JP2991722B2 - 投写型表示装置 - Google Patents

投写型表示装置

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JP2991722B2
JP2991722B2 JP1095244A JP9524489A JP2991722B2 JP 2991722 B2 JP2991722 B2 JP 2991722B2 JP 1095244 A JP1095244 A JP 1095244A JP 9524489 A JP9524489 A JP 9524489A JP 2991722 B2 JP2991722 B2 JP 2991722B2
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昇 萩原
重信 酒井
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は投写型表示装置に関し、表示部の表示画像を
光学系を用いて大型のスクリーンに拡大・投写する場合
に用いて有用なものである。
<従来の技術> 第5図は従来技術に係る投写型表示装置を示す原理図
である(特開昭62−159120号参照)。同図に示すよう
に、この投写型表示装置において、光源51から照射した
光は、コンデンサレンズ52によりコリメートされ、液晶
ライトバルブ等の表示装置53を透過して投写レンズ54に
入射する。この結果、表示装置54に形成された表示画像
が投写レンズ54によりスクリーン55上に拡大・投写され
る。
<発明が解決しようとする課題> 上記従来技術においては次のような問題がある。
1)スクリーン55上の明るさは光源51の明るさと投写面
積の大きさに関係するが、表示装置53の性質から光源51
の輝度には限りがある。したがって、この制限のため、
特に大画面表示を行なう場合には充分明るくできない場
合が生じ、スクリーン55上においては充分な画質が得ら
れない場合がある。
2)階調表示は、表示装置53の階調表示能力により決ま
るが、表示装置53の階調表示能力はその時点の技術等で
一義的に決ってしまい、それ以上の階調表示は実現でき
ない。
本発明は、上記従来技術に鑑み、高輝度化及び高階調
表示化を容易に実現し得る投写型表示装置を提供するこ
とを目的とする。
<課題を解決するための手段> 上記目的を達成する本発明の構成は、 光が表示部を透過することによりこの表示部に形成し
た表示画像を光学系を介してスクリーン上に拡大・投写
するようになっている投写型表示装置において、 光軸が互いに平行になるよう配設された複数個の光学
系と、 これらの光学系により夫々拡大・投写される表示画像
のスクリーン上の領域が一致するよう各光軸に対する位
置を各光軸に対して垂直方向にずらして各光軸に垂直に
配設するとともに、電気的な表示画像を夫々形成する複
数個の表示部と、 原画像の映像データを階調表示信号値によりサンプリ
ングして複数の階調表示信号群に分割するとともに各階
調表示信号を別々の表示部に夫々入力して各表示画像を
形成させる画像分配機能部と、 各表示部へ向けて光を照射するとともに、スクリーン
上の投写像の輝度値の分布が原画像の輝度値の分布に対
応するよう各表示部から出射する光の光量を調整し得る
ようにした光源部とを有することを特徴とする。
<作用> 上記構成の本発明によれば、複数の表示部に、複数に
分割した各階調表示信号が別々に供給され、各表示部を
透過した光によりスクリーンの同一領域に夫々の表示画
像が重複して形成される。即ち、スクリーン上に投写さ
れた表示画像は各表示画像の輝度の和となる。したがっ
て、このとき各表示部から出射する光量を調整すること
により自由に階調の数を変えることができる。
<実 施 例> 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第1図は本発明の実施例に係る光学系の原理を示す説
明図である。同図において1a〜1cはハロゲンランプある
いはキセノンランプと反射板からなる白色光源である。
光源1a〜1cからの光はコンデンサレンズ2a〜2c、赤外線
・紫外線カット用のフィルタ3a〜3cからなる光学系で集
光され、ほぼ平行光線の可視光となる。かくて、表示部
5a〜5cに有害な紫外線はフィルタ3でカットされ、熱線
は同じくフィルタ3でカットされるとともに、光源1a〜
1cから直接発生する熱と共にファン等で外部に送出され
る。フィルタ3a〜3cを通過した光は光学フィルタ部4a〜
4cを通して所望の光(例えば輝度値の調整やカラーの場
合の単色への分光等)とされる。9a〜9cは投写レンズで
あり、各々の光軸が平行に成るように配置され各々表示
部5a〜5cに表示される表示画像をスクリーン10上に拡大
投写するようになっている。このとき、投写レンズ9a〜
9c間の距離がdとすると、各投写レンズ9a〜9cが平行に
配置されているので、スクリーン10上でも同様に各光軸
は距離dだけ離れている。かくて、表示部5a〜5cの表示
画像をスクリーン10上で位置合わせするには、基準軸に
対してdだけ離れて配置された表示部5a,5cを第1図に
示す様な矢印A,Bの方向(光軸に対し垂直方向)に距離d
/mだけずらせば良い。ここでmは投写レンズ9a〜9cの焦
点距離とスクリーン10との距離で決まる映像拡大率であ
る。このとき表示部5a〜5cは各投写レンズ9a〜9cの光軸
に対して垂直に配設されている。したがって、各表示部
9a〜9cに形成される表示画像はスクリーン10上の同一領
域に重複して形成される。また、各表示部5a〜5cは、例
えば従来と同様の液晶ライトバルブ等、電気的に原画像
を対応する表示画像を形成するものである。
第2図は本発明の実施例に係る信号・制御系の原理を
示すブロック図である。同図において、31は原画像の映
像データであり、パソコン、VTR等の映像信号を示す。3
2は画像分配機能部であり、原画像の映像データをその
輝度値を基に任意にサンプリングして複数の階調表示信
号群33に分割し、複数の表示部34-1〜34-nに分配する。
33-1〜33-nは画像分配機能部32で任意の数に分割された
階調表示信号群である。この階調表示信号群33-1〜33-n
が異なる内容の信号で、且つこれらの信号を表示部34-1
〜34-nに別々に供給する場合が後述する実施例に係る階
調調整が行なう場合に対応する。
表示部34-1〜34-nは第1図の表示部5a〜5cに対応する
ものである。また、投写機能部35-1〜35-nは第1図の光
源1a〜1c、コンデンサレンズ2a〜2c及び投写レンズ9a〜
9c等の光学系をまとめた機能ブロックである。画像合成
機能部36はその出力信号により投写機能部35-1〜35-n
制御し、投写機能部35-1〜35-nの出力をスクリーン37上
で所望の1つの原画像の投写像に合成するものである。
具体的には第1図における表示部5a〜5cの位置の調整及
び光源1a〜1cの輝度の調整等を行なう。
第3図は本発明の実施例を示す説明図である。
本実施例は階調表示信号を2分割した場合であり、表
示部5a,5bは夫々4階調表示が可能となっている。第3
図中、1〜10は第1図と同じである。また、同図中、21
は原画像の輝度データを示すレジスタ部でありここでは
4ビット(16階調表示)で表されている。22,23は各々
レジスタ部21の上位桁(MSB側)及び下位桁(LCB)側デ
ータ(2ビット)である。光源1a,1bから出た光は表示
部5a,5bによって4階調(2ビット)に変調され、スク
リーン10上でその和の値となる。このとき、光源1aの明
るさを光源1bの4倍(22)に設定すると、データの重み
付けと光量の重み付けが一致し、スクリーン10上の表示
画像は互いに4階調表示されることから全体的には16階
調表示されることになる。この関係を第4図(a)〜第
4図(c)に示す。
第4図(a)は下位桁データによる4階調表示であ
り、a0〜a3に於ける1レベル間の明るさの差はAとなっ
ている。又、A0は最も低レベルa0に於ける輝度値であ
り、理想的には通常0である。第4図(b)は上位桁デ
ータによる4階調表示である。光源1aの明るさが光源1b
の明るさの4倍と成っている為、b0〜b3に於けるレベル
間の明るさの差は4Aと成っている。第4図(c)はスク
リーン10上の輝度値であり、第4図(a),(b)の和
(Ck=ai+bj,但し、i=j=k=0,1,2,3)となること
からその組合せとして16通りあり、16階調表示される。
例えば、下位桁データによる表示をa0レベルとし、上位
桁データによる表示をb2レベルとすると、スクリーン10
上の光量はA0<a0>+(4A0+8A)<b2>=5A0+8Aとな
り、C8レベルとなる。
以上は、表示部5a,5bが4階調表示(2ビット)で、
原画像が16階調表示(4ビット)の例であるが、一般的
に以下のことが言える。即ち、表示部5a,5bの表示能力
が2n階調表示(nビット)で、投写機能部35(第2図参
照)が2個有り、その光量が2nだけ差を付けるとき、投
写表示画像は(2n×2n)階調表示可能となる。同様にし
て投写機能部35を3個以上にした構成が考えられより多
くの階調レベル数が実現できる。
<発明の効果> 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明
によれば複数の表示部に形成した同一表示画像をスクリ
ーンの同一領域に重畳して結像させることができるの
で、スクリーン上の表示画像の輝度も向上させることが
できる。
また、本発明によれば、複数の表示部に形成した同一
表示画像をスクリーンの同一領域に重畳して結像させる
とともに、表示部から出射する光の光量を調整し得るよ
うにしたので、スクリーン上の表示画像の階調を自由に
調整し得る。
更に、スクリーン上に投写された映像の位置合わせ
は、表示部を投写レンズの光軸に対して垂直方向に移動
して行う構成としているので、位置調整距離も(光軸間
距離/映像拡大率)と僅かであり、この位置合わせが極
めて簡単である。また、位置調整が表示部だけでよいの
で位置調整機能も、CRT投写型表示装置がCRTと投写レン
ズを連動させることに比較して簡単となる。更に、複数
の投写レンズの光軸がスクリーンと直角であるので、CR
T投写型表示装置の様にスクリーン上の映像が台形に歪
むことがなく、画面の周辺でも高精細な映像が得られる
等の利点がある。
なお、実施例はモノクロディスプレイを前提に説明し
たが、カラーの場合はR,G,Bをスクリーン状に併置する
方式、R,G,B光をスクリーンの同一領域に重ねて投写す
る方法等が考えられる。即ち、カラーの場合もモノクロ
の場合と全く同様に考えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る光学系の原理を示す説明
図、第2図は本発明の実施例に係る信号・制御系の原理
を示すブロック図、第3図は本発明の実施例を示す説明
図、第4図(a)〜第4図(c)は上記実施例における
階調調整の原理を示すグラフ、第5図は従来技術を示す
説明図である。 図面中、 1a〜1cは光源、 5a〜5c,34-1〜34-nは表示部、 9a〜9cは投写レンズ、 10,37はスクリーン、 21はレジスタ部、 32は画像分配機能部である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G09F 9/00 360 G03B 21/00 H04N 5/74 G02F 1/13 G02F 1/133

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光が表示部を透過することによりこの表示
    部に形成した表示画像を光学系を介してスクリーン上に
    拡大・投写するようになっている投写型表示装置におい
    て、 光軸が互いに平行になるよう配設された複数個の光学系
    と、 これらの光学系により夫々拡大・投写される表示画像の
    スクリーン上の領域が一致するよう各光軸に対する位置
    を各光軸に対して垂直方向にずらして各光軸に垂直に配
    設するとともに、電気的な表示画像を夫々形成する複数
    個の表示部と、 原画像の映像データを階調表示信号値によりサンプリン
    グして複数の階調表示信号群に分割するとともに各階調
    表示信号を別々の表示部に夫々入力して各表示画像を形
    成させる画像分配機能部と、 各表示部へ向けて光を照射するとともに、スクリーン上
    の投写像の輝度値の分布が原画像の輝度値の分布に対応
    するよう各表示部から出射する光の光量を調整し得るよ
    うにした光源部とを有することを特徴とする投写型表示
    装置。
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