JP3506284B2 - プロジエクタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図１１及び図１２） 発明が解決しようとする課題（図１１及び図１３） 課題を解決するための手段 作用 実施例（図１〜図１０） （１）第１実施例 （２）第２実施例 （３）第３実施例 （４）他の実施例 発明の効果 【０００２】 【産業上の利用分野】本発明はプロジエクタ装置に関
し、例えば航空機等に設置される斜め投影型のリアプロ
ジエクシヨン装置に適用して好適なものである。 【０００３】 【従来の技術】従来、この種のプロジエクシヨン装置と
して、図１１に示す構成のものがある。 図１１におい
て示すリアプロジエクシヨン装置１は、プロジエクタ装
置２の映像光出射部３から出射された映像光Ｌ１を反射
鏡４で反射させ、スクリーン５の背面側に投影すること
により、スクリーン５の前面側に拡大された表示映像を
表示するように形成されている。 【０００４】プロジエクタ装置２は液晶表示装置（以
下、これをＬＣＤパネルと呼ぶ）６を内蔵しており、こ
のＬＣＤパネル６を入力映像信号によつて駆動させるこ
とにより形成した映像光Ｌ１を出射する。 【０００５】またスクリーン５の背面は、図１２に示す
ように断面が鋸歯状に形成されている。そして互いに平
行な第１の面５Ａは映像光Ｌ１を透過するようになされ
ていると共に、互いに平行な第２の面５Ｂは映像光Ｌ１
を反射するようになされている。これによりスクリーン
５の背面に対して斜め方向から入射した映像光Ｌ１は、
第２の面５Ｂによつて反射されスクリーン５の前面方向
に出射し、前面に映像光Ｌ１に基づく映像を拡大表示す
るようになされている。実際上、スクリーン５は、基準
面に対する映像光Ｌ１の入射角θが６０〔°〕以内であ
れば、映像光Ｌ１を前面側に反射できる構成になつてい
る。 【０００６】このようにリアプロジエクシヨン装置１
は、リアプロジエクシヨン装置１の下方に配置したプロ
ジエクタ装置２から反射鏡４を介してスクリーン５へ映
像光Ｌ１を出射する方法をとることにより、プロジエク
タ装置２をスクリーン５の真後ろに配置して直接スクリ
ーン５に映像光Ｌ１を出射する場合に比して、リアプロ
ジエクシヨン装置１全体を薄型化でき、航空機内等の限
られた空間を有効に利用して設置できるようになされて
いる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな斜め投影型のプロジエクタ装置２では、映像光出射
部３からスクリーン５までの光路差に基づく台形歪みが
スクリーン５上の表示映像に発生する問題がある。例え
ば図１１に示すリアプロジエクシヨン装置１では、映像
光Ｌ１のスクリーン５への斜め入射によつてスクリーン
５の上方と下方で、反射鏡４からスクリーン５への入射
光に光路差がある場合に、図１３に示すようにスクリー
ン５上で上方が小さく下方が大きくなるような台形歪み
が生じる。 【０００８】この台形歪みを回避するために、従来はプ
ロジエクタ装置とスクリーンとの間に光路差を相殺する
ような補正光学系を設けることにより、光学的補正を行
つている。しかし上述の方法は、筐体内の限られた空間
に補正光学系を設けなければならない欠点があつた。ま
た光路差を正確に相殺し得るような補正光学系を形成す
ることは実際上困難な問題がある。 【０００９】さらに、表示装置としてＬＣＤパネル６に
代えて３管３レンズの陰極線管装置（以下、これをＣＲ
Ｔと呼ぶ）によるプロジエクタ装置を用いる方法がある
が、３レンズ各々で色映像光を出射する位置が違うため
に、それぞれから出射される色映像光をスクリーン上で
重ね合わせる（所謂レジ合わせ）必要がある。このた
め、構成上複雑になる問題があつた。 【００１０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、スクリーンに対して映像光を投影することにより拡
大表示映像を形成する場合に、スクリーン上に表示され
る映像に生じる台形歪みを回避しかつ高画質の表示映像
を得ることのできる簡易な構成のプロジエクタ装置を提
案しようとするものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明においては、入力映像信号に応じた映像を標
準の画面縦横比よりも横長の液晶表示手段に表示させ、
当該液晶表示手段の表示面に表示される映像をスクリー
ンに斜め方向から投影することにより、当該スクリーン
上に拡大された映像を表示するようにしたプロジエクタ
装置であつて、斜め方向から投影することによつて生じ
るスクリーン上の表示映像の台形の歪みを相殺するよう
に、標準の画面縦横比の入力映像信号に対して、液晶表
示手段の表示面から上記スクリーンまでの距離が長い走
査位置ほど液晶表示手段の表示面に表示される映像の縦
方向及び横方向の圧縮率を大きくすることにより、当該
液晶表示手段の表示面に表示される映像が台形に歪むよ
うに映像信号を補正して補正映像信号を生成する台形歪
み補正回路と、補正映像信号に基づいて液晶表示手段上
に表示される台形の映像の平行する２辺のうちの長い辺
が液晶表示手段の表示面の幅方向の幅に一致するよう
に、台形の映像を横方向に引き延ばす変換処理を行うワ
イド画像形成回路とをプロジエクタ装置に設けた。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【作用】映像光の光源からスクリーンまでの光路差によ
つてスクリーン上で表示映像に生じる台形歪みを、台形
歪み補正回路によつて縦方向及び横方向において相殺す
るように補正して補正映像信号を生成し、さらに、補正
映像信号に基づいて液晶表示手段上に表示される台形の
映像の平行する２辺のうちの長い辺が当該液晶表示手段
の表示面の幅方向の幅に一致するように、台形の映像を
横方向に引き延ばす変換処理をワイド画像形成回路によ
つて行うことにより、入力される映像を縦方向及び横方
向で歪み補正した映像を表示できると共に、解像度及び
輝度の向上した高画質の表示映像を得ることができる。 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。 【００１８】（１）第１実施例 図１において示す台形歪み補正回路１０は、斜め投影型
のプロジエクシヨン装置におけるプロジエクタ装置２
（図１１）に内蔵されており、ＬＣＤパネル６（図１
１）でなる液晶表示手段を駆動するための補正映像デー
タを形成する。台形歪み補正回路１０は、映像信号Ｓ１
を信号分離回路１１に入力する。信号分離回路１１は、
入力される映像信号Ｓ１を同期信号、輝度信号及び色差
信号に分離した後、アナログ／デイジタル変換すること
により同期データＳ２、輝度データＳ３及び色差データ
Ｓ４を形成し、同期データＳ２をメモリ制御回路１２に
送出すると共に輝度データＳ３及び色差データＳ４をメ
モリ１３に送出する。 【００１９】メモリ１３は１フレーム分の映像データを
格納し得る構成となつており、メモリ制御回路１２によ
つて同期データＳ２に基づき形成された書き込み制御信
号Ｓ５に基づいて輝度データＳ３及び色差データＳ４を
格納する。これによりメモリ１３は１フレーム分の輝度
データＳ３及び色差データＳ４をそれぞれラインスキヤ
ン順に格納する。メモリ１３に格納されたデータは、メ
モリ制御回路１２によつて同期データＳ２に基づき形成
された読出アドレス信号Ｓ６に基づいて読み出される。
このようにして読み出された輝度データＳ７及び色差デ
ータＳ８は、線形演算回路１４に送出される。 【００２０】線形演算回路１４は輝度データＳ７及び色
差データＳ８に対して、予めプロジエクタ装置２（図１
１）からスクリーン５（図１１）までの光路差に応じて
設定された計算式を使つた演算を施すことにより、光路
差に基づきスクリーン５（図１１）上に生じる歪みを相
殺するような補正輝度データＳ９及び補正色差データＳ
１０を形成する。このとき線形演算回路１４はメモリ制
御回路１２から、現在何ライン目の輝度データＳ７及び
色差データＳ８を入力したかを表す制御信号Ｓ１１を受
け、当該制御信号Ｓ１１に応じた演算を施す。すなわち
スクリーン５（図１１）上での表示映像はラインによつ
て歪みの率が異なるため、線形演算回路１４はラインに
応じた異なつた演算をすることにより歪みを相殺する補
正データを形成する。実際には、線形演算回路１４はス
クリーン５（図１１）上での映像光の光路差による距離
が長い位置程、縦方向及び横方向においてデータの圧縮
率を大きくすることにより補正データを形成する。 【００２１】さらに線形演算回路１４は、演算過程にお
いて補間処理を施すことによりＬＣＤパネル６（図１
１）の各ドツトに対応するデータを形成するようになさ
れており、これによりＬＣＤパネル６（図１１）のピク
セルを最大限に利用し得るようになされている。 【００２２】信号合成回路１５は線形演算回路１４から
出力される補正輝度データＳ９及び補正色差データＳ１
０と、メモリ制御回路１２から供給される同期データＳ
２とを合成することにより補正映像データＳ１２を形成
し、当該補正映像データＳ１２を駆動信号としてＬＣＤ
パネル６（図１１）に送出する。 【００２３】以上の構成において、台形歪み補正回路１
０はスクリーン５（図１１）上で発生する歪みを相殺す
るような補正映像データＳ１２を形成する。ここで例え
ば図２に示すように、入力映像（図２（Ａ））をそのま
ま用いて表示映像を形成すると画面下方のライン程拡大
されるような場合（図２（Ｂ））には、台形歪み補正回
路１０は入力映像信号に対して、画面下方のライン程デ
ータの圧縮率を上げて補正映像データを形成する（図２
（Ｃ））。台形歪み補正回路１０は、線形演算回路１４
において所定の計算式に基づき、上方のラインはより少
ない入力ライン数で１つの補正ラインを形成し、下方の
ラインはより多くのライン数で１つの補正ラインを形成
することにより、上述のような処理を行う。またこのと
き線形演算回路１４は下方のライン程、画素方向での圧
縮率も高める。 【００２４】この結果、台形歪み補正回路１０は縦方向
（ライン方向）及び横方向（画素方向）の双方で台形歪
みを相殺するような補正映像データを形成する。そして
この補正映像データによつてＬＣＤパネル６（図１１）
を駆動することにより、プロジエクタ装置２（図１１）
は図２（Ｄ）に示すように縦方向及び横方向の双方で歪
みの無い映像をスクリーン５（図１１）上に表示する。
ここで例えば横方向でのみ歪み補正をした場合には、プ
ロジエクタ装置２（図１１）は図３に示すようにスクリ
ーン５（図１１）上に外形が台形形状ではなく、長方形
形状の一見歪みが相殺されたかのような映像を表示す
る。しかしこの表示映像は縦方向（ライン方向）におい
て下方になる程引き伸ばされ、結果として歪んだ映像と
なる。 【００２５】これに対してこの実施例の台形歪み補正回
路１０は、横方向の補正に加えて縦方向でも歪みを補正
することにより、全く歪みの無い表示映像を形成するこ
とができる。また台形歪み補正回路１０は、プロジエク
タ２やスクリーン５（図１１）の配置の変更によりスク
リーン５（図１１）上での歪みの状態が変化するような
場合には、線形演算回路１４の計算式をこれに応じて変
更することにより、他の構成を変更すること無く、容易
にこれに対処できる。 【００２６】以上の構成によれば、スクリーン５（図１
１）上での歪みを相殺するように、横方向に加えて縦方
向においても入力映像信号を補正するようにしたことに
より、スクリーン５（図１１）上に歪みの無い高画質の
表示映像を投影することができる。 【００２７】（２）第２実施例 図４は本発明の第２実施例の構成を示し、第１実施例に
おいて上述した台形歪み補正回路１０（図１）は入力映
像信号を補正することにより補正映像データＳ１２を形
成した後、当該補正映像データＳ１２をワイド画像形成
回路２１に送出する。ワイド画像形成回路２１は、台形
歪み補正回路１０から入力したスクリーン上での画面縦
横比が４：３になるような補正映像データＳ１２を、ス
クリーン上での画面縦横比が１６：９になるようなデー
タに変換することによりワイド補正映像データＳ２０を
形成し、当該ワイド補正映像データＳ２０を駆動信号と
してＬＣＤパネル２２に送出する。 【００２８】ワイド画像形成回路２１は、補正映像デー
タＳ１２を横方向に画面横方向の変化分だけ引き伸ばす
ような変換処理を施すことによりワイド補正映像データ
Ｓ２０を形成する。ここでＬＣＤパネル２２は１６：９
の縦横比でなり、ワイド補正映像データＳ２０に基づい
て駆動される。 【００２９】以上の構成において、ＬＣＤパネル２２は
台形歪み補正回路１０にて歪み補正した補正映像データ
Ｓ１２を、ワイド画像形成回路２１にてワイド補正映像
データＳ２０に変換し、そのワイド補正映像データＳ２
０を駆動信号として入力することにより駆動する。これ
により画面縦横比が４：３の映像を、画面縦横比が１
６：９の映像（図５）に変換することで歪みの補正に加
えて、映像の解像度及び輝度を向上し得る。 【００３０】すなわち、従来の画面縦横比が４：３の映
像では図６に示すようにＬＣＤパネルの３０％程が有効
画素であつたのに対して、画面縦横比が１６：９の映像
に変換することで、図７に示すようにＬＣＤパネルの有
効画素数を５０％までに向上することができる。従つて
有効画素数を増加し得ることにより、表示する映像の解
像度及び輝度を向上し得る。 【００３１】以上の構成によれば、入力される映像を縦
方向及び横方向で歪み補正した映像を表示できると共
に、映像の解像度及び輝度を向上し得る。 【００３２】（３）第３実施例 図１１との対応部分に同一符号を付して示す図８に示す
プロジエクシヨン装置３０において、プロジエクタ装置
３１をプロジエクシヨン装置３０の筐体内下部に配置す
る。 【００３３】また図９に示すＣＲＴプロジエクタ装置３
１において、青色の色映像光Ｌ２を出射するＣＲＴ４１
と緑色の色映像光Ｌ３を出射するＣＲＴ４２は、ハーフ
ミラー４３において色映像光Ｌ２及び色映像光Ｌ３が直
交する位置に配置されている。またＣＲＴ４１及びＣＲ
Ｔ４２からハーフミラー４３までの距離は等距離ａとな
つている。ＣＲＴ４１から出射された色映像光Ｌ２とＣ
ＲＴ４２から出射された色映像光Ｌ３とは、ハーフミラ
ー４３上にてレジ合わせされた色映像光Ｌ４を形成し、
ハーフミラー４４に４５〔°〕の角度で入射される。 【００３４】ハーフミラー４３から距離ｂの位置に配置
されるハーフミラー４４には、ＣＲＴ４５から出射され
る赤色の色映像光Ｌ５が入射され、ハーフミラー４４上
で上述の色映像光Ｌ４とレジ合わせされる。ＣＲＴ４５
は出射する色映像光Ｌ５が色映像光Ｌ４と直交する位置
で、かつハーフミラー４４とａ＋ｂの距離をなす位置で
配置されており、ＣＲＴ４５から出射される色映像光Ｌ
５はハーフミラー４４に４５〔°〕の角度で入射され
る。ハーフミラー４４上で重ね合わされた色映像光Ｌ４
及びＬ５は映像光Ｌ６を形成して、単レンズでなる投射
レンズ４６を介してプロジエクタ装置３１の外部へ出射
され、スクリーン上に所定の倍率で拡大され投影され
る。 【００３５】以上の構成において、ＣＲＴ４１、ＣＲＴ
４２及びＣＲＴ４５から出射された色映像光Ｌ２、Ｌ３
及びＬ５はハーフミラー４３及び４４にて重ね合わされ
ることで、ＲＧＢ各色を重ね合わせてレジ合わせされた
映像光Ｌ６として、投射レンズ４６を介してプロジエク
タ装置３１外部へ出射される。この結果、従来の３管３
レンズによるＣＲＴプロジエクタ装置の場合、斜め投影
型による投影方法ではスクリーン上でのレジ合わせに複
雑な機構を要し、実際上で不可能であつたのに比して、
プロジエクタ装置３１はハーフミラーを用いた簡易な構
成により容易にＣＲＴ４１、ＣＲＴ４２及びＣＲＴ４５
から出射される色映像光Ｌ２、Ｌ３及びＬ５のレジ合わ
せを行える。 【００３６】また出射する映像の台形歪み補正は、既存
のＣＲＴ偏向回路（図示せず）を用いることで容易に調
整し得る。それに加えてＣＲＴはＬＣＤパネルの有効画
素数に相当するものがないため、映像の台形補正後にお
いても補正前の明るさ及び画質を維持することができる
（図１０）。さらにＣＲＴはＬＣＤと比較して発光体自
体の大きさは大きいが、プロジエクタ装置３１の奥行き
をある程度抑えれば、図８に示すように上下及び左右方
向への大きさはある程度許容できるため、リアプロジエ
クシヨン装置３０を薄型化することができる。 【００３７】以上の構成によれば、簡易な構成によりス
クリーンに表示する映像の歪み補正ができ、かつ映像の
歪み補正後においても補正前の明るさ及び画質を維持す
ることができる。 【００３８】（４）他の実施例 なお上述の第１実施例においては、リアプロジエクシヨ
ン装置に用いる場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、ＯＨＰなどのスクリーン前方から映像光を投影
するものに用いてもよい。 【００３９】また上述の第１実施例においては、スクリ
ーン５に対する映像光の入射角に基づいた計算式を予め
設定した場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、ＣＰＵ等を用いて、スクリーン５への入射角が変化
した場合、外部から任意の値を入力することでそれに応
じた計算を行い、映像信号の圧縮率を可変させるように
してもよい。これにより、本装置の設置場所の変更や反
射鏡及びプロジエクタ装置の配置変更等でスクリーンへ
の入射角に変化があつても、素早い対応が可能となる。 【００４０】また上述の第２実施例においては、台形歪
み補正回路１０の後段にワイド画像形成回路２１を配置
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、台
形歪み補正回路１０の前段にワイド画像形成回路２１を
配置してもよい。この場合でも上述の実施例と同様の効
果を得ることができる。 【００４１】また上述の第３実施例においては、ＣＲＴ
４１、４２及び４５を画面縦横比４：３の映像を表示す
るものとして詳述したが、本発明はこれに限らず、画面
縦横比４：３で入力された映像信号を、画面縦横比１
６：９の映像信号に変換して出力してもよい。 【００４２】また上述の第３実施例においては、ＣＲＴ
４１、４２及び４５において出射する色映像光の色を限
定したが、本発明はこれに限らず、各ＣＲＴで出射する
映像光の色が重複しなければ順序を変えて用いてもよ
い。例えばＣＲＴ４１に青色に代えて赤色の色映像光を
出力させ、ＣＲＴ４２に緑色に代えて青色の色映像光を
出力させ、ＣＲＴ４５に赤色に代えて緑色の色映像光を
出力させる。この場合でも上述の実施例と同様の効果を
得ることができる。 【００４３】 【発明の効果】上述のように本発明によれば、映像光の
光源からスクリーンまでの光路差によつてスクリーン上
で表示映像に生じる台形歪みを、台形歪み補正回路によ
つて縦方向及び横方向において相殺するように補正して
補正映像信号を生成し、さらに、補正映像信号に基づい
て液晶表示手段上に表示される台形の映像の平行する２
辺のうちの長い辺が当該液晶表示手段の表示面の幅方向
の幅に一致するように、台形の映像を横方向に引き延ば
す変換処理をワイド画像形成回路によつて行うことによ
り、入力される映像を縦方向及び横方向で歪み補正した
映像を表示できると共に、解像度及び輝度の向上した高
画質の表示映像を得ることができる。 【００４４】 【００４５】

【図面の簡単な説明】 【図１】第１実施例の台形歪み補正回路を示すブロツク
図である。 【図２】第１実施例による台形歪みの補正を説明するた
めに供する略線図である。 【図３】第１実施例による台形歪みの補正を説明するた
めに供する略線図である。 【図４】第２実施例の構成を示すブロツク図である。 【図５】第２実施例による台形歪みの補正を説明するた
めに供する略線図である。 【図６】４：３の画面縦横比におけるＬＣＤパネルの有
効画素数の割合を示す略線図である。 【図７】１６：９の画面縦横比におけるＬＣＤパネルの
有効画素数の割合を示す略線図である。 【図８】第３実施例によるリアプロジエクシヨン装置を
示す略線図である。 【図９】第３実施例によるＣＲＴプロジエクタ装置を示
す略線的構成図である。 【図１０】ＣＲＴによる補正画面と、ＬＣＤによる補正
画面を示す略線図である。 【図１１】リアプロジエクシヨン装置の構成を示す略線
図である。 【図１２】スクリーンの断面形状と、入射光を説明する
ために供する略線図である。 【図１３】投影した映像の台形歪みの説明に供する略線
図である。 【符号の説明】 １、３０……リアプロジエクシヨン装置、２、３１……
プロジエクタ装置、３……映像光出射部、４……反射
鏡、５……スクリーン、５Ａ、５Ｂ……スクリーン背面
側の各面、６、２２……ＬＣＤパネル、１０……台形歪
み補正回路、１１……信号分離回路、１２……メモリ制
御回路、１３……メモリ、１４……線形演算回路、１５
……信号合成回路、２１……ワイド画像形成回路、４
１、４２、４５……ＣＲＴ（青、緑、赤）、４３、４４
……ハーフミラー、４６……単レンズの投射レンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/74 G03B 21/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】入力映像信号に応じた映像を標準の画面縦
   横比よりも横長の液晶表示手段に表示させ、当該液晶表
   示手段の表示面に表示される映像をスクリーンに斜め方
   向から投影することにより、当該スクリーン上に拡大さ
   れた映像を表示するようにしたプロジエクタ装置であつ
   て、 斜め方向から投影することによつて生じる上記スクリー
   ン上の表示映像の台形の歪みを相殺するように、標準の
   画面縦横比の上記入力映像信号に対して、上記液晶表示
   手段の表示面から上記スクリーンまでの距離が長い走査
   位置ほど上記液晶表示手段の表示面に表示される映像の
   縦方向及び横方向の圧縮率を大きくすることにより、当
   該液晶表示手段の表示面に表示される映像が台形に歪む
   ように上記映像信号を補正して補正映像信号を生成する
   台形歪み補正回路と、 上記補正映像信号に基づいて上記液晶表示手段上に表示
   される台形の映像の平行する２ 辺のうちの長い辺が当該液晶表示手段の表示面の幅方向
   の幅に一致するように、上記台形の映像を横方向に引き
   延ばす変換処理を行うワイド画像形成回路と を具えるこ
   とを特徴とするプロジエクタ装置。