JPH05506107A - 投写システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 投写システム この発明は投写映像表示システムに関し、より特定的に、プロジェクタによって スクリーン上に投写された光のビームが映像信号に応答して空間光変調器または 光バルブ装置によって変調される種類のシステムに関する。

空間光変調器表示装置は光変調エレメントまたは「光バルブＪのアレイを含むい わゆる「アクティブマトリックス」装置を含み、その各々は制御信号（通常電気 信号）によって制御可能であり、その制御信号に従って光を制御可能に反射また は伝送する。液晶アレイはアクティブマトリックス装置の一例であり、他の例は テキサス・インスツルメンツ（Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　）によっ て開発され、かつたとえばＵＳ４６１５５９５、またはエル・ジエイ・ホーンベ ック（Ｌ　Ｊ　Ｈｏｒｎｂｅｃｋ）によるＩ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　Ｔｒａｎｓ、電子装 置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｔｃｅｓ）　Ｅ　Ｄ　−３０，５３９（１９８３ 年）のｒ１２８ｘ１２８変形可能なミラー装置（１２８ｘ１２８　ｄｅｆｏｒｍ ａｂＩｅ　ｍ１ｒｒｏｒ　ｄｅｖｉｃｅ）　Ｊにおいて説明される変形可能なミ ラー装置１　（ＤＶＤ）アレイである。ＤＭＤアレイを使用する色映像投写表示 システムの１つの型はＵＳ　４６８０５７９で説明される。

一般的にいうと、ＤＭＤアレイは複数個の別個にアドレス指定される電気的に偏 向可能なミラーを含み、もし光ビームがアレイ装置上に向けられれば、アレイに よって所与の方向に反射された光は各ミラーの傾斜の角度に依存し、その結果映 像画像は映像信号のフレームの画素値に従ってアレイのミラーをＭ御することに よって反射された光のビーム上に重畳され得る。強度のグレースケールを生み出 すために、アナログ制御信号を使用して連続範囲の間で各ミラーの角度を制御す ることが可能であるが、よりよいコントラストを与えるはるかに好ましい代替の 方法は、実質的な反射状態と非反射状態とに対応する２つの位置の間のミラー偏 向を制御すること、およびミラーが反射状態にある時間の長さを制御することを 含む。コリンズ（Ｃｏｌｌｉｎｓ　）他の「応用光学（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔ ｉｃｓ）　Ｊ第２８巻、徹２２．１９８９年１１月１５日、頁４９０４の「変形 可能なミラー装置空間光変調器およびその光学神経ネットワークへの適用性（Ｄ ｅｆｏｒｍａｂｌｅ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ　５ｐａｔｉａｌ　Ｌｉｇｈ ｔ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ　ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ 　ｔｏ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗａｒｋｓ）　Ｊで説明される ようなパルス輻変調技術を使用することも可能であるが、好ましい技術は１９９ １年１月４日に出願された英国特許出願第９１００１８８．３号　（代理人番号 ３２０３２０１）において開示され、引用によりここに援用する。

色表示を生み出すために、３つの別個に照射されたアクティブマトリックス装置 が与えられ、各々はそれぞれの色信号によって制御され、かつそれぞれの色光ビ ームによって照射され、変調された色光ビームは表示のために再び結合され、こ れはたとえばＵＳ４６８０５７９または１９９１年１月２５日に出願された英国 特許出願９１０１７１５２および９１０１７１４．５　（代理人番号３２０３３ ０１および３２０３４０１）で開示されるようなものであり、引用によりここに 援用する。

アクティブマトリックス装置ではない空間変調器装置の一例は「アイドファ（ｅ ｉｄｏｐｈｏｒ）　Ｊ　システムであり、このシステムにおいて油膜は光ビーム によって照射され、かつ同時に油膜の反射状態を制御するように作用する映像信 号によって＃ｌ＃される電子ビームによって走査される。

一般に投写システムを使用すると、観覧空間（たとえば観客席）にいる観察者に よって知覚される投写された画像の全体の光レベルは、スクリーン領域にわたっ て異なる。

相対的に大きなスケール強度のばらつきは、たとえば、投写システム（具体的に は投写レンズ）の物理的ジオメトリによるスクリーンの端縁に向けての光強度の 減少によって引き起こされ、これは１口径食（ｖｉｇ口ｅｔｔｉｎｇ）　Ｊ　、 つまりスクリーン領域にわたる入射角のばらつきによる光強度のばらつき、とし て既知である。

ＵＳ４２１０９２８は先行技術の表示システムを示し、それは光変調器よりはむ しろブラウン管を使用して、スクリーンより前に投写された光ビームの光路内に 光妨害プレートを設けることによってこの型の強度のばらつきを訂正する。しか しながら、ブラウン管を使っても、この解決策は未完成工あり、かつ制限された 有用性しがない、なぜな５、　らそれは投写システムとスクリーンとの各組合せ に対して高精度の光部品を形成するおよび／または機械的に整列することを含む からであり、それは観客席または映画館の投写システムのような応用には高価で ある。

）　非常に小さな機械部品が電気的に偏向されるＤＭＤ表示〉　のようなアクテ ィブマトリックス表示において、機械的要因のためにＣＲＴと比較して画素エレ メントの偏向の効率に大きなばらつきが生じ得る。

他の問題はスクリーン上の画像の全体の光レベルまたは強度のばらつきか観覧空 間の異なる位置から眺められた場合、異なって変化するということである。これ は高利得観覧スクリーン（言い換えれば「パーライト（ＰＥＡＲＬ［ＴＥ）スク リーンのような実質的な方向反射特性を有するもの）が採用された場合に特にそ うであり、一般に、光の大半はスクリーンが一方側から眺められた場合、反射の 強度が急に減少した状態でスクリーンに対して直角に反射される。観覧領域内の １つの位置からの眺めを改良するために計算されるまたは引き出される訂正は、 他の点では実際に事態をより悪くし得る。

他の問題は非常に小さなスケール上の強度のばらつきはプロジェクタ内のアクテ ィブマトリックス表示装置の特定のピクチャエレメントの応答におけるばらつき によって発生することが可能であり、この問題は現在利用可能なりＭＤ装置にお いて特に著しい、なぜなら個々のミラーの機械的および電気的応答は製造のばら つき、および大気中の湿気のような環境的要因に敏感であるからである。目は一 般にこの型の単一の分離された画素強度のばらつきには応答しないか、装置を横 断する多数のばらつきは「粒状」、「ダーティウィンド」、「シルクストッキン グ」または「モザイク」効果のように様々に知られる空間的界ノイズの出現の原 因となる。

ＥＰＯＩ８４９０１はブラウン管を（投写表示応用のためてはない）、映像カメ ラを使用して各色に対するピーク振幅を示すフレームに対するブラウン管の応答 の写真をまず撮り、それからカメラ出力をデジタル化して各色に対する記憶され たフレーム訂正信号を与えることによって、訂正することを提案する。使用に際 して、記憶されたフレーム訂正信号は表示されるべき映像信号と同期して読出さ れ、アナログ信号に変換され、かつ映像信号から減じられる。

しかしながら、ブラウン管の同時写真が撮られるので、カメラはブラウン管の直 前に位置決めされることが必要である。

１つの局面において、この発明は装置の変調効率における画素ごとのばらつきを 補償するための手段を有する空間変調器装置投写システムを提供する。他の局面 において、この発明は空間再生効率におけるばらつきの訂正が投写システムの遠 い場所（たとえば観客席または観覧室Ｍ）に置かれたセンサから引き出される投 写システムを提供する。

さらに他の局面において、この発明は方向依存表示スクリーン、およびスクリー ンの方向依存性の知覚された効果を減少するための手段を含む投写システムを提 供する。さらに他の局面において、この発明はそれか向けられている各表示画素 エレメントの効率を補償するために入力映像信号の画素サンプルの効率における ばらつきを補償する方法を提供する。この発明の他の局面は請求の範囲および以 下の詳細な説明から明らかである。

どのようにこの発明が実行され得るかは例によってのみ、かつ添付の図面を参照 してここに説明され、図１はこの発明が適用される８１類のプロジェクタシステ ムを例示する図式の平面図であり、 図２は図１に示されるシステムの図式の側面図であり、図３はこの発明の一実施 例のブロック回路図であり、図４Ａないし４Ｃはアクティブマトリックス投写シ ステムの一般構造を示す概略のブロック図であり、図５はこの発明に従う表示シ ステムの一部の一般構造を示すブロック図であり、 図６はこの発明に従うシステムで適用されるべき訂正を引き出す１つの方法を示 すフロー図であり、さらに図７は図５の装置によって実行される訂正のプロセス を示すフロー図である。

図４Ａを参照して、投写システムは、反射スクリーン（たとえば映画館のスクリ ーン）Ｂとプロジェクタ八とを含み、このプロジェクタはスクリーンＢ上に焦点 法めされた画像を発生するようにスクリーンに関して位置決めされ、かつ整列さ れる。

プロジェクタＡはランプＡＩを含み、これは典型的には映画館への適用のために 数キロワットで見積もられ、たとえば５１２Ｘ５１２の別個の画素ミラーのＤＭ Ｄアレイを含む平面アクティブマトリックス表示装ｆｆＡＺ上に向けられる光ビ ームを発生する。表示装置Ａ２の各ミラーはアドレス指定回路Ａ３によってアド レス指定されるように個々に接続され、この回路は任意の好都合なフォーマット （たとえば直列ラスタ・インタレース走査フィールドフォーマット）で映像信号 を受取り、映像信号内の対応する画素値に従って個々のミラーの各々を制御する 。アクティブマトリックス装ｆｔＡ２から（より正確に言えば、選択的に活性化 されている装置のこれらの画素から）反射され、かつ変調されたビームはプロジ ェクタレンズシステムＡ４に向けられ、このシステムは図４Ｂに概略的に示され るように従来の態様でビームを集束し、拡大して、スクリーンＢ上に向ける。三 原色システムにおいて、別個の照射配列Ａｌａ−Ａｌｅで３つの別個の色映像信 号の各々によって駆動される３つの別個のアクティブマトリックス装置Ａ２ａ− Ａ２ｃが、前述の先行技術に開示され、かつ図４Ｃ１ｍ概略的に示されるように 設けられてもよく、３つの装置Ａ２ａ〜Ａ２ｃから反射された光は結合され（図 示せず）、レンズＡ４に与えられる。

図Ｉおよび図２を参照して、観客席での使用において、プロジェクタＡはスクリ ーンＢから距離をおいて位置決めされ、このスクリーンは弧形であり、プロジェ クタＡは孤の湾曲の中心を通る線上に位置決めされる。観覧空間、または観客席 ＤＥＦＧ、はプロジェクタＡとスクリーンＢとの間に位置する。

点Ｃは知覚画像がそこから最適であるべき位置として観覧空間ＤＥＦＧ内に選択 される。

光検出器８は、点Ｃから知覚されるスクリーンＢ上の光強度のレベルを検出する ために、点Ｃに位置決めされる。

前述のように概説された投写システムの操作の一般モードがこれより説明される であろう。

図５および図６を参照して、このシステムは、プロジェクタＡが作動するときに スクリーンＢの各部分または各画素に対応する訂正信号を（光検出器８を介して ）得ることによって、まず校正される。

第１の色（たとえば赤、緑および青の１つ）が選択され、その色のためのランプ Ａ１が活性化され、その色に対応するアレイ装置Ａ２を照射し、その色の十分な 強度（たとえばピーク輝度）を表わすテスト映像信号がアドレス回路Ａ３に与え られ、この回路はアレイ２の各画素を順次活性化する。この活性化シーケンスは 便宜的にラスタ、すなわち行ごとに走査されたソーケンスである。

点Ｃに置かれる光検出器８はスクリーンＢから反射された光強度を読み取る。光 センサ８の出力から引き出されたデジタル信号は、表示装置Ａ２の各画素のため のロケーションを含むのに十分な大きさの記憶装置２のロケーションに記憶され 、色システムに１つの記憶装置（またはその領域）か各アレイＡ２ａ＝Ａ２ｃの ために設けられる。そのロケーションのアドレスは書込みアドレス発生回路６． ７によって保持され、その出力は次の画素に備えて増分される。アドレス指定回 路Ａ３は次に表示装置Ａ２の次の画素を活性化し、センサ出力が再度同様に記憶 装置２内の対応するロケーションに記憶される。

マトリックス装置Ａ２の各画素に対して続出が行なわれたとき、次の色が選択さ れ、その色のテスト映像信号が発生され、その色に対応するアレイ装置に与えら れ、このプロセスがアレイ装置のすべての画素について繰返される。

記憶装置２に記憶される信号は、センサ８のデジタル化された出力を単に含み、 センサ８によって検出された光の強度を表わしてもよい。代替的に、センサ８の 出力は記憶に先立って処理されてもよい（たとえば存在する任意の周囲光に対応 する値を減算する）。

記憶装置２はピーク振幅または輝度に対応する映像信号について各画素に対応し て知覚された光強度の写像を、このように画素ごとに記憶する。したかってこれ は任意のスケールでその画素の効率性またはアンブリチュートレスポンスを表わ す。

光強度または画素表示エレメントの効率性のその写像は次に、Ｂ上に全体として 投写された画像が実質的に均一な強度を育するように点Ｃから知覚されるように 、各画素表示エレメントに関してプロジェクタＡによって投写される光を重み付 けまたは修正するために使用される。より特定的には、これは与えられた映像信 号の振幅を修正して、表示装置Ａ２の画素領域を変調するために使用される。

図５および図７を参照して、これは、受取られた映像信号に同期して記憶装置２ にアクセスし、その時点の映像信号が関連する画素表示エレメントに対応する記 憶された訂正値を引出し、かつその訂正信号に従って映像信号の値を訂正するこ とによって達成される。したがって、訂正回路３は記憶装置２から映像信号およ び訂正信号を受取り、この訂正信号に従って映像信号を処理して訂正された映像 信号を発生する。映像信号の各フレームが完了した後、記憶装置２をアドレス指 定するアドレスカウンタ６．７は映像信号の次のフレームの最初に受取られた画 素値に対応するようにリセットされる。

点Ｃの１点だけにおけるスクリーン強度の知覚に基づいてプロジェクタ八を制御 する代わりに、プロジェクタＡは多数の位置、たとえば図１の点ＨＪＫＬで位置 決めされる光検出器８ａ、８ｂに基づいて制御され、観覧空間全体ＤＥＦＧ内に 最適観覧領域を規定してもよく、この場合知覚光レベルは点よりむしろ領域にわ たって訂正される。

第１の、または唯一のセンサ位置Ｃは好ましくはプロジェクタＡから投写された ビームの中心軸に沿って置かれる、というのはプロジェクタへの幾何学的または 視覚的制限および／またはスクリーンＢの指向性による広範囲の強度のばらつき か一般に中心線のどちらの側にも対照的に分配されるからである。光センサ８の 垂直方向の高さは好ましくは図２に示されるように平均的観覧者の目の高さぁた りである。

追加の点Ｈ，Ｊ、におよびＬがらの信号は、記憶装置２に記憶される訂正信号が 点Ｃがらの信号がらより少ない程度にこれらの信号に依存するように、または一 般に訂正信号か（スクリーン全体にわたる強度のばらつきがこれらの位置におい て不可避的に大きいことが予期されるので）プロジェクタビームの中心線からよ り遠くへ順次に分配されたセンサからの信号により少ない程度依存するように、 重み付けされてもよい。

観客席内の様々なセンサの位置からの信号へ与えられる重み付けを決定するため に他の規準が使用されてもよく、たとえばより安い席に対応する位置を存する信 号はより高い席に対応する位置より少なく重み付けが与えられてもよい。

〕　個別のセンサ８．８ａ、８ｂは各点Ｃ，Ｈ，Ｊ、に、Ｌｔ　て設けられ得る か、各位置に順次配置される単一のセンサ８を使用して、各位置で行なわれる読 取を記憶し、その後′　それらを結合して、訂正信号を与えるとより好都合であ ろう。同様に、一度訂正信号か引きだされると、その光セン【・　サ、または各 光センサ８は好ましくは観客席から取り去られる。しかし、アクティブマトリッ クス装ｆｕｌｌの個々の画素の性能は規定時間を越えると変化するかもしれない ので、訂正信号か再び引きだされるか、または周期的に（たとえば１か月に１度 、または１年に１度）更新されることが好ましい。

前述の一般操作を行なうための特定の配置が図３を参照してこれより説明され、 この図は明瞭にするために単一の光変調器マトリックス装置に関するそれらのエ レメントだけを示し、色投写システムにおいては、無論、２つのさらなる実質的 に同一の配置が各色に対して１つ設けられるであろう。

プロジェクタＡによって投写されるべき映像信号は入力１７においてアナログ形 式で受取られ、アナログ−デジタルコンバータ１８によってサンプリングされ、 かつデジタル化されて、従来の映像フレーム記憶装置１に記憶され、そこで映像 データのフレームがアクティブマトリックスｌＩのものに対応するコラムアドレ ス（Ｘ）およびロウアドレス（ｙ）によって規定されるアドレスに記憶される。

映像フレーム記憶装置１はｘ、ｙｉｌ込アドアドレスえるための手段（それぞれ １９および２０）と、ｘ、ｙ読出アドレスを与えるための手段（それぞれ１３お よび１４）とを存する。書込および続出アドレスシーケンスは、データのフレー ムか第１のフォーマットで書込まれ、第２の異なるフォーマットで続出されるこ とを可能にするために異なるものであってもよい。

各プロジェクタアレイＡ２にはＤＶＤライトバルブ・アクティブマトリックスア レイ１１を含み、これはＤＭＤアレイＩＩの選択された画素ミラーをアドレス指 定して、その結果それか対応する映像信号値に従って偏向するように配列される 駆動回路１０を有する。

駆動回路１０は制御切換ユニット９によって制御され、これは映像フレーム記憶 装置ｌからの映像値のシーケンスおよび対応する画素Ｘ、ｙアドレスを受取る。

そうでなければスクリーンＢ上に現われたであろう光の強度を変化させるために 、映像フレーム記憶装置１から制御スイッチ９および駆動回路ＩＯを介してアレ イ１１に送られる信号を修正するための手段もまた設けられ、そのばらつきは結 果的に点Ｃにおける、または予め定められた領域ＨＪＫＬ内の観覧者かスクリー ンＢ上の画像全体を（映像画像そのものの意図的変化を無視して）実質的に同し 光強度のものとして知覚するようなものである。

これらの手段は基準フレーム記憶装置２を含み、光検出器８からの信号かアナロ グ−デジタルコンバータ１５を介してその中に送られる。

１つより多くの光検出器か使用され（たとえば光検出器８に加えて光検出器８ａ および８ｂ）、３つの光検出器からの信号は総和回路１６によって総和をとられ る。センサの出力は、センサからプロジェクタへの接続配線か観客席内のかなり の距離を横切り、それによって信号損失が起きるかもしれないので、好ましくは 位１１ｃ、Ｈ，Ｊ、に、Ｌでそれぞれのヘッド増幅器１２．１２ａおよび１２ｂ によって増幅される。

基準フレーム記憶装置２はデジタルロウおよびコラムアドレス回路６．７の形式 でその中にロケーションをアドレス指定するための手段が設けられ、これらはそ の出力が記憶装置２のアドレス線に接続されるそれぞれのカウンタ６ａおよび７ ａを含む。これらは基準光強度、または訂正信号上の順次の続出および書込動作 を能動化するために使用される。言い換えれば、アドレス回路６ａおよび７ａの 機能は、必要とされる知覚光強度レベルの基準写像が基準フレーム記憶装置２に 記憶され、かつそこから検索されることを可能にすることであり、これらのレベ ルはデジタル−アナログコンバータ１５によってデジタル形式へ変換された後、 光センサ８．８ａ、８ｂから引きだされている。

２つのフレーム記憶装（ｌＩ■および２のアドレス指定モード（すなわちアドレ ス指定回路６．７によって生じたアドレスのシーケンス）は走査制御モジュール ５によって制御される。このモジュールか作動する態様は、使用されている特定 のプロジェクタによって必要とされる映像信号のフォーマット、および入力映像 信号がその中で受取られるフォーマットによって、たとえば走査のモードに従っ た一対のインタレースされた電界、および／または画素、線、または電界の形式 で一度に与えられる順次走査として、ある程度変化するであろう。

アナログ−デジタルコンバータ１８からのデジタル化された映像信号、および基 準フレーム記憶装置２からの訂正信号は訂正ユニット３へ送られ、これは出力信 号を映像フレーム記憶装置ｌへ発生する。

訂正ユニット３は照射効率のばらつきを補償するように、基準フレーム記憶装置 ２に含まれる光強度写像に従って、アナログ−デジタルコンバータ１８からの映 像信号を修正する。

訂正ユニット３は好ましくはデジタル除算器回路を含んで、基準フレーム記憶装 置２に記憶される対応する訂正値（これは映像サンプルかそれに定められている 画素表示エレメントが発生し得る最大強度に対応するであろう）によって、たと えば桁送りおよび減算を繰返すことによって、Ａ／Ｄコンバータ１８からの各デ ジタル映像サンプルを除算してもよく、それによってマトリックス装置１１の各 画素エレメントによって受取られた映像サンプルかその画素エレメントか発生し 得る最大応答に反比例してスケーリングされ、したかってマトリックス全体にわ たる映像信号への強度分配、または応答に等化か行なわれる。

このシステムを校正して、基準フレーム記憶装置２の内容を引きだす方法がこれ より、より詳細に説明される。

映像プロジェクタへのアクティブマトリックス１１への映像入力か走査制御モジ ュール５からの信号に応答して制御スイッチ９によってピークホワイトに対応す る定数値にセットされる。同じ信号が、カウンタ６ａ、７ａから引きだされる順 次のアドレス信号をアクティブマトリックス１１のアドレス線上に与えて、映像 信号がそのために与えられる画素を選択するためにも使用される。

走査制御モジュール５もまた基準フレーム記憶装置２をその書込モードヘセット し、映像フレーム記憶装置ｌおよび基準フレーム記憶装置２の両方で順次走査を 開始する。

プロジェクタＡか、画素ごとのシーケンスを活性化することによって走査を行な うと、光センサ８または光センサ８．８ａ、８ｂは知覚された光レベルを測定し 、信号を発生して、その信号は増幅器Ｉ２によって増幅される。複数の光検出器 ８．８ａ、８ｂの場合、それらの関連の増幅器１２．１２ａ、１２ｂからの信号 はアナログ総和回路１６によって総和かとられてもよい。交互の抵抗器（図示せ ず）が異なる検出器からの信号を異なるように交互にする、または増幅するよう に、たとえば周辺の点ＨＪＫＬにおける乙の（８ａ、８ｂ）を点Ｃにおけるもの （８）より多い分たけ交互にするように設けられてもよい。これらの信号は次に アナログーデジタルコンバータ１５を通過して、結果的に生したデジタル信号か 適切なアドレスで基準フレーム記憶装置２内に書込まれる。

好ましい実施例において、一時ノイズの効果（すなわちたとえば空気または塵を 暖めることによる時間によって変化する強度のばらつき）を低減するために、こ のような多数の校正の結果が、基準フレーム記憶装置２へ算術プロセッサ３０を 加えることによってその平均をとられてもよい。

この実施例において、Ｘ、ｙアドレス回路６．７によってアドレス指定された基 準フレーム記憶装置２のロケーション内にＡ／Ｄコンバータ■５から受取られた デジタル値を単に書込むよりむしろ、算術プロセッサ３０はそのロケーションに 存在する値を読出し、Ａ／Ｄコンバータ１５がらの値を加算し、基準フレーム記 憶装置２内のそのロケーションにその総和を書戻す。この実施例においてＡ／Ｄ コンバータ１５はたとえば６ビツトの分解能を有してもよく、基準フレーム記憶 装置のロケーションはより多数のビット（典型的には８ヒツト）を含んてもよい 。したがってすべての画素に４回連続して走査を行ない、したがって４つの画素 値の記憶された総和を各ロケーションに生ずることか可能である。これらの記憶 された総和は次に、各ロケーションの内容をちょうど２回桁送りすることによっ て４で除算されて、平均値を生ずるか、またはより好都合に除算器ユニ、ト３か 上位６ビノトたけを基準フレーム記憶装置２のデータバス出力から受取るように 接続されてもよい。

１つの、または複数の校正走査か完了すると、知覚された光値または訂正値のパ ターンが基準フレーム記憶装置２内に保持される。

映像信号かその中で訂正されるプロジェクタへの通常の動作走査シーケンスかこ れより説明されるであろう。

走査制御モジュール５は、入って来るデジタル映像信号かそのデータバスからそ の中に読出されるように映像フレーム記憶装置１を能動化する。

入って来る映像情報は直列フォーマントに表わされる。

このフォーマットに従って、かつマトリックス１１が走査されるべきフォーマッ トに従って、書込アドレスシーケンスが（従来の態様の）アドレス手段１９．２ ０によって発生され、連続するデジタル値が映像フレーム記憶装置ｌのシーケン スのアドレス内に書込まれる。たとえば、もし行走査された映像信号が受取られ 、マトリックスもたとえば同一の５１２Ｘ５１２行の走査を行なうようにアドレ ス指定されれば、Ｘアドルス回路Ｉ９は循環カウンタとして作用して、画素速度 てクロックされて、ｌ−５１２をカウントし、行全体を走査し、かつ各サイクル ごとに一度（すなわちｌ１５１２画素速度で）ｙアドレス回路２ｏを増分する。

ｙアドレス回路２０は同様に１−５１２１１ｔ７をカウントする循環カウンタを 含む。フレーム記憶装置内の画素Ｘ、ｙの絶対アドレスはｙ＊５１２＋ｘによっ て与えられてもよい。

回路１９．２０において発生されたｘＳｙアドレス信号は基準フレーム記憶装置 ２のアドレスバスにも与えられ、これはしたがってそのデータ出力線で対応する 訂正サンプルを発生する。Ａ／ＤコンバータＩ８から受取られた訂正サンプルお よび映像信号サンプルは除算器ユニット３へ与えられ、これは基準フレーム記憶 装置！２から（平均化された）ビークサンプルで映像サンプルを除算し、除算器 ユニット３によって生じる訂正された映像サンプルは入力として映像フレーム記 憶装置ｌのデータバスへ与えられる。

この除算は好ましくは図示されるようにデジタル的に行なわれるが、映像信号か デジタル形式に変換される前にハイブリッドまたはアナログ手段によって行なわ れ得る。

前述の除算方法が極めて単純かつ正確であるが、映像信号を訂正する他の方法（ たとえばＥ　Ｐ　０１８４９０１号に開示される減算処理）も代わりに使用され 得る。１つの特に明らかな代替法は、基準フレーム記憶袋Ｒ２内の記憶に先立ち ｌをＡ／Ｄコンバータ１５からのデジタル信号で除算し、除算器３をデジタルま たはハイブリッド乗算器で置き換えることであろう。

このように訂正された映像信号は次に映像フレーム記憶装置１内に続出され、そ こからそれがマトリックス１１へ（駆動配列１０を介して）、続出アドレス回路 １３．１４によって発生されたＸ、ｙアドレスシーケンスを含む適当なフォーマ ントで読出される。別個の続出および書込アドレス回路はこのように走査変換動 作を可能にする。例えば、もしＸ読出アドレスジェネレータ１３かＸ書込アドレ スジェネレータ２０と同じシーケンスを生じ、かつｙ読出アドレスジェネレータ １４がＸ書込アドレスジェネレータ１９と同じシーケンスを生じれば、続出走査 は行ごとの書込定歪に対して列ごとであろう。

この目的のために走査制御モジュール５は、走査制御ユニット９が映像フレーム 記憶装置１１：Ｉ！！連する続出アドレス指定システム１３．１４から適当なフ ォーマットでプロジェクタヘアドレス指定情報を送るように、走査制御ユニット ９をセットする。

訂正ユニット３が作動する態様がこれより簡単に説明されるであろう。

一方がスクリーンの中心に置かれ、他方がその端縁部に置かれる、スクリーンＢ の領域に関する２つの特定の画素Ｐ１およびＰ２を検討されたい（ＩＮＩを参照 ）。

画素ＰＩはプロジェクタＡの中心線上にあるので、スクリーンＢ上のその光強度 はこの発明の訂正システムがないと、スクリーンＢ上の任意の点のＣにおける観 覧者によって知覚されるように最大の光強度であろう。

対照して、Ｐ２で表わされる画素は観覧者によって知覚される最低光強度であろ う。この訂正システムの目的は点Ｃにおける観覧者によって知覚される光強度Ｐ ＩおよびＰ２を（均一な画像について）実質的に同じにすることてあり、または より一般的には観客席内の領域ＨＪＫＬ全体の強度に等化を行なうことである。

訂正ユニット３はＰｌにおける光強度を訂正されないシステムにおける場合と同 じに保つように操作することができ、Ｐ２における光強度をｐｔと実質的に同じ になるように引き上げる。代替的にＰｌにおける光強度はＰ２における強度と実 質的に等しいレベルにまで引き下げられることができる。さらなる可能性は、Ｐ ｌおよびＰ２における光強度が平均をとられ、それらを実質的に同じにするため にその平均値がＰｌおよびＰ２において置換されることである。

これらの様々な動作のいずれが実際に行なわれるかは、センサ８からの信号がＡ ／Ｄコンバータ１５によってデジタル化される態様に従り、もし記録された最高 の信号値かｌとしてデジタル化されれば、除算の結果はＰｌにおける光の振幅を 変化させないままにする一方、Ｐ２のような画素における光の振幅を増加させる ことである。他方、もし記録された最低の信号値が１としてデジタル化されれば 、最低のものよりより効率的な（ＰＩのような）すべての画素の振幅が低減され る。

一般にピークホワイト・デジタル値より高く画素の値を増加させることは実際に は不可能であるため、デジタルシステムにおいて後者のプロセスを使用して、Ｐ Ｉのようなより効率的な画素に与えられる映像信号の振幅を低減することか好ま しく、それによってグレースケールかクリッピングを行なわなくても正確に保持 される。これを達成するために、Ａ／Ｄコンバータ１５または増幅器１２は可変 利得側１ＩＩ（たとえばデジタル的に切換えられた抵抗ネットワーク）が設けら れてもよい。適当な利得制御設定を引き出すために、テスト走査が行なわれても よく、Ａ／Ｄコンバータ１５によってデジタル化された最低の代表デジタル画素 値か記憶される。算術ユニット（たとえばマイクロプロセッサ）は次に記憶値に 反比例して利得制御のセツティングを変更し、その結果、その値が校正走査にお いて再びデジタル化されるとき、その値はおよそＩてあろう。校正走査がそこで 前述のように行なわれる。

色バランスの変化を避けるために、同じ利得制御のセツティングか３原色すべて について使用されるべきである。

この型の訂正は全体の画像輝度を低減しかちであるので、ランプＡＩの出力はた とえば利得制御セツティングの値に従って、または測定された最小および最大の 画像効率間の差に従って、たとえばサイリスタ位相制御を使用して、対応して増 加されてもよい。

このようにこの発明の訂正システムは眺められる画像の質が次のように改良され ることを可能にする。

電子光学的に制御されたプロジェクタから投写された画像フォーマット内の各個 々の画素の効率のばらつきによって生じる空間ノイズか低減される。

プロジェクタの対物レンズ内の口径食の効果によって生した視覚される光レベル のばらつきか低減される。

特定の点における、または観覧空間内の特定の領域内の観覧者によって知覚され る投写スクリーンの指向性反射特性によって生しる光レベルのばらつきか低減さ れる。

好ましくは欠陥画素を補償するための手段もこの発明に従ったシステムに設けら れ、このような手段はこの中で引用によって援用されたこの出願と同じ優先権主 張臼および出願口を有する我々の出願ＰＣＴ／ＧＢ９１／・・・・・（代理人番 号第３２０３０９９号）において開示される。

℃ 要約書 光のヒームかスクリーン上にプロジェクタによって投写され、ヒームは電子映像 情報によって変調される種類の投写システムは、スクリーンの異なった部分にあ たる光の強度を、スクリーンを眺めている観察者にとって前記光強度がスクリー ンの実質的に全領域にわたって実質的に均一であると知覚されるように、変える ための手段か設けられることを特徴とする特 国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　９１００５５１ Ｓ＾　４６３７３

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．光源と、二次元空間光変調器装置とを含み、前記装置はそれに入射する光を 変調するように別個に制御可能な複数個の異なる領域を含み、さらに投写のため の映像信号を受信し、それに応答して前記変調器装置の前記領域を別個に変調す るための制御手段を含み、前記変調器装置は前記光源のビーム内に位置決めされ 、さらに前記変調器によって変調された前記光源からビームを受信するように位 置決めされたスクリーンとを含む投写システムであって、スクリーンを眺める観 察者にとって前記光がスクリーンの領域にわたって実質的に均一であると知覚さ れるように、スクリーンの異なる部分にあたる光の量を変えるための手段が設け られることを特徴とする、システム。
2. ２．変調器装置はアレイとして配列される複数個の個々に制御可能な変調エレメ ントを含み、かつ映像信号に応答して前記エレメントに個々にアクセスするため の手段が設けられる、請求項１に記載のシステム。
3. ３．エレメントは電気的に偏向可能なミラー装置を含む、請求項２に記載のシス テム。
4. ４．光センサから信号を受信するための、および映像信号の後続の訂正の際に使 用するための基準信号をそれから発生し、スクリーンにその異なる部分で投写さ れる光の強度を変えるための手段をさらに含む、いずれかの先行する請求項に記 載のシステム。
5. ５．前記受信手段に結合された光センサを含む、請求項４に記載のシステム。
6. ６．受信手段はスクリーンの全領域に対応する信号値を含むように寸法決めされ た基準記憶装置での記憶のためのデジタル信号を供給するように配列され、かつ 複数個の連続画素値として映像信号を受信するための、前記記憶装置から対応す る訂正値を読出すための、かつ前記スクリーンから訂正された光強度を生み出す ような態様で訂正値に従って画素値を処理するための手段が設けられる、請求項 ４または請求項５に記載のシステム。
7. ７．前記訂正された画素値は前記変調器装置を制御するために使用されるより前 にフレーム記憶装置に記憶される、請求項６に記載のシステム。
8. ８．連続のアドレスを発生して画素データを前記フレーム記憶装置に書込むため の手段と、連続のアドレスを発生して前記フレーム記憶装置から画素データを読 出すための手段とが設けられ、２つの連続は走査変換を与えるように異なってい る、請求項７に記載のシステム。
9. ９．プロジェクタとスクリーンとを含む投写システムで空間的に非均一なアンプ リチュードレスポンスを訂正する方法であって、プロジェクタは映像信号に応答 して前記スクリーン上に映像画像を投写し、前記方法はスクリーンの異なる領域 から振幅応答の測定を引き出すステップと、そのように引き出された測定を使用 してスクリーンのそれぞれの領域に向けられるであろう映像信号の対応する部分 を訂正するステップとを含み、測定は前記スクリーンの前の異なる観覧場所に対 応する複数個の異なる位置で受信された光振幅を測定することによって引き出さ れる、方法。
10. １０．他のものよりいくつかの位置からの測定がより大きく考慮される、請求項 ９に記載の方法。
11. １１．スクリーンの異なる領域は選択的に連続的に照射され、かつ対応する測定 は各位置で連続的に行なわれる、請求項９または請求項１０に記載の方法。
12. １２．映像信号値は前記測定から引き出された記憶された対応する訂正値に従っ て連続的に訂正される、請求項９ないし１１のいずれか１つに記載の方法。
13. １３．プロジェクタと入力映像画像信号に従ってプロジェクタが投写された画像 を向けるスクリーンとを含む投写システムを使用して画像を表示する方法であっ て、投写システムの強度応答における空間のばらつきを測定するステップと、前 記強度応答におけるばらつきを実質的に減少させるようにスクリーンの異なった 部分にあたる投写された画像の強度を変化させるステップとを含む方法であって 、前記測定するステップは時間で異なる点で複数個の類似の測定を実行するステ ップと、さらに強度応答における一時的なばらつきのそれに対する効果を減少さ せるように前記測定の結果を組合せるステップとを含むことを特徴とする、方法 。
14. １４．映像信号を表示する方法であって、表示スクリーン上に空間光変調器装置 を介して光ビームを向けるステップと、さらに映像信号に依存して光ビームを様 々に変調するように空間光変調器装置を制御するステップとを含む方法であって 、予め定められた基準信号に依存して映像信号を修正し、ビーム、変調器または スクリーンでの照射効率における空間のばらつきの知覚される効果を減少させる ステップを含むことを特徴とする、方法。
15. １５．前記スクリーンに対して観覧位置に光センサを位置決めすることによって 基準信号を引き出すステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１４に記載 の方法。
16. １６．訂正は映像信号の各部分を、映像信号のその部分を再生するであろう再生 装置の部分の知覚される照射効率に逆比例の関係でスケーリングするステップを 含むことをさらに特徴とする、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
17. １７．スケーリングは映像信号の任意の部分の値を増加させないことをさらに特 徴とする、請求項１６に記載の方法。
18. １８．前記スケーリングの前記再生された画像の全体の輝度に対する効果を減少 させるように光ビームの電力を設定するステップをさらに特徴とする、請求項１ ６または請求項１７に記載の方法。