【発明の詳細な説明】
小型映写照明装置および画像映写方法
技術分野
本発明は、映写照明装置およびその照明方法に関する。明確に言えば、本発明
は相対的に小型で、そのため持ち運びに便利な改善された小型液晶映写装置に関
する。
また本発明は一般に、改善されたレンズ構成およびその使用方法に関する。特
に、遠隔の視像面への投影画像の集束を容易化するために使用する映写レンズ構
成に関する。
更に本発明は、一般に、ディスプレイ制御システムおよび情報画像表示の制御
方法に関する。特に、低解像度1024×768パーソナルコンピュータ液晶ディスプ
レイパネルモニタ上に、バーチャル1,280×1024ワークステーション画像の可視
化を可能とするディスプレイ制御システムおよび表示制御方法、低解像度1024×
768パーソナルコンピュータ液晶ディスプレイパネルモニタ上に、バーチャル1,2
80×1024ワークステーション画像のパニング可視化を可能とするディスプレイ制
御システムおよびディスプレイ制御方法、パーソナルコンピュータ等の様々なソ
ースからの様々なサイズの画像の大きさを拡張して提供されたディスプレイのサ
イズに適合させて拡大画像の映写を可能とするディスプレイ制御システムおよび
ディスプレイ制御方法、さらに、主ビデオ画像内の情
報画像を視覚的に強調してディスプレイ表示を可能とするディスプレイ制御シス
テムおよびディスプレイ制御方法に関する。
背景技術
大観衆に対してプレゼンテーションを行うときのオーバヘッドプロジェクタは
従来技術において既知である。通常このような装置では、情報を運んで観衆用に
写すために透明画が利用される。
最新液晶技術の進歩により、上記の透明画は、パーソナルコンピュータ等のビ
デオ信号生成器により駆動されるフルカラー液晶ディスプレイパネルに取って代
わられた。ここで、液晶ディスプレイパネルは通常オーバヘッドプロジェクタと
同ステージに設置され、画像を遠隔の視像面に映写する。
上述の映写装置はかなり有効であることが判明したが、いくつかの応用では、
オーバヘッドプロジェクタの必要性を取り除くことが所望される。セールスや様
々なプレゼンテーション等を行うために場所から場所へと移動するビジネスマン
達にとって、プロジェクタの持ち運びは簡便とは言えない。
従って、小型で持ち運びに便利な、コンピュータ生成画像等のビデオ画像を映
写できる新しく改善された小型プロジェクタが非常に望まれる。
上記のような可搬映写装置を実現するため、総合小型映写システムが用いられ
、かなり有効的であることが判
明した。総合システムは、小さな低輪郭プロジェクタに内蔵されたコンピュータ
駆動表示パネルを含む。このような総合プロジェクタは、前述の特許および特許
出願に開示されている。
上記の総合小型プロジェクタは非常に小さく、コンパクトであるため、例えば
飛行機内への持ち込みも簡単にできる。そして、全ディスプレイ表示を事前に小
さなパーソナルコンピュータ内にプログラミング・記憶することが可能で、簡単
にプロジェクタを持ち運ぶことができる。従って、人は、プレゼンテーション機
器を持って簡単に移動することができる。
上記のプロジェクタは非常に有効的であることが判明したが、固定サイズの光
源を含有するためのより小さなサイズのプロジェクタハウジングが所望される。
画像形成領域を照射する光源は発散光を生成するが、この場合かなり大きなハウ
ジングが必然的に要求される。より限定された空間内に光が囲われている場合は
、ハウジングの大きさも縮小することができる。
上記問題における1つの試みには、映写装置で利用される、表示パネルを照射
する光を限定するための技術が含まれる。例えば、表示映写装置がU.S.P.5,272
,473および5,287,096に開示されており、これらについては両方とも参考文献と
してここに記載している。両文献とも、画像形成機器から発せられる光を限定し
、光を遠隔に位置する視像面に導くための、「レンズ」に言及され
る2つの角度配置されたセレーション機器の利用について開示している。セレー
ション機器の構成が、光を視像面の精密な寸法に限定するという所望効果を達成
することは明らかだが、この技術の利用に関してはいくつかの重要な問題がある
。第1に、セレーション機器が複数の小さめの光ビームを生成するために、光画
像が歪曲する可能性がある。セレーション機器は光画像の寸法を水平方向と垂直
方向の両方に拡大するため、増大面の生成した小さめのビームは間隔が開いてお
り、その結果画像が歪む。さらに、2つのセレーション機器があるため、歪曲は
複合的となる。
上記のような本質的な歪曲の結果として、特許装置は、小さめのビームを一緒
に錯乱するためのすりガラス等の高分散視像面を利用する。
従って、実質的な画像歪曲もなく投射光を正確に制御するコンパクトな映写技
術が非常に所望される。
遠隔の視像面に映写画像を集束する映写レンズ構成は、従来技術で既知である
。このようなレンズ構成には、フロントおよびオーバヘッドプロジェクタ、静画
および動画ビデオプロジェクタと共に利用される構成が含まれる。
例えば、従来のオーバヘッドプロジェクタにおける映写レンズ構成を考えてみ
る。このようなプロジェクタでは、レンズはプロジェクタステージの上に間隔を
開けて設置される。映写画像を提供するための透明画またはコンピュータ制御液
晶パネルはステージ上に設置される。
透明画または被写体と映写レンズへの入射路間の距離は物体距離として言及され
、いくつかのオーバヘッドプロジェクタではこの長さは約15インチである。フ
レネルレンズ構成では、ステージの下に配置された高強度ランプからの発光は上
方へ角度を付けて映写レンズ内に向けられる。領域適用角と呼ばれるこの角度は
約18°である。映写画像を遠隔の視像面に集束するために、映写レンズ構成の
全長は調整可能となっている。この全長は、レンズ構成の頂点距離として言及さ
れる。
上述の映写レンズ構成は、大きく、かさの張るオーバヘッドプロジェクタでは
適切であることが判明したが、この構成は、ここで参考文献として参照されるU.
S.P.5,321,450の開示する小型映写装置等の小型映写装置では簡便に用いること
ができない。
小さな小型プロジェクタの場合、対物距離は実質的に短くなければならず、故
に領域適用角は実質的に大きくなければならない。しかし、領域適用角を拡大す
ることにより、フィールド屈曲収差およびその他の既知収差等の様々な収差の導
入が可能である。
従って、小さな小型映写装置で簡単に利用できる最新の改善された映写レンズ
構成および構成の使用方法が非常に所望される。このような最新の改善された映
写レンズ構成では、対物距離の長さは相対的に短いが、フィールド屈曲収差等の
光学収差効果を除去するか、または少なくとも実質的に減少する光学補正を可能
とするための
かなり狭い領域適用角を有する。
様々な大きさの画像を遠隔の視像面に映写するため、映写レンズ構成は集束上
、可変的でなければならない。そして、レンズ構成の頂点距離も可変的でなけれ
ばならないが、同時に、レンズ構成が小さな小型映写装置で利用できるようにか
なり小さくなければならない。
しかし頂点距離を短くすると、他の問題が持ち上がってくる。例えば、頂点距
離を短くすると、相対的に短い対物距離が構成に用いられる場合に実質的に全て
の予期される領域適用角を実現するための様々な適用が困難となる。
従って、小さな小型プロジェクタでレンズが利用できるように相対的に短い可
変的な頂点距離および対物距離を有し、一方で、実質的に全ての予期の領域適用
角の集束を可能とするかなり長い頂点距離を有する最新の改善された映写レンズ
構成が非常に所望される。
短い頂点距離を有するレンズ構成に関連した別の問題は、レンズ構成内の光学
素子の間隔が必然的に短くなければならないことである。従って、相対的に簡便
な方法で実質的に全ての予期領域適用角を実現するには、集束調整は非常に精密
で正確でなければならない。
従って、簡単かつ自動的に調整でき、画像を遠隔の視像面に集束する新しく改
善された映写レンズ構成が非常に所望される。このようなレンズ構成は簡単に集
束調整でき、また製造上のコストが低くなければならない。
ワークステーション画像等の高解像度画像の低解像度モニタ上への視覚化を可
能にするディスプレイ制御システムには様々なものがある。このような装置は通
常、ワークステーション画像情報をマップデジタルデータに記憶させた後、低解
像度モニタに表示するバッファメモリ部を必要とする。
上記のようなディスプレイ制御システムがいくつかの応用で適切である一方で
、1,280×1024のワークステーション画像等の高解像度画像を1024×768のパーソ
ナルコンピュータの液晶ディスプレイモニタ等の低解像度モニタに表示できる新
しく改善されたディスプレイ制御システムが非常に所望される。このようなディ
スプレイ制御システムでは、ワークステーションに基づいた情報が相対的に節約
的な方法で多くのユーザ間でシェアされる。
従来技術のディスプレイ制御システムにおける別の問題は、高速フラッシュ型
アナログ−デジタル変換器を用いて、入力されるワークステーションに基づいた
情報をかなりの高速度で変換して圧縮し、それを低解像度表示モニタに表示する
必要性である。
上記のような高速アナログ−デジタル変換器はいくつかの応用では適切だが、
この種の機器は非常に高価である。従って、高価なバッファメモリ部または高速
フラッシュ型アナログ−デジタル変換器を用いずに、入力ワークステーション情
報を適切な速度で変換して圧縮する最新の改善されたディスプレイ制御システム
が非常に所望
される。
ワークステーション画像を低解像度モニタ上に視覚化するディスプレイ制御シ
ステムには様々なタイプのものがある。このような装置は通常、入力ワークステ
ーション情報を適切な高速度で変換・圧縮して、それをマッピング用に高価なバ
ッファメモリ部に記憶する高価な高速フラッシュ型アナログ−デジタル変換器を
必要とする。マッピングが行われると、バーチャルワークステーション画像の全
体表示またはパニング表示が可能となる。
上記のようなディスプレイ制御システムがいくつかの応用で適切である一方で
、1,280×1024のワークステーション画像を1024×768のパーソナルコンピュータ
の液晶ディスプレイモニタに表示できる新しく改善されたディスプレイ制御が非
常に所望される。さらにこのようなディスプレイ制御システムでは、高価なバッ
ファメモリ部または高速フラッシュ型アナログ−デジタル変換器の必要なしに、
ワークステーション画像が高速かつ簡便な方法でパニングできることが要求され
る。
上記のような装置に、各々が様々な解像度をもつ様々なコンピュータとの互換
性を持たせることも有益である。例えば、映写表示装置に、ワークステーション
とだけでなくパーソナルコンピュータとも互換性を持たせることが非常に望まれ
る。
様々なコンピュータと互換性を持たせる以外に、映写表示装置にズーム機能を
装備することも非常に望まれる。
装置は、遠隔制御手段等により、小さな画像を簡便な方法で拡大画像にズームす
る。このような装置の製造上のコストは相対的に低く、ビデオ画像が映写装置で
表示される間、「同時に」動作されなければならない。故に、装置はコンピュー
タとだけでなく、ビデオレコーダおよびライブテレビビデオ信号とも互換性を持
たなければならない。
また、スクリーンまたは同様の視像面に映写された表示画像の特定の様相に対
してユーザの関心を引く、様々なタイプのディスプレイ制御システムがある。例
えば、U.S.P.5,300,983; 5,299,307; 5,287,121; 5,250,414; 5,191,411を参照
されたい。
前述の特許文献で開示されるように、表示画像の特定様相に注意を引くために
、様々なポインティング機器やグラフィックタブレット等の機器が用いられる。
例えば、高集束光ビームを生成して主画像の部分的な補助光画像を強調するため
につかみ式レーザ光生成器が用いられる。ユーザはレーザポインタを動かして、
補助光スポットを1つの主画像部分から別の部分へと所望経路に沿って移動させ
る。
上記のようなポインタはいくつかの応用では適切であるが、ユーザは機器で強
調する主画像部分を継続的にポイントしなければならない。また、この機器は、
一時期に表示画像の一部分しかポイントできないという基本的な機能に限られて
いた。
従って、一時期に主画像の複数部分を強調できる新しく改善されたディスプレ
イ制御システムが非常に所望される。さらに、このような最新の改善されたディ
スプレイ制御システムでは、ユーザは機器を薄暗い光状況の中で動作するときで
さえ、表示画像の所望部分を強調することに継続的に集中する必要がない。
上記問題を解決する1つの試みが、U.S.P.5,191,411に開示されている。レー
ザ駆動による光通信装置は、補助制御光のスポットを映写画像に形成し、光受信
機と一緒に、映写画像から反射する補助光スポットを検出するレーザポインタを
含む。副プロジェクタは受信機と応答して、ユーザがポインタを1つの主画像部
分から別の部分へと移動するのに従い補助光スポットによりトレースされた経路
の算出画像表示を映写する。
上記の装置では、実質上継続的に映写された主画像上に補助光画像が重畳され
るが、この装置は完全に満足いくものだとは言えない。このような装置は、主画
像をスクリーンに導く主プロジェクタ以外に、補助画像をスクリーンに導く副プ
ロジェクタを必要とするため、非常に高価である。さらに、このような装置は非
常に複雑で、プロジェクタの機械的配列以外に、反射スポットにある程度の持続
性を持たせるためのリン蛍光材料で構成される特殊なスクリーンの使用が必要と
なる。
従って、複数のプロジェクタや特殊なスクリーン材料を用いたりせずに、主画
像の選択部分を強調できる新し
く改善されたディスプレイ制御システムが非常に望まれる。さらにこのような装
置は低価格で、技術者以外のユーザが比較的簡単にセットし、使用できなければ
ならない。
発明の開示
従って本発明は、新しく改善された精密制御映写装置、および画像歪曲のない
、またはほとんどない明るい画像の映写方法を提供することを主な目的とする。
本発明のもう一つの目的は、小型プロジェクタの設備を容易化する新しく改善
された映写装置を提供することである。
簡単に言えば、精密制御映写光により画像歪曲のない、またはほとんどない光
画像を映写する新しく改善された映写装置および技術を提供することにより、上
述およびそれ以上の目的が実現されるのである。
映写装置は、高強度映写光源から発する映写光を2方向に分散し、反射光を映
写用に画像が形成される画像形成表示機器に対して導く、各々に対して角度配置
された一対の精巧なファセットミラーを含む。光は分散し、コンパクトで効果的
な方法により、画像形成表示機器の光入射面を正確に照射する。光源ビームセグ
メントから生じる画像歪曲を減少するため光源およびミラーを含む光素子は、画
像形成表示機器に入射するセグメントの前にビームセグメント間の暗または影領
域を満たすようにビームセグメントを十分に収束し、それにより結果画像
が狭く、限定されたコンパクトな空間に均一に、実質上歪曲のない状態で形成さ
れるように配列、構成される。
本発明の映写照明装置は、画像形成表示機器として総合液晶ディスプレイを有
するプロジェクタ、および画像形成機器として透明画をサポートする透明ステー
ジを有するオーバヘッドプロジェクタで利用できることを理解されたい。
従って本発明は、持ち運びに簡便な、小さくてコンパクトなプロジェクタで容
易に利用できる、新しく改善された映写レンズ構成およびレンズ構成の使用方法
を提供することを主な目的とする。
本発明の別の目的は、相対的に短い効果的な焦点距離をもつ一方で、領域屈曲
収差および他の既知収差等の光収差の影響を除去するか、または少なくとも実質
的に減少する光補正を可能とするかなり狭い領域適用角をもつ新しく改善された
映写レンズ構成を提供することである。
本発明のまた別の目的は、レンズが小さな小型プロジェクタで利用できるよう
な相対的に短い可変的頂点距離と対物距離とをもつ一方で、実質的に全ての予期
領域適用角の集束を可能とするかなり長い頂点距離をもつ新しく改善された映写
レンズ構成を提供することである。
本発明のまた別の目的は、画像を遠隔の視像面に集束するために簡単かつ自動
的に調整できる新しく改善された映写レンズ構成を提供することである。このよ
うなレンズ構成は集束のための調整が簡単にでき、製造面で比
較的安価でなければならない。
簡単に言えば、相対的に短い対物距離と十分に広い領域適用角を有し、本発明
の新奇な集束方法による簡単で便利な方法において自動的に集束調整できる新し
く改善された映写レンズ構成を提供することにより、上述およびそれ以上の目的
が実現されるのである。
映写レンズ構成は一般に、可変的な頂点距離と約22.1°までの領域適用角
をもつ共通光軸に沿って配列された3つの光素子群を有するテサー構成で構成さ
れる。複数の素子面は非球面である。被写体に近い1つの素子群は、凹面の負素
子と、両凹面で1つの面が画像の近くにあり、その面が負素子の凹面に対して相
補形状となる正素子とを有する2重構造である。
従って本発明は、低解像度モニタ上への高解像度画像の表示を可能とするため
の、新しく改善されたディスプレイ制御システムおよびその使用方法を提供する
ことを主な目的とする。
本発明の別の目的は、比較的安価な方法で、ワークステーションに基づいた情
報が多数のユーザ間でシェアできるような新しく改善されたディスプレイ制御シ
ステムおよびその使用方法を提供することである。
本発明のまた別の目的は、新しく改善されたディスプレイ制御システムおよび
その構成方法を提供することにより、高価なバッファメモリ部や高速フラッシュ
型アナログ−デジタル変換器を用いる必要なく入力ワークス
テーション情報を十分な速度で変換すると同時に、情報の圧縮を可能とする。
簡単に言えば、比較的安価な方法で、ワークステーション情報等の高解像度情
報が多数のユーザ間でシェアできるような新しく改善されたディスプレイ制御シ
ステムを本発明の新奇な装置の使用方法および構成方法において提供することに
より、上述およびそれ以上の目的が実現されるのである。
ディスプレイ制御システムは、入力高解像度情報をデジタル情報に変換して低
解像度表示モニタ上に表示する低速で比較的安価なアナログ−デジタル変換器セ
ットを含む。装置は、1つのフレームサイクル中に入力情報の半分を変換、表示
し、次のフレームサイクル中に入力情報のもう半分を変換、表示する。
ディスプレイ制御システムはさらに、1つのフレームサイクル中にある水平お
よび垂直画素画像情報を除去し、次のフレームサイクル中にある隣接の水平およ
び垂直画素画像情報を除去することにより高解像度情報を圧縮する論理構成を含
む。この方法により、2フレームサイクル毎に高解像度画像全体が表示され、ユ
ーザはそれをフリッカやストリッピングのないバーチャル高解像度画像として認
識する。
従って本発明は、1,280×1024ワークステーション画像の低解像度1024×768パ
ーソナルコンピュータ液晶ディスプレイパネルモニタ上への表示を可能とするた
め
の、新しく改善されたディスプレイ制御システムおよびその使用方法を提供する
ことを主な目的とする。
本発明の別の目的は、迅速で簡便な方法で1024×768の低解像度モニタ上にワ
ークステーション画像のパニングを実行できる新しく改善されたディスプレイ制
御システムおよびその使用方法を提供することである。
簡単に言えば、対応する大きめの画像の部分を示す表示画像をユーザからの入
力コマンドにより表示させる論理構成を含む新しく改善されたディスプレイ制御
システムを提供することにより、上述およびそれ以上の目的が実現されるのであ
る。ユーザの入力コマンドに応答する線制御回路により、表示画像は現在の視覚
位置から上下に、また行から行へと視覚的にシフトして、大きめの画像の対応位
置の線的パン視覚化を実行する。画素制御回路もユーザの入力コマンドに応答し
、表示画像を現在の視覚位置から左右に、また列から列へと視覚的にシフトして
、大きめの画像の対応位置の列的パン視覚化を実行する。線制御回路および画素
制御回路はそれぞれ独立して、または一緒に動作して、所望のパニング効果を得
る。
従って本発明は、パーソナルコンピュータやビデオレコーダ等の様々なソース
からの様々な大きさの画像を与えられた表示装置の大きさに適合するように拡大
して映写することを可能とする新しく改善された映写ディスプレイ制御システム
およびその使用方法を提供することを主な目的とする。
本発明の別の目的は、迅速かつ簡便な方法で画像をズームして映写できる新し
く改善された映写ディスプレイ制御システムおよびその使用方法を提供すること
である。
簡単に言えば、映写表示装置に適応するように与えられた解像度の表示画像の
サイズを表示用に調整して、表示装置が調整画像を映写できるようにする論理構
成を含む新しく改善されたディスプレイ制御システムを提供することにより、上
述およびそれ以上の目的が実現されるのである。また装置により、画像は映写前
にズームされる。
従って本発明は、主ビデオ画像の1つまたは複数の部分を継続的に補助光画像
で強調できる新しく改善されたディスプレイ制御システムおよびその使用方法を
提供することを主な目的とする。
本発明の別の目的は、迅速かつ簡便な方法で1つまたは複数の所望主画像部分
を強調できる新しく改善されたディスプレイ制御システムおよびその使用方法を
提供することである。
本発明の別の目的は、複数のプロジェクタまたは特殊なスクリーン材料を用い
ることなしに主画像の選択部分を強調する、新しく改善されたディスプレイ制御
システムおよびその使用方法を提供することである。
本発明の別の目的は、部分的な主画像の強調部分の同時、または選択的な標準
化を、1つまたは複数の強調画
像を削除することにより可能とする、新しく改善されたディスプレイ制御システ
ムおよびその使用方法を提供することである。
本発明の別の目的は、主画像の選択部分を、所望のカラーの強調画像で強調す
るための新しく改善されたディスプレイ制御システムおよびその使用方法を提供
することである。
簡単に言えば、つかみ式光棒により生成された映写補助光情報を、ユーザから
のコマンドに基づいて主ビデオ画像に統合する論理構成を含む新しく改善された
ディスプレイ制御システムを提供することにより、上述およびそれ以上の目的が
実現されるのである。ディスプレイ制御回路は、ベースの主画像を変化させて、
ユーザがつかみ式光棒を介して導く補助制御光スポットにより追従される進行路
を示す強調画像を含むようにする。カラー制御回路はユーザ入力コマンドに応答
して、強調画像を複数ある様々な色のうちの1つで表示するようにする。消去制
御回路もユーザ入力コマンドに応答して、ユーザの入力した強調画像が選択的に
個別に、または全てが同時に削除されるようにする。
図面の簡単な説明
以下の本発明の実施例についての説明を図面と共に参照することにより、上述
およびその他の本発明の目的、特徴およびその達成方法が明らかになり、また発
明自体もよく理解される。
図1Aは本発明により構成された統合プロジェクタの部分的な分解図である。
図2Aは図1Aのプロジェクタの上部平面図である。
図3Aは図1Aのプロジェクタの正面図である。
図4Aは図1Aのプロジェクタの精巧ファセットミラーの部分的概略図で、本
発明の本質を図示する。
図5Aは本発明により構成されたオーバヘッドプロジェクタの概略図である。
図6Aは本発明により構成された統合プロジェクタの上部平面図である。
図1Bは本発明により構成された映写レンズシステムの概略図で、液晶プロジ
ェクタと一緒に示される。
図2AB〜2CBは共役が長さ5.6フィートの様々なFOBにおける図1B
の映写レンズ構成の光線偏向の図表である。
図3AB〜3CBは共役が長さ4.0フィートの様々なFOBにおける図1B
の映写レンズ構成の光線偏向の図表である。
図4AB〜4CBは共役が長さ10.0フィートの様々なFOBにおける図1
Bの映写レンズ構成の光線偏向の図表である。
図5AB〜5CBは共役が長さ4.0フィートである図1Bのレンズ構成の非
点収差、歪曲、側面色カーブである。
図6AB〜6CBは共役が長さ5.6フィートである図1Bのレンズ構成の非
点収差、歪曲、側面色カーブである。
図7AB〜7CBは共役が長さ10.0フィートである図1Bのレンズ構成の
非点収差、歪曲、側面色カーブである。
図8Bは共役が長さ4.0フィートである図1Bのレンズ構成の変調転送機能
における変調と周波数の表示である。
図9Bは共役が長さ5.6フィートである図1Bのレンズ構成の変調転送機能
における変調と周波数の表示である。
図10Bは共役が長さ10.0フィートである図1Bのレンズ構成の変調転送
機能における変調と周波数の表示である。
図1Cは本発明により構成されたディスプレイ制御システムのブロック図であ
る。
図2Cは図1Cのディスプレイ制御システムの概略図である。
図3Cは図1Cのディスプレイ制御システムのタイミング制御回路である。
図4Cは図3Cのタイミング制御回路の生成したクロック信号のタイミング図
である。
図5C,6Cは除去されたワークステーション情報を示す図1Cの液晶ディス
プレイパネルの断片的な概略図
である。
図7C,8Cは連続的な2つのフレームサイクル中に表示作動ピクセル素子を
示す図1Cの液晶ディスプレイパネルの断片的な概略図である。
図1Dは本発明により構成されたディスプレイ制御システムのブロック図であ
る。
図2Dは図1Dのワークステーション画像に対応する様々な画像のパニング位
置像を示す概略図である。
図13Dは図1Dの遠隔制御ユニットの上方平面図である。
図1Eは、本発明により構成されるディスプレイ制御システムのブロック図で
ある。
図2Eは、図1Eの1024×768の液晶ディスプレイパネル上に表示され
た640×480の低解像度のパーソナルコンピュータモニタの画像を示す。
図3Eは、図2Eの1024×768の液晶ディスプレイパネル上にズーム画
像として表示された640×480の低解像度のパーソナルコンピュータモニタ
の画像を示す。
図4Eは、図1Eのタイミング制御回路のブロック図である。
図5Eは、出力論理回路構成のブロック図である。
図6Eは、図1のリモートコントロールデバイスの大きく拡大した上正面図で
ある。
図7Eは、図4Eのタイミング制御回路により生成さ
れたクロック信号のタイミング図である。
図8E及び図9Eは、図1Eの液晶ディスプレイパネルの断片的な概略図であ
り、交互に隣接した垂直のピクセル情報を消去して表示する情報の列をスケール
ダウンし、また交互に水平方向のピクセル情報を繰り返して表示する情報の行を
スケールアップすることを説明している。
図10E及び図11Eは図5Eの出力データ論理回路のブロック図である。
図1Fは本発明により構成されたディスプレイ制御システムのブロック図であ
る。
図2Fは、図1Fの制御システムにより実行されるステップを説明する単純化
したフローチャートの図である。
図3Fは、図1Fの液晶ディスプレイパネルの断片的な上正面図である。
図4Fは、映写された主ディスプレイ映像の概略的図であり、カラーパレット
のないツールバーを図示している。
図5Fは、別の映写された主ディスプレイ映像の概略的図であり、カラーパレ
ットのあるツールバーを図示している。
図6Fは、図1Fのディスプレイ制御システムにより生成されたメニューウィ
ンドウの概略的図である。。
図7Fは、強調映像のない主ビデオディスプレイ表示映像の概略的な図である
。
図8Fは、図7Fの主ビデオディスプレイ映像の概略的な図であり、一つの強
調映像を形成する補助ライトの移動経路を示す。
図9Fは、図8Fの主ビデオディスプレイ映像の概略的な図であり、補助ライ
トにより形成された強調映像が図示される。
図10Fは、図8Fの主ビデオディスプレイ映像の概略的な図であり、複数の
強調映像とともに図示される。
図11Fは、図10Fの主ビデオディスプレイ映像の概略的な図であり、複数
の強調映像のうち一つが消去されて図示されている。
図12Fは、図8Fの主ビデオディスプレイ映像の概略的な図であり、別の強
調映像が図示される。
発明の実施のための最良の形態
以下の詳細な説明は、次の目次に基づいて構成される。
目次
A.小型映写照明装置
B.映写レンズシステム
C.ディスプレイ制御システムの圧縮動作モード
D.ディスプレイ制御システムのパニング動作モード
E.ディスプレイ制御システムのズーム動作モード
F.ディスプレイ制御システムの強調動作モード
A.小型映写照明装置
図面の図1A〜6A、特に図1Aを参照すると、本発明により構成され、パー
ソナルコンピュータ8Aとモニタ9Aを含むビデオ信号発生装置7Aに接続され
た映写照明装置6Aが示されている。装置6Aは、コンピュータ生成画像を遠隔
に位置する視像面(図示せず)に映写するために適合される。
一般に装置6Aは、ベース部分またはハウジング20Aを有する総合プロジェ
クタ10Aを含み、高強度ランプ13A(図2に図示)と集光レンズ機構26A
とを含む映写ランプ機構11A、および機構11Aからの光を画像形成表示機器
である水平液晶ディスプレイ24Aの低光入射面に導く、間隔を開けて配置され
た1対の精巧ファセットミラー15Aおよび17Aを限定する。液晶ディスプレ
イ24A上に配置されるのは、遠隔の視像面(図示せず)への画像の映写を容易
化する上部出力ミラー機構19A、および映写レンズ装置または機構22Aであ
る。これは、レンズ機構22Aの1設置例である。垂直方向設置等の他の設置も
可能である。
表示パネル24Aにミラー15Aと17Aからの光を変調させるため、ディス
プレイ制御システム25Aはパーソナルコンピュータ8Aに応答して、ディスプ
レイ24Aに制御信号を送信する。ディスプレイ制御システム25Aは、システ
ム画像の圧縮、パニング、ズーム、制御を行う様々な制御論理を含むが、これら
については以下に詳述する。
液晶パネル24Aは脚27A等の4つの脚で支持されることにより、低輪郭で
コンパクトとなる。液晶ディスプレイパネル24Aについては、ここに参考文献
として参照される、1994年4月29日出願のU.S.P.08/237,013において詳述される
。また当業者には、液晶ディスプレイ24Aの代わりに利用できる様々な伝送的
および反射的空間変調器または光バルブが多数あることが分かる。
ランプ機構11Aは集光レンズ機構26Aを含み、ハウジング20Aの後部に
設置され、高強度映写光源を提供して、光に液晶ディスプレイパネル24Aを通
過させる。精巧ファセットミラーについては以下詳述するが、このミラーは発明
の映写照明装置の一部を形成し、集光レンズ機構26Aからの光を液晶ディスプ
レイパネル24Aと通して丈夫出力ミラー機構19Aに導き、それをレンズ機構
22Aを介して映写する。ファセットミラー機構は、ハウジング20A内の水平
で、前方へ向かう高強度光を不規則形状の光路に沿って導き、この光路は、ミラ
ー15Aからミラー17Aに向かって延び、その後上方へ、液晶ディスプレイパ
ネル24Aを通る。
動作においては、プロジェクタ10Aは机上(図示せず)等の静止面上に設置
され、その際ハウジングの前部は映写画像を受ける遠隔設置面に最も近い。パー
ソナルコンピュータ8Aはディスプレイ制御システム25Aを介して表示パネル
24Aに電気連結され、コンピュータ
生成画像を表示パネルに形成する。
集光レンズ機構26Aからの光はファセットミラー構成により不規則形状の光
路に沿って導かれ、この光路は集光レンズ機構26Aからミラー15Aへ、そこ
からミラー17Aへ垂直に延びる。光はそこから垂直に上方へ反射され、液晶デ
ィスプレイパネル24Aの低光入射面に到達し、所望画像を形成する。上部出力
ミラー機構19Aと映写レンズ機構22Aは、表示パネル24Aの形成した光画
像を反射的に視像面(図示せず)上に映写する。
画像歪曲を大きくかつ効果的に減少または除去するため、そして精巧拡張光ビ
ームを提供するため、ファセットミラー構成は光源と表示パネル間に設置され、
ミラーは画像歪曲を減少するために構成、配置される。ミラー15Aと17Aと
をこのように配置することにより、集光レンズ機構26Aからの映写光は表示パ
ネル24Aの光入射面上に正確に導かれる。その際表示パネル24Aの形状はX
,Yの両寸法とも調整されるが、これについては以下詳述する。従って、光はコ
ンパクトな空間に限定されることによりハウジング20A全体の大きさを縮小す
る。
光を正確に導くため、ファセットミラーは光を分散して一組のビーム片にし、
一般に総体的な長四角形の断面構成ビームを形成し、これは表示パネル24Aの
面の大きさと大体同じである。ビーム片間の空白または暗空間
を満たすため、以下詳述する通り、ミラー15Aはミラー17Aから十分な間隔
で配置され、ミラー17Aは表示パネル24Aから十分な間隔で配置され、それ
によりビーム片は十分に分岐し、表示パネル24Aの下面を均一に覆い、その際
暗または影領域は無いかまたはほとんど無い。従って、画像は表示パネル24A
により実質的な歪曲なしにコンパクトな空間に形成される。
次に集光レンズ機構26Aを含むランプ機構11Aを図1Aと図2Aとを参照
して詳細に検討してみると、機構11Aは一般に、ハウジング20Aの後部に設
置されたランプハウジング部12Aを含む。ランプハウジング部12Aは高強度
ランプ13A(図2A)と球形反射器14Aとを含み、これらは両方とも生成さ
れた光を集光レンズ機構26Aへ導く。集光レンズ機構26Aは集光レンズ素子
21A、22A、23Aを含み、光を第1のファセットミラー15Aに対して導
く。3つのレンズ素子は一組となって曲げられ、ランプ13Aから遠ざかるにつ
れサイズが次第に大きくなる。これ以外のタイプのランプも利用可能であること
を理解されたい。
ランプハウジング部12Aは、集光レンズを予め決定されたランプ13Aから
の距離で設置する手段を提供する。図2Aで示すように、ランプ13Aの生成し
た光線は集光レンズ機構26Aの面に対して垂直方向でファセットミラー15A
へと一般に平行に進む。しかし以下詳述するように、実際には光は広がり、図2
Aで示すよ
うに完全に平行ではない。この事実は本発明により補正される。図1A〜3Aを
参照してファセットミラー構成を詳細に検討してみると、ファセットミラー15
Aと17Aは互いに近接して角度的に間を開けて配置される。ミラー15Aは垂
直に設置され、その光入射面はランプ13Aからの水平コリメート光と角度配置
され、光をミラーl7Aに対して垂直、水平に反射する。
ファセットミラー17Aは角度をつけて後方へ傾斜し、その上端17BAはU
形状の支持フレーム18Aにより支持される。ミラー17Aはその下端17AA
でハウジング20Aに設置された延長支持ブラケット28Aにより支持される。
ミラー17Aは十分な角度で配置され、入射水平ビームを垂直に上方に水平表示
パネル24Aの下面に向かって反射させ、照明する。
ファセットミラー15Aと17Aは精巧な間隔的に配置されたファセットを有
し、その表面から反射された光を分ける。その結果生じる間隔を開けて配置され
た光ビーム片は十分に近接し、隣接面上に入射する前に分散してその間の暗また
は影空間を満たす。以下詳述するように、この結果は様々な要因による。その要
因には、光源からの光ビームの再方向付け、光源のサイズ、ミラーファセットの
角度の構成のための集光レンズ機構26Aの効果的な焦点距離、ファセットそれ
ぞれの間隔、ミラー15Aと17A間の距離等の各ミラーと隣接素子間の距離、
ミラー17Aと表示パネル24A間の距離が含
まれる。
ミラー15Aと17Aは同様であるため、ミラー15Aのみについて詳述する
。垂直ミラー15Aはテーパバックプレート15BAを含み、その面には一連の
角度配置されたファセットがあり、それは例えばファセット29Aと30A(図
1A)で、これらは角度をつけて外側へ突出する。ファセットは下端15AAと
上端15CA間に垂直に延びる。
図4Aで分かるように、ファセット37A、39A等のファセットそれぞれの
断面は一般に三角形で、同じ形状をしている。一連の三角形状のファセットは並
んで配置され、のこぎり歯のようになっている。ファセット37A等のファセッ
トの各々は面37AA等の傾斜反射面を含み、これはエッジ37BA等の外部角
エッジで接合し、右角面37CAに到達する。反射面は、ランプ13Aからの光
を反射してミラー17Aへ導く。ランプ13Aからのコリメート光は一緒になり
、角度配置された面37AA等の反射面から角エッジ37BAとランプ13Aに
向けて配置されたファセット39Aの隣接角エッジ39AA間で反射し、光ビー
ムをビーム片40Aと50A等の別々のビーム片に分割して拡大する。
ビーム片間の暗または影領域を満たして画像歪曲を減少するため、ミラー15
A、17Aは十分に間隔を開けて配置され、それによりビーム片は分岐し、重複
または交差した後にミラー17Aに入射する。ミラー17Aの
最も近接した位置への入射前にビーム片間の空間または間隙は満たされる。
図4Aで前端ファセット37A、39Aで示すように、ミラー15A、17A
はその最も近接した位置で、その前部分で配置される。つまり、本発明によれば
、ミラー15A、17Aはその最も近接した位置に配置され、その際の距離は一
般に33Aで示す直線距離と少なくとも等しく、これにより分岐ビーム片40A
,50Aが垂直線31Aで重複または収斂した後にミラー17Aに到達する。直
線距離33Aは垂直線31A(図4Aの平面図において点線で示す)でミラーま
で標準的に延び、内角エッジ41Aと交差してファセット37A,39Aと接合
する。
残りのビーム片は、ミラー17Aに到達する前に重複する。例えば、ビーム片
50Aは、垂直線61A(図4Aで点線で示す)でその隣接ビーム片60Aと重
複または交差する。交差するこのような垂直線31A,61Aは垂直平面内に配
置される。これは一般に線として35Aで示され、バックプレート15BAの平
面と平行に延びる。従って、残りのビーム片全ては平面35Aで重複または交差
し、それによりミラー17Aへの入射前に暗または影空間を満たす。
ミラー17Aと表示パネル24Aの光入射面間には同様の間隔があり、暗また
は影領域を防止することを理解されたい。従って、完全に照射された表示パネル
が得ら
れ、画像歪曲は除去されるか、少なくとも大幅に縮小される。
ファセットミラー構成は、光をX,Yの両方向に拡大する。ランプ13Aから
の光は、レンズ構成26Aと垂直に導かれ、第1のファセットミラー15Aに到
達する。図2Aで示すように、光はY方向に広がり、拡大し、その際ミラー15
Aの精巧ファセット面から正確に反射され、ミラー17AのY寸法と対応する。
ミラー15AはこれらのY方向へ分散した光ビーム片を第2のファセットミラー
17Aへと導く。図2Aで示すように、第2のファセットミラー17Aは光をミ
ラー17AのX寸法と対応するX方向へ分割して広げる。従って、別々の光ビー
ムは分岐し、交差またはわずかに重複して、液晶ディスプレイパネル24Aの下
側の面に入射する。結果として、ランプ13Aの生成光はX,Y方向に正確に調
整され、図1Aの映写装置用にコンパクトで効果的な構成を提供する。さらに、
ファセットミラー15Aと17Aは互いに近接しているため、全体構成としては
非常にコンパクトなプロジェクタ装置が提供される。この装置には機構11A等
の従来のランプ機構が利用でき、非常に有効かつ効果的な方法で映写照明におい
て高光度を生成する。
光源の範囲は有限であるため、ランプ13からの光線は図4Aで示すように平
行移動する代わりに角度的な範囲で分散する。その結果、ミラー15A,17A
間の間
隔とパネル24Aは調整され、ビーム間の影領域はパネル24Aの面入射前に満
たされる(図1A)。これは非常に重要である。なぜなら、画像が形成されるの
はLCD表示パネル24Aで、そうでなければここでの影領域の存在により画像
歪曲、その他の好ましくない結果が生じるからである。
光の損失を防止するため、ミラー15A、17A等のプロジェクタの内素子、
LCDパネル24A、光源、集光レンズ機構26Aは全て可能な限り近接して配
置されるべきである。従って、図4Aで示す2つのファセットミラー15A,1
7A間の間隔において最も近接する距離は線38Aで表される。
分散光ビームは、最も短い距離38A内で少なくとも重複または収斂しなけれ
ばならない。角Aは広がる光の角度を示す。角Aは重要である。なぜなら、角A
が図4Aで示すものより小さい場合、2つの隣接光ビーム40A、50Aは点3
1Aと第2のミラー17Aでは交差せず、故に2つの隣接光ビーム間に間隔また
は影領域が現れる。図4Aでは図示しないが、第2のミラー17Aから反射して
図1AのLCD表示パネル24Aへ到達するビームに関しても同様であり、これ
は光が第2のミラー17Aから反射してLCDパネル24Aへ行くときである。
従って本発明によれば、反射光が映写画像を適切に形成するために図1AのLC
Dパネル24Aに入射すると、角Aは影領域が除去されるように決定される。
上記の目的において、角Aは光源13Aの大きさを集光レンズ機構26Aの有
効的な焦点距離で割ったもののアークタンジェントと同様である。この関係は次
の通りである。
拡大角=A
=アークtan(光源サイズ/光素子の有効焦点距離)
ここで、光源サイズとは提供された光源の測定により決定できる寸法で、光素子
はレンズ機構26Aである。従って、光源の大きさを集光レンズ機構の有効的な
焦点距離で割ったもののアークタンジェントを取ることにより、拡大光の角Aが
決定されて、それによりミラー15Aの平面の角とそのファセットが調整され、
光ビームは図4Aで図示するように最も短い距離38内で少なくとも重複する。
図5Aを参照すると、本発明により構成されたオーバヘッドプロジェクタ60
Aが示される。オーバヘッドプロジェクタ60Aは一般に、透明画(図示せず)
等の形成した画像を映写するために適合されたこと以外は図1A〜3Aの装置と
同様である。プロジェクタ60Aは従来的なミラーと映写レンズ機構62Aを含
み、これは支持アーム68Aにより画像形成表示器上に透明画支持ステージ64
A(図1Aの表示パネル24Aの代わり)の形態で設置される。映写照明構成6
6Aはステージ64Aの下に配置される。
映写照明構成66Aは一般に図1Aの照明装置と同様
で、高強度光源71A、コリメートレンズ(図示せず)、2つの角度配置された
ファセットミラー73A,75Aを含む。光源71Aの発した光は収集後、パラ
ボリック反射器(図示せず)または3素子集光レンズ(図示せず)等のコリメー
トレンズにより垂直ファセットミラー73Aへ導かれる。その後光は、垂直ファ
セットミラー73Aの面から反射して後方傾斜した上方ファセットミラー75A
に向けられ、そこからステージ64Aを通して垂直に上方へ反射する。光は分割
され、X,Y方向に拡大し、これは図1Aの照明装置における説明と同様である
。ミラー73A,75A間、ミラー75Aと画像形成機器64A間の間隔は図1
Aの照明構成と同様である。
ステージ64Aは映写照明構成66Aと映写レンズ機構62Aとの間に設置さ
れる。ステージ64Aは所望画像の形成を助け、それは透明画(図示せず)、別
個液晶ディスプレイパネル(図示せず)等の下から支持することによる。
図6Aを参照すると、本発明により構成されたオーバヘッドプロジェクタ10
0Aの別形態が示される。オーバヘッドプロジェクタ100Aは一般に、ランプ
機構103Aがパラボリック反射器を有する高強度ランプ101Aを含むこと以
外は図1A〜3Aの装置と同様である。
ランプ機構103Aを図6Aを参照して詳細に検討してみると、ランプ機構は
一般に、プロジェクタハウジング(図示せず)の後部に設置されるランプハウジ
ング部
105Aを含む。ランプハウジング部105Aは高強度ランプ101Aとその後
ろに配置されたパラボリック反射器107Aを含み、反射器は生成された光を第
1のファセットミラー112Aへ導く。他のタイプのランプも利用可能であるこ
とを理解されたい。パラボリック反射器107Aは高強度ランプ101Aの発し
た光を収集した後に、全ての光ビームが実質上一般的に平行であるように前方へ
再誘導する。図6Aで示すように、ランプ101Aの生成した光線は全て実質的
に平行に移動してファセットミラー112Aに到達し、その際集光レンズを用い
ることはない。
しかし、図4Aの装置に関して前述したように、パラボリック反射器107A
の導いた光ビームも外側へ角度状に広がり、故に実際には正確に平行ではない。
図4Aで説明したように、拡大光ビームの角を調整して、ファセットミラー1
12Aと114Aの面から反射される隣接する光ビーム間と、第2のミラーとL
CDパネル間の影領域が除去されるようにする。プロジェクタ100Aでは拡大
光の角度は次の通りに決定される。
拡大角=
アークtan(光源サイズ/パラボリック反射器の有効焦点距離)
故にパラボリック反射器が用いられると、隣接光ビーム間の間隔または影領域は
、光源のサイズまたはパラボリック反射器の有効焦点距離を適切に調整すること
によ
り実質的に除去することができる。パラボリック反射器が用いられると収差がい
くらか生じるため、好ましいのは集光レンズ機構である。従って、図1A,2A
,3Aのプロジェクタで説明される集光レンズ構成26Aを用いることが好まし
い。
B.映写レンズシステム
図1B〜10B、特に図1Bを参照すると、本発明により構成された映写レン
ズシステムまたは機構10Bが示される。液晶プロジェクタ12Bと共に図示さ
れた映写レンズシステム図1Aの映写レンズシステム22Aとして用いることが
でき、本発明の方法によれば、液晶画像が遠隔視像面16B等の遠隔の視像面上
に集束する。
映写レンズシステム10Bは一般に、テサー構成をもつ映写レンズ構成20B
を有する。頂点距離は可変的で、領域適用角は広い。レンズ構成20Bはレンズ
22Aと同様で、サーボシステム22Bと機械的に連結され、レンズ構成20B
の焦点距離を調整し、映写された液晶画像を遠隔の視像面16B上に集束する。
映写レンズ構成20Bは一般に3つのレンズ素子群G1,G2,G3(図1B
)を含み、これらは対物端φからレンズ構成20Bの画像端Iまでの共通光路P
に沿って配列される。レンズ構成20Bは、ミラー面S1Aを介して対物面S1
と画像面S10間に配置される。第1、第2、第3の群はそれぞれ光力K1,K
2,K3を有し、全体で約0.0037の逆mmの光力をもつ。光力K2は約0.
01365逆mmである。光力K3は約0.00783逆mmである。
レンズ構成20Bの後頂点と対物面S1A間の後焦点距離は、約12インチま
たは約254.6mmである。対物端S1Aは一般に長方形で、対角線の長さは
約8.4インチまたは106.68mmである。前述に基づき、当業者はレンズ
構成の有効焦点距離が約10.24インチまたは260mmと約11.00イン
チまたは280.01の間であることが分かるであろう。
良好な解像度で被写体の領域適用を完全にするために、レンズ構成20Bは約
22.1°までの領域適用角をもつ。映写レンズ構成20Bの解像度は、1mm
ごとに約6つの線対である。
映写レンズ構成20Bの頂点距離は、約1.81インチまたは46.22mm
である。頂点距離は約1.497インチまたは38.02mmの短距離から1.
81インチまたは46.22mmの長距離との間で調整可能である。映写レンズ
構成20Bの口径または速度は約f/5である。
対物端φから画像端Iまでの群G1,G2,G3のシーケンス位置を判定する
ため、レンズ素子はそれぞれのシーケンス位置L1〜L4で示される。群G1,
G2は本発明の映写レンズを有する。レンズL4はフレネルレンズである。また
、レンズ素子面のシーケンス位置を判定するため、表面は対物端φからレンズ構
成20Bの
画像端Iまでそれぞれのシーケンス位置S2〜S9で示される。
群G1を図1Bを参照して詳細に検討してみると、群G1は2重構成でそれぞ
れレンズ素子L1,L2を含む。レンズ素子L1,L2は共に正の光力を提供し
、レンズ素子L2はレンズ素子L1によるレンズ収差を補正する。
次に図1Bを参照してレンズ素子L1を詳細に検討してみると、面S3はレン
ズ素子L2の面S4に対して補足的で、2つのレンズ素子L1,L2はそれぞれ
の面S3,S4に沿って隣接する。レンズL1の面S3の屈曲半径はレンズL4
の面S9と同一である。故に、レンズL1,L4の曲率を確認するのに必要なの
は1つのテストプレート(図示せず)のみである。レンズL1,L3により補正
された球形の収差と非点収差、および正の領域屈曲がもたらされる。
次に図1Bを参照してレンズ素子L2を詳細に検討してみると、一般にレンズ
素子L2の面S5は平面、レンズ素子L2の面S4は凹面である。前述した通り
、面S4はレンズ素子L1の面S3に対して補足的である。レンズ素子L2の機
能は、補正された球形の収差と非点収差、および負の領域屈曲によりレンズL1
,L3の収差のバランスをとることである。
次に図1Bを参照して群G2を詳細に検討してみると、群G2はレンズ止めL
Sをもつレンズ素子L3を1つ含む。レンズ素子L3は負の光力をもつ両凹面素
子で、レ
ンズ素子L1,L2によるレンズ収差を逆補正する。
レンズ素子L3は2つの面S6,S7を含み、面S6,S7の各々は一般に凹
面である。レンズ素子L3の面S7とレンズ群G3の面S8間の距離は可変的で
ある。
次に図1Bを参照して群G3を詳細に検討すると、群G3は正の光力のレンズ
素子L4を1つ含む。レンズ素子L4の機能は、映写レンズ群G1,G2からの
高度出力を中継することである。
図1Bで示すように、レンズ素子L4は2つの面S8,S9を含む。レンズ素
子L4のレンズ面S9は一般に非球面で、レンズ素子L4のレンズ面S8は一般
に平面である。レンズ素子L4はレンズ素子L3に対して移動式に設置されるた
め、レンズ素子L4の面S8とレンズ素子L3の面S7間の距離は可変的である
。サーボシステム22Bにより、レンズ素子L4は行路26Bに沿って直線状に
約3.13インチまたは8.20mmで移動する。
前述の通り、レンズ構成20Bは少なくとも面S2,S9等の2つの非球面を
有することが好ましい。表IBにおける例で明白となるように、非球面は次式に
より定義される。
当業者には、Xが軸または光路Pからの半口径距離y
からの面垂下であり、Cが光軸Pの半径の逆と等しい光軸Pのレンズ面の曲率で
あり、Kが円錐定数(cc)または他の回転面であることが理解される。
次の表IBの例は、本発明によるレンズ構成20Bの実施例であり、これは主
に色補正の行われたフルカラー液晶画像を映写する場合に便利である。表IBの
レンズ構成は非球面を有し、これは前述の非球面式により定義される。表におい
て、面S2等の各面の表面半径は光軸Pの半径で、Ndは屈折率、Vdはアッベ数
である。正の面の半径は右から当たり、負の半径は左から当たる。被写体は液晶
ディスプレイパネル24Bの面S1の左にある。
図2AB〜2CBを参照すると、レンズ構成20Bにより生じた光線の移動が
図示される。図2ABは、FOBが約1.0,5.6フィート共役である光線移
動を示す。移動カーブ302B,303B対は、画像の波長が約0.588ミクロン
であるときの光線移動を表す。他の光線移動カーブ対はそれ以外の画像波長を示
し、例えば、移動カーブ対304B,305Bは画像波長が約0.486ミクロンの
ときの光線移動を示し、移動カーブ対306B,307Bは画像波長が約0.656
ミクロンのときの光線移動を示し、移動カーブ対308B,309Bは画像波長
が約0.436ミクロンのときの光線移動を示す。
図2BBはFOBが約0.7であること以外は図2ABと同様である。0.588;
0.486; 0.656; 0.436の波長の光線移動カーブ対は、それぞれ312B,313
B;314B,315B;316B,317B;318B,319Bである。
図2CBはFOBが約0.0であること以外は図2AB,図2BBと同様であ
る。0.588; 0.486; 0.656; 0.436の波長の光線移動カーブ対は、それぞれ322
B,323B;324B,325B;326B,327B;328B,329B
である。
図3AB〜図3CB,図4AB〜図4CBは図2AB〜図2CBと同様であり
、様々なFOB、1.0,0.7,0に対する0.588; 0.486; 0.656; 0.436の波
長の移動カーブ対を示す。図2AB〜2CBで説明したように
図3AB〜3CB、図4AB〜図4CBのカーブ対を識別するには、図3AB〜
3CB、図4AB〜図4CBのカーブを示す符号の最初の数字が連続的に増大し
ている。例えば、カーブ対402B,403Bはカーブ対302B,303Bと
対応する。前述により、4.0フィート共役カーブ402B〜409B;412
B〜429B;422B〜429Bと、10.0フィート共役カーブ502B〜
509B;512B〜519B,522B〜529Bについては説明しない。
図5AB〜5CB、図6AB〜6CB、図7AB〜7CBを参照すると、4.
0,5.6,10フィート共役カーブをそれぞれもつレンズ構成例の非点収差、
歪曲、側面色カーブが示される。それぞれの非点収差、歪曲、側面色カーブは4
.0フィート共役では601B;602B;603B;604B;605B、5
.6フィート共役では701B;702B;703B;704B;705B、1
0.0フィート共役では801B;802B;803B;804B;805Bと
確認される。
図8Bを参照すると、4.0フィート共役をもつレンズ構成例の一連の変調転
送機能カーブ901B〜905Bが示される。描写した各カーブは周波関数(サ
イクル/mm)としての変調を示す。
図9B,10Bは図8Bと同様で、5.6と10フィート共役カーブをそれぞ
れもつレンズ構成例各々に対する一連の変調転送機能カーブ1001B〜100
5B,
1100B〜1105Bを示す。
C.ディスプレイ制御システムの圧縮動作モード
図1C〜8C、特に図1Cを参照すると、本発明により構成されたディスプレ
イ制御システム10Cが示される。ディスプレイ制御システム10Cは図1Aの
ディスプレイ制御システム25Aとして用いることが可能であり、パーソナルコ
ンピュータ14Cのビデオ出力モジュール12C等のビデオ信号生成器と、n行
、m列で配置されたピクセル画像の行列配置により限定される圧縮画像を表示す
る液晶ディスプレイユニットまたはパネル等の表示機器間に連結されて図示され
る。ここで、数nは約1024、mは約768である。
ディスプレイ制御システム10Cは一般に、入力アナログRGBビデオデータ
信号18Cを変換する低速サンプリング回路20Cを含み、出力モジュール12
Cにより発生したデータ信号はピクセルデータ信号21Cに変換され、圧縮画像
の液晶ディスプレイユニット16Cでの表示をコスト的に有効な方法で可能とす
る。後に説明するが、サンプリング回路20Cは低コストで低速のアナログ−デ
ジタル変換器構成を含み、この構成は、通常約15〜135MHz間のビデオデ
ータ信号の入力速度よりも実質的に遅いサンプリング速度を有する。
タイミング回路22Cは様々なタイミング信号を発生させ、サンプリング回路
20Cは入力ビデオデータ信号を受信して、ピクセルデータ21Cに変換する。
ピクセ
ルデータ21Cは、ワークステーション画像または、N行、M列で配列されたピ
クセル画像の行列配置により限定される圧縮画像を示す。ここで、数Nは約12
80、Mは約1024である。サンプリング回路20Cのサンプリング速度はビ
デオデータ信号18Cの入力データ速度よりも実質的に遅いため、当業者は、ど
のフレームタイム期間においてもフレームサイクルでピクセルデータに変換され
るのはピクセル画像情報の半分のみであることを理解する。従って、全ワークス
テーション画像がピクセルデータに変換されるのは2フレームサイクル期間毎で
ある。
ディスプレイ制御システム10Cはまたプログラム可能論理機器または状態機
器24Cを含み、これはタイミング回路22Cに応答して、アドレスまたは圧縮
信号を生成すると同時に全ワークステーション画像を圧縮画像に圧縮し、この画
像は液晶ディスプレイユニット16Cにより表示される。状態機器24Cは、O
DDフレームタイム期間とEVENフレームタイム期間を示すフレーム信号によ
り駆動される。このような状態機器24CはGAL論理を用いて構成された。G
AL論理の実際のプログラム設計については、付録ACに示す。
装置10Cはまたデータ出力回路26Cを含み、これはタイミング論理回路2
2Cとプログラム可能機器24Cに応答して、ピクセルデータ21Cのある部分
に関してのみ液晶ディスプレイパネル16Cの各フレームに
ゲートされるようにする。
動作において、サンプリング回路20Cは入力ビデオデータ信号18Cを変換
するが、この変換は与えられたフレームサイクルが奇数フレームタイム期間また
はサイクル、それとも偶数フレームタイム期間またはサイクルかということと、
サンプリングされるビデオデータ信号がMXNのピクセル画像配列かまたはMX
Nのピクセル画像配列の偶数ピクセル画像かということに基づく。より詳細には
、サンプリング回路20CはM×N行列配置の奇数線上の奇数ピクセル画像と、
偶数線上の偶数ピクセル画像とを示すビデオデータ信号を、偶数フレームタイム
期間毎に変換する。さらに奇数フレームタイム期間毎には、サンプリング回路2
0CはM×N行列配置の奇数線上の偶数ピクセル画像と、偶数線上の奇数ピクセ
ル画像とを示すビデオデータ信号を変換する。この方法により、ワークステーシ
ョン画像内のアナログピクセル画像信号は2フレームタイム期間毎にピクセルデ
ータに変換される。
前述の内容から、当業者は、全ワークステーション画像を2フレームタイム期
間毎に変換することにより液晶ディスプレイユニット16Cで実質的にちらつき
のない画像が表示されることを理解するであろう。
プログラム可能論理機器24Cの圧縮技術は、奇数フレームタイム期間と偶数
フレームタイム期間とでは変化する。機器24Cにより、指定のピクセル画像列
対とピ
クセル画像行対が2フレームサイクル期間に渡って平均化され、一連の平均また
は単ピクセル画像列と、一連の平均ピクセル画像対を生成する。平均ピクセル画
像列は単ピクセル画像列を示す。平均ピクセル画像対は単ピクセル画像を示す。
上記の圧縮技術では、複雑なピクセル構成も高価なバッファメモリ機器も用い
ない。その代わりに入力ビデオデータ信号18Cの圧縮画像への変換は、比較的
安価な方法により簡単なバッファ論理と低速アナログ−デジタル変換器と共に達
成される。
次に図3Cを参照してサンプリング回路20Cを詳細に検討すると、サンプリ
ング回路20Cは一組のアナログ−デジタル変換器構成31Cを含み、入力アナ
ログ赤、緑、青のビデオモジュール信号をデジタル信号に変換する。論理ゲート
構成36Cの生成したサンプルクロック信号34Cにより入力アナログ信号は、
奇数ピクセル画像データのみを奇数線、奇数フレームタイム期間と、奇数線、偶
数フレームタイム期間中に変換し、また、偶数ピクセル画像データのみを偶数線
、奇数フレームタイム期間と、奇数線、偶数フレームタイム期間中に変換する。
この方法により圧縮画像は、入力データ速度よりも実質的に遅い速度で同時にサ
ンプリングまたは変換される。
ここで詳述されるように、奇数フレームタイム期間中、圧縮される画像の半分
が変換され、各偶数フレームタイム期間中にもう半分が変換される。この方法に
より、画
像変換は画像全体に渡って平均化される。
次に図5C,6Cを参照すると、MXNの行列画像データの変換の詳細が概略
的に図示される。図5Cにおいて、素子501Cと素子502C等の各円内ピク
セル画像素子は、奇数フレームタイム期間中の変換入力アナログ信号を示す。従
って、線1,3,5,…1023等の奇数線では、奇数ピクセル画像データが変
換され、線2,4,6,…1024等の偶数線では、偶数ピクセル画像データが
変換される。
図6CはM×Nの行列画像データの変換を概略的に示す。素子503Cと素子
504C等の各円内ピクセル画像素子は、偶数フレームタイム期間中の変換入力
アナログ信号を示す。より詳細には、図6Cで示すように、奇数線では偶数ピク
セル画像データが変換され、偶数線では奇数ピクセル画像データが変換される。
液晶パネル16Cの低速応答時間のため、奇数フレームタイム期間中にパネル1
6Cが形成した画像は、偶数フレームタイム期間中にパネル16Cの形成した画
像と結合されて全体画像となり、実質的にちらつきのない方法でのモニタが可能
となる。
次にゲート構成36Cを詳細に検討すると、ゲート構成36Cは一般に一組の
論理ゲート101C〜105Cを含み、これらはサンプリングまたは変換される
べきピクセルデータを決定する機能をもつ。奇数/偶数フレームサイクルにより
、そして画像データの表示が奇数/偶
数線であるかにより、クロック信号110Cはゲート101C〜104Cの1つ
から論理ORゲート105Cへ転送され、サンプルクロック信号34Cが生成さ
れる。
次に図2Cを参照してプログラム可能論理機器24Cを詳細に検討すると、機
器24Cは一般に論理回路群1000C〜1512Cと、線アドレスまたは圧縮
信号を生成して画像の垂直部分をN線からn線へ圧縮するマルティプレクサ構成
42Cを含む。本発明の好ましい形態では、論理回路1000C〜1512Cは
ゲート配列論理に含まれ、これは付録ACで示す。好ましい言語は、ALTER
Aの高度ハードウエア記述的言語(Advanced Hardware Descriptive Language,
AHDL)である。
論理回路1000C〜1512Cは、ワークステーション画像内のピクセル画
像データのある線または行が奇数フレームサイクル毎に除去されるように配置さ
れる。各々の偶数フレームサイクル中、ピクセル画像データの他の線または行が
除去される。従って、除去された2組の線または行が一緒に平均化され、線数は
N線からn線へ圧縮される。後で説明するように、液晶ディスプレイパネル16
Cの応答時間は低速であるため、実際、ワークステーション画像内の各線が2フ
レームサイクル毎に一度表示され、圧縮画像はワークステーション画像全体とし
て認識される。
次に図7C,8Cを参照すると、ピクセル画像データ
の線の平均化の詳細が概略的に示される。図7Cでは、奇数フレームタイムサイ
クル中、行703C,707C,711C等、ピクセル画像データの4つの行ま
たは線の3つ目毎に除去が行われる。従って、線3、7、11等が除去される。
図8Cでは、偶数フレームサイクル中、行704C,708C等、ピクセル画像
データの4つの行または線の4つ目毎に除去が行われる。従って、線4、8、1
2等が除去される。線3C,4C等の除去された第3、第4の線は互いに隣接す
るため、結果画像は両方の除去線の結合として見られる。ワークステーション画
像全体は実際、2フレーム毎に表示されるため、結果画像は実質上、ストリッピ
ングがない状態で表示される。
ピクセル画像の隣接線を平均化するため、マルティプレクサ構成42Cは一般
に複数の線アドレス対回路群を含む。例えば、線1、2、3をゲートする奇数フ
レームタイム回路は偶数フレームタイム論理と多重化され、線1、2、4をゲー
トして線3、4の平均化を行う。
前述から、当業者はマルティプレクサ構成42Cは複数の線アドレスドライバ
(図示せず)を含み、それらはアドレスバス線29Cによりデータ出力論理26
Cと連結することを理解するであろう。
次に図2Cを参照してデータ出力論理26Cを詳細に検討すると、データ出力
論理26Cは一般に一組のフレームバッファ出力機器50Cを含み、それらはア
ドレスバス線29Cと連結され、また出力データを奇数と偶
数バイト対に構成する一組のマルティプレクサ52Cを含む。フレームバッファ
機器セット50Cはサンプリング回路20Cの変換したピクセルデータと、プロ
グラム可能論理機器24Cの生成した線アドレス信号とに応答する。フレームバ
ッファ機器セット50Cにより、ピクセル画像データのある隣接列が2フレーム
サイクル毎に平均化され、一組の単ピクセル画像列を形成する。
次にフレームバッファ機器セット50Cを詳細に検討すると、機器セット50
Cは一般に論理回路群60C〜64Cを含み、これらは圧縮信号70C〜73C
を生成し、画像の水平部分をM線からm線に圧縮する。論理回路60C〜64C
は前述したGALに含まれ、これは付録ACに示す。
論理回路60C〜64Cは、ワークステーション画像内のあるピクセル画像デ
ータ列を奇数フレームサイクル毎に除去し、偶数フレームサイクル毎に他のピク
セル画像データ列を除去する。従って、除去された2組の列は平均化され、列の
数をM列からm列に圧縮する。
次に図7C,8Cを参照すると、ピクセル画像データ列の平均化の詳細が示さ
れる。図7Cでは、奇数フレームタイムサイクル中にピクセル画像データの5列
の4つ目毎に除去される。従って、列4、9、14等が除去される。図8Cでは
、偶数フレームタイムサイクル中にピクセル画像データの5列の5つ目毎に除去
される。従って、列5、10、15等が除去される。第1の群の列4、
5と第2の群の列9、10等の除去された列群は相互に隣接し、結果画像は例え
ば両列(4、5)と(9、10)の結合として見られる。ワークステーション画
像全体は2フレームサイクル毎に表示されるため、結果画像はちらつきなく表示
され、実質的なストリッピングもない。
次にマルティプレクサセット52Cを検討すると、一般にセット52Cは奇数
と偶数ピクセルデータ情報を液晶ディスプレイユニット16Cに送信する一対の
機器を含む。マルティプレクサ機器セット52Cは、奇数マルティプレクサ機器
80Cと偶数マルティプレクサ機器82Cを含む。奇数マルティプレクサ機器8
0Cは論理回路60C,62Cの出力に連結される。偶数マルティプレクサ機器
82Cは、論理回路63C、64Cの出力に連結される。
次に図5Cを参照して論理回路60C〜64Cを詳細に検討すると、論理回路
60C〜64Cは表ICで示した列の圧縮を制御する。
表ICから、当業者は論理回路63C,64Cにより制御される列ピクセル画
像データが圧縮されることを理解するであろう。
図5Cで示すように、列圧縮を制御するため、論理回路63C,64Cの出力
ドライバがODD FRAME信号220CとEVEN FRAME信号222
Cの一対の論理信号により許可される。論理信号220C,222Cはタイミン
グ論理回路により生成され、ODDフレームタイム期間とEVENフレームタイ
ム期間とをそれぞれ示す。ODD FRAME信号220CとEVEN FRA
ME信号222Cを生成する論理回路は従来
のフリップフロップ回路(図示せず)で、ここでは説明しない。
ODD論理信号220Cが高論理であるとき、列ドライバ64Cは不能となり
、列ドライバ63Cが許可される。同様に、EVEN論理信号222Cが高論理
である場合、列ドライバ63Cは不能となり、列ドライバ64Cが許可される。
ドライバ63C,64Cからの出力信号は共通ノードNで接続され、マルティ
プレクサ82Cと連結する。
次にタイミング回路22Cを詳細に検討すると、タイミング回路22Cは一般
に位相VCOまたはピクセルクロック生成器200Cを含み、これらは基準また
はピクセルクロック信号202Cを生成し、また奇数クロック生成器204C,
偶数クロック生成器206C等の一対の非同期クロック信号生成器を含み、これ
らはCLKA信号205CとCLKB信号207Cをそれぞれ生成する。図4C
で示すように、位相ロックループ201Cにより信号205C,207Cは相互
に同期となる。
論理構成208Cは出力クロック信号214Cを生成するクロック生成器20
4C,206Cに連結された一組の論理ゲート210C〜212Cを有する。ク
ロック信号214Cはフレームサイクル毎に位相のシフトが行われ、それにより
奇数ピクセルデータは1つのフレームサイクル期間中にサンプリングされ、偶数
ピクセルデータは次のフレームサイクル期間にサンプリングされる。
タイミング回路はさらに、ODD線信号221CとEVEN線信号223Cを
生成する論理素子群(図示せず)を含む。当業者は、論理素子を構成して与えら
れた線が奇数線か偶数線かを判別することができ、その際過度な実験は必要ない
。
D.ディスプレイ制御システムのパニング動作モード
次に図1D〜13D、特に図1Dを参照すると、本発明により構成されたディ
スプレイ制御システム10Dが示される。ディスプレイ制御システム10Dは図
1Aのディスプレイ制御システム25Aとして用いることができ、パーソナルコ
ンピュータ12Dと接続された状態で示され、ワークステーションモニタ14D
と液晶ディスプレイモニタ16Dを同期的に駆動するビデオ制御モジュール(図
示せず)を有する。本発明の方法によるディスプレイ制御システム10Dは、パ
ーソナルコンピュータ12Dからビデオ情報を、M×Nまたは1280×102
4ピクセル素子行列配置のワークステーションモニタ14Dとm×nまたは10
24×768ピクセル素子行列配置の液晶ディスプレイユニット16Dの両方に
同時にリライトできる。ここでより詳細に説明するように、ディスプレイ制御シ
ステム10Dは、実質的に1280×1024のワークステーション画像全体が
液晶ディスプレイパネル16Dによって液晶ディスプレイ画像16ADとして表
示されるように、ワークステー
ションモニタ14D上に表示されたワークステーションビデオ画像14ADを圧
縮する。ディスプレイ制御システム10Dは液晶ディスプレイユニット16Dを
制御することができ、ワークステーション画像14ADは本発明の方法によりパ
ンされる。
ディスプレイ制御システム10Dは一般に、パーソナルコンピュータ12D内
のビデオ制御モジュールの生成した入力アナログRGBビデオデータ信号15D
のサンプリングを制御する制御回路20Dを含む。制御回路20Dにより、入力
ビデオデータ信号15Dの選択部分のみがサンプリングされ、アナログ−デジタ
ル変換器18Dによりデジタルデータに変換される。制御ゲート34Dは制御回
路20Dの制御下に、A/Dクロック信号36Dを送信し、それによりアナログ
−デジタル変換器18Dは変換用に入力ビデオデータ信号15Dをサンプリング
する。以下説明するように、A/Dクロック信号36Dはピクセルクロック信号
32Dを介して入力ビデオデータ信号15Dと同期する。
ビデオデータバッファRAMメモリユニット19Dは図示しない手段によりデ
ジタル変換器18Dと連結され、選択、変換されたビデオ情報の部分を記憶する
。この選択部分は1280×1024のワークステーションビデオ画像の102
4×768部分を示す。以下説明するように、ユーザは遠隔制御パニング機器2
2Dを用いることにより、1280×1024ワークステーション画像
のどの1024×768部分でも選択でき、液晶ディスプレイパネル16Dに表
示できる。
赤外線受信機23Dを介して遠隔制御パニング機器22Dと連結されたマイク
ロプロセッサ24Dにより、ワークステーション画像の表示部分は機器22Dの
生成した入力コマンド信号に応答して変化する。
電圧制御発振器またはピクセルクロック生成器30DはHSYNC信号17D
と同調し、ピクセルクロック信号32Dを生成してA/Dクロック信号36Dを
入力ビデオデータ信号15Dと同期させる。
動作において、図2D〜7Dに示すように、ユーザが液晶ディスプレイパネル
16D上に表示されたワークステーション画像16ADのパンを所望するときは
、ユーザは遠隔制御パニング機器22Dを介してパニングコマンド信号をマイク
ロプロセッサ24Dへ送信する。マイクロプロセッサ24Dはパニング制御信号
の受信に基づき、制御回路20Dを介して、液晶ディスプレイパネル16D上に
表示されたワークステーション画像16ADを変化させる。故に、ワークステー
ション画像14ADの中央部分100D(図10D)のみが表示され、中央部分
100Dはピクセル画像の1024×768行列配置により限定され、これはワ
ークステーション画像14ADの線129〜1152と列129〜1152を示
す。
中央部分100Dが表示された後、ユーザは遠隔制御パニング機器22Dを介
して、左右上下の信号をマイク
ロプロセッサ24Dへ送信することによりワークステーション画像の様々な部分
を見る。
マイクロプロセッサ24Dの受信した各パン左信号に応答して、制御回路20
Dは表示画像を列から列へとワークステーション画像14ADの左中央部102
Dへ変化させ、左部分102Dはピクセル画像の1024×768の行列配置に
より限定され、これはワークステーション画像14ADの線129〜896と列
(129〜XL)から(1152〜XL)を示し、XLは1から128までの整数
である。
前述から、当業者は、ユーザがLCD画像を完全に左位置にパンした場合、左
中央部分102Dはピクセル画像の1024×768の行列配置により限定され
、これはワークステーション画像14ADの線129〜896とワークステーシ
ョン画像14ADの列1から1024を示すことを理解するであろう。
同様に、マイクロプロセッサ24Dの受信した各パン右信号に応答して、制御
回路20Dは表示画像をワークステーション画像の右中央部104Dへ変化させ
、右部分104Dはピクセル画像の1024×768の行列配置により限定され
、これはワークステーション画像の線129〜896と列(129+XR)から
(1152+XR)を示し、XRは1から128までの整数である。
従って、ユーザが画像を完全に右位置にパンした場合、
右中央部分104Dはピクセル画像の1024×768の行列配置により限定さ
れ、これはワークステーション画像14ADの線129〜896とワークステー
ション画像14ADの列256から1280を示す。
マイクロプロセッサ24Dの受信した各パン右信号に応答して、制御回路20
Dは表示画像をワークステーション画像の右中央部106Dへ変化させ、右部分
はピクセル画像の1024×768の行列配置により限定され、これは線(12
9 YU)から(896 YU)を示し、YUは1から128までの整数である。
画像が完全に上方位置にパンした場合、上中央部分106Dはピクセル画像の
1024×768の行列配置により限定され、これはワークステーション画像1
4ADの線1〜768とワークステーション画像14ADの列256から115
2を示す。
同様に、マイクロプロセッサ24Dの受信した各パン下信号に応答して、制御
回路20Dは表示画像をワークステーション画像の下中央部108Dへ変化させ
、下部分108Dはピクセル画像の1024×768の行列配置により限定され
、これはワークステーション画像の線(129+YD)から(896+YD)を示
し、YDは1から128までの整数である。
従って、ユーザが表示画像を完全に下位置にパンした場合、下部分108Dは
ピクセル画像の1024×768の行列配置により限定され、これはワークステ
ーショ
ン画像14ADの線258〜1024を示す。
本発明の好ましい実施例では表示画像はピクセル画像の1024×768の行
列配置により限定されるが、当業者は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
様々なサイズの他の行列配置が考えられていることを理解するであろう。
次にディスプレイ制御システム10Dを詳細に検討すると、制御回路20Dは
一般に線制御構成40Dと列またはピクセル制御構成50Dを有する。線制御構
成40Dは、ワークステーション画像の線1〜1024のどの線を液晶ディスプ
レイ16Dで表示するかを決定する。同様に、ピクセル制御構成50Dはワーク
ステーション画像の列1〜1280までのどの列を液晶ディスプレイ16Dで表
示するかを決定する。
次に図1Dを参照して線制御構成40Dを詳細に検討すると、線制御構成40
Dは一般に、線ホールドオフカウンタ42D、アクティブ線カウンタ44D、減
少パルスを各カウンタ42D,44Dにそれぞれ連結する一対の減少ゲート43
D,45Dを含む。線ホールドオフカウンタ42Dはパーソナルコンピュータ1
2Dのビデオモジュールの生成したVSYNC信号16Dを介して入力ビデオデ
ータ信号15Dと同期する。線ホールドオフカウンタは、パーソナルコンピュー
タ12Dの生成したVSYNC信号17ADにより許可される。
線ホールドオフカウンタ42DはVSYNC信号17
ADに続く予め決定されたY個の表示線をカウントし、表示を抑止する。マイク
ロプロセッサ24Dはパンコマンド信号を受信すると、負荷信号バス26Dを介
して線ホールドオフカウンタ42Dに初期Yカウントを負荷する。Yカウントは
、上下共にワークステーション画像でパンできる線の数と等しい。故にYは、ス
クリーンの大きさにより上下にパンできる最小数から最大数の線である。より詳
細には、Yは次の式(1D)により定義される。
Y=VSYNCパルスを含む線の数
+VSYNCブランキング間隔
+画像の開始線の数 (1)D
次の例は式(1D)の適用を示す。
前述の内容から、Yの初期値はスクリーンサイズと画像の開始線の数両方によ
ることを理解されたい。従って例えば、1024×768ピクセルのスクリーン
サイズで中央スクリーン位置から始めるには、Yは128とVSYNCパルスと
VSYNCブランキングを合わせた値に初期化される。
動作において、VSYNC信号17ADが前のフレームタイム期間の終わりで
高くなると、線ホールドオフカウンタ42Dが許可され、その出力は論理LOW
レベルになり、アクティブ線カウンタ44Dとピクセル制御構成50Dを不能に
する。すると線オフカウンタ42Dには初期カウント128が負荷され、このカ
ウントはHSYNC信号17Dが論理HIGHレベルになる度に減少する。線ホ
ールドオフカウンタ42Dが零まで減少すると、端末カウント信号46Dが生成
され、アクティブ線カウンタ44Dとピクセル制御構成50Dが許可されるが、
これについては以下詳述する。
アクティブ線カウンタ44Dは許可されると、端末カウント信号46Dが論理
HIGHレベルに上昇した後、HSYNC信号17Dの発生毎に減少する。
アクティブ線カウンタ44Dは予め決定された数Mで負荷信号バス26Dを介
してマイクロプロセッサ24Dにより初期化され、ここでMは液晶ディスプレイ
ユニット16Dで可能な総行列表示線数を示す。カウンタ44Dは負荷信号バス
26Dを介して数768で負荷される。
アクティブ線カウンタ44Dが零まで減少すると、ディスエーブル信号47D
が生成され、ディスエーブルゲート43D,45Dが不能となる。
マイクロプロセッサ24Dは、VSYNC信号17AD,HSYNC信号17
Dと、遠隔制御機器22Dを介してユーザが送信した様々なパンコマンドに応答
する。マイクロプロセッサ24Dは、対応するワークステーション画像に対する
パネル画像の現位置を決定する従来的なアルゴリズムを含む。マイクロプロセッ
サ24Dはこの決定に基いて、線制御回路40Dとピクセル制御回路50Dがワ
ークステーション画像のユーザ選択部分の表示を抑止または許可する適切なカウ
ントで負荷されるようにする。
次に図1Dを参照してピクセル制御構成50Dを詳細に検討すると、ピクセル
制御構成は一般にピクセルホールドオフカウンタ52Dとアクティブピクセルカ
ウンタ54Dを含む。ピクセルホールドオフカウンタ52Dは、線ホールドオフ
カウンタの端末カウント信号46Dとピクセルクロック信号32Dを介して入力
アナログビデオデータ信号15Dと同期する。
端末カウント信号46Dが論理HIGHレベルに達すると、ピクセルホールド
オフカウンタ52Dが許可される。カウンタ52Dはマイクロプロセッサ24D
により初期化され、マイクロプロセッサ24Dはカウンタ52Dに負荷信号バス
26Dを介して初期Xカウントを負荷
する。Xカウントは左右共にワークステーション画像でパンできる列の数と等し
い。故にXは、スクリーンの大きさにより左右にパンできる最小数から最大数の
線である。より詳細には、Xは次の式(2D)により定義される。
X=HSYNCパルスを含むピクセルの数
+HSYNCブランキング間隔
+画像の開始ピクセルの数 (2)D
次の例は式(2D)の適用を示す。
前述の内容から、Xの初期値はスクリーンサイズとパン画像の開始ピクセル列
数の両方によることを理解され
たい。従って例えば、1024×768ピクセルのスクリーンサイズで中央スク
リーン位置から始めるには、Xは128とHSYNCパルスとHSYNCブラン
キングを合わせた値に初期化される。
ピクセルホールドオフカウンタ52Dが許可されると、そのカウントはピクセ
ルクロック信号32Dの発生毎に減少する。従って、ピクセルホールドオフカウ
ンタ52Dの出力は128ピクセルクロックの論理LOWレベルに維持される。
ピクセルホールドオフカウンタ52Dが零まで減少すると、その出力が開始サン
プリング信号56Dを生成し、論理HIGHレベルとなり、アクティブピクセル
カウンタ54DとA/Dクロックゲート34Dの両方が許可される。
アクティブピクセルカウンタ54Dは許可されると、ピクセルクロック信号3
2Dの発生毎に減少する。
アクティブピクセルカウンタ54Dは予め決定された数Nで負荷信号バス26
Dを介してマイクロプロセッサ24Dにより初期化され、ここでNは液晶ディス
プレイユニット16Dで可能な総行列表示列数を示す。カウンタ54Dは負荷信
号バス26Dを介して数1024で負荷される。
アクティブピクセルカウンタ54Dは許可されると、ピクセルクロック信号3
2Dの発生毎に減少する。カウンタ54Dは零カウントまで減少すると、ストッ
プサンプリング信号57Dを生成し、A/Dクロックゲート3
4Dを不能にする。
前述の内容から、当業者は、ピクセルホールドオフカウンタの開始サンプリン
グ信号56Dが論理HIGHレベルにある期間のみA/Dクロックゲートが許可
されることを理解するであろう。
次に図12Dを参照して遠隔機器22Dを詳細に検討すると、遠隔機器22D
は一般にパンコマンドキー302Dを含み、これが動作するとパンコマンドがマ
イクロプロセッサ24Dに送信される。制御回路はパンコマンドを受信すると、
図3Dに示す圧縮画像16ADを中央パン画像100D(図10D)に変化させ
る。
遠隔機器22Dはさらに、パン左キー310D、パン右キー311D、パン上
キー312D、パン下キー313Dを含むパニングキー群304Dを有する。キ
ー310D〜311Dを動作することにより、図3D〜11Dに示すパニング位
置全てを得ることができる。例えば、図8D〜9D、11D〜12D各々で示す
ように、左上パン位置110D、右上パン位置111D、左下パン位置112D
、右下パン位置113Dを見ることが可能となる。
実施例により、1024×768ピクセルのスクリーンサイズのX,Yの初期
値がパン画像の中央部分に対して特定された。当業者は、他のX,Yの初期値が
様々なサイズのスクリーンに相当することを理解するであろう。従って、X,Y
は1152×900ピクセル等のスク
リーンサイズでは異なる。
E.ディスプレイ制御システムのズーム動作モード
先ず、図面について説明する。特に図1〜図11についてより詳細に説明する
。図1に、本発明に従って構成されたディスプレイ制御システム10Eを示す。
この表示制御システム10Eは、ディスプレイ制御システム図1Aの25Aとし
て用いてもよいし、また、モニタ13Eを有するパーソナルコンピュータ12E
等のビデオ信号生成装置及び、液晶ディスプレイユニット15E等のディスプレ
イ装置間に対になって図示されている。好適な本発明の実施例の説明によれば、
パーソナルコンピュータ12Eを用いるが、一方、当業者には、高解像度及び低
解像度装置の両方を含む他の装置においても良好に動作することが理解されよう
。
液晶ディスプレイユニット15Eは、モニタ画像18Eに表示する1024×
768に配列された画素を有する液晶パネル16E(図1〜図3)を含む。これ
に関しては、モニタ画像18は、パーソナルコンピュータのモニタ画像14Eの
バーチャルに複製された画像30E(図2E)またはそのパーソナルコンピュー
タのモニタ画像14Eのズームされた画像31E(図3)のいずれかでよい。こ
の複製された画像30Eは、n行m列に配置されたピクセル画像のマトリックス
配列により決定される。一方、ズームされた画像31EはN行M列に配置された
ピクセル要素のマトリックス配列により決定され
る。ここで、数m及び数Mはそれぞれおよそ640及び1024であり、一方数
n及び数Nはそれぞれおよそ480及び720である。
上記から、ディスプレイシステム10Eによりユーザ(図示しない)は液晶デ
ィスプレイパネル16Eより画像をみることができるが、画像30E等の640
×480ピクセルのマトリックス配列に配置されたコンピュータモニタ画像14
Eのバーチャルに複製された画像、または、1024×720のマトリックス配
列に配置された対応するズームされた画像31Eのバーチャルに複製された画像
の場合と同様に行うことができるということが当業者には理解されよう。
ディスプレイ制御システム10Eは一般に20Eに示した低速サンプリング構
成を含み、これによりパーソナルコンピュータ12によって出力されたアナログ
RGBビデオデータ入力信号119Eを640×480のモニタ画像14Eに表
示可能なピクセルデータ信号21AEに変換するのを助ける。ここで、後述する
が、このサンプリング構成20Eは、一般に21Eに示した低コスト、低速のデ
ジタル変換構成を含み、これは少なくとも各フレームタイム間に一度に640×
480のコンピュータ画像の入力ビデオデータを全て十分にサンプリングできる
サンプリング速度で動作する。
低速サンプリング構成20Eはさらに様々なタイミング信号を出力するタイミ
ング制御回路22Eを含み、こ
れによりアナログ−デジタル変換構成21Eは入力ビデオデータ信号119Eを
パネル16E上のディスプレイの適当なフォーマットに配置されるピクセルデー
タ21AEに変換することができる。上記により、いかなる所与のフレームタイ
ム間において、どのフレームサイクルのピクセル画像の情報もピクセルデータに
変換されるということが当業者には理解されよう。
サンプリング構成20EはさらにビデオRAMメモリ23Eを含み、これはア
ナログ−デジタル変換器21Eにより変換されたピクセルデータを受け取ったり
格納したりする。ここで、ピクセルデータ21AEは、m×n次元の行列として
格納される。ここにおいて、ディスプレイ画像30Eではmはおよそ1024、
nはおよそ768、ズームされたディスプレイ画像31Eではmはおよそ128
0、nはおよそ512である。当業者には、前述した行列のm×n次元は好適な
次元であることが理解される。しかしながら、本発明の範囲内において、他の次
元についても考えられる。
後に説明するが、より詳細には、メモリ23Eからデータを再び読み出す際に
、それは中心に寄せられた640×480画像にフォーマットされ、これは、1
024×768配列のLCDパネル16Eの上部の中心に表示された画像30E
のようになる。または、それはズームされた1024×720画像にフォーマッ
トされ、これは、1024×768配列の頭部に表示されるズーム
された画像31Eのようになる。中心に寄せられた画像30E及びズームされた
画像31Eは共に、コンピュータモニタ画像14Eに対応する。中心に寄せられ
た画像30Eはコンピュータモニタ画像14Eと同じ640×480のピクセル
画像配列を有し、一方ズームされた画像31Eは拡大された1024×720の
ピクセル画像配列を有する。当業者には、図2Eの画像30Eの位置及び図3E
のズームされた画像31Eの位置は好適な位置であることが理解されよう。本発
明では、パネル16Eの中で他の位置も可能であり、考えることができる。
ディスプレイ制御システム10Eは、さらに、タイミング制御回路22Eに対
応する出力ロジック構成24Eを含む。そのタイミング制御回路はアドレス及び
スケール信号を生成し、コンピュータモニタ画像14E全体をズームされた画像
31Eのようにズームされた画像にズームし、または、コンピュータモニタ画像
14E全体を中心に寄せられた画像30Eのように中心に寄せられた画像として
単に複製する。ここで、出力ロジック構成24Eにより、ピクセルデータ21A
Eを再び取り出し、640×480ラインのディスプレイ情報として表示するこ
とができ、または後に詳述するように、1024×720ラインの情報として拡
大縮小し、表示することができる。
ディスプレイ制御システム10Eは、さらに、赤外線レシーバ28Eを介して
リモート制御ズーム装置に組み
合わされたマイクロプロセッサ29Eを含み、液晶ディスプレイパネル16Eは
装置27Eにより生成される入力コマンド信号に応答して、中心に寄せられた画
像30Eのように、中心に寄せられた640×480画像、またはズームされた
画像31Eのようにズームされた画像を表示する。
動作中、マイクロプロセッサ29Eは先ず最初に入力アナログビデオデータ1
19Eのフォーマットを検知し、メモリ23Eで変換されたアナログビデオデー
タ119Eを格納するのに要するメモリサイズを決定する。続いて一時的に変換
されたアナログビデオ信号を格納するメモリ23Eの所要のメモリスペースを割
り当て、また、パネル16Eに表示する画像を示す受信デジタル情報のために割
り当てられたメモリスペースをクリアする。
メモリ23Eの所要のスペースがクリアされると、サンプリング構成20Eは
入力ビデオデータ119Eをメモリ23Eの予め決められた位置へ格納する。よ
り詳細には、サンプリング構成20Eはビデオデータ信号119Eをデジタルピ
クセルデータ21AEに変換し、一方ビデオデータRAMメモリ23Eはピクセ
ルデータ21AEを格納する。後述するが、リモート制御ズーム装置27Eを用
いるユーザは、中心に寄せられた画像30Eのように中心に寄せられた640×
480の画像として表示するモニタ画像の複製、またはズームされた画像31E
のようにズームされた1024×720の画像かを
選択することができる。
先ず、センタド画像30Eはパネル16に表示される。ユーザは液晶ディスプ
レイパネル16Eに表示されたセンタド画像をズームしたい時はいつでも、リモ
ート制御ズーム装置27Eを介して、ズームコマンド信号をマイクロプロセッサ
29Eに伝達する。ズームコマンド信号受信に応答して、マイクロプロセッサ2
9Eはズーム信号191Eを生成して、液晶ディスプレイパネル16Eに表示さ
れたセンタド画像30Eをズーム画像31Eに変換する。ここで、画像は、64
0×480のピクセルフォーマットのセンタド画像から1024×720のピク
セルフォーマットのズーム画像31Eに変換される。
ズーム画像31Eが表示された後、使用者は、リモート制御ズーム装置27E
を介して、格納コマンド信号をマイクロプロセッサ29Eへ伝達してセンタド画
像30Eを格納し、コンピュータ画像14Eの複製画像を見ることができるよう
にする。ここで、マイクロプロセッサ29Eは格納信号192Eを生成し、画像
30Eを表示する。
上述したことから、1024×768の画像を液晶ディスプレイパネル16E
により表示可能であるが、画像30Eのサイズはパネル16Eのサイズに完全に
対応していないということが理解されよう。ここで、ユーザが格納信号192E
を生成するとセンタド画像30Eが表示される。センタド画像30Eは640×
480のピ
クセル画像のマトリックス配列により決められ、それは1024×768のマト
リックス配列中の列192Eから832E、つまりそれぞれ架空のライン91E
及び93E(図2E)により決められ、また、行1Eから480E、つまりそれ
ぞれ架空のライン92E及び94Eにより決められる。
類似の様式で、また、ユーザがズーム信号191Eを生成するとズーム画像3
1Eが表示されるということが理解されよう。ズーム画像は1024×720の
マトリックス配列のピクセル画像により決められ、それは1024×768のマ
トリックス配列中の列1Eから1024E、及び行1Eから720E、つまりそ
れぞれ架空のライン95E及び96E(図3E)により決められる。本発明の実
施例では、画像30E及び31Eはいずれもパネル16Eの上端に配置されるが
、画像30E及び31Eはパネル16Eの上端、下端間の中心に寄せることがで
きるということが、当業者には理解されよう。
さらに、本発明の好適な実施例によれば、ディスプレイズーム画像31Eは1
024×720のピクセル画像のマトリックス配列により決められるが、他の異
なるサイズのマトリックス配列も本発明の範囲内において考えられることが、当
業者には理解されよう。
さらに、本発明の好適な実施例によれば、ビデオデータ信号119Eはアナロ
グ信号に限定される。当業者には、デジタル信号も考えられ、それによりアナロ
グから
デジタルへ変換する必要がなくなることが理解されよう。ここで、アナログ−デ
ジタル変換器は必要なく、デジタル信号をビデオデータRAMメモリに直接ゲー
トすることができる。
図6Eを参照してより詳細にリモート装置27Eを検討する。リモート装置2
7Eは一般にズームアップコマンドキー302Eを含み、作動されると、ズーム
コマンドをマイクロプロセッサ29Eに送る。ここで、マイクロプロセッサ29
Eは、ズームコマンドを受けて、図2Eに示したセンタド画像30Eをズーム画
像31E(図3E)に変換する。
リモート装置27Eは、さらに、格納またはズームダウンキー310Eを含む
。動作中、キー310Eを作動させることにより、図2Eに示したズームダウン
画像30Eが得られる。
図1E及び図4Eを参照してより詳細に低速サンプリング構成20Eについて
検討する。サンプリング構成20Eはアナログ−デジタル変換器構成21Eを含
み、赤、緑、青の入力アナログビデオ信号をデジタル信号に変換する。一般に3
7E(図4E)に示される論理ゲート構成により生成されるサンプルクロック信
号36Eにより、入力アナログ信号を様々な速度で変換するか、ピクセル画像デ
ータを全て奇数フレームタイム間及び偶数フレームタイム間に変換する。ここで
、入力アナログ信号は複製画像30Eが求められるとノーマル速度で変換され、
ズーム画像31Eが求められるとズーム速度で変換される。
ゲート構成37Eをより詳細に検討すると、ゲート構成37Eは一般に一組の
論理ゲート101E〜103Eを含み、クロック信号SAMPLE CLOCK
36Eをピクセルデータをサンプリングする速度と同じ速度で生成し、ピクセル
データをサンプリングするか変換するかを決める。クロック信号36Eは論理和
ゲート103Eで生成される。格納モードまたはズームモードのどちらが選択さ
れたかによって、クロック信号36Eはそれぞれ、ゲート101Eからのクロッ
ク信号PXCLKまたはゲート102Eからのクロック信号ZOOM CLOC
Kとなる。クロック信号ZOOM CLOCK136Eは、図7Eに最良に示さ
れるように、クロック信号PXCLK34Eの周波数の実質2倍の周波数を有す
る。このように、入力アナログデータ119Eは、格納モード時のサンプリング
速度の2倍の速度でズームモード時には、サンプリング可能である。この結果、
平行して、同じピクセル情報を2回サンプリングすることができ、また同じピク
セル情報を2回格納することができる。メモリ23Eに格納された2つのピクセ
ル情報により、640×480の画像は1280×480の画像に変換され、続
くスケーリング動作のためメモリ23Eに格納される。より詳細には後述する。
ゲート構成37Eは、さらに、HSYNC信号117
Eに連結されたVCO CLOCK(垂直カウントクロック)200Eを含み、
PXCLK(ピクセルクロック)信号34Eを生成する。ピクセルクロック信号
34Eはゲート101Eでマイクロプロセッサ29Eからの格納コマンド信号1
92Eと組み合わされ、そこで、ゲート101EはPXCLK信号34Eと実質
的に同等な信号を生成する。
マイクロプロセッサ29Eからのズームコマンド信号191Eは、ゲート10
2EでZOOM CLOCK信号136Eと組み合わされ、和ゲートのズームモ
ード入力を生成し、そこでゲート102Eはクロック信号ZOOM CLOCK
136Eと実質的に同等な信号を生成する。クロック信号ZOOM CLOCK
136Eは、PXCLK信号等のピクセルクロック信号36Eの周波数を倍にす
る既知の方法または装置により生成される。
フレームカウンタ45EはHSYNC信号117E及びVSYNC信号116
Eに連結され、ODD FRAME信号220E及びEVEN FRAME信号
222Eを生成し、出力ロジック構成24Eからの出力データを変化させるが、
これはより詳細には後述するように、動作中のビデオフレームのイーブンまたは
オッド状態に従って行う。
動作中、格納信号192Eまたはズーム信号191Eがアクティベイトされる
。格納信号192Eがアクティ
ベイトされると、ゲート101Eは、クロック信号PXLCLK34Eと実質類
似した格納モード信号を生成する。同時にゲート102Eはデアクティベイトさ
れる。和ゲート103Eはクロック信号SAMPLE CLOCK36Eを生成
し、これはクロック信号PXCLK34Eと実質的に同等のものであり、アナロ
グ−デジタル変換器構成21Eを選択可能にアクティベイトする。
ズーム信号191Eがアクティベイトされると、ゲート102Eはクロック信
号ZOOM CLOCK136Eと実質的に類似したズームモード信号を生成す
る。同時に、ゲート101Eはデアクティベイトされる。そして和ゲート103
Eはズームモード信号に基づいたクロック信号SAMPLE CLOCK36E
を生成し、サンプリング速度を倍にして、入力アナログデータ119Eから変換
されたそれぞれのピクセル情報の貯蔵を倍にする。
ビデオRAMメモリ23Eをより詳細に検討すると、メモリ23Eは図示しな
いメモリ23Eの情報貯蔵を制御する手段に連結され、さらに、アナログ−デジ
タル変換器構成21E及び出力ロジック構成24E間に連結され、ピクセルデー
タ21AEを受け取り、格納した後、そのデータを出力ロジック構成24Eに移
す。メモリ23Eは十分に大きな貯蔵容量を有し、1280×1024のピクセ
ル配列次元を有するワークステーション等のようにハイレゾリューション装置か
らの画像に適用でき
る。ここで、マイクロプロセッサ29Eは画像18Eのような入力装置画像のピ
クセル配列次元を検知し、画像18Eに対応できるようにメモリ23E内の適当
な位置番号を割り当てる。
動作中、メモリ23Eはユーザによって選択された動作モードに従って2つの
異なる機能を行う。例えば、格納モードでは、マイクロプロセッサ29Eはメモ
リ23E全体をクリアし、メモリ23Eに先に格納された無関係のデータを削除
する。そしてマイクロプロセッサ29Eは画像18Eの配列の次元を検知する。
図1Eに示されている好適な実施例では、画像18Eは640×480の配列
を有し、一方パネル16Eは1024×768の配列を有する。先ず、マイクロ
プロセッサ29Eが画像18Eの配列の次元を検知すると、マイクロプロセッサ
29Eはメモリ24E中に画像16Eを再生するのに必要なメモリ23E中の適
当なメモリ位置を決定する。ここで、マイクロプロセッサ29Eメモリ23E中
に貯蔵配列をセットアップするが、これはパネル16Eの1024×768と同
様の次元を有する。第193列から始まり第832列まで及び第1行から第48
0行の部分配列はマイクロプロセッサ29Eによって保持され、ピクセルデータ
21AEを受け取り、一方残りの列及び行はクリアされたままである。
シングルフレームのビデオ情報では、サンプリング構成20Eは入力アナログ
信号119Eをピクセルデータ
21AEに変換し、そしてメモリ23Eの保持された部分に格納される。このよ
うにして、画像30Eはメモリ23E中、1024×768の配列の上部中央部
に格納される。そして、格納された画像30Eはパネル16Eに送られ、そこで
複製画像30Eは図2Eに示すようにパネル16上の第193列及び第832列
間、第1行及び第480行間に配置される。
ズームモードでは、マイクロプロセッサは先ずメモリ23E全体をクリアする
。およそ1280×512の次元を有する配列がメモリ23Eのメモリ位置に取
りのけられ、画像14Eのデジタル再生成の受け取り及び格納を行う。そこで、
画像14Eからのピクセル情報の列数は倍にされるが、一方列数は同じままであ
る。ここで、マイクロプロセッサ29Eはメモリ列1から1280及び行1から
480を保持し、画像14Eの拡大表示形式を格納できるようにする。
シングルフレームのビデオ情報では、サンプリング構成20Eは入力アナログ
信号を119Eをピクセルデータ21AEに変換し、そこで入力ピクセルデータ
21AEはフレーム間で2度サンプリングされ、2つのピクセル情報は両方とも
メモリ23Eに格納される。ピクセルデータ21AEがメモリ23Eの保持され
たメモリに格納された後、出力ロジック構成24Eに送られ、パネル16Eの配
列の次元に対応してスケーリングを行う。
上記のことから、メモリ23Eは、格納モードでの表
示のためにそれを送る前に、パネル16Eに表示される、画像30Eを囲む空白
スペースを含む最終的な画像18Eを一時的に再生成する手段を提供することが
、当業者には理解されよう。
ズームモードでは、メモリ23Eは、画像30Eの下部に付加している空白ス
ペースとともに水平に伸長する手法で画像14Eを一時的に再生成する手段を提
供し、スケーリングを容易にし、そこから画像14Eをスケーリングし再生成し
たものの配列の次元を実質的にパネル16Eの配列の次元に合わせることが可能
である。
図1及び図5を参照して出力ロジック構成24Eをより詳細に検討する。構成
24Eは一般に一組の出力データロジックユニット91E及92Eを含み、ビデ
オRAMメモリ23Eから引き出したピクセルデータは、640×480または
1024×720のそれぞれ格納モードまたはズームモードのフォーマットで表
示される。ゲート制御回路90Eは、どちらの動作モードが選択されたかによっ
て、ピクセルデータ情報をユニット91Eまたは92Eのうち一つにゲートする
。マルティプレクサ93Eが、ロジックユニット91Eまたは92Eを通りディ
スプレイ16Eへ移動するデータを制御する。
図10を参照して、1024×720のスケーリングロジックユニット91E
をより詳細に検討する。ユニット91Eは一般に行論理回路またはプログラム可
能な論理回路124E及び列論理回路126Eを含み、それぞ
れ水平及び垂直ピクセルデータをスケーリングする。
最良に示されている、図10Eのように、プログラム可能な論理回路124E
は一般に一連の論理回路1000E〜1767E及びマルティプレクサ構成14
2Eを含み、ラインアドレス信号38Eを生成し、画像の行または列をnライン
Nラインにスケーリングする。本発明の好適な形態によれば、ロジック1000
E〜1767Eはゲートアレーロジックで実施される。
コンピュータモニタに基づく画像14Eでのある行または列のピクセル画像デ
ータが奇数フレームサイクル毎に繰り返されるように論理回路1000E〜17
67Eは構成される。偶数フレームサイクルでは、ある他の行または列のピクセ
ル画像データか繰り返される。奇数フレームサイクルは互い違いの様式である偶
数フレームサイクルと組み合わされ、各サイクルから繰り返されるラインをオー
バラップさせ、それによりライン数をnからNラインに増加させる。
例えば、論理回路1000Eは、メモリ23Eのライン2またはVL2に格納
されたライン情報を2回表示させ、一方メモリ23Eのライン1またはVL1に
格納されたライン情報を1偶数フレームサイクルに単に1回表示する。続く、奇
数フレームサイクルで、論理回路1001Eは、メモリ23Eのライン1または
VL1に格納されたライン情報を2回表示させ、一方メモリ23Eのライン2ま
たはVL2に格納されたライン情報を単に1
回表示する。
このようにして、パネル16Eに表示された最初の3ラインの情報はそれぞれ
、偶数フレームサイクルで、ラインVL1、VL2及びVL2を有する。続く奇
数フレームサイクルでは、パネル16Eに表示された最初の3ラインの情報はそ
れぞれ、偶数フレームサイクルで、ラインVL1、VLI及びVL2を有する。
このように、偶数フレームサイクルが奇数フレームサイクルを組み合わされる
と、格納された2つのラインの情報から3ラインの情報が生成される。ここで、
表示される一連の3ラインの第2ラインはVL1とVL2の間で入れ替わる。人
間の肉眼では、偶数及び奇数フレームサイクルの周波数による差を識別すること
ができないので、テアリング効果なしに、VL1及びVL2の第2表示ラインは
一つのラインに合わさっているように見える。
このパターンは、1偶数フレームサイクルで全3ラインを表示するのに2ライ
ンのうち一つが繰り返され、さらに1奇数フレームサイクルで全3ラインを表示
するが、続く対になったライン情報に対して繰り返され、総数768ラインが表
示される。ここで、論理回路1002E及び1003Eは同じ様式でラインVL
479及びVL480を繰り返す。前述したように、メモリ23Eは480ライ
ンの情報を格納する。従って、2つのラインの情報を3つの表示ラインの情報に
変換するのに繰り返したり、組み合わせたりする上記の方法により、格納され
た480ラインの情報を変換すると、単に720ラインの表示ラインの情報とな
り、パネル16Eで有効な768ラインより少ない。
パネル16Eの残りの48ラインをアドレスするために、マイクロプロセッサ
29Eによって最初にクリアされたメモリ23のVL512を介してラインVL
481はさらに同様の方法により変換され、ライン情報を得て、パネル16Eの
残りの48ラインをアドレスする。図10に示すように、論理回路1766E及
び1767Eからパネル16Eにより表示可能な768ラインのうち最後の3ラ
インを得る。
図8E及び図9Eを参照すると、ピクセル画像データの行及び列の繰り返し及
び組み合わせが概略的により詳細に図示されている。
図8Eは、1偶数フレームサイクルでパネル16E上に表示するためにスケー
リングユニット91Eによって生成されるピクセル及びライン情報を示す。ここ
で、このダイヤグラムの左側は2つの垂直な列からなり、関係する行または列を
確認する。最も内側の列はビデオRAMラインVLにより確定されるが、これは
メモリ23Eに格納されるのと同じライン番号を示す。最も外側の列はパネルラ
インPLにより確定されるが、これは表示されるパネル16Eのライン番号を示
す。
前述したように、図10Eの論理回路1000Eは、偶数フレームサイクルで
パネル16Eの最初の3つの表
示ラインとしてVL1、VL2及びVL2を表示する。この同様のVL1、VL
2及びVL2の表示が、対応するパネル16EのラインPL1、PL2及びPL
3と共に、図8Eに示されている。このパターンは繰り返され、ラインVL51
1、VL512及びVL512はラインPL766、PL767及びPL768
としてパネル16Eに表示される。
同様に、図9Eは、1奇数フレームサイクルでパネル16E上に表示するため
にスケーリングユニット91Eによって生成されるピクセル及びライン情報を示
し、同じ項目を含む。しかしながら、奇数フレームサイクルで、メモリ23Eに
格納された奇数番号のラインが偶数番号のラインの代わりに繰り返される。
メモリ23Eに格納されたライン情報をパネル16Eの可能出力に合わせて拡
張するために、マルティプレクサ構成142Eは一般に複数のグループのライン
アドレスのペア回路を含む。ここで、ラインVL1、VL2、VL2をゲートす
る偶数フレームの時間ロジックはラインVL1、VL1、VL3をゲートする奇
数フレームの時間ロジックと多重化され格納されたラインVL1及びVL2を表
示ラインPL1、PL2及びPL3に拡張する。言い換えれば、格納されたライ
ンはディスプレイ表示するために2対3の割合で増加された。
上述したことから、マルティプレクサ構成142Eはアドレスバスライン38
Eにより列論理回路126Eに
組み合わされた複数のラインアドレスドライバ(図示しない)を含むことが当業
者には理解されよう。
図10Eを参照してより詳細に列論理回路126Eを検討する。列論理回路1
26Eは一般にアドレスバスライン38Eに組み合わされたフレームメモリ23
Eの装置の一組51E及び出力データを集めるマルティプレクサの一組52Eを
含む。フレームメモリ23Eの装置のひと組み51Eはプログラム可能な論理回
路124Eにより生成されたラインアドレス信号と同様にメモリ23Eから引き
出されたピクセルデータに応答する。ここで、フレームメモリ23Eの装置の一
組51Eにより、ある隣り合ったピクセル画像データの列を2フレームサイクル
毎に合わせて平均化し、一つのピクセル画像の列の組みを形成することが可能と
なる。
フレームメモリ23Eの装置の組み51Eをより詳細に検討する。フレームメ
モリ23Eの装置の組み51Eは一般に論理回路の集まり60E〜64Eを含み
、スケーリングシグナル70E〜73Eを生成し、画像の水平部を1280ライ
ンから1024ラインへスケーリングする。
論理回路60E〜64Eは、メモリ23Eに格納されたピクセル画像データの
ある列を奇数フレームサイクル毎に消去し、また他の格納されたピクセル画像デ
ータのある列を偶数フレーム毎に消去するために設けられる。消去された2つの
列はこのようにともに平均化され、列
数を1280列から1024列に圧縮する。
図8E及び図9Eを参照すると、平均化されたピクセル画像データの列がより
詳細に図示されている。図8E及び図9Eは2つの列のピクセル情報の識別子、
ビデオラムピクセルVP及びパネルピクセルPPを含み、それぞれ格納されたピ
クセル情報の列及び表示されるピクセル情報の列を識別する。図8E及び図9E
の両図では、メモリ23Eに格納されたピクセル情報の列で特定のフレームサイ
クルでパネル16Eに表示されないものは、太線で示す。
図8Eにおいて、偶数フレームの時間サイクルで、5つのうち1つのピクセル
画像データが消去または表示されない。ここで、格納された列VL4、VL9、
VL14、・・・、VL1279は消去される。図9Eにおいて、奇数フレーム
の時間サイクルで、隣り合った格納されたピクセル画像データは消去される。従
って、格納された列VL5、VL10、VL15、・・・、VL1280は消去
される。
図8E及び図9Eに示したように、列VL4は偶数フレームサイクルで表示さ
れないが、一方格納されたVL5はパネル16Eのピクセルの列PP4として表
示される。奇数フレームサイクルで、列VL5は表示されないが、一方列VL4
はピクセルの列PP4として表示される。このように、格納された列VL4及び
VL5は表示列PP4として入れ代わり、見る人には両列VL4及び
VL5の組み合わせとして結果画像が認識される。このパターンは5つのピクセ
ルの列の全てのグループにおいて繰り返される。そのようにして、列は1280
から1024列にスケールダウンされる。全コンピュータ画像は2フレームサイ
クル毎に表示されるので、結果画像は、フリッカ無し及び重要なストリッピング
及びテアリングを生じさせること無しに表示される。
マルティプレクサのセット52Eを検討する。セット52Eは一般に一組のマ
ルティプレクサ装置80E及び82Eを有し、ピクセルデータ情報の組を液晶デ
ィスプレイユニット16Eに送る。ここで、マルティプレクサ装置のセット52
Eは論理回路60E及び62Eの出力と連結されたマルティプレクサ装置80E
、及び論理回路61E、63E及び64Eの出力と連結されたマルティプレクサ
装置82Eを含む。ドライバ63E及び64Eからの出力信号はともに共通のノ
ードNで接続され、マルティプレクサ82Eに連結される。
図5Eを参照して論理回路60E〜64Eをより詳細に検討する。論理回路6
0E〜64Eは表IEに示す列のスケーリングを制御する。
表IEより、論理回路63E及び64Eにより制御されるピクセル画像データ
の列により格納されたピクセル画像データを1280から1024の表示ピクセ
ル画像データにスケーリングすることが容易となることが、当業者には理解され
よう。
ここで、ピクセル画像データを1280から1024へスケールダウンするに
は5対4のスケールダウン比が必要となる。従って、各グループ毎に5つの列の
うち格納されたピクセルデータ情報の1つの列を消去することにより、所望のス
ケーリングが達成される。さらに、か
わるがわる隣り合った列を消去することにより、消去されていない列間の連続が
維持され、従って、見る人にはテアリング効果が減じられていることが観測され
よう。
図10Eに最良に示されているように、列のスケーリングを制御するために出
力ドライバの論理回路64E及び63Eが一組の論理信号、奇数フレーム信号2
20E及び偶数フレーム信号222Eにより可動される。論理信号220E及び
222Eはフレームカウンタ45E(図4E)により生成され奇数フレームタイ
ム期間及び偶数フレームタイム期間をそれぞれ示す。奇数フレーム信号220E
及び偶数フレーム信号222Eを生成するフレームカウンタは従来のフリップフ
ロップ(図示しない)であり、ここでは説明しない。
奇数フレーム信号220Eが論理上ハイであるとき、列のドライバ64Eは不
可動となり、列のドライバ63Eは可動となる。同様に、偶数フレーム信号22
2Eが論理上ハイである時、列のドライバ63Eは不能となり、列のドライバ6
4Eは可動となる。この方法では、奇数または偶数フレームサイクルの何れかが
生じるかに従って、5つの格納されたピクセルの列のうちそれぞれのグループの
4番目及び5番目の列を交互に消去することができる。
図5E及び図11Eを参照して640×480の出力データのロジックユニッ
ト92Eをより詳細に検討する。
出力データのロジックユニット92Eはスケーリングロジックユニット91Eを
類似しており、ラインアドレスバスにより列論理回路226Eに連結された行論
理回路224Eを含む。行論理回路224Eは論理回路のグループ及び行論理回
路124Eのマルティプレクサに類似したマルティプレクサを含む。列論理回路
226Eはフレームメモリ23Eの装置のセット及び列論理回路126Eのマル
ティプレクサに類似したマルティプレクサのセットを含む。しかしながら、行論
理回路124Eと違って、行論理回路224Eはスケーリング機能を行わない。
ここで、行の論理回路224Eは単に格納されたライン情報をメモリ23Eから
引き出し、そのライン情報を変換せずパネル16Eに伝達する。同様に、列の論
理回路226Eは単に格納されたピクセル情報をメモリ23Eから引き出し、そ
のピクセル情報を変換せずパネル16Eに伝達する。
上記から、出力データのロジックユニット92Eにより、メモリ23Eに格納
されるように、メモリ23Eからパネル16Eへの移動が促進され、結果として
、画像30Eが表示される。
本願に付録AEとして添付したゲートアレーロジックのリストは、試作及び実
験した本発明の実システムで利用され、またアルタズ・アドバンスド・ハードウ
ェア・デスクリプティブ言語(AHDL)を用いた。
F.ディスプレイ制御システムの強調動作モード
図面の図1F〜図12Fを参照して、より詳細には図1Fには、ディスプレイ
制御システムが示され、これは本発明により構成される。ディスプレイ制御シス
テム10Fが図示されているが、パーソナルコンピュータ16F及びコンピュー
タマウス13F、ビデオモニタ15F及びオーバヘッドプロジェクタ20Fに取
り付けられた液晶ディスプレイパネル12Fを含む周辺装置を有するコンピュー
タシステム11Fに連結される。
ディスプレイ制御システム10Fは一般に、信号プロセッサ25F及びチャー
ジカップル装置またはカメラ14Fが都合良くオーバヘッドプロジェクタ20F
のケースまたはある他の都合のいい位置に設けることができる。信号プロセッサ
25Fは従来のオーバヘッドプロジェクタ20Fとともに示されるが、信号プロ
セッサ25Fは図1Aのディスプレイ制御システム25Aとして用いることがで
きる。
また、液晶パネル12F及びオーバヘッドプロジェクタ20Fを図1Aの統合
プロジェクタ10Aのような統合された構成とすることができることが理解され
よう。
図1Fで最良に示されているように、パーソナルコンピュータ16Fのビデオ
出力ポート17Fがビデオケーブル23Fを介して主ビデオ映像50Fを示す主
ビデオ情報信号を同時にビデオモニタ15F及び液晶パネル12Fに印加する。
本発明の方法によるディスプレイ制御
システム10Fは、ユーザの指示のもと、液晶ディスプレイプロジェクタ20F
に映写される主ビデオ映像50Fを変更して、補助または表示された主ビデオ映
像の所望の部分を強調するための強調ビデオ映像52F(図9F)を含めること
ができる。より詳細には、U.S.P.08/158,659により十分に公示されたように、
信号プロセッサ25Fはカメラ14Fに対応して、手持ライト棒またはライト生
成装置24Fにより生成された補助のライト情報を処理し、補助ライトビデオ映
像80Fを生成し、これは順に、ここでより詳細に述べたように、ディスプレイ
制御システム10Fを介して映像強調信号に変換され強調ビデオ映像を得る。映
像センサ14Fは代わりに、ここに参考として組み入れるが、U.S.P.5,321,450
により詳細に説明されているようにLCDパネル12F上または統合プロジェク
タ等に他の位置に位置させてもよいということが理解されよう。
信号プロセッサ25Fは一般に補助情報の表示を制御するマイクロプロセッサ
30Fを含む。ここで、信号プロセッサ25F、ディスプレイ表示システム10
Fは少なくとも4つの異なる補助情報の表示の制御を行う動作モード、DRAM
モード、消去モード、全消去モード及び色選択モードを有する。これらは、以下
より詳細に説明する。
信号プロセッサ25Fはさらに2対1マルティプレクサユニット40Fを有し
、データケーブル28Fを介し
て液晶ディスプレイパネル12FにRGBビデオデータを印加する。ここで、受
信したコマンドによって、パネル12Fに印加されたRGBデータは、パーソナ
ルコンピュータ16Fにより生成されたRGBビデオデータに類似したものであ
るかまたは主ビデオ映像の選択された部分を強調するまたはメニュー情報を表示
するための補助ビデオデータを含む変更されたRGBビデオデータである。
ビットマップメモリユニットの組み、オーバレイビットマップメモリユニット
42F及びフレームバッファビットマップメモリユニット44Fは、本発明の方
法により補助ビデオ情報データ及び主ビデオ情報データの格納及び引き出しを丁
寧に行う。
メモリユニット42F及び44Fはそれぞれ表示されるビデオ映像に対応する
マトリックス配列にマップされたRGBビデオ情報を含む。より詳細には、液晶
ディスプレイパネル12Fは1024×768のピクセル要素のマトリックス配
列を有する。ピクセル要素の個々それぞれは、マルティプレクサユニット40F
に連結され、マルティプレクサユニット40Fにより生成される出力信号に従っ
て電流がオン及びオフされる。
1024×768のピクセルの配列について説明したが、640×480等の
他の配列を用いてもよいことが理解されよう。
異なる動作モードが何も選択されない通常モードでは、
オーバレイユニット42Fに情報は格納されない。それに応じてオーバレイビッ
トマップメモリユニット42Fからのゲート制御信号45Fは論理的ローのレベ
ルのままで、ビットマップメモリユニット44Fから引き出されるデータをフレ
ームバッファデータケーブル44AFを介してマルティプレクサユニット40F
に移動させる。
ドローモード動作では、情報はオーバレイユニット42Fに格納されることも
ありまたは格納されないこともある。所与のメモリアドレス用のオーバレイビッ
トマップメモリユニットに格納されたデータが無い場合、ゲート制御信号45F
は論理的ローのレベルのままにされ、フレームバッファユニット44Fから引き
出されるデータをマルティプレクサユニット40Fに移動させる。反対に、オー
バレイユニット42Fの所与のアドレスに格納されたデータがある場合には、ゲ
ート制御信号45Fは論理的ハイのレベルになる。従って、オーバレイユニット
42Fのそれぞれのメモリ位置がアクティブな情報を有する場合は、情報はフレ
ームバッファビットマップメモリユニット44Fの対応するメモリ位置に格納さ
れるビデオ情報の代わりにオーバレイデータケーブル42AFを介してマルティ
プレクサ40Fに移動される。または、オーバレイメモリユニット42Fのメモ
リ位置がアクティブな情報を含まない場合は、フレームバッファビットマップメ
モリユニット44Fの対応するメモリ位置の情報がマルティプレクサ40Fに移
動される。
以下より詳細に説明するように、オーバレイメモリユニット42Fのデータの
有無による影響は、制御システム10Fがドローモードまたはメニューモード動
作にある際に単に考慮する。
ユーザ12AFがドローモードに入るために、ディスプレイ制御システムはさ
らに制御パネルパッド46F(図3F)を含む。好適な実施例による制御パネル
46Fは液晶パネル12F上に配置される。しかしながら、制御パネルはディス
プレイ制御システム10F用のケース(図示しない)上のような他の都合の良い
位置に配置してもよい。
図6Fを参照してより詳細に制御パネル46Fを検討する。コントロールパネ
ル46Fは一セットの制御スイッチを含み、ディスプレイ制御システム10Fの
動作制御の一助を行う。ここで、制御パネル46Fは電源オン−オフスイッチ4
8Fを含み、液晶ディスプレイパネル12Fと同様にディスプレイ制御システム
10Fに電流を送る。さらに、メニュー選択スイッチ49Fを含み、液晶ディス
プレイパネル12Fに映像50AFのような主映写画像上にメインメニューウィ
ンドウ60F(図6F)を表示させる。一般に70Fに示されるメニュー制御ス
イッチはアップコントロールキー71F、ダウンコントロールキー72F、ライ
トコントロールキー73F及びレフトコントロールキー74Fを有する一セット
の矢印キーまたはボタンを含む。ここで、ユーザ12AF
がメニュースイッチ49Fをアクティベイトすると、ビューイングスクリーン2
1F上に映写された映像の上部はメインメニューウィンドウ60Fが重ねられる
。メニュー選択のうち所望のものを選択するために、ユーザは、コントロールス
イッチ71F〜74Fをアクティベイトしてメニュー選択バーまたはカーソル5
1Fをメニューアイテムのうちの所望のものへ移動する。メニュー選択バー51
Fにより、移動の際、現在選択されているメニューアイテムが特に明るくされる
。
上記のことから、レフト及びライトコントロールキー73F及び74Fはそれ
ぞれ選択バー51Fをメインメニューウィンドウ60Fを横切って所望のセッテ
ィングに移動させる。一方アップ及びダウンキー71F及び72Fはそれぞれ選
択バー51Fを所望のセッティングにメインメニューウィンドウ60Fを上下し
て移動させる。
ユーザ12AFが選択バー51Fを所望のセッティングへ位置させた後、ライ
ト棒24Fまたはマウス13Fあるいはコントロールパッド46Fを用いるユー
ザは、より詳細には後に説明するように、選択されたメニューアイテムをアクテ
ィベイトさせる。
メインメニューウィンドウ60Fは複数の異なる選択枝を含むが、「Cycl
opsTM」の選択枝を含み、これにより対話式ポインタまたはライトワンド24
F及びディスプレイ制御システムをセットアップ及び制御する。「Cyclop
sTM」の選択枝61Fがアクティベイト
された場合、ディスプレイ制御システムは自動的に一セットのコントロールウィ
ンドウ、カリブレイトウィンドウ62F、ボタンウィンドウ63F、クリックウ
ィンドウ64F及びポップアップウィンドウ65Fを生成する。ポップアップウ
ィンドウ65Fは「CyclopsTM」メニュー選択枝65AF及びドロー選択
枝65BFを含む。ここで、ユーザがドロー選択枝65BFを選択した場合、メ
インメニューウィンドウ60Fはドローウィンドウ80F(図4F)と入れ替え
られ、ディスプレイ制御システム10Fは自動的にドローモードになる。
より詳細に、ドローウィンドウ80Fを検討する。ドローウィンドウ80Fは
一セットのドローツール選択ウィンドウ81Fを含むが、これはツールウィンド
ウ、消去ツール選択ウィンドウ82F、全消去選択ウィンドウ及びカラー選択ウ
ィンドウ84Fを含む。
ドローツール選択枝81Fでは、ユーザ12AFはライトワンド24Fを用い
て表示されている主ビデオ映像の所望の部分を強調することができる。
消去ツール選択枝82Fでは、ディスプレイ制御システム10Fを消去モード
にし、ユーザ12AFはオーバレイメモリ42Fに前に入れられた強調映像のう
ち選択されたものを削除することができる。
全消去選択枝83Fでは、ユーザはオーバレイメモリに前に入れられた強調映
像を全て消すことができる。
カラー選択技84Fでは、一セットの選択ウィンドウ90F〜97F(図5F
)がドローウィンドウ80Fに表示される。
より詳細にディスプレイ制御システム10Fを検討する。最初のモードまたは
ドローモード動作では、ユーザ12AFは主映像50BF(図7F)等の、強調
映像52F(図9F)等の強調ビデオ映像を有する主ビデオ映像のどの部分でも
強調することができる。ここで、ドローモードでは、ユーザは手持ライト棒24
Fに電流を流し、そこから生成されるライトを指示して、所望の点A等の主映像
50BF上の所望の位置に補助ライト60Fのスポットを形成する。そして、ユ
ーザ12AFはライトワンド24F上のアクティベイトフィーチャスイッチ27
Fを押し下げることによって、ドローモードフィーチャをアクティベイトする。
スイッチ27Fが押し下げられている間は、ユーザ12AFはライト棒24Fを
動かし補助ライト60Fのスポットを所望の経路で、例えば点Aから点Bへ移動
させる。補助ライト60Fのスポットを点Bへ移動するとき、ディスプレイ制御
システム10Fは映像強調信号を生成して表示経路を示し、順に、その表示経路
に対応する強調映像52F(図9F)等の強調映像を主映像50BF上に表示す
る。ここで、補助映像52Fは主映像のある部分と入れ代わるが、所与のピクセ
ル映像の一グループは、前はこの主映像を決めたが、今度はその補助映像を決め
る。
ユーザ12AFが望みどおり強調を終えたら、フィーチャスイッチ27Fはデ
アクティベイトされ補助ライト60Fのスポットを消す。ここでマイクロプロセ
ッサ30Fは補助ライト60Fが点Bで消されていること、また順に、下に重な
っている映像の描画を消すかを決める。
上述のことから、ディスプレイ制御システム10Fは主映像50BFを変更し
て、点AからBに移動する際補助コントロールライトのスポットが従う表示移動
経路を含むということが当業者には理解されよう。従って、上述の例では、移動
経路は直線で表示され、移動経路はどのような経路でもよく、例えば、別の強調
映像57F(図12F)により決められた等の円としてもよいということが理解
されよう。ここで、ユーザ12AFは、ライトワンド24Fが映像50BF等の
映写された主映像に描画または書き込みを行なったという映像を形成することが
できる。
第2番目のモードまたはカラーモード動作では、ユーザ12AFは、強調映像
52Fの色等、強調映像の色を選択することができる。ここで、より詳細には後
に説明するように、ユーザ12AFはそれぞれの強調映像に対して異なる色の数
Nのうち一つを選択することができる。ここにおいて、Nは少なくとも8つの異
なる色に匹敵する。強調映像の色選択を変えるのに、ユーザ12AFはライト棒
24Fを映写したウィンドウに対して指し示し、補助コントロールライトのスポ
ットをカラー選択技ウィ
ンドウ90F等の、カラー選択枝ウィンドウ90Fのうち所望のもので映す。そ
して、ユーザ12AFはツールセレクションスイッチ27Fをアクティベイトし
てウィンドウ90F等、選択されたウィンドウで色を選択する。
第3番目のモードまたは消去モード動作では、主映像上に現在表示されている
どの強調映像も選択して消去することができる。ここで、消去モードでは、ユー
ザは手持ライトワンド24Fに電流を流しそして強調ライトのスポット62Fを
強調映像53F上の点C等、強調映像上のいずれかの位置に向ける。そして、ユ
ーザ12AFはライトワンド24F上の選択ツールアクティベイトスイッチ27
Fを押し下げることによって消去モードフィーチャをアクティベイトする。スイ
ッチを押し下げ、ユーザ12はライトワンド24Fを動かし、補助ライトのスポ
ット62Fを点C(図10F)で強調映像53F上にスーパインポーズする。そ
して、ユーザはスイッチ27Fをデアクティベイトして強調映像53Fを図11
Fに図示したように削除する。または、消去モードでは強調映像のどの部分を削
除してよい。
そして、ユーザはこの要領を繰り返しそれぞれの強調映像を取り去る。例えば
、強調映像54F、55F及び56Fもまた削除することができる。
第4番目のモードまたは全消去モード動作では、ユーザ12AFは主映像上に
表示された強調映像を全て消去することが可能である。従って、全消去モードで
は、例
えば図10に示した主映像50BF上の強調映像52F〜56Fを全て同時に表
示された映像を図7Fに示すような非強調映像に戻すことが可能である。ここで
、全消去モードではユーザ12AFはツールバー80Fを液晶ディスプレイパネ
ル12Fに表示するが、これは液晶パネル12Fの一部を成すコントロールパネ
ル46F上のメニューキーまたはコントロールボタンを押し下げることにより行
なう。メニューキー49Fを押すと、メニューウィンドウ60Fが図6Fに図示
したように、映像50AF等、映写された主映像の上部でスーパインポーズされ
る。ユーザ12AFがもう一回メニューキーを押すまで映写された映像50AF
はそのままである。そして、ディスプレイ制御システム10Fはアクティブなメ
ニュー設定を自動的にマイクロプロセッサ30Fのメモリ(図示しない)に格納
し、次回メニューキー49Fが押された場合に最後に選択されたメニューが表示
されるようにする。
一旦ユーザがメニュースイッチ49Fをアクティベイトすると、コントロール
パネル46F上の選択または矢印キー70Fを用いてCyclopsTMメニュー
フィーチャを選択する。ユーザは矢印キー71F〜74Fを一つまたはそれ以上
押し、メニューカーソル51FをCyclopsメニュー61F上でドローフィ
ーチャ65BFまで移動させる。そしてユーザ12AFはスポット94F(図6
F)等、ライトワンド24Fからの補助コン
トロールライトのいずれかのスポットをドローウィンドウ65BFに向ける。ま
たライトワンド24Fのアクティベイトフィーチャスイッチ27Fを押し下げた
り離したりして、マウスクリックをエミュレートし、メニューウィンドウ60F
をドローバーウィンドウ80F(図4F)と入れ代える。
そして、ユーザ12AFはドローバーウィンドウ80Fをオープンしまたはア
クティベイトするが、これは別の補助コントロールライト95F(図4F)のス
ポットをアクティベイトボタン映像86Fに指し示すことで行い、ライトワンド
24F上のスイッチ27Fを押し下げたり離したりして、別のマウスクリックを
エミュレートし、ドローバーウィンドウフィーチャをアクティブにする。
次に、ユーザは別の補助コントロールライト96Fのスポットを全消去ウィン
ドウフィーチャ83Fに指し示し、スイッチ27Fを押し下げたり離したりして
また別のマウスクリックをエミュレートし強調映像52F〜57Fを全て映写さ
れた映像50BFから削除する。
また、ユーザはライトワンド24Fを用いて別のドローバーを選択しまたはメ
ニュースイッチ49Fを押し下げることによりドローフィーチャを終了する。ド
ローバーで最後に選択されたフィーチャはメニューが終了された際に格納され、
また次にドローバーフィーチャが選択された際に映像87F等、強調映像により
強調される。
ドローバーウィンドウを終了することなしにドローバーをクローズするために
、ユーザは別の強調コントロールライトのスポット66Fをクローズバー85F
に指し示し、ライトワンドスイッチ27Fを押し下げたり離したりして別のマウ
スクリックをエミュレートする。従って、例えば、ユーザ12AFが色を選択し
た後、クローズバー85Fをクリックし、選択された色はカラー選択ウィンドウ
84Fに置換される。そして映像89F等、強調映像はカラーウィンドウ84F
上でスーパインポーズされる。ユーザ12AFがツール選択及びカラー選択を完
了したのちに、ユーザ12AFは別の補助コントロールライトのスポットをドロ
ーウィンドウ80Fの左上部のクローズバーに指し示す。そして、ユーザは選択
スイッチをアクティベイトして全ウィンドウの表示を消去する。従って、主映像
50BF等、単に主映像が表示される。ユーザ12AFはライトワンド24Fを
利用して一つまたはそれ以上の強調映像を主映像上に描画してよい。
上に述べたフィーチャはマウスをエミュレートするライトワンド24Fを用い
てアクティベイトされるというように説明されたが、マウス13Fまたはキーボ
ード19Fを用いても選択可能であるということが、当業者には理解されよう。
図2を参照してディスプレイ制御システム20Fの動
作をより詳細に検討する。ユーザ12AFがメニューコントロールキー49Fを
押し下げるときは常に、ディスプレイ制御システムは、プログラムエントリ指示
102Fでメニューモード100Fに入り、プログラムは決定指示104Fに進
みユーザがポップアップメニューウィンドウ64F上のドローフィーチャを選択
したがどうかを確定する。
ユーザがポップアップメニューウィンドウ64F上で選択していない場合、プ
ログラムはエントリ指示102Fに戻り前に述べたように進む。
決定指示104Fで、ユーザ12AFがポップアップウィンドウ65Fを選択
したことが確定された場合、プログラムはコマンド指示106Fに進み、ディス
プレイ制御システム10Fをアクティベイトしてライトワンド24Fにより生成
される補助ライト情報と相互作用する。
システム10Fをアクティベイトし、相互作用させた後、プログラムはドロー
モード指示108Fに進みドローモードウィンドウ80Fをパネル12Fにより
表示させる。そして、プログラムは決定指示110Fに進みユーザ12AFがメ
ニュー選択キー49Fをアクティベイトしたかどうかを確定する。
ユーザ12AFがメニュー選択キー49Fをアクティベイトした場合、プログ
ラムはプログラムエントリ指示102Fにもどり、先に述べたように進む。
ユーザ12AFがメニュー選択キー49Fをアクティ
ベイトしていない場合、プログラムは決定指示112Fに進み、ユーザがツール
スイッチ27Fをアクティベイトしたかどうかを確定する。スイッチ27Fがア
クティベイトされていない場合、プログラムはドローモード指示108Fに戻り
先に述べたように進む。
ユーザ12AFがツールスイッチ27Fをアクティベイトした場合、プログ
ラムは決定指示114F(図2BF)へ進み、ユーザ12AFがクローズバー8
5Fを選択することによりドローモードをクローズすると決めたか否かを確定す
る。
ユーザ12AFがクローズバー85Fを選択した場合、プログラムはメインメ
ニューモード指示102Fに戻る。ユーザがドローモードをクローズすることを
決めていない場合、プログラムは決定指示116Fに進み、ユーザがオープント
ライアングル86Fを選択することによりドローモードフィーチャをオープンす
ることを決めたか否かを確定する。
決定指示116Fでドローモードが選択された場合、プログラムは決定指示1
18Fに進み、カラー選択フィーチャが選択されたか否かを確定する。パレット
が表示されていない場合、プログラムはコマンド指示121Fに進み、カラーパ
レットウィンドウ90Fから97Fが表示される。カラーパレットが表示されて
いる場合は、プログラムはコマンド指示120Fに進み、カラーパレットウィン
ドウ90Fから97Fまでは映写された映
像から消去される。
指示120F及び121Fより、プログラムは決定指示122Fへ進み、ドロ
ーまたはペンシルフィーチャが選択されているか否かを確定する。
ペンシルフィーチャが決定指示122Fで選択された場合、プログラムはコマ
ンド指示124Fに進み、ドローフィーチャコマンドをアクティベイトする。コ
マンド指示124Fが終えられた後、プログラムは決定指示126Fに進む。
ペンシルモードが決定指示122Fで選択されていない場合、プログラムは決
定指示126Fに進み、消去フィーチャが選択されているか否かを確定する。
消去フィーチャが選択されなかったと指示126Fで確定された場合、プログ
ラムは決定指示130Fに進み、カラー選択フィーチャが選択されたか否かを確
定する。
消去フィーチャが選択されたと決定指示126Fで確定された場合、プログラ
ムはコマンド指示128Fに進み、消去選択フィーチャをアクティベイトする。
指示128Fが実行されたのち、プログラムは決定指示130F(図2CF)に
進む。
カラー選択フィーチャが選択されたと決定指示130Fで確定された場合、プ
ログラムはコマンド指示132Fに進み、カラー選択を変える。さらに、コマン
ド132Fにより、カラーパレットウィンドウが表示映像から消去される。カラ
ーウィンドウ84Fは最後にユーザが
選択した色を表示する。そして、プログラムは決定指示134Fに進み、全強調
映像を消去する際に新しいページが要求されているかどうかを確定する。
カラー変更選択が行なわれていないと指示130Fで確定された場合、プログ
ラムは指示134Fに進む。全消去フィーチャが選択されたと指示134Fで確
定された場合、プログラムはコマンド指示136Fに進み、オーバレイバッファ
メモリユニット42Fの強調情報は全て消去される。
全消去モードが指示134Fで選択されなかった場合、プログラムは決定指示
138Fに進み、ライトワンド24Fがアクティブか否かを確定する。ライトワ
ンド24Fがアクティブな場合、プログラムは、コマンド指示142Fに進み、
強調映像が最後に検出された補助ライトのx、yの位置から新しい補助ライトの
x、yの位置まで描かれる。そして、プログラムは決定指示142Fに進み、消
去フィーチャがアクティブか否かを決定する。
ペンシルフィーチャがアクティブでないと指示138Fで確定された場合、プ
ログラムは決定指示142Fに進み、消去フィーチャがアクティブであるかを確
定する。
決定指示142Fで消去フィーチャがアクティブであると確定された場合、プ
ログラムはコマンド指示144Fに進み、オーバレイビットマップメモリ位置を
全て消去し、ピクセル要素を最後に強調した映像のx、yの座標値から検知され
たまたはマウスのx、yの座標値にす
る。プログラムは指示108Fに入り先に述べたように進む。同様に、消去フィ
ーチャがアクティブでなかった場合、プログラムはさらに指示106Fに進む。
本発明の好適な実施例では、ドローモードフィーチャは、ライトワンド24F
と相互に作用して動作するという様に説明されたが、マウス13Fまたはコント
ロールパッド46Fを介して入力されたコントロールコードをRS232Cシリ
アルポートインタフェース18Fを介してディスプレイ制御システムに伝達し、
同様のドローモードを実行してもよい。
図2AF〜図2CFに示されたフローチャートは高次のフローチャートである
。ここに関連して添付された付録AFは、メニューフィーチャ動作と同様にここ
で説明された、マウス13F、キーボード19F及び/またはライトワンド24
Fを介したドローモードコマンド用の完全なソースコードリストを含む。
本発明の特定の実施例について述べてきたが、付記したクレームの真の精神及
びその範囲内において、種々の変形が可能であり考えられるということは、当業
者の当然とするところである。従って、ここに提供された的確な要約または公開
を限定するものではない。
【手続補正書】
【提出日】1996年8月20日
【補正内容】
特許請求の範囲
1.画像形成機器を使用して映写画像を形成し、
前記機器をディスプレイ制御システムに電気的に連結し、前記機器を通過する
ときに光を変調して映写用の画像形成を容易化し、
映写レンズを前記機器から遠隔の視像面に延びる光路に映写レンズを設置する
ことを含む画像を遠隔の視像面に映写する方法において、
前記画像形成機器を一般に低輪郭のハウジング内に水平に設置し、
光システムを前記低輪郭ハウジング内に前記画像形成機器の下に実質的に設置
して、前記機器を通して前記映写レンズ内へ光を導き、
光源を前記ハウジングの後部に設置して前記光システムを高強度光で照射し、
前記光システムとしての前記画像形成機器は高強度光を前記機器を通して前記
映写レンズ内へ導くことを特徴とする画像映写方志
2.前記光システムの設置工程は、
第1のファセットミラーを予め決定された角度に配置し、そこから反射するビ
ーム片を生成して所望の寸法で予め決定された量で拡大し、
第2のファセットミラーを前記第1のミラーに対して予め決定された角度で配
置して、そこからのビーム片を反射し、そこから反射するビーム片を生成して別
の所望
の寸法で予め決定された量で拡大し、
前記ミラーを予め決定された十分な長さの距離で設置して、前記第1のミラー
から反射する前記ビーム片を前記第2のミラーへの入射前に分岐して暗領域を満
たすために交差させることを含むことを特徴とする請求項1記載の画像映写方法
。
3.さらに、前記光源から一般にコリメートされた光を生成して画像の映写を
行う請求項1記載の画像映写方法
4.低輪郭のハウジングと、
該ハウジング内に設置されて映写画像を形成する画像形成機器と、
映写レンズ構成を機器から前記遠隔の視像面へ延びる光路に配置する前記機器
とを含む画像を遠隔の視像面に映写するための映写照射装置において、
前記画像形成機器を低輪郭ハウジング内に一般に水平に配置する機器と、
光システムを前記低輪郭ハウジング内に前記画像形成機器の下に実質的に設置
して、前記機器を通して前記映写レンズ内へ光を導く機器と、
光源を前記ハウジングの後部に設置して前記光システムを高強度光で照射する
機器と、
高強度光を前記画像形成機器を通して前記映写レンズ内へ導く前記光システム
としての前記画像形成機器と、
前記画像形成機器を通過するときに光を変調して映写
用の画像形成を容易化するために前記画像形成機器に電気的に連結されたディス
プレイ制御システムとを特徴とする映写照射装置。
5.一般にコリメートされた高強度光を生成して光路に沿って導く機器と、
第1および第2のファセットミラーと、
前記第1のファセットミラーを予め決定された角度で設置してそこから反射す
るビーム片を生成し、所望の寸法で予め決定された量で拡大する第1の機器と、
前記第2のファセットミラーを前記第1のミラーに対して予め決定された角度
で配置して、そこからのビーム片を反射し、そこから反射するビーム片を生成し
て別の所望の寸法で予め決定された量で拡大する第2の機器とを含み、
前記第1および第2の機器は、前記ミラーを予め決定された十分な長さの距離
で設置して、前記第1のミラーから反射する前記ビーム片を前記第2のミラーへ
の入射前に分岐して暗領域を満たすために交差させ、
さらに、前記画像形成機器を前記第2のミラーに対して予め決定された角度で
、十分な長さの予め決定された距離で配置して、前記第2のミラーから反射する
前記ビーム片を前記画像形成機器への入射前に分岐して暗領域を満たすために交
差させる機器を含み、
光は前記画像形成機器の光入射面に均一に分散することにより歪曲を縮小し、
映写画像を有効かつ効果的に形
成する映写照射装置。
6.一般にコリメートされた光を生成する機器は光源と、
前記光源からの光を一般にコリメートする機器と、
前記一般にコリメートされた光をそこから導く機器とを含み、
前記光は、光源のサイズを前記一般にコリメートされた光により生じた前記機
器の有効焦点距離で割ったもののアークタンジェントと等しい拡大角を含むこと
を特徴とする請求項5記載の映写照射装置。
7.前記映写レンズ構成は、頂点距離Dと約θ°までの領域適用角をもつテサ
ー構成で配置された複数のレンズ群を含み、
前記複数のレンズ群は、画像端への平面と対物端への凹面を有する光素子と、
前記凹面に対して補助的形状の少なくとも1つの非球面からなる2重光素子を有
する対物端からの第1のレンズ群と、
両凹面光素子を有する第2のレンズ群とを含むことを特徴とする請求項4記載
の映写照射装置。
8.前記ディスプレイ制御システムは、表示画像を交互の奇数フレームタイム
間隔と偶数フレームタイム間隔中に圧縮する圧縮回路を含み、
前記画像は、行列配置された2次元のピクセル行列により限定される請求項4
記載の映写照射装置。
9.前記奇数フレームタイム回路は、前記奇数フレー
ムタイム間隔中に表示される画像のピクセルの全ての列のうちで少なくとも1つ
のピクセル列を除去する奇数フレームタイム列ゲート回路を含み、
前記偶数フレームタイム回路は、前記偶数フレームタイム間隔中に表示される
画像のピクセルの全ての列のうちで少なくとも1つのピクセル列を除去する偶数
フレームタイム列ゲート回路を含む請求項4記載の映写照射装置。
10.前記奇数フレームタイム回路はさらに、前記奇数フレームタイム間隔中に
表示される画像のピクセルの全ての行のうちで少なくとも1つのピクセル行を除
去する奇数フレームタイム行ゲート回路を含み、
前記偶数フレームタイム回路はさらに、前記偶数フレームタイム間隔中に表示
される画像のピクセルの全ての行のうちで少なくとも1つのピクセル行を除去す
る偶数フレームタイム行ゲート回路を含む請求項4記載の映写照射装置。
11.前記奇数および偶数フレームタイム間隔中に除去されたピクセル列は行列
配置では隣接する列であることを特徴とする請求項4記載の映写照射装置。
12.前記奇数および偶数フレームタイム間隔中に除去されたピクセル行は行列
配置では隣接する行であることを特徴とする請求項4記載の映写照射装置。
13.前記奇数のフレームタイム回路は、該奇数フレームタイム間隔中に行列配
置の別の寸法内のピクセルを除
去する別の奇数フレームタイムゲート回路を含み、
前記偶数フレームタイム回路は、該偶数フレームタイム間隔中に行列配置の別
の寸法内のピクセルを除去する別の奇数フレームタイムゲート回路を含むことを
特徴とする請求項4記載の映写照射装置。
14.前記ディスプレイ制御システムは、大画像を示すビデオ信号を受信するた
めの入力回路を有するパニング回路を含むことを特徴とする請求項4記載の映写
照射装置。
15.前記ディスプレイ制御システムは、ある解像度のビデオ画像の少なくとも
一つをもとにして用いるズーミング回路を含むことを特徴とする請求項4記載の
映写照射装置。
16.前記ディスプレイ制御システムは、主ビデオ映像を表す主ビデオ情報を格
納及び取得し、またユーザに選択された主ビデオ映像の部分に代わって表示され
る強調映像を表す強調映像情報を格納及び引き出すビットマップメモリを有し、
前記主ビデオ映像上への強調映像の表示及び選択された前記主ビデオ映像の部
分の強調映像との入れ換えを促進するため、ユーザに選択された主ビデオ映像の
部分に対応して主ビデオ映像と一致させる際に引き出される前記強調映像情報の
取得を促進する強調回路を含むことを特徴とする請求項4記載の映写照射装置。
17.主ビデオ映像を生成する中央プロセッサと、
補助ライト情報を生成する補助ライト装置と、
コントロール情報を入力して所望のビデオ情報の表示に作用する制御装置と、
離れた画面上に主ビデオ映像を生成及び映写する映写ディスプレイユニットと
を有し、
主ビデオ情報に対応するビットマップメモリがそれを格納及び取得して前記離
れた画面上に主ビデオ映像の表示を促進し、また、
制御情報に対応する情報制御回路が表示コマンド信号を生成して所望のビデオ
情報の表示を制御する映写照射装置において、
前記補助ライト情報及び前記表示コマンド信号に対応する強調回路が補助ライ
ト情報を格納し、また前記ビットマップメモリに格納された主ビデオ情報の取得
と同期してそれを取得して、前記離れた画面上に補助ビデオ映像を表示するのを
助長し、また、
前記ビットマップメモリ及び前記強調回路に対応するディスプレイ制御回路が
、映写表示ユニットに強調ビデオ映像を表す取得補助ライト情報を印加し、また
前記強調ビデオ映像を表す取得補助ライト情報が無い場合は、映写表示ユニット
に主ビデオ映像を表す取得主ビデオ情報を印加し、
映写表示ユニットは離れた画面上に主ビデオ映像を生成及び映写してユーザに
選択された部分をそこから強調映像と入れ換え、視聴者へのプレゼンテーション
を助長
することを特徴とする映写照射装置。
18.強調画像の色表現を表す色選択格納情報を格納し、ディスプレイコマンド
信号のあるものに対応し、異なる色の数Nの内の一つで強調映像を表示すること
が可能な色選択回路を特徴とする請求項17記載の映写照射装置。
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(31)優先権主張番号 08/237,013
(32)優先日 1994年4月29日
(33)優先権主張国 米国(US)
(31)優先権主張番号 08/247,720
(32)優先日 1994年5月23日
(33)優先権主張国 米国(US)
(31)優先権主張番号 08/286,010
(32)優先日 1994年8月4日
(33)優先権主張国 米国(US)
(31)優先権主張番号 08/306,366
(32)優先日 1994年9月15日
(33)優先権主張国 米国(US)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,MW,SD),AM,AT,
AU,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C
Z,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU
,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,
LT,LU,LV,MD,MG,MN,MW,NL,N
O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SI
,SK,TJ,TT,UA,UZ,VN
(72)発明者 ハウク,レーン,ティ.
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
92122,サン ディエゴ,ブラッグ スト
リート 5346
(72)発明者 ショー,ロバート,ダブリュ.
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
92026,エスコンディードウ,ウィンディ
リッジ グレン 318
(72)発明者 ミニック,アーサー,ピー.
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
92122,サン ディエゴ,カミニト テル
ヴィソ 4133