JP2001343929A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチ画面表示装置において、画面全体を高
精細化し過ぎずに子画面を高精細化し、従来の１系統の
画像投射部ではできない特殊表示をし、複数の画像信号
源の操作と複数画面の表示領域の指定を同一手段で行
う。 【解決手段】 複数系統の映像信号が入力される一以上
の入力部１２ａ、ｂと、入力した画像信号を処理する一
以上の処理手段１９と、複数の画像投射手段１４ａ、ｂ
と、表示画面５とを有する画像表示装置８において、投
射手段の一つ（１４ｂ）以上は、その画像表示領域５ｂ
の大きさや位置を変更できると共に、他の投射手段１４
ａによる画像領域５ａ内に、手段１４ａ以上の表示画素
数で画像５ｂを投射する。装置８はさらにデジタイザペ
ン等を備えてよく、これにより複数の画像信号源１１
ａ、ｂの操作と画像領域５ａ、ｂの変更をすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一画面に複数の画
像を表示する画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のマルチメディア化に伴い、ディス
プレイが様々なシーンで活用されるようになってきた。
ＨＤＴＶやＭＰＥＧ、ＪＰＥＧなどの新しいデジタルフ
ォーマットの映像ソースを用いた機器の普及や３次元グ
ラフィックスの高度化が進み、扱う画像の多様化が進ん
でいるばかりでなく、従来なかった分野にディスプレイ
が進出することにより新しい用途も広がっている。例え
ば、自動車のカーナビゲーションやヘッドアップディス
プレイはこの典型的なものである。従来、カーＴＶ以外
に電子ディスプレイのなかった自動車の室内に、ナビゲ
ーション用のモニタや、スピードメータその他の電子表
示機器が急速に普及し、また形態や大きさも変化しつづ
けている。また、別の例としては、会議やプレゼンテー
ションなどの場での電子プロジェクタの普及が挙げられ
る。電子プロジェクタは、ノートパソコンやプレゼンテ
ーション用のソフトの発達と共に、急速に従来のＯＨＰ
に変わり一般的になってきていると共に、デジタルカメ
ラなどのプレゼンテーションツールやその他のデジタル
機器との接続形態や機能も変化しつづけている。

【０００３】こうしたなか、大画面の表示装置におい
て、プレゼンテーション、各種資料、ＴＶ会議、ビデ
オ、映画などのさまざまな映像ソースを教育現場やオフ
ィス、家庭などで利用する場面が増加している。さら
に、このような形態のなかで、複数の異なる入力ソース
の画像を一つの画面内に分割して表示するマルチ画面表
示装置がある。

【０００４】図９に、従来のマルチ画面ディスプレイの
例として、教育現場やオフィスで黒板やホワイトボード
代わりに用いられる背面投射型の大画面ディスプレイの
正面概念図を、また図１０にその構成図を示す。

【０００５】図９中、１は説明者を示している。２は、
説明に用いるデジタイザ式のペンであり、３はデジタイ
ザペン２により描画動作したときに画面に描画された線
を示している。５は大画面ディスプレイのスクリーン全
体を示しており、５ａは親画面の画像を示している。こ
こではスクリーン５の対角線長さは約１００インチであ
り、親画面５ａはほぼ全体に表示されている。また、５
ｂは子画面の画像であり、対角線の長さで約１５インチ
程度に表示している。

【０００６】図１０において、８が背面投射型の大画面
ディスプレイであり、これに２台のパーソナルコンピュ
ータＰＣ１、ＰＣ２（１１ａ、１１ｂ）が接続してい
る。１２ａ、１２ｂは画像信号の入力端子であり、１３
は画像信号の合成回路部、１４は画像投射部である。画
像投射部１４は、液晶などの空間変調素子とその駆動回
路、光源としてのランプ、および光学系等で構成され、
小さな空間変調素子上に表示された画像を拡大投影す
る。５はスクリーンであり、ここに投射された画像のう
ち、５ａがＰＣ１の画像表示領域、５ｂがＰＣ２の画像
表示領域というように、２つのＰＣの画像がそれぞれ親
画面と子画面として表示される例を示している。また５
は、スクリーンであると同時に、デジタイザペンなどで
スクリーン上を描画動作したときに、描画信号としてデ
ジタイザ信号を検出する検出部も含んでいる。１６は、
デジタイザの検出信号をＰＣの座標信号に変換する回路
であり、１７はこの座標信号をマウスの信号として出力
する端子である。

【０００７】ここでは、メインのＰＣとしてのＰＣ１か
らの画像を大画面スクリーンに表示するとともに、デジ
タイザペンの出力をＰＣ１のマウス入力信号として出力
している。これにより、デジタイザペンでスクリーン上
のファイル操作や文字認識ソフトなどによる文字入力を
行うことができ、ホワイトボード機能を実現する。ま
た、ＰＣ２の画像信号は、子画面としてスクリーンに表
示され、参照用としてプレゼンテーションなどに利用さ
れる。

【０００８】入力端子１２ａ、１２ｂから入力したＰＣ
１、ＰＣ２の画像信号は、画像合成部１３で親画面と子
画面としてスクリーン上での位置と大きさを設定されて
合成される。合成した画像信号は、画像投射部１４でス
クリーン５に投射表示される。スクリーン５上でデジタ
イザで描画された信号は、座標化回路１６でマウスの信
号として出力端子１７から出力され、ＰＣ１に入力され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のこうした構成の
画像表示装置においては、子画面表示領域に寄与できる
画素数が少ないという欠点がある。例えば、図９の表示
装置がＸＧＡの解像度を持つとすると、親画面１００イ
ンチ全体にプレゼンテーション資料やホワイトボード機
能を表示する一方で、説明者や教師が参照するための説
明資料などを説明者の付近に１５インチで子画面表示し
た場合、このままでは、子画面領域は画素数が１５４×
１１５程度しかないために粗い情報しか表示できない。
この画面に説明者がＸＧＡなどの画面全体を当てはめれ
ば文字はつぶれて判読出来ない。また、この１５インチ
に文字が読めるサイズで表示した場合、表示文字数が非
常に限られてしまう。

【００１０】説明者用の資料は、説明を聞く者には読め
なくて良いが、説明者には多くの情報を提供可能なこと
が望まれる。今後、その他の用途でも大画面の表示装置
において、子画面においても高精細な表示が要求される
場面が多くなると予想される。しかし、こうした場合に
子画面でも十分な画素数を確保しようとすると、画面全
体の画素数が非常に多くなり、コスト上昇やこうした表
示装置の製造自体が難しくなる欠点が有る。

【００１１】また、第二の問題点として、説明者が親画
面でデジタイザを用いながら説明を行うと同時に、子画
面の説明資料を順送りするときに、デジタイザは親画面
を表示するＰＣにしか接続されていないため、子画面は
デジタイザとは別の手段で操作しなければならなかっ
た。また、子画面の表示位置の変更や表示の切替えも、
デジタイザとは別に表示装置の操作ボタンにより行わな
ければならず、操作が煩雑となる問題点も存在する。

【００１２】本発明の目的は、複数の信号源からの入力
画像を同一画面上に表示するマルチ画面表示用の画像表
示装置において、子画面に映像信号を画素数の欠落なく
表示することを可能とし、かつ画面全体を超高精細化す
ることなく低コストで複数画面の高精細画像表示を実現
することにある。

【００１３】本発明の別の目的は、上記複数画面表示と
切り替えて、従来の表示装置ではできなかった特殊表示
を可能にすることにより、高画質で高機能な画像表示装
置を提供することにある。

【００１４】本発明のさらに別の目的は、複数の系統の
信号源の操作と複数の画面の表示領域の指定を同一の操
作手段で可能にすることにより、特に教育現場などのプ
レゼンテーションの場や、車のヘッドアップディスプレ
イ上での運転しながらの操作の場で、操作者にスムーズ
な操作感を提供できる画像表示装置を実現することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
に、本発明の画像表示装置は、複数の系統の映像信号が
入力される少なくとも一つの画像信号入力部と、入力し
た画像信号を処理する少なくとも一つの画像処理手段
と、複数の画像投射手段と、該複数の画像投射手段から
投射された画像光を表示する画像表示画面とを有する画
像表示装置において、前記複数の画像投射手段の少なく
とも一つは、他の画像投射手段による投射画像領域内に
投射することを特徴とし、この際、他の画像投射手段の
有する表示画素数以上の表示画素数で投射するのが好ま
しい。

【００１６】本発明の別の画像表示装置は、複数の系統
の映像信号が入力される少なくとも一つの画像信号入力
部と、入力した画像信号を処理する少なくとも一つの画
像処理手段と、複数の画像投射手段と、該複数の画像投
射手段から投射された画像光を表示する画像表示画面と
を有する画像表示装置において、前記複数の画像投射手
段の少なくとも一つは、画像の表示領域を変更する表示
領域変更手段を有することを特徴とし、さらに、他の画
像投射手段による投射画像領域内に、他の画像投射手段
の有する表示画素数以上の表示画素数で投射することが
好ましい。

【００１７】本発明の画像表示装置はさらに、前記画像
表示画面上の表示を用いて制御信号を入力する制御信号
入力手段と、前記画像信号入力部に接続する外部の複数
の画像処理装置のうち２以上の画像処理装置を制御する
制御信号出力手段と、前記制御信号入力手段からの制御
信号を前記制御信号出力手段への制御信号に変換する制
御信号変換部を有してもよく、前記制御信号出力手段
は、前記制御信号入力手段からの制御信号が示す前記複
数の画像投射手段により投射された画像領域に応じて、
前記画像信号入力部に接続する前記外部の複数の画像処
理装置の中から該当する画像処理装置に対応した制御信
号を出力することを特徴とする。そして、制御信号入力
手段からの制御信号により、前記表示領域変更手段も制
御することが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の幾つかの実施形
態について説明する。

【００１９】前記表示領域変更手段は、例えば、前記画
像投射手段を構成する光学系の画像ズーム機能により、
投射画像の大きさを変えたり、前記画像投射手段を構成
する空間変調素子の位置を移動する機能により、投射画
像の表示位置を変えたりするものである。

【００２０】前記複数の画像投射手段は、少なくとも投
射用の光源と照明光学系の一部とを共用することによ
り、製造コストを抑えることができる。

【００２１】前記制御信号入力手段としては、例えば、
前記画像表示画面上に仮想描画するデジタイザペンや、
画像表示画面上に表示されたカーソルと連動した入力手
段が挙げられる。制御信号入力手段は、前記複数の画像
投射手段ごとに一つずつ設けてもよいし、また前記複数
の画像投射手段で投射された各画像領域ごとに検出分解
能を変更するものであってもよい。

【００２２】本発明の画像表示装置は、ホワイトボード
機能を有したり、或いは自動車、航空機または艦船に搭
載用の操作計器類の表示を行うのに使用することもでき
る。

【００２３】より具体的には、本発明は、液晶やミラー
デバイスをはじめとした透過型、反射型の空間変調素子
やレーザー等の自発光素子により表示された画像をスク
リーンに拡大投射するプロジェクション型のディスプレ
イや、ホログラム等を用いてフロントガラスや計器版上
に投影表示する車載用ヘッドアップディスプレイなどに
適用可能である。

【００２４】

【作用】本発明の画像表示装置によれば、複数画面の表
示において、親画面の画素数に占める子画面の画素数の
割合に関わらず、子画面を２系統めの画像投射手段で決
まる画素数で投射表示することが可能であり、画面全体
に占める領域が狭くても高精細な子画面表示が得られ
る。また、子画面の用途や利用者の位置に応じて２系統
めの画像投射手段からの画像の表示位置や大きさを変え
ることにより、高機能な表示装置が実現される。また、
複数の画像投射手段と投射表示領域の変更手段を利用す
ることで、従来の１系統の画像投射表示装置ではできな
かった複数の画像を用いた特殊表示を可能にする。

【００２５】さらに、複数の系統の信号源の操作と複数
の画面の表示領域の指定を同一の操作手段で可能にする
ことで、操作が同一画面上で連続的に行える。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。第一の実施例 図１に、本発明の第一の実施例の背面投射型マルチ画面
ディスプレイの構成を示す。本実施例は、従来例と同じ
図９のホワイトボード機能（デジタイザペンで画面から
文字入力などができる機能）使用時に、本発明を適用し
た例である。

【００２７】図１において、８が本実施例の背面投射型
大画面ディスプレイであり、これに２台のパーソナルコ
ンピュータＰＣ１、ＰＣ２（１１ａ、１１ｂ）が接続し
ている。１２ａ、１２ｂは画像信号の入力端子である。
５はスクリーンであり、ここに投射された画像のうち、
５ａがＰＣ１からの画像表示領域、５ｂがＰＣ２からの
画像表示領域というように、２つのＰＣの画像を親画面
と子画面として表示するのは従来例と同様である。

【００２８】ここで、ＰＣ１の画像信号を入力する親画
面の系は、子画面部を黒表示するマスク回路１９を介し
て、１４ａの画像投射部１から表示を行う。また、ＰＣ
２の入力する子画面の系には、１４ｂの画像投射部２を
１４ａと別途設けるとともに、この投射部２には、後述
するように、投射光学系や空間変調素子の位置を動かす
ことにより子画面の表示位置や大きさを可変にする機構
を設けている。

【００２９】また、符号５ａは、ＰＣ１の画像表示領域
を示すとともに、同領域上をデジタイザペンなどで描画
動作したときに、描画信号としてデジタイザ信号を検出
する領域も兼ねて示している。また、符号５ｂも、ＰＣ
２の子画面表示領域とともに、同領域上をデジタイザペ
ンなどで描画動作したときに、描画信号としてデジタイ
ザ信号を検出する領域も兼ねて示している。５ａおよび
５ｂはあくまで検出領域を示しており、検出装置自体
は、例えば画像投射部１および２にそれぞれ設置され、
例えば光学式デジタイザであれば不図示の検出光学系な
どで集光検出が行われる。

【００３０】５ａおよび５ｂで検出されたデジタイザの
信号は、１５のマイコン部において親画面領域と子画面
領域の判別と分類を行い、各画面に対応したマウス制御
信号をＰＣ１とＰＣ２のそれぞれに出力する。ここで親
画面領域でのデジタイザの信号は、子画面部分のデジタ
イザ信号を除いて、ＰＣ１の画面上のマウス座標情報と
して出力端子１７ａから出力される。子画面領域でのデ
ジタイザの信号は、子画面の位置と大きさの情報を用い
てＰＣ２の画面上のマウス座標に座標変換された後に出
力端子１７ｂから出力される。さらに、親画面と子画面
の境界上のデジタイザ情報は、画面の位置や大きさの設
定操作と認識されマイコン部１５で処理される。マイコ
ン部１５では、このデジタイザでの操作や、図１に不図
示のキーボードやスイッチなどの制御信号入力部からの
設定操作にしたがって、子画面の位置と大きさを決定し
て２０の子画面表示位置＆ズーム制御部に指示を与え
る。制御部２０は、この指示に従って画像投射部２（１
４ｂ）の空間変調素子や光学系を動かして、子画面表示
領域５ｂの位置や大きさを変える。

【００３１】デジタイザは、親画面と子画面で分けて設
置されるため、各画面の解像度に応じた分解能にそれぞ
れ設定される。

【００３２】図２に、画像投射部１および２の構成例を
示す。２１は、メタルハライドランプなどの光源であ
り、２２は照射光を形成するための光学系であり、２３
は照射光を２方向に分岐するためのハーフミラー、２４
は照射光を反射するための反射鏡である。２５、２６、
２７で親画面用画像投射部１の系を構成し、２５はハー
フミラーで分割された光を２６の空間変調素子に照射す
るための照射光学系であり、２７は空間変調素子２６に
表示された画像をスクリーン５に投影するための投射光
学系である。一方、２８、２９、３０、３１、３２で子
画面用画像投射部２の系を構成し、２８はハーフミラー
２３で分割されて反射鏡２４で反射された光を２９の空
間変調素子に照射するための照射光学系であり、３０は
空間変調素子２９を光軸に垂直な面方向に動かして子画
像の表示位置を制御するメカ的な位置制御部である。ま
た、３１は空間変調素子２９に表示された画像をスクリ
ーン５に投影するためのズーム機構付き投射光学系であ
り、３２は子画面の大きさを制御するためのズームレン
ズ制御部である。３３は、親画面用の空間変調素子２６
用の表示信号および駆動信号の入力端子であり、３４
は、子画面用の空間変調素子２９用の表示信号および駆
動信号の入力端子である。３５は、子画面表示位置制御
部３０の制御信号入力端子であり、３６はズームレンズ
制御部３２の制御信号入力端子である。本図中、点線の
矢印は光路を示す。また、実線の矢印は信号の流れを示
している。

【００３３】空間変調素子２６、２９としては、液晶や
ミラーデバイスをはじめとした透過型、反射型の表示素
子が用いられる。例えば、空間変調素子２６として１０
２４×７６８画素のＸＧＡパネルを、素子２９として１
２８０×１０２４画素のＳＸＧＡパネルを用いる場合、
親画面よりも高精細な子画面表示が実現される。

【００３４】このような形態を採ることにより、親画面
は、聴講者用の画面として高精細な画像を表示する一方
で、子画面も親画面に占める割合に左右されずにより高
精細な表示で説明者用の参照資料を表示することが可能
になる。一部（子画面）を高精細表示するために、画面
全体を超高精細にした場合、例えば１５インチの子画面
を１２８０×１０２４画素表示にしたとき、親画面１０
０インチ全体は約８５００×６８００画素必要になり、
製造上もコスト上も実際的ではない。本発明において
は、安価で高精細なマルチ画面のディスプレイが容易に
実現可能である。

【００３５】また、複数の画像投射部であっても図２に
示したように光源や照明光学系の一部を共用することに
より、よりコストを抑えた構成が実現できる。

【００３６】また、ズームと表示位置調整を子画面に組
み合わせることにより、親画面が大きく説明者の移動量
が多くても常に説明者の手元で子画面表示が可能にな
り、操作性が向上する。また、さらにデジタイザ機能
も、親画面と子画面の領域に対応して、親画面用ＰＣと
子画面用ＰＣヘデジタイザ出力を切り替えて出力を行う
ことと、両画面の境界におけるデジタイザの操作が、親
画面内の子画面の位置や大きさの制御を可能にすること
で、説明者が２つのＰＣを意識することなく両者をスム
ーズに制御できるようになり、操作性が向上する。

【００３７】本実施例においては、複数の画像入力ソー
スに対して、複数の画像入力端子１２ａおよび１２ｂと
制御用の端子１７ａ、１７ｂを分けて図示しているが、
最近のネットワーク化により、ＩＥＥＥ１３９４やＵＳ
Ｂ規格に代表されるように、複数の画像処理装置からの
画像信号とこの画像処理装置の操作信号を同一の信号線
でパケット伝送する場合も、各画像処理装置の画像を複
数の画像投射部で投射する点、またこの投射した画像領
域に応じた制御信号を各画像処理装置に分配して送る点
を含めた本発明の本質は変わらず適用できる。

【００３８】表示される画像信号が多様化する中で、本
実施例に示したように親画面内の子画面の解像度を高く
した上で、操作性も向上する必要性のある場面が増えて
くると考えられる。次に第二の実施例として、自動車の
運転席の表示装置に本発明を適用した例を示す。

【００３９】第二の実施例 第二の実施例として、自動車の運転席の計器類やカーナ
ビゲーションの表示に用いられるヘッドアップディスプ
レイなどの投射型の表示装置の概念図を図３に示す。

【００４０】図３は自動車の前部の側面図を示す。３８
は車体を示し、特に３９はフロントガラス部を示す。ま
た４０はダッシュボードを示す。４１は、ダッシュボー
ド内部に埋設されたブラウン管（ＣＲＴ）、液晶或いは
蛍光表示管等を使用した投射装置である。５は、ハーフ
ミラーや反射型ホログラムなどを用いたコンバイナーで
ある。４２は運転者である。また、４３は投射装置４１
からの光路であり、４４は外界からの景色の光路であ
る。ヘッドアップディスプレイは、ダッシュボード４０
内の投射装置４１から投射された画像情報をフロントウ
インド３９に設けられたコンバイナー５で反射して運転
者に送る。この時、外界の景色の情報もともに運転者は
見ることが出来る。

【００４１】ここでは、投射画像をフロントウインドに
表示したが、従来の運転計器類やカーナビゲーションの
モニタが存在していたダッシュボード上にスクリーンを
設置して、このスクリーン上に投射表示しても良い。

【００４２】これらの時の、表示画面の例を図４（ａ）
〜（ｃ）に示す。５ａは、ヘッドアップディスプレイ等
の投射された全体の画像である。５ｂの太線内の領域
は、カーナビゲーションなどの画像である。本実施例に
おいては、実施例１と同様、２系統の投射系を用いて画
面を表示する。すなわち、５ｂの太線内の領域が子画面
領域として高精細表示される一方で、５ｂの太線外の５
ａ領域全体が親画面領域として表示される。５ａにおい
て、５ｂの領域外のボタンやスピードメータ、警告表
示、時刻表示、その他の文字、図形等はすべて親画面の
投射系で表示された画像である。４８は親画面内で仮想
表示されたボタンであり、４７は親画面内で仮想表示さ
れたカーソルである。

【００４３】図４（ａ）では、運転者はジョイスティッ
クなどのコントローラで、親画面上の仮想ボタン４８の
なかのカーナビゲーションボタン（ＮＡＶＩ）をカーソ
ルで選択して、ナビゲーション画面５ｂを子画面表示し
たところを示している。この時、カーナビゲーション
は、助手席の人が観察しやすい位置に表示されている。
図４（ｂ）において運転者はカーソルにより子画面５ｂ
の境界部を動かすことにより、子画面の位置を中央部に
移動すると共に、大きさも拡大して運転者自身が観察し
やすいようにしている。これに連動して、親画面の画像
の一部は子画面以外の領域に小さく表示される。また、
図４（ｃ）において、運転者はカーソルを子画面内に移
動している。子画面内のカーナビゲーションはこれに連
動して、メニュー画面４９の表示を行い、運転者はメニ
ュー（ルート検索、目的地指定など）の中から１つを選
択して、カーナビゲーション機能の操作を行う。

【００４４】これらの操作を実現する投射装置の構成図
を図５に示す。図５において、１１ａは、車の全体制御
を行うメインのコントロール用のマイコンであり、１１
ｂは、車にオプションとして装備されるインターネット
やカーナビゲーションなどのコントロールユニットであ
る。８が投射表示装置全体である。１２ａ、１２ｂは画
像信号の入力端子である。５はスクリーンであり、ここ
に投射される画像のうち、５５ａがメインのコントロー
ルユニット１１ａからの画像表示領域、５５ｂがカーナ
ビゲーションなどのコントロールユニット１１ｂの画像
表示領域というように、２つの画像が親画面と子画面と
して表示される。ここで、親画面の系は、子画面部を黒
表示するマスク回路１９を介して、１４ａの画像投射部
から表示を行う。また、子画面の系には、１４ｂの画像
投射部を１４ａと別途設けるとともに、この投射部１４
ｂには、投射光学系や空間変調素子の位置を動かすこと
により子画面の表示位置と大きさを可変にする図２に示
したような機構を設けている。

【００４５】また、本実施例では、デジタイザのかわり
に、５２として運転席付近にジョイスティックなどの制
御手段を設けている。制御手段５２から入力された制御
信号を、１５のマイコン部において親画面領域からの信
号なのか子画面領域からなのかの区別を行い、各画面に
対応した制御出力信号をメインのコントロールユニット
１１ａとカーナビゲーションなどのコントロールユニッ
ト１１ｂのそれぞれに出力する。ここで、親画面領域で
の制御信号は、そのままメインのコントロールユニット
に対する制御情報として出力手段１７ａから出力され
る。子画面領域での制御信号は、子画面の位置と大きさ
の情報を用いてカーナビゲーションなどのコントロール
ユニットの座標に座標変換された後に出力手段１７ｂか
ら出力される。さらに、親画面と子画面の境界上の制御
信号は、画面の位置や大きさの設定操作と認識されマイ
コン部１５で処理される。マイコン部１５では、この制
御手段５２の操作にしたがって、子画面の位置と大きさ
を決定して２０の子画面表示位置およびズーム制御部に
指示を与える。制御部２０は、１４ｂの画像投射部２の
空間変調素子や光学系を動かして子画面表示領域５５ｂ
の位置や大きさを変える。画像投射部１および２の構成
例は、実施例１の図２と同様である。

【００４６】親画面全体の表示は、スピードメータなど
の重要な表示が多いため、大きく目立つことと常時表示
されることが必要とされる一方で、高精細である必要性
が少ない。また、観察者は主として運転者である。この
ため、ある程度の画素数で大きく拡大表示されている。
また常時表示が基本である。一方で、子画面は、時には
カーナビゲーションとして高精細な地図を表示し、また
時にはカーＴＶとしてＴＶ画像やインターネット情報を
表示したりするモニタとなる。また、観察者としても、
時には運転者が直接地図をみたり、時には助手席の同伴
者が地図やＴＶを見たりするため、表示の大きさや場所
が変わることが多い。また、常時表示の必要性が少な
く、表示領域もそれほど大きい必要がない一方で、解像
度は高いことが望まれる。このため、第一の実施例同
様、子画面を親画面と別の投射部として、かつ表示位置
を可変とし、またズーム機能により大きさも可変として
いる。また、不必要なときは、子画面の投射部は機能を
ＯＦＦにすることを可能としている。

【００４７】また、第一の実施例のデジタイザ同様に、
親画面と子画面の領域に対応して、親画面用の車載マイ
コンと子画面用カーナビやインターネットなどの制御ユ
ニットヘ、ジョイスティックなどのコントローラ出力を
切り替えて出力を行うことと、境界におけるジョイステ
ィックなどのコントローラの操作が、親画面内での子画
面の位置や大きさの制御を可能にすることで、図４
（ｂ）や（ｃ）の操作のように運転者が２系統のマイコ
ンを意識することなく両者をスムーズに制御できるよう
になり、操作性の向上を実現する。特に、車のように運
転操作の間でのこうした画面操作は簡便である必要が有
るため、解像度の異なる２系統の画面をシームレスに扱
う操作環境の提供は今後重要になると考えられる。

【００４８】第三の実施例 第一および第二の実施例においては、複数の画像投射部
を用いて、高精細な子画面を表示、操作する例を挙げ
た。第三の実施例としては同様の構成で、さらに従来の
１つの投射光学系では困難であった特殊表示も可能な本
発明の適用例を示す。第一および第二の実施例において
は、２系統めの画像投射部が子画面の役割に固定された
例を挙げたが、本実施例では２系統がそれぞれ親画面に
も子画面にも適用可能であると同時に、両者を複合した
表示も可能になっている。

【００４９】図６に第三の実施例の構成図を示す。図６
において、１１ａおよび１１ｂはそれぞれ画像出力装置
であり、１１ａとしてＤＶＤ（デジタルビデオディス
ク）を、１１ｂとしてパーソナルコンピュータを例示し
ている。８が、本実施例の背面投射型の大画面ディスプ
レイである。１２ａ、１２ｂが画像信号の入力端子であ
る。５がスクリーンであり、ここに投射された画像のう
ち、５ａが画像投射部１（１４ａ）による画像表示領
域、５ｂが画像投射部２（１４ｂ）による画像表示領域
である。

【００５０】第一および第二の実施例と異なる点は、１
２ａ、１２ｂから入力した画像をそれぞれ１９ａ、１９
ｂの画像処理部１、２で画像処理後、６１ａ、６１ｂの
選択回路ＳＷ１、ＳＷ２で１４ａ、１４ｂの画像投射部
１か画像投射部２のいずれか、あるいは両方で表示する
かを選択する構成である点、並びに画像投射部１と２の
双方とも画像の表示位置と大きさが制御可能な点であ
る。６１ａ、６１ｂの選択制御と画像処理部１、２の制
御は、マイコン部１５で行われる。また、このマイコン
部の指示に従い、各画面の表示位置と大きさの制御部２
０が、画像投射部１および／または画像投射部２の制御
を行う。

【００５１】符号５はスクリーンを示す他、デジタイザ
ペンなどでスクリーン上を描画動作したときに描画信号
としてデジタイザ信号を検出する領域も兼ねて示してい
る。

【００５２】５で検出されたデジタイザの信号は、マイ
コン部１５において画像投射部１の表示領域からの信号
なのか画像投射部２の表示領域からなのかの判別と分類
を行い、各画面に対応した制御出力信号をＤＶＤとＰＣ
のそれぞれに出力する。ＤＶＤの画面領域でのデジタイ
ザの信号は、ＰＣの画面領域と重なる領域のデジタイザ
信号を除きまたは含めて、ＤＶＤの制御情報として出力
端子１７ａから出力される。ＰＣの画面領域でのデジタ
イザの信号は、ＤＶＤの画面領域と重なる領域のデジタ
イザ信号を除きまたは含めて、ＰＣの制御情報として出
力端子１７ｂから出力される。さらに、２つの画面の境
界上のデジタイザ情報は、画面の位置や大きさの設定操
作としてマイコン部１５で処理される。マイコン部１５
では、このデジタイザでの操作や図６に不図示のキーボ
ードやスイッチなどの制御信号入力部からの設定操作に
したがって、２つの画面の位置と大きさを決定して各画
面表示位置＆ズーム制御部２０に指示を与える。制御部
２０は、１４ａ、１４ｂの画像投射部１、２の空間変調
素子や光学系を動かして各画面表示領域５ａ、５ｂの位
置や大きさを変える。

【００５３】図７（ａ）〜（ｂ）に、本実施例での表示
例を示す。図７（ａ）は、本実施例で第一の実施例と同
様の表示を行った場合である。５ａは親画面としてＰＣ
からのインターネットの画像を示している。また、５ｂ
は子画面としてＤＶＤからの画像（ここでは、ビルと太
陽の画像）を示している。

【００５４】図７（ｂ）は、本実施例特有の動作をさせ
て、ＤＶＤからの入力画像を２つの画像投射部を用いて
表示した場合を示している。

【００５５】図７（ａ）の場合、スクリーン上の２系統
の画像投射部からの各画像は、お互いが干渉しあわない
ように、親画面のうち子画面がくる領域には黒表示を行
い、この黒い領域に子画面がくるように表示している
が、図７（ｂ）では、２系統の投射部があることを効果
的に使用して、１系統ではできない特殊表示を行ってい
る。これにより、２画面での高精細で操作性の向上した
表示と２画質での特徴のある表示を両立したシステムを
提供する。

【００５６】具体例として、図７（ｂ）は、図７（ａ）
のＤＶＤ画像を画面全体に表示したところを示してい
る。図７（ａ）の子画面ではＤＶＤの通常画面を表示し
ているが、画像のダイナミックレンジが低いため、太陽
の輝度が１系統の投射部の明るさの最大値となってはい
るもののそれほど明るくはないために、周囲の背景と輝
度差が少なくコントラストが低くなっている。一般的な
プロジェクタ系の画像では、ＣＲＴに比べると輝度が低
いため、このように明るさやコントラスト感が低い画像
となり、特にＤＶＤやＴＶなどの動画系の画像が物足り
なさを感じる画像になることが多い。図７（ｂ）ではこ
の点を改善した表示を行っており、ダイナミックレンジ
を向上して太陽をより明るく表示することにより、コン
トラストを向上した画像としている。

【００５７】この具体的動作を図８を用いて説明する。
図８（１ａ）、（１ｂ）はそれぞれ、２画面表示時など
の通常時の画面と、そのときの８４で示される破線で示
した走査線における信号レベルの強度を示している。図
８（１ａ）において、８１が背景、８２がビル、８３が
太陽の画像を示している。また、図８（１ｂ）におい
て、ｘ軸が走査線８４の画面左右方向の位置を示し、ｙ
軸が投射光の強度を示している。また、Ｉ１が背景８１
の投射光の強度であり、Ｉ２がビル８２部分の、Ｉ３が
太陽８３部分の投射光の強度である。太陽の強度Ｉ３
が、ほぼ１系統の投射部の輝度の最大値に近く設定され
ている。

【００５８】図８（２ａ）、（２ｂ）は本実施例におい
て、図７（ｂ）の表示時の、但し画像投射部１の１系統
のみで投射される画像と、そのときの８４で示される破
線で示した走査線における信号レベルの強度を示してい
る。図８（２ｂ）において、Ｉ４が背景の投射光の強度
であり、Ｉ５がビル部分の、Ｉ６が太陽部分の投射光の
強度である。ここで、各強度Ｉは、Ｉ４＝Ｉ１、Ｉ５＝
Ｉ２、Ｉ６＝Ｉ３に設定され表示される。

【００５９】図８（３ａ）、（３ｂ）は本実施例におい
て、図７（ｂ）の表示時の、但しもう１系統の画像投射
部２のみで投射される画像と、そのときの８４で示され
る破線で示した走査線における信号レベルの強度を示し
ている。図８（３ｂ）において、Ｉ７が太陽以外の部分
の投射光の強度であり、Ｉ８が太陽部分の投射光の強度
である。ここで、太陽以外の部分の投射光の強度Ｉ７≒
０に設定されると共に、太陽部分の輝度Ｉ８≒Ｉ３に設
定され表示される。

【００６０】図８（４ａ）、（４ｂ）は本実施例におい
て、図７（ｂ）の画面、すなわち画像投射部１と画像投
射部２から投射される画像を合成した画面と、そのとき
の８４で示される破線で示した走査線における信号レベ
ルの強度を示している。図８（４ｂ）において、Ｉ９が
背景の投射光の強度であり、Ｉ１０がビル部分の、Ｉ１
１が太陽部分の投射光の強度である。太陽以外の部分の
投射光の強度はＩ９＝Ｉ１、Ｉ１０＝Ｉ２である一方、
太陽部分の輝度はＩ１１≒Ｉ３×２となるため、画面の
ダイナミックレンジとコントラストが向上した画像が得
られる。

【００６１】以下、図７（ａ）と図７（ｂ）の各場合で
の、本実施例の表示装置の動作を構成図（図６）で示
す。

【００６２】図７（ａ）の動作をする場合は、図６にお
いてＤＶＤから１２ａを介して入力した画像信号は、画
像処理部１を通過後、ＳＷ１がこのＤＶＤ画像を画像投
射部１での表示信号とする選択を行い、画面表示位置と
大きさ制御部２０により画像投射部１は制御されて子画
面部として投射を行う。また、ＰＣから１２ｂを介して
入力した画像信号は、画像処理部２において、マイコン
部１５の指示を受けて子画面領域を黒表示してマスク処
理した後、ＳＷ２がこのＰＣ画像を画像投射部２での表
示信号とする選択を行い、画面表示位置と大きさ制御部
２０によりＰＣの画像はスクリーン５全体に表示される
よう画像投射部２を制御して、親画面として投射を行
う。

【００６３】図７（ｂ）の動作をする場合は、図６にお
いてＤＶＤから１２ａを介して入力した画像信号は、画
像処理部１において、図８（２ａ）、（３ａ）の画像に
分解されると共に、選択回路６１ａに図８（２ａ）の画
像が、選択回路６１ｂに図８（３ａ）の画像が送られ
る。また、１２ｂから入力したＰＣの画像は、１９ｂを
介して選択回路６１ｂに送られるが、マイコン１５の指
示に従い、選択回路６１ａおよび６１ｂ共に、画像処理
部１からの出力を画像投射部１および２に送るように選
択するため、２系統の画像投射部が共にＤＶＤの画像を
表示する。また、マイコン部１５の指示により制御部２
０が制御を行い、画像投射部１および２の投射画面の大
きさと位置を一致させる。さらに、デジタイザの出力は
マイコン部１５を介して、ＤＶＤの制御出力として出力
端子１７ａから出力される。

【００６４】このようにして、インターネットやデジタ
ルテレビを複数表示する場合は、図７（ａ）の機能によ
り高精細な子画面機能を用いて２系統が独立した表示を
行うとともに、高画質な映画を大画面で鑑賞する場合な
どは、図７（ｂ）のように２系統で１つの映像ソースを
重ねて投射するという機能を用いて、１つの画像投射部
では行えなかった特殊表示を行い、より高画質や高機能
な画像を実現する。この２つの機能を切替え可能とする
ことにより、より多くの場面や映像ソースに対応可能な
複合的な画像表示装置が提供できる。

【００６５】複数の画像投射部を用いた特殊表示の他の
例としては、複数の投射部で同じ画像を出して全体の輝
度を倍にする表示や、左右の眼に対応した画像を各投射
部からそれぞれ投射する３次元立体表示、１台の投射画
像にもう１台の投射画像を重ねて表示するオーバーラッ
プ表示などが挙げられる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像表示
装置によれば、複数の画像投射部を設け、子画面の画像
投射部の画素数を多くすることにより、画面全体を超高
精細化することなく、複数画面表示において高解像度な
子画面表示を安価に実現する。また、画像の表示位置と
大きさを可変とすることにより、高機能な画像表示がで
きる。さらに、従来の１系統の投射部での表示装置では
できなかった複数の画像を重ねて投射する特殊表示を可
能とすることで、高精細な子画面機能とあわせて、多様
化する映像ソースに対して柔軟に最適化した画像表示を
実現可能にしている。また、デジタイザなどの制御信号
を用いて、複数の画像信号入力源に対する制御信号を画
面領域に応じて切替え出力する機能と、複数の画面の表
示位置や大きさの制御を行う機能を持つことにより、使
用者が同一画面上で同じ手段により異なる画像機器の操
作と表示領域の設定を行うことを可能として簡便で高機
能な画像表示装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施例の複数画面表示装置の
構成図である。

【図２】 本発明における複数の画像投射手段の一例の
構成図である。

【図３】 車載用の表示装置としてのヘッドアップディ
スプレイの構成図である。

【図４】 車載用の表示装置に適用した本発明の第二の
実施例の説明図である。

【図５】 本発明の第二の実施例の複数画面表示装置の
構成図である。

【図６】 本発明の第三の実施例の複数画面表示装置の
構成図である。

【図７】 本発明の第三の実施例の装置の表示画像の模
式図である。

【図８】 本発明の第三の実施例を説明するための図で
ある。

【図９】 ホワイトボード機能を有する複数画面表示装
置の例である。

【図１０】 従来例の複数画面表示装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

５：表示画面、５ａ：画像投射部１４ａの画像表示領域
でかつデジタイザ検出部、５ｂ：画像投射部１４ｂの画
像表示領域でかつデジタイザ検出部、８：画像表示装
置、１１：画像信号源（外部の画像処理装置）、１２：
画像信号入力部、１５：制御信号変換部、１７：制御信
号出力部、１９：画像処理部、２６，２９：空間変調素
子、３０：素子３０の位置制御部、３１：ズーム機構付
き投射光学系、３２：ズームレンズ制御部、４７：カー
ソル、５２：コントローラ、５５ａ：画像投射部１４ａ
の画像表示領域、５５ｂ：画像投射部１４ｂの画像表示
領域。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 5/00 ５１０ Ｇ０９Ｇ 5/00 ５１０Ｖ (72)発明者 安村 洋人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 廣部 俊典 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 野地 稔 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C080 AA18 DD30 EE14 EE32 JJ01 JJ02 JJ06 KK20 KK52 5C082 AA05 AA12 AA13 AA25 AA34 BA02 BA12 BD06 CA52 CA55 CB05 DA86 EA15 MM09 MM10

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の系統の映像信号が入力される少な
   くとも一つの画像信号入力部と、入力した画像信号を処
   理する少なくとも一つの画像処理手段と、複数の画像投
   射手段と、該複数の画像投射手段から投射された画像光
   を表示する画像表示画面とを有する画像表示装置におい
   て、 前記複数の画像投射手段の少なくとも一つは、他の画像
   投射手段による投射画像領域内に投射することを特徴と
   する画像表示装置。
2. 【請求項２】 複数の系統の映像信号が入力される少な
   くとも一つの画像信号入力部と、入力した画像信号を処
   理する少なくとも一つの画像処理手段と、複数の画像投
   射手段と、該複数の画像投射手段から投射された画像光
   を表示する画像表示画面とを有する画像表示装置におい
   て、 前記複数の画像投射手段の少なくとも一つは、他の画像
   投射手段による投射画像領域内に、他の画像投射手段の
   有する表示画素数以上の表示画素数で投射することを特
   徴とする画像表示装置。
3. 【請求項３】 複数の系統の映像信号が入力される少な
   くとも一つの画像信号入力部と、入力した画像信号を処
   理する少なくとも一つの画像処理手段と、複数の画像投
   射手段と、該複数の画像投射手段から投射された画像光
   を表示する画像表示画面とを有する画像表示装置におい
   て、 前記複数の画像投射手段の少なくとも一つは、画像の表
   示領域を変更する表示領域変更手段を有することを特徴
   とする画像表示装置。
4. 【請求項４】 複数の系統の映像信号が入力される少な
   くとも一つの画像信号入力部と、入力した画像信号を処
   理する少なくとも一つの画像処理手段と、複数の画像投
   射手段と、該複数の画像投射手段から投射された画像光
   を表示する画像表示画面とを有する画像表示装置におい
   て、 前記複数の画像投射手段の少なくとも一つは、画像の表
   示領域を変更する表示領域変更手段を有するとともに、
   他の画像投射手段による投射画像領域内に、他の画像投
   射手段の有する表示画素数以上の表示画素数で投射する
   ことを特徴とする画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記表示領域変更手段は、前記画像投射
   手段を構成する光学系の画像ズーム機能により、投射画
   像の大きさを変えることを特徴とする請求項３または４
   に記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記表示領域変更手段は、前記画像投射
   手段を構成する空間変調素子の位置を移動する機能によ
   り、投射画像の表示位置を変えることを特徴とする請求
   項３、４または５に記載の画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記複数の画像投射手段は、少なくとも
   投射用の光源と照明光学系の一部とを共用することを特
   徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
8. 【請求項８】 前記複数の画像投射手段は、少なくとも
   投射用の光源と照明光学系の一部とを共用することを特
   徴とする請求項３〜６いずれかに記載の画像表示装置。
9. 【請求項９】 前記画像表示装置はさらに、前記画像表
   示画面上の表示を用いて制御信号を入力する制御信号入
   力手段と、前記画像信号入力部に接続する外部の複数の
   画像処理装置のうち２以上の画像処理装置を制御する制
   御信号出力手段と、前記制御信号入力手段からの制御信
   号を前記制御信号出力手段への制御信号に変換する制御
   信号変換部を有し、 前記制御信号出力手段は、前記制御信号入力手段からの
   制御信号が示す前記複数の画像投射手段により投射され
   た画像領域に応じて、前記画像信号入力部に接続する前
   記外部の複数の画像処理装置の中から該当する画像処理
   装置に対応した制御信号を出力することを特徴とする請
   求項１、２または７に記載の画像表示装置。
10. 【請求項１０】 前記画像表示装置はさらに、前記画像
    表示画面上の表示を用いて制御信号を入力する制御信号
    入力手段と、前記画像信号入力部に接続する外部の複数
    の画像処理装置のうち２以上の画像処理装置を制御する
    制御信号出力手段と、前記制御信号入力手段からの制御
    信号を前記制御信号出力手段への制御信号に変換する制
    御信号変換部を有し、 前記制御信号出力手段は、前記制御信号入力手段からの
    制御信号が示す前記複数の画像投射手段により投射され
    た画像領域に応じて、前記画像信号入力部に接続する前
    記外部の複数の画像処理装置の中から該当する画像処理
    装置に対応した制御信号を出力することを特徴とする請
    求項３〜６および８のいずれかに記載の画像表示装置。
11. 【請求項１１】 前記制御信号入力手段からの制御信号
    により、前記表示領域変更手段も制御することを特徴と
    する請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 【請求項１２】 前記制御信号入力手段は、前記画像表
    示画面上に仮想描画するデジタイザペンであることを特
    徴とする請求項９〜１１いずれかに記載の画像表示装
    置。
13. 【請求項１３】 前記制御信号入力手段は、前記画像表
    示画面上に表示されたカーソルと連動した入力手段であ
    ることを特徴とする請求項９〜１２いずれかに記載の画
    像表示装置。
14. 【請求項１４】 ホワイトボード（登録商標）機能を有
    することを特徴とする請求項１〜１３いずれかに記載の
    画像表示装置。
15. 【請求項１５】 自動車、航空機または艦船に搭載用の
    操作計器類の表示を行うことを特徴とする請求項１〜１
    ３いずれかに記載の画像表示装置。
16. 【請求項１６】 前記制御信号入力手段は、前記複数の
    画像投射手段で投射された各画像領域ごとに検出分解能
    を変更することを特徴とする請求項９〜１５いずれかに
    記載の画像表示装置。
17. 【請求項１７】 前記制御信号入力手段は、前記複数の
    画像投射手段ごとに一つずつ設けらていることを特徴と
    する請求項９〜１５いずれかに記載の画像表示装置。