画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法
【課題】輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できる画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法を提供する。
【解決手段】複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正装置は、前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成部と、前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力部とを含む。
【解決手段】複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正装置は、前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成部と、前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力部とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面テレビジョンやプロジェクタ等の高性能な画像表示装置が広く普及しており、これらの画像表示装置においては、より一層、色の再現性や画質が重要視されるようになっている。そのため、同じ信号値を有する画素は表示画像内のどの位置でも同じ色で表示される「画面の均一性」が確保された画像表示装置に対する市場の要求が高い。
【０００３】
このような「画面の均一性」を確保するための技術として、画面内の色むらを補正する技術が、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、入力データが取り得るすべての階調において色むらの発生を抑制するために、画像表示装置の入出力特性データを測定し、該入出力特性データを基準入出力特性データに近づけるための補正データを全階調レベルについて決定する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、色むらと輝度むらを含めた照度むらを補正するために、輝度むら補正パターンと色むら補正パターンから、輝度むらの発生量及び色むらの発生量を低減する複数の照度レベルに応じた照度むら補正パターンテーブルを生成し、照度むらの発生量を低減させるようにした技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３８９７６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画像表示装置として投写型画像表示装置（プロジェクタ）を採用する場合、投影画像内の周辺部において輝度低下が発生しやすい。このような画像表示装置を複数用いて同一スクリーンに投影する場合、特許文献１及び特許文献２に開示された技術を用いて補正データや補正パターンに従って画素の信号値を補正したとしても、各画像表示装置の投影画像内の周辺部の輝度低下はそのまま起こり、スクリーン上の画像には輝度むらが発生するという問題がある。
【０００８】
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、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できる画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正装置であって、前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成部と、前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力部とを含む画像補正装置に関係する。
【００１０】
本発明によれば、複数の画素光形成手段を用いて画像を表示する場合に、１つの画素光形成手段の画素光による画素の輝度が出力目標値に達しないとき、残りの画素光形成手段の複数の画素光を用いて輝度を上げることで、表示画像の輝度低下の発生を抑えることができるようになる。しかも、個々の画素光形成手段で輝度低下を抑える場合に比べて、余力のある画素光形成手段で輝度を補完できるため、効率的に、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００１１】
また本発明に係る画像補正装置では、前記残りの画素光形成手段は、前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記スクリーンに形成される表示画素の位置が近い順にｎ（ｎは２以上の整数）個の表示画素を形成することができる。
【００１２】
本発明によれば、当該画素の輝度が出力目標値に達しないとき、当該画素の周辺のｎ個の表示画素を用いて輝度を補完させるようにしたので、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を効率的に防止できるようになる。
【００１３】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光を構成する各画素光が均等に輝度を上げるように前記画像信号を補正することができる。
【００１４】
本発明によれば、他の画素光形成手段による複数の画素に均等に輝度を補完させるようにしたので、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。しかも、他の画素光形成手段による複数の画素に一律に輝度増分を割り当てるようにしたので、少ない計算量で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する効果が得られるようになる。
【００１５】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが大きい画素光に対し、前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが小さい画素光より輝度増分が大きくなるように前記画像信号を補正することができる。
【００１６】
本発明によれば、当該画素の輝度を補完する他の画素の増分後の輝度が画素最大値を超えてしまう場合であっても、当該画素の輝度の不足分を効率的に振り分けて、増分後の輝度が画素最大値を超えないようにできるようになる。
【００１７】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、各画素光の輝度に対応した画素値に応じた増分となるように前記画像信号を補正することができる。
【００１８】
本発明によれば、補正前の輝度の分布を維持しつつ、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００１９】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記各画素光により前記スクリーンに形成される表示画素までの距離に応じた増分となるように前記画像信号を補正することができる。
【００２０】
本発明によれば、各画素光形成手段からの画素光による画素の位置合わせを粗く調整した場合であっても、高い精度で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００２１】
また本発明は、上記のいずれか記載の画像補正装置と、前記画像補正装置からの前記画像信号に基づいて輝度が制御される前記複数の画素光形成手段とを含み、前記複数の画素光形成手段からの画素光を用いた画像を表示する画像表示システムに関係する。
【００２２】
本発明によれば、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する画像表示システムを提供できるようになる。
【００２３】
また本発明は、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正方法であって、前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成ステップと、前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力ステップとを含む画像補正方法に関係する。
【００２４】
本発明によれば、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する画像調整方法を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る画像補正装置は、複数の画像表示装置により表示される複数の画像を用いて表示する画像表示システムに適用される。この画像表示システムは、複数の画像表示装置を構成する各画像表示装置により投影されたスクリーン上の投影画像の各画素同士を隣接させて表示することで高輝度の画像を表示することができる。そして、画像補正装置は、入力画像信号に対応した出力目標値の輝度を実現できるように、該入力画像信号を補正した画像信号を各画像表示装置に出力する。
【００２７】
図１に、実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図を示す。
【００２８】
実施形態１における画像表示システム１０は、第１〜第Ｌ（Ｌは２以上の整数）のプロジェクタ（広義には画像表示装置）ＰＪ１〜ＰＪＬと、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによって投射された画像から測定値を取得するための画像測定装置３０と、画像補正装置（広義には画像処理装置）２００とを含む。更に、画像表示システム１０は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬに画像信号を入力する、図示しない画像入力部を含むことができる。
【００２９】
第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬは、それぞれスクリーンＳＣＲに対して画像を投射し、スクリーンＳＣＲに各投射画像の画素同士を隣接させて１つの画像を表示するようになっている。ここで、各投射画像の隣り合う画素同士の境界が接するように投射されてもよいし、各投射画像の隣り合う画素同士が所与の間隔を置いて投射されてもよい。
【００３０】
各プロジェクタは、投影画像の画素を形成するための画素光形成手段を有し、画像補正装置２００からの画像信号により画素の輝度が制御される。このような画素光形成手段は、光源からの光を変調する光変調手段（光変調部）を有し、画像補正装置２００からの画像信号により変調率（透過率、光変調率）が制御されることで画素の輝度が制御される。なお、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬは、それぞれ同じ構成を有してもよいし、異なる構成を有していてもよい。
【００３１】
画像測定装置３０は、撮像手段としてのカメラ３２と、測定値処理部３４とを含む。カメラ３２は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによって投射されたスクリーンＳＣＲの画像を撮像して投射画像の画像データを取り込む。このようなカメラ３２として、例えばデジタルスチルカメラを採用できる。測定値処理部３４は、カメラ３２によって取り込まれた画像データに基づいて、測定値を生成する。画像測定装置３０によって生成された測定値は、測定データとして画像補正装置２００に供給される。
【００３２】
画像補正装置２００は、各プロジェクタが有する画素光形成手段毎に、画像入力部からの入力画像信号に対応した出力目標値を決定する。そして、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画像の画素の輝度値が該出力目標値となるように、各プロジェクタが有する画素光形成手段による画素の輝度を制御するための画像信号を該入力画像信号から補正し、補正後の画像信号を第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬに対して出力する。
【００３３】
より具体的には、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのうち例えば第１のプロジェクタＰＪ１（複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段）に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する。そして、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度値が出力目標値となるように、第1のプロジェクタＰＪ１を除く第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬ（複数の画素光形成手段のうち第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段）からの複数の画素光の輝度を制御する各プロジェクタ用の画像信号を補正して第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬに出力する。
【００３４】
更に画像補正装置２００は、出力目標値を決定する際に、プロジェクタが表示可能な値の範囲内で画像信号の補正量を調整し、該補正量を用いた補正後の画像信号により画像表示を行うことで、表示画面内の色むらの発生を抑える処理を行う。より具体的には、補正後の画像信号が、プロジェクタが表示可能な値の範囲内にないとき、当該画素の色相及び彩度が画面内の所与の基準画素の色相及び彩度と一致するように、プロジェクタが表示可能な値の範囲内で補正量を調整する。
【００３５】
図２に、図１の第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬの各プロジェクタに適用される画像表示装置の構成例のブロック図を示す。なお、図２では、画像補正装置２００に対して入力画像信号を供給する画像入力部４０も合わせて示し、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬがそれぞれ同様の構成を有しているものとする。
【００３６】
画像入力部４０は、プロジェクタによって投射される画像の画像信号を生成する。画像入力部４０として、例えばスキャナ４２、デジタルカメラ４４、パーソナルコンピュータ（Personal Computer：ＰＣ）４６のいずれかが採用される。このような画像入力部４０によって生成された画像信号が入力画像信号として画像補正装置２００に出力される。
【００３７】
画像補正装置２００は、図１の画像測定装置３０により測定された測定値に基づいて、画像入力部４０からの入力画像信号に対応した出力目標値を、プロジェクタ毎に決定する。そして、画像補正装置２００は、この出力目標値を実現するように、各プロジェクタに対して入力画像信号を補正して得られた画像信号を出力する。
【００３８】
第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬは、それぞれ、光変調部２４、投射部２６を含む。光変調部２４には、図示しない光源からの光が照射されており、画像補正装置２００からの画像信号に基づいて、画素毎に光の通過率（透過率、変調率）を変調する。このような光変調部２４としては、液晶パネルにより構成されるライトバルブが採用される。液晶パネルは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入したものであり、例えばポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、画像信号に対応して各画素の光の通過率を変調する。光変調部２４は、各色光の通過率が制御された複数の色光を合成した画素光を生成することができ、画素光形成手段としての機能を有する。投射部２６は、光変調部２４によって変調された光源からの光をスクリーンＳＣＲに投影する投射光学系を有する。
【００３９】
図３に、図２の第１のプロジェクタＰＪ１の構成例を示す。図３では、第１のプロジェクタＰＪ１の構成例を示すが、第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬも同様に構成することができる。また、図３では、第１のプロジェクタＰＪ１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】
第１のプロジェクタＰＪ１は、光源１１０、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、光変調素子１３０、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム（広義には光合成手段）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、例えば画像補正装置２００又は第１のプロジェクタＰＪ１内の図示しない光源駆動部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するために、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用画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用画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用画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用画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用画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用画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、所与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】
光合成手段としての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。投射部としての投射レンズ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】
実施形態１では、それぞれが上記のような構成を有する第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる投影画像の画素同士が隣り合うようにスクリーン上に表示させる。従って、実施形態１における画像表示システムでは、画像補正装置と、この画像補正装置からの画像信号に基づいて輝度が制御される複数の画素光形成手段とを含み、これらの複数の画素光形成手段からの画素光を用いた画像を表示することができる。
【００５２】
例えば第１のプロジェクタＰＪ１は、１つの画素光形成手段を有する。この画素光形成手段は、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である第１〜第３の光変調部を含み、第１〜第３の光変調部からの変調光を合成して画素光として射出することができる。第１の光変調部は、第１の色成分の画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の色成分の画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の色成分の画像信号に基づいて第３の色成分の光を変調する。
【００５３】
図４に、実施形態１におけるスクリーン上の表示画像の画素の一例の模式的な説明図を示す。図４では、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２による表示画像の画素の一例を示すが、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画像の画素も同様である。
【００５４】
図４に示すように、実施形態１では、第１のプロジェクタＰＪ１が投影した画像の水平方向に並ぶ２つの画素列の間に、第２のプロジェクタＰＪ２が投影した画像の水平方向に並ぶ画素列が配置されるように第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２が調整されている。第１のプロジェクタＰＪ１が投影した画像の画素は、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素により構成されている。第２のプロジェクタＰＪ２が投影した画像の画素は、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素により構成されている。即ち、第１のプロジェクタＰＪ１が有する画素光形成手段からの画素光と、第２のプロジェクタＰＪ２が有する画素光形成手段から画素光を用いて表示画像を表示する場合に、２つの画素光形成手段による表示画像の画素が隣り合うように調整されている。
【００５５】
なお、図４では、第１のプロジェクタＰＪ１による表示画素ＤＰ１に対し、第２のプロジェクタＰＪ２による表示画素ＤＰ２が、水平方向にずれて表示されている。
【００５６】
ここで、表示画像の画素は、プロジェクタが有する光変調手段の画素のスクリーン上の像である輝点を有し、表示画像の画素は光変調素子の画素に対応付けられる。即ち、２つの画素光形成手段が有する光変調手段の画素のスクリーン上の像である輝点の位置がずれるように調整されている。
【００５７】
これにより、実施形態１によれば、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタの投影画像の輝度が低い場合であっても、スクリーン上の投影画像の輝度を向上させることができる。
【００５８】
なお、図４では、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素と、第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の画素とを隣り合わせて表示させているが、両画素が少なくとも一部の領域において重複していてもよい。
【００５９】
図５に、実施形態１における画像補正装置２００の構成例のブロック図を示す。
【００６０】
画像補正装置２００は、出力目標値生成部２１０と、画像信号出力部２２０とを含む。出力目標値生成部２１０は、画像入力部４０からの入力画像信号を受け、複数の画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する。画像信号出力部２２０は、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画像の画素の輝度値が出力目標値となるように、各画素光形成手段からの画素光の輝度を制御する画像信号を補正して複数の画素光形成手段に出力する。より具体的には、出力目標値生成部２１０が、複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成し、画像信号出力部２２０が、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素の輝度値が該出力目標値となるように、複数の画素光形成手段のうち第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正して、該残りの少なくとも１つの画素光形成手段の各画素光形成手段に出力することができる。
【００６１】
即ち、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素を補正する画像補正方法として、複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成ステップと、該表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正して、残りの少なくとも１つの画素光形成手段の各画素光形成手段に出力する画像信号出力ステップとを含むことができる。
【００６２】
例えば、複数の画素光形成手段が、第１及び第２の画素光形成手段を含む場合に、画像信号出力部２２０は、第１の画素光形成手段による表示画像の第１の画素ＤＰ１（図４参照）の輝度値が出力目標値に達しないとき、第１の画素に対応する第２の画素光形成手段による表示画像の複数の第２の画素ＤＰ２（図４参照）の輝度値を上げるように第２の画素光形成手段用の画像信号を出力する。
【００６３】
複数の第２の画素ＤＰ２は、第１の画素ＤＰ１の周辺画素である。なお、複数の第２の画素ＤＰ２が、第２の画素光形成手段により形成されるものとして説明したが、複数の第２の画素ＤＰ２が、第１の画素光形成手段を除く複数の画素光形成手段により形成されたものであってもよい。
【００６４】
これにより、複数の画素光形成手段を用いて画像を表示する場合に、１つの画素光形成手段の画素光による画素の輝度低下が発生するようなときであっても、残りの画素光形成手段の画素光を用いて輝度を上げることで、表示画像の輝度低下の発生を抑え、複数の画素光形成手段を用いた画像の輝度むらを目立たなくすることができるようになる。しかも、個々の画素光形成手段で輝度低下を抑える場合に比べて、余力のある画素光形成手段で輝度を補完（補填）できるため、効率的に、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００６５】
ここで、画像信号出力部２２０は、画素ごとに輝度が制御される光変調手段（光変調部）に対して定義される座標系において、出力目標値が生成される当該画素と同じ画素位置の画素の変調率を制御する画像信号を補正して出力することができる。また、画像信号出力部２２０は、複数の画素光形成手段を用いた表示画像が投射されるスクリーンに対して定義されるスクリーン座標系において、出力目標値が生成される当該画素と同じ画素位置の画素の輝度を制御する画像信号を補正して出力することができる。
【００６６】
更に、画像補正装置２００において、出力目標値生成部２１０は、画像測定装置３０の測定値（又は該測定値に対応した補正データ）に基づいて、第１のプロジェクタＰＪ１が表示可能（処理可能）な値の範囲内で入力画像信号の補正量を調整する。この補正量に基づいて画像信号が補正される。
【００６７】
ここで、補正後の画像信号が、第１のプロジェクタＰＪ１で表示可能な範囲にない場合がある。例えば、入力画像信号がＲＧＢ空間の信号であり、画像入力部４０からの画像信号により表される画素値のビット数が「８」のとき、補正後の画像信号により表される画素値が、８ビットで表現可能な画素値最大値である「２５５」を超えてしまうことがある。このような場合には、もはや画像信号を補正することができない。そこで、実施形態１では、出力目標値生成部２１０は、補正後の画像信号が第１のプロジェクタＰＪ１で表示可能な範囲にない場合には、当該画素の色相及び彩度が画面内の基準位置（例えば画面の中心位置）の色相及び彩度と一致するように、補正量を調整する出力飽和処理を行う。
【００６８】
これにより、画像信号の補正前後において、明度差に比べて色差をほとんどなくすことができるため、画面内での色むら（輝度むら）の発生を抑えることができるようになる。
【００６９】
また、画像信号出力部２２０は、出力飽和処理検出部２２２、出力目標値更新部２２４、補正信号出力部２２６を含む。出力飽和処理検出部２２２は、他の画素光形成手段で輝度を補完すべきか否かを判別するために、出力目標値生成部２１０において上記の出力飽和処理が当該画素の周辺画素の少なくとも１画素について行われたか否かを判別する。これにより、出力目標値を得るために入力画像信号の補正ができなかったとき上記の出力飽和処理が行われるため、他の画素光形成手段で輝度を補完すべきかないかを容易に判断できるようになる。
【００７０】
出力目標値更新部２２４は、出力飽和処理検出部２２２により、当該画素の周辺画素の少なくとも１画素について上記の出力飽和処理が行われたことが検出されたときに、他のプロジェクタが有する画素光形成手段により輝度を補完するために当該画素光形成手段用の画像信号を補正する処理を行い、出力目標値を更新する。これにより、出力目標値生成部２１０は、再び、更新後の出力目標値を用いて、出力飽和処理の有無を検出しながら、当該プロジェクタで表示可能な範囲となるように入力画像信号を補正する。
【００７１】
補正信号出力部２２６は、出力飽和処理検出部２２２により、当該画素の周辺画素の少なくとも１画素について上記の出力飽和処理が行われたことが検出されなかったときに、出力飽和処理を行うことなく出力目標値が得られると判断し、既に調整済みの補正量を用いて画像信号を補正し、補正後の画像信号を補正画像信号として各画素光形成手段に対して出力する。
【００７２】
このような画像補正装置２００において、出力目標値生成部２１０は、画像測定装置３０により測定された測定値に基づいて出力目標値を生成する。また、補正信号出力部２２６は、測定値に基づいて、補正画像信号を出力する。そのため、画像補正装置２００は、測定値テーブル２３０を含み、測定値テーブル２３０の記憶情報を参照して出力目標値を生成する。
【００７３】
測定値テーブル（広義にはテーブル）２３０には、画像内の全画素について、各画素値に基づいて表示させた画素の測定値（測定した画素値）がプロジェクタ毎に格納される。従って、測定値テーブル２３０には、各画素値に基づいて表示させた基準画素の測定値（画素値）と、各画素値に基づいて表示させた当該画素の測定値（画素値）とが格納される。なお、測定値テーブル２３０には、測定値の代わりに、該測定値に対応した補正データが格納されていてもよい。
【００７４】
図６に、図５の測定値テーブル２３０に格納される測定値が測定される画像の画素位置の説明図を示す。図６では、例えば第１のプロジェクタＰＪ１により投影された画像ＩＭＧにおいて、水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸として、画像ＩＭＧの全画素の各画素の位置を定義することができる。ここでは、水平方向にＮ（Ｎは２以上の整数）画素が並び、垂直方向にＭ（Ｍは２以上の整数）画素が並ぶものとする。従って、画像ＩＭＧの画素（ｘ０，ｙ０）、（ｘ1，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘ０，ｙ２）、・・・、（ｘ０，ｙＭ−１）、・・・、（ｘＮ−１，ＹＭ−１）の各画素について、画像測定装置３０が測定した測定値が測定値テーブル２３０に格納される。
【００７５】
図７に、図５の測定値テーブル２３０に格納される測定値の説明図を示す。
【００７６】
測定値テーブル２３０には、まず、画素値「０」に基づいて表示させた画素の測定値（又は該測定値に対応した補正データ）が、例えば図６の画像ＩＭＧの水平方向に（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘＮ−１，ｙＭ−１）の順番に格納される。そして、測定値テーブル２３０には、続いて、画素値「１」に基づいて表示させた画素の測定値が、図６の画像ＩＭＧの水平方向に（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘＮ−１，ｙＭ−１）の順番に格納される。こうして、最終的に測定値テーブル２３０には、画素値「２５５」に基づいて表示させた画素の測定値が、図６の画像ＩＭＧの水平方向に（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘＮ−１，ｙＭ−１）の順番に格納される。この結果、測定値テーブル２３０には、画像内の全画素について、各画素値に基づいて表示させた画素の測定値が格納される。
【００７７】
測定値テーブル２３０には、上述したような全画素の測定値が、プロジェクタ毎に格納される。
【００７８】
なお、図７では、各画素値について測定値テーブル２３０に格納される測定値のデータサイズや、個々の測定値のデータサイズが予め認識されている。そのため、測定値テーブル２３０に記憶される測定値群の中から、所望の画素位置における所望の画素値の測定値の記憶領域を特定できるので、測定値テーブル２３０には測定値のみを記憶させておけばよい。
【００７９】
以上のように、出力目標値生成部２１０は、プロジェクタ毎に基準画素について各画素値に基づいて表示させた画素の測定値が記憶された測定値テーブル２３０を参照して、当該画素の画素値に対応した測定値を出力目標値として生成することができる。そして、補正信号出力部２２６は、出力目標値生成部２１０により生成された出力目標値、又は出力目標値更新部２２４により更新された出力目標値に対応した補正量を求め、該補正量を用いて画像信号を補正して出力する。
【００８０】
また、出力目標値生成部２１０は、測定値テーブル２３０を検索して、測定値テーブル２３０に、出力目標値に対応した測定値が記憶されていることが検出されたときには、出力飽和処理を行わない。一方、出力目標値生成部２１０は、測定値テーブル２３０を検索して、測定値テーブル２３０に、出力目標値に対応した測定値が記憶されていないことが検出されたときには、出力飽和処理を行って、当該画素の色相及び彩度が、基準画素の色相及び彩度と一致するように当該画素の補正量を調整する。
【００８１】
こうすることで、基準画素についての測定値が記憶されたテーブルを参照して出力目標値を生成する一方、当該画素についての測定値が記憶されたテーブルに記憶されているか否かを判断することで、当該補正量を用いて当該画素の画素値を補正した補正画素値が画素値最大値を超えたか否かを判別できるようになる。従って、新たな付加装置を設けることなく、簡素な構成で、当該画素の補正画素値が画素値最大値を超えたか否かを判別できるようになる。
【００８２】
図８に、実施形態１における画像補正装置２００のハードウェア構成例のブロック図を示す。
【００８３】
画像補正装置２００は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ)８０、読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ)８２、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）８４、インターフェース（Interface：Ｉ／Ｆ）回路８６、画像処理回路８８を含む。ＣＰＵ８０、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８４、Ｉ／Ｆ回路８６及び画像処理回路８８は、バス９０を介して接続されている。
【００８４】
ＲＯＭ８２には、プログラムが格納されており、バス９０を介してプログラムを読み込んだＣＰＵ８０が、該プログラムに対応した処理を実行することができる。ＲＡＭ８４は、ＣＰＵ８０が処理を実行するための作業用メモリとなったり、ＣＰＵ８０が読み込むプログラムが一時的に格納されたりする。Ｉ／Ｆ回路８６は、画像入力部４０のそれぞれとのインターフェース処理を行い、画像入力部４０からの入力画像信号の入力処理等を行う。画像処理回路８８は、上記の画像処理を実現する。画像処理回路８８は、例えばＲＯＭ８２に格納されているプログラムやデータを参照し、ＲＡＭ８４を作業用メモリとして用いながら実施形態１における画像処理を実現できる。
【００８５】
画像処理回路８８は、Ｉ／Ｆ回路８６を介して画像入力部４０からの入力画像信号を補正して、画面内の色むらの発生を抑える処理を行う。なお、画像補正装置２００において、画像処理回路８８がＣＰＵ８０と別個に設けられる専用ハードウェアとして説明したが、画像処理回路８８の機能を、ＲＯＭ８２又はＲＡＭ８４に記憶されたプログラムを読み込んだＣＰＵ８０の処理により実現してもよい。
【００８６】
画像測定装置３０による測定値又は該測定値に対応した補正データは、ＲＯＭ８２に書き込まれる。例えば、画像表示システム１０において、プロジェクタ毎に、以下のシーケンスを繰り返すことで、各プロジェクタの測定値が収集される。
【００８７】
即ち、まず第１のプロジェクタＰＪ１が評価用画像をスクリーンＳＣＲに投射する。画像測定装置３０は、スクリーンＳＣＲの投射画像を画像データとして取り込み、測定値を生成する。次に第２のプロジェクタＰＪ２の投射と画像測定装置３０の撮像とを行い、以降、プロジェクタの投射と画像測定装置３０の撮像とを繰り返し、画像測定装置３０は、プロジェクタ毎に、投射画像の全画素について、画素毎にすべての画素値に対応した測定値を生成する。そして、画像測定装置３０によって生成された測定値、又は該測定値に対応した補正データは、ＲＯＭ８２に書き込まれる。その後、画像入力部４０からの画像に対応した画像信号が入力されたとき、画像補正装置２００は、ＲＯＭ８２に書き込まれた測定値（補正データ）に基づき、画素毎に補正量を求め、該補正量を用いて画像信号を補正して出力する。
【００８８】
図５において、出力目標値生成部２１０及び画像信号出力部２２０の機能は、図８の画像処理回路８８又はプログラムを読み込んで該プログラムに対応した処理を行う図８のＣＰＵ８０により実現される。図５の測定値テーブル２３０の機能は、図８のＲＯＭ８２により実現される。
【００８９】
次に、実施形態１における画像補正装置２００の処理例について説明する。以下では、実施形態１における画像補正装置２００が、画素毎に、ＲＧＢ色空間の各色成分の画素値の補正量を調整する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い。
【００９０】
図９に、実施形態１における画像補正装置２００の処理例のフロー図を示す。
図１０に、図９の出力目標値の決定処理の処理例のフロー図を示す。
図１１に、図１０の各色成分の補正処理の処理例のフロー図を示す。
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図９、図１０、図１１に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図９、図１０、図１１に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【００９１】
まず、画像補正装置２００は、画像入力部４０からの入力画像信号が入力されるまで待つ（ステップＳ１００：Ｎ）。画像入力部４０からの入力画像信号が入力されたとき、画像補正装置２００は、変数の初期化処理を行う（ステップＳ１０２）。例えば、ステップＳ１０２では、Ｌ台のプロジェクタのいずれかを指定するための変数ｉを「１」に設定すると共に、出力飽和処理において出力目標値を縮小する比率を示す変数を「１．０」に設定する等、処理の必要な変数を初期化する。続いて、変数ｉが「１」であるため、画像補正装置２００は、入力画像信号に対応した第１のプロジェクタＰＪ１用の出力目標値を決定する処理を行う（ステップＳ１０４）。
【００９２】
ステップＳ１０４の処理内容については後述するが、出力飽和処理が行われたときには、明度差に比べて色差をなくすために、ＲＧＢの各色成分の出力目標値が同じ比率で縮小される。そこで、画像補正装置２００は、ステップＳ１０４に続いて、ステップＳ１０４の処理後の出力目標値の縮小比率を示す変数を保存し（ステップＳ１０６）、変数ｉをインクリメントする（ステップＳ１０８）。出力目標値の縮小比率には、第ｉのプロジェクタＰＪｉにおける出力目標値の縮小率がステップＳ１０４において設定されている。そして、変数ｉの値がＬより大きいか否かを比較して（ステップＳ１１０）、変数ｉの値がＬ以下のとき（ステップＳ１１０：Ｎ）、画像補正装置２００は、ステップＳ１０４に戻り、インクリメント後の変数ｉで指定されるプロジェクタ用の出力目標値を決定する。
【００９３】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の画素の輝度を第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬの対応する画素で補完するものとすると、ステップＳ１１０において、変数ｉの値がＬより大きいとき（ステップＳ１１０：Ｙ）、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのすべてについて当該画素の周辺画素のすべてにおいてプロジェクタの出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われたか、或いは出力飽和処理が一切行われなかったかを判別する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２では、上記の縮小比率を示す変数の値を参照することで処理を簡素化できる。
【００９４】
周辺画素のすべてについて、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬにおいて出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われたとき（ステップＳ１１２：Ｙ）、他のプロジェクタによる画素の輝度を補完することができないことを意味するため輝度の補完処理を行わずに、次の処理に進み、この時点で求められた出力目標値に対応した画像信号を、測定値テーブル２３０を参照して求め、補正画像信号として出力する（ステップＳ１１４）。同様に、周辺画素のすべてについて、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬにおいて出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われなかったとき（ステップＳ１１２：Ｙ）、他のプロジェクタによる画素の輝度補完が不要であることを意味するため、輝度の補完処理を行わずに、次の処理に進み、この時点で求められた出力目標値に対応した画像信号を、測定値テーブル２３０を参照して求め、補正画像信号として出力する（ステップＳ１１４）。
【００９５】
ステップＳ１１２において、周辺画素の少なくとも１つについて、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのいずれかにおいて出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われたと判別されたとき（ステップＳ１１２：Ｎ）、画像補正装置２００は、他のプロジェクタによる複数の画素を用いて輝度補完処理を行って（ステップＳ１１６）、ステップＳ１０２に戻り、再び輝度補間処理後の画像信号を用いて、すべてのプロジェクタに対する出力目標値を決定し直す。なお、この輝度補完処理については、後述する。
【００９６】
ステップＳ１１４において、補正画像信号を出力した後、全画素について終了したとき（ステップＳ１１８：Ｙ）、一連の処理を終了し（エンド）、全画素について終了していないとき（ステップＳ１１８：Ｎ）、ステップＳ１００に戻る。
【００９７】
以上のように、実施形態１によれば、出力飽和処理が行われたか否かを判別して、他のプロジェクタによる複数の画素の輝度を上げることで、当該プロジェクタによる画素の輝度を補完することができる。これにより、個々のプロジェクタで輝度低下を抑える場合に比べて、効率的に、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００９８】
次に、図９のステップＳ１０４について説明する。
【００９９】
ステップＳ１０４では、補正後の画素値が画素値最大値を超えるとき、ｕ´ｖ´色度図（ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ色度図）における当該画素のｕ´成分及びｖ´成分が基準画素のｕ´成分及びｖ´成分と一致するように補正量を調整する。これにより、一般に使われる色度図のｕ´成分及びｖ´成分に着目したので、簡素な構成で、当該画素の色相及び彩度が、基準画素の色相及び彩度と一致するように当該画素の補正量を調整することができるようになる。従って、既存のリソースを用いながら、補正後の画素値がプロジェクタの限界値を超える場合であっても色むらを目立たなくできるようになる。
【０１００】
そこで、実施形態１では、以下のようにＲＧＢ空間の各色成分の画素値について補正画素値が画素値最大値を超えないように出力目標値を縮小させながら、補正量を調整するようにしている。
【０１０１】
図１０に示すように、画像補正装置２００は、まず、スキャナ４２等の画像入力部４０からの画像信号を入力値として取得する（ステップＳ１０）。この画像信号は、例えばＲＧＢ空間の各色成分の画素値を有する。
【０１０２】
次に、画像補正装置２００は、当該画素のＲＧＢ空間のＢ成分の画素値について補正処理を行う（ステップＳ１２）。
【０１０３】
Ｂ成分の画素値の補正処理においては、図１１に示すように、出力目標値生成部２１０が、当該画素のＢ成分の出力目標値を生成する（ステップＳ４０）。より具体的には、出力目標値生成部２１０は、測定値テーブル２３０に記憶された測定値群の中から基準画素における各画素値（入力画素値）に基づいて表示したときの出力画素値である測定値を出力目標値関数として生成しておき、この出力目標値関数の中から、当該画素の画素値と同じ画素値を入力画素値としたときの測定値を出力目標値として求める。
【０１０４】
図１２に、実施形態１におけるＢ成分の出力目標値関数の説明図を示す。
【０１０５】
図１２では、横軸にＢ成分の入力画素値、縦軸にＢ成分の出力画素値に対応した出力値（測定値、物理量）をとり、基準画素において入力画素値が与えられたときの出力画素値の変化を表している。より具体的には、図１２では、基準画素の測定値を出力目標値関数Ｔ１で表し、当該画素の測定値を関数ＭＢで表している。
【０１０６】
図１１のステップＳ４０に続いて、出力目標値生成部２１０は、その測定値と当該画素の画素値とに基づいて補正量を求め、該補正量に基づいて当該画素の画素値を補正した補正画素値を求める（ステップＳ４２）。例えば図１２の入力画素値Ｂ１が与えられると、当該画素において入力画素値Ｂ１に対応する出力目標値（ＰＢ１、ＰＢ２）を得るための入力画素値Ｂ２が求められる。従って、画素値Ｂ１、Ｂ２の差分により補正量が求められる。
【０１０７】
これに対して、例えば図１２の入力画素値Ｂ３が与えられたとき、当該画素において入力画素値Ｂ３に対応する出力目標値（ＰＢ３）は、関数ＭＢでは存在しない。即ち、測定値テーブル２３０に対して当該画素について入力画素値Ｂ３の測定値を検索しても、出力値が得られずテーブル検索エラーとなってしまう。これは、入力画素値を補正した補正画素値が画素値最大値を超えてしまい、もはや第１のプロジェクタＰＪ１で表示不可能な範囲となるからである。そこで、補正画素値が画素値最大値を超えるときには、補正画素値が画素値最大値を超えないように補正量を調整するようになっている。
【０１０８】
そのため、図１１のステップＳ４２に続いて、出力目標値生成部２１０が、ステップＳ４２で求めた補正画素値と画素値最大値とを比較する（ステップＳ４４）。補正画素値が画素値最大値を超えるとき（ステップＳ４４：Ｙ）、出力目標値生成部２１０は、ステップＳ４０で生成した出力目標値を縮小させる制御を行い（ステップＳ４６）、ステップＳ４２に戻る。ステップＳ４６により、出力目標値は、図１２の関数Ｔ２のようになる。そして、ステップＳ４２では、縮小させた出力目標値と当該画素の画素値とに基づいて補正量を求め、該補正量に基づいて当該画素の画素値を補正した補正画素値を求めることになる。
【０１０９】
こうして、ステップＳ４４において補正画素値が画素値最大値以下となるまで繰り返され、補正画素値が画素値最大値以下のとき（ステップＳ４４：Ｎ）、画像補正装置２００は、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１１０】
図１０に戻って説明を続ける。ステップＳ１２に続いて、画像補正装置２００は、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ１４：Ｙ）、図１１のステップＳ４４で補正画素値が画素値最大値以下となった時点におけるＢ成分の出力目標値の縮小率ｒｂを取得する（ステップＳ１６）。そして、画像補正装置２００は、この縮小率ｒｂを用いて、当該画素の他の色成分であるＲ成分及びＧ成分の出力目標値を計算する（ステップＳ１８）。
【０１１１】
そして、画像補正装置２００は、ステップＳ１４においてＢ成分の出力目標値の縮小制御が行われていないとき（ステップＳ１４：Ｎ）、当該画素のＲ成分の出力目標値をそのまま用いて、Ｒ成分の補正処理を行う（ステップＳ２０）。一方、画像補正装置２００は、ステップＳ１４においてＢ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ１４：Ｙ）、Ｂ成分の出力目標値の縮小率ｒｂを用いた縮小出力目標値を用いて、Ｒ成分の補正処理を行う（ステップＳ２０）。ここで、縮小出力目標値は、当該画素のＲ成分の出力目標値Ｔｒにｒｂを乗算したＴｒ×ｒｂとなる。
【０１１２】
ステップＳ２０のＲ成分の補正処理は、ステップＳ１２のＢ成分の補正処理と同様であるため詳細な説明を省略する。即ち、ステップＳ２０では、図１１に示すように処理が行われる。
【０１１３】
図１３に、実施形態１におけるＲ成分の出力目標値関数の説明図を示す。
【０１１４】
図１３では、図１２と同様に、横軸にＲ成分の入力画素値、縦軸にＲ成分の出力画素値に対応した出力値（測定値、物理量）をとり、基準画素において入力画素値が与えられたときの出力画素値の変化を表している。より具体的には、図１３では、基準画素の測定値を出力目標値関数Ｔ１０で表し、当該画素の測定値を関数ＭＲで表している。なお、図１３では、ステップＳ１２において、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われたときのＲ成分の出力目標値の例を示している。Ｒ成分においても、出力目標値の縮小率ｒｒで行われた結果、図１３の関数Ｔ１１のようになる。
【０１１５】
図１０に戻って説明を続ける。ステップＳ２０に続いて、画像補正装置２００は、Ｒ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ２２：Ｙ）、ステップＳ１６と同様に補正画素値が画素値最大値以下となった時点におけるＲ成分の出力目標値の縮小率ｒｒを取得する（ステップＳ２４）。そして、画像補正装置２００は、この縮小率ｒｒを用いて、当該画素の他の色成分であるＢ成分及びＧ成分の出力目標値を計算する（ステップＳ２６）。
【０１１６】
ここで、ステップＳ２６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と異なるとき（ステップＳ２８：Ｙ）、ステップＳ１２に戻って、ステップＳ２６で求められたＢ成分の出力目標値を用いて、再びＢ成分から順番に各成分の補正処理を行っていく。
【０１１７】
ステップＳ２６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と同じとき（ステップＳ２８：Ｎ）、或いはステップＳ２２においてＲ成分の出力目標値の縮小制御が行われていないとき（ステップＳ２２：Ｎ）、画像補正装置２００は、当該画素のＧ成分の出力目標値、或いはステップＳ１８又はステップＳ２６で求めた縮小出力目標値を用いて、Ｇ成分の補正処理を行う（ステップＳ３０）。ここで、縮小出力目標値は、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき、ステップＳ１８で計算した当該画素のＧ成分の出力目標値Ｔｇにｒｂを乗算した縮小出力目標値Ｔｇ×ｒｂにさらにｒｒを乗算したＴｇ×ｒｂ×ｒｒとなり、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われないとき、当該画素のＧ成分の出力目標値Ｔｇにｒｒを乗算したＴｇ×ｒｒとなる。
【０１１８】
ステップＳ３０のＧ成分の補正処理は、ステップＳ１２のＢ成分の補正処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。即ち、ステップＳ３０では、図１１に示すように処理が行われる。
【０１１９】
図１４に、実施形態１におけるＧ成分の出力目標値関数の説明図を示す。
【０１２０】
図１４では、図１２と同様に、横軸にＧ成分の入力画素値、縦軸にＧ成分の出力画素値に対応した出力値（測定値、物理量）をとり、基準画素において入力画素値が与えられたときの出力画素値の変化を表している。より具体的には、図１４では、基準画素の測定値を出力目標値関数Ｔ２０で表し、当該画素の測定値を関数ＭＧで表している。なお、図１４では、ステップＳ１２において、Ｂ成分及びＲ成分の出力目標値の縮小制御が行われたときのＧ成分の出力目標値の例を示している。Ｇ成分においても、出力目標値の縮小率ｒｇで行われた結果、図１４の関数Ｔ２１のようになる。
【０１２１】
図１０に戻って説明を続ける。ステップＳ３０に続いて、画像補正装置２００は、Ｇ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ３２：Ｙ）、ステップＳ１６と同様に補正画素値が画素値最大値以下となった時点におけるＧ成分の出力目標値の縮小率ｒｇを取得する（ステップＳ３４）。そして、画像補正装置２００は、この縮小率ｒｇを用いて、当該画素の他の色成分であるＢ成分及びＲ成分の出力目標値を計算する（ステップＳ３６）。
【０１２２】
ここで、ステップＳ３６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と異なるとき、或いはステップＳ３６で計算されたＲ成分の出力目標値がステップＳ２０で用いられた出力目標値と異なるとき（ステップＳ３８：Ｙ）、ステップＳ１２に戻って、ステップＳ３６で求められたＢ成分の出力目標値を用いて、再びＢ成分から順番に各成分の補正処理を行っていく。
【０１２３】
ステップＳ３６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と同じで、且つステップＳ３６で計算されたＲ成分の出力目標値がステップＳ２０で用いられた出力目標値と同じとき（ステップＳ３８：Ｎ）、或いはステップＳ３２においてＧ成分の出力目標値の縮小制御が行われていないとき（ステップＳ３２：Ｎ）、画像補正装置２００は、全画素についての補正処理が終了したか否かを判別する（ステップＳ３９）。
【０１２４】
そして、画像の全画素について補正処理が終了したとき（ステップＳ３９：Ｙ）、画像補正装置２００は、一連の処理を終了し（エンド）、画像の全画素について補正処理が終了していないとき（ステップＳ３９：Ｎ）、ステップＳ１０に戻る。
【０１２５】
このように、実施形態１では、色成分毎に出力目標値を縮小させながら補正画素値を求めると共に、出力目標値の縮小率に応じて出力目標値を更新している。そして、出力目標値が変更される度に、変更後の出力目標値を用いて最初の色成分から順番に補正処理を行うことで、最終的に各色成分の出力目標値が同じ比率で縮小させるように処理している。なお、図１０で求められた縮小率が、図９のステップＳ１０６における比率を示す変数として保持される。
【０１２６】
以上のように、画像補正装置２００は、ＲＧＢ色空間の各色成分の画素値について補正画素値が画素値最大値を超えないように補正量を調整することができる。そして、ｕ´ｖ´色度図における当該画素のｕ´成分及びｖ´成分が基準画素のｕ´成分及びｖ´成分と一致させながら、補正量を調整することができるようになる。
【０１２７】
図１５に、ＲＧＢ空間の画素値からｕ´ｖ´色度図のｕ´成分及びｖ´成分へ変換する処理の説明図を示す。
【０１２８】
図１５において、ＲＧＢ空間のＲ成分の画素値がＲ、Ｇ成分の画素値がＧ、Ｂ成分の画素値がＢであり、ＲＧＢｍａｘは画素値最大値であるものとする。
【０１２９】
このとき、図１５に示す一連の変換式により、ＲＧＢ空間の画素の画素値をＸＹＺ空間（ＣＩＥ １９６４ 表色系）の画素値に変換できる。そして、ＸＹＺ空間の画素値を、更に図１５に示す一連の変換式により、ｕ´ｖ´色度図（ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ色度図）におけるｕ´成分及びｖ´成分に変換できる。ｕ´ｖ´色度図では、ｕ´成分及びｖ´成分により色相及び彩度を表している。
【０１３０】
実施形態１では、上述のように補正画素値が画素値最大値を超えるとき、ＲＧＢ色空間の各色成分の出力目標値が同じ比率で縮小された縮小後の出力目標値を用いている。そのため、当該画素の補正画素値を出力目標値である基準画素の測定値と揃えることで、図１５に示す変数ｒ、ｇ、ｂ、Ｘ成分及びＹ成分は、それぞれ同じ比率で縮小されることになる。従って、ｕ´成分及びｖ´成分を一定にできるため、補正画素値が画素値最大値を超えない範囲で当該画素の色相及び彩度を基準画素の色相及び彩度と一致させることができる。
【０１３１】
また、各成分を同じ比率で縮小させているので、最大でＲＧＢの各色成分数の３回の補正処理を行えば、必ずＲＧＢの各色成分の画素値について補正画素値が画素値最大値を超えないように処理を完了させることができる。
【０１３２】
なお、上述の実施形態では、出力目標値として測定値を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、出力目標値として、基準画素を中心とする所定の領域内の画素値の平均値を採用したり、基準画素からの距離が遠い画素ほど値が小さくなるような出力目標値を採用したりできる。
【０１３３】
次に、図９のステップＳ１１６について説明する。
【０１３４】
ステップＳ１１６では、出力目標値の輝度が得られないときに、他のプロジェクタのうち余力のあるプロジェクタ（出力飽和処理を行わなかったプロジェクタ）による複数の画素を用いて当該画素の輝度を補完するように制御する。
【０１３５】
実施形態１では、第１の画素光形成手段としての第１のプロジェクタＰＪ１による表示画素の輝度を補完する場合、この画素の輝度の補完に用いられる複数の画素光形成手段のうち第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段は、第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンＳＣＲに形成される表示画素の位置を基準に、スクリーンＳＣＲに形成される表示画素の位置が近い順にｎ（ｎは２以上の整数）個の表示画素を形成するものとする。そして、複数の画素光を構成する各画素光が均等に輝度を上げるように画像信号が補正されるものとする。なお、ｎは４であることが望ましい。
【０１３６】
図１６に、図９のステップＳ１１６の処理例のフロー図を示す。
【０１３７】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図１６に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図１６に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１３８】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ａｐｑとする。
【０１３９】
まず、画像補正装置２００は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ６０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇは、ＲＧＢＴ＿ＳのＧ成分の画素値を、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂは、ＲＧＢＴ＿ＳのＢ成分の画素値を意味する。
【０１４０】
次に、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、画素Ａｐｑの出力目標値の縮小比率ＲＡＴＥ＿Ａｐｑを更新する（ステップＳ６２）。例えば、各プロジェクタによる表示画素の輝度を積算して次式のように求め、この式を変換すればＲＡＴＥ＿Ａｐｑの更新値を求めることができる。
【０１４１】
【数１】
【数２】
【０１４２】
上式では、ＲＡＴＥ＿Ａｐｑに同じαだけ増分し、輝度の和が不変となるようにαを求めている。このαを用いて、次式のようにＲＡＴＥ＿Ａｐｑを更新する。
RATE_Apq=RATE_Apq+α
【０１４３】
続いて、画像補正装置２００は、ステップＳ６２で求めたＲＡＴＥ＿Ａｐｑを用いて、画素Ａｐｑの出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ６４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RGBT_Apq=RGBT_Apq×RATE_Apq
【０１４４】
以上のように処理することで、当該画素の輝度の増加分を周辺画素の均等に割り振って、他のプロジェクタによる複数の画素で第１のプロジェクタによる画素の輝度を補完できるようになる。
【０１４５】
図１７に、実施形態１の効果の説明図を示す。図１７において、図４と同様の部分には同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【０１４６】
例えば、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素ＤＰ１の周辺画素として、第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の４つの画素ＤＰ２を表示させる場合、両プロジェクタの画素ＤＰ１、ＤＰ２がそれぞれ出力飽和処理を行うことなく出力目標値の輝度をそのまま表示できる場合には、両プロジェクタでは各出力目標値の輝度で画素を表示させる。
【０１４７】
これに対して、図１７に示すように、例えば第１のプロジェクタＰＪ１の画素ＤＰ１において出力飽和処理を行って当初の出力目標値の輝度で表示できない場合には、第２のプロジェクタＰＪ２の４つの画素ＤＰ２において出力目標値を更新して均等に輝度を上げた状態で表示させ、結果的に当該画素の輝度を上げる。
【０１４８】
図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）に、実施形態１の効果についての他の説明図を示す。図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は、第１〜第３のプロジェクタＰＪ１〜ＰＪ３による画素ＤＰ１〜ＤＰ３を示している。
【０１４９】
図１８（Ａ）に示すように、第１のプロジェクタＰＪ１による画素ＤＰ１が水平方向に並び、第２のプロジェクタＰＪ２による画素ＤＰ２が水平方向に並び、第３のプロジェクタＰＪ３による画素ＤＰ３が水平方向に並ぶ。そして、画素ＤＰ１群が、画素ＤＰ２群と画素ＤＰ３群との間に配置される。これにより、画素ＤＰ１に着目すれば、画素ＤＰ２、ＤＰ３を用いて輝度を上げることができる。
【０１５０】
例えば、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素ＤＰ１と第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の画素ＤＰ２と第３のプロジェクタＰＪ３の投影画像の画素ＤＰ３とを隣り合わせて表示させる場合、これらのプロジェクタの画素ＤＰ１〜ＤＰ３がそれぞれ出力飽和処理を行うことなく出力目標値の輝度をそのまま表示できる場合には、これらのプロジェクタでは各出力目標値の輝度で画素を表示させる。
【０１５１】
これに対して、例えば第１のプロジェクタＰＪ１の画素ＤＰ１において出力飽和処理を行って当初の出力目標値の輝度で表示できない場合には、図１８（Ｂ）に示すように、第２のプロジェクタＰＪ２の画素ＤＰ２及び第３のプロジェクタＰＪ３の画素ＤＰ３において出力目標値を更新して輝度を上げた状態で表示させる。即ち、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ２により補完する。従って、２つの画素ＤＰ２は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。同様に、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ３により補完する。従って、２つの画素ＤＰ３は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。
【０１５２】
図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）に、実施形態１の効果についての更に別の説明図を示す。図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、第１〜第４のプロジェクタＰＪ１〜ＰＪ４による画素ＤＰ１〜ＤＰ４を示している。
【０１５３】
図１９（Ａ）に示すように、第１のプロジェクタＰＪ１による画素ＤＰ１、第２のプロジェクタＰＪ２による画素ＤＰ２、第３のプロジェクタＰＪ３による画素ＤＰ３及び第４のプロジェクタによる画素ＤＰ４が、市松模様のように配置される。これにより、画素ＤＰ１に着目すれば、画素ＤＰ２、ＤＰ３を用いて輝度を上げることができる。また、画素ＤＰ３に着目すれば、画素ＤＰ１、ＤＰ４を用いて輝度を上げることができる。
【０１５４】
例えば、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素ＤＰ１、第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の画素ＤＰ２、第３のプロジェクタＰＪ３の投影画像の画素ＤＰ３及び第４のプロジェクタＰＪ４の投影画像の画素ＤＰ４を図１９（Ａ）に示すように隣り合わせて表示させる場合、これらのプロジェクタの画素ＤＰ１〜ＤＰ４がそれぞれ出力飽和処理を行うことなく出力目標値の輝度をそのまま表示できる場合には、これらのプロジェクタでは各出力目標値の輝度で画素を表示させる。
【０１５５】
これに対して、例えば第１のプロジェクタＰＪ１の画素ＤＰ１において出力飽和処理を行って当初の出力目標値の輝度で表示できない場合には、図１９（Ｂ）に示すように、第２のプロジェクタＰＪ２の画素ＤＰ２及び第３のプロジェクタＰＪ３の画素ＤＰ３において出力目標値を更新して輝度を上げた状態で表示させる。即ち、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ２により補完する。従って、２つの画素ＤＰ２は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。同様に、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ３により補完する。従って、２つの画素ＤＰ３は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。
【０１５６】
以上のように、実施形態１によれば、当該画素の輝度が出力目標値に達しないとき、当該画素の周辺画素に均等に輝度を補完させるようにしたので、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。しかも、実施形態１によれば、周辺画素に一律に輝度増分を割り当てるようにしたので、少ない計算量で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する効果が得られるようになる。
【０１５７】
〔実施形態２〕
実施形態１では、当該画素の輝度が出力目標値に達しないとき、当該画素の周辺画素に均等に輝度を補完させるようにしていたが、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２では、当該画素の周辺画素の中で輝度増分のマージンがある画素ほど大きく輝度を増分させる。
【０１５８】
図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に、実施形態２における輝度補完処理の説明図を示す。図２０（Ａ）において、図１７と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）では、画素ＤＰ１の輝度を、画素ＤＰ１の周辺の画素ＤＰ２で補完するものとして示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８（Ａ）や図１９（Ａ）に示す周辺画素で輝度を補完するようにしてもよい。
【０１５９】
図２０（Ａ）では、画素ＤＰ１の周辺の４つの画素ＤＰ２を、それぞれ画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２、ＤＰ２−３、ＤＰ２−４として示し、図２０（Ｂ）は、画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−３の輝度と出力目標値Ｔ−１〜Ｔ−４とを模式的に表す。
【０１６０】
ここで、４つの画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の輝度と出力目標値Ｔ−１〜Ｔ−４とのマージンＭＭ−１〜ＭＭ−４に着目すると、画素ＤＰ２−３のマージンＭＭ−３が最大で、画素ＤＰ２−２のマージンＭＭ−２が最小である。そこで、実施形態２では、画素ＤＰ１の輝度不足分を画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４に振り分けて画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の輝度を上げる場合に、画素ＤＰ２−３に対して輝度増分が最大となるように振り分け、画素ＤＰ２−２に対して輝度増分が最小となるように振り分ける。即ち、実施形態２では、複数の画素光のうち輝度増分のマージンが大きい画素光に対し、複数の画素光のうち輝度増分のマージンが小さい画素光より輝度増分が大きくなるように画像信号を補正する。
【０１６１】
これにより、実施形態１の処理では増分（補正）後の輝度が画素最大値を超えてしまう場合であっても、実施形態２の処理では不足分を効率的に振り分けて、増分後の輝度が画素最大値を超えないようにできる場合がある。
【０１６２】
このような実施形態２を実現する画像補正装置及び画像表示システムの構成は、実施形態１と同様であるため、実施形態２における画像補正装置及び画像表示システムの構成についての詳細な説明を省略する。実施形態２が実施形態１と異なる点は、輝度補完処理の処理内容である。
【０１６３】
そこで、以下では実施形態２における輝度補完処理について説明する。なお、実施形態２では、上記のように各周辺画素のマージンを算出して、そのマージンに応じて輝度不足分を割り当てるように処理してもよいが、以下のように、処理を簡素化してもよい。即ち、周辺画素間では出力目標値がそれほど大きく変化しないことを前提に、出力飽和処理が行われなかった画素群が同じ輝度となるように振り分けることで、出力飽和処理が行われた画素群に輝度を振り分けず、且つ輝度の小さい画素ほど輝度増分のマージンが大きくすることができる。
【０１６４】
図２１に、実施形態２における輝度補完処理の処理例のフロー図を示す。実施形態２では、実施形態１における図９のステップＳ１１６において、図２１の処理が行われる。
【０１６５】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２１に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２１に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１６６】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、周辺画素のうち、出力飽和処理が行われなかった画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＝１．０の画素）をＡＮ０〜ＡＮｈ（ｈは最大「３」）、出力飽和処理が行われた画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＜１．０の画素）をＡＳ０〜ＡＳｋ（ｈ＋ｋ＝２）とし、画素ＡＮ０〜ＡＮｈは同じ輝度ＹＴＮにするものとする。更に、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＮｊ、画素ＡＮｊの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＮｊ、画素ＡＳｒ（ｒは整数、ｊ＋ｒ＝２）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＳｒ、画素ＡＳｒの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＳｒとする。
【０１６７】
まず、画像補正装置は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ７０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇは、ＲＧＢＴ＿ＳのＧ成分の画素値を、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂは、ＲＧＢＴ＿ＳのＢ成分の画素値を意味する。
【０１６８】
次に、画像補正装置は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、出力飽和処理を行わない画素が同じ輝度ＹＴＮとなるように、この輝度ＹＴＮを算出する（ステップＳ７２）。
【０１６９】
【数３】
【数４】
【０１７０】
続いて、画像補正装置は、ステップＳ７２で求めたＹＴＮを用いて、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ７４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RGBT_ANj=RGBT_ANj×YTN/YT_ANj
【０１７１】
ここで、ＲＧＢＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素ＡｐｑのＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、ＹＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素Ａｐｑの輝度ＹＴ＿Ａｐｑである。
【０１７２】
以上のように処理することで、当該画素の輝度の不足分を、周辺画素のうち輝度の小さい画素ほど大きく割り振ることができ、簡素な処理で、輝度増分のマージンが大きい画素に対し、輝度増分のマージンが小さい画素より輝度増分が大きくなるように割り振ることができる。
【０１７３】
〔実施形態３〕
実施形態１又は実施形態２では、周辺画素の輝度の比率を保持することなく、周辺画素に当該画素の輝度の不足分を割り振っていたが、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３では、周辺画素の輝度の比率を保持しながら、当該画素の周辺画素に輝度の不足分を割り振っている。
【０１７４】
図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）に、実施形態３における輝度補完処理の説明図を示す。図２２（Ａ）において、図２０（Ａ）と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）では、画素ＤＰ１の輝度を、画素ＤＰ１の周辺の画素ＤＰ２で補完するものとして示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８（Ａ）や図１９（Ａ）に示す周辺画素で輝度を補完するようにしてもよい。
【０１７５】
図２２（Ａ）では、画素ＤＰ１の周辺の４つの画素ＤＰ２を、それぞれ画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２、ＤＰ２−３、ＤＰ２−４として示し、図２２（Ｂ）は、画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の輝度を模式的に表す。
【０１７６】
実施形態３では、画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４が図２２（Ｂ）のような輝度を有する場合、補正前の２つの画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２の輝度と２つの画素ＤＰ２−３、ＤＰ２−４の輝度との比率が一定となるように、画素ＤＰ１の輝度不足分を、４つの画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４に割り振る。即ち、実施形態３では、輝度は画素値に対応しているため、複数の画素光を構成する各画素光に対し、各画素光の輝度に対応した画素値に応じた増分となるように画像信号が補正される。
【０１７７】
これにより、実施形態３の処理では、補正前の輝度の分布を維持しつつ、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【０１７８】
このような実施形態３を実現する画像補正装置及び画像表示システムの構成は、実施形態１と同様であるため、実施形態３における画像補正装置及び画像表示システムの構成についての詳細な説明を省略する。実施形態３が実施形態１と異なる点は、輝度補完処理の処理内容である。そこで、以下では実施形態３における輝度補完処理について説明する。
【０１７９】
図２３に、実施形態３における輝度補完処理の処理例のフロー図を示す。実施形態３では、実施形態１における図９のステップＳ１１６において、図２３の処理が行われる。
【０１８０】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２３に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２３に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１８１】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、周辺画素のうち、出力飽和処理が行われなかった画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＝１．０の画素）をＡＮ０〜ＡＮｈ（ｈは最大「３」）、出力飽和処理が行われた画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＜１．０の画素）をＡＳ０〜ＡＳｋ（ｈ＋ｋ＝２）とする。更に、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＮｊ、画素ＡＮｊの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＮｊ、画素ＡＳｒ（ｒは整数、ｊ＋ｒ＝２）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＳｒ、画素ＡＳｒの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＳｒとする。
【０１８２】
まず、画像補正装置は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ８０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇ、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂも同様である。
【０１８３】
次に、画像補正装置は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、出力飽和処理を行わない画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の輝度ＹＴ＿ＡＮｊに同じ比率を乗算する（ステップＳ８２）。
【０１８４】
【数５】
【数６】
【０１８５】
続いて、画像補正装置は、ステップＳ８２で求めたαを用いて、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ８４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RATE_ANj=α
RGBT_ANj=RGBT_ANj×RATE_ANｊ
【０１８６】
ここで、ＲＧＢＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素ＡｐｑのＲＧＢＴ＿Ａｐｑである。
【０１８７】
以上のように処理することで、周辺画素の補正前の輝度の比率を保持したまま、当該画素の輝度の不足分を周辺画素に割り振ることができるようになる。
【０１８８】
〔実施形態４〕
実施形態１〜実施形態３では、当該画素と周辺画素との距離にかかわらず、周辺画素に当該画素の輝度の不足分を割り振っていたが、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、当該画素と周辺画素との距離に応じて、当該画素の輝度の不足分を割り振っている。
【０１８９】
図２４に、実施形態４における輝度補完処理の説明図を示す。図２４において、図２０（Ａ）と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２４では、画素ＤＰ１の輝度を、画素ＤＰ１の周辺の画素ＤＰ２で補完するものとして示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８（Ａ）や図１９（Ａ）に示す周辺画素で輝度を補完するようにしてもよい。図２４では、画素ＤＰ１の周辺の４つの画素ＤＰ２を、それぞれ画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２、ＤＰ２−３、ＤＰ２−４として示している。
【０１９０】
実施形態４では、画素ＤＰ１と画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の各画素との距離に応じて、画素ＤＰ１の輝度不足分を、４つの画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４に割り振る。即ち、実施形態４では、複数の画素光を構成する各画素光に対し、第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンＳＣＲに形成される表示画素ＤＰ１の位置を基準に、各画素光によりスクリーンＳＣＲに形成される表示画素までの距離に応じた増分となるように画像信号が補正される。
【０１９１】
これにより、実施形態４の処理では、各プロジェクタの表示画素の位置合わせを粗く調整した場合であっても、実施形態１〜実施形態３と同等の精度で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【０１９２】
このような実施形態４を実現する画像補正装置及び画像表示システムの構成は、実施形態１と同様であるため、実施形態４における画像補正装置及び画像表示システムの構成についての詳細な説明を省略する。実施形態４が実施形態１と異なる点は、輝度補完処理の処理内容である。そこで、以下では実施形態４における輝度補完処理について説明する。
【０１９３】
図２５に、実施形態４における輝度補完処理の処理例のフロー図を示す。実施形態４では、実施形態１における図９のステップＳ１１６において、図２５の処理が行われる。
【０１９４】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２５に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２５に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１９５】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、周辺画素のうち、出力飽和処理が行われなかった画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＝１．０の画素）をＡＮ０〜ＡＮｈ（ｈは最大「３」）、出力飽和処理が行われた画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＜１．０の画素）をＡＳ０〜ＡＳｋ（ｈ＋ｋ＝２）とする。更に、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＮｊ、画素ＡＮｊの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＮｊ、画素ＡＳｒ（ｒは整数、ｊ＋ｒ＝２）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＳｒ、画素ＡＳｒの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＳｒとする。
【０１９６】
まず、画像補正装置は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ９０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇ、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂも同様である。
【０１９７】
次に、画像補正装置は、当該画素Ｓと各周辺画素との距離を算出する（ステップＳ９２）。この距離は、画素Ｓを形成する画素光により形成される像の輝点と、周辺画素を形成する各画素光により形成される像の輝点との距離であり、図２５の処理に先立って求められていてもよい。
【０１９８】
次に、画像補正装置は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、出力飽和処理を行わない画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の輝度ＹＴ＿ＡＮｊに、距離Ｌｊに反比例する比率を乗算する（ステップＳ９４）。
【０１９９】
【数７】
【数８】
【０２００】
続いて、画像補正装置は、ステップＳ９４で求めたαを用いて、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ８４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RATE_ANj=α／Ｌｊ
RGBT_ANj=RGBT_ANj×RATE_ANｊ
【０２０１】
ここで、ＲＧＢＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素ＡｐｑのＲＧＢＴ＿Ａｐｑである。
【０２０２】
以上のように処理することで、当該画素と周辺画素との距離に応じて、当該画素の輝度の不足分を周辺画素に割り振ることができるようになる。
【０２０３】
〔実施形態５〕
実施形態１〜実施形態４では、各プロジェクタが画素光形成手段によって形成された画素光をスクリーンに投射す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。本発明に係る実施形態５では、１つのプロジェクタが１つの投射手段を有し、該投射手段に複数の画素光形成手段によって形成された画素光が入射される。
【０２０４】
図２６に、実施形態５におけるプロジェクタの構成例を示す。例えば図１の第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのうち少なくとも１つが図２６の構成を有していてもよい。
【０２０５】
実施形態５におけるプロジェクタ８００は、Ｒ成分の色光（第１の色光）、Ｇ成分の色光（第２の色光）及びＢ成分の色光（第３の色光）を含む光を射出する照明装置８１０と、偏光分離光学系としての偏光分離ミラー８２０と、第１の画素光を射出する第１の画素光形成手段としての第１の画素光形成ユニット９００と、第２の画素光を射出する第２の画素光形成手段としての第２の画素光形成ユニット９５０と、偏光合成光学系としての偏光合成プリズム８５０（光合成手段）と、偏光合成プリズム８５０で合成された画素光をスクリーンＳＣＲに投射する投射光学系８６０とを備える。図３の投射光学系８６０は、図３の投射レンズ１７０と同等の機能を有する。
【０２０６】
照明装置８１０は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置（図示しない発光管、楕円面リフレクタ、凹レンズ等を含む）８１１と、光源装置８１１から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための第１の小レンズを有する第１の小レンズアレイ８１２と、第１の小レンズアレイ８１２の複数の第１の小レンズに対応する複数の第２の小レンズを有する第２の小レンズアレイ８１３と、第２の小レンズアレイ８１３から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ８１４とを有する。
【０２０７】
偏光分離ミラー８２０は、照明装置８１０からの光を第１の偏光成分を有する光（例えばｐ偏光）と第２の偏光成分を有する光（例えばｓ偏光）とに分離する機能を有する。
【０２０８】
第１の画素光形成ユニット９００は、偏光分離ミラー８２０で分離された第１の偏光成分を有する光をＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の色光に分離する第１の色分離光学系９１０と、第１の色分離光学系９１０で分離された各色光をそれぞれ変調する第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂと、これら第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂでそれぞれ変調されたＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光を合成する第１の色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム９４０とを有する。第１の光変調素子９２０Ｒは、図３のＲ用液晶パネル１３０Ｒと同様の機能を有する。第２の光変調素子９２０Ｇは、図３のＧ用液晶パネル１３０Ｇと同様の機能を有する。第３の光変調素子９２０Ｂは、図３のＢ用液晶パネル１３０Ｂと同様の機能を有する。
【０２０９】
なお、クロスダイクロイックプリズム９４０は、第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂでそれぞれ変調された変調後のＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光が入射される第１の色光入射面９４０Ｒ、第２の色光入射面９４０Ｇ、第３の色光入射面９４０Ｂを有している。
【０２１０】
このように構成された第１の画素光形成ユニット９００からは、第１の偏光成分を有する第１の画素光が射出され、その第１の画素光は偏光合成プリズム８５０の第１の画素光入射面８５１に入射する。
【０２１１】
第１の色分離光学系９１０は、偏光分離ミラー８２０で分離された第１の偏光成分を有する光をＲ成分の色光と他の成分の色光とに分離する第１のダイクロイックミラー９１１と、第１のダイクロイックミラー９１１で分離された他の成分の色光をＧ成分の色光とＢ成分の色光とに分離する第２のダイクロイックミラー９１２と、反射ミラー９１３と、リレー光学系９３０とを有する。
【０２１２】
第１のダイクロイックミラー９１１で反射されたＲ成分の色光は、反射ミラー９１３によって曲折され、第１の光変調素子９２０Ｒの液晶パネルの画素形成領域に入射する。また、第１のダイクロイックミラー９１１を通過したＧ成分及びＢ成分のうちＧ成分の色光は、第２のダイクロイックミラー９１２で反射され、第２の光変調素子９２０Ｇの液晶パネルの画素形成領域に入射する。一方、Ｂ成分の色光は、第２のダイクロイックミラー９１２を透過してリレー光学系９３０に入射する。
【０２１３】
リレー光学系９３０は、入射側レンズ９３１と、入射側の反射ミラー９３２と、リレーレンズ９３３と、射出側の反射ミラー９３４とを有し、第２のダイクロイックミラー９１２を透過したＢ成分の色光を第３の光変調素子９２０Ｂの液晶パネルまで導く機能を有する。
【０２１４】
第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂは、画像信号に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置８１０の照明対象となる。第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂのそれぞれは、液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置される入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置される射出側偏光板とを有する。なお、これら液晶パネル、入射側偏光板、射出側偏光板については、図２６において符号は省略されている。
【０２１５】
クロスダイクロイックプリズム９４０は、第１〜第３の色光入射面９４０Ｒ、９４０Ｇ、９４０Ｂに入射された各色光ごとに変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。また、クロスダイクロイックプリズム９４０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視ほぼ正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせたほぼＸ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。ほぼＸ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、Ｒ成分の色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、Ｂ成分の色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によってＲ成分及びＢ成分の色光は曲折され、Ｇ成分の色光の進行方向と揃えられることにより３つの色光が合成される。
【０２１６】
第２の画素光形成ユニット９５０は、偏光分離ミラー８２０で分離された第２偏光成分を有する光をＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の色光に分離する第２の色分離光学系９６０と、第２の色分離光学系９６０で分離された各色光をそれぞれ変調する第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂと、これら第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂでそれぞれ変調されたＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光を合成する第２の色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム９９０とを有する。
【０２１７】
なお、クロスダイクロイックプリズム９９０は、第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂでそれぞれ変調された変調後のＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光が入射される第１の色光入射面９９０Ｒ、第２の色光入射面９９０Ｇ、第３の色光入射面９９０Ｂを有している。
【０２１８】
このように構成された第２の画素光形成ユニット９５０からは、第２の偏光成分を有する第２の画素光が射出され、その第２の画素光は偏光合成プリズム８５０の第２の画素光入射面８５２に入射する。
【０２１９】
第２の色分離光学系９６０は、偏光分離ミラー８２０で分離された第２偏光成分を有する光をＲ成分の色光と他の成分の色光とに分離する第３のダイクロイックミラー９６１と、第３のダイクロイックミラー９６１で分離された他の成分の色光をＧ成分の色光とＢ成分の色光とに分離する第４のダイクロイックミラー９６２と、反射ミラー９６３と、リレー光学系９８０とを有する。
【０２２０】
第３のダイクロイックミラー９６１で反射されたＢ成分の色光は、反射ミラー９６３によって曲折され、第６の光変調素子９７０Ｂの液晶パネルの画素形成領域に入射する。また、第３のダイクロイックミラー９６１を通過したＧ成分及びＲ成分のうちＧ成分の色光は、第４のダイクロイックミラー９６２で反射され、第５の光変調素子９７０Ｇの液晶パネルの画素形成領域に入射する。一方、Ｒ成分の色光は、第４のダイクロイックミラー９６２を透過してリレー光学系９８０に入射する。
【０２２１】
リレー光学系９８０は、入射側レンズ９８１と、入射側の反射ミラー９８２と、リレーレンズ９８３と、射出側の反射ミラー９８４とを有し、第４のダイクロイックミラー９６２を透過したＲ成分の色光を第４の光変調素子９７０Ｂの液晶パネルまで導く機能を有する。
【０２２２】
なお、第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂは、第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂと同様の構成を有し、クロスダイクロイックプリズム９９０は、クロスダイクロイックプリズム９４０と同様の構成を有するため、これらについての詳細な説明は省略する。
【０２２３】
偏光合成プリズム８５０は、第１の画素光形成ユニット９００から射出された第１の画素光が入射される第１の画素光入射面８５１及び第２の画素光形成ユニット９５０から射出された第２の画素光が入射される第２の画素光入射面８５２を有し、また、第１の偏光成分を有する光と第２の偏光成分を有する光とを合成する偏光合成面を有している。そして、第１の画素光入射面８５１に入射された第１の画素光と、第２の画素光入射面８５２に入射された第２の画素光とを合成して投射光学系８６０に射出される。
【０２２４】
偏光合成プリズム８５０から射出されたカラー画像は、投射光学系８６０によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【０２２５】
以上のような構成において、例えば第１の画素光形成ユニット９００の各光変調素子を第１のプロジェクタＰＪ１用の画像信号で制御し、第２の画素光形成ユニット９５０の各光変調素子を第２のプロジェクタＰＪ２用の画像信号で制御し、これらの画像信号を実施形態１〜実施形態３のいずれかの画像補正装置で生成すればよい。以上のように、実施形態５によれば、実施形態１〜実施形態４のいずれかの画像補正装置と、この画像補正装置からの画像信号に基づいて変調率が制御される複数の画素光形成手段と、複数の画素光形成手段からの画素光を合成する光合成手段とを含む画像表示システムを提供することができる。
【０２２６】
以上、本発明に係る画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法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。
【０２２７】
（１）上記の実施形態では、出力目標値を決定する際に、基準画素として画像の中心画素を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画面内で輝度が最も高い画素を基準画素として採用してもよい。画面内で輝度が最も高い画素を基準画素とすることにより、中心画素を基準画素とする場合と比較して、補正によるコントラスト低下をより確実に避けることができる。
【０２２８】
（２）上記の実施形態では、出力目標値を決定する際に、ＲＧＢ空間の各色成分の補正画素値が画素値最大値を超えるときに、Ｂ成分、Ｒ成分及びＧ成分の順序で処理したが、本発明は、色成分の処理の順序に限定されるものではない。
【０２２９】
（３）上記の実施形態では、測定値テーブルに、画像の全画素について各画素値の測定値が記憶され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。例えば、測定値テーブルに、所定の画素について所定の画素値の測定値のみを離散的に記憶しておき、測定値テーブルに記憶されない画素の測定値を、測定値テーブルに記憶された測定値を用いた公知のデータ補間法で求めるようにしてもよい。この場合、測定値テーブルの記憶容量を削減できる効果が得られる。
【０２３０】
（４）上記の実施形態では、プロジェクタを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像表示装置として、液晶表示装置、やプラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置等の画像表示を行う装置全般に適用できる。
【０２３１】
（５）上記の実施形態では画像補正装置が画像表示装置の外部に設けられていたが、画像表示システムを構成する複数の画像表示装置のいずれかに内蔵されていてもよい。
【０２３２】
（６）上記の実施形態では、光変調素子（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。光変調素子（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。
【０２３３】
（７）上記の実施形態において、本発明を、画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法として説明したが、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画像補正方法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】
【０２３４】
【図１】実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図。
【図２】図１の各プロジェクタに適用される画像表示装置の構成例のブロック図。
【図３】図２の第１のプロジェクタの構成例を示す図。
【図４】実施形態１におけるスクリーン上の表示画像の画素の一例の模式図。
【図５】実施形態１における画像補正装置の構成例のブロック図。
【図６】図５の測定値テーブルに格納される測定値が測定される画像の画素位置の説明図。
【図７】図５の測定値テーブルに格納される測定値の説明図。
【図８】実施形態１における画像補正装置のハードウェア構成例のブロック図。
【図９】実施形態１における画像補正装置の処理例のフロー図。
【図１０】図９の出力目標値の決定処理の処理例のフロー図。
【図１１】図１０の各色成分の補正処理の処理例のフロー図。
【図１２】実施形態１におけるＢ成分の出力目標値関数の説明図。
【図１３】実施形態１におけるＲ成分の出力目標値関数の説明図。
【図１４】実施形態１におけるＧ成分の出力目標値関数の説明図。
【図１５】ＲＧＢ空間の画素値からｕ´ｖ´色度図のｕ´成分及びｖ´成分へ変換する処理の説明図。
【図１６】図９のステップＳ１１６の処理例のフロー図。
【図１７】実施形態１の効果の説明図。
【図１８】図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は実施形態１の効果についての他の説明図。
【図１９】図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は実施形態１の効果についての更に別の説明図。
【図２０】図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）は実施形態２における輝度補完処理の説明図。
【図２１】実施形態２における輝度補完処理の処理例のフロー図。
【図２２】図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）は実施形態３における輝度補完処理の説明図。
【図２３】実施形態３における輝度補完処理の処理例のフロー図。
【図２４】実施形態４における輝度補完処理の説明図。
【図２５】実施形態４における輝度補完処理の処理例のフロー図。
【図２６】実施形態５におけるプロジェクタの構成例を示す図。
【符号の説明】
【０２３５】
１０…画像表示システム， ２４…光変調部， ２６…投射部， ３０…画像測定装置，
３２…カメラ， ３４…測定値処理部， ４０…画像入力部， ４２…スキャナ，
４４…デジタルカメラ， ４６…ＰＣ， ８０…ＣＰＵ， ８２…ＲＯＭ，
８４…ＲＡＭ， ８６…Ｉ／Ｆ回路， ８８…画像処理回路， ９０…バス，
２００…画像補正装置， ２１０…出力目標値生成部， ２２０…画像信号出力部，
２２２…出力飽和処理検出部， ２２４…出力目標値更新部，
２２６…補正信号出力部， ２３０…測定値テーブル，
ＰＪ１〜ＰＪＬ…第１〜第Ｌのプロジェクタ， ＳＣＲ…スクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面テレビジョンやプロジェクタ等の高性能な画像表示装置が広く普及しており、これらの画像表示装置においては、より一層、色の再現性や画質が重要視されるようになっている。そのため、同じ信号値を有する画素は表示画像内のどの位置でも同じ色で表示される「画面の均一性」が確保された画像表示装置に対する市場の要求が高い。
【０００３】
このような「画面の均一性」を確保するための技術として、画面内の色むらを補正する技術が、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、入力データが取り得るすべての階調において色むらの発生を抑制するために、画像表示装置の入出力特性データを測定し、該入出力特性データを基準入出力特性データに近づけるための補正データを全階調レベルについて決定する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、色むらと輝度むらを含めた照度むらを補正するために、輝度むら補正パターンと色むら補正パターンから、輝度むらの発生量及び色むらの発生量を低減する複数の照度レベルに応じた照度むら補正パターンテーブルを生成し、照度むらの発生量を低減させるようにした技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３８９７６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画像表示装置として投写型画像表示装置（プロジェクタ）を採用する場合、投影画像内の周辺部において輝度低下が発生しやすい。このような画像表示装置を複数用いて同一スクリーンに投影する場合、特許文献１及び特許文献２に開示された技術を用いて補正データや補正パターンに従って画素の信号値を補正したとしても、各画像表示装置の投影画像内の周辺部の輝度低下はそのまま起こり、スクリーン上の画像には輝度むらが発生するという問題がある。
【０００８】
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、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できる画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正装置であって、前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成部と、前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力部とを含む画像補正装置に関係する。
【００１０】
本発明によれば、複数の画素光形成手段を用いて画像を表示する場合に、１つの画素光形成手段の画素光による画素の輝度が出力目標値に達しないとき、残りの画素光形成手段の複数の画素光を用いて輝度を上げることで、表示画像の輝度低下の発生を抑えることができるようになる。しかも、個々の画素光形成手段で輝度低下を抑える場合に比べて、余力のある画素光形成手段で輝度を補完できるため、効率的に、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００１１】
また本発明に係る画像補正装置では、前記残りの画素光形成手段は、前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記スクリーンに形成される表示画素の位置が近い順にｎ（ｎは２以上の整数）個の表示画素を形成することができる。
【００１２】
本発明によれば、当該画素の輝度が出力目標値に達しないとき、当該画素の周辺のｎ個の表示画素を用いて輝度を補完させるようにしたので、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を効率的に防止できるようになる。
【００１３】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光を構成する各画素光が均等に輝度を上げるように前記画像信号を補正することができる。
【００１４】
本発明によれば、他の画素光形成手段による複数の画素に均等に輝度を補完させるようにしたので、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。しかも、他の画素光形成手段による複数の画素に一律に輝度増分を割り当てるようにしたので、少ない計算量で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する効果が得られるようになる。
【００１５】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが大きい画素光に対し、前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが小さい画素光より輝度増分が大きくなるように前記画像信号を補正することができる。
【００１６】
本発明によれば、当該画素の輝度を補完する他の画素の増分後の輝度が画素最大値を超えてしまう場合であっても、当該画素の輝度の不足分を効率的に振り分けて、増分後の輝度が画素最大値を超えないようにできるようになる。
【００１７】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、各画素光の輝度に対応した画素値に応じた増分となるように前記画像信号を補正することができる。
【００１８】
本発明によれば、補正前の輝度の分布を維持しつつ、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００１９】
また本発明に係る画像補正装置では、前記画像信号出力部は、前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記各画素光により前記スクリーンに形成される表示画素までの距離に応じた増分となるように前記画像信号を補正することができる。
【００２０】
本発明によれば、各画素光形成手段からの画素光による画素の位置合わせを粗く調整した場合であっても、高い精度で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００２１】
また本発明は、上記のいずれか記載の画像補正装置と、前記画像補正装置からの前記画像信号に基づいて輝度が制御される前記複数の画素光形成手段とを含み、前記複数の画素光形成手段からの画素光を用いた画像を表示する画像表示システムに関係する。
【００２２】
本発明によれば、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する画像表示システムを提供できるようになる。
【００２３】
また本発明は、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正方法であって、前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成ステップと、前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力ステップとを含む画像補正方法に関係する。
【００２４】
本発明によれば、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する画像調整方法を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る画像補正装置は、複数の画像表示装置により表示される複数の画像を用いて表示する画像表示システムに適用される。この画像表示システムは、複数の画像表示装置を構成する各画像表示装置により投影されたスクリーン上の投影画像の各画素同士を隣接させて表示することで高輝度の画像を表示することができる。そして、画像補正装置は、入力画像信号に対応した出力目標値の輝度を実現できるように、該入力画像信号を補正した画像信号を各画像表示装置に出力する。
【００２７】
図１に、実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図を示す。
【００２８】
実施形態１における画像表示システム１０は、第１〜第Ｌ（Ｌは２以上の整数）のプロジェクタ（広義には画像表示装置）ＰＪ１〜ＰＪＬと、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによって投射された画像から測定値を取得するための画像測定装置３０と、画像補正装置（広義には画像処理装置）２００とを含む。更に、画像表示システム１０は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬに画像信号を入力する、図示しない画像入力部を含むことができる。
【００２９】
第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬは、それぞれスクリーンＳＣＲに対して画像を投射し、スクリーンＳＣＲに各投射画像の画素同士を隣接させて１つの画像を表示するようになっている。ここで、各投射画像の隣り合う画素同士の境界が接するように投射されてもよいし、各投射画像の隣り合う画素同士が所与の間隔を置いて投射されてもよい。
【００３０】
各プロジェクタは、投影画像の画素を形成するための画素光形成手段を有し、画像補正装置２００からの画像信号により画素の輝度が制御される。このような画素光形成手段は、光源からの光を変調する光変調手段（光変調部）を有し、画像補正装置２００からの画像信号により変調率（透過率、光変調率）が制御されることで画素の輝度が制御される。なお、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬは、それぞれ同じ構成を有してもよいし、異なる構成を有していてもよい。
【００３１】
画像測定装置３０は、撮像手段としてのカメラ３２と、測定値処理部３４とを含む。カメラ３２は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによって投射されたスクリーンＳＣＲの画像を撮像して投射画像の画像データを取り込む。このようなカメラ３２として、例えばデジタルスチルカメラを採用できる。測定値処理部３４は、カメラ３２によって取り込まれた画像データに基づいて、測定値を生成する。画像測定装置３０によって生成された測定値は、測定データとして画像補正装置２００に供給される。
【００３２】
画像補正装置２００は、各プロジェクタが有する画素光形成手段毎に、画像入力部からの入力画像信号に対応した出力目標値を決定する。そして、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画像の画素の輝度値が該出力目標値となるように、各プロジェクタが有する画素光形成手段による画素の輝度を制御するための画像信号を該入力画像信号から補正し、補正後の画像信号を第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬに対して出力する。
【００３３】
より具体的には、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのうち例えば第１のプロジェクタＰＪ１（複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段）に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する。そして、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度値が出力目標値となるように、第1のプロジェクタＰＪ１を除く第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬ（複数の画素光形成手段のうち第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段）からの複数の画素光の輝度を制御する各プロジェクタ用の画像信号を補正して第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬに出力する。
【００３４】
更に画像補正装置２００は、出力目標値を決定する際に、プロジェクタが表示可能な値の範囲内で画像信号の補正量を調整し、該補正量を用いた補正後の画像信号により画像表示を行うことで、表示画面内の色むらの発生を抑える処理を行う。より具体的には、補正後の画像信号が、プロジェクタが表示可能な値の範囲内にないとき、当該画素の色相及び彩度が画面内の所与の基準画素の色相及び彩度と一致するように、プロジェクタが表示可能な値の範囲内で補正量を調整する。
【００３５】
図２に、図１の第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬの各プロジェクタに適用される画像表示装置の構成例のブロック図を示す。なお、図２では、画像補正装置２００に対して入力画像信号を供給する画像入力部４０も合わせて示し、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬがそれぞれ同様の構成を有しているものとする。
【００３６】
画像入力部４０は、プロジェクタによって投射される画像の画像信号を生成する。画像入力部４０として、例えばスキャナ４２、デジタルカメラ４４、パーソナルコンピュータ（Personal Computer：ＰＣ）４６のいずれかが採用される。このような画像入力部４０によって生成された画像信号が入力画像信号として画像補正装置２００に出力される。
【００３７】
画像補正装置２００は、図１の画像測定装置３０により測定された測定値に基づいて、画像入力部４０からの入力画像信号に対応した出力目標値を、プロジェクタ毎に決定する。そして、画像補正装置２００は、この出力目標値を実現するように、各プロジェクタに対して入力画像信号を補正して得られた画像信号を出力する。
【００３８】
第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬは、それぞれ、光変調部２４、投射部２６を含む。光変調部２４には、図示しない光源からの光が照射されており、画像補正装置２００からの画像信号に基づいて、画素毎に光の通過率（透過率、変調率）を変調する。このような光変調部２４としては、液晶パネルにより構成されるライトバルブが採用される。液晶パネルは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入したものであり、例えばポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、画像信号に対応して各画素の光の通過率を変調する。光変調部２４は、各色光の通過率が制御された複数の色光を合成した画素光を生成することができ、画素光形成手段としての機能を有する。投射部２６は、光変調部２４によって変調された光源からの光をスクリーンＳＣＲに投影する投射光学系を有する。
【００３９】
図３に、図２の第１のプロジェクタＰＪ１の構成例を示す。図３では、第１のプロジェクタＰＪ１の構成例を示すが、第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬも同様に構成することができる。また、図３では、第１のプロジェクタＰＪ１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】
第１のプロジェクタＰＪ１は、光源１１０、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、光変調素子１３０、リレー光学系１４０、クロスダイクロイックプリズム（広義には光合成手段）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、例えば画像補正装置２００又は第１のプロジェクタＰＪ１内の図示しない光源駆動部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するために、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用画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用画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用画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用画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用画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用画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、所与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】
光合成手段としての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。投射部としての投射レンズ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】
実施形態１では、それぞれが上記のような構成を有する第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる投影画像の画素同士が隣り合うようにスクリーン上に表示させる。従って、実施形態１における画像表示システムでは、画像補正装置と、この画像補正装置からの画像信号に基づいて輝度が制御される複数の画素光形成手段とを含み、これらの複数の画素光形成手段からの画素光を用いた画像を表示することができる。
【００５２】
例えば第１のプロジェクタＰＪ１は、１つの画素光形成手段を有する。この画素光形成手段は、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である第１〜第３の光変調部を含み、第１〜第３の光変調部からの変調光を合成して画素光として射出することができる。第１の光変調部は、第１の色成分の画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の色成分の画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の色成分の画像信号に基づいて第３の色成分の光を変調する。
【００５３】
図４に、実施形態１におけるスクリーン上の表示画像の画素の一例の模式的な説明図を示す。図４では、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２による表示画像の画素の一例を示すが、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画像の画素も同様である。
【００５４】
図４に示すように、実施形態１では、第１のプロジェクタＰＪ１が投影した画像の水平方向に並ぶ２つの画素列の間に、第２のプロジェクタＰＪ２が投影した画像の水平方向に並ぶ画素列が配置されるように第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２が調整されている。第１のプロジェクタＰＪ１が投影した画像の画素は、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素により構成されている。第２のプロジェクタＰＪ２が投影した画像の画素は、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素により構成されている。即ち、第１のプロジェクタＰＪ１が有する画素光形成手段からの画素光と、第２のプロジェクタＰＪ２が有する画素光形成手段から画素光を用いて表示画像を表示する場合に、２つの画素光形成手段による表示画像の画素が隣り合うように調整されている。
【００５５】
なお、図４では、第１のプロジェクタＰＪ１による表示画素ＤＰ１に対し、第２のプロジェクタＰＪ２による表示画素ＤＰ２が、水平方向にずれて表示されている。
【００５６】
ここで、表示画像の画素は、プロジェクタが有する光変調手段の画素のスクリーン上の像である輝点を有し、表示画像の画素は光変調素子の画素に対応付けられる。即ち、２つの画素光形成手段が有する光変調手段の画素のスクリーン上の像である輝点の位置がずれるように調整されている。
【００５７】
これにより、実施形態１によれば、第１及び第２のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２の各プロジェクタの投影画像の輝度が低い場合であっても、スクリーン上の投影画像の輝度を向上させることができる。
【００５８】
なお、図４では、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素と、第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の画素とを隣り合わせて表示させているが、両画素が少なくとも一部の領域において重複していてもよい。
【００５９】
図５に、実施形態１における画像補正装置２００の構成例のブロック図を示す。
【００６０】
画像補正装置２００は、出力目標値生成部２１０と、画像信号出力部２２０とを含む。出力目標値生成部２１０は、画像入力部４０からの入力画像信号を受け、複数の画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する。画像信号出力部２２０は、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画像の画素の輝度値が出力目標値となるように、各画素光形成手段からの画素光の輝度を制御する画像信号を補正して複数の画素光形成手段に出力する。より具体的には、出力目標値生成部２１０が、複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成し、画像信号出力部２２０が、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素の輝度値が該出力目標値となるように、複数の画素光形成手段のうち第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正して、該残りの少なくとも１つの画素光形成手段の各画素光形成手段に出力することができる。
【００６１】
即ち、複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素を補正する画像補正方法として、複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成ステップと、該表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正して、残りの少なくとも１つの画素光形成手段の各画素光形成手段に出力する画像信号出力ステップとを含むことができる。
【００６２】
例えば、複数の画素光形成手段が、第１及び第２の画素光形成手段を含む場合に、画像信号出力部２２０は、第１の画素光形成手段による表示画像の第１の画素ＤＰ１（図４参照）の輝度値が出力目標値に達しないとき、第１の画素に対応する第２の画素光形成手段による表示画像の複数の第２の画素ＤＰ２（図４参照）の輝度値を上げるように第２の画素光形成手段用の画像信号を出力する。
【００６３】
複数の第２の画素ＤＰ２は、第１の画素ＤＰ１の周辺画素である。なお、複数の第２の画素ＤＰ２が、第２の画素光形成手段により形成されるものとして説明したが、複数の第２の画素ＤＰ２が、第１の画素光形成手段を除く複数の画素光形成手段により形成されたものであってもよい。
【００６４】
これにより、複数の画素光形成手段を用いて画像を表示する場合に、１つの画素光形成手段の画素光による画素の輝度低下が発生するようなときであっても、残りの画素光形成手段の画素光を用いて輝度を上げることで、表示画像の輝度低下の発生を抑え、複数の画素光形成手段を用いた画像の輝度むらを目立たなくすることができるようになる。しかも、個々の画素光形成手段で輝度低下を抑える場合に比べて、余力のある画素光形成手段で輝度を補完（補填）できるため、効率的に、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００６５】
ここで、画像信号出力部２２０は、画素ごとに輝度が制御される光変調手段（光変調部）に対して定義される座標系において、出力目標値が生成される当該画素と同じ画素位置の画素の変調率を制御する画像信号を補正して出力することができる。また、画像信号出力部２２０は、複数の画素光形成手段を用いた表示画像が投射されるスクリーンに対して定義されるスクリーン座標系において、出力目標値が生成される当該画素と同じ画素位置の画素の輝度を制御する画像信号を補正して出力することができる。
【００６６】
更に、画像補正装置２００において、出力目標値生成部２１０は、画像測定装置３０の測定値（又は該測定値に対応した補正データ）に基づいて、第１のプロジェクタＰＪ１が表示可能（処理可能）な値の範囲内で入力画像信号の補正量を調整する。この補正量に基づいて画像信号が補正される。
【００６７】
ここで、補正後の画像信号が、第１のプロジェクタＰＪ１で表示可能な範囲にない場合がある。例えば、入力画像信号がＲＧＢ空間の信号であり、画像入力部４０からの画像信号により表される画素値のビット数が「８」のとき、補正後の画像信号により表される画素値が、８ビットで表現可能な画素値最大値である「２５５」を超えてしまうことがある。このような場合には、もはや画像信号を補正することができない。そこで、実施形態１では、出力目標値生成部２１０は、補正後の画像信号が第１のプロジェクタＰＪ１で表示可能な範囲にない場合には、当該画素の色相及び彩度が画面内の基準位置（例えば画面の中心位置）の色相及び彩度と一致するように、補正量を調整する出力飽和処理を行う。
【００６８】
これにより、画像信号の補正前後において、明度差に比べて色差をほとんどなくすことができるため、画面内での色むら（輝度むら）の発生を抑えることができるようになる。
【００６９】
また、画像信号出力部２２０は、出力飽和処理検出部２２２、出力目標値更新部２２４、補正信号出力部２２６を含む。出力飽和処理検出部２２２は、他の画素光形成手段で輝度を補完すべきか否かを判別するために、出力目標値生成部２１０において上記の出力飽和処理が当該画素の周辺画素の少なくとも１画素について行われたか否かを判別する。これにより、出力目標値を得るために入力画像信号の補正ができなかったとき上記の出力飽和処理が行われるため、他の画素光形成手段で輝度を補完すべきかないかを容易に判断できるようになる。
【００７０】
出力目標値更新部２２４は、出力飽和処理検出部２２２により、当該画素の周辺画素の少なくとも１画素について上記の出力飽和処理が行われたことが検出されたときに、他のプロジェクタが有する画素光形成手段により輝度を補完するために当該画素光形成手段用の画像信号を補正する処理を行い、出力目標値を更新する。これにより、出力目標値生成部２１０は、再び、更新後の出力目標値を用いて、出力飽和処理の有無を検出しながら、当該プロジェクタで表示可能な範囲となるように入力画像信号を補正する。
【００７１】
補正信号出力部２２６は、出力飽和処理検出部２２２により、当該画素の周辺画素の少なくとも１画素について上記の出力飽和処理が行われたことが検出されなかったときに、出力飽和処理を行うことなく出力目標値が得られると判断し、既に調整済みの補正量を用いて画像信号を補正し、補正後の画像信号を補正画像信号として各画素光形成手段に対して出力する。
【００７２】
このような画像補正装置２００において、出力目標値生成部２１０は、画像測定装置３０により測定された測定値に基づいて出力目標値を生成する。また、補正信号出力部２２６は、測定値に基づいて、補正画像信号を出力する。そのため、画像補正装置２００は、測定値テーブル２３０を含み、測定値テーブル２３０の記憶情報を参照して出力目標値を生成する。
【００７３】
測定値テーブル（広義にはテーブル）２３０には、画像内の全画素について、各画素値に基づいて表示させた画素の測定値（測定した画素値）がプロジェクタ毎に格納される。従って、測定値テーブル２３０には、各画素値に基づいて表示させた基準画素の測定値（画素値）と、各画素値に基づいて表示させた当該画素の測定値（画素値）とが格納される。なお、測定値テーブル２３０には、測定値の代わりに、該測定値に対応した補正データが格納されていてもよい。
【００７４】
図６に、図５の測定値テーブル２３０に格納される測定値が測定される画像の画素位置の説明図を示す。図６では、例えば第１のプロジェクタＰＪ１により投影された画像ＩＭＧにおいて、水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸として、画像ＩＭＧの全画素の各画素の位置を定義することができる。ここでは、水平方向にＮ（Ｎは２以上の整数）画素が並び、垂直方向にＭ（Ｍは２以上の整数）画素が並ぶものとする。従って、画像ＩＭＧの画素（ｘ０，ｙ０）、（ｘ1，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘ０，ｙ２）、・・・、（ｘ０，ｙＭ−１）、・・・、（ｘＮ−１，ＹＭ−１）の各画素について、画像測定装置３０が測定した測定値が測定値テーブル２３０に格納される。
【００７５】
図７に、図５の測定値テーブル２３０に格納される測定値の説明図を示す。
【００７６】
測定値テーブル２３０には、まず、画素値「０」に基づいて表示させた画素の測定値（又は該測定値に対応した補正データ）が、例えば図６の画像ＩＭＧの水平方向に（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘＮ−１，ｙＭ−１）の順番に格納される。そして、測定値テーブル２３０には、続いて、画素値「１」に基づいて表示させた画素の測定値が、図６の画像ＩＭＧの水平方向に（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘＮ−１，ｙＭ−１）の順番に格納される。こうして、最終的に測定値テーブル２３０には、画素値「２５５」に基づいて表示させた画素の測定値が、図６の画像ＩＭＧの水平方向に（ｘ０，ｙ０）、（ｘ１，ｙ０）、（ｘ２，ｙ０）、・・・、（ｘＮ−１，ｙ０）、（ｘ０，ｙ１）、・・・、（ｘＮ−１，ｙＭ−１）の順番に格納される。この結果、測定値テーブル２３０には、画像内の全画素について、各画素値に基づいて表示させた画素の測定値が格納される。
【００７７】
測定値テーブル２３０には、上述したような全画素の測定値が、プロジェクタ毎に格納される。
【００７８】
なお、図７では、各画素値について測定値テーブル２３０に格納される測定値のデータサイズや、個々の測定値のデータサイズが予め認識されている。そのため、測定値テーブル２３０に記憶される測定値群の中から、所望の画素位置における所望の画素値の測定値の記憶領域を特定できるので、測定値テーブル２３０には測定値のみを記憶させておけばよい。
【００７９】
以上のように、出力目標値生成部２１０は、プロジェクタ毎に基準画素について各画素値に基づいて表示させた画素の測定値が記憶された測定値テーブル２３０を参照して、当該画素の画素値に対応した測定値を出力目標値として生成することができる。そして、補正信号出力部２２６は、出力目標値生成部２１０により生成された出力目標値、又は出力目標値更新部２２４により更新された出力目標値に対応した補正量を求め、該補正量を用いて画像信号を補正して出力する。
【００８０】
また、出力目標値生成部２１０は、測定値テーブル２３０を検索して、測定値テーブル２３０に、出力目標値に対応した測定値が記憶されていることが検出されたときには、出力飽和処理を行わない。一方、出力目標値生成部２１０は、測定値テーブル２３０を検索して、測定値テーブル２３０に、出力目標値に対応した測定値が記憶されていないことが検出されたときには、出力飽和処理を行って、当該画素の色相及び彩度が、基準画素の色相及び彩度と一致するように当該画素の補正量を調整する。
【００８１】
こうすることで、基準画素についての測定値が記憶されたテーブルを参照して出力目標値を生成する一方、当該画素についての測定値が記憶されたテーブルに記憶されているか否かを判断することで、当該補正量を用いて当該画素の画素値を補正した補正画素値が画素値最大値を超えたか否かを判別できるようになる。従って、新たな付加装置を設けることなく、簡素な構成で、当該画素の補正画素値が画素値最大値を超えたか否かを判別できるようになる。
【００８２】
図８に、実施形態１における画像補正装置２００のハードウェア構成例のブロック図を示す。
【００８３】
画像補正装置２００は、中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ)８０、読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ)８２、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）８４、インターフェース（Interface：Ｉ／Ｆ）回路８６、画像処理回路８８を含む。ＣＰＵ８０、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８４、Ｉ／Ｆ回路８６及び画像処理回路８８は、バス９０を介して接続されている。
【００８４】
ＲＯＭ８２には、プログラムが格納されており、バス９０を介してプログラムを読み込んだＣＰＵ８０が、該プログラムに対応した処理を実行することができる。ＲＡＭ８４は、ＣＰＵ８０が処理を実行するための作業用メモリとなったり、ＣＰＵ８０が読み込むプログラムが一時的に格納されたりする。Ｉ／Ｆ回路８６は、画像入力部４０のそれぞれとのインターフェース処理を行い、画像入力部４０からの入力画像信号の入力処理等を行う。画像処理回路８８は、上記の画像処理を実現する。画像処理回路８８は、例えばＲＯＭ８２に格納されているプログラムやデータを参照し、ＲＡＭ８４を作業用メモリとして用いながら実施形態１における画像処理を実現できる。
【００８５】
画像処理回路８８は、Ｉ／Ｆ回路８６を介して画像入力部４０からの入力画像信号を補正して、画面内の色むらの発生を抑える処理を行う。なお、画像補正装置２００において、画像処理回路８８がＣＰＵ８０と別個に設けられる専用ハードウェアとして説明したが、画像処理回路８８の機能を、ＲＯＭ８２又はＲＡＭ８４に記憶されたプログラムを読み込んだＣＰＵ８０の処理により実現してもよい。
【００８６】
画像測定装置３０による測定値又は該測定値に対応した補正データは、ＲＯＭ８２に書き込まれる。例えば、画像表示システム１０において、プロジェクタ毎に、以下のシーケンスを繰り返すことで、各プロジェクタの測定値が収集される。
【００８７】
即ち、まず第１のプロジェクタＰＪ１が評価用画像をスクリーンＳＣＲに投射する。画像測定装置３０は、スクリーンＳＣＲの投射画像を画像データとして取り込み、測定値を生成する。次に第２のプロジェクタＰＪ２の投射と画像測定装置３０の撮像とを行い、以降、プロジェクタの投射と画像測定装置３０の撮像とを繰り返し、画像測定装置３０は、プロジェクタ毎に、投射画像の全画素について、画素毎にすべての画素値に対応した測定値を生成する。そして、画像測定装置３０によって生成された測定値、又は該測定値に対応した補正データは、ＲＯＭ８２に書き込まれる。その後、画像入力部４０からの画像に対応した画像信号が入力されたとき、画像補正装置２００は、ＲＯＭ８２に書き込まれた測定値（補正データ）に基づき、画素毎に補正量を求め、該補正量を用いて画像信号を補正して出力する。
【００８８】
図５において、出力目標値生成部２１０及び画像信号出力部２２０の機能は、図８の画像処理回路８８又はプログラムを読み込んで該プログラムに対応した処理を行う図８のＣＰＵ８０により実現される。図５の測定値テーブル２３０の機能は、図８のＲＯＭ８２により実現される。
【００８９】
次に、実施形態１における画像補正装置２００の処理例について説明する。以下では、実施形態１における画像補正装置２００が、画素毎に、ＲＧＢ色空間の各色成分の画素値の補正量を調整する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い。
【００９０】
図９に、実施形態１における画像補正装置２００の処理例のフロー図を示す。
図１０に、図９の出力目標値の決定処理の処理例のフロー図を示す。
図１１に、図１０の各色成分の補正処理の処理例のフロー図を示す。
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図９、図１０、図１１に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図９、図１０、図１１に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【００９１】
まず、画像補正装置２００は、画像入力部４０からの入力画像信号が入力されるまで待つ（ステップＳ１００：Ｎ）。画像入力部４０からの入力画像信号が入力されたとき、画像補正装置２００は、変数の初期化処理を行う（ステップＳ１０２）。例えば、ステップＳ１０２では、Ｌ台のプロジェクタのいずれかを指定するための変数ｉを「１」に設定すると共に、出力飽和処理において出力目標値を縮小する比率を示す変数を「１．０」に設定する等、処理の必要な変数を初期化する。続いて、変数ｉが「１」であるため、画像補正装置２００は、入力画像信号に対応した第１のプロジェクタＰＪ１用の出力目標値を決定する処理を行う（ステップＳ１０４）。
【００９２】
ステップＳ１０４の処理内容については後述するが、出力飽和処理が行われたときには、明度差に比べて色差をなくすために、ＲＧＢの各色成分の出力目標値が同じ比率で縮小される。そこで、画像補正装置２００は、ステップＳ１０４に続いて、ステップＳ１０４の処理後の出力目標値の縮小比率を示す変数を保存し（ステップＳ１０６）、変数ｉをインクリメントする（ステップＳ１０８）。出力目標値の縮小比率には、第ｉのプロジェクタＰＪｉにおける出力目標値の縮小率がステップＳ１０４において設定されている。そして、変数ｉの値がＬより大きいか否かを比較して（ステップＳ１１０）、変数ｉの値がＬ以下のとき（ステップＳ１１０：Ｎ）、画像補正装置２００は、ステップＳ１０４に戻り、インクリメント後の変数ｉで指定されるプロジェクタ用の出力目標値を決定する。
【００９３】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の画素の輝度を第２〜第ＬのプロジェクタＰＪ２〜ＰＪＬの対応する画素で補完するものとすると、ステップＳ１１０において、変数ｉの値がＬより大きいとき（ステップＳ１１０：Ｙ）、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのすべてについて当該画素の周辺画素のすべてにおいてプロジェクタの出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われたか、或いは出力飽和処理が一切行われなかったかを判別する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２では、上記の縮小比率を示す変数の値を参照することで処理を簡素化できる。
【００９４】
周辺画素のすべてについて、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬにおいて出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われたとき（ステップＳ１１２：Ｙ）、他のプロジェクタによる画素の輝度を補完することができないことを意味するため輝度の補完処理を行わずに、次の処理に進み、この時点で求められた出力目標値に対応した画像信号を、測定値テーブル２３０を参照して求め、補正画像信号として出力する（ステップＳ１１４）。同様に、周辺画素のすべてについて、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬにおいて出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われなかったとき（ステップＳ１１２：Ｙ）、他のプロジェクタによる画素の輝度補完が不要であることを意味するため、輝度の補完処理を行わずに、次の処理に進み、この時点で求められた出力目標値に対応した画像信号を、測定値テーブル２３０を参照して求め、補正画像信号として出力する（ステップＳ１１４）。
【００９５】
ステップＳ１１２において、周辺画素の少なくとも１つについて、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのいずれかにおいて出力目標値を決定する際に出力飽和処理が行われたと判別されたとき（ステップＳ１１２：Ｎ）、画像補正装置２００は、他のプロジェクタによる複数の画素を用いて輝度補完処理を行って（ステップＳ１１６）、ステップＳ１０２に戻り、再び輝度補間処理後の画像信号を用いて、すべてのプロジェクタに対する出力目標値を決定し直す。なお、この輝度補完処理については、後述する。
【００９６】
ステップＳ１１４において、補正画像信号を出力した後、全画素について終了したとき（ステップＳ１１８：Ｙ）、一連の処理を終了し（エンド）、全画素について終了していないとき（ステップＳ１１８：Ｎ）、ステップＳ１００に戻る。
【００９７】
以上のように、実施形態１によれば、出力飽和処理が行われたか否かを判別して、他のプロジェクタによる複数の画素の輝度を上げることで、当該プロジェクタによる画素の輝度を補完することができる。これにより、個々のプロジェクタで輝度低下を抑える場合に比べて、効率的に、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【００９８】
次に、図９のステップＳ１０４について説明する。
【００９９】
ステップＳ１０４では、補正後の画素値が画素値最大値を超えるとき、ｕ´ｖ´色度図（ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ色度図）における当該画素のｕ´成分及びｖ´成分が基準画素のｕ´成分及びｖ´成分と一致するように補正量を調整する。これにより、一般に使われる色度図のｕ´成分及びｖ´成分に着目したので、簡素な構成で、当該画素の色相及び彩度が、基準画素の色相及び彩度と一致するように当該画素の補正量を調整することができるようになる。従って、既存のリソースを用いながら、補正後の画素値がプロジェクタの限界値を超える場合であっても色むらを目立たなくできるようになる。
【０１００】
そこで、実施形態１では、以下のようにＲＧＢ空間の各色成分の画素値について補正画素値が画素値最大値を超えないように出力目標値を縮小させながら、補正量を調整するようにしている。
【０１０１】
図１０に示すように、画像補正装置２００は、まず、スキャナ４２等の画像入力部４０からの画像信号を入力値として取得する（ステップＳ１０）。この画像信号は、例えばＲＧＢ空間の各色成分の画素値を有する。
【０１０２】
次に、画像補正装置２００は、当該画素のＲＧＢ空間のＢ成分の画素値について補正処理を行う（ステップＳ１２）。
【０１０３】
Ｂ成分の画素値の補正処理においては、図１１に示すように、出力目標値生成部２１０が、当該画素のＢ成分の出力目標値を生成する（ステップＳ４０）。より具体的には、出力目標値生成部２１０は、測定値テーブル２３０に記憶された測定値群の中から基準画素における各画素値（入力画素値）に基づいて表示したときの出力画素値である測定値を出力目標値関数として生成しておき、この出力目標値関数の中から、当該画素の画素値と同じ画素値を入力画素値としたときの測定値を出力目標値として求める。
【０１０４】
図１２に、実施形態１におけるＢ成分の出力目標値関数の説明図を示す。
【０１０５】
図１２では、横軸にＢ成分の入力画素値、縦軸にＢ成分の出力画素値に対応した出力値（測定値、物理量）をとり、基準画素において入力画素値が与えられたときの出力画素値の変化を表している。より具体的には、図１２では、基準画素の測定値を出力目標値関数Ｔ１で表し、当該画素の測定値を関数ＭＢで表している。
【０１０６】
図１１のステップＳ４０に続いて、出力目標値生成部２１０は、その測定値と当該画素の画素値とに基づいて補正量を求め、該補正量に基づいて当該画素の画素値を補正した補正画素値を求める（ステップＳ４２）。例えば図１２の入力画素値Ｂ１が与えられると、当該画素において入力画素値Ｂ１に対応する出力目標値（ＰＢ１、ＰＢ２）を得るための入力画素値Ｂ２が求められる。従って、画素値Ｂ１、Ｂ２の差分により補正量が求められる。
【０１０７】
これに対して、例えば図１２の入力画素値Ｂ３が与えられたとき、当該画素において入力画素値Ｂ３に対応する出力目標値（ＰＢ３）は、関数ＭＢでは存在しない。即ち、測定値テーブル２３０に対して当該画素について入力画素値Ｂ３の測定値を検索しても、出力値が得られずテーブル検索エラーとなってしまう。これは、入力画素値を補正した補正画素値が画素値最大値を超えてしまい、もはや第１のプロジェクタＰＪ１で表示不可能な範囲となるからである。そこで、補正画素値が画素値最大値を超えるときには、補正画素値が画素値最大値を超えないように補正量を調整するようになっている。
【０１０８】
そのため、図１１のステップＳ４２に続いて、出力目標値生成部２１０が、ステップＳ４２で求めた補正画素値と画素値最大値とを比較する（ステップＳ４４）。補正画素値が画素値最大値を超えるとき（ステップＳ４４：Ｙ）、出力目標値生成部２１０は、ステップＳ４０で生成した出力目標値を縮小させる制御を行い（ステップＳ４６）、ステップＳ４２に戻る。ステップＳ４６により、出力目標値は、図１２の関数Ｔ２のようになる。そして、ステップＳ４２では、縮小させた出力目標値と当該画素の画素値とに基づいて補正量を求め、該補正量に基づいて当該画素の画素値を補正した補正画素値を求めることになる。
【０１０９】
こうして、ステップＳ４４において補正画素値が画素値最大値以下となるまで繰り返され、補正画素値が画素値最大値以下のとき（ステップＳ４４：Ｎ）、画像補正装置２００は、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１１０】
図１０に戻って説明を続ける。ステップＳ１２に続いて、画像補正装置２００は、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ１４：Ｙ）、図１１のステップＳ４４で補正画素値が画素値最大値以下となった時点におけるＢ成分の出力目標値の縮小率ｒｂを取得する（ステップＳ１６）。そして、画像補正装置２００は、この縮小率ｒｂを用いて、当該画素の他の色成分であるＲ成分及びＧ成分の出力目標値を計算する（ステップＳ１８）。
【０１１１】
そして、画像補正装置２００は、ステップＳ１４においてＢ成分の出力目標値の縮小制御が行われていないとき（ステップＳ１４：Ｎ）、当該画素のＲ成分の出力目標値をそのまま用いて、Ｒ成分の補正処理を行う（ステップＳ２０）。一方、画像補正装置２００は、ステップＳ１４においてＢ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ１４：Ｙ）、Ｂ成分の出力目標値の縮小率ｒｂを用いた縮小出力目標値を用いて、Ｒ成分の補正処理を行う（ステップＳ２０）。ここで、縮小出力目標値は、当該画素のＲ成分の出力目標値Ｔｒにｒｂを乗算したＴｒ×ｒｂとなる。
【０１１２】
ステップＳ２０のＲ成分の補正処理は、ステップＳ１２のＢ成分の補正処理と同様であるため詳細な説明を省略する。即ち、ステップＳ２０では、図１１に示すように処理が行われる。
【０１１３】
図１３に、実施形態１におけるＲ成分の出力目標値関数の説明図を示す。
【０１１４】
図１３では、図１２と同様に、横軸にＲ成分の入力画素値、縦軸にＲ成分の出力画素値に対応した出力値（測定値、物理量）をとり、基準画素において入力画素値が与えられたときの出力画素値の変化を表している。より具体的には、図１３では、基準画素の測定値を出力目標値関数Ｔ１０で表し、当該画素の測定値を関数ＭＲで表している。なお、図１３では、ステップＳ１２において、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われたときのＲ成分の出力目標値の例を示している。Ｒ成分においても、出力目標値の縮小率ｒｒで行われた結果、図１３の関数Ｔ１１のようになる。
【０１１５】
図１０に戻って説明を続ける。ステップＳ２０に続いて、画像補正装置２００は、Ｒ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ２２：Ｙ）、ステップＳ１６と同様に補正画素値が画素値最大値以下となった時点におけるＲ成分の出力目標値の縮小率ｒｒを取得する（ステップＳ２４）。そして、画像補正装置２００は、この縮小率ｒｒを用いて、当該画素の他の色成分であるＢ成分及びＧ成分の出力目標値を計算する（ステップＳ２６）。
【０１１６】
ここで、ステップＳ２６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と異なるとき（ステップＳ２８：Ｙ）、ステップＳ１２に戻って、ステップＳ２６で求められたＢ成分の出力目標値を用いて、再びＢ成分から順番に各成分の補正処理を行っていく。
【０１１７】
ステップＳ２６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と同じとき（ステップＳ２８：Ｎ）、或いはステップＳ２２においてＲ成分の出力目標値の縮小制御が行われていないとき（ステップＳ２２：Ｎ）、画像補正装置２００は、当該画素のＧ成分の出力目標値、或いはステップＳ１８又はステップＳ２６で求めた縮小出力目標値を用いて、Ｇ成分の補正処理を行う（ステップＳ３０）。ここで、縮小出力目標値は、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき、ステップＳ１８で計算した当該画素のＧ成分の出力目標値Ｔｇにｒｂを乗算した縮小出力目標値Ｔｇ×ｒｂにさらにｒｒを乗算したＴｇ×ｒｂ×ｒｒとなり、Ｂ成分の出力目標値の縮小制御が行われないとき、当該画素のＧ成分の出力目標値Ｔｇにｒｒを乗算したＴｇ×ｒｒとなる。
【０１１８】
ステップＳ３０のＧ成分の補正処理は、ステップＳ１２のＢ成分の補正処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。即ち、ステップＳ３０では、図１１に示すように処理が行われる。
【０１１９】
図１４に、実施形態１におけるＧ成分の出力目標値関数の説明図を示す。
【０１２０】
図１４では、図１２と同様に、横軸にＧ成分の入力画素値、縦軸にＧ成分の出力画素値に対応した出力値（測定値、物理量）をとり、基準画素において入力画素値が与えられたときの出力画素値の変化を表している。より具体的には、図１４では、基準画素の測定値を出力目標値関数Ｔ２０で表し、当該画素の測定値を関数ＭＧで表している。なお、図１４では、ステップＳ１２において、Ｂ成分及びＲ成分の出力目標値の縮小制御が行われたときのＧ成分の出力目標値の例を示している。Ｇ成分においても、出力目標値の縮小率ｒｇで行われた結果、図１４の関数Ｔ２１のようになる。
【０１２１】
図１０に戻って説明を続ける。ステップＳ３０に続いて、画像補正装置２００は、Ｇ成分の出力目標値の縮小制御が行われたとき（ステップＳ３２：Ｙ）、ステップＳ１６と同様に補正画素値が画素値最大値以下となった時点におけるＧ成分の出力目標値の縮小率ｒｇを取得する（ステップＳ３４）。そして、画像補正装置２００は、この縮小率ｒｇを用いて、当該画素の他の色成分であるＢ成分及びＲ成分の出力目標値を計算する（ステップＳ３６）。
【０１２２】
ここで、ステップＳ３６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と異なるとき、或いはステップＳ３６で計算されたＲ成分の出力目標値がステップＳ２０で用いられた出力目標値と異なるとき（ステップＳ３８：Ｙ）、ステップＳ１２に戻って、ステップＳ３６で求められたＢ成分の出力目標値を用いて、再びＢ成分から順番に各成分の補正処理を行っていく。
【０１２３】
ステップＳ３６で計算されたＢ成分の出力目標値がステップＳ１２で用いられた出力目標値と同じで、且つステップＳ３６で計算されたＲ成分の出力目標値がステップＳ２０で用いられた出力目標値と同じとき（ステップＳ３８：Ｎ）、或いはステップＳ３２においてＧ成分の出力目標値の縮小制御が行われていないとき（ステップＳ３２：Ｎ）、画像補正装置２００は、全画素についての補正処理が終了したか否かを判別する（ステップＳ３９）。
【０１２４】
そして、画像の全画素について補正処理が終了したとき（ステップＳ３９：Ｙ）、画像補正装置２００は、一連の処理を終了し（エンド）、画像の全画素について補正処理が終了していないとき（ステップＳ３９：Ｎ）、ステップＳ１０に戻る。
【０１２５】
このように、実施形態１では、色成分毎に出力目標値を縮小させながら補正画素値を求めると共に、出力目標値の縮小率に応じて出力目標値を更新している。そして、出力目標値が変更される度に、変更後の出力目標値を用いて最初の色成分から順番に補正処理を行うことで、最終的に各色成分の出力目標値が同じ比率で縮小させるように処理している。なお、図１０で求められた縮小率が、図９のステップＳ１０６における比率を示す変数として保持される。
【０１２６】
以上のように、画像補正装置２００は、ＲＧＢ色空間の各色成分の画素値について補正画素値が画素値最大値を超えないように補正量を調整することができる。そして、ｕ´ｖ´色度図における当該画素のｕ´成分及びｖ´成分が基準画素のｕ´成分及びｖ´成分と一致させながら、補正量を調整することができるようになる。
【０１２７】
図１５に、ＲＧＢ空間の画素値からｕ´ｖ´色度図のｕ´成分及びｖ´成分へ変換する処理の説明図を示す。
【０１２８】
図１５において、ＲＧＢ空間のＲ成分の画素値がＲ、Ｇ成分の画素値がＧ、Ｂ成分の画素値がＢであり、ＲＧＢｍａｘは画素値最大値であるものとする。
【０１２９】
このとき、図１５に示す一連の変換式により、ＲＧＢ空間の画素の画素値をＸＹＺ空間（ＣＩＥ １９６４ 表色系）の画素値に変換できる。そして、ＸＹＺ空間の画素値を、更に図１５に示す一連の変換式により、ｕ´ｖ´色度図（ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ色度図）におけるｕ´成分及びｖ´成分に変換できる。ｕ´ｖ´色度図では、ｕ´成分及びｖ´成分により色相及び彩度を表している。
【０１３０】
実施形態１では、上述のように補正画素値が画素値最大値を超えるとき、ＲＧＢ色空間の各色成分の出力目標値が同じ比率で縮小された縮小後の出力目標値を用いている。そのため、当該画素の補正画素値を出力目標値である基準画素の測定値と揃えることで、図１５に示す変数ｒ、ｇ、ｂ、Ｘ成分及びＹ成分は、それぞれ同じ比率で縮小されることになる。従って、ｕ´成分及びｖ´成分を一定にできるため、補正画素値が画素値最大値を超えない範囲で当該画素の色相及び彩度を基準画素の色相及び彩度と一致させることができる。
【０１３１】
また、各成分を同じ比率で縮小させているので、最大でＲＧＢの各色成分数の３回の補正処理を行えば、必ずＲＧＢの各色成分の画素値について補正画素値が画素値最大値を超えないように処理を完了させることができる。
【０１３２】
なお、上述の実施形態では、出力目標値として測定値を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、出力目標値として、基準画素を中心とする所定の領域内の画素値の平均値を採用したり、基準画素からの距離が遠い画素ほど値が小さくなるような出力目標値を採用したりできる。
【０１３３】
次に、図９のステップＳ１１６について説明する。
【０１３４】
ステップＳ１１６では、出力目標値の輝度が得られないときに、他のプロジェクタのうち余力のあるプロジェクタ（出力飽和処理を行わなかったプロジェクタ）による複数の画素を用いて当該画素の輝度を補完するように制御する。
【０１３５】
実施形態１では、第１の画素光形成手段としての第１のプロジェクタＰＪ１による表示画素の輝度を補完する場合、この画素の輝度の補完に用いられる複数の画素光形成手段のうち第１の画素光形成手段を除く残りの少なくとも１つの画素光形成手段は、第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンＳＣＲに形成される表示画素の位置を基準に、スクリーンＳＣＲに形成される表示画素の位置が近い順にｎ（ｎは２以上の整数）個の表示画素を形成するものとする。そして、複数の画素光を構成する各画素光が均等に輝度を上げるように画像信号が補正されるものとする。なお、ｎは４であることが望ましい。
【０１３６】
図１６に、図９のステップＳ１１６の処理例のフロー図を示す。
【０１３７】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図１６に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図１６に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１３８】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ａｐｑとする。
【０１３９】
まず、画像補正装置２００は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ６０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇは、ＲＧＢＴ＿ＳのＧ成分の画素値を、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂは、ＲＧＢＴ＿ＳのＢ成分の画素値を意味する。
【０１４０】
次に、画像補正装置２００は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、画素Ａｐｑの出力目標値の縮小比率ＲＡＴＥ＿Ａｐｑを更新する（ステップＳ６２）。例えば、各プロジェクタによる表示画素の輝度を積算して次式のように求め、この式を変換すればＲＡＴＥ＿Ａｐｑの更新値を求めることができる。
【０１４１】
【数１】
【数２】
【０１４２】
上式では、ＲＡＴＥ＿Ａｐｑに同じαだけ増分し、輝度の和が不変となるようにαを求めている。このαを用いて、次式のようにＲＡＴＥ＿Ａｐｑを更新する。
RATE_Apq=RATE_Apq+α
【０１４３】
続いて、画像補正装置２００は、ステップＳ６２で求めたＲＡＴＥ＿Ａｐｑを用いて、画素Ａｐｑの出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ６４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RGBT_Apq=RGBT_Apq×RATE_Apq
【０１４４】
以上のように処理することで、当該画素の輝度の増加分を周辺画素の均等に割り振って、他のプロジェクタによる複数の画素で第１のプロジェクタによる画素の輝度を補完できるようになる。
【０１４５】
図１７に、実施形態１の効果の説明図を示す。図１７において、図４と同様の部分には同一符号を付して、適宜説明を省略する。
【０１４６】
例えば、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素ＤＰ１の周辺画素として、第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の４つの画素ＤＰ２を表示させる場合、両プロジェクタの画素ＤＰ１、ＤＰ２がそれぞれ出力飽和処理を行うことなく出力目標値の輝度をそのまま表示できる場合には、両プロジェクタでは各出力目標値の輝度で画素を表示させる。
【０１４７】
これに対して、図１７に示すように、例えば第１のプロジェクタＰＪ１の画素ＤＰ１において出力飽和処理を行って当初の出力目標値の輝度で表示できない場合には、第２のプロジェクタＰＪ２の４つの画素ＤＰ２において出力目標値を更新して均等に輝度を上げた状態で表示させ、結果的に当該画素の輝度を上げる。
【０１４８】
図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）に、実施形態１の効果についての他の説明図を示す。図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は、第１〜第３のプロジェクタＰＪ１〜ＰＪ３による画素ＤＰ１〜ＤＰ３を示している。
【０１４９】
図１８（Ａ）に示すように、第１のプロジェクタＰＪ１による画素ＤＰ１が水平方向に並び、第２のプロジェクタＰＪ２による画素ＤＰ２が水平方向に並び、第３のプロジェクタＰＪ３による画素ＤＰ３が水平方向に並ぶ。そして、画素ＤＰ１群が、画素ＤＰ２群と画素ＤＰ３群との間に配置される。これにより、画素ＤＰ１に着目すれば、画素ＤＰ２、ＤＰ３を用いて輝度を上げることができる。
【０１５０】
例えば、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素ＤＰ１と第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の画素ＤＰ２と第３のプロジェクタＰＪ３の投影画像の画素ＤＰ３とを隣り合わせて表示させる場合、これらのプロジェクタの画素ＤＰ１〜ＤＰ３がそれぞれ出力飽和処理を行うことなく出力目標値の輝度をそのまま表示できる場合には、これらのプロジェクタでは各出力目標値の輝度で画素を表示させる。
【０１５１】
これに対して、例えば第１のプロジェクタＰＪ１の画素ＤＰ１において出力飽和処理を行って当初の出力目標値の輝度で表示できない場合には、図１８（Ｂ）に示すように、第２のプロジェクタＰＪ２の画素ＤＰ２及び第３のプロジェクタＰＪ３の画素ＤＰ３において出力目標値を更新して輝度を上げた状態で表示させる。即ち、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ２により補完する。従って、２つの画素ＤＰ２は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。同様に、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ３により補完する。従って、２つの画素ＤＰ３は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。
【０１５２】
図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）に、実施形態１の効果についての更に別の説明図を示す。図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、第１〜第４のプロジェクタＰＪ１〜ＰＪ４による画素ＤＰ１〜ＤＰ４を示している。
【０１５３】
図１９（Ａ）に示すように、第１のプロジェクタＰＪ１による画素ＤＰ１、第２のプロジェクタＰＪ２による画素ＤＰ２、第３のプロジェクタＰＪ３による画素ＤＰ３及び第４のプロジェクタによる画素ＤＰ４が、市松模様のように配置される。これにより、画素ＤＰ１に着目すれば、画素ＤＰ２、ＤＰ３を用いて輝度を上げることができる。また、画素ＤＰ３に着目すれば、画素ＤＰ１、ＤＰ４を用いて輝度を上げることができる。
【０１５４】
例えば、第１のプロジェクタＰＪ１の投影画像の画素ＤＰ１、第２のプロジェクタＰＪ２の投影画像の画素ＤＰ２、第３のプロジェクタＰＪ３の投影画像の画素ＤＰ３及び第４のプロジェクタＰＪ４の投影画像の画素ＤＰ４を図１９（Ａ）に示すように隣り合わせて表示させる場合、これらのプロジェクタの画素ＤＰ１〜ＤＰ４がそれぞれ出力飽和処理を行うことなく出力目標値の輝度をそのまま表示できる場合には、これらのプロジェクタでは各出力目標値の輝度で画素を表示させる。
【０１５５】
これに対して、例えば第１のプロジェクタＰＪ１の画素ＤＰ１において出力飽和処理を行って当初の出力目標値の輝度で表示できない場合には、図１９（Ｂ）に示すように、第２のプロジェクタＰＪ２の画素ＤＰ２及び第３のプロジェクタＰＪ３の画素ＤＰ３において出力目標値を更新して輝度を上げた状態で表示させる。即ち、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ２により補完する。従って、２つの画素ＤＰ２は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。同様に、画素ＤＰ１の輝度不足分の半分を、２つの画素ＤＰ３により補完する。従って、２つの画素ＤＰ３は、それぞれ画素ＤＰ１の輝度不足分の１／４を補完する。
【０１５６】
以上のように、実施形態１によれば、当該画素の輝度が出力目標値に達しないとき、当該画素の周辺画素に均等に輝度を補完させるようにしたので、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。しかも、実施形態１によれば、周辺画素に一律に輝度増分を割り当てるようにしたので、少ない計算量で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止する効果が得られるようになる。
【０１５７】
〔実施形態２〕
実施形態１では、当該画素の輝度が出力目標値に達しないとき、当該画素の周辺画素に均等に輝度を補完させるようにしていたが、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２では、当該画素の周辺画素の中で輝度増分のマージンがある画素ほど大きく輝度を増分させる。
【０１５８】
図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に、実施形態２における輝度補完処理の説明図を示す。図２０（Ａ）において、図１７と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）では、画素ＤＰ１の輝度を、画素ＤＰ１の周辺の画素ＤＰ２で補完するものとして示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８（Ａ）や図１９（Ａ）に示す周辺画素で輝度を補完するようにしてもよい。
【０１５９】
図２０（Ａ）では、画素ＤＰ１の周辺の４つの画素ＤＰ２を、それぞれ画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２、ＤＰ２−３、ＤＰ２−４として示し、図２０（Ｂ）は、画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−３の輝度と出力目標値Ｔ−１〜Ｔ−４とを模式的に表す。
【０１６０】
ここで、４つの画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の輝度と出力目標値Ｔ−１〜Ｔ−４とのマージンＭＭ−１〜ＭＭ−４に着目すると、画素ＤＰ２−３のマージンＭＭ−３が最大で、画素ＤＰ２−２のマージンＭＭ−２が最小である。そこで、実施形態２では、画素ＤＰ１の輝度不足分を画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４に振り分けて画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の輝度を上げる場合に、画素ＤＰ２−３に対して輝度増分が最大となるように振り分け、画素ＤＰ２−２に対して輝度増分が最小となるように振り分ける。即ち、実施形態２では、複数の画素光のうち輝度増分のマージンが大きい画素光に対し、複数の画素光のうち輝度増分のマージンが小さい画素光より輝度増分が大きくなるように画像信号を補正する。
【０１６１】
これにより、実施形態１の処理では増分（補正）後の輝度が画素最大値を超えてしまう場合であっても、実施形態２の処理では不足分を効率的に振り分けて、増分後の輝度が画素最大値を超えないようにできる場合がある。
【０１６２】
このような実施形態２を実現する画像補正装置及び画像表示システムの構成は、実施形態１と同様であるため、実施形態２における画像補正装置及び画像表示システムの構成についての詳細な説明を省略する。実施形態２が実施形態１と異なる点は、輝度補完処理の処理内容である。
【０１６３】
そこで、以下では実施形態２における輝度補完処理について説明する。なお、実施形態２では、上記のように各周辺画素のマージンを算出して、そのマージンに応じて輝度不足分を割り当てるように処理してもよいが、以下のように、処理を簡素化してもよい。即ち、周辺画素間では出力目標値がそれほど大きく変化しないことを前提に、出力飽和処理が行われなかった画素群が同じ輝度となるように振り分けることで、出力飽和処理が行われた画素群に輝度を振り分けず、且つ輝度の小さい画素ほど輝度増分のマージンが大きくすることができる。
【０１６４】
図２１に、実施形態２における輝度補完処理の処理例のフロー図を示す。実施形態２では、実施形態１における図９のステップＳ１１６において、図２１の処理が行われる。
【０１６５】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２１に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２１に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１６６】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、周辺画素のうち、出力飽和処理が行われなかった画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＝１．０の画素）をＡＮ０〜ＡＮｈ（ｈは最大「３」）、出力飽和処理が行われた画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＜１．０の画素）をＡＳ０〜ＡＳｋ（ｈ＋ｋ＝２）とし、画素ＡＮ０〜ＡＮｈは同じ輝度ＹＴＮにするものとする。更に、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＮｊ、画素ＡＮｊの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＮｊ、画素ＡＳｒ（ｒは整数、ｊ＋ｒ＝２）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＳｒ、画素ＡＳｒの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＳｒとする。
【０１６７】
まず、画像補正装置は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ７０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇは、ＲＧＢＴ＿ＳのＧ成分の画素値を、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂは、ＲＧＢＴ＿ＳのＢ成分の画素値を意味する。
【０１６８】
次に、画像補正装置は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、出力飽和処理を行わない画素が同じ輝度ＹＴＮとなるように、この輝度ＹＴＮを算出する（ステップＳ７２）。
【０１６９】
【数３】
【数４】
【０１７０】
続いて、画像補正装置は、ステップＳ７２で求めたＹＴＮを用いて、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ７４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RGBT_ANj=RGBT_ANj×YTN/YT_ANj
【０１７１】
ここで、ＲＧＢＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素ＡｐｑのＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、ＹＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素Ａｐｑの輝度ＹＴ＿Ａｐｑである。
【０１７２】
以上のように処理することで、当該画素の輝度の不足分を、周辺画素のうち輝度の小さい画素ほど大きく割り振ることができ、簡素な処理で、輝度増分のマージンが大きい画素に対し、輝度増分のマージンが小さい画素より輝度増分が大きくなるように割り振ることができる。
【０１７３】
〔実施形態３〕
実施形態１又は実施形態２では、周辺画素の輝度の比率を保持することなく、周辺画素に当該画素の輝度の不足分を割り振っていたが、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３では、周辺画素の輝度の比率を保持しながら、当該画素の周辺画素に輝度の不足分を割り振っている。
【０１７４】
図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）に、実施形態３における輝度補完処理の説明図を示す。図２２（Ａ）において、図２０（Ａ）と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）では、画素ＤＰ１の輝度を、画素ＤＰ１の周辺の画素ＤＰ２で補完するものとして示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８（Ａ）や図１９（Ａ）に示す周辺画素で輝度を補完するようにしてもよい。
【０１７５】
図２２（Ａ）では、画素ＤＰ１の周辺の４つの画素ＤＰ２を、それぞれ画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２、ＤＰ２−３、ＤＰ２−４として示し、図２２（Ｂ）は、画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の輝度を模式的に表す。
【０１７６】
実施形態３では、画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４が図２２（Ｂ）のような輝度を有する場合、補正前の２つの画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２の輝度と２つの画素ＤＰ２−３、ＤＰ２−４の輝度との比率が一定となるように、画素ＤＰ１の輝度不足分を、４つの画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４に割り振る。即ち、実施形態３では、輝度は画素値に対応しているため、複数の画素光を構成する各画素光に対し、各画素光の輝度に対応した画素値に応じた増分となるように画像信号が補正される。
【０１７７】
これにより、実施形態３の処理では、補正前の輝度の分布を維持しつつ、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【０１７８】
このような実施形態３を実現する画像補正装置及び画像表示システムの構成は、実施形態１と同様であるため、実施形態３における画像補正装置及び画像表示システムの構成についての詳細な説明を省略する。実施形態３が実施形態１と異なる点は、輝度補完処理の処理内容である。そこで、以下では実施形態３における輝度補完処理について説明する。
【０１７９】
図２３に、実施形態３における輝度補完処理の処理例のフロー図を示す。実施形態３では、実施形態１における図９のステップＳ１１６において、図２３の処理が行われる。
【０１８０】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２３に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２３に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１８１】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、周辺画素のうち、出力飽和処理が行われなかった画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＝１．０の画素）をＡＮ０〜ＡＮｈ（ｈは最大「３」）、出力飽和処理が行われた画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＜１．０の画素）をＡＳ０〜ＡＳｋ（ｈ＋ｋ＝２）とする。更に、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＮｊ、画素ＡＮｊの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＮｊ、画素ＡＳｒ（ｒは整数、ｊ＋ｒ＝２）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＳｒ、画素ＡＳｒの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＳｒとする。
【０１８２】
まず、画像補正装置は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ８０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇ、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂも同様である。
【０１８３】
次に、画像補正装置は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、出力飽和処理を行わない画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の輝度ＹＴ＿ＡＮｊに同じ比率を乗算する（ステップＳ８２）。
【０１８４】
【数５】
【数６】
【０１８５】
続いて、画像補正装置は、ステップＳ８２で求めたαを用いて、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ８４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RATE_ANj=α
RGBT_ANj=RGBT_ANj×RATE_ANｊ
【０１８６】
ここで、ＲＧＢＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素ＡｐｑのＲＧＢＴ＿Ａｐｑである。
【０１８７】
以上のように処理することで、周辺画素の補正前の輝度の比率を保持したまま、当該画素の輝度の不足分を周辺画素に割り振ることができるようになる。
【０１８８】
〔実施形態４〕
実施形態１〜実施形態３では、当該画素と周辺画素との距離にかかわらず、周辺画素に当該画素の輝度の不足分を割り振っていたが、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、当該画素と周辺画素との距離に応じて、当該画素の輝度の不足分を割り振っている。
【０１８９】
図２４に、実施形態４における輝度補完処理の説明図を示す。図２４において、図２０（Ａ）と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図２４では、画素ＤＰ１の輝度を、画素ＤＰ１の周辺の画素ＤＰ２で補完するものとして示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８（Ａ）や図１９（Ａ）に示す周辺画素で輝度を補完するようにしてもよい。図２４では、画素ＤＰ１の周辺の４つの画素ＤＰ２を、それぞれ画素ＤＰ２−１、ＤＰ２−２、ＤＰ２−３、ＤＰ２−４として示している。
【０１９０】
実施形態４では、画素ＤＰ１と画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４の各画素との距離に応じて、画素ＤＰ１の輝度不足分を、４つの画素ＤＰ２−１〜ＤＰ２−４に割り振る。即ち、実施形態４では、複数の画素光を構成する各画素光に対し、第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンＳＣＲに形成される表示画素ＤＰ１の位置を基準に、各画素光によりスクリーンＳＣＲに形成される表示画素までの距離に応じた増分となるように画像信号が補正される。
【０１９１】
これにより、実施形態４の処理では、各プロジェクタの表示画素の位置合わせを粗く調整した場合であっても、実施形態１〜実施形態３と同等の精度で、輝度の低下を抑えつつ輝度むらの発生を防止できるようになる。
【０１９２】
このような実施形態４を実現する画像補正装置及び画像表示システムの構成は、実施形態１と同様であるため、実施形態４における画像補正装置及び画像表示システムの構成についての詳細な説明を省略する。実施形態４が実施形態１と異なる点は、輝度補完処理の処理内容である。そこで、以下では実施形態４における輝度補完処理について説明する。
【０１９３】
図２５に、実施形態４における輝度補完処理の処理例のフロー図を示す。実施形態４では、実施形態１における図９のステップＳ１１６において、図２５の処理が行われる。
【０１９４】
例えば、ＲＯＭ８２には、予め図２５に示す処理を実現するためのプログラムが格納されており、画像処理回路８８の機能を有するＣＰＵ８０又は図示しないＣＰＵを含む画像処理回路８８が、ＲＯＭ８２に格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図２５に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。
【０１９５】
ここで、第１のプロジェクタＰＪ１の当該画素Ｓにおいて、出力飽和処理を行って出力目標値が生成されたものとする。この画素Ｓに対応する周辺画素をＡｐｑ（ｐ、ｑ＝０又は１）、画素Ｓの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値をＲＧＢＴ＿Ａｐｑ、画素Ｓの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ｓ、画素Ａｐｑの出力目標値の輝度をＹＴ＿Ａｐｑとする。また、周辺画素のうち、出力飽和処理が行われなかった画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＝１．０の画素）をＡＮ０〜ＡＮｈ（ｈは最大「３」）、出力飽和処理が行われた画素（ＲＡＴＥ＿Ａ００〜ＲＡＴＥ＿Ａ１１＜１．０の画素）をＡＳ０〜ＡＳｋ（ｈ＋ｋ＝２）とする。更に、画素Ｓの出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿Ｓ、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＮｊ、画素ＡＮｊの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＮｊ、画素ＡＳｒ（ｒは整数、ｊ＋ｒ＝２）の出力飽和処理による出力目標値の縮小比率をＲＡＴＥ＿ＡＳｒ、画素ＡＳｒの出力目標値の輝度をＹＴ＿ＡＳｒとする。
【０１９６】
まず、画像補正装置は、当該画素Ｓの出力目標値の輝度ＹＴ＿Ｓを算出する（ステップＳ９０）。この算出処理は、ＲＧＢ空間から輝度を算出する一般的な変換式を用いて、次式のように算出すればよい。
YT_S=(0.212671×RGBT_S.R+0.715160×RGBT_S.G+0.072169×RGBT_S.B)/RGBMax
ここで、例えばＲＧＢの各色成分のデータを８ビットとすると、画素最大値ＲＧＢＭａｘが２５５である。また、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｒは、ＲＧＢＴ＿ＳのＲ成分の画素値を意味し、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｇ、ＲＧＢＴ＿Ｓ．Ｂも同様である。
【０１９７】
次に、画像補正装置は、当該画素Ｓと各周辺画素との距離を算出する（ステップＳ９２）。この距離は、画素Ｓを形成する画素光により形成される像の輝点と、周辺画素を形成する各画素光により形成される像の輝点との距離であり、図２５の処理に先立って求められていてもよい。
【０１９８】
次に、画像補正装置は、第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬによる表示画素の輝度が変化しないように、出力飽和処理を行わない画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の輝度ＹＴ＿ＡＮｊに、距離Ｌｊに反比例する比率を乗算する（ステップＳ９４）。
【０１９９】
【数７】
【数８】
【０２００】
続いて、画像補正装置は、ステップＳ９４で求めたαを用いて、画素ＡＮｊ（ｊは０〜ｈのいずれかの整数）の出力目標値を次式に従って更新し（ステップＳ８４）、一連の処理を終了する（エンド）。
RATE_ANj=α／Ｌｊ
RGBT_ANj=RGBT_ANj×RATE_ANｊ
【０２０１】
ここで、ＲＧＢＴ＿ＡＮｊは、画素ＡＮｊに対応する画素ＡｐｑのＲＧＢＴ＿Ａｐｑである。
【０２０２】
以上のように処理することで、当該画素と周辺画素との距離に応じて、当該画素の輝度の不足分を周辺画素に割り振ることができるようになる。
【０２０３】
〔実施形態５〕
実施形態１〜実施形態４では、各プロジェクタが画素光形成手段によって形成された画素光をスクリーンに投射す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。本発明に係る実施形態５では、１つのプロジェクタが１つの投射手段を有し、該投射手段に複数の画素光形成手段によって形成された画素光が入射される。
【０２０４】
図２６に、実施形態５におけるプロジェクタの構成例を示す。例えば図１の第１〜第ＬのプロジェクタＰＪ１〜ＰＪＬのうち少なくとも１つが図２６の構成を有していてもよい。
【０２０５】
実施形態５におけるプロジェクタ８００は、Ｒ成分の色光（第１の色光）、Ｇ成分の色光（第２の色光）及びＢ成分の色光（第３の色光）を含む光を射出する照明装置８１０と、偏光分離光学系としての偏光分離ミラー８２０と、第１の画素光を射出する第１の画素光形成手段としての第１の画素光形成ユニット９００と、第２の画素光を射出する第２の画素光形成手段としての第２の画素光形成ユニット９５０と、偏光合成光学系としての偏光合成プリズム８５０（光合成手段）と、偏光合成プリズム８５０で合成された画素光をスクリーンＳＣＲに投射する投射光学系８６０とを備える。図３の投射光学系８６０は、図３の投射レンズ１７０と同等の機能を有する。
【０２０６】
照明装置８１０は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置（図示しない発光管、楕円面リフレクタ、凹レンズ等を含む）８１１と、光源装置８１１から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための第１の小レンズを有する第１の小レンズアレイ８１２と、第１の小レンズアレイ８１２の複数の第１の小レンズに対応する複数の第２の小レンズを有する第２の小レンズアレイ８１３と、第２の小レンズアレイ８１３から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ８１４とを有する。
【０２０７】
偏光分離ミラー８２０は、照明装置８１０からの光を第１の偏光成分を有する光（例えばｐ偏光）と第２の偏光成分を有する光（例えばｓ偏光）とに分離する機能を有する。
【０２０８】
第１の画素光形成ユニット９００は、偏光分離ミラー８２０で分離された第１の偏光成分を有する光をＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の色光に分離する第１の色分離光学系９１０と、第１の色分離光学系９１０で分離された各色光をそれぞれ変調する第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂと、これら第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂでそれぞれ変調されたＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光を合成する第１の色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム９４０とを有する。第１の光変調素子９２０Ｒは、図３のＲ用液晶パネル１３０Ｒと同様の機能を有する。第２の光変調素子９２０Ｇは、図３のＧ用液晶パネル１３０Ｇと同様の機能を有する。第３の光変調素子９２０Ｂは、図３のＢ用液晶パネル１３０Ｂと同様の機能を有する。
【０２０９】
なお、クロスダイクロイックプリズム９４０は、第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂでそれぞれ変調された変調後のＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光が入射される第１の色光入射面９４０Ｒ、第２の色光入射面９４０Ｇ、第３の色光入射面９４０Ｂを有している。
【０２１０】
このように構成された第１の画素光形成ユニット９００からは、第１の偏光成分を有する第１の画素光が射出され、その第１の画素光は偏光合成プリズム８５０の第１の画素光入射面８５１に入射する。
【０２１１】
第１の色分離光学系９１０は、偏光分離ミラー８２０で分離された第１の偏光成分を有する光をＲ成分の色光と他の成分の色光とに分離する第１のダイクロイックミラー９１１と、第１のダイクロイックミラー９１１で分離された他の成分の色光をＧ成分の色光とＢ成分の色光とに分離する第２のダイクロイックミラー９１２と、反射ミラー９１３と、リレー光学系９３０とを有する。
【０２１２】
第１のダイクロイックミラー９１１で反射されたＲ成分の色光は、反射ミラー９１３によって曲折され、第１の光変調素子９２０Ｒの液晶パネルの画素形成領域に入射する。また、第１のダイクロイックミラー９１１を通過したＧ成分及びＢ成分のうちＧ成分の色光は、第２のダイクロイックミラー９１２で反射され、第２の光変調素子９２０Ｇの液晶パネルの画素形成領域に入射する。一方、Ｂ成分の色光は、第２のダイクロイックミラー９１２を透過してリレー光学系９３０に入射する。
【０２１３】
リレー光学系９３０は、入射側レンズ９３１と、入射側の反射ミラー９３２と、リレーレンズ９３３と、射出側の反射ミラー９３４とを有し、第２のダイクロイックミラー９１２を透過したＢ成分の色光を第３の光変調素子９２０Ｂの液晶パネルまで導く機能を有する。
【０２１４】
第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂは、画像信号に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置８１０の照明対象となる。第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂのそれぞれは、液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置される入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置される射出側偏光板とを有する。なお、これら液晶パネル、入射側偏光板、射出側偏光板については、図２６において符号は省略されている。
【０２１５】
クロスダイクロイックプリズム９４０は、第１〜第３の色光入射面９４０Ｒ、９４０Ｇ、９４０Ｂに入射された各色光ごとに変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。また、クロスダイクロイックプリズム９４０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視ほぼ正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせたほぼＸ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。ほぼＸ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、Ｒ成分の色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、Ｂ成分の色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によってＲ成分及びＢ成分の色光は曲折され、Ｇ成分の色光の進行方向と揃えられることにより３つの色光が合成される。
【０２１６】
第２の画素光形成ユニット９５０は、偏光分離ミラー８２０で分離された第２偏光成分を有する光をＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の色光に分離する第２の色分離光学系９６０と、第２の色分離光学系９６０で分離された各色光をそれぞれ変調する第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂと、これら第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂでそれぞれ変調されたＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光を合成する第２の色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム９９０とを有する。
【０２１７】
なお、クロスダイクロイックプリズム９９０は、第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂでそれぞれ変調された変調後のＲ成分の色光、Ｇ成分の色光及びＢ成分の色光が入射される第１の色光入射面９９０Ｒ、第２の色光入射面９９０Ｇ、第３の色光入射面９９０Ｂを有している。
【０２１８】
このように構成された第２の画素光形成ユニット９５０からは、第２の偏光成分を有する第２の画素光が射出され、その第２の画素光は偏光合成プリズム８５０の第２の画素光入射面８５２に入射する。
【０２１９】
第２の色分離光学系９６０は、偏光分離ミラー８２０で分離された第２偏光成分を有する光をＲ成分の色光と他の成分の色光とに分離する第３のダイクロイックミラー９６１と、第３のダイクロイックミラー９６１で分離された他の成分の色光をＧ成分の色光とＢ成分の色光とに分離する第４のダイクロイックミラー９６２と、反射ミラー９６３と、リレー光学系９８０とを有する。
【０２２０】
第３のダイクロイックミラー９６１で反射されたＢ成分の色光は、反射ミラー９６３によって曲折され、第６の光変調素子９７０Ｂの液晶パネルの画素形成領域に入射する。また、第３のダイクロイックミラー９６１を通過したＧ成分及びＲ成分のうちＧ成分の色光は、第４のダイクロイックミラー９６２で反射され、第５の光変調素子９７０Ｇの液晶パネルの画素形成領域に入射する。一方、Ｒ成分の色光は、第４のダイクロイックミラー９６２を透過してリレー光学系９８０に入射する。
【０２２１】
リレー光学系９８０は、入射側レンズ９８１と、入射側の反射ミラー９８２と、リレーレンズ９８３と、射出側の反射ミラー９８４とを有し、第４のダイクロイックミラー９６２を透過したＲ成分の色光を第４の光変調素子９７０Ｂの液晶パネルまで導く機能を有する。
【０２２２】
なお、第４の光変調素子９７０Ｒ、第５の光変調素子９７０Ｇ、第６の光変調素子９７０Ｂは、第１の光変調素子９２０Ｒ、第２の光変調素子９２０Ｇ、第３の光変調素子９２０Ｂと同様の構成を有し、クロスダイクロイックプリズム９９０は、クロスダイクロイックプリズム９４０と同様の構成を有するため、これらについての詳細な説明は省略する。
【０２２３】
偏光合成プリズム８５０は、第１の画素光形成ユニット９００から射出された第１の画素光が入射される第１の画素光入射面８５１及び第２の画素光形成ユニット９５０から射出された第２の画素光が入射される第２の画素光入射面８５２を有し、また、第１の偏光成分を有する光と第２の偏光成分を有する光とを合成する偏光合成面を有している。そして、第１の画素光入射面８５１に入射された第１の画素光と、第２の画素光入射面８５２に入射された第２の画素光とを合成して投射光学系８６０に射出される。
【０２２４】
偏光合成プリズム８５０から射出されたカラー画像は、投射光学系８６０によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【０２２５】
以上のような構成において、例えば第１の画素光形成ユニット９００の各光変調素子を第１のプロジェクタＰＪ１用の画像信号で制御し、第２の画素光形成ユニット９５０の各光変調素子を第２のプロジェクタＰＪ２用の画像信号で制御し、これらの画像信号を実施形態１〜実施形態３のいずれかの画像補正装置で生成すればよい。以上のように、実施形態５によれば、実施形態１〜実施形態４のいずれかの画像補正装置と、この画像補正装置からの画像信号に基づいて変調率が制御される複数の画素光形成手段と、複数の画素光形成手段からの画素光を合成する光合成手段とを含む画像表示システムを提供することができる。
【０２２６】
以上、本発明に係る画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法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。
【０２２７】
（１）上記の実施形態では、出力目標値を決定する際に、基準画素として画像の中心画素を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画面内で輝度が最も高い画素を基準画素として採用してもよい。画面内で輝度が最も高い画素を基準画素とすることにより、中心画素を基準画素とする場合と比較して、補正によるコントラスト低下をより確実に避けることができる。
【０２２８】
（２）上記の実施形態では、出力目標値を決定する際に、ＲＧＢ空間の各色成分の補正画素値が画素値最大値を超えるときに、Ｂ成分、Ｒ成分及びＧ成分の順序で処理したが、本発明は、色成分の処理の順序に限定されるものではない。
【０２２９】
（３）上記の実施形態では、測定値テーブルに、画像の全画素について各画素値の測定値が記憶され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。例えば、測定値テーブルに、所定の画素について所定の画素値の測定値のみを離散的に記憶しておき、測定値テーブルに記憶されない画素の測定値を、測定値テーブルに記憶された測定値を用いた公知のデータ補間法で求めるようにしてもよい。この場合、測定値テーブルの記憶容量を削減できる効果が得られる。
【０２３０】
（４）上記の実施形態では、プロジェクタを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像表示装置として、液晶表示装置、やプラズマディスプレイ装置、有機ＥＬディスプレイ装置等の画像表示を行う装置全般に適用できる。
【０２３１】
（５）上記の実施形態では画像補正装置が画像表示装置の外部に設けられていたが、画像表示システムを構成する複数の画像表示装置のいずれかに内蔵されていてもよい。
【０２３２】
（６）上記の実施形態では、光変調素子（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。光変調素子（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。
【０２３３】
（７）上記の実施形態において、本発明を、画像補正装置、画像表示システム及び画像補正方法として説明したが、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画像補正方法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】
【０２３４】
【図１】実施形態１における画像表示システムの構成例のブロック図。
【図２】図１の各プロジェクタに適用される画像表示装置の構成例のブロック図。
【図３】図２の第１のプロジェクタの構成例を示す図。
【図４】実施形態１におけるスクリーン上の表示画像の画素の一例の模式図。
【図５】実施形態１における画像補正装置の構成例のブロック図。
【図６】図５の測定値テーブルに格納される測定値が測定される画像の画素位置の説明図。
【図７】図５の測定値テーブルに格納される測定値の説明図。
【図８】実施形態１における画像補正装置のハードウェア構成例のブロック図。
【図９】実施形態１における画像補正装置の処理例のフロー図。
【図１０】図９の出力目標値の決定処理の処理例のフロー図。
【図１１】図１０の各色成分の補正処理の処理例のフロー図。
【図１２】実施形態１におけるＢ成分の出力目標値関数の説明図。
【図１３】実施形態１におけるＲ成分の出力目標値関数の説明図。
【図１４】実施形態１におけるＧ成分の出力目標値関数の説明図。
【図１５】ＲＧＢ空間の画素値からｕ´ｖ´色度図のｕ´成分及びｖ´成分へ変換する処理の説明図。
【図１６】図９のステップＳ１１６の処理例のフロー図。
【図１７】実施形態１の効果の説明図。
【図１８】図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は実施形態１の効果についての他の説明図。
【図１９】図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は実施形態１の効果についての更に別の説明図。
【図２０】図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）は実施形態２における輝度補完処理の説明図。
【図２１】実施形態２における輝度補完処理の処理例のフロー図。
【図２２】図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）は実施形態３における輝度補完処理の説明図。
【図２３】実施形態３における輝度補完処理の処理例のフロー図。
【図２４】実施形態４における輝度補完処理の説明図。
【図２５】実施形態４における輝度補完処理の処理例のフロー図。
【図２６】実施形態５におけるプロジェクタの構成例を示す図。
【符号の説明】
【０２３５】
１０…画像表示システム， ２４…光変調部， ２６…投射部， ３０…画像測定装置，
３２…カメラ， ３４…測定値処理部， ４０…画像入力部， ４２…スキャナ，
４４…デジタルカメラ， ４６…ＰＣ， ８０…ＣＰＵ， ８２…ＲＯＭ，
８４…ＲＡＭ， ８６…Ｉ／Ｆ回路， ８８…画像処理回路， ９０…バス，
２００…画像補正装置， ２１０…出力目標値生成部， ２２０…画像信号出力部，
２２２…出力飽和処理検出部， ２２４…出力目標値更新部，
２２６…補正信号出力部， ２３０…測定値テーブル，
ＰＪ１〜ＰＪＬ…第１〜第Ｌのプロジェクタ， ＳＣＲ…スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正装置であって、
前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成部と、
前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力部とを含むことを特徴とする画像補正装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記残りの画素光形成手段は、
前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記スクリーンに形成される表示画素の位置が近い順にｎ（ｎは２以上の整数）個の表示画素を形成することを特徴とする画像補正装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光を構成する各画素光が均等に輝度を上げるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが大きい画素光に対し、前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが小さい画素光より輝度増分が大きくなるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、各画素光の輝度に対応した画素値に応じた増分となるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項６】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記各画素光により前記スクリーンに形成される表示画素までの距離に応じた増分となるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか記載の画像補正装置と、
前記画像補正装置からの前記画像信号に基づいて輝度が制御される前記複数の画素光形成手段とを含み、
前記複数の画素光形成手段からの画素光を用いた画像を表示することを特徴とする画像表示システム。
【請求項８】
複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正方法であって、
前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成ステップと、
前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力ステップとを含むことを特徴とする画像補正方法。
【請求項１】
複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正装置であって、
前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成部と、
前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力部とを含むことを特徴とする画像補正装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記残りの画素光形成手段は、
前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記スクリーンに形成される表示画素の位置が近い順にｎ（ｎは２以上の整数）個の表示画素を形成することを特徴とする画像補正装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光を構成する各画素光が均等に輝度を上げるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが大きい画素光に対し、前記複数の画素光のうち輝度増分のマージンが小さい画素光より輝度増分が大きくなるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、各画素光の輝度に対応した画素値に応じた増分となるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項６】
請求項１又は２において、
前記画像信号出力部は、
前記複数の画素光を構成する各画素光に対し、前記第１の画素光形成手段からの画素光によりスクリーンに形成される表示画素の位置を基準に、前記各画素光により前記スクリーンに形成される表示画素までの距離に応じた増分となるように前記画像信号を補正することを特徴とする画像補正装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか記載の画像補正装置と、
前記画像補正装置からの前記画像信号に基づいて輝度が制御される前記複数の画素光形成手段とを含み、
前記複数の画素光形成手段からの画素光を用いた画像を表示することを特徴とする画像表示システム。
【請求項８】
複数の画素光形成手段からの画素光を用いた表示画素により形成される画像を補正する画像補正方法であって、
前記複数の画素光形成手段を構成する第１の画素光形成手段に対して、入力画像信号に対応した出力目標値を生成する出力目標値生成ステップと、
前記表示画素の輝度値が前記出力目標値となるように、前記複数の画素光形成手段のうち前記第１の画素光形成手段を除く残りの画素光形成手段からの複数の画素光の輝度を制御する各画素光形成手段用の画像信号を補正し、前記残りの画素光形成手段を構成する各画素光形成手段に出力する画像信号出力ステップとを含むことを特徴とする画像補正方法。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−１６８８８６（Ｐ２００９−１６８８８６Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４０４２（Ｐ２００８−４０４２）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【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３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【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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