JPH01149087A

JPH01149087A - 投影表示方法および表示装置

Info

Publication number: JPH01149087A
Application number: JP62307478A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Tsutsumi; 孝義堤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1987-12-07
Publication date: 1989-06-12

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、複数の液晶ライトバルブを用いて像を投影表
示する方法および表示装置に関し、より詳しくは、フル
カラー画像と、これとは独立なモノクロまたはカラー画
像との両者を投影表示する方法およびその装置に関する
。

［開示の概要］本明細書及び図面は、複数の液晶ライトバルブを用いて
像を投影表示する方法及び表示装置において、第１の複
数の映像情報を液晶ライトバルブを用いて投影光学系に
生じさせると同時に、これとは独立な第２の複数の映像
情報を第２の液晶ライトバルブを用いて同一の光学系内
で投影光学系に実現できるようにすることにより、複数
の異なる映像情報、より具体的には、ビデオ画像、グラ
フィック画像１文字映像等を交互に、もしくは−部又は
すべてを重ね合せて投影する技術を開示するものである
。

［従来の技術］学術講演や製品発表等種々のプレゼンテーションの場に
おいて、ビデオの映像を投影表示し、この映像について
説明したり注意を喚起したり、その他付加的情報を付与
する場合、従来は、投影表示スクリーンの前に立ってポ
インターで該当箇所を支持することが一般的であった。

あるいは、ビデオ映像を事前に編集・加工することが可
能な場合においては、文字や記号を付与したり、映像の
一部の色等を改変したりすることが行なわれていた。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、この際、原映像を保存するためには、原
映像と編集済み映像との両方を保存しなければならず、
不経済であった。また、このように編集・加工された映
像では、その場の状況に即した対応ができず、さらに、
プレゼンテーションの場において撮影あるいは伝送され
た映像については前記編集・加工作業ができず、結果的
に付加的情報の付与が行われない等の欠点があった。

本発明は、従来技術にもとづく表示方法および装置の上
記欠点を除去すべく追及した結果見いだされたものであ
る。

すなわち、本発明の目的は、従来技術に比してより簡単
な機構によって互いに独立な２組の複数の映像情報を表
示する方法および表示装置を提供することにある。とり
わけ、本発明の目的は、従来技術に比して著しく簡単な
機構によって高輝度のフルカラービデオ映像およびこれ
とは独立なモノクロまたはカラー映像を表示する方法お
よび表示装置を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、多種多様な映像ソースから
の映像情報を表示するにあたって、何種類もの表示装置
を用いることなく、付加的な機構を設けるだけで、これ
らの映像情報を表示する方法および表示装置を提供する
ことにある。

本発明のさらに別の目的は、複数の映像ソースからの映
像情報を単一の表示装置を用いて同一の画面上に表示す
る方法および表示装置を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、入力された映像情報に他の
情報を付与して表示し、あるいは入力された映像情報の
時間的、空間的な一部分、あるいは色等の諸属性の一部
分を選択的に表示するにあたって、付加的な機構を設け
、あるいは内在する機構の一部を変更することによって
上記選択的表示を行う方法および表示装置を提供するこ
とにある。

本発明のさらに別の目的は、以上の様な多様な応用が可
能な表示装置であって、かつ、軽量、コンパクト、低価
格および省電力である表示装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明は互いに独立な２組の複数の映像情報を投影表示
する方法および装置に関し、第１の発明である方法にあ
っては、複数の液晶ライトバルブを用いて複数映像を投
影表示する方法において、以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程
を用いることを特徴とする投影表示方法である。

（Ａ）時間的に変化するまたは変化しない第１の複数の
映像情報を時分割して入力し、また、これとは独立な第
２の複数の映像情報を時分割せずに入力し、該第１およ
び第２の複数の映像情報を第１および第２の照射光とし
てそれぞれ面順次に出力し、該第１および第２の照射光
をそれぞれ第１及び第２の液晶ライトバルブに導入する
互いに独立な２組の書き込み工程、（Ｂ）単一または複
数光源からの時分割されていない複数の照射光を、上記
複数映像情報が時分割されている場合には該複数映像情
報と同期させ、それ以外の場合には同期の必要なしに、
それぞれ時分割選択し、あるいは複数光源を前記のごと
く同期させ、ないしは同期の必要なしにそれぞれ時分割
選択点灯する投影光源系から第１および第２の照射光を
それぞれ第１および第２の液晶ライトバルブに導入する
工程、（Ｃ）第１および第２の液晶ライトバルブにおい
て、書き込み工程からの第１および第２の照射光によっ
て投影光源系からの第１および第２の照射光をそれぞれ
空間変調する工程、（Ｄ）投影光学系において、前記第１および第２の液晶
ライトバルブからの第１および第２の変調光を拡大、投
影する工程、（Ｅ）該投影光学系からの投影光を受光・結像して所望
の投影像をスクリーンに表示する工程。

（Ｆ）前記第２の変調光を前記第１の変調光の一部また
はすべてと重ね合わせて、もしくは交互に投影表示する
工程。

また、第２の発明である装置にあっては、液晶ライトバ
ルブを用いた投影表示装置において、以下の（ａ）〜（
ｄ）の機構を備えたことを特徴とする表示装置である。

（ａ）時間的に変化するまたは変化しない第１の複数の
映像情報を時分割して入カレ、またはこれとは独立な第
２の複数の映像情報を時分割せずに入力し、該第１およ
び第２の複数の映像情報を第１および第２の照射光とし
てそれぞれ面順次に出力し、該第１および第２の照射光
をそれぞれ第１および第２の液晶ライトバルブに導入す
る２組の書き込み光源系、（ｂ）単一または複数光源からの時分割されていない複
数の照射光を、上記複数映像情報が時分割されている場
合には該複数映像情報と同期させ、それ以外の場合には
同期の必要なしに、それぞれ時分割選択し、あるいは複
数光源を前記のごとく同期させ、ないしは同期の必要な
しにそれぞれ時分割選択点灯する投影光源系、（ｃ）前
記２組の書き込み光源系からの照射光によって単一また
は複数の投影光源系からの第１および第２の照射光をそ
れぞれ空間変調する第１および第２の液晶ライトバルブ
、（ｄ）前記投影光源系からの第１および第２の照射光を
それぞれ第１および第２の液晶ライトノ＜ルブに導き、
該第１および第２の液晶ライト／＜ルブからの第１およ
び第２の変調光を拡大、投影する投影光学系、とりわけ、本発明の投影表示方法および表示装置におい
ては、前記複数の映像情報が時間的に分割されたＲ、Ｇ
、Ｂ（以下、赤はＲ，緑はＧ、青はＢと記す）各色ごと
の画像情報である。

［作　用］以下、図面に従って本発明の基本構成を更に詳細に説明
する。

第３図および第４図は、本発明の表示装置の基幹部分の
構成を示した模式図であり、第５図は第３図および第４
図において入力信号を時分割映像信号に変換する方法の
一例を示す模式図である。

以下、まずビデオ映像を投影表示する方法について、第
３図と第５図を用いて述べるが、後述するごとく、第３
図の構成のかわりに第４図の構成を用いてもよい。

まず、入力された時分割されていない画像信号２１（−
例としてＲＧＢ信号を示す、）を、時分割機構１によっ
て時分割された時分割画像信号２３に変換する。この時
分割機構１は公知の技術によって構成すればよく、たと
えば、第５図に示すごとくｌフィールド（１／６０秒）
ごとにＲＧＢ各信号を時間圧縮して、時間゛圧縮した色
信号２２のＲ’、　Ｇ’、　Ｂ’信号とし、Ｇ’、　Ｂ
’両信号をＲ′信号に対してそれぞれ１／３フイールド
、２／３フイ一ルド分ずつ遅らせてＧ”、　Ｂ“信号と
し、Ｒ’、　Ｇ’、　Ｂ＃各信号（これをサブフィール
ド信号とする）に、互いに区別可能なブーカー信号Ｍ１
．　Ｍ２．　Ｍ３を付して線順次に時分割映像信号２３
として出力する。一方、時分割機構１は、時分割色選択
機構５に対して同期信号２４を発する。この同期信号は
、最も簡単には、相互識別可能な上記のマーカー信号Ｍ
ｌｌ　Ｍ２．　Ｍ３でよい。

時分割機構１より出力された時分割映像信号２３は、Ｃ
ＲＴ　２に入力され、ＣＲＴ　２は時分割映像信号２３
に応じて時分割された各色ごとの映像情報（サブフィー
ルド情報）を面順次に照射光３１として出力する。

本構成の場合、ＣＲＴ　２に入力される信号は上記のご
とく線順次であり、かつ後述するように、液晶ライトバ
ルブ（以下、ＬＣＬＶと記す）３はＣＲＴからの照射光
３１を受光してＬＣＬＶ入射光３４を変調するが、照射
光３１の色属性を伝達する必要がない、ないしは伝達し
得ないため、ＣＲＴ　２としてはモノクローム用の機器
を用いれば充分である。

また、　ＣＲＴ　２における電子ビームを水平および垂
直偏向させる機構に関しては、色ごとのサブフィールド
情報に対応して、通常のフィールド画表示の１／３の時
間でそれぞれ偏向させていくのはいうまでもない。これ
に対応して、蛍光体の発光もサブフィールド（１／１８
０秒程度）内に事実上減衰するように蛍光体材料を規定
する必要がある。

以上の説明では、フィールド画を単位としたが、フレー
ム画を単位とする構成であっても、同様の作用は容易に
実現しうる。また、入力される信号は、ＮＴＳＣ信号で
あってもよく、その場合には、適当な回路を時分割機構
ｌに設けて、直接時間圧縮信号Ｒ’、　Ｇ’、　Ｂ’ま
たはＲ’、Ｇ″、Ｂ″を得ることも可能である。

ＣＲＴ　２からの照射光３１は、バイアス電圧を予め印
加したＬＣＬＶ３の光導電層（図示せず）側に入射され
る。　ＬＣＬＶ３の光導電層は、ＣＲＴ　２からの照射
光強度に応じて導電性が変化し、それに応じてＬＣＬＶ
の液晶セルの両面の各部に印加ぎれる電圧が変化する。

液晶セルは、印加される電圧に応じて光学的性質が変化
するので、上記のＬＣＬＶ３においては、液晶セルの光
学的性質が各部ごとに異なることになり、後述するＬＣ
ＬＶ入射光３４を空間変調する。

光導電層と液晶セルとの間に反射層（図示せず）を設け
ることによって、空間変調光、すなわ。

ちＬＣＬＶ出射変調光３５は入射光側に反射され、後述
する偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと記す）６の
方に向って出射される。ところで、ここにおいては、Ｌ
ＣＬＶの構成および作用は、本構成において必要不可欠
なものに限って述べたのであって、本構成のＬＣＬＶが
従来技術のＬＣＬＶの構成および作用と異なっている、
ないしはそれらの一部を欠いていることを示すものでは
ない、むしろ本構成のＬＣＬＶは、従来技術のＬＣＬＶ
の構成をほぼそのまま利用することができることに特徴
がある。

一方、キセノンランプ４から発せられる白色光３２をＰ
Ｂｓ　６に導き、Ｓ−偏光成分のみを反射させる。この
反射光を時分割色選択機構５によってＲ２Ｏ，Ｈの三色
に時分割して順次選択する０時分割色選択機構５として
は、たとえば、Ｒ，Ｇ、　Ｈの三色のカラーフィルター
を順次光路中に導入する機構、より具体的には、同カラ
ーフィルターｎ組を円周方向に順次配列した円盤を、毎
秒Ｈ／ｎ回転させる機構が簡便であるが、これに限定さ
れることなく公知の色選択機構を用いることができる。

たとえば、圧電体ＰＬＺＴへの印加電圧を制御すること
によって、Ｒ，Ｇ、　Ｂ各色の透過率を変化させる機構
や、Ｒ，Ｇ、　Ｂ各色に発色するエレクトロクロミック
材料を光路に対して垂直に積層し、順次電圧印加して色
を選択する機構などが考えられ、他の技術も利用可能で
ある。さらには、光源と色選択機構との前作用をあわせ
てもつ機構として、Ｒ，Ｇ、　Ｂ三色のランプを順次点
滅させたり、順次シャッターで点灯を遮断する機構も有
効である。

また、同機構におけるＲ；　Ｇ、　Ｂ三色の光源として
、発光ダイオードを用いぞもよい。

このようにして時分割された時分割選択光を光導電層の
導電性変化にともなって光学的性質が空間的に変化して
いるＬＣＬＶの液晶セルにＬＣＬＶ入射光３４として入
射する。このＬＣＬＶ入射光３４が液晶セル中で空間変
調され１反射層によって出射されるにあたって、本構成
においては、偏光方向が変化していることが必須である
。このとき用いるのに適する液晶の動作モードは、たと
えば、混成電界効果形液晶セルや強誘電性液晶セルであ
る。

このようにしてＬＣＬＶを出射した変調光３５はｐ−偏
光成分を有し、ＰＢＳ　６を通過して、ｐ−偏光成分の
みのＰＢＳ透過光４１となる。これを投影光学系７に導
き、投影光４２として表示スクリーン８に照射、結像さ
せる。投影光学系７は、各種投影表示装置で開示ないし
は実施されている光学系と本質的に同一のものを広く使
用することができる。表示スクリーン８も通常の使用に
供せられているものをそのまま用いてもよい。

以上の説明において、投影光学系７までに至る各機構が
組み込まれてなる装置が、本発明の基本構成である。

一方、第４図は、本発明の別の基本構成を示したもので
ある０本構成においては、ＰＢＳ　６を経由する前に時
分割色選択機構５を作用させるところに特徴がある。そ
の他の機構は第３図の構成と同様であり、同一符号は同
等部分を示す。

さて、第１図および第２図は、本発明の実施例を示した
図である。以下これらに基づき説明する。

第１図は、第３図の基本構成に基づいたー態様を示した
図である０本態様では、ＰＢＳ　６を透過したｐ−偏光
の光路上に、第２のＣＲＴ２’およびＬＣＬＶ３′およ
び時分割機構５′を設け、ｐ−偏光を空間変調するにあ
たってＳ−偏光成分を付与し、該Ｓ−偏光成分がＰＢＳ
　６で反射されて投影光学系７に導入されることによっ
て第２の映像表示を行うことを特徴とする。これによっ
て、第３図の基本構成では利用されていなかったｐ−偏
光成分が利用でき、しかも、第１の映像とは独立な第２
の映像を投影表示することが可能になった。

本態様の実現にあたっては、時分割色選択機構５および
５′が独立に制御可能であるため、時分割圧縮した映像
信号２３と時分割していない映像信号２１’　とを、独
立に空間変調した色光３５および３５′に変換できる。

そのため、フィールド周波数内に時分割色選択が終らな
いような時分割モードの場合も、映像信号２１′がコン
ピュータ・グラフィックスや静止画などであれば、十分
にカラーないしモノクロの表示が可能である。

一方、第２図の態様においては、２つの液晶ライトバル
ブ系を同時に作用させて所望の色の映像とすることは一
般には困難である。そのため、第１のＬＣＬＶを作用さ
せる時は、上記第１図の態様で第２のＬＣＬＶを作用さ
せたのと同様の方法で色選択する、というように、交互
に投影表示する時に色選択の周期等も変えてやればよい
、また、たとえば、　Ｒ，Ｇ、　Ｂどれか単色（たとえ
ばＲ）で画面下部に文字をスーパーインポーズしたいと
きなどは、サブフィールド信号の第３番目にＲ′がくる
ように順序を変えてやれば重畳した投影表示は可能であ
る。

［実施例］以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１第１図に示した装置を用いて、下記の方法で、２種類の
映像の投影表示を実現した。

テレビカメラで撮影した映像信号を、時分割機構１を通
じて時分割映像信号２３に変換し、これを高輝度ＣＲＴ
　２に入力した。同ＣＲＴの出力光を、同ＣＲＴのフェ
ースプレートに密着させて設けたＬＣＬＶ３のＣｄＳか
らなる光導電層側より導入した。同ＬＣＬＶには、１０
ＫＨｚのバイアス電圧を印加した。

一方、ｔｏｏｏｗのキセノンランプ４から発生する白色
光３２をＰＢＳ　６に導き、Ｓ−偏光成分をＰＢＳで反
射させて時分割選択したのち、ＬＣＬＶ３の液晶層側か
ら入力した。

これとは別に、ＣＲＴ２’には、コンピュータに予めプ
ログラムされメモリされていた説明文やグラフィック画
像を入力し、同ＣＲＴの出力光を、ＬＣ’ＬＶ３’のＣ
ｄＳからなる光導電層側より導入した。同ＬＩＣＬＶ３
　’には、１０ｋＨｚのバイアス電圧を印加した。同Ｌ
ＣＬＶ３’の液晶層側からは、　ＰＢＳを透過して時分
割色選択されたＲ、　Ｇ、　８色光のｐ−成分を導入し
た０時分割色選択機構５′は同機構５とは異なる周期で
時分割を行い、ＬＣＬＶ３’によって白色の文字が映し
出されるように調節したところ、解像度６本／ｓｔｓ　
、コントラス）１８：１の映像に白い文字が重畳されて
表示された。

−”施例２第２図の装置を用いて、時分割機構１にはビデオ映像の
信号２１を入力し１時分割色選択機構５を用いて第５図
のごとく色選択した０次に、映像信号２１′に、コンピ
ュータからの文字・グラフィック情報を順次入力すると
ともに、時分割色選択機構５をそれまでとは異なる周期
で作用させ、ビデオ映像の信号２１を断ったところ、コ
ンピュータ・グラフィックスの静止画像がカラフルに表
示された。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、本発明の投影表示方法およ
び表示装置を用いることによって、以下に掲げる効果が
得られた。

■　原映像の輝度を損うことなく、付加的情報を付与す
ることができた。

■　原映像に対し、予め文字情報等を付与する編集加工
作業を行うことなく、付加的情報をその場で付与するこ
とが可能になった。

■　原映像に付与される付加的情報は、原映像とは独立
に予め準備しておくことができ、あるいは、タブレット
、タッチパネル等の入力装置によってその場で作成する
ことができ、それらを状況に応じて原映像に重畳付与す
ることが可能となった。

■　視線の移動を強いることなく、複数の映像を交互に
投影表示することができ、観者の疲労感等を軽減するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の表示装置の一実施例態様
を示す模式図、第３図および第４図は本発明の表示装置
の基幹部分の構成を示す模式図、第５図は第３図および
第４図の構成において入力信号を時分割映像信号に変換
する方法の例を示す模式図である。ｌ・・・入力信号の時分割機構。２．２′・・・陰極線管（ＣＲＴ）、３．３′・・・液晶ライトバルブ（ＬＣＬＶ）、４・・
・キセノンランプ、５．５′・・・時分割色選択機構、６・・・偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）　。７・・・投影光学系、　　　８・・・表示スクリーン、
２１、２１’・・・画像信号（フィールド信号）、２２
・・・時間圧縮した色信号（サブフィールド信号）、２３、２３’・・・時分割映像信号、２４・・・同期信号、　　　２５・・・付加的画像信号
、３１・・・照射光、３２・・・白色光、３３・・・時
分割色選択光、３４．３４’・・・ＬＣＬＶ入射光、３
５、３５’−ＬＣＬＶ出射変調光、４１・・・ＰＢＳ透過光、　　４２・・・投影光、８１
〜９４・・・液晶セル、　９５・・・反射板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の液晶ライトバルブを用いて複数映像を投影
表示する方法において、以下の（Ａ）〜（Ｆ）の工程を
用いることを特徴とする投影表示方法。（Ａ）時間的に変化するまたは変化しない第１の複数の
映像情報を時分割して入力し、また、これとは独立な第
２の複数の映像情報を時分割せずに入力し、該第１およ
び第２の複数の映像情報を第１および第２の照射光とし
てそれぞれ面順次に出力し、該第１および第２の照射光
をそれぞれ第１及び第２の液晶ライトバルブに導入する
互いに独立な２組の書き込み工程、（Ｂ）単一または複数光源からの時分割されていない複
数の照射光を、上記複数映像情報が時分割されている場
合には該複数映像情報と同期させ、それ以外の場合には
同期の必要なしに、それぞれ時分割選択し、あるいは複
数光源を前記のごとく同期させないしは同期の必要なし
にそれぞれ時分割選択点灯する投影光源系から第１およ
び第２の照射光をそれぞれ第１および第２の液晶ライト
バルブに導入する工程、（Ｃ）第１および第２の液晶ライトバルブにおいて、書
き込み工程からの第１および第２の照射光によって投影
光源系からの第１および第２の照明光をそれぞれ空間変
調する工程、（Ｄ）投影光学系において、前記第１および第２の液晶
ライトバルブからの第１および第２の変調光を拡大、投
影する工程、（Ｅ）該投影光学系からの投影光を受光・結像して所望
の投影像をスクリーンに表示する工程、（Ｆ）前記第２の変調光を前記第１の変調光の一部また
はすべてと重ね合わせて、もしくは交互に投影表示する
工程。
（２）前記複数の映像情報が、色分離された映像情報で
ある特許請求の範囲第１項記載の投影表示方法。
（３）前記複数の照射光が色分離された照射光である特
許請求の範囲第１項記載の投影表示方法。
（４）前記所望の投影像が、フルカラー映像である特許
請求の範囲第１項記載の投影表示方法。
（５）前記投影光源系からの第１および第２の照射光が
、同じ順序に時分割された色光である特許請求の範囲第
１項記載の投影表示方法。
（６）前記投影光源系からの第１および第２の照射光が
、異なる順序に時分割された色光である特許請求の範囲
第１項記載の投影表示方法。
（７）前記投影光源系からの第１および第２の照射光が
、異なる時間間隔で分割された色光である特許請求の範
囲第１項記載の投影表示方法。
（８）上記時分割された色光が赤、緑、および青である
特許請求の範囲第５項、第６項または第７項記載の投影
表示方法。
（９）複数の液晶ライトバルブを用いた投影表示装置に
おいて、以下の（ａ）〜（ｄ）の機構を備えたことを特
徴とする表示装置。（ａ）時間的に変化しまたは変化しない第１の複数の映
像情報を時分割して入力し、またはこれとは独立な第２
の複数の映像情報を時分割せずに入力し、該第１および
第２の複数の映像情報を第１および第２の照射光として
それぞれ面順次に出力し、該第１および第２の照射光を
それぞれ第１および第２の液晶ライトバルブに導入する
２組の書き込み光源系、（ｂ）単一または複数光源からの時分割されていない複
数の照射光を、上記複数映像情報が時分割されている場
合には該複数映像情報と同期させ、それ以外の場合には
同期の必要なしに、それぞれ時分割選択し、あるいは複
数光源を前記のごとく同期させないしは同期の必要なし
にそれぞれ時分割選択点灯する投影光源系、（ｃ）前記２組の書き込み光源系からの照射光によって
単一または複数の投影光源系からの第１および第２の照
射光をそれぞれ空間変調する第１および第２の液晶ライ
トバルブ、（ｄ）前記投影光源系からの第１および第２の照射光を
それぞれ第１および第２の液晶ライトバルブに導き、該
第１および第２の液晶ライトバルブからの第１および第
２の変調光を拡大、投影する投影光学系。
（１０）前記複数の映像情報が色分離された映像情報で
ある特許請求の範囲第９項記載の表示装置。
（１１）前記複数の照射光が色分離された照射光である
特許請求の範囲第９項記載の表示装置。
（１２）前記投影光源系からの第１および第２の照射光
が、同じ順序に時分割された色光である特許請求の範囲
第９項記載の表示装置。
（１３）前記投影光源系からの第１および第２の照射光
が、異なる順序に時分割された色光である特許請求の範
囲第９項記載の表示装置。
（１４）前記投影光源系からの第１および第２の照射光
が、互いに異なる間隔に時分割された色光である特許請
求の範囲第９項記載の表示装置。
（１５）上記時分割された色光が赤、緑および青である
特許請求の範囲第１２項、第１３項ないし第１４項記載
の表示装置。