JP2003015581A - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投射型画像表示装置でメカ的な調整機構を用
いて各画像形成素子の取付け位置を人手により調整する
のでは、調整作業に手間や時間がかかる。 【解決手段】 複数の画像形成素子８〜１０のそれぞれ
により変調された複数の色光を合成して投射する投射型
画像表示装置に、各色光により投射表示される表示画像
の位置合わせを行うための補正情報を入力する補正情報
入力手段８５と、この補正情報入力手段から入力された
補正情報に応じて複数の画像形成素子のうち少なくとも
１つの画像形成素子上での画像形成位置を移動させる補
正手段７５とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネル等の複
数の画像形成素子により複数の色光を変調し、これら色
光を合成してスクリーン等に投射する投射型画像表示装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような投射型画像表示装置は、パ
ーソナルコンピュータ等に接続されて会議や講演会での
資料画像を大画面表示させるのに使用されることが多
い。

【０００３】特に、赤、緑、青光用の液晶パネルを備
え、これら３つの液晶パネルでそれぞれ変調された色光
を合成して投射するいわゆる３板式の投射型画像表示装
置を使用することにより、精細なフルカラーの画像を表
示することが可能である。

【０００４】図８には、従来の投射型画像表示装置の構
成を示している。コンピュータ４３２に格納された画像
を投射型画像表示装置によってスクリーン４３０に拡大
投射させる場合、コンピュータ４３２から出力されるＶ
ＧＡ，ＳＶＧＡ，ＸＧＡ，ＳＸＧＡ、ＵＸＧＡといった
ビデオ信号は、ＲＧＢ画像インターフェース４２６から
投射型画像表示装置に入力され、Ａ／Ｄ変換器４２７に
よって８ビット以上のデジタル画像データに変換されて
メモリ制御部４０６を介して液晶ドライバ４０７に入力
される。液晶ドライバ４０７は入力された画像データに
基づいて３つの液晶パネル４２３Ｒ，４２３Ｇ，４２３
Ｂを駆動し、画像を形成させる。

【０００５】光源ランプ４２１からの照明光は、不図示
の色分解系によって赤、緑、青の３色光に分解され、こ
れら色光はそれぞれ液晶パネル４２３Ｒ，４２３Ｇ，４
２３Ｂに照射される。そして、液晶パネルに入射した各
色光は、液晶パネル上に形成されている画像に応じて変
調され、これら変調された色光は色合成プリズム４２４
によって合成され、この合成されたカラー画像光は、ズ
ームレンズ４３４およびフォーカスレンズ４３３を含む
投射光学系４２５を通じてスクリーン４３０に拡大投射
される。

【０００６】ところで、このような３板式の投射型画像
表示装置では、各液晶パネルにより変調された色光の画
像間に画素ずれや色ずれがあると、表示文字が滲んだ
り、写真画像等の解像度が低下したり、画像の淵に赤、
緑、青の線がそれぞれに現れたりして、表示画像の品位
が低下するため、３つの色光画像の画素合わせのために
各液晶パネルの相対的な位置決め調整を高精度に行う必
要がある。

【０００７】特に、各色光に分解される照明光の光源の
熱によって各部品が影響を受け、これによって画素ずれ
や色むらが生じる場合があり、これを補正するための調
整を行う必要もある。

【０００８】このような場合、従来は、特開２０００−
２９３２号公報にて提案されているように、各液晶パネ
ルの取付け位置を調整するためのメカ的な調整機構を設
け、人手により調整を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報にて提案されているように、メカ的な調整機構を用い
て各液晶パネルの取付け位置を人手により調整するので
は、調整作業に手間や時間がかかり、また高精度の画素
合わせが困難である。

【００１０】そこで、本発明は、それぞれ画像形成素子
によって変調された複数の色光画像の画素ずれや色むら
を簡単かつ短時間で高精度に補正することが可能な投射
型画像表示装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、複数の画像形成素子のそれぞれによ
り変調された複数の色光を合成して投射する投射型画像
表示装置に、各色光により投射表示される表示画像の位
置合わせを行うための補正情報を入力する補正情報入力
手段と、この補正情報入力手段から入力された補正情報
に応じて複数の画像形成素子のうち少なくとも１つの画
像形成素子上での画像形成位置を移動させる補正手段と
を設けている。

【００１２】なお、補正情報入力手段としては、使用者
操作に応じて位置合わせ補正情報を補正手段に入力する
ものを用いてもよい。

【００１３】このように、補正情報入力手段から入力さ
れた、表示画像の位置合わせのための補正情報に応じ
て、画像形成素子上での画像形成位置を移動させる（す
なわち、画素ずれを電気的に補正する）ことにより、従
来のようにメカ的な調整作業を行う場合に比べて簡単か
つ短時間で高精度に各色表示画像の位置合わせ（画素合
わせ）を行うことが可能となる。

【００１４】したがって、画像形成素子の組み込み位置
の精度を比較的緩やかにしても、使用開始後における照
明光源の熱の影響や経年変化に伴う画像形成素子の位置
ずれによる各色表示画像のずれを容易に補正することが
でき、画像表示装置としての表示特性を長期間にわたっ
て維持することが可能となる。

【００１５】なお、画像形成素子上での画像形成位置の
補正を行えるようにするためには、例えば、画像形成素
子に、所定の表示規格に対応した画素数よりも多い数の
画素を設けておき、画像形成素子上での上記表示規格画
素数での画像形成位置を画素単位で移動させるようにす
ればよい。

【００１６】また、この場合において、画像形成素子上
の画素のうち画像形成位置以外の画素を全黒表示駆動す
るようにしてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の実施形態であ
る投射型画像表示装置の構成を示している。ここで、図
１には、上記投射型画像表示装置において光学ブロック
の各液晶ディスプレイパネル（以下、液晶パネルとい
う）が正規の位置に固定され、スクリーンに表示される
画像に画素ずれのない状態を示している。

【００１８】図１において、１は表示スクリーンであ
る。２は超高圧水銀ランプ等の照明光源である。３は照
明光源２から射出された白色の照明光線であり、４，６
は照明光線を赤色光、緑色光および青色光に分解するた
めの色分解を行うダイクロックミラーである。また、
５，７，８は色分解された各色光を赤，緑，青色用の液
晶パネル（画像形成素子）８，９，１０に導く反射ミラ
ーである。

【００１９】液晶パネル８，９，１０は、後述する液晶
ドライブ回路から入力されるドライブ信号に応じて画像
を可視化するよう動作し、入射し透過する各色光を変調
する。

【００２０】１３は液晶パネル８，９，１０により変調
された３つの色光の合成を行うダイクロックプリズムで
ある。

【００２１】１１および１２はそれぞれ、ダイクロック
プリズム１３によって色合成されたカラー画像光を表示
スクリーン１に拡大投射する投射光学系を構成するフォ
ーカスレンズおよびズームレンズである。

【００２２】図２には、図１に示した光学ブロックの赤
色用液晶パネル８および青色用液晶パネル１０が、ダイ
クロックプリズム１３に対する正規の接着位置から、振
動や接着剤の膨張により緑色用液晶パネル９に対して水
平方向にそれぞれ、ずれ量Ｍ１およびＭ３だけずれてし
まった結果、表示スクリーン１に投射された各色画像が
ずれてしまっている状態、すなわち各色画像の画素ずれ
が生じている状態を示している。

【００２３】このような画素ずれは、液晶パネルのダイ
クロックプリズム上での接着位置ずれにより生じるだけ
ではなく、各色の反射ミラーの熱膨張や振動による角度
の微妙な変化およびダイクロイックミラー４，６の角度
変化等によっても生じる。

【００２４】そして、この画素ずれを補正することなく
表示スクリーン１に画像を投射した場合の表示画像２０
の様子を図３に示している。

【００２５】スクリーン１上に表示された各色画像の画
素ずれは、投射光学系とスクリーン１との距離が離れ、
拡大率が増すほど目立ってくる。

【００２６】ここで、本実施形態にて用いられている液
晶パネル８〜１０は、標準の液晶パネル、例えばＸＧＡ
の解像度の液晶パネルであれば、水平１０２４×垂直７
６８画素よりも多い画素数を有する。

【００２７】具体的には、水平（Ｘ：１０２４＋Ｍ）画
素および垂直（Ｙ：７６８＋Ｎ）画素の液晶パネルが使
用される。

【００２８】そして、本実施形態では、図４に示すよう
に、赤色用液晶パネル８において、パーソナルコンピュ
ータ等から入力されたＸＧＡ解像度（水平１０２４×垂
直７６８画素）のＲＧＢ信号に対応する赤色成分用の液
晶画像を、図３に示した表示画像２０の赤色水平画素ず
れ量Ｍ１に相当する画素数および表示画像２０の赤色垂
直画素ずれ量Ｎ１に相当する画素数、それぞれずれ方向
とは反対方向にシフトした位置に形成させる。

【００２９】また、同様に、青色用液晶パネル１０にお
いて、ＲＧＢ信号に対応する青色成分用の液晶画像を、
図３に示した表示画像２０の青色水平画素ずれ量Ｍ３に
相当する画素数および表示画像２０の青色垂直画素ずれ
量Ｎ３に相当する画素数、それぞれずれ方向とは反対方
向にシフトした位置に形成させる。

【００３０】なお、両液晶パネル８，１０上における液
晶画像の形成位置のシフト量は、後述するキーボードの
使用者操作に応じて指定される。

【００３１】さらに、本実施形態では、各液晶パネル８
〜１０上の画素のうち画像形成位置以外の（つまりは画
像信号の無い）領域の画素を全黒表示２６するように駆
動する。

【００３２】以上によって、図４に示した表示画像２５
のように、各色画像の画素ずれを簡単かつ短時間で高精
度に補正することができ、クリアな画像をスクリーン１
に表示することが可能となる。

【００３３】図５には、本実施形態の投射型画像表示装
置の光学的構成と電気回路構成とを合わせて示してい
る。デスクトップパソコンやノートパソコンからのアナ
ログＸＧＡ解像度等のＲＧＢ信号は、Ａ／Ｄ変換機７０
によりデジタル信号であるＲＧＢそれぞれの信号に変換
される。

【００３４】デジタル化されたＲＧＢ信号は、各色のバ
ランスを演算し補正するためのマトリクス回路７１で補
正演算され、次に液晶パネル８〜１０の画素解像度に変
換するスキャンコンバータ回路７２に導かれる。

【００３５】Ｄ／Ａコンバータ７３では、液晶パネル８
〜１０の入力電圧と輝度特性カーブ（図示せず）にガン
マ特性を掛け、各色用の液晶ドライバ回路７８，８０，
８２に液晶ドライブ信号を出力する。

【００３６】一方、液晶パネル８〜１０における画像形
成位置を制御するパラメータは、ＣＰＵ（補正手段）７
５が、使用者によってキーボード（補正情報入力手段）
８５から入力された画素ずれ情報（補正情報）を画素補
正値に変換し、画素補正値データとしてＲ画素補正値メ
モリ７６，Ｇ画素補正値メモリ７９およびＢ画素補正値
メモリ８１に格納される。

【００３７】これらメモリに７６，７９，８１に格納さ
れた各色の画素補正値データは、液晶ドライバ回路７
８，８０，８２にて後述するように処理され、これによ
り各液晶パネル８〜１０における画像形成位置が制御さ
れる。

【００３８】図６には、図５に示した液晶ドライバ回路
７８，８０，８２の具体的な回路構成を示している。画
素補正値メモリ７６，７９，８１に格納された画素補正
値データは、液晶駆動用タイミングコントローラ５０に
入力される。液晶駆動用タイミングコントローラ５０
は、Ａ／Ｄコンバータ７０からの画像信号の入力タイミ
ングに合わせて、画素補正値分シフトした位置の画素を
駆動するタイミング（画素クロック）を発生させる。

【００３９】また、画像信号入力期間外の画素には、全
黒を表示させるよう駆動するための信号を入力する。

【００４０】ラインカウンタ回路５４は、タイミングコ
ントローラ５０からのリセット信号からカウントを開始
し、画素補正値７６，７９，８１からの補正値分Ｎ１に
従って垂直シフトレジスタの開始位置なるようにＨパル
スを発生させる。また、画素カウンタ５３は、タイミン
グコントローラ５０からのＲＳＴ信号が与えられた後、
画素補正７６，７９，８１からの水平補正値分Ｍ１に従
って水平シフトレジスタ５５の開始位置になるようにＣ
ＬＫパルスを発生させる。その後、順に液晶パネルにお
ける駆動画素を指定していく。また、画素カウンタ５３
は、タイミングコントローラ５０からの画素クロックに
従って、サンプル＆ホールド回路５６に、各画素のアナ
ログ信号をサンプルし、ホールドするタイミング信号を
発生させる。

【００４１】水平、垂直シフトレジスタ５５、５８は、
それぞれＣＬＫパルスおよびＨパルスが入力されるごと
に表示液晶画素位置をずらせていく。

【００４２】次に、画像形成位置のシフト制御動作につ
いて、図７に示すフローチャートに沿って説明する。ま
ず、ステップ（図ではＳと略す）２５０において、装置
の電源がＯＮされると、ＣＰＵ７５は、ステップ２５２
において照明光源２をスタンバイ状態にする。

【００４３】そして、ＣＰＵ７５は、ステップ２５４で
照明光源２の点灯状態が安定したかを判断し、安定して
いない場合は待ち状態となる。

【００４４】一方、照明光源２の点灯状態が安定したと
きは、ステップ２５６に進み、使用者がスクリーン１上
の赤色表示画像を見て判断した画素ずれ量（例えば、ド
ット数や距離）Ｍ１，Ｎ１の情報がキーボード８５を通
じて入力されたか否かを判別し、入力されたときはステ
ップ２５８に進んで、画素ずれ情報を変換して得られる
画素補正値データを赤色用の画素補正値メモリ７６に格
納し、ステップ２６０に進む。入力がなければ、そのま
まステップ２６０に進む。

【００４５】ステップ２６０では、使用者がスクリーン
１上の緑色表示画像を見て判断した画素ずれ量Ｍ２，Ｎ
２（図示せず）の情報がキーボード８５を通じて入力さ
れたか否かを判別し、入力されたときはステップ２６２
に進んで、画素ずれ情報を変換して得られる画素補正値
データを緑色用の画素補正値メモリ７９に格納し、ステ
ップ２６４に進む。入力がなければ、そのままステップ
２６４に進む。なお、緑色画像を基準とする場合には、
これらステップ２６０，２６２を省略してもよい。

【００４６】ステップ２６４では、使用者がスクリーン
１上の青色表示画像を見て判断した画素ずれ量Ｍ３，Ｎ
３の情報がキーボード８５を通じて入力されたか否かを
判別し、入力されたときはステップ２６６に進んで、画
素ずれ情報を変換して得られる画素補正値データを青色
用の画素補正値メモリ８１に格納し、ステップ２６８に
進む。入力がなければ、そのままステップ２６８に進
む。

【００４７】ステップ２６８では、上記画素補正値メモ
リ７６，７９，８１に格納された画素補正値データに基
づいて、前述したように各液晶パネル８〜１０上での画
像形成位置をシフトさせる。

【００４８】こうして液晶パネル（水平Ｘ＋Ｍ画素、垂
直Ｙ＋Ｎ画素）上での画像形成位置が変更されると、３
つの液晶パネル８〜９の光学光軸ずれを補正することが
でき、スクリーン１に画素ずれのないカラー画像を表示
させることができる。

【００４９】なお、本実施形態では、透過型液晶パネル
を用いた投射型画像表示装置について説明したが、液晶
パネルとしては反射型液晶パネルを用いてもよい。ま
た、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等で構成
した反射ミラータイプの画像形成素子を用いてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補正情報入力手段から入力された、表示画像の位置合わ
せのための補正情報に応じて、画像形成素子上での画像
形成位置を移動させる（すなわち、画素ずれを電気的に
補正する）ようにしているので、従来のようにメカ的な
調整作業を行う場合に比べて簡単かつ短時間で高精度に
各色表示画像の位置合わせ（画素合わせ）を行うことが
できる。

【００５１】したがって、画像形成素子の組み込み位置
の精度を比較的緩やかにしても、使用開始後における照
明光源の熱の影響や経年変化に伴う画像形成素子の位置
ずれによる各色表示画像のずれを容易に補正することが
でき、画像表示装置としての表示特性を長期間にわたっ
て維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である投射型画像表示装置の
各液晶パネルが正規位置に配置されている状態での平面
図である。

【図２】上記投射型画像表示装置の各液晶パネルが正規
位置からずれた状態での平面図である。

【図３】上記投射型画像表示装置の各液晶パネルが正規
位置からずれた状態でのスクリーン表示画像の概念図で
ある。

【図４】上記投射型画像表示装置の各液晶パネル上での
画像形成位置を補正した状態でのスクリーン表示画像の
概念図である。

【図５】上記投射型画像表示装置の光学的構成および電
気回路構成を示すブロック図である。

【図６】上記投射型画像表示装置に設けられた液晶ドラ
イバ回路のブロック図である。

【図７】上記投射型画像表示装置における画素シフト動
作を示すフローチャートである。

【図８】従来の投射型画像表示装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 表示スクリーン ２ 光源 ３ 照明光 ４ ダイクロイックミラー ５ 反射ミラー ６ ダイクロイックミラー ７ 反射ミラー ８ 赤色用液晶パネル ９ 緑色用液晶パネル １０ 青色用液晶パネル １１ フォーカスレンズ １２ ズームレンズ １３ ダイクロックプリズム ７６ Ｒ画素補正値メモリ ７９ Ｇ画素補正値メモリ ８１ Ｂ画素補正値メモリ ７０ Ａ／Ｄコンバータ ７１ マトリクス回路 ７２ スキャンコンバータ ７３ Ｄ／Ａコンバータ ７８ 赤色用液晶ドライバ回路 ８０ 緑色用液晶ドライバ回路 ８２ 青色用液晶ドライバ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｚ Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ａ Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA19 HA06 HA13 MA04 MA20 2H093 NC16 NC23 NC24 NC49 ND09 ND17 ND48 5C006 AA01 AA02 AA22 AF34 AF46 AF51 AF52 AF53 AF54 AF61 AF71 BB11 EC11 FA16 FA18 5C060 GA01 GA02 GD00 JA20 JB06 5C080 AA10 BB05 CC03 DD13 EE22 JJ01 JJ02 JJ07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画像形成素子のそれぞれにより変
   調された複数の色光を合成して投射する投射型画像表示
   装置であって、 各色光により投射表示される表示画像の位置合わせ補正
   情報を入力する補正情報入力手段と、 この補正情報入力手段から入力された位置合わせ補正情
   報に応じて前記複数の画像形成素子のうち少なくとも１
   つの画像形成素子上での画像形成位置を移動させる補正
   手段とを有することを特徴とする投射型画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記補正情報入力手段は、使用者操作に
   応じて前記位置合わせ補正情報を前記補正手段に入力す
   ることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記補正手段によって画像形成位置が補
   正移動される画像形成素子は、所定の表示規格に対応し
   た画素数よりも多い画素数を有し、 前記補正手段は、前記画像形成素子上での前記表示規格
   画素数での画像形成位置を画素単位で移動させることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の投射型画像表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記補正手段は、前記画像形成素子上の
   画素のうち画像形成位置以外の画素を全黒表示駆動する
   ことを特徴とする請求項３に記載の投射型画像表示装
   置。