JP5004946B2 - 背面投射アレイ・システムを用いた薄型大画面ディスプレイ - Google Patents
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Description
− 奥行対画面の対角線比であるR1
− 全高対画面の高さ比であるR2。
補正境界ピクセル・グレースケール:
n=1、2、3、...、Nの場合、Gn’(m)=An Gn(m)+R(m)、
n=1、2、3、...、Nで、|α|≦1/2πの場合、
An={1−n/(N+1)}+αsin{2π(1−n/(N+1)}
のようなエッジ相補漸減(オーバラップ境界領域のいずれかの方向における漸次減衰が最終的に1になることを意味する)を可能にする値、または、
n=1、2、3、...の場合、
An=0.5{1+cos(πn/(N+1)}
のような任意の代替エッジのエッジ相補漸減率となる。
1.スクリーン下の高さを伸ばすことなく、それぞれ、投射距離の短いマイクロ・プロジェクタ401からなるアレイを利用しているので、薄型の形状因子を有している。
2.光源として、空間的に分散した、温度管理の効率が良く、輝度効率の高いLED素子412を利用し、カラー・ホイールや冷却ファンを排除することができるので、信頼性が大幅に向上する。
3.複数のより小さいダイ・サイズのマイクロ・ディスプレイ・デバイスを利用し、より小さいサイズの光学部品を利用し、フレネル・コンポーネント及び複数の大きくて高価なフォールディング・ミラーを排除し、組立てと較正がより容易であるため、コストが低下する。
Claims (22)
- 映像を表示するための背面投射ディスプレイ装置であって、
投射スクリーンと、
2次元アレイに配列され、より大きい映像を形成するために、それぞれがタイリングされる部分映像を前記投射スクリーンに投射する複数のマイクロ・プロジェクタであって、それぞれが、
複数の色の光を制御可能に発生するLED光源、
前記LED光源からの光をコリメートするために配置された光コリメーション光学素子、
前記LED光源からの各色光の色を検知するように、前記光コリメーション光学素子に配置された光センサ、
前記光コリメーション光学素子からの光によって照明されるように配置されたマイクロ・ディスプレイ・デバイス、
前記マイクロ・ディスプレイ・デバイスからの映像をそれぞれの部分映像として前記投射スクリーンに投射するように配置された投射光学素子を具備している、前記複数のマイクロ・プロジェクタと、
映像データと前記光センサのフィードバックを受信し、前記光センサの出力に応答して、明るさと色の均一性を実現するように前記LED光源の明るさとカラー・シフトが補正され、前記部分映像のシームレスなタイリングによって前記背面投射映像を形成するようにスケーリングを施された、それぞれの部分映像データを各マイクロ・プロジェクタに供給するためのアレイ・コントローラと
を含み、
前記光センサの出力に応答するアレイ・コントローラが、隣接するマイクロ・プロジェクタに供給される部分映像データとオーバラップする部分映像データを含む部分映像データを各マイクロ・プロジェクタに供給し、前記マイクロ・プロジェクタが、隣接する部分映像とオーバラップするそれぞれの部分映像を投射するように配列されており、前記アレイ・コントローラが、個々の部分映像の明るさを制御して、それぞれの部分映像オーバラップ領域と非オーバラップ領域全体にわたって均一な明るさとし、隣接する部分映像全体にわたって均一な明るさとするように構成され、
前記光センサの出力に応答するアレイ・コントローラが、非オーバラップ・ピクセルに隣接する最大値からオーバラップ・ピクセルのエッジにおける最小値までの範囲にわたって、各部分映像の前記オーバラップ領域のピクセルの明るさを低下させる
装置。 - 前記アレイ・コントローラが、前記アレイの第1の方向において隣接する映像間のオーバラップ領域に漸減率を適用し、その後、前記アレイの第2の方向において隣接する映像間のオーバラップ領域に漸減率を適用することによって、各部分映像のオーバラップ領域内にある各ピクセルの色成分の明るさを低下させることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 各部分映像のピクセルの明るさが、前記投射スクリーン上の前記それぞれのピクセルの色成分が照明される相対持続時間を制御することによって制御されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記アレイ・コントローラが、表示部分映像のグレースケールのダイナミック・レンジの最低レベルを、各マイクロ・プロジェクタの残留光漏洩の少なくとも4倍に相当する値に設定するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- さらに、前記マイクロ・プロジェクタと前記投射スクリーンの間にセパレータが含まれ、前記セパレータが、それぞれのマイクロ・プロジェクタが照射する投射スクリーンの各領域の輪郭を描くことを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記光コリメーション光学素子に光インテグレータと光路光学素子が含まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記LED光源が、赤色、緑色、青色光の色を制御可能に発することが可能なLED光源が含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記背面投射映像がビデオ映像であることを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記アレイ・コントローラが、前記LED光源の色のそれぞれのオン/オフ状態を制御するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 光センサが、前記LED光源からの光の各色を検知するために配置され、前記アレイ・コントローラが、各ピクセルの色成分のグレースケール値を同時に調整し、それぞれのマイクロ・プロジェクタの前記LED光源のそれぞれの色の明るさを調整することによって、前記投射スクリーンに投射される映像の各ピクセルにおける各色の明るさを制御するように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記アレイ・コントローラが、前記投射スクリーンに投射される映像内の各ピクセルにおける各色の明るさを、そのピクセルについてその色が投射スクリーンに投射される持続時間を調整することによって制御するように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記アレイ・コントローラが、前記それぞれのマイクロ・プロジェクタの前記LED光源の色の明るさを調整することによって、前記投射スクリーンに投射される映像内の各ピクセルにおける各色の明るさを制御するように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記マイクロ・ディスプレイ・デバイスに複数の反射ピクセルが含まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記アレイ・コントローラが、前記LED光源の各色のオン/オフ状態と同期して、前記マイクロ・ディスプレイ・デバイスの各ピクセルのオン/オフ状態を制御するように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- さらに、前記マイクロ・プロジェクタと前記投射スクリーンの間にセパレータが含まれ、前記セパレータが、それぞれのマイクロ・プロジェクタが照射する投射スクリーンの各領域の輪郭を描くことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 背面投射スクリーンと、
それぞれが、前記カラー映像のそれぞれの部分を形成する部分映像を前記背面投射スクリーンに投射し、それぞれが、赤色、青色、及び、緑色光を制御可能に発生することが可能なLED光源、前記LED光源によって照明されるように配置されて、オン時には、前記LED光源からの光を前記投射スクリーン上のそれぞれのピクセルに対して制御可能に反射し、オフ時には、前記投射スクリーンに対して光を反射しない複数の反射ピクセルを備えているマイクロ・ディスプレイ・デバイスを具備する、2次元アレイとなるように配列された複数のマイクロ・プロジェクタとを有した装置において、カラー映像の背面投射方法であって、
映像データを受信し、部分映像データとして、前記映像データのそれぞれの部分を各マイクロ・プロジェクタに関連づけるステップと、
明るさと色の均一性を得るために各マイクロ・プロジェクタに関連づけられた前記部分映像データを補正し、前記カラー映像を形成するために、前記部分映像のシームレスなタイリングを行うために、前記部分映像データにスケーリングを施すステップであって、前記補正が前記LED光源によって発生された赤色、青色及び緑色光の各色の色を示すフィードバックを各マイクロプロジェクタに配置された光センサから受けて前記LED光源の各色のカラー・シフトと明るさを補正することを含む、ステップと、
前記部分映像のシームレスなタイリングによって前記カラー映像を形成するために、それぞれのマイクロ・プロジェクタによってそれぞれの補正部分映像データに対応する各部分映像を前記背面投射スクリーンに投射するステップと、
各マイクロ・プロジェクタに関連づけられた前記部分映像データが、隣接するマイクロ・プロジェクタに関連づけられた前記部分映像データにオーバラップし、さらに、前記部分映像のオーバラップ領域内のピクセルに漸減率を適用して、前記オーバラップ領域と非オーバラップ領域内の個々の部分映像の明るさを制御し、隣接する部分映像全体を均一な明るさとするステップであって、この明るさの制御が前記LED光源の光を検知する各マイクロプロジェクタに配置された光センサの出力に基づくものである、ステップと
を含む方法。 - さらに、投射される各部分映像の各色の明るさを制御して、前記背面投射映像に均一な明るさとするステップが含まれることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 投射される各部分映像における各色の明るさが、前記それぞれの部分映像における前記それぞれの色のデューティ・サイクルを調整することによって制御されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 投射される各部分映像における各色の明るさが、前記それぞれのLED光源からの前記それぞれの色の明るさを制御することによって制御されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 各部分映像の前記オーバラップ領域におけるピクセルの明るさが、非オーバラップ・ピクセルに隣接する最大値からオーバラップ・ピクセルのエッジにおける最小値の範囲で制御され、各部分映像のピクセルの最低の明るさが、各マイクロ・プロジェクタの残留光漏洩の少なくとも4倍に相当する値に設定されることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 各部分映像の前記オーバラップ領域におけるピクセルの明るさが、前記アレイの第1の方向において隣接する映像間のオーバラップ領域に漸減率を適用し、その後、前記アレイの第2の方向において隣接する映像間のオーバラップ領域に漸減率を適用することによって制御されることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- ある特定の色に関する前記部分映像の明るさが、前記LED光源のオン/オフ状態を調整して、赤色、緑色、青色LED光源の任意の組み合わせを同時にオン状態にできるようにすることによって制御されることを特徴とする請求項16に記載の方法。
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