。マイクロコンピュータ４０内の不揮発性メモリ（図示略）には、画像サイズと補正係数基準値ｋｏとの関係を示すテーブル（サイズ−補正係数テーブル）が記憶されている。マイクロコンピュータ４０は、撮像画像のサイズＩを算出すると、上記サイズ−補正係数テーブルに基づいて、撮像画像のサイズＩに対応した補正係数基準値ｋｏを求める。

図５は、電源オン時またはズーム状態（レンズ拡大率）が変化したときに、マイクロコンピュータ４０によって実行される補正係数制御処理手順を示している。

電源オン時またはズーム状態（レンズ拡大率）が変化すると、投射レンズ１１からの信号に基づいてレンズ拡大率ｅを算出する（ステップＳ１）。また、空中超音波センサ１２から超音波を出射させ、スクリーンからの反射波が戻ってくるまでの時間を計測することにより、投影距離ｄを算出する（ステップＳ２）。

ステップＳ１で得られたレンズ拡大率ｅとステップＳ２で得られた投影距離ｄとに基づいて、上記式（１）を用いて、投影画像のサイズＩを算出する（ステップＳ３）。算出した投影画像のサイズＩとサイズ−補正係数テーブルとに基づいて、算出した投影画像のサイズＩに対応した補正係数基準値ｋｏを求めて、輪郭強調回路２１に設定する（ステップＳ４）。

上記実施例では、空中超音波センサ１２を用いて投影距離ｄを測定しているが、ユーザが投影距離ｄを入力するようにしてもよい。また、ズーム機構がなくレンズ拡大率が固定されているような液晶プロジェクタにおいては、投影距離ｄのみを測定し、測定した投影距離ｄに基づいて、補正係数基準値を求めるようにしてもよい。

液晶プロジェクタの外観を示す斜視図である。 液晶プロジェクタの輪郭強調に関係する部分の構成を示すブロック図である。 輪郭強調回路２１による輪郭強調処理を説明するための説明図である。 投影画像サイズが４０インチ以下の場合の補正係数最小値に対する輪郭強調処理結果および補正係数最大値に対する輪郭強調処理結果と、投影画像サイズが１００インチ以上の場合の補正係数最小値に対する輪郭強調処理結果および補正係数最大値に対する輪郭強調処理結果とを示す波形図である。 電源オン時またはズーム状態（レンズ拡大率）が変化したときに、マイクロコンピュータ４０によって実行される補正係数制御処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 液晶プロジェクタ
１１ 投射レンズ
１２ 空中超音波センサ
２０ 画像処理回路
２１ 輪郭強調回路
３０ 液晶パネル
４０ マイクロコンピュータ

Claims (4)

1. 入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路とズーム機構とを備えた投射型映像表示装置において、
   投影距離を測定するための測定手段、および
   ズーム状態と測定手段によって測定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段、
   を備えていることを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路とズーム機構とを備えた投射型映像表示装置において、
   投影距離を設定するための設定手段、および
   ズーム状態と設定手段によって設定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段、
   を備えていることを特徴とする投射型映像表示装置。
3. 入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路を備え、レンズ拡大率が固定されている投射型映像表示装置において、
   投影距離を測定するための測定手段、および
   測定手段によって測定された投影距離に基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段、
   を備えていることを特徴とする投射型映像表示装置。
4. 入力画像の輪郭を強調するための輪郭強調回路を備え、レンズ拡大率が固定されている投射型映像表示装置において、
   投影距離を設定するための設定手段、および
   設定手段によって設定された投影距離とに基づいて、輪郭強調回路の輪郭強調の度合いを制御する手段、
   を備えていることを特徴とする投射型映像表示装置。

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