专利名称：显示装置和显示装置中的图像信息生成方法
技术领域：
本发明涉及使用多个投影型图像显示装置来生成高亮度和高解像度的图像的显示装置和显示装置中的图像信息生成方法。
背景技术：
近年来，投影仪等投影型图像显示装置受到关注。该投影型图像显示装置的主要特征是，其显示画面的大小、显示画面的亮度、以及曲面上的显示等与显示相关的自由度非常高。例如，可使用多台投影型图像显示装置使从各个投影型图像显示装置所投影的投影图像在屏幕上重叠，从而可在更大画面上生成高清晰图像。
使用多个投影型图像显示装置使图像在屏幕上重叠的技术大致可分类成3种“分块投影”、“层叠投影”以及它们的组合。
分块投影具有的主要特征是，可与所使用的投影型图像显示装置的台数大致成比例，在大画面上生成高亮度和高解像度的图像，另一方面，存在以下几个问题，即由于连接点的部分明显而使图像质量劣化，因所使用的投影仪的个体差异引起的颜色不均匀，以及难以高精度地同步显示图像等。
并且，层叠投影具有的主要特征是可生成高亮度的图像，然而难以生成高解像度的图像，并且需要精密的位置控制，除该问题以外，还具有的问题是，与分块投影一样，难以高精度地同步显示图像。
并且，分块投影和层叠投影的组合也具有上述特征和问题。该分块投影和层叠投影的组合与仅分块投影和仅层叠投影相比，不像它们使用那么多，如果列举一例，则专利文献1便是其中之一。
图20是表示专利文献1的概略结构的图，由负责各个投影区域的高亮度和高解像度的多个投影型图像显示装置PJa、PJb、PJc以及把画面整体作为投影区域的低亮度和低解像度的投影型图像显示装置PJd构成。
专利文献1特开2000-184317号公报另外，在该分块投影、层叠投影以及它们的组合中，各个投影型图像显示装置在屏幕上的投影区域的形状原则上是长方形。这是因为，目前普遍使用的投影型图像显示装置大多数具有长方形的投影区域。
当使用这种具有长方形的投影区域的投影型图像显示装置的组合来生成一个画面时，期望的是，在投影型图像显示装置的投影区域的形状是作为投影型图像显示装置的本来投影区域形状的长方形或者接近长方形的状态下进行投影。
因此，在以往的大部分分块投影、层叠投影或者它们的组合的投影方式中，从成为构成要素的各投影型图像显示装置所投影的投影区域一般是长方形。在上述专利文献1中，各投影型图像显示装置在屏幕上的投影区域也是长方形。
这样，具有的优点是，通过把从各投影型图像显示装置所投影的投影区域设定为各个投影型图像显示装置本来具有的投影区域形状即长方形，容易计算最好把什么样的值分配给各投影型图像显示装置的各个像素，然而作为其代价，存在的问题是，特别是在重叠部分容易产生波纹(moire，干扰条纹)。
对于该波纹，在使具有本来投影形状的长方形的投影区域按照原样重叠的情况下，由于呈正方格子状排列的像素的大小和周期等是相同的，因而认为因像素之间的干扰而容易产生波纹。
发明内容
本发明的目的是提供可在使用多个投影型图像显示装置使从各个投影型图像显示装置所投射的投影图像在屏幕上重叠来生成一个画面时，使重叠部分难以产生波纹，实现投影图像质量的提高的显示装置和显示装置中的图像信息生成方法。
(1)本发明的显示装置是一种使用多个投影型图像显示装置来显示一个画面的显示装置，其特征在于，构成所述显示装置的所述多个投影型图像显示装置被配置成在这些多个投影型图像显示装置中，在屏幕上的投影形状为本来投影形状的投影仪至多仅存在1台。
这样，使各个投影型图像显示装置的投影区域在屏幕上重叠，进行所谓的层叠投影的情况下，可使各个投影型图像显示装置在屏幕上的像素的大小和周期等不同，因而难以发生像素之间的干扰，从而可抑制波纹的产生，由此可实现投影图像质量的提高。
(2)在前述(1)所述的显示装置中，优选的是，所述各投影型图像显示装置的本来具有的投影形状是长方形，所述多个投影型图像显示装置被配置成投影形状为长方形的投影仪至多仅存在1台。
这样，通过有意使本来具有的长方形的投影形状变形而成为与长方形不同的形状，如上所述，例如，在进行层叠投影的情况下，可使各个投影型图像显示装置在屏幕上的像素的大小和周期等不同。这样，难以发生像素之间的干扰，从而可抑制波纹的产生。
(3)在前述(1)或(2)所述的显示装置中，优选的是，把所述各个投影型图像显示装置相对于所述屏幕配置成所述各投影型图像显示装置在所述屏幕上的亮度的最大值和最小值之比大于等于预定值。
这样，通过配置成使各个投影型图像显示装置在所述屏幕上的亮度的最大值和最小值之比大于等于预定值，可获得难以发生像素间的干扰从而可抑制波纹产生的效果。另外，所述屏幕上的亮度的最大值和最小值是指把可输出的最大亮度值赋予给各个投影型图像显示装置中的显示装置(液晶面板等)上的所有像素，投影到屏幕上，由此时的亮度分布所获得的亮度的最大值和最小值。
(4)在前述(3)所述的显示装置中，优选的是，所述亮度的最大值和最小值之比为亮度的最大值大于等于最小值的大致2倍。
这样，可以更可靠地获得难以发生像素间的干扰从而可抑制波纹产生的效果。
(5)在前述(1)至(4)中的任意一项所述的显示装置中，优选的是，所述多个投影型图像显示装置被配置成所述各投影型图像显示装置所具有的像素在所述屏幕上的投影面积的最大值和最小值之比大于等于预定值。
这样，通过配置成使各投影型图像显示装置的像素在所述屏幕上的投影面积的最大值和最小值之差大于等于预定值，可获得难以发生像素间的干扰从而可抑制波纹产生的效果。
(6)在前述(5)所述的显示装置中，优选的是，所述各投影型图像显示装置的像素在所述屏幕上的投影面积的最大值和最小值之比为投影面积的最大值大于等于最小值的大致2倍。
这样，可以更可靠地获得难以发生像素间的干扰从而可抑制波纹产生的效果。
(7)本发明的显示装置是一种至少使用第1和第2投影型图像显示装置在屏幕上显示一个画面的显示装置，其特征在于，把所述第1和第2投影型图像显示装置在所述屏幕上的投影区域重叠的重叠区域内所包含的与特定屏幕坐标Ps的位置对应的所述第1投影型图像显示装置的像素设为P1，把与屏幕坐标Ps的位置对应的所述第2投影型图像显示装置的像素设为P2；针对所述屏幕把所述各投影型图像显示装置配置成所述第1投影型图像显示装置的像素P1和与所述像素P1邻接的至少1个像素P1’在屏幕上的差分向量ΔP1＝(P1’-P1)不同于所述第2投影型图像显示装置的像素P2和与所述像素P2邻接的像素P2’在屏幕上的差分向量ΔP2＝(P2’-P2)。
这样，可获得与(1)所述的显示装置相同的效果。并且，根据该(7)，无论投影仪的本来投影形状是哪种形状，都能采用可抑制波纹发生的配置方法。另外，在该(7)所述的显示装置中，优选的是，具有(3)～(6)所述的显示装置的特征。
(8)本发明的显示装置中的图像信息生成方法，是一种生成提供给构成显示装置的各投影型图像显示装置的图像信息的显示装置中的图像信息生成方法，其中该显示装置使用多个投影型图像显示装置来在屏幕上显示一个画面，其特征在于，该方法具有分割所述屏幕而生成多个小区域的步骤；针对通过所述分割而得到的各个小区域，取得该小区域中的所述各投影型图像显示装置的解像度的步骤；以及从在所述各小区域中被认为解像度低的投影型图像显示装置开始，依次把像素值分配给与该小区域对应的所述各投影型图像显示装置的像素的步骤。
这样，可实现(1)所述的显示装置，并可把最佳像素值提供给构成该显示装置的各投影型图像显示装置的各像素。
(9)在前述(8)所述的显示装置中的图像信息生成方法中，优选的是，在所述分配像素值的步骤中，对于在所述各小区域中被认为解像度低的投影型图像显示装置的与该小区域对应的各像素，赋予该小区域中的所述屏幕上的像素中、小于等于具有要显示的期望像素值中的最小像素值的像素的像素值的某个像素值，并且对于其它投影型图像显示装置的与该小区域对应的各像素，赋予由所述被认为解像度低的投影型图像显示装置所赋予的像素值和所述期望像素值之差的像素值。
这样，在使用多个投影型图像显示装置进行层叠投影的情况下，可把合适的像素值赋予各个投影型图像显示装置的重叠部分的像素，可获得在屏幕上要显示的期望像素值。
(10)在前述(8)或(9)所述的显示装置中的图像信息生成方法中，优选的是，所述像素值是亮度值。
这样，可把合适的亮度值赋予各投影型图像显示装置的各像素。
(11)本发明的显示装置中的图像信息生成方法，是一种生成提供给构成显示装置的各投影型图像显示装置的图像信息的显示装置中的图像信息生成方法，其中该显示装置使用多个投影型图像显示装置来在屏幕上显示一个画面，其特征在于，事先作成可在所述屏幕上的各坐标处、针对所述各投影型图像显示装置的各像素取得各个像素在屏幕上可投影的面积和可输出的像素值的表，并基于该表，根据要显示的图像信息取得各个投影型图像显示装置的各像素的像素值。
这样，由于可参照表取得要赋予各投影型图像显示装置的各像素的合适像素值，因而如果作成表，则可合适且高速地取得各个投影型图像显示装置的重叠部分的像素的像素值。这样，特别适用于使用多个投影型图像显示装置进行层叠投影的情况。
(12)在前述(11)所述的显示装置中的图像信息生成方法中，优选的是，在基于所述表，根据要显示的图像信息取得所述各投影型图像显示装置的各像素的像素值的处理中，在使用所述表而得到的某个投影型图像显示装置的像素值不满足期望像素值的情况下，把满足所述期望像素值的像素值赋予该表中位于其周边的具有更大值的像素值的像素的投影型图像显示装置。
这样，在使用多个投影型图像显示装置进行层叠投影的情况下，可将合适的像素值赋予各个投影型图像显示装置的重叠部分的像素，可获得在屏幕上期望的像素值。
(13)在前述(12)所述的显示装置中的图像信息生成方法中，优选的是，赋予所述具有更大值的像素值的像素的投影型图像显示装置的像素值是由未获得所述要显示的像素值的投影型图像显示装置所赋予的像素值与所述期望像素值之差的像素值。
这样，可实现前述(12)的显示装置中的图像信息生成方法。另外，在(11)～(13)中的任意一项的显示装置中的图像信息生成方法中，优选的是，像素值是亮度值。
图1是对根据本发明的实施方式的显示装置进行说明的图。
图2是表示在把投影仪相对于屏幕以预定角度(θ＝20°)配置时的投影仪相对于屏幕的配置以及在屏幕上的亮度分布的图。
图3是表示在把投影仪相对于屏幕以预定角度(θ＝70°)配置时的投影仪相对于屏幕的配置以及在屏幕上的亮度分布的图。
图4是表示在使投影仪从与屏幕正对的位置开始相对于屏幕SCR分别移动预定的角度来配置时在屏幕上相对于各位置的亮度分布的图。
图5是表示2个投影仪相对于屏幕以预定角度配置时在屏幕上各自的投影区域的图。
图6是表示2个投影仪相对于屏幕以预定角度配置的例子以及此时在屏幕上各自的投影区域的图。
图7是把屏幕分割成小区域的例子的图。
图8是表示屏幕上的某1个小区域的图。
图9是表示投影仪PJ1的各像素如何覆盖图8所示的屏幕上的1个小区域的图。
图10是表示投影仪PJ2的各像素如何覆盖图8所示的屏幕上的1个小区域的图。
图11是用于对亮度值的分配进行说明的图。
图12是将图像信息生成方法之1的处理步骤以PAD图的形式示出的图。
图13是表示在图像信息生成方法之1中所使用的图像信息生成装置的结构的图。
图14是表示在图像信息生成方法之2中所使用的表的内容的图。
图15是表示在图像信息生成方法之2中所使用的图像信息生成装置的结构的图。
图16是表示使用多个投影仪PJ1、PJ2、…进行层叠投影的例子的图。
图17是表示本发明的显示装置采用背投型的一例的图。
图18是对多个投影仪相对于屏幕的配置方法的另一例进行说明的图。
图19是把图18中的屏幕坐标Ps附近进行放大示出的图。
图20是表示以往的多画面显示装置的概略结构的图。
具体实施例方式
下面，对本发明的实施方式进行说明。首先，对本发明的概念进行说明。
图1是对本发明的实施方式的显示装置进行说明的图，采用以下结构，即将多台(在该图1的例子中为2台)投影型图像显示装置PJ1、PJ2(以下称为投影仪PJ1、PJ2)相对于屏幕SCR以预定角度设置在左右两侧。
另外，假定这些投影仪PJ1、PJ2是在从与屏幕SCR正对的位置进行了投影的情况下，在屏幕SCR上形成长方形的投影区域的一般投影仪，并假定该长方形的投影区域是这些投影仪PJ1、PJ2具有的本来投影区域的形状。该长方形的投影区域的形状在本发明中被称为“本来投影形状”。
这样，当本来投影形状是长方形的投影仪PJ1、PJ2从图1所示的位置投影到屏幕SCR上时，各个投影仪PJ1、PJ2的投影区域发生变形而成为与长方形不同的形状。
本发明通过把多个投影仪配置成使在屏幕SCR上所形成的投影区域的形状成为与本来投影形状不同的形状，使得难以产生以往在进行重叠投影时所产生的波纹。
即，在使多个投影仪进行重叠投影的层叠投影等投影方式中，如前所述，当使作为本来投影形状的长方形的投影区域按照原样重叠时，由于在来自各个投影仪的投影图像中呈正方格子状排列的像素的大小和周期等是相同的，因而因像素间的干扰而容易产生波纹。
相对之下，当使本来投影形状变形来重叠时，由于重叠部分中的像素的大小和周期性不同，因而难以发生像素间的干扰，可抑制波纹的产生。
图2和图3是表示在把投影仪(假定为投影仪PJ1)相对于屏幕SCR以预定角度(θ＝20°和θ＝70°)配置时的投影仪PJ1相对于屏幕SCR的配置以及在屏幕SCR上的亮度分布(理论值)的图。该图示出当把可输出的最大亮度值赋予投影仪PJ1中的显示装置(液晶面板等)上的坐标(称为投影仪坐标)的所有像素来投影到屏幕SCR上时的亮度分布。
另外，在把投影仪PJ1配置成与屏幕SCR正对的情况下，如果把与来自投影仪PJ1的投影透镜的光轴正交的屏幕SCR上的亮度值设为100％，则在屏幕SCR上的投影仪PJ1的投影区域的两端，亮度值一般约为80％左右。
在该图2和图3中，对把屏幕SCR在横方向的宽度设为1m，把投影仪PJ1相对于屏幕SCR配置成θ＝20°的角度的例子(参照图2(a))、以及配置成θ＝70°的角度的例子(参照图3(a))进行说明。
此时，假定从投影仪PJ1(投影仪PJ1的投影透镜)到屏幕SCR在横方向的宽度的中点m的距离保持为1m。因此，由于从投影仪PJ1到屏幕SCR的中点m的距离是固定的，因而即使θ变化，在屏幕SCR的中点m的亮度仍是固定的。
这里，图2(b)和图3(b)示出了在各个角度(θ＝20°和θ＝70°)时，当把屏幕SCR的中点m的亮度设为最大亮度值的50％时，屏幕SCR上的其它位置是什么样的亮度。在图2(b)和图3(b)中，纵轴表示亮度变化(1表示100％)，横轴表示屏幕SCR的位置(0表示中点m，1表示右端，-1表示左端)。
从该图2(b)和图3(b)中可以看出，从投影仪PJ1到屏幕SCR的距离越远，亮度就越小，并且，角度θ越大，屏幕SCR上的亮度差就越大。例如，在角度θ＝70°的情况下，从图3(b)可知，在屏幕SCR的两端，亮度大约相差50％。
图4是表示在使投影仪PJ1从与屏幕SCR正对的位置开始相对于屏幕SCR分别移动预定角度(在该例中为10°)来配置时(图4(a))屏幕SCR上的相对于各位置的亮度分布(图4(b))的图。在图4(a)中，当使投影仪PJ1移动到虚线所示的位置时，为图4(b)的曲线C1所示的亮度分布。
从该图4中可以看出，投影仪PJ1相对于屏幕SCR的角度θ越大，投影仪PJ1投影的投影区域在屏幕SCR上的亮度差就越大。另外，在该图4的情况下，假定屏幕SCR在横方向的宽度为1m，并假定从投影仪PJ1(投影仪PJ1的投影透镜)到屏幕SCR在横方向的宽度的中点m的距离保持为1m。
在本发明中，期望的是，某1台投影仪投影的投影区域在屏幕SCR上的亮度差具有某种程度的大小。因此，相对于屏幕SCR来配置各个投影仪，使得在屏幕SCR上获得预定的亮度差。
在本发明中，优选的是，对投影仪相对于屏幕SCR的角度进行设定，使得各投影仪在屏幕SCR上的亮度大于等于最小值的2倍(最大值和最小值之比大于等于2比1)。另外，屏幕SCR上的亮度的最大值和最小值是指把可输出的最大亮度值赋予给各个投影仪中的显示装置(液晶面板等)上的所有像素，投影到屏幕SCR上，由此时的亮度分布获得的亮度的最大值和最小值。
这里，由于亮度与屏幕SCR上的各图像的面积成反比，因而亮度越高，解像度就越高(投影仪的1个像素在屏幕SCR上覆盖的面积就越窄)，亮度越低，解像度就越低(投影仪的1个像素在屏幕SCR上覆盖的面积就越大)。另外，期望的是，某1台投影仪具有的像素在屏幕SCR上的投影面积的最大值大于等于最小值的2倍(最大值和最小值之比大于等于2比1)。
图5是表示2个投影仪PJ1、PJ2相对于屏幕SCR以预定角度配置(例如，如图6所示的配置)时在屏幕SCR上的各自投影区域的图。这里，图5(a)是投影仪PJ1在屏幕SCR上的投影区域，图5(b)是投影仪PJ2在屏幕SCR上的投影区域。在此情况下，投影仪PJ1的投影区域的右侧的解像度高于左侧，投影仪PJ2的投影区域的左侧的解像度高于右侧。
图6是表示2个投影仪PJ1、PJ2相对于屏幕SCR以预定角度配置来进行层叠投影时的投影仪PJ1、PJ2相对于屏幕的配置例、以及此时在屏幕SCR上各自的投影区域的图。在图6中，投影仪PJ1的投影区域用粗线表示，投影仪PJ2的投影区域用细线表示。在这种投影方式中，两者的投影区域的共同部分主要用作待显示的图像(内容)的显示区域。
这样，通过使各个投影仪PJ1、PJ2相对于屏幕SCR斜向投影，使得各个投影区域的形状与本来投影形状不同，可在使投影仪PJ1、PJ2各自的投影区域重叠的情况下，使重叠部分的像素的大小和亮度值以及像素的周期性不同。这样，难以发生像素间的干扰，可抑制波纹的产生。
在上述例中，对使用2台投影仪进行层叠投影的例子作了说明，但也可以使用3台或3台以上的投影仪。这样，通过使多个投影仪相对于屏幕SCR斜向投影，使得各个投影区域的形状与本来投影形状不同，可在屏幕SCR上将各种大小的像素以各种亮度值配置成正方格子以外的状态。这样，可使重叠部分中的像素的大小和亮度值以及像素的周期性不同。
下面，在相对于屏幕SCR设置成使来自多个投影仪的投影区域在屏幕SCR上成为与本来投影形状不同的形状的显示装置中，对赋予给各投影仪的像素信息(像素值)的生成方法的2个例子进行说明。
另外，把以下所示的2种图像信息生成方法中的一种称为“图像信息生成方法之1”，把另一种称为“图像信息生成方法之2”。
在该“图像信息生成方法之1”和“图像信息生成方法之2”中，在该实施方式中，假定投影仪是2台(投影仪PJ1、PJ2)，并假定相对于屏幕SCR，例如，采用图1所示的配置进行层叠投影。并且，假定在该图像信息生成方法之1和图像信息生成方法之2中所生成的图像信息(像素值)是亮度值。
在图像信息生成方法之1中，把屏幕分割成小区域，针对所分割的各小区域进行处理。另外，把该屏幕分割成小区域的处理实际上是在计算机等的存储器中进行的，可以说是虚拟的画面分割处理。
并且，作为进行该处理时的前提，假定知道表示屏幕SCR上的各像素位置的坐标(屏幕坐标)和表示各投影仪PJ1、PJ2的液晶面板等的显示装置上的各像素位置的坐标(投影仪坐标)的对应关系。即，假定预先知道各投影仪PJ1、PJ2在屏幕SCR上在什么样的位置以什么样的解像度进行投影。这可通过使用摄像手段等的现有技术来实现。
首先，作为步骤(1)，分割屏幕SCR来获得多个小区域。
图7是表示把屏幕SCR分割成小区域的例子的图。在图7中，被分割成格子状的各四边形表示小区域。假定在分割该屏幕SCR而获得的小区域内，各个投影仪PJ1、PJ2的解像度不怎么变化。反过来说，进行在各个小区域内解像度几乎不变化的小区域分割。
然后，作为步骤(2)，针对各小区域，取得该小区域中的各投影仪PJ1、PJ2的解像度(像素数)。另外，假定进行在某1个相同小区域内，投影仪PJ1的解像度(像素数)和投影仪PJ2的解像度(像素数)之差有明显不同的小区域分割。
针对各小区域取得了各投影仪PJ1、PJ2的解像度(像素数)的结果是该所取得的解像度越低(所取得的像素数越少)，在该小区域中，投影仪的1个像素覆盖的屏幕SCR上的像素数就越多，而且最大亮度值也就越低。
然后，作为步骤(3)，从在该小区域中被认为解像度低的投影仪开始，依次分配作为像素信息(像素值)的亮度值。针对所有小区域执行该步骤。以下，对在各小区域中，把亮度值分配给覆盖该小区域的各投影仪的像素的处理进行说明。
图8是表示屏幕SCR上的某1个小区域Z1的图，假定该小区域Z1是与图6中的P1附近的位置对应的区域。为了容易理解说明，该图8所示的小区域Z1是把屏幕SCR非常细致地分割的情况，与图7所示的小区域分割例不一定一致。并且，图8所示的小区域Z1是由4像素×4像素的16个像素构成的例子。另外，该小区域Z1中的黑圆点表示待显示的内容在屏幕SCR上的像素。
图9是表示投影仪PJ1的各像素如何覆盖图8所示的屏幕SCR上的1个小区域Z1的图。由于该投影仪PJ1相对于图6中的P1位于很远的位置，因而与该位置P1对应的投影仪PJ1的各像素覆盖很宽的范围。
在图9的例子中，屏幕SCR上的小区域Z1内的16个像素由投影仪PJ1的大致9个像素覆盖。这里，当关注小区域Z1内的4个像素A、B、C、D时，该4个像素A、B、C、D由投影仪PJ1的某1个像素(该像素用像素a表示并用粗线框表示)覆盖。
图10是表示投影仪PJ2的各像素如何覆盖图8所示的屏幕SCR上的1个小区域Z1的图。由于该投影仪PJ2相对于图6中的P1位于很近的位置，因而与该位置P1对应的投影仪PJ2的各像素覆盖很窄的范围。
在图10的例子中，屏幕SCR上的小区域Z1由投影仪PJ2的大致16个像素覆盖。这里，当关注小区域Z1内的4个像素A、B、C、D时，该4个像素A、B、C、D由投影仪PJ2的4个像素(该像素用像素a、b、c、d表示并用粗线框表示)对应。即，在该图10的例子中，在小区域Z1中，屏幕SCR上的各个像素与投影仪PJ2的各个像素对应。
如该图9和图10所示，可取得某个小区域中的各投影仪PJ1、PJ2的解像度(像素数)。在图9和图10的例子中，小区域Z1中的投影仪PJ1的解像度(像素数)是9个，投影仪PJ2的解像度(像素数)是16个。这样，可知，在小区域Z1中，投影仪PJ2的解像度高，并且是高亮度。
这样，当取得了解像度时，接下来作为步骤(3)的处理，从解像度低的投影仪开始依次分配亮度值。在该例子中，在小区域Z1中，由于投影仪PJ1与投影仪PJ2相比解像度低，因而从投影仪PJ1开始进行亮度值的分配。
图11是用于对亮度值的分配进行说明的图。本来，把亮度值分配给与小区域Z1内的所有像素对应的投影仪PJ1、PJ2的各像素，然而这里，为了容易理解说明，仅对小区域Z1内的像素A、B、C、D进行说明。图11(a)示出针对像素A、B、C、D待显示的期望亮度值。
这里，首先，把亮度值分配给与小区域Z1内的像素A、B、C、D对应的投影仪PJ1的像素(图9所示的投影仪PJ1的像素a)。把分配给该投影仪PJ1的像素a的亮度值设定为图11(b)的L1的亮度值。把该亮度值L1设定为在该小区域内待显示的各像素中小于等于最小亮度值Lmin的某个亮度值。然而，在本实施方式中，出于泛灰对策(黒浮き对策)等目的，相对于最小亮度值Lmin取少许余量，采用比亮度值Lmin稍小的值。
由于该图11的例子仅关注小区域Z1内的像素A、B、C、D，因而在此情况下，假定像素A是待显示的各像素中最小的亮度值Lmin。因此，在本实施方式中，要分配给投影仪PJ1的像素a的亮度值是比像素A的亮度值Lmin稍小的亮度值L1。
这样，当结束把亮度值分配给成为对象的小区域Z1内解像度低的投影仪PJ1时，此次把亮度值分配给成为对象的小区域Z1内解像度高的投影仪PJ2。把亮度值分配给该高解像度的投影仪PJ2是把所分配的亮度值和待显示的期望亮度值(参照图11(a))的剩余部分的亮度值分配给低解像度的投影仪PJ1。
在图11(b)的例中，由于像素A、B、C、D的各方与投影仪PJ2的像素a、b、c、d的各方对应，因而另行把像素值分配给该像素A、B、C、D。另外，在图11(b)中，灰色所示部分表示分配给投影仪PJ2的各像素a、b、c、d的像素值。
针对通过区域分割所获得的所有小区域进行这种亮度值的分配处理，并且，尽管在上述说明中没有明示，然而按照各种颜色成分(例如红、绿、蓝)进行这种亮度值的分配处理。
图12将图像信息生成方法之1的处理步骤以PAD(Problem AnalysisDiagram问题分析图)图的形式示出。另外，由于已对图12所示的各个处理(例如，像素值分配等处理等)作了说明，因而在该图12中省略其详细说明。
在图12中，首先，进行虚拟画面分割处理，即把屏幕分割成小区域的处理(处理S1)，按照画面分割数(通过分割所获得的小区域数)(重复条件R1)进行以后的处理。该处理首先取得成为处理对象的小区域(称为要注目的小区域)(处理S11)，针对要注目的小区域，按照投影仪数(重复条件R2)取得所取得的小区域的解像度(处理S21)，存储所取得的解像度(处理S22)。对所有投影仪进行该处理，当针对所有投影仪的处理结束时，按照解像度顺序进行重新排列(处理S31)。
然后，根据按照解像度顺序重新排列后的结果，对有效投影仪数(重复条件R3)进行以后的处理。该处理针对要注目的小区域内的像素数(重复条件R4)而进行，即把像素值分配给各像素(处理S41)，存储该所分配的像素值(处理S42)。对要注目的小区域内的所有像素进行该处理S41、S42。并且，对所有有效投影仪进行该处理。另外，这里的有效投影仪数是指正在投影要注目的小区域的投影仪。因此，除此之外的投影仪视为处理对象以外。
然后，对后面的小区域进行相同的处理，当对所有小区域处理结束时，对构成显示装置的投影仪数(重复条件R5)进行基于所赋予的像素值的显示(处理S51)。
图13是表示在图像信息生成方法之1中所使用的图像信息生成装置的结构的图。另外，在之前所说明的图像信息生成方法之1中，采用2台投影仪，然而在该图13中，采用可以设置2台或2台以上的结构。
在图13中，图像信息生成装置1采用具有以下部件的结构投影信息取得部11，其根据使用摄像装置2对屏幕SCR进行摄像所获得的摄像信息取得投影信息；投影信息存储部12，其存储投影信息取得部11所取得的投影信息；投影图像取得部13，其取得各投影仪PJ1、PJ2、…要投影的投影图像；投影图像转换部14，其根据投影信息和投影图像转换成各投影仪要投影的图像的投影形状和亮度；投影图像输出部15，其把要投影的图像输出给各投影仪PJ1、PJ2、…；以及控制部16，其对该投影信息取得部11、投影信息存储部12、投影图像取得部13、投影图像转换部14以及投影图像输出部15进行控制。
在投影信息存储部12内所存储的投影信息是表示各投影仪PJ1、PJ2、…的显示装置上的各像素的位置的投影仪坐标，表示投影仪坐标在屏幕SCR的哪个位置的屏幕坐标，各投影仪PJ1、PJ2、…的各个像素在屏幕SCR上覆盖的面积，该像素可输出的最大亮度值等。另外，作为该投影信息的一例，例如，是在后面说明的图像信息生成方法之2的说明中所使用的图14(a)、(b)所示的内容。
并且，投影图像转换部14进行的亮度转换(对各像素的亮度分配等)如前所述。
根据以上说明的图像信息生成方法之1，可高精度地生成赋予多个投影仪的各像素的像素信息(亮度值)，这些投影仪相对于屏幕SCR设置成使各个投影仪的投影区域在屏幕SCR上成为与本来投影形状不同的形状。
图像信息生成方法之2可预先作成能取得与屏幕坐标对应的各投影仪的投影仪坐标、在该投影仪坐标处的像素大小(屏幕SCR上的可投影面积)、可输出的最大亮度值、以及用于指定投影仪的编号(投影仪编号)的表，并可根据该表，针对各投影仪中的投影仪坐标上的各像素设定在屏幕SCR上待显示的像素值(亮度值)。
图14是表示在图像信息生成方法之2中所使用的表的内容的图，图14(a)是描述与投影仪PJ1相关的数据的表，图14(b)是描述与投影仪PJ2相关的数据的表。
在描述与这些各投影仪PJ1、PJ2相关的数据的表内，作为数据描述有表示各投影仪PJ1、PJ2的显示装置上的各像素的位置的投影仪坐标，表示投影仪坐标在屏幕SCR的哪个位置的屏幕坐标，各投影仪PJ1、PJ2的各个像素在屏幕SCR上覆盖的面积，该像素可输出的最大亮度值等。
图14(c)是把该图14(a)、(b)所示的表汇总成以屏幕坐标为基准的1个表的图。该图14(c)为了生成以屏幕坐标为基准的表，对图14(a)、(b)的内容进行了合并和排序，可取得与屏幕坐标对应的投影仪坐标、该投影仪坐标的像素面积、可输出的最大亮度值、以及投影仪编号。
使用该图14(c)所示的表，要想使位于某个屏幕坐标的像素以某个亮度值显示，可决定最好把什么样的亮度值赋予各投影仪的对应像素。
具体地说，在要使位于某个屏幕坐标的像素以某个亮度值显示的情况下，例如，从图14(c)可知，当具有接近该屏幕坐标的位置的像素是位于投影仪PJ1的投影仪坐标“0000，0000”的像素时，取得位于该投影仪PJ1的投影仪坐标“0000，0000”的像素的亮度值“80”。
这里，在该所取得的亮度值“80”是不满足在屏幕SCR上待显示的期望亮度值的值的情况下，把预定的亮度值赋予具有接近该像素的位置(图14(c)的表内附近位置)的像素的其它投影仪的像素。
在该图14(c)的例子中，作为接近投影仪PJ1的投影仪坐标“0000，0000”的位置，具有投影仪PJ2的投影仪坐标“0000，0000”，该投影仪PJ2的投影仪坐标“0000，0000”的像素具有更大的亮度值“320”。因此，把位于投影仪PJ1的投影仪坐标“0000，0000”的像素的亮度值和待显示的期望亮度值之差的亮度值分配给投影仪PJ2的投影仪坐标“0000，0000”的像素。
这样，在屏幕SCR上待显示的像素，在该例子的情况下，通过把亮度值“80”分配给投影仪PJ1的对应像素，把剩余的亮度值分配给投影仪PJ2，并使2个投影仪PJ1、PJ2重叠投影，从而能以期望亮度值进行显示。
另外，在要使位于某个屏幕坐标的像素以某个亮度值显示的情况下，从图14可知，如果具有接近该屏幕坐标的位置的位于某个投影仪的投影仪坐标的像素具有能充分满足待显示的期望亮度值的亮度值，则把显示所需要的亮度值赋予该投影仪的像素，进行利用该投影仪的显示。并且，参照以上说明的表对各投影仪的亮度值的设定按照各种颜色(例如，红、绿、蓝)进行。
图15是表示在图像信息生成方法之2中所使用的图像信息生成装置的结构的图。在该图15中，也采用可以设置2台或2台以上的投影仪的结构。
图15中的图像信息生成装置1采用具有以下部件的结构投影信息存储部12，其存储投影信息；投影图像取得部13，其取得各投影仪PJ1、PJ2、…要投影的投影图像；投影图像转换部14，其根据投影信息和投影图像转换成各投影仪PJ1、PJ2、…要投影的图像的投影形状和亮度；投影图像输出部15，其把要投影的图像输出给各投影仪PJ1、PJ2、…；以及控制部16，其对该投影信息存储部12、投影图像取得部13、投影图像转换部14以及投影图像输出部15进行控制。
并且，在投影信息存储部12内所存储的投影信息例如是图14(a)、(b)、(c)所示的内容，这些数据可预先生成。而且，例如，在显示装置发货时等，可使投影信息存储器12存储所生成的投影信息。另外，可以仅存储把图14(a)、(b)的内容进行了合并和排序后的图14(c)。
并且，投影图像转换部14进行的亮度转换(对各像素的亮度分配等)如前所述。
如以上说明那样，根据图像信息生成方法之2，可预先生成能取得与屏幕坐标对应的各投影仪坐标、在该投影仪坐标处的像素大小(屏幕SCR上的可投影面积)、可输出的最大亮度值、以及用于指定投影仪的编号(投影仪编号)的表，并可根据该表，针对各投影仪设定在屏幕SCR上待显示的亮度值。
这样，只需参照表，就能针对屏幕SCR上的各像素，设置最好使哪个投影仪的哪个像素以什么样的亮度值显示。
因此，根据该图像信息生成方法之2，也可高精度地设定赋予多个投影仪的像素信息，这些投影仪相对于屏幕SCR设置成使各个投影仪的投影区域在屏幕SCR上成为与本来投影形状不同的形状。
并且，由于该图像信息生成方法之2可通过参照表高精度地设定要赋予各投影仪的像素信息，因而适用于图16所示的使用多个投影仪的层叠投影等。
图16是表示使用多个投影仪PJ1、PJ2、…进行层叠投影的例的图，在该图16中示出使用6台投影仪PJ1～PJ6的例子。
在此情况下，就各投影仪PJ1～PJ6来说，分别按照各投影仪作成图14(a)、(b)所示的表。然后，根据所作成的各表的内容，预先作成图14(c)所示的表，即，能取得与屏幕坐标对应的各投影仪坐标、在该投影仪坐标处的像素面积、可输出的最大亮度值、以及用于指定投影仪的编号(投影仪编号)的表。通过参照该表，可针对屏幕SCR上的各像素，设定最好使多个投影仪中的哪个投影仪的哪个像素以什么样的亮度值显示。
另外，本发明不限于上述实施方式，可在不背离本发明要旨的范围内实施各种变形。例如，当然，本发明还能应用于背投型显示装置。
图17是表示背投型显示装置的一例的图。该图17是通过使来自多个投影仪(例如，2台投影仪PJ1、PJ2)的投影光由各自对应的反射镜MR1、MR2反射来投影到屏幕SCR上的例子。
并且，在到此为止的说明中，对把投影仪相对于屏幕配置成使构成显示装置的各投影仪在屏幕上的投影形状成为与投影仪的本来投影形状不同的形状的例子作了说明，然而没有必要将所有投影仪进行这种配置。即，考虑到抑制波纹的目的，最好把多个投影仪配置成，使构成显示装置的多个投影仪中投影形状为本来投影形状的投影仪至多仅存在1台。
并且，例如，在使用多个投影仪进行分块投影或层叠投影的情况下，最好把各个投影仪配置成，在具有在屏幕上相互重叠的投影区域的几个投影仪之间，在具有该重叠投影区域的多个投影仪中，至多仅存在1台投影形状为本来投影形状的投影仪。
并且，在之前的说明中，把多个投影仪配置成，使构成显示装置的多个投影仪中投影形状为本来投影形状的投影仪至多仅存在1台，然而也考虑本来投影形状不限于长方形，也可以根据以下所示的想法配置各投影仪。
图18是对多个投影仪(这里也为2台投影仪PJ1、PJ2)相对于屏幕的配置方法的另一例进行说明的图。
在图18中，假定与屏幕SCR上的某个像素的坐标(屏幕坐标Ps)对应的投影仪PJ1、PJ2中的各显示装置31、32上的像素坐标(投影仪坐标)对于投影仪PJ1来说，是投影仪坐标P1，对于投影仪PJ2来说，是投影仪坐标P2。另外，假定各投影仪PJ1、PJ2的显示装置31、32的坐标以图示左上角为基点，用x表示右方向，用y表示下方向。
图19是把屏幕SCR的屏幕坐标Ps附近进行放大示出的图。从图19(a)可知，在屏幕坐标Ps部分，投影仪PJ1、PJ2的各方的像素(用粗线框表示)存在有重叠部分。
这里，考虑与位于投影仪PJ1侧的投影仪坐标P1的像素(称为像素P1)邻接的x方向的像素(称为像素P1x)和y方向的像素(称为像素P1y)的各方在屏幕上的差分向量(在此情况下，为从各像素的中心到中心的差分向量)、以及与投影仪PJ2侧的像素P2邻接的x方向的像素(称为像素P2x)和y方向的像素(称为像素P2y)的各方在屏幕上的差分向量(同样，为从各像素的中心到中心的差分向量)。
如图19(b)所示，如果把投影仪PJ1在屏幕SCR上的x方向的差分向量用ΔP1_x表示，则ΔP1_x可表示为ΔP1_x＝P1x-P1，并且，如果把y方向的差分向量用ΔP1_y表示，则ΔP1_y可表示为ΔP1_y＝P1y-P1。
同样，如图19(c)所示，如果把投影仪PJ2在屏幕上的x方向的差分向量用ΔP2_x表示，则ΔP2_x可表示为ΔP2_x＝P2x-P2，并且，如果把y方向的差分向量用ΔP2_y表示，则ΔP2_y可表示为ΔP2_y＝P2y-P2。
然后，当考虑了与投影仪PJ1侧的像素P1邻接的x方向的像素P1x和y方向的像素P1y的各方的差分向量ΔP1_x、ΔP1_y、以及与投影仪PJ2侧的像素P2邻接的x方向的像素P2x和y方向的像素P2y的各方的差分向量ΔP2_x、ΔP2_y时，把各投影仪PJ1、PJ2相对于屏幕SCR配置成，使得差分向量ΔP1_x与差分向量ΔP2_x不同，并且差分向量ΔP1_y与差分向量ΔP2_y不同。
通过把投影仪PJ1、PJ2进行这种配置，可在屏幕SCR上将各种大小的像素以各种亮度值、并且以在屏幕SCR上采用正方格子以外的状态来配置。这样，可使重叠部分中的像素的大小和亮度值以及像素的周期性不同。并且，无论投影仪的本来投影形状是哪种形状，都能采用可抑制波纹产生的配置方法。
并且，在此情况下，优选的是，各投影仪PJ1、PJ2的各像素在屏幕上的最大亮度的最大值和最小值之比为亮度的最大值大于等于最小值的大致2倍。并且，优选的是，各投影仪PJ1、PJ2的各像素在屏幕上的投影面积的最大值和最小值之比大于等于大致2倍。
另外，把各投影仪PJ1、PJ2相对于屏幕SCR配置成，使得差分向量ΔP1_x与差分向量ΔP2_x不同，并且差分向量ΔP1_y与差分向量ΔP2_y不同，这可取得更大的波纹抑制效果，然而，可以采用仅使差分向量ΔP1_x和差分向量ΔP2_x不同的配置方法，并且也可以采用仅使差分向量ΔP1_y与差分向量ΔP2_y不同的配置方法。
并且，本发明可生成用于实现以上说明的本发明的处理程序，也能使软盘、光盘、硬盘等记录介质记录该处理程序。因此，本发明也包含记录有该处理程序的记录介质。并且，也可以从网络中获得该处理程序。
权利要求
1.一种使用多个投影型图像显示装置来显示一个画面的显示装置，其特征在于，构成所述显示装置的所述多个投影型图像显示装置被配置成在这些多个投影型图像显示装置中，在屏幕上的投影形状为本来投影形状的投影仪至多仅存在1台。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述各投影型图像显示装置的本来投影形状是长方形，所述多个投影型图像显示装置被配置成投影形状为长方形的投影仪至多仅存在1台。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述多个投影型图像显示装置被配置成所述各投影型图像显示装置的投影图像在屏幕上的各像素的最大亮度的最大值和最小值之比大于等于预定值。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述各像素的最大亮度的最大值和最小值之比为亮度的最大值大于等于最小值的大致2倍。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述多个投影型图像显示装置被配置成所述各投影型图像显示装置具有的像素在所述屏幕上的投影面积的最大值和最小值之比大于等于预定值。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述各投影型图像显示装置的像素在所述屏幕上的投影面积的最大值和最小值之差为投影面积的最大值大于等于最小值的大致2倍。
7.一种至少使用第1和第2投影型图像显示装置在屏幕上显示一个画面的显示装置，其特征在于，把所述第1和第2投影型图像显示装置在所述屏幕上的投影区域重叠的重叠区域内所包含的与特定屏幕坐标Ps的位置对应的所述第1投影型图像显示装置的像素设为P1，把与屏幕坐标Ps的位置对应的所述第2投影型图像显示装置的像素设为P2；针对所述屏幕把所述各投影型图像显示装置配置成所述第1投影型图像显示装置的像素P1和与所述像素P1邻接的至少1个像素P1’在屏幕上的差分向量ΔP1＝(P1’-P1)不同于所述第2投影型图像显示装置的像素P2和与所述像素P2邻接的像素P2’在屏幕上的差分向量ΔP2＝(P2’-P2)。
8.一种显示装置中的图像信息生成方法，生成提供给构成显示装置的各投影型图像显示装置的图像信息，其中该显示装置使用多个投影型图像显示装置来显示一个画面，其特征在于，该方法具有分割所述屏幕而生成多个小区域的步骤；针对通过所述分割而得到的各个小区域，取得该小区域中的所述各投影型图像显示装置的解像度的步骤；以及从在所述各小区域中被认为解像度低的投影型图像显示装置开始，依次把像素值分配给与该小区域对应的所述各投影型图像显示装置的像素的步骤。
9.根据权利要求8所述的显示装置中的图像信息生成方法，其特征在于，在所述分配像素值的步骤中，对于在所述各小区域中被认为解像度低的投影型图像显示装置的与该小区域对应的各像素，赋予该小区域中的所述屏幕上的像素中、小于等于具有要显示的期望像素值中的最小像素值的像素的像素值的某个像素值，并且对于其它投影型图像显示装置的与该小区域对应的各像素，赋予由所述被认为解像度低的投影型图像显示装置所赋予的像素值和所述期望像素值之差的像素值。
10.根据权利要求8或9所述的显示装置中的图像信息生成方法，其特征在于，所述像素值是亮度值。
11.一种显示装置中的图像信息生成方法，生成赋予给构成显示装置的各投影型图像显示装置的图像信息，其中该显示装置使用多个投影型图像显示装置来显示一个画面，其特征在于，事先作成可在所述屏幕上的各坐标处、针对所述各投影型图像显示装置的各像素取得各个像素在屏幕上可投影的面积和可输出的像素值的表，并基于该表，根据要显示的图像信息取得各个投影型图像显示装置的各像素的像素值。
12.根据权利要求11所述的显示装置中的图像信息生成方法，其特征在于，在基于所述表，根据要显示的图像信息取得所述各投影型图像显示装置的各像素的像素值的处理中，在使用所述表而得到的某个投影型图像显示装置的像素值不满足期望像素值的情况下，把满足所述期望像素值的像素值赋予该表中位于其周边的具有更大值的像素值的像素的投影型图像显示装置。
13.根据权利要求12所述的显示装置中的图像信息生成方法，其特征在于，赋予所述具有更大值的像素值的像素的投影型图像显示装置的像素值是由未获得所述要显示的像素值的投影型图像显示装置所赋予的像素值与所述期望像素值之差的像素值。
全文摘要
显示装置和显示装置中的图像信息生成方法。在使用多个投影仪使从各个投影仪所投射的投影图像在屏幕上重叠来生成一个画面时，使重叠部分难以发生波纹。一种使用多个投影型图像显示装置来显示一个画面的显示装置，构成所述显示装置的所述多个投影型图像显示装置(例如，投影仪PJ1、PJ2)被配置成在这些多个投影型图像显示装置中，所述多个投影型图像显示装置在屏幕SCR上的投影形状为本来投影形状的投影型图像显示装置至多仅存在1台。
文档编号H04N5/57GK1735173SQ200510090198
公开日2006年2月15日 申请日期2005年8月11日 优先权日2004年8月11日
发明者长谷川浩 申请人:精工爱普生株式会社