(57)【要約】【課題】複数台のプロジェクタをスタック投射させる映像表示システムにおいて、動画の視認性を高めるとともに表示される映像の明るさの向上を可能とする。【解決手段】プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２は、それぞれの投射映像を投射面上でスタック投射可能に設置される。映像制御装置１００は、フレーム単位の映像データで構成された映像入力信号を記憶するフレームメモリ１１０と、フレームメモリ１１０に記憶されている映像入力信号を、フレーム間の相関に関する情報または１フレームごとの明るさに関する情報に応じて、フレーム映像が互いに異なる第１の映像信号および第２の映像信号に変換する。映像制御装置１００は、生成された第１および第２の映像信号を、第１および第２の映像信号の表示タイミングを定める同期信号とともに、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２にそれぞれ出力する。【選択図】図６
2011033805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の投写型映像表示装置から投写映像を重ね合わせることによって表示映像を生成する映像表示システムを制御する映像制御装置であって、
映像入力信号をフレーム単位で記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記映像入力信号を、フレーム間の相関に関する情報または１フレームごとの明るさに関する情報に応じて、フレーム映像が互いに異なる複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、
前記複数の映像信号を、各映像信号の表示タイミングを定める同期信号と共に、前記複数の投写型映像表示装置へ出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする映像制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の映像制御装置において、
前記映像信号変換手段は、
前記フレーム間の相関に関する情報に基づいて補間フレームの映像信号を生成し、
前記映像入力信号に対応する第１の映像信号と、前記補間フレームの映像信号に対応する第２の映像信号と、に変換することを特徴とする映像制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の映像制御装置において、
前記映像信号変換手段は、
前記フレーム間の相関に関する情報に基づいて補間フレームの映像信号を生成し、
前半期間は前記映像入力信号の下部領域に対応する映像信号であり、後半期間は前記補間フレームの上部領域に対応する映像信号である第１の映像信号と、
前半期間は前記映像入力信号の上部領域に対応する映像信号であり、後半期間は前記補間フレームの下部領域に対応する映像信号である第２の映像信号と、
に変換することを特徴とする映像制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の映像制御装置において、
前記複数の投写型映像表示装置のうち、少なくとも一の投写型映像制御装置は、
前記映像制御装置からの映像信号に応じて変調された光を出射する光源部と、
第１および第２の方向に振動可能に構成され、所定のフレーム周期で、前記光源部からの出射光を画素ごとに所定方向に沿って順次走査することにより、１フレームの映像データを表示する走査部と、を備えるものであり、
前記映像信号変換手段は、
前記１フレームごとの明るさに関する情報に基づいて、前記１フレームの映像のうち明るさの大きい領域の映像信号を生成し、
前記映像入力信号に対応する第１の映像信号と、前記明るさの大きい領域の映像信号に対応する第２の映像信号と、に変換し、
前記出力手段は、
前記第２の映像信号を前記一の投写型映像表示装置へ出力することを特徴とする映像制御装置。
【請求項５】
複数の投写型映像表示装置から投写映像を重ね合わせることによって表示映像を生成する映像表示システムを構成する投写型映像表示装置であって、
映像入力信号をフレーム単位で記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記映像入力信号と、フレーム間の相関に関する情報または１フレームごとの明るさに関する情報に応じて、フレーム映像が互いに異なる複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、
前記映像信号変換手段にて生成された映像信号を、前記映像信号の表示タイミングを定める同期信号と共に、他の投写型映像表示装置へ出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項６】
複数の投写型映像表示装置から投写映像を重ね合わせることによって表示映像を生成する映像表示システムであって、
前記複数の投写型映像表示装置へ映像信号を出力する映像制御装置を備え、
前記映像制御装置は、
映像入力信号をフレーム単位で記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記映像入力信号を、フレーム間の相関に関する情報または１フレームごとの明るさに関する情報に応じて、フレーム映像が互いに異なる複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、
前記複数の映像信号を、各映像信号の表示タイミングを定める同期信号と共に、前記複数の投写型映像表示装置に出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、映像制御装置、投写型映像表示装置および映像表示システムに関し、より特定的には、複数の映像表示装置からの投写映像を重ね合わせることによって表示映像を形成する映像表示システムにおける映像制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型映像表示装置（以下、プロジェクタとも称する。）においては、色再現性の向上のために複数のプロジェクタからの投写映像を重ね合わせることによって表示映像を形成するスタック投写方式が採用されている。
【０００３】
たとえば特開２００６−１４５８６３号公報（特許文献１）には、複数のプロジェクタ光学ユニットを備えたプロジェクタが開示されている。そして、各プロジェクタ光学ユニットには、分光特性が互いに分光フィルタが設けられている。これにより、特許文献１では、見たい画像の内容等に応じて、色再現性を優先する表示モードと明るさを優先する表示モードとの切換えを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４５８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されるプロジェクタでは、色再現性が向上するものの、表示画像の明るさは、１台のプロジェクタでの画像の明るさに比べて、台数分の比率に近い明るさしか得ることができない。
【０００６】
また、表示画像のフレームレートは、１台のプロジェクタでのフレームレートと同等であるため、動画に対する視認性を高めることはできない。
【０００７】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数台のプロジェクタをスタック投写させる映像表示システムにおいて、動画の視認性を高めるとともに表示される映像の明るさの向上を可能とすることにより、美しい動画を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従えば、映像制御装置は、複数の投写型映像表示装置から投写映像を重ね合わせることによって表示映像を生成する映像表示システムを制御する。映像制御装置は、映像入力信号をフレーム単位で記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された映像入力信号を、フレーム間の相関に関する情報または１フレームごとの明るさに関する情報に応じて、フレーム映像が互いに異なる複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、複数の映像信号を、各映像信号の表示タイミングを定める同期信号と共に、複数の投写型映像表示装置へ出力する出力手段とを備える。
【０００９】
好ましくは、上記の映像制御装置において、映像信号変換手段は、フレーム間の相関に関する情報に基づいて補間フレームの映像信号を生成し、映像入力信号に対応する第１の映像信号と、補間フレームの映像信号に対応する第２の映像信号とに変換する。
【００１０】
好ましくは、上記の映像制御装置において、映像信号変換手段は、フレーム間の相関に関する情報に基づいて補間フレームの映像信号を生成する。そして、映像信号変換手段は、前半期間は映像入力信号の下部領域に対応する映像信号であり、後半期間は補間フレームの上部領域に対応する映像信号である第１の映像信号と、前半期間は映像入力信号の上部領域に対応する映像信号であり、後半期間は補間フレームの下部領域に対応する映像信号である第２の映像信号とに変換する。
【００１１】
好ましくは、上記の映像制御装置において、複数の投写型映像表示装置のうち、少なくとも一の投写型映像制御装置は、映像制御装置からの映像信号に応じて変調された光を出射する光源部と、第１および第２の方向に振動可能に構成され、所定のフレーム周期で、光源部からの出射光を画素ごとに所定方向に沿って順次走査することにより、１フレームの映像データを表示する走査部とを備える。映像信号変換手段は、１フレームごとの明るさに関する情報に基づいて、１フレームの映像のうち明るさの大きい領域の映像信号を生成し、映像入力信号に対応する第１の映像信号と、明るさの大きい領域の映像信号に対応する第２の映像信号とに変換する。出力手段は、第２の映像信号を一の投写型映像表示装置へ出力する。
【００１２】
この発明の別の局面に従えば、投写型映像表示装置は、複数の投写型映像表示装置から投写映像を重ね合わせることによって表示映像を生成する映像表示システムを構成する。投写型映像表示装置は、映像入力信号をフレーム単位で記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された映像入力信号と、フレーム間の相関に関する情報または１フレームごとの明るさに関する情報に応じて、フレーム映像が互いに異なる複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、映像信号変換手段にて生成された映像信号を、映像信号の表示タイミングを定める同期信号と共に、他の投写型映像表示装置へ出力する出力手段とを備える。
【００１３】
この発明の別の局面に従えば、映像表示システムは、複数の投写型映像表示装置から投写映像を重ね合わせることによって表示映像を生成する。映像表示システムは、複数の投写型映像表示装置へ映像信号を出力する映像制御装置を備える。映像制御装置は、映像入力信号をフレーム単位で記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された映像入力信号を、フレーム間の相関に関する情報または１フレームごとの明るさに関する情報に応じて、フレーム映像が互いに異なる複数の映像信号に変換する映像信号変換手段と、複数の映像信号を、各映像信号の表示タイミングを定める同期信号と共に、複数の投写型映像表示装置に出力する出力手段とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、複数台のプロジェクタをスタック投写させる映像表示システムにおいて、動画の視認性を高めるとともに表示される映像の明るさの向上することが可能となる。この結果、美しい動画を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る映像表示システムの概略構成図である。
【図２】図１におけるプロジェクタの概略構成を示す図である。
【図３】走査素子における映像を表示するための走査について説明する図である。
【図４】走査素子における映像を表示するための走査について説明する図である。
【図５】映像制御装置に入力される映像信号および映像制御装置から出力される映像信号を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る映像表示システムにおける映像制御装置の制御構造を説明するブロック図である。
【図７】補間フレームの生成における基本的な考え方を説明する図である。
【図８】前後フレームから補間フレームを生成するためのフローチャートである。
【図９】図８の処理フローにおける動きベクトル計算処理の概要を説明する図である。
【図１０】動きベクトル計算処理の手順を説明するフローチャートである。
【図１１】図８の処理フローにおける補間映像生成処理の手順を説明するフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る映像表示システムによる映像表示方法を説明する図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る映像表示システムによる映像表示方法を説明する図である。
【図１４】垂直方向の描画位置の時間的変化を示す図である。
【図１５】走査型プロジェクタにおける走査素子の駆動波形を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る映像制御装置における輝度伸張処理の基本的な考え方を説明する図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る映像表示システムにおける映像制御装置の制御構造を説明するブロック図である。
【図１８】輝度伸張処理部で生成されるヒストグラムの一例が示される。
【図１９】この発明の実施の形態３に係る映像制御装置で実行される輝度伸張処理を説明するフローチャートである。
【図２０】この発明の実施の形態１〜３に係る映像表示システムの他の構成例を説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に係る映像表示システムの概略構成図である。
【００１８】
図１を参照して、本実施の形態に係る映像表示システムは、複数台（たとえば２台とする）の投写型映像表示装置（以下、「プロジェクタ」とも記す。）からの投写映像を重ね合わせて表示映像を形成するスタック投写方式を採用する。映像表示システムは、第１プロジェクタＰＪ１と、第２プロジェクタＰＪ２と、これら２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２に対して所定のタイミングで映像信号を供給する映像制御装置１００とを備える。
【００１９】
映像制御装置１００は、フレーム単位の映像データで構成された映像信号が入力インターフェイス（図示せず）を介して入力されると、この入力された映像信号を、後述する方法によって、フレーム映像信号が互いに異なる第１の映像信号および第２の映像信号に変換する。変換された第１および第２の映像信号は、プロジェクタＰＪ１およびＰＪ２にそれぞれ供給される。
【００２０】
図２は、図１におけるプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２の概略構成を示す図である。なお、図２では、代表的に第１プロジェクタＰＪ１の概略構成を説明するが、第２プロジェクタＰＪ２も同様の構成および機能を有している。
【００２１】
第１プロジェクタＰＪ１は、光源１０から出射される光によって表示するべき映像を走査して、スクリーンＳＣに映像を表示する走査型プロジェクタである。第１プロジェクタＰＪ１は、光源１０と、光源駆動部２０と、走査素子３０Ｖ，３０Ｈと、走査駆動部４０と、映像信号処理部５０とを含む。
【００２２】
光源１０は、ＬＥＤ（Laser Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの固体光源である。光源１０は、図示は省略するが、赤色用光源と、緑色用光源と、青色用光源とからなる。なお、各色用光源は、複数の固体光源によって構成されるアレイ光源であってもよい。各色用光源は、映像信号に応じて変調された光を供給する。図２では、理解を容易にするため、光源１０から供給される光は、単一色の光のみを図示し、他の色の光の図示は省略する。
【００２３】
光源１０からの光は、走査素子３０Ｖ，３０Ｈに入射する。走査素子３０Ｖ，３０Ｈは、一例として、各々が、所定軸を中心に反射面を振動させるガルバノミラーからなる。光源１０から出射された光は、走査素子３０Ｖ，３０ＨによってスクリーンＳＣに向けて反射される。
【００２４】
図３および図４を参照して、走査素子３０Ｖ，３０Ｈにおける映像を表示するための走査について説明する。ここでは、スクリーンには１フレームごとに画面が表示されるとする。１フレームの画面は、図４に示されるように、直交する２軸（垂直軸および水平軸）で規定される原点０を有した二次元の座標平面であるとする。なお、当該フレームの１画素は、座標（ｈ，ｖ）で指示される。
【００２５】
画面表示においては、走査素子３０Ｖは、水平方向に伸びる軸を中心に反射面を垂直方向に振動させる。走査素子３０Ｈは、垂直方向に伸びる軸を中心に反射面を水平方向に振動させる。このように走査素子３０Ｖおよび３０Ｈを垂直方向および水平方向にそれぞれ振動させることにより、図４に示すように、水平方向の画面走査を垂直方向に１ラインずつ順に行ない、垂直方向の１回の走査で１画面分（１フレーム分）を描画している。
【００２６】
なお、水平方向の画面走査においては、図４に示すように、投写映像の中央に固定された矩形の有効画素の領域が設けられており、この有効画素領域において１フレームごとの画面が表示される。走査素子３０Ｈを正弦波状に駆動させたときに走査速度が等速となる画素領域のみを映像の投写に用いることで、表示映像を均質化させたものである。
【００２７】
再び図２を参照して、走査駆動部４０は、走査素子３０Ｖを垂直方向に振動させるように駆動する垂直駆動制御部４０Ｖと、走査素子３０Ｈを水平方向に振動させるように駆動する水平駆動制御部４０Ｈとを含む。
【００２８】
垂直駆動制御部４０Ｖは、映像信号処理部５０から、走査素子３０Ｖの垂直方向の駆動を規定する周波数を有する信号（以下、「垂直駆動信号」とも称する。）が与えられると、垂直駆動信号に基づいて走査素子３０Ｖを垂直方向に駆動する。水平駆動制御部４０Ｈは、映像信号処理部５０から、走査素子３０Ｈの水平方向の駆動を規定する周波数を有する信号（以下、「水平駆動信号」とも称する。）が与えられると、水平駆動信号に基づいて走査素子３０Ｈを水平方向に駆動する。
【００２９】
なお、垂直駆動周波数および水平駆動周波数は、走査素子３０Ｖ，３０Ｈの大きさ、投写方向、走査駆動部４０の挙動特性に基づいて予め規定されている。走査駆動部４０が、その駆動周波数で走査素子３０Ｖ，３０Ｈの振幅を制御することにより、図４で示したように、スクリーンＳＣの面内において各色光を走査させることができる。
【００３０】
映像信号処理部５０は、映像制御装置１００から入力された映像信号に従い、走査素子３０Ｖ，３０Ｈによる映像の表示動作を制御するための駆動信号（垂直駆動信号および水平駆動信号）を生成して走査駆動部４０に出力する。
【００３１】
また、映像信号処理部５０は、映像信号に従い、光源１０（赤色用光源、緑色用光源、青色用光源）を制御するための信号を生成して光源駆動部２０に出力する。具体的には、映像信号処理部５０は、与えられる映像データに基づき、表示すべき映像の階調を指示する階調信号を生成して光源駆動部２０に出力する。光源駆動部２０は、階調信号に従い、各色光源に印加する駆動電流を制御する。これにより、各色用光源の出射光量は、表示すべき映像に要求されている階調に従う輝度が得られるように制御される。
【００３２】
ここで、映像制御装置１００に入力される映像信号は、図５に示すように、フレーム単位の映像データで構成されている。なお、１秒間に画面が更新される回数を示す値である、フレームレートについては、既存のコンテンツでは６０フレーム／秒が一般的である。すなわち、１フレーム当たりの時間（図中のΔｔに相当。以下、フレーム周期とも称する。）は、１／６０ｓｅｃに設定される。
【００３３】
このフレームレートを高くすることにより、特に動画像がぼけるのを防止でき、滑らかな再生映像を得ることができる。しかしながら、フレームレートを高くするためには、走査素子を駆動する駆動回路の処理の高速化が必要となり、プロジェクタの性能によってフレームレートの上限が制限されてしまうこととなる。
【００３４】
そこで、本実施の形態に係る映像表示システムでは、動画質を向上させる手段として、スタック投写方式において、映像制御装置１００は、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２に互いに異なるフレーム映像を投写させる。具体的には、映像制御装置１００は、入力された映像データの少なくとも２フレーム分を格納するためのメモリを有しており、当該メモリに格納された少なくとも２フレーム分の映像データを用いて、フレーム間の補間映像データを生成する。そして、映像制御装置１００は、生成した補間映像データを２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２のうちのいずれかのプロジェクタに所定の遅延時間を有して出力する。
【００３５】
本実施の形態では、一例として、第２プロジェクタＰＪ２に対して、補間映像データからなる第２の映像信号が出力される。このときの遅延時間は、フレーム周期の１／２、すなわち１／２フレーム分に相当する時間（１／２・Δｔ）に設定される。
【００３６】
したがって、図５の例では、映像入力信号のうちの第１フレーム（ｆｒａｍｅ１）および第２フレーム（ｆｒａｍｅ２）から第１補間フレーム（補間１）が生成され、第２フレーム（ｆｒａｍｅ２）および第３フレーム（ｆｒａｍｅ３）から第２補間フレーム（補間２）が生成される。そして、生成された第１補間フレーム（補間１）、第２補間フレーム（補間２）・・・は、第１プロジェクタＰＪ１から投写される元の第１フレーム（ｆｒａｍｅ１）、第２フレーム（ｆｒａｍｅ２）・・・に対して、それぞれ、１／２フレーム分の遅延時間を有して投写される。
【００３７】
このようにスタック投写方式に用いられる２台のプロジェクタに対して、一方のプロジェクタにフレーム単位の映像データを表示させるとともに、他方のプロジェクタに補間映像データを所定の遅延時間を有して表示させる構成としたことにより、スクリーンに表示される映像においては、隣接する２つのフレームの間に補間フレームが挿入されることとなる。これにより、フレームレートは、映像入力信号のフレームレートに対して実質的に２倍（１２０フレーム／秒）に変換されることとなる。この結果、動画像を滑らかに表示させることが可能となる。
【００３８】
（映像制御装置の制御構造）
次に、図６から図１１を用いて、映像制御装置１００におけるフレームレートの変換処理を行なうための制御構造を説明する。
【００３９】
図６は、映像制御装置１００の制御構造を説明するブロック図である。
図６を参照して、映像制御装置１００は、フレームメモリ１１０と、動きベクトル検出部１２０と、補間映像生成部１３０と、映像同期信号生成部１４０と、補間映像同期信号生成部１５０とを含む。
【００４０】
フレームメモリ１１０は、図示しない入力インターフェイスを介して入力された映像信号を受けると、少なくとも２フレーム分の映像データを格納するように構成される。この２フレーム分の映像データは、時間的に連続している。以下に示す補間フレームを生成する場合において、時間的に古いフレームを「前フレーム」または「基準フレーム」といい、時間的に新しいフレームを「後フレーム」または「参照フレーム」とも称する。フレームメモリ１１０に格納された少なくとも２フレーム分の映像データは、動きベクトル検出部１２０および補間映像生成部１３０へ送られる。
【００４１】
動きベクトル検出部１２０は、２フレーム分の映像データから補間映像データを生成するための補間情報として、前後フレームの間の動きベクトルを検出する。
【００４２】
補間映像生成部１３０は、動きベクトル検出部１２０で検出されたフレーム間の動きベクトルに基づいて、補間フレームを生成する。生成された補間フレームは、フレームメモリ１１０に格納される。
【００４３】
映像同期信号生成部１４０および補間映像同期信号生成部１５０は、プロジェクタＰＪ１およびＰＪ２の各々での映像表示タイミングを定める同期信号を生成し、その生成した同期信号を対応のプロジェクタの映像信号に挿入させる。このとき、補間映像同期信号生成部１５０では、映像同期信号生成部１４０で生成される同期信号に対して、１／２フレーム分の遅延時間を有するように同期信号が生成される。
【００４４】
図７は、補間フレームの生成における基本的な考え方を説明する図である。
図７を参照して、基準フレームＦ（ｎ）と参照フレームＦ（ｎ＋１）とから補間フレームＦｃ（ｎ）を生成する場合には、両フレームＦ（ｎ），Ｆ（ｎ＋１）の映像（図７（ａ），（ｂ））に基づいて、映像エリアを複数のブロックに分割するとともに、ブロックごとに動きベクトルが検出される。図７（ｃ）では、各ブロックの動きベクトルが「→」または「０」で示されている。
【００４５】
複数のブロックのうち、動きベクトルが「０」となるブロック、すなわち、動きのないブロックに含まれる画素については、基準フレームおよび参照フレームのうちの一方のフレームに対応する対象画素の画像をそのまま補間画像として用いる。なお、動きのないブロックに含まれる画素については、基準フレームＦ（ｎ）の対応する対象画素の画像と参照フレームＦ（ｎ＋１）の対応する対象画素の画像との平均を補間画像としてもよい。
【００４６】
一方、動きベクトルが「→」となるブロック、すなわち、動きのあるブロックに含まれる画素については、基準フレームＦ（ｎ）および参照フレームＦ（ｎ＋１）の一方または両方から、その対象画素に対する動きベクトルに基づいて決定される画素位置の画像を抽出して補間画像として使用する。
【００４７】
図８は、前後フレームから補間フレームを生成するためのフローチャートである。図８に示すフローチャートは、動きベクトル検出部１２０および補間映像生成部１３０が各ステップを実行することにより実現されるものである。
【００４８】
図８を参照して、動きベクトル検出部１２０は、フレームメモリ１１０に格納された前後フレームの映像に基づいて、ブロックごとの動きベクトルを計算する（ステップＳ１００）。補間映像生成部１３０は、この算出された動きベクトルを用いて、前後フレームの間に挿入されるべき補間フレームの映像データを生成する（ステップＳ２００）。
【００４９】
（動きベクトル計算処理）
図９は、図８の処理フローにおける動きベクトル計算処理の概要を説明する図である。
【００５０】
図９を参照して、動きベクトルの計算は、基準フレームＦ（ｎ）と参照フレームＦ（ｎ＋１）との間で、映像エリアを分割することにより設定されるブロック単位で行なわれる。具体的には、基準フレームＦ（ｎ）の映像エリアをＭ×Ｎ個のブロックに分割したときの、基準フレームＦ（ｎ）における１個のブロックを基準フレームブロックＦＢｂとする。そして、この基準フレームブロックＦＢｂと最もデータ値の近いブロックを、参照フレームＦ（ｎ＋１）の映像エリア内で探索する。このときの探索範囲は、処理演算量が増大するのを考慮して、基準フレームブロックＦＢｂの周辺に位置する所定数のブロック（図９では、Ｈ×Ｗ個とする。）に予め設定されている。この探索範囲内で参照フレームブロックＦＢｒを順に選択して基準フレームブロックＦＢｂと比較し、データ値が最も近いと判断された参照フレームブロックＦＢｒの位置と、基準フレームブロックＦＢｂの位置とのずれ幅を動きベクトルとする。
【００５１】
図１０は、動きベクトル計算処理の手順を説明するフローチャートである。
図１０を参照して、動きベクトルを計算するために、最初に、参照フレームＦ（ｎ＋１）の映像エリア内に探索範囲（Ｈ×Ｗブロック）が設定される。参照フレームブロックＦＢｂは、設定された探索範囲の左上端部に配置される（ステップＳ０１）。
【００５２】
次に、基準フレームブロックＦＢｂと参照フレームブロックＦＢｒとの間で一画素単位でのデータ値の差分が算出されると、画素ごとの差分の絶対値を累積加算することによって差分絶対値和Ｓが算出される（ステップＳ０２）。
【００５３】
ステップＳ０２で算出した差分絶対値和Ｓが予め設定された最小スコアを下回る場合（ステップＳ０３にてＹＥＳ）には、参照フレームブロックＦＢｒを基準フレームブロックＦＢｂと最もデータ値の近いブロックであると認識し、動きベクトルを、参照フレームブロックＦＢｒの位置と基準フレームブロックＦＢｂの位置とのずれ幅に更新する（ステップＳ０４）。一方、差分絶対値和Ｓが最小スコアを下回る場合（ステップＳ０３にてＮＯ）には、動きベクトルを更新せず、処理はステップＳ０５に進む。
【００５４】
ステップＳ０５では、参照フレームブロックＦＢｒが、探索範囲の右下端部に到達したか否かが判断される（ステップＳ０５）。参照フレームブロックＦＢｒが探索範囲の右下端部に到達した場合（ステップＳ０５にてＹＥＳ）には、一連の動きベクトル計算処理を終了する。一方、参照フレームブロックＦＢｒが探索範囲の右下端部に到達していない場合（ステップＳ０５にてＮＯ）には、処理はステップＳ０２に戻され、引き続き探索が行なわれる。
【００５５】
図１０で示した処理フローに従って、基準フレームＦ（ｎ）と参照フレームＦ（ｎ＋１）との間の動きベクトルが算出されると、以下に示す補間映像生成処理が実行される。補間映像生成処置では、算出した動きベクトルに基づいて、これら２つのフレームの間に挿入するための補間フレームが生成される。
【００５６】
（補間映像生成処理）
図１１は、図８の処理フローにおける補間映像生成処理の手順を説明するフローチャートである。
【００５７】
図１１を参照して、補間フレームの映像データを生成するために、最初に、注目画素（Ｐとする）を、画面の左上端部（座標（０，０）に相当）に配置する（ステップＳ１１）。そして、注目画素Ｐを含むブロックおよびその近傍のブロックの動きベクトルの平均値を算出し、その平均値を注目画素Ｐの動きベクトル（Ｖｐとする）に決定する（ステップＳ１２）。
【００５８】
次に、基準フレームＦ（ｎ）の注目画素Ｐに対して、注目画素Ｐに対応する動きベクトルＶｐの大きさの１／２だけ、動きベクトルＶｐの方向と逆方向にある位置の画素をＰｂとする（ステップＳ１３）。また、参照フレームＦ（ｎ＋１）の注目画素Ｐに対して、注目画素Ｐに対応する動きベクトルＶｐの大きさの１／２だけ、動きベクトルＶｐの方向にある位置の画素をＰｒとする（ステップＳ１４）。そして、注目画素Ｐに対応する補間画素値は、ステップＳ１３で設定された画素Ｐｂの画素値と、ステップＳ１４で設定された画素Ｐｒの画素値との平均値として算出される（ステップＳ１５）。
【００５９】
ステップＳ１５の処理が終了すると、全ての画素に対する処理が終了したか否かが判断される（ステップＳ１６）。全ての画素に対する処理が終了していない場合（ステップＳ１６にてＮＯ）には、注目画素Ｐを次画素に更新した後（ステップＳ１７）、処理はステップＳ１２に戻る。
【００６０】
全ての画素に対する処理が終了した場合（ステップＳ１７にてＹＥＳ）、すなわち、全ての画素に対して、補間画素値が設定されると、一連の補間映像生成処理を終了する。
【００６１】
以上に述べたように、この発明の実施の形態１によれば、スタック投写方式に用いられる２台のプロジェクタに対し、一方のプロジェクタにフレームごとの映像データを表示させるとともに、他方のプロジェクタに隣接する前後フレームの補間フレームを所定の遅延時間を有して表示させる構成としたことにより、スクリーン上に表示される映像のフレームレートを実質的に２倍に変換することができる。この結果、既存のプロジェクタの処理能力を上げる必要なく、簡易な構成で動画像を滑らかに表示させることが可能となる。
【００６２】
［実施の形態２］
先の実施の形態１に係る映像表示方法では、図１２に示すように、第２プロジェクタＰＪ２が、第１プロジェクタＰＪ１がフレーム映像データの描画を開始したタイミングよりも１／２フレーム分遅延したタイミングで補間映像データの描画を開始する。そのため、同じ表示タイミングにおいて、画面の上半分の領域に表示される映像と、画面の下半分の領域に表示される映像との間には、常に時間的なずれが生じている。これにより、視聴者には動画のぼやけとして視認されてしまい、鮮鋭感を低下させる可能性がある。
【００６３】
そこで、このような鮮鋭感の低下を防止するため、本実施の形態２に係る映像表示システムでは、２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２が協働して共通のフレームの映像データを描画する構成とする。
【００６４】
図１３は、本実施の形態２に係る映像表示システムによる映像表示方法を説明する図である。
【００６５】
図１３を参照して、映像入力信号は、フレーム単位の映像データで構成されている。映像制御装置１００は、最初に、上述した補間映像生成処理を行なうことにより、前後フレームの映像データからフレーム間の補間映像データを生成する。図１３の例では、映像入力信号のうちの第１フレーム（ｆｒａｍｅ１）および第２フレーム（ｆｒａｍｅ２）から第１補間フレーム（補間１）が生成され、第２フレーム（ｆｒａｍｅ２）および第３フレーム（ｆｒａｍｅ３）から第２補間フレーム（補間２）が生成される。
【００６６】
次に、映像制御装置１００は、第１プロジェクタＰＪ１および第２プロジェクタＰＪ２が、同じ表示タイミングにおいて、共通のフレーム映像を表示するように、第１の映像信号（ＰＪ１映像信号）と、第２の映像信号（ＰＪ２映像信号）とを生成する。
【００６７】
具体的には、映像制御装置１００は、図１３に示すように、前後フレームのうちの前フレーム（例えば、第１フレームｆｒａｍｅ１）を時間的に連続する２つの映像データ（「ｆｒａｍｅ１上」および「ｆｒａｍｅ１下」）に分割する。同様に、映像制御装置１００は、補間映像データ（例えば、第１補間フレーム補間１）を時間的に連続する２つの映像データ（「補間１上」および「補間１下」）に分割する。なお、分割後の映像データに付される「上」という表記は、映像データが画面の上半分の領域に表示される映像であることを指す。また、分割後の映像データに付される「下」という表記は、映像データが画面の下半分の領域に表示される映像であることを指す。
【００６８】
そして、映像制御装置１００は、フレーム周期の前半期間に「ｆｒａｍｅ１下」を含むとともに、後半期間に「補間１上」を含むように、ＰＪ１映像信号を生成する。また、映像制御装置１００は、フレーム周期の前半期間に「ｆｒａｍｅ１上」を含むとともに、後半期間に「補間１下」を含むように、ＰＪ２映像信号を生成する。
【００６９】
同様の方法によって、映像制御装置１００は、次のフレーム周期の前半期間に「ｆｒａｍｅ２下」を含むとともに、後半期間に「補間２上」を含むように、ＰＪ１映像信号を生成する。また、映像制御装置１００は、次のフレーム周期の前半期間に「ｆｒａｍｅ２上」を含むとともに、後半期間に「補間２下」を含むように、ＰＪ２映像信号を生成する。
【００７０】
このような構成としたことにより、最初のフレーム周期では、前半期間において第１フレーム（ｆｒａｍｅ１）の映像データが画面全体に表示されるとともに、後半期間において第１補間フレーム（補間１）の映像データが画面全体に表示される。また、次のフレーム周期では、前半期間において第２フレーム（ｆｒａｍｅ２）の映像データが画面全体に表示されるとともに、後半期間において第２補間フレーム（補間２）の映像データが画面全体に表示される。すなわち、フレーム映像データおよび補間映像データの描画に要する時間は、実質的にフレーム周期の１／２に短縮されている。
【００７１】
図１４は、垂直方向の描画位置の時間的変化を示す図である。図１４（ａ）は、実施の形態１に係る映像表示システムでの描画位置の時間的変化を示し、図１４（ｂ）は、実施の形態２に係る映像表示システムでの描画位置の時間的変化を示す。
【００７２】
図１４（ａ）では、補間映像は、フレーム映像が垂直方向に沿って１／２フレーム分描画されたタイミングで描画が開始されている。そのため、垂直方向に沿って画面の上半分と下半分とでは、描画される映像に１／２フレーム分のずれが生じている。
【００７３】
これに対して、図１４（ｂ）では、垂直方向に沿って画面の上半分と下半分とでは、同一の映像が描画される。したがって、１フレームごとの描画時間がフレーム周期の１／２に短縮されるため、動画のぼやけが解消され、鮮鋭感のある動画再生を実現することができる。
【００７４】
以上に述べたように、この発明の実施の形態２によれば、２台のプロジェクタが協働して同一フレームの映像を描画することから、１フレームの映像データの描画時間がフレーム周期の１／２に短縮される。その結果、動画がぼやけて見えるのが解消されるため、鮮鋭感のある動画再生を実現することが可能となる。
【００７５】
［実施の形態３］
図１５は、走査型プロジェクタにおける走査素子の駆動波形を示す図である。
【００７６】
図１５（ａ）は、通常動作での走査素子の駆動波形を示す。同図において、垂直駆動信号（図中のラインｋ１）および水平駆動信号（図中のラインｋ２）の駆動周波数は、走査素子３０Ｖ，３０Ｈの大きさ、投写方向、走査駆動部４０の挙動特性に基づいて予め規定されている。走査駆動部４０が、その駆動周波数で走査素子３０Ｖ，３０Ｈの振れ角を制御することにより、波形図の右隣に示すような、フレームごとの映像の走査が行なわれる。
【００７７】
これに対して、図１５（ｂ）のように、垂直駆動信号の振幅を、振幅中心に対して下半分となるように減少させた場合（図中のラインｋ３）には、走査素子３０Ｖの振れ角が通常動作に対して下半分に制限される。これにより、波形図の右隣に示すように、フレームごとの走査領域は、画面の下半分に縮小される。この場合、当該走査領域における光量は、図１５（ａ）での走査領域内の光量と比較して約２倍に増加する。
【００７８】
すなわち、走査型プロジェクタでは、垂直駆動信号の振幅を通常動作時の振幅から減少させることによって、映像の走査領域が縮小される。そして、その縮小率に反比例するように当該走査領域の輝度が増加する。
【００７９】
本実施の形態３に係る映像表示システムでは、映像制御装置は、このような走査型プロジェクタの特性を活かして、表示映像の輝度を上げる輝度伸張処理を行なう。図１６は、本実施の形態に係る映像制御装置における輝度伸張処理の基本的な考え方を説明する図である。なお、以下の説明では、簡単のため、図１に示したような、２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２をスタック投写させる場合について例示する。
【００８０】
図１６（ａ）には、スタック投写による一般的な映像表示方法が示される。本実施の形態では、入力映像の輝度を、０％から１００％の値で表現する。輝度は、０％が最も暗い値であり、１００％が最も明るい値である。図１６の例では、入力画像の輝度は、画面の上半分が２０％であり、下半分が７５％である。
【００８１】
ここで、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２の各々から投写される映像の輝度範囲が０％から５０％であるとすれば、各プロジェクタの投写映像の輝度を、画面の上半分が１０％、下半分が３７．５％とすることで、これらの投写映像を重ね合わせたときの出力映像の輝度を、入力画像の輝度に一致させることができる。
【００８２】
しかしながら、上記の映像表示方法では、出力映像の輝度の最大値は、各プロジェクタが実現できる輝度の最大値（たとえば５０％）を足し合わせた値に制限される。したがって、出力画像の輝度を高めるためには、各プロジェクタの光源の光量を増やす必要が生じるため、消費電力が増大するという不具合が生じる。
【００８３】
これに対して、本実施の形態に従う映像表示方法は、図１６（ｂ）に示すように、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２のいずれか一方において、上述した垂直駆動信号の振幅制御を行なうことにより走査領域を縮小させ、当該走査領域に光量を集中させる。このときの垂直駆動信号の振幅制御は、変更後の走査領域が入力映像において相対的に輝度が高い領域に一致するように、走査素子３０Ｖの振れ角を調整することによって行なわれる。
【００８４】
なお、図１６（ｂ）の例では、入力画像における画面の下半分が高輝度領域であるため、第２プロジェクタＰＪ２における映像の走査領域が、画面の下半分に縮小される。その結果、当該走査領域の輝度の最大値は、通常動作時の５０％から１００％に伸張される。
【００８５】
このような第２プロジェクタＰＪ２における輝度伸張に伴ない、第１プロジェクタＰＪ１では、出力画像が入力画像と同じ輝度バランスを保つように、第１プロジェクタＰＪ１が実現できる輝度の最大値（５０％）を上限として、画面の上半分および下半分の輝度が変更される。この結果、各プロジェクタからの投写映像を重ね合わせてできる出力画像は、入力画像と比較して、画面全体の輝度が略２倍に伸張されることとなる。特に、この出力画像の輝度の最大値である１５０％は、各プロジェクタが実現できる輝度の最大値を足し合わせた値である１００％を上回る値に変更されている。
【００８６】
図１７は、本実施の形態３の映像表示システムにおける映像制御装置１００Ａの制御構造を説明するブロック図である。
【００８７】
図１７を参照して、映像制御装置１００Ａは、図６の映像制御装置１００に対して、動きベクトル検出部１２０、補間映像生成部１３０および補間映像同期信号生成部１５０に代えて、輝度伸張処理部１７０および映像同期信号生成部１８０を含む点で異なる。
【００８８】
輝度伸張処理部１７０は、フレームメモリ１１０からフレームごとの映像データを読み出すと、フレーム映像に含まれている画素の輝度分布を表すヒストグラムを生成する。図１８には、輝度伸張処理部１７０で生成されるヒストグラムの一例が示される。
【００８９】
図１８を参照して、ヒストグラムでは、横軸が輝度を表し、縦軸がその輝度における頻度として、水平方向の１行の画素からなる走査ラインの数を表している。また、輝度は、最も暗い値を０％とし、最も明るい値を１００％として表現される。したがって、頻度が大きくなるほど、それに対応する輝度の走査ライン数が多いことを表し、対応する輝度の走査ラインが全くない場合には、その頻度は０となる。
【００９０】
この各走査ラインの輝度のカウントは、ある１走査ラインを構成する複数の画素の輝度を取得して、当該複数の画素の輝度のうち、最も輝度が高い画素の輝度が５０％であれば、５０％の輝度の頻度をプラス１する。このカウント処理をすべての走査ラインについて行なうことにより、図１８のようなヒストグラムを生成することができる。
【００９１】
次に、輝度伸張処理部１７０は、フレーム映像から高輝度領域を抽出するための閾値Ｌｔｈを設定する。この閾値Ｌｔｈは、図１８のヒストグラム、第１プロジェクタＰＪ１が実現できる輝度の最大値（以下、最大輝度Ｌｐｊ１とする。）および第２プロジェクタＰＪ２が実現できる輝度の最大値（以下、最大輝度Ｌｐｊ２とする。）に基づいて設定される。なお、最大輝度Ｌｐｊ１およびＬｐｊ２と、フレーム映像のヒストグラムとの間には、式（１）のような関係が成立するものとする。最大輝度Ｌｐｊ１および最大輝度Ｌｐｊ２が等しい場合（すなわち、Ｌｐｊ１＝Ｌｐｊ２＝５０％）には、閾値Ｌｔｈは、５０％以下の値に設定される。
【００９２】
【数１】
2011033805.tif 000003
【００９３】
具体的には、輝度伸張処理部１７０は、図１８のヒストグラムを積分して得られる輝度分布面積（すなわち、全走査ライン数ＡＬＬ）に対する、輝度が閾値Ｌｔｈ以上となる高輝度領域（図中の斜線領域）の面積（ライン数ＳＵＭとする）の割合（＝ＳＵＭ／ＡＬＬ）が、輝度伸張処理の前後で同じ値に保たれるように、閾値Ｌｔｈを設定する。輝度伸張処理を行なうことによって、表示したいフレーム映像の輝度バランスが変化してしまうのを防止するためである。
【００９４】
次に、輝度伸張処理部１７０は、フレーム映像の各画素の輝度を変更する。具体的には、輝度伸張処理部１７０は、輝度が閾値Ｌｔｈ以上となる高輝度領域および輝度が閾値Ｌｔｈよりも低い低輝度領域の各々について、各画素の輝度を上げる。このとき、低輝度領域に位置するラインについては、元の輝度をＬとし、変更後の輝度をＬ♯とすると、変更後の輝度Ｌ♯は、式（２）により算出される。
【００９５】
【数２】
2011033805.tif 000004
【００９６】
上記式（２）によれば、元の輝度がＬである画素は、その輝度が全走査ライン数ＡＬＬに対する高輝度領域のライン数ＳＵＭの割合の逆数に応じた値に変更される。
【００９７】
一方、高輝度領域に位置するラインにおいては、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２が協働して走査することから、変更後の輝度Ｌ♯は、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２の最大輝度Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２を用いて、式（３）により算出される。
【００９８】
【数３】
2011033805.tif 000005
【００９９】
ただし、Ｌｍａｘは、第２プロジェクタＰＪ２が高輝度領域のラインのみを描画したときに、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２によって実現できる輝度の最大値である。Ｌｍａｘは、下記の式（４）で表わされる。
【０１００】
【数４】
2011033805.tif 000006
【０１０１】
なお、式（４）の右辺第１項は、第２プロジェクタＰＪ２において、走査領域が高輝度領域に縮小されたことにより（縮小率＝ＳＵＭ／ＡＬＬ）、実現できる最大輝度が当初のＬｐｊ２からＬｐｊ２×ＡＬＬ／ＳＵＭに変更されたことを示している。なお、以下の説明においては、プロジェクタＰＪ１およびＰＪ２の協働によって実現できる輝度の最大値Ｌｍａｘを「総合最大輝度」とも称する。
【０１０２】
したがって、上記式（３）によれば、元の画素が１００％である画素は、その輝度がＬｍａｘに変更される。すなわち、元の輝度が閾値Ｌｔｈ以上１００％以下の画素については、それぞれの輝度がＬｐｊ１以上Ｌｍａｘ未満の間に伸張されることとなる。
【０１０３】
この結果、輝度変更後のフレーム映像のヒストグラムを仮に生成したとすると、このヒストグラムでは、輝度が、０％からＬｍａｘの間の値に伸張されることとなる。輝度伸張処理部１７０は、この輝度変更後のフレーム映像に基づいて、第１プロジェクタＰＪ１が走査するフレーム映像からなる映像信号と、第２プロジェクタＰＪ２が走査する高輝度領域の映像データからなる映像信号とを生成する。
【０１０４】
具体的には、第１プロジェクタＰＪ１用の映像信号の生成において、輝度伸張処理部１７０は、構成画素の輝度の最大値が閾値Ｌｔｈ未満となる走査ラインに対して、式（２）に従って、画素ごとに変更後の輝度Ｌ♯を算出する。これにより、低輝度領域に位置する各ラインの輝度は、縮小率ＳＵＭ／ＡＬＬの逆数に応じて伸張される。一方で、構成画素の輝度の最大値が閾値Ｌｔｈ以上となる走査ラインに対しては、各画素の輝度は全てＬｐｊ１に集約される。
【０１０５】
さらに、輝度伸張処理部１７０は、第２プロジェクタＰＪ２用の映像信号については、構成画素の輝度の最大値が閾値Ｌｔｈ以上となる走査ラインのみが描画されるように生成する。これにより、第２プロジェクタＰＪ２の走査領域は、フレーム映像の高輝度領域に対応するように縮小される。その結果、高輝度領域に位置する各画素の輝度は、縮小率（ＳＵＭ／ＡＬＬに相当）に反比例するように増加する。
【０１０６】
以上の方法によって生成された２種類の映像信号は、フレームメモリ１１０に格納される。そして、フレームメモリ１１０から第１プロジェクタＰＪ１に対しては、輝度変更後のフレーム映像からなる第１の映像信号が、映像同期信号生成部１４０からの同期信号とともに出力される。また、フレームメモリ１１０から第２プロジェクタＰＪ２に対しては、高輝度領域に対応する映像データからなる第２の映像信号が、映像同期信号生成部１８０からの同期信号とともに出力される。第１プロジェクタＰＪ１および第２プロジェクタＰＪ２の各々が入力された映像信号を、フレームごとに走査することにより、スクリーンには、図１６（ｂ）に示されるような、各画素の輝度が伸張されたフレーム映像が表示されることとなる。
【０１０７】
図１９は、本実施の形態３に係る映像制御装置１００Ａで実行される輝度伸張処理を説明するフローチャートである。この輝度伸張処理は、輝度伸張処理部１７０によってフレームごとに実行される処理である。
【０１０８】
図１９を参照して、輝度伸張処理部１７０は、フレームメモリ１１０から読み出した１フレーム分の映像データのヒストグラムを生成する。具体的には、輝度伸張処理部１７０は、水平方向の１走査ラインごとに、１走査ラインを構成する複数の画素の輝度を取得すると、その取得した輝度のうちの最大輝度を算出する（ステップＳ２１）。そして、輝度伸張処理部１７０は、その算出した最大輝度に基づいて図１８のようなヒストグラムを生成することにより、全ての走査ラインの中から、走査ラインごとの最大輝度が閾値Ｌ以上となる走査ラインを抽出する（ステップＳ２２）。
【０１０９】
次に、輝度伸張処理部１７０は、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２によりスタック投写されるフレーム映像の総合最大輝度Ｌｍａｘを算出する（ステップＳ２２）。具体的には、第１プロジェクタＰＪ１の最大輝度Ｌｐｊ１、第２プロジェクタＰＪ２の最大輝度Ｌｐｊ２および全走査ライン数ＡＬＬに対する輝度が閾値Ｌｔｈ以上となる走査ラインの数ＳＵＭの割合に基づいて、式（３）を用いて算出される。
【０１１０】
輝度伸張処理部１７０は、算出した総合最大輝度Ｌｍａｘに基づいて輝度伸張処理を行なった場合に、元のフレーム映像と輝度が変更されたフレーム映像との間で、同じ輝度バランスが保たれているか否かを判断する。この判断は、元のフレーム映像における閾値Ｌｔｈと輝度の最大値１００％（＝Ｌｐｊ１＋Ｌｐｊ２）との割合が、変更後のフレーム映像におけるＬｐｊ１とＬｍａｘとの割合以下であるか否かを判断することにより行なわれる（ステップＳ２４）。
【０１１１】
元のフレーム映像における割合（＝Ｌｔｈ／（Ｌｐｊ１＋Ｌｐｊ２））が変更後のフレーム映像における割合（＝Ｌｐｊ１／Ｌｍａｘ）以下でない場合（ステップＳ２４にてＮＯ）には、すなわち、輝度の変更前後でフレーム映像の輝度バランスを保てない場合には、輝度伸張処理部１７０は、閾値Ｌｔｈを下げて（ステップＳ２７）、処理をステップＳ２２に戻す。これにより、変更後の閾値Ｌｔｈに基づいて再びフレーム映像データのヒストグラムが生成される。
【０１１２】
これに対して、元のフレーム映像における割合（＝Ｌｔｈ／（Ｌｐｊ１＋Ｌｐｊ２））が変更後のフレーム映像における割合（＝Ｌｐｊ１／Ｌｍａｘ）以下である場合（ステップＳ２４にてＹＥＳ）には、すなわち、輝度の変更前後でフレーム映像の輝度バランスを保つことができる場合には、輝度伸張処理部１７０は、上述した方法によって、第１プロジェクタＰＪ１の映像データおよび第２プロジェクタＰＪ２の映像データを生成し、その生成した映像データをフレームメモリ１１０へ送出する。
【０１１３】
具体的には、輝度伸張処理部１７０は、第１プロジェクタＰＪ１の映像データについては、構成画素の輝度の最大値が閾値Ｌｔｈ未満となる走査ラインについて、式（２）に従って、画素ごとに変更後の輝度Ｌ♯を算出する（ステップＳ２５）。一方、構成画素の輝度の最大値が閾値Ｌｔｈ以上となる走査ラインに対しては、各画素の輝度は全てＬｐｊ１に集約される。
【０１１４】
また、輝度伸張処理部１７０は、第２プロジェクタＰＪ２の映像データについては、構成画素の輝度の最大値が閾値Ｌｔｈ以上となる走査ラインのみが描画されるように生成する（ステップＳ２６）。したがって、第２プロジェクタＰＪ２の走査領域は、垂直方向に沿ってＳＵＭ／ＡＬＬ倍に縮小される。この結果、高輝度領域に位置する各画素の輝度は、その縮小率に反比例して増加する。
【０１１５】
上記のステップＳ２５，Ｓ２５の処理によって生成された第１の映像信号および第２の映像信号は、フレームメモリ１１０を経由して、第１プロジェクタＰＪ１および第２プロジェクタＰＪ２にそれぞれ送出される。第１プロジェクタＰＪ１および第２プロジェクタＰＪ２の各々が入力された映像信号を、フレームごとに走査することにより、スクリーンには各画素の輝度が伸張されたフレーム映像が表示される。
【０１１６】
以上に述べたように、この発明の実施の形態３によれば、２台の走査型プロジェクタをスタック投写させる映像表示システムにおいて、いずれか一方の走査型プロジェクタの走査領域を、表示したい映像の高輝度領域のみを描画するように縮小させることにより、該高輝度領域の輝度の最大値を、各走査型プロジェクタが実現できる最大輝度を足し合わせた値よりも高い値に伸張させることができる。
【０１１７】
また、表示したい映像のヒストグラムと、各プロジェクタが実現し得る最大輝度との関係に基づいて、上記一方のプロジェクタに描画させる高輝度領域を抽出することから、輝度伸張処理の前後において表示映像の輝度バランスを保つことができる。
【０１１８】
なお、上述した実施の形態３では、映像制御装置が取得するフレーム映像の明るさに関する情報として、フレーム映像の輝度を取得する構成について説明したが、フレーム映像の明度やＲＧＢ信号の最大値を取得する構成とすることもできる。
【０１１９】
また、上述した実施の形態１〜３では、いずれも、２台の走査型プロジェクタをスタック投写させるように構成された映像表示システムを例として説明したが、特に、実施の形態１および２については、適用されるプロジェクタは、フレーム映像をシーケンシャルに描画するように構成されたプロジェクタである限りにおいて、必ずしも走査型プロジェクタに限定されるものでない。
【０１２０】
さらに、上述した実施の形態１〜３では、プロジェクタを２台とした場合の映像表示システムを例として説明したが、３台以上のプロジェクタをスタック投写させる映像表示システムにおいても本願発明を適用することが可能である。
【０１２１】
また、上述した実施の形態１〜３では、２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２により共用される映像制御装置１００（または１００Ａ）を、プロジェクタＰＪ１およびＰＪ２の外部に備え、外部の映像制御装置１００（または１００Ａ）からプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２の各々に映像信号を供給する構成としたが、図２０に示すように、映像制御装置１００（または１００Ａ）をプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２に内蔵する構成としてもよい。
【０１２２】
図２０は、本実施の形態１〜３に係る映像表示システムの他の構成例を説明する概略構成図である。図２０を参照して、第１プロジェクタＰＪ１および第２プロジェクタＰＪ２の各々には、映像制御装置１００が内蔵されている。この映像制御装置１００は、図６に示した映像制御装置１００と同様の構成および機能を有するものである。各プロジェクタに内蔵される映像制御装置１００は、図示しない信号線によって通信可能に接続されている。
【０１２３】
第１プロジェクタＰＪ１と第２プロジェクタＰＪ２との間には、いずれか一方をマスタとし、他方をスレーブとする主従関係が成立している。図２０には、第１プロジェクタＰＪ１をマスタとし、第２プロジェクタＰＪ２をスレーブとした場合の構成例が示される。
【０１２４】
このような場合、映像入力信号は、最初に、マスタである第１プロジェクタＰＪ１の映像制御装置１００に入力される。第１プロジェクタＰＪ１の映像制御装置１００は、上述した方法によって、自己が表示する第１の映像信号と、第２プロジェクタＰＪ２が表示する第２の映像信号とを生成する。そして、生成した第２の映像信号を、第２の映像信号の表示タイミングを定める同期信号とともに、通信線を介して第２プロジェクタＰＪ２の映像制御装置１００へ出力する。第２プロジェクタＰＪ２の映像制御装置１００は、与えられた第２の映像信号のうち少なくとも２フレーム分の映像データをフレームメモリ１１０（図６）に格納するとともに、同期信号に従った表示タイミングで表示させる。
【０１２５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  光源、２０  光源駆動部、３０Ｖ，３０Ｈ  走査素子、４０  走査駆動部、４０Ｖ  垂直駆動制御部、４０Ｈ  水平駆動制御部、５０  映像信号処理部、１００，１００Ａ  映像制御装置、１１０  フレームメモリ、１２０  動きベクトル検出部、１３０  補間映像生成部、１４０，１８０  映像同期信号生成部、１５０  補間映像同期信号生成部、１７０  輝度伸張処理部、ＰＪ１  第１プロジェクタ、ＰＪ２  第２プロジェクタ。
【図１】
2011033805.tif 000007
【図２】
2011033805.tif 000008
【図３】
2011033805.tif 000009
【図４】
2011033805.tif 000010
【図５】
2011033805.tif 000011
【図６】
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【図７】
2011033805.tif 000013
【図８】
2011033805.tif 000014
【図９】
2011033805.tif 000015
【図１０】
2011033805.tif 000016
【図１１】
2011033805.tif 000017
【図１２】
2011033805.tif 000018
【図１３】
2011033805.tif 000019
【図１４】
2011033805.tif 000020
【図１５】
2011033805.tif 000021
【図１６】
2011033805.tif 000022
【図１７】
2011033805.tif 000023
【図１８】
2011033805.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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