JPH03263985A - 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上に隣接して投映す
ることにより１つの映像を表示する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。そのため、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に代
わって多用されることは間違いないと思われる。

そ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脂してスクリ
ーン上の映像を１つの投射装置で形成するのではなく、
複数の投射装置から得られるそれぞれ異なる映像光をス
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投射型ディスプレイ
が考案されている。

上記のような投射型ディスプレイにおいては、まずスク
リーン上に表示された画像間の継ぎ目の処理が問題にな
る。各投射装置から出射された映像光のスクリーン上へ
の投映位置は、たとえ初期の段階では精密に調整されて
いたとしても、装置の経時変化、温度変化などによって
微妙な狂いが発生してしまう。そのために、例えばスク
リーン上に表示された画像間にわずかでも隙間が生じれ
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。また逆に、画像間に
わずかでも重なりが生じればその重なり部分だけ他の部
分よりも高輝度になるので、やはり全体の画像は見苦し
いものになってしまう。

このような問題点を解決するために従来いくつかの方法
が考案されているが、ここでは、その中の代表的なもの
として特開昭６２−１９５９８４号公報に記載されてい
る方法について説明する。

第６図（ａ）は上記従来例の構成を示す図、第６図（ｂ
）は第６図（ａ）中の各投射装置１００゜１０１の輝度
分布を示す図である。本従来例においては、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をそれぞれ投映した場
合を考える。第６図（ａ）に示す通り、上記２つの映像
光１０３．１０４は意図的に一部分重ねられて投映され
、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、上記２つの映像光１０３．１０４の輝
度分布をそれぞれ第６図（ｂ）中の輝度分布１０５，１
０６に示されるように、画像の継ぎ目で連続的に減少す
るものとしてし）る。以上のような方法を採ることによ
って、例えば投射装置１００からの映像光１０３のスク
リーン１０２上にあける投映位置が多少ずれた場合でも
、２つの画像の継ぎ目で大きな輝度変化が生じることは
なくなり、上記の問題は解決される。

ところが、複数の投射装置から得られる各映像光をスク
リーン上に隣接して投映することにより１つの映像を表
示する投射型ディスプレイでは、上記の画像間の継ぎ目
の問題以外にもスクリーン上で合成された画像を見苦し
くする別の原因が存在する。すなわち、複数の投射装置
から投映される映像光の明るさが、投射装置毎に異なっ
ている場合には、スクリーン上では、各投射装置から投
映された部分毎に輝度が違って見えてしまうという問題
である。映像光の明るさは、投射装置にＣＲＴを用いて
いる場合にはＣＲＴ管面の明るさ、投射装置に液晶パネ
ルを用いている場合には投映用光源の明るさでそれぞれ
規定されるが、それらの明るさは、温度による変化や経
時変化を生じ、しかもその変化が、投射装置毎に異なる
ものであるため上記の問題点が発生する。

特開昭６２−１９５９８４号公報に記載されている従来
例を用いた場合、投射装置毎に映像光の明るさが異なる
という上記の問題が、スクリーン上ではどのように現れ
るかということについて、第７図を用いて説明する。第
７図には、第６図と同様の構成で画像の一部を重ねてス
クリーン上に投映する場合の、第６図（ａ）中に示した
各投射装置１００．１０１それぞれに対応する映像光の
輝度分布を示しである。第７図（ａ）は投射装置１００
．１０１の明るさが等しい場合であり、映像光の輝度分
布１１０，１１１はそれぞれ第６図（ｂ）中の輝度分布
１０５，１０６に対応する。第７図（ｂ）中の１１２は
各輝度分布１１０，１１１を合成したものであり、スク
リーン上における実際の輝度分布を表している。分布は
一様になっておりこの状態が理想的である。

第７図（ｃ）は何らかの原因で投射装置１０１の明るさ
が投射装置１００よりも暗くなった場合の各輝度分布を
示すもので、各映像光の輝度分布１１３．１１４はそれ
ぞれ第６図（ｂ）中の輝度分布１０５，１０６に対応す
るもので、輝度信号の段階では同レベルであったものが
、各投射装置で映像光に変換される際にレベルのずれが
生じていることを示している。第７図（ｄ）中の１１５
は、各輝度分布１１３，１１４を合成したものであり、
最終的にスクリーン上に表示されている画像の輝度分布
を示している。以上のように、前記従来例を用いても、
投射装置毎の映像光の明るさが異なる場合のスクリーン
面の輝度は、視覚的に最も不愉快な不連続変化を示すこ
とは避けられている。

［発明が解決しようとしている課題］ 上記従来例では、各投射装置毎に映像光の明るさが異な
るという問題に対しては、スクリーン上、画像間の継ぎ
目で輝度を連続的に変化させることより行なっている。

しかしながら、上記輝度変化を生じさせる範囲が映像光
の重なり合う範囲〔第７図（ｄ）中にで示された範囲〕
が非常に狭いため、スクリーン上の輝度差を視覚的に目
立たなくする効果はあまり高くないという欠点がある。

ところでスクリーン上で映像光の重なり合う範囲を大き
くとわば、輝度変化をさせる範囲も広くなる。しかし、
本来１つの映像光で形成すべき画像が２つの映像光を重
ね合わせることによって形成されている部分では、上記
２つの映像光の投映位置がわずかでもずれると、スクリ
ーン上の輝度分布という点では大きな問題は生じないが
、画質が劣化するという欠点がある。

このため、画質劣化の生じる範囲をできるだけ狭く抑え
るためには、スクリーン上で映像光の重なり合う範囲を
あまり大きくとることは許されない。

本発明は、以上のような従来技術が有する問題点に鑑み
てなされたものであり、各投射装置毎に映像光の明るさ
が異なるという問題に対して、画質劣化を招来する映像
光の重なり範囲を従来例程度に抑えたうえで、スクリー
ン上に発生する輝度差をより目立たなくすることのでき
る投射型ディスプレイ装置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、 一つの画像信号を複数の画像信号に分割する分割手段と
、分割された各画像信号毎に設けられた複数の投射装置
とを備え、該複数の投射装置がそれぞれ形成する複数の
画像光をスクリーン面上に隣接して投射させることによ
り一つの画像信号に対応する画像を表示する投射型ディ
スプレイであって、 分割手段は、一本の走査線を水平方向に所定の割合て分
割するための信号分割回路および複数のメモリと、走査
線の垂直位置に応じて投射を行なう投射装置を切換える
ためのスイッチとを有し、分割手段か各走査線を分割す
る割合と投射装置の切換えを行なう走査線の垂直位置と
がそれぞれ走査線あるいは複数走査線毎に異なるもので
ある。

［作用コ 分割手段が各走査線を水平方向に分割する割合と投射装
置を切換える走査線の垂直位置とかそれぞれ一走査線あ
るいは複数走査線毎に異なるものであるので、各投射装
置からの各画像光か隣接する境界部には、−走査線ある
いは複数走査線毎に異なる投射装置からの各画像光が投
射される。このため、上記境界部においては各投射装置
からの各画像光が重ねられることなく輝度が平均化され
ろう ［実施例］ 第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
、第２図は本実施例の装置の構成を示す斜視図である。

第１図中、１は外部から入力されるＮＴＳＣ信号などの
アナログテレビ信号Ｓ１をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換回路、２は上記Ａ／Ｄ変換回路１で得られたデ
ィジタルテレビ信号のうち、走査線１本分の信号を記憶
可能なラインメモリ、３は上記ラインメモリ２に記憶さ
れた走査線１木分の信号を分割し、さらに分割点の継ぎ
目処環を行なうための信号分割回路、４．５は上記信号
分割回路３にて分割された信号をそれぞれ記憶するライ
ンメモリ、６．７はそれぞれ上記各ラインメモリ４．５
から出力されるディジタル信号をアナログ信号に変換す
るＤ／Ａ変換回路、８，９゜１０．１１はそれぞれ上記
Ｄ／Ａ変換回路６．７でアナログ信号に戻されたテレビ
信号をスクリーン投映用の映像光に変換する投射装置、
１２は上記各Ｄ／Ａ変換回路６．７からそれぞれ出力さ
れたテレビ信号を入力する投射装置を選択するスイッチ
である。１３は外部から入力されるアナログテレビ信号
Ｓ１中の同期信号に基づいて、各ラインメモリ２，４．
５の信号書き込み、読み出しタイミングの制御やスイッ
チ１２の切換制御を行なうマイクロプロセッサである。

上記各投射装置８，９，１０．１１は、それぞれＣＲＴ
、もしくは液晶などのディスプレイと投映レンズによっ
て構成されている。これらの空間的配置は第２図に示す
通りである。第２図中において、１５はスクリーン枠を
示し、映像光は該スクリーン枠１５に囲まわるスクリー
ン背面から投映され、スクリーンを透過した光が観察者
の目に入ることになる。同図中で、１６ａ、１６ｂ。

１６ｃ、１６ｄはそれぞれ４個の投射装置８゜９．１０
．１１からの各映像光がそれぞれ投映される分割スクリ
ーンであり、図中の破線は、各投射装置が最大限投映可
能な映像光の範囲を示す。

本実施例のものにおいては、信号分割回路３、ラインメ
モリ２，４，５、スイッチ１２およびマイクロプロセッ
サ１３により分割手段が構成されている。

ここで、以上説明した構成によりて実現される本実施例
の動作について、外部から入力されるアナログテレビ信
号Ｓ１としてＮＴＳＣ信号が用いられているものとして
説明を行なう。

まず、４つの投射装置の映像光によって１つの画像を形
成する際の本実施例における画像の走査線レベルでの構
成について第３図を用いて説明する。ＮＴＳＣ方式では
、５２５本の走査線によって１つの画像が形成されるが
、説明を簡単化するために１６木の走査線により１つの
画像が形成されるものとする。

第３図（ａ）は１フレ一ム分の走査線を示しており、黒
部分で示す走査線２０、斜線部分で示す走査線２１、白
部分で示す走査線２２、横線部分で示す走査線２３の各
走査線は４個の投射装置８゜９．１０．１１からそれぞ
れ投映される部分を示している。第３図（ｂ）　、　（
Ｃ）は第３図（ａ）の走査線をさらにフィールド毎に分
解して示したものであり、そわぞれニーフィールド、■
−フィールドと呼ぶことにする。上記ニーフィールド、
■−フィールドの画像を交互に映し出すことによりスク
リーン上にはひとつの画像が形成される。なお、走査線
２０．２２間、および走査線２１．２３間の継ぎ目は第
６図に示した従来例と同様に画像が一部分重ね合わされ
、該重なり部分ではそれぞれの走査線の輝度が連続的に
減少するものとされている。

次に、４つの投射装置８，９，１０．１１を用いて上記
の走査を行なわせるための装置の動作についての説明を
行なう。第１図中のＡ／Ｄ変換回路１でディジタル信号
に変換されたテレビ信号は走査線１木分の信号毎にライ
ンメモリ２に記憶される。ラインメモリ２に記憶された
走査線１本分の信号は、マイクロプロセッサ１３の制御
により所定の割合にて水平方向に分割されて信号分割回
路３へ出力される。信号分割回路３は画像の左側に対応
する部分はラインメモリ４に、画像の右側に対応する部
分は、ラインメモリ５にそれぞれ記憶させるとともに、
分割点における輝度分布の処理も同時に行なう。このと
き、信号の分割点は、第３図（ｂ）　、　（ｃ）に示す
通り、ニーフィールド。

■−フィールドで異なった位置に定めている。ラインメ
モリ２には、次々に走査線毎の信号が送られてくるので
、上記の処理は水平帰線期間中にマイクロプロセッサ１
３の制御によって行なわれる。各ラインメモリ４．５か
ら読み出される各信号は、それぞれＤ／Ａ変換回路６，
７でアナログ信号に戻され、スイッチ１２を介した後、
投射装置８と投射装置１０、もしくは投射装置９と投射
装置１１によって投映され、スクリーン上には１本の走
査線として再現される。各投射装置８〜１１は分割され
た画像をそれぞれスクリーン上１６ａ〜１６ｄに表示さ
れるものであり、通常用いられるものとは異なる期間に
よる走査が行なわれている。又１つの投射装置で、１つ
の画像を表示する通常の装置とは異なり、４つの投射装
置で、１つの画像を表示するため各投射装置の、投影可
能な走査線の数、及びその走査周波数は、通常の装置と
は異なる。そのための各ラインメモリ４，５からの信号
読み出しタイミングの制御も、やはりマイクロプロセッ
サ１３によって行なわれる。また、スイッチ１２による
投射装置８と１０、もしくは、投射装置９と１１へのテ
レビ信号の入力の切換えは、ニーフィールド、ＩＩ−フ
ィールドでそれぞれ第３図（ｂ）　、　（ｃ）中のそれ
ぞれ異なる垂直位置にある各走査線２４．２５の直前で
行なわれる。このスイッチ１２の切換制御もマイクロプ
ロセッサ１３により行なわれる。

スクリーン上に投映される画像はニーフィールド、■−
フィールドの画像を交互に映し出すことによって形成さ
れるが、前述のような走査線の構成とすることによって
、各投射装置毎に映像光の明るさが異なっている場合の
スクリーン上の画像の輝度分布の変化は緩やかなものと
なる。

本実施例のスクリーン上の輝度分布について、第２図の
上方側に配設されている２つの投射装置８．１０により
形成される画像を例に説明する。

何らかの原因で一方の投射装置１０の映像光の明るさが
、他方の投射装置８に比べて暗くなフている場合、ニー
フィールドにおけるスクリーン上の輝度分布は第４図（
ａ）中の４１に示す通り、従来例を示す第７図（ｄ）中
の１１５と同様、両映像光の重なり部分で連続的に変化
して投射装置１０の側で暗くなりでいる。次に■−フィ
ールドにおいては、走査線の継ぎ目の位置が変化するた
め、スクリーン上の輝度分布は第４図（ｂ）中の４２に
示すようになる。各分割スクリーン１６ａ〜１６ｄ上に
おける各画像は上記２つのフィールドの画像を非常に短
い周期で繰り返し表示することによって形成されるので
、視覚的に見えるスクリーン上の輝度分布は第４図（ａ
）　、　（ｂ）に示されたものを平均した形、すなわち
、第４図（Ｃ）中の４３に示すものとなる。このため、
第４図（ａ）または第４図（ｂ）に比べて広い範囲で緩
やかに輝度変化が生じるものとなる。

上記の説明は、第２図に示す上方側の２つの投射装置８
．１０を例にとり、スクリーン上で横方向に隣接した画
像間の維ざ目処環に関して行なつたものであるが、スク
リーン上の縦方向に隣接した画像間においても投射装置
８と９、投射装置１０と１１の切換え位置を各フィール
ドによフて異なる位置としているので横方向と同様に画
像間の継ぎ目付近の広い範囲で緩やかに輝度変化をさせ
ることができる。

本実施例では、１つの画像を４分割（２Ｘ２）して投射
する背面投射型ディスプレイについて説明したが、他の
分割数に分割して投射してもよく、前面投射型ディスプ
レイとしてもよい。

また、本実施例では、入力されるアナログテレビ信号と
してＮＴＳＣ方式のものとして説明を行なったが、本発
明はインターレース走査を行なう他のテレビ方式にも適
用可能なことは明白である。

さらに第３図（ｂ）　、　（Ｃ）を連続する２つのフレ
ームの走査線構成として考えれば、本発明をノンインタ
ーレース走査のテレビ方式に適用することも可能である
。

本実施例では、異なった投射装置から投映される走査線
間の継ぎ目で、第６図に示した従来例同様２つの走査線
を一部分重ねて投映するということを行なうため、回路
構成が複雑になっているが、このような重ね合わせを行
なわなくても、画像間の継ぎ目で起こる輝度変化を緩や
かにさせることができる。

第５図（ａ）は本発明の第２の実施例の動作を説明する
ための図である。

第１の実施例のものにおいては、スクリーン上の分割画
像間の継ぎ目では、明るさの異なる２つの投射装置から
の分割点の異なる映像が交互に映し出されている。この
ため、１画面内における２つの投射装置からの映像光の
明るさの違いが大きなものであり、フィールド周波数（
あるいはフレーム周波数）が低いテレビ方式の場合など
は上記スクリーン上の継ぎ目部分の輝度の時間変化が視
覚的に認識可能となってしまう。

本実施例における分割画像を形成させるための回路構成
は、第１図に示した第１の実施例のものと同様であるが
、各投射装置８と１０．９と１１によりそれぞれ分割さ
れて投射される各走査線の分割点が一画面中で異なるも
のとなるようにマイクロプロセッサ１３（第１図参照）
が制御を行なっている。

第５図（ａ）は本実施例における１画像（インターレー
ス走査のテレビ方式であれば１フイ一ルド分、ノンイン
ターレース走査のテレビ方式であれば１フレ一ム分）の
走査線の構成を示している。

第５図（ａ）中、具部分の走査線３０、斜線部分の走査
線３１、白部分の走査線３２、横線部分の走査線３３は
それぞれ各投射装置８，９゜１０．１１（第１図参照）
から投映されるものである。

図示するように、スクリーン上各分割画像間の境界部に
おいては、同一画面内で走査線１本毎に各投射装置が投
射する割合を切換えられている。

ここで、上記の走査線構成を実現するための装置の動作
について、第１図を参照して説明を行なう。

１走査線分の信号の分割方法は、第１の実施例と同様で
あるか、分割位置を走査線毎に切換えるようにマイクロ
プロセッサ１３は各ラインメモリ２．４．５の制御を行
なう。また、投射装置選択スイッチ１２は、第５図（ａ
’）中容走査線５１〜５４の直前で切換えが行なわれる
ようにマイクロプロセッサ１３によって制御される。

以下の動作により、投射装置毎に映像光の明るさか異な
り、フィールド周波数（もしくはフレーム周波数）が低
い場合でも第１の実施例と同様スクリーン上分割画像間
の継ぎ目で、輝度変化が緩やかになるようにすることが
でき、力）つ維き′目付近の輝度の時間変化も抑えるこ
とができる。

なお、本実施例では、スクリーン上分割画像間の境界部
を表示する際、走査線１本毎に投射装置を切換えるとし
て説明を行なったが、走青緑複数木毎に投射装置の切換
えを行なっても同様の効果か得られることは明白である
。

第５図（ｂ）は、第２の実施例に対し、走査線を複数本
毎に投射装置を切り換えるようにした第３の実施例の走
査線構成を示す。図中４０゜４１．４２．４３の走査線
は、それぞれ投射装置８．９，１０．１１から投影され
るものとする。

また、同図は、インタレース走査のテレブ方式であれば
１フイ一ルド分、ノンインタレース走査のテレビ方式で
あれば１フレ一ム分の走査線を表しているとする。すな
わち、第３実施例では、スクリーン上分割画像間の境界
部を表示する際、同一画面内で走査線２本毎に投射装置
を切り換えるようにしている。

［発明の効果コ 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。

請求項１に記載のものにおいては、−走査線あるいは複
数走査線毎に各走査線の分割および各投射装置の切換え
を行ない、各投射装置からの各画像光が隣接する境界部
における輝度を各画像光を重ね合わせることなく平均化
させるため、上記境界部を広くすることができ、画質劣
化を生じることなく各投射装置の輝度差を目立たなくす
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
、第２図は第１の実施例の装置構成を示す斜視図、第３
図（ａ）乃至第３図（Ｃ）はそれぞれ第１の実施例によ
る画像構成を示す図、第４図（ａ）乃至第４図（Ｃ）は
それぞれ第１の実施例によるスクリーン上の輝度分布を
説明するための図、第５図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞ
れ本発明の第２．第３の実施例による画像構成を示す図
、第６図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ従来例の構成お
よび輝度分布を示す図、第７図（ａ）乃至第７図（ｄ）
はそれぞれ各輝度分布が合成される状態を示す図である
。 １・・・Ａ／Ｄ変換回路、 ２．４．５−・・ラインメモリ、３・・・信号分割回路
、６．７−Ｄ／Ａ変換回路、８〜１１−・・投射装置、
１２・・・スイッチ、　　１３・・・マイクロプロセッ
サ、１５−・・スクリーン枠、 １６　ａ　〜１６　ｄ−分割スクリーン、２０〜２５．
３０〜３３．５１〜５４−・・走査線、４１〜４３・・
・輝度分布、 Ｓ １・・・アナログテレビ信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一つの画像信号を複数の画像信号に分割する分割手
   段と、分割された各画像信号毎に設けられた複数の投射
   装置とを備え、該複数の投射装置がそれぞれ形成する複
   数の画像光をスクリーン面上に隣接して投射させること
   により前記一つの画像信号に対応する画像を表示する投
   射型ディスプレイであつて、 前記分割手段は、一本の走査線を水平方向に所定の割合
   で分割するための信号分割回路および複数のメモリと、
   走査線の垂直位置に応じて投射を行なう投射装置を切換
   えるためのスイッチとを有し、 前記分割手段が各走査線を分割する割合と投射装置の切
   換えを行なう走査線の垂直位置とがそれぞれ一走査線あ
   るいは複数走査線毎に異なるものであることを特徴とす
   る投射型ディスプレイ。