JP6334911B2 - 映像表示装置、その制御方法、及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数の投影映像を結合して、より大面積の投影映像を表示する、映像表示装置、その制御方法、及びシステムに関する。

近年、屋外・屋内を問わず、大型の映像表示装置を使用して様々な情報を提供する装置が広く使われている。例えば、駅前や商業地には、多種の広告や環境映像を提供する大型の映像表示装置が多く存在する。この大型の映像表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、あるいは投影型映像表示装置（以下、映像表示装置と称す）などで構成される。特に、画角が百型を超える場合、あるいは画面が平面以外の場合、複数の映像表示装置を組合せて映像を表示するマルチプロジェクション・システムを利用して、大型の映像表示装置を構成する。これは、マルチプロジェクション・システムが、複数の映像表示装置を組合せることで容易に大画面を表示可能で、かつ画面が平面でなくとも映像を表示可能な為である。

マルチプロジェクション・システムは、相互に隣接する投影映像間の境界を目立たなくする為、相互に隣接する投影映像の一部を重ね合せて投影する。ここで、複数の映像が重畳していることから、相互の投影映像が重畳している重畳領域の輝度は他の領域に比べ高くなる。そこで、重ね合せた後の輝度を重畳領域以外と同じになるように、重畳領域における投影映像の輝度信号を抑止する方法が知られている。

ただし、この方法では、黒浮きと呼ぶ、黒色が黒色ではなく灰色に見える現象を防止することはできない。入力映像信号から投影映像を作り出す表示素子の特性上、輝度信号が０、すなわち入力映像が黒色であっても、映像表示装置が投影する映像は、黒体輻射に等しい黒色にはならない。ここで、映像表示装置が輝度信号が０の映像、つまり黒色を投影した時、投影する映像の輝度をＢＬとする。黒色の輝度信号が０である為、これ以上輝度信号を抑止することはできない。従って、ｎ台の映像表示装置の投影映像が重畳している重畳領域では、黒色が表示されていても、黒色領域はｎ×ＢＬの輝度を持つことになり、黒浮きが著しくなるという課題が生じる。

また、反射型液晶表示素子は、光源からの放射光が素子内の部材に反射して、その反射光が投影映像の範囲外に漏洩する。そのため、反射型液晶表示素子を適用した映像表示装置を使用してマルチプロジェクション・システムを構築すると、この漏洩光が他の映像表示装置が投影する投影映像領域に漏洩することになる。そして、この漏洩光の影響で、重畳領域の周辺領域の輝度が上昇するという課題が生じる。さらに、重畳領域の周辺領域の輝度が上昇する為、重畳領域の周辺領域の黒浮きが目立つという課題が生じる。

このような課題に対し、映像表示装置の光源を制御して、光源が放射する光束を抑止することにより、ＢＬの値を軽減でき、結果的に重畳領域の黒浮きを軽減可能である。また、表示素子周辺部の光束を抑止することにより、反射型液晶表示素子内の部材に依る反射光が軽減し、結果的に重畳領域周辺領域の輝度上昇を軽減可能である。従来、映像表示装置の光源を制御する技術が提案されている。特許文献１が開示する技術は、複数の固体光源を持つ固体光源アレイから射出する光束を、発光期間と非発光期間のデューティで制御する技術である。また、特許文献２には、２つの光源から射出された励起光を用いて蛍光を発する光源装置の技術が開示されており、特許文献３には、光源から射出された光の光軸上に複数のレンズが固定された機構を有する光源装置の技術が開示されており、特許文献４には、光束を形成する技術が開示されている。

特開２０１２−８９４５４号公報 特開２０１３−１１４９８０号公報 特開２０１３−７６８３７号公報 特開平６−１８８０６号公報

しかし、特許文献１が開示する技術は、映像表示装置間で発光期間と非発光期間の同期が取れていないと、投影映像にちらつきや斑が生じるという課題が存在する。

本発明は、上記課題を解決する為になされたものであり、マルチプロジェクション・システムにおいて、重畳領域の黒浮きを、投影映像のちらつきや斑を生じることなく軽減することを目的とする。また、反射型液晶表示素子を適用しても、重畳領域周辺領域の輝度および黒浮きの上昇を、投影映像のちらつきや斑を生じることなく軽減することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明の映像表示装置は以下の構成を備える。すなわち、複数の点光源から構成される光源を用いて第１の映像を投影する映像表示装置であって、前記複数の点光源の少なくとも一つの点光源から構成される調光単位で調光する調光手段と、前記第１の映像と他の映像表示装置から投影される第２の映像との重畳領域の輝度と前記第１の映像における前記重畳領域以外の少なくとも一部の領域の輝度とが等しくなるように、前記調光単位で前記重畳領域における調光を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記重畳領域における第１の重畳領域と第２の重畳領域のそれぞれにおける前記調光単位の放射光束を、異なる割合で抑止する。

本発明によれば、マルチプロジェクション・システムにおいて、重畳領域の黒浮きを、投影映像のちらつきや斑を生じることなく軽減することが可能となる。また、また、反射型液晶表示素子を適用しても、重畳領域周辺領域の輝度および黒浮きの上昇を、投影映像のちらつきや斑を生じることなく軽減することが可能となる。

本発明の実施形態における調光単位を説明する図。 第１実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図。 第１実施形態における調光単位の設定を説明する図。 第２実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図。 第２実施形態における調光単位の設定を説明する図。 第３実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図。 第３実施形態における調光単位の設定を説明する図。 反射型液晶表示素子の漏洩光の影響を説明する図。 第４実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図。 第４実施形態における調光単位の設定を説明する図。 第５実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図。

以下、添付の図面に沿って本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、詳細を変更することは可能である。したがって、実施形態は以下の記載内容に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態は、特に限定する場合を除き、ハードウェア上に実装しても、あるいはソフトウェアで実装しても構わない。なお、同一の機能を有する部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、本発明の実施形態における調光単位について説明する。図１は、調光単位を説明する図である。実施形態では、複数の点光源１から光源２が構成される。更に、１個の点光源１、あるいは隣接する複数個の点光源１を組合せることにより、調光単位３が構成される。点光源１は以下の条件を全て満たすもので実施可能である。
１）放射光束が可変
２）放射光束の変化速度が表示映像に追随可能
３）光源２を構成するのに必要な個数を実装可能
これらの条件を満たすものとして、例えば、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略記）、有機発光ダイオード（以下、ＯＬＥＤと称す）、あるいは半導体レーザダイオード（以下、ＬＤと称す)で、点光源１を実施可能である。点光源１に使用するＬＥＤあるいはＯＬＥＤは、白色光を放射する白色ＬＥＤや白色ＯＬＥＤであっても、光の三原色であるＲＧＢの各色を放射する単色ＬＥＤや単色ＯＬＥＤであってもよい。なお、点光源１と投影映像のピクセルは一致している必要は無く、１個の点光源１が複数のピクセルの投影を投影してよい。また、１個の点光源１が投影する投影領域は、縦横が同数のピクセルである必要も無い。

調光単位３は、実施形態による映像表示装置が光源２の放射光束を可変する制御を実施する基本単位である。なお、調光単位３は、実施形態による映像表示装置が、光源２が放射する光束の制御に当たり論理的に設定する領域である。従って、光源２上に調光単位３を区切る物理的な境界は存在しない。実施形態による映像表示装置は、放射光束を各調光単位３に設定する。そして、実施形態による映像表示装置は、調光単位３が含有する点光源１の放射光束を制御することで、調光単位３の放射光束を制御する。

調光単位３の形状は、全て同一である必要は無く、また矩形である必要も無い。調光単位３の形状は、実施形態による映像表示装置が使用する調光制御に依存する。例えば、マルチプロジェクション・システム構築において、重畳領域にのみ調光制御を実施するならば、調光単位３の形状は固定でよい。一方、投影映像に適応して調光制御を実施する適応型調光制御を適用するならば、調光単位３の形状を投影映像に適応して変化させることができる。なお、実施形態は、適応型調光制御の技術に依存したものではない。従って、投影映像を基に調光単位３の形状や調光単位３が放射する光束を制御する手段は、公知の技術を使用して実施可能である。例えば、市販の液晶テレビが搭載している調光制御の技術を使用して、実施可能である。続けて、第１乃至第５実施形態として、それぞれの実施形態による映像表示装置を複数台使用してマルチプロジェクション・システムを構築する例を説明する。

［第１実施形態］
第１実施形態について図２と図３を参照して説明する。図２は、本実施形態による映像表示装置を複数台使用したマルチプロジェクション・システムを説明する図であり、図３は、本実施形態における調光単位の設定を説明する図である。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、２台の映像表示装置がそれぞれ投影する投影映像を水平方向に相互に結合することにより、水平方向に長い映像を形成する。図２（ａ）に示す第１の投影映像１１と第２の投影映像１２は、それぞれ結合前の投影映像である。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２とを相互に結合して、図２（ｂ）に示す結合後の投影映像１５を投影する。

本実施形態による映像表示装置は、図２（ａ）に示すように、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２上に、投影映像の結合に使用する重ね代を設置する。映像表示装置は、第１の投影映像１１上に、投影映像の右端から順に重ね代２１および重ね代２２を設置し、第２の投影映像１２上に、投影映像の左端から順に重ね代２１および重ね代２２を設置する。本実施形態において、重ね代２１と重ね代２２の幅は、本実施形態における光源２上の１個の点光源１が投影する幅とする。例えば、１個の点光源１が１０ピクセル×１０ピクセルの映像を投影するならば、重ね代２１と重ね代２１の幅は１０ピクセルである。なお、上述の値は一例であって、この値に限定されるものではない。

図２（ｂ）に示すように、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２とを結合して、結合後の投影映像１５を形成する。ここで、本実施形態によるルチプロジェクション・システムは、投影映像１５上に、それぞれ重畳領域４１と重畳領域４２とを形成する。重畳領域４１と重畳領域４２の形成手法を以下に示す。
１）重畳領域４１
第１の投影映像１１の重ね代２２と
第２の投影映像１２の重ね代２１を重畳
２）重畳領域４２
第１の投影映像１１の重ね代２１と
第２の投影映像１２の重ね代２２を重畳
このように、重ね代２１と重ね代２２とが重畳されて、重畳領域４１および重畳領域４２が形成される。このため、本実施形態による映像表示装置は、重ね代２１と重ね代２２の形状を等しく設置する必要がある。

次に、本実施形態における調光単位の設定について図３を参照して説明する。図３（ａ）は第１の投影映像１１を投影する光源２を示し、図３（ｂ）は第２の投影映像１２を投影する光源２を示す。本実施形態による映像表示装置は、第１の投影映像１１を投影する光源２上には、重ね代２１を投影する調光単位１０１と、重ね代２２を投影する調光単位１０２を設置する。同様に、本実施形態による映像表示装置は、第２の投影映像１２を投影する光源２上には、重ね代２１を投影する外側の調光単位１０１と、重ね代２２を投影する内側の調光単位１０２を設置する。本実施形態では、重ね代２１と重ね代２２の幅が光源２上で１個の点光源１が投影する幅としている為、調光単位１０１と調光単位１０２の幅は点光源１の幅と等しい。

続いて、図２に示す結合後の投影映像において、重畳領域の黒浮きを抑止、すなわち重畳領域の輝度を重畳領域以外の領域の輝度以下に制御する手順を説明する。ここで、ブラックレベル、すなわち輝度信号が０の映像に依る投影映像の輝度は、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２共に等しく、その値をＢＬとする。また、以下に示す割合は、本実施形態による重畳領域の黒浮き抑止手段を適用しない場合を１００％とした時の値とする。

まず、本実施形態による映像表示装置は、調光単位１０１および調光単位１０２の最大放射光束を、以下に示す値に設定し、各調光単位が含有する点光源１の放射光束を抑止する。なお、以下に示す設定値は一例であって、この値に限定されるものではない。
ａ）調光単位１０１ ２０％
ｂ）調光単位１０２ ８０％
なお、調光単位１０１あるいは調光単位１０２以外の領域は、放射光束を１００％とする。

調光単位１０１が重ね代２１を投影し、調光単位１０２が重ね代２２を投影する。従って、重ね代２１と重ね代２２の放射光束、およびそれ以外の領域の放射光束は、以下の値になる。
ａ）重ね代２１ ２０％
ｂ）重ね代２２ ８０％
ｃ）それ以外の領域 １００％

従って、重ね代２１と重ね代２２が重畳した重畳領域４１あるいは重畳領域４２の放射光束は以下の値になる。
ａ）重畳領域４１
第１の投影映像１１の重ね代２２（８０％）＋
第２の投影映像１２の重ね代２１（２０％）
＝１００％
ｂ）重畳領域４２
第１の投影映像１１の重ね代２１（２０％）＋
第２の投影映像１２の重ね代２２（８０％）
＝１００％
すなわち、重畳領域４１と重畳領域４２は共に放射光束が１００％である。さらに、重ね代２１と重ね代２２以外の領域の放射光束は１００％であるから、結合後の投影映像１５全面に渡って放射光束は１００％である。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムによれば、投影映像の重畳領域の輝度は他の領域の輝度と等しく、投影映像の重畳に依る輝度斑は投影映像に生じない。

一方、重畳領域４１と重畳領域４２のブラックレベルは以下の値になる。
ａ）重畳領域４１
ＢＬ×第１の投影映像１１の重ね代２２の放射光束（８０％）＋
ＢＬ×第２の投影映像１２の重ね代２１の放射光束（２０％）
＝ＢＬ
ｂ）重畳領域４２
ＢＬ×第１の投影映像１１の重ね代２１の放射光束（２０％）＋
ＢＬ×第２の投影映像１２の重ね代２２の放射光束（８０％）
＝ＢＬ
すなわち、重畳領域４１と重畳領域４２は共にブラックレベルがＢＬである。また、重畳領域以外の領域、すなわち重ね代２１と重ね代２２以外の領域のブラックレベルはＢＬのままであるから、結合後の投影映像１５全面に渡ってブラックレベルはＢＬで等しい。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムによれば、投影映像の重畳領域の黒浮きが目立つことは無い。なお、本実施形態では、投影映像を水平方向に相互に結合する例を説明したが、投影映像を垂直方向に相互に結合するようにしてもよい。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態について図４と図５を参照して説明する。図４は、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図であり、図５は、本実施形態における調光単位の設定を説明する図である。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、４台の映像表示装置がそれぞれ投影する投影映像を相互に結合することにより、大きな映像を形成する。具体的には、本実施形態では、第１の投影映像１１、第２の投影映像１２、第３の投影映像１３、および第４の投影映像１４が水平方向と垂直方向に相互に結合される。図４（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示す第１の投影映像１１〜第４の投影映像１４は、それぞれ結合前の投影映像である。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、第１の投影映像〜第４の投影映像１４を水平方向と垂直方向に相互に結合し、図６（ｂ）に示す結合後の投影映像１５を投影する。

本実施形態による映像表示装置は、図４（ａ）に示すように、第１の投影映像１１上に、投影映像の結合に使用する重ね代を設定する。重ね代２３と重ね代２４は水平方向の結合、すなわち第２の投影映像１２との結合に使用される。重ね代２５と重ね代２６は垂直方向、すなわち第３の投影映像１２との結合に使用される。さらに、重ね代２７、重ね代２８、重ね代２９、および重ね代３０は、第１の投影映像１１から第４の投影映像１４の４面が重畳する領域の結合に使用される。

同様に、本実施形態による映像表示装置は、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、第２の投影映像１２〜第４の投影映像１４上に、投影映像の結合に使用する重ね代を設定する。本実施形態では、重ね代２３〜２４の幅（横幅）は、本実施形態における光源２上の１個の点光源１が投影する幅とする。また、重ね代２５〜２６の高さ（縦幅）は、本実施形態における光源２上の１個の点光源１が投影する高さとする。更に、重ね代２７〜３０は、１個の点光源１が投影する領域とする。例えば、第１実施形態と同じく、１個の点光源１が１０ピクセル×１０ピクセルの映像を投影するならば、重ね代２３と重ね代２４の幅は１０ピクセルであり、重ね代２５と重ね代２６の高さは１０ピクセルである。また、重ね代２７〜３０は１０ピクセル×１０ピクセルの領域を占める。なお、上述の値は一例であって、これらの値に限定されるものではない。本実施形態における、重ね代２３〜３０の重畳対象と形状を表１に示す。

図４（ｅ）は、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムが、第１の投影映像１１から第４の投影映像１４を結合した後の結合後の投影映像１５を示す。図４（ｅ）に示すように、結合後の投影映像１５上には、重畳領域４３から重畳領域５４まで、１２個の重畳領域を形成する。結合後の投影映像１５上に形成する各重畳領域の諸元を表２に示す。表２に示すように、重畳領域４３、重畳領域４４、重畳領域４７、および重畳領域４８は、重ね代２３と重ね代２４を重畳して形成される。従って、本実施形態による映像表示装置は、重ね代２３と重ね代２４の形状を等しく設置する必要がある。同様に、本実施形態による映像表示装置は、重ね代２５と重ね代２６の形状を等しく設置する必要がある。更に、本実施形態による映像表示装置は、重ね代２７〜３０の４個の重ね代の形状を等しく設置する必要がある。

次に、本実施形態における調光単位の設定方法を図５を参照して説明する。図５（ａ）は第１の投影映像１１を投影する光源２、図５（ｂ）は第２の投影映像１２を投影する光源２、図５（ｃ）は第３の投影映像１３を投影する光源２、そして図５（ｄ）は第４の投影映像１４を投影する光源２を示す。それぞれの光源２上には、重ね代２３〜３０までの８個の重ね代を投影する調光単位をそれぞれ設定する。各調光単位と、投影する重ね代、形状、および最大放射光束を表３に示す。表３における最大放射光束は、本実施形態による重畳領域の黒浮き抑止手段を適用した場合に設定する設定値の一例である。

続いて、図４に示すマルチプロジェクション・システムにおいて、重畳領域の黒浮きを抑止する手順を説明する。第１実施形態と同じく、ブラックレベルは、第１の投影映像１１から第４の投影映像１４のいずれも等しく、その値をＢＬとする。本実施形態による映像表示装置は、第１実施形態と同様に、放射光束を、調光単位１０３〜１１０毎に設定する。その設定値は表３に記載した値とする。そして、調光単位１０３〜１１０が設定した光束を放射するように、本実施形態による映像表示装置は調光単位が含有する点光源１の放射光束を制御する。また、調光単位１０３〜１１０以外の領域の放射光束は１００％とする。なお、表３に記載した設定値は一例であって、この値に限定されるものではない。

表３に記載した放射光束に、各重ね代の放射光束を抑止すると、重畳領域４１から重畳領域５４の放射光束とブラックレベルは表４に示す値になる。表４に示すように、重畳領域４１から重畳領域５４の放射光束は１００％である。また、調光単位１０３から調光領域１１０以外の領域の放射光束は１００％であるから、重畳領域４１から重畳領域５４以外の領域の放射光束は１００％である。従って、結合後の投影映像１５全面に渡って放射光束は１００％である。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムによれば、投影映像の重畳領域の輝度は他の領域の輝度と等しく、投影映像の重畳に依る輝度斑は投影映像に生じない。

また、表４に示すように、重畳領域４１からの重畳領域５４のブラックレベルはＢＬで等しい。第１実施形態と同様に、重畳領域以外の領域、すなわち重ね代２３〜３０以外の領域のブラックレベルはＢＬのままであるから、結合後の投影映像１５全面に渡ってブラックレベルはＢＬで等しい。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムによれば、投影映像の重畳領域の黒浮きが目立つことは無い。

［第３実施形態］
続いて、第３実施形態について図６と図７を参照して説明する。図６は、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図であり、図７は、本実施形態における調光単位の設定を説明する図である。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、２台の映像表示装置がそれぞれ投影する投影映像を部分的に相互に結合することにより、大きな映像を形成する。具体的には、本実施形態では、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２垂直方向に部分的に相互に結合される。図６（ａ）に示す第１の投影映像１１と第２の投影映像１２は、それぞれ結合前の投影映像である。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２を水平方向のずれを持たせて相互に結合し、図６（ｂ）に示す結合後の投影映像１５を投影する。

本実施形態による映像表示装置は、図６（ａ）に示すように、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２上に、投影映像の結合に使用する重ね代を設置する。本実施形態による映像表示装置は、第１の投影映像１１上には、投影映像の下端から順に重ね代３１と重ね代３２を設置し、第２の投影映像１２上には、投影映像の上端から順に重ね代３１と重ね代３２を設置する。本実施形態において、重ね代３１と重ね代３２の高さ（縦幅）は、本実施形態の光源２上の１個の点光源１が投影する高さとする。例えば、１個の点光源１が１０ピクセル×１０ピクセルの映像を投影するならば、重ね代３１と重ね代３１の幅は１０ピクセルである。

また、重ね代３１と重ね代３２の横幅は、第１の投影映像１１あるいは第２の投影映像１２の横幅から、結合時の水平方向のずれ分だけ短い。本実施形態では、水平方向のずれを、点光源１が投影する映像の幅の整数倍、例えば２倍とする。本実施形態では、１個の点光源１が１０ピクセル×１０ピクセルの映像を投影する為、水平方向のずれ量は２×１０ピクセル＝２０ピクセルである。従って、重ね代３１と重ね代３２の幅は、第一の投影映像１１あるいは第二の投影映像１２の幅から、２０ピクセル短い。なお、上述の値は一例であって、これら値に限定されるものではない。

図６（ｂ）に示すように、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２の結合によって、結合後の投影映像１５上には、重畳領域５５と重畳領域５６が形成される。重畳領域５５と重畳領域５６の形成手法を以下に示す。
１）重畳領域５５
第１の投影映像１１の重ね代３２と
第２の投影映像１１の重ね代３１を重畳
２）重畳領域５６
第１の投影映像１１の重ね代３１
第２の投影映像１２の重ね代３２を重畳
このように、重ね代３１と重ね代３２とが重畳されて、重畳領域５５および重畳領域５６が形成される。このため、本実施形態による映像表示装置は、重ね代３１と重ね代３２の形状を等しく設定する必要がある。

次に、本実施形態による調光単位の設定について図７を参照して説明する。図７（ａ）は第１の投影映像１１を投影する光源２を示し、図７（ｂ）は第２の投影映像１２を投影する光源２を示す。本実施形態による映像表示装置は、第１の投影映像１１を投影する光源２には、重ね代３１を投影する調光単位１１１と、重ね代３２を投影する調光単位１１２を設置する。同様に、本実施形態による映像表示装置は、第２の投影映像１２を投影する光源２上には、重ね代３１を投影する調光単位１１１と、重ね代３２を投影する調光単位１１２を設置する。本実施形態では、重ね代３１と重ね代３２の高さが本実施形態の光源２上で１個の点光源１が投影する高さとしている為、調光単位１１１と調光単位１１２の高さは点光源１の高さに等しい。ただし、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２の結合時、水平方向に２０ピクセル、すなわち点光源１の二個分が投影する幅、ずらして結合される為、調光単位１１１と調光単位１１２の幅は点光源１の２個分短い。

続いて、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムにおいて、投影映像の重畳領域の黒浮きを抑止する手順を説明する。ここで、第１実施形態と同様に、ブラックレベルは第１の投影映像１１と第２の投影映像１２共にＢＬとし、以下に示す割合は、本実施形態による重畳領域の黒浮き抑止手段を適用しない場合を１００％とした時の値とする。また、調光単位１１１および調光単位１１２の最大放射光束を、以下に示す値に設定する。以下に示す設定値は一例であって、この値に限定されるものではない。そして、調光単位１１１あるいは調光単位１１２以外の領域は、放射光束を１００％とする。

ａ）調光単位１１１ ２０％
ｂ）調光単位１１２ ８０％
第１実施形態と同様に、調光単位１１１が重ね代３１を投影し、調光単位１１２が重ね代３２を投影する為、重ね代３１と重ね代３２の放射光束、およびそれ以外の領域の放射光束は、以下の値になる。
ａ）重ね代３１ ２０％
ｂ）重ね代３２ ８０％
ｃ）それ以外の領域 １００％
従って、重ね代３１と重ね代３２が重畳した重畳領域５５あるいは重畳領域５６の放射光束は以下の値になる。

ａ）重畳領域５５
第１の投影映像１１の重ね代３２（８０％）＋
第２の投影映像１２の重ね代３１（２０％）
＝１００％
ｂ）重畳領域５６
第１の投影映像１１の重ね代３１（２０％）＋
第２の投影映像１２の重ね代３２（８０％）
＝１００％
すなわち、重畳領域５５、重畳領域５６は共に放射光束が１００％であり、また、重畳領域以外の領域、すなわち重ね代３１と重ね代３２以外の領域の放射光束も放射光束は１００％である。従って、結合後の投影映像１５全面に渡って放射光束は１００％である。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムによれば、投影映像の重畳領域の輝度は他の領域の輝度と等しく、投影映像の重畳に依る輝度斑は投影映像に生じない。

重畳領域５５と重畳領域５６のブラックレベルは、第１実施形態と同様に、以下の値になる。
ａ）重畳領域５５
ＢＬ×第１の投影映像１１の重ね代３２の放射光束（８０％）＋
ＢＬ×第２の投影映像１２の重ね代３１の放射光束（２０％）
＝ＢＬ
ｂ）重畳領域５６
ＢＬ×第１の投影映像１１の重ね代３１の放射光束（２０％）＋
ＢＬ×第２の投影映像１２の重ね代３２の放射光束（８０％）
＝ＢＬ
すなわち、重畳領域５５と重畳領域５６は共にブラックレベルがＢＬである。また、重畳領域以外の領域、すなわち重ね代３１と重ね代３２以外の領域のブラックレベルはＢＬのままであるから、結合後の投影映像１５全面に渡ってブラックレベルはＢＬで等しい。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムによれば、投影映像の重畳領域の黒浮きが目立つことは無い。なお、本実施形態では、投影映像を水平方向に相互に結合する例を説明したが、投影映像を垂直方向に相互に結合するようにしてもよい。

［第４実施形態］
続けて、第４実施形態について図８、図９および図１０を参照して説明する。図８は反射型液晶表示素子の漏洩光の影響を説明する図である。また、図９は、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図であり、図１０は、本実施形態における調光単位の設定を説明する図である。本実施形態では、映像表示装置の表示素子に反射型液晶表示素子を適用し、マルチプロジェクション・システムを構築する例を説明する。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、第１実施形態と同様に、２面の投影映像を水平方向に相互に結合して、水平方向に長い映像を投影する。

まず、図８を参照して、反射型液晶素子による漏洩光の影響を説明する。反射型液晶表示素子は光源からの光を変調して投影映像を形成する。反射型液晶表示素子に入射した光源光の一部は、反射型液晶表示素子内の部材に反射し、反射型液晶表示素子の周囲に漏洩する。図８（ａ）は、第１の投影映像１１の周囲に漏洩した漏洩光７１と、第２の投影映像１２の周囲に漏洩した漏洩光７２の例を示している。漏洩光７１の形状と漏洩光７２の形状は、映像を投影する反射型液晶表示素子の特性に依存する。

図８（ｂ）は、漏洩光７１を伴った第１の投影映像１１と漏洩光７２を伴った第２の投影映像１２と結合した、結合後の投影映像１５を示している。なお、図８（ｂ）において、結合後の投影映像１５上に存在する漏洩光７１と漏洩光７２のみ記載し、結合後の投影映像１５の周囲に存在する漏洩光７１と漏洩光７２は省略している。図８（ｂ）に示すように、重畳領域４２に隣接して漏洩光７１が存在し、重畳領域４１に隣接して漏洩光７２が存在する。従って、漏洩光７１は、第２の投影映像１２上の重ね代ではない領域と重畳している。一方、漏洩光７２は、第２の投影映像１１上の重ね代ではない領域と重畳している。

ここで、反射型液晶表示素子の漏洩光に因る影響をＬＬ％とする。漏洩光７１が重畳した領域は、第２の投影映像１２が放射する放射光束に加え、漏洩光７１に依る放射光束が存在する。漏洩光７１が重畳している第２の投影映像１２の領域は重ね代ではない為、当該領域が放射する放射光束は１００％である。従って、漏洩光７１が重畳した領域の放射光束は、（１００＋ＬＬ）％である。同様に、漏洩光７２が重畳した領域の放射光束も（１００＋ＬＬ）％である。第１実施形態で示したように、重畳領域４１と重畳領域４２の放射光束は１００％である。また、漏洩光７１あるいは漏洩光７２が重畳している領域以外の放射光束も１００％である。しかし、漏洩光７１あるいは漏洩光７２が重畳している領域の放射光束は（１００＋ＬＬ）％であり、その他の領域に比較して放射光束が高い。

続けて、本実施形態による漏洩光の影響を抑止する手段を説明する。図９（ａ）に示す第１の投影映像１１あるいは第２の投影映像１２は、結合前の投影映像である。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２を結合して、図９（ｂ）に示す結合後の投影映像１５を投影する。本実施形態による映像表示装置は、図８（ａ）に示すように、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２上に、投影映像の結合に使用する重ね代を設置する。本実施形態による映像表示装置は、第１の投影映像１１上には、投影映像の右端から順に重ね代２１および重ね代２２を設置し、第２の投影映像１２上には、投影映像の左端から順に重ね代２１および重ね代２２を設置する。第１実施形態と同様に、重ね代２１と重ね代２２の幅は、本実施形態の光源２上の１個の点光源１が投影する幅とする。例えば、１個の点光源１が１０ピクセル×１０ピクセルの映像を投影するならば、重ね代２１と重ね代２２の幅は１０ピクセルである。

本実施形態による映像表示装置は、第１実施形態と異なり、投影映像の重ね代２２の内側に、重ね代２２に隣接した漏洩光抑止領域６１を設置する。この漏洩光抑止領域６１は、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２の結合には使用されない。漏洩光抑止領域６１は、本実施形態の光源２上の１個の点光源１が投影する幅を単位として、漏洩光の存在する範囲を覆う幅を持つものとする。例えば、１個の点光源１が１０ピクセル×１０ピクセルの映像を投影し、漏洩光が反射型液晶素子の端から７ピクセルの範囲に存在するならば、漏洩光抑止領域６１の幅は１０ピクセルである。また、漏洩光が存在する範囲が１５ピクセルならば、漏洩光抑止領域６１の幅は２０ピクセルになる。本実施形態では、漏洩光抑止領域６１の幅を、重ね代２１と重ね代２２の横幅と同じく、１０ピクセルとする。

図９（ｂ）に示すように、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２の結合によって、結合後の投影映像１５上には、重畳領域４１と重畳領域４２が形成される。重畳領域４１と重畳領域４２の形成手法は第１実施形態と同様であり、以下に示す。
１）重畳領域４１
第１の投影映像１１の重ね代２２と
第２の投影映像１２の重ね代２１を重畳
２）重畳領域４２
第１の投影映像１１の重ね代２１と
第２の投影映像１２の重ね代２２を重畳
漏洩光抑止領域６１は第１の投影映像１１と第２の投影映像１２の結合に関与せず、結合後の投影映像１５上では、重畳領域４１あるいは重畳領域４２に隣接して存在する。

次に、本実施形態による調光単位の設定方法を図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は第１の投影映像１１を投影する光源２を示し、図１０（ｂ）が第２の投影映像１２を投影する光源２を示す。本実施形態による映像表示装置は、第１の投影映像１１を投影する光源２と第２の投影映像１２を投影する光源２上には、第１実施形態と同様に、重ね代２１を投影する調光単位１０１と、重ね代２２を投影する調光単位１０２を設置する。更に、本実施形態による映像表示装置は、調光単位１０２に隣接して、漏洩光抑止領域６１を投影する調光単位１１３を設置する。本実施形態では、重ね代２１、重ね代２２、および漏洩光抑止領域６１の横幅が本実施形態の光源２上で１個の点光源１が投影する幅としている。よって、調光単位１０１、調光単位１０２、および調光単位１１３の幅は点光源１の幅と等しい。

続いて、図９に示すマルチプロジェクション・システムにおいて、漏洩光の影響を抑止する手順を説明する。本実施形態では、反射型液晶表示素子の漏洩光に因る影響度をＬＬ％としている。ＬＬの値は反射型液晶表示素子の特性に依存する。また、ブラックレベルは、第１の投影映像１１と第２の投影映像１２共に等しく、その値をＢＬとする。また、以下に示す割合は、本実施形態による重畳領域の黒浮き抑止手段を適用しない場合を１００％とした時の値とする。

第２の重畳領域４１と第２の重畳領域４２の放射光束とブラックレベルは、第１実施形態と同様に以下に示す値になる。
ａ）重畳領域４１の放射光束
第１の投影映像１１の重ね代２２（８０％）＋
第２の投影映像１２の重ね代２１（２０％）
＝１００％
ｂ）重畳領域４２の放射光束
第１の投影映像１１の重ね代２１（２０％）＋
第２の投影映像１２の重ね代２２（８０％）
＝１００％
ｃ）重畳領域４１のブラックレベル
ＢＬ×第１の投影映像１１の重ね代２２の放射光束（８０％）＋
ＢＬ×第２の投影映像１２の重ね代２１の放射光束（２０％）
＝ＢＬ
ｄ）重畳領域４２のブラックレベル
ＢＬ×第１の投影映像１１の重ね代２１の放射光束（２０％）＋
ＢＬ×第２の投影映像１２の重ね代２２の放射光束（８０％）
＝ＢＬ

ここで、調光単位１１３は、最大放射光束を（１００−ＬＬ）％とする。第１の投影映像１１上の漏洩光抑止領域６１には、第２の投影映像１２の漏洩光、すなわち漏洩光７２が重畳されている。また、第２の投影映像１２上の漏洩光抑止領域６１には、第１の投影映像１１の漏洩光、すなわち漏洩光７１が重畳されている。従って、第１の投影映像１１上の漏洩光抑止領域６１の放射光束と、第２の投影映像１２上の漏洩光抑止領域６１の最大放射光束は以下に示す値になる。
ａ）第１の投影映像１１上の漏洩光抑止領域６１の最大放射光束
調光単位１１３の放射光束｛（１００−ＬＬ）｝％＋
重畳している漏洩光７２（ＬＬ％）＋
＝１００％
ｂ）第２の投影映像１２上の漏洩光抑止領域６１の最大放射光束
調光単位１１３の放射光束｛（１００−ＬＬ）｝％＋
重畳している漏洩光７１（ＬＬ％）＋
＝１００％
また、それぞれの漏洩光抑止領域６１のブラックレベルは以下に示す値になる。
ａ）第１の投影映像１１上の漏洩光抑止領域６１のブラックレベル
ＢＬ×調光単位１１３の放射光束｛（１００−ＬＬ）｝％＋
ＢＬ×重畳している漏洩光７２（ＬＬ％）＋
＝ＢＬ
ｂ）第２の投影映像１２上の漏洩光抑止領域６１のブラックレベル
ＢＬ×調光単位１１３の放射光束｛（１００−ＬＬ）｝％＋
ＢＬ×重畳している漏洩光７１（ＬＬ％）＋
＝ＢＬ
すなわち、第１の投影映像１１上の漏洩光抑止領域６１と第２の投影映像１２上の漏洩光抑止領域６１は、最大放射光束とブラックレベルが、その他の領域と同値であり、漏洩光の影響を抑止している。故に、本実施形態のように反射型液晶表示素子を使用した映像表示装置によって構成されたマルチプロジェクション・システムであっても、漏洩光の影響を受けることが無い。なお、本実施形態では、投影映像を水平方向に相互に結合する例を説明したが、投影映像を垂直方向に相互に結合するようにしてもよい。

［第５実施形態］
続けて、第５実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は本実施形態によるマルチプロジェクション・システムを説明する図である。本実施形態では、映像表示装置を複数台使用し、適応的調光制御を併用してマルチプロジェクション・システムを構築する例を説明する。本実施形態によるマルチプロジェクション・システムは、第１実施形態と同様に、２面の投影映像を水平方向に相互に結合して、水平方向に長い映像を投影する。また、本実施形態による映像表示装置は、適応的調光制御を実施する領域に対して、別の調光制御を適用する必要があるならば、それぞれの調光制御を適用する。例えば、本実施形態による映像表示装置は、重畳領域の黒浮き抑止を目的とする調光制御を適用する領域、すなわち重ね代に対して、適応的調光制御を実施するならば、重ね代に対する調光制御と適応的調光制御の双方を実施する。

図１１（ａ）に、結合後の投影映像１５上で適応的調光制御を実施する制御対象領域８１を示す。本実施形態よる映像表示装置は、制御対象領域８１に対して適応的調光制御を実施する。図１１（ａ）に示すように、制御対象領域８１は、重畳領域４１および重畳領域４２に跨がって存在している。図１１（ｂ）は、第１の投影映像１１上あるいは第２の投影映像１２上で、制御対象領域８１が存在する範囲を示す図である。ここで制御対象領域８１が、重ね代２１および重ね代２２と重複する領域を以下のように定義する。
ａ）制御対象領域８２
重ね代２１と制御対象領域８１の重複領域
ｂ）制御対象領域８３
重ね代２２と制御対象領域８１の重複領域
また、制御対象領域８１が、重ね代２１および重ね代２２のいずれとも重複しない領域を、制御対象領域８４とする。

重畳領域４１は第１の投影映像１１の重ね代２２と投影映像１２の重ね代２１の重畳であり、重畳領域４２は第１の投影映像１１の重ね代２１と第２の投影映像１２の重ね代２２の重畳である。従って、重畳領域４１と重畳領域４２と、制御対象領域８１の重複領域は、共に制御対象領域８２と制御対象領域８３の重畳になる。

続けて、本実施形態による適応的調光制御について説明する。本実施形態による映像表示装置は、適応的調光制御を実施する制御対象領域８１の放射光束を７０％に制限すると仮定する。適応的調光制御を実施する領域に対して、別の調光制御を適用する必要があるならば、それぞれの調光制御を適用する。従って、制御対象領域８２から制御対象領域８４の放射光束は以下の値になる。
ａ）制御対象領域８２
重ね代２１（２０％）×
制御対象領域８１（７０％）
＝１４％
ｂ）制御対象領域８３
重ね代２２（８０％）×
制御対象領域８１の重複領域（７０％）
＝５６％
ｃ）制御対象領域８４
制御対象領域８１の重複領域（７０％）
＝７０％

先に述べたように、重畳領域４１と制御対象領域８１の重複領域は、制御対象領域８２と制御対象領域８３の重畳である。また、重畳領域４２と制御対象領域８１の重複領域も、制御対象領域８２と制御対象領域８３の重畳である。従って、重畳領域４１および重畳領域４２と制御対象領域８１の重複領域の放射光束は以下に示す値になる。
ａ）重畳領域４１と制御対象領域８１の重複領域の放射光束
制御対象領域８２（１４％）＋
制御対象領域８３（５６％）
＝７０％
ｂ）重畳領域４２と制御対象領域８１の重複領域の放射光束
制御対象領域８２（１４％）＋
制御対象領域８３（５６％）
＝７０％
ここで、制御対象領域８１が重ね代２１あるいは重ね代２２のいずれとも重複しない領域、すなわち制御対象領域８４の放射光束は７０％である。よって、結合後の投影映像１５上の制御対象領域８１全面に渡って放射光束は７０％である。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムによれば、制御対象領域８１に輝度斑は生じない。

続けて、制御対象領域８１のブラックレベルについて説明する。重畳領域４１および重畳領域４２と制御対象領域８１の重複領域のブラックレベルは以下に示す値になる。
ａ）重畳領域４１と制御対象領域８１の重複領域のブラックレベル
ＢＬ×制御対象領域８２（１４％）＋
ＢＬ×制御対象領域８３（５６％）
＝０．７ＢＬ
ｂ）重畳領域４２と制御対象領域８１の重複領域のブラックレベル
ＢＬ×制御対象領域８２（１４％）＋
ＢＬ×制御対象領域８３（５６％）
＝０．７×ＢＬ
ｃ）制御対象領域８４のブラックレベル
ＢＬ×制御対象領域８４（７０％）
＝０．７×ＢＬ
よって、結合後の投影映像１５上の制御対象領域８１全面に渡って放ブラックレベルは、０．７×ＢＬである。故に、本実施形態によるマルチプロジェクション・システムに適応的調光制御を併用するならば、放射光束の制限に従動して制御対象領域８１のブラックレベルは低下する。また、制御対象領域８１にブラックレベルの斑は生じない。なお、本実施形態では、投影映像を水平方向に相互に結合する例を説明したが、投影映像を垂直方向に相互に結合するようにしてもよい。

以上の実施形態によれば、マルチプロジェクション・システムにおいて、投影映像のちらつきや斑を生じることなく、重畳領域の黒浮きを軽減することが可能となる。また、第４実施形態によれば、表示素子に反射型液晶表示素子を適用しても、重畳領域周辺領域の輝度および黒浮きの上昇を軽減することが可能となる。さらに、第５実施形態によれば、マルチプロジェクション・システムに適応的調光制御を併用しても、重畳領域周辺領域の輝度および黒浮きの上昇を軽減することが可能となる。従って、本発明によれば、マルチプロジェクション・システムの構築に適した映像表示装置を提供可能とする効果がある。

Claims (9)

1. 複数の点光源から構成される光源を用いて第１の映像を投影する映像表示装置であって、
   前記複数の点光源の少なくとも一つの点光源から構成される調光単位で調光する調光手段と、
   前記第１の映像と他の映像表示装置から投影される第２の映像との重畳領域の輝度と前記第１の映像における前記重畳領域以外の少なくとも一部の領域の輝度とが等しくなるように、前記調光単位で前記重畳領域における調光を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記重畳領域における第１の重畳領域と第２の重畳領域のそれぞれにおける前記調光単位の放射光束を、異なる割合で抑止することを特徴とする映像表示装置。
2. 前記制御手段は、前記重畳領域において、前記重畳領域における第１の重畳領域と第２の重畳領域のそれぞれにおける前記調光単位の放射光束を、前記第１の映像の外側に向かってより抑止することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記制御手段は、前記第２の映像の周辺の漏洩光を抑止するように、該漏洩光を含む調光単位の放射光束を抑止することを特徴とする請求項１または２記載の映像表示装置。
4. 前記調光単位の縦幅または横幅は、前記点光源の縦幅または横幅に等しいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の映像表示装置。
5. 前記調光単位の縦幅または横幅は、前記第１の映像の縦幅または横幅に等しいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の映像表示装置。
6. 前記調光単位の縦幅または横幅は、前記第１の映像の縦幅または横幅よりも、前記点光源の縦幅または横幅の整数倍だけ短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の映像表示装置。
7. 前記制御手段は、前記調光単位で前記重畳領域以外における調光を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の映像表示装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の映像表示装置を複数台使用したマルチプロジェクション・システム。
9. 複数の点光源から構成される光源を用いて第１の映像を投影する映像表示装置の制御方法であって、
   前記複数の点光源の少なくとも一つの点光源から構成される調光単位で調光する調光工程と、
   前記第１の映像と他の映像表示装置から投影される第２の映像との重畳領域の輝度と前記第１の映像における前記重畳領域以外の少なくとも一部の領域の輝度とが等しくなるように、前記調光単位で前記重畳領域における調光を制御する制御工程とを有し、
   前記制御工程では、前記重畳領域における第１の重畳領域と第２の重畳領域のそれぞれにおける前記調光単位の放射光束を、異なる割合で抑止されることを特徴とする映像表示装置の制御方法。

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