JP3706001B2 - Display device and image projection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の画像の一部を互いに重畳させてスクリーンに投影し、1つの大画像を表示するディスプレイ装置および画像投影方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は例えば特開平5−300452号公報に記載の従来のディスプレイ装置を示すブロック図である。図において、101A,101B,101Cは大画像を構成する複数の画像の信号を発生する複数の画像信号発生器であり、102は各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に調節して重畳部分の明るさを平滑する平滑装置であり、103A,103B,103Cは複数の画像信号に対応する複数の画像の一部を互いに重畳させてそれらの複数の画像を1つの大画像としてスクリーン104に投影する複数の投影器である。
【0003】
次に動作について説明する。
図9は重畳部分の明るさの目標分布と平滑装置102による電気的補正分布との関係を示す図であり、図10は隣接する2つの画像が1画素ずれて重畳した場合の大画像の明るさの分布を示す図であり、図11は隣接する2つの画像が0.5画素ずれて重畳した場合の大画像の明るさの分布を示す図である。
【0004】
各投影器103A,103B,103Cから投影される画像は、その一部が重畳されて1つの大画像としてスクリーン104に重畳される。
【0005】
そこで、2つの画像の重畳部分に生ずる輝帯または継目を除去するために、平滑装置102により、各画像におけるその重畳部分の明るさがそれぞれ減衰され、各画像の画像端に近づくほど明るさが低くなるように調整される。この平滑装置102としては、例えば画像に特殊効果を与える画像編集用の特殊効果発生器が使用される。
【0006】
均等な特性を有する複数の特殊効果発生器による処理を、複数の画像の重畳部分に適用すると、その重畳部分の明るさが各画像の非重畳部分の明るさに近づき、理論的には、その重畳部分の明るさを各画像の非重畳部分の明るさと同一にすることが可能である。
【0007】
しかしながら、平滑装置102により処理された各画像信号を投影器103A,103B,103Cにより投影する際、図9に示すように、投影器103A,103B,103Cの画素の幅(画素開口)毎に明るさが調整されるため、重畳部分の明るさの分布は、目標分布に対比して、実際には、階段状の分布になる。
【0008】
このように各画像の重畳部分の明るさの分布が階段状の分布になるため、重畳部分の画素数(図9では16)が少ないと、大画像における重畳部分の明るさ(すなわち隣接する画像の明るさの和)の分布が階段状になり目立つ。また、この場合において、例えば図11に示すように、重畳部分に0.5画素分のずれが生ずると、大画像における重畳部分の明るさがくし型の分布になり目立つ。
【0009】
なお、同様の従来のディスプレイ装置が特開昭62−195984号公報、特開平3−85879号公報、特開平4−269793号公報などに記載されている。
【0010】
次に、図12は例えば特開平5−103286号公報に記載の他の従来のディスプレイ装置を示す図である。図において、201A,201Bは複数の画像信号に対応する複数の画像の一部を互いに重畳させてそれらの複数の画像を1つの大画像としてスクリーン202に投影する複数の投影器であり、203は投影器201A,201Bとスクリーン202との間に設けられ、重畳部分の光量を低減させる遮光板である。
【0011】
次に動作について説明する。
図13は隣接する2つの画像が1画素ずれて重畳した場合の大画像の明るさの分布を示す図である。
【0012】
各投影器201A,201Bからそれぞれ投射される光束215A,215Bの一部が遮光板203で遮られ、遮光板203の影216A,216Bにあたる部分では光量が低下し、隣接する2つの画像の重畳部分の光量がそれぞれ低下して、大画像の光量分布が均一に近づく。
【0013】
しかしながら、このように、遮光板203を使用して重畳部分の光量を調節すると、大画像における重畳部分の光量の分布を所望の分布に設定しにくく、例えば図13に示すように、隣接する2つの画像が1画素ずれて重畳した場合(本来16画素の重畳部分が17画素になっている場合)には、重畳部分の端部に光量のピークが生じたりする。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディスプレイ装置は以上のように構成されているので、画像信号に対する電気的な補正で重畳部分の明るさの分布を目標分布に近づける場合、重畳部分の画素数が少ないと、重畳部分の明るさの分布が階段状の分布になり、重畳部分が目立ち易いなどの課題があった。
【0015】
また、遮光板で重畳部分の明るさの分布を目標分布に近づける場合、目標分布に対して良好な精度の分布を得ることが困難であり、重畳部分が目立ち易いなどの課題があった。
【0016】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、隣接する画像との重畳部分の明るさを所定の滑らかな分布で光学的に減衰させて重畳部分の明るさを平滑するとともに、各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整するようにして、重畳部分の明るさの分布を正確に目標分布に合わせることができるディスプレイ装置および画像投影方法を得ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るディスプレイ装置は、各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整する電気的調整手段と、電気的調整手段により微調整された複数の画像信号に対応する画像を投影する複数の投影器と、投影器とスクリーンとの間に設けられ、隣接する画像との重畳部分の明るさを所定の滑らかな分布で光学的に減衰させて重畳部分の明るさを平滑する光学的調整手段とを備えるものである。
【0021】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段として、所定の滑らかな分布の透過率を有するテープを使用したものである。
【0022】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段として、所定の滑らかな分布の透過率で染料を表面に印刷した、または内部に分散したレンズを使用したものである。
【0023】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段として、第1の分布の透過率で染料を表面に印刷した、または内部に分散したレンズと、第2の分布の透過率を有するテープとを使用して、光学的調整手段における透過率の分布を第1の分布および第2の分布に基づいて所定の滑らかな分布とするものである。
【0024】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段としてのテープが透過率の分布の異なる複数の部分を有するものである。
【0025】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段としてのテープを巻回可能であって、テープにおける透過率の分布の異なる複数の部分のうちのいずれかを光路上に配置可能なリールを備えるものである。
【0026】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段としてのテープが光路上の他の光学素子の表面に貼り付けられるようにしたものである。
【0027】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段を光路上において可動としたものである。
【0028】
この発明に係るディスプレイ装置は、光学的調整手段における所定の滑らかな分布を、スクリーンに投影された大画像の各部の明るさが均一にするための各画像についての目標分布を所定の距離だけ画像端の方向にずらした分布としたものである。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図において、1A,1Bは大画像を構成する複数の画像の信号を発生する複数の画像信号発生器であり、2は各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整する平滑装置(電気的調整手段)であり、3A,3Bは平滑装置2により微調整された複数の画像信号に対応する画像を投影する複数の投影器である。
【0033】
4A,4Bは投影器3A,3Bとスクリーン5との間に設けられ、投影器3A,3Bからの画像の光束を平行光に近づけるとともに、表面(入射側および出射側の少なくとも一方の面)に染料を印刷して隣接する画像との重畳部分の明るさを所定の第1の分布で光学的に減衰させて重畳部分の明るさを平滑するフレネルレンズ(光学的調整手段)であり、5は1枚または見かけ上1枚のスクリーンであり、6A,6Bは投影器3A,3Bとスクリーン5との間に設けられ、隣接する画像との重畳部分の明るさを所定の第2の分布で光学的に減衰させて重畳部分の明るさを平滑するテープ(光学的調整手段)である。なお、フレネルレンズ4A,4Bの表面に染料を印刷する代わりに、フレネルレンズ4A,4Bの内部に染料などを分散するようにしてもよい。
【0034】
なお、フレネルレンズ4Aおよびテープ6A、並びにフレネルレンズ4Bおよびテープ6Bにより、各画像7A,7Bの重畳部分の明るさが目標分布としての所定の滑らかな分布で光学的に減衰される。すなわち、第1の分布と第2の分布の積が目標分布となる。したがって第1の分布と第2の分布は両者の積が目標分布になるように任意に選択可能である。また、フレネルレンズ4A,4Bに染料を印刷せずにテープ6A,6Bの透過率の分布を目標分布としてもよい。また、フレネルレンズ4A,4Bに目標分布で染料を印刷し、テープ6A,6Bを設けないようにしてもよい。
【0035】
図2は図1におけるテープ6Aの詳細な構成を示す斜視図である。
11A,11Bは、テープ6Aを構成する透過率の分布の異なる複数の部分であり、12はテープ6Aを巻回可能であって、テープ6Aにおける透過率の分布の異なる複数の部分のうちのいずれかを光路上に配置可能なリールである。なお、部分11Aは所定の第2の分布の透過率を有するものであり、部分11Bは所定の透明な一定の透過率を有するものである。なお、この部分は3以上でもよく、3以上の透過率の分布を設定可能にしてもよい。
【0036】
なお、テープ6Bはテープ6Aと同様に構成されるが、テープ6Bの透過率の分布はテープ6Aの透過率の分布を反転したものになる。
【0037】
また、テープ6A,6Bは、図2に示すようにリール12などの支持部材を使用して固定するようにしてもよいし、フレネルレンズ4A,4Bなどの光路上の他の光学素子の表面に貼り付けるようにしてもよい。さらに、テープ6A,6Bは、薄いほど光路の変動が減少するので、薄いほどよい。
【0038】
次に動作について説明する。
図3は実施の形態1によるディスプレイ装置での、重畳部分における2つの画像7A,7Bおよび大画像8の明るさの分布の一例を示す図であり、図4は図3に示す重畳部分における大画像8の明るさの分布の1次微分値(1/10画素間隔の1次差分値)および2次微分値(1/10画素間隔の2次差分値)の分布を示す図である。
【0039】
画像信号発生器1A,1Bは画像データなどから、大画像を構成する複数の画像の信号を発生し、平滑装置2に供給する。平滑装置2は各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整し、調整後の画像信号を投影器3A,3Bに供給する。このとき平滑装置2では、フレネルレンズ4A,4B、テープ6A,6Bなどの光学的調整手段による重畳部分の明るさの分布の調整が補完され、大画像8における重畳部分の明るさの分布がより均一かつ滑らかになるように微調整される。
【0040】
投影器3A,3Bは平滑装置2により微調整された画像信号に対応する画像の光束を出射する。投影器3Aから出射された光束は、フレネルレンズ4Aにより平行光に近づけられ、テープ6Aを介してスクリーン5に到達し、画像7Aとなる。同様に、投影器3Bから出射された光束は、フレネルレンズ4Bにより平行光に近づけられ、テープ6Bを介してスクリーン5に到達し、画像7Bとなる。
【0041】
このとき、投影器3Aから出射された光束のうちの重畳部分の光量は、まず、フレネルレンズ4Aに所定の第1の分布で印刷された染料によりその第1の分布で光学的に減衰され、さらにテープ6Aにより所定の第2の分布で光学的に減衰され、総合的に、所定の滑らかな分布で光学的に減衰される。このときの所定の滑らかな分布は、重畳部分において、所定の次数までの微分値がそれぞれ所定の範囲内である分布とする。今の場合、所定の滑らかな分布は、1画素の幅を長さ1としたときの画面端からの距離xにおける透過率をyとし、重畳部分の画素数をnとしたとき、次式で表わされる分布とする。なお、投影器3Bから出射された光束についても同様である。ただし、所定の滑らかな分布は反転したものとなる。
【0042】
n=16の場合、この式に基づく分布で減衰された重畳部分における各画像7A,7Bの明るさおよび大画像8の明るさは図3に示すようになる。また、この大画像8における重畳部分の明るさの1次微分値および2次微分値は図4に示すようになり、1次微分値の絶対値が0.5以下になり、2次微分値の絶対値が約0.35以下になる。
【0043】
次に、テープ6A,6Bの配置について説明する。
テープ6A,6Bは、濃淡の方向が画像7A,7Bの配列方向に合わせられ、リール12により引き張りした状態で配置される。また、大画像8を表示する際には所定の第2の分布の透過率を有する部分11Aが光路上に配置され、個々の画像の明るさの調整を実行する場合には、透明な部分11Bが光路上に配置される。
【0044】
そして、画像7A,7Bの配列方向におけるテープ6A,6Bの位置調整は、リール12およびテープ6A,6B全体を図示せぬ機構により移動させることにより実行され、それに対して垂直な方向におけるテープ6A,6Bの位置調整は、リール12の巻回の度合いで実行される。また、テープ6A,6Bが固定されるリール12の軸を可動とし、テープ6A,6Bを画像7A,7Bの配列方向に移動させるようにしてもよい。
【0045】
なお、テープ6A,6Bの透過率の第2の分布をテープ6A,6Bの長手方向に形成するようにしてもよく、その場合には、画像7A,7Bの配列方向におけるテープ6A,6Bの位置調整はリール12の巻回の度合いで実行され、それに対して垂直な方向におけるテープ6A,6Bの位置調整は、リール12およびテープ6A,6B全体を図示せぬ機構により移動させることにより実行される。
【0046】
以上のように、この実施の形態1によれば、各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整し、微調整した複数の画像信号に対応する画像を投影し、隣接する画像との重畳部分の明るさを所定の滑らかな分布で光学的に減衰させて重畳部分の明るさを平滑するようにしたので、重畳部分の明るさの分布を正確に目標分布に合わせることができるという効果が得られる。
【0047】
また、この実施の形態1によれば、例えば式(1)に基づき、所定の滑らかな分布を、重畳部分において所定の次数まで(今の場合、2次まで)の微分値がそれぞれ所定の範囲内である分布としたので、重畳部分における明るさの分布を確実に滑らかにすることができるという効果が得られる。特に、式(1)のように2の平方根の平方根の累乗に基づいて分布を選択することにより、2次微分値を低くすることができる。すなわち、各微分値の絶対値が小さくなると連続性が高くなるとともに滑らかな輝度変化となるので、輝度段差が認識されにくくなる。
【0048】
さらに、この実施の形態1によれば、光学的調整手段として所定の滑らかな分布の透過率を有するテープ6A,6Bを使用したので、配置を簡単に調整することができるとともに、スクリーン5のサイズや位置などの変更に応じて透過率の分布を変更したい場合にテープ6A,6Bを交換すればよく、簡単に装置の設定変更を実行することができるという効果が得られる。また、同一のテープを複数作成して裏返してテープ6Aとテープ6Bとのいずれかとして使用することで、透過率分布が互いに反転した関係にあるテープ6A,6Bを精度良く簡単に作成することができるとともに、量産にも向くという効果が得られる。
【0049】
さらに、この実施の形態1によれば、光学的調整手段として所定の滑らかな分布の透過率で染料を表面に印刷した、または内部に分散したフレネルレンズ4A,4Bを使用したので、従来の製造技術に基づいて簡単かつ安価で所望の透過率分布の光学的調整手段を実現することができるという効果が得られる。
【0050】
さらに、この実施の形態1によれば、テープ6A,6Bに透過率の分布の異なる複数の部分を設けたので、透明な部分を設ければ個々の画像の明るさの調整を簡単に実行することができ、異なる滑らかな分布の部分を設ければ、スクリーン5のサイズや位置などの変更に応じて透過率の分布を簡単に変更することができるという効果が得られる。
【0051】
さらに、この実施の形態1によれば、テープ6A,6Bを光路上において可動な状態で配置しているので、透過率分布と重畳部分との位置関係を簡単に調整することができるという効果が得られる。
【0052】
なお、光学的調整手段として、染料を印刷したフレネルレンズ4A,4Bやテープ6A,6Bといった減光手段を使用したが、光学的インテンシファイヤなどの増光手段を使用してもよく、また、ライトバルブではなくて透明基板への印刷または色素の分散で減光してもよく、同等の効果が得られる。さらに、平滑装置2での処理はハードウェア処理として実現してもよく、ソフトウェア処理として実現してもよい。
【0053】
実施の形態2.
この発明の実施の形態2によるディスプレイ装置は、テープ6A,6Bなどの光学的調整手段における透過率の分布を目標分布から所定の距離(実施の形態2では0.5画素程度)だけ画像端の方向にずらした分布としたものである。なお、このようにするには、例えば実施の形態1におけるテープ6A,6Bをその所定の距離だけ移動させればよい。なお、その他の構成要素については実施の形態1によるものと同様であるので、その説明を省略する。
【0054】
次に動作について説明する。
図5は画素の出力分布、平滑装置2による電気的調整分布、光学系調整手段による光学的調整分布および目標分布の関係を示す図である。図6は実施の形態2によるディスプレイ装置での、重畳部分における2つの画像および大画像の明るさの分布の一例を示す図である。
【0055】
この実施の形態2においては、例えば図5に示すように、フレネルレンズ4A,4Bやテープ6A,6Bなどの光学的調整手段による透過率の分布を目標分布から画面端に0.5画素程度ずらした分布となっているので、各画像7A,7Bにつき0.5画素ずつずれるため本来16画素の重畳部分が17画素になり、スクリーン5に投影される重複部分の画像の明るさの分布は、図6に示すようになる。
【0056】
そして、光学的調整手段による透過率の分布と目標分布との差異に起因する明るさのずれは平滑装置2による電気的調整で低減され、スクリーン5に投影される画像は均一に近づく。
【0057】
なお、その他の動作については実施の形態1によるものと同様であるので、その説明を省略する。
【0058】
以上のように、この実施の形態2によれば、テープ6A,6Bなどの光学的調整手段における透過率の所定の滑らかな分布を、目標分布を所定の距離だけ画面端にずらした分布としたので、重畳部分の明るさの分布を平滑しつつ、平滑装置2での電気的な微調整による重畳部分の明るさの分布の調整が容易になり、光学的調整手段の誤差の余裕度が高くなるという効果が得られる。
【0059】
また、この実施の形態2によれば、画像端の方向に目標分布をずらせば上記効果が得られるが、特に0.5画素分だけ画像端の方向ずらすことにより効果が顕著になる。さらに、1〜2画素のずれであれば、上記効果が十分得られるとともに、重畳部分の明るさの分布が十分に平滑される。
【0060】
実施の形態3.
図7はこの発明の実施の形態3によるディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。図において、21はスクリーン5に投影された画像を撮影し、その画像の明るさを測定するカメラ(測定手段)であり、22はカメラ21により測定された重畳部分の明るさに基づいて、スクリーン5に投影された大画像の各部の明るさが均一になるように平滑装置2における電気的補正特性を制御する制御手段である。なお、図7におけるその他の構成要素については実施の形態1によるものと同様であるので、その説明を省略する。
【0061】
次に動作について説明する。
この実施の形態3によるディスプレイ装置では、カメラ21がスクリーン5に投影された大画像8を撮影して重畳部分の明るさを測定し、制御手段22に通知する。制御手段22はその重畳部分の明るさに基づいて、平滑装置2において各画像7A,7Bの重畳部分に対する電気的補正特性を制御して、スクリーン5に投影された大画像の各部の明るさが均一になるようにする。
【0062】
なお、その他の動作については実施の形態1によるものと同様であるので、その説明を省略する。また、実施の形態2によるディスプレイ装置に、カメラ21および制御手段22を追加するようにしてもよい。
【0063】
以上のように、この実施の形態3によれば、スクリーンに投影された画像の明るさを測定し、測定した重畳部分の明るさに基づいて、スクリーンに投影された大画像の各部の明るさが均一になるように平滑装置2を制御するようにしたので、自動的に重畳部分の明るさを調整することができ、平滑装置2の電気的補正特性を調整する手間を省くことができるという効果が得られる。
【0064】
なお、上記実施の形態では、大画像を構成する画像の数が2であるが、3以上でも勿論よい。その場合、画像の数と同数の投影器などを設ける。
【0065】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、隣接する画像との重畳部分の明るさを所定の滑らかな分布で光学的に減衰させて重畳部分の明るさを平滑するとともに、各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整するようにしたので、重畳部分の明るさの分布を正確に目標分布に合わせることができるという効果がある。
【0067】
この発明によれば、光学的調整手段として、所定の滑らかな分布の透過率を有するテープを使用したので、配置を簡単に調整することができるとともに、スクリーンのサイズや位置などの変更に応じて透過率の分布を変更したい場合にテープを交換すればよく、簡単に装置の設定変更を実行することができるという効果がある。また、同一のテープを複数作成して裏返して隣接する画像に使用するテープのいずれかとして使用することで、透過率分布が互いに反転した関係にあるテープを精度良く簡単に作成することができるとともに、量産にも向くという効果がある。
【0068】
この発明によれば、光学的調整手段として、所定の滑らかな分布の透過率で染料を表面に印刷した、または内部に分散したレンズを使用したので、従来の製造技術に基づいて簡単かつ安価で所望の透過率分布の光学的調整手段を実現することができるという効果がある。
【0069】
この発明によれば、光学的調整手段としてのテープが、透過率の分布の異なる複数の部分を有するので、透明な部分を設ければ個々の画像の明るさの調整を簡単に実行することができ、異なる滑らかな分布の部分を設ければ、スクリーンのサイズや位置などの変更に応じて透過率の分布を簡単に変更することができるという効果がある。
【0070】
この発明によれば、光学的調整手段を光路上において可動としたので、透過率分布と重畳部分との位置関係を簡単に調整することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1におけるテープの詳細な構成を示す斜視図である。
【図3】 実施の形態1によるディスプレイ装置での、重畳部分における2つの画像および大画像の明るさの分布の一例を示す図である。
【図4】 図3に示す重畳部分における大画像の明るさの分布の1次微分値(1/10画素間隔の1次差分値)および2次微分値(1/10画素間隔の2次差分値)の分布を示す図である。
【図5】 画素の出力分布、平滑装置による電気的調整分布、光学系調整手段による光学的調整分布および目標分布の関係を示す図である。
【図6】 実施の形態2によるディスプレイ装置での、重畳部分における2つの画像および大画像の明るさの分布の一例を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態3によるディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
【図8】 従来のディスプレイ装置を示すブロック図である。
【図9】 重畳部分の明るさの目標分布と平滑装置による電気的補正分布との関係を示す図である。
【図10】 隣接する2つの画像が1画素ずれて重畳した場合の大画像の明るさの分布を示す図である。
【図11】 隣接する2つの画像が0.5画素ずれて重畳した場合の大画像の明るさの分布を示す図である。
【図12】 他の従来のディスプレイ装置を示す図である。
【図13】 隣接する2つの画像が1画素ずれて重畳した場合の大画像の明るさの分布を示す図である。
【符号の説明】
2 平滑装置(電気的調整手段)、3A,3B 投影器、4A,4B フレネルレンズ(光学的調整手段)、5 スクリーン、6A,6B テープ(光学的調整手段)、7A,7B 画像、8 大画像、12 リール、21 カメラ(測定手段)、22 制御手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device and an image projection method for displaying a single large image by superimposing a part of a plurality of images on a screen.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional display device described in, for example, JP-A-5-300452. In the figure,
[0003]
Next, the operation will be described.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the target distribution of brightness of the superimposed portion and the electrical correction distribution by the
[0004]
Images projected from the
[0005]
Therefore, in order to remove the bright band or seam that occurs in the overlapping portion of the two images, the brightness of the overlapping portion in each image is attenuated by the
[0006]
When processing by multiple special effect generators with uniform characteristics is applied to the overlapping part of multiple images, the brightness of the overlapping part approaches the brightness of the non-overlapping part of each image. It is possible to make the brightness of the superimposed portion the same as the brightness of the non-superimposed portion of each image.
[0007]
However, when each image signal processed by the
[0008]
As described above, since the brightness distribution of the superimposed portion of each image is a stepwise distribution, if the number of pixels of the superimposed portion (16 in FIG. 9) is small, the brightness of the superimposed portion in the large image (that is, the adjacent image). The distribution of the sum of the brightness is conspicuous in a staircase pattern. Further, in this case, for example, as shown in FIG. 11, when a shift of 0.5 pixels occurs in the overlapped portion, the brightness of the overlapped portion in the large image becomes conspicuous and becomes conspicuous.
[0009]
Similar conventional display devices are described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-195984, 3-85879, 4-269793, and the like.
[0010]
Next, FIG. 12 is a diagram showing another conventional display device described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-103286. In the figure, 201A and 201B are a plurality of projectors that superimpose a part of a plurality of images corresponding to a plurality of image signals and project the plurality of images as one large image on the
[0011]
Next, the operation will be described.
FIG. 13 is a diagram illustrating the brightness distribution of a large image when two adjacent images are superimposed with a shift of one pixel.
[0012]
A part of the
[0013]
However, when the light amount of the overlapping portion is adjusted using the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional display device is configured as described above, when the brightness distribution of the superimposed portion is brought close to the target distribution by electrical correction on the image signal, the brightness of the superimposed portion is reduced if the number of pixels in the superimposed portion is small. There is a problem that the distribution of height becomes a stepped distribution and the overlapped portion is easily noticeable.
[0015]
Further, when the brightness distribution of the overlapped portion is made close to the target distribution with the light shielding plate, it is difficult to obtain a distribution with good accuracy with respect to the target distribution, and there is a problem that the overlapped portion is easily noticeable.
[0016]
The present invention has been made to solve the above-described problems. The brightness of the overlapping portion with the adjacent image is optically attenuated with a predetermined smooth distribution to smooth the brightness of the overlapping portion. The brightness distribution of the superimposed portion of each image signal corresponding to each image is finely adjusted electrically so as to accurately match the brightness distribution of the superimposed portion with the target distribution. It is an object to obtain a display device and an image projection method that can be used.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The display device according to the present invention electrically adjusts the brightness of the overlapping portion of each image signal corresponding to each image with an adjacent image, and finely adjusts the electrical adjustment means. A plurality of projectors for projecting images corresponding to the plurality of image signals, and between the projector and the screen, the brightness of the overlapping portion with the adjacent image is optically distributed with a predetermined smooth distribution And an optical adjustment unit that attenuates and smoothes the brightness of the superimposed portion.
[0021]
The display device according to the present invention uses a tape having a predetermined smooth distribution of transmittance as the optical adjustment means.
[0022]
The display device according to the present invention uses, as an optical adjusting means, a lens on which a dye is printed on the surface with a predetermined smooth distribution of transmittance or dispersed inside.
[0023]
The display device according to the present invention uses, as an optical adjustment means, a lens having a dye printed on the surface with a first distribution of transmittance or dispersed therein, and a tape having a second distribution of transmittance. Thus, the transmittance distribution in the optical adjustment means is set to a predetermined smooth distribution based on the first distribution and the second distribution.
[0024]
In the display device according to the present invention, the tape as the optical adjusting means has a plurality of portions having different transmittance distributions.
[0025]
A display device according to the present invention includes a reel capable of winding a tape as an optical adjusting means and capable of arranging any one of a plurality of portions having different transmittance distributions on the optical path. It is.
[0026]
The display device according to the present invention is such that a tape as an optical adjusting means is attached to the surface of another optical element on the optical path.
[0027]
In the display device according to the present invention, the optical adjustment means is movable on the optical path.
[0028]
According to the display device of the present invention, the predetermined smooth distribution in the optical adjustment means is obtained by setting the target distribution for each image for making the brightness of each part of the large image projected on the screen uniform by a predetermined distance. The distribution is shifted in the direction of the edges.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
1 is a block diagram showing a configuration of a display device according to
[0033]
4A and 4B are provided between the
[0034]
Note that the brightness of the overlapping portion of the
[0035]
FIG. 2 is a perspective view showing a detailed configuration of the
[0036]
The
[0037]
Further, the
[0038]
Next, the operation will be described.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the brightness distribution of the two
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
At this time, the light amount of the overlapping portion of the luminous flux emitted from the projector 3A is first optically attenuated with the first distribution by the dye printed with the predetermined first distribution on the
[0042]
When n = 16, the brightness of the
[0043]
Next, the arrangement of the
The tapes 6 </ b> A and 6 </ b> B are arranged in a state where the light and dark directions are aligned with the arrangement direction of the images 7 </ b> A and 7 </ b> B and are stretched by the
[0044]
The position adjustment of the
[0045]
The second distribution of the transmittance of the
[0046]
As described above, according to the first embodiment, among the image signals corresponding to each image, the brightness of the overlapping portion with the adjacent image is electrically finely adjusted, and a plurality of finely adjusted images are obtained. Since the image corresponding to the signal is projected and the brightness of the superimposed portion with the adjacent image is optically attenuated with a predetermined smooth distribution to smooth the brightness of the superimposed portion, the brightness of the superimposed portion It is possible to obtain the effect of accurately matching the distribution of the target distribution with the target distribution.
[0047]
Further, according to the first embodiment, for example, based on the formula (1), the differential value of the predetermined smooth distribution up to the predetermined order (in this case, up to the second order) in the overlapping portion is in the predetermined range. Therefore, the brightness distribution in the overlapping portion can be surely smoothed. In particular, the secondary differential value can be lowered by selecting the distribution based on the power of the square root of 2 as shown in Equation (1). That is, when the absolute value of each differential value becomes small, the continuity becomes high and the luminance changes smoothly, so that the luminance step is hardly recognized.
[0048]
Furthermore, according to the first embodiment, since the
[0049]
Further, according to the first embodiment, since the
[0050]
Further, according to the first embodiment, since the plurality of portions having different transmittance distributions are provided on the
[0051]
Further, according to the first embodiment, since the
[0052]
As optical adjustment means, dimming means such as
[0053]
In the display device according to the second embodiment of the present invention, the transmittance distribution in the optical adjusting means such as the
[0054]
Next, the operation will be described.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship among the pixel output distribution, the electrical adjustment distribution by the smoothing
[0055]
In the second embodiment, for example, as shown in FIG. 5, the transmittance distribution by optical adjusting means such as
[0056]
And the brightness | luminance shift resulting from the difference of the transmittance | permeability distribution by an optical adjustment means and target distribution is reduced by the electrical adjustment by the smoothing
[0057]
Since other operations are the same as those according to the first embodiment, description thereof is omitted.
[0058]
As described above, according to the second embodiment, the predetermined smooth distribution of transmittance in the optical adjusting means such as the
[0059]
Further, according to the second embodiment, the above-described effect can be obtained by shifting the target distribution in the direction of the image edge, but the effect becomes particularly remarkable by shifting the direction of the image edge by 0.5 pixels. Furthermore, if the shift is 1 to 2 pixels, the above effect is sufficiently obtained, and the brightness distribution of the overlapped portion is sufficiently smoothed.
[0060]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a display device according to
[0061]
Next, the operation will be described.
In the display device according to the third embodiment, the
[0062]
Since other operations are the same as those according to the first embodiment, description thereof is omitted. Further, the
[0063]
As described above, according to the third embodiment, the brightness of the image projected on the screen is measured, and the brightness of each part of the large image projected on the screen is measured based on the measured brightness of the superimposed portion. Since the
[0064]
In the above embodiment, the number of images constituting a large image is two, but may be three or more. In that case, as many projectors as the number of images are provided.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the brightness of the superimposed portion with the adjacent image is optically attenuated with a predetermined smooth distribution to smooth the brightness of the superimposed portion, and each image corresponding to each image Since the brightness of the overlapping portion of the image signal with the adjacent image is electrically finely adjusted, the brightness distribution of the overlapping portion can be accurately adjusted to the target distribution.
[0067]
According to the present invention, since the tape having the transmittance of the predetermined smooth distribution is used as the optical adjustment means, the arrangement can be easily adjusted and the screen size and position can be changed according to the change. It is only necessary to replace the tape when it is desired to change the transmittance distribution, and the apparatus setting can be easily changed. In addition, by creating a plurality of identical tapes and turning them over and using them as one of the tapes used for adjacent images, it is possible to easily and accurately create tapes whose transmittance distributions are reversed with respect to each other. This is effective for mass production.
[0068]
According to the present invention, as the optical adjustment means, a lens on which the dye is printed on the surface with a predetermined smooth distribution of transmittance or dispersed therein is used, so that it is simple and inexpensive based on the conventional manufacturing technology. There is an effect that an optical adjustment means of a desired transmittance distribution can be realized.
[0069]
According to the present invention, the tape as the optical adjustment means has a plurality of portions having different transmittance distributions. Therefore, if a transparent portion is provided, the brightness of each image can be easily adjusted. If different smooth distribution portions are provided, there is an effect that the transmittance distribution can be easily changed in accordance with changes in the size and position of the screen.
[0070]
According to the present invention, since the optical adjustment means is movable on the optical path, there is an effect that the positional relationship between the transmittance distribution and the overlapping portion can be easily adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a display device according to
2 is a perspective view showing a detailed configuration of the tape in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of brightness distribution of two images and a large image in a superimposed portion in the display device according to the first embodiment.
4 is a first differential value (primary difference value at 1/10 pixel intervals) and a second differential value (secondary difference at 1/10 pixel intervals) of the brightness distribution of a large image in the overlapping portion shown in FIG. 3; It is a figure which shows distribution of a value.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship among a pixel output distribution, an electrical adjustment distribution by a smoothing device, an optical adjustment distribution by an optical system adjustment unit, and a target distribution.
6 is a diagram illustrating an example of brightness distribution of two images and a large image in a superimposed portion in the display device according to
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a display device according to
FIG. 8 is a block diagram illustrating a conventional display device.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a target distribution of brightness of an overlapped portion and an electrical correction distribution by a smoothing device.
FIG. 10 is a diagram illustrating a brightness distribution of a large image when two adjacent images are superimposed with a shift of one pixel.
FIG. 11 is a diagram illustrating a brightness distribution of a large image when two adjacent images are superimposed with a shift of 0.5 pixels.
FIG. 12 is a view showing another conventional display device.
FIG. 13 is a diagram illustrating a brightness distribution of a large image when two adjacent images are superimposed with a shift of one pixel.
[Explanation of symbols]
2 Smoothing device (electrical adjustment means), 3A, 3B projector, 4A, 4B Fresnel lens (optical adjustment means), 5 screen, 6A, 6B tape (optical adjustment means), 7A, 7B images, 8 large images , 12 reels, 21 cameras (measuring means), 22 control means.
Claims (7)
各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整する電気的調整手段と、
前記電気的調整手段により微調整された複数の画像信号に対応する画像を投影する複数の投影器と、
前記投影器と前記スクリーンとの間に設けられ、隣接する画像との前記重畳部分の明るさを所定の滑らかな分布で光学的に減衰させて前記重畳部分の明るさを平滑する光学的調整手段とを備え、
前記光学的調整手段は、所定の滑らかな分布の透過率で染料を表面に印刷した、または内部に分散したレンズである
ことを特徴とするディスプレイ装置。In a display device that displays a single large image by superimposing a part of a plurality of images on a screen,
Electrical adjustment means for electrically fine-tuning the brightness of the overlapping portion with the adjacent image of each image signal corresponding to each image;
A plurality of projectors for projecting images corresponding to a plurality of image signals finely adjusted by the electrical adjustment means;
Optical adjustment means provided between the projector and the screen and optically attenuating the brightness of the superimposed portion with an adjacent image with a predetermined smooth distribution to smooth the brightness of the superimposed portion. And
The optical adjustment means is a lens in which a dye is printed on the surface with a predetermined smooth distribution of transmittance or dispersed inside.
A display device.
各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整する電気的調整手段と、
前記電気的調整手段により微調整された複数の画像信号に対応する画像を投影する複数の投影器と、
前記投影器と前記スクリーンとの間に設けられ、隣接する画像との前記重畳部分の明るさを所定の滑らかな分布で光学的に減衰させて前記重畳部分の明るさを平滑する光学的調整手段とを備え、
前記光学的調整手段は、第1の分布の透過率で染料を表面に印刷した、または内部に分散したレンズと、第2の分布の透過率を有するテープとを有し、前記第1の分布および第2の分布に基づいて所定の滑らかな分布の透過率を有する
ことを特徴とするディスプレイ装置。 In a display device that displays a single large image by superimposing a part of a plurality of images on a screen,
Electrical adjustment means for electrically fine-tuning the brightness of the overlapping portion with the adjacent image of each image signal corresponding to each image;
A plurality of projectors for projecting images corresponding to a plurality of image signals finely adjusted by the electrical adjustment means;
Optical adjustment means provided between the projector and the screen and optically attenuating the brightness of the superimposed portion with an adjacent image with a predetermined smooth distribution to smooth the brightness of the superimposed portion. And
The optical adjustment means includes a lens having a dye printed on its surface with a transmittance of a first distribution or dispersed therein, and a tape having a transmittance of a second distribution, and the first distribution. and a display device you characterized by having a transmissivity of a predetermined smooth distribution based on the second distribution.
ことを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。Tapes as an optical adjusting means, a display device according to claim 1, wherein a plurality of different parts of the distribution of transmittance.
ことを特徴とする請求項3記載のディスプレイ装置。A possible tape winding as optical adjustment means, according to claim 3, characterized in that it comprises a reel that can be located in the optical path to any of the different parts of the distribution of transmittance in the tape The display device described.
各画像に対応する各画像信号のうちの、隣接する画像との重畳部分の明るさを電気的に微調整する電気的調整手段と、
前記電気的調整手段により微調整された複数の画像信号に対応する画像を投影する複数の投影器と、
前記投影器と前記スクリーンとの間に設けられ、隣接する画像との前記重畳部分の明るさを所定の滑らかな分布で光学的に減衰させて前記重畳部分の明るさを平滑する光学的調整手段と、
前記光学的調整手段は、所定の滑らかな分布の透過率を有するテープであり、透過率の分布の異なる複数の部分を有し、テープを巻回可能であって、前記テープにおける透過率の分布の異なる複数の部分のうちのいずれかを光路上に配置可能なリールを備える
ことを特徴とするディスプレイ装置。 In a display device that displays a single large image by superimposing a part of a plurality of images on a screen,
Electrical adjustment means for electrically fine-tuning the brightness of the overlapping portion with the adjacent image of each image signal corresponding to each image;
A plurality of projectors for projecting images corresponding to a plurality of image signals finely adjusted by the electrical adjustment means;
Optical adjustment means provided between the projector and the screen and optically attenuating the brightness of the superimposed portion with an adjacent image with a predetermined smooth distribution to smooth the brightness of the superimposed portion. When,
The optical adjusting means is a tape having a predetermined smooth distribution of transmittance, has a plurality of portions having different transmittance distributions, can be wound around the tape, and the transmittance distribution in the tape A reel capable of arranging any of a plurality of different parts on the optical path
A display device.
ことを特徴とする請求項1記載のディスプレイ装置。Tapes as an optical adjusting means, a display device according to claim 1, characterized in that it is attached to the surface of the other optical elements of the optical path.
ことを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載のディスプレイ装置。Optical adjusting means, a display device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the optical path is movable.
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