JP7459765B2 - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

画像を表示するための入力データとして、例えば、ＰＱ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）方式のＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）信号など、絶対輝度値の情報を含む入力データが入力される投影装置がある。この投影装置は、投影される画像が入力データで規定された絶対輝度値となるように、出力データを生成して画像を投影する。しかし、ＨＤＲ画像をスクリーン上に投影する場合には、スクリーンの大きさによってスクリーン上での実際の輝度が変化して、映像の見え方が変化してしまうことがある。そのため、スクリーン上での輝度を算出し、それに基づき、ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を、すなわち階調と出力輝度との関係を、設定する場合がある。例えば特許文献１には、算出された輝度に基づいて、画像データに対する階調変換処理を変更する方法が開示されている。また、特許文献２には、複数台の投影装置を重ねて配置した場合に、ＨＤＲ画像データのＥＤＩＤを書き換えることによりＥＯＴＦの変化させる旨が記載されている。

特開２０１７－１９８７３３号公報 特開２０１７－２００１０４号公報

しかし、例えば特許文献１、２では、入力データの要求する輝度に従ってＥＯＴＦを決定するため、例えばスクリーン上の輝度が低い場合などに、ＰＱカーブに従って表示できる領域が少なくなることで、表現できる階調の範囲が少なくなり、画像が潰れて見えるおそれがある。また、投影装置の設置状態や本体の状態により、投影装置が投影できる輝度が異なった場合にも、映像の見え方が大きく変化する場合もある。従って、表現できる階調の範囲が少なくなることを抑制しつつ、投影装置が投影できる輝度が異なった場合にも映像の見え方の変化を小さくすることが求められている。

本発明は、上記課題を鑑み、表現できる階調の範囲が少なくなることを抑制しつつ、投影装置が投影できる輝度が異なった場合にも映像の見え方の変化を小さくすることが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる投影装置は、絶対輝度の情報を含む入力データに基づいてスクリーンに画像を投影する投影装置であって、前記投影装置が所定の状態に設定され、かつ、前記投影装置が前記スクリーンに最大の出力階調値で画像を投影した場合における、前記スクリーン上の輝度値であるピーク輝度値を取得するピーク輝度値取得部と、前記ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定する参照輝度値設定部と、前記参照輝度値と前記ピーク輝度値とに基づき、出力階調値と、前記投影装置からの出力画像を表示する光の強さである光出力値との関係を示す関係情報を設定する関係情報設定部と、前記入力データと前記関係情報とに基づき、出力階調値を設定する出力階調値設定部と、前記出力階調値設定部が生成した前記出力階調値に基づき画像を出力する出力制御部と、を含む。

本発明の一態様にかかる投影方法は、絶対輝度の情報を含む入力データに基づいてスクリーンに画像を投影する投影方法であって、投影装置が所定の状態に設定され、かつ、前記投影装置が前記スクリーンに最大の出力階調値で画像を投影した場合における、前記スクリーン上の輝度値であるピーク輝度値を取得するステップと、前記ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定するステップと、前記参照輝度値と前記ピーク輝度値とに基づき、出力階調値と、前記投影装置からの出力画像を表示する光の強さである光出力値との関係を示す関係情報を設定するステップと、前記入力データと前記関係情報とに基づき、出力階調値を設定するステップと、前記出力階調値に基づき画像を出力するステップと、を含む。

本発明の一態様にかかるプログラムは、絶対輝度の情報を含む入力データに基づいてスクリーンに画像を投影する投影方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、投影装置が所定の状態に設定され、かつ、前記投影装置が前記スクリーンに最大の出力階調値で画像を投影した場合における、前記スクリーン上の輝度値であるピーク輝度値を取得するステップと、前記ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定するステップと、前記参照輝度値と前記ピーク輝度値とに基づき、出力階調値と、前記投影装置からの出力画像を表示する光の強さである光出力値との関係を示す関係情報を設定するステップと、前記入力データと前記関係情報とに基づき、出力階調値を設定するステップと、前記出力階調値に基づき画像を出力するステップと、を、コンピュータに実行させる。

本発明によれば、表現できる階調の範囲が少なくなることを抑制しつつ、投影装置が投影できる輝度が異なった場合にも映像の見え方の変化を小さくできる。

図１は、第１実施形態に係る投影システムの模式図である。 図２は、本実施形態に係る投影装置の制御装置の模式的なブロック図である。 図３は、参照輝度値とピーク輝度値との関係の一例を示すグラフである。 図４Ａは、参照関係情報の一例を示すグラフである。 図４Ｂは、参照関係情報の一例を示すグラフである。 図５は、関係情報の一例を示すグラフである。 図６は、関係情報の他の例を示すグラフである。 図７は、関係情報の設定フローを説明するフローチャートである。 図８は、画像のアスペクト比と有効投影領域のアスペクト比とが異なる場合の例を示す模式図である。 図９は、画像のアスペクト比と有効投影領域のアスペクト比とが異なる場合の例を示す模式図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る投影システムの模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る投影システム１は、投影装置１０と、スクリーン１２とを有する。

投影装置１０は、画像を表示する装置であり、スクリーン１２に向けて光を照射してスクリーン１２上に光を投影することで、スクリーン１２上に画像を表示させる。すなわち、本実施形態では、投影装置１０は、画像を投影するプロジェクタである。投影装置１０は、絶対輝度値の情報を含む入力データを取得して、入力データで示された絶対輝度値に対応する絶対輝度値の画像を出力可能な出力階調値を設定して、光（画像）を出力する。すなわち、投影装置１０は、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）方式で画像を表示する。さらに言えば、投影装置１０は、ＰＱ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）方式の投影装置であることが好ましい。

投影装置１０は、光源２０と、光学系２２と、制御装置２４とを有する。光源２０は、投影装置１０から照射する光を生成する光源であり、任意の構造であってよい。光学系２２は、光源２０から出力された光を受光して外部に出光させる光学素子である。光学系２２は、例えば、投射レンズと、光源２０からの光を投射レンズに導く照明光学系と、表示素子とを含む。照明光学系は、任意の構成であってよいが、例えば、フライアイレンズやプリズムなどを含むものであってよい。表示素子は、例えば液晶表示素子であってよい。制御装置２４は、投影装置１０からの光の照射を制御する装置である。制御装置２４の説明は後述する。

スクリーン１２は、投影装置１０からの画像（光）が投影されて、投影された画像を表示するスクリーン（画像表示面）である。図１の例では、スクリーン１２は、投影装置１０からの光（画像）が、前面側である投影面１２ａに照射され、投影面１２ａでその光を反射することで、投影面１２ａ上に画像が表示される。ただし、スクリーン１２は、例えば背面側に光が照射され、背面側から投影面１２ａ側に光を透過して、投影面１２ａで画像を表示する透過型のスクリーンであってもよい。また、図１の例では、スクリーン１２は、平面状であるが、平面状であることに限られず任意の形状であってよい。例えば、スクリーン１２は、背面及び前面のうちの一方側が凹形状となり、他方側が凸形状となっているシリンドリカル型のスクリーンであってもよい。

（制御装置）
図２は、本実施形態に係る投影装置の制御装置の模式的なブロック図である。図２に示すように、制御装置２４は、本実施形態ではコンピュータであり、記憶部３０と制御部３２とを含む。制御装置２４は、例えばタッチパネルなどユーザの操作を受け付ける装置である入力部や、情報を出力するディスプレイなどの出力部や、アンテナなどの通信モジュールである通信部を、有していてもよい。記憶部３０は、制御部３２の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部３０が保存する制御部３２用のプログラムは、制御装置２４が読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。

制御部３２は、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。制御部３２は、投影装置１０に画像を表示させるための入力データを取得して、入力データに基づき、投影装置１０が画像を投影（出力）するための出力階調値を生成して、その出力階調値で光（画像）を出力させる。入力データは、投影装置１０にどのように画像を表示させるかを示す画像データであり、入力階調値であるともいえる。入力データは、投影装置１０に表示させたい画像の絶対輝度値である入力輝度値の情報も含む。入力データは、例えばＨＤＲ信号であるが、任意の形式の画像データであってよい。出力階調値は、投影装置１０が実際に画像を出力するための出力データである。言い換えれば、投影装置１０は、出力階調値で、光を投影させる。制御部３２は、出力階調値と光出力値との関係を示す関係情報を設定し、入力輝度値と関係情報とに基づいて、出力階調値を設定して、その出力階調値で光（画像）を出力させる。なお、光出力値とは、投影装置１０から出力される光の強さ（出力画像を表示する光の強さ）を指し、関係情報は、ＥＯＴＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であるともいえる。なお、光出力値は、例えば投影装置ではなくディスプレイである場合には、出力画像の絶対輝度値に相当する。以下、制御部３２の具体的な構成及び処理内容について説明する。

制御部３２は、ピーク輝度値取得部４０と、参照輝度値設定部４２と、参照関係情報設定部４４と、関係情報設定部４６と、出力階調値設定部４８と、出力制御部５０とを含む。制御部３２は、記憶部３０からプログラム（ソフトウェア）を読み出して実行することで、ピーク輝度値取得部４０と参照輝度値設定部４２と参照関係情報設定部４４と関係情報設定部４６と出力階調値設定部４８と出力制御部５０とを実現して、それらの処理を実行する。なお、制御部３２は、１つのＣＰＵによってこれらの処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵを備えて、それらの複数のＣＰＵで、処理を実行してもよい。また、ピーク輝度値取得部４０と参照輝度値設定部４２と参照関係情報設定部４４と関係情報設定部４６と出力階調値設定部４８と出力制御部５０との少なくとも一部を、ハードウェアで実現してもよい。

（ピーク輝度値取得部）
ピーク輝度値取得部４０は、スクリーン１２の投影面１２ａにおけるピーク輝度値を取得する。ピーク輝度値とは、投影装置１０が所定の状態に設定され、かつ、投影装置１０がスクリーン１２に最大の出力階調値で画像を投影した場合における、スクリーン上に投影された画像の輝度値である。すなわち、ピーク輝度値とは、所定の状態に設定された投影装置１０がスクリーン１２上に投影可能な光の絶対輝度値の最大値であり、最大の出力階調値でスクリーン１２上に光を投影した場合の、その光の絶対輝度値であるといえる。所定の状態とは、投影装置１０の照射条件が所定の条件に設定された状態を指す。照射条件は、例えば、投影装置１０が出力可能な最大光束量と、光源出力情報（光源２０の明るさや光源の使用時間など）と、可動光学フィルタの状態（光学フィルタが透過する光の波長に関する情報など）と、照明光学系に設置されるアパーチャーの絞り位置と、投射レンズに設置されるアパーチャーの絞り位置と、投射レンズのズーム位置と、映像処理に関する設定と、各光学部品の透過率とのうちの、少なくとも１つであってよい。

本実施形態では、ピーク輝度値取得部４０は、投影装置１０の投影条件が現在の条件になっている際の、ピーク輝度値を取得する。すなわち、ピーク輝度値取得部４０は、投影装置１０が現在の状態に設定されている際に、スクリーン１２に最大の出力階調値で画像を投影した場合における、スクリーン上に投影される画像の輝度値を、ピーク輝度値として取得する。ただしそれに限られず、ピーク輝度値取得部４０は、投影装置１０が現在の状態とは異なる状態に設定されている際の、スクリーン１２に最大の出力階調値で画像を投影した場合における、スクリーン上に投影される画像の輝度値を、ピーク輝度値として取得してもよい。

本実施形態においては、ピーク輝度値取得部４０は、スクリーン情報と投影装置１０からの光束量とに基づいて、ピーク輝度値を算出する。スクリーン情報とは、スクリーン１２に関する情報である。スクリーン情報としては、スクリーン１２上に投影される投影画像のサイズと、スクリーンゲインとが含まれる。投影画像のサイズとは、投影画像の大きさを示す情報であり、本実施形態では、投影画像の対角長さである。スクリーンゲインとは、同じ条件で標準白板（完全拡散板）とスクリーン１２とに画像を投影した場合の、標準白板に投影された画像の輝度に対する、スクリーン１２に投影された画像の輝度の比率を指す。スクリーンゲインは、スクリーン１２の生地が固有にもっている反射特性を示す数値ともいえる。本実施形態では、ピーク輝度値取得部４０は、ユーザの入力によりスクリーン情報を取得する。すなわち、ユーザは、投影装置１０の入力部にスクリーン情報を入力し、ピーク輝度値取得部４０は、入力されたスクリーン情報を取得する。この場合、投影装置１０は、メニュー画面を表示させて、ユーザがメニュー画面からスクリーン情報を入力してもよいし、外部から通信コマンド等で入力してもよい。ただし、ピーク輝度値取得部４０は、ユーザの入力によりスクリーン情報を取得することに限られない。例えば、ピーク輝度値取得部４０は、測距センサやカメラ等により認識した値から、投影画像のサイズを取得してもよいし、入力映像のフォーマットから投影画像のアスペクト比を認識して、投影画像のサイズを取得してもよい。同様に、ピーク輝度値取得部４０は、測光センサ等により検出した投影画像の輝度から、スクリーンゲインを取得してもよい。ただし、測距センサやカメラ、測光センサ等を使用せずにスクリーン情報を認識すると、より簡単な構成とすることができる。

ピーク輝度値取得部４０は、投影装置１０の投影条件に基づき、投影装置１０からの光束量を算出する。すなわち、ピーク輝度値取得部４０は、内部的に認識可能な明るさに紐づく情報から投射される光束量を見積る。本実施形態では、ピーク輝度値取得部４０は、投影装置１０が出力可能な最大光束量と、投影装置１０の投影条件とに基づき、投影装置１０からの光束量を算出する。例えば、光束量に用いる投影条件の数がＮ個の場合には、ピーク輝度値取得部４０は、次の式（１）に基づき、投影装置１０からの光束量を算出する。

ＬＭ＝ＬＭ_ＭＡＸ×（１－Ｄ_１）×（１－Ｄ_２）×・・・×（１－Ｄ_Ｎ） ・・・（１）

ここで、ＬＭは、投影装置１０からの光束量であり、ＬＭ_ＭＡＸは、投影装置１０が出力可能な最大光束量であり、Ｄ_１～Ｄ_Ｎは、投影条件毎の、投影装置１０が出力可能な最大光束量に対する明るさ低下率を指す。

ＬＭ_ＭＡＸは、予め設定された値である。例えば、ピーク輝度値取得部４０は、カタログ等に記載されるスペック値や、製品設計値、もしくは工場での実測値などを、ＬＭ_ＭＡＸとして取得してもよい。この場合、ＬＭ_ＭＡＸの値は、記憶部３０に予め保存される。また、Ｄ_１～Ｄ_Ｎも、予め設定された値であってよいが、ピーク輝度値取得部４０が算出してもよい。例えば、投影条件としての光源出力情報には、例えばユーザがメニュー画面から選択する光源２０の明るさ設定（一例として高/中/低）や、その光源２０の使用時間を含んでもよい。一般的に光源は使用時間に従って光量が低下するので、ピーク輝度値取得部４０は、例えば、使用時間を変数とする数式で、光源出力情報に関する明るさ低下率を計算してもよいし、使用時間ごとの透過率のテーブルを持っておき、それを参照することで、光源出力情報に関する明るさ低下率を算出してもよい。また例えば、ピーク輝度値取得部４０は、映像処理に関する明るさ低下率を、ユーザがメニュー画面から選択する色温度設定（一例として６５００Ｋ）や、適用される画質モードやカラープロファイル、またメニュー画面上に表示されない内部処理値や工場調整値などから算出してもよい。工場調整値には、投影光の色の個体ばらつきを補正するための補正値（ＲＧＢゲイン値等）を含んでもよい。また例えば、各光学部品の透過率は一般的に使用時間に従って低下するため、ピーク輝度値取得部４０は、例えば使用時間を変数とする数式で、各光学部品の透過率に関する明るさ低下率を算出してもよいし、使用時間ごとの透過率のテーブルを持っておき、それを参照することで、各光学部品の透過率に関する明るさ低下率を算出してもよい。

ピーク輝度値取得部４０は、スクリーン情報と、投影装置１０からの光束量とから、ピーク輝度値を算出する。本実施形態では、ピーク輝度値取得部４０は、次の式（２）を用いて、ピーク輝度値を算出する。

ＬＰ＝ＬＭ／ＡＲ／π×ＳＧ ・・・（２）

ＬＰ（ｃｄ／ｍ^２）は、ピーク輝度値であり、ＬＭ（ｌｍ）は、上述のように投影装置１０からの光束量である。ＡＲ（ｍ^２）は、スクリーン１２上の投影画像の面積であり、投影画像のサイズから算出できる。スクリーン１２上の投影映像のサイズは、一般的に対角線の長さ（インチ数）で表現されるため、対角線の長さから投影領域の面積が算出可能である。なお、投影領域の面積の単位をｍ^２として計算する場合、必要に応じて、インチからメートルへの単位変換を行う。また、πは円周率であり、ＳＧはスクリーンゲインである。

ピーク輝度値取得部４０は、以上のように、スクリーン情報と投影装置１０からの光束量とから、ピーク輝度値を算出するが、ピーク輝度値の算出方法は上記に限られず任意であってよい。また、ピーク輝度値取得部４０は、ピーク輝度値を算出せずに、例えばピーク輝度値の測定値を取得してもよい。この場合には、例えば、所定の状態に設定された投影装置１０から、最大の出力階調値で、スクリーン１２に画像を投影しておき、スクリーン１２上の輝度値を、例えば輝度センサなどで測定する。ピーク輝度値取得部４０は、輝度センサが測定した輝度値を、ピーク輝度値として取得する。

（参照輝度値設定部）
参照輝度値設定部４２は、ピーク輝度値に基づき、参照輝度値を設定する。参照輝度値とは、出力階調値と光出力値との関係を示す関係情報を設定する際に参照される輝度値を指す。参照輝度値設定部４２は、ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定する。

本実施形態では、参照輝度値設定部４２は、参照輝度値とピーク輝度値との関係を示す参照輝度情報を用いて、参照輝度値を設定する。すなわち、参照輝度値設定部４２は、参照輝度情報においてピーク輝度値取得部４０が取得したピーク輝度値に対応している参照輝度値を抽出し、参照輝度値として設定する。参照輝度情報においては、ピーク輝度値が低いほど、参照輝度値が低くなるように設定されている。すなわち例えば、ピーク輝度値が１００（ｃｄ／ｍ^２）である場合の参照輝度値は、ピーク輝度値が３００（ｃｄ／ｍ^２）である場合の参照輝度値よりも低くなる。

図３は、参照輝度値とピーク輝度値との関係の一例を示すグラフである。図３に示すように、参照輝度情報を示すカーブＡを用いて、参照輝度情報をより具体的に説明する。図３においては、横軸がピーク輝度値であり、縦軸が参照輝度値である。参照輝度情報を示すカーブＡは、ピーク輝度値が閾値Ｌ_ＴＨ未満の区間である第１区間Ａ１と、ピーク輝度値が閾値Ｌ_ＴＨ以上の区間である第２区間Ａ２とを含む。参照輝度情報を示すカーブＡは、第１区間Ａ１における傾きが、第２区間Ａ２における傾きよりもなだらかになっている。言い換えれば、参照輝度情報を示すカーブＡは、第１区間Ａ１における、ピーク輝度値が単位量低い際の参照輝度値の減少量が、第２区間Ａ２における、ピーク輝度値が単位量低い際の参照輝度値の減少量よりも、少なくなっている。すなわち、参照輝度情報は、ピーク輝度値が閾値Ｌ_ＴＨ未満となりスクリーン１２上で高い輝度が実現できない場合には、参照輝度値が低くなり過ぎないように、第１区間Ａ１における傾きを小さくしている。これにより、スクリーン１２上で高い輝度が実現できない場合に、表現できる階調範囲が狭くなることを、適切に抑制できる。

より具体的には、参照輝度情報を示すカーブＡは、第２区間Ａ２においては、傾きが直線状である。言い換えれば、第２区間Ａ２においては、ピーク輝度値と参照輝度値とが比例しており、ピーク輝度値が単位量低い際の参照輝度値の減少量は、第２区間Ａ２の全域において一定となっている。このように第２区間Ａ２を直線状とすることで、投影装置１０の光出力が高い場合、参照輝度値をピーク輝度値に比例して増加させて、表現できる階調範囲と表示される映像の明るさを両立できる。一方、参照輝度情報を示すカーブＡは、第１区間Ａ１においては、傾きが曲線状であり、さらに言えば、下に凸となる曲線の形状となっている。言い換えれば、第１区間Ａ１においては、ピーク輝度値が単位量低い際の参照輝度値の減少量が一定になっておらず、ピーク輝度値が単位量低い際の参照輝度値の減少量は、ピーク輝度値が低いほど、小さくなっている。このように第１区間Ａ１を曲線状とすることで、投影装置１０の光出力が小さい場合などに、表現できる階調範囲が狭くなることを、適切に抑制できる。

なお、参照輝度情報における参照輝度値とピーク輝度値との関係は、以上で説明した内容に限られない。例えば、参照輝度値設定部４２は、スクリーン輝度を変数とする数式を用いて、参照輝度値を算出してもよい。

本実施形態では、参照輝度情報は予め設定されており、参照輝度値設定部４２は、記憶部３０に記憶された参照輝度情報を読み出して、参照輝度値を設定する。ただし、参照輝度情報は複数設定されていてもよい。この場合、参照輝度値設定部４２は、複数の参照輝度情報のうちから、使用する参照輝度情報を選択してよい。使用する参照輝度情報の選択方法は任意であるが、例えば、ユーザが使用する参照輝度情報を選択して入力部に入力し、参照輝度値設定部４２は、ユーザによって入力された参照輝度情報を、使用する参照輝度情報として選択してもよい。図３の例では、参照輝度値とピーク輝度値との関係が異なる２つの参照輝度情報（閾値Ｌ_ＴＨであるカーブＡと閾値Ｌ_ＴＨ’であるカーブＡ’）が設定されているが、参照輝度情報を示すカーブＡ、Ａ’の形状や、参照輝度情報の数は、図３で挙げたものに限られない。

また、以上の説明では、閾値Ｌ_ＴＨの値は、予め設定された固定値であったが、閾値Ｌ_ＴＨを可変値としてもよい。この場合、参照輝度値設定部４２が、閾値Ｌ_ＴＨを設定することで、参照輝度情報を設定してもよい。例えば、参照輝度値設定部４２は、入力データに基づき、すなわち画像の特性に基づき、閾値Ｌ_ＴＨを設定する。参照輝度値設定部４２は、入力データに含まれる入力輝度値が高いほど閾値Ｌ_ＴＨを高くし、入力輝度値が低いほど閾値Ｌ_ＴＨを低くすることが好ましい。これにより、明るい映像を表示する際には、参照輝度値（クリップポイント）を高くして、映像に含まれる高い階調レベルまで、階調性よく映像を表示できる。また、暗い映像を表示する際には、映像に高い階調が含まれないため、参照輝度値（クリップポイント）を低くしてもよく、その分、入力輝度値に近い明るい映像を実現することができる。また、このように入力輝度値を用いて参照輝度情報を設定することで、ユーザが意図して閾値Ｌ_ＴＨを設定しなくとも、コンテンツにあわせた適切な関係情報（ＥＯＴＦ）で映像を投影することができる。

参照輝度値設定部４２は、閾値Ｌ_ＴＨを設定する場合には、入力輝度値として、入力データに含まれるＭａｘＣＬＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ Ｌｅｖｅｌ）を用いて、すなわちコンテンツ全体の輝度の最大値を用いて、閾値Ｌ_ＴＨを設定してもよい。ＭａｘＣＬＬを用いることで、コンテンツに含まれる最大の明るさまで対応することができる。なお、コンテンツとは、例えば１つの映画の最初から終わりまでなど、一群の画像データ（入力データ）を指す。また、参照輝度値設定部４２は、閾値Ｌ_ＴＨを設定する場合には、入力輝度値として、入力データに含まれるＭａｘＦＡＬＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｆｒａｍｅ Ａｖｅｒａｇｅ Ｌｉｇｈｔ Ｌｅｖｅｌ）を用いて、すなわちコンテンツに含まれるフレーム毎の平均輝度値のうちの最大値を用いて、閾値Ｌ_ＴＨを設定してもよい。ＭａｘＦＡＬＬを用いることで、フレームごとの平均最大輝度に対応して、コンテンツ全体にわたって好ましい値に設定することができる。また、参照輝度値設定部４２は、ＭａｘＣＬＬやＭａｘＦＡＬＬを用いることに限られず、ヒストグラム等の映像解析を行った結果に従って、閾値Ｌ_ＴＨを設定してもよい。ＭａｘＣＬＬやＭａｘＦＡＬＬはコンテンツ毎に単一の値だが、映像解析を行えば、フレームやシーンごとに動的に接続点を変更することができ、より適切な関係情報を設定することができる。

また、参照輝度値設定部４２は、参照輝度情報を設定する場合には、閾値Ｌ_ＴＨ以外の要素を設定してもよい。例えば、参照輝度値設定部４２は、参照輝度情報を示すカーブＡの傾きや切片を設定してもよいし、これらすべてを設定してもよい。

（参照関係情報設定部）
図４Ａ及び図４Ｂは、参照関係情報の一例を示すグラフである。参照関係情報設定部４４は、参照輝度値に基づき、出力階調値と光出力値との関係を示す参照関係情報を設定する。参照関係情報とは、投影装置１０に実際に用いられる関係情報（ＥＯＴＦ）を設定する際に、参照として用いられるＥＯＴＦを指す。図４Ａでは、横軸が出力階調値であり、縦軸が光出力値である。図４Ａに示すように、参照輝度関係情報を示すカーブをカーブＣＲとし、参照輝度値をＬＲとすると、参照関係情報設定部４４は、光出力値の上限値が参照輝度値ＬＲとなるように、参照関係情報を示すカーブＣＲを設定する。すなわち、参照関係情報設定部４４は、参照輝度値ＬＲをクリップポイント（飽和点）とするＥＯＴＦを、参照関係情報を示すカーブＣＲとして設定する。本実施形態では、参照関係情報設定部４４は、予め設定されたカーブＣ０に対して、参照輝度値をクリップポイントとしたカーブを、参照関係情報を示すカーブＣＲとして設定する。本実施形態では、カーブＣ０は、いわゆるＰＱカーブであり、例えば光出力値が１００００ｃｄ／ｍ２を最大とするガンマカーブである。カーブＣ０において光出力値がＬＲの場合の出力階調値をＯＲとすると、参照関係情報を示すカーブＣＲは、出力階調値がＯＲ以下の区間では、カーブＣ０（ＰＱカーブ）に沿い、出力階調値がＯＲ以上の区間では、カーブＣ０（ＰＱカーブ）に沿わず光出力値がＬＲのまま保たれる。

図４Ｂは、ピーク輝度値が互いに異なるカーブＣＲ１、ＣＲ２の一例を示している。すなわち、カーブＣＲ２は、カーブＣＲ１よりも、ピーク輝度が小さい場合の、参照関係情報を示すカーブＣＲといえる。ここで、ピーク輝度値は、投影装置の設置状態や本体の状態により異なる場合があり、映像の見え方が大きく変化するおそれがある。それに対し、本実形態では、カーブＣＲ１、ＣＲ２に示すように、低階調から中階調の領域では、出力階調値と光出力値との関係が等しくなるため、投影装置の設置状態や本体の状態に応じて映像の見え方が変化することを、適切に抑制できる。なお、カーブＣＲ１、ＣＲ２は、ピーク輝度値が閾値Ｌ_ＴＨ以上の第２区間Ａ２（直線区間）の場合のカーブＣＲであるが、ピーク輝度値が閾値Ｌ_ＴＨ未満の第１区間Ａ１においても、低階調から中階調の領域での、出力階調値と光出力値との関係の差が大きくなることを適切に抑制できる。

（関係情報設定部）
図５は、関係情報の一例を示すグラフである。関係情報設定部４６は、参照輝度値とピーク輝度値とに基づき、出力階調値と光出力値との関係を示す関係情報（ＥＯＴＦ）を設定する。本実施形態では、関係情報設定部４６は、参照関係情報を用いて、かつ、光出力値の上限値（クリップポイント）がピーク輝度値となるように、関係情報を設定する。図５に示すように、関係情報を示すカーブをカーブＣとし、ピーク輝度値をＬＰとすると、関係情報設定部４６は、参照関係情報を示すカーブＣＲを、光出力値の上限値がピーク輝度値ＬＰとなるように圧縮して、関係情報を示すカーブＣを設定する。さらに言えば、関係情報設定部４６は、参照関係情報を示すカーブＣＲを、光出力値の上限値がピーク輝度値ＬＰとなり、かつ、全ての点で同じ割合だけ光出力値が小さくなるように圧縮して、関係情報を示すカーブＣを設定する。関係情報を示すカーブＣにおいて光出力値がＬＰの場合の出力階調値をＯ１とすると、関係情報を示すカーブＣは、出力階調値がＯ１以下の区間においては、出力階調値の増加に伴い光出力値が増加し、出力階調値がＯ１より大きい区間においては、光出力値がＬＰのまま保たれる。すなわち、関係情報を示すカーブＣは、出力階調値がＯ１以下の区間では、出力階調値に応じて光出力値が変化するため、階調変化を表現できる。また、関係情報を示すカーブＣの、出力階調値がＯ１以下の区間における傾きは、カーブＣＲの傾きよりも緩やかになる。言い換えれば、出力階調値がＯ１以下の区間においては、関係情報において出力階調値が単位量増加した際の光出力値の増加量は、参照関係情報において出力階調値が単位量増加した際の光出力値の増加量よりも少なくなる。なお、出力階調値Ｏ１は、ＰＱカーブにおいて光出力値がＬＰとなる場合の出力階調値Ｏ０よりも大きく、本実施形態では、カーブＣＲのクリップポイントである出力階調値ＯＲと同じ値である。

図６は、関係情報の他の例を示すグラフである。図５のカーブＣは、参照関係情報を示すカーブＣＲを、クリップポイントがピーク輝度値ＬＰとなるようにハードクリップしたものであるが、図６に示すように、カーブＣは、ハードクリップされずにソフトクリップされたものであってもよい。ソフトクリップされたカーブＣは、出力階調値がＯ１より小さいＯ２までの区間においては、ハードクリップされた場合と同様のカーブとなる。一方、ソフトクリップされたカーブＣは、出力階調値がＯ２から、Ｏ１より大きいＯ３までの区間においては、出力階調値がＯ２までの区間よりも傾きが小さくなる。そして、ソフトクリップされたカーブＣは、出力階調値Ｏ３で光出力値がＬＰとなり、以降は光出力値がＬＰのまま保たれる。ソフトクリップされたカーブＣは、出力階調値がＯ２からＯ３までの区間においては、直線状であってもよいし、下に凸の曲線状であってもよいし、上に凸の曲線状であってもよい。

（出力階調値設定部）
出力階調値設定部４８は、入力データと、関係情報とに基づき、出力階調値を設定する。出力階調値設定部４８は、入力データを取得して、入力データに含まれる入力輝度値を読み出す。そして、出力階調値設定部４８は、入力輝度値に基づいて、出力すべき輝度値である光出力値を設定する。例えば、出力階調値設定部４８は、入力輝度値がピーク輝度値ＬＰ以下である場合には、その入力輝度値を実現可能であるとして、入力輝度値と同じ値を光出力値として設定し、入力輝度値がピーク輝度値ＬＰより高い場合には、その入力輝度値を実現不可能であるとして、ピーク輝度値ＬＰを光出力値として設定してよい。出力階調値設定部４８は、関係情報設定部４６が設定した関係情報に、光出力値を入力して、出力階調値を設定する。すなわち、出力階調値設定部４８は、関係情報において、設定した光出力値に対応する出力階調値を抽出して、出力階調値として設定する。

（出力制御部）
出力制御部５０は、投影装置１０の各部を制御して、投影装置１０からスクリーン１２へ光（画像）を出力させる。出力制御部５０は、出力階調値設定部４８が設定した出力階調値で、投影装置１０に光を投影させる。

（効果）
ここで、例えばＰＱカーブは、入力データが要求する輝度に従って設定されたものである。しかし、ＰＱカーブに従って出力階調値を決めた場合、例えばスクリーン上のピーク輝度値が低い場合などに、ＰＱカーブに従って表示できる領域が少なくなることで、表現できる階調の範囲が少なくなり、画像が潰れて見えるおそれがある。それに対して、本実施形態に係る制御装置２４は、ピーク輝度値よりも高くなるように参照輝度値を設定し、参照輝度値をクリップポイントとする参照関係情報を設定し、参照関係情報を圧縮して関係情報を設定し、関係情報を用いて出力階調値を設定する。すなわち、本実施形態に係る制御装置２４は、ピーク輝度値よりも高い参照輝度値に基づいて、ピーク輝度値をクリップポイントとする関係情報を設定する。そのため、関係情報を用いた場合には、例えばＰＱカーブをピーク輝度値でクリップするよりも、表現できる階調の範囲を広くできる。例えば図５では、ＰＱカーブをピーク輝度値ＬＰでクリップした場合の出力階調値Ｏ０よりも、関係情報を示すカーブＣをピーク輝度値ＬＰでクリップした場合の出力階調値Ｏ１の方が、値が高くなり、関係情報を示すカーブＣの方が、表現できる階調の範囲を広くなる。このように、本実施形態に係る制御装置２４によると、表現できる階調の範囲が少なくなることを抑制できる。さらに言えば、本実施形態に係る制御装置２４は、投影装置の設置状態や本体の状態を反映して、最適な参照輝度値を設定することで、表現できる階調の範囲が狭くなることを抑制しながら、明るさも両立できる。また、本実施形態に係る制御装置２４によると、投影装置の設置状態や本体の状態によって投影できる輝度が異なる場合でも、映像の見え方が変化することを、適切に抑制できる。

（関係情報の設定フロー）
次に、制御装置２４による関係情報の設定フローを、フローチャートに基づいて説明する。図７は、関係情報の設定フローを説明するフローチャートである。図７に示すように、制御装置２４は、ピーク輝度値取得部４０により、スクリーン情報を取得し（ステップＳ１０）、光束量を算出して（ステップＳ１２）、スクリーン情報と光束量とに基づき、ピーク輝度値を算出する（ステップＳ１４）。本実施形態では、制御装置２４は、上述の式（２）を用いて、ピーク輝度値を算出する。次に、制御装置２４は、参照輝度値設定部４２により、ピーク輝度値に基づき、参照輝度値を設定し（ステップＳ１６）、参照関係情報設定部４４により、参照輝度値に基づき、参照関係情報を設定する（ステップＳ１８）。本実施形態では、制御装置２４は、ピーク輝度値より高くなるように参照輝度値を設定し、ＰＱカーブを参照輝度値でクリップして、参照関係情報を設定する。次に、制御装置２４は、関係情報設定部４６により、ピーク輝度値と参照関係情報とに基づき、関係情報を設定する（ステップＳ２０）。本実施形態では、制御装置２４は、参照関係情報を示すカーブＣＲを、光出力値の上限値がピーク輝度値ＬＰとなるように圧縮して、関係情報を設定する。制御装置２４は、ステップＳ２０で設定した関係情報を用いて、すなわち関係情報をＥＯＴＦとして、出力階調値を設定して画像を投影させる。

なお、制御装置２４は、一度関係情報を設定したら、その関係情報を全ての入力データに対して適用して、画像を出力させてもよい。ただし、制御装置２４は、関係情報を更新してもよい。以下、関係情報を更新する場合の処理例について説明する。

制御装置２４は、例えば投影装置１０の投影条件が変更された場合に、関係情報を更新してよい。この場合例えば、制御装置２４は、変更された投影条件に基づいて、ピーク輝度値を算出しなおす。制御装置２４は、投影条件が変更される前の参照輝度情報を示すカーブＡ（図３に示したピーク輝度値と参照輝度値との関係）に、算出しなおしたピーク輝度値を入力して、参照輝度値を算出しなおす。制御装置２４は、算出しなおした参照輝度値を用いて、ステップＳ１８以降の処理を実行して、関係情報を更新する。なお、制御装置２４は、投影条件が変更される前の参照輝度情報を用いて、参照輝度値を算出しなおすことに限られず、参照輝度情報自体も設定しなおして、参照輝度値を算出してもよい。

制御装置２４は、コンテンツが更新された場合に、関係情報を更新してもよい。この場合、制御装置２４は、異なるコンテンツを取得したら、そのコンテンツの情報に基づいて、参照輝度情報（図３に示したピーク輝度値と参照輝度値との関係）を設定しなおす。例えば、制御装置２４は、そのコンテンツのＭａｘＣＬＬやＭａｘＦＡＬＬを取得し、ＭａｘＣＬＬやＭａｘＦＡＬＬに基づいて閾値Ｌ_ＴＨを設定しなおして、参照輝度情報を更新する。そして、制御装置２４は、更新した参照輝度情報にピーク輝度値を入力して、参照輝度値を算出しなおす。制御装置２４は、算出しなおした参照輝度値を用いて、ステップＳ１８以降の処理を実行して、関係情報を更新する。

制御装置２４は、入力データ毎に、すなわちフレームやシーン毎に、関係情報を更新してもよい。この場合、制御装置２４は、フレーム毎に、参照輝度情報（図３に示したピーク輝度値と参照輝度値との関係）を設定する。例えば、制御装置２４は、フレーム毎の入力輝度値の最大値を取得して、入力輝度値の最大値に基づいて閾値Ｌ_ＴＨを設定して、フレーム毎の参照輝度情報を設定する。そして、制御装置２４は、参照輝度情報にピーク輝度値を入力して、フレーム毎に参照輝度値を算出する。制御装置２４は、参照輝度値を用いて、ステップＳ１８以降の処理を実行して、フレーム毎に関係情報を設定する。

以上説明したように、本実施形態に係る投影装置１０は、絶対輝度の情報を含む入力データに基づいてスクリーン１２に画像を投影するものであって、ピーク輝度値取得部４０と、参照輝度値設定部４２と、関係情報設定部４６と、出力階調値設定部４８と、出力制御部５０とを含む。ピーク輝度値取得部４０は、投影装置１０が所定の状態に設定され、かつ、投影装置１０がスクリーン１２に最大の出力階調値で画像を投影した場合における、スクリーン上の輝度値であるピーク輝度値を取得する。参照輝度値設定部４２は、ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定する。関係情報設定部４６は、参照輝度値とピーク輝度値とに基づき、出力階調値と、投影装置１０からの出力画像の絶対輝度である光出力値との関係を示す関係情報を設定する。出力階調値設定部４８は、入力データと関係情報とに基づき、出力階調値を設定する。本実施形態に係る投影装置１０は、ピーク輝度値よりも高い参照輝度値に基づいて、関係情報を設定する。そのため、本実施形態に係る投影装置１０は、関係情報は、表現できる階調の範囲が少なくなることを抑制できる。さらに言えば、本実施形態に係る制御装置２４は、投影装置の設置状態や本体の状態を反映して、最適な参照輝度値を設定することで、表現できる階調の範囲が狭くなることを抑制しながら、明るさも両立できる。また、本実施形態に係る制御装置２４によると、投影装置の設置状態や本体の状態によって投影できる輝度が異なる場合でも、映像の見え方が変化することを、適切に抑制できる。

また、投影装置１０は、光出力値の上限値が参照輝度値となるように、出力階調値と光出力値との関係を示す参照関係情報を設定する参照関係情報設定部４４をさらに含む。関係情報設定部４６は、参照関係情報を用いて、かつ、光出力値の上限値がピーク輝度値となるように、関係情報を設定する。本実施形態に係る投影装置１０は、ピーク輝度値よりも高い参照輝度値をクリップポイントとする参照関係情報を用いて、関係情報を設定する。そのため、本実施形態に係る投影装置１０は、関係情報は、表現できる階調の範囲が少なくなることを抑制できる。

また、参照輝度値設定部４２は、ピーク輝度値が低くなるほど参照輝度値が低くなるように設定された、ピーク輝度値と参照輝度値との関係（参照輝度情報）に基づき、参照輝度値を設定する。参照輝度情報は、ピーク輝度値が閾値Ｌ_ＴＨ未満の場合における、ピーク輝度値が単位量低い際の参照輝度値の減少量が、ピーク輝度値が閾値Ｌ_ＴＨ以上の場合における、ピーク輝度値が単位量低い際の参照輝度値の減少量よりも、少なくなるように設定されている。本実施形態に係る投影装置１０は、このように参照輝度情報を設定することで、例えばスクリーン１２上で高い輝度が実現できない場合に、表現できる階調範囲が狭くなることを、適切に抑制できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、投影装置１０が出力する画像のアスペクト比と、スクリーン１２上で有効な画像が投影される有効投影領域のアスペクト比とが異なる場合には、画像のアスペクト比と有効投影領域のアスペクト比に基づき、ピーク輝度値を算出する点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図８は、画像のアスペクト比と有効投影領域のアスペクト比とが異なる場合の例を示す模式図である。投影装置１０からスクリーン１２に画像を投影する場合には、投影装置１０から出力される画像Ｐのアスペクト比と、スクリーン１２で有効な画像が投影される有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比とが異なる場合がある。言い換えれば、投影装置１０は、設計されたアスペクト比と異なるアスペクト比の画像を投影する場合がある。例えば、横縦のアスペクト比が１６：９の画像を出力するように設計された投影装置１０が、横縦のアスペクト比が２．３５：１（シネマスコープサイズ）の画像を投影する場合がある。このような場合には、投影装置１０は、図８に示すように、有効画像領域Ｐａと、無効画像領域Ｐｂとを含む画像Ｐを出力する。有効画像領域Ｐａは、表示させたい画像が出力されるように設定された領域であり、有効投影領域ＡＲ０とは、スクリーン１２上の有効画像領域Ｐａが投影される領域といえる。無効画像領域Ｐｂは、有効画像領域Ｐａの上下に設定された領域であり、例えば黒色の画像が出力される。このような画像Ｐは、レターボックスと呼ばれる場合がある。

このようにレターボックスと呼ばれる画像Ｐを出力する場合、スクリーン１２上の有効投影領域ＡＲ０は、有効画像領域Ｐａが投影されるアスペクト比が２．３５：１の領域となる。一方、入力データにおいては、有効画像領域Ｐａと無効画像領域Ｐｂを含む１６：９のアスペクト比のデータとなり、光源２０からの光は、無効画像領域Ｐｂにおいても、有効な画像としては反映されない光（表示素子に遮断される光）として、出力される。このような場合に、有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比を用いてピーク輝度値を算出すると、無効画像領域Ｐｂを除外した分、実際よりもピーク輝度値が高く算出されてしまうおそれがある。そのため、本実施形態に係る制御装置２４は、投影装置１０から出力される画像Ｐのアスペクト比と、スクリーン１２上の有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比とが異なる場合には、画像Ｐのアスペクト比と有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比に基づき、ピーク輝度値を算出する。以下、具体的に説明する。

制御装置２４は、画像Ｐのアスペクト比と有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比に基づき、スクリーン情報に含まれる、投影画像の対角長さ（投影画像のサイズ）を算出する。例えば、制御装置２４は、次の式（３）を用いて、投影画像の対角長さであるＬ_{ｄｅｖｉｃｅ}を算出する。制御装置２４は、算出したＬ_{ｄｅｖｉｃｅ}を用いて、上述の式（２）で示したスクリーン１２上の投影画像の面積ＡＲを算出する。制御装置２４は、このようにして投影画像の面積ＡＲを算出して、ピーク輝度値を算出することで、より正確にピーク輝度値を算出できる。

Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}＝（ＡＲ_{ｓｃｒｅｅｎ}／ＡＲ_{ｄｅｖｉｃｅ}）×（ＡＲ_{ｄｅｖｉｃｅ} ^２＋１）^０．５／（ＡＲ_{ｓｃｒｅｅｎ} ^２＋１）^０．５×Ｌ_{ｓｃｒｅｅｎ} ・・・（３）

ここで、Ｌ_{ｓｃｒｅｅｎ}は、スクリーン１２の有効投影領域ＡＲ０の対角長さであり、ＡＲ_{ｓｃｒｅｅｎ}は、スクリーン１２の有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比であり、ＡＲ_{ｄｅｖｉｃｅ}は、投影装置１０から出力される画像Ｐのアスペクト比である。このＬ_{ｄｅｖｉｃｅ}を算出するための情報（Ｌ_{ｓｃｒｅｅｎ}、ＡＲ_{ｓｃｒｅｅｎ}、ＡＲ_{ｄｅｖｉｃｅ}など）は、各種センサにより測定してもよいし、ユーザ等によって入力されてもよい。また、制御装置２４は、映像解析により、無効画像領域Ｐｂの有無およびサイズを認識してＬ_{ｄｅｖｉｃｅ}を算出し、Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}を用いて、上述の式（２）で示した投影画像の面積ＡＲを算出してもよい。

なお、以上の説明では、投影装置１０から出力される画像Ｐのアスペクト比が１６：９であり、有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比が２．３５：１である場合を例にして説明したが、投影装置１０から出力される画像Ｐと、有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比とが１６：９、２．３５：１とは異なる場合にも、同様に、画像Ｐのアスペクト比と有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比に基づき、ピーク輝度値を算出する。

また例えば、投影装置１０は、映像を横方向（長手方向）に光学的に拡大するアナモフィックレンズが搭載される場合がある。例えば、アスペクト比が１６：９の画像を出力するように設計された投影装置１０を用いて、アスペクト比が２．３５：１の有効画像をスクリーン１２に投影するために、横方向に１．３３倍に拡大するアナモフィックレンズが搭載される場合がある。この場合には、縦方向（映像の短手方向）に、電気的に映像を１．３３倍に拡大するＶストレッチ機能が用いられる。映像を縦方向に拡大することで、無効画像領域Ｐｂが消失される。このように、アナモフィックレンズの光学的な横方向の拡大と、Ｖストレッチ機能による電気的な縦方向の拡大により、スクリーン１２上で正しいアスペクト比で映像が表示されるとともに、無効画像領域Ｐｂがなくなり明るさのロスを防止することができる。このような場合には、画像Ｐのアスペクト比と有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比とが同じとなるため、Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}の算出は不要となる。ただし、投影装置１０がアスペクト比１６：９の画像を出力するように設計されたものでない場合など、スクリーン１２上で正しいアスペクトで映像を表示したとしても無効画像領域Ｐｂが存在する場合には、無効画像領域Ｐｂのサイズに従って、Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}を算出してよい。

図９は、画像のアスペクト比と有効投影領域のアスペクト比とが異なる場合の例を示す模式図である。さらに言えば、アナモフィックレンズが搭載された投影装置１０を用いて、アスペクト比が１６：９の有効画像をスクリーン１２に投影する場合には、図９に示すように、有効画像領域Ｐａの左右に無効画像領域Ｐｂを設ける必要がある。例えば横方向に１．３３倍に拡大するアナモフィックレンズを使用している場合は、横方向に電気的に１．３３倍縮小する。その場合、縮小により映像がなくなる左右の領域が、無効画像領域Ｐｂとなる。このような場合にも、制御装置２４は、画像Ｐのアスペクト比と有効投影領域ＡＲ０のアスペクト比に基づき、Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}を算出する。例えば、制御装置２４は、次の式（４）を用いて、投影画像の対角長さを算出する。

Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}＝（Ｍ_{ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ}×ＡＲ_{ｓｃｒｅｅｎ}／ＡＲ_{ｄｅｖｉｃｅ}）×（ＡＲ_{ｄｅｖｉｃｅ} ^２＋１）^０．５／｛（Ｍ_{ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ}×ＡＲ_{ｓｃｒｅｅｎ}）^２＋１｝^０．５×Ｌ_{ｓｃｒｅｅｎ} ・・・（４）

ここで、Ｍ_{ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ}は、アナモフィックレンズの伸長率である。Ｍ_{ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ}は、ユーザ等がアナモフィックレンズの使用の有無を入力してもよいし、アナモフィックレンズの着脱を投影装置１０が自動で認識してもよい。このように、制御装置２４は、アナモフィックレンズが使用されている場合には、アナモフィックレンズによる光学的な伸長率と、Ｖストレッチ機能による電気的な伸長率とに基づいて、Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}を算出し、Ｌ_{ｄｅｖｉｃｅ}を用いて、上述の式（２）で示した投影画像の面積ＡＲを算出してもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、参照輝度値設定部４２が、投影装置が有する表示素子の温度情報を取得し、温度情報にも基づき、参照輝度値を設定する点で、第１実施形態とは異なる。第３実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。なお、第３実施形態は、第２実施形態にも適用可能である。

表示素子が液晶など温度特性をもつ場合、階調の応答特性を示すガンマ特性が、温度により変化する場合がある。第３実施形態に係る制御装置２４は、表示装置の温度変化に起因するガンマ特性の変化を考慮して、表示素子の温度情報を取得し、温度情報にも基づき、参照輝度値を設定する。すなわち、第３実施形態においては、第１実施形態と同様の方法でピーク輝度値から参照輝度値を算出し、算出したピーク輝度値を、表示素子の温度情報で補正して、実際に用いる参照輝度値とする。

表示素子の温度情報の取得方法は任意であるが、制御装置２４は、例えば次の式（５）に基づき、表示素子の温度である温度Ｔ_{ｄｅｖｉｃｅ}を算出して、表示素子の温度情報として取得する。

Ｔ_{ｄｅｖｉｃｅ}＝Ｔ_{ａｍｂｉｅｎｔ}＋Ｑ×Ｑ_ＤＡ ・・・（５）

ここで、Ｔ_{ａｍｂｉｅｎｔ}は投影装置１０の周囲温度であり、Ｑは投影装置１０の発熱量であり、Ｑ_ＤＡは、表示素子と周囲温度との間の熱抵抗である。Ｔ_{ａｍｂｉｅｎｔ}は、例えば温度センサなどによって検出されてもよいし、予め設定された値であってもよい。また、発熱量Ｑは、表示素子に照射される光の強度から算出され、表示素子に照射される光の強さは、投射される光束量を見積った際に使用したパラメータ（投影条件）から求めることができる。例えば、表示素子に照射される光の強度は、光源明るさ設定、光学フィルタ、照明光学系アパーチャー、照明光学系の光学部品の透過率等を用いて算出できる。発熱量Ｑには、表示素子の駆動に関わる発熱量を加算してもよい。また、熱抵抗Ｑ_ＤＡは、予め設定されていてよい。

表示素子が液晶の場合、表示素子の温度が上昇した場合には、一般的には中間階調レベルの映像の表示明るさが増加する。そのため、制御装置２４は、温度Ｔ_{ｄｅｖｉｃｅ}が高いほど、参照輝度値を高くするように補正する。これにより、温度による中間階調レベルの映像の明るさの変化を打ち消し、温度変化がない場合の映像の明るさに近づけることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態においては、制御装置２４は、照明光学系のＦ値が投射レンズのＦ値を超えないように、投影装置の照明光学系のアパーチャーを調整する。また、第４実施形態の制御装置２４は、投射レンズのＦ値が現在値を超えないように、投射レンズのアパーチャーを調整する。第４実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。なお、第４実施形態は、第２実施形態及び第３実施形態にも適用可能である。

ここで、投射レンズのズーム位置、照明光学系のアパーチャー、投射レンズのアパーチャーを動かすと、Ｆ値が変化し、映像の明るさやコントラストが変化する。映像の明るさ変化は、投影装置１０の各部のうちでＦ値が最大となるものが支配的となる。例えば、投射レンズのズーム位置により、投射レンズのＦ値が最大になっている場合には、照明光学系アパーチャーや投射レンズアパーチャーの変化による映像の明るさへの影響は限定的だが、仮に照明光学系アパーチャーが絞られて、照明光学系アパーチャーのＦ値が投射レンズのＦ値よりも大きくなった場合には、明るさの低下が大きくなってしまう。ここで、投射レンズのズーム位置は、設置条件で決まる。そのため、明るさ変化を抑制するためには、照明光学系のアパーチャーを、照明光学系のＦ値が投射レンズのＦ値を超えない範囲で調整することが好ましい。この場合例えば、制御装置２４は、照明光学系のアパーチャーの調整可能範囲を、照明光学系のＦ値が投射レンズのＦ値を超えない範囲となるように設定する。そして、ユーザが照明光学系のアパーチャーを調整する際には、制御装置２４は、照明光学系のアパーチャーの調整可能範囲を通知して、ユーザによるアパーチャーの調整を、調整可能範囲となるよう促す。同様に、制御装置２４は、投射レンズのアパーチャーを、投射レンズのＦ値が投射レンズの現在のＦ値を超えない範囲で調整することが好ましい。この場合例えば、制御装置２４は、投射レンズのアパーチャーの調整可能範囲を、投射レンズのＦ値が、投射レンズの現在のＦ値を超えない範囲となるように設定する。そして、ユーザが投射レンズのアパーチャーを調整する際には、制御装置２４は、投射レンズのアパーチャーの調整可能範囲を通知して、ユーザによるアパーチャーの調整を、調整可能範囲となるよう促す。これにより、照明光学系のアパーチャーや投射レンズのアパーチャー動作によりコントラストの向上が期待できる一方、光量低下を限定して明るい映像を実現することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、各実施形態の構成を組み合わせることも可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１０ 投影装置
１２ スクリーン
２４ 制御装置
４０ ピーク輝度値取得部
４２ 参照輝度値設定部
４４ 参照関係情報設定部
４６ 関係情報設定部
４８ 出力階調値設定部
５０ 出力制御部

Claims (7)

1. 絶対輝度の情報を含む入力データに基づいてスクリーンに画像を投影する投影装置であって、
   前記投影装置が所定の状態に設定され、かつ、前記投影装置が前記スクリーンに最大の出力階調値で画像を投影した場合における、前記スクリーン上の輝度値であるピーク輝度値を取得するピーク輝度値取得部と、
   前記ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定する参照輝度値設定部と、
   前記参照輝度値と前記ピーク輝度値とに基づき、出力階調値と、前記投影装置からの出力画像を表示する光の強さである光出力値との関係を示す関係情報を設定する関係情報設定部と、
   前記入力データと前記関係情報とに基づき、出力階調値を設定する出力階調値設定部と、
   前記出力階調値設定部が生成した前記出力階調値に基づき画像を出力する出力制御部と、
   を含む、
   投影装置。
2. 前記光出力値の上限値が前記参照輝度値となるように、前記出力階調値と前記光出力値との関係を示す参照関係情報を設定する参照関係情報設定部をさらに含み、
   前記関係情報設定部は、前記参照関係情報を用いて、かつ、前記光出力値の上限値が前記ピーク輝度値となるように、前記関係情報を設定する、請求項１に記載の投影装置。
3. 前記参照輝度値設定部は、前記ピーク輝度値が低くなるほど前記参照輝度値が低くなるように設定された、前記ピーク輝度値と前記参照輝度値との関係に基づき、前記参照輝度値を設定するものであり、
   前記ピーク輝度値と前記参照輝度値との関係は、前記ピーク輝度値が閾値未満の場合における、前記ピーク輝度値が単位量低い際の前記参照輝度値の減少量が、前記ピーク輝度値が前記閾値以上の場合における前記減少量よりも少なくなるように設定されている、請求項１又は請求項２に記載の投影装置。
4. 前記ピーク輝度値取得部は、前記投影装置が出力する画像のアスペクト比と、前記スクリーン上で有効な画像が投影される有効投影領域のアスペクト比とが異なる場合には、前記画像のアスペクト比と前記有効投影領域のアスペクト比に基づき、前記ピーク輝度値を算出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の投影装置。
5. 前記参照輝度値設定部は、前記投影装置が有する表示素子の温度情報を取得し、前記温度情報に基づき、前記参照輝度値を設定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投影装置。
6. 絶対輝度の情報を含む入力データに基づいてスクリーンに画像を投影する投影方法であって、
   投影装置が所定の状態に設定され、かつ、前記投影装置が前記スクリーンに最大の出力階調値で画像を投影した場合における、前記スクリーン上の輝度値であるピーク輝度値を取得するステップと、
   前記ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定するステップと、
   前記参照輝度値と前記ピーク輝度値とに基づき、出力階調値と、前記投影装置からの出力画像を表示する光の強さである光出力値との関係を示す関係情報を設定するステップと、
   前記入力データと前記関係情報とに基づき、出力階調値を設定するステップと、
   前記出力階調値に基づき画像を出力するステップと、
   を含む、
   投影方法。
7. 絶対輝度の情報を含む入力データに基づいてスクリーンに画像を投影する投影方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
   投影装置が所定の状態に設定され、かつ、前記投影装置が前記スクリーンに最大の出力階調値で画像を投影した場合における、前記スクリーン上の輝度値であるピーク輝度値を取得するステップと、
   前記ピーク輝度値よりも高くなるように、参照輝度値を設定するステップと、
   前記参照輝度値と前記ピーク輝度値とに基づき、出力階調値と、前記投影装置からの出力画像を表示する光の強さである光出力値との関係を示す関係情報を設定するステップと、
   前記入力データと前記関係情報とに基づき、出力階調値を設定するステップと、
   前記出力階調値に基づき画像を出力するステップと、
   を、コンピュータに実行させる、
   プログラム。
   

Images