專利名稱：投影式圖像顯示系統(tǒng)、投影儀、信息存儲介質(zhì)和投影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變更投影位置的投影式圖像顯示系統(tǒng)、投影儀、信息存儲介質(zhì)和圖像投影方法。
使用液晶投影儀等投影圖像時，要是圖像投影部與投影面之間存在障礙物的話，投影光碰到障礙物就會或發(fā)生影像，或障礙物遮住視線變成難以看見圖像了。
例如，家庭起居室不僅液晶投影儀等的使用者，而且該使用者的家屬也在使用。因此，使用者即使確保墻面上寬廣區(qū)域作為投影區(qū)域的場合下，有時家屬也要在墻面上配置家具、觀葉植物等，使用者打算的一部分投影區(qū)域便與家具等重疊起來了。
并且，例如，液晶投影儀等，在展覽館等場所投影產(chǎn)品介紹圖像和繪畫廣告圖像的場合下，往往有人進入投影區(qū)域內(nèi)本應(yīng)沒人的區(qū)域，圖像便變成難以觀看的了。
這種場合，一般是使用者或移動液晶投影儀等，或改變液晶投影儀等的投射方向，避開障礙物投射圖像，然而為了移動液晶投影儀等，除花費功夫外，還需要再實行校準。
并且，使用液晶投影儀等投影圖像時，使用者有時也根據(jù)投影時的狀況，將圖像投影到自己要顯示的投影區(qū)域上。
例如，在起居室和廚房房間一體化的場合下，使用者通常將圖像投影到起居室墻面上，做飯菜時，往往要將圖像投射到廚房的墻面上。
并且，例如，進行演示時，用右手的演示者，容易用指示棒指示將圖像顯示在從觀眾看在右側(cè)的一方，用左手的演示者，容易用指示棒指示將圖像顯示在從觀眾看在左側(cè)的一方。
這種場合，使用者為了進行更有效地演示，還是以變更圖像投影位置的辦法為好，然而演示者每次變化，用手動調(diào)整投影儀的投影位置，連同實行校準都要花功夫和時間。
進而，為了顯示使用者打算的圖像，需要考慮環(huán)境光(照明光或日光等)和投影面的影響，校正圖像顏色和亮度。
近年來，即使家庭方面也采用局部照明，隨投影位置而環(huán)境光對圖像影響不同，使用者如果不變更液晶投影儀等的設(shè)定而變更投影位置，往往圖像的觀感也有很大不同。
為了解決上述問題，本發(fā)明的投影式圖像顯示系統(tǒng)和投影儀，其特征是包括讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息的讀出裝置；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示讀出圖像中的邊緣或讀出圖像的色分布的檢測信息的檢測裝置；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域的可投影區(qū)域決定裝置；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域的投影區(qū)域選擇裝置；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像的調(diào)整裝置；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像的圖像投影裝置。
并且，本發(fā)明的投影式圖像顯示系統(tǒng)和投影儀，其特征是包括
讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息的讀出部；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示在讀出圖像的邊緣或讀出圖像中的色分布的檢測信息的檢測部；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域的可投影區(qū)域決定部；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域的投影區(qū)域選擇部；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像的調(diào)整部；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像的圖像投影部。
并且，本發(fā)明的信息存儲介質(zhì)是存儲用計算機可讀取程序的信息存儲介質(zhì)，其特征是存儲用于使計算機作為讀出投影對象區(qū)域輸出讀出信息的讀出裝置；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示讀出圖像的邊緣或讀出圖像中的色分布的檢測信息的檢測裝置；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域的可投影區(qū)域決定裝置；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域的投影區(qū)域選擇裝置；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像的調(diào)整裝置；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像的圖像投影裝置起作用的程序。
并且，本發(fā)明的圖像投影方法，其特征是讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示讀出圖像的邊緣或讀出圖像的色分布的檢測信息；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像。
按照本發(fā)明，投影式圖像顯示系統(tǒng)等，因為能夠自動地決定障礙物(例如，桌子、觀眾等)不存在的可投影區(qū)域，使用者就能夠更簡易地進行投影位置的變更。
并且，上述投影式圖像顯示系統(tǒng)和上述投影儀，也可以包括根據(jù)上述讀出信息，生成用于按照觀看環(huán)境，校正圖像的規(guī)定圖像校正用數(shù)據(jù)的圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置，及根據(jù)上述圖像校正用數(shù)據(jù)，校正由上述調(diào)整裝置調(diào)整后的輸入圖像信息的校正裝置，上述圖像校正裝置，可根據(jù)由上述校正裝置校正后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像。
并且，上述信息存儲介質(zhì)，也可以存儲用于使計算機作為根據(jù)上述讀出信息，生成用于按照觀看環(huán)境，校正圖像的規(guī)定圖像校正用數(shù)據(jù)的圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置，及根據(jù)上述圖像校正用數(shù)據(jù)，校正由上述調(diào)整裝置調(diào)整后的輸入圖像信息的校正裝置起作用的程序，上述圖像投影裝置，可根據(jù)由上述校正裝置校正后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像。
并且，上述圖像投影方法，也可以根據(jù)上述讀出信息，生成用于按照觀看環(huán)境校正圖像的規(guī)定圖像校正用數(shù)據(jù)；根據(jù)上述圖像校正用數(shù)據(jù)，校正調(diào)整后的輸入圖像信息；以及根據(jù)校正后的圖像信息，可向上述投影區(qū)域投影圖像。
由此，投影式圖像顯示系統(tǒng)等，根據(jù)投影對象區(qū)域的讀出結(jié)果生成圖像校正用數(shù)據(jù)，通過利用該圖像校正用數(shù)據(jù)校正輸入圖像信息，就能夠按照投影位置的觀看環(huán)境校正圖像。
并且，上述投影式圖像顯示系統(tǒng)、上述投影儀和上述信息存儲介質(zhì)中，上述圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置，也可以根據(jù)與由上述投影區(qū)域選擇裝置選定的投影區(qū)域相當?shù)牟糠值淖x出信息，掌握該投影區(qū)域的觀看環(huán)境，生成上述圖像校正用數(shù)據(jù)。
并且，上述圖像投影方法，也可以根據(jù)與選定的投影區(qū)域相當?shù)牟糠值淖x出信息，掌握該投影區(qū)域的觀看環(huán)境，生成上述圖像校正用數(shù)據(jù)。
由此，投影式圖像顯示系統(tǒng)等，即使變更投影位置的場合，采用按照該投影位置的觀看環(huán)境校正圖像的辦法，也能穩(wěn)定保持圖像的觀感。
并且，上述投影式圖像顯示系統(tǒng)、上述投影儀和上述信息存儲介質(zhì)中，上述圖像投影裝置具有空間光調(diào)制器，上述調(diào)整裝置，也可以根據(jù)上述讀出信息對應(yīng)協(xié)調(diào)投影對象區(qū)域和上述空間光調(diào)制器的象素區(qū)，調(diào)整上述輸入圖像信息，以調(diào)整圖像的位置和大小的至少一方。
上述圖像投影方法，也可以根據(jù)上述讀出信息，對應(yīng)協(xié)調(diào)投影對象區(qū)域和作為上述圖像投影部分的局部的空間光調(diào)制器的象素區(qū)，調(diào)整圖像的位置和大小的至少一方。
由此，投影式圖像顯示系統(tǒng)等，因為能夠自動地進行投影對象區(qū)域與空間光調(diào)制器的象素區(qū)的對應(yīng)協(xié)調(diào)，能夠以適當?shù)膱D像大小投影圖像。
并且，上述投影式圖像顯示系統(tǒng)、上述投影儀和上述信息存儲介質(zhì)中，上述讀出裝置，按規(guī)定的定時反復(fù)讀出并輸出讀出信息；上述邊緣檢測裝置，根據(jù)新的讀出信息，輸出檢測信息；上述可投影區(qū)域決定裝置，根據(jù)新的檢測信息，重新決定上述可投影區(qū)域也可以。
并且，上述圖像投影方法，按規(guī)定的定時反復(fù)讀出并輸出檢測信息，根據(jù)新的檢測信息，重新決定上述可投影區(qū)域也可以。
由此，投影式圖像顯示系統(tǒng)等，采用按規(guī)定的定時進行反復(fù)讀出和邊緣檢測的辦法，障礙物的位置等改變的場合，具體點說，例如，在觀眾與投影區(qū)域重疊起來的場合等，能夠自動地調(diào)整，使得圖像投影到?jīng)]有障礙物的投影區(qū)域上，所以使用者就能更方便地進行投影位置的變更。
圖2是本實施方案的一例液晶投影儀內(nèi)的投影式圖像顯示系統(tǒng)功能框圖。
圖3是表示本實施方案的一例圖像投影順序的流程圖。
圖4是本實施方案的一例液晶投影儀內(nèi)的投影式圖像顯示系統(tǒng)硬件框圖。
圖5是本實施方案的另一例液晶投影儀內(nèi)的投影式圖像顯示系統(tǒng)功能框圖。
(系統(tǒng)整體說明)以下，舉例說明家庭起居室內(nèi)配置液晶投影儀將圖像投影到墻面上的場合。


圖1是本實施方案的一例投影區(qū)域40的概略說明圖。
把墻面用作投影圖像的投影對象區(qū)域10的情況下，要是存在繪畫20、觀葉植物22等障礙物的話，該部分形成影像，液晶投影儀就不可能適當?shù)赝队皥D像。
特別是，起居室因為是家庭多成員使用的場所，因而成員移動繪畫20、觀葉植物22等的事很多，就難以預(yù)先固定投影區(qū)域40。
并且，隨熒光燈50的位置而使圖像的觀感變化。特別是，近年來也搞起家庭內(nèi)局部照明，因液晶投影儀將圖像投影到起居室內(nèi)哪個位置，而圖像的觀感便改變。
本實施方案的液晶投影儀，用CCD傳感器讀出投影對象區(qū)域10進行邊緣檢測，決定滿足規(guī)定縱橫尺寸比的多個投影區(qū)域40-1～40-3，根據(jù)使用者的選擇，決定一個投影區(qū)域40，將圖像投影到該投影區(qū)域40上。
進而，本實施方案的液晶投影儀，考慮到觀看環(huán)境(受到自熒光燈50來的光影響和投影區(qū)域40的色影響這樣的實際觀看圖像環(huán)境)下的環(huán)境光(從熒光燈50來的照明光或目光等)和投影面(投影區(qū)域40的顏色、分光反射率等)的影響，校正圖像顏色和亮度，實現(xiàn)理想的圖像觀感。
因此，使用者即使變更圖像投影區(qū)域40的情況下，也能再現(xiàn)理想的圖像觀感。
(功能框圖的說明)其次，說明有關(guān)在用于實現(xiàn)這種功能的液晶投影儀內(nèi)裝的投影式圖像顯示系統(tǒng)功能框圖。
圖2是本實施方案的一例液晶投影儀內(nèi)的投影式圖像顯示系統(tǒng)功能框圖。
投影式圖像顯示系統(tǒng)，包括傳感器60、輸入信號處理部110、校正部120、D/A轉(zhuǎn)換部180、圖像投影部190、投影區(qū)域象素區(qū)對應(yīng)協(xié)調(diào)部130、投影區(qū)域確定部140、校準信號發(fā)生部150、讀出數(shù)據(jù)生成部170、LUT數(shù)據(jù)生成部160、以及縱橫尺寸比決定部132。
輸入信號處理部110把構(gòu)成從PC(個人計算機)等輸入的一種輸入圖像信息的模擬形式RGB信號的R1信號、G1信號、B1信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的R2信號、G2信號、B2信號。
并且，輸入信號處理部110，包括進行這種模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換部112，以及作為調(diào)整圖像位置和大小(也可以只是位置、只是大小)的調(diào)整裝置一部分的圖像位置尺寸調(diào)整部114。
另外，投影式圖像顯示系統(tǒng)中，只使用數(shù)字形式的RGB信號的場合，A/D轉(zhuǎn)換部112和D/A轉(zhuǎn)換部180就不需要。
并且，校準信號發(fā)生部150生成校準圖像投影中所用數(shù)字形式的R2信號、G2信號、B2信號。
這樣，采用在液晶投影儀內(nèi)部生成校準信號的辦法，無須從PC等外部輸入裝置將校準信號輸入液晶投影儀，就能以液晶投影儀單體進行校準。另外，不設(shè)置校準信號發(fā)生部150，也可以從PC等輸入校準圖像信號。
并且，校正部120包括存儲3D-LUT(3維查對表)的3D-LUT存儲部122和存儲1D-LUT(1維查對表)的1D-LUT存儲部124。校正部120利用3D-LUT進行圖像顏色校正，利用1D-LUT進行圖像亮度校正。另外，3D-LUT和1D-LUT是一種圖像校正用數(shù)據(jù)。就圖像校正用數(shù)據(jù)來說，也可以例如使用矩陣等。
并且，校正部120根據(jù)輸入信號處理部110或校準信號發(fā)生部150來的R2信號、G2信號、B2信號，校正圖像色彩和亮度，作為R3信號、G3信號、B3信號輸出。
并且，D/A轉(zhuǎn)換部180把校正部120來的R3信號、G3信號、B3信號轉(zhuǎn)換為模擬形式的R4信號、G4信號、B4信號。
并且，圖像投影部190，包括驅(qū)動部191、空間光調(diào)制器192、光源193、以及透鏡195。
驅(qū)動部191按照D/A轉(zhuǎn)換部180來的R4信號、G4信號、B4信號，驅(qū)動空間光調(diào)制器192。而且，圖像投影部190通過空間光調(diào)制器192和透鏡195投射光源193來的光。
進而，本實施方案中，液晶投影儀內(nèi)設(shè)有包括投影區(qū)域選擇部142、可投影區(qū)域決定部144、邊緣檢測部146、以及投影范圍掌握部148的投影區(qū)域確定部140。
投影范圍掌握部148，根據(jù)用作為讀出投影對象區(qū)域10的讀出裝置的傳感器60來的XYZ值(XYZ的三激發(fā)值)表示的讀出信息，掌握投影對象區(qū)域10的范圍(也叫做投影范圍10A)。另外，這里，所謂XYZ，是按由國際照明委員會(CIE)規(guī)定的國際標準的設(shè)備獨立顏色的一種。
另外，圖1中，為方便說明，以相同大小描述投影對象區(qū)域10和投影范圍10A。并且，這里所謂投影范圍10A，就是用投影光照射在投影對象區(qū)域10上的范圍。
并且，邊緣檢測部146根據(jù)投影對象區(qū)域10上整個投影范圍10A的XYZ值，實行邊緣檢測輸出檢測信息。
并且，可投影區(qū)域決定部144根據(jù)檢測信息和由縱橫尺寸比決定部132決定的縱橫尺寸比(例如，16∶9，4∶3等)，決定投影對象區(qū)域10上投影范圍10A之內(nèi)繪畫20等障礙物不存在，而且，滿足縱橫尺寸比的規(guī)定大小以上的投影區(qū)域40-1～40-3。圖1中，為了簡單地進行說明，圖示代表性的3個投影區(qū)域40-1～40-3，但是實際上可求出許多投影區(qū)域40。并且，有時只求出一個投影區(qū)域40。而且，可投影區(qū)域決定部144掌握由最外側(cè)投影區(qū)域的邊界線包圍的部分作為可投影區(qū)域30。
另外，對于存在不與其它投影區(qū)域重合的投影區(qū)域的場合，掌握多個可投影區(qū)域30。
并且，投影區(qū)域選擇部142根據(jù)用于從包括在可投影區(qū)域30的多個投影區(qū)域40-1～40-3中選擇1個投影區(qū)域40的使用者來的選擇指示(例如，由液晶投影儀遙控器的指示等)，選擇1個投影區(qū)域40。
并且，作為調(diào)整裝置一部分的投影區(qū)域象素區(qū)對應(yīng)協(xié)調(diào)部130，根據(jù)由投影范圍掌握部148掌握的投影對象區(qū)域10上投影范圍10A和由投影區(qū)域選擇部142選定的投影區(qū)域40，對應(yīng)協(xié)調(diào)投影對象區(qū)域10上投影范圍10A內(nèi)的投影區(qū)域40與空間光調(diào)制器192的象素區(qū)。具體點說，投影區(qū)域象素區(qū)對應(yīng)協(xié)調(diào)部130求出投影對象區(qū)域10上的投影范圍10A與空間光調(diào)制器192的象素區(qū)之比率。
并且，代替該辦法，投影區(qū)域象素區(qū)對應(yīng)協(xié)調(diào)部130將投影范圍10A上的坐標(傳感器60的受光元件上的坐標)對應(yīng)協(xié)調(diào)到投影圖像(校準圖像)上的坐標上也行。投影圖像上的坐標因為是可用規(guī)定的變換，變換為空間光調(diào)制器192象素區(qū)上的坐標。
另外，投影圖像上的某象素與顯示該象素的空間光調(diào)制器192的象素部分的對應(yīng)關(guān)系，對于圖像投影部190來說是已知的。
并且，圖像位置尺寸調(diào)整部114，根據(jù)通過投影區(qū)域象素區(qū)對應(yīng)協(xié)調(diào)部130求出的比率和在由投影區(qū)域選擇部142選定的投影區(qū)域40的投影對象區(qū)域10上投影范圍10A的位置信息，調(diào)整輸入圖像信息，以調(diào)整圖像的位置和尺寸。
進而，本實施方案的液晶投影儀包括為校正環(huán)境光的影響，對多種校準圖像投影時的傳感器60來的各象素的XYZ值之中，運算投影區(qū)域40內(nèi)平均值的讀出數(shù)據(jù)生成部170；和根據(jù)每幅校準圖像的XYZ值，更新或生成存入3D-LUT存儲部122的3D-LUT和存入1D-LUT存儲部124的1D-LUT的LUT數(shù)據(jù)生成部160。
讀出數(shù)據(jù)生成部170，根據(jù)傳感器60來的讀出信息(XYZ值)和表示投影區(qū)域確定部140來的投影區(qū)域40區(qū)域的信息，算出該區(qū)域象素XYZ值的平均值。
而且，作為圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置的LUT數(shù)據(jù)生成部160，根據(jù)該平均值生成3D-LUT和1D-LUT。另外，LUT數(shù)據(jù)生成部160，也可以在LUT數(shù)據(jù)生成部160的內(nèi)部保持著設(shè)備輪廓等，利用該設(shè)備輪廓等生成與設(shè)備輪廓相應(yīng)的圖像校正用數(shù)據(jù)。
這樣，通過根據(jù)作為構(gòu)成投影區(qū)域40的象素讀出信息的XYZ值的平均值生成圖像校正用數(shù)據(jù)，就能夠校正與投影區(qū)域40觀看環(huán)境相應(yīng)的圖像信息。
(圖像處理流程的說明)接著，用流程圖說明利用其各個部分的圖像處理流程。
圖3是表示本實施方案的一例圖像投影順序的流程圖。
首先，校準信號發(fā)生部150發(fā)生校準信號，以便顯示多種(例如，白色、紅色、綠色、藍色、灰色、黑色等6種)的單色校正圖像，校正部120基于液晶投影儀的標準設(shè)定進行色溫度的校正，圖像投影部190根據(jù)校正后的圖像信息，順序投影多種校準圖像。
并且，傳感器60測量投影對象區(qū)域10上所顯示的校準圖像各象素(即，傳感器60輸出該校準圖像測定值的傳感器60內(nèi)象素)的XYZ值(步驟S1)。
而且，投影范圍掌握部148根據(jù)白色校準圖像顯示時的XYZ值與黑色校準圖像顯示時的XYZ值的各個象素差分，掌握投影范圍10A(步驟S2)。這時，例如，只要使具有5cd/m2以上差分的象素成為包括在投影對象區(qū)域10上投影范圍10A內(nèi)的象素就行。另外，也可以利用非顯示時投影對象區(qū)域10上投影范圍10A的讀出信息，代替黑色校準圖像顯示時的讀出信息(XYZ值)。
邊緣檢測部146根據(jù)黑色校準圖像顯示時測定的XYZ值，實行邊緣檢測處理(步驟S3)。具體點說，邊緣檢測部146是基于在投影范圍掌握部148掌握的投影范圍10A內(nèi)象素的XYZ值。
而且，可投影區(qū)域決定部144根據(jù)縱橫尺寸比決定部132來的圖像縱橫尺寸比和邊緣檢測部146來的邊緣檢測數(shù)據(jù)，決定可投影區(qū)域30(即，至少包括1個投影區(qū)域40的區(qū)域)。具體點說，可投影區(qū)域決定部144，從該范圍的左上方向右下方檢測投影范圍10A內(nèi)的邊緣檢測數(shù)據(jù)，特定滿足所要求的縱橫尺寸比的最大區(qū)域(即，1個投影區(qū)域40)。例如，象圖1所示的可投影區(qū)域30的那樣變成了多角形這樣的場合，選取多個投影區(qū)域40-1～40-3(步驟S4)。
投影區(qū)域確定部140將表示由可投影區(qū)域決定部144選取的多個投影區(qū)域40-1～40-3的信息送給輸入信號處理部110，圖像投影部190投影由使用者選擇的選擇用圖像，用于從該多個投影區(qū)域40-1～40-3中選擇1個投影區(qū)域40。這時，輸入信號處理部110只要預(yù)先存儲用于生成選擇用圖像的圖像信息就行。
而且，投影區(qū)域選擇部142，根據(jù)規(guī)定的基準(例如，最上、最下、最左、最右等)或使用者的指示，從多個投影區(qū)域40-1～40-3中選擇1個投影區(qū)域40(步驟S5)。
并且，讀出數(shù)據(jù)生成部170，根據(jù)傳感器60來的讀出信息和投影區(qū)域確定部140來的表示投影區(qū)域40的信息，分別算出構(gòu)成各校準圖像內(nèi)投影區(qū)域40的各象素XYZ值的平均值。并且，LUT數(shù)據(jù)生成部160，根據(jù)該平均值，生成3D-LUT和1D-LUT(步驟S6)，通過分別存入3D-LUT存儲部122和1D-LUT存儲部124更新LUT數(shù)據(jù)(步驟S7)。
而且，投影區(qū)域象素區(qū)對應(yīng)協(xié)調(diào)部130對應(yīng)協(xié)調(diào)投影區(qū)域40和空間光調(diào)制器192的圖像區(qū)域(步驟S8)。這時，以圖像信號表現(xiàn)的圖像全部范圍，既使圖像改變尺寸使其投影到選定的投影區(qū)域40上也行，以圖像信號表現(xiàn)的圖像的一部分，又使圖像微調(diào)使其投影到選定的投影區(qū)域40上也行。
而且，圖像位置尺寸調(diào)整部114，根據(jù)該對應(yīng)協(xié)調(diào)，調(diào)整數(shù)字轉(zhuǎn)換后的輸入圖像信號并輸出數(shù)字信號(R2、G2、B2)，以調(diào)整圖像位置和尺寸。
進而，對于數(shù)字信號(R2、G2、B2)，校正部120校正圖像信息，使之變成與投影區(qū)域40觀看環(huán)境適應(yīng)的圖像色彩和亮度，D/A轉(zhuǎn)換部180對從校正部120來的圖像信息(R3、G3、B3)進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，輸出模擬信號(R4、G4、B4)。
驅(qū)動部191按照模擬信號(R4、G4、B4)驅(qū)動空間光調(diào)制器192，圖像投影部190通過空間光調(diào)制器192和透鏡195輸出光源193來的光來投影圖像。
這樣一來，圖像投影部190就將校正了圖像色彩和亮度的圖像投影到投影區(qū)域40上(步驟S9)。
如以上一樣，按照本實施方案，因為液晶投影儀能夠自動地決定不存在障礙物(例如，桌子、觀眾等)的可投影區(qū)域30，所以使用者就能夠更簡易地進行投影區(qū)域40的變更。
并且，例如，進行演示時，用右手的演示者，容易用指示棒指示將圖像顯示在從觀眾觀看在右側(cè)的一方，用左手的演示者，容易用指示棒指示將圖像顯示在從觀眾觀看在左側(cè)的一方。
即使這種場合，按照本實施方案，使用者也不花費用手動調(diào)整投影儀投影位置的功夫，把圖像投影到使用者所希望的位置。
并且，按照本實施方案，液晶投影儀根據(jù)傳感器60來的讀出信息和從投影區(qū)域確定部140來的表示投影區(qū)域40的信息，分別計算構(gòu)成各校準圖像內(nèi)投影區(qū)域40的各圖像XYZ值的平均值并生成讀出數(shù)據(jù)，通過使用按照該讀出數(shù)據(jù)生成的圖像校正用數(shù)據(jù)，就能夠調(diào)合由多個可投影區(qū)域選定的投影區(qū)域40觀看環(huán)境，校正圖像色彩和亮度投影圖像。
因此，液晶投影儀，例如，即使連續(xù)變更投影區(qū)域40進行顯示的場合，也能節(jié)省變更投影區(qū)域40時實行校準的時間，能夠更方便地進行投影區(qū)域40的變更。
進而，按照本實施方案，因為液晶投影儀能夠自動地進行投影對象區(qū)域10上投影范圍10A和空間光調(diào)制器192的象素區(qū)的對應(yīng)協(xié)調(diào)，所以能夠在適合的位置上以適當?shù)膱D像大小投影圖像。
(硬件的說明)另外，就用于上述各部分的硬件而言，例如，可應(yīng)用以下的硬件。
圖4是本實施方案的一例液晶投影儀內(nèi)的投影式圖像顯示系統(tǒng)硬件框圖。
例如，就A/D轉(zhuǎn)換部112來說，例如A/D轉(zhuǎn)換器930等；就D/A轉(zhuǎn)換部180來說，例如D/A轉(zhuǎn)換器940等；就驅(qū)動部191來說，例如存儲驅(qū)動液晶光閥驅(qū)動器的ROM960等；就空間光調(diào)制器192來說，例如液晶板920、液晶光閥等；就校正部120、投影區(qū)域選擇部142、可投影區(qū)域決定部144、邊緣檢測部146、投影范圍掌握部148、投影區(qū)域象素區(qū)對應(yīng)協(xié)調(diào)部130、縱橫尺寸比決定部132、讀出數(shù)據(jù)生成部170、LUT數(shù)據(jù)生成部160來說，例如圖像處理電路970、CPU910等；就校準信號發(fā)生部150來說，例如RAM950等；就傳感器60來說，可使用可能的傳感器，例如CCD傳感器、CMOS傳感器等的多象素傳感器等，導(dǎo)出其XYZ值來實現(xiàn)。另外，其各部分是可以通過系統(tǒng)總線980互相交換信息。并且，其各部分既可以象電路那樣硬件性實現(xiàn)，又可以象驅(qū)動器那樣軟件性實現(xiàn)。
并且，也可以液晶投影儀內(nèi)的計算機從信息存儲介質(zhì)300讀出程序?qū)崿F(xiàn)其各部分功能。
并且，就信息存儲介質(zhì)300來說，可以應(yīng)用例如，CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、HDD等，其信息的讀出方式既可以是接觸方式，也可以是非接觸方式。
并且，也可以采用通過網(wǎng)絡(luò)從主機裝置等下載用于實現(xiàn)上述各功能的程序而不用信息存儲介質(zhì)300的辦法實現(xiàn)上述的各功能。
(變形例)以上，雖然說明有關(guān)應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，本發(fā)明的應(yīng)用不限定于上述的實施方案。
例如，上述的實施方案中，可投影區(qū)域決定部144，根據(jù)邊緣檢測部146來的讀出圖像上的邊緣檢測信息決定可投影區(qū)域30，然而根據(jù)邊緣檢測信息以外的信息決定可投影區(qū)域30也行。例如，可投影區(qū)域決定部144，根據(jù)讀出圖像上的色分布決定可投影區(qū)域30也行。
即，例如在圖1中，因為讀出圖像之中觀葉植物22等障礙物部分的XYZ值與可投影區(qū)域30的XYZ值不同，只要掌握表示色彩的XYZ值分布，就能夠選取可投影區(qū)域30。以下，具體地說明根據(jù)色分布選取可投影區(qū)域30的方法。
圖5是本實施方案的另一例液晶投影儀內(nèi)的投影式圖像顯示系統(tǒng)功能框圖。
本實施方案中，采用色分布檢測部147輸出表示傳感器60來的讀出圖像(也可以是讀出圖像整體中的一部分。)中色分布的檢測信息來代替邊緣檢測部146，采用可投影區(qū)域決定部145來代替可投影區(qū)域決定部144。
在利用圖3說過的投影范圍掌握部148的處理(步驟S2)后，色分布檢測部147根據(jù)讀出圖像之中與投影范圍10A相當部分的讀出信息(XYZ值)，檢測投影范圍10A的色分布。
更具體點說，色分布檢測部147對每個規(guī)定的圖像處理單位(例如，由縱橫一定象素構(gòu)成的象素區(qū)段、1個象素等)，生成X值、Y值、Z值的直方圖(頻率分布)。
而且，色分布檢測部147檢測在X值的頻率分布中主頻率X值范圍(XP1～XP2)。并且，色分布檢測部147對于Y值和Z值也同樣，檢測主頻率Y值范圍(YP1～YP2)，主頻率Z值范圍(ZP1～ZP2)。另外，該范圍是任意的，例如，X值、Y值、Z值都可以是相同范圍，又可以是各自不同。
而且，色分布檢測部147把這些色分布的檢測信息(XP1～XP2、YP1～YP2、ZP1～ZP2)輸出到可投影區(qū)域決定部145。
可投影區(qū)域決定部145，根據(jù)縱橫尺寸比決定部132來的圖像縱橫尺寸比和色分布檢測部147來的色分布檢測信息，決定可投影區(qū)域30。
更具體點說，可投影區(qū)域決定部145，對讀出圖像之中與投影范圍10A相當?shù)牟糠值淖x出信息，選取具有與色分布檢測部147來的與X值范圍(XP1～XP2)相當?shù)腦值的區(qū)域AX。另外，讀出信息對每個坐標位置具有(縱坐標位置、橫坐標位置、X值、Y值、Z值)。所以，可投影區(qū)域決定部145，可把X值作為檢索關(guān)鍵，掌握坐標具有該X值的縱坐標位置和橫坐標位置，就能夠選取區(qū)域AX。對于Y值、Z值也同樣選取相當?shù)膮^(qū)域AY、AZ。
按照這樣的順序，可投影區(qū)域決定部145選取具有與X值的范圍(XP1～XP2)相當?shù)膮^(qū)域AX、具有與Y值的范圍(YP1～YP2)相當?shù)膮^(qū)域AY、具有與Z值的范圍(ZP1～ZP2)相當?shù)膮^(qū)域AZ，選取區(qū)域AX、區(qū)域AY、區(qū)域AZ重合的區(qū)域AA(例如，相當于圖1的可投影區(qū)域30)。
這樣一來，就可選取可投影區(qū)域30。從此以后的順序，進行上述圖3的步驟S4以后的處理就行。
這樣，通過根據(jù)色分布采用辦法，本實施方案的液晶投影儀，即使投影對象區(qū)域10的一部分受到由熒光燈50等產(chǎn)生的環(huán)境影響的場合，也能選取不受該環(huán)境影響的(或受到該環(huán)境影響的)均勻部分之中滿足縱橫尺寸比的部分作為投影區(qū)域40。
并且，通過根據(jù)色分布采用辦法，由于不需要進行邊緣檢測，所以本實施方案的液晶投影儀能夠更高速(更有效)地進行處理。
另外，色分布的檢測辦法不限定于上述辦法，例如，也可以設(shè)定作為基準的X值、Y值、Z值的范圍，對各自的值實行不同的權(quán)重等來決定，也可以采用函數(shù)來決定。并且，用于掌握色分布的指標不限定于XYZ值，利用RGB值等也行。
并且，由于或者因在房外使用液晶投影儀，投影對象區(qū)域10的一部分成為天空，或者因在學(xué)校的教室里使用液晶投影儀投影對象區(qū)域10的一部分成為玻璃窗，在投影對象區(qū)域10的一部分沒有反射液晶投影儀來的投影光的場合下，液晶投影儀進行以下的處理也行。
例如，液晶投影儀投影矩形圖像的場合，采用邊縮小投影范圍邊反復(fù)進行表示該圖像四角的點或線等的投影和攝像，在傳感器60檢測出該四角的點等的時刻，進行讀出圖像內(nèi)該四角和空間光調(diào)制器192四角坐標的對應(yīng)協(xié)調(diào)的辦法，能夠應(yīng)用決定上述投影區(qū)域40的處理。
并且，上述的實施方案中，在進行邊緣檢測等的場合，雖然液晶投影儀利用黑色的單色校準圖像，但是例如，也可以利用表示白色的單色校準圖像的讀出圖像XYZ值與黑色的單色校準圖像的讀出圖像的XYZ值的差分值的讀出信息進行邊緣檢測等。
按照本發(fā)明，液晶投影儀即使是因投影對象區(qū)域10內(nèi)的區(qū)域?qū)Νh(huán)境影響多少有所不同的場合，也能在減少其不同的狀態(tài)下進行色分布檢測等。
并且，例如，使用者對投影區(qū)域40的選擇，也可以借助于液晶投影儀本身的按鈕或遙控器操作，也可以應(yīng)用使用者的動作指示或聲音指示。
并且，本實施方案的液晶投影儀，也可以在投影圖像時進行梯形失真校正和自動焦點調(diào)整等。
進而，上述的實施方案中，投影區(qū)域40是長方形的，然而作為投影區(qū)域40，也可以采用長方形以外的圓形等的形狀。
并且，本實施方案的液晶投影儀，例如，也可以按規(guī)定的定時(例如，每隔規(guī)定時間、發(fā)送器的變更時間等)反復(fù)進行圖3所示的圖像投影處理。
按照本發(fā)明，液晶投影儀采用按規(guī)定的定時進行反復(fù)讀出和邊緣檢測的辦法，在障礙物的位置等變化的場合，具體點說，例如，在觀眾與投影區(qū)域40重合一起的場合等，能夠自動地調(diào)整，使得圖像投影到?jīng)]有障礙物的投影區(qū)域40上。因此，使用者能夠更方便地進行投影位置的變更。并且，液晶投影儀也可以按照障礙物的位置決定投影區(qū)域40。
并且，本實施方案的液晶投影儀，在按上述規(guī)定定時反復(fù)圖3的圖像處理的場合，也可以照樣反復(fù)從該圖的步驟S1到S9的處理，或者也可以按步驟S1處理只有非顯示時對投影對象區(qū)域10(或黑色校準圖像的投影像)進行讀出，省去步驟S2的處理，反復(fù)實施從步驟S3到S9的處理過程。
按照本發(fā)明，前者的場合，液晶投影儀，例如，在新的障礙物進入投影區(qū)域40的場合等，不僅可以進行調(diào)整，使得圖像投影到?jīng)]有障礙物的投影區(qū)域40，而且即使在觀看環(huán)境變化的場合，也能施行適應(yīng)變化后觀看環(huán)境的校正并投影圖像。另一方面，后者的場合，液晶投影儀只有非顯示時對投影對象區(qū)域10進行讀出，可將圖像投影到?jīng)]有障礙物的新投影區(qū)域40上，對觀眾等的投影圖像觀看者就沒有因顯示有色校準圖像而讓人勞神，能夠簡易地進行投影位置的變更。
并且，上述的實施方案中，液晶投影儀雖然在最初選取滿足縱橫尺寸比的1個以上投影區(qū)域40后求出最大的可投影區(qū)域30，但是根據(jù)最初邊緣檢測數(shù)據(jù)求出沒有障礙物的可投影區(qū)域30后選取可投影區(qū)域30內(nèi)滿足縱橫尺寸比的1個以上投影區(qū)域40也行。
并且，上述的實施方案中，液晶投影儀雖然是投影區(qū)域確定部140確定投影區(qū)域40后根據(jù)該投影區(qū)域40的XYZ值的平均值生成圖像校正用數(shù)據(jù)，但是也可以根據(jù)各個可能選擇的投影區(qū)域(例如，圖1中所示的投影區(qū)域40-1～40-3)的XYZ值的平均值生成圖像校正用數(shù)據(jù)(例如，3D-LUT和1D-LUT)并存入校正部120，按照投影區(qū)域的選擇，一邊改變適用的圖像校正用數(shù)據(jù)一邊校正輸入圖像信息。
按照本發(fā)明，液晶投影儀，例如，即使是頻繁變更投影區(qū)域40這樣的場合，因為不需要每次變更更新圖像校正用數(shù)據(jù)，所以就能夠在更短時間內(nèi)應(yīng)用適應(yīng)觀看環(huán)境的圖像校正用數(shù)據(jù)。
并且，除上述的液晶投影儀外，也可以將本實施方案的投影式圖像顯示系統(tǒng)應(yīng)用于，例如，使用DMD(Digital Micromirror Device)的投影儀等的各種投影式顯示系統(tǒng)。例如，作為上述的空間光調(diào)制器，也可以使用包括DMD片和濾色器的設(shè)備。另外，DMD是美國得克薩斯儀器公司的商標。并且，投影儀不限定于正面投影式的，也可以是背面投影式的。
并且，除上述家庭起居室等外，即使在會議室、醫(yī)療現(xiàn)場、廣告現(xiàn)場、教育現(xiàn)場、電影院、展覽館等的業(yè)務(wù)方面進行圖像投影的場合，本發(fā)明也是有效的。
另外，上述的投影式圖像顯示系統(tǒng)功能，例如，也可以由液晶投影儀單體來實現(xiàn)，也可以由多個處理裝置分散(例如，用液晶投影儀和PC來分散處理)來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種投影式圖像顯示系統(tǒng)，其特征是包括讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息的讀出裝置；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示讀出圖像的邊緣或讀出圖像的色分布的檢測信息的檢測裝置；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域的可投影區(qū)域決定裝置；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域的投影區(qū)域選擇裝置；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像的調(diào)整裝置；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像的圖像投影裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的投影式圖像顯示系統(tǒng)，其特征是包括根據(jù)上述讀出信息，按照觀看環(huán)境生成規(guī)定的圖像校正用數(shù)據(jù)，用于校正圖像的圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置，和根據(jù)上述圖像校正用數(shù)據(jù)，校正由上述調(diào)整裝置調(diào)整后的輸入圖像信息的校正裝置，上述圖像投影裝置，根據(jù)由上述校正裝置校正后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像。
3.按照權(quán)利要求2所述的投影式圖像顯示系統(tǒng)，其特征是上述圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置，根據(jù)與由上述投影區(qū)域選擇裝置選定的投影區(qū)域相當?shù)淖x出信息，掌握該投影區(qū)域的觀看環(huán)境，生成上述圖像校正用數(shù)據(jù)。
4.按照權(quán)利要求1～3任一項所述的投影式圖像顯示系統(tǒng)，其特征是上述圖像投影裝置具有空間光調(diào)制器，上述調(diào)整裝置根據(jù)上述讀出信息，對應(yīng)協(xié)調(diào)投影對象區(qū)域和上述空間光調(diào)制器的象素區(qū)，調(diào)整上述輸入圖像信息，以便調(diào)整圖像的位置和大小的至少一方。
5.按照權(quán)利要求4所述的投影式圖像顯示系統(tǒng)，其特征是上述讀出裝置，按規(guī)定的定時反復(fù)進行讀出并輸出讀出信息，上述邊緣檢測裝置，根據(jù)新的讀出信息輸出檢測信息，上述可投影區(qū)域決定裝置，根據(jù)新的檢測信息，重新決定上述可投影區(qū)域。
6.一種投影儀，其特征是包括讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息的讀出裝置；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示讀出圖像的邊緣或讀出圖像的色分布的檢測信息的檢測裝置；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域的可投影區(qū)域決定裝置；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域的投影區(qū)域選擇裝置；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像的調(diào)整裝置；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像的圖像投影裝置。
7.一種信息存儲介質(zhì)，是存儲用計算機可讀取程序的信息存儲介質(zhì)，其特征是存儲有用于使計算機作為讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息的讀出裝置；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示讀出圖像的邊緣或讀出圖像的色分布的檢測信息的檢測裝置；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域的可投影區(qū)域決定裝置；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域的投影區(qū)域選擇裝置；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像的調(diào)整裝置；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像的圖像投影裝置起作用的程序。
8.按照權(quán)利要求7所述的信息存儲介質(zhì)，其特征是存儲用于使計算機作為根據(jù)上述讀出信息，按照觀看環(huán)境生成規(guī)定的圖像校正用數(shù)據(jù)，用于校正圖像的圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置，和根據(jù)上述圖像校正用數(shù)據(jù)，校正由上述調(diào)整裝置調(diào)整后的輸入圖像信息的校正裝置起作用的程序，上述圖像投影裝置，根據(jù)由上述校正裝置校正后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像。
9.按照權(quán)利要求8所述的信息存儲介質(zhì)，其特征是上述圖像校正用數(shù)據(jù)生成裝置，根據(jù)與由上述投影區(qū)域選擇裝置選定的投影區(qū)域相當?shù)淖x出信息，掌握該投影區(qū)域的觀看環(huán)境，生成上述圖像校正用數(shù)據(jù)。
10.按照權(quán)利要求7～9任一項所述的信息存儲介質(zhì)，其特征是上述圖像投影裝置具有空間光調(diào)制器，上述調(diào)整裝置根據(jù)上述讀出信息，對應(yīng)協(xié)調(diào)投影對象區(qū)域和上述空間光調(diào)制器的象素區(qū)，調(diào)整上述輸入圖像信息，以便調(diào)整圖像的位置和大小的至少一方。
11.按照權(quán)利要求10所述的信息存儲介質(zhì)，其特征是上述讀出裝置控制上述讀出部，使其按規(guī)定的定時反復(fù)進行讀出并輸出讀出信息，上述邊緣檢測裝置，根據(jù)新的讀出信息輸出檢測信息，上述可投影區(qū)域決定裝置，根據(jù)新的檢測信息，重新決定上述可投影區(qū)域。
12.一種圖像投影方法，其特征是讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息；根據(jù)該讀出信息，實行邊緣檢測處理或色分布檢測處理，輸出表示讀出圖像的邊緣或讀出圖像的色分布的檢測信息；根據(jù)該檢測信息，決定投影對象區(qū)域之中不存在障礙物的可投影區(qū)域；根據(jù)使用者的選擇或規(guī)定的基準，從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域；調(diào)整輸入圖像信息，以便在該投影區(qū)域顯示圖像；以及根據(jù)調(diào)整后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像。
13.按照權(quán)利要求12所述的圖像投影方法，其特征是根據(jù)上述讀出信息，按照觀看環(huán)境生成規(guī)定的圖像校正用數(shù)據(jù)，用于校正圖像，和根據(jù)上述圖像校正用數(shù)據(jù)，校正調(diào)整后的輸入圖像信息，根據(jù)校正后的圖像信息，向上述投影區(qū)域投影圖像。
14.按照權(quán)利要求13所述的圖像投影方法，其特征是根據(jù)與選定的投影區(qū)域相當?shù)牟糠值淖x出信息，掌握該投影區(qū)域的觀看環(huán)境，生成上述圖像校正用數(shù)據(jù)。
15.按照權(quán)利要求12～14任一項所述的圖像投影方法，其特征是根據(jù)上述讀出信息，對應(yīng)協(xié)調(diào)投影對象區(qū)域和作為上述圖像投影部的一部分的上述空間光調(diào)制器的象素區(qū)，調(diào)整圖像的位置和大小的至少一方。
16.按照權(quán)利要求15所述的圖像投影方法，其特征是按規(guī)定的定時反復(fù)進行讀出并輸出檢測信息，以及根據(jù)新的檢測信息，重新決定上述可投影區(qū)域。
全文摘要
為投射適應(yīng)變更后投影位置的觀看環(huán)境的圖像，提供一種投影式圖像顯示系統(tǒng)、投影儀、程序、信息存儲介質(zhì)和圖像投影方法，在液晶投影儀內(nèi)設(shè)置讀出投影對象區(qū)域，輸出讀出信息的傳感器60、根據(jù)讀出信息，輸出檢測信息的邊緣檢測部146、根據(jù)檢測信息，決定可投影區(qū)域的可投影區(qū)域決定部144、從該可投影區(qū)域選擇投影區(qū)域的投影區(qū)域選擇部142、基于選定的投影區(qū)域的讀出信息，生成適應(yīng)投影區(qū)域觀看環(huán)境的讀出數(shù)據(jù)的讀出數(shù)據(jù)生成部170、生成LUT數(shù)據(jù)的LUT數(shù)據(jù)生成部160、根據(jù)生成的LUT數(shù)據(jù)，校正圖像信息的校正部120、及根據(jù)校正后的圖像信息，向投影區(qū)域投射圖像的圖像投影部190。
文檔編號G03B21/00GK1460919SQ03136209
公開日2003年12月10日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月20日
發(fā)明者松田秀樹 申請人:精工愛普生株式會社