(57)【要約】【課題】簡単な構成によりセンサの誤検出を防止し、正確なフォーカス調整を行うことができる投写型映像表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】光源１から出射された光を液晶ライトバルブ３１、３２，３３で変調し、投写レンズ１６により映像を投写する投写型映像表示装置において、投写された映像を撮像するセンサー２９と、センサー２９の撮像データに基づいてコントラストデータ及び／または角度データを算出すると共に、フォーカス調整及び／または台形歪み補正を行う制御部２５と、前記センサー２９を覆うことにより、センサー２９に埃が付着することを防止する閉塞部材６０と、カバー６０を開放状態にまで移動させる駆動手段とを備える。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を液晶ライトバルブで変調し、投写レンズにより映像を投写する投写型映像表示装置において、投写された映像を撮像するセンサーと、センサーの撮像データに基づいてコントラストデータ及び／または角度データを算出すると共に、フォーカス調整及び／または台形歪み補正を行う制御部と、前記センサーを覆うことによりセンサーに埃が付着することを防止する閉塞部材と、閉塞部材を開放状態にまで移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記閉塞部材は、投写された映像をセンサーが撮像する時には開放されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記閉塞部材は、投写された映像をセンサーが撮像しない時には閉塞されるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、投写型映像表示装置としては、投写型映像表示装置本体内に夫々発光窓と受光窓により覆われた発光素子と受光素子を内装し、発光素子からスクリーンへ向けて投射され、スクリーンで反射した赤外線光を受光素子が受光する受光強度に基づいて投写型映像表示装置とスクリーンまでの距離を推測し、この推測した距離に基づいて投写レンズの位置を調整してフォーカス調整するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２７４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光素子及び受光素子は夫々発光窓と受光窓により覆われており、発光素子や受光素子に埃が付着することは発光窓と受光窓により防止することができる。従って、発光素子や受光素子に埃が付着することによって、受光素子が受光する受光強度が変化することによる投写型映像表示装置とスクリーンまでの距離の誤検出を防止することができる。
【０００４】
しかしながら、発光窓や受光窓の表面に僅かな歪がある場合でも光が乱反射することにより受光素子が受光する受光強度が変化してしまう虞があるため、発光窓や受光窓に歪のない高精度な発光窓や受光窓を採用する必要があり、コストが上昇してしまう課題があった。
【０００５】
また、歪のない高精度な発光窓や受光窓を採用した場合でも、発光窓や受光窓に傷が付いたり発光窓や受光窓に誇りが付着した時には、受光素子が受光する受光強度が変化する虞があるため、投写型映像表示装置とスクリーンまでの距離を誤検出する課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成によりセンサの誤検出を防止し、正確なフォーカス調整を行うことができる投写型映像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段は、光源から出射された光を液晶ライトバルブで変調し、投写レンズにより映像を投写する投写型映像表示装置において、投写された映像を撮像するセンサーと、センサーの撮像データに基づいてコントラストデータ及び／または角度データを算出すると共に、フォーカス調整及び／または台形歪み補正を行う制御部と、前記センサーを覆うことによりセンサーに埃が付着することを防止する閉塞部材と、閉塞部材を開放状態にまで移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するための手段において、前記閉塞部材は、投写された映像をセンサーが撮像する時には開放されるように構成してもよい。
【０００９】
また、前記閉塞部材は、投写された映像をセンサーが撮像しない時には閉塞されるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１の構成によれば、センサーは閉塞部材により覆われているため、センサーに埃が付着することを防ぐことができ、センサーに埃が付着することによるセンサーの誤検出を防止して正確なフォーカス調整及び／または台形歪み補正を行うことができる等の効果を奏する。
【００１１】
本発明の請求項２の構成によれば、センサーが映像を撮像する際には、センサーを覆う閉塞部材は開放されるため、閉塞部材に歪みや傷があった場合や閉塞部材に埃が付着した場合でもセンサーの誤検出を防止することができ、より正確にフォーカス調整及び／または台形歪み補正を行うことができる等の効果を奏する。
【００１２】
本発明の請求項３の構成によれば、センサーが映像を撮像する時以外は閉塞部材は閉塞しているため、センサーへの埃の付着を極力防ぐことができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態の投写型映像表示装置を図１乃至図７に基づいて以下に詳述する。
【００１４】
図１及び図２はこの実施形態の投写型映像表示装置として３板式の液晶プロジェクタ３０を示した図である。光源１における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタ２によって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。
【００１５】
インテグレータレンズ４は一対のレンズ群（フライアイレンズ）４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ部分が光源１から出射された光を後述する液晶ライトバルブ３１，３２，３３の全面に導くようになっており、光源１において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７に導かれる。
【００１６】
第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。反射ミラー８にて反射された赤色光はレンズ９を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。また、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１０に導かれる。
【００１７】
第２ダイクロイックミラー１０は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１０にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１１を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１０を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１２、全反射ミラー１３、レンズ１４を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。
【００１８】
各液晶ライトバルブ３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとから構成されている。
【００１９】
液晶ライトバルブ３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、クロスダイクロイックプリズム１５によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１６によって拡大投写され、スクリーン４０（図６参照）上に表示される。
【００２０】
投写レンズ１６は、フォーカス調整のためのフォーカスモータ（レンズ駆動用モータ）２２を備える。後述するマイコン（マイクロコンピュータ）２５から繰り出し方向駆動信号がフォーカスモータ２２に入力されると、投写レンズ１６が繰り出し方向に移動し、引き込み方向駆動信号がフォーカスモータ２２に入力される、投写レンズ１６が引き込み方向に駆動される。
【００２１】
図３は液晶プロジェクタ３０の信号処理系の概要を示したブロック図である。映像信号処理回路２３は映像信号を入力して解像度変換や画像の拡大・縮小等の処理を行うと共に
、マイコン２５からの指令に基づいて台形歪み補正となる画像処理等を実行する。各パネルドライバ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、映像信号（映像データ）を各液晶ライトバルブ３１，３２，３３に入力する（駆動する）。
【００２２】
操作部２７には、各種操作のためのキーが設けられている。この実施形態においては、フォーカス調整及び台形歪み補正を指令する調整指示キー２７ａが設けられている。
【００２３】
ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）回路２８は、マイコン２５から出力指示された文字情報や図形情報に基づく映像データを生成し、この映像データを画像メモリ２１に書き込む。このＯＳＤ回路２９により、入力映像以外の装置側で作成した映像の投写が行えることになる。
【００２４】
センサー２９は、第１センサー部２９Ａと第２センサー部２９Ｂとから構成されている。また、図４に示すように各センサー部２９Ａ、２９Ｂは、一対のレンズ部２９ａと各レンズ部２９ａに対応して設けられたＣＣＤラインセンサー２９ｂとから構成されている。そして、一対のレンズ部２９ａは映像を夫々ＣＣＤラインセンサー２９ｂ上に結像させるようになっている。
【００２５】
図１に示すように第１センサー部２９Ａは一対のレンズ部２９ａが垂直方向に並ぶように配置され、第２センサー部２９Ｂは一対のレンズ部２９ａが水平方向に並ぶように配置される。また、図５に示すようにセンサー２９は開閉自在な閉塞部材としてのカバー６０により覆われており、一対の軸を回動中心にして図示しない駆動手段により回動するようになっている。
【００２６】
マイコン２５はセンサー２９の撮像信号をサンプリングして撮像データを生成し、コントラストデータや角度データを算出する。コントラストデータは、ＣＣＤラインセンサー２９ｂが出力する撮像信号上の高周波成分の程度を示す信号であり、撮像信号上で高周波成分が得られているほど、合焦状態であることを示すことになる。また、角度データには、第１センサー部２９Ａによって得られる縦方向台形歪みの程度を示す第１角度データθ１（図６（ａ）参照）と、第２センサー部２９Ｂによって得られる横方向台形歪みの程度を示す第２角度データθ２（図６（ｂ）参照）とがある。
【００２７】
角度データは、センサー２９から調整用投写映像（スクリーン４０）までの距離測定結果に基づく演算処理によって得ることができる。距離測定は、いわゆる三角測量により行っており、センサー部２９Ａ、２９Ｂの各ＣＣＤラインセンサー２９ｂ上での撮像映像の相対的なずれ（位相差）とレンズ焦点距離とレンズ間距離とから求めることができる。距離測定は調整用投写映像の撮像範囲の複数エリア毎に行うことができる。すなわち、ＣＣＤラインセンサー２９ｂの画角範囲を複数のエリアに分割し、各測距エリアごとに測距結果を算出できる。そして、例えば、距離測定を調整用投写映像の最上エリアと最下エリア（最左エリアと最右エリア）のそれぞれについて行う。最上エリアと最下エリア（最左エリアと最右エリア）間の測距値の差異は投写光軸とスクリーンとの非垂直度に対応して大きな値となるものであり、最上エリアと最下エリア（最左エリアと最右エリア）間の距離と前記測距値の差異からアークタンジェントを求めて角度データ（θ１，θ２）を算出することができる。
【００２８】
マイコン２５は、この液晶プロジェクタ３０における全体制御を行うものであるが、特にこの発明にかかる制御として、以下に示す投写時セッティングの調整制御を行うようになっている。
【００２９】
ユーザーは、電源投入後、光源が十分な発光状態となるのを待って、操作部２７の調整指示キー２７ａを押下する。マイコン２５は調整指示キー２７ａの押下を検出すると、駆動手段を駆動させてカバー６０を開放状態にすると共に、ＯＳＤ回路２８による第１の調整用投写映像の描画処理（画像メモリ２１への画像データ書込）を実行する。第１の調整用投写映像は、図７（ａ）に示すように、白色横線領域と黒色横線領域が交互に形成されたストライプ画像であるが、このような画像を成すデータがそのまま前記画像メモリ２１に書き込まれるのではない。
【００３０】
具体的には、マイコン２５（ＯＳＤ回路２８）は縦１ライン分の映像データを画像メモリ２１に書き込む。そして、マイコン２５は映像信号処理回路２３に対して横方向拡大を指令する。拡大率は、１画面の横画素数が１０２４であれば、１０２４倍となる。映像信号処理回路２３は前記縦１ライン分の映像データを横方向に１０２４倍する処理を行い、この処理で得られた映像信号を各パネルドライバ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに与える。なお、例えば、一つのパネルドライバ２４Ｇのみ前記映像信号を与えて緑一色のストライプ画像を投写してもよい。
【００３１】
そして、マイコン２５は、フォーカスモータ２２に対して繰り出し方向駆動信号を与えると共にセンサー２９の撮像信号をサンプリングしてコントラストデータを生成する。マイコン２５は上記サンプリングを開始するときに、タイマーをスタートさせると共に、一定時間間隔でコントラストデータを生成して図示しないメモリに格納する。マイコン２５は最も良好なコントラストデータを判定し、このコントラストデータが得られたときの時間情報（合焦レンズ位置情報）を取得する。マイコン２５は、フォーカスモータ２２に繰り出し方向駆動信号を与えた全時間から前記時間情報を減算した時間だけ、フォーカスモータ２２に対して引き込み方向駆動信号を与える。これにより、フォーカス調整が実現される。
【００３２】
更に、マイコン２５はセンサー２９の撮像データに基づいて台形歪み補正を実行する。台形歪みには縦台形歪みと横台形歪みとがあり、まず、前記図６（ａ）に示した第１の調整用投写映像にて、縦台形歪み補正のための角度データθ１の取得処理を行う。すなわち、マイコン２５は、第１センサー部２９Ａの出力を採用し、距離測定を調整用投写映像の最上エリアと最下エリアのそれぞれについて行い、最上エリアと最下エリア間の距離と測距値の差異から角度データθ１を算出する。
【００３３】
次に、マイコン２５は、ＯＳＤ回路２８による第２の調整用投写映像の描画処理を実行する。第２の調整用投写映像は、図６（ｂ）に示すように、白色縦線領域と黒色縦線領域が交互に形成されたストライプ画像であるが、このような画像を成すデータがそのまま前記画像メモリ２１に書き込まれるのではない。
【００３４】
具体的には、マイコン２５（ＯＳＤ回路２８）は横１ライン分の映像データを画像メモリ２１に書き込む。そして、マイコン２５は映像信号処理回路２３に対して縦方向拡大を指令する。拡大率は、１画面の縦画素数が７６８であれば、７６８倍となる。映像信号処理回路２３は前記横１ライン分の映像データを縦方向に７６８倍する処理を行い、この処理で得られた映像信号を各パネルドライバ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに与える。なお、例えば、一つのパネルドライバ２４Ｇにのみ前記映像信号を与えて緑一色のストライプ画像を投写してもよい。
【００３５】
マイコン２５は、第２センサー部２９Ｂの出力を採用し、距離測定を調整用投写映像の最左エリアと最右エリアのそれぞれについて行い、最左エリアと最右エリア間の距離と測距値の差異から角度データθ２を算出する。
【００３６】
マイコン２５は、第１の角度データθ１や第２の角度データθ２に基づいて台形歪み補正を行う。前記角度と台形歪みの程度とは比例関係にあり、角度が判明すれば画像に対し
てどの程度の補正を施せばよいかが決定できる。例えば、映像信号処理回路２３は、マイコン２５から前記角度データを受け取り、当該角度での投写で生じると想定される台形歪みとは逆形状となる台形歪みを持たせるように入力映像データの画素補間／画素間引き処理を実行する。フォーカス調整及び台形歪み補正が終了すると駆動手段を駆動させてカバー６０を閉塞状態に戻す。
【００３７】
以上説明したように、画像メモリ２１へは調整用の投写映像のデータを丸ごと書き込む必要はなく、当該投写映像のデータの一部を書き込むだけで済むため、描画時間（データ書込時間）が格段に短くなり、調整用映像を素早く投写することができる。
【００３８】
また、センサー２９はカバー６０により覆われているため、センサー２９に埃が付着することを防ぐことができ、センサー２９に埃が付着することによるセンサー２９の誤検出を防止して正確なフォーカス調整及び台形歪み補正を行うことができる。
【００３９】
また、センサー２９が映像を撮像する際には、センサー２９を覆うカバー６０は開放されるため、カバー６０に歪や傷があった場合やカバー６０に埃が付着した場合でもセンサー２９の誤検出を防止することができ、より正確にフォーカス調整及び台形歪み補正を行うことができる。
【００４０】
また、センサー２９が映像を撮像する時以外は、カバー６０は閉塞しているため、センサー２９への埃の付着を極力防ぐことができる。
【００４１】
尚、上述したフォーカス調整や台形歪み補正の手法自体は何ら限定されるものではなく、どのような手法を用いても構わない。また、投写型映像表示装置として透過型の液晶プロジェクタを示したが、反射型の液晶プロジェクタでもよく、また、液晶プロジェクタに限らず、多数枚の微小鏡を駆動して光変調を行う方式の投写型映像表示装置としてもよい。
【００４２】
また、この実施形態では、液晶プロジェクタ３０における全体制御を行うマイコン２５が上述した投写時セッティングの調整制御を行うようにしたが、センサー２９に専用のマイコンを設け、この専用マイコンにてフォーカス調整や角度データ算出等の処理を行い、前記マイコン２５が処理能力を他の処理のために割り当てることができる構成としてもよいものである。また、ＣＣＤラインセンサーに限らず、面状のＣＣＤ等を用いる構成としてもよい。また、第１の調整用映像と第２の調整用映像を別々に表示することに限定されるものではない。
【００４３】
また、センサー２９を覆う閉塞部材として回動自在なカバー６０に限定されるものではなく、スライド自在なシャッターや複数の軸に回動自在なブラインド等により構成してもよい。また、フォーカス調整及び台形歪み補正をともに行う投写型映像表示装置に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態の液晶プロジェクタの外観斜視図である。
【図２】同液晶プロジェクタの光学系を示した構成図である。
【図３】同液晶プロジェクタの信号処理系を示したブロック図である。
【図４】同液晶プロジェクタのセンサーの概略構成図である。
【図５】同液晶プロジェクタのカバーの開閉状態を示す図であり、同図（ａ）はカバーを閉塞した状態を示し、同図（ｂ）はカバーを開放した状態を示す。
【図６】同液晶プロジェクタの図（ａ）は縦台形歪みの発生の様子を示した説明図であり、同図（ｂ）は横台形歪みの発生の様子を示した説明図である。
【図７】同液晶プロジェクタの図（ａ）はスクリーン上に映し出された第１の調整用投写映像において縦台形歪みが生じたことを示した説明図であり、同図（ｂ）はスクリーン上に映し出された第２の調整用投写映像において横台形歪みが生じたことを示した説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    光源
１６  投写レンズ
２５  マイコン（制御部）
２９  センサー
３１  液晶ライトバルブ
３２  液晶ライトバルブ
３３  液晶ライトバルブ
６０  カバー（閉塞手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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