JP3384012B2 - レジストレーション調整方法および該調整方法を用いた装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロジェクタ等におい
て発生する画歪や色ずれを補正するレジストレーション
調整方法および該調整方法を用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面で高精細度な画像を表示す
るスクリーン一体型のプロジェクタが各種実用化されて
いる。図６は、この種のプロジェクタ１の概略構成を示
す図である。この図において、ＳＣは画像が投影される
スクリーンである。このスクリーンＳＣの背面側には、
赤色成分（Ｒ）、緑色成分（Ｇ）および青色成分（Ｂ）
の各原色画像光を投光する投光部が備えられており、所
謂、スクリーン一体型のリア・プロジェクタとなる。こ
の投光部は、各原色画像光を発生するＣＲＴと、これら
各ＣＲＴ上に設けられ、原色画像光をスクリーンＳＣに
結像させる結像光学系とから構成される。

【０００３】上記構成によるプロジェクタ１では、設置
する向きに応じた地磁気（磁束）が投光部に加わるた
め、スクリーンＳＣ上へ結像される画像が歪んだり、Ｒ
ＧＢ各原色画像の表示位置が互いに異なり、色ズレが発
生する。そこで、このような画歪や色ズレが生じた場合
には、画歪や色ズレを補正するレジストレーション調整
がなされる。このレジストレーション調整とは、各原色
画像に表われる種々の歪成分（ピン歪、台形歪など）を
補正する信号波形を合成し、これを上記各ＣＲＴに備え
られる偏向回路に供給するものである。

【０００４】ここで、地磁気の影響により発生する画像
歪みについて図７〜図２０を参照して説明する。周知の
ように、画像が歪む要因としては、各ＣＲＴ内の電子ビ
ームが地磁気の影響を受け、そのビーム軌道が屈曲する
ことにある。以下、こうした要因による電子ビームの位
置ズレについて説明する。まず、ヘルムホルツコイルか
ら構成される磁気シールド室において、地磁気の磁束を
キャンセルしたゼロ磁場空間内にプロジェクタ１を配置
し、このゼロ磁場内でスクリーンＳＣ上の各点〜
（図７参照）におけるレジストレーション調整を行い、
各原色画像（ＲＧＢ）を形成する電子ビームのアライン
メントを完全に合せておく。

【０００５】次に、この状態を基準にとり、プロジェク
タ１を「東向き」、「西向き」、「南向き」および「北
向き」にそれぞれ配置した状態に相当する磁界を与え、
各向きの磁界を与えた時の上記各点〜での電子ビー
ムの位置ズレを測定する。なお、各配置の向きに相当す
る磁界は、ヘルムホルツコイルによって形成され、日本
国内での標準的強さとなるよう、垂直成分ＢＶを０．３
５ガウス、水平成分ＢＨを０．３０ガウスとしている。

【０００６】図８〜図１６は、こうした各磁界を与えた
場合の測定結果を示す図であり、それぞれスクリーンＳ
Ｃ上の各点（図８に対応）〜（図１６に対応）にお
ける電子ビームの位置ズレを表わしている。これらの図
において、電子ビームの位置ズレは、原点を上記基準と
する直交座標で表わしている。また、図８〜図１６にお
いて、図中に示す（Ｅ），（Ｗ），（Ｓ），および
（Ｎ）は、各々プロジェクタを「東向き」、「西向
き」、「南向き」および「北向き」に配置した時の測定
結果を表わしている。さらに、図中に示す「×」印およ
び「△」印は、それぞれ赤色成分Ｒおよび青色成分Ｂの
電子ビームの位置ズレをプロットしたものである。ま
た、「・」印は、緑色成分Ｇの位置ズレをプロットし、
これらを線分で繋げている。図８〜図１６に示す測定結
果から明らかなように、スクリーンＳＣの中央部点に
比べ、スクリーンＳＣの周辺４隅、、および点
の位置ズレが大きくなることが判る。

【０００７】次に、図１７〜図２０は、それぞれ「東向
き」、「西向き」、「南向き」および「北向き」に配置
した状態に相当する磁界を与えた場合において、図７に
示す点を前述した基準位置に合せるセンタリング調整
を施した結果を示す図である。すなわち、図１７は、プ
ロジェクタ１に「東向き」の磁界を与えた場合のセンタ
リング調整結果を示す。また、図１８は「西向き」の磁
界を与えた場合、図１９は「南向き」の磁界を与えた場
合、図２０は「北向き」の磁界を与えた場合のセンタリ
ング調整結果を示す。

【０００８】これらの図１７〜図２０において、点〜
における赤色成分Ｒの位置ズレをプロットした「×」
印は、一点鎖線で結ばれている。また、緑色成分Ｇの位
置ズレをプロットした「・」印は、破線で結ばれてい
る。さらに、青色成分Ｂの位置ズレをプロットした
「△」印は、２点鎖線で結ばれている。これらの図から
明らかなように、プリジェクタ１に「東向き」の磁界を
与えると、スクリーンＳＣの上辺右隅の点および下辺
左隅の点のズレが大きく（図１７参照）、一方、「西
向き」の磁界を与えると、スクリーンＳＣの上辺左隅の
点および下辺右隅の点のズレが大きくなる（図１８
参照）。

【０００９】さらに、プロジェクタ１に「南向き」の磁
界を与えると、スクリーンＳＣの左辺上隅の点および
左辺下隅の点のズレが大きく（図１９参照）、一方、
「北向き」の磁界を与えると、スクリーンＳＣの右辺上
隅の点および右辺下隅の点のズレが大きくなる（図
２０参照）。このように、スクリーンＳＣ中央部の点
を基準位置に合せるセンタリング調整を行っても、画面
の周辺部である点，，，では最大５〜６ｍｍの
位置ズレが生じてしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のレジ
ストレーション調整では、以上のような位置ズレを補正
するため、アナログ式では６０〜８０個のボリュームを
操作して電子ビームを偏向する偏向ヨークを調整する。
また、ディジタル式の場合には、３５〜５５ポイントで
カーソルを合せる操作が必要になり、いずれにしても極
めて複雑な調整作業となり、完全な調整を施すには熟練
が要求される。こうした調整作業を全てユーザ側で行う
のは不可能であるため、従来では上述したセンタリング
調整の内、赤色成分Ｒの電子ビームをセンタリングする
調整と、青色成分Ｂの電子ビームをセンタリングする調
整とがユーザに解放されていた。

【００１１】ところが、図１７〜図２０に示したよう
に、センタリング調整のみではスクリーンＳＣの周辺部
の点，，，（図７参照）に大きな位置ズレが残
ることになる。特に、近年の大画面化や高精細度化を鑑
みると、そのズレの許容範囲が小さくなる現状にある。
例えば、ハイビジョン映像を表示する５０インチのプロ
ジェクタでは、スクリーンＳＣ上で２ｍｍずれると、お
よそ水平ライン１本分のズレに相当することから、ズレ
の許容範囲は±２ｍｍとなる。したがって、ユーザに解
放する従来のセンタリング合せだけのレジストレーショ
ン調整方法では、これに対応することができなくなる。
これに対し、各原色画像に表われる種々の歪成分（ピン
歪、台形歪など）を補正するレジストレーション調整方
法は、熟練が要求され、一般にユーザには容易に行うこ
とができないという問題がある。

【００１２】結局、従来のレジストレーション調整方法
では、地磁気の影響による種々の画像歪をキャンセルす
る操作がユーザ側で行うことができず、ユーザによって
簡便に地磁気の影響をキャンセルできる調整方法を確立
することが望まれている現状にある。特に、近年の大画
面化および高精細度化が進むプロジェクタでは、簡便に
地磁気の影響をキャンセルする調整方法を確立すること
が急務とされている。そこで本発明は、極めて容易な操
作で地磁気の影響をキャンセルすることができるレジス
トレーション調整方法および該調整方法を用いた装置
を、提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、下記の手段を備えた表示装置を提供す
る。即ち、予め外部磁場を打ち消したゼロ磁場中でＣＲ
Ｔ画面の画歪を初期調整し、上記ゼロ磁場中から所定の
外部磁場が与えられた場合におけるＣＲＴ画面の歪を調
整する調整データを記憶する記憶手段と、上記ＣＲＴ画
面の中央部において上記初期調整がなされた位置に電子
ビームの位置を合わせる調整手段と、上記記憶手段に記
憶された上記調整データから上記調整手段が操作された
操作量に対応する補正データを算出し、該補正データに
基づき上記ＣＲＴ画面の周辺部に発生する画歪を補正す
ることを特徴とする表示装置を提供する。

【００１４】また、本発明は、下記の手段を含む歪調整
方法を提供する。即ち、予め外部磁場を打ち消したゼロ
磁場中でＣＲＴ画面の画歪を初期調整し、上記ゼロ磁場
中から所定の外部磁場が与えられた場合におけるＣＲＴ
画面の画歪を調整する調整データを記憶し、上記ＣＲＴ
の電子ビームの位置を調整する調整手段を操作すること
により、上記ＣＲＴ画面の中央部において上記初期調整
がなされた位置に上記電子ビームの位置を合わせるよう
に調整し、記憶された上記調整データから上記調整手段
が操作された操作量に対応する補正データを算出し、算
出された上記補正データに基づき上記ＣＲＴ画面の周辺
部に発生する画歪を補正することを特徴とする歪調整方
法を提供する。

【００１５】

【作用】本発明では、予め外部磁場を打消したゼロ磁場
中でＣＲＴ画面の中央へビームを位置させておき、この
後、該外部磁場中で再び前記ＣＲＴ画面の中央へビーム
位置を合せる。そして、このビーム位置合せ時の操作量
から外部磁場の方向およびその強度を検出し、検出され
た外部磁場の方向およびその強度に応じて前記ＣＲＴ画
面の周辺部に発生する画歪を補正する。したがって、極
めて容易な操作で地磁気の影響をキャンセルすることが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例によるレジストレー
ション調整の原理と、この原理に基づくレジストレーシ
ョン調整方法とについて図面を参照して説明する。 Ａ．レジストレーション調整の原理 まず、地磁気の影響により発生する画像歪について、前
述したスクリーン一体型のリア・プロジェクタ（図６参
照）を例に挙げて説明するものとする。スクリーン一体
型のプロジェクタでは、各原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎のＣＲ
Ｔが平行に配置されていないという構造に起因して地磁
気の影響を受ける。すなわち、リア・プロジェクタで
は、図６に示したように、スクリーンＳＣ上にＲ，Ｇ，
Ｂの各原色光を一致させるため、緑色（Ｇ）光を投射す
るＣＲＴに対して、赤色（Ｒ）光を投射するＣＲＴおよ
び青色（Ｂ）光を投射するＣＲＴがそれぞれ所定の角度
をなして配置されている。

【００１７】したがって、このような配置構造のもとで
は、各ＣＲＴには同一方向の地磁気が加わらず、各々異
なった角度で地磁気が加わることになる。ここで、図１
および図２を参照し、こうした地磁気によりＣＲＴ内の
電子ビームが受ける影響について説明する。なお、図１
は電子ビームの軌道に対して垂直な方向へ外部磁力Ｂ 1
が印加される場合を示しており、図２は外部磁力Ｂ₂が
斜めに印加される場合を示している。磁力は、電子ビー
ムに平行な成分ｚと、これに垂直な成分ｘ，ｙとに分解
される。ここで、ＣＲＴ画面上で水平方向の成分をｘ、
垂直方向の成分をｙと定義する。すなわち、ＣＲＴに印
加される外部磁界の内、電子ビームの軌道に影響を与え
るのは、上記成分ｘ，ｙとなる。

【００１８】電子ビームに成分ｘ，ｙの外部磁界が加わ
ると、スクリーンＳＣ上では、図３に示すように偏位す
る。例えば、ゼロ磁界中で画面中央に電子ビームが当る
状態から成分ｘ，ｙの外部磁界が加わると、画面中央に
位置する電子ビームの軌道が逸れてしまい、水平方向に
Ｘ、垂直方向にＹずれることになる。すなわち、成分
ｘ，ｙの外部磁界と、電子ビームの位置ずれＸ，Ｙと
は、下記（１）式の関係で表現することができる。すな
わち、 （Ｘ，Ｙ）≒（αｘ，αｙ） …（１） なお、（１）式におけるαは、電子ビームの速度や飛程
距離等によって決定される磁気感度の係数である。

【００１９】以上のことから明らかなように、図１およ
び図２に示す磁力Ｂ₁（ｘ₁＋ｙ₁）および磁力Ｂ₂（ｘ₂
＋ｙ₂＋ｚ₂）は、同一の地磁気であるから、（２）式の
関係となる。 ｘ₁＋ｙ₁＝ｘ₂＋ｙ₂＋ｚ₂ …（２） 従って、ｘ₁＋ｙ₁≠ｘ₂＋ｙ₂ …（３） 上記（１），（３）式より、Ｘ₁＋Ｙ₁≠Ｘ₂＋Ｙ₂
…（４） 上記（４）式より、地磁気が加わる方向が異なる場合、
画面上での電子ビームの位置も異なり、これが前述した
「位置ずれ」に相当することが判る。実際のＣＲＴで
は、図４に示すように、偏向中心を通った後では、同一
ＣＲＴ内でも電子ビームに加わる磁力の方向が変るため
に、画面中央部、画面上下部および画面左右部の全域で
複雑な位置ずれが発生することになる訳である。

【００２０】ところで、前述した従来のレジストレーシ
ョン調整において、ユーザ側により行われるセンタリン
グ補正は、電子ビームが電子銃を出てから偏向中心に至
るまでの間に加わる地磁気の影響をキャンセルするもの
である。したがって、偏向ヨーク（図４参照）を超えて
蛍光面へ到達するまでの間に加わる地磁気の影響はキャ
ンセルすることができない。こうしたことが、図１７〜
図２０に示した画面周辺部に発生する大きな位置ズレを
起こす原因となっている。

【００２１】ここで、図８〜図１６に示した測定結果を
分析すると、画面中央部（点：図１２参照）では、
「東西南北」の各方向から外部磁界を与えた場合、電子
ビームの位置ずれは、ゼロ磁界時を中心とした正方形状
をなすことが分る。この画面中央部においては、偏向ヨ
ーク（図４参照）によって電子ビームの進行方向が曲げ
られることがないため、地磁気（外部磁界）の影響が単
純な形で表われる。このような現象は、温度変化や経時
変化が全く無く、同一ＣＲＴを同一条件（高圧値やｆh
周波数等）で使用すれば、個々のばらつきも殆ど無いと
いう特徴もある。したがって、こうした特徴を利用すれ
ば、精度の高い地磁気検出手段として用いることが可能
になる。

【００２２】すなわち、画面上における電子ビームの移
動量は、元の位置のビームを戻すのに必要な仕事量と等
価である。したがって、地磁気の影響によって偏位した
ビーム位置を、ゼロ磁界時のビーム位置に戻すために必
要な仕事量は、地磁気の方向およびその強さに相当する
ことになる。すなわち、予めゼロ磁界中において画面中
央部に電子ビームが位置するようにしておき、地磁気の
影響により偏位する電子ビームの位置ずれを補正する調
整操作量から当該地磁気の方向とその強さを検出するこ
とが可能になる。

【００２３】このようにして検出される地磁気の方向と
その強さに応じてレジストレーション補正データを発生
する。この補正データは、予め測定しておいたプロジェ
クタ固有の地磁気特性データに基づき算出されるもので
ある。地磁気特性データとは、予めプロジェクタに対し
て代表的な磁場強度を「東向き」、「西向き」、「南向
き」および「北向き」で与え、これら各測定ケース毎の
レジストレーション（画歪や色ずれ）調整量をＲＯＭな
どの記憶手段に記録したものである。すなわち、検出し
た地磁気の方向とその強さに対応するレジストレーショ
ン（画歪や色ずれ）調整量が地磁気特性データに基づい
て算出され、これが補正データとなる。

【００２４】Ｂ．レジストレーション調整方法 次に、上述した調整原理に基づくレジストレーション調
整方法について説明する。まず、出荷前の検査工程にお
いて、初期レジストレーション調整を行う。この初期レ
ジストレーション調整とは、プロジェクタをゼロ磁界中
に設置して画像歪および色ずれを調整する作業を指し、
この場合、従来と同様に調整作業に習熟した操作員によ
ってなされる。この初期レジストレーション調整がなさ
れた時点で、ゼロ磁界でのビーム位置を示すマーカＭが
図５に示す態様でスクリーンＳＣの四隅にマーキングさ
れる。

【００２５】次いで、こうした出荷前の調整が施された
プロジェクタがユーザ側に設置されると、当該プロジェ
クタは地磁気の影響を受け、画面周辺部には、図１７〜
図２０に示すように、地磁気の方向およびその強さに応
じて画歪や色ずれが起こる。そこで、ユーザ側で上記マ
ーカＭに対応するようにビーム位置をセンタリング調整
する。ここで、プロジェクタでは、このユーザによって
なされたセンタリング調整量から現在受けている地磁気
の方向およびその強さを検出する。

【００２６】そして、予め測定しておいたプロジェクタ
固有の地磁気特性データに基づき、検出された地磁気の
方向およびその強さに応じたレジストレーション補正デ
ータを算出する。そして、この算出された補正データを
ゼロ磁界時のレジストレーション調整データに加えるこ
とによって、現在受けている地磁気の影響をキャンセル
するための調整データとなり、これに応じてユーザが調
整すれば、画面周辺部に発生する画歪や色ずれが解消さ
れることになる。

【００２７】このように、上述した実施例によれば、予
めプロジェクタ固有の地磁気特性データを用意してお
き、ユーザ側で行われるセンタリング調整結果から当該
プロジェクタに加わる地磁気の方向およびその強さが検
出される。そして、プロジェクタが備える地磁気特性デ
ータに基づいて検出された地磁気の方向およびその強さ
に応じたレジストレーション補正データと、ゼロ磁界時
のレジストレーション調整データとを加算した調整デー
タに従って調整することにより、画面周辺部に発生する
画歪や色ずれが極めて容易に除去されることになる。こ
のレジストレーション調整方法を、例えば、画面サイズ
が５０インチのプロジェクタに適用すると、従来、画面
周辺部に存在した５ｍｍの位置ずれが最大でも１ｍｍ程
度に抑えられ、ハイビジョン表示に対応可能となる。

【００２８】なお、この画面周辺部に発生する画歪や色
ずれは、プロジェクタのＣＲＴ配置構造に起因して発生
することから、同一機種であれば、セット間のばらつき
が殆ど無いという特徴があるので、上述した地磁気特性
データは各プロジェクタ毎に測定しておく必要はなく、
同一機種の内、一台を被測定対象にすれば良いことにな
る。また、ユーザ側で行うセンタリング調整を、周知の
オートセンタリング回路などによって自動化すれば、上
述した調整過程を全て自動化することが可能である。さ
らに、このようなレジストレーション調整は、プロジェ
クタが備えるマイクロプロセッサによって実現するた
め、新たなハードウェア構成を必要とせず、コストアッ
プを招致することなく達成することが可能になる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め外部磁場を打消したゼロ磁場中でＣＲＴ画面の中央
へビームを位置させておき、この後、該外部磁場中で再
び前記ＣＲＴ画面の中央へビーム位置を合せる。そし
て、このビーム位置合せ時の操作量から外部磁場の方向
およびその強度を検出し、検出された外部磁場の方向お
よびその強度に応じて前記ＣＲＴ画面の周辺部に発生す
る画歪を補正するので、極めて容易な操作で地磁気の影
響をキャンセルすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の原理を説明するための図
である。

【図２】同実施例の原理を説明するための図である。

【図３】同実施例の原理を説明するための図である。

【図４】同実施例によるレジストレーション調整方法を
説明するための図である。

【図５】同実施例によるレジストレーション調整方法を
説明するための図である。

【図６】同実施例が適用されるリアプロジェクタの概略
構造を示す図である。

【図７】従来のリアプロジェクタに発生するレジストレ
ーションを説明するための図である。

【図８】従来のリアプロジェクタに発生するレジストレ
ーション測定結果を示す図である。

【図９】従来のリアプロジェクタに発生するレジストレ
ーション測定結果を示す図である。

【図１０】従来のリアプロジェクタに発生するレジスト
レーション測定結果を示す図である。

【図１１】従来のリアプロジェクタに発生するレジスト
レーション測定結果を示す図である。

【図１２】従来のリアプロジェクタに発生するレジスト
レーション測定結果を示す図である。

【図１３】従来のリアプロジェクタに発生するレジスト
レーション測定結果を示す図である。

【図１４】従来のリアプロジェクタに発生するレジスト
レーション測定結果を示す図である。

【図１５】従来のリアプロジェクタに発生するレジスト
レーション測定結果を示す図である。

【図１６】従来のリアプロジェクタに発生するレジスト
レーション測定結果を示す図である。

【図１７】センタリング調整後に表われる画像周辺部の
位置ずれを説明するための図である。

【図１８】センタリング調整後に表われる画像周辺部の
位置ずれを説明するための図である。

【図１９】センタリング調整後に表われる画像周辺部の
位置ずれを説明するための図である。

【図２０】センタリング調整後に表われる画像周辺部の
位置ずれを説明するための図である。

【符号の説明】

１ プロジェクタ、 ＳＣ スクリーン、 Ｍ マーカ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−146190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−177785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−263389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−39994（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−81592（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−116087（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−316526（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 9/29 H04N 9/31

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め外部磁場を打ち消したゼロ磁場中でＣ
   ＲＴ画面の画歪を初期調整し、上記ゼロ磁場中から所定
   の外部磁場が与えられた場合におけるＣＲＴ画面の歪を
   調整する調整データを記憶する記憶手段と、 上記ＣＲＴ画面の中央部において上記初期調整がなされ
   た位置に電子ビームの位置を合わせる調整手段と、 上記記憶手段に記憶された上記調整データから上記調整
   手段が操作された操作量に対応する補正データを算出
   し、該補正データに基づき上記ＣＲＴ画面の周辺部に発
   生する画歪を補正することを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】上記ＣＲＴは、その各々が互いに所定の角
   度をなし、結像光学系によりスクリーンに結像されるよ
   うに配置された複数の投射管であり、 上記記憶手段は、上記複数の投射管について上記調整デ
   ータを記憶し、 上記調整手段は、上記スクリーンの中央部において上記
   初期調整がなされた位置に上記投射管の電子ビーム位置
   を合わせることを特徴とする請求項１に記載の表示装
   置。
3. 【請求項３】予め外部磁場を打ち消したゼロ磁場中でＣ
   ＲＴ画面の画歪を初期調整し、 上記ゼロ磁場中から所定の外部磁場が与えられた場合に
   おける上記ＣＲＴ画面の画歪を調整する調整データを記
   憶し、 上記ＣＲＴの電子ビームの位置を調整する調整手段を操
   作することにより、上記ＣＲＴ画面の中央部において上
   記初期調整がなされた位置に上記電子ビームの位置を合
   わせるように調整し、 記憶された上記調整データから上記調整手段が操作され
   た操作量に対応する補正データを算出し、 算出された上記補正データに基づき上記ＣＲＴ画面の周
   辺部に発生する画歪を補正することを特徴とする歪調整
   方法。