JP2006510044A - コントラストの均質性の補正手段を持つ投影システム - Google Patents

Abstract

本発明はスクリーン（１６）上に画像を投影する投影システム（１０）に関する。このシステム（１０）は、スクリーン（１６）上に主画像を投影するように設けられた主ビデオ投影機（１４）と、前記主ビデオ投影機によって投影された画像におけるコントとラストの非均質性を補償するためにスクリーン（１６）上にコントラスト補正画像を投影するように設けられたコントラスト補正投影機（１２）を更に備える。補正投影機（１２）は光源として発光ダイオード又は主投影機からの直線光を使用しているため安価で簡単である。代表的には、補正投影機（１２）は、スクリーン（１６）上に安定して画像を与え、主投影機により表示される主画像の不完全性を補償するだけのものである。

Description

本発明は投影表示システムにおける映像の質の改良に関する。本発明は、特に、背面投影システムにおけるコントラストの均質性の補正に関する。

ライトバルブ−ベースの投影システムにおいて、投影画像のブラックレベル（コントラスト）は通常は均一ではない。このブラックレベルにおける均一性の欠如の理由は、投影スクリーン上において所望されない部分に光りが漏れることと、又はスクリーンのある部分には殆ど光が到達しないことにある。

全体に均一な映像を生成する投影機を製造することは難しく、また、費用がかかることである。したがって、投影機による表示システムでのコントラスト（又はカラー）の均一性については工場での試験において補正される必要がある。この補正を達成するためには、典型的には画像の色が画像中の多くの位置において測定され、また、変化がみつかった場合は、投影機において電子的に補正がなされる。もし、この測定プロセスと電子的補正が避けられれば、コントラストの高い均一性を持つ表示システムは現システムより低コストで製造することができる。

従って、このコントラストの均一性を解決する投影方式の新しいシステムへの要請が存在している。

したがって、本発明の目的は、ブラックレベルの均一性の程度が著しく改善された投影システムを提供することにある。

本発明の目的と発明の概要
この目的は、クレーム１により定まる投影システムにより達成される。

したがって、本発明による投影システムは、スクリーン上に主画像を投影するように設けられた主ビデオ投影機と、スクリーン上にコントラスト補正画像を投影し、主ビデオ投影機により投影された画像のコントラストの非均一性を補償するコントラスト補正投影機とを有する。

従属クレームは本発明の投影システムの好ましい実施形態を定めている。

ビデオ投影機は、通常は、表示画像中に非均一なコントラストをもたらす不完全性を有している。例えば、画像で暗い隅部などとして認識される。上述のように、コントラストの均一性の問題は、従来技術においては投影機エンジン自体の中において電子的な補正を導入することにより処理されてきた。しかしながら、投影機の付加的な電子的補正によるブラックレベル（コントラスト）の均一性の補正はコストと製造期間を増加することにつながる。更に、均一性の問題のこのような解決は、表示のビット−深さ（bit-depth）、したがって、利用できるグレイシェードの数を減少させる。

ここでは、スクリーン上の投影される画像のブラックレベル（コントラスト）のバランスをとるために必要な光量を配するコントラスト補正投影機と呼ばれる第２の投影機を採用することでブラックレベルを均一にすることができるということを見いだした。

本発明は、ブラックレベルのバランスをとるためには、ほんの僅かの光を必要とするだけであるという知見に基づいている。従って、コントラスト補正投影機は非常に簡単で低価格である。コントラスト補正投影機の光源は発光ダイオード、又は主投影機からの均一な直接光であってもよい。更に、コントラスト補正投影機は主投影機のように動画像を投影するように設ける必要はなく、主投影機の不完全性を補正するために静止画像を投影するだけである。したがって、本発明による投影システムは低コストで製造することができる。

本発明の特徴と態様は以下に述べる好ましい実施例の記載により理解できるであろう。

図面の簡単な説明
本発明は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。

図１は本発明による投影システムの模式図である。

下記の明細書においては、図面と共に背面投影方式が参照される。しかしながら、当業者であれば本発明の原理は観察者と投影機がスクリーンに対して同じ側にある前面投影システムにも適用できることは理解できるであろう。背面投影システムにおいては、投影機からスクリーンへの光路を屈曲させるための屈曲ミラー（folding mirror）が通常は使用される。わかりやすくするため、このような屈曲ミラーは図においては省略されている。屈曲ミラーの配置はこの分野では常套手段であり、当業者であればこの点において本発明を実施するための種々の方法を知ることができるであろう。

図１は本発明による投影表示システム１０を模式的に示す。本システムはスクリーン上に主ビデオ画像を投影するように配置された主投影エンジン１４を含む。主投影エンジン（主ビデオ投影機）１４は既に知られた適宜のタイプのもので、スクリーン１６上に表示されるビデオ／データ信号を受けとるビデオ／データ入力部を有している。

スクリーン１６上に表示される非均質のコントラスト（ブラックレベル）によってもたらされる主投影エンジン１４における不完全性を補償するため、コントラスト補正投影機と称される第２投影機１２が本発明の投影システム１０に含まれている。コントラスト補正投影機１２は、主投影機１４におけるコントラスト、即ちブラックレベルの不完全性を補正するために十分な輝度を持つ画像をスクリーンに投影するように配置される。このことは、主ビデオ投影機自体ではコントラストの均一性の補正が必要ないことを意味する。

背面投影システムでは、主投影機１４と補正投影機１２の両方が投影キャビネットの後部に配置される。補正投影機１２は典型的には小さいサイズのため、投影システム全体のサイズは影響されない。

一例として、主ビデオ投影機１４は５００ルーメン（lumen）の輝度を持ち（本発明に関連して他のいかなるタイプの投影機も使用できるが）、コントラスト比が５００：１であると、その結果、ブラックレベルが１ルーメンとなる。表示される画像のコントラストの均一性の欠如はスクリーン１６に第２の画像をコントラスト補正投影機１２から投影することにより補正される。コントラスト補正投影機はこれを達成するためにはたったの１ルーメンの輝度が必要となるだけである。

一般に、必要とされる補正は数ルーメン（上述の例では１ルーメン）であり、したがって、コントラスト補正投影機が必要とする輝度は非常に低い。このことは、補正投影機１２のための光源は簡単で安価であることを意味する。光源は、例えば、補正投影機１２内の発光ダイオードとすることができる。事実、主ビデオ投影機１４からの直接光を使用することによっても補正投影機の光源用に十分な明るさを得ることができる。

主ビデオ投影機１４によりスクリーン上に投影される画像は、通常は、主投影機１４における不完全性のために低い輝度の領域と高い輝度の領域を示す。画像全体にわたるこの輝度の変動は画像のコントラストの均一性の劣化につながる。認知される画像の質を高めるため、コントラスト補正投影機１２が、主投影機１４の輝度の変化とは反対の輝度の変化を持つ画像をスクリーン上に投影するように配置される。このことは、補正投影機１２は作動中においては主画像の輝度が低い部分ではより明るい輝度を持つ画像を、その逆は逆、というようにスクリーンに投影することを意味する。したがって、表示される画像のコントラストの均一性は簡単に信頼できる方法で補正される（バランスされる）。

典型的には、コントラスト補正投影機１２は主投影機の明るさの１０%より小さい輝度を持つ。しばしば、補正投影機１２の輝度は主投影機の１%又はそれ以下である。このことから、補正投影機１２のための光源の要件は低く、発光ダイオード又は主投影機１４からの直線光が利用できることは明らかであろう。

補正投影機１２により表示される画像は静止画像（動画像であなく）でよく、主たる輝度の空間的変動だけを補償すればよい。主ビデオ投影機の不完全性は工場での試験で確定することができ、それにしたがって補正投影機１２の特性が調整される。しかしながら、補正投影機１２に動画像を投影させることが好ましい場合もある。

更に、本発明による表示システムはビデオ画像及びコンピュータグラフィクスに同様に適することは明らかである。

本発明は、特に、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）投影システムに好適である。しかしながら、本発明は表示画像のコントラストが補正される必要がある他のタイプの投影システムにも使用できる。

最後に、スクリーン上に画像を投影する投影システムを説明してきた。本システムは、スクリーン上に主画像を投影するように設けられた主ビデオ投影機と、さらなる、スクリーン上に補正画像を投影し主ビデオ投影機によって投影された画像における不完全性を補償する補正投影機を有する。この補正投影機は、光源として発光ダイオード又は主投影機からの直線光を使用することにより安価で簡単なものとすることができる。典型的には、補正投影機は、主投影機により表示される主画像の不完全性を補償するだけでなく、安定した画像をスクリーン上に与える。

本発明による投影システムの模式図である。

Claims (6)

1. スクリーン上に主画像を投影するように設けられた主ビデオ投影機を備えるスクリーン上に画像を投影する投影システムであって、前記システムは、前記主ビデオ投影機によって投影された画像におけるコントとラストの非均質性を補償するためにスクリーン上にコントラスト補正画像を投影するように設けられたコントラスト補正投影機を更に備えることを特徴とする投影システム。
2. 前記コントラスト補正投影機は前記主投影機の輝度出力の１０%以下の輝度出力を有する請求項１に記載の投影システム。
3. 前コントラスト記補正投影機は前記スクリーン上に静止画像を投影するように設けられた請求項１に記載の投影システム。
4. 前記コントラスト補正投影機は、その光源として、前記主投影機からの直線光を使用するように設けられた請求項１に記載の投影システム。
5. 前記コントラスト補正投影機は、その光源として、発光ダイオードを有する請求項１に記載の投影システム。
6. 前記システムは背面投影システムである請求項１に記載の投影システム。

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