JP5407928B2 - 投写型表示装置および表示方法 - Google Patents

Description

この発明は、投写により被投写面上に映像を表示する投写型表示装置および投写により被投写面上に映像を表示する方法に関する。

一連の複数のフレーム画像により構成される映像を表す映像信号を用いてスクリーンなどの被投写面上に映像を投写して表示させる投写型表示装置（例えばプロジェクター）が広く普及している。矩形のフレーム画像により構成される映像（以下、「原映像」とも呼ぶ）を表す映像信号に基づき投写型表示装置による映像表示を行う際に、投写型表示装置と被投写面との相対的な位置関係によっては、被投写面に表示される映像（以下、「投写映像」ともいう）が台形等の矩形以外の四角形に歪む場合がある。従来、射影変換を利用して投写映像の歪みを補正する技術が知られている。

他方、ビデオデッキなどから入力される映像信号に基づき映像を表示する表示装置において、例えば「早送り再生」や「巻き戻し再生」といった垂直同期信号の周期が変動する特殊動作時に表示映像の上下に映像が表示されない部分が生じないように、垂直画面サイズの伸張処理を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１７４３４５号公報 特開２００５−２７１９５号公報 特開２００５−９４０９４号公報

投写型表示装置において歪み補正を行いつつ映像表示を行っているときに、垂直同期信号の周期が変動すると、１つの対象フレーム画像についての歪み補正処理中に（処理の完了前に）次のフレーム画像に対応する垂直同期信号が入力される場合がある。このような場合に、映像が表示されない部分が生じないように、対象フレーム画像の内の歪み補正処理済みの部分と既に歪み補正処理が完了した他のフレーム画像の一部とを結合した画像に基づき映像表示を行うと、各フレーム画像についての歪み補正に用いられた補正パラメーター値によっては投写映像が四角形の映像とならず、歪み補正処理が適切に実行できない場合があった。また、対象フレーム画像の内の歪み補正処理済みの部分を伸張して映像表示を行うことも考えられるが、このようにしてもやはり投写映像が四角形の映像とならず、歪み補正処理が適切に実行できない場合があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、投写による映像表示において、各フレーム画像についての歪み補正処理中に他のフレーム画像に対応する同期信号が入力された場合にも、歪み補正処理を適切に実行可能とすることを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］投写型表示装置であって、
一連の複数のフレーム画像により構成される映像を表す映像信号と各前記フレーム画像に対応する同期信号とを取得する信号取得部と、
前記映像信号を用いて被投写面上に前記映像を投写して表示する映像表示部と、
前記被投写面上に表示される前記映像の歪みを補正するために前記映像信号に対して歪み補正処理を行う歪み補正処理部と、
前記同期信号の取得に応じて、前記歪み補正処理部に、取得された前記同期信号に対応する前記フレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させる制御部であって、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中に他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合には、前記歪み補正処理部に、前記他のフレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させることなく前記一のフレーム画像についての前記歪み補正処理を継続させる制御部と、を備える、投写型表示装置。

この投写型表示装置では、一のフレーム画像についての歪み補正処理中に他のフレーム画像に対応する同期信号が取得された場合には、他のフレーム画像についての歪み補正処理が開始されることなく一のフレーム画像についての歪み補正処理が継続される。そのため、この投写型表示装置では、そのような場合であっても被投写面上に表示される画像を四角形の画像とすることができ、歪み補正処理を適切に実行することができる。

［適用例２］適用例１に記載の投写型表示装置であって、さらに、
前記歪み補正処理に用いられる補正パラメーター値が変更中であることを示す信号を検出する検出部を備え、
前記制御部は、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中であり、かつ、前記信号が検出されているときに、他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合には、前記歪み補正処理部に、前記他のフレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させることなく前記一のフレーム画像についての前記歪み補正処理を継続させ、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中であり、かつ、前記信号が検出されていないときに、他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合には、前記歪み補正処理部に、前記一のフレーム画像についての前記歪み補正処理を中止させ、前記他のフレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させる、投写型表示装置。

この投写型表示装置では、一のフレーム画像についての歪み補正処理中に他のフレーム画像に対応する同期信号が取得された場合において、歪み補正処理に用いられる補正パラメーター値が変更中であることを示す信号が検出されていれば、他のフレーム画像についての歪み補正処理が開始されることなく一のフレーム画像についての歪み補正処理が継続され、当該信号が検出されていなければ、一のフレーム画像についての歪み補正処理が中止され他のフレーム画像についての歪み補正処理が開始される。歪み補正処理に用いられる補正パラメーター値が変更中でなければ、被投写面上に表示される画像が四角形の画像ではなくなることはないため、この投写型表示装置では、必要ない場合にはフレーム周波数を維持しつ、必要な場合には被投写面上に表示される画像を四角形の画像として歪み補正処理を適切に実行させることができる。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載の投写型表示装置であって、
前記制御部は、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中に他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合には、前記歪み補正処理部に、一の前記フレーム画像において取得されなかった部分を補う所定の画像を用いて前記歪み補正処理を継続させる、投写型表示装置。

この投写型表示装置では、他のフレーム画像に対応する同期信号が取得された時点以降に一のフレーム画像の映像信号が取得できない場合であっても、一のフレーム画像において取得されなかった部分を補う所定の画像を用いることにより、被投写面上に表示される画像を四角形の画像とすることができ、歪み補正処理を適切に実行することができる。

［適用例４］適用例３に記載の投写型表示装置であって、
前記所定の画像は、前記同期信号の取得前に取得された一の前記フレーム画像の一部である、投写型表示装置。

この投写型表示装置では、同期信号の取得前に取得された一のフレーム画像の一部で一のフレーム画像において取得されなかった部分を補うことにより、被投写面上に表示される画像を四角形の画像とすることができ、歪み補正処理を適切に実行することができる。

［適用例５］適用例３に記載の投写型表示装置であって、
前記所定の画像は、予め所定の記憶領域に格納された画像である、投写型表示装置。

この投写型表示装置では、予め所定の記憶領域に格納された画像で一のフレーム画像において取得されなかった部分を補うことにより、被投写面上に表示される画像を四角形の画像とすることができ、歪み補正処理を適切に実行することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、投写型表示装置、表示方法、射影変換処理装置、射影変換処理方法等の態様で実現することができる。

台形歪み補正を概念的に示す説明図である。 補正後映像データの作成方法を概念的に示す説明図である。 画素補間の方法を概念的に示す図である。 本発明の第１実施例におけるプロジェクター１００の構成を概略的に示すブロック図である。 台形歪み補正部１２０の構成を示すブロック図である。 第１実施例における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。 比較例１における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。 比較例１における投写画像の例を示す説明図である。 第２実施例における台形歪み補正部１２０ａの構成を示すブロック図である。 第２実施例における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。 比較例２における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。 比較例２における投写画像の例を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．台形歪み補正：
Ａ−２．プロジェクターの構成：
Ａ−３．台形歪み補正部：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例：

Ａ．第１実施例：
Ａ−１．台形歪み補正：
図１は、台形歪み補正を概念的に示す説明図である。本発明の第１実施例におけるプロジェクター１００は、投写によりスクリーンＳＣなどの被投写面上に映像を表示する投写型表示装置である。プロジェクター１００は、矩形のフレーム画像により構成される映像（原映像）を表す入力映像信号に基づき映像表示を行う際に、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの相対的な位置関係によって発生しうるスクリーンＳＣ上の投写映像の台形歪みを補正する台形歪み補正を行うことができる。なお、本明細書では、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの相対的な位置関係によって投写映像に生ずる歪み（台形、平行四辺形、それ以外の四角形への歪み）を、まとめて単に「台形歪み」と呼ぶものとする。プロジェクター１００の構成の説明に先立って、本実施例のプロジェクター１００における台形歪み補正について簡単に説明する。

図１に示すように、プロジェクター１００が、スクリーンＳＣに対して水平方向（左右方向）および垂直方向（上下方向）のそれぞれに傾きを有して配置された場合、プロジェクター１００の液晶パネル部１９２（後述）に表示される映像（補正前映像ＩＧ０）は矩形であるのに対し、スクリーンＳＣに投写される映像ＰＩＧ０は水平方向および垂直方向のそれぞれに台形歪みを生じる。なお、図１では、説明の便宜上、プロジェクター１００内に含まれる液晶パネル部１９２を、プロジェクター１００の外部に表示している。

プロジェクター１００において、射影変換の手法を利用して、スクリーンＳＣに表示される映像に生ずる歪みとは逆の歪みを与えた映像（補正後映像ＩＧ１）を液晶パネル部１９２上に形成すると、スクリーンＳＣ上に矩形の映像ＰＩＧ１が表示される。このように、台形歪みを生じた映像を本来表示されるべき形状（例えば矩形）の映像に見せるための補正を、台形歪み補正という。なお、台形歪み補正は、スクリーンＳＣ上に矩形の映像ＰＩＧ１が表示されるように画像を補正すればよく、必ずしも射影変換の手法を利用する必要はない。

図２は、補正後映像データの作成方法を概念的に示す説明図である。図２の左側には補正前映像ＩＧ０の例を示し、図２の右側には補正後映像ＩＧ１の例を示している。図２の右側における破線は、補正前映像ＩＧ０の外形を示している。本実施例では、補正前映像ＩＧ０は、液晶パネル部１９２のフレーム一杯に表示されるように映像処理を施されているため、図２の右側における破線は、液晶パネル部１９２のフレームの外周を示していることとなる。

本明細書において、補正前映像ＩＧ０および補正後映像ＩＧ１の座標とは、補正前映像ＩＧ０および補正後映像ＩＧ１が液晶パネル部１９２に表示された場合の画素座標をいう。その内、補正後映像ＩＧ１が表示されている場合の液晶パネル部１９２の画素座標を、補正後座標という。なお、液晶パネル部１９２の画素座標のうち、補正後映像ＩＧ１が表示されていない領域の画素座標も補正後座標を用いて呼ぶ。補正後座標を、逆透視変換により補正前映像ＩＧ０における座標位置（液晶パネルの画素座標）に変換した座標を、補正前座標という。

補正後映像ＩＧ１を表す補正後映像データの作成は、補正後映像ＩＧ１を構成する全ての画素座標の画素値（例えばＲ，Ｇ，Ｂの各値）を補正前映像ＩＧ０の画素値に基づいて算出することにより行われる。例えば、図２に示す補正後映像ＩＧ１の真ん中の四角で囲まれた座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）の画素値を求める方法について説明する。

まず、画素値を求めたい補正後座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）を射影変換を用いて補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）に変換する。一般に、補正前映像ＩＧ０と補正後映像ＩＧ１とは、整数倍の対応関係とはなっていないため、算出された補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）は小数を含むこととなる。そのため、補正後座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）の画素値を求めるには、補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）の近傍の所定数（例えば１６個）の画素の画素値を用いて、補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）の画素値を推定する。これを、画素補間という。すなわち、補正前座標Ｐ０（ｘ,ｙ）に基づいて近傍の画素ブロックが読み出され、フィルター係数を用いて画素補間が行われる。これにより、補正後映像ＩＧ１の座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）の画素値が算出される。補正後映像ＩＧ１を表す補正後映像データは、補正後映像ＩＧ１を構成する全ての画素（座標）の画素値を、１画素ごとに、上記の画素補間により算出することによって作成される。

図３は、画素補間の方法を概念的に示す図である。図３では、上記した補正後座標Ｐ１（Ｘ，Ｙ）を変換した補正前座標Ｐ０（ｘ，ｙ）の画素値を画素補間により求める方法を示している。図中、補正前座標Ｐ０（ｘ，ｙ）を、ハッチングを付した丸印で示し、その周辺１６画素を白丸印で示している。補正前座標Ｐ０（ｘ，ｙ）の画素値は画素補間によって求められるため「補間画素」とも呼ばれ、周辺１６画素の画素値は補正前映像データであり既知であるため「既知画素」とも呼ばれる。

図３では、既知画素である１６画素の画素値を、ＤＡＴＡ［ｍ］［ｎ］（ｍ＝０，１，２，３（ｘ方向）；ｎ＝０，１，２，３（ｙ方向））と示している。補間画素は、この１６画素の画素値とフィルター係数との畳み込み演算により求められる。フィルター係数は、補間画素と既知画素との距離（例えば、ＤＡＴＡ［１］［１］の既知画素と補間画素との距離は、ｘ方向にｄｘ、ｙ方向にｄｙである）による影響を考慮した係数であり、既知画素ごとに定められる。図３では、フィルター係数は、ＣＯＥＦ［ｍ］［ｎ］（ｍ＝０，１，２，３（ｘ方向）；ｎ＝０，１，２，３（ｙ方向））と示している。なお、本実施例では、画素補間に２次元のフィルター係数が用いられているが、１次元に分解されたフィルター係数が用いられてもよい。

Ａ−２．プロジェクターの構成：
図４は、本発明の第１実施例におけるプロジェクター１００の構成を概略的に示すブロック図である。プロジェクター１００は、映像入力部１１０と、ＩＰ変換部１１２と、解像度変換部１１４と、映像合成部１１６と、台形歪み補正部１２０と、液晶パネル駆動部１４０と、フレームバッファー１５０と、高速バス制御部１６０と、低速バス制御部１６２と、プロセッサー部１７０と、操作部１８０と、センサー部１８２と、照明光学系１９０と、液晶パネル部１９２と、投写光学系１９４と、を有している。プロジェクター１００の各構成要素は、高速バス１０２または低速バス１０４を介して互いに接続されている。なお、プロジェクター１００が、さらに他の構成要素（例えば撮像部）を有するとしてもよいし、図４に示した構成要素の一部を有しないとしてもよい。

映像入力部１１０は、図示しないビデオデッキやＤＶＤプレーヤー、パーソナルコンピューターなどの外部機器から映像信号を入力し、入力映像信号に対する各種処理を行う。本実施例では、入力される映像信号は、１秒あたり３０枚のフレーム画像から構成されているアナログ映像信号であるものとする。具体的には、映像入力部１１０は、入力映像信号から垂直同期信号や水平同期信号を分離すると共に、同期信号の分離されたアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、映像信号および同期信号をＩＰ変換部１１２に供給する。

ＩＰ変換部１１２は、必要により、映像入力部１１０から供給された映像信号のフォーマットを、インターレース方式からプログレッシブ方式に変換する処理を実行し、得られた映像信号を同期信号と共に解像度変換部１１４に供給する。

解像度変換部１１４は、必要により、ＩＰ変換部１１２から供給された映像信号に対して液晶パネル部１９２の解像度に応じた解像度変換処理を施し、得られた映像信号を同期信号と共に映像合成部１１６に供給する。

映像合成部１１６は、必要により、解像度変換部１１４から供給された映像信号とメニュー画面などのＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）とを合成し、合成した映像信号を同期信号に同期してフレームバッファー１５０に書き込む。映像合成部１１６は、１つのフレーム画像に対応する映像信号のフレームバッファー１５０への書き込みが完了する毎に、書き込み完了信号を同期信号として台形歪み補正部１２０に出力する。

フレームバッファー１５０は、映像信号をフレーム画像単位で格納する。本実施例では、フレームバッファー１５０として、安価で大容量なＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いている。本実施例では、フレームバッファー１５０は、２つの領域（バンクと呼ばれる）を有し、各バンクに１つのフレーム画像に対応する映像信号を格納することができるものとする。

台形歪み補正部１２０は、各フレーム画像に対応する映像信号に対して射影変換を利用した台形歪み補正処理を行う。具体的には、台形歪み補正部１２０は、フレームバッファー１５０に格納された映像信号（補正前映像信号）を取得し、補正前映像信号が表す補正前映像を台形歪みを補償する形状で液晶パネル部１９２に表示させるために補正前映像信号に対して台形歪み補正処理を施し、台形歪み補正処理後の映像信号（補正後映像信号）を再度フレームバッファー１５０に格納する。なお、台形歪み補正部１２０の詳細構成については後述する。

液晶パネル駆動部１４０は、フレームバッファー１５０から映像信号を取得し、取得された映像信号に基づいて液晶パネル部１９２を駆動する。液晶パネル部１９２は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルにより構成される。液晶パネル部１９２は、液晶パネル駆動部１４０によって駆動され、マトリクス状に配置された各画素における光の透過率を変化させることにより、照明光学系１９０から照射された照明光を、映像を表す有効な映像光へと変調するための映像を形成する。

照明光学系１９０は、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等のランプ類や、その他の発光体を備えて構成される。投写光学系１９４は、プロジェクター１００の筐体の前面に取り付けられており、液晶パネル部１９２によって映像光へと変調された光を拡大して、スクリーンＳＣに投写する。投写光学系１９４はズームレンズ（図示せず）を備え、液晶パネル部１９２を透過した光を投写する際の拡大の程度（ズーム状態）を変化させることができる。本実施例における液晶パネル駆動部１４０、液晶パネル部１９２、照明光学系１９０、投写光学系１９４は、本発明における映像表示部に相当する。

プロセッサー部１７０は、記憶部（図示しない）に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、プロジェクター１００内の各部の動作を制御する。また、センサー部１８２により検出されるプロジェクター１００の傾きや操作部１８０を介したユーザーからの指示に基づいて、台形歪み補正に用いられる補正パラメーター値（例えば射影変換のパラメーター値）を算出し、台形歪み補正部１２０に出力する。なお、補正パラメーター値は、台形歪み補正前にスクリーンＳＣに表示されている映像ＰＩＧ０を撮像した画像に基づいて、透視変換の行列式を用いて算出されるとしてもよい。

Ａ−３．台形歪み補正部：
図５は、台形歪み補正部１２０の構成を示すブロック図である。台形歪み補正部１２０は、制御部１２８と、レジスター部１２７と、座標演算部１２９と、映像信号入力部１２１と、画素補間部１２５と、フィルター係数記憶部１２３と、フィルター係数選択部１３０と、出力画素数検出部１２６と、映像処理部１３２と、フレームバッファーコントローラー１２４と、パラメーター値変更検出部１２２と、を有している。

レジスター部１２７は、プロセッサー部１７０（図４）から供給される各種パラメーター値を取得する。具体的には、レジスター部１２７には、補正前映像を構成するフレーム画像の幅および高さの値や、プロセッサー部１７０において設定された台形歪み補正処理に用いられる補正パラメーター値（例えば座標変換行列の変換係数）が供給される。レジスター部１２７は、取得したパラメーター値を座標演算部１２９に供給する。

座標演算部１２９は、レジスター部１２７から供給される補正パラメーター値を用いて、制御部１２８から供給される同期信号に同期して、台形歪み補正後の補正後映像ＩＧ１の座標値（補正後座標）を、補正前映像ＩＧ０（矩形の映像）の座標値（補正前座標）に変換する。座標演算部１２９は、補正前座標を整数部と小数部に分け、整数部を映像信号入力部１２１に供給し、小数部をフィルター係数選択部１３０に供給する。

フィルター係数記憶部１２３には、図３に示す補間画素と既知画素との距離に応じて予め算出された複数のフィルター係数が格納されている。フィルター係数選択部１３０は、座標演算部１２９から供給された座標の小数部に基づいて、画素補間部１２５による画素補間処理に用いられるフィルター係数を、フィルター係数記憶部１２３に記憶された係数の中から選択し、画素補間部１２５に供給する。

映像信号入力部１２１は、座標演算部１２９から供給された座標の整数部に基づいて、フレームバッファー１５０に格納されている補正前映像信号の一部を取得する。補正前映像信号の取得は、補正前座標の整数部により特定される補間画素の近傍の既知画素（図３）に対応する映像信号が含まれるように実行される。映像信号入力部１２１は、取得した映像信号を画素補間部１２５に供給する。なお、フレームバッファー１５０からの映像信号の出力処理は、制御部１２８の制御の下、フレームバッファーコントローラー１２４から供給される制御信号に基づき実行される。本実施例の映像信号入力部１２１は、本発明における信号取得部として機能する。

画素補間部１２５は、映像信号入力部１２１から供給される映像信号とフィルター係数選択部１３０から供給されるフィルター係数とに基づいて、補間画素（補正後映像の画素）の画素値を算出する画素補間処理を実行し、補間画素の画素値を出力画素数検出部１２６を介して映像処理部１３２に供給する。出力画素数検出部１２６は、画素補間部１２５から供給された補間画素の数に基づき、１つのフレーム画像に対する台形歪み補正の開始と完了とを検出し、開始と完了とを特定する処理中フラグをレジスター部１２７に対して出力する。映像処理部１３２は、画素補間部１２５から供給された補間画素の画素値を、補正後映像信号としてフレームバッファー１５０に格納する。

パラメーター値変更検出部１２２は、操作部１８０からの制御信号に基づき、台形歪み補正に用いられる補正パラメーター値が変更中であることを検出し、変更中であることを示す制御信号を制御部１２８に出力する。補正パラメーター値が変更中であるとは、補正パラメーター値が１フレーム画像あるいは数フレーム画像毎に変更されていることを意味する。なお、パラメーター値変更検出部１２２は、プロセッサー部１７０からの信号に基づき、補正パラメーター値が変更中であることを検出するとしてもよい。

制御部１２８は、台形歪み補正部１２０全体の制御を行う。具体的には、制御部１２８は、１つのフレーム画像に対応する映像信号のフレームバッファー１５０への書き込みが完了する毎に映像合成部１１６（図４）から台形歪み補正部１２０に供給される書き込み完了信号を各フレーム画像に対応する同期信号として取得し、取得された同期信号を座標演算部１２９に供給することにより、取得された同期信号に対応するフレーム画像についての台形歪み補正処理を開始させる。また、制御部１２８は、レジスター部１２７に供給される処理中フラグを参照し、あるフレーム画像についての台形歪み補正処理中に他のフレーム画像に対応する同期信号が入力される状況（以下、「Ｖ−ｓｈｏｒｔ」とも呼ぶ）が発生したか否かを判定する。制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔが発生したと判定した場合には、後述するように、取得された同期信号に応じて対応するフレーム画像についての台形歪み補正処理を開始させるのではなく、同期信号を無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させる。なお、本実施例の制御部は、本発明における信号取得部および制御部として機能する。

図６は、第１実施例における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。図６の最上段には、参考のために、通常再生時におけるプロジェクター１００への映像信号の入力周期（すなわち、入力映像の垂直同期信号）を示している。また、図６の２段目には、早送り再生時におけるプロジェクター１００への映像信号の入力周期を示しており、図６の３段目には、入力映像信号に対応するフレーム画像を示している。図６の例では、３番目のフレーム画像（フレーム画像Ｃ）が入力されるタイミング以降において、早送り再生が行われている。

図６の４段目には、１つのフレーム画像に対応する映像信号のフレームバッファー１５０への書き込みが完了する毎に出力される書き込み完了信号を示しており、図６の５段目には、各書き込み完了信号の時点におけるフレームバッファー１５０の各バンクに書き込まれたフレーム画像を示している。図示するように、処理開始時には、フレームバッファー１５０の２つのバンクには共に画像が格納されていない。プロジェクター１００への映像信号の入力が開始されると、２つのバンクに対して交互にフレーム画像に対応する映像信号の格納が実行される。

ここで、図６に示す例では、１番目および２番目のフレーム画像（フレーム画像ＡおよびＢ）の入力時点では通常再生が行われているため、フレームバッファー１５０のバンク１へのフレーム画像Ａの書き込みおよびバンク２へのフレーム画像Ｂの書き込みは正常に完了する。すなわち、映像信号の入力が開始されると、バンク１へのフレーム画像Ａの格納が開始され、最初の書き込み完了信号の時点でバンク１へのフレーム画像Ａの格納が完了する。次に、バンク２へのフレーム画像Ｂの格納が開始され、２番目の書き込み完了信号の時点でバンク２へのフレーム画像Ｂの格納が完了する。

続いて、既にフレーム画像Ａが格納されたバンク１への３番目のフレーム画像（フレーム画像Ｃ）の格納（上書き）が開始されるが、フレーム画像Ｃの入力タイミング以降は早送り再生が行われるため、バンク１へのフレーム画像Ｃの格納中（画像全体の格納完了前）に次のフレーム画像（フレーム画像Ｄ）に対応する垂直同期信号が入力される。このような場合にも、書き込み完了信号が出力されるが、この３番目の書き込み完了信号の時点でのバンク１の状態は、画像の上方部分に対応する領域にはフレーム画像Ｃの映像信号が格納されているが、画像の下方部分に対応する領域には先に格納されていたフレーム画像Ａの部分の映像信号が残った状態となる。すなわち、フレームバッファー１５０のバンク１に格納された画像は、フレーム画像Ｃの一部分とフレーム画像Ａの一部分とが結合した画像となる。

これ以降は早送り再生が継続されるため、各フレーム画像のフレームバッファー１５０への格納中に次のフレーム画像に対応する垂直同期信号が入力される。そのため、これ以降は、図６に示すように、フレームバッファー１５０の各バンクに格納される画像は、２つ（または３つ以上）の画像の一部分が結合した画像となる。

図６の６段目には、各フレーム画像に対応する書き込み完了信号に応じて制御部１２８（図５）により出力される同期信号を示している。制御部１２８により出力される同期信号は、台形歪み補正部１２０の座標演算部１２９以下の構成要素に、同期信号に対応するフレーム画像についての台形歪み補正処理を開始させるための信号である。図６の７段目には、出力画素数検出部１２６が出力する処理中フラグを示し、図６の８段目には、台形歪み補正処理の対象画像が格納されたフレームバッファー１５０のバンクを示している。本実施例では、フレームバッファー１５０内のバンクの内、最近、映像信号の書き込みが実行されたバンクに格納された画像が台形歪み補正処理の対象となる。

図示するように、最初のフレーム画像Ａに対応する同期信号Ｓａに応じて、バンク１に格納されたフレーム画像Ａを対象とした台形歪み補正処理が開始され、正常に完了する。次に、２番目のフレーム画像Ｂに対応する同期信号Ｓｂに応じて、バンク２に格納されたフレーム画像Ｂを対象とした台形歪み補正処理が開始されるが、この台形歪み補正処理中に次のフレーム画像Ｃに対応する同期信号Ｓｃが入力される。すなわち、この時点でＶ−ｓｈｏｒｔが発生する。

ここで、本実施例では、パラメーター値変更検出部１２２（図５）により補正パラメーター値が変更中であることを示す制御信号が制御部１２８に対して供給されている場合には、制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生を検出すると、同期信号の入力に応じて次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させるのではなく、当該同期信号を無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させる。従って、上述の場合には、バンク２に格納されたフレーム画像Ｂを対象とした台形歪み補正処理は中止されることなく継続される。図６の例では、フレーム画像Ｂを対象とした台形歪み補正処理は、さらに次の同期信号Ｓｄの入力前には完了する。

その後、同期信号Ｓｄの入力に応じて、最近書き込みが行われたバンク２に格納された画像を対象とした台形歪み補正処理が開始される。すなわち、バンク１に格納された画像を対象とした台形歪み補正処理はスキップされる。同期信号Ｓｄの入力時点では、バンク２に格納された画像は、フレーム画像Ｄの一部分とフレーム画像Ｂの一部分との結合画像となっている。台形歪み補正処理は、この結合画像を対象に実行される。

図６の例では、フレーム画像Ｄとフレーム画像Ｂとの結合画像を対象とした台形歪み補正処理中に、次の画像に対応する同期信号Ｓｅが入力される。すなわち、この時点で再度Ｖ−ｓｈｏｒｔが発生する。このとき、同様に、パラメーター値変更検出部１２２により補正パラメーター値が変更中であることを示す制御信号が制御部１２８に対して供給されている場合には、制御部１２８は、当該同期信号Ｓｅを無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させる。従って、バンク２に格納された結合画像を対象とした台形歪み補正処理は中止されることなく継続され、さらに次の同期信号Ｓｆの入力前に完了する。

図６の最下段には、台形歪み補正部１２０（の映像処理部１３２）から出力されフレームバッファー１５０に書き込まれる映像（補正後映像）を構成する各フレーム画像を示している。なお、図中、ハッチングが付された部分は、台形歪み補正のために設けられた背景部分（投写画像において画像が表示されない部分）である。また、出力映像の３番目以降のフレーム画像において、破線は、次のフレーム画像に対応する同期信号が入力された時点の処理の進捗位置を示している。図示するように、出力映像の１，２番目のフレーム画像の背景部分を除く部分は、入力映像の１，２番目のフレーム画像に対応する画像となっており、その外形は四角形となっている。また、出力映像の３番目以降のフレーム画像の背景部分を除く部分は、入力映像のフレーム画像に対応する画像ではなく、入力映像の複数のフレーム画像の結合画像に対応する画像となっているものの、その外形はやはり四角形となっている。従って、本実施例では、Ｖ−ｓｈｏｒｔ発生以降も、スクリーンＳＣ上に投写表示される画像は、四角形の画像となる。なお、図６の例では、補正パラメーター値が変更中であるため、各出力フレーム画像の背景部分を除く部分の外形は、補正パラメーター値の変化によって徐々に変化している。また、出力映像のフレーム周波数は、入力映像のフレーム周波数よりも小さくなる。

図７は、比較例１における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。図７の各段における図の意味は図６と同様である。図７の最上段（通常時映像入力周期）から６段目（台形歪み補正部の同期信号）までは、図６の対応する図と同一である。すなわち、比較例１においても、２番目のフレーム画像Ｂに対応する同期信号Ｓｂに応じてバンク２に格納されたフレーム画像Ｂを対象とした台形歪み補正処理が開始されるが、台形歪み補正処理中に次のフレーム画像Ｃに対応する同期信号Ｓｃが入力され、Ｖ−ｓｈｏｒｔが発生する。

ここで、比較例１では、制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生の有無にかかわらず、同期信号の入力に応じて、同期信号に対応するフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させる。そのため、同期信号Ｓｃの入力に応じて、フレーム画像Ｂを対象とした台形歪み補正処理は中止され、バンク１に格納された画像を対象とした台形歪み補正処理が開始される。その後も、早送り再生が続けられるため、開始された台形歪み補正処理の処理中での中止と、次の画像を対象とした台形歪み補正処理の開始とが、繰り返される。従って、図７の最下段に示すように、台形歪み補正部１２０から出力されフレームバッファー１５０に書き込まれる映像（補正後映像）を構成する各フレーム画像の内の２フレーム以降は、下方部分が欠落した画像となる。従って、比較例１では、２番目以降のフレーム画像に基づいてスクリーンＳＣ上に投写表示を行うと、図８（ａ）に示すように、投写画像は下方部分が欠落した画像となる。また、フレームバッファー１５０において、欠落した画像の部分を以前に格納された画像で補うことも考えられるが、そのようにすると、フレーム毎に補正パラメーター値が変更されている場合に、図８（ｂ）に示すように、投写画像の外形が四角形ではなくなる。従って、比較例１では、いずれの場合にも、台形歪み補正処理を適切に実行することができない。

一方、第１実施例では、上述したように、パラメーター値変更検出部１２２により補正パラメーター値が変更中であることを示す制御信号が制御部１２８に対して供給されている場合において、制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生を検出すると、入力された同期信号に応じて次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させるのではなく、当該同期信号を無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させる。従って、第１実施例では、Ｖ−ｓｈｏｒｔが発生した場合にも、スクリーンＳＣ上の投写画像は常に四角形の画像となるため、台形歪み補正処理を適切に実行することができる。

なお、本実施例では、パラメーター値変更検出部１２２により補正パラメーター値が変更中であることを示す制御信号が制御部１２８に対して供給されていない場合には、制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生が検出されると、実施中の台形歪み補正処理を中止させ、次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させる。台形歪み補正処理に用いられる補正パラメーター値が変更中でなければスクリーンＳＣ上に表示される画像が四角形の画像ではなくなることはないため、このようにすれば、必要ない場合にはフレーム周波数を維持しつ、必要な場合にはスクリーンＳＣ上に表示される投写画像を四角形の画像として台形歪み補正処理を適切に実行させることができる。

Ｂ．第２実施例：
図９は、第２実施例における台形歪み補正部１２０ａの構成を示すブロック図である。第２実施例では、映像信号のフレームバッファー１５０への書き込みが、台形歪み補正部１２０ａの前段においては実行されず、台形歪み補正部１２０ａにおける処理後に実行される。従って、台形歪み補正部１２０ａへの映像信号の入力は、フレームバッファー１５０からではなく、映像合成部１１６（図４）から行われる。なお、そのために、第２実施例の台形歪み補正部１２０ａは、フレームバッファーコントローラー１２４を含んでいない。台形歪み補正部１２０ａの構成におけるその他の点は、図５に示した第１実施例と同様である。

図１０は、第２実施例における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。図１０の最上段には、参考のために、通常再生時におけるプロジェクター１００への映像信号の入力周期（すなわち、入力映像の垂直同期信号）を示している。また、図１０の２段目には、早送り再生時におけるプロジェクター１００への映像信号の入力周期を示しており、図１０の３段目には、入力映像信号に対応するフレーム画像を示している。図１０の例では、３番目のフレーム画像（フレーム画像Ｃ）が入力されるタイミング以降において、早送り再生が行われている。

第２実施例では、入力映像の垂直同期信号の入力に応じて、制御部１２８（図９）は、座標演算部１２９以下の構成要素に、同期信号に対応するフレーム画像についての台形歪み補正処理を開始させる。図１０の４段目には、出力画素数検出部１２６が出力する処理中フラグを示している。図１０の例では、最初のフレーム画像Ａに対応する同期信号Ｓａに応じてフレーム画像Ａを対象とした台形歪み補正処理が開始され、正常に完了し、次に２番目のフレーム画像Ｂに対応する同期信号Ｓｂに応じてフレーム画像Ｂを対象とした台形歪み補正処理が開始され、正常に完了する。続いて、３番目のフレーム画像Ｃに対応する同期信号Ｓｃに応じてフレーム画像Ｃを対象とした台形歪み補正処理が開始されるが、この台形歪み補正処理中に次のフレーム画像Ｄに対応する同期信号Ｓｄが入力され、Ｖ−ｓｈｏｒｔが発生する。

ここで、第２実施例でも、パラメーター値変更検出部１２２（図９）により補正パラメーター値が変更中であることを示す制御信号が制御部１２８に対して供給されている場合には、制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生を検出すると、同期信号の入力に応じて次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させるのではなく、当該同期信号を無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させる。従って、上述の場合には、同期信号Ｓｄが入力された後も、フレーム画像Ｃを対象とした台形歪み補正処理は中止されることなく継続される。ただし、第２実施例では、同期信号Ｓｄが入力された後は、フレーム画像Ｃに対応する映像信号の入力は中止され、次のフレーム画像Ｄに対応する映像信号の入力が開始される。そのため、第２実施例では、同期信号Ｓｄが入力された後は、フレーム画像Ｃに対応する映像信号の内、例えば、直前に入力された画素ラインの映像信号のように、既に入力された映像信号を利用して台形歪み補正処理が継続される。

図１０の最下段には、台形歪み補正部１２０（の映像処理部１３２）から出力されフレームバッファー１５０に書き込まれる映像（補正後映像）を構成する各フレーム画像を示している。出力映像の３番目以降のフレーム画像において、破線は、次のフレーム画像に対応する同期信号が入力された時点の処理の進捗位置を示している。図示するように、出力映像の３番目以降の画像の破線より下方の部分は、破線の直上の画像のコピーとなっている。

図示するように、出力映像の３番目以降のフレーム画像の背景部分を除く部分は、入力映像のフレーム画像に対応する画像と同じではないものの、その外形はやはり四角形となっている。従って、第２実施例では、Ｖ−ｓｈｏｒｔ発生以降も、スクリーンＳＣ上に投写表示される画像は、四角形の画像となる。

図１１は、比較例２における台形歪み補正処理のタイミングチャートである。図１１の各段における図の意味は図１０と同様である。図１１の最上段（通常時映像入力周期）から３段目（入力画像）までは、図１０の対応する図と同一である。すなわち、比較例２においても、３番目のフレーム画像Ｃに対応する同期信号Ｓｃに応じてフレーム画像Ｃを対象とした台形歪み補正処理が開始されるが、台形歪み補正処理中に次のフレーム画像Ｄに対応する同期信号Ｓｄが入力され、Ｖ−ｓｈｏｒｔが発生する。

ここで、比較例２では、制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生の有無にかかわらず、同期信号の入力に応じて、同期信号に対応するフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させる。そのため、同期信号Ｓｄの入力に応じて、フレーム画像Ｃを対象とした台形歪み補正処理は中止され、次のフレーム画像Ｄを対象とした台形歪み補正処理が開始される。その後も、早送り再生が続けられるため、開始された台形歪み補正処理の処理中での中止と、次の画像を対象とした台形歪み補正処理の開始とが、繰り返される。従って、図１１の最下段に示すように、台形歪み補正部１２０から出力されフレームバッファー１５０に書き込まれる映像（補正後映像）を構成する各フレーム画像の内の３フレーム以降は、下方部分が欠落した画像となる。そのため、フレームバッファー１５０において欠落した画像の部分を以前に格納された画像で補うと、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、スクリーンＳＣ上の投写画像の外形が四角形ではなくなる。従って、比較例２では、台形歪み補正処理を適切に実行することができない。

一方、第２実施例では、上述したように、パラメーター値変更検出部１２２により補正パラメーター値が変更中であることを示す制御信号が制御部１２８に対して供給されている場合において、制御部１２８は、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生を検出すると、入力された同期信号に応じて次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させるのではなく、当該同期信号を無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させる。従って、第２実施例では、Ｖ−ｓｈｏｒｔが発生した場合にも、スクリーンＳＣ上の投写画像は常に四角形の画像となるため、台形歪み補正処理を適切に実行することができる。

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｃ１．変形例１：
上記各実施例では、補正パラメーター値が変更中である場合には、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生が検出されても、同期信号の入力に応じて次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させるのではなく、当該同期信号を無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させるものとしているが、補正パラメーター値が変更中である場合に限らず補正パラメーター値が変更中ではない場合にも、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生が検出されても実施中の台形歪み補正処理を継続させるとしてもよい。

また、プロジェクター１００が、補正パラメーター値が変更中であるか否かにかかわらず、Ｖ−ｓｈｏｒｔの発生が検出された場合に、同期信号の入力に応じて次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させるのではなく、当該同期信号を無視し、実施中の台形歪み補正処理を継続させる第１の動作モードと、同期信号の入力に応じて次のフレーム画像を対象とした台形歪み補正処理を開始させる第２の動作モードとを有し、操作部１８０を介したユーザーの指示に従い、あるいは、プロジェクター１００の動きを感知して自動的に、動作モードが切り換えられるとしてもよい。

Ｃ２．変形例２：
上記第２実施例では、台形歪み補正処理中に同期信号が入力されてＶ−ｓｈｏｒｔが発生した場合に、処理の対象であるフレーム画像に対応する映像信号の内、既に入力された映像信号を利用して台形歪み補正処理が継続されるとしているが、入力映像信号の代わりに、予め所定の記憶領域に格納された映像信号を利用して台形歪み補正処理が継続されるとしてもよい。

Ｃ３．変形例３：
本発明は、上記した各実施例における台形歪み補正部１２０を備える射影変換処理装置にも適用可能である。例えば、射影変換処理装置にて変換処理を施した映像信号に基づいて、液晶パネル、有機ＥＬ（Electro-Luminescence：エレクトロルミネッセンス）パネル等の映像表示部に映像を表示させる構成の映像表示装置を構成することができる。また、射影変換処理装置と、液晶パネル等の映像表示部を備えるデジタルカメラを構成してもよい。この場合、射影変換処理装置は、カメラのセンサーが、被写体に対して平行でない場合に生じる歪み（パースペクティブの歪み）を補正して、映像表示部に出力することによって、カメラのセンサーが被写体に対して平行になるように撮影した映像が、映像表示部に表示される。また、例えば、射影変換処理装置にて変換処理を施した映像信号を、プリンターに出力したり、ハードディスクに書き込みしたりする等、種々の出力装置に出力する構成にしてもよい。

Ｃ４．変形例４：
上記各実施例におけるプロジェクター１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記各実施例では、プロジェクター１００は、透過型の液晶パネル部１９２を用いて照明光学系１９０からの光を変調しているが、透過型の液晶パネル部１９２の代わりに、例えばデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ（登録商標）：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や、反射型の液晶パネル（ＬＣＯＳ（登録商標）：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）等を用いて光を変調する構成にしてもよい。また、プロジェクター１００が、小型ＣＲＴ（陰極線管）上の映像を被投写面に投写するＣＲＴプロジェクターであってもよい。

また、上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。

１００…プロジェクター
１０２…高速バス
１０４…低速バス
１１０…映像入力部
１１４…解像度変換部
１１６…映像合成部
１２０…台形歪み補正部
１２１…映像信号入力部
１２２…パラメーター値変更検出部
１２３…フィルター係数記憶部
１２４…フレームバッファーコントローラー
１２５…画素補間部
１２６…出力画素数検出部
１２７…レジスター部
１２８…制御部
１２９…座標演算部
１３０…フィルター係数選択部
１３２…映像処理部
１４０…液晶パネル駆動部
１５０…フレームバッファー
１６０…高速バス制御部
１６２…低速バス制御部
１７０…プロセッサー部
１８０…操作部
１８２…センサー部
１９０…照明光学系
１９２…液晶パネル部
１９４…投写光学系

Claims (6)

1. 投写型表示装置であって、
   一連の複数のフレーム画像により構成される映像を表す映像信号と各前記フレーム画像に対応する同期信号とを取得する信号取得部と、
   前記映像信号を用いて被投写面上に前記映像を投写して表示する映像表示部と、
   前記被投写面上に表示される前記映像の歪みを補正するために前記映像信号に対して歪み補正処理を行う歪み補正処理部と、
   前記同期信号の取得に応じて、前記歪み補正処理部に、取得された前記同期信号に対応する前記フレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させる制御部であって、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中に他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合には、前記歪み補正処理部に、前記他のフレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させることなく前記一のフレーム画像についての前記歪み補正処理を継続させる制御部と、を備える、投写型表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型表示装置であって、さらに、
   前記歪み補正処理に用いられる補正パラメーター値が変更中であることを示す信号を検出する検出部を備え、
   前記制御部は、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中に他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合の内、前記信号が検出されている場合には、前記歪み補正処理部に、前記他のフレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させることなく前記一のフレーム画像についての前記歪み補正処理を継続させ、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中に他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合であっても、前記信号が検出されていない場合には、前記歪み補正処理部に、前記一のフレーム画像についての前記歪み補正処理を中止させ、前記他のフレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させる、投写型表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の投写型表示装置であって、
   一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中に他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合には、前記信号取得部は、前記一のフレーム画像の取得を中止して、前記他のフレーム画像の取得を開始し、前記制御部は、前記歪み補正処理部に、前記一のフレーム画像において取得されなかった部分を補う所定の画像を用いて前記歪み補正処理を継続させる、投写型表示装置。
4. 請求項３に記載の投写型表示装置であって、
   前記所定の画像は、前記同期信号の取得前に取得された一の前記フレーム画像の一部である、投写型表示装置。
5. 請求項３に記載の投写型表示装置であって、
   前記所定の画像は、予め所定の記憶領域に格納された画像である、投写型表示装置。
6. 表示方法であって、
   （ａ）一連の複数のフレーム画像により構成される映像を表す映像信号と各前記フレーム画像に対応する同期信号とを取得する工程と、
   （ｂ）前記映像信号を用いて被投写面上に前記映像を投写して表示する工程と、
   （ｃ）前記被投写面上に表示される前記映像の歪みを補正するために前記映像信号に対して歪み補正処理を行う工程と、
   （ｄ）前記同期信号の取得に応じて、取得された前記同期信号に対応する前記フレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させる工程であって、一の前記フレーム画像についての前記歪み補正処理中に他の前記フレーム画像に対応する前記同期信号が取得された場合には、前記他のフレーム画像についての前記歪み補正処理を開始させることなく前記一のフレーム画像についての前記歪み補正処理を継続させる工程と、を備える、表示方法。

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