JP5891377B2 - 投写型映像表示装置及びこれを用いたマルチスクリーンシステム - Google Patents

Description

本発明は、投写型映像表示装置に関し、特に、投写面の照度調整を行えるようにした投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置において、従来、映像が投写されるスクリーン等の投写面の照度を調整する手段としては、測定器を用いて投写面の照度を測定し、この測定値に基づいて投写型映像表示装置から投写される映像光の明るさを調整するという方法が知られている。しかし、この方法では、ユーザが投写面付近までわざわざ赴き、投写面の照度を手動で計測しなければならないため、非常に手間が掛かるとともに、それに伴う複雑な作業が必要になるという問題があった。

また、光源ランプは、使用時間の経過につれ、経時変化により性能が劣化して明るさが低下するため、投写面の照度が時間の経過とともに低下する。このため、時間の経過を見計らって時々投写面の照度をチェックする必要もあり、実用的でないという問題があった。

そこで、これを解決するものとして特許文献１に記載のものが開発された。
特許文献１に記載のものは、投写面の照度と一定の関係にある、光源ランプから投写レンズまでの光路中の直接光又は間接光の明るさを測定して、この明るさを一定に調整することにより投写面の照度を一定に調整しようとするものである。すなわち、この特許文献１の場合には、光源ランプから投写レンズまでの光路中の直接光又は間接光の明るさを一定とすることにより、経時変化による光源ランプの輝度の低下を補正するものである。

特開２００９−３７１６０号公報

ところが、投写面の照度は、一般に、光源ランプの経時変化によってのみ変化するのではなく、光学系部品の特性が製品毎にばらつくことや、これら光学系部品の経時変化も製品毎にばらつくことなどによっても変化する。特許文献１は、これら要素を何ら考慮していないため、なお改善の余地が残されている。

例えば、液晶ライトバルブを構成する液晶パネルや偏光板は、経時変化により性能が劣化し、光の透過性が劣化する。したがって、光路中の直接光又は間接光の明るさを測定する位置が光ライトバルブの入射側であると、光ライトバルブを構成するこれら部品の性能劣化が測定照度に反映されない。また、前述の光源ランプから投写レンズまでの光路中の直接光又は間接光の明るさを測定する方式では、投写レンズをレンズシフトさせた場合に予定通りの投写面の照度を得ることができないという問題があった。さらに、複数の投写型映像表示装置を組み合わせて一つの映像を形成するマルチスクリーンシステムに適用する場合には、製品に取り付けられている光学系部品及び照度センサの性能のばらつきや経時変化のばらつき、照度センサの製品毎の僅かな取付状態の相違などにより、複数の投写面間で照度を均一にすることが難しいという問題もあった。

本発明は、このような従来技術における問題点を解決するものであって、光学系部品や照度センサの製品毎の特性のばらつき及び経時変化のばらつき、並びに、レンズシフトによる影響を受けることなく投写面の照度を一定に調整し得る投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明に係る投写型映像表示装置は、光源から出射された光を分光する分光手段と、前記分光手段により分光された光を変調する変調手段と、前記変調手段により変調された光を合成する光合成手段と、前記光合成手段により合成された光を投写する投写レンズと、前記投写レンズの光軸を左右方向及び上下方向に平行移動するように移動させるレンズシフト装置と、前記レンズシフトの位置を検出する位置検出器と、前記投写レンズに入射する光から発生する迷光を検出する照度センサと、前記照度センサにより実測されるセンサ実測値に基づいて投写レンズから出射される光の明るさを調整する制御部と、レンズシフトさせた場合とさせない場合との基準投写面における画面照度の測定値を対比した照度比とレンズシフトの位置との相関を示す照度比テーブルを記憶した記憶部とを有し、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記照度比テーブルを使用して、前記位置検出器により検出されたレンズシフトの位置に対する照度比を算出すると共に、この算出された照度比に基づき照度センサ目標値を算出し、前記センサ実測値が前記照度センサ目標値に一致するように投写レンズから出射される光の明るさを調整することを特徴とする。
このような構成によれば、光学系部品や照度センサの製品毎の特性のばらつき及び経時変化のばらつき、並びに、レンズシフトによる影響を受けることなく投写面の照度を一定に調整することができる。
請求項２記載の発明は、光源から出射された光を分光する分光手段と、前記分光手段により分光された光を変調する変調手段と、前記変調手段により変調された光を合成する光合成手段と、前記光合成手段により合成された光を投写する投写レンズと、前記投写レンズの光軸を左右方向及び上下方向に移動するように移動させるレンズシフト装置と、前記レンズシフトの位置を検出する位置検出器と、前記投写レンズに入射する光から発生する迷光を検出する照度センサと、操作部と、製品使用前にレンズシフトさせない状態で白色光を投写して測定された、基準投写面の画面照度である画面照度初期値と、前記照度センサにより測定された測定値であるセンサ照度初期値との相関を示す初期照度テーブル、並びに、レンズシフトさせた場合とさせない場合との基準投写面における画面照度の測定値を対比した照度比とレンズシフトの位置との相関を示す照度比テーブルを記憶した記憶部と、前記操作部から画面照度調整指令が出力されるとともに基準投写面における画面照度設定値が設定された場合に、この画面照度設定値を前記画面照度初期値とした場合のセンサ照度初期値を前記初期照度テーブルから算出してこれをセンサ照度設定値とし、さらに、このセンサ照度設定値を、前記位置検出器により測定されたレンズシフトの位置に対応するように前記照度比テーブルに基づき補正してセンサ照度目標値とし、実際に光源を点灯して白色光を投写したときに前記照度センサにより実測されるセンサ照度実測値が前記センサ照度目標値に一致するように前記投写レンズから出射される光の明るさを調整する制御部とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、投写型映像表示装置を実際に使用する現場において、ユーザが操作部から画面照度調整指令を出力するとともに基準投写面における画面照度設定値を設定すると、記憶部に記憶されたテーブルを使用して機内に設置された照度センサにより実測されるべきセンサ照度目標値が算出される。算出されたセンサ照度目標値は、光学系部品の経時変化やその性能のばらつき、及びレンズシフト位置による影響を解消する明るさを得るために測定されるべきセンサ照度である。そして、照度センサにより実測されるセンサ照度実測値が、前記センサ照度目標値となるように投写レンズから出射される光の明るさが調整され、光学系部品の経時変化やその性能のばらつき、及びレンズシフト位置による影響を補償した一定の画面照度を得ることができる。なお、投写レンズから出射される光の明るさを調整する方法としては、光源ランプの出力を調整する、液晶パネルなどの光変調装置に出力される映像信号出力を調整する、光源ランプから投写レンズに至る光学系内に絞り装置を設けこの絞り装置の絞り度を調節するなどの方法を適用することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の投写型映像表示装置において、前記初期照度テーブルは、製品毎に測定されたデータに基づくものであり、前記制御部は、この製品毎の初期照度テーブルに基づき製品毎にセンサ照度設定値を算出することを特徴とする。

このような構成によれば、初期照度テーブルに製品毎の性能のばらつきが織り込まれる。したがって、センサ照度設定値が製品毎に保有される初期照度テーブルを使用して算出されることにより、製品毎の初期性能のばらつき、製品毎の経時変化のばらつきを解消することができる。また、複数台の投写型映像表示装置を使用するマルチスクリーンシステムのような場合には、スクリーン相互間の明るさを一定に調整することが可能になる。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の投写型映像表示装置において、前記初期照度テーブルは、光源の最小出力時に前記照度センサにより測定された測定値であるセンサ照度初期値と、光源の最大出力時に前記照度センサにより測定された測定値であるセンサ照度初期値とからなり、前記制御部は、前記初期照度テーブルとして記憶された前記二つのセンサ照度初期値から、補間方法によりセンサ照度設定値を算出するように構成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、光源ランプの最小出力時に照度センサにより測定された測定値と、光源ランプの最大出力時に照度センサにより測定された測定値との両極の値を保有するのみで初期照度テーブルを構成することができる。したがって、初期照度テーブル作成工数が節減でき生産性を向上させることができる。なお、このような両極の値とその間を埋めるデータとを保持している場合と比較しても、精度に大きな差異のないことが実際データとして確認されている。

請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の投写型映像表示装置において、前記照度比テーブルは、レンズシフトの位置を、上下方向には最大シフトさせた上下位置とシフトさせない中央位置との３段階とし、左右方向には最大シフトさせた左右位置とシフトさせない中央位置との３段階とした計９個とし、上下方向及び左右方向にシフトさせない中央の画面照度の測定値に対する他の各位置における画面照度の測定値の比を照度比として備えたテーブルであり、前記制御部は、前記照度比テーブルに記憶された照度比に基づき、前記算出されたセンサ照度設定値を補間演算により補正し、これをセンサ照度目標値とするように構成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、照度比テーブルとして９点のレンズシフト位置における画面照度についての測定値をデータとして保有することにより、全てのレンズシフト位置に対応してセンサ照度目標値を補間演算して算出することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の複数の投写型映像表示装置を組み合わせ、各投写型映像表示装置から投写されるスクリーンで一つの画面が形成されることを特徴とする。

このような構成によれば、マルチスクリーンシステムの各投写型映像表示装置から投写されるスクリーン間において、画面照度のばらつきを補償することができる。一般に、マルチスクリーンシステムでは、各投写型映像表示装置に使用される光源ランプ、ライトバルブなどの光学系部品の初期光学特性にばらつきがあり、さらに経時変化にもばらつきがあるため、各投写型映像表示装置対応のスクリーン間の画面照度にばらつきが生じやすい。しかし、本発明に係る投写型映像表示装置を用いることにより、このようなばらつきを補償することができる。

本発明に係る投写型映像表示装置によれば、照度センサにより実測されるセンサ照度実測値が、このセンサ照度目標値となるように投写レンズから出射される光の明るさが制御されることにより、光学系部品の経時変化やその性能のばらつき、及びレンズシフトの位置による影響を補償した一定の画面照度を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置の光学系の系統図である。 同投写型映像表示装置における照度センサ取付位置の説明図であり、（ａ）は投写レンズがレンズシフトされていないとき、（ｂ）は投写レンズが上方へレンズシフトされているとき、（ｃ）は投写レンズが下方へレンズシフトされているとき、それぞれの状態説明図である。 同投写型映像表示装置における制御系の機能ブロック図である。 同投写型映像表示装置を複数台用いたマルチスクリーンシステムの一例を説明する説明図である。 同投写型映像表示装置における画面照度調整処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係る投写型映像表示装置について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、光学系を構成する光学部品として、光源ランプ１、インテグレータレンズ２、偏光変換素子３、集光レンズ４、ダイクロイックミラー５，６、反射ミラー７．８，９、液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ、及びクロスダイクロイックプリズム１１、投写レンズ１２等を備えている。

上記光学系においては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプ１から白色光が出射される。光源ランプ１から出射された白色光は、インテグレータレンズ２により光量の分布が均一化されるとともに、偏光変換素子３により偏光方向が一方向に揃えられ、集光レンズ４により適宜収束される。そして、光源ランプ１から出射された白色光のうち、赤色光はダイクロイックミラー５を透過し、緑色光及び青色光はダイクロイックミラー５で反射される。次いで、緑色光はダイクロイックミラー６で反射され、反射された青色光はダイクロイックミラー６を透過する。このようにして光源ランプ１から出射された白色光から赤色光、青色光、及び緑色光が分離される。

ダイクロイックミラー５を透過した赤色光は、反射ミラー７で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ１０Ｒに導かれる。また、ダイクロイックミラー６で反射された緑色光は、緑色光用の液晶ライトバルブ１０Ｇに導かれる。また、ダイクロイックミラー６を通過した青色光は、反射ミラー８，９で反射されて青色光用の液晶ライトバルブ１０Ｂに導かれる。このようにして、赤色光、緑色光及び青色光は、液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおいて光変調されて出射される。そして、出射された変調光は、クロスダイクロイックプリズム１１で合成されて映像光として投写レンズ１２により拡大投写される。

液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、詳しくは図示しないが、液晶パネル１０ｒ，１０ｇ，１０ｂ（符号は図３参照）や、この液晶パネル１０ｒ，１０ｇ，１０ｂの入射側及び出射側に設けられた偏光板、光学補償板などにより構成されている。

クロスダイクロイックプリズム１１は、複数のプリズムを貼り合わせて形成された色合成プリズムであって、液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおいて変調された赤色光、緑色光及び青色光を合成する光学部品である。正六面体のクロスダイクロイックプリズム１１は、液晶ライトバルブ１０Ｒを透過した赤色光が入射する入射面と、液晶ライトバルブ１０Ｇを透過した緑色光が入射する入射面と、液晶ライトバルブ１０Ｂを透過した青色光が入射する入射面と、合成された映像光が出射される出射面とを備えている。

投写レンズ１２は、具体的には図示されていないが、投写レンズ１２の光軸を左右方向及び上下方向に平行移動するように移動させるレンズシフト装置を付属している。このレンズシフト装置は、投写映像に台形歪みを生じさせずに、投影映像を所定範囲内で上下左右に移動させるものである。

なお、上記光学系には、上記に説明した部品以外に、光源ランプ１から出射された光を伝達するためのリレーレンズや、液晶ライトバルブに入射する光を集光するための集光レンズ等が設けられているが、ここでは、これら光学部品の図示及びその説明を省略している。

また、クロスダイクロイックプリズム１１の入射面に対応して設けられる各液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、クロスダイクロイックプリズム１１に対して支持部材を使用して一体的に固定されている。これにより、クロスダイクロイックプリズム１１と各液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとが相互の支持部材を介して一体化された、所謂プリズムブロック１３を形成している。

プリズムブロック１３は、図２に図示されるように、投写レンズ１２を支持する支持部材の近くに設けられ、クロスダイクロイックプリズム１１の出射面が投写レンズ１２と対向して設けられる構成となっている。また、プリズムブロック１３を構成する上部の支持部材１３ａの投写ランプ側の水平方向の中央部には、クロスダイクロイックプリズム１１で合成されて投写レンズ１２に入射する手前の映像光から発生する迷光を受けるように、照度センサ１４が設けられている。

この迷光には、投写レンズ１２に入射する映像光のうち投写レンズ１２の入射面で反射される反射光が含まれる。投写レンズ１２がレンズシフトされると、照度センサ１４と投写レンズ１２との距離が変化するため、照度センサ１４に入射する反射光の光量が変化する。また、投写レンズ１２がレンズシフトされると、プリズムブロック１３から出射される光の光軸と、投写レンズ１２の光軸とがずれるため、投写レンズ１２に入射される光量が変化する。照度センサ１４は、これら要素を考慮してプリズムブロック１３の上部支持部材の水平方向の中央部に配置されている。

例えば、投写レンズ１２が上方へシフトされた場合は、図２（ｂ）に示すように、投写レンズ１２と照度センサ１４との距離が近くなるため、照度センサ１４による測定値が大きくなるとともに、クロスダイクロイックプリズム１１の光軸と投写レンズ１２の光軸とのずれにより、投写レンズ１２に入射される光量は減少すると考えられる。また、投写レンズ１２が下方へシフトされた場合は、図２（ｃ）に示すように、投写レンズ１２と照度センサ１４との距離が遠くなるため、照度センサ１４による測定値が小さくなるととともに、クロスダイクロイックプリズム１１の光軸と投写レンズ１２の光軸とのずれにより、投写レンズに入射される光量は減少すると考えられる。

照度センサ１４は、投写面の照度を一定にするという目的に照らし、最終出力の映像光の明るさ、すなわち、投写レンズ１２から出射される光の明るさを検出することのできる位置として、上記のようにプリズムブロック１３の上方の支持部材１３ａの投写レンズ１２に近い位置に設けられている。ただし、この位置に設けただけでは、レンズシフトによる投写レンズ１２からの反射光の増減による影響と、光源ランプ１の劣化による投写レンズ１２への入射光量の減少による影響とを判別できないという問題がある。しかしながら、本発明においては、後述する画面照度調整方法により、この問題を解消している。

次に、本投写型映像表示装置における映像信号を生成する信号処理系について図３の機能ブロック図に基づき説明する。
投写型映像表示装置における信号処理系は、図３のブロック図に示すように、制御部２１、記憶部２２、映像信号入力部２３、映像信号処理部２４、液晶パネル駆動部２５、光源ランプ駆動部２６、操作部２７、位置検出器２８等を備えている。

制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や各種データ等の一次記憶に用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、記憶部２２に記憶された制御プログラム等を実行して、プロジェクタの動作を総括制御する。このために、制御部２１は、それ自身に接続されている各部から入力される各種データを演算するとともに、演算結果を各部に出力する。また、制御部２１は、操作部２７からの操作指令に基づき画面照度を一定とするように投写レンズ１２から出射される光の明るさを制御する。投写レンズ１２から出射される光の明るさを制御する方法としては、光源ランプ１の出力を調整する、液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに出力される映像信号出力を調整する、光源ランプ１から投写レンズ１２に至る光学系内に絞り装置を設けこの絞り装置の絞り度を調節するなどの方法を適用することができる。

記憶部２２は、マスクＲＯＭ（Read Only Memory）や、フラッシュメモリ等の不揮発メモリにより構成されている。記憶部２２には、制御部２１が実行する制御プログラムや、投写レンズ１２から出射される光の明るさを制御するのに必要な初期照度テーブル２２ａやレンズシフト時の補正用の照度比テーブル２２ｂなどが記憶されている。なお、初期照度テーブル２２ａ及び照度比テーブル２２ｂの詳細は後述する。

映像信号入力部２３には、入力端子２３ａを介し、各種映像再生機器からの映像信号が入力される。映像信号入力部２３は、アナログＰＣ、デジタルＰＣ、ビデオ、テレビなどの各種映像再生機器からの投写映像信号に対応し得るようにアナログＩ／Ｆ、デジタルＩ／Ｆ、ビデオＩ／Ｆ、などの入力インターフェースを備えている。そして、映像信号入力部２３に入力された映像信号は、Ａ／Ｄ変換、デコード等の適宜の処理が行われてデジタル信号に変換されて映像信号処理部２４へ出力される。

映像信号処理部２４は、映像信号入力部２３から出力された映像信号を、１フレーム毎に付属のフレームメモリ（図示せず）に書き込むとともに、フレームメモリに記憶された映像を読み出す機能を有する。そして、映像信号処理部２４は、制御部２１の指示に基づき、入力された映像信号に対しスケーリング処理、ガンマ補正、輝度補正、台形歪み補正などの一般的な映像処理を行い、このように処理された映像信号を液晶パネル駆動部２５へ出力する。

液晶パネル駆動部２５は、映像信号処理部２４から出力された映像信号を、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶パネル１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを駆動することのできる信号形態に変換する。また、この液晶パネル駆動部２５においては、赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶パネル１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを駆動するための駆動パルスが同時に生成される。

光源ランプ駆動部２６は、電源部（図示せず）から入力された直流の電圧を、光源ランプ１を駆動するのに適した波形の電圧に変換するものであって、始動時あるいは定常動作時などに、それぞれに適した波形の電圧を出力する。また、投写レンズ１２から出射される光の明るさを調整する方法として光源ランプ１の出力を調整する場合は、制御部２１からの指示に基づき光源ランプ１を所定の出力で運転する。

操作部２７は、ユーザが機器を操作するために設けられたものであって、本体に取り付けられている操作キーによる操作とリモコン２７ａによる操作とを可能としている。また、操作部２７は、本発明においては後述する画面照度調整処理の開始を指令するキー有する。

次に、記憶部２２に記憶される初期照度テーブル２２ａについて説明する。
初期照度テーブル２２ａは、使用開始前の投写型映像表示装置をレンズシフトさせない状態とし、光源ランプ１の出力を変化させてデータ測定用の基準投写面の画面照度を変化させながら、基準投写面の画面照度と照度センサ１４により測定されるセンサ照度とを測定し、両者の相関を示めしたテーブルである。なお、このとき基準投写面に投写される光は白色光としている。

基準投写面の照度測定は、社団法人日本工業事務機械工業会で制定する照度測定方法に基づき、基準投写面を９分割しそれぞれの中心部分の照度を測定し、その平均値に投写サイズの面積を乗じて算出される照度［ｌｍ］とする。なお、本明細書においては初期照度テーブル２２ａを作成するために測定される基準投写面の照度を、画面照度初期値Ｘ１としている。この基準投写面の照度測定は、機内の照度センサ１４とは別の、テスト工程に使用される測定器により行われる。また、上記測定において照度センサ１４により測定されるセンサ照度をセンサ照度初期値Ｙ１としている。

表１は、このようにして測定された初期照度テーブル２２ａを作成するための基礎データの一例である。この表１においては、光源ランプ１の出力を変化させることにより画面照度初期値Ｘ１を９４６０［ｌｍ］から１１９９０［ｌｍ］まで多段階に亘って変化させ、そのときの基準投写面の画面照度と照度センサ１４により測定されるセンサ照度とを測定している。この表１においては、前述の定義の通り、画面照度初期値Ｘ１は測定された基準投写面の画面照度であり、センサ照度初期値Ｙ１は照度センサ１４により測定されたセンサ照度である。また、この表１においては、投写型映像表示装置である３台の製品Ａ，Ｂ，Ｃについてそれぞれ測定している。

このように、製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎にデータを取得し、製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎に初期照度テーブルを作成するのは、光学系部品及び照度センサ１４の初期特性や経時変化が製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎にばらついていること、さらには、照度センサ１４の取付状態も製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎にばらつくためである。そして、このようなばらつきを避けることが難しいため、製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎に経時変化を補償する必要があるとの考えに基づく。

また、この表１においては、画面照度初期値Ｘ１の最小値ｐ１及び最大値ｐ２、並びに、これに対応するセンサ照度初期値Ｙ１の最小値ｑ１及び最大値ｑ２のみをテーブルとして記憶し、この最小値ｑ１及び最大値ｑ２の間の数値を補間方法により算出した場合に、実際の測定値と整合するか確認のために算出している。表中の画面照度演算値Ｘ１ｃは、このようにして算出されたものである。

すなわち、任意に選定される画面照度初期値Ｘ１に対する画面照度演算値Ｘ１ｃを、次式により算出している。
画面照度演算値Ｘ１ｃ
＝（センサ照度初期値Ｙ１−ｑ１）×（ｐ２−ｐ１）／（ｑ２−ｑ１）＋ｐ１
上式中、センサ照度初期値Ｙ１は任意に選定された画面照度初期値Ｘ１に対応するセンサ照度初期値Ｙ１である。また、この場合、表１からよく分かるように画面照度演算値Ｘ１ｃが概ね画面照度初期値Ｘ１に一致している。

したがって、任意の画面照度初期値Ｘ１に対応するセンサ照度演算値Ｙ１ｃも、同様に次式により補間演算して算出されるが、実際の測定値であるセンサ照度初期値Ｙ１と略同一になることが確認された。これを次に具体的に説明する。

センサ照度演算値Ｙ１ｃ
＝（画面照度初期値Ｘ１−ｐ１）×（ｑ２−ｑ１）／（ｐ２−ｐ１）＋ｑ１
上式中画面照度初期値Ｘ１は任意に選定されたものである。この結果から、例えば、目標とする画面照度、すなわち画面照度設定値Ｘ２を１００００［ｌｍ］と設定した場合は、照度センサ１４により測定されるべきセンサ照度初期値Ｙ１が表２のセンサ照度演算値Ｙ１ｃのようになればよいことが分かる。なお、表２には、画面照度設定値Ｘ２を１００００［ｌｍ］と設定した場合に前記式から演算される画面照度演算値Ｘ１ｃをも記載している。

以上のことから、初期照度テーブル２２ａとしては、少なくとも画面照度初期値Ｘ１の最小値ｐ１及び最大値ｐ２、並びに、これに対応するセンサ照度初期値Ｙ１の最小値ｑ１及び最大値ｑ２を備えていれば投写面の照度を均一化する目的に適応させることができる。

また、センサ照度演算値Ｙ１ｃは、画面照度初期値Ｘ１を実現するために照度センサ１４において検出されるべき測定値を示すことになるため、画面照度設定値Ｘ２が設定された場合投写レンズ１２から出射される光の明るさを調節する際に目標とする照度センサ１４により測定されるべきセンサ照度、すなわちセンサ照度設定値Ｙ２を付与する。すなわち、後述する画面照度調整処理を開始するに当たり、設定される画面照度初期値Ｘ１は、この調整作業における画面照度の設定値となることから、これを画面照度設定値Ｘ２として取り扱う。また、この画面照度設定値Ｘ２に対応するセンサ照度演算値Ｙ１ｃはレンズシフトしない場合に照度センサ１４により測定されるべき目標のセンサ照度となることから、これをセンサ照度設定値Ｙ２としている。

次に、シフト補正用の照度比テーブル２２ｂについて説明する。
照度比テーブル２２ｂは、投写レンズ１２をレンズシフトさせない場合とさせた場合との基準投写面における画面照度の測定値を対比した照度比と、レンズシフト位置との相関を表すデータを保有する。これは、レンズシフト装置により投写レンズ１２をシフトさせたときの、投写面の照度への影響を補償し、レンズシフトさせた場合において投写面の照度を一定にするためには、レンズシフトさせない状態における画面照度設定値Ｘ２をどのように補正すればよいかのデータを得るためのものである。

表３は、その一例を示す。この表においては、レンズシフトさせない場合の基準投写面の画面照度の測定値に対する、レンズシフト位置を上下方向に及び左右方向に変化させた場合の基準投写面の画面照度の測定値の照度比、をデータ化したものである。測定されているレンズシフト位置は、最大シフトさせた上下位置とシフトさせない中央位置との３段階とし、左右方向には最大シフトさせた左右位置とシフトさせない中央位置との３段階とした計９ポイントである。なお、この９ポイントに含まれる上下方向及び左右方向の何れにもシフトさせない基準位置のデータは、前述のレンズシフトさせない場合の基準投写面における画面照度初期値Ｘ１に相当する。

表３においては、上下方向及び左右方向の何れにも投写レンズ１２をレンズシフトさせない基準位置における画面照度の測定値が９８００ｌｍであり、これを基準値、すなわち１として、各レンズシフト位置における画面照度の測定値とを対比させて照度比を算出している。この表から分かるように、投写レンズ１２をレンズシフトさせると、プリズムブロック１３の光軸と投写レンズ１２の光軸にずれが生じるため、画面照度が低下している。

次に、このテーブルを使用して、レンズシフトさせた場合に設定された画面照度設定値Ｘ２をどのように補正すればよいかについて、３台の投写型映像表示装置、すなわち、図４に示すように、製品Ａ，Ｂ，Ｃを組み合わせ、各投写型映像表示装置から投写されるスクリーンで一つの画面を形成するマルチスクリーンシステムを具体例として説明する。

ここでは、このマルチスクリーンシステムにおいては製品Ａ，Ｂ，Ｃが台Ｍ上に並べられている。また、この例においては、台Ｍが段付きとなっており、図示のように、製品Ａ，Ｂが同一高さ位置にあって左右に適宜の間隔をおいて並べられるとともに，製品Ｃは一段下方の位置に載置されている。なお、製品Ａ，Ｂ間の左右方向の間隔と、製品Ｂ，Ｃ間の左右方向の間隔とは同程度とし、３台の投写型映像表示装置を組み合わせ、各製品Ａ，Ｂ，Ｃから投写されるスクリーン３１，３２，３３で一つの画面３０が形成されるマルチスクリーンシステムの例を示している。このときの各製品Ａ，Ｂ，Ｃのレンズシフト位置は表４に示されている通りとする。すなわち、製品Ａは、上下方向のシフトはなく、左右方向については左方向に最大シフトされている。製品Ｂは、上下方向、左右方向いずれにもシフトされていない。また、製品Ｃは、上下方向については上方向に最大シフトされ、左右方向については右方向に最大シフトされている。

このとき製品Ａ，Ｂ．Ｃに適用される照度比は、表３から読み取れる。製品Ａについては上下方向にはシフトがなく、左方向に最大シフトされているので、照度比が０．９９８であり、製品Ｃについては上方向に最大シフトされるとともに右方向に最大シフトされているので、照度比が０．９６０となる。なお、製品Ｂは、上下方向及び左右方向のいずれにもシフトされていないので照度比は１である。

そこで、この照度比に基づき、レンズシフトさせないときのセンサ照度演算値Ｙ１ｃ及び画面照度演算値Ｘ１ｃを補正する。この補正計算は、表２に記載されているレンズシフトしないときのそれぞれの値をレンズシフト位置における照度比で割ったものであるので、表４のようになる。

このように算出される補正後のセンサ照度演算値Ｙ１ｃ及び画面照度演算値Ｘ１ｃは、図４に図示されるマルチスクリーンシステムにおいて、画面照度設定値Ｘ２を１００００［ｌｍ］とした場合におけるレンズシフト補正後のセンサ照度目標値Ｙ３と画面照度目標値Ｘ３とを付与することになる。すなわち、各製品Ａ，Ｂ，Ｃをレンズシフトさせないときの状態として、照度センサ１４により測定されるセンサ照度実測値Ｙ４がこの補正後のセンサ照度目標値Ｙ３となるように、各製品の投写レンズから出射される光の明るさを調整すれば、レンズシフトしたときに各スクリーンの画面照度を略１００００［ｌｍ］とすることができる。

なお、図４のような例ではなく、複数の製品のレンズシフト位置が、上下方向又は左右方向の最大シフトとシフトなしの位置との中間に位置する場合の照度比は、表３から得られる数値を基礎にこれを補間することにより算出される。

次に以上のように構成されている本発明に係る投写型映像表示装置の動作について、図５を参照しながら説明する。
本発明に係る投写型映像表示装置では、次の照度調整処理により画面照度を初期値の状態として一定に調整することができる。

この画面照度調整処理に先立つ準備条件として、投写型映像表示装置を所定の位置に設置して電源を投入し、所定のレンズシフトを設定しておくものとする。例えば、図４のようなマルチスクリーンシステムの場合は、各製品Ａ，Ｂ，Ｃを所定位置に設置するとともに、テストパターン映像光を投写しながら、一つの画面を形成するように、各製品のレンズシフトを設定しておく。

ユーザは、このような準備が整っていることを確認できた段階で、画面照度調整作業を行う。なお、このような画面照度調整は、ユーザの好みによりいつでも行えるようにしておくのが好ましいが、製造者により予め定められた一定の使用時間が経過したときに行うのが効率的である。

ユーザは、画面照度調整処理を行うに当たって、操作部２７の所定のキーにより照度調整作業をスタートさせる。このスタート信号が制御部２１に送信され、記憶部２２に記憶された所定のプログラムに従い所定の画面照度調整処理が行われる。なお、この段階では、投写光はテストパターン等の映像光とされている。そして、ユーザは、先ず操作部２７から画面照度設定値Ｘ２を設定する（ステップＳ１）。このような画面照度設定値Ｘ２の設定は、図４のようなマルチスクリーンシステムの場合は、各製品Ａ，Ｂ，Ｃについてそれぞれ行う。なお、この画面照度設定値Ｘ２が常に一定であれば初期状態と同一の明るさの画面を維持することができる。しかし、この画面照度設定値Ｘ２が変更されると、変更前の画面照度と異なる画面照度に設定されることになるが、設定された画面照度目標に対しては初期状態の画面照度を得ることができる。

各製品Ａ，Ｂ，Ｃについて画面照度設定値Ｘ２が設定されると、各製品では、設定された画面照度設定値Ｘ２に対し、記憶部２２に記憶されている初期照度テーブル２２ａを使用してこの画面照度を得るために必要なセンサ照度演算値Ｙ１ｃが算出される。そして、算出されたセンサ照度演算値Ｙ１ｃはセンサ照度設定値Ｙ２として記憶部に記憶される（ステップＳ２）。

そして、各製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎にレンズシフトの位置が位置検出器２８により検出され（ステップＳ３）、記憶部２２に記憶された照度比テーブル２２ｂを使用して、検出されたレンズシフト位置に対する照度比が算出される（ステップＳ４）。この算出された照度比に基づき、前述のセンサ照度設定値Ｙ２が補正され（ステップＳ５）、センサ照度目標値Ｙ３が算出されえるとともに改めて記憶部２２に記憶され、操作部２７に表示される。ここで、ユーザはこのセンサ照度目標値Ｙ３を見てセンサ照度目標値Ｙ３の誤差ΔＹを設定することができる（ステップＳ６）。

前記センサ照度目標値Ｙ３は、レンズシフトしない状態において照度センサにより検出されなければならない照度であることを意味する。したがって、この制御プログラムにおいては、この時点でレンズシフトが解除され、一端レンズシフトのない状態にセットされる（ステップＳ７）。次に、投写光をテストパターン等の映像光から白熱光に切り換える（ステップＳ８）。そして、レンズシフトのない状態における照度センサにより照度が測定される（ステップＳ９）。次いで、照度センサ１４により測定された測定値であるセンサ照度実測値Ｙ４が、前述の記憶部２２に記憶された、センサ照度目標値Ｙ３とが比較され、先に設定された、センサ照度目標値Ｙ３についての誤差ΔＹ内かどうか判断される（ステップＳ１０）。

この比較において、センサ照度実測値Ｙ４がセンサ照度目標値Ｙ３の誤差ΔＹ内でないときは（ステップＳ１０でＮＯ）、センサ照度実測値Ｙ４がセンサ照度目標値Ｙ３より大きいか否か判断される（ステップＳ１１）。センサ照度実測値Ｙ４がセンサ照度目標値Ｙ３より小さい場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、投写レンズ１２から出射される光の明るさを増大するように制御される（ステップＳ１２）。具体的には、光源ランプ１の出力の調整、液晶ライトバルブ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに出力される映像信号出力を調整、光学系内に絞り装置が設けられている場合はこの絞り装置の絞り度の調整などが行われる。また、センサ照度実測値Ｙ４がセンサ照度目標値Ｙ３より大きい場合は（ステップＳ１１でＹＥＳ）、投写レンズ１２から出射される光の明るさを低減するように制御される（ステップＳ１３）。このように投写レンズ１２から出射される光の明るさが制御されることにより、センサ照度実測値Ｙ４がセンサ照度目標値Ｙ３の誤差ΔＹ内に入るまで投写レンズ１２から出射される光の明るさの調整が行われる（ステップＳ１２、Ｓ１３→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ１１→Ｓ１２、Ｓ１３）。

このようにしてセンサ照度実測値Ｙ４がセンサ照度目標値Ｙ３の誤差ΔＹ内となったことが確認されると、所望の画面照度を得ることができる投写レンズ１２から出射される光の明るさになっている。そして、画面照度調整処理が完了したことになるので（ステップＳ１０でＹＥＳ）、各製品Ａ，Ｂ，Ｃのレンズシフトを当初設定状態に復元され（ステップＳ１４）、一連の処理が完了する。

以上のように構成された本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、次のような効果を奏することができる。
（１）投写型映像表示装置を実際に使用する現場において、ユーザが画面照度設定値Ｘ２を設定すると、機内に設置された照度センサ１４により実測されるべきセンサ照度目標値Ｙ３が算出される。そして、センサ照度実測値Ｙ４が、前記センサ照度目標値Ｙ３となるように投写レンズ１２から出射される光の明るさが調整され、光学系部品や照度センサ１４についての経時変化やその性能のばらつき、及びレンズシフト位置による影響を補償した製品使用前の初期状態の画面照度を得ることができ、一定の画面照度が得られる。

（２）センサ照度目標値Ｙ３が製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎に保有される初期照度テーブル２２ａを使用して算出されることにより、製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎の初期性能のばらつき、製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎の経時変化のばらつきを解消することができる。また、複数台の投写型映像表示装置を使用するマルチスクリーンシステムのような場合には、スクリーン３１，３２，３３相互間の明るさを一定に調整することが可能になる。

（３）照度センサ１４がプリズムブロック１３における投写レンズ１２側に取り付けられているので、光源ランプ１以外の各種光学系部品の経時変化による影響、製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎の初期性能や経時変化の相違、レンズシフトによる影響などを織り込んで、投写レンズ１２から出射される光の明るさを測定することができる。

（４）画面照度の調整に必要な製品Ａ，Ｂ，Ｃ毎に作成される初期照度テーブル２２ａとしては、光源ランプ１の最小出力時及び最大出力時における画面照度の測定値である最小値ｐ１、最大値ｐ２並びに、光源ランプ１の最小出力時及び最大出力時における照度センサ１４の測定値である最小値ｑ１、最大値ｑ２とから構成されている。したがって、初期照度テーブル２２ａの作成工数が節減でき生産性を向上させることができる。

（５）画面照度の調整に必要なシフト補正用の照度比テーブル２２ｂは、９点のレンズシフト位置における画面照度についての測定データを保有することにより、全てのレンズシフト位置に対応してセンサ照度目標値Ｙ３を補間演算して算出することができる。

（６）上記構成の投写型映像表示装置を組合わせてマルチスクリーンシステムを形成した場合は、各投写型映像表示装置から投写されるスクリーン３１，３２，３３間において、画面照度のばらつきを補償することができる。一般に、マルチスクリーンシステムでは、各投写型映像表示装置に使用される光源ランプ１、ライトバルブなどの光学系部品の初期光学特性にばらつきがあり、さらに経時変化にもばらつきがあるため、各投写型映像表示装置対応のスクリーン３１，３２，３３間の画面照度にばらつきが生じやすい。しかし、本発明に係る投写型映像表示装置を用いることにより、このようなばらつきを補償することができる。

（変形例）
本発明は、上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・上記実施の形態においては、ユーザが、随時、画面照度調整を行うようにしているが、製品に定められた一定の条件を満たしたときに、画面照度の照度調整必要の表示がなされ、これを見てユーザが画面照度調整プログラムを作動させるようにしてもよい。

・記憶部２２に記憶される初期照度テーブル２２ａは、光源ランプ１の最小出力時に照度センサより測定された測定値である最小値ｐ１、ｑ１と、光源ランプ１の最大出力時に照度センサにより測定された測定値である最大値ｐ２、ｑ２とからなるように構成されているが、特に光源ランプ１の最小又は最大出力時に拘る必要はない。他の出力時の値を用いるようにしてもよい。また、多数出力時のデータを用いるようにしてもよく、このようにすれば制御精度を向上させることができる。

・上記実施の形態においては、センサ照度目標値Ｙ３の誤差ΔＹをユーザが設定するようにしているが、予め装置にこの誤差ΔＹが設定されており、自動的に設定された誤差ΔＹに基づき投写レンズ１２から出射される光の明るさが適切に制御されたかどうか行うようにしてもよい。

・また、このセンサ照度目標値Ｙ３の誤差ΔＹをセンサ照度設定値Ｙ２が補正された後に行うようにしているが、画面照度設定値Ｘ２の設定と同様に、この手順の初めの方の段階で設定するようにしても支障はない。

・本実施の形態においては、マルチスクリーンシステムを例にとって説明しているが、このようなシステムに限られたものではなく、単独使用の投写型映像表示装置に適用することもできる。

Ａ，Ｂ，Ｃ…製品、ｐ１，ｐ２，ｑ１，ｑ２…測定値、Ｘ１…画面照度初期値、Ｘ２…画面照度設定値、Ｘ３…画面照度目標値、Ｙ１…センサ照度初期値、Ｙ２…センサ照度設定値、Ｙ３…センサ照度目標値、Ｙ４…センサ照度実測値、１…光源ランプ、１１…クロスダイクロイックプリズム、１２…投写レンズ、１３…プリズムブロック、１４…照度センサ、２１…制御部、２２…記憶部、２２ａ…初期照度テーブル、２２ｂ…照度比テーブル、２７…操作部、２８…位置検出器、３０…画面、３１，３２，３３…スクリーン。

Claims (6)

1. 光源から出射された光を分光する分光手段と、
   前記分光手段により分光された光を変調する変調手段と、
   前記変調手段により変調された光を合成する光合成手段と、
   前記光合成手段により合成された光を投写する投写レンズと、
   前記投写レンズの光軸を左右方向及び上下方向に平行移動するように移動させるレンズシフト装置と、
   前記レンズシフトの位置を検出する位置検出器と、
   前記投写レンズに入射する光から発生する迷光を検出する照度センサと、
   前記照度センサにより実測されるセンサ実測値に基づいて投写レンズから出射される光の明るさを調整する制御部と、
   レンズシフトさせた場合とさせない場合との基準投写面における画面照度の測定値を対比した照度比とレンズシフトの位置との相関を示す照度比テーブルを記憶した記憶部とを有し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記照度比テーブルを使用して、前記位置検出器により検出されたレンズシフトの位置に対する照度比を算出すると共に、この算出された照度比に基づき照度センサ目標値を算出し、前記センサ実測値が前記照度センサ目標値に一致するように投写レンズから出射される光の明るさを調整する
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 光源から出射された光を分光する分光手段と、
   前記分光手段により分光された光を変調する変調手段と、
   前記変調手段により変調された光を合成する光合成手段と、
   前記光合成手段により合成された光を投写する投写レンズと、
   前記投写レンズの光軸を左右方向及び上下方向に移動するように移動させるレンズシフト装置と、
   前記レンズシフトの位置を検出する位置検出器と、
   前記投写レンズに入射する光から発生する迷光を検出する照度センサと、
   操作部と、
   製品の使用前にレンズシフトさせない状態で白色光を投写して測定された、基準値投写面の画面照度である画面照度初期値と、前記照度センサにより測定された測定値であるセンサ照度初期値との相関を示す初期照度テーブル、並びに、レンズシフトさせた場合とさせない場合との基準投写面における画面照度の測定値を対比した照度比とレンズシフトの位置との相関を示す照度比テーブルを記憶した記憶部と、
   前記操作部から画面照度調整指令が出力されるとともに基準投写面における画面照度設定値が設定された場合に、この画面照度設定値を前記画面照度初期値とした場合のセンサ照度初期値を前記初期照度テーブルから算出してこれをセンサ照度設定値とし、さらに、このセンサ照度設定値を、前記位置検出器により測定されたレンズシフトの位置に対応するように前記照度比テーブルに基づき補正してセンサ照度目標値とし、実際に光源を点灯して白色光を投写したときに前記照度センサにより実測されるセンサ照度実測値が前記センサ照度目標値に一致するように前記投写レンズから出射される光の明るさを調整する制御部とを
   有することを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 請求項２記載の投写型映像表示装置において、
   前記初期照度テーブルは、製品毎に測定されたデータに基づくものであり、
   前記制御部は、この製品毎の初期照度テーブルに基づき製品毎にセンサ照度設定値を算出する
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 請求項２又は３記載の投写型映像表示装置において、
   前記初期照度テーブルは、光源の最大出力時に前記照度センサにより測定された測定値であるセンサ照度初期値と、光源の最小出力時に前記照度センサにより測定された測定値であるセンサ照度初期値とからなり、
   前記制御部は、前記初期照度テーブルとして記憶された前記二つのセンサ照度初期値から、補間方法により前記センサ照度設定値を算出するように構成されている
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の投写型映像表示装置において、
   前記初期照度テーブルは、レンズシフトの位置を、上下方向に最大シフトさせた上下位置とシフトさせない中央位置との３段階とし、左右方向には最大シフトさせた左右位置とシフトさせない中央位置との３段階とした計９個とし、上下方向及び左右方向にシフトさせない中央の画面照度の測定値に対する他の各位置における画面照度の測定値に対する他の各位置における画面照度の測定値の比を照度比として備えたテーブルであり、
   前記制御部は、前記照度比テーブルに記憶された照度比に基づき、前記算出されたセンサ照度設定値を補間演算して補正し、これを前記センサ照度目標値とするように構成されている
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の複数の投写型映像表示装置を組み合わせ、各投写型映像表示装置から投写されるスクリーンで一つの画面が形成されることを特徴とするマルチスクリーンシステム。