JP3905894B2 - Video display device - Google Patents
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Description
本発明は映像表示装置に関し、特に、スクリーンの背面から映像を投影する映像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device, and more particularly to an image display device that projects an image from the back of a screen.
現在、パソコンやテレビジョンなどの映像をスクリーンに投影し、大画面で表示するプロジェクタ装置がある。このプロジェクタ装置としては、スクリーンの前面から映像を投影するものの他に、スクリーンの背面から映像を投影する背面投影型のものがある。 Currently, there are projector devices that project images from a personal computer or a television to a screen and display them on a large screen. As the projector apparatus, there is a rear projection type apparatus that projects an image from the back of the screen in addition to an apparatus that projects an image from the front of the screen.
背面投影型のプロジェクタ装置では、一般に、光源から発生した光をミラーなどの光スイッチング素子を用いて透過させる。この時、映像信号に応じた光の透過量の変化、即ち光変調を行うことで、映像信号に応じた映像がスクリーンに投影される。 In a rear projection type projector apparatus, light generated from a light source is generally transmitted using an optical switching element such as a mirror. At this time, a change in the amount of transmitted light according to the video signal, that is, optical modulation is performed, so that a video according to the video signal is projected onto the screen.
従来、光変調速度の向上と共に高コントラスト化を実現した画像表示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
この画像表示装置に用いる光スイッチング素子は、光源からの光を反射する反射面を有する反射部と、反射光の焦点付近に光の進行を阻害する阻害部を設けた光透過性部材とから構成される。そして、この光スイッチング素子を1次元上に配列し、さらに反射光を走査する走査機構を設けることで、画像表示装置が構成される。
Conventionally, there has been disclosed an image display device that realizes an increase in light modulation speed and a high contrast (see, for example, Patent Document 1).
The optical switching element used in this image display device is composed of a reflecting portion having a reflecting surface that reflects light from a light source, and a light transmissive member provided with an inhibiting portion that inhibits the progress of light near the focal point of the reflected light. Is done. An image display device is configured by arranging the optical switching elements in one dimension and further providing a scanning mechanism for scanning the reflected light.
上記の光スイッチング素子において、反射面が平面の際には、反射光が平行光線のまま光透過性部材に到達し、阻害部を除いて透過する。そして、反射面を静電気力などによって撓ませていくと透過量が減少し、終には反射光が光透過性部材で合焦する。この時の焦点付近には阻害部が設けられており、透過量はほぼ0に抑えられる。 In the optical switching element described above, when the reflecting surface is a plane, the reflected light reaches the light-transmitting member as parallel rays and is transmitted except for the blocking portion. When the reflecting surface is bent by electrostatic force or the like, the amount of transmission decreases, and finally the reflected light is focused by the light transmitting member. In the vicinity of the focal point at this time, an obstructing portion is provided, and the transmission amount is suppressed to almost zero.
このような光スイッチング素子では、非常に小さな撓みであっても効率的な動作がなされると共に、阻害部によってOFF時の透過量がほぼ0となる。従って、この光スイッチング素子を用いて光変調を行う画像表示装置では、光変調速度の向上と共に、高コントラストが実現される。
しかしながら、上記の画像表示装置では、映像をスクリーンに投影するための光源が必要となる。従って、装置内部に光源を配置するための空間や、強い光を放つ光源からの発熱を抑えるための放熱機構などが必要となり、装置構成が複雑になるという問題点があった。 However, the image display device described above requires a light source for projecting an image on a screen. Therefore, a space for arranging the light source inside the apparatus and a heat dissipation mechanism for suppressing heat generation from the light source that emits strong light are required, and the apparatus configuration is complicated.
また、1つの光源から放射状に放たれる光を光変調するため、スクリーンに投影される映像は中心から端になるほど暗くなり、輝度ムラが生じてしまうという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、装置構成の簡易化と共に、輝度ムラを低減することが可能な映像表示装置を提供することを目的とする。
Further, since light emitted radially from one light source is optically modulated, the image projected on the screen becomes darker from the center to the end, resulting in luminance unevenness.
The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a video display device capable of reducing luminance unevenness as well as simplifying the device configuration.
本発明では上記課題を解決するために、スクリーンの背面から映像を投影する映像表示装置において、前記スクリーンの背面側に配置されて、指向性を有し、映像信号に応じた光を放出する発光素子を1次元方向に配列してなる発光部と、前記スクリーンの背面側に配置されて、前記発光部から放出された前記光を前記発光素子の配列方向に対して直交する方向に走査させる走査部と、を有し、前記走査部は前記光を反射して前記スクリーンに投射させる反射手段を備え、前記走査部は前記光の走査方向に平行移動する板状体を有し、前記板状体には前記光の前記スクリーンでの投射位置に応じて反射角度がそれぞれ決められた複数の前記反射手段が前記走査方向に従って設けられ、前記発光部は、前記スクリーンと前記走査部との間に配置され、前記光を前記走査部の前記反射手段に放出し、放出された前記光は、前記反射手段によって反射されて前記スクリーンの背面に投射されることを特徴とする映像表示装置が提供される。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, in a video display device that projects an image from the back side of a screen, light emission that is disposed on the back side of the screen and has directivity and emits light according to the video signal. A light emitting unit in which elements are arranged in a one-dimensional direction, and scanning that is arranged on the back side of the screen and scans the light emitted from the light emitting unit in a direction orthogonal to the arrangement direction of the light emitting elements. The scanning unit includes reflection means for reflecting the light and projecting the light onto the screen, and the scanning unit includes a plate-like body that translates in the scanning direction of the light. The body is provided with a plurality of reflecting means each having a reflection angle determined according to the projection position of the light on the screen according to the scanning direction , and the light emitting unit is disposed between the screen and the scanning unit. Arrangement Is, emits the light to said reflecting means of said scanning unit, the light emitted is, the image display apparatus is provided, characterized in that projected on the rear surface of the screen is reflected by said reflecting means .
上記の構成によれば、発光部がスクリーンと走査部との間に配置され、映像信号に応じて発光部から放出された指向性を有する光が、走査部によって発光素子の配列方向に対して直交する方向に走査され、映像としてスクリーンに投影される。発光素子から放出された光は、走査部が備える光の走査方向に平行移動する板状体に設けられた複数の反射手段によって反射され、スクリーンに投射される。複数の反射手段は、板状体に、光のスクリーンでの投射位置に応じて反射角度がそれぞれ決められ、光の走査方向に従って設けられる。 According to said structure, a light emission part is arrange | positioned between a screen and a scanning part, and the light which has the directivity emitted from the light emission part according to the video signal is with respect to the arrangement direction of a light emitting element by a scanning part. It is scanned in the orthogonal direction and projected onto the screen as an image. The light emitted from the light emitting element is reflected by a plurality of reflecting means provided on a plate-like body that moves parallel to the scanning direction of the light provided in the scanning unit, and is projected onto the screen. The plurality of reflecting means are provided on the plate-like body in accordance with the light scanning direction, with the reflection angle determined according to the projection position of the light on the screen.
本発明によれば、指向性を有し、映像信号に応じた光を放出する発光素子を1次元方向に配列して発光部を構成し、この発光部からの光を発光素子の配列方向に対して直交する方向に走査させることで、発光素子自体が映像信号に応じた光を発する光源となり、各発光素子からの光はほぼ平行となってスクリーンに投射されるため、装置構成の簡易化が可能であると共に、輝度ムラを低減することができる。さらに、発光部をスクリーンと走査部との間に配置し、発光部の発光素子から放出された光を、走査部が備える光の走査方向に平行移動する板状体に光の走査方向に従って設けられた複数の反射手段であって光のスクリーンでの投射位置に応じて決められた反射角度の複数の反射手段によって反射し、スクリーンに投射するようにしたので、スクリーンまでの投射距離を短くすることが可能になり、装置奥行きを縮めることができる。
According to the present invention, light emitting elements having directivity and emitting light corresponding to video signals are arranged in a one-dimensional direction to form a light emitting part, and light from the light emitting part is arranged in the arrangement direction of the light emitting elements. By scanning in a direction orthogonal to the light emitting element itself, the light emitting element itself becomes a light source that emits light according to the video signal, and the light from each light emitting element is projected onto the screen almost in parallel, simplifying the device configuration Is possible, and luminance unevenness can be reduced. Further, the light emitting unit is disposed between the screen and the scanning unit, and the light emitted from the light emitting element of the light emitting unit is provided on the plate-like body that moves parallel to the light scanning direction of the scanning unit in accordance with the light scanning direction. Since the light is reflected by a plurality of reflecting means having a reflection angle determined according to the projection position of light on the screen and projected onto the screen, the projection distance to the screen is shortened. And the depth of the apparatus can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態の映像表示装置の概略を示す側面図である。また、図2は、本実施の形態に用いるLEDユニットの構造を示す図であり、(A)は正面図、(B)は上面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a side view showing an outline of a video display apparatus according to a first embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the structure of the LED unit used for this Embodiment, (A) is a front view, (B) is a top view.
本実施の形態の映像表示装置は、映像を投影するためのスクリーン100、及びスクリーン100の背後に配置され、LED(Light Emitting Diode)1が1次元方向に配列されたLEDユニット10を有している。
The video display apparatus according to the present embodiment includes a
LED1は、指向性を有し、自ら発光する発光素子として機能する。本実施の形態では、光の拡散を防ぐため、集光性の高いレンズを持ったものを使用する。なお、LED1はスクリーン100上の1画素に対応しており、実際には、赤、緑、青の3原色(RGB)に対応した各LEDによって構成される。
The
このLED1は、例えば専用のドライバICなどによって駆動され、階調などを示す映像データに応じて、輝度を変化させた光を放出する。なお、このドライバICは、例えばLEDユニット10内部の駆動回路上に設けられており、例えばパルスなどを用いて、入力される映像データに応じた輝度でLED1を点灯させる。
The
LEDユニット10は、図2に示すように、本実施の形態ではLED1が水平方向に列をなして構成される。なお、1ユニットを構成するLED1の数は、例えば32個など、スクリーン100のサイズに応じて任意に決定することができる。
As shown in FIG. 2, the
このような映像表示装置では、LEDユニット10からは、1ライン分の映像データに応じた光が所定の期間放出される。この光は指向性を有しているため、光束状となってスクリーン100に投射される。この時、各LED1から放出された光は、スポット状の画素となってスクリーン100上に表示される。
In such a video display device, light corresponding to video data for one line is emitted from the
このように、LED1を1次元方向に配列することで、各LED1から放出された光がほぼ平行状態でスクリーン100に投射されるので、スクリーン100に表示される1ライン内での輝度ムラを充分低減することができる。
In this way, by arranging the
次に、上記のように構成されるLEDユニット10に対する走査について説明する。
図3は、本実施の形態の映像表示装置の走査を説明するための側面図である。
図3に示すように、本実施の形態の映像表示装置は、LEDユニット10をLED1の配列方向と平行な回転軸のまわりに回転させることで、LEDユニット10から放出される光をLED1の配列方向と直交する方向に走査する。
Next, scanning with respect to the
FIG. 3 is a side view for explaining scanning of the video display apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the video display device according to the present embodiment rotates the
まず、スクリーン100にライン1が表示された後、LEDユニット10からの光がライン2の位置に投射されるように、LEDユニット10が所定の角度回転する。そして、回転が終了した瞬間、ライン2の映像データに対応した光がLEDユニット10から放出され、ライン2がスクリーン100に表示される。このような動作を繰り返すことで、各ラインが垂直方向に走査され、スクリーン100に映像として投影される。なお、このような走査は、本実施の形態では、ステッピングモータを備えた走査部によって行われる。この走査部の詳細については後述する。
First, after the
図4は、本実施の形態の映像表示装置の画面構成例を示す図であり、(A)は画面の正面図、(B)はLEDユニットの走査の様子を示す側面図である。
図4に示すように、本実施の形態では、LEDユニット10の走査によって、スクリーン100上に縦横所定の画素を有する画面が構成される。なお、1画面を構成する画素数は、例えば横32画素×縦16画素など、スクリーン100のサイズに応じて任意に決定することができる。この時、LEDユニット10は、スクリーン100に表示される各ラインに応じて段階的に回転し、それをフレーム毎に繰り返す。例えば16ラインの画面であれば、各ラインに応じて16段階回転する。
4A and 4B are diagrams illustrating a screen configuration example of the video display device according to the present embodiment, in which FIG. 4A is a front view of the screen, and FIG. 4B is a side view illustrating how the LED unit is scanned.
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, a screen having predetermined vertical and horizontal pixels on the
このようにして、上記のように輝度ムラが低減されたラインをLEDユニット10の回転によって走査することで、輝度ムラの少ない良好な画面を得ることができる。
次に、上記のように構成される映像表示装置の表示制御について説明する。
Thus, by scanning the line in which the luminance unevenness is reduced as described above by the rotation of the
Next, display control of the video display device configured as described above will be described.
図5は、本実施の形態の映像表示装置の表示制御用回路の構成例を示す図である。
図5に示すように、本実施の形態の映像表示装置の表示制御用回路は、フレームメモリ111,112、ライト用アドレス発生器113、リード用アドレス発生器114、水平同期信号カウンタ115、セレクタ116,117、及び3ステートバッファ118,119を有している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a display control circuit of the video display apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the display control circuit of the video display apparatus according to the present embodiment includes
上記のように構成される表示制御用回路には、水平同期信号及び垂直同期信号と共に、例えば毎秒60フレームの映像データがデータクロックに同期して入力される。なお、映像データは階調を示しており、所望の階調数に応じたビット幅を有している。 The display control circuit configured as described above receives, for example, video data of 60 frames per second in synchronization with the data clock, together with the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal. Note that the video data indicates a gradation, and has a bit width corresponding to a desired number of gradations.
フレームメモリ111,112は、それぞれ1フレーム分の映像データを格納する機能を有しており、本実施の形態では、これらが交互に読み書きを行う。
ライト用アドレス発生器113及びリード用アドレス発生器114は、カウンタなどによって構成される。これらは、水平同期信号及び垂直同期信号によって決まる所定のタイミングに応じて、カウント動作の開始あるいは停止などを行う。カウント動作時には、データクロックに同期して、フレームメモリ111,112に映像データを書き込むためのライト用アドレス、及びフレームメモリ111,112に書き込まれた映像データを読み出すためのリード用アドレスをそれぞれ発生する。
Each of the
The
水平同期信号カウンタ115は、水平同期信号をカウントし、フレーム毎にハイあるいはローを交互に出力する機能を有する。
セレクタ116,117は、水平同期信号カウンタ115からの出力に応じて、ライト用アドレスあるいはリード用アドレスのいずれかを選択する。そして、選択されたライト用アドレスあるいはリード用アドレスを、フレームメモリ111,112にそれぞれ送り出す。
The horizontal
The
3ステートバッファ118,119は、水平同期信号カウンタ115からの出力に応じてスルー状態とハイインピーダンス状態とを切り替え、映像データのフレームメモリ111,112への入力を制御する。
The three-
上記のような構成で、あるフレームの際、水平同期信号カウンタ115の出力がハイになったものとする。この時、フレームメモリ111は読み出し状態、フレームメモリ112は書き込み状態となる。また、これに伴い、セレクタ116ではリード用アドレスが選択され、セレクタ117ではライト用アドレスが選択される。さらに、3ステートバッファ118はハイインピーダンス状態となり、3ステートバッファ119はスルー状態となる。これにより、入力される映像データは3ステートバッファ119を通過してフレームメモリ112に入力される。
It is assumed that the output of the horizontal
そして、上記フレームでの映像データが、ライト用アドレスに従ってフレームメモリ112に書き込まれる。これと共に、1つ前のフレームでフレームメモリ111に書き込まれた映像データが、リード用アドレスに従ってフレームメモリ111から読み出され、LED1を駆動するドライバICに転送される。また、リード用アドレスの内、ラインデータを指定するラインアドレスが走査部に転送される。
Then, the video data in the frame is written into the
その後、次のフレームでは、水平同期信号カウンタ115がローを出力し、上記と逆の動作が行われる。
続いて、上記回路から出力されるラインアドレス及び映像データの転送例について説明する。
Thereafter, in the next frame, the horizontal
Next, a transfer example of the line address and video data output from the circuit will be described.
図6は、ラインアドレスの転送例を示す図である。
図6に示すように、走査部に転送されるラインアドレスは、フレームの始まりを示すフレーム信号の間、即ち1フレーム間に、スクリーン100に表示されるライン数Lnに応じたラインアドレスL1,L2,...Lnが転送される。例えば、スクリーン100での表示ライン数が16であれば、1フレーム間に、ライン1に対応するラインアドレスL1からライン16に対応するラインアドレスL16までが転送される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of line address transfer.
As shown in FIG. 6, the line addresses transferred to the scanning unit are line addresses L1, L2 corresponding to the number of lines Ln displayed on the
走査部では、ラインアドレスとスクリーン100での表示ラインとが対応するように、LEDユニット10の角度制御を行う。例えば、ラインアドレスL1に対しては、LEDユニット10の角度がライン1を表示するための角度になるように制御する。なお、ラインアドレスに応じたLEDユニット10の角度制御の詳細については後述する。
In the scanning unit, the angle control of the
図7は、映像データの転送例を示す図である。
図7に示すように、LEDユニット10に転送される映像データは、1フレーズ(1フレーム間を表示ライン数に従って分割した1期間)毎に、1ラインを構成する画素数Pn分の映像データP1,P2,...,PnがドライバICに転送される。また、この時、各画素毎にRGBそれぞれの映像データが転送される。例えば、1ラインでの画素数が32であれば、1フレーズ間に、画素1に対応する映像データP1から画素32に対応する映像データP32までがRGB毎に転送される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of video data transfer.
As shown in FIG. 7, the video data transferred to the
また、フレーズとフレーズとの間には、ラッチ信号が転送される。このラッチ信号によって、転送された映像データがドライバIC内部のレジスタなどにラッチされる。例えば、あるフレーズで転送された映像データは、その次のフレーズとの間に転送されるラッチ信号によって、ドライバICのレジスタにラッチされる。その後、次のフレーズでは、ドライバICの点灯制御によって、上記でラッチされた映像データに応じてLED1が点灯する。また、それと共に、当該フレーズでの映像データがドライバICに転送される。
A latch signal is transferred between phrases. With this latch signal, the transferred video data is latched in a register in the driver IC. For example, video data transferred in a certain phrase is latched in a register of the driver IC by a latch signal transferred between the next phrase. Thereafter, in the next phrase, the
このようにして、映像データに応じた映像をスクリーン100に投影するための表示制御が可能となる。
次に、走査部50によるLEDユニット10の角度制御について説明する。
In this way, display control for projecting an image corresponding to the image data onto the
Next, angle control of the
図8は、LEDユニットに設定する角度を導出するための図である。
図8に示すように、LEDユニット10が水平状態の時、LED1の配列方向に平行なLEDユニット10の中心軸10aからスクリーン100までの距離をXとする。また、スクリーン100での各ライン間の距離をY0とする。
FIG. 8 is a diagram for deriving an angle set in the LED unit.
As shown in FIG. 8, when the
本実施の形態では、LEDユニット10を上記中心軸10aのまわりに回転させるものとする。まず、LEDユニット10が、水平状態の時に表示されるラインから距離Y0だけ離れた1つ上のラインに表示させるため、中心軸10aのまわりにθ1だけ回転したものとする。この時、tanθ1=Y0/Xの関係が成立する。同様に、距離nY0(nは整数)だけ離れたラインに表示させるためにθn回転したものとすると、tanθn=(nY0)/Xが成立する。
In the present embodiment, it is assumed that the
従って、水平状態でのラインから距離nY0に位置するラインに対して、LEDユニット10に設定する角度θnは、
θn=tan-1(nY0)/X・・・・・・(1)
で与えられる。なお、水平状態から下側のラインに対応する角度についても、上記と同様に導出することができ、次式のようになる。
Therefore, the angle θn set in the
θn = tan −1 (nY0) / X (1)
Given in. Note that the angle corresponding to the lower line from the horizontal state can also be derived in the same manner as described above, and is given by the following equation.
θn=tan-1(−nY0)/X・・・・・・(2)
図9は、スクリーンに表示される各ラインの位置とLEDユニットの角度の関係を示すグラフである。
θn = tan −1 (−nY0) / X (2)
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the position of each line displayed on the screen and the angle of the LED unit.
この図は、上記の式(1)及び式(2)をグラフで表したものである。このように、LEDユニット10が水平状態の時に表示されるラインから遠ざかる程、LEDユニット10の角度変化は小さくなる。
This figure is a graph of the above formulas (1) and (2). Thus, the angle change of
続いて、上記のような角度をLEDユニット10に設定するための制御について説明する。
図10は、走査部の構成例を示す上面図である。また、図11は、図10のA方向矢視図である。
Next, the control for setting the above angle to the
FIG. 10 is a top view illustrating a configuration example of the scanning unit. FIG. 11 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
図10に示すように、走査部50は、ステッピングモータ51、駆動用ディスク52、位置決め用ディスク53、発光部54、発光部54で発生した光を感知するセンサ受光部55、及びアーム56を有している。
As shown in FIG. 10, the
ステッピングモータ51は、LEDユニット10をLED1の配列方向に平行な回転軸のまわりに回転させるための機能を有する。なお、上述したように、本実施の形態ではLEDユニット10を中心軸10aのまわりに回転させる。
The stepping
駆動用ディスク52及び位置決め用ディスク53は、共にステッピングモータ51と共通の軸を有している。
駆動用ディスク52には、図11に示すように、LEDユニット10の光の投射方向と同じ直線上に接続されたアーム56が取り付けられる。そして、ステッピングモータ51の駆動によって、駆動用ディスク52が時計回り方向に段階的に回転すると、その回転がアーム56によって伝達され、LEDユニット10が中心軸10aのまわりに反時計回り方向に段階的に回転する。
Both the
As shown in FIG. 11, an
位置決め用ディスク53には、発光部54で発生した光を透過させる窓が設けられている。
図12は、位置決め用ディスク及びこれに設けられた窓の詳細を示す図であり、(A)は正面図、(B)は窓の詳細を直線上に展開して示す図、(C)は窓を通過した光に基づいて生成されるパルスの一例を示す図である。
The
FIG. 12 is a diagram showing details of the positioning disk and the window provided thereon, (A) is a front view, (B) is a diagram showing details of the window developed on a straight line, and (C). It is a figure which shows an example of the pulse produced | generated based on the light which passed the window.
図12(A)に示すように、本実施の形態では、位置決め用ディスク53の外周側と内周側とにそれぞれ機能の異なる窓が設けられている。外周側の窓は、ステッピングモータ51の回転/静止制御用の窓として機能する。また、内周側の窓は、ステッピングモータ51の回転位置を指定する位置決め用の窓として機能する。発光部54で発生した光の内、上記の窓を透過した光がセンサ受光部55によって感知され、感知された光はパルス化される。
As shown in FIG. 12A, in the present embodiment, windows having different functions are provided on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the
図12(B)では、位置決め用ディスク53に設けられた各窓を直線上に展開した状態が示されており、この例では、16ライン分の位置決め用窓及び回転/制御用窓が示されている。
FIG. 12B shows a state in which each window provided in the
位置決め用窓は、ステッピングモータ51を回転させる際、各ラインに応じた回転角度を与える位置決め用ディスク53の動径上にそれぞれ設けられる。上記の各動径上には、対応するラインのラインアドレスを生成するために、位置決め用窓が組となって設けられる。このように構成することでステッピングモータ51の回転位置を指定することができる。
The positioning window is provided on the moving radius of the
例えば、図のように16ラインに対応した位置決め用窓を設ける場合、位置決め用ディスク53の各動径上に設けられた位置決め用窓によって、対応するラインのラインアドレスを表す4ビットコードが生成される。例えば、ラインアドレス「7」のラインに対応する動径上では、20,21,22の各桁に対応した位置決め用窓が設けられる。そして、発光部54からの光がこれらの窓を透過すると、センサ受光部55がその受光パターンを基にデコードし、4ビットコード「7」が生成される。その後、センサ受光部55によって生成されたコードは、位置決め用アドレスとして、ICなどを用いた比較器121の一方に入力される。
For example, when a positioning window corresponding to 16 lines is provided as shown in the figure, a 4-bit code representing the line address of the corresponding line is generated by the positioning window provided on each moving radius of the
また、上記の各動径上の外周側には、さらに回転/制御用窓がそれぞれ設けられる。この窓は、ステッピングモータ51の回転動作のオンオフを切り替えるために設けられる。
上記のような構成で、センサ受光部55で生成された位置決め用アドレスが比較器121に入力されると共に、比較器121の他方の入力には、上述した表示制御用回路から転送されたラインアドレスが入力される。比較器121では、位置決め用アドレスとラインアドレスとの比較が行われ、その結果に基づいて、図12(C)に示すようなパルス信号がステッピングモータ51に送られる。
Further, a rotation / control window is further provided on the outer peripheral side on each moving radius. This window is provided for switching on and off the rotation operation of the stepping
With the above configuration, the positioning address generated by the sensor
例えば、転送されたラインアドレスと位置決め用アドレスとが異なるならば、比較器121の出力はローとなり、ラインアドレスと一致する位置決め用アドレスを生成する回転位置まで、ステッピングモータ51が回転する。ステッピングモータ51が所望の回転位置に達すると、回転/制御用窓から光が透過され、これをセンサ受光部55が感知する。そして、センサ受光部55は比較器121の出力をハイに戻し、ステッピングモータ51を静止させる。
For example, if the transferred line address and the positioning address are different, the output of the
上記のようなステッピングモータ51の回転に伴い、これと共通の軸を有する駆動用ディスク52及び位置決め用ディスク53も回転する。さらに、これに伴ってLEDユニット10も回転し、所望のラインに投射するための位置まで回転した後、ステッピングモータ51の静止に伴って静止する。
Along with the rotation of the stepping
このように、走査部50によってLEDユニット10を走査させることで、1つのLEDユニット10で複数ラインの画面を投影することが可能となる。この時、ステッピングモータ51を用いてLEDユニット10の回転制御を行うことで、フィードバック制御が不要となり、位置決めを行う駆動系を安価に構成することができる。
As described above, by scanning the
次に、上述してきたようなLEDユニット10及び走査部50を備えたプロジェクタユニットを用意し、これを複数用いた場合の構成例について説明する。
図13は、プロジェクタユニットを複数並べて構成される映像表示装置の一例を示す図である。また、図14はマルチ状の画面の構成例を示す図であり、(A)は画面の正面図、(B)はLEDユニットの走査の様子を示す図である。
Next, a configuration example in the case where a projector unit including the
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a video display device configured by arranging a plurality of projector units. FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a multi-shaped screen. FIG. 14A is a front view of the screen, and FIG. 14B is a diagram illustrating how the LED unit is scanned.
図13に示すように、この構成例の映像表示装置では、フレーム210に組み込まれたプロジェクタユニット200が縦横共に3段並べられている。
プロジェクタユニット200は、LEDユニット10及び走査部50を含み、例えば横32画素×縦16画素によって構成される画面など、まとまった1画面を表示する表示モジュールとして機能する。なお、画面サイズはスクリーン100のサイズに応じて任意に設定することができる。
As shown in FIG. 13, in the video display device of this configuration example, the
The
上記のプロジェクタユニット200をフレーム210に組み込み、それを縦横に並べると共に、その前面に1枚のスクリーン100を配置する。これにより、各プロジェクタユニット200に対応する画面がスクリーン100にそれぞれ投影され、図14に示すように、マルチ状の大画面がスクリーン100に投影される。
The
このような構成とすることで、各画面同士の継ぎ目を直接視認することが防止されるので、外観の向上が可能となる。また、上記のように大画面を構成する場合でも、輝度ムラの少ない良好な画面が得られる。 By adopting such a configuration, it is possible to prevent the seam between the screens from being directly visually recognized, so that the appearance can be improved. Further, even when a large screen is configured as described above, a good screen with little luminance unevenness can be obtained.
以上説明したように、本実施の形態の映像表示装置は、LED1を水平方向に配列してLEDユニット10を構成し、これを垂直方向に走査させてスクリーン100に映像を投影するようにした。このようにすることで、LED1自体が映像データに応じた光を発する光源となり、従来のような強い光を放つ点光源が不要となるので、装置構成を簡易化することができる。また、各LED1から発した光はほぼ平行となってスクリーン100に投射されるため、各ライン内での輝度ムラが充分低減され、輝度ムラの少ない良好な画面を得ることができる。
As described above, in the video display device of the present embodiment, the
また、LEDは一般に、電圧あるいは電流を用いて個々の輝度を調整することが可能である。従って、LED1を用いてLEDユニット10を構成することで、3原色に対応する各LEDの輝度を個々に調整すれば、画面内での色ムラが低減されるという利点がある。特に、上記の例のようなマルチ状に構成した場合、単一の画面構成の場合よりも色ムラが目立ちやすくなるが、各画面ごとに調整を行うことで、マルチ状に構成した場合でも色ムラの少ない良好な画面を得ることができる。
In general, LEDs can be adjusted for individual brightness using voltage or current. Therefore, by configuring the
なお、上記の説明では、指向性を有する発光素子としてLEDを用いたが、指向性を有する発光素子であれば他のものでもよい。
また、上記の説明では、LED1を水平方向に配列したが、垂直方向に配列してもよい。この場合は水平方向に走査が行われる。
In the above description, the LED is used as the light emitting element having directivity. However, any other light emitting element having directivity may be used.
In the above description, the
また、上記の説明では、1つのスクリーン100に1つのLEDユニット10を配して走査する構成としたが、複数のLEDユニット10を配してもよい。
さらに、上記の説明では、各ラインの走査を1フレームで1回行うとしたが、ライン走査のフリッカを抑制するため、1フレームで複数回数行うようにしてもよい。
In the above description, one
Furthermore, in the above description, scanning of each line is performed once in one frame. However, in order to suppress flicker of line scanning, it may be performed a plurality of times in one frame.
図15は、フリッカ防止を目的とした表示パターン例を示す図であり、(A)は1画素毎に点灯された表示パターン例を示す図、(B)は1フレームでの見え方を示す図である。 15A and 15B are diagrams showing examples of display patterns for the purpose of preventing flicker. FIG. 15A is a diagram showing an example of a display pattern that is turned on for each pixel, and FIG. 15B is a diagram showing how it is viewed in one frame. It is.
図15の例では、1フレーム内のある期間中に各ラインで1画素隔てて表示させた後、他の期間中に上記とは互い違いに表示させる。このような表示を1フレーム期間中に複数回行うことで、図15(B)に示すように、1フレームで1つの画面が構成される。このように、各ラインの走査を1フレームで複数回数行うことで、各ラインの点灯周期が短縮され、ライン走査のフリッカを抑制することが可能となる。 In the example of FIG. 15, after one pixel is displayed in each line during a certain period in one frame, the above is displayed alternately during the other period. By performing such display a plurality of times during one frame period, one screen is constituted by one frame as shown in FIG. Thus, by performing scanning of each line a plurality of times in one frame, the lighting cycle of each line is shortened, and flickering of line scanning can be suppressed.
(第2の実施の形態)
図16は、本発明の第2の実施の形態の映像表示装置を示す図であり、(A)は画面の構成例を示す図、(B)は側面図である。また、図17は、本実施の形態に用いるLEDユニットの正面図である。
(Second Embodiment)
16A and 16B are diagrams showing a video display apparatus according to the second embodiment of the present invention, in which FIG. 16A is a diagram showing a configuration example of a screen, and FIG. 16B is a side view. FIG. 17 is a front view of the LED unit used in the present embodiment.
本実施の形態の映像表示装置は、スクリーン100、スクリーン100の背後に配置されたLEDユニット20、及びミラー21を有している。
LEDユニット20は、スクリーン100とは反対方向を向き、さらに動かないように固定される。本実施の形態では、図17に示すように、水平方向に列をなしたLED1が上下にそれぞれ配置されており、上側に配置されたLED1をLED発光部20a、下側に配置されたLED1をLED発光部20bとする。LED発光部20a,20bは、それぞれ水平方向に対して上側及び下側に所定の角度で光を放出するように構成される。
The video display device according to the present embodiment includes a
The
ミラー21は、スクリーン100に対してLEDユニット20を挟み対向する位置の上下にそれぞれ設けられる。各ミラー21は、本実施の形態では、LED1の配列方向に平行な中心軸のまわりに回転し、LED発光部20a,20bから放出された光の反射方向を、スクリーン100での投射位置に応じてそれぞれ変化させる。このように、各ミラー21は、LED発光部20a,20bから放出された光をLED1の配列方向に対して直交する方向に走査させる機能を有する。
The
このような映像表示装置では、LED発光部20aからは、スクリーン100の上半分に表示される各ラインに応じた光が放出される。同じくLED発光部20bからは、スクリーン100の下半分に表示される各ラインに応じた光が放出される。なお、本実施の形態では、LED発光部20a,20bは、例えばスクリーン100の上側のライン1及び下側のライン1のように、それぞれスクリーン100の中央に対して対称となるラインに応じた光を同じタイミングで放出するものとする。
In such an image display device, light corresponding to each line displayed on the upper half of the
ここで、各ミラー21がある角度に設定され、そこで反射された光がスクリーン100の上下のライン1にそれぞれ投射されているものとする。この後、LED発光部20a,20bからの光が上下のライン2の位置にそれぞれ投射されるように、各ミラー21が所定の角度回転する。そして、回転が終了した瞬間、上下のライン2の映像データにそれぞれ対応した光がLED発光部20a,20bから放出され、各ミラー21で反射された後、上下のライン2の位置にそれぞれ投射される。このような動作を繰り返すことで、各ラインが垂直方向に走査され、スクリーン100に映像として投影される。
Here, it is assumed that each
このように、各LED1からの光がほぼ平行となってスクリーン100に投射されるので、ライン内での輝度ムラを充分低減することができる。さらに、そのようなラインをミラー21の回転によって走査することで、輝度ムラの少ない良好な画面を得ることができる。
Thus, since the light from each
次に、ミラー21に設定する角度について説明する。
図18は、ミラーに設定する角度を導出するための図である。この図は、LED発光部20aから放出された光を上側に配置されたミラー21で反射する様子を示している。
Next, the angle set for the
FIG. 18 is a diagram for deriving the angle set for the mirror. This figure shows a state in which the light emitted from the LED
ミラー21の中心軸からスクリーン100までの距離をXとし、スクリーン100での各ライン間の距離をY0とする。また、LED発光部20aから放出される光の投射角度をβとする。図18の例では、ミラー21の中心からスクリーン100に下ろした垂線の位置を基準として、そこからnY0(nは整数)の距離に位置するラインにミラー21からの反射光線が投射されている。この時、ミラー21での反射角度をα、反射光線とスクリーン100のなす角度をγとすると、以下の式が成立する。
The distance from the central axis of the
α=β+γ−90・・・・・(3)
α/2=90−θn−(90−β)=β−θn・・・・・・(4)
そして、式(4)のαに式(3)を代入すると、次式が得られる。
α = β + γ−90 (3)
α / 2 = 90−θn− (90−β) = β−θn (4)
Substituting equation (3) into α in equation (4) yields the following equation.
θn=β−α/2=1/2(β+90−γ)・・・・・・(5)
ここで、tanγ=X/nY0であるから、
θn=1/2(β+90−tan-1(X/nY0))・・・・・・(6)
が得られる。
θn = β−α / 2 = 1/2 (β + 90−γ) (5)
Here, since tan γ = X / nY0,
θn = 1/2 (β + 90−tan −1 (X / nY0)) (6)
Is obtained.
従って、中心軸のまわりに回転するミラー21の角度θnを、スクリーン100に表示されるラインの位置に応じて式(6)のように設定することで、LED発光部20aから放出された光がスクリーン100の所望のラインの位置に投射されるように反射される。そして、各ラインに対応した角度になるようにミラー21を回転させることで、スクリーン100の垂直方向に走査がなされる。
Therefore, by setting the angle θn of the
なお、上記では上側に配置されたミラー21の設定角度を導出し、LED発光部20aからの光を走査する場合について説明したが、下側に配置されたミラー21の設定角度についても同様に導出でき、LED発光部20bに対しても同様の走査が行われる。
In the above description, the setting angle of the
このようにして、LEDユニット20のLED発光部20a,20bから放出される光を垂直方向に走査し、1つのLEDユニット20で複数ラインの画面を投影することが可能となる。
In this way, light emitted from the LED
さらに、上記のようなLEDユニット20及びミラー21を備えたプロジェクタユニットを用意し、それを縦横に並べることで、上述したようなマルチ状の画面が構成される。
図19は、本実施の形態のLEDユニットを用いて構成されたマルチ状の画面の構成例を示す図であり、(A)は画面の正面図、(B)はLEDユニットの走査の様子を示す図である。
Further, a projector unit including the
FIG. 19 is a diagram showing a configuration example of a multi-shaped screen configured using the LED unit of the present embodiment, (A) is a front view of the screen, and (B) is a scanning state of the LED unit. FIG.
図19の例では、上述したマルチ状の映像表示装置のように、本実施の形態のLEDユニット20及びミラー21を備えたプロジェクタユニットが上記と同様のフレームに組み込まれ、さらにそれが縦横共に3段並べられているものとする。
In the example of FIG. 19, the projector unit including the
このように、本実施の形態のLEDユニット20を用いてマルチ状の画面を構成した場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、本実施の形態の映像表示装置は、固定されたLEDユニット20から放出された光をミラー21で反射し、さらに、投射されるラインの位置に応じてミラー21を回転させて、スクリーン100の垂直方向に走査を行う構成とした。このようにすることで、上述した映像表示装置と同様に、装置構成が簡易化されると共に、画面内の輝度ムラを低減することができる。さらに、LEDユニット20から放出された光は、ミラー21によって折り返され、スクリーン100に投射される。従って、上述した映像表示装置と比較して、スクリーン100までの投射距離を短くすることが可能であり、装置奥行きを縮めることができる。
Thus, even when a multi-shaped screen is configured using the
As described above, the video display device according to the present embodiment reflects the light emitted from the fixed
図20は、第2の実施の形態の変形例の映像表示装置を示す図である。
この変形例の映像表示装置は、垂直方向に対して上下に平行移動する板状体22を有し、この板状体22に複数のミラー21が設けられている点が上記の映像表示装置と相違する。
FIG. 20 is a diagram illustrating a video display device according to a modification of the second embodiment.
The video display device according to this modification has a plate-
各ミラー21は、スクリーン100に表示される各ライン毎に、板面に対して上記の式(6)を満たすような角度でそれぞれ取り付けられており、投射されるラインの位置に応じた反射角度が設定されている。
Each
このようにミラー21が設けられた板状体22を、LED発光部20aからの光が各ミラー21で反射されるように、走査のタイミングに応じて上下方向に移動し停止させる。そして、停止した際には、LED発光部20aから所定のラインに応じた光を放出させる。例えば、角度θnで取り付けられたミラー21の位置で板状体22が停止した場合、LED発光部20aからは距離nY0のラインに対応する光が放出される。なお、下側にも図示しない板状体が上記と同様にして配置されており、LED発光部20bからの光についても、上記と同様に走査が行われる。
The plate-
このようにして、輝度ムラの少ない良好な画面を得ることができる。
図21は、第2の実施の形態の別の変形例の映像表示装置を示す図である。
この変形例の映像表示装置は、LED1の配列方向に平行な回転軸のまわりに回転する回転体23を有し、この回転体23の周上に複数のミラー21が設けられている点が上記変形例の映像表示装置と相違する。
In this way, a good screen with less luminance unevenness can be obtained.
FIG. 21 is a diagram illustrating a video display apparatus according to another modification of the second embodiment.
The video display device according to this modification has a
各ミラー21は、スクリーン100に表示される各ライン毎に、接線に対して上記の式(6)を満たすような角度でそれぞれ取り付けられており、投射されるラインの位置に応じた反射角度が設定されている。
Each
このようにミラー21が設けられた回転体23を、LED発光部20aからの光が各ミラー21で反射されるように、走査のタイミングに応じて回転し停止させる。そして、停止した際には、LED発光部20aから所定のラインに応じた光を放出させる。例えば、角度θnで取り付けられたミラー21の位置で回転体23が停止した場合、LED発光部20aからは距離nY0のラインに対応する光が放出される。なお、下側にも図示しない回転体が上記と同様にして配置されており、LED発光部20bからの光についても、上記と同様に走査が行われる。
Thus, the rotating
このようにして、輝度ムラの少ない良好な画面を得ることができる。さらに、上記の変形例のような上下運動ではなく回転運動によって位置が決定されるので、走査が一巡する毎に元の場所に帰還する時間を省くことが可能となり、簡単に位置決めすることができる。 In this way, a good screen with less luminance unevenness can be obtained. Further, since the position is determined by the rotational movement rather than the vertical movement as in the above-described modification, it is possible to save time for returning to the original place every time the scanning is completed, and positioning can be performed easily. .
1 LED
10,20 LEDユニット
21 ミラー
50 走査部
100 スクリーン
1 LED
10, 20
Claims (1)
前記スクリーンの背面側に配置されて、指向性を有し、映像信号に応じた光を放出する発光素子を1次元方向に配列してなる発光部と、
前記スクリーンの背面側に配置されて、前記発光部から放出された前記光を前記発光素子の配列方向に対して直交する方向に走査させる走査部と、
を有し、
前記走査部は前記光を反射して前記スクリーンに投射させる反射手段を備え、
前記走査部は前記光の走査方向に平行移動する板状体を有し、前記板状体には前記光の前記スクリーンでの投射位置に応じて反射角度がそれぞれ決められた複数の前記反射手段が前記走査方向に従って設けられ、
前記発光部は、前記スクリーンと前記走査部との間に配置され、前記光を前記走査部の前記反射手段に放出し、放出された前記光は、前記反射手段によって反射されて前記スクリーンの背面に投射されることを特徴とする映像表示装置。 In a video display device that projects video from the back of the screen,
A light-emitting unit that is arranged on the back side of the screen and has light-emitting elements that have directivity and emit light according to a video signal;
A scanning unit that is disposed on the back side of the screen and scans the light emitted from the light emitting unit in a direction orthogonal to the arrangement direction of the light emitting elements;
Have
The scanning unit includes a reflection unit that reflects the light and projects the light onto the screen.
The scanning unit has a plate-like body that translates in the scanning direction of the light, and the plate-like body has a plurality of reflection means each having a reflection angle determined according to a projection position of the light on the screen. Is provided according to the scanning direction ,
The light emitting unit is disposed between the screen and the scanning unit, and emits the light to the reflecting unit of the scanning unit, and the emitted light is reflected by the reflecting unit to be back of the screen. A video display device that is projected onto the screen.
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