JPH08102900A - 液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

液晶プロジェクタ装置

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JPH08102900A
JPH08102900A JP23903494A JP23903494A JPH08102900A JP H08102900 A JPH08102900 A JP H08102900A JP 23903494 A JP23903494 A JP 23903494A JP 23903494 A JP23903494 A JP 23903494A JP H08102900 A JPH08102900 A JP H08102900A
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JP
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liquid crystal
keystone distortion
signal
crystal display
video signal
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JP23903494A
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Isao Mitsuya
勲 三津谷
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 11 【構成】 キーストーン補正回路14は、同期信号分離
回路12からの同期信号に基づいて、入力映像信号の走
査線内の画素数を所定走査線数単位で変化させることに
より、キーストーン歪補正を行う。この補正は、液晶表
示パネル18R、18G、18B上での表示画像の外形
あるいは表示枠が、キーストーン歪として生ずる台形と
は逆向きの台形となるように、所定走査線毎に水平時間
軸を圧縮することにより行う。このような歪補正画像が
表示された液晶表示パネル18R、18G、18Bに光
源17からの光を照射し、投射レンズ19を介してスク
リーン面上に投影することにより、キーストーン歪が補
正された映像が得られる。 【効果】 電気的にキーストーン歪補正が行えるため、
スクリーンとの位置関係が変わっても簡単に対応でき、
光学的な対処が困難な投射角度が大きい場合でもキース
トーン歪補正が有効に行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネルに光源
からの光を照射して投射レンズを介してスクリーン面上
に画像を投射する液晶プロジェクタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】テレビジョン映像等の画像をスクリーン
面上に投影するプロジェクタ装置としては、従来より陰
極線管(CRT)を用いたCRTプロジェクタ装置が知
られている。
【0003】また近年においては、液晶表示パネルを用
い、投射用光源からの光を液晶表示パネルの裏面から照
射し投射レンズ等の光学系を介してスクリーン面上に画
像を投影するような液晶プロジェクタ装置も多く用いら
れるようになってきている。
【0004】このようなプロジェクタ装置においては、
プロジェクタの設置位置により、スクリーンに投影され
た画像が台形に歪むことがある。この歪はキーストーン
歪と呼ばれている。
【0005】すなわち、図14において、プロジェクタ
装置101のレンズ光軸102が、スクリーン平面10
3に対して傾いているとき、具体的にはスクリーン平面
103に垂直な方向に対してレンズ光軸が角度αだけ傾
いているとき、投射された画像の画枠あるいは表示枠
は、図15の実線に示すように台形状となり、いわゆる
キーストーン歪が生ずる。ここで、図14の仮想線(2
点鎖線)は、プロジェクタ装置101のレンズ光軸10
2に対して直交する仮想的な投影像面105を示してお
り、この仮想的な投影像面105上での画像の表示枠を
図15の仮想線に示している。
【0006】このようなキーストーン歪の補正は、投影
しようとする画像そのものを予め当該歪とは逆の台形、
すなわちスクリーン上での短辺が長く、長辺が短くなる
ような台形の表示枠とするように調整することで行わ
れ、このような補正が行われた画像をスクリーン面上に
投射することで、スクリーン面上の画像の表示枠が長方
形あるいは矩形に補正される。
【0007】このキーストーン歪の補正については、上
記CRTプロジェクタ装置の場合には、CRTあるいは
いわゆるブラウン管の偏向回路の電気的な調整により、
管面上で歪の補正が比較的容易に行える。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶プロジ
ェクタ装置の場合には、上記キーストーン歪の補正は非
常に難しいことから、一般的には光学的に歪が発生しな
いように、例えば図16に示すような光学系の構造をと
るようにしている。
【0009】すなわち、この図16の液晶プロジェクタ
装置は、液晶表示パネル121に対して照明系であるラ
ンプ122からの光を照射し、投射レンズ123を介し
てスクリーン125に画像を投影するものである。この
液晶プロジェクタ装置において、上記キーストーン歪が
発生しないように、液晶表示パネル121とスクリーン
125とを平行としており、また、投射レンズ123と
液晶表示パネル121及び照明系であるランプ122と
を光軸からずらして、すなわち所定のシフト量dだけシ
フトさせて、キーストーン歪を発生させずに固定の投射
角度αを持たせている。すなわち、液晶表示パネル12
1とスクリーン125とが平行ならば、キーストーン歪
は発生しない。さらに、この状態で投射レンズ123を
上下に移動させれば、キーストーン歪を発生すること無
く投射角度αを変化させることができる。
【0010】しかしながら、上記投射角度αが大きくな
るほど投射レンズ123の有効利用率が低下し、明るさ
を確保するためには大口径の投射レンズ123を用いる
ことが必要とされる。また、投射角度αを連続的に変え
られるようにするためには、投射レンズ123等を上下
方向に精密に移動させる機構やメカニズムが必要とされ
る。このようなことから、図16の構造の液晶プロジェ
クタ装置は、構造が複雑化しコストアップの原因となる
のみならず、長期の安定性や振動衝撃に対する信頼性を
確保するのが困難である等の問題がある。
【0011】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、電気
的な信号処理により上記キーストーン歪の補正が行え、
スクリーンとの位置関係が変わっても簡単に対応でき、
光学的な対処が困難な投射角度が大きい条件でもキース
トーン歪の補正が行えるような液晶プロジェクタ装置を
提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶プロジ
ェクタ装置は、光源からの光により液晶表示パネルを照
明し投射レンズを介してスクリーン面上に投射する液晶
プロジェクタ装置において、入力映像信号から同期信号
を分離する同期分離手段と、上記同期分離手段からの同
期信号に基づいて上記入力映像信号の走査線内の画素数
を所定走査線数単位で変化させることによりキーストー
ン歪を補正するキーストーン歪補正手段と、このキース
トーン歪補正手段により歪補正された映像信号を上記液
晶表示パネル上に表示駆動する液晶表示駆動手段とを有
して成ることにより上述した課題を解決する。
【0013】ここで、上記入力映像信号は複合カラー映
像信号であり、この入力信号を輝度信号とクロマ信号と
に分離して上記キーストーン歪補正手段によりそれぞれ
補正処理することが挙げられる。
【0014】また、上記キーストーン歪補正手段は、入
力映像信号の走査線内のサンプルの隣接サンプル間を補
間処理することにより画素数を変換することが好まし
い。
【0015】
【作用】電気的にキーストーン歪の補正が行え、スクリ
ーンとの位置関係が変わっても簡単に対応でき、光学的
な対処が困難な投射角度が大きい条件でもキーストーン
歪の補正が行える。
【0016】
【実施例】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。
【0017】図1は、本発明に係る液晶プロジェクタ装
置の一実施例の概略的な構成を示すブロック図である。
【0018】この図1に示す装置において、入力端子1
1に供給された複合カラー映像信号は、同期分離及びY
(輝度)/C(クロマ)分離回路12に送られて、同期
信号と、Y(輝度)信号と、クロマ信号とに分離され
る。クロマ信号はクロマデコーダ回路13により色差信
号であるR−YとB−Yとに変換される。このクロマデ
コーダ回路13からの色差信号R−Y、B−Yと、上記
Y信号とが、キーストーン歪補正回路14に送られる。
キーストーン歪補正回路14では、スクリーン面に対し
て斜めに投射されることにより生ずるキーストーン歪の
補正及びスクリーン面上での投射画像の位置の調整が行
われ、出力映像信号であるY信号及び色差信号がRGB
デコーダ15に送られる。RGBデコーダ15では、
Y、R−Y、B−Yの各信号に基づいて、R(赤)、G
(緑)、B(青)の3原色の映像信号が取り出され、液
晶表示装置(LCD)駆動回路16に送られて、このL
CD駆動回路16が各色に対応する3枚の液晶表示パネ
ル18R、18G、18Bを表示駆動する。これらの液
晶表示パネル18R、18G、18Bは、ランプ等の光
源17からの光が透過して得られた各色R、G、Bの画
像が、投射レンズ19を介してスクリーン面に投射され
る。
【0019】この図1のキーストーン歪補正回路14
は、例えば図2のような構成を有している。
【0020】この図2において、入力端子21Y、21
RY、21BYには、上記クロマデコーダ13からのY(輝
度)信号、R−Y色差信号、及びB−Y色差信号がそれ
ぞれ供給されている。これらの各信号は、それぞれアナ
ログ/ディジタル(A/D)変換器22Y、22RY、2
2BYに送られてディジタル信号に変換され、ラッチ回路
23Y、23RY、23BYを介して補間回路24Y、24
RY、24BYにそれぞれ送られている。
【0021】補間回路24Y、24RY、24BYでは、走
査線内の画素数を所定走査線数単位で変化させる、ある
いは時間軸を変化させるようなディジタル信号処理を行
うことにより、前述したキーストーン歪の補正を行って
いる。この補間回路24Y、24RY、24BYの具体的な
構成及び処理内容については後述する。
【0022】補間回路24Yからの出力信号はメモリ2
5Yへ、また補間回路24RY、24BYからの各出力信号
はマルチプレクサ26で合成されてメモリ25Cへ、そ
れぞれ送られる。これらのメモリ25Y、25Cでは、
上記補間回路24Yやマルチプレクサ26からの出力信
号であるディジタルデータの書き込み動作が制御され、
所定の読み出しクロックで読み出し制御されている。
【0023】メモリ25Yから読み出された出力はラッ
チ回路27Yを介して、またメモリ25Cから読み出さ
れた出力は切換回路28で交互に切り換えられてラッチ
回路27RY及び27BYを介して、それぞれ出力端子29
Y、29RY、29BYより取り出される。
【0024】また、端子31Hには水平同期信号が、端
子31Vには垂直同期信号がそれぞれ供給されており、
端子31Hからの水平同期信号はクロック発生回路32
に送られてクロック信号が発生され、このクロック信号
が各回路部に供給されるようになっている。各端子31
H、31Vからの水平、垂直同期信号は、係数制御回路
33及びメモリ制御回路36に送られている。係数制御
回路33は、補間演算のための係数が記憶された係数R
OM34を制御して必要な係数を読み出し、この係数が
バッファ35を介して上記各補間回路24Y、24RY、
24BYに送られている。メモリ制御回路36は、上記各
メモリ25Y、25Cの書き込み/読み出しを制御す
る。
【0025】さらに、端子37には、キーストーン歪補
正のための補正制御情報が供給されており、これがデコ
ーダ38でデコードされて、レジスタ39を介して上記
係数制御回路33に、またレジスタ40を介して上記メ
モリ制御回路36に送られている。
【0026】ここで、補間回路24Y、24RY、24BY
及びメモリ25Y、25Cによる走査線(ライン)毎の
間引き処理あるいは圧縮処理について説明する。
【0027】先ず、補間回路24Y、24RY、24BYに
おいては、図3のAに示す入力データ列D0,D1,D2,・
・・に基づいて補間処理を行い、図3のBに示す各タイ
ミングに相当する画素データを算出する。このときの補
間演算は、例えば図4に示すように、入力サンプルデー
タDnとDn-1との間の補間データXm を、線形補間ある
いは直線補間により求めており、具体的な係数としては
8種類a〜hを用い、サンプル間を8分割した内の1つ
の位置に対応するデータを線形補間により求めるてい
る。補間したデータX0,X1,X2,・・・は、図3のCに
示すように上記入力データと同様なタイミングで出力さ
れるため、メモリ25Y、25Cに書き込むときに一部
をスキップして、すなわち例えばデータX5とX6との間
で書き込みを停止して、データを間引いている。
【0028】図5は、上記補間回路24Yの具体的な構
成の一例を示し、図6は、図5の各部のデータの具体例
を示している。
【0029】図5において、入力端子41には、上記図
2のラッチ回路23Yからの輝度信号データYDn が供
給されている。この輝度信号データYDn の具体例を図
6のaに示す。ラッチ回路あるいは遅延回路42は、こ
の入力データを図6のクロックCLKの立ち上がりでサ
ンプルして、図6のbの出力を得る。この遅延回路42
からの出力データは、遅延回路43で1サンプル遅延さ
れて図6のcのデータとなり、さらに遅延回路44で1
サンプル遅延されて図6のdのデータとなる。この出力
データdは、第1の係数乗算器45に送られて上記図2
の係数ROM34からの第1の係数K1と乗算され、加
算器47に送られる。また、上記遅延回路43からの出
力データcは、第2の係数乗算器46に送られて上記図
2の係数ROM34からの第2の係数K2と乗算され、
上記加算器47に送られる。すなわち、各乗算器45、
46では、1サンプルずれた、あるいは時間軸上で隣合
う一対のサンプルデータに対して、第1、第2の係数K
1、K2との乗算がそれぞれ行われ、これらが加算器4
7で加算されることにより、上記直線補間が行われる。
加算器47からの出力データは、遅延回路48を介し
て、図6のeに示す補間データとして取り出される。こ
の補間データは、上記図3のデータXに相当する。
【0030】上記図5の構成のさらに具体的な回路構成
例を、図7に示す。
【0031】この図7においては、上記係数乗算器4
5、46として、演算ROM45M、46Mを用いてい
る。この演算ROMは、入力データがA0〜A7の8ビ
ットアドレスとして、また係数データがA8〜A11の
4ビットアドレスとしてそれぞれ供給されることによ
り、これらのデータの乗算結果が端子Q0〜Q7より取
り出されるようになっている。これらの演算ROM45
M、46Mからの出力は、それぞれ遅延回路45T、4
6Tを介して加算器47に供給される。他の構成は上記
図5と同様であるため、対応する部分に同じ指示符号を
付して説明を省略する。
【0032】また、この図7には、上記図2の係数RO
M34の具体例を示している。この係数ROMあるいは
係数選択ROM34は、画素係数選択のために、ピクセ
ルクロックをカウントした値のピクセルカウント値P-NO
が下位10ビットアドレスA0〜A9として供給され、
また、間引き画素数が同じとなるライン毎にグループ化
したときのグループ単位でインクリメントされる値のグ
ループカウント値G-NOが上位6ビットアドレスA10〜
A15として供給されており、これらの入力アドレスに
応じて、それぞれ4ビットずつの上記第1の係数K1及
び第2の係数K2が出力される。また、上記図3と共に
説明したメモリへの書き込みを停止させるためのスキッ
プ信号SKIPも、例えば端子Q15から取り出されるよう
になっている。
【0033】次に、図8は、上記図2のクロマ信号側の
補間回路の具体例を示している。ただし、この図8の例
では、一対の色差信号R−Y、B−Yの各演算を時分割
的に交互に行わせる構成を示しており、図2の回路をそ
のまま表すものではない。
【0034】この図8において、入力端子51には、図
9のaに示すように、R−Y信号とB−Y信号とが交互
に配置されて成るデータ列の信号が供給されている。こ
の入力データは、遅延回路52、56でそれぞれラッチ
され、いずれも図9のbに示すようなデータとなる。遅
延回路52からの出力データは、遅延回路53と54と
で2サンプル分遅延され、図9のdに示すようなデータ
となる。なお、遅延回路53からの出力データを図9の
cに示す。遅延回路54からの出力データdは係数乗算
器55に送られて係数K1と乗算された後、加算器58
に送られる。また遅延回路56からの出力データbは、
係数乗算器56に送られて係数K2と乗算された後、加
算器58に送られて、上記乗算器55からの出力と加算
される。加算器58からの出力データは、遅延回路59
を介して、図9のeに示すような補間データとして取り
出される。
【0035】次に、図10は、上述のようにして補間処
理が施された後の上記図2のメモリ25Y、25Cに書
き込まれるデータ列の具体例を示している。
【0036】この図10の例において、所定数のライン
あるいは走査線をグループ化して、このグループを単位
として間引き画素数あるいはピクセル数を変化させてい
る。すなわち、グループG0の各ラインの画素数を例え
ばX00〜X0745の746画素とし、次のグループG1の各
ラインについてはそれぞれ2画素間引いて画素数を例え
ばX10〜X1743の744画素としている。以下、グループ
毎に間引き画素数を2画素ずつ増やしてゆき、グループ
G59では、元の746画素から118画素間引いて、例
えばX590〜X59627の628画素としている。
【0037】このような画素データが書き込まれたメモ
リを読み出す際の一例を図11に示す。
【0038】この図11において、表示画像の各ライン
の中心が一致するように読み出しタイミングを制御して
おり、例えば、グループG0の各ラインの746サンプ
ルの画素データ読み出しに対して、次のグループG1の
各ラインの744サンプルの画素データは、読み出し開
始タイミングが1サンプル分遅れ、読み出し終了タイミ
ングが1サンプル分進んでいる。このように、1ライン
の画素データについての画面の左端に対応する読み出し
開始タイミングと、画面の右端に対応する読み出し終了
タイミングとを、同じ量だけ遅らせ、進ませることによ
り、そのラインの中心が常に他のラインの中心と一致す
ることになる。
【0039】このような歪補正処理がなされた映像信号
を液晶表示パネルに表示して光源からの光を透過させて
スクリーン上に投射することにより、前述したキースト
ーン歪が補正された画像を得ることができる。
【0040】すなわち、図12のAは、補正前の液晶表
示パネルに表示される画面の画素を模式的に示すもので
あり、長方形あるいは矩形の画素表示面をスクリーン上
に投射したとき、図12のBに示すような台形状に歪ん
だ画像が得られる。このようなキーストーン歪が生じて
いる状態で、上記キーストーン歪補正処理を施すことに
より、液晶表示パネル上に実際に表示される画像の表示
枠は、図13のAに示すように、下辺が短い台形となっ
て表れ、これをスクリーン上に投射したときの画像は、
図13のBに示すように、上下の辺の長さの揃った長方
形あるいは矩形状の表示枠となる。
【0041】以上説明した本発明の実施例によれば、デ
ィジタル信号処理により走査線内の画素数を変化させ、
スクリーン上での上下の画像長さを揃え、投影された画
像が視覚的に歪まないようにしている。
【0042】具体例として、水平面に対する最大投射角
が±21.5度で、最大歪が約16%のとき、歪の補正
としては、視覚的に目立たない2%以下の歪を無視する
ことにして、2%ステップで、+16、+14、+1
2、+10、+8、+6、+4、+2、0、−2、−
4、−6、−8、−10、−12、−14%の15段階
で調整可能としている。
【0043】このように、電気的にキーストーン歪補正
を行うことにより、液晶プロジェクタ装置とスクリーン
との位置関係が、移動、設置条件により変化しても、簡
単に対応できる。また、光学的な補正が困難なような投
射角度が大きい条件、すなわち小さい部屋でも大きなス
クリーンサイズを必要とするような例えばホームシアタ
ー等の用途に使用する場合にも、キーストーン歪補正が
行える。
【0044】なお、本発明は上述の実施例のみに限定さ
れるものではなく、例えば、輝度信号と色差信号との組
み合せの代わりに、R、G、Bの3原色信号を用いてそ
れぞれに対して補間処理を行わせるようにしてもよい。
また、上記実施例はASIC等のハードウェア回路回路
として、あるいはマイクロプロセッサ、マイクロコンピ
ュータ、ディジタル信号プロセッサ等のプログラマブル
デバイスを用いて、あるいはハードウェア回路とプログ
ラマブルデバイスとの組み合せの装置により実現でき
る。
【0045】さらに、本発明の特定の実施例については
図面を参照しながら詳述したが、本発明はこれらの厳密
な実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲で種々の変形や変更が行えることは勿論で
ある。
【0046】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る液晶プロジェクタ装置は、光源からの光により
液晶表示パネルを照明し投射レンズを介してスクリーン
面上に投射する液晶プロジェクタ装置において、入力映
像信号から分離して得られる同期信号に基づいて入力映
像信号の走査線内の画素数を所定走査線数単位で変化さ
せることによりキーストーン歪を補正しているため、電
気的な信号処理により上記キーストーン歪の補正が行
え、スクリーンとの位置関係が変わっても簡単に対応で
き、光学的な対処が困難な投射角度が大きい条件でもキ
ーストーン歪の補正が行える。
【0047】また、上記キーストーン歪の補正として、
入力映像信号の走査線内の画素の隣接画素間を直線補間
処理して画素数の間引き処理を行うことにより、演算量
を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶プロジェクタ装置の一実施例
の概略的な構成を示すブロック図である。
【図2】液晶プロジェクタ装置に用いられるキーストー
ン歪補正回路の概略構成の一例を示すブロック回路図で
ある。
【図3】キーストーン歪補正の際の直線近似による画素
間引き処理の動作を説明するための説明図である。
【図4】直線補間の原理を説明するための図である。
【図5】輝度信号の補間回路の具体例を示す回路図であ
る。
【図6】輝度信号の補間処理の具体例を説明するための
タイミングチャートである。
【図7】輝度信号の補間回路のより具体的な回路構成の
一例を示す回路図である。
【図8】色差信号の補間回路の具体例を示す回路図であ
る。
【図9】色差信号の補間処理の具体例を説明するための
タイミングチャートである。
【図10】間引き及び補間処理されてメモリに書き込ま
れるデータを説明するためのタイミングチャートであ
る。
【図11】メモリから読み出されたデータを説明するた
めのタイミングチャートである。
【図12】キーストーン歪補正前の映像信号を投射する
場合の液晶表示パネルでの表示画像及びスクリーン面上
での投影画像を示す図である。
【図13】キーストーン歪補正された映像信号を投射す
る場合の液晶表示パネルでの表示画像及びスクリーン面
上での投影画像を示す図である。
【図14】キーストーン歪発生の原理を説明するための
図である。
【図15】キーストーン歪を説明するための投影画像を
示す図である。
【図16】キーストーン歪の発生を光学的に防止するた
めの原理を説明するための図である。
【符号の説明】
12 同期分離及びY/C分離回路 13 クロマデコーダ 14 キーストーン歪補正回路 15 RGBデコーダ 16 LCD駆動回路 18R、18G、18B 液晶表示パネル 19 投射レンズ 24Y、24RY、24BY 補間回路 25Y、25C メモリ 33 係数制御回路 34 係数ROM 36 メモリ制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光により液晶表示パネルを照
    明し投射レンズを介してスクリーン面上に投射する液晶
    プロジェクタ装置において、 入力映像信号から同期信号を分離する同期分離手段と、 上記同期分離手段からの同期信号に基づいて上記入力映
    像信号の走査線内の画素数を所定走査線数単位で変化さ
    せることによりキーストーン歪を補正するキーストーン
    歪補正手段と、 このキーストーン歪補正手段により歪補正された映像信
    号を上記液晶表示パネル上に表示駆動する液晶表示駆動
    手段とを有して成ることを特徴とする液晶プロジェクタ
    装置。
  2. 【請求項2】 上記入力映像信号は複合カラー映像信号
    であり、この入力信号を輝度信号とクロマ信号とに分離
    して上記キーストーン歪補正手段によりそれぞれ補正処
    理することを特徴とする請求項1記載の液晶プロジェク
    タ装置。
  3. 【請求項3】 上記キーストーン歪補正手段は、入力映
    像信号の走査線内の画素の隣接画素間を直線補間処理す
    ることにより画素数の間引き処理を行うことを特徴とす
    る請求項1又は2記載の液晶プロジェクタ装置。
JP23903494A 1994-10-03 1994-10-03 液晶プロジェクタ装置 Withdrawn JPH08102900A (ja)

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