(57)【要約】【課題】複数の光変調素子を使用して、この光変調素子からの画像を重畳して表示を行う表示装置において、より安価に、高画質の画像を実現する。【解決手段】本発明では、電気または光により反射または透過光量を調整する光変調素子１０５を複数使用して、該複数の光変調素子１０５により変調された光を投射レンズ１０６によりスクリーン１０７上に投影する複数の投射形表示モジュールを備え、該複数の投射形表示モジュールの投射画面を１つのスクリーン１０７に重畳投射する投射型の表示装置において、前記複数の光変調素子１０５は、互いに時分割表示を行うように構成した。これにより、複数の光変調素子が互いの画像間に影響を与えることなく高解像度の画像を実現することができる。【選択図】図１
2006145933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気または光により反射または透過光量を調整する光変調素子を複数使用して、該複数の光変調素子により変調された光を投射光学系によりスクリーン上に投影する複数の投射形表示モジュールを備え、該複数の投射形表示モジュールの投射画面を１つのスクリーンに重畳投射する投射型の表示装置において、
前記複数の光変調素子は、互いに時分割表示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、
互いの光変調素子の画像は、画素ピッチの略１／２ピッチ以下で少なくとも上下、左右、斜めの少なくとも１方向に各画素の中心位置をずらして重畳し、該光変調素子には、外部から入力された表示を行うための画像を前記重畳した各光変調素子からの各画素に対応させた画像を表示することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の表示装置において、
時分割で表示を行う複数の光変調素子で、それぞれの光変調素子は、少なくとも互いに２以上の光変調素子の表示を行わない期間を設けることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の表示装置において、
複数の光変調素子を時分割で表示を行い、表示を行っていない光変調素子に対しては、少なくとも光源からの光を遮断する手段を有することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の表示装置において、
時分割表示を行う複数の光変調素子に対して、時分割による表示に対応して表示を行う光変調素子のみに光源からの光を照射する手段を有することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の表示装置を動作させるための画像処理装置であって、１フレームの画像信号を入力し、これをｎ個（ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して出力する機能をもつ画像処理装置において、
入力された１フレームの画像信号は１フレームにわたってｎ個単位に同じパターンで分割し、前記パターン内の画素はそれぞれ異なるｎ個のサブフレームに分割することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像処理装置において、
入力した１フレームの画像信号を複数のサブフレームに分割し、時分割で各サブフレームを出力する機能を持つことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像処理装置において、
各サブフレームを時分割で、互いのサブフレームは並列して出力する機能を持ち、各出力ともサブフレームの画像を出力していない期間は黒表示に対応する画像を出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の表示装置と、請求項６乃至８のいずれか一つに記載の画像処理装置とを備えたことを特徴とする画像処理・表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光変調素子の画像を重畳して高解像度の画像表示を行う表示装置、および前記表示装置を動作させるための画像処理装置、および前記表示装置と画像処理装置を備えた画像処理・表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号や光書き込みにより、透過または反射する光を変調する光変調素子と、投射型の光学系（光源、インテグレータ、投射レンズ等からなる）を組み合わせた表示装置では、高解像度（画素数が多い）画像を実現するために、より多くの画素数をもつ光変調素子の開発が進められている。そして、既にＱＸＧＡ（２０４８×１５３６）の画素数をもつ光変調素子が開発され、シアター向けプロジェクタとして上市されている。
一般に光変調素子は、画素数が増加するに従いコストが急激に上昇する。このため前記ＱＸＧＡの画素数をもつプロジェクタは４０００万円前後と非常に高価である。
【０００３】
そこで、プロジェクタ等の低コスト化を図る第一の方法として、表示画素数より低い画素数の光変調素子を組み合わせて画像表示を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この第一の方法では、画素数が少ない光変調素子を４枚使用して、図１０に示すように、４枚の画像Ａ〜Ｄを１画素づつずらして重ねて画像Ｅを生成し、光変調素子の４倍の画素数を実現している。従って、この方法では、より安価な光変調素子を使用して高解像度の画像を実現することができる。
しかし、この方法では図１０に示すように、画像Ａ〜Ｄの画素間の非表示部分が画素ピッチとほぼ等しいという特殊な構造の光変調素子か、個々の画素を個別に縮小表示を行う複雑な縮小光学系が必要である。
【０００４】
なお、図１０では、画像Ａ〜Ｄを重ねて画像Ｅを生成しているが、画像Ａ〜Ｄは図から明らかなように画素間に表示されない部分（図の斜線部）を含んでおり、これらの画像を重ねて表示する際には、例えば画像Ａの非表示部分に画像Ｂ〜Ｃの画像の画素を上下、左右に１画素づつずらして重畳して表示することになるが、仮にこれらの方法を用いなかった場合には、画像を重畳して表示するため、重畳した画像は互いに交じり合い、画質の劣化が懸念される。
また、非表示部分が大きい光変調素子を作製することは可能だが、このためには、一般のプロジェクタ製品に使用されている光変調素子とは別途に、設計・作製する必要があり、コストの面で大変不利である。なお、一般には、少しでも光利用効率を向上させ、明るい製品を作製するために、光変調素子の各画素間の非表示部分を少なくする方向で研究開発が進んでいる。
【０００５】
一方、各画素を縮小表示する縮小光学系は、構造が複雑でコストがかかり、また、高解像度を実現するためには精度が要求され、これもコストを増加させる要因となる。また、光学系部品が増えることは、光の利用効率を低下させることも懸念される。しかし、従来技術ではこれらの点で解決策を与えていない。
【０００６】
また、第二の方法としては、複数の光変調素子を使用して、各光変調素子の画像をタイル状に並べることにより表示する画素数を増加させるものがある。
しかし、この方法では、特に各光変調素子からの画像の重なり部分での明るさの調整等が直接画質に影響を与えるため、画像処理が重要となり、該画像処理が煩雑になる。また、各タイル状の画像間には境界が存在するため、特に境界をまたがる画像で少しのずれでも画像の連続性が損なわれ、画質の劣化が顕著に認識されやすい。このため、位置の調整は微細な調整機構が必要であり、また、温度、時間、振動等による変化を極力抑える必要がある。また、このような調整機構は高価である。なお、以上のような問題点について、従来技術では解決策を与えていない。
【０００７】
【特許文献１】特許第３１３６００３号広報（特開平６−１２３８６８号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、電気信号により入射した光の偏向を行う光偏向素子を光変調素子と組み合わせて、時分割表示により高解像度の表示を行うピクセルシフトについて研究開発を続けている。このピクセルシフトでは光変調素子の使用枚数が少なく、該光変調素子の制御回路の規模も小さくて済むことから、ピクセルシフトによる方法が低コストになると考えられる。しかし、その一方、ピクセルシフトではどうしても投射型表示装置自体を新規に設計作成する必要があるので、この点では高コストになる。
近年、急激にプロジェクタ（特に解像度ＸＧＡクラス）の低価格化（メーカ標準価格で１８．８万円）が進むなかでは、既存の低価格な投射型表示装置を使用して高解像度化を実現することが望まれている。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、複数の光変調素子を使用して、この光変調素子からの画像を重畳して表示を行う表示装置において、より安価に、高画質の画像を実現するものである。
より詳しくは、本発明の第一の目的は、画像の表示容量より低い画素数をもつ光変調素子を使用して、より高解像度の画像を表示することができ、高画質で安価な表示装置を提供することである。
本発明の第二の目的は、第一の目的に加え、高解像度表示を行うための具体的な画素位置と表示する内容を明らかにすることである。
本発明の第三の目的は、第一または第二の目的に加え、光変調素子からの画像の互いの影響を防ぐための具体的な方法を示すことである。
本発明の第四の目的は、第一〜第三のいずれかの目的に加え、画質の向上を実現する具体的な例を示すことである（特に黒表示の画質の改良を目的とする）。
本発明の第五の目的は、第一〜第四のいずれかの目的に加え、光利用効率を向上させることである。
本発明の第六の目的は、表示装置を動作させるための画像処理装置であって、画像を分割して出力する画像処理装置において、高画質の画像を得るための具体的な分割方法を示すことである。
本発明の第七の目的は、第六の目的に加え、高解像度の画像を高画質に実現する手段を示すことである。
本発明の第八の目的は、第七の目的に加え、高解像度の画像を高画質に実現する別の手段を示すことである。
本発明の第九の目的は、高画質で安価な表示装置と、その表示装置を動作させるための画像処理装置を備えた画像処理・表示システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第一の手段は、電気または光により反射または透過光量を調整する光変調素子を複数使用して、該複数の光変調素子により変調された光を投射光学系によりスクリーン上に投影する複数の投射形表示モジュールを備え、該複数の投射形表示モジュールの投射画面を１つのスクリーンに重畳投射する投射型の表示装置において、前記複数の光変調素子は、互いに時分割表示を行うことを特徴とする（請求項１）。
また、本発明の第二の手段は、第一の手段の表示装置において、互いの光変調素子の画像は、画素ピッチの略１／２ピッチ以下で少なくとも上下、左右、斜めの少なくとも１方向に各画素の中心位置をずらして重畳し、該光変調素子には、外部から入力された表示を行うための画像を前記重畳した各光変調素子からの各画素に対応させた画像を表示することを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
本発明の第三の手段は、第一または第二の手段の表示装置において、時分割で表示を行う複数の光変調素子で、それぞれの光変調素子は、少なくとも互いに２以上の光変調素子の表示を行わない期間を設けることを特徴とする（請求項３）。
また、本発明の第四の手段は、第一乃至第三のいずれか一つの手段の表示装置において、複数の光変調素子を時分割で表示を行い、表示を行っていない光変調素子に対しては、少なくとも光源からの光を遮断する手段を有することを特徴とする（請求項４）。
さらに本発明の第五の手段は、第一乃至第四のいずれか一つの手段の表示装置において、時分割表示を行う複数の光変調素子に対して、時分割による表示に対応して表示を行う光変調素子のみに光源からの光を照射する手段を有することを特徴とする（請求項５）。
【００１２】
本発明の第六の手段は、第一乃至第五のいずれか一つの手段の表示装置を動作させるための画像処理装置であって、１フレームの画像信号を入力し、これをｎ個（ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して出力する機能をもつ画像処理装置において、入力された１フレームの画像信号は１フレームにわたってｎ個単位に同じパターンで分割し、前記パターン内の画素はそれぞれ異なるｎ個のサブフレームに分割することを特徴とする（請求項６）。
また、本発明の第七の手段は、第六の手段の画像処理装置において、入力した１フレームの画像信号を複数のサブフレームに分割し、時分割で各サブフレームを出力する機能を持つことを特徴とする（請求項７）。
さらに本発明の第八の手段は、第七の手段の画像処理装置において、各サブフレームを時分割で、互いのサブフレームは並列して出力する機能を持ち、各出力ともサブフレームの画像を出力していない期間は黒表示に対応する画像を出力することを特徴とする（請求項８）。
さらに本発明の第九の手段は、画像処理・表示システムであり、第１乃至第５のいずれか一つの手段の表示装置と、第６乃至第８のいずれか一つの手段の画像処理装置とを備えたことを特徴とする（請求項９）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第一の手段では、電気または光により反射または透過光量を調整する光変調素子を複数使用して、該複数の光変調素子により変調された光を投射光学系によりスクリーン上に投影する複数の投射形表示モジュールを備え、該複数の投射形表示モジュールの投射画面を１つのスクリーンに重畳投射する投射型の表示装置において、前記複数の光変調素子は、互いに時分割表示を行うことにより、複数の光変調素子が互いの画像間に影響を与えることなく高解像度の画像を実現することができる。
また、本発明の第二の手段では、第一の手段の構成および効果に加え、互いの光変調素子の画像は、画素ピッチの略１／２ピッチ以下で少なくとも上下、左右、斜めの少なくとも１方向に各画素の中心位置をずらして重畳し、該光変調素子には、外部から入力された表示を行うための画像を前記重畳した各光変調素子からの各画素に対応させた画像を表示することにより、時間分割により表示を行うための画像を複数の光変調素子で表示することができ、高解像度の画像を安価に実現することができる。
【００１４】
本発明の第三の手段では、第一または第二の手段の構成および効果に加え、時分割で表示を行う複数の光変調素子で、それぞれの光変調素子は、少なくとも互いに２以上の光変調素子の表示を行わない期間を設けることにより、複数の光変調素子からの画像を重畳する表示装置で互いの画像間での影響を低減することができ、高画質な画像を実現することができる。
また、本発明の第四の手段では、第一乃至第三のいずれか一つの手段の構成および効果に加え、複数の光変調素子を時分割で表示を行い、表示を行っていない光変調素子に対しては、少なくとも光源からの光を遮断する手段を有することにより、表示を行っていない光変調素子が例え黒表示を行っていても発生する不用な反射光（迷光）を減少させることができ、黒表示を改善することができる。
さらに本発明の第五の手段は、第一乃至第四のいずれか一つの手段の構成および効果に加え、時分割表示を行う複数の光変調素子に対して、時分割による表示に対応して表示を行う光変調素子のみに光源からの光を照射する手段を有することにより、光源の光を常に表示に使用することができ、また、表示を行っていない光変調素子には光を照射しないことで、光利用効率と画質を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第六の手段では、第一乃至第五のいずれか一つの手段の表示装置を動作させるための画像処理装置であって、１フレームの画像信号を入力し、これをｎ個（ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して出力する機能をもつ画像処理装置において、入力された１フレームの画像信号は１フレームにわたってｎ個単位に同じパターンで分割し、前記パターン内の画素はそれぞれ異なるｎ個のサブフレームに分割することにより、従来のタイル状に並べて配置する分割方法では、境界部分の画像処理、位置合わせのずれが観察者に認識されやすく、回避するためには高いコストがかかるのに対して、画素単位に分割する方法では、サブフレームの境界は存在しないため、低いコストで高画質を実現することができる。
また、本発明の第七の手段では、第六の手段の構成および効果に加え、入力した１フレームの画像信号を複数のサブフレームに分割し、時分割で各サブフレームを出力する機能を持つことにより、互いのサブフレームの画像間で互いに影響を与えることなく高解像度の画像を実現することができる。
さらに本発明の第八の手段では、第七の手段の構成および効果に加え、各サブフレームを時分割で、互いのサブフレームは並列して出力する機能を持ち、各出力ともサブフレームの画像を出力していない期間は黒表示に対応する画像を出力することにより、時分割で出力された画像間で、互いに影響を与えることなく、高画質を実現することができる。
さらに本発明の第九の手段では、第１乃至第５のいずれか一つの手段の表示装置と、第６乃至第８のいずれか一つの手段の画像処理装置とを備えたことにより、高解像度、高画質な画像処理・表示システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る表示装置、画像処理装置および画像処理・表示システムの構成、動作、作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
［実施例１］
本実施例の表示装置では、光変調素子の一例として、電気信号により各画素に相当する稼動ミラーを傾け、反射光の偏向によりＯＮ／ＯＦＦを制御するＤＭＤ（Digital milor device）を使用した。このＤＭＤを４枚使用して投射形表示モジュールを構成し、それぞれスクリーン上には互いに画素ピッチの１／２をずらして結像するように調整を行った。調整後に互いの位置関係を固定して使用できるリアプロジェクション型の表示装置の光学系に組み込んだ。この表示装置の光学系の一構成例について図１を参照して説明する。
【００１８】
図１において、符号１０１は超高圧水銀灯とリフレクタ、紫外線・赤外線カットフィルタ等からなる光源部であり、この光源部１０１からの光はフィルタ等を使用して紫外線と赤外線をカットして出射され、カラーホイール１０２で、各色毎のフィールドに時間分割される（なお、赤、青、緑をそれぞれ時間分割で表示してカラー表示を行う方法をフィールドシーケンシャル法と一般に呼んでいる）。
各色に時分割された光は、ロッドインテグレータ１０３で光束をある程度揃えてミラー１０４で偏向され、ＤＭＤ１０５に入射される。ＤＭＤ１０５では、ＯＮ／ＯＦＦにより、各画素に当たるミラーの角度が異なり、ＯＮの画素からの光のみが投射レンズ１０６に入射し、該投射レンズ１０６を経てスクリーン１０７に表示画像が投射される。
【００１９】
図２は４枚の光変調素子の時分割表示方法の説明図であり、図２に示すように４枚の光変調素子１〜４を時分割表示し、それぞれの光変調素子の表示画像を投射レンズによりスクリーンに投射し、重畳した画像をスクリーン上に作成した。
スクリーン上の１ドットについては、図３に示すように各光変調素子１〜４からの画素が画素ピッチの略１／２ピッチずれるように配置した。なお、図３は各光変調素子上の同じ位置を示す画素の関係を示しており、同図では、各画素の中心が図に示した１画素幅の１／２ずれて表示されている様子を示している。太線で示したものがスクリーンもしくはこれに類する結像面での１画素で表示される位置を示す。
【００２０】
時分割の方法として、図２に示すように、４枚の光変調素子１〜４を１枚づつ順に時間をづらして表示を行う時分割表示を行った。図中、表示と示した部分で、光変調素子からの変調した光をスクリーンへ表示する。ＯＦＦを示した部分では、対応する光変調素子は画像信号に全面黒の信号を入力して黒表示を行った。
【００２１】
各光変調素子へ入力する画像は、図４に示すような画像を入力した。図４は、表示を行う画像の画素を示しており、各画素内の光変調素子１〜４はそれぞれ表示を行う光変調素子を示す。本実施例では、４個の光変調素子１〜４を使用するため、各光変調素子の画素数に対して４倍の画素数を持つ画像を表示することができる。
【００２２】
なお、本発明では、使用する光変調素子に制限を加えるものではない。光変調素子としては、液晶を使用したものとして透過型、反射型の光変調素子を使用することができる。一例として、Ｓｉ基板上に液晶のスイッチング素子・反射型の電極を形成し、これと硝子等の透過基板間に液晶を挟持したＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）は、データの更新が高速であり、特に高速応答可能な液晶との組み合わせによるＬＣＯＳは大変好ましい。また、液晶以外でも、前述の静電力により反射板を駆動するＤＭＤ（Digital Milor Device）は、応答速度も速く、より好ましい。
【００２３】
［実施例２（時分割方法の１例）］
本実施例では、重畳して表示する複数の光変調素子を時分割で表示を行うことで画質を改良するものであり、表示を行っていない光変調素子への光源からの照明光を遮光することで、本来照射されないはずの光（迷光）を遮断することができるようにし、黒表示を改善するものである。図５に表示装置の一構成例を示す。
【００２４】
図５は４つの投射形表示モジュールを並列したものであり、４枚の光変調素子のそれぞれが専用の光源や投射レンズを持つ例を示している。また、光変調素子には、ＬＣＯＳを使用した。
図５において、符号５０１〜５０４は超高圧水銀灯、リフレクタ、紫外線、赤外線カットフィルタ等からなる光源部を示す。符号５０５〜５０８は、遮光を行う遮光板と、回転モータ、該回転モータの制御系からなる遮光部、５０９〜５１２は、光を均一に調整するインテグレータと光変調素子およびカラーフィルタ等からなる作像部、５１３〜５１６は投射レンズを示す。また、符号５１７は、各遮光部５０５〜５０８の同期と、各遮光部５０５〜５０８と対応する各作像部５０９〜５１２との同期関係を調整する制御部である。なお、図５は説明のために模式的に書いたものであり、実際の部品配置はこの説明図による制限を受けない。
【００２５】
次に遮光部５０５〜５０８について示す。遮光部５０５〜５０８には、光源部５０１〜５０４からの光軸上に，回転円盤の円周上に全円周の略１／４の開口（光透過部分）をもつ形状の遮光板を設置した。図６に遮光板の一例を示す。
この遮光版を、対応する光変調素子の表示時には照明光が光透過部分を透過して表示している光変調素子に到達するように配置し、かつ、互いに同期を取りながら９０度づつ位相をずらして回転させた。
各光変調素子は、遮光板が１周する期間で順次１／４の期間だけ照明光が到達し、表示を行うことができる。また、表示を行わないときは、遮光板で光が遮光されて光変調素子に到達しないため、不要な迷光が発生することなく、黒表示を改善することができる。また、表示しない期間がとれることから、光変調素子へのデータ転送時間に余裕ができ、従来よりも低速で画像信号を確実に転送することがきる。
【００２６】
［実施例３（光の分配）］
図７に表示装置のさらに別の構成例を示す。図７において、符号７０１は超高圧水銀灯とリフレクタ、紫外線・赤外線カットフィルタ等からなる光源部を示している。この光源７０１からの光はロッドインテグレータ７０２を通過した後、２つのガルバノミラー７０３，７０４で時間毎に偏向される。すなわち、偏向には２つのガルバノミラー７０３，７０４を使用して、インテグレータ７０２を通過した光はガルバノミラー７０３で水平方向に偏向し、続いてガルバノミラー７０４で垂直方向に偏向を行った。これらを組み合わせることで４方向に偏向させた。
偏向した先にはそれぞれ光変調素子（または光変調素子と該光変調素子に光を入射するための光学系部品）７０５〜７０８が配置されており、変調された光は図示しない投射レンズを介してスクリーンに投射される。
【００２７】
光源部７０１からの光は、時間分割でそれぞれの光変調素子が表示を行っている期間に表示を行っている光変調素子に分配され、表示を行っていない光変調素子には光は分配されないため、この部分からは迷光が発生することはない。
これにより、光源部７０１からの光は常に複数のいずれかの光変調素子により変調され投射されるため、高い光利用効率を実現することができる。
なお、光の偏向について本実施例は何ら制限を加えるものではなく、上記のガルバノミラー以外で偏向を行うものとしては、回転するモータ等と多面体ミラーの組み合わせによる偏向や、同じく回転するモータ等とプリズムによる偏向等を使用することができる。
【００２８】
［実施例４（外付け画像処理装置とプロジェクタの組み合わせ）］
図８は本発明の別の実施例を示す画像処理・表示システムの概略構成図である。このシステムでは、既製品のプロジェクタの光学系を利用して４つの光変調素子を使用した投射表示モジュールを作成し、図８に示すような４つのフロント投射型プロジェクタ８０１〜８０４を構成した。画像処理装置は、図８に示すように、表示を行う高解像度の画像を作成するホスト（コンピュータ）８０６と、ホスト８０６からの画像をサブフレームに分割して４つのプロジェクタ８０１〜８０４で表示する画像を制御する画像制御装置８０５から構成されている。この画像処理装置の画像制御装置８０５からの画像を４つのプロジェクタ８０１〜８０４で表示し、該プロジェクタ８０１〜８０４からスクリーン８０７上に投射して画像を表示する。
【００２９】
ここで、画像処理装置は、１フレームの画像信号を入力し、これをｎ個（本実施例では４個）のサブフレームに分割して出力する機能をもっており、入力された１フレームの画像信号は１フレームにわたってｎ個単位に同じパターンで分割し、前記パターン内の画素はそれぞれ異なる４個のサブフレームに分割される。また、この画像処理装置は、入力した１フレームの画像信号を複数のサブフレームに分割し、時分割で各サブフレームを出力する機能を持っている。さらにこの画像処理装置においては、各サブフレームを時分割で、互いのサブフレームは並列して出力する機能を持ち、各出力ともサブフレームの画像を出力していない期間は黒表示に対応する画像を出力するようになっている。以下、画像処理装置を用いた表示システムの具体例を示す。
【００３０】
図８は画像処理・表示システムとしての構成部品を示している。したがって、個別の装置として各構成は描かれているが、これらの一部分をまとめて筐体等にまとめることを、この図は制限しない。図８において、４つのプロジェクタ８０１〜８０４は解像度がＸＧＡのフロント投射型であり、フレーム周波数は８５Ｈｚまで対応している。４つのプロジェクタ８０１〜８０４のうち２台は上下逆さまに設置し、表示画面の上下左右を入れ替えて表示している。表示のための画像を作製するホスト（コンピュータ）８０６からの画像は、画像制御装置８０５に入力され、画像制御装置８０５により、各プロジェクタ８０１〜８０４で時分割表示を行うために、それぞれのプロジェクタが表示する画像に分解して分配している。また、垂直・水平同期信号等を制御することで、４台のプロジェクタ８０１〜８０４について表示のタイミング制御を行う。この４台のプロジェクタ８０１〜８０４の画像は、スクリーン８０７上に重ね合わせて投射される。
【００３１】
続いて画像制御装置８０５について説明する。この画像制御装置８０５は、高解像度の画像を入力することで、複数台のプロジェクタ８０１〜８０４を使用して高解像度の画像を表示するために必要な各プロジェクタ８０１〜８０４で表示すべき画像の作成と、時分割表示のための表示タイミングを調整する機能をもつ。画像制御装置８０５の内部の構成を図９にブロック図で示す。
【００３２】
ここでは各プロジェクタ８０１〜８０４内の光変調素子１〜４により、前述の図３に示すように画素をずらして重畳する方法を用いた。画像の分割は前述の図４に示す方法で行った。入力された画像信号はデマルチプレクサ１００１で分割される。入力した画像は垂直・水平同期信号およびクロック信号を元にデマルチプレクサ制御部１００２で、画像内の画素位置について特定し、入力画像内での画素位置に対応した制御信号を発生させる。
【００３３】
具体的には水平、垂直方向にそれぞれ１本の信号を用い、水平方向に偶数番目＝０、奇数番目＝１、垂直方向に偶数番目の走査線＝０、奇数番目の走査線＝１を示す。これら制御信号を入力することでデマルチプレクサ１００１による信号の振り分けを制御した。デマルチプレクサ１００１により４つに分配されたサブフレームはそれぞれ専用の画像メモリ１００３〜１００６に書き込まれる。書き込まれたサブフレームの画像は、表示制御部１００７により、表示を行うための垂直・水平同期信号、クロック信号を各プロジェクタ８０１〜８０４に出力し、画像メモリ１００３〜１００６からは、これら画像表示を制御する信号に従って画像を読み出し、各プロジェクタ８０１〜８０４の画像入力端子へ出力することで表示を行う。
【００３４】
各プロジェクタ８０１〜８０４には、時分割で表示を行う期間以外には黒表示を示す信号を入力した。この画像制御装置８０５により、４台のプロジェクタ８０１〜８０４を使用して、それぞれの画像を画素ピッチの略１／２ずらして（図３参照）重畳して表示し、時分割で各プロジェクタ８０１〜８０４の表示を制御することで、プロジェクタ単体の解像度に対して４倍相当の解像度を安価に実現することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上説明したように、本発明では、画像の表示容量より低い画素数をもつ光変調素子を複数使用して時分割表示を行うことにより、高解像度の画像を表示することができ、高画質で安価な表示装置を実現することができるので、投射型プロジェクタ等に好適に利用することができ、かつ高解像度なプロジェクタを低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例を示す表示装置の光学系の概略構成図である。
【図２】４枚の光変調素子の時分割表示方法の説明図である。
【図３】４枚の光変調素子上の同じ位置を示す画素の関係を示す図である。
【図４】４枚の光変調素子により表示を行う画像の画素の一例を示す図である。
【図５】本発明の別の実施例を示す表示装置の光学系の概略構成図である。
【図６】遮光板の一例を示す図である。
【図７】本発明の別の実施例を示す表示装置の光学系の概略構成図である。
【図８】本発明の別の実施例を示す画像処理・表示システムの概略構成図である。
【図９】図８に示す画像処理・表示システムの画像制御装置の内部の構成を示すブロック図である。
【図１０】従来技術による表示方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０１：光源部
１０２：カラーホイール
１０３：ロッドインテグレータ
１０４：ミラー
１０５：光変調素子（ＤＭＤ）
１０６：投射レンズ
１０７：スクリーン
５０１〜５０４：光源部
５０５〜５０８：遮光部
５０９〜５１２：光変調素子を含む作像部分
５１３〜５１６：投射レンズ
５１７：制御部
７０１：光源部
７０２：ロッドインテグレータ
７０３，７０４：ガルバノミラー
７０５〜７０８：光変調素子
８０１〜８０４：プロジェクタ
８０５：画像制御装置
８０６：ホスト（コンピュータ）
８０７：スクリーン
１００１：デマルチプレクサ
１００２：デマルチプレクサ制御部
１００３〜１００６：画像メモリ
１００７：表示制御部
【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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