JP2006330644A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 地磁気センサーを利用して簡単に台形歪み補正が行える投写型映像表示装置を提供する。
【構成】 ユーザーは、スクリーン４０上に投写される映像が台形にならないように、液晶プロジェクタ３０の姿勢を調整し（このときの姿勢を第１の姿勢という）、登録キーを押下する。液晶プロジェクタ３０を或る場所の机上に設置することとしている場合でも、この机上で液晶プロジェクタ３０の前記第１の姿勢を実現する必要はない。次に、ユーザーは例えば前記設置予定の机上で液晶プロジェクタ３０のセッティングを行う。このときの地磁気センサーが出力する方位角が前記θ１とは異なるθ２となる場合がある（第２の姿勢）。マイコンは前記θ２から前記θ１を減算することにより、スクリーン面に直交する方向に対する投写光軸の水平方向ずれ角度（θ２−θ１）を知得し、これに基づいて台形歪み補正を行う。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置の投写セッティング時の調整内容としては投写映像のフォーカス調整や台形歪み補正などがある（特許文献１参照）。

特開２００３−５２７７号公報

ところで、上記文献に記載の従来技術では、地磁気センサーを用いた位置把握ユニットを備えることで台形歪みに対する補正を実現している。具体的には、位置把握ユニットを一旦、スクリーン側に設置する。位置把握ユニットはスクリーンの地磁気に対する傾きを検知し、この検知データを記憶保持する。その後に、位置把握ユニットを投写型映像表示装置に装着する。位置把握ユニットは投写型映像表示装置の地磁気に対する傾きを検知し、この検知データ及び前記スクリーンについての検知データを投写型映像表示装置に与える。投写型映像表示装置は両検知データに基づいて、自身とスクリーンとの相対的な傾きを判断し、これによって台形歪み補正を実行する。

しかしながら、上記従来技術では、位置把握ユニットを一旦、スクリーン側に設置するなどの手間が必要になる。

この発明は、上記の事情に鑑み、地磁気センサーを利用して簡単に台形歪み補正が行える投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、光源から出射された光をライトバルブにて変調し、この変調によって得られた映像を拡大投写する投写型映像表示装置において、第１の姿勢状態での投写光軸方向と地磁気センサーにより示される方位とのなす角である第１角度を算出して記憶するとともに第２の姿勢状態での前記投写光軸方向と前記地磁気センサーにより示される方位とのなす角である第２角度を算出する手段と、前記第２角度と前記第１角度との差に基づいて前記第２の姿勢状態における水平方向台形歪みに対する補正を実行する手段と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、地磁気センサーを一旦スクリーン側に配置するといった手間は不要になり、当該地磁気センサーを利用して簡単に台形歪み補正が行えることになる。

上記構成の投写型映像表示装置において、前記第１角度は所定のボタンがユーザーによって操作されたときに算出されて記憶されることとしてもよい。また、前記第２角度は前記第１角度が算出された後に常時算出される、或いは、所定のボタンがユーザーによって操作されたときに算出されることとしてもよい。

これら構成の投写型映像表示装置において、重力方向に対する傾きを検出するセンサーを備え、その出力を前記第１角度及び第２角度の算出に利用することとしてもよい。また、前記重力方向に対する傾きを検出するセンサーの出力を利用して垂直方向台形歪みに対する補正を実行することとしてもよい。

この発明によれば、地磁気センサーを利用して簡単に台形歪み補正が行えるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図１乃至図４に基づいて説明する。

図１はこの実施形態の液晶プロジェクタ３０の光学系を示した図である。光源１における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。

インテグレータレンズ４は一対のレンズ群（フライアイレンズ）４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ部分が光源１から出射された光を後述する液晶パネルの全面に導くようになっており、光源１において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。

偏光変換装置５は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路偏光されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。

第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。反射ミラー８にて反射された赤色光はレンズ９を経て赤色光用の透過型の液晶パネル３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１０に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１０にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１１を経て緑色光用の透過型の液晶パネル３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１０を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１２、全反射ミラー１３、レンズ１４を経て青色光用の透過型の液晶パネル３３に導かれ、これを透過することで光変調される。

各液晶パネル３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとを備えて成る。

液晶パネル３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、クロスダイクロイックプリズム１５によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１６によって拡大投写され、スクリーン４０（図３参照）上に表示される。

図２は液晶プロジェクタ３０の信号処理系の概要を示したブロック図である。映像信号処理回路２３は映像信号を入力して解像度変換や画像の拡大・縮小等のスケーリング処理を行うと共に、マイコン２５からの指令（角度情報）に基づいて台形歪み補正となる画像処理等を実行する。各パネルドライバ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、映像信号（映像データ）を液晶パネルに与える（駆動する）。

操作部（或いはリモコン送信機）２７には、各種操作のためのキーが設けられている。この実施形態においては、前記キーとして、第１の姿勢時のデータ記憶を指示するための登録キーなどが設けられている。

ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）回路２８は、マイコン２５から出力指示された文字情報や図形情報に基づく映像データを生成する。このＯＳＤ回路２９により、入力映像以外の装置側で作成した映像の投写が行えることになる。

重力加速度センサー２６は、重力の方向に対する当該センサー自身の傾きを検出する。この重力加速度センサー２６によって液晶プロジェクタの重力方向に対する傾き（縦方向台形歪みの方向及び程度）やローリングの状態を検出することができる。地磁気センサー（Magnet Impedance）２９は、その基準軸を液晶プロジェクタ３０の投写光軸に一致させており、前記基準軸が北（Ｎ）に対してどれだけ傾いているかを示す情報（方位角情報）を生成する。地磁気センサー２９と重力加速度センサー２６とを纏めて位置把握ユニットとしてもよい。ただし、この位置把握ユニットは従来例として挙げたものとは異なり、液晶プロジェクタ３０から取り外せるようにする必要はなく、液晶プロジェクタ３０の筐体内に固定しておけばよい。

マイコン（マイクロコンピュータ）２５は、前記登録キーの押下を検出したときには、そのときの地磁気センサー２９が出力する方位角情報（方位角情報がアナログ電圧で出力されるのであれば、図示しないＡ／Ｄコンバータによってディジタル信号化する）をメモリ２１に記憶する。このときの方位角情報は、例えば、図３に示すように、北方向に対する時計回りの角度（方位角θ１）となる。ユーザーは、スクリーン４０上に投写される映像（単なる白色映像（各表示パネルの光透過度を１００％とした映像）でもよいし、前記ＯＳＤ回路２８によって作成される映像でもよい）が台形にならないように（投写光軸がスクリーン面に対して直交するように）、液晶プロジェクタ３０の姿勢を調整し（このときの姿勢を第１の姿勢という）、前記登録キーを押下する。液晶プロジェクタ３０を或る場所の机上に設置する場合でも、この机上で液晶プロジェクタ３０の前記第１の姿勢を実現する必要はない。すなわち、別の机上或いは机ごと液晶プロジェクタを移動させるなどして前記第１の姿勢を実現させればよい。なお、前記登録キーが押下されたときの方位角θ１（第１の姿勢のときの方位角θ１）が液晶プロジェクタ３０を移動させた後も変化なければ（スクリーン４０はそのままとする）、水平方向台形歪みは生じないことになる。

次に、ユーザーは例えば前記設置予定の机上で液晶プロジェクタ３０のセッティングを行う。この机上で液晶プロジェクタ３０の投写光軸がスクリーン面に対して直交しない場合がある。すなわち、このときの地磁気センサー２９が出力する方位角が前記θ１とは異なるθ２となる場合がある（第２の姿勢）。マイコン２５は第２の姿勢における方位角θ２を地磁気センサー２９の出力によって知得することになる。前記方位角θ２の検出は、例えば前記操作部２７に設けられている「設置ＯＫ」と表記されたボタンが押下されたときに実行してもよいし、前記θ１が得られた後常時検出することとしてもよい。マイコン２５は前記θ２から前記θ１を減算することにより、スクリーン面に直交する方向に対する投写光軸の水平方向ずれ角度（θ２−θ１）を知得することができる。

マイコン２５は、水平方向ずれ角度（θ２−θ１）を知得すると、当該角度に対応する台形歪み補正を映像信号処理回路２３に与える。例えば、θ２が６０度でθ１が５０度であったとすると、水平方向ずれ角度は＋１０度となる。マイコン２５は、＋１０度に対応した台形歪み補正の指令を映像信号処理回路２３に与える。

ここで、前記地磁気センサー２９が３方向の地磁気情報を出力するとし、前記重力加速度センサー２６が重力方向を基準とする互いに直交する２平面内での傾き（加速度）を検出することができるとする。この場合、前記３方向の地磁気情報と前記２方向の傾き情報とから方位角を求めることができる。

具体的には、地磁気センサー２９からの３方向の地磁気情報をｍＸ，ｍＹ，ｍＺとし、重力加速度センサー２６からの２方向の傾き情報をｘ＿ａ，ｙ＿ａとすると、下記の数式によって方位角（dir）が算出される。

なお、垂直方向台形歪みの検出及びその補正については、これまで通りに、前記重力加速度センサー２６の出力（角度情報）に基づいて、映像信号処理回路２３が垂直方向台形歪み補正となる画像処理を実行すればよい。両台形歪み補正により、図４に示すごとく、方形状の投写映像が得られることになる。

また、上述した台形歪み補正の手法自体は何ら限定されるものではなく、どのような手法を用いても構わない。また、投写型映像表示装置として透過型の液晶プロジェクタを示したが、反射型の液晶プロジェクタでもよく、また、液晶プロジェクタに限らず、多数枚の微小鏡を駆動して光変調を行う方式の投写型映像表示装置としてもよい。

この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学系を示した構成図である。 液晶プロジェクタの信号処理系を示したブロック図である。 第１の姿勢と第２の姿勢とに基づく角度生成の様子を示した説明図である。 歪み補正がなされた様子を示した説明図である。

符号の説明

１ 光源
１６ 投写レンズ
２３ 映像信号処理回路
２５ マイコン（マイクロコンピュータ）
２６ 重力加速度センサー
２８ オンスクリーンディスプレイ回路（ＯＳＤ回路）
２９ 地磁気センサー
３０ 液晶プロジェクタ

Claims (5)

1. 光源から出射された光をライトバルブにて変調し、この変調によって得られた映像を拡大投写する投写型映像表示装置において、第１の姿勢状態での投写光軸方向と地磁気センサーにより示される方位とのなす角である第１角度を算出して記憶するとともに第２の姿勢状態での前記投写光軸方向と前記地磁気センサーにより示される方位とのなす角である第２角度を算出する手段と、前記第２角度と前記第１角度との差に基づいて前記第２の姿勢状態における水平方向台形歪みに対する補正を実行する手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、前記第１角度は所定のボタンがユーザーによって操作されたときに算出されて記憶されることを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記第２角度は前記第１角度が算出された後に常時算出される、或いは、所定のボタンがユーザーによって操作されたときに算出されることを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、重力方向に対する傾きを検出するセンサーを備え、その出力を前記第１角度及び第２角度の算出に利用することを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項４に記載の投写型映像表示装置において、前記重力方向に対する傾きを検出するセンサーの出力を利用して垂直方向台形歪みに対する補正を実行することを特徴とする投写型映像表示装置。

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