JP4609458B2 - プロジェクタおよび画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、固定画素表示デバイスを用いたプロジェクタ、および、このプロジェクタに備えられる画像処理装置に関する。

液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス，テキサスインスツルメント社の商標）等の固定画素表示デバイスを用いて、その固定画素表示デバイスに形成された画像をスクリーン上に投写するプロジェクタが実用化されている。

図７は、従来のプロジェクタによって画像が投写される場合に実行される処理の概要を示す説明図である。

従来のプロジェクタでは、入力画像の解像度を固定画素表示デバイスの解像度に合わせるとともに、スクリーン上に投写された投写画像の大きさ（以下、「投写サイズ」とも呼ぶ。）を調整するために、入力画像の解像度を変換する画像処理（以下、「解像度変換処理」あるいは単に「解像度変換」とも呼ぶ。）を実行することが行われている。また、同様に、従来のプロジェクタでは、スクリーンに対する投写の角度に応じて投写画像に発生する歪（以下、「投写歪」あるいは「キーストーン歪」とも呼ぶ。）の補正を、固定画素表示デバイスに形成する画像の形状を変形する画像処理（以下、「キーストーン処理」とも呼ぶ。）を実行することが行われている。なお、この明細書において、「解像度」とは画像あるいは固定画素表示デバイスの水平方向のドット数（画素数）と垂直方向のライン数（走査線数）を意味する。そして、水平方向のドット数を「水平解像度」と呼び、垂直方向のライン数を「垂直解像度」と呼ぶ場合もある。

具体的には、図７に示すように、解像度変換処理は解像度変換部において実行され、キーストーン処理はキーストーン処理部において実行される。解像度変換部は、固定画素表示デバイスの解像度（本例では、「１０２４×７６８ドット」とする。）を基準（以下、「基準投写サイズ」とも呼ぶ。）として、基準投写サイズ以下のあらかじめ設定される所望の投写サイズ（本例では、「約７９％」とする。）に応じて、入力画像信号に含まれる画像データ（以下、「入力画像データ」とも呼ぶ。）の表す画像（入力画像）の解像度（本例では、「１６００×１２００ドット」とする。）の変換処理を実行し、固定画素表示デバイスの解像度以下の解像度（本例では、投写サイズ「約７９％」に対応する解像度「８００×６００ドット」とする。）を有する表示用の画像（以下、「表示用画像」とも呼ぶ。）を表す画像データ（以下、「表示用画像データ」とも呼ぶ。）を生成する。そして、キーストーン処理部は、表示用画像データに対して、スクリーンに対する投写の角度に応じた補正処理（キーストーン処理）を実行して、投写歪を補正した画像データ（以下、「キーストーン補正画像データ」とも呼ぶ。）を生成する。生成されたキーストーン補正画像データの表す画像（以下、「キーストーン補正画像」とも呼ぶ。）を投写用画像として固定画素表示デバイスに形成することにより、投写サイズが調整され、かつ、投写歪が補正された投写画像がスクリーン上に表示される。

ここで、上記解像度変換部における解像度変換処理およびキーストーン処理部におけるキーストーン処理は、それぞれ、固定画素表示デバイスに画像を形成するための基準となる所定の垂直周期（一般に、「フレーム周期」と呼ばれる。）で表される各フレーム周期内において、固定画素表示デバイスにおける画像形成の開始タイミングから画像形成の終了タイミングまでの期間内で実行される。このとき、解像度変換部における処理の速度は、解像度の変換率（拡大率あるいは縮小率）が大きいほど高速性が要求される。また、同様に、キーストーン処理部における処理の速度は、投写の角度が大きいほど高速性が要求される。しかも、キーストーン処理部は、解像度変換部から出力される画像データを利用してキーストーン処理を実行するため、処理に必要な解像度変換後の画像データが表示用画像データとして解像度変換部から出力されるまで待たなければならず、その待ち時間の大きさに応じてさらなる高速性が要求されてしまう。

ここで、例えば、解像度変換部における解像度の変換率が垂直方向に１／２であり、さらに、キーストーン処理部における画像の変形率が垂直方向に１／２となるような投写の角度の場合、解像度変換部では、水平４ラインの入力画像データを２ラインの解像度変換データに変換処理して出力する。また、キーストーン処理では、解像度変換部からの水平２ラインの解像度変換データを１ラインのキーストーン補正画像データに変形処理して出力する。従って、キーストーン処理部では、解像度変換部への水平４ラインの入力画像データを１ラインのキーストーン補正画像データに変形処理して出力することとなり、解像度変換およびキーストーン処理を行わない場合に比べて４倍の処理速度が要求されることになる。このため、キーストーン処理部における可能な処理速度がこの４倍の処理速度よりも小さい場合には、これに対応する角度での投写は不可となる。従って、従来のプロジェクタでは、解像度変換部やキーストーン処理部における可能な処理速度に基づいて、投写の角度範囲に制限を設けることにより対応している。このため、この投写の角度範囲の制限を緩和して投写の角度範囲を拡大することが望まれている。

なお、上記投写の角度範囲を拡大するための簡単な手法としては、解像度変換部とキーストーン処理部の間に、フレームメモリを配置することが考えられる。しかし、この手法では、最低１フレーム分のメモリが必要になり、製造コストの増加を招くことになり、望ましくない。

特開２００３−８４７３８号公報 特開２００５−２１０４１８号公報 特開２００１−１７７７８７号公報

この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、容易に投写の角度範囲を拡大することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明は、上記した目的の少なくとも一部を達成するためになされたものであり、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］投写用画像を投写面に投写することにより画像を表示するプロジェクタであって、
所定の垂直周期で、前記投写用画像を表示するための固定画素表示デバイスと、
前記垂直周期で、前記投写用画像を生成するための画像処理装置と、を備え、
前記画像処理装置は、
前記垂直周期で、入力画像の解像度を変換することにより、所望の解像度を有する表示用画像を生成して出力する解像度変換部と、
前記表示用画像を入力し、前記投写用画像を投写する際の前記投写面に対する投写の角度によって発生する投写歪を補正するように、前記垂直周期で、前記表示用画像を補正することにより前記投写用画像を生成する投写歪補正部と、
前記表示用画像の前記解像度変換部からの入力および前記投写歪補正部への出力を制御する表示用画像入出力制御部と、
を備え、
前記表示用画像入出力制御部は、
前記垂直周期において、前記投写歪補正部による前記表示用画像の補正処理の開始タイミングよりも前の所定のタイミングから前記補正処理の終了タイミングまでの期間においては、前記解像度変換部から前記表示用画像を受け取りつつ保持し、前記補正処理の開始タイミングから終了タイミングまでの期間においては、あらかじめ保持している前記表示用画像を読み出して前記投写歪補正部へ出力する、
ことを特徴とするプロジェクタ。

適用例１によれば、表示用画像入出力制御部が、投写歪補正部による表示用画像の補正処理の開始タイミングよりも前の所定のタイミングから補正処理の開始タイミングまでの期間において、補正処理に先行して解像度変換部から表示用画像を受け取って保持しているので、補正処理の開始タイミングから終了までの期間においては、あらかじめ保持している表示用画像を読み出して出力することができるので、従来技術において問題となった待ち時間を削減することが可能であり、容易に投写の角度範囲を拡大することができる。

［適用例２］適用例１記載のプロジェクタであって、
前記表示用画像入出力制御部は、
前記表示用画像の１つの水平ラインに相当する画像を蓄積可能なラインメモリを複数ライン有する画像メモリを備えており、
前記複数のラインメモリのうち更新可能なラインメモリが有る場合には、前記解像度変換部に対して前記表示用画像の出力のための第１の指示を行うことにより、前記解像度変換部から出力される前記表示用画像を受け取って前記画像メモリに蓄積し、前記複数のラインメモリのうち更新可能なラインメモリが無い場合には、前記第１の指示を行わないことにより、前記解像度変換部からの前記表示用画像の出力を停止して前記画像メモリへの前記表示用画像の蓄積を停止するとともに、前記投写歪補正部から、前記画像メモリに蓄積されている前記表示用画像の出力のための第２の指示を受けとることにより、前記画像メモリに蓄積されている前記表示用画像を読み出して出力する、
ことを特徴とするプロジェクタ。

適用例２によれば、表示用画像入出力制御部が、投写歪補正部による前記表示用画像の補正処理の開始タイミングよりも前の所定のタイミングから補正処理の終了タイミングまでの期間においては、解像度変換部から表示用画像を受け取とりつつ保持し、補正処理の開始タイミングから終了タイミングまでの期間においては、あらかじめ保持している表示用画像を読み出して投写歪補正部へ出力する構成を容易に実現することができる。

［適用例３］適用例２記載のプロジェクタであって、
前記画像メモリに含まれる複数のラインメモリのライン数は、前記解像度変換部における解像度変換の処理速度と前記投写歪補正部における投写歪補正の処理速度との差に応じて、前記固定画素表示デバイスよりも小さい数に決定される、
ことを特徴とするプロジェクタ。

適用例３によれば、装置の小型化および低コスト化に有利である。

なお、本発明は、プロジェクタに限られず、画像処理装置、画像処理方法、といった種々の形態で実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．液晶プロジェクタの構成：
Ｂ．表示データ制御部の構成および制御動作：
Ｃ．変形例：

Ａ．液晶プロジェクタの構成：
図１は、この発明の一実施例である液晶プロジェクタ１０００の概略構成を示すブロック図である。この液晶プロジェクタは、入力画像信号Ｖｉｎに含まれる入力画像データの表す入力画像をスクリーンＳＣ上に投写する投写型表示装置であり、光学処理部１００と、画像処理部２００と、を備えている。画像処理部２００が本発明の画像処理装置に相当する。

光学処理部１００は、光源１１０と、固定画素表示デバイスとしての液晶パネル１２０と、投写レンズ１３０と、を備えている。光源１１０から射出した光は、液晶パネル１２０において、画像処理部２００から与えられる駆動画像データ信号Ｄｖｄａｔａおよび駆動タイミング信号Ｄｖｔｓに従って形成された画像（投写用画像）に応じて変調され、その投写用画像を表す光（「画像光」とも呼ぶ。）に変換された後、投写レンズ１３０によってスクリーンＳＣ上で結像される。これにより、スクリーンＳＣ上に画像（投写画像）が投写表示される。

なお、図示は省略しているが、液晶プロジェクタ１０００は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色光を各色の画像光に変換するための３枚の液晶パネル１２０を備えており、光源１１０から射出した光は、色光分離光学系（不図示）によってＲ，Ｇ，Ｂの各色光に分離された後、それぞれ対応する液晶パネルにおいて各色の画像光に変換され、合成光学系（不図示）によって合成されて投写レンズ１３０に入射する。

画像処理部２００は、画像入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）部２２０と、タイミング制御部２３０と、解像度変換部２４０と、メモリ制御部２６０と、フレームメモリ２７０と、表示データ制御部２５０と、キーストーン処理部２８０と、液晶パネル駆動部２９０と、を備えている。キーストーン処理部２８０が本発明の投写歪補正部に相当し、表示データ制御部２５０が本発明の表示用画像入出力制御部に相当する。

画像入力Ｉ／Ｆ部２２０は、入力画像信号Ｖｉｎに含まれる画像を表す画像データ信号（アナログあるいはデジタルの画像データ信号である。）を、入力画像信号Ｖｉｎに含まれる同期信号（垂直同期信号および水平同期信号である。）に基づいて処理して、解像度変換部２４０に入力するデジタルの画像データ信号Ｄｉｐを出力する。

タイミング制御部２３０は、解像度変換部２４０、メモリ制御部２６０、表示データ制御部２５０、キーストーン処理部２８０、および、液晶パネル駆動部２９０の動作を制御するタイミング制御信号を生成し、各ブロックに供給する。図には、特に、本実施例の説明上特に必要な、各フレーム周期において発生するフレーム開始信号Ｆｓｔおよびフレーム完了信号Ｆｅｎｄのみが示されている。

解像度変換部２４０は、画像入力Ｉ／Ｆ部２２０から入力されるデジタルの画像データ信号Ｄｐに含まれる画像データ（入力画像データ）を、メモリ制御部２６０を介してフレームメモリ２７０に一旦記憶するとともに、フレームメモリ２７０に記憶された画像データを読み出すことにより、入力画像データの表す画像の解像度を、設定された投写サイズに応じた解像度に変換して、解像度変換データを生成する。生成した解像度変換データは、表示データ制御部２５０からの解像度変換データ要求信号Ｒｒｅａｄｙにより通知される解像度変換データ要求に応じて、解像度変換データ有効通知としての解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄとともに、解像度変換データ信号Ｒｄａｔａとして出力されて、表示データ制御部２５０に入力される。なお、解像度変換データの表す画像の解像度は、固定画素表示デバイスとしての液晶パネル１２０の解像度に等しい解像度の画像を投写する場合の投写サイズを基準（基準投写サイズ）とし、この基準投写サイズに対する比率で示される投写サイズ対応解像度変換率、および、入力画像データの表す画像の解像度に対する液晶パネル１２０の解像度の比率に基づいて決定される固定画素表示対応解像度変換率の積で表される解像度変換率と、液晶パネル１２０の解像度と、を掛け合わせることにより決定される。解像度変換率は、あらかじめ、全体を制御する図示しない制御部によって解像度変換部２４０に与えられる。

なお、以下では、画像信号に含まれる画像データの表す画像の解像度は、単に「画像信号の解像度」あるいは「画像データの解像度」と略して記載される場合もある。

表示データ制御部２５０は、解像度変換データ要求信号Ｒｒｅａｄｙを出力するとともに、これに応答して解像度変換部２４０から出力される解像度変換データ信号Ｒｄａｔａおよび解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄに基づいて、解像度変換データ信号Ｒｄａｔａに含まれる解像度変換データを、図示しないデータ調整用画像メモリに、解像度変換データの表す画像（解像度変換画像）の水平ライン単位で蓄積する。また、表示データ制御部２５０は、キーストーン処理部２８０から出力される表示用画像データ要求信号Ｄｒｅａｄｙに基づいて、蓄積している解像度変換データを順に読み出して、表示用画像データ信号Ｄｄａｔａとして出力する。また、表示データ制御部２５０は、表示用画像データ信号Ｄｄａｔａの出力に合わせて表示用画像データ有効通知を示す表示用画像データ有効信号Ｄｖａｌｉｄを出力する。なお、本発明の特徴は、この表示データ制御部２５０において、解像度変換部２４０から解像度変換データ信号Ｒｄａｔａとして出力される解像度変換データを受け取って、図示しないデータ調整用画像メモリに水平ライン単位で順に蓄積する動作と、データ調整用画像メモリに蓄積した解像度変換データを、表示用画像データとして順に読み出して、キーストーン処理部２８０に対して表示用画像データ信号Ｄｄａｔａとして出力する動作と、を制御する点にあり、この制御動作についてはさらに後述する。

キーストーン処理部２８０は、表示データ制御部２５０から入力される表示用画像データ信号Ｄｄａｔａに含まれる表示用画像データに対してキーストーン処理を実行して、キーストーン補正画像データを生成する。そして、生成したキーストーン補正画像データによって投写用画像データを生成し、生成した投写用画像データを投写用画像データ信号Ｋｄａｔａとして液晶パネル駆動部２９０に供給する。なお、画像の投写の角度に基づいて決定され、キーストーン処理部２８０にあらかじめ設定されるキーストーン補正のためのデータ（以下、「キーストーン補正用データ」と呼ぶ。）は、あらかじめ、全体を制御する図示しない制御部によってキーストーン処理部２８０に与えられる。

液晶パネル駆動部２９０は、キーストーン処理部２８０から入力される投写用画像データ信号Ｋｄａｔａに含まれる投写用画像データを液晶パネル１２０に供給可能な駆動画像データに変換し、駆動画像データ信号Ｄｖｄａｔａとして、駆動タイミング信号Ｄｖｔｓとともに出力する。

液晶パネル駆動部２９０から駆動画像データ信号Ｄｖｄａｔａおよび駆動タイミング信号Ｄｖｔｓが入力された液晶パネル１２０は、上記したように、光源１１０から射出した光を、駆動画像データ信号Ｄｖｄａｔａに応じて変調して、駆動画像データ信号Ｄｖｄａｔａに応じた画像光に変換する。この画像光が、投写レンズ１３０によってスクリーンＳＣ上に拡大投写される。

Ｂ．表示データ制御部の構成および制御動作：
図２は、表示データ制御部２５０の内部構成を示すブロックである。表示データ制御部２５０は、データ調整用バッファメモリ２５２と、メモリアドレス制御部２５４と、データ入出力調停部２５６と、を備えている。

データ調整用バッファメモリ２５２は、複数ラインのラインメモリを備えている。データ調整用バッファメモリ２５２は、解像度変換部２４０が出力する解像度変換データ信号Ｒｄａｔａに含まれる解像度変換データを、データ入出力調停部２５６が出力する書き込み制御信号Ｗｒｃの表す書き込みタイミングで、メモリアドレス制御部２５４が出力する書き込み用のメモリアドレスに対応するラインメモリの記憶領域に順に書き込んで蓄積する。また、データ調整用バッファメモリ２５２は、メモリアドレス制御部２５４が出力する読み出し用のメモリアドレスに対応するラインメモリの記憶領域に記憶されている解像度変換データを、データ入出力調停部２５６が出力する読み出し制御信号Ｒｄｃの表す読み出しタイミングで、表示用画像データとし順に読み出し、読み出した表示用画像データを表示用画像データ信号Ｄｄａｔａとして出力する。

データ入出力調停部２５６は、フレーム開始信号Ｆｓｔが示すフレーム開始通知からフレーム完了信号Ｆｅｎｄが示すフレーム完了通知までの間、解像度変換データ要求信号Ｒｒｅａｄｙのアサートすることにより、解像度変換部２４０による解像度変換データ信号Ｒｄａｔａおよび解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄの出力動作を制御する。そして、解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄに基づいて、書き込み制御信号Ｗｒｃを出力し、解像度変換データ信号Ｒｄａｔａに含まれる解像度変換データを、データ調整用バッファメモリ２５２に書き込む。

また、データ入出力調停部２５６は、フレーム開始通知からフレーム完了通知までの間、キーストーン処理部２８０が出力する表示用画像データ要求信号Ｄｒｅａｄｙに基づいて、読み出し制御信号Ｒｄｃを出力することにより、データ調整用バッファメモリ２５２に記憶されている解像度変換データを表示用画像データとして読み出し、読み出した表示用画像データを含む表示用画像データ信号Ｄｄａｔａおよび表示用画像データ有効信号Ｄｖａｌｉｄを、キーストーン処理部２８０へ向けて出力する。

データ入出力調停部２５６は、上記のように実行される、解像度変換部２４０からの解像度変換データの入力動作の制御と、キーストーン処理部２８０への表示用画像データの出力動作の制御とを、以下で説明するように調停する。

図３は、表示データ制御部２５０のデータ入出力調停部２５６による調停動作の手順を示す説明図である。図３に示す調停動作は、プロジェクタの起動時に開始され、プロジェクタの動作が停止されるときに（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、終了される。従って、データ入出力調停部２５６による調停動作は、プロジェクタの動作が停止されるまで（ステップＳ１０：ＮＯ）、以下で説明する処理を繰り返し実行することにより実現される。

ステップＳ２０では、フレーム開始信号Ｆｓｔによるフレーム開始通知を検出する（ステップＳ２０：ＹＥＳ）まで待機する。フレーム開始通知を検出すると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ３０の処理を実行する。

ステップＳ３０では、データ調整用バッファメモリ２５２を構成する複数ラインのラインメモリのうち、記憶可能なラインメモリがあるか否か判断する。記憶可能なラインメモリがある場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）ステップＳ４０の処理を実行し、記憶可能なラインメモリがない場合には（ステップＳ３０：ＮＯ）ステップＳ７０の処理を実行する。

なお、記憶可能なラインメモリとは、まだ何らのデータも記憶していないラインメモリ、あるいは、後述するように、一旦記憶した解像度変換データを読み出して、表示用画像データとして出力した後のラインメモリを意味している。データ入出力調停部２５６は、メモリアドレス制御部２５４を介して、データ調整用バッファメモリ２５２の複数のラインメモリのうち、書き込みを実行するラインメモリのアドレスを制御するために、データ調整用バッファメモリ２５２の各ラインメモリの状態、例えば、各ラインメモリへの画像データの書き込みの順番や、各ラインメモリからの画像データの読み出しの順番、記憶可能なラインメモリ等、を管理する。従って、データ入出力調停部２５６は、この管理情報に基づいて、上記記憶可能なラインメモリの判断や、メモリアドレス制御部２５４を介して、画像データの書き込みあるいは読み出しを実行するメモリアドレスを制御する。

ステップＳ４０では、解像度変換データ要求信号Ｒｒｅａｄｙをアサートして、解像度変換部２４０に対して解像度変換データ要求を通知する。

そして、ステップＳ５０では、ステップＳ４０における解像度変換データ要求に対する応答として、解像度変換部２４０から出力される解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄの検出を行い、解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄがアサートされるか否か判断する。解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄがアサートされた場合には（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、ステップＳ６０において、解像度変換部２４０から解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄとともに出力される解像度変換データ信号Ｒｄａｔａに含まれる解像度変換データの取得を実行後ステップＳ７０の処理を実行し、解像度変換データ有効信号Ｒｖａｌｉｄがアサートされない場合には（ステップＳ５０：ＮＯ）、ステップＳ７０の処理を実行する。

ステップＳ７０では、キーストーン処理部２８０から出力される表示用画像データ要求信号Ｄｒｅａｄｙの検出を行い、表示用画像データ要求信号Ｄｒｅａｄｙがアサートされるか否か判断する。表示用画像データ要求信号Ｄｒｅａｄｙがアサートされた場合には（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、ステップＳ８０の判断処理を実行し、表示用画像データ要求信号Ｄｒｅａｄｙがアサートされない場合には（ステップＳ７０：ＮＯ）、表示用画像データ要求信号Ｄｒｅａｄｙがアサートされるまで、ステップＳ３０〜ステップＳ７０の処理を繰り返す。

ステップＳ８０では、データ調整用バッファメモリ２５２を構成する複数ラインのラインメモリのうち、いずれかのラインメモリに有効な解像度変換データが記憶されているか否か判断する。有効な解像度変換データが記憶されていると判断した場合には（ステップＳ８０：ＹＥＳ）、ステップＳ９０の判断処理を実行し、有効な解像度変換データが記憶されていないと判断した場合には（ステップＳ８０：ＮＯ）、有効な解像度変換データが記憶されていると判断するまで、ステップＳ３０〜ステップＳ７０の処理を繰り返す。

なお、有効な解像度変換データとは、いずれかのラインメモリに書き込まれている解像度変換データのうち、未だ読み出されておらずキーストーン処理部２８０へ向けて表示用画像データとして出力されていない解像度変換データを意味している。上記したように、データ入出力調停部２５６は、データ調整用バッファメモリ２５２の各ラインメモリの状態を管理しており、この管理情報に基づいて、有効な解像度変換データが記憶されているラインメモリの有無を判断することができる。

ステップＳ９０では、表示用画像データ有効信号Ｄｖａｌｉｄをアサートするとともに、有効な解像度変換データが記憶されているラインメモリから、その解像度変換データを表示用画像データとして読み出し、読み出した表示用画像データを表示用画像データ信号Ｄｄａｔａとして出力する。

そして、ステップＳ１００では、フレーム完了信号Ｆｅｎｄの検出を行い、フレーム完了通知の有無を判断する。フレーム完了通知がない場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、ステップＳ３０〜ステップＳ１００の処理を繰り返し、フレーム完了通知があった場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、先頭に戻り、プロジェクタの動作を停止するまで（ステップＳ１０：ＮＯ）、上記ステップＳ１０〜ステップＳ１００の処理を繰り返す。

表示データ制御部２５０のデータ入出力調停部２５６が以上説明した処理動作を実行することにより、表示データ制御部２５０から解像度変換データを取得し保持する動作と、取得した解像度変換データを表示用画像データとして、キーストーン処理部２８０へ出力する動作とを、調停しつつ実行することができる。

図４〜図６は、表示データ制御部２５０による解像度変換部２４０からの解像度変換データの取得保持動作および表示用画像データのキーストーン処理部２８０への出力動作の具体例を示す説明図である。図の左端に示す垂直同期信号ＶＳＹＮＣ−Ｄは、液晶パネル１２０で投写用画像を形成するためのタイミングの基準となる垂直周期（フレーム周期）を示している。以下の説明では、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ−Ｄの示すフレーム周期は、液晶パネル１２０に投写用画像の水平ラインを形成するためのタイミングの基準となる水平周期を用いて、１番目の水平周期Ｈ０〜２０番目の水平周期Ｈ１９までの２０ライン分に相当する長さで表されることとして説明する。また、３番目の水平周期Ｈ２〜１８番目の水平周期Ｈ１７までの期間において、キーストーン処理部２８０から液晶パネル１２０に対して、各水平ラインに対応する投写用画像データが供給され、特に、６番目の水平周期Ｈ５〜１８番目の水平周期Ｈ１７までの期間においては、投写用画像データは、表示データ制御部２５０から供給される表示用画像データに対してキーストーン処理を実行することにより得られたキーストーン補正画像データにより構成されるものとして説明する。

また、図の表示データ制御部２５０のブロック内に示す図は、解像度変換部２４０から入力される解像度変換データのデータ量（右斜め上がりのハッチングの棒グラフ）と、データ調整用バッファメモリ２５２に記憶されている水平ライン単位の解像度変換データのデータ量（クロスハッチングの棒グラフ）と、表示用画像データとしてキーストーン処理部２８０へ出力される解像度変換データのデータ量と、の関係を示す棒グラフである。

また、キーストーン処理部２８０の処理ブロック内に示す図は、キーストーン処理部２８０から出力される投写用画像データの表す投写用画像を示している。図に示す投写用画像のうち、台形図形の部分（クロスハッチングで示す。）が、投写歪を補正するために、表示データ制御部２５０から供給される表示用画像データに対して、実際にキーストーン処理を実行して得られたキーストーン補正画像データの表すキーストーン補正画像の部分であり、その周辺の図形の部分（ドットハッチングで示す。）は、本来何も表示されない部分であるが、液晶パネル１２０の各画素には、必ずデータを与える必要があるため、これに応じて生成される補完画像データの表す補完画像の部分を示している。なお、この補完画像の部分は、本来無表示とすべき部分であるので、これに対応させるために、無表示に相当する黒色の画像に対応する画像データ（以下、「黒画像データ」と呼ぶ。）とするのが一般的である。ただし、これに限定されるものではなく、種々の固定の輝度レベルの画像データとすることもできる。図の例では、１番目の水平周期Ｈ０〜５番目の水平周期Ｈ４までの期間は、実際のキーストーン処理は実行されず、補完画像データのみが投写用画像データとして出力され、６番目の水平周期Ｈ５以降は、補完画像データおよびキーストーン補正画像データが、投写用画像データとして出力されている。

垂直同期信号ＶＳＹＮＣ−Ｄの信号レベルがローレベルに立ち下がると、解像度変換部２４０、表示データ制御部２５０、および、キーストーン処理部２８０には、フレーム開始通知が入力される。

表示データ制御部２５０では、フレーム開始通知を受けると、解像度変換部２４０から出力される解像度変換データの解像度に対応する水平ライン数分の解像度変換データを受けるまで、解像度変換部２４０への解像度変換データ要求の発行と、この解像度変換データ要求に応答して、解像度変換部２４０から供給される解像度変換データおよび解像度変換データ有効通知の受け取りを、繰り返し実行する。なお、実際の処理では、解像度変換部２４０への解像度変換データ要求の発行と、この要求に応答する解像度変換データおよび解像度変換データ有効通知の受け取りの処理の速度は、液晶パネル１２０における画像形成の処理の速度よりも、高速に実行されるが、説明を容易にするため、同じ速度で実行されることとして図示している。

ここで、キーストーン処理部２８０では、上記したように、５番目の水平周期Ｈ５までは、実際のキーストーン処理動作を実行しないので、表示データ制御部２５０に対して表示用画像データ要求の発行を行わない。このため、表示データ制御部２５０のデータ調整用バッファメモリ２５２には、解像度変換部２４０から供給される解像度変換データが水平ライン単位で順に蓄積される。なお、本例では、データ調整用バッファメモリ２５２のラインメモリの数を４ラインとして説明する。ただし、ラインメモリの数はこれに限定されるものではなく、解像度変換部２４０からの解像度変換データの取得処理の速度と表示用画像データのキーストーン処理部２８０への出力処理の速度との関係や、要求される投写の角度範囲、解像度変換の範囲等に応じて決定される。

解像度変換部２４０から表示データ制御部２５０に対して４ライン分の解像度画像変換データが入力されると、データ調整用バッファメモリ２５２には記憶可能なラインメモリが無くなって満状態（ｆｕｌｌ）となるので、これ以上蓄積することはできない。このため、５番目の水平周期Ｈ４では、図４に示すように、表示データ制御部２５０は解像度変換部２４０に対して解像度変換データ要求を発行せず、解像度変換部２４０からの解像度変換データの受け取りを停止する。

キーストーン処理部２８０では、６番目の水平周期Ｈ６〜１８番目の水平周期Ｈ１７の期間において、表示データ制御部２５０から、表示データ制御部２５０に記憶保持される解像度変換データの解像度に対応する水平ライン数分の解像度変換データを表示用画像データとして受けるまで、表示データ制御部２５０への表示用画像データ要求の発行と、この表示用画像データ要求に応答して、表示データ制御部２５０から供給される表示用画像データおよび表示用画像データ有効通知の受け取りを、繰り返し実行する。また、キーストーン処理部２８０では、受け取った表示用画像データに対してキーストーン処理を実行し、キーストーン補正画像データを生成して、投写用画像データとして出力する。なお、実際の処理では、表示データ制御部２５０への表示用画像データ要求の発行と、この要求に応答する表示用画像データおよび表示用画像データ有効通知の受け取りの処理の速度は、液晶パネル１２０における画像形成の処理の速度よりも、高速に実行されるが、説明を容易にするため、同じ速度で実行されることとして図示している。

なお、以上の説明からわかるように、本発明における「補正処理の開始タイミングよりも前の所定のタイミング」は、フレーム開始通知が発行されるタイミングに相当する。「補正処理の開始タイミングから終了タイミングまでの期間」は、キーストーン処理部２８０が最初の表示用画像データ要求を発行してから、最後の表示用画像データ要求の発行に応じて表示用画像データを受け取るまでの期間、あるいは、受け取った表示用画像データを用いて実行するキーストーン処理が終了するまでの期間に相当する。「第１の指示」は解像度変換データ要求に相当し、「第２の指示」は表示用画像データ要求に相当する。

以上説明したように、表示データ制御部２５０では、キーストーン処理部２８０において実際にキーストーン処理が開始されるまでの期間において、先行して解像度変換データを受け取って蓄積することができる。解像度変換部２４０からの解像度変換データの受け取りと、キーストーン処理部２８０への表示用画像データの出力と、をデータ入出力調停部２５６によって調停しつつ、キーストーン処理部２８０へ表示用画像データを供給することができる。これにより、キーストーン処理部２８０において、実際にキーストーン処理を実行する際に、解像度変換部２４０において実行される解像度変換処理のための待ち時間を考慮する必要がなく、表示データ制御部２５０に記憶保持されている解像度変換データを表示用画像データとして水平ラインごとに順に受け取ってキーストーン処理することにより、キーストーン補正画像データを生成することができる。この結果、キーストーン処理部において、解像度変換部における解像度変換処理のための待ち時間を、キーストーン処理のために処理時間に割り振ることが可能となり、投写の角度範囲の制限を緩和し、投写の角度範囲の拡大を実現することが可能である。

また、本実施例の表示データ制御部２５０に備えるデータ調整用バッファメモリ２５２を構成する複数ラインのラインメモリは、１フレーム分の解像度変換データを記憶するためのフレームメモリに比べて非常に少ない記憶容量で実現することが可能であり、装置の製造コストの点で有利である。例えば、１フレームの解像度変換データのサイズがＸＧＡ（１０２４×７６８ドット）の場合において、４ライン〜３２ライン程度のラインメモリにより実現可能である。

Ｃ．変形例：
なお、上記実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記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：
上記実施例は、液晶パネル１２０を用いた液晶プロジェクタ１０００を例に説明したが、これに限定されるものではなく種々の固定画素表示デバイスを用いたプロジェクタに適用可能である。

Ｃ２．変形例２：
上記実施例は、解像度変換部２４０とキーストーン処理部２８０との間に表示データ制御部２５０を配置した場合を例に説明したが、例えば、キーストーン処理部２８０と、液晶パネル駆動部２９０との間に、キーストーン処理部２８０からの投写用画像データの取得動作と、液晶パネル駆動部２９０への出力動作とを、調停する構成するようにしてもよい。このようにしても、投写の角度範囲を拡大することが可能である。

この発明の一実施例である液晶プロジェクタ１０００の概略構成を示すブロック図である。 表示データ制御部２５０の内部構成を示すブロックである。 表示データ制御部２５０のデータ入出力調停部２５６による調停動作の手順を示す説明図である。 表示データ制御部２５０による解像度変換部２４０からの解像度変換データの取得保持動作および表示用画像データのキーストーン処理部２８０への出力動作の具体例を示す説明図である。 表示データ制御部２５０による解像度変換部２４０からの解像度変換データの取得保持動作および表示用画像データのキーストーン処理部２８０への出力動作の具体例を示す説明図である。 表示データ制御部２５０による解像度変換部２４０からの解像度変換データの取得保持動作および表示用画像データのキーストーン処理部２８０への出力動作の具体例を示す説明図である。 従来のプロジェクタによって画像が投写される場合に実行される処理の概要を示す説明図である。

符号の説明

１０００...液晶プロジェクタ
１００...光学処理部
１１０...光源
１２０...液晶パネル
１３０...投写レンズ
２００...画像処理部
２２０...画像入力Ｉ／Ｆ部
２３０...タイミング制御部
２４０...解像度変換部
２５０...表示データ制御部
２５２...データ調整用バッファメモリ
２５４...メモリアドレス制御部
２５６...データ入出力調停部
２６０...メモリ制御部
２７０...フレームメモリ
２８０...キーストーン処理部
２９０...液晶パネル駆動部
ＳＣ...スクリーン

Claims (3)

1. 投写用画像を投写面に投写することにより画像を表示するプロジェクタであって、
   所定の垂直周期で、前記投写用画像を表示するための固定画素表示デバイスと、
   前記垂直周期で、前記投写用画像を表す投写用画像データを生成するための画像処理装置と、を備え、
   前記画像処理装置は、
   前記垂直周期で、入力画像を表す入力画像データの解像度を変換することにより、所望の解像度を有する表示用画像データを生成して出力する解像度変換部と、
   前記表示用画像データを入力し、前記投写用画像を投写する際の前記投写面に対する投写の角度によって発生する投写歪を補正するように、前記垂直周期で、前記投写用画像データを生成する投写歪補正部と、
   前記表示用画像データの前記解像度変換部からの入力および前記投写歪補正部への出力を制御する表示用画像入出力制御部と、
   を備え、
   前記表示用画像入出力制御部は、
   前記表示用画像データの１つの水平ラインに相当する画像データを蓄積可能なラインメモリを複数ライン有する画像メモリを備えており、
   前記複数のラインメモリのうち更新可能なラインメモリが有る場合には、前記解像度変換部に対して前記表示用画像データの出力のための第１の指示を行うことにより、前記解像度変換部から出力される前記表示用画像データを受け取って前記画像メモリに蓄積し、前記複数のラインメモリのうち更新可能なラインメモリが無い場合には、前記第１の指示を行わないことにより、前記解像度変換部からの前記表示用画像データの出力を停止して前記画像メモリへの前記表示用画像データの蓄積を停止するとともに、前記投写歪補正部から、前記画像メモリに蓄積されている前記表示用画像データの出力のための第２の指示を受けとることにより、前記画像メモリに蓄積されている前記表示用画像データを読み出して出力することにより、前記垂直周期の期間内において、前記投写歪補正部による前記表示用画像データの補正処理の開始タイミングよりも前の所定のタイミングから前記補正処理の終了タイミングまでの期間においては、前記解像度変換部から前記表示用画像データを受け取りつつ保持するとともに、前記補正処理の開始タイミングから終了タイミングまでの期間においては、あらかじめ保持している前記表示用画像データを読み出して前記投写歪補正部へ出力し、
   前記投写歪補正部は、前記投写用画像データの生成に際して、
   前記補正処理の開始タイミングから終了タイミングにおいて、前記補正処理のために前記表示用画像データを必要とする場合には、前記第２の指示を発行し、前記表示用画像入出力制御部から受け取った前記表示用画像データを補正することにより補正画像データを生成するとともに、前記固定画素表示デバイスの前記補正画像データに対応する画素の外側の画素を補うための補完画像データを生成して、前記投写用画像データとして出力し、
   前記補正処理の開始タイミング以前または前記補正処理の終了タイミング以降において、前記補正処理のために前記表示用画像データを必要としない場合には、前記補完画像データを前記投写用画像データとして出力する、
   ことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１記載のプロジェクタであって、
   前記画像メモリに含まれる複数のラインメモリのライン数は、前記解像度変換部における解像度変換の処理速度と前記投写歪補正部における投写歪補正の処理速度との差に応じて、前記固定画素表示デバイスよりも小さい数に決定される、
   ことを特徴とするプロジェクタ。
3. 固定画素表示デバイスによって表される投写用画像を投写面に投写することにより画像を表示するプロジェクタに備えられ、所定の垂直周期で、前記投写用画像を表す投写用画像データを生成するための画像処理装置であって、
   前記垂直周期で、入力画像を表す入力画像データの解像度を変換することにより、所望の解像度を有する表示用画像データを生成して出力する解像度変換部と、
   前記表示用画像データを入力し、前記投写用画像を投写する際の投写面に対する投写の角度によって発生する投写歪を補正するように、前記垂直周期で、前記表示用画像データを補正することにより前記投写用画像データを生成する投写歪補正部と、
   前記表示用画像データの前記解像度変換部からの入力および前記投写歪補正部への出力を制御する表示用画像入出力制御部と、
   を備え、
   前記表示用画像入出力制御部は、
   前記表示用画像データの１つの水平ラインに相当する画像データを蓄積可能なラインメモリを複数ライン有する画像メモリを備えており、
   前記複数のラインメモリのうち更新可能なラインメモリが有る場合には、前記解像度変換部に対して前記表示用画像データの出力のための第１の指示を行うことにより、前記解像度変換部から出力される前記表示用画像データを受け取って前記画像メモリに蓄積し、前記複数のラインメモリのうち更新可能なラインメモリが無い場合には、前記第１の指示を行わないことにより、前記解像度変換部からの前記表示用画像データの出力を停止して前記画像メモリへの前記表示用画像データの蓄積を停止するとともに、前記投写歪補正部から、前記画像メモリに蓄積されている前記表示用画像データの出力のための第２の指示を受けとることにより、前記画像メモリに蓄積されている前記表示用画像データを読み出して出力することにより、前記垂直周期の期間内において、前記投写歪補正部による前記表示用画像データの補正処理の開始タイミングよりも前の所定のタイミングから前記補正処理の終了タイミングまでの期間においては、前記解像度変換部から前記表示用画像データを受け取りつつ保持するとともに、前記補正処理の開始タイミングから終了タイミングまでの期間においては、あらかじめ保持している前記表示用画像を読み出して前記投写歪補正部へ出力し、
   前記投写歪補正部は、前記投写用画像データの生成に際して、
   前記補正処理の開始タイミングから終了タイミングにおいて、前記補正処理のために前記表示用画像データを必要とする場合には、前記第２の指示を発行し、前記表示用画像入出力制御部から受け取った前記表示用画像データを補正することにより補正画像データを生成するとともに、前記固定画素表示デバイスの前記補正画像データに対応する画素の外側の画素を補うための補完画像データを生成して、前記投写用画像データとして出力し、
   前記補正処理の開始タイミング以前または前記補正処理の終了タイミング以降において、前記補正処理のために前記表示用画像データを必要としない場合には、前記補完画像データを前記投写用画像データとして出力する、
   ことを特徴とする画像処理装置。

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