JPH0442679A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、映写スクリーン面上に映像を拡大段Ｂ１発明
の概要 本発明は、光学像発生部で表示された像を光学系を介し
て映写スクリーン上に投射する投射型表示装置において
、設置された投射型表示装置自体の設置角度を検出した
信号に応じて光学像発生部で表示される台形状の映像を
補正して映写スクリーンに投射歪のない像を得ることに
より投射歪を自動的に補正するものである。

Ｃ８従来の技術 一般に、投射型表示装置は、光学発生部で表示された像
を所定の高さの載置台上や筐体内、あるいは天井等に設
置された状態で光学系を介して映写スクリーン上に投射
するものである。

光学像発生部にＣＲＴ　（陰極線管）を用いてなる投射
型表示装置の場合には、表示装置を設置するときの作業
員による調整、いわゆるサービス調整により、第５図に
示すような歪みのない像１０１が投射されるための歪補
正が行われる。この投射歪補正は、一般に光学像発生部
や光学系等を調整することにより行われる。また、ＣＲ
Ｔによる投射型表示装置は、装置自体が大型でＣＲＴの
重量が重い装置であること等から、上記表示装置は、大
体が据え置きタイプを採用している。そこで、ＣＲＴに
よる投射型表示装置の場合には、上記投射歪補正は、概
ね設置のときのサービス調整だけで済んでいる。

これに対して、たとえば液晶による投射型表示装置は、
ＣＲＴによる投射型表示装置と比べて小型、軽量、薄型
であり、消費電力が少なくて済む等のため、手軽に必要
な場所への持ち運びができるものが多い。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 投射型表示装置の投射歪補正が適切に行われている場合
、上記第５図に示す歪みのない像１０１が得られる。ま
た、投射像１０１の互いに異なる垂直位置の各ラインＡ
＋　、Ｂ＋　、Ｃ＋　は等しい長さになる。ところが、
表示装置の移動に伴って表示装置の前の設定条件とずれ
を生しると、特に投射する角度が基準角度からずれると
、映写スクリーンに投射される像は第６図に示す台形状
の歪んだ像１０２になる。この像１０２は各ラインの長
さが上から順に下方に向かうに従って縮んで表示されて
おり、具体的にはラインＡｘ　、Ｂ２　、ＣｚＯ順で長
さが短くなっている。ここでラインＡ２、Ｂ、　、Ｃ１
とＡｔ　、Ｂ＋　、Ｃ＋　とはそれぞれ対応するもので
ある。従って、表示装置の移動設置に伴って投射歪を補
正する調整の操作が必要になる。しかし、表示装置を移
動する度に設定条件を場所に合わせて再調整することは
、非常に煩雑である。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて、ある投射
角で表示されることによる台形状に歪んだ投射像の投射
歪を自動的に補正する投射型表示装置を提供することを
目的とする。

Ｅ、ｉｉ題を解決するための手段 本発明に係る投射型表示装置は、前述した問題点を解決
するために、設置された投射型表示装置自体の設置角度
を検出する手段と、該角度検出手段が検出した信号に応
じて光学像発生部で表示される台形状の映像を補正して
映写スクリーンに投射歪のない像を得る手段を自動的に
行うことを特徴とするものである。

Ｆ３作用 本発明によれば、光学像発生部で表示された像を光学系
を介して映写スクリーン上に投射する投射型表示装置に
おいて、設置角度に伴って生じる台形状の投射歪像は、
その角度に応じて投射歪が補正され、歪のない投射像に
なる。また、投射型表示装置の移動に伴う投射歪補正を
自動的に行うことによって煩雑な調整がなくなる。

Ｇ、実施例 以下、本発明の実施例について、図面に従い詳細に説明
する。

一般に、投射型表示装置は、光学発生部で表示された像
を所定の高さの！！置台上や筐体内、あるいは天井等に
設置された状態で光学系を介して映写スクリーン上に投
射するものである。その位置から投射される像の表示例
を順に説明する。ここで、第３図の３種類の各ラインＡ
’ｓ　、Ｂ３　、Ｃｘおよび第４図の各ラインＡ４　、
Ｂ４　、Ｃ４は、第５図の各ラインＡ、　、Ｂ、　、Ｃ
，や第６図の各ラインＡｔ　、Ｂｚ　、Ｃｚにそれぞれ
対応しており、画面においてそれぞれ同し垂直位置のラ
インを示している。

前述したように表示装置が十分に調整がされていれば、
第５図に示す歪みのない像１０１が得られる。しかし、
移動により設定条件とずれが生しる場合その投射像は第
６図に示す台形状の歪んだ像１０２になる。

本発明に係る投射型表示装置は、上記第６図の投射像１
０２の歪みを逆補正する゛ためにこの逆補正を像として
光学像発生部の表示部に表示した場合、第３図に示す台
形状の歪んだ像１０３が得られる。すなわち各ラインＡ
ｓ　、Ｂｓ　、Ｃｓは上から順に長さが長くなって第６
図に示す像１０２と逆向きの台形状に歪んだ像１０３に
なる。この補正操作を光学像発生部で電気的に行ってス
クリーン（図示せず）に投射することにより第４図に示
す歪みのない投射像１０４が得られる。

第１図は本発明の実施例における投射型表示装置の概略
構成を示すブロック図である。

本発明に係る投射型表示装置は、本装置自体の傾きを検
出するセンサ部４が設けられている。センサ部では、装
置の傾き角度を検出するセンサを設けている。第１図に
示すセンサ部４は、たとえば水銀スイッチＳＷ　ｌ−５
Ｗａにより構成される。

水銀スイッチはこれらの容器の中に水銀を封入しており
、各容器の両端には電極が設けている。水銀は常温で導
通性をもつ液体状の金属であるから、水銀の液面は設置
場所の鉛直方向に直交する水平面を示す、水銀スイッチ
ＳＷ、〜ＳＷ４はそれぞれ互いに異なる取り付は角度を
もって装置に固定されており、上述した表示装置の設置
時の傾き角に応じて各水銀スイッチＳＷ１〜Ｓ　Ｗ　ａ
の導通状態が変化することで装置の傾きを検出している
。

この第１図に示す具体例において水銀スイッチは装置の
４種類の傾きを検出できるように各スイッチの取り付は
角度や容器内に封入された水銀量や容器内の電極の長さ
等が調整されている。また、水銀スイッチの個数および
各取り付は角度等を増加させれば更に検出角度の精度を
向上させることができる。

表示装置本体の傾きは、上述したようにしてセンサ部４
で検出される。この傾きに関する信号は、信号発生部５
のコントローラ６に送られる。信号発生部５は、コント
ローラ６と波形発生部７、波形発注部のオフセット・マ
ニュアル調整用ボリューム８とその発生する波形によっ
て発振周波数が変化するＶＣＯ９からなる。また、信号
発生部５には、入力端子２から水平同期信号（）ＩＤ）
と入力端子３から垂直同期信号（ＶＤ）が供給される。

センサ部４で傾きを検出した信号は、コントローラ６に
送られる。コントローラ６は、この傾き検出信号を受け
て波形発生部７の電圧波形が制御される。なお、波形発
生部７の電圧波形は入力端子３より入力された垂直同期
信号の周期で電圧が変化するようなたとえば鋸歯状波信
号をＶＣＯ９に送ることによってＶＣＯ９の発振周波数
を制御している。これによって画面中の上端ラインに対
応するラインメモリからの映像信号の続出クロック周波
数を最も高くすることで圧縮率を最も高くし、以下順次
各ラインごとにクロック周波数が順次低くなるように切
り換えて読み出す。このように信号発生部５では液晶モ
ジュール１５の画面に表示する画成骨領域も制御してい
る。なお、上記波形発生部７のオフセット・マニュアル
調整用ボリューム８は歪補正のマニュアル操作も可能に
する。上述したようにＶＣＯ９は波形発生部７から供給
される電圧波形によって発振周波数（サンプリング周波
数）が変化し、たとえばｌフィールド内のＩＨごとに制
御される。そして、信号発生部５で作られたそれぞれの
タイミング信号が、Ａ／Ｄ変換器ＩＯ、ラインメモリ１
１やＤ／Ａ変換器１２に供給される。ここで、これらの
Ａ／Ｄ変換器１０、ラインメモリ１１およびＤ／Ａ変換
器１２と、上記信号発生部５とが投射像の台形歪を補正
するための手段である。

次に、テレビジョン信号等の映像入力信号が入力端子１
に供給される。この入力信号は、Ａ／Ｄ変換器１０に供
給される。Ａ／Ｄ変換器ＩＯは上記信号発生部５からの
クロック・タイミングで入力信号を取り込みデジタル信
号を出力する。上記デジタル出力信号は、たとえばＦＩ
ＦＯ等からなるラインメモリ１１に供給される。ライン
メモリ１１は、信号発生部５からの書込／読出クロック
によって制御される。ここで、ラインメモリ１１に書き
込まれている映像信号情報を書込クロックより高速の続
出クロック周波数で読み出して時間軸圧縮を行う、続出
クロックは信号発生部５のＶＣＯ９で作られた台形歪を
補正するクロック（サンプリング周波数）を使う、また
、液晶モジュール１５で表示される画像の各ラインの中
心が一致するように行うことがラインメモリ１１のデー
タ読み出しのタイミングと続出クロックのサンプリング
間隔の関係で制御されている。ラインメモリ１１で台形
歪補正された出力信号は、Ｄ／Ａ変換器１２に読み込ま
れ、信号発生部５からの変換クロックでアナログ信号に
変換され、ＡＣドライブ１３に送られる。上記ＡＣドラ
イブ１３では、液晶に直流を印加すると電気化学反応に
より液晶が劣化することがあるため、上記のアナログ信
号を交流信号に変換する。上記で作られた交流信号は液
晶モジュール１５の各表示絵素に対応して印加されてパ
ネルを駆動し、２次元画像が光学像発生部の液晶モジ亙
−ルに表示される。

一方、入力端子２と３から供給される水平同期信号と垂
直同期信号が液晶駆動のタイミングを制御する液晶コン
トローラ１４に送られている。コントローラ１４は、Ｃ
ＲＴのテレビ等にない液晶駆動に特有のフィールドごと
に極性反転を行うタイミング等の制御を行い、その他各
種のタイミング信号を制御して液晶モジュール１５に供
給する。

従って、液晶モジュール１５の画面は、台形歪補正され
た画成分信号を液晶コントローラ１４から通常の液晶表
示タイミングの供給をうけて液晶モジュールに正常な画
面表示を行う。

また、上述した投射型表示装置は、たとえば第３図に示
す如き構成により具体化して同様に投射時の台形歪を自
動的に補正することができる。

まず、先の実施例と同様に傾きを検出するセンサ部１９
からの信号は信号発生部２０に供給され、信号発生部１
９と液晶駆動のコントローラ２２は入力端子１７と１８
からそれぞれ水平同期信号と垂直同期信号が供給されて
いる。

信号発生部２０では、センサ部からの信号の組み合わせ
で制御される。信号発生部２０から液晶コントローラ２
２に供給される制御信号は入力端子１７．１８より入力
された信号によって水平同期と垂直同期タイミング制御
されている。表示装置に入力端子１６から入力された映
像信号は、直接ＡＣドライブ２１に送られ、液晶表示す
るため交流信号に変換される。液晶モジュール２３は、
ＡＣドライブ２１から液晶表示信号の交流信号とｆｉ晶
コントローラ２２から液晶モジュールを駆動制御する信
号が供給されて２次元の画面を形成する。

上記の構成において信号発生部２０から液晶駆動タイミ
ングを制御する液晶コントローラ２２への制御信号は、
液晶画面の表示領域と台形歪補正をするための液晶絵素
のサンプリングの制御を行う、たとえば上記した構成で
の信号制御を考えるならば、液晶表示の１ラインの画成
骨は通常ある一定間隔で配列している絵素で表示される
が、時間軸圧縮によって表示間隔が挟まり表示されるた
め、サンプリングしたデータが同じ絵素に対応してしま
う。従って、液晶モジュール２３の表示を制御する液晶
コントロール２２に供給される信号は１つの絵素に重な
ってしまうことを避けるために重なる間の時間だけ間引
く等の制御が必要である。

このように先の例では、映像信号を時間軸圧縮して補正
したが、この例は信号発生部２０から液晶コントローラ
２２を制御することにより液晶モジュール２３の画面を
補正している。上記の制御によって、前述で画成分信号
を制御するために使用したＡ／Ｄ変換器１０、ラインメ
モリ１１やＤ／Ａ変換器１２を診くことができ、経済的
で簡便な構成にできる。

なお、本発明に係る投射表示装置は上記実施例に限定さ
れるものではない。

本実施例では、設置角度を検出する手段として水銀スイ
ッチを用いたが、揺動する鉛直指示板等の揺動角度を光
学的に検出するようなものを用いてもよい、−具体例と
して扇型の鉛直指示板を用いた角度検出装置について以
下に説明する。この角度検出装置は平板を扇形に切り、
その扇板上で扇の中心に近い位置に角度変化に伴って可
動する軸を設け、軸は表示装置内に設置する。軸から面
内の半径の円周上には複数個一定の角度間隔ごとに受光
素子を設ける。設置した軸位置から鉛直方向に延ばした
線と受光素子の配されている円周の交点の位置に受光素
子の角度間隔を考慮した面積をもつ光束があたるように
光源を設置する。軸と光束のあたる受光素子を結ぶ線は
常に鉛直方向を示すから光束のあたった受光素子はＯＮ
状態となり、表示装置の角度を示すことができる。角度
検出信号は上述した実施例と同様に信号発生部５に供給
される。また、角度間隔ごとに受光素子側を固定し、発
光素子を可動部に固定させ、振り子のように可動させて
も同様に表示装置の角度を検出することができる。

また、投射歪みを補正する手段は１フイールド内のＩＨ
ごとに逆補正したが、視覚がローパスフィルタ特性をも
つことから歪みの目立たない程度に数Ｈごとの逆補正で
行ってもよい。

さらに、上述した実施例おいては時間軸の圧縮により台
形歪補正を行っていたが、時間軸伸張する場合は、補正
量に合わせてサンプリング周波数（クロック）を適宜変
化させ画成分信号を補間することで歪みのない像を得る
ことができる。

またさらに、光学像発生部は、上述した液晶のみならず
別の光学像発生装置を用いても同様に補正することがで
きる。

Ｈ１発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明に係る光学像
発生部や光学系によって作られる像を映写スクリーン上
に投射する投射型表示装置において、設置された投射型
表示装置自体の設置角度を検出する手段と検出された信
号によって映像信号を投影する際にみられる台形歪を補
正する手段から投射像は自動的に補正され歪のない投射
像をす得ることができる。

従って、小型軽量の投射型表示装置に適用した場合に、
装置を持ち運んで設置するごとに手動調整する手間が省
は便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した一実施例の構成を示すブロッ
ク図である。 第２図は本発明を適用した他の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。 第３図は本発明を適用して行う逆補正を示した図である
。 第４図は本発明を適用して補正された投射像を示した図
である。 第５図は従来の調整された投射歪のない投射像を示した
図である。 第６図は従来の投射歪のある投射像を示した図である。 攻伜畦正にイ午つ白形来（歪イ叡 第３図 歪みの７い６繍１叛 第４図 ・・・・・・・・水銀スイッチ ・・・・・・・・　コントローラ ・・・・・・・液晶コントローラ ・・・・・・・・・・波形発生部 ・・・・・・・・・・・・ｖＣＯ ・・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器 ・・・・・・・・・ラインメモリ ・・・・・・・・・Ｄ／Ａ変換器 ・・・・・・・・液晶モジュール ・・・・・・・・・ＡＣドライブ ＳＷＩ　〜５Ｗ４ ６　・　・　・　・　・ １４、２２　・ ７、２０　・　・ ９　・　・　・　・　・ １０　・　・　・　・ １１　・　・　・　・ １２　・　・　・　・ １５、２３　・ １３、２１　・ 歪みのυい投球１幣 第５図 白升鈎犬の■んビ畏噂 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光学像発生部で表示された像を光学系を介して映写ス
   クリーン上に投射する投射型表示装置において、 設置された投射型表示装置自体の設置角度を検出する手
   段と、 該角度検出手段が検出した信号に応じて光学像発生部で
   表示される映像を補正して映写スクリーンに投射歪のな
   い像として表示するための補正手段と、 を有してなる投射型表示装置。