JP2004229290A

JP2004229290A - 投影画像を表示する方法およびその表示装置

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Publication number: JP2004229290A
Application number: JP2004011077A
Authority: JP
Inventors: James E Clark; ジェイムズ・イー・クラーク
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2004-08-12
Also published as: US20040140982A1; US7184054B2; US7187343B2; KR20040067959A; SG121805A1; US20040140981A1; EP1443775A2; TW200413818A; CN1517780A

Abstract

【課題】投影面の色特性を能動的に補償する投影システムを提供する。
【解決手段】所望される画像の画像データを提供するステップ（３６）と、前記所望される画像を表示面上に投影して、反射画像を生成するステップ（４２）と、前記反射画像と前記画像データを比較して、差を求めるステップ（５０）と、投影画像を修正して、前記差を縮めるステップ（６０）とを有する投影画像を表示する方法。
【選択図】図３

Description

画像投影システムは、静止画像またはビデオ画像を拡大したり、或いは、その画像を、多数または少数の視聴者が同時に見ることができるように利用されることがある。投影装置と、投影装置を駆動するのに用いられるパーソナルコンピュータは、どちらも、ますます小型化し、かつポータブルになってきているので、以前には行けなかった開催指定地で、高機能なビジュアル・プレゼンテーションを提供することが可能になっている。一方、最新の投影機器は、現在、ただ１個のコンセントだけを求めているとはいえ、多くの部屋は、適切な投影面を欠いていることがある。しかしながら、投影スクリーンを現地に持って行くことは、最新の投影装置の携帯性を損なう可能性がある。代りに、色の薄い壁面上に画像を投影することは、プレゼンテーションの内容を損ないかねない。したがって、投影面の色特性を能動的に補償する投影システムが望まれている。

所望の画像用の画像データを提供すること、所望の画像を表示面上に投影して反射画像を生成すること、この反射画像と画像データを比較して観測差を求めること、および、投影画像を修正して、その観測差を縮めることを含む方法が提供される。

最初に図１を参照すると、本発明の一実施形態による表示システムが、１０に概ね示されている。具体的に言えば、図１は、表示面１６上に画像１４を生成するようにしたプロジェクタ１２を備えた表示システムを示している。プロジェクタ１２は、通常、ラップトップ・コンピュータ１８として図１に示されている画像データ・ソースと結合されている。したがって、プロジェクタ１２は、コンピュータ１８から画像データを受け取り、この画像データから得られた画像１４を表示面１６上に投影するように構成されるようになっている。

このプロジェクタ１２は、デジタル・プロジェクタ、または他の任意の適切な投影装置の形態を取ることがある。多くのタイプの投影システムは、この開示の目的に適する場合があるものと理解されよう。このプロジェクタ１２には、それ自体に、デジタル・オーバーヘッドプロジェクタ、アクティブ液晶表示（ＬＣＤ）投影装置、マイクロミラー・ベースの投影装置を含むことがあるが、ただし、それらには限定されない。イメージ・プロジェクタで投影される画像は、静止画像またはビデオ画像を含むことがある。本明細書では、静止画像もビデオ画像も単に投影画像と呼ぶことにする。

プロジェクタ１２には、通常、光エンジン（light engine）２０が備えられている。光エンジン２０は、通常、コンピュータ１８から受け取られた画像データから得られた投影画像であって、その画像データに概ね一致する投影画像を生成するために、光を表示面１６に向けて送るように構成されている。光エンジン２０は、単一の白色光源（例えば、水銀ランプ、プラズマ・ランプ、白熱ランプなど）、および／または、複数の白色光源または単色光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ・ダイオードなど）であり、表示面１６を光学的に処理するようにした任意の適切な照明源を含むことがある。さらに、プロジェクタ１２は、表示面上での多色画像の生成に対処できる光学系、空間光変調器、スキャニング・ミラー、合焦装置（フォーカシング・デバイス）、色生成装置、コントローラなどを備えている。

図２に図式的に示されているように、表示システム１０は、また、プロセッサ２２を備えている。プロセッサ２２は、画像データ・ソース１８から画像データを受け取って、その画像データを、光エンジン２０が駆動するのに適したコマンドに変換するように構成されている。プロセッサ２２は、図示されるように、プロジェクタ１２に組み入れられているか、あるいは、プロジェクタ１２に結合された別個のプロセッサであることもある。プロセッサ２２は、プロジェクタ１２を動作させるために、プロセッサ２２で必要とされる校正情報、色情報、および他のデータなどのデータの一時（または長期）記憶として役立つメモリ２４とやり取りすることがある。

画像データ・ソース１８は、限定しなければ、ノートブック・コンピュータなどのパーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、またはファイルサーバーなどのメインフレーム・コンピュータであることもある。画像データ・ソース１８と上記のプロジェクタ・プロセッサとの間のデータ連絡部は、ハードワイヤ連絡部を含むか、あるいは、ワイヤレス・データ連絡部であることもある。このデータ連絡部がハードワイヤ連絡部である場合、このハードワイヤ連絡部は、ローカル・エリア・ネットワークまたは広域ネットワークでは、ケーブルである場合もある。別の方法として、このデータ連絡部は、変調された放射線、通常、赤外線またはｒｆ（無線周波数）信号を利用するワイヤレス連絡部を含むことがある。さらに別の方法として、プロジェクタ１２は、外部データ・ソースへの連絡が不必要となるように、例えば、メモリ２４を用いて、プロジェクタ１２が内部に記憶させた画像データから、投影画像を生成することがある。同様に、プロジェクタ１２は、ディスク・ドライブまたは他の補助メモリ素子を含むことがあり、それにより、プロセッサ２２は、直接に画像データを受け取ることが可能になる。

光エンジン２０は、通常、プロセッサ２２からのコマンドに応答して、可視光を投影画像２６として表示面１６に向けて送ることにより反射画像２８を生成するが、その反射画像２８は、名目上、鏡像として投影画像と関係づけられる。しかしながら、このような関係は、プロジェクタ１２が受け取った画像データで定められる色特性を光エンジン２０が完全に作り出すことと、表示面１６が完全に無色で、かつ反射する表示面を提供することを前提としている。これは、あらゆる場合に、必ずしも当てはまるとは限らない。

本明細書中で用いられる色特性は、画像の全部または一部の色相、輝度、明るさを含むことがある。このような色特性は、特定の色空間の座標を基準として表現され、かつ正確に定められているものである。色空間は、通常、色情報を数値的に表わし、かつ／または、グラフに描くことのできる数学的な構造である。様々な色空間は、とりわけ、色相、明度、明るさ、明暗(value)、反射率、鮮明さ、彩度、またはクロマ(chroma)などの色値を参照することがある。

このような選択色空間には、とりわけ、ＨＶＣ（マンセル）色空間、ＲＧＢ色空間、ＨＳＶ色空間、ＨＳＬ色空間、ＹＣＣ色空間、ＸＹＺ色空間、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間、Ｌ^*ｕ^*ｖ^*色空間、Ｌｈｓ色空間、Ｌｈｃ色空間、ＹＸＹ色空間、ＣＭＹ色空間、またはＣＭＹＫ色空間があることがある。これらの色空間は、通常、選択色空間に関して下記の表１に示すように、選択色値を定める別々の軸の使用をその特徴としている。

画像ファイルに取り入れられる色データは、選択色空間における座標を基準として定められることがある。特定の色空間における座標は、一般に、適切な数学的な変換を用いることで、代替色空間における座標に変換されるようになる。プロジェクタに送られる画像データは、ＲＧＢ色空間での色情報を含むか、あるいは、この画像データは、ＲＧＢ色空間に変換された後で、光エンジンにより投影画像が生成されるが、これは、投影装置が、通常、赤、青、緑を適切に組み合わせた光を投影して、所望の色を生成する（加法混色(additive color synthesis)）からである。

上述のように、理想的な光エンジンであれば、色特性が、画像データにより定められた色特性と正確に一致する投影画像を生成することができるであろう。同様に、理想的な表示面であれば、色特性が画像データで指定されるような反射画像を生成するであろう。しかしながら、実際には、反射画像２８の色特性は、プロジェクタが受け取る画像データで定められた色特性と、検出可能なほど異なる場合がある。このような差の潜在的な原因には、例えば、画像データを、光エンジン２０用のコマンドに変換するときの誤差、光エンジンの動作の誤動作または欠陥、プロジェクタの光路の欠陥、および／または、色彩的に無色ではない表示面の反射画像に対する寄与がある。これらの要因による１つまたは複数の考えられる結果は、反射画像２８の色特性が、画像データが指定した色特性と、検出可能なほど異なる場合がある点である。

例えば、この表示面は、黄色がかった色などの無色でない表面色を含むことがある。このような表示面上へ白色光を投影すると、壁面の顔料が、入射白色光の黄色以外の波長の一部を吸収して、黄色の波長を不均衡に反射するから、黄色がかった反射画像がもたらされることになる。このような場合、最終結果としては、反射画像に元の画像データが指定したものよりも多い黄色成分を含むことになる。

もっと複雑な例では、この表示面は、例えば、壁紙の図柄に含まれているような１つまたは複数の模様を含むことがある。このような均質でない表示面上に画像を投影すると、不満足な反射画像がもたらされ、また、このような目に見える模様が含まれていることから、視聴者は、投影画像の内容に集中できなくなる可能性がある。

表示システム１０は、このような表示面の色特性を補償するために、フィードバックシステムを備えることがある。このフィードバックシステムは、表示面の色特性を少なくとも一部補償するために、光エンジン２０の出力を修正できるようにするものである。このフィードバックシステムは、一般に、反射画像と、画像データで定められる通りの所望の画像を比較して、反射画像と所望の画像との間の検出可能な差を特定するように構成されている。検出可能な差が特定されると、投影画像を修正して、この特定された検出可能な差を少なくとも一部補償することになる。

このフィードバックシステムは、プロジェクタ１２に組み込まれるか、あるいは、プロジェクタ１２に結合された別個の装置に組み込まれている。図２に示されるように、プロジェクタ１２は、反射画像の光学特性を検出するように構成された光学ユニット３０を備えている。光学ユニット３０は、センサを備えており、このセンサは、反射画像の色特性を検出するように構成されている。通常、光学ユニット３０は、カメラを含むが、ただし、所望の色特性を検出できる任意のセンサは、この開示の目的に適したセンサである。光センサは、電荷結合素子（ＣＣＤ）、フォトダイオード、または他の光感応素子を含むことがある。

光学ユニット３０は、プロジェクタ１２に結合され、すなわち、プロジェクタ１２自体に組み込まれるか、あるいはプロジェクタ１２とは別個のものであることもある。光学ユニット３０がプロジェクタ１２とは別個のものである場合には、光学ユニット３０を、プロジェクタ１２のほぼすぐ近くに設置することで、反射画像を斜めに見ることから生じる画像の歪みを最小限に抑えることができる。

光学ユニット３０は、それがプロジェクタ１２内に設置されても、光学ユニット３０と反射画像の視野の差を最小限に抑えるように設置されるようになっている。実際は、デジタル画像プロジェクタ１２と光学ユニット３０は、投影にも、イメージ・センシング（画像検出）にも、同一の光学系を利用することがある。これは、例えば、デジタル・プロジェクタ１２の光路にビーム・スプリッタを入れて、プロジェクタ１２の光エンジン２０で生成された投影画像が、このビーム・スプリッタを通過する一方で、表示面から反射された光の一部が、このビーム・スプリッタで反射されて、光学ユニット３０に向けられるようになっている。投影にも、イメージ・センシングにも、ただ一組の光学系を利用すると、表示システムのセットアップが簡単になる。さらに、このようにすると、光学ユニット３０の校正も容易となることがある。

光学ユニット３０が、反射画像の色特性を検出および／または記録すると、この表示システムは、その反射画像と画像データを比較するようになっている。反射画像と、受け取った画像データとの間で意味のある比較を行うために、多くの方法および戦略が用いられている。一つの実施形態では、この分析は、特定のサブユニット（１つまたは複数）の色特性を比較するために、この画像データを複数の画像サブユニットに分けることで容易にしている。サブユニットの実際の数は、必ずしも重要ではないが、計算速度、あるいは、その結果として得られる色補正の質のために選択されている。例えば、この画像データを小さいサブユニットに分けることで、色補正の忠実性と、補正される画像の解像度が向上するが、このように分けるために、データ処理が遅くなり、それゆえ、リフレッシュ速度、すなわち画像を動かせるために特に注目すべき特徴が損なわれてしまう。これと対照的に、画像データを、さらに大きいサブユニット（したがって、比較的に少数のサブユニット）に分けることで、処理時間が向上するが、ただし、補正率を施した場合の解像度(resolution)が低いことから、色補正も不充分となってしまう。所要の色比較と色補正の処理を行うことに充てられた複数の高速パラレル・プロセッサ(high speed parallel processors)の使用により、満足すべき色補正と充分な処理時間が得られることがある。このような処理システムを使用すると、リアルタイムの色補正を実行できるようになる。

この画像データは、例えば、１００サブユニット×１００サブユニットのアレイに分けられて、１０，０００の個々の画像セグメントをもたらすことがある。開示された色補正プロセスを実施するのに選ばれたサブユニットの数は、所与のプロジェクタに使える速度と処理能力により制限されることになる。適切な計算リソースを用いて、この画像データを、６４０サブユニット×４８０サブユニット（３０７，２００のセグメント）のアレイ、あるいは、１，６００サブユニット×１，２００サブユニット（１，９２０，０００のセグメント）ものアレイのように、さらに大きいアレイに分けられる場合があると理解されよう。

画像データが分けられると、プロセッサは、それぞれのサブユニットに対して、平均色の値を引き出すようになっている。通常、引き出された色は、そのサブユニットに対して、平均色輝度を表わす選択色空間における数値に対応している。例えば、ＲＧＢ色空間を利用すると、選択サブユニットは、そのサブユニット全体に亘って、平均赤色値、平均緑色値、平均青色値を持つことが判明されることになる。この平均色輝度は、このサブユニットの該当エリアに亘って、計算された色輝度の相加平均を取ることで求められている。例えば、１０個のピクセルを含む画像データの選択サブユニットを取り上げてみる。このサブユニットのピクセルの半分が、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のＲＧＢ色空間における色値＝（１００，１００，２００）を持ち、また、このサブユニットのピクセルの半分が、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の色値＝（２００，１００，１５０）を持つ場合には、このサブユニットに対する平均赤色輝度は、次式の通り、このサブユニット全体を平均することで得られることになる。

Ｒ_ave ＝｛（５×１００）＋（５×２００）｝／１０＝１５０
平均緑色輝度は、次式となる。

Ｇ_ave ＝（１０×１００）／１０＝１００
平均青色輝度は、次式となる。

Ｂ_ave ＝｛（５×２００）＋（５×１５０）｝／１０＝１７５

上記の式から、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の選択サブユニットに対する平均計算色値＝（１５０，１００，１７５）となる。この平均色値は、特定の色空間に左右されないことと、他の座標系において、同様な計算が行われる場合があるものと理解されよう。

画像データのサブユニットのそれぞれに対して、平均色値が同様に引き出されて、これらの平均値が、メモリ２４に格納されることがある。元の画像データを使用して、光エンジンで投影画像を生成している。次に、光学ユニット３０は、その結果得られた反射画像を検出している。その反射画像の色特性も、メモリ２４に格納されるようになる。プロセッサ２２に、反射画像の色特性の色特性と、計算平均色値を有意味に比較させるために、この検出反射色特性は、元の画像データのサブユニットに概ね一致するサブユニットに分けられる。すなわち、この反射画像に対して検出された色データは、同一の数、相対的サイズ、および画像内の相対的配置に分けられる。次に、上記の平均画像データの色輝度の計算と同様に、それぞれの反射サブユニット全体の平均色輝度を計算する。

プロセッサ２２は、それぞれの反射サブユニットに対する平均色輝度と、対応する画像データ・サブユニットに対する計算平均色輝度を比較することがある。反射サブユニットが計算平均色輝度とは異なる平均色値を示す場合には、プロセッサ２２は、そのような検出可能な差を示すサブユニットごとに、画像データに補正率を施すことになる。

それ以下では補正が施されない所定のしきい値の差の値(threshold difference value)がある場合もあると理解されよう。反射画像色と計算画像色が、わずかだけ、例えば、平均視聴者の検出しきい値よりも小さい大きさだけ異なっている場合には、投影画像の補正は不必要であり、したがって、施されないことがある。

補正が必要である場合、補正率は、投影値、すなわち投影画像を生成するのに用いられる１つまたは複数のパラメータに施されることがある。例えば、データ・ソース１８から受け取った画像データに、この補正率を施して、画像データにおいて定められた色値を修正することで、所望の画像と反射画像との差を縮めるようにしている。別法として、光エンジンに対する、特定の画像を投影せよという命令に応答して、画像データから得られた特定の光エンジン・コマンドに、この補正率を施す場合がある。さらに他の別法では、補正率は、光エンジンが受け取った特定のコマンドとは無関係な光エンジンの動作パラメータ、例えば、光エンジンの出力輝度を増減させるもの、あるいは、光出力のコントラストを高めるものに直接に施される場合がある。いずれにしても、補正率は、観測差をもたらす光エンジンまたは表示面の特性を補償するために選択されている。よって、補正率の適用は、画像データで表わされる所望の色特性または予想色特性に対して、反射画像の色値の観測差を縮める働きをすることになる。

通常、施される補正率は、赤、緑、または青のチャネル(channel)の１つまたは複数における投影輝度の修正に対応している。求められた色特性の差が、光エンジン自体の欠陥または誤作動によるものである場合には、補正率の適用は、実質上、この求められた差を補正することがある。例えば、光エンジンが、投影された緑色輝度レベルと青色輝度レベルに対して、弱められた輝度で赤色光を投影する場合には、このような欠陥を克服するために、投影画像全体に対して、色データに補正率が施されることになる。例えば、計算平均色輝度（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が（１２０，２１０，１９５）であるが、ただし、求められた平均反射色輝度が（１０８，２１１，１９６）である場合には、補正率は、画像データの赤色値に１．１の係数を掛けた値に相当することになる。投影画像全体に補正率を施すために、同様なスケーリング操作が用いられることがある。

検出可能な色特性の差が、不均質な外観を持つ表示面による（例えば、表面模様があることによる）ものである場合には、施される補正率を用いて、この表面模様のクロマ成分を少なくとも一部補償することがある。表面模様が、サブユニットのサイズとほぼ同じサイズを持つか、あるいは、それよりも大きい場合には、補正率を施すと、表面模様の影響を最小限に抑える可能性を高めることができる。表面模様が、サブユニットのサイズよりも小さい場合には、色補正は、このサブユニットに対する平均色値に基づくことになり、それゆえ、補正後も、引き続き、この表面模様がほぼ目に見える場合がある。

本発明者らは、簡易化された見解として、表示面に赤色模様が含まれる事例を考察している。表面模様は、「赤色」として知覚される。なぜならば、赤色領域内の波長が反射される光とは異なる光の波長を表面模様自体が吸収するからである。プロジェクタが、このような赤色模様上に白色光（例えば、白色光が、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）と定義される場合）を投影しようとする場合には、表面模様からの反射光は、例えば、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２００，２００）の反射平均色に相当するピンク色を呈することがある。このような模様に含まれるサブユニットに補正率を施すことは、投影画像の該当サブユニットに対応して、赤色光の輝度を弱めることを含み、したがって、白色光を投影するのではなくて、例えば（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２００，２５５，２５５）の色品質(color quality)を持つ光が、表面模様上に投影されるようにする。表面模様が、緑色と青色の波長を区別的に吸収するが、ただし、実質的に赤色を反射させるから、その結果得られる反射光は、例えば、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２００，２００，２００）の色輝度を持つようになる。補正されたサブユニットは、画像データで指定される通りの白色には見えないが、このサブユニットは、ピンクではなくて、色彩的に無色の灰色を含む補正された外観を呈し、それにより、全投影画像上への表面模様の視覚的な影響が弱められる。

表面模様により反射された光の輝度を弱めるのではなくて、表面模様により吸収される波長の光の輝度を強めることで、同様な補正が行われる場合があることは明らかであろう。上記の例では、赤色の波長の出力を弱めるのではなく、それに対応して、青色と緑色の波長の出力を強めることもある。検討される特定のサブユニットで用いられる追加輝度を、プロジェクタが使う場合に、このような補正モードが利用できることがある。

所与の投影画像に対して、一回だけ、補正率が求められることがある。例えば、プロジェクタの最初の始動の一部として、光エンジンは、１つまたは複数の色校正スクリーン（色校正画面）を投影する。この色校正スクリーンの予想色と、この色校正スクリーンの検出色との最初の比較に基づいて補正率が求められる。次に、この補正率は、プロジェクタを校正し直すか、あるいは停止させるまで、その後の投影画像用の投影値に施される。このような動作モードは、プロジェクタが固定され、かつ表示面が所与のプレゼンテーションの間変わらない場合に特に望ましい。

別法として、補正率は、進行中のプロセスを用いて求められることがあり、この方法では、新たな補正率を求めて、色分析を定期的に行なっている。補正率は、また、反復プロセスを用いて求められることもあるる。この方法では、最初の補正率を施して、補正された投影画像を生成し、次に、この補正された反射画像と、画像データを比較する。次に、この補正された反射画像と、画像データとの差から、１つまたは複数の追加補正率が施され、反射画像の色特性と所望の色特性が、例えば、所定の許容できる誤差値の範囲内で一致するまで、あるいは、さらなる補正が不可能であるとプロセッサにより認められるまで、投影画像の追加補正が反復的に行われる。

本明細書中に述べられる色補正プロセスは、リアルタイムで行われることがある。すなわち、プロジェクタは、プレゼンテーションを投影するときに、進行中のベースで光エンジンの色出力を能動的に補正している。プロジェクタがリアルタイムの色補正を達成できる能力は、画像データと反射画像の色特性を分析するのに用いられるプロセッサの能力によって制限されることになる。上で論じられるように、プロセッサに対する要求は、入出力画像が細分されるサブユニットの数に関係がある。表示面の外観のばらつきを速やかに補償できるとともに、リアルタイムで色を補正できることから、絶えず、または断続的に変わり得る表示面（例えば、回転ステージなどの移動演壇、または移動車両(moving vehicle)からプレゼンテーションを投影する場合）上に投影プレゼンテーションを表示することができる。

表示システム１０のフィードバックシステムを用いて、投影画像を色補正する方法は、図３の流れ図３２に概ね示されている。３４において、この方法が開始すると、プロジェクタは、３６において、通常、データ・ソースから画像データを受け取る。次に、３８において、この画像データを、Ｎ個のサブユニットに分け、４０において、それぞれのサブユニットから平均色値を引き出す。４２において、同時に、または順次に、プロジェクタは、画像データから得られた画像を表示面上に投影する。次に、その結果得られた反射画像を、４４において記録し、また、４６において、その反射画像を、画像データの上記の分けられたサブユニットに対応するように選ばれたＮ個のサブユニットに分ける。次に、４８において、反射画像サブユニットのそれぞれに対して、平均色値を求める。次に、プロセッサは、５０において、それぞれのサブユニットに対して、所望の平均色値と平均反射色値との差を求める。

検出可能な差がある場合には、５２において、プロセッサは、あらかじめ定められた許容差値よりも小さいか、あるいは、それに等しいかどうか判定することがある。検出可能な差が、あらかじめ定められた許容差値よりも小さい場合には、反射画像の色品質は満足すべきと見なされて、５４において、フィードバックシステムが停止するようになる。検出可能な差が、この許容差値よりも大きい場合には、プロセッサは、５６において、補正率を計算し、５８において、その補正率を画像データ、光エンジン、および／または、表示システムの何か他の面に施す。次に、６０において、補正された画像を表示面上に投影し、４４において、その結果得られた反射画像を記録して、追加フィードバック・サイクルを開始させる。

流れ図３２に示される色補正法は、表示システム校正の一部として、プレゼンテーションを開始させるときに、用いられることがある。それによって求められた補正率は、次に続くプレゼンテーションを通じて施される。別法として、表示システムは、新たな画像データを受け取ると、ただ一回のフィードバック・サイクルを実行するように、すなわち、特定の一組の画像データに対して、ただ１つの補正率を計算してその補正率を施すように構成されることがある。もう１つの別法では、表示システムは、複数回のフィードバック反復を行って、各サイクルの間に施される補正率を改善することもある。表示面の性質、またはプロジェクタの制約により、いかなる補正率も反射画像を完全に補正するわけではないかもしれない。このような場合、表示システムは、投影されたプレゼンテーションを損なわないようにするために、所定の回数だけ反復した後で、フィードバックループを放棄するように構成されることがある。

その代りに、または、それに加えて、表示システムは、新たな画像データを定期的に受け取る、流れ図３２に示されるものと同様な色補正法を適用することがある。例えば、プレゼンテーションが、１つまたは複数の静止画像またはスライドを含む場合には、画像データが変わるときはいつでも色補正を実行する。プレゼンテーションが、動画またはビデオ画像を含む場合には、この画像データは、ほぼ絶えず更新している。このような場合、表示システムは、所定の周期的な率で色補正が行われるか、あるいは、色補正プロセスをただ一回だけ反復した後で、新たな画像データを受け取るように構成されている。プロジェクタが新たな画像データを受け取ると、本明細書に開示された色補正法を行うために、様々な方法があることが理解されよう。

表示システム１０が本明細書に述べられる色補正を適正に達成するために、表示システム１０は、この投影画像と、メモリに保存された画像データを相互に関係づけることがある。このような相互関係を実施するために、表示システムを校正して、取り込まれる反射画像と、投影画像との関係を確立する。イメージ・センサとデジタル画像プロジェクタが、上で論じられるように、同一の光路を利用して、このような校正プロセスを簡単にすることがある。しかしながら、イメージ・センサとデジタル画像プロジェクタが、光路を共有しない場合には、イメージ・センサの校正は、光学ユニットにより取り込まれた色データのサブユニットを、プロセッサで作り出された(formulated)画像データのサブユニット上に正確にマッピングするのに役立つ。

様々な校正法とタイミングが利用されることがある。校正は、プロジェクタを始動させる時、あるいは、例えば、プロジェクタ上のタッチパッドなどの操作者インターフェースを用いて、または、関連コンピュータにてコマンドを実行することで、校正ルーチンを手動起動する時には、自動であることもある。この校正処理は、それ自体、自動であるか、あるいは、操作者入力を必要とする。例えば、校正コマンドを実行すると、プロジェクタは、選択された色のフルスクリーン（全画面）を投影し、このフルスクリーンでは、光学ユニットがプロセッサと共同して、投影画像の取込み画像を解読して、投影画像の４つのコーナを特定し、それらのコーナを画像データの該当する「コーナ」に対応づける。

別法として、校正機構を起動すると、操作者は、投影画像の各コーナ上に、点光源を、順次に「ペイント」または投影して光学ユニットに取り込ませ、それにより、プロセッサに、その投影画像を対応する画像データにマッピングさせることがある。本明細書に述べられる校正法は、画像データと、取り込まれた色特性との対応関係を作り出して、本明細書に述べられる色補正プロセスを容易ならしめることを目的としているが、このような校正技法は、投影画像に影響を及ぼす可能性がある台形ひずみ(keystoning)および他の投影誤差を識別して、それらをデジタル的に補償する目的でも利用されることがある。

本発明の一実施形態の手法を実行するのに適したソフトウェア命令は、コンピュータ読取り可能媒体を介して用いられることがある。本明細書に用いられる「コンピュータ読取り可能媒体」は、イメージング・システムまたはイメージング装置で、あるいは、そのシステムまたは装置に関連して用いられる上記命令を納めるか、記憶させるか、やり取りするか、伝えるか、または運ぶことのできる手段であればどれでもよい。このコンピュータ読取り可能媒体は、限定しなければ、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外線式、または半導体式のシステム、装置、デバイス、または伝播媒体であることもある。コンピュータ読取り可能媒体のさらに具体的な例には、とりわけ、１つまたは複数の電線を持つ電気接続部（電子式）、携帯コンピュータ・ディスケット（磁気式）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）（磁気式）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）（磁気式）、消去可能なＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ（光学式）、携帯コンパクト・ディスク・リード・オンリー・メモリ（ＣＤＲＯＭ）（光学式）がある。プログラムを、例えば紙または他の媒体の光学スキャニングを通じて電子的に取り込み、次に、そのプログラムをコンパイルし、翻訳などして、必要な場合には適切なやり方で処理してから、コンピュータ・メモリに格納することができるから、コンピュータ読取り可能媒体は、このプログラムが印刷される紙または他の適切な媒体でさえあり得ることに留意する。

コンピュータ読取り可能媒体の命令は、上述の方法を実行させるか、あるいは、以前に利用できたプロジェクタ・ソフトウェアのアップグレード・バージョンを実行するために、上記ソフトウェアへのアップグレードを表わすことがある。

本明細書に述べられる表示システムにより、表示システムの操作者は、投影画像のリアルタイムの色補正を実行することで、理想的でない表示面を補償することができる。この表示システムは、通常なら、ともなうはずの画像忠実性の低下なしに、非標準の表示面上に即座にプレゼンテーションを投影すること、もしくは、移動面上に、または移動投影演壇からプレゼンテーションを投影することさえ、容易ならしめる。この結果得られるプレゼンテーションは、様々な投影開催指定地において、色再現の忠実性を向上させる場合がある。

この開示は、上述の動作原理および実施形態を参照して与えられてきたが、併記の特許請求の範囲に定義される精神および範囲から逸脱しなければ、形態および細部の様々な変更を実行できることが、当業者には明らかになろう。この開示は、これらの特許請求の範囲に含まれる類似のあらゆる代替例、変更例、変形例を含むつもりである。

本発明の一実施形態による表示システムの等角図である。図１の表示システムを図式的に描いたものである。本発明の一実施形態による投影画像を色補正する方法を示す流れ図である。

符号の説明

１８画像データ・ソース
２０光エンジン
２２プロセッサ
３０光学ユニット

Claims

所望される画像の画像データを提供するステップと、前記所望される画像を表示面上に投影して、反射画像を生成するステップと、前記反射画像と前記画像データを比較して、差を求めるステップと、投影画像を修正して、前記差を縮めるステップとを含む投影画像を表示する方法。
前記画像データを複数のサブユニットに分けるステップと、前記反射画像の色データを対応する複数のサブユニットに分けるステップとをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の投影画像を表示する方法。
前記反射画像と前記画像データを比較するステップが、画像データ・サブユニットのそれぞれに対して平均色を求めるステップと、反射画像データ・サブユニットのそれぞれに対して平均色を求めるステップと、少なくとも１つのサブユニットに対して画像データの平均色と反射画像の平均色を比較して差を求めるステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の投影画像を表示する方法。
前記投影画像を修正するステップが、補正率を求めて前記差を縮めるステップと、前記補正率を前記画像データに施すステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の投影画像を表示する方法。
前記投影画像を修正するステップが、（ａ）前記投影画像を生成するために光エンジンが受け取るコマンド、および／または、（ｂ）前記投影画像を生成するのに用いられる光エンジンの１つまたは複数の動作パラメータに、前記補正率を施すステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の投影画像を表示する方法。
所望される画像の画像データを提供するステップと、前記画像データから得られた画像を表示面上に投影して反射画像を生成するステップと、前記所望される画像のサブユニットに対して所望の平均色を計算するステップと、前記反射画像の対応するサブユニットに対して平均色を求めるステップと、前記所望の平均色および前記求められた平均色の差を求めるステップと、前記所望の平均色および前記求められた平均色の前記求められた差を縮めるように設定された補正率を求めるステップと、前記補正率を投影値に施すステップと、前記補正された投影値を用いて補正された画像を投影するステップとを有する画像を色補正する方法。
所望の平均色を計算し、平均色を求め、かつ、前記所望の平均色と前記求められた平均色との差を求めるステップは、前記所望の画像のそれぞれのサブユニットと前記反射画像の対応するサブユニットとに対して繰り返し行なわれることを特徴とする請求項６に記載の画像を色補正する方法。
前記補正された反射画像の対応するサブセクションに対して平均色を求めるステップと、前記所望の平均色および前記求められた補正平均色の修正差を求めるステップと、前記求められた修正差を縮めるように設定された修正補正率を求めるステップと、前記修正補正率を投影値に施すステップと、前記修正補正投影値を用いて修正補正画像を投影するステップとをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の画像を色補正する方法。
画像データ・ソースと、前記画像データから得られた画像を表示面上に投影するように構成された光エンジンと、前記投影画像の反射画像を記録するように構成された光学ユニットと、前記画像データの少なくとも１つのサブユニットに対して第１の平均色を求め、前記反射画像の対応するセグメントに対して第２の平均色を求め、前記第１の平均色と前記第２の平均色との差を計算し、それぞれの平均色間の計算された差を縮めるために施すことのできる補正率を計算するように構成されたプロセッサとを備える表示装置。
前記第１の平均色を格納するように構成された前記プロセッサに接続されたメモリをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。