信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システム
【課題】複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現する信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムを提供する。
【解決手段】投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置に映像信号を供給する信号変換装置は、前記複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、前記少なくとも１つの映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信する特性情報送信部と、前記特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、前記各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含む。
【解決手段】投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置に映像信号を供給する信号変換装置は、前記複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、前記少なくとも１つの映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信する特性情報送信部と、前記特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、前記各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像信号のデジタル化が進み、ＨＤＶ（High-Definition Video）、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、映像デジタル信号の記録に関する規格等の種々の規格が策定さている。これらの規格は、現在の映像出力機器及び撮像機器の高性能化や将来の性能向上を見越して、これまで以上の色再現域や広いダイナミックレンジ、多くの階調が表現可能な規格となっている。
【０００３】
このような規格に準拠した映像出力機器として、プラズマディスプレイや液晶表示装置のように、アナログ信号で階調表現するものや、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で階調表現するものがある。アナログ信号で階調表現する場合には、理論上は無限の階調を実現できる可能性があるものの、現実的には多階調を正確に再現することは困難である。また、ＰＷＭ制御で階調表現する場合には、ミラー等の物理的な可動機構の可動速度が限界に達して高い分解能が得ることが困難となり、また、高速に画素をオンオフ制御するための画素密度を上げることが困難な状況となっている。
【０００４】
これに対して、映像投影装置としてのプロジェクタは、直視型ディスプレイとは異なり、スクリーン上で複数の投影映像を簡単に重ねて表示できる。そこで、この特性を利用して、同一の映像を複数のプロジェクタでスクリーン上に重ねて表示することで輝度の向上を図ることが行われる。例えば特許文献１には、２つのプロジェクタの投影映像を重ねることで、階調数を増やす技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、２つのプロジェクタが１階調ごとに投射する光の光量が略同等となるように映像を投影したり、一方のプロジェクタが１階調ごとに投射する光の光量に対して他方のプロジェクタが１階調ごとに投射する光の光量が略整数倍となるように映像を投影したりする。そのため、プロジェクタが有する光変調素子の非線形性や映像を見る人の眼の特性の非線形性を考慮すると、特許文献１に開示されているように投影しても、多階調化の効果が低いと考えられる。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現する信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置に映像信号を供給する信号変換装置であって、前記複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、前記少なくとも１つの映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信する特性情報送信部と、前記特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、前記各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含む信号変換装置に関係する。
【０００９】
本発明によれば、複数の映像投影装置の投影画像を重ねて表示する場合に、映像投影装置が有する光変調素子の特性情報を送信して光変調素子の光変調特性を制御し、この特性情報に基づいて、各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給するようにしたので、多階調化を実現できるようになる。
【００１０】
また本発明に係る信号変換装置では、前記特性情報送信部は、前記複数の映像投影装置のうちの第１及び第２の映像投影装置に対し、互いに異なる特性情報を送信することができる。
【００１１】
本発明によれば、複数の映像投影装置の投影画像を重ねて表示する場合に、高輝度側であるか低輝度側であるかにかかわらず全領域にわたって、階調数を確実に増加させることができ、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００１２】
また本発明に係る信号変換装置では、前記第１の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報は、前記第２の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報であってもよい。
【００１３】
本発明によれば、高輝度領域や低輝度領域の全領域にわたって確実に階調を細かく制御できるようになる。
【００１４】
また本発明に係る信号変換装置では、前記入力映像信号で表現可能な階調数が、前記各映像投影装置に供給される映像信号で表現可能な階調数よりも多くてもよい。
【００１５】
本発明によれば、上記の効果に加えて、入力映像信号の階調数が多い場合であっても、階調数が少ない安価なプロジェクタを用いることができ、低コストで多階調な映像を高精度に制御できるようになる。
【００１６】
また本発明は、上記のいずれか記載の信号変換装置と、前記信号変換装置からの映像信号に基づいて映像を投射する投射部とを含む映像投影装置に関係する。
【００１７】
本発明によれば、複数の映像投影装置の投影画像を重ねて表示する場合に、これらの映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現できるようになる。
【００１８】
また本発明に係る映像投影装置では、スクリーンに投影された他の映像投影装置の投影画像の輝度を検出する輝度検出部を含み、前記入力映像信号を前記映像投影装置に供給すると共に、前記輝度検出部により検出された輝度に基づいて前記入力映像信号を変換した映像信号を用いて映像を投射することができる。
【００１９】
本発明によれば、他の映像投影装置が、その特性情報を受信して、受信した特性情報に基づいて映像表示する機能を持たない場合であっても、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現できるようになる。
【００２０】
また本発明は、上記のいずれか記載の信号変換装置と、前記信号変換装置からの映像信号に基づいて画像を投影する複数の映像投影装置とを含み、前記複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置による投影画像を重ねて表示する映像投影システムに関係する。
【００２１】
本発明によれば、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現する映像投影システムを提供できるようになる。
【００２２】
また本発明に係る映像投影システムでは、前記複数の映像投影装置のうちの第１の映像投影装置が前記信号変換装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信し、前記信号変換装置が、前記複数の映像投影装置のうちの第２の映像投影装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の特性情報に対応した特性情報を送信することができる。
【００２３】
本発明によれば、映像投影システムに、特性情報を受信して、受信した特性情報に基づいて映像表示する機能を持たない映像投影装置を含む場合であっても、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
また、以下では、説明の簡素化のために、本発明に係る映像投影システムが２つの映像投影装置を含むものとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明に係る映像投影システムが３つの映像投影装置を含んでもよい。
【００２６】
〔実施形態１〕
図１に、本発明に係る実施形態１における映像投影システムの構成例のブロック図を示す。
【００２７】
実施形態１における映像投影システム１０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２、信号変換装置５０を含む。更に映像投影システム１０は、スクリーンＳＣＲ及び映像信号生成装置８０の少なくとも１つを含んでもよい。第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２は、信号変換装置５０からの映像信号に対応した画像を重ねて表示するようにスクリーンＳＣＲに投影する。より具体的には、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタは、光変調素子と投射部とを含み、光変調素子において光源からの光を映像信号に基づいて変調し、変調後の光を投射部によりスクリーンＳＣＲに投射する。
【００２８】
実施形態１における第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタは、光変調素子の階調特性（光変調特性）を規定する特性情報を記憶しており、各プロジェクタに映像信号が入力されると、該特性情報に基づき映像信号に対応した透過率（変調率）で光変調素子を駆動する。図１では、各プロジェクタの階調特性を規定する特性情報は、書き換え可能に構成されており、特性情報が書き換えられたときには書き換え後の特性情報に基づいて光変調素子の透過率が変化するようになっている。
【００２９】
映像信号生成装置８０は、スクリーンＳＣＲに投影するコンテンツ画像を生成し、該コンテンツ画像に対応した映像信号を生成する。映像信号生成装置８０によって生成された映像信号は、入力映像信号として信号変換装置５０に入力される。
【００３０】
信号変換装置５０は、映像投影システム１０としての階調特性（光変調特性）により得られる輝度を有する画素を表示するように、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のそれぞれに特性情報を送信する。これに加えて、信号変換装置５０は、各プロジェクタに送信した特性情報に対応して映像信号生成装置８０からの入力映像信号を各プロジェクタに応じて変換し、変換後の映像信号を各プロジェクタに出力する。即ち、図１では、信号変換装置５０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に特性情報を送信すると共に、映像信号生成装置８０からの入力映像信号を第１のプロジェクタＰＪ１向けに変換した映像信号を第１のプロジェクタＰＪ１に出力すると共に、該入力映像信号を第２のプロジェクタＰＪ２向けに変換した映像信号を第２のプロジェクタＰＪ２に出力する。
【００３１】
そして、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２は、それぞれ、各投影画像内の画素の位置が一致するように投影画像をスクリーンＳＣＲに投射する。これにより、映像投影システム１０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２により入力映像信号に対応する出力目標輝度を有する画像を表示する。このように、実施形態１では、各プロジェクタの光変調特性を指定すると共に、指定した各プロジェクタの光変調特性に対応した映像信号を入力させる。
【００３２】
図２に、図１の第１のプロジェクタＰＪ１の構成例のブロック図を示す。なお、第１のプロジェクタＰＪ１は、図２の構成をすべて含むものでなくてもよい。図２では、第１のプロジェクタＰＪ１の構成例を示すが、第２のプロジェクタＰＪ２も第１のプロジェクタＰＪ１と同様の構成を有することができる。
【００３３】
第１のプロジェクタＰＪ１は、光変調部及び投射部としての機能を実現する光学系ブロック１００と、光学系ブロック１００を制御するための制御ブロック１８０とを含む。
【００３４】
光学系ブロック１００は、光源１１０、光変調素子１３０（光変調部）を含み、光源１１０により発生した光が光変調素子１３０に照射され、制御ブロック１８０からの制御信号に基づいて光変調素子１３０が光変調率を変更することで投射画像を生成することができる。
【００３５】
制御ブロック１８０は、映像信号受信部１８２、信号解析部１８４、出力信号変換部１８６、出力信号処理部１８８、光変調素子駆動部１９０、制御部１９２、特性情報記憶部１９４、光源駆動部１９６、特性情報受信部１９８を含む。
【００３６】
映像信号受信部１８２は、信号変換装置５０からの映像信号の受信インタフェース処理を行う。信号解析部１８４は、映像信号受信部１８２により受信された映像信号を解析して、第１のプロジェクタＰＪ１内の処理用の信号形式に変換する変換処理を行う。このような変換処理としては、例えばインターレース形式の映像信号をプログレッシブ形式の映像信号に変換する処理がある。特性情報記憶部１９４は、第１のプロジェクタＰＪ１が有する光変調素子１３０の光変調特性（階調特性、ガンマ特性）の特性情報を記憶している。この特性情報は、第１のプロジェクタＰＪ１に入力される映像信号に対する第１のプロジェクタＰＪ１の光変調素子の光変調率を規定する情報である。特性情報記憶部１９４は、外部から送信されてきた特性情報に書き換え可能に構成されている。
【００３７】
出力信号変換部１８６は、特性情報記憶部１９４に記憶された特性情報に応じて、信号解析部１８４からの映像信号をガンマ変換し、ガンマ変換後の映像信号を出力するようになっている。従って、外部から送られてくる特性情報が特性情報記憶部１９４に一度記憶され、出力信号変換部１８６は、特性情報記憶部１９４に記憶された特性情報に応じたガンマ変換を行うことができる。
【００３８】
出力信号処理部１８８は、出力信号変換部１８６により行われたガンマ変換後の映像信号をラスタ変換する。光変調素子駆動部１９０は、出力信号処理部１８８の処理結果の映像信号に対応した光変調素子制御信号を生成し、該光変調素子制御信号を光変調素子１３０に出力する。光源駆動部１９６は、制御部１９２からの指示に基づいて、光源１１０を制御するための光源制御信号を生成し、該光源制御信号を光源１１０に対して出力する。更に、特性情報受信部１９８は、外部（図１では信号変換装置５０）から送信される特性情報の受信インタフェース処理を行う。制御部１９２は、上記の構成を有する制御ブロック１８０内の各部の制御を司る。
【００３９】
図３に、図２の光学系ブロック１００の構成例を示す。図３では、図２の光学系ブロック１００が、いわゆる３板式の構成例を示しているが、本発明に係る映像投影装置としてのプロジェクタが、いわゆる３板式のものに限定されるものではない。
【００４０】
光学系ブロック１００は、光源１１０及び光変調素子１３０の他に、インテグレータレンズ１１２、１１４、偏光変換素子１１６、重畳レンズ１１８、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒ、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇ、反射ミラー１２２、Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒ、Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇ、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム１６０、投射レンズ１７０（広義には投射部）を含む。図３では、３板式であるため、光変調素子１３０として、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ（第１の光変調部）、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ（第２の光変調部）、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂ（第３の光変調部）が採用される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂとして用いられる液晶パネルは、透過型の液晶表示装置である。リレー光学系１４０は、リレーレンズ１４２、１４４、１４６、反射ミラー１４８、１５０を含む。
【００４１】
光源１１０は、例えば超高圧水銀ランプにより構成され、少なくともＲ成分の光、Ｇ成分の光、Ｂ成分の光を含む光を射出する。光源１１０は、図２の光源駆動部１９６から光源制御信号により駆動制御される。インテグレータレンズ１１２は、光源１１０からの光を複数の部分光に分割するための複数の小レンズを有する。インテグレータレンズ１１４は、インテグレータレンズ１１２の複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する。重畳レンズ１１８は、インテグレータレンズ１１２の複数の小レンズから射出される部分光を重畳する。
【００４２】
また偏光変換素子１１６は、偏光分離膜とλ／２板とを有し、ｐ偏光を透過させると共にｓ偏光を反射させ、ｐ偏光をｓ偏光に変換する。この偏光変換素子１１６からのｓ偏光が、重畳レンズ１１８に照射される。
【００４３】
重畳レンズ１１８によって重畳された光は、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒに入射される。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒは、Ｒ成分の光を反射して、Ｇ成分及びＢ成分の光を透過させる機能を有する。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒを透過した光は、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇに照射され、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒにより反射した光は反射ミラー１２２により反射されてＲ用フィールドレンズ１２４Ｒに導かれる。
【００４４】
Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇは、Ｇ成分の光を反射して、Ｂ成分の光を透過させる機能を有する。Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過した光は、リレー光学系１４０に入射され、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇにより反射した光はＧ用フィールドレンズ１２４Ｇに導かれる。
【００４５】
リレー光学系１４０では、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過したＢ成分の光の光路長と他のＲ成分及びＧ成分の光の光路長との違いをできるだけ小さくために、リレーレンズ１４２、１４４、１４６を用いて光路長の違いを補正する。リレーレンズ１４２を透過した光は、反射ミラー１４８によりリレーレンズ１４４に導かれる。リレーレンズ１４４を透過した光は、反射ミラー１５０によりリレーレンズ１４６に導かれる。リレーレンズ１４６を透過した光は、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに照射される。
【００４６】
Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒに照射された光は、平行光に変換されてＲ用液晶パネル１３０Ｒに入射される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｒ用映像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒに入射された光（第１の色成分の光）は、Ｒ用映像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【００４７】
Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇに照射された光は、平行光に変換されてＧ用液晶パネル１３０Ｇに入射される。Ｇ用液晶パネル１３０Ｇは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｇ用映像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇに入射された光（第２の色成分の光）は、Ｇ用映像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【００４８】
リレーレンズ１４２、１４４、１４６で平行光に変換された光が照射されるＢ用液晶パネル１３０Ｂは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｂ用映像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに入射された光（第３の色成分の光）は、Ｂ用映像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【００４９】
Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂは、図２の光変調素子駆動部１９０からの光変調素子制御信号により、色成分毎に独立して変調率が制御される。
【００５０】
クロスダイクロイックプリズム１６０は、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂからの入射光を合成した合成光を出射光として出力する機能を有する。投射レンズ１７０は、出力画像をスクリーンＳＣＲ上に拡大して結像させるレンズである。
【００５１】
以上のように、光学系ブロック１００において、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂを第１〜第３の光変調部とすると、第１の光変調部は、第１の色成分の映像信号に基づいて第１の色成分の光を変調し、第２の光変調部は、第２の色成分の映像信号に基づいて第２の色成分の光を変調し、第３の光変調部は、第３の色成分の映像信号に基づいて第３の色成分の光を変調する。
【００５２】
第１〜第３の光変調部としてのＲ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂは、それぞれ光変調特性（階調特性、ガンマ特性）を有する。この光変調特性は、映像信号により特定される入力信号値に対する透過率（輝度）（広義には変調率）の変化を示す特性である。実施形態１では、所望の出力目標輝度が得られるように、信号変換装置５０が、各プロジェクタが有する光変調素子としての各液晶パネルの光変調特性を指定し、指定した光変調特性に応じた映像信号に変換して各プロジェクタに振り分ける。
【００５３】
図４に、実施形態１における信号変換装置５０の構成例のブロック図を示す。図４において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５４】
信号変換装置５０は、特性情報送信部５２と、信号変換処理部５４とを含む。特性情報送信部５２は、映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のうち少なくとも１つのプロジェクタに対し、当該プロジェクタに入力される映像信号に対する当該プロジェクタの光変調素子の光変調率を規定する特性情報を送信する。信号変換処理部５４は、特性情報送信部５２により送信される特性情報に基づいて、映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタに対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を各プロジェクタに供給する。
【００５５】
特性情報送信部５２は、例えば各プロジェクタの電源投入直後に起動される起動シーケンスにおいて特性情報を送信してもよいし、該起動シーケンスで各プロジェクタに対して特性情報の送信要求を行った後に各プロジェクタからの承認を待って特性情報を送信してもよい。
【００５６】
信号変換装置５０は、更に、映像信号受信部５６、信号解析部５８、制御部６０、映像信号出力部６２、変換テーブル記憶部６４を含んでもよい。映像信号受信部５６は、映像信号生成装置８０からの入力映像信号の受信インタフェース処理を行う。信号解析部５８は、映像信号受信部５６により受信された映像信号を解析して、信号変換装置５０内の処理用の信号形式に変換する変換処理を行う。このような変換処理としては、例えばインターレース形式の映像信号をプログレッシブ形式の映像信号に変換する処理がある。
【００５７】
変換テーブル記憶部６４には、予め映像投影システム１０としての階調特性（光変調特性）を実現するために映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタの光変調特性を規定する特性情報が記憶されている。また、変換テーブル記憶部６４には、信号解析部５８からの映像信号に対し、各プロジェクタの光変調特性に応じた変換後の映像信号が記憶された変換テーブルが記憶されている。従って、特性情報送信部５２は、変換テーブル記憶部６４に記憶された特性情報を各プロジェクタに送信する。また、信号変換処理部５４は、変換テーブル記憶部６４に記憶された変換テーブルに従って、信号解析部５８からの映像信号を、各プロジェクタ用の変換後の映像信号に変換する。
【００５８】
映像信号出力部６２は、信号変換処理部５４により行われた信号変換処理後の映像信号を所与の出力形式に変換する処理を行う。映像信号出力部６２の出力信号が、映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に対して供給される。制御部６０は、上記のような信号変換装置５０の各部の制御を司る。
【００５９】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）に、実施形態１における特性情報の説明図を示す。
【００６０】
図５（Ａ）に示すように、例えば、各プロジェクタが有する光変調素子の光変調特性は、映像信号により規定される入力信号値に対応して光変調素子の透過率（変調率）が変化する様子を示す特性である。図５（Ａ）では、横軸に入力信号値、縦軸に透過率を表している。縦軸の透過率は、当該光変調素子を有するプロジェクタによる投影画像の輝度と等価なパラメータである。
【００６１】
実施形態１における特性情報は、図５（Ａ）に示す光変調特性を規定する情報群である。当該光変調素子を制御する光変調素子制御信号の信号値の範囲（動作電圧範囲）が決まるため、図５（Ｂ）に示すように、上記の信号値の範囲内をＮ（Ｎは２以上の自然数）等分し、（Ｎ＋１）個の各信号値における透過率の並びを、図５（Ａ）に示す光変調特性を規定する特性情報を表す情報群とすることができる。
【００６２】
図４の特性情報送信部５２は、例えば図５（Ｂ）に示す特性情報を、各プロジェクタに送信する。より具体的には、特性情報送信部５２は、投影画像の画素毎に、図５（Ｂ）に示す特性情報を送信する。更に具体的には、特性情報送信部５２は、投影画像の画素を構成するＲ成分のサブ画素、Ｇ成分のサブ画素及びＢ成分のサブ画素の色成分毎に設けられた図５（Ｂ）に示す特性情報を送信する。なお、投影画像内に予めサンプリング画素を定めておき、特性情報送信部５２は、このサンプリング画素の特性情報を公知の補間処理方法により補間して画像内の各画素の特性情報を算出した後に、補間処理後の特性情報を送信するようにしてもよい。
【００６３】
図６に、図４の変換テーブル記憶部６４に記憶される変換テーブルの説明図を示す。
【００６４】
変換テーブル記憶部６４に記憶される変換テーブルには、入力映像信号（信号解析部５８による解析後の映像信号）により規定される入力信号値に対して、第１のプロジェクタＰＪ１に出力すべき出力信号値、第２のプロジェクタＰＪ２に出力すべき出力信号値が登録されている。入力映像信号が与えられると、当該入力映像信号に対応して記憶されている第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２用の出力信号値が取り出される。そして、各プロジェクタ用の出力信号値に対応した映像信号が、後段の映像信号出力部６２に出力される。
【００６５】
なお、図６では、入力信号値が１２ビット、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２への出力信号値が８ビットとなっている。即ち、入力映像信号で表現可能な階調数が、各プロジェクタに供給される映像信号で表現可能な階調数よりも多い。こうすることで、入力コンテンツの階調数が多い場合であっても、階調数が少ない安価なプロジェクタを用いることができ、低コストで多階調な映像を高精度に制御できるようになる。
【００６６】
次に、実施形態１における映像投影システム１０の効果について説明する。
【００６７】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）に、実施形態１における映像投影システム１０の効果の説明図を示す。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に同じ光変調特性を指定した場合の効果の一例を表している。
【００６８】
図８に、実施形態１における映像投影システム１０の効果の他の説明図を示す。図８は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２が異なる光変調特性を指定した場合の効果の一例を表している。
【００６９】
なお、図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、高い透過率ほど入力信号値の変化量が小さい特性（即ち、低い透過率ほど入力信号値の変化量が大きい特性）であるものとして示しているが、低い透過率ほど入力信号値の変化量が小さい特性（即ち、高い透過率ほど入力信号値の変化量が大きい特性）であってもよい。
【００７０】
ここで、階調を０．０〜１．０（０．０は最低輝度、１．０は最高輝度）の範囲で正規化された数値で表し、図７（Ａ）に示すように、低輝度側（図７（Ａ）では階調差が大きい領域）において、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２がそれぞれ表現可能な階調が例えば０、０．１５、０．２５、０．３０、０．３３、・・・であるものとする。このとき、実施形態１における映像投影システム１０により表現可能な階調は、両方のプロジェクタの合成によって表現可能な階調となる。第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の合成によって表現可能な階調は、一方のプロジェクタで表現可能な階調と両方のプロジェクタで表現可能な階調であるため、例えば０、０．１５、０．２５、０．３０、０．３３、０．４０、０．４５、・・・となり、一方のプロジェクタで表現可能な階調より表現可能な階調が多くなる。
【００７１】
一方、図７（Ｂ）に示すように、高輝度側（図７（Ｂ）では階調差が小さい領域）において、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２がそれぞれ表現可能な階調が例えば０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、・・・であるものとする。このとき、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の合成によって表現可能な階調は、例えば０．８０、０．８１、・・・、１．６０、１．６１、１．６２、・・・となる。従って、両方のプロジェクタの階調差が小さい領域では、合成によって表現可能な階調差を両方のプロジェクタの階調差が大きい領域より一層小さくでき、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００７２】
以上のように、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の光変調特性が同一となるように指定したとしても、実施形態１のように両者を重ね合わせて表示することで階調数を増加させることができる。そのため、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００７３】
これに対して、図８に示すように、第１のプロジェクタＰＪ１が表現可能な階調が例えば０、０．１５、０．２５、０．３０、・・・、０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、・・・であり、第２のプロジェクタＰＪ２が表現可能な階調が例えば０、０．０１、０．０２、０．０３、・・・、０．６２、０．６５、０．７０、０．８０、０．９５、・・・であり、両者のプロジェクタの光変調特性が異なるように指定したものとする。このとき、実施形態１における映像投影システム１０により表現可能な階調は、両方のプロジェクタの合成によって表現可能な階調となる。第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の合成によって表現可能な階調は、一方のプロジェクタで表現可能な階調と両方のプロジェクタで表現可能な階調であるため、例えば０．０、０．０１、０．０２、０．０３、・・・、０．８０、０．８１、・・・、１．６０、１．６１、１．６２、・・・となる。従って、両方のプロジェクタの階調差の大小にかかわらず全領域にわたって、合成後の階調差を小さくでき、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００７４】
以上のように、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の光変調特性が異なるように指定した場合には、実施形態１のように両者を重ね合わせて表示することで階調数を確実に増加させることができ、階調表現を細かく制御することができるようになる。しかも、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す場合より階調を細かく制御できるようになるので、実施形態１における信号変換装置５０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に対して互いに異なる特性情報を送信することが望ましい。
【００７５】
なお、実施形態１では、映像投影システム１０が２つの映像投影装置としてのプロジェクタを含むが、３以上の複数の映像投影装置を含んでもよい。この場合、信号変換装置は、各映像投影装置による投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置に映像信号を供給するものであって、複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、当該映像投影装置に入力される映像信号に対する当該映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報を送信する特性情報送信部と、特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含むことができる。そして、特性情報送信部は、複数の映像投影装置のうちの第１及び第２の映像投影装置に対し、互いに異なる特性情報を送信することが望ましい。
【００７６】
〔実施形態２〕
実施形態１では、すべての入力信号値に対応して第１及び第２のプロジェクタ用の出力信号値を変換テーブル記憶部に記憶させておくものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態２では、変換テーブル記憶部の記憶情報を削減して、より一層の低コスト化を実現しつつ、多階調な映像を高精度に制御できるようにする。
【００７７】
このような実施形態２における映像投影システム、映像投影装置としてのプロジェクタの構成は実施形態１と同様であるため、説明を省略する。実施形態２における信号変換装置の構成が、実施形態１における信号変換装置の構成と異なる。
【００７８】
図９に、本発明に係る実施形態２における信号変換装置の構成例のブロック図を示す。図９において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７９】
実施形態２における信号変換装置２００は、図１の信号変換装置５０に代えて実施形態１における映像投影システム１０に適用できる。実施形態２における信号変換装置２００は、図４の信号変換装置５０の構成に加えて、補間部６６を含むと共に、変換テーブル記憶部６４に代えて変換テーブル記憶部６８を含むことができる。
【００８０】
実施形態２において、変換テーブル記憶部６８には、入力映像信号に対応して予め複数のプロジェクタを構成する各プロジェクタに供給する映像信号が登録されており、信号解析部５８からの入力映像信号に対応した各プロジェクタに対応する映像信号が、変換テーブル記憶部６８を検索することで取得される。そして、補間部６６が、取得された映像信号を補間し、補間処理後の映像信号を参照して信号変換処理部５４が信号変換処理を行う。
【００８１】
図１０に、図９の変換テーブル記憶部６８の説明図を示す。
【００８２】
変換テーブル記憶部６８には、入力映像信号により規定される入力信号値に対して、第１のプロジェクタＰＪ１に出力すべき出力信号値、第２のプロジェクタＰＪ２に出力すべき出力信号値が登録された記憶情報が記憶されている。このとき、入力信号値は、取り得る値の全部ではなく、離散的な値である。その一方、変換テーブル記憶部６８には、入力信号値に対応してフラグが記憶されており、そのフラグ情報に応じて、どちらの出力信号値で補間すべきかが指定される。
【００８３】
例えば、入力信号値０ｘ０１０に対応して記憶されるフラグが０のとき、補間部６６は、入力信号値０ｘ０１０〜０ｘ０１８の間の入力信号値に対して、第１のプロジェクタＰＪ１の出力信号値である０ｘ０１（入力信号値が０ｘ０１０に対応する出力信号値）、０ｘ０３（入力信号値が０ｘ０１８に対応する出力信号値）を用いて、公知の補間処理（例えばニアレストネーバー法、バイリニア法等）で補間する一方、第２のプロジェクタＰＪ２の出力信号値として０ｘ００（入力信号値０ｘ０１０に対応）を出力する。
【００８４】
また、例えば、入力信号値０ｘ０２０に対応して記憶されるフラグが１のとき、補間部６６は、入力信号値０ｘ０２０〜０ｘ０２８の間の入力信号値に対して、第２のプロジェクタＰＪ２の出力信号値である０ｘ０１（入力信号値が０ｘ０２０に対応する出力信号値）、０ｘ０５（入力信号値が０ｘ０２８に対応する出力信号値）を用いて、公知の補間処理（例えばニアレストネーバー法、バイリニア法等）で補間する一方、第１のプロジェクタＰＪ１の出力信号値として０ｘ０４（入力信号値０ｘ０２０に対応）を出力する。
【００８５】
以上のように補間された出力信号値が、信号変換処理部５４における信号変換処理に用いられる。従って、入力映像信号が与えられると、当該入力映像信号に対応して記憶されている第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２用の出力信号値が取り出される。この際、必要に応じてフラグを参照し、いずれか一方をそのまま出力すると共に、他方を、補間処理により得られた出力信号値を出力する。そして、各プロジェクタ用の出力信号値に対応した映像信号が、後段の映像信号出力部６２に出力される。
【００８６】
以上説明したように、実施形態２によれば、補間部６６により補間するようにしたので変換テーブル記憶部６８が記憶すべき記憶情報の容量を削減できるようになる。
【００８７】
〔実施形態３〕
実施形態１又は実施形態２における信号変換装置では、変換テーブルを用いて入力映像信号に対して信号変換処理を行うものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８８】
実施形態３における映像投影システム、映像投影装置としてのプロジェクタの構成は実施形態１と同様であるため、説明を省略する。実施形態３における信号変換装置の処理が、実施形態１における信号変換装置の処理と異なる。
【００８９】
即ち、実施形態３における信号変換装置では、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のうちの一方のプロジェクタ（例えば第１のプロジェクタＰＪ１）に対し、入力映像信号から変換して得られる、出力目標輝度以下で最大輝度となる第１の映像信号を供給する。そして、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のうちの他方のプロジェクタ（例えば第２のプロジェクタＰＪ２）に対し、第２のプロジェクタＰＪ２により出力目標輝度と上記最大輝度との差分の輝度を有する画像を表示するように映像信号を入力映像信号から変換して求め、この変換して求めた映像信号を供給する。
【００９０】
このため、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部は、例えば中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）及びメモリを有し、該メモリに記憶されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、以下のような処理を実行できるようになっている。
【００９１】
図１１に、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の処理例のフロー図を示す。即ち、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部が有するメモリには、図１１に示す処理を実現するプログラムが記憶される。
図１２に、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の動作説明図を示す。図１２は、実施形態３における映像投影システムとしての光変調特性の一例を表している。
【００９２】
まず、信号変換処理部は、信号解析部５８からの入力映像信号を待つ（ステップＳ１０：Ｎ）。そして、信号解析部５８から入力映像信号が入力されたとき（ステップＳ１０：Ｙ）、信号変換処理部は、実施形態３における映像投影システムとしての光変調特性により定まる出力目標輝度（図１２のＴＬ）を算出する（ステップＳ１２）。
【００９３】
続いて、信号変換処理部は、高輝度側の階調差が小さいプロジェクタに対して、当該プロジェクタの光変調素子の光変調特性に基づいて入力信号値に対応する出力信号値を割り当てる（ステップＳ１４）。このとき、信号変換処理部は、出力目標輝度以下で最大輝度（図１２のＭＬ）となる出力信号値を割り当て、該出力信号値に対応する映像信号を当該プロジェクタに対して出力するようにする。
【００９４】
次に、信号変換処理部は、出力目標輝度（図１２のＴＬ）と上記最大輝度（図１２のＭＬ）との差分の輝度（図１２のＤＬ）を求める（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１４で割り当てたプロジェクタとは別のプロジェクタに対して、当該プロジェクタの光変調素子の光変調特性に基づいて、輝度ＤＬが得られる出力信号値を割り当てる（ステップＳ１８）。
【００９５】
こうして、信号変換処理部は、ステップＳ１４、ステップＳ１８で求めた出力信号値に対応する映像信号を、それぞれのプロジェクタに対して出力するように処理し（ステップＳ２０）、ステップＳ１０に戻る（リターン）。
【００９６】
以上のような実施形態３によれば、実施形態１又は実施形態２のように変換テーブルを用意する必要がなくなる。また、実施形態３によれば、映像投影システムを構成するプロジェクタの数が増加すればするほど複雑化する変換テーブルに対する検索処理が不要となるので、各プロジェクタへの信号の割り当てを簡素化して、多階調な映像を高精度に制御できるようになる。
【００９７】
なお、実施形態３では、映像投影システムが第１及び第２のプロジェクタにより構成されている例を説明したが、３以上のプロジェクタで構成される場合も同様である。即ち、複数の映像投影装置により入力映像信号に対応する出力目標輝度を有する画像を表示する場合に、信号変換処理部は、複数の映像投影装置のいずれか１つの第１の映像投影装置に対し、出力目標輝度以下で最大輝度となる第１の映像信号を供給すると共に、複数の映像投影装置のうち第１の映像投影装置を除く残りの各映像投影装置に対し、残りの各映像投影装置により出力目標輝度と最大輝度との差分の輝度を有する画像を表示するように映像信号を供給する。
【００９８】
ここで、信号変換処理部は、第１の映像投影装置の光変調素子の特性に基づいて、入力映像信号を第１の映像信号に変換し、残りの各映像投影装置の光変調素子の特性に基づいて、入力映像信号を残りの各映像投影装置に対応した映像信号に変換する。
【００９９】
〔実施形態４〕
実施形態１、実施形態２及び実施形態３では、プロジェクタの光変調素子の光変調特性にかかわらず、信号変換装置がプロジェクタに対して光変調特性を規定する特性情報を送信していたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態４では、プロジェクタが自身の光変調素子の光変調特性を規定する特性情報を、信号変換装置に対して送信し、受信した特性情報に基づいて、該信号変換装置が、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのうちの少なくとも１つに対して改めて特性情報を送信する。
【０１００】
これにより、特性情報の書き換えが不可能なプロジェクタを含む映像投影システムにおいて、特性情報の書き換えが不可能なプロジェクタの特性に応じて、他のプロジェクタの光変調特性を制御することで、システム全体としての光変調特性を制御することができる。この結果、特性情報の書き換えが不可能なプロジェクタを含む場合であっても、高い画素密度を有する画像表示を簡素な構成を有する映像投影システムを実現できるようになる。
【０１０１】
このような本発明に係る実施形態４における映像投影システムは、実施形態１とほぼ同様の構成である。そのため詳細な説明を省略する。
【０１０２】
図１３に、実施形態４における第１のプロジェクタの構成例のブロック図を示す。図１３において、図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２と同様に、図１３には第１のプロジェクタの構成例を示すが、実施形態４における映像投影システムを構成する他のプロジェクタ（例えば、投影映像システムが第１及び第２のプロジェクタにより構成される場合には第２のプロジェクタ）も同様の構成を有することができる。
【０１０３】
図１３の第１のプロジェクタＰＪ１の構成が図２の第１のプロジェクタＰＪ１の構成と異なる点は、特性情報受信部１９８に代えて特性情報通信部（特性情報送受信部）１９９が設けられている点である。特性情報通信部１９９は、図２の特性情報受信部１９８の機能に加えて、第１のプロジェクタＰＪ１の光変調特性を規定する特性情報を信号変換装置に対して送信する機能である特性情報送信部の機能も有する。従って、実施形態４における第１のプロジェクタＰＪ１は、実施形態４における信号変換装置からの特性情報の送信要求に応答して、第１のプロジェクタＰＪ１の特性情報を送信することができる。
【０１０４】
図１４に、実施形態４における信号変換装置の構成例のブロック図を示す。図１４において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図１４において、図９で説明した補間部６６が設けられていてもよい。
【０１０５】
図１４の実施形態４における信号変換装置２５０の構成が図４の信号変換装置５０の構成と異なる点は、特性情報送信部５２に代えて特性情報通信部（特性情報送受信部）２５２が設けられ、更に特性情報記憶部２５４が追加されている点である。特性情報通信部２５２は、図４の特性情報送信部５２の機能に加えて、映像投影システムを構成する各プロジェクタから各プロジェクタの光変調特性を規定する特性情報を受信する機能である特性情報受信部の機能も有する。従って、実施形態４における信号変換装置２５０は、特性情報通信部２５２により受信された各プロジェクタからの特性情報を、特性情報記憶部２５４に保存する。そして、信号変換装置２５０は、特性情報記憶部２５４に記憶された各プロジェクタの特性情報に対応して変換テーブル記憶部６４に記憶される変換テーブルを変更することで、各プロジェクタの光変調特性を規定するために改めて特性情報を送信することができるようになる。
【０１０６】
例えば、映像投影システムを構成するプロジェクタの光変調特性の組み合わせが分っている場合には実施形態１のように、各プロジェクタに所望の光変調特性を実現させるために各プロジェクタの光変調特性にかかわらず信号変換装置から特性情報を送信すればよい。一方、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのうち少なくとも１つの光変調特性に合わせて最適な階調表現を実現しようとする場合や、特性情報が書き換え不可能なプロジェクタを含む場合には、当該プロジェクタの光変調特性に合わせて他のプロジェクタの光変調特性を変更することが望ましい。このような場合には、特性情報を収集した後に、これらの特性情報を解析して、改めて各プロジェクタの光変調特性を調整すればよい。
【０１０７】
そこで、実施形態４における信号変換装置２５０は、更に特性情報変換部２５６を含み、特性情報変換部２５６が特性情報記憶部２５４に保存された特性情報を変更し、変更後の特性情報に対応した変換テーブルで信号変換処理部５４が信号変換処理を行うことができるようになっている。より具体的には、特性情報変換部２５６は、例えば映像投影システムを構成する第１のプロジェクタＰＪ１（第１の映像投影装置）の特性情報が、第２のプロジェクタＰＪ２（第２の映像投影装置）の特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報となるように変換する。
【０１０８】
図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に、実施形態４における映像投影システムの動作例の説明図を示す。
【０１０９】
例えば、図１５（Ａ）に示すように、信号変換装置２５０が映像投影システムを構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の特性情報を取得する。そして、特性情報変換部２５６は、例えばいずれか一方のプロジェクタを選択し、選択したプロジェクタの特性情報により求められる関数の逆関数を用いて、他方のプロジェクタの特性情報を算出する。その後、図１５（Ｂ）に示すように、特性情報通信部２５２が、変換後の特性情報を当該他方のプロジェクタに送信する。
【０１１０】
なお、予め特性情報の変換対象のプロジェクタを定め、変換対象以外のプロジェクタのみから特性情報を収集するようにしてもよい。また、実施形態４において、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタが、実施形態１におけるプロジェクタと実施形態４におけるプロジェクタとを含んでいてもよい。
【０１１１】
以上のように、実施形態４では、映像投影システムを構成する複数の映像投影装置のうちの第１の映像投影装置が信号変換装置に対し、第１の映像投影装置に入力される映像信号に対する第１の映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報を送信し、信号変換装置が、複数の映像投影装置のうちの第２の映像投影装置に対し、第１の映像投影装置の光変調素子の特性情報に対応した特性情報を送信する。従って、実施形態４によれば、図８で説明したように、高輝度領域や低輝度領域の全領域にわたって階調を細かく制御できるようになる。
【０１１２】
〔実施形態５〕
実施形態１、実施形態２、実施形態３及び実施形態４では、プロジェクタと信号変換装置が個別に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態５では、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのいずれか１つに実施形態１、実施形態２、実施形態３又は実施形態４における信号変換装置が搭載される。以下では、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２を含む映像投影システムにおいて、第１のプロジェクタＰＪ１に、上記の各実施形態のいずれかの信号変換装置が搭載されているものとする。
【０１１３】
図１６に、実施形態５における第１のプロジェクタＰＪ１の構成例のブロック図を示す。図１６において、図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１４】
図１６に示すように、実施形態５における第１のプロジェクタＰＪ１は、図２の構成に加えて、信号変換部（信号変換装置）３００を含む。信号変換部３００は、実施形態１、実施形態２又は実施形態３における信号変換装置と同様の機能を有する。従って、映像信号受信部１８２は、信号変換部３００からの映像信号を受信し、特性情報受信部１９８は、信号変換部３００からの特性情報を受信する。また、信号変換部３００は、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのうち、第１のプロジェクタＰＪ１を除く残りのプロジェクタに対して、残りの各プロジェクタに対応する映像信号を出力する。
【０１１５】
なお、信号変換部３００が実施形態４における信号変換装置と同様の構成を有し、図１６の第１のプロジェクタＰＪ１が特性情報受信部１９８に代えて特性情報通信部１９９を有していてもよい。
【０１１６】
図１７に、実施形態５における映像投影システム３２０の構成例を示す。図１７において、図１と同様部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１７】
図１７において、第１のプロジェクタＰＪ１は図１６に示すプロジェクタであり、上記のいずれかの実施形態における信号変換装置を含む。実施形態５における映像投影システム３２０は、更に、通信手段３１０を有し、第１のプロジェクタＰＪ１から第２のプロジェクタＰＪ２に特性情報を送信させることができる。
【０１１８】
このような映像投影システム３２０では、映像信号生成装置８０からの入力映像信号が、そのまま第１のプロジェクタＰＪ１の信号変換部３００に入力される。また、信号変換部３００は、通信手段３１０により、第２のプロジェクタＰＪ２に対して特性情報を送信できる。そして、第１のプロジェクタＰＪ１の信号変換部３００が、上記の信号変換処理を行い、第１のプロジェクタＰＪ１用の信号変換処理後の映像信号でスクリーンＳＣＲに投影すると共に、第２のプロジェクタＰＪ１用の信号変換処理後の映像信号を第２のプロジェクタＰＪ２に出力し、第２のプロジェクタＰＪ２により該映像信号でスクリーンＳＣＲに投影させる。
【０１１９】
〔実施形態６〕
上記の実施形態では、映像投影システムを構成するすべてのプロジェクタが特性情報が書き換え可能に構成されているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２０】
図１８に、本発明に係る実施形態６における映像投影システムの構成例を示す。図１８において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２１】
図１８において、第１のプロジェクタＰＪ１は図１６に示すプロジェクタであり、上記のいずれかの実施形態における信号変換装置を含む。実施形態６における映像投影システム４００は、更に、第１のプロジェクタＰＪ１に輝度検出部としてのカメラ４１０を含み、映像投影システム４００を構成する複数のプロジェクタのうち第１のプロジェクタＰＪ１を除く他のプロジェクタの投影画像の輝度を検出することができる。
【０１２２】
即ち、第２のプロジェクタＰＪ２に、所与の映像パターンをスクリーンＳＣＲに投影させる。そして、第１のプロジェクタＰＪ１のカメラ４１０により、スクリーンＳＣＲに投影された第２のプロジェクタＰＪ２の映像の輝度を検出し、第２のプロジェクタＰＪ２の光変調特性を規定する特性情報を収集する。そして、第１のプロジェクタＰＪ１が内蔵する信号変換装置が、収集した特性情報に基づいて第１のプロジェクタＰＪ１の光変調特性を変換して第１のプロジェクタＰＪ１の特性情報を書き換える。このとき、例えば第１のプロジェクタＰＪ１（第１の映像投影装置）の特性情報が、第２のプロジェクタＰＪ２（第２の映像投影装置）の特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報となるように変換する。
【０１２３】
そして、映像信号生成装置８０からの入力映像信号に対して、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２用に映像信号を変換し、第１のプロジェクタＰＪ１は、書き換えられた特性情報に基づいて画像表示を行う。一方、第２のプロジェクタＰＪ２は、第１のプロジェクタＰＪ１からの映像信号を受けて、画像表示を行う。
【０１２４】
このように、スクリーンに投影された他の映像投影装置の投影画像の輝度を検出する輝度検出部を含み、輝度検出部により検出された輝度に基づいて入力映像信号を変換した映像信号を他の映像投影装置に供給するようにすることで、当該他の映像投影装置が、その特性情報を変更する機能を持たない場合であっても、複数の映像投影装置の特性に応じて、高い画素密度と多階調化を高精度に実現する映像投影システムを提供できるようになる。また、映像投影システムを構成する複数の映像投影装置のうち第１の映像投影装置に入力される映像信号に対する第１の映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報は、第２の映像投影装置に入力される映像信号に対する第２の映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報とすることができ、多階調化を高精度に実現できるようになる。
【０１２５】
なお、実施形態６では、信号変換装置が第１のプロジェクタＰＪ１に内蔵されているものとして説明したが、図１に示すように信号変換装置が第１のプロジェクタＰＪ１の外部に設けられ、図１の第１のプロジェクタＰＪ１が実施形態６におけるカメラ４１０を内蔵してもよい。
【０１２６】
以上、本発明に係る信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１２７】
（１）上記の各実施形態では、映像投影システムは２つのプロジェクタで投影画像を重ね合わせて表示させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。３つ以上のプロジェクタで投影画像を重ね合わせて表示させても、上記実施形態と同様、又はそれ以上の効果を得ることができる。
【０１２８】
（２）上記の各実施形態では、光変調部としてライトバルブを用いるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調部として、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon)等を採用してもよい。
【０１２９】
（３）上記の各実施形態では、光変調部として、いわゆる３板式の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを例に説明したが、４板式以上の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを採用してもよい。
【０１３０】
（４）上記の各実施形態では、各プロジェクタが投射部と光変調素子とを有する複数のプロジェクタにより構成される投影映像システムを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る投影映像システムは、１つの投射部と、上記の各実施形態における複数のプロジェクタ分の複数の光変調素子とを備えたプロジェクタを少なくとも１つ含んでもよい。
【０１３１】
（５）上記の各実施形態において、本発明を、信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明を実現するための信号変換装置、映像投影装置又は映像投影システムの処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に係る実施形態１における映像投影システムの構成例のブロック図。
【図２】図１の第１のプロジェクタの構成例のブロック図。
【図３】図２の光学系ブロックの構成例の構成図。
【図４】実施形態１における信号変換装置の構成例のブロック図。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は実施形態１における特性情報の説明図。
【図６】図４の変換テーブル記憶部に記憶される変換テーブルの説明図。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は実施形態１における映像投影システムの効果の説明図。
【図８】実施形態１における映像投影システムの効果の他の説明図。
【図９】本発明に係る実施形態２における信号処理装置の構成例のブロック図。
【図１０】図９の変換テーブル記憶部の説明図。
【図１１】実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の処理例のフロー図。
【図１２】実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の動作説明図。
【図１３】実施形態４における第１のプロジェクタの構成例のブロック図。
【図１４】実施形態４における信号変換装置の構成例のブロック図。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は実施形態４における映像投影システムの動作例の説明図。
【図１６】実施形態５における第１のプロジェクタの構成例のブロック図。
【図１７】本発明に係る実施形態５における映像投影システムの構成例のブロック図。
【図１８】本発明に係る実施形態６における映像投影システムの構成例のブロック図。
【符号の説明】
【０１３３】
１０，３２０，４００…映像投影システム、 ５０，２００，２５０…信号変換装置、
５２…特性情報送信部、 ５４…信号変換処理部、 ５６，１８２…映像信号受信部、
５８，１８４…信号解析部、 ６０，１９２…制御部、 ６２…映像信号出力部、
６４，６８…変換テーブル記憶部、 ６６…補間部、 ８０…映像信号生成装置、
１００…光学系ブロック、 １１０…光源、 １３０…光変調素子、
１８０…制御ブロック、 １８６…出力信号変換部、 １８８…出力信号処理部、
１９０…光変調素子駆動部、 １９４，２５４…特性情報記憶部、
１９６…光源駆動部、 １９８…特性情報受信部、 １９９，２５２…特性情報通信部、
２５４…特性情報記憶部、 ２５６…特性情報変換部、 ３００…信号変換部、
３１０…通信手段、 ４１０…カメラ、 ＰＪ１…第１のプロジェクタ、
ＰＪ２…第２のプロジェクタ、 ＳＣＲ…スクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像信号のデジタル化が進み、ＨＤＶ（High-Definition Video）、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、映像デジタル信号の記録に関する規格等の種々の規格が策定さている。これらの規格は、現在の映像出力機器及び撮像機器の高性能化や将来の性能向上を見越して、これまで以上の色再現域や広いダイナミックレンジ、多くの階調が表現可能な規格となっている。
【０００３】
このような規格に準拠した映像出力機器として、プラズマディスプレイや液晶表示装置のように、アナログ信号で階調表現するものや、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で階調表現するものがある。アナログ信号で階調表現する場合には、理論上は無限の階調を実現できる可能性があるものの、現実的には多階調を正確に再現することは困難である。また、ＰＷＭ制御で階調表現する場合には、ミラー等の物理的な可動機構の可動速度が限界に達して高い分解能が得ることが困難となり、また、高速に画素をオンオフ制御するための画素密度を上げることが困難な状況となっている。
【０００４】
これに対して、映像投影装置としてのプロジェクタは、直視型ディスプレイとは異なり、スクリーン上で複数の投影映像を簡単に重ねて表示できる。そこで、この特性を利用して、同一の映像を複数のプロジェクタでスクリーン上に重ねて表示することで輝度の向上を図ることが行われる。例えば特許文献１には、２つのプロジェクタの投影映像を重ねることで、階調数を増やす技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、２つのプロジェクタが１階調ごとに投射する光の光量が略同等となるように映像を投影したり、一方のプロジェクタが１階調ごとに投射する光の光量に対して他方のプロジェクタが１階調ごとに投射する光の光量が略整数倍となるように映像を投影したりする。そのため、プロジェクタが有する光変調素子の非線形性や映像を見る人の眼の特性の非線形性を考慮すると、特許文献１に開示されているように投影しても、多階調化の効果が低いと考えられる。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現する信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置に映像信号を供給する信号変換装置であって、前記複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、前記少なくとも１つの映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信する特性情報送信部と、前記特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、前記各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含む信号変換装置に関係する。
【０００９】
本発明によれば、複数の映像投影装置の投影画像を重ねて表示する場合に、映像投影装置が有する光変調素子の特性情報を送信して光変調素子の光変調特性を制御し、この特性情報に基づいて、各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給するようにしたので、多階調化を実現できるようになる。
【００１０】
また本発明に係る信号変換装置では、前記特性情報送信部は、前記複数の映像投影装置のうちの第１及び第２の映像投影装置に対し、互いに異なる特性情報を送信することができる。
【００１１】
本発明によれば、複数の映像投影装置の投影画像を重ねて表示する場合に、高輝度側であるか低輝度側であるかにかかわらず全領域にわたって、階調数を確実に増加させることができ、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００１２】
また本発明に係る信号変換装置では、前記第１の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報は、前記第２の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報であってもよい。
【００１３】
本発明によれば、高輝度領域や低輝度領域の全領域にわたって確実に階調を細かく制御できるようになる。
【００１４】
また本発明に係る信号変換装置では、前記入力映像信号で表現可能な階調数が、前記各映像投影装置に供給される映像信号で表現可能な階調数よりも多くてもよい。
【００１５】
本発明によれば、上記の効果に加えて、入力映像信号の階調数が多い場合であっても、階調数が少ない安価なプロジェクタを用いることができ、低コストで多階調な映像を高精度に制御できるようになる。
【００１６】
また本発明は、上記のいずれか記載の信号変換装置と、前記信号変換装置からの映像信号に基づいて映像を投射する投射部とを含む映像投影装置に関係する。
【００１７】
本発明によれば、複数の映像投影装置の投影画像を重ねて表示する場合に、これらの映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現できるようになる。
【００１８】
また本発明に係る映像投影装置では、スクリーンに投影された他の映像投影装置の投影画像の輝度を検出する輝度検出部を含み、前記入力映像信号を前記映像投影装置に供給すると共に、前記輝度検出部により検出された輝度に基づいて前記入力映像信号を変換した映像信号を用いて映像を投射することができる。
【００１９】
本発明によれば、他の映像投影装置が、その特性情報を受信して、受信した特性情報に基づいて映像表示する機能を持たない場合であっても、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現できるようになる。
【００２０】
また本発明は、上記のいずれか記載の信号変換装置と、前記信号変換装置からの映像信号に基づいて画像を投影する複数の映像投影装置とを含み、前記複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置による投影画像を重ねて表示する映像投影システムに関係する。
【００２１】
本発明によれば、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現する映像投影システムを提供できるようになる。
【００２２】
また本発明に係る映像投影システムでは、前記複数の映像投影装置のうちの第１の映像投影装置が前記信号変換装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信し、前記信号変換装置が、前記複数の映像投影装置のうちの第２の映像投影装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の特性情報に対応した特性情報を送信することができる。
【００２３】
本発明によれば、映像投影システムに、特性情報を受信して、受信した特性情報に基づいて映像表示する機能を持たない映像投影装置を含む場合であっても、複数の映像投影装置の特性に応じて、多階調化を実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
また、以下では、説明の簡素化のために、本発明に係る映像投影システムが２つの映像投影装置を含むものとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明に係る映像投影システムが３つの映像投影装置を含んでもよい。
【００２６】
〔実施形態１〕
図１に、本発明に係る実施形態１における映像投影システムの構成例のブロック図を示す。
【００２７】
実施形態１における映像投影システム１０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２、信号変換装置５０を含む。更に映像投影システム１０は、スクリーンＳＣＲ及び映像信号生成装置８０の少なくとも１つを含んでもよい。第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２は、信号変換装置５０からの映像信号に対応した画像を重ねて表示するようにスクリーンＳＣＲに投影する。より具体的には、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタは、光変調素子と投射部とを含み、光変調素子において光源からの光を映像信号に基づいて変調し、変調後の光を投射部によりスクリーンＳＣＲに投射する。
【００２８】
実施形態１における第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタは、光変調素子の階調特性（光変調特性）を規定する特性情報を記憶しており、各プロジェクタに映像信号が入力されると、該特性情報に基づき映像信号に対応した透過率（変調率）で光変調素子を駆動する。図１では、各プロジェクタの階調特性を規定する特性情報は、書き換え可能に構成されており、特性情報が書き換えられたときには書き換え後の特性情報に基づいて光変調素子の透過率が変化するようになっている。
【００２９】
映像信号生成装置８０は、スクリーンＳＣＲに投影するコンテンツ画像を生成し、該コンテンツ画像に対応した映像信号を生成する。映像信号生成装置８０によって生成された映像信号は、入力映像信号として信号変換装置５０に入力される。
【００３０】
信号変換装置５０は、映像投影システム１０としての階調特性（光変調特性）により得られる輝度を有する画素を表示するように、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のそれぞれに特性情報を送信する。これに加えて、信号変換装置５０は、各プロジェクタに送信した特性情報に対応して映像信号生成装置８０からの入力映像信号を各プロジェクタに応じて変換し、変換後の映像信号を各プロジェクタに出力する。即ち、図１では、信号変換装置５０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に特性情報を送信すると共に、映像信号生成装置８０からの入力映像信号を第１のプロジェクタＰＪ１向けに変換した映像信号を第１のプロジェクタＰＪ１に出力すると共に、該入力映像信号を第２のプロジェクタＰＪ２向けに変換した映像信号を第２のプロジェクタＰＪ２に出力する。
【００３１】
そして、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２は、それぞれ、各投影画像内の画素の位置が一致するように投影画像をスクリーンＳＣＲに投射する。これにより、映像投影システム１０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２により入力映像信号に対応する出力目標輝度を有する画像を表示する。このように、実施形態１では、各プロジェクタの光変調特性を指定すると共に、指定した各プロジェクタの光変調特性に対応した映像信号を入力させる。
【００３２】
図２に、図１の第１のプロジェクタＰＪ１の構成例のブロック図を示す。なお、第１のプロジェクタＰＪ１は、図２の構成をすべて含むものでなくてもよい。図２では、第１のプロジェクタＰＪ１の構成例を示すが、第２のプロジェクタＰＪ２も第１のプロジェクタＰＪ１と同様の構成を有することができる。
【００３３】
第１のプロジェクタＰＪ１は、光変調部及び投射部としての機能を実現する光学系ブロック１００と、光学系ブロック１００を制御するための制御ブロック１８０とを含む。
【００３４】
光学系ブロック１００は、光源１１０、光変調素子１３０（光変調部）を含み、光源１１０により発生した光が光変調素子１３０に照射され、制御ブロック１８０からの制御信号に基づいて光変調素子１３０が光変調率を変更することで投射画像を生成することができる。
【００３５】
制御ブロック１８０は、映像信号受信部１８２、信号解析部１８４、出力信号変換部１８６、出力信号処理部１８８、光変調素子駆動部１９０、制御部１９２、特性情報記憶部１９４、光源駆動部１９６、特性情報受信部１９８を含む。
【００３６】
映像信号受信部１８２は、信号変換装置５０からの映像信号の受信インタフェース処理を行う。信号解析部１８４は、映像信号受信部１８２により受信された映像信号を解析して、第１のプロジェクタＰＪ１内の処理用の信号形式に変換する変換処理を行う。このような変換処理としては、例えばインターレース形式の映像信号をプログレッシブ形式の映像信号に変換する処理がある。特性情報記憶部１９４は、第１のプロジェクタＰＪ１が有する光変調素子１３０の光変調特性（階調特性、ガンマ特性）の特性情報を記憶している。この特性情報は、第１のプロジェクタＰＪ１に入力される映像信号に対する第１のプロジェクタＰＪ１の光変調素子の光変調率を規定する情報である。特性情報記憶部１９４は、外部から送信されてきた特性情報に書き換え可能に構成されている。
【００３７】
出力信号変換部１８６は、特性情報記憶部１９４に記憶された特性情報に応じて、信号解析部１８４からの映像信号をガンマ変換し、ガンマ変換後の映像信号を出力するようになっている。従って、外部から送られてくる特性情報が特性情報記憶部１９４に一度記憶され、出力信号変換部１８６は、特性情報記憶部１９４に記憶された特性情報に応じたガンマ変換を行うことができる。
【００３８】
出力信号処理部１８８は、出力信号変換部１８６により行われたガンマ変換後の映像信号をラスタ変換する。光変調素子駆動部１９０は、出力信号処理部１８８の処理結果の映像信号に対応した光変調素子制御信号を生成し、該光変調素子制御信号を光変調素子１３０に出力する。光源駆動部１９６は、制御部１９２からの指示に基づいて、光源１１０を制御するための光源制御信号を生成し、該光源制御信号を光源１１０に対して出力する。更に、特性情報受信部１９８は、外部（図１では信号変換装置５０）から送信される特性情報の受信インタフェース処理を行う。制御部１９２は、上記の構成を有する制御ブロック１８０内の各部の制御を司る。
【００３９】
図３に、図２の光学系ブロック１００の構成例を示す。図３では、図２の光学系ブロック１００が、いわゆる３板式の構成例を示しているが、本発明に係る映像投影装置としてのプロジェクタが、いわゆる３板式のものに限定されるものではない。
【００４０】
光学系ブロック１００は、光源１１０及び光変調素子１３０の他に、インテグレータレンズ１１２、１１４、偏光変換素子１１６、重畳レンズ１１８、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒ、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇ、反射ミラー１２２、Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒ、Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇ、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム１６０、投射レンズ１７０（広義には投射部）を含む。図３では、３板式であるため、光変調素子１３０として、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ（第１の光変調部）、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ（第２の光変調部）、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂ（第３の光変調部）が採用される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂとして用いられる液晶パネルは、透過型の液晶表示装置である。リレー光学系１４０は、リレーレンズ１４２、１４４、１４６、反射ミラー１４８、１５０を含む。
【００４１】
光源１１０は、例えば超高圧水銀ランプにより構成され、少なくともＲ成分の光、Ｇ成分の光、Ｂ成分の光を含む光を射出する。光源１１０は、図２の光源駆動部１９６から光源制御信号により駆動制御される。インテグレータレンズ１１２は、光源１１０からの光を複数の部分光に分割するための複数の小レンズを有する。インテグレータレンズ１１４は、インテグレータレンズ１１２の複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する。重畳レンズ１１８は、インテグレータレンズ１１２の複数の小レンズから射出される部分光を重畳する。
【００４２】
また偏光変換素子１１６は、偏光分離膜とλ／２板とを有し、ｐ偏光を透過させると共にｓ偏光を反射させ、ｐ偏光をｓ偏光に変換する。この偏光変換素子１１６からのｓ偏光が、重畳レンズ１１８に照射される。
【００４３】
重畳レンズ１１８によって重畳された光は、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒに入射される。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒは、Ｒ成分の光を反射して、Ｇ成分及びＢ成分の光を透過させる機能を有する。Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒを透過した光は、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇに照射され、Ｒ用ダイクロイックミラー１２０Ｒにより反射した光は反射ミラー１２２により反射されてＲ用フィールドレンズ１２４Ｒに導かれる。
【００４４】
Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇは、Ｇ成分の光を反射して、Ｂ成分の光を透過させる機能を有する。Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過した光は、リレー光学系１４０に入射され、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇにより反射した光はＧ用フィールドレンズ１２４Ｇに導かれる。
【００４５】
リレー光学系１４０では、Ｇ用ダイクロイックミラー１２０Ｇを透過したＢ成分の光の光路長と他のＲ成分及びＧ成分の光の光路長との違いをできるだけ小さくために、リレーレンズ１４２、１４４、１４６を用いて光路長の違いを補正する。リレーレンズ１４２を透過した光は、反射ミラー１４８によりリレーレンズ１４４に導かれる。リレーレンズ１４４を透過した光は、反射ミラー１５０によりリレーレンズ１４６に導かれる。リレーレンズ１４６を透過した光は、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに照射される。
【００４６】
Ｒ用フィールドレンズ１２４Ｒに照射された光は、平行光に変換されてＲ用液晶パネル１３０Ｒに入射される。Ｒ用液晶パネル１３０Ｒは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｒ用映像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒに入射された光（第１の色成分の光）は、Ｒ用映像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【００４７】
Ｇ用フィールドレンズ１２４Ｇに照射された光は、平行光に変換されてＧ用液晶パネル１３０Ｇに入射される。Ｇ用液晶パネル１３０Ｇは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｇ用映像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇに入射された光（第２の色成分の光）は、Ｇ用映像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【００４８】
リレーレンズ１４２、１４４、１４６で平行光に変換された光が照射されるＢ用液晶パネル１３０Ｂは、光変調素子（光変調部）として機能し、Ｂ用映像信号に基づいて透過率（通過率、変調率）が変化するようになっている。従って、Ｂ用液晶パネル１３０Ｂに入射された光（第３の色成分の光）は、Ｂ用映像信号に基づいて変調され、変調後の光がクロスダイクロイックプリズム１６０に入射される。
【００４９】
Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂは、図２の光変調素子駆動部１９０からの光変調素子制御信号により、色成分毎に独立して変調率が制御される。
【００５０】
クロスダイクロイックプリズム１６０は、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂからの入射光を合成した合成光を出射光として出力する機能を有する。投射レンズ１７０は、出力画像をスクリーンＳＣＲ上に拡大して結像させるレンズである。
【００５１】
以上のように、光学系ブロック１００において、Ｒ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂを第１〜第３の光変調部とすると、第１の光変調部は、第１の色成分の映像信号に基づいて第１の色成分の光を変調し、第２の光変調部は、第２の色成分の映像信号に基づいて第２の色成分の光を変調し、第３の光変調部は、第３の色成分の映像信号に基づいて第３の色成分の光を変調する。
【００５２】
第１〜第３の光変調部としてのＲ用液晶パネル１３０Ｒ、Ｇ用液晶パネル１３０Ｇ及びＢ用液晶パネル１３０Ｂは、それぞれ光変調特性（階調特性、ガンマ特性）を有する。この光変調特性は、映像信号により特定される入力信号値に対する透過率（輝度）（広義には変調率）の変化を示す特性である。実施形態１では、所望の出力目標輝度が得られるように、信号変換装置５０が、各プロジェクタが有する光変調素子としての各液晶パネルの光変調特性を指定し、指定した光変調特性に応じた映像信号に変換して各プロジェクタに振り分ける。
【００５３】
図４に、実施形態１における信号変換装置５０の構成例のブロック図を示す。図４において、図１と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５４】
信号変換装置５０は、特性情報送信部５２と、信号変換処理部５４とを含む。特性情報送信部５２は、映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のうち少なくとも１つのプロジェクタに対し、当該プロジェクタに入力される映像信号に対する当該プロジェクタの光変調素子の光変調率を規定する特性情報を送信する。信号変換処理部５４は、特性情報送信部５２により送信される特性情報に基づいて、映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタに対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を各プロジェクタに供給する。
【００５５】
特性情報送信部５２は、例えば各プロジェクタの電源投入直後に起動される起動シーケンスにおいて特性情報を送信してもよいし、該起動シーケンスで各プロジェクタに対して特性情報の送信要求を行った後に各プロジェクタからの承認を待って特性情報を送信してもよい。
【００５６】
信号変換装置５０は、更に、映像信号受信部５６、信号解析部５８、制御部６０、映像信号出力部６２、変換テーブル記憶部６４を含んでもよい。映像信号受信部５６は、映像信号生成装置８０からの入力映像信号の受信インタフェース処理を行う。信号解析部５８は、映像信号受信部５６により受信された映像信号を解析して、信号変換装置５０内の処理用の信号形式に変換する変換処理を行う。このような変換処理としては、例えばインターレース形式の映像信号をプログレッシブ形式の映像信号に変換する処理がある。
【００５７】
変換テーブル記憶部６４には、予め映像投影システム１０としての階調特性（光変調特性）を実現するために映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタの光変調特性を規定する特性情報が記憶されている。また、変換テーブル記憶部６４には、信号解析部５８からの映像信号に対し、各プロジェクタの光変調特性に応じた変換後の映像信号が記憶された変換テーブルが記憶されている。従って、特性情報送信部５２は、変換テーブル記憶部６４に記憶された特性情報を各プロジェクタに送信する。また、信号変換処理部５４は、変換テーブル記憶部６４に記憶された変換テーブルに従って、信号解析部５８からの映像信号を、各プロジェクタ用の変換後の映像信号に変換する。
【００５８】
映像信号出力部６２は、信号変換処理部５４により行われた信号変換処理後の映像信号を所与の出力形式に変換する処理を行う。映像信号出力部６２の出力信号が、映像投影システム１０を構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に対して供給される。制御部６０は、上記のような信号変換装置５０の各部の制御を司る。
【００５９】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）に、実施形態１における特性情報の説明図を示す。
【００６０】
図５（Ａ）に示すように、例えば、各プロジェクタが有する光変調素子の光変調特性は、映像信号により規定される入力信号値に対応して光変調素子の透過率（変調率）が変化する様子を示す特性である。図５（Ａ）では、横軸に入力信号値、縦軸に透過率を表している。縦軸の透過率は、当該光変調素子を有するプロジェクタによる投影画像の輝度と等価なパラメータである。
【００６１】
実施形態１における特性情報は、図５（Ａ）に示す光変調特性を規定する情報群である。当該光変調素子を制御する光変調素子制御信号の信号値の範囲（動作電圧範囲）が決まるため、図５（Ｂ）に示すように、上記の信号値の範囲内をＮ（Ｎは２以上の自然数）等分し、（Ｎ＋１）個の各信号値における透過率の並びを、図５（Ａ）に示す光変調特性を規定する特性情報を表す情報群とすることができる。
【００６２】
図４の特性情報送信部５２は、例えば図５（Ｂ）に示す特性情報を、各プロジェクタに送信する。より具体的には、特性情報送信部５２は、投影画像の画素毎に、図５（Ｂ）に示す特性情報を送信する。更に具体的には、特性情報送信部５２は、投影画像の画素を構成するＲ成分のサブ画素、Ｇ成分のサブ画素及びＢ成分のサブ画素の色成分毎に設けられた図５（Ｂ）に示す特性情報を送信する。なお、投影画像内に予めサンプリング画素を定めておき、特性情報送信部５２は、このサンプリング画素の特性情報を公知の補間処理方法により補間して画像内の各画素の特性情報を算出した後に、補間処理後の特性情報を送信するようにしてもよい。
【００６３】
図６に、図４の変換テーブル記憶部６４に記憶される変換テーブルの説明図を示す。
【００６４】
変換テーブル記憶部６４に記憶される変換テーブルには、入力映像信号（信号解析部５８による解析後の映像信号）により規定される入力信号値に対して、第１のプロジェクタＰＪ１に出力すべき出力信号値、第２のプロジェクタＰＪ２に出力すべき出力信号値が登録されている。入力映像信号が与えられると、当該入力映像信号に対応して記憶されている第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２用の出力信号値が取り出される。そして、各プロジェクタ用の出力信号値に対応した映像信号が、後段の映像信号出力部６２に出力される。
【００６５】
なお、図６では、入力信号値が１２ビット、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２への出力信号値が８ビットとなっている。即ち、入力映像信号で表現可能な階調数が、各プロジェクタに供給される映像信号で表現可能な階調数よりも多い。こうすることで、入力コンテンツの階調数が多い場合であっても、階調数が少ない安価なプロジェクタを用いることができ、低コストで多階調な映像を高精度に制御できるようになる。
【００６６】
次に、実施形態１における映像投影システム１０の効果について説明する。
【００６７】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）に、実施形態１における映像投影システム１０の効果の説明図を示す。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に同じ光変調特性を指定した場合の効果の一例を表している。
【００６８】
図８に、実施形態１における映像投影システム１０の効果の他の説明図を示す。図８は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２が異なる光変調特性を指定した場合の効果の一例を表している。
【００６９】
なお、図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、高い透過率ほど入力信号値の変化量が小さい特性（即ち、低い透過率ほど入力信号値の変化量が大きい特性）であるものとして示しているが、低い透過率ほど入力信号値の変化量が小さい特性（即ち、高い透過率ほど入力信号値の変化量が大きい特性）であってもよい。
【００７０】
ここで、階調を０．０〜１．０（０．０は最低輝度、１．０は最高輝度）の範囲で正規化された数値で表し、図７（Ａ）に示すように、低輝度側（図７（Ａ）では階調差が大きい領域）において、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２がそれぞれ表現可能な階調が例えば０、０．１５、０．２５、０．３０、０．３３、・・・であるものとする。このとき、実施形態１における映像投影システム１０により表現可能な階調は、両方のプロジェクタの合成によって表現可能な階調となる。第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の合成によって表現可能な階調は、一方のプロジェクタで表現可能な階調と両方のプロジェクタで表現可能な階調であるため、例えば０、０．１５、０．２５、０．３０、０．３３、０．４０、０．４５、・・・となり、一方のプロジェクタで表現可能な階調より表現可能な階調が多くなる。
【００７１】
一方、図７（Ｂ）に示すように、高輝度側（図７（Ｂ）では階調差が小さい領域）において、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２がそれぞれ表現可能な階調が例えば０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、・・・であるものとする。このとき、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の合成によって表現可能な階調は、例えば０．８０、０．８１、・・・、１．６０、１．６１、１．６２、・・・となる。従って、両方のプロジェクタの階調差が小さい領域では、合成によって表現可能な階調差を両方のプロジェクタの階調差が大きい領域より一層小さくでき、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００７２】
以上のように、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の光変調特性が同一となるように指定したとしても、実施形態１のように両者を重ね合わせて表示することで階調数を増加させることができる。そのため、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００７３】
これに対して、図８に示すように、第１のプロジェクタＰＪ１が表現可能な階調が例えば０、０．１５、０．２５、０．３０、・・・、０．８０、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、・・・であり、第２のプロジェクタＰＪ２が表現可能な階調が例えば０、０．０１、０．０２、０．０３、・・・、０．６２、０．６５、０．７０、０．８０、０．９５、・・・であり、両者のプロジェクタの光変調特性が異なるように指定したものとする。このとき、実施形態１における映像投影システム１０により表現可能な階調は、両方のプロジェクタの合成によって表現可能な階調となる。第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の合成によって表現可能な階調は、一方のプロジェクタで表現可能な階調と両方のプロジェクタで表現可能な階調であるため、例えば０．０、０．０１、０．０２、０．０３、・・・、０．８０、０．８１、・・・、１．６０、１．６１、１．６２、・・・となる。従って、両方のプロジェクタの階調差の大小にかかわらず全領域にわたって、合成後の階調差を小さくでき、階調表現を細かく制御することができるようになる。
【００７４】
以上のように、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の光変調特性が異なるように指定した場合には、実施形態１のように両者を重ね合わせて表示することで階調数を確実に増加させることができ、階調表現を細かく制御することができるようになる。しかも、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す場合より階調を細かく制御できるようになるので、実施形態１における信号変換装置５０は、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２に対して互いに異なる特性情報を送信することが望ましい。
【００７５】
なお、実施形態１では、映像投影システム１０が２つの映像投影装置としてのプロジェクタを含むが、３以上の複数の映像投影装置を含んでもよい。この場合、信号変換装置は、各映像投影装置による投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置に映像信号を供給するものであって、複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、当該映像投影装置に入力される映像信号に対する当該映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報を送信する特性情報送信部と、特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含むことができる。そして、特性情報送信部は、複数の映像投影装置のうちの第１及び第２の映像投影装置に対し、互いに異なる特性情報を送信することが望ましい。
【００７６】
〔実施形態２〕
実施形態１では、すべての入力信号値に対応して第１及び第２のプロジェクタ用の出力信号値を変換テーブル記憶部に記憶させておくものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態２では、変換テーブル記憶部の記憶情報を削減して、より一層の低コスト化を実現しつつ、多階調な映像を高精度に制御できるようにする。
【００７７】
このような実施形態２における映像投影システム、映像投影装置としてのプロジェクタの構成は実施形態１と同様であるため、説明を省略する。実施形態２における信号変換装置の構成が、実施形態１における信号変換装置の構成と異なる。
【００７８】
図９に、本発明に係る実施形態２における信号変換装置の構成例のブロック図を示す。図９において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７９】
実施形態２における信号変換装置２００は、図１の信号変換装置５０に代えて実施形態１における映像投影システム１０に適用できる。実施形態２における信号変換装置２００は、図４の信号変換装置５０の構成に加えて、補間部６６を含むと共に、変換テーブル記憶部６４に代えて変換テーブル記憶部６８を含むことができる。
【００８０】
実施形態２において、変換テーブル記憶部６８には、入力映像信号に対応して予め複数のプロジェクタを構成する各プロジェクタに供給する映像信号が登録されており、信号解析部５８からの入力映像信号に対応した各プロジェクタに対応する映像信号が、変換テーブル記憶部６８を検索することで取得される。そして、補間部６６が、取得された映像信号を補間し、補間処理後の映像信号を参照して信号変換処理部５４が信号変換処理を行う。
【００８１】
図１０に、図９の変換テーブル記憶部６８の説明図を示す。
【００８２】
変換テーブル記憶部６８には、入力映像信号により規定される入力信号値に対して、第１のプロジェクタＰＪ１に出力すべき出力信号値、第２のプロジェクタＰＪ２に出力すべき出力信号値が登録された記憶情報が記憶されている。このとき、入力信号値は、取り得る値の全部ではなく、離散的な値である。その一方、変換テーブル記憶部６８には、入力信号値に対応してフラグが記憶されており、そのフラグ情報に応じて、どちらの出力信号値で補間すべきかが指定される。
【００８３】
例えば、入力信号値０ｘ０１０に対応して記憶されるフラグが０のとき、補間部６６は、入力信号値０ｘ０１０〜０ｘ０１８の間の入力信号値に対して、第１のプロジェクタＰＪ１の出力信号値である０ｘ０１（入力信号値が０ｘ０１０に対応する出力信号値）、０ｘ０３（入力信号値が０ｘ０１８に対応する出力信号値）を用いて、公知の補間処理（例えばニアレストネーバー法、バイリニア法等）で補間する一方、第２のプロジェクタＰＪ２の出力信号値として０ｘ００（入力信号値０ｘ０１０に対応）を出力する。
【００８４】
また、例えば、入力信号値０ｘ０２０に対応して記憶されるフラグが１のとき、補間部６６は、入力信号値０ｘ０２０〜０ｘ０２８の間の入力信号値に対して、第２のプロジェクタＰＪ２の出力信号値である０ｘ０１（入力信号値が０ｘ０２０に対応する出力信号値）、０ｘ０５（入力信号値が０ｘ０２８に対応する出力信号値）を用いて、公知の補間処理（例えばニアレストネーバー法、バイリニア法等）で補間する一方、第１のプロジェクタＰＪ１の出力信号値として０ｘ０４（入力信号値０ｘ０２０に対応）を出力する。
【００８５】
以上のように補間された出力信号値が、信号変換処理部５４における信号変換処理に用いられる。従って、入力映像信号が与えられると、当該入力映像信号に対応して記憶されている第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２用の出力信号値が取り出される。この際、必要に応じてフラグを参照し、いずれか一方をそのまま出力すると共に、他方を、補間処理により得られた出力信号値を出力する。そして、各プロジェクタ用の出力信号値に対応した映像信号が、後段の映像信号出力部６２に出力される。
【００８６】
以上説明したように、実施形態２によれば、補間部６６により補間するようにしたので変換テーブル記憶部６８が記憶すべき記憶情報の容量を削減できるようになる。
【００８７】
〔実施形態３〕
実施形態１又は実施形態２における信号変換装置では、変換テーブルを用いて入力映像信号に対して信号変換処理を行うものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８８】
実施形態３における映像投影システム、映像投影装置としてのプロジェクタの構成は実施形態１と同様であるため、説明を省略する。実施形態３における信号変換装置の処理が、実施形態１における信号変換装置の処理と異なる。
【００８９】
即ち、実施形態３における信号変換装置では、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のうちの一方のプロジェクタ（例えば第１のプロジェクタＰＪ１）に対し、入力映像信号から変換して得られる、出力目標輝度以下で最大輝度となる第１の映像信号を供給する。そして、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２のうちの他方のプロジェクタ（例えば第２のプロジェクタＰＪ２）に対し、第２のプロジェクタＰＪ２により出力目標輝度と上記最大輝度との差分の輝度を有する画像を表示するように映像信号を入力映像信号から変換して求め、この変換して求めた映像信号を供給する。
【００９０】
このため、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部は、例えば中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）及びメモリを有し、該メモリに記憶されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、以下のような処理を実行できるようになっている。
【００９１】
図１１に、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の処理例のフロー図を示す。即ち、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部が有するメモリには、図１１に示す処理を実現するプログラムが記憶される。
図１２に、実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の動作説明図を示す。図１２は、実施形態３における映像投影システムとしての光変調特性の一例を表している。
【００９２】
まず、信号変換処理部は、信号解析部５８からの入力映像信号を待つ（ステップＳ１０：Ｎ）。そして、信号解析部５８から入力映像信号が入力されたとき（ステップＳ１０：Ｙ）、信号変換処理部は、実施形態３における映像投影システムとしての光変調特性により定まる出力目標輝度（図１２のＴＬ）を算出する（ステップＳ１２）。
【００９３】
続いて、信号変換処理部は、高輝度側の階調差が小さいプロジェクタに対して、当該プロジェクタの光変調素子の光変調特性に基づいて入力信号値に対応する出力信号値を割り当てる（ステップＳ１４）。このとき、信号変換処理部は、出力目標輝度以下で最大輝度（図１２のＭＬ）となる出力信号値を割り当て、該出力信号値に対応する映像信号を当該プロジェクタに対して出力するようにする。
【００９４】
次に、信号変換処理部は、出力目標輝度（図１２のＴＬ）と上記最大輝度（図１２のＭＬ）との差分の輝度（図１２のＤＬ）を求める（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１４で割り当てたプロジェクタとは別のプロジェクタに対して、当該プロジェクタの光変調素子の光変調特性に基づいて、輝度ＤＬが得られる出力信号値を割り当てる（ステップＳ１８）。
【００９５】
こうして、信号変換処理部は、ステップＳ１４、ステップＳ１８で求めた出力信号値に対応する映像信号を、それぞれのプロジェクタに対して出力するように処理し（ステップＳ２０）、ステップＳ１０に戻る（リターン）。
【００９６】
以上のような実施形態３によれば、実施形態１又は実施形態２のように変換テーブルを用意する必要がなくなる。また、実施形態３によれば、映像投影システムを構成するプロジェクタの数が増加すればするほど複雑化する変換テーブルに対する検索処理が不要となるので、各プロジェクタへの信号の割り当てを簡素化して、多階調な映像を高精度に制御できるようになる。
【００９７】
なお、実施形態３では、映像投影システムが第１及び第２のプロジェクタにより構成されている例を説明したが、３以上のプロジェクタで構成される場合も同様である。即ち、複数の映像投影装置により入力映像信号に対応する出力目標輝度を有する画像を表示する場合に、信号変換処理部は、複数の映像投影装置のいずれか１つの第１の映像投影装置に対し、出力目標輝度以下で最大輝度となる第１の映像信号を供給すると共に、複数の映像投影装置のうち第１の映像投影装置を除く残りの各映像投影装置に対し、残りの各映像投影装置により出力目標輝度と最大輝度との差分の輝度を有する画像を表示するように映像信号を供給する。
【００９８】
ここで、信号変換処理部は、第１の映像投影装置の光変調素子の特性に基づいて、入力映像信号を第１の映像信号に変換し、残りの各映像投影装置の光変調素子の特性に基づいて、入力映像信号を残りの各映像投影装置に対応した映像信号に変換する。
【００９９】
〔実施形態４〕
実施形態１、実施形態２及び実施形態３では、プロジェクタの光変調素子の光変調特性にかかわらず、信号変換装置がプロジェクタに対して光変調特性を規定する特性情報を送信していたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態４では、プロジェクタが自身の光変調素子の光変調特性を規定する特性情報を、信号変換装置に対して送信し、受信した特性情報に基づいて、該信号変換装置が、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのうちの少なくとも１つに対して改めて特性情報を送信する。
【０１００】
これにより、特性情報の書き換えが不可能なプロジェクタを含む映像投影システムにおいて、特性情報の書き換えが不可能なプロジェクタの特性に応じて、他のプロジェクタの光変調特性を制御することで、システム全体としての光変調特性を制御することができる。この結果、特性情報の書き換えが不可能なプロジェクタを含む場合であっても、高い画素密度を有する画像表示を簡素な構成を有する映像投影システムを実現できるようになる。
【０１０１】
このような本発明に係る実施形態４における映像投影システムは、実施形態１とほぼ同様の構成である。そのため詳細な説明を省略する。
【０１０２】
図１３に、実施形態４における第１のプロジェクタの構成例のブロック図を示す。図１３において、図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２と同様に、図１３には第１のプロジェクタの構成例を示すが、実施形態４における映像投影システムを構成する他のプロジェクタ（例えば、投影映像システムが第１及び第２のプロジェクタにより構成される場合には第２のプロジェクタ）も同様の構成を有することができる。
【０１０３】
図１３の第１のプロジェクタＰＪ１の構成が図２の第１のプロジェクタＰＪ１の構成と異なる点は、特性情報受信部１９８に代えて特性情報通信部（特性情報送受信部）１９９が設けられている点である。特性情報通信部１９９は、図２の特性情報受信部１９８の機能に加えて、第１のプロジェクタＰＪ１の光変調特性を規定する特性情報を信号変換装置に対して送信する機能である特性情報送信部の機能も有する。従って、実施形態４における第１のプロジェクタＰＪ１は、実施形態４における信号変換装置からの特性情報の送信要求に応答して、第１のプロジェクタＰＪ１の特性情報を送信することができる。
【０１０４】
図１４に、実施形態４における信号変換装置の構成例のブロック図を示す。図１４において、図４と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図１４において、図９で説明した補間部６６が設けられていてもよい。
【０１０５】
図１４の実施形態４における信号変換装置２５０の構成が図４の信号変換装置５０の構成と異なる点は、特性情報送信部５２に代えて特性情報通信部（特性情報送受信部）２５２が設けられ、更に特性情報記憶部２５４が追加されている点である。特性情報通信部２５２は、図４の特性情報送信部５２の機能に加えて、映像投影システムを構成する各プロジェクタから各プロジェクタの光変調特性を規定する特性情報を受信する機能である特性情報受信部の機能も有する。従って、実施形態４における信号変換装置２５０は、特性情報通信部２５２により受信された各プロジェクタからの特性情報を、特性情報記憶部２５４に保存する。そして、信号変換装置２５０は、特性情報記憶部２５４に記憶された各プロジェクタの特性情報に対応して変換テーブル記憶部６４に記憶される変換テーブルを変更することで、各プロジェクタの光変調特性を規定するために改めて特性情報を送信することができるようになる。
【０１０６】
例えば、映像投影システムを構成するプロジェクタの光変調特性の組み合わせが分っている場合には実施形態１のように、各プロジェクタに所望の光変調特性を実現させるために各プロジェクタの光変調特性にかかわらず信号変換装置から特性情報を送信すればよい。一方、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのうち少なくとも１つの光変調特性に合わせて最適な階調表現を実現しようとする場合や、特性情報が書き換え不可能なプロジェクタを含む場合には、当該プロジェクタの光変調特性に合わせて他のプロジェクタの光変調特性を変更することが望ましい。このような場合には、特性情報を収集した後に、これらの特性情報を解析して、改めて各プロジェクタの光変調特性を調整すればよい。
【０１０７】
そこで、実施形態４における信号変換装置２５０は、更に特性情報変換部２５６を含み、特性情報変換部２５６が特性情報記憶部２５４に保存された特性情報を変更し、変更後の特性情報に対応した変換テーブルで信号変換処理部５４が信号変換処理を行うことができるようになっている。より具体的には、特性情報変換部２５６は、例えば映像投影システムを構成する第１のプロジェクタＰＪ１（第１の映像投影装置）の特性情報が、第２のプロジェクタＰＪ２（第２の映像投影装置）の特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報となるように変換する。
【０１０８】
図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に、実施形態４における映像投影システムの動作例の説明図を示す。
【０１０９】
例えば、図１５（Ａ）に示すように、信号変換装置２５０が映像投影システムを構成する第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の特性情報を取得する。そして、特性情報変換部２５６は、例えばいずれか一方のプロジェクタを選択し、選択したプロジェクタの特性情報により求められる関数の逆関数を用いて、他方のプロジェクタの特性情報を算出する。その後、図１５（Ｂ）に示すように、特性情報通信部２５２が、変換後の特性情報を当該他方のプロジェクタに送信する。
【０１１０】
なお、予め特性情報の変換対象のプロジェクタを定め、変換対象以外のプロジェクタのみから特性情報を収集するようにしてもよい。また、実施形態４において、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタが、実施形態１におけるプロジェクタと実施形態４におけるプロジェクタとを含んでいてもよい。
【０１１１】
以上のように、実施形態４では、映像投影システムを構成する複数の映像投影装置のうちの第１の映像投影装置が信号変換装置に対し、第１の映像投影装置に入力される映像信号に対する第１の映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報を送信し、信号変換装置が、複数の映像投影装置のうちの第２の映像投影装置に対し、第１の映像投影装置の光変調素子の特性情報に対応した特性情報を送信する。従って、実施形態４によれば、図８で説明したように、高輝度領域や低輝度領域の全領域にわたって階調を細かく制御できるようになる。
【０１１２】
〔実施形態５〕
実施形態１、実施形態２、実施形態３及び実施形態４では、プロジェクタと信号変換装置が個別に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る実施形態５では、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのいずれか１つに実施形態１、実施形態２、実施形態３又は実施形態４における信号変換装置が搭載される。以下では、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２を含む映像投影システムにおいて、第１のプロジェクタＰＪ１に、上記の各実施形態のいずれかの信号変換装置が搭載されているものとする。
【０１１３】
図１６に、実施形態５における第１のプロジェクタＰＪ１の構成例のブロック図を示す。図１６において、図２と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１４】
図１６に示すように、実施形態５における第１のプロジェクタＰＪ１は、図２の構成に加えて、信号変換部（信号変換装置）３００を含む。信号変換部３００は、実施形態１、実施形態２又は実施形態３における信号変換装置と同様の機能を有する。従って、映像信号受信部１８２は、信号変換部３００からの映像信号を受信し、特性情報受信部１９８は、信号変換部３００からの特性情報を受信する。また、信号変換部３００は、映像投影システムを構成する複数のプロジェクタのうち、第１のプロジェクタＰＪ１を除く残りのプロジェクタに対して、残りの各プロジェクタに対応する映像信号を出力する。
【０１１５】
なお、信号変換部３００が実施形態４における信号変換装置と同様の構成を有し、図１６の第１のプロジェクタＰＪ１が特性情報受信部１９８に代えて特性情報通信部１９９を有していてもよい。
【０１１６】
図１７に、実施形態５における映像投影システム３２０の構成例を示す。図１７において、図１と同様部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１７】
図１７において、第１のプロジェクタＰＪ１は図１６に示すプロジェクタであり、上記のいずれかの実施形態における信号変換装置を含む。実施形態５における映像投影システム３２０は、更に、通信手段３１０を有し、第１のプロジェクタＰＪ１から第２のプロジェクタＰＪ２に特性情報を送信させることができる。
【０１１８】
このような映像投影システム３２０では、映像信号生成装置８０からの入力映像信号が、そのまま第１のプロジェクタＰＪ１の信号変換部３００に入力される。また、信号変換部３００は、通信手段３１０により、第２のプロジェクタＰＪ２に対して特性情報を送信できる。そして、第１のプロジェクタＰＪ１の信号変換部３００が、上記の信号変換処理を行い、第１のプロジェクタＰＪ１用の信号変換処理後の映像信号でスクリーンＳＣＲに投影すると共に、第２のプロジェクタＰＪ１用の信号変換処理後の映像信号を第２のプロジェクタＰＪ２に出力し、第２のプロジェクタＰＪ２により該映像信号でスクリーンＳＣＲに投影させる。
【０１１９】
〔実施形態６〕
上記の実施形態では、映像投影システムを構成するすべてのプロジェクタが特性情報が書き換え可能に構成されているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２０】
図１８に、本発明に係る実施形態６における映像投影システムの構成例を示す。図１８において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２１】
図１８において、第１のプロジェクタＰＪ１は図１６に示すプロジェクタであり、上記のいずれかの実施形態における信号変換装置を含む。実施形態６における映像投影システム４００は、更に、第１のプロジェクタＰＪ１に輝度検出部としてのカメラ４１０を含み、映像投影システム４００を構成する複数のプロジェクタのうち第１のプロジェクタＰＪ１を除く他のプロジェクタの投影画像の輝度を検出することができる。
【０１２２】
即ち、第２のプロジェクタＰＪ２に、所与の映像パターンをスクリーンＳＣＲに投影させる。そして、第１のプロジェクタＰＪ１のカメラ４１０により、スクリーンＳＣＲに投影された第２のプロジェクタＰＪ２の映像の輝度を検出し、第２のプロジェクタＰＪ２の光変調特性を規定する特性情報を収集する。そして、第１のプロジェクタＰＪ１が内蔵する信号変換装置が、収集した特性情報に基づいて第１のプロジェクタＰＪ１の光変調特性を変換して第１のプロジェクタＰＪ１の特性情報を書き換える。このとき、例えば第１のプロジェクタＰＪ１（第１の映像投影装置）の特性情報が、第２のプロジェクタＰＪ２（第２の映像投影装置）の特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報となるように変換する。
【０１２３】
そして、映像信号生成装置８０からの入力映像信号に対して、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２用に映像信号を変換し、第１のプロジェクタＰＪ１は、書き換えられた特性情報に基づいて画像表示を行う。一方、第２のプロジェクタＰＪ２は、第１のプロジェクタＰＪ１からの映像信号を受けて、画像表示を行う。
【０１２４】
このように、スクリーンに投影された他の映像投影装置の投影画像の輝度を検出する輝度検出部を含み、輝度検出部により検出された輝度に基づいて入力映像信号を変換した映像信号を他の映像投影装置に供給するようにすることで、当該他の映像投影装置が、その特性情報を変更する機能を持たない場合であっても、複数の映像投影装置の特性に応じて、高い画素密度と多階調化を高精度に実現する映像投影システムを提供できるようになる。また、映像投影システムを構成する複数の映像投影装置のうち第１の映像投影装置に入力される映像信号に対する第１の映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報は、第２の映像投影装置に入力される映像信号に対する第２の映像投影装置の光変調素子の光変調率を規定する特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報とすることができ、多階調化を高精度に実現できるようになる。
【０１２５】
なお、実施形態６では、信号変換装置が第１のプロジェクタＰＪ１に内蔵されているものとして説明したが、図１に示すように信号変換装置が第１のプロジェクタＰＪ１の外部に設けられ、図１の第１のプロジェクタＰＪ１が実施形態６におけるカメラ４１０を内蔵してもよい。
【０１２６】
以上、本発明に係る信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１２７】
（１）上記の各実施形態では、映像投影システムは２つのプロジェクタで投影画像を重ね合わせて表示させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。３つ以上のプロジェクタで投影画像を重ね合わせて表示させても、上記実施形態と同様、又はそれ以上の効果を得ることができる。
【０１２８】
（２）上記の各実施形態では、光変調部としてライトバルブを用いるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調部として、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon)等を採用してもよい。
【０１２９】
（３）上記の各実施形態では、光変調部として、いわゆる３板式の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを例に説明したが、４板式以上の透過型の液晶パネルを用いたライトバルブを採用してもよい。
【０１３０】
（４）上記の各実施形態では、各プロジェクタが投射部と光変調素子とを有する複数のプロジェクタにより構成される投影映像システムを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る投影映像システムは、１つの投射部と、上記の各実施形態における複数のプロジェクタ分の複数の光変調素子とを備えたプロジェクタを少なくとも１つ含んでもよい。
【０１３１】
（５）上記の各実施形態において、本発明を、信号変換装置、映像投影装置及び映像投影システムとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明を実現するための信号変換装置、映像投影装置又は映像投影システムの処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に係る実施形態１における映像投影システムの構成例のブロック図。
【図２】図１の第１のプロジェクタの構成例のブロック図。
【図３】図２の光学系ブロックの構成例の構成図。
【図４】実施形態１における信号変換装置の構成例のブロック図。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は実施形態１における特性情報の説明図。
【図６】図４の変換テーブル記憶部に記憶される変換テーブルの説明図。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は実施形態１における映像投影システムの効果の説明図。
【図８】実施形態１における映像投影システムの効果の他の説明図。
【図９】本発明に係る実施形態２における信号処理装置の構成例のブロック図。
【図１０】図９の変換テーブル記憶部の説明図。
【図１１】実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の処理例のフロー図。
【図１２】実施形態３における信号変換装置の信号変換処理部の動作説明図。
【図１３】実施形態４における第１のプロジェクタの構成例のブロック図。
【図１４】実施形態４における信号変換装置の構成例のブロック図。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は実施形態４における映像投影システムの動作例の説明図。
【図１６】実施形態５における第１のプロジェクタの構成例のブロック図。
【図１７】本発明に係る実施形態５における映像投影システムの構成例のブロック図。
【図１８】本発明に係る実施形態６における映像投影システムの構成例のブロック図。
【符号の説明】
【０１３３】
１０，３２０，４００…映像投影システム、 ５０，２００，２５０…信号変換装置、
５２…特性情報送信部、 ５４…信号変換処理部、 ５６，１８２…映像信号受信部、
５８，１８４…信号解析部、 ６０，１９２…制御部、 ６２…映像信号出力部、
６４，６８…変換テーブル記憶部、 ６６…補間部、 ８０…映像信号生成装置、
１００…光学系ブロック、 １１０…光源、 １３０…光変調素子、
１８０…制御ブロック、 １８６…出力信号変換部、 １８８…出力信号処理部、
１９０…光変調素子駆動部、 １９４，２５４…特性情報記憶部、
１９６…光源駆動部、 １９８…特性情報受信部、 １９９，２５２…特性情報通信部、
２５４…特性情報記憶部、 ２５６…特性情報変換部、 ３００…信号変換部、
３１０…通信手段、 ４１０…カメラ、 ＰＪ１…第１のプロジェクタ、
ＰＪ２…第２のプロジェクタ、 ＳＣＲ…スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置に映像信号を供給する信号変換装置であって、
前記複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、前記少なくとも１つの映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信する特性情報送信部と、
前記特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、前記各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含むことを特徴とする信号変換装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記特性情報送信部は、
前記複数の映像投影装置のうちの第１及び第２の映像投影装置に対し、互いに異なる特性情報を送信することを特徴とする信号変換装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報は、前記第２の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報であることを特徴とする信号変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記入力映像信号で表現可能な階調数が、前記各映像投影装置に供給される映像信号で表現可能な階調数よりも多いことを特徴とする信号変換装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の信号変換装置と、
前記信号変換装置からの映像信号に基づいて映像を投射する投射部とを含むことを特徴とする映像投影装置。
【請求項６】
請求項５において、
スクリーンに投影された他の映像投影装置の投影画像の輝度を検出する輝度検出部を含み、
前記入力映像信号を前記映像投影装置に供給すると共に、前記輝度検出部により検出された輝度に基づいて前記入力映像信号を変換した映像信号を用いて映像を投射することを特徴とする映像投影装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか記載の信号変換装置と、
前記信号変換装置からの映像信号に基づいて画像を投影する複数の映像投影装置とを含み、
前記複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置による投影画像を重ねて表示することを特徴とする映像投影システム。
【請求項８】
請求項７において、
前記複数の映像投影装置のうちの第１の映像投影装置が前記信号変換装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信し、
前記信号変換装置が、前記複数の映像投影装置のうちの第２の映像投影装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の特性情報に対応した特性情報を送信することを特徴とする映像投影システム。
【請求項１】
投影画像を重ねて表示する複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置に映像信号を供給する信号変換装置であって、
前記複数の映像投影装置のうち少なくとも１つの映像投影装置に対し、前記少なくとも１つの映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信する特性情報送信部と、
前記特性情報送信部により送信される特性情報に基づいて、前記各映像投影装置に対応した信号変換処理を入力映像信号に対して行い、該信号変換処理後の映像信号を前記各映像投影装置に供給する信号変換処理部とを含むことを特徴とする信号変換装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記特性情報送信部は、
前記複数の映像投影装置のうちの第１及び第２の映像投影装置に対し、互いに異なる特性情報を送信することを特徴とする信号変換装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報は、前記第２の映像投影装置が有する光変調素子の光変調特性を表す特性情報により求められる関数の逆関数から得られた情報であることを特徴とする信号変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記入力映像信号で表現可能な階調数が、前記各映像投影装置に供給される映像信号で表現可能な階調数よりも多いことを特徴とする信号変換装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の信号変換装置と、
前記信号変換装置からの映像信号に基づいて映像を投射する投射部とを含むことを特徴とする映像投影装置。
【請求項６】
請求項５において、
スクリーンに投影された他の映像投影装置の投影画像の輝度を検出する輝度検出部を含み、
前記入力映像信号を前記映像投影装置に供給すると共に、前記輝度検出部により検出された輝度に基づいて前記入力映像信号を変換した映像信号を用いて映像を投射することを特徴とする映像投影装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか記載の信号変換装置と、
前記信号変換装置からの映像信号に基づいて画像を投影する複数の映像投影装置とを含み、
前記複数の映像投影装置を構成する各映像投影装置による投影画像を重ねて表示することを特徴とする映像投影システム。
【請求項８】
請求項７において、
前記複数の映像投影装置のうちの第１の映像投影装置が前記信号変換装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の光変調特性を表す特性情報を送信し、
前記信号変換装置が、前記複数の映像投影装置のうちの第２の映像投影装置に対し、前記第１の映像投影装置の光変調素子の特性情報に対応した特性情報を送信することを特徴とする映像投影システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−１４５３６９（Ｐ２００９−１４５３６９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１９２８１（Ｐ２００７−３１９２８１）
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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