投影机及其控制方法
【专利摘要】本发明提供可通过滤波处理来不改变修正梯形歪斜的电路的构成地实现辉度的均匀化的投影机及其控制方法。滤波系数计算部（32）对于表示梯形歪斜所导致的变形程度的每个像素的变形率来检测最大值和最小值，并根据变形率的范围（最小值～最大值）来计算与多个变形率对应的滤波系数。而且，通过将计算出的滤波系数与用于修正与梯形歪斜相伴的辉度的偏差的辉度修正系数相乘来修正滤波系数，并储存于滤波系数储存部（42）。变形率计算部（43）计算作为滤波运算部（45）的处理对象的像素的变形率，滤波运算部（45）从滤波系数储存部（42）读取与变形率计算部（43）计算出的变形率对应的滤波系数以进行滤波处理。
【专利说明】投影机及其控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及投射图像的投影机及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在将投射图像的投影机相对于投射面倾斜设置时，发生显示的图像变形为梯形形状的梯形歪斜(畸变)。此外，在投影机倾斜时，因图像内的位置而使与投影机的距离差异较大，因此辉度发生偏差。因此，提出了在梯形歪斜的修正(校正)时可调整辉度的投影机(液晶投影装置)(例如，参照专利文献I)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1:日本专利申请公开第2004 - 289503号公报。
[0005]然而，如专利文献I中记载的投影机那样，除了用于修正梯形歪斜的电路之外，还具备用于调整辉度的电路，从而产生使投影机的电路构成变复杂而导致成本上升的问题。
【发明内容】
[0006]本发明为解决上述问题的至少一部分而研制，可作为以下的形式或适用例来实现。
[0007](适用例I)本适用例涉及的投影机，其特征在于，投射基于图像信息的图像，具备:参数生成部，其生成滤波系数，该滤波系数用于修正所述图像的梯形歪斜的滤波处理；修正处理部，其使用由所述参数生成部生成的所述滤波系数来对所述图像信息施行所述滤波处理；和图像投射部，其根据由所述修正处理部修正的所述图像信息来投射所述图像，所述参数生成部具备:系数生成部，其生成所述滤波系数以修正所述梯形歪斜；和系数调整部，其调整所述滤波系数以修正与所述梯形歪斜相伴的辉度的偏差。
[0008]根据该投影机，通过调整用于修正梯形歪斜的滤波系数来修正辉度的偏差，因此也可利用通过滤波处理来修正梯形歪斜的电路的构成来实现辉度的均匀化。即、不需要新添加用于使辉度均匀的电路。
[0009](适用例2)在上述适用例涉及的投影机中，所述系数生成部与表示所述梯形歪斜所导致的所述图像的变形程度的变形率相对应地生成所述滤波系数，所述系数调整部根据与该滤波系数对应的变形率来调整由所述系数生成部生成的所述滤波系数。
[0010](适用例3)在上述适用例涉及的投影机中，所述系数调整部将由所述系数生成部生成的所述滤波系数与根据与该滤波系数对应的变形率的辉度修正系数相乘。
[0011](适用例4)在上述适用例涉及的投影机中，所述修正处理部具备:变形率计算部，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算部，其使用由所述参数生成部生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算部计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
[0012](适用例5)在上述适用例涉及的投影机中，所述系数调整部根据在由所述修正处理部修正了所述梯形歪斜的所述图像信息中所述变形率可取的值的范围来调整所述辉度的修正量。
[0013]根据该投影机，根据变形率对辉度偏差进行修正的系数调整部根据变形率可取的值的范围、即变形率的分布来调整辉度的修正量，因此能仅以与变形率的分布对应的量来适当地修正辉度，可抑制因辉度的修正而使图像变得过亮或者变得过暗。
[0014](适用例6)在上述适用例涉及的投影机中，所述修正处理部具备:变形率计算部，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算部，其使用由所述参数生成部生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算部计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
[0015](适用例7)在上述适用例涉及的投影机中，还具备检测所述图像内的所述变形率的最小值及最大值的范围检测部，所述系数调整部调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为所述最小值与所述最大值之间的预定值时所述辉度不变。
[0016](适用例8)在上述适用例涉及的投影机中，还具备计算所述图像内的所述变形率的平均值的平均值计算部，所述系数调整部调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为平均值时所述辉度不变。
[0017](适用例9)一种投影机的控制方法，其特征在于，该投影机投射基于图像信息的图像，具备:参数生成步骤，其生成滤波系数，该滤波系数用于修正所述图像的梯形歪斜的滤波处理；修正处理步骤，其使用由所述参数生成步骤生成的所述滤波系数来对所述图像信息施行所述滤波处理；和图像投射步骤，其根据在所述修正处理步骤中修正了的所述图像信息来投射所述图像，所述参数生成步骤具备:系数生成步骤，其生成所述滤波系数以修正所述梯形歪斜；和系数调整步骤，其调整所述滤波系数以修正与所述梯形歪斜相伴的辉度的偏差。
[0018]根据该投影机的控制方法，通过调整用于修正梯形歪斜的滤波系数来修正辉度的偏差，因此也可利用通过滤波处理来修正梯形歪斜的电路的构成来实现辉度的均匀化。即、不需要新添加用于使辉度均匀的电路。
[0019](适用例10)在上述适用例涉及的投影机的控制方法中，在所述系数生成步骤，与表示所述梯形歪斜所导致的所述图像的变形程度的变形率相对应地生成所述滤波系数，在所述系数调整步骤，根据与该滤波系数对应的变形率来调整由所述系数生成步骤生成的所述滤波系数。
[0020](适用例11)在上述适用例涉及的投影机的控制方法中，在所述系数调整步骤，将由所述系数生成步骤生成的所述滤波系数与根据与该滤波系数对应的变形率的辉度修正系数相乘。
[0021](适用例12)在上述适用例涉及的投影机的控制方法中，所述修正处理步骤具备:变形率计算步骤，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算步骤，其使用由所述参数生成步骤生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算步骤计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
[0022](适用例13)在上述适用例涉及的投影机的控制方法中，所述系数调整步骤根据在由所述修正处理步骤修正了所述梯形歪斜的所述图像信息中所述变形率可取的值的范围来调整所述辉度的修正量。
[0023]根据该投影机的控制方法，在根据变形率对辉度偏差进行修正的系数调整步骤中，根据变形率可取的值的范围、即变形率的分布来调整辉度的修正量，因此能仅以与变形率的分布对应的量来适当地修正辉度，可抑制因辉度的修正而使图像变得过亮或者变得过暗。
[0024](适用例14)在上述适用例涉及的投影机的控制方法中，所述修正处理步骤具备:变形率计算步骤，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算步骤，其使用由所述参数生成步骤生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算步骤计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
[0025](适用例15)在上述适用例涉及的投影机的控制方法中，还具备检测所述图像内的所述变形率的最小值及最大值的范围检测步骤，在所述系数调整步骤，调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为所述最小值与所述最大值之间的预定值时所述辉度不变。
[0026](适用例16)在上述适用例涉及的投影机的控制方法中，还具备计算所述图像内的所述变形率的平均值的平均值计算步骤，在所述系数调整步骤，调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为平均值时所述辉度不变。
[0027]此外，在使用计算机来构筑上述投影机及其控制方法的情况下，上述形式及上述适用例也能以用于实现该功能的程序或者能用上述计算机读取地记录该程序的记录介质等方式构成。作为记录介质，可使用软盘和/或硬盘、CD和/或DVD等光盘、光磁盘、搭载有非易失性半导体存储器的存储卡或USB存储器、投影机的内部储存装置(RAM或ROM等半导体存储器)等上述计算机可读取的各种介质。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是表示投影机的概要构成的方框图。
[0029]图2是用于说明梯形歪斜修正的说明图，Ca)是表示根据修正前图像信息而在液晶光阀的像素区域描绘出的图像(修正前图像)的图，(b)表示投射修正前图像的状况的图，(C)表示根据修正后图像信息而在像素区域描绘出的图像(修正后图像)的图，Cd)是表示投射修正后图像的状况的图。
[0030]图3是用于说明变形率的说明图，(a)是表示在像素区域描绘的修正前图像的图，(b)是表示在像素区域描绘出的修正后图像的图。
[0031]图4是表示图像修正部的构成的方框图。
[0032]图5是用于说明辉度修正系数的曲线图。
[0033]图6是用于说明滤波系数计算部的工作的流程图。
[0034]图7是用于说明第二实施方式的滤波系数计算部的工作的流程图。
[0035]图8是表示第二实施方式的变形率和辉度修正系数之间关系的曲线图，Ca)是投影机相对于投射面的倾斜较小的情况下的曲线图，(b)是投影机相对于投射面的倾斜较大的情况下的曲线图。
[0036]附图标记说明:
[0037]I投影机10图像投射部11光源装置Ila光源灯Ilb反射器12液晶光阀12a像素区域13投射透镜14液晶驱动部20控制部21储存部22操作面板23图像信息输入部24图像处理部25图像修正部30参数生成部31投影转换系数计算部32滤波系数计算部33辉度修正系数储存部40修正处理部41投影转换系数储存部42滤波系数储存部43变形率计算部44帧存储器45滤波运算部PO修正前图像Pl修正后图像Pi输入图像S投射面
【具体实施方式】
[0038]第一实施方式
[0039]下面参照附图来说明本实施方式的投影机。
[0040]图1是表示投影机I的概要构成的方框图。
[0041]如图1所示，投影机I具备:图像投射部10 ;控制部20 ;储存部21 ;操作面板22 ；图像信息输入部23 ;图像处理部24 ;和图像修正部25等。
[0042]图像投射部10的构成包括:作为光源的光源装置11 ;作为光调制装置的液晶光阀12 ;作为投射光学系统的投射透镜13 ;和液晶驱动部14等。图像投射部10相当于显示部，将从光源装置11出射的光用液晶光阀12调制为图像光，并将该图像光从投射透镜13投射以在投射面S上显示图像。
[0043]光源装置11的构成包括:由超高压水银灯或金属卤化物灯等构成的放电型的光源灯Ila ;和将光源灯Ila放射的光向液晶光阀12侧反射的反射器lib。从光源装置11出射的光由未图不的积分光学系统转换为辉度灰度分布大体均勻的光而向液晶光阀12入射。
[0044]液晶光阀12包括在一对透明基板间封入液晶的透射型的液晶面板等。液晶光阀12具备将多个像素(未图示)矩阵状排列的矩形形状的像素区域12a，并能对液晶按每个像素施加驱动电压。液晶驱动部14在将与输入的图像信息对应的驱动电压向各像素施加时将各像素设定为与图像信息相应的光透射率。因此，从光源装置11出射的光通过在该液晶光阀12的像素区域12a透射而被调制以成为与图像信息对应的图像光，并由投射透镜13放大投射。再有，在本说明书中，也将根据图像信息来设定液晶光阀12 (像素区域12a)的各像素的光透射率称为“描绘图像”。
[0045]控制部20具备CPU (中央处理器)和用于临时储存各种数据等的RAM (随机存储器)等，并通过根据储存于储存部21中的控制程序来使CPU工作而控制投影机I的工作。即、控制部20与储存部21 —同作为计算机来发挥功能。
[0046]储存部21的构成包括闪存和/或掩膜ROM (只读存储器)等非易失性存储器。在储存部21，储存有用于控制投影机I的工作的控制程序和规定投影机I的工作条件等的各种设定数据等。
[0047]操作面板22是相当于接受使用者的输入操作的输入操作部的部件，具备使用者用于对投影机I进行各种指示的多个操作键(未图示)。在使用者操作操作面板22的各种操作键时，操作面板22接受该操作，并将与被操作的操作键相对应的控制信号向控制部20输出。而且，控制部20在从操作面板22输入控制信号时进行基于输入的控制信号的处理，以控制投影机I的工作。再有，可采用代替操作面板22、或与操作面板22 —同使用可远距离操作的遥控器(未图示)来作为输入操作部的构成。该情况下，遥控器发送与使用者的操作内容相应的红外线操作信号，且未图示的遥控器信号接收部接收该信号而传递到控制部20。
[0048]图像信息输入部23具备多个输入端子，从视频播放装置和/或个人计算机等未图示的外部图像供给装置向这些输入端子输入各种形式的图像信息。图像信息输入部23根据需要而对输入的图像信息施行信号转换处理等，并向图像处理部24输出。
[0049]图像处理部24将从图像信息输入部23输入的图像信息转换为表示液晶光阀12的各像素的灰度的图像信息、即用于限定向各像素施加的驱动电压的图像信息。这里，已转换的图像信息含有与液晶光阀12的各像素对应的多个像素值。像素值是确定对应的像素的光透射率的值，由该像素值，来规定从各像素出射的光的辉度。再有，图像处理部24基于控制部20的指示，根据需要来对已转换的图像信息进行调整亮度、对比度、清晰度等画质的处理和/或将菜单图像等OSD (on screen display,屏幕菜单式调节方式)图像重叠地进行显示的处理，并将处理后的图像信息向图像修正部25输出。
[0050]图像修正部25进行用于修正在从倾斜方向对投射面S投射图像的情况下产生的梯形歪斜的处理。具体地，图像修正部25对从图像处理部24输入的图像信息(修正前图像信息)施行使图像歪斜为可抵消梯形歪斜的形状的滤波处理，并将处理后的图像信息作为修正后图像信息向液晶驱动部14供给。而且，液晶驱动部14在根据从图像修正部25输入的修正后图像信息来驱动液晶光阀12时以修正了梯形歪斜的状态向投射面S投射图像。[0051]图2是用于说明梯形歪斜修正的说明图，Ca)是表示根据修正前图像信息而在液晶光阀12的像素区域12a描绘出的图像(修正前图像)的图，(b)表示投射修正前图像的状况的图，(C)表示根据修正后图像信息而在像素区域12a描绘出的图像(修正后图像)的图，Cd)是表示投射修正后图像的状况的图。
[0052]如图2 (a)所示，在将基于从图像处理部24输入的图像信息的图像(输入图像Pi)作为修正前图像PO在整个像素区域12a描绘，并向投射面S倾斜地投射时，如图2 (b)所示，因梯形歪斜而歪斜地显示输入图像Pi。另一方面，如图2 (c)所示，在使修正前图像PO(输入图像Pi)向梯形歪斜的反向歪斜，并且向投射面S投射将输入图像Pi的外侧设定为黑色的像素值即光透射率为最小的像素值的修正后图像Pl时，如图2 (d)所示，梯形歪斜被抵消，输入图像Pi显示为矩形形状。再有，如图所示，将修正前图像PO的左上、右上、右下、左下四个顶点的坐标(像素坐标)分别设为(X。，y0)> (X1, (x2，y2)、(χ3，y3)，在修正后图像pi中，将与这四个顶点对应的点的坐标分别设为(X。，YtlXa1, Y1)^ (x2, y2)、(x3，υ3)。这里，修正后图像Pi相对于修正前图像PO的变形程度(变形率)因图像的位置(坐标)而不同，例如，在图2所示的例子中，与顶点(Χ3，Υ3)的附近相比，越靠近顶点(X1J1)的附近则缩小的程度越大。
[0053]图3是用于说明变形率的说明图，Ca)是表示在像素区域12a描绘的修正前图像PO的图，(b)是表示在像素区域12a描绘的修正后图像Pl的图。再有，本图着眼于位于右上及左下顶点的两个像素来作为代表，说明这两个像素的变形率，为便于说明，关于着眼的像素及其周围的像素，将像素的尺寸及像素间的间隔放大表示。
[0054]如图3 (b)所示，在修正后图像Pl中，将在着眼的像素的左侧相邻的像素pll和在着眼的像素的右侧相邻的像素Prl之间的距离设为al，将在着眼的像素的上侧相邻的像素pul和在着眼的像素的下侧相邻的像素pdl之间的距离设为bl。此外，如图3 (a)所示，在修正前图像PO中，将与像素pll对应的像素PlO和与像素prl对应的像素prO之间的距离设为a0，将与像素pul对应的像素puO和与像素pdl对应的像素pdO之间的距离设为b0。而且，在本实施方式中，将al/a0定义为该像素的横向(X方向)的变形率εχ，将bl/b0定义为该像素的纵向(Y方向)的变形率ey。在如上述那样定义变形率εx，ey的情况下，与顶点(X3，Y3)的附近相比，越靠近顶点(X1, Y1)的附近则变形率εx，ey越小。再有，变形率εx，％的定义不限于上述内容，例如，也可将像素间距离al相对于像素间距离aO的X方向分量之比以及像素间距离bl相对于像素间距离bO的y方向分量之比分别定义为变形
率 ε x? ε y°
[0055]图4是表示图像修正部25的构成的方框图。
[0056]如图4所示，图像修正部25的构成包括参数生成部30和修正处理部40。
[0057]参数生成部30具备投影转换系数计算部31、滤波(7 〃斤夕一)系数计算部32和辉度修正系数储存部33，并根据投影机I的倾斜来生成用于修正梯形歪斜的参数(投影转换系数及滤波系数)。
[0058]从控制部20向投影转换系数计算部31输入基于投影机I的倾斜的倾斜信息。控制部20例如在投射修正前图像PO的状态下用未图示的摄像(拍摄)单元来对投射面S进行摄像，并根据该摄像结果来导出表示投射面S相对于投影机I的倾斜的倾斜信息，以将该倾斜信息向投影转换系数计算部31输出。再有，倾斜信息的导出方法不限于上述内容，可以通过未图示的加速度传感器等来检测投影机I的倾斜以导出倾斜信息，也可以由使用者操作操作面板22或遥控器来指定或输入倾斜信息。
[0059]投影转换系数计算部31根据从控制部20输入的倾斜信息来计算修正后图像Pl的四个顶点的坐标(xο，Y0)> (X1, Y1X (X2, Y2)、(x3，Y3)。再有，投影转换系数计算部31使用计算出的修正后图像Pi的顶点的坐标来计算定义从修正前图像PO向修正后图像Pl转换的投影转换系数。这里，如上所述，将修正前图像PO的左上、右上、右下、左下四个顶点的坐标分别设定为(X。，Iq)、(X1, Υι)> (x2? y2)> (x3，y3)，将这四个顶点的修正后图像Pl的坐标分别设定为(xο，Υο)、(&4)、(^)、(&，Y3),此时，使用八个投影转换系数A~H来使式(I)所示的投影转换的行列式成立。因此，投影转换系数计算部31从该式(I)计算投影转换系数A~H，并将计算结果向滤波系数计算部32及修正处理部40输出。
[0060]式I
【权利要求】
1.一种投影机，其特征在于，投射基于图像信息的图像， 具备: 参数生成部，其生成滤波系数，该滤波系数用于修正所述图像的梯形歪斜的滤波处理； 修正处理部，其使用由所述参数生成部生成的所述滤波系数来对所述图像信息施行所述滤波处理；和 图像投射部，其基于由所述修正处理部修正后的所述图像信息来投射所述图像， 所述参数生成部具备:系数生成部，其生成所述滤波系数以修正所述梯形歪斜；和系数调整部，其调整所述滤波系数以修正与所述梯形歪斜相伴的辉度的偏差。
2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于， 所述系数生成部与表示所述梯形歪斜所导致的所述图像的变形程度的变形率相对应地生成所述滤波系数， 所述系数调整部根据与该滤波系数对应的变形率来调整由所述系数生成部生成的所述滤波系数。
3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于， 所述系数调整部将由所述系数生成部生成的所述滤波系数与根据与该滤波系数对应的变形率的辉度修正系数相乘。
4.根据权利要求2或3所述的投影`机，其特征在于， 所述修正处理部具备:变形率计算部，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算部，其使用由所述参数生成部生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算部计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
5.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于， 所述系数调整部根据在由所述修正处理部修正所述梯形歪斜后的所述图像信息中所述变形率可取的值的范围来调整所述辉度的修正量。
6.根据权利要求5所述的投影机，其特征在于， 所述修正处理部具备:变形率计算部，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算部，其使用由所述参数生成部生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算部计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
7.根据权利要求5或6所述的投影机，其特征在于， 还具备检测所述图像内的所述变形率的最小值及最大值的范围检测部， 所述系数调整部调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为所述最小值与所述最大值之间的预定值时所述辉度不变。
8.根据权利要求5或6所述的投影机，其特征在于， 还具备计算所述图像内的所述变形率的平均值的平均值计算部， 所述系数调整部调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为所述平均值时所述辉度不变。
9.一种投影机的控制方法，其特征在于，该投影机投射基于图像信息的图像， 具备: 参数生成步骤，其生成滤波系数，该滤波系数用于修正所述图像的梯形歪斜的滤波处理； 修正处理步骤，其使用由所述参数生成步骤生成的所述滤波系数来对所述图像信息施行所述滤波处理；和 图像投射步骤，其基于在所述修正处理步骤中修正后的所述图像信息来投射所述图像， 所述参数生成步骤具备:系数生成步骤，其生成所述滤波系数以修正所述梯形歪斜；和系数调整步骤，其调整所述滤波系数以修正与所述梯形歪斜相伴的辉度的偏差。
10.根据权利要求9所述的投影机的控制方法，其特征在于， 在所述系数生成步骤，与表示所述梯形歪斜所导致的所述图像的变形程度的变形率相对应地生成所述滤波系数， 在所述系数调整步骤，根据与该滤波系数对应的变形率来调整由所述系数生成步骤生成的所述滤波系数。
11.根据权利要求10所述的投影机的控制方法，其特征在于， 在所述系数调整步骤，将由所述系数生成步骤生成的所述滤波系数与根据与该滤波系数对应的变形率的辉度修正系数相乘。
12.根据权利要求10或11所述的投影机的控制方法，其特征在于， 所述修正处理步骤具备:变形率计算步骤，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算步骤，其使用由所述参数生成步骤生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算步骤计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
13.根据权利要求10所述的投影机的控制方法，其特征在于， 在所述系数调整步骤，根据在由所述修正处理步骤修正了所述梯形歪斜的所述图像信息中所述变形率可取的值的范围来调整所述辉度的修正量。
14.根据权利要求13所述的投影机的控制方法，其特征在于， 所述修正处理步骤具备:变形率计算步骤，其按所述图像的每个位置计算所述变形率；和滤波运算步骤，其使用由所述参数生成步骤生成的所述滤波系数中的、与由所述变形率计算步骤计算出的所述变形率对应的滤波系数，来进行所述滤波处理。
15.根据权利要求13或14所述的投影机的控制方法，其特征在于， 还具备检测所述图像内的所述变形率的最小值及最大值的范围检测步骤， 在所述系数调整步骤，调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为所述最小值与所述最大值之间的预定值时所述辉度不变。
16.根据权利要求13或14所述的投影机的控制方法，其特征在于， 还具备计算所述图像内的所述变形率的平均值的平均值计算步骤， 在所述系数调整步骤，调整所述辉度的修正量使得在所述变形率为所述平均值时所述辉度不变。
【文档编号】G06T5/00GK103533275SQ201310271089
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2012年7月2日
【发明者】西乡学 申请人:精工爱普生株式会社