JP5320693B2 - 画像処理装置、プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタのための画像処理に関し、特に、投写面に表示される画像の歪み補正技術に関する。

プロジェクタは、通常、あおり投写によって投写面に画像を表示する。あおり投写とは。プロジェクタの光源光軸が投写面に対して垂直に交わらない場合の投写手法を意味する。あおり投写によって投写面に表示された画像は歪んで表示されるため、プロジェクタには、歪みを抑制した画像を投写面に表示するための補正機能が設けられている。このような補正機能は、例えば、プロジェクタの投写角度に関する角度パラメータを用いて、内部に設けられた液晶ライトバルブなどの画像形成部に歪んだ画像を形成することにより、投写面に表示される画像の歪みを補正する。

画像の歪み補正に用いられる角度パラメータには、ピッチ角、ヨー角、チルト角の３種類がある。ピッチ角は、プロジェクタを縦方向にあおった場合の回転角度で表され、ヨー角は、プロジェクタを横方向にあおった場合の、スクリーン法線ｎと光源光軸ＬＡとの間の角度で表され、チルト角は、プロジェクタの光源光軸を中心とする回転角度により表される。ピッチ角の調整により投写面に表示された歪み画像の縦方向の辺の歪みが補正され、ヨー角の調整により投写面に表示された歪み画像の横方向の辺の歪みが補正され、チルト角の調整により、投写面に表示された画像の、水平面に対する傾きが補正される。チルト角を補正すると、投写面に表示されている画像の形状に新たな歪みが発生する。そのため、ピッチ角およびヨー角の補正前にチルト角を補正する必要がある。

特開２００６−２５３８７４号公報

しかしながら、投写面に表示されている画像の形状に台形歪みの生じている状態で、チルト角を補正しなければならず、投写面に表示されている画像の形状を補正の目安とすることが困難であり、補正の精度が低下する。また、チルト角補正後にピッチ角およびヨー角を補正して画像の台形歪みを補正しても、投写面に表示された画像が水平面に対して傾いていることがある。このため、ユーザは、ピッチ角およびヨー角の補正後に、再度チルト角を補正しなければならないことがあり、煩雑である。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、多軸の回転角度を用いて投写面に表示された画像の歪みを補正するプロジェクタにおける歪み補正の精度向上およびプロジェクタを利用するユーザの利便性の向上を目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決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。
［形態１］ 画像データを用いて投写面に表示すべき画像を形成する画像形成部を備えるプロジェクタに用いられる画像処理装置であって、
前記プロジェクタの設置面に対する前記プロジェクタの垂直方向の投写角度に関する第１の補正角度パラメータ、前記設置面に対する前記プロジェクタの水平方向の投写角度に関する第２の補正角度パラメータ、および、前記プロジェクタの光軸に対する前記プロジェクタの回転角度に関する第３の補正角度パラメータと、を入力する入力手段と、
前記入力された第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを用いて、前記投写面に対して垂直な直線である投写面法線を算出する投写面法線算出手段と、
前記第３の補正角度パラメータを、前記算出された投写面法線を回転軸とする前記プロジェクタの回転角度に変換する変換手段と、
前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータおよび前記変換された第３の補正角度パラメータを用いて、原画像データから、前記投写面に表示される表示画像の歪みを補正した補正画像データを生成する補正画像データ生成手段と、を備え、
前記入力手段は、前記第３の補正角度パラメータの入力前に、前記投写面に画像を表示するための表示領域の形状を略矩形とするための、前記第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを入力し、かつ、前記投写面法線の算出後に前記第３の補正角度パラメータを入力する画像処理装置。

［適用例１］
本発明の適用例１は、画像データを用いて投写面に表示すべき画像を形成する画像形成部を備えるプロジェクタに用いられる画像処理装置を提供する。適用例１の画像処理装置は、前記プロジェクタの設置面に対する前記プロジェクタの垂直方向の投写角度に関する第１の補正角度パラメータ、前記設置面に対する前記プロジェクタの水平方向の投写角度に関する第２の補正角度パラメータ、および、前記プロジェクタの光軸に対する前記プロジェクタの回転角度に関する第３の補正角度パラメータと、を入力する入力手段と、前記入力された第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを用いて、前記投写面に対して垂直な直線である投写面法線を算出する投写面法線算出手段と、前記第３の補正角度パラメータを、前記算出された投写面法線を回転軸とする回転角度に変換する変換手段と、前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータおよび前記変換された第３の補正角度パラメータを用いて、原画像データから、前記投写面に表示される表示画像の歪みを補正した補正画像データを生成する補正画像データ生成手段と、を備える。

適用例１の画像処理装置によれば、投写面に表示すべき画像の補正時に、投写面法線を回転軸として回転させた補正画像データを生成できる。従って、投写面とプロジェクタとの相対的な位置関係の変化を抑制できるため、回転歪みを補正する場合に、第１の補正角度パラメータおよび第２の補正角度パラメータを維持した状態で行うことができる。よって、画像の補正形状について新たな台形歪みの発生を抑制することができ、歪み補正の精度を向上できる。

請求項１記載の画像処理装置において、前記入力手段は、前記第３の補正角度パラメータの入力前に、前記投写面に画像を表示するための表示領域の形状を略矩形とするために、前記第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを入力する。

適用例１の画像処理装置によれば、投写面に表示されている画像の形状を略矩形とした後に、投写面法線を回転軸として画像を回転させて、投写面の水平垂直方向に対する表示画像の形状の歪みを補正できる。従って、略矩形とされた表示画像において新たな台形歪みの発生を抑制でき、効率的に歪みを補正できる。

適用例１の画像処理装置において、前記入力手段は、前記第２の補正角度パラメータの入力前に前記第１の補正角度パラメータを入力し、前記補正画像データ生成手段は、前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータおよび前記第３の補正角度パラメータを、入力された順番で用いた式１により表される回転行列Ｒに従って補正画像データを生成する。

適用例１の画像処理装置によれば、第１の補正角度パラメータを用いた補正結果を第２の補正角度パラメータを用いた補正に利用できるため、効率的に補正処理を行える。また、第１の補正角度パラメータおよび第２の補正角度パラメータを用いた補正により表示領域を矩形とした後に第３の補正角度パラメータを用いて表示領域を投写面上で回転させることができる。よって、表示領域に新たな歪みの発生を抑制表示領域の歪み補正を行える。

適用例１の画像処理装置において、更に、前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータ、前記第３の補正角度パラメータの順番で、前記各補正角度パラメータをユーザに入力させるための角度パラメータ入力画面を前記投写面に表示する表示制御手段を備える。

適用例１の画像処理装置によれば、第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータ、前記第３の補正角度パラメータの順番で補正角度パラメータを入力させることができるため、効率的に補正処理を行える。

［適用例２］
本発明の適用例２は、プロジェクタを提供する。適用例２のプロジェクタは、適用例１の画像処理装置と、光源と、前記光源からの射出光と、前記画像処理装置から入力された前記補正画像データとを用いて、前記投写面に表示すべき画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部から出力された射出光を投写面に投写する投写光学系と、を備える。

適用例２のプロジェクタによれば、スクリーン法線を回転軸とする回転角を用いて投写面に表示される画像の歪みを補正できる。従って、補正形状の計算時に、補正形状における新たな歪みの発生を抑制できる。よって、効率的に歪み補正を行うことができる。

本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。本発明は、上述した画像処理装置としての構成の他に、画像処理装置による画像処理方法、画像処理装置に画像処理を実行させるためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体等としても構成できる。いずれの構成においても、上述した各態様を適宜適用可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスクや、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ハードディスク等種々の媒体を利用することが可能である。

Ａ１−１．機能ブロック：
図１は、実施例におけるプロジェクタＰＪの構成を例示するブロック図である。プロジェクタＰＪは、照明光学系１００と、液晶ライトバルブ３００と、投写光学系３４０とを備える。図１において、各光学系は簡略に示されている。また、プロジェクタＰＪは、光源ランプ駆動部１１０、液晶ライトバルブ駆動部３１０、投写光学系調整部３５０、ＣＰＵ４００、画像入力部４１０、画像処理部４２０、操作部５１０を備える。ＣＰＵ４００は、プロジェクタＰＪ全体の動作を制御する。

光源ランプ駆動部１１０は、照明光学系１００に含まれる光源ランプを駆動する。液晶ライトバルブ駆動部３１０は、画像処理部４２０から与えられる画像データに従って、液晶ライトバルブ３００を駆動する。

操作部５１０は、ユーザからの入力に応じて、ＣＰＵ４００に種々の処理を実行させる。例えば、ユーザは、操作部５１０を介して、画像の歪み補正処理に用いられる角度パラメータを入力したり、スクリーンＳＣに投写される画像のコントラストを調整したりできる。実施例において、角度パラメータは、プロジェクタＰＪと投写面との間の角度（投写角度）に関する情報である、角度パラメータθ、φ、ψの３種類が含まれる。詳細は後述する。

投写光学系調整部３５０は、投写光学系３４０の位置を調整する。具体的には、投写光学系調整部３５０は、光源光軸ＬＡに平行な方向に向けて、投写光学系３４０に含まれるレンズを移動させたり、シフト位置を調整したりする。なお、光源光軸は照明光学系１００から射出される光の中心軸を意味しており、液晶ライトバルブ３００がスクリーンＳＣに投写する画像の中心を通る。

画像入力部４１０は、外部から与えられた画像データを画像処理部４２０に受け渡す。例えば、画像入力部４１０は、メモリカードＭＣ内に格納されている画像データを読み出し、かかる画像データを画像処理部４２０に受け渡す。

画像処理部４２０は、画像入力部４１０から受け渡された画像データを処理して、入力画像データから補正画像データを生成し、補正画像データを液晶ライトバルブ駆動部３１０へ受け渡す。あおり投写によってスクリーンＳＣ上に画像が表示される場合、液晶ライトバルブ３００に歪みのない矩形画像が形成されると、スクリーンＳＣ上に表示される画像は、略台形状に歪む。逆に、液晶ライトバルブ３００に略台形上に歪んだ画像を形成すれば、スクリーンＳＣ上に歪みのない画像を表示可能である。以降、実施例では、液晶ライトバルブ３００に形成する歪んだ画像を「歪み画像」と呼び、歪み画像の外形形状を「歪み画像の形状」と呼ぶ。歪み補正部４３０は、入力画像データを補正して歪み画像を表す補正画像データを生成する。補正画像データに従って、液晶ライトバルブ３００に歪み画像が形成されると、スクリーンＳＣには矩形の画像が表示される。

具体的には、画像処理部４２０は、歪み補正部４３０として機能するコンピュータプログラムを備えており、歪み補正部４３０は、補正形状計算モジュール４３２と、補正実行モジュール４３４と、を備える。

補正形状計算モジュール４３２は、操作部５１０を介して入力された角度パラメータθ、φ、ψを用いて、投写面に表示される画像の形状について、矩形かつ係る矩形の対辺がそれぞれスクリーンＳＣの水平方向および垂直方向に略平行となるように、液晶ライトバルブ３００に形成される画像の補正形状を計算する。具体的には、補正形状計算モジュール４３２は、入力された角度パラメータを用いてスクリーンに垂直な直線であるスクリーン法線を算出し、光軸を回転軸とするプロジェクタの横転角度に関する角度パラメータψを、スクリーン法線を回転軸とする回転角度に変換し、これを用いて投写面に表示される画像の補正形状を計算する。実施例において、補正形状の計算とは、後に説明する回転行列の算出を含む。補正形状計算モジュール４３２は、特許請求の範囲における「投写面法線算出手段」および「変換手段」に当たる。以降、実施例では、液晶ライトバルブにおける、画像が形成される領域を「形成領域」と呼び、投写面における、画像が表示される領域を「表示領域」と呼ぶ。

補正実行モジュール４３４は、補正形状計算モジュール４３２によって計算された形成領域の補正形状に基づき、入力画像データから、液晶ライトバルブ３００に歪み画像を形成するための補正画像データを生成し、液晶ライトバルブ３００に入力する。補正実行モジュール４３４は、特許請求の範囲の「補正画像データ生成手段」に当たる。

以上のような構成を備えることにより、プロジェクタＰＪは、ユーザから入力された角度パラメータを用いて計算した画像の補正形状に基づき、液晶ライトバルブ３００に形成すべき歪み画像を表す補正画像データを生成して、投写面に表示されている画像の歪みを補正する。

Ａ２．スクリーン法線：
Ａ２ー１．角度パラメータ：
図２（ａ）〜（ｃ）は、実施例におけるプロジェクタとスクリーンＳＣとの間の角度（投写角度）について説明する説明図である。図２（ａ）〜（ｃ）において、プロジェクタとスクリーンＳＣとが設置されている空間をｘｙｚ座標系で示す。図２（ａ）に示すように、実施例では、プロジェクタＰＪは、ｘ−ｚ平面に平行な面上に設置されており、スクリーンＳＣはｘ−ｙ平面に平行な平面である。図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、ｘ軸は、プロジェクタの設置面に対して水平方向（プロジェクタの左右方向）に伸びた直線であり、ｙ軸は、設置面の垂直方向（プロジェクタの上下方向）に伸びた直線であり、ｚ軸は、プロジェクタＰＪの前後方向に伸びた直線（ｘ軸およびｙ軸に垂直な直線）である。各軸は、それぞれ、右側、上側、前側がプラスと規定されている。

投写角度に関する角度情報としては、ピッチ角θ、ヨー角φ、ロール角ψの３種類がある。ピッチ角は、図２（ｂ）に示すように、プロジェクタＰＪの設置面に対してプロジェクタＰＪを上下方向に回転させた場合の接地面とプロジェクタ底面との角度θを表している。言い換えれば、プロジェクタＰＪをｘ軸を中心に回転して縦方向にあおった場合の、ｘ−ｚ平面とプロジェクタＰＪとの間の角度θを表している。プロジェクタのヨー角は、図２（ｃ）に示すように、プロジェクタＰＪの設置面に対してプロジェクタＰＪを左右方向に回転させた場合のｚ軸と光源光軸ＬＡとの間の角度φで表される。言い換えれば、プロジェクタＰＪを、Ｙ軸を中心に回転して横方向にあおった場合の、ｚ軸と光源光軸ＬＡとの間の角度φで表される。ロール角は、プロジェクタＰＪの前後方向に伸びる直線（ｚ軸）を回転軸とするプロジェクタＰＪの横転角度ψを表している。

ピッチ角θが変化すると表示領域の縦辺の傾きが変わり、ヨー角φが変化すると表示領域の横辺の傾きが変わる。ロール角ψが変化すると、表示領域が回転される。

実施例における歪み補正処理では、上述の３種類の軸の回転を考慮して、表示領域の縦辺補正に用いられる角度パラメータθ、表示領域の横辺補正に用いられる角度パラメータφ、および表示領域の回転補正に用いられる角度パラメータψを補正形状計算モジュール４３２に入力することにより、形成領域の補正形状を計算する。

Ａ２−２．スクリーン法線の計算：
上述のように多軸を回転して画像を投写する場合、回転させる軸の順番により投写される画像の形状が異なる。実施例では、ピッチ角θ→ヨー角φ→ロール角ψの順番で軸を回転させて画像を投写する。ピッチ角θとヨー角φを固定することによりスクリーン法線が規定されるため、スクリーン法線ｎを回転軸として画像を回転してロール角ψを変化させても、投写面に表示されている画像の形状に変化が生じず（すなわち、新たな歪みが発生せず）、ロール角ψの変化後に、再度、ピッチ角θ、ヨー角φの補正の必要がないからである。なお、プロジェクタの底面とプロジェクタが設置されているｘ−ｚ平面とのなす角が常にピッチ角θと一致し、ｘ−ｚ平面が水平であれば、プロジェクタには、ｚ軸を回転軸とする回転が生じずロール角ψに変化はないため、ピッチ角θとヨー角φのみを用いて画像の歪み補正を行うことができる。そのため、ピッチ角θをヨー角φよりも先に回転させている。

ピッチθ→ヨーφ→ロールψの順番でプロジェクタを回転させると、液晶ライトバルブ３００上の点は、以下の式１に示す回転行列Ｒによりスクリーン上の点へ座標変換される。

上記の回転行列Ｒは、外側からプロジェクタＰＪを見た場合のプロジェクタＰＪの回転を表している。逆に、プロジェクタＰＪからは、スクリーンＳＣが回転しているように見える。従って、プロジェクタから見たスクリーンＳＣの回転を表す行列は、回転行列Ｒの逆行列となる。回転行列は、直交行列の１種類であり、転置行列にすることにより逆行列を求めることができる。従って、回転行列Ｒの逆行列Ｒ^ー1は、式３により表される。

よって、スクリーンＳＣ上の点は、以下の式４により表される射影変換Φにより座標変換される。ここで、スクリーン上の点をｘｙｚ標準座標系によって表す。（ｘ、ｙ、ｚ）はスクリーン上の点を表し、（ｘ’、ｙ’、ｚ’）は、射影変換Φによるｘｙｚ座標系における変換後の座標を表す。なお、ｚは、プロジェクタとスクリーンとの距離を表す定数である。

スクリーン法線ｎは、ｘｙｚ座標系における奥行き方向の無限遠点を、式４に示す射影変換Φを用いて座標変換することにより求められる。無限遠点は、同次座標を用いて、奥行き方向の無限遠点＝［０：０：１］と表すことができる。同次座標とは、ｘ：ｙ：ｚ＝ｘ’：ｙ’：ｚ’の関係が成立する座標を表しており、（ｘ、ｙ、ｚ）＝［ｘ’：ｙ’：ｚ’］と表される。

なお、スクリーンＳＣ上の水平方向の無限遠点および垂直方向の無限遠点を回転させて座標変換すると、ｘｙｚ座標系における水平消失点Ｈ’および垂直消失点Ｖ’が定まる。奥行き方向の無限遠点と同様に、水平方向の無限遠点＝［１：０：０］と表すことができ、垂直方向の無限遠点＝［０：１：０］と表すことができる。

従って、スクリーン法線ｎのベクトル、水平消失点Ｈ’、垂直消失点Ｖ’は、式４を用いて式５に示すように求められる。

式５に示すように、スクリーン法線ｎは、ピッチ角θとヨー角φとにより規定されるため、プロジェクタＰＪの補正形状計算モジュール４３２は、ロール角ψの入力前に、ピッチ角θおよびヨー角φを入力する。なお、式５に示す水平消失点Ｈ’、垂直消失点Ｖ’を、Ｚ成分で約分して二次元のＸＹ標準座標系で表すと、式６に示すように、仮想ライトバルブ上における水平消失点Ｈｐ（Ｈｘ，Ｈｙ）および垂直消失点Ｖｐ（Ｖｘ，Ｖｙ）が求められる。

補正形状計算モジュール４３２は、ユーザから入力された角度パラメータθ、φ、ψ、および式４によって表される射影変換Φを用いて、入力画像データによって表される画像の注目画素に対応する歪み画像（液晶ライトバルブ３００に形成される画像形状）内の画素を決定し、決定した対応画素に注目画素の画素値を割り当てる。

Ａ３．補正処理：
図４〜図８を参照して、投写面に表示されている画像の歪みを補正する補正処理について説明する。図４は、実施例における補正処理を説明するフローチャートである。図５は、実施例における操作部５１０を例示する説明図である。図６は、実施例における角度パラメータ入力の操作画面を例示する説明図である。図７および図８は、実施例における表示領域の形状と液晶ライトバルブ３００に形成される補正形状との対応を例示する説明図である。補正処理は、ＣＰＵ４００が、歪み補正部４３０の各モジュールを制御して実行する。なお、以降では、説明の便宜上、歪み補正部４３０の各モジュールが実行するものとして説明する。補正処理は、ユーザからの補正要求、例えば、プロジェクタＰＪの操作部５１０に設けられた補正実行ボタンの押下を契機として実行される。

補正形状計算モジュール４３２は、操作部５１０の補正実行ボタンが押下されると、角度パラメータ補正画面をスクリーンＳＣに表示する（ステップＳ１０）。

図５は、実施例における操作部５１０を例示する説明図である。操作部５１０は、プロジェクタＰＪの、例えば上面に設置されている。操作部５１０は、図５に示すように、歪み補正ボタンＢＴ１，ＢＴ２，ＢＴ３，ＢＴ４、決定ボタンＢＴ１０、補正実行ボタンＢＴ２０を備える。補正形状計算モジュール４３２は、補正実行ボタンＢＴ２０が押下されると、角度パラメータ補正画面ＷＤを表示する。

図６（ａ）〜（ｃ）は、実施例における角度パラメータ補正画面ＷＤを例示する説明図である。角度パラメータ補正画面ＷＤは、縦辺補正スライドバーＳＬ１，横辺補正スライドバーＳＬ２および回転補正スライドバーＳＬ３を有する。各スライドバーＳＬ１〜ＳＬ３には、それぞれ、現在の角度パラメータθ、φ、ψを表すマークＭＫ１〜ＭＫ３が表示されている。選択枠ＴＧは、補正対象のスライドバーを枠で囲んで示している。各スライドバーの図面左右方向の移動量と、各角度パラメータθ、φ、ψの補正量とが連動している。実施例では、縦辺補正スライドバーＳＬ１の移動量と角度パラメータθの補正量とが連動しており、液晶ライトバルブ３００に形成される表示領域の形状の縦辺の傾きが補正される。また、横辺補正スライドバーＳＬ２の移動量と角度パラメータφの補正量が連動しており、液晶ライトバルブ３００に形成される表示領域の形状の横辺の傾きが補正される。また、回転補正スライドバーＳＬ３の移動量と角度パラメータψの補正量とが連動しており、液晶ライトバルブ３００に形成される表示領域がスクリーン法線ｎを回転軸として回転される。

実施例では、ユーザに、角度パラメータθ、φ、ψの順番で入力させるため、角度補正の開始時、図６（ａ）に示すように、縦辺補正スライドバーＳＬ１が選択枠ＴＧにより選択されている。なお、プロジェクタの電源を入れてから一度も歪み補正を行っていない場合には、角度パラメータθ、φ、および、ψには、それぞれ初期値の「０」が設定されている。

図７（ａ）は、角度パラメータθ、φ、およびψに初期値の「０」が設定されている状態で、プロジェクタをあおり投写した際の表示領域４０および形成領域３０を表している。図７（ａ）に示すように、角度補正開始時、表示領域４０は台形に歪んでおり、形成領域３０は、液晶ライトバルブ３００全体に矩形に形成されている。

補正形状計算モジュール４３２は、縦辺補正スライドバーＳＬ１のマークＭＫ１の移動量に応じて、角度パラメータθを補正する（ステップＳ１２）具体的には、ユーザは、スクリーンＳＣに表示されている画像を視認しながら、補正ボタンＢＴ３もしくはＢＴ４を押下し、図７（ｂ）に示すように、縦辺４１，４２が略平行となるように縦辺補正スライドバーＳＬ１のマークＭＫを移動させる。補正形状計算モジュール４３２は、補正ボタンＢＴ３もしくはＢＴ４の押下される度に、縦辺補正スライドバーＳＬ１に連動する角度パラメータθを補正する。図７（ｂ）に示すように、液晶ライトバルブ３００に形成されている形成領域３０の縦辺３１，３２の角度が破線に示すように変化する。ユーザは、縦辺４１，４２が略平行となったことを確認し、決定ボタンＢＴ１０を押下する。これにより。角度パラメータθは、補正角度θ₁に補正される。

決定ボタンＢＴ１０の押下により、角度パラメータθ₁が確定される。角度パラメータθ₁を、式６に代入することにより、形成領域３０の垂直消失点Ｖｐが式７に示すように求まる。なお、垂直消失点Ｖｐを通る直線は、スクリーンＳＣ上において平行に表示される。

補正形状計算モジュール４３２は、決定ボタンＢＴ１０の押下を検出すると（ステップＳ１４）、角度パラメータφを補正する（ステップＳ１６）。具体的には、補正形状計算モジュール４３２は、図６（ｂ）に示すように、角度パラメータ補正画面ＷＤにおいて、横辺補正スライドバーＳＬ２を選択枠ＴＧにより選択する。角度パラメータθの補正時と同様に、ユーザは、図８（ａ）に示すように、表示領域４０を視認しながら、表示領域４０の横辺４３，４４が略平行となるように横辺補正スライドバーＳＬ２のマークＭＫを移動させる。補正形状計算モジュール４３２は、補正ボタンＢＴ３もしくはＢＴ４が押下される度に、横辺補正スライドバーＳＬ２に連動する角度パラメータφを補正する。図８（ａ）に示すように、液晶ライトバルブ３００に形成されている形成領域３０の横辺３３，３４が補正される。ユーザは、表示領域４０の横辺４３，４４が略平行となったことを確認し、決定ボタンＢＴ１０を押下する。こうすることにより、角度パラメータφは、補正角度φ₁補正される。

決定ボタンＢＴ１０の押下により、角度パラメータφ₁が確定される。角度パラメータφ₁を、式６に代入することにより、形成領域３０の水平消失点Ｈｐが式８に示すように求まる。なお、水平消失点Ｈｐを通る直線は、スクリーンＳＣ上において平行に表示される。

式８に示すように、水平消失点Ｈｐのｙ座標は「−ｔａｎθ₁」であり、垂直消失点のｙ座標から簡易に求めることができる。従って、角度パラメータφの入力前に角度パラメータθを入力すると、プロジェクタＰＪの処理負荷を軽減できる。

ここで、角度パラメータθ₁と角度パラメータφ₁とが決定されると、スクリーン法線は、式５を用いて式９に示すように表される。

補正形状計算モジュール４３２は、決定ボタンＢＴ１０の押下を検出すると（ステップＳ１８）、ロール角ψを補正対象の角度パラメータとして選択する（ステップＳ２０）。具体的には、補正形状計算モジュール４３２は、図６（ｃ）に示すように、角度パラメータ補正画面ＷＤにおいて、回転補正スライドバーＳＬ３を選択枠ＴＧにより選択する。角度パラメータθ、φの補正時と同様に、ユーザは、図８（ｂ）に示すように、表示領域４０を視認しながら、横辺４３，４４がスクリーンＳＣの水平線５５に略平行となるように回転補正スライドバーＳＬ３のマークＭＫ３を移動させる。補正形状計算モジュール４３２は、補正ボタンＢＴ３もしくはＢＴ４が押下される度に、回転補正スライドバーＳＬ３に連動する角度パラメータψを補正する。プロジェクタＰＪ自体の横転角度は、光軸を回転軸とする回転角度ψ₀（図８（ｂ））により表されるが、本実施例のように、角度パラメータの補正時に、角度パラメータθ、φをまず補正することにより、入力された補正角度ψを、スクリーン法線を回転軸とする回転角ψ₁に変換して扱うことができる。従って、光軸を回転軸として回転補正した場合には、図８（ａ）に示す形成領域３０がそのままの形状で光軸ＬＡを中心に回転されるが、スクリーン法線を回転軸として回転補正した場合には、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）に示す形成領域３０の形状は補正される。

水平消失点Ｈｐ、垂直消失点Ｖｐは、回転補正により水平消失点Ｈｐ１，垂直消失点Ｖｐ１に変換される（式１０）が、スクリーンに対する相対的な位置関係は変わらないため、表示領域４０の縦辺および横辺の傾きは変わらず、表示領域４０は回転補正前後において矩形で維持される。

ユーザは、図８（ｂ）に示すように、矩形の表示領域４０の水平方向の対辺がスクリーンＳＣの水平線５５に略平行となり、表示領域４０の垂直方向の対辺がスクリーンＳＣの垂直線に略平行となったことを確認し、決定ボタンＢＴ１０を押下する。

なお、既述のように実施例では、ユーザに角度パラメータθ、φ、ψの順番で入力させるため、例えば、角度パラメータφの補正後に決定ボタンＢＴ１０が押下されると、選択枠ＴＧは回転補正スライドバーＳＬ３に移動し、縦辺補正スライドバーＳＬ１、横辺補正スライドバーＳＬ２の選択に戻ることはできない。ユーザは、一度補正した角度パラメータを再度補正するには、一度、角度補正を終了し、補正実行ボタンＢＴ２０を再度押下すればよい。

補正実行モジュール４３４は、決定ボタンＢＴ１０の押下を検出すると（ステップＳ２０）、計算された形成領域３０の補正形状に基づき、すなわち、補正された各角度パラメータθ₁、φ₁、ψ₁が代入された式４の射影変換Φを用いて、入力画像データから、液晶ライトバルブ３００に補正形状の画像を形成するための補正画像データを生成する（ステップＳ２４）。

以上説明した実施例のプロジェクタによれば、スクリーンＳＣに画像を表示すべき表示領域の形状を略矩形とした後に、スクリーン法線を回転軸として表示領域を回転させて、投写面の水平垂直方向に対する表示領域の歪み（傾き）を補正できる。従って、略矩形とされた表示領域について新たな台形歪みの発生を抑制でき、効率的に表示領域の歪みを補正できる。また、実施例のプロジェクタによれば、角度パラメータθと角度パラメータφとを用いて簡易にスクリーン法線を算出でき、プロジェクタの処理負荷を軽減できる。

また、実施例のプロジェクタによれば、角度パラメータ補正画面において、角度パラメータθ、φ、ψの、所定の順番での入力を必須とするように制御しているため、各角度パラメータをユーザに円滑に入力させることができる。

Ｂ．変形例：
（１）実施例では、プロジェクタＰＪは、歪み補正部を備えており、本発明における画像処理装置およびプロジェクタに相当する。しかしながら、例えば、歪み補正部は、プロジェクタとは異なるパーソナルコンピュータに設けられていてもよい。係る場合には、コンピュータが本発明における画像処理装置に相当する。

（２）実施例でにおいてプロジェクタは、液晶ライトバルブを備えているが、例えば、液晶ライトバルブに代えて、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の登録商標）等のマイクロミラー型光変調装置を備えても良い。あるいは、プロジェクタは、高輝度ブラウン管やプラズマディスプレイパネル、エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル、発光ダイオード型ディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイパネルなど備えても良い。このように、画像形成部としては、非自発光型の装置や自発光型の装置を用いることができる。

（３）実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアにおきかえるようにしてもよい。

以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。

実施例におけるプロジェクタの構成を例示するブロック図。 実施例におけるプロジェクタとスクリーンとの間の角度（投写角度）について説明する説明図。 実施例におけるスクリーン法線を説明する説明図。 実施例における補正処理を説明するフローチャート。 実施例における操作部を例示する説明図。 実施例における角度パラメータ入力の操作画面を例示する説明図。 実施例における表示領域の形状と液晶ライトバルブに形成される補正形状との対応を例示する説明図。 実施例における表示領域の形状と液晶ライトバルブに形成される補正形状との対応を例示する説明図。

符号の説明

３０…形成領域
３１…縦辺
３１…横辺
４０…表示領域
４１…横辺
４３…横辺
５５…水平線
１００…照明光学系
１１０…光源ランプ駆動部
３００…液晶ライトバルブ
３１０…液晶ライトバルブ駆動部
３４０…投写光学系
３５０…投写光学系調整部
４００…ＣＰＵ
４１０…画像入力部
４２０…画像処理部
４３０…歪み補正部
４３２…補正形状計算モジュール
４３４…補正実行モジュール
５１０…操作部

Claims (8)

1. 画像データを用いて投写面に表示すべき画像を形成する画像形成部を備えるプロジェクタに用いられる画像処理装置であって、
   前記プロジェクタの設置面に対する前記プロジェクタの垂直方向の投写角度に関する第１の補正角度パラメータ、前記設置面に対する前記プロジェクタの水平方向の投写角度に関する第２の補正角度パラメータ、および、前記プロジェクタの光軸に対する前記プロジェクタの回転角度に関する第３の補正角度パラメータと、を入力する入力手段と、
   前記入力された第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを用いて、前記投写面に対して垂直な直線である投写面法線を算出する投写面法線算出手段と、
   前記第３の補正角度パラメータを、前記算出された投写面法線を回転軸とする前記プロジェクタの回転角度に変換する変換手段と、
   前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータおよび前記変換された第３の補正角度パラメータを用いて、原画像データから、前記投写面に表示される表示画像の歪みを補正した補正画像データを生成する補正画像データ生成手段と、を備え、
   前記入力手段は、前記第３の補正角度パラメータの入力前に、前記投写面に画像を表示するための表示領域の形状を略矩形とするための、前記第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを入力し、かつ、前記投写面法線の算出後に前記第３の補正角度パラメータを入力する画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   前記入力手段は、前記第２の補正角度パラメータの入力前に前記第１の補正角度パラメータを入力し、
   前記補正画像データ生成手段は、前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータおよび前記変換された第３の補正角度パラメータを、入力された順番で用いた式１により表される回転行列Ｒに従って前記補正画像データを生成する、画像処理装置。
   

   
3. 請求項１または請求項２記載の画像処理装置であって、更に、
   前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータ、前記第３の補正角度パラメータの順番で、前記各補正角度パラメータをユーザに入力させるための角度パラメータ入力画面を前記投写面に表示する表示制御手段を備える、画像処理装置。
4. プロジェクタであって、
   請求項１ないし請求項３いずれか記載の画像処理装置と、
   光源と、
   前記光源からの射出光と、前記画像処理装置から入力された前記補正画像データとを用いて、前記投写面に表示すべき画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部から出力された射出光を投写面に投写する投写光学系と、を備えるプロジェクタ。
5. 画像データを用いて投写面に表示すべき画像を形成する画像形成部を備えるプロジェクタに用いられる画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
   前記投写面に画像を表示するための表示領域の形状を略矩形とするための、前記プロジェクタの設置面に対する前記プロジェクタの垂直方向の投写角度に関する第１の補正角度パラメータと、前記設置面に対する前記プロジェクタの水平方向の投写角度に関する第２の補正角度パラメータとを、前記プロジェクタの光軸に対する前記プロジェクタの回転角度に関する第３の補正角度パラメータの入力前に入力し、
   前記入力された第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを用いて、前記投写面に対して垂直な直線である投写面法線を算出し、
   前記投写面法線の算出後に前記第３の補正角度パラメータを入力し、
   前記第３の補正角度パラメータを、前記算出された投写面法線を回転軸とする回転角度に変換し、
   前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータおよび前記変換された第３の補正角度パラメータを用いて、原画像データから、前記投写面に表示される表示画像の歪みを補正した補正画像データを生成する、画像処理方法。
6. 請求項５記載の画像処理方法であって、
   前記第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータおよび前記第３の補正角度パラメータの入力において、前記第１の補正角度パラメータを入力し、前記第１の補正角度パラメータの入力後に前記第２の補正角度パラメータを入力し、前記第２の補正角度パラメータの入力後に前記第３の補正角度パラメータを入力する、画像処理方法。
7. 画像データを用いて投写面に表示すべき画像を形成する画像形成部を備えるプロジェクタに用いられる画像処理装置に画像処理を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
   前記投写面に画像を表示するための表示領域の形状を略矩形とするための、前記プロジェクタの設置面に対する前記プロジェクタの垂直方向の投写角度に関する第１の補正角度パラメータと、前記設置面に対する前記プロジェクタの水平方向の投写角度に関する第２の補正角度パラメータとを、前記プロジェクタの光軸に対する前記プロジェクタの回転角度に関する第３の補正角度パラメータの入力前に入力する機能と、
   前記入力された第１の補正角度パラメータおよび前記第２の補正角度パラメータを用いて、前記投写面に対して垂直な直線である投写面法線を算出する機能と、
   前記投写面法線の算出後に前記第３の補正角度パラメータを入力する機能と、
   前記第３の補正角度パラメータを、前記算出された投写面法線を回転軸とする回転角度に変換する機能と、
   前記第１の補正角度パラメータ、前記第２の補正角度パラメータおよび前記変換された第３の補正角度パラメータを用いて、原画像データから、前記投写面に表示される表示画像の歪みを補正した補正画像データを生成する機能と、を備えるコンピュータプログラム。
8. 請求項７記載のコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。

Images