JP3593005B2

JP3593005B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP3593005B2
Application number: JP2000212898A
Authority: JP
Inventors: 智弘石川; 俊一佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002023667A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関し、更に詳しくは一次元上の光源からの画像情報を線順次走査し、投影して２次元上に画像表示を行う表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の表示装置は、例えば、液晶プロジェクターのような装置を用いて、画像の投影を行う場合、投影面（部）に対して、垂直な投影を行わないと、図４に例示されるように投影面の画像に略台形状の歪みを生じる。
この歪みは、表示装置から投影面上の各点への距離が異なることによって、表示する部位によって投影の拡大率が異なるために生じる。このため、歪みのない画像を得ようとした場合、表示装置は投影面の中央を通り、投影面に対して垂直な直線上から投影を行わなければならず、投影面に対し表示装置を設置する場所、角度に著しい制限を有していた。
【０００３】
斜めの投影を行った際の一例として、投影面に対して下方から斜めに投影した状態を考える。このとき歪みの状態は、図４に示したようになる。すなわち、この歪みは、台形歪みと非直線歪みが重畳されたものと考えられる。ここで台形歪みとは図５の（ａ）に示すように画面上部と下部で水平方向の拡大率が異なるために生じる歪みであり、非直線歪みとは同様に図５の（ｂ）に示すように画面上部と下部で垂直方向の拡大率が異なるために生じる歪みである。
【０００４】
近年実用に供されている機器の中には、このような斜め投影を行った際、生じる歪みを補正する回路が付加されている例がある（例えば、特開平８−７９６６９号公報参照）。
これは、入力された画像信号に対して、予想される歪みを補償するようにあらかじめ歪みを与え、投影を行うものである。
なお、１次元上の光源からの光線を走査して描画する技術としては、例えば特開平４−１７２４９２号公報などに、その例を見ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶プロジェクタのように２次元の画像を一括して投影する場合においては、１画面分の映像信号を一括して処理する必要性があり、画像処理回路の規模の増大を招いていた。
また、各走査線単位で画像処理を行った場合には、台形歪みの補償は可能であるが、非直線歪みを取り除くことができない。
さらに非直線歪みの補償を行った場合、縮める時は画像情報の一部が欠落し、広げる時は出力される画像の品質が低下する、という問題がある。
１次元の光源から得られる光線を走査する場合（前述の特開平４−１７２４９２号公報など）においても、同様の問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の発光素子を一次元上に配列してなる光源と、投影面部と、この投影面部へ光源あるいは光源から得られる光線を線順次走査し、二次元映像として結像させる投影手段とを備え、
光源の複数の発光素子が、非直線歪みを補償可能な不等間隔に配列されたことを特徴とする表示装置を提供する。
【０００７】
すなわち、本発明においては、複数の発光素子を１次元上に配置した光源、または光源からの光線を走査することによって２次元の描画を行う。そして、この描画に際して、複数の発光素子を、特定の不均等な間隔に配列することにより非直線歪みを補償する。
ここで光源の複数の発光素子としては、特に限定されないが、発光ダイオード、ＥＬ素子、半導体レーザなどを具体例として挙げることができる。そしてこれらの発光素子は、一次元上で非直線歪みを補償可能な不等間隔に配列固定されるわけである。
本発明においては、更に各光源の発光時間間隔（周期）を画像位置に応じて変化（変調）させることにより、台形歪みの補正を行うのが好ましい。
【０００８】
以上の構成により、本発明の表示装置は、投影面に対し、傾いた投影を行う場合でも、歪みのない２次元の投影像を得ることが可能となる。
これにより、投影装置の投影面に対する設置場所を制限することなく、表示を行うことができる。また、歪みの補償に際し、複雑な回路、処理を用いる必要がない。
【０００９】
本発明において、光源は、多数の発光素子を一次元上に密に配列してなる発光素子列と、この発光素子列から、非直線歪みを補償可能な不等間隔に配列された複数の発光素子を選択する発光素子選択手段とで構成してもよい。なお、この発光素子選択手段としては、具体的には、発光素子列から、非直線歪みを補償可能な不等間隔に配列された複数の発光素子を選択すべく、発光素子列に作動を指令する発光素子選択回路を挙げることができる。
【００１０】
本発明は、別の観点によれば、複数の発光素子を一次元上に配列してなる光源と、投影面部と、この投影面部へ光源あるいは光源から得られる光線を線順次走査し、二次元映像として結像させる投影手段とを備え、光源の複数の発光素子が、非直線歪みを補償可能にそれらの発光素子を不等間隔に配列すべく、一次元上で移動可能である表示装置を提供できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による表示装置について実施の形態を示し、説明する。
なお、本実施の形態により、本発明は限定されるものではない。
図１は、本実施の形態による表示装置の概略構造を示した概略構造説明図である。
【００１２】
図１において、１１は同期信号分離回路であり、入力された画像信号から、垂直、水平同期信号を抽出する。１２は画像メモリであり、入力された画像信号を記憶する。１３は画素クロック生成回路であり、同期信号分離回路１１にて分離された同期信号を基に、各走査線位置に応じたクロックを生成する。１４は、ミラー制御回路であり、同期分離回路１１から得られる同期信号を基に、ミラー位置を決定する信号を生成する。
【００１３】
１５は、後述するように不等間隔に配置された複数の発光素子としての発光ダイオード（光源素子）からなる光源であり、読み出されたデータに応じて、発光する。１６は、ミラーで、一次元上に配置された光源からの光線を、光源の配置方向に対して直交する方向に走査し、二次元の描画をおこなう。
【００１４】
１７はガルバノスキャナであり、ミラー制御回路１４の出力に応じた角度にミラー１６を回転させる。１８は、投影レンズであり、光源部１５から得られた光線を投影する。１９は、投影面部、すなわちスクリーン０であり、投影レンズ１８からの光線がこのスクリーン上に結像する。
【００１５】
以下、順次各部の動作を説明する。
入力された信号は、１フレームごとに画像メモリ１２に記憶される。ここでは、入力される画像信号を、パーソナルコンピュータから出力される標準的な映像信号である、ＶＧＡ信号とした。画像メモリ１２は、入力画像の読み込みと画像描画のための読み出しが、干渉しないよう、２フレーム分用意され、交互に読み込みが行われ、読み込みを行っていない方から読み出しが行われる。
図２は画像がメモリに格納されている様子を示す説明図、図３は光源の駆動タイミングを示すグラフである。
【００１６】
光源１５は、画像データ中の１列分の画素数に相当する発光素子からなり、画像メモリ１２から読み出された画像データに基づき、発光する。本実施の形態では、セラミック基板上に集積した発光ダイオードを使用した。発光素子は配置を勘案し、投影面上で画素間隔が等間隔となるような配置をとる。光源１５の各発光素子は、表示する画像データの各走査線上のデータをそれぞれ描画することとし、各発光素子が同時に発光した場合、走査を行うミラー１６の向きによるが、投影面部１９上に略垂直方向の線分を結像する。
【００１７】
ミラー制御回路１４、ミラー１６、ガルバノスキャナ１７は、投影面部１９上で水平方向に相当する走査を行う。
先に述べたように、従来の技術を用いて、何の補償も行わず、画像を斜めに投影した場合、図４に示したように歪みが生じ、この歪みは図５に示した台形歪みと非直線歪みからなると考えることができる。
【００１８】
本実施の形態においては、ミラー１６が水平方向の走査を行っているため、発光タイミングの違いは、投影面部１９上の水平位置の違いとなって表示される。これに基づいて、画像メモリ１２より読み出した画像情報によって光源（発光部）１５の発光素子の駆動を行う際に、図３に示したように走査線の位置に応じて、画像の上部に相当する部分ではより短い発光間隔で、画像の下部ではより長い発光間隔で発光させた。
これにより、斜め投影による歪みのうち、台形歪みの補償を行った。
【００１９】
また、投影面部１９上において、画素が等間隔に結像するよう配置された光源１５により、斜め投影による歪みのうち、非直線歪みの補償を行った。
さらに、投影面１９に対する投影角度の変更に対しても、光源１５の光源の再配列を行い、あわせて発光時間間隔も変更することで対応し、歪みのない画像を得ることができた。
なお、以上のごとく、発光素子の設置間隔を物理的に可変する他に、発光素子を必要以上に密に設置しておいて、これをソフトウエア的に選択して非直線歪みの補償が行われる位置に配列された素子のみ選択使用すれば、不等間隔も間隔可変も両方とも実現できる。
【００２０】
以上に説明したように、本発明の実施の形態によれば、投影面に対し、斜めの投影を行った場合でも、二次元の歪みのない投影像を得ることができる。
また、角度に応じた発光素子の設置間隔を半固定で可変にするか、発光時間間隔（周期）をソフトウエアで可変（変調可能）にすることで、広い範囲の投影角度に応じて歪みのない投影を行うことが可能である。
このため、表示装置の設置に際し、投影面に対する設置位置の制約がない。
また、歪みの補償に際し、負荷の大きな画像処理を必要とせず、また、処理に際し入力された画像情報を損なうことなく、歪みを取り除くことができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷の大きな画像処理を必要とせず、歪みのない投影が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示装置の一つの実施の形態を示す概略構造説明図である。
【図２】画像メモリ上に記憶される画像データの配置例を示す図である。
【図３】本実施の形態での光源の駆動タイミングを示すグラフである。
【図４】従来技術による斜め投影を行った際の投影像の歪みの一例を示す図である。
【図５】斜め投影を行った際に生じる歪みを構成する要素を示す図である。
【符号の説明】
１１同期信号分離回路
１２画像メモリ
１３画素クロック生成回路
１４ミラー制御回路
１５光源
１６ミラー
１７ガルバノスキャナ
１８投影レンズ
１９投影面部

Claims

複数の発光素子を一次元上に配列してなる光源と、投影面部と、この投影面部へ光源あるいは光源から得られる光線を線順次走査し、二次元映像として結像させる投影手段とを備え、
光源の複数の発光素子が、非直線歪みを補償可能な不等間隔に配列されたことを特徴とする表示装置。
光源が、多数の発光素子を一次元上に密に配列してなる発光素子列と、この発光素子列から、非直線歪みを補償可能な不等間隔に配列された複数の発光素子を選択する発光素子選択手段とからなる請求項１に記載の表示装置。
発光素子が、発光ダイオードである請求項１又は２に記載の表示装置。
走査部位に対応する光源の駆動周期を、台形歪みを補償可能に変調する変調手段を更に備えた請求項１〜３のいずれか一つに記載の表示装置。
複数の発光素子を一次元上に配列してなる光源と、投影面部と、この投影面部へ光源あるいは光源から得られる光線を線順次走査し、二次元映像として結像させる投影手段とを備え、
光源の複数の発光素子が、非直線歪みを補償可能にそれらの発光素子を不等間隔に配列すべく、一次元上で移動可能であることを特徴とする表示装置。