投影裝置及投影方法
【專利摘要】提供一種能使失真校正時(shí)的自由度提高的投影裝置。投影儀的CPU判斷是否是將輸入的圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式(步驟S6)，若是，則決定失真校正處理參數(shù)，該失真校正處理參數(shù)用于將投影于屏幕的圖像的縱橫比變更而投影為矩形圖像(步驟S10)，通過(guò)圖像變換部對(duì)輸入圖像實(shí)施基于該失真校正處理參數(shù)的幾何學(xué)校正，從而進(jìn)行失真校正后的圖像的投影。
【專利說(shuō)明】投影裝置及投影方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種投影裝置及投影方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，已知一種作為圖像投影裝置的投影儀，將基于從個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)等圖像輸 出裝置輸出的圖像數(shù)據(jù)的圖像向屏幕等被投影體投影。
[0003] 若該投影儀的投射光的光軸與屏幕等被投影體的投影面垂直，則所投影的圖像中 不產(chǎn)生失真。
[0004] 但是，若因?yàn)橥队皟x的設(shè)置角度，光軸與投影面不垂直，則圖像中產(chǎn)生失真。
[0005] 因此，例如，如日本特開(kāi)2001-339671號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的那樣，通常在投影儀中裝入 稱為梯形校正功能的、用于校正圖像失真的校正功能。
[0006] 該失真校正功能根據(jù)以規(guī)定手法取得的、光軸相對(duì)地平面的垂直方向角度（垂直 角度）與水平方向角度（水平角度），校正投影圖像的失真。
[0007] 根據(jù)圖14來(lái)說(shuō)明該失真校正的原理。
[0008] 另外，這里，分別使用v、h作為角度的參數(shù)。
[0009] 角度v是投影儀1相對(duì)地平面的垂直方向的角度，角度h是投影儀1相對(duì)地平面 的水平方向的角度（方向）。
[0010] 另外，設(shè)被投影體（屏幕2)與地平面垂直。
[0011] 水平基座3是與地平面平行的臺(tái)。
[0012] X軸、y軸、z軸表示投影儀坐標(biāo)系，z軸與投影儀光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致。
[0013] 圖15A?圖15C是表示該情況下的圖14的投影儀坐標(biāo)系與兩個(gè)角度h、v的關(guān)系 的細(xì)節(jié)圖。
[0014] 圖15A的三個(gè)實(shí)線箭頭是投影儀坐標(biāo)系。
[0015] 首先，以y軸為旋轉(zhuǎn)軸，朝著箭頭方向沿水平方向旋轉(zhuǎn)作為第一角度的角度h。
[0016] 由此，z軸與X軸分別移動(dòng)到虛線箭頭。
[0017] 圖15B的三個(gè)實(shí)線箭頭是該沿水平方向旋轉(zhuǎn)角度h后的投影儀坐標(biāo)系。
[0018] 接著，以X軸為旋轉(zhuǎn)軸，朝著箭頭方向沿垂直方向旋轉(zhuǎn)作為第二角度的角度V。
[0019] 由此，z軸與y軸分別移動(dòng)到虛線箭頭。
[0020] 圖15C的三個(gè)箭頭是首先沿水平方向旋轉(zhuǎn)角度h、接著沿垂直方向旋轉(zhuǎn)角度v后的 投影儀坐標(biāo)系。
[0021] 此時(shí)，X軸與水平基座3平行。
[0022] 如以上那樣，利用角度h與V，自由改變z軸方向、即投影儀光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向 (投影方向）。
[0023] 另外，在如圖14所示那樣設(shè)置了投影儀1的情況下，在屏幕2上，如作為校正前失 真四邊形abed而示出的那樣，本來(lái)應(yīng)以矩形顯示的投影圖像被顯示成失真了的四邊形。
[0024] 另外，圖14中，示出了投影儀1的z軸首先沿水平方向向右偏轉(zhuǎn)角度h=30°、之后 沿垂直方向向上偏轉(zhuǎn)角度v=30°后的狀態(tài)。
[0025] 失真校正是如下技術(shù)，S卩：在校正前失真四邊形abed的內(nèi)側(cè)，設(shè)定表示為白矩形 的校正后矩形a' b' c' d'，并將輸入圖像信息投影變換（projective transform)為該校正 后矩形a' b' c' d'。
[0026] 圖16是表示在投影面觀察這樣的投影儀1的失真校正的校正前失真四邊形與校 正后矩形之間的關(guān)系時(shí)的圖，圖17是表示在輸出顯示元件（微鏡顯示元件或液晶元件等） 面觀察同樣的關(guān)系時(shí)的圖。
[0027] 圖16中，白矩形是校正后矩形a' b' c' d'，是圖像有效部分。
[0028] 斜線部分是從校正前失真四邊形abed中切取校正后矩形a' b' c' d'后剩余的圖 像無(wú)效部分。
[0029] 點(diǎn)k表示投影儀光學(xué)系統(tǒng)的光軸貫穿投影面的位置。
[0030] 圖17的斜線部分與白四邊形分別對(duì)應(yīng)于圖16的斜線部分與白矩形。
[0031] 白四邊形內(nèi)的百分?jǐn)?shù)顯示表示輸出顯示元件的像素利用率。
[0032] h=v=0的中央的四邊形表示無(wú)失真校正的情況，此時(shí)像素利用率為100%。
[0033] 雖然存在多個(gè)失真校正的切取方法，但圖16及圖17是采用維持圖像的縱橫比 (aspect ratio)不變而像素利用率提高那樣的切取方法的情況下的例子。
[0034] 另外，作為投影儀的規(guī)格，輸出顯示元件的縱橫比為16:9(約1.78)，投射比 (throw ratio)約為0. 92,輸出顯示元件的光軸位置位于下邊中央的上方，比下邊中央高出 輸出顯示元件高度的約20%。
[0035] 其中，投射比=投影像橫寬+投影距離，投射比的條件是在無(wú)失真校正時(shí)。
[0036] 并且，投影儀1構(gòu)成為，通過(guò)根據(jù)從PC等圖像輸出裝置輸入的圖像的縱橫比來(lái)選 擇使用其輸出顯示元件，從而能以多個(gè)縱橫比投影圖像。
[0037] 該情況下，即便切換向投影儀1輸入的圖像的縱橫比，失真校正也維持原來(lái)的圖 像縱橫比、即無(wú)失真校正的縱橫比。
[0038] 因此，失真校正時(shí)的自由度不太大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0039] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能使失真校正時(shí)的自由度提高的投影裝置及投影方 法。
[0040] 為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種投影裝置，將圖像輸入并投影 到被投影體；具備失真校正部件，該失真校正部件進(jìn)行校正，以使得將投影于所述被投影體 的圖像投影為矩形圖像；所述失真校正部件包含將輸入的所述圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失 真校正的校正模式。
[0041] 為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種投影方法，用于將圖像輸入并 投影到被投影體的投影裝置，包含以下工序：模式判斷工序，判斷是否是將輸入的所述圖像 的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式；以及失真校正工序，在是將所述縱橫比變更來(lái) 進(jìn)行失真校正的校正模式的情況下，將投影于所述被投影體的圖像的縱橫比變更，并進(jìn)行 校正以使得投影為矩形圖像。
[0042] 為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種記錄介質(zhì)，記錄投影程序，該 投影程序使將圖像輸入并投影到被投影體的投影裝置中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟：判斷是否 是將輸入的所述圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式；以及在是將所述縱橫比變 更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式的情況下，將投影于所述被投影體的圖像的縱橫比變更，并 進(jìn)行校正以使得投影為矩形圖像。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0043] 圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的投影儀的構(gòu)成例的框圖。
[0044] 圖2是表示示出了第1實(shí)施方式的投影儀的投影狀態(tài)調(diào)整處理的一例的流程圖的 圖。
[0045] 圖3是表示第1實(shí)施方式中的失真校正模式設(shè)定菜單畫面的圖。
[0046] 圖4是表示在投影面觀察在第1實(shí)施方式中允許縱橫比變更的情況下、使像素利 用率最大的條件下的失真校正的校正前失真四邊形與校正后矩形之間的關(guān)系的情況下的 圖。
[0047] 圖5是表示在輸出顯示元件面觀察圖4的關(guān)系的情況下的圖。
[0048] 圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的投影儀的電動(dòng)腿部的構(gòu)成的圖。
[0049] 圖7是表示圖14的狀態(tài)后、以z軸為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)了側(cè)傾角（roll angle)的情況 的圖。
[0050] 圖8A?圖8C是表示圖7的投影儀坐標(biāo)系與三個(gè)角度h、v、r的關(guān)系的細(xì)節(jié)圖。
[0051] 圖9是表示示出了第2實(shí)施方式中的投影儀的投影狀態(tài)調(diào)整處理的一例的流程圖 的圖。
[0052] 圖10是表示在投影面觀察在第2實(shí)施方式中允許縱橫比變更且積極變更了側(cè)傾 角的情況下、使像素利用率最大的條件下的失真校正的校正前失真四邊形與校正后矩形之 間的關(guān)系的情況下的圖。
[0053] 圖11是表示在輸出顯示元件面觀察圖10的關(guān)系的情況下的圖。
[0054] 圖12是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的變形例的側(cè)傾角變更機(jī)構(gòu)的例子的圖。
[0055] 圖13是表示最佳側(cè)傾角查找表的例子的圖。
[0056] 圖14是表示h=v=30°的情況下投影儀與被投影體（屏幕）之間的關(guān)系的立體圖。
[0057] 圖15A?圖15C是表示圖14的投影儀坐標(biāo)系與兩個(gè)角度h、v的關(guān)系的細(xì)節(jié)圖。
[0058] 圖16是表示在投影面觀察投影儀的失真校正的校正前失真四邊形與校正后矩形 之間的關(guān)系的情況下的圖。
[0059] 圖17是表示在輸出顯示元件面觀察投影儀的失真校正的校正前失真四邊形與校 正后矩形之間的關(guān)系的情況下的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060] [第1實(shí)施方式]
[0061] 參照附圖來(lái)說(shuō)明第1實(shí)施方式。
[0062] 本實(shí)施方式的投影裝置采用使用微鏡顯示元件作為輸出顯示元件的Digital Light Processing (數(shù)字光處理：DLP)(注冊(cè)商標(biāo)）方式。
[0063] 圖1中示出作為本實(shí)施方式的投影裝置的投影儀1的概略構(gòu)成。
[0064] 投影儀1具有：輸入輸出連接器部11、輸入輸出接□ (I/F) 12、圖像變換部13、投 影處理部14、微鏡元件15、光源部16、反射鏡（mirror) 17、投影透鏡18、CPU19、主存儲(chǔ)器 20、程序存儲(chǔ)器21、操作部22、姿勢(shì)傳感器23、語(yǔ)音處理部24、揚(yáng)聲器25、透鏡調(diào)整部26、姿 勢(shì)調(diào)整部27、電動(dòng)腿部28、系統(tǒng)總線SB。
[0065] 輸入輸出連接器部11例如設(shè)有管腳插孔（RCA)類型的視頻輸入端子、D-subl5類 型的RGB輸入端子等端子，輸入模擬圖像信號(hào)。
[0066] 輸入的圖像信號(hào)經(jīng)輸入輸出I/F12及系統(tǒng)總線SB，輸入圖像變換部13。
[0067] 輸入的各種標(biāo)準(zhǔn)的模擬圖像信號(hào)被變換為數(shù)字圖像信號(hào)。
[0068] 此外，輸入輸出連接器部11也可以還設(shè)置例如HDMI (注冊(cè)商標(biāo)）端子等，不僅能 輸入模擬圖像信號(hào)，也能輸入數(shù)字圖像信號(hào)。
[0069] 另外，向輸入輸出連接器部11輸入基于模擬或數(shù)字信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)。
[0070] 輸入的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)輸入輸出I/F12及系統(tǒng)總線SB，輸入語(yǔ)音處理部24。
[0071] 另外，輸入輸出連接器部11還設(shè)有例如RS232C端子、USB端子。
[0072] 圖像變換部13也稱為換算器（scaler)。
[0073] 圖像變換部13對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行將分辨率數(shù)、灰度數(shù)等調(diào)整的變換，生成適 于投影的規(guī)定格式的圖像數(shù)據(jù)。
[0074] 圖像變換部13將變換后的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到投影處理部14。
[0075] 圖像變換部13根據(jù)需要將重疊了表示On Screen Display (屏幕顯示：0SD)用的 各種動(dòng)作狀態(tài)的符號(hào)的圖像數(shù)據(jù)作為加工圖像數(shù)據(jù)，發(fā)送到投影處理部14。
[0076] 另外，圖像變換部13根據(jù)需要進(jìn)行投影圖像的幾何學(xué)變換，實(shí)施失真校正處理， 以使得根據(jù)投影狀態(tài)，以適當(dāng)?shù)男螤钤谄聊坏缺煌队绑w上投影圖像。
[0077] 光源部16射出包含紅（R)、綠（G)、藍(lán)⑶原色光的多色光。
[0078] 這里，光源部16構(gòu)成為，以分時(shí)方式依次射出多色的顏色。
[0079] 從光源部16射出的光被反射鏡17全反射，并入射到微鏡元件15。
[0080] 微鏡元件15具有排列成陣列狀的多個(gè)微小反射鏡。
[0081] 各微小反射鏡高速進(jìn)行開(kāi)（on)/關(guān)（off)動(dòng)作，使從光源部16照射的光向投影透 鏡18的方向反射或偏離投影透鏡18的方向。
[0082] 微鏡元件15中，以例如稱為HD+或WXGA++的橫1600像素 X縱900像素的量排 列微小反射鏡。
[0083] 通過(guò)各微小反射鏡的反射，微鏡元件15形成例如HD+分辨率的圖像。
[0084] 這樣，微鏡元件15作為空間光調(diào)制元件發(fā)揮功能。
[0085] 投影處理部14驅(qū)動(dòng)微鏡元件15,以用來(lái)根據(jù)從圖像變換部13發(fā)送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)， 顯示表示該圖像數(shù)據(jù)的圖像。
[0086] S卩，投影處理部14使微鏡元件15的各微小反射鏡進(jìn)行開(kāi)/關(guān)動(dòng)作。
[0087] 這里，投影處理部14高速地將微鏡元件15分時(shí)（time division)驅(qū)動(dòng)。
[0088] 單位時(shí)間的分割（division)數(shù)是將按照規(guī)定格式的幀速率例如60 [幀/秒]、顏 色成分的分割數(shù)、和顯示灰度數(shù)相乘而得到的值。
[0089] 另外，投影處理部14還控制光源部16的動(dòng)作使其與微鏡元件15的動(dòng)作同步。
[0090] 即，投影處理部14對(duì)各幀進(jìn)行時(shí)間分割，并控制光源部16的動(dòng)作，以使得按每個(gè) 幀依次射出全彩色成分的光。
[0091] 投影透鏡18將從微鏡元件15導(dǎo)出的光調(diào)整為向例如屏幕2等被投影體投影的 光。
[0092] 因此，由微鏡元件15的反射光形成的光像經(jīng)由投影透鏡18,被投影并顯示到屏幕 2等被投影體上。
[0093] 投影透鏡18具有縮放（zoom)機(jī)構(gòu)，具有對(duì)投影圖像的大小進(jìn)行變更的功能。
[0094] 另外，投影透鏡18具有用于調(diào)整投影圖像的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的焦點(diǎn)（focus)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0095] 這樣，投影處理部14、微鏡元件15、光源部16及投影透鏡18等作為對(duì)圖像進(jìn)行投 影的投影部發(fā)揮功能。
[0096] 語(yǔ)音處理部24具備PCM音源等音源電路。
[0097] 根據(jù)從輸入輸出連接器部11輸入的模擬語(yǔ)音數(shù)據(jù)、或根據(jù)將在投影動(dòng)作時(shí)提供 的數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)模擬化而得到的信號(hào)，語(yǔ)音處理部24驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器25,進(jìn)行擴(kuò)聲放音。
[0098] 語(yǔ)音處理部24根據(jù)需要發(fā)出嘟嘟聲等。
[0099] 揚(yáng)聲器25是根據(jù)從語(yǔ)音處理部24輸入的信號(hào)而發(fā)出語(yǔ)音的通常的揚(yáng)聲器。
[0100] CPU19控制圖像變換部13、投影處理部14、語(yǔ)音處理部24、透鏡調(diào)整部26、以及姿 勢(shì)調(diào)整部27的動(dòng)作。
[0101] 該CPU19與主存儲(chǔ)器20及程序存儲(chǔ)器21連接。
[0102] 主存儲(chǔ)器20例如由SRAM構(gòu)成。
[0103] 主存儲(chǔ)器20作為CPU19的工作存儲(chǔ)器發(fā)揮功能。
[0104] 程序存儲(chǔ)器21由可電改寫的非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成。
[0105] 程序存儲(chǔ)器21存儲(chǔ)CPU19執(zhí)行的動(dòng)作程序及各種定型數(shù)據(jù)等。
[0106] 另外，CPU19與操作部22連接。
[0107] 操作部22包含設(shè)置于投影儀1主體的鍵操作部、和接受來(lái)自投影儀1專用的未圖 示遙控器的紅外光的紅外線受光部。
[0108] 操作部22根據(jù)用戶通過(guò)主體的鍵操作部或遙控器而操作的鍵，將鍵操作信號(hào)輸 出到CPU19。
[0109] CPU19使用主存儲(chǔ)器20及程序存儲(chǔ)器21中存儲(chǔ)的程序及數(shù)據(jù)，根據(jù)來(lái)自操作部 22的用戶指示，控制投影儀1各部的動(dòng)作。
[0110] 姿勢(shì)傳感器23具有例如3軸加速度傳感器、檢測(cè)方位的方位傳感器。
[0111] 加速度傳感器檢測(cè)投影儀1相對(duì)于重力方向的姿勢(shì)角、即俯仰（pitch)及側(cè)傾的 各角度。
[0112] 檢測(cè)偏轉(zhuǎn)角（yaw angle)作為相對(duì)于方位傳感器檢測(cè)的基準(zhǔn)方位的相對(duì)方位。
[0113] 姿勢(shì)傳感器23將檢測(cè)結(jié)果輸出到CPU19。
[0114] 透鏡調(diào)整部26根據(jù)操作部22的用戶操作的縮放變更指示，在CPU19的控制下，驅(qū) 動(dòng)投影透鏡18的縮放機(jī)構(gòu)。
[0115] 由透鏡調(diào)整部26驅(qū)動(dòng)縮放機(jī)構(gòu)，從而投影圖像的大小變化。
[0116] 另外，透鏡調(diào)整部26在CPU19的指示下，驅(qū)動(dòng)投影透鏡18的對(duì)焦透鏡。
[0117] 電動(dòng)腿部28作為姿勢(shì)調(diào)整機(jī)構(gòu)，變更投影儀1的姿勢(shì)。
[0118] 即，電動(dòng)腿部28通過(guò)使腿的長(zhǎng)度變更，能調(diào)整投影儀1的水平度。
[0119] 姿勢(shì)調(diào)整部27在CPU19的指示下，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)腿部28。
[0120] 以下，說(shuō)明本實(shí)施方式的投影儀1的動(dòng)作。
[0121] 首先說(shuō)明投影儀1的投影動(dòng)作。
[0122] 該投影動(dòng)作在CPU19的控制下，由投影處理部14執(zhí)行。
[0123] 光源部16的動(dòng)作由投影處理部14控制。
[0124] 投影處理部14通過(guò)使光源部16內(nèi)的發(fā)出各顏色的半導(dǎo)體激光器或LED的開(kāi)或 關(guān)、以及這些光源與熒光體的組合等變化，例如使紅色光（R)、綠色光（G)、藍(lán)色光（B)這3 色光從光源部16依次射出。
[0125] 投影處理部14使紅色光、綠色光及藍(lán)色光從光源部16向微鏡元件15依次入射。
[0126] 微鏡元件15被驅(qū)動(dòng)，以使得對(duì)于各色光，按每個(gè)微小反射鏡（每個(gè)像素），基于圖 像數(shù)據(jù)的灰度（gradation)越高則將入射的光向投影透鏡18引導(dǎo)的時(shí)間越長(zhǎng)，基于圖像數(shù) 據(jù)的灰度越低則將入射的光向投影透鏡18引導(dǎo)的時(shí)間越短。
[0127] S卩，投影處理部14控制微鏡元件15,以使得與灰度高的像素對(duì)應(yīng)的微小反射鏡長(zhǎng) 時(shí)間處于開(kāi)狀態(tài)，與灰度低的像素對(duì)應(yīng)的微小反射鏡長(zhǎng)時(shí)間處于關(guān)狀態(tài)。
[0128] 這樣，對(duì)于從投影透鏡18射出的光，能夠按每個(gè)微小反射鏡（每個(gè)像素）表現(xiàn)各 色的灰度。
[0129] 通過(guò)按每個(gè)幀、對(duì)各色組合在微小反射鏡開(kāi)的時(shí)間所表現(xiàn)出的灰度，從而表現(xiàn)彩 色圖像。
[0130] 通過(guò)以上，從投影透鏡18射出表現(xiàn)圖像的投影光。
[0131] 該投影光通過(guò)例如投影到屏幕2,在屏幕2等上顯示彩色圖像。
[0132] 另外，上述說(shuō)明中，示出了使用紅色光、綠色光、藍(lán)色光這3色的投影儀的例子，但 也可以是，以將品紅、黃色等互補(bǔ)色、白色光等組合來(lái)形成圖像的方式構(gòu)成投影儀，以便能 夠射出這些顏色的光。
[0133] 下面，說(shuō)明本實(shí)施方式的失真校正處理。
[0134] 該失真校正處理通過(guò)對(duì)輸入圖像信息進(jìn)行投影變換來(lái)進(jìn)行，以用來(lái)在例如屏幕2 等被投影體上將影像投影為例如盡可能大的、無(wú)失真的長(zhǎng)方形。
[0135] 因此，例如在設(shè)置投影儀1時(shí)決定失真校正處理用的參數(shù)，在實(shí)際的圖像投影時(shí)， 實(shí)施基于該失真校正處理參數(shù)的失真校正處理。
[0136] 圖2示出表示本實(shí)施方式的投影狀態(tài)調(diào)整處理的一例的流程圖。
[0137] 投影儀1將與該流程圖對(duì)應(yīng)的程序作為CPU19執(zhí)行的投影程序的一部分，存儲(chǔ)在 程序存儲(chǔ)器21中。
[0138] 在步驟S1中，CPU19取得投影儀1與屏幕2之間的相對(duì)角度。
[0139] S卩，當(dāng)投影儀1被設(shè)置在水平基座等之上時(shí)，通常與屏幕2平行地載置投影儀1并 接通電源，用戶變更修正投影儀1的姿勢(shì)，以使得從投影透鏡18射出的光投射到屏幕2。
[0140] 由姿勢(shì)傳感器23對(duì)該投影儀1在姿勢(shì)變更操作時(shí)的投影儀1的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)，由 此，CPU19能知道投影儀1與屏幕2之間的相對(duì)角度。
[0141] 接著，處理前進(jìn)到步驟S2。
[0142] 在該步驟S2中，CPU19取得視場(chǎng)角信息（投影儀規(guī)格）。
[0143] 作為該視場(chǎng)角信息，例如是投射比、縮放值、透鏡移位量等，通過(guò)由未圖示的傳感 器進(jìn)行測(cè)定，或讀出作為該投影儀的規(guī)定值存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器21中的值、或存儲(chǔ)在主存儲(chǔ) 器20或程序存儲(chǔ)器21中的通過(guò)用戶操作而變更后的值等，CPU19能取得該視場(chǎng)角信息。
[0144] 這樣，若CPU19取得了投影儀1與屏幕2之間的相對(duì)角度及視場(chǎng)角信息，則處理前 進(jìn)到步驟S3。
[0145] 在該步驟S3中，CPU19讀出在主存儲(chǔ)器20或程序存儲(chǔ)器21中存儲(chǔ)的失真校正模 式設(shè)定。
[0146] 另外，這例如通過(guò)圖3所示的失真校正模式設(shè)定菜單畫面100,事先由用戶操作來(lái) 設(shè)定。
[0147] S卩，在該投影儀1的電源接通時(shí)、或菜單調(diào)用時(shí)，CPU19控制投影處理部14,將該失 真校正模式設(shè)定菜單畫面100投影顯示于屏幕2,用戶通過(guò)對(duì)操作部22進(jìn)行操作，能進(jìn)行各 設(shè)定項(xiàng)目的設(shè)定。
[0148] 這里，作為設(shè)定項(xiàng)目，例如有"投影儀與屏幕之間的相對(duì)角度取得設(shè)定"、"切取條 件設(shè)定"、"失真校正模式設(shè)定"等。
[0149] "投影儀與屏幕之間的相對(duì)角度取得設(shè)定"項(xiàng)目是設(shè)定是否自動(dòng)取得投影儀1與 屏幕2之間的相對(duì)角度的項(xiàng)目。
[0150] 該情況下，如上述步驟S1中說(shuō)明的那樣，CPU19能取得水平方向的角度h、垂直方 向的角度V，所以當(dāng)設(shè)定了自動(dòng)取得時(shí)，能顯示該取得的相對(duì)角度。
[0151] 在未設(shè)定自動(dòng)取得的情況下，能從操作部22輸入用戶通過(guò)量角器等測(cè)定到的測(cè) 定值。
[0152] 即便在設(shè)定了自動(dòng)取得時(shí)，用戶當(dāng)然也能從操作部22變更輸入該自動(dòng)取得的相 對(duì)角度。
[0153] "切取條件設(shè)定"項(xiàng)目是設(shè)定從校正前失真四邊形abed切?。ㄇ谐觯┬Ｕ缶匦?a' b' c' d'的方法的項(xiàng)目。
[0154] 這里，能選擇"像素利用率最大"模式、"投影尺寸最大"模式、"對(duì)角線交點(diǎn)不變" 模式等。
[0155] 所謂"像素利用率最大"模式是指，當(dāng)在校正前失真四邊形abed內(nèi)切取校正后矩 形a' b' c' d'時(shí)、靠近投影面上的像素疏密中的高像素密度側(cè)進(jìn)行切取的模式。
[0156] "投影尺寸最大"模式與之相反，是靠近低像素密度側(cè)進(jìn)行切取的模式。
[0157] "對(duì)角線交點(diǎn)不變"模式是以使校正前失真四邊形abed的對(duì)角線交點(diǎn)與校正后矩 形a' b' c' d'的對(duì)角線交點(diǎn)一致（不變）的方式進(jìn)行切取的模式。
[0158] "失真校正模式設(shè)定"項(xiàng)目是設(shè)定進(jìn)行"通常校正模式"與"縱橫比變更校正模式" 中的哪個(gè)的項(xiàng)目。
[0159] "通常校正模式"是維持從圖像輸出裝置輸入的原始圖像的縱橫比的通常模式。
[0160] 相反，"縱橫比變更校正模式"是允許變更原始圖像的縱橫比（aspect ratio)的本 實(shí)施方式中的新的模式。
[0161] 另外，在設(shè)定了"像素利用率最大"模式作為切取方法的情況下，能夠追加選擇"條 件1"及"條件2"，作為允許將縱橫比變更的失真校正的條件。
[0162] "條件1"用于設(shè)定在像素利用率的百分比為多少以下的情況下允許將縱橫比變更 的失真校正，"條件2"用于設(shè)定在縱橫比的變化的百分比為多少以下的范圍內(nèi)允許將縱橫 比變更的失真校正。
[0163] 該百分比能由用戶利用操作部22設(shè)定成任意值。
[0164] 在不滿足"條件1"的情況下，維持縱橫比。
[0165] 另外，在允許變更縱橫比的情況下，在"條件2"的范圍內(nèi)變更縱橫比。
[0166] 另外，各條件的數(shù)值與百分比（%)之間的向上三角形及向下三角形表示上下鍵， 表示能通過(guò)操作部22所配置的上下鍵的操作來(lái)進(jìn)行變更。
[0167] 另外，為了將以下說(shuō)明的動(dòng)作帶來(lái)的縱橫比變更的效果通知給用戶，在該失真校 正模式設(shè)定菜單畫面100中，設(shè)置有對(duì)于像素利用率及縱橫比、將變更前、變更后的值和具 有何種程度的變化進(jìn)行數(shù)值顯示的區(qū)域。
[0168] 由此，用戶例如能在結(jié)束該投影狀態(tài)調(diào)整處理后的開(kāi)始實(shí)際的圖像投影之前，再 次投影該失真校正模式設(shè)定菜單畫面100,在確認(rèn)效果之后，在有必要時(shí)再次設(shè)定失真校正 模式，再度實(shí)施投影狀態(tài)調(diào)整處理。
[0169] 返回圖2,繼續(xù)說(shuō)明投影狀態(tài)調(diào)整處理。
[0170] 在上述步驟S3中，若讀出了失真校正模式設(shè)定，則處理前進(jìn)到步驟S4。
[0171] 在該步驟S4中，CPU19判斷是否設(shè)定了"像素利用率最大"模式作為上述讀出的失 真校正模式。
[0172] 這里，在設(shè)定了 "像素利用率最大"模式的情況下，處理前進(jìn)到步驟S5。
[0173] 在該步驟S5中，CPU19根據(jù)上述取得的相對(duì)角度及視場(chǎng)角信息，判斷（識(shí)別）校 正前失真四邊形abed的形狀，決定幾何學(xué)校正用的失真校正處理參數(shù)，以使得用維持縱橫 比不變且像素利用率最大的切取方法，在屏幕2上使投影圖像成為矩形圖像。
[0174] 這里，所謂像素利用率最大的切取方法是指，進(jìn)行切取，以使得校正前失真四邊形 abed的高像素密度側(cè)的邊、例如邊ac與校正后矩形a' b' c'd'的邊a' c'的至少一點(diǎn)（頂 點(diǎn)a'、頂點(diǎn)c'、邊a' c'中的某個(gè)）相接觸，校正后矩形a' b' c' d'內(nèi)切于校正前四邊形 abed的內(nèi)側(cè)。
[0175] 另外，在"像素利用率最大"模式中，當(dāng)然并不一定必須使像素利用率最大，也可以 作為像素利用率"提高"的切取方法。
[0176] 接著，處理前進(jìn)到步驟S6。
[0177] 在步驟S6中，CPU19判斷是否設(shè)定了"縱橫比變更校正模式"作為上述讀出的失 真校正模式。
[0178] 這里，在未設(shè)定"縱橫比變更校正模式"的情況下，CPU19結(jié)束該投影狀態(tài)調(diào)整處 理。
[0179] 之后，圖像變換部13對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)實(shí)施基于上述步驟S5所決定的失真校正處 理參數(shù)的幾何學(xué)校正，從而進(jìn)行失真校正后的圖像的投影。
[0180] 相反，在步驟S6中判斷為設(shè)定了"縱橫比變更校正模式"的情況下，處理前進(jìn)到步 驟S7。
[0181] 在步驟S7中，CPU19判斷是否追加設(shè)定了 "條件1"作為上述讀出的失真校正模式。
[0182] 這里，在判斷為追加設(shè)定了 "條件1"的情況下，處理前進(jìn)到步驟S8。
[0183] 在步驟S8中，CPU19計(jì)算當(dāng)前的像素利用率。
[0184] 之后，處理前進(jìn)到步驟S9。
[0185] 在步驟S9中，CPU19判斷計(jì)算出的像素利用率是否在作為上述"條件1"而追加設(shè) 定的設(shè)定值以下。
[0186] 這里，在判斷為比設(shè)定值大的情況下，即若像素利用率高到某種程度，則CPU19結(jié) 束該投影狀態(tài)調(diào)整處理。
[0187] 因此，該情況下，也進(jìn)行根據(jù)上述步驟S5所決定的失真校正處理參數(shù)進(jìn)行了幾何 學(xué)校正后的圖像的投影。
[0188] 在所述步驟S7中判斷為未追加設(shè)定"條件1"的情況下，或在步驟S9中判斷為計(jì) 算出的像素利用率在設(shè)定值以下的情況下，處理前進(jìn)到步驟S10。
[0189] 在該步驟S10中，CPU19再次決定在允許條件下、即變更縱橫比而像素利用率變得 比設(shè)定值大那樣的失真校正處理參數(shù)。
[0190] 該情況下，CPU19變更為像素利用率成為最大那樣的縱橫比，但不優(yōu)選失真校正后 的圖像橫向過(guò)長(zhǎng)或縱向過(guò)長(zhǎng)。
[0191] 因此，在這種情況下，優(yōu)選的是，CPU19再次決定縱橫比在規(guī)定范圍內(nèi)成為最大像 素利用率那樣的失真校正處理參數(shù)。
[0192] 因此，之后，處理前進(jìn)到步驟S11，在步驟S11中，CPU19判斷是否追加設(shè)定了"條 件2"作為上述讀出的失真校正模式。
[0193] 這里，在判斷為未追加設(shè)定"條件2"的情況下，CPU19結(jié)束該投影狀態(tài)調(diào)整處理。
[0194] 由此，之后，圖像變換部13對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)實(shí)施基于在上述步驟S10中再次決定 的失真校正處理參數(shù)的幾何學(xué)校正，從而進(jìn)行失真校正后的圖像的投影。
[0195] 相反，在步驟S11中判斷為設(shè)定了 "條件2"的情況下，處理前進(jìn)到步驟S12。
[0196] 在步驟S12中，CPU19判斷縱橫比的變化（Λ縱橫比）是否在作為上述"條件2" 而追加設(shè)定的設(shè)定范圍內(nèi)。
[0197] 這里，若判斷為在設(shè)定范圍內(nèi)，則CPU19結(jié)束該投影狀態(tài)調(diào)整處理。
[0198] 由此，以后，圖像變換部13對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)實(shí)施基于在上述步驟S10中再次決定 的失真校正處理參數(shù)的幾何學(xué)校正，從而進(jìn)行失真校正后的圖像的投影。
[0199] 另一方面，在步驟S12中判斷為Λ縱橫比不在設(shè)定范圍內(nèi)的情況下，處理前進(jìn)到 步驟S13。
[0200] 在該步驟S13中，CPU19再次決定在其他條件下（例如縱橫比的變化（Λ縱橫比） 滿足條件2設(shè)定的條件）（最適宜的）失真校正處理參數(shù)。
[0201] 即，CPU19再次決定與上述步驟S10相比像素利用率低一些的失真校正處理參數(shù)。
[0202] 之后，CPU19結(jié)束該投影狀態(tài)調(diào)整處理。
[0203] 由此，以后，圖像變換部13對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)實(shí)施基于在上述步驟S13中再次決定 的失真校正處理參數(shù)的幾何學(xué)校正，從而進(jìn)行失真校正后的圖像的投影。
[0204] 圖4是表示在投影面觀察允許縱橫比變更時(shí)在使像素利用率最大的條件下的失 真校正的校正前失真四邊形abed與校正后矩形a' b' c'd'的關(guān)系的圖，圖5是表示在輸出 顯示元件面觀察上述關(guān)系的圖。
[0205] 這示出了以與圖16及圖17的投影儀規(guī)格相同的投影儀規(guī)格來(lái)決定校正后矩形的 縱橫比與切取位置以使得像素利用率最大的情況。
[0206] 另外，圖4中的校正后矩形內(nèi)的數(shù)字表示縱橫比（寬度+高度）。
[0207] 通過(guò)圖4與圖16(縱橫比全部為1.78)的比較，能夠判斷如下傾向，S卩：隨著水平 方向的角度h的絕對(duì)值變大而縱橫比變大，隨著垂直方向的角度v的絕對(duì)值變大而縱橫比 變小。
[0208] 水平方向角度h與垂直方向角度v均不為零的情況下，水平方向角度h對(duì)縱橫比 的影響比垂直方向角度v對(duì)縱橫比的影響大。
[0209] S卩，在橫向上容易變長(zhǎng)。
[0210] 本實(shí)施方式的圖5的像素利用率分別比圖17的大。
[0211] (其中，周邊部（h=v=30°等）的像素利用率的上升是少量的（h=v=30°的像素利 用率從圖17的41. 6%少量上升至圖5的42. 0%)。）
[0212] 因此，例如，在相對(duì)角度為h=v=_15°的情況下，如圖3及圖17所示，像素利用率為 79. 1%，但通過(guò)允許變更縱橫比，如圖3及圖5所示，像素利用率能上升到84. 9%。
[0213] 在該例的情況下，圖3及圖16所示的縱橫比1. 78如圖3及圖4所示變?yōu)榭v橫比 1. 96, Λ縱橫比為+10. 1%滿足"條件2"。
[0214] 如上所述，本實(shí)施方式的投影儀1具有將所輸入的圖像的縱橫比變更并進(jìn)行失真 校正的模式，所以能提高失真校正時(shí)的自由度。
[0215] 另外，在上述步驟S4中，在判斷為未設(shè)定"像素利用率最大"模式的情況下，處理 移動(dòng)到其他模式。
[0216] 例如，在設(shè)定了"投影尺寸最大"模式的情況下，能夠進(jìn)行允許變更縱橫比、使投影 尺寸最大這樣的控制。
[0217] 這在投影儀1無(wú)縮放功能等情況下有效。
[0218] 另外，即便在設(shè)定了 "對(duì)角線交點(diǎn)不變"模式的情況下，當(dāng)然也通過(guò)允許變更縱橫 比而自由度增加。
[0219] 另外，在"像素利用率最大"模式下，失真校正處理參數(shù)中，求出使投影儀的輸出顯 示元件的像素利用率提高的校正后矩形a' b' c' d'的切取位置及輸出像素?cái)?shù)，所以能進(jìn)行 進(jìn)一步提高了像素利用率的（明亮、高分辨率的）投影。
[0220] 該情況下，由于決定縱橫比在規(guī)定范圍內(nèi)的失真校正處理參數(shù)來(lái)進(jìn)行失真校正， 所以能防止校正后的圖像橫向過(guò)長(zhǎng)或縱向過(guò)長(zhǎng)。
[0221] 另外，由于決定相對(duì)于輸入圖像的原始縱橫比的縱橫比變化在規(guī)定范圍內(nèi)的失真 校正處理參數(shù)來(lái)進(jìn)行失真校正，所以能防止校正后的圖像大幅偏離原始縱橫比。
[0222] 另外，由于還具備維持輸入圖像的原始縱橫比的維持模式，所以用戶還能夠進(jìn)行 維持原始縱橫比的通常失真校正。
[0223] 另外，由于使變更了縱橫比的情況下的效果被通知給用戶，或者由于使變更了縱 橫比的情況下的變更程度被通知給用戶，所以用戶能考慮該信息來(lái)決定是否允許變更縱橫 比。
[0224] 另外，由于根據(jù)與屏幕2之間的相對(duì)角度來(lái)決定失真校正處理參數(shù)，所以對(duì)應(yīng)于 設(shè)置狀況進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖д嫘Ｕ?br>
[0225] 進(jìn)而，在決定該失真校正處理參數(shù)時(shí)，還通過(guò)考慮投影儀1的視場(chǎng)角信息，從而還 能夠應(yīng)對(duì)投影時(shí)的視場(chǎng)角通過(guò)投影透鏡18具備的縮放透鏡調(diào)節(jié)而變化的情況。
[0226] 另外，由于根據(jù)姿勢(shì)傳感器23檢測(cè)到的檢測(cè)結(jié)果，取得與屏幕2之間的相對(duì)角度， 所以即便不進(jìn)行測(cè)距等也能立即取得適當(dāng)?shù)南鄬?duì)角度。
[0227] [第2實(shí)施方式]
[0228] 說(shuō)明第2實(shí)施方式。
[0229] 這里，說(shuō)明與第1實(shí)施方式的不同之處，對(duì)相同部分附加相同符號(hào)，省略其說(shuō)明。
[0230] 在本實(shí)施方式中，通過(guò)在失真校正時(shí)還能調(diào)整側(cè)傾角，能進(jìn)一步提高像素利用率。
[0231] 因此，用于支撐投影儀1的外殼的電動(dòng)腿部28作為將投影儀1的姿勢(shì)及側(cè)傾角變 更的姿勢(shì)及側(cè)傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0232] S卩，電動(dòng)腿部28如圖6所示，通過(guò)使各腿28A的長(zhǎng)度獨(dú)立變更，能夠調(diào)整投影儀1 的水平度，或不改變投影儀光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向（投影方向）、即通過(guò)繞光軸旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)整側(cè) 傾角。
[0233] 這里，說(shuō)明側(cè)傾角。
[0234] 圖7表示在圖14的狀態(tài)之后、以z軸為旋轉(zhuǎn)軸向箭頭方向旋轉(zhuǎn)角度r后的情況。
[0235] 圖8是其細(xì)節(jié)。
[0236] 這里，圖8A及圖8B與圖15A及圖15B同樣。圖8C中，以z軸為旋轉(zhuǎn)軸，向箭頭方 向旋轉(zhuǎn)作為第三角度的角度r。
[0237] 由此，X軸與y軸分別移動(dòng)到虛線。
[0238] 圖8D的三個(gè)箭頭是首先沿水平方向旋轉(zhuǎn)角度h、接著沿垂直方向旋轉(zhuǎn)角度V、進(jìn)而 旋轉(zhuǎn)側(cè)傾角度r后的投影儀坐標(biāo)系。
[0239] 此時(shí)，X軸已不與水平基座3平行。
[0240] 若如此側(cè)傾，則投影于屏幕2的校正前失真四邊形abed的形狀變化，所以還能使 在其內(nèi)部切取的校正后矩形a' b' c' d'變化。
[0241] 本實(shí)施方式著眼于這一點(diǎn)，相對(duì)于通常情況下無(wú)側(cè)傾地進(jìn)行失真校正，本實(shí)施方 式通過(guò)積極地施加側(cè)傾，提高失真校正的自由度。
[0242] 例如，若施加圖7那樣的側(cè)傾，則其校正前失真四邊形abed的形狀相對(duì)于圖14的 無(wú)側(cè)傾的狀態(tài)發(fā)生變化。
[0243] 因此，對(duì)于在其內(nèi)部切取的校正后矩形a' b' c' d'，能使其尺寸變大、變更其圖像 的縱橫比、使像素利用率提高。
[0244] 施加的側(cè)傾的角度即側(cè)傾角r通過(guò)投影儀1相對(duì)于屏幕2的水平及垂直方向的角 度h、v的組合而唯一計(jì)算。
[0245] 例如，能通過(guò)以下式（1)那樣的算式計(jì)算側(cè)傾角r。
[0246]【數(shù)學(xué)式1】
[0247] p = arcsin (sin h cosv)
【權(quán)利要求】
1. 一種投影裝置，將圖像輸入并投影到被投影體， 具備失真校正部件，該失真校正部件進(jìn)行校正，以使得將投影于所述被投影體的圖像 投影為矩形圖像， 所述失真校正部件包含將輸入的所述圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 所述失真校正部件進(jìn)行校正，以使得該投影裝置的輸出顯示元件的像素利用率提高。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 所述失真校正部件進(jìn)行校正，以使得所述縱橫比在規(guī)定范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 所述失真校正部件進(jìn)行校正，以使得輸入的所述圖像的縱橫比相對(duì)于原始縱橫比的變 化在規(guī)定范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 所述失真校正部件還具備維持模式，該維持模式維持輸入的所述圖像的原始縱橫比。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 該投影裝置還具備側(cè)傾角變更部件，該側(cè)傾角變更部件變更側(cè)傾角以使得投影圖像側(cè) 傾， 所述失真校正部件考慮由所述側(cè)傾角變更部件變更的側(cè)傾角而進(jìn)行失真校正。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影裝置， 該投影裝置還具備通知部件，該通知部件通知由所述側(cè)傾角變更部件變更的側(cè)傾角的 方向。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影裝置， 所述通知部件還通知所述側(cè)傾角。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 該投影裝置還具備： 提示部件，用于提示可變更的多個(gè)縱橫比；以及 選擇部件，受理所提示的多個(gè)縱橫比中的一個(gè)用戶選擇。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 該投影裝置還具備通知部件，該通知部件向用戶通知將縱橫比變更了的情況下的效 果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 該投影裝置還具備通知部件，該通知部件向用戶通知將縱橫比變更了的情況下的變更 程度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置， 該投影裝置還具備取得部件，該取得部件取得該投影裝置與所述被投影體之間的相對(duì) 角度， 所述失真校正部件根據(jù)所述取得部件取得的相對(duì)角度進(jìn)行校正。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的投影裝置， 所述取得部件包含測(cè)距部件，該測(cè)距部件測(cè)定到所述被投影體的多個(gè)點(diǎn)的距離， 所述取得部件根據(jù)所述測(cè)距部件測(cè)定的測(cè)定結(jié)果，取得所述相對(duì)角度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的投影裝置， 該投影裝置還具備檢測(cè)該投影裝置的姿勢(shì)的姿勢(shì)檢測(cè)部件， 所述取得部件根據(jù)所述姿勢(shì)檢測(cè)部件檢測(cè)到的檢測(cè)結(jié)果，取得所述相對(duì)角度。
15. -種投影方法，用于將圖像輸入并投影到被投影體的投影裝置， 包含以下工序： 模式判斷工序，判斷是否是將輸入的所述圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模 式；以及 失真校正工序，在是將所述縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式的情況下，將投影 于所述被投影體的圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行校正，以使得投影為矩形圖像。
16. -種記錄介質(zhì)，記錄投影程序，該投影程序使將圖像輸入并投影到被投影體的投影 裝置中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟： 判斷是否是將輸入的所述圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式；以及 在是將所述縱橫比變更來(lái)進(jìn)行失真校正的校正模式的情況下，將投影于所述被投影體 的圖像的縱橫比變更來(lái)進(jìn)行校正，以使得投影為矩形圖像。
【文檔編號(hào)】G03B21/14GK104062832SQ201410105342
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】井上秀昭, 吉野研 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社