JPH08327960A - Picture projection device - Google Patents

Picture projection device

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Publication number
JPH08327960A
JPH08327960A JP7131439A JP13143995A JPH08327960A JP H08327960 A JPH08327960 A JP H08327960A JP 7131439 A JP7131439 A JP 7131439A JP 13143995 A JP13143995 A JP 13143995A JP H08327960 A JPH08327960 A JP H08327960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
crystal display
display means
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP7131439A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuro Ochi
鉄朗 越智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP7131439A priority Critical patent/JPH08327960A/en
Publication of JPH08327960A publication Critical patent/JPH08327960A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a multi-plate type projector constituted so that the quality of a projected picture is prevented from being deteriorated. CONSTITUTION: By display devices 20, 22 and 24, a blue, a green and a red light beams including the blue, the green and the red components of an original video are emitted. Then, reference light beams made incident on the display devices 20, 22 and 26 from a reference light beam source 112 are successively detected by the optical detectors disposed at prescribed positions on the display devices and inputted to correction devices 30, 32 and 34 as electric signal S42ij . By the correction devices 30, 32 and 34, the deviation of the display devices 20, 22 and 24 from a correct position is detected based on the signal S42ij . Then, the display devices 20, 22 and 24 are moved to be returned to the correct position so as to compensate the deviation. By an L-shaped prism 140, the light beams emitted by the display devices 20, 22 and 24 are overlapped, composited and projected on a screen and the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、液晶表示装置
等を用いて光の3原色ごとに生成した画像を重ね合わせ
てカラー画像を合成し、投影して表示する画像投影装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image projection apparatus for superimposing images generated for each of the three primary colors of light using a liquid crystal display device or the like to synthesize a color image and projecting and displaying the combined color image.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の表示装置を用い、表示装置それぞ
れが生成した画像を重ね合わせて1つの画像を生成し、
スクリーン等に投影する多板式の画像投影装置(プロジ
ェクター)が用いられている。多板式のプロジェクター
の表示装置は、例えば、元のカラー画像を光の3原色の
成分に分解し、光の3原色の光にこれらの画像の成分を
付して合成し、拡大して投影するように構成されてい
る。
2. Description of the Related Art Using a plurality of display devices, the images generated by the respective display devices are superposed to generate one image,
A multi-plate image projection device (projector) that projects on a screen or the like is used. A display device of a multi-plate projector, for example, decomposes an original color image into components of three primary colors of light, adds the components of these images to light of the three primary colors of light, synthesizes them, and projects in an enlarged scale. Is configured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】多板式のプロジェクタ
ーの表示装置の位置は、製造後、経時的に、あるいは、
使用時に発生する熱による装置の変形によりずれてしま
う。しかし、このような表示装置の位置のずれは、通常
のテレビジョン放送程度の解像度の画像を表示する場合
には画質に大きな影響を与えることがないため、無視さ
れるのが普通である。しかし、近年実用化された高品位
テレビジョン(HDTVあるいはハイビジョン)放送と
いった高い解像度の画像を投影する場合、表示装置の位
置のずれは画像に大きな影響を与えることになる。つま
り、使用開始前の定常状態において表示装置の位置が、
あるべき位置に正確に合わされていても、使用中に光源
等から発生する熱により表示装置の相対的な位置に位置
ずれが生じ、この位置ずれが相対的にHDTVの画像の
画素よりも大きくなって白色への色付き、あるいは、色
むら等の画質の劣化を招いてしまう。
The position of the display device of the multi-plate type projector may be changed over time after manufacturing, or
It will be displaced due to deformation of the device due to heat generated during use. However, such a positional shift of the display device does not have a great influence on the image quality when displaying an image having a resolution of a normal television broadcast, and is therefore usually ignored. However, when a high-resolution image such as a high-definition television (HDTV or high-definition) broadcast that has been put into practical use in recent years is projected, the displacement of the position of the display device has a great influence on the image. That is, the position of the display device in the steady state before the start of use is
Even if the position is exactly adjusted to the desired position, the relative position of the display device is displaced due to heat generated from the light source or the like during use, and this displacement is relatively larger than the pixel of the image of the HDTV. As a result, the image quality is deteriorated due to coloring to white or color unevenness.

【0004】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、多板式プロジェクターの複数
の表示装置に位置のずれが生じた場合に、この位置のず
れを検出し、自動的に補正することができる画像投影装
置を提供することを目的とする。また、本発明は、表示
装置の位置の補正を自動的に行うことにより、投影した
画像の画質の劣化を防止しうる画像投影装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and when a plurality of display devices of a multi-plate type projector have positional deviations, the positional deviations are detected and automatic It is an object of the present invention to provide an image projection device that can be corrected dynamically. Another object of the present invention is to provide an image projection device capable of preventing deterioration of the image quality of a projected image by automatically correcting the position of the display device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る画像投影装置は、平行な投影用の光
を発生し、前記投影用の光から赤色光、緑色光および青
色光を取り出す第1の光学系と、それぞれ前記赤色光、
前記緑色光および前記青色光を透過させ、基準画像を生
成する3つの液晶表示手段と、前記3つの液晶表示手段
それぞれの位置の基準を示すビーム状の基準光線を、前
記第1の光学系を介して前記3つの液晶表示手段それぞ
れの所定の位置に照射する基準光線照射手段と、前記3
つの液晶表示手段それぞれの所定の位置に照射された前
記基準光線を受け、前記3つの液晶表示手段の位置の基
準と実際の位置との位置ずれをそれぞれ検出する位置ず
れ検出手段と、検出された前記位置ずれそれぞれを打ち
消すように、前記3つの液晶表示手段それぞれの位置を
補正する位置補正手段と、前記3つの液晶表示手段それ
ぞれが生成した前記基準画像を合成して投影する第2の
光学系とを有する。
In order to achieve the above-mentioned object, an image projection apparatus according to the present invention generates parallel projection light, and red light, green light and blue light are generated from the projection light. A first optical system for extracting light and the red light,
The three liquid crystal display means for transmitting the green light and the blue light to generate a reference image, and the beam-like reference light beam indicating the reference of the position of each of the three liquid crystal display means are passed through the first optical system. A reference light beam irradiating means for irradiating a predetermined position of each of the three liquid crystal display means through
Positional deviation detecting means for receiving the reference light beam irradiated to the predetermined position of each of the three liquid crystal display means and detecting a positional deviation between the reference position and the actual position of the three liquid crystal display means, respectively. A second optical system for synthesizing and projecting the position correcting means for correcting the position of each of the three liquid crystal display means and the reference image generated by each of the three liquid crystal display means so as to cancel each of the positional deviations. Have and.

【0006】前記位置補正手段は、温度に応じて伸縮
し、前記液晶表示手段それぞれを所定の位置に固定する
固定部材と、検出された前記位置ずれそれぞれに基づい
て、前記固定用部材それぞれの温度を変化させてこれら
の長さを伸縮させ、前記3つの液晶表示手段それぞれの
位置を補正する補正手段とを有する。
The position correcting means expands and contracts according to the temperature and fixes the liquid crystal display means at a predetermined position, and the temperature of each of the fixing members based on each of the detected positional deviations. And the length of these liquid crystal display means is expanded or contracted to correct the position of each of the three liquid crystal display means.

【0007】前記位置ずれ検出手段は、前記3つの液晶
表示手段の所定の位置にそれぞれ設けられ、受けた前記
基準光線を電気的な信号にそれぞれ変換する3つの受光
手段と、前記3つの液晶表示手段の所定の位置にそれぞ
れ設けられた前記3つの受光手段が変換した前記電気的
な信号それぞれに基づいて、前記3つの液晶表示手段の
位置の基準と実際の位置との位置ずれそれぞれを検出す
る検出手段とを有する。
The position shift detecting means are provided at predetermined positions of the three liquid crystal display means, respectively, and three light receiving means for converting the received reference light rays into electric signals and the three liquid crystal display means are provided. Based on each of the electrical signals converted by the three light receiving means provided at a predetermined position of the means, each of the positional deviations between the reference position and the actual position of the three liquid crystal display means is detected. And a detection means.

【0008】[0008]

【作用】第1の光学系は、所定の光源が発生した投影用
の光から、光の3原色の光(赤色光、緑色光および青色
光)を取り出す。3つの液晶表示手段それぞれは、元の
カラー画像に含まれる光の3原色に対応する3成分を用
いて、上記赤色光、緑色光および青色光それぞれに、上
記元のカラー画像の3成分に対応する画像を付す。基準
光線照射手段は、上記3つの液晶表示手段それぞれが正
しい位置にある場合に、液晶表示手段の所定の点がある
べき位置をポインティングするレーザー光線等のビーム
状の光線を、基準光線として液晶表示手段それぞれに照
射する。
The first optical system extracts the light of the three primary colors (red light, green light and blue light) from the light for projection generated by the predetermined light source. Each of the three liquid crystal display means uses the three components corresponding to the three primary colors of light included in the original color image to correspond to the red light, the green light and the blue light, respectively, to correspond to the three components of the original color image. Attach the image you want. The reference light beam irradiating means uses a beam-like light beam such as a laser beam for pointing a position where a predetermined point of the liquid crystal display means should be located, when each of the three liquid crystal display means is in a correct position, as a reference light beam. Irradiate each.

【0009】位置ずれ検出手段は、マトリクス状に分割
され、3つの液晶表示手段の基準光線が照射される位置
に配設された受光素子を有しており、表示装置が正しい
位置にある場合に基準光線が照射される受光素子の位置
と、実際に基準光線が照射されている受光素子の位置と
の位置ずれを、表示装置の位置の位置ずれとして検出す
る。
The position shift detecting means has a light receiving element which is divided into a matrix and is arranged at a position where the reference light beams of the three liquid crystal display means are irradiated, and when the display device is in the correct position. The positional deviation between the position of the light receiving element that is irradiated with the reference light beam and the position of the light receiving element that is actually irradiated with the reference light beam is detected as the positional deviation of the position of the display device.

【0010】位置補正手段は、例えば、液晶表示手段が
光の3原色の光それぞれに付した画像が位置ずれなく重
なって元のカラー画像となるように、位置ずれ検出手段
が検出した液晶表示手段の正しい位置からのずれを打ち
消す方向に液晶表示手段それぞれの位置を移動し、液晶
表示手段それぞれを正しい位置に戻す。第2の光学系
は、液晶表示手段それぞれが画像を付した光の3原色を
重ね合わせて合成し、スクリーン等に投影する。
The position correction means is, for example, the liquid crystal display means detected by the position deviation detection means so that the images given to the light of the three primary colors of the light by the liquid crystal display means are overlapped without a position deviation to form the original color image. The position of each liquid crystal display means is moved in a direction to cancel the deviation from the correct position, and each liquid crystal display means is returned to the correct position. The second optical system superimposes and combines the three primary colors of light with an image on each of the liquid crystal display means, and projects them onto a screen or the like.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明に係る画像投影装置(プロジェ
クター)の実施例を説明する。図1は、本発明に係る多
板式のプロジェクター1の構成を示す図である。図2
は、図1に示した表示装置20,22,24の構成を示
す図であって、(A)は表示装置20,22,24をX
−X’平面で切断した断面図であり、(B)は表示装置
20,22,24をZ側から見た上面図である。図3
は、図1に示した補正装置30,32,34の構成を示
す図である。図4は、図2および図3に示した補正装置
30,32,34の光検出器40の構成を示す図であ
る。
Embodiments of the image projection apparatus (projector) according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a multi-plate type projector 1 according to the present invention. Figure 2
2 is a diagram showing a configuration of the display devices 20, 22, and 24 shown in FIG. 1, and FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by the -X 'plane, (B) is the top view which looked at the display devices 20, 22, and 24 from Z side. Figure 3
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the correction devices 30, 32, 34 shown in FIG. 1. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the photodetector 40 of the correction devices 30, 32, 34 shown in FIGS. 2 and 3.

【0012】図1に示すように、プロジェクター1は、
放物状反射鏡100、投影用光源110、基準光線光源
112、UV/IRフィルタ114、予偏光素子(PP
L)116、コンデンサレンズ118、ダイクロイック
ミラー120,122,124,126、偏光素子付き
の青色フィルタ130、偏光素子付きの緑色フィルタ1
32、偏光素子付きの赤色フィルタ134、L型プリズ
ム140、表示装置20,22,24、補正装置30,
32,34および投影レンズ150から構成される。
As shown in FIG. 1, the projector 1 is
Parabolic reflector 100, projection light source 110, reference light source 112, UV / IR filter 114, pre-polarizer (PP
L) 116, condenser lens 118, dichroic mirrors 120, 122, 124, 126, blue filter 130 with polarizing element, green filter 1 with polarizing element
32, a red filter 134 with a polarizing element, an L-type prism 140, display devices 20, 22, 24, a correction device 30,
32, 34 and a projection lens 150.

【0013】L型プリズム140は、第1のプリズム1
42および第2のプリズム144から構成される。プロ
ジェクター1は、以上の各構成部分により、表示装置2
0,22,24それぞれが、元の画像の3原色に対応す
る3成分を付した光の3原色の光を誤差なく重ね合わせ
て合成し、所定のスクリーン(図示せず)に表示する。
The L-shaped prism 140 is the first prism 1
42 and the second prism 144. The projector 1 includes the display device 2 having the above-described components.
Each of 0, 22, and 24 superimposes the light of the three primary colors of the light with the three components corresponding to the three primary colors of the original image without error, and synthesizes and displays it on a predetermined screen (not shown).

【0014】基準光線光源112は、例えばレーザーダ
イオードであって、表示装置20,22,24の位置の
基準を示すビーム状の基準光線を発生し、表示装置2
0,22,24それぞれの所定の位置に配設された光検
出器40に照射する。放物状反射鏡100は、投影用光
源110が発生した投影用光を反射し、紫外線等の不要
な波長の光を除去するUV/IRフィルタ114、およ
び、部分的に光に偏向を与えて自然光に準じた光を発生
させるPPL116を介してコンデンサレンズ118に
入射する。コンデンサレンズ118は、放物状反射鏡1
00で反射され、UV/IRおよびPPL116を介し
て入射する光を平行光にする。
The reference light source 112 is, for example, a laser diode and generates a beam-like reference light that indicates the reference of the position of the display device 20, 22, 24, and the display device 2.
The photodetector 40 arranged at a predetermined position of each of 0, 22, and 24 is irradiated. The parabolic reflector 100 reflects the projection light generated by the projection light source 110 and removes unnecessary wavelength light such as ultraviolet rays from the UV / IR filter 114, and partially deflects the light. The light enters the condenser lens 118 through the PPL 116 that generates light according to natural light. The condenser lens 118 is the parabolic reflector 1.
The light reflected at 00 and incident through the UV / IR and PPL 116 is collimated.

【0015】ダイクロイックミラー120,122,1
24,126は、それぞれ図1に示すような角度および
位置関係に配設され、図1に実線で示すように、入射し
た投影用光の所定の波長の成分を透過または反射すると
ともに、図1に点線で示すように、基準光線の一部を透
過または反射して表示装置20,22,24それぞれの
光検出器40に導く。青色フィルタ130、緑色フィル
タ132および赤色フィルタ134はそれぞれ、入射し
た投影用光から光の3原色(青色B、緑色Gおよび赤色
R)の成分を取り出し、それぞれ青色光、緑色光および
赤色光を表示装置20,22,24に対して出射する。
Dichroic mirrors 120, 122, 1
24 and 126 are arranged in the respective angles and positional relationships as shown in FIG. 1, and as shown by the solid line in FIG. 1, transmit or reflect the component of the predetermined wavelength of the incident projection light, and As indicated by the dotted line, a part of the reference light beam is transmitted or reflected and guided to the photodetector 40 of each of the display devices 20, 22, 24. The blue filter 130, the green filter 132, and the red filter 134 respectively take out components of the three primary colors (blue B, green G, and red R) of light from the incident projection light and display blue light, green light, and red light, respectively. Emit to devices 20, 22, 24.

【0016】表示装置20,22,24は、例えば、画
像の中間調が表示可能な液晶表示装置であって、元のカ
ラー画像を光の3原色の成分に分解して得られる青色成
分、緑色成分および赤色成分を表示し、それぞれ青色フ
ィルタ130、緑色フィルタ132および赤色フィルタ
134から入射した青色光、緑色光および赤色光を透過
させるとともに、青色光、緑色光および赤色光それぞれ
に、元のカラー画像の青色成分、緑色成分および赤色成
分に対応する画像を付して出射する。なお、表示装置2
0,22,24の構成および動作は、図2および図3を
参照してさらに詳述する。
The display devices 20, 22, and 24 are, for example, liquid crystal display devices capable of displaying halftones of images, and a blue component and a green component obtained by decomposing an original color image into three primary color components of light. A blue component, a red component, a blue component, a red component, a blue component, a red component, a blue component, a green component, and a red component, respectively. The image corresponding to the blue component, the green component, and the red component of the image is attached and emitted. The display device 2
The configuration and operation of 0, 22, and 24 will be described in further detail with reference to FIGS. 2 and 3.

【0017】補正装置30,32,34は、それぞれ表
示装置20,22,24の所定の位置に配設された光検
出器40の受光素子42ij(図3)からの電気信号S4
ijに基づいて、表示装置20,22,24の位置を補
正する。なお、補正装置30,32,34の構成および
動作は、図4を参照してさらに詳述する。
The correction devices 30, 32, and 34 are electric signals S4 from the light receiving elements 42 ij (FIG. 3) of the photodetector 40 which are arranged at predetermined positions of the display devices 20, 22, and 24, respectively.
The positions of the display devices 20, 22, and 24 are corrected based on 2 ij . The configuration and operation of the correction devices 30, 32, 34 will be described in further detail with reference to FIG.

【0018】L型プリズム140のプリズム142は、
表示装置20から入射した青色光を透過させ、表示装置
22から入射した緑色光を反射してこれらの光を重ね合
わせる。L型プリズム140のプリズム144は、赤色
光とプリズム142から入射した光とを重ね合わせる。
The prism 142 of the L-shaped prism 140 is
The blue light incident from the display device 20 is transmitted, the green light incident from the display device 22 is reflected, and these lights are superposed. The prism 144 of the L-type prism 140 superimposes the red light and the light incident from the prism 142.

【0019】ここで述べたように、L型プリズム140
のプリズム142,144は、表示装置20,22,2
4によりそれぞれ元のカラー画像の青色成分、緑色成分
および赤色成分に対応する画像が付された青色光、緑色
光および赤色光を重ね合わせて合成し、元のカラー画像
を再生して投影レンズ150に出射する。投影レンズ1
50は、以上に説明したプロジェクター1の各構成部分
により再生された画像をスクリーンに投影する。
As described herein, the L-shaped prism 140
Prisms 142, 144 of the display device 20, 22, 2
4, the blue light, the green light and the red light to which the images corresponding to the blue color component, the green color component and the red color component of the original color image are respectively added and combined to reproduce the original color image to reproduce the projection lens 150. Emit to. Projection lens 1
Reference numeral 50 projects an image reproduced by each component of the projector 1 described above on a screen.

【0020】以下、図2および図3を参照して、表示装
置20,22,24の構成および動作をさらに説明す
る。なお、図示の簡略化のために、図2および図3にお
いては、光検出器40と補正装置30,32,34とを
接続する信号線を省略して図示した。図2に示すよう
に、表示装置20,22,24は、それぞれ保持部材2
00、表示部220および固定部材2081 〜2088
から構成されており、表示部220は、枠部材202、
液晶表示部204、光検出器40およびペルチェ素子2
10,210’,212,212’,214,21
4’,216,216’から構成されている。
The configurations and operations of the display devices 20, 22, and 24 will be further described below with reference to FIGS. 2 and 3. 2 and 3, the signal lines connecting the photodetector 40 and the correction devices 30, 32, 34 are omitted in FIG. 2 and FIG. 3. As shown in FIG. 2, each of the display devices 20, 22, and 24 has a holding member 2
00, display 220 and fixing members 208 1 to 208 8
The display unit 220 includes a frame member 202,
Liquid crystal display unit 204, photodetector 40 and Peltier device 2
10, 210 ', 212, 212', 214, 21
4 ', 216, 216'.

【0021】表示部220の枠部材202は、温度に応
じて伸縮するアルミ材等の固定部材2081 〜2088
により保持部材200に固定される。枠部材202に配
設されているペルチェ素子210,210’,212,
212’,214,214’,216,216’は、電
流を流すと任意の一方の端部の温度が上昇し、他方の端
部の温度が低下するように構成されており、それぞれ固
定部材2081 ,2082 、固定部材2083 ,208
4 、固定部材2085,2086 、固定部材2087
2088 の温度を調節する。
The frame member 202 of the display section 220 is a fixing member 208 1 to 208 8 such as an aluminum material which expands and contracts according to temperature.
It is fixed to the holding member 200 by. Peltier elements 210, 210 ′, 212 arranged on the frame member 202,
212 ′, 214, 214 ′, 216, 216 ′ are configured such that when a current is applied, the temperature of any one of the end portions rises and the temperature of the other end portion falls, and the fixing members 208 are respectively provided. 1 , 208 2 , fixing members 208 3 , 208
4 , fixing members 208 5 , 208 6 , fixing members 208 7 ,
Adjust the temperature of 208 8 .

【0022】例えば、補正装置30,32,34がペル
チェ素子210,210’に、固定部材2081 側の温
度が上昇し、固定部材2082 側の温度が低下するよう
に電流を流すと、固定部材2081 は伸び、反対に固定
部材2082 は縮み、表示部220は図2の左側の方に
移動する。同様に、補正装置30,32,34が他のペ
ルチェ素子212’,212,214,214’,21
6,216’に流す電流を制御することにより、表示部
220を任意の方向に移動させて、その位置を補正する
ことができる。
For example, when the correction devices 30, 32, and 34 apply current to the Peltier elements 210 and 210 'so that the temperature on the side of the fixing member 208 1 rises and the temperature on the side of the fixing member 208 2 decreases, the Peltier elements 210, 210' are fixed. The member 208 1 expands, on the contrary, the fixing member 208 2 contracts, and the display unit 220 moves toward the left side in FIG. 2. Similarly, the correction devices 30, 32, and 34 are connected to other Peltier elements 212 ′, 212, 214, 214 ′, 21.
It is possible to move the display unit 220 in an arbitrary direction and correct its position by controlling the currents flowing in the channels 6, 216 '.

【0023】液晶表示部204は、枠部材202により
保持されており、元のカラー画像の青色成分、緑色成分
および赤色成分を表示する。光検出器40は、図3に示
すようにマトリクス状に配設されたフォトトランジスタ
等の受光素子42ij(i,jは整数)から構成されてお
り、受光素子42ijはそれぞれ基準光線を受光し、受光
した基準光線の強度に比例する電圧値をとる電気信号S
42ijに変換し、補正装置30,32,34に対して出
力する。
The liquid crystal display unit 204 is held by the frame member 202 and displays the blue component, green component and red component of the original color image. The photodetector 40 is composed of light receiving elements 42 ij (i and j are integers) such as phototransistors arranged in a matrix as shown in FIG. 3, and each of the light receiving elements 42 ij receives a reference light beam. Then, the electric signal S having a voltage value proportional to the intensity of the received reference light beam
It is converted into 42 ij and output to the correction devices 30, 32 and 34.

【0024】以下、図4を参照して補正装置30,3
2,34の構成および動作を説明する。図1および図4
に示すように、補正装置30,32,34は、表示装置
20,22,24それぞれに対応して設けられており、
エラー検出回路36および制御回路38から構成され
る。
Hereinafter, referring to FIG. 4, the correction devices 30, 3
The configuration and operation of Nos. 2 and 34 will be described. 1 and 4
As shown in FIG. 3, the correction devices 30, 32, 34 are provided corresponding to the display devices 20, 22, 24, respectively.
It is composed of an error detection circuit 36 and a control circuit 38.

【0025】エラー検出回路36は、表示装置20,2
2,24の光検出器40の受光素子42ijそれぞれから
入力される電気信号S42ijに基づいて、表示装置2
0,22,24の位置が正しい位置(設計値)から上下
左右方向にどの程度ずれているかを検出する。以下、具
体的に図3に示した例に基づいて説明する。プロジェク
ター1を製造する際に、表示装置20,22,24を正
しい位置に合わせ、さらに、図3に示す受光素子4200
の中心と基準光線の中心点が一致するように基準光線光
源112(図1)の向および位置を調整した場合、表示
装置20,22,24が正しい位置にあるときには、受
光素子4200が最も強く基準光線を受け、受光素子42
10,420,-1,4210,42-1,0が均等に弱く基準光線
を受けることになる。
The error detection circuit 36 is provided in the display devices 20, 2
Based on the electric signals S42 ij input from the light receiving elements 42 ij of the 2, 24 photodetectors 40, respectively, the display device 2
It is detected how much the positions of 0, 22, and 24 deviate from the correct position (design value) in the vertical and horizontal directions. Hereinafter, a specific description will be given based on the example shown in FIG. When manufacturing the projector 1, the display devices 20, 22, and 24 are aligned in correct positions, and further, the light receiving element 42 00 shown in FIG.
When the orientation and position of the reference light source 112 (FIG. 1) are adjusted so that the center of the reference light and the center point of the reference light coincide with each other, when the display devices 20, 22, and 24 are in the correct positions, the light receiving element 42 00 is the most. The light receiving element 42 strongly receives the reference light beam.
10 , 42 0, -1 , 42 10 , 42 -1 , 0 receive the reference ray equally weakly.

【0026】しかし、プロジェクター1の経年変化ある
いは使用中に発生する熱分布のむら等により、表示装置
20,22,24の位置が正しい位置からずれた場合に
は、基準光線を受ける受光素子42ijおよび強度が変化
する。例えば、図3に例示するように、受光素子42
-2,1,42-1,1,42-2,0,42-1,0がほぼ均等に基準
光線を受けることになると、表示装置20,22,24
は、図3の下方向に受光素子42ij、0.5個分、右方
向に受光素子42ij、1.5個分ずれたことになる。
However, when the positions of the display devices 20, 22, 24 deviate from the correct positions due to the aging of the projector 1 or the uneven heat distribution generated during use, etc., the light receiving elements 42 ij and the light receiving elements 42 ij for receiving the reference rays. The intensity changes. For example, as illustrated in FIG. 3, the light receiving element 42
-2,1 , 42 -1,1 , 42 -2,0 , 42 -1,0 receive the reference rays almost uniformly, the display devices 20, 22, 24
3 is shifted by 0.5 light receiving elements 42 ij in the downward direction of FIG. 3 and by 1.5 light receiving elements 42 ij in the right direction.

【0027】このように、エラー検出回路36は、基準
光線を受ける受光素子42ij、および、受光素子42ij
から出力される電気信号S42ijの電圧により、表示装
置20,22,24の正しい位置からのズレ量(X,
Y)を検出することが可能となる。基準光線の面積と受
光素子42ijの間隔は、必要とされる表示装置20,2
2,24に対する位置補正の精度により、例えば実験あ
るいは計算等により求めることができる。
As described above, the error detection circuit 36 includes the light receiving element 42 ij for receiving the reference light beam and the light receiving element 42 ij.
From the voltage of the electric signal S42 ij output from the display device 20, 22, 24 from the correct position (X,
Y) can be detected. The area of the reference light beam and the distance between the light receiving elements 42 ij are not limited to the required display devices 20, 2
The accuracy of the position correction for 2, 24 can be obtained by, for example, an experiment or calculation.

【0028】制御回路38は、エラー検出回路36が検
出したズレ量(X,Y)を打ち消すようにペルチェ素子
210,210’,212,212’,214,21
4’,216,216’に流す電流を制御し、表示装置
20,22,24を移動させて正しい位置に戻す。
The control circuit 38 controls the Peltier elements 210, 210 ', 212, 212', 214, 21 so as to cancel the deviation amount (X, Y) detected by the error detection circuit 36.
The currents flowing through 4 ', 216, 216' are controlled to move the display devices 20, 22, 24 back to the correct positions.

【0029】以下、プロジェクター1の全体的な動作を
説明する。投影用光源110が発生した投影用光は、放
物状反射鏡100により反射され、UV/IRフィルタ
114、PPL116およびコンデンサレンズ118を
介してダイクロイックミラー120に入射する。
The overall operation of the projector 1 will be described below. The projection light generated by the projection light source 110 is reflected by the parabolic reflection mirror 100 and enters the dichroic mirror 120 via the UV / IR filter 114, the PPL 116 and the condenser lens 118.

【0030】投影用光の内、青色の成分(青色光)はダ
イクロイックミラー120,122により反射され、青
色フィルタ130によりフィルタリングされて表示装置
20に入射する。表示装置20は、入射した青色光に、
上述の元の画像の青色成分に対応する画像を付してプリ
ズム142に出射する。
The blue component (blue light) of the projection light is reflected by the dichroic mirrors 120 and 122, filtered by the blue filter 130, and enters the display device 20. The display device 20 receives the incident blue light,
An image corresponding to the blue component of the above-mentioned original image is attached and emitted to the prism 142.

【0031】ダイクロイックミラー120を通過した投
影用光の内、緑色の成分(緑色光)がダイクロイックミ
ラー124により反射され、緑色フィルタ132により
フィルタリングされて表示装置22に入射する。表示装
置22は、入射した緑色光に、上述の元の画像の緑色成
分に対応する画像を付してプリズム142に出射する。
Of the projection light that has passed through the dichroic mirror 120, the green component (green light) is reflected by the dichroic mirror 124, filtered by the green filter 132, and incident on the display device 22. The display device 22 attaches an image corresponding to the green component of the above-described original image to the incident green light, and outputs the green light to the prism 142.

【0032】ダイクロイックミラー120,124を通
過した投影用光(赤色光)が赤色フィルタ134により
フィルタリングされて表示装置24に入射する。表示装
置24は、入射した赤色光に、上述の元の画像の赤色成
分に対応する画像を付し、プリズム144に出射する。
The projection light (red light) that has passed through the dichroic mirrors 120 and 124 is filtered by the red filter 134 and enters the display device 24. The display device 24 attaches an image corresponding to the red component of the above-described original image to the incident red light, and outputs the red light to the prism 144.

【0033】プリズム142,144は、表示装置2
0,22,24によりそれぞれ元の画像の青色成分、緑
色成分および赤色成分に対応する画像が付された青色
光、緑色光および赤色光を重ね合わせ、投影レンズ15
0を介してスクリーンに出射する。
The prisms 142 and 144 are used for the display device 2.
The blue light, green light, and red light to which the images corresponding to the blue component, the green component, and the red component of the original image are respectively added by 0, 22, and 24 are superimposed, and the projection lens 15
Emitting to the screen via 0.

【0034】一方、表示装置20,22,24それぞれ
に入射した基準光線は、表示装置20,22,24それ
ぞれの光検出器40により順次、検出され、電気信号S
42 ijとして補正装置30,32,34それぞれのエラ
ー検出回路36に入力される。補正装置30,32,3
4それぞれのエラー検出回路36は、表示装置20,2
2,24のずれを示すズレ量(X,Y)を検出し、補正
装置30,32,34それぞれの制御回路38に対して
出力する。補正装置30,32,34それぞれの制御回
路38は、それぞれエラー検出回路36から入力された
ズレ量(X,Y)に基づいて、ズレ量(X,Y)を打ち
消すようにペルチェ素子210,210’,212,2
12’,214,214’,216,216’に流す電
流を制御し、表示装置20,22,24の位置を正しい
位置に戻す。
On the other hand, the display devices 20, 22, 24 are respectively
The reference rays incident on the display device 20, 22, 24
The electric signals S are sequentially detected by the respective photodetectors 40.
42 ijThe error of each of the correction devices 30, 32 and 34 is
Input to the detection circuit 36. Correction device 30, 32, 3
4 each of the error detection circuits 36 is connected to the display device 20, 2
Deviation amount (X, Y) indicating the deviation of 2, 24 is detected and corrected.
For the control circuit 38 of each of the devices 30, 32, 34
Output. Control times of the correction devices 30, 32, 34 respectively
The paths 38 are respectively input from the error detection circuit 36.
Based on the deviation amount (X, Y), the deviation amount (X, Y) is set.
Peltier elements 210, 210 ', 212, 2 to be erased
12 ', 214, 214', 216, 216 '
The flow is controlled and the position of the display device 20, 22, 24 is correct.
Return to position.

【0035】例えば、表示装置20,22,24の表示
部220と保持部材200との間隔を2.9mmとし、
固定部材2081 〜2088 として20.9mm長のア
ルミ材を用いた場合、ペルチェ素子210,210’,
212,212’,214,214’,216,21
6’それぞれの固定部材208k ,208k+1 (kは奇
数)側にΔT=1°Cの温度差を与えるごとに0.5μ
mの表示装置20,22,24の位置の変化を得ること
ができる。このように、表示装置20,22,24の位
置を細かく補正可能なので、プロジェクター1により投
影される画像の色むらおよび白色への焼きつき等をほぼ
完全に防止することができる。しかも、モータ等のアク
チュエーターを用いる場合に比較して、この補正を無音
で、しかも、精度よく行うことができる。
For example, the distance between the display portion 220 of the display device 20, 22, 24 and the holding member 200 is 2.9 mm,
When an aluminum material having a length of 20.9 mm is used as the fixing members 208 1 to 208 8 , the Peltier elements 210, 210 ′,
212, 212 ', 214, 214', 216, 21
6 ′ 0.5 μ each time a temperature difference of ΔT = 1 ° C. is given to the fixing members 208 k and 208 k + 1 (k is an odd number) side.
It is possible to obtain changes in the positions of the display devices 20, 22, 24 of m. As described above, since the positions of the display devices 20, 22, and 24 can be finely corrected, it is possible to almost completely prevent color unevenness of an image projected by the projector 1 and burn-in to white. Moreover, as compared with the case where an actuator such as a motor is used, this correction can be performed silently and accurately.

【0036】なお、光検出器40の受光素子42ijとし
て、フォトトランジスタの他に、例えばCCD素子を用
いることもできる。また、液晶表示部204のポリシリ
コンまたはTFT上に一体に光検出器40を作り込むこ
とも可能である。また、基準光線光源112を2つと
し、光検出器40において2つの基準光線を受光し、エ
ラー検出回路36がこれら2つの基準光線の位置ずれを
検出可能に構成すると、表示装置20,22,24の傾
きθも検出可能である。さらに、制御回路38を、液晶
表示部204の中心に対して対象の位置にあるペルチェ
素子210,210’,212,212’,214,2
14’,216,216’同士を関連付けて制御し、エ
ラー検出回路36が検出した傾きθをも打ち消すように
構成するとより好適である。
As the light receiving element 42 ij of the photodetector 40, for example, a CCD element can be used instead of the phototransistor. Further, the photodetector 40 can be integrally formed on the polysilicon or TFT of the liquid crystal display section 204. If the reference light source 112 is two and the photodetector 40 receives the two reference lights and the error detection circuit 36 is capable of detecting the positional deviation of these two reference lights, the display devices 20, 22, The inclination θ of 24 can also be detected. Further, the control circuit 38 is arranged so that the Peltier elements 210, 210 ′, 212, 212 ′, 214, 2 at the target position with respect to the center of the liquid crystal display unit 204.
It is more preferable to control the 14 ', 216, and 216' in association with each other so as to cancel the inclination θ detected by the error detection circuit 36.

【0037】また、固定部材2081 〜2088 として
アルミ材の他、例えば、SUS、銅等の金属、および、
エンジニアリングプラスティック等を用いてもよい。ま
た、ペルチェ素子210,210’,212,21
2’,214,214’,216,216’の代わりと
して、半導体素子あるいはニクロム線を用いた発熱素子
等を用いてもよい。
In addition to the aluminum material as the fixing members 208 1 to 208 8 , for example, metals such as SUS and copper, and
Engineering plastic or the like may be used. In addition, the Peltier elements 210, 210 ', 212, 21
Instead of 2 ', 214, 214', 216, 216 ', a semiconductor element or a heating element using a nichrome wire may be used.

【0038】また、以上述べた実施例においては、基準
光線光源112からの基準光線に対して絶対的な位置の
補正を行うようにプロジェクター1を構成したが、所定
の範囲内で相対的に表示装置20,22,24の位置補
正を行うことによっても、同等の効果を達成することが
できる。以上説明した実施例に示したほか、本発明にか
かる画像投影装置は、ここに示した変形例のように、あ
るいは、例えば、エラー検出回路36および制御回路3
8を表示装置20,22,24に全てに対して共通とす
る等、種々の構成をとることができる。
Further, in the above-described embodiment, the projector 1 is configured so as to correct the absolute position with respect to the reference light beam from the reference light source 112, but the display is relatively performed within a predetermined range. The same effect can be achieved by performing the position correction of the devices 20, 22, 24. In addition to the above-described embodiments, the image projection apparatus according to the present invention can be modified as in the modification shown here, or, for example, the error detection circuit 36 and the control circuit 3.
Various configurations can be taken, such as 8 being common to all the display devices 20, 22, 24.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る画像投
影装置によれば、多板式プロジェクターの複数の表示装
置に位置のずれが生じた場合に、この位置のずれを検出
し、自動的に補正することができる。また、本発明に係
る画像投影装置によれば、表示装置の位置の補正を自動
的に行うことにより、投影した画像の画質の劣化を防止
することができる。
As described above, according to the image projection apparatus of the present invention, when a plurality of display devices of a multi-plate type projector are misaligned, the misalignment is automatically detected. Can be corrected to. Further, according to the image projection apparatus of the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the image quality of the projected image by automatically correcting the position of the display apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る多板式のプロジェクターの構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a multi-plate type projector according to the present invention.

【図2】図1に示した表示装置の構成を示す図であっ
て、(A)は表示装置をX−X’平面で切断した断面
図、(B)は表示装置をZ側から見た上面図である。
2A and 2B are diagrams showing a configuration of the display device shown in FIG. 1, in which FIG. 2A is a cross-sectional view of the display device taken along a plane XX ′, and FIG. It is a top view.

【図3】図1に示した補正装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a correction device shown in FIG.

【図4】図2および図3に示した補正装置の光検出器の
構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a photodetector of the correction apparatus shown in FIGS. 2 and 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プロジェクター、100…放物状反射鏡、112…
基準光線光源、114…UV/IRフィルタ、116…
PPL、118…コンデンサレンズ、130…青色フィ
ルタ、132…緑色フィルタ、134…赤色フィルタ、
120,122,124,126…ダイクロイックミラ
ー、140…L型プリズム、142,144…プリズ
ム、150…投影レンズ、20,22,24…表示装
置、200…保持部材、220…表示部、202…枠部
材、204…液晶表示部、2081 〜2088 …固定部
材、210,210’,212,212’,214,2
14’,216,216’…ペルチェ素子、30,3
2,34…補正装置、36…エラー検出回路、38…制
御回路、40…光検出器、42ij…受光素子
1 ... Projector, 100 ... Parabolic reflector, 112 ...
Reference light source, 114 ... UV / IR filter, 116 ...
PPL, 118 ... Condenser lens, 130 ... Blue filter, 132 ... Green filter, 134 ... Red filter,
120, 122, 124, 126 ... Dichroic mirror, 140 ... L-type prism, 142, 144 ... Prism, 150 ... Projection lens, 20, 22, 24 ... Display device, 200 ... Holding member, 220 ... Display unit, 202 ... Frame member, 204 ... liquid crystal display unit, 208 1 to 208 8 ... fixing member, 210, 210 ', 212, 212', 214,2
14 ', 216, 216' ... Peltier device, 30, 3
2, 34 ... Correction device, 36 ... Error detection circuit, 38 ... Control circuit, 40 ... Photodetector, 42 ij ... Light receiving element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】平行な投影用の光を発生し、前記投影用の
光から赤色光、緑色光および青色光を取り出す第1の光
学系と、 それぞれ前記赤色光、前記緑色光および前記青色光を透
過させ、基準画像を生成する3つの液晶表示手段と、 前記3つの液晶表示手段それぞれの位置の基準を示すビ
ーム状の基準光線を、前記第1の光学系を介して前記3
つの液晶表示手段それぞれの所定の位置に照射する基準
光線照射手段と、 前記3つの液晶表示手段それぞれの所定の位置に照射さ
れた前記基準光線を受け、前記3つの液晶表示手段の位
置の基準と実際の位置との位置ずれをそれぞれ検出する
位置ずれ検出手段と、 検出された前記位置ずれそれぞれを打ち消すように、前
記3つの液晶表示手段それぞれの位置を補正する位置補
正手段と、 前記3つの液晶表示手段それぞれが生成した前記基準画
像を合成して投影する第2の光学系とを有する画像投影
装置。
1. A first optical system that generates parallel projection light and extracts red light, green light, and blue light from the projection light, and the red light, the green light, and the blue light, respectively. Through the first optical system, and three liquid crystal display means for transmitting a reference image to generate a reference image, and a beam-shaped reference light beam indicating a reference for the position of each of the three liquid crystal display means.
A reference light beam irradiating means for irradiating a predetermined position of each of the three liquid crystal display means; A positional deviation detecting unit that detects a positional deviation from an actual position, a position correcting unit that corrects the position of each of the three liquid crystal display units so as to cancel each of the detected positional deviations, and the three liquid crystals. A second optical system for synthesizing and projecting the reference images generated by the respective display means.
【請求項2】前記位置補正手段は、 温度に応じて伸縮し、前記液晶表示手段それぞれを所定
の位置に固定する固定部材と、 検出された前記位置ずれそれぞれに基づいて、前記固定
用部材それぞれの温度を変化させてこれらの長さを伸縮
させ、前記3つの液晶表示手段それぞれの位置を補正す
る補正手段とを有する請求項1に記載の画像投影装置。
2. The position correcting means expands and contracts according to temperature to fix each of the liquid crystal display means to a predetermined position, and each of the fixing members based on each of the detected positional deviations. The image projection apparatus according to claim 1, further comprising: a correction unit that changes the temperature of the liquid crystal display device to expand or contract the lengths thereof and corrects the positions of the three liquid crystal display devices.
【請求項3】前記位置ずれ検出手段は、 前記3つの液晶表示手段の所定の位置にそれぞれ設けら
れ、受けた前記基準光線を電気的な信号にそれぞれ変換
する3つの受光手段と、 前記3つの液晶表示手段の所定の位置にそれぞれ設けら
れた前記3つの受光手段が変換した前記電気的な信号そ
れぞれに基づいて、前記3つの液晶表示手段の位置の基
準と実際の位置との位置ずれそれぞれを検出する検出手
段とを有する請求項1に記載の画像投影装置。
3. The positional deviation detecting means is provided at predetermined positions of the three liquid crystal display means, respectively, and three light receiving means for respectively converting the received reference light rays into electric signals, and the three light receiving means. Based on each of the electrical signals converted by the three light receiving means provided at a predetermined position of the liquid crystal display means, a positional deviation between the reference position and the actual position of the three liquid crystal display means is calculated. The image projection apparatus according to claim 1, further comprising a detection unit that detects the image.
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