(57)【要約】【課題】レンズシフト動作によって生じる色ずれを、補正する方法が求められている。レンズシフトを行うと、レンズ内の光路がかわり、色ずれが目立つ場合があった。この色ずれを簡便に解消する方法が望まれていた。【解決手段】レンズシフト機能を搭載したプロジェクション装置において、レンズシフト量と関連したタイミング補正値をあらかじめ持ち、レンズシフト量を判定し、レンズシフト量に応じて、表示のタイミングを変化させる制御を行うことを特徴とする。【選択図】図１
2017175303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズシフト機能を持ったプロジェクション装置であって、
前記レンズシフト機能のシフト量を判定するレンズシフト量判定部と、
前記レンズシフト量に関連した色ずれ補正値を持つタイミング補正値保持部と
前記色ずれ補正値に応じて表示タイミングを調整するタイミング補正部と、を
持つことを特徴とするプロジェクション装置。
【請求項２】
レンズシフト機能を持ち、かつレンズ交換式のプロジェクション装置であって、
前記レンズシフト機能のシフト量を判定するレンズシフト量判定部と、
前記レンズシフト量に関連した色ずれ補正値を持つタイミング補正値保持部と
前記色ずれ補正値に応じて表示タイミングを調整するタイミング補正部を持ち、
前記タイミング補正値保持部が前記交換レンズ側に存在し、レンズ交換に伴ってタイミング補正値の交換が可能となることを特徴とするプロジェクション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射レンズのシフト調整に連動し、色ずれ補正を行うプロジェクション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プロジェクション装置においてレンズシフト機能を搭載するものがあり、設置場所と投射面（スクリーン）との間の並行ずれを補正可能としていた。
【０００３】
また一方レンズ装置を透過する投射光は、レンズ装置の光通過特性により色分離を起こすことがある。特に、レンズシフトを行うことにより最適な光通過位置から離れていくと、この色分離が大きくなることがある。
【０００４】
この点に関し、特許文献１では、色別画素ごとに映像の補間処理を行い、ずれた画素位置に表示すべき新たなデータを周辺画素データから演算的に生成している。
【０００５】
さらに別の観点から、以下の場合はさらに色ずれが顕著になる場合がある。複数のパネルを搭載し、パネル映像を光学的に合成するプロジェクション装置においては、複数のパネルの位置合わせが非常に重要である。スクリーン上で１点となるべき点を、複数のパネルの点からの合成によって形成する場合、位置のずれがあるとスクリーン上で１点に重畳できない。この合成のためのパネルの取り付け位置精度は高い精度が要求される。逆に言えば有る程度の誤差を持つこともある。
【０００６】
この誤差量のため、初期状態である程度の色ずれが存在することになる。これに加えて先のレンズシフトによる光学的な色分離が加算されることにより、より顕著に色ずれが視認できる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された手段では、画素データの演算を行う必要があり、回路構成が複雑になる。さらに画面全域の画素データ演算を行おうとすると数百万画素分の演算が必要であり、色ごとに行うとさらに数倍の演算を要する。そのために、演算速度を上げる必要があり、消費電力、発熱などを上げてしまう可能性があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、画素ごとの演算を行うことなくレンズシフトによって発生する色ずれを補正するプロジェクション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るプロジェクション装置は、
レンズシフト機能を持ったプロジェクション装置であって、
前記レンズシフト機能のシフト量を判定するレンズシフト量判定部と、
前記レンズシフト量に関連した色ずれ補正値を持つタイミング補正値保持部と
前記色ずれ補正値に応じて表示タイミングを調整するタイミング補正部と、を持つことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２に係るプロジェクション装置は、
レンズシフト機能を持ち、かつレンズ交換式のプロジェクション装置であって、
前記レンズシフト機能のシフト量を判定するレンズシフト量判定部と、
前記レンズシフト量に関連した色ずれ補正値を持つタイミング補正値保持部と
前記色ずれ補正値に応じて表示タイミングを調整するタイミング補正部を持ち、
前記タイミング補正値保持部が前記交換レンズ側に存在し、レンズ交換に伴ってタイミング補正値の交換が可能となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るプロジェクション装置によれば、レンズシフトを行った場合に発生する色ずれに対し、画素単位の演算を行うこと無しに、補正を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１におけるプロジェクション装置の要部構成図である。
【図２】パネルデバイスの画素並びの概略説明図である。
【図３】光線を色ごとに分離し、合成する分離合成系の概略説明図である。
【図４】本発明のフローを示したフローチャートである。
【図５】０％シフト状態の投射面の座標説明図である。
【図６】１００％シフト状態の投射面の座標説明図である。
【図７】レンズシフト量と色ずれ量、補正値の関係の説明図である。
【図８】図７を用いて、１００％シフト時に行う処理の説明図である。
【図９】画像データとタイミング信号の関係を示した図である。
【図１０】画素と、画像データとタイミング信号の関係の説明図である。
【図１１】色ずれ補正時の画素と画像データとタイミング信号の関係の説明図である。
【図１２】色ずれ補正時の画素と画像データとタイミング信号の関係の説明図である。
【図１３】画素のずれを説明した図である。
【図１４】画素のずれを説明した図である。
【図１５】画素のずれを説明した図である。
【図１６】取り付け誤差を考慮したレンズシフト量と色ずれ量の関係の説明図である。
【図１７】実施例２におけるプロジェクション装置の要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明にかかる実施形態を搭載したプロジェクション装置のブロック図である。
【００１６】
本実施例では、より色ずれが目立ちやすい構成として、複数の液晶パネルからの投射光を合成して表示する構成を一例として示している。一方、一画素を時間分割した色光の積分で表示する、例えばミラーデバイスなどでも、同様の現象は発生するので、本発明を適応することが可能である。
【００１７】
１０１は本発明を組み込んだプロジェクション装置である。１０２は投射面としてのスクリーン、１０３は必要な波長光を出す光源、１０４は電気信号を映像信号に変換する液晶パネルである。図示していないが１０４は複数の液晶パネルからなる。１０５は光源１０３からの光を色光に分離し、それぞれの液晶パネル１０４へ入射させるとともに、出射された色光を合成する分離合成装置である。１０６は光線の焦点調整、画角調整、オフセット（レンズシフト）調整を行うためのレンズ装置である。
【００１８】
１１３はプロジェクション装置に入力する映像信号の流れ、１０７は画像処理を行う画像処理部、１０８は画像処理部１０７からの映像信号１１３に従い、液晶パネル１０４を適切に駆動するための駆動制御部である。
【００１９】
１０９はレンズ装置１０６のレンズシフト駆動を行うレンズシフト装置、１１０はレンズシフト量を判定するレンズシフト量判定部、１１１は駆動制御部１０８に対し、駆動タイミングの補正量を指示するタイミング補正部、１１２はタイミング補正部１１１に対し、補正量を提供するタイミング補正値保持部である。
【００２０】
液晶パネル１０４は、反射型液晶パネルや透過型液晶パネル、ミラーデバイスなどを取ることができる。その他のパネルデバイスを含め、どの構成でも本発明の効果を損なうものではない。
【００２１】
１０７の画像処理部は、多様な機能を提供する。プロジェクション装置１０１へ入力された映像信号に対し、解像度変換、色処理、ＯＳＤ重畳、ノイズ除去、フレームレート変換、ＩＰ変換、等の画像処理を行う。本発明に対し、画像処理部１０７の個々の機能は関係なく、全てもしくは選択的な一部の使用が可能である。
【００２２】
画像処理部１０７を初め、タイミング補正部１１１、タイミング補正値保持部１１２はコンピューターシステムによって構成することができる。コンピューターシステムとは、マイクロプロセッサとプログラム、データ保持装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、二次記憶装置）である。さらにコンピューターシステムは、駆動制御部１０８やレンズシフト量判定部１１０と連携しデータ交換と制御を行う。レンズシフト量判定部１１０はエンコーダー等のハードウェアの場合もあるが、ユーザー操作を監視するソフトウェアで構成することも可能である。この場合、コンピューターシステムに含む形で実装できる。
【００２３】
なお、レンズシフト装置１０９は電動でも手動でもよい。手動、電動問わず、レンズシフト量判定部１１０は移動量をエンコーダーで計測することが可能である。また、電動の場合は、レンズシフト量判定部１１０は電動装置の駆動量（時間、パルス数、回転数等）を計測することも可能となる。
【００２４】
図２に、液晶パネル１０４の画素構成を示した。
【００２５】
図２では１９２０ドット×１２００ドットの表示を行うための液晶パネルの例を示した。実際には液晶パネルは周囲に余裕画素をもち、例えば、１９２４ドット×１２０４ドットからなる。図２において、２０１は１９２０×１２００の領域を示し、２０２は１９２４×１２０４の領域を示している。
【００２６】
実際に映像を形成する場合は、この液晶パネルのどの画素を使用するかを決定する必要がある。通常は周囲に均等に余裕を設けた「中心」の１９２０×１２００ドットを使用している。しかし、液晶パネル１０４の取り付け精度の観点から、「中心」からずらして表示することがある（特許第３２２８７６７号公報）。
【００２７】
本発明にはこの余裕画素が必要であるが、その解像度は上記数値に限定されるものではない。他の数値の液晶パネルであっても本発明の効果に変わりはない。また、余裕画素の幅に関しても、１ドット以上あれば本発明としての効果を発揮できる。さらに、余裕画素の概念は相対的なものであるため、１９２０ドット×１２００ドットパネルに対し余裕画素を内側に設け、通常使用の映像領域を１９１６ドット×１１９６ドットと定義することもできる。余裕画素があればよいので、余裕画素数、パネル解像度、表示領域については固定的な数値に依存するものではない。
【００２８】
図３に複数の色画素からスクリーン１０２上に一画素を構成する色分離合成系を説明する。
【００２９】
１０３は必要な波長光を出す光源、３０１は光源１０３から出た光を略並行光とする並行光素子、３０２、３０３、３０４、３０５は特定の光を分離または反射、透過するビームスプリッタである。３０６、３０７、３０８は色別の映像を形成する液晶パネル、１０６はフォーカス、ズーム、レンズシフト機能を有するレンズ装置である。
【００３０】
３０６はＧ色の色画素、３０７はＲ色の色画素、３０８はＢ色の色画素を形成する。これらの各色画素光は重畳され、レンズ装置１０６を通過し、スクリーン１０２へ投射される。
【００３１】
３０２、３０３、３０４、３０５の目的は、Ｇ色成分光を液晶パネル３０６へ、Ｒ色成分光を液晶パネル３０７へ、Ｂ色成分光を液晶パネル３０８へ入射させるためであり、その目的範囲内でさまざまな構成が存在することが知られている。どのようにしても本発明の効果を損なうものではない。
【００３２】
また、３０６をＧ色パネル、３０７をＲ色パネル、３０８をＢ色パネルとして構成しているが、この配置に制限されるものではない。色成分ごとの変調を可能とする構成であれば、３０２〜３０８の構成は他の例でも可能である。
【００３３】
なお、３０１〜３０５は図１の分離合成系１０５に相当する。３０６、３０７、３０８の各液晶パネルは図１の液晶パネル１０４に相当する。
【００３４】
次に本発明の色ずれ補正装置の処理について説明する。
【００３５】
図４に本発明の処理の流れについて示す。
【００３６】
図４において、ｓ４０１はレンズシフト量を判定している。ｓ４０２ではタイミング補正量を決定している。ｓ４０３では補正可能限界以下であるか判定している。ｓ４０４では実際に補正タイミングを変更している。さらに詳しく説明する。
【００３７】
ステップｓ４０１では、レンズシフト量を判定している。レンズシフト量はレンズ装置１０６が基準とする位置からどれだけ離れているかを示す量である。この量の測定には位置エンコーダーを使用したり、またユーザーの入力した移動量から、またはモーター駆動の場合はモーターの回転数や回転時間から判断できる。レンズシフト量の単位は距離に換算できるものであれば、多様に可能である。本発明では投射映像の高さ（幅）を１００％の距離と設定している。例えば図５のような投射位置を０％とすると、図６は投射映像中心が画面高さ分だけシフトしている。この状態を１００％と呼ぶ。逆方向は−（マイナス）表現を取り、−１００％などとなる。映像高さ（幅）を越えて移動可能であれば、１１０％などと表現する。
【００３８】
ステップｓ４０２では、タイミング補正の補正量を決定している。ステップｓ４０１で判定したレンズシフト量から、色画素ごとの色ずれ量が求まる。この数値はタイミング補正値保持部１１２にあらかじめ保持しておく。例えば図７に示した様態である。図７（ａ）は（図５における）Ｙ方向のレンズシフト量と各色画素のＸ、Ｙ方向の色ずれ発生量を示している。また、図７（ｂ）ではレンズシフトＹ方向に対する画素の補正値を示している。Ｘ方向のレンズシフトに対しても同様の表を用意しておく。Ｘ、Ｙ混合シフトに関してもそれぞれの成分ごとに処理すればよい。図７では、レンズシフト量がＹ方向に８０％を越えるとＢ画素が１ドットの補正を必要とすることが表現されている。例えば図６のようにレンズシフト量が１００％の場合は図８（ａ）からＢ画素が１ドットずれているので、１ドット逆側に補正する必要があることが分かる（図８（ｂ））。
【００３９】
ステップｓ４０３では、液晶パネル１０４の調整限度以内であるか判定している。図２で示したように、液晶パネルには余裕画素が存在するが、ステップｓ４０２で決定した補正量が補正可能か判断している。さらに、取り付け精度不足によりすでにこの余裕画素のうち数ドットが消費されている可能性がある。より正確にはこの取り付け誤差の吸収用に使用されたドット数を考慮した余裕ドット数の残り数と補正量の比較を行う。
【００４０】
ステップｓ４０４では、駆動装置１０８に対しタイミング変更を指示している。
【００４１】
以下、タイミング変更について図９、図１０、図１１、図１２を用いて説明する。
【００４２】
図９は映像信号、映像タイミングを示す同期信号（またはシンク信号、またはイネーブル信号）、液晶パネルの画素との相対関係を示している。
【００４３】
９０１は垂直方向の同期信号、９０３は垂直方向の映像信号を示しており、９０２は水平方向の同期信号、９０４は水平方向の映像信号を示している。厳密には、９０２と９０４は１２００本以上繰り返され、１フレーム映像を形成しているが、ここでは１本を表記している。
【００４４】
次に画素との関係を図１０を用いて説明する。
【００４５】
図１０は図９の左上を拡大表記した図である。
【００４６】
垂直同期信号９０１のタイミングで開始される映像信号９０３、水平同期信号９０２のタイミングで開始される映像信号９０４を画素１００１から描画している。
【００４７】
９０４の映像を右端まで描画後、次の映像信号９０４を画素１００２から描画する。これを１２００回（以上）繰り返し最下ラインまで描画する。
【００４８】
ここで、９０１のタイミングを１ドットだけ遅らせる。遅らせ方は、垂直同期信号９０１によって指定される描画開始ドットを１００１ではなく、１００２に設定することによって可能である（図１１参照）。描画位置はこれらの相対関係で成り立っているので、垂直同期信号９０１に対し、映像信号９０３を遅延させることでも同様の効果が得られる（図１２参照）。
【００４９】
この挙動をスクリーン上の画素の挙動として図１３、図１４、図１５を用いて説明する。
【００５０】
図１３は初期状態の一例を示している。図１３はレンズシフトが初期状態であり、理想的な色画素の重畳状態にある場合である。
【００５１】
レンズシフトの初期状態とは、プロジェクション装置の狙いによって異なる。０％シフト状態のものもあれば、５０％シフトのものもある。通常、標準的に使用されると想定したシフト状態を初期状態とし、その位置で最も色ずれが少なくなるように組み立てる。
【００５２】
図１３では、理想的な画素投射と実際のＢ色画素がスクリーン上でどのように視認できるかを示している。理想位置Ｖ１１〜Ｖ３５はＲ色、Ｇ色、Ｂ色の画素がこの位置でそれぞれ重なることが理想的である位置を示している。液晶パネル１０４の画素が四角なので、Ｖ１１〜Ｖ３５も四角で描画している。しかし、実際には光は拡散し四角でなくなり、レンズの周辺に近づくと光学特性に従い、焦結位置がずれてくる。図１３では、理想位置Ｖ１１〜Ｖ３５に対し、実際のＢ色の投射状態Ｂ１１〜Ｂ３５を示している。Ｇ色、Ｒ色も色依存のレンズ特性によって、変形、位置ずれが生じる場合がある。図示はしていない。ここでレンズシフト機能を使用しレンズ装置１０６を有る方向に移動する。この時、レンズ装置１０６の光学特性に従い、各色の画素位置がずれてくる。
【００５３】
図１４では、仮にＢ色がずれた場合を示している。レンズ装置１０６内の光の通過位置に従い、どの色がどの方向にどれほどずれるかが変わってくる。これらはレンズ装置１０６の光学特性に依存し、レンズ装置１０６の設計段階で決定される。図１４では、レンズシフト動作後の状態を示している。Ｂ１１〜Ｂ３５の投射位置が理想位置から離れている。Ｂ１１やＢ２１はＶ１１やＶ２１に対し、約１画素ずれている。一方、Ｂ３１はＶ３１に対し約０．７画素程度ずれている。この様に画面内でずれ量は均一にはなりにくい。よって補正量保持部に定義する補正量は全体のずれ具合によって決定される。
【００５４】
さらに再度図４のフローチャートと関連して説明する。
【００５５】
レンズシフト動作後（図１４）のレンズシフト量を読み取る（ステップｓ４０１）。
【００５６】
さらに読み取ったレンズシフト量を元に、必要な色別の補正量を取得する（ステップｓ４０２）。ここでは、Ｂ画素をＹの負方向に１画素移動した方が理想位置に近い状態になると取得できることになる。
【００５７】
その後、Ｂ画素の表示位置を１画素（１ライン）遅らせ、表示位置をずらす（ステップｓ４０４）。
【００５８】
この結果、スクリーン上の表示状態は図１５のようになり、全体のバランスとして、図１４の状態より良好になる。
【００５９】
なお、理想位置に対する実際のずれ位置は色ごとに異なる。これらはレンズ設計に依存し、どの色がどちら側にどれほどずれるかは光学設計で明白である。
【００６０】
さらに、図３に示した分離合成系では液晶パネルの取り付け精度を０にすることは難しい。０とならない場合、誤差量がスクリーン１０２上で色ずれとなって視認できる場合がある。この誤差量は個体ごとに数値が異なるのが一般的である。その取り付け誤差量を図７の表に反映させたのが図１６である。
【００６１】
図１６では、個体における液晶パネル１０４の取り付け誤差が存在し、Ｂ色の液晶パネルがＹ方向に１画素ずれていることを示している。図１６（ｃ）「取り付け誤差」がその情報である。
【００６２】
また、図７同様、レンズシフトに連動した光学的な画素ずれが同様に存在し、「色別画素ずれ量」がそれにあたる。さらに、「タイミング補正値」が、色ずれ量と取り付け誤差を合算したタイミング補正値となる。
【００６３】
以上の処理により、本実施例によればレンズシフト量に応じた色ずれ補正が可能となり、より色ずれの少ない投射を行うことができる。
【実施例２】
【００６４】
次に、タイミング補正値保持部１１２がレンズ装置１７０１に装備されている場合を説明する。
【００６５】
タイミング補正値はレンズの光学特性に依存する部分があり、レンズの特性ごとに異なるのが自然である。一方レンズ交換式のプロジェクターも存在する。この場合、一般的にはレンズの種類を検知してタイミング補正値を切り替える。実施例１でも、レンズの種類（いわゆるレンズＩＤ）とタイミング補正値の組をプロジェクター１０１内に複数保持し、接続されたレンズの種類情報から使用すべきタイミング補正値を選択すればよい。
【００６６】
レンズＩＤは交換したレンズから読み取る方法もあるし、ユーザーがメニュー等から指示する方法もある。どちらも広く知られた方法である。しかしこの場合、新しい未知のレンズを装着した場合にはプロジェクターの内部にタイミング補正値が存在しない。これに対し、レンズにＲＯＭを搭載し、そこにタイミング補正値を保持する方法がある。
【００６７】
タイミング補正値の格納場所がレンズ装置１７０１内となっても、処理内容、手順は実施例１と変わらない。
【００６８】
レンズＩＤ、レンズＲＯＭに関しては特開２０１２−１７７８４６号公報などで公知である。
【００６９】
以上の処理により、本実施例によればレンズ交換式のプロジェクション装置であっても、レンズシフト量に応じた色ずれ補正が可能となり、より色ずれの少ない投射を行うことができる。
【００７０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７１】
本発明は、プロジェクション装置の色ずれ補正方式に関し、特にレンズシフトを行った場合の補正方式に関するものである。
【符号の説明】
【００７２】
１０１  本発明を含むプロジェクション装置、１０２  投射面となるスクリーン、
１０３  光源となる光源装置、１０４  電気信号を映像に変調する液晶パネル、
１０５  光線を分離・合成する分離合成装置、
１０６  焦点調整、画角調整、レンズシフトを行うレンズ装置、
１０７  画像処理、ＯＳＤ合成などを行う画像処理部、
１０８  液晶パネル装置１０４の駆動制御を行う駆動制御部、
１０９  レンズ装置１０６のレンズシフトを行うレンズシフト装置、
１１０  レンズシフト量を検知するレンズシフト量判定部、
１１１  タイミング補正値を決定するタイミング補正部、
１１２  タイミング補正値の元となるデータを保持するタイミング補正値保持部、
１１３  映像信号の流れ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2017175303.tif 000013
【図１２】
2017175303.tif 000014
【図１３】
2017175303.tif 000015
【図１４】
2017175303.tif 000016
【図１５】
2017175303.tif 000017
【図１６】
2017175303.tif 000018
【図１７】
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