JPS6348987A - 投写型デイスプレイのコンバ−ゼンス誤差補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明装置は投写型カラーディスプレイに係わり、特に
投写型カラーディスプレイのコンバーゼンス誤差の検出
、補正に関するものである。

（従来の技術） 従来表示装置のカラーコンバーゼンス誤差を検出するに
は観視者が実際に目で見て行うのがほとんどでこのため
コンバーゼンスの補正は大変時間のかかるものであった
。

また電子的に行うものとしては、例えば特公昭５８−３
８９９５号「コンバーゼンス色ずれ検知方法およびその
装置」公報記載のごとく、被検査カラー表示装置の画面
の同じ位置にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の例え
ば格子状パターンを順次に映し出し、これを上記画面の
前方に配置した撮像装置の位置を順次移動させ、画面に
拡大して映し出された各色の格子状パターンから一つの
山形波形を呈する映像信号を抽出し、その映像信号の各
々の波形の尖頭位置を前記↑最像装置の水平同期信号を
基準にして計測し、これをカラー表示装置のコンバーゼ
ンスの色ずれとして検知していた。

（発明が解決しようとする問題点） 従来例のコンバーゼンス誤差検出を目視で行う方法は、
大画面になるほど時間がかかると共に、人間の目が判断
を下すため速やかに最適状態に誤差補正をすることは困
難であった。

コンバーゼンス誤差は走査線１本以下の精度で検出され
なければならないが、前記特公昭第５８−３８９９５号
公報記載の検知方法では、検知信号に細い山形波形のパ
ルスを使用するため、検知用層像装置の解像度を考える
と１個の撮像装置で画面の一部分を拡大して見ることに
なる。従って全画面についてコンバーゼンス誤差を検出
しようとすると、撮像装置を移動して１点ずつ検出する
か、複数の撮像装置を利用し各々の撮像装置は画面の一
部を受は持つという方法になるが、これは時間的または
コスト的にみて実用的のない欠点があった。

本発明の目的は、前述の諸問題を解決し、簡易な構成で
時間的にもコスト的にも実用性のあるカラー投写型ディ
スプレイのコンバーゼンス誤差検出装置を提供せんとす
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
ンバーゼンス誤差補正装置は、投写型ディスプレイのコ
ンバーゼンスを調整する装置において、前記投写型ディ
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
ンを配設し、該補助スクリーン上の非結像の像を検出装
置で検出するととも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、前記非結像の像に存在する前記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するようにしたことを特徴とする
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の詳細な説明
する。

本発明に係るカラー投写型ディスプレイのコンバーゼン
ス誤差補正装置の基本的概念図を第１図（ａｌに、第１
の実施例構成ブロック線図を第１図（ｂｌに示す。この
図に示す装置は節糸のため前面投写型である。

投写装置１は各色の投写器すなわちＲ投写器２、Ｇ投写
器３、Ｂ投写器４を含み、その各色の光は投写スクリー
ン５上へ投写され、各投写ＷＳ２，３゜４の像は投写ス
クリーン５上で結像されている。

この時非結像面に補助スクリーン６を置く。補助スクリ
ーン６上では像は結像しておらずコンバーゼンスも全く
とれていないが、投写装置１、すなわち各投写器２，３
．４と投写スクリーン５と補助スクリーン６との相対的
な空間位置が完全に固定されていれば、補助スクリーン
６上の結像されていない像から投写型ディスプレイのコ
ンバーゼンス誤差を検出することができる。以下この方
法について説明する。

第１図（ｂ）図示構成ブロック線図の信号切換器７、信
号発生装置８、↑最像装置９、画像処理装置１０、制御
器１１は本願人が先に出願した特願昭第６１−６８２９
０号「コンバーゼンス誤差補正方法」明細書および同図
面第１図記載のものと同じであり、前記特願昭第６１−
６８２９０号では、画像表示装置のコンバーゼンスを調
整するにあたり、前記画像表示装置の全表示画面を水平
ならびに垂直方向にそれぞれ正の整数Ｎ、Ｍ分割した領
域を作り、そのマトリクス状各領域での表示信号波形が
水平ならびに垂直方向で山形波形線対称（例えば正弦波
波形）となる低周波信号を、信号発生装置８より前記画
像表示装置に信号切換器７を介して順次Ｒ，Ｇ、Ｂ投写
器２投写、４を作動させて供給するとともに、前記画像
表示装置の表示画面を撮像する撮像装置９からの信号を
画像処理装置１０に導き、前記各領域ごとに水平ならび
に垂直方向の重心誤差値を算出して、これに基づき前記
画像表示装置のコンバーゼンスをｊｌするようにしてい
る。

第１図（ｂ）においてまず補助スクリーン６がない状態
で、ある方法例えば人間が目で見て調整するなどでスク
リーン５上の各色Ｒ，Ｇ、Ｂのコンバーゼンスが合って
いるものとする。従ってこの時前記特願昭６１−６８２
９０号図面第２図記載の山形波形のパターンを投写する
と、この波形の山の位置は各色で同じになっている。投
写型スクリーンでは画像がかなり拡大されるのでこの状
態を目で見て判定することは容易である。

次にこの状態で、補助スクリーン６を図のごとく非焦点
面に入れる。この補助スクリーン６上での波形を１（（
ｘ、ｙ）、投写スクリーン５上での波形をｈ（ｘ、いと
すれば弐（１）のように表現される。

Ｈ（ｘ、ｙ）　　−ｆ　ｆ　ｏ　ｄＸ−ｄＹ−ｈ（Ｘ、
Ｙ）　　　　　（ｔｌこの式は第１図（Ｃ）の補助スリ
ーン６上の点Ｑでの像を示すが、座標としては投写スク
リーン５上にｘ、ｙ軸をとり、Ｑ点に対応するＰ点でＱ
点の像を示しており、ＤはＱ点より各投写器２，３．４
を見込む立体角と同じ大きさの投写スクリーン５の領域
を示している。かくて補助スクリーン６上の像は、各投
写器２，３．４の投写面の有限の大きさのため低域フィ
ルタを通過したのと似た像になっている。

また補助スクリーン６上の波形Ｈ（ｘ、　ｙ）は投写器
上の像ｆ（χ＋ＸＯ，Ｙ＋ＹＯ）と投写レンズの関数Ｆ
Ｌで式（２）のように表現できる。

ＩＩ（ｘ、ｙ）＝　ＦＬ　（ｆ（Ｘ＋Ｘｏ、Ｙ＋Ｙｏ）
）　　　　　　（２１ここで変数Ｘ。ｒ　ｙｏは投写ス
クリーン５上のコンバーゼンス誤差を投写器の投写面上
に変換したものである。関数ＰＬは関数ｆ（Ｘ　＋Ｘ。

、Ｙ＋Ｙｏ）が与えられた時補助スクリーン６上の波形
Ｉｆ（ｘ、ｙ）を与える関数で、これは本来のコンバー
ゼンス誤差検出以前に計算または実験により求めること
ができる。

そこでこの逆関数ＦＬ−１より式（３）のようにｆ（Ｘ
＋ＸＯ＋　Ｙ　”　Ｙｏ）は表現される。

ｆ（Ｘ＋Ｘ０．Ｙ＋Ｙｏ）　　＝　　Ｆ、−’（Ｈ（ｘ
、ｙ））　　　　　（３１現実にはＨ（ｘ、いの位相情
報は測定できないためｆ（Ｘ　＋ＸＯ，Ｙ＋ＹＯ）は完
全には求まらない。しかし補助スクリーン６上の像Ｈ（
ｘ、ｙ）は投写器２．３゜４の投写面の大きさのため低
域フィルタを通過した像であると考えられるので、式（
３）で求めたｆ（Ｘ＋ｘＯ，ｙ＋Ｙｏ）はコンバーゼン
ス誤差の情報を保持していると考えられる。

実際の作業としては、補助スクリーン６上の波形１ｆ（
ｘ、ｙ）を撮像装置９で撮像し画像処理装置１０を使っ
て、前記特願昭筒６１−６８２９０号明細書記載の方法
と同様な方法で重心誤差値を算出して補助スクリーン６
上のコンバーゼンス誤差の情報を得る。

この時投写スクリーン５上でのコンバーゼンス誤差は先
に述べたごとくないという前提であったから、このよう
にして得られた補助スクリーン６上での誤差情報を記憶
しておき参照データとして使用する。次に投写器２，３
，４、投写スクリーン５、補助スクリーン６の相対位置
が固定であるという条件の下に、補助スクリーン６によ
り同上で重心誤差値を算出してコンバーゼンス誤差を検
出した時、これが前記誤差情報とずれていれば、投写ス
クリーン５上でコンバーゼンス誤差のあることがわかり
これを補正することが可能である。

第２図に未発門弟２の実施例背面投写型ディスプレイの
構成を示す。通常この型の鏡１３は２枚（１３−１，１
３−２）使用されるが、そのうち１枚（１３−１）はハ
ーフミラ−１２とされ、補助スクリーン６へ像を投写し
、それを撮像装置９で観察してコンバーゼンス誤差を検
出することができる。

第２図示の描像装置はフォトセンサに置換することがで
きる。第３図は検出装置にフォトセンサを用いた未発門
弟３の実施例背面投写型ディスプレイの構成を示す。こ
の図ではフォトセンサ１４を数個〜数１０個鏡１３（１
３−１）の中に取付けて画像情報を得ている。この位置
は非焦点面であるためフォトセンサを置いたための画像
への妨害はほとんどない。

第３図示実施例の変形例を第・１の実施例として第４図
（ａ）に示す。投写装置１の投写器２．　３．　４から
の光は、鏡１３−１．１３−２で反射されて投写スクリ
ーン５に入射する。その開光の一部は鏡１３−２の位置
にあるフォトセン４月４へ入射する。コ（７）ｖｌ、１
３−２上の映像は勿論結像されていない。この実施例に
ついてさらに詳細に説明するため、第４図（ａ）を第４
図（ｂ）のように書面す。これは単に鏡で反射している
部分を書面しただけであって光学的には等価である。

動作について若干説明する。筒車のため第４図ｆｂ）に
おいて投写スクリーン５上でのＰ点のコンバーゼンス誤
差を検出することについて説明する。

映像信号として投写スクリーン上のＰ点だけが白く光り
あとが黒という場合を考える。投写スクリーン上のＰ点
は微小は点であるが、各色の投写器２．３．４は有限の
大きさの光源であり、Ｐ点への光は鏡１３−２上では第
４図ｆｂｌのように拡がっている。この時Ｐ点と各色の
投写ＶＢ２，３．４の中心を結んだ線上に各投写器用の
フォトセンサ１．１−１゜１４−２．１４−３を置くこ
ととする。次に投写スクリーン上の点Ｑ１やＱ２が白い
時、Ｒ投写器２、Ｇ投写器３、Ｂ投写器４それぞれから
出た光がかろうじてそれぞれのＲ用、Ｇ用、Ｂ用フォト
センサ１４−１．１４−２．１４−３へ入射するという
第４図ＦＣ＋、第４図ｆｄ）を考える。計算でも確認法
であるが、図を見ても明らかなごとく投写スクリーン上
で点Ｑ、から０２間のみが光る映像の場合、各色の投写
器２，３．４から出た光はその器用のフォトセンサ１４
−１．１４−２゜１４−３のみへ入射し、他の器用のフ
ォトセンサへは入射しない。ただし点Ｑ、、　Ｑ、の近
傍のみが光っているという信号ならばフォトセンサへ入
射しない場合もある。つまり点０．から０□の間にある
映像信号では各器用のフォトセンサ１４−１．１４−２
．１４−３は他の色との干渉がないと言える。そこで投
写スクリーン上の点Ｑ、から口２の期間のみに存在する
信号を各色囲時に与え時間的に移動させるという場合を
考える。

例えば第５図（ａｌのように変化するパターンを考えた
時（■−■−■−■）、各フォトセンＩ；）１４−１゜
１４−２．１４〜３へは第５図（ｂｌのような光入力が
得られる筈である（Ｒ，Ｇ、Ｂ用各■、■、■の実線）
。

この光入力はコンバーゼンスの情報を持っており、例え
ばＲのコンバーゼンスにずれがある場合、投写スクリー
ン上でのＲの信号位置がずれるわけであるからフォトセ
ンサ１４−１への光は第５図（ｂｌの■の破線のように
時間的にずれが生じることになる。

第５図（ｂｌの■に示した実線と破線のずれがコンバー
ゼンス誤差に対応する。

このずれの検出はこれまで述べてきた方法で検出するこ
とができる。このように鏡１３−２上に各器用のフォト
センサを置く場合は、適当に細い信号ならば一度だけそ
の信号を移動させるだけで各色のコンバーゼンス誤差が
同時に検出できる。

フォトセンサは投写スクリーン上でコンバーゼンス誤差
の検出をする点の数の３倍だけ鏡上に置かれることにな
る。この場合フォトセンサの受光面積は２Ｘ　２ａｍ程
度以下でありさらに非結像面なので画面上への妨害はな
い。

またフォトセンサは各色単独で用いられのでその色に合
った特性のものを用いることができる。

さらに各色の色フィルタを用いるならば用いる信号が多
少広くても他の色の光の影響を除去することができる。

鏡へフォトセンサを取付ける方法は、単純に鏡の上に置
く他に、第６図（ａ）のように鏡に穴を設けて裏側に置
く方法、第６図（ｂｌのように光ファイバ１５などで光
を導く方法が考えられる。またフナ１−センサは鏡１３
−１に置かれても鏡１３−２に置かれたと同じことが原
理的に可能である。また使用されるフォトセンサの感度
の指向性が鋭いものを用いるか、第６図（ａ）で穴を設
ける方向を適当に調整して投写器からだけの光を受ける
ようにすれば雑音となる外光の影響を避けることができ
る。

以上は背面投写型ディスプレイについて述べてきたが第
６図（Ｃ）の第５の実施例のように鏡を用いた前面投写
型ディスプレイにも応用でき、鏡１３−１にフォトセン
サが置かれる。

（発明の効果） 従来の技術では結像されている投写スクリーン面を撮像
装置で観測するため大きな空間が必要であり、測定に撮
像装置を移動させるかまた７１数の撮像装置が必要であ
るという欠点があったが、本発明装置のごとく非結像面
を用いることにより大きな空間を用いる必要がなく、検
出用撮像装置を第２図や第３図のようにディスプレイ装
置の中に組込んでしまうことが可能となった。この結果
コンバーゼンス誤差を自動的に検出でき、補正する時装
置をあらたにセットする必要がなく作業が簡単で効率的
になる。またとくに第３図では鏡にフォトセンサを埋込
むだけでよいので空間的な制約を受けないてすむ。

さらに精密なコンバーゼンス調整を目視で行った場合、
通常は静的なコンバーゼンス調整のみですむことが多い
ので、第３図で数個のみのフォトセンサを用いて静的の
みに調整する方法もとられる。

また第４の実施例に示したように、各器用の検出センサ
を独立にすることによって、ある程度細い信号を用いる
ならば、モノクロの信号を一度移動させるだけで各色の
コンバーゼンス誤差を同時に検出することもでき検出時
間が短縮される。さらにディスプレイの内部にすべて組
込みが可能であり、指向性の鋭いフォトセンサを用いれ
ば周囲が明るくても問題はない。フォトセンサとしては
各色に整合した特性のものを選んで使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の基本的概念図（ａ）、第１の実
施例の構成ブロック線図（ｂ）、その動作を説明するた
めの図（Ｃ）を示し、 第２図、第３図はそれぞれ第２．第３の実施例の構成を
示し、 第４図（ａｌは第４の実施例の構成を示し、同図（ｂ）
。 ＦＣ＋、　（ｄｌおよび第５図（ａｔ、　（ｂｌは第４
の実施例の動作を説明するための図を示し、 第６図（ａ）、　ｆｂ）は本発明でフォトセンサの取付
けを説明するための図を示し、第６図ｆｃ）は第５の実
施例の構成を示す図である。 １・・・投写装置 ２．３．４・・・Ｒ，Ｇ、Ｂ各投写器 ５・・・投写スクリーン　　６・・・補助スクリーン７
・・・信号切換器　　　　８・・・信号発生装置９・・
・撮像装置　　　　　１０・・・画像処理装置１１・・
・制御器　　　　　　１２・・・ハーフミラ−１３、１
３〜１．１３−２・・・鏡 １４．１４−１．１４−２．１４−３・・・フォトセン
サ１５・・・光ファイバ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、投写型ディスプレイのコンバーゼンスを調整する装
   置において、前記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設し、該補助スクリ
   ーン上の非結像の像を検出装置で検出するとともにこの
   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、前記非結像の像に存在
   する前記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する
   ようにしたことを特徴とする投写型ディイスプレイのコ
   ンバーゼンス誤差補正装置。 ２、前記検出装置が、撮像装置またはフォトセンサであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の投写
   型ディイスプレイのコンバーゼンス誤差補正装置。 ３、前記検出装置が、前記投写装置の各色光ビームにそ
   れぞれ対応して設けられることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の投写型ディイスプレイ
   のコンバーゼンス誤差補正装置。