JP2004080120A - マルチ画像表示装置及びその画像調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術では、映像調整撮影（キャリブレーション撮影）により映像調整を行うが、スクリーン上に投影する画像を撮影する場合、画像投影装置の投影光以外の入射光（外光という）を遮光できる環境が必要であり、調整に時間がかかっていた。そこで、暗室環境を必要とせず、色毎の輝度調整を可能とするマルチ画像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】色毎の輝度調整機能を有するマルチ画像表示装置を用い、調整が必要な複数面の十分な大きさの調整パターンを撮影し、画像処理により、色毎の輝度の相対的調整値を算出して、画像投影装置の色毎の輝度を調整する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像投影装置からスクリーン上に画像を投影することにより、シームレスな大画面映像をスクリーンに投影するマルチ画像表示装置及びその画像調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチ画像表示装置の画像投影装置として、一般的に複数台の液晶プロジェクタが使用されている。複数台の画像投影装置は、液晶パネルの特性の差や液晶の劣化の程度により、表示画像の色合いに差異を生じることがあり、隣接する表示画像に色合いの差異があると隣接する表示領域間の境界が目立ってしまう。この隣接する表示画像の境界部分の継ぎ目を目立たなくするために、人為的には熟練者が多くの時間を費やして画像の色毎の輝度調整を行っていた。熟練者による調整では、輝度調整の結果にバラツキが生じたり、調整に多くの時間を費やしてしまうため、特開平９−３２６９８１号公報に記載の画像投影システムや、特開
２００１−３３９６７２号公報に記載のマルチビジョン装置のように、画像の色毎の輝度調整を自動で行う方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−３２６９８１号公報、および特開２００１−３３９６７２号公報に記載の自動調整方法は、通常の画像投影の場合に、事前に映像調整撮影（キャリブレーション撮影）を行うことで映像調整が行われる。しかし、液晶プロジェクタでは、映像を投影するためにランプが使用されており、ランプの物理的な寿命によりランプが切れた場合には、新しいランプに交換する必要がある。マルチ画像表示装置では、スクリーンは複数の液晶プロジェクタで投影されているため、新しいランプに交換した液晶プロジェクタが投影する領域は、他の液晶プロジェクタが投影する領域と比較して輝度が高くなり、隣接する表示領域との境界が目立ってしまう。このような場合は、画像投影中であるので、短時間で外光が存在する状態で自動調整を行う必要があり、画像表示装置がスクリーン上に投影する画像を撮影するためには、画像投影装置の投影光以外のスクリーン面への入射光（以下、外光という）を遮る必要があった。
【０００４】
本発明の目的は、外光がある場合でも色毎の輝度調整を行えるマルチ画像表示装置及びその画像調整方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、暗室環境を必要とせず、迅速な輝度調整を可能にするマルチ画像表示装置及びその画像調整方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のマルチ画像表示装置及び画像調整方法は、輝度の異なるパターンを調整用パターンとして隣り合う画面投影装置によりそれぞれスクリーンに表示し、調整を必要とする複数面の調整用パターンを撮影し、画像処理を行うことにより、輝度の相対的調整値を算出して、画像投影装置の輝度を調整するもので、暗室でない環境でも画像調整が可能である特徴がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１から図３を用いて説明する。図１は、本実施例のマルチ画像表示装置のシステム構成図である。
【０００８】
マルチ画像表示装置は、スクリーン１１に対し画像投影装置をｎ個配置するｎ式のものが一般的であるが、本実施例では説明を簡略にするため、図１に示すように、スクリーン１１に対して画像投影装置２１，２２の２式を配置して画像を表示する場合を例にとり説明する。又、図１に示すマルチ画像表示装置は、スクリーン１１の前面側に画像投影装置２１，２２を配置した例を示しているが、画像投影装置２１，２２は、スクリーン１１の後面側に配置する場合もある。
【０００９】
画像投影装置２１，２２には、それぞれ画像出力装置３１，３２が接続され、画像投影装置２１，２２及び画像出力装置３１，３２のそれぞれは演算装置４１と接続されている。演算装置４１は、スクリーン１１の前方の例えば天井に設置されスクリーン１１に表示された画面を撮影する表示画面撮影装置５１と接続されている。演算装置４１には、画像処理部と、画像処理部に接続されたシームレス処理部と、シームレス処理部に接続された映像再生部と、映像再生部に接続された同期制御部と、テスト画像を作成するテスト画像発生部と、テスト画像発生部とシームレス処理部との切替えを行う画像信号切替部で構成される。画像投影装置２１，２２から投影される画像はスクリーン１１にオーバーラップ領域で一部重なり合い繋ぎ目を感じさせないシームレスな１枚の画像として映し出される。
【００１０】
スクリーン１１上に投影される画像をシームレスなものとするためには、外光を遮った状態で画像の調整が行われる。テスト画像発生部で生成されスクリーン１１に投影されたテスト画像を表示画像撮影装置５１で撮影され、撮影された画像は画像処理部に送信されて映像信号の補正データが算出される。この補正データはシームレス処理部に送られ、シームレス処理部では、補正データに基づいて補正処理をリアルタイムに行い、映像再生部で生成される映像フレームの同期を同期制御部で確保し、画像投影装置２１，２２でスクリーン１１上にシームレスな画像を投影する。
【００１１】
マルチ画像表示装置で画像を投影している時、或いは画像の投影を開始する時に画像投影装置２１，２２のランプが切れた場合は、ランプを交換後に外光が存在する状態で画像調整を行わなければならず、このような場合の画像調整は次のようにして行う。
【００１２】
画像信号切替部でテスト画像発生部に切替え、テスト画像発生部で図２に示す調整用パターンを作成して隣り合う画像投影装置２１，２２によりスクリーン
１１に投影する。調整用パターンは、図２に示すように、画像投影装置２１の画像表示領域１０１に輝度の異なるパターン１Ｗ，１Ｂを、画像投影装置２２の画像表示領域１０２に輝度の異なるパターン２Ｗ，２Ｂをオーバーレイ表示する。この調整用パターンは、カラーの３原色である赤色，青色，緑色について作成される。ここで、パターン１Ｗ，２Ｗは、画像表示領域１０１，１０２それぞれの外光を含む最高輝度の領域であり、パターン１Ｂ，２Ｂは、画像表示領域１０１，１０２それぞれの外光の領域である。それぞれの大きさは異なっていてもよく、表示画面撮影装置５１により撮影して演算装置４１により輝度調整量を算出できる十分な大きさに設定される。
【００１３】
このように構成されたマルチ画像表示装置の画像調整方法を図３に示す流れ図により説明する。ステップＳ１で、調整開始指示が出されると、ステップＳ２で、画像出力装置３１，３２よりスクリーン１１上に画像投影装置２１，２２各々の画像表示領域１０１，１０２に、図２に示す調整用パターン１Ｗ，１Ｂ，２Ｗ，２Ｂがオーバーレイ表示される。ここで、パターン１Ｂ，２Ｂには黒色が使用され、パターン１Ｗ，２Ｗには白色又は３原色が使用される。ステップＳ３で、表示画像撮影装置５１でスクリーン１１に投影された調整用パターン１Ｗ，１Ｂ及び２Ｗ，２Ｂを撮影し、ステップＳ４で撮影された画像データを演算装置４１に取り込む。これらの操作は、赤色，青色，緑色の３原色について行われ、演算装置４１により、画像表示領域１０１，１０２の各々について、ステップＳ５で調整用パターン１Ｗと１Ｂの輝度Ｙ_１ＷとＹ_１Ｂ、及び２Ｗと２Ｂの輝度Ｙ_２ＷとＹ_２Ｂを求め、ステップＳ６で調整用パターン１Ｗと１Ｂの輝度の差ΔＹ_１　、及び２Ｗと２Ｂの輝度の差ΔＹ_２　をそれぞれ求める。このようにして各画像投影装置の相対的スクリーン輝度を求めることができる。両者の比較により、隣接する表示画像の３原色毎の輝度調整量を算出する。算出した色毎の輝度調整量を各画像投影装置２１，２２に設定して、画像投影装置２１，２２の３原色毎の輝度をそれぞれ調整する。ここで、画像投影装置２１のランプが切れた場合は、画像投影装置２１のランプが新しいので輝度は高く、画像投影装置２２の輝度に合わせるように調整する。
【００１４】
ここで、数１により、画像投影装置２１の差分ΔＹ_１　を、数２により画像投影装置２２の差分ΔＹ_２　を求め、画像表示領域１０１，１０２の各々について３原色毎の輝度調整値を算出する。
【００１５】
【数１】
ΔＹ_１＝Ｙ_１Ｗ−Ｙ_１Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
【００１６】
【数２】
ΔＹ_２＝Ｙ_２Ｗ−Ｙ_２Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
このように調整することにより、画像投影装置を遮光するなどの暗室環境での調整が必要でなくなり、外光が存在する場合でも補正演算処理ができるので、ランプが切れた等の突発的な故障の場合でも迅速な画像調整が可能となる。又、カラーの３原色について調整を行うので、カラーの投影に適した調整が行える。
【００１７】
又、外光のある環境で全体の画像の調整を行うこともでき、この場合は次のように操作する。求めた調整用パターン１Ｗと１Ｂの輝度の差ΔＹ_１　、及び２Ｗと２Ｂの輝度の差ΔＹ_２　がΔＹ_１＞ΔＹ_２の場合は、演算装置４１により画像投影装置２１の輝度調整値を下げるか、画像投影装置２２の輝度調整値を上げる補正演算処理を行う。求めた調整用パターン１Ｗと１Ｂの輝度の差ΔＹ_１　、及び２Ｗと２Ｂの輝度の差ΔＹ_２　がΔＹ_１＜ΔＹ_２の場合は、演算装置４１により画像投影装置２１の輝度調整値を上げるか、画像投影装置２２の輝度調整値を下げる補正演算処理を行う。この補正演算処理を順次行い、全体の画面の調整を行う。このようにすることにより、外光のある環境でも全体の画面調整を行うことができる。
【００１８】
ステップＳ７で、画像表示領域１０１，１０２の各々を撮影した画像を比較した結果、その差が事前に設定した範囲内となっていた場合は、或いは調整の強制終了指示があった場合は、ステップＳ１０で調整用パターンを非表示とし、調整動作を終了する。
【００１９】
ステップＳ７で画像表示領域１０１，１０２の各々を撮影した画像を比較した結果、その差が事前に設定した範囲内にない場合は、ステップＳ８で演算装置
４１により、輝度調整最適値を算出し、ステップＳ９でその調整値を画像投影装置２１，２２に設定して、ステップＳ３の表示画像撮影装置５１による調整用パターンの撮影に戻る。
【００２０】
ここで、図２に示すパターン１Ｗ及び２Ｗに、スクリーン１１上の画像を表示する各画像表示領域１０１，１０２の表示色として、使用されている割合が最も多い色、例えば背景色を設定してもよい。表示色について、最も割合の大きい色を設定することにより、３原色の輝度の調整精度が向上し、調整後の表示画像について、隣接する領域の境界をより目立たなくすることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、外光がある場合でもマルチ画像表示装置の色毎の輝度調整を行うことができる。又、暗室環境を必要とせず、迅速なマルチ画像表示装置の輝度調整を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるマルチ画像表示装置のシステム構成図である。
【図２】調整用のパターン例を示す平面図である。
【図３】マルチ画像表示装置の画像調整方法の流れ図である。
【符号の説明】
１１…スクリーン、２１，２２…画像投影装置、３１，３２…画像出力装置、４１…演算装置、５１…表示画像撮影装置、１０１，１０２…画像表示領域。

Claims (6)

1. スクリーンに画像を投影する複数の画像投影装置と、該画像投影装置に接続された画像出力装置と、該画像出力装置，前記画像投影装置及び前記スクリーンに投影された画像を撮影する表示画面撮影装置に接続された演算装置とを備え、画像調整時には、前記演算装置は画像出力装置を制御して隣り合う画像投影装置により輝度の異なるパターンをオーバーレイ表示する調整用パターンを前記スクリーンにそれぞれ投影し、前記表示画面撮影装置は前記オーバーレイ表示された調整用パターンを撮影し、前記演算装置は撮影された画像データを取り込んで隣り合う画像投影装置により投影されたそれぞれの調整用パターンの輝度差を比較して輝度調整量を算出し、算出した輝度調整量を前記画像投影装置に設定することを特徴とするマルチ画像表示装置。
2. 画像調整時に、輝度の異なる２つのパターンを調整用パターンとしてスクリーンにそれぞれ投影する隣り合う画像投影装置と、該画像投影装置により前記スクリーンに投影された調整パターンを撮影する表示画面撮影装置と、該表示画面撮影装置により撮影された画像データを取り込んで前記隣り合う画像投影装置により投影されたそれぞれの調整用パターンの輝度差を比較して輝度調整量を算出し、該算出された輝度調整量を前記画像投影装置それぞれに設定する演算装置を備えたことを特徴とするマルチ画像表示装置。
3. 画面調整時に、隣り合う画像投影装置のそれぞれにより輝度の異なるパターン調整用パターンをスクリーンに投影し、投影されたそれぞれの調整用パターンを表示画面撮影装置により撮影し、演算装置により撮影されたそれぞれの調整パターンの高輝度部分と低輝度部分の輝度差を算出し、算出されたそれぞれの輝度差を比較して輝度調整量を算出し、該算出された輝度調整量を前記画像投影装置に設定して画像調整を行うことを特徴とするマルチ画像表示装置の画像調整方法。
4. 前記調整用パターンは、最高輝度部分と黒色である外光の輝度部分で構成され、前記最高輝度部分を外光の輝度部分で補正して、各画像投影装置の相対的スクリーン輝度を算出する請求項１又は２に記載のマルチ画像表示装置。
5. 前記調整用パターンは、スクリーン画面の背景色である高輝度部分と黒色である低輝度部分で構成され、前記高輝度部分を低輝度部分で補正して、各画像投影装置の相対的スクリーン輝度を算出する請求項１又は２に記載のマルチ画像表示装置。
6. 前記表示画面撮影装置により撮影されたそれぞれの調整用パターンの画像を比較し、その差が事前に設定された範囲内にある場合は、画像調整を終了する請求項３に記載のマルチ画像表示装置の画像調整方法。

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