(57)【要約】【課題】本発明の目的は、レジストレーションずれの位置調整方法において、その後に行う部分的な位置調整の手間が少なくなるようなオンスクリーンディスプレイを表示する複数パネルで構成された投影装置を提供する。【解決手段】光源と、前記光源から発せられた光を色成分毎に画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、複数のパネルで変調された光を投射する投射光学系と、前記パネル毎に表示位置を調整する位置調整手段と、テストパターンを生成する生成手段と、を備えた投影装置であって、前記生成手段は、前記位置調整手段で調整を行う際に光軸を中心とする同心円のパターンを含むテストパターンを生成することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発せられた光を色成分毎に画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、
複数のパネルで変調された光を投射する投射光学系と、
前記パネル毎に表示位置を調整する位置調整手段と、
テストパターンを生成する生成手段と、
を備えた投影装置であって、
前記生成手段は、前記位置調整手段で調整を行う際に光軸を中心とする同心円のパターンを含むテストパターンを生成することを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記生成手段は、任意の間隔もしくは前記投射光学系の特性から導かれた配置間隔の同心円が形成されたテストパターンを生成することを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記位置調整手段は、前記投射光学系のフォーカスもしくはズーム設定値が変更されたときには、警告を表示するか、もしくはそれまでの設定値をリセットして初期値に戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の投影装置。
【請求項４】
光源と、
前記光源から発せられた光を色成分毎に画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、
複数のパネルで変調された光を投射する投射光学系を有する投影装置の制御方法であって、
前記パネル毎に表示位置を調整する位置調整工程と、
前記位置調整工程で調整を行う際に光軸を中心とする同心円のパターンを含むテストパターンを生成する生成工程と、を有する
ことを特徴とする投影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数パネルで構成された投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、３板式の液晶プロジェクタではＲ／Ｇ／Ｂの各色のパネルの固着のずれや、光学的な特性である倍率色収差によって、投影面上でＲ／Ｇ／Ｂの各色の画像がずれるレジストレーションずれが発生してしまうという問題があった。この問題に対して、基準信号に対してＲ／Ｇ／Ｂ各色の画像取り込み位置を変更することによって、１画素単位でパネル上の表示位置を変更して位置調整する方法と、変形の画像処理によってＲ／Ｇ／Ｂ各色の１画素以下のずれを有効領域内部で調整する方法がある。前者の方法は上下左右方向のシフトを行う。表示領域を画素単位でずらすため、画質の劣化がない半面、１画素以下のずれの位置調整はできない。後者の方法は全体をシフトすることに加え、回転方向の補正や倍率色収差の補正を行う。画像処理にて位置調整を行うため、補正後の画素位置である仮想画素位置に隣接する画素間を輝度分配することによって１画素以下の調整をできる半面、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色で変形量に応じて画質が劣化する。
【０００３】
これらの調整を組みあわせて位置調整することによって、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色のレジストレーションずれをほぼ補正することができる。ただし、レジストレーションずれの調整はユーザーの手動調整で行われることが多く、ユーザビリティの向上が必須である。
【０００４】
特許文献１では、レジずれ調整用のテストパターンの表示方法で、調整対象色については調整点から所定の距離範囲内でテストパターンを表示させる方法について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１９９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、画像全体をシフトもしくは回転させるレジストレーションずれの調整方法では、画像のどこに注目して調整すればよいかわからないという課題があった。
【０００７】
一般的に、全体のシフトもしくは回転の調整後に倍率色収差の補正のために調整ポイントを選択して移動させる部分的な位置調整を行う。
【０００８】
このとき、投影画像の最外郭に近い部分では光軸からの距離が長く、倍率色収差を原因とするレジストレーションずれが存在しうる。倍率色収差による調整用テストパターンの形状のゆがみがある部分に注目して位置調整をしてしまうと、不要なシフトもしくは回転の調整を行ってしまい、かえって調整の手間を増やしてしまう可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、レジストレーションずれの位置調整方法において、その後に行う部分的な位置調整の手間が少なくなるようなオンスクリーンディスプレイ（これ以降、ＯＳＤと表す）を表示する複数パネルで構成された投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源から発せられた光を色成分毎に画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、複数のパネルで変調された光を投射する投射光学系と、前記パネル毎に表示位置を調整する位置調整手段と、テストパターンを生成する生成手段と、を備えた投影装置であって、前記生成手段は、前記位置調整手段で調整を行う際に光軸を中心とする同心円のパターンを含むテストパターンを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学系の倍率色収差によるレジストレーションずれの調整の際に、その後に行う部分的な位置調整の手間が少なくなるようなテストパターンを表示する複数パネルで構成された投影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のブロック図
【図２】画像変形処理部を表した図
【図３】レジストレーションずれについて表した図
【図４】倍率色収差によるレジストレーションずれについて表した図
【図５】倍率色収差によるレジストレーションずれを調整するためのＯＳＤを表した図
【図６】レジストレーションずれ調整時の拡大縮小処理を行う領域を表した図
【図７】各像高での拡大縮小処理におけるズーム率について説明した図
【図８】本発明の実施例でのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる投影装置のブロック図である。図２は画像変形処理部を表した図である。
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施例による、レジストレーションずれ調整時の好適なテストパターン表示について説明する。レジストレーションずれについて、図３を用いて説明する。
【００１５】
レジストレーションずれとは、投影画面上においてＲ／Ｇ／Ｂの各色がずれて正しい画にならない状態を言う（ａ）はレジストレーションずれが無いときの白い文字による投影画像を表している。投影面における各原色画素間のずれであるレジストレーションずれがないため、文字のエッジに色付きもなくくっきりしている。（ｂ）はレジストレーションずれがあるときの投影画像を表している。投影面において各原色画素間にずれがあるため、本来は白い文字である投影画像のエッジにはＲＧＢのずれに伴う色付きが発生している様子を表している。これらは各原色画素が水平方向にずれたときのレジストレーションずれを表したものである。
【００１６】
投射光学系の光学特性に起因する倍率色収差によるレジストレーションずれについて説明する。倍率色収差の影響はＲＧＢの原色ごとに投影像の倍率の違いとなって表示される。ＲＧＢの原色ごとに投影画像の倍率が異なるため、光軸付近ではレジストレーションずれは目立たないが、一般的には光軸から離れるに従ってレジストレーションずれが大きくなって行く。
【００１７】
図４は倍率色収差によるレジストレーションずれを説明するため、ある投影領域における一つの画素を構成するＲＧＢの各画素の様子を表している。４０１は投影画像の光軸にあたる部分である。ここでは投射光学系の倍率色収差に起因するレジストレーションずれがないため、ＲＧＢの各原色画素の投影画像は一致していることを表している。
【００１８】
そして、光軸４０１を中心とした距離＝Ｄ、すなわち同じ像高の同心円周上の点である４０２、４０３、４０４での各原色画素の投影画像を示す。ここでは倍率色収差により本来は一つの画素として投影されるべきＲＧＢの画素が、光軸を中心とする像高方向に分離して投影される。これがレジストレーションずれとして視認されることになる。ここでは４０２、４０３、４０４の原色ごとの画素の分離方向はそれぞれ異なるが、同じ像高である光軸を中心とした同心円状にあるため、ずれ量は同じである。
【００１９】
倍率色収差によるレジストレーションずれの調整方法として、一般的にはグリッド状のＯＳＤを表示し、投影した横線と縦線によるグリッドの交点の画素に注目する。そして交点においてレジストレーションずれが最小になるように調整を行う。しかしこの場合には投影画像の画面全体でレジストレーションずれを調整しようとすると、光軸からの距離ごとに異なるレジストレーションずれ量をグリッドの交点で調整しなくてはらないため、多くの場所で調整を行わなくてはならなくなってしまう。
【００２０】
そこで本実施例では、光軸からの距離、すなわち像高ごとにＯＳＤを表示し、光軸を中心とした被調整色の投影画像の縮小拡大倍率を調整することによる倍率色収差に起因するレジストレーションずれの調整により、調整工数の削減を実現する方法について説明する。
【００２１】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、投影装置１０の基本構成について説明する。本実施例では、投影装置の一例として、透過型液晶パネルを用いたプロジェクタについて説明する。しかし、本発明は、表示デバイスとして透過型液晶パネルを用いたプロジェクタに限らず、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＬＣＯＳ（反射型液晶）パネルなどの表示デバイスを複数用いたどのようなものであっても適用可能である。
【００２２】
本実施形態における投影装置１０の構成を図１（ａ）に表す。入力部１０１は、外部装置より画像を入力するインターフェース群である。例えば、コンポジット、コンポーネント、ＤＶＩ−Ｄ、ＨＤＭＩ（登録商標）などがある。制御部１０２は各部の動作を制御し、例えばマイコン、例えばＣＰＵ等からなる。制御部１０２は、後述の通信部１０５や、操作部１０６から入力された制御信号を受信して、投影装置１０の各動作ブロックを制御する。
【００２３】
画像処理部１０３では入力画像信号が、後述の液晶パネル１０７での表示に適するように信号処理を施す。画像処理部１０３は入力部１０１から入力されてきた画像に対する解像度変換、色補正やレジストレーションずれ調整を行う。詳細は後述する。
【００２４】
液晶駆動部１０４では入力信号に重畳された不図示の同期信号から、液晶パネル１０７を駆動する駆動パルス信号を生成する。液晶駆動部１０４において、ＨもしくはＶの同期信号を基準信号として画像信号の取り込み位置を１クロックもしくは１ライン単位で変更することによって、後述の液晶パネル１０７上で画像の表示位置を画像全体で１画素単位のシフトすることができる。この時の動作は、図４（ａ）と図４（ｂ）に示すとおりである。図４の４０１、４０２、４０３、４０４はそれぞれ画素を示している。４０１は黒（階調値＝０）、４０２が何らかの階調値を持った画素としている。液晶駆動部１０４でレジストレーションずれを調整する場合、１画素単位でシフトするため、図４（ａ）を左に１画素シフトすると図４（ｂ）のようになる。
【００２５】
通信部１０５では、印刷装置、他の投影装置、分配器等の外部機器との通信データを送受信する。なお、通信は有線、無線何れでもでもよい。
【００２６】
操作部１０６では、ユーザーの指示を受け付け、制御部１０２に指示信号を送信するものであり、例えば、スイッチやダイヤル、タッチパネルなどからなる。また、操作部１０６は、例えば、リモコンからの信号を受信する信号受信部（赤外線受信部など）で、受信した信号に基づいて所定の指示信号を制御部１０２に送信するものであってもよい。
【００２７】
液晶パネル１０７は複数枚で構成され、液晶パネル１０７上に画像が形成される。本実施例ではＲ／Ｇ／Ｂ毎の３枚構成とする。光源１０８は、液晶パネル１０７に光を供給する。照明光学系１０９は、光源１０８から発せられた光を平行化して光束として出力する。
【００２８】
投影光学系１１０は、光源１０８から発せられた光を液晶パネル１０７に供給することにより得られた光学像を投影画像としてスクリーンに投影する。投影光学系１１０は制御部１０２の指示により、物理的に水平／垂直方向にシフトすることも可能である。投影光学系１１０がシフトすると、光軸が移動し、投影画面は形状を維持したままスクリーン上で水平／垂直に移動することができる。この機能をレンズシフトという。制御部１０２は投影光学系１１０のシフト位置とレンズシフトに伴う液晶パネルに対する光軸位置を不図示のＲＡＭに記憶している。
【００２９】
ＲＯＭ１１１は、制御部１０２により使用されるプログラム等のデータを記憶している。
続いて、図１（ｂ）に画像処理部１０３の内部構成を示す。画像処理部１０３に入力された画像は、初めに解像度変換部２０１で処理される。
【００３０】
解像度変換部２０１は、入力画像の解像度を所望の解像度へ変換する。本実施例では、液晶パネル１０７の解像度に合わせるように変換する。例えば、液晶パネル１０７の解像度が１９２０×１０８０であり、入力画像の解像度が１２８０×７２０の場合、縦横共に１．５倍に拡大して、１９２０×１０８０へ変換する。このように液晶パネル１０７の解像度と入力画像の解像度のアスペクト比が同じ場合には単純に拡大すればよい。ただし、例えば入力画像の解像度が１０２４×７６８のようにアスペクト比が液晶パネル１０７と異なる場合には、縦もしくは横の幅の比に合わせてアスペクト比を保持したまま拡大し、画像は中央に配置し、周辺の余った画素については黒とする。
【００３１】
色補正部２０２は、カラーマトリクス変換、クロマ処理、ガンマ処理、色空間変換などの色補正を行う。投影画像が適切な画になるように処理を行う。拡大縮小処理部２０３は、入力画像を任意の倍率で拡大縮小処理をする。拡大縮小処理部２０３でＲ／Ｇ／Ｂの色毎に画像信号を拡大縮小処理し、フレームメモリ２０４に書き込む。書き込みが完了したら、フレームメモリ２０４から信号を読み出し、拡大縮小処理部２０３を経由して拡大縮小処理が施された信号を出力する。なお、拡大縮小処理部２０３は、所定の拡大縮小率に基づいて拡大縮小処理前後の画素の座標を求め、拡大縮小後画像信号を出力する。
【００３２】
本実施例における変形処理部２０３は、以下の動作をする。図５は本実施例の倍率色収差によるレジストレーションずれを調整するためのＯＳＤを表した図であり、５０１は投影画像を表す。５０２は本実施例のプロジェクタにおける投射光学系の光軸である。５０３−５０８は光軸を中心とした各像高におけるレジストレーションずれ調整用のＯＳＤである。ここで操作者によりレジストレーション調整を行うときには、それぞれの像高の同心円状のＯＳＤを選択して、被調整色の画像の拡大縮小を行う。
【００３３】
図８のフローチャートを用いて動作を説明する。
【００３４】
Ｓ８００は倍率色収差によるレジストレーションズレ調整の開始であり、操作者による操作部１０６の操作、もしくは外部接続機器から通信部１０５を通じた命令を受けた制御部１０２により開始する。
【００３５】
Ｓ８０１は光軸位置の取得である。光軸位置の取得とは、投影光学系１１０の光軸に該当する液晶表示素子１０７の画素の位置を取得することである。光軸位置は例えば生産時の各種調整時に測定してＲＯＭ１１１に書き込んでおいても良い。もしくは投影光学系１１０のズーム操作による広角投影時と望遠投影時の同一画素の軌跡から検出しても良い。
【００３６】
Ｓ８０２では操作者は被調整色の選択を行う。ここではＲＧＢとある液晶表示素子による投影画像のうち、Ｇによる投影画像を基準画像として、ＲもしくはＢによる投影画像を被調整色画像として進める。
【００３７】
Ｓ８０３では、Ｓ８０２において操作者が選択した被調整色と、基準色の液晶表示素子１０７にＯＳＤ生成部２０５から図５に示した同心円によるＯＳＤを出力して表示させる。この際、ＯＳＤの表示位置はＳ８０１において取得した光軸の位置から、ＯＳＤの同心円の中心が光軸になるように表示させる。被調整色としてＲを選択した場合には、基準色であるＧと被調整色であるＲの同心円状のＯＳＤが投影される。そして倍率色収差が無い場合にはＧとＲの合成色である黄色Ｙｅの同心円状のＯＳＤが視認できるが、ここで倍率色収差によるレジストレーションずれがある場合には、ほぼ同じ像高位置に基準色Ｇと被調整色Ｒの二つのＯＳＤを視認することができる。
【００３８】
Ｓ８０４では操作者は調整する像高のＯＳＤを選択する。図５では光軸５０２を中心とする６つの同心円状のＯＳＤが表示されているが、操作者はこのうちの一つを選択する。
【００３９】
Ｓ８０５では操作者は選択したＯＳＤについて、基準色に対して被調整色によるＯＳＤの拡大もしくは縮小の指示を行う。
【００４０】
Ｓ８０６では操作部１０６もしくは通信部１０５を通じて制御部１０２が受けた操作者の指示に従い、画像処理部１０３を制御する。画像処理部１０３では、拡大縮小処理部２０３において拡大縮小処理を行う。ここで図６を用いて拡大縮小処理を行う領域について説明する。Ｓ８０４において操作者が破線で示したＯＳＤ５０６を選択し、拡大もしくは縮小の指示があった場合には、拡大縮小処理部２０３ではＯＳＤ５０６を中心として、ＯＳＤ５０５からＯＳＤ５０７までの網掛けで示した範囲の領域の、被選択色の画像の拡大縮小処理を行う。図７を用いてこのときの各像高での拡大縮小処理の説明を行う。倍率色収差によるレジストレーションずれの調整を行わない場合には、ズーム率は１．０のままである。ここでＯＳＤ５０６の調整を行なうとき、ＯＳＤ５０５からＯＳＤ５０６までの領域と、ＯＳＤ５０６からＯＳＤ５０７までの領域のズーム率に傾斜を掛けて拡大縮小処理を行う。
【００４１】
Ｓ８０７では選択した像高のＯＳＤでの調整が終了したかどうか判断し、終了していない場合にはＳ８０５に戻り引き続き調整を行う。選択した像高のＯＳＤでの調整が終了した場合にはＳ８０８に進む。
【００４２】
Ｓ８０８では被調整色での調整が終了したか判断する。まだ他の像高のＯＳＤで調整が残っている場合にはＳ８０４に戻り調整する像高のＯＳＤの選択を行う。被調整色での全ての像高のＯＳＤでの調整が終了した場合にはＳ８０９に進む。
【００４３】
Ｓ８０９では倍率色収差によるレジストレーションずれの調整が終了したか判断する。他の被調整色での調整が終了していない場合にはＳ８０２に戻り被調整色の選択を行う。全ての被調整色のレジストレーションずれの調整が終了した場合にはＳ８１０に進む。
【００４４】
Ｓ８１０では倍率色収差によるレジストレーションずれの調整用のＯＳＤを全て消去しＳ８１１に進む。Ｓ８１１では倍率色収差によるレジストレーションずれの調整を終了とする。
【００４５】
本実施例においては、図５で像高ごとのＯＳＤを表示して調整するが、ここで光軸を中心として隣接するＯＳＤとの間隔は、あらかじめ任意に調整できるものとする。調整用のＯＳＤの間隔は等間隔、もしくは投影光学系１１０の設計上や製造上でのばらつきの統計データからばらつきの大きい像高がある場合には、当該像高付近での調整用のＯＳＤの間隔を狭くすることが望ましい。
【００４６】
また、投影光学系１１０のズーム率を変更したり、投影装置１０と投影面との距離が変わってフォーカス調整を実行した場合などには、投影光学系１１０に起因する倍率色収差が変化する。また投影光学系１１０が交換式であり実際に交換した場合などでも、当然倍率色収差は変わってしまう。そのため、これらの場合には既に調整済みのレジストレーションずれの設定値はリセットする。もしくは操作者に対して警告を行う。
【符号の説明】
【００４７】
１０：投影装置
４０１：光軸における投影画素
４０２：光軸の垂直方向にある投影画素
４０３：光軸の斜め方向にある投影画素
４０４：光軸の水平方向にある投影画素
５０１：投影画像
５０２：投影画像における光軸
５０３：ある像高における調整用ＯＳＤ１
５０４：ある像高における調整用ＯＳＤ２
５０５：ある像高における調整用ＯＳＤ３
５０６：ある像高における調整用ＯＳＤ４
５０７：ある像高における調整用ＯＳＤ５
５０８：ある像高における調整用ＯＳＤ６
【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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【図８】
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