JP2010181593A - 画像調整システム、およびリモートコントローラー - Google Patents

Abstract

【課題】視聴者が見る色に合った最適な色補正を手軽に行うシステムを提供すること。
【解決手段】本発明の画像調整システムは、プロジェクター１０の投影画像を調整する画像調整システムであって、プロジェクター１０を遠隔操作するリモコン１１と、リモコン１１に設けられ、投影面内のある測定点におけるプロジェクター１０からの直接光の画像情報を取得する測定部と、測定点における画像情報に基づいて、測定点における輝度または色度のうち少なくとも１つがあらかじめ決められた基準値と一致するように投影画像全体の輝度または色度のうち少なくとも１つを調整するパラメーターを算出するパラメーター算出部１０６と、パラメーター算出部１０６より算出されたパラメーターに基づき、プロジェクター１０の出力特性を調整する輝度色度調整部１０２とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像調整システムと、これに用いられるリモートコントローラーに関する。

プロジェクターはオフィスや家庭などで一般的に利用されてきている。プロジェクターには面内のむらや個体差があり、工場出荷時に調整を行っている。ところが、プロジェクターを長期間にわたり使用し続けると、プロジェクターが表示する色が変化し、むらや個体差が大きく目立つようになっていく。さらには外光など使用する環境によって、均一で好ましい色が表示されない。
ユーザーがプロジェクターを手軽に調整する方法として、特許文献１では、テレビ画面をリモートコントローラー（以下、「リモコン」ともいう。）を使ってキャリブレーションする方法が紹介されている。

特開２００８−６６８３０号公報

しかしながら、特許文献１では、テレビ画面を２次元的に撮影する手段を使っているが、２次元の測定器で高精度のものは高価であり測定に時間がかかる。また、プロジェクターに応用する場合は投影面を撮影することにより、スクリーンの影響も含めて測定されてしまう。

本発明は、上記課題の少なくとも一つを解決するように、以下の適用例または形態として実現され得る。

〔適用例１〕本適用例の画像調整システムは、プロジェクターの投影画像を調整する画像調整システムであって、前記プロジェクターを遠隔操作するリモートコントローラーと、前記リモートコントローラーに設けられ、投影面内のある測定点における前記プロジェクターからの直接光の画像情報を取得する測定部と、前記画像情報に基づいて、前記測定点における輝度または色度のうち少なくとも１つがあらかじめ決められた基準値と一致するように、前記投影画像全体の輝度または色度のうち少なくとも１つを調整するパラメーターを算出するパラメーター算出部と、前記パラメーター算出部より算出されたパラメーターに基づき、前記プロジェクターの出力特性を調整する調整部とを含むことを特徴とする。

本適用例の画像調整システムは、リモートコントローラーを使うことにより、プロジェクターの輝度又は色度の少なくとも１つが理想的な基準値に近づくように補正することができ、画質の劣化を防止できるようになる。操作が簡単で、特別な機器も必要としないため、ユーザーが必要なときにいつでも調整可能である。また、スクリーン手前でプロジェクターの照射光を直接測定するため、スクリーン特性に影響を受けない。

〔適用例２〕また、本適用例の画像調整システムは、プロジェクターの投影画像を調整する画像調整システムであって、前記プロジェクターを遠隔操作するリモートコントローラーと、前記リモートコントローラーに設けられ、投影面内のある複数の測定点における前記プロジェクターからの直接光の画像情報を取得する測定部と、前記画像情報に基づいて、前記測定点における輝度または色度の少なくとも１つが全測定点で一致するように、前記投影画像の輝度または色度の少なくとも１つを部分ごとに調整するパラメーターを算出するパラメーター算出部と、前記パラメーター算出部より算出されたパラメーターに基づき、プロジェクターの出力特性を部分ごとに調整する調整部とを含むことを特徴とする。

本適用例の画像調整システムは、投影画像の複数箇所を測定し、部分ごとに異なる調整パラメーターを算出するため、プロジェクターの投影面内のむらも解消できる。

〔適用例３〕また、上記適用例の画像調整システムにおいて、前記投影面内の前記測定点を指定する画像を表示することが好ましい。

〔適用例４〕また、上記適用例の画像調整システムにおいて、プロジェクターからの直接光測定時の操作手順を指示するメッセージを表示することが好ましい。

〔適用例５〕また、本適用例のリモートコントローラーは、投影面内のある測定点における前記プロジェクターからの直接光の画像情報を取得する測定部を含むことを特徴とする。

本適用例のリモートコントローラーは、プロジェクターからの直接光の画像情報を取得することができる。これにより、プロジェクターの輝度又は色度の少なくとも１つが理想的な基準値に近づくように補正することができ、画質の劣化を防止できるようになる。操作が簡単で、特別な機器も必要としないため、ユーザーが必要なときにいつでも調整可能である。また、スクリーン手前でプロジェクターの照射光を直接測定するため、スクリーン特性に影響を受けない。

実施例１におけるプロジェクター調整システムの概略構成図。 実施例１における構成例の機能ブロック図。 実施例１におけるキャリブレーションのフロー図。 実施例１における測定位置指示画像の一例。 パラメーター算出部の処理内容の説明図。 パラメーター算出部における具体的な処理内容の説明図。 実施例２におけるキャリブレーションのフロー図。 実施例２における測定位置指示画像の一例を示す図。 操作方法のメッセージを表示する一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態（実施例として説明する）は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

図１に、本発明に係る実施例１における画像調整システムの構成例を示す。
画像調整システムは、プロジェクター１０及びプロジェクター１０を遠隔操作するリモコン１１を備える。リモコン１１は輝度または色度のうち少なくとも一方を測定できるセンサーと、操作ボタンを備える。操作者がリモコン１１の操作ボタンのうちキャリブレーションボタンを押すことにより、一連のキャリブレーションが始まる。キャリブレーションが始まると、プロジェクター１０は、スクリーン１２に向けてキャリブレーション画像を表示する。操作者はリモコン１１のセンサーの受光面をスクリーン１２の前にかざして、プロジェクター１０の直接光を受ける形で測定する。リモコン１１は、センサーによる測定結果をプロジェクター１０に送信する。

図２にプロジェクター１０及びリモコン１１で実現されるブロック図を示す。図１と同一の部分には同一の番号を付す。

プロジェクター１０は、表示データ入力部１０１、調整部としての輝度色度調整部１０２、画像表示部１０３、キャリブレーション画像生成部１０４、測定データ解析部１０５、パラメーター算出部１０６、通信部１０７を含む。表示データ入力部１０１は、画像出力装置からの画像データを受信し、画像信号として出力する。この表示データ入力部１０１が行う処理には、物理層の信号レベルの変換処理やプログレッシブ変換処理が含まれる。輝度色度調整部１０２は、パラメーター算出部１０６からのパラメーターに基づいて、表示データ入力部１０１またはキャリブレーション画像生成部１０４からの画像信号を補正し、補正後の画像信号を画像表示部１０３に出力する。画像表示部１０３は、輝度色度調整部１０２により調整（補正）された画像信号に基づいて光源からの光を変調し、変調後の光をスクリーンに投影する。キャリブレーション画像生成部１０４は、リモコン１１の操作命令解析部１１２から通信部１０７，１１３を介してキャリブレーション命令を受け取ると、必要なキャリブレーション画像を生成または用意してあった画像から選択し、輝度色度調整部１０２へ送る。

測定データ解析部１０５では、リモコン１１の測定部１１１で測定され、通信部１０７，１１３を介して送信された投影画像の測定結果を解析して、測定部１１１やプロジェクターの分光特性の違いに依存することなく定量的に表現できる補正（調整）基準値となる測定値を生成する。このため、測定データ解析部１０５は、測定部１１１による測定結果を所与の色空間の色座標に変換した測定値を生成する。より具体的には、測定データ解析部１０５は、測定部１１１による測定結果に対応したＣＩＥ表色系の値を測定値として出力する。このようなＣＩＥ表色系の値としては、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ １９３１ 表色系）の値、Ｘ１０Ｙ１０Ｚ１０表色系（ＣＩＥ １９６４ 表色系）の値、ＸＹＺ表色系での色度座標（ｘ，ｙ）、Ｘ１０Ｙ１０Ｚ１０表色系での色度座標（ｘ１０，ｙ１０）、ＣＩＥＬＡＢ色空間（ＣＩＥ １９７６ Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間）の明度や色座標、ＣＩＥＬＵＶ色空間（ＣＩＥ １９７６ Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間）の明度や色座標等がある。以下では、測定データ解析部１０５は、測定部１１１による測定結果に対応したＸＹＺ表色系の値を出力するものとする。

パラメーター算出部１０６は、測定データ解析部１０５からの測定値を用いて、各プロジェクターの輝度色度調整部１０２の機能に対応したパラメーターを算出する。例えば各プロジェクターの輝度色度調整部１０２がＲＧＢの色成分毎に画像信号を調整できる場合には、パラメーター算出部１０６は、ＲＧＢの色成分毎に画像信号を補正するためのパラメーターを算出する。また、例えば各プロジェクターの輝度色度調整部１０２が明度及び色差を調整できる場合には、パラメーター算出部１０６は、ＣＩＥＬＵＶ色空間の明度及び色座標（ＬＵＶ）を補正するパラメーターを算出する。以下では、パラメーター算出部１０６が、ＣＩＥＬＵＶ色空間の明度及び色座標（ＬＵＶ）を補正するパラメーターを算出するものとする。

パラメーター算出部１０６は、プロジェクターの理想的な出力を基準値とし、プロジェクターは階調ごとの輝度・色度の基準値をメモリーにあらかじめ保存している。

リモコン１１は、測定部１１１、操作命令解析部１１２、通信部１１３、操作ボタン１１４を含む。
ユーザーにより操作ボタン１１４を介してキャリブレーション命令が入力されると、操作命令解析部１１２は、通信部１１３,１０７を介して、プロジェクター１０のキャリブレーション画像生成部１０４へキャリブレーション画像を表示するよう指示する。同時に測定部１１１へ測定命令を送る。キャリブレーション画像生成部１０４は、メモリーに保存されているキャリブレーション画像を必要に応じて読みだすか、または、指定した色の指定した階調を表示する機能がプロジェクターにあればそれを使って、キャリブレーション画像を表示する。

測定部１１１では、ある一定の時間間隔でプロジェクターからの直接光を測定し、測定結果を通信部１１３,１０７を介して測定データ解析部１０５へ送る。
測定部１１１の機能は、例えばデジタルカメラ、色彩計、測色器等により実現されるが、測定部１１１は、投影画像を構成する１画素分の輝度、色度等の画像情報が測定できればよい。

図３に、このシステムでキャリブレーションを行う場合のフロー図を示す。リモコン側の処理のフロー、プロジェクター側の処理のフロー以外に、両者をつなぐタイミングで点線を入れた。

図２のプロジェクター１０及びリモコン１１はそれぞれ、図示しない中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ)及びメモリーを有し、メモリーに記憶されたプログラムを読み込んで実行したＣＰＵにより、プロジェクター１０及びリモコン１１の各部の機能を実現する。即ち、図３に示す処理方法を実現するためのプログラムが図示しないメモリーに格納されており、ＣＰＵが該メモリーに格納されたプログラムを読み出して該プログラムに対応した処理を実行することで、図３に示す処理をソフトウェア処理により実現できる。

まず、リモコンボタンの押し下げなどによって、キャリブレーション開始命令が入力される（Ｓ１００）。キャリブレーション開始命令が入力されると、リモコン１１は測定位置指示画像を表示する命令をプロジェクター１０に送信する（Ｓ１０１）。プロジェクター１０は測定位置指示画像表示命令を受け取る（Ｓ２００）と、測定位置指示画像を表示する（Ｓ２０１）。操作者は測定位置を指示する投影画像の表示を見て、リモコン１１を指定された位置にかざし、ボタン押し下げなどによって測定を開始する（Ｓ１０２）。測定が開始されると、リモコン１１はキャリブレーション画像を表示する命令をプロジェクター１０に向かって送信する（Ｓ１０３）とともに、センサーによる測定を行う（Ｓ１０４）。プロジェクター１０はキャリブレーション開始命令を受け取ると（Ｓ２０２）、決められた順にキャリブレーション画像を表示する（Ｓ２０３）。リモコン１１は測定結果をプロジェクター１０へ送信し（Ｓ１０５）、キャリブレーションデータをすべて測定済みかどうか判断する（Ｓ１０６）。すべて測定済みなら測定完了のサインをプロジェクター１０へ送り（Ｓ１０７）、終了する。測定すべきキャリブレーションデータが残っている場合は、測定を続行する（Ｓ１０４）。プロジェクター１０では、測定結果を受信したか判断し（Ｓ２０４）、受信がなければ終了する。受信した場合は、すべて測定済みの命令が受信されているかどうか判断し（Ｓ２０５）、すべて測定済みでなければ次のキャリブレーション画像を表示する（Ｓ２０３）。すべて測定済みなら、調整パラメーターを計算し（Ｓ２０６）、輝度・色度の調整をして（Ｓ２０７）、終了する。

キャリブレーション画像について説明する。
プロジェクター１０にＲ成分以外のＧ成分及びＢ成分の階調値が０のキャリブレーション画像を表示させた状態で測定し、測定データ解析部１０５において、このキャリブレーション画像のＸＹＺ表色系の値ＸＲ、ＹＲ、ＺＲのうち値ＸＲを取り出す。次に、プロジェクター１０にＧ成分以外のＲ成分及びＢ成分の階調値が０のキャリブレーション画像を表示させた状態で測定し、測定データ解析部１０５において、キャリブレーション画像のＸＹＺ表色系の値ＸＧ、ＹＧ、ＺＧのうち値ＹＧを取り出す。同様に、プロジェクター１０にＢ成分以外のＲ成分及びＧ成分の階調値が０のキャリブレーション画像を表示させた状態で測定し、測定データ解析部１０５において、キャリブレーション画像のＸＹＺ表色系の値ＸＢ、ＹＢ、ＺＢのうち値ＺＢを取り出す。このような処理を、ＲＧＢの色成分毎に、全階調のうちいくつかの階調で繰り返す。

図４は測定位置指示画像の一例である。測定位置指示画像は、投影面内の測定位置が分かるような印を表示する。測定時、ユーザーはリモコン１１に設けられたセンサーの受光面をプロジェクター１０側に向け、指示された測定位置にかざす。キャリブレーション画像表示前に測定位置指示画像を表示しても良いし、キャリブレーション画像自体に位置を指示する印をつけても良い。キャリブレーション画像に印をつける場合は、測定点中心を避け測定点の周囲に、中心を予測しやすい形の印をつける。

パラメーター算出部１０６は、測定点における画像情報に基づいて、輝度及び色度が基準となる値（基準値）と一致するよう投影画像全体の輝度及び色度を調整するパラメーターを算出する。基準となる輝度値及び色度値はあらかじめプロジェクター１０のメモリーに保存されている。
図５にパラメーター算出部１０６の処理内容の説明図を示す。図５は、画像信号のＲ成分の入力値に対するＸＹＺ表色系の値ＸＲの測定値が変化する様子の一例を表す。画像信号のＧ成分の入力値に対するＸＹＺ表色系の値ＹＧの測定値や、画像信号のＢ成分の入力値に対するＸＹＺ表色系の値ＺＢの測定値の変化も、図５と同様である。
図６に、パラメーター算出部１０６における具体的な処理内容の説明図を示す。
プロジェクター１０の測定点における測定値が、理想的な基準値と異なることがある。そこで、パラメーター算出部１０６は、基準値のＲ成分の入力値Ｒｉｎの出力値Ｘｏｕｔと一致するように、プロジェクター１０の測定値からＲ成分の入力値Ｒｉｎ'を算出する。そして、入力値がＲｉｎのときに入力値Ｒｉｎ'を出力するように補正するためのパラメーターを求めて、該パラメーターをプロジェクター１０に出力する。同様に、Ｇ成分及びＢ成分についても、パラメーターを求めて、プロジェクター１０に出力する。
このパラメーターは、例えば図６に示す変換式を変形することで、Ｒ成分の入力値Ｒｉｎ、Ｇ成分の入力値Ｇｉｎ、Ｂ成分の入力値Ｂｉｎに対応した、プロジェクター１０による投影画像のＣＩＥＬＵＶ色空間の明度及び色座標（Ｌ、Ｕ、Ｖ）として求められる。従って、この明度及び色座標を実現するための補正パラメーターをプロジェクター１０に出力すればよい。

以上のように、簡単な操作により、プロジェクター１０の輝度及び色度が理想的な基準値に近づくように補正することができ、画質の劣化を防止できるようになる。操作が簡単で、特別な機器も必要としないため、ユーザーでも調整可能である。また、スクリーン手前でプロジェクター１０の照射光を測定するため、スクリーン特性に影響を受けない。

実施例２では、実施例１と同じシステム構成で、複数箇所を測定し、画面内のむらを補正する。

図７に、本実施例でのフロー図を示す。実施例１とは、測定点１点についての処理は同じだが、それを複数点で繰り返す点が異なる。図７において、図３と同様の部分は同一符号を付し、適宜説明を省略する。

ひとつの測定点の測定が始まる前に、リモコン１１から測定位置指示画像表示命令をプロジェクター１０に送り（Ｓ１０１−２）、プロジェクター１０は新しい測定位置を示す画像を表示させる（Ｓ２０１−２）。ある１点のすべての色と階調の測定が終わったと判断したら（Ｓ１０６−１）、１点測定済み信号をプロジェクター１０に送信（Ｓ１０７−１）し、測定点すべてについて、測定が終了したかどうかを判断する（Ｓ１０６−２）。すべての測定点が測定されていれば、全点測定済み信号をプロジェクター１０に送信して（Ｓ１０７−２）、終了する。まだ測定されていない測定点が残っていれば、新しい点の測定位置指定画像表示命令を送信する（Ｓ１０１−２）。プロジェクター１０側では、１点すべてで測定済み信号を受信した場合（Ｓ２０５−１）に、全点測定済み信号を受信したかどうか判断し（Ｓ２０５−２）、未受信であれば次のキャリブレーション画像を表示（Ｓ２０２）するところからの処理を繰り返す。

パラメーター算出部１０６では、実施例１と同じ処理を、投影面上の各格子点において行う。投影面を縦横いくつかに区切った格子点を考える。プロジェクター内部のルックアップテーブルではこの各格子点の調整値を保持する。画像出力時には格子点の間の画素は、格子点の調整値を補間する。さらに、格子点のうち測定されていない点についても周囲の測定結果から補間する。測定点は格子点上にあることが好ましいが、位置が違う場合は補間する。このとき基準値とするのは、あらかじめ与えられている値でも良いし、各測定点から算出した平均値や中央値などでも良い。

図８に測定点の例を示した。むらを補正するために、投影面の離れたいくつかの点を測定する。測定点を指示する印は一度に一つずつ表示する。

以上のように実施例２では、同一投影面内の複数箇所を測定することにより、面内のむらを測定し、調整することができる。

以上、本発明に係る画像調整システムを上記の各実施例に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）図９のように、リモコンの位置を指定するだけではなく、操作方法をメッセージ表示してもよい。

（２）上記の実施例では、プロジェクターの内部に本実施例に係る測定データ解析部が設けられていたが、リモコンにこの機能を内蔵させてもよい。

（３）上記実施例では、キャリブレーション画像の表示と測定については、リモコンが一定間隔で測定し、測定データを受信したプロジェクターが次のキャリブレーション画像を表示しているが、プロジェクター側がリモコンに測定の指令を送っても良い。

１０…プロジェクター、１１…リモコン、１２…スクリーン。

Claims (5)

1. プロジェクターの投影画像を調整する画像調整システムであって、
   前記プロジェクターを遠隔操作するリモートコントローラーと、
   前記リモートコントローラーに設けられ、投影面内のある測定点における前記プロジェクターからの直接光の画像情報を取得する測定部と、
   前記画像情報に基づいて、前記測定点における輝度または色度のうち少なくとも１つがあらかじめ決められた基準値と一致するように、前記投影画像全体の輝度または色度のうち少なくとも１つを調整するパラメーターを算出するパラメーター算出部と、
   前記パラメーター算出部より算出されたパラメーターに基づき、前記プロジェクターの出力特性を調整する調整部と、を含むことを特徴とする画像調整システム。
2. プロジェクターの投影画像を調整する画像調整システムであって、
   前記プロジェクターを遠隔操作するリモートコントローラーと、
   前記リモートコントローラーに設けられ、投影面内のある複数の測定点における前記プロジェクターからの直接光の画像情報を取得する測定部と、
   前記画像情報に基づいて、前記測定点における輝度または色度のうち少なくとも１つが全測定点で一致するように、前記投影画像の輝度または色度のうち少なくとも１つを部分ごとに調整するパラメーターを算出するパラメーター算出部と、
   前記パラメーター算出部より算出されたパラメーターに基づき、プロジェクターの出力特性を部分ごとに調整する調整部と、を含むことを特徴とする画像調整システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像調整システムおいて、
   前記投影面内の前記測定点を指定する画像を表示することを特徴とする画像調整システム。
4. 請求項１または請求項２に記載の画像調整システムにおいて、
   プロジェクターからの直接光測定時の操作手順を指示するメッセージを表示することを特徴とする画像調整システム。
5. プロジェクターを遠隔操作するリモートコントローラーであって、
   投影面内のある測定点における前記プロジェクターからの直接光の画像情報を取得する測定部を含むことを特徴とするリモートコントローラー。

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