JP2012247447A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スクリーンに投射を行っている場合に空白部分が発生しないよう投射画像を調整する。
【解決手段】画像投射装置は、光変調素子１３０からの光を被投射面２１０に投射して投射画像を形成する映像投射部１００と、光変調素子駆動部１１０に対して表示領域の設定を行う領域設定部５０と、入力部１０に入力された映像信号に対して解像度変換を行い、光変調素子駆動部１１０へと出力する解像度変換部２０と、解像度変換部２０で行う解像変換方法の設定を行う処理変更部３０と、を有する。処理変更部３０は、被投射面２１０の状態と、入力信号に応じた投射画像を被投射面２１０に形成するように、領域設定部で設定された領域情報をメモリ部４０から取得し、この情報と入力部１０から解像度変換部２０に送られる映像信号の情報と、に基づいて解像度変換部２０で行われる解像度変換方法の変更を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクタ等の投射型表示装置に関し、特にスクリーンの縦横比率等に対して適切な表示を行うために映像表示部の表示領域を設定する機能を有する投射型表示装置に関する。

プロジェクタは、液晶パネル等の光変調素子（画像形成素子ともいう）によって画像変調された光を投射光学系を介してスクリーン等の被投射面に投射することで投射画像を形成する。

プロジェクタによって映像を投射する場合、プロジェクタの投射画像と被投射面の縦横比率とが一致しないと、被投射面を最大限使用するとプロジェクタの投射画像がスクリーンからはみ出して形成されてしまう場合がある。

そのような場合、図７で示すように、投射画像の一部が被投射面２１０のスクリーン枠Sからはみ出して形成されてしまい、投射画像の一部が表示されない画欠けが発生したり、本来投射したくない場所に投射してしまったりするなど、使用者の利便性を損なう問題が発生してしまう。

従来は、このような問題を回避するためには、プロジェクタの投射画像のアスペクト比率と一致するアスペクト比率のスクリーンを用意する必要があった。

このような使用者の利便性を損なう問題を回避する技術としては、例えば特許文献１が提案されている。

この技術は、スクリーンのアスペクト比が設定されると、そのアスペクト比に合わせた解像度変換を行うよう制御が行われる。

これにより、スクリーンに投射した際に画欠けが発生することを防ぐことが可能となる。

図８に示すように、光変調素子の全面を使用した場合にはGcで示す範囲に投射画像が形成されるようなプロジェクタであっても、Gbで示された範囲内のみで投射画像が形成されることになる。

このため、事前にGbをスクリーン枠Sと一致するように設定しておくことで、投射画像Gaが被投射面２１０のスクリーン枠Sからはみ出て表示され、画欠け等が発生することはなくなる。

特許文献１によれば、図８に示すようにスクリーン等の被投射面からはみ出して画像が形成され、画欠けが発生するようなことはなくなる。

特開２００１−７５５３３号公報

しかし、この技術では被投射面が特定のアスペクト比率の枠を持つスクリーンのような面なのか、或は枠のない壁などの非スクリーンの面なのか、といった点については特に考慮されてはいない。

このような場合、入力された映像信号のアスペクト比率を維持して拡大又は縮小するような解像度変換を行って投射を行うと、スクリーン枠のアスペクト比率と信号のアスペクト比率とが一致しないと、図8で示されるの投射画像Gaの範囲外で、かつ、スクリーン枠Sの範囲内の空間に、投射画像が形成されない空白部分が生じてしまう。

このような空白部分は、スクリーン枠内が白地でスクリーン枠外が黒地といったように、スクリーン枠の範囲内外で色が大きく異なるスクリーンであった場合には特に目立ってしまい、視聴者が投射画像に集中することを妨げることになる。

一方で、常に表示可能な領域全体に拡大するような解像度変換を行って投射を行うと、空白部分が生じることはなくなるが、極端にアスペクト比が変わってしまい、画質の劣化を引き起こしてしまう場合がある。

また、前述したように常に解像度変換を行ってしまったり、特定のアスペクト比率への変換を行ってしまうと、スクリーン枠などの境界が無い壁などに投射していて空白部分が発生しないような場合にも、本来不要な解像度変換を行ってしまう。

このような本来不要な解像度変換を行ってしまうと、投射画像の解像感の低下やアスペクト比率の変化が発生し、視聴者へ違和感を与えてしまうことになる。

本発明の目的は、被投射面がスクリーンなのか否かを判別し、視聴の妨げとなる画欠けの発生や、スクリーンに投射している場合に空白部分が発生することを抑制しつつ、解像感の低下やアスペクト比率の変化を抑制した投射画像を形成する投射型表示装置を提供することである。

本発明の一側面としての投射型表示装置は、
映像の表示を行う映像表示部を有し、
前記映像表示部に表示された映像を投射して投射面上に映像を形成する投射型表示装置であって、
前記映像表示部上で映像の表示に使用する領域を設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段で設定した領域を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された領域と、前記領域設定手段で設定可能な最大の領域と、を比較する領域比較手段と、
を有すること
を特徴とする。

また、本発明の他の側面としての投射型表示装置は、
映像の表示を行う映像表示部を有し、
前記映像表示部に表示された映像を投射して投射面上に映像を形成する投射型表示装置であって、
前記映像表示部上で映像の表示に使用する領域を設定する領域設定手段と、
前記領域設定手段で設定した領域を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された領域と、前記領域設定手段で設定可能な最大の領域と、を比較する領域比較手段と、
前記映像表示部に表示される映像信号の解像度変換処理を行う解像度変換部と、
前記解像度変換部による解像度変換処理の方法を入力された映像信号に応じて変更する処理変更手段と、
を有し、
前記処理変更手段は、
前記領域比較手段で求めた比較結果を解像度変換処理の方法の決定条件の少なくとも一つとする
処理変更手段であること
を特徴とする。

本発明によれば、
表示に使用する領域と、表示に使用可能な最大の領域と、を比較することで、被投射面がスクリーンなのか否かを判別することが可能な投射型表示装置を提供することができる。

また、表示に使用する領域と、表示使用可能な最大の領域と、の比較結果を用いて、解像度変換方法を変更することが可能な投射型表示装置を提供することができる。

本発明の実施例であるプロジェクタの構成を示すブロック図 実施例の解像度変換方法の選択動作を示すフローチャート フローチャートのステップS４０で選択される解像度変換方法が設定された場合の被投射面の様子を説明する図 フローチャートのステップS５０で選択される解像度変換方法が設定された場合の被投射面の様子を説明する図 フローチャートのステップS６０で選択される解像度変換方法が設定された場合の被投射面の様子を説明する図 フローチャートのステップS７０で選択される解像度変換方法が設定された場合の被投射面の様子を説明する図 従来の投射型表示装置による投射によって発生する画欠けを説明する図 特許文献１の方法による投射によって画欠けが抑制される様子を説明する図

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかわる投射型表示装置である。

［実施例］
以下、図１を参照して、本発明の実施例による投射型表示装置としてのプロジェクタの構成を示す。

同図において、入力部１０に入力された映像信号は、解像度変換部２０で解像度変換され、映像投射部１００で被投射面２１０に投射される。

解像度変換部２０においては、入力された映像信号は、縦方向や横方向への拡大、縮小が行われると共に、画像の一部切抜きや、画像周辺へのブランクの挿入などが行われる。

映像投射部１００においては、光源１２０から発せられる光が、液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の光変調素子１３０により変調され、投射レンズ１４０によって投射される。

光変調素子駆動部１１０は、解像度変換部２０から送られる映像信号を光変調素子の駆動信号へと変換し、光変調素子１３０は、この駆動信号によって所望の画像を表示するように駆動する。

領域設定部５０においては、光学変調素子駆動部１１０に対して、表示に使用する領域の設定が行われる。

領域設定部５０は、リモコン等から領域の設定操作が行われると、光変調素子駆動部１１０に、指定された領域に対応する光変調素子１３０上の領域のみで表示を行うよう指示が送られる。

ここで、領域に関する設定については、領域の四隅の位置指定によって行うことが可能であるとし、以降、領域に関する情報も全て同様に四隅の位置情報を少なくとも持つものとする。

光変調素子駆動部１１０では、この指示に従った駆動信号の生成が行われ、光変調素子１３０ではこの駆動信号によって指定された領域のみでの表示が行われる。

また、領域設定部５０では、光変調素子駆動部１１０では、光変調素子１３０に指示を送る際には、メモリ部４０への設定された領域情報の記憶も同時に行われる。

処理変更部３０においては、解像度変換部２０における解像度変換処理方法の設定が行われる。

処理変更部３０では、プロジェクタに入力され、入力部１０にから解像度変換部２０に送られる映像信号の情報と、メモリ部４０に記憶されている領域設定部５０によって設定された設定領域情報と、メモリ部４０に記憶されている領域設定部５０に設定可能な最大の領域を表わす最大領域情報と、から解像度変換処理方法の決定が行われる。

次に、上記構成による処理変更部３０の解像度変換方法の選択動作の説明を、図２の処理選択フローチャートに従って行う。

処理変更部３０での処理が開始されると、ステップS１０では、メモリ部４０から領域設定部５０によって設定された設定領域情報と、領域設定部５０に設定可能な最大の領域を表わす最大領域情報と、を取得し、領域情報の比較が行われる。

設定領域と、最大領域と、が略同一であるか否かの判別が行われ、略同一の場合はステップS２０へと進み、そうでない場合はS３０へと進む。

ここでは、設定領域と、最大領域と、が略同一である場合は、被投射面２１０が特定のアスペクト比率の枠を持つスクリーンなのか、枠を持たない壁等の面なのか、が不明であると判断している。

この場合、視聴の妨げとなる空白部分が被投射面２１０上に形成されるか否かが判断できないため、解像度変換方法を決める上で空白部分については考慮に入れず、入力された映像信号のアスペクト比率の維持や解像感の向上といった画質面が優先される。

一方で、設定領域と、最大領域と、が略同一でない場合については、ユーザーが意図的に表示領域の制限を行っていることから、被投射面２１０は特定のアスペクト比率の枠を持つスクリーンであると判断している。

この場合は、被投射面２１０に空白部分ができてしまうと視聴の妨げとなる可能性があるため、極力空白部分を作らないような解像度変換方法が優先される。

ステップS２０では、設定領域情報と、プロジェクタに入力され、入力部１０にから解像度変換部２０に送られる映像信号の情報と、の比較が行われる。

設定領域と映像信号のサイズ（縦横の画素幅）が共に略同一であった場合はS４０へと進み、そうでない場合はS５０へと進み、それぞれで解像度変換方法が決定される。

ステップS３０では、ステップS２０と同様に、設定領域情報と、プロジェクタに入力され、入力部１０にから解像度変換部２０に送られる映像信号の情報と、の比較が行われる。

ステップS２０では画素数の比較が行われていたが、ステップS３０では設定領域と映像信号のアスペクト比率の比較が行われ、アスペクト比率が略同一であった場合はS６０へと進み、そうでない場合はS７０へと進み、それぞれで解像度変換方法が決定される。

ステップS４０からステップS７０では、それぞれ解像度変換方法の決定が行われる。

ステップS４０では、映像信号の拡大或は縮小を行わない解像度変換方法が選択される。

このステップS４０を通る条件では、前述したように入力された映像信号のアスペクト比率の維持や解像感の向上といった画質面が優先されるため、拡大或は縮小処理は行わず、アスペクト比率の変更も行わないような解像度変換方法が選択される。

この解像度変換方法が解像度変換部２０に設定された場合、非スクリーンの被投射面２１０上には図３のGaような投射画像が形成される。

ここで、Gbは領域設定部５０に設定されている領域全体に画像を表示した場合に投射画像が形成される範囲を表わしている。

この図３に示す例では、被投射面が非スクリーンのため、投射画像GaとGbの間の領域が視聴の妨げになるような事はない。

ステップS５０では、映像信号のアスペクト比率を保持しつつ、表示領域に入りきる最大限の大きさに拡大、縮小を行う解像度変換方法が選択される。

このステップS５０を通る条件では、ステップS４０と同じく入力された映像信号のアスペクト比率の維持や解像感の向上といった画質面が優先される。

しかし、ステップS４０とは異なり、映像信号と表示領域のサイズが異なるため、ステップS４０と同じ解像度変換方法を選択してしまうと、映像信号の周辺部分が大量に切り取られたり、被投射面２１０上で形成される画像が小さすぎてしまう、といった利便性の面での問題が発生してしまう。

このため、ステップS５０を通る条件では、画質を維持するために、入力された映像信号のアスペクト比率は維持するが、利便性も考慮して、拡大縮小は行う解像度変換方法が選択される。

拡大或は縮小を行わずに投射した場合は図４(a)のような投射画像が非スクリーンの被投射面２１０上に形成される入力信号に対して、この解像度変換方法が解像度変換部２０に設定された場合、図４(b)のような投射画像が形成される。

この場合も図３の場合と同様に、被投射面上に空白部分が発生して視聴の妨げとなることはないが、図４(a)の状態だと、投射画像Gaが小さすぎて視聴が困難になってしまい、投射レンズによる光学ズームを行ったとしても、投射画像の明るさが損なわれてしまう。

しかし、図４(b)のように拡大をすることで、アスペクト比率を保持しつつ、視聴が困難となったり、投射画像が暗くなってしまうようなことを防ぐことが可能となる。

ステップS６０では、映像信号を表示領域のサイズへと拡大或は縮小する解像度変換方法が選択される。

このステップS６０を通る条件では、前述したように被投射面２１０上に空白部分を作らないような解像度変換方法が優先されるため、アスペクト比率が多少変化することは許容して、表示領域を最大限使用する解像度変換方法が選択される。

拡大或は縮小を行わずに投射した場合は図５(a)のような投射画像がスクリーンの被投射面２１０上に形成される入力信号に対して、この解像度変換方法が解像度変換部２０に設定された場合、図５(b)のような投射画像が形成される。

ここで、この図５の例では、プロジェクタの使用者によって、事前にGbがスクリーン枠Sと一致するように設置が行われている状態を表わしている。

この場合、被投射面上の空白部分、即ちGbの内側かつGaの外側の領域の図５(a)中の白抜きの範囲は、Gbの外側の斜線領域と色が異なっており、非スクリーンに投射している場合と比べると目立ち、視聴の妨げとなってしまう。

しかし、図５(b)のように拡大をすることで、GbとGaが一致し、空白部分が被投射面２１０上に形成されなくなり、視聴を妨げる空白部分の発生を防ぐことが可能となる。

ステップS７０では、ステップS５０と同様に映像信号のアスペクト比率を保持しつつ、表示領域に入りきる最大限の大きさに拡大、縮小を行う解像度変換方法が選択される。

このステップS７０を通る条件では、ステップS６０と同じく被投射面２１０上に空白部分を作らないような解像度変換方法が優先される。

しかし、ステップS６０とは異なり、映像信号と表示領域のアスペクト比率が大きく異なるため、ステップS６０と同じ解像度変換方法を選択してしまうと、映像信号のアスペクト比率が大きく変化してしまう、といった画質の面での問題が発生してしまう。

このため、ステップS７０を通る条件では、被投射面２１０上の空白部分を減らすために、できるだけ大きなサイズへと拡大或は縮小を行うが、アスペクト比率は維持する解像度変換方法が選択される。

拡大或は縮小を行わずに投射した場合は図６(a)のような投射画像がスクリーンの被投射面２１０上に形成される入力信号に対して、この解像度変換方法が解像度変換部２０に設定された場合、図６(c)のような投射画像が形成される。

この場合、被投射面上の空白部分、即ちGbの内側かつGaの外側の領域の図６(a)及び図６(c)中の白抜きの範囲は、Gbの外側の斜線領域と色が異なっており、非スクリーンに投射している場合と比べると目立ち、視聴の妨げとなってしまう。

しかし一方で、ステップS６０で選択された解像度変換方法を図６(a)の映像信号に対して適用してしまうと、図６(b)のような画像が形成されてしまう。

図６(b)の場合は被投射面上の空白部分はなくなるが、映像信号のアスペクト比率が大幅に変化してしまい、違和感を感じる画像となってしまっている。

このような理由から、ここでは図６(c)のような画像が形成される解像度変換方法を適用することで、空白部分は残るものの、アスペクト比率が大幅に変化することで発生する違和感を抑制することが可能となる。

以上のステップによって、処理変更部３０で解像度変換方法が決定される。

この解像度変換方法を解像度変換部２０に設定することによって、所望の解像度変換を適用した映像を投射することが可能となる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、領域設定部５０に設定可能な最大領域情報は、メモリ部４０に事前に記憶されているものとしたが、この情報については、自明のものとしてプログラム上に静的に持たせても良いし、光変調素子駆動部１１０から常時取得できるものとしても良い。

１０ 入力部
２０ 解像度変換部
３０ 処理変更部
４０ メモリ部
５０ 領域設定部
１００ 映像投射部
１１０ 光変調素子駆動部
１２０ 光源
１３０ 光変調素子
１４０ 投射レンズ
２１０ 被投射面
Ga 投射画像
Gb 設定されている表示領域全体に画像を表示した場合に投射画像が形成される領域
Gc 表示領域として設定可能な最大の領域に画像を表示した場合に投射画像が形成される領域
S スクリーン枠

Claims (9)

1. 映像の表示を行う映像表示部を有し、
   前記映像表示部に表示された映像を投射して投射面上に映像を形成する投射型表示装置であって、
   前記映像表示部上で映像の表示に使用する領域を設定する領域設定手段と、
   前記領域設定手段で設定した領域を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された領域と、前記領域設定手段で設定可能な最大の領域と、を比較する領域比較手段と、
   を有すること
   を特徴とする投射型表示装置。
2. 請求項１に記載の投射型表示装置であって、
   前記領域比較手段は、
   前記記憶手段に記憶された領域と、前記領域設定手段で設定可能な最大の領域と、の解像度を比較し、
   解像度が同一か否かを比較結果とする
   領域比較手段であること
   を特徴とする投射型表示装置。
3. 請求項２に記載の投射型表示装置であって、
   前記映像表示部に表示される映像信号の解像度変換処理を行う解像度変換部と、
   前記解像度変換部による解像度変換処理の方法を入力された映像信号に応じて変更する処理変更手段と、
   を有し、
   前記処理変更手段は、
   前記領域比較手段で求めた比較結果を解像度変換処理の方法の決定条件の少なくとも一つとする
   処理変更手段であること
   を特徴とする投射型表示装置。
4. 請求項３に記載の投射型表示装置であって、
   前記処理変更手段は、
   前記領域比較手段で求めた比較結果が同一であった場合は、
   解像度変換処理の方法を、
   入力された映像信号のアスペクト比率を保持した上で、前記記憶手段に記憶された領域に画欠けなく入りきる最大の大きさに拡大或は縮小する方法とする
   処理変更手段であること
   を特徴とする投射型表示装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の投射型表示装置であって、
   前記処理変更手段は、
   前記領域比較手段で求めた比較結果が同一でなかった場合は、
   解像度変換処理の方法を、
   前記記憶手段に記憶された領域の大きさと同一となるように入力された映像信号を拡大或は縮小する方法とすること
   を特徴とする投射型表示装置。
6. 請求項３に記載の投射型表示装置であって、
   前記処理変更手段は、
   前記領域比較手段で求めた比較結果が同一であった場合で、且つ、
   入力された映像信号の解像度と、前記記憶手段に記憶された領域の解像度と、が同一であった場合、
   解像度変換処理の方法を、
   拡大或は縮小を行わず、前記記憶手段に記憶された領域に入りきる範囲を入力された映像信号から切り出す方法とする
   処理変更手段であること
   を特徴とする投射型表示装置。
7. 請求項３又は請求項６に記載の投射型表示装置であって、
   前記処理変更手段は、
   前記領域比較手段で求めた比較結果が同一であった場合で、且つ、
   入力された映像信号の解像度と、前記記憶手段に記憶された領域の解像度と、が同一でなかった場合、
   解像度変換処理の方法を、
   入力された映像信号のアスペクト比率を保持した上で、前記記憶手段に記憶された領域に画欠けなく入りきる最大の大きさに拡大或は縮小する方法とする
   処理変更手段であること
   を特徴とする投射型表示装置。
8. 請求項２、請求項６、請求項７の何れか１項に記載の投射型表示装置であって、
   前記処理変更手段は、
   前記領域比較手段で求めた比較結果が同一でなかった場合で、且つ、
   入力された映像信号のアスペクト比率と、前記記憶手段に記憶された領域のアスペクト比率と、が同一であった場合、
   解像度変換処理の方法を、
   前記記憶手段に記憶された領域の大きさと同一となるように入力された映像信号を拡大或は縮小する方法とする
   処理変更手段であること
   を特徴とする投射型表示装置。
9. 請求項２、請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置であって、
   前記処理変更手段は、
   前記領域比較手段で求めた比較結果が同一でなかった場合で、且つ、
   入力された映像信号のアスペクト比率と、前記記憶手段に記憶された領域のアスペクト比率と、が同一であった場合、
   解像度変換処理の方法を、
   入力された映像信号のアスペクト比率を保持した上で、前記記憶手段に記憶された領域に画欠けなく入りきる最大の大きさに拡大或は縮小する方法とする
   処理変更手段であること
   を特徴とする投射型表示装置。