JP2015175856A - Image projection device - Google Patents

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貴洋 加戸
Takahiro Kato
貴洋 加戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image projection device configured to detect a degree of degradation in each of colors projected, without projecting a specific pattern image.SOLUTION: An image projection device according to the present invention includes an image forming section, an imaging section, a first control section, a calculation section, and a second control section. The image forming section modulates light from a light source that changes color sequentially, to form an image to be projected on a projection surface. The imaging section images the projection surface. The first control section causes the imaging section to perform imaging, in synchronization with projection of light of multiple kinds of single colors. The calculation section calculates a ratio of brightness of each of the colors in the light projected on the projection surface, on the basis of a captured image obtained by imaging of the imaging section. The second control section controls the image forming section so that the ratio may be equal to a prescribed value.

Description

本発明は、画像投影装置に関する。   The present invention relates to an image projection apparatus.

従来、プロジェクタの光源としては、高圧水銀ランプが用いられてきた。しかし、近年、水銀レス、長寿命、広い色再現域などといったメリットから半導体レーザー(LD)や発光ダイオード(LED)を用いたプロジェクタの開発が進められている。LDやLEDを光源に使用するプロジェクタでは、色ごとに別の光源を用いるため、長時間プロジェクタを使用しているとそれぞれの明るさが異なる割合で低下していく。そのため、使用時間が経過すると各色のバランスが崩れ、色味が設計値から変化してしまうという問題があった。   Conventionally, high-pressure mercury lamps have been used as light sources for projectors. However, in recent years, a projector using a semiconductor laser (LD) or a light emitting diode (LED) has been developed because of the advantages such as mercury-free, long life, and wide color reproduction range. In a projector that uses an LD or LED as a light source, a different light source is used for each color. Therefore, when the projector is used for a long time, the brightness decreases at a different rate. For this reason, there is a problem that the balance of each color is lost when the usage time elapses, and the color changes from the design value.

この問題を防ぐために、各光源の明るさをセンサで測定することで、各光源の劣化度合い(投影された各色の劣化度合い)を検出し、色味が変わらないように制御するという方法が既に知られている。例えば特許文献1には、光学部品の劣化状態を検出することにより、該光学部品が劣化した状態での継続使用によるプロジェクタ全体の寿命低下を抑制することを目的として、プロジェクタにより、画面全体を単色表示するパターン画像(テスト画像)を投影したときに、当該プロジェクタに搭載された撮像部によって撮像された画像に基づいて、各光学部品の劣化状態を検出する構成が開示されている。   In order to prevent this problem, there is already a method in which the brightness of each light source is measured by a sensor to detect the degree of deterioration of each light source (the degree of deterioration of each projected color) and control is performed so that the color does not change. Are known. For example, in Patent Document 1, the entire screen is monochromatic by a projector for the purpose of suppressing deterioration in the lifetime of the entire projector due to continuous use when the optical component is deteriorated by detecting the deterioration state of the optical component. A configuration is disclosed in which a deterioration state of each optical component is detected based on an image captured by an imaging unit mounted on the projector when a pattern image (test image) to be displayed is projected.

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、投影された各色の劣化度合いを検出するためには、特定のパターン画像を投影する必要があるので、この検出を行う期間においては、ユーザはプロジェクタを使用することができない。このため、ユーザの利便性が低いという問題がある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since it is necessary to project a specific pattern image in order to detect the degree of deterioration of each projected color, the user does not use the projector during this detection period. Cannot be used. For this reason, there exists a problem that a user's convenience is low.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特定のパターン画像を投影することなく投影された各色の劣化度合いを検出可能な画像投影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of detecting the degree of deterioration of each projected color without projecting a specific pattern image.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、順次に色が切り替わる光源からの光を変調して、投影面に投影するための画像を形成する画像形成部と、前記投影面を撮像する撮像部と、複数種類の単色の光がそれぞれ投影されるタイミングに合わせて、前記撮像部に撮像を実行させる第1制御部と、前記撮像部による撮像で得られた撮像画像に基づいて、前記複数種類の単色の各々の前記投影面に投影された光の明るさの比率を算出する算出部と、前記比率が予め規定された値となるように前記画像形成部を制御する第2制御部と、を備える画像投影装置である。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention modulates light from a light source that sequentially switches colors to form an image for projection onto a projection plane, and the projection An imaging unit that captures a surface; a first control unit that causes the imaging unit to perform imaging in accordance with a timing at which a plurality of types of monochromatic light are projected; and a captured image obtained by imaging by the imaging unit Based on the calculation unit that calculates the ratio of the brightness of the light projected on the projection plane of each of the plurality of types of single colors, and controls the image forming unit so that the ratio becomes a predetermined value. And a second control unit.

本発明によれば、特定のパターン画像を投影することなく投影された各色の劣化度合いを検出することができる。   According to the present invention, it is possible to detect the degree of deterioration of each projected color without projecting a specific pattern image.

図1は、実施形態の画像投影システムの一例を示す全体図である。FIG. 1 is an overall view illustrating an example of an image projection system according to an embodiment. 図2は、実施形態の画像投影装置のハードウェアの内部構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of hardware of the image projection apparatus according to the embodiment. 図3は、実施形態の画像投影装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image projection apparatus according to the embodiment. 図4は、カラーホイールの回転周期と、カメラ部のシャッター/露光タイミングとの関係を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the rotation period of the color wheel and the shutter / exposure timing of the camera unit. 図5は、カラーホイールの構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the color wheel. 図6は、画像投影装置による処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing by the image projection apparatus. 図7は、カメラ部の設置方式のバリエーションの例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a variation of the camera unit installation method.

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る画像投影装置の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of an image projection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態の画像投影システムの一例を示す全体図である。画像投影装置10は、不図示の外部PCと接続されて、外部PCから入力された静止画や動画などの画像データ(投影対象の画像データ)を、投影面であるスクリーン20に対して投影する。また、画像投影装置10にはカメラ部30が接続されている。なお、カメラ部30は、外付けのハードウェアとして設けてもよいし、画像投影装置10に内蔵されていてもよい。カメラ部30は、請求項の「撮像部」に対応していると考えることができる。   FIG. 1 is an overall view showing an example of an image projection system of the present embodiment. The image projection apparatus 10 is connected to an external PC (not shown), and projects image data (projection target image data) such as a still image and a moving image input from the external PC onto the screen 20 that is a projection plane. . A camera unit 30 is connected to the image projection apparatus 10. The camera unit 30 may be provided as external hardware, or may be built in the image projection apparatus 10. The camera unit 30 can be considered to correspond to the “imaging unit” in the claims.

図2は、画像投影装置10のハードウェアの内部構成の一例を示す図である。図2に示されるように、画像投影装置10は、照明ユニット3a、及び投射ユニット3bを備える。照明ユニット3aは、カラーホイール5、ライトトンネル6、リレーレンズ7、平面ミラー8、凸面ミラー9を備えている。これらの各部材は、画像投影装置10の本体部内に設けられている。また、画像投影装置10には、画像形成部2が設けられている。この例では、画像形成部2は、画像を形成する光変調素子の一例であるDMD素子により構成されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of hardware of the image projection apparatus 10. As shown in FIG. 2, the image projection apparatus 10 includes an illumination unit 3a and a projection unit 3b. The illumination unit 3a includes a color wheel 5, a light tunnel 6, a relay lens 7, a plane mirror 8, and a convex mirror 9. Each of these members is provided in the main body of the image projector 10. In addition, the image projector 10 is provided with an image forming unit 2. In this example, the image forming unit 2 includes a DMD element that is an example of a light modulation element that forms an image.

円盤状のカラーホイール5は、円周方向に配置された複数色の領域(不図示)を有し、光源4からの白色光を単位時間ごとに各領域(セグメント)の色が繰り返す光に変換してライトトンネル6に向けて出射する。見方を変えれば、カラーホイール5は、順次に色が切り替わる光源4からの光を、ライトトンネル6に向けて出射していると捉えることもできる。   The disc-shaped color wheel 5 has a plurality of color regions (not shown) arranged in the circumferential direction, and converts white light from the light source 4 into light in which the color of each region (segment) repeats every unit time. Then, the light is emitted toward the light tunnel 6. In other words, the color wheel 5 can be regarded as emitting light from the light source 4 whose colors are sequentially switched toward the light tunnel 6.

ライトトンネル6は、板ガラスを張り合わせて筒状に構成されており、カラーホイール5から出射された光(順次に色が切り替わる光源4からの光)をリレーレンズ7へと導く。リレーレンズ7は、二枚のレンズを組み合わせて構成されており、ライトトンネル6から出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光する。平面ミラー8および凸面ミラー9は、リレーレンズ7により出射される光を反射して、画像形成部2へと案内して、集光させる。   The light tunnel 6 is formed in a cylindrical shape by laminating plate glasses, and guides light emitted from the color wheel 5 (light from the light source 4 whose colors are sequentially switched) to the relay lens 7. The relay lens 7 is configured by combining two lenses, and collects light while correcting axial chromatic aberration of light emitted from the light tunnel 6. The plane mirror 8 and the convex mirror 9 reflect the light emitted from the relay lens 7 and guide it to the image forming unit 2 to collect it.

画像形成部2は、順次に色が切り替わる光源4からの光を変調して、投影面に投影する画像を形成する。より具体的には、画像形成部2は、複数のマイクロミラー(DMD素子)からなる矩形状のミラー面を有し、入力信号(映像や画像のデータ)に基づいて、各マイクロミラーのON/OFF(投射ユニット3b側へ光を投射するか否か)を切り替えることで、投射ユニット3b側へ向かう光を選択的に出力する。   The image forming unit 2 modulates light from the light source 4 whose colors are sequentially switched to form an image to be projected on the projection surface. More specifically, the image forming unit 2 has a rectangular mirror surface composed of a plurality of micromirrors (DMD elements), and on / off of each micromirror based on an input signal (video or image data). By switching OFF (whether or not to project light to the projection unit 3b side), light directed to the projection unit 3b side is selectively output.

また、光源4としては、例えばLDやLEDなどが用いられる。光源4は照明ユニット3aに向けて白色光を照射する。光源4から照射された白色光は、カラーホイール5を通過した後、ライトトンネル6、リレーレンズ7、平面ミラー8、凹面ミラー9を経て、画像形成部2に集光される。画像形成部2は、入力信号に基づいて画像形成を行い、投射ユニット3bは、画像形成部2により形成された画像を拡大投射する。   Moreover, as the light source 4, LD, LED, etc. are used, for example. The light source 4 emits white light toward the illumination unit 3a. The white light emitted from the light source 4 passes through the color wheel 5 and then is condensed on the image forming unit 2 through the light tunnel 6, the relay lens 7, the plane mirror 8, and the concave mirror 9. The image forming unit 2 forms an image based on the input signal, and the projection unit 3b enlarges and projects the image formed by the image forming unit 2.

また、図2で示される画像形成部2の図中手前側となる鉛直方向上方には、画像形成部2に入射した光のうち、投射光としては使用しない不要な光を受光するOFF光板が設けられている。画像形成部2に光が入射すると、DMD素子の働きにより時分割で入力信号に基づいて複数のマイクロミラーが作動し、このマイクロミラーによって使用する光は投射レンズへと反射され、捨てる光はOFF光板へと反射される。画像形成部2では、投射画像に使用する光は投射ユニット3bへと反射され、複数の投射レンズを通って拡大され、拡大された映像光が拡大されて投射される。   In addition, an OFF light plate that receives unnecessary light that is not used as projection light among light incident on the image forming unit 2 is vertically above the image forming unit 2 illustrated in FIG. Is provided. When light enters the image forming unit 2, a plurality of micromirrors are operated based on the input signal in a time-sharing manner by the action of the DMD element, and the light used by the micromirrors is reflected to the projection lens, and the light to be discarded is OFF. Reflected to the light plate. In the image forming unit 2, the light used for the projection image is reflected to the projection unit 3 b and enlarged through a plurality of projection lenses, and the enlarged image light is enlarged and projected.

図3は、画像投影装置10の機能構成の一例を示すブロック図である。画像投影装置10は、映像信号の入力を制御し、光の投射と画像形成部2の駆動が同期するように制御を行う。図3に示されるように、画像投影装置10は、投射映像信号入力処理部11、映像処理部12、デバイス駆動制御部13、画像形成部2、ランプ電源14、光源4、カラーホイール5、カメラ部30、カメラ映像信号入力処理部15、算出部16、照度比記録部40を備えている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the image projection apparatus 10. The image projection apparatus 10 controls the input of the video signal so that the projection of light and the drive of the image forming unit 2 are synchronized. As shown in FIG. 3, the image projection apparatus 10 includes a projection video signal input processing unit 11, a video processing unit 12, a device drive control unit 13, an image forming unit 2, a lamp power supply 14, a light source 4, a color wheel 5, and a camera. Unit 30, camera video signal input processing unit 15, calculation unit 16, and illuminance ratio recording unit 40.

まず、画像投影装置10の投射映像信号入力処理部11には、HDMI(登録商標)などのデジタル信号や、VGAやコンポーネント信号等のアナログ信号が外部PCから入力される。投射映像信号入力処理部11は、入力信号に応じてRGBやYPbPr信号等へと映像を加工する処理を行う。なお、投射映像信号入力処理部11は、入力された映像信号がデジタル信号の場合は、入力信号のビット数に応じて映像処理部12が規定するビットフォーマットに変換する。また、投射映像信号入力処理部11は、入力された映像信号がアナログ信号入力の場合はアナログ信号をデジタルサンプリングするDAC処理等を行い、RGBあるいはYPbPrのフォーマット信号を映像処理部12へと入力する。   First, a digital signal such as HDMI (registered trademark) or an analog signal such as VGA or a component signal is input to the projection video signal input processing unit 11 of the image projection apparatus 10 from an external PC. The projection video signal input processing unit 11 performs processing for processing video into RGB, YPbPr signals, and the like according to the input signals. When the input video signal is a digital signal, the projection video signal input processing unit 11 converts it into a bit format defined by the video processing unit 12 according to the number of bits of the input signal. Further, when the input video signal is an analog signal input, the projection video signal input processing unit 11 performs a DAC process for digitally sampling the analog signal and inputs an RGB or YPbPr format signal to the video processing unit 12. .

映像処理部12は、入力信号に応じてデジタル画像処理等を行う。具体的には、コントラスト、明るさ、彩度、色相、RGBゲイン、シャープネス、拡大縮小等のスケーラー機能等、あるいはデバイス駆動制御部13の特性に応じて適切な画像処理を行う。デジタル画像処理後の入力信号はデバイス駆動制御部13に渡される。また、映像処理部12は、任意に指定した、あるいは登録したレイアウトの画像信号を生成する事もできる。   The video processing unit 12 performs digital image processing or the like according to the input signal. Specifically, appropriate image processing is performed according to the scaler function such as contrast, brightness, saturation, hue, RGB gain, sharpness, enlargement / reduction, or the like, or the characteristics of the device drive control unit 13. The input signal after the digital image processing is passed to the device drive control unit 13. In addition, the video processing unit 12 can generate an image signal of an arbitrarily designated or registered layout.

デバイス駆動制御部13は、カラーホイール5、画像形成部2、および、光源4の駆動電流をコントロールするランプ電源14の駆動条件を決定し、カラーホイール5や画像形成部2、ランプ電源14に駆動の指示を出す。デバイス駆動制御部13は、カラーホイール5を制御して、順に投射光の色を切り替える。   The device drive control unit 13 determines the drive condition of the lamp power source 14 that controls the drive current of the color wheel 5, the image forming unit 2, and the light source 4, and drives the color wheel 5, the image forming unit 2, and the lamp power source 14. Give instructions. The device drive control unit 13 controls the color wheel 5 to sequentially switch the color of the projection light.

また、デバイス駆動制御部13は、カメラ部30による撮像を制御する機能を有し、カメラ部30に対する撮像指示を出す。カメラ部30による撮像のタイミング(撮像タイミング)については後述する。なお、本明細書において、「撮像」とは、レンズなどの光学系により結像された被写体の像を、電気信号に変換することを指す。   The device drive control unit 13 has a function of controlling imaging by the camera unit 30 and issues an imaging instruction to the camera unit 30. The timing of imaging by the camera unit 30 (imaging timing) will be described later. In this specification, “imaging” refers to converting an image of a subject formed by an optical system such as a lens into an electrical signal.

カメラ部30は、デバイス駆動制御部13からの指示に従って、スクリーン20全体を撮像する。以下の説明では、カメラ部30による撮像で得られた画像を、「撮像画像」と称する場合がある。カメラ部30の撮像方式としては、グローバルシャッター方式と、ローリングシャッター方式とがある。グローバルシャッター方式では、全画素の同時感光が行われ、それぞれの画素に対して、ローリングシャッター方式よりも複雑な回路を必要とするが、全画素を一気に感光させ、撮像することができるという利点がある。ローリングシャッター方式では、順次走査型の感光が行われ、シンプルな回路で実装でき、走査する形で撮像することができる。しかし、1つの画素ごとに、撮像タイミングが違うので、高速移動する物体を撮像した際には、歪みなどが発生することがある。   The camera unit 30 images the entire screen 20 in accordance with an instruction from the device drive control unit 13. In the following description, an image obtained by imaging with the camera unit 30 may be referred to as a “captured image”. As an imaging method of the camera unit 30, there are a global shutter method and a rolling shutter method. In the global shutter method, all pixels are simultaneously exposed to light, and each pixel requires a more complicated circuit than the rolling shutter method. However, the advantage is that all pixels can be exposed and imaged at once. is there. In the rolling shutter system, progressive scanning type photosensitivity is performed, which can be implemented with a simple circuit and can be imaged in a scanning manner. However, since the imaging timing is different for each pixel, distortion or the like may occur when an object that moves at high speed is imaged.

ここで、カメラ部30の撮像タイミングについて説明する。本実施形態では、デバイス駆動制御部13は、複数種類の単色の光がそれぞれ投影されるタイミングに合わせて、カメラ部30に撮像を実行させる。以下、具体的な内容を説明する。なお、この例では、デバイス駆動制御部13は、請求項の「第1制御部」に対応していると考えることができる。   Here, the imaging timing of the camera unit 30 will be described. In the present embodiment, the device drive control unit 13 causes the camera unit 30 to perform imaging in accordance with the timing at which a plurality of types of monochromatic light are respectively projected. Specific contents will be described below. In this example, it can be considered that the device drive control unit 13 corresponds to a “first control unit” in the claims.

図4は、カラーホイール5の回転周期と、カメラ部30のシャッター/露光タイミングとの関係を示す模式図である。図4の例では、カラーホイール5は、A期間、B期間、C期間およびD期間の4つの期間を1つの単位として回転を繰り返す。ここでは、例えばA期間においては、光源4から入射される光のうち、「赤色(単色の一例)」の光(赤色に対応する波長の光)のみがカラーホイール5を通過する。つまり、A期間においては、赤色の光がスクリーン20に投影されていると考えることができる。また、例えばB期間においては、「緑色」の光(緑色に対応する波長の光)のみがカラーホイール5を通過する。つまり、B期間においては、緑色の光がスクリーン20に投影されていると考えることができる。また、例えばC期間においては、「青色」の光(青色に対応する波長の光)のみがカラーホイール5を通過する。つまり、C期間においては、「青色」の光がスクリーン20に投影されていると考えることができる。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the rotation period of the color wheel 5 and the shutter / exposure timing of the camera unit 30. In the example of FIG. 4, the color wheel 5 repeats rotation with four periods of A period, B period, C period, and D period as one unit. Here, for example, in the period A, only “red (one color)” light (light having a wavelength corresponding to red) out of the light incident from the light source 4 passes through the color wheel 5. That is, it can be considered that red light is projected on the screen 20 in the period A. For example, in the period B, only “green” light (light having a wavelength corresponding to green) passes through the color wheel 5. That is, it can be considered that green light is projected on the screen 20 in the period B. For example, in the period C, only “blue” light (light having a wavelength corresponding to blue) passes through the color wheel 5. That is, it can be considered that “blue” light is projected onto the screen 20 during the period C.

図4の例では、カメラ部30は30Hzの周期で回転しており、カラーホイール5が4回転するたびに、カメラ部30は1回撮像することができる。ここで、カラーホイール5とカメラ部30の撮像タイミングの同期をずらすことで、例えば赤色の光が投影されているときのスクリーン20や、緑色の光が投影されているときのスクリーン20などの、単色の光が投影されているときのスクリーン20をカメラ部30で撮像することが可能になる。図4の例では、デバイス駆動制御部13は、赤色、緑色および青色の光がそれぞれスクリーン20に投影されるタイミング(図4に示すa、b、c)を、カメラ部30の撮像タイミングとして決定する。なお、カラーホイール5のセグメント数が増減した場合であっても、上記と同様に、複数種類の単色の光がそれぞれスクリーン20に投影されるタイミングに合わせて、カメラ部30の撮像タイミングを決定することができる。なお、デバイス駆動制御部13は、一定期間内に、複数種類の単色と1対1に対応する複数の撮像画像が得られるよう、カメラ部30を制御することもできる。これにより、各単色に対応する後述の照度比を正確に求めることができる。   In the example of FIG. 4, the camera unit 30 rotates at a cycle of 30 Hz, and the camera unit 30 can capture an image every time the color wheel 5 rotates four times. Here, by shifting the synchronization of the imaging timing of the color wheel 5 and the camera unit 30, for example, the screen 20 when red light is projected, the screen 20 when green light is projected, and the like, The screen 20 when monochromatic light is projected can be captured by the camera unit 30. In the example of FIG. 4, the device drive control unit 13 determines the timing (a, b, and c shown in FIG. 4) at which red, green, and blue light are projected on the screen 20 as the imaging timing of the camera unit 30. To do. Even when the number of segments of the color wheel 5 increases or decreases, similarly to the above, the imaging timing of the camera unit 30 is determined in accordance with the timing at which a plurality of types of monochromatic light are respectively projected on the screen 20. be able to. Note that the device drive control unit 13 can also control the camera unit 30 so that a plurality of captured images corresponding to a plurality of types of single colors are obtained within a certain period. Thereby, the below-mentioned illuminance ratio corresponding to each single color can be accurately obtained.

図5は、本実施形態のカラーホイール5の構成例を示す図である。図5の例では、カラーホイールは、モータ51の駆動に応じて回転し、カラーホイール5自体には、回転を検出するための指標となる黒色シール52が設けられ、カラーホイール5のホルダーには黒色シール52を検知するためのセンサ53が設けられている。モータ51の駆動は、デバイス駆動制御部13によって制御される。また、デバイス駆動制御部13は、この黒色シール52が検出されるタイミングを示す信号(以下の説明では、「同期信号」と称する場合がある)をセンサ53から取得し、その取得した同期信号に基づいて、以上に説明したカメラ部30の撮像タイミングを決定(設定)し、その決定した撮像タイミングでカメラ部30による撮像が実行されるよう、カメラ部30に撮像指示を出すという具合である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the color wheel 5 of the present embodiment. In the example of FIG. 5, the color wheel rotates in accordance with the driving of the motor 51, and the color wheel 5 itself is provided with a black seal 52 that serves as an index for detecting the rotation. A sensor 53 for detecting the black seal 52 is provided. The drive of the motor 51 is controlled by the device drive control unit 13. In addition, the device drive control unit 13 acquires a signal indicating the timing at which the black seal 52 is detected (in the following description, it may be referred to as “synchronization signal”) from the sensor 53, and the acquired synchronization signal is included in the acquired synchronization signal. Based on this, the imaging timing of the camera unit 30 described above is determined (set), and an imaging instruction is issued to the camera unit 30 so that imaging by the camera unit 30 is executed at the determined imaging timing.

図3に戻って説明を続ける。カメラ映像信号入力処理部15には、カメラ部30からの撮像画像が入力される。算出部16は、カメラ映像信号入力部15に入力された撮像画像に基づいて、任意の複数種類(この例では3つ)の単色の各々のスクリーン20に投影された光の明るさの比率(照度比)を算出する。この例では、算出部16は、撮像画像が得られたときの画像形成部2の動作を示す情報に基づいて撮像画像の明るさ(照度)を補正し、その補正結果に基づいて照度比を算出する。より具体的には以下のとおりである。   Returning to FIG. 3, the description will be continued. A captured image from the camera unit 30 is input to the camera video signal input processing unit 15. Based on the captured image input to the camera video signal input unit 15, the calculation unit 16 calculates the ratio of the brightness of light projected on each of a plurality of arbitrary types (three in this example) of single-color screens 20 ( (Illuminance ratio) is calculated. In this example, the calculation unit 16 corrects the brightness (illuminance) of the captured image based on information indicating the operation of the image forming unit 2 when the captured image is obtained, and calculates the illumination ratio based on the correction result. calculate. More specifically, it is as follows.

本実施形態では、算出部16は、投射映像面積検出部17と、階調値出力部18と、照度値補正処理部19とを含む。投射映像面積検出部17は、カメラ映像信号入力処理部15に入力された撮像画像のうち、画像投影装置10からの光が投射されている領域を検出し、その検出結果を示す情報を照度値補正処理部19へ出力する。また、階調値出力部18は、投射映像信号入力処理部11に入力された入力信号の値を元に、カメラ部30による撮像で撮像画像が得られたときのそれぞれの位置の階調値(投射映像信号入力処理部11に入力された画像データ(入力信号)に含まれる複数の画素の各々の階調値)、つまり、各DMD素子のオンオフ比を示す情報(撮像画像が得られたときの画像形成部2の動作を示す情報であると考えることができる)を照度値補正処理部19へ出力する。   In the present embodiment, the calculation unit 16 includes a projection video area detection unit 17, a gradation value output unit 18, and an illuminance value correction processing unit 19. The projected video area detection unit 17 detects a region in which light from the image projection device 10 is projected from the captured image input to the camera video signal input processing unit 15, and displays information indicating the detection result as an illuminance value. Output to the correction processing unit 19. Further, the gradation value output unit 18 is based on the value of the input signal input to the projection video signal input processing unit 11, and the gradation value at each position when a captured image is obtained by imaging with the camera unit 30. (Tone values of a plurality of pixels included in the image data (input signal) input to the projection video signal input processing unit 11), that is, information indicating the on / off ratio of each DMD element (captured image was obtained) Information indicating the operation of the image forming unit 2 at that time) is output to the illuminance value correction processing unit 19.

照度値補正処理部19は、投射映像面積検出部17から入力される情報と、階調値出力部18から入力される情報とを元に、撮像画像の照度(明るさ)の値を補正する。照度値補正処理部19は、以上の補正処理を、任意の複数種類(この例では3つ)の単色と1対1に対応する複数の撮像画像ごとに実施し、複数種類の単色ごとに、スクリーン20に投影された光の照度値を算出する。そして、複数種類の単色と1対1に対応する複数の照度値を用いて照度比を算出し、算出した照度比を照度比記録部40に記録する。   The illuminance value correction processing unit 19 corrects the value of the illuminance (brightness) of the captured image based on the information input from the projection video area detection unit 17 and the information input from the gradation value output unit 18. . The illuminance value correction processing unit 19 performs the above correction processing for each of a plurality of captured images corresponding to any one of a plurality of types (three in this example) and one to one, and for each of a plurality of types of single colors. The illuminance value of the light projected on the screen 20 is calculated. Then, the illuminance ratio is calculated using a plurality of illuminance values corresponding to a plurality of types of single colors, and the calculated illuminance ratio is recorded in the illuminance ratio recording unit 40.

映像処理部12は、照度比記録部40に記録された照度比と、予め規定された照度比とを比較し、規定された照度比が得られるよう、投射映像信号入力処理部11に入力された入力信号(画像データ)に対する画像処理(補正処理)を実施する。そして、デバイス駆動制御部13は、補正後の入力信号に応じて、画像形成部2の駆動条件を決定する。見方を変えれば、デバイス駆動制御部13は、照度比記録部40に記録された照度比が、予め規定された値となるように、画像形成部2を制御していると考えることもできるので、デバイス駆動制御部13は、請求項の「第2制御部」に対応していると考えることができる。また、例えば映像処理部12とデバイス駆動制御部13との組み合わせが請求項の「第2制御部」に対応していると考えることもできる。   The video processing unit 12 compares the illuminance ratio recorded in the illuminance ratio recording unit 40 with a predetermined illuminance ratio, and is input to the projection video signal input processing unit 11 so as to obtain a specified illuminance ratio. Image processing (correction processing) is performed on the input signal (image data). Then, the device drive control unit 13 determines the drive condition of the image forming unit 2 according to the corrected input signal. In other words, it can be considered that the device drive control unit 13 controls the image forming unit 2 so that the illuminance ratio recorded in the illuminance ratio recording unit 40 becomes a predetermined value. The device drive control unit 13 can be considered to correspond to the “second control unit” in the claims. Further, for example, it can be considered that a combination of the video processing unit 12 and the device drive control unit 13 corresponds to a “second control unit” in the claims.

また、例えばデバイス駆動制御部13は、上記制御を実行する場合は、一定時間以上の間隔をあけて上記制御を実行する形態であってもよい。これにより、ユーザが画像投影装置10を使用中に、頻繁に色味が変化することを抑制できるので、当該ユーザが違和感を覚えないようにすることができる。   For example, the device drive control unit 13 may execute the control with an interval of a certain time or more when executing the control. Thereby, since a user can suppress that a color tint changes frequently while using the image projection apparatus 10, it can prevent the said user from feeling uncomfortable.

また、例えば映像処理部12は、撮像画像の最も明るい部分と最も暗い部分との差を示すコントラストが閾値以下の場合は、入力信号の補正処理を行わない形態であってもよい。つまり、デバイス駆動制御部13は、撮像画像のコントラストが閾値以下の場合は、上記制御(照度比記録部40に記録された照度比を予め規定された値にするための画像形成部2の制御)を実行しない形態であってもよい。これにより、例えば周囲の環境が非常に明るい場合など、不適切な条件で得られた照度比に基づいて投影画像を補正してしまうことを防ぐことができる。   Further, for example, the video processing unit 12 may be configured not to perform the input signal correction process when the contrast indicating the difference between the brightest part and the darkest part of the captured image is equal to or less than a threshold value. That is, when the contrast of the captured image is equal to or less than the threshold, the device drive control unit 13 performs the above control (control of the image forming unit 2 to set the illuminance ratio recorded in the illuminance ratio recording unit 40 to a predetermined value. ) May not be executed. Accordingly, it is possible to prevent the projection image from being corrected based on the illuminance ratio obtained under inappropriate conditions, for example, when the surrounding environment is very bright.

次に、図6を用いて、本実施形態の画像投影装置10による処理の一例を説明する。図6に示すように、まず、デバイス駆動制御部13は、カラーホイール5から同期信号を受信(取得)する(ステップS1)。次に、デバイス駆動制御部13は、複数種類の単色のうちの何れかの単色の光が投影されるタイミングでスクリーン20が撮像されるよう、カメラ部30を制御する(ステップS2)。次に、算出部16は、上述したように、カメラ部30による撮像で撮像画像が得られたときの画像形成部2の動作を示す情報(この例では、各DMD素子のオンオフ比を示す情報)に基づいて撮像画像の明るさを補正し(ステップS3)、その補正結果(補正後の撮像画像)に基づいて、上述のステップS2でのカメラ部30による撮像時にスクリーン20に投影される色(単色)に対応する照度値を算出して記録する(ステップS4)。以上のステップS1〜ステップS4の処理は、任意の複数種類(この例では3つ)の単色の各々に対応する照度値が全て記録されるまで行われる(ステップS5)。   Next, an example of processing by the image projection apparatus 10 of the present embodiment will be described using FIG. As shown in FIG. 6, first, the device drive control unit 13 receives (acquires) a synchronization signal from the color wheel 5 (step S1). Next, the device drive control unit 13 controls the camera unit 30 so that the screen 20 is imaged at a timing when any one of a plurality of types of single colors is projected (step S2). Next, as described above, the calculation unit 16 is information indicating the operation of the image forming unit 2 when a captured image is obtained by imaging by the camera unit 30 (in this example, information indicating the on / off ratio of each DMD element). ) To correct the brightness of the captured image (step S3), and based on the correction result (corrected captured image), the color projected on the screen 20 during imaging by the camera unit 30 in step S2 described above The illuminance value corresponding to (monochrome) is calculated and recorded (step S4). The processes in steps S1 to S4 described above are performed until all the illuminance values corresponding to any of a plurality of types (three in this example) of single colors are recorded (step S5).

全ての単色に対応する照度値が記録された場合(ステップS5:Yes)、算出部16(照度値補正処理部19)は、複数種類の単色と1対1に対応する照度値を用いて照度比を算出し、その算出した照度比を照度比記録部40に記録する(ステップS6)。次に、映像処理部12は、照度比記録部40に記録された照度比と、予め規定された照度比とを比較し(ステップS7)、両者の差分が閾値以内であるか否かを判断する(ステップS8)。差分が閾値以内である場合(ステップS8:Yes)、そのまま処理を終了する。一方、差分が閾値を超える場合(ステップS8:No)、デバイス駆動制御部13は、記録された照度比を規定値にするための制御値(この例では、各DMD素子のオンオフ比)を算出する(ステップS9)。そして、デバイス駆動制御部13は、ステップS9で算出した制御値を用いて、画像形成部2を制御する(ステップS10)。そして、上述のステップS1以降の処理が繰り返されるという具合である。   When the illuminance values corresponding to all the single colors are recorded (step S5: Yes), the calculation unit 16 (illuminance value correction processing unit 19) uses the illuminance values corresponding to a plurality of types of single colors and the illuminance values. The ratio is calculated, and the calculated illuminance ratio is recorded in the illuminance ratio recording unit 40 (step S6). Next, the video processing unit 12 compares the illuminance ratio recorded in the illuminance ratio recording unit 40 with a predetermined illuminance ratio (step S7), and determines whether or not the difference between the two is within a threshold value. (Step S8). If the difference is within the threshold (step S8: Yes), the process is terminated as it is. On the other hand, when the difference exceeds the threshold value (step S8: No), the device drive control unit 13 calculates a control value (in this example, the on / off ratio of each DMD element) for setting the recorded illuminance ratio to a specified value. (Step S9). The device drive control unit 13 controls the image forming unit 2 using the control value calculated in step S9 (step S10). And the process after the above-mentioned step S1 is repeated.

以上に説明したように、本実施形態では、複数種類の単色の光がそれぞれ投影されるタイミングに合わせて、カメラ部30に撮像を実行させ、カメラ部30による撮像で得られた撮像画像に基づいて、複数種類の単色の各々のスクリーン20に投影された光の明るさの比率(照度比)を算出し、その算出した照度比が予め規定された値となるように画像形成部2を制御している。これにより、特定のパターン画像を投影することなく投影された各色の劣化度合いを検出することが可能になる。また、本実施形態によれば、リアルタイムで色味の制御を行うことも可能になる。   As described above, in the present embodiment, the camera unit 30 performs imaging in accordance with the timings at which a plurality of types of single-color light are projected, and based on the captured image obtained by imaging by the camera unit 30. Then, the brightness ratio (illuminance ratio) of the light projected on each of the plurality of types of single-color screens 20 is calculated, and the image forming unit 2 is controlled so that the calculated illumination ratio becomes a predetermined value. doing. Thereby, it is possible to detect the degree of deterioration of each projected color without projecting a specific pattern image. Further, according to the present embodiment, it is possible to control the color in real time.

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the above-mentioned embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

例えば上述のカメラ部30は、画像投影装置10に内蔵される必要はなく、図7に示されるように、(a)外付け方式、(b)内臓方式、(c)外部接続方式などのように所望の方式で設けるようにすることができる。   For example, the above-described camera unit 30 does not need to be built in the image projection apparatus 10 and, as shown in FIG. 7, (a) an external system, (b) a built-in system, (c) an external connection system, etc. Can be provided in a desired manner.

なお、本実施形態の画像投影装置10で実行されるプログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供される。本実施形態の画像投影装置10で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。   Note that the program executed by the image projection apparatus 10 of the present embodiment is provided by being incorporated in advance in a ROM or the like. A program executed by the image projection apparatus 10 according to the present embodiment is a file in an installable format or an executable format, and is a computer such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, or a DVD (Digital Versatile Disk). The information may be provided by being recorded on a recording medium that can be read by the user.

さらに、本実施形態の画像投影装置10で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の画像投影装置10で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。   Furthermore, the program executed by the image projection apparatus 10 of the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. Further, the program executed by the image projection apparatus 10 of the present embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.

さらに、本実施形態の画像投影装置10で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の画像投影装置10で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。   Furthermore, the program executed by the image projection apparatus 10 of the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. Further, the program executed by the image projection apparatus 10 of the present embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.

本実施形態の画像投影装置10で実行されるプログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(プロセッサ)が上記ROMからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。また、画像投影装置10における各部はプログラムによってソフトウェアとして実現されてもよいし、所定の電子回路の組み合わせでハードウェアとして実現されてもよい。   The program executed by the image projection apparatus 10 according to the present embodiment has a module configuration including the above-described units. As actual hardware, the CPU (processor) reads the program from the ROM and executes the program. Each unit is loaded on the main storage device, and each unit is generated on the main storage device. Each unit in the image projection apparatus 10 may be realized as software by a program, or may be realized as hardware by a combination of predetermined electronic circuits.

10 画像投影装置
11 投射映像信号入力処理部
12 映像処理部
13 デバイス駆動制御部
14 ランプ電源
15 カメラ映像信号入力処理部
16 算出部
17 投射映像面積検出部
18 階調値出力部
19 照度値補正処理部
20 スクリーン
30 カメラ部
40 照度比記録部
51 モータ
52 黒色シール
53 センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image projector 11 Projection video signal input process part 12 Video process part 13 Device drive control part 14 Lamp power supply 15 Camera video signal input process part 16 Calculation part 17 Projection video area detection part 18 Tonal value output part 19 Illuminance value correction process Unit 20 screen 30 camera unit 40 illuminance ratio recording unit 51 motor 52 black seal 53 sensor

特開2012−113217号公報JP 2012-113217 A

Claims (5)

順次に色が切り替わる光源からの光を変調して、投影面に投影する画像を形成する画像形成部と、
前記投影面を撮像する撮像部と、
複数種類の単色の光がそれぞれ投影されるタイミングに合わせて、前記撮像部に撮像を実行させる第1制御部と、
前記撮像部による撮像で得られた撮像画像に基づいて、前記複数種類の単色の各々の前記投影面に投影された光の明るさの比率を算出する算出部と、
前記比率が予め規定された値となるように前記画像形成部を制御する第2制御部と、を備える、
画像投影装置。
An image forming unit that modulates light from a light source that sequentially switches colors and forms an image to be projected onto a projection surface;
An imaging unit for imaging the projection plane;
A first control unit that causes the imaging unit to perform imaging in accordance with a timing at which a plurality of types of monochromatic light are respectively projected;
A calculation unit that calculates a ratio of brightness of light projected on the projection plane of each of the plurality of types of single colors based on a captured image obtained by imaging by the imaging unit;
A second control unit that controls the image forming unit so that the ratio becomes a predetermined value.
Image projection device.
前記算出部は、前記撮像画像が得られたときの前記画像形成部の動作を示す情報に基づいて前記撮像画像の明るさを補正し、その補正結果に基づいて前記比率を算出する、
請求項1に記載の画像投影装置。
The calculation unit corrects the brightness of the captured image based on information indicating the operation of the image forming unit when the captured image is obtained, and calculates the ratio based on the correction result.
The image projection apparatus according to claim 1.
前記第1制御部は、一定期間内に、前記複数種類の単色と1対1に対応する複数の前記撮像画像が得られるように前記撮像部を制御する、
請求項1または請求項2に記載の画像投影装置。
The first control unit controls the imaging unit so that a plurality of the captured images corresponding to the plurality of types of single colors are obtained within a certain period.
The image projection apparatus according to claim 1 or 2.
前記第2制御部は、前記制御を実行する場合は、一定時間以上の間隔をあけて前記制御を実行する、
請求項1乃至3のうちの何れか1項に記載の画像投影装置。
The second control unit, when executing the control, executes the control with an interval of a certain time or more,
The image projection device according to claim 1.
前記第2制御部は、前記撮像画像の最も明るい部分と最も暗い部分との差を示すコントラストが閾値以下の場合は、前記制御を実行しない、
請求項1乃至4のうちの何れか1項に記載の画像投影装置。
The second control unit does not execute the control when the contrast indicating the difference between the brightest part and the darkest part of the captured image is equal to or less than a threshold value.
The image projection device according to claim 1.
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