JP2021033122A - 投影システム、制御装置、投影方法、プログラム、および記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 スタック投影において黒挿入の状態から白輝度を低下させることなく暗部輝度調整値を段階的に調整することが可能となる投影システムを提供すること。【解決手段】 投影装置１０１、１０２を含む投影システムであって、入力画像ＩＤのうち低階調領域の階調性を示す暗部輝度調整値を選択し、投影装置１０１、１０２に対して、階調値と投影画像の輝度との対応関係と投影装置から出力される光量とを制御する制御装置１０３を有し、制御装置１０３は、投影装置１０２に対してガンマ信号Ｇ＿Ｂを決定し、投影装置１０１に対してガンマ信号Ｇ＿Ａを決定し、ガンマ信号Ｇ＿Ｂにおける低階調領域に対応する輝度は、ガンマ信号Ｇ＿Ａにおける低階調領域に対応する輝度よりも低く、制御装置１０３が選択した暗部輝度調整値に応じて投影装置１０２から出力される光量が低減されるように、各投影装置を制御することを特徴とする投影システム。【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の投影装置の複数の投影画像を重ねて画像を投影する投影システム、投影方法、プログラム、および記憶媒体に関する。

投影装置は、黒画像を投影している場合であっても、投影面に光が照射されることがある。これは、光源からの光を変調するパネルにおいて、黒画像の表示時に完全に光を遮蔽することができない場合があるためである。このとき、投影面に照射される光は、投影装置の投影可能なダイナミックレンジの下限値を規定する。したがって、黒画像を投影している場合に投影面に照射される光（黒浮き、黒輝度）が大きいと、全白画像投影時の輝度／全黒画像投影時の輝度（＝コントラスト）が低下する。

複数の投影装置から投影面に投影される画像を重ねて１つの画像を投影することにより、投影画像の輝度や解像度を向上させるいわゆるスタック投影という投影方法がある。スタック投影を行う場合、各投影装置からの黒浮きが投影面において重なり、ユーザに違和感を覚えさせることがある。

黒浮きを改善するための方法として、投影装置の光源側に接続されているアイリス（絞り）を絞る方法がある。アイリスを絞ることによって、パネルに入光する迷光が一部カットされる。したがって、パネルを透過する光量が低下するため、黒画像を投影している場合に投影面に光が照射される光の量を低減することが可能となる。

一方、映像信号の動画視認性を改善するための技術として黒挿入がある。特許文献１の投影装置は、映像信号の１フレームを細分化して生成したサブフレームのうち少なくとも１つ以上のサブフレームの期間において光源の光出力を停止することにより、黒挿入を実現する。これにより、人間の目が動く物体を観測した際に網膜上に残像が残ることによって生じる動きぼけを抑制することができる。

特開２０１１−２２１５００号公報

上述の特許文献１に記載の黒挿入を行うと、黒挿入を行わない場合よりも、投影装置の全白画像投影時の輝度（白輝度）が低下する。また、アイリスを絞ることによりパネルに入射する光量が低下することから、黒浮きが低減する一方で白輝度も低下する。したがって、黒浮きの改善と動画視認性との改善のため、黒挿入とアイリス制御との両方を適用すると、投影される白輝度の低下が大きくなることがある。

本発明の投影システムは、スタック投影において、白輝度の低下を抑制し、動画視認性の向上と黒浮きを低下させることを目的とする。

複数の投影装置の投影領域を重ねて投影する投影システムにおいて、複数の投影装置に接続された制御装置は、映像信号の暗部輝度調整値を設定する暗部輝度調整値設定部、各投影装置の投影能力を取得する投影能力取得部、各投影装置に入力する映像信号の情報を取得する映像信号情報取得部、投影能力と映像信号からそれぞれの投影装置に設定するガンマを生成するガンマ生成部、各投影装置の光量調整量を算出する光量調整量算出部、各投影装置にガンマと光量調整量を送信する送信部、と、を有し、各投影装置は前記送信部から受信した各ガンマを用いて映像信号を変換する変換部、前記送信部から受信した光量調整量に基づいて投影装置から出力する光量を調整する光量調整部、と、を有し、前記ガンマ生成部は一方のガンマの低階調側の階調性を落とし且つ各投影装置に異なる形状のガンマを生成し、前記光量調整量算出部は前記暗部輝度調整値に基づいて各投影装置の光量調整量を算出することを特徴とする。

本発明の投影システムによれば、スタック投影において、白輝度の低下を抑制し、動画視認性の向上と黒浮きを低下させることが可能となる。

投影システムの構成を示す第１の構成図である。 投影システムにおける機能ブロックを示す第１のブロック図である。 ガンマ信号の一例を示す模式図である。 光量調整量を用いた光源制御部の光量調整方法を示す模式図である。 投影システムの制御を示す第１のフローチャートである。 各投影装置に設定するガンマ信号の生成方法を説明する模式図である。 ガンマ設定情報を示す模式図である。 暗部輝度調整値が０の場合の投影装置の光量制御を示す模式図である。 暗部輝度調整値が５０の場合の投影装置の光量制御を示す模式図である。 暗部輝度調整値が１００の場合の投影装置の光量制御を示す模式図である。 スタック投影システムの輝度特性を示す模式図である。 暗部輝度調整値に対して、各投影装置で出力輝度が異なるときの各パラメータを示す模式図である。 各投影装置で出力輝度が異なるときの光量調整量を示す模式図である。 各投影装置で出力輝度が異なるときのスタック投影システムの輝度特性を示す模式図である。 投影システムの構成を示す第２の構成図である。 投影システムにおける機能ブロックを示す第２のブロック図である。 投影システムの制御を示す第２のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

なお、本実施例において説明される各機能ブロックは必ずしも個別のハードウェアである必要はない。すなわち、例えばいくつかの機能ブロックの機能は、１つのハードウェアにより実行されても良い。また、いくつかのハードウェアの連係動作により１つの機能ブロックの機能または、複数の機能ブロックの機能が実行されても良い。また、各機能ブロックは、ＣＰＵがメモリ上に展開したコンピュータプログラムにより実行されても良い。

＜実施例１＞
実施例１の投影システムは、入力画像に基づいて複数の投影装置が投影する複数の投影画像を重ねて画像を投影する投影システムである。投影システムは投影装置１０１、投影装置１０２、および制御装置１０３を少なくとも含む。制御装置１０３は、ユーザ入力に応じて、入力画像のうち所定の階調値以下の階調値を有する領域（低階調領域）の階調性を設定するための設定値（暗部輝度調整値）を決定する。制御装置１０３は、投影装置１０１、１０２の各々に対して、入力画像の階調値と投影画像の輝度との対応関係を示すガンマ信号を決定する。制御装置１０３は投影装置１０１、１０２から出力される光量を制御するパラメータ（光量調整値）を決定する。制御装置１０３が投影装置に対して決定するガンマ信号は、低階調領域を所定の輝度（黒輝度）にクリップしたガンマ信号６０５と、ガンマ信号６０５よりも低階調領域に対応する輝度が高いガンマ信号６０４とを含む複数のガンマ信号から選択することができる。制御装置１０３は、暗部輝度調整値が高く設定された場合、そうでない場合よりも、ガンマ信号６０４が設定された投影装置から出力される光量が低減されるように、光量調整値を決定する。

以下、本発明の実施例１の投影システムについて詳細に説明する。図１は、実施例１における投影システムの構成を示す模式図である。投影システムは、出力装置１００、投影装置１０１、投影装置１０２、制御装置１０３、およびスクリーン１０４とから構成される。

出力装置１００は、投影装置１０１へ映像信号ＩＤ０を出力し、投影装置１０２へ映像信号ＩＤ１を出力する。映像信号ＩＤ０は、投影装置１０１に入力する入力画像である。映像信号ＩＤ１は、投影装置１０２に入力する入力画像である。映像信号ＩＤ０の解像度（画素数）は、投影装置１０１のパネル解像度（画素数）に対応する。また、映像信号ＩＤ１の解像度は、投影装置１０２が有するパネル解像度に対応する。例えば、投影装置１０１、１０２のパネル解像度が４Ｋ解像度（３８４０×２１６０）であれば、映像信号ＩＤ０、ＩＤ１の解像度はそれぞれ３８４０×２１６０である。また、映像信号ＩＤ０、ＩＤ１の色空間はＲＧＢの８ｂｉｔ信号（０〜２５５階調）であるとする。

投影装置１０１は、出力装置１００から出力された映像信号ＩＤ０を用いて、画像をスクリーン１０４へ投影する。投影装置１０１は、映像信号ＩＤ０に基づいて画像（フレーム）をスクリーン１０４に投影する。投影装置１０１が１枚の画像（フレーム）を投影する期間を、フレーム期間と呼ぶ。投影装置１０１のフレーム期間は、垂直同期信号に同期する。また、投影装置１０１は、フレーム期間を分割した複数のサブフレーム期間の各々において、光源部２０６からパネル部２０４に照射される光の光量を制御することが可能である。投影装置１０１は、単位時間（１秒）当たりに投影する画像（フレーム）の枚数が６０枚（６０ｆｐｓ）であるとする。

投影装置１０１は、コントラストに関する情報を含む投影能力情報ＣＴＲ＿Ａを制御装置１０３へ出力する。投影能力情報ＣＴＲ＿Ａは投影装置１０１が投影可能な全白画像投影時の輝度と全黒画像投影時の輝度との比（コントラスト）を表す情報である。なお、投影能力情報ＣＴＲ＿Ａが示すコントラストは、投影装置１０１において黒挿入機能、光源制御、およびアイリス制御などが適用されない場合におけるコントラストである。

投影装置１０２は、出力装置１００から出力された映像信号ＩＤ１を用いて、画像をスクリーン１０４へ投影する。投影装置１０１は、単位時間（１秒）当たりに投影する画像の枚数が６０枚（６０ｆｐｓ）であるとする。

投影装置１０２はコントラストに関する情報を含む投影能力ＣＴＲ＿Ｂを制御装置１０３へ出力する。投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂは投影装置１０２が投影可能な全白画像投影時の輝度と全黒画像投影時の輝度との比（コントラスト）を表す情報である。なお、投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂが示すコントラストは、投影装置１０２において黒挿入機能、光源制御、およびアイリス制御などが適用されない場合におけるコントラストである。

制御装置１０３は、投影装置１０１、および投影装置１０２を制御する制御装置である。制御装置１０３は、ＰＣやスマートフォン、タブレットなど、その他の情報処理装置を用いても良い。

出力装置１００、投影装置１０１、投影装置１０２、および制御装置１０３は、相互に通信可能な通信インターフェースを有する。本実施例では、出力装置１００、投影装置１０１、投影装置１０２、および制御装置１０３は、ＴＣＰ／ＩＰを通信プロトコルとして用いるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）で装置間の通信が行われるものとする。なお、装置間の通信は、他の通信規格（通信プロトコル）を用いてもよい。

制御装置１０３は、通信インターフェースを介して、ガンマ信号Ｇ＿Ａ及び光量調整量Ｌ＿Ａを投影装置１０１に出力し、ガンマ信号Ｇ＿Ｂ及び光量調整量Ｌ＿Ｂを投影装置１０２に出力する。ガンマ信号は、各投影装置において、入力された映像信号の階調値（入力階調値）を、投影装置のパネル部２０４を制御するための映像信号の階調値（出力階調値）に変換するための対応関係（関数）を表す情報である。また、光量調整量は、各投影装置において、複数のサブフレーム期間のうち、少なくとも１つにおける光源部２０６の光量を表す情報である。

制御装置１０３は、通信インターフェースを介して、投影能力情報ＣＴＲ＿Ａを投影装置１０１から入力し、投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂを投影装置１０２から入力する。

制御装置１０３は、通信インターフェースを介して、出力装置１００から映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦを入力する。

映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦは、各投影装置に入力する映像信号ＩＤ０および映像信号ＩＤ１がＳＤＲの映像信号であるかＨＤＲの映像信号であるかを示す情報を含む。ＳＤＲは、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅの略称であり、従来のダイナミックレンジに対応する。ＨＤＲは、Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅの略称であり、ＳＤＲよりも広いダイナミックレンジに対応する。

映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦは、映像信号がＨＤＲの映像信号であれば、映像信号が対応する輝度レンジ（ＨＤＲ輝度レンジ）に関する情報や、映像信号のガンマを示す情報を含む。出力装置１００は、映像信号ＩＤ０および映像信号ＩＤ１にこれらの情報を示すメタデータが含まれている場合、メタデータを映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦとして制御装置１０３に出力する。制御装置１０３と接続された操作部などを用いてユーザが映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦに該当する情報を入力しても良い。

制御装置１０３は、映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦ、投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、および投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂに基づいて、ガンマＧ＿ＡおよびガンマＧ＿Ｂを算出する。

制御装置１０３は、ユーザより設定された暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌに基づいて、光量制御量Ｌ＿Ａおよび光量制御量Ｌ＿Ｂを算出する。

スクリーン１０４は、投影装置１０１、及び投影装置１０２が画像を投影する面である。実施例１の投影システムは、投影装置１０１の投影画像と投影装置１０２の投影画像とをスクリーン１０４で重ねることで、表示される画像の輝度を高めるスタック投影を行うシステムである。投影装置１０１と投影装置１０２から出力される光量はスクリーン１０４上で同じである前提で説明する。

図２は、投影システムにおける機能ブロックを示すブロック図である。投影装置１０２は、投影装置１０１と同様の構成であるため、詳細説明は省略する。

投影装置１０１は、画像処理部２０１、階調変換部２０２、パネル制御部２０３、パネル部２０４、光源制御部２０５、および光源部２０６を有する。投影装置１０１は、光源部２０６から発せられた光を、パネル部２０４で変調して画像をスクリーン１０４に出力する。

画像処理部２０１は、入力された映像信号ＩＤ０に対して、ノイズリダクション処理、エッジ強調処理、色補正処理、階調補正処理などの、一般的な高画質化処理を適用し、処理後の映像信号ＩＤＴ０を階調変換部２０２に出力する。

階調変換部２０２は、映像信号ＩＤＴ０に、制御装置１０３から出力されたガンマ信号Ｇ＿Ａに基づく階調変換処理を適用し、処理後の映像信号ＭＤＴ０をパネル制御部２０３へ出力する。ガンマ信号は、映像信号ＩＤＴ０の階調値を映像信号ＭＤＴ０の階調値に変換するための階調変換特性を示すパラメータである。処理後の映像信号ＭＤＴ０は、後述するパネル部２０４を制御するための制御画像である。

図３は、ガンマ信号Ｇ＿Ａの一例を示す模式図である。図３に示すように、ガンマ信号Ｇ＿Ａは、入力階調値に対する出力階調値の対応関係を示している。このような形式を１Ｄ−ＬＵＴ（１Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）という。図３は一例として入力階調値を２倍にした値を出力階調値として出力する場合の１Ｄ‐ＬＵＴを示している。階調変換部２０２は映像信号ＩＤＴ０の各画素のＲ、Ｇ、Ｂ各要素の階調値を、ガンマ信号Ｇ＿Ａ（１Ｄ‐ＬＵＴ）に基づいて出力階調値に変換する。

パネル制御部２０３は、映像信号ＭＤＴ０に基づいて、パネル部２０４を制御するための電圧信号ＰＤ０を生成する。

パネル部２０４は、光源部２０６から照射された光を、電圧信号ＰＤ０を用いて変調する。変調された画像光ＰＤＴ０は、不図示の投影光学系を介して、スクリーン１０４に出力される。パネル部２０４は、例えば液晶パネルである。

光源制御部２０５は、操作部を介したユーザ指定、および制御装置１０３から出力された光源制御量Ｌ＿Ａなどに基づいて、光源部２０６に制御信号ＣＯＮを送信し、光源部２０６のオン／オフや、光量制御を行う。本実施例では、１フレーム期間は２つのサブフレーム期間を含み、光源制御部２０５は、光源制御量Ｌ＿Ａに基づいて２つ目のサブフレーム期間の光源部２０６の光量を制御するとする。

光源部２０６は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプなどであり、制御値ＣＯＮに基づいてパネル部２０４に光を照射する。

図４は、光量調整量Ｌ＿Ａを用いた光源制御部２０５の光量調整方法を示す模式図である。光量調整量Ｌ＿Ａは、０〜１００％の値で表される。図４（ａ）は、光量調整量Ｌ＿Ａが１００％の時の光量制御方法を表した図である。図４（ａ）に示すように、光源制御部２０５は、投影装置１０１に入力される映像信号ＩＤ０のフレーム速度の倍の速度で光源部２０６の光量制御を行う。前半のサブフレームを１ｓｔサブフレーム、後半のサブフレームを２ｓｄサブフレームとする。映像信号はＶｓｙｎｃに同期して更新されるため１ｓｔサブフレームと２ｎｄサブフレームでは同じ映像信号が出力される。光源制御部２０５は、光量調整量Ｌ＿Ａに基づいて２ｎｄサブフレームの光量を調整する。なお、光源制御部２０５は、光量調整量Ｌ＿Ａに基づいて１ｓｔサブフレームの光量を調整してもよい。

図４（ａ）は、光量調整量Ｌ＿Ａが１００％であり、２ｎｄサブフレーム期間における光源部２０６の光量が１００％に制御される場合を示す。したがって、１ｓｔサブフレーム期間も２ｎｄサブフレーム期間も、光源制御部２０５の光量は１００％となる。

図４（ｂ）は、光量調整量Ｌ＿Ａが５０％であり、２ｎｄサブフレーム期間における光源部２０６の光量が５０％に制御される場合を示す。したがって、１ｓｔサブフレーム期間の光源部２０６の光量が１００％、２ｎｄサブフレーム期間の光源部２０６の光量が５０％となる。

図４（ｃ）は、光量調整量Ｌ＿Ａが０％であり、２ｎｄサブフレーム期間における光源部２０６の光量が０％に制御される場合を示す。したがって、１ｓｔサブフレーム期間の光源部２０６の光量が１００％、２ｎｄサブフレーム期間の光源部２０６の光量が０％となる。

制御装置１０３は、ガンマ生成部３０１、および光量調整量算出部３０２を有する。

ガンマ生成部３０１は、投影装置１０１から取得した投影能力情報ＣＴＲ＿Ａと出力装置１００から取得した映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦとに基づいて、投影装置１０１に出力するガンマＧ＿Ａを生成する。ガンマ生成部３０１は、投影装置１０２から取得した投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂと出力装置１００から取得した映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦとに基づいて、投影装置１０２に出力するガンマＧ＿Ｂを生成する。ガンマ生成部３０１は、投影装置１０１、１０２の各々に設定したガンマ信号Ｇ＿Ａ、Ｇ＿Ｂを示すガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦを生成し、光量調整量算出部３０２に出力する。

光量調整量算出部３０２は、操作部を介してユーザから入力された暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌとガンマ生成部３０１で生成したガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦとに基づいて投影装置１０１の光源制御部２０５に設定する光量調整量Ｌ＿Ａを生成し、出力する。光量調整量算出部３０２は、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌとガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦとに基づいて投影装置１０２の光源制御部２０５に設定する光量調整量Ｌ＿Ｂを生成し、出力する。

図５は、実施例１の投影システムの制御を示すフローチャートである。

図５に示すフローは、出力装置１００、投影装置１０１、投影装置１０２、および制御装置１０３の電源がオンとなり、制御装置１０３が投影装置１０１、投影装置１０２の制御アプリケーションを実行したことに応じて開始するとする。

Ｓ５０１で、制御装置１０３のガンマ生成部３０１は、出力装置１００から映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦを取得し、投影装置１０１から投影能力情報ＣＴＲ＿Ａを取得し、投影装置１０２から投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂを取得する。

例えば、映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦは、映像信号ＩＤ０、ＩＤ１がＳＭＰＴＥ ＳＴ．２０８４規格のＰＱ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ Ｑｕａｎｔｉｚｅｒ）方式に準拠したＨＤＲ映像信号であることを示す情報を含む。

映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦは、コンテンツ輝度（例えばＩＮＦＦｒａｍｅに含まれるＭａｘＣＬＬ（Ｍａｘ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｌｉｇｈｔ Ｌｅｖｅｌ））が６００ｎｉｔｓであることを示す情報を含む。

投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、ＣＴＲ＿Ｂはともに、各投影装置のコントラストが１０００：１であることを示す情報を含む。

Ｓ５０２で、制御装置１０３のガンマ生成部３０１は、映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦおよび投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、ＣＴＲ＿Ｂに基づいて、ガンマ信号Ｇ＿Ａ及びＧ＿Ｂを生成する。

実施例１では、スタック投影を構成する投影装置１０１、および投影装置１０２のうち、投影装置１０２について入力される映像信号ＩＤ１の低階調側の階調値に対応する出力階調値を低くする。これにより、投影装置１０２が映像信号ＩＤ１の低階調領域の表示輝度を沈め、自然画像などを投影した時の見かけのコントラスト感を改善する。

図６は、各投影装置に設定するガンマ信号の生成方法を説明する模式図である。

図６（ａ）は、映像信号がＰＱ規格のＨＤＲ映像信号であり、最大輝度（ＭａｘＣＬＬ）が６００ｎｉｔｓである場合の理想的な表示輝度特性６０１を示す模式図である。横軸は入力映像信号の階調値を示す。縦軸は入力映像信号に基づいて画像を表示した場合の表示輝度を示す模式図である。

表示輝度は、投影装置とスクリーンとの相対位置が予め定められた関係を満たす場合のスクリーンにおける輝度である。表示輝度特性６０１は、黒浮きが無い理想状態を想定したものであり、黒浮きによる影響がない。したがって、入力映像信号の低階調領域においても、輝度が低下し、階調値０が表示輝度０に対応する。

図６（ｂ）は、表示輝度特性６０１の低階調側の階調値範囲（０〜５０）を拡大した模式図である。また、輝度特性６０２は、黒浮きがある投影装置による表示輝度特性である。ここで、投影装置の黒浮きは、上述した投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、ＣＴＲ＿Ｂで示されるコントラスト（１０００：１）に対応する。黒浮きは、上述した通り、黒画像を表示する場合の表示輝度（黒輝度）に対応する。黒浮きＹ＿Ｋは、表示輝度の最大値Ｙ＿Ｗおよび投影装置のコントラストＣＴＲを用いて、式１で表される。
Ｙ＿Ｋ ＝Ｙ＿Ｗ／ＣＴＲ （式１）

ここで、表示輝度の最大値Ｙ＿Ｗは白輝度に対応する。表示輝度の最大値Ｙ＿Ｗは、ＭａｘＣＬＬなどＨＤＲレンジを示す輝度に対応する。また、コントラストＣＴＲは、投影装置１０１、１０２から取得した投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、ＣＴＲ＿Ｂから取得することができる。上述の例では、黒浮きＹ＿Ｋは、０．６０ｎｉｔ（＝６００ｎｉｔ／（１０００／１））となる。

輝度特性６０２は、理想的な表示輝度特性６０１に黒浮きＹ＿Ｋをオフセット加算し、かつ、白輝度が表示輝度特性６０１と同等になるようにスケーリングした時の輝度特性である。輝度特性６０２は、式２で表すことができる。Ｙ１（ｘ）は、表示輝度特性６０１における入力映像信号の階調値ｘに対応する表示輝度を示す。Ｙ２（ｘ）は、輝度特性６０２における入力映像信号の階調値ｘに対応する表示輝度を示す。
Ｙ２（ｘ）＝ Ｙ１（ｘ）／Ｙ＿Ｗ×（Ｙ＿Ｗ−Ｙ＿Ｋ）＋Ｙ＿Ｋ （式２）

輝度特性６０３は、表示輝度特性６０１のうち、黒浮きＹ＿Ｋ以下の輝度に対応する階調値の範囲を、黒浮きＹ＿Ｋの輝度にクリップし、他の範囲の階調値に対しては表示輝度特性６０１と同等となるように設計した輝度特性である。言い換えると、輝度特性６０３は、表示輝度特性６０１のうち、黒浮きＹ＿Ｋ以下の輝度に対応する階調値の範囲を、共通の黒浮きＹ＿Ｋの輝度に対応付けた特性であるといえる。

図６（ｃ）は、各輝度特性に対応するガンマ信号を示す模式図である。輝度特性に対応するガンマ信号とは、入力階調値に対する表示輝度が輝度特性で示される関係を満たすように、各投影装置で適用されるガンマ信号である。

ガンマ信号６０４は、輝度特性６０２に対応する。ガンマ信号６０５は、輝度特性６０３に対応する。

ガンマ信号６０４は、投影装置１０１に設定するガンマ信号Ｇ＿Ａである。ガンマ信号６０５は、投影装置１０２に設定するガンマ信号Ｇ＿Ｂである。

ガンマ信号は、輝度特性に基づいて、下記の式３で表される。ここで、Ｙ（ｘ）は、輝度特性における入力階調値ｘに対応する輝度を示す。また、Ｇ（ｘ）は、ガンマ信号における入力階調値ｘに対応する出力階調値を示す。
Ｇ（ｘ） ＝ ｛（Ｙ（ｘ）−Ｙ＿Ｋ）／（Ｙ＿Ｗ−Ｙ＿Ｋ）｝^１／γ×２５５ （式３）

図６（ｃ）のガンマ信号６０４は、いわゆるγ２．２と呼ばれる関数（対応関係）である。また、ガンマ信号６０５は、輝度特性６０３に対応するように、式３を用いて算出された関数（対応関係）である。

なお、ガンマ信号Ｇ＿Ａとしてガンマ信号６０５を用いてもよい。この場合、ガンマ信号Ｇ＿Ｂとしてガンマ信号６０４を用いる。また、光量調整量算出部３０２で算出する各投影装置の光量調整量も逆にする必要がある。

以上の工程を経て、ガンマ生成部３０１はガンマ信号Ｇ＿Ａおよびガンマ信号Ｇ＿Ｂを生成し、投影装置１０１および投影装置１０２の各々へ出力する。

Ｓ５０３で、ガンマ生成部３０１はガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦを生成する。

図７は、ガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦを示す模式図である。ガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦは、制御装置１０３に接続されている投影装置の台数Ｎと投影装置１０１に送信したガンマ信号Ｇ＿Ａの識別番号ＧａＮｏと投影装置１０２に出力したガンマ信号Ｇ＿Ｂの識別番号ＧｂＮｏとを示す情報を含む。識別番号ＧａＮｏと識別番号ＧｂＮｏとはそれぞれ数値で規定される。

実施例１の投影システムでは制御装置１０３に接続されている投影装置は２台である。したがって、台数Ｎは２である。

識別番号ＧａＮｏおよび識別番号ＧｂＮｏは、それぞれ対応するガンマ信号における低階調側の入力階調値に対応する出力階調値の大きさに応じて決定される。図６（ｃ）に示すように、ガンマ信号６０４（ガンマ信号Ｇ＿Ａ）は、ガンマ信号６０５（ガンマ信号Ｇ＿Ｂ）よりも低階調側の入力階調値に対応する出力階調値が高い。例えば、入力階調値が２０である場合、ガンマ信号６０４における出力階調値は６であり、ガンマ信号６０５における出力階調値は０である。したがって、ＧａＮｏは、ＧｂＮｏより大きい値として決定される。例えば、ガンマ生成部３０１は、識別番号ＧａＮｏを１（Ｈｉｇｈ）、ＧｂＮｏを０（Ｌｏｗ）とそれぞれ設定する。なお、各投影装置に設定したガンマの低階調側の階調値の大小関係がわかればこの限りではない。

Ｓ５０４で、制御装置１０３の光量調整量算出部３０２は、操作部を介して選択された暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌを取得する。したがって、光量調整量算出部３０２は、ユーザ入力に応じて暗部輝度調整値を選択する選択手段であるともいえる。暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌは、映像信号のうち、低階調領域の表示輝度の高低を調整するパラメータであり、強度が大きいほど低階調領域の輝度は低くなる。投影された画像を視るユーザは、低階調領域の輝度が低くなるほど、より高いコントラストで表示されているように感じる。一方で、低階調領域の輝度が低いと、視聴環境の明るさなどに因っては低階調側の階調性が潰れて見えてしまう。したがって、ユーザは投影画質を見ながらこの暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌを調整する。本実施例ではこの暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌを弱（０）、中（５０）、強（１００）の３つから選択可能であるとする。ユーザは、より高いコントラストで表示されているように感じる効果（コントラスト感）を高めたい場合、より高い暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌを選択する。

Ｓ５０５で、光量調整量算出部３０２は、ガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦと暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌとに基づいて、光量調整量Ｌ＿Ａと光量調整量Ｌ＿Ｂとを生成する。光量調整量算出部３０２は、光量調整量Ｌ＿Ａと光量調整量Ｌ＿Ｂとを各投影装置の光源制御部２０５へ出力する。

光量調整量算出部３０２は、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが所定の値（中：５０）よりも高い（強：１００）場合、低階調側の階調値を低くしたガンマ信号（ガンマ信号６０５）を設定した投影装置側の出力光量を他方の投影装置の出力光量よりも多くする。暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが所定の値（中：５０）よりも低い（弱：０）場合、低階調側の階調値を低くしたガンマ信号（ガンマ信号６０５）を設定した投影装置側の出力光量を他方の投影装置の出力光量よりも少なくする。

本実施例のように投影装置１０１のガンマ識別信号ＧａＮｏ＝１、投影装置１０２のガンマ識別信号ＧｂＮｏ＝０のとき、光量調整量算出部３０２は、各投影装置に設定する光量調整量Ｌ＿Ａと光量調整量Ｌ＿Ｂとを式４を用いて算出する。
Ｌ＿Ａ ＝ １００−ＣＴＲ＿Ｌ
Ｌ＿Ｂ ＝ ＣＴＲ＿Ｌ （式４）

Ｓ５０６では各投影装置の階調変換部２０２は制御装置１０３から送信されたガンマ信号Ｇ＿Ａ及びＧ＿Ｂに基づいて画像処理部２０１からの入力映像信号ＩＤＴに階調変換処理を行い、映像信号ＭＤＴを生成する。投影装置１０１の階調変換部２０２はガンマ信号Ｇ＿Ａ（ガンマ信号６０４）に基づいて階調変換を行う。一方、投影装置１０２の階調変換部２０２はガンマ信号Ｇ＿Ｂ（ガンマ信号６０５）に基づいて階調変換を行う。階調変換方法の詳細は前述したため説明を割愛する。

Ｓ５０７では、各投影装置の光源制御部２０５は制御装置１０３から送信された光量調整量Ｌ＿Ａ及びＬ＿Ｂに基づいて光源部２０６の光量制御を行う。

Ｓ５０８では、各投影装置のパネル制御部２０３は映像信号ＭＤＴに基づいてパネル部２０４を制御し、スクリーン１０４に画像光を投影する。

Ｓ５０９にて、各投影装置は映像信号ＩＤ０またはＩＤ１が各投影装置に入力されているか不図示の制御部などによって確認を行う。映像信号が投影装置に入力されている場合Ｓ５０６に移行し次のフレームの映像信号ＩＤＴに対して階調変換処理を行う。一方、映像信号が投影装置に入力されていない場合、本フローチャートを終了する。

次に、本実施例の制御を行った場合の各投影装置における光源制御と、投影システムにより投影される画像の輝度特性について説明する。

図８は、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが０の場合の各投影装置の光量制御の結果を示す模式図である。暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが０の場合、光量調整量Ｌ＿Ａは１００、光量調整量Ｌ＿Ｂは０とそれぞれ決定される。

決定された光量調整量Ｌ＿Ａを用いて、投影装置１０１の光源制御部２０５が投影装置１０１の光源部２０６を制御した場合、１ｓｔサブフレーム期間、２ｎｄサブフレーム期間のいずれも光源部２０６の光量は１００％で制御される。決定された光量調整量Ｌ＿Ｂを用いて、投影装置１０２の光源制御部２０５が投影装置１０２の光源部２０６を制御した場合、１ｓｔサブフレーム期間の光源部２０６の光量は１００％、２ｎｄサブフレーム期間の光源部２０６の光量は０％で制御される。

図９は、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが５０の場合の各投影装置の光量制御の結果を示す模式図である。暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが５０の場合、光量調整量Ｌ＿Ａは５０、光量調整量Ｌ＿Ｂは５０とそれぞれ決定される。

決定された光量調整量Ｌ＿Ａを用いて、投影装置１０１の光源制御部２０５が投影装置１０１の光源部２０６を制御した場合、１ｓｔサブフレーム期間の光源部２０６の光量は１００％、２ｎｄサブフレーム期間の光源部２０６の光量は５０％で制御される。決定された光量調整量Ｌ＿Ｂを用いて、投影装置１０２の光源制御部２０５が投影装置１０２の光源部２０６を制御した場合、１ｓｔサブフレーム期間の光源部２０６の光量は１００％、２ｎｄサブフレーム期間の光源部２０６の光量は５０％で制御される。

図１０は、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが１００の場合の各投影装置の光量制御の結果を示す模式図である。暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが１００の場合、光量調整量Ｌ＿Ａは０、光量調整量Ｌ＿Ｂは１００とそれぞれ決定される。

決定された光量調整量Ｌ＿Ａを用いて、投影装置１０１の光源制御部２０５が投影装置１０１の光源部２０６を制御した場合、１ｓｔサブフレーム期間の光源部２０６の光量は１００％、２ｎｄサブフレーム期間の光源部２０６の光量は０％で制御される。決定された光量調整量Ｌ＿Ｂを用いて、投影装置１０２の光源制御部２０５が投影装置１０２の光源部２０６を制御した場合、１ｓｔサブフレーム期間および２ｎｄサブフレーム期間の光源部２０６の光量はいずれも１００％で制御される。

式４に基づいて各投影装置１０１、１０２に適用する光量調整量Ｌ＿Ａ、Ｌ＿Ｂを決定することにより、２ｎｄサブフレーム期間に出力される光量の合計は変わらず、２ｎｄサブフレーム期間の光量が１ｓｔサブフレーム期間の光量の半分になる。したがって、投影装置１０１および投影装置１０２の一方で黒挿入を行った時の動画視認性の改善効果を、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌの設定によらず得ることができる。

本実施例における投影システムでは、あるフレームに対するフレーム期間において、すべての投影装置で、すべてのサブフレーム期間において１００％の光量で出力を制御した場合に比べて、１つのサブフレーム期間の分だけ輝度が低下する。すなわち、本実施例における投影システムでは、あるフレームに対するフレーム期間において、すべての投影装置で、すべてのサブフレーム期間において１００％の光量で出力を制御した場合を１とすると、表示可能な輝度の上限値は０．７５倍となる。

したがって、投影装置１０１、１０２の光源制御部２０５は、光源調整量を１００％としたときに出力可能な輝度の最大値が８００ｎｉｔとなるように、光源部２０６の出力をあらかじめ設定する。これにより、上述のように光源調整量を設定した場合であっても、白画像を表示した場合に、６００ｎｉｔで画像を表示することが可能となる。

図１１は、スタック投影システムの輝度特性を示す。輝度特性１１０１は各投影装置にガンマ信号６０４を設定した時の輝度特性を示す。輝度特性１１０２は各投影装置にガンマ信号６０５を設定した時の輝度特性である。輝度特性１１０３は暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが０の場合の輝度特性を表す。輝度特性１１０４は暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが５０の場合の輝度特性を表す。輝度特性１１０５は暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが１００の場合の輝度特性を表す。

図１１に示すように、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが低いほど、低階調領域における輝度が高くなる。上述した処理によれば、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが小さい（弱：０）場合、投影装置１０１に設定される光量調整量Ｌ＿Ａが大きく（１００）なる。投影装置１０１は、ガンマ信号６０４を用いてパネル制御部２０３が映像信号ＩＤＴ０の階調値を変換した映像信号ＭＤＴ０によって光源部２０６からの光を変調する。ガンマ信号６０４は、図６に示すように、低階調領域における出力階調値が、ガンマ信号６０５よりも高い。

一方、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが小さい（弱：０）場合、投影装置１０２に設定される光量調整量Ｌ＿Ｂが小さく（０）なる。投影装置１０２は、ガンマ信号６０５を用いてパネル制御部２０３が映像信号ＩＤＴ１の階調値を変換した映像信号ＭＤＴ１によって光源部２０６からの光を変調する。ガンマ信号６０５は、図６に示すように、低階調領域における出力階調値がクリップされた特性を示す。

投影装置１０２は、２ｎｄサブフレーム期間における光量制御値が０％となる。したがって、スタック投影システムにおいて、投影装置１０２が投影する画像がスタック投影システム全体による投影画像の輝度に寄与する程度が投影装置１０１よりも小さい。したがって、スタック投影システム全体による投影画像においては、低階調領域において高い輝度特性を有する投影装置１０１の影響が高くなり、投影される画像の輝度が高くなる。

同様にして、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌが大きい場合、投影装置１０１よりも投影装置１０２のほうが、スタック投影システムの投影画像に対する寄与が大きくなる。したがって、低階調領域でクリップするガンマ信号Ｇ＿Ｂを用いて変換された映像信号ＭＤＴ１に基づく画像の影響が大きく、低階調領域の輝度が低下する。

上述のようにして、各投影装置の出力光量とガンマ信号とを変えることによって低階調側の輝度を段階的に低くすることができる。結果、暗部輝度調整値が大きいほど低階調側の輝度を沈めることによって画像内の高階調側の領域と低階調側の領域の輝度のメリハリをつけコントラスト感改善効果をより高めることができる。

更にこのように暗部輝度調整値に基づいて段階的に低階調側の輝度を低くできることによって投影環境（特にスクリーン周辺の明るさ）に基づいて暗部輝度調整値を調整することができる。例えば、スクリーン周辺が明るい方が投影画像の特に低階調側に影響を与えより低階調側が浮いているように見えてしまう。

このように周辺環境が明るい場合は暗部輝度調整値を強くし、周辺環境が暗い場合は暗部輝度調整値を低くするなどして使い分け、その時々の周辺環境において適した画質設定を各投影装置に施すことができるようになる。また、本件では階調変換によって低階調側の輝度を低くする処理を行うことによってコントラスト感の改善を行っているのでアイリス制御を併用することによる改善手法と比べ白輝度が低下することなくスタック投影による高輝度化の恩恵を保つことができる。

以上の工程を経て、スタック投影時且つ黒挿入時において白輝度が低下することなくコントラスト感を改善することができるようになる。

また、本実施例では各投影装置の光源制御部２０５が光量調整量Ｌ＿ＡおよびＬ＿Ｂに基づいて光源２０６の光量を調整することで各投影装置の光量制御を行っていたがこの限りではない。例えば、パネル制御部２０３が光量調整量Ｌ＿ＡおよびＬ＿Ｂに基づいて映像信号ＭＤＴに画像処理を施し光量調整しても良い。

この場合、パネル制御部２０３は、映像信号ＭＤＴ０の倍速処理を行い、一方の映像信号に対してゲイン処理を適用する。パネル制御部２０３は、Ｖｓｙｎｃに同期して映像信号ＭＤＴ０を不図示のメモリに書き込む。パネル制御部２０３は、Ｖｓｙｎｃの２倍の速度で画像を読み出す。パネル制御部２０３は、１ｓｔサブフレーム期間において、読み出した映像信号ＭＤＴ０に基づく電圧信号ＰＤでパネル部２０４を制御する。パネル制御部２０３は、２ｎｄサブフレーム期間において、光量調整量Ｌ＿Ａに基づいて映像信号ＭＤＴ０を処理した映像信号ＧＤＴ０に基づく電圧信号ＰＤでパネル部２０４を制御する。

パネル制御部２０３は、２ｎｄサブフレーム期間における投影装置１０１から出力される光量（出力光量）が、１ｓｔサブフレーム期間における出力光量に対して、光量調整量Ｌ＿Ａに対応するように映像信号ＭＤＴ０に式５で示すゲイン処理を適用する。
ＧＤＴ０（Ｒ）＝ ＭＤＴ０（Ｒ）×Ｌ＿Ａ ／ １００
ＧＤＴ０（Ｇ）＝ ＭＤＴ０（Ｇ）×Ｌ＿Ａ ／ １００ （式５）
ＧＤＴ０（Ｂ）＝ ＭＤＴ０（Ｂ）×Ｌ＿Ａ ／ １００

以上のように光量調整量Ｌ＿Ａに基づいて映像信号ＭＤＴの階調変換を行うことによって光量制御を行うこともできる。

パネル制御によって投影装置から出力される光量を調整する場合、光源制御によって光量を調整した時と異なり、全白輝度は低下するが全黒輝度は低下しないためコントラストが低くなってしまう。パネル制御によって光量調整を行う場合、Ｓ５０２で生成するガンマ信号はパネル制御によって低下するコントラストを考慮して生成する必要がある。パネル制御によって変化するコントラストを算出する式を式６に示す。
ＣＴＲ＿Ｐ ＝ Ｙ＿Ｗ×ＲＷ／Ｙ＿Ｋ （式６）

ＣＴＲ＿Ｐは、パネル制御による光量制御後のコントラストを示す。本実施例の場合、パネルによる光量制御後のコントラストは式６より７５０となる。コントラストが７５０：１である場合、ＣＴＲ＿Ｐは、７５０である。

ＨＤＲレンジＹ＿Ｗは、映像信号のダイナミックレンジの上限値である。ＨＤＲレンジＹ＿Ｗは、映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦに含まれるＭａｘＣＬＬ（６００ｎｉｔｓ）であるとする。

全黒輝度Ｙ＿Ｋは、パネル制御による光量制御を行わない場合に、投影装置が表示可能な全黒輝度である。全黒輝度Ｙ＿Ｋは、式１から０．６であるとする。

ＲＷは、光量制御後の全白輝度の割合を示す。本実施例の場合、光量制御によって２ｎｄサブフレームの光量が１ｓｔサブフレームの光量の半分になるため光量制御後の全白輝度の割合ＲＷは０．７５となる。

ＨＤＲレンジＹ＿Ｗに対しパネル制御による光量制御後のコントラストＣＴＲ＿Ｐ時の全黒輝度Ｙ＿Ｋ＿２は式７で求まる。
Ｙ＿Ｋ＿２ ＝ Ｙ＿Ｗ ／ ＣＴＲ＿Ｐ （式７）

式７から全黒輝度Ｙ＿Ｋ＿２は０．８ｎｉｔｓ（＝６００ｎｉｔｓ／７５０）となる。パネル制御による光量制御時のガンマ信号を計算する場合、式２、式３のＹ＿ＫをＹ＿Ｋ＿２に置き換えて計算する。

以上の工程を経て、パネル制御による光量制御におけるガンマ信号の計算をすることができる。本実施例では暗部輝度調整値を弱、中、強と３段階で定めたがこの限りではなくもっと細かく設定しても良い。

また、本実施例で算出したガンマ信号と光量制御量は入力映像信号が変わり映像信号フォーマットが変化した場合、再度作りなおす必要がある。

上述の説明では、光量調整前の各投影装置のスクリーン１０４上での投影面輝度は同じである前提で説明を行ったが、各投影装置がスクリーンに投影する画像の輝度を、センサを用いて取得して、制御に反映することも可能である。これにより設置環境などによって各投影装置間の輝度が大きく異なる場合であっても、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌに基づいてコントラスト感改善効果を複数段階で調整することが可能となる。センサは、照度計、輝度計、撮像装置など形態を問わない。センサは制御装置１０３に接続され、制御装置１０３によって制御されるとする。なお、ユーザがセンサの測定値を制御装置１０３に入力する方式でも良い。

Ｓ５０１で、制御部１０３のガンマ生成部３０１は、映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦ、投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、および投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂに加えて、各投影装置が投影可能な輝度を取得する。各投影装置が投影可能な輝度は、すなわち、各投影装置が単独でスクリーンに全白画像を投影している場合における、スクリーン上の画像の輝度（白輝度）を実測した値である。

例えば、投影装置１０１の全白輝度を測定する場合、制御装置１０３は、投影装置１０２の光源部２０６を消灯し、投影装置１０１が全白画像を投影するよう制御する。制御装置１０３は、この時のスクリーン１０４上における投影画像の輝度をセンサから取得する。センサが測定する箇所は、各測定条件で変化しないよう固定する。同様にして、投影装置１０２の全白輝度も測定する。またこの時、投影装置１０１と投影装置１０２の全黒輝度も併せて測定してもよい。この場合、測定して得られた各投影装置の白輝度と黒輝度とから各投影装置の投影能力情報を算出してもよい。

Ｓ５０２で、ガンマ生成部３０１は、センサから取得した各投影装置の白輝度、黒輝度および映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦから、ガンマ信号Ｇ＿Ａ、Ｇ＿Ｂを生成する。複数の投影装置のうち、投影面における白輝度が高い方の投影装置に低階調領域の表示輝度が低くなるガンマ信号を設定することにより、コントラスト感の改善効果が高くなる。これを考慮してどちらの投影装置にどのガンマ信号を設定するのか決定することによってさらにコントラスト感改善効果を細かく調整することが可能となる。そのため以下では、各投影装置の出力輝度が異なる場合、暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌをガンマ生成部３０１にも入力する。

投影装置１０１の白輝度が投影装置１０２の白輝度より低い場合に光量調整量Ｌ＿Ａ及びＬ＿Ｂを算出する方法について説明する。

図１２は、暗部輝度調整値に対して、各投影装置で出力輝度が異なるときの各パラメータを示す模式図である。光量調整量を算出するときに必要なパラメータは、ＬＥＶＥＬと識別番号ＧａＮｏ及びＧｂＮｏである。暗部輝度調整値は、１〜６の６段階で設定可能であるとする。

識別番号ＧａＮｏは、暗部輝度調整値が設定可能範囲（１〜５）のうち３以下の場合は０、４以上の場合は１に設定する。識別番号ＧｂＮｏは、暗部輝度調整値が設定可能範囲（１〜５）のうち３以下の場合は１、４以上の場合は０に設定する。

ＬＥＶＥＬは、各識別番号が同一のグループにおいて、暗部輝度調整値が強いほど大きな値になるように、０〜１００の範囲で値が設定される。

なお、暗部輝度調整値が３である場合には、識別番号ＧａＮｏを１、識別番号ＧｂＮｏを０としてもよい。この場合、ＬＥＶＥＬは０となる。

ガンマ生成部３０１は、識別番号ＧａＮｏ、ＧｂＮｏ、測定された各投影装置の白輝度、黒輝度から求めた投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、ＣＴＲ＿Ｂ、および映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦに基づいて各投影装置に設定するガンマ信号を生成する。ガンマ信号の生成方法は上述の方法と同様であるため説明を省略する。

Ｓ５０３のガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦの生成方法も上述の方法と同様である。

Ｓ５０４の暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌの取得に関しては既にＳ５０２においてガンマ生成部３０１で取得しているためＳ５０５に移行する。

Ｓ５０５で、光量調整量算出部３０２は、式８を用いて、光量調整量Ｌ＿ＡとＬ＿Ｂを生成する。
・ＧａＮｏ＝１、ＧａＮｏ＝０の場合
Ｌ＿Ａ ＝ １００−ＬＥＶＥＬ
Ｌ＿Ｂ ＝｛α −（１００− α）｝／１００×ＬＥＶＥＬ＋１００−α
α ＝ （ＬＡ＿Ｗ＋ＬＢ＿Ｗ）／２／ＬＢ＿Ｗ×１００
・ＧａＮｏ＝０、ＧａＮｏ＝１の場合
Ｌ＿Ａ ＝ＬＥＶＥＬ
Ｌ＿Ｂ ＝−｛α −（１００− α）｝／１００×ＬＥＶＥＬ＋α （式８）

図１３は、投影装置１０１の白輝度が３００ｎｉｔｓ、投影装置１０２の白輝度が５００ｎｉｔｓである場合における光量調整量を示す模式図である。

図１４は、図１１に示す光量調整量で各投影装置を制御した場合のスタック投影システムの輝度特性のうち、低階調領域を拡大して示した模式図である。輝度特性１１０１は低階調側の階調値を低くしなかったガンマ信号を各投影装置に設定した時の輝度特性である。輝度特性１１０２は低階調側の階調値を低くしたガンマ信号を各投影装置に設定した時の輝度特性である。輝度特性１４０１は、暗部輝度調整値＝１の時の輝度特性である。輝度特性１４０２は、暗部輝度調整値＝２の時の輝度特性である。輝度特性１４０３は、暗部輝度調整値＝３の時の輝度特性である。輝度特性１４０４は、暗部輝度調整値＝４の時の輝度特性である。輝度特性１４０５は、暗部輝度調整値＝５の時の輝度特性である。図１４に示すように各投影装置の輝度が異なるケースにおいても前述の手法を取ることによって暗部輝度調整値を複数段階に分けて調整することが可能となる。

＜実施例２＞
実施例１では外部の制御装置１０３が各投影装置に設定するガンマ信号と光量調整量を算出していたが、実施例２では各投影装置自身がガンマ信号及び光量調整値を算出する。

図１５は、実施例２における投影システムの構成を示す構成図である。実施例２の投影システムは、各投影装置に直接映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦと暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌを設定する点が実施例１と異なる。更に実施例２では各投影装置に関する情報ＰＪ＿ＳＴＡＴＥを不図示のリモコンなどによって入力する。投影装置に関する情報ＰＪ＿ＳＴＡＴＥには実施例１でも述べたガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦ、投影装置１５０１の投影能力情報ＣＴＲ＿Ａ、投影装置１５０２の投影能力情報ＣＴＲ＿Ｂが含まれる。

図１６は、投影装置１５０１の機能ブロックを示すブロック図である。投影装置１５０２は、投影装置１５０１と同じ構成である。

実施例２の投影装置１５０１は、画像処理部２０１、階調変換部２０２、パネル制御部２０３、パネル部２０４、光源制御部２０５、光源部２０６、ガンマ生成部１６０１および光量調整量算出部１６０２を含む。２０１〜２０６の各機能ブロックは、実施例１と同じ機能であるため個々の機能の説明を省略する。

ガンマ生成部１６０１は、出力装置１００より映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦと不図示のリモコン等でユーザから取得したＰＪ＿ＳＴＡＴＥから階調変換部２０２に設定するガンマ信号Ｇ＿Ａと光量調整量算出部に設定するガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦを生成する。

光量調整量算出部１６０２は不図示のリモコン等でユーザから設定された暗部輝度調整値ＣＴＲ＿Ｌとガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦに基づいて光源制御２０５に設定する光量調整量Ｌ＿Ａを生成する。光量調整量Ｌ＿Ａの算出方法は実施例１と同じである。

図１７は、実施例２のスタック投影時且つ黒挿入時のコントラスト感改善方法のフローチャートを示す。

実施例１のフローチャートと異なる箇所はＳ１７０１のみである。Ｓ１７０２〜Ｓ１７０９は、実施例１のフローチャート図５のＳ５０２〜Ｓ５０９と同様であるため説明を省略する。

Ｓ１７０１で、ガンマ生成部１６０１は、出力装置１００より映像信号情報ＩＭＧ＿ＩＮＦを、不図示のリモコン等によってユーザから投影装置に関する情報ＰＪ＿ＳＴＡＴＥを取得する。ガンマ生成部１６０１は、取得した情報に基づいてガンマ信号Ｇ＿Ａを生成し、階調変換部２０２に送信する。ガンマ生成部１６０１は、実施例２では投影装置に関する情報ＰＪ＿ＳＴＡＴＥに含まれるガンマ設定情報ＧＭ＿ＩＮＦの識別番号ＧａＮｏに基づいてガンマ信号の形状を決定する。識別番号ＧａＮｏ＝０の場合、ガンマ信号の低階調側の出力階調を低くしたガンマを設定し、識別番号ＧａＮｏ＝１の場合、入力映像信号のフォーマットに則った規格通りの階調変換を行うガンマ信号を設定する。ガンマ信号Ｇ＿Ａの生成方法は実施例１と同じであるため説明を省略する。

以上の工程を経て、投影装置内部でコントラスト感を改善するためのガンマや光量調整量を算出することができる。

＜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。

本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、上述のプログラムコードの指示に基づき、装置上で稼動しているＯＳ（基本システムやオペレーティングシステム）などが処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、装置に挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。このとき、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行うことが可能である。

１０１、１０２ 投影装置
１００ 出力装置
１０３ 制御装置
２０１ 画像処理部
２０２ 階調変換部
２０３ パネル制御部
２０４ パネル部
２０５ 光源制御部
２０６ 光源部
３０１ ガンマ生成部
３０２ 光量調整量算出部

Claims (17)

1. 入力画像に基づいて複数の投影装置が投影する複数の投影画像を重ねて画像を投影する投影システムであって、
   前記入力画像のうち所定の階調値以下の階調値を有する領域の階調性の設定値を、第１設定値、および前記第１設定値よりも当該領域の階調性が高い第２設定値を含む複数の設定値から選択する選択手段と、
   各投影装置に対して、前記入力画像の階調値と投影画像の輝度との対応関係と、各投影装置から出力される光量とを制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記複数の投影装置のうち第１の投影装置に対して第１対応関係を決定し、前記複数の投影装置のうち第２の投影装置に対して第２対応関係を決定し、前記第１対応関係における前記所定の階調値以下である第１階調値に対応する輝度は、前記第２対応関係における前記第１階調値に対応する輝度よりも低く、
   前記選択手段によって前記第１設定値が選択された場合、前記第２設定値が選択された場合よりも、前記第１の投影装置から出力される光量が低減されるように、各投影装置を制御する
   ことを特徴とする投影システム。
2. 前記投影装置は、
   前記入力画像の階調値を変換して制御画像を生成する変換手段と、
   光源と
   前記光源から照射された光を、前記制御画像の階調値に応じて変調する変調手段と、
   前記変調された光を投影面に投影する投影光学系と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記変換手段が用いる階調変換特性を決定することによって、各投影装置の前記入力画像の階調値と前記投影画像の輝度との対応関係を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
3. 前記変換手段は、前記入力画像の階調値に対してゲイン処理を適用するものであって、
   前記制御手段は、前記変換手段におけるゲインを決定することによって、各投影装置が出力する光量を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の投影システム。
4. 前記投影装置は、
   光源と
   前記光源から照射された光を、前記制御画像の階調値に応じて変調する変調手段と、
   前記変調された光を投影面に投影する投影光学系と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記光源の出力を制御することによって、各投影装置が出力する光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
5. 前記投影装置は、前記入力画像に基づく画像を１フレーム期間にわたって投影し、
   前記制御手段は、前記１フレーム期間に含まれる第１サブフレーム期間と第２サブフレーム期間のうち、前記第２サブフレーム期間に各投影装置から出力される輝度を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投影システム。
6. 前記第１の対応関係は、前記所定の階調値以下の範囲に含まれる階調値に共通の輝度が対応つけられた対応関係である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投影システム。
7. 前記所定の階調値は、前記投影装置が投影可能な輝度の下限値に対応する階調値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投影システム。
8. 入力画像に基づいて複数の投影装置が投影する複数の投影画像を重ねて画像を投影する方法であって、
   前記入力画像のうち所定の階調値以下の階調値を有する領域の階調性の設定値を、第１設定値、および前記第１設定値よりも当該領域の階調性が高い第２設定値を含む複数の設定値から選択する選択工程と、
   各投影装置に対して、前記入力画像の階調値と投影画像の輝度との対応関係と、各投影装置から出力される光量とを制御する制御工程を有し、
   前記制御工程は、前記複数の投影装置のうち第１の投影装置に対して第１対応関係を決定し、前記複数の投影装置のうち第２の投影装置に対して第２対応関係を決定し、前記第１対応関係における前記入力画像のうち所定の階調値以下である第１階調値に対応する輝度は、前記第２対応関係における前記第１階調値に対応する輝度よりも低く、
   前記選択工程で前記第１設定値が選択された場合、前記第２設定値が選択された場合よりも、前記第１の投影装置から出力される光量が低減されるように、各投影装置を制御する
   ことを特徴とする投影方法。
9. 前記投影装置は、前記入力画像の階調値を変換して制御画像を生成する変換手段と、光源と、前記光源から照射された光を、前記制御画像の階調値に応じて変調する変調手段と、前記変調された光を投影面に投影する投影光学系と、を有し、
   前記制御工程は、前記変換手段が用いる階調変換特性を決定することによって、各投影装置の前記入力画像の階調値と前記投影画像の輝度との対応関係を制御する
   ことを特徴とする請求項８に記載の投影方法。
10. 前記変換手段は、前記入力画像の階調値に対してゲイン処理を適用するものであって、
    前記制御工程は、前記変換手段におけるゲインを決定することによって、各投影装置が出力する光量を制御する
    ことを特徴とする請求項９に記載の投影方法。
11. 前記投影装置は、光源と、前記光源から照射された光を、前記制御画像の階調値に応じて変調する変調手段と、前記変調された光を投影面に投影する投影光学系と、を有し、
    前記制御工程は、前記光源の出力を制御することによって、各投影装置が出力する光量を制御することを特徴とする請求項８に記載の投影方法。
12. 前記投影装置は、前記入力画像に基づく画像を１フレーム期間にわたって投影し、
    前記制御工程は、前記１フレーム期間に含まれる第１サブフレーム期間と第２サブフレーム期間のうち、前記第２サブフレーム期間に各投影装置から出力される輝度を制御することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の投影方法。
13. 前記第１の対応関係は、前記所定の階調値以下の範囲に含まれる階調値に共通の輝度が対応つけられた対応関係である
    ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の投影方法。
14. 前記所定の階調値は、前記投影装置が投影可能な輝度の下限値に対応する階調値であることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の投影方法。
15. 入力画像に基づいて複数の投影装置が投影する複数の投影画像を重ねて画像を投影する投影システムの前記複数の投影装置を制御する制御装置であって、
    前記入力画像のうち所定の階調値以下の階調値を有する領域の階調性の設定値を、第１設定値、および前記第１設定値よりも当該領域の階調性が高い第２設定値を含む複数の設定値から選択する選択手段と、
    各投影装置に対して、前記入力画像の階調値と投影画像の輝度との対応関係と、各投影装置から出力される光量とを制御する制御手段を有し、
    前記制御手段は、前記複数の投影装置のうち第１の投影装置に対して第１対応関係を決定し、前記複数の投影装置のうち第２の投影装置に対して第２対応関係を決定し、前記第１対応関係における前記所定の階調値以下である第１階調値に対応する輝度は、前記第２対応関係における前記第１階調値に対応する輝度よりも低く、
    前記選択手段によって前記第１設定値が選択された場合、前記第２設定値が選択された場合よりも、前記第１の投影装置から出力される光量が低減されるように、各投影装置を制御する
    ことを特徴とする制御装置。
16. 請求項８乃至１４のいずれか１項の投影方法を実行するためにプロセッサが実行することが可能なプログラム。
17. 請求項８乃至１４のいずれか１項の投影方法を実行するためにプロセッサが実行することが可能なプログラムを格納する記憶媒体。

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