(57)【要約】【課題】  ＤＬＰ方式のリアプロジェクション型画像ディスプレイにおいて、色補正（ホワイトバランス）、焦点合わせの自動化を図る。【解決手段】  空間光変調器のオフ時のネガ画像を拾う画像センサーを設ける。  該画像センサーから得られる画像に対して、ネガ・ポジ変換を行なうネガ・ポジ機能を設ける。又、該画像センサーにはビデオ用の画像センサーを利用し、表示画像に同期させて駆動する。こうして、得られた画像情報からホワイトバランス補正情報、合焦情報を生成し所定の自動化制御を行なう。【選択図】  図１
2005123841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発生する光源と、該光源からの光を集光するコンデンサーレンズと、集光された光を時分割で、分離する色回転フィルターと、該フィルター透過後の光を空間光変調器に投射するための第１の投射光学系と、
前記光をオン・オフ変調してピクセルからなる画像を形成する空間光変調器と、
前記空間変調器のオン時の反射ポジ画像を画像平面上に投射する第２の投射光学系と、ポジ画像表示用の画像平面スクリーンと、
前記空間変調器のオフ時のネガ画像を画像センサーに投射する第３の投射光学系と、該ネガ画像を撮像する画像センサーと、
を有するリアプロジェクション型画像ディスプレイシステム。
【請求項２】
光を発生する光源と、該光源からの光を集光するコンデンサーレンズと、集光された光を時分割で、分離する色回転フィルターと、該フィルター透過後の光を空間光変調器に投射するための第１の投射光学系と、
前記光をオン・オフ変調してピクセルからなる画像を形成する空間光変調器と、
前記空間変調器のオン時の反射ポジ画像を画像平面上に投射する第２の投射光学系と、ポジ画像表示用の画像平面スクリーンと、
前記空間変調器のオフ時のネガ画像を第２の画像平面スクリーンに投射する第３の投射光学系と、該ネガ画像を表示する第２の画像平面スクリーンと、該第２の画像平面上に結像したネガ画像を投射するための第４の投射光学系と、該投射ネガ画像を撮像する画像センサーと、
を有するリアプロジェクション型画像ディスプレイシステム。
【請求項３】
請求項１および２記載のリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムにおいて、該画像センサーの駆動周期と、ＤＭＤ（空間光変調器）による表示画像のフレーム駆動周期とを同期させかつ、該画像センサーの蓄積時間（シャッター速度）を、ＤＭＤ（空間光変調器）による表示画像のフレーム駆動周期と一致させる事を特徴とする。
【請求項４】
請求項１又は２、および３記載のリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムにおいて、該画像センサーからのネガ信号出力をポジ画像に変換するネガ・ポジ変換処理を行なう画像処理回路を有する事を特徴とする。
【請求項５】
請求項１から４まで記載のリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムにおいて、該画像センサーから得られる映像信号を元に、ホワイトバランス補正情報を生成し、該補正情報に基づきプロジェクター表示画像の画像処理回路の色処理パラメーターの制御を行なう事を特徴とする。
【請求項６】
請求項１から４まで記載のリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムにおいて、該画像センサーから得られる映像信号を元に合焦補正情報を生成し、該補正情報に基づき投射光学系の制御を行ない、プロジェクター表示画像の焦点合わせを行なう事を特徴とする。
【請求項７】
請求項６記載のリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムにおいて、該画像センサーの前に、空間光変換器が生成する矩形信号を除去する所定周期の空間ローパスフィルターを配設した事を特徴とする。
【請求項８】
請求項１から７記載のリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムにおいて、該画像センサーが生成する映像信号を通信用に圧縮処理する圧縮処理手段と、圧縮画像を送信しかつ、遠隔からの制御信号を受信する通信手段とを具備する事を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビネットを有する画像ディスプレイシステムに関し、特に、デジタルライトプロセシング（ＤＬＰ、商標名）方式を用いたリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムの改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ミラーを有する大型キャビネットを備え、そのキャビネット内にビデオ投影機を設けたリアプロジェクション型画像ディスプレイシステムが、製品化されている。
【０００３】
例えば、これらの内、液晶３板反射型ビデオディスプレイシステムは、小型の液晶パネルをＲＧＢ用に３枚用い、これ等ＲＧＢ用の３枚の液晶パネルに、白色光源からの光をダイクロイック・ミラーで、ＲＧＢの３色光に色分解して後、偏光ビームスプリッターを経て、パネルに投射し投射後の該パネルからの反射光をプリズムにより、合成し投射レンズを経てスクリーンに投射するものである。
【０００４】
しかし、液晶パネルを使用すると原理的にＰ偏光のみを利用するので、光の利用効率は、５０％を越えることは無く光量の半分が無駄になっているという点で問題があった。更に、現在もっともポピュラーなＴＦＴタイプの液晶の場合、開口率は約５４％のためトータルではせいぜい２７％が光量の利用率となる。即ち、液晶の場合は３板方式でも光量利用率は２７％位に留まる。更に、液晶の場合は素子自体の応答速度が遅く、動画像の再生を行なう場合、残像が残り滑らかでスムーズな動画再生を実現することが難しかった。
【０００５】
この点を大きく改善したのが、ＴＩ社発明になるＤＬＰ方式である。これは、画素数分のデジタル・マイクロミラーを配設したデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を使用する。
【０００６】
特に、単板方式の場合はこのＤＭＤに白色光源からの光をＲＧＢの回転色フィルター・ディスクを介して、投射し、マイクロミラーからのオン反射光を投射レンズで、スクリーンに投影するものである。この場合、ＲＧＢの３色の時分割になるため、光量の利用率は３３％となるが、ＤＭＤ自体の光量利用率は約８８％でありトータルで２９％の利用率になる。即ち、ＤＬＰの場合は、単板で、液晶３板方式に相当する光量利用率を達成できる。３板ＤＬＰの場合は８８％の利用率が理論上可能である。即ち、このＤＬＰ方式では、光の反射を利用するので、光の利用効率が格段に向上し、光源の消費電源の低減が可能となった。又、マイクロミラーの応答速度は液晶よりも速くスムーズな動画像の再生も可能となった。
【０００７】
図４に、最も、一般的な単版タイプＤＬＰプロジェクターの従来例を示す。同図において、１は光源、２はコンデンサーレンズ、３は回転色フィルター、４は第１の投射光学系、５はＤＭＤ、６は第２の投射光学系、７は表示用スクリーン、１２は光吸収体である。
【０００８】
同図で、光源からの白色光は、コンデンサーレンズ２によって、収束され、円形ディスク状の回転色フィルターに投射される。該回転色フィルターは、ＲＧＢの各色フィルターが、それぞれ１２０度分ずつ貼られている。該回転色フィルターは、例えば、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４画素）の場合は、６０ｈｚで、回転せしめられる。該回転色フィルターを通過しＲＧＢの各色に時分割で色分解された光は、第１の投射光学系に入力される。該第１の投射光学系は、フォーカス合わせ、及び画角合わせの為のレンズ調整機構を有する。該光学系を経た光は、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）に投射される。
【０００９】
該ＤＭＤは、公知のごとく数千の傾く微小ミラーのアレイを有し、そのそれぞれが画像の１画素毎の光変調を行なう。図５に示すように、各微小ミラーは、ヒンジを有してヒンジを軸に回動可能な金属性の回転ヨーク板に固定されている。その下には、一対の対向ヨーク板が配設され該回転ヨーク板との間の静電気力により回動する。即ち、一方の対向ヨーク板をプラスに帯電させ他方の対向ヨーク板を帯電させないと、微小ミラーは所定の方向に回動する。又、帯電させる方を反対にすれば、逆方向に回動する。該一対の対向ヨーク板の下には、ＣＭＯＳによるＳＲＡＭのメモリーセルが一対設けられ、該メモリーセルと該対向ヨークは電気的に接続されている。こうして、画像データーを該一対のメモリーセルにロードすると、このデーターの内容（１０、又は、０１）により、微小ミラーが傾く方向が変化する。
【００１０】
一方の傾きの状態で、第２の投射光学系６に入射せしめ、又、他方の傾きの状態で、光吸収体１２に入力入射せしめる。該第２の投射光学系に入射した光は、表示用スクリーンに投射され画像を形成する。
【００１１】
単板ＤＭＤによるカラー画像の再現方法は、以下の様である。即ち、１画像フレーム周期、即ち、ＳＸＧＡでは１／６０＝１６．７ｍｓｅｃ内において、全ての画素を、Ｒ，Ｇ，Ｂ順に時分割で表示するため、１２０度ずつに配分されたＲＧＢの回転フィルターを該１フレーム周期で回転させる。このため、ＲＧＢ各色あたりの時間配分は、１６．７／３＝５．５６ｍｓｅｃとなる。この１色あたりの１周期あたりの配分時間を色周期と定義する。該色周期をＲＧＢの３回繰り返すと、１画像フレーム周期となる（図６参照）。さらに、例えば各色８ビット階調とし、ＭＳＢからＬＳＢまでの各ビット毎に周期を分割すると、
ビット８＝５．５６／２＝２７８０ｕｓｅｃ
ビット７＝５．５６／４＝１３９０ｕｓｅｃ
ビット６＝５．５６／８＝６９５ｕｓｅｃ
ビット５＝５．５６／１６＝３４７ｕｓｅｃ
ビット４＝５．５６／３２＝１７３ｕｓｅｃ
ビット３＝５．５６／６４＝８６．８ｕｓｅｃ
ビット２＝５．５６／１２８＝４３．４ｕｓｅｃ
ビット１８＝５．５６／２５６＝２１．７ｕｓｅｃ
となる（図７参照）。
【００１２】
これを各色のビットプレーン、即ち各色の画像をＡＤ変換機で、デジタルデーターに変換した場合のビットプレーンに対応せしめる。
【００１３】
こうして各色のグレーレベルを時間単位で光量制御する事により、１色周期で、２５６グレーレベルの色再現が可能となる。これを、ＲＧＢ各色に対して行ない、各色２５６レベル、即ち、各色８ビットの色再現を実現している。
【００１４】
図８に、電気系のブロック図を示す。同図で１０１は、ＲＧＢ各色のアナログビデオ信号をデジタル信号に変換するためのＲＧＢ３チャンネルの８ビットＡＤ変換機、１０２はＲＧＢのデジタル信号を例えば、マトリックス変換で画像処理を行なう画像処理回路で、例えば光源の色補正を行なうものである。１０３はＲＧＢの画像フレームメモリーで、例えば各色８ビットのフルフレームの画像を記憶する。１０４はＤＭＤ駆動回路で、該フレームメモリーからビットプレーンを選択し、選択されたビットプレーンの画像データーに基づき、ＤＭＤを駆動する。１０５はＤＭＤであり、図５の微小ミラー及びＳＲＡＭセルなどを、画総数分だけ含む。１０６はメモリー制御回路、１０７は例えばＳＸＧＡに関連する所定のタイミングを発生する同期信号発生器（ＳＳＧ）、１０８は通常ＶＣＸＯと呼ばれる可変水晶発信器、１０９は同期信号発生器で水晶周波数からＳＸＧＡのＶ同期信号を生成する。１１０は位相比較器で外部ソースから入力されるＶ同期信号と、ＳＳＧ１０９からのＶ同期信号の位相を比較し、誤差信号を出力する。１１１は色フィルター回転制御回路で、Ｖ同期信号と回転モーターからの回転位相情報をもとに、モーターの回転制御を行なう。１１２は回転モーターでモーターの回転軸には、色回転フィルターが装着されている。
【００１５】
電気的な動作は以下の様である。例えば外部のパソコンからＳＸＧＡの映像信号を、ＶＧＡケーブルで、本単版タイプＤＬＰプロジェクターに供給すると、このうちのＨ、Ｖ同期信号は、ＳＳＧ２（１０７）に入力される。該ＳＳＧ２はこれらＨ，Ｖ及び可変水晶振動子１０８からのＳＸＧＡのピクセルクロック信号に基づき、所定の各種タイミング信号をメモリー制御回路１０６に送る。一方、外部パソコンからのアナログＲＧＢ映像信号はＡＤ変換機１０１に供給され、ここで各色８ビットのデジタル信号に変換される。該８ビットデジタル信号は、画像処理回路１０２に送られ該画像処理回路にて色補正がなされる。例えば光源の赤色成分が弱い場合は、Ｒ成分の増強補正を行なう。又、色回転フィルター上の各色フィルターに混色がある場合、マスキングマトリックスにより補正を行なう。該補正を行ったあとのＲＧＢデジタル信号はフレームメモリー１０３に送られ、一時記憶される。１枚の画像フレームを記憶するのに要する時間は、１フレーム周期である。該ＲＧＢ１フレームの記憶が終了すると、ＤＭＤ駆動回路１０４はまずＲ成分のＭＳＢ（ビット８）のビットプレーンを、該フレームメモリーから読み出しＤＭＤ１０５に転送する。転送後の保持期間は図７のビット８（ＭＳＢ）周期である。次にＲ成分のビット７のビットプレーンを読み出し、ＤＭＤ１０５に転送する。保持期間は図７のビット７周期である。以降、ビット６からビット１までを同様に行なう。この後、Ｇ成分そしてＢ成分に対して、同様の動作を行ない順次ＤＭＤ１０５を駆動する。これら、ＲＧＢ各成分の駆動に要する時間は１画素フレーム周期である。このＤＭＤ駆動を行っている間、もう１枚の画像メモリーに外部パソコンからのＲＧＢ画像信号を記憶せしめ、連続的な画像の処理を行なう。
【００１６】
該ＤＭＤのＲＧＢ各成分の駆動は、色回転フィルターに同期している必要があるが、該同期は以下の動作により達成される。
【００１７】
可変水晶振動子（ＶＣＸＯ）１０８の発信出力は、同期信号発生器（ＳＳＧ１）１０９に送られ、分周されて後ＳＳＧ−Ｖ同期信号を生成する。該ＳＳＧ−Ｖ同期信号は、パソコンからのＶ同期信号と位相比較器１１０により、位相比較され、該位相誤差出力により、可変水晶振動子の発信周波数を制御し、両Ｖ同期信号の位相同期が取られる。パソコンからの外部Ｖ同期信号がケーブルの取り外しで途絶えた場合は、位相比較器の誤差が出力されず、ＶＣＸＯはフリーランとなるだけで、ＳＳＧ−Ｖ同期信号は安定に存在する。該ＳＳＧ−Ｖ同期信号は色フィルター回転制御回路１１１に送られ、ここで回転モーター１１２からの位相パルスと比較され、回転モーター１１２の回転位相制御が為される。こうして、回転モーター１１２の位相と、ＳＳＧ−Ｖ同期信号、そして更にパソコンの外部Ｖ同期信号とが同期し、色回転フィルターの位相、即ち各色フィルターの時間的な位置がＲＧＢ各成分のＤＭＤ駆動タイミングと同期する。
【００１８】
こうして、ＲＧＢ各色毎にＤＭＤ１０５で空間変調された光がオン時は、投射光学系６を介して、表示用スクリーン７に投射される。オフ時の光は光吸収体１２により吸収される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
第１に、このようなＤＬＰ方式を採用したリアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムであっても、自然動画の色再現と言う点では、液晶との比較においては格段に向上したが、従来からのＣＲＴ方式のテレビモニターには及ばないという問題点があった。
【００２０】
これはＣＲＴ方式の場合、強度の一定なＲＧＢ３本の電子銃からの電子ビームがシャドウマスクを経て、ＲＧＢそれぞれの蛍光体に投射され、基本的に発光量ゼロの黒を基準とした上限なし（上限にゆとりのある）の加算型の色再現に基づくためで、白の再現に非常に強いと言う特徴がある。又、発光特性も、ガンマ値２．５〜３のガンマカーブであり、入力信号に対して、発光量が指数的に増加する。人間の目には強い光は白く見え易いので、このような上限無し（事実上物理的、電気的に制限が付くが、緩い）の表示システムは色再現が容易である。
【００２１】
一方液晶又はＤＬＰでは、光源の光量を上限して、そこから光量ゼロの黒までの一定の範囲を元に色再現を行なうものである。したがって光量最大時の白の色バランスは色再現に影響し易く、極めて重要となる。
【００２２】
このため、光源のランプとしてより良い白色光を発生するキセノンランプを採用したり、光源に色補正フィルターを付加することを行なっている。さらに、色補正のための画像処理回路の追加を行っている。しかし、固定の補正パラメーターの設定を行なうだけで、光源ランプの交換、経時変化などを適宜自動で補正できるものではない。
【００２３】
特開平９−２７９６３では、色回転フィルターに基づく補正方法を開示しているが、しかし、色情報の検知方法に関しては適切な記述が無い。
【００２４】
本発明の第１の目的は、このような問題点を有するＤＬＰ方式リアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムの色再現性の自動補正方法を提案することである。
【００２５】
第２に、前述の様なＤＬＰ方式を採用したリアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムであっても、液晶の場合と同様、従来からのＣＲＴ方式のテレビモニターでは、存在しない表示画像の焦点合わせと言う問題があった。
【００２６】
即ち従来のＣＲＴ方式のディスプレイシステムでは電子ビームの収斂度を調整すれば、光学系は存在しないので焦点合わせの問題は無かった。代わりにＣＲＴでは、ＲＧＢ三色の電子銃があるためこれらの間のレジストレーションの問題があった。ＤＬＰによるリアプロジェクション方式では、このレジストレーションの問題は特に単板方式では原理的に存在せず、２板、３板方式でもプリズムによる色分解・合成のためＣＲＴ方式ほど大きな問題とはならない。しかるに、焦点合わせに関しては特に画像サイズを変更可能とする為にズームレンズを使用した場合などに、調整が必要となるという問題を生じた。
【００２７】
特開平１０−９０７９５では焦点合わせの一方法を開示している。
【００２８】
しかしながら検出用のセンサーは表示画像からの検出を行なうものであり、フロントプロジェクション方式では、有効であるがリア方式ではスクリーンからの反射光を拾うのは実際には困難であった。その理由は表示用スクリーンの表面は視聴者側により多くの光を通すように光学設計され、投射側への反射は極力ゼロになっている為である。又、ポジ画像の光路上で光学的に拾う方法を取ると、必ず光量の減少を生じセンサーが光路面積より小さい場合は、センサーの影が薄く出るなどの問題点を生じるものであった。
【００２９】
本発明の第２の目的は、このような問題点を有するＤＬＰ方式リアプロジェクション型画像ディスプレイシステムの焦点合わせを改善、即ち自動化する事を目指す。
【００３０】
第３に、本発明では更に前述の様なＤＬＰ方式を採用したリアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムにおいて、リモート診断・調整を容易に可能とする構造を付与する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明では第１に空間変調器のオフ時のネガ画像を利用する。即ち、オフ時のネガ画像をセンサーに投射する光学系を用意し、ネガ画像を所定のセンサーに結像せしめる。更に、結像画像の出力をネガ・ポジ変換し通常のポジ画像に戻す。
【００３２】
該画像センサーは例えばカムコーダーなどで用いられる補色市松型の色フィルターが配置されたビデオ用ＣＣＤであり、ネガ・ポジ変換後は所定のＷＢのずれ検知を行なう。通常のホワイトバランス処理では該ＷＢ検知情報に基づき、Ｇを固定としてＲ，Ｂのアンプゲインを変化させる訳であるが、本発明では、ＤＬＰ駆動回路側の処理回路の色補正パラメーターの変更を行なう。
【００３３】
第２に同画像センサーからの高周波成分の検知により、フォーカス情報を検知し、該検知情報を元に、ＤＬＰ側の第１の投射光学系のフォーカス調整レンズの位置制御を行なう。
【００３４】
第３に映像圧縮手段、及び通信手段を具備せしめ同画像センサーからの映像出力を映像圧縮手段及び通信手段に供給し、遠隔地からの表示情報のモニターおよび各種の調整を可能とする。
【００３５】
以下、実施例に従い本発明の特徴を明らかにする。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明した様に本発明によれば、第１に単板式ＤＬＰ方式リアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムにおける簡易なホワイトバランスの自動補正方法を実現できた。
【００３７】
第２に単板式ＤＬＰ方式リアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムにおける簡易な自動焦点合わせの方法を実現できた。
【００３８】
第３に単板式ＤＬＰ方式を採用したリアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムにおいて、リモート診断・調整を容易に可能とする構造を付与する事が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に本発明の実施例を述べる。
【００４０】
図１に本発明になる実施例の構成を示す。同図において１は光源、２はコンデンサーレンズ、３は回転色フィルター、４は第１の投射光学系、５はＤＭＤ、６は第２の投射光学系、７は表示用スクリーン、８は第３の投射光学系、９は画像センサーである。
【００４１】
同図で光源からの白色光は、コンデンサーレンズ２によって収束され、円形ディスク状の回転フィルター３に投射される。該回転色フィルターは、ＲＧＢの各色フィルターがそれぞれ１２０度分ずつ貼られている。該回転色フィルターは、例えばＳＸＧＡ（１２０８×１０２４画素）の場合は、６０ｈｚで回転せしめられる。該回転色フィルターを通過し、ＲＧＢの各色に時分割で色分解された光は、第１の投射光学系４に入力される。該第１の投射光学系はフォーカス合わせ、及び画角合わせの為のレンズ電動「稼動」機構を有する。この点が従来例と異なる。
【００４２】
該投射光学系４を経た光はＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）に投射される。
【００４３】
該ＤＭＤの動作は、従来例に同じなので説明を省く。該ＤＭＤは一方の傾きの状態で即ち、オンの状態で第２の投射光学系６に反射光を入射せしめ、又他の傾きの状態、即ちオフの状態で第３の投射光学系に反射光を入射せしめる。
【００４４】
該第２の投射光学系に入射した光は、表示用スクリーン７に投射され、画像を形成する。こうして従来例のごとく単板ＤＭＤによるカラー画像の再現が為される。
【００４５】
一方、第３の投射光学系に入射した光は、画像センサー９に投射され、画像センサーに映像情報を発生させる。該画像センサーの映像情報は、ＤＭＤのオフ動作に基づくためネガ画像となる。
【００４６】
図２に電気系のブロック図を示す。同図で１０１はＲＧＢ、３チャンネルの８ビットＡＤ変換器、１０２は画像処理回路、１０３はＲＧＢ画像フレームメモリー、１０４はＤＭＤ駆動回路、１０５はＤＭＤ、１０６はメモリー制御回路、１０７は同期信号発生器（ＳＳＧ２）、１０８は可変水晶発振器（ＶＣＸＯ）、１０９は同期信号発生器（ＳＳＧ１）、１１０は位相比較器、１１１は色フィルター回転制御系、１１２は回転モーターである。以上までは本発明では画像処理回路１０２が外部からのパラメーター制御を受ける構造を有する点を除き従来例に同じである。
【００４７】
以下、本発明による追加部分の構成は以下のようである。
【００４８】
１１３は画像センサー駆動用の可変水晶発信器、１１４は画像センサー、１１５はタイミングジェネレーター（ＴＧ）、１１６は１チャンネルＡＤ変換器、１１７はネガポン（ＮＰ）反転回路、１１８はカメラプロセス回路、１１９は画像データー圧縮用のＤＳＰ、１２０は通信用マイクロコンピューター（ＭＰＵ２）、１２１は通信インターフェース、１２２は第１の投射光学系のレンズＡＦ制御回路、１２３は第３の投射光学系のアイリス制御回路、１２４はカメラ・レンズ制御用のマイクロコンピューター（ＭＰＵ１）、１２５は全体システム制御用のマイクロコンピューター（ＭＰＵ３）である。
【００４９】
さて画像センサー１０（図１）、即ち１１４（図２）に投射されたネガ画像は、オンチップカラーフィルターにより（図示せず）カラー分解される。該センサーは、コストを考慮し例えばカムコーダーで、多く使われるビデオ用ＣＣＤを用いる。この場合オンチップフィルターの方式には例えば、補色市松配列、ＲＧＢベイァー配列などがあるが、基本的には、どれでも可である。
【００５０】
該ＣＣＤはタイミングジェネレーター１１５により駆動され、所定の映像データーが読み出される。
【００５１】
該ＣＣＤの駆動フィールド周期と、ＳＸＧＡのフレーム周期とは同期していることが必要でこれはカメラプロセス回路１１８からのＶ同期信号と、ＳＳＧ１（１０９）からのＳＸＧＡのＶ同期信号とを位相比較器１２６にて、位相比較し、位相誤差で可変水晶発信器１１３を制御することで達成される。
【００５２】
更に該ＣＣＤの電子シャッター周期は、フレーム周波数６０ＨｚのＳＸＧＡの画像を撮像するので、該フレーム周期に同期した、６０ｈｚに設定する。
【００５３】
こうして、同期して動作するＣＣＤからの映像信号出力は、ＡＤ変換器１１６に送られ、デジタルデーターに変換される。ここでは通常、後段の処理での演算分解能を確保するため、１０ビットクラスのＡＤ変換を行なう。該ＡＤ変換器出力のデジタルデーターは、ＮＰ反転回路１１７に送られ、該ＮＰ反転回路にて、極性を反転されて、投射画像と同じポジデーターに変換される。該ポジデーターに変換された画像信号は、カメラプロセス回路１１８により、オンチップフィルターの配列方式に関連する色処理を施される。カメラプロセス回路の処理結果は通常８ビットである。ここで、ＮＰ反転回路をカメラプロセス回路の前段で、行なう如く説明したが、該ＮＰ反転機能をカメラプロセス回路に包含しても、又、カメラプロセス回路の後段で実現しても良い。
【００５４】
カメラプロセス回路１１８では、補間処理およびマトリックス演算によりＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの各色成分を演算し、該Ｙ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ成分からホワイトバランス用の評価データーを演算する。該ホワイトバランスの評価データーは、ＭＰＵ１（１２４）に送られ、該評価データーに基づき、ＲＧＢ各色のゲインを制御するパラメーターを画像処理回路１０２に送る。該画像処理回路１０２では、該パラメーターに基づき、各１色周期内の各ビット周期を、各色ごとに微調整する。例えば評価データーがＲ成分が強いと出た場合、Ｒの１色周期内のビット周期（図７参照）をすべて所定の比率で短くすることを行なう。こうして、Ｒの成分は所定量だけ弱くなり表示スクリーン上の画像のホワイトバランスが改善される。この時、投射光のＲ成分が弱くなった分だけカメラプロセス回路１１８のホワイトバランス評価データーは、所定量だけＲが弱くなる。更に、所定量ビット周期を補正し、再度ホワイトバランス評価データーのＲ成分をチェックし、最終的に評価データーからＲ成分の過剰が無くなるまで繰り返す。こうして、適切なホワイトバランスを有する画像が表示スクリーン上に得られる。
【００５５】
ここで、画像センサー（ＣＣＤ）上のオンチップフィルターの特性がプロジェクターのホワイトバランス・色再現性に影響しない様にするため、所定の構成が必要である。これは該ＣＣＤで表示用スクリーンを撮像して、調整するのがベストである。この場合は、調整後にプロジェクター本体に組み込む事になる。その他、表示用スクリーンと同じ材質の平板を調整時のみ第３の投射光学系の光路上に置き、該平板上のネガ画像を撮像して調整を行っても良い。
【００５６】
カメラプロセス回路１１８では、又、輝度信号Ｙの高域成分を演算し該成分の大小によりＣＣＤ結像面上の焦点の合焦度を評価する。該合焦度評価値はＭＰＵ１（１２４）に送られ、レンズの焦点合わせに用いられる。即ち、ＭＰＵ１はレンズＡＦ制御回路１２２に制御データーを送り、第１の投射光学系４のフォーカスレンズを微小量、所定の方向に駆動する。そしてＭＰＵ１は、該合焦度評価値の増減をチェックする。減少した場合は、更に所定量同じ方向にフォーカスレンズを駆動し、再度、合焦度評価値をチェックする。こうして評価値が一定量以下になるまで動作を続け合焦点を得る。こうしてフォーカス合わせの自動化が達成される。第２の投射光学系６と、表示用スクリーン７までの光学距離・画角と第３の投射光学系８と画像センサー１０までの光学距離・画角が等しく光学的に補正されていれば、表示用スクリーン上の画像と画像センサー上の画像は、同等であり、表示スクリーン上のフォーカスも正しく合っている事になる。ここで光学的に光学距離を等しく補正する代わりに、パラメーターに光学的距離の差に相当するオフセット値を用意しても良い。
【００５７】
本発明におけるフォーカス合わせにおいては、ＤＭＤの生成する微小ミラー間の隙間に生じる矩形空間パルス信号（特開平１０−０９０７９５号公報参照）は、ＣＣＤ画素による空間サンプリングの周期と干渉し該合焦点評価値にかえって悪影響を与える。このため、ＣＣＤの前に空間ローパスフィルターを配置することが重要である。該空間ローパスフィルターは微小ミラーの空間周波数にマッチさせると効果的である。このため、ＣＣＤ上には該ＤＭＤ用の空間ローパスフィルターと、ＣＣＤの画素ピッチにマッチさせた空間ローパスフィルター（通常のビデオカメラ用として公知の物）の２種類のフィルター（図示せず）が配置される。
【００５８】
又、カメラプロセス回路では輝度成分の平均レベルから、アイリス制御評価値を生成する。該アイリス制御評価値はＭＰＵ１（１２４）に送られ、アイリスの自動調整に用いられる。即ちＭＰＵ１は該アイリス評価値が所定の目標値より大きい場合、ＣＣＤへの投射光が強すぎると判断してアイリス制御回路１２３に制御データーを送り第３の投射光学系８に設けられたアイリス（図示せず）を閉じる方向に所定量駆動する。駆動後、アイリス制御評価値をチェックしまだ、強い場合は、閉じる方向に更に所定量駆動する。該動作を、所定の目標値に近くなるまで繰り返し最終的に所定の目標値に達する。こうしてＣＣＤ上に結像される画像の強度は所定の目標値に保たれる。
【００５９】
こうして、アイリスの自動制御により、ＣＣＤ上の光強度が適正な値に保たれる事はＣＣＤの飽和を防ぎ、正確に上記ホワイトバランスおよびフォーカスの自動調整を達成する事を可能ならしめる。
【００６０】
カメラプロセス回路１１８からの画像データーは、動画像圧縮用のＤＳＰ１１９に送られる。該ＤＳＰでは例えばＩＴＵ−Ｔの画像圧縮規格Ｈ２６１に基づく圧縮を行なう。該圧縮された画像データーは、通信用のＭＰＵ、ＭＰＵ２（１２０）により例えばパケット化された画像データーに変換され、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルにより、通信インターフェース１２１を経て例えばＬＡＮ回線に送り出される。
【００６１】
ＭＰＵ３（１２５）は、本発明のシステム全体を制御するシステムコントローラーであり、操作系を含めた外部からの制御情報を処理する。該ＭＰＵ３は処理能力に依存するが、ＭＰＵ１（１２４）又はＭＰＵ２（１２０）の機能を包含しても良い。
【００６２】
図３に本発明になる第２の実施例を示す。
【００６３】
同図で１０は第２の表示用スクリーンで、第３の投射光学系８からのネガ画像を結像する。１１は第４の投射光学系で該ネガ結像画像を画像センサー９に投射せしめる。以下の動作は第４の投射光学系にアイリスが配設される点を除き、第１の実施例とほぼ同様である。本実施例ではネガ画像を間接的に撮像できるので画像センサーの配置に自由度を生じる特徴がある。又、第２の表示用スクリーンに第１の表示用スクリーンと同じ材質の物を使用するとＣＣＤのオンチップフィルター特性の補正が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の単板式ＤＬＰ方式リアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムの第１の実施例の構成図。
【図２】同システムの電気系ブロック図。
【図３】本発明の単板式ＤＬＰ方式リアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムの第２の実施例の構成図。
【図４】従来例の単板式ＤＬＰ方式リアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムの構成図。
【図５】ＤＭＤ微小ミラーを説明するための図。
【図６】画像フレーム周期の構成を説明するための図。
【図７】ビット周期を説明するための図。
【図８】従来例の単板式ＤＬＰ方式リアプロジェクション型ビデオディスプレイシステムの電気系ブロック図。
【符号の説明】
【００６５】
１  光源
２  コンデンサーレンズ
３  回転色フィルター
４  第１の投射光学系
５  ＤＭＤ
６  第２の投射光学系
７  表示用スクリーン
８  第３の投射光学系
９  画像センサー
１０  第２の表示用スクリーン
１１  第４の投射光学系
１２  光吸収体
１０１  ＲＧＢ、３チャンネルの８ビットＡＤ変換器
１０２  は画像処理回路
１０３  ＲＧＢ画像フレームメモリー
１０４  ＤＭＤ駆動回路
１０５  ＤＭＤ
１０６  メモリー制御回路
１０７  同期信号発生器（ＳＳＧ２）
１０８  可変水晶発振器（ＶＣＸＯ）
１０９  同期信号発生器（ＳＳＧ１）、
１１０  位相比較器
１１１  色フィルター回転制御系
１１２  回転モーター
１１３  画像センサー駆動用の可変水晶発信器
１１４  画像センサー
１１５  タイミングジェネレーター（ＴＧ）
１１６  １チャンネルＡＤ変換器
１１７  ネガ・ポジ（ＮＰ）反転回路
１１８  カメラプロセス回路
１１９  画像データー圧縮用のＤＳＰ
１２０  通信用マイクロコンピューター（ＭＰＵ２）
１２１  通信インターフェース
１２２  第１の投射光学系のレンズＡＦ制御回路
１２３  第３の投射光学系のアイリス制御回路
１２４  カメラ・レンズ制御用のマイクロコンピューター（ＭＰＵ１）
１２５  全体システム制御用のマイクロコンピューター（ＭＰＵ３）
【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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