JPH03245687A - 投射型ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は投射型ディスプレイに関し、特に、複数の投射
装置から得られる映像光をスクリーン背面上に隣接して
投映することによって全体として１つの映像を表示する
分割式の投射型ディスプレイに関するものである。

［従来の技術］ ＣＲＴ上の画像、あるいは液晶パネル上の画像をスクリ
ーン上に拡大投映する投射型ディスプレイでは、比較的
容易に大画面画像が得られる。

このため、今後、成長が期待される家庭用大画面テレビ
の分野では、価格、重量などの点で投射型ディスプレイ
がブラウン管式テレビよりも普及することが予想される
。

このような投射型ディスプレイでも、画面のさらなる大
型化、あるいは、投映光学系の小型化などを目的として
、スクリーン上の画面を１つの投射装置で形成するので
はなく、複数の投射装置よりそれぞれ得られる異なる映
像光をスクリーン上に隣接して投映することによって全
体として、１つの映像を表示するようにした分割式の投
射型ディスプレイが考案されている。しかし、その場合
には、分割された各画面間の継ぎ目をどのようにして目
立たないようにするかということが大きな問題になる。

画像間にわずかでも隙間があれば、その部分は暗いライ
ンとして目に入るので、全体の画像は見苦しいものにな
ってしまうし、また画像間にわずかでも重なりがあれば
、その重なり部分だけ他の部分より高輝度になるので、
やはり、全体の画像は見苦しいものになってしまう。

従来、上記の問題を解決するために考案されている方法
について説明する。ここでは特開昭６２−１９５９８４
号公報に記載されている方法を第８図（ａ）を用いて説
明する。簡単のために、２つの投射装置１００，１０１
からスクリーン１０２上に２つの映像光１０３．１０４
をそれぞわ投映した場合を考える。本従来例では、上記
２つの映像光１０３，１０４の継ぎ目を目立たなくする
ために、各映像光１０３，１０４の一部分を重ねて投映
し、その重なり部分が他の部分に比べて高輝度になるこ
とを避けるために、各映像光１０３゜１０４の輝度分布
が、それぞれ継ぎ目で連続的に減少するようにしている
。第８図（ｂ）は各映像光１０３，１０４それぞれのス
クリーン１０２上における輝度分布１０５．１０６を示
す図である。この結果、継ぎ目で不連続な輝度変化が起
こりに〈〈なり、継ぎ目の見苦しさがある程度は解消さ
れている。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら上記従来例では、画像の重ね合わせ部分の
重なり具合を検知する手段部よび重なり具合を調整する
手段を備えていないため、以下のような欠点があった。

（１）装置の経時変化等で、投映光学系の光軸などにく
るいが生じ、隣接する分割画像間の重なり具合が、初期
の十分に調整された状態から変化してしまった場合、画
像の重なり部分に輝度むらが発生し、全体として非常に
見苦しい画面になってしまう。

（２）電源投入後の装置の温度上昇によって、光学系お
よび電気回路系の特性が変化し、隣接する分割画像間の
重なり具合が初期の十分に調整された状態から変化して
しまった場合、画像の重なり部分に輝度むらが発生し、
全体として非常に見苦しい画面になってしまう。

本発明は、以上のような従来技術の有する欠点に鑑みて
なされたものであり、複数の映像光のそれぞれの投映位
置の検出を行うとともに、該検出結果を用いた調整が行
なわれ、経時変化や温度上昇が生じた際にも輝度むらが
生じることのない分割式の投射型ディスプレイを提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の投射型ディスプレイは、 所定の画像を示す画像信号を異なる部分の画像をそれぞ
れ示す複数の画像信号に分割し、該分割された複数の画
像信号毎に設けられた複数の投射装置によって形成され
る複数の画像信号に対応する複数の画像光を、隣接する
画像光の継ぎ目部分においては隣接する画像光の一部が
重なるようにスクリーン面に投映して該スクリーンに所
定の画像を表示させる投射型ディスプレイにおいて、各
画像光の重なり状態を検出する重なり状態検出手段と、 重なり検出手段の検出結果を用いて複数の画像光のスク
リーン面への各投映位置をそれぞれ調整する投映位置調
整手段とを有し、 重なり状態検出手段は前記スクリーンと複数の投射装置
の間であり、かつ、隣接する画像光の一部が重なる継ぎ
目部分には常に隣接する画像光のうちの少なくとも１方
がスクリーン面に投映される位置に設けられている。

［作　用］ 重なり状態検出手段により画像光の重なり状態が検出さ
れ、該検出結果を用いて画像光の投映位置が調整される
ので、経時変化や温度上昇によって光学系に変化が生じ
た場合にもこねに応じた調整がなされる。

上記検出手段は、継ぎ目部分には常に隣接する画像光の
うちの少なくとも一方が投映される位置に設けられてい
るので、スクリーン上に影が生じることはない。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の構成を示す図である。

本実施例は、４個の投射装置からの映像光をスクリーン
背面上に隣接させて投映することによってひとつの画像
を形成、表示する背面投射型ディスプレイを示すもので
ある。

図中１ａ〜１ｄは、分割されたそれぞれ異なる映像光を
投射する投射装置であワて、これらは、それぞれ、ＣＲ
Ｔもしくは液晶などのディスプレイおよび投映レンズに
よって構成されている。

５ａ〜５ｄはそれぞれ、上記各投射装置１ａ〜１ｄから
射出された映像光を投映するためのスクリーンの各部分
であり、スクリーン各部分５８〜５ｄで１枚のスクリー
ンが構成されている。６は、上記スクリーンを支えるた
めのスクリーン枠である。７８〜７ｄはそれぞれ、上記
各投射装置１ａ〜１ｄから射出された映像光が上記スク
リーン各部分５ａ〜５ｄ上へ投映される位置を、上下方
向、および左右方向に微調整するための、可変頂角プリ
ズム［以後、ｒ　Ｖ　Ａ　Ｐ　Ｊ　（ｖａｒｉａｂｌｅ
ａｎｇｌｅｐｒｉｓ＋ｏ）と称す。コである。１１〜１
４は、上記スクリーン各部分５ａ〜５ｄ間の各境界に対
応してスクリーン背面側にそれぞわ取り付けらねた重な
り状態検出手段であるラインセンサであり、各投射装置
１ａ〜１ｄから射出され、各ＶＡＰ７ａ〜７ｄをそれぞ
れ透過した各映像光のＥ下方向および左右方向の位置ず
れを検出するために用いられる。例えば、投射装置１ａ
から射出され、ＶＡＰ７ａを透過した映像光の上下方向
の位置ずれはラインセンサ１３によって、また、左右方
向の位置ずれは、ラインセンサ１１によってそれぞれ検
出される。

上述した各ＶＡＰ７ａ〜７ｄの駆動は各ラインセンサ１
１〜１４の検出結果を入力する制御装置（第１図では不
図示）により行なわれる。

本実施例の全体の動作の説明に移る前に各ＶＡＰ７ａ〜
７ｄの構造について第２図を参照して説明する。各ＶＡ
Ｐ７ａ〜７ｄの構造は同様のものであるため、ＶＡＰ７
ａを例にして説明を行う。

図示するように、２枚のガラス板２０．２１の間に、液
体シリコンなどの透明液状物質２２が封入されている。

このような構造にすることにより、２枚のガラス板２０
．２１の相対角を平行な状態から、傾けることができる
ようになり５さらにその傾は角も可変とすることができ
る。この結果、必要に応じて頂角が変化するプリズムと
して作用するものとなる。第２図中で投射装置１ａから
射出された映像光は、ＶＡＰ７ａがプリズムとして作用
していないとき（２枚のガラス板２０゜２１が平行な状
態であるとき）には、破線に示されるように中心線２３
に関して対称に、分割スクリーン５ａ上に投映される。

また、２枚のガラス板、２０．２１の相対角が変化され
てプリズムとして作用する場合には実線で示されるよう
に投映位置が移動する。

本実施例は、分割された各画像間の継ぎ目を目立たなく
するために、基本的には、第８図に示した従来例と同様
に、隣接する画像を一部分重ねて投映し、その重なり部
分で両画像の輝度がそれぞれ連続的に減少するような構
成をとることを前提としている。本実施例のものにおい
ては、各画像間のそれぞれの継ぎ目にラインセンサ１１
〜１４を配置して各画像の投映位置を検出し、その結果
画像間の重なり具合が不適切である場合には前述の制御
装置により適切な重なり具合に戻すように各分割画像の
投映位置を上下、左右方向に微調整するものである。

′！Ｊ３図は本実施例の制御系の構成を示す図である。

本実施例のものにおいては、各分割画像毎に投映位置を
検出しその投映位置が不適切ならば、適切な投映位置に
調整するという制御を行うものである。各投射装置１ａ
ｘｌｄから各分割スクリーン５ａ〜５ｄにそわぞれ投射
される各映像光は同様に制御されるものであり、第３図
にはこのうちの投射装置１ａから射出され分割スクリー
ン５８部分に投映される映像を中心に示している。

図中、３０は各投射装＠　１　ａ　−１ｄよりスクリー
ン各部分５ａ〜５ｄに投射される画像の投映位置を検出
するためのテストパターン用の画像借上を生成し、出力
する位置ずれ検出画像発生装置である。３１は、入力さ
れる１画面分の画像信号Ｓ１から各投射装置１ａ〜ｌｄ
毎の分割画像信号を生成し、出力する分割画像生成装置
、３２〜３５はそれぞれ投射装置ｉ１ａ〜１ｄに入力す
る信号を、上記位置ずれ検出画像発生装Ｍ３０、上記分
割画像生成装置３１のいずれかより選択するためのスイ
ッチ、３６は、投射装Ｍ１ａからスクリーン５８部分上
に投映された映像の左右方向の投映位置を微調整するた
めに、ＶＡＰ７ａ　（第２図参照）の両端の２枚のガラ
ス板２０．２１　（第２図参照）の横方向の相対角を変
化させるためのＶＡＰ駆動装置、３７は同様に、スクリ
ーン部分５ａの十への上下方向の投映位置を微調整する
ために、ＶＡＰ７の両端の２枚のガラス板２０゜２１の
縦方向の相対角を変化させるためのＶＡＰ駆動装置、３
８は上記横方向、縦方向をそわぞれ微調整する２つのＶ
ＡＰ駆動装置３６．３７に駆動信号を送るＶＡＰ駆動回
路、３９はラインセンサ１１，１３で検出されたスクリ
ーン部分５ａ上における投映画像位置情報を示す検出信
号を基に、投影画像が適切な投映位置に投映されるよう
にＶＡＰ７ａを制御するための制御信号を、上記ＶＡＰ
駆動回路３８に送るマイクロプロセッサである。

スクリーン各部分５８〜５ｄに対してそれぞれ設けられ
た各スイッチ３２〜３５は、位置ずれ検出画像発生装置
３０、分割画像生成装置３１がスクリーン各部分５８〜
５ｄに対してそれぞれ出力するテストパターン用の画像
信号および分割画像信号を人力し、これらのうちのいず
れかをマイクロプロセッサ３９の指示により、スクリー
ン各部分５８〜５ｄへ出力する。尚スイッチ３２〜３５
の切換えは手動で行なう様にしてもよい。マイクロプロ
セッサ３９は、各ラインセンサ１１，１３の出力信号を
入力し、これらの値に応じてＶＡＰ駆動回路３８へ制御
信号を出力して各ＶＡＰ駆動装置３６．３７による微調
整を行なう。ＶＡＰ駆動回路３８は上述した各ＶＡＰ駆
動装Ｍ３６゜３７と接続し、さらに他のＶＡ　Ｐ　７　
ｂ〜７ｄについてそれぞれ２個ずつ設けられている不図
示のＶＡＰ駆動装置と接続している。また、マイクロプ
ロセッサ３９には上述した各ラインセンサ１１゜１３の
ほかにラインセンサ１２．１４の出力信号をそれぞれ人
力しており、ＶＡＰ駆動回路３８および各ＶＡＰ駆動装
置を介して各ＶＡＰ７ａ〜７ｄによる微調整を行なって
いる。

このように本実施例において投映位置調整手段は、マイ
クロプロセッサ３９．ＶＡＰ駆動回路３８、ＶＡＰ駆動
装置３６．３７およびＶＡＰ７ａにより構成されている
。

次に本実施例の制御動作について説明する。

本実施例では、外部から入力される画像信号Ｓ１をスク
リーン上に投映する前の段階で位置ずれ検出画像発生装
置３０にて発生させた画像をスクリーン各部分５８〜５
ｄ上に投映し、各分割画像毎にそわぞれの画像の投映位
置を各ラインセンサ１１〜１４のそれぞれの出力より検
出し、所定の位置からずれていれば、各ＶＡＰ７ａ〜’
７　ｄで補正するという方法をとる。そこでまた、各分
割画像の投映位置の検出方法について述べる。本実施例
では、上述したように第８図に示した従来例と同様に、
隣接する分割画像間では、画像を一部重ねて投映する。

その様子を第４図に示す。第４図には、４個の分割スク
リーン各部分５ａ〜５ｄを示してあり、斜線部が画像が
重なり合う部分である。また、図中太線で囲まわた部分
が投射装置１ａからの映像光が投映されるべき範囲であ
る。

位置ずれ検出画像発生装置３ｏで発生される画像として
は種々なものが考えられるが、本実施例では各投射装置
の投映サイズに対応し、全面で−様な輝度分布をもつ長
方形図形を用いることにする。すなわち例えば、投射装
置１ａからの位置ずわ検出画像は、調整が終了した段階
で考えれば、上記太線４０で囲まわだ範囲を、全面一様
な明るさで照らすようなものである。

なお、投射装置１からの映像の投映位置を調整するとき
は、他の投射装置はＯＦＦにしてあく。

次に位置ずれの検出、調整方法について、まず、画面の
左右方向の位置ずれの検出、調整方法について述べる。

第５図（ａ）はラインセンサ１１の受光状態を示す図で
あり、第５図（ｂ）はこのときの出力を示す図である。

第５図（ａ）中の斜線部は、投射装置１ａから構成され
る装置ずれ検出画像光を示し、図全体は、ラインセンサ
１１付近を上方から眺めたものである。

ＶＡＰ［動装置３６により、上記位置ずれ検出画像光の
投映位置は、左右方向に動かすことができるが、その時
、上記画像光のラインセンサ１１七における端点５０も
左右に動き、ラインセンサ１１の出力も変化する。

マイクロプロセッサ３９は、ラインセンサ１１の出力状
態が端点５０か本来あるべき位置へ戻るように、ＶＡＰ
駆動回路３８を制御し、ＶＡＰ駆動装置３６を動かす。

画面の上下方向の位置すれの検出調整の場合はラインセ
ンサ１３、ＶＡＰ駆動装置３７を用いるが、あとは、上
記左右方向の場合と同様である。以上の操作により、投
射装置１ａから出射される映像光のスクリーン部分５ａ
上における投映位置の調整が終了する。この後、投射装
置１ｂ〜１ｄについて同様の操作を順次行う。

以上、各分割画像の投映位置ずれの検出及びその調整方
法について述べた。マイクロプロセッサ３９は上記の投
映位置ずれ調整終了後に、スイッチ３２〜３５を切り換
えて、外部から入力されたテレビ信号から、分割画像生
成装置３１を軽で作られた分割画像をスクリーン上に投
映することにより、プロジェクタ−として機能させる。

次に、各ラインセンサ１１〜１４の取付位置について説
明する。

各ラインセンサ１１〜１４は、その取り付は位置によっ
ては、他の部分でいかなる工夫をしようとも、スクリー
ンを正面から見た時に影がスクリーン上に映るようにな
ってしまう。極端に言えば各ラインセンサ１１〜１４を
スクリーン裏面にはり付けてしまえば、スクリーンを正
面から見たときに影ができるのは当然である。

そこで、上記の問題を生じさせないための各ラインセン
サ１１〜１４の取り付は位置について第６図（１）〜（
Ｃ）を用いて説明する。

第６図（ａ）〜（Ｃ）は投射装置１ａ、ｌｂから投映さ
れる画像の重なり部分に設置されるラインセンサ１１を
例に説明するものである。第６図（ａ）〜（Ｃ）中、斜
線部はラインセンサ１１を示し、６０．６１がそれぞれ
、投射装置１ａ。

１ｂから射出される映像光の端部を示している。

ラインセンサ１１が設けられていないときにスクリーン
部分５ａ、Ｓｂ上で画像が重なるのは第６図（ａ）中の
Ｓで示す範囲であるが、途中、ラインセンサ１１によっ
てさえぎられるため、図中６２．６３の一点鎖線によっ
て示されるラインセンサ１１によって遮られないぎりぎ
りの位置を通過する光が分割スクリーン５ａ、５ｂ上に
投映される範囲となる。すると第６図（ａ）に示される
位置にラインセンサ１１を置いたときには、Ｐｌの範囲
には、投射装７７７１　ａからの光は届くが投射装置１
ｂからの光は届かない。また、Ｐ２の範囲には投射装置
１ｂからの光は届くが投射装置１ａからの光は届かない
ことになる。そこで、重なり部分Ｓにおける両画像の輝
度信号分布を第８図（ｂ）中の１０５，１０６と同様に
したのでは、第６図（ａ）に示したｐ、、ｐ２の範囲の
輝度が落ちてしまう。そこで本実施例中の分割画像生成
装置３１はラインセンサ１１か設けられている部分の両
画像の輝度信号分布を範囲ｐ１．ｐ２に相当する部分ま
で１００％の輝度とすることによって上記の問題を解決
している。第７図は各ラインセンサが設けられた部分で
の本実施例の輝度分布を示す図て°ある。図に示す輝度
分布により、重なり部分Ｓ中の、一方の投射装置からの
光が届かない範囲ｐ、、ｐ２では、他方の投射装置から
の光を１００％とすることにより、重なり部分Ｓにあけ
る輝度を各位置にて１００％とし、ラインセンサの影を
目立たなくすることができる。第６図（ｂ）の位置にラ
インセンサを置いた場合は、上述の方法により、ライン
センサ１１の影を目立たなくすることはできない。第６
図（ｂ）中ｔで示した範囲には、投射装置１ａからの光
も投射装Ｂｉｂからの光も全く届かないからである。そ
こで上述の方法による補正が可能となるラインセンサ１
１の取り付は位置を考えてみると、第６図（Ｃ）に示す
ように、ラインセンサ１１によって遮られないぎりぎり
の光がスクリーン面上で接する位置よりスクリーン面に
対して垂直方向に所定距離層して取り付けを行えばよく
、これに応じて輝度分布を変化させればよいことがわか
る。また、その時スクリーンから離し過ぎると、投射装
置１ａ、ｌｂからの光がラインセンサ１１上に照射しな
くなワてしまうため、そのようなことがないように考慮
する必要もある。

第７図に示す輝度分布は、理想的な場合を考え直線的に
変化させているが、実際には、実験によって、ラインセ
ンサの形状に合フた輝度分布を定めるのが好ましい。

なあ１本実施例では、隣接する２つの画像の重なり部分
にラインセンサを設置するという構成をとったが、他の
方法として４つの画像が重なるスクリーンの中心部分に
エリアセンサを設置して、それぞれの分割画像の投映位
置の検知、調整を行うことも可能である。

本実施例では、スクリーン上への画像の投映位置を移動
させる方法として、ＶＡＰを用いたが、他に、投射装置
の投射面上で画像を横ずらしする方法、投映光学系の光
軸を傾ける方法なども用いることができる。また、投射
装置とスクリーンの間にミラーを設け、画像光をミラー
で折り返して投映する投射型ディスプレイでは、上記ミ
ラーの光軸に対する傾き角を変化させることによって投
映位置を横ずらしすることも可能である。

本実施例では、画像を縦２横２に４分割したものについ
て説明したが、２画面（横２×縦１）または他の分割数
（例えば、縦３×横３、縦４×横４など）に対しても本
発明が適用可能なことは言うまでもない。２画面の場合
には必要とされるラインセンサは１つとなり、コストが
低減される。

また、本実施例においては、画像がカラーか白黒かにつ
いては言及しなかったが、本発明はカラー画像、白黒画
像の両方に適用可能であることは言うまでもない。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。

温度上昇や経時変化等によって光学系に変化が生じた場
合にもこれに応じて投映位置を調整することかてさ、上
記変化による輝度むらの発生を防止することができる。

また、隣接する画像光が重ねられる継ぎ目部分には隣接
する画像光のうちの少なくとも一方が投映されるので、
分割された画像間の継ぎ目を目立たないものとすること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図中のＶＡＰ７ａの構造を示す図、第３図は第１図に
示した実施例の制御系の構成を示す図、第４図は第１図
に示した実施例のスクリーン上における画像の重なりを
示す図、第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第１図中のラ
インセンサ１１の受光状態、出力状態を示す図、第６図
（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ第１図中のラインセンサ１１
の設置位置によりスクリーン上に形成される影を説明す
るための図、第７図は第１図に示した実施例のラインセ
ンサが設けられている部分での輝度分布を示す図、第８
図（ａ）は従来例の構成を示す図、第８図（ｂ）は従来
例の輝度分布を示す図である。 １ａｘｌｄ−投射装置、 ５８〜５ｄ−スクリーン各部分、 ６−・枠、　　　　　　　　７ａ　〜７ｄ−Ｖ　Ａ　Ｐ
　。 １１〜１４・−ラインセンサ、　２０．２１−・ガラス
板、２２・・・透明液状物質、　　　２３−中心線、３
０・・・位置ずれ検出画像発生装置、３１・・・分割画
像生成装置、　３２〜３５・−スイッチ、３６．３７−
Ｖ　Ａ　Ｐ駆動装置、 ３８−ＶＡＰ駆動回路、 ３９−・・マイクロプロセッサ、　５０−・端点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の画像を示す画像信号を異なる部分の画像をそ
   れぞれ示す複数の画像信号に分割し、該分割された複数
   の画像信号毎に設けられた複数の投射装置によって形成
   される前記複数の画像信号に対応する複数の画像光を、
   隣接する画像光の継ぎ目部分においては隣接する画像光
   の一部が重なるようにスクリーン面に投映して該スクリ
   ーンに前記所定の画像を表示させる投射型ディスプレイ
   において、 前記各画像光の重なり状態を検出する重なり状態検出手
   段と、 前記重なり検出手段の検出結果を用いて前記複数の画像
   光の前記スクリーン面への各投映位置をそれぞれ調整す
   る投映位置調整手段とを有し、前記重なり状態検出手段
   は前記スクリーンと前記複数の投射装置の間であり、か
   つ、隣接する画像光の一部が重なる継ぎ目部分には常に
   隣接する画像光のうちの少なくとも１方が前記スクリー
   ン面に投映される位置に設けられていることを特徴とす
   る投射型ディスプレイ。