JP6071208B2 - 投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、投影装置に関する。

液晶プロジェクタに代表される投影装置では、投影装置本体が視聴者の視線の妨げとなることや、逆に視聴者が投影装置本体からの投影の妨げとなることがある。これらを防ぐために、設置面から投影面に対して下向き又は上向きに画像を投影するように投影装置を設置することがある。このとき、投影装置から投影面に向けて投影される投影光の光軸は、投影面に対して垂直でない傾斜角度を持つ。このような傾斜投影は、投影面上の画像を台形に歪ませる。これは、台形歪み（キーストーン歪み）と呼ばれる。

この台形歪みを補正する方法として、投影前の画像を逆方向の台形に予め歪ませる方法が知られている。これは、台形補正（台形歪み補正又はキーストーン補正）と呼ばれる。具体的な処理としては、台形補正を行わない場合の、歪みを持つ投影画像とは逆の台形形状を有する補正画像を作成し、この補正画像を液晶パネルに表示させて投影する。

一方、近年の投影装置では大画面化及び高解像度化に対する要求が高い。これらの要求に応えるべく、１フレームの画面中の画素数が増える傾向にある。１フレームの時間は原則として一定なので、画素数が増えると１画素当たりのクロックが高速になる。

台形補正は乗算処理を必要とするので、高速クロックを必要とする多画素システムでは、乗算器の動作等の内部動作が１クロックで完了しないことがある。また、補正のための演算量が多く、１フレームで補正が完了しないこともあり得る。

多画素システムにおける歪み補正の動作破綻を防ぐ技術として、原画像を複数の画像に分割し、各分割画像をプロジェクタ上で合成してスクリーン上に投影することが特許文献１に記載されている。具体的には、分割境界で画素欠損が発生しないように各分割画像を原画像から切り出し、投影に際しての歪みを解消するような変形を各分割画像に与える。そして、このように変形した分割画像を１画面になるように合成して投影する。

特開２００８−３１２０９９号公報

従来技術では、原画像をＮ個の画像切出し手段に入力し、個々の画像切出し手段が、担当する分割画像部分を切り出すようにしている。Ｎ個の画像変形手段が，対応する画像切出し手段からの分割画像を指定の変形関数に従って変形する。このような構成により、歪み補正のための変形関数が変更になっても、容易に対応できる。

しかし、Ｎ個の画像切出し手段に原画像を入力するので、原画像を収容可能なメモリをＮ個必要とすることになり、必要なメモリ容量が膨大になる。

本発明は、投影すべき画像を分割し、分割画像毎に台形補正を行う場合に、必要なメモリの容量を少なくすることを目的とする。

本発明に係る投影装置は、投影装置であって、入力された画像の一部を用いて、第１の画像と第２の画像とを生成する生成手段と、前記第１の画像を格納し、前記第１の画像を用いて台形補正を行う第１の画像処理手段と、前記第２の画像を格納し、前記第２の画像を用いて台形補正を行う第２の画像処理手段と、前記第１の画像処理手段によって台形補正された画像と、前記第２の画像処理手段によって台形補正された画像とに基づいて生成される画像をスクリーンに投影する投影手段とを有し、前記第１の画像処理手段は、前記スクリーンに対する前記投影装置の傾きに基づいて、前記第１の画像のうち第１の領域に対応する画像を前記第２の画像処理手段に供給し、前記第２の画像処理手段は、前記第１の領域に対応する画像及び前記第２の画像を用いて台形補正を行うことを特徴とする。

本発明によれば、投影すべき画像を分割し、分割画像毎に台形補正を行う場合に、必要なメモリの容量を少なくできる。

本発明に係る投影装置の一実施例を含むシステム構成図である。 本実施例の概略構成ブロック図である。 画像処理部の概略構成ブロック図である。 台形補正部の概略構成ブロック図である。 台形補正動作の説明図である。 台形補正動作を説明するタイムチャートである。 本実施例の動作フローチャートである。 画像処理部の別の構成の概略構成ブロック図である。 図８における台形補正部の概略構成ブロック図である。 図９に示す台形補正部の台形補正動作を説明するタイムチャートである。 実施例２の動作フローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る投影装置の一実施例である液晶プロジェクタの使用状態図を示す。１００は液晶プロジェクタに代表される投影装置である。２００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ＤＶＤ再生装置又はテレビチューナ等の、画像信号を出力する画像信号源である。３００は、投影装置１００からの投影画像を映し出すスクリーンである。

図２は、投影装置１００の概略構成ブロック図を示す。１０１は、投影装置１００の各ブロックを制御するための制御部である。１０２は、操作者からの操作を受け付ける操作部である。１０３は、投影装置１００の各ブロックへの電源供給を制御する電源部である。

１０４は、１枚あるいは複数枚の液晶パネル等で構成される液晶部であり、この液晶パネル上に、投影すべき画像が形成される。１０５は、入力された画像信号に基づいて、液晶部１０４の液晶パネル上に画像を形成させるための液晶駆動部である。１０６は、液晶部１０４に光を供給する光源である。１０７は、光源１０６から発せられた光を液晶部１０４に供給することにより得られた光学像をスクリーン３００に投影するための投影光学系である。１０８は、光源１０６の光量等を制御するための光源制御部である。

１０９は、投影光学系１０７に具備されるズームレンズ、フォーカスレンズ、シフトレンズ等の動作を制御し、ズーム倍率、焦点調整及び投影位置制御等を行う光学系制御部である。

１１０は、ＰＣ、ＤＶＤ再生装置又はテレビチューナ等からのアナログ映像信号を受け付けるアナログ入力部であり、ＲＧＢ端子、Ｓ端子、Ｄ端子等からなる。１１１は、アナログ入力部１１０により得られた映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部である。

１１２は、ＰＣ、ＤＶＤプレイヤ又はテレビチューナ等から出力されるデジタル映像信号を受け付けるデジタル入力部であり、ＤＶＩ端子又はＨＤＭＩ端子等からなる。ＨＤＭＩ端子では、外部から制御信号も同時に送信されることがあり、これにより映像の制御等が行われることもある。

１１３は、外部から映像データ、画像データ、映像ファイル等の各種の情報データのファイルを受け取ったり、外部に送出したりするＵＳＢインターフェースである。ＵＳＢインターフェース１１３には、ポインティングデバイス、キーボード又はＵＳＢ型のフラッシュメモリ等が接続可能である。

１１４は、カード型の記録媒体に対し、映像データ、画像データ及び映像ファイル等の各種の情報データのファイルを読み書きするカードインターフェースである。

１１５は、イントラネット及びインターネットから映像データ、画像データ及び映像ファイル等の各種の情報データのファイル並びにその他の命令信号を送受信する通信部である。通信部１１５は、例えば、有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮ等で構成されている。

１１６は、映像データ、画像データ及び映像ファイル等の各種の情報データのファイルを保存する内蔵メモリであり、半導体メモリやハードディスク等で構成される。

１１７〜１２０は、画像分割部１３２により分割された４つの分割画像に歪み補正を含む所定の処理を施し、液晶駆動部１０５に供給する画像処理部である。各画像処理部１１７〜１２０は、画像分割部１３２からの分割画像信号に液晶部１０４で表示するのに適した補正を行う。例えば、画像信号の画素数を液晶パネルの画素数にあわせて変換する処理がある。また、液晶パネルの交流駆動のため、入力された映像信号のフレーム数を倍にし、液晶パネルによる画像形成に適した補正をする。液晶パネルの交流駆動とは、液晶パネルの液晶にかける電界の方向を交互に入れ替えて表示させる方法であり、液晶パネルは、液晶にかける電圧の方向が正方向（正極性）でも逆方向（負極性）でも画像を生成できる性質を利用したものである。このとき、液晶駆動部１０５には、正方向用の画像と逆方向用の画像を１枚ずつ送る必要があるので、画像処理部１１７〜１２０は、映像信号のフレーム数を倍にする処理を行う。液晶駆動部１０５は、画像処理部１１７〜１２０からの画像信号に基づいて、液晶部１０４の液晶パネルに画像を形成させる。

１２１は、投影装置１００の重力方向からの変位を検出する傾きセンサであるる。傾きセンサ１２１は、スクリーンの水平に対する角度が既知であることを前提として、スクリーンに対する投影光軸の傾きを検出する手段として使用される。１２２は、ＡＤ変換部１１１、デジタル入力部１１２、ＵＳＢインターフェース１１３、カードインターフェース１１４及び通信部１１５等から入力されたドキュメントファイルを再生するファイル再生部である。ファイル再生部１２２は、ドキュメントファイルからユーザに掲示するための画像信号を生成して、画像分割部１３２に出力する。

１２３は、投影装置１００とスクリーン３００の距離を検出し、焦点距離を検出する焦点検出部である。１２４は、スクリーン３００の方向を撮像する撮像部である。１２５は、スクリーン３００により反射される光の光量や輝度を計測するスクリーン測光部である。１２６は、光源１０６から発せられる光の光量や輝度を計測する光源測光部である。１２７は、投影装置１００本体の状態や警告等を表示する表示部である。１２８は、表示部１２７を制御する表示制御部である。

１２９は、投影装置１００本体を持ち運んで使用するとき等に、電力を供給するためのバッテリである。１３０は、外部からの交流電源を所定の電圧に整流して電源部１０３に供給する電源入力部である。１３１は、投影装置１００本体及び各ブロックの動作時間等を検出するタイマである。

１３２は、デバイス１１１〜１１５から入力された画像データを所定数の領域に分割して画像処理部１１７〜１２０に供給する画像分割部である。

本実施例では、４つの画像処理部１１７〜１２０を具備し、画像分割部１３２が、１画面を４つの分割画像に分割しているが、分割画像数、即ち画像処理部１１７〜１２０の数は、この例に限定されない。ＡＤ変換部１１１及びデジタル入力部１１２により入力される映像信号又は画像信号は、直接、画像分割部１３２に供給しても良い。

投影装置１００の通常動作を説明する。操作部１０２から電源オンが指示されると、投影装置１００の制御部１０１は、電源部１０３に各ブロックに電源を供給するように指示し、各ブロックを待機状態にする。電源投入後に、制御部１０１は、光源制御部１０８に光源１０６からの発光を開始するように指示する。次に、制御部１０１は、焦点検出部１２３により得られた焦点情報等に従い、投影光学系１０７を調整するよう光学系制御部１０９に指示する。光学系制御部１０９では、投影光学系１０７のズームレンズ、フォーカスレンズ及びシフトレンズを動作させてスクリーン３００上に投影光が結像するよう制御する。以上の動作で、投影の準備が整う。

次に、画像分割部１３２が、例えばデジタル入力部１１２に入力された画像信号を４つの領域の分割画像に分割し、各分割画像を画像処理部１１７〜１２０に供給する。画像処理部１１７〜１２０は、それぞれの分割画像に制御部１０１からの指示に従った画像処理を施し、液晶駆動部１０５に供給する。画像処理部１１７〜１２０による画像処理には、液晶部１０４に適した解像度への変換、倍速変換、ガンマ補正、輝度むら対策用補正及び台形補正等を含む。

液晶駆動部１０５は、画像処理部１１７〜１２０からの処理済みの分割画像を再び一画面に合成し、得られた合成画像を液晶部１０４の液晶パネルで画像を形成するのに適したフォーマットに変換して液晶部１０４に出力する。液晶部１０４の液晶パネルは液晶駆動部１０５からの画像データに基づく画像を表示する。光源１０６から発せられた光は液晶部１０４の液晶パネルを透過することで空間強度変調され、投影光学系１０７によりスクリーン３００に投影される。

操作部１０２から電源オフが指示されると、制御部１０１は、各ブロックに対し終了処理を行う旨を指示する。終了の準備が整うと、電源部１０３は、各ブロックへの電源供給を順次終了する。

デジタル入力部１１２から入力された映像信号の画像を投影する場合を説明したが、他のデバイス１１０，１１３，１１４，１１５から入力された映像データを表示する場合も、同様である。

図３は、画像処理部１１７〜１２０の概略構成ブロック図を示す。画像処理部１１７〜１２０の内部構成は同じである。

３０は画像の解像度を変換する解像度変換部である。３１はスクリーン３００に対する投影装置１００の傾きに起因する投影画像の歪みを補正する台形補正部である。３２は液晶パネルを交流駆動するために、映像信号のフレーム数を倍にする処理を行う倍速処理部である。３３は液晶パネルの電圧対透過率（又は反射率）特性の補正を行うガンマ補正部である。３４は液晶パネルの輝度むらや色むらを補正するむら補正部である。

３５は、解像度変換、台形補正及び倍速処理のために１フレームの画像データを格納するメモリである。解像度変換部３０、台形補正部３１及び倍速処理部３２は、メモリバス３６を介してメモリ３５にデータを読み書きできる。

解像度変換部３０、台形補正部３１、倍速処理部３２、ガンマ補正部３３及びむら補正部３４はレジスタバス３７を介して制御部１０１と接続し、制御部１０１により制御される。

台形補正部３１は、他の画像処理部の台形補正部と画像データの授受を行うためのパスを有する。

解像度変換部３０は、画像分割部１３２からの対応する分割画像を、液晶パネルの画素数に合う解像度に変換する。台形補正部３１は、解像度変換部３０の出力画像に、投影装置１００の光学系のスクリーン３００に対する傾きに起因する投影画像の歪みを相殺する台形補正を施す台形補正部３１の詳細な動作は、後述する。

倍速処理部３２は、液晶パネルの交流駆動のために、台形補正部３１の出力画像データを倍フレームレートにする。ガンマ補正部３３は、倍速処理部３２により倍速になった画像データに、液晶パネルの電圧対透過率（又は反射率）特性を補正するガンマ補正を行う。むら補正部３４は、ガンマ補正部３３の出力画像に、液晶パネルの輝度むら及び色むらの少なくとも一方を補正する処理を施す。むら補正部３４の出力画像データは、液晶駆動部１０５に供給される。本実施例では、画像処理部１１７〜１２０からの４系統の出力画像データが液晶駆動部１０５に供給されることになる。

図４は、台形補正部３１の概略構成ブロック図を示す。４０は前段の解像度変換部３０からの画像データを受信する通信部である。４１は、メモリ３５にデータを読み書きするメモリインターフェース部である。４２は、メモリインターフェース部４１からのデータを既定の領域分、バッファリングする画素バッファである。４３は、画素バッファ４２から受けた既定の領域分の画像データに所定のフィルタ処理を行うフィルタである。４４は、画像の縮小によって生じた無信号部にマスク信号を付加するマスキング部である。４５は、制御部１０１の指示に従いメモリ３５を制御するメモリ制御部である。４６は、他の画像処理部の台形補正部と画像データを送受信する通信部である。

図４に示す台形補正部３１の詳細な動作を説明する。通信部４０は、解像度変換部３０からの画像データを取り込み、メモリインターフェース部４１に供給する。メモリインターフェース部４１は、制御部１０１による指示に従い、通信部４０からの画像データをメモリ３５に書き込むのに最適な形式に変換する。メモリインターフェース部４１はまた、メモリ制御部４５からの指示に従い、メモリ３５から読み出した画像データを後段の処理に適した形式に変換する。

画素バッファ４２は、メモリインターフェース部４１から出力される画像データを、縦横に既定の大きさを有する領域分、展開される。この既定の大きさは、制御部１０１の指示に従って決定される。

フィルタ４３は、画素バッファ４２の出力画像データに２次元フィルタ処理を施す。具体的には、フィルタ４３により、台形補正に必要な縮小拡大処理及びこの処理に伴うエッジ強調、平滑化、エッジスムージング並びに折り返し歪み除去等を行う。なお、台形補正に必要な縮小拡大の倍率は、傾きセンサ１２１で検出される投影装置１００のスクリーンに対する投影光軸の傾き角度に応じて決定される。

フィルタ４３で画像縮小処理を行った場合、無信号部が生じる。マスキング部４４は、その無信号部にブランキング等のマスク信号を付加する。マスキング部４４の出力は倍速処理部３２へ送られる。

図５を参照して、台形補正部３１の動作を具体的に説明する。図５は、原画像を縦横に２分割した合計４つの分割画像の分割と変形の例を示す。すなわち、図５は、画像処理部１１７〜１２０の入力画像と、各画像処理部１１７〜１２０の出力画像（分割画像）の関係をも示す。図５で、破線は、原画像を縦横で均等に分割する均等分割線又は均等分割境界線を示し、一点鎖線は、台形補正対象範囲を分割する実質分割線又は実質分割境界線を示す。実質分割線は、投影装置１００がスクリーン３００に対する傾きの量に応じた量だけ、均等分割線の位置から移動する。

台形補正部３１のフィルタ４３の二次元フィルタ処理（空間フィルタ処理）のためには、目的範囲の画像データのみならず、その周囲の画素データをも必要とする。以下の説明では、理解を容易にするために目的範囲の画像データをフィルタ４３に入力するように説明しているが、実際には、目的範囲の画像データの外側の一定範囲の画素データをもフィルタ４３に入力する。

制御部１０１は、投影装置１００のスクリーン３００に対する傾きの方向と程度に応じて、台形補正の対象となる、原画像の実質的な分割境界線を決定する。図５（ａ）は、投影装置１００がスクリーン３００に対して上向きに傾いたときの入力画像（原画像）を示し、同（ｂ）は、台形補正結果を示す。投影装置１００がスクリーン３００に対して上向きに傾いているときには、図５（ａ）に示すように、縦方向の分割境界線を原画像の中心位置から上側に投影装置１００の傾き角度に応じた量だけシフトする必要がある。

画像分割部１３２は、入力画像（原画像）を縦横に均等に２分割する均等分割線で分割し、同じ大きさの４つの分割画像を生成する。すなわち、画像分割部１３２は、領域５０１，５０２からなる分割画像、領域５０３からなる分割画像、領域５０４，５０５からなる分割画像、及び領域５０６からなる分割画像を生成する。領域５０２，５０５と領域５０３，５０６との間の境界線は台形補正の対象範囲を規定する実質分割境界線であり、制御部１０１が、投影装置１００のスクリーン３００に対する傾きの方向と程度に応じて決定する。

画像分割部１３２は、領域５０１，５０２からなる分割画像を画像処理部１１７に供給し、領域５０３からなる分割画像を画像処理部１１８に供給する。画像分割部１３２はまた、領域５０４，５０５からなる分割画像を画像処理部１１９に供給し、領域５０６からなる分割画像を画像処理部１２０に供給する。但し、前述したように、二次元フィルタ処理のためには、目的範囲の外側に位置する画素データも必要となるので、画像分割部１３２から各画像処理部１１７〜１２０には、分割画像以外に、その周囲の画素データも供給される。

画像処理部１１７の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５０１の画像部分を変形及び縮小して図５（ｂ）に示す領域５０７の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４１（図５（ｂ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１８の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１１７から領域５０２の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１１７からの領域５０２の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５０３の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｂ）に示す領域５０８の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４２（図５（ｂ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１９の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５０４の画像部分を変形及び縮小して図５（ｂ）に示す領域５０９の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４３（図５（ｂ））にブランキングを付加する。

画像処理部１２０の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１１９から領域５０５の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１１９からの領域５０５の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５０６の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｂ）に示す領域５１０の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４４（図５（ｂ））にブランキングを付加する。

このように、本実施例では、投影装置１００のスクリーン３００に対する傾きの方向と程度に応じて決定される分割境界線で分割される分割画像を各画像処理部１１７〜１２０で台形補正する。図５（ａ）に示すでは、画像処理部１１７が、領域５０１を台形補正し、画像処理部１１８が、領域５０２，５０３を台形補正する。また、画像処理部１１９が、領域５０４を台形補正し、画像処理部１２０が領域５０５，５０６を台形補正する。

先に説明したように、フィルタ４３による２次元フィルタ処理のためには、目的範囲の画像データに加えて、その周囲の画素データも必要とする。例えば、領域５０２、５０３からなる画像データ部分を画像処理部１１８で２次元フィルタ処理を施す場合、端部の画像データ生成には領域５０１の下端、領域５０５の右端及び領域５０６の右端の画素データが必要である。画像処理部１１８は、画像処理部１１７から領域５０２の画像データ部分とその周囲（領域５０１の下端及び領域５０５の右端）の画素データを受け取る。領域５０６の右端の画素データは、画像分割部１３２から供給されているので、他の画像処理部１１７，１１９，１２０から受け取る必要は無い。

図５（ｃ）は、投影装置１００がスクリーン３００に対して下向きに傾いたときの入力画像（原画像）を示し、同（ｂ）は、台形補正結果を示す。投影装置１００がスクリーン３００に対して下向きに傾いているときには、図５（ｃ）に示すように、縦方向の分割境界線を原画像の中心位置から下側に投影装置１００の傾き角度に応じた量だけシフトする必要がある。

このときも、画像分割部１３２は、入力画像（原画像）を縦横に均等に２分割する均等分割線で分割し、同じ大きさの４つの分割画像を生成する。すなわち、画像分割部１３２は、領域５１１からなる分割画像、領域５１２，５１３からなる分割画像、領域５１４からなる分割画像、及び領域５１５，５１６からなる分割画像を生成する。領域５１２，５１５と領域５１３，５１６との間の境界線は、台形補正の対象範囲を規定する実質分割境界線であり、制御部１０１が、投影装置１００のスクリーン３００に対する傾きの方向と程度に応じて決定する。

画像分割部１３２は、領域５１１からなる分割画像を画像処理部１１７に供給し、領域５１２，５１３からなる分割画像を画像処理部１１８に供給する。画像分割部１３２はまた、領域５１４からなる分割画像を画像処理部１１９に供給し、領域５１５，５１６からなる分割画像を画像処理部１２０に供給する。図５（ａ９，（ｂ）の場合と同様に、二次元フィルタ処理のために、画像分割部１３２から各画像処理部１１７〜１２０には、分割画像以外に、その周囲の画素データも供給される。

画像処理部１１７の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１１８から領域５１２の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１１８からの領域５１２の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５１１の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｄ）に示す領域５１７の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４５（図５（ｄ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１８の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５１３の画像部分を変形及び縮小して図５（ｄ）に示す領域５１８の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４６（図５（ｄ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１９の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１２０から領域５１５の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１２０からの領域５１５の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５１４の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｄ）に示す領域５１９の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４７（図５（ｄ））にブランキングを付加する。

画像処理部１２０の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５１６の画像部分を変形及び縮小して図５（ｄ）に示す領域５２０の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４８（図５（ｄ））にブランキングを付加する。

図５（ｅ）は、投影装置１００がスクリーン３００に対して右向きに傾いたときの入力画像（原画像）を示し、同（ｆ）は、台形補正結果を示す。投影装置１００がスクリーン３００に対して右向きに傾いているときには、図５（ｅ）に示すように、横方向の分割境界線を原画像の中心位置から右側に投影装置１００の傾き角度に応じた量だけシフトする必要がある。

画像分割部１３２は、入力画像（原画像）を縦横に均等に２分割する均等分割線で分割し、同じ大きさの４つの分割画像を生成する。すなわち、画像分割部１３２は、領域５２１，５２２からなる分割画像、領域５２３，５２４からなる分割画像、領域５２５からなる分割画像、及び領域５２６からなる分割画像を生成する。領域５２１，５２３と領域５２２，５２４との間の境界線は台形補正の対象範囲を規定する実質分割境界線であり、制御部１０１が、投影装置１００のスクリーン３００に対する傾きの方向と程度に応じて決定する。

画像分割部１３２は、領域５２１，５２２からなる分割画像を画像処理部１１７に供給し、領域５２３，５２４からなる分割画像を画像処理部１１８に供給する。画像分割部１３２はまた、領域５２５からなる分割画像を画像処理部１１９に供給し、領域５２６からなる分割画像を画像処理部１２０に供給する。但し、前述したように、二次元フィルタ処理のためには、目的範囲の外側に位置する画素データも必要となるので、画像分割部１３２から各画像処理部１１７〜１２０には、分割画像以外に、その周囲の画素データも供給される。

画像処理部１１７の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５２１の画像部分を変形及び縮小して図５（ｆ）に示す領域５２７の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５４９（図５（ｆ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１８の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５２３の画像部分を変形及び縮小して図５（ｆ）に示す領域５２８の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５５０（図５（ｆ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１９の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１１７から領域５２２の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１１７からの領域５２２の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５２５の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｆ）に示す領域５２９の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５５１（図５（ｆ））にブランキングを付加する。

画像処理部１２０の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１１８から領域５２４の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１１８からの領域５２４の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５２６の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｆ）に示す領域５３０の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５５２（図５（ｆ））にブランキングを付加する。

図５（ｇ）は、投影装置１００がスクリーン３００に対して左向きに傾いたときの入力画像（原画像）を示し、同（ｈ）は、台形補正結果を示す。投影装置１００がスクリーン３００に対して左向きに傾いているときには、図５（ｇ）に示すように、横方向の分割境界線を原画像の中心位置から左側に投影装置１００の傾き角度に応じた量だけシフトする必要がある。

画像分割部１３２は、入力画像（原画像）を縦横に均等に２分割する均等分割線で分割し、同じ大きさの４つの分割画像を生成する。すなわち、画像分割部１３２は、領域５３１からなる分割画像、領域５３２からなる分割画像、領域５３３，５３４からなる分割画像、及び領域５３５，５３６からなる分割画像を生成する。領域５３３，５３５と領域５３４，５３６との間の境界線は台形補正の対象範囲を規定する実質分割境界線であり、制御部１０１が、投影装置１００のスクリーン３００に対する傾きの方向と程度に応じて決定する。

画像分割部１３２は、領域５３１からなる分割画像を画像処理部１１７に供給し、領域５３２からなる分割画像を画像処理部１１８に供給する。画像分割部１３２はまた、領域５３３，５３４からなる分割画像を画像処理部１１９に供給し、領域５３５，５３６からなる分割画像を画像処理部１２０に供給する。但し、前述したように、二次元フィルタ処理のためには、目的範囲の外側に位置する画素データも必要となるので、画像分割部１３２から各画像処理部１１７〜１２０には、分割画像以外に、その周囲の画素データも供給される。

画像処理部１１７の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１１９から領域５３３の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１１９からの領域５３３の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５３１の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｈ）に示す領域５３７の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５５３（図５（ｈ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１８の台形補正部３１では、通信部４６を介して画像処理部１２０から領域５３５の画像部分を受信する。フィルタ４３は、画像処理部１２０からの領域５３５の画像部分と、画像分割部１３２からの領域５３２の画像部分を合わせて変形及び縮小して、図５（ｈ）に示す領域５３８の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５５４（図５（ｈ））にブランキングを付加する。

画像処理部１１９の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５３４の画像部分を変形及び縮小して図５（ｈ）に示す領域５３９の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５５５（図５（ｈ））にブランキングを付加する。

画像処理部１２０の台形補正部３１では、フィルタ４３が、領域５３６の画像部分を変形及び縮小して図５（ｈ）に示す領域５４０の形状に変換する。マスキング部４４が、フィルタ４３のフィルタ処理で空いた領域５５６（図５（ｈ））にブランキングを付加する。

図６は、図５（ａ），（ｂ）に示す例で、分割画像データを画像分割部１３２から取り込み、画像処理部１１７〜１２０で台形補正を施して出力する動作のタイムチャートである。図６（ａ）は、画像処理部１１７〜１２０のメモリ３５に分割画像データを書き込む動作のタイムチャートである。

垂直同期信号（ＶＳＮＹＣ）に同期して、画像分割部１３２からの領域５０１，５０２からなる画像データが、画面上部から下部の順に画像処理部１１７のメモリ３５に書き込まれる。画像処理部１１８のメモリ３５には、画像分割部１３２からの領域５０３の画像データが画面上部から下部の順に書き込まれる。画像処理部１１９のメモリ３５には、画像分割部１３２からの領域５０４，５０５の画像データが画面上部から下部の順に書き込まれる。画像処理部１２０のメモリ３５には、画像分割部１３２からの領域５０６の画像データが画面上部から下部の順に書き込まれる。

図６（ｂ）は、画像処理部１１７〜１２０のメモリ３５から画像データを読み出す動作のタイムチャートである。

垂直同期信号（ＶＳＮＹＣ）に同期して、画像処理部１１７のメモリ３５からは、まず画像処理部１１８に送信すべき領域５０２の画像データが読み出される。画像処理部１１７の通信部４６は、メモリ３５から読み出さした領域５０２の画像データを画像処理部１１８の通信部４６に転送する。続いて、領域５０２の画像データは、画像処理部１１８のメモリ制御部４５の制御下に、画像処理部１１８のメモリ３５に書き込まれる。

引き続き、画像処理部１１７では、領域５０１の画像データがメモリ３５から読み出されて台形補正され、上述の通り領域５０７の補正画像データと領域５４１のマスキングが生成される。同時に、画像処理部１１８では、画像処理部１１７からの領域５０２の画像データと領域５０３の画像データがメモリ３５から読み出されて台形補正され、上述の通り領域５０８の補正画像データと領域５４２のマスキングが生成される。

画像処理部１１９、１２０の動作も同様であるので、説明は省略する。

画像処理部１１８、１２０では、それぞれのメモリ３５に書き込んだ画像データに加え、それぞれ画像処理部１１７、１１９からの画像データも処理する。従って、台形補正処理を１垂直期間で完了させるためには、メモリ３５からのデータの読み出しは、書き込み時よりも高速に行う必要がある。

図５（ｃ）〜（ｈ）に示すケースも、基本的に、図６（ａ），（ｂ）と同様の動作で行われる。

図７は、本実施例の動作を表すフローチャートを示す。

ステップＳ７０２で、制御部１０１は、傾きセンサ１２１から傾きデータ又は傾き検出値を取得する。傾きセンサ１２１の代わりに、傾き量算出のためのテスト画像を投影し、撮像部１２４でスクリーン３００の投影画像を撮像し、その投影画像の形状を制御部１０１で解析することでも、傾きを決定できる。

ステップＳ７０３で、信号源２００からの映像信号が投影装置１００に入力する。ステップＳ７０４で、画像分割部１３２が映像信号の各画面を分割し、各画像処理部１１７〜１２０のメモリ３５に、対応する画像データを書き込む。

ステップＳ７０５で、制御部１０１は、傾きセンサ１２１からの傾きデータから、画像処理部１１７〜１２０の間で授受すべき画像データの範囲（例えば、実質分割線の位置）を決定する。つまり、傾きがある場合、台形補正を行うことになるので、先に説明したように、画像処理部１１７〜１２０間で画像データを送受信する必要が生じる。

ステップＳ７０６で、制御部１０１は、傾きの方向から各画像処理部１１７〜１２０が画像データを他の画像処理部１１７〜１２０から受信するのか送信するのかを判別する。例として画像処理部１１７を基準に考える。投影装置１００がスクリーン３００に対して上向きに傾いている場合、図５（ａ）に示すように、画像処理部１１７は、画像処理部１１８に領域５０２の画像データを送信する。投影装置１００がスクリーン３００に対して下向きに傾いている場合、図５（ｃ）に示すように、画像処理部１１７は、画像処理部１１８から領域５１２の画像データを受信する。投影装置１００がスクリーン３００に対して右向きに傾いている場合、図５（ｅ）に示すように、画像処理部１１７は画像処理部１１９に領域５２２の画像データを送信する。投影装置１００がスクリーン３００に対して左向きに傾いている場合、図５（ｇ）に示すように、画像処理部１１７は、画像処理部１１９から領域５３３の画像データを受信する。

他の画像処理部に画像データを渡す場合、制御部１０１は、ステップＳ７０７で、図６（ｂ）で説明したように、他の画像処理部に渡すべき領域の画像データをメモリ３５から読み出す。読み出した画像データは、通信部４６を介して、送信先の画像処理部（のメモリ３５）に転送される。ステップＳ７０８で、残りの領域の画像データがメモリ３５から読み出され、台形補正が実行される。

ステップＳ７０６で他の画像処理部から画像データを受け取る場合、制御部１０１は、ステップＳ７０９に移行し、通信部４６で受け取った領域の画像データはメモリ３５に書き込まれる。ステップＳ７１０で、他から受信した領域の画像データをメモリ３５から読み出し、台形補正を行う。続いて、ステップＳ７１１で、ステップＳ７０４でメモリ３５に書き込んだ領域の画像データを読み出し、台形補正を行う。

ステップＳ７０５で、傾きが無く画像処理部間の画像データ通信が不要と判断された場合、ステップＳ７１２で、メモリ３５から画像データが読み出される。このとき、台形補正は実行されない。

ステップＳ７１３で、制御部１０１は、操作部１０２で終了を指示する操作がされたかどうか判断し、終了でなければステップＳ７０３に戻り、投影を継続し、終了の指示があれば、動作を終了する。

以上、説明した通り、本実施例では、原画像を同じ大きさの複数の分割画像に分割して画像処理部に送りつつ、台形補正に必要な部分の画像データを画像処理部間で転送する。これにより、個々の画像処理部で台形補正に必要なメモリ容量は、同じ大きさの分割画像データと、台形補正のために補充的に画像処理部間で転送される画像データを収容できる程度で良くなる。これにより、各画像処理部に台形補正のために装備するメモリのメモリ容量を従来よりも削減できる。

本実施例では、原画像を４分割し、４つの画像処理部で分担処理するとしたが、この分割画像数及び画像分割部の数は、この例に限定されない。すなわち、一般的には、Ｎ個の画像処理部を具備し、第Ｍの画像処理部と第Ｌの画像処理部との間で一部の部分領域の画像データを転送する。更には、第Ｋの画像処理部が関係する転送もありうる。Ｍは１以上、Ｎ以下の整数であり、ＬはＭを除く１以上、Ｎ以下の整数であり、ＫはＭ、Ｌを除く１以上、Ｎ以下の整数である。

画像分割部１３２での画像分割法として縦横に分割する例を説明したが、これに限らず、縦方向のみ又は横方向のみの画像分割でもよい。

説明例として、垂直方向の傾きに対する台形補正と、水平方向の傾きに対する台形補正を説明したが、両者が複合した傾きにも本実施例を適用できることは明らかである。

本発明は、液晶パネルを内蔵したプロジェクタに限定されない。すなわち、ＤＭＤパネル等の他のパネルを内蔵したプロジェクタにも適用可能である。

本発明の実施例２を説明する。実施例１では、各画像処理部は１つのメモリを有し、読み書きのアドレス制御により画像処理部間のデータ転送と台形補正処理とを時間をずらして行っていた。これに対し、本実施例では、画像処理部間のデータ転送用のメモリを独立に設け、画像処理部間のデータ転送と台形補正処理とを並行して行うようにした。

図８は、画像処理部１１７〜１２０にデータ転送用メモリを設ける構成の概略構成ブロック図を示す。図３と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。メモリ３５を、独立に且つ同時アクセス可能な主メモリ８１と副メモリ８２で構成する。

画像分割部１３２から送られた分割画像データは、主メモリ８１に書き込まれる。一方、他の画像処理部から転送された画像データは、副メモリ８２に書き込まれる。

図９は、図８に示す構成に対応する台形補正部３１の概略構成ブロック図を示す。図４と同じ構成要素には同一の符号を付してあり、説明を省略する。

メモリ制御部９１は制御部１０１の指示に従い、主メモリ８１及び副メモリ８２のメモリアクセスを制御する。通信部９２は、他の画像処理部の副メモリ８２に格納された画像データの授受を行う。

本実施例においても、画像処理部１１７〜１２０の入力画像と出力画像は、図５に示す例と同様である。画像処理部１１７〜１２０の主メモリ８１へのデータ書き込みタイミングは、図６（ａ）と同様である。

図１０は、図５（ａ）に示す例に対応するタイムチャートであって、本実施例で主メモリ８１から画像データを読み出して副メモリ８２に読み書きする場合のタイムチャートである。

垂直同期信号（ＶＳＮＹＣ）に同期して、画像処理部１１７の主メモリ８１から画像処理部１１８に渡す領域５０２の画像データを読み出す。画像処理部１１７の主メモリ８１から読み出された領域５０２の画像データは画像処理部１１７の通信部９２から画像処理部１１８の通信部９２に転送される。そして、画像処理部１１８のメモリ制御部９１の制御を受け、画像処理部１１８の副メモリ８２に書き込まれる。

同時に、画像処理部１１８では、領域５０３の画像データを主メモリ８１から読み出し、画像処理部１１７から受け取った領域５０２の画像データを読み出して台形補正を施し、領域５０８と領域５４２の補正画像データを生成する。このとき、メモリ制御部９１のアドレス制御により、画面の下部のデータから読み出せば、領域５０２，５０３に対して台形補正を連続して行うことができる。このときは生成した画像は上下反転されるが、液晶駆動部１０５で再び上下反転処理をすればよい。

画像処理部１１７では、領域５０２の画像データの読み出しが終わったら、領域５０１の画像データを主メモリ８１から読み出して台形補正を施し、上述の通り領域５０７と領域５４１の補正画像データを生成する。

画像処理部１１９、１２０の動作も同様であるので、説明は省略する。但し、画像処理部１１８、１２０では、それぞれの主メモリ８１に書き込んだ画像データに加え、それぞれ画像処理部１１７、１１９から受け取り副メモリ８２に書き込んだ画像データも処理する。従って、台形補正処理を１垂直期間で完了させるためには、主メモリ８１及び副メモリ８２からのデータの読み出しは、書き込み時よりも高速に行う必要がある。

投影装置１００がスクリーン３００に対して下向きに傾いたケース（図５（ｃ））及び横方向に傾いたケース（図５（ｅ）（ｇ））の何れでも、同様の動作で台形補正が行われる。

図１１は、本実施例の動作フローチャートを示す。ステップＳ１１０２で、制御部１０１は、傾きセンサ１２１から傾きデータを取得する。傾きセンサ１２１の代わりに、傾き量算出のためのテスト画像を投影し、撮像部１２４でスクリーン３００の投影画像を撮像し、その投影画像の形状を制御部１０１で解析することでも、傾きを決定できる。

ステップＳ１１０３で、信号源２００からの映像信号が投影装置１００に入力する。ステップＳ１１０４で、画像分割部１３２が映像信号の各画面を分割し、各画像処理部１１７〜１２０の主メモリ８１に、各メモリが担当する領域のデータを書き込む。

ステップＳ１１０５で、制御部１０１は、傾きセンサ１２１からの傾きデータから、画像処理部１１７〜１２０の間で授受すべき画像データの範囲（例えば、実質分割線の位置）を決定する。つまり、傾きがある場合、台形補正を行うことになるので、先に説明したように、画像処理部１１７〜１２０間で画像データを送受信する必要が生じる。

ステップＳ１１０６で、制御部１０１は、傾きの方向から各画像処理部１１７〜１２０が画像データを他の画像処理部１１７〜１２０から受信するのか送信するのかを判別する。更には、同時にどの画像処理部とデータの授受を行うのか判別する。

他の画像処理部に画像データを渡す場合、制御部１０１は、ステップＳ１１０７で、図１０で説明したように、他の画像処理部に渡すべき領域の画像データを主メモリ８１から読み出す。読み出した画像データは、通信部４６を介して、送信先の画像処理部（の副メモリ８２）に転送される。ステップＳ１１０８で、残りの領域の画像データが主メモリ８１から読み出され、台形補正が実行される。

ステップＳ１１０６で他の画像処理部から画像データを受け取る場合、制御部１０１はステップＳ１１０９に移行し、通信部４６で受け取った領域の画像データは副メモリ８２に書き込まれる。ステップＳ１１０９の処理と同時並列に、Ｓ１１１０で主メモリ８１から書き込み時とは逆順に、即ち画面の下部から画像データが読み出され、台形補正が行われる。ステップＳ１１１０で主メモリ８１からの画像データの読み出しが完了したら、ステップＳ１１１１で、ステップＳ１１０９で書き込んだ画像データを副メモリ８２から書き込み時とは逆順に、即ち画面の下部から読み出し、台形補正を行う。

ステップＳ１１０５で、傾きが無く画像処理部間の画像データ通信が不要と判断された場合、ステップＳ１１１２で、主メモリ８１から画像データが読み出される。このとき、台形補正は実行されない。

ステップＳ１１１３で、制御部１０１は、操作部１０２で終了を指示する操作がされたかどうか判断し、終了でなければステップＳ１１０３に戻り、投影を継続し、終了の指示があれば、動作を終了する。

以上説明した通り、独立にアクセス可能な主メモリと副メモリを設けることで、台形補正に要する時間を短縮できる。

さらに、主メモリ、副メモリに記憶した画像データを書き込み時とは逆順に読み出し、画像下部から台形補正処理を行う。これにより、画面上部のデータを他の画像処理部から受け取ったときでも、データの受信を待たずに台形補正処理を開始でき、演算時間を短縮できる。

画像分割部からの画像データを主メモリに記憶し、他の画像処理部からの画像データを副メモリに記憶する実施例を説明したが、本発明は、このような役割構成に限定されない。

各画像処理部に書き込みと読み出しを独立実行可能な２ポートメモリを設け、そのメモリ領域を、画像分割部からの画像データを記憶するアドレス領域と、他の画像処理部からの画像データを記憶するアドレス領域とに分離してもよい。
（他の実施例）

本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成される。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、上述のプログラムコードの指示に基づき、装置上で稼動しているＯＳ（基本システムやオペレーティングシステム）などが処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、装置に挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。このとき、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行う。

Claims (6)

1. 投影装置であって、
   入力された画像の一部を用いて、第１の画像と第２の画像とを生成する生成手段と、
   前記第１の画像を格納し、前記第１の画像を用いて台形補正を行う第１の画像処理手段と、
   前記第２の画像を格納し、前記第２の画像を用いて台形補正を行う第２の画像処理手段と、
   前記第１の画像処理手段によって台形補正された画像と、前記第２の画像処理手段によって台形補正された画像とに基づいて生成される画像をスクリーンに投影する投影手段と
   を有し、
   前記第１の画像処理手段は、前記スクリーンに対する前記投影装置の傾きに基づいて、前記第１の画像のうち第１の領域に対応する画像を前記第２の画像処理手段に供給し、
   前記第２の画像処理手段は、前記第１の領域に対応する画像及び前記第２の画像を用いて台形補正を行う
   ことを特徴とする投影装置。
2. 前記第１の画像処理手段は、前記第１の画像のうち第２の領域に対応する画像を用いて台形補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 前記第１の領域は、前記第２の領域と異なることを特徴とする請求項２に記載の投影装置。
4. 入力された画像の一部を用いて、第１の画像と第２の画像とを生成する生成ステップと、
   スクリーンに対する投影の傾きに基づき、前記第１の画像を用いて台形補正を行う第１の画像処理ステップと、
   前記第１の画像処理ステップにより生成される、前記第１の画像のうち第１の領域に対応する画像と、前記第２の画像を用いて台形補正を行う第２の画像処理ステップと、
   前記第１の画像処理ステップによって台形補正された画像と、前記第２の画像処理ステップによって台形補正された画像とに基づいて生成される画像を前記スクリーンに投影する投影ステップ
   とを有することを特徴とする投影方法。
5. 投影装置の演算装置を請求項１から３のいずれか１項に記載される投影装置の第１及び第２の画像処理手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
6. 請求項５に記載されるコンピュータプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images