JP2009031442A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストレーション調整の際の効果を正確に確認することが可能な投射型表示装置を提供する。
【解決手段】スクリーン１７上に投射された各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ間で位置ずれが生じた場合には、ユーザによって入力された調整値等に応じて、そのような位置ずれが低減されるように、各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに対応する映像信号Ｄ１の補正を行う（レジストレーション調整を行う）。各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ間の位置ずれによる色ずれの発生が抑えられ、表示画質が向上する。また、このような映像信号Ｄ１の補正の際に、スクリーン１７上の表示画面３Ｃのうちの最外縁領域を除く領域に調整用パターン５が表示されるようにする。外周部分の領域にまで調整用パターンが表示されている場合と比べ、レジストレーション調整の際の効果の確認が容易となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶プロジェクタ等に適用される投射型表示装置に関する。

空間光変調素子に印加する電気信号に従い、空間光変調素子への入射光を空間変調して出射し、出射光を集めて投影することで映像表示を行う投射型表示装置（例えば、液晶プロジェクタなど）が普及している。そうした投射型表示装置は、一般的に、光源としてランプと集光鏡とを有すると共に、それらから発せられた光を集光して空間光変調素子に入射させる照明光学系を備えており、空間光変調素子からの光を投影レンズによってスクリーンなどに投影するようになっている。

このような投射型表示装置のうち、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）の各三原色光を合成して投射を行うもの（いわゆる三板式の投射型表示装置）では、光学系の固着の精度等にばらつきが生じる場合があり、そのような場合にはスクリーン上に投射された表示映像において、各原色光間での位置ずれによって色ずれが発生してしまう問題があった。そこで、このような光学機構的な要因で発生する色ずれを低減するため、従来より、色ずれを電気的に補正するレジストレーション調整機能を設けるようにした投射型表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平８−２０１９３７号公報

このようなレジストレーション調整の際、ユーザは、スクリーン上に投射された表示画面上の色ずれを見ながら、画面上の各調整ポイントにおいて（複数の調整ポイントを含む調整用パターンを用いて）、赤色光、緑色光および青色光の各原色光について、水平方向（Ｈ方向）または垂直方向（Ｖ方向）に沿った位置ずれを低減するような調整値を入力することにより、調整を行うようになっている。

ところが、このようなレジストレーション調整の際に、従来のように表示画面上の最外周部分にまで調整用パターンがあると（最外周部分にまで調整ポイントが設定されていると）、ユーザにとって、設定した通りにレジストレーション調整がなされて色ずれが低減（解消）されているかどうかがわかりづらくなる場合があった。すなわち、表示画面上の最外周部分にまで調整用パターンがある従来の投射型表示装置では、レジストレーション調整の際の効果の確認が容易ではなく、正確な確認が困難となる場合があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、レジストレーション調整の際の効果を正確に確認することが可能な投射型表示装置を提供することにある。

本発明の投射型表示装置は、光源と、この光源から発せられた光をカラー表示用の各原色光ごとに映像信号に基づいて変調する空間光変調素子と、この空間光変調素子により変調された各原色光をスクリーンに投射する投射手段と、補正手段とを備えたものである。ここで、この補正手段は、スクリーン上に投射された各原色光間で位置ずれが生じた場合に、入力された補正値に応じてそのような位置ずれが低減されるように各原色光に対応する映像信号の補正を行い、補正後の映像信号を空間光変調素子へ供給するものである。また、このような映像信号の補正の際に、スクリーン上の表示画面のうちの最外縁領域を除く領域に、補正用の複数のポイントを含む補正用パターンが表示されるようになっている。

本発明の投射型表示装置では、光源から発せられた光が各原色光ごとに映像信号に基づいて空間光変調素子により変調され、この変調された各原色光がスクリーンへ投射されることにより、映像信号に基づく映像表示がなされる。また、スクリーン上に投射された各原色光間で位置ずれが生じた場合には、入力された補正値に応じてそのような位置ずれが低減されるように各原色光に対応する映像信号の補正がなされ、補正後の映像信号が空間光変調素子へ供給される。これにより、各原色光間の位置ずれによる色ずれの発生が抑えられ、表示画質が向上する。また、このような映像信号の補正の際に、スクリーン上の表示画面のうちの最外縁領域を除く領域に補正用パターンが表示されるため、外周部分の領域にまで補正用パターンが表示されている場合と比べ、レジストレーション調整の際の効果の確認が容易となる。

本発明の投射型表示装置によれば、スクリーン上に投射された各原色光間で位置ずれが生じた場合には、入力された補正値に応じてそのような位置ずれが低減されるように各原色光に対応する映像信号の補正を行う（レジストレーション調整を行う）ようにしたので、各原色光間の位置ずれによる色ずれの発生を抑え、表示画質を向上させることができる。また、このような映像信号の補正の際に、スクリーン上の表示画面のうちの最外縁領域を除く領域に補正用パターンが表示されるようにしたので、外周部分の領域にまで補正用パターンが表示されている場合と比べ、レジストレーション調整の際の効果の確認を容易とすることができる。よって、レジストレーション調整の際の効果を正確に確認することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る投射型表示装置（液晶プロジェクタ１）の全体構成を表したものである。この液晶プロジェクタ１は、外部から供給される入力映像信号Ｄinに基づいて映像表示を行うものであり、光源部１１と、ダイクロイックミラー１２１，１２２と、反射ミラー１３１，１３２，１３３と、光変調器１４と、ダイクロイックプリズム１５と、投射レンズ１６と、スクリーン１７と、入力映像信号Ｄinに基づいて光変調器１４の制御を行う制御部２とから構成されている。

光源１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光（Ｒ）、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）の各原色光を含んだ白色光を発するものであり、例えばハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプなどにより構成されている。

ダイクロイックミラー１２１は、光源１１から発せられた照射光Ｌ０のうち、赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇを透過させる一方、青色光Ｌｂを反射させることにより、赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇと青色光Ｌｂとを互いに分離して進行させるものである。また、ダイクロイックミラー１２２は、ダイクロイックミラー１２１を透過した赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇのうち、赤色光Ｌｒを透過させる一方、緑色光Ｌｇを反射させることにより、赤色光Ｌｒと緑色光Ｌｇとを互いに分離して進行させるものである。なお、このダイクロイックミラー１２２により反射された緑色光Ｌｇは、光変調器１４の方向へと進行するようになっている。

反射ミラー１３１は、ダイクロイックミラー１２１により反射された青色光Ｌｂを、光変調器１４の方向へと反射させるものである。反射ミラー１３２，１３３は、ダイクロイックミラー１２２により反射された赤色光Ｌｒを、光変調器１４の方向へと反射させるものである。

光変調器１４は、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂの各原色光に対応する３つの液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを含んで構成されており、光源１１から発せられた照射光Ｌ０を、各原色光（赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂ）ごとに、制御部２から供給される各色用の映像信号に基づいてそれぞれ変調するものである。

具体的には、液晶素子１４Ｒは、反射ミラー１３３とダイクロイックプリズム１５との間に配置されており、入射した赤色光Ｌｒを、制御部２から供給される赤色用の映像信号に基づいて変調するものである。また、液晶素子１４Ｇは、ダイクロイックミラー１２２とダイクロイックプリズム１５との間に配置されており、入射した緑色光Ｌｇを、制御部２から供給される緑色用の映像信号に基づいて変調するものである。また、液晶素子１４Ｂは、反射ミラー１３１とダイクロイックプリズム１５との間に配置されており、入射した青色光Ｌｂを、制御部２から供給される青色用の映像信号に基づいて変調するものである。これら液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂはそれぞれ、例えば、映像信号に基づく駆動電圧が印加される一対の基板間に液晶分子を含む液晶層が挟まれた構造となっている。

ダイクロイックプリズム１５は、液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂによりそれぞれ変調された赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂを混合して混合光（表示光）Ｌoutとすると共に、この表示光Ｌoutを一の光路上（投射レンズ１６へと向かう光路上）へと進行させるものである。

投射レンズ１６は、ダイクロイックプリズム１５とスクリーン１７との間に配置されており、ダイクロイックプリズム１５により生成された表示光Ｌoutをスクリーン１７上へ投射させるためのレンズである。スクリーン１７は、液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂによりそれぞれ変調されて投射レンズ１６により投射された光（表示光Ｌout）が投射される部分である。

制御部２は、映像信号処理部２１と、レジストレーション調整部２２と、液晶素子駆動部２３とを有している。

映像信号処理部２１は、入力映像信号Ｄinに対し、映像信号の色温度を調整するホワイトバランス調整といわゆるガンマ補正とを施すことにより映像信号Ｄ１（調整前データＤ１）を生成する機能を有している。これにより、表示映像の画質が向上するような調整がなされるようになっている。

レジストレーション調整部２２は、スクリーン１７上に投射された各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ間で位置ずれが生じた場合に、ユーザにより入力された調整値（補正値）に応じて、そのような位置ずれが低減されるように各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに対応する各色用の映像信号Ｄ１（調整前データＤ１）の補正を行い（レジストレーション調整を行い）、調整後の各色用の映像信号Ｄ２（調整後データＤ２）を液晶素子駆動部２３へ供給するものである。なお、このレジストレーション調整部２２による調整処理の詳細については、後述する。

液晶素子駆動部２３は、レジストレーション調整部２４により供給される調整後データＤ２に基づいて、液晶素子１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｇをそれぞれ駆動するものである。

ここで、液晶素子１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｇが本発明における「空間光変調素子」の一具体例に対応し、投射レンズ１６が本発明における「投射手段」の一具体例に対応する。また、レジストレーション調整部２２が本発明における「補正手段」の一具体例に対応する。

次に、図１〜図８を参照して、本実施の形態の液晶プロジェクタ１の動作について詳細に説明する。ここで、図２は、レジストレーション調整部２２による調整処理の一例を流れ図で表したものである。また、図３〜図８は、そのような調整処理の際のスクリーン１７上の表示画面の一例を、比較例（図７）と比較しつつ表したものである。

この液晶プロジェクタ１では、図１に示したように、光源１１から発せられた照射光Ｌ０が、ダイクロイックミラー１２１によって赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇと青色光Ｌｂとに分離され、さらにダイクロイックミラー１２２によって、赤色光Ｌｒと緑色光Ｌｇとが分離される。分離された赤色光Ｌｒは、反射ミラー１３２，１３３を介して液晶素子１４Ｒへ入射し、分離された緑色光Ｌｇは、そのまま液晶素子１４Ｇへ入射し、分離された青色光Ｌｂは、反射ミラー１３１を介して液晶素子１４Ｂへ入射する。これら各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，青色光Ｌｂはそれぞれ、液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂにおいて、制御部２から供給される各色用の映像信号に基づいて変調される。そして変調された各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，青色光Ｌｂはダイクロイックプリズム１５により混合された表示光Ｌoutとなり、この表示光Ｌoutが投射レンズ１６によってスクリーン１７上に投射されることにより、入力映像信号Ｄinに基づく映像表示がなされる。

ここで、制御部２では、まず、映像信号処理部２１において、入力映像信号Ｄinに対してホワイトバランス調整やガンマ補正が施されることにより、映像信号Ｄ１が生成される。そしてレジストレーション調整部２２では、映像信号処理部２１から供給される映像信号Ｄ１（調整前データＤ１）に対し、例えば図２に示したようにしてユーザから入力される補正値に応じて映像信号の補正（レジストレーション調整）がなされ、補正後の映像信号Ｄ２（調整後データＤ２）が液晶素子駆動部２３へ供給される。

具体的には、例えば図３に示した表示画面３Ａのように、レジストレーション調整用の複数の調整ポイントＰが表示されている（複数の調整ポイントＰを含む調整用パターンが表示されている）場合において、図中の符号Ｐ１付近で、例えば図４に示したような色ずれ（赤色光ライン４１Ｒ、緑色光ライン４１Ｇおよび青色光ライン４１Ｂのうちの青色光ライン４１Ｂが、水平方向（Ｈ方向）に例えば「−０．４ポイント（左方向に０．４ポイント）」分だけ位置ずれしていることによる色ずれ）が生じていた場合には、以下のようにしてレジストレーション調整がなされる。すなわち、まず、例えば図５に示したような表示画面３Ｂ上の調整用メニュー画面３１において、ユーザによって調整対象となる色（この場合、青（Ｂ））が選択され（図２のステップＳ１０１）、同じく表示画面３Ｂ上において調整対象となる位置（ポイント）が選択され（この場合、符号Ｐ１付近の調整ポイントが選択ポイントＰ２として選択されている）（ステップＳ１０２）、調整用メニュー画面３１において、ユーザによって調整方向（水平方向（Ｈ方向）または垂直方向（Ｖ方向）；この場合、水平方向）および調整値（この場合、「＋０．４」ポイント（右方向へ０．４ポイント））が設定されると（ステップＳ１０３）、レジストレーション調整部２２では、このような選択・指定処理が完了したか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ユーザにより、まだ完了していない旨の指示がなされた場合には（ステップＳ１０４：Ｎ）、ステップＳ１０１へと戻って再びステップＳ１０１〜Ｓ１０３の選択・指定処理を繰り返す。一方、ユーザにより、完了した旨の指示がなされた場合には（ステップＳ１０４：Ｙ）、次に、選択・指定された内容に基づいて実際のレジストレーション調整処理が行われ、ユーザによる表示画面上での調整効果確認処理がなされる（ステップＳ１０５）。そして全体の調整処理を終了するか否かの判断がレジストレーション調整部２２によりなされ（ステップＳ１０６）、ユーザによって全体調整処理をまだ終了しない旨の指示がなされた場合には（ステップＳ１０６：Ｎ）、ステップＳ１０１へと戻って再びステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を繰り返す一方、例えば図６に示したように、青色光ライン４１Ｂの水平方向の位置ずれによる色ずれが低減（解消）された場合には、ユーザによって全体の調整処理を終了する旨の指示がなされ（ステップＳ１０６：Ｙ）、全体の調整処理が終了となる。

このようにしてレジストレーション調整部２２では、スクリーン１７上に投射された各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ間で位置ずれが生じた場合に、ユーザによって入力された調整値等に応じてそのような位置ずれが低減されるように各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに対応する各色用の映像信号Ｄ１の補正がなされ（レジストレーション調整が行われ）、補正後の映像信号Ｄ２が液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂへ供給される。これにより、各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ間の位置ずれによる色ずれの発生が抑えられ、表示画質が向上する。

ここで、このようなレジストレーション調整の際に、例えば図７に示した比較例のように、表示画面３Ｃ上の最外周部分にまで調整用パターン１０５が表示されている（最外周部分にまで調整ポイントＰが設定されている）場合には、例えば図７（Ａ）に示したような色ずれ（赤色光ライン４３Ｒ、緑色光ライン４３Ｇおよび青色光ライン４３Ｂのうちの赤色光ライン４３Ｒが、水平方向（Ｈ方向）に沿って（具体的には、右方向に）位置ずれしていることによる色ずれ）が生じているときに、例えば図７（Ｂ）に示したように、レジストレーション調整の効果の確認が分かりづらくなる場合がある。具体的には、図７（Ｂ）中の符号Ｐ３で示したように、レジストレーション調整の際に、ユーザにとって、設定した通りにレジストレーション調整がなされて色ずれが低減（解消）されているかどうかがわかりづらくなる場合がある。すなわち、実際には設定した通りにレジストレーション調整がなされているにもかかわらず、表示画面３Ｃ上の最外周部分にまで調整用パターン１０５が表示されているため、設定した通りにレジストレーション調整がなされていないのではないかと誤認してしまう場合が生ずる。したがって、この比較例のように表示画面３Ｃ上の最外周部分にまで調整用パターン１０５が表示されている場合、レジストレーション調整の際の効果の確認が容易ではなくなり、効果の正確な確認が困難となる場合が生ずる。

そこで本実施の形態の液晶プロジェクタ１では、例えば図９に示したように、レジストレーション調整の際に、表示画面３Ｃのうちの最外縁領域を除く領域に調整用パターン５（補正用パターン）が表示されるようになっている。これにより、例えば図９（Ａ）に示したような色ずれ（赤色光ライン４３Ｒ、緑色光ライン４３Ｇおよび青色光ライン４３Ｂのうちの赤色光ライン４３Ｒが、水平方向（Ｈ方向）に沿って（具体的には、右方向に）位置ずれしていることによる色ずれ）が生じているときにおいても、例えば図９（Ｂ）に示したように、上記比較例と比べ、設定した通りにレジストレーション調整がなされて色ずれが低減（解消）されているかどうかがわかりやすくなり、レジストレーション調整の際の効果の確認が容易となる。

以上のように本実施の形態では、スクリーン１７上に投射された各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ間で位置ずれが生じた場合には、ユーザによって入力された調整値等に応じてそのような位置ずれが低減されるように各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに対応する映像信号Ｄ１の補正を行う（レジストレーション調整を行う）ようにしたので、各原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ間の位置ずれによる色ずれの発生を抑え、表示画質を向上させることができる。また、このような映像信号Ｄ１の補正の際に、スクリーン１７上の表示画面３Ｃのうちの最外縁領域を除く領域に調整用パターン５が表示されるようにしたので、比較例（図７）のように外周部分の領域にまで調整用パターン１０５が表示されている場合と比べ、レジストレーション調整の際の効果の確認を容易とすることができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、水平方向（Ｈ方向）の位置ずれを低減（解消）するための水平方向のレジストレーション調整について説明したが、例えば図９に示した赤色光ライン４２Ｒ、緑色光ライン４２Ｇおよび青色光ライン４２Ｂのように、青色光ライン４２Ｂが垂直方向（Ｖ方向）に沿って位置ずれ（この場合、「−」方向の位置ずれ）しているような場合においても、上記実施の形態と同様に、例えば図１０に示した表示画面３Ｃにおいて、調整用メニュー画面３４および選択ポイントＰ２を用いて垂直方向のレジストレーション調整を行うことにより、例えば図１１に示したように、青色光ライン４２Ｂの垂直方向の位置ずれを低減（解消）して色ずれを抑え、表示画質を向上させることが可能である。

また、上記実施の形態では、「−」方向の位置ずれを低減（解消）するために「＋」方向にレジストレーション調整を行った場合について説明したが、逆に、「＋」方向の位置ずれを低減（解消）するために「−」方向にレジストレーション調整を行う場合についても、上記実施の形態と同様に行うことができ、同様の作用効果を得ることが可能である。

また、上記実施の形態では、図２に示したように、レジストレーション調整の際に、ユーザによって調整対象の色を選択したのちに調整対象の位置（調整ポイント）を選択する場合について説明したが、例えば逆に、調整対象の位置（調整ポイント）を選択したのちに調整対象の色を選択するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、いわゆる三板式の投射型表示装置（プロジェクタ）について説明したが、投射型表示装置の方式はこれには限られず、本発明は、スクリーン上に投射された各原色光間で位置ずれが発生する可能性があるのであれば、他の方式の投射型表示装置にも適用することが可能である。

さらに、上記実施の形態では、空間光変調素子が液晶素子（液晶素子１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）であり、液晶表示装置（液晶プロジェクタ１）として構成されている場合について説明したが、他の空間光変調素子として、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子を用いるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る投射型表示装置の構成を表すブロック図である。 レジストレーション調整部による調整処理の一例を表す流れ図である。 レジストレーション調整を行う前の表示画面の一例を表す図である。 特定の原色光において水平方向の位置ずれが生じている場合の表示画面例を拡大して表す図である。 水平方向のレジストレーション調整の際の表示画面の一例を表す図である。 図４に示した表示画面例においてレジストレーション調整を行った後の表示画面を拡大して表す図である。 比較例に係る水平方向の位置ずれとレジストレーション調整の際の調整用パターンの大きさとの関係について説明するための図である。 実施の形態に係る水平方向の位置ずれとレジストレーション調整の際の調整用パターンの大きさとの関係について説明するための図である。 特定の原色光において垂直方向の位置ずれが生じている場合の表示画面例を拡大して表す図である。 垂直方向のレジストレーション調整の際の表示画面の一例を表す図である。 図９に示した表示画面例においてレジストレーション調整を行った後の表示画面を拡大して表す図である。

符号の説明

１…液晶プロジェクタ、１１…光源、１２１，１２２…ダイクロイックミラー、１３１，１３２，１３３…反射ミラー、１４…光変調器、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…液晶素子、１５…ダイクロイックプリズム、１６…投影レンズ、１７…スクリーン、２…制御部、２１…映像信号処理部、２２…レジストレーション調整部、２３…液晶素子駆動部、３Ａ〜３Ｄ…表示画面、３１，３２…調整用メニュー画面、４１Ｒ，４２Ｒ，４３Ｒ…赤色光ライン、４１Ｇ，４２Ｇ，４３Ｇ…緑色光ライン、４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ…青色光ライン、５…調整用パターン、Ｄin…入力映像信号、Ｄ１…映像信号（調整前データ）、Ｄ２…映像信号（調整後データ）、Ｌ０…光源からの射出光（照射光）、Ｌｒ…赤色光、Ｌｇ…緑色光、Ｌｂ…青色光、Ｌout…混合光（表示光）、Ｐ…調整ポイント、Ｐ２…選択ポイント。

Claims (2)

1. 光源と、
   前記光源から発せられた光を、カラー表示用の各原色光ごとに映像信号に基づいて変調する空間光変調素子と、
   前記空間光変調素子により変調された各原色光をスクリーンに投射する投射手段と、
   前記スクリーン上に投射された各原色光間で位置ずれが生じた場合に、入力された補正値に応じてそのような位置ずれが低減されるように各原色光に対応する前記映像信号の補正を行い、補正後の映像信号を前記空間光変調素子へ供給する補正手段と
   を備え、
   前記補正手段による前記映像信号の補正の際、前記スクリーン上の表示画面のうちの最外縁領域を除く領域に、補正用の複数のポイントを含む補正用パターンが表示される
   ことを特徴とする投射型表示装置。
2. 前記空間光変調素子が液晶素子であり、液晶プロジェクタとして構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。

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