图像显示的控制方法、控制装置以及控制程序 【技术领域】
本发明涉及适合于通过将多个图像投影单元排列并从各个图像投影单元投影部分图像来显示大画面且高分辨率的图像的图像显示控制方法、图像显示控制装置以及图像显示控制程序。
背景技术
[专利文献1]特开平8-294073号公报
[专利文献2]特开2002-238064号公报
[专利文献3]特开2002-277958号公报
使用1台显示装置可实现的显示的大小以及显示的分辨率有限。为了实现超越该限度的大画面、或者高分辨率的显示，有将多个图像显示控制装置排列使用的方法和装置。此时，如何使各个显示装置的显示边界不明显、整体上形成自然的一个显示成为课题。
作为使该边界不明显的方法，大致分为“并合法(張り合わせ法)”和“重叠法(重ね合わせ法)”两种。“并合法”的特征是：不管在整个显示图像的何处，该处的显示都是由任意一个显示装置进行的。“重叠法”的特征是：各个显示装置可显示的区域部分重叠，该处的显示是多个显示装置的显示的重叠。
作为“并合法”的例子，有使用机械并合的方法。该方法将平面显示器、例如液晶显示装置本身，在其端面进行机械并合。该方法具有的优点是：一旦并合，则该状态可稳定保持。另一方面，制作具有可并合的端面地显示装置会比较困难。
作为另一种“并合法”，有以下的方法：使用图像投影单元，将其所投影的图像在显示面上进行外观上的并合。该方法具有无需将显示装置本身并合、装置的自由度大的特征。另一方面，由于该并合状态不是机械并合，因而由于装置的机械时效变化和电气时效变化会产生误差。并且，该误差对显示质量的影响大，难以维持良好的显示状态。
作为“重叠法”的例子，有使用多个图像投影单元，将来自某一个图像投影单元的投影图像的一部分与来自其它图像投影单元的投影图像的一部分重叠的方法。
该方法是在所重叠的区域(称为重复区域)内，通过使一个输出递减，同时使另一输出递增来使边界区域平滑连接。在该重叠状态下，由于装置的机械时效变化和电气时效变化会产生误差，这与“并合法”等同。然而，“重叠法”与“并合法”相比较，具有误差对显示质量的影响相对小的特征。另一方面，重复区域内的显示控制比较困难。
以下使用附图，对上述方法进行更详细的说明。
图21示意性地示出使用多个(此处为4台)图像投影单元(投影仪等)PJ1、PJ2、PJ3、PJ4的“并合法”。如该图21所示，各图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4被配置成可以进行使各个显示区域A1、A2、A3、A4不重复并且无间隙的显示的状态。然而，由于各个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4的显示会因微小的设置误差和时效变化而容易变形为不等边的且无直角的四边形，因而很难将各个显示区域A1、A2、A3、A4这样准确配置并维持其该状态。
图22同样示意性地示出4台图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4以各自可显示的显示区域A1、A2、A3、A4的一部分中具有重复区域Z的状态进行显示的情况。该方式，既可以进行“并合法”的显示，又可以进行“重叠法”的显示。
图23示意性地示出实现图22的使用“并合法”方式进行显示的方法。此处，为进行简单说明，考虑3台图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3，并且仅考虑1条线上的处理。此处，假设预先已知3台图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3各自的可显示的显示区域和相互具有重复区域的图像投影单元具有什么样的重复区域。
作为得知该重复区域的具体方法，有例如专利文献1所述的方法和专利文献2所述的方法等。专利文献1所述的方法通过使用户容易看到重复区域的两端而向用户指示重复区域，来得知该重复区域。而专利文献2所述的方法则是使用照相机的输入来得知重复区域。
图23的(A)、(B)、(C)示意性地示出对3个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3的显示的加权值在某一条线上的值。如图所示，该加权值是“1”和“0”2个值，其可用软件或电路极其容易地实现。此处，加权值“1”意味着是对某一输入的输出值自身，而加权值“0”意味着是黑输出。图中的P1、P3、P4、P6表示重复区域的端点，而P2、P5表示该例中用于进行并合的图像的分割位置。作为具体实现该图23的例子，有专利文献3所述的方法。
将这些加权值相加的结果，如图23(D)所示，在整个显示区域内为恒定值，即“1”。
图24示出在图23中位于中央的图像投影单元PJ2在箭头X方向上位置偏移了ΔX的状况。此时，将图24的(A)、(B)、(C)所示的各个显示的加权值相加的结果，如图24(D)所示，产生加权值为“0”的部分，即，未进行任何显示而成为黑色的部分，以及加权值为“2”的部分，即，由于显示重叠而成为非常明亮的部分。这些部分很容易被看出，显示质量大幅度降低。
另外，图23和图24仅考虑了某一条线上的处理，然而以二维方式考虑的情况下，存在更困难的状况。
图25用于对此进行说明。如图25(A)所示，考虑2个图像投影单元PJ1、PJ2的显示区域A1、A2相互具有角度地重叠的情况。此时，假设显示图25的左侧的图像投影单元(设其为图像投影单元PJ1)的显示区域A1为图25(A)的灰色所示的区域，假设显示图25的右侧的图像投影单元(设其为图像投影单元PJ2)的显示区域A2为图25(B)的灰色所示的区域。
这样，如图25(C)所示，存在以下部分，即：两个图像投影单元PJ1、PJ2的显示区域A1、A2重叠而亮度过大的部分(灰色所示的部分a1)，以及未被两个图像投影单元PJ1、PJ2中的任何一个显示的部分(黑色所示部分a2)。在图像投影单元的显示单位具有有限的大小，并且图像投影单元的显示相互具有角度地重叠的情况下，这是不可避免的现象。
图26示意性地示出实现“重叠法”显示的方法。图26的(A)、(B)、(C)示意性地示出对3个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3的显示的加权值在某一条线上的值。
如该图26所示，该加权值中的一个在重复区域内递减，另一个递增。将它们相加的结果，如图26(D)所示，在整个显示区域内为恒定值。
图27示出在图26中位于中央的图像投影单元PJ2产生与图24相同的位置偏移的状况。此时，将图24的(A)、(B)、(C)所示的各个显示的加权值相加的结果，如图27(D)所示，产生凹凸。正如与示出“并合法”的例子的图24相比较可知的那样，这表明由位置偏移引起的显示质量的劣化相对小。即，加权值的凹部分被显示得稍暗，相反，凸部分被显示得稍亮。这表明相对于可清晰地看出黑线和亮线的“并合法”，“重叠法”对图像投影单元的位置偏移更具优越性。
然而，将该重复区域的图像平滑连接不是那么简单。这是因为：在图像投影单元的输入和显示输出(输出亮度)之间，由于用于校正人的知觉的非线性特性的伽马校正等，具有非线性的对应关系。
图28示意性地示出该非线性的输入输出关系。即，人的知觉具有对数特性，假设在输入和输出亮度之间的关系成比例的情况下，感觉输入小的位置的输出亮度的变化大，感觉输入大的位置的输出亮度的变化相对小。结果，如图29所示，例如，输入值是127时的输出亮度值的2倍不会被感觉是接近于输入值是255时的输出亮度的值。因此，在通常的显示装置中，为了使输入值和人所感觉的亮度值接近，大多把输入和输出亮度的对应关系设定为图28所示的函数的反函数。即，大多设为作为向上凸的图28的函数的反函数的向下凸的对应关系。
图30更具体地示出该非线性的影响。如图30的(A)所示，假设想显示的输入值、即输出值是恒定值。在此情况下，在重复区域内，当各图像投影单元的输入值之和为恒定值时，将该输出值合成后的结果，如图30的(B)所示，在重复区域中变小。这是因为，如上所述，作为图28的函数的反函数，输入值和输出值的关系是向下凸的非线性关系。
图31示出用于对此进行校正，使在重复区域内，输出值为恒定值的方法。为使输出值如图31(B)所示为恒定值，如图31的(A)所示，必须使重复区域中的各图像投影单元的输入非线性递减、递增。该非线性依赖于图28所示的函数。该函数依赖于伽马校正值及其他构成要素的非线性而变化。并且，也随着用户的设定变更和时间而变化。因此，为了把输出值的相加值控制为期望值，必须进行包含多个参数的非线性处理。
【发明内容】
使用“并合法”的图像显示控制方法和装置，例如，上述的专利文献3等可通过利用软件和硬件的非常简单的处理，实现使用多个图像投影装置的显示。然而，存在由于微小的设置误差而使显示质量大幅度降低的问题。
而使用“重叠法”的图像显示控制方法和装置，例如，专利文献1和专利文献2等具有由设置误差引起的显示质量的劣化小的优点，即，具有抵抗设置误差的抵抗性的优点。然而，存在执行图像的重叠处理需要相对复杂的软件和硬件处理的问题。
本发明的目的是解决这些问题，提供一种通过与“并合法”几乎同等简单的软件、硬件的处理，实现与“重叠法”同等的抵抗由设置误差引起的图像质量劣化的抵抗性的图像显示控制方法、图像显示控制装置以及图像显示控制程序。
(1)本发明的图像显示控制方法，在以投影显示区域的一部分中具有重复区域的状态设置的多个图像投影单元投影各自对应的部分图像时，在前述重复区域内设定规定的分割位置，使得在前述重复区域中仅显示任一图像投影单元的部分图像，通过在该分割位置上进行图像分割来生成整个图像，其特征在于，具有：分割位置生成步骤，生成分割位置，使得前述分割位置以规定的定时变化；以及图像分割步骤，在该分割位置生成步骤所生成的分割位置上分割前述重复区域内的图像。
这样，本发明以规定的定时使重复区域内的分割位置变化。即，本发明使用使分割位置随时间变化的“动态并合法”，这在某个瞬间与“静态并合法”等同，如果取其时间平均，则与“重叠法”等同。
这样，即使某个图像投影单元产生了位置偏移，由该位置偏移产生的亮度变化也随时间被扩散，能够被抑制到看不出来的程度。而且，本发明的处理无需非线性处理，可使用与以往的并合法同等的简单运算来实现。
(2)根据前述(1)所述的图像显示控制方法，在前述图像投影单元是使用基于接通/断开时间进行数字灰度表现的光开关元件作为其光控制元件的图像投影单元的情况下，前述规定的定时可以是如下的定时：在前述光开关元件表现某个灰度的时间内，相互具有重复区域的多个图像投影单元顺序负责表现该灰度所需的接通时间。
例如，在根据超小型的光反射板的角度变化进行向特定方向的光反射的接通/断开的DMD(デジタル数字微型反射镜装置(TI公司的商标))等的2值显示装置的情况下，这些装置通过以作为大于等于帧速率的场速率以及将场速率进一步分割的子场速率进行的脉宽调制等来表现灰度。在此情况下，优选通过把与该子场对应的定时作为显示定时，也使处理变得容易。
(3)本发明的另一图像显示控制方法，在以投影显示区域的一部分中具有重复区域的状态设置的多个图像投影单元投影各自对应的部分图像时，在前述重复区域内设定规定的分割位置，使得在前述重复区域中仅显示任一图像投影单元的部分图像，通过在该分割位置上进行图像分割来生成整个图像，其特征在于，具有：图像分割步骤，分割生成与前述多个图像投影单元分别可显示的规定的显示区域对应的分割图像，使得相邻的分割图像之间相互具有重复区域；掩盖数据生成步骤，生成掩盖数据，该掩盖数据用于掩盖前述相邻的分割图像之间的重复区域内的规定范围，使得在该图像分割步骤所生成的各个分割图像中相邻的分割图像之间的前述重复区域内被设定的规定的分割位置以规定的定时变化；以及图像数据掩盖处理步骤，使用在该掩盖数据生成步骤所生成的掩盖数据，掩盖前述相邻的分割图像之间的重复区域内的规定范围。
即，首先，分割生成与多个图像投影单元分别可显示的规定的显示区域对应的分割图像，使得相邻的分割图像之间相互具有重复区域，掩盖相邻的分割图像之间的重复区域内的规定范围，使得所生成的各个分割图像中相邻的分割图像之间的重复区域内被设定的规定的分割位置以规定的定时变化。
这样，也与前述(1)的发明相同，即使某个图像投影单元产生位置偏移，由该位置偏移产生的亮度变化也随时间被扩散，能够抑制到看不出来的程度。而且，本发明的掩盖处理由于只要设定显示或不显示图像的2值数据即可，因而能够使用极其简单的运算处理来实现。
(4)根据前述(3)所述的图像显示控制方法，前述多个图像投影单元分别可显示的规定的显示区域是分别提供给该多个图像投影单元的最大显示区域。
这样，首先，生成各个图像投影单元具有的各自的最大显示区域的分割图像，对该最大显示区域的部分图像进行掩盖处理，因而处理变得简单。
(5)根据前述(3)或(4)所述的图像显示控制方法，在前述掩盖数据生成步骤之前，设置对在前述图像分割步骤所分割的分割图像进行图像校正的图像校正步骤。
这样，没有必要在每个显示定时进行运算量大的图像校正处理，可大幅度减少校正所需的运算量。即，在本发明中，预先对被分割为可提供给各个图像投影单元的最大显示区域的分割图像进行图像校正(根据各个图像投影单元的特性和设置条件，对分割图像的形状、色彩等进行校正)，对该图像校正后的部分图像进行以后的掩盖处理等即可，因而与在每个显示定时进行图像校正的情况相比，可大幅度减少运算量。
(6)根据前述(3)至(5)中的任何一项所述的图像显示控制方法，前述掩盖数据可以是其端边呈非直线形状的数据。
这样，通过使掩盖的端边为非直线(例如，锯齿形状和波浪形状等)，可使随时间变化的分割位置更不明显。
(7)根据前述(3)至(6)中的任何一项所述的图像显示控制方法，前述掩盖数据也可以是形成随机数图形的数据。
这样，也可使随时间变化的分割位置更不明显。此外，可以是使掩盖的端边为非直线，并且，形成随机数图形的掩盖数据。
(8)本发明的图像显示控制装置，在以投影显示区域的一部分中具有重复区域的状态设置的多个图像投影单元投影各自对应的部分图像时，在前述重复区域内设定规定的分割位置，使得在前述重复区域中仅显示任一图像投影单元的部分图像，通过在该分割位置上进行图像分割来生成整个图像，其特征在于，具有：分割位置生成单元，生成分割位置，使得前述分割位置以规定的定时变化；以及图像分割单元，在该分割位置生成单元所生成的分割位置上分割前述重复区域内的图像。
在该图像显示控制装置中，也可获得与前述(1)所述的图像显示控制方法相同的效果。
(9)本发明的另一图像显示控制装置，在以投影显示区域的一部分中具有重复区域的状态设置的多个图像投影单元投影各自对应的部分图像时，在前述重复区域内设定规定的分割位置，使得在前述重复区域中仅显示任一图像投影单元的部分图像，通过在该分割位置上进行图像分割来生成整个图像，其特征在于，具有：图像分割单元，分割生成与前述多个图像投影单元分别可显示的规定的显示区域对应的分割图像，使得相邻的分割图像之间相互具有重复区域；掩盖数据生成单元，生成掩盖数据，该掩盖数据用于掩盖前述相邻的分割图像之间的重复区域内的规定范围，使得在该图像分割单元所生成的各个分割图像中、相邻的分割图像之间的前述重复区域内的分割位置以规定的定时变化；以及图像数据掩盖处理单元，使用由该掩盖数据生成单元所生成的掩盖数据，掩盖前述相邻的分割图像之间的重复区域内的规定范围。
在该图像显示控制装置中，也可获得与前述(3)所述的图像显示控制方法相同的效果。
(10)本发明的图像显示控制程序，在以投影显示区域的一部分中具有重复区域的状态设置的多个图像投影单元投影各自对应的部分图像时，在前述重复区域内设定规定的分割位置，使得在前述重复区域中仅显示任一图像投影单元的部分图像，通过在该分割位置上进行图像分割来生成整个图像，该图像显示控制程序的特征在于，包含：分割位置生成过程，生成分割位置，使得前述分割位置以规定的定时变化；以及图像分割过程，在该分割位置生成过程所生成的分割位置上分割前述重复区域内的图像。
在该图像显示控制程序中，也可获得与前述(1)所述的图像显示控制方法相同的效果。
(11)本发明的另一图像显示控制程序，在以投影显示区域的一部分中具有重复区域的状态设置的多个图像投影单元投影各自对应的部分图像时，在前述重复区域内设定规定的分割位置，使得在前述重复区域中仅显示任一图像投影单元的部分图像，通过在该分割位置上进行图像分割来生成整个图像，该图像显示控制程序的特征在于，包含：图像分割过程，分割生成与前述多个图像投影单元分别可显示的规定的显示区域对应的分割图像，使得相邻的分割图像之间相互具有重复区域；掩盖数据生成过程，生成掩盖数据，该掩盖数据用于掩盖前述相邻的分割图像之间的重复区域内的规定范围，使得在该图像分割过程所生成的各个分割图像中、相邻的分割图像之间的前述重复区域内的分割位置以规定的定时变化；以及图像数据掩盖处理过程，根据在该掩盖数据生成过程所生成的掩盖数据，掩盖前述相邻的分割图像之间的重复区域内的规定范围。
在该图像显示控制程序中，也可获得与前述(3)所述的图像显示控制方法相同的效果。
并且，在上述(8)所述的图像显示控制装置和(10)所述的图像显示控制程序中，也与前述(1)所述的图像显示控制方法相同，前述规定的定时可以是与前述多个图像投影单元的显示定时对应的定时。同样，在前述图像投影单元是使用基于接通/断开时间进行数字灰度表现的光开关元件作为其光控制元件的图像投影单元的情况下，前述规定的定时可以是如下的定时：在前述光开关元件表现某个灰度的时间内，相互具有重复区域的多个图像投影单元顺序负责表现该灰度所需的接通时间。
并且，在上述(9)所述的图像显示控制装置和(11)所述的图像显示控制程序中，也与前述(3)所述的图像显示控制方法相同，前述多个图像投影单元分别可显示的规定的显示区域是该多个图像投影单元分别具有的最大显示区域。并且，在前述掩盖数据生成之前，对在前述图像分割单元或图像分割过程所分割的分割图像进行图像校正。并且，前述掩盖数据可以是其端边呈非直线形状的数据，也可以是形成随机数图形的数据。
并且，在该(9)所述的图像显示控制装置和(11)所述的图像显示控制程序中，也与前述(1)所述的图像显示控制方法相同，前述规定的定时可以是与前述多个图像投影单元的显示定时对应的定时。同样，在前述图像投影单元是使用基于接通/断开时间进行数字灰度表现的光开关元件作为其光控制元件的图像投影单元的情况下，前述规定的定时可以是如下的定时：在前述光开关元件表现某个灰度的时间内，相互具有重复区域的多个图像投影单元顺序负责表现该灰度所需的接通时间。
【附图说明】
图1是用于对本发明的实施方式1的构成进行说明的方框图。
图2是着眼于在投影显示区域内具有重复区域的3个图像投影单元中的位于中央的图像投影单元对其动作进行说明的图。
图3是进一步对图2中相邻的图像投影单元的动作进行说明的图。
图4是对在图3中位于中央的图像投影单元发生了位置偏移时的加权值的变化进行说明的图。
图5是对图4的情况的加权值的时间平均进行说明的图。
图6是对本发明的实施方式1的整个处理过程进行说明的流程图。
图7是对图像输入和显示定时(分割位置生成定时)进行说明的图。
图8是示出在本发明的实施方式中使用的显示图像(整个图像)的一例的图。
图9是示出由分割位置随着实施方式1的动作而动态变化所生成的分割图像的一例的图。
图10是用于对本发明的实施方式2的构成进行说明的方框图。
图11是示出在实施方式2中使用的与最大显示区域对应分割的图像(最大显示分割图像)例的图。
图12是示出在实施方式2中所生成的掩盖数据的一例的图。
图13是示出使用图12所示的掩盖数据对图11所示的最大显示分割图像作了掩盖处理的例子的图。
图14是对本发明的实施方式2的整体处理过程进行说明的流程图。
图15是示出在实施方式2中使用的掩盖数据的另一例的图。
图16是对在本发明的实施方式3中使用的使用光开关元件的图像投影单元的光学系统的构成进行概略说明的图。
图17是对光开关元件(DMD)的灰度表现的一例进行说明的图。
图18是对使用光开关元件(DMD)表现灰度21的例子进行说明的图。
图19是对使用图18(A)所示的灰度表现生成分割位置的例子进行说明的图。
图20是对使用图18(B)所示的灰度表现生成分割位置的例子进行说明的图。
图21是示出使用4个图像投影单元并采用“并合法”生成1个整体图像的情况的构成的图。
图22是示出使用4个图像投影单元并采用“重叠法”生成1个整体图像的情况的构成的图。
图23是对以往的使用并合法的加权的例子进行说明的图。
图24是对在图23的状态下位于中央的图像投影单元发生了位置偏移时的加权值的变化进行说明的图。
图25是对以二维方式考虑图像投影单元的位置偏移的情况进行说明的图。
图26是对以往的使用重叠法的加权的例子进行说明的图。
图27是对在图26的状态下位于中央的图像投影单元发生了位置偏移时的加权值的变化进行说明的图。
图28是对图像投影单元的输入和与此对应的显示输出(输出亮度)之间的非线性对应关系进行说明的图。
图29是对图28所示的图像投影单元的输入和与此对应的显示输出(输出亮度)之间的非线性对应关系中人的知觉特性进行说明的图。
图30是对由图28所示的图像投影单元的输入和与此对应的显示输出(输出亮度)之间的非线性对应关系引起的重叠法的问题进行说明的图。
图31是对为解决图30所示的问题而施加了非线性处理的例子进行说明的图。
[符号说明]
1…图像输入单元；2…输入图像存储单元；3…显示定时生成单元；4…分割位置生成单元；5…图像分割单元；6…图像重复位置检测单元；7…图像校正单元；10…校正图像存储单元；11…掩盖数据生成单元；12…图像数据掩盖单元；30…显示图像；301，302，303，304…分割图像；301max，302max，303max，304max…最大显示分割图像；PJ1，PJ2，PJ3，…，PJN…图像投影单元；P1，P2，…，P6…分割位置；t，t+1，…，t+6…显示定时；M1，M2，M4，M4…掩盖数据。
【具体实施方式】
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在本实施方式中，包含图像显示控制方法、图像显示控制装置以及图像显示控制程序的说明，该图像显示控制方法、图像显示控制装置以及图像显示控制程序在以投影显示区域的一部分中具有重复区域的状态设置的多个图像投影单元投影各自对应的部分图像时，在前述重复区域内设定规定的分割位置，使得在该重复区域中仅显示任一部分图像，通过在该分割位置上进行图像分割来生成整个图像。另外，图像投影单元在本实施方式中设想是投影仪。
[实施方式1]
图1是用于对本发明的实施方式1的构成进行说明的方框图，图1的由点划线包围的部分表示本发明的图像显示控制装置的实施方式1的构成。
由图像输入单元1输入的成为处理对象的图像暂时由输入图像存储单元2保持。另一方面，由显示定时生成单元3进行显示定时的设定。
在由图像输入单元1输入的成为处理对象的图像是静态图像的情况下，该显示定时的设定优选适当的时间间隔，例如，每1/60秒、每1/30秒、每1/24秒等、作为动态图像的标准的时间间隔。并且，在所输入的图像是动态图像的情况下，优选与对该图像设定的帧速率、或者其整数倍的帧速率对应的时间间隔。并且，在图像投影单元使用基于光的接通/断开时间进行数字灰度表现的光开关元件的情况下，优选与用于进行该灰度表现的子场对应的时间间隔。但是，这不是必要条件。
分割位置生成单元4在每个上述设定的显示定时，根据来自图像重复位置检测单元6的图像重复位置检测信息(表示各图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN的投影显示区域处于哪种重复状态的信息)，每次生成分割位置。
图像分割单元5在由分割位置生成单元4在每个显示定时生成的分割位置，对存储在输入图像存储单元2内的图像进行分割。由该图像分割单元5分割后的图像(称为分割图像)由图像校正单元7根据图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN各自的特性和设置条件，进行分割图像的形状、色彩等的校正之后，被送到各个图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN，作为整个图像来显示。
使用图2和图3对此作进一步说明。这些与说明以往技术的图23和图26对应。
图2着眼于在投影显示区域内具有重复区域Z的3个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3中的位于中央的图像投影单元PJ2来对本发明的动作进行说明。
图2(A)～(G)所示的t、t+1、t+2、…、t+6表示上述的显示定时，图示的P1、P2、…、P6表示分割位置的例子。并且，在该图2中，假设从图示的上方向下方，时间逐渐经过。
例如，假设在显示定时t，设定P2、P5所示的分割位置，在显示定时t+1，设定P1、P4所示的分割位置，以下同样，在各个显示定时t+3、t+4、…，在重复区域Z内设定分割位置。
这样，当使分割位置随时间变化时，各个分割位置的加权(“1”或“0”)的时间平均为图2(H)所示。它是在各个显示定时与“并合法”等同的图像显示控制方法，而该时间平均的加权值表现出与图26所示的“重叠法”类似的加权值分布。
另外，该分割位置是分割位置生成单元4接受来自图像重复位置检测单元6的图像重复位置信息，与显示定时同步在各个重复区域内生成的分割位置。例如，在图2中，由于图像投影单元PJ1和PJ2以及图像投影单元PJ2和PJ3分别具有重复区域Z，因而在这些重复区域Z内设定分割位置。
图3用于对除了图2所示的图像投影单元PJ2以外，还使位于其左右两侧的图像投影单元PJ1、PJ3的各个分割位置与显示定时t、t+1、t+2、…、t+6同步随时间变化的情况进行说明。另外，图3用虚线所示的加权是对图像投影单元PJ2的加权，其与图2相同。
在该图3中，图像投影单元PJ1在显示定时t为分割位置P2、在显示定时t+1为分割位置P1、在显示定时t+2为分割位置P3，如此使分割位置与显示定时同步变化，并且，图像投影单元PJ3在显示定时t为分割位置P5、在显示定时t+1为分割位置P4、在显示定时t+2为分割位置P6，如此使分割位置与显示定时同步变化。
这样，当进行分割位置控制，使得所有的图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3的分割位置随时间变化时，如图3(H)所示，它们全部的加权值的时间平均在全部显示区域内为恒定值(“1”)。
图4和图5是对在将各个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3的分割位置控制进行了图3所示的设定的情况下，位于中央的图像投影单元PJ2在图示的箭头X所示的方向发生了ΔX的位置偏移的情况下的动作进行说明的图，该位置偏移的状况与说明以往技术中的位置偏移的影响的图24和图27对应。
如该图4所示，当图像投影单元PJ2在图示的箭头X方向发生ΔX的位置偏移时，在各个显示定时的加权值如该图4所示。
即，在该例的情况下，在图4(A)的显示定时t，与图像投影单元PJ1的分割位置P2发生ΔX的间隙，并且在图4(B)的显示定时t+1，与图像投影单元PJ1的分割位置P1发生ΔX的间隙，如此在图像投影单元PJ1的各个显示定时的分割位置之间发生ΔX的间隙。另一方面，与图像投影单元PJ3之间，与图像投影单元PJ3的各个显示定时t、t+1、…的分割位置P5、P4、…之间发生ΔX的重叠。
图5示出将图4所示的各个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3的加权值进行合成后的结果，如该图5所示，在各个显示定时t、t+1、…，在3个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3之间，在各个重复区域Z内，发生了ΔX的间隙(加权值“0”)和ΔX的重叠(加权值“2”)。这样，从各个定时看，确实发生与说明以往技术的“并合法”的图24同样的显示质量的劣化，然而在本发明的情况下，通过使分割位置随时间变化，如图5(H)所示，能够把位置偏移的劣化抑制得极小。
该图5(H)与图3(H)同样，示出使所有的图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3的分割位置随时间变化时的加权值的时间平均，从该图5(H)可知，可以把图像投影单元PJ1和图像投影单元PJ2的重复区域Z、以及图像投影单元PJ1和图像投影单元PJ3的重复区域Z内的图像劣化抑制得极小。
以上内容表明，本发明中的分割位置生成处理与容易用软件、硬件实现的“并合法”等同，但对于图像投影单元的位置偏移，可获得与“重叠法”同等的良好结果。
这是因为，以往的“并合法”是分割位置固定的“静态并合法”，而本发明是使分割位置随时间变化的“动态并合法”。
图6是对实施方式1的整个处理过程进行说明的流程图，由于已对实施方式1的详细处理作了说明，因而此处对整个处理过程进行简单说明。
在图6中，首先，对图像输入单元1是否输入成为处理对象的图像进行判定(步骤S1)，如果输入图像，则使用图像输入单元1进行图像输入，把所输入的图像存储在输入图像存储单元2内(步骤S2)。接着，使用显示定时生成单元3进行显示定时的设定(步骤S3)。然后，判定是否显示结束(步骤S4)，如果不是显示结束，则判定是否是在步骤S3设定的显示定时(步骤S5)，如果是显示定时，则分割位置生成单元4根据来自图像重复位置检测单元6的图像重复信息，对各个图像生成分割位置(步骤S6)。
然后，图像分割单元5根据分割位置生成单元4所生成的分割位置，进行各个图像的分割(步骤S7)。然后，用图像校正单元7对所有分割图像进行图像校正(步骤S8)，使用各自对应的图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN显示图像校正后的所有分割图像(步骤S9)。
另外，该图6所示的处理过程是其一例，处理顺序不限于此。例如，也可将是否是显示定时的判断(步骤S5)放到显示所有校正图像(步骤S9)的前面。
图7是用于说明上述显示定时、即分割位置生成的定时的图。在图7(A)中，在动态图像中，在每个帧的输入定时，生成显示定时t、t+1、…，与该显示定时t、t+1、…同步生成分割位置。
并且，图7(B)示出静态图像中的显示定时，由于在静态图像中，不存在数据固有的定时，因而有必要使用某种单元生成显示定时t、t+1、…。
在图7(C)表示在动态图像中，以帧速率的两倍速度生成显示定时。例如，在以每秒30帧左右的帧速率进行显示时，考虑到分割位置被看出的可能性，在实用中，如该图7(C)所示，优选以帧速率的两倍速度以及此处未作图示的帧速率的数倍以上的频度生成显示定时t、t+1、…，与该显示定时t、t+1、…同步生成分割位置。
以上说明的是在某一条线上的处理，即，一维的分割位置控制处理，实际上，进行的是二维分割位置控制。
图8示出要显示的图像(称为显示图像)30，考虑把4台图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4配置成图22所示的那样，使其显示这样的显示图像30。
在此情况下，显示图像30是动态图像，在以其帧速率生成显示定时的情况下，图8所示的显示图像30，如图9(A)、(B)所示，对每个帧生成分割位置发生了变化的分割图像。
即，作为与图像投影单元PJ1对应的分割图像，如图9(A)、(B)所示，与各个帧同步生成分割位置发生了变化的分割图像301，同样，作为与图像投影单元PJ2对应的分割图像，如图9(A)、(B)所示，与各个帧同步生成分割位置发生了变化的分割图像302，作为与图像投影单元PJ3对应的分割图像，如图9(A)、(B)所示，与各个帧同步生成分割位置发生了变化的分割图像303，同样，作为与图像投影单元PJ4对应的分割图像，如图9(A)、(B)所示，与各个帧同步生成分割位置发生了变化的分割图像304。
这样，通过实现使分割位置在各个显示定时随时间变化的动态并合法，即使某个图像投影单元发生了位置偏移，也能把由该位置偏移产生的亮度变化抑制到看不出来的程度。而且，本实施方式1的处理不包含非线性处理，可使用与并合法同等的简单运算来实现。
如以上说明的那样，在该实施方式1中，在以往技术中说明的图24所示的由位置偏移产生的暗部分和亮部分随时间被扩散，难以被看出。并且，由于在以往技术中说明的图25所示的各个显示相对具有角度地重叠而产生的暗部分和亮部分也随时间被扩散，因而难以被看出。
[实施方式2]
本实施方式2更适合于显示静态图像的情况和以其帧速率的N倍速度显示动态图像的情况。
图10是示出本发明的实施方式2的构成的方框图，与图1相同，图10的由点划线包围的部分表示本发明的图像显示控制装置的实施方式2的构成。该图10所示的构成，作为与图1相同的构成要素，设置有图像输入单元1、显示定时生成单元3、分割位置生成单元4、图像分割单元5、图像重复位置检测单元6、图像校正单元7以及图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN，此外还具有：校正图像存储单元10，存储在图像校正单元7所校正的图像；掩盖数据生成单元11，根据来自图像重复位置检测单元6的图像重复位置信息，生成用于掩盖存储在校正图像存储单元10内的已校正的部分图像(由图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN投影的各自的部分图像)的一部分的掩盖数据；以及图像数据掩盖单元12，使用在该掩盖数据生成单元11所生成的掩盖数据，对存储在校正图像存储单元10内的已校正的部分图像进行掩盖处理。
另外，在该图10中，省略了在图1的构成中说明过的输入图像存储单元2，这是因为，在本实施方式2中，被暂时分割后的各个分割图像由图像校正单元7进行处理，并由校正图像存储单元10存储。在各个显示定时，提供给各个图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN的数据是仅对该所存储的校正图像进行了掩盖的数据，不随时间变化。因此，没有必要具有用于存储所输入的图像的输入图像存储单元。对于动态图像，由于可在各帧的图像被提供的时刻进行处理，因而这一点也相同。
对本实施方式2的处理进行概略说明，首先，对所输入的图像，使用图像分割单元5分割生成与分别提供给各个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4的最大显示区域对应的分割图像(例如，如图11所示，设定为水平方向长度为Hmax和垂直方向长度为Vmax的分割图像301max、302max、303max、304max)，使得相邻的分割图像之间相互具有重复区域Z。
然后，用图像校正单元7预先对所分割生成的与最大显示区域对应的各个分割图像(称为最大显示分割图像)301max、302max、303max、304max进行图像校正，在这些被图像校正后的最大显示分割图像301max、302max、303max、304max中，使最大显示分割图像之间的重复区域Z内的分割位置随时间变化。为了使该分割位置变化，分别生成与各个最大显示分割图像301max、302max、303max、304max对应的动态掩盖数据，通过使用该掩盖数据对各个最大显示分割图像301max、302max、303max、304max进行掩盖处理，获得分割位置随时间变化的分割图像。
该掩盖数据，例如，是图12所示的“1”(在图12中与白色部分对应)和“0”(在图12中与黑色部分对应)的2值数据，例如，使用与图11所示的已校正的最大显示分割图像301max、302max、303max、304max对应的各个掩盖数据M1、M2、M3、M4，在其重复区域Z内对这些最大显示分割图像301max、302max、303max、304max进行动态掩盖处理。
在本实施方式2中，通过使已校正的最大显示分割图像301max、302max、303max、304max与掩盖数据M1、M2、M3、M4的逻辑积与显示定时t、t+1、t+2、…同步，生成在重复区域内的分割位置随时间变化的分割图像，即，通过施加动态掩盖而生成使重复区域内的分割位置随时间变化的分割图像。然后，通过由对应的图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN显示这些被施加了掩盖的各个分割图像，可获得整个图像。
例如，作为图12的掩盖数据(把黑色部分作为“0”)M1、M2、M3、M4与图11所示的已校正的最大显示分割图像301max、302max、303max、304max的逻辑积的结果，生成图13所示的被掩盖后的分割图像301、302、303、304。该图13所示的图像与图9(A)所示的分割图像301、302、303、304等同。
这样，在每个显示定时，生成在各个最大显示分割图像301max、302max、303max、304max中的重复区域Z内动态变化的掩盖数据，通过取得该所生成的掩盖数据与各个最大显示分割图像301max、302max、303max、304max的逻辑积，获得与在实施方式1中说明过的结果同等的结果。
在本实施方式2中，处理负荷大的图像校正处理(图像校正单元7进行的图像校正处理)只要进行所必要的最小限度的次数(在上述例中，对各个最大显示分割图像301max、302max、303max、304max进行1次)即可，在各显示定时，仅执行简单的作为2值数据的掩盖数据的生成和简单的逻辑积处理。即，与实施方式1的情况相比，可减少校正处理，并且可获得与实施方式1同等的效果。其中，该处理在以该帧速率显示动态图像的情况下，与实施方式1等同。
图14是对本实施方式2的整个处理过程进行说明的流程图，由于已对实施方式2的详细处理进行了说明，因而此处对整个处理过程进行简单说明。
在图14中，首先，对图像输入单元1是否输入成为处理对象的图像进行判定(步骤S11)，如果输入图像，则使用图像输入单元1进行图像输入，暂时存储所输入的图像(步骤S12)。为使说明简单，这是用于表示逐次进行图像输入和图像分割、图像校正处理的例子。在实际情况下，不使用这种暂时存储，而并行进行图像输入、图像分割、图像校正、校正图像存储等的处理，效率更好。在此情况下，该步骤S12的处理和后述的步骤S14、步骤S15的处理结合在一起。
接着，使用显示定时生成单元3设定显示定时(步骤S13)。然后，分割位置生成单元4根据来自图像重复位置检测单元6的图像重复信息生成分割位置，图像分割单元5根据所生成的分割位置进行图像分割(步骤S14)。另外，此时的图像分割分别用提供给各个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4的最大显示区域(包含重复区域)进行分割。这样，用图像校正单元7对图像分割后的所有最大显示分割图像进行图像校正(步骤S15)。
然后，判定是否显示结束(步骤S16)，如果不是显示结束，则判定是否是在步骤S3设定的显示定时(步骤S17)，如果是显示定时，则掩盖数据生成单元11生成对所有最大显示分割图像的掩盖数据(步骤S18)，使用与各个最大显示分割图像对应生成的掩盖数据，对对应的最大显示分割图像进行掩盖处理(步骤S19)，使用各自对应的图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN显示被掩盖后的所有图像(分割图像)(步骤S20)。
另外，该图14所示的处理过程是其一个例子，处理顺序不限于此。
并且，在本实施方式2中，可生成任意形状的掩盖数据。例如，如图15(A)所示，也可以生成掩盖图像的部分(“0”的数据部分)的端边呈非直线形状的掩盖数据M1、M2、M3、M4，并且，如图15(B)所示，例如，生成“1”和“0”离散混合的掩盖数据M1、M2、M3、M4，作为形成随机数图形的掩盖数据，这也可以容易地实现。
通过使掩盖数据M1、M2、M3、M4为该图15所示的数据，可使动态变化的边界(分割位置)更不明显。另外，在图15(A)中示出作为非直线例的锯齿形状的例子，然而不限于此，也可以是波浪形状等。而且，也可将它们组合起来。例如，可以采用使掩盖的端边为非直线，并形成随机数图形的掩盖数据。
[实施方式3]
图16至图20是把本发明应用于使用DMD等光开关元件的图像投影单元的例子。
作为使用DMD等光开关元件的图像投影单元的构成，可考虑图16(A)的示意图所示的光透射型图像投影单元，但大多使用图16(B)所示的光反射型图像投影单元。
作为图16(A)所示的光透射型图像投影单元中的光学系统的概略构成要素，包括光源41、透镜42、透射型光开关元件43、投影透镜44，此外还设有用于投影显示图像的屏幕45。另一方面，作为图16(B)所示的光反射型图像投影单元中的光学系统的概略构成要素，包括光源41、透镜42、光反射型光开关元件(DMD等)43、投影透镜44，此外与图16(A)同样，设置有用于投影显示图像的屏幕45。
另外，作为图16(A)中的光透射型光开关元件，可以是高速液晶，或者如LED阵列那样的自发光元件。在使用自发光元件的情况下，不需要图16中的光源41和透镜42，采用在光开关元件43的部分中设有自发光元件的构成。
DMD等光开关元件，顾名思义，是用于接通/断开光的开关元件，作为透射率和反射率的变化，不能模拟地表现多灰度。因此，通过调制接通/断开时间，即，通过进行根据接通/断开时间的PWM(脉宽调制)来数字地表现灰度。
图17和图18用于对通过接通/断开时间控制来表现灰度的情况进行说明。此处为了简单起见，示出包含0的33级灰度的例子，为了更简单起见，假设实际显示灰度是从0到31的32级灰度。在接通/断开时间控制中，如图17所示，把横轴作为时间，在时间轴上分别设定长度为1、2、4、8、16的接通时间(在图中，用白色方块表示)，通过其组合和时间平均来表现灰度。
图18(A)是使用在图17中说明过的灰度表现来表现21这个值的例子。即，通过使作为最大接通时间的31个区间中的21个区间接通，来表现21这个值。此处重要的是，由于仅仅是最大区间中的百分之多少接通，因而没有必要一定进行图18(A)所示的接通时间的设定。例如，如图18(B)所示，也可以是在时间上更均等地设定接通时间的方法。图18(B)是把全部区间进行3分割，通过在其各个区间中分配7个接通时间，使总的接通时间为21的例子。
这样，在使用接通/断开时间控制的灰度表现方法中，通过在其固有周期中进一步进行显示定时的生成，即分割位置生成，可更有效地使显示边界(分割位置)不明显。
图19(A)示出图18(A)的接通/断开时间控制，在该接通/断开时间控制中，在其中间进行显示定时、即分割位置生成，如图19(B)所示，例如某一图像投影单元(设其为图像投影单元PJ1)显示整个灰度表现范围的前半部分，如图19(C)所示，另一图像投影单元(是具有与图像投影单元PJ1的显示区域重复的区域的图像投影单元，设其为图像投影单元PJ2)显示整个灰度表现范围。
在某一图像投影单元负责使用接通/断开时间控制的灰度表现的一部分而别的图像投影单元负责剩余部分的意义上，这与“重叠法”接近。然而，如果看某一瞬间，则正在显示某一显示点的图像投影单元是1个，实现了“并合法”的优越性。
图20也与图19相同，上述图19是按照处理方法固有的接通/断开控制定时进行分割位置生成的例子，不均等地进行显示定时的生成，即分割位置生成，与此相对，图20是均等地进行显示定时的生成，即分割位置生成的例子。另外，该图20是图18(B)所示的灰度表现的例子。
这样，在图20的例中，把进行灰度表现的区间均等地分割为4个，在均等分割后的点，分别进行各个显示的定时、即分割位置的生成，通过在该各个分割位置之间适当更换接通时间，实现更少的接通/断开切换定时。
另外，该图20的例子可应用于以下例子，即：4个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4例如按图22所示配置，对来自该4个图像投影单元PJ1、PJ2、PJ3、PJ4的图像的重复区域内的分割位置进行控制。
如以上说明的那样，根据本发明，可极其容易地实现使用多个图像投影单元的大画面或者高分辨率的图像投影单元。简单地说，在使用N台图像投影单元的情况下，是各个图像投影单元的亮度的N倍，总像素数也为N倍。在实际情况下，由于有重复区域，因而为稍微小的值，尽管如此，与提高1台图像投影单元的亮度或者增加1台图像投影单元的像素的情况相比，也是极其容易实现的方法。
这样，能够实现例如白天在室外能见的高亮度显示器，或者超高分辨率的显示器等。
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进行各种变形实施。例如，在前述实施方式中，在图1和图10中，示出本发明的图像显示控制装置采用与各个图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN(投影仪等)不同的构成来设置的例子，然而这是用于实现本发明的一个例子，本发明的图像显示控制装置也可分别设置在各个图像投影单元PJ1、PJ2、…、PJN内。
并且，本发明也可以生成描述有以上说明的用于实现本发明的处理过程的图像显示控制程序，把该图像显示控制程序预先记录在软盘、光盘、硬盘等记录介质内，本发明也包含记录有该图像显示控制程序的记录介质。并且，也可以从网络获得该图像显示控制程序。