专利名称：投影型图像显示器和该显示器的出厂时的调整方法
技术领域：
本发明涉及液晶投影仪等投影型图像显示器。
背景技术：
作为投影型图像显示器的投影时设定的调整内容，具有投影图像的调焦、梯形失真补偿等处理(参照日本第2003-78842号发明专利申请公开公报)。在过去，在进行这样的调整时，实际上进行图像投影，在此场合，采用从外部设备输入的图像信号，进行图像投影。
发明内容
但是，如果不依赖于外部输入图像进行调焦和梯形失真补偿，则方便性优良。
本发明的目的在于针对上述的情况，提供一种投影型图像显示器，该投影型图像显示器不依赖外部输入图像，进行调焦和梯形失真补偿。
为了解决上述课题，本发明的投影型图像显示器涉及下述的投影型图像显示器，其通过光阀，对从光源射出的光进行调制，进行图像投影，其特征在于其包括传感部，该传感部具有对投影图像进行拍摄的拍摄机构；根据上述传感部的输出，进行调焦的机构；根据上述传感部的输出，进行梯形失真补偿的机构；绘图机构，该绘图机构分别绘制形成投影图像的图像，该显示器按照通过上述绘图机构，产生上述调焦和梯形失真补偿用的调整用投影图像的方式构成。
按照上述方案，由于通过分别绘制构成投影图像的图像的绘图机构，产生上述焦点调整和梯形失真补偿用的调整用投影图像，故不需要调整用投影图像的供给用的外部输入(外部设备)，并可容易且快速地进行上述调整。
上述绘图机构，可为屏幕显示电路。另外，可绘制作为上述调整用投影图像的，形成有黑白区域的图像。
但是，在梯形失真补偿中，具有纵向梯形失真补偿和横向梯形失真补偿，要求针对每种补偿，实现正确的补偿。
于是，本发明的还一目的在于提供一种能够适当进行纵向梯形失真补偿和横向梯形失真补偿的这两者的投影型图像显示器和该显示器的出厂时的调整方法。
为了解决上述课题，本发明的投影型图像显示器涉及下述的投影型图像显示器，其通过光阀，对从光源射出的光进行调制，通过投影透镜，对图像进行放大投影，其特征在于其包括传感部，该传感部具有对投影图像进行拍摄的拍摄机构；根据上述传感部的输出，进行调焦的机构；依次产生至少纵向梯形失真补偿用的第1调整用投影图像和横向梯形失真补偿用的第2调整用投影图像的机构；根据上述第1调整用投影图像的投影中的传感部的输出，获得纵向梯形失真补偿用的第1信息，并且根据上述第2调整用投影图像的投影中的传感部的输出，获得横向梯形失真补偿用的第2信息的机构；根据上述第1信息和第2信息，进行梯形失真补偿的机构。
按照上述方案，由于分别(依次)进行纵向梯形失真补偿用的调整用投影图像的投影与横向梯形失真补偿用的调整用投影图像的投影，通过传感器，获得各自必需的信息，故可针对纵向梯形失真补偿和横向梯形失真补偿的每个补偿，实现正确的补偿。
上述第1信息可为在与投影光轴相垂直的平面和投影面之间的交叉部位形成的角度中的垂直成分的角度信息，上述第2信息可为在与投影光轴相垂直的平面和投影面之间的交叉部位形成的角度中的水平成分的角度信息。上述纵向梯形失真补偿用的第1调整用投影图像可为交替形成有白色横线区域与黑色横线区域的条纹图像，上述横向梯形失真补偿用的第2调整用投影图像可为交替形成有白色纵线区域与黑色纵线区域的条纹图像。上述传感器可安装于显示器的前盖上，投影透镜也可安装于机架上。该显示器也可包括存储器，该存储器存储通过出厂时的检查获得的纵向梯形失真补偿用的第1偏差值和横向梯形失真补偿用的第2偏差值，该显示器按照在实际的梯形失真补偿时进行上述偏差值的调整的方式构成。
另外，本发明的投影型图像显示器的出厂时的调整方法的特征在于该方法包括下述步骤设定不产生梯形失真的投影型图像显示器和屏幕之间的配置关系，将第1调整用投影图像的投影时获得的第1信息作为第1偏差值存储于上述存储器中，将第2调整用投影图像的投影时获得的第2信息作为第2偏差值存储于上述存储器中。
图1为表示本发明的实施方式的液晶投影仪的光学系统的组成图；图2为表示液晶投影仪的电路系统的方框图；图3为传感器的基本组成图；图4A为表示纵向梯形失真的发生的样子的说明图；图4B为表示横向梯形失真的发生的样子的说明图；图5A为表示在屏幕上放映出的第1调整用投影图像中，产生纵向梯形失真的说明图；图5B为表示在屏幕上放映出的第2调整用投影图像中，产生横向梯形失真的说明图。
具体实施例方式
(第1实施例)下面根据附图，对本发明的第1实施方式的液晶投影仪进行描述。
图1为表示本发明的实施方式的3板式液晶投影仪30的图。光源1的发光部由超高压水银灯、金属卤化物灯、氙灯等形成，其照射光通过平行反射器，形成平行光而射出，送向合成透镜4。
该合成透镜4由一对透镜组(蝇眼透镜)4a，4b构成，相应的透镜部分将从光源1射出的光送向后面将要描述的液晶光阀的整个表面，对位于光源1中的部分的亮度不均匀进行平均化处理，减小画面中央和周边部的光量差。经过合成透镜4的光经过偏振光转换器5，以及聚光透镜6，然后，将其送向第1二向色镜7。
偏振光转换器5由偏振光束分光器阵列(在下面称为“PBS阵列”)构成。该PBS阵列包括偏振光分离膜和相位差片(1/2λ片)。该PBS阵列的各偏振光分离膜使来自合成透镜4的光中的，比如P偏振光通过，将S偏振光的光路改变90°。经过光路偏振光处理的S偏振光通过邻接的偏振光分离膜而反射，照原样射出。另一方面，在偏振光分离膜中实现透射的P偏振光通过设置于其前侧(光射出侧)的相位差片，变换为S偏振光而射出。即，在此场合，将几乎全部的光转换为S偏振光。
第1二向色镜7使红色波长频带的光透射，将青色(绿+蓝)的波长频带的光反射。在第1二向色镜7中实现透射的红色波长频带的光通过反射镜8反射，将其光路改变。通过反射镜8反射的红色光经过透镜9，在红色光用的透射型的液晶光阀31中实现透射，由此，进行光调制。另一方面，将通过第1二向色镜7反射的青色的波长频带的光送向第2二向色镜10。
第2二向色镜10使蓝色波长频带的光实现透射，将绿色波长频带的光反射。通过第2二向色镜10反射的绿色波长频带的光通过透镜11，送向绿色光用的透射型的液晶光阀32，在其实现透射，由此，进行光调制。另外，在第2二向色镜10中实现透射的蓝色波长频带的光通过全反射镜12、全反射镜13、透镜14，送向蓝色光用的透射型的液晶光阀33，在其中实现透射，由此，进行光调制。
各液晶光阀31，32，33包括入射侧偏振片31a，32a，33a；面板部31b，32b，33b，该面板部31b，32b，33b按照在一对玻璃衬底(形成像素电极和定向膜)之间，密封液晶的方式形成；射出侧偏振片31c，32c，33c。
通过经过液晶光阀31，32，33的方式而调制的调制光(各颜色图像光)通过十字二向色棱镜15而合成，形成彩色图像光。该彩色图像光通过投影透镜16，进行放大投影，将其投影而显示于屏幕40(参照图4A和图4B)上。
投影透镜16包括调焦用的电动机(透镜驱动用电动机)22。在将送出方向驱动信号，从将在后面进行描述的微机(微型计算机)25，提供给调焦电动机22时，透镜沿送出方向移动，当将拉入方向驱动信号提供给调焦电动机22时，沿拉入方向驱动透镜。
在液晶投影仪30的外壳的底面部，设置有仰角调整用的调整器。另外，上述投影透镜16安装于主体机架上，后述的传感器29安装于正面盖上。
图2为表示液晶投影仪30的电气系统的基本组成的方框图。图像信号处理电路23输入图像信号，进行频率变换(扫描线数变换)等处理，并且根据来自微机25的指令，进行形成梯形失真补偿的图像处理等。γ校正电路24进行针对液晶光阀(LCD)的外加电压一光透射特性的校正处理，将该校正后的图像信号(图像数据)提供给液晶光阀(驱动)。
在操作部(或遥控信号发送器)27中，设置有各种操作用的键。在本实施例中，设置有作为上述键的，指令调焦和梯形失真补偿的调整指示键等。
屏幕显示(OSD)电路28进行产生基于由微机25输出指示的字符信息和图形信息的图像数据，将该图像数据组合到输入图像数据中的处理。
传感器29由第1传感部29A和第2传感部29B构成。各传感部29A(29B)象图3所示的那样，包括2个透镜部29a，与CCD行传感器29b，该CCD行传感器29b对应于各透镜部29a而设置。该CCD行传感器29b沿透镜部29a的并排方向按照较大长度形成。这样的传感部29A(29B)可采用日本第2002-213946号发明专利申请公开公报，日本第2003-57531号发明专利申请公开公报所公开的传感器。
另外，第1传感部29A按照透镜部29a，29a沿垂直方向并排的方式设置，第2传感部29B按照透镜部29a，29a沿水平方向并排的方式设置。
微机25对传感器29的拍摄信号进行取样处理，产生拍摄数据，计算对比度数据、角度数据。该对比度数据为表示CCD行传感器29b所输出的拍摄信号上的高频成分的程度的信号，其表示在拍摄信号上获得高频成分等的，聚焦状态。另外，在角度数据中，具有第1角度数据θ1(参照图4A)和第2角度数据θ2(参照图4B)，该第1角度数据θ1表示通过第1传感部29A获得的纵向梯形失真的程度，该第2角度数据θ2表示通过第2传感部29B获得的横向梯形失真的程度。
角度数据可通过基于从传感器29，到调整用投影图像(屏幕40)的距离测定结果的运算处理获得。距离测定通过所谓的三角测量而进行，可根据传感部29A(29B)的各CCD行传感器29b上的拍摄图像的相对偏差(相位差)与透镜焦距和透镜之间的距离而求出。距离测定可针对调整用投影图像的拍摄范围的多个区域的每个而进行。即，可将CCD行传感器29b的图像范围分割为多个区域，针对各测距区域，计算测距结果。另外，比如，针对调整用投影图像的最上区域与最下区域(最左区域与最右区域)的每个区域，进行距离测定。最上区域与最下区域(最左区域与最右区域)之间的测距值的差异对应于投影光轴和屏幕的非垂直度而形成较大的值，可根据最上区域与最下区域(最左区域与最右区域)之间的距离与上述测距值的差异，求出反正切值，计算角度数据(θ1，θ2)。
微机25进行该液晶投影仪30的整体控制，但是，进行作为本发明的控制的，在下面给出的投影时设定的调整控制。
使用者在接通电源后，等待光源充分的发光状态，按下操作部27的调整指示键。如果微机25检测到调整指示键的按下，则进行OSD电路28的调整用投影图像的绘图处理。调整用投影图像可采用形成高对比度的黑白区域的图像。另外，微机25将送出方向驱动信号提供给调焦电动机22，并且对传感器29的拍摄信号进行取样处理，产生对比度数据。
微机25在开始上述取样处理时，使计时器开始，并且按照一定时间间隔，产生对比度数据，将其存储于图中未示出的存储器中。微机25判断最佳的对比度数据，获得取得该对比度数据时的时间信息(聚焦透镜位置信息)。该微机25按照下述时间，将拉入方向驱动信号提供给调焦电动机22，该时间指从将拉入方向驱动信号提供给调焦电动机22的总时间中，扣除上述时间信息后得出的时间。由此，实现调焦。
另外，微机25根据传感器29的拍摄数据，进行梯形失真补偿。在该梯形失真中，具有纵向梯形失真和横向梯形失真，首先，通过上述图5A所示的第1调整用投影图像，进行纵向梯形失真补偿用的角度数据θ1的获得处理。即，微机25采用第1传感部29A的输出，针对调整用投影图像的最上区域和最下区域的各区域，进行距离测定，根据最上区域和最下区域之间的距离和测距值的差异，计算角度数据θ1。接着，微机25进行OSD电路28的第2调整用投影图像的绘图处理。第2调整用投影图像象图5B所示的那样，为交替形成有白色纵线区域与黑色纵线区域的条纹图像。微机25采用第2传感部29B的输出，针对调整用投影图像的最左区域与最右区域的每个区域，进行距离测定，根据最左区域与最右区域之间的距离与测距值的差异，计算角度数据θ2。
在这里，比如，考虑下述的方式，即，在图5B所示的第2调整用投影图像的中间水平区域，绘制组合有图5A所示的第1调整用投影图像的一部分的调整用投影图像，通过该调整用投影图像，同时获得第1角度数据θ1和第2角度数据θ2。但是，为了实现这样的方式，必须要求第1传感部29A正确地对其所采用的调整用投影图像区域进行拍摄(传感器瞄准方向是正确的)，同样，必须要求第2传感部29B正确地拍摄其所采用的调整用投影图像区域(传感器瞄准方向是正确的)。传感器29象前述那样，安装于正面盖上。正面盖与机架相比较，容易翘曲，传感器瞄准方向容易不正确。于是，具有各传感部无法正确地拍摄其所采用的调整用投影图像区域的情况的危险。如上所述，分别(依次)进行纵向梯形失真补偿用的第1调整用投影图像的投影与横向梯形失真补偿用的第2调整用投影图像的投影，由此，即使在传感器瞄准方向不正确的情况下，各传感部仍可确实对其所采用的调整用投影图像区域进行拍摄，可经常正确地产生角度数据。
微机2 5通过下述方式，计算补偿角度数据，该方式为在将相对第1角度数据θ1的第1偏差值(±α1)和相对第2角度数据θ2的第2偏差值(±α2)保存于图中未示出的存储器中时，比如，从角度数据中，扣除偏差值。另外，根据该补偿角度数据，进行梯形失真补偿。上述角度与梯形失真的程度处于比例关系，如果判断角度，则可确定针对图像实施什么样程度的补偿。比如，图像信号处理电路23从微机25接收上述补偿角度数据，按照下述方式，进行输入图像数据的像素内插/像素抽取处理，该方式为具有与假定在按照该角度的投影而产生的梯形失真相反形状的梯形失真。
在液晶投影仪30出厂时，可实施将上述偏差值存储于存储器中的检查步骤。比如，设计下述的环境，其中，在水平地设定的台上，设置液晶投影仪30，并且按照与投影光轴相垂直的方式，设置屏幕。即，设定不产生梯形失真的液晶投影仪30和屏幕之间的配置关系。另外，如上所述，将在第1调整用投影图像的投影时所获得的第1角度数据θ1作为第1偏差值(±α1)，提供给上述存储器，将在第2调整用投影图像的投影时所获得的第2角度数据θ2作为第2偏差值(±α2)，提供给上述存储器。
另外，上述调焦和梯形失真补偿的方式不受到任何限制，采用什么样的方式也没有关系。另外，通过OSD电路28制作的调整用投影图像为形成有黑白区域的图像，以便获得高对比度，但是，不必限于黑白区域图像。另外，不限于单一的图像，也可配备多个图像。另外，作为投影型图像显示器，给出了透射型的液晶投影仪，但是，也可为反射型的液晶投影仪，另外，并不限于液晶投影仪，也可为驱动多个微小镜进行光调制的方式的投影型图像显示器。另外，在本实施例中，进行液晶投影仪30的整体控制的微机25可进行上述投影时的设定的调整控制，但是，也可采用下述方案，其中，可在传感器29中设置专用的微机，通过该专用微机进行调焦和角度数据计算等处理，上述微机25分配处理能力，以便进行其它的处理。
象上面已描述的那样，按照本发明，由于通过各自地绘制形成投影图像的图像的绘图机构产生上述调焦和梯形失真补偿用的调整用投影图像，故具有不需要调整用投影图像的供给用的外部输入(外部设备)，且容易并且快速地进行上述调整等的处理的效果。另外，由于分别(依次)进行纵向梯形失真补偿用的调整用投影图像的投影与横向梯形失真补偿用的调整用投影图像的投影，分别通过传感器获得必要的信息，故可针对每个纵向梯形失真补偿和横向梯形失真补偿，进行正确的补偿。另外，具有通过设置偏差值，可实现更正确的补偿的效果。
权利要求
1.一种投影型图像显示器，其通过光阀，对从光源射出的光进行调制，由此进行图像投影，其特征在于其包括传感部，该传感部具有对投影图像进行拍摄的拍摄机构；根据上述传感部的输出，进行调焦的机构；根据上述传感部的输出，进行梯形失真补偿的机构；绘图机构，该绘图机构分别绘制形成投影图像的图像，该显示器按照通过上述绘图机构产生上述调焦和梯形失真补偿用的调整用投影图像的方式构成。
2.根据权利要求1所述的投影型图像显示器，其特征在于上述绘图机构为屏幕显示电路。
3.根据权利要求1或2所述的投影型图像显示器，其特征在于绘制作为上述调整用投影图像的，形成有黑白区域的图像。
4.一种投影型图像显示器，其通过光阀，对从光源射出的光进行调制，通过投影透镜，对图像进行放大投影，其特征在于其包括传感部，该传感部具有对投影图像进行拍摄的拍摄机构；根据上述传感部的输出，进行调焦的机构；依次产生至少纵向梯形失真补偿用的第1调整用投影图像和横向梯形失真补偿用的第2调整用投影图像的机构；根据上述第1调整用投影图像的投影中的传感部的输出，获得纵向梯形失真补偿用的第1信息，并且根据上述第2调整用投影图像的投影中的传感部的输出，获得横向梯形失真补偿用的第2信息的机构；根据上述第1信息和第2信息，进行梯形失真补偿的机构。
5.根据权利要求4所述的投影型图像显示器，其特征在于上述第1信息为在与投影光轴相垂直的平面和投影面之间的交叉部位形成的角度中的垂直成分的角度信息，上述第2信息为在与投影光轴相垂直的平面和投影面之间的交叉部位形成的角度中的水平成分的角度信息。
6.根据权利要求4或5所述的投影型图像显示器，其特征在于上述纵向梯形失真补偿用的第1调整用投影图像为交替形成有白色横线区域与黑色横线区域的条纹图像，上述横向梯形失真补偿用的第2调整用投影图像为交替形成有白色纵线区域与黑色纵线区域的条纹图像。
7根据权利要求4～6中的任何一项所述的投影型图像显示器，其特征在于上述传感器安装于显示器的前盖上，投影透镜安装于机架上。
8.根据权利要求4～7中的任何一项所述的投影型图像显示器，其特征在于其包括存储器，该存储器存储通过出厂时的检查获得的纵向梯形失真补偿用的第1偏差值和横向梯形失真补偿用的第2偏差值，该显示器按照在实际的梯形失真补偿时进行上述偏差值的调整的方式构成。
9.一种根据权利要求8所述的投影型图像显示器的出厂时的调整方法，其特征在于该方法包括下述步骤设定不产生梯形失真的投影型图像显示器和屏幕之间的配置关系，将第1调整用投影图像的投影时获得的第1信息作为第1偏差值存储于上述存储器中，将第2调整用投影图像的投影时获得的第2信息作为第2偏差值存储于上述存储器中。
全文摘要
本发明涉及一种投影型图像显示器，其中微机(25)在检测到调整指示键的按下时，进行OSD(屏幕显示)电路(28)的调整用投影图像的绘图处理。该调整用投影图像为形成有高对比度的黑白区域的图像。通过传感器(29)的CCD行传感器，拍摄上述调整用投影图像。微机(25)输入来自CCD行传感器的拍摄信号，根据该拍摄信号，进行调焦和梯形失真补偿处理。
文档编号G02F1/13GK1576962SQ20041006900
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月12日 优先权日2003年7月17日
发明者平尾义周, 海濑直纪, 百武健二 申请人:三洋电机株式会社