JP2013254029A - プロジェクタ、及びそれに用いる制御プログラム、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 重畳領域と非重畳領域の黒色の輝度を揃える調整を行った後に、投射映像の位置を変更する処理を行った場合において、投射映像全体の黒色の輝度が不均一な状態になってしまうこと。
【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、
光変調素子において、画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフト手段と、
プロジェクタが投射した画像と、他のプロジェクタが投射した画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整手段と、
前記黒調整手段によって輝度が調整される領域と調整されない領域との前記画像における境界位置を、前記シフト手段による投射位置の移動量だけ移動させる制御手段を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクタ、及びそれに用いる制御プログラム、制御方法に関し、特に映像の投射位置のシフト及び黒色の輝度調整に関するものである。

従来、投射する映像の情報量を向上させたり、明るさを向上させたりする目的で、複数のプロジェクタを用いた映像の投射が行われていた。例えば、情報量を向上させるために、複数のプロジェクタによる投射映像を並列させて、一つの大画面を構成するマルチ投射（或いは、マルチプロジェクション、タイリング）と呼ばれる手法が用いられていた。

このようなマルチ投射を行う場合、隣り合うプロジェクタの投射映像同士を一切重ねずに投射させるようにプロジェクタを設置することは困難であるため、隣り合う投射映像の一部を重ねて投射する場合があった。この際、それぞれのプロジェクタで投射する映像の表示位置を調整し、投射映像が重なる部分の映像を同一のものとすることで、つなぎ目を目立たなくさせていた。

しかし、投射映像の一部を重ねて投射すると、各プロジェクタからの投射映像が重畳する領域（以下、重畳領域）に同じ映像を投射したとしても、重畳領域の明るさが重畳していない領域（以下、非重畳領域）と比べて明るくなり、視聴の妨げになってしまう。以下、この状態で重畳領域に生じてしまう明るい部分を黒浮模様と言う。

そこで、特許文献１は、補助照明装置を用いて、非重畳領域の輝度を加算する（明るくする）調整をする複数のプロジェクタユニットから成るマルチプロジェクションディスプレイを開示している。

また、非重畳領域の黒色の輝度を加算する調整を行う画像処理機能を有するプロジェクタも知られている。

一方で、特許文献２に開示されるように、表示デバイスの垂直及び水平の表示期間に対して映像信号を重畳するタイミングを変更することで、スクリーン上の投射映像の位置を調整可能とする技術がある。

特開２００５−２７５０７７号公報 特開２００５−２１５５４２号公報

図７（ａ）は、非重畳領域の黒色の輝度を加算する調整を行った後の投射映像全体である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態から、各プロジェクタの投射映像の位置を画像処理機能により紙面右方向にシフトさせた場合の投射映像全体である。

図７（ｂ）に示したように、黒浮模様の発生を抑制するために画像処理機能によって黒色の輝度を調整する処理を行った後に、特許文献２に開示された方法で投射映像の位置を調整すると、投射映像の黒色の輝度が不均一になってしまう。

そこで上記課題を解決するために、本発明の一側面を構成するプロジェクタは、光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタであって、
前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフト手段と、
前記プロジェクタが投射した画像と、他のプロジェクタが投射した画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整手段と、
前記黒調整手段によって輝度が調整される領域と調整されない領域との前記画像における境界位置を、前記シフト手段による投射位置の移動量だけ移動させる制御手段を有することを特徴とする。

本発明の他の一側面として制御プログラムは、光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタに、
前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフトステップと、
前記プロジェクタが投射した画像と、他のプロジェクタが投射した画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整ステップと、
前記黒調整ステップによって輝度が調整される領域と調整されない領域との前記画像における境界位置を、前記シフトステップによる投射位置の移動量だけ移動させる制御ステップを実行させることを特徴とする。

本発明の他の一側面としての制御方法は、光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタの制御方法であって
前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフトステップと、
前記プロジェクタが投射した投射画像と、他のプロジェクタが投射した投射画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整ステップと、
前記シフトステップにおける前記画像の投射位置を移動させる前後で、前記黒調整ステップによって輝度が調整される領域と調整されない領域との境界位置が、前記被投射面上で変化しないよう制御する制御ステップを有することを特徴とする。

本発明の他の一側面としてのプロジェクタは、
光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタであって、
前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフト手段と、
前記プロジェクタが投射した画像と、他のプロジェクタが投射した画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整手段と、
前記黒調整手段によって輝度が調整される領域と調整されない領域との前記画像における境界位置の移動量を、前記シフト手段による投射位置の移動量とを同じにする制御手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、重畳領域と非重畳領域の黒色の輝度を揃える調整を行った後に、投射映像の位置を変更する処理を行った場合においても、投射映像全体の黒色の輝度が不均一な状態になることを抑えることができる。

本発明の第１の実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図。 重畳領域と非重畳領域の輝度を揃える黒調整の説明図。 黒調整のオフセット設定に関するメニュー画面を示す図。 黒調整の境界位置設定に関するメニュー画面を示す図。 投射位置の設定に関するメニュー画面を示す図。 本発明の第１の実施形態における処理のフローチャート。 黒調整後にイメージシフトした場合の説明図。

以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態のプロジェクタについて説明する。

映像入力部１０からは、外部のＰＣ等から映像信号が入力される。映像入力部１０には、コンポジット端子やＨＤＭＩ端子等の映像信号を入力するための端子と、それらの端子を通じて入力された映像信号を受信するためのレシーバＩＣ等が設けられている。また、映像入力部１０には、解像度変換やＩＰ変換を行う回路、フレームメモリ等も含まれており、様々なフォーマットの映像信号を、所望のフォーマットの映像信号に変換することもできる。

ＧＵＩ部５０は、ＵＩ部４０の制御に従い様々な画像を描画し、映像信号に対して描画した画像を重畳する。ＧＵＩ部５０は、例えば、映像信号全体の明るさを調整するための画面や、マルチ投射を行う場合には非重畳領域の黒色の輝度を調整するための画面等、画像の各種設定を行うためのメニュー画面を重畳する。

ＧＵＩ部５０から出力された映像信号は、画像処理部１００で種々の画像処理が適用された後に、シフト部６０で映像信号の表示位置が調整され、映像投射部２０から投射される。

画像処理部１００は、黒調整手段としての黒調整部１１０を有する。画像処理部１００は、種々の画像処理機能を実行する他の処理部を有していてもよい。

黒調整部１１０は、映像信号の一部の領域の信号レベルをオフセットするものであり、信号レベルを加算する方向（輝度を上げる方向）にのみ調整可能である。この機能を用いれば、例えば、図２（ａ）と図２（ｂ）のような映像信号を重畳する際に、非重畳領域の信号レベルのみをオフセットさせて（輝度を上げて）、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示す映像信号を生成できる。これにより、マルチ投射した際に、図２（ｅ）に示すように重畳領域と非重畳領域の輝度が揃った映像信号を投射できる。

シフト手段としてのシフト部６０は、液晶パネル（光変調素子）において、映像を表示するために使用する位置を変更することで、映像の投射位置を移動させる。例えば、映像投射部２０に供給する映像信号に対して、表示デバイスの垂直及び水平の表示期間に対して映像信号を重畳するタイミングを変更する調整を行う。具体的には、映像信号の水平、垂直のブランキングの幅（或いは有効領域の位置）を所望のシフト位置と対応する量の分だけずらす処理が行われる。以下、この処理をイメージシフトともいう。

映像投射部２０は、液晶パネルやパネルドライブＩＣ、ランプ、投射レンズ等からなり、画像処理部１００から送られてきた映像信号を液晶パネルで変調し、該変調光を投射光学系により被投射面上に投射する。

操作入力部３０は、赤外線受光部やコントロール信号受信端子と、受信した各種情報を操作入力として認識するためのマイコン等からなる。操作入力部３０では、常に操作入力の有無の監視を行い、操作入力を受け付けると、通信等で直ちにその情報をＵＩ部４０に通知する。

ＵＩ部４０は、操作入力部３０から送られてくる操作入力情報に基づき、ＧＵＩ部５０及び画像処理部１００に対する様々な制御を行う。ＵＩ部４０は、画像処理に関する設定開始の操作入力を受けた場合、ＧＵＩ部５０に対して、画像処理の設定を行うための設定項目を並べたメニュー画面を映像信号に重畳するよう制御を行う。

また、ＵＩ部４０は、メニュー画面表示中に、特定の画像処理に対する設定項目を選択する操作入力を受けると、その画像処理に対する設定を行うためのメニュー画面に表示を切り替える。そして、当該画像処理に対する設定変更の操作入力を受けると、ＵＩ部４０は、画像処理部１００に対して、その設定に従った制御を行うと共に、変更した設定の内容をメニュー画面に表示する。

ここで、黒調整部１１０は信号レベルを加算する（上げる）方向にのみオフセットすることが可能であるため、図３のような、黒調整部１１０のオフセットの設定を行うためのメニュー画面表示が表示される。

また、黒調整部１１０の重畳領域と非重畳領域の境界の設定を行うためのメニュー画面として、図４に示すメニュー画面が表示される。図４に示すメニュー画面は、２台のプロジェクタによるマルチ投射時の黒調整を行うための画面である。実際に、ユーザーが行う設定の手順としては、まず、図４のメニュー画面を操作することにより、現在操作しているプロジェクタの投射映像の上下左右どの側面で他のプロジェクタの投射映像と重畳させるのかを設定する。さらに、重畳させる領域の幅、つまり、重畳領域と非重畳領域の境界位置を設定する。その後に図３のメニュー画面を表示させ、黒色の輝度のオフセット量を設定する。本実施形態の図３のメニュー画面においては、オフセットを示すパラメータが０の状態は、黒調整が行われていない状態であるものとする。

図４のメニュー画面を介して、イメージシフト（投射映像の位置調整）に関する設定操作入力を受けた場合、ＵＩ部４０は、ＧＵＩ部５０に対して、イメージシフトを行うための設定用のメニュー画面として、図５に示す画像を映像信号に重畳するよう制御する。

そして、図５のメニュー画面を介して、投射映像の位置設定を変更する操作入力を受けると、ＵＩ部４０は、制御手段としての制御部７０に変更した設定を通知するとともに、変更した設定の内容をメニュー画像に表示する。

ここで、制御部７０は、黒調整部１１０に対して黒調整の設定がされていない場合は、シフト部６０に対する映像の位置の設定変更のみを行う。一方で、黒調整部１１０に対して黒調整の設定がされている場合は、シフト部６０に対する映像の位置の設定変更を行うとともに、変更された設定値の差と対応した移動量の分だけ黒調整部１１０の境界位置の設定も変更する。制御部７０は、シフトをキャンセルする方向に黒調整部１１０の設定値を変更しているとも言える。或いは、黒調整部１１０によって輝度が調整される領域と調整されない領域との画像における境界位置の移動量を、シフト部６０による投射位置の移動量とを同じにしているとも言える。つまり、制御部７０は、シフト部６０のイメージシフト量と対応した移動量だけ、黒調整部１１０の映像内（画像内）の境界位置を移動させる。これは、制御部７０が、シフト部６０によって映像の投射位置が移動された前後で、黒調整部１１０によって輝度が調整される領域と調整されない領域との境界位置が、被投射面上で変化しないよう制御しているとも言える。

これにより、黒調整部１１０を用いて黒浮模様を目立たせなくするための設定を行った後に、映像の投射位置を移動させるイメージシフトを行っても、黒調整部１１０に対する境界位置の設定をし直す必要が無くなり、利便性の向上を図ることが可能となる。また、マルチ投射する際に、各プロジェクタにおいて投射映像を同じ方向にイメージシフトさせた際にも、投射画像の黒浮模様の発生を抑え、黒色の輝度が均一な映像を投射できる。

図６に、制御部７０によって行われる、シフト部６０と黒調整部１１０への制御処理のフローチャートを示している。この処理は、制御部７０がコンピュータープログラム（制御プログラム）に従って実行する。図６に示すフローは、シフト部６０への設定を行うための図５のメニュー画面が表示されている状態から開始するものとする。

処理が開始されると、ステップＳ１０において、制御部７０は、操作入力部３０から操作入力が通知されるまで待機する。操作入力部３０を介して投射位置の設定変更が指示された場合はステップＳ２０に進み、それ以外の場合はステップＳ１０で待機する。

ステップＳ２０において、制御部７０は、黒調整部１１０に対して黒色の輝度をオフセットする設定がされているかどうかを判定し、設定がされていない場合はステップＳ４０に進み、設定がされている場合はステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、制御部７０は、黒調整部１１０に対して、重畳領域と非重畳領域との境界位置の設定の変更を行う。この設定変更は、操作入力として通知された投射位置の設定変更指示に基づいて行い、設定変更による投射位置の移動量と同じ量だけ黒調整部における信号レベルのオフセットを行う領域と行わない領域の境界位置を変更して、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０においては、操作入力として通知された投射位置の設定変更指示に基づいて、シフト部６０に対して、投射位置を変更するための設定を行う。

ステップＳ５０において、メニュー画面表示を終了する指示がなされたか否かを判定する。メニュー画面表示を終了する指示がなされていない場合は、ステップＳ１０に戻る。メニュー画面表示を終了する指示がなされた場合は、本フローを終了する。

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。上記実施形態では、制御部７０による黒調整部１１０に対する境界位置の設定変更のタイミングが、シフト部６０に対する投射位置の設定変更のタイミングである場合について説明した。しかし、境界位置の設定変更のタイミングはこれ以外でも良く、投射位置が変更された後に境界位置を再調整するための設定画面をメニューに表示し、その状態でユーザーから再調整を指示する操作入力を受け付けたタイミングであっても良い。

また、上記実施形態における画像処理部１００に、ＧＵＩ部５０やシフト部６０等を含めた構成としてもよい。また、例えば、画像処理部１００とＧＵＩ部５０が行う処理の順序が逆であっても良いし、ＧＵＩ部５０が他の画像処理機能を有していても良い。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

６０ シフト部
５０ 制御部
１００ 画像処理部
１１０ 黒調整部

Claims (4)

1. 光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタであって、
   前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフト手段と、
   前記プロジェクタが投射した画像と、他のプロジェクタが投射した画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整手段と、
   前記黒調整手段によって輝度が調整される領域と調整されない領域との前記画像における境界位置を、前記シフト手段による投射位置の移動量だけ移動させる制御手段を有することを特徴とするプロジェクタ。
2. 光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタに、
   前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフトステップと、
   前記プロジェクタが投射した画像と、他のプロジェクタが投射した画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整ステップと、
   前記黒調整ステップによって輝度が調整される領域と調整されない領域との前記画像における境界位置を、前記シフトステップによる投射位置の移動量だけ移動させる制御ステップを実行させることを特徴とする制御プログラム。
3. 光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタの制御方法であって
   前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフトステップと、
   前記プロジェクタが投射した投射画像と、他のプロジェクタが投射した投射画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整ステップと、
   前記シフトステップにおける前記画像の投射位置を移動させる前後で、前記黒調整ステップによって輝度が調整される領域と調整されない領域との境界位置が、前記被投射面上で変化しないよう制御する制御ステップを有することを特徴とする制御方法。
4. 光変調素子によって変調された光を被投射面に投射することにより画像を表示するプロジェクタであって、
   前記光変調素子において、前記画像を表示するために使用する位置を変更することで、前記画像の投射位置を移動させるシフト手段と、
   前記プロジェクタが投射した画像と、他のプロジェクタが投射した画像とが被投射面上で重畳する重畳領域と重畳しない非重畳領域との黒色の輝度を揃えるように、前記非重畳領域の黒色の輝度を上げる黒調整手段と、
   前記黒調整手段によって輝度が調整される領域と調整されない領域との前記画像における境界位置の移動量を、前記シフト手段による投射位置の移動量とを同じにする制御手段を有することを特徴とするプロジェクタ。

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