JP2012133089A - 投射型表示装置及びマルチビジョン投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源及びスクリーンの特性ばらつきに起因する輝度・色度のばらつきを抑制可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】投射型表示装置３０は、背面からスクリーン９上に映像を投射する投射型表示装置３０であって、スクリーン９の透過特性データを保持する特性記憶手段３１と、特性記憶手段３１に保持されている透過特性データと、目標とすべき目標輝度・色度を表すデータとに基づいて補正係数を算出する演算手段３２とを備える。そして、算出された補正係数に基づいて、映像信号における輝度・色度を補正する輝度・色度補正手段１５と、補正された映像信号に基づいて、光源からの光を強度変調する映像表示デバイス７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、投射型表示装置及びマルチビジョン投射型表示装置に関するものであり、特に半導体発光素子からなる光源からの光を強度変調してスクリーンに投射するものに関する。

投射型表示装置では、光源からの光を分光部材（例えば回転色フィルタ）によりＲ、Ｇ、Ｂの３原色に分離し、映像表示デバイスを用いて当該３原色の光を強度変調（強調変換）した後、投射レンズを経てスクリーンの背面に投射することにより、スクリーン上に映像を表示している。従来の投射型表示装置においては、主光源として放電ランプユニットが使用されている。

このような投射型表示装置を複数備え、それらのスクリーンからなる大画面に大きな映像を表示する装置として、マルチビジョン投射型表示装置が知られている。このようなマルチビジョン投射型表示装置においては、各投射型表示装置における放電ランプユニット及び分光部材の特性が型式や個々の製品毎にばらつくことから、映像の輝度・色度が投射型表示装置毎にばらつくことがある。そこで、特許文献１に開示の技術では、放電ランプユニット等の特性に基づいて、輝度・色度のばらつきを自動的に適切に補正している。

特開２００４−３４１２８２号公報

さて、近年、投射型表示装置の開発は、高輝度及び高効率の観点から、従来の放電ランプユニットを光源として使用するものから、発光ダイオード（Light Emitting Diode:以下「ＬＥＤ」と呼ぶ）やレーザーなどの半導体発光素子を光源として使用するものに移行してきている。

図１２に示されるように、単色ＬＥＤなどの半導体発光素子の発光スペクトルは、波長領域において、ＬＥＤ素子のバンド構造により決まる単波長を有している。このような各色の波長ピークが独立し、サブピークが発生しない半導体発光素子を用いた投射型表示装置においては、色域の広い表示性能を得ることが可能となっている。

また、投射型表示装置に対応して組み合わされ、投射型表示装置からの光が投射されるスクリーンユニットにおいても、投射型映像表示装置と同様に様々な種類のものが開発されており、それぞれの波長に対する輝度透過特性は、スクリーン自体の設計や仕様により異なったものとなっている。

ここで、従来の投射型表示装置では、分光部材でのＲＧＢ各色の透過波長選択領域の幅が広いことから、光源の個々の特性ばらつきをある程度吸収することができるものとなっていた。しかしながら、上述の半導体発光素子を有する投射型表示装置では、色選択機能を有する分光部材が従来と異なっており、従来と比較して光源の透過波長選択領域の幅が狭いことから、当該半導体発光素子の個々の波長ばらつきが直接影響する。特に、組み合わされているスクリーンの透過特性によっては、それに投射される映像の輝度・色度が、所望の輝度・色度とならないことがある。そのため、このような各投射型表示装置間、または、マルチビジョン投射型表示装置においては、光源やスクリーンの交換後などに輝度・色度がばらつくことから、表示映像品質を均一化する調整に、時間がかかるという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、光源及びスクリーンの特性ばらつきに起因する輝度・色度のばらつきを抑制可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る投射型表示装置は、背面からスクリーン上に映像を投射する投射型表示装置であって、前記スクリーンの透過特性データを保持する特性記憶手段と、前記特性記憶手段に保持されている前記透過特性データと、目標とすべき目標輝度・色度を表すデータとに基づいて補正係数を算出する演算手段とを備える。そして、前記算出された補正係数に基づいて、映像信号における輝度・色度を補正する輝度・色度補正手段と、前記補正された映像信号に基づいて、光源からの光を強度変調する映像表示デバイスとを備える。

また、上記と別構成として、本発明に係る投射型表示装置は、半導体発光素子からなる光源と、前記光源の発光特性データを保持する特性記憶手段と、前記特性記憶手段に保持されている前記発光特性データと、目標とすべき目標輝度・色度を表すデータとに基づいて補正係数を算出する演算手段とを備える。そして、前記算出された補正係数に基づいて、映像信号における輝度・色度を補正する輝度・色度補正手段と、前記補正された映像信号に基づいて、前記光源からの光を強度変調する映像表示デバイスとを備える。

本発明によれば、スクリーンの透過特性データに基づいて、目標輝度・色度を生じさせるための補正係数を自動的に算出し、当該算出した補正係数に基づいて映像信号を補正する。したがって、スクリーンの種類による透過特性のばらつきに起因する輝度・色度のばらつき（ずれ）を抑制することができる。

また、本発明の別構成によれば、半導体発光素子からなる光源の発光特性データに基づいて、目標輝度・色度を生じさせるための補正係数を自動的に算出し、当該算出した補正係数に基づいて映像信号を補正する。したがって、光源の種類による発光特性のばらつきに起因する輝度・色度のばらつき（ずれ）を抑制することができる。

実施の形態１に係る投射型表示装置の構成を示す図である。 スクリーンの分光透過特性の例を示す図である。 目標輝度・色度とすべき色再現範囲の例を示す図である。 実施の形態２に係るマルチビジョン投射型表示装置の構成を示す図である。 実施の形態２に係る色再現可能範囲の例を示す図である。 実施の形態２に係る色再現可能範囲の例を示す図である。 実施の形態２において目標色再現範囲を求める動作を示すフローチャートである。 実施の形態２において目標色再現範囲を求める動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る内包判定方法を説明するための図である。 実施の形態２に係る内包判定方法を説明するための図である。 実施の形態２に係る交差判定方法を説明するための図である。 半導体発光素子の発光スペクトルを示す図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明における実施の形態１に係る投射型表示装置３０の構成を示す図である。光源１〜３は、例えばＬＥＤなどの半導体素子からなり、赤色の光を発するＲ光源１と、緑色の光を発するＧ光源２と、青色の光を発するＢ光源３とを備えている。光源１〜３のそれぞれにおける発光は、光源ドライバ５により時分割で制御されている。

ＲＧＢ合成装置４は、特定の波長の光のみを反射または透過する波長選択フィルタたるダイクロイックミラーを内部に有している。ＲＧＢ合成装置４は、このダイクロイックミラーを用いて、光源１〜３の出力光のうち所望の波長を有する光を反射または透過し、集光レンズ６に出射する。集光レンズ６は、ＲＧＢ合成装置４からの光の輝度分布を空間的に均一化して、映像表示デバイス７に出力する。

一方、輝度・色度補正手段１５には、外部から映像信号Ｄが入力される。輝度・色度補正手段１５は、後述するように当該映像信号Ｄにおける輝度・色度を補正し、当該補正後の映像信号Ｄに対応する信号をドライバ１６に出力する。ドライバ１６は、輝度・色度補正手段１５からの信号を、映像表示デバイス７が必要とする信号フォーマットへと信号変換し、それによって得られた信号を映像表示デバイス７に出力する。

映像表示デバイス７は、例えば、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）で構成されており、ドライバ１６からの信号に基づいて集光レンズ６からの光を強度変調し、当該強度変調した光を、投射レンズ８を介してスクリーン９背面に投射する。その結果、スクリーン９背面側に投射された光がスクリーン９表面側に透過して、スクリーン表面上に映像が投射される。このように、本実施の形態に係る投射型表示装置３０は、背面からスクリーン９上に映像を投射する。

特性記憶手段３１は、光源特性記憶手段１０、スクリーン特性記憶手段１１及び光学系特性記憶手段１２を備え、光源１〜３の発光特性データ、及び、スクリーン９の透過特性データ等を保持している。この特性記憶手段３１は、例えば、電源が切れた場合であってもその記憶内容を保持することが可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭで構成されている。なお、特性記憶手段３１は、１つのＥＥＰＲＯＭで構成されてもよいし、光源特性記憶手段１０、スクリーン特性記憶手段１１及び光学系特性記憶手段１２のそれぞれに対応する３つのＥＥＰＲＯＭで構成されてもよい。次に、光源特性記憶手段１０、スクリーン特性記憶手段１１及び光学系特性記憶手段１２のそれぞれについて説明する。

光源特性記憶手段１０には、可視光の波長領域における、光源１〜３の放射強度を示す放射強度特性が、分光放射特性データ（発光特性データ）Ｓｒ（λ）、Ｓｇ（λ）、Ｓｂ（λ）として予め記憶されている。なお、光源特性記憶手段１０に保持される分光放射特性データＳｒ（λ）、Ｓｇ（λ）、Ｓｂ（λ）は、取り付けられる光源１〜３の種類に応じたデータに書き換えられることが可能となっている。

スクリーン特性記憶手段１１には、可視光の波長領域における、スクリーン９の分光透過特性が、透過ゲインデータ（透過特性データ）Ｔ（λ）として予め記憶されている。図２に、種類が異なる２つのスクリーン９の分光透過特性を示す。なお、スクリーン特性記憶手段１１に保持される透過ゲインデータＴ（λ）は、組み合わされるスクリーン９の種類に応じたデータに書き換えられることが可能となっている。

光学系特性記憶手段１２には、投射型表示装置３０内での光源１〜３及びスクリーン９以外の光学特性が、特性データＯ（λ）として記憶されている。当該特性データとしては、例えばＲＧＢ合成装置４の波長選択フィルタ（ダイクロイックミラー）の波長帯データが該当する。この光学系特性記憶手段１２に保持される特性データは、光源特性記憶手段１０等と同様に書き換えられることが可能となっている。

光源特性記憶手段１０、スクリーン特性記憶手段１１及び光学系特性記憶手段１２に保持されている分光放射特性データＳｒ（λ）、Ｓｇ（λ）、Ｓｂ（λ）、透過ゲインデータＴ（λ）及び特性データＯ（λ）は、特性係数演算手段１３に与えられる。つまり、特性記憶手段３１に保持されている発光特性データ、透過特性データ及びその他の特性データは、特性係数演算手段１３に与えられる。

演算手段３２は、特性係数演算手段１３及び補正係数演算手段１４を備え、特性記憶手段３１に保持されている発光特性データ及び透過特性データ等と、目標とすべき目標輝度（目標値）Ｃｔを表すデータとに基づいて補正係数を算出する。次に、特性係数演算手段１３及び補正係数演算手段１４のそれぞれについて説明する。

特性係数演算手段１３は、光源特性記憶手段１０からの分光放射特性データＳｒ（λ）、Ｓｇ（λ）、Ｓｂ（λ）と、スクリーン特性記憶手段１１からの透過ゲインデータＴ（λ）と、光学系特性記憶手段１２からの特性データＯ（λ）とに基づいて、次式（１）により、特性係数ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒ、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇ、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂを求める。

なお、式（１）において、Ｋｘ，Ｋｙ，Ｋｚは定数であり、ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）は等色関数である。これらを示すデータは、特性係数演算手段１３内のメモリ１３ａに記憶されている。なお、等色関数とは、等エネルギースペクトルに対する人間の目の分光感度曲線を表す関数である。

特性係数演算手段１３で求められた特性係数ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒ、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇ、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂは、補正係数演算手段１４及び輝度・色度補正手段１５に与えられる。

補正係数演算手段１４は、シリアル通信手段、赤外線リモコン、無線装置等を有しており、目標輝度・色度（目標値）Ｃｔを表すデータを外部から受け取る。図３は、補正係数演算手段１４が受け取る目標輝度・色度Ｃｔの一例を示す図である。図３に示されるように、目標輝度・色度Ｃｔは、Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔを頂点とする三角形状の色再現範囲で表されており、Ｒｔはその三刺激値Ｘｒｔ、Ｙｒｔ、Ｚｒｔで、Ｇｔはその三刺激値Ｘｇｔ、Ｙｇｔ、Ｚｇｔで、Ｂｔはその三刺激値Ｘｂｔ、Ｙｂｔ、Ｚｂｔでそれぞれ表されるものとする。なお、この目標輝度・色度Ｃｔ（Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔ）は、外部からの設定などにより変更可能となっている。

同図３には、Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔ以外に、Ｒ、Ｇ、Ｂが示されている。このＲ、Ｇ、Ｂを頂点とする三角形は、本投射型表示装置３０が色再現可能な範囲（以下「色再現可能範囲」と呼ぶ）を表す。後述の動作により、本実施の形態に係る投射型表示装置３０においては、どのような種類の光源１〜３及びスクリーン９が投射型表示装置３０に交換部品として取り付けられても、投射型表示装置３０が表示する映像の輝度・色度が、色再現可能範囲Ｒ、Ｇ、Ｂ内に含まれるＲｔ、Ｇｔ、Ｂｔ（目標輝度・色度Ｃｔ）に近づけられるものとなっている。

補正係数演算手段１４は、目標輝度・色度Ｃｔを表すデータと、特性係数演算手段１３からの特性係数ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒ、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇ、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂとに基づいて、補正係数Ｘｔｒ、Ｙｔｒ、Ｚｔｒ、Ｘｔｇ、Ｙｔｇ、Ｚｔｇ、Ｘｔｂ、Ｙｔｂ、Ｚｔｂを算出する。補正係数演算手段１４は、算出した補正係数を輝度・色度補正手段１５に与える。この補正係数の算出については後で詳しく説明する。

輝度・色度補正手段１５は、特性係数演算手段１３からの特性係数ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒ、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇ、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂと、補正係数演算手段１４からの補正係数Ｘｔｒ、Ｙｔｒ、Ｚｔｒ、Ｘｔｇ、Ｙｔｇ、Ｚｔｇ、Ｘｔｂ、Ｙｔｂ、Ｚｔｂとに基づいて、外部からの映像信号Ｄにおける輝度・色度を補正する。この補正についても、補正係数演算手段１４での補正係数の算出とあわせて後で詳しく説明する。

また、この輝度・色度補正手段１５は、当該補正後の映像信号（この三刺激値をＸｃ、Ｙｃ、Ｚｃとする）を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分を表す信号Ｅｒ、Ｅｇ、Ｅｂに変換してドライバ１６に出力する。ドライバ１６は、信号Ｅｒ、Ｅｇ、Ｅｂを受けて、これに対応したドライブ信号Ｆｒ、Ｆｇ、Ｆｂを生成し、これにより映像表示デバイス７を駆動する。つまり、映像表示デバイス７は、実質的に、輝度・色度補正手段１５で補正された映像信号Ｄに基づいて、光源１〜３からの光を強度変調する。強度変調された光は背面からスクリーン９に投射され、スクリーン９上に映像が表示される。

次に、輝度・色度補正手段１５における映像信号Ｄの補正について詳しく説明する。本実施の形態では、前提として、次式（２）が成立する加法混色モデルの投射型表示装置を想定している。

この式（２）において、Ｘａ、Ｙａ、Ｚａは、表示色における三原色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の混合割合に対応した色の三刺激値を表す。また、α、β、γは、ある信号において、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分の強度が取り得る最大値に対する当該強度の比を表す。例えば、当該信号において、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分の強度が０から２５５までの範囲の値を取り得る場合には、α、β、γは、２５５に対する各成分の強度の比で表される。この場合、α、β、γのそれぞれは、０から１までの範囲の値を取ることになる。

α、β、γがこのように表される場合には、ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒは、原色Ｒを表示する（α＝１、β＝γ＝０）際の補正前のスクリーン９に表示される三刺激値に等しく、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇは、原色Ｇを表示する（β＝１、α＝γ＝０）際の同三刺激値に等しく、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂは、原色Ｂを表示する（γ＝１、α＝β＝０）際の同三刺激値に等しくなる。

式（２）は、ある特性を持った表示装置に対し、ある色信号（α、β、γ）が入力されると、表示装置の表示色の三刺激値がＸａ、Ｙａ、Ｚａとなることを示す。この式（２）に示されるように、加法混色モデルが成り立つ表示装置の色空間は、三原色「Ｒ、Ｇ、Ｂ」それぞれの三刺激値ＸＹＺの線形和により各表示色が得られる線形空間となる。

さて、光源１〜３及びスクリーン９等の特性の影響を受ける結果、上述したように、例えば、原色Ｒを表示する映像信号（α＝１、β＝γ＝０）を受けた場合には、三刺激値ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒにより映像がスクリーン９に表示されることになる。しかし、この場合に映像表示に要求されている三刺激値は、三刺激値ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒではなく、三刺激値Ｘｒｔ、Ｙｒｔ、Ｚｒｔである。そこで、本実施の形態においては、輝度・色度補正手段１５は、次式（３）に基づいて映像信号Ｄ（α、β、γ）を補正する。

この式（３）の右辺の１番目の行列の構成要素は、特性係数ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒ、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇ、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂであり、特性係数演算手段１３において、上式（１）の演算が行われることにより算出される。２番目の行列の構成要素は、補正係数Ｘｔｒ、Ｙｔｒ、Ｚｔｒ、Ｘｔｇ、Ｙｔｇ、Ｚｔｇ、Ｘｔｂ、Ｙｔｂ、Ｚｔｂであり、上述において簡単に説明したように、補正係数演算手段１４において算出される。

次に、補正係数演算手段１４における、その補正係数の算出について詳しく説明する。本実施の形態では、輝度・色度補正手段１５が、赤色を示す映像信号Ｄ（１、０、０）を受け取ると、目標輝度・色度Ｃｔの赤色の三刺激値Ｒｔ（Ｘｒｔ、Ｙｒｔ、Ｚｒｔ）の映像がスクリーン９に表示されるように補正する。この場合、式（３）から、次式（４）が得られる。

式（４）の右辺の２番目の行列と、３番目の行列を整理すると、次式（５）となる。

式（５）を変形すると、次式（６）が得られる。

同様に、輝度・色度補正手段１５が、緑色を示す映像信号Ｄ（０、１、０）を受け取ると、目標輝度・色度Ｃｔの緑色の三刺激値Ｇｔ（Ｘｇｔ、Ｙｇｔ、Ｚｇｔ）の映像が表示されるように補正する。また、同様に、輝度・色度補正手段１５が、青色を示す映像信号Ｄ（０、０、１）を受け取ると、目標輝度・色度Ｃｔの青色の三刺激値Ｂｔ（Ｘｂｔ、Ｙｂｔ、Ｚｂｔ）の映像が表示されるように補正する。その結果、式（６）と同様に、次式（７）及び（８）が得られる。

以上の式（６）〜（８）により、式（３）の右辺の２番目の行列の構成要素たる補正係数Ｘｔｒ、Ｙｔｒ、Ｚｔｒ、Ｘｔｇ、Ｙｔｇ、Ｚｔｇ、Ｘｔｂ、Ｙｔｂ、Ｚｔｂが求まる。

図１に戻って、補正係数演算手段１４は、外部からＣｔ（Ｘｒｔ、Ｙｒｔ、Ｚｒｔ、Ｘｇｔ、Ｙｇｔ、Ｚｇｔ、Ｘｂｔ、Ｙｂｔ、Ｚｂｔ）を受け、特性係数演算手段１３から特性係数ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒ、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇ、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂを受け、これらに上式（６）〜（８）の演算を行って、補正係数Ｘｔｒ、Ｙｔｒ、Ｚｔｒ、Ｘｔｇ、Ｙｔｇ、Ｚｔｇ、Ｘｔｂ、Ｙｔｂ、Ｚｔｂを算出する。

輝度・色度補正手段１５は、補正係数演算手段１４から補正係数Ｘｔｒ、Ｙｔｒ、Ｚｔｒ、Ｘｔｇ、Ｙｔｇ、Ｚｔｇ、Ｘｔｂ、Ｙｔｂ、Ｚｔｂを受け、外部から映像信号Ｄ（α、β、γ）を受け、特性係数演算手段１３から特性係数ＸＬｒ、ＹＬｒ、ＺＬｒ、ＸＬｇ、ＹＬｇ、ＺＬｇ、ＸＬｂ、ＹＬｂ、ＺＬｂを受け、これらに上式（３）の演算を行って、Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃを求める。そして、この輝度・色度補正手段１５は、Ｘｃ、Ｙｃ、ＺｃをＲ、Ｇ、Ｂの各成分の信号Ｅｒ、Ｅｇ、Ｅｂに変換して、これをドライバ１６に供給する。

ドライバ１６は、この信号Ｅｒ、Ｅｇ、Ｅｂに応じたドライブ信号Ｆｒ、Ｆｇ、Ｆｂを生成し、これに基づいて映像表示デバイス７の変調を制御することにより、スクリーン９上には輝度・色度がほぼ目標値Ｃｔに補正された映像が得られることになる。

以上のような本実施の形態に係る投射型表示装置によれば、半導体発光素子からなる光源１〜３の発光特性データと、スクリーン９の透過特性データとに基づいて、目標輝度・色度を生じさせるための補正係数を自動的に算出し、当該算出した補正係数に基づいて映像信号Ｄを補正する。したがって、光源１〜３の種類による発光特性のばらつき、及び、スクリーン９の種類による透過特性のばらつきに起因して投射型表示装置３０毎に生じる輝度・色度のばらつき（ずれ）を抑制することができる。

なお、投射型表示装置として、特性記憶手段３１が、複数種類のスクリーン９の透過特性データを予め保持しているような構成も想定される。このような場合には、演算手段３２は、スクリーン９が交換される際に、特性記憶手段３１に保持されている当該スクリーン９（つまり交換後のスクリーン９）の透過特性データに基づいて補正係数を算出することが好ましい。このようにすれば、投射型表示装置３０に取り付けられたスクリーン９に適した映像表示を行うことができる。

また、投射型表示装置として、特性記憶手段３１が、複数種類の光源１〜３の発光特性データを予め保持しているような構成も想定される。このような場合には、演算手段３２は、光源１〜３が交換される際に、特性記憶手段３１に保持されている当該光源１〜３（つまり交換後の光源１〜３）の発光特性データに基づいて補正係数を算出することが好ましい。このようにすれば、投射型表示装置３０に取り付けられた光源１〜３に適した映像表示を行うことができる。

なお、光源１〜３及びスクリーン９の交換が行われる場合には、交換部品となる光源１〜３及びスクリーン９に、当該部品毎に固有の識別符号を記憶させた記憶手段（図示せず）を付属させ、投射型表示装置３０にその識別符号を読み取る読取手段（図示せず）を設けることが好ましい。このようにすれば、交換部品が交換された場合にはその交換が直ちに、かつ自動的に検出されることから、交換が検出された場合に、自動的に補正係数を算出することが可能となる。

また、以上の実施の形態では目標輝度・色度Ｃｔを外部において設定される場合について説明したが、それが固定でよい場合には、内部メモリ（図示せず）に予め格納してもよいし、また、一旦外部で設定された目標輝度・色度Ｃｔを当該内部メモリに格納してもよい。

また、光源特性記憶手段１０及びスクリーン特性記憶手段１１にはそれぞれ各波長における放射波長特性（発光特性データ）及び透過特性（透過特性データ）を記憶するようにしたが、ＸＹＺ表色系などに代表される表色系の三刺激値が計算できるものであればよく、これに限定されるものではない。

また、本実施の形態では、特性記憶手段３１が発光特性データと透過特性データとを保持し、演算手段３２が発光特性データ、透過特性データ及び目標輝度・色度を表すデータに基づいて補正係数を算出した。しかし、これに限ったものではなく、特性のばらつきによっては、発光特性データ及び透過特性データのうちいずれか一方のみを保持等するものであってもよい。

＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２に係るマルチビジョン投射型表示装置の構成を示すブロック図である。以下、本実施の形態に係るマルチビジョン投射型表示装置において、実施の形態１に係る投射型表示装置３０と同様の構成要素については同じ符号を付すものとし、実施の形態１に係る投射型表示装置３０と異なる部分を中心に説明する。

本実施の形態に係るマルチビジョン投射型表示装置は、実施の形態１で説明した投射型表示装置３０を複数備えており、それらのスクリーン９からなる大画面に大きな映像を表示することが可能となっている。本実施の形態では、複数（ここでは２つ）の投射型表示装置３０に共通する色再現可能な輝度及び色度を求め、当該輝度・色度を上述の目標輝度・色度Ｃｔとして各投射型表示装置３０に与えることが可能となっている。

図４に示されるように、２つの投射型表示装置３０である第１及び第２投射型表示装置３０ａ，３０ｂはコンピュータ４０に接続されている。このコンピュータ４０は、第１及び第２投射型表示装置３０ａ，３０ｂから、それぞれの色再現可能範囲（図３に示すＲＧＢ）を取得し、これらに共通する色再現範囲を算出する。

ここで、第１投射型表示装置３０ａの色再現可能範囲を示すデータは、三角形Ｒ１Ｇ１Ｂ１の頂点のｘ、ｙ座標を示すデータとして、第１投射型表示装置のメモリ３０ａａに記憶されているものとする。同様に、第２投射型表示装置３０ｂの色再現可能範囲を示すデータは、三角形Ｒ２Ｇ２Ｂ２の頂点のｘ、ｙ座標を示すデータとして、第２投射型表示装置３０ｂのメモリ３０ｂａに記憶されているものとする。

図５及び図６のそれぞれには、第１及び第２投射型表示装置３０ａ，３０ｂのそれぞれの色再現可能範囲が互いに異なる例が示されている。図５及び図６において三角形Ｒ１Ｇ１Ｂ１は第１投射型表示装置３０ａの色再現可能範囲を示し、三角形Ｒ２Ｇ２Ｂ２は第２投射型表示装置３０ｂの色再現可能範囲を示す。コンピュータ４０は、三角形Ｒ１Ｇ１Ｂ１及び三角形Ｒ２Ｇ２Ｂ２の座標値より、それらの共通領域からなる三角形ＲｔＧｔＢｔの座標値を計算する。このように計算された共通領域三角形ＲｔＧｔＢｔは、第１投射型表示装置３０ａと第２投射型表示装置３０ｂのどちらの表示装置においても再現（表示）可能な範囲を表す。

以下、共通領域三角形ＲｔＢｔＧｔを求める方法について詳しく説明する。まず、コンピュータ４０は、第１及び第２投射型表示装置３０ａ，３０ｂのメモリ３０ａａ，３０ｂａから、三角形Ｒ１Ｇ１Ｂ１，Ｒ２Ｇ２Ｂ２の頂点のｘｙ座標値を読み出し、これを用いてＲｔ、Ｇｔ、Ｂｔのそれぞれのｘｙ座標値を算出する。

図７及び図８は、コンピュータ４０がＲｔのｘｙ座標値を算出する際の手順を示すフローチャートである。図７においてまず、コンピュータ４０は、Ｒ１とＲ２（の座標値）が互いに等しいかどうかの判定を行う（ステップＳ１）。等しい場合には、Ｒ１＝Ｒ２（の座標値）が、求めるべきＲｔ（の座標値）であるとして（ステップＳ２）、手順を終了する。

等しくない場合には、コンピュータ４０は、後述の内包判定方法を行うことにより、各三角形の各頂点が他方の三角形に内包されているかどうかを判定し（ステップＳ３及びＳ４）、内包されていると判定すれば、その各頂点（Ｒ１またはＲ２）を共通領域の頂点（Ｒｔ）とする（ステップＳ５及びＳ６）。

例えば、コンピュータ４０は、最初に頂点Ｒ１が三角形Ｒ２Ｇ２Ｂ２に内包されているかどうかの判定を行い（ステップＳ３）、内包されていると判定すれば、頂点Ｒ１をＲｔとする（ステップＳ５）。ステップＳ３において内包されていないと判定すれば、次に頂点Ｒ２が三角形Ｒ１Ｇ１Ｂ１に内包されているかどうかの判定を行い（ステップＳ４）、内包されていると判定すれば、頂点Ｒ２をＲｔとする（ステップＳ６）。

図９及び図１０は、ステップＳ３及びＳ４で行われる内包判定方法を説明するための図である。以下、図９及び図１０を用いて、頂点Ｒ１が三角形Ｒ２Ｇ２Ｂ２に内包されているかどうかを判定する内包判定方法の例を説明する。コンピュータ４０は、頂点Ｒ１から各頂点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２へのベクトルをそれぞれＲ２ｖ、Ｇ２ｖ、Ｂ２ｖとし、Ｒ２ｖ×Ｇ２ｖ、Ｇ２ｖ×Ｂ２ｖ、Ｂ２ｖ×Ｒ２ｖ（×はベクトルの外積を表す）がすべて正であるか否かを判定する。この３つの積がすべて正である場合には、頂点Ｒ１は例えば図９に示されるように、三角形Ｒ２Ｇ２Ｂ２に内包されていると判定される。一方、上述の３つの積のいずれかが負であれば、頂点Ｒ１は例えば図１０に示されるように、三角形Ｒ２Ｇ２Ｂ２に内包されていないと判定される。

図７に示されるステップＳ３及びＳ４のいずれにおいても内包されていないと判定された場合には、図８に示されるステップＳ１１に進む。このステップＳ１１において、コンピュータ４０は、後述の交差判定方法を行うことにより、線分Ｒ１Ｇ１と線分Ｒ２Ｂ２とが交わるかどうかを判定する。同ステップＳ１１において交わっていると判定すれば、その交点をＲｔとする（ステップＳ１２）。同ステップＳ１１において交わっていないと判定すれば、線分Ｒ２Ｇ２と線分Ｒ１Ｂ１との交点をＲｔとする（ステップＳ１３）。なお、このような交点計算は、Ｒ１はＧ２、Ｂ２よりもＲ２に近い位置にあることを前提としているが、通常であれば、この前提は成立する。

図１１は、ステップＳ１１で行われる交差判定方法を説明するための図である。以下、この図１１を用いて、線分Ｒ１Ｇ１と線分Ｒ２Ｇ２とが交わるかどうかを判定する交差判定方法の例を説明する。図１１に示されるように、線分Ｒ１Ｇ１と線分Ｒ２Ｂ２とが交点Ｋで交わる（つまり、交点Ｋが線分Ｒ１Ｇ１上に存在し、かつ線分Ｒ２Ｂ２上に存在する）場合、次式（９）〜（１１）が成り立つ。

ここで、Ｒ１ｘ、Ｒ１ｙは点Ｒ１のｘ、ｙ座標値であり、Ｇ１ｘ、Ｇ１ｙは点Ｇ１のｘ、ｙ座標値であり、Ｒ２ｘ、Ｒ２ｙは点Ｒ２のｘ、ｙ座標値であり、Ｂ２ｘ、Ｂ２ｙは点Ｂ２のｘ、ｙ座標値である。

コンピュータ４０は、上式（９）及び（１０）に、これらのｘｙ座標値を代入して、ｓ、ｔを求め、求めたｓ、ｔが上式（１１）の条件を満たすならば、線分Ｒ１Ｇ１と線分Ｒ２Ｂ２とが交わると判定する。以上の交差判定を行うことにより、ステップＳ１１においてコンピュータ４０はＲｔを求める。

以上、図７及び図８を用いて、Ｒｔを求める動作について説明したが、コンピュータ４０は、同様にしてＧｔ，Ｂｔを求める。コンピュータ４０は、このようにしてＲｔ、Ｇｔ、Ｂｔのｘｙ座標値を求めた後、これらをＸＹＺ三刺激値に変換する。

コンピュータ４０は、求めた共通の色再現可能範囲の情報（ＲｔＧｔＢｔのＸＹＺ三刺激値の組合せ）を、第１及び第２投射型表示装置３０ａ，３０ｂに目標輝度・色度Ｃｔとして与える。第１及び第２投射型表示装置３０ａ，３０ｂのそれぞれは、実施の形態１で説明した補正を行うことにより、自身の輝度・色度を、目標輝度・色度Ｃｔに近づける。

以上のような本実施の形態に係るマルチビジョン投射型表示装置によれば、複数の投射型表示装置３０が表示する映像の輝度・色度は互いにほぼ等しくなり、複数画面でマッチングを取ることができる。したがって、複数の投射型表示装置３０の間における輝度・色度のばらつきを抑制することができる。

なお、以上の説明では、複数の投射型表示装置３０の数は２つであったが、それより大きい数であっても同様に共通領域を計算することが可能であるため、その数は２つに限ったものではない。

上記の実施の形態２のように、複数の投射型表示装置３０を用いてマルチビジョン投射型表示装置を構成し、各投射型表示装置３０の共通領域を目標値として各投射型表示装置３０に与えることで、部品交換前後においても全画面の画面特性を均一に保つことが可能となる。

１〜３ 光源、７ 映像表示デバイス、スクリーン９、１５ 輝度・色度補正手段、３０ 投射型表示装置、３１ 特性記憶手段、３２ 演算手段。

Claims (6)

1. 背面からスクリーン上に映像を投射する投射型表示装置であって、
   前記スクリーンの透過特性データを保持する特性記憶手段と、
   前記特性記憶手段に保持されている前記透過特性データと、目標とすべき目標輝度・色度を表すデータとに基づいて補正係数を算出する演算手段と、
   前記算出された補正係数に基づいて、映像信号における輝度・色度を補正する輝度・色度補正手段と、
   前記補正された映像信号に基づいて、光源からの光を強度変調する映像表示デバイスと
   を備える、投射型表示装置。
2. 半導体発光素子からなる光源と、
   前記光源の発光特性データを保持する特性記憶手段と、
   前記特性記憶手段に保持されている前記発光特性データと、目標とすべき目標輝度・色度を表すデータとに基づいて補正係数を算出する演算手段と、
   前記算出された補正係数に基づいて、映像信号における輝度・色度を補正する輝度・色度補正手段と、
   前記補正された映像信号に基づいて、前記光源からの光を強度変調する映像表示デバイスと
   を備える、投射型表示装置。
3. 請求項２に記載の投射型表示装置であって、
   前記投射型表示装置は背面からスクリーン上に映像を投射し、
   前記特性記憶手段は、前記スクリーンの透過特性データをも保持し、
   前記演算手段は、前記特性記憶手段に保持されている前記発光特性データ及び前記透過特性データと、前記目標輝度・色度を表すデータとに基づいて前記補正係数を算出する、投射型表示装置。
4. 請求項１または請求項３に記載の投射型表示装置であって、
   前記特性記憶手段は、
   複数種類の前記スクリーンの前記透過特性データを保持し、
   前記演算手段は、
   前記スクリーンが交換される際に、前記特性記憶手段に保持されている当該スクリーンの前記透過特性データに基づいて前記補正係数を算出する、投射型表示装置。
5. 請求項２または請求項３に記載の投射型表示装置であって、
   前記特性記憶手段は、
   複数種類の前記光源の前記発光特性データを保持し、
   前記演算手段は、
   前記光源が交換される際に、前記特性記憶手段に保持されている当該光源の前記発光特性データに基づいて前記補正係数を算出する、投射型表示装置。
6. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の投射型表示装置を複数備え、
   複数の前記投射型表示装置に共通する再現可能な輝度・色度を求め、当該輝度・色度を前記目標輝度・色度として各前記投射型表示装置に与える、マルチビジョン投射型表示装置。

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