JP2013106232A - 色むら補正装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】交換レンズシステムに於いてレンズ状態に応じ適切な補正量を算出することを可能にした色むら補正を行う。
【解決手段】レンズ交換可能な映像投射装置と交換レンズから成り、交換レンズはレンズの光学的特性を補正するためのレンズスケール情報と、レンズによって発生する色むらを基準光に対する倍率情報として記録されている色むらゲイン情報とを有し、映像投射装置は、色むらを補正するための色むら補正装置と、少なくとの2種類以上の投射光量を制御するための液晶パネルと、前記液晶パネルそれぞれに印可する電圧と投射照度の関係を示したガンマ特性情報と、映像投射装置側で補正すべき色むら補正ゲイン情報と、を有し、補正すべき色むらゲインとガンマ特性情報から色むら補正情報を算出することを特徴とした色むら補正装置であることを特徴とする構成とした。
【選択図】図1
【解決手段】レンズ交換可能な映像投射装置と交換レンズから成り、交換レンズはレンズの光学的特性を補正するためのレンズスケール情報と、レンズによって発生する色むらを基準光に対する倍率情報として記録されている色むらゲイン情報とを有し、映像投射装置は、色むらを補正するための色むら補正装置と、少なくとの2種類以上の投射光量を制御するための液晶パネルと、前記液晶パネルそれぞれに印可する電圧と投射照度の関係を示したガンマ特性情報と、映像投射装置側で補正すべき色むら補正ゲイン情報と、を有し、補正すべき色むらゲインとガンマ特性情報から色むら補正情報を算出することを特徴とした色むら補正装置であることを特徴とする構成とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、色むらを適切に補正に関し、特に交換レンズに起因した色むらを適切に補正する装置およびプログラムに関するものである。
従来より、投射用レンズの投射状態に対応した色むら補正方法とその装置について提案されている。
例えば、特許文献1では投射用レンズの投射範囲内の投射位置データを含む投射状態データを検出するステップと、前記投射状態データと予め記憶された所定投射状態の補正係数から投射状態に応じた色むら補正係数を算出するステップと、映像信号に前記色むら補正係数を加えるステップとを有する投射レンズ状態に応じた色むら補正方法が開示されている。
特許文献2では表示装置によってサイズが可変とされる投射画像として投射面に投影される画像が入力画像データに応じて表示領域に表示される電気工学装置であって、前記サイズを変更することによって生じる前記投射画像の色むらを低減するための第一補正データを、第一基準補正データを用いて前記サイズに応じて生成すると共に、該生成された第一補正データによって前記入力画像データを補正する第一入力画像補正回路と、前記入力画像データが取りうるレベルのうち複数の特定レベルの夫々に対応し、且つ前記表示領域に於ける複数の基準座標毎に設定された複数の第2基準補正データに基づいて、前記色むらを低減するように、前記補正された入力画像データを補正する第2入力画像補整回路とを備えたことを特徴とする電気光学装置が開示されている。
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、プロジェクタ本体と投射光学系が一体に成っている場合の色むら補正システムは提案されているが、投射光学系が交換される場合については考慮されていない。そのため、従来技術をそのまま交換レンズシステムに適用した場合、プロジェクタ本体に搭載されているパネルのVR(またはVT)特性や色むら補正回路へ設定する色むら補正データ形式の不整合から、適切な色むら補正を施すことができない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を鑑み、交換レンズシステムに於いてレンズ状態に応じ適切な補正量を算出することを可能にした色むら補正装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、レンズ交換可能な映像投射装置と交換レンズから成り、
交換レンズは
レンズの光学的特性を補正するためのレンズスケール情報と、
レンズによって発生する色むらを基準光に対する倍率情報として記録されている色むらゲイン情報とを有し、
映像投射装置は、
色むらを補正するための色むら補正装置と、
少なくとの2種類以上の投射光量を制御するための液晶パネルと、
前記液晶パネルそれぞれに印可する電圧と投射照度の関係を示したガンマ特性情報と、
映像投射装置側で補正すべき色むら補正ゲイン情報と、
を有し、
補正すべき色むらゲインとガンマ特性情報から色むら補正情報を算出することを特徴とした色むら補正装置であることを特徴とする。
交換レンズは
レンズの光学的特性を補正するためのレンズスケール情報と、
レンズによって発生する色むらを基準光に対する倍率情報として記録されている色むらゲイン情報とを有し、
映像投射装置は、
色むらを補正するための色むら補正装置と、
少なくとの2種類以上の投射光量を制御するための液晶パネルと、
前記液晶パネルそれぞれに印可する電圧と投射照度の関係を示したガンマ特性情報と、
映像投射装置側で補正すべき色むら補正ゲイン情報と、
を有し、
補正すべき色むらゲインとガンマ特性情報から色むら補正情報を算出することを特徴とした色むら補正装置であることを特徴とする。
本発明によれば、交換レンズシステムにおいて、レンズ起因で発生する色むら最適に補正するシステムを提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態にかかわるブロック図である。
[実施例1]
以下、図1を参照して、本発明の第1の実施例による、色むら補正システムについて説明する。
以下、図1を参照して、本発明の第1の実施例による、色むら補正システムについて説明する。
本実施例は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4の実施例であり、請求項で用いた用語と実施例の対応について説明する。
請求項1記載のレンズ交換可能な映像投射装置は#102、交換レンズは#101と対応している。レンズスケール情報は#106、レンズ色むら補正ゲイン情報は#107と対応する。色むら補正装置は#117と対応し、液晶パネルは#121、#122、#123と対応する。ガンマ特性情報は#125、色むら補正ゲイン情報は#127と対応する。
請求項3で使われているレンズシフト機構は#114と、シフト量を検出する機構は#113が対応する。
以下、より詳細に説明する。
#101は交換レンズ、#102は交換レンズに対応したプロジェクタを示している。交換レンズとプロジェクタは、EEPROMやROMの情報を読み取るためのバスと、レンズズーム倍率を制御するための制御線がレンズマウントの接点を通じて接続されている。
交換レンズ(#101)は、読みとり専用メモリ領域のROM(#103)と書き換え可能メモリ領域のEEPROM(#104)とズーム駆動回路(#105)を有し、レンズに起因する色むら補正に必要な情報をプロジェクタに伝達したり、レンズのズーム状態をプロジェクタの制御信号に従い変更することを可能としている。
ROM(#103)には、レンズ(#101)に依存した座標変換倍率としてのレンズスケールkL(#106)と色むらゲインマップ情報(#107)が記録されている。ここで、レンズスケールについて説明する。液晶パネルが配置されているパネル座票系を
で表すことにする。また、レンズ座票系を
とする。実施例として、例えばパネルの縦横比が4:3で0.7インチのパネルを使用し、垂直方向50%レンズシフトが可能なプロジェクタシステムの場合、
となり、kL=0.5048と決まる。まとめると、
によって、パネル平面上の座標とレンズ平面上の座標を関係づけることができる。
色むらゲインマップ情報(#107)は、EEPROM(#104)に記録されているレンズ側色ムラゲインマップR/G/B(#108)に記録されているレンズ起因の色むらゲインパラメータの仕様情報(テーブルの分割数)が記録されている。
EEPROM(#104)には、レンズ側色むらゲインマップR/G/Bが記録されており、光軸中心におけるRGB光量ゲイン比を1:1:1とし、光軸以外では、補正のためのゲイン値が記録されている。例えば、光軸に対してその光路における光量が1/2であれば、2がパラメータとして記録される。ところで、ここに記録されているレンズ側色むらゲインマップの分割数は必ずしもプロジェクタに搭載されている色むら補正回路の分割数とは対応していない。例えばレンズに記録されている色むらゲインマップが10*10の分割数を持っていたとすると、RGBそれぞれのゲインマップは、
といった情報を持つ。LR55、LG55、LB55は、光軸に於けるゲイン値である。
先ほど説明したレンズ座票系の座標
からRGBそれぞれのゲイン値をえるために簡易的には、
から算出してもよい。ただし、より望ましくは近傍のゲイン情報から補間によって適切なゲイン値を求めることが望ましいが説明が冗長になるため詳細は省く。このパラメータを使い、如何に色むら補正データを作成するかについては後述する。
次に、プロジェクタ(#102)側のブロック図について説明する。
プロジェクタは大きく分けると、ROM(#110)、EEPROM(#111)、レンズズーム制御回路(#112)、レンズシフト制御回路(#113)、レンズシフト駆動回路(#114)、中央演算回路(#115)、VRガンマ補正回路(#116)、色むら補正回路(#117)、パネル駆動回路R/G/B(#118、#119、#120)、パネルR/G/B(#121、#122、#123)を含んでいる。
ROM(#110)には、色むら補正回路情報(#124)が記録されており、色むら補正回路の色むら補正レイヤー数や、色むら補正プレーンにおける分割数について記録されている。本情報を使い色むら補正データを算出するが、詳細については後述する。
EEPROM(#111)には、VRガンマ特性R/G/B(#125)、色むら補正プレーン配置階調(#126)、プロジェクタ側色むらゲインマップR/G/B(#127)、マウント回転角情報θZが記録されている。
VRガンマ特性R/G/B(#125)は、パネルの特定位置(例えば画面中央や光軸中心およびその近傍など)におけるパネルドライバに与えるデジタル値とR/G/Bそれぞれのパネル照度の関係を示した情報である。本情報は、直接VRガンマ補正回路(#116)に設定する情報ではなく、色むら補正回路(#117)へ設定する色むら補正情報を生成するために使用する。実装上、VRガンマ特性はLUT形式であっても関数形式であっても良いが、本実施例を説明する上では関数表現にした方が容易であるため、与えられるガンマ特性情報を使って関数形式でアクセスできるという前提で説明を進める。その際、関数を、
で与えられるとする。Lは明るさを示し、0〜1に正規化された情報を扱うとする。yはLに対応したパネルに所為の位相差を発生させるためD/Aを駆動するためのデジタル値であるとする。詳細については後述する。
色むら補正プレーン配置階調(#126)は、複数ある色むら補正プレーンそれぞれを配置する階調を示したものである。本実施例では固定として扱う。
プロジェクタ側色むらゲインマップR/G/B(#127)は、前記色むら補正プレーン配置階調におけるR/G/Bそれぞれの目的のシェーディング外形にするためのゲインマップ情報である。この情報は、先に述べたVRガンマ特性R/G/B(#125)を検出した場所に対応するR/G/Bそれぞれのゲイン情報を1としている。本実施例ではVRガンマ特性を画面中心で行った前提で話を進める。また、本ゲインマップの分解能は色むら補正回路(#117)に設定する色むら補正データと同一の分解能をもっていることを想定しているが、前述の通り必ずしも先に説明したレンズ側色むらゲインマップ(#108)との分解能が同じであるとは限らない。例えば色むら補正テーブルが40*30の分解能を持っていたとして、
と表現することにする。ここで、nはプレーンの番号に対応しており、例えば10プレーンの補正テーブルを持っていた場合、RはPR1〜PR10までの情報を持つことになる。これらのパラメータの中心、つまりPRn(15,20)、PGn(15,20)、PBn(15,20)は前述の通りガンマを作成した基準位置となるのでどの補正ゲイン値も1に設定されている。PRn(15,20)、PGn(15,20)、PBn(15,20)、以外のパラメータは、特定シェーディング外形にするためのゲイン値が設定されている。特定シェーディング外形として、フラットに対するゲインパラメータが入っている場合も想定されるが、その際、本来限界照度を超える補正量が算出される場合も考えられる。その場合は、ガンマ補正回路に設定するガンマ特性により最大照度を落とすと共に、本来実現したいガンマ特性を実現するガンマを再生成すると共に、色むら補正階調の再設定をする必要があるが、本実施例での特定シェーディングは色むら補正を施していない状態での最大照度投射時のシェーディング外形とする。また、色むら補正プレーンを配置する階調も色むら補正が十分可能な補正代が確保できるよう、余裕を持った階調に配置されているものとする。
色むら補正回路に設定するデータを如何に生成するかについての詳細は後述する。
マウント回転角情報θZ(#128)は、プロジェクタ本体側のレンズマウントの設置角度によって、レンズの想定している装着角度がずれている場合の補正パラメータである。関係式は、先ほど倍率演算で使用した式を拡張し、
とする。
レンズズーム制御回路(#112)は、非図示のユーザーインターフェイスから指示されたズーム指令に対し、中央演算回路(#115)が制御信号をレンズズーム制御回路(#112)に与え、レンズ(#101)に搭載されているモータドライバー回路であるズーム駆動回路(#105)を制御している。本レンズズーム制御回路(#112)はズーム倍率情報kP(#129)を有しており、レンズの有する色むら補正座標との関係式を以下のように拡張し、
とする。本実例では、非図示のユーザーインターフェイスからの指示により電動によりズーム制御を行う構成で説明したが、本特許はkPが決まればよいので、マニュアルズーム機構に於いても応用は容易である。
レンズシフト制御回路(#113)は、非図示のユーザーインターフェイスから指示されたレンズシフト指令に対し、中央演算回路(#115)が制御信号をレンズシフト制御回路(#113)に与え、レンズシフト駆動回路(#114)によりレンズシフトを実現させている。レンズシフト制御回路には、水平レンズシフト量du(#130)と垂直レンズシフト量dv(#131)が管理されており、パネル平面座標とレンズ座標との関係を以下のように拡張する。
中央演算回路(#115)は、各種回路の制御や後述する色むら補正データを算出するための演算回路である。色むら補正情報作成の詳細についてはフローチャートを使って詳細に後述する。
VRガンマ補正回路(#116)は、非図示のビデオデコーダおよび解像度変換回路などのデコーダおよび映像変換回路を通ったデジタル映像信号値にガンマ補正を施す回路である。多くの場合、本回路への入力信号には輝度情報に対して1/2.2のガンマが施されていることが多い。また、液晶パネルにはVR(VT)特性という駆動電圧に対して反射率(透過率)が非線形であるため、2.2のガンマ処理およびVR(VT)補正のガンマ処理がここで施される。また、イメージモード毎に、それぞれ異なったガンマ処理を施す場合にはこのガンマ補正回路で処理される場合もある。
色むら補正回路(#117)は、投射映像の場所毎に色が付いて見える現象を低減させるための色むら補正回路である。本色むら補正回路は、入力信号としてパネルD/Aを駆動するための画素駆動電圧値(D/Aへ供給されるデジタル値)とVおよびHの同期信号とクロック情報からパネル上に対応する画素位置情報が得られる。これらの情報を元に、それぞれの画素位置およびその画素駆動電圧値から適切な補正電圧値を算出し、入力された画素駆動電圧値に加算することにより、色むらを低減させる機能を有している。
パネル駆動回路R/G/B(#118、#119、#120)は、入力された画素駆動電圧値と同期信号から、パネル(#121、#122、#123)を駆動する信号に変換するドライバ回路である。
ここまででブロック図の概略について説明をしてきたが、どのように色むら補正値を決定するかについて説明する。
本実施例における色むら補正回路は、上述の通りパネル面内を29*39分割しており、それぞれの色むら補正ポイントの中心座標が光軸に対しての位置関係が決まっているとして話を進める。色むら補正ポイントは前述のとおり、PRn(i,j)でアクセスできると
色むら補正ポイントに対応したレンズ座票系の座標が
と書けるとすると、例えばRの色むらゲイン値は前述のとおり
で計算できる。よって、補正すべきトータル色むらゲイン値をTRn(i,j)とすると、
と計算できる。ここではRについて説明したが、GやBについても同様に、
と計算できる。
ところで、現在色むら補正量を確定させようとしている色むら補正プレーンの階調を
PlaneRnとすると、そのときの正規化された明るさは、
PlaneRnとすると、そのときの正規化された明るさは、
で計算できる。すると、先ほど計算した目的のゲインTRn(i,j)を実現するためには、明るさを
にする必要があり、その際の補正値は
と計算できる。これが、色むら補正回路に設定すべき補正データということになる。
[実施例2]
像高に依存して色むらが発生する原理は、レンズの構造上光軸に対して対称に構成されているためである。もちろん、必ずしもそうなっていない系も存在するため実施例1で種々のパターンに対応するための手法を説明した。
像高に依存して色むらが発生する原理は、レンズの構造上光軸に対して対称に構成されているためである。もちろん、必ずしもそうなっていない系も存在するため実施例1で種々のパターンに対応するための手法を説明した。
本実施例は、請求項6に対応しており、請求項記載の像高情報と#104が対応している。
実施例2では、レンズによる色むら発生が像高のみに依存する場合について、レンズ起因の色むらも補正するシステムについて説明する。このシステムでは色むら補正を施すための情報が像高に対しての補正量のみとなるため、極めて少ない情報によりレンズ起因の色むら補正を施すことが可能となる。
図2は実施例2におけるブロック図である。
ほとんどのブロックは実施例1と同じであるため、差異について説明する。
実施例1と実施例2の差は、レンズ(#101)のもつ色むら補正ゲインの持ち方である。実施例1では該ゲインをLUTテーブルとして持っていたが実施例2では像高に対するゲイン情報R/G/B(#129)を持っていることである。本データはLUT形式で持っていても良いし、n次多項式の係数として持っていても良いし、区間多項式としてスプライン情報として持っていても良い。ここではある関数として与えられるとして説明をする。ここでは像高rに対してR/G/Bそれぞれ補正すべきゲイン量LR(r)LG(r)LB(r)を
と表現できるとして説明する。ところで、レンズの色むらゲインを算出するための像高rとパネル平面上の座標との関係は、
で計算できる。すると、トータルゲインは
と計算できるため、実施例1と同様に
と算出できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
[実施例3]
実施例3は、実施例2を更に拡張し、ズーム倍率やフォーカスポジションが像高に対する色むら補正ゲインに影響を与える場合を想定している。多くの場合、投射レンズは複数のレンズによって構成されており、ズーム倍率の変更やフォーカスポジションの変更によってそれらのレンズの光軸に対する配置が変更される。つまり、これらのパラメータにより像高に対し色むらとして補正すべきゲインが変更する必要があるという見方も出来る。
実施例3は、実施例2を更に拡張し、ズーム倍率やフォーカスポジションが像高に対する色むら補正ゲインに影響を与える場合を想定している。多くの場合、投射レンズは複数のレンズによって構成されており、ズーム倍率の変更やフォーカスポジションの変更によってそれらのレンズの光軸に対する配置が変更される。つまり、これらのパラメータにより像高に対し色むらとして補正すべきゲインが変更する必要があるという見方も出来る。
実施例3は、この考えに基づいて色むら補正ゲインを算出するシステムに関するものである。
本実施例は、請求項5に対応しており、請求項記載の焦点情報と#304が対応している。
図3は、本実施例のブロック図を示したものである。図2に対する差異は、EEPROM(#104)に保存されている情報と、フォーカス駆動手段が追加された点である。これについて先ず説明する。
EEPROM(#104)には、像高、ズーム倍率、フォーカス位置に対する色むら補正ゲイン情報R/G/B(#301)が記録されている。格納されている情報は、LUT形式を想定しており、与えられたデータ間は線形補間によって適切な補正ゲイン情報を算出することを想定している。
フォーカス駆動回路(#302)はピント調整のため、レンズを移動させる電気回路、メカ機構およびレンズ位置を検出する検出機構から構成されている。
フォーカス制御回路(#303)は、前述のフォーカス駆動回路から得られるレンズ位置情報から得られる情報を元に、フォーカス位置を制御する制御回路である。本制御回路は、フォーカス位置情報を管理しており、この情報は適切な色むら補正ゲインを算出する際に使用される。
以上がブロック図の差異であるが、以下、色むら補正データを作成する工程について説明する。本実施例では、ズーム倍率をkPフォーカスポジションをFLとする。ここでは像高rに対してR/G/Bそれぞれ補正すべきゲイン量をLR(r,kP,FL)、LG(r,kP,FL)、LB(r,kP,FL)で表現できるとして説明する。これらの補正量は、LUT形式で持っていても良いし、n次多項式の係数として持っていても良いし、区間多項式としてスプライン情報として持っていても良い。ここではLUTテーブルによって情報が与えられているとし、そのデータ間は線形補間によってゲイン量を取得できるとして話を進める。すると、実施例2と同様な議論により、像高は
で計算できる。すると、トータルゲインは
と計算できるため、実施例2と同様に
と算出できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、プロジェクタ側が持っているプロジェクタ側ゲインマップR/G/Bは、予め色むら補正回路に設定する値を保存し、レンズ側のゲインマップから色むら補正回路に設定する値を計算後加算することにより、レンズ状態に対応した色むら補正データを算出してもよい。
101 交換レンズ
102 映像投射装置
102 映像投射装置
Claims (6)
- レンズ交換可能な映像投射装置と交換レンズから成り、
交換レンズは
レンズの光学的特性を補正するためのレンズスケール情報と、
レンズによって発生する色むらを基準光に対する倍率情報として記録されているレンズ色むら補正ゲイン情報とを有し、
映像投射装置は、
色むらを補正するための色むら補正装置と、
少なくとの2種類以上の投射光量を制御するための液晶パネルと、
前記液晶パネルそれぞれに印可する電圧と投射照度の関係を示したガンマ特性情報と、
映像投射装置側で補正すべき色むら補正ゲイン情報と、
を有し、
補正すべき色むらゲインとガンマ特性情報から色むら補正情報を算出することを特徴とした色むら補正装置。 - レンズ着脱時に色むら補正情報を算出することを特徴とした請求項1に記載の色むら補正色むら補正装置。
- 前記映像投射装置は投射映像をシフトさせるためのレンズシフト機構と、
前記レンズシフト機構によるシフト量を検出する機構を有し、
レンズシフト量に応じて色むら補正量を算出することを特徴とした請求項1に記載の色むら補正装置。 - 前記映像投射装置はレンズズーム機構と
前記レンズズーム機構のズーム倍率を検出するズーム倍率を検出するズーム倍率検出手段を有し、
前記ズーム倍率に応じて色むら補正量を算出する請求項1に記載の色むら補正装置。 - 前記交換レンズは焦点状態に関連した状態を示す焦点情報を有し、
前記映像投射装置は前記焦点情報に応じて色むら補正量を算出することを特徴とした請求項1に記載の色むら補正装置。 - 前記レンズ色むらゲイン情報は、像高に対する補正ゲインとして保存されていることを特徴とした請求項1に記載の色むら補正装置。
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Cited By (2)
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JP2018036354A (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター、及びプロジェクターの制御方法 |
CN110073431A (zh) * | 2016-12-19 | 2019-07-30 | 宜客斯股份有限公司 | 不均匀校正系统、不均匀校正装置及面板驱动电路 |
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CN110073431A (zh) * | 2016-12-19 | 2019-07-30 | 宜客斯股份有限公司 | 不均匀校正系统、不均匀校正装置及面板驱动电路 |
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