(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の表示装置を用いて、比較的大きな表示領域にわたって高解像度で実質的に継ぎ目のない画像を提供する。【解決手段】第１のミラー２１２、２３２と、中間ミラー２１４、２３４と最終ミラー２１６、２３６を含む３段折り重ねミラー光装置を介して、スクリーン２０２上に原始画像の隣接した重なり合う部分を生成するように構成されている、少なくとも２つのプロジェクタ２１０、２３０と、２つのプロジェクタによって重なり合う部分２４８内に生成されるそれぞれの画素を組み合わせ、スクリーン２０２上に原始画像の特定の画素を形成するように位置および強度について画素データを調整するものであり、重なり合う部分２４８内の原始画像の特定の画素を表す画素データを含めた原始画像データを、少なくとも２つのプロジェクタに与えるように構成されている、画像プロセッサを具備する。【選択図】図６
2011221540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン（１０２、２０２、３０２、７１０、７１２、８３０、９２０、１２０２）と、
前記スクリーン（１０２、２０２、３０２、７１０、７１２、８３０、９２０、１２０２）上に画像の隣接した部分を生成する少なくとも２つの画像生成装置（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）であって、前記画像の隣接した部分が重なり合う（２４８、３１２、３２２、７１８）、少なくとも２つの画像生成装置と、
前記２つの画像生成装置（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）によって生成されるそれぞれの画素を組み合わせ、特定の画素を形成するように調整された、少なくとも重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内の特定の画素を表す画素データを含めた画像データを前記画像生成装置（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）に与える画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）と
を具備する、表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項２】
前記画像生成装置（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）は、光プロジェクタ（２１０、２３０、２８０、２９０）と、光源（５４、８１０）を有する液晶表示装置（１１０、１２０、１３０、１４０、８２０、１２１０）と、複数の電界放出素子（４００、４０４、４０６）と、複数の熱電子源（４０４、４０６）とからなるグループから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項３】
前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、各画像生成装置（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）によって生成されるそれぞれの画素に、少なくとも特定画素の所定の特性を割り当てることによって、画素データを調整することを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項４】
前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、前記２つの画像生成装置（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）によって生成され画像の重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内にはない特定の画素の画素データを調整することを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項５】
少なくとも画像の重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内の画素を感知するために配置されるセンサ（１０８、２５０、２５４、２６２、２６６、２７０、２７２、３６２、３６４、３６６、３６８、３８４、３８６、１２５０、９３０）をさらに具備し、前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、少なくとも画像の重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内の特定の画素を表す画素データを調整するために前記センサ（１０８、２５０、２５４、２６２、２６６、２７０、２７２、３６２、３６４、３６６、３６８、３８４、３８６、１２５０、９３０）に応答することを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項６】
前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、少なくとも特定の画素の近隣にある特定画素の所定の特性に重み付けすることによって、画像データを重み付けすることを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項７】
特定の画素の前記所定の特性は、画素の輝度と画素の位置のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項３または６に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項８】
実質的に継ぎ目のない画素状画像(pixelated image)の形成方法であって、 共通のエッジで重なり合う領域を有する２つの接触する画素状副画像を形成するステップと、
少なくとも前記重なり合う領域内の特定の画素値を求めるステップと、
少なくとも前記重なり合う領域内の特定の画素の求められた値を所定値に変更するための補正関数を求めるステップと、
前記補正関数を、少なくとも前記重なり合う領域内の前記特定の画素のそれぞれについて前記画素状副画像のそれぞれの画素値に適用するステップと
を備える方法。
【請求項９】
少なくとも前記重なり合う領域内の特定の画素値を求めるステップは、画像の組み合わせ値を求めるステップを含み、補正関数を求めるステップは、特定の画素の求められた組み合わせ値を該所定の値に変更するステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記補正関数を求めるステップは、前記求められた組み合わせ値に寄与する画素の数に応じて重み付けするステップを含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
特定の画素の輝度と位置のうち少なくとも１つを感知するステップをさらに備え、特定の画素値は、感知される輝度と位置の少なくとも１つから求められることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記補正関数を前記重なり合う領域内のその他の画素について前記画素状副画像のそれぞれの画素値に適用するステップをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記重なり合う領域以外の前記２つの接触する副画像のそれぞれの領域内の特定の画素値を求めるステップと、
前記２つの接触する副画像のそれぞれの領域内の特定の画素の求められた値を第２の所定値に変更する第２の補正関数を求めるステップと、
前記第２の補正関数を、前記重なり合う領域以外の前記２つの接触する副画像の前記それぞれの領域内の前記特定の画素のそれぞれについて、前記画素状副画像のそれぞれの画素値に適用することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１９９７年１２月２日出願の米国予備出願番号６０／０６７，２４８ならびに１９９８年１１月２５日出願の米国出願番号０９／２００，０８１を優先権として主張するものである。
【０００２】
本発明は表示装置、特に複数の表示素子を備える表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来の表示装置の標準は、テレビ受像機、コンピュータ表示装置や、空港や駅の旅行情報用情報表示装置などで用いられるようなブラウン管（「ＣＲＴ」）表示装置である。ＣＲＴは、側面にずれた位置、すなわち、中心軸から外れた位置から見ても表示が鮮明で、明るく、しかも信頼性と安定性を備え、安価という望ましい特徴を有している。蛍光被覆面板においてＣＲＴの電子ビームを走査するのに必要な偏向構成の構造と寸法を備えている結果、ＣＲＴの奥行きは典型的には表示装置の面板の対角線とほぼ同じである。これは中庸のスクリーンサイズ、たとえば対角線が最大約３５インチのサイズでは受け入れられるが、さらに大きなスクリーンサイズでは奥行きがありすぎる。対角線が２５から３５インチのＣＲＴであっても、小さな部屋で勝手よく使用するには奥行きがありすぎる。より大形の従来の光投写型表示装置では画像が３５から４５インチの対角線の範囲内にあるが、同時にかなりの奥行きがあるために、特に中心から外れた位置から見るとき画像輝度が得られず、ＣＲＴの安定性も得られない。
【０００４】
従来の解決方法の１つは、いくつかの小形表示装置を並べて配置することによって、より大きな表示装置を形成することである。たとえば、１２個のテレビ受像機またはその他のＣＲＴ表示装置ＤＤ１からＤＤ１２を高さ３×幅４で積み重ね、１つの大きなスクリーン表示装置１０を形成し、図１に示すように画像の１２分の１が各テレビ受像機ＤＤ１からＤＤ１２で表示される。しかし、各テレビ受像機のＣＲＴはその面板のエッジに至るまで画像を表示せず、面板のガラスの外囲部が厳密に矩形ではないため、それぞれのＣＲＴのエッジ間に水平と垂直の空間１１、１２、１３、１４と１５が必然的に生まれ、その空間には画像が表示されない。これらの空間はしばしば「継ぎ目」あるいは「ギャップ」と呼ばれる。大形表示装置の設計者は、こうした表示装置を備える表示装置モジュールの非活動のエッジ領域を最小限に抑え、それによってこれら継ぎ目またはギャップを最小限にしようと努力してきたが、それを排除することはできないため、目に見え、めざわりなギャップがこうした表示装置が表示する画像に残る。
【０００５】
背面投写システムの場合でも、それぞれの拡散体パネルの組子に目に見える画像のない継ぎ目が残る。前面投写システムでは、組子の問題は取り除けるが、通常関連の時間をとる複雑なセットアップと位置合わせの手順を踏んで最小限に抑えようとしている継ぎ目領域で真に結合された画像を投写するのは非常な困難が伴う。上記の構成のいずれの場合も、より大形のディスプレイを形成する様々な表示ユニットによって生じる結合画像または副画像の部分間での解像度、幾何学構造、輝度、強度の違い、および色差が、表示画像に目に見えるばらつきを生むこともありうる。このような影響はよく知られており、たとえば、スポーツ競技場、コンサートや野外イベントでよく用いられる超大型テレビ表示装置でも容易に見てとれる。
【０００６】
画像のサイズを大きくするという要求に加えて、大形サイズとともに高画像解像度も求められている。この要求は、たとえば、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）システムならびに、工業用、軍事用表示装置の場合顕著である。マップやグラフの高品位表示装置あるいは、監視画像の高品位表示装置の場合、３０×４０インチ表示装置で１インチ当たり１００ドットの解像度の表示装置が求められる。このような画像には、１２メガ画素の表示される情報が含まれる。残念ながら、このような能力を備える表示装置は、従来のテクノロジでは実現できない。さらに、このような大型表示装置を容易に運搬、セットアップし、妥当なコストで入手可能となることが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、比較的大きな表示領域にわたって高解像度で実質的に継ぎ目のない画像を提供することができる表示システムの出現が切望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このために、本発明は、スクリーン上に画像の隣接した部分を生成する少なくとも２つの画像生成装置であって、その画像の隣接した部分が重なり合う、少なくとも２つの画像生成装置と、２つの画像生成装置によって生成されるそれぞれの画素を組み合わせ、特定の画素を形成するように調整された、重なり合う部分内の特定の画素を表す画素データを含めた画像データを画像生成装置に与える画像プロセッサとを具備する。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、実質的に継ぎ目のない画素状画像の形成方法は、共通のエッジで重なり合う領域を有する２つの接触する画素状副画像を形成するステップと、重なり合う領域内の特定の画素値を求めるステップと、重なり合う領域内の特定の画素の求められた値を所定値に変更するための補正関数を求めるステップと、補正関数を、重なり合う領域内の特定の画素のそれぞれについて画素状副画像のそれぞれの画素値に適用するステップとを備える。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態の詳細な説明は、図面とともに読めば、容易にかつよりよく理解されるであろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表示システムにおいて、比較的大きな表示領域にわたって高解像度で実質的に継ぎ目のない画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のモジュラー式表示装置の図である。
【図２】本発明にかかる表示システムの典型例としての実施形態の概略ブロック図である。
【図３】図２の実施形態で使用可能な典型的な画像生成装置の一部分を示す図である。
【図４】図２の実施形態で使用可能な典型的な物理的実施形態の展開図である。
【図５】副画像のサイズ、数と、表示システムの寸法との関係を示す線図である。
【図６】図２の実施形態で使用可能な画像生成装置の一部分の別の物理的実施形態の側面図である。
【図７】図２の実施形態で使用可能な画像生成装置の一部分の別の物理的実施形態の正面図である。
【図８ａ】図２の実施形態で使用可能な画像生成装置の別の物理的実施形態の正面図である。
【図８ｂ】図２の実施形態で使用可能な画像生成装置の別の物理的実施形態の正面図である。
【図９】図８（ａ）の画像生成装置の断面図である。
【図１０】図８（ｂ）の画像生成装置の一部分の断面図である。
【図１１】ａは、図１０の画像生成装置で有用な種類の画像生成装置の構成要素に関する詳細図である。ｂは、図１０の画像生成装置で有用な種類の画像生成装置の構成要素に関する詳細図である。ｃは、図１０の画像生成装置で有用な種類の画像生成装置の構成要素に関する詳細図である。ｄは、図１０の画像生成装置で有用な種類の画像生成装置の構成要素に関する詳細図である。
【図１２】図３に示される種類の画像生成装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１３】図３に示される種類の画像生成装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図１４ａ】図４及び１２の画像生成装置に関する画像を表す図である。
【図１４ｂ】図４及び１２の画像生成装置に関する副画像を表す図である。
【図１５】本発明にかかるモジュール式表示システムの実施形態を示す線図である。
【図１６】本発明にかかるモジュール式表示システムの実施形態を示す線図である。
【図１７】図１５及び１６の実施形態に関連する高輝度画像生成装置の断面図である。
【図１８】図１５及び１６の実施形態に関係する概略ブロック流れ図である。
【図１９】図１８の流れ図に関係する概略ブロック図である。
【図２０】図１５及び１６の実施形態に関する概略ブロック流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２の表示システムにおいて、典型的な表示システム１００は、画像が表示される表示スクリーン１０２と、複数の画像生成装置またはモジュール１１０、１２０、１３０、１４０とを含む。本実施形態において、４つの画像生成装置またはモジュール１１０、１２０、１３０と１４０（ただしすべては図２に示されていない）の２×２アレイは、大型表示システムのほんの一部分であるが、これらが画像表示装置を形成する。スクリーン１０２は、ストライプや「ドット」などの蛍光素子のパターンが配列される面板であってよく、このストライプや「ドット」は、カラー表示装置ＣＲＴの面板上の場合と同様に、電子ビームで照射されると発光する。各画像生成装置１１０、１２０、．．．は、画像生成装置に近接するスクリーン１０２の部分を横切って走査され、各蛍光素子によって得られる光の輝度を変調するために画像データに応じて強度が変調される電子ビームを生成し、これによって、表示される画像全体の一部分すなわち副画像が生成される。
【００１４】
あるいは、スクリーン１０２は、背面スクリーンカラー投写表示装置のスクリーンの場合のように、光ビームに照射されると、光を透過し分配する光学（光）分配器(an optical(light) distributor)であってもよい。光学分配器は、ある方向からの光の入射ビームを受け取り、光の放射ビームを所望の領域にわたって角度をつけて、立体角などに放散する。たとえば、拡散器は、入射光を散乱させることによって作動する分配器である。この場合、それぞれの画像生成装置１１０、１２０．．．は、スクリーン１０２の画像生成装置に近接する部分を照射する光ビームを生成して、分配器スクリーン１０２が透過する光の輝度を変調するために光ビームの強度が変調され、これによって表示される全体画像の一部すなわち副画像が生成される。下で説明するように、各表示装置モジュール１１０、１２０、．．．によってスクリーン１０２に表示される画像部分は、このような表示装置モジュールが、インターモジュールのギャップを避けることによって、１つの表示装置モジュール構造に物理的に搭載されていようと、互いに当接する別々の表示装置モジュールに搭載されていようと、それに関わらず、エッジに沿って、近接する表示装置モジュールに表示される画像部分と重なり合う。よって、重なり合う領域はあるが、種々の表示装置モジュールによって形成される画像部分または副画像間に継ぎ目またはギャップはない。表示装置モジュール１１０、１２０、．．．は、ラップトップコンピュータで広く用いられる種類のアクティブマトリクス液晶表示（ＡＭＬＣＤ）装置を用いてもよい。好適なＡＭＬＣＤパネルとしては、韓国のソウルにあるサムソン社(Samsung)から市販されているＬＴ−１７０Ｅ１０１型がある。
【００１５】
隣接する副画像を継ぎ目なく重ね合わせるには、少なくとも各副画像の画素強度が、その重なり合う領域で補正されなければならない。この要件は、好ましくは画素単位で各副画像を調整するか或いは先行歪みさせ且つこのような副画像を構成する画素の強度を制御する画像処理によって、処理される。また、画像処理は、それぞれが重なり合う領域以外の領域で各副画像を調整するか又は先行歪みさせ、種々の画像生成装置間の差を補償することも行う。
【００１６】
画像サーバ１０６から受信する画像データを処理し、関連する画像生成装置１１０、１２０、．．．によって再生される各画素について画素単位で画像データを生成する画像プロセッサＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４は、それぞれ各画像生成装置１１０、１２０、．．．に対応している。画像サーバ１０６は、市販のＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）R ＭＭＸプロセッサでよく、データバス１０４を介して各画像プロセッサＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４に送出するスクリーン１０２に表示される画像を構成するすべての部分について、（図示しないが、たとえば静止画像メモリやネットワークか、或いは、ビデオや動画の場合のように時間順か又は画像モザイクの場合のように空間順に、また圧縮画像データ、グラフィック言語コマンド、ビットマップなどの多数の画像データフォーマットのうちの任意のフォーマット順に、並べられる複数の画像源といった）画像源から受信する画像データをデータバス１０５を介して与える。画像プロセッサＩＰ１は、画像生成装置１１０によって作り出される画像の一部分についての画像データを、再フォーマット、圧縮解除、再現、復号化、先行歪みなどによって処理し、その変更画像データを画素単位で画像生成装置１１０に送出する。画素単位で形成されるか又は画素に分解可能な画像および副画像を、ここでは通常、画素化画像(pixelated images)と称する。画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４は、画像データにリアルタイムデジタル補正を施すための、それぞれのマルチメディアプロセッサに関連した３５０メガヘルツＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）RＭＭＸプロセッサであってよい。それぞれのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）RＭＭＸプロセッサは、１２８メガバイト（ＭＢ）ＳＤＲＡＭメモリと、５１２キロバイト（ＫＢ）パイプラインバーストＳＲＡＭキャッシュメモリと、ハードドライブを含み、マルチメディアプロセッサのセットアップ、較正、画像取得および制御を行うようにしてよい。画像サーバ１０６はコンピュータと同等なものでよい。このようなＰＣはＩＢＭ、コンパック、ヒューレットパッカード、デル、ゲートウェイなどの多くのメーカーから広く入手可能である。
【００１７】
カナダのケベック州にあるマトロックスエレクトロニックシステムズリミテッドから市販されているマトロックスジェネシスマルチメディアプロセッサは、ここで説明する表示システムの画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４で使用するのに好適である。マトロックスジェネシスプロセッサは、毎秒１０００億回（ＢＯＰＳ）の動作をすることができるので、デジタルまたはアナログカメラかその他の源によって与えられる入力画像データに応答して最大１６００×１２００の２４ビット画素の表示装置用の画像データを直接与えることができる。処理は、ポイント、近隣、幾何学的、パターン整合動作などの画像処理に用いられるあらゆる動作を加速する能力のあるテキサスインスツルメント社のＣ８０プロセッサによって行われる。マトロックスジェネシスマルチメディアプロセッサはまた、畳込み、形態、正規化グレースケール相関などの画像処理動作をさらに加速させ、ＪＰＥＧ符号器／復号器（符復号器）も含む近隣動作加速器ＡＳＩＣ（ＮＯＡ２）を含む。たとえば２ＢＯＰＳで作動するプロセッサであっても、マルチメディアプロセッサは、毎秒１画素につき約２０００回の動作をすることができる。これによって、画像データを、４×４アレイの画像生成装置を有する表示システムにおいてデジタル画像補正するために１ピクセル当たり約４００回のデジタル動作が必要な通常の条件下で毎秒約３回から１０回更新することが可能となる。
【００１８】
図２の仮想線で示されるのは、セットアップおよび／または較正のためにスクリーン１０２に表示される画像を感知するために一時的にある場所に置かれるセンサ１０８である。センサ１０８は、ＣＣＤテレビカメラやその他の同様なセンサであってよい。較正やセットアップの場合、画像サーバ１０６によって、チェッカーボード、斜交平行線やその他のテストパターンなどの所定の画像をスクリーン１０２に表示させる。テストパターン画像の輝度の均一性、エッジの位置合わせやその他の画像特性が、センサ１０８を介して観察される。画像および特定の画素やその画素近辺についての輝度の均一性、画素の位置合わせ、焦点歪みやその他の特性についての適切な補正関数を発生させるために、ある時点で、センサ１０８は、スクリーン１０２の画像領域全体を感知し、別の時点で、スクリーン上の副画像の画像領域全体を感知し、さらに別の時点で、隣接する副画像の重なり合う領域を感知する。画像サーバ１０６と画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４は、スクリーン１０２上での表示装置にわたり均一な輝度を得るためにそれぞれの副画像生成装置１１０、１２０、．．．の相関輝度を調整し、副画像を水平または垂直方向に移動させることによりエッジ位置合わせ調整をし、また、測色などのその他の表示特性を、センサ１０８からの更新データを用いた繰り返し処理で調整する。ニュージャージー州バリトンのエドマンドサイエンティフィック社から市販されているソニー型ＳＳＣ−Ｃ３７０のＣＣＤテレビカメラはセンサ１０８に好適である。
【００１９】
あるいは、サーバ１０６を設けず、上で説明したこのサーバが実行する機能を、図２で仮想線で示すデータバス１０５´と１０９´によって示され、モジュラー式表示システム１００が所望される場合に好適な、イーサネット（登録商標）やその他のネットワークなどの画像源に画像プロセッサＩＰ１、．．．ＩＰ４を直接接続させることによって実行するようにしてもよい。本実施形態において、それぞれの（画像プロセッサＩＰ１、．．．ＩＰ４と画像生成装置１１０、１２０、．．．を含む）表示装置モジュールは、画像データの中でモジュールが受け取り応答する部分を求める。イーサネット（登録商標）やその他のネットワーク１０５´を介して受信する画像データは、データバス１０４を介して画像プロセッサＩＰ１、．．．ＩＰ４に与えられ、それぞれのプロセッサは、たとえばネットワーク１０４と１０５´を介して送られる画像データを含む情報パケット内に含まれるヘッダデータと制御データを読み取り、それに作用することによって、副画像のそれぞれの部分を生成するのに利用できるような画像データの部分を選択し、受け取る。同様にして、センサ１０８が感知した表示スクリーン１０２からの画像データは、データバス１０９、１０９´と１０４を介して画像プロセッサＩＰ、．．．ＩＰ４に直接与えられ、それぞれのプロセッサは、副画像のそれぞれの部分を補正するのに利用できるような感知された画像データの部分を選択し、受け取る。
【００２０】
データバス１０４、１０５、１０５´、１０９と１０９´は、たとえば毎秒約１００メガバイト（ＭＢＰＳ）のデータ速度でデータ通信が可能なイーサネット（登録商標）やＬＡＮや同様な市販のネットワークでよい。画像サーバ１０６に記憶された画像やあるいはネットワーク１０５´を介して受信される画像が、それぞれ２４ビットの１６個のメガ画素を持つビットマップ画像である場合、画像は約４秒で画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４に送られる。データバス１０４、１０５、１０５´の画像送信速度をたとえば２００ＭＢＰＳに引き上げるか、あるいは画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４に送信する前に画像データを圧縮して、受信後、画像プロセッサが画像データを公知の方法で圧縮解除することによって、この画像転送速度を必要に応じて高くすることができる。
【００２１】
このように、本発明の表示システムは、冗長画素で重なり合う副画像を形成し、その後、リアルタイムデジタル信号処理を行って、重なり合う領域で実質的に完全に解像度を保持し、また重なり合う領域内の画素ならびに副画像の重なり合う領域以外の画素について、画像生成装置のばらつき、物理的公差、光学的不完全度、歪み、セットアップエラー、ドリフトを補償する。重なり合う画像は、表示される画像を構成する副画像の間で目に見える継ぎ目や解像度の見かけの損失がないように、画像の重なり合い、個々の画像の歪み、画素位置エラー、副画像間の整合を補償するＰＣベースのシステムによってリアルタイムに再フォーマット化される。
【００２２】
このために、センサ１０８は、特に隣接する副画像間での重なり合う領域を対象とする。たとえば、補正が行われないと、重なり合う領域は、１つ以上の画像生成装置１１０、１２０がこれらの画素を生成するので、周囲の副画像より輝度が高くなる。センサ１０８からのデータに応答して、画像サーバ１０６は画像プロセッサＩＰ１、ＩＰ２、．．．を制御して、組み合わせた画像が正しい輝度レベルを持つようにそれぞれのエッジ領域の画素の輝度を弱める。言いかえれば、このような増加した輝度を補償するために、画像生成装置１１０、１２０、．．．の１つに送られる各画素は、原始画像内の画素の局地的な近隣、たとえば、２×２画素周辺の画素の重み付けした線形組み合わせからなる。副画像の重なり合う領域内の画素に対しては、それに寄与する各副画像内の画素値は、各画素値の組み合わせ合計が原始画像内の画素値に一致するように、たとえば比例重み付けにより重み付けされる。このようにして、画像の強度は、重なり合う領域で単に「フェザリングされる」のではなく、副画像の重なり合う領域とともにそれ以外の領域において、用いられるプロセッサ１１０、１２０の処理能力に制限された任意の所望の程度まで補正することが可能となる。
【００２３】
画素強度をデジタル調整して、重なり合う領域内の画像を混合させ、画像生成装置の強度移動特性の差を考慮するのに加え、各副画像の画素を先行歪みさせ、すなわち「歪ませ」て画像生成装置１１０と１２０の光学すなわち走査構造内の幾何学的歪みやその他の歪みを補償することもできる。さらに、幾何学的補償を色に応じて行うことによって色収差を補償し、また糸巻形歪みや樽形歪みも、画像プロセッサ１１０、１２０、．．．において画像変形を行うことにより補正できる。
【００２４】
たとえば、２つの画像生成装置１１０と１２０が、ある画素の形成に寄与している場合、各画像生成装置の輝度はそれに比例して、たとえば、輝度全体の約２分の１になるように低下される。よって、画素値が８ビットの表示装置においては、２つの副画像が重なり合う領域内の画素値が、原始画像内で（２５６に対し）１６２の場合、それに寄与する２つの副画像画素値の合計は１６２となる。よって、それぞれの値が８１か、あるいは、一方の値が１０２、他方の値が６０であればよい。同様にして、４つの画像生成装置１１０と１２０が、ある画素の形成に寄与している場合、４つの副画像が重なり合う副画像のコーナーの場合と同様に、各画像生成装置の輝度は、たとえば輝度全体の約２分の１になるように、比例して低下される。よって、４つの副画像が重なり合う領域内の画素値は、原始画像内で（２５６に対して）１８４であり、それに寄与する４つの副画像画素値の合計は１８４となる。よって、それぞれの値は４６か、あるいは、それぞれ３６、４２、５０、５６の値とするか、その他合計１８４となるような組み合わせの値でよい。このようにして、画像プロセッサＩＰ１、ＩＰ２、．．．は、ある特定の画素に寄与するすべての画像生成装置から組み合わせた輝度全体が、表示される画像内の画素に対する正しい画素の輝度となるように、比例重み付け補正因数を適用することによって重なり合う領域のそれぞれにおける各画素の輝度を調整する。また、画像プロセッサＩＰ１、ＩＰ２、．．．は、表示される画像内のある特定の画素に寄与する副画像の画素値を調整するとともに、それぞれの画像生成装置に形成される輝度レベル全体が表示される画像全体にわたり均一になるように各副画像内の各画素の輝度を調整する。
【００２５】
なお、画素値の補正や調整は、個々の画素の特性や、画素の周辺の画素の特性に基づいて行ってもよく、このような特性として、画素の強度や輝度および／または画素の位置などがある。この結果、完全なデジタル処理と表示パネル駆動によって、補正された画像情報を正確な強度で副画像内の正確な色画素位置に高精度に配置することができ、各副画像を、正確な強度で完全な画像内の正確な色画素位置に高精度に配置することができる。
【００２６】
上記のような画像データは、画像サーバ１０６からであってもネットワーク１０５と１０５´からであっても、特定の入力される原始画像データフォーマットに好適な方法で、画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４によって較正される。図３は、図２に示される画像生成装置１１０と１２０などの２つの典型的な隣接する画像生成装置の拡大図である。画像生成装置１１０と１２０は、複数の画像部分すなわち副画像が生成される、携帯型ラップトップコンピュータで現在見られる種類のアクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）であるのが好ましい。画像生成装置１１０は、（それぞれ複数の光素子又はレンズを含む）レンズ１１７、１１８、１１９によってわずかに拡張または拡大される表示領域１１１、１１２、１１３内の画像部分すなわち副画像を生成して、スクリーン１０２上に重なり合う副画像１１１´、１１２´、１１３´を生成する。同様にして、画像生成装置１２０は、レンズ１２７、１２８、１２９によってわずかに拡張または拡大される表示領域１２１、１２２、１２３内の画像部分すなわち副画像を生成して、スクリーン１０２上に重なり合う副画像１２１´、１２２´、１２３´を生成する。図３において、各副画像の光ビームの端部をビーム１１４、１１５、１１６、１２４、１２５、１２６とそれに関連するカーブした矢印によって表される。なお、隣接する表示領域１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３はギャップによって分離されている、すなわち、接触していないとしても、スクリーン１０２上の対応する副画像１１１´、１１２´、１１３´、１２１´、１２２´、１２３´は重なり合って、継ぎ目やギャップは見られない。同じことが画像生成装置１１０と１２０についても言え、互いに離間しているため、画像がまったく形成されない実質的なエッジ領域すなわちギャップがあるが、隣接する副画像ディスプレイ領域１１３と１２１によってそれぞれ生成される隣接する副画像１１３´と１２１´には隣接するエッジに沿って重なり合う領域がある。したがって、従来はエッジまで画像を形成する画像生成装置を製造する場合の事実上解決不可能な問題が解消され、好ましくない継ぎ目やギャップも取り除かれる。
【００２７】
図４は、画像生成装置１１０と図３のその装置に関連する素子の典型的な物理的実施形態の拡大図あるいは分解図を示す。ＡＭＬＣＤ画像生成装置１１０は、論理的に区分される透過性液晶パネル５０を含み、画像データに応答して複数の隣接するが接触しない副画像１１２と１１２をパネル上に表示する、すなわち、利用可能な表示領域がすべて副画像の生成のために利用されるわけではない。特に、（点線で囲まれたスクリーン１０２上の領域として示されている）所定量の重ね合わせで、スクリーン１０２上に隣接する副画像１１１´と１１２´を適切に重ね合わせるために、各副画像１１１と１１２を表示する画像生成装置１１０の特定の画素が選択される。ＡＭＬＣＤパネル５０は、ランプ光源とコリメータ５４によって生成される光で逆光で照らされ、その光はフレネルコリメータアレイ５２によって軸を平行にされる。たとえば副画像１１１が形成されると、そこからの光ビーム１１４がレンズ１１７を通過して、スクリーン１０２上の副画像部分１１１´を照射する。レンズ１１７、１１８、．．．はマトリクス層内に形成され、単体の倍率よりもわずかに大きい。なお、高密度のスクリーン画素は、この構成によって達成される。たとえば、利用可能な直線寸法の７５％、すなわち対角線１３．３インチの１６００×１２００画素ＡＭＬＣＤパネル１１０の利用可能な領域の７５％×７５％＝５６％を利用して、対角線１４インチの副画像をスクリーン１０２上に形成し、その副画像の解像度は約１２００×９００画素、すなわち１平方フィート当たり約１．６メガ画素となる。
【００２８】
図５は、表示画像の特定のサイズ「Ｉ」について、用いられる副画像のサイズ及び数と、モジュラー式表示システムの奥行き寸法「Ｄ」との関係を示すために、上記図２から図４に関連して説明した種類の典型的なモジュール式表示システムの３つの図を示している。上方の図では、１つの相対的に大きな画像１５０が形成されて、表示画像が生成され、その結果表示システムの奥行きは相対的に大きくなる。真中の図では、２つの相対的に小さな副画像１５２Ａと１５２Ｂが形成され、それらによって表示画像が生成され、その結果奥行きＤは実質的に１つの画像の場合よりも小さくなる。下方の図では、４つの相対的に小さな別の副画像１５４Ａ、１５４Ｂ、１５４Ｃと１５４Ｄが形成され、表示画像が生成され、その結果奥行きＤは、さらに相対的に小さくなる。この構成の１つの利点は、隣接する画像生成装置からのビームがほぼ同一の入射角でスクリーンに衝突して、それによって、特にディスプレイの中心軸から離れた位置から人が見る場合に拡散性スクリーン上の画像のばらつきを効果的に減少する。すでに述べたように、隣接する副画像生成装置は、継ぎ目のない表示画像を出力するために接触している必要はない。レンズは、単体の場合よりも大きな倍率であり、表示される副画像は重なり合うので、副画像の数を２倍にすることで生じる奥行きＤの減少は、その奥行きの２分の１未満である。
【００２９】
図６と図７は、それぞれ、複数の広範囲領域光プロジェクタ２１０、２３０、．．．を図２の画像生成装置１１０、１２０、．．．として用いた本発明にかかる表示システムの部分の別の実施形態の側面図と正面図である。プロジェクタ２１０は、液晶パネルによって変調される投写レンズ２２０を介して光を投写し、第１のミラー２１２と、中間ミラー２１４と最終ミラー２１６を含む３段階折り重ねミラー光装置を介して光学分配器スクリーン２０２に副画像を投写する。ミラー２１２、２１４、２１６は、平坦であるのが好ましいが、倍率を上げる場合には凸形でもよい。プロジェクタ２１０によって投写される副画像の中心線は、光線２２４によって表され、その上方と下方のエッジはそれぞれ光線２２２と２２６によって表される。同様にして、プロジェクタ２３０は液晶パネルによって変調される投写レンズ２４０を介して光を投写するが、第１のミラー２３２、中間ミラー２３４と最終ミラー２３６を含む同様な折り重ねミラー光装置を介して副画像をスクリーン２０２に投写する。ミラー２３２、２３４、２３６は、平坦であるのが好ましいが、倍率を上げる場合には凸形でもよい。プロジェクタ２３０によって投写される副画像の中心線は、光線２４４によって表され、その上方と下方のエッジはそれぞれ光線２４２と２４６によって表される。プロジェクタ２１０と２３０によって投写される隣接する副画像は、光線２２６と２４２の交点で示されるようにそれぞれのエッジに沿って領域２４８内で重なり合い、その後スクリーン２０２に衝突する。
【００３０】
図６の表示システムのある部分の正面図である図７において、４つの光プロジェクタ２１０、２３０、２８０、２９０は、矩形アレイを形成する薄黒い色の垂直と水平の帯によって示されるように、それぞれの周辺に沿って水平および垂直領域２４８内で重なり合い、隣接する副画像を投写するように配列される。重なり合う領域２４８の交点は、２５２、２５６、２６０、２６４、２６８と指定される。この構成の１つの利点は、表示画像の重なり合う領域２４８内の画素を感知するためのセンサを、（図２においてセンサ１０８について示した場合と同様に）スクリーンの前方ではなくスクリーン２０２の後方に配置することができるので、これによって、センサは定位置に適切にとどまることができ、セットアップ及び較正動作時のみではなく、表示システムが画像を表示するために作動している最中に作動することができる。このために、ＣＣＤカメラ２５０、２５４、２５８、２６２、２６６などの複数のセンサは、先に述べたように画像サーバ１０６と画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４による処理のために、重なり合う領域２４８のそれぞれの交点２５２、２５６、２６０、２６４、２６８内の画素を感知するように配置される。これは、結果として生じる組み合わされた画素が、表示される画像の画素になるように、互いに関連して且つ真の画素にも関連して生成される、隣接する画像生成装置２１０、２３０、２８０、２９０が形成する画素を組み合わせることにより、重なり合う領域内に画素を形成する。Ｍ×Ｎアレイの副画像生成装置内の重なり合う交点領域を感知するのに必要なセンサの数は、図７に示される構成の場合、（Ｍ＋１）（Ｎ＋１）＝ＭＮ＋Ｍ＋Ｎ＋１で与えられる。また、輝度データのデジタル・アポディゼーションなどによって画像全体の強度パターンを均一にするために、画像サーバ１０６と画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４によってデジタル処理を施される各副画像表示装置の画像強度プロファイルを感知し、マッピングするために、それぞれの光プロジェクタについて１つのセンサを用いる。なお、画素値の補正は、個々の画素の特性に基づいても、画素の近隣の画素の特性に基づいてもよく、このような特性には、画素強度や輝度および／または画素位置が含まれる。
【００３１】
プロジェクタ２１０と２３０がそれぞれ、高さ１８インチ、幅２４．５インチで、隣接する副画像と２インチ重なり合う副画像を投写している図６と図７に示される種類の典型的な投写型表示装置２００では、折り重ねミラー光部品を介した５６．５インチの光路長は、物理的な奥行きが約３６インチの場合に得られる。好適な光プロジェクタとしては、カリフォルニア州サイオレス（Ｃｙｏｒｅｓｓ）にあるＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ（三菱）から市販されるＸ−２００型があり、好適なＣＣＤカメラとしては、ニュージャージー州バリントンにあるエドマンドサイエンティフィック社から市販されるパナソニックＧＰ−ＵＳ５０２型がある。
【００３２】
図８から１０は、図８（ａ）に示される複数の重なり合う副画像３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、．．．、３６０が大きな単体の前面ガラスの真空ハウジング３００の面板３０２上に形成される表示システムを示している。副画像３１０から３１６の複数の副画像生成装置は、ハウジング３００内に位置し、多数の同期走査される変調電子ビームを面板３０２上のドット又はストライプといったカラー（赤、緑、青）蛍光体素子上に投写する、熱電子カソード、半導体電界エミッタやその他の電子源などの複数の陰極線ルミネセンス源を含んでいてもよい。たとえば一点鎖線間の領域３１２、３２２、３３２、３４２によって示される副画像３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、．．．のそれぞれの周辺で重なり合う領域は、上記のようにデジタル処理して真の画像の画素を一緒に形成する隣接副画像生成装置によって生成される、それぞれの画素の組み合わせである画素を有している。典型的な副画像３６０は、図８（ｂ）で拡大して示されており、３６２、３６４、３６６などの小さな黒の方形として図示される典型的な紫外線生成蛍光素子の相対位置が示されている。紫外線ドット３６２、３６４、３６６、．．．は、それぞれの副画像の重ね合わせと焦点を設定、調整するために隣接する副画像が重なり合う領域内の画素をモニタして、各副画像生成装置の走査を同期させるためのセンサとして用いられる。重ね合わせと走査が一旦調整されると、紫外線ドット３６２、３６４、３６６、．．．は、各副画像の輝度や画素強度と、したがって、完成した表示画像全体にわたって輝度と画素強度の均一性を設定、調整する。面板３０２上の典型的な領域３７０は拡大され、それぞれがコントラストを向上させるために、黒色ストライプ（すなわち「ブラックマトリクス」パターン）によって隣接するストライプと分離されたカラー蛍光ストライプ、特に赤色ストライプ３７２と、緑色ストライプ３７４と、青色ストライプ３７６の典型的なパターンが示されている。
【００３３】
図９は、構造背面板３０４の周辺に沿ってフリット真空シール３０３で接着された面積の大きな蛍光ストライプ状ガラスＣＲＴ面板３０２を含む、図８（ａ）の真空エンクロージャハウジング３００の断面図であり、これによって、１平方フィート当たり１３メガ画素の解像度とわずか約１０インチの厚さを有する対角線が４５インチのディスプレイが設けられる。小さな表示装置や低画素解像度の表示装置を設けてもよく、またスクリーンサイズがさらに大きな場合にはガラススクリーンの内面に支持体が必要な場合もある。電気リード３０５が従来の方法でフリットシール３０３を介して真空エンクロージャ３００から引き出されている。ハウジング３００は、構造背面板３０４を通過する真空排出口３０６に真空を形成することによって真空引きされる。ハウジング３００が真空引きされたら、排出口３０６が密封され、残留するガス分子はすべて公知の方法でゲッタ３０８によって吸収される。複数の画像生成装置が、下で説明するように、ハウジング３００内の画像生成装置アセンブリ４００上に取り付けられる。
【００３４】
図１０において、画像生成装置アセンブリ４００は、それぞれの半導体チップに形成される電界エミッタ素子４０４、４０６などの複数の電子源が搭載されるセラミック支持レール４０２を含む。それぞれの電界エミッタ素子４０４、４０６は、それぞれに生成される電子ビーム４２４、４２６を水平方向（たとえば図１０では左から右）に偏向させる静電水平合焦／偏向プレート４１０，４１２、４１４により左右に迂回させられる。プレート４１６などの静電垂直合焦／偏向プレートは、水平合焦／偏向プレート４１０、４１２、４１４に対して直交方向に指向され、電界エミッタ素子４０４、４０６を迂回させ（たとえばプレート４１６は図１０の紙面で下方にあり、（図示しない）別の垂直プレートはこのプレートの上方にある）、それぞれの電界エミッタ素子４０４、４０６によって生成される電子ビームを垂直に、すなわち、紙面の上下に偏向させる。各合焦／偏向プレート４１０、４１２、４１４、４１６．．．に印加する偏向信号に加えて、各合焦信号はそれぞれの電界エミッタ素子４０４、４０６がそれぞれに生成される電子ビーム４２４、４２６の焦点に調整するように印加される。収束電子ビーム４２４と４２６で示されるように、電子ビームはそれぞれスクリーン３０２の内面上の各スポットに収束する。
【００３５】
電子ビームはいずれも、走査電子ビームに覆われたそれぞれの領域の周辺で隣接する走査電子ビームと重ね合わせ走査される領域を有しており、これらの電子ビームは同期走査されるのが好ましい。なお、電界エミッタ素子４０４と、水平および垂直合焦／偏向プレート４１０、４１２、４１６を組み合わせると、電界エミッタ４０４によって形成される副画像を拡大するレンズとして機能し、隣接するが接触していない電界エミッタ素子４０６によって生成される副画像と重なり合う拡大した副画像をスクリーン３０２に生成する。同じことが、それぞれの電界エミッタ素子と関連するそれぞれの水平および垂直偏向プレートについて言え、またディスプレイ３００の副画像３１０、３２０、．．．についても同じことが言える。
【００３６】
蛍光パターン３７０はガラススクリーン３０２の内面にあり、たとえば赤色ストライプ３７２、緑色ストライプ３７４、青色ストライプ３７６などのカラー蛍光ストライプが繰り返し連続して設けられ、これらのストライプはそれぞれコントラストを向上させるために黒色ストライプ（すなわち「ブラックマトリクス」パターン）によって隣接するストライプと分離されている。電子ビーム４２４と４２６が、蛍光パターン３７０のカラー蛍光ストライプ３７２、３７４、３７６に沿って走査されると、スクリーン３０２上に表示される画像を構成する個々の画素を示す輝度及び色差情報によって変調され、スクリーン上にこのような画像を形成する。電子ビーム４２４、４２６は、図１０でそれぞれカーブした矢印によって表される各ビームの走査の初めと終わりを表す実線と一点鎖線で示されるように、これらのビームが形成する副画像のエッジ間で同期させてラスタ走査されるのが好ましい。
【００３７】
ドット３６２、３６８などの紫外線発光蛍光ドットは、スクリーン３０２の電子ビーム（と電子ビームが形成するそれぞれの副画像）が重なり合う領域内で、電子ビーム４２４、４２６のそれぞれに照射され、また電子ビームを感知し、モニタするために、蛍光パターン３７０のブラックストライプ上に配置される。３００×１２０画素の副画像を表示するスクリーン３０２の場合、種々の電子ビームの水平方向と垂直方向の着地位置データを十分に測定するために、スクリーン３０２の領域にわたって分配される１００ＵＶ未満の蛍光ドット３６２、３６８が必要である。ＵＶ蛍光ドット３６２、３６８は、たとえば赤色蛍光ストライプ３７２を緑色蛍光ストライプ３７４から分離するような黒色ストライプ上にそれぞれ配置されるのが好ましい。電子ビーム４２４、４２６に照射されると、ＵＶ蛍光ドット３６２、３６８は、電子ビーム４２４、４２７に応答してＵＶ蛍光ドット３６２、３６８がそれぞれ放出するＵＶ光ビーム４２８、４２９などのＵＶ光を放射し、このＵＶ光ビーム４２８、４２９はＵＶセンサチップ３８４と３８６をそれぞれ照射する。同様に、走査の他端では、典型的に示される電子ビーム４２４がＵＶ蛍光ドット３６２を照射し、このドットはＵＶセンサチップ３８６に衝突するＵＶ光４２９を放射する。
【００３８】
電子ビーム４２４、４２７の着地位置（重ね合わせ）、焦点、強度のばらつきは、たとえば、電界エミッタ素子、電界エミッタ素子についての物理的配置公差と水平および垂直偏向プレート４１０、４１２、４１４、４１６、．．．におけるチップ間の差から生じる。ＵＶ蛍光ドット３６８と３６２に衝突する電子ビーム４２４を検出することによって、ＵＶセンサチップ３８４、３８６はそれぞれ検出回数を信号で知らせるので、画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４などの適切なプロセッサは、あらゆる電子ビームの走査とタイミング同期を取ることができ、各電子ビームの走査の幅及び長さと、その重ね合わせ、焦点、強度をさらに制御でき、これにより、正確な重ね合わせと強度で、重なり合う領域において複数の画像生成装置によって生成される副画像画素を組み合わせることで形成される画素を含め、表示画像の各画素が形成される。
【００３９】
ＵＶセンサチップ３８４、３８６および／または電界エミッタ素子４０４、４０６は、上述の処理と補正ならびに、下で説明するビームの位置合わせを行い、画像生成装置の作動中に電界エミッタ素子のそれぞれが形成する副画像の特性を所定の標準にまで調整あるいは補正するプロセッサとメモリ素子を含むかまたはそれに関連しているのが好ましい。ＵＶセンサチップ３８４、３８６および／または電界エミッタチップ４０４、４０６は、１つ以上の半導体チップ上にプロセッサと、アドレスで呼出し可能なメモリを含むように製造される。測定されるビームの着地とタイミング情報からプロセッサが算出する補正値は、ルックアップテーブルなどのアドレスで呼出し可能なメモリに記憶され、その後、メモリから、これらの情報が表示画像のそれぞれの副画像の生成を制御するために検索される。各電界エミッタ素子におけるこのようなアドレスで呼出し可能なメモリに記憶される典型的な補正値としては、適切な（すなわち所定の標準的な）強度特性を得るために印加される電圧、ビームを適切に水平に位置付けするために作動する電界エミッタアレイの列、１つの行でビームを適切に垂直に位置付けするためのパルスを出すための列の前進、遅延、および適切に走査同期を取り、適切にビームを合焦させるために垂直および水平の偏向プレートに印加される電圧などがある。
【００４０】
それぞれの電子ビームのタイミングと着地の精度（重ね合わせ）を制御する１つの典型的な方法は、図１１（ａ）、１１（ｂ）、１１（ｃ）と１１（ｄ）に示されている。カラー蛍光ストライプパターンの一部分５７０は、黒色ストライプ５７８が間に置かれた赤色ストライプ５７２、緑色ストライプ５７４と青色ストライプ５７６を含む。略矩形の典型的なＵＶ蛍光ドット５６８は、１つの黒色ストライプ５７８上にある。たとえば、最新の高性能ＣＲＴモニタで典型的な１０ｍｉｌ×１０ｍｉｌ（０．２５×０．２５ｍｍ）の方形画素の場合、カラー蛍光ストライプとブラックマトリクスストライプはそれぞれ幅が１．６７ｍｉｌであるので、それぞれの電子ビームは約２．５±０．５ｍｉｌの幅でなければならない。半導体電界エミッタチップ５０４の形状の典型的な電界エミッタ素子は、たとえば個々の電界エミッタ位置が約５ｉｍだけ中心同士が離間した２０×２０アレイにマトリクス状に配置されるアドレスで呼出し可能な電界放出位置のアレイ５０６を含む。偏向システムで倍率が約２倍の場合、約１０ｉｍ間隔のアドレスを特定された列の画像は、１．６７ｍｉｌ（４２ｉｍ）のストライプ全体に形成される。本実施形態の場合、電界エミッタチップ５０８の列のアドレスが特定されて、放出される列エミッタ位置を選択して、その行がすべて、このような放出が生じる時間間隔のタイミングパルスによって同時に使用可能となる（すなわちアドレスを特定される）。図１１（ａ）では、４つの隣接する列５０８での電界エミッタ位置のアドレスが特定され、これによって、ＵＶ蛍光ドット５６８に衝突すると、４つの線５１８にそって蛍光パターン５７０を照射する電子ビーム線をそれぞれ放射することで、ＵＶ光を放射する。放射されるＵＶ光強度は、蛍光体４６８を照射する電子ビームの強度、すなわち、電子ビームの強度と、蛍光ドット４６８を照射するまたはドットに外れて照射する程度に比例する。よって、図１１（ａ）の例では、４つの線５１８はＵＶ蛍光ドット５６８に直角に当たるので、生成されるＵＶ光の強度が高くなる。
【００４１】
（たとえばストライプ方向に沿った）電子ビームの着地の水平方向補正または調整は、電子を放出させる電界エミッタチップ５０４の列を選択することによって制御されている。よって、図１１（ａ）の状態から図１１（ｂ）の状態に移行する場合、４本の線５１８が、４本の線５１８´で示されるように右に向かって水平に移動し、その移動は最初にアドレスを特定される電界エミッタ位置の４つの列５０８を非選択とし、その代わりに左の４つの列５１０のアドレスを特定するアドレスにより実行される。選択される列は、電子ビームの着地点を所望なように水平に移動させるのに適切なように、１つ以上の列で解像度を異なるようにすることができる。ＵＶ蛍光ドット５６８の照射によって、照射強度に比例するＵＶ光を生成されるので、電子ビームのスポットのサイズと、したがって焦点が、それぞれの画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４によって測定、調整され、スポットのサイズは１つの画素、あるいはカラー蛍光ストライプ５７２、５７４、５７６の幅に実質的に対応するように縮小される。
【００４２】
電子ビームの着地の垂直方向の（たとえばストライプ方向に沿った）補正または調整は、電子エミッタチップ５０４に放出させるタイミングパルス信号のタイミングを変化させて、電界エミッタチップ５０４のアドレスを特定することで制御されている。図１１（ｃ）と１１（ｄ）において、水平線５２０は、システムクロック信号の周期のある時間を示し、「ｎ」は、電界エミッタチップ５０４の行が公称的に放出できる公称時間である。「ｎ＋ｘ」の表記は、タイミングが時間「ｎ」より後の「ｘ」クロック周期でであることを示し、「ｎ−ｘ」は、「ｎ」より前の「ｘ」クロック周期であるタイミングを示す。よって、４本の輝線５１８が４本の線５１８´で示されるように垂直方向上方に移行する図１１（ａ）の状態から図１１（ｃ）の状態に移行する場合、その移行は、行タイミングパルスの開始時間を時間「ｎ＋１」からそれより前の時間「ｎ−１」に変化させることにより行われる。図１１（ｄ）の輝線５１８”は、時間「ｎ−３」で始まり、「ｎ＋１」で終了するので、図１１（ｃ）の状態からさらに垂直方向上方に移行する。これらの例はいずれも、行タイミングパルスが持続時間が４クロック周期で、テスト測定は、表示されるチェックボードテストパターンで行われるのが好ましい。７５Ｈｚの速度でリフレッシュされる３００×１２０画素の副画像の場合、画素周期は約３ＭＨＺなので、約０．１６７画素未満の局地精度と、スクリーン３０２の表示領域では約０．２５画素の精度を得るためには、１８ＭＨＺ以上のクロック周期があれば十分である。
【００４３】
また、図１０に示される隣接する電界エミッタ素子４０４と４０６からの電子ビーム４２４、４２６は、いずれも走査時には同一のＵＶ蛍光ドットを照射するので、ＵＶセンサ３８６は、隣接するビームの重ね合わせと強度を測定することができ、その後、ビームを画像サーバ１０６とそれぞれの画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４によって調整あるいは補正することができる。さらに、それぞれのコーナで重なり合う領域における４つの副画像のそれぞれの交点で、そこで視認できる継ぎ目が残らないように、４つの電子ビームの重ね合わせと強度を測定、調整することができる。この点において、画像サーバ１０６と、それぞれの画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４は、さらに、重なり合う領域におけるそれぞれの電子ビームの強度の合計がその副画像領域での任意の点での各電子ビームの強度と同一になるように、それぞれの電子ビームで求められる釣り合いをとって減少した強度を算出する。言いかえれば、ビームの強度は、表示画像内の各画素が、１つの画像生成装置によって形成される副画像の画素として生成されようが、複数の副画像の重なり合う領域での組み合わせ画素として生成されようが、同一の所定のまたは公称強度を有し、それによって表示画像の領域全体にわたって均一な強度が得られる。
【００４４】
図１２の別の画像生成装置モジュール１２００において、ＡＭＬＣＤパネル画像生成装置１２１０は、表示スクリーン１２０２上に複数の重なり合う副画像１２１１´、．．．１２１３´を、レンズ１２１７、．．．１２１９で形成する複数の隣接するが接触していない副画像生成装置１２１１、．．．１２１３として、その表示装置の部分を用いている。画像生成モジュール１２００は、図３に示され、上で説明した画像生成装置１１０、１２０に類似しており、またこれらの装置と同様な方法で作動する。画像生成装置モジュール１２００は、それぞれの副画像でスクリーン１２０２を照射する際、光ビーム１２１４、．．．１２１６が通過する厚い光構造１２３０を含むという点で異なる。画像生成モジュールは、図１３に示されるように、現場および工場やサービスセンターにおいて、継ぎ目のない画像を表示するために、多くは別の同様なモジュール１２００と並べて組み立てることができる真のモジュール式画像生成装置としてのいくつかの効果、特徴がある。また、モジュール１２００の構成によって、スクリーン用支持体を画像から逸らすことなく配置でき、表示画像の画素を後方から感知するのが容易になる。
【００４５】
このために、光構造１２３０は十分な厚さをなし、光ゲルや接着材で間にあるすべての隙間を充填した状態で、類似のモジュールと当接しながら並列に配置されるとき、隣接するモジュールからの光ビームが表面１２３２によって形成される光インタフェースにわずかな反射、屈折、歪みで通過して、これによって当接するモジュール１２００について重なり合う副画像構成を保持するように、スクリーン１２０２の面に実質的に垂直な光面１２３２をそれぞれのエッジに有している。
【００４６】
従来、光ビーム１２１４、．．．１２１６が通過しない光構造１２３０の底面部分は、少なくとも一部を、スクリーン１２０２面に平行な１つ以上の面に位置する平坦な光面として形成すればよい。光面１２４０は、スクリーン上に表示される画素を、図示のようなモジュール１２００の背後に位置する、あるいは、モジュール１２００内部に埋め込まれるようなセンサ１２５０などでモニタする際の「窓」をスクリーン１２０２に与える。具体的には、（隣接する画像生成装置モジュール１２００によって形成されようが、単一のモジュール１２００上の隣接する副画像生成装置１２１１、１２１２、．．．１２１３に形成されようが、それに関わらず）隣接する副画像は、画像生成モジュールの背後から感知され、これによって、多重モジュール表示装置のセットアップ、較正およびその動作調整を、見ている人への画像の表示を妨害または中断することなく背後から行える。また、しかもより重要なことであるが、スクリーン１２０２上に生成される画素を感知するための窓として用いない表面１２４０を、大型表示スクリーン、たとえばエッジに沿って４フィートを超える表示装置で望まれているように、スクリーン１２０２とパネル１２１０の間に位置する部材を支持するための場所を支えるのに用いてもよい。
【００４７】
種々の副画像の重なり合う領域において画素を感知し、モニタするために、既に述べたようなＣＣＤカメラか単なるＣＣＤセンサチップであるようなセンサ１２５０を、たとえば副画像１２１１´と１２１３´が重なり合った、選択領域を観察するために、画像生成モジュール１２００のスクリーン１２０２の背後に配置する。センサ１２５０は、既に述べたような方法で画像生成装置モジュール１２００を制御する画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４に結合して、継ぎ目のない画像をスクリーン１２０２上に生成する。センサ１２５０は、モジュール１２００に内蔵してもよいし、別個の装置として設けてもよい。画素によって形成される重なり合う副画像の種々の領域にある画素を感知するために、１つ以上のセンサ１２５０を、各画像生成モジュール１２００に組み込み、１つ以上のセンサ１２５０を、重なり合う副画像領域以外で、画素により生成される種々の副画像領域にある画素を感知するために各画像生成モジュール１２００に組み込むことが好ましい。さらに、各モジュール１２００が、セットアップと較正用パラメータを記憶し、継ぎ目のない画像を表示する多重モジュール表示装置にモジュールを容易に組み合わせられるように、適切な画像プロセッサＩＰ１−ＩＰ４によってそのメモリからのこのようなパラメータを容易にアクセスできるような不揮発性メモリなどの電子回路を含むのが好ましい。こうしたメモリに記憶されるパラメータとしては、たとえば、画像データを画像生成装置１２００に与えるとき、このようなモジュール１２００を構成する素子の物理的公差や電気的公差があっても、その応答性を所定の標準の応答性にする補正因数がある。さらに、表面１２４０には、表面１２４０とパネル１２１０の間に取り付けられる部材などによってスクリーン１２０２が支持される場所が設けられる。表面１２４０は画像生成装置１２１１、１２１２、．．．の視界外にあるので、このような支持部材を追加しても画質に影響を与えない。
【００４８】
光構造１２３０は、裏面に、光構造１２３０に入射する際に光ビーム１２１４、．．．１２１６が通過する弓形のインタフェース面１２３４を有しているのが好ましい。光ビーム１２１４、．．．１２１６が表面１２３４に実質的に垂直に通過して、僅かな反射、屈折あるいは歪みで光構造に入射するように、弓形面１２３４は略球形に形成されるのが好ましい。弓形表面１２３４は、単体の倍率あるいはそれより高い倍率を与えるような形状にしてもよい。
【００４９】
図４同様、図１２から明らかなように、図示されている種類の画像生成装置内の画像は、それぞれのレンズが作動する結果、画像生成装置からの画像を表示スクリーンに反転させる。図１４（ａ）は、表示スクリーン１０２または１２０２などの表示スクリーン上に形成される画像６００であり、この画像はたとえば、図１４（ｂ）に示されるような４つの副画像６０２、６０４、６０６、６０８の２×２アレイからなる。レンズ１１７、１１８、１１９または１２１７、１２１８、１２１９などのレンズに反転が生じるため、それぞれの副画像はそれ自体が、生成される場所で反転するか「裏返しになる」。それぞれの反転した副画像６０２、６０４、６０６、６０８は、レンズによって上下左右に反転する。たとえば、左上の副画像６０２の底部エッジと右側のエッジはそれぞれ、画像６００の上部エッジの左半分と左側エッジの上半分になる。副画像６０２の上部エッジは、画像６００の上部エッジと底部エッジの途中に位置する矩形領域とその左半分で、副画像６０６の底部エッジと重なり合う。副画像の重なり合っていることは、副画像６０２と６０６がいずれも文字「Ａ」の横棒と文字「Ｂ」の先端を有していることからも明らかである。副画像データの反転は、画像プロセッサＩＰ１、ＩＰ２、．．．内で、各副画像の画素データをアドレス呼出し可能なランダムアクセスメモリ内にビットマップし、それから逆の順番でその画素データを読み出す変換フィルタなどによって実行される。重なり合う領域についての画素データは、適切な重み付けあるいは補正因数に副画像データを組み合わせるなどにより、こうした領域についての画素データが変換フィルタから生成されるときに、結合される。個々の画素についてであろうと、画素の近隣の画素についてであろうと、それに関わらず、各画素の強度特性および／またはその位置に基づいた重み付けなどの、比例重み付けであればよい。
【００５０】
図１５は、表示スクリーン７１０上に表示される画像の形成を説明するために、本発明にかかるモジュラー式表示システム７００を複数の分解図によって示している。表示スクリーン７００は、たとえば高さ３．５フィートで幅７フィートの表示装置すなわちスクリーン７１０を含み、エッジが接触した構成で配置される６つの表示モジュール７１２によって形成される。表示モジュール７１２は、ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３、．．．ＤＭ６で表される。各表示モジュールは、たとえば、ＩＧ１、ＩＧ２、ＩＧ３、ＩＧ４として表される４つの画像生成装置７１４を含み、各画像生成装置は、たとえば、隣接する画像生成装置に隣接するが必ずしも接触していないアクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）を含む。投写される画像７１５は、画像生成装置７１４のＡＭＬＣＤパネルの様々な部分により形成される副画像が組み合わせられた状態を示し、これらの部分は隣接するが、必ずしも接触する必要はない。投写された画像７１５の拡大部分７１５´は、複数の重なり合う副画像７１６とその重なり合う領域７１８を示し、副画像はいずれも、たとえば図４と８（ａ）から８（ｂ）に関して上で説明したのと同様な方法で重なり合う。
【００５１】
各表示モジュール７１２は、図１６に示すように、ディスプレイコンピュータ７２０など関連する画像プロセッサを含む。そこでは、表示される画像、すなわち、「原始画像」が、アプリケーションコンピュータ７５０などの画像サーバから、データバス７５２、好ましくはデジタルデータバスを介して、６つの表示モジュールＤＭ１、ＤＭ２、．．．ＤＭ６それぞれに関連する６つの画像プロセッサ７２０に与えられる。各ディスプレイコンピュータは、画像の部分、すなわち副画像を受信して処理し、関連の画像生成装置７１４により表示されるようにし、また処理した副画像データをそれぞれの画像生成装置ＩＧ１、ＩＧ２、．．．に与える。
【００５２】
図１７は、図１５と図１６の表示システム７００の表示モジュール７１２内の画像生成装置７１４として用いることができる種類の典型的な画像生成装置８００を示している。隣接するが接触しない副画像が、ＡＭＬＣＤパネルなどの表示パネル８２０上に形成され、モジュールスクリーン８３０に投写される。そのために、高強度金属ハロゲンランプなどの光源８１０が、ＡＭＬＣＤパネル８２０の背面に衝突するように光学分配器８１２、８１４によって方向付けられ、分配され、平行にされる光を与える。パネル上に形成される（破線で示される）副画像に応じてＡＭＬＣＤパネル８２０を通過する光は、関連の画像プロセッサ７２０からの処理済みの副画像データに応答して、それぞれのレンズ８２２を介してモジュールスクリーン８３０上に投写され、モジュールスクリーン８３０は隣接する表示モジュール８００のスクリーンとともに、表示スクリーン７１０を形成する。各レンズ７２２は、パネル８２０上に形成される隣接するが接触しない副画像が、接触して重なり合う副画像としてスクリーン８３０上に投写されるように、単体よりも倍率が大きい３つのレンズの組み合わせからなるのが好ましい。レンズ８２２は、支持バッフル８２４によって支持され、このバッフルはある副画像からの光が別の副画像の光に反射または散乱するのを防ぐ働きもする。支持バッフル８２４は、「卵形クレート」構造になるよう配列されるのが好ましい。
【００５３】
大型スクリーン表示システム７００は、各々が１平方フィート当たり４７万画素の解像度を有するＭ×Ｎの表示モジュールから構成すればよい。その４つの画像生成装置７１４のそれぞれは、約４５０平方ミクロンの表示画素を生成するように、コンピュータ表示装置で用いられる種類の対角線が１７インチのＸＧＡＡＭＬＣＤパネルを用いるのが好ましく、各ＡＭＬＣＤパネルの有効解像度はＳＶＧＡシステムにおいては約８００×６００画素である。各画像生成装置７１４の投写レンズシステムは、各ＡＭＬＣＤにつき１２×１６アレイのレンズ（すなわちレンズアセンブリ）を用いており、各レンズアセンブリは３つのプラスチックレンズと１つのフレネルレンズを用いて、約２９度の視野で、歪みの少ないたとえば１３％未満の歪みになるようにすればよい。５０ワットの金属ハロゲンバックライト源は、偏光もどりがないとスクリーンで約５０ｆＬの輝度レベルを与え、偏光もどりがある場合は約８０ｆＬの輝度レベルを与える。それぞれの表示モジュールのスクリーンのサイズは、幅約２８インチ、高さ約２１インチ、厚さ約１１インチである。よって、６つのモジュール７１２の２×３アレイによって、高さ約３．５フィート×幅７フィートの表示スクリーン７１０が与えられる。１７インチのＬＣＤパネル型番ＬＭ１８Ｘ９４は、日本のシャープ株式会社から市販されている。
【００５４】
また、各画像生成装置８００を表示モジュールとして用いてもよい。このために、画像生成装置モジュール８００は、モジュールスクリーン８３０を囲むエッジに、実質的にスクリーン８３０と垂直な平坦な光面８４０を有している。画像生成装置モジュール８００が別の同様なモジュールに、それぞれのスクリーン８３０が実質的に同一面にある状態で、隣接して、当接して配置されると、光はそれぞれの当接する光面８４０を通過する。ニュージャージー州シーダーグローブのカーギル社から市販されているカーギル＃５０４０や、ニュージャージー州バリントンにあるエドマンドサイエンティフィック社から市販されているＭｏｒｌａｎｄ＃６１光接着剤などの光フィルタ材料は、当接するモジュール８００間に反射損と屈折歪みが少ない光インタフェースを形成するために、当接する光面８４０間のあらゆる隙間を充填するのが好ましい。この方法では、隣接するが非接触のＡＭＬＣＤパネル８２０などのそれぞれの隣接するが非接触の画像生成装置の隣接するが非接触の部分に形成される副画像が重なり合う副画像としてスクリーン７１０上に投写される。
【００５５】
図１８は、図１５と図１６に示される表示システム７００に関連する画像サーバ７５０と画像プロセッサ７２０の概略ブロック流れ図である。表示システム７００用のインタフェースコンピュータすなわち画像サーバ７５０は、原始画像データとオペレータ用グラフィックコマンドを、表示システム７００内でネットワーク化されたすべての画像プロセッサコンピュータ７２０（図１８では１つのみ示す）に、デジタルデータバス７５２を介して送信する。しかし各コンピュータは関連する画像生成装置パネル７１４上に表示される特定の副画像に関連するサブセットデータのみを処理する。プロセッサ７２０は、並列処理を含み、関連の表示パネル７１４が生成する表示データのそれぞれの副画像あるいはデータ部分のみについて、グラフィックコマンドを解釈して、副画像データを処理する。プロセッサ７２０は、７２２ａ、７２２ｂ、．．．７２２ｎを並列に処理してグラフィックと副画像データを解釈し、７２４ａ、７２４ｂ、．．．７２４ｎを並列に処理して適切な補正関数を副画像データに適用して、図１４に関連して上で説明したような副画像の先行歪ませとフリッピングを含めた、画像生成装置間および各画像生成装置内での輝度レベル、重ね合わせ、焦点の差異を補償する。この結果得られる処理済み副画像データは、それぞれのＡＭＬＣＤ表示パネル７１４に与えられる。
【００５６】
あるいは、アプリケーションコンピュータ７５０を、イーサネット（登録商標）やその他のネットワーク７５１への直接接続部と取り換え、上記のアプリケーションコンピュータ７５０が実行する機能を、図１６に仮想線で示されたデータバス７５２に接続するネットワークデータバス７５１´が示すように、全く同一のモジュールＤＭ１、．．．ＤＭ６を有するモジュール式表示システム７００が望まれるようにそれぞれのディスプレイコンピュータ７２０に実行させるようにしてもよい。本実施形態では、（ディスプレイコンピュータ７２０と画像生成装置ＩＧ１、．．．ＩＧ４を含む）各表示モジュールは、それ自身が受け入れ、応答する画像データ部分を求める。イーサネット（登録商標）やその他のネットワーク７５１を介して受信される画像データは、データバス７５２を介して表示プロセッサ７２０に与えられ、それぞれのプロセッサは、たとえばネットワーク７５１、７５２を介して送られる画像データを含む情報パケットに含まれるヘッダデータと制御データを読み取りそれに作用することによって、副画像のそれぞれの部分を生成するのに利用できる画像データ部分を選択し、受け入れる。
【００５７】
図１９は、図１８の流れ図に関わる各表示パネルに関連する演算ハードウエアの概略図である。原始画像データは、デジタルグラフィックデータとして、ネットワークインタフェース７２８により、好ましくはイーサネット（登録商標）、ＬＡＮや同様のネットワークデータシステムであるデジタルデータバス７５２を介して受信される。副画像データは、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるエックスコンソーティアムインコーポレイティッドから市販されて、ほとんどのＡＮＳＩ−ＣおよびＰＯＳＩＸ準拠システムと互換性があり、よって広範囲の演算およびグラフィックマシンやその他のプラットフォームで作動する工業規格Ｘウィンドウシステムソフトウエアを用いてネットワーク７５２上で表示プロセッサ７２０に送られる「グラフィックデータ」であるのが好ましい。各プロセッサ７２０は、副画像データを解釈して、そこから個々の表示パネル７１４についての表示ビットマップを構成する。Ｘウィンドウ記述などの表示画像の高レベル記述を用いることにより、画像サーバ７５０と表示プロセッサ７２０間のデータネットワークで必要となる帯域幅を、標準イーサネット（登録商標）やその他のネットワークと一致するデータ速度に保つことができ、しかも、高速更新速度と、モノクロ表示装置とカラー表示装置のいずれの場合でも重なり合う階層副ウィンドウとテキストとグラフィックが混合したオペレーションを含む、多重メガ画素表示装置上の表示画像の多重ウィンドウを支持する。Ｘウィンドウシステムのさらに別の特徴により、オペレータは、表示画像またはその中のウィンドウ画像の論理サイズについて、画像の物理的区分や個々の画像生成装置７１４やモジュール７１２間でのプロセッサに関係なく、表示システム７００と通信することが可能となる。
【００５８】
ネットワーク７５２とネットワークインタフェース７２８を介して受信されるＸウィンドウシステムのグラフィックコマンドと画像データは、ＸサーバＣＰＵ７３２内で解釈され、ここで副画像データビットマップを画像フレームバッファ７３８に書き込む。また、ネットワーク７５２上で受信される圧縮映像は、特殊目的ＭＰＥＧ−２デコーダで復号化され、このデコーダはまた、副画像データビットマップを画像フレームバッファ７３８に書き込む。画像プロセッサＣＰＵ７３４は、画像フレームバッファ７３８から副画像データビットマップを読出し、ＬＣＤパネル互換性副画像ビットマップを形成し、それをパネル表示カード７４０に記憶するので、ＬＣＤパネル８２０は表示スクリーン７１０上に重ね合わせ副画像を正確に再生するのに必要な副画像光入力を生成する。各副画像の画素について、画像処理ＣＰＵ７３４は、画像フレームバッファ７３８から関連の画像の画素値を取り出し、その重み付け平均値を演算する。用いられる重みは、副画像内の画素の位置と、表示パネル７１４上の副画像の位置に応じて変わり、ＣＰＵ７３４のメモリ内のルックアップテーブルに予め記憶されている表示モジュール係数から生成される。副画像間と表示パネル間のばらつきを補正するための係数は、各表示モジュールおよび／または画像生成装置の製造と較正時、あるいは、その後の現場での再較正や調整時に、所定の標準画像特性が得られるように設定される。画像プロセッサ７２０内では、副画像データ、ビットマップ、制御信号などがデジタルデータバス７３０を介して送受信される。
【００５９】
プロセッサ７２０で求められる画像処理の複雑さは、次のようにして推定することができる。各カラー、各画像生成装置におけるビットマップ内の各画素について、画像ビットマップ内の画素の「近隣の」２×２画素からの入力が必要だと仮定する。表示パネル内の特定の画素の位置に基づき、プロセッサは、副画像の画素ブロックの１つのコーナのアドレスを検索し、近隣の画素の値とともにその値を取り出さねばならない。また、重みはメモリに記憶される予め演算されたルックアップテーブルから取り出し、画像の画素値の重み付けした合計を画素の近隣について演算しなければならない。約３０クロック周期が各画素の各カラーの値を求めると推定され、あるいはある画素の各ＲＧＢ値では約１００サイクルが必要である。各ＡＭＬＣＤ表示パネルが、８００×６００画素のうち約９０％を利用すると仮定すれば、それぞれの表示パネルを更新するために約４３００万クロック周期が必要である。よって、３００ＭＨＺのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Rプロセッサが、完全な画像を得るための更新速度７Ｈｚをサポートすると思われる。この速度は、高解像度マップおよび地形データ、テキストウィンドウやビデオ会議には十分な速度であるが、ビデオ画像を、たとえば３０ＨＺの更新速度で表示する場合には遅すぎる。よって、ビデオの場合、６５０ＭＨＺのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Rプロセッサとさらに高効率の１ＲＧＢ画素セット当たり５０クロック周期のアルゴリズムが必要であるか、あるいは、並列に作動する４つの３００から４００ＭＨＺのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）R プロセッサが必要である。ネットワーク７５２のデータ速度は減速することが可能で、また、より多くのプロセッサを用いて、各プロセッサがプロセッサより少ない数の副画像と関連させられるようにプロセッサを区分けすることによって画像プロセッサに求められる処理能力を減らすことができる。画像歪みの補正と副画像セルの重なり合う領域で画素値を求めるための演算要件は、ワシントン州レドモンドにあるアッピアグラフィックスから市販されているＪｅｒｏｎｉｍｏＪ３型などのマルチメディアグラフィックカードやチップセットが満たしている。同様に、６８６ＭＢＤＫシリーズのデュアルＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標） RIIプロセッサカスタムＡＴＸコンピュータのマザーボードでの４００ＭＨＺマイクロプロセッサは、カリフォルニア州サンディエゴにあるインダストリアルコンピュータソース社から市販されている。
【００６０】
図２０は、図１５と図１６に示される表示システム７００の実施形態のセットアップと較正に関する概略ブロック流れ図である。オペレータ、あるいは自動制御が、位置合わせを実行するためにセットアップの制御を９１０に指示し、必要であれば、得ようとする所定の規格性能特性を特定することによって位置合わせ動作を開始する。セットアップの制御９１０により、スクリーン９２０上に表示される、テストパターンやテストパターンシーケンスを表すデジタル画像データであるテスト画像９１２を生成することができる。生成器９１２によるテスト画像の生成は、（１）テスト画像データを、上記のテスト画像を生成する画像プロセッサ９１４に与え、（２）初期のまたは推定の補正因数値をパラメータアジャスタ９３４に供給することによって行われる。テスト画像は、ＣＣＤカメラやその他のセンサの場合のように９３０で感知され、生成されるテスト画像９１２を参照して９３２で解析し、エラーを求める。エラーを用いて、画像プロセッサ９１４に与えられるパラメータ９３４を調整し、これにより表示される９２０テスト画像を調整する。各画素について補正あるいは適切な重み付け因数が求められて、画像プロセッサ９１４と制御セットアップ９１０に転送されるまで、そのプロセスは反復される。位置合わせ処理時に、画像プロセッサ９１４は、オペレータが表示される原始画像の観察を望む場合でなければ、主観評価に有効なように、表示画像９２０を生成するために原始画像データが用いられないようにする。
【００６１】
本発明は前述の典型的な実施形態について説明してきたが、以下の特許請求の範囲で定義する本発明の範囲と趣旨を逸脱しない変更は、当業者には明らかであろう。たとえば、表示モジュールや画像生成装置の数が本明細書で述べた典型的な実施形態で示されているものより多い、または少ない表示システムは、本発明の原理にしたがって構成可能である。
【００６２】
また、図８（ａ）の表示モジュール３００は、複数の副画像３１０、３２０、．．．が生成される単体のガラスエンクロージャとして説明したが、陰極線ルミネセンス画像生成装置を、それぞれの副画像を生成し、その他のモジュールと当接させて積層され、実質的により大型の表示システムにおいて重なり合う副画像で画像を形成するガラスで囲まれた別個のモジュール３１０、３２０、．．．としてパッケージングしてもさしつかえない。
【００６３】
さらに、面が平らなガラススクリーン３０２が図９に示されているが、スクリーンへの過度な内側偏向と破損に対する耐性を備えるのに必要なガラスの厚さによって、たとえば居住地の壁に掛けることができる平面表示装置などの特定の用途では重量が大きくなりすぎることもある。このような用途では、平面スクリーンのスクリーン対角線は、４５インチではなく３２から３５インチに制限するほうがよいが、対角線が３５から４５インチ以上の表示装置では、内部エミッタ素子アレイと、水平および垂直偏向／合焦プレートと構造バックプレートをそれに対応して調整した曲線状のガラススクリーンを用いてもよい。たとえば、曲線状の偏向／合焦プレートと電界エミッタ素子の曲線状アレイを含む曲線状の取り付けアセンブリを用いることができる。円筒状に曲がったスクリーンは、たとえば図１５から１７に示される種類の表示システムで望まれるものであるが、レンズ８２２のマトリクスは、ＡＭＬＣＤパネル８２０の副画像生成部分と円筒形スクリーン８３０面間の距離差を補償するために異なる焦点距離を持つ。
【００６４】
さらに、熱電子源を電界エミッタアレイ４０４、４０６の代わりに用いて、図９と図１０の画像生成装置３００において電子ビーム４２４と４２６を生成してもよい。このような場合、電子ビーム４２４と４２６の水平着地位置（重ね合わせ）を、低オフセット電圧をそれぞれ水平偏向プレート４１０、４１２、４１４または追加した二次制御格子電極に印加することにより、制御、調整することができる。また、発光ダイオードや発光ダイオードアレイ電界放出表示装置やそのアレイ、ブラウン管、およびエレクトロルミネセント表示装置などその他の画像生成装置を本明細書で説明した本発明にかかる実施形態で用いてもよい。
【００６５】
あるいは、図１２と図１３の光構造１２３０の裏面を平らにして、光構造１２３０の支持体の配置、スクリーン１２０２上の画素の感知、あるいはその両方のために平坦な表面１２４０はそのまま設けるが、アーチ形面１２３４を設けないないようにしてもよい。なお、図１２と１３のレンズ１２１７、．．．１２１９は、図３と４のレンズ１１７、．．．１１９と図１７のレンズ８２２同様、単一レンズでも複数のレンズやその他の光素子のアセンブリでもよい。
【図１】
2011221540.tif 000003
【図２】
2011221540.tif 000004
【図３】
2011221540.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011221540.tif 000009
【図８ａ】
2011221540.tif 000010
【図８ｂ】
2011221540.tif 000011
【図９】
2011221540.tif 000012
【図１０】
2011221540.tif 000013
【図１１】
2011221540.tif 000014
【図１２】
2011221540.tif 000015
【図１３】
2011221540.tif 000016
【図１４ａ】
2011221540.tif 000017
【図１４ｂ】
2011221540.tif 000018
【図１５】
2011221540.tif 000019
【図１６】
2011221540.tif 000020
【図１７】
2011221540.tif 000021
【図１８】
2011221540.tif 000022
【図１９】
2011221540.tif 000023
【図２０】
2011221540.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月11日(2011.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン（１０２、２０２、３０２、７１０、７１２、８３０、９２０、１２０２）と、
折り重ねミラー光部品を介して、前記スクリーン（１０２、２０２、３０２、７１０、７１２、８３０、９２０、１２０２）上に原始画像の隣接した重なり合う部分を生成するように構成されている、少なくとも２つのプロジェクタ（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）と、
前記２つのプロジェクタ（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）によって前記重なり合う部分内に生成されるそれぞれの画素を組み合わせ、前記スクリーン上に前記原始画像の特定の画素を形成するように位置および強度について前記画素データを調整するものであり、ある重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内の前記原始画像の特定の画素を表す画素データを含めた原始画像データを、前記少なくとも２つの前記プロジェクタ（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）に与えるように構成されている、画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）と
を具備する、表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項２】
前記折り重ねミラー部品は、３段階折り重ねミラー部品である、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項３】
前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、各プロジェクタ（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）によって生成されるそれぞれの画素に、少なくとも特定画素の所定の特性を割り当てることによって、画素データを調整するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項４】
前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、前記少なくとも２つのプロジェクタ（１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２３０、２８０、２９０、３１０、３３０、３４０、７１２、７１４）によって生成され画像の重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内にはない特定の画素の画素データを先行歪みさせて調整するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項５】
少なくとも画像の重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内の画素を感知するために配置されるセンサ（１０８、２５０、２５４、２６２、２６６、２７０、２７２、３６２、３６４、３６６、３６８、３８４、３８６、１２５０、９３０）をさらに具備し、前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、少なくとも画像の重なり合う部分（２４８、３１２、３２２、７１８）内の特定の画素を表す画素データを調整するために前記センサ（１０８、２５０、２５４、２６２、２６６、２７０、２７２、３６２、３６４、３６６、３６８、３８４、３８６、１２５０、９３０）に応答することを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項６】
前記画像プロセッサ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４、７２０）は、少なくとも特定の画素の近隣にある特定画素の所定の特性に重み付けすることによって、画像データを重み付けするように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項７】
特定の画素の前記所定の特性は、画素の輝度と画素の位置のうち少なくとも１つを含み、該画素の位置は、画素位置エラーを補正するように調整されることを特徴とする、請求項３または６に記載の表示システム（１００、２００、３００、７００）。
【請求項８】
実質的に継ぎ目のない画素状画像(pixelated image)の形成方法であって、
折り重ねミラー部品を介して、スクリーン上に重なり合う領域を有する２つの接触する画素状副画像を投写するステップと、  
少なくとも前記重なり合う領域内の前記画素状副画像の特定の画素についての補正関数を求めるステップと、
前記補正関数を、少なくとも前記重なり合う領域内の前記特定の画素のそれぞれについて前記画素状副画像のそれぞれの画素値に適用し、画素の位置と画素の輝度とを含む画素値を補正するステップと
を備える方法。
【請求項９】
前記補正関数を求めるステップは、前記特定の画素についての組み合わせ値を求めて、該組み合わせ値を所定の値に変更することを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記補正関数を求めるステップは、前記求められた組み合わせ値に寄与する画素の数に応じて重み付けするステップを含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
特定の画素の輝度と位置のうち少なくとも１つを感知するステップをさらに備え、特定の画素値は、感知される輝度と位置の少なくとも１つから求められることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記補正関数を前記重なり合う領域内のその他の画素について前記画素状副画像のそれぞれの画素値に適用するステップをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記重なり合う領域以外の前記２つの接触する副画像のそれぞれの領域内の特定の画素値を求めるステップと、
前記２つの接触する副画像のそれぞれの領域内の特定の画素の求められた値を第２の所定値に変更する第２の補正関数を求めるステップと、
前記第２の補正関数を、前記重なり合う領域以外の前記２つの接触する副画像の前記それぞれの領域内の前記特定の画素のそれぞれについて、前記画素状副画像のそれぞれの画素値に適用するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。