JP2010097056A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】比較的低コストで高解像度表示と同等の機能を実現でき、また、全体を見る場合には画面から離れ、詳細を見る場合には画面に近づくという人間の自然な動作に対応させた表示を行うことが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、前記入力画像データの中から前記第２の光変調手段の解像度に対応する範囲に含まれるデータを抽出して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関し、特に第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置に関する。
従来から、ＣＡＤやシミュレーション等を活用する作業においては、図面等の表示画像の全体像を確認しながら部分的な画像の詳細を確認する場面が多く、例えばＸＧＡ程度の汎用的な画素数のディスプレイを使用する場合には、表示画像のズームアップとズームアウトを繰り返す必要があり、作業効率の低下を招いていた。また、部分的な画像の詳細を確認するためにズームアップした場合、全体像が見えなくなるため、その全体像における部分画像の位置関係を把握することが困難であった。
このような問題に対しては、入力される高画素数映像信号に応じて画素単位で表示可能な高精細ディスプレイを使用することが望ましい。さらに、詳細画像の確認を行うために、画素自体が視認可能な程度の大きさであることが望ましく、その点において、ある程度表示画面が大きいプロジェクタは最適な表示装置の１つである。ところが、高画素数の映像信号をそのまま表示するためには、入力映像信号に対応したライトバルブ（例えば液晶ライトバルブ）を備えたプロジェクタが必要となり、装置コストの増大を招くことになる。
一方、画面が大きいディスプレイでは、全体像を見るには視野角を広げるために、ある程度ディスプレイから離れ、また詳細部分を見るには視力による分解能の制約があるため、ある程度ディスプレイに近づいて見ることが自然なユーザの動作となる。
そこで、下記特許文献１には、全体表示画面の中に部分的に詳細な情報を表す画面を重畳投射することにより、高精細ディスプレイを使用しなくても部分的な詳細を確認することの可能なプロジェクタが開示されている。また、下記特許文献２及び３には、ユーザの画面に対する観察距離に応じて表示解像度を可変する技術が開示されている。例えば、特許文献２の技術は、観察者と画面との距離をリモコンで検出し、距離が遠い場合には表示画像を拡大する一方、距離が近い場合には表示画像を縮小することにより、見かけ上の解像度を一定に保つものである。特許文献３の技術は、観察距離に応じてズームレンズを制御することで、常に観察者が識別可能な最大解像度で画面の全情報を表示するものである。
特開２００４−７０２５７号公報 特開２０００−２７６１２３号公報 特開２００７−６５５４２号公報
上記特許文献１では、部分的な詳細画像の表示を行う局所投射プロジェクタの表示するサイズや表示位置の制御等についての詳細が一切開示されておらず、上記のような課題に対しては不十分であった。また、特許文献２及び３のいずれにおいても、観察距離に対応して物体の大きさが変化してしまうために、上記のように表示された物体の大きさは変わることなく、詳細を確認するために近づいて見るという自然な動作にはなじまないものであった。さらに、観察距離が遠くなると表示されている物体が大きくなり、近づくと小さくなるというように、詳細を見るために近づくという動作とは逆に作用してしまい、ＣＡＤやシミュレーション等には適していなかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、比較的低コストで高解像度表示と同等の機能を実現でき、また、全体を見る場合には画面から離れ、詳細を見る場合には画面に近づくという人間の自然な動作に対応させた表示を行うことが可能な表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、前記入力画像データの中から前記第２の光変調手段の解像度に対応する範囲に含まれるデータを抽出して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段とを備えることを特徴とする。
このような特徴を有する表示装置によれば、第２の画面を高解像度（入力画像データの解像度）で表示し、第１の画面を低解像度（第１の光変調手段の解像度）で表示することができる。つまり、ＣＡＤやシミュレーション等を活用する作業において、部分的な詳細情報は高解像度の第２の画面によって表示し、全体像は低解像度の第１の画面によって表示しても十分である場合が多いため、従来のように全体像を高い解像度で表示する場合と比べて、比較的低コストで所望の特性を実現することができる。また、全体を一度に観察しようとする場合には画面から離れるので、人間の視力からも詳細な部分は見えなくても十分であり、詳細な部分を観察する場合には画面に近づくので、人間の視界から一度に見える範囲は限られたものになるため、部分的に詳細な表示（高解像度表示）ができれば十分である。
また、本発明に係る表示装置は、第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、前記第２の画面の大きさを指定するための画面サイズパラメータを生成する画面サイズパラメータ生成手段と、前記画面サイズパラメータを基に前記第２の光変調手段の後段に設置された投射レンズのズーム比を設定するズーム比設定手段と、前記画面サイズパラメータを基に入力画像データの中から抽出すべきデータの範囲を指定するための抽出範囲パラメータを設定する抽出範囲設定手段と、前記入力画像データの中から前記抽出範囲パラメータにて指定される抽出範囲に含まれるデータを抽出すると共に、該抽出範囲と前記第２の光変調手段の解像度との関係から必要に応じて抽出データの解像度を変換して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段と、前記ズーム比設定手段によって設定されたズーム比に応じて前記投射レンズのズーム動作を制御するズーム制御手段とを備えることを特徴とする。
このような特徴を有する表示装置によれば、画面サイズパラメータの値によって第２の画面の大きさを任意に制御することができ、その大きさに応じて第２の画面の解像度も自動的に調整することができる。つまり、観察者が画面に近い位置にいる場合には画面サイズパラメータによって第２の画面を小さくし、また、観察者が画面から遠い位置にいる場合には第２の画面を大きくすることにより、全体を見る場合には画面から離れ、詳細を見る場合には画面に近づくという人間の自然な動作に対応させた表示を行うことができる。
また、上述した表示装置において、画面サイズパラメータ生成手段は、前記第２の画面内に表示される像の大きさが第２の画面の大きさに関わらず一定となるように前記画面サイズパラメータを設定することが好ましい。
これにより、第２の画面の大きさを変える場合に、第１の画面と第２の画面とに表示される像の大きさにずれが生じることを防ぎ、観察者に違和感を与えることのない表示を行うことができる。
また、上述した表示装置において、第１及び第２の画面の投射面から観察者までの観察距離を測定する観察距離測定手段を備え、画面サイズパラメータ生成手段は、前記観察距離測定手段による観察距離の測定結果を基に画面サイズパラメータを生成することが好ましい。
これにより、画面に対する観察者の観察距離に応じて自動的に第２の画面の大きさを制御することができる。つまり、観察者が画面に近い位置にいる場合には自動的に第２の画面を小さくし、また、観察者が画面から遠い位置にいる場合には自動的に第２の画面を大きくすることにより、人間の自然な動作に対応させた表示を行うことができる。
また、上述した表示装置において、画面サイズパラメータを基に第２の画面の画質を制御するための画質制御パラメータを設定する画質設定手段と、画質制御パラメータに応じて前記第２の解像度変換手段から得られる第２の光変調手段の制御用画像データに画質調整処理を施す画質調整手段とを備えることが好ましい。
より詳しくは、第２の画面の明るさを制御するための画質制御パラメータを設定することが好ましい。
これにより、第２の画面の大きさに応じて第２の画面の画質を自動的に調整することができる。特に、画質を決定付ける重要な要素である明るさを自動的に調整することにより、第２の画面の画質の向上を図ることができる。
また、本発明に係る表示装置は、第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、前記第２の画面の表示位置を指定するための表示位置パラメータを生成する表示位置パラメータ生成手段と、前記入力画像データの中から抽出すべきデータの範囲を指定するための抽出範囲パラメータを設定する抽出範囲設定手段と、前記表示位置パラメータを基に前記抽出範囲パラメータにて指定される前記抽出範囲の位置を移動させると共に、前記入力画像データの中から移動後の抽出範囲に含まれるデータを抽出して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段と、前記表示位置パラメータを基に前記第２の画面の表示位置を制御する表示位置制御手段とを備えることを特徴とする。
このような特徴を有する表示装置によれば、表示位置パラメータの値によって第２の画面の表示位置を任意に制御することができるため、観察者は所望の確認部分を高解像度の第２の画面で自由に表示することができ、作業効率の向上を図ることができる。
また、上述した表示装置において、前記第１及び第２の画面の投射面に平行する面内における観察者の観察位置を検出する観察位置検出手段を備え、前記表示位置パラメータ生成手段は、前記観察位置検出手段による観察位置検出結果を基に前記表示位置パラメータを生成することが好ましい。
これにより、画面に対する観察者の観察位置に応じて自動的に第２の画面の表示位置を制御することができ、作業効率の向上に寄与する。
また、上述した表示装置において、前記第２の画面の大きさを指定するための画面サイズパラメータを生成する画面サイズパラメータ生成手段と、前記画面サイズパラメータを基に前記第２の光変調手段の後段に設置された投射レンズのズーム比を設定するズーム比設定手段と、前記ズーム比設定手段によって設定されたズーム比に応じて前記投射レンズのズーム動作を制御するズーム制御手段と、を備え、前記抽出範囲設定手段は、前記画面サイズパラメータを基に前記抽出範囲パラメータを設定し、前記第２の画像変換手段は、前記抽出範囲パラメータにて指定される抽出範囲と前記第２の光変調手段の解像度との関係から必要に応じて抽出データの解像度を変換して前記第２の光変調手段の制御用画像データとすることが好ましい。
これによると、第２の画面の表示位置を任意に制御可能であるだけでなく、画面サイズパラメータの値によって第２の画面の大きさを任意に制御することができ、その大きさに応じて第２の画面の解像度も自動的に調整することができる。
また、本発明に係る表示装置は、第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、入力画像データのコンテンツの特性を解析するコンテンツ解析手段と、前記コンテンツ解析手段によるコンテンツの特性の解析結果を基に観察者の観察位置を決定する観察情報決定手段と、前記観察情報決定手段によって決定された観察位置を基に前記第２の画面の表示位置を指定するための表示位置パラメータを生成する表示位置パラメータ生成手段と、前記入力画像データの中から抽出すべきデータの範囲を指定するための抽出範囲パラメータを設定する抽出範囲設定手段と、前記表示位置パラメータを基に前記抽出範囲パラメータにて指定される前記抽出範囲の位置を移動させると共に、前記入力画像データの中から移動後の抽出範囲に含まれるデータを抽出して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段と、前記表示位置パラメータを基に前記第２の画面の表示位置を制御する表示位置制御手段とを備えることを特徴とする。
このような特徴を有する表示装置によると、入力画像データのコンテンツの特性に応じて自動的に第２の画面の表示位置を制御することが可能となる。
また、上述した表示装置において、前記観察情報決定手段は、コンテンツの特性の解析結果を基に観察者の観察位置に加えて観察距離を決定し、前記観察情報決定手段によって決定された観察距離を基に第２の画面の大きさを指定するための画面サイズパラメータを生成する画面サイズパラメータ生成手段と、前記画面サイズパラメータを基に前記第２の光変調手段の後段に設置された投射レンズのズーム比を設定するズーム比設定手段と、前記ズーム比設定手段によって設定されたズーム比に応じて前記投射レンズのズーム動作を制御するズーム制御手段と、を備え、前記抽出範囲設定手段は、前記画面サイズパラメータを基に前記抽出範囲パラメータを設定し、前記第２の画像変換手段は、前記抽出範囲パラメータにて指定される抽出範囲と前記第２の光変調手段の解像度との関係から必要に応じて抽出データの解像度を変換して前記第２の光変調手段の制御用画像データとすることが好ましい。
これによると、入力画像データのコンテンツの特性に応じて自動的に第２の画面の表示位置を制御可能であるだけでなく、第２の画面の大きさを任意に制御することができ、その大きさに応じて第２の画面の解像度も自動的に調整することができる。
また、上述した表示装置において、前記第１の画面と前記第２の画面とが重なる領域では、前記第１の光変調手段による投射光の投射を行わないように制御するためのブランキング制御手段を備えることが好ましい。
これによると、第１の画面及び第２の画面の表示位置関係がわずかにずれた場合でも、重要な情報を表示している第２の画面と周囲の第１の画面とが重なることはなく、投射画像の解像度の低下を回避することができる。
また、上述した表示装置において、前記第１の光変調手段と前記第２の光変調手段とは同一の解像度であることが好ましい。
これによると、同じ解像度の光変調手段を用いることができるため、共通の機種を使用することができ、保守用の機材を準備する場合にも同じ機種の１台を確保しておけば良いため、メンテナンス費用の低減を図ることができる。
さらに、上述した表示装置において、前記第１の光変調手段及び前記第２の光変調手段の解像度は、入力画像データの解像度より低いことが好ましい。
これにより、比較的低コストで高解像度表示と同等の機能を実現できるという効果が顕著となる。
以下、本発明に係る表示装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
まず、本発明に係る表示装置の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態における表示装置１の構成概略図である。この図１に示すように、本表示装置１は、Ａ／Ｄコンバータ１０、画像メモリ１１、第１の解像度変換回路１２、第２の解像度変換回路１３、第１の画像バッファ１４、第２の画像バッファ１５、第１の出力回路１６、第２の出力回路１７、第１のプロジェクタ１８及び第２のプロジェクタ１９から構成されている。
このように構成された表示装置１は、コンピュータＰＣから入力される映像信号に応じた画像をスクリーンＳＣ上に投射表示するものである。コンピュータＰＣは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレイヤー等の映像信号を処理可能なコンピュータである。また、スクリーンＳＣは、投射側から観察するフロントスクリーン、または、投射側の反対側から観察するリアスクリーンのいずれでも良い。
Ａ／Ｄコンバータ１０は、コンピュータＰＣから入力される映像信号をデジタルデータに変換し、これにより得られる画像データを画像メモリ１１に出力する。ここで、本実施形態では、コンピュータＰＣから送られる映像信号として、ＸＧＡ（１０２４×７６８）の水平、垂直ともに２倍の解像度（画素数）であるＱＸＧＡ（２０４８×１５３６）の信号を想定している。また、コンピュータＰＣから出力される映像信号は、通常、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色に対応する信号で構成されるが、実際には３系統が並列的に出力され、表示装置１内での処理も同等に行われるため、以下では代表的に１系統の信号に着目して説明する。
なお、コンピュータＰＣの出力がデジタルデータの場合には、Ａ／Ｄコンバータ１０を設ける必要はなく、画像メモリ１１とコンピュータＰＣとを直接接続すれば良い。また、Ａ／Ｄコンバータ１０の動作、及び後述する画像メモリ１１における画像データの書き込みに必要なドットクロック信号やタイミング信号等は、映像信号に含まれる同期信号を基に不図示のＰＬＬ回路等のタイミング回路で生成される。
画像メモリ１１は、Ａ／Ｄコンバータ１０から入力される画像データを１画素分のデータに分割して、Ｘ方向のアドレス「０」〜「２０４７」、Ｙ方向のアドレス「０」〜「１５３５」が割り当てられたメモリ領域に記憶する。また、画像メモリ１１は、所定のタイミングで、記憶している画像データを第１の解像度変換回路１２及び第２の解像度変換回路１３に出力する。なお、画像メモリ１１は、少なくとも１フレーム以上の画像データ（画素数２０４８×１５３６個のデータ）を記憶可能な容量が必要である。
第１の解像度変換回路（第１の画像変換手段）１２は、画像メモリ１１から入力される画像データの解像度を、第１のプロジェクタ１８に設けられている液晶ライトバルブ（第１の光変調手段：図３参照））の解像度に対応するように変換する。後述するように、本実施形態で使用する液晶ライトバルブの解像度はＸＧＡと想定しているため、第１の解像度変換回路１２は、画像メモリ１１から入力される画像データの解像度（ＱＸＧＡ）をＸＧＡに変換し、その解像度変換後の画像データを第１の画像バッファ１４に出力する。
第２の解像度変換回路（第２の画像変換手段）１３は、画像メモリ１１から入力される画像データの中から、第２のプロジェクタ１９に設けられている液晶ライトバルブ（第２の光変調手段）の解像度に対応するサイズ（範囲）に含まれる画像データを抽出する。後述するように、本実施形態で使用する液晶ライトバルブの解像度はＸＧＡと想定しているため、第２の解像度変換回路１３は、画像データ（ＱＸＧＡ）の中からＸＧＡに相当するサイズ（つまり１／２サイズ）に含まれるデータを抽出する。より具体的には、第２の解像度変換回路１３は、画像データの中からＸアドレス「５１１」〜「１５３５」、Ｙアドレス「３８３」〜「１１５１」の範囲に含まれる画像データを抽出して第２の画像バッファ１５に出力する。
第１の画像バッファ１４は、第１の解像度変換回路１２から入力される画像データ（ＸＧＡ変換後の画像データ）のバッファリングを行い、所定のタイミングで格納している画像データを第１の出力回路１６に出力する。また、この第１の画像バッファ１４は、第２の画像バッファ１５から入力されるブランキング信号に応じて、所定アドレスの画像データを黒色データに変換して出力する機能を有している。
第２の画像バッファ（ブランキング制御手段）１５は、第２の解像度変換回路１３から入力される画像データ（ＸＧＡサイズ相当の画像データ）のバッファリングを行い、所定のタイミングで格納している画像データを第２の出力回路１７に出力する。また、この第２の画像バッファ１５は、第１の画像バッファ１４から出力される画像データの内、所定アドレスの画像データを黒色データに変換させるためのブランキング信号を第１の画像バッファ１４に出力する。詳細は後述するが、このブランキング信号は、第１のプロジェクタ１８による投射画像と第２のプロジェクタ１９による投射画像とが重ならないようにするためのものである。
第１の出力回路１６は、第１の画像バッファ１４から入力される画像データを第１のプロジェクタ１８に出力する。第２の出力回路１７は、第２の画像バッファ１５から入力される画像データを第２のプロジェクタ１９に出力する。
第１のプロジェクタ１８は、第１の出力回路１６から入力される画像データ（ＸＧＡ変換後の画像データ）に応じた画像をスクリーンＳＣ上に投射する。第２のプロジェクタ１９は、第２の出力回路１７から入力される画像データ（ＸＧＡサイズ相当の画像データ）に応じた画像を第１のプロジェクタ１８の投射画面の１／２サイズの投射画面でスクリーンＳＣ上に投射する。これら第１のプロジェクタ１８及び第２のプロジェクタ１９の内部構成については同様であるため、以下では第１のプロジェクタ１８を代表的に用いて内部構成を説明する。
図２は、第１のプロジェクタ１８の内部構成を表すブロック図である。この図２に示すように、第１のプロジェクタ１８は、インタフェース回路２０、スケーリング回路２１、画質調整回路（画質調整手段）２２、ガンマ調整回路２３、駆動回路２４及び光学系２５から構成されている。なお、本来は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３系統で構成されているが、各系統とも同じ構成であるので、図２では１系統のみを図示して説明する。
インタフェース回路２０は、第１のプロジェクタ１８と第１の出力回路１６とのデータの送受信を担っており、第１の出力回路１６（第２のプロジェクタ１９の場合は第２の出力回路１７）から入力される画像データをスケーリング回路２１に出力する。
スケーリング回路２１は、インタフェース回路２０から入力される画像データの解像度を、光学系２５に設けられている液晶ライトバルブの解像度に対応するように変換する機能、及び光学系２５の機械的要因によって発生する台形歪みを電気的に補正する台形歪補正機能を有している。スケーリング回路２１は、上記のような解像度変換及び台形歪補正後の画像データを画質調整回路２１に出力する。なお、本実施形態では、使用する液晶ライトバルブの解像度をＸＧＡと想定しているため、スケーリング回路２１において解像度変換は行われない。
画質調整回路２２は、明るさやコントラスト等の画質を調整する機能を有しており、スケーリング回路２１から入力される画像データに、明るさ調整処理及びコントラスト調整処理等を施した後、その画質調整後の画像データをガンマ調整回路２３に出力する。ガンマ調整回路２３は、画質調整回路２２から入力される画像データに、液晶ライトバルブの入力信号対光変調特性に応じたガンマ調整を施した後、そのガンマ調整後の画像データを駆動回路２４に出力する。駆動回路２４は、ガンマ調整回路２３から入力される画像データを基に、光学系２５に設けられている液晶ライトバルブを駆動するための駆動信号を生成し、その駆動信号を液晶ライトバルブに出力する。
図３は、光学系２５の詳細構成図である。この図３に示すように、光学系２５は、照明光学系１００、色分離光学系１１０、リレー光学系１２０、赤色用液晶ライトバルブ１３０Ｒ、緑色用液晶ライトバルブ１３０Ｇ、青色用液晶ライトバルブ１３０Ｂ、クロスダイクロイックプリズム１４０及び投射光学系１５０から構成されている。
照明光学系１００は、光源１０１及び偏光変換素子１０２から構成されている。光源１０１は、例えば超高圧水銀灯等であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの光スペクトルを含んだ白色光を出射する。偏光変換素子１０２は、光源１０１から出射される白色光の方向を一定の方向に変換（偏光）して色分離光学系１１０に出射する。
色分離光学系１１０は、ダイクロイックミラー１１１、１１２及び反射ミラー１１３から構成されている。ダイクロイックミラー１１１は、照明光学系１００から入射される白色光のうちの赤色光ＬＲを反射ミラー１１３へ透過させると共に、青色光と緑色光とをダイクロイックミラー１１２へ反射する。反射ミラー１１３は、ダイクロイックミラー１１１から入射された赤色光を赤色用液晶ライトバルブ１３０Ｒへ反射する。一方、ダイクロイックミラー１１２は、ダイクロイックミラー１１１から入射される青色光と緑色光との内、緑色光ＬＧを緑色用液晶ライトバルブ１３０Ｇへ反射すると共に、青色光ＬＢをリレー光学系１２０へ透過する。
リレー光学系１２０は、リレーレンズ１２１、１２２、１２３、反射ミラー１２４、１２５から構成されている。色分離光学系１１０によって分離された青色光ＬＢは、リレーレンズ１２１→反射ミラー１２４→リレーレンズ１２２→反射ミラー１２５→リレーレンズ１２３を経由して、青色用液晶ライトバルブ１３０Ｂに出射される。
赤色用液晶ライトバルブ１３０Ｒ、緑色用液晶ライトバルブ１３０Ｇ及び青色用液晶ライトバルブ１３０Ｂは、それぞれに対応する駆動回路２４から供給される駆動信号によって駆動し、それぞれに入射された色光（赤色光、緑色光、青色光）を変調（光量制御）して、クロスダイクロイックプリズム１４０に出射する。クロスダイクロイックプリズム１４０は、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたものであり、これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が投射光学系１５０に出射される。
投射光学系１５０は、投射レンズ１５１、電動フォーカス１５２及び電動ズーム１５３から構成されている。投射レンズ１５１は、クロスダイクロイックプリズム１４０から入射される合成光を、電動ズーム１５３によって調整された倍率（ズーム比）に応じてスクリーンＳＣ上に拡大投射する。電動フォーカス１５２は、自動または手動操作によって投射レンズ１５１のフォーカス調整を行う。電動ズーム（ズーム制御手段）１５３は、自動または手動操作によって投射レンズ１５１による投射画面の大きさの倍率を調整する。
ここで、図４に示すように、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１（第１の画面）に対して、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２（第２の画面）が、水平、垂直方向ともに１／２サイズで中央に投射されるように、各プロジェクタの設置位置、ズーム比、フォーカスが調整されている。
次に、上記のように構成された本表示装置１の動作について説明する。
まず、コンピュータＰＣから入力された映像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１０によって画像データに変換された後、画像メモリ１１に１フレーム単位で書き込まれる。図５（a）は、画像メモリ１１に書き込まれた画像データを表すものである。この図５（a）に示すように、画像データは、１画素分のデータに分割されて、Ｘ方向のアドレス「０」〜「２０４７」、Ｙ方向のアドレス「０」〜「１５３５」が割り当てられたメモリ領域に記憶される。なお、図５（a）において、ａ（ｍ、ｎ）とは、アドレス（Ｘ、Ｙ）＝（ｍ、ｎ）に記憶された画像データを示している。
このように画像メモリ１１に記憶された画像データは、所定のタイミングで１フレーム単位で第１の解像度変換回路１２及び第２の解像度変換回路１３に出力される。そして、第１の解像度変換回路１２は、画像メモリ１１から入力される画像データの解像度（ＱＸＧＡ）をＸＧＡに変換する。具体的には、第１の解像度変換回路１２は、図５(a)に示すように、隣接する４画素のまとまり毎に画像データの平均値を算出することにより、図５（b）に示すように、ＸＧＡの各画素に対応する画像データｂ（０、０）〜ｂ（１０２３、７６７）に変換する。つまり、例えば、ＸＧＡのアドレス（Ｘ、Ｙ）＝（０、０）に対応する画像データｂ（０、０）は、下記（１）式によって算出される。
ｂ（０、０）＝｛ａ（０、０）＋ａ（１、０）＋ａ（０、１）＋ａ（１、１）｝／４
・・・・・（１）
このように第１の解像度変換回路１２によってＸＧＡの解像度に変換された画像データは、第１の画像バッファ１４に格納される。つまり、図５（ｂ）に示すように、ＸＧＡに変換された画像データは、１画素分のデータに分割されて、Ｘ方向のアドレス「０」〜「１０２３」、Ｙ方向のアドレス「０」〜「７６７」が割り当てられた第１の画像バッファ１４のメモリ領域に格納される。
一方、第２の解像度変換回路１３は、画像メモリ１１から入力される画像データ（ＱＸＧＡ）の中からＸＧＡに相当するサイズ（つまり１／２サイズ）の範囲のデータを抽出する。具体的には、第２の解像度変換回路１３は、図６（a）に示すように、画像データの中からＸアドレス「５１１」〜「１５３５」、Ｙアドレス「３８３」〜「１１５１」の範囲に含まれる画像データを抽出する。
このように第２の解像度変換回路１３によってＸＧＡに相当するサイズ分だけ抽出された画像データは、第２の画像バッファ１５に格納される。図６（ｂ）に示すように、抽出された画像データは、１画素分のデータに分割されて、Ｘ方向のアドレス「０」〜「１０２３」、Ｙ方向のアドレス「０」〜「７６７」が割り当てられた第２の画像バッファ１５のメモリ領域に格納される。つまり、ここでは、アドレス変換のみが行われ、例えばａ（５１１、３８３）の画像データは、ＸＧＡのアドレス（Ｘ、Ｙ）＝（０、０）に対応する画像データｃ（０、０）となり、ａ（１５３５、１１５１）の画像データは、ＸＧＡのアドレス（Ｘ、Ｙ）＝（１０２３、７６７）に対応する画像データｃ（１０２３、７６７）となる。
上記のように第１の画像バッファ１４に格納された画像データ（ＸＧＡ変換後の画像データ）は、第１のプロジェクタ１８に出力されると共に、第２の画像バッファ１５に格納された画像データ（ＸＧＡサイズ相当の画像データ）は、第２のプロジェクタ１９に出力される。
これにより、第１のプロジェクタ１８は、ＸＧＡ変換後の画像データに応じた画像をスクリーンＳＣ上に投射すると共に、第２のプロジェクタ１９は、ＸＧＡサイズ相当の画像データに応じた画像をスクリーンＳＣ上に投射する。図７は、スクリーンＳＣに表示される画面の一例を示したものである。この図７に示すように、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１に対して、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２が、水平、垂直方向ともに１／２サイズで中央に投射される。つまり、入力映像信号（解像度ＱＸＧＡ）に対して、画面の中央部の縦横１／２の範囲（投射画面Ｗ２）では、入力映像信号の解像度でそのまま表示し、周辺部（投射画面Ｗ１）については、縦横ともに１／２の解像度（ＸＧＡ）で表示することになる。
通常、重要な情報は画面の中央付近に表示する場合が多いため、上記のように中央部を詳細（高い解像度）に表示し、周辺部は粗く（低い解像度）表示しても十分な場合が多い。このように、本第１実施形態における表示装置１によれば、従来のように全体を高い解像度で表示する場合と比べて、比較的低コストで所望の特性を実現することができる。すなわち、全体を一度に観察しようとする場合にはスクリーンＳＣから離れるので、人間の視力からも詳細な部分は見えなくても十分であり、また、詳細な部分を観察する場合にはスクリーンＳＣに近づくので、人間の視界から一度に見える範囲は限られたものになるため、部分的に詳細な表示（高解像度表示）ができれば十分である。
また、画面中央の高解像度の領域については、周囲の粗い投射画面Ｗ１にブランキング（黒色データ表示）をかけるような構成としているので、第１のプロジェクタ１８及び第２のプロジェクタ１９の位置関係などがわずかにずれた場合でも、重要な情報を表示している投射画面Ｗ２と周囲の投射画面Ｗ１とが重なることはなく、投射画像の解像度の低下を回避することができる。
さらに、２台のプロジェクタ（第１のプロジェクタ１８及び第２のプロジェクタ１９）に、同じ解像度（画素数）の液晶ライトバルブを用いることができるため、共通の機種を使用することができ、保守用の機材を準備する場合にも同じ機種の１台を確保しておけば良いため、メンテナンス費用の低減を図ることができる。
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る表示装置の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、スクリーンＳＣから観察者までの距離に応じて、第２のプロジェクタ１９による投射範囲Ｗ２の大きさを可変することが可能な表示装置に関するものである。
図８は、第２実施形態における表示装置２の構成概略図である。なお、図８において、図１（第１実施形態）と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。この図８に示すように、第２実施形態における表示装置２は、観察距離測定部３０、観察距離マニュアル設定部３１、切替回路３２及びパラメータ生成部３３を新たに備えている。
観察距離測定部（観察距離測定手段）３０は、スクリーンＳＣから観察者までの距離dを測定し、その測定結果を示す観察距離信号を切替回路３２に出力する。この観察距離測定部３０としては、超音波や赤外線などを観察者に向けて発信し、その反射波が戻ってくるまでの時間を測定する等の公知の距離測定器を使用することができる。観察距離マニュアル設定部３１は、手動操作によって観察距離を設定するためのものであり、その設定値に応じた観察距離信号を切替回路３２に出力する。
切替回路３２は、観察距離測定部３０及び観察距離マニュアル設定部３１から入力される観察距離信号の内、一方の観察距離信号を選択してパラメータ生成部３３に出力する。なお、観察距離マニュアル設定部３１の設定値は、便宜的に観察距離に応じた値に設定するように説明したが、必ずしも実際の観察距離に忠実である必要はなく、後述するように本第２実施形態の表示装置２では第２のプロジェクタ１９による投射画面の大きさを変えることができるので、実際に表示画面を観察しながら任意に設定すれば良い。
パラメータ生成部３３は、切替回路３２から入力される観察距離信号を基に、画像メモリ１１に記憶された画像データ（解像度ＱＸＧＡ）から抽出するデータの範囲を指定するための抽出範囲指定信号と、第２のプロジェクタ１９における電動ズーム１５３を制御するためのズーム信号と、第２のプロジェクタ１９における画質調整回路２２を制御するための画質制御信号とを生成する。抽出範囲指定信号は第２の解像度変換回路１３に出力され、ズーム信号は第２のプロジェクタ１９における電動ズーム１５３に出力され、画質制御信号は第２のプロジェクタ１９における画質調整回路２２に出力される。
図９は、パラメータ生成部３３の詳細構成図である。この図９に示すように、パラメータ生成部３３は、画面サイズパラメータ生成部３３a、ズーム信号生成部３３b、画質制御信号生成部３３c及び抽出範囲生成部３３dから構成されている。
画面サイズパラメータ生成部（画面サイズパラメータ生成手段）３３aは、図１０（a）に示すように、予め設定されている観察距離dと画面サイズパラメータＳＰとの対応関係を基に、切替回路３２から入力される観察距離信号が示す観察距離dに対応する画面サイズパラメータＳＰを取得し、この取得した画面サイズパラメータＳＰをズーム信号生成部３３b、画質制御信号生成部３３c及び抽出範囲生成部３３dに出力する。
ここで、画面サイズパラメータＳＰとは、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさ（画面サイズ）を指定するためのデータである。第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさは、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１の大きさとの関係で決定するため、図１０（a）における画面サイズパラメータＳＰの上限値ＳＰmaxは、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１と同じサイズになるような値に設定されており、一方の下限値ＳＰminは、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１の１／２のサイズとなるように設定されている。なお、これらの設定値は、コンピュータＰＣから入力される映像信号、第１のプロジェクタ１８及び第２のプロジェクタ１９の解像度（画素数）の関係、さらには第２のプロジェクタ１９の投射レンズ１５１のズーム比等によって決定すれば良く、上述のような値に限定されない。また、上限値ＳＰmaxと下限値ＳＰminとの間は、観察距離dとほぼ比例した値を設定しているが、実際には単純に増加する特性であれば良い。
ズーム信号生成部（ズーム比設定手段）３３bは、図１０（b）に示すように、予め設定されている画面サイズパラメータＳＰとズーム比Ｚmとの対応関係を基に、画面サイズパラメータ生成部３３aから入力される画像サイズパラメータＳＰに対応するズーム比Ｚmを取得し、この取得したズーム比Ｚmに応じたズーム信号を生成して第２のプロジェクタ１９に出力する。このズーム信号は、第２のプロジェクタ１９の電動ズーム１５３を制御するためのもの（つまり第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを制御するためのもの）であるので、図１０（b）に示すように、ズーム比Ｚmは、画面サイズパラメータの上限値ＳＰmaxと下限値ＳＰminと間で比例または単調増加するように設定されている。
画質制御信号生成部（画質設定手段）３３cは、図１０（c）に示すように、予め設定されている画面サイズパラメータＳＰと画質制御パラメータＬＰとの対応関係を基に、画面サイズパラメータ生成部３３aから入力される画面サイズパラメータＳＰに対応する画質制御パラメータＬＰを取得し、この取得した画質制御パラメータＬＰに応じた画質制御信号を生成して第２のプロジェクタ１９に出力する。なお、図１０（c）では、画質制御パラメータＬＰとして、画像の明るさを制御するための明るさ制御パラメータを想定しており、画面サイズパラメータの上限値ＳＰmaxと下限値ＳＰminと間で逆比例するような特性で設定されている。
プロジェクタの画面の面積は画面の大きさの自乗に比例するため、第２のプロジェクタ１９の光出力が一定のままで画面の大きさを小さくした場合、画面の輝度は大きさの自乗に反比例して明るくなる。例えば、１／２の大きさにした場合の輝度は、元の大きさの輝度の４倍にもなる。そこで、図１０（c）に示すような特性で明るさを制御することにより、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の明るさを、投射画面Ｗ２の大きさに関わらず、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１の明るさと同程度にすることができ、違和感を抑えることができる。なお、画質の制御対象の選定と特性の設定によって、投射画面Ｗ２の明るさを投射画面Ｗ１の明るさと異なる明るさに設定することや、黒側のレベルを設定したり、エッジ強調特性を変化させたりすることが可能であり、実際の設置環境や使用目的、観察者の好みなどによって設定すれば良い。
抽出範囲生成部（抽出範囲設定手段）３３dは、図１０（d）に示すように、予め設定されている画面サイズパラメータＳＰと抽出範囲パラメータＤＰとの対応関係を基に、画面サイズパラメータ生成部３３aから入力される画面サイズパラメータＳＰに対応する抽出範囲パラメータＤＰを取得し、この取得した抽出範囲パラメータＤＰに応じた抽出範囲指定信号を生成して第２の解像度変換回路１３に出力する。
図１０（d）に示すように、抽出範囲パラメータＤＰ（抽出範囲指定信号）は、画像メモリ１１に記憶された画像データ（解像度ＱＸＧＡ）から抽出するデータの範囲を指定するためのもの（言い換えれば、実際に第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２で表示する画像データの範囲を指定するもの）であるので、画面サイズパラメータの上限値ＳＰmaxと下限値ＳＰminと間で、比例または単調増加するように設定されている。ここで、例えば、画面サイズパラメータの下限値ＳＰminに対応する抽出範囲パラメータＤＰは「０．５」に設定されており、上限値ＳＰmaxに対応する抽出範囲パラメータＤＰは「１」に設定されている。
一方、本第２実施形態における第２のプロジェクタ１９の電動ズーム１５３は、上述したパラメータ生成部３３（ズーム信号生成部３３b）から入力されるズーム信号に基づいて、投射レンズ１５１のズーム比Ｚmを制御する。また、第２のプロジェクタ１９の画質調整回路２２は、パラメータ生成部３３（画質制御信号生成部３３c）から入力される画質制御信号に基づいて、スケーリング回路２１から入力される画像データに画質（明るさ）調整処理を施した後、その画質調整後の画像データをガンマ調整回路２３に出力する。
さらに、本第２実施形態における第２の解像度変換回路１３は、パラメータ生成部３３（抽出範囲生成部３３d）から入力される抽出範囲指定信号に基づいて、画像メモリ１１から入力される画像データ（解像度ＱＸＧＡ）から指定範囲のデータの抽出、及び必要に応じて解像度の変換処理を行う。
次に、上記のように構成された本表示装置２の動作について説明する。
まず、コンピュータＰＣから入力された映像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１０によって画像データに変換された後、画像メモリ１１に１フレーム単位で書き込まれ、所定のタイミングで１フレーム単位で第１の解像度変換回路１２及び第２の解像度変換回路１３に出力される点では、第１実施形態と同様である。一方、本表示装置２の動作中においては、観察距離測定部３０によって、スクリーンＳＣから観察者までの距離が継続的に測定されており、その測定結果（観察距離d）を示す観察距離信号が切替回路３２に出力される。ここで、切替回路３２は、観察距離測定部３０の観察距離信号を選択してパラメータ生成部３３に出力するものとする。
パラメータ生成部３３における画面サイズパラメータ生成部３３aは、図１０（a）に示す特性データを基に、切替回路３２から入力される観察距離信号が示す観察距離dに対応する画面サイズパラメータＳＰを取得する。例えば、観察距離dが短い（スクリーンＳＣに対して観察者が近い）程、画面サイズパラメータＳＰは下限値ＳＰminに近づき、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを小さくする（最小で投射画面Ｗ１の１／２サイズ）値となる。一方、観察距離dが長い（スクリーンＳＣに対して観察者が遠い）程、画面サイズパラメータＳＰは上限値ＳＰmaxに近づき、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを大きくする（最大で投射画面Ｗ１と同サイズ）値となる。
また、ズーム信号生成部３３bは、図１０（b）に示す特性データを基に、画面サイズパラメータＳＰに対応するズーム比Ｚmを取得し、この取得したズーム比Ｚmに応じたズーム信号を生成して第２のプロジェクタ１９に出力する。例えば、画面サイズパラメータＳＰが下限値ＳＰminの場合、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１の１／２サイズとするズーム比Ｚmが取得される。一方、画面サイズパラメータＳＰが上限値ＳＰmaxの場合、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１と同サイズとするズーム比Ｚmが取得される。
また、画質制御信号生成部３３cは、図１０（c）に示す特性データを基に、画面サイズパラメータＳＰに対応する画質制御パラメータＬＰを取得し、この取得した画質制御パラメータＬＰに応じた画質制御信号を生成して第２のプロジェクタ１９に出力する。例えば、画面サイズパラメータＳＰが下限値ＳＰminの場合（第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさが最小の場合）、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の明るさが最小となるような画質制御パラメータＬＰが取得される。一方、画面サイズパラメータＳＰが上限値ＳＰmaxの場合（第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさが最大の場合）、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の明るさが最大となるような画質制御パラメータＬＰが取得される。
また、抽出範囲生成部３３dは、図１０（d）に示す特性データを基に、画面サイズパラメータＳＰに対応する抽出範囲パラメータＤＰを取得し、この取得した抽出範囲パラメータＤＰに応じた抽出範囲指定信号を生成して第２の解像度変換回路１３に出力する。例えば、画面サイズパラメータＳＰが下限値ＳＰminの場合、第１実施形態と同様に、画像メモリ１１に記憶された画像データ（解像度ＱＸＧＡ）からのデータ抽出範囲を１／２サイズ（ＸＧＡサイズ）に指定するような抽出範囲パラメータＤＰ（「０．５」）が取得される。一方、画面サイズパラメータＳＰが上限値ＳＰmaxの場合、画像メモリ１１に記憶された画像データ（解像度ＱＸＧＡ）からのデータ抽出範囲を全範囲に指定するような抽出範囲パラメータＤＰ（「１」）が取得される。
一方、第１の解像度変換回路１２は、画像メモリ１１から入力される画像データの解像度（ＱＸＧＡ）をＸＧＡに変換し、変換後の画像データは第１の画像バッファ１４に格納される。これらの動作は第１実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
他方、第２の解像度変換回路１３は、パラメータ生成部３３（抽出範囲生成部３３d）から入力される抽出範囲指定信号に基づいて、画像メモリ１１から入力される画像データ（ＱＸＧＡ）の中から指定された抽出範囲に含まれるデータを抽出する。具体的には、抽出範囲パラメータＤＰ＝「０．５」を示す抽出範囲指定信号の場合、第２の解像度変換回路１３は、第１実施形態と同様に、画像メモリ１１から入力される画像データ（ＱＸＧＡ）の中からＸＧＡに相当するサイズ（つまり１／２サイズ）の範囲のデータを抽出する。また、抽出範囲パラメータＤＰ＝「１」を示す抽出範囲指定信号の場合、第２の解像度変換回路１３は、第１の解像度変換回路１２による解像度変換処理と同様の処理を行う（つまり、画像メモリ１１から入力される画像データの解像度（ＱＸＧＡ）をＸＧＡに変換する）。
ここで、抽出範囲パラメータＤＰが「１」と「０．５」との間の値であった場合における第２の解像度変換回路１３の動作について、図１１のフローチャートを参照して説明する。なお、以下では、抽出範囲パラメータＤＰが「０．７５」、つまり画像メモリ１１から入力される画像データ（ＱＸＧＡ）の中から、中央の３／４に相当するサイズの範囲に含まれるデータを抽出して、ＸＧＡの解像度に変換する動作を想定して説明する。
図１１に示すように、まず、第２の解像度変換回路１３は、入力される抽出範囲指定信号から抽出範囲パラメータＤＰ（ここでは「０．７５」）を読み込む（ステップＳ１）。そして、第２の解像度変換回路１３は、画像メモリ１０３から抽出するＸアドレス方向及びＹアドレス方向のデータ数を決定する（ステップＳ２）。ここでは、抽出範囲パラメータＤＰ＝「０．７５」であるので、Ｘアドレス方向のデータ数は、２０４８×０．７５＝１５３６となり、Ｙアドレス方向のデータ数は、１５３６×０．７５＝１１５３となる。
続いて、第２の解像度変換回路１３は、抽出データの読出し開始アドレスと終了アドレスとを決定する（ステップＳ３）。具体的には、抽出範囲の中心は画像全範囲の中心と一致し、アドレスは「０」から始まることを考慮すると、Ｘ方向の読み出し開始及び終了アドレスとＹ方向の読み出し開始及び終了アドレスは以下のようになる。
Ｘ方向の読み出し開始アドレス：（２０４８−１５３６）／２＝２５６
Ｘ方向の読み出し終了アドレス： ２５６＋１５３６−１＝１７９２
Ｙ方向の読み出し開始アドレス：（１５３６−１１５３）／２＝１９１．５→１９２
Ｙ方向の読み出し終了アドレス： １９２＋１１５３−１＝１３４４
そして、第２の解像度変換回路１３は、上記のように決定したＸ方向の読み出し開始及び終了アドレスとＹ方向の読み出し開始及び終了アドレスで示される抽出範囲に含まれるデータを抽出し、抽出した画像データを補間演算を用いてＸＧＡの解像度に変換する（ステップＳ４）。この解像度変換処理について図１２を参照して説明する。図１２（a）は、上記の各アドレスで示される抽出範囲に含まれるデータａ（２５６、１９２）〜ａ（１７９２、１３４４）を示している。
ここで、Ｘアドレス方向のデータ数１５３６をＸＧＡのデータ数１０２４に変換するためには、２／３の変換を行えば良い（Ｙ方向も同様である）。つまり、図１２（a）に示すように、各画素のデータを補間演算により、太枠Ｄ１に相当する領域のデータに変換すれば良い。具体的には、４つの隣接する画素の位置に応じた補間係数を設定し、この補間係数を各画素のデータに乗算して平均値を算出することにより、図１２（b）に示すように、ＸＧＡの各画素に対応する画像データｄ（０、０）〜ｂ（１０２３、７６７）が得られる。例えば、ＸＧＡのアドレス（Ｘ、Ｙ）＝（０、０）に対応する画像データｄ（０、０）は、下記（２）式によって算出することができる。
ｄ（０、０）＝｛ａ（２５６、１９２）・４＋ａ（２５７、１９２）・２＋ａ（２５６、１９３）・２＋ａ（２５７、１９３）｝／９ ・・・・・・（２）
このように第２の解像度変換回路１３によって、抽出及びＸＧＡの解像度に変換された画像データ（解像度変換は抽出範囲パラメータＤＰが「０．５」以外の場合に行われる）は、第２の画像バッファ１５に格納される。つまり、図１２（ｂ）に示すように、ＸＧＡに変換された画像データは、１画素分のデータに分割されて、Ｘ方向のアドレス「０」〜「１０２３」、Ｙ方向のアドレス「０」〜「７６７」が割り当てられた第２の画像バッファ１５のメモリ領域に格納される。
なお、実際には、抽出範囲パラメータＤＰは「０．５」〜「１」の任意の値になるが、補間演算処理として、上述した画素の面積または画素の中心を代表点として画素間の距離に応じた補間係数を設定する線形補間法の他に、バイキュービック法等の公知の方法を用いることができる。
上記のように第１の画像バッファ１４に格納された画像データは、第１のプロジェクタ１８に出力され、これにより、第１のプロジェクタ１８によってＸＧＡ変換後の画像データに応じた画像がスクリーンＳＣ上に投射される。これは第１実施形態と同様である。一方、第２の画像バッファ１５に格納された画像データは、第２のプロジェクタ１９に出力され、これにより、第１のプロジェクタ１８によってＸＧＡ変換後の画像データに応じた画像がスクリーンＳＣ上に投射されるが、その投射画面Ｗ２の大きさ及び明るさは、パラメータ生成部３３で生成されるズーム信号及び画質制御信号によって制御される。
例えば、上述したように、画面サイズパラメータＳＰが下限値ＳＰminの場合、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１の１／２サイズとするズーム比Ｚmが選択されるため、この場合には電動ズーム１５３の制御により、投射画面Ｗ２は投射画面Ｗ１の１／２サイズで表示される（第１実施形態と同様、図７参照）。また、画面サイズパラメータＳＰが下限値ＳＰminの場合、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の明るさが最小となるような画質制御パラメータＬＰが選択されるため、この場合には画質調整回路２２の画質調整処理により、投射画面Ｗ２の明るさは最小となるように制御される。
また、画面サイズパラメータＳＰが上限値ＳＰmaxの場合、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１と同サイズとするズーム比Ｚmが選択されるため、この場合には投射画面Ｗ２は投射画面Ｗ１と同サイズで表示される。また、画面サイズパラメータＳＰが上限値ＳＰmaxの場合、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の明るさが最大となるような画質制御パラメータＬＰが選択されるため、この場合には投射画面Ｗ２の明るさは最大となるように制御される。なお、このように、画面サイズパラメータＳＰが上限値ＳＰmaxの場合、第１のプロジェクタ１８と第２のプロジェクタ１９は、実質的に同じ画面を表示することになるが、第１実施形態で述べたブランキング信号によって第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１は黒色となるため、投射画面同士の重なりによる画質低下を防止することができる。
勿論、画面サイズパラメータＳＰが上限値ＳＰmax及び下限値ＳＰmax以外の値の場合（例えば、上記のように抽出範囲パラメータＤＰが「０．７５」となるような場合）には、その画像サイズパラメータＳＰに応じた大きさ、明るさ及び解像度で投射画面Ｗ２が表示されることになる。
以上のように、本第２実施形態における表示装置２によれば、観察距離dに応じて第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の大きさを変化させることができると共に、観察距離dに応じて投射画面Ｗ２に表示する画像データの抽出範囲を変化させるため、投射画面Ｗ２に表示される物体の大きさを変えることなく表示を続けることができる。従って、画面に近づいて観察する場合には、投射画面Ｗ２を小さくして入力映像信号の解像度で中心付近に表示し、離れて観察する場合には、目の分解能に対応して観察距離dに応じて表示解像度を低下させ、一方で距離に応じて投射画面Ｗ２を大きくして見かけの視野角をほぼ同じに保ちながら表示することができる。また、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１は常に表示しているため、全体像を常に把握しながら、詳細な部分を見たい場合には画面に近づいて観察することができる。
〔第３実施形態〕
次に、本発明に係る表示装置の第３実施形態について説明する。上記第１及び第２実施形態では、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２を、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１の中央に表示する場合、つまり投射画面Ｗ１とＷ２との中心が常に一致している場合について説明した。これに対し、本第３実施形態は、スクリーンＳＣの面内に対する観察者の位置に応じて投射画面Ｗ２の表示位置を制御することが可能な表示装置に関するものである。
図１３は、第３実施形態における表示装置３の構成概略図である。なお、図１３において、図１及び図８と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。この図１３に示すように、第３実施形態における表示装置３は、観察位置検出部４０、表示位置パラメータ生成部４１、観察位置マニュアル設定部４２及び切替回路４３を新たに備えている。
観察位置検出部（観察位置検出手段）４０は、スクリーンＳＣに対して、スクリーンＳＣと平行な面内での観察者の位置を検出し、その検出結果を示す観察位置信号を表示位置パラメータ生成部４１に出力する。なお、スクリーンＳＣに対して第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１がずれている場合には、観察位置は投射画面Ｗ１に対する位置として求めても良い。
図１４（a）に、観察位置検出部４０の構成例を示す。この図１４（a）に示すように、観察位置検出部４０は、赤外線投射部４０a、赤外線カメラ４０b、画像処理部４０c及び位置決定部４０dから構成されている。
赤外線投射部４０aは、赤外線発光ダイオード等により赤外線を発光して観察者Ｍを照明する。赤外線カメラ４０bは、観察者Ｍを含む周辺領域を撮影し、撮影画像を示す画像データを画像処理部４０cに出力する。図１４（b）は、赤外線カメラ４０bによる撮影画像を示す模式図である。この図１４（b）に示すように、撮影画像にはスクリーンＳＣ側から見た観察者Ｍが写り込んでいる。
画像処理部４０cは、赤外線カメラ４０bから入力される画像データを基に所定の画像処理（背景除去、二値化処理等）を行い、その画像処理後の画像データを位置決定部４０dに出力する。位置決定部４０dは、画像処理部４０cから入力される画像データを基に観察者Ｍの目の位置を検出すると共にその位置を観察者Ｍの観察位置と決定し、この観察位置を２次元座標で表した観察位置信号を表示位置パラメータ生成部４１に出力する。
表示位置パラメータ生成部（表示位置パラメータ生成手段）４１は、観察位置検出部４０（位置決定部４０d）から入力される観察位置信号に基づいて、第２の解像度変換回路１３における画像データの抽出範囲の位置、及び第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の表示位置を指定するための位置指定信号を切替回路４３に出力する。なお、観察位置検出部４０から入力される観察位置信号は、赤外線カメラ４０bから見た角度としての情報しか持っていないため、観察位置が同じでも観察距離によってスクリーンＳＣに対して正対している位置は異なってくる。そこで、本実施形態では、表示位置パラメータ生成部４１に、観察距離測定部３０から観察距離信号を入力することにより、観察距離に応じて観察位置を補正し、スクリーンＳＣに対して正対している位置を把握可能な構成としている。
観察位置マニュアル設定部４２は、手動操作によって観察位置を設定するためのものであり、その設定値に応じた位置指定信号を切替回路４３に出力する。切替回路４３は、表示位置パラメータ生成部４１及び観察位置マニュアル設定部４２から入力される位置指定信号の内、一方を選択して第２の解像度変換回路１３及び第２のプロジェクタ１９に出力する。
一方、図１５に示すように、本第３実施形態における第２のプロジェクタ１９における光学系２５の投射光学系１５０には、電動レンズシフト（表示位置制御手段）１５４が設けられており、クロスダイクロイックプリズム１４０の出射光軸に対して、投射レンズ１５１の光軸を平行移動することにより、スクリーンＳＣ上での投射画面Ｗ２の表示位置を水平方向及び垂直方向に平行移動することが可能な構成となっている。つまり、この電動レンズシフト１５４によって、上記の位置指定信号に応じた投射画面Ｗ２の表示位置の調整が行われる。
また、本第３実施形態における第２の解像度変換回路１３は、第２実施形態と同様に、パラメータ生成部３３から入力される抽出範囲指定信号に基づいて、画像メモリ１１から入力される画像データ（解像度ＱＸＧＡ）から指定範囲のデータの抽出、及び必要に応じて解像度の変換処理を行う機能の他、上記の位置指定信号に基づいて抽出範囲の位置を調整する機能を有している。
次に、上記のように構成された本第３実施形態における表示装置３の動作について説明する。なお、以下では、第２実施形態と同様の動作の説明については省略し、本第３実施形態における特徴的な動作に着目して説明する。
本表示装置３の動作中においては、観察位置検出部４０によって、スクリーンＳＣに対する観察者Ｍの観測位置が継続的に検出されており、表示位置パラメータ生成部４１から位置指定信号が第２の解像度変換回路１３及び第２のプロジェクタ１９に出力される。なお、切替回路４３は、位置パラメータ生成部４１の位置指定信号を選択しているものとする。
以下、第２の解像度変換回路１３の動作について説明する。第３実施形態における第２の解像度変換回路１３の動作については、第２実施形態で説明した図１１のフローチャートのステップＳ３以外は同じであるので、以下ではこのステップＳ３に着目して説明する。
このステップＳ３において、第２の解像度変換回路１３は、抽出データの読出し開始アドレスと終了アドレスとを決定する。
具体的には、第２の解像度変換回路１３は、位置指定信号を基に読出し開始アドレス及び終了アドレスを決定する。この位置指定信号が、スクリーンＳＣの中心、または第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１の中心を原点として、Ｘ、Ｙの読み出しアドレスに対応してＰ、Ｑの値（表示位置パラメータ）を持っているとすると、これらの表示位置パラメータでアドレスにバイアスを掛ければ良い。
つまり、第２実施形態と同様に、抽出範囲パラメータＤＰを「０．７５」と仮定すると、Ｘ方向の読み出し開始及び終了アドレスとＹ方向の読み出し開始及び終了アドレスは以下のようになる。
Ｘ方向の読み出し開始アドレス：（２０４８−１５３６）／２＋Ｐ＝２５６＋Ｐ
Ｘ方向の読み出し終了アドレス： ２５６＋１５３６−１＋Ｐ＝１７９２＋Ｐ
Ｙ方向の読み出し開始アドレス：（１５３６−１１５３）／２＋Ｑ＝１９２＋Ｑ
Ｙ方向の読み出し終了アドレス： １９２＋１１５３−１＋Ｑ＝１３４４＋Ｑ
なお、アドレスが負になるか、画像メモリ１１に記憶された画像データのアドレスより大きくなってしまった場合には、データが存在しないメモリ領域が読み出されてしまうため、その場合には、そのアドレスを「０」または画像データの最大アドレスに設定すれば良い。
上記のように決定されたＸ方向の読み出し開始及び終了アドレスとＹ方向の読み出し開始及び終了アドレスで示される範囲をデータの抽出範囲とすることにより、観察者Ｍの観察位置に対応するデータ（言い換えれば、観察位置に対応して表示位置が調整された第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２に表示すべきデータ）を抽出することができる。
一方、第２のプロジェクタ１９における電動レンズシフト１５４は、位置指定信号に応じて投射レンズ１５１の光軸を平行移動することにより、スクリーンＳＣ上での第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の表示位置を制御する。
上記のような第３実施形態の特徴的な動作により、スクリーンＳＣ上に表示される画像の一例を図１６に示す。この図１６は、観察者Ｍがある観察距離からスクリーンＳＣの向かって左下部分を観察していた場合に表示される画像を示したものである。この図１６に示すように、観察者Ｍの観察位置に応じて第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の表示位置が制御され（観察者とスクリーンＳＣが正対する位置に調整される）、さらに観察距離に応じて投射画面Ｗ２の大きさ、明るさ及び解像度が調整されることになる。
以上のように、本第３実施形態における表示装置３によれば、観察位置及び観察距離に応じて第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の表示位置、大きさ及び明るさを変化させることができると共に、第２実施形態と同様に投射画面Ｗ２に表示される物体の大きさを変えることなく表示を続けることができる。また、観察位置に応じて投射画面Ｗ２の表示位置をスクリーンＳＣに正対する位置に移動することができるため、詳細を観察したい部分に近づくだけで、その部分を自動的に詳細表示することができる。さらに、観察位置マニュアル設定部４２の操作によって、詳細表示する部分を手動設定することにより、任意の部分を詳細表示することができる。
また、第２実施形態と同様に、画面に近づいて観察する場合には、投射画面Ｗ２を小さくして入力映像信号の解像度で中心付近に表示し、離れて観察する場合には、目の分解能に対応して観察距離dに応じて表示解像度を低下させ、一方で距離に応じて投射画面Ｗ２を大きくして見かけの視野角をほぼ同じに保ちながら表示することができる。また、第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１は常に表示しているため、全体像を常に把握しながら、詳細な部分を見たい場合には画面に近づいて観察することができる。
なお、投射画面Ｗ２の表示位置を移動させる手段として、投射レンズ１５１の光軸を平行移動させる電動レンズシフト１５４を用いたが、別の手段として、例えば第２のプロジェクタ１９に出射光軸を平行移動させるための首振り機構を設けても良い。この場合、スクリーンＳＣに対する投射角度が表示位置によって変化するため台形歪みが発生するが、第２のプロジェクタ１９に設けられたスケーリング回路２１の台形歪み補正機能によって適応的に補正すれば良い。
〔第４実施形態〕
次に、本発明に係る表示装置の第４実施形態について説明する。上記第３実施形態では、
観察距離測定部３０から得られる観察距離信号に基づいて、パラメータ生成部３３によってズーム信号、画質制御信号及び抽出範囲指定信号を生成し、また、観察位置検出部４０から得られる観察位置信号に基づいて、表示位置パラメータ生成部４１によって位置指定信号を生成する場合について説明した。これに対し、本第４実施形態では、入力映像信号（画像データ）からコンテンツの特性を解析し、その解析結果に応じて観察距離信号及び観察位置信号を生成することにより、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の表示位置、大きさ及び明るさを制御することが可能な表示装置に関するものである。
図１７は、第４実施形態における表示装置４の構成概略図である。なお、図１７において、図１３と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。この図１７に示すように、第４実施形態における表示装置４は、コンテンツ解析部５０及びコンテンツパラメータ生成部５１を新たに備えている。また、第４実施形態では、観察距離測定部３０、観察距離マニュアル設定部３１、切替回路３２、観察位置検出部４０、観察位置マニュアル設定部４２及び切替回路４３は不要であるため、削除している。
コンテンツ解析部（コンテンツ解析手段）５０は、Ａ／Ｄコンバータ１０によってデジタルデータ化された入力映像信号の画像データに基づいて入力映像信号のコンテンツの特性を解析し、その解析結果をコンテンツパラメータ生成部５１に出力する。具体的には、コンテンツ解析部５０は、図１８（a）に示すように、動きベクトル検出部５０a、スペクトル検出部５０b及び総合判定部５０cから構成されている。
動きベクトル検出部５０aは、画像データを基に画像のベクトルを検出し、スペクトル検出部５０bは、画像データを基に画像のスペクトル（空間周波数）を検出する。なお、これらベクトル及び空間周波数の検出は、図１８（b）に示すように、画像データの全体に対して複数に分割された解析ブロックのそれぞれについて行われる。総合判定部５０cは、それらの検出結果を基にどのようなシーンが表示されているか判定する。コンテンツパラメータ生成部（観察情報決定手段）５１は、総合判定部５０cのシーン判定結果（コンテンツの解析結果）に基づいて、観察者Ｍの観察距離及び観察位置を決定し、その結果に応じた観察距離信号及び観察位置信号を生成して、観察距離信号をパラメータ生成部３３に出力すると共に、観察位置信号を表示位置パラメータ生成部４１に出力する。
次に、上記のように構成された本第４実施形態における表示装置４の動作について説明する。なお、以下では、第３実施形態と同様の動作の説明については省略し、本第４実施形態における特徴的な動作に着目して説明する。
図１９は、コンテンツ解析部５０及びコンテンツパラメータ生成部５１の動作を示すフローチャートである。なお、図１９において、ステップＳ１０はコンテンツ解析部５０の動作を示し、ステップＳ２０はコンテンツパラメータ生成部５１の動作を示している。
この図１９に示すように、まず、動きベクトル検出部５０aによって、画像データの各解析ブロック毎のベクトルが検出されると共に、各解析ブロックのベクトル値の総和が所定の閾値Ｖthを越えたか否かが判定される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１において、「Ｙes」の場合、つまりベクトル値の総和が閾値Ｖthを越えた場合は、動画であると判断され、続いてベクトルが一点から発散しているか否かが判定される（ステップＳ１２）。
このステップＳ１２において、「Ｙes」の場合、つまりベクトルが一点から発散している場合は、総合判定部５０cによって、例えば移動中の乗り物から前方を見たような前方進行シーンと判断され、ベクトル値の総和と消点（ベクトルが発散している点）のブロック位置がコンテンツパラメータ生成部５１に出力される（ステップＳ１３）。
この場合、ステップＳ２１において、コンテンツパラメータ生成部５１によって、ベクトル値の総和に応じた観察距離信号が生成され、また、消点のブロック位置に応じた観察位置信号が生成されて、それぞれパラメータ生成部３３、位置パラメータ生成部４１に出力される。
一般的に移動中の前方シーンでは、観察者Ｍは進行方向である消点を集中して観察するため、消点を中心として高解像度の画像を表示することが望ましい。また、観察者は標識などの詳細情報を見ようとはするが、周辺部については周辺視のために高解像度の画像は必要ない。さらに、移動速度が速くなるほど、観察者が集中する範囲は狭くなる。つまり、本表示装置４では、第２のプロジェクタ１９による高解像度の投射画面Ｗ２の表示位置の中心を消点と一致させることができると共に、第１のプロジェクタ１８による低解像度の投射画面Ｗ１によって周辺部を表示することができるので、上記のような動画の特性に応じた表示を行うことができる。
一方、上記ステップＳ１１において、「Ｎo」の場合、つまりベクトル値の総和が閾値Ｖthを越えなかった場合は、スペクトル検出部５０bによって、各解析ブロック毎の空間周波数が検出されると共に、基準値より高い空間周波数の解析ブロックが存在するか否かが判定される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４において、「Ｙes」の場合、その高い空間周波数の解析ブロックがある部分に集中しているか否かが判定される（ステップＳ１５）。また、このステップＳ１５において、「Ｙes」の場合には、総合判定部５０cによって、詳細な情報が部分的に表示されているようなシーンと判断され、該当ブロックの数と位置がコンテンツパラメータ生成部５１に出力される（ステップＳ１６）。
この場合、ステップＳ２２において、コンテンツパラメータ生成部５１によって、該当ブロックの数に応じた観察距離信号が生成され、また、該当ブロックの位置に応じた観察位置信号が生成されて、それぞれパラメータ生成部３３、位置パラメータ生成部４１に出力される。
このように詳細な情報が部分的に表示されているようなシーン、例えば教育番組などにおいて、細かな表や文字が書かれたパネルと教師の像が同時に表示されているようなシーンでは、パネルの部分を第２のプロジェクタ１９による高解像度の投射画面Ｗ２で表示することにより、細かい情報を見やすく表示することができる。
さらに、上記ステップＳ１２、Ｓ１４及びＳ１５において、「Ｎo」の場合には、総合判定部５０cによって一般的シーンと判断され（ステップＳ１７）、ステップＳ２３において、コンテンツパラメータ生成部５１によって、遠方に対応する観察距離信号が生成され、また、中央位置に対応する観察位置信号が生成されて、それぞれパラメータ生成部３３、位置パラメータ生成部４１に出力される。
つまり、特に注意すべき特徴が無い画像（一般的シーン）であれば、観察距離を遠方、観察位置を中央に設定することによって、第２のプロジェクタ１９の投射画面Ｗ２の表示位置、大きさ、明るさ及び解像度を第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１と同程度に変換し、通常の１画面表示を行う。なお、第２実施形態で述べたように、この場合、ブランキング信号によって第１のプロジェクタ１８の投射画面Ｗ１は黒色となるため、投射画面同士の重なりによる画質低下を防止することができる。
以上説明したように、本第１〜第４実施形態によると、比較的低コストで高解像度表示と同等の機能を実現できる。また、全体像を表示しながら、観察者のスクリーンＳＣに対する距離と位置に応じて、サイズと解像度、明るさを変えながら部分的な詳細表示を行うことができるため、全体を見る場合には画面から離れ、詳細を見る場合には画面に近づくという人間の自然な動作に対応させた表示を行うことができる。
上述した第１〜第４実施施形態における表示装置１〜４は、ドライビングシミュレータ、船舶シミュレータ、飛行機シミュレータ等に適用することができる。また、将来的には、机上に投射して電子化されたデスクトップ作業を行う場合に、全体に印刷物相当の解像度を実現することは現実的ではないが、例えば注目している書類のある部分のみを高解像度で表示する場合にも適用することができる。この場合、２台のプロジェクタを物理的に分離し、詳細表示部分は光出力も低くて良いので、ＬＥＤ光源やレーザ光源のプロジェクタ、さらにはスキャンプロジェクタが使用できる可能性がある。このような構成とすることで全体の装置サイズも小さくできる。
なお、上記第１〜第４実施形態では、２台のプロジェクタを使用した場合を例示して説明したが、図２０（a）に示すように、１台のプロジェクタに、投射画面Ｗ１用の液晶ライトバルブＬＶ１と投射画面Ｗ２用の液晶ライトバルブＬＶ２を設け、光源Ｌの照明光を光分岐プリズムＰＢＳ及びミラーＭ１によって分岐して液晶ライトバルブＬＶ１と液晶ライトバルブＬＶ２とに入射し、液晶ライトバルブＬＶ１及び液晶ライトバルブＬＶ２の出射光を合成プリズムＰＭ及びミラーＭ２によって合成して出射するような構成としても良い。また、液晶ライトバルブＬＶ２の位置は、位置駆動部ＤＶによって調整可能とする。このような構成とすることで、図２０（b）に示すように、１台のプロジェクタで、投射画面Ｗ１及び投射画面Ｗ２を表示することが可能となる。
また、上記第１〜第４実施形態では、投射画面Ｗ１（第１の画面）に対して１つの投射画面Ｗ２（第２の画面）を重畳表示する場合を例示して説明したが、これに限らず、複数の第２の画面を第１の画面に重畳表示するような構成、つまり第２の光変調手段を複数備えるような構成としても良い。
本発明の第１実施形態に係る表示装置１の構成概略図である。 表示装置１における第１のプロジェクタ１８の内部構成図である。 表示装置１における光学系２５の詳細構成図である。 表示装置１によってスクリーンＳＣに表示される投射画面Ｗ１及びＷ２を示す図である。 表示装置１の動作に関する第１説明図である。 表示装置１の動作に関する第２説明図である。 表示装置１によってスクリーンＳＣに表示される投射画面Ｗ１及びＷ２を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る表示装置２の構成概略図である。 表示装置２におけるパラメータ生成部３３の内部構成図である。 表示装置２におけるパラメータ生成部３３の各パラメータに関する説明図である。 表示装置２の動作に関する第１説明図である。 表示装置２の動作に関する第２説明図である。 本発明の第３実施形態に係る表示装置３の構成概略図である。 表示装置３における観察位置検出部４０の内部構成図である。 表示装置３における光学系２５の詳細構成図である。 表示装置３によってスクリーンＳＣに表示される投射画面Ｗ１及びＷ２を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る表示装置４の構成概略図である。 表示装置４におけるコンテンツ解析部５０の内部構成図である。 表示装置４の動作説明図である。 本実施形態の変形例に関する説明図である。
符号の説明
１、２、３、４…表示装置、１０…Ａ／Ｄコンバータ、１１…画像メモリ、１２…第１の解像度変換回路、１３…第２の解像度変換回路、１４…第１の画像バッファ、１５…第２の画像バッファ、１６…第１の出力回路、１７…第２の出力回路、１８…第１のプロジェクタ、１９…第２のプロジェクタ、２０…インタフェース回路、２１…スケーリング回路、２２…画質調整回路、２３…ガンマ調整回路、２４…駆動回路、２５…光学系、１００…照明光学系、１１０…色分離光学系、１２０…リレー光学系、１３０Ｒ…赤色用液晶ライトバルブ、１３０Ｇ…緑色用液晶ライトバルブ、１３０Ｂ…青色用液晶ライトバルブ、１４０…クロスダイクロイックプリズム、１５０…投射光学系、３０…観察距離測定部、３３…パラメータ生成部、４０…観察位置検出部、４１…表示位置パラメータ生成部、５０…コンテンツ解析部、５１…コンテンツパラメータ生成部、ＰＣ…コンピュータ、ＳＣ…スクリーン

Claims (14)

  1. 第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、
    前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、
    前記入力画像データの中から前記第２の光変調手段の解像度に対応する範囲に含まれるデータを抽出して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、
    前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、
    前記第２の画面の大きさを指定するための画面サイズパラメータを生成する画面サイズパラメータ生成手段と、
    前記画面サイズパラメータを基に前記第２の光変調手段の後段に設置された投射レンズのズーム比を設定するズーム比設定手段と、
    前記画面サイズパラメータを基に入力画像データの中から抽出すべきデータの範囲を指定するための抽出範囲パラメータを設定する抽出範囲設定手段と、
    前記入力画像データの中から前記抽出範囲パラメータにて指定される抽出範囲に含まれるデータを抽出すると共に、該抽出範囲と前記第２の光変調手段の解像度との関係から必要に応じて抽出データの解像度を変換して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段と、
    前記ズーム比設定手段によって設定されたズーム比に応じて前記投射レンズのズーム動作を制御するズーム制御手段と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  3. 前記画面サイズパラメータ生成手段は、前記第２の画面内に表示される像の大きさが第２の画面の大きさに関わらず一定となるように前記画面サイズパラメータを設定することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
  4. 前記第１及び第２の画面の投射面から観察者までの観察距離を測定する観察距離測定手段を備え、
    前記画面サイズパラメータ生成手段は、前記観察距離測定手段による観察距離の測定結果を基に前記画面サイズパラメータを生成することを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
  5. 前記画面サイズパラメータを基に前記第２の画面の画質を制御するための画質制御パラメータを設定する画質設定手段と、
    前記画質制御パラメータに応じて前記第２の解像度変換手段から得られる第２の光変調手段の制御用画像データに画質調整処理を施す画質調整手段と、
    を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
  6. 前記画質設定手段は、前記第２の画面の明るさを制御するための画質制御パラメータを設定することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
  7. 第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、
    前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、
    前記第２の画面の表示位置を指定するための表示位置パラメータを生成する表示位置パラメータ生成手段と、
    前記入力画像データの中から抽出すべきデータの範囲を指定するための抽出範囲パラメータを設定する抽出範囲設定手段と、
    前記表示位置パラメータを基に前記抽出範囲パラメータにて指定される前記抽出範囲の位置を移動させると共に、前記入力画像データの中から移動後の抽出範囲に含まれるデータを抽出して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段と、
    前記表示位置パラメータを基に前記第２の画面の表示位置を制御する表示位置制御手段と、を備えることを特徴とする表示装置。
  8. 前記第１及び第２の画面の投射面に平行する面内における観察者の観察位置を検出する観察位置検出手段を備え、
    前記表示位置パラメータ生成手段は、前記観察位置検出手段による観察位置検出結果を基に前記表示位置パラメータを生成することを特徴とする請求項７記載の表示装置。
  9. 前記第２の画面の大きさを指定するための画面サイズパラメータを生成する画面サイズパラメータ生成手段と、
    前記画面サイズパラメータを基に前記第２の光変調手段の後段に設置された投射レンズのズーム比を設定するズーム比設定手段と、
    前記ズーム比設定手段によって設定されたズーム比に応じて前記投射レンズのズーム動作を制御するズーム制御手段と、を備え、
    前記抽出範囲設定手段は、前記画面サイズパラメータを基に前記抽出範囲パラメータを設定し、
    前記第２の画像変換手段は、前記抽出範囲パラメータにて指定される抽出範囲と前記第２の光変調手段の解像度との関係から必要に応じて抽出データの解像度を変換して前記第２の光変調手段の制御用画像データとすることを特徴とする請求項７または８に記載の表示装置。
  10. 第１の光変調手段によって投射した第１の画面に対し、第２の光変調手段によって前記第１の画面より小さい第２の画面を重畳投射する表示装置であって、
    前記第１の光変調手段の解像度に応じて入力画像データの解像度を変換して前記第１の光変調手段の制御用画像データとする第１の画像変換手段と、
    入力画像データのコンテンツの特性を解析するコンテンツ解析手段と、
    前記コンテンツ解析手段によるコンテンツの特性の解析結果を基に観察者の観察位置を決定する観察情報決定手段と、
    前記観察情報決定手段によって決定された観察位置を基に前記第２の画面の表示位置を指定するための表示位置パラメータを生成する表示位置パラメータ生成手段と、
    前記入力画像データの中から抽出すべきデータの範囲を指定するための抽出範囲パラメータを設定する抽出範囲設定手段と、
    前記表示位置パラメータを基に前記抽出範囲パラメータにて指定される前記抽出範囲の位置を移動させると共に、前記入力画像データの中から移動後の抽出範囲に含まれるデータを抽出して前記第２の光変調手段の制御用画像データとする第２の画像変換手段と、
    前記表示位置パラメータを基に前記第２の画面の表示位置を制御する表示位置制御手段と、を備えることを特徴とする表示装置。
  11. 前記観察情報決定手段は、コンテンツの特性の解析結果を基に観察者の観察位置に加えて観察距離を決定し、
    前記観察情報決定手段によって決定された観察距離を基に第２の画面の大きさを指定するための画面サイズパラメータを生成する画面サイズパラメータ生成手段と、
    前記画面サイズパラメータを基に前記第２の光変調手段の後段に設置された投射レンズのズーム比を設定するズーム比設定手段と、
    前記ズーム比設定手段によって設定されたズーム比に応じて前記投射レンズのズーム動作を制御するズーム制御手段と、を備え、
    前記抽出範囲設定手段は、前記画面サイズパラメータを基に前記抽出範囲パラメータを設定し、
    前記第２の画像変換手段は、前記抽出範囲パラメータにて指定される抽出範囲と前記第２の光変調手段の解像度との関係から必要に応じて抽出データの解像度を変換して前記第２の光変調手段の制御用画像データとすることを特徴とする請求項１０記載の表示装置。
  12. 前記第１の画面と前記第２の画面とが重なる領域では、前記第１の光変調手段による投射光の投射を行わないように制御するためのブランキング制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の表示装置。
  13. 前記第１の光変調手段と前記第２の光変調手段とは同一の解像度であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の表示装置。
  14. 前記第１の光変調手段及び前記第２の光変調手段の解像度は、入力画像データの解像度より低いことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の表示装置。
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