JP3703361B2 - マルチスクリーン表示装置、表示システム及びこれらに用いるプロジェクタ駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
複数のスクリーンで１つの画面を提供するマルチスクリーン表示装置及び複数のディスプレイを用いた表示システムで、特に、液晶パネルや反射型微小ミラー方式パネル（例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（テキサスインスツルメンツ社の登録商標））のような表示デバイスを用いた表示装置において、ランプ等の光源や光学系部品の経時変化等による輝度変化・色変化に対して表示画面の画質を補償するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の表示技術としては、例えば特開平１０−３１９９２６号公報に記載のように、マルチスクリーン全体の輝度が明るくなったときは全体の輝度を下げ、スクリーンが全体の輝度が暗くなったときは全体の輝度を上げる、いわゆるシステムＡＢＬ（Automatic Brightness Limiter）制御のものや、特開平１１−３０５７３４号公報に記載のように、画像信号の黒レベルを画像信号の振幅レベルに応じて上下する方式のものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネルやの反射型微小ミラー方式のパネルなどの表示デバイスを用いる方式のマルチスクリーン表示技術では、各ディスプレイに使用されるランプ等の光源部品や光学系部品の光学特性の経時変化にばらつきがあって、表示画面においてその影響が出易い。例えば、図６に示すように、一般に、マルチスクリーン表示装置の各ユニットスクリーン対応の各ユニットプロジェクタの各ランプは輝度の経時変化特性がかなり異なっている（ばらつきがある）。このため、時間が経つにつれてユニットスクリーン間で輝度にばらつきが生じる。また、各色についても、図７に示すように経時的に輝度のばらつきが生じ、図８に示すようにランプ自身の色度が変化する。このため、表示画像（映像）の色合いが変化してユニットスクリーン間で色むらが生じる。このようなユニットスクリーン間の輝度差や色調差がマルチスクリーン全体の画質劣化となって表れる。また、偏光板や紫外線フィルタ等の光学部品の経時劣化のばらつき等も画質劣化の原因となる。従来技術は、例えば上記公報記載技術のように、単にマルチスクリーン全体としての輝度や黒レベルを変えてユニットスクリーン間の輝度差や色調差が目立たないようにする技術であって、ユニットプロジェクタ単位で隣接ユニットスクリーン相互間等の輝度差や色調差をなくすよう制御するものではない。また、従来技術においては定期的にユニット毎の別個の輝度調整、色調調整を行うことが考えられるが、そうした場合はそのための手間と時間を要しかつ経済的にも負担となる。
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を改善し、ランプ等の光源や、光学部品等の特性の経時変化によるユニットスクリーン間の色調差、輝度差等を抑え、スクリーン全体として画質改善された画像が得られる表示技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、
１）ユニットプロジェクタ（一実施例：符号１３、１３Ａ〜１３Ｉ）の表示デバイス（一実施例：符号３、３ｒ、３ｇ、３ｂ）からの出射光を用いてユニットスクリーン（一実施例：符号１）に表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）とを備え、上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内の表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を、上記検出した輝度情報から求まる上記複数のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報に基づき制御して、複数のユニットスクリーン間の輝度むらまたは色むらを抑えるようにした構成とする。
【０００５】
２）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）とを備え、上記検出した輝度情報を上記複数のユニットプロジェクタ間で比較し、該比較結果に基づき該複数のユニットプロジェクタ間の共通の輝度情報を求め、該共通の輝度情報により上記表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を制御して、複数のユニットスクリーン間の輝度むらまたは色むらを抑えるようにした構成とする。
【０００６】
３）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタ（一実施例：符号１３）の上記検出手段から得られる第１の輝度情報（一実施例：符号１０１）と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報（一実施例：符号１０２）とを比較し、第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報（一実施例：符号１０３）を出力する比較回路（一実施例：符号６）と、上記第３の輝度情報に基づき、画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路（一実施例：符号７、９、１０）とを備えた構成とする。
【０００７】
４）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタ（一実施例：符号１３）の上記検出手段から得られる第１の輝度情報（一実施例：符号１０１）と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報（一実施例：符号１０２）とを比較し、第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報（一実施例：符号１０３）を出力する比較回路（一実施例：符号６）と、上記第３の輝度情報と上記第１の輝度情報に基づき画像信号（一実施例：符号１０６）の出力振幅変換ゲインを求める回路（一実施例：符号７）と、該求めたゲインにより画像信号の振幅を変換する変換回路（一実施例：符号９）と、上記変換回路により振幅変換された画像信号に基づき上記表示デバイスを駆動する駆動回路（一実施例：符号１０）とを備えた構成とする。
【０００８】
５）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報を、予め設定した赤、緑、青色光の輝度情報のそれぞれと比較し、輝度レベル差が最も大きい色の輝度情報と第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、上記第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路とを備えた構成とする。
【０００９】
６）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する回路と、該第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路とを備えた構成とする。
【００１０】
７）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記検出された輝度情報から求められる上記複数のユニットプロジェクタに共通の輝度情報であって予め設定した輝度レベルとの差が最大となる輝度情報を基準輝度情報として出力する回路と、該基準輝度情報に基づき上記複数のユニットプロジェクタ内で上記表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を制御する回路とを備えた構成とする。
【００１１】
８）上記１）から７）のマルチスクリーン表示装置にパーソナルコンピュータが接続されて成り、該パーソナルコンピュータからの画像信号を該マルチスクリーン表示装置に入力して画像表示可能にした構成とする。
【００１２】
９）ユニットプロジェクタでランプ等光源を含む照明光学系側からの光を表示デバイスに照射しユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置用のプロジェクタ駆動回路において、複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、該第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路とを備え、上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタを駆動する構成とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例を示す。本実施例はランプ等照明光学系の光の輝度レベルをセンサで検知し、該検知信号に基づき画像信号の振幅ゲインを変えることによって液晶パネルや反射型微小ミラー型パネルなど表示デバイスの駆動状態を制御するようにしたものである。図中、１３は、マルチスクリーン表示装置を形成するための複数のユニットプロジェクタのうちの１つを示し、内部に光学装置１１と信号処理装置１２を備えている。該光学装置１１は、ランプ４、集光用レンズ（図示を省略）、表示デバイス３、投射レンズ２などを備えて構成される。このうち、ランプ４等の光源と集光用レンズ等は、上記表示デバイス３に光を照射するための照明光学系を形成する。１は、上記表示デバイス３側からの光が上記投射レンズ２で投射されて単位画像が表示されるユニットスクリーン、５はランプ４の輝度を検知するための輝度センサである。また、信号処理装置１２中には、該輝度センサ５から得られる輝度情報１０１と隣接ユニットプロジェクタ等の外部ユニットプロジェクタからの輝度情報１０２とを比較する比較回路６、該比較回路６から得られた情報１０３により表示画像信号１０６の出力振幅レベルを変換する情報を形成するための演算回路７、入力画像信号１０５を拡大もしくは縮小、またはスキャンコンバート等の処理を行う画像処理部８、上記演算回路７から得られた制御信号１０４により表示画像信号１０６の振幅等を変えるゲイン変換回路９、上記表示デバイスを駆動するための駆動回路１０を備える。
【００１４】
また、図５は、複数のユニットプロジェクタ間の接続例を示す。それぞれのユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉは、比較回路６から出力される輝度情報をユニットプロジェクタ間で相互にやり取り（授受）可能にしたものである。つまり、輝度情報を複数のユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉ間で閉ループ状態で授受し、基準輝度情報を得るようにしている。本接続例は、９面のユニットスクリーン面から成るマルチスクリーン面のマルチスクリーン表示装置（９個のユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉ及び９個のユニットスクリーンを用いた構成から成る）の構成例である。
【００１５】
以下、第１の実施例の動作につき説明する。先ず、入力端子の入力１に入力画像信号１０５を入力する。入力画像信号１０５は、画像処理部８で周波数変換やスケーリング処理等を行われ、表示画像信号１０６に変換される。出力信号１０６は振幅ゲイン変換回路に入力される。一方、光学装置１１の輝度センサ５から得られた輝度情報１０１が比較回路６に入力される。輝度センサ５はランプ４の輝度を直接的に検知するようになっている。比較回路６では、外部輝度情報（接続された別のユニットプロジェクタ側からの情報）（第２の輝度情報）１０２と内部輝度情報（第１の輝度情報）１０１の比較を行い、輝度の低い方の情報を輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９として別の接続されたユニットプロジェクタ側に出力する。該別のユニットプロジェクタ内でもその比較回路６において上記と同様の比較・出力の各動作が行われる。順次この動作を全ユニットプロジェクタについて閉ループで行い、各ユニットプロジェクタの比較回路から出力される輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９が全ユニットプロジェクタで等しくなったとき、すなわち、使用されているランプ４の最低輝度レベルが決まったとき、そのときの比較回路からの輝度情報１０３（第３の輝度情報）（最低輝度レベルのユニットプロジェクタ間授受用輝度情報１０９と同じ）に基づいて演算回路７は表示画像信号１０６の振幅ゲイン値を決定する。ランプ４の輝度情報１０１をＸ、比較回路６で求まった最低輝度レベル値をＹとしたとき、演算回路７では、表示画像信号１０６の振幅をＹ／Ｘ倍するようにゲイン値を決める。ただし、液晶パネルなどの表示デバイスでは表示できる輝度が画像信号の振幅レベルと一致しない場合もあり、この場合は、予め補正した輝度情報を用いてゲイン値を決めるようにしてもよい。ゲイン調整された表示画像信号１０７は駆動回路１０に入力され、該駆動回路１０により表示デバイス３が駆動され、各ユニットスクリーンの輝度レベルが等しくなるようにされる。ユニットスクリーン間の情報のやり取りで求める上記全ユニットスクリーンに共通の基準輝度情報（第３の輝度情報１０３と同じ）は、初期調整時の輝度情報等に対する差分や比率に基づき求めた輝度情報であってもよく、例えば、初期輝度情報Ｚを比較回路６のメモリ部に記憶した初期輝度情報Ｚに対する検知したランプの輝度情報Ｘの比Ｘ／Ｚが最小となるものでもかまわない。
【００１６】
以上のように、経時変化するユニットプロジェクタ内のランプの輝度レベルに応じて表示画像信号の振幅を補正することにより、マルチスクリーン全体の輝度レベルを、例えば図６に示した１０１’の輝度レベルに統一することが可能となり、むらを抑えた画像を維持できる。
【００１７】
図２は、本発明の第２の実施例を示す。本第２の実施例では、輝度センサ５をランプ４に対し集光用レンズや偏光板（いずれも図示を省略）などの光学部品１４を介して配し、該部の輝度を検知するようにした構成例である。他の部分の構成は、上記第１の実施例の場合とほぼ同様である。つまり、比較回路６では、外部輝度情報（第２の輝度情報）１０２と内部輝度情報（第１の輝度情報）１０１の比較を行い、輝度の低い方の情報を輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９として別のユニットプロジェクタ側に出力する。該接続された別のユニットプロジェクタ内でも比較回路６で上記のような比較・出力の各動作が行われる。順次この動作が全ユニットプロジェクタについて閉ループで行われ、各ユニットプロジェクタ内の各比較回路６から出力される輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９が全ユニットプロジェクタで等しくなったとき、すなわち、使用されているランプ４の最低輝度レベルが決まったとき、そのときの比較回路からの輝度情報１０３（第３の輝度情報）（最低輝度レベルのユニットプロジェクタ間授受用輝度情報１０９と同じ）に基づいて演算回路７は表示画像信号１０６の振幅ゲイン値を決定する。ランプ４の輝度情報１０１をＸ、比較回路６で求まった最低輝度レベル値をＹとした場合、演算回路７では、表示画像信号１０６の振幅をＹ／Ｘ倍するようにゲイン値を決める。表示できる輝度が画像信号の振幅レベルと一致しない表示デバイスの場合は、予め補正した輝度情報を用いてゲイン値を決めるようにする。ゲイン調整された表示画像信号１０７は駆動回路１０に入力され、該駆動回路１０により表示デバイス３が駆動され、各ユニットスクリーンの画像の輝度レベルが等しくなるようにされる。ユニットスクリーン間の情報のやり取りで求める上記全ユニットスクリーンに共通の基準輝度情報（第２の実施例の場合も第３の輝度情報１０３）は、初期調整時の輝度情報等に対する差分や比率に基づき求めた輝度情報であってもよいことも、上記第１の実施例の場合と同様である。
また、上記第２の実施例の構成においては、輝度センサ５が偏光板等の光学部品１４の経時変化も含めた輝度レベルを検知できるため、前記第１の実施例に比べ、より一層高精度に輝度むらを抑えられる。
【００１８】
図９は、上記第１、第２の実施例における表示画像の輝度制御の動作を説明する図である。本第１、第２の実施例では、本図９に示すように、ランプの輝度を検知することによってランプ故障も判断できるようになっている。例えば、比較回路６は、ユニットプロジェクタ内の比較輝度情報（第１の輝度情報、第２の輝度情報の少なくともいずれか）が異常のときにこれを判断し正常な比較結果情報としての第３の輝度情報を出力しない構成にしてある。この場合、マルチスクリーン全体の画面はランプ故障によって極端には暗くならないようにしてある。
本第１、第２の実施例のような構成によれば、図６に示すように各ユニットスクリーン間で輝度レベルがばらばらに変化する場合も、表示画像の輝度レベルを１０１’のようなレベルに補正できるので、ユニットスクリーン間で輝度差をほとんどなくすことができる。
【００１９】
図３は、本発明の第３の実施例を示す。図中、１３はユニットプロジェクタであり、該ユニットプロジェクタ１３は光学装置１１と信号処理装置１２とを備えて成る。光学装置１１は、赤、緑、青の３原色光それぞれに液晶パネル等の表示デバイスを設けた、いわゆる３板式の構成例であって、１はスクリーン、２はレンズ、３ｒ、３ｇ、３ｂは赤、緑、青色光用の表示デバイス、４はランプ、１５Ａは青色光を透過するダイクロイックミラー、１５Ｂは赤色光を透過するダイクロイックミラー、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃはミラー、１６ｒ、１６ｇ、１６ｂは分光された光を偏光する偏光板などの光学部品、５ｒ、５ｇ、５ｂは該ランプの輝度を検知する輝度センサ、６は、輝度センサ５ｒ、５ｇ、５ｂから得られる輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂと外部輝度情報１０２を比較する比較回路、７は比較回路６から得られた情報１０３により表示画像信号１０６の振幅レベルを変換するゲイン値等を決める演算回路、９は該演算回路７から得られた制御信号１０４により画像振幅を変える振幅レベル変換回路、８は入力画像信号１０５を拡大・縮小、スキャンコンバートなどで処理する画像処理部、１０は表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂを駆動するための駆動回路、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは光を反射するミラー、１５Ａ、１５Ｂは特定波長域の光を反射するダイクロイックミラー、１６ｒ、１６ｇ、１６ｂは偏光板などの光学フィルタ、１７は各原色光の画像を合成するためのプリズムである。
【００２０】
以下、上記第３の実施例の動作について説明する。本第３の実施例においても、上記第１、第２の実施例の場合と同様、入力画像信号１０５を画像処理部８が出力信号フォーマット１０６に変換して、振幅ゲイン変換回路９に入力する。一方、ユニットプロジェクタの光学部分１１では、ランプ４から発する光を１５Ａで青色光を分離（分光）し、１５Ｂで赤色光と緑色光を分離（分光）する。また、これら分光された光がそれぞれ表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂに入射し、該デバイスを通過した光をプリズム１７で合成し画像を表示する。ここで、表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂに入射するそれぞれの光から、輝度センサ５ｒ、５ｇ、５ｂにより輝度を検知して輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂを得、これを比較回路６に入力する。比較回路６では初期調整状態の赤、緑、青色光の輝度情報を記憶し、検知した赤、緑、青、の輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂのうち初期状態に対して最低の輝度レベルｍを出力する。また、該比較回路６は、最低レベルの輝度情報ｍと外部輝度情報１０２とを比較し、低レベルの方の輝度情報を外部輝度情報１０９として出力する。該出力された外部輝度情報１０９は、上記第１、第２の実施例でも示したように、例えば、複数のユニット部（ユニットプロジェクタ）が連鎖状に接続された状態で該ユニット部間を伝送される。この輝度情報１０９の値がすべて同じ値になったとき、輝度情報の最小値Ｍが決められる。演算回路７では、この輝度情報の最小値Ｍと、表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂに入射する赤、緑、青色光の輝度情報Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂとに基づき表示画像信号１０６の振幅ゲインを決める。例えば、表示デバイスの輝度特性が線形に変わるものとすれば、赤、緑、青それぞれに対応する信号の振幅ゲインはＭ／Ｃｒ倍、Ｍ／Ｃｇ倍、Ｍ／Ｃｂ倍となる。また、表示デバイスの輝度特性が非線形に変化するものであれば、上記振幅ゲインは上記値を補正した値となる。
【００２１】
このように演算回路７の設定値に基づき、振幅ゲイン変換回路９で表示画像信号１０６の振幅を赤、緑、青それぞれで個別に振幅変換し、出力画像信号１０７を得る。この結果、図７の１０１”のように補正される。
以上のように、赤、緑、青それぞれの輝度情報を監視し、かつ、ユニットスクリーン間で輝度変化が最大のものに全スクリーンの輝度を合わせることで、色調変化と画面間の輝度むらを抑えることができる。
【００２２】
また、マルチスクリーンの輝度情報の最低レベル値を求める方法ついては、１箇所に集中して輝度が最低レベルになるものを選択してもよい。また、上記第３の実施例では、輝度が最低レベルとなった色の輝度情報を基に全ての色信号につき輝度補正したが、この他、比較回路で赤、緑、青、それぞれの最低輝度レベルを求め、各色別に輝度補正するようにしてもよい。この場合、スクリーン全体の色調は初期状態と異なることになるが、ユニットスクリーン画面間の輝度むら、色むらは抑えられる。
【００２３】
図１０は、第３の実施例における制御のフローチャートを示す。第３の実施例では、赤、緑、青色光の各輝度レベルが大幅変化した場合は光学系の不良として認識できるようになっている。これにより、第１、第２の実施例の場合と同様、画面が極端に暗くなることを防ぐことが可能となる。
【００２４】
図４は、ユニットプロジェクタ間の他の接続例を示す図である。本構成では各ユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉが、ランプの輝度情報１０１を共通の比較回路６’に伝送し、該比較回路６’において一括して情報を処理するようになっている。該比較回路６’は、各ユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉから出力された輝度情報１０１から最低レベルの輝度情報Ｍを出力し、該輝度情報Ｍを全てのユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉに伝送する。各ユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉでは、該輝度情報Ｍと内部で得られるランプの輝度情報１０１の値Ｃとを、例えば上記第１、第２、第３の実施例で述べたような演算回路７に入力する。該演算回路７では、表示画像信号１０６の振幅変換データ（変換ゲイン）Ｍ／Ｃ倍を形成するか、または、表示デバイス３の特性に合わせた変換データ（変換ゲイン）を形成する。ゲイン変換部９では、該変換データ（変換ゲイン）に基づき表示画像信号１０６の振幅変換を行う。また、上記第３の実施例に示すように、赤、緑、青色光の輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂを比較回路６’に伝送し、該輝度情報の中から輝度レベルの最も低いもの、あるいは、輝度レベルの下がり幅の最も大きいものを基準輝度情報として出力するようにしてもよい。このようにして、輝度情報を一箇所に集中させそこで比較する構成によれば、輝度情報を一元的に管理でき、かつ、全スクリーンの輝度制御条件の変更も容易に可能となる。
以上、上記各実施例の構成によれば、マルチスクリーンにおいて輝度むら、色むらを抑えた画像表示を達成できる。
【００２５】
なお、上記各実施例では基準輝度情報に基づき表示デバイスを制御する構成としたが、この他、ランプ電源等照明光学系、または表示デバイスとランプ電源等照明光学系の両方を制御するようにしてもよい。また、輝度情報の検知は、レンズ（投射レンズ）２の出射側で行ってもよいし、ランプ等光源の電源部等で電流等から検知するようにしてもよい。画像信号も、振幅ゲインの他のパラメータを変えて制御してもよい。また、基準輝度情報も、最低レベルや最小比レベルのものに限定されない。
また、比較回路は、複数のユニットプロジェクタのうち第１のユニットプロジェクタから得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報を、予め設定した赤、緑、青色光の輝度情報のそれぞれと比較し、輝度レベル差が最も少ない色の輝度情報と第２のユニットプロジェクタの第２の輝度情報とに基づき第３の輝度情報として出力する構成であってもよいし、または、複数のユニットプロジェクタに共通の輝度情報であって予め設定した輝度レベルとの差が最大となる輝度情報を基準輝度情報として出力するものであってもよい。
さらに、上記各構成のマルチスクリーン表示装置にパーソナルコンピュータを接続し、該パーソナルコンピュータからの画像信号を該マルチスクリーン表示装置に入力して表示可能にした表示システム構成も本発明の実施例範囲内である。さらにまた、本発明は、上記各構成と実質的に同じ範囲の技術思想または構成要件の発明一切をその範囲内に含む。
【００２６】
【発明の効果】
本発によれば、ランプ、光学系部品等の経時的変化によるユニットスクリーン間の輝度むらまたは色むらを抑えた画像表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図４】ユニットプロジェクタ間の接続例を示す図である。
【図５】ユニットプロジェクタ間の接続例を示す図である。
【図６】ユニットスクリーンのランプにおける輝度の経時変化例を示す図である。
【図７】ユニットスクリーンのランプにおける色別輝度の経時変化例を示す図である。
【図８】ランプの経時変化による色度変化例を示す図である。
【図９】第１、第２の実施例における動作フローチャートを示す図である。
【図１０】第３の実施例における動作フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１…ユニットスクリーン、 ２…投射レンズ、
３、３ｒ、３ｇ、３ｂ…表示デバイス、
４…ランプ、 ５…輝度センサ、 ６、６’…比較回路、７…演算回路、
８…画像処理部、 ９…ゲイン変換部、 １０…駆動回路、
１１…光学装置、
１２…信号処理装置、 １３、１３Ａ〜１３Ｉ…ユニットプロジェクタ、
１４…光学部品、 １４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ…ミラー、
１５Ａ、１５Ｂ…ダイクロイックミラー、 １６ｒ…赤色光用光学部品、
１６ｇ…緑色光用光学部品、 １６ｂ…青色光用光学部品、
１７…プリズム、
１０１…第１の輝度情報、
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…各ユニットスクリーン用のランプの輝度情報、
１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂ…ランプの色別輝度情報、
１０２…第２の輝度情報、 １０３…第３の輝度情報、
１０４…ゲイン制御信号、 １０５…入力画像信号、
１０６…表示画像信号、
１０７…ゲイン調整された表示画像信号、 １０８…表示デバイス駆動信号、
１０９…ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報。
【発明の属する技術分野】
複数のスクリーンで１つの画面を提供するマルチスクリーン表示装置及び複数のディスプレイを用いた表示システムで、特に、液晶パネルや反射型微小ミラー方式パネル（例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（テキサスインスツルメンツ社の登録商標））のような表示デバイスを用いた表示装置において、ランプ等の光源や光学系部品の経時変化等による輝度変化・色変化に対して表示画面の画質を補償するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の表示技術としては、例えば特開平１０−３１９９２６号公報に記載のように、マルチスクリーン全体の輝度が明るくなったときは全体の輝度を下げ、スクリーンが全体の輝度が暗くなったときは全体の輝度を上げる、いわゆるシステムＡＢＬ（Automatic Brightness Limiter）制御のものや、特開平１１−３０５７３４号公報に記載のように、画像信号の黒レベルを画像信号の振幅レベルに応じて上下する方式のものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネルやの反射型微小ミラー方式のパネルなどの表示デバイスを用いる方式のマルチスクリーン表示技術では、各ディスプレイに使用されるランプ等の光源部品や光学系部品の光学特性の経時変化にばらつきがあって、表示画面においてその影響が出易い。例えば、図６に示すように、一般に、マルチスクリーン表示装置の各ユニットスクリーン対応の各ユニットプロジェクタの各ランプは輝度の経時変化特性がかなり異なっている（ばらつきがある）。このため、時間が経つにつれてユニットスクリーン間で輝度にばらつきが生じる。また、各色についても、図７に示すように経時的に輝度のばらつきが生じ、図８に示すようにランプ自身の色度が変化する。このため、表示画像（映像）の色合いが変化してユニットスクリーン間で色むらが生じる。このようなユニットスクリーン間の輝度差や色調差がマルチスクリーン全体の画質劣化となって表れる。また、偏光板や紫外線フィルタ等の光学部品の経時劣化のばらつき等も画質劣化の原因となる。従来技術は、例えば上記公報記載技術のように、単にマルチスクリーン全体としての輝度や黒レベルを変えてユニットスクリーン間の輝度差や色調差が目立たないようにする技術であって、ユニットプロジェクタ単位で隣接ユニットスクリーン相互間等の輝度差や色調差をなくすよう制御するものではない。また、従来技術においては定期的にユニット毎の別個の輝度調整、色調調整を行うことが考えられるが、そうした場合はそのための手間と時間を要しかつ経済的にも負担となる。
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を改善し、ランプ等の光源や、光学部品等の特性の経時変化によるユニットスクリーン間の色調差、輝度差等を抑え、スクリーン全体として画質改善された画像が得られる表示技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、
１）ユニットプロジェクタ（一実施例：符号１３、１３Ａ〜１３Ｉ）の表示デバイス（一実施例：符号３、３ｒ、３ｇ、３ｂ）からの出射光を用いてユニットスクリーン（一実施例：符号１）に表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）とを備え、上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内の表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を、上記検出した輝度情報から求まる上記複数のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報に基づき制御して、複数のユニットスクリーン間の輝度むらまたは色むらを抑えるようにした構成とする。
【０００５】
２）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）とを備え、上記検出した輝度情報を上記複数のユニットプロジェクタ間で比較し、該比較結果に基づき該複数のユニットプロジェクタ間の共通の輝度情報を求め、該共通の輝度情報により上記表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を制御して、複数のユニットスクリーン間の輝度むらまたは色むらを抑えるようにした構成とする。
【０００６】
３）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタ（一実施例：符号１３）の上記検出手段から得られる第１の輝度情報（一実施例：符号１０１）と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報（一実施例：符号１０２）とを比較し、第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報（一実施例：符号１０３）を出力する比較回路（一実施例：符号６）と、上記第３の輝度情報に基づき、画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路（一実施例：符号７、９、１０）とを備えた構成とする。
【０００７】
４）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタ（一実施例：符号１３）の上記検出手段から得られる第１の輝度情報（一実施例：符号１０１）と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報（一実施例：符号１０２）とを比較し、第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報（一実施例：符号１０３）を出力する比較回路（一実施例：符号６）と、上記第３の輝度情報と上記第１の輝度情報に基づき画像信号（一実施例：符号１０６）の出力振幅変換ゲインを求める回路（一実施例：符号７）と、該求めたゲインにより画像信号の振幅を変換する変換回路（一実施例：符号９）と、上記変換回路により振幅変換された画像信号に基づき上記表示デバイスを駆動する駆動回路（一実施例：符号１０）とを備えた構成とする。
【０００８】
５）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報を、予め設定した赤、緑、青色光の輝度情報のそれぞれと比較し、輝度レベル差が最も大きい色の輝度情報と第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、上記第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路とを備えた構成とする。
【０００９】
６）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、該複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する回路と、該第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路とを備えた構成とする。
【００１０】
７）複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源（一実施例：符号４）と、上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段（一実施例：符号５）と、上記検出された輝度情報から求められる上記複数のユニットプロジェクタに共通の輝度情報であって予め設定した輝度レベルとの差が最大となる輝度情報を基準輝度情報として出力する回路と、該基準輝度情報に基づき上記複数のユニットプロジェクタ内で上記表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を制御する回路とを備えた構成とする。
【００１１】
８）上記１）から７）のマルチスクリーン表示装置にパーソナルコンピュータが接続されて成り、該パーソナルコンピュータからの画像信号を該マルチスクリーン表示装置に入力して画像表示可能にした構成とする。
【００１２】
９）ユニットプロジェクタでランプ等光源を含む照明光学系側からの光を表示デバイスに照射しユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置用のプロジェクタ駆動回路において、複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、該第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路とを備え、上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタを駆動する構成とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例を示す。本実施例はランプ等照明光学系の光の輝度レベルをセンサで検知し、該検知信号に基づき画像信号の振幅ゲインを変えることによって液晶パネルや反射型微小ミラー型パネルなど表示デバイスの駆動状態を制御するようにしたものである。図中、１３は、マルチスクリーン表示装置を形成するための複数のユニットプロジェクタのうちの１つを示し、内部に光学装置１１と信号処理装置１２を備えている。該光学装置１１は、ランプ４、集光用レンズ（図示を省略）、表示デバイス３、投射レンズ２などを備えて構成される。このうち、ランプ４等の光源と集光用レンズ等は、上記表示デバイス３に光を照射するための照明光学系を形成する。１は、上記表示デバイス３側からの光が上記投射レンズ２で投射されて単位画像が表示されるユニットスクリーン、５はランプ４の輝度を検知するための輝度センサである。また、信号処理装置１２中には、該輝度センサ５から得られる輝度情報１０１と隣接ユニットプロジェクタ等の外部ユニットプロジェクタからの輝度情報１０２とを比較する比較回路６、該比較回路６から得られた情報１０３により表示画像信号１０６の出力振幅レベルを変換する情報を形成するための演算回路７、入力画像信号１０５を拡大もしくは縮小、またはスキャンコンバート等の処理を行う画像処理部８、上記演算回路７から得られた制御信号１０４により表示画像信号１０６の振幅等を変えるゲイン変換回路９、上記表示デバイスを駆動するための駆動回路１０を備える。
【００１４】
また、図５は、複数のユニットプロジェクタ間の接続例を示す。それぞれのユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉは、比較回路６から出力される輝度情報をユニットプロジェクタ間で相互にやり取り（授受）可能にしたものである。つまり、輝度情報を複数のユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉ間で閉ループ状態で授受し、基準輝度情報を得るようにしている。本接続例は、９面のユニットスクリーン面から成るマルチスクリーン面のマルチスクリーン表示装置（９個のユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉ及び９個のユニットスクリーンを用いた構成から成る）の構成例である。
【００１５】
以下、第１の実施例の動作につき説明する。先ず、入力端子の入力１に入力画像信号１０５を入力する。入力画像信号１０５は、画像処理部８で周波数変換やスケーリング処理等を行われ、表示画像信号１０６に変換される。出力信号１０６は振幅ゲイン変換回路に入力される。一方、光学装置１１の輝度センサ５から得られた輝度情報１０１が比較回路６に入力される。輝度センサ５はランプ４の輝度を直接的に検知するようになっている。比較回路６では、外部輝度情報（接続された別のユニットプロジェクタ側からの情報）（第２の輝度情報）１０２と内部輝度情報（第１の輝度情報）１０１の比較を行い、輝度の低い方の情報を輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９として別の接続されたユニットプロジェクタ側に出力する。該別のユニットプロジェクタ内でもその比較回路６において上記と同様の比較・出力の各動作が行われる。順次この動作を全ユニットプロジェクタについて閉ループで行い、各ユニットプロジェクタの比較回路から出力される輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９が全ユニットプロジェクタで等しくなったとき、すなわち、使用されているランプ４の最低輝度レベルが決まったとき、そのときの比較回路からの輝度情報１０３（第３の輝度情報）（最低輝度レベルのユニットプロジェクタ間授受用輝度情報１０９と同じ）に基づいて演算回路７は表示画像信号１０６の振幅ゲイン値を決定する。ランプ４の輝度情報１０１をＸ、比較回路６で求まった最低輝度レベル値をＹとしたとき、演算回路７では、表示画像信号１０６の振幅をＹ／Ｘ倍するようにゲイン値を決める。ただし、液晶パネルなどの表示デバイスでは表示できる輝度が画像信号の振幅レベルと一致しない場合もあり、この場合は、予め補正した輝度情報を用いてゲイン値を決めるようにしてもよい。ゲイン調整された表示画像信号１０７は駆動回路１０に入力され、該駆動回路１０により表示デバイス３が駆動され、各ユニットスクリーンの輝度レベルが等しくなるようにされる。ユニットスクリーン間の情報のやり取りで求める上記全ユニットスクリーンに共通の基準輝度情報（第３の輝度情報１０３と同じ）は、初期調整時の輝度情報等に対する差分や比率に基づき求めた輝度情報であってもよく、例えば、初期輝度情報Ｚを比較回路６のメモリ部に記憶した初期輝度情報Ｚに対する検知したランプの輝度情報Ｘの比Ｘ／Ｚが最小となるものでもかまわない。
【００１６】
以上のように、経時変化するユニットプロジェクタ内のランプの輝度レベルに応じて表示画像信号の振幅を補正することにより、マルチスクリーン全体の輝度レベルを、例えば図６に示した１０１’の輝度レベルに統一することが可能となり、むらを抑えた画像を維持できる。
【００１７】
図２は、本発明の第２の実施例を示す。本第２の実施例では、輝度センサ５をランプ４に対し集光用レンズや偏光板（いずれも図示を省略）などの光学部品１４を介して配し、該部の輝度を検知するようにした構成例である。他の部分の構成は、上記第１の実施例の場合とほぼ同様である。つまり、比較回路６では、外部輝度情報（第２の輝度情報）１０２と内部輝度情報（第１の輝度情報）１０１の比較を行い、輝度の低い方の情報を輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９として別のユニットプロジェクタ側に出力する。該接続された別のユニットプロジェクタ内でも比較回路６で上記のような比較・出力の各動作が行われる。順次この動作が全ユニットプロジェクタについて閉ループで行われ、各ユニットプロジェクタ内の各比較回路６から出力される輝度情報（ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報）１０９が全ユニットプロジェクタで等しくなったとき、すなわち、使用されているランプ４の最低輝度レベルが決まったとき、そのときの比較回路からの輝度情報１０３（第３の輝度情報）（最低輝度レベルのユニットプロジェクタ間授受用輝度情報１０９と同じ）に基づいて演算回路７は表示画像信号１０６の振幅ゲイン値を決定する。ランプ４の輝度情報１０１をＸ、比較回路６で求まった最低輝度レベル値をＹとした場合、演算回路７では、表示画像信号１０６の振幅をＹ／Ｘ倍するようにゲイン値を決める。表示できる輝度が画像信号の振幅レベルと一致しない表示デバイスの場合は、予め補正した輝度情報を用いてゲイン値を決めるようにする。ゲイン調整された表示画像信号１０７は駆動回路１０に入力され、該駆動回路１０により表示デバイス３が駆動され、各ユニットスクリーンの画像の輝度レベルが等しくなるようにされる。ユニットスクリーン間の情報のやり取りで求める上記全ユニットスクリーンに共通の基準輝度情報（第２の実施例の場合も第３の輝度情報１０３）は、初期調整時の輝度情報等に対する差分や比率に基づき求めた輝度情報であってもよいことも、上記第１の実施例の場合と同様である。
また、上記第２の実施例の構成においては、輝度センサ５が偏光板等の光学部品１４の経時変化も含めた輝度レベルを検知できるため、前記第１の実施例に比べ、より一層高精度に輝度むらを抑えられる。
【００１８】
図９は、上記第１、第２の実施例における表示画像の輝度制御の動作を説明する図である。本第１、第２の実施例では、本図９に示すように、ランプの輝度を検知することによってランプ故障も判断できるようになっている。例えば、比較回路６は、ユニットプロジェクタ内の比較輝度情報（第１の輝度情報、第２の輝度情報の少なくともいずれか）が異常のときにこれを判断し正常な比較結果情報としての第３の輝度情報を出力しない構成にしてある。この場合、マルチスクリーン全体の画面はランプ故障によって極端には暗くならないようにしてある。
本第１、第２の実施例のような構成によれば、図６に示すように各ユニットスクリーン間で輝度レベルがばらばらに変化する場合も、表示画像の輝度レベルを１０１’のようなレベルに補正できるので、ユニットスクリーン間で輝度差をほとんどなくすことができる。
【００１９】
図３は、本発明の第３の実施例を示す。図中、１３はユニットプロジェクタであり、該ユニットプロジェクタ１３は光学装置１１と信号処理装置１２とを備えて成る。光学装置１１は、赤、緑、青の３原色光それぞれに液晶パネル等の表示デバイスを設けた、いわゆる３板式の構成例であって、１はスクリーン、２はレンズ、３ｒ、３ｇ、３ｂは赤、緑、青色光用の表示デバイス、４はランプ、１５Ａは青色光を透過するダイクロイックミラー、１５Ｂは赤色光を透過するダイクロイックミラー、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃはミラー、１６ｒ、１６ｇ、１６ｂは分光された光を偏光する偏光板などの光学部品、５ｒ、５ｇ、５ｂは該ランプの輝度を検知する輝度センサ、６は、輝度センサ５ｒ、５ｇ、５ｂから得られる輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂと外部輝度情報１０２を比較する比較回路、７は比較回路６から得られた情報１０３により表示画像信号１０６の振幅レベルを変換するゲイン値等を決める演算回路、９は該演算回路７から得られた制御信号１０４により画像振幅を変える振幅レベル変換回路、８は入力画像信号１０５を拡大・縮小、スキャンコンバートなどで処理する画像処理部、１０は表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂを駆動するための駆動回路、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは光を反射するミラー、１５Ａ、１５Ｂは特定波長域の光を反射するダイクロイックミラー、１６ｒ、１６ｇ、１６ｂは偏光板などの光学フィルタ、１７は各原色光の画像を合成するためのプリズムである。
【００２０】
以下、上記第３の実施例の動作について説明する。本第３の実施例においても、上記第１、第２の実施例の場合と同様、入力画像信号１０５を画像処理部８が出力信号フォーマット１０６に変換して、振幅ゲイン変換回路９に入力する。一方、ユニットプロジェクタの光学部分１１では、ランプ４から発する光を１５Ａで青色光を分離（分光）し、１５Ｂで赤色光と緑色光を分離（分光）する。また、これら分光された光がそれぞれ表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂに入射し、該デバイスを通過した光をプリズム１７で合成し画像を表示する。ここで、表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂに入射するそれぞれの光から、輝度センサ５ｒ、５ｇ、５ｂにより輝度を検知して輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂを得、これを比較回路６に入力する。比較回路６では初期調整状態の赤、緑、青色光の輝度情報を記憶し、検知した赤、緑、青、の輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂのうち初期状態に対して最低の輝度レベルｍを出力する。また、該比較回路６は、最低レベルの輝度情報ｍと外部輝度情報１０２とを比較し、低レベルの方の輝度情報を外部輝度情報１０９として出力する。該出力された外部輝度情報１０９は、上記第１、第２の実施例でも示したように、例えば、複数のユニット部（ユニットプロジェクタ）が連鎖状に接続された状態で該ユニット部間を伝送される。この輝度情報１０９の値がすべて同じ値になったとき、輝度情報の最小値Ｍが決められる。演算回路７では、この輝度情報の最小値Ｍと、表示デバイス３ｒ、３ｇ、３ｂに入射する赤、緑、青色光の輝度情報Ｃｒ、Ｃｇ、Ｃｂとに基づき表示画像信号１０６の振幅ゲインを決める。例えば、表示デバイスの輝度特性が線形に変わるものとすれば、赤、緑、青それぞれに対応する信号の振幅ゲインはＭ／Ｃｒ倍、Ｍ／Ｃｇ倍、Ｍ／Ｃｂ倍となる。また、表示デバイスの輝度特性が非線形に変化するものであれば、上記振幅ゲインは上記値を補正した値となる。
【００２１】
このように演算回路７の設定値に基づき、振幅ゲイン変換回路９で表示画像信号１０６の振幅を赤、緑、青それぞれで個別に振幅変換し、出力画像信号１０７を得る。この結果、図７の１０１”のように補正される。
以上のように、赤、緑、青それぞれの輝度情報を監視し、かつ、ユニットスクリーン間で輝度変化が最大のものに全スクリーンの輝度を合わせることで、色調変化と画面間の輝度むらを抑えることができる。
【００２２】
また、マルチスクリーンの輝度情報の最低レベル値を求める方法ついては、１箇所に集中して輝度が最低レベルになるものを選択してもよい。また、上記第３の実施例では、輝度が最低レベルとなった色の輝度情報を基に全ての色信号につき輝度補正したが、この他、比較回路で赤、緑、青、それぞれの最低輝度レベルを求め、各色別に輝度補正するようにしてもよい。この場合、スクリーン全体の色調は初期状態と異なることになるが、ユニットスクリーン画面間の輝度むら、色むらは抑えられる。
【００２３】
図１０は、第３の実施例における制御のフローチャートを示す。第３の実施例では、赤、緑、青色光の各輝度レベルが大幅変化した場合は光学系の不良として認識できるようになっている。これにより、第１、第２の実施例の場合と同様、画面が極端に暗くなることを防ぐことが可能となる。
【００２４】
図４は、ユニットプロジェクタ間の他の接続例を示す図である。本構成では各ユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉが、ランプの輝度情報１０１を共通の比較回路６’に伝送し、該比較回路６’において一括して情報を処理するようになっている。該比較回路６’は、各ユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉから出力された輝度情報１０１から最低レベルの輝度情報Ｍを出力し、該輝度情報Ｍを全てのユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉに伝送する。各ユニットプロジェクタ１３Ａ〜１３Ｉでは、該輝度情報Ｍと内部で得られるランプの輝度情報１０１の値Ｃとを、例えば上記第１、第２、第３の実施例で述べたような演算回路７に入力する。該演算回路７では、表示画像信号１０６の振幅変換データ（変換ゲイン）Ｍ／Ｃ倍を形成するか、または、表示デバイス３の特性に合わせた変換データ（変換ゲイン）を形成する。ゲイン変換部９では、該変換データ（変換ゲイン）に基づき表示画像信号１０６の振幅変換を行う。また、上記第３の実施例に示すように、赤、緑、青色光の輝度情報１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂを比較回路６’に伝送し、該輝度情報の中から輝度レベルの最も低いもの、あるいは、輝度レベルの下がり幅の最も大きいものを基準輝度情報として出力するようにしてもよい。このようにして、輝度情報を一箇所に集中させそこで比較する構成によれば、輝度情報を一元的に管理でき、かつ、全スクリーンの輝度制御条件の変更も容易に可能となる。
以上、上記各実施例の構成によれば、マルチスクリーンにおいて輝度むら、色むらを抑えた画像表示を達成できる。
【００２５】
なお、上記各実施例では基準輝度情報に基づき表示デバイスを制御する構成としたが、この他、ランプ電源等照明光学系、または表示デバイスとランプ電源等照明光学系の両方を制御するようにしてもよい。また、輝度情報の検知は、レンズ（投射レンズ）２の出射側で行ってもよいし、ランプ等光源の電源部等で電流等から検知するようにしてもよい。画像信号も、振幅ゲインの他のパラメータを変えて制御してもよい。また、基準輝度情報も、最低レベルや最小比レベルのものに限定されない。
また、比較回路は、複数のユニットプロジェクタのうち第１のユニットプロジェクタから得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報を、予め設定した赤、緑、青色光の輝度情報のそれぞれと比較し、輝度レベル差が最も少ない色の輝度情報と第２のユニットプロジェクタの第２の輝度情報とに基づき第３の輝度情報として出力する構成であってもよいし、または、複数のユニットプロジェクタに共通の輝度情報であって予め設定した輝度レベルとの差が最大となる輝度情報を基準輝度情報として出力するものであってもよい。
さらに、上記各構成のマルチスクリーン表示装置にパーソナルコンピュータを接続し、該パーソナルコンピュータからの画像信号を該マルチスクリーン表示装置に入力して表示可能にした表示システム構成も本発明の実施例範囲内である。さらにまた、本発明は、上記各構成と実質的に同じ範囲の技術思想または構成要件の発明一切をその範囲内に含む。
【００２６】
【発明の効果】
本発によれば、ランプ、光学系部品等の経時的変化によるユニットスクリーン間の輝度むらまたは色むらを抑えた画像表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図４】ユニットプロジェクタ間の接続例を示す図である。
【図５】ユニットプロジェクタ間の接続例を示す図である。
【図６】ユニットスクリーンのランプにおける輝度の経時変化例を示す図である。
【図７】ユニットスクリーンのランプにおける色別輝度の経時変化例を示す図である。
【図８】ランプの経時変化による色度変化例を示す図である。
【図９】第１、第２の実施例における動作フローチャートを示す図である。
【図１０】第３の実施例における動作フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１…ユニットスクリーン、 ２…投射レンズ、
３、３ｒ、３ｇ、３ｂ…表示デバイス、
４…ランプ、 ５…輝度センサ、 ６、６’…比較回路、７…演算回路、
８…画像処理部、 ９…ゲイン変換部、 １０…駆動回路、
１１…光学装置、
１２…信号処理装置、 １３、１３Ａ〜１３Ｉ…ユニットプロジェクタ、
１４…光学部品、 １４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ…ミラー、
１５Ａ、１５Ｂ…ダイクロイックミラー、 １６ｒ…赤色光用光学部品、
１６ｇ…緑色光用光学部品、 １６ｂ…青色光用光学部品、
１７…プリズム、
１０１…第１の輝度情報、
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ…各ユニットスクリーン用のランプの輝度情報、
１０１ｒ、１０１ｇ、１０１ｂ…ランプの色別輝度情報、
１０２…第２の輝度情報、 １０３…第３の輝度情報、
１０４…ゲイン制御信号、 １０５…入力画像信号、
１０６…表示画像信号、
１０７…ゲイン調整された表示画像信号、 １０８…表示デバイス駆動信号、
１０９…ユニットプロジェクタ間授受用輝度情報。
Claims (13)
- ユニットプロジェクタの表示デバイスからの出射光を用いてユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源と、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
を備え、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内の表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を、上記検出した輝度情報から求まる上記複数のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報に基づき制御することを特徴とするマルチスクリーン表示装置。 - ユニットプロジェクタの表示デバイスからの出射光を用いてユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源と、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
を備え、
上記検出した輝度情報を上記複数のユニットプロジェクタ間で比較し、該比較結果に基づき該複数のユニットプロジェクタ間の共通の輝度情報を求め、該共通の輝度情報により上記表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を制御することを特徴とするマルチスクリーン表示装置。 - ユニットプロジェクタ内で照明光学系側からの光を表示デバイスに照射しユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源と、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とを比較し、第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、
上記第３の輝度情報に基づき、画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とするマルチスクリーン表示装置。 - ユニットプロジェクタ内で照明光学系側からの光を表示デバイスに照射しユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源と、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とを比較し、第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、
上記第３の輝度情報と上記第１の輝度情報に基づき画像信号の出力振幅変換ゲインを求める回路と、
上記求めたゲインにより画像信号の振幅を変換する変換回路と、
上記変換回路により振幅変換された画像信号に基づき上記表示デバイスを駆動する駆動回路と、
を備えたことを特徴とするマルチスクリーン表示装置。 - 上記比較回路は、上記複数のユニットプロジェクタで最低レベルの輝度情報を上記第３の輝度情報として出力する構成である請求項３または請求項４に記載のマルチスクリーン表示装置。
- 上記第１、第２の輝度情報の比較結果情報を複数のユニットプロジェクタ間で閉ループ状態で授受し、スクリーン全体の基準輝度情報として上記第３の輝度情報を得る構成である請求項３から５のいずれかに記載のマルチスクリーン表示装置。
- 上記比較回路は、上記第３の輝度情報を保存可能な構成である請求項３または請求項４に記載のマルチスクリーン表示装置。
- ユニットプロジェクタ内で照明光学系側からの光を赤、緑、青色光用の各表示デバイスに照射し、ユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源と、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報を、予め設定した赤、緑、青色光の輝度情報のそれぞれと比較し、輝度レベル差が最も大きい色の輝度情報と第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、
上記第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とするマルチスクリーン表示装置。 - ユニットプロジェクタ内で光源側からの光を赤、緑、青色光用の各表示デバイスに照射しユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源と、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる赤、緑、青色光の第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する回路と、
上記第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とするマルチスクリーン表示装置。 - 上記比較回路は、上記第１または第２の輝度情報が異常のときにこれを判断し、上記第３の輝度情報を出力しない構成である請求項３から９のいずれかに記載のマルチスクリーン表示装置。
- ユニットプロジェクタの表示デバイスからの出射光を用いてユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配される光源と、
上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
上記検出された輝度情報から求められる上記複数のユニットプロジェクタに共通の輝度情報であって予め設定した輝度レベルとの差が最大となる輝度情報を基準輝度情報として出力する回路と、
上記基準輝度情報に基づき上記複数のユニットプロジェクタ内で上記表示デバイスもしくは上記光源を含む照明光学系のいずれか一方、または両方を制御する回路と、
を備えたことを特徴とするマルチスクリーン表示装置。 - 請求項１から１１のいずれかに記載のマルチスクリーン表示装置にパーソナルコンピュータが接続されて成り、該パーソナルコンピュータからの画像信号を該マルチスクリーン表示装置に入力して表示可能にしたことを特徴とする表示システム。
- ユニットプロジェクタで照明光学系側からの光を表示デバイスに照射しユニットスクリーンに表示した単位画像を複数合わせ全体画像を形成するマルチスクリーン表示装置用のプロジェクタ駆動回路において、
複数のそれぞれのユニットプロジェクタ内に配され、上記光源からの光が上記表示デバイスに照射されるまでの間の該光の輝度を検出する検出手段と、
上記複数のユニットプロジェクタのうち、第１のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第１の輝度情報と、第２のユニットプロジェクタの上記検出手段から得られる第２の輝度情報とに基づき、該第１、第２のユニットプロジェクタに共通の基準輝度情報としての第３の輝度情報を出力する比較回路と、
上記第３の輝度情報に基づき画像信号もしくは上記光源を含む上記照明光学系の光量のいずれか一方、または両方を制御する制御回路と、
を備え、上記複数のそれぞれのユニットプロジェクタを駆動することを特徴とするプロジェクタ駆動回路。
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