JP2004045733A

JP2004045733A - 投射型表示装置

Info

Publication number: JP2004045733A
Application number: JP2002202832A
Authority: JP
Inventors: Yukikazu Sato; 佐藤　幸和
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】ＤＭＤ素子を用いた投射型表示装置において、ジャギーの発生なく映像の台形歪みを良好に補正し、かつ、小型の投射型表示装置にも容易に適用可能な台形歪みの補正手段を実現すること。
【解決手段】ＤＭＤ素子を使用した投射型表示装置において、ＤＭＤ素子を搭載したＤＭＤ素子搭載基盤の角度を、可変設定可能な角度調整手段を設ける。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）素子を使用した投射型表示装置に係り、特に、投射した映像の台形歪みを補正するようにした投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投射型表示装置からスクリーン等に映像を投射する一般的な状況を、図７に示す。図７において、１は投射型表示装置、２はスクリーン、３は投射型表示装置からの投射光、４は、スクリーン２上に投射された投射型表示装置からの映像である。
【０００３】
図７に示すように、投射型表示装置１を水平に設置した場合、通常、投射型表示装置１よりもスクリーン２が上方にきたときに映像４が歪みなく映るように若干のオフセットをつけ、投射型表示装置１の光学系を設計する。
【０００４】
しかし、図８に示すように、スクリーン２が設計のオフセットよりも更に上方の場合には、投射型表示装置１を上方に傾けて投映することになり、スクリーン２上に投影された映像４は台形に歪む。
【０００５】
これを補正するため、従来のモデルでは、図９に示すように、投射する映像信号を図８の映像４とは逆の台形の映像に加工し、これを投射することで、図１０に示すように台形歪みを補正し、見た目の品位を改善してきた。
【０００６】
また、投映レンズを上下方向に平行移動することで、映像の台形歪みを抑えながら、投映する映像を上下方向にシフトさせるレンズシフト機能と呼ばれる技術が、従来使用されてきた。
【０００７】
さらに最近は、上下方向に加え左右方向の設置自由度を上げるために、左右方向のレンズシフト機能や映像信号の補正が行なわれてきている。
【０００８】
なおまた、特表２０００−５０８０８９号公報には、透過型パネルを光路に対して傾斜させることで、キーストーンの歪みを正すようにした技術が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、映像信号で台形歪みを補正すると、ジャギーと呼ばれる症状が発生する。これは例えば、１ラインの縦線を表示している時に上下方向の映像信号の台形歪みを補正すると、画面の中央近辺に１ラインと１ラインのつなぎ目が現われるという現象である。このつなぎ目を目立たなくするために、映像信号を補間するアンチエリアシング技術があるが、補正量が増すに従いこのつなぎ目が増えていき、ある程度の補正量以上では品質の低下が著しいため、文字なども読みずらく使用に耐えない。また、１ライン間隔の線の表示時に、モアレ縞が発生してしまうという問題もある。
【００１０】
また、レンズシフト機能により映像をシフトさせる場合には、投映レンズの可動範囲が装置の大きさで制約を受け、大きなシフト量を得ることができず、通常±０．５画面分程度にとどまる。さらに、その対応のためにはレンズマウントを大型化する必要があり、製品の大型化につながるため、携帯性が優先される小型の製品には搭載が見送られている。
【００１１】
また、前記した特表２０００−５０８０８９号公報に開示された技術では、その構成上、透過型パネルの回転軸を透過型パネルのセンターに置く必要があり、かつ、透過型パネルの前後にフレネルレンズを必要とする。このため、透過型パネルに僅かな角度をつけただけで、パネルの透過光軸はレンズの入射光軸を外れてしまい、画面にその映像を映すためには角度が制限される。これは、特表２０００−５０８０８９号公報の請求項で、透過型パネルの投映時の角度を９０度前後と表記していることからも明らかである。台形補正の効果は、透過型パネルの回転角度で決まるため、特表２０００−５０８０８９号公報に開示された技術では、ほとんど台形補正の効果を出すことが実際にはできない。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ジャギーの発生なく映像の台形歪みを良好に補正し、かつ、小型の投射型表示装置にも容易に適用可能な台形歪みの補正手段を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明はした目的を達成するため、ＤＭＤ素子を使用した投射型表示装置において、ＤＭＤ素子を搭載したＤＭＤ素子搭載基盤の角度を、可変設定可能な角度調整手段を設けた、構成をとる。例えば望ましくは、ＤＭＤ素子搭載基盤を略円盤状のギア上に固定して、このギアに歯車連結された調整ダイヤルなどのマニュアル操作手段によって、ＤＭＤ素子搭載基盤の角度調整を行うように、構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１５】
図１〜図６は本発明の一実施形態に係り、図１は、投射型表示装置の一例としての１チップＤＭＤプロジェクターの内部構成を示す図、図２は、１チップＤＭＤプロジェクターの上面図、図３は、１チップＤＭＤプロジェクターの側面から見た内部の要部構成図である。
【００１６】
図１〜図３において、５はＤＭＤ素子、６は投射レンズ、７は光源としてのランプ、８はカラーホイール、９、１０はレンズ、１１は調整ダイアル、１２はＤＭＤ素子を駆動するためのＤＭＤ駆動回路基板、１３は略円盤状のギヤ、１４は１チップＤＭＤプロジェクターのケースである。
【００１７】
本実施形態では、略円盤状のギヤ１３は、ケース１４の底面に対して略垂直に配置されると共に、適宜の軸支手段によって回転可能に保持されている。そして、このギヤ１３の回転中心を外した位置に、ＤＭＤ素子５を搭載したＤＭＤ駆動回路基板１２が垂直に取り付けられており、ＤＭＤ駆動回路基板１２上のＤＭＤ素子５が、ギヤ１３の回転中心を外した位置に位置づけられるようにしている。また、略円盤状の調整ダイヤル１１は、ケース１４の底面に対して垂直に配置されると共に、適宜の軸支手段によって回転可能に保持されており、その一部がケース１４の上面から露出して、マニュアル操作によって回転させることが可能となっている。この調整ダイヤル１１に設けたギヤ部が、略円盤状のギヤ１３のギヤ部と噛み合っており（歯車結合されており）、調整ダイヤル１１を回転させることによってギヤ１３が回転し、これによって、ギヤ１３に搭載されたＤＭＤ駆動回路基板１２、すなわちＤＭＤ素子５がその起立姿勢を可変調整できるようになっている。
【００１８】
図１に示す構成において、光源であるランプ７からの光はレンズ９により集光され、円盤式のカラーホイール８にて、時分割式でＲＧＢの３色に分離される。その後、レンズ１０により平行光に戻され、ＤＭＤ素子５が投射する映像内容に依存した反射をすることで、投射レンズ６から映像が投射され、これがスクリーン２上で結像して、所望の映像が認識されることとなる。
【００１９】
本実施形態では、例えば、投射型表示装置１よりもスクリーン２が上方にある場合は、図４に示すように、調整ダイヤル１１によりＤＭＤ素子５の角度を変更することで、反射光の角度を上に変化させ、投射レンズ６からの投射光角度を上に変化させるようになっている。
【００２０】
ところで、ＤＭＤ素子を用いた一般的な投射型表示装置では、スクリーン２に結像する映像は、投射レンズ６によって、ＤＭＤ素子５の映像とは反転したものになっている。ＤＭＤ素子５の反射光の角度を上に変化させるように、調整ダイヤル１１によってＤＭＤ素子５を回転させることで、投射レンズ６とＤＭＤ素子５の上辺の距離は遠くなり、投射レンズ６とＤＭＤ素子５の下辺の距離は近くなる。したがって、図５に示すように、ＤＭＤ素子５の傾きとスクリーン２の傾きを同じにしたとき、スクリーン２上に表示される映像はＤＭＤ素子５の映像と反転しているため、スクリーン２の上辺側が狭くなり、下辺側が広くなる。その結果、図６に示すように、スクリーン２が傾いていない場合においては、光学的に台形歪みを補正できることとなる。
【００２１】
なお、図では説明の簡略化のため、投射レンズ６を１ユニットとして扱い、光路も簡略化しているが、通常、投射レンズ６は複数枚のレンズで構成され、その構成は、ズーム機能やフォーカス機能の有無、その他の光学補正のためのレンズなど、製品によってそれぞれ異なる。本発明では、かような投射レンズ６の構成を限定するものではない。
【００２２】
また、上述した実施形態以外のレンズ構成や、光学プリズムを用いる光学構造も有り得るが、本発明では、その光学系を図例に限定するものではない。
【００２３】
また、上述した実施形態では、調整ダイヤル１１、ギア１３を回転可能としているが、実際には、ＤＭＤ素子５の回転角度に制限をつけるため、１／１０円周程度のみにギア部を設け、それ以上は可動しないなどの機構的な細工が必要になるが、可動制限範囲は、投射レンズ６の光学特性や、投射レンズ６とＤＭＤ素子５との距離により変化する。本発明では、かような調整ダイヤル１１、ギア１３の回転構造を限定するものではない。なおまた、調整ダイヤル以外にも、回転レバーなどをマニュアル調整手段とすることも可能である。
【００２４】
また、上述した実施形態では、調整ダイヤル１１などのマニュアル操作手段によってＤＭＤ素子５を回動させることを例示したが、本発明ではＤＭＤ素子５の動かし方をマニュアル操作に限定するものではなく、例えば、他に操作パネルを用意し、そのパネルの入力に応じて電動モーターで動かすようにしてもよい。
【００２５】
また、上述した実施形態では、ギア１３の中心軸からＤＭＤ素子５の表面にオフセットをつけているが、このオフセット量は、投射レンズ６の光学特性、投射レンズ６とＤＭＤ素子５との距離によりその最適量が変化する。本発明では、かようなオフセット量を限定するものではない。
【００２６】
なおまた、調整ダイヤルおよびギヤ１３を、ケース１４の底面に対して略平行に配置するようになせば、左右方向の台形補正を行うことが可能となる。
【００２７】
さらにまた、ＤＭＤ素子５を回動させるための回転軸を１軸だけでなく２軸にすることで、上下方向の台形補正だけでなく、左右方向の台形補正もあわせて行うことが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＤＭＤ素子を使用した投射型表示装置において、ＤＭＤ素子の反射角度をユーザーが適宜に調整することによって、投射した映像の台形歪みを良好に補正することが可能となり、映像信号で台形歪みを補正する場合のようにジャギーが発生する虞もない。また、ＤＭＤ素子の角度を可変するという簡易な台形歪み補正手段であるので、投射型表示装置が大型化することがなく、以って、小型の投射型表示装置にも容易に適用可能となる。また、マニュアル操作で台形歪みを補正するように構成すれば、別途の駆動源なども必要とせず、簡易で安価な構成とすることができる。また、ギヤの配置を例えば投射型表示装置のケース底面に対して垂直または平行に配置することで、投影方向に対し上下の歪補正や、投影方向に対し左右の歪補正が可能となる。また、ＤＭＤ素子をギヤの回転中心からオフセットさせることで、補正可能角度を広げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る投射型表示装置（１チップＤＭＤプロジェクター）の内部構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る投射型表示装置の上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る投射型表示装置の側面から見た内部の要部構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る投射型表示装置における、調整ダイヤルによる調整の様子などを示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る投射型表示装置における投射映像の例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る投射型表示装置における投射映像の例を示す説明図である。
【図７】従来の投射型表示装置における一般的な映像を示す説明図である。
【図８】従来の投射型表示装置における、スクリーンが上方の場合の映像を示す説明図である。
【図９】従来の投射型表示装置における、台形歪み補正のための映像信号の加工の様子を示す説明図である。
【図１０】図９のように加工された映像信号を投射したときの映像を示す説明図である。
【符号の説明】
１　投射型表示装置
２　スクリーン
３　投射光
４　スクリーン上に投射された映像
５　ＤＭＤ素子
６　投射レンズ
７　ランプ
８　カラーホイール
９　レンズ
１０　レンズ
１１　調整ダイヤル
１２　ＤＭＤ駆動回路基板
１３　ギア
１４　ケース

Claims

ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）素子を使用した投射型表示装置において、
ＤＭＤ素子搭載基盤と、該ＤＭＤ素子搭載基盤の角度を可変設定可能な角度調整手段とを有することを特徴とする投射型表示装置。
請求項１記載において、
前記ＤＭＤ素子搭載基盤は略円盤状のギア上に固定され、該ギアに歯車連結されたマニュアル操作手段によって、前記ＤＭＤ素子搭載基盤の角度調整を行うようにしたことを特徴とする投射型表示装置。
請求項２記載において、
前記略円盤状ギアは、投射型表示装置のケースの底面に対して略垂直に配置されたことを特徴とする投射型表示装置。
請求項２記載において、
前記略円盤状ギアは、投射型表示装置のケースの底面に対して略平行に配置されたことを特徴とする投射型表示装置。
請求項２乃至４の何れか１項に記載において、
前記ＤＭＤ素子搭載基盤上のＤＭＤ素子は、前記ギヤの回転中心位置を外した位置に配置されることを特徴とする投射型表示装置。