(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１記載のディスプレイ装置において、前記第１の投射型ディスプレイ素子が低解像度の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が前記第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を特徴とする投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のディスプレイ装置において、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投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項３記載のディスプレイ装置において、前記分離する手段が、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することを特徴とする投射型マルチ画面ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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