Способ и устройство для предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе воспроизведения изображения

 

Изобретение относится к области проекционной техники. В изобретении для проецирования на экран четкого изображения без трапецеидальных искажений асимметричное изображение предкомпенсируется. В предложенных устройстве и способе, если проекционный объектив в проекторе установлен под восходящим или нисходящим углом проекции, то трапецеидальная ошибка изображения, проецируемого на экран, предкомпенсируется в ответ на сигнал установки угла проекции из блока установки угла проекции, поэтому изображение нормально проецируется на экран (например, имеет форму прямоугольника). Рабочие характеристики и конструктивная гибкость проектора улучшаются благодаря использованию цифровых схем и программных средств. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил.

Настоящее изобретение относится к устройству и способу предкомпенсации асимметричного изображения, при котором в проекционной системе для воспроизведения изображения обеспечивается нормальное изображение независимо от угла проекции проекционного объектива относительно экрана.

Уровень техники В целом системы воспроизведения цветного изображения делятся на системы прямого воспроизведения изображения, представленные электронно-лучевыми трубками, и проекционные системы для воспроизведения изображения (далее называемые "проекторы"), представленные жидкокристаллическими дисплеями. Поскольку электронно-лучевые трубки имеют ограниченные размеры вследствие их конструкции, они не могут формировать цветные изображения на экране больших размеров. С другой стороны, жидкокристаллические дисплеи позволяют создавать цветные изображения на экранах больших размеров с использованием легких и удобных конструкций, хотя и вносят оптические потери.

В связи с этим проекторы широко используются. Проектор разделяет сигнал цветного изображения в соответствии с цветом на цветовые сигналы RGB и оптически регулирует сигналы RGB. Оптически отрегулированный сигнал изображения увеличивается с помощью проекционного объектива и воспроизводится на экране относительно больших размеров.

На фиг.1 и 2 показано расположение проекционного объектива относительно экрана и форма изображения, проецируемого на экран, когда это изображение является нормальным. Как показано на фиг.1 и 2, центральная ось 30 является линией, соединяющей точку на первой поперечной оси 22, которая пересекает под прямым углом среднюю точку 21A первой продольной оси 21 на экране 20, с центральной точкой 11A проекционного объектива 11 проектора 10. Когда центральная ось 30 образует примерно прямой угол с поверхностью экрана 20, первое проекционное расстояние 41 от центральной точки 11A проекционного объектива 11 до верхнего края изображения, то есть экрана 20, становится равно второму проекционному расстоянию 42 от центральной точки 11A проекционного объектива 11 до нижнего края изображения, то есть экрана 20. Кроме того, третье расстояние 23 от центральной оси 30 до верхнего края изображения, то есть экрана 20, становится равно четвертому расстоянию 24 от центральной оси 30 до нижнего края изображения, то есть экрана 20, при этом ширина 25 верхнего края изображения становится примерно равной ширине 26 нижнего края изображения. В результате изображение в целом проецируется в форме прямоугольника на экран 20 без трапецеидального искажения.

На фиг. 3 и 4 показано расположение проекционного объектива относительно экрана и форма изображения, проецируемого на экран, когда проекционный объектив имеет восходящий угол проекции относительно экрана. Как показано на фиг.3 и 4, когда проекционный объектив 11 проектора 10 находится ниже первой плоскости (не показана), которая проходит через первую продольную ось перпендикулярно поверхности 20 экрана, центральная ось 30A имеет восходящий угол проекции относительно первой плоскости. При этом первое проекционное расстояние 41A отличается от второго проекционного расстояния 42A и изображение, проецируемое на экран 20, имеет форму перевернутой трапеции, у которой ширина 25A верхнего основания больше ширины 26A нижнего основания.

На фиг. 5 и 6 показано расположение проекционного объектива относительно экрана и форма изображения, проецируемого на экран, когда проекционный объектив имеет нисходящий угол проекции относительно экрана. Как показано на фиг. 5 и 6, когда проекционный объектив 11 проектора 10 находится выше первой плоскости (не показана), которая проходит через первую продольную ось 22 перпендикулярно поверхности 20 экрана, центральная ось 30A имеет нисходящий угол проекции относительно первой плоскости. При этом первое проекционное расстояние 41B отличается от второго проекционного расстояния 42B и изображение, проецируемое на экран 20, имеет форму трапеции, у которой ширина 25B верхнего основания меньше ширины 26B нижнего основания, в отличие от изображения на фиг. 4.

Как описано выше, когда проекционный объектив проектора расположен под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана, увеличенное изображение, которое проецируется на экран 20, искажается вследствие трапецеидальной ошибки. В результате это искаженное изображение будет неизбежно раздражать пользователя и поэтому требуется предкомпенсация асимметричного изображения, которое проецируется на экран.

Например, в патенте США N 5355188 описаны устройство и способ компенсации или коррекции трапецеидальной ошибки на экране в проекторе. В описанных устройстве и способе трапецеидальная ошибка устраняется путем удержания оптического центра полевого объектива на оптической оси проекционного объектива.

В патенте США N 5283602 описано устройство для компенсации трапецеидальной ошибки на экране в проекторе. В описанном устройстве зеркало, изменяющее оптическую длину пути, расположено под углом 45 градусов относительно оптического пути света с возможностью движения параллельно оптическому пути по направлению к проецируемому объекту и от него, при этом изображение проецируется выше или ниже без трапецеидального искажения на экране.

Однако для решения проблемы трапецеидального искажения на экране в вышеописанных конструкциях используется оптический или механический подход, поэтому их рабочие характеристики или конструктивная гибкость ограничены.

Сущность изобретения Первой целью настоящего изобретения является создание устройства для предкомпенсации асимметричного изображения, в котором трапецеидальная ошибка, то есть трапецеидальное искажение изображения, проецируемого на экран, предкомпенсируется в ответ на сигнал установки угла проекции, то есть ключевые данные, выдаваемые блоком установки угла проекции, независимо от расположения проекционного объектива относительно экрана в проекционной системе для воспроизведения изображения.

Второй целью настоящего изобретения является создание способа предкомпенсации асимметричного изображения, реализуемого данным устройством.

Для достижения первой цели изобретения предлагается устройство для предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе для воспроизведения изображения, которое содержит: средства установки угла проекции с выдачей сигнала установки угла проекции, когда центральная ось проекционного объектива, установленного в проекторе для проецирования увеличенного изображения на экран, расположена под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана, средства управления для формирования управляющего сигнала для управления предкомпенсацией асимметрии изображения, которое должно проецироваться на экран, на основании сигнала установки угла проекции, поступающего из средств установки угла проекции, средства формирования тактовых управляющих сигналов для формирования тактового сигнала записи/считывания и выходного сигнала преобразования данных в соответствии с управляющим сигналом из указанных средств управления, принимающие основной тактовый сигнал и тактовый сигнал цифровой обработки сигнала, причем тактовый сигнал записи связан с процессом удаления пикселов из данных сигнала изображения, первые средства переключения для коммутации тактового сигнала записи/считывания, поступающего из средств формирования тактовых управляющих сигналов с получением коммутированного тактового сигнала записи или коммутированного тактового сигнала считывания в соответствии с управляющим сигналом из указанных средств управления, причем первые средства переключения принимают тактовый сигнал цифровой обработки сигнала, а коммутированный тактовый сигнал записи связан с процессом удаления пикселов из данных сигнала изображения, блок памяти для записи данных сигнала изображения, которые имеют удаленные пикселы и подаются в ответ на строчный синхронизирующий сигнал, и для вывода записанных данных сигнала изображения, принимающий коммутированный тактовый сигнал записи или коммутированный тактовый сигнал считывания из первых средств переключения, вторые средства переключения для осуществления переключения, в соответствии с управляющим сигналом из средств управления, между данными сигнала изображения, выводимыми из блока памяти в ответ на коммутированный тактовый сигнал считывания из первых средств переключения, и данными гашения, заполняющими области гашения, расположенные до и после данных сигнала изображения с удаленными пикселами, с получением коммутированных данных сигнала изображения или коммутированных данных гашения, третьи средства переключения для коммутации выходного сигнала преобразования данных от средств формирования тактовых управляющих сигналов с получением коммутированного выходного сигнала преобразования данных в соответствии с управляющим сигналом от средств управления, принимающие тактовый сигнал цифровой обработки данных, и
средства преобразования данных для ввода коммутированных данных сигнала изображения или коммутированных данных гашения из вторых средств переключения и для формирования данных сигнала изображения с добавленными к ним данными гашения и преобразования данных сигнала изображения с добавленными к ним данными гашения в аналоговый сигнал после первого периода в ответ на коммутированный выходной сигнал преобразования данных из третьих средств переключения с получением преобразованных данных сигнала изображения.

Для достижения второй цели настоящего изобретения предлагается способ предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе воспроизведения изображения, включающий следующие операции:
(i) ввод ключевых данных, соответствующих сигналу установки угла проекции, когда центральная ось проекционного объектива, установленного в проекторе для проецирования увеличенного изображения на экран, расположена под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана,
(ii) вычисление на основе ключевых данных, введенных при операции (i), параметров, относящихся к операции предкомпенсации асимметрии изображения, которое будет проецироваться на экран,
(iii) формирование тактового сигнала записи по переднему фронту основного тактового сигнала в соответствии с величиной компенсации, определенной при операции (ii),
(iv) запись данных сигнала изображения с удаленными из них пикселами в строке блока в ответ на тактовый сигнал записи, сформированный при операции (iii), чтобы сформировать изображение, имеющее форму, обратную форме изображения, которое должно проецироваться на экран,
(v) формирование тактового сигнала считывания по переднему фронту основного тактового сигнала после удвоенного первого периода для считывания данных сигнала изображения,
(vi) добавление данных гашения к частям считываемых данных сигнала изображения с удаленными из них пикселами в ответ на тактовый сигнал считывания, сформированный при операции (v), и
(vii) преобразование, в ответ на выходной сигнал преобразования данных, данных сигнала изображения с добавленными к ним данными гашения, сформированными при операции (vi), в аналоговый сигнал и формирование преобразованных данных сигнала изображения.

В устройстве и способе предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе для воспроизведения изображения, когда проекционный объектив расположен под восходящим или нисходящим углом проекции, независимо от угла проекции трапецеидальная ошибка изображения, проецируемого на экран, предкомпенсируется на основании сигнала установки угла проекции от средств установки угла проекции. Так как проблема трапецеидальной ошибки решается с помощью электрических схем и программных средств, рабочие характеристики и конструктивная гибкость проектора улучшаются.

Краткое описание чертежей
Указанные выше цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания предпочтительного варианта выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи:
на фиг. 1 и 2 показаны соответственно расположение проекционного объектива относительно экрана и форма изображения, созданного на экране в проекторе, когда изображение нормальное,
на фиг. 3 и 4 показаны соответственно расположение проекционного объектива относительно экрана и форма изображения, созданного на экране в проекторе, когда проекционный объектив имеет восходящий угол проекции относительно экрана,
на фиг. 5 и 6 показаны соответственно расположение проекционного объектива относительно экрана и форма изображения, созданного на экране в проекторе, когда проекционный объектив имеет нисходящий угол проекции относительно экрана,
на фиг. 7 изображена блок-схема устройства для предкомпенсации асимметричного изображения в проекторе согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения,
на фиг.8 изображена временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства для предкомпенсации асимметричного изображения, показанного на фиг.7,
на фиг. 9 и 10 изображены блок-схемы алгоритмов, иллюстрирующие способ предкомпенсации асимметричного изображения с помощью устройства предкомпенсации асимметричного изображения, показанного на фиг.7,
на фиг.11 изображен предкомпенсированный сигнал изображения, когда проекционный объектив расположен, как показано на фиг.3, и
на фиг.12 изображен предкомпенсированный сигнал изображения, когда проекционный объектив расположен, как показано на фиг.5.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения
Ниже дано подробное описание, со ссылками на прилагаемые чертежи, конструкции и работы устройства, а также способа предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе для воспроизведения изображения согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

На фиг. 7 изображена блок-схема устройства для предкомпенсации асимметричного изображения в проекторе согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения. Как показано на фиг. 7, устройство для предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе для воспроизведения изображения согласно настоящему изобретению содержит блок 100 установки угла проекции, блок 200 управления, блок 300 формирования тактового управляющего сигнала, первый переключающий блок 400, блок 500 памяти, второй переключающий блок 600, третий переключающий блок 700 и блок 800 преобразования данных.

Блок 100 установки угла проекции вырабатывает сигнал 101 установки угла проекции, когда центральная ось 11A проекционного объектива 11, установленного в проекторе 10 для проецирования увеличенного изображения на экран 20, расположена под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана 20.

Блок 200 управления вырабатывает управляющий сигнал для управления операцией предкомпенсации асимметрии изображения, которое должно проецироваться на экран 20, на основании сигнала 101 установки угла проекции от блока 100 установки угла проекции.

Блок 300 формирования тактового управляющего сигнала вырабатывает тактовый сигнал 301 и 302 записи/считывания и выходной сигнал 303 преобразования данных в соответствии с управляющим сигналом от блока 200 управления, принимая основной тактовый сигнал M.CLK и тактовый сигнал цифровой обработки сигнала DSP. CLK. Тактовый сигнал 301 записи связан с процессом удаления пикселов из данных сигнала изображения PSD.

Первый переключающий блок 400 коммутирует тактовый сигнал 301 и 302 записи/считывания из блока 300 формирования тактового управляющего сигнала и вырабатывает коммутированный тактовый сигнал 401 записи или коммутированный тактовый сигнал 402 считывания в соответствии с управляющим сигналом из блока 200 управления, принимая тактовый сигнал цифровой обработки сигнала DSP. CLK. Коммутированный тактовый сигнал 401 записи связан с процессом стирания пикселов из данных PSD сигнала изображения.

Блок 500 памяти записывает данные PSD сигнала изображения, из которых удалены пикселы и которые поданы в ответ на строчный синхросигнал Н. SYNC, и выводит записанные данные сигнала изображения, принимая коммутированный тактовый сигнал 401 записи или коммутированный тактовый сигнал 402 считывания из первого переключающего блока 400.

Второй переключающий блок 600 обеспечивает переключение, в соответствии с сигналом управления из блока 200 управления, между данными PSD сигнала изображения, выдаваемыми блоком 500 памяти в ответ на коммутированный тактовый сигнал 402 считывания из первого переключающего блока 400, и данными BD гашения, заполняющими области гашения, расположенные до и после данных PSD сигнала изображения, из которых удалены пикселы, и выдает коммутированные данные 601 сигнала изображения или коммутированные данные 602 гашения.

Третий переключающий блок 700 коммутирует выходной сигнал 303 преобразования данных из блока 300 формирования тактового управляющего сигнала и выдает коммутированный выходной сигнал 701 преобразования данных в соответствии с третьим переключающим управляющим сигналом 203 из блока 200 управления, принимая тактовый сигнал DSP.CLK цифровой обработки сигналов.

Блок преобразования данных вводит коммутированные данные 601 сигнала изображения или коммутированные данные 602 гашения из второго переключающего блока 600 для формирования данных PSD сигнала изображения с добавленными к ним данными BD гашения и преобразует данные PSD сигнала изображения с добавленными к ним данными BD гашения в аналоговый сигнал по истечении половины периода гашения в ответ на коммутированный выходной сигнал 701 преобразования данных из третьего переключающего блока 700 для формирования преобразованных данных 801 сигнала изображения.

Из блока 200 управления на блок 300 формирования тактового управляющего сигнала подается управляющий сигнал 301 и 302 записи/считывания для управления процессом предкомпенсации асимметрии изображения, которое будет проецироваться на экран 20, в ответ на сигнал 101 установки угла проекции из блока 100 установки угла проекции, кадровый синхросигнал V. SYNC и строчный синхросигнал Н.SYNC сигнала изображения, когда проекционный объектив 11 расположен под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана 20.

Блок 200 управления вычисляет величину компенсации, вертикальное деление в блоке, определяет направление компенсации изображения в процессе предкомпенсации и управляет формированием тактового сигнала 301 записи в блоке 300 формирования тактового управляющего сигнала.

Из блока 200 управления на второй переключающий блок 600 поступает второй переключающий тактовый сигнал 202 для добавления данных BD гашения (см. фиг. 11 и фиг. 12) к участкам сигнала изображения в строке блока, в которой удалены пикселы, на основе величины компенсации в строке блока.

Блок 200 управления регулирует форму тактового сигнала записи из блока 300 формирования тактового управляющего сигнала и управляет процессом удаления пикселов данных сигнала изображения в строке блока в соответствии с величиной компенсации и направлением компенсации во время записи данных сигнала изображения в блок 500 памяти.

Блок 200 управления управляет первым переключающим блоком 400 для считывания данных строки сигнала изображения во время считывания данных сигнала изображения из блока 500 памяти в ответ на тактовый сигнал 302 считывания из блока 300 формирования тактового управляющего сигнала. Блок 200 управления регулирует формирование второго переключающего тактового сигнала 202 для добавления данных BD гашения в направлении компенсации до и после данных PSD сигнала изображения в течение половины периода гашения путем операции переключения второго переключающего блока 600 при считывании данных сигнала изображения, записанных в строке блока.

Управляющий сигнал из блока 200 управления включает первый переключающий управляющий сигнал 201, второй переключающий управляющий сигнал 202, третий переключающий управляющий сигнал 203 и управляющий сигнал 204 и 205 записи/считывания.

Блок 300 формирования тактового управляющего сигнала вырабатывает тактовый сигнал 301 записи для управления записью в блоке 500 памяти данных PSD сигнала изображения с удаленными пикселами (см. фиг. 11 и 12) в строке блока в соответствии с величиной компенсации в направлении компенсации (см. фиг. 11 и 12). Блок 300 формирования тактового управляющего сигнала также вырабатывает тактовый сигнал 302 считывания для считывания данных сигнала изображения, записанных в ответ на тактовый сигнал 301 записи, и вырабатывает выходной сигнал 303 преобразования данных для определения времени, когда предкомпенсированные данные сигнала изображения будут преобразованы в аналоговый сигнал в блоке 800 преобразования данных. Тактовый сигнал 302 считывания имеет частоту нормального тактового сигнала. Выходной сигнал 303 преобразования данных имеет время запаздывания, равное половине периода гашения, по отношению к нормальному строчному тактовому сигналу цифровой обработки сигнала.

Блок 500 памяти содержит записанные в него данные PSD сигнала изображения, из которых удалены пикселы в строке блока в соответствии с величиной компенсации в направлении компенсации (см. фиг. 11 и 12) в ответ на коммутированный тактовый сигнал 401 записи из первого переключающего блока 400, и выдает записанные данные сигнала изображения после периода гашения в ответ на коммутированный тактовый сигнал 402 считывания из первого переключающего блока 400. Блок 500 памяти содержит данные сигнала изображения, записанные в строке блока по принципу "первым вошел-первым вышел".

Дальнейшее описание относится к способу предкомпенсации асимметричного изображения, который реализуется устройством, по казанным на фиг. 7, согласно блок-схемам алгоритмов, показанных на фиг. 9 и 10, со ссылками на временную диаграмму фиг. 8. Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму для иллюстрации работы устройства предкомпенсации асимметричного изображения, показанного на фиг. 7. Фиг. 9 и 10 представляют собой блок-схему алгоритма для иллюстрации способа предкомпенсации асимметричного изображения устройством предкомпенсации асимметричного изображения, показанным на фиг. 7. На фиг. 8 FP обозначает половину периода гашения.

Вначале, на шаге S1, блок 200 управления вводит ключевые данные, соответствующие сигналу 101 установки угла проекции, когда центральная ось объектива 11, установленного в проекторе 10 для проецирования увеличенного изображения на экран 20, расположена под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана 20 (см. фиг.3 и 5). На шаге S2 блок 200 управления определяет направление компенсации и величину компенсации на основе ключевых данных, введенных на шаге S1. На шаге S3 блок 200 управления вычисляет величину вертикального деления в блоке, подвергаемом предкомпенсации, для всех строк изображения с целью определения разности числа пикселов, которые будут удалены. На шаге S4 блок 200 управления вычисляет количество пикселов в строке, которые будут удалены. То есть на шагах S2-S4 блок 200 управления вычисляет на основании ключевых данных, введенных на шаге S1, параметры, относящиеся к операции предкомпенсации асимметричного изображения, которое будет проецироваться на экран 20. Направление компенсации - это направление вверх или вниз, а величина компенсации определяется количеством пикселов, которые должны быть удалены. Величина вертикального разделения - это половина числа пикселов, которые должны быть удалены.

На шаге S5 блок 300 формирования тактового управляющего сигнала формирует тактовый сигнал 301 записи по переднему фронту основного тактового сигнала M. CLK в соответствии с величиной компенсации, определенной на шаге S2 (см. коммутированный тактовый сигнал 401 записи, показанный на фиг. 8). На шаге S6 данные PSD сигнала изображения с удаленными из строк пикселами записываются в блок 500 памяти в ответ на тактовый сигнал 301 записи, формируемый на шаге S5, с целью сформировать изображение, имеющее обратную форму по сравнению с изображением, которое будет проецироваться на экран 20. На шаге S7 блок 300 формирования тактового управляющего сигнала формирует тактовый сигнал считывания 302 по переднему фронту основного тактового сигнала M. CLC после периода гашения с целью считывания данных сигнала изображения, которые были записаны на шаге S6 (см. коммутированный тактовый сигнал 402, показанный на фиг. 8).

На шаге S8 блок 800 преобразования данных получает данные BD гашения путем переключения в направлении компенсации, определенном на шаге S2, в течение половины периода гашения, который предшествует времени, когда данные сигнала изображения с удаленными пикселами в строке считываются из блока 500 памяти. На шаге S9 данные сигнала изображения, записанные на шаге S6, считываются из блока 500 памяти в направлении компенсации, определенном на шаге S2, после периода гашения в ответ на тактовый сигнал 302 считывания, выработанный на шаге S7. На шаге S10 блок 800 преобразования данных принимает данные BD гашения посредством операции переключения в направлении компенсации, определенном на шаге S2, в течение половины периода гашения от точки окончания периода считывания записанных данных сигнала изображения на шаге S9. А именно, на шагах S8-S10 данные гашения добавляются к частям считываемых данных 501 сигнала изображения с удаленными пикселами в ответ на тактовый сигнал 302 считывания, выработанный на шаге S7.

На шаге S11 коммутированные данные сигнала 601 изображения, включающие данные 602 гашения, выработанные на шагах S8-S10, преобразуются в ответ на коммутированный выходной сигнал 701 преобразования данных (см. фиг. 8) в аналоговый сигнал и формируются преобразованные данные 801 сигнала изображения. Преобразованные данные 801 сигнала изображения подаются в проектор 10.

Далее дано описание работы устройства предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе воспроизведения изображения, которое имеет описанную выше схему.

На фиг. 11 представлен чертеж для иллюстрации предкомпенсированного сигнала изображения для случая, когда проекционный объектив расположен, как на фиг. 3. На фиг. 11 FP обозначает половину периода гашения. Как показано на фиг. 3, когда проекционный объектив 11 проектора 10 расположен под восходящим углом проекции относительно экрана 20, сигнал 101 установки угла проекции из блока 100 установки угла проекции поступает в блок 200 управления. В ответ на сигнал 101 установки угла проекции блок 200 управления управляет процессом предкомпенсации данных PSD сигнала изображения так, чтобы проецировать нормальное изображение (см. фиг.2) на экран 20. Как показано на фиг. 4, изображение, проецируемое на экран 20, имеет форму перевернутой трапеции, у которой ширина 25A верхнего основания больше, чем ширина 26A нижнего основания. Следовательно, блок 200 управления управляет процессом предкомпенсации данных PSD сигнала изображения для получения изображения в форме трапеции, которое будет проецироваться на экран 20 (см. фиг.11). А именно, блок 200 управления подает управляющий сигнал 204 записи в блок 300 формирования тактового управляющего сигнала таким образом, что в ответ на основной тактовый сигнал M. CLK блок 300 формирования тактового управляющего сигнала может выдавать тактовый сигнал 301 записи, частота которого регулируется в направлении компенсации в зависимости от восходящего угла проекции (в направлении стрелки на фиг. 10).

В ответ на управляющий сигнал 204 записи блок 300 формирования тактового управляющего сигнала вырабатывает тактовый сигнал 301 записи для выполнения обработки, при которой пикселы данных PSD сигнала изображения исключаются в направлении компенсации, когда данные сигнала изображения PSD подаются в виде строки в блок 500 памяти. А именно, по переднему фронту основного тактового сигнала M.CLK блок 300 формирования тактового управляющего сигнала выдает тактовый сигнал 301 записи для записи данных PSD сигнала изображения. Когда первый переключающий сигнал 201 управления из блока 200 управления поступает в первый переключающий блок 400, тактовый сигнал 301 записи поступает в блок 500 памяти через первый переключающий блок 400.

В ответ на коммутированный тактовый сигнал 401 из первого переключающего блока 400 блок 500 памяти записывает данные PSD сигнала изображения, причем исключение пикселов данных PSD сигнала изображения в строке позволяет получить изображение, имеющее форму, обратную форме изображения, которое будет проецироваться на экран 20 (см. фиг.4). Когда нормальная частота тактового сигнала 302 считывания, формируемого по переднему фронту основного тактового сигнала, поступает в блок 500 памяти после периода гашения под управлением блока 200 управления, данные PSD сигнала изображения, записанные в блоке 500 памяти, считываются после периода гашения. Блок 200 управления подает второй переключающий сигнал 202 управления во второй переключающий блок 600. Затем данные BD гашения, подаваемые извне во второй переключающий блок 600 в течение времени, равного половине периода гашения, поступают из второго переключающего блока 600 для формирования предкомпенсированного изображения (см. фиг. 11). С другой стороны, блок 200 управления управляет блоком 500 памяти для считывания данных сигнала 501 изображения в течение длительности эффективного сигнала изображения. Когда период существования эффективного сигнала изображения заканчивается, блок 200 управления управляет вторым переключающим блоком 600 так, что он формирует данные BD гашения в течение длительности половины периода гашения.

Таким образом, коммутированные данные 601 сигнала изображения и коммутированные данные 602 гашения подаются вторым переключающим блоком 600 в блок 800 преобразования данных. Когда блок 200 управления подает третий переключающий сигнал 203 управления в третий переключающий блок 700, выходной сигнал 303 преобразования данных, который имеет время запаздывания, равное половине периода гашения, подается из блока 300 формирования тактового управляющего импульса в блок 800 преобразования данных через третий переключающий блок 700. Затем блок 800 преобразования данных преобразует коммутированные данные 601 сигнала изображения, к которым добавлены коммутированные данные 602 сигнала гашения, то есть данные PSD сигнала изображения, к которым добавлены данные BD гашения, и подает преобразованные данные 801 сигнала изображения, то есть предкомпенсированный сигнал изображения, в проектор 10. Следовательно, даже когда проекционный объектив проектора 10 расположен под восходящим углом проекции относительно экрана 20 (см. фиг.3), на экран 20 проецируется через проекционный объектив 11 предкомпенсированный сигнал изображения (см. фиг. 11), поэтому на экране 20 формируется нормальное изображение (см. фиг. 2). То есть, в отличие от асимметричного изображения (см. фиг. 4), которое имеет место, когда данные PSD сигнала изображения не предкомпенсированы, на экран 20 проецируется нормальное изображение.

На фиг. 12 представлен чертеж для иллюстрации предкомпенсированного сигнала изображения для случая, когда проекционный объектив расположен, как на фиг. 5. На фиг. 12 FP обозначает половину периода гашения. Как показано на фиг. 5, когда проекционный объектив 11 проектора 10 расположен под нисходящим углом проекции относительно экрана 20, сигнал 101 установки угла проекции из блока 100 установки угла проекции поступает в блок 200 управления. В ответ на сигнал 101 установки угла проекции блок 200 управления управляет процессом предкомпенсации данных PSD сигнала изображения так, чтобы проецировать нормальное изображение (см. фиг. 2) на экран 20. Как показано на фиг. 6, изображение, проецируемое на экран 20, имеет форму перевернутой трапеции, у которой ширина 25B верхнего основания меньше, чем ширина 26B нижнего основания. Следовательно, блок 200 управления управляет процессом предкомпенсации данных PSD сигнала изображения для получения изображения в форме перевернутой трапеции, которое будет проецироваться на экран 20 (см. фиг. 11). А именно, блок 200 управления подает управляющий сигнал 204 записи в блок 300 формирования тактового управляющего сигнала таким образом, что в ответ на основной тактовый сигнал M.CLK блок 300 формирования тактового управляющего сигнала может выдавать тактовый сигнал 301 записи, частота которого регулируется в направлении компенсации в зависимости от нисходящего угла проекции (в направлении стрелки на фиг.12).

В ответ на управляющий сигнал 204 записи блок 300 формирования тактового управляющего сигнала вырабатывает тактовый сигнал 301 записи для выполнения обработки, при которой пикселы данных PSD сигнала изображения исключаются в направлении компенсации, когда данные сигнала изображения PSD подаются в виде строки в блок 500 памяти. А именно, по переднему фронту основного тактового сигнала M.CLK блок 300 формирования тактового управляющего сигнала выдает тактовый сигнал 301 записи для записи данных PSD сигнала изображения. Когда первый переключающий сигнал 201 управления из блока 200 управления поступает в первый переключающий блок 400, тактовый сигнал 301 записи поступает в блок 500 памяти через первый переключающий блок 400.

В ответ на коммутированный тактовый сигнал 401 из первого переключающего блока 400 блок 500 памяти записывает данные PSD сигнала изображения, причем исключение пикселов данных PSD сигнала изображения в строке позволяет получить изображение, имеющее форму, обратную форме изображения, которое будет проецироваться на экран 20 (см. фиг. 6). Когда нормальная частота тактового сигнала 302 считывания, формируемого по переднему фронту основного тактового сигнала, поступает в блок 500 памяти после периода гашения под управлением блока 200 управления, данные PSD сигнала изображения, записанные в блоке 500 памяти, считываются после периода гашения. Блок 200 управления подает второй переключающий сигнал 202 управления во второй переключающий блок 600. Затем данные BD гашения, подаваемые извне во второй переключающий блок 600 в течение времени, равного половине периода гашения, поступают из второго переключающего блока 600 для формирования предкомпенсированного изображения (см. фиг.12). С другой стороны, блок 200 управления управляет блоком 500 памяти для считывания данных сигнала 501 изображения в течение длительности эффективного сигнала изображения. Когда период существования эффективного сигнала изображения заканчивается, блок 200 управления управляет вторым переключающим блоком 600 так, что он формирует данные BD гашения в течение длительности половины периода гашения.

Таким образом, коммутированные данные 601 сигнала изображения и коммутированные данные 602 гашения подаются вторым переключающим блоком 600 в блок 800 преобразования данных. Когда блок 200 управления подает третий переключающий сигнал 203 управления в третий переключающий блок 700, выходной сигнал 303 преобразования данных, который имеет время запаздывания, равное половине периода гашения, подается из блока 300 формирования тактового управляющего импульса в блок 800 преобразования данных через третий переключающий блок 700. Затем блок 800 преобразования данных преобразует коммутированные данные 601 сигнала изображения, к которым добавлены коммутированные данные 602 сигнала гашения, то есть данные PSD сигнала изображения, к которым добавлены данные BD гашения, и подает преобразованные данные 801 сигнала изображения, то есть предкомпенсированный сигнал изображения, в проектор 10. Следовательно, даже когда проекционный объектив проектора 10 расположен под нисходящим углом проекции относительно экрана 20 (см. фиг.5), на экран 20 проецируется через проекционный объектив 11 предкомпенсированный сигнал изображения (см. фиг. 12), поэтому на экране 20 формируется нормальное изображение (см. фиг. 2). То есть, в отличие от асимметричного изображения (см. фиг. 6), которое имеет место, когда данные PSD сигнала изображения не предкомпенсированы, на экран 20 проецируется нормальное изображение.

Промышленная примененимость
В устройстве и способе предкомпенсации асимметричное изображение в проекторе, когда проекционный объектив расположен под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана, независимо от угла проекции трапецеидальная ошибка изображения, проецируемого на экран, предкомпенсируется в ответ на сигнал установки угла проекции от блока установки угла проекции. При этом изображение нормально проецируется на экран (например, имеет форму прямоугольника).

В результате, во-первых, изображение, проецируемое на экран, никогда не будет раздражать пользователя трапецеидальными искажениями. Во-вторых, расположение проектора относительно экрана очень гибкое. В-третьих, рабочие характеристики или конструктивная гибкость проектора улучшены благодаря использованию цифровых схем и программных средств.

Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на конкретный вариант выполнения, специалистам понятно, что возможны различные изменения конструкции и элементов без отступления от сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе воспроизведения изображения, содержащее средства установки угла проекции с выдачей сигнала установки угла проекции, когда центральная ось проекционного объектива, установленного в проекторе для проецирования увеличенного изображения на экран, расположена под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана, средства управления для формирования управляющего сигнала для управления предкомпенсацией асимметрии изображения, которое должно проецироваться на экран, на основании сигнала установки угла проекции, поступающего из средств установки угла проекции, средства формирования тактовых управляющих сигналов для формирования тактового сигнала записи/считывания и выходного сигнала преобразования данных в соответствии с управляющим сигналом из указанных средств управления, принимающие основной тактовый сигнал и тактовый сигнал цифровой обработки сигнала, причем тактовый сигнал записи связан с процессом удаления пикселов из данных сигнала изображения, первые средства переключения для коммутации тактового сигнала записи/считывания, поступающего из средств формирования тактовых управляющих сигналов с получением коммутированного тактового сигнала записи или коммутированного тактового сигнала считывания в соответствии с управляющим сигналом из указанных средств управления, причем первые средства переключения принимают тактовый сигнал цифровой обработки сигнала, а коммутированный тактовый сигнал записи связан с процессом удаления пикселов из данных сигнала изображения, блок памяти для записи данных сигнала изображения, которые имеют удаленные пикселы и подаются в ответ на строчный синхронизирующий сигнал, и для вывода записанных данных сигнала изображения, принимающий коммутированный тактовый сигнал записи или коммутированный тактовый сигнал считывания из первых средств переключения, вторые средства переключения для осуществления переключения в соответствии с управляющим сигналом из средств управления между данными сигнала изображения, выводимыми из блока памяти в ответ на коммутированный тактовый сигнал считывания из первых средств переключения, и данными гашения, заполняющими области гашения, расположенное до и после данных сигнала изображения с удаленными пикселами, с получением коммутированных данных сигнала изображения или коммутированных данных гашения, третьи средства переключения для коммутации выходного сигнала преобразования данных от средств формирования тактовых управляющих сигналов с получением коммутированного выходного сигнала преобразования данных в соответствии с управляющим сигналом от средств управления, принимающие тактовый сигнал цифровой обработки данных, и средства преобразования данных для ввода коммутированных данных сигнала изображения или коммутированных данных гашения из вторых средств переключения и для формирования данных сигнала изображения с добавленными к ним данными гашения и преобразования данных сигнала изображения с добавленными к ним данными гашения в аналоговый сигнал после первого периода в ответ на коммутированный выходной сигнал преобразования данных из третьих средств переключения с получением преобразованных данных сигнала изображения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства управления подают на указанные средства формирования тактовых управляющих сигналов управляющий сигнал записи/считывания для управления процессом предкомпенсации асимметрии изображения, которое должно проецироваться на экран, в ответ на сигнал установки угла проекции от указанных средств установки угла проекции, кадровый синхросигнал и строчный синхросигнал сигнала изображения, когда проекционный объектив расположен под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что средства управления вычисляют величину компенсации и определяют направление компенсации изображения в процессе предкомпенсации для управления формированием тактового сигнала записи в указанных средствах формирования тактовых управляющих сигналов.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что направление компенсации - это направление вверх или вниз, а указанная величина компенсации равна числу пикселов, которые необходимо удалить в строке блока.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средства управления подают на указанные вторые средства переключения второй переключающий управляющий сигнал для добавления данных гашения к участкам сигнала изображения в строке блока, в которой пикселы удалены на основании величины компенсации в строке блока.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средства управления регулируют форму тактового сигнала записи, формируемого указанными средствами формирования тактовых управляющих сигналов, и управляют процессом удаления пикселов из данных сигнала изображения в строке блока в соответствии с величиной компенсации в направлении компенсации при записи данных сигнала изображения в указанный блок памяти.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанные средства управления управляют указанными первыми средствами переключения для считывания данных сигнала изображения в строке блока, когда записанные данные сигнала изображения считываются из указанного блока памяти в ответ на тактовый сигнал считывания из указанных средств формирования тактовых управляющих сигналов.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что средства управления регулируют формирование второго переключающего управляющего сигнала для добавления данных гашения в направлении компенсации до и после данных сигнала изображения в течение первого периода посредством выполнения коммутации указанных вторых средств переключения при считывании данных сигнала изображения, записанных в строке блока.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные средства формирования тактовых управляющих сигналов выдают тактовый сигнал записи для управления записью в указанный блок памяти данных сигнала изображения с удаленными пикселами в строке блока в соответствии с величиной компенсации в направлении компенсации, выдают тактовый сигнал считывания для считывания данных сигнала изображения, записанных в ответ на тактовый сигнал записи, и выдают выходной сигнал преобразования данных для определения времени, когда предкомпенсированные данные сигнала изображения должны преобразовываться в аналоговый сигнал указанными средствами преобразования данных.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанный тактовый сигнал считывания имеет частоту нормального тактового сигнала.

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что указанный выходной сигнал преобразования данных имеет время запаздывания относительно нормального строчного тактового сигнала цифровой обработки сигнала, равное первому периоду.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что указанный блок памяти содержит записанные данные сигнала изображения, в которых пикселы удалены из строки блока в соответствии с величиной компенсации в направлении компенсации в ответ на коммутированный тактовый сигнал записи из указанных первых средств переключения, а также записанные данные сигнала изображения, выводимые после удвоенного первого периода в ответ на коммутированный тактовый сигнал считывания из указанных первых средств переключения.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что блок памяти содержит записанные по принципу "первым вошел - первым вышел" данные сигнала изображения в строке блока.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный первый период соответствует половине периода гашения.

15. Способ предкомпенсации асимметричного изображения в проекционной системе воспроизведения изображения, включающий следующие операции: (i) ввод ключевых данных, соответствующих сигналу установки угла проекции, когда центральная ось проекционного объектива, установленного в проекторе для проецирования увеличенного изображения на экран, расположена под восходящим или нисходящим углом проекции относительно экрана, (ii) вычисление на основе ключевых данных, введенных при операции (i), параметров, относящихся к операции предкомпенсации асимметрии изображения, которое будет проецироваться на экран, (iii) формирование тактового сигнала записи по переднему фронту основного тактового сигнала в соответствии с величиной компенсации, определенной при операции (ii), (iv) запись данных сигнала изображения с удаленными из них пикселами в строке блока в ответ на тактовый сигнал записи, сформированный при операции (iii), чтобы сформировать изображение, имеющее форму, обратную форме изображения, которое должно проецироваться на экран, (v) формирование тактового сигнала считывания по переднему фронту основного тактового сигнала после удвоенного первого периода для считывания данных сигнала изображения, (vi) добавление данных гашения к частям считываемых данных сигнала изображения с удаленными из них пикселами в ответ на тактовый сигнал считывания, сформированный при операции (v), и (vii) преобразование в ответ на выходной сигнал преобразования данных данных сигнала изображения с добавленными к ним данными гашения, сформированными при операции (vi), в аналоговый сигнал и формирование преобразованных данных сигнала изображения.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что выходной сигнал преобразования данных имеет время запаздывания относительно нормального строчного тактового сигнала цифровой обработки сигнала, равное первому периоду.

17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что тактовый сигнал считывания имеет частоту нормального тактового сигнала.

18. Способ по п.15, отличающийся тем, что операция (ii) включает следующие промежуточные операции: (а) определения направления компенсации и вычисление величины компенсации на основании ключевых данных, введенных при операции (i), (b) вычисление величины вертикального деления в блоке, подвергаемом предкомпенсации, для всех строк изображения для определения разности числа пикселов, которые должны быть удалены, и (с) вычисление в строке блока числа пикселов, которые должны быть удалены.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанное направление компенсации - это направление вверх или вниз, а указанная величина компенсации равна числу пикселов, которые должны быть удалены в строке блока.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что указанная величина вертикального деления равна половине числа пикселов, которые должны быть удалены.

21. Способ по п.15, отличающийся тем, что операция (vi) включает следующие промежуточные операции: (А) прием данных гашения путем переключения в направлении компенсации, определенном на шаге (ii), в течение первого периода перед считыванием данных сигнала изображения с удаленными пикселами в строке блока, (В) считывание данных сигнала изображения, записанных при операции (iv), в направлении компенсации, определенном на шаге (ii), после удвоенного первого периода в ответ на тактовый сигнал считывания, формируемый при операции (v), и (С) прием данных гашения путем операции переключения в направлении компенсации, определенном при операции (ii), в течение первого периода от точки окончания периода считывания записанных данных сигнала изображения при операции (В).

22. Способ по п.15, отличающийся тем, что указанный первый период соответствует половине периода гашения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12