投影裝置以及投影方法
【專利摘要】提供能夠進(jìn)行像素利用率高的投影區(qū)域的調(diào)整的投影裝置及投影方法。投影機(jī)具備光源部及具有矩形的元件范圍的微反射鏡元件。從光源部射出的光被微反射鏡元件調(diào)制并經(jīng)由投影透鏡投影到被投影體的投影范圍內(nèi)。投影機(jī)的包含于梯形失真校正部的比較部對(duì)矩形的輸入圖像的橫縱比和元件范圍的橫縱比的大小關(guān)系進(jìn)行比較。投影范圍決定部基于上述大小關(guān)系，決定包含于投影范圍的范圍且在被投影體上成為矩形的有效投影范圍。元件范圍決定部以有效投影范圍相對(duì)于投影范圍的關(guān)系與有效元件范圍相對(duì)于元件范圍的關(guān)系相對(duì)應(yīng)的方式?jīng)Q定有效元件范圍。幾何學(xué)變換部以輸入圖像被無失真地投影于被投影體的有效投影范圍內(nèi)的方式將輸入圖像投射于有效元件范圍。
【專利說明】投影裝置以及投影方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及投影裝置以及投影方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -般來講，作為將基于從個(gè)人計(jì)算機(jī)等輸出的圖像數(shù)據(jù)的圖像投影于屏幕等被投 影體上的圖像投影裝置的投影機(jī)被廣為人知。
[0003] 設(shè)置這種投影機(jī)時(shí)，首先調(diào)整投影機(jī)相對(duì)于屏幕等被投影體的投影區(qū)域。
[0004] 例如日本特開2001 - 067015號(hào)公報(bào)中，公開了在這種投影區(qū)域的調(diào)整中使用調(diào) 整用圖。
[0005] 投影區(qū)域的調(diào)整有各種方法。
[0006] 根據(jù)投影區(qū)域的調(diào)整方法的不同，投影裝置的像素利用率產(chǎn)生差異。
[0007] 一般而言，像素利用率高的可實(shí)現(xiàn)高亮度且高析像度的投影。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供能夠進(jìn)行像素利用率高的投影區(qū)域的調(diào)整的投影 裝置以及投影方法。
[0009] 為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)，投影裝置具備：投影光學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)成 為在被投影體上投影具有投影范圍的投影光；輸出顯示元件，調(diào)制上述投影光并生成投影 像，具有矩形的元件范圍；比較部，對(duì)作為應(yīng)當(dāng)投影的圖像而輸入的矩形的輸入圖像的橫縱 比和上述輸出顯示元件的橫縱比的大小關(guān)系進(jìn)行比較；投影范圍決定部，基于上述大小關(guān) 系決定有效投影范圍，該有效投影范圍是包含于上述投影范圍的范圍且在上述被投影體上 成為矩形；元件范圍決定部，以上述有效投影范圍相對(duì)于上述投影范圍的關(guān)系與有效元件 范圍相對(duì)于上述元件范圍的關(guān)系相對(duì)應(yīng)的方式?jīng)Q定上述有效元件范圍；以及幾何學(xué)變換 部，將上述輸入圖像投射到上述有效元件范圍，以使上述輸入圖像無失真地投影于上述被 投影體上的上述有效投影范圍內(nèi)。
[0010] 為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)，投影方法包括：對(duì)作為應(yīng)當(dāng)投影的圖 像而輸入的矩形的輸入圖像的橫縱比和輸出顯示元件的橫縱比的大小關(guān)系進(jìn)行比較的步 驟，該輸出顯示元件對(duì)投影到被投影體的具有投影范圍的投影光進(jìn)行調(diào)制并生成投影像， 且具有矩形的元件范圍；基于上述大小關(guān)系，決定有效投影范圍的步驟，該有效投影范圍是 包含于上述投影范圍的范圍且在上述被投影體上成為矩形；以上述有效投影范圍相對(duì)于上 述投影范圍的關(guān)系與有效元件范圍相對(duì)于上述元件范圍的關(guān)系相對(duì)應(yīng)的方式?jīng)Q定上述有 效元件范圍的步驟，以及將上述輸入圖像投射到上述有效元件范圍，以使上述輸入圖像無 失真地投影到上述被投影體上的上述有效投影范圍內(nèi)的步驟。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的投影裝置的投影機(jī)的結(jié)構(gòu)例的框 圖。
[0012] 圖2是用于對(duì)第一水平方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0013] 圖3是用于對(duì)第一水平方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0014] 圖4是用于對(duì)第二水平方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0015] 圖5是用于對(duì)第二水平方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0016] 圖6是用于對(duì)第一垂直方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0017] 圖7是用于對(duì)第一垂直方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0018] 圖8是用于對(duì)第二垂直方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0019] 圖9是用于對(duì)第二垂直方向制約進(jìn)行說明的圖。
[0020] 圖10是對(duì)輸入圖像的橫縱比為4 :3且微反射鏡元件15的橫縱比為16 :9的情況 中的、使用了第一水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況下的投影面中的梯形失真校 正前后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0021] 圖11是對(duì)輸入圖像的橫縱比為4 :3且微反射鏡元件15的橫縱比為16 :9的情況 中的、使用了第一水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況下的微反射鏡元件的梯形失 真校正后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0022] 圖12是對(duì)輸入圖像的橫縱比為4 :3且微反射鏡元件15的橫縱比為16 :9的情況 中的、使用了第二水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況的投影面中的梯形失真校正 前后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0023] 圖13是對(duì)輸入圖像的橫縱比為4 :3且微反射鏡元件15的橫縱比為16 :9的情況 中的、使用了第二水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況下的微反射鏡元件的梯形失 真校正后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0024] 圖14是對(duì)輸入圖像的橫縱比為16 :9且微反射鏡元件15的橫縱比為4 :3的情況 中的、使用了第一水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況下的投影面中的梯形失真校 正前后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0025] 圖15是對(duì)輸入圖像的橫縱比為16 :9且微反射鏡元件15的橫縱比為4 :3的情況 中的、使用了第一水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況下的微反射鏡元件的梯形失 真校正后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0026] 圖16是對(duì)輸入圖像的橫縱比為16 :9且微反射鏡元件15的橫縱比為4 :3的情況 中的、使用了第二水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況下的投影面中的梯形失真校 正前后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0027] 圖17是對(duì)輸入圖像的橫縱比為16 :9且微反射鏡元件15的橫縱比為4 :3的情況 中的、使用了第二水平方向制約以及第二垂直方向制約的情況的微反射鏡元件的梯形失真 校正后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行表示的圖。
[0028] 圖18是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的梯形失真校正處理的一例的流程圖。
[0029] 圖19是對(duì)輸入圖像的橫縱比為4 :3且微反射鏡元件15的橫縱比為16 :9的情況 下的以往例所涉及的投影面中的梯形失真校正前后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行 表不的圖。
[0030] 圖20是對(duì)輸入圖像的橫縱比為4 :3且微反射鏡元件15的橫縱比為16 :9的情況 下的以往例所涉及的微反射鏡元件的梯形失真校正后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn) 行表示的圖。
[0031] 圖21是對(duì)輸入圖像的橫縱比為16 :9且微反射鏡元件15的橫縱比為4 :3的情況 下的以往例所涉及的投影面中的梯形失真校正前后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行 表不的圖。
[0032] 圖22是對(duì)輸入圖像的橫縱比為16 :9且微反射鏡元件15的橫縱比為4 :3的情況 下的以往例所涉及的微反射鏡元件的梯形失真校正后的四邊形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息進(jìn) 行表示的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0034] 本實(shí)施方式所涉及的投影裝置采用使用了微反射鏡顯示元件的Digital Light Processing (DLP)(注冊(cè)商標(biāo)）方式。
[0035] 將作為本實(shí)施方式所涉及的投影裝置的投影機(jī)1的結(jié)構(gòu)的概略示于圖1。
[0036] 投影機(jī)1具有：輸入輸出連接器部11、輸入輸出接口（I/F) 12、圖像變換部13、投 影處理部14、微反射鏡元件15、光源部16、反射鏡18、投影透鏡20、CPU25、主存儲(chǔ)器26、程 序存儲(chǔ)器27、操作部28、姿態(tài)傳感器29、聲音處理部30、揚(yáng)聲器32、梯形失真校正部40、攝 像部52、測(cè)距部53、透鏡調(diào)整部54以及系統(tǒng)總線SB。
[0037] 輸入輸出連接器部11上設(shè)置有例如管教插口（RCA)型的視頻輸入端子、D - sub 15 型的RGB輸入端子等端子，被輸入模擬圖像信號(hào)。
[0038] 輸入的圖像信號(hào)經(jīng)由輸入輸出I/F12以及系統(tǒng)總線SB而輸入至圖像變換部13。
[0039] 輸入的各種規(guī)格的模擬圖像信號(hào)被變換為數(shù)字圖像信號(hào)。
[0040] 另外，輸入輸出連接器部11也可以為，設(shè)有例如HDMI (注冊(cè)商標(biāo)）端子等，不僅能 夠輸入模擬圖像信號(hào)，還能夠輸入數(shù)字圖像信號(hào)。
[0041] 此外，輸入輸出連接器部11被輸入模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的聲音信號(hào)。
[0042] 輸入的聲音信號(hào)經(jīng)由輸入輸出I/F12以及系統(tǒng)總線SB而輸入至聲音處理部30。
[0043] 圖像變換部13也稱為換算器（scaler)。
[0044] 圖像變換部13對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整析像度數(shù)、灰度數(shù)等的變換，生成適于 投影的規(guī)定的格式的圖像數(shù)據(jù)。
[0045] 圖像變換部13將變換后的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至投影處理部14。
[0046] 根據(jù)需要，圖像變換部13將疊加了對(duì)On Screen Display (0SD)用的各種動(dòng)作狀 態(tài)進(jìn)行表示的符號(hào)的圖像數(shù)據(jù)作為加工圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至投影處理部14。
[0047] 光源部16射出包括紅（R)、綠（G)、藍(lán)（B)的原色光的多種顏色的光。
[0048] 在此，光源部16構(gòu)成為分時(shí)地依次射出多種顏色的光。
[0049] 從光源部16射出的光在反射鏡18全反射，并入射至微反射鏡元件15。
[0050] 微反射鏡元件15具有排列為陣列狀的多個(gè)微小反射鏡。
[0051] 各微小反射鏡高速地開啟（0N)/關(guān)閉（OFF)動(dòng)作，使從光源部16照射的光向投影 透鏡20的方向反射或從投影透鏡20的方向偏離。
[0052] 在微反射鏡元件15中，微小反射鏡排列了例如WXGA (Widee Xtended Graphic Array)(橫1280像素 X縱800像素）的量。
[0053] 通過在各微小反射鏡上的反射，微反射鏡元件15形成例如WXGA析像度的圖像。
[0054] 這樣，微反射鏡元件15作為空間的光調(diào)制元件發(fā)揮功能。
[0055] 在本實(shí)施方式中，設(shè)為將微反射鏡元件15中的、配置有微小反射鏡的具有形成圖 像的功能的區(qū)域稱為元件范圍。
[0056] 投影處理部14根據(jù)從圖像變換部13發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)微反射鏡元件15,以顯 示該圖像數(shù)據(jù)所表示的圖像。
[0057] S卩，投影處理部14使微反射鏡元件15的各微小反射鏡開啟/關(guān)閉動(dòng)作。
[0058] 在此，投影處理部14高速地分時(shí)驅(qū)動(dòng)微反射鏡元件15。
[0059] 單位時(shí)間的分割數(shù)是將符合規(guī)定的格式的幀速率例如60[幀/秒]、顏色成分的分 割數(shù)、顯示灰度數(shù)相乘而獲得的數(shù)。
[0060] 此外，投影處理部14還與微反射鏡元件15的動(dòng)作同步地控制光源部16的動(dòng)作。
[0061] 即，投影處理部14控制光源部16的動(dòng)作，以將各幀分時(shí)并按每幀依次射出全色成 分的光。
[0062] 投影透鏡20將從微反射鏡元件15導(dǎo)出的光調(diào)整為投影到例如未圖示的屏幕等被 投影體上的光。
[0063] 因此，以微反射鏡元件15的反射光形成的光像，經(jīng)由投影透鏡20投影并顯示于屏 幕等被投影體。
[0064] 投影透鏡20具有變焦距機(jī)構(gòu)，具有使投影的圖像的大小變更的功能。
[0065] 此外，投影透鏡20具有用于對(duì)投影圖像的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)進(jìn)行調(diào)整的聚焦調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0066] 這樣，光源部16以及投影透鏡20等作為構(gòu)成為作為將投影光投影到被投影體的 投影光學(xué)系統(tǒng)發(fā)揮功能。
[0067] 聲音處理部30具備PCM音源等的音源電路。
[0068] 基于從輸入輸出連接器部11輸入的模擬聲音數(shù)據(jù)、或基于將投影動(dòng)作時(shí)提供的 數(shù)字聲音數(shù)據(jù)模擬化后的信號(hào)，聲音處理部30驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器32使之?dāng)U音播放。
[0069] 此外，聲音處理部30根據(jù)需要產(chǎn)生蜂鳴音等。
[0070] 揚(yáng)聲器32是基于從聲音處理部30輸入的信號(hào)而射出聲音的一般的揚(yáng)聲器。
[0071] CPU25對(duì)圖像變換部13、投影處理部14、聲音處理部30、及后述的梯形失真校正部 40、以及透鏡調(diào)整部54的動(dòng)作進(jìn)行控制。
[0072] 該CPU25與主存儲(chǔ)器26以及程序存儲(chǔ)器27連接。
[0073] 主存儲(chǔ)器26以例如SRAM構(gòu)成。
[0074] 主存儲(chǔ)器26作為CPU25的工作存儲(chǔ)器發(fā)揮功能。
[0075] 程序存儲(chǔ)器27以能夠電改寫的非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成。
[0076] 程序存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)CPU25執(zhí)行的動(dòng)作程序、各種格式化數(shù)據(jù)等。
[0077] 此外，CPU25與操作部28連接。
[0078] 操作部28包括：鍵操作部，設(shè)于投影機(jī)1主體；以及紅外線受光部，用于接收來自 投影機(jī)1專用的未圖示的遙控器的紅外光。
[0079] 操作部28將基于由用戶在主體的鍵操作部或遙控器上操作了的鍵的鍵操作信號(hào) 輸出至CPU25。
[0080] CPU25使用存儲(chǔ)于主存儲(chǔ)器26以及程序存儲(chǔ)器27的程序、數(shù)據(jù)，根據(jù)來自操作部 28的用戶的指示，控制投影機(jī)1的各部的動(dòng)作。
[0081] 姿態(tài)傳感器29具有例如三軸的加速度傳感器、檢測(cè)方位的方位傳感器。
[0082] 加速度傳感器檢測(cè)投影機(jī)1相對(duì)于重力方向的姿態(tài)角即，俯仰以及側(cè)滾的各角 度。
[0083] 檢測(cè)出由方位傳感器檢測(cè)的相對(duì)于基準(zhǔn)方位的相對(duì)方位作為偏轉(zhuǎn)角。
[0084] 姿態(tài)傳感器29將檢測(cè)結(jié)果輸出至梯形失真校正部40。
[0085] 攝像部52能夠?qū)ν队皺C(jī)1的投影像進(jìn)行攝像。
[0086] 攝像部52在梯形失真校正部40的指示之下進(jìn)行攝像，并將攝像數(shù)據(jù)輸出至梯形 失真校正部40。
[0087] 測(cè)距部53測(cè)量從投影機(jī)1到被投影體的距離。
[0088] 若基于被投影體的未在一條直線上排列的三點(diǎn)以上的點(diǎn)的距離，則可獲得被投影 體相對(duì)于投影機(jī)1的夾角、即例如從投影透鏡20射出的投影光的光軸與被投影體的夾角。
[0089] 透鏡調(diào)整部54根據(jù)操作部28的用戶操作的變焦距變更指示，在CPU25的指示之 下，驅(qū)動(dòng)投影透鏡20的變焦距機(jī)構(gòu)。
[0090] 通過透鏡調(diào)整部54驅(qū)動(dòng)變焦距機(jī)構(gòu)的結(jié)果是，投影圖像的大小變化。
[0091] 此外，透鏡調(diào)整部54在CPU25的指示之下，驅(qū)動(dòng)投影透鏡20的對(duì)焦透鏡。
[0092] 梯形失真校正部40進(jìn)行梯形失真校正（失真校正)的處理，以無失真地表現(xiàn)出由從 投影透鏡20射出的投影光投影到被投影體上的圖像。
[0093] 梯形失真校正部40具有：比較部41、投影范圍決定部42、元件范圍決定部43以及 幾何學(xué)變換部44。
[0094] 比較部41對(duì)作為應(yīng)當(dāng)投影的圖像而輸入的矩形(長(zhǎng)方形）的輸入圖像的橫縱比與 作為輸出顯示元件的微反射鏡元件15的橫縱比的大小關(guān)系進(jìn)行比較。
[0095] 投影范圍決定部42基于輸入圖像的橫縱比與微反射鏡元件15的橫縱比的大小關(guān) 系等，決定有效投影范圍。
[0096] 在此，所謂有效投影范圍，是從投影透鏡20射出的光投影到被投影體上的投影范 圍中的、在被投影體上成為矩形的范圍。
[0097] 關(guān)于有效投影范圍的決定方法，在后詳細(xì)敘述。
[0098] 元件范圍決定部43以有效投影范圍相對(duì)于投影范圍的關(guān)系與有效元件范圍相對(duì) 于微反射鏡元件15的元件范圍的關(guān)系對(duì)應(yīng)的方式，決定有效元件范圍。
[0099] S卩，以入射到有效元件范圍的光在被投影體上投影到有效投影范圍并且由有效元 件范圍表示的圖像被表示為矩形的方式，決定微反射鏡元件15的有效投影范圍。
[0100] 幾何學(xué)變換部44進(jìn)行將輸入圖像投射到有效元件范圍的幾何學(xué)變換，以使輸入 圖像無失真地投影到被投影體的有效投影范圍內(nèi)。
[0101] 幾何學(xué)變換部44將幾何學(xué)變換后的圖像數(shù)據(jù)輸出至圖像變換部13。
[0102] 對(duì)本實(shí)施方式所涉及的投影機(jī)1的投影動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0103] 該投影動(dòng)作為，在CPU25的控制之下由投影處理部14執(zhí)行的動(dòng)作。
[0104] 光源部16的動(dòng)作由投影處理部14來控制。
[0105] 投影處理部14通過使光源部16內(nèi)的發(fā)出各色的半導(dǎo)體激光器或LED的導(dǎo)通或截 止、使這些光源和熒光體的組合等變化，從而從光源部16依次射出例如紅色光（R)、綠色光 (G)、藍(lán)色光（B)這三色的光。
[0106] 投影處理部14使紅色光、綠色光以及藍(lán)色光依次從光源部16入射至微反射鏡元 件15。
[0107] 微反射鏡元件15對(duì)于各色的光，按每個(gè)微小反射鏡(每個(gè)像素）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以便基 于圖像數(shù)據(jù)的灰度越高，則將入射的光導(dǎo)向投影透鏡20的時(shí)間越長(zhǎng)，基于圖像數(shù)據(jù)的灰度 越低，則將入射的光導(dǎo)向投影透鏡20的時(shí)間越短。
[0108] 即，投影處理部14對(duì)微反射鏡元件15進(jìn)行控制，以使與灰度高的像素對(duì)應(yīng)的微小 反射鏡長(zhǎng)時(shí)間為工作狀態(tài)，且與灰度低的像素對(duì)應(yīng)的微小反射鏡長(zhǎng)時(shí)間為關(guān)閉工作狀態(tài)。
[0109] 這樣，關(guān)于從投影透鏡20射出的光，能夠按每個(gè)微小反射鏡(每個(gè)像素）表現(xiàn)出各 色的灰度。
[0110] 按每幀，對(duì)各色組合以微小反射鏡工作的時(shí)間表現(xiàn)的灰度，從而表現(xiàn)出彩色圖像。
[0111] 如以上所述，從投影透鏡20射出表現(xiàn)出圖像的投影光。
[0112] 該投影光通過投影于例如屏幕，從而在屏幕等上顯示彩色圖像。
[0113] 另外，在上述說明中，示出了使用紅色光、綠色光、藍(lán)色光這三色的投影機(jī)的例子， 但為了組合深紅色、黃色等補(bǔ)色、白色光等并形成圖像，投影機(jī)也可以構(gòu)成為能夠射出上述 顏色的光。
[0114] 接下來，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的梯形失真校正進(jìn)行說明。
[0115] 所謂梯形失真校正（失真校正)，對(duì)應(yīng)于在校正前失真四邊形之中剪切校正后矩形 (長(zhǎng)方形）的情況，該剪切方法有多種。
[0116] 在此，將梯形失真校正定義為，以被剪切的校正前失真四邊形與在其內(nèi)部剪切的 校正后矩形的關(guān)系為符合某至少一個(gè)水平方向制約及其他至少一個(gè)垂直方向制約這兩方， 且校正后矩形的橫縱比與輸入圖像的橫縱比相同并且校正后矩形面積成為最大的方式進(jìn) 行剪切。
[0117] 關(guān)于水平方向制約和垂直方向制約，以下進(jìn)行說明。
[0118] 關(guān)于投影面的坐標(biāo)，將右方向定義為X軸的正方向，將上方向定義為y軸的正方 向。
[0119] 首先，舉出兩個(gè)水平方向制約的例子。
[0120] 水平方向制約除了接下來舉出的兩個(gè)以外還存在，但在本實(shí)施方式中，關(guān)注這兩 個(gè)水平方向制約。
[0121] 將第一水平方向制約定義為與對(duì)角線交點(diǎn)的X坐標(biāo)一致(對(duì)角線交點(diǎn)X坐標(biāo)不 變)。
[0122] 關(guān)于第一水平方向制約，參照?qǐng)D2以及圖3進(jìn)行說明。
[0123] 圖2以及圖3是對(duì)在例如屏幕等被投影體上投影機(jī)1投影圖像時(shí)的投影范圍即校 正前失真四邊形與在其內(nèi)側(cè)設(shè)定的與輸入圖像相應(yīng)的圖像被投影的有效投影范圍即校正 后矩形(切出范圍）的位置關(guān)系進(jìn)行表示的示意圖。
[0124] 如圖2以及圖3所示，將投影范圍（校正前失真四邊形）310的兩個(gè)對(duì)角線的交點(diǎn) 設(shè)為校正前對(duì)角線交點(diǎn)312,將有效投影范圍(校正后矩形)320的對(duì)角線的交點(diǎn)設(shè)為校正后 對(duì)角線交點(diǎn)322。
[0125] 此時(shí)，根據(jù)第一水平方向制約，校正前對(duì)角線交點(diǎn)312坐標(biāo)的X坐標(biāo)與校正后對(duì)角 線交點(diǎn)322的x坐標(biāo)一致。
[0126] 將第二水平方向制約定義為靠近上下邊交點(diǎn)側(cè)(靠近高像素密度側(cè))。
[0127] 在此，所謂上下邊交點(diǎn)，定義為如圖4以及圖5所示，投影范圍（校正前失真四邊 形）330的上邊331的延長(zhǎng)線與下邊332的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。
[0128] 上下邊交點(diǎn)，存在如圖4所示那樣位于左邊333側(cè)的左邊側(cè)上下邊交點(diǎn)335、和如 圖5所示那樣位于右邊334側(cè)的右邊側(cè)上下邊交點(diǎn)336。
[0129] 關(guān)于左右方向，將上下邊交點(diǎn)存在一側(cè)設(shè)為上下邊交點(diǎn)側(cè)，將其相反側(cè)設(shè)為反上 下邊交點(diǎn)側(cè)。
[0130] 此時(shí)，在考慮投影面上的像素的疏密時(shí)，可以說上下邊交點(diǎn)側(cè)是高像素密度側(cè)，反 上下邊交點(diǎn)側(cè)是低像素密度側(cè)。
[0131] 因此，第二水平方向制約是，在如圖4所示那樣上下邊交點(diǎn)在左邊側(cè)時(shí)，使有效投 影范圍（校正后矩形）340內(nèi)接于投影范圍（校正前失真四邊形）330的左邊，在如圖5所示 那樣上下邊交點(diǎn)在右邊側(cè)時(shí)，使有效投影范圍(校正后矩形)340內(nèi)接于投影范圍(校正前失 真四邊形）330的右邊。
[0132] 接下來，舉出兩個(gè)垂直方向制約的例子。
[0133] 垂直方向制約除了接下來舉出的兩個(gè)以外還存在，但在本實(shí)施方式中，關(guān)注該兩 個(gè)垂直方向制約。
[0134] 將第一垂直方向制約定義為靠近上側(cè)。
[0135] 即，第一垂直方向制約如圖6以及圖7所示，設(shè)為使有效投影范圍（校正后矩形） 360內(nèi)接(上邊內(nèi)接）于投影范圍(校正前失真四邊形）350的上邊351。
[0136] 此外，雖未圖示，但設(shè)為投影范圍（校正前失真四邊形）350與有效投影范圍（校正 后矩形）360的左上頂點(diǎn)坐標(biāo)共用、右上頂點(diǎn)坐標(biāo)共用、或左上頂點(diǎn)坐標(biāo)和右上頂點(diǎn)坐標(biāo)這 兩方都共用的情況，也都滿足第一垂直方向制約。
[0137] 將第二垂直方向制約定義為靠近下側(cè)。
[0138] S卩，第二垂直方向制約如圖8以及圖9所示，設(shè)為使有效投影范圍（校正后矩形） 380內(nèi)接(下邊內(nèi)接）于投影范圍(校正前失真四邊形）370的下邊372。
[0139] 此外，雖未圖示，但設(shè)為投影范圍（校正前失真四邊形）370與有效投影范圍（校正 后矩形）380的左下頂點(diǎn)坐標(biāo)共用、右下頂點(diǎn)坐標(biāo)共用、或左下頂點(diǎn)坐標(biāo)和右下頂點(diǎn)坐標(biāo)這 兩方都共用的情況，也都滿足第二垂直方向制約。
[0140] 接下來，對(duì)輸入圖像以及輸出顯示元件的橫以及縱的像素?cái)?shù)(橫縱比）與梯形失真 校正的關(guān)系進(jìn)行說明。
[0141] 輸入圖像以及輸出顯示元件的橫以及縱的像素?cái)?shù)有各種組合。
[0142] 作為例子，舉出橫1680像素且縱1050像素(橫縱比1. 600)、橫1600像素且縱900 像素(橫縱比1. 778)、橫1280像素且縱800像素(橫縱比1. 600)、橫800像素且縱600像素 (橫縱比1. 333)等。
[0143] 作為一例，對(duì)輸入圖像的橫縱比為4 :3 (橫縱比：約1. 33)且作為輸出顯示元件的 微反射鏡元件15的橫縱比為16 :9 (橫縱比：約1. 78)的情況下的、投影機(jī)1的梯形失真校 正進(jìn)行說明。
[0144] 首先，參照?qǐng)D10以及圖11對(duì)將水平方向制約設(shè)為第一水平方向制約(對(duì)角線交點(diǎn) X坐標(biāo)不變）并將垂直方向制約設(shè)為第二垂直方向制約(靠近下側(cè)）時(shí)的梯形失真校正進(jìn)行 說明。
[0145] 圖10表示屏幕等被投影體的投影面中的梯形失真校正前后的四邊形的形狀以及 其關(guān)聯(lián)信息。
[0146] 在圖10中，空心矩形表示有效投影范圍（校正后矩形)，由空心矩形和加斜線的區(qū) 域構(gòu)成的四邊形表示投影范圍(校正前失真四邊形)。
[0147] S卩，圖10的斜線部分表示通過梯形失真校正而不表現(xiàn)影像的影像無效部分。
[0148] 此外，圖10所示的黑點(diǎn)表示光軸的位置。
[0149] 另外，一般而言，前投型的投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為左右對(duì)稱且上下非對(duì)稱(上下 偏移系統(tǒng))。
[0150] 多數(shù)情況下，光軸一般設(shè)計(jì)為在投影范圍的下邊中央附近(成為上偏移系統(tǒng))。
[0151] 在此，本實(shí)施方式所涉及的投影機(jī)1的光軸設(shè)計(jì)成如圖10所示那樣在投影范圍的 下邊中央附近。
[0152] 圖11表示投影機(jī)1的輸出顯示元件即微反射鏡元件15的梯形失真校正后的四邊 形的形狀以及其關(guān)聯(lián)信息。
[0153] 在圖11中，空心四邊形表示微反射鏡元件15中的用于投影的區(qū)域即有效元件范 圍，由空心四邊形和加斜線的區(qū)域構(gòu)成的矩形表示微反射鏡元件15整體即元件范圍。
[0154] S卩，圖11的斜線部分表示與圖10所示的影像無效部分對(duì)應(yīng)的無效元件范圍。
[0155] 圖11所示的百分?jǐn)?shù)顯示表示像素利用率。
[0156] 像素利用率是有效元件范圍的面積(從元件范圍去除無效元件范圍后的范圍的面 積）相對(duì)于全像素面積的比例(有效元件范圍占元件范圍的比例)。
[0157] 另外，圖10、圖11中的值是在投影比為約0. 46且輸出元件的光軸位置在從底邊中 央起輸出元件高度的約20%上方（60%上偏移系統(tǒng)）的情況下計(jì)算出來的。
[0158] 梯形失真校正是根據(jù)水平方向的校正角度（以下為水平校正角度）和垂直方向的 校正角度（以下為垂直校正角度）而決定的。
[0159] 各校正角度對(duì)應(yīng)于光軸方向與被投影平面的法線方向所成的水平方向的角度與 垂直方向的角度差。
[0160] 在圖10以及圖11中，水平校正角度以及垂直校正角度分別以15度刻度表示一 30 度至+ 30度的情況。
[0161] S卩，圖10以及圖11的中央的圖表示水平校正角度為0°且垂直校正角度為0°的 情況、即不進(jìn)行梯形失真校正的光軸方向與被投影平面的法線方向一致的情況。
[0162] 與之相對(duì)，中央以外的圖分別表示進(jìn)行梯形失真校正的情況。
[0163] 接下來，參照?qǐng)D12以及圖13對(duì)將水平方向制約設(shè)為第二水平方向制約(靠近上下 邊交點(diǎn)側(cè)）并將垂直方向制約設(shè)為第二垂直方向制約(靠近下側(cè)）時(shí)的梯形失真校正進(jìn)行說 明。
[0164] 圖12表示屏幕等被投影體的投影面中的梯形失真校正前后的四邊形的形狀、即 投影范圍與有效投影范圍的關(guān)系以及其關(guān)聯(lián)信息。
[0165] 圖13表示投影機(jī)1的輸出顯示元件即微反射鏡元件15的梯形失真校正后的四邊 形的形狀、即元件范圍與有效元件范圍的關(guān)系以及其關(guān)聯(lián)信息。
[0166] 圖12的標(biāo)記與圖10相同，圖13的標(biāo)記與圖11相同。
[0167] 另外，圖12、圖13中的值也是在投影比為約0. 46且輸出元件的光軸位置在從底邊 中央起輸出元件高度的約20%上方（60%上偏移系統(tǒng)）的情況下計(jì)算出的。
[0168] 如圖11以及圖13所示，使用了第一水平方向制約的情況、使用了第二水平方向制 約的情況、及無梯形失真校正(水平校正角度：〇°，垂直校正角度：〇° )的情況的像素利用 率為75%。
[0169] 與此相對(duì)，水平校正角度為0°且垂直校正角度不為0°的情況的像素利用率都 為75%以上。
[0170] 這樣，獲得的效果是，輸入圖像的橫縱比為4 :3且輸出顯示元件的橫縱比為16 :9 的情況及水平校正角度為0°且垂直校正角度不為0°的情況的像素利用率提高。
[0171] 另一方面，在使用了第二水平方向制約的情況下，存在如下問題。
[0172] 在圖12以及圖13中，示出了水平校正角度為0°的情況下的校正后的矩形靠近右 邊側(cè)的情況。
[0173] 然而，水平校正角度為0°的情況下，校正后的矩形所靠近的側(cè)可以是右邊側(cè)也可 以是左邊側(cè)。
[0174] S卩，在水平校正角度為0°附近，由于一點(diǎn)點(diǎn)的校正角度的不同，變化為靠近右邊 側(cè)或靠近左邊側(cè)。
[0175] 這樣，在水平校正角度為0°附近，有效投影范圍(校正后矩形）的水平位置變得不 穩(wěn)定。
[0176] 此外，在圖10所示的使用了第一水平方向制約的情況下，與圖12相比，也實(shí)現(xiàn)了 投影像的位置與光軸點(diǎn)位置的偏差較小。
[0177] 投影像的位置與光軸點(diǎn)位置的偏差較小，起到了在用戶設(shè)定時(shí)容易對(duì)投影位置對(duì) 位的效果。
[0178] 另一方面，在圖12所示的使用了第二水平方向制約的情況下，投影像的位置與光 軸點(diǎn)位置的偏差也比較大。
[0179] 根據(jù)以上情況可知，如例如輸入圖像的橫縱比為4 :3 (橫縱比：約1. 33)且輸出顯 示元件的橫縱比為16 :9 (橫縱比：約1. 78)等那樣，輸入圖像的橫縱比比輸出顯示元件的 橫縱比小時(shí)，使用第一水平方向制約作為水平方向制約是優(yōu)選的。
[0180] 接下來，對(duì)輸入圖像的橫縱比為16 :9 (橫縱比：約1. 78)且輸出顯示元件即微反 射鏡元件15的橫縱比為4 :3 (橫縱比：約1. 33)的情況下的、投影機(jī)1的梯形失真校正進(jìn) 行說明。
[0181] 首先，參照?qǐng)D14以及圖15對(duì)將水平方向制約設(shè)為第一水平方向制約(對(duì)角線交點(diǎn) X坐標(biāo)不變）并將垂直方向制約設(shè)為第二垂直方向制約(靠近下側(cè)）時(shí)的梯形失真校正進(jìn)行 說明。
[0182] 圖14表示屏幕等被投影體的投影面中的梯形失真校正前后的四邊形的形狀、即 投影范圍與有效投影范圍的關(guān)系以及其關(guān)聯(lián)信息。
[0183] 圖15表示投影機(jī)1的輸出顯示元件即微反射鏡元件15的梯形失真校正后的四邊 形的形狀、即元件范圍與有效元件范圍的關(guān)系以及其關(guān)聯(lián)信息。
[0184] 圖14的標(biāo)記與圖10相同，圖15的標(biāo)記與圖11相同。
[0185] 另外，圖14、圖15中的值是在投影比為約0.36且輸出元件的光軸位置在底邊中央 (100%上偏移系統(tǒng)）的情況下計(jì)算出的。
[0186] 接下來，參照?qǐng)D16以及圖17,對(duì)將水平方向制約設(shè)為第二水平方向制約(靠近上 下邊交點(diǎn)側(cè)）并將垂直方向制約設(shè)為第二垂直方向制約(靠近下側(cè)）時(shí)的梯形失真校正進(jìn)行 說明。
[0187] 圖16表示屏幕等被投影體的投影面中的梯形失真校正前后的四邊形的形狀、即 投影范圍與有效投影范圍的關(guān)系以及其關(guān)聯(lián)信息。
[0188] 圖17表示投影機(jī)1的輸出顯示元件即微反射鏡元件15的梯形失真校正后的四邊 形的形狀、即元件范圍與有效元件范圍的關(guān)系以及其關(guān)聯(lián)信息。
[0189] 圖16的標(biāo)記與圖10相同，圖17的標(biāo)記與圖11相同。
[0190] 另外，圖16、圖17中的值也是在投影比為約0.36且輸出元件的光軸位置在底邊中 央（100%上偏移系統(tǒng)）的情況下計(jì)算出的。
[0191] 如圖17所示，使用了第二水平方向制約的情況下，無梯形失真校正(水平校正角 度：〇°，垂直校正角度：〇° )的情況的像素利用率為75%。
[0192] 與此相對(duì)，垂直校正角度為0°且水平校正角度不為0°的情況的像素利用率都 為75%以上。
[0193] 這樣，根據(jù)第二水平方向制約，獲得的效果是，輸入圖像的橫縱比為16:9且輸出 顯示元件的橫縱比為4:3的情況、垂直校正角度為0°且水平校正角度不為0°的情況的像 素利用率提1?。
[0194] 另一方面，如圖15所示，使用了第一水平方向制約的情況下，無梯形失真校正的 情況的像素利用率為75%。
[0195] 與此相對(duì)，垂直校正角度為0°且水平校正角度不為0°的情況下，像素利用率都 小于75%。
[0196] 此外，圖16所示的使用了第二水平方向制約的情況下，有效投影范圍的位置與光 軸點(diǎn)的位置產(chǎn)生偏差。
[0197] 然而，該偏差與圖12的情況相比較，非常小，與圖10的情況同樣地，起到用戶設(shè)定 時(shí)容易對(duì)投影位置對(duì)位的效果。
[0198] 根據(jù)以上的情況可知，如例如輸入圖像的橫縱比為16 :9 (橫縱比：約1. 78)且輸 出顯示元件的橫縱比為4 :3 (橫縱比：約1. 33)等那樣輸入圖像的橫縱比比輸出顯示元件 的橫縱比大時(shí)，使用第二水平方向制約作為水平方向制約是優(yōu)選的。
[0199] 通過以上所述，在本實(shí)施方式中設(shè)為，在輸入圖像的橫縱比比輸出顯示元件的橫 縱比小時(shí)，使用第一水平方向制約作為水平方向制約，在輸入圖像的橫縱比比輸出顯示元 件的橫縱比大時(shí)，使用第二水平方向制約作為水平方向制約。
[0200] 另外，在輸入圖像的橫縱比與輸出顯示元件的橫縱比相等的情況下，水平方向制 約可以是第一水平方向制約，也可以是第二水平方向制約，但在本實(shí)施方式中，設(shè)為使用第 一水平方向制約。
[0201] 此外，本實(shí)施方式所涉及的投影機(jī)1的光軸設(shè)計(jì)為，如圖10等所示那樣在投影范 圍的下邊中央附近(上偏移系統(tǒng))。
[0202] 因此，關(guān)于垂直方向制約，為了使光軸位置與有效投影范圍的偏差最小，使用第二 垂直方向制約是優(yōu)選的。
[0203] 假定設(shè)計(jì)為投影機(jī)1的光軸在投影范圍的上邊中央附近(下偏移系統(tǒng)）的情況下， 為了使光軸位置與有效投影范圍的偏差最小，使用第一垂直方向制約是優(yōu)選的。
[0204] 參照?qǐng)D18所示的流程圖，對(duì)如上所述的梯形失真校正所用的、本實(shí)施方式所涉及 的梯形失真校正部40的動(dòng)作的一例進(jìn)行說明。
[0205] 步驟S101中，梯形失真校正部40判斷投影面是否已固定(決定)。
[0206] S卩，梯形失真校正部40對(duì)由攝像部52取得的被投影體的圖像進(jìn)行解析，判斷投影 機(jī)1與被投影體的位置關(guān)系是否固定。
[0207] 此外，在假定為被投影體被固定時(shí)，梯形失真校正部40基于加速度傳感器29的輸 出，檢測(cè)投影機(jī)1的運(yùn)動(dòng)，在投影機(jī)1沒有運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以判斷為位置關(guān)系固定。
[0208] 在判斷為投影面未固定時(shí)，處理返回到步驟S101。
[0209] S卩，在判斷為投影面固定之前，處理反復(fù)步驟S101并待機(jī)。
[0210] 在判斷為投影面固定時(shí)，處理進(jìn)入到步驟S102。
[0211] 在步驟S102中，梯形失真校正部40取得投影面與投影透鏡20的光軸所成的相對(duì) 角度。
[0212] 在此，相對(duì)角度包括垂直方向的角度即垂直傾斜角度v和水平方向的角度即水平 傾斜角度h。
[0213] 該相對(duì)角度的取得使用公知的技術(shù)。
[0214] 能夠使用例如多點(diǎn)測(cè)距的技術(shù)。
[0215] 即如果測(cè)距部53對(duì)投影面中的不在一條直線上的三點(diǎn)以上的點(diǎn)與投影機(jī)1的距 離進(jìn)行測(cè)距，則能夠取得上述的相對(duì)角度。
[0216] 通過測(cè)距，能夠高精度且恰當(dāng)?shù)厝〉孟鄬?duì)角度。
[0217] 此外，通過例如將測(cè)試圖投影到投影面并通過相位傳感器進(jìn)行檢測(cè)、或具備兩個(gè) 攝像部52并利用它們的視差，從而能夠取得上述的相對(duì)角度。
[0218] 此外，如果假定為屏幕等投影面為垂直的，則基于由姿態(tài)傳感器29取得的投影機(jī) 1的姿態(tài)，能夠取得上述的相對(duì)角度中的、垂直傾斜角度V。
[0219] 在基于姿態(tài)時(shí)，能夠容易地取得相對(duì)角度。
[0220] 此外，在假定為屏幕是長(zhǎng)方形時(shí)，也能夠根據(jù)由攝像部52取得的屏幕的形狀，計(jì) 算垂直傾斜角度v和水平傾斜角度h。
[0221] 在步驟S103中，梯形失真校正部40判斷來自外部裝置的圖像信號(hào)等的輸入源是 否固定(決定)。
[0222] S卩，梯形失真校正部40判斷從與輸入輸出連接器部11連接的設(shè)備輸入的信號(hào)是 否形式上穩(wěn)定。
[0223] 在判斷為輸入源未固定時(shí)，處理返回到步驟S103。
[0224] S卩，在判斷為輸入源固定之前，處理反復(fù)步驟S103并待機(jī)。
[0225] 在判斷為輸入源固定時(shí)，處理進(jìn)入到步驟S104。
[0226] 在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為投影機(jī)1對(duì)步驟S101中的投影面的固定、步驟S103中的 輸入源的固定進(jìn)行判斷。
[0227] 這是一例，投影機(jī)1也可以構(gòu)成為，在用戶按下(指定)例如梯形失真校正開始所用 的按鈕等時(shí)設(shè)為投影面以及輸入源固定而處理進(jìn)展。
[0228] 在步驟S104中，梯形失真校正部40取得從輸入輸出連接器部11輸入的輸入圖像 的橫縱比。
[0229] 在此，橫縱比例如為4 :3或16 :9。
[0230] 在步驟S105中，梯形失真校正部40對(duì)輸入圖像的橫縱比和輸出顯示元件即微反 射鏡元件15的橫縱比進(jìn)行比較，判斷輸入圖像的橫縱比是否為輸出顯示元件的橫縱比以 下。
[0231] 在判斷為輸入圖像的橫縱比為輸出顯示元件的橫縱比以下時(shí)，處理進(jìn)入到步驟 S106。
[0232] 在步驟S106中，梯形失真校正部40將水平方向制約設(shè)定為第一水平方向制約(對(duì) 角線交點(diǎn)X坐標(biāo)不變)。
[0233] 此外，梯形失真校正部40基于投影機(jī)1的光軸的設(shè)計(jì)，將垂直方向制約設(shè)定為第 二垂直方向制約(靠近下側(cè)）。
[0234] 之后，處理進(jìn)入到步驟S108。
[0235] 另一方面，在步驟S105中判斷為輸入圖像的橫縱比不為輸出顯示元件的橫縱比 以下時(shí)，處理進(jìn)入到步驟S107。
[0236] 在步驟S107中，梯形失真校正部40將水平方向制約設(shè)定為第二水平方向制約(靠 近高像素密度側(cè)(靠近上下邊交點(diǎn)側(cè))）。
[0237] 此外，梯形失真校正部40基于投影機(jī)1的光軸的設(shè)計(jì)，將垂直方向制約設(shè)定為第 二垂直方向制約(靠近下側(cè)）。
[0238] 之后，處理進(jìn)入到步驟S108。
[0239] 在步驟S108中，梯形失真校正部40基于所決定的水平方向制約以及垂直方向制 約，對(duì)于投影面中的校正前的有失真的投影范圍，決定校正后的矩形的有效投影范圍。
[0240] 在此，有效投影范圍的決定中例如使用在步驟S102取得的垂直傾斜角度v和水平 傾斜角度h。
[0241] 例如，梯形失真校正部40也可以存儲(chǔ)垂直傾斜角度v以及水平傾斜角度h與投影 范圍以及有效投影范圍的關(guān)系，并基于該關(guān)系決定有效投影范圍。
[0242] 此外，也可以基于由攝像部52攝像到的對(duì)投影面進(jìn)行攝像的圖像決定有效投影 范圍。
[0243] 在步驟S109中，梯形失真校正部40以相對(duì)于投影范圍的有效投影范圍與相對(duì)于 輸出顯示元件即微反射鏡元件15的元件范圍的有效元件范圍對(duì)應(yīng)的方式，通過投射變換 決定微反射鏡元件15的元件范圍中的有效元件范圍。
[0244] 在步驟S110中，梯形失真校正部40判斷是否開始輸入圖像對(duì)投影面的投影。
[0245] 在判斷為投影未開始時(shí)，處理返回到步驟S110。
[0246] S卩，在投影開始之前，處理反復(fù)步驟S110并待機(jī)。
[0247] 在判斷為投影開始時(shí)，處理進(jìn)入到步驟S111。
[0248] 在步驟S111中，梯形失真校正部40通過將輸入圖像投射變換到微反射鏡元件15 的有效元件范圍，從而生成對(duì)圖像變換部13輸入的圖像數(shù)據(jù)。
[0249] 在步驟S112中，梯形失真校正部40判斷投影是否結(jié)束。
[0250] 在判斷為投影未結(jié)束時(shí)，處理返回到步驟Sill，梯形失真校正部40繼續(xù)圖像數(shù)據(jù) 的生成。
[0251] 即，在投影結(jié)束之前，梯形失真校正部40基于輸入圖像，繼續(xù)進(jìn)行對(duì)圖像變換部 13輸入的圖像數(shù)據(jù)的生成。
[0252] 被輸入該圖像數(shù)據(jù)的圖像變換部13對(duì)于該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整析像度數(shù)、灰度數(shù) 等的變換，并作為適于投影的規(guī)定的格式的圖像數(shù)據(jù)將該圖像數(shù)據(jù)輸出至投影處理部14。
[0253] 投影處理部14基于輸入的圖像數(shù)據(jù)，使微反射鏡元件15和光源部16動(dòng)作，從投 影透鏡20射出基于該圖像數(shù)據(jù)的投影光。
[0254] 通過該投影光，在屏幕等的投影面上，無失真地投影輸入圖像。
[0255] 另外，在本實(shí)施方式中，示出了梯形失真校正部40的幾何學(xué)變換部44中進(jìn)行了梯 形失真校正的圖像數(shù)據(jù)被輸入至圖像變換部13的例子。
[0256] 與之相對(duì)，投影機(jī)1也可以構(gòu)成為通過圖像變換部13來進(jìn)行由幾何學(xué)變換部44 進(jìn)行的梯形失真校正。
[0257] 在步驟S112中判斷為投影結(jié)束時(shí)，處理結(jié)束。
[0258] 本實(shí)施方式所涉及的投影機(jī)1的光軸設(shè)計(jì)為如圖10所示在投影范圍的下邊中央 附近(上偏移系統(tǒng))。
[0259] 因此，在本實(shí)施方式中，使用第二垂直方向制約作為垂直方向制約。
[0260] 另一方面，在設(shè)計(jì)為投影機(jī)1的光軸在投影范圍的上邊中央附近(下偏移系統(tǒng)）的 情況下，能夠使用第二垂直方向制約。
[0261] 根據(jù)本實(shí)施方式，基于輸入圖像的橫縱比與輸出顯示元件的橫縱比的關(guān)系來決定 梯形失真校正的制約條件，所以能夠恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行梯形失真校正。
[0262] 此時(shí)，通過如本實(shí)施方式那樣決定制約條件能夠獲得如下的效果。
[0263] S卩，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的有效投影范圍的水平方向的設(shè)定的方法，微反射鏡 兀件的像素利用率提1?。
[0264] 其結(jié)果是，本實(shí)施方式所涉及的投影機(jī)1能夠進(jìn)行鮮明地且析像度高的投影。
[0265] 此外，有效投影范圍的水平方向的中央與投影范圍的光軸的水平方向的位置的偏 差變得不存在或很小。
[0266] 其結(jié)果是，梯形失真校正時(shí)的投影機(jī)1相對(duì)于被投影體的設(shè)置角度對(duì)位變得容 易。
[0267] 此外，關(guān)于有效投影范圍的垂直方向的設(shè)定的方法，如果如本實(shí)施方式那樣基于 光軸相對(duì)于投影范圍的位置來設(shè)定有效投影范圍的垂直方向，則能夠減小光軸與有效投影 范圍的偏差。
[0268] [比較例]
[0269] 另外，關(guān)于輸入圖像的橫縱比與輸出顯示元件的橫縱比不同的情況下的梯形失真 校正，已知有如下所示的技術(shù)。
[0270] 具體而言，在該技術(shù)中，首先通過信箱化（letterboxing)或郵筒化 (pillarboxing)使輸入圖像的橫縱比與輸出顯示元件的橫縱比一致。
[0271] 在該技術(shù)中，接下來進(jìn)行一般的梯形失真校正。
[0272] 參照附圖，對(duì)以這種流程進(jìn)行梯形失真校正的情況的投影范圍與有效投影范圍的 關(guān)系、以及元件范圍與有效元件范圍的關(guān)系進(jìn)行說明。
[0273] 圖19以及圖20表示輸入圖像的橫縱比<輸出顯示元件的橫縱比的情況、即進(jìn)行 信箱化的情況，圖21以及圖22表示輸入圖像的橫縱比>輸出顯示元件的橫縱比的情況、即 進(jìn)行郵筒化的情況。
[0274] 圖19以及圖21表示投影范圍與有效投影范圍的關(guān)系，圖20以及圖22表示元件 范圍與有效元件范圍的關(guān)系。
[0275] 在圖19以及圖21中，以右下斜線表示的區(qū)域是通過信箱化或郵筒化而產(chǎn)生的無 效投影區(qū)域，以右上斜線表示的區(qū)域是通過梯形失真校正而產(chǎn)生的無效投影區(qū)域。
[0276] 在圖20以及圖22中，將與上述兩個(gè)由來(原因）不同的無效區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域合起 來并以加斜線的區(qū)域來表示。
[0277] 另外，投影比、偏移規(guī)格的光學(xué)規(guī)格分別與上述的本實(shí)施方式的情況相同。
[0278] 如圖19至圖22所示，在進(jìn)行信箱化或郵筒化后，進(jìn)行梯形失真校正的情況與不進(jìn) 行梯形失真校正(水平校正角度：〇°，垂直校正角度：〇°的）的情況相比，像素利用率必然 降低。
[0279] 與之相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的梯形失真校正，如上所述，進(jìn)行梯形失真校正 的情況與不進(jìn)行梯形失真校正的情況相比，存在像素利用率提高的情況。
[0280] 這樣，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的梯形失真校正，同時(shí)進(jìn)行橫縱比的調(diào)整和梯形失 真校正，所以實(shí)現(xiàn)了較高的像素利用率。
[0281] 在本實(shí)施方式中，舉出使用微反射鏡元件15作為輸出顯示元件的情況為例進(jìn)行 了說明，但不限于微反射鏡元件15,在例如使用了液晶等其他的顯示元件的投影機(jī)中，同樣 也能夠應(yīng)用本發(fā)明所涉及的技術(shù)。
[0282] 另外，本發(fā)明并不原封不動(dòng)地限定于上述實(shí)施方式，在實(shí)施階段，在不脫離其主旨 的范圍內(nèi)能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)要素變形并具體化。
[0283] 此外，通過上述實(shí)施方式所公開的多個(gè)結(jié)構(gòu)要素的適當(dāng)?shù)慕M合，能夠形成各種發(fā) 明。
[0284] 例如，即使從實(shí)施方式所示的全部結(jié)構(gòu)要素中刪除幾個(gè)結(jié)構(gòu)要素，也能夠解決在 發(fā)明要解決的課題的欄中敘述的課題，并且，在獲得發(fā)明的效果的情況下，也能夠提取刪除 了該結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)作為發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1. 一種投影裝置，具備： 投影光學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)成為在被投影體上投影具有投影范圍的投影光； 輸出顯示元件，調(diào)制上述投影光來生成投影像，具有矩形的元件范圍； 比較部，對(duì)作為應(yīng)當(dāng)投影的圖像而輸入的矩形的輸入圖像的橫縱比和上述輸出顯示元 件的橫縱比的大小關(guān)系進(jìn)行比較； 投影范圍決定部，基于上述大小關(guān)系決定有效投影范圍，該有效投影范圍是包含于上 述投影范圍中的范圍且在上述被投影體上成為矩形； 元件范圍決定部，以上述有效投影范圍相對(duì)于上述投影范圍的關(guān)系與有效元件范圍相 對(duì)于上述元件范圍的關(guān)系相對(duì)應(yīng)的方式，決定上述有效元件范圍；以及 幾何學(xué)變換部，以上述輸入圖像被無失真地投影于上述被投影體上的上述有效投影范 圍內(nèi)的方式，將上述輸入圖像投射到上述有效元件范圍。
2. 如權(quán)利要求1所述的投影裝置， 上述投影范圍決定部以提高上述有效元件范圍占上述元件范圍的比例的方式?jīng)Q定上 述有效投影范圍。
3. 如權(quán)利要求1所述的投影裝置， 在上述輸入圖像的橫縱比大于上述輸出顯示元件的橫縱比時(shí)，上述投影范圍決定部在 橫方向上以使上述有效投影范圍靠近上下邊交點(diǎn)側(cè)的方式?jīng)Q定上述有效投影范圍。
4. 如權(quán)利要求1所述的投影裝置， 在上述輸入圖像的橫縱比小于上述輸出顯示元件的橫縱比時(shí)，上述投影范圍決定部在 橫方向上以上述有效投影范圍的對(duì)角線的交點(diǎn)與上述投影范圍的對(duì)角線的交點(diǎn)一致的方 式?jīng)Q定上述有效投影范圍。
5. 如權(quán)利要求1所述的投影裝置， 上述投影范圍決定部根據(jù)上述投影光的光軸偏向投影范圍的下側(cè)還是偏向投影范圍 的上側(cè)，在縱方向上決定上述有效投影范圍。
6. 如權(quán)利要求5所述的投影裝置， 上述投影范圍決定部， 在上述投影光的光軸偏向投影范圍的下側(cè)時(shí)，在縱方向上以使上述有效投影范圍靠近 上述投影范圍的下邊側(cè)的方式?jīng)Q定上述有效投影范圍， 在上述投影光的光軸偏向投影范圍的上側(cè)時(shí)，在縱方向上以使上述有效投影范圍靠近 上述投影范圍的上邊側(cè)的方式?jīng)Q定上述有效投影范圍。
7. 如權(quán)利要求1所述的投影裝置， 還具備取得部，該取得部取得上述投影光與上述被投影體的相對(duì)角度， 上述投影范圍決定部基于上述相對(duì)角度，決定上述有效投影范圍。
8. 如權(quán)利要求7所述的投影裝置， 上述取得部包括測(cè)距部，該測(cè)距部測(cè)量到上述被投影體為止的距離， 上述取得部基于上述距離，取得上述相對(duì)角度。
9. 如權(quán)利要求7所述的投影裝置， 上述取得部包括姿態(tài)檢測(cè)部，該姿態(tài)檢測(cè)部取得上述投影光相對(duì)于鉛垂方向的夾角， 上述取得部基于上述夾角，取得上述相對(duì)角度。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的投影裝置， 在上述輸入圖像的橫縱比與上述輸出顯示元件的橫縱比不同時(shí)， 上述投影范圍決定部以上述有效投影范圍的橫縱比與上述輸入圖像的橫縱比一致的 方式?jīng)Q定上述有效投影范圍， 上述幾何學(xué)變換部將上述輸入圖像投射到上述有效元件范圍，從而將投影到上述被投 影體的圖像的橫縱比作為上述輸入圖像的橫縱比。
11. 一種投影方法，具備： 對(duì)作為應(yīng)當(dāng)投影的圖像而輸入的矩形的輸入圖像的橫縱比和輸出顯示元件的橫縱比 的大小關(guān)系進(jìn)行比較的步驟，該輸出顯示元件對(duì)投影到被投影體的具有投影范圍的投影光 進(jìn)行調(diào)制來生成投影像，并具有矩形的元件范圍； 基于上述大小關(guān)系，決定有效投影范圍的步驟，該有效投影范圍是包含于上述投影范 圍中的范圍且在上述被投影體上成為矩形； 以上述有效投影范圍相對(duì)于上述投影范圍的關(guān)系與有效元件范圍相對(duì)于上述元件范 圍的關(guān)系相對(duì)應(yīng)的方式，決定上述有效兀件范圍的步驟；以及 以上述輸入圖像被無失真地投影到上述被投影體上的上述有效投影范圍內(nèi)的方式，將 上述輸入圖像投射到上述有效元件范圍的步驟。
【文檔編號(hào)】G03B21/14GK104062831SQ201410103012
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】井上秀昭 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社