JP2003195417A - リニアアレイ変調器を用いた表示システム校正システムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次元シーンにおける目障りな帯を軽減す
る。 【解決手段】 直線変調器アレイを備える表示システム
を校正するシステムとその方法であり、光源７０と、コ
ントローラ８０によって駆動される光変調装置のリニア
アレイ８５と、スクリーン９０上にリニアアレイ８５の
線映像を形成する投射レンズシステム７５と、スクリー
ン９０上の線映像を走査し、二次元シーンを形成する走
査鏡７７と、二次元シーンから映像強度データを捕捉
し、映像強度データをコントローラ８０に送信する光検
出器のエリアアレイを含むイメージセンサ５０とを備
え、コントローラ８０は映像強度データを、光変調装置
のリニアアレイに関する補正係数の一次元アレイに変換
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光変調器リニアア
レイを採用する表示システムの校正に関し、より詳しく
は、均一な校正を行うための等角ＧＥＭＳ装置のリニア
アレイとイメージセンサを備える表示システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】大型スクリーンテレビ、会議室用プロジ
ェクタ、デジタルシネマプロジェクタをはじめとする多
くの表示システムは、光源からの光を受け、均等な光照
射の上に映像情報を供給する空間光変調器を採用するこ
とにより、出力映像を生成する。現在、このような表示
システムにおいて、光源は一般に白色灯電球であり、空
間光変調器は一般に液晶装置またはマイクロミラー装置
を含むエリアアレイである。ひとつまたは複数のレーザ
光源および電気機械的回折格子装置のリニアアレイを備
える別の投射ディスプレイアーキテクチャが紹介され、
将来の大きな可能性を示している。リニアアレイアーキ
テクチャを備える表示システムの場合、走査鏡を使って
リニアアレイの投射された一次元映像から二次元シーン
を生成する。

【０００３】グレーティング・ライト・バルブ（ＧＬ
Ｖ）のリニアアレイを用いて表示システムを校正するシ
ステムと方法は、ＳＩＤ‘９９ダイジェスト２２０−２
２３ページの“Calibration of a Scanned Linear Grat
ing Light Valve Projection System”において、Ｒ．
Ｗ．コリガン他によって公開されている。コリガンによ
る校正方法は、ひとつの検出器を使ってリニアＧＬＶア
レイ全体を校正する。アレイ上の各装置に関する補正係
数は、全アレイの出力を検出器上に集中させ、装置をひ
とつずつオンにし、その結果得られる光出力を測定する
ことによって得られる。このような装置ごとの方法で
は、ひとつの装置の光出力に加え、アレイ全体の背景信
号が測定される。背景信号が十分に高いと、均一なフラ
ットフィールドを得るのに必要な補正係数を決定する
際、信号対ノイズ比の問題が発生する。この信号対ノイ
ズの問題は特に、低強度の階調のフラットフィールドを
校正する場合に顕著である。たとえば、１０００個の装
置を備えるＧＬＶアレイで、コントラスト比が１００
０：１、強度５％のフラットフィールドを校正する際、
背景信号は、ひとつの装置から得られる出力強度の２０
倍にもなる。さらに、装置毎の方法では、隣接する装置
の出力が直線的に追加されない場合がある（たとえば、
２つの隣接する装置がオンの時に測定された出力強度は
ひとつの装置の強度の２倍とはならない）ので、均一な
フラットフィールドのための正確な校正係数を得にくい
という欠点がある。このような出力の非直線性は、隣接
する装置がオンにされたときに発生する回折パターンの
変化による。回折効果は、レーザ等、コヒーレンスが高
い光源を使用した場合、はるかに顕著となる。第三の欠
点は、装置ごとの方法では、観察者が見る状態でスクリ
ーン上のフラットフィールドを直接校正することができ
ない点である。

【０００４】出力をサンプリングし、映像品質を改善す
るために補正係数を生成する二次元変調器アレイを備え
るディスプレイの校正システムが開示されている。特
に、１９９５年１月３１日のフィールディングによる米
国特許第５，３８６，２５３号、“Projection Video D
isplay Systems”は、スクリーンから反射される光を測
定するひとつまたは複数のポイント検出器を使用して適
正な補正係数を決定する方法を開示している。前述の信
号対ノイズ比の問題は、このシステムではさらに顕著と
なる。１９８９年９月１９日のタバネッティによる米国
特許第４，８６８，６６８号、“System And Method Fo
r Image Adjustment In An Optical Projection Syste
m”に記載される別のアプローチでは、二次元ＣＣＤア
レイを使用し、光の二次元変調器アレイから発せられる
部分をサンプリングすることによって補正係数を決定す
る。この特殊な方法を、リニアアレイ変調器を備える表
示システムにおいて使用しようとすれば、二次元ＣＣＤ
データからリニアアレイ変調器のための適正な補正係数
を生成するために、データ処理用電子部品を追加しなく
てはならない。

【０００５】

【特許文献１】米国特許出願第０９／６７１，０４０号

【特許文献２】米国特許出願第０９／８６７，９２７号

【特許文献３】米国特許第４，８６８，６６８号

【特許文献４】米国特許第５，３８６，２５３号

【特許文献５】米国特許第５，９８２，５５３号

【特許文献６】米国特許第６，３０７，６６３号

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】リニアアレイ変調器を
使用する表示システムの大きな問題は、投射された一次
元映像に少しでも不均一性があると、二次元シーンに平
行な縞が発生し、多くの観察者がこれに気づき、目障り
と認識する。二次元シーンにおけるこうした目障りな帯
を軽減するには、校正システムが必要となる。そこで、
映像の縞の発生を修正し、上記の問題を回避する、走査
リニアアレイ変調器を備えるディスプレイ用の改善され
た校正システムが必要である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の必要性
を、光源と、コントローラによって駆動される光変調装
置のリニアアレイと、スクリーン上にリニアアレイの線
映像を形成する投射レンズシステムと、スクリーン上の
線映像を走査し、二次元シーンを形成する走査鏡と、二
次元シーンから映像強度データを捕捉し、映像強度デー
タをコントローラに転送する光検出器のエリアアレイを
含むイメージセンサとを備え、コントローラは映像強度
データを、光変調装置のリニアアレイのための補正係数
の一次元アレイに変換する、直線変調器アレイを備える
表示システムを校正するシステムと方法を提供すること
によって満たす。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下の説明において、本発明の実
施形態はソフトウェアプログラムを備える。当業者にと
って、このようなソフトウェアの同等物をハードウェア
でも構成可能であることは容易に推測できる。映像操作
アルゴリズムとシステムは周知であるため、この説明は
特に、本発明による方法の一部を構成する、あるいはよ
り直接的に協働するアルゴリズムとシステムに関する。
本明細書で具体的に示されていない、あるいは説明され
ていないこのようなアルゴリズムとシステムの別の面お
よびそれにかかわる映像信号を生成し、その他処理する
ためのハードウェアまたはソフトウェアは、先行技術に
おいて知られているシステム、アルゴリズム、コンポー
ネント、素子から選択することができる。以下の明細書
に記載する説明において、そのすべてのソフトウェアの
利用は従来通りであり、当業界における通常の技術範囲
である。

【０００９】本発明の校正投射表示システムは、ａ）光
源と、ｂ）コントローラによって駆動される光変調装置
のリニアアレイと、ｃ）スクリーン上にリニアアレイの
線映像（ラインイメージ：line image）を形成する投
射レンズシステムと、ｄ）スクリーン上の線映像を走査
して二次元シーンを形成する走査鏡と、ｅ）二次元シー
ンから映像強度データを捕捉し、映像強度データをコン
トローラに転送する光検出器のエリアアレイを含むイメ
ージセンサと、を備え、コントローラは映像強度データ
を光変調装置リニアアレイに関する一次元補正係数アレ
イに変換することを特徴とする。

【００１０】本発明の同時カラーアウトプットを有する
校正投射表示システムは、ａ）異なる色スペクトルを有
する、少なくとも２つの光源と、ｂ）コントローラによ
って駆動される少なくとも２つの光変調装置リニアアレ
イと、ｃ）スクリーン上に少なくとも２つのリニアアレ
イの線映像を形成する投射レンズシステムと、ｄ）スク
リーン上に線映像を走査（スイープ;sweep）して二次元
シーンを形成する走査ミラーと、ｅ）二次元シーンから
映像強度データを取り込み、映像強度データをコントロ
ーラに転送する光検出器のエリアアレイを含むイメージ
センサと、を備え、コントローラは映像強度データを少
なくとも２つの光変調装置リニアアレイのための一次元
補正係数アレイに変換することを特徴とする。

【００１１】本発明のリニアアレイ変調器を有する投射
ディスプレイを校正する方法は、ａ）スクリーン上にフ
ラットフィールドシーンを表示するステップと、ｂ）イ
メージセンサによってフラットフィールドシーンから映
像強度データを捕捉するステップと、ｃ）映像強度デー
タをリニアアレイ変調器のための一次元補正係数アレイ
に変換するステップと、ｄ）校正フラットフィールドシ
ーンを得られるよう、必要に応じて上記ステップを繰り
返すステップと、を含むことを特徴とする。

【００１２】図１は、個々に動作可能な装置のリニアア
レイ８５を有する空間光変調器を備える表示システム４
８を示す。光は光源７０から発せられ、一対のレンズ７
２、７４によって調整されて反射鏡８２に当たり、リニ
アアレイ８５を照明する。図１の表示システムは、一次
元リニアアレイ変調器からスクリーン９０上に、完全に
ちらつきのない二次元シーンを形成する。したがって、
リニアアレイ８５の装置は入射光を急速に変調し、階調
を有する複数の画素ラインを生成することができる。電
気機械的回折格子装置は、低コストで必要な応答時間を
実現できる、現時点で唯一の高度な空間および時間的光
変調器である。具体的には、好ましい変調器は、イース
トマン・コダック社製の等角グレーティング・エレクト
ロメカニカル・システム（ＧＥＭＳ）（２００１年１０
月２３日のコワルツによる米国特許第６，３０７，６６
３号、“Spatial Light Modulator With Conformal Gra
ting Device”および２００１年１月１５日出願のコワ
ルツ他による欧州特許出願第０１２００１２８．５号、
“Method For Manufacturing A Mechanical Conformal
Grating Device”参照）あるいは１９９９年１１月９日
のブルーム他による米国特許第５，９８２，５５３号、
“Display Device Incorporating One-Dimensional Gra
ting Light-Valve Array”において開示される、シリコ
ン・ライト・マシンズ社製グレーティング・ライト・バ
ルブ（ＧＬＶ）のいずれかである。図１に示すように、
リニアアレイ８５は等角ＧＥＭＳ装置を備える。等角Ｇ
ＥＭＳ装置のリニアアレイ走査に基づく表示システム４
８のより詳しい説明は、コワルツ、ブラザスおよびファ
ーレンによる２００１年９月１９日出願の欧州特許出願
第０１２０３５５１．５号、“Electromechanical Grat
ing Display System with Spatially Separate Light B
eams”に記載されている。

【００１３】図１において、コントローラ８０は選択的
にリニアアレイ８５を作動させ、二次元シーンの特定の
ラインのための所望の画素パターンを得る。特定の等角
ＧＥＭＳ装置が作動されない場合、これは入射光を主に
０番目の光線に反射させ、この光線は反射鏡８２によっ
て光源７０に戻される。装置が作動されると、これは入
射光を主に＋２、＋１、−１および−２番目の光線に回
折させる。これらの回折光線は反射鏡８２付近を通過
し、投射レンズシステム７５によってスクリーン９０に
投射される。走査鏡７７はスクリーン９０上の線映像を
走査し、二次元シーンを形成する。コントローラ８０
は、走査鏡７７の走査とシーンコンテンツを提供するデ
ータストリームとを同期させる。

【００１４】図２は、光のライン８８によって照明され
る等角ＧＥＭＳ装置のリニアアレイ８５を示す。一例と
して、個々に動作可能な等角ＧＥＭＳ装置が１０８０個
備えられており、それぞれにＰ１からＰ１０８０までの
番号が付与されている。図３は、二次元シーンの形成を
示すためのスクリーン９０の表面である。この例におい
て、１０８０個の等角ＧＥＭＳ装置の中のリニアアレイ
８５の映像を走査し、１９２０本の連続するラインを生
成し、これによって１０８０×１９２０の画素からなる
シーンを作ることにより、ＨＤＴＶ解像度が得られる。

【００１５】図１の投射表示システムは、データストリ
ームのコード値からシーンの中に階調を発生させる。階
調は、ルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）を使って、
データストリーム内のコード値に基づいてリニアアレイ
８５の装置に必要な作動電圧波形を決定することによっ
て得られる。パルス幅変調を通じて階調を得る等角ＧＥ
ＭＳ装置の場合、ＬＵＴには、データストリームとその
装置を作動させるのに適切なパルス幅変調電圧パルスと
の変換が示される。さらに、ＬＵＴがリニアアレイ８５
の各装置に関するコード値と階調との別の対応を示せ
ば、不均一性に関する校正も可能である。

【００１６】リニアアレイを走査することによって二次
元シーンを生成するプロセスは、映像に縞を形成する場
合があり、これはこのようなアーチファクトに対する人
間の視覚的応答が敏感であることから、非常に目立つ。
このような縞は、照明光線と投射用光学装置における不
均一性およびアレイに沿った装置応答のばらつきによっ
て生じる。図４（Ａ）は、スクリーン９０上に投射され
た未校正のフラットフィールドを有するプロトタイプの
投射表示システムからとった写真である。このプロトタ
イプのシステムは、２５６個の等角ＧＥＭＳ装置のリニ
アアレイを備える。未校正のフラットフィールドは、リ
ニアアレイ８５上の各装置について等しいコード値でコ
ントローラ８０にデータストリームを送信することによ
って得られる。二次元シーンは、スクリーン９０上にリ
ニアアレイのゼロ以外の回折オーダーの像を再度形成
し、ガルバノメータを使ってスクリーン９０上の映像を
走査することによって形成される。スクリーンの方向に
沿って、未校正のフラットフィールドには水平の縞状の
アーチファクトがはっきりと見える。この縞は、未校正
のリニアアレイの線映像において存在する垂直方向の不
均一性によって発生する。

【００１７】均等に校正されたフラットフィールドシー
ンを作るための補正係数を得るために、図1の表示シス
テムにイメージセンサ５０を追加する。校正を行うため
に、コントローラ８０は、当初、未校正のフラットフィ
ールドシーンがスクリーン９０上に投射されるように、
リニアアレイ８５をオンにする。イメージセンサ５０を
使って、未校正のフラットフィールドの像を捕捉する。
図１において、イメージセンサは、デジタルカメラに内
蔵された光検出器の二次元エリアアレイである。必要な
補正係数を正確に予想するためには、装置の軸（図３、
４（Ａ）、４（Ｂ）の垂直軸）に沿って、リニアアレイ
８５上の装置の数より大きな解像度を備えるイメージセ
ンサが必要である。しかしながら、不均一な照明によっ
て引き起こされるような、頻度の低い縞のアーチファク
トについては、センサの解像度が低くても合理的程度の
補正が可能である。イメージセンサ５０からの映像強度
データはコントローラ８０によって処理され、リニアア
レイ８５上の各装置に関する適正な補正係数が発生す
る。これらの補正係数を使い、データストリーム内のコ
ード値から各装置の作動電圧波形への変換のためにＬＵ
Ｔを変更し、これによって階調を調整する。必要に応じ
て、フラットフィールドシーンの均一性を最適化するた
めに、校正ステップを繰り返す。この校正プロセスは、
映像表示に必要なグレイスケールが確実に均一になるよ
うに、フラットフィールドシーンの階調を上げるために
実行することができる。

【００１８】図４（Ｂ）は、上記の校正プロセスを数回
繰り返した後の、校正済みフラットフィールドシーンの
写真である（図４（Ａ）と同じシステム）。図４（Ａ）
で見られる水平の縞は校正によって取り除かれている。
このシステムの等角ＧＥＭＳアレイは、パルス幅変調の
間に階調を発生する。特定の階調は、画素の垂直ライン
を発生するために、直線時間の特定の部分について装置
を作動させることによって生じる。補正係数を使い、リ
ニアアレイの各装置に関する入力コード値と作動電圧の
パルス幅とのＬＵＴ割当を変更する。

【００１９】校正には、フラットフィールドの映像強度
データを処理し、リニアアレイ８５の各装置の補正係数
を得ることが必要である。これらの補正係数の出し方の
ひとつは、水平走査方向に沿って映像強度データを平均
し、表示システム、カメラシステムまたは観察条件によ
って生じる既知のひずみ、ゆがみを修正する。水平平均
により、二次元映像強度データが平均水平強度に対応す
る数値の一次元アレイとなる。平均化プロセスは、適正
な補正係数を得るための信号対ノイズ比を改善する。投
射映像のスペックル、スクリーン内の局所的不均一性、
イメージセンサのノイズ等、いくつかのノイズ源からの
ノイズは、この方法によって抑制できる。先に示唆した
ように、多くのシステムの場合、平均水平強度の一次元
アレイにおけるデータ値の数は必ずしもリニアアレイ８
５の変調器の数と合致しない。そのため、リニアアレイ
８５の各装置に関する補正係数を得るためには、一次元
のデータセットを再度サンプリングする必要がある。

【００２０】上記の実施形態は、リニアアレイ変調器を
備える表示システムの校正に関する先行技術のいくつか
の限界を次のように克服する。１）強度の低い階調でも
校正できる、高い信号対ノイズ比を提供する。２）フラ
ットフィールドスクリーン全体を同時に校正することに
より、隣接する画素間の非線形効果を回避する。３）観
察者が見るようにスクリーン上のシーンを直接校正す
る。

【００２１】必要な校正係数を推定する別の方法も本発
明の範囲内に入る。図５は、校正映像が表示システム９
２内に形成される別の実施形態を示す。ビームスプリッ
タプレート５６は回折光７３の少量を、結像レンズ５４
を通じて再屈折させ、イメージセンサ５２に直接校正の
ための映像を発生させるために使用される。図５のイメ
ージセンサ５２は好ましくは、校正のための映像強度デ
ータ全体を同時に捕捉する感光センサのエリアアレイで
ある。しかしながら、当業者にとっては周知のごとく、
センサのエリアアレイの代わりに時間逐次読取り式のセ
ンサのリニアアレイを使用することもできる。

【００２２】図６は、同時にＲＧＢを発生する表示シス
テム９３を採用した例を示す。赤、緑、青のチャンネル
はそれぞれの光源（７０ｒ、７０ｇ、７０ｂ）、レンズ
（７２ｒ、７２ｇ、７２ｂ、７４ｒ、７４ｇ、７４
ｂ）、反射鏡（８２ｒ、８２ｇ、８２ｂ）および光変調
装置のリニアアレイ（８５ｒ、８５ｇ、８５ｂ）を有す
る。カラーコンバイニングキューブ（１００）を使い、
赤、緑、青の出力が投射レンズシステム７５を通過し、
スクリーン９０に到達するようこれを方向付ける。前述
のアプローチにより、イメージセンサ５０を使って３色
各々の均一な校正に必要な補正係数を生成するための映
像強度データを捕捉する。単色イメージセンサ５０の場
合、３色は１回に１色ずつ校正される。ＲＧＢカラーフ
ィルタアレイを備えるイメージセンサ５０の場合、校正
は３色同時に行うことができる。補正係数を使い、３つ
のリニアアレイ（８５ｒ、８５ｇ、８５ｂ）の各々に関
する階調のＬＵＴ割当を変更する。映像強度データは、
所望の色バランスを得るために、赤、緑、青の映像のＬ
ＵＴ割当を調整するのにも使用できる。

【００２３】図６のＲＧＢ表示システムにおいて、高品
質の映像を得るために、３つのリニアアレイ間には正確
な画素登録が必要となる。イメージセンサ５０は、水平
方向に沿った画素登録の校正のためのオフセット係数を
捕捉するのに使用できる。オフセット校正を行うため
に、好ましくは空間周波数の高い垂直の線からなるオフ
セットテストパターンがスクリーン上に投射される。オ
フセット係数は、イメージセンサ５０が捕捉した３つの
ＲＧＢ映像の相対的アラインメントを比較することによ
って決定される。次に、補正には３つのリニアアレイ８
５ｒ、８５ｇ、８５ｂのデータストリーム間のタイミン
グ遅延または前進がかかわる。補正により、スクリーン
９０上の赤、緑、青の画素間の水平アラインメントが除
去される。

【００２４】図１、５、６の投射表示システムにおいて
使用される均一性校正プロセスは、データストリームの
コード値をリニアアレイ８５上の変調装置の作動電圧波
形に変換するのに使用されるグレイスケールＬＵＴを変
更することを目的としている。校正プロセスにより、各
変調装置に関する等しいコード値を有するデータストリ
ームがスクリーン９０上に均一なフラットフィールドシ
ーンを作り、コード値の範囲が所望の階調の範囲を作る
ことになる。図７のフローチャート７００において、走
査されたリニアアレイ変調器を有する投射ディスプレイ
の校正方法には、いくつかの操作ステップが含まれる。
校正を開始するために、操作７０５でグレイスケールＬ
ＵＴを初期化する。適正な初期値は、投射ディスプレイ
におけるリニアアレイ変調器の具体的なタイプによって
異なる。等角ＧＥＭＳ装置の場合、入力コード値と作動
電圧パルス幅との線形関係は、校正中によく役立つこと
がわかっている。操作７１０において、フラットフィー
ルドシーンがスクリーン上に表示される。不均一性のレ
ベルを決定するために、操作７２０によって、映像強度
データを名目上のフラットフィールドシーンから捕捉す
る。均一なフラットフィールドシーンを得るために必要
な補正係数は、二次元映像強度データを適正に処理する
ことによって計算される。たとえば、操作７３０、７４
０において、このデータ処理は、走査方向に沿って映像
強度データを平均し、走査平均データからグレイスケー
ルＬＵＴに必要な補正係数を決定することによって行わ
れる。走査平均映像強度データをサンプリングしなおす
ことも必要な場合がある（図示せず）。いずれの場合
も、その後の操作７５０で、フラットフィールドシーン
が十分に校正されたかを判断する。この判断には、新た
に計算された補正係数の標準偏差等、均一性を示すメト
リックが必要となる。標準偏差が特定の閾値より低けれ
ば、校正手順は終了する。低くなければ、操作７６０で
補正係数を使ってグレイスケールＬＵＴを修正し、操作
７１０から７５０が繰り返される。校正プロセスは、均
一性メトリックによってフラットフィールドシーンが十
分均一であると判断されるまで繰り返される。

【００２５】図８のフローチャート８００は、走査リニ
アアレイ変調器を含む投射ディスプレイを校正するため
の別の方法を示す。前述の方法とは異なり、このアプロ
ーチには、フラットフィールドシーンの投射が必要な
い。これは、実際の映像コンテンツを含むシーンの投射
中にも適用できる。グレイスケールＬＵＴはまず、操作
８０５によって初期化される。継続的に表示システムに
供給される（操作８０７）データストリームは、２つの
目的のために使用される。スクリーン上にシーンを表示
すること（操作８１０）と補正係数を計算する上での基
準を提供すること（操作８７０）である。シーンには、
均一性校正のために特に設計された映像、あるいは観察
者に対して表示される通常の動画が含まれる場合があ
る。操作８２０、８３０では、映像強度データが捕捉さ
れ、走査方向に沿って平均化される。同時に、操作８７
０ではデータストリームから平均予想強度を計算する。
必要な補正係数を計算するために、操作８４０は走査平
均映像強度データを平均予想強度と比較する。操作８５
０では、補正係数の標準偏差またはその他適正なメトリ
ックを使い、操作８６０を実行してグレイスケールＬＵ
Ｔを調整すべきか否かを判断する。この方法は、必要に
応じて繰り返すことができる。

【００２６】映像強度データの補正係数の一次元アレイ
への変換が、走査鏡に対応する走査方向に沿った映像強
度データを平均化することによって実現される校正投射
表示システム。

【００２７】光変調装置のリニアアレイが電気機械的回
折装置を備える校正投射表示システム。

【００２８】映像強度データがスクリーン上のフラット
フィールドシーンから得られる校正投射表示システム。

【００２９】映像強度データが、階調の異なる少なくと
も２つのフラットフィールドシーンから得られる校正投
射表示システム。

【００３０】校正投射表示システムが３色システムであ
り、映像強度データは各色に関する対応する映像強度デ
ータセットを含む校正投射表示システム。

【００３１】ａ）光源と、ｂ）コントローラによって駆
動される光変調装置のリニアアレイと、ｃ）スクリーン
上にリニアアレイの線映像を作る投射レンズシステム
と、ｄ）スクリーン上の線映像を走査し、二次元シーン
を形成する走査鏡と、ｅ）光変調装置のリニアアレイか
らの光を遮断し、遮断した光をイメージセンサに向ける
光サンプリング素子とを備え、イメージセンサが遮断さ
れた光から映像強度データを捕捉し、映像強度データを
コントローラに送信し、コントローラは映像強度データ
を光変調装置のリニアアレイのための補正係数の一次元
アレイに変換する校正済み投射表示システム。

【００３２】イメージセンサが、スクリーンに投射され
た二次元シーンを捕捉する光検出器のエリアアレイであ
る校正投射表示システム。

【００３３】映像強度データの補正係数の一次元アレイ
への変換が、走査鏡に対応する走査方向に沿って映像強
度データを平均化することによって実現される校正投射
表示システム。

【００３４】イメージセンサは光検出器のリニアアレイ
である校正投射表示システム。

【００３５】光変調装置のリニアアレイが電気機械的回
折格子装置である校正投射表示システム。

【００３６】映像強度データがスクリーン上のフラット
フィールドシーンから得られる校正投射表示システム。

【００３７】映像強度データが、階調の異なる少なくと
も２つのフラットフィールドシーンから得られる校正投
射表示システム。

【００３８】投射表示システムは３色システムであり、
映像強度データが各色についての対応する校正データを
含む校正投射表示システム。

【００３９】映像強度データが、オフセットテストパタ
ーンを含む二次元シーンから得られ、補正係数は光変調
装置の少なくとも２つのリニアアレイの間のタイミング
遅延を含む、同時カラーアウトプットを有する校正投射
表示システム。

【００４０】コントローラが光変調装置の少なくとも２
つのリニアアレイの補正係数を調整し、二次元シーンの
色バランスを得る、同時カラーアウトプットを有する校
正投射表示システム。

【００４１】映像強度データを補正係数の一次元アレイ
を変換するステップが、走査鏡に対応する走査方向に沿
って映像強度データを平均化することを含む、投射ディ
スプレイの校正方法。

【００４２】補正係数の一次元アレイを生成するプロセ
スが、平均された映像強度データをサンプリングしなお
すことを含む投射ディスプレイの校正方法。

【００４３】補正係数を使って、階調を生成するのに使
用されるルック・アップ・テーブルを変更する投射ディ
スプレイの校正方法。

【００４４】階調がパルス幅変調によって得られる投射
ディスプレイの校正方法。

【００４５】投射ディスプレイはカラー投射ディスプレ
イであり、補正係数が色バランスを達成するために調整
される投射ディスプレイの校正方法。

【００４６】ａ）スクリーン上にオフセットテストパタ
ーンを投射するステップと、ｂ）イメージセンサで投射
されたオフセットテストパターンから映像強度データを
捕捉するステップと、ｃ）映像強度データからオフセッ
ト係数を生成するステップと、ｄ）オフセット係数に応
じて、少なくとも２つのリニアアレイ間の相対的タイミ
ング遅延を調整するステップとを含む、少なくとも２つ
のリニアアレイ変調器を備える投射ディスプレイの校正
方法。

【００４７】ａ）データストリームからスクリーン上に
シーンを表示するステップと、ｂ）走査鏡に対応する走
査方向に沿ってデータストリームを適正に平均化するこ
とによって、予想平均強度を計算するステップと、ｃ）
イメージセンサでシーンから映像強度データを捕捉する
ステップと、ｄ）走査方向に沿って捕捉された映像強度
データを平均化するステップと、ｅ）平均捕捉映像強度
データを予想平均強度と比較することによって、リニア
アレイ変調器に関する補正係数の一次元アレイを発生す
るステップと、ｆ）校正された表示を得るために、上記
のステップを必要に応じて繰り返すステップとを含む、
リニアアレイ変調器を備える投射ディスプレイの校正方
法。

【００４８】補正係数を使って、階調を発生するために
使用されるルック・アップ・テーブルを修正する投射デ
ィスプレイの校正方法。

【００４９】階調はパルス幅変調によって得られる投射
ディスプレイの校正方法。

【００５０】映像強度データの平均化によってスクリー
ンによるノイズが削減される校正投射表示システム。

【００５１】映像強度データの平均化によって画像セン
サによるノイズが削減される校正投射表示システム。

【００５２】映像強度データの平均化によってスクリー
ンによるノイズが削減される校正投射表示システム。

【００５３】映像強度データの平均化によってイメージ
センサによるノイズが削減される校正投射表示システ
ム。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の校正のためにリニアアレイ変調器と
イメージセンサを備える投射表示システムを示す図であ
る。

【図２】 本発明のための照明された等角ＧＥＭＳ装置
のリニアアレイを示す図である。

【図３】 本発明のためのリニアアレイ変調器の投射一
次元映像を走査することによって二次元シーンを形成す
る様子を示す図である。

【図４】 （Ａ）は本発明を使用しない場合の、水平の
縞模様を呈する未校正のフラットフィールドシーンの写
真を示す図であり、（Ｂ）は本発明を使用した後の校正
済みフラットフィールドシーンの写真を示す図である。

【図５】 校正機能付投射表示システムの別の実施形態
を示す図である。

【図６】 本発明のための同時ＲＧＢを生成する校正機
能付投射表示システムを示す図である。

【図７】 本発明の校正方法を示すフローチャートであ
る。

【図８】 本発明の別の校正方法を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

４８ 表示システム、５０ イメージセンサ、５２ イ
メージセンサ、５４結像レンズ、５６ ビームスプリッ
タプレート、７０ 光源、７０ｒ 赤の光源、７０ｇ
緑の光源、７０ｂ 青の光源、７１ 入射光線、７２
第一のレンズ、７２ｒ 赤の第一のレンズ、７２ｇ 緑
の第一のレンズ、７２ｂ 青の第一のレンズ、７３ 回
折光線、７４ 第二のレンズ、７４ｒ 赤の第二のレン
ズ、７４ｇ 緑の第二のレンズ、７４ｂ 青の第二のレ
ンズ、７５ 投射レンズシステム、７７ 走査鏡、８０
コントローラ、８２ 反射鏡、８２ｒ 赤の反射鏡、
８２ｇ 緑の反射鏡、８２ｂ 青の反射鏡、８５ リニ
アアレイ、８５ｒ 赤のリニアアレイ、８５ｇ 緑のリ
ニアアレイ、８５ｂ 青のリニアアレイ、８８光のライ
ン、９０ スクリーン、９２ 別の表示システム、９３
別の表示システム、１００ カラーコンバイニングキ
ューブ、７００ 走査リニアアレイ変調器を有する投射
ディスプレイの校正方法を示すフローチャート、７０５
ルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）を初期化する操
作、７１０ フラットフィールドシーンを表示する操
作、７２０ フラットフィールドシーンから映像強度デ
ータを捕捉する操作、７３０ 映像強度データを平均化
する操作、７４０ 補正係数を生成する操作、７５０
校正を決定する操作、７６０ ＬＵＴを変更する操作、
８００ 走査リニアアレイ変調器を備える投射ディスプ
レイの別の校正方法を示すフローチャート、８０５ ル
ック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）を初期化する操作、
８０７ データストリーム、８１０ スクリーンを表示
する操作、８２０ シーンから映像強度データを捕捉す
る操作、８３０ 映像強度データを平均化する操作、８
４０ 補正係数を生成する操作、８５０ 校正を決定す
る操作、８６０ ＬＵＴを変更する操作、８７０ 予想
平均強度を計算する操作、Ｐ１−Ｐ１０８０ 個々に操
作可能な等角ＧＥＭＳ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ ジー ファレン アメリカ合衆国 ニューヨーク ロチェス ター マップルウッド アベニュー 147 (72)発明者 ジョン チャールズ ブレイザス アメリカ合衆国 ニューヨーク ヒルトン ベイレイ ロード 112 Ｆターム(参考） 2K103 AA01 AA05 AA07 AA25 AB10 BA11 BB05 BC03 BC47 CA69

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 校正投射表示システムであって、 ａ）光源と、 ｂ）コントローラによって駆動される光変調装置のリニ
   アアレイと、 ｃ）スクリーン上にリニアアレイの線映像を形成する投
   射レンズシステムと、 ｄ）スクリーン上の線映像を走査して二次元シーンを形
   成する走査鏡と、 ｅ）二次元シーンから映像強度データを捕捉し、映像強
   度データをコントローラに転送する光検出器のエリアア
   レイを含むイメージセンサと、 を備え、 コントローラは映像強度データを光変調装置リニアアレ
   イに関する一次元補正係数アレイに変換することを特徴
   とする校正投射表示システム。
2. 【請求項２】 同時カラーアウトプットを有する校正投
   射表示システムであって、 ａ）異なる色スペクトルを有する、少なくとも２つの光
   源と、 ｂ）コントローラによって駆動される少なくとも２つの
   光変調装置リニアアレイと、 ｃ）スクリーン上に少なくとも２つのリニアアレイの線
   映像を形成する投射レンズシステムと、 ｄ）スクリーン上に線映像を走査して二次元シーンを形
   成する走査ミラーと、 ｅ）二次元シーンから映像強度データを取り込み、映像
   強度データをコントローラに転送する光検出器のエリア
   アレイを含むイメージセンサと、 を備え、 コントローラは映像強度データを少なくとも２つの光変
   調装置リニアアレイのための一次元補正係数アレイに変
   換することを特徴とする校正投射表示システム。
3. 【請求項３】 リニアアレイ変調器を有する投射ディス
   プレイを校正する方法であって、 ａ）スクリーン上にフラットフィールドシーンを表示す
   るステップと、 ｂ）イメージセンサによってフラットフィールドシーン
   から映像強度データを捕捉するステップと、 ｃ）映像強度データをリニアアレイ変調器のための一次
   元補正係数アレイに変換するステップと、 ｄ）校正フラットフィールドシーンを得られるよう、必
   要に応じて上記ステップを繰り返すステップと、を含む
   ことを特徴とする方法。