JP2018045068A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で好適な画像を表示することができる技術を提供する。
【解決手段】本発明の制御装置は、第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置であって、第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を投影領域に表示し、第2投影装置は、投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を投影領域に表示し、第1画像と第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が投影領域に表示され、制御装置は、対象画像データに基づいて、第1投影装置による第1画像の表示と、第2投影装置による第2画像の表示とを制御する制御手段、を有し、制御手段は、対象画像データの階調性に応じた階調性が第1画像によって実現されるように、第1画像の表示と第2画像の表示とを制御する。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の制御装置は、第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置であって、第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を投影領域に表示し、第2投影装置は、投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を投影領域に表示し、第1画像と第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が投影領域に表示され、制御装置は、対象画像データに基づいて、第1投影装置による第1画像の表示と、第2投影装置による第2画像の表示とを制御する制御手段、を有し、制御手段は、対象画像データの階調性に応じた階調性が第1画像によって実現されるように、第1画像の表示と第2画像の表示とを制御する。
【選択図】図2
Description
本発明は、投影装置による画像の表示を制御する制御装置に関する。
プロジェクタなどの投影装置に対して、高解像度画像(高い解像度を有する画像)の表示、高輝度画像(高い輝度を有する画像)の表示、等が望まれている。例えば、水平方向3840画素×垂直方向2160画素の解像度を有する画像の表示が普及しつつある。また、望まれている解像度として、水平方向7860画素×垂直方向4320画素の解像度などもある。水平方向3840画素×垂直方向2160画素の解像度は「4K解像度」などと呼ばれ、水平方向7860画素×垂直方向4320画素の解像度は「8K解像度」などと呼ばれる。
しかしながら、高解像度画像の表示を1台の投影装置で行うことは困難であり、高解像度画像を表示可能な投影装置の製造には、高いコストが必要となる。高解像度画像を表示可能な投影装置の製造のコストを低減するためには、新たな製造技術の開発、新たな投影装置(新たな投影方式)の開発、高解像度画像を表示可能な投影装置の普及、等を待つ必要がある。また、表示画像(表示された画像)の高解像度化により、表示素子(液晶素子など)の開口率が低減することがある。そのため、表示画像の高解像度化と、表示画像の高輝度化との両立は困難である。
普及している(普及しつつある)投影装置を複数用いて高解像度画像の表示を実現する技術として、「タイル投影」と呼ばれる投影方法が提案されている。タイル投影では、元画像を構成する複数の部分画像が使用される。複数の部分画像はタイル状(マトリクス状)に配置されている。そして、複数の部分画像にそれぞれ対応する複数の投影装置が使用される。各投影装置は、自身に対応する部分画像の表示を行う。複数の投影装置により、タイル状に配置された複数の部分画像が表示される。それにより、元画像の解像度と同じ解像度を有する画像の表示が実現される。
例えば、4K解像度を有する元画像を構成する複数の部分画像として、2行2列のマトリクス状に配置された4つの部分画像が使用される。各部分画像の解像度は、水平方向1920画素×垂直方向1080である。水平方向1920画素×垂直方向1080の解像度は、「FHD(Full High Definition)解像度」などと呼ばれる。そして、FHD解像度を有する画像を各々が表示可能な4台の投影装置が使用される。そして、4台の投影装置により、2行2列のマトリクス状に配置された上記4つの部分画像が表示される。それにより、4K解像度(元画像の解像度)を有する画像の表示が実現される。
普及している(普及しつつある)投影装置を複数用いて高輝度画像の表示を実現する技術として、「スタック投影」と呼ばれる投影方法が提案されている。投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、投影領域に画像を表示する。スタック投影では、複数の投影装置の間で投影領域が等しい。そのため、複数の投影装置による複数の投影が、1つの投影領域に対して行われる。それにより、表示画像の輝度が高められる。例えば、2台の投影装置を用いたスタック投影では、表示画像の輝度が、1台の投影装置を用いた場合の輝度の2倍の輝度へ高められる。
従来は、投影装置の光源(発光素子)としてランプ光源が使われることが多かった。近年では、投影装置の光源としての固体光源(LED)の利用が増している。固体光源の発
光輝度の変調は容易であり、固体光源を用いることにより輝度制御(表示画像の輝度の制御、固体光源の発光輝度の制御、等)の自由度を高めることができる。アレイ状に配置された複数の固体光源の発光輝度を部分的に変更することにより、表示輝度を部分的に変更することができる。表示装置(自身の画面に画像を表示する表示装置)では、固体光源の特徴を利用した技術として、「ローカルディミング制御」と呼ばれる技術が実用化されている。ローカルディミング制御では、各固体光源の発光輝度が個別に制御される(発光輝度の個別制御)。それにより、表示画像のコントラストを向上することができる。投影装置でも、ローカルディミング制御を応用することにより、表示画像のコントラストの向上が期待できる。
光輝度の変調は容易であり、固体光源を用いることにより輝度制御(表示画像の輝度の制御、固体光源の発光輝度の制御、等)の自由度を高めることができる。アレイ状に配置された複数の固体光源の発光輝度を部分的に変更することにより、表示輝度を部分的に変更することができる。表示装置(自身の画面に画像を表示する表示装置)では、固体光源の特徴を利用した技術として、「ローカルディミング制御」と呼ばれる技術が実用化されている。ローカルディミング制御では、各固体光源の発光輝度が個別に制御される(発光輝度の個別制御)。それにより、表示画像のコントラストを向上することができる。投影装置でも、ローカルディミング制御を応用することにより、表示画像のコントラストの向上が期待できる。
そして、タイル投影、スタック投影、発光輝度の個別制御、等の技術を用いることにより、高い解像度、高い輝度、及び、高いコントラストを有する画像の表示を実現できる。
例えば、高解像度画像を表示可能な投影装置を複数用いたスタック投影を行うことにより、高い解像度と高い輝度とを有する画像の表示を実現できる。しかしながら、高解像度画像を表示可能な投影装置のコストは高く、そのような投影装置を複数用いるには非常に高いコストが必要となる。
高解像度画像を表示不可能な投影装置を複数用いてタイル投影とスタック投影の両方を行うことによっても、高い解像度と高い輝度とを有する画像の表示を実現できる。しかしながら、この構成では、多数の投影装置が必要となる。ここで、各々がFHD解像度を有する4つの部分画像を表示することで4K解像度を有する画像を表示するタイル投影と、各部分画像の表示輝度(表示画像の輝度;投影面上の輝度)を高めるスタック投影とが行われる場合を考える。この場合には、最低でも8(=4×2)台の投影装置が必要となる。
また、タイル投影、スタック投影、等では、各投影装置の投影領域(投影領域の位置、投影領域のサイズ、投影領域の形状、等)の調整が必要となる。そして、投影装置の数が多いほど、投影領域の調整の煩雑さが増し、ユーザ負荷が増す。そのため、タイル投影とスタック投影の両方を行う上記構成では、投影領域の調整のユーザ負荷は非常に大きい。
このように、従来技術では、簡易な構成で好適な画像を表示することができない。例えば、従来技術では、高い解像度、高い輝度、及び、高いコントラストを有する画像を、低いコスト且つ少ないユーザ負荷で表示することができない。
本発明は、簡易な構成で好適な画像を表示することができる技術を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、
第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置であって、
前記第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を前記投影領域に表示し、
前記第2投影装置は、前記投影領域に対する投影を行うことにより、前記第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を前記投影領域に表示し、
前記第1画像と前記第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が前記投影領域に表示され、
前記制御装置は、
前記対象画像データに基づいて、前記第1投影装置による前記第1画像の表示と、前記第2投影装置による前記第2画像の表示とを制御する制御手段、
を有し、
前記制御手段は、前記対象画像データの階調性に応じた階調性が前記第1画像によって実現されるように、前記第1画像の表示と前記第2画像の表示とを制御する
ことを特徴とする制御装置である。
第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置であって、
前記第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を前記投影領域に表示し、
前記第2投影装置は、前記投影領域に対する投影を行うことにより、前記第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を前記投影領域に表示し、
前記第1画像と前記第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が前記投影領域に表示され、
前記制御装置は、
前記対象画像データに基づいて、前記第1投影装置による前記第1画像の表示と、前記第2投影装置による前記第2画像の表示とを制御する制御手段、
を有し、
前記制御手段は、前記対象画像データの階調性に応じた階調性が前記第1画像によって実現されるように、前記第1画像の表示と前記第2画像の表示とを制御する
ことを特徴とする制御装置である。
本発明の第2の態様は、
第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置の制御方法であって、
前記第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を前記投影領域に表示し、
前記第2投影装置は、前記投影領域に対する投影を行うことにより、前記第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を前記投影領域に表示し、
前記第1画像と前記第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が前記投影領域に表示され、
前記制御方法は、
前記対象画像データに基づいて、前記第1投影装置による前記第1画像の表示と、前記第2投影装置による前記第2画像の表示とを制御する制御ステップ、
を有し、
前記制御ステップでは、前記対象画像データの階調性に応じた階調性が前記第1画像によって実現されるように、前記第1画像の表示と前記第2画像の表示とが制御される
ことを特徴とする制御方法である。
第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置の制御方法であって、
前記第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を前記投影領域に表示し、
前記第2投影装置は、前記投影領域に対する投影を行うことにより、前記第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を前記投影領域に表示し、
前記第1画像と前記第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が前記投影領域に表示され、
前記制御方法は、
前記対象画像データに基づいて、前記第1投影装置による前記第1画像の表示と、前記第2投影装置による前記第2画像の表示とを制御する制御ステップ、
を有し、
前記制御ステップでは、前記対象画像データの階調性に応じた階調性が前記第1画像によって実現されるように、前記第1画像の表示と前記第2画像の表示とが制御される
ことを特徴とする制御方法である。
本発明の第3の態様は、本発明の第2の態様である制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、簡易な構成で好適な画像を表示することができる。
<実施例1>
以下、本発明の実施例1について説明する。なお、以下では、液晶プロジェクタが投影装置として使用される例を説明するが、投影装置は液晶プロジェクタに限られない。例え
ば、液晶素子の代わりにMEMS(Micro Electro Mechanical
System)シャッターを用いたMEMSシャッター方式投影装置が使用されてもよい。
以下、本発明の実施例1について説明する。なお、以下では、液晶プロジェクタが投影装置として使用される例を説明するが、投影装置は液晶プロジェクタに限られない。例え
ば、液晶素子の代わりにMEMS(Micro Electro Mechanical
System)シャッターを用いたMEMSシャッター方式投影装置が使用されてもよい。
図1は、本実施例に係る表示システムの大まかな構成の一例を示す図である。本実施例に係る表示システムは、第1投影装置101、第2投影装置102、画像分配装置(制御装置)103、及び、画像出力装置104を有する。画像分配装置103は様々な装置に接続可能である。図1では、画像分配装置103は、第1投影装置101、第2投影装置102、及び、画像出力装置104に接続されている。画像分配装置103は、ケーブル105aを用いて第1投影装置101に接続されており、ケーブル105bを用いて第2投影装置102に接続されている。なお、装置間の接続の方法は特に限定されない。例えば、複数の装置が無線で互いに接続されてもよい。
第1投影装置101は、スクリーン106(投影面)の投影領域に対する投影を行うことにより、4K解像度を有する第1画像を投影領域に表示する。第2投影装置102は、スクリーン106の投影領域に対する投影を行うことにより、FHD解像度を有する第2画像を投影領域に表示する。4K解像度は、例えば、水平方向3840画素×垂直方向2160画素の解像度である。FHD解像度は、例えば、水平方向1920画素×垂直方向1080の解像度である。なお、第1画像の解像度(第1解像度)が第2画像の解像度(第2解像度)よりも高ければ、第1解像度と第2解像度は特に限定されない。
本実施例では、スタック投影が行われるように、第1投影装置101と第2投影装置102が配置されている。具体的には、第1投影装置101と第2投影装置102の間で投影領域が等しい。本実施例では、第1画像と第2画像の両方が表示されることにより、対象画像(対象画像データに基づく画像)が投影領域に表示される。対象画像データは、表示対象の画像データである。そして、スタック投影を行うことにより、第1画像と第2画像が重なり合って表示されるため、対象画像を高い輝度で表示することができる。
本実施例では、第2投影装置102が表示可能な画像の解像度の上限は、第1投影装置101が表示可能な画像の解像度の上限よりも低い。そのため、第2投影装置102のコストは、第1投影装置101のコストよりも低い。また、第1投影装置101では、表示画像の高輝度化を実現するために、表示素子(液晶素子)の開口率が制限されている。そのため、本実施例では、第1投影装置101が表示可能な画像の輝度の上限は、第2投影装置102が表示可能な画像の輝度の上限よりも低い。第1投影装置101が表示可能な画像の解像度の上限が高いため、対象画像の高い解像度で表示することができる。
第1投影装置101は、第1発光部と、第1発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を投影領域に対して投影する第1投影部とを有する。本実施例では、第1発光部は、投影領域を構成する複数の第1領域に対応する複数の第1光源部を有する。第1光源部は1つ以上の光源(発光素子)を有する。光源としては、例えば、発光ダイオード(LED)、有機EL素子、半導体レーザー、プラズマ素子、等の固体光源を使用することができる。本実施例では、複数の第1領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。なお、第1領域の数、第1領域の配置、等は、特に限定されない。
第2投影装置102は、第2発光部と、第2発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を投影領域に対して投影する第2投影部とを有する。第2発光部は、投影領域を構成する1つ以上の第2領域に対応する1つ以上の第2光源部を有する。第2光源部は1つ以上の光源を有する。第2領域は1つ以上の第1領域からなる。本実施例では、第2領域として第1領域と同じ領域が使用される。そのため、本実施例では、複数の第2領域としても、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。なお、第2領域の
数、第2領域の配置、等は、特に限定されない。
数、第2領域の配置、等は、特に限定されない。
本実施例では、各第1光源部の発光輝度が個別に制御され、各第2光源部の発光輝度が個別に制御される。それにより、表示画像(第1画像、第2画像、対象画像、等)のコントラストを高めることができる。例えば、輝度が低い画像領域(黒色の画像領域など)が表示される領域における発光輝度が、輝度が高い画像領域(白色の画像領域など)が表示される領域における発光輝度よりも低い発光輝度へ制御される。それにより、表示画像のコントラストを高めることができる。
本実施例では、画像分配装置103と画像出力装置104のそれぞれは、4K解像度以下の解像度を有する画像データを処理することができる。4K解像度は、例えば、水平方向3840画素×垂直方向2160画素の解像度である。なお、画像分配装置103が処理可能な画像データの解像度と、画像出力装置104が処理可能な画像データの解像度とは、特に限定されない。
画像出力装置104は、画像データの取得、画像データの保持、画像データの出力、等を行う。本実施例では、画像出力装置104は、画像分配装置103に対して、4K解像度を有する対象画像データを出力する。画像出力装置104としては、例えば、パーソナルコンピュータ、光ディスクプレイヤー、等を使用することができる。なお、対象画像データの解像度は、4K解像度に限られない。
画像分配装置103は、画像出力装置104から出力された対象画像データに基づいて、第1投影装置による第1画像の表示と、第2投影装置による第2画像の表示とを制御する。本実施例では、画像分配装置103は、画像出力装置104から出力された対象画像データを取得し、対象画像データに基づいて、4K解像度を有する第1画像データ、FHD解像度を有する第2画像データ、等を生成する。そして、画像分配装置103は、第1画像データなどを第1投影装置101へ出力し、第2画像データなどを第2投影装置102へ出力する。
第1投影装置101は、画像分配装置103から出力された第1画像データなどに基づいて投影領域に対する投影(光の照射)を行う。それにより、投影領域に第1画像が表示される。第2投影装置102は、画像分配装置103から出力された第2画像データなどに基づいて投影領域に対する投影を行う。それにより、投影領域に第2画像が表示される。
図14(A)は、スクリーン106上における第1領域と第2領域の一例を示す。図14(A)には、第1領域、第2領域、及び、第1領域と第2領域の重ね合わせが順に示されている。図14(A)において、細破線1401は、複数の第1領域の間の境界を示し、太破線1402は、複数の第2領域の間の境界を示す。上述したように、本実施例では、複数の第1領域は、複数の第2領域と同じである。そのため、第1領域と第2領域の重ね合わせにおいて、細破線1401は、太破線1402と一致する。
図14(B)は、スクリーン106上における第1画像と第2画像の一例を示す。図14(B)には、第1画像、第2画像、及び、第1画像と第2画像の重ね合わせが順に示されている。図14(B)において、細破線1403は、複数の第1画素の間の境界を示し、太破線1404は、複数の第2画素の間の境界を示す。第1画素は、第1画像の画素であり、第2画素は、第2画像の画素である。細破線1403と太破線1404とから、第1画像の解像度が第2画像の解像度よりも高いことがわかる。第1画像と第2画像の重ね合わせから、太破線1404が細破線1403に一致することがわかる。複数の第2画素に対応する複数の領域のそれぞれに、水平方向2個×垂直方向2個の合計4個の第1画素
が含まれていることもわかる。第1画像の水平解像度(水平方向における解像度)が第2画像の水平解像度の2倍であり、第1画像の垂直解像度(垂直方向における解像度)が第2画像の垂直解像度の2倍であることもわかる。なお、第1画像の解像度、第2画像の解像度、第2画素の領域に含まれる第1画素の数、等は特に限定されない。
が含まれていることもわかる。第1画像の水平解像度(水平方向における解像度)が第2画像の水平解像度の2倍であり、第1画像の垂直解像度(垂直方向における解像度)が第2画像の垂直解像度の2倍であることもわかる。なお、第1画像の解像度、第2画像の解像度、第2画素の領域に含まれる第1画素の数、等は特に限定されない。
図2は、本実施例に係る表示システムの構成例を示すブロック図である。図2では、画像出力装置104とスクリーン106は省略されている。画像分配装置103は、画像データ伝送バス204を用いて、画像出力装置104に接続されている。画像分配装置103は、画像データ伝送バス214と光源制御値伝送バス215を用いて、第1投影装置101に接続されている。画像データ伝送バス214と光源制御値伝送バス215は、図1のケーブル105aに含まれている。画像分配装置103は、画像データ伝送バス216と光源制御値伝送バス217を用いて、第2投影装置102に接続されている。画像データ伝送バス216と光源制御値伝送バス217は、図1のケーブル105bに含まれている。第1投影装置101からは光225が出力される。光225がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に第1画像が表示される。第2投影装置102からは光233が出力される。光233がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に第2画像が表示される。
画像分配装置103は、基礎画像生成部201、画像分配部202、及び、制御部203を有する。画像出力装置104から出力された対象画像データは、画像データ伝送バス204を介して、画像分配装置103に入力される。
基礎画像生成部201は、対象画像データに基づいて、発光輝度の決定と、基礎画像データの生成とを行う。基礎画像生成部201は、決定した発光輝度と、生成した基礎画像データとを、画像分配部202へ出力する。
画像分配部202は、第1投影装置101の表示特性と第2投影装置102の表示特性とに基づいて、基礎画像生成部201から出力された発光輝度と基礎画像データから、第1画像データ、第1光源制御値、第2画像データ、及び、第2光源制御値を生成する。第1光源制御値は、第1発光部(第1光源部)の発光輝度に関する値であり、第2光源制御値は、第2発光部(第2光源部)の発光輝度に関する値である。画像分配部202は、画像データ伝送バス214を介して第1投影装置101へ第1画像データを出力し、光源制御値伝送バス215を介して第1投影装置101へ第1光源制御値を出力する。画像分配部202は、画像データ伝送バス216を介して第2投影装置102へ第2画像データを出力し、光源制御値伝送バス217を介して第2投影装置102へ第2光源制御値を出力する。
制御部203は、画像分配装置103の各処理を制御したり、各種情報(データ)を記憶したりする。例えば、制御部203では、記憶部に予め記録されたプログラム(ソフトウェアプログラムなど)が読み出されて実行されることにより、画像分配装置103の各処理が制御される。本実施例では、制御部203は、基礎画像生成部201、画像分配部202、等に制御信号線を介して接続されており、画像分配装置103の各処理の制御、画像分配装置103の機能部間の連携、等を実現する。制御部203の処理は、自動で行われることもあれば、画像分配装置103に対してユーザが行った操作に応じて行われることもある。
基礎画像生成部201は、特徴量取得部205、発光輝度決定部206、及び、画像補正部207を有する。
特徴量取得部205は、対象画像データの解析、計数、等を行うことにより、対象画像
データの特徴量を取得する。本実施例では、特徴量取得部205は、各第1領域(各第2領域)について、対象画像データから特徴量を取得する。特徴量は、例えば、第1領域における複数の階調値(画素値、輝度値、等)の代表値、第1領域における複数の階調値のヒストグラム、等である。代表値は、平均値、最大値、最小値、中間値、最頻値、等である。特徴量取得部205は、取得した特徴量を発光輝度決定部206へ出力する。
データの特徴量を取得する。本実施例では、特徴量取得部205は、各第1領域(各第2領域)について、対象画像データから特徴量を取得する。特徴量は、例えば、第1領域における複数の階調値(画素値、輝度値、等)の代表値、第1領域における複数の階調値のヒストグラム、等である。代表値は、平均値、最大値、最小値、中間値、最頻値、等である。特徴量取得部205は、取得した特徴量を発光輝度決定部206へ出力する。
発光輝度決定部206は、対象画像データに基づいて発光輝度を決定する。本実施例では、発光輝度決定部206は、特徴量取得部205から出力された特徴量に基づいて発光輝度を決定する。具体的には、発光輝度決定部206は、第1領域に対して取得された特徴量に基づいて発光輝度を決定する処理を、各第1領域について行う。発光輝度決定部206は、決定した発光輝度の情報を、画像補正部207と画像分配部202へ出力する。
画像補正部207は、発光輝度決定部206によって決定された発光輝度(各第1領域の発光輝度)に基づいて対象画像データを補正することにより、基礎画像データを生成する。液晶プロジェクタにおいて、表示画像の輝度は、発光部の発光輝度、液晶パネルの開口率、等によって決まる。そのため、発光部の発光輝度が変わると、表示輝度(表示画像の輝度;投影面上の輝度)も変わる。画像補正部207は、発光輝度の変化による表示輝度の変化が抑制されるように、対象画像データを補正する。対象画像データの補正方法は特に限定されないが、本実施例では、画像補正部207は、各第1領域に対して決定された発光輝度に基づいて、発光部から発せられた光の、液晶パネルへの到達時における輝度(到達輝度)を推定する。到達輝度は、液晶パネルにおける複数の位置のそれぞれについて推定される。そして、画像補正部207は、推定された到達輝度に基づいて、対象画像データによって表された輝度が表示輝度として得られるように対象画像データを補正する補正値(階調値に乗算する係数、階調値に加算するオフセット値、等)を決定する。補正値は、対象画像データの各階調値に対して決定される。その後、画像補正部207は、決定した補正値を用いて対象画像データを補正することにより、基礎画像データを生成する。画像補正部207は、生成した基礎画像データを画像分配部202へ出力する。
画像分配部202は、発光輝度分配部208と画像データ分配部209を有する。
発光輝度分配部208は、発光輝度決定部206によって決定された発光輝度に基づいて、第1光源制御値と第2光源制御値を生成する。本実施例では、発光輝度分配部208は、第1領域に対して決定された発光輝度から、当該第1領域に対応する第1光源部の発光輝度と、当該第1領域と同じ第2領域に対応する第2光源部の発光輝度とを決定する処理を、複数の第1領域のそれぞれについて行う。そして、発光輝度分配部208は、各第1光源部の発光輝度に応じて各第1光源部の第1光源制御値を生成し、各第2光源部の発光輝度に応じて各第2光源部の第2光源制御値を生成する。発光輝度分配部208は、各第1光源部の第1光源制御値を、光源制御値伝送バス215を介して第1投影装置101へ出力する。発光輝度分配部208は、各第2光源部の第2光源制御値を、光源制御値伝送バス217を介して第2投影装置102へ出力する。また、発光輝度分配部208は、第1発光部(各第1光源部)の発光輝度の情報と、第2発光部(各第2光源部)の発光輝度の情報とを、画像データ分配部209へ出力する。
画像データ分配部209は、対象画像データに基づいて第1画像データと第2画像データを生成する。本実施例では、画像データ分配部209は、基礎画像データ、各第1光源部の発光輝度、及び、各第2光源部の発光輝度に基づいて、第1画像データと第2画像データを生成する。画像データ分配部209は、画像データ伝送バス214を介して第1投影装置101へ第1画像データを出力し、画像データ伝送バス216を介して第2投影装置102へ第2画像データを出力する。
制御部203は、RAM210、CPU211、プロジェクタ特性記憶部212、及び、バス213を有する。
RAM210には、プログラム、制御データ、等の種々のデータが予め記録されている。CPU211は、バス213を介して、制御部203の各機能部、基礎画像生成部201、画像分配部202、等に接続されている。CPU211は、バス213を介してRAM210、プロジェクタ特性記憶部212、等から種々のデータを読み出し、読み出したデータに応じた制御コマンドを、バス213を介して各機能部へ出力する。それにより、各機能部の処理が制御される。プロジェクタ特性記憶部212には、第1投影装置101の特性を表す情報、第2投影装置102の特性を表す情報、等が予め記録されている。具体的には、第1投影装置101の特性を表す情報として、第1投影装置101が表示可能な画像の解像度の上限、第1発光部の発光輝度の上限、第1領域、等が予め記録されている。第2投影装置102の特性を表す情報として、第2投影装置102が表示可能な画像の解像度の上限、第2発光部の発光輝度の上限、第2領域、等を示す情報が予め記録されている。
なお、制御部203は、画像の入出力を開始するための処理、ユーザによって行われた操作に応じた処理、投影装置間の各種連携のための処理、等も行う。例えば、制御部203は、画像分配装置103に接続されている投影装置との通信を行う通信部(不図示)を有する。そして、制御部203は、投影装置の特性を示す特性情報を、通信部を用いて投影装置から取得する。具体的には、制御部203は、通信部を用いて、特性情報の送信の要求を投影装置に対して行う。そして、制御部203は、要求に応じて投影装置から出力された特性情報を取得する。その後、制御部203は、取得した特性情報をプロジェクタ特性記憶部212に記録する。特性情報は、予め定められた情報であってもよいし、ユーザによって行われた操作などに応じて生成された情報であってもよい。例えば、制御部203は、画像分配装置103に対してユーザが行った操作に応じて特性情報を生成し、生成した特性情報をプロジェクタ特性記憶部212に記録してもよい。
第1投影装置101は、パネル制御部218、光源制御部219、及び、光学系220を有する。光学系220は、液晶パネル221、第1発光部222、及び、投影レンズ224を有する。上述した第1投影部は、液晶パネル221と投影レンズ224を含む。
パネル制御部218は、画像データ伝送バス214を介して入力された第1画像データに基づいて、液晶パネル221を駆動する。液晶パネル221は、複数の液晶素子を有する。例えば、液晶パネル221は、画像の複数の画素のそれぞれについて、複数の色に対応する複数の液晶素子を有する。複数の色に対応する複数の液晶素子は、入射した光の赤色成分を投影レンズ224へ出力する液晶素子、入射した光の緑色成分を投影レンズ224へ出力する液晶素子、入射した光の青色成分を投影レンズ224へ出力する液晶素子、等を含む。本実施例では、液晶パネル221は、4K解像度を有する画像を表示可能な数の液晶素子を有する。第1画像データに基づいて液晶パネル221が駆動されることにより、液晶パネル221の各液晶素子の開口率(透過率または反射率)が第1画像データに基づく値に制御される。
液晶パネル221の駆動方法は特に限定されない。本実施例では、パネル制御部218は、第1画像データに対し所定の画像処理を施し、所定の画像処理が施された後の第1画像データに基づいて、液晶パネル221を駆動する駆動信号を生成する。所定の画像処理は、例えば、表示画像(第1画像)の画質を向上する種々の高画質化処理、投影レンズ224などの光学系に依存した表示画像(第1画像)の変形を抑制する補正処理、等を含む。そして、パネル制御部218は、生成した駆動信号を液晶パネル221に供給する。それにより、液晶パネル221が駆動される。
光源制御部219は、光源制御値伝送バス215を介して入力された第1光源制御値に従って、第1発光部222を駆動する。第1光源制御値に応じて第1発光部222が駆動されることにより、第1光源制御値に応じた発光輝度に第1発光部222の発光輝度が制御される。本実施例では、第1発光部222は、複数の第1領域にそれぞれ対応する複数の第1光源部を有する。そして、光源制御部219は、第1光源部に対して決定された第1光源制御値に応じて第1光源部を駆動する処理を、複数の第1光源部のそれぞれについて行う。第1光源制御値に応じて第1光源部が駆動されることにより、第1光源制御値に応じた発光輝度に第1光源部の発光輝度が制御される。
第1発光部222の駆動方法は特に限定されない。本実施例では、光源制御部219は、第1光源部に対して決定された第1光源制御値に応じて、当該第1光源部を駆動する駆動信号を生成する。この処理は、複数の第1光源部のそれぞれについて行われる。駆動信号は、例えば、第1光源部の点灯時間と消灯時間のデューティ比を制御するPWM信号、第1光源部に供給される電流量を制御する信号、等である。そして、光源制御部219は、各第1光源部に駆動信号を供給する。それにより、各第1光源部が駆動される。
第1発光部222から発せられた光223は、液晶パネル221へ照射され、液晶パネル221で変調され、投影レンズ224へ導かれる。
投影レンズ224は、入射した光(第1発光部222から発せられて、液晶パネル221で変調された光)に光学的な変化を与え、光学的な変化が与えられた後の光225を出射する。光225がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に第1画像が表示される。また、投影レンズ224の状態(位置、傾き、等)は、第1投影装置101が有する制御部(不図示)によって制御される。投影レンズ224の状態を変えることにより、第1画像のフォーカス状態、第1画像の拡大率、等を変えることができる。
第2投影装置102は、第1投影装置101の構成と同様の構成を有する。第2投影装置102は、パネル制御部226、光源制御部227、及び、光学系228を有する。光学系228は、液晶パネル229、第2発光部230、及び、投影レンズ232を有する。上述した第2投影部は、液晶パネル229と投影レンズ232を含む。
パネル制御部226は、パネル制御部218の機能と同様の機能を有する。パネル制御部226は、画像データ伝送バス216を介して入力された第2画像データに基づいて、液晶パネル229を駆動する。液晶パネル229は、液晶パネル221の機能と同様の機能を有する。本実施例では、液晶パネル229は、FHD解像度を有する画像を表示可能な数の液晶素子を有する。
光源制御部227は、光源制御部219の機能と同様の機能を有する。光源制御部227は、光源制御値伝送バス217を介して入力された第2光源制御値に従って、第2発光部230を駆動する。第2発光部230は、第1発光部222の機能と同様の機能を有する。本実施例では、第2発光部230は、複数の第2領域にそれぞれ対応する複数の第2光源部を有する。上述したように、複数の第2領域は複数の第1領域と等しい。そして、光源制御部227は、第2光源部に対して決定された第2光源制御値に応じて第2光源部を駆動する処理を、複数の第2光源部のそれぞれについて行う。
第2発光部230から発せられた光231は、液晶パネル229へ照射され、液晶パネル229で変調され、投影レンズ232へ導かれる。
投影レンズ232は、投影レンズ224の機能と同様の機能を有する。投影レンズ232は、入射した光(第2発光部230から発せられて、液晶パネル229で変調された光)に光学的な変化を与え、光学的な変化が与えられた後の光233を出射する。光233がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に第2画像が表示される。また、投影レンズ232の状態は、第2投影装置102が有する制御部(不図示)によって制御される。
発光輝度分配部208の処理の一例を説明する。本実施例では、以下の処理が各第1領域に対して行われる。図3(A)は、発光輝度決定部206によって決定された発光輝度Tlightと、第1光源部の発光輝度Hlightとの対応関係の一例を示す。図3(A)において、発光輝度Hlight_maxは、発光輝度Hlightの上限である。図3(B)は、発光輝度Tlightと、第2光源部の発光輝度Llightとの対応関係の一例を示す。図3(C)は、発光輝度Tlightと、発光輝度Hlightおよび発光輝度Llightの合計との対応関係の一例を示す。
液晶プロジェクタにおいて、表示輝度は、発光部の発光輝度と液晶パネルの開口率とによって決まる。図3(A)〜3(C)において、発光輝度は、開口率の上限に対応する表示輝度でもある。例えば、発光輝度Hlightは、液晶パネル221の開口率の上限に対応する表示輝度(第1画像の表示輝度)でもあり、発光輝度Llightは、液晶パネル229の開口率の上限に対応する表示輝度(第2画像の表示輝度)でもある。
本実施例では、図3(C)に示すように、発光輝度分配部208は、発光輝度Hlightと発光輝度Llightの合計が発光輝度Tlightと略一致するように、発光輝度Hlightと発光輝度Llightを決定する。なお、「略一致」は「完全一致」を含む。「Tlight=Hlight+Llight」を満たす発光輝度Hlightと発光輝度Llightの組み合わせは、複数存在する。本実施例では、表示可能な画像の解像度の観点において、第1投影装置101の性能は第2投影装置102の性能よりも高い。そのため、第1光源部に対して第2光源部よりも優先的に発光輝度が割り当てられるように、発光輝度Hlightと発光輝度Llightが決定されることが好ましい。具体的には、可能な限り高い発光輝度が、発光輝度Hlightとして決定さることが好ましい。そして、可能な限り第2光源は使用されないことが好ましい。
そこで、本実施例では、発光輝度分配部208は、第1光源部に対して第2光源部よりも優先的に発光輝度が割り当てられるように、発光輝度Hlightと発光輝度Llightを決定する。
具体的には、発光輝度Tlightが上限以下である場合に、発光輝度分配部208は、発光輝度Tlightと略同一の発光輝度Hlightを決定する。なお、「略同一」は「完全同一」を含む。本実施例では、図3(A),3(B)に示すように、発光輝度Tlight≦上限Hlight_maxの場合に、発光輝度Hlight=Tlightが決定され、発光輝度Llight=0が決定される。
一方、発光輝度Tlightが上限よりも高い場合には、発光輝度分配部208は、上限Hlight_maxと略同一の発光輝度Hlightを決定する。そして、発光輝度分配部208は、発光輝度Hlightと発光輝度Tlightの差分に対応する発光輝度を、発光輝度Llightとして決定する。本実施例では、図3(A),3(B)に示すように、発光輝度Tlight>上限Hlight_maxの場合に、発光輝度Hlight=Hlight_maxが決定され、発光輝度Llight=Tlight−Hlightが決定される。
なお、発光輝度Hlightと発光輝度Llightの決定方法は、上記方法に限られない。例えば、発光輝度Tlight≦上限Hlight_maxの場合に、発光輝度Llight>0が決定されてもよい。発光輝度Llight≠Tlight−Hlightが決定されてもよい。
画像データ分配部209の処理の一例を説明する。本実施例では、複数の第2画素に対応する複数の領域のそれぞれについて、以下の処理が行われる。なお、以下の処理の対象となる領域は、1つの第2画素に対応する領域に限られない。例えば、2つ以上の第2画素に対応する領域について以下の処理が行われてもよい。
図4は、第1画素の輝度(表示輝度)、第2画素の輝度(表示輝度)、及び、対象画像データの輝度(対象画像データによって表された輝度;データ輝度)の一例を示す。図4は、1つの第2画素に対応する領域に関する図である。そのため、1つの第2画素402と、当該第2画素402の領域に含まれる4つの第1画素401とが示されている。また、本実施例では、第1画像の解像度は、対象画像データの解像度と等しい。そのため、図4では、対象画像データの画素として、4つの画素403(=4つの第1画素401)が示されている。
以後、左上の第1画素401の表示輝度を「Hpix0」と記載し、右上の第1画素401の表示輝度を「Hpix1」と記載し、左下の第1画素401の表示輝度を「Hpix2」と記載し、右下の第1画素401の表示輝度を「Hpix3」と記載する。第2画素402の表示輝度を「Lpix」と記載する。そして、左上の画素403のデータ輝度を「Tpix0」と記載し、右上の画素403のデータ輝度を「Tpix1」と記載し、左下の画素403のデータ輝度を「Tpix2」と記載し、右下の画素403のデータ輝度を「Tpix3」と記載する。図4では、各画素の輝度(表示輝度またはデータ輝度)の具体的な数値が示されている。図4では、輝度の値として、データ輝度の上限が100となるように正規化された値が示されている。
図4は、液晶パネル221の開口率が上限であり、且つ、液晶パネル229の開口率が上限である場合の例を示す。上述したように、発光輝度Hlight,Llightは、開口率の上限に対応する表示輝度でもある。図4は、発光輝度Hlight=40かつ発光輝度Llight=60の場合の例を示す。本実施例では、第1投影装置101が表示可能な輝度の上限は、第2投影装置102が表示可能な輝度の上限よりも低い。そのため、図4では、発光輝度Hlightとして、発光輝度Llight=60よりも低い発光輝度40が設定されている。なお、発光輝度Hlightと発光輝度Llightとの比は、対象画像データ(対象画像データから取得された特徴量)に依存して変化する。
本実施例では、画像データ分配部209は、対象画像データ(具体的には基礎画像データ)の階調性と略同一の階調性を有する画像データを、第1画像データとして生成する。具体的には、画像データ分配部209は、「TpixN=HpixN+Lpix(N=0,1,2,3)」が満たされるように、第1画像データと第2画像データを生成する。図4では、4つの第1画素401(4つの画素403)の全てにおいて、「TpixN=HpixN+Lpix」が満たされている。「TpixN=HpixN+Lpix」を満たす表示輝度HpixNと表示輝度Lpixの組み合わせは、複数存在する。発光輝度Hlight,Llightと同様に、第1画像に対して第2画像よりも優先的に表示輝度が割り当てられるように、表示輝度HpixNと表示輝度LpixNが決定されることが好ましい。そのため、本実施例では、画像データ分配部209は、第1画像に対して第2画像よりも優先的に表示輝度が割り当てられるように、表示輝度HpixNと表示輝度Lpixを決定する。
ここで、対象画像データの輝度範囲(データ輝度の範囲)の幅を「range_Tpix」と記載する。幅range_Tpixは、データ輝度Tpix0〜Tpix3の最大値からデータ輝度Tpix0〜Tpix3の最小値を減算することによって得られる値である。そして、第1画像の輝度範囲(表示輝度の範囲)の上限は、発光輝度Hlightに依存する。本実施例では、表示輝度0から、発光輝度Hlightと等しい表示輝度までの範囲が、第1画像の輝度範囲の上限であるとする。そのため、第1画像の輝度範囲の上限の幅の値は、発光輝度Hlightの値と等しい。
幅range_Tpixが幅(発光輝度)Hlight以下である場合には、4つの第1画素401(4つの画素403)の全てにおいて、「TpixN=HpixN+Lpix」を満たすことができる。そのため、そのような場合には、画像データ分配部209は、「TpixN=HpixN+Lpix」が満たされるように、第1画像データと第2画像データを生成する。具体的には、画像データ分配部209は、対象画像データの階調性と略同一の階調性を有する画像データを、第1画像データとして生成する。また、画像データ分配部209は、データ輝度TpixNと表示輝度HpixNとの差を表示輝度Lpixで補う画像データを、第2画像データとして生成する。
一方、幅range_Tpixが幅Hlightよりも広い場合には、4つの第1画素401(4つの画素403)の少なくともいずれかにおいて、「TpixN=HpixN+Lpix」を満たすことができない。そのため、そのような場合には、画像データ分配部209は、輝度範囲の幅が幅Hlightと略一致する画像データが得られるように、対象画像データの階調性を低減する。そして、画像データ分配部209は、階調性が低減された後の対象画像データに基づいて、第1画像データと第2画像データを生成する。
画像データ分配部209の処理の具体例を説明する。まず、幅range_Tpix≦幅Hlightの場合の例を説明する。図5は、1つの第2画素の領域における輝度分布の一例を示す。図5の例では、データ輝度Tpix0〜Tpix3の最大値max_Tpixはデータ輝度Tpix1であり、データ輝度Tpix0〜Tpix3の最小値min_Tpixはデータ輝度Tpix2である。そのため、幅range_Tpixは、データ輝度Tpix1−データ輝度Tpix2(=最大値max_Tpix−最小値min_Tpix)である。図5の例では、幅range_Tpixは、幅Hlightよりも狭い。
この場合には、対象画像データの輝度範囲の中心に対する対象画像データの輝度のばらつきに、第1画像の輝度範囲の上限の中心に対する第1画像の輝度のばらつきが略一致するように、第1画像データと第2画像データが生成される。具体的には、データ輝度TpixNの範囲の中心に対するデータ輝度TpixNのばらつきに、表示輝度Hlight/2に対する表示輝度HpixNのばらつきが略一致するように、第1画像データと第2画像データが生成される。
まず、画像データ分配部209は、データ輝度Tpix0〜Tpix3の範囲の中心の値midrange_Tpixを算出する。データ輝度midrange_Tpixは、以下の式1を用いて算出される。図5の例では、データ輝度midrange_Tpixとして、(データ輝度Tpix1+データ輝度Tpix2)/2が算出される。
midrange_Tpix=(max_Tpix+min_Tpix)/2
・・・(式1)
midrange_Tpix=(max_Tpix+min_Tpix)/2
・・・(式1)
次に、画像データ分配部209は、第1画像の表示輝度が表示輝度Hlight/2で
ある場合において対象画像の表示輝度がデータ輝度midrange_Tpixと略一致するように、表示輝度Lpixを決定する。具体的には、画像データ分配部209は、以下の式2を用いて、表示輝度Lpixを算出する。画像データ分配部209は、表示輝度Lpix(及び発光輝度Llight)に基づいて第2画像データの階調値(画素値)を決定する。
Lpix=midrange_Tpix−Hlight/2 ・・・(式2)
ある場合において対象画像の表示輝度がデータ輝度midrange_Tpixと略一致するように、表示輝度Lpixを決定する。具体的には、画像データ分配部209は、以下の式2を用いて、表示輝度Lpixを算出する。画像データ分配部209は、表示輝度Lpix(及び発光輝度Llight)に基づいて第2画像データの階調値(画素値)を決定する。
Lpix=midrange_Tpix−Hlight/2 ・・・(式2)
そして、画像データ分配部209は、以下の式3に示すように、データ輝度TpixNから表示輝度Lpixを減算することにより、表示輝度HpixNを算出する。画像データ分配部209は、表示輝度HpixN(及び発光輝度Hlight)に基づいて第1画像データの階調値(画素値)を決定する。
HpixN=TpixN−Lpix ・・・(式3)
HpixN=TpixN−Lpix ・・・(式3)
上記の演算によれば、データ輝度midrange_Tpixに対するデータ輝度TpixNのばらつきに、表示輝度Hlight/2に対する表示輝度HpixNのばらつきを一致させることができる。表示輝度Hlight/2とその付近の表示輝度を実現する場合において、液晶素子などの表示素子の開口率は良好(高精度)に制御することができる。例えば、液晶素子は、以下の特性1〜3を含むS字カーブ特性を有する。そのため、中間電圧範囲の電圧で液晶素子を駆動する場合において、液晶素子の開口率は良好(高精度)に制御することができる。そして、表示輝度Hlight/2、その付近の表示輝度、等を実現する場合には、液晶素子に中間電圧範囲の電圧が印加される。そのため、本実施例では、データ輝度midrange_Tpixに対するデータ輝度TpixNのばらつきに、表示輝度Hlight/2に対する表示輝度HpixNのばらつきを一致させている。それにより、可能な限り中間電圧範囲の電圧で第1投影装置101の液晶素子を駆動することができ、第1投影装置101の液晶素子の開口率を高精度に制御することができる。
特性1:低電圧範囲(低い電圧の範囲)の電圧が液晶素子に印加される場合において、電圧の変化(増加または減少)に対して開口率がなだらかに変化する。
特性2:高電圧範囲(高い電圧の範囲)の電圧が液晶素子に印加される場合において、電圧の変化に対して開口率がなだらかに変化する。
特性3:中間電圧範囲(低電圧範囲と高電圧範囲の間の範囲)の電圧が液晶素子に印加される場合において、電圧の変化に対して開口率が線形に変化する。
特性1:低電圧範囲(低い電圧の範囲)の電圧が液晶素子に印加される場合において、電圧の変化(増加または減少)に対して開口率がなだらかに変化する。
特性2:高電圧範囲(高い電圧の範囲)の電圧が液晶素子に印加される場合において、電圧の変化に対して開口率がなだらかに変化する。
特性3:中間電圧範囲(低電圧範囲と高電圧範囲の間の範囲)の電圧が液晶素子に印加される場合において、電圧の変化に対して開口率が線形に変化する。
図6は、1つの第2画素の領域における輝度分布の一例を示す。図6の例では、データ輝度Tpix0は80であり、データ輝度Tpix1は100であり、データ輝度Tpix2は60であり、データ輝度Tpix3は80である。そのため、データ輝度max_Tpixは100(=Tpix1)であり、データ輝度min_Tpixは60(=Tpix2)である。そして、幅range_Tpixは40(=max_Tpix−min_Tpix=100−60)であり、データ輝度midrange_Tpixは80(=(max_Tpix+min_Tpix)/2=(100+60)/2)である。また、発光輝度Hlightは40である。この場合には、幅range_Tpix=40は、幅Hlight=40と等しいため、式2,3を用いて表示輝度Lpix,HpixNが算出される。具体的には、表示輝度Lpix=midrange_Tpix−Hlight/2=80−40/2=60が算出される。そして、Hpix0=Tpix0−Lpi
x=80−60=20、Hpix1=Tpix1−Lpix=100−60=40、Hpix2=60−60=0、及び、Hpix3=80−60=20が算出される。
x=80−60=20、Hpix1=Tpix1−Lpix=100−60=40、Hpix2=60−60=0、及び、Hpix3=80−60=20が算出される。
幅range_Tpix>幅Hlightの場合の例を説明する。図7(A)は、1つの第2画素の領域における輝度分布の一例を示す。図7(A)の例でも、データ輝度max_Tpixはデータ輝度Tpix1であり、データ輝度min_Tpixはデータ輝度Tpix2であり、幅range_Tpixはデータ輝度Tpix1−データ輝度Tpix2である。しかしながら、図7(A)の例では、幅range_Tpixは、幅Hlightよりも広い。
この場合には、まず、画像データ分配部209は、範囲の幅が幅Hlightと略一致するデータ輝度が得られるように、データ輝度TpixNを補正する(対象画像データの階調性の低減)。図7(A)において、データ輝度TpixNに記載の矢印は、データ輝度TpixNが補正される様子を示す。図7(B)は、1つの第2画素の領域における輝度分布の一例を示す。図7(B)では、補正前のデータ輝度TpixNではなく、補正後のデータ輝度T’pixNが示されている。図7(B)では、補正後のデータ輝度T’pixNの範囲の幅range_T’pixは、幅Hlightと等しい。
本実施例では、画像データ分配部209は、対象画像データの平均輝度が維持されるように、対象画像データの階調性を低減する。具体的には、データ輝度T’pix0〜3の平均ave_T’pixが、データ輝度Tpix0〜3の平均ave_Tpixと略一致するように、データ輝度TpixNを補正する。データ輝度ave_T’pixをデータ輝度ave_Tpixと略一致させるためには、データ輝度ave_Tpixを略中心とした階調圧縮を行えばよい。本実施例では、画像データ分配部209は、以下の式4を用いて補正比率ratio1を算出し、以下の式5を用いてデータ輝度T’pixNを算出する。
ratio1=Hlight/range_Tpix ・・・(式4)
T’pixN=(TpixN−ave_Tpix)
×ratio1+ave_Tpix ・・・(式5)
ratio1=Hlight/range_Tpix ・・・(式4)
T’pixN=(TpixN−ave_Tpix)
×ratio1+ave_Tpix ・・・(式5)
次に、画像データ分配部209は、幅range_Tpix≦幅Hlightの場合の処理と同様の処理を、データ輝度TpixNの代わりにデータ輝度T’pixNを用いて行う。それにより、表示輝度HpixN,Lpixが算出される。具体的には、式1〜3の代わりに以下の式6〜8を用いて、表示輝度HpixN,Lpixが算出される。式6において、「midrange_T’pix」は、データ輝度T’pix0〜T’pix3の範囲の中心の値である。「max_T’pix」は、データ輝度T’pix0〜T’pix3の最大値である。「min_T’pix」は、データ輝度T’pix0〜T’pix3の最小値である。図7(B)には、算出された表示輝度HpixN,Lpixも示されている。
midrange_T’pix=
(max_T’pix+min_T’pix)/2 ・・・(式6)
Lpix=midrange_T’pix−Hlight/2 ・・・(式7)
HpixN=T’pixN−Lpix ・・・(式8)
midrange_T’pix=
(max_T’pix+min_T’pix)/2 ・・・(式6)
Lpix=midrange_T’pix−Hlight/2 ・・・(式7)
HpixN=T’pixN−Lpix ・・・(式8)
図8は、1つの第2画素の領域における輝度分布の一例を示す。図8では、各輝度として、具体的な数値が記載されている。図8の例では、データ輝度Tpix0は50であり
、データ輝度Tpix1は100であり、データ輝度Tpix2は0であり、データ輝度Tpix3は50である。そのため、データ輝度max_Tpixは100(=Tpix1)であり、データ輝度min_Tpixは0(=Tpix2)である。そして、幅range_Tpixは100(=100−0)であり、発光輝度Hlightは40である。この場合には、幅range_Tpix=100は、幅Hlight=40よりも広いため、式4〜8を用いて表示輝度Lpix,HpixNが算出される。
、データ輝度Tpix1は100であり、データ輝度Tpix2は0であり、データ輝度Tpix3は50である。そのため、データ輝度max_Tpixは100(=Tpix1)であり、データ輝度min_Tpixは0(=Tpix2)である。そして、幅range_Tpixは100(=100−0)であり、発光輝度Hlightは40である。この場合には、幅range_Tpix=100は、幅Hlight=40よりも広いため、式4〜8を用いて表示輝度Lpix,HpixNが算出される。
図8の例では、補正比率ratio1は0.4(=Hlight/range_Tpix=40/100)である。そして、データ輝度ave_Tpixは50(=(Tpix0+Tpix1+Tpix2+Tpix3)/4=(50+100+0+50)/4)である。そのため、式5を用いて、データ輝度T’pix0=(Tpix0−ave_Tpix)×ratio1+ave_Tpix=(50−50)×0.4+50=50が算出される。同様に、データ輝度T’pix1=70、データ輝度T’pix2=30、及び、データ輝度T’pix3=50が算出される。ここで、幅range_T’pixは、40(=max_T’pix−min_T’pix=T’pix1−T’pix2=70−30)であり、幅Hlight=40と一致する。データ輝度ave_T’pixは、50(=(T’pix0+T’pix1+T’pix2+T’pix3)/4=(50+70+30+50)/4)であり、データ輝度ave_Tpix=50と一致する。そして、データ輝度midrange_T’pixは50(=(max_T’pix+min_T’pix)/2=(70+30)/2)である。そのため、表示輝度Lpix=midrange_T’pix−Hlight/2=50−40/2=30が算出される。そして、Hpix0=T’pix0−Lpix=50−30=20、Hpix1=T’pix1−Lpix=70−30=40、Hpix2=30−30=0、及び、Hpix3=50−30=20が算出される。
なお、幅range_Tpix>幅Hlightの領域では、データ輝度TpixNと同じ表示輝度を実現することができないため、表示画像の画質劣化が生じる。しかしながら、本実施例では、対象画像データの平均輝度が維持されるように対象画像データの階調性が低減されるため、上記画質劣化を抑制することができる。また、本実施例では、複数の領域のそれぞれについて、幅range_Tpixが幅Hlightよりも広いか否かが判断される。そして、「幅range_Tpixが幅Hlightよりも広い」と判断された領域に限って、階調性の低減が行われる。階調性の低減を行う領域が一部の領域に限定されることにより、上記画質劣化を抑制することができる。また、本実施例では、非常に小さい複数の領域のそれぞれについて、幅range_Tpixが幅Hlightよりも広いか否かが判断される。具体的には、各々が4つの第1画素からなる複数の領域のそれぞれについて、幅range_Tpixが幅Hlightよりも広いか否かが判断される。幅range_Tpixが幅Hlightよりも広くなるようなデータ輝度TpixNの急峻な変化が非常に小さい領域で生じることは少ない。特に、自然画では、非常に小さい領域においてデータ輝度TpixNの急峻な変化が生じることが少ない。そのため、上記画質劣化が生じることは少ない。
上記方法で生成された第1画像データを用いることにより、対象画像データの階調性と略同一の階調性が第1画像によって実現されるように、第1画像の表示を制御することができる。そして、上記方法で生成された第2画像データを用いることにより、表示画像の輝度やコントラストを高めるための画像として第2画像が使用されるように、第2画像の表示を制御することができる。第2画像の用途を、表示輝度の向上、表示画像のコントラストの向上、等に限定することにより、対象画像として、好適な画像(高い画質(高い解像度、高い輝度、高いコントラスト、等)を有する画像)を表示することができる。
以上述べたように、本実施例によれば、第1解像度を有する第1画像を表示する第1投
影装置と、第1解像度よりも低い第2画像を表示する第2投影装置とを用いたスタック投影を行う、という簡易な構成で、好適な対象画像を表示することができる。例えば、本実施例では、少ない台数の投影装置で好適な対象画像を表示することができる。また、第2投影装置が表示可能な画像の解像度の上限は低くてもよいため、第2投影装置として低コストの投影装置を用いることができ、表示システムのコストを低減することができる。
影装置と、第1解像度よりも低い第2画像を表示する第2投影装置とを用いたスタック投影を行う、という簡易な構成で、好適な対象画像を表示することができる。例えば、本実施例では、少ない台数の投影装置で好適な対象画像を表示することができる。また、第2投影装置が表示可能な画像の解像度の上限は低くてもよいため、第2投影装置として低コストの投影装置を用いることができ、表示システムのコストを低減することができる。
なお、第1画像の階調性は、対象画像データの階調性と略同一の階調性でなくてもよい。第1画像の階調性は、対象画像データの階調性に応じた階調性であればよい。例えば、対象画像データの階調性と同等の階調性をユーザが知覚できる画像が第1画像として表示されれば、第1画像の階調性が対象画像データの階調性と大きく異なっていてもよい。同様に、第1画像データの階調性は、対象画像データの階調性と略同一の階調性でなくてもよい。第1画像データの階調性は、対象画像データの階調性に応じた階調性であればよい。
なお、第1発光部として、投影領域に対応する1つの第1光源部が使用されてもよい。第2発光部として、投影領域に対応する1つの第2光源部が使用されてもよい。そのような構成であっても、対象画像データに基づいて発光輝度を制御することにより、動画を表示する際に、時間方向のコントラストを向上することができる。また、第1発光部の発光輝度、第2発光部の発光輝度、等は、予め定められた固定値であってもよい。そのような構成であっても、高い解像度、高い輝度、等を有する対象画像を表示することができる。
なお、本実施例では、対象画像の表示に必要なデータ(第1画像データ、第1光源制御値、第2画像データ、第2光源制御値、等)が対象画像の表示時に生成される例を説明したが、これに限られない。例えば、画像分配装置103は、対象画像の表示に必要なデータを予め生成して記憶してもよい。そして、画像分配装置103は、記憶したデータを対象画像の表示時に第1投影装置101と第2投影装置102とへ出力してもよい。
<実施例2>
以下、本発明の実施例2について説明する。実施例1ではスタック投影の例を説明した。本実施例では、スタック投影とタイル投影を組み合わせた投影の例を説明する。なお、以下では、実施例1と異なる点(構成、処理、等)について詳しく説明し、実施例1と同じ点についての説明は省略する。
以下、本発明の実施例2について説明する。実施例1ではスタック投影の例を説明した。本実施例では、スタック投影とタイル投影を組み合わせた投影の例を説明する。なお、以下では、実施例1と異なる点(構成、処理、等)について詳しく説明し、実施例1と同じ点についての説明は省略する。
図9は、本実施例に係る表示システムの大まかな構成の一例を示す図である。本実施例に係る表示システムは、4台の第1投影装置901a〜901d、第2投影装置902、画像分配装置903、及び、画像出力装置104を有する。図9の画像出力装置104は、図1の画像出力装置104と同じ装置であり、図9のスクリーン106は、図1のスクリーン106と同じスクリーンである。第1投影装置901aの性能(表示可能な画像の解像度の上限など)、第1投影装置901bの性能、第1投影装置901cの性能、第1投影装置901dの性能、及び、第2投影装置902の性能は同じである。なお、第1投影装置の数、第2投影装置の数、等は特に限定されない。
画像分配装置903は、4台の第1投影装置901a〜901d、第2投影装置902、及び、画像出力装置104に接続されている。画像分配装置903は、ケーブル905aを用いて第1投影装置901aに接続されている。画像分配装置903は、ケーブル905bを用いて第1投影装置901bに接続されている。画像分配装置903は、ケーブル905cを用いて第1投影装置901cに接続されている。画像分配装置903は、ケーブル905dを用いて第1投影装置901dに接続されている。そして、画像分配装置903は、ケーブル906を用いて第2投影装置902に接続されている。
本実施例では、4台の第1投影装置901a〜901dによってタイル投影が行われるように、4台の第1投影装置901a〜901dが配置されている。具体的には、4台の第1投影装置901a〜901dに、水平方向2個×垂直方向2個の合計4個の投影領域904a〜904dが対応付けられている。4つの投影領域904a〜904dにより、スクリーン106の一部または全部が構成される。なお、投影領域904a〜904dの配置は特に限定されない。
第1投影装置901aは、投影領域904aに対する投影を行うことにより、4K解像度を有する第1画像を投影領域904aに表示する。第1投影装置901bは、投影領域904bに対する投影を行うことにより、4K解像度を有する第1画像を投影領域904bに表示する。第1投影装置901cは、投影領域904cに対する投影を行うことにより、4K解像度を有する第1画像を投影領域904cに表示する。第1投影装置901dは、投影領域904dに対する投影を行うことにより、4K解像度を有する第1画像を投影領域904dに表示する。なお、4台の第1投影装置901a〜901dの間において第1画像は互いに異なる。4台の第1投影装置901a〜901dによって4つの第1画像が表示されることにより、8K解像度を有する画像が合成投影領域に表示される。合成投影領域は、4つの投影領域904a〜904dからなる領域である。8K解像度は、例えば、水平方向7860画素×垂直方向4320画素の解像度である。
本実施例では、4台の第1投影装置901a〜901dと1台の第2投影装置902とによってスタック投影が行われるように、4台の第1投影装置901a〜901dと1台の第2投影装置902が配置されている。具体的には、第2投影装置902は、合成投影領域に対する投影を行うことにより、4K解像度を有する第2画像を合成投影領域に表示する。本実施例では、第2画像は、ダウンコンバートされた画像データに基づく画像である。
第1投影装置901aは、第1発光部と、第1発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を投影領域904aに対して投影する第1投影部とを有する。第1投影装置901bは、第1発光部と、第1発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を投影領域904bに対して投影する第1投影部とを有する。第1投影装置901cは、第1発光部と、第1発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を投影領域904cに対して投影する第1投影部とを有する。第1投影装置901dは、第1発光部と、第1発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を投影領域904dに対して投影する第1投影部とを有する。そして、第2投影装置902は、第2発光部と、第2発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を合成投影領域に対して投影する第2投影部とを有する。
第1投影装置901aの第1発光部は、投影領域904aを構成する複数の第1領域に対応する複数の第1光源部を有する。第1投影装置901bの第1発光部は、投影領域904bを構成する複数の第1領域に対応する複数の第1光源部を有する。第1投影装置901cの第1発光部は、投影領域904cを構成する複数の第1領域に対応する複数の第1光源部を有する。第1投影装置901dの第1発光部は、投影領域904dを構成する複数の第1領域に対応する複数の第1光源部を有する。そして、第2投影装置902の第2発光部は、合成投影領域を構成する複数の第2領域に対応する複数の第2光源部を有する。本実施例では、各第1光源部の発光輝度が個別に制御され、各第2光源部の発光輝度が個別に制御される。
本実施例では、投影領域904aを構成する複数の第1領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。同様に、投影領域904bを構成する複数の第1領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。投影領域904cを構成する複数の第1領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15
個の領域が使用される。投影領域904dを構成する複数の第1領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。そして、合成投影領域を構成する複数の第2領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。
個の領域が使用される。投影領域904dを構成する複数の第1領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。そして、合成投影領域を構成する複数の第2領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。
本実施例では、画像分配装置903と画像出力装置104のそれぞれは、8K解像度以下の解像度を有する画像データを処理することができる。そして、本実施例では、画像出力装置104は、画像分配装置903に対して、8K解像度を有する対象画像データを出力する。画像分配装置903は、画像出力装置104から出力された対象画像データに基づいて、画像分配装置903に接続された各投影装置(第1投影装置901a〜901dと第2投影装置902)による表示を制御する。
図15(A)は、スクリーン106上における第1領域と第2領域の一例を示す。図15(A)には、第1領域、第2領域、及び、第1領域と第2領域の重ね合わせが順に示されている。図15(A)において、細破線1501は、複数の第1領域の間の境界を示し、太破線1502は、複数の第2領域の間の境界を示す。上述したように、本実施例では、水平方向2個×垂直方向2個の合計4個の投影領域904a〜904dが使用される。そして、4つの投影領域904a〜904dのそれぞれは、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の第1領域からなる。そのため、図15(A)では、水平方向10個×垂直方向6個の合計60個の第1領域が示されている。また、図15(A)に示すように、本実施例では、合成投影領域を構成する複数の第2領域として、水平方向5個×垂直方向3個の合計15個の領域が使用される。そして、上記60個の第1領域からなる領域は、合成投影領域であり、上記15個の第2領域からなる領域である。そのため、第1領域と第2領域の重ね合わせにおいて、太破線1502は、細破線1501と一致する。そして、図15(A)に示すように、各第2領域は、水平方向2個×垂直方向2個の合計4個の第1領域からなる。なお、各第2領域における第1領域の数、各第2領域における第1領域の配置、等は特に限定されない。
図15(B)は、スクリーン106上における第1画像と第2画像の一例を示す。図15(B)には、第1画像、第2画像、及び、第1画像と第2画像の重ね合わせが順に示されている。図15(B)において、細破線1503は、複数の第1画素の間の境界を示し、太破線1504は、複数の第2画素の間の境界を示す。上述したように、本実施例では、第1画像の解像度も第2画像の解像度も4K解像度である。しかしながら、水平方向2個×垂直方向2個の合計4個の投影領域904a〜904dのそれぞれに第1画像が表示されるのに対し、第2画像は合成投影領域(4つの投影領域904a〜904dからなる領域)に表示される。そのため、4つの投影領域904a〜904dのそれぞれにおいて、第2画像の解像度は、第1画像の解像度よりも低い。具体的には、4つの投影領域904a〜904dのそれぞれにおいて、第2画像の水平解像度は第1画像の水平解像度の1/2倍であり、第2画像の垂直解像度は第1画像の垂直解像度の1/2倍である。そのため、実施例1(図14(B))と同様に、第1画像と第2画像の重ね合わせにおいて、太破線1504は細破線1503に一致し、複数の第2画素に対応する複数の領域のそれぞれに、水平方向2個×垂直方向2個の合計4個の第1画素が含まれる。
図10は、本実施例に係る表示システムの構成例を示すブロック図である。図10では、画像出力装置104とスクリーン106は省略されている。また、図10では、実施例1(図2)と機能部に対して、実施例1と同じ符号が付されている。画像分配装置903は、画像データ伝送バス1006と光源制御値伝送バス1007を用いて、4台の第1投影装置901a〜901dに接続されている。画像データ伝送バス1006と光源制御値伝送バス1007のそれぞれは、4本のバスを束ねた構成を有する。画像分配装置903は、画像データ伝送バス1006の4本のバスを用いて、4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれに対して個別に接続されている。同様に、画像分配装置903は、光
源制御値伝送バス1007の4本のバスを用いて、4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれに対して個別に接続されている。また、画像分配装置903は、画像データ伝送バス1008と光源制御値伝送バス1009を用いて、第2投影装置902に接続されている。4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれからは光1017が出力される。4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれから出力された光1017がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に4つの第1画像が表示される。第2投影装置902からは光1018が出力される。光1018がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に第2画像が表示される。
源制御値伝送バス1007の4本のバスを用いて、4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれに対して個別に接続されている。また、画像分配装置903は、画像データ伝送バス1008と光源制御値伝送バス1009を用いて、第2投影装置902に接続されている。4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれからは光1017が出力される。4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれから出力された光1017がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に4つの第1画像が表示される。第2投影装置902からは光1018が出力される。光1018がスクリーン106に照射されることにより、スクリーン106上に第2画像が表示される。
画像分配装置903の機能部について説明する。
画像分配部1001は、実施例1の画像分配部202と同様の機能を有する。但し、本実施例では、画像分配部1001は、4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれの表示特性と、第2投影装置902の表示特性とを考慮して処理を行う。画像分配部1001は、上記5つの表示特性に基づいて、基礎画像生成部201から出力された発光輝度と基礎画像データから、第1画像データ、第1光源制御値、第2画像データ、及び、第2光源制御値を生成する。第1画像データと第1光源制御値は、4台の第1投影装置901a〜901dのそれぞれについて生成される。
画像分配部1001は、画像データ伝送バス1006を介して第1投影装置901aへ、第1投影装置901aに対応する第1画像データを出力する。同様に、画像分配部1001は、画像データ伝送バス1006を介して第1投影装置901bへ、第1投影装置901bに対応する第1画像データを出力する。画像分配部1001は、画像データ伝送バス1006を介して第1投影装置901cへ、第1投影装置901cに対応する第1画像データを出力する。そして、画像分配部1001は、画像データ伝送バス1006を介して第1投影装置901dへ、第1投影装置901dに対応する第1画像データを出力する。また、画像分配部1001は、画像データ伝送バス1008を介して第2投影装置902へ第2画像データを出力する。
画像分配部1001は、光源制御値伝送バス1007を介して第1投影装置901aへ、第1投影装置901aに対応する第1光源制御値を出力する。同様に、画像分配部1001は、光源制御値伝送バス1007を介して第1投影装置901bへ、第1投影装置901bに対応する第1光源制御値を出力する。画像分配部1001は、光源制御値伝送バス1007を介して第1投影装置901cへ、第1投影装置901cに対応する第1光源制御値を出力する。そして、画像分配部1001は、光源制御値伝送バス1007を介して第1投影装置901dへ、第1投影装置901dに対応する第1光源制御値を出力する。また、画像分配部1001は、光源制御値伝送バス1009を介して第2投影装置902へ第2光源制御値を出力する。
画像分配部1001は、発光輝度分配部1002、光源タイル分割部1003、画像データ分配部1004、及び、画像タイル分割部1005を有する。
発光輝度分配部1002は、実施例1の発光輝度分配部208と同様の機能を有する。但し、本実施例では、第2領域が2つ以上の第1領域(具体的には4つの第1領域)からなるため、発光輝度Hlightと発光輝度Llightの合計を発光輝度Tlightと略一致させることができないことがある。そのため、発光輝度分配部1002は、発光輝度分配部208と異なる方法で、第1光源制御値と第2光源制御値を生成する。例えば、発光輝度分配部1002は、発光輝度Hlightと発光輝度Llightの合計を発光輝度Tlightと略一致させることができない場合において、発光輝度Tlightを補正することにより、発光輝度T’lightを得る。そして、発光輝度分配部100
2は、発光輝度T’lightに基づいて第1光源制御値と第2光源制御値を生成する。
2は、発光輝度T’lightに基づいて第1光源制御値と第2光源制御値を生成する。
発光輝度分配部1002は、生成した第1光源制御値を光源タイル分割部1003へ出力し、生成した第2光源制御値を第2投影装置902へ出力する。また、発光輝度分配部1002は、発光輝度Tlightの情報を画像補正部207へ出力する。但し、発光輝度Tlightが補正された場合には、発光輝度分配部1002は、発光輝度Tlightの情報の代わりに、補正された後の発光輝度である発光輝度T’lightの情報を画像補正部207へ出力する。
本実施例の画像補正部207は、実施例1の画像補正部207と同様の機能を有する。但し、本実施例では、発光輝度分配部1002によって発光輝度Tlightが補正されることがある。発光輝度Tlightが補正された場合には、発光輝度Tlightの代わりに、補正された後の発光輝度である発光輝度T’lightを用いて、基礎画像データが生成されることが好ましい。そのため、画像補正部207は、発光輝度分配部1002から出力された発光輝度(発光輝度Tlightまたは発光輝度T’light)を用いて、基礎画像データを生成する。
光源タイル分割部1003は、発光輝度分配部1002から出力された複数の第1光源制御値の分割を行う。本実施例では、60個の第1光源制御値が、4台の第1投影装置901a〜901dにそれぞれ対応する4つの第1光源制御値群に分割される。各第1光源制御値群は、15個の第1光源制御値を含む。第1投影装置901aに対応する第1光源制御値は、投影領域904a(投影領域904aの第1領域)に対応する第1光源の第1光源制御値である。同様に、第1投影装置901bに対応する第1光源制御値は、投影領域904bに対応する第1光源の第1光源制御値である。第1投影装置901cに対応する第1光源制御値は、投影領域904cに対応する第1光源の第1光源制御値である。そして、第1投影装置901dに対応する第1光源制御値は、投影領域904dに対応する第1光源の第1光源制御値である。光源タイル分割部1003は、第1投影装置901aに対応する第1光源制御値を第1投影装置901aへ出力し、第1投影装置901bに対応する第1光源制御値を第1投影装置901bへ出力する。また、光源タイル分割部1003は、第1投影装置901cに対応する第1光源制御値を第1投影装置901cへ出力し、第1投影装置901dに対応する第1光源制御値を第1投影装置901dへ出力する。
画像データ分配部1004は、実施例1の画像データ分配部209と同様の機能を有する。画像データ分配部1004は、画像データ分配部209と同様の方法で、8K解像度を有する画像データ(8K画像データ)と、4K解像度を有する第2画像データとを生成する。8K画像データは、実施例1の第1画像データに対応する。画像データ分配部1004は、8K画像データを画像タイル分割部1005へ出力し、第2画像データを第2投影装置902へ出力する。
画像タイル分割部1005は、画像データ分配部1004から出力された8K画像データを、4台の第1投影装置901a〜901dにそれぞれ対応する4つの第1画像データ(4K解像度を有する画像データ)に分割する。第1投影装置901aに対応する第1画像データは、投影領域904aに対応する画像データである。同様に、第1投影装置901bに対応する第1画像データは、投影領域904bに対応する画像データである。第1投影装置901cに対応する第1画像データは、投影領域904cに対応する画像データである。そして、第1投影装置901dに対応する第1画像データは、投影領域904dに対応する画像データである。画像タイル分割部1005は、第1投影装置901aに対応する第1画像データを第1投影装置901aへ出力し、第1投影装置901bに対応する第1画像データを第1投影装置901bへ出力する。また、光源タイル分割部1003
は、第1投影装置901cに対応する第1画像データを第1投影装置901cへ出力し、第1投影装置901dに対応する第1画像データを第1投影装置901dへ出力する。
は、第1投影装置901cに対応する第1画像データを第1投影装置901cへ出力し、第1投影装置901dに対応する第1画像データを第1投影装置901dへ出力する。
第1投影装置901aの構成、第1投影装置901bの構成、第1投影装置901cの構成、第1投影装置901dの構成、及び、第2投影装置902の構成は同じである。これらの投影装置は、パネル制御部1010、光源制御部1011、及び、光学系1012を有する。光学系1012は、液晶パネル1013、発光部1014、及び、投影レンズ1016を有する。パネル制御部1010は実施例1のパネル制御部218と同様の機能を有し、光源制御部1011は実施例1の光源制御部219と同様の機能を有し、光学系1012は実施例1の光学系220と同様の機能を有する。そして、液晶パネル1013は実施例1の液晶パネル221と同様の機能を有し、発光部1014は実施例1の第1発光部222と同様の機能を有し、投影レンズ1016は実施例1の投影レンズ224と同様の機能を有する。光1015は、実施例1の光223,231に対応する。
発光輝度分配部1002の処理の一例を説明する。本実施例では、各第2領域について、以下の処理が行われる。図11は、第1光源部の発光輝度Hlight、第2光源部の発光輝度Llight、及び、発光輝度決定部206によって決定された発光輝度Tlightの一例を示す。図11は、1つの第2領域に関する図である。そのため、1つの第2領域1102と、当該第2領域1102に含まれる4つの第1領域1101とが示されている。
以後、左上の第1領域1101の発光輝度Hlightを「Hlight0」と記載し、右上の第1領域1101の発光輝度Hlightを「Hlight1」と記載する。左下の第1領域1101の発光輝度Hlightを「Hlight2」と記載し、右下の第1領域1101の発光輝度Hlightを「Hlight3」と記載する。左上の第1領域1101の発光輝度Tlightを「Tlight0」と記載し、右上の第1領域1101の発光輝度Tlightを「Tlight1」と記載する。そして、左下の第1領域1101の発光輝度Tlightを「Tlight2」と記載し、右下の第1領域1101の発光輝度Tlightを「Tlight3」と記載する。
図11は、発光輝度HlightNが発光輝度HlightNの上限Hlight_max=80であり、且つ、発光輝度Llightが発光輝度Llightの上限Llight_max=20である場合の例を示す。本実施例では、第1光源部からの光が照射される第1領域1101は、第2光源部からの光が照射される第2領域1102よりも小さい。そして、第1投影装置901a〜901dの性能と第2投影装置902の性能とが同じである。投影装置の性能が一定である場合には、光源部から発せられた光が照射される領域が小さいほど、光源部から発せられた光の到達輝度(領域(スクリーン106)への到達時における輝度)の上限は高い。そのため、本実施例では、発光輝度Hlight_maxとして、発光輝度Llight=20よりも高い発光輝度80が使用されている。なお、各投影装置の性能は特に限定されない。例えば、発光輝度Hlight_maxに対する発光輝度Llight_maxの比が増すように、第1投影装置901a〜901dの性能よりも高い性能を有する投影装置が、第2投影装置902として使用されてもよい。
実施例1の発光輝度分配部208と同様に、発光輝度分配部1002は、「TlightN=HlightN+Llight」が満たされるように、発光輝度Hlight,Llightを決定する。図11では、4つの第1領域1101の全てにおいて、「TlightN=HlightN+Llight」が満たされている。「TlightN=HlightN+Llight」を満たす発光輝度HlightNと発光輝度Llightの組み合わせは、複数存在する。発光輝度分配部208と同様に、発光輝度分配部1002
は、第1光源部に対して第2光源部よりも優先的に発光輝度が割り当てられるように、発光輝度HlightNと発光輝度Llightを決定する。
は、第1光源部に対して第2光源部よりも優先的に発光輝度が割り当てられるように、発光輝度HlightNと発光輝度Llightを決定する。
ここで、発光輝度Tlight0〜Tlight3の範囲の幅を「range_Tlight」と記載する。幅range_Tlightは、発光輝度Tlight0〜Tlight3の最大値から発光輝度Tlight0〜Tlight3の最小値を減算することによって得られる値である。そして、本実施例では、発光輝度0から発光輝度Hlight_maxまでの範囲が、第1光源の発光輝度の範囲の上限であるとする。そのため、第1光源の発光輝度の範囲の上限の幅の値は、発光輝度Hlight_maxの値と等しい。
幅range_Tlightが幅(発光輝度)Hlight_max以下である場合には、4つの第1領域1101の全てにおいて、「TlightN=HlightN+Lpix」を満たすことができる。そのため、そのような場合には、発光輝度分配部1002は、「TlightN=HlightN+Lpix」が満たされるように、発光輝度HlightN,Llightを決定する。
一方、幅range_Tlightが幅Hlight_maxよりも広い場合には、4つの第1領域1101の少なくともいずれかにおいて、「TlightN=HlightN+Llight」を満たすことができない。そのため、そのような場合には、発光輝度分配部1002は、範囲の幅が幅Hlightと略一致する4つの発光輝度T’light0〜T’light3が得られるように、発光輝度Tlight0〜Tlight4を補正する。そして、発光輝度分配部1002は、発光輝度T’light0〜T’light3に基づいて、発光輝度HlightN,Llightを決定する。発光輝度T’light0は、発光輝度Tlight0を補正することによって得られた発光輝度であり、発光輝度T’light1は、発光輝度Tlight1を補正することによって得られた発光輝度である。そして、発光輝度T’light2は、発光輝度Tlight2を補正することによって得られた発光輝度であり、発光輝度T’light3は、発光輝度Tlight3を補正することによって得られた発光輝度である。
発光輝度分配部1002の処理の具体例を説明する。まず、幅range_Tlight≦幅Hlight_maxの場合の例を説明する。図12は、1つの第2領域1102における輝度分布の一例を示す。図12の例では、発光輝度Tlight0〜Tlight3の最大値max_Tlightは発光輝度Tlight1であり、発光輝度Tlight0〜Tlight3の最小値min_Tlightは発光輝度Tlight2である。そのため、幅range_Tlightは、発光輝度Tlight1−発光輝度Tlight2(=最大値max_Tlight−最小値min_Tlight)である。図12の例では、幅range_Tlightは、幅Hlight_maxよりも狭い。
この場合には、発光輝度TlightNの範囲の中心に対する発光輝度TlightNのばらつきに、発光輝度Hlight_max/2に対する発光輝度HlightNのばらつきが略一致するように、発光輝度HlightN,Llightが決定される。発光輝度Hlight_max/2は、発光輝度HlightNの範囲の上限の中心である。
まず、発光輝度分配部1002は、発光輝度Tlight0〜Tlight3の範囲の中心の値midrange_Tlightを算出する。発光輝度midrange_Tlightは、以下の式9を用いて算出される。図12の例では、発光輝度midrange_Tlightとして、(発光輝度Tlight1+発光輝度Tlight2)/2が算出される。
midrange_Tlight=
(max_Tlight+min_Tlight)/2 ・・・(式9)
midrange_Tlight=
(max_Tlight+min_Tlight)/2 ・・・(式9)
次に、発光輝度分配部1002は、発光輝度HlightNが発光輝度Hlight_max/2である場合において発光輝度HlightN+Llightが発光輝度midrange_Tlightと略一致するように、発光輝度Llightを決定する。具体的には、発光輝度分配部1002は、以下の式10を用いて、発光輝度Llightを算出する。
Llight=
midrange_Tlight−Hlight_max/2 ・・・(式10)
Llight=
midrange_Tlight−Hlight_max/2 ・・・(式10)
そして、発光輝度分配部1002は、以下の式11に示すように、発光輝度TlightNから発光輝度Llightを減算することにより、発光輝度HlightNを算出する。
HlightN=TlightN−Llight ・・・(式11)
HlightN=TlightN−Llight ・・・(式11)
幅range_Tlight>幅Hlight_maxの場合の例を説明する。図13(A)は、1つの第2領域1102における輝度分布の一例を示す。図13(A)の例でも、発光輝度max_Tlightは発光輝度Tlight1であり、発光輝度min_Tlightは発光輝度Tlight2であり、幅range_Tlightは発光輝度Tlight1−発光輝度Tlight2である。しかしながら、図13(A)の例では、幅range_Tlightは、幅Hlight_maxよりも広い。
この場合には、まず、発光輝度分配部1002は、範囲の幅が幅Hlight_maxと略一致する発光輝度が得られるように、発光輝度TlightNを補正する。図13(A)において、発光輝度TlightNに記載の矢印は、発光輝度TlightNが補正される様子を示す。図13(B)は、1つの第2領域1102における輝度分布の一例を示す。図13(B)では、補正前の発光輝度TlightNではなく、補正後の発光輝度T’lightNが示されている。図13(B)では、補正後の発光輝度T’lightNの範囲の幅range_T’lightは、幅Hlight_maxと等しい。
本実施例では、発光輝度分配部1002は、発光輝度TlightNの平均が維持されるように、発光輝度TlightNを補正する。具体的には、発光輝度T’light0〜3の平均ave_T’lightが、発光輝度Tlight0〜3の平均ave_Tlightと略一致するように、発光輝度TlightNを補正する。発光輝度ave_T’lightを発光輝度ave_Tlightと略一致させるためには、発光輝度ave_Tlightを略中心とした輝度圧縮を行えばよい。本実施例では、発光輝度分配部1002は、以下の式12を用いて補正比率ratio2を算出し、以下の式13を用いて発光輝度T’lightNを算出する。
ratio2=
Hlight_max/range_Tlight ・・・(式12)
T’lightN=(TlightN−ave_Tlight)
×ratio2+ave_Tlight ・・・(式13)
ratio2=
Hlight_max/range_Tlight ・・・(式12)
T’lightN=(TlightN−ave_Tlight)
×ratio2+ave_Tlight ・・・(式13)
次に、発光輝度分配部1002は、幅range_Tlight≦幅Hlight_maxの場合の処理と同様の処理を、発光輝度TlightNの代わりに発光輝度T’lightNを用いて行う。それにより、発光輝度HlightN,Llightが算出される。具体的には、式9〜11の代わりに以下の式14〜16を用いて、発光輝度HlightN,Llightが算出される。式14において、「midrange_T’light」は、発光輝度T’light0〜T’light3の範囲の中心の値である。「max_T’light」は、発光輝度T’light0〜T’light3の最大値である。「min_T’light」は、発光輝度T’light0〜T’light3の最小値である。図13(B)には、算出された発光輝度HlightN,Llightも示されている。
midrange_T’light=
(max_T’light+min_T’light)/2 ・・・(式14)
Llight=
midrange_T’light−Hlight_max/2
・・・(式15)
HlightN=T’lightN−Llight ・・・(式16)
midrange_T’light=
(max_T’light+min_T’light)/2 ・・・(式14)
Llight=
midrange_T’light−Hlight_max/2
・・・(式15)
HlightN=T’lightN−Llight ・・・(式16)
なお、幅range_Tlight>幅Hlight_maxの領域では、「TlightN=HlightN+Llight」は実現されない。しかしながら、表示輝度は、発光輝度HlightN,Llightと液晶パネルの開口率とによって決まる。そのため、「TlightN=HlightN+Llight」が実現されない領域では、画像データを調整すればよい。それにより、開口率が調整され、所望の表示輝度を実現することができる。
以上述べたように、本実施例によれば、タイル投影とスタック投影を組み合わせた投影が行われる。タイル投影は、複数の第1投影装置を用いて行われ、スタック投影は、複数の第1投影装置と1つ以上の第2投影装置とを用いて行われる。そして、第2投影装置の数は第1投影装置の数よりも少ない。そのため、比較的少ない数の投影装置を用いた簡易な構成で、好適な対応画像を表示することができる。また、投影装置の数が少ないため、投影領域(投影領域の位置、投影領域のサイズ、投影領域の形状、等)の調整のユーザ負荷を低減することができる。
なお、実施例1,2の装置の各機能部は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。2つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。1つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。1つの機能部の2つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサと、制御プログラムが格納されたメモリとを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。
なお、実施例1,2はあくまで一例であり、本発明の要旨の範囲内で実施例1,2の構成を適宜変形したり変更したりすることにより得られる構成も、本発明に含まれる。実施例1,2の構成を適宜組み合わせて得られる構成も、本発明に含まれる。
<その他の実施例>
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記
憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記
憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
103:画像分配装置 201:基礎画像生成部 202:画像分配部
203:制御部 205:特徴量取得部 206:発光輝度決定部
207:画像補正部 208:発光輝度分配部 209:画像データ分配部
212:プロジェクタ特性記憶部 903:画像分配装置
203:制御部 205:特徴量取得部 206:発光輝度決定部
207:画像補正部 208:発光輝度分配部 209:画像データ分配部
212:プロジェクタ特性記憶部 903:画像分配装置
Claims (17)
- 第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置であって、
前記第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を前記投影領域に表示し、
前記第2投影装置は、前記投影領域に対する投影を行うことにより、前記第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を前記投影領域に表示し、
前記第1画像と前記第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が前記投影領域に表示され、
前記制御装置は、
前記対象画像データに基づいて、前記第1投影装置による前記第1画像の表示と、前記第2投影装置による前記第2画像の表示とを制御する制御手段、
を有し、
前記制御手段は、前記対象画像データの階調性に応じた階調性が前記第1画像によって実現されるように、前記第1画像の表示と前記第2画像の表示とを制御する
ことを特徴とする制御装置。 - 前記制御手段は、前記対象画像データの階調性と略同一の階調性が前記第1画像によって実現されるように、前記第1画像の表示と前記第2画像の表示とを制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1投影装置は、第1発光部と、前記第1発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を前記投影領域に対して投影する第1投影部と、を有し、
前記第2投影装置は、第2発光部と、前記第2発光部から発せられた光を変調して、変調後の光を前記投影領域に対して投影する第2投影部と、を有し、
前記制御手段は、
前記対象画像データに基づいて発光輝度を決定する第1決定手段と、
前記第1発光部の発光輝度と前記第2発光部の発光輝度との合計が前記第1決定手段によって決定された発光輝度と略一致するように、前記第1発光部の発光輝度と前記第2発光部の発光輝度とを決定する第2決定手段と、
を有し、
前記第2決定手段は、前記第1発光部に対して前記第2発光部よりも優先的に発光輝度が割り当てられるように、前記第1発光部の発光輝度と前記第2発光部の発光輝度とを決定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。 - 前記第1発光部は、前記投影領域を構成する複数の第1領域に対応する複数の第1光源部を有し、
前記第2発光部は、前記投影領域を構成する1つ以上の第2領域に対応する1つ以上の第2光源部を有し、
前記第2領域は、1つ以上の第1領域からなり、
前記第1決定手段は、各第1領域について発光輝度を決定し、
前記第2決定手段は、前記第1決定手段によって各第1領域に対して決定された発光輝度に基づいて、前記複数の第1光源部の発光輝度と前記1つ以上の第2光源部の発光輝度とを決定する
ことを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 - 前記第2決定手段は、
前記第1決定手段によって決定された発光輝度が前記第1発光部の発光輝度の上限以下である場合に、前記第1決定部によって決定された発光輝度と略同一の発光輝度を、前
記第1発光部の発光輝度として決定し、
前記第1決定手段によって決定された発光輝度が前記第1発光部の発光輝度の上限よりも高い場合に、前記第1発光部の発光輝度の上限と略同一の発光輝度を、前記第1発光部の発光輝度として決定し、前記第1発光部の発光輝度と、前記第1決定手段によって決定された発光輝度との差分に対応する発光輝度を、前記第2発光部の発光輝度として決定する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の制御装置。 - 前記第2領域は、2つ以上の第1光源部に対応する2つ以上の第1領域からなり、
前記第2決定手段は、前記第1決定手段によって前記2つ以上の第1領域に対して決定された2つ以上の発光輝度の範囲の中心に対する当該2つ以上の発光輝度のばらつきに、前記第1光源部の発光輝度の範囲の上限の中心に対する前記2つ以上の第1光源部の2つ以上の発光輝度のばらつきが略一致するように、前記2つ以上の第1光源部の発光輝度を決定する
ことを特徴とする請求項4に記載の制御装置。 - 前記第2決定手段は、
前記第1決定手段によって前記2つ以上の第1領域に対して決定された2つ以上の発光輝度の範囲の幅が前記第1光源部の発光輝度の範囲の上限の幅よりも広い場合に、範囲の幅が前記第1光源部の発光輝度の上限の幅と略一致する2つ以上の発光輝度が得られるように、前記第1決定手段によって前記2つ以上の第1領域に対して決定された2つ以上の発光輝度を補正し、
補正した後の発光輝度に基づいて、前記複数の第1光源部の発光輝度と前記1つ以上の第2光源部の発光輝度とを決定する
ことを特徴とする請求項6に記載の制御装置。 - 前記第2決定手段は、前記第1決定手段によって前記2つ以上の第1領域に対して決定された2つ以上の発光輝度の範囲の幅が前記第1光源部の発光輝度の範囲の上限の幅よりも広い場合に、前記第1決定手段によって前記2つ以上の第1領域に対して決定された2つ以上の発光輝度の平均が維持されるように、前記第1決定手段によって前記2つ以上の第1領域に対して決定された2つ以上の発光輝度を補正する
ことを特徴とする請求項7に記載の制御装置。 - 前記制御手段は、前記対象画像データに基づいて第1画像データと第2画像データを生成する生成手段、を有し、
前記第1投影装置は、前記第1画像データに基づいて前記投影領域に対する投影を行い、
前記第2投影装置は、前記第2画像データに基づいて前記投影領域に対する投影を行い、
前記生成手段は、前記対象画像データの階調性に応じた階調性を有する画像データを、前記第1画像データとして生成する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記生成手段は、前記対象画像データの階調性と略同一の階調性を有する画像データを、前記第1画像データとして生成する
ことを特徴とする請求項9に記載の制御装置。 - 前記生成手段は、前記対象画像データの輝度範囲の中心に対する前記対象画像データの輝度のばらつきに、前記第1画像の輝度範囲の上限の中心に対する前記第1画像の輝度のばらつきが略一致するように、前記第1画像データを生成する
ことを特徴とする請求項9または10に記載の制御装置。 - 前記生成手段は、前記対象画像データの輝度範囲の幅が前記第1画像の輝度範囲の上限の幅よりも広い場合に、
輝度範囲の幅が前記第1画像の輝度範囲の上限の幅と略一致する画像データが得られるように、前記対象画像データの階調性を低減し、
階調性が低減された後の対象画像データに基づいて、前記第1画像データを生成することを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記生成手段は、前記対象画像データの輝度範囲の幅が前記第1画像の輝度範囲の上限の幅よりも広い場合に、前記対象画像データの平均輝度が維持されるように、前記対象画像データの階調性を低減する
ことを特徴とする請求項12に記載の制御装置。 - 前記第2画像の複数の画素に対応する複数の領域のそれぞれには、前記第1画像の2つ以上の画素が含まれ、
前記生成手段は、前記第2画像の複数の画素に対応する複数の領域のうち、前記対象画像データの輝度範囲の幅が前記第1画像の輝度範囲の上限の幅よりも広い領域について、前記対象画像データの階調性の低減を行う
ことを特徴とする請求項12または13に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、複数の第1投影装置と、前記第2投影装置とに接続可能であり、
前記複数の第1投影装置に、前記投影面の一部または全部を構成する複数の投影領域がそれぞれ対応付けられており、
各第1投影装置は、自身に対応する投影領域に対する投影を行うことにより、当該投影領域に画像を表示し、
前記第2投影装置は、前記複数の投影領域からなる領域に対する投影を行うことにより、当該領域に画像を表示し、
前記制御手段は、各第1投影装置による画像の表示と、前記第2投影装置による画像の表示とを制御する
ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の制御装置。 - 第1投影装置と第2投影装置に接続可能な制御装置の制御方法であって、
前記第1投影装置は、投影面の投影領域に対する投影を行うことにより、第1解像度を有する第1画像を前記投影領域に表示し、
前記第2投影装置は、前記投影領域に対する投影を行うことにより、前記第1解像度よりも低い第2解像度を有する第2画像を前記投影領域に表示し、
前記第1画像と前記第2画像の両方が表示されることにより、対象画像データに基づく画像が前記投影領域に表示され、
前記制御方法は、
前記対象画像データに基づいて、前記第1投影装置による前記第1画像の表示と、前記第2投影装置による前記第2画像の表示とを制御する制御ステップ、
を有し、
前記制御ステップでは、前記対象画像データの階調性に応じた階調性が前記第1画像によって実現されるように、前記第1画像の表示と前記第2画像の表示とが制御される
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項16に記載の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
Priority Applications (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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