JP3100628B2 - 投写システム - Google Patents

投写システム

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JP3100628B2
JP3100628B2 JP03506981A JP50698191A JP3100628B2 JP 3100628 B2 JP3100628 B2 JP 3100628B2 JP 03506981 A JP03506981 A JP 03506981A JP 50698191 A JP50698191 A JP 50698191A JP 3100628 B2 JP3100628 B2 JP 3100628B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は投写映像表示システムに関し、より特定的
に、プロジェクタによってスクリーン上に投写された光
のビームが映像信号に応答して空間光変調器または光バ
ルブ装置によって変調される種類のシステムに関する。
空間光変調器表示装置は光変調エレメントまたは「光
バルブ」のアレイを含むいわゆる「アクティブマトリッ
クス」装置を含み、その各々は制御信号（通常電気信
号）によって制御可能であり、その制御信号に従って光
を制御可能に反射または伝送する。液晶アレイはアクテ
ィブマトリックス装置の一例であり、他の例はテキサス
・インスツルメンツ（Texas Instruments）によって開
発され、かつたとえばUS4615595、またはエル・ジェイ
・ホーンベック（L J Hornbeck）によるIEEE Trans.電
子装置（Electron Devices）ED−30、539（1983年）の
「128×128変形可能なミラー装置（128×128 deformabl
e mirror device）」において説明される変形可能なミ
ラー装置（DMD）アレイである。DMDアレイを使用する色
映像含投写表示システムの１つの型はUS 4680579で説
明される。
一般的にいうと、DMDアレイは複数個の別個にアドレ
ス指定される電気的に偏向可能なミラーを含み、もし光
ビームがアレイ装置上に向けられれば、アレイによって
所与の方向に反射された光は各ミラーの傾斜の角度に依
存し、その結果映像画像は映像信号のフレームの画素値
に従ってアレイのミラーを制御することによって反射さ
れた光のビーム上に重畳され得る。強度のグレースケー
ルを生み出すために、アナログ制御信号を使用して連続
範囲の間で各ミラーの角度を制御することが可能である
が、よりよいコントラストを与えるはるかに好ましい代
替の方法は、実質的な反射状態と非反射状態とに対応す
る２つの位置の間のミラー偏向を制御すること、および
ミラーが反射状態にある時間の長さを制御することを含
む。コリンズ（Collins）に他の「応用光学（Applied O
ptics）」第28巻、No.22、1989年11月15日、頁4904の
「変形可能なミラー装置空間光変調器およびその光学神
経ネットワークへの適用性（Deformable Mirror Device
Spatial Light Modulators and Their Applicability
to Optical Neural Networks）」で説明されるようなパ
ルス幅変調技術を使用することも可能であるが、好まし
い技術は1991年１月４日に出願された英国特許出願第91
00188.3号（代理人番号3203201）において開示され、引
用によりここに援用する。
色表示を生み出すために、３つの別個に照射されたア
クティブマトリックス装置が与えられ、各々はそれぞれ
の色信号によって制御され、かつそれぞれの色光ビーム
によって照射され、変調された色光ビームは表示のため
に再び結合され、これはたとえばUS4680579または1991
年１月25日に出願された英国特許出願9101715.2および9
101714.5（代理人番号3203301および3203401）で開示さ
れるようなものであり、引用によりここに援用する。
アクティブマトリックス装置ではない空間変調器装置
の一例は「アイドファ（eidophor）」システムであり、
このシステムにおいて油膜は光ビームによって照射さ
れ、かつ同時に油膜の反射状態を制御するように作用す
る映像信号によって制御される電子ビームによって走査
される。
一般に投写システムを使用すると、観覧空間（たとえ
ば観客席）にいる観察者によって知覚される投写された
画像の全体の光レベルは、スクリーン領域にわたって異
なる。相対的に大きなスケール強度のばらつきは、たと
えば、投写システム（具体的には投写レンズ）の物理的
ジオメトリによるスクリーンの端縁に向けての光強度の
減少によって引き起こされ、これは「口径食（vignetti
ng）」、つまりスクリーン領域にわたる入射角のばらつ
きによる光強度のばらつき、として既知である。
US4210928は先行技術の表示システムを示し、それは
光変調器よりはむしろブラウウン管を使用して、スクリ
ーンより前に投写された光ビームの光路内に光妨害プレ
ートを設けることによってこの型の強度のばらつきを訂
正する。しかしながら、ブラウン管を使っても、この解
決策は未完成であり、かつ制限された有用性しかない、
なぜならそれは投写システムとスクリーンとの各組合せ
に対して高精度の光部品を形成するおよび／または機械
的に整列することを含むからであり、それは観客席また
は映画館の投写システムのような応用には高価である。
非常に小さな機械部品が電気的に偏向されるDMD表示
のようなアクティブマトリックス表示において、機械的
要因のためにCRTと比較して画素エレメントの偏向の効
率に大きなばらつきが生じ得る。
他の問題はスクリーン上の画像の全体の光レベルまた
は強度のばらつきが観覧空間の異なる位置から眺められ
た場合、異なって変化するということである。これは高
利得観覧スクリーン（言い換えれば「パーライト（PEAR
LITE）スクリーンのような実質的な方向反射特性を有す
るもの）が採用された場合に特にそうであり、一般に、
光の大半はスクリーンが一方側から眺められた場合、反
射の強度が急に減少した状態でスクリーンに対して直角
に反射される。観覧領域内の１つの位置からの眺めを改
良するために計算されるまたは引き出される訂正は、他
の点では実際に事態をより悪くし得る。
他の問題は非常に小さなスケール上の強度のばらつき
はプロジェクタ内のアクティブマトリックス表示装置の
特定のピクチャエレメントの応答におけるばらつきによ
って発生することが可能であり、この問題は現在利用可
能なDMD装置において特に著しい、なぜなら個々のミラ
ーの機械的および電気的応答は製造のばらつき、および
大気中の湿気のような環境的要因に敏感であるからであ
る。目は一般にこの型の単一の分離された画素強度のば
らつきには応答しないが、装置を横断する多数のばらつ
きは「粒状」、「ダーティウィンド」、「シルクストッ
キング」または「モザイク」効果のように様々に知られ
る空間的静ノイズの出現の原因となる。
EP0184901はブラウン管を（投写表示応用のためでは
ない）、映像カメラを使用して各色に対するピーク振幅
を示すフレームに対するブラウン管の応答の写真をまず
撮り、それからカメラ出力をデジタル化して各色に対す
る記憶されたフレーム訂正信号を与えることによって、
訂正することを提案する。使用に際して、記憶されたフ
レーム訂正信号は表示されるべき映像信号と同期して読
出され、アナログ信号に変換され、かつ映像信号から減
じられる。しかしながら、ブラウン管の同時写真が撮ら
れるので、カメラはブラウン管の直前に位置決めされる
ことが必要である。
１つの局面において、この発明は装置の変調効率にお
ける画素ごとのばらつきを補償するための手段を有する
空間変調器装置投写システムを提供する。他の局面にお
いて、この発明は空間再生効率におけるばらつきの訂正
が投写システムの遠い場所（たとえば観客席または観覧
空間）に置かれたセンサから引き出される投写システム
を提供する。さらに他の局面において、この発明は方向
依存表示スクリーン、およびスクリーンの方向依存性の
知覚された効果を減少するための手段を含む投写システ
ムを提供する。さらに他の局面において、この発明はそ
れが向けられている各表示画素エレメントの効率を補償
するために入力映像信号の画素サンプルの効率における
ばらつきを補償する方法を提供する。この発明の他の局
面は請求の範囲および以下の詳細な説明から明らかであ
る。
どのようにこの発明が実行され得るかは例によっての
み、かつ添付の図面を参照してここに説明され、 図１はこの発明が適用される種類のプロジェクタシス
テムを例示する図式の平面図であり、 図２は図１に示されるシステムの図式の側面図であ
り、 図３はこの発明の一実施例のブロック回路図であり、 図4Aないし4Cはアクティブマトリックス投写システム
の一般構造を示す概略のブロック図であり、 図５はこの発明に従う表示システムの一部の一般構造
を示すブロック図であり、 図６はこの発明に従うシステムで適用されるべき訂正
を引き出す１つの方法を示すフロー図であり、さらに 図７は図５の装置によって実行される訂正のプロセス
を示すフロー図である。
図4Aを参照して、投写システムは、反射スクリーン
（たとえば映画館のスクリーン）ＢとプロジェクタＡと
を含み、このプロジェクタはスクリーンＢ上に焦点決め
された画像を発生するようにスクリーンに関して位置決
めされ、かつ整列される。
プロジェクタＡはランプA1を含み、これは典型的には
映画館への適用のために数キロワットで見積もられ、た
とえば512×512の別個の画素ミラーのDMDアレイを含む
平面アクティブマトリックス表示装置A2上に向けられる
光ビームを発生する。表示装置A2の各ミラーはアドレス
指定回路A3によってアドレス指定されるように個々に接
続され、この回路は任意の好都合なフォーマット（たと
えば直列ラスタ・インタレース走査フィールドフォーマ
ット）で映像信号を受取り、映像信号内の対応する画素
値に従って個々のミラーの各々を制御する。アクティブ
マトリックス装置A2から（より正確に言えば、選択的に
活性化されている装置のこれらの画素）から反射され、
かつ変調されたビームはプロジェクタレンズシステムA4
に向けられ、このシステムは図4Bに概略的に示されるよ
うに従来の態様でビームを集束し、拡大して、スクリー
ンＢ上に向ける。三原色システムにおいて、別個の照射
配列A1a−A1cで３つの別個の色映像信号の各々によって
駆動される３つの別個のアクティブマトリックス装置A2
a−2Acが、前述の先行技術に開示され、かつ図4Cに概略
的に示されるように設けられてもよく、３つの装置A2a
−A2cから反射された光は結合され（図示せず）、レン
ズA4に与えられる。
図１および図２を参照して、観客席での使用におい
て、プロジェクタＡはスクリーンＢから距離をおいて位
置決めされ、このスクリーンは孤形であり、プロジェク
タＡは孤の湾曲の中心を通る線上に位置決めされる。観
覧空間、または観客席DEFG、はプロジェクタＡとスクリ
ーンＢとの間に位置する。
点Ｃは知覚映像がそこから最適であるべき位置として
観覧空間DEFG内に選択される。
光検出器８は、点Ｃから知覚されるスクリーンＢ上の
光強度のレベルを検出するために、点Ｃに位置決めされ
る。
前述のように概説された投写システムの走査の一般モ
ードがこれより説明されるであろう。
図５および図６を参照して、このシステムは、プロジ
ェクタＡが作動するときにスクリーンＢの各部分または
各画素に対応する訂正信号を（光検出器８を介して）得
ることによって、まず校正される。
第１の色（たとえば赤、緑および青の１つ）が選択さ
れ、その色のためのランプA1が活性化され、その色に対
応するアレイ装置A2を照射し、その色の十分な強度（た
とえばピーク輝度）を表わすテスト映像信号がアドレス
回路A3に与えられ、この回路はアレイ２の各画素を順次
活性化する。この活性化シーケンスは便宜的にラスタ、
すなわち行ごとに走査されたシーケンスである。
点Ｃに置かれる光検出器８はスクリーンＢから反射さ
れた光強度を読み取る。光センサ８の出力から引き出さ
れたデジタル信号は、表示装置A2の各画素のためのロケ
ーションを含むのに十分な大きさんの記憶装置２のロケ
ーションに記憶され、色システムに１つの記憶装置（ま
たはその領域）が各アレイA2a〜A2cのために設けられ
る。そのロケーションのアドレスは書込みアドレス発生
回路６、７によって保持され、その出力は次の画素に備
えて増分される。アドレス指定回路A3は次に表示装置A2
の次の画素を活性化し、センサ出力が再度同様に記憶装
置２内の対応するロケーションに記憶される。
マトリックス装置2Aの各画素に対して読出が行なわれ
たとき、次の色が選択され、その色のテスト映像信号が
発生され、その色に対応するアレイ装置に与えられ、こ
のプロセスがアレイ装置のすべての画素について繰返さ
れる。
記憶装置２に記憶される信号は、センサ８のデジタル
化された出力を単に含み、センサ８によって検出された
光の強度を表わしてもよい。代替的に、センサ８の出力
は記憶に先立って処理されてもよい（たとえば存在する
任意の周囲光に対応する値を減算する）。
記憶装置２はピーク振幅または輝度に対応する映像信
号について各画素に対応して知覚された光強度の写像
を、このように画素ごとに記憶する。したがってこれは
任意のスケールでその画素の効率性またはアンプリチュ
ードレスポンスを表わす。
光強度または画素表示エレメントの効率性のその写像
は次に、Ｂ上に全体として投写された画像が実質的に均
一な強度を有するように点Ｃから知覚されるように、各
画素表示エレメントに関してプロジェクタＡによって投
写される光を重み付けまたは修正するために使用され
る。より特定的には、これは与えられた映像信号の振幅
を修正して、表示装置A2の画素領域を変調するために使
用される。
図５および図７を参照して、これは、受取られた映像
信号に同期して記憶装置２にアクセスし、その時点の映
像信号が関連する画素表示エレメントに対応する記憶さ
れた訂正値を引出し、かつその訂正信号に従って映像信
号の値を訂正することによって達成される。したがっ
て、訂正回路３は記憶装置２から映像信号および訂正信
号を受取り、この訂正信号に従って映像信号を処理して
訂正された映像信号を発生する。映像信号の各フレーム
が完了した後、記憶装置２をアドレス指定するアドレス
カウンタ６、７は映像信号の次のフレームの最初に受取
られた画素値に対応するようにリセットされる。
点Ｃの１点だけにおけるスクリーン強度の知覚に基づ
いてプロジェクタＡを制御する代わりに、プロジェクタ
Ａは多数の位置、たとえば図１の点HJKLで位置決めされ
る光検出器8a、8bに基づいて制御され、観覧空間全体DE
FG内には最適観覧領域に規定してもよく、この場合知覚
光レベルは点よりむしろ領域にわたって訂正される。
第１の、または唯一のセンサ位置Ｃは好ましくはプロ
ジェクタＡから投写されたビームの中心軸に沿って置か
れる、というのはプロジェクタＡの幾何学的または視覚
的制限、および／またはスクリーンＢの指向性による広
範囲の強度のばらつきが一般に中心線のどちらの側にも
対照的に分配されるからである。光センサ８の垂直方向
の高さは好ましくは図２に示されるように平均的観覧者
の目の高さあたりである。
追加の点Ｈ、Ｊ、ＫおよびＬからの信号は、記憶装置
２に記憶される訂正信号が点Ｃからの信号からより少な
い程度にこれらの信号に依存するように、または一般に
訂正信号が（スクリーン全体にわたる強度のばらつきが
これらの位置において不可避的に大きいことが予期され
るので）プロジェクタビームの中心線からより遠くへ順
次に分配されたセンサからの信号により少ない程度依存
するように、重み付けされてもよい。
観客席内の様々なセンサの位置からの信号へ与えられ
る重み付けを決定するために他の基準が使用されてもよ
く、たとえばより安い席に対応する位置を有する信号は
より高い席に対応する位置より少なく重み付けが与えら
れてもよい。
個別のセンサ８、8a、8bは各点Ｃ、Ｈ、Ｊ、Ｋ、Ｌで
設けられ得るが、各位置に順次配置される単一のセンサ
８を使用して、各位置で行なわれる読取を記憶し、その
後それらを結合して、訂正信号を与えるとより好都合で
あろう。同様に、一度訂正信号が引きだされると、その
光センサ、または各光センサ８は好ましくは観客席から
取り去られる。しかし、アクティブマトリックス装置11
の個々の画素の性能は規定時間を越えると変化するかも
しれないので、訂正信号が再び引きだされるか、または
周期的に（たとえば１か月に１度、または１年に１度）
更新されることが好ましい。
前述の一般操作を行なうための特定の配置が図３を参
照してこれより説明され、こお図は明瞭にするために単
一の光変調器マトリックス装置に関するそれらのエレメ
ントだけを示し、色投写システムにおいては、無論、２
つのさらなる実質的に同一の配置が各色に対して１つに
設けられるであろう。
プロジェクタＡによって投写されるべき映像信号は入
力17においてアナログ形式で受取られ、アナログ−デジ
タルコンバータ18によってサンプリングされ、かつデジ
タル化されて、従来の映像フレーム記憶装置１に記憶さ
れ、そこで映像データのフレームがアクティブマトリッ
クス11のものに対応するコラムアドレス（ｘ）およびロ
ウアドレス（ｙ）によって規定されるアドレスに記憶さ
れる。
映像フレーム記憶装置１はｘ、ｙ書込アドレスを与え
るための手段（それぞれ19および20）と、ｘ、ｙ読出ア
ドレスを与えるための手段（それぞれ13および14）とを
有する。書込および読出アドレスシーケンスは、データ
のフレームが第１のフォーマットで書込まれ、第２の異
なるフォーマットで読出されることを可能にするために
異なるものであってもよい。
各プロジェクタアレイA2にはDMDライトバルブ・アク
ティブマトリックスアレイ11を含み、これはDMDアレイ1
1の選択された画素ミラーをアドレス指定して、その結
果それが対応する映像信号値に従って偏向するように配
列される駆動回路10を有する。
駆動回路10は制御切換ユニット９によって制御され、
これは映像フレーム記憶装置１からの映像値のシーケン
スおよび対応する画素ｘ、ｙアドレスを受取る。
そうでなければスクリーンＢ上に現われたであろう光
の強度を変化させるために、映像フレーム記憶装置１か
ら制御スイッチ９および駆動回路10を介してアレイ11に
送られる信号を修正するための手段もまた設けられ、そ
のばらつきは結果的に点Ｃにおける、または予め定めら
れた領域HJKL内の観覧者がスクリーンＢ上の映像全体を
（映像画像そのものの意図的変化を無視して）実質的に
同じ光強度のものとして知覚するようなものである。
これらの手段は基準フレーム記憶装置２を含み、光検
出器８からの信号がアナログ−デジタルコンバータ15を
介してその中に送られる。
１つより多くの光検出器が使用され（たとえば光検出
器８に加えて光検出器8aおよび8b）、３つの光検出器か
らの信号は総和回路16によって総和をとられる。センサ
の出力は、センサからプロジェクタへの接続配線が観客
席内のかなりの距離を横切り、それによって信号損失が
起きるかもしれないので、好ましくは位置Ｃ、Ｈ、Ｊ、
Ｋ、Ｌでそれぞれのベッド増幅器12、12aおよび12bによ
って増幅される。
基準フレーム記憶装置２はデジタルロウおよびコラム
アドレス回路６、７の形式でその中にロケーションをア
ドレス指定するための手段が設けられ、これらはその出
力が記憶装置２のアドレス線に接続されるそれぞれのカ
ウンタ6aおよび7aを含む。これらは基準光強度、または
訂正信号上の順次の読出および書込動作を能動化するた
めに使用される。言い換えれば、アドレス回路6aおよび
7aの機能は、必要とされる知覚光強度レベルの基準写像
が基準フレーム記憶装置２に記憶され、かつそこから検
索されることを可能にすることであり、これらのレベル
はデジタル−アナログコンバータ15によってデジタル形
式へ変換された後、光センサ８、8a、8bから引きだされ
ている。
２つのフレーム記憶装置１および２のアドレス指定モ
ード（すなわちアドレス指定回路６、７によって生じた
アドレスのシーケンス）は走査制御モジュール５によっ
て制御される。このモジュールが作動する態様は、使用
されている指定のプロジェクタによって必要とされる映
像信号のフォーマット、および入力映像信号がその中で
受取られるフォーマットによって、たてば走査のモード
に従った一対のインタレースされた電界、および／また
は画素、線、または電界の形式で一度に与えられる順次
走査として、ある程度変化するであろう。
アナログ−デジタルコンバータ18からのデジタル化さ
れた映像信号、および基準フレーム記憶装置２からの訂
正信号は訂正ユニット３へ送られ、これは出力信号を映
像フレーム記憶装置１へ発生する。
訂正ユニット３は照射効率のばらつきを補償するよう
に、基準フレーム記憶装置２に含まれる光強度写像に従
って、アナログ−デジタルコンバータ18からの映像信号
を修正する。
訂正ユニット３は好ましくはデジタル除算器回路を含
んで、基準フレーム記憶装置２に記憶される対応する訂
正値（これは映像サンプルがそれに定められている画素
表示エレメントが発生し得る最大強度に対応するであろ
う）によって、たとえば桁送りおよび減算を繰返すこと
によって、A/Dコンバータ18からの各デジタル映像サン
プルを除算してもよく、それによってマトリックス装置
11の各画素エレメントによって受取られた映像サンプル
がその画素エレメントが発生し得る最大応答に反比例し
てスケーリングされ、したがってマトリックス全体にわ
たる映像信号への強度分配、または応答に等化が行なわ
れる。
このシステムを校正して、基準フレーム記憶装置２の
内容を引きだす方法がこれより、より詳細に説明され
る。
映像プロジェクタＡのアクティブマトリックス11への
映像入力が走査制御モジュール５からの信号に応答して
制御スイッチ９によってピークホワイトに対応する定数
値にセットされる。同じ信号が、カウンタ6a、7aから引
きだされる順次のアドレス信号をアクティブマトリック
ス11のアドレス線上に与えて、映像信号がそのために与
えられる画素に選択するためにも使用される。
走査制御モジュール５もまた基準フレーム記憶装置２
をその書込モードへセットし、映像フレーム記憶装置１
および基準フレーム記憶装置２の両方で順次走査を開始
する。
プロジェクタＡが、画素ごとのシーケンスを活性化す
ることによって走査を行なうと、光センサ８または光セ
ンサ８、8a、8bは知覚された光レベルを測定し、信号を
発生して、その信号は増幅器12によって増幅される。複
数の光検出器８、8a、8bの場合、それらの関連の増幅器
12、12a、12bからの信号はアナログ総和回路16によって
総和がとられてもよい。交互の抵抗器（図示せず）が異
なる検出器からの信号を異なるように交互にする、また
は増幅するように、たとえば周辺の点HJKLにおけるもの
（8a、8b）を点Ｃにおけるもの（８）より多い分だけ交
互にするように設けられてもよい。これらの信号は次に
アナログ−デジタルコンバータ15を通過して、効果的に
生じたデジタル信号が適切なアドレスで基準フレーム記
憶装置２内に書込まれる。
好ましい実施例において、一時ノイズの効果（すなわ
ちたとえば空気または塵を暖めることにより時間によっ
て変化する強度のばらつき）を低減するために、このよ
うな多数の校正の結果が、基準フレーム記憶装置２へ算
術プロセッサ30を加えることによってその平均をとられ
てもよい。
この実施例において、ｘ、ｙアドレス回路６、７によ
ってアドレス指定された基準フレーム記憶装置２のロケ
ーション内にA/Dコンバータ15から受取られたデジタル
値を単に書込むよりむしろ、算術プロセッサ30はそのロ
ケーションに存在する値を読出し、A/Dコンバータ15か
らの値を加算し、基準フレーム記憶装置２内のそのロケ
ーションにその総和を書戻す。この実施例においてA/D
コンバータ15はたとえば６ビットの分解能を有してもよ
く、基準フレーム記憶装置のロケーションはより多数の
ビット（典型的には８ビット）を含んでもよい。したが
ってすべての画素に４回連続して走査を行ない、したが
って４つの画素値の記憶された総和を各ロケーションに
生ずることが可能である。これらの記憶された総和は次
に、各ロケーションの内容をちょうど２回桁送りするこ
とによって４で除算されて、平均値を生ずるか、または
より好都合に除算器ユニット３が上位６ビットだけを基
準フレーム記憶装置２のデータバス出力から受取るよう
に接続されてもよい。
１つの、または複数の校正走査が完了すると、知覚さ
れた光値または訂正値のパターンが基準フレーム記憶装
置２内に保持される。
映像信号がその中で訂正されるプロジェクタＡの通常
の動作走査シーケンスがこれより説明されるであろう。
走査制御モジュール５は、入って来るデジタル映像信
号がそのデータバスからその中に読出されるように映像
フレーム記憶装置１を能動化する。
入って来る映像情報は直列フォーマットに表わされ
る。このフォーマットに従って、かつマトリックス11が
走査されるべきフォーマットに従って、書込アドレスシ
ーケンスが（従来の態様の）アドレス手段19、20によっ
て発生され、連続するデジタル値が映像フレーム記憶装
置１のシーケンスのアドレス内に書込まれる。たとえ
ば、もし行走査された映像信号が受取られ、マトリック
スもたとえば同一の512×512行の走査を行なうようにア
ドレス指定されれば、ｘアドレス回路19は循環カウンタ
として作用して、画素速度でクロックされて、１−512
をカウントし、行全体を走査し、かつ各サイクルごとに
一度（すなわち1/512画素速度で）ｙアドレス回路20を
増分する。ｙアドレス回路20は同様に１−512間をカウ
ントする循環カウンタを含む。フレーム記憶装置内の画
素ｘ、ｙの絶対アドレスはｙ＊512＋ｘによって与えら
れてもよい。
回路19、20において発生されたｘ、ｙアドレス信号は
基準フレーム記憶装置２のアドレスバスにも与えられ、
これはしたがってそのデータ出力線で対応する訂正サン
プルを発生する。A/Dコンバータ18から受取られた訂正
サンプルおよび映像信号サンプルは除算器ユニット３へ
与えられ、これは基準フレーム記憶装置２から（平均化
された）ピークサンプルで映像サンプルを除算し、除算
器ユニット３によって生じる訂正された映像サンプルは
入力として映像フレーム記憶装置１のデータバスへ与え
られる。
この除算は好ましくは図示されるようにデジタル的に
行なわれるが、映像信号がデジタル形式に変換される前
にハイブリッドまたはアナログ手段によって行なわれ得
る。
前述の除算方法が極めて単純かつ正確であるが、映像
信号を訂正する他合の方法（たとえばEP0184901号に開
示される減算処理）も代わりに使用され得る。１つの特
に明らかな代替法は、基準フレーム記憶装置２内の記憶
に先立ち１をA/Dコンバータ15からのデジタル信号で除
算し、除算器３をデジタルまたはハイブリッド乗算器で
置き換えることであろう。
このように訂正された映像信号は次に映像フレーム記
憶装置１内に読出され、そこからそれがマトリックス11
へ（駆動配列10を介して）、読出アドレス回路13、14に
よって発生されたｘ、ｙアドレスシーケンスを含む適当
なフォーマットで読出される。別個の読出および書込ア
ドレス回路はこのように走査変換動作を可能にする。例
えば、もしｘ読出アドレスジェネレータ13がｙ書込アド
レスジェネレータ20と同じシーケンスを生じ、かつｙ読
出アドレスジェネレータ14がｘ書込アドレスジェネレー
タ19と同じシーケンスを生じれば、読出走査は行ごとの
書込走査に対して列ごとであろう。
この目的のために走査制御モジュール５は、走査制御
ユニット９が映像フレーム記憶装置１に関連する読出ア
ドレス指定システム13、14から適当なフォーマットでプ
ロジェクタヘアドレス指定情報を送るように、走査制御
ユニット９をセットする。
訂正ユニット３が作動する態様がこれより簡単に説明
されるであろう。
一方がスクリーンの中心に置かれ、他方がその端縁部
に置かれる、スクリーンＢの領域に関する２つの特定の
画素P1およびP2を検討されたい（図１を参照）。
画素P1はプロジェクタＡの中心線上にあるので、スク
リーンＢ上のその光強度はこの発明の訂正システムがな
いと、スクリーンＢ上の任意の点のＣにおける観覧者に
よって知覚されるように最大の光強度であろう。
対照して、P2で表わされる画素は観覧者によって知覚
される最低光強度であろう。この訂正システムの目的は
点Ｃにおける観覧者によって知覚される光強度P1および
P2を（均一な画像について）実質的に同じにすることで
あり、またはより一般的には観客席内の領域HJKL全体の
強度に等化を行なうことである。
訂正ユニット３はP1における光強度を訂正されないシ
ステムにおける場合と同じに保つように操作することが
でき、P2における光強度をP1と実質的に同じになるよう
に引き上げる。代替的にP1における光強度はP2における
強度と実質的に等しいレベルにまで引き下げられること
ができる。さらなる可能性は、P1およびP2における光強
度が平均をとられ、それらを実質的に同じにするために
その平均値がP1およびP2において置換されることであ
る。
これらの様々な動作のいずれが実際に行なわれるか
は、センサ８からの信号がA/Dコンバータ15によってデ
ジタル化される態様に従り、もし記録された最高の信号
値が１としてデジタル化されれば、除算の結果はP1にお
ける光の振幅を変化させないままにする一方、P2のよう
な画素における光の振幅を増加させることである。他
方、もし記録された最低の信号値が１としてデジタル化
されれば、最低のものよりより効率的な（P1のような）
すべての画素の振幅が低減される。
一般にピークホワイト・デジタル値より高く画素の値
を増加させることは実際には不可能であるため、デジタ
ルシステムにおいて後者のプロセスを使用して、P1のよ
うなより効率的な画素に与えられる画像信号の振幅を低
減することが好ましく、それによってグレースケールが
クリッピングを行なわなくても正確に保持される。これ
を達成するために、A/Dコンバータ15または増幅器12は
可変利得制御（たとえばデジタル的に切換えられた抵抗
ネットワーク）が設けられてもよい。適当な利得制御設
定を引き出すために、テスト走査が行なわれてもよく、
A/Dコンバータ15によってデジタル化された最低の代表
デジタル画素値が記憶される。算術ユニット（たとえば
マイクロプロセッサ）は次に記憶値に反比例して利得制
御のセッティングを変更し、その結果、その値が校正走
査において再びデジタル化されるとき、その値はおよそ
１であろう。校正走査がそこで前述のように行なわれ
る。
色バランスの変化を避けるために、同じ利得制御のセ
ッティングが３原色すべてについて使用されるべきであ
る。この型の訂正は全体の画像輝度を低減しがちである
ので、ランプA1の出力はたとえば利得制御セッティング
の値に従って、または測定された最小および最大の画像
効率間の差に従って、たとえばサイリスタ位相制御を使
用して、対応して増加されてもよい。
このようにこの発明の訂正システムは眺められる画像
の質が次のように改良されることを可能にする。
電子光学的に制御されたプロジェクタから投写された
画像フォーマット内の各個々の画素の効率のばらつきに
よって生じる空間ノイズが低減される。
プロジェクタの対物レンズ内の口径食の効果によって
生じた視覚される光レベルのばらつきが低減される。
特定の点における、または観覧空間内の特定の領域内
の観覧者によって知覚される投写スクリーンの指向性反
射特性によって生じる光レベルのばらつきが低減され
る。
好ましくは欠陥画素を補償するための手段もこの発明
に従ったシステムに設けられ、このような手段はこの中
で引用によって援用されたこの出願と同じ優先権主張日
および出願日を有する我々の出願PCT/GB91/・・・・・
（代理人番号第3203099号）において開示される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−48093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−268380（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−132477（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03B 21/00 G02F 1/13 G09G 3/36 H04N 5/74

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】投写システムであって、 光源と、 アレイとして配列される複数個の個々に制御可能な変調
    エレメントを含む二次元空間光変調器装置と、 投写されるべき画像を表わす映像信号を受信するための
    制御手段と、 前記映像信号に応答して前記変調エレメントを個々にア
    ドレス指定するための手段と、 前記光源からの光ビームを前記光変調器装置上に向ける
    ための手段と、 前記光変調器装置によって変調される光をスクリーン上
    に投写して、投写された画像を表示するのに効果的な投
    写手段と、 スクリーン上の投写された画像を眺める観察者にとって
    投写された画像がスクリーンの領域にわたって実質的に
    均一な強度であると知覚されるように、映像信号を変化
    させて前記変調エレメントの選択されたものの変調特性
    を変えるための手段とを含む、システム。
  2. 【請求項２】空間光変調器装置は偏向可能なミラー装置
    を含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】光センサから信号を受信し、かつ、映像信
    号の後の訂正の際に使用するための基準信号を発生し、
    スクリーンにその異なる部分で投写される光の強度を変
    えるための手段をさらに含む、請求項１または２に記載
    のシステム。
  4. 【請求項４】前記受信するための手段に結合された光セ
    ンサを含む、請求項３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】受信手段はスクリーンの全領域に対応する
    信号値を含むように寸法決めされた基準記憶装置での記
    憶のためのデジタル信号を供給するように配列され、前
    記システムは、複数個の連続画素値としての映像信号を
    受信するための、前記記憶装置から対応する訂正値を読
    出すための、かつ前記スクリーン上の訂正された光強度
    を生み出すような態様で訂正値に従って画素値を処理す
    るための手段をさらに含む、請求項３または請求項４に
    記載のシステム。
  6. 【請求項６】前記訂正された画素値は前記変調器装置を
    制御するために使用されるより前にフレーム記憶装置に
    記憶される、請求項５に記載のシステム。
  7. 【請求項７】連続のアドレスを発生して画素データを前
    記フレーム記憶装置に書込むための手段と、連続のアド
    レスを発生して前記フレーム記憶装置から画素データを
    読出すための手段とが設けられ、２つの連臆は走査変換
    を与えるように異なっている、請求項６に記載のシステ
    ム。
  8. 【請求項８】空間光変調器装置を含む投写システムにお
    いて空間的に非均一な振幅応答を訂正する方法であっ
    て、空間光変調器装置はアレイ状に配列される複数個の
    個々に制御可能な変調エレメントを含み、各変調エレメ
    ントは表示された画像の画素に対応する映像信号の部分
    を表わす信号によって個々にアドレス指定可能であり、
    投写システムは前記映像信号に応答してスクリーン上に
    映像画像を投写し、前記方法は、 スクリーンの異なる領域から振幅応答の測定を引出すス
    テップと、 そのように引出された測定を使用して、スクリーンの前
    記異なる領域に対応する変調エレメントをアドレス指定
    するであろう映像信号の対応する部分を訂正するステッ
    プとを含み、測定は前記スクリーンの前の異なる観覧場
    所に対応する複数個の異なる位置で受信された光振幅を
    測定することによって引出される、方法。
  9. 【請求項９】映像信号の前記部分を訂正するにあたっ
    て、他のものよりいくつかの位置からの受信された光振
    幅の測定がより大きく考慮される、請求項８に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】スクリーンの異なる領域は選択的に連続
    的に照射され、かつ対応する測定は各位置で連続的に行
    なわれる、請求項８または請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】映像信号値は前記測定から引出された記
    憶された対応する訂正値に従って連続的に訂正される、
    請求項８から10のいずれか１つの記載の方法。
  12. 【請求項１２】空間光変調器装置を含む投写システムを
    使用して画像を表示する方法であって、空間光変調器装
    置はアレイ状に配列される複数個の個々に制御可能な変
    調エレメントを含み、各変調エレメントは表示された画
    像の画素に対応する映像信号の部分を表わす信号によっ
    て個々にアドレス指定可能であり、投写システムは前記
    映像信号に応答して、投写システムが入力された映像画
    像信号に従って投写された画像を向けるスクリーン上に
    映像信号を投写し、前記方法は、投写システムの強度応
    答における空間のばらつきを測定するステップと、前記
    強度応答におけるばらつきを実質的に減少させるように
    スクリーンの異なる部分にあたる投写された画像の強度
    を変化させるステップとを含む方法であて、前記測定す
    るステップは、異なる時点で複数個の類似の測定を実行
    するステップと、前記測定の結果を組合せて、それに対
    する、強度応答における一時的なばらつきの効果を減少
    させるステップとを含むことを特徴とする、方法。
  13. 【請求項１３】映像信号を表示する方法であって、表示
    スクリーン上に空間光変調器装置を介して光ビームを向
    けるステップを含み、前記空間光変調器装置はアレイ状
    に配列される複数個の個々に制御可能な変調エレメント
    を含み、各変調エレメントは表示された画像の画素に対
    応する映像信号の部分を表わす信号によって個々にアド
    レス指定可能であり、投写システムは前記映像信号に応
    答してスクリーン上に映像信号を投写し、前期方法は、
    映像信号に依存して光ビームをさまざまに変調するよう
    に空間光変調器装置を制御するステップをさらに含み、
    予め定められた基準信号に依存して映像信号を修正し、
    ビーム、変調器またはスクリーンでの照射効率における
    空間のばらつきの知覚される効果を減少させるステップ
    を含むことを特徴とする、方法。
  14. 【請求項１４】前記スクリーンに対して観覧位置に光セ
    ンサを位置決めすることによって基準信号を引出すステ
    ップを含む、請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項１５】訂正は、映像信号の各部分を、映像信号
    のその部分を再生するであろう再生装置の部分の知覚さ
    れる照射効率に逆比例の関係でスケーリングするステッ
    プを含む、請求項13または請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項１６】スケーリングは映像信号の任意の部分の
    値を増加させない、請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記スケーリングの、前記再生された画
    像の全体の輝度に対する効果を減少させるように光ビー
    ムの電力を設定するステップを含む、請求項15または請
    求項16に記載の方法。
  18. 【請求項１８】スクリーンを含む、請求項１に記載の投
    写システム。
  19. 【請求項１９】空間光変調器装置は偏向可能なミラーア
    レイである、請求項８から17のいずれか１つに記載の方
    法。
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