JP2024063512A - 画像投射装置、制御方法、プログラムおよび制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、スタック投影時に映像の暗部が白く浮いて見える現状や画面周辺の額縁現象を低減した画像投影する画像投射装置を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明の画像投射装置は、外部から入力される映像信号に基づき画像を投影する画像投射装置であって、前記映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する取得部と、複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示する設定において、前記輝度に関する情報に基づいて、前記画像投射装置の投影状態または非投影状態を制御する制御部を有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、マルチプロジェクションに用いられる画像投射装置に関する。

近年、サイネージやライブ、イベント、あるいはプロジェクションマッピングなどの用途において、画像投射装置を用いて屋内外で大画面の画像の投影をおこなう機会が増えている。このような用途には高輝度な画像投射装置が使用されるが、投影面での輝度が足りない場合は、複数の画像投射装置の投影像を重ね合わせることで投影像の輝度を上げる投影方法（以下、スタック投影という）が用いられる。

また、記録メディアやネットワークを通じた映像コンテンツ配信技術においては、映像信号に輝度情報を付加することができる。画像投射装置やディスプレイなどの表示装置側でその輝度情報を利用して画像を表示することで、高コントラスト、高階調な表現を可能にする技術（ＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅ：以下、ＨＤＲという）が知られている。

さらに、１本の映像コンテンツの輝度情報が１つの代表値として提供される従来型のＨＤＲ方式から、１本のコンテンツを様々なシーン、あるいはフレームごとに分割し、その各々に対応する輝度情報を付加することができる。いわゆる動的なＨＤＲ方式も複数の規格が策定され、対応コンテンツが記録メディアやネット配信などを通じて入手可能である。ユーザーはこれらをＨＤＲ方式に対応した画像投射装置やディスプレイなどの表示装置を組み合わせて映像コンテンツを再生することで、より高品位な映像を視聴することができる。

通常、スタック投影では、構成されるすべての画像投射装置を投影状態にして使用される。しかし、特許文献１では、例えば２台の画像投射装置を用いたスタック投影時に、パネルへの焼き付き防止のために、一方の画像投射装置の光源を消灯すると共に他方の画像投射装置の光源の輝度を上げて投影像の輝度を一定に保つ方法が開示されている。

特開２０１８－１７０６８８号公報

画像投射装置は光源から照射された光を、表示パネルで透過、あるいは反射させて、被投射面（スクリーン）に拡大して投影する。そのため、暗いシーンの映像を投影する際に、黒に近い階調（暗部）が白く浮いて見える現象が発生する。また、画像投射装置の内部の光路における漏れ光や散乱光によって投影像（投影画面）の周辺が白く浮き上がり、額縁状に白く浮き上がる現象（以下、額縁現象という）が発生する。

スタック投影では、複数の画像投射装置の投影像を重ね合わせるため、高い投影輝度を実現できる反面、上述した暗部の白浮きや画面周辺の額縁現象は、輝度が高くなるほど影響が大きくなり投影像の品位が低下する恐れがある。

そこで本発明の目的は、スタック投影時に映像の暗部が白く浮いて見える現状や画面周辺の額縁現象を低減した画像投影する画像投射装置を提供することである。

本発明の画像投射装置は、外部から入力される映像信号に基づき画像を投影する画像投射装置であって、前記映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する取得部と、複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示する設定において、前記輝度に関する情報に基づいて、前記画像投射装置の投影状態または非投影状態を制御する制御部を有することを特徴とする。

本発明によれば、スタック投影時に映像の暗部が白く浮いて見える現状や画面周辺の額縁現象を低減した画像投射装置を提供することができる。

複数の画像投射装置を含む投射システムの構成を示す図 第１実施形態の画像投射装置のブロック図 第１実施形態のフローチャート 第１実施形態のＨＤＲ輝度情報の入力例 第２実施形態の画像投射装置のブロック図 第２実施形態のフローチャート 第３実施形態のフローチャート 第３実施形態のフローチャート 第３実施形態のＨＤＲ輝度情報の入力例とトーンカーブ補正例

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。本発明は、複数の画像投射装置の投影像を重ね合わせ、単体使用時よりも高輝度な投影をする投影方法に関するものである。

（第１実施形態）
図１は、複数の画像投射装置を含む投射システムの構成を示す図である。図１は、複数の画像投射装置を用いたスタック投影の実施形態を示している。本実施形態の投射システムでは、画像投射装置（プロジェクタ、投射型表示装置）の台数は２台とする。

本実施形態の投射システムは、信号出力装置１０１と映像分配装置１０２、画像投射装置１０３、１０４を含むものであり、画像投射装置１０３、１０４の映像をスクリーン１１０（被投射面）に重ね合わせて投影している。映像分配装置１０２は、映像コンテンツが書き込まれている記録メディアの再生が可能な信号出力装置１０１（記録メディア再生装置）からの映像信号を受信する。映像分配装置１０２は、受信した映像信号を分配して同一の映像信号を画像投射装置１０３、１０４に出力する。

ここでは、画像投射装置１０３、１０４は通常の投影モードと伝送された映像信号の輝度情報にしたがって投影／非投影に動的に遷移する投影モード（以下、スタック投影モードＡという）を備えている。

また、本実施形態では画像投射装置１０３、１０４それぞれ１台ずつの投影面での輝度が最大５００ｎｉｔｓであり、２台でスタック投影時には最大１０００ｎｉｔｓの輝度で投影可能である。

図２は、第１実施形態の画像投射装置１０３（１０４）のブロック図である。

本実施形態の画像投射装置１０３は、映像入力端子２０１と映像信号受信部２０２、画像処理部２０３、画像投射装置制御部２０４、パネル駆動部２０５、表示パネル２０６、レンズ絞り駆動部２０７、投射レンズユニット２０８を備えている。さらに、画像投射装置１０３は、レーザー調光部２０９とレーザー光源２１０、操作部２１１を備えている。画像投射装置１０４も画像投射装置１０３と同様の構成を備えている。

映像入力端子２０１は、ＨＤＭＩ（登録商標）やＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ（以下、ＤＰ）などのインターフェースを介して、信号出力装置１０１からのデジタル映像信号が入力される。

映像信号受信部２０２は、ＥＤＩＤ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ）記憶部２０２－１、暗号解除部２０２－２、映像／ＨＤＲ情報分離部２０２－３、ＨＤＲ情報取得部２０２－４から構成される。ＥＤＩＤ記憶部２０２－１は、画像投射装置１０３（１０４）の表示輝度情報や表示パネルの解像度、出力ビット深度、入力可能な映像データフォーマットなどの情報を保存する。暗号解除部２０２－２は、ＨＤＣＰ（Ｈｉｇｈ－ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）に代表される暗号化技術によって暗号化された（コンテンツ保護された）映像信号を解読する。映像／ＨＤＲ情報分離部２０２－３は、解読された映像データに付加されているＨＤＲ情報（メタデータ）と映像データに切り分け、映像データを後段の画像処理部２０３が受け取れる信号フォーマットに変換する。ＨＤＲ情報取得部２０２－４は、分離されたＨＤＲ情報を取得し、後段の画像処理部２０３に通知する。ここでＨＤＲ情報とは、あるコンテンツシーンごとの最大輝度やシーンごとの輝度値の分布（ヒストグラム）データである。

画像処理部２０３は、入力された映像データを表示パネル２０６の解像度に適した解像度に変換、色調整やコントラスト調整、さらにＨＤＲ情報取得部２０２－４からのＨＤＲ情報を用いて、入力輝度に対して出力輝度に適した階調に変換する。

パネル駆動部２０５は、画像処理部２０３からの映像データを表示パネル２０６（変調素子）に適した信号に変換し、表示パネル２０６の駆動を制御する。

画像投射装置制御部２０４（プロジェクタ制御部）は、操作部２１１からの入力データに基づき画像投射装置１０３（１０４）の各部の動作を制御する。

レンズ絞り駆動部２０７は、投射レンズユニット２０８に含まれる絞りの駆動（開閉）を制御する。レーザー調光部２０９は、レーザー光源２１０（光源）の点灯／消灯の制御、レーザー光源２１０から出射する光量を調整する。

図３は、第１実施形態におけるフローチャートを示す。第１実施形態における投射システムは、２台の画像投射装置１０３、１０４のうち、画像投射装置１０３を通常の投影モード、画像投射装置１０４をスタック投影モードＡに設定する。第１実施形態におけるフローチャートは、スタック投影モードＡに設定する画像投射装置１０４の制御フローを説明したものである。以下、図３に示したフローチャートの各ステップについて説明する。

まず初めに、画像投射装置１０４の電源を入れて設定を開始する（Ｓ３０１）。操作部２１１を操作し、画像投射装置１０４をスタック投影モードＡに設定する（Ｓ３０２）。次に外部の信号出力装置１０１や映像分配装置１０２を操作し、画像投射装置１０４に映像信号を入力する（Ｓ３０３）。

画像投射装置１０４は映像信号受信部２０２で入力された映像信号をデコードし、映像／ＨＤＲ情報分離部２０２－３にてＨＤＲ情報（ＨＤＲ信号）が含まれているかどうか判定する（Ｓ３０４）。ＨＤＲ情報が含まれている場合、ＨＤＲ情報取得部２０２－４にてＨＤＲ情報が取得され、画像処理部２０３に映像データと同時に送信される（Ｓ３０５）。

さらに画像処理部２０３は輝度情報として得られたシーン最大輝度と輝度分布の情報に基づいて、まずシーン最大輝度が閾値（設定値）として１００ｎｉｔｓ以上であるかどうかを判定する（Ｓ３０６）。シーン最大輝度が１００ｎｉｔｓ以上の場合は、画像処理部２０３は送付された輝度分布の加重平均値を算出する（Ｓ３０７）。算出された輝度分布の加重平均値が３００ｎｉｔｓ以下であるかどうかを判定する（Ｓ３０８）。本実施形態ではシーン最大輝度の閾値として１００ｎｉｔｓ、加重平均値の閾値として３００ｎｉｔｓとしたがこの値に限らず設定することができる。

続いて、Ｓ３０８にて輝度分布の加重平均値が３００ｎｉｔｓ以下である場合、またはＳ３０６でシーン最大輝度が１００ｎｉｔｓよりも小さい場合は、画像投射装置１０４はレーザー光源２１０を消灯する（Ｓ３０９）。つまり、輝度情報に基づいて２台の画像投射装置のうち、一方の画像投射装置１０３から画像を投射し、他方の画像投射装置１０４からは画像を投射しない。Ｓ３０９でレーザー光源を消灯した以降は、次フレームの映像信号の有無を判定して（Ｓ３１０）、映像信号が入力されている場合はＳ３０４に戻り処理を継続する。Ｓ３１０にて映像信号入力がない場合は、処理を終了する（Ｓ３１５）。

Ｓ３０４において、画像投射装置に入力された映像信号にＨＤＲ情報が含まれていない場合は、通常の投影モード、すなわちＨＤＲ関係の画像処理を伴わない投影をおこなう（Ｓ３１４）。その後、Ｓ３１０に進み、次フレームの映像信号の有無を判定して、映像信号が入力されている場合はＳ３０４に戻り処理を継続する。

一方、Ｓ３０８にて輝度分布の加重平均値が３００ｎｉｔｓを上回る場合は、レーザー光源が消灯しているかどうかを確認し（Ｓ３１１）、消灯していればレーザー光源を点灯して（Ｓ３１２）映像を投影する（Ｓ３１３）。Ｓ３１１にてレーザー光源が点灯していれば、そのまま投影を続ける（Ｓ３１３）。その後は、上述した内容と同様にＳ３１０に進み、次フレームの映像信号の有無を判定して、映像信号が入力されている場合はＳ３０４に戻り処理を継続する。

図４は本実施形態のＨＤＲ輝度情報の入力例を示したものである。図４は本実施形態における入力映像コンテンツに含まれるいくつかのシーンのイメージ（４０１、４０３、４０５）とそれに対応するＨＤＲ輝度情報（４０２、４０４、４０６）を例示したものである。

イメージ４０１は夜景シーンの例である。イメージ４０１に示すシーン映像には画像中に明るい輝点が少なく、Ｓ３０５で取得するＨＤＲ輝度情報のシーン最大輝度は９０ｎｉｔｓである。イメージ４０１に示すシーン映像のシーン輝度分布４０２は横軸を輝度、縦軸を分布割合として４０２－１に示される輝度分布データが含まれている。

このような画像が入力された場合、スタック投影モードＡに設定された画像投射装置１０４はＳ３０６において、シーン最大輝度が閾値１００ｎｉｔｓ以上ではないことから、光源を消灯する（Ｓ３０９）。一方、もう１台の画像投射装置１０３は通常の投影モードであることから、本シーンの映像投影時には１台の画像投射装置のみが投影している状態となる。

このようにしてイメージ４０１のような特に暗いシーンと判定される場合は、画像投射装置１０４はレーザー光源を消灯して非投影状態となり、画像投射装置１０３の１台のみで投影することで、暗部での白浮きや額縁現象を低減することができる。

イメージ４０３も夜景シーンの例であるが、このシーン映像には画像中に明るい電飾部分が多く含まれている。本シーンの例では、Ｓ３０５で取得するＨＤＲ輝度情報は、シーン最大輝度６００ｎｉｔｓである。イメージ４０３に示すシーン映像のシーン輝度分布４０４は、４０４－１に示される輝度分布データが含まれている。

このような画像が入力された場合、スタック投影モードＡに設定された画像投射装置１０４はＳ３０６において、シーン最大輝度が閾値１００ｎｉｔｓ以上である。そして、輝度分布４０４－１の加重平均値Ｐ（ここではＰ＜３００ｎｉｔｓとする）を計算する（Ｓ３０７）。そして、加重平均値Ｐが閾値３００ｎｉｔｓ以下であるため（Ｓ３０８）、画像投射装置１０４はレーザー光源を消灯する（Ｓ３０９）。なお、画像投射装置１０４を非投影状態にするためには、光源の消灯に限らず投影された画像を視認できない程度に光源を減光してもよいし、画像投射装置に配置された絞りを投影状態から閉じることによって減光してもよい。

このようにしてイメージ４０３のような画面全体が比較的暗い画像で高輝度な部分がある場合でも、輝度分布の加重平均値を計算することで、シーン最大輝度だけでは判断がつかないような画像も適切に判定することができる。すなわち、イメージ４０３では高輝度な部分が含まれながらも画像全体としては暗部の多い画像と判断できる。

そのため、画像に含まれる一部の高輝度の領域については、入力輝度に示された数値で投影できなくなる恐れがあるが、イメージ４０３に示すようなシーンにおいては、暗部の白浮きや額縁現象を低減できる。

イメージ４０５は昼間の風景を撮影したシーンの例である。このシーン映像は全体的に明るい階調の画素で構成されている。本シーンの例では、Ｓ３０５で取得するＨＤＲ輝度情報は、シーン最大輝度６００ｎｉｔｓである。イメージ４０５に示すシーン映像のシーン輝度分布４０６は、４０６－１に示される輝度分布データが含まれている。

このような画像が入力された場合、画像投射装置１０４はＳ３０６において、シーン最大輝度が１００ｎｉｔｓ以上であることから、輝度分布４０６－１の加重平均値Ｑ（ここではＱ≧３００ｎｉｔｓとする）を計算する（Ｓ３０７）。

そして、加重平均値Ｑが閾値３００ｎｉｔｓ以下ではないため（Ｓ３０８）、画像投射装置１０４は光源を消灯しているかどうか判定する（Ｓ３１１）。もし消灯していれば光源を点灯し（Ｓ３１２）、映像を投影する（Ｓ３１３）。Ｓ３１１で光源を消灯していない場合は、Ｓ３１３に進み投影を続ける。

このようにしてイメージ４０５のような画面全体が明るいシーンの画像の場合、２台の画像投射装置１０３、１０４の光源を点灯させてスタック投影することになり、ＨＤＲ輝度情報に基づいて明るさを損なうことなく投影できる。

（第２実施形態）
次に第２実施形態の画像投射装置について説明する。第２実施形態におけるスタック投影時の画像投射装置の台数、およびそれらの配置は図１と同じである。図５は、本実施形態における画像投射装置１０３、１０４のブロック図である。以下、図２のブロック図と異なる部分について説明する。

図５のブロック図と図２のブロック図との違いは、画像処理部５０１に入力された映像データを表示パネルの解像度に適した解像度に変換したり、色調整やコントラスト調整をしたりする画像調整部５０１－１を設けたことである。また、画像調整部５０１－１は、ＨＤＲ情報取得部２０２－４からの情報にしたがって、入力輝度に対して出力輝度に適した階調に変換することができる。

さらに、図５のブロック図と図２のブロック図との違いは、映像データをＲＧＢ色ごとに分離し、かつフレーム毎に画素の階調情報をカウントしてヒストグラムを作成するヒストグラム生成部５０２－２を設けたことである。ヒストグラム生成部５０２－２は、映像信号受信部２０２内のＨＤＲ情報取得部２０２－４からの情報に含まれるシーン最大輝度を取得し、映像信号から求めた階調分布データとマージすることで、最終的にフレーム毎の輝度分布を作成する。

第２実施形態において画像投射装置１０３、１０４は、通常の投影モードと伝送された映像信号の輝度情報にしたがって投影／非投影に動的に遷移する投影モード（以下、スタック投影モードＢという）を備えている。

第１実施形態と同様に、本実施形態の画像投射装置１０３、１０４はそれぞれ、投影面での輝度が最大５００ｎｉｔｓ出せる能力があることとし、２台でのスタック投影時には最大１０００ｎｉｔｓの輝度で投影できる。

図６は、第２実施形態におけるフローチャートを示す。第２実施形態における投射システムは、２台の画像投射装置１０３、１０４のうち、画像投射装置１０３を通常の投影モード、画像投射装置１０４をスタック投影モードＢに設定する。

第２実施形態におけるフローチャートは、スタック投影モードＢに設定する画像投射装置１０４の制御フローを説明したものである。以下、図３に示したフローチャートと異なるステップについて説明する。

図３のＳ３０２においてスタック投影モードＡに設定していた点を、図６のＳ６０２では画像投射装置１０４をスタック投影モードＢに設定する。

また、図３のＳ３０５においてＨＤＲ情報取得部２０２－４がシーン最大輝度と輝度分布情報を取得していた点を、図６のＳ６０５ではシーン最大輝度のみを取得する。

また、図３のＳ３０６においてシーン最大輝度が１００ｎｉｔｓ以上だった場合に、Ｓ３０７で輝度分布の加重平均値を算出していた。図６のＳ６０７では、ヒストグラム生成部５０２－２に入力された映像データからフレーム毎にヒストグラムを算出し、映像信号から取得したシーン最大輝度を加味して、輝度分布データを生成する。図６のＳ６０８以降の各ステップは、図３のＳ３０７以降の各ステップと同じである。

以上のとおり、第２実施形態の画像投射装置は、外部から伝送されるＨＤＲ情報に輝度分布情報が含まれない、あるいは使用しない場合でも、画像投射装置内で輝度分布情報を生成することができる。第２実施形態の画像投射装置もまた、第１実施形態と同様に投影面の明るさを損なうことなく、映像のシーンに応じて画像を投影することができる。

（第３実施形態）
次に第３実施形態の画像投射装置について説明する。第３実施形態におけるスタック投影時の画像投射装置の台数、およびそれらの配置は図１と同じである。また、第３実施形態における画像投射装置１０３、１０４のブロック図は図２と同じである。

第３実施形態において画像投射装置１０３、１０４は、通常の投影モードに加えて以下の２つの投影モードを備えている。１つ目の投影モードは、スタック投影する台数に応じて、伝送された映像信号に含まれる輝度情報と画像投射装置の出力輝度の関係を示す曲線（以降、トーンカーブという）の傾きを修正するモード（以降、スタック投影モードＣという）である。トーンカーブは予め画像投射装置１０３、１０４内にプリセットされており、入力される映像信号のＨＤＲ輝度情報に含まれるシーン最大輝度によって、複数の中から１つ選択される。２つ目の投影モードは、１つ目の投影モードの内容に加え、伝送された映像信号に含まれる輝度情報にしたがって投影／非投影状態に動的に遷移する投影モード（以降、スタック投影モードＤという）である。

第１実施形態と同様に、本実施形態の画像投射装置１０３、１０４はそれぞれ、投影面での輝度が最大５００ｎｉｔｓ出せる能力があることとし、２台でのスタック投影時には最大１０００ｎｉｔｓの輝度で投影できる。

次に第３実施形態におけるフローチャートを図７および図８に示す。図７は画像投射装置１０３のフローチャートを示し、図８は画像投射装置１０４のフローチャートを示す。

まず、図７を用いて画像投射装置１０３のフローチャートを説明する。初めに、システムの電源を入れて設定を開始する（Ｓ７１０１）。操作部２１１を操作し、スタック投影する画像投射装置の台数Ｎ（本実施形態ではＮ＝２）を入力する（Ｓ７１０２）。そのうえで画像投射装置１０３をスタック投影モードＣに設定する（Ｓ７１０３）。

次に外部の映像分配装置１０２を操作し、映像信号を入力する（Ｓ７１０４）。画像投射装置１０３は映像信号受信部２０２にて映像信号をデコードし、映像／ＨＤＲ情報分離部２０２－３にてＨＤＲ情報が含まれているかどうか判定する（Ｓ７１０５）。ＨＤＲ情報が含まれている場合、ＨＤＲ情報取得部２０２－４にてＨＤＲ情報を取得する（Ｓ７１０６）。

画像処理部２０３はＨＤＲ情報取得部２０２－４で取得されたＨＤＲ情報を基に、シーン最大輝度が１００ｎｉｔｓ以上かどうかを判定し（Ｓ７１０７）、１００ｎｉｔｓ以上であれば、輝度分布の加重平均値を算出する（Ｓ７１０８）。

算出された加重平均値が３００ｎｉｔｓより大きい場合は（Ｓ７１０９）、画像処理部２０３にて、Ｓ７１０２で入力されたスタック投影する画像投射装置の台数Ｎに応じてトーンカーブを補正する（Ｓ７１１０）。

次に入力された映像信号に対して、補正されたトーンカーブを使用して映像を投影する（Ｓ７１１１）。次フレーム以降も映像信号が入力されているか判断し（Ｓ７１１２）、続けて映像信号が入力されている場合（Ｓ７１１２でＮＯの場合）には再びＳ７１０５に戻って処理を続ける。また、Ｓ７１１２で次フレーム以降に映像信号の入力がなければ処理を完了する（Ｓ７１１４）。

一方、Ｓ７１０７でシーン最大輝度が１００ｎｉｔｓより小さいと判定された場合、あるいはＳ７１０９で輝度分布の加重平均値が３００ｎｉｔｓ以下と判定された場合は、Ｓ７１１０のトーンカーブの補正は行わずに映像を投影する（Ｓ７１１１）。

また、Ｓ７１０５で入力された映像信号にＨＤＲ情報が含まれないと判定された場合は、非ＨＤＲの映像信号が入力されたと判断し、通常の投影モードで投影する（Ｓ７１１３）。すなわちＨＤＲに対応した画像処理をせずに投影を行う。

次に、図８を用いて画像投射装置１０４のフローチャートを説明する。図３で説明したフローチャートと異なるフローについて説明する。

まず、設定開始後に、操作部２１１を操作し、スタック投影する画像投射装置の台数Ｎ（本実施例ではＮ＝２）を入力する（Ｓ７２０２）。そのうえでスタック投影モードＤに設定する（Ｓ７２０３）。以降、Ｓ７２０４～Ｓ７２１１のフローは、Ｓ３０３～Ｓ３１０と同様である。

一方、Ｓ７２０９で輝度分布の加重平均値が３００ｎｉｔｓ以下ではない場合は、光源が消灯しているかどうかを確認し（Ｓ７２１２）、消灯していればレーザー光源を点灯して（Ｓ７２１３）トーンカーブに従った画像補正を行う。ここでのトーンカーブ補正とは、図７で示したフローチャートのＳ７１１０と同様の内容である。また、Ｓ７２１２にて光源が点灯していれば、そのままＳ７２１４のトーンカーブ補正を行い、その後はＳ７２１５以降の処理はＳ３１３以降の処理と同様である。

また、Ｓ７２０５で入力された映像信号にＨＤＲ情報が含まれないと判定された場合は、非ＨＤＲの映像信号が入力されたと判断し、通常の投影モードで投影する（Ｓ７２１６）。

図９は第３実施形態における入力映像コンテンツに含まれるいくつかのシーンのイメージとそれに対応するＨＤＲ輝度情報を例示したものである。前述した図７のフローチャートと対比させて補足説明する。また、図９において図４の内容と同様の内容は説明を省略する。

図９のイメージ４０１は図４と同じく夜景シーンの例である。このシーンのイメージにおける最大輝度は９０ｎｉｔｓであるため、画像投射装置１０３はＳ７１０７の処理を経て、トーンカーブ補正を行うことなく画像処理され、映像が投影される（Ｓ７１１１）。

８０１はイメージ４０１に適用されるトーンカーブを図示したものである。横軸に入力輝度ｓ、縦軸を投影面輝度Ｌとすると、これらの関係を示すトーンカーブＦ（ｓ）は以下の関数で示される。
Ｌ＝Ｆ（ｓ） （式１）

イメージ４０１では、Ｆ（ｓ）は以下のトーンカーブの式が適用される。
Ｆ（ｓ）＝ｓ （式２）

これに対し、画像投射装置１０４はイメージ４０１の映像が入力されると光源が消灯する（Ｓ７２０７、Ｓ７２１０）。このことから、スタック投影システムとして、本シーンで適用されるトーンカーブは（式２）となる。すなわち、イメージ４０１ではシーン最大輝度から入力される映像信号が相当に暗い映像と判断され、スタック投影の構成でありながら、１台の画像投射装置のみを使用して映像が投影する。こうすることで、映像信号に含まれる入力輝度どおりの投影面輝度での投影を実現できる。同時に暗部の白浮きや額縁現象を低減することができる。

図９のイメージ４０３は図４と同じく夜景シーンの例である。画像投射装置１０４については、スタック投影モードＤに設定されることから、シーン最大輝度が１００ｎｉｔｓを超え、かつ加重平均値Ｐが３００ｎｉｔｓを下回ることから、図７のＳ７２０７～７１１０より光源を消灯する。一方、画像投射装置１０３においてはスタック投影モードＣに設定されることから、Ｓ７１０７～７１０９より、トーンカーブを補正することはない。イメージ４０１と同様にトーンカーブには（式１）、（式２）が適用されて映像が投影される。８０２はイメージ４０３に適用されるトーンカーブを図示したものである。

このようにしてイメージ４０３のような比較的暗い画像に高輝度な部分がある場合でも、輝度分布の加重平均値を計算することで、シーン最大輝度だけでは判断がつかないような画像も判定することができる。すなわち、イメージ４０３では高輝度な部分が含まれながらも画像全体としては暗部の多い画像と判断できる。

そのため、画像に含まれる一部の高輝度の領域については、入力輝度に示された数値で投影できなくなる恐れがあるが、イメージ４０３に示すようなシーンにおいて、暗部の白浮きや額縁現象を低減できる。

図９のイメージ４０５は図４と同じく昼間の風景を撮影したシーンの例である。画像投射装置１０４については、スタック投影モードＤに設定されることから、シーン最大輝度が１００ｎｉｔｓを超え、かつ加重平均値Ｑが３００ｎｉｔｓを上回る。画像投射装置１０４は、図８のＳ７２０７～７２０９、Ｓ７２１２～７２１５より、トーンカーブを補正した上で映像を投影する。一方、画像投射装置１０３においてもスタック投影モードＣに設定されることから、図７のＳ７１０７～７１１０よりトーンカーブを補正する。

なお画像投射装置１０３、１０４において、上記判定フローも同じであることから、イメージ４０５のような映像が入力された場合には、互いにトーンカーブを補正して投影することは把握できるものとする。あるいは、別の構成で画像投射装置間に通信手段を設け、互いの投影／非投影情報を共有させてもよい。

そのため、画像投射装置１０３、１０４ともにスタック投影システムとしてのトーンカーブ関数Ｚ（ｓ）は以下を適用し、
Ｚ（ｓ）＝ｓ （式３）

入力したスタック投影に使用する画像投射装置の台数Ｎに基づき、それぞれの画像投射装置に適用されるトーンカーブ関数は以下のとおり補正する。
Ｆ（ｓ）＝Ｚ（ｓ）／Ｎ （式４）

本実施形態では２台でのスタック投影としているため、以下のとおりである。
Ｆ（ｓ）＝ｓ／２ （式５）

この関係を図９の８０３に点線と実線で示す。点線で示されるのが（式３）であり、実線で示されるのが（式４）である。

以上から、イメージ４０５に示すようなシーンにおいて、それぞれのトーンカーブを補正することで、スタック投影システムとして映像信号に含まれる入力輝度に適した投影面輝度を実現できる。

図９のイメージ８０４はイメージ４０５に比べさらに高輝度な映像シーンの例である。８０５はイメージ８０４の輝度分布である。シーン最大輝度は１２００ｎｉｔｓであり、イメージ４０５とは異なりスタック投影システムで実現できる投影面輝度１０００ｎｉｔｓを超えている。

この場合、画像投射装置１０３、１０４の処理フローはイメージ４０５の場合と同様である。ただし、スタック投影システムとしてのトーンカーブ関数は下記が適用される。
Ｚ（ｓ）＝ｓ （０≦ｓ≦ｓｖ）
Ｚ（ｓ）＝Ｌｖ＋ＢＮ（ｓ－Ｌｖ） （ｓｖ≦ｓ≦ｓｍａｘ，０≦ＢＮ（ｓ）≦Ｌｍａｘ－Ｌｖ） （式６）

ここに、Ｌｍａｘはスタック投影システムとしての最大投影面輝度、ｓｖはトーンカーブ変曲点の入力映像の輝度、Ｌｖはｓｖにおけるスタック投影システムの投影面輝度、ＢＮ（ｓ）は多項式関数である。

これを基に画像投射装置１０３、１０４のトーンカーブは画像投射装置の台数をＮとして以下のとおり補正する。
Ｆ（ｓ）＝Ｚ（ｓ）／Ｎ＝ｓ／Ｎ （０≦ｓ≦ｓｖ）
Ｆ（ｓ）＝Ｚ（ｓ）／Ｎ＝Ｌｖ／Ｎ＋ＢＮ（ｓ－Ｌｖ）／Ｎ （Ｌｖ≦ｓ≦ｓｍａｘ，０≦ＢＮ（ｓ）≦Ｌｍａｘ－Ｌｖ） （式７）

本実施形態ではＮ＝２、Ｌｍａｘ＝１０００、ｓｍａｘ＝１２００、ｓｖ＝Ｌｖ＝５００として、（式６）および（式７）は以下のとおりとなる。
Ｚ（ｓ）＝ｓ （０≦ｓ≦５００）
Ｚ（ｓ）＝５００＋ＢＮ（ｓ－５００） （５００≦ｓ≦１２００，０≦ＢＮ（ｓ）≦５００） （式８）
Ｆ（ｓ）＝ｓ／２ （０≦ｓ≦５００）
Ｆ（ｓ）＝５００／２＋ＢＮ（ｓ－５００）／２ （５００≦ｓ≦１２００，０≦ＢＮ（ｓ）≦５００） （式９）

図９の８０６はイメージ８０４に適用されるトーンカーブを図示したものである。点線で示されるのが（式８）であり、実線で示されるのが（式９）である。

このような処理を行うことで、第３実施形態では第１、第２の実施形態と比較して、より高輝度の映像シーンが入力された場合にも入力映像の画質を損なうことなく投影することができる。

各実施形態によれば、複数の画像投射装置を用いたスタック投影時に、映像の暗部が白く浮いて見える現状や画面周辺の額縁現象を低減した画像投射装置を提供することができる。

各実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。

（構成１）
外部から入力される映像信号に基づき画像を投影する画像投射装置であって、
前記映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する取得部と、
複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示する設定において、前記輝度に関する情報に基づいて、前記画像投射装置の投影状態または非投影状態を制御する制御部を有することを特徴とする画像投射装置。

（構成２）
前記輝度に関する情報は、外部から入力される前記映像信号に付加されるメタデータであることを特徴とする構成１に記載の画像投射装置。

（構成３）
前記輝度に関する情報は、外部から入力される前記映像信号の映像コンテンツのシーンごと、またはフレームごとに含まれる最大輝度であって、前記最大輝度が設定値よりも小さい場合、前記制御部は前記画像投射装置を非投影状態に制御することを特徴とする構成１または２に記載の画像投射装置。

（構成４）
前記輝度に関する情報は、外部から入力される前記映像信号の映像コンテンツのシーンごと、またはフレームごとに含まれる輝度分布であることを特徴とする構成１または２に記載の画像投射装置。

（構成５）
前記輝度に関する情報は、前記輝度分布における加重平均値であることを特徴とする構成４に記載の画像投射装置。

（構成６）
前記制御部は、前記画像投射装置の光源を消灯、または前記画像投射装置の光源を減光することで、前記画像投射装置を非投影状態とすることを特徴とする構成１乃至５の何れかに記載の画像投射装置。

（構成７）
前記制御部は、前記画像投射装置に配置された絞りを前記画像投射装置の投影状態から閉じることで、前記画像投射装置を非投影状態とすることを特徴とする構成１乃至５の何れかに記載の画像投射装置。

（構成８）
画像投射装置の光源からの光を変調する変調素子を駆動する駆動部を有し、
前記制御部は前記輝度に関する情報と前記複数の画像投射装置の台数に応じて補正された輝度に基づいて前記駆動部を制御することを特徴とする構成１乃至７の何れかに記載の画像投射装置。

（方法１）
複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示することが可能な画像投射装置の制御方法であって、
外部から入力される映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する工程と、
前記輝度に関する情報に基づいて、前記画像投射装置の投影状態または非投影状態を制御する工程を有することを特徴とする制御方法。

（方法２）
複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示することが可能な複数の画像投射装置の制御方法であって、
外部から入力される映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する工程と、
前記輝度に関する情報に基づいて、前記複数の画像投射装置のそれぞれを投影状態または非投影状態に制御する工程を有することを特徴とする制御方法。

（構成９）
方法１または２に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。

（構成１０）
外部から入力される映像信号に基づき複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示することが可能な複数の画像投射装置を制御する制御装置であって、
前記映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する取得部と、
前記輝度に関する情報に基づいて、前記複数の画像投射装置のそれぞれを投影状態または非投影状態に制御する制御部を有することを特徴とする制御装置。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

２０２ 映像信号受信部
２０２－３ 映像／ＨＤＲ情報分離部
２０２－４ ＨＤＲ情報取得部（取得部）
２０３ 画像処理部
２０４ 画像投射装置制御部（制御部）
２０５ パネル駆動部（駆動部）
２０６ 表示パネル（変調素子）

Claims (12)

1. 外部から入力される映像信号に基づき画像を投影する画像投射装置であって、
   前記映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する取得部と、
   複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示する設定において、前記輝度に関する情報に基づいて、前記画像投射装置の投影状態または非投影状態を制御する制御部を有することを特徴とする画像投射装置。
2. 前記輝度に関する情報は、外部から入力される前記映像信号に付加されるメタデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記輝度に関する情報は、外部から入力される前記映像信号の映像コンテンツのシーンごと、またはフレームごとに含まれる最大輝度であって、前記最大輝度が設定値よりも小さい場合、前記制御部は前記画像投射装置を非投影状態に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
4. 前記輝度に関する情報は、外部から入力される前記映像信号の映像コンテンツのシーンごと、またはフレームごとに含まれる輝度分布であることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
5. 前記輝度に関する情報は、前記輝度分布における加重平均値であることを特徴とする請求項４に記載の画像投射装置。
6. 前記制御部は、前記画像投射装置の光源を消灯、または前記画像投射装置の光源を減光することで、前記画像投射装置を非投影状態とすることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
7. 前記制御部は、前記画像投射装置に配置された絞りを前記画像投射装置の投影状態から閉じることで、前記画像投射装置を非投影状態とすることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
8. 画像投射装置の光源からの光を変調する変調素子を駆動する駆動部を有し、
   前記制御部は前記輝度に関する情報と前記複数の画像投射装置の台数に応じて補正された輝度に基づいて前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像投射装置。
9. 複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示することが可能な画像投射装置の制御方法であって、
   外部から入力される映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する工程と、
   前記輝度に関する情報に基づいて、前記画像投射装置の投影状態または非投影状態を制御する工程を有することを特徴とする制御方法。
10. 複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示することが可能な複数の画像投射装置の制御方法であって、
    外部から入力される映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する工程と、
    前記輝度に関する情報に基づいて、前記複数の画像投射装置のそれぞれを投影状態または非投影状態に制御する工程を有することを特徴とする制御方法。
11. 請求項９または１０に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
12. 外部から入力される映像信号に基づき複数の画像投射装置から投影された画像を重ね合わせて表示することが可能な複数の画像投射装置を制御する制御装置であって、
    前記映像信号に含まれる輝度に関する情報を取得する取得部と、
    前記輝度に関する情報に基づいて、前記複数の画像投射装置のそれぞれを投影状態または非投影状態に制御する制御部を有することを特徴とする制御装置。

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