JP2650684B2 - 投写型ディスプレイのコンバーゼンス誤差検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は投写型ディスプレイに係り、特にこのディス
プレイの各色投写装置毎のコンバーゼンス誤差を検出す
る方法に関するものである。

（発明の概要） この発明は投写型ディスプレイにおいて、匡体内に設
けた非結像面である反射鏡面にフォトセンサを埋め込
み、スクリーン上簡単なパターンを形成する映像信号を
用いることにより、従来よりより容易にコンバーゼンス
誤差を検出することができるようにしたものである。

（従来の技術） 従来、投写型ディスプレイのコンバーゼンス誤差を検
出する方法は、観視者が実際に目で見て行なうのが大部
分で、コンバーゼンス補正はこのため大変時間がかゝる
ものであった。

上述の欠点を排除したものの１つに本願人が先に出願
した特願昭61−192178号「投写型ディスプレイのコンバ
ーゼンス誤差補正装置」がある。該特願昭明細書記載の
コンバーゼンス誤差補正装置は、投写型ディスプレイの
投写スクリーンと投写装置間に補助スクリーンを配し、
その補助スクリーン上の非結像の像を検出すると同時
に、この像に存在するコンバーゼンス誤差情報をマトリ
クス重心誤差値の算出より求める手段と、この非結像の
像に存在するコンバーゼンス誤差情報より投写スクリー
ン上でのコンバーゼンス誤差を求める手段とを備え、こ
れらにより投写型ディスプレイのコンバーゼンスを調整
している。

（発明が解決しようとする問題点） 観視者が目で見てコンバーゼンス誤差を検出するの
は、大画面になるほど時間がかゝると共に、人間が目で
見て実施するため自動的にこれを行なうことができな
い。

また前記特願昭明細書記載の装置は、より具体的に
は、投写装置と投写スクリーン間光通路の途中において
ハーフミラーの面にフォトセンサなどを埋め込み、特定
の信号パターンをこの面で移動させることにより、コン
バーゼンス誤差を検出して補正しているが、この特定の
信号パターン発生装置など装置の規模が大きくなるとい
う欠点があった。

従って本発明の目的は、上述の欠点を排除し、従来技
術よりより簡単な信号パターンの使用可能な従来技術の
より改善された投写型ディスプレイのコンバーゼンス誤
差検出方法を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明投写型ディスプレイ
のコンバーゼンス誤差検出方法は、投写型ディスプレイ
の匡体内に反射鏡を備え、非結像面である前記反射鏡面
上にフォトセンサを配設して各色投写装置毎のコンバー
ゼンス誤差を検出するにあたり、誤差検出用の映像信号
としてスクリーン上所定方向にずれている２つの白窓信
号を用意し、これら２つの白窓信号を交互に切り替えて
映出し、前記反射鏡面上のフォトセンサの２つの白窓信
号に対応する出力が、フォトセンサと白窓信号による映
出位置との位置関係によって一義的に定まることに基づ
き、フォトセンサの出力変動からフォトセンサと白窓信
号による映出位置との前記所定方向についての位置関係
を逆算し、前記所定方向のコンバーゼンス誤差を検出す
ることを特徴とするものである。

（実施例） 以下添付図面を参照し実施例により本発明方法を詳細
に説明する。

第１図に本発明に関わる背面投写型ディスプレイの構
成図を示すが、これは前記特願昭の実施例と同一の構成
を示している。

R,GおよびＢの投写器を含む投写装置１からの出射光
は鏡２、鏡３で各反射されスクリーン４に入射するが、
一部は非結像面である鏡３の面上のフォトセンサ５にも
入射する。従来例の前記特願昭明細書記載のコンバーゼ
ンス誤差の検出に用いる映像信号６は、第２図（ａ）図
示のような低周波信号を画面上移動させるものであった
が、このような信号を、水平、垂直両方向へ移動させる
ためにはハードウェアが大規模になる欠点があった。し
かし第２図（ｂ）図示のような白窓信号７であれば容易
に作ることができ、鏡３上で輝度分布は非結像面のため
第２図（ｃ）図示のように輪郭のぼけた低周波信号８と
なる。

この場合、１つの白窓信号７に対し複数のフォトセン
サを用いるのであれば、白窓信号７を画面上で移動させ
なくとも白窓信号７の中心位置を求めることができ、従
ってコンバーゼンス誤差を検出することができる。しか
しハードウェアはフォトセンサ５の数だけそれらの出力
信号増巾器９、A/D変換器10が必要となり、これら数値
の演算処理のための演算処理装置11の入力数も増加する
ことになる（第６図参照）。

次に１つの測定点に対し、投写装置１の各投写器につ
き１つのフォトセンサ５を対応させる方法について説明
する。

本発明コンバーゼンス誤差の検出は画面上任意の点で
可能であるが、簡単化のため画面の中心部におけるコン
バーゼンス誤差の検出を考えるものとする。

使用する映像信号は第２図（ｂ）図示のような白窓信
号７であるが、これを第３図示のように信号7A,7Bのよ
うに２つ用いて一定時間で切替えるものとする。これら
映像信号による鏡上での輝度分布は白窓信号７の大きさ
で変化するが、白窓信号7A,7Bおよびフォトセンサ５の
位置関係により第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）のように
変化するものと考察される。いずれの場合も、２つの白
窓信号7Aと7Bの相対位置は同一であり、白窓信号７とフ
ォトセンサの位置関係により第４図（ａ），（ｂ），
（ｃ）各図の差が生じるわけである。第４図（ｂ）では
フォトセンサ５に対して白窓信号7Aと7Bが反対の位置で
対称なので、信号7Aと7Bを切替えてもフォトセンサ５へ
の入射光の大きさは変化しない。第４図（ａ）では、第
４図（ｂ）と比較して白窓信号がフォトセンサ５の右側
にあるため、信号を切替えた時には信号7Aの時のほうが
フォトセンサへの光入射が多い。第４図（ｃ）はその逆
で信号7Bの時の方が光入射が多い。

そこで第４図（ｂ）図示のように２つの白窓信号を切
替えても同じ光入射の時を基準状態としておくならば、
フォトセンサ５と白窓信号との位置関係がどうなってい
るかを知ることができる。スクリーン４と鏡３の位置関
係が固定ならば、フォトセンサ５とスクリーン４の位置
関係も変動しないわけであるから、白窓信号のスクリー
ン上での位置関係は、２つの白窓信号を切替えることで
知ることができる。各色についての位置関係はコンバー
ゼンスに対応するので、これまで述べてきた方法でコン
バーゼンス誤差を検出できる。第３図は水平方向の差の
検出であるが、白窓信号7A,7Bの配置関係を変えること
により任意方向例えば垂直方向の差を同様に検出でき
る。

フォトセンサ５の出力は、投写装置１で用いている螢
光体の特性にもよるが１例として第５図のような形態を
とる。こゝで横軸、縦軸はそれぞれ時間（ｔ）、フォト
センサ５の出力（Ｖ）を示す。このようなフォトセンサ
の出力は１フィールド毎の山となるため、２つの白窓信
号7A,7Bを切替えてその出力の差をみる方法としてその
直流平均値の差が考えられる。この場合直流電圧計の出
力が安定するにはかなりの時間を要するので、２つの白
窓信号を短い時間例えば１フレーム単位で切替えること
はできなくて測定に若干時間がかゝる。そこで第６図の
ように各信号7A,7Bの出力波形のピークをサンプルとし
て比較する方法が考えられる。遅延回路13はフォトセン
サ５の出力がピークのところでサンプルされるためのも
のである。

第６図でサンプル・ホールド回路12の出力は第７図
（ａ），（ｂ）のようになる。第７図（ａ），（ｂ）で
は２つの白窓信号7A,7Bは１フレーム単位で切替えられ
ているが、これは何フレーム単位であってもよい。第７
図（ａ）は、白窓信号とフォトセンサ５の関係が第４図
（ｂ）図示のようになっている場合で出力は当然直流に
なる。第７図（ｂ）は第４図（ａ）図示のように7Aの時
の方が大きい場合で出力は交流になる。第４図（ｃ）図
示の場合では位相が当然逆になる。このように基準と異
なる場合には交流信号が得られることから、その演算処
理までの構成を第８図のようにバンドパスフィルタ（BP
F）14を挿入することも考えられる。

第３図示の波形の場合は水平方向の差の場合である
が、垂直方向の差の場合はインターレースを考慮する必
要がある。映像がインターレースされている場合は、第
１と第２のフィールドでは垂直方向に走査線が１本ずれ
ているため、信号を切替えなくともサンプル・ホールド
回路12の出力は交流となる。しかしサンプルを特定のフ
ィールド例えば偶数フィールドのみ行なうか、またはコ
ンバーゼンス誤差測定の時のみノンインターレース走査
で行なうことにするとこの影響がなくなり簡単に検出で
きることになる。

以上のような方法により、白窓信号が基準の位置にあ
るかどうかを検出し、それがずれている場合はコンバー
ゼンス回路にフィールドバックして補正することができ
る。しかし、フォトセンサ５の取付精度が不十分で、基
準の位置に合わせた時にコンバーゼンスがずれているこ
とも生じ得る。この場合のこのずれはフォトセンサ５の
位置のずれに対応した一定の値なので、これをあらかじ
め測定して第９図示の構成でメモリ16に貯えこれを補正
値として使用すれば完全な補正を行なうことができる。
この場合まず加算器15はメモリ16よりの補正値はこれを
無視し演算処理装置11の出力をコンバーゼンス回路17へ
送る。その状態でフォトセンサ５と白窓信号が基準の状
態になるようにコンバーゼンス補正を行ない、その後メ
モリ16にある補正量を加算器15で加算し完全なコンバー
ゼンス補正を行なうものである。

なお前記白窓信号の波形は方形に限定されず、コンバ
ーゼンス誤差測定箇所において、波形の移動方向に垂直
な画面上の直線に関し、波形7A,7Bが線対称であれば何
でもよい。

また鏡３面上の複数箇所にフォトセンサ５を配設し、
画面上の複数箇所でコンバーゼンス誤差の検出補正を行
なうことにより、偏向ひずみ、あるいは偏向ひずみによ
るコンバーゼンスの補正も可能である。

さらに本発明を白黒映像信号に適用すれば、その画面
位置ずれないし偏向ひずみ補正が可能であり、カラー映
像信号の各３原色映像信号に適用すればコンバーゼンス
補正が可能となる。

（発明の効果） 従来のこの種技術では、観視者が目で見てコンバーゼ
ンス誤差検出補正を実施していたため調整にかなりの時
間を要するものであった。そこでこれが欠点を排除する
ものとして前記特願昭61−192178号明細書記載の装置が
提案されているが、これは特殊な信号パターンを使用す
るという点で装置が複雑になるという問題点があった。

これに対し本発明では第３図のように例えば簡単な白
窓信号を用いるため信号発生器が簡単になり、２つの白
窓信号を切替えることにより第８図示の構成で単純にコ
ンバーゼンス誤差を得ることができ、前記特願昭報告の
ような重心法などの演算は必要としない。さらに第９図
示のように補正量をメモリにあらかじめ記憶することに
より正確なコンバーゼンス誤差補正ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に関わる背面投写型ディスプレイの構
成を示す図、 第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ従来例の映
像信号波形、本発明で使用する映像信号波形および本発
明での鏡上での輝度分布を示す図、 第３図は、本発明で水平方向にずれている２つの白窓信
号を切替えることを示す図、 第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第３図示信号時の鏡
上の３つの異なった輝度分布を示す図、 第５図は、フォトセンサの出力波形を示す図、 第６図は、本発明のコンバーゼンス誤差検出の構成を示
す図、 第７図（ａ），（ｂ）は、２つの白窓信号を切替える時
のフォトセンサの２つの異なった出力を示す図、 第８図は、本発明のコンバーゼンス誤差検出の別の構成
を示す図、 第９図は、さらに正確な補正を行なうための構成を示す
図である。 １……投写装置、2,3……鏡 ４……スクリーン、５……フォトセンサ 6,7……波形、８……輝度分布 ９……増巾器、10……A/D変換器 11……演算処理装置 12……サンプル・ホールド回路 13……遅延回路、14……バンドパスフィルタ 15……加算器、16……メモリ 17……コンバーゼンス回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投写型ディスプレイの匡体内に反射鏡を備
   え、非結像面である前記反射鏡面上にフォトセンサを配
   設して各色投写装置毎のコンバーゼンス誤差を検出する
   にあたり、誤差検出用の映像信号としてスクリーン上所
   定方向にずれている２つの白窓信号を用意し、これら２
   つの白窓信号を交互に切り替えて映出し、前記反射鏡面
   上のフォトセンサの２つの白窓信号に対応する出力が、
   フォトセンサと白窓信号による映出位置との位置関係に
   よって一義的に定まることに基づき、フォトセンサの出
   力変動からフォトセンサと白窓信号による映出位置との
   前記所定方向についての位置関係を逆算し、前記所定方
   向のコンバーゼンス誤差を検出することを特徴とする投
   写型ディスプレイのコンバーゼンス誤差検出方法。