專利名稱：投影型顯示裝置和幾何畸變校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影型顯示裝置和幾何畸變校正方法。
背景技術(shù)：
日本專利公開No. ( “JP”)2005_123669公開了被配置為對(duì)于具有與顯示器件 (液晶面板)的縱橫比不同的縱橫比的輸入圖像通過(guò)放大其水平長(zhǎng)度或垂直長(zhǎng)度執(zhí)行楔形 (Keystone)畸變校正的投影型顯示裝置。該投影型顯示裝置可防止垂直或水平分辨率的下 降并保持圖像質(zhì)量。但是，在JP 2005-123669中，放大率根據(jù)輸入圖像而不同，由此，即使當(dāng)調(diào)整某個(gè) 輸入圖像使得其投影圖像可被顯示在投影表面的預(yù)定區(qū)域上時(shí)，另一輸入圖像的投影圖像 也會(huì)溢出預(yù)定的區(qū)域。在這種情況下，即使當(dāng)投影型顯示裝置的位置和姿勢(shì)固定時(shí)，也需要 重新調(diào)整變焦和畸變校正量，這降低了可操作性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供可防止圖像劣化并提高可操作性的投影型顯示裝置和幾何畸變校正 方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的投影型顯示裝置包括顯示單元，所述顯示單元具有作 為用于顯示的最大可用區(qū)域的第一有效區(qū)域；和幾何畸變校正器，所述幾何畸變校正器被 配置為通過(guò)對(duì)于重疊于第二有效區(qū)域的圖像上的輸入圖像執(zhí)行放大處理，使得作為校正后 的虛擬有效區(qū)域的第三有效區(qū)域(M)能夠具有位于第一有效區(qū)域和第二有效區(qū)域之間的 區(qū)域中的部分并且第二有效區(qū)域能夠被放大，以校正幾何畸變，所述第二有效區(qū)域被設(shè)于 第一有效區(qū)域中且比第一有效區(qū)域小并且是幾何畸變還沒(méi)有被校正的虛擬有效區(qū)域。參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得顯而易見。


圖1是本實(shí)施例的投影型顯示裝置(投影儀)的框圖。圖2是由圖1中所示的幾何畸變校正量計(jì)算器執(zhí)行的處理的流程圖。圖3是用于解釋本實(shí)施例中的幾何畸變校正的效果的示圖。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本實(shí)施例的投影型顯示裝置(投影儀)的框圖。投影型顯示裝置包含 輸入單元1、圖像處理器2、存儲(chǔ)器3、虛擬有效區(qū)域圖像產(chǎn)生器4、輸入圖像重疊器5、幾何畸 變校正器6和投影單元7。輸入單元1對(duì)于輸入的圖像信號(hào)執(zhí)行諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換的處理，并將其轉(zhuǎn)換成圖像數(shù) 據(jù)。輸入單元1還用作被配置為設(shè)定以下的虛擬有效區(qū)域的諸如圖形用戶界面(“GUI”) 的設(shè)定單元。并且，輸入單元1還可輸入諸如楔形畸變中的傾角的用于幾何畸變校正的輸
3入信息。從輸入單元1輸入的虛擬有效區(qū)域和用于幾何校正的參數(shù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3中。圖像處理器2基于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3中的用戶設(shè)定參數(shù)和預(yù)設(shè)參數(shù)，對(duì)于來(lái)自輸入 單元1的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行諸如亮度和顏色的調(diào)整、解交錯(cuò)(deinterlace)和分辨率轉(zhuǎn)換的處理。在分辨率轉(zhuǎn)換中，參照存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3中的與虛擬有效區(qū)域有關(guān)的信息，并且，例 如，執(zhí)行使得在保持輸入圖像的縱橫比的同時(shí)可以在虛擬有效區(qū)域中容納縮小的圖像的分 辨率轉(zhuǎn)換處理，或執(zhí)行使得在虛擬有效區(qū)域內(nèi)可將圖像放大到其最大尺寸的分辨率轉(zhuǎn)換處 理?！疤摂M有效區(qū)域”是虛擬可設(shè)想有效區(qū)域，其具有與作為以下的用于顯示的顯示單元的 最大可用區(qū)域的有效區(qū)域的中心和高度一致的設(shè)定中心和高度。鑒于投影表面(屏幕)的 尺寸和形狀，該“虛擬有效區(qū)域”實(shí)際用于顯示。虛擬有效區(qū)域(VEA)圖像產(chǎn)生器4基于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3中的與校正前的VEA(第 二有效區(qū)域)有關(guān)的信息求得VEA圖像的尺寸，并產(chǎn)生圖像。基于投影表面的縱橫比由用 戶在校正時(shí)間通過(guò)輸入單元1在顯示單元7a的有效區(qū)域中設(shè)定與校正前的虛擬有效區(qū)域 U(在圖3的左側(cè)示出)對(duì)應(yīng)的校正前VEA。校正前的VEA是在顯示單元7a的有效區(qū)域內(nèi) 部設(shè)定的虛擬有效區(qū)域，并且是可投影到投影表面上的最大區(qū)域。輸入圖像重疊器5在由VEA圖像產(chǎn)生器4發(fā)送的VEA圖像上重疊由圖像處理器2 處理的圖像。幾何畸變校正器6基于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3中的涉及幾何校正的校正參數(shù)(諸如楔形 畸變的傾角)和涉及有效區(qū)域的信息，對(duì)于由輸入圖像重疊器5重疊的輸入圖像執(zhí)行利用 放大處理的幾何畸變校正(楔形校正)。當(dāng)由顯示單元7a形成的校正前矩形圖像在投影表面上被顯示為梯形 (trapezoidal)圖像時(shí)，幾何畸變校正器6通過(guò)將梯形上下顛倒為梯形圖像來(lái)校正由顯示 單元形成的校正前圖像的幾何畸變，并在投影表面上獲得矩形圖像。在這種情況下，幾何畸 變校正器6校正幾何畸變，使得在投影表面上投影的校正后矩形圖像的縱橫比可等于由顯 示單元形成的校正前矩形圖像的縱橫比。幾何畸變不限于楔形畸變，并且包含諸如光學(xué)畸變和由投影到彎曲墻壁或墻角 (90°的凹陷)上導(dǎo)致的畸變的其它畸變。從存儲(chǔ)透鏡信息的存儲(chǔ)器獲得用于光學(xué)畸變的 校正數(shù)據(jù)，并且，通過(guò)經(jīng)由工具或照相機(jī)攝影在投影時(shí)指定偏移位置，獲得由投影表面導(dǎo)致 的畸變的校正數(shù)據(jù)。投影單元7通過(guò)顯示單元7a顯示由幾何畸變校正器6校正的圖像，并將其投影到 投影表面上。顯示單元7a包含作為用于顯示的最大可用區(qū)域的(第一)有效區(qū)域。顯示 單元7a是但不限于諸如液晶面板的光柵形狀的顯示單元，并且可以為被配置為顯示投影 圖像并提供光學(xué)調(diào)制的顯示單元。圖3中左側(cè)示出被設(shè)于由實(shí)線示出的具有16 9的縱橫比的顯示單元7a的(第 一)有效區(qū)域K內(nèi)部的、比有效區(qū)域K小并具有4 3的縱橫比的幾何畸變校正前的虛擬 有效區(qū)域U (第二有效區(qū)域)。在圖3的左側(cè)，顯示單元7a的有效區(qū)域K和校正前的虛擬有 效區(qū)域U具有相同的中心和相同的垂直長(zhǎng)度(或高度)，但具有不同的水平寬度。虛擬有效 區(qū)域U的水平邊界由虛線表示。常規(guī)上，顯示單元7a的有效區(qū)域K的縱橫比和投影表面的顯示區(qū)域的縱橫比相等，等于4 3，并且，校正前的虛擬有效區(qū)域U等于顯示單元7a的有效區(qū)域K。常規(guī)的幾 何畸變校正器在校正前的VEA內(nèi)部形成校正后VEA。在校正垂直楔形畸變時(shí)，執(zhí)行垂直縮小 處理并且垂直分辨率降低。在校正水平楔形畸變時(shí)，執(zhí)行水平縮小處理并且水平分辨率降 低。因此，圖像劣化。最近，對(duì)于具有寬屏幕的用戶，顯示單元7a的有效區(qū)域K可被配置為具有16 9 或16 10的縱橫比。在這種情況下，如圖3的左邊所示，顯示單元7a的有效區(qū)域K存在 于校正前的虛擬有效區(qū)域U的外面。因此，本實(shí)施例將常規(guī)上在校正前的虛擬有效區(qū)域U內(nèi)部形成的校正后VEA放大 到校正前的虛擬有效區(qū)域U和顯示單元7a的有效區(qū)域K之間的區(qū)域V。換句話說(shuō)，幾何畸 變校正器6通過(guò)執(zhí)行放大校正前的虛擬有效區(qū)域U (第二有效區(qū)域)的放大處理，校正輸入 圖像的幾何畸變。執(zhí)行放大處理，使得校正后虛擬有效區(qū)域M(第三有效區(qū)域)可具有位于 校正前的有效區(qū)域U和顯示單元7a的有效區(qū)域K之間的區(qū)域V中的部分。由此，可以防止 圖像劣化。該校正不依賴于輸入圖像的分辨率，并且，對(duì)于設(shè)定的特定虛擬有效區(qū)域，對(duì)任何 輸入圖像具有一致的幾何畸變校正效果。因此，一旦執(zhí)行諸如變焦和偏移的安裝處理，只要 安裝位置或VEA不變化，當(dāng)輸入圖像改變時(shí)，就不需要重新設(shè)定。本實(shí)施例的幾何畸變校正器6校正當(dāng)投影型顯示裝置沿垂直方向關(guān)于投影表面 傾斜時(shí)導(dǎo)致的楔形畸變，并且包含幾何畸變校正量計(jì)算器11、垂直縮放器單元12和水平縮 放器單元13。幾何畸變校正量計(jì)算器11包含例如處理器。垂直縮放器單元12基于設(shè)定的校正量對(duì)圖像執(zhí)行垂直放大/縮小處理，并且，水 平縮放器單元13基于設(shè)定的校正量用對(duì)于各線不同的倍率對(duì)圖像執(zhí)行水平放大/縮小處理。幾何畸變校正量計(jì)算器11從存儲(chǔ)器3獲得涉及顯示單元7a的有效區(qū)域K的信息 和涉及校正前的虛擬有效區(qū)域U的信息，以及諸如楔形畸變的傾角的校正參數(shù)，并且計(jì)算 對(duì)于垂直縮放器單元12和水平縮放器單元13中的每一個(gè)設(shè)定的校正量。在只能由水平縮放器單元13的放大處理校正的范圍中，幾何畸變校正量計(jì)算器 11僅使用水平縮放器單元13進(jìn)行校正。只有當(dāng)水平放大不能提供足夠的校正時(shí)，幾何畸變 校正量計(jì)算器11才使用垂直縮放器單元12。圖2是由幾何畸變校正量計(jì)算器11執(zhí)行的幾何畸變校正方法的流程圖，并且，“S” 表示步驟。圖3是用于解釋對(duì)于4 3的幾何畸變校正前的虛擬有效區(qū)域U(第二有效區(qū) 域)被設(shè)定于顯示單元7a的16 9(第一)有效區(qū)域K中并且比其小的圖像的幾何畸變 校正的效果的示圖。首先，幾何畸變校正量計(jì)算器11從存儲(chǔ)器3獲得涉及顯示單元7a的有效區(qū)域K 的信息、涉及校正前的虛擬有效區(qū)域U的信息和諸如楔形畸變的傾角的校正參數(shù)(SlOl)。然后，幾何畸變校正量計(jì)算器11基于在SlOl中獲得的各種信息求得幾何畸變被 校正的梯形形狀(S102)。然后，幾何畸變校正量計(jì)算器11通過(guò)將在S102中求得的梯形形狀的上下邊中 的較長(zhǎng)一個(gè)的長(zhǎng)度除以高度求得值，并且通過(guò)將該比率乘以虛擬有效區(qū)域的高度求得值 (S103)。
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然后，幾何畸變校正量計(jì)算器11確定在S103中求得的值是否等于或小于顯示單 元7a的有效區(qū)域K的水平寬度(S104)。當(dāng)確定在S103中求得的值等于或大于顯示單元7a的有效區(qū)域K的水平寬度時(shí) (在S104中為否)，幾何畸變校正量計(jì)算器11通過(guò)利用垂直縮放器單元12和水平縮放器 單元13校正幾何畸變(S105)。更具體地，幾何畸變校正量計(jì)算器11計(jì)算垂直縮放器單元12和水平縮放器單元 13中的每一個(gè)的校正量，使得使水平放大率最大化的線(作為上下邊中的較長(zhǎng)的一個(gè))可 與有效區(qū)域的寬度一致，并且對(duì)于各縮放器單元設(shè)定校正量。例如，如果當(dāng)梯狀的高度與虛 擬有效區(qū)域M的高度一致時(shí)下邊從有效區(qū)域K溢出，那么總體縮小，使得下邊可與有效區(qū)域 K的水平寬度一致。在這種情況下，校正后的虛擬有效區(qū)域M的高度比校正前的虛擬有效區(qū) 域U的高度小。另一方面，當(dāng)確定在S103中求得的值比有效區(qū)域K的寬度小時(shí)(在S104中為是)， 幾何畸變校正量計(jì)算器11通過(guò)利用水平縮放器單元13的放大處理校正幾何畸變(S106)。 這里，計(jì)算水平縮放器單元13的校正量并且不執(zhí)行垂直縮放器單元12的校正。在這種情 況下，校正后的虛擬有效區(qū)域M的高度與校正前的虛擬有效區(qū)域U的高度一致，但是，下邊 比有效區(qū)域K的水平長(zhǎng)度短(但是，具有位于區(qū)域V中的部分)。因此，在可通過(guò)水平放大處理校正的范圍中，幾何畸變校正處理僅使用放大處理， 并且，在其它的情況下，幾何畸變校正處理利用垂直縮小處理、水平線的縮小處理以及水平 放大/縮小處理的組合。在任一種情況下，校正后的虛擬有效區(qū)域M(第三有效區(qū)域)具有 位于校正前的虛擬有效區(qū)域U和顯示單元7a的有效區(qū)域K之間的區(qū)域V中的部分。在安裝投影型顯示裝置時(shí)，確定VEA，安裝投影型顯示裝置，并且，投影圖像，使得 VEA的范圍可被識(shí)別。然后，調(diào)整投影型顯示裝置的姿勢(shì)。然后，設(shè)定幾何畸變校正量，使得 可以在沒(méi)有畸變的情況下顯示投影表面上的圖像，并且，通過(guò)利用變焦或偏移機(jī)構(gòu)，調(diào)整投 影的圖像的尺寸和位置。當(dāng)完成調(diào)整時(shí)，設(shè)定圖像處理，諸如亮度和顏色的調(diào)整。當(dāng)沒(méi)有完 成調(diào)整時(shí)，從投影型顯示裝置的姿勢(shì)的調(diào)整起重復(fù)處理。安裝的本實(shí)施例的投影型顯示裝置對(duì)于所有的輸入執(zhí)行具有等同的效果的幾何 畸變校正。即使當(dāng)輸入圖像的尺寸變化時(shí)，也用等于或小于在整個(gè)VEA上顯示的圖像的尺 寸投影圖像。因此，除非投影型顯示裝置的安裝位置或投影表面變化，否則，不需要重新安裝。圖3中的右側(cè)的陰影區(qū)域示出當(dāng)圖3中的左側(cè)所示的校正后的虛擬有效區(qū)域M被 投影到投影表面(未示出)上并保持校正前的虛擬有效區(qū)域U的縱橫比時(shí)的VEA。圖3中 的右側(cè)的虛線示出當(dāng)在顯示單元7a的有效區(qū)域K的整個(gè)表面上顯示圖像時(shí)的投影區(qū)域。雖然已參照示例性實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性 實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有的變更方式以及等同的結(jié) 構(gòu)和功能。例如，本實(shí)施例區(qū)分對(duì)于輸入圖像的縮放與在幾何畸變校正時(shí)執(zhí)行的縮放，但是， 可以一起執(zhí)行一系列的處理。另外，本實(shí)施例討論由垂直方向的傾斜導(dǎo)致的楔形畸變的校 正，并且將放大處理限于水平方向，但是，由水平方向的傾斜導(dǎo)致的楔形畸變可以是可校正 的，并且，可以執(zhí)行垂直放大處理。
權(quán)利要求
1.一種投影型顯示裝置，包括顯示單元(7a)，所述顯示單元(7a)具有作為用于顯示的最大可用區(qū)域的第一有效區(qū) 域⑷；和幾何畸變校正器(6)，所述幾何畸變校正器(6)被配置為通過(guò)對(duì)于重疊于第二有效區(qū) 域(U)的圖像上的輸入圖像執(zhí)行放大處理，使得作為校正后的虛擬有效區(qū)域的第三有效區(qū) 域(M)能夠具有位于第一有效區(qū)域和第二有效區(qū)域之間的區(qū)域(V)中的部分并且第二有效 區(qū)域能夠被放大，以校正幾何畸變，所述第二有效區(qū)域(U)設(shè)于第一有效區(qū)域中且比第一 有效區(qū)域小并且是幾何畸變還沒(méi)有被校正的虛擬有效區(qū)域。
2.一種幾何畸變校正方法，包括以下的步驟通過(guò)處理器(6)獲得涉及作為用于顯示單元(7a)的顯示的最大可用區(qū)域的第一有效 區(qū)域的信息、涉及被設(shè)于第一有效區(qū)域中并且比第一有效區(qū)域小并且作為幾何畸變還沒(méi)有 被校正的虛擬有效區(qū)域的第二有效區(qū)域(U)的信息、和用于校正幾何畸變的信息；和通過(guò)由處理器(6)基于由獲得步驟獲得的信息對(duì)于重疊于第二有效區(qū)域(U)的圖像上 的輸入圖像執(zhí)行放大處理，使得作為校正后的虛擬有效區(qū)域的第三有效區(qū)域(M)能夠具有 位于第一有效區(qū)域和第二有效區(qū)域之間的區(qū)域(V)中的部分并且第二有效區(qū)域能夠被放 大，以校正幾何畸變。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及投影型顯示裝置和幾何畸變校正方法。所述投影型顯示裝置包括顯示單元，所述顯示單元具有作為用于顯示的最大可用區(qū)域的第一有效區(qū)域；和幾何畸變校正器，所述幾何畸變校正器被配置為通過(guò)對(duì)于重疊于第二有效區(qū)域的圖像上的輸入圖像執(zhí)行放大處理，使得作為校正后的虛擬有效區(qū)域的第三有效區(qū)域能夠具有位于第一有效區(qū)域和第二有效區(qū)域之間的區(qū)域中的部分并且第二有效區(qū)域能夠被放大，以校正幾何畸變，所述第二偶校區(qū)域被設(shè)于第一有效區(qū)域中且比第一有效區(qū)域小并且是幾何畸變還沒(méi)有被校正的虛擬有效區(qū)域。
文檔編號(hào)G06T3/00GK102111596SQ201010602040
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者石井敦史 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社