JP2006128875A - Projection video display - Google Patents
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Abstract
Description
本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し、特に台形歪み補正機能を有する投写型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display apparatus such as a liquid crystal projector, and more particularly to a projection display apparatus having a trapezoidal distortion correction function.
この種、投写型映像表示装置としては、スクリーン上に投写されたフォーカス補助パターンを撮像手段により撮像すると共に、フォーカス補助パターン上に任意の二等辺三角形を想定し、想定した二等辺三角形の３つの頂点において、コントラスト値がピークとなる投写レンズのフォーカス位置を検出している。そして、検出された夫々３点における投写レンズのフォーカス位置を比較することにより、投写レンズとスクリーンとの水平方向及び垂直方向の傾き角度を検出している（例えば特許文献１参照）。
フォーカス位置を調整する際、投写レンズをレンズモータにより連続的（断続的）に駆動させて一番コントラスト値が最大となる位置を検出して、その位置に投写レンズを停止させている。 When adjusting the focus position, the projection lens is continuously (intermittently) driven by a lens motor to detect the position where the contrast value is maximized, and the projection lens is stopped at that position.
投写レンズをレンズモータにより移動させる間隔によっては、一番コントラスト値が最大となる位置で投写レンズを停止させることができず、一番コントラスト値が最大となる位置の前後の位置で投写レンズが停止する場合がある。この場合、フォーカス位置の多少のずれは目視した映像では確認することができないレベルである。 Depending on the interval at which the projection lens is moved by the lens motor, the projection lens cannot be stopped at the position where the contrast value is maximized, and the projection lens is stopped at positions before and after the position where the contrast value is maximized. There is a case. In this case, a slight shift of the focus position is at a level that cannot be confirmed with a visual image.
しかしながら、この位置のずれは、測定した３つの頂点において夫々生じる虞があるものであり、測定したフォーカス位置が、一番コントラスト値が最大となる位置に対して夫々逆方向にずれている場合には、投写レンズとスクリーンとの左右方向及び垂直方向の傾き角度の検出に大きな誤差を生じる虞がある。 However, this positional shift may occur at each of the three measured vertices. When the measured focus position is shifted in the opposite direction with respect to the position where the contrast value is maximized. May cause a large error in the detection of the tilt angle between the projection lens and the screen in the horizontal direction and the vertical direction.
台形歪み補正は、検出された投写レンズとスクリーンとの左右方向及び垂直方向の傾き角度に基づいて行われるものであり、検出した値に大きな誤差が生じていると、正確な台形歪み補正を行うことができなくなるものである。台形歪み補正は、フォーカス調整に比較して目視により大変目立つものであり、正確な台形歪み補正を行わないと、見苦しい映像となってしまい使用者に不快感を与える欠点がある。 The trapezoidal distortion correction is performed based on the detected horizontal and vertical tilt angles between the projection lens and the screen. If a large error occurs in the detected value, the keystone distortion is corrected accurately. It will be impossible. The trapezoidal distortion correction is very conspicuous visually when compared with the focus adjustment, and unless accurate trapezoidal distortion correction is performed, there is a disadvantage that an unsightly image is generated and the user feels uncomfortable.
そこで本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成によりフォーカス調整が多少ずれた場合でも、正確な台形歪み補正を行うことができる投写型映像表示装置を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and provides a projection display apparatus capable of performing accurate trapezoidal distortion correction even when focus adjustment is slightly deviated by a simple configuration. The task is to do.
上記課題を解決するための手段は、光源から出射された光を表示デバイス及び投写レンズを介して映像をスクリーンに投写する投写型映像表示装置において、補助画像パターンを内蔵すると共に、一対の光学式パッシブセンサを備え、前記スクリーンに投写される補助画像パターンと一対の光学式パッシブセンサとの位相を変化させると共に、一対の光学式パッシブセンサにより補助画像パターンの結像位置の相対的な差を検出し、検出した値に基づいて投写レンズとスクリーンとの傾き角度を算出すると共に、算出された傾き角度に基づいて台形歪み補正を行うことを特徴とする。 Means for solving the above problems include a projection image display apparatus that projects light onto a screen through a display device and a projection lens with light emitted from a light source. A passive sensor is provided to change the phase between the auxiliary image pattern projected on the screen and the pair of optical passive sensors, and to detect the relative difference in the imaging position of the auxiliary image pattern by the pair of optical passive sensors. Then, the tilt angle between the projection lens and the screen is calculated based on the detected value, and the trapezoidal distortion correction is performed based on the calculated tilt angle.
上記課題を解決するための手段において、水平方向の前記補助画像パターンの結像位置の相対的な差は、水平方向に配置された一対の光学式パッシブセンサと、垂直方向に延長された２色のストライプからなる補助画像パターンにより検出してもよい。 In the means for solving the above-mentioned problems, the relative difference in the image formation position of the auxiliary image pattern in the horizontal direction is such that a pair of optical passive sensors arranged in the horizontal direction and two colors extended in the vertical direction are used. You may detect by the auxiliary | assistant image pattern which consists of a stripe.
また、垂直方向の前記補助画像パターンの結像位置の相対的な差は、垂直方向に配置された一対の光学式パッシブセンサと、水平方向に延長された２色のストライプからなる補助画像パターンにより検出してもよい。 Further, the relative difference in the imaging position of the auxiliary image pattern in the vertical direction is determined by the auxiliary image pattern including a pair of optical passive sensors arranged in the vertical direction and stripes of two colors extending in the horizontal direction. It may be detected.
本発明の請求項１の構成によれば、補助画像パターンと一対の光学式パッシブセンサとの位相を変化させることにより、光学式パッシブセンサの画素内に補助画像パターンの境界が位置する回数を減少させることができ、投写レンズとスクリーンとの傾き角度検出精度を向上させることができる等の効果を奏する。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the number of times that the boundary of the auxiliary image pattern is located in the pixel of the optical passive sensor is reduced by changing the phase between the auxiliary image pattern and the pair of optical passive sensors. Thus, the tilt angle detection accuracy between the projection lens and the screen can be improved.
本発明の請求項２の構成によれば、垂直方向に延長された２色のストライプからなる補助画像パターンと水平方向に配置された一対の光学式パッシブセンサとの位相を変化させることにより、光学式パッシブセンサの画素内に補助画像パターンの境界が位置する回数を減少させることができ、投写レンズとスクリーンとの水平方向の傾き角度検出精度を向上させることができる等の効果を奏する。 According to the configuration of the second aspect of the present invention, by changing the phase between the auxiliary image pattern composed of two-color stripes extending in the vertical direction and the pair of optical passive sensors arranged in the horizontal direction, The number of times that the boundary of the auxiliary image pattern is located in the pixel of the passive sensor can be reduced, and the detection accuracy of the tilt angle in the horizontal direction between the projection lens and the screen can be improved.
本発明の請求項３の構成によれば、水平方向に延長された２色のストライプからなる補助画像パターンと垂直方向に配置された一対の光学式パッシブセンサとの位相を変化させることにより、光学式パッシブセンサの画素内に補助画像パターンの境界が位置する回数を減少させることができ、投写レンズとスクリーンとの垂直方向の傾き角度検出精度を向上させることができる等の効果を奏する。 According to the configuration of the third aspect of the present invention, by changing the phase between the auxiliary image pattern composed of two-color stripes extending in the horizontal direction and the pair of optical passive sensors arranged in the vertical direction, It is possible to reduce the number of times that the boundary of the auxiliary image pattern is located within the pixel of the passive sensor, and to improve the accuracy of detecting the tilt angle between the projection lens and the screen in the vertical direction.
本発明の一実施形態の投写型映像表示装置を図１乃至図１１に基づいて以下に詳述する。 A projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.
図１及び図２に示すように、本実施形態の投写型映像表示装置は３板式の液晶プロジェクタ３０を例として示している。液晶プロジェクタ３０の本体ケース４１内には、後述する光源１から投写レンズ１６に至るまでの光学系４２が配置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the projection display apparatus of the present embodiment shows a three-plate liquid crystal projector 30 as an example. In the main body case 41 of the liquid crystal projector 30, an optical system 42 from the light source 1 described later to the projection lens 16 is disposed.
図２は本体ケース４１内に配置された光学系４２を示している。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２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。 FIG. 2 shows an optical system 42 disposed in the main body case 41. The light emitting unit in the light source 1 is composed of an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like.
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ライトバルブ３１，３２，３３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に導かれる。 The integrator lens 4 is composed of a pair of lens groups (fly eye lenses) 4a and 4b, and each lens portion guides light emitted from the light source 1 to the entire surfaces of liquid crystal light valves 31, 32, and 33 described later. Thus, the partial luminance unevenness existing in the light source 1 is averaged, and the light amount difference between the center of the screen and the peripheral portion is reduced. The light passing through the integrator lens 4 is guided to the first dichroic mirror 7 after passing through the polarization conversion device 5 and the condenser lens 6.
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ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。また、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。 The first dichroic mirror 7 transmits light in the red wavelength band and reflects light in the cyan (green + blue) wavelength band. The light in the red wavelength band that has passed through the first dichroic mirror 7 is reflected by the reflection mirror 8 to change the optical path. The red light reflected by the reflection mirror 8 is light-modulated by passing through a lens 9 and a transmissive liquid crystal light valve 31 for red light. The light in the cyan wavelength band reflected by the first dichroic mirror 7 is guided to the second dichroic mirror 10.
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ライトバルブ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ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。 The second dichroic mirror 10 transmits light in the blue wavelength band and reflects light in the green wavelength band. The light in the green wavelength band reflected by the second dichroic mirror 10 is guided to the transmissive liquid crystal light valve 32 for green light through the lens 11 and is modulated by being transmitted therethrough. The light in the blue wavelength band that has passed through the second dichroic mirror 10 is guided to the blue-light transmissive liquid crystal light valve 33 through the total reflection mirror 12, total reflection mirror 13, and lens 14, and is transmitted therethrough. It is optically modulated.
表示デバイスとしての各液晶ライトバルブ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とから構成されている。 Each of the liquid crystal light valves 31, 32, and 33 as a display device is formed by enclosing liquid crystal between the incident-side polarizing plates 31a, 32a, and 33a and a pair of glass substrates (with pixel electrodes and alignment films formed). It is comprised from the panel parts 31b, 32b, 33b, and the output side polarizing plates 31c, 32c, 33c.
液晶ライトバルブ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７参照）上に表示される。投写レンズ１６はステッピングモータ２２により前後（図２においては上下）に移動自在になっている。 The modulated light (each color video light) modulated by passing through the liquid crystal light valves 31, 32, 33 is synthesized by the cross dichroic prism 15 to become color video light. The color image light is enlarged and projected by the projection lens 16 and displayed on the screen 40 (see FIG. 7). The projection lens 16 is movable back and forth (up and down in FIG. 2) by a stepping motor 22.
図１に示すように液晶プロジェクタ３０の本体ケース４１の前面には、水平方向と垂直方向に一対のパッシブセンサ５０が配置されている。パッシブセンサ５０は、ＣＣＤラインセンサを使用した外光式位相差検出型測距センサで構成され、一対のパッシブセンサ５０により映像を光学変換素子上に結像させ、結像位置の相対的な差を検出することによりスクリーン４０までの距離及びスクリーン４０との傾き角度が求められるようになっている。パッシブセンサ５０は、本体ケース４１の前面略中央に配置された第１パッシブセンサ５０ａ、第１パッシブセンサ５０ａの略水平方向位置に配置された第２パッシブセンサ５０ｂ及び第１パッシブセンサ５０ａの略垂直方向位置に配置された第３パッシブセンサ５０ｃにより構成されている。 As shown in FIG. 1, a pair of passive sensors 50 are arranged on the front surface of the main body case 41 of the liquid crystal projector 30 in the horizontal direction and the vertical direction. The passive sensor 50 is composed of an external light type phase difference detection type distance measuring sensor using a CCD line sensor. An image is formed on an optical conversion element by a pair of passive sensors 50, and a relative difference in image forming position is determined. By detecting this, the distance to the screen 40 and the tilt angle with the screen 40 can be obtained. The passive sensor 50 includes a first passive sensor 50a disposed substantially in the center of the front surface of the main body case 41, a second passive sensor 50b disposed substantially horizontally with respect to the first passive sensor 50a, and a substantially vertical position of the first passive sensor 50a. It is comprised by the 3rd passive sensor 50c arrange | positioned in the direction position.
本発明の実施形態の制御を図３に示すブロック図に基づいて詳述する。後述する種々の補助画像パターンを内蔵した制御部５１には、第１パッシブセンサ５０ａ、第２パッシブセンサ５０ｂ及び第３パッシブセンサ５０ｃからの信号が入力される。また、制御部５１の働きによりオートフォーカス調整を行うために投写レンズ１６を前後に移動させるステッピングモータ２２、投写レンズ１６から画像を投射する画像投射部５２、水平方向台形歪み補正を行う水平方向画像処理部５３及び垂直方向台形歪み補正を行う垂直方向画像処理部５４を制御するようになっている。 The control of the embodiment of the present invention will be described in detail based on the block diagram shown in FIG. Signals from the first passive sensor 50a, the second passive sensor 50b, and the third passive sensor 50c are input to the control unit 51 incorporating various auxiliary image patterns to be described later. Also, a stepping motor 22 that moves the projection lens 16 back and forth to perform autofocus adjustment by the operation of the control unit 51, an image projection unit 52 that projects an image from the projection lens 16, and a horizontal image that performs horizontal trapezoidal distortion correction The processing unit 53 and the vertical image processing unit 54 that performs vertical trapezoidal distortion correction are controlled.
液晶プロジェクタ３０に電源が投入されると、図４に示すように、スクリーン４０に白色と黒色からなる焦点距離検出用の補助画像パターン５５が投写される。その後、投写レンズ１６を焦点が最小になる位置（基準位置）に移動させて第１パッシブセンサ５０ａにより焦点距離検出用の補助画像パターン５５のコントラストを検出しながら焦点が最大となる位置まで投写レンズ１６を移動させる。フォーカス調整を行うために焦点距離検出用の補助画像パターン５５のコントラストを取得する位置を図５に示す。投写レンズ１６の基準位置からの移動を開始してから、コントラストが最大となる位置まで移動するまでに要する時間を検出し、検出した時間分だけ、基準位置から投写レンズ１６を移動させることによりフォーカス調整が行われる。 When the power is supplied to the liquid crystal projector 30, as shown in FIG. 4, an auxiliary image pattern 55 for detecting the focal length composed of white and black is projected on the screen 40. Thereafter, the projection lens 16 is moved to a position where the focal point is minimized (reference position), and the contrast of the auxiliary image pattern 55 for detecting the focal length is detected by the first passive sensor 50a while the projection lens is moved to the position where the focal point is maximized. 16 is moved. FIG. 5 shows the position at which the contrast of the auxiliary image pattern 55 for detecting the focal length is acquired in order to perform focus adjustment. The time required from the start of the movement of the projection lens 16 from the reference position to the position where the contrast is maximized is detected, and the projection lens 16 is moved from the reference position by the detected time to focus. Adjustments are made.
次に、水平方向の台形歪み補正を行うために図６に示すような水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６が投写される。水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６は、垂直方向に延長した白色と黒色との２色のストライプからなり、１周期の白色と黒色の割合は白：黒：白：黒＝５画素：８画素：５画素：１０画素となっている。 Next, in order to perform horizontal keystone distortion correction, an auxiliary image pattern 56 for horizontal keystone distortion correction as shown in FIG. 6 is projected. The auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal trapezoidal distortion is composed of two stripes of white and black extended in the vertical direction, and the ratio of white and black in one cycle is white: black: white: black = 5 pixels: 8 pixels: 5 pixels: 10 pixels.
次に、第１パッシブセンサ５０ａと第２パッシブセンサ５０ｂによる水平方向の傾き角度の検出方法について詳述する。図７は第１パッシブセンサ５０ａの正面に位置する映像を図示しない光学変換素子上に結像させた状態を示している。図７において、第１パッシブセンサ５０ａからスクリーン４０までの距離をｌ２、第１パッシブセンサ５０ａと第２部パッシブセンサ５０ｂとの距離をｄ、パッシブセンサ５０の焦点距離をｆ、第１パッシブセンサ５０ａの正面に位置する映像を第２パッシブセンサ５０ｂの光学変換素子上に結像させた時の結像位置の相対的な差をΔｘとすると、三角形の相似関係によりｄ：ｌ２＝Δｘ：ｆとなる。従って、ｌ２＝ｄｆ／Δｘとなり、Δｘを検出することによってｌ２を算出することができる。 Next, a method for detecting the tilt angle in the horizontal direction by the first passive sensor 50a and the second passive sensor 50b will be described in detail. FIG. 7 shows a state in which an image located in front of the first passive sensor 50a is formed on an optical conversion element (not shown). In FIG. 7, the distance from the first passive sensor 50a to the screen 40 is 12, the distance between the first passive sensor 50a and the second part passive sensor 50b is d, the focal length of the passive sensor 50 is f, and the first passive sensor 50a. Assuming that the relative difference in image formation position when an image located in front of the image is formed on the optical conversion element of the second passive sensor 50b is Δx, d: l2 = Δx: f Become. Therefore, l2 = df / Δx, and l2 can be calculated by detecting Δx.
図８は第２パッシブセンサ５０ｂの正面に位置する映像を光学変換素子上に結像させた状態を示している。図８において、第２パッシブセンサ５０ｂからスクリーン４０までの距離をｌ１、第２パッシブセンサ５０ｂの正面に位置する映像を第１パッシブセンサ５０ａの光学変換素子上に結像させた時の結像位置の相対的な差をΔｙとすると、三角形の相似関係によりｄ：ｌ１＝Δｙ：ｆとなる。従って、ｌ１＝ｄｆ／ΔｙとなりΔｙを検出することによってｌ１を算出することができる。 FIG. 8 shows a state in which an image located in front of the second passive sensor 50b is imaged on the optical conversion element. In FIG. 8, the imaging position when the distance from the second passive sensor 50b to the screen 40 is 11 and the image located in front of the second passive sensor 50b is imaged on the optical conversion element of the first passive sensor 50a. If the relative difference of Δ is Δy, d: l1 = Δy: f due to the similarity of triangles. Therefore, l1 can be calculated by detecting Δy because l1 = df / Δy.
ｌ２とｌ１との差であるΔｌとスクリーン４０の傾き角度θとの関係はtanθ＝Δｌ／ｄとなるため、tanθ＝（ｌ２−ｌ１）／ｄとなる。従って、θ＝tan−１（ｌ２−ｌ１）／ｄとなるため、スクリーン４０の傾き角度θを算出することができる。ここで、ｌ２＞ｌ１であるためθは正の値となる。従って、投写レンズ１６に対してスクリーン４０が左側に傾斜していることを判別することができ、台形となっている右端の映像を算出された傾き角度に応じて台形歪み補正を行えばよい。θが負の値となれば、上述した制御と逆の制御を行えばよい。 Since the relationship between Δl, which is the difference between l2 and l1, and the tilt angle θ of the screen 40 is tanθ = Δl / d, tanθ = (l2-l1) / d. Therefore, since θ = tan −1 (l2−11) / d, the tilt angle θ of the screen 40 can be calculated. Here, since l2> l1, θ is a positive value. Accordingly, it can be determined that the screen 40 is tilted to the left with respect to the projection lens 16, and the trapezoidal distortion correction may be performed according to the calculated tilt angle of the trapezoidal right end image. If θ is a negative value, control opposite to the above-described control may be performed.
水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６は、垂直方向に延長した白色と黒色との２色のストライプからなっているため、コントラストが明確になり水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６を光学変換素子上に結像させた時の結像位置の相対的な差は検出し易くなっている。 Since the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal keystone distortion is composed of two color stripes of white and black extending in the vertical direction, the contrast becomes clear and the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal keystone distortion is displayed. It is easy to detect the relative difference in the image formation position when the image is formed on the optical conversion element.
しかしながら、図９に示すようにパッシブセンサ５０の画素（Ｂ）内に、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６の白色と黒色の境界が位置した場合、画素（Ａ）は白色と認識し、画素（Ｃ）は黒色と認識するが、画素（Ｂ）は白色と黒色が混合しているため、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６を光学変換素子上に結像させた時の白色と黒色との境界位置の検出に誤差が生じて、結像位置の相対的な差の検出精度が低下する虞がある。 However, as shown in FIG. 9, when the white and black boundary of the auxiliary image pattern 56 for horizontal trapezoidal distortion correction is located in the pixel (B) of the passive sensor 50, the pixel (A) is recognized as white. The pixel (C) is recognized as black, but since the pixel (B) is a mixture of white and black, the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal trapezoidal distortion is imaged on the optical conversion element. There is a possibility that an error occurs in the detection of the boundary position between white and black, and the detection accuracy of the relative difference between the imaging positions may be lowered.
これに対して、本発明の実施形態では、スクリーン４０上に投写した水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６を固定したままにするのではなく、位相を変えることによりパッシブセンサ５０の画素内に、白色と黒色からなる水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６の境界が位置する回数を減少させて傾き角度検出精度を向上させている。 On the other hand, in the embodiment of the present invention, the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal trapezoidal distortion projected on the screen 40 is not left fixed, but the phase inside the pixel of the passive sensor 50 is changed by changing the phase. Further, the tilt angle detection accuracy is improved by reducing the number of times the boundary of the auxiliary image pattern 56 for correcting horizontal trapezoidal distortion composed of white and black is located.
水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６の１周期は、２８画素で構成されているため、すべてのポイントにおいてデータを取得するためには２８ポイントのデータを取得しなければならない。 Since one period of the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal keystone distortion is composed of 28 pixels, 28 points of data must be acquired in order to acquire data at all points.
しかしながら、この方法ではデータを取得するだけで膨大な時間を費やしてしまうため、使用者に煩わしさを感じさせてしまう虞がある。そこで、図１０に示すように１回目のデータ取得時に１ポイント位相を移動させ（図１０（ｂ）参照）、２回目のデータ取得時にさらに２ポイント位相を移動させ（図１０（ｃ）参照）、３回目のデータ取得時にさらに３ポイント位相を移動させ（図１０（ｄ）参照）、４回目のデータ取得時にさらに１ポイント位相を移動させ（図１０（ｅ）参照）、それを１６回目のデータを取得するまで繰り返すと、１６回目のデータを取得終了した時点で、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６の位相が１周期分移動している状態になる。 However, since this method consumes enormous time just by acquiring data, there is a risk that the user may feel bothered. Therefore, as shown in FIG. 10, the 1-point phase is moved at the first data acquisition (see FIG. 10B), and the 2-point phase is further moved at the second data acquisition (see FIG. 10C). The third point phase is further moved at the time of the third data acquisition (see FIG. 10D), and the one point phase is further moved at the time of the fourth data acquisition (see FIG. 10E). If the process is repeated until the data is acquired, the phase of the auxiliary image pattern 56 for horizontal trapezoidal distortion correction is shifted by one cycle when the 16th data acquisition is completed.
このようにして取得できた１６個のデータを平均化することにより、パッシブセンサ５０の画素内に白色と黒色とからなる水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６の境界が位置することによる誤差を減少させることができ、投写レンズ１６とスクリーン４０との傾き角度検出精度を向上させることができる。また、目視では確認できない程度ではあるが、背景技術と同様にして正確なフォーカス位置に対して投写レンズ１６の位置が多少ずれている場合があるが、このフォーカス位置が多少ずれている場合でも、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６の白色と黒色との境界位置を確実に認識することができるため、フォーカス位置の多少のずれによる投写レンズ１６とスクリーン４０との傾き角度検出に誤差が生じることはない。 By averaging the 16 pieces of data obtained in this way, an error caused by positioning of the boundary of the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal trapezoidal distortion composed of white and black in the pixel of the passive sensor 50. The tilt angle detection accuracy between the projection lens 16 and the screen 40 can be improved. In addition, although it cannot be confirmed by visual observation, the position of the projection lens 16 may be slightly deviated from the accurate focus position in the same manner as in the background art, but even when this focus position is slightly deviated, Since the boundary position between white and black in the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal trapezoidal distortion can be reliably recognized, there is an error in detecting the tilt angle between the projection lens 16 and the screen 40 due to a slight shift of the focus position. It does not occur.
水平方向の投写レンズ１６とスクリーン４０との傾き角度の算出が終了すると、図１１に示すような水平方向に延長した白色と黒色との２色のストライプからなる垂直方向台形歪み補正用の補助画像パターン５７をスクリーン４０上に投写する。１周期の白色と黒色の割合は、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６と同様に白：黒：白：黒＝５画素：８画素：５画素：１０画素となっている。垂直方向の投写レンズ１６とスクリーン４０との傾き角度は第１パッシブセンサ５０ａと第３パッシブセンサ５０ｃにより検出する。垂直方向のスクリーン４０との傾き角度の具体的な検出方法は、水平方向のスクリーン４０との傾き角度検出方法と同様であるので説明を省略する。 When calculation of the tilt angle between the projection lens 16 in the horizontal direction and the screen 40 is completed, an auxiliary image for correcting vertical trapezoidal distortion composed of two-color stripes of white and black extended in the horizontal direction as shown in FIG. The pattern 57 is projected on the screen 40. The ratio of white and black in one cycle is white: black: white: black = 5 pixels: 8 pixels: 5 pixels: 10 pixels, as in the auxiliary image pattern 56 for correcting the trapezoidal distortion in the horizontal direction. The tilt angle between the projection lens 16 in the vertical direction and the screen 40 is detected by the first passive sensor 50a and the third passive sensor 50c. A specific method for detecting the tilt angle with respect to the screen 40 in the vertical direction is the same as the method for detecting the tilt angle with respect to the screen 40 in the horizontal direction, and a description thereof will be omitted.
水平方向及び垂直方向の投写レンズ１６とスクリーン４０との傾き角度が算出されたら、算出された値に基づいて水平方向及び垂直方向の台形歪み補正を行い、垂直方向台形歪み補正用の補助画像パターン５７の表示を消して通常の投写状態に入る。 When the tilt angles between the projection lens 16 in the horizontal direction and the vertical direction and the screen 40 are calculated, trapezoidal distortion correction in the horizontal direction and vertical direction is performed based on the calculated values, and an auxiliary image pattern for correcting the vertical trapezoidal distortion is obtained. The display of 57 is erased and a normal projection state is entered.
尚、本発明の実施形態では、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６及び垂直方向台形歪み補正用の補助画像パターン５７の位相を移動させたが、この構成に限定されるものではない。パッシブセンサ５０がスクリーン４０上の補助画像パターンを検出する範囲を移動する構成にしてもよい。 In the embodiment of the present invention, the phases of the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal direction trapezoidal distortion and the auxiliary image pattern 57 for correcting the vertical direction trapezoidal distortion are moved, but the present invention is not limited to this configuration. The passive sensor 50 may be configured to move within a range where the auxiliary image pattern on the screen 40 is detected.
また、本発明の実施形態では、焦点距離検出用の補助画像パターン５５、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６及び垂直方向台形歪み補正用の補助画像パターン５７を白色と黒色のストライプで形成したが、他の色によるストライプにより構成してもよい。 In the embodiment of the present invention, the auxiliary image pattern 55 for detecting the focal length, the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal keystone distortion, and the auxiliary image pattern 57 for correcting the vertical keystone distortion are formed by white and black stripes. However, you may comprise by the stripe by another color.
また、本発明の実施形態では、水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン５６及び垂直方向台形歪み補正用の補助画像パターン５７の１周期は、白：黒：白：黒＝５画素：８画素：５画素：１０画素で構成したが、パターン幅はこれに限定されるものではなく、周期性のある補助画像パターンであればよい。また、データを取得するポイント数を１６としたが、１６ポイントに限定されるものではない。 Further, in the embodiment of the present invention, one cycle of the auxiliary image pattern 56 for correcting the horizontal keystone distortion and the auxiliary image pattern 57 for correcting the vertical keystone distortion is white: black: white: black = 5 pixels: 8 pixels. : 5 pixels: 10 pixels, but the pattern width is not limited to this, and any auxiliary image pattern having periodicity may be used. Further, although the number of points for acquiring data is 16, it is not limited to 16 points.
また、本発明の実施形態では、水平方向のスクリーン４０との傾き角度検出を行った後、垂直方向のスクリーン４０との傾き角度検出を行ったが、傾き角度を検出する順は特に限定されるものではなく、順番が逆になってもよい。 In the embodiment of the present invention, the tilt angle with the screen 40 in the vertical direction is detected after the tilt angle with the screen 40 in the horizontal direction is detected, but the order in which the tilt angles are detected is particularly limited. It is not a thing and the order may be reversed.
また、第１パッシブセンサ５０ａは、水平方向のスクリーン４０との傾き角度検出用のセンサと、垂直方向のスクリーン４０との傾き角度検出用のセンサに兼用しているが、別々に専用のセンサを設ける構成にしてもよい。 The first passive sensor 50a is used both as a sensor for detecting an inclination angle with the screen 40 in the horizontal direction and a sensor for detecting an inclination angle with the screen 40 in the vertical direction. You may make it the structure provided.
また、本発明の実施形態では、液晶表示パネルを用いた液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本発明を適用できる。前面投写型の他、背面投写型映像表示装置においても本発明を適用することができる。また、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（テキサス・インスツルメンツ（ＴＩ）社の登録商標）方式のプロジェクタにおいても本発明を適用することができる。 In the embodiment of the present invention, a liquid crystal projector using a liquid crystal display panel is shown. However, the present invention can also be applied to a projection image display apparatus having another image light generation system. In addition to the front projection type, the present invention can be applied to a rear projection type image display device. The present invention can also be applied to a projector of a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark of Texas Instruments (TI)) system.
１ 光源
１６ 投写レンズ
３１ 液晶ライトバルブ（表示デバイス）
３２ 液晶ライトバルブ（表示デバイス）
３３ 液晶ライトバルブ（表示デバイス）
４０ スクリーン
５０ａ 第１パッシブセンサ（光学式パッシブセンサ）
５０ｂ 第２パッシブセンサ（光学式パッシブセンサ）
５０ｃ 第３パッシブセンサ（光学式パッシブセンサ）
５１ 制御部
５３ 水平方向画像処理部
５４ 垂直方向画像処理部
５６ 水平方向台形歪み補正用の補助画像パターン（補助画像パターン）
６７ 垂直方向台形歪み補正用の補助画像パターン（補助画像パターン）
1 Light source 16 Projection lens 31 Liquid crystal light valve (display device)
32 Liquid crystal light valve (display device)
33 Liquid crystal light valve (display device)
40 Screen 50a First passive sensor (optical passive sensor)
50b Second passive sensor (optical passive sensor)
50c 3rd passive sensor (optical passive sensor)
51 Control Unit 53 Horizontal Image Processing Unit 54 Vertical Image Processing Unit 56 Auxiliary Image Pattern (Auxiliary Image Pattern) for Correcting Horizontal Keystone Distortion
67 Auxiliary image pattern for correcting vertical keystone distortion (auxiliary image pattern)
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