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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Projektionsebenen-Farbkorrekturverfahren eines Projektors, ein Projektionsebenen-Farbkorrektursystem
eines Projektors und ein Programm für ein Projektionsebenen-Farbkorrekturverfahren
eines Projektors, ein Projektionsebenen-Farbkorrektursystem eines
Projektors und ein Programm für
die Projektionsebenen-Farbkorrektur eines Projektors, bei denen
für den
Fall, dass ein Farbbild auf eine Wand oder dergleichen projiziert
wird, die eine Farbe hat, eine gute Farbwiedergabe realisiert werden kann.
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Ein Beispiel eines herkömmlichen
Projektors mit einer Korrekturschaltung ist in der JP-P1992-53374A mit
dem Titel "Projektor
mit einer Korrekturschaltung" beschrieben.
Wie in der 4 gezeigt,
wird in diesem herkömmlichen
Projektor mit einer Korrekturschaltung ein Bild, das auf eine Projektionsebene 8 von
einem Projektor 10 projiziert wird, durch einen Informationsdetektionsabschnitt 11 gelesen,
und eine Korrekturschaltung 12 führt eine Weißabgleicheinstellung
und eine Helligkeitseinstellung durch. Das Bild, bei dem die Farbe und
die Helligkeit eingestellt sind, wird wiederum mittels des Projektors 10 über einen
Treiber 13 projiziert.
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Da hier überhaupt keine Angabe gemacht
ist, wie die Weißabgleicheinstellung
durchgeführt
wird, ist es nicht bekannt, wie diese realisiert wird, und es wird
jedoch vermutet, dass die Weißabgleicheinstellung (Weißabgleich)
im Allgemeinen mit einer Fernsehtechnologie durchgeführt wird,
bei der die Intensität
der drei Arten von Primärfarblicht
von Rot (R), Grün
(G) und Blau (B) eingestellt werden, und für den Fall, dass Weiß infolge
des Einflusses der Projektionsebene 8 beispielsweise mit
Gelb gefärbt
ist, blaues Licht um mb-Male mehr als üblich gegeben
wird und an der Projektionsebene eine weiße Farbe erhalten wird, wenn
weißes
Licht projiziert wird.
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Anders ausgedrückt, wenn die Intensitäten von
Rot, Grün
und Blau des Originals jedes Pixels R, G und B sind, wird eine Korrektur
wie in Gleichung (1) durchgeführt,
und es wird Farblicht mit den Intensitäten R', G' und
B' projiziert. Hierbei
sind mr, mg und
mb Proportionalkoeffizienten.
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Auf diese Art und Weise wird weiße Farbe
als korrigierte Farbe angezeigt.
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Mit Bezug auf eine Aufgabe in dem
Vorstehenden und auf das gezeigte herkömmliche Verfahren, ist nur
die weiße
Farbe ein strenges Objekt der Korrektur, und es wird für die anderen
Farben in einem Farbbild ein Abgleich nur annähernd korrigiert. Demgemäß kann,
anders als bei einem Ausnahmefall, die korrekte Farbwiedergabe eines
Farbbildes nicht durchgeführt
werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Projektionsebenen-Farbkorrekturverfahren eines Projektors,
ein Projektionsebenen-Farbkorrektursystem eines Projektors und ein
Programm für
eine Projektionsebenen-Farbkorrektur eines Projektors zu schaffen,
bei dem die Farbkorrektur des Projektors basierend auf einem Prinzip
der Farbreproduktion durchgeführt
werden kann.
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In der vorliegenden Erfindung wird
in einem Projektor für
das Projizieren eines Farbbildes auf eine Projektionsebene, wie
beispielsweise eine Wandebene, zum Anzeigen eines Bildes die Farbkorrektur
der Projektionsebene durchgeführt,
indem eine Mischgröße der Primärfarben,
die auf eine originale (beispielsweise) weiße Projektionsebene projiziert
werden, in eine Mischgröße der Primärfarben
zum Wiedergeben einer glei chen Farbe mittels des Gemisches aus Primärfarben,
die die Farbinformation der Projektionsebene enthalten, konvertiert
wird.
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Auch bei der vorliegenden Erfindung
wird in einem Projektor für
die Projektion eines Farbbildes auf eine Projektionsebene, wie beispielsweise
eine Wandebene zum Anzeigen eines Bildes eine Farbreproduktion innerhalb
eines Bereiches der Reproduktion durchgeführt, indem eine Mischgröße der Primärfarben,
die auf eine originale Projektionsebene projiziert werden, in eine
Mischgröße der Primärfarben
zum Wiedergeben einer gleichen Farbe mittels des Gemisches aus Primärfarben,
die die Farbinformation der Projektionsebene enthalten, konvertiert
wird, und ferner durch Ausüben
einer Farbflächenkompression
an einer Farbe, die außerhalb
eines Bereiches der Reproduktion erscheint, mittels der Konversion.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird
auch in einem Projektor zum Projizieren eines Farbbildes auf eine Projektionsebene,
wie beispielsweise eine Wandebene, zum Anzeigen eines Bildes Spektralinformation
oder Farbinformation der Projektionsebene, wie beispielsweise einer
Wandebene, durch einen Farbsensor gemessen, und die Farbkorrektur
der Projektionsebene wird unter Verwendung der gemessenen Information
unabhängig
durchgeführt.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
detaillierten Beschreibung und den Figuren im Einzelnen hervor,
in welchen zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild einer Konfiguration einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Blockschaltbild einer Konfiguration einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ein
Blockschaltbild einer Ausführungsform,
bei der eine Funktion der Farbreproduktionsflächenkonversion in der Farbkonversionseinrichtung
eines Farbkorrekturprojektors gemäß der vorliegenden Erfindung
enthalten ist; und
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4 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung
eines herkömmlichen
Beispiels.
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Als Erstes wird ein Prinzip der Korrektur
eines Projektionsebenen-Farbkorrektursystems gemäß der vorliegenden Endung basierend
auf einer Theorie der Farbreproduktion erläutert. Ursprünglich projiziert
ein Farbprojektor eine gewünschte
Farbe durch Vermischen von drei Arten von Primärfarblicht, ähnlich wie
bei einer Kathodenstrahlröhre
oder dergleichen. Unter der Annahme, dass die Spektralintensitäten pro
Einheitsintensität
der drei Arten von Primärfarblicht
Ir, Ig und Ib sind und dass entsprechende relative Intensitäten R, G und
B sind, wird ein beliebiges Licht I, das von dem Projektor projiziert
wird, als eine Gleichung (2) geschrieben.
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Hierbei gilt beispielsweise:
und die entsprechenden Elemente
zeigen Lichtintensitäten
in jeder Wellenlänge.
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Beim Messen der Farbe dieses Lichtes
wird dies mittels CIE1931-XYZ-Koordinaten eine Gleichung (3).
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Hierbei sind
Farbabgleichfunktionen.
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Für
die kolorimetrische Farbreproduktion werden diese drei Stimuluswerte
X
I, Y
I und Z
I auf der Projektionsebene realisiert. Obwohl
kein Problem auftritt, wenn die Projektionsebene ein weißer Schirm
ist, wird für den
Fall, dass die Wand eine cremefarbene Wand ist, die Farbe ohne Modifikation
wie folgt: Unter der Annahme, dass ein spektrales Reflexionsvermögen der
Wand β ist,
gilt
wobei die Komponenten jedes
Primärfarblichtes
infolge der Farbe der Wand geändert
werden und dies sieht in den Augen wie Farblicht gemäß einer
Gleichung (5) aus.
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Mischlicht wird auch I' gemäß einer
Gleichung (6) und ein kolorimetrischer Wert wird gleich der Gleichung
(7).
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Diese drei Stimuluswerte unterscheiden
sich von den Originalwerten und werden eine unterschiedliche Farbe.
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Aus der vorstehenden Analyse ist
jedoch zu ersehen, dass, um die reproduzierten Farben miteinander innerhalb
beider Farbreproduktionsbereiche in Übereinstimmung zu bringen,
die drei Stimuluswerte, in welchen die Gleichung (7) auf I' angewandt wird,
erhalten werden, wenn die relativen Intensitäten jeder der Primärfarben
der Gleichung (6) mit R',
G' und B' angenommen sind,
sich von R, G und B unterscheiden, miteinander übereinstimmen, so dass eine
Gleichung (8) aufgestellt werden kann.
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Wenn dies für R', G' und
B' gelöst wird,
ist eine Gleichung (9) eine Lösung.
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Ansonsten gilt
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Hierbei gilt
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Elemente, die in der Gleichung (11)
erscheinen, können
berechnet werden, wenn die spektrale Intensität des Projektors und ein spektrales
Reflexionsvermögen
der Projektionsebene bekannt sind oder gemessen werden können, oder
wenn Primärfarbwerte
des Projektors und einer Farbe, die mit Primärfarblicht des Projektors an
der Projektionsebene reflektiert worden ist, bekannt ist oder gemessen
werden kann. Nebenbei gesagt, gilt in CIE1931-XYZ-Koordinaten, da
die Primärfarbwerte
des Projektors repräsentiert
sind, durch
und ähnlich ist die Farbe, die an
der Projektionsebene des Primärfarblichtes
des Projektors repräsentiert
durch
wobei die Gleichung (11)
auch als eine Gleichung (11')
geschrieben werden kann.
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Um sicherzustellen, wird die Korrektur
des Weißabgleichs,
der ein Stand der Technik ist, im Folgenden erläutert.
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Es sei angenommen, dass eine ursprüngliche
Gestaltung so ausgebildet ist, dass eine Farbe weiß wird,
wenn die relative Intensität
jedes Primärfarblichtes
des Projektors 1 ist. Dann können die relativen Intensitäten R'w,
G'w und
B'w,
wenn Weiß angezeigt
wird, als eine Gleichung (12) erhalten werden, indem 1 für R, G und
B in die Gleichung (9) eingesetzt wird.
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Und da für die auf diese Art und Weise
normalisierten relativen Intensitäten die drei Primärfarbintensitäten in einem
gleichen Verhältnis
wie die herkömmlichen
geändert
werden und die Projektion durchgeführt wird, wird, unter der Annahme,
dass k beispielsweise eine Konstante ist, eine Form, in der eine
Gleichung (13) für
die Gleichung (1) substituiert wird, erhalten.
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Reflektiertes Licht wird ein Licht,
das als eine Gleichung (14) anstatt der Gleichung (6) gezeigt ist.
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Die drei Stimuluswerte werden
und sind im Allgemeinen
nicht proportional zu den XYZ-Werten der Gleichung (3).
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Als Nächstes werden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die
Figuren erläutert.
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Ein Projektor mit Farbkorrektur gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 erläutert. An den Projektor 1 mit
Farbkorrektur werden drei Primärfarbvideosignale
R, G und B eingegeben. Wenn in ursprünglicher Weise diese drei Primärfarbvideosignale
R, G und B an einem herkömmlichen
Projektor 2 eingegeben werden, wird ein Bild in korrekter
Farbe an einem weißen Schirm
angezeigt. Diese drei Primärfarbvideosignale
R, G und B werden einer Farbkonversionseinrichtung 3 eingegeben
und in drei Primärfarbvideosignale
R', G' und B' mittels einer Matrix
A von 3×3,
die in der Gleichung (11) gezeigt ist, umgewandelt und werden an
den herkömmlichen
Projektor 2 angelegt. Die Wandfarbenspeichereinrichtung 4 speichert
Information bezüglich
einer Wandfarbe, und die Matrixrecheneinrichtung 5 erhält die Matrix
A basierend auf dieser Information und gibt diese an die Farbkonversionseinrichtung.
Die vorstehend beschriebene Farbkonversionseinrichtung 3 führt die
vorstehend beschriebene Konversion unter Verwendung von A durch.
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Wie vorstehend angegeben, kann die
Information, die in der Wandfarbenspeichereinrichtung 4 gespeichert
ist, ein spektrales Reflexionsvermögen bezüglich einer Wandfarbe sein
oder kann Information mit Bezug auf eine Farbe der drei Stimuluswerte
oder dergleichen des reflektierten Lichtes sein, das erzeugt wird,
wenn Licht der drei Primärfarben
einer Lichtquelle, die in dem herkömmlichen Projektor 2 verwendet
wird, durch eine Wand reflektiert wird.
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Die Funktion der Matrixrecheneinrichtung 5 ist
so konstruiert, dass, wenn die Information, die in der Wandfarbenspeichereinrichtung 4 gespeichert
ist, das spektrale Reflexionsvermögen mit Bezug auf die Wandfarbe
ist, basierend auf dieser Information die bekannten Farbabgleichsfunktionen
und die spektrale Intensität des
Lichtes der drei Primärfarben
der Lichtquelle in dem herkömmlichen
Projektor 2 verwendet werden, die Matrix A mittels der
Gleichung (11) berechnet wird. Auch wenn die Information, die in
der Wandfarbenspeichereinrichtung 4 gespeichert ist, die
Information bezüglich
einer Farbe der drei Stimuluswerte oder dergleichen des reflektierten
Lichtes ist, welches erzeugt wird, wenn Licht der drei Primärfarben
der Lichtquelle von der Wand reflektiert wird, ist die Funktion
der Matrixrecheneinrichtung 5 so aufgebaut, dass die Matrix
A mittels der Gleichung (11'),
basierend auf dieser Information und bekannter Farbinformation des
Lichtes der drei Primärfarben
der Lichtquelle, die in dem herkömmlichen
Projektor 2 verwendet wird, berechnet wird.
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Zusätzlich enthält in der vorstehenden Erläuterung
der Projektor 1 mit Farbkorrektur den herkömmlichen
Projektor 2, die Farbkonversionseinrichtung 3,
die Wandfarbenspeichereinrichtung 4 und die Matrixrecheneinrichtung 5 und
die drei Primärfarbsignale,
die von außen
zugeführt
werden, sind so aufgebaut, dass sie die gleichen Signale wie diejenigen
in einem Fall sind, bei dem ein Bild auf einen weißen Schirm
unter Verwendung des herkömmlichen
Projektors 2 projiziert wird. Für den Fall jedoch, dass der
herkömmliche
Projektor 2 beispielsweise für eine Anzeigevorrichtung eines
Computers verwendet wird, kann genau der gleiche Vorteil erreicht
werden, indem die Farbkonversionseinrichtung 3, die Wandfarbenspeichereinrichtung 4 und
die Matrixrecheneinrichtung 5 als ein Programm innerhalb
des Computers ausgebildet sind und der herkömmliche Projektor 2 mit
einem (R', G', B')-Wert, der dessen
Konversionsergebnis ist, versehen wird.
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Ein Projektor 7 vom unabhängigen Farbkorrekturtyp
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 2 erläutert. Bei dem Projektor 7 mit
unabhängiger Farbkorrektur
ist zu dem vorstehend beschriebenen Projektor 1 mit Farbkorrektur
ein Farbsensor 6 hinzugefügt. Der Farbsensor 6 misst
die Farbe eines mittleren Teils in einer Fläche, auf welche der Projektor 1 mit
Farbkorrektur ein Bild auf eine Projektionsebene 8 projiziert.
Im folgenden wird eine Ausführungsform
des Projektors 7 mit unabhängiger Farbkorrektur erläutert. In
folgenden wird angenommen, dass R-, G- und B-Signale, die an den
Projektor 1 mit Farbkorrektur von außen angelegt werden, Werte
zwischen 0 bzw. 1 einnehmen. 0 ist ein dunkelster Wert und 1 ist
ein hellster Wert. Tatsächlich
wird beispielsweise in einem Fall, dass ein Kodierverfahren, welches
8 Bits eines Digitalwertes hat, verwendet wird, ein Wert, der durch
Multiplizieren mit 255 erhalten wird, verwendet.
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In einer Situation, in welcher die
Projektionsebene 8, wie beispielsweise eine Wand, definiert
ist, scheint ein Abgleichmodus, und als Erstes projiziert der Projektor
Rot einer Primärfarbe,
wenn (R, G, B) = (1, 0, 0) ist, Grün einer Primärfarbe,
wenn (R, G, B) _ (0, 1, 0) ist und Blau einer Primärfarbe,
wenn (R, G, B) = (0, 0, 1) ist, auf die Projektionsebene 8,
und eine Farbe der Projektionsebene zu diesem Zeitpunkt wird vom
Farbsensor gemessen. Mittels dieser Messung werden für die Projektionsebene 8 (X'r,
Y'r,
Z'r),
(X'g,
Y'g,
Z'g)
und (X'b, Y'u,
Z'b)
erhalten. Diese Daten werden in die Wandfarbenspeichereinrichtung 4 des
Projektors 1 mit Farbkorrektur transferiert. Die Matrixrecheneinrichtung 5 berechnet
die Korrekturmatrix A mittels der Gleichung (11') unter Verwendung dieser Werte und
der bekannten Werte (Xr, Yr,
Zr), (Xg, Yg, Zg) und (Xb, Yb, Zb),
die die ursprünglichen
drei Stimuluswerte sind.
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Zusätzlich gilt in der vorstehend
beschriebenen Erläuterung,
dass, obwohl der Projektor 7 mit unabhängiger Farbkorrektur den Projektor 1 mit
Farbkorrektur und den Farbsensor 6 enthält, für den Fall, dass der Projektor
für eine
Anzeigevorrichtung eines Computers verwendet wird, der genau gleiche
Vorteil auch mittels einer Konfiguration erreicht werden kann, bei
der der Farbsensor 6 an den Computer angeschlossen ist
und die Information bezüglich
der Wandfarbe dem Projektor 1 mit Farbkorrektur vom Computer
eingegeben wird. Ebenfalls kann, wie vorstehend angegeben, für den Fall,
dass die Farbkonversionseinrichtung, die Wandfarbenspeichereinrichtung 4 und
die Matrixrecheneinrichtung 5 als ein Programm innerhalb
des Computers ausgeführt
werden, exakt der gleiche Vorteil erreicht werden, indem die gesamte
Verarbeitung durchgeführt
wird, bis die Farbkonversion mittels eines Programms unter Verwendung
eines Eingangswertes vom Farbsensor durchgeführt worden ist und der herkömmliche
Projektor 2 mit einem (R', G',
B')-Wert, der das
Konversionsergebnis desselben ist, versehen worden ist.
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Selbst in einem Fall, bei dem ein
Farbbild auf eine farbige Wand projiziert wird, wird es gemäß der vorliegenden
Endung möglich,
das Farbbild in korrekter Farbe auf eine kolorimetrische Art und
Weise mittels des Projektors zu projizieren. Obwohl mittels der
Konversion, wie beispielsweise der Gleichung (11), in einen (R, G; B)-Wert des Originalbildes jedoch ein Wert
von (R', G', B'), der jede Primärfarbe steuert,
erhalten wird, ist zu erwarten, dass irgendein Wert einen Bereich
zwischen 0 und 1 überschreitet,
welches ein Kontrollbereich ist, und zwar infolge der Konversionsmatrix
A. Das heißt,
dass ein Farbreproduktionsbereich des Projektors infolge der Farbe
der Wand oder dergleichen enger wird. Da üblicherweise die Dichte einer
Farbe, die für
eine Wand oder dergleichen verwendet wird, gering ist, ist deren
Einfluss auf die Farbreproduktion eines Bildes klein und im Fall
einer Projektion auf eine Wand oder dergleichen mit einer Farbe,
die eine hohe Dichte hat, wird jedoch ein Einfluss, der durch die
Verengung einer Farbreproduktionsfläche verursacht wird, größer.
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Als ein Verfahren zum Wiedergeben
eines Originalbildes ohne das Empfinden von fehlendem Komfort an
einer Vorrichtung, bei der die Farbreproduktionsfläche, wie
vorstehend angegeben, eng ist, sind verschiedene Arten von Bildkonversionsverfahren
zum Ausgeben eines anzuzeigenden Bildes an einen Farbmonitor, wie
beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, an einen Farbdrucker oder
dergleichen, bei dem eine Farbreproduktionsfläche eng ist, ohne ein Empfinden
von fehlendem Komfort herkömmlicherweise
bekannt. Beispielsweise ist in der
JP-P1993-127640A "Automatisches Konversionsverfahren für eine Farbreproduktionsfläche, Gerät zur automatischen
Farbreproduktionsflächenkonversion
und Gerät
zur automatischen Farbkonversion" ein
Verfahren zum Durchführen
der geeigneten Farbkonversion für
einen derartigen Fall beschrieben.
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Eine Ausführungsform, bei der eine Funktion
der Farbreproduktionsflächenkonversion
in der Farbkonversionseinrichtung 3 des Projektors 1 mit
Farbkorrektur gemäß der Erfindung
enthalten ist, wird anhand der 3 beschrieben.
Hierbei verwendet die Matrixkonversionseinrichtung 31 die
Konversion gemäß der Gleichung
(11) oder der Gleichung (11')
bei dem Original-(R, G, B)-Wert, der eine Eingabe wird, und gibt
(R", G", B") aus. Obwohl diese
Werte manchmal einen Wert außerhalb
einer anderen Farbreproduktionsfläche als ein Wert zwischen 0
und 1 haben, wird hier ferner eine Farbflächenkompressionseinrichtung 32 angewandt,
und es wird ein Wert (R',
G', B') innerhalb der Reproduktionsfläche ausgegeben
und an den herkömmlichen
Projektor 2 angelegt. Wenn eine derartige Konfiguration
verwendet wird, ist es möglich,
ein Farbbild mit einem geringen Maß an fehlendem Komfort anzuzeigen,
selbst an einer Wand mit einer Farbe, die eine hohe Dichte hat.
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Obwohl in der vorliegenden Erfindung
für die
Konversion einer Mischgröße der elementaren
Primärfarben
die Matrixberechnung verwendet wird, kann ein Teil oder die ganze
Berechnung mittels einer Berechnung durchgeführt werden, bei der eine LUT
(Nachschlagtabelle) für
einen typischen Wert abgefragt wird und ein Intervall dazwischen
interpoliert wird. Wenn ein derartiges Realisierungsverfahren verwendet
wird, ist es möglich,
einen Teil der vorstehend erwähnten
Farbreproduktionsflächenkonversion
auch dadurch zu realisieren, indem sie gleichzeitig in der LUT enthalten
ist.
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Da es in der vorliegenden Erfindung
möglich
wird, eine korrekte Farbreproduktion auf eine kolorimetrische Art
und Weise für
die farbige Projektionsebene, wie beispielsweise eine Wand, durchzuführen, beispielsweise
indem die Farbe im Voraus gemessen wird oder die Farbe mittels des
Farbsensors gemessen wird und indem die Änderung der Farbe eines primären Farblichtes
berechnet wird, besteht ein Vorteil, dass selbst für die farbige
Projektionsebene eine gute Farbreproduktion durchgeführt werden
kann.
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Auch für den Fall, dass die Dichte
der Wandfarbe hoch ist, wird die Farbreproduktionsfläche enger
und es wird ein Bild mit einem hohen Grad an fehlendem Komfort erhalten,
indem die bekannte Farbflächenkompressionseinrichtung
verwendet wird, wobei eine Farbreproduktion errichtet werden kann,
die das Maß an
fehlendem Komfort vermindert.