JP3706264B2 - Projection type multi-screen display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の画面を組み合わせる投射型ディスプレイ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、超高精細な投射型ディスプレイを実現する方法として画面を複数の小ブロックに分けて、それぞれに投射装置を用いる方法(以下マルチ画面方式と呼ぶ)がある。図1にマルチ画面方式の例を示す。この図では投射装置2が3台描かれているが、実際は上下左右に並べるので2×3や3×3個の投射装置2を積み重ねる。これらの出射光3はスクリーン1上で組み合わされて1つの画面を構成する。1台の投射装置が1000×1000画素でそれぞれを3×3台並べるならば、3000×3000画素となり超高精細なディスプレイが実現される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようにマルチ画面方式で超高精細ディスプレイを実現できるが、各投射装置2の画面のつなぎ目が画質妨害となる。これは各投射装置間の微妙な明るさや色の違い、微小な位置ずれ、画面上で生じるつなぎ目の線などが非常に目立ってしまうからである。
【0004】
そこで本発明の目的は、上述のつなぎ目の課題が解消された超高精細なディスプレイの実現可能な、投射型マルチ画面ディスプレイ装置を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明投射型マルチ画面ディスプレイ装置は、複数の投射型ディスプレイ素子を組み合わせて一画面を表示するディスプレイ装置において、低解像度でかつ高輝度な第1の投射型ディスプレイ素子と、前記第1の投射型ディスプレイ素子より高解像度でかつより低輝度の複数の第2の投射型ディスプレイ素子とを空間的に並べて、前記第1の投射型ディスプレイ素子による投射光と前記第2の投射型ディスプレイ素子による投射光とをスクリーン上で重畳させることにより、高解像度の画面を得るよう構成したことを特徴とするものである。
ここで、前記第1の投射型ディスプレイ素子は低解像度の1枚構成の液晶ライトバルブであり、前記第2の投射型ディスプレイ素子は前記第1の投射型ディスプレイ素子の液晶ライトバルブより小さな面積でかつより高解像度の液晶ライトバルブであることが好ましい。
【0006】
また、本発明の好適な実施態様は、当該ディスプレイ装置がさらに、入力映像信号を低周波数成分からなる低解像度信号成分と高周波数成分からなる高解像度信号成分とに分離する手段と、前記低解像度信号成分を前記第1の投射型ディスプレイ素子に供給する手段と、前記高解像度信号成分を前記第2の投射型ディスプレイ素子に供給する手段とを具備することを特徴とするものである。
【0007】
ここで前記分離する手段は、前記第1の投射型ディスプレイ素子の各画素に対応する前記第2の投射型ディスプレイ素子の複数の画素のそれぞれに対応する入力映像信号のなかで最小値を前記低解像度信号成分として出力する最小値出力回路と、該最小値出力回路の出力を前記入力映像信号から減算する減算回路と、該減算回路の出力から前記第2の投射型ディスプレイ素子に供給する前記高解像度信号成分からなる映像信号を作り出す走査変換回路とを具備していることが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照し実施例により本発明の実施の形態を詳細に説明するが、それに先立ち図2を用いて本発明の原理を説明する。
図1で使用している投射装置2のほかに高輝度投射装置4を用い、例えば正面から見て図2(a)のように配置する。これは通常の投射装置2の3×4台と高輝度投射装置4を1台使用しており、高輝度投射装置4は図2(b)に側面図で示すとおり全画面を投射している。
【0009】
各投射装置の入力信号について説明する。便宜上高輝度投射装置4は投射装置2と同じ画素数を持っているとする。さらに説明上、投射装置2の画素数を1000×1000とする。このとき、全画面の解像度は4000×3000で、高輝度投射装置4は1000×1000なのでスクリーン上ではこの高輝度投射装置4の1画素は投射装置2の4×3画素分の面積を占めることになる。
【0010】
次に、信号処理について説明する。基本的には、入力の映像信号はいろいろの周波数成分を有しており、その低周波数成分を高輝度投射装置4で、残りの高周波数成分を複数の投射装置2で投射するという考え方である。しかし、例えば図3のように単純に入力映像信号5を低域周波数通過回路6を介して高輝度投射装置4用の映像信号9を得、減算回路7を介してそれと入力映像信号5の差をつくり走査変換回路8により投射装置2用の映像信号10を作り出す方法では、次に述べるような問題が生じる。
【0011】
なお、入力映像信号は図2の例では4000×3000画素、高輝度投射装置4用の映像信号9は1000×1000画素、走査変換回路8の入力は4000×3000画素で、これを走査変換回路8により小画面に分割し各投射装置2へ送るための信号10を作り出す。
前述の問題とは、図3による構成では例えば入力映像信号5が図4(a)ならば図4(b),(c)(それぞれ回路6の出力、回路7の出力)に示す信号が得られるが、図に示すように図4(c)では負の成分が生じてしまうことになる。図4(c)で負の成分が生じると、投射装置2用の映像信号10(図4(d))も負の成分を含むが、負の光は存在しないため、正確な再現ができないこととなる。
【0012】
そこで、本発明では図5に示すように低域周波数通過回路6の代わりに最小値出力回路11を用いる。これは高輝度投射装置4の各画素に対応する低輝度投射装置2の複数の画素のそれぞれに対応する入力映像信号5の中で、一番小さい値を高輝度投射装置4の対応画素の信号として出力するもので、これを用いると図6のように投射装置2へ送る信号10は負の成分を持たないため正確な再現ができる。
【0013】
なお、この最小値出力回路11の構成例を図7に示す。この例は上述の例と同様に4000×3000画素の入力から1000×1000画素の出力信号を作るときに用いるものである。入力映像信号5を1画素遅延回路12と1走査線遅延回路13とを組み合わせて4画素×3走査線分の映像信号を抜き出し、それを比較回路14で比較して最小値を出力し、さらに4画素×3走査線の時間保持をして1000×1000画素にするためのホールド回路15を有している。ホールド回路15は水平については4画素、垂直については3走査線の時間だけ信号を保持するが、そのためにホールド回路15には水平には4画素ごと垂直には3走査線ごとにクロック16が送られる。すなわち、ホールド回路15では、比較回路14の出力信号を4画素ごとに取り出してその期間ホールドし、この操作を3走査線ごとに行うとともに操作を行った走査線のホールド信号を3走査線分に時間軸伸長して1000×1000画素の出力信号を得ている。
本発明ディスプレイ装置に係る第1の実施の形態の構成例はすでに図示した図2に示され、図2における映像信号処理回路の構成ブロック線図は図5である。
【0014】
本発明の第2の実施の形態の構成例を図8に示す。これは液晶ライトバルブを2枚用いて構成する例であり、この図はモノクロ用なのでカラーにする場合はこれと同じ物を各色につき計3システム用意する。図8では、低解像度液晶ライトバルブ17と高解像度液晶ライトバルブ18を用いている。これらに偏光板25で偏光させた読み出し光21を照射して得られるそれらの出力光、つまり高解像度出力光22と低解像度出力光23をハーフミラー19で合成し、偏光板25を介した後投射レンズ20から最終的な出力光24を得ている。各液晶ライトバルブは図9のように、低解像度液晶ライトバルブ17は1枚構成であるが、高解像度液晶ライトバルブ18は小面積液晶ライトバルブ26を複数個組み合わせたものである。
【0015】
本発明の第3の実施の形態の構成例を図10に示す。これは高解像度液晶ライトバルブ18を複数枚、この例では2枚の高解像度液晶ライトバルブ27と高解像度液晶ライトバルブ28に分けて持つもので、ハーフミラー19で合成される。各高解像度液晶ライトバルブの構成例を図11に示す。このように分けることにより、小面積液晶ライトバルブ26の配線に必要な領域を余裕を持って確保することができる。
【0016】
以上いくつかの実施の形態により本発明について説明してきたが、本発明はこれらに限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨内で各種の変形、変更の可能なことは自明であろう。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、より低解像度で全画面をカバーする高輝度の投射型ディスプレイ素子と、より高解像度で低輝度の複数の投射型ディスプレイ素子(1台では全画面をカバーできないため複数台を並べて用いる)を組み合わせた投射型マルチ画面ディスプレイを提供している。これにより全画面にわたって明るさが均一で、画面のつなぎ目が目立たない高輝度、高解像度の投射型マルチ画面ディスプレイを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の投射型マルチ画面ディスプレイの構成例を示す。
【図2】 (a)は本発明第1の実施の形態における投射装置の配置例を示し、(b)は同じく投射装置とスクリーンとの関係を示す。
【図3】 投射型マルチ画面ディスプレイにおける映像信号処理回路の一例を示す。
【図4】 図3図示処理回路による結果を説明するための図で、(a)は入力映像信号5の入力信号波形、(b)は低域周波数通過回路6の出力信号波形、(c)は減算回路7の出力信号波形、(d)は走査変換回路8の出力信号波形をそれぞれ示す。
【図5】 本発明第1の実施の形態における映像信号処理回路の構成例を示す。
【図6】 図5図示処理回路による結果を説明するための図で、(a)は入力映像信号5の入力信号波形、(b)は最小値出力回路11の出力信号波形、(c)は減算回路7の出力信号波形、(d)は走査変換回路8の出力信号波形をそれぞれ示す。
【図7】 本発明第1の実施の形態における最小値出力回路の構成例を示す。
【図8】 本発明第2の実施の形態の構成例を示す。
【図9】 図8図示構成に使用される液晶ライトバルブの構成で、(a)は一枚構成の低解像度液晶ライトバルブ17を、(b)は小面積の高解像度液晶ライトバルブ26を複数個組み合わせた高解像度液晶ライトバルブ18をそれぞれ示す。
【図10】 本発明第3の実施の形態の構成例を示す。
【図11】 図10図示構成に使用される液晶ライトバルブの構成で、(a),(b)は小面積の高解像度液晶ライトバルブ26を複数個組み合わせた2種類の高解像度液晶ライトバルブ(a)27、(b)28をそれぞれ示す。
【符号の説明】
1 スクリーン
2 投射装置
3 出射光
4 高輝度投射装置
5 入力映像信号
6 低域周波数通過回路
7 減算回路
8 走査変換回路
9 高輝度投射装置4用の信号
10 投射装置2用の信号
11 最小値出力回路
12 1画素遅延回路
13 1走査線遅延回路
14 比較回路
15 ホールド回路
16 ホールド回路用クロック
17 低解像度液晶ライトバルブ
18 高解像度液晶ライトバルブ
19 ハーフミラー
20 投射レンズ
21 読み出し光
22 高解像度出力光
23 低解像度出力光
24 出力光
25 偏光板
26 小面積液晶ライトバルブ
27 高解像度液晶ライトバルブ(a)
28 高解像度液晶ライトバルブ(b)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection display device that combines a plurality of screens.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for realizing an ultra-high-definition projection display, there is a method (hereinafter referred to as a multi-screen method) in which a screen is divided into a plurality of small blocks and each uses a projection device. FIG. 1 shows an example of the multi-screen method. In this figure, three
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, an ultra-high-definition display can be realized by the multi-screen method, but the joint of the screen of each
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a projection type multi-screen display device capable of realizing an ultra-high-definition display in which the above-mentioned joint problem is eliminated.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, a projection multi-screen display device according to the present invention is a display device that displays a single screen by combining a plurality of projection display elements, and a first projection display element that has low resolution and high brightness. A plurality of second projection display elements having higher resolution and lower brightness than the first projection display element are spatially arranged, and the projection light from the first projection display element and the second projection display element It is configured to obtain a high-resolution screen by superimposing the projection light from the projection display element on the screen.
Here, the first projection display element is a low-resolution single-panel liquid crystal light valve, and the second projection display element has a smaller area than the liquid crystal light valve of the first projection display element. In addition, a liquid crystal light valve with higher resolution is preferable.
[0006]
The display device may further comprise means for separating the input video signal into a low resolution signal component comprising a low frequency component and a high resolution signal component comprising a high frequency component, and the low resolution Means for supplying a signal component to the first projection display element and means for supplying the high resolution signal component to the second projection display element.
[0007]
Here, the separating means reduces the minimum value among the input video signals corresponding to each of the plurality of pixels of the second projection display element corresponding to each pixel of the first projection display element. A minimum value output circuit for outputting as a resolution signal component; a subtracting circuit for subtracting the output of the minimum value output circuit from the input video signal; and the high-level supply to the second projection display element from the output of the subtracting circuit. It is preferable to include a scan conversion circuit that generates a video signal composed of resolution signal components.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Prior to that, the principle of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition to the
[0009]
An input signal of each projection apparatus will be described. For convenience, it is assumed that the high-
[0010]
Next, signal processing will be described. Basically, the input video signal has various frequency components, and the low frequency component is projected by the high
[0011]
The input video signal is 4000 × 3000 pixels in the example of FIG. 2, the
For example, in the configuration shown in FIG. 3, if the input video signal 5 is shown in FIG. 4A, the signals shown in FIGS. 4B and 4C (the output of the circuit 6 and the output of the circuit 7 respectively) are obtained. However, as shown in the figure, in FIG. 4C, a negative component is generated. When a negative component occurs in FIG. 4C, the
[0012]
Therefore, in the present invention, a minimum value output circuit 11 is used in place of the low frequency pass circuit 6 as shown in FIG. This is because the smallest value among the input video signals 5 corresponding to each of the plurality of pixels of the low-
[0013]
A configuration example of the minimum value output circuit 11 is shown in FIG. This example is used when an output signal of 1000 × 1000 pixels is created from an input of 4000 × 3000 pixels, as in the above example. The input video signal 5 is combined with the 1-
The configuration example of the first embodiment according to the display device of the present invention is shown in FIG. 2 already illustrated, and the configuration block diagram of the video signal processing circuit in FIG. 2 is FIG.
[0014]
An example of the configuration of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. This is an example in which two liquid crystal light valves are used. Since this figure is for monochrome, three systems are prepared for each color in the same way. In FIG. 8, a low resolution liquid crystal
[0015]
An example of the configuration of the third embodiment of the present invention is shown in FIG. This has a plurality of high resolution liquid
[0016]
Although the present invention has been described above with reference to some embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the invention described in the claims. It will be self-evident.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, a high-brightness projection display element that covers the entire screen at a lower resolution and a plurality of projection-type display elements that have a higher resolution and a lower brightness (since a single unit cannot cover the entire screen, Providing a projection type multi-screen display that is used side by side. Accordingly, it is possible to realize a projection type multi-screen display with high brightness and high resolution in which the brightness is uniform over the entire screen and the joints of the screen are not noticeable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration example of a conventional projection type multi-screen display.
FIG. 2A shows an arrangement example of the projection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B similarly shows the relationship between the projection apparatus and the screen.
FIG. 3 shows an example of a video signal processing circuit in a projection type multi-screen display.
4 is a diagram for explaining the results of the processing circuit shown in FIG. 3, where (a) is the input signal waveform of the input video signal 5, (b) is the output signal waveform of the low frequency pass circuit 6, and (c). Represents the output signal waveform of the subtracting circuit 7, and (d) represents the output signal waveform of the scanning conversion circuit 8.
FIG. 5 shows a configuration example of a video signal processing circuit according to the first embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining the results of the processing circuit shown in FIG. 5, where (a) is the input signal waveform of the input video signal 5, (b) is the output signal waveform of the minimum value output circuit 11, and (c) is the output signal waveform. The output signal waveform of the subtracting circuit 7 and (d) show the output signal waveform of the scanning conversion circuit 8, respectively.
FIG. 7 shows a configuration example of a minimum value output circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows a configuration example of a second embodiment of the present invention.
9 shows the configuration of the liquid crystal light valve used in the configuration shown in FIG. 8. FIG. 9A shows a single low-resolution liquid crystal
FIG. 10 shows a configuration example of a third embodiment of the present invention.
11 is a configuration of a liquid crystal light valve used in the configuration shown in FIG. 10, and (a) and (b) are two types of high resolution liquid crystal light valves in which a plurality of small area high resolution liquid
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
28 High-resolution liquid crystal light valve (b)
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