プロジェクター及びプロジェクターの制御方法
【課題】画像データに対して補正処理が行われる場合において、ある画像に重ねて表示される画像の視認性を向上させる。
【解決手段】プロジェクターは、ＯＳＤ画像を示すＯＳＤデータを記憶したＲＯＭ１０２と、ＯＳＤデータに対して台形歪み補正を行った場合の、ＯＳＤ画像において設定された基準点におけるＯＳＤ変形率を算出する第１変形率算出部１０１２と、ＯＳＤ変形率に基づいて、ＯＳＤ画像のＯＳＤ拡大率を決定する第２変形率決定部１０１３と、主画像データにより示される主画像と、ＯＳＤ拡大率に基づいてサイズが変更されたＯＳＤ画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する画像合成部１０９と、合成画像データに、台形歪み補正を行う台形歪み補正部１１０と、台形歪み補正が行われた合成画像データに基づいて合成画像を投写する照明光学系１１２、液晶パネル１１３、及び投写光学系１１４とを有する。
【解決手段】プロジェクターは、ＯＳＤ画像を示すＯＳＤデータを記憶したＲＯＭ１０２と、ＯＳＤデータに対して台形歪み補正を行った場合の、ＯＳＤ画像において設定された基準点におけるＯＳＤ変形率を算出する第１変形率算出部１０１２と、ＯＳＤ変形率に基づいて、ＯＳＤ画像のＯＳＤ拡大率を決定する第２変形率決定部１０１３と、主画像データにより示される主画像と、ＯＳＤ拡大率に基づいてサイズが変更されたＯＳＤ画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する画像合成部１０９と、合成画像データに、台形歪み補正を行う台形歪み補正部１１０と、台形歪み補正が行われた合成画像データに基づいて合成画像を投写する照明光学系１１２、液晶パネル１１３、及び投写光学系１１４とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター及びプロジェクターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターがスクリーンに対して水平方向又は垂直方向に傾きを有して設置されると、スクリーンに投写される画像には歪み（台形歪み）が生じる。そこで、プロジェクターが、スクリーンに投写された画像の台形歪みと逆の台形歪みを有する画像を液晶パネル等のライトバルブに表示させることにより、スクリーンに表示される画像の台形歪みを補正する技術が知られている。特許文献１には、プロジェクターがＯＳＤ（On Screen Display）画像を投写画面に重ねてスクリーンに表示する場合に、台形歪みの補正が少ない投写画面上の位置にＯＳＤ画像を表示する台形歪み補正装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の台形歪み補正装置においては、台形歪み補正で最も補正の少ない投写画面上の位置が変わると、ＯＳＤ画像が表示される位置も変わる。また、投写画面の台形歪み補正後にＯＳＤ画像が重ね合わされていることから、ＯＳＤ画像には台形歪み補正は行われず、ＯＳＤ画像は歪んで投写される。
これに対し本発明は、画像データに対して補正処理が行われる場合において、ある画像に重ねて表示される画像の視認性を向上させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明は、第１画像を示す第１画像データを記憶した記憶手段と、前記第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する変形率算出手段と、前記変形率算出手段によって算出された第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する変形率決定手段と、第２画像データにより示される第２画像と、前記変形率決定手段により決定された第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する合成画像生成手段と、前記合成画像生成手段により生成された合成画像データに、前記補正処理を行う補正手段と、前記補正処理が行われた前記合成画像データに基づいて前記合成画像を投写する投写手段とを有するプロジェクターを提供する。このプロジェクターによれば、画像データに対して補正処理が行われる場合において、第１変形率によらず第２変形率が一定である場合と比較して、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００６】
また、別の好ましい態様において、前記補正処理は、座標変換係数を用いた座標変換処理を含み、前記座標変換係数を取得する変換係数取得手段を備え、前記変形率算出手段は、前記変換係数取得手段により取得された前記座標変換係数に基づいて、前記第１変形率を算出することを特徴とする。このプロジェクターによれば、画像データに対して座標変換処理を含む補正処理が行われる場合において、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００７】
また、別の好ましい態様において、前記第１画像においては複数の基準点が設定されており、前記変形率算出手段は、前記複数の基準点について前記第１変形率を算出し、前記変形率決定手段は、前記複数の基準点について算出された前記第１変形率の代表値に基づいて、前記第２変形率を決定することを特徴とする。このプロジェクターによれば、基準点が単一のときと比べて、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記記憶手段は複数の第１画像データを記憶し、前記基準点は前記複数の第１画像毎に設定されていることを特徴とする。このプロジェクターによれば、第１画像が複数あるとき、各第１画像に応じて、その第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記第１画像はＯＳＤ画像であることを特徴とする。このプロジェクターによれば、画像データに対して補正処理が行われる場合において、第１変形率によらず第２変形率が一定である場合と比較して、第２画像に重ねて表示されるＯＳＤ画像の視認性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明は、第１画像を示す第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する工程と、前記第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する工程と、第２画像データにより示される第２画像と、前記第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する工程と、前記合成画像データに、前記補正処理を行う工程とを有するプロジェクターの制御方法を提供する。このプロジェクターの制御方法によれば、画像データに対して補正処理が行われる場合において、第１変形率によらず第２変形率が一定である場合と比較して、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プロジェクター１の動作概要の説明図。
【図２】プロジェクター１の内部構成を示すブロック図。
【図３】ＯＳＤ拡大率の決定処理を示すフローチャート。
【図４】パラメーターを例示する図。
【図５】基準点を例示する図。
【図６】基準点及び隣接画素を示す図。
【図７】ＯＳＤ拡大率を決定する関数を例示する図
【図８】ＯＳＤ拡大率の最大値を決定する方法を説明する図。
【図９】合成画像データの生成方法の概要を示す図。
【図１０】ＯＳＤ拡大率の決定を行った場合と行わなかった場合との対比。
【図１１】変形率算出の方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクター１の動作概要の説明図である。プロジェクター１は、入力された映像信号に応じた画像（以下「主画像」（第２画像の一例））という）をスクリーンに投写する装置である。スクリーン２は、プロジェクター１から投写される画像を映し出す平面である。プロジェクター１の投写軸がスクリーン２に対して理想的な状態から傾いている場合、スクリーン２に映し出される画像３は歪んだものとなる。以下この歪みを「台形歪み」という。プロジェクター１は、台形歪みを補正し、補正後の画像４を投写する機能を有する。台形歪みを補正する処理を、「台形歪み補正」（補正処理の一例）という。また、プロジェクター１は、画像の明るさ、位置及び台形歪み補正などのパラメーターを調整する機能を有する。これらのパラメーターの調整に用いられるユーザーインターフェースは、スクリーン２に投写されるＯＳＤ画像５（第１画像の一例）により提供される。ＯＳＤ画像５は主画像に重ねて表示される。台形歪み補正は、主画像にＯＳＤ画像５を重ねた合成画像に対して行われる。
【００１３】
図２は、プロジェクター１の内部構成を示すブロック図である。プロジェクター１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、映像取得部１０４、画像処理部１０５、画像スケーラー１０６、ＯＳＤ描画部１０７、ＯＳＤスケーラー１０８、画像合成部１０９、台形歪み補正部１１０、パネル駆動部１１１、照明光学系１１２、液晶パネル１１３、及び投写光学系１１４を有する。ＣＰＵ１０１は、プログラムを実行することによりプロジェクター１の各部を制御する制御装置である。ＣＰＵ１０１は、機能要素として、座標変換係数算出部１０１１（変換係数取得手段の一例）、第１変形率算出部１０１２（変形率算出手段の一例）、及び第２変形率決定部１０１３（変形率決定手段の一例）を有する。第１変形率算出部１０１２は、ＯＳＤデータ（第１画像データの一例）に対して台形歪み補正を行った場合の、ＯＳＤ画像において設定された基準点におけるＯＳＤ変形率（第１変形率の一例）を算出する。変形率とは、ある処理の前後における、２点間の距離の比をいう。第２変形率決定部１０１３は、第１変形率算出部１０１２によって算出されたＯＳＤ変形率に基づいて、ＯＳＤ拡大率（第２変形率の一例）を決定する。ＲＯＭ１０２（記憶手段の一例）は、各種のプログラムおよびデータを記憶した不揮発性の記憶装置である。この例で、ＲＯＭ１０２は、ＯＳＤデータ及び後述のＯＳＤ拡大率を決定するためのデータを記憶する。ＲＡＭ１０３は、データを記憶する揮発性の記憶装置である。この例で、ＲＡＭ１０３は、ＯＳＤバッファー１０３１と、フレームバッファー１０３２ａと、フレームバッファー１０３２ｂとを有する。ＯＳＤバッファー１０３１は、表示されるＯＳＤ画像を示すデータを記憶する領域である。フレームバッファー１０３２ａは、映像信号により示される映像のうち、１フレーム分の画像を記憶する領域である。フレームバッファー１０３２ｂは、合成画像を記憶する領域である。なお、ここでは説明のため、フレームバッファー１０３２ａとフレームバッファー１０３２ｂとを別個に説明したが、単一のフレームバッファーが、フレームバッファー１０３２ａ及びフレームバッファー１０３２ｂの機能を兼ね備えていてもよい。
【００１４】
映像取得部１０４は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレーヤー又はパーソナルコンピューターなどの外部装置から映像信号を取得する。また、映像取得部１０４は、取得した映像信号から、垂直・水平の同期信号を抽出する。画像処理部１０５は、映像信号により示される画像に画像処理を施す。画像処理部１０５は、画像処理後の画像を示すデータを１フレームごとの主画像データ（第２画像データの一例）としてフレームバッファー１０３２ａに書き込む。画像スケーラー１０６は、フレームバッファー１０３２ａに記憶されている主画像データを読み出し、主画像に対してサイズの拡大処理を施す（なお、拡大率が１より小さい場合、主画像は縮小される）。ＯＳＤ描画部１０７は、ＣＰＵ１０１からＯＳＤ描画命令を受けると、ＲＯＭ１０２に記憶されているＯＳＤデータを読み出し、読み出したデータをＯＳＤバッファー１０３１に書き込む。ＯＳＤスケーラー１０８は、ＯＳＤバッファー１０３１に記憶されているＯＳＤデータを読み出し、ＯＳＤ画像に対してサイズの拡大処理を行う。この拡大処理における拡大率（以下「ＯＳＤ拡大率」という）は、ＣＰＵ１０１により決められる。ＯＳＤスケーラー１０８は、第２変形率決定部１０１３により決定されたＯＳＤ拡大率で、ＯＳＤ画像の拡大処理を行う。画像合成部１０９（合成画像生成手段の一例）は、画像スケーラー１０６により拡大された主画像とＯＳＤスケーラー１０８により拡大されたＯＳＤ画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する。台形歪み補正部１１０（補正手段の一例）は、合成画像データに対して台形歪み補正を行う。台形歪み補正部１１０は、台形歪み補正の際のパラメーターとして座標変換係数を用いる。座標変換係数は、ＣＰＵ１０１により算出される。台形歪み補正部１１０は、台形歪み補正後の合成画像データをフレームバッファー１０３２ｂに書き込む。パネル駆動部１１１は、同期信号により示されるタイミングで、フレームバッファー１０３２ｂに記憶されているデータを読み出し、読み出したデータに応じて液晶パネル１１３を駆動する。照明光学系１１２は、高圧水銀ランプ若しくは超高圧水銀ランプなどのランプ、又はその他の発光体を有し、液晶パネル１１３に光を照射する。液晶パネル１１３は、複数の画素がマトリクス状に配置された透過型液晶パネルである。液晶パネル１１３は、各画素における光の透過率を変化させるライトバルブであり、照明光学系１１２から照射された照明光を、画像を表す有効な画像光へと変調する。液晶パネル１１３は、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array）の解像度を有し、１０２４×７６８個の画素により構成される表示領域を有する。投写光学系１１４は、液晶パネル１１３により画像光へと変調された光を拡大して投写するレンズを有する。照明光学系１１２、液晶パネル１１３、及び投写光学系１１４は、台形歪み補正後の合成画像データに基づいて合成画像をスクリーン２に投写する投写手段の一例である。撮影部１１５は、座標変換係数を算出するため、スクリーン２に投写されている画像３を撮影するカメラである。
【００１５】
図３は、プロジェクター１における、ＯＳＤ拡大率の決定処理を示すフローチャートである。以下の処理は、例えば、プロジェクター１の電源が投入されたことを契機として開始される。ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、主画像のサイズを示すパラメーターを算出する。ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、プロジェクター１の投写軸の、理想的な状態からのずれを示すパラメーター、より具体的には、補正後画像の形状を示すパラメーターを算出する。
【００１６】
図４は、ステップＳ１及びＳ２において取得されるパラメーターを例示する図である。図４（Ａ）は主画像のサイズを示すパラメーターを、図４（Ｂ）は補正後画像のサイズを示すパラメーターを示している。図４（Ｂ）における破線６は、表示領域のサイズを表す。主画像のサイズを示すパラメーターとしては、主画像の４頂点である点ｏ（ｘ０、ｙ０）、点ｐ（ｘ１、ｙ１）、点ｑ（ｘ２、ｙ２）、及び点ｒ（ｘ３、ｙ３）の座標が用いられる。これらの点の座標は表示領域のサイズ（液晶パネル１１３の解像度）に応じてあらかじめ決められている。これらの座標を示すデータは、ＲＯＭ１０２に記憶されている。ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２からこの座標を示すデータを読み出すことにより、主画像のサイズを示すパラメーターを取得する。
【００１７】
補正後画像の形状を示すパラメーターとしては、補正後画像の４頂点である点Ｏ（Ｘ０、Ｙ０）、点Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）、点Ｑ（Ｘ２、Ｙ２）、及び点Ｒ（Ｘ３、Ｙ３）の座標が用いられる。この場合、プロジェクター１は、まず、台形歪み補正を行わない画像（図１：画像３）を投写する。撮影部１１５は、スクリーン２に投写されている歪んだ画像３を撮影する。ＣＰＵ１０１は、撮影部１１５により撮影された画像に基づき、歪みが補正された画像の４頂点の座標（液晶パネル１１３における座標）を算出する。図４（Ｂ）は、この歪みが補正された画像が液晶パネル１１３に表示された状態を示している。ＣＰＵ１０１は、算出した座標を示すデータをＲＡＭ１０３に書き込む。
【００１８】
再び図３を参照する。ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、座標変換係数を算出する。この座標変換係数は、液晶パネル１１３に表示される画像（例えば図４（Ｂ））から、フレームバッファー１０３２ａにデータとして記憶されている画像（例えば図４（Ａ））への変換（以下「座標変換」（座標変換処理の一例）という）を特定するパラメーターである。補正後画像を座標変換することにより、補正後画像のある画素に対応する主画像の画素の座標が得られる。この座標変換は、Ａ〜Ｈの８つの座標変換係数により特定される。ＣＰＵ１０１は、次式（１）の８元連立一次方程式を解くことにより、座標変換係数Ａ〜Ｈを算出する。ＣＰＵ１０１は、算出した座標変換係数Ａ〜Ｈを示すデータをＲＡＭ１０３に書き込む。
【数１】
【００１９】
ステップＳ４において、ＣＰＵ１０１は、逆座標変換係数を算出する。この逆座標変換係数は、データとして記憶されている画像（図４（Ａ））からスクリーン２に映し出される画像（図４（Ｂ））への変換（以下「逆座標変換」という）を特定するパラメーターである。この逆座標変換は、ａ〜ｈの８つの座標変換係数により特定される。ＣＰＵ１０１は、既に取得された座標変換係数Ａ〜Ｈ及び次式（２）を用いて、逆座標変換係数ａ〜ｈを算出する。
【数２】
【００２０】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、複数の基準点の中から１つの基準点を選択する。例えば、複数の基準点には、識別番号が割り当てられている。ＣＰＵ１０１は、識別番号の小さいものから順に、基準点を選択する。ステップＳ６において、ＣＰＵ１０１は、選択された基準点及びこれと隣り合う画素（以下、「隣接画素」という。）について、逆座標変換を行う。具体的には、ＣＰＵ１０１は、逆座標変換係数ａ〜ｈ及び次式（３）を用いて、補正前のＯＳＤ画像における座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して逆座標変換を行い、補正後の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）を算出する。
【数３】
【００２１】
図５は、基準点を例示する図である。図５（Ａ）は、補正前画像のＯＳＤ画像５における基準点ｕ１〜ｕ５を示している。基準点ｕ５は、ＯＳＤ画像５の中心（重心）にある。基準点ｕ１〜ｕ４は、それぞれ、ＯＳＤ画像５の中心からみて、左上、右上、右下、左下の所定の位置にある。図５（Ｂ）は、補正後画像のＯＳＤ画像５における基準点Ｕ１〜Ｕ５を示している。
【００２２】
再び図３を参照する。ステップＳ７において、ＣＰＵ１０１は、基準点における変形率を算出する。この例では、複数の隣接画素との関係において算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出される。この例では、複数の変形率の代表値として最小値が用いられる。基準点の画素と一の隣接画素との変形率は、これら２画素の逆座標変換後の距離Ｄと逆座標変換前の距離ｄとの比である。ここでは、ユークリッド距離が２点間の距離として用いられる。
【００２３】
図６は、逆座標変換の前後における基準点及び隣接画素を示す図である。図６において、白丸は基準点の画素を、黒丸は隣接画素を、それぞれ示している。この例では、基準点の画素の上下左右、並びに左上、右上、右下、及び左上の計８つの画素が隣接画素として考慮される。図６（Ａ）は、逆座標変換前の基準点及び隣接画素の位置関係を示している。破線は、画素の行及び列を示している。行の破線と列の破線の交点に画素が位置する。図６（Ｂ）は、逆座標変換後の基準点及び隣接画素の位置関係を示している。破線は、逆座標変換前の画素の行及び列を示している。図６の例では、逆座標変換により、隣接画素Ｕ１２と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１３と基準点Ｕ１との距離、及び隣接画素Ｕ１６と基準点Ｕ１との距離が逆座標変換前より短くなっており、隣接画素Ｕ１１と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１４と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１５と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１７と基準点Ｕ１との距離、及び隣接画素Ｕ１８と基準点Ｕ１との距離が逆座標変換前より長くなっている。以下、基準点ｕｉと隣接画素ｕｉｊとの距離を、距離ｄｊと表し、基準点Ｕｉと隣接画素Ｕｉｊとの距離を、距離Ｄｊと表す。ＣＰＵ１０１は、基準点ｕｉについて、変形率αｉを算出する。この例では、次式（４）のとおり、複数の変形率の最小値が、基準点ｕｉにおける変形率αｉとして算出される。
【数４】
図７の例では、隣接画素Ｕ１６との関係における変形率が、基準点ｕ１の変形率として採用される。
【００２４】
再び図３を参照する。ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、全ての基準点に関して変形率が算出されたか判断する。全ての基準点に関して変形率が算出されていないと判断された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ５に移行する。全ての基準点に関して変形率が算出されていると判断された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ９に移行する。このように、ＣＰＵ１０１は、全ての基準点に関して変形率が算出されるまで、ステップＳ５からステップＳ７の処理を繰り返す。ＯＳＤ画像５の例では、基準点ｕ１〜ｕ５の全てについて、それぞれ変形率が決定される。
【００２５】
ステップＳ９において、ＣＰＵ１０１は、ＯＳＤ画像５におけるＯＳＤ変形率を決定する。この例では、ステップＳ５からステップＳ７において算出された複数の変形率の代表値が、ＯＳＤ変形率として決定される。代表値としては、最小値が用いられる。ＯＳＤ変形率が１に近いほど、台形歪み補正によってＯＳＤ画像が変形される度合いが小さい。ＯＳＤ変形率が０に近いほど、ＯＳＤ画像の中に、台形歪み補正によって縮小される度合いの大きい部分が存在する。
【００２６】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ１０１は、ＯＳＤ変形率に基づいてＯＳＤ拡大率を決定する。ＯＳＤ拡大率とは、ＯＳＤ画像のサイズを拡大するための倍率を示す値である。この例で、ＲＯＭ１０２は、ＯＳＤ変形率に対してＯＳＤ拡大率を決定する関数を記憶している。ＣＰＵ１０１は、この関数を用いて、ＯＳＤ変形率に対応するＯＳＤ拡大率を決定する。ＣＰＵ１０１は、決定されたＯＳＤ拡大率をＲＡＭ１０３に書き込む。
【００２７】
図７は、ＯＳＤ変形率とＯＳＤ拡大率との関係、すなわちＯＳＤ拡大率を決定する関数を例示する図である。この関数において、ＯＳＤ変形率が１以上の領域では、ＯＳＤ拡大率はＯＳＤ変形率によらず１で一定である。ＯＳＤ変形率が０以上１未満の領域においては、ＯＳＤ拡大率は、最大値Ｅｍから１まで減少する減少関数となっている。
【００２８】
図８は、ＯＳＤ拡大率の最大値Ｅｍを決定する方法を説明する図である。最大値は、拡大後のＯＳＤ画像が、主画像のサイズを超えない範囲において、ＯＳＤ拡大率が最大となるように決定される。ＯＳＤ画像５の横幅をＷｏ、高さをＨｏとし、主画像の横幅をＷｉ、高さをＨｉとすると、最大値Eｍは、例えば次式（５）により決定される。
【数５】
【００２９】
図９は、合成画像の生成方法の概要を示す図である。ＣＰＵ１０１からＯＳＤ描画命令を受けると、ＯＳＤスケーラー１０８は、ＲＡＭ１０３に記憶されているＯＳＤデータ及びＯＳＤ拡大率を読み出す。ＯＳＤスケーラー１０８は、読み出したＯＳＤ拡大率でＯＳＤ画像５を拡大する。画像合成部１０９は、主画像と拡大されたＯＳＤ画像５とを合成し、合成画像データを生成する。主画像とＯＳＤ画像とを合成する際の主画像とＯＳＤ画像との位置関係を示す情報は、ＲＯＭ１０２に記憶されている。例えば、ＯＳＤ画像と主画像とは、重心が一致するように合成される。別の例で、ＯＳＤ画像と主画像とは、ＯＳＤ画像の基準点（例えば左上頂点）が、主画像の決められた点に位置するように合成されてもよい。
【００３０】
台形歪み補正部１１０は、画像合成部１０９により生成された合成画像データに対して台形歪み補正を行う。具体的には、台形歪み補正部１１０は、座標変換係数Ａ〜Ｈ及び次式（６）を用いて、補正後画像における座標（Ｘｊ, Ｙｊ）に対して座標変換を行い、合成画像における座標（ｘｊ, ｙｊ）を算出する。
【数６】
台形歪み補正部１１０は、合成画像における座標（ｘｊ, ｙｊ）の画素の階調値を、補正後画像における座標（Ｘｊ, Ｙｊ）の画素の階調値としてフレームバッファー１０３２ｂに書き込む。式（６）を用いた演算において、合成画像における座標が小数で算出された場合には、対応する階調値が存在しないことになる。この場合、台形歪み補正部１１０は、例えば特開２０１０−２６８７０において示される画素補間（畳み込み演算）を行い、合成画像における複数の座標の階調値から一の階調値を算出する。台形歪み補正部１１０は、画素補間により算出された階調値を、補正後画像における座標（Ｘｊ, Ｙｊ）の画素の階調値としてフレームバッファー１０３２ｂに書き込む。補正後画像についてＸ及びＹ座標を走査することにより、補正後画像のすべての画素について、その階調値が決定される。
【００３１】
図１０は、ＯＳＤ変形率に応じたＯＳＤ拡大率の決定を行った場合と行わなかった場合とを対比する図である。図１０（Ａ）は、本実施形態で説明したように、ＯＳＤ変形率に応じて決定されたＯＳＤ拡大率を用いて合成及び台形歪み補正が行われた画像を例示する図である。図１０（Ｂ）は、ＯＳＤ変形率によらず一定（例えば１倍）のＯＳＤ拡大率を用いて合成及び台形歪み補正が行われた画像を例示する図である。図１０（Ａ）のＯＳＤ画像５は、（Ｂ）のＯＳＤ画像５に比較してサイズが大きくなるので、ＯＳＤ画像の視認性が向上する。
【００３２】
＜変形例＞
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、２つ以上のものが組み合わされて用いられても良い。
【００３３】
（１）変形例１
基準点の位置は、ＯＳＤ画像の中心及び四隅に限定されず、ＯＳＤ画像のどこであってもよい。また、基準点の分布は、均等でなくてもよい。例えば、台形歪み補正により変形が大きく生じることが予想される位置に基準点を設けてもよいし、ＯＳＤ画像において一番小さい文字が表示される位置に基準点を設けてもよい。また、これらの位置に他の領域よりも多くの基準点を設けてもよい。
【００３４】
（２）変形例２
プロジェクター１は、複数のＯＳＤデータを記憶していてもよい。この場合、複数のＯＳＤ画像の中から選択された一のＯＳＤ画像が用いられる。この場合において、基準点の位置又は数はＯＳＤ画像毎に設定されていてもよい。例えば、ＯＳＤ画像の形状に応じた位置に基準点が設定されていてもよい。ＲＯＭ１０２は、ＯＳＤ画像と基準点との対応関係を示すデータを記憶する。
【００３５】
（３）変形例３
ＯＳＤ変形率は、基準点の画素と隣接画素とのユークリッド距離を用いて算出されたものに限定されない。例えば、基準点及び複数の隣接画素について、ある画素と当該画素に水平方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出されてもよい。この場合、ある画素と当該画素に水平方向に隣り合う画素との変形率は、これら２画素の逆座標変換後の水平方向における距離Ｄである（変換前の画素間の距離を１とした場合）。同様の例で、ある画素と当該画素に垂直方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出されてもよい。この場合、ある画素と当該画素に垂直方向に隣り合う画素との変形率は、これら２画素の逆座標変換後の垂直方向における距離Ｄである。
【００３６】
図１１は、変形例３に係る変形率算出の方法を示す図である。図１１は、逆座標変換後の基準点及び隣接画素の位置関係を示している。基準点及び隣接画素の位置関係は図６（Ｂ）と等しい。図１１（Ａ）に示されるＤ１２、Ｄ２３，Ｄ０８、Ｄ０４、Ｄ６７及びＤ５６は、ある画素と当該画素に水平方向に隣り合う画素との関係で算出される複数の変形率を示している。図１１（Ａ）の例では、距離Ｄ１２〜Ｄ５６は、逆座標変換前より長くなっている。この例では、ＣＰＵ１０１は、基準点ｕ１について、距離Ｄ１２〜Ｄ５６のうち最小値であるＤ２３を変形率α１として算出する。図１１（Ｂ）に示されるＤ１８、Ｄ７８、Ｄ０２、Ｄ０６、Ｄ３４及びＤ４５は、ある画素と当該画素に垂直方向に隣り合う画素との関係で算出される複数の変形率を示している。この例では、ＣＰＵ１０１は、基準点ｕ１について、距離Ｄ１８〜Ｄ４５のうち最小値であるＤ０６（並びにＤ３４、Ｄ４５及びＤ７８）を変形率α１として算出する。
【００３７】
別の例で、基準点及び複数の隣接画素について、ある画素と当該画素に水平方向及び垂直方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出されてもよい。この場合、上述の水平方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率（図１１（Ａ））と垂直方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率（図１１（Ｂ））のうち最小値が変形率αｉとなる。
【００３８】
（４）変形例４
ステップＳ７において、対象となる基準点における変形率の算出で用いられる代表値は、複数の変形率の最小値に限定されない。複数の変形率の平均値が、代表値として用いられてもよい。別の例で、複数の変形率のうち特定の順番（例えば、下から２番目）にある変形率が、代表値として用いられてもよい。また、複数の変形率に応じて、用いられる代表値が切り替えられてもよい。例えば、代表値として最小値を用いることが原則として決められている場合に、最小値があらかじめ決められたしきい値より小さいときは、下から２番目の変形率が代表値として用いられてもよい。
【００３９】
（５）変形例５
ステップＳ９において、ＯＳＤ変形率として決定される変形率の代表値は、最小値に限定されない。基準点における変形率の平均値、又は基準点における変形率のうち特定の順番（例えば、下から２番目）にある変形率が、代表値とされてもよい。また、基準点の変形率を算出する場合の変形例（変形例４）と同様に、複数の変形率に応じて、用いられる代表値が切り替えられてもよい。
【００４０】
（６）変形例６
変形率の算出で用いられる画素は、基準点の隣接画素に限定されない。例えば、基準点から特定の距離（例えば、５画素分の距離）にある画素との関係で、複数の変形率が算出されてもよい。
【００４１】
（７）変形例７
ステップＳ２における補正画像のパラメーターを算出する処理は、撮影部１１５により撮影された画像を用いるものに限定されない。ＣＰＵ１０１は、投写軸の理想状態からの傾きを用いて、補正画像のパラメーターを算出してもよい。この場合、プロジェクター１は、傾きセンサー（加速度センサー）を有している。ＣＰＵ１０１は、傾きセンサーにより検出された投写軸の理想状態からの傾きから、補正後画像の４頂点の座標（図４（Ｂ））を算出する。
【００４２】
（８）その他の変形例
プロジェクター１のハードウェア構成は、図２で説明したものに限定されない。図３で説明したフローおよび各ステップの処理を実行できるのであれば、プロジェクター１はどのようなハードウェア構成を有していてもよい。
第１画像はＯＳＤ画像に限定されず、第２画像と合成されて投写される画像であればよい。例えば、第２画像に対して補助的な役割を果たすための画像などであってもよい。
プロジェクター１は台形歪み補正を行うが、「補正処理」はこの台形歪み補正に限定されない。「補正処理」は、合成画像データの変形を行う処理であればよい。
ＯＳＤ拡大率を決定する関数は図７で説明したものに限定されない。ＯＳＤ変形率が０以上１未満の領域において、ＯＳＤ拡大率がＯＳＤ変形率に対して非線形であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…プロジェクター、２…スクリーン、３,４…画像、５…ＯＳＤ画像（第１画像）、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ（記憶手段）、１０３…ＲＡＭ、１０４…映像取得部、１０５…画像処理部、１０６…画像スケーラー、１０７…ＯＳＤ描画部、１０８…ＯＳＤスケーラー、１０９…画像合成部（合成画像生成手段）、１１０…台形歪み補正部（補正手段）、１１１…パネル駆動部、１１２…照明光学系（投写手段）、１１３…液晶パネル（投写手段）、１１４…投写光学系（投写手段）、１１５…撮影部、１０１１…座標変換係数算出部（変換係数取得手段）、１０１２…第１変形率算出部（変形率算出手段）、１０１３…第２変形率決定部（変形率決定手段）、１０３１…ＯＳＤバッファー、１０３２ａ,１０３２ｂ…フレームバッファー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター及びプロジェクターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターがスクリーンに対して水平方向又は垂直方向に傾きを有して設置されると、スクリーンに投写される画像には歪み（台形歪み）が生じる。そこで、プロジェクターが、スクリーンに投写された画像の台形歪みと逆の台形歪みを有する画像を液晶パネル等のライトバルブに表示させることにより、スクリーンに表示される画像の台形歪みを補正する技術が知られている。特許文献１には、プロジェクターがＯＳＤ（On Screen Display）画像を投写画面に重ねてスクリーンに表示する場合に、台形歪みの補正が少ない投写画面上の位置にＯＳＤ画像を表示する台形歪み補正装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の台形歪み補正装置においては、台形歪み補正で最も補正の少ない投写画面上の位置が変わると、ＯＳＤ画像が表示される位置も変わる。また、投写画面の台形歪み補正後にＯＳＤ画像が重ね合わされていることから、ＯＳＤ画像には台形歪み補正は行われず、ＯＳＤ画像は歪んで投写される。
これに対し本発明は、画像データに対して補正処理が行われる場合において、ある画像に重ねて表示される画像の視認性を向上させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明は、第１画像を示す第１画像データを記憶した記憶手段と、前記第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する変形率算出手段と、前記変形率算出手段によって算出された第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する変形率決定手段と、第２画像データにより示される第２画像と、前記変形率決定手段により決定された第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する合成画像生成手段と、前記合成画像生成手段により生成された合成画像データに、前記補正処理を行う補正手段と、前記補正処理が行われた前記合成画像データに基づいて前記合成画像を投写する投写手段とを有するプロジェクターを提供する。このプロジェクターによれば、画像データに対して補正処理が行われる場合において、第１変形率によらず第２変形率が一定である場合と比較して、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００６】
また、別の好ましい態様において、前記補正処理は、座標変換係数を用いた座標変換処理を含み、前記座標変換係数を取得する変換係数取得手段を備え、前記変形率算出手段は、前記変換係数取得手段により取得された前記座標変換係数に基づいて、前記第１変形率を算出することを特徴とする。このプロジェクターによれば、画像データに対して座標変換処理を含む補正処理が行われる場合において、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００７】
また、別の好ましい態様において、前記第１画像においては複数の基準点が設定されており、前記変形率算出手段は、前記複数の基準点について前記第１変形率を算出し、前記変形率決定手段は、前記複数の基準点について算出された前記第１変形率の代表値に基づいて、前記第２変形率を決定することを特徴とする。このプロジェクターによれば、基準点が単一のときと比べて、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、前記記憶手段は複数の第１画像データを記憶し、前記基準点は前記複数の第１画像毎に設定されていることを特徴とする。このプロジェクターによれば、第１画像が複数あるとき、各第１画像に応じて、その第１画像の視認性を向上させることができる。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記第１画像はＯＳＤ画像であることを特徴とする。このプロジェクターによれば、画像データに対して補正処理が行われる場合において、第１変形率によらず第２変形率が一定である場合と比較して、第２画像に重ねて表示されるＯＳＤ画像の視認性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明は、第１画像を示す第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する工程と、前記第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する工程と、第２画像データにより示される第２画像と、前記第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する工程と、前記合成画像データに、前記補正処理を行う工程とを有するプロジェクターの制御方法を提供する。このプロジェクターの制御方法によれば、画像データに対して補正処理が行われる場合において、第１変形率によらず第２変形率が一定である場合と比較して、第２画像に重ねて表示される第１画像の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プロジェクター１の動作概要の説明図。
【図２】プロジェクター１の内部構成を示すブロック図。
【図３】ＯＳＤ拡大率の決定処理を示すフローチャート。
【図４】パラメーターを例示する図。
【図５】基準点を例示する図。
【図６】基準点及び隣接画素を示す図。
【図７】ＯＳＤ拡大率を決定する関数を例示する図
【図８】ＯＳＤ拡大率の最大値を決定する方法を説明する図。
【図９】合成画像データの生成方法の概要を示す図。
【図１０】ＯＳＤ拡大率の決定を行った場合と行わなかった場合との対比。
【図１１】変形率算出の方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクター１の動作概要の説明図である。プロジェクター１は、入力された映像信号に応じた画像（以下「主画像」（第２画像の一例））という）をスクリーンに投写する装置である。スクリーン２は、プロジェクター１から投写される画像を映し出す平面である。プロジェクター１の投写軸がスクリーン２に対して理想的な状態から傾いている場合、スクリーン２に映し出される画像３は歪んだものとなる。以下この歪みを「台形歪み」という。プロジェクター１は、台形歪みを補正し、補正後の画像４を投写する機能を有する。台形歪みを補正する処理を、「台形歪み補正」（補正処理の一例）という。また、プロジェクター１は、画像の明るさ、位置及び台形歪み補正などのパラメーターを調整する機能を有する。これらのパラメーターの調整に用いられるユーザーインターフェースは、スクリーン２に投写されるＯＳＤ画像５（第１画像の一例）により提供される。ＯＳＤ画像５は主画像に重ねて表示される。台形歪み補正は、主画像にＯＳＤ画像５を重ねた合成画像に対して行われる。
【００１３】
図２は、プロジェクター１の内部構成を示すブロック図である。プロジェクター１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、映像取得部１０４、画像処理部１０５、画像スケーラー１０６、ＯＳＤ描画部１０７、ＯＳＤスケーラー１０８、画像合成部１０９、台形歪み補正部１１０、パネル駆動部１１１、照明光学系１１２、液晶パネル１１３、及び投写光学系１１４を有する。ＣＰＵ１０１は、プログラムを実行することによりプロジェクター１の各部を制御する制御装置である。ＣＰＵ１０１は、機能要素として、座標変換係数算出部１０１１（変換係数取得手段の一例）、第１変形率算出部１０１２（変形率算出手段の一例）、及び第２変形率決定部１０１３（変形率決定手段の一例）を有する。第１変形率算出部１０１２は、ＯＳＤデータ（第１画像データの一例）に対して台形歪み補正を行った場合の、ＯＳＤ画像において設定された基準点におけるＯＳＤ変形率（第１変形率の一例）を算出する。変形率とは、ある処理の前後における、２点間の距離の比をいう。第２変形率決定部１０１３は、第１変形率算出部１０１２によって算出されたＯＳＤ変形率に基づいて、ＯＳＤ拡大率（第２変形率の一例）を決定する。ＲＯＭ１０２（記憶手段の一例）は、各種のプログラムおよびデータを記憶した不揮発性の記憶装置である。この例で、ＲＯＭ１０２は、ＯＳＤデータ及び後述のＯＳＤ拡大率を決定するためのデータを記憶する。ＲＡＭ１０３は、データを記憶する揮発性の記憶装置である。この例で、ＲＡＭ１０３は、ＯＳＤバッファー１０３１と、フレームバッファー１０３２ａと、フレームバッファー１０３２ｂとを有する。ＯＳＤバッファー１０３１は、表示されるＯＳＤ画像を示すデータを記憶する領域である。フレームバッファー１０３２ａは、映像信号により示される映像のうち、１フレーム分の画像を記憶する領域である。フレームバッファー１０３２ｂは、合成画像を記憶する領域である。なお、ここでは説明のため、フレームバッファー１０３２ａとフレームバッファー１０３２ｂとを別個に説明したが、単一のフレームバッファーが、フレームバッファー１０３２ａ及びフレームバッファー１０３２ｂの機能を兼ね備えていてもよい。
【００１４】
映像取得部１０４は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレーヤー又はパーソナルコンピューターなどの外部装置から映像信号を取得する。また、映像取得部１０４は、取得した映像信号から、垂直・水平の同期信号を抽出する。画像処理部１０５は、映像信号により示される画像に画像処理を施す。画像処理部１０５は、画像処理後の画像を示すデータを１フレームごとの主画像データ（第２画像データの一例）としてフレームバッファー１０３２ａに書き込む。画像スケーラー１０６は、フレームバッファー１０３２ａに記憶されている主画像データを読み出し、主画像に対してサイズの拡大処理を施す（なお、拡大率が１より小さい場合、主画像は縮小される）。ＯＳＤ描画部１０７は、ＣＰＵ１０１からＯＳＤ描画命令を受けると、ＲＯＭ１０２に記憶されているＯＳＤデータを読み出し、読み出したデータをＯＳＤバッファー１０３１に書き込む。ＯＳＤスケーラー１０８は、ＯＳＤバッファー１０３１に記憶されているＯＳＤデータを読み出し、ＯＳＤ画像に対してサイズの拡大処理を行う。この拡大処理における拡大率（以下「ＯＳＤ拡大率」という）は、ＣＰＵ１０１により決められる。ＯＳＤスケーラー１０８は、第２変形率決定部１０１３により決定されたＯＳＤ拡大率で、ＯＳＤ画像の拡大処理を行う。画像合成部１０９（合成画像生成手段の一例）は、画像スケーラー１０６により拡大された主画像とＯＳＤスケーラー１０８により拡大されたＯＳＤ画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する。台形歪み補正部１１０（補正手段の一例）は、合成画像データに対して台形歪み補正を行う。台形歪み補正部１１０は、台形歪み補正の際のパラメーターとして座標変換係数を用いる。座標変換係数は、ＣＰＵ１０１により算出される。台形歪み補正部１１０は、台形歪み補正後の合成画像データをフレームバッファー１０３２ｂに書き込む。パネル駆動部１１１は、同期信号により示されるタイミングで、フレームバッファー１０３２ｂに記憶されているデータを読み出し、読み出したデータに応じて液晶パネル１１３を駆動する。照明光学系１１２は、高圧水銀ランプ若しくは超高圧水銀ランプなどのランプ、又はその他の発光体を有し、液晶パネル１１３に光を照射する。液晶パネル１１３は、複数の画素がマトリクス状に配置された透過型液晶パネルである。液晶パネル１１３は、各画素における光の透過率を変化させるライトバルブであり、照明光学系１１２から照射された照明光を、画像を表す有効な画像光へと変調する。液晶パネル１１３は、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array）の解像度を有し、１０２４×７６８個の画素により構成される表示領域を有する。投写光学系１１４は、液晶パネル１１３により画像光へと変調された光を拡大して投写するレンズを有する。照明光学系１１２、液晶パネル１１３、及び投写光学系１１４は、台形歪み補正後の合成画像データに基づいて合成画像をスクリーン２に投写する投写手段の一例である。撮影部１１５は、座標変換係数を算出するため、スクリーン２に投写されている画像３を撮影するカメラである。
【００１５】
図３は、プロジェクター１における、ＯＳＤ拡大率の決定処理を示すフローチャートである。以下の処理は、例えば、プロジェクター１の電源が投入されたことを契機として開始される。ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、主画像のサイズを示すパラメーターを算出する。ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、プロジェクター１の投写軸の、理想的な状態からのずれを示すパラメーター、より具体的には、補正後画像の形状を示すパラメーターを算出する。
【００１６】
図４は、ステップＳ１及びＳ２において取得されるパラメーターを例示する図である。図４（Ａ）は主画像のサイズを示すパラメーターを、図４（Ｂ）は補正後画像のサイズを示すパラメーターを示している。図４（Ｂ）における破線６は、表示領域のサイズを表す。主画像のサイズを示すパラメーターとしては、主画像の４頂点である点ｏ（ｘ０、ｙ０）、点ｐ（ｘ１、ｙ１）、点ｑ（ｘ２、ｙ２）、及び点ｒ（ｘ３、ｙ３）の座標が用いられる。これらの点の座標は表示領域のサイズ（液晶パネル１１３の解像度）に応じてあらかじめ決められている。これらの座標を示すデータは、ＲＯＭ１０２に記憶されている。ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２からこの座標を示すデータを読み出すことにより、主画像のサイズを示すパラメーターを取得する。
【００１７】
補正後画像の形状を示すパラメーターとしては、補正後画像の４頂点である点Ｏ（Ｘ０、Ｙ０）、点Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）、点Ｑ（Ｘ２、Ｙ２）、及び点Ｒ（Ｘ３、Ｙ３）の座標が用いられる。この場合、プロジェクター１は、まず、台形歪み補正を行わない画像（図１：画像３）を投写する。撮影部１１５は、スクリーン２に投写されている歪んだ画像３を撮影する。ＣＰＵ１０１は、撮影部１１５により撮影された画像に基づき、歪みが補正された画像の４頂点の座標（液晶パネル１１３における座標）を算出する。図４（Ｂ）は、この歪みが補正された画像が液晶パネル１１３に表示された状態を示している。ＣＰＵ１０１は、算出した座標を示すデータをＲＡＭ１０３に書き込む。
【００１８】
再び図３を参照する。ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、座標変換係数を算出する。この座標変換係数は、液晶パネル１１３に表示される画像（例えば図４（Ｂ））から、フレームバッファー１０３２ａにデータとして記憶されている画像（例えば図４（Ａ））への変換（以下「座標変換」（座標変換処理の一例）という）を特定するパラメーターである。補正後画像を座標変換することにより、補正後画像のある画素に対応する主画像の画素の座標が得られる。この座標変換は、Ａ〜Ｈの８つの座標変換係数により特定される。ＣＰＵ１０１は、次式（１）の８元連立一次方程式を解くことにより、座標変換係数Ａ〜Ｈを算出する。ＣＰＵ１０１は、算出した座標変換係数Ａ〜Ｈを示すデータをＲＡＭ１０３に書き込む。
【数１】
【００１９】
ステップＳ４において、ＣＰＵ１０１は、逆座標変換係数を算出する。この逆座標変換係数は、データとして記憶されている画像（図４（Ａ））からスクリーン２に映し出される画像（図４（Ｂ））への変換（以下「逆座標変換」という）を特定するパラメーターである。この逆座標変換は、ａ〜ｈの８つの座標変換係数により特定される。ＣＰＵ１０１は、既に取得された座標変換係数Ａ〜Ｈ及び次式（２）を用いて、逆座標変換係数ａ〜ｈを算出する。
【数２】
【００２０】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、複数の基準点の中から１つの基準点を選択する。例えば、複数の基準点には、識別番号が割り当てられている。ＣＰＵ１０１は、識別番号の小さいものから順に、基準点を選択する。ステップＳ６において、ＣＰＵ１０１は、選択された基準点及びこれと隣り合う画素（以下、「隣接画素」という。）について、逆座標変換を行う。具体的には、ＣＰＵ１０１は、逆座標変換係数ａ〜ｈ及び次式（３）を用いて、補正前のＯＳＤ画像における座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して逆座標変換を行い、補正後の座標（Ｘｉ，Ｙｉ）を算出する。
【数３】
【００２１】
図５は、基準点を例示する図である。図５（Ａ）は、補正前画像のＯＳＤ画像５における基準点ｕ１〜ｕ５を示している。基準点ｕ５は、ＯＳＤ画像５の中心（重心）にある。基準点ｕ１〜ｕ４は、それぞれ、ＯＳＤ画像５の中心からみて、左上、右上、右下、左下の所定の位置にある。図５（Ｂ）は、補正後画像のＯＳＤ画像５における基準点Ｕ１〜Ｕ５を示している。
【００２２】
再び図３を参照する。ステップＳ７において、ＣＰＵ１０１は、基準点における変形率を算出する。この例では、複数の隣接画素との関係において算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出される。この例では、複数の変形率の代表値として最小値が用いられる。基準点の画素と一の隣接画素との変形率は、これら２画素の逆座標変換後の距離Ｄと逆座標変換前の距離ｄとの比である。ここでは、ユークリッド距離が２点間の距離として用いられる。
【００２３】
図６は、逆座標変換の前後における基準点及び隣接画素を示す図である。図６において、白丸は基準点の画素を、黒丸は隣接画素を、それぞれ示している。この例では、基準点の画素の上下左右、並びに左上、右上、右下、及び左上の計８つの画素が隣接画素として考慮される。図６（Ａ）は、逆座標変換前の基準点及び隣接画素の位置関係を示している。破線は、画素の行及び列を示している。行の破線と列の破線の交点に画素が位置する。図６（Ｂ）は、逆座標変換後の基準点及び隣接画素の位置関係を示している。破線は、逆座標変換前の画素の行及び列を示している。図６の例では、逆座標変換により、隣接画素Ｕ１２と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１３と基準点Ｕ１との距離、及び隣接画素Ｕ１６と基準点Ｕ１との距離が逆座標変換前より短くなっており、隣接画素Ｕ１１と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１４と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１５と基準点Ｕ１との距離、隣接画素Ｕ１７と基準点Ｕ１との距離、及び隣接画素Ｕ１８と基準点Ｕ１との距離が逆座標変換前より長くなっている。以下、基準点ｕｉと隣接画素ｕｉｊとの距離を、距離ｄｊと表し、基準点Ｕｉと隣接画素Ｕｉｊとの距離を、距離Ｄｊと表す。ＣＰＵ１０１は、基準点ｕｉについて、変形率αｉを算出する。この例では、次式（４）のとおり、複数の変形率の最小値が、基準点ｕｉにおける変形率αｉとして算出される。
【数４】
図７の例では、隣接画素Ｕ１６との関係における変形率が、基準点ｕ１の変形率として採用される。
【００２４】
再び図３を参照する。ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、全ての基準点に関して変形率が算出されたか判断する。全ての基準点に関して変形率が算出されていないと判断された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ５に移行する。全ての基準点に関して変形率が算出されていると判断された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ９に移行する。このように、ＣＰＵ１０１は、全ての基準点に関して変形率が算出されるまで、ステップＳ５からステップＳ７の処理を繰り返す。ＯＳＤ画像５の例では、基準点ｕ１〜ｕ５の全てについて、それぞれ変形率が決定される。
【００２５】
ステップＳ９において、ＣＰＵ１０１は、ＯＳＤ画像５におけるＯＳＤ変形率を決定する。この例では、ステップＳ５からステップＳ７において算出された複数の変形率の代表値が、ＯＳＤ変形率として決定される。代表値としては、最小値が用いられる。ＯＳＤ変形率が１に近いほど、台形歪み補正によってＯＳＤ画像が変形される度合いが小さい。ＯＳＤ変形率が０に近いほど、ＯＳＤ画像の中に、台形歪み補正によって縮小される度合いの大きい部分が存在する。
【００２６】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ１０１は、ＯＳＤ変形率に基づいてＯＳＤ拡大率を決定する。ＯＳＤ拡大率とは、ＯＳＤ画像のサイズを拡大するための倍率を示す値である。この例で、ＲＯＭ１０２は、ＯＳＤ変形率に対してＯＳＤ拡大率を決定する関数を記憶している。ＣＰＵ１０１は、この関数を用いて、ＯＳＤ変形率に対応するＯＳＤ拡大率を決定する。ＣＰＵ１０１は、決定されたＯＳＤ拡大率をＲＡＭ１０３に書き込む。
【００２７】
図７は、ＯＳＤ変形率とＯＳＤ拡大率との関係、すなわちＯＳＤ拡大率を決定する関数を例示する図である。この関数において、ＯＳＤ変形率が１以上の領域では、ＯＳＤ拡大率はＯＳＤ変形率によらず１で一定である。ＯＳＤ変形率が０以上１未満の領域においては、ＯＳＤ拡大率は、最大値Ｅｍから１まで減少する減少関数となっている。
【００２８】
図８は、ＯＳＤ拡大率の最大値Ｅｍを決定する方法を説明する図である。最大値は、拡大後のＯＳＤ画像が、主画像のサイズを超えない範囲において、ＯＳＤ拡大率が最大となるように決定される。ＯＳＤ画像５の横幅をＷｏ、高さをＨｏとし、主画像の横幅をＷｉ、高さをＨｉとすると、最大値Eｍは、例えば次式（５）により決定される。
【数５】
【００２９】
図９は、合成画像の生成方法の概要を示す図である。ＣＰＵ１０１からＯＳＤ描画命令を受けると、ＯＳＤスケーラー１０８は、ＲＡＭ１０３に記憶されているＯＳＤデータ及びＯＳＤ拡大率を読み出す。ＯＳＤスケーラー１０８は、読み出したＯＳＤ拡大率でＯＳＤ画像５を拡大する。画像合成部１０９は、主画像と拡大されたＯＳＤ画像５とを合成し、合成画像データを生成する。主画像とＯＳＤ画像とを合成する際の主画像とＯＳＤ画像との位置関係を示す情報は、ＲＯＭ１０２に記憶されている。例えば、ＯＳＤ画像と主画像とは、重心が一致するように合成される。別の例で、ＯＳＤ画像と主画像とは、ＯＳＤ画像の基準点（例えば左上頂点）が、主画像の決められた点に位置するように合成されてもよい。
【００３０】
台形歪み補正部１１０は、画像合成部１０９により生成された合成画像データに対して台形歪み補正を行う。具体的には、台形歪み補正部１１０は、座標変換係数Ａ〜Ｈ及び次式（６）を用いて、補正後画像における座標（Ｘｊ, Ｙｊ）に対して座標変換を行い、合成画像における座標（ｘｊ, ｙｊ）を算出する。
【数６】
台形歪み補正部１１０は、合成画像における座標（ｘｊ, ｙｊ）の画素の階調値を、補正後画像における座標（Ｘｊ, Ｙｊ）の画素の階調値としてフレームバッファー１０３２ｂに書き込む。式（６）を用いた演算において、合成画像における座標が小数で算出された場合には、対応する階調値が存在しないことになる。この場合、台形歪み補正部１１０は、例えば特開２０１０−２６８７０において示される画素補間（畳み込み演算）を行い、合成画像における複数の座標の階調値から一の階調値を算出する。台形歪み補正部１１０は、画素補間により算出された階調値を、補正後画像における座標（Ｘｊ, Ｙｊ）の画素の階調値としてフレームバッファー１０３２ｂに書き込む。補正後画像についてＸ及びＹ座標を走査することにより、補正後画像のすべての画素について、その階調値が決定される。
【００３１】
図１０は、ＯＳＤ変形率に応じたＯＳＤ拡大率の決定を行った場合と行わなかった場合とを対比する図である。図１０（Ａ）は、本実施形態で説明したように、ＯＳＤ変形率に応じて決定されたＯＳＤ拡大率を用いて合成及び台形歪み補正が行われた画像を例示する図である。図１０（Ｂ）は、ＯＳＤ変形率によらず一定（例えば１倍）のＯＳＤ拡大率を用いて合成及び台形歪み補正が行われた画像を例示する図である。図１０（Ａ）のＯＳＤ画像５は、（Ｂ）のＯＳＤ画像５に比較してサイズが大きくなるので、ＯＳＤ画像の視認性が向上する。
【００３２】
＜変形例＞
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、２つ以上のものが組み合わされて用いられても良い。
【００３３】
（１）変形例１
基準点の位置は、ＯＳＤ画像の中心及び四隅に限定されず、ＯＳＤ画像のどこであってもよい。また、基準点の分布は、均等でなくてもよい。例えば、台形歪み補正により変形が大きく生じることが予想される位置に基準点を設けてもよいし、ＯＳＤ画像において一番小さい文字が表示される位置に基準点を設けてもよい。また、これらの位置に他の領域よりも多くの基準点を設けてもよい。
【００３４】
（２）変形例２
プロジェクター１は、複数のＯＳＤデータを記憶していてもよい。この場合、複数のＯＳＤ画像の中から選択された一のＯＳＤ画像が用いられる。この場合において、基準点の位置又は数はＯＳＤ画像毎に設定されていてもよい。例えば、ＯＳＤ画像の形状に応じた位置に基準点が設定されていてもよい。ＲＯＭ１０２は、ＯＳＤ画像と基準点との対応関係を示すデータを記憶する。
【００３５】
（３）変形例３
ＯＳＤ変形率は、基準点の画素と隣接画素とのユークリッド距離を用いて算出されたものに限定されない。例えば、基準点及び複数の隣接画素について、ある画素と当該画素に水平方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出されてもよい。この場合、ある画素と当該画素に水平方向に隣り合う画素との変形率は、これら２画素の逆座標変換後の水平方向における距離Ｄである（変換前の画素間の距離を１とした場合）。同様の例で、ある画素と当該画素に垂直方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出されてもよい。この場合、ある画素と当該画素に垂直方向に隣り合う画素との変形率は、これら２画素の逆座標変換後の垂直方向における距離Ｄである。
【００３６】
図１１は、変形例３に係る変形率算出の方法を示す図である。図１１は、逆座標変換後の基準点及び隣接画素の位置関係を示している。基準点及び隣接画素の位置関係は図６（Ｂ）と等しい。図１１（Ａ）に示されるＤ１２、Ｄ２３，Ｄ０８、Ｄ０４、Ｄ６７及びＤ５６は、ある画素と当該画素に水平方向に隣り合う画素との関係で算出される複数の変形率を示している。図１１（Ａ）の例では、距離Ｄ１２〜Ｄ５６は、逆座標変換前より長くなっている。この例では、ＣＰＵ１０１は、基準点ｕ１について、距離Ｄ１２〜Ｄ５６のうち最小値であるＤ２３を変形率α１として算出する。図１１（Ｂ）に示されるＤ１８、Ｄ７８、Ｄ０２、Ｄ０６、Ｄ３４及びＤ４５は、ある画素と当該画素に垂直方向に隣り合う画素との関係で算出される複数の変形率を示している。この例では、ＣＰＵ１０１は、基準点ｕ１について、距離Ｄ１８〜Ｄ４５のうち最小値であるＤ０６（並びにＤ３４、Ｄ４５及びＤ７８）を変形率α１として算出する。
【００３７】
別の例で、基準点及び複数の隣接画素について、ある画素と当該画素に水平方向及び垂直方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率の代表値が、その基準点の変形率として算出されてもよい。この場合、上述の水平方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率（図１１（Ａ））と垂直方向に隣り合う画素との関係で算出された複数の変形率（図１１（Ｂ））のうち最小値が変形率αｉとなる。
【００３８】
（４）変形例４
ステップＳ７において、対象となる基準点における変形率の算出で用いられる代表値は、複数の変形率の最小値に限定されない。複数の変形率の平均値が、代表値として用いられてもよい。別の例で、複数の変形率のうち特定の順番（例えば、下から２番目）にある変形率が、代表値として用いられてもよい。また、複数の変形率に応じて、用いられる代表値が切り替えられてもよい。例えば、代表値として最小値を用いることが原則として決められている場合に、最小値があらかじめ決められたしきい値より小さいときは、下から２番目の変形率が代表値として用いられてもよい。
【００３９】
（５）変形例５
ステップＳ９において、ＯＳＤ変形率として決定される変形率の代表値は、最小値に限定されない。基準点における変形率の平均値、又は基準点における変形率のうち特定の順番（例えば、下から２番目）にある変形率が、代表値とされてもよい。また、基準点の変形率を算出する場合の変形例（変形例４）と同様に、複数の変形率に応じて、用いられる代表値が切り替えられてもよい。
【００４０】
（６）変形例６
変形率の算出で用いられる画素は、基準点の隣接画素に限定されない。例えば、基準点から特定の距離（例えば、５画素分の距離）にある画素との関係で、複数の変形率が算出されてもよい。
【００４１】
（７）変形例７
ステップＳ２における補正画像のパラメーターを算出する処理は、撮影部１１５により撮影された画像を用いるものに限定されない。ＣＰＵ１０１は、投写軸の理想状態からの傾きを用いて、補正画像のパラメーターを算出してもよい。この場合、プロジェクター１は、傾きセンサー（加速度センサー）を有している。ＣＰＵ１０１は、傾きセンサーにより検出された投写軸の理想状態からの傾きから、補正後画像の４頂点の座標（図４（Ｂ））を算出する。
【００４２】
（８）その他の変形例
プロジェクター１のハードウェア構成は、図２で説明したものに限定されない。図３で説明したフローおよび各ステップの処理を実行できるのであれば、プロジェクター１はどのようなハードウェア構成を有していてもよい。
第１画像はＯＳＤ画像に限定されず、第２画像と合成されて投写される画像であればよい。例えば、第２画像に対して補助的な役割を果たすための画像などであってもよい。
プロジェクター１は台形歪み補正を行うが、「補正処理」はこの台形歪み補正に限定されない。「補正処理」は、合成画像データの変形を行う処理であればよい。
ＯＳＤ拡大率を決定する関数は図７で説明したものに限定されない。ＯＳＤ変形率が０以上１未満の領域において、ＯＳＤ拡大率がＯＳＤ変形率に対して非線形であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…プロジェクター、２…スクリーン、３,４…画像、５…ＯＳＤ画像（第１画像）、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ（記憶手段）、１０３…ＲＡＭ、１０４…映像取得部、１０５…画像処理部、１０６…画像スケーラー、１０７…ＯＳＤ描画部、１０８…ＯＳＤスケーラー、１０９…画像合成部（合成画像生成手段）、１１０…台形歪み補正部（補正手段）、１１１…パネル駆動部、１１２…照明光学系（投写手段）、１１３…液晶パネル（投写手段）、１１４…投写光学系（投写手段）、１１５…撮影部、１０１１…座標変換係数算出部（変換係数取得手段）、１０１２…第１変形率算出部（変形率算出手段）、１０１３…第２変形率決定部（変形率決定手段）、１０３１…ＯＳＤバッファー、１０３２ａ,１０３２ｂ…フレームバッファー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画像を示す第１画像データを記憶した記憶手段と、
前記第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する変形率算出手段と、
前記変形率算出手段によって算出された第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する変形率決定手段と、
第２画像データにより示される第２画像と、前記変形率決定手段により決定された第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する合成画像生成手段と、
前記合成画像生成手段により生成された合成画像データに、前記補正処理を行う補正手段と、
前記補正処理が行われた前記合成画像データに基づいて前記合成画像を投写する投写手段と
を有するプロジェクター。
【請求項２】
前記補正処理は、座標変換係数を用いた座標変換処理を含み、
前記座標変換係数を取得する変換係数取得手段を備え、
前記変形率算出手段は、前記変換係数取得手段により取得された前記座標変換係数に基づいて、前記第１変形率を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記第１画像においては複数の基準点が設定されており、
前記変形率算出手段は、前記複数の基準点について前記第１変形率を算出し、
前記変形率決定手段は、前記複数の基準点について算出された前記第１変形率の代表値に基づいて、前記第２変形率を決定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記記憶手段は複数の第１画像データを記憶し、
前記基準点は前記複数の第１画像毎に設定されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記第１画像はＯＳＤ（On Screen Display）画像である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
第１画像を示す第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する工程と、
前記第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する工程と、
第２画像データにより示される第２画像と、前記第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する工程と、
前記合成画像データに、前記補正処理を行う工程と
を有するプロジェクターの制御方法。
【請求項１】
第１画像を示す第１画像データを記憶した記憶手段と、
前記第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する変形率算出手段と、
前記変形率算出手段によって算出された第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する変形率決定手段と、
第２画像データにより示される第２画像と、前記変形率決定手段により決定された第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する合成画像生成手段と、
前記合成画像生成手段により生成された合成画像データに、前記補正処理を行う補正手段と、
前記補正処理が行われた前記合成画像データに基づいて前記合成画像を投写する投写手段と
を有するプロジェクター。
【請求項２】
前記補正処理は、座標変換係数を用いた座標変換処理を含み、
前記座標変換係数を取得する変換係数取得手段を備え、
前記変形率算出手段は、前記変換係数取得手段により取得された前記座標変換係数に基づいて、前記第１変形率を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記第１画像においては複数の基準点が設定されており、
前記変形率算出手段は、前記複数の基準点について前記第１変形率を算出し、
前記変形率決定手段は、前記複数の基準点について算出された前記第１変形率の代表値に基づいて、前記第２変形率を決定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記記憶手段は複数の第１画像データを記憶し、
前記基準点は前記複数の第１画像毎に設定されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記第１画像はＯＳＤ（On Screen Display）画像である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
第１画像を示す第１画像データに対して補正処理を行った場合の、前記第１画像において設定された基準点における第１変形率を算出する工程と、
前記第１変形率に基づいて、前記第１画像の第２変形率を決定する工程と、
第２画像データにより示される第２画像と、前記第２変形率に基づいてサイズが変更された前記第１画像とを合成した合成画像を示す合成画像データを生成する工程と、
前記合成画像データに、前記補正処理を行う工程と
を有するプロジェクターの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２５０７７（Ｐ２０１３−２５０７７Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９６２８（Ｐ２０１１−１５９６２８）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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