JP2017040676A - プロジェクターおよび制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】プロジェクターに設けられたカラーセンサーの劣化量に応じた処理を行う。
【解決手段】プロジェクターは、外部の投写面に映像を投写する投写部と、投写面からの反射光の色を検知し、第1色成分および第2色成分の検知結果を出力する第1色検知部と、投写面からの反射光の色を検知し、第1色成分および第2色成分の検知結果を出力する第2色検知部と、第1色検知部および第2色検知部の出力から得られる、第1色検知部または第2色検知部の劣化量に応じた処理を行う処理部とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、投写面からの反射光の色を検知するセンサーを有するプロジェクターに関する。
プロジェクターにおいては、投写面(例えばスクリーン)の色やプロジェクター自身の経年変化によって投写面に投写される映像のホワイトバランスが崩れてしまう問題が知られている。この問題を解決する一つの手段として、投写面からの反射光の色を検知するカラーセンサーをプロジェクターに設ける技術が知られている(例えば特許文献1)。
特開2007−300187号公報
特許文献1に記載の技術においては、カラーセンサー自身が経年劣化してしまい、投写面の映像の色を正確に検知できなくなるという問題があった。
これに対し本発明は、プロジェクターに設けられたカラーセンサーの劣化量に応じた処理を行う技術を提供する。
本発明は、外部の投写面に映像を投写する投写部と、前記投写面からの反射光の色を検知し、第1色成分および第2色成分の検知結果を出力する第1色検知部と、前記投写面からの反射光の色を検知し、前記第1色成分および前記第2色成分の検知結果を出力する第2色検知部と、前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力から得られる、前記第1色検知部または前記第2色検知部の劣化量に応じた処理を行う処理部とを有するプロジェクターを提供する。
このプロジェクターによれば、第1色検知部または第2色検知部の劣化量に応じた処理を行うことができる。
前記第1色検知部は、第1カラーセンサーを含み、前記第2色検知部は、前記第1カラーセンサーと共通の特性を有する第2カラーセンサー、および当該第2カラーセンサーの受光面に設けられ、特定の波長帯の光の透過特性が空気と異なる光学フィルターを含んでもよい。
このプロジェクターによれば、特定の波長帯の光の透過特性の差によって第1色検知部の劣化量を知ることができる。
前記光学フィルターは、紫外線カットフィルターであってもよい。
このプロジェクターによれば、紫外光の透過特性の差によって第1色検知部または第2色検知部の劣化量を知ることができる。
前記第1色検知部は、第1カラーセンサーを含み、前記第2色検知部は、特定の波長帯の光に対する劣化特性が前記第1カラーセンサーと異なる第2カラーセンサーを含んでもよい。
このプロジェクターによれば、第1カラーセンサーと第2カラーセンサーとの劣化特性の差によって第1色検知部または第2色検知部の劣化量を知ることができる。
前記処理部は、前記処理として、前記第1色検知部の出力値に対して当該第1色検知部の劣化を補償するための補正、または前記第2色検知部の出力値に対して当該第2色検知部の劣化を補償するための補正を行ってもよい。
このプロジェクターによれば、第1色検知部または第2色検知部の劣化を補償した出力を得ることができる。
このプロジェクターは、前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力の差並びに当該差に対応する劣化補償量を記憶した記憶部を有し、前記処理部は、前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力の差に対応する劣化補償量を前記記憶部から読み出し、当該読み出した劣化補償量を用いて当該第1色検知部または当該第2色検知部の出力を補正してもよい。
このプロジェクターによれば、記憶部に記憶されているデータに基づいて第1色検知部または第2色検知部の劣化を補償することができる。
前記第1色成分は赤色成分であり、前記第2色成分は青色成分であり、前記処理部は、(前記第2色成分の出力)/(前記第1色成分の出力)に応じて前記第2色成分の出力を補償してもよい。
このプロジェクターによれば、赤色成分を基準として青色成分の出力を補償することができる。
前記処理部は、前記処理として、前記劣化量が許容範囲から外れた場合にその旨を報知してもよい。
このプロジェクターによれば、ユーザーは、第1色検知部が劣化したことを知ることができる。
また、本発明は、外部の投写面に映像を投写するステップと、前記投写面からの反射光の色を第1色検知部が検知し、第1色成分および第2色成分の検知結果を出力するステップと、前記投写面からの反射光の色を第2色検知部が検知し、前記第1色成分および前記第2色成分の検知結果を出力するステップと、前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力から得られる、前記第1色検知部または前記第2色検知部の劣化量に応じた処理を行うステップとを有するプロジェクターの制御方法を提供する。
この制御方法によれば、第1色検知部または第2色検知部の劣化量に応じた処理を行うことができる。
一実施形態に係るプロジェクター1の構成を例示する図。 劣化特性を例示する図。 LUT171の機能を例示する図。 プロジェクター1の一実施形態に係る動作を例示するフローチャート。
1.構成
図1は、一実施形態に係るプロジェクター1の構成を例示する図である。プロジェクター1は、投写された映像の色を検知して色補正を行う機能を有する。プロジェクター1は、映像入力部11、色補正部12、投写部13、色測定部14、色測定部15、劣化量算出部16、記憶部17、および補正値算出部18を有する。これらは筐体Hに収められている。
映像入力部11は、外部から映像信号の入力を受け付ける。以下、映像入力部11を介して入力された映像信号を「入力映像信号」といい、入力映像信号により示される映像を「入力映像」という。映像入力部11は、例えば、所定の規格に従った入力端子(例えば、VGA端子、USB端子、有線LANインターフェース、S端子、RCA端子、HDMI(High-Definition Multimedia Interface:登録商標)端子など)、およびA/Dコンバーターを含む(いずれも図示略)。
色補正部12は、入力映像に対して色補正を行う。色補正部12は、例えば、映像処理回路121を含む。色補正とは、入力映像の色を補正する処理をいう。色補正としては既知のもの(一例としてはガンマ補正)が用いられる。
投写部13は、入力映像に応じた映像を、外部の投写面に投写する。投写面は、例えばスクリーンまたは壁面である。投写部13は、光源131、光学系132、光変調器133、および投写光学系134を含む。光源131は、映像を投写するための光を出力する。光源131は、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、もしくはメタルハライドランプなどのランプ、またはLED(Light Emitting Diode)もしくはレーザーダイオードなどの固体光源、およびこれらの駆動回路を含む。この例で、光源131はいわゆる白色光を出力する。光学系132は、光源131から出力された光を光変調器133および投写光学系134まで導く光路を形成する。光学系132は、例えば、ミラー、レンズ、およびプリズムを含む。この例で、光学系132は、光源131から出力された白色光を、複数の色成分すなわち原色光(赤、緑、および青の光。以下それぞれ、R光、G光、およびB光という)に分離する。光変調器133は、光源131から出力された光を入力映像信号に応じて変調する。光変調器133は、例えば液晶パネルまたはDMD(Digital Mirror Device)、およびこれらの駆動回路を有する。この例で、光変調器133は、色成分毎に設けられている。R光、G光、およびB光を変調する光変調器133をそれぞれ区別するときは、光変調器133R、光変調器133G、および光変調器133Bという。投写光学系134は、レンズもしくはミラー、またはその両方を含み、光変調器133により変調された光を投写面に投写する。こうして投写面に形成される映像を「投写映像」という。
色測定部14(第1色検知部の一例)は、投写面に投写された映像の色を測定する。色測定部14は、カラーセンサー141(第1カラーセンサーの一例)を含む。カラーセンサー141は、投写面から反射された光の色を検知するセンサーである。カラーセンサーとは、複数の色成分に対して感度を有し、各色成分の光の強度に応じた信号を出力するセンサーをいう。この例で、カラーセンサー141は、R光、G光、およびB光の三原色光に対する感度を有するカラーセンサーである。
色測定部15(第2色検知部の一例)は、投写面に投写された映像の色を測定する。色測定部15は、カラーセンサー151(第2カラーセンサーの一例)およびフィルター152を含む。カラーセンサー151は、投写面から反射された光の色を検知するセンサーである。カラーセンサー151は、カラーセンサー141とセンサー特性が共通である(より具体的には、例えば型番が同じ製品である)。すなわち、カラーセンサー151は、カラーセンサー141と同様に、R光、G光、およびB光の三原色光に対する感度を有する。フィルター152は、特定の波長帯の光の透過特性が空気と異なる光学フィルターであり、この例では紫外線カットフィルターである。フィルター152は、カラーセンサー151の受光面に設けられている。フィルター152は、カラーセンサー141およびカラーセンサー151の劣化特性を異ならせるために設けられている。劣化特性とは、センサー特性(例えば感度)の経時的な劣化をいう。
図2は、劣化特性を例示する図である。この図において、横軸は使用時間を、縦軸はセンサー特性の一例である感度を示している。図で示されている感度は特定の波長の光に対する感度であり、使用開始時(使用時間ゼロ)を100とした相対値で示されている。図中の実線はカラーセンサー141の劣化特性を、破線はカラーセンサー151の劣化特性を、それぞれ示している。センサー特性は種々の要因により経時劣化する。センサー特性を劣化させる要因の一つに、日光等の外部光に含まれる紫外線がある。使用に伴いカラーセンサーが受ける紫外線の積算受光量は増加していき、積算受光量の増加に伴ってセンサーの感度が低下していく。カラーセンサー141およびカラーセンサー151は、同じ型番の製品であるため本来的には劣化特性も同一であるはずである。しかし、カラーセンサー151にはフィルター152が設けられているのに対しカラーセンサー141には紫外線カットフィルターが設けられていないため、カラーセンサー151の紫外線受光量は、カラーセンサー141の紫外線受光量よりも少ない。そのため、カラーセンサー151はカラーセンサー141と比較すると劣化の進行が遅い。
図示した例ではセンサーの感度は単調減少している。そのため、カラーセンサー141およびカラーセンサー151の感度の差、すなわち、両者の出力値の差は使用時間に伴って単調増加する。これは、両者の出力値の差Δsが分かれば、カラーセンサー141の出力値を使用時間ゼロの出力値すなわちセンサーの本来的な出力値に補正するための劣化補償量Δcが分かることを意味する(すなわち、劣化補償量Δcは差Δsの関数である)。後述するように劣化補償量Δcはカラーセンサー141の劣化の指標すなわち劣化量の一例である。このようにして、本実施形態においては、カラーセンサー141およびカラーセンサー151の出力値の差から、カラーセンサー141の劣化量が得られる。
再び図1を参照する。劣化量算出部16は、カラーセンサー141の劣化補償量を算出する。劣化補償量は、カラーセンサー141の劣化量すなわち劣化の指標の一例であり、劣化したカラーセンサー141の検知結果を補償してより正確な検知結果を得るためのパラメーターである。この例では、CPU100が劣化量算出部16として機能する。CPU100はプロジェクター1の各要素を制御するプロセッサーである。劣化補償量を算出することにより、劣化の程度を定量的に評価することができる。
記憶部17は、カラーセンサー141およびカラーセンサー151の出力値の差から、対応する劣化補償量を得るためのルックアップテーブル(LUT)171を記憶している。記憶部17は、不揮発性の記憶装置例えばROMを含む。
図3は、LUT171の機能を例示する図である。この図において、横軸はLUT171への入力である、カラーセンサー141およびカラーセンサー151の出力値の差Δsを、縦軸はLUT171の出力である劣化補償量Δcを、それぞれ示している。劣化量算出部16は、カラーセンサー141およびカラーセンサー151の出力値から、まず両者の差Δsを算出する。続いて、劣化量算出部16は、算出された差Δsに対応する劣化補償量Δcを、LUT171から得る。
再び図1を参照する。補正値算出部18は、カラーセンサー141の劣化を補償した補正値を算出する。劣化したカラーセンサー141の出力値(検知結果)は正確な値を示していない可能性がある。したがって、カラーセンサー141からの出力値をそのまま用いて色補正を行うと、補正が正確に行われない可能性がある。そこで、補正値算出部18は、カラーセンサー141の劣化を考慮して出力値を補正する。補正された出力値を補正値という。この例では、CPU100が補正値算出部18として機能する。補正値は、色補正部12に出力される。
劣化量算出部16および補正値算出部18は、カラーセンサー141の劣化量に応じた処理を行う処理部の一例である。
筐体Hは、例えば、金属や非透明の樹脂で形成される。
2.動作
図4は、プロジェクター1の一実施形態に係る動作を例示するフローチャートである。このフローチャートは、色補正部12において用いられる補正値を算出する動作を示している。図3のフローは、例えば、補正値の更新条件が満たされたことを契機として開始される。補正値の更新条件は、例えば、ユーザーにより補正値の更新が指示されたこと、または、前回の更新から所定時間が経過したことである。
ステップS100において、投写部13は、色補正に用いられるテストパターンの映像を投写する。このテストパターンは、例えば画面全体が特定の階調(例えば白)となる映像である。このテストターンの投写に用いられるデータは、例えば記憶部17に記憶されている。あるいは、テストパターンのデータは、映像入力部11を介して外部装置から入力されてもよい。
ステップS110において、色測定部14は、投写映像の色を測定する。CPU100は、テストパターンが投写された状態で、カラーセンサー141の出力信号から、センサーの出力値を取得する。カラーセンサー141は、R光、G光、およびB光に相当する波長帯に感度を有し、波長帯毎に検知結果を示す信号を出力する。このとき得られるR光、G光、およびB光に相当する出力値を、それぞれ、出力値R1、G1、およびB1という。
ステップS120において、色測定部15は、投写映像の色を測定する。CPU100は、テストパターンが投写された状態で、カラーセンサー151の出力信号から、センサーの出力値を取得する。カラーセンサー151は、R光、G光、およびB光に相当する波長帯に感度を有し、波長帯毎に検知結果を示す信号を出力する。このとき得られるR光、G光、およびB光に相当する出力値を、それぞれ、出力値R2、G2、およびB2という。
ステップS130において、劣化量算出部16は、劣化補償量を算出する。具体的には以下のとおりである。この例で、記憶部17は、色成分毎にLUT171を記憶している。赤色、緑色、および青色に対応するLUT171を、それぞれLUT171R、LUT171G、およびLUT171Bという。劣化量算出部16は、ΔsR=R2−R1に対応する劣化補償量ΔcRをLUT171Rから、ΔsG=G2−G1に対応する劣化補償量ΔcGをLUT171Gから、ΔsB=B2−B1に対応する劣化補償量ΔcBをLUT171Bから、それぞれ取得する。
ステップS140において、補正値算出部18は、ステップS130において算出された劣化補償量Δcを用いて、カラーセンサー141の出力値を補正する。補正値すなわち補正された出力値Ra、Ga、およびBaは次式(1)のとおり算出される。
Ra=R1+ΔcR
Ga=G1+ΔcG …(1)
Ba=B1+ΔcB
ステップS150において、補正値算出部18は、色補正部12に対して補正値を設定する。具体的には、CPU100は、得られた補正値を映像処理回路121のレジスター(図示略)に書き込む。
ステップS160において、色補正部12は、設定された補正値を用いて色補正を行う。
カラーセンサー141においては、受光面が筐体Hの外部に露出している。一般にカラーセンサーは長時間紫外線を受けると波長毎の感度(分光感度)が劣化してしまうという問題がある。例えば特許文献1においては紫外線によるカラーセンサーの劣化は考慮されておらず、カラーセンサーが劣化して測定精度が低下しても対処できないという問題があった。これに対しプロジェクター1によれば、カラーセンサー141の劣化を自動的に補償することができる。
3.変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち2つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
劣化補償量の計算方法は実施形態で例示したものに限定されない。例えば、CPU100は、カラーセンサー141からの出力値をxyY表色系に変換し、基準値R0、G0、およびB0に相当するx座標およびy座標との差分ΔxおよびΔyを劣化補償量として用いてもよい。この場合、CPU100は、テストパターンが投写されているときのカラーセンサー141の出力値をxyY表色系に変換する。この出力値をxyY表色系においてΔxおよびΔyに相当する量だけ平行移動させると、出力値を補償(正確な出力値を推定)することができる。出力値を補償した後は、CPU100は、xyY表色系のまま補正値を算出してもよいし、RGB表色系に戻してから補正値を算出してもよい。
カラーセンサー141の出力値の補正方法は実施形態で説明したものに限定されない。例えば、複数の色成分のうち一の色成分を基準として、他の色成分の出力値を基準色成分の出力値の比で評価してもよい。具体的には以下のとおりである。まず、劣化量算出部16は、基準色成分に対する出力値の比を算出する。この例で、赤色が基準色である。すなわち、劣化量算出部16は、(B1/R1)および(G1/R1)並びに(B2/R2)および(G2/R2)を算出する。次に、劣化量算出部16は、これらの比の差を次式(2)のとおり算出する。
ΔsG=(G2/R2)−(G1/R1)
ΔsB=(B2/R2)−(B1/R1) …(2)
この例で、LUT171は、基準色に対する出力値の比が入力されると、この比の劣化補償量を出力する。劣化補償量ΔcGは(G1/R1)に対する補償量であり、劣化補償量ΔcBは(B1/R1)に対する補償量である。補正された出力値の比GaおよびBaは、次式(3)のとおり算出される。
Ga=(G1/R1)+ΔcG
Ba=(B1/R1)+ΔcB …(3)
なおこの場合は基準色である赤色の出力は補正されない。
実施形態においては全ての色成分について補正(劣化補償)を行う例を説明したが、特定の色成分についてのみ補正が行われてもよい。例えば、紫外線の影響により青色の波長帯におけるセンサー特性の劣化が激しいことが知られている場合、出力値B1に対してのみ補正が行われてもよい。基準色に対する出力値の比に対して補正を行う場合、(B1/R1)に対してのみ補正が行われてもよい。
色測定部14および色測定部15の構造は実施形態で説明した例に限定されない。例えば、色測定部14はカラーセンサー141の受光面に設けられた光学フィルターを有していてもよい。この場合、カラーセンサー141の光学フィルターは、フィルター152と特定波長の光の透過率が異なっていればよい。別の例で、色測定部14および色測定部15は、いずれも光学フィルターを有していなくてもよい。この場合、カラーセンサー141およびカラーセンサー151は特定の波長帯の光に対する劣化特定が異なっていればよい(劣化の速いものと遅いもの。例えば異なる型番の製品)。
フィルター152は紫外線カットフィルターに限定されない。他の波長帯の光をカットするフィルターであってもよい。
2つのカラーセンサーの出力値の差から劣化補償量を得るための具体的な方法は、記憶部17に記憶されているLUT171を用いるものに限定されない。ハードウェアLUTによって劣化補償量を得てもよいし、ネットワーク上のサーバ等の他の装置から劣化補償量を得てもよい。
劣化補償量が大きくなりすぎると補償の精度が低下する。したがって、CPU100は、劣化補償量があらかじめ決められた許容範囲を越えた場合、ユーザーにその旨を報知してもよい。この報知を受けたユーザーは、例えばカラーセンサー141を新品に交換するなどの対応を取ることができる。この報知は、視覚(例えば投写映像におけるメッセージの表示、または筐体Hに設けられたLEDインジケーター(図示略)の点灯)または聴覚(例えばビープ音)を介して行われる。なお、CPU100は、劣化補償量を用いた出力値の補正を行わず、劣化補償量が許容範囲を越えたことの報知だけを行ってもよい。
カラーセンサー141の劣化量すなわち劣化の指標は劣化補償量に限定されない。劣化の程度を示すものであればどのような量が用いられてもよい。また、劣化補償量は色成分毎に算出されず、複数の色成分で共通の劣化補償量が用いられてもよい。
実施形態においてはカラーセンサー141の出力値を補正する例を説明したが、カラーセンサー141の出力値の補正に代えて、または加えて、カラーセンサー151の出力値の補正が行われてもよい。
プロジェクター1のハードウェア構成は実施形態で例示したものに限定されない。要求される機能を実現できるものであれば、プロジェクター1はどのようなハードウェア構成を有していてもよい。
1…プロジェクター、11…映像入力部、12…色補正部、13…投写部、14…色測定部、15…色測定部、16…劣化量算出部、17…記憶部、18…補正値算出部、121…映像処理回路、131…光源、132…光学系、133…光変調器、134…投写光学系、141…カラーセンサー、151…カラーセンサー、152…フィルター、171…LUT

Claims (9)

  1. 外部の投写面に映像を投写する投写部と、
    前記投写面からの反射光の色を検知し、第1色成分および第2色成分の検知結果を出力する第1色検知部と、
    前記投写面からの反射光の色を検知し、前記第1色成分および前記第2色成分の検知結果を出力する第2色検知部と、
    前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力から得られる、前記第1色検知部または前記第2色検知部の劣化量に応じた処理を行う処理部と
    を有するプロジェクター。
  2. 前記第1色検知部は、第1カラーセンサーを含み、
    前記第2色検知部は、前記第1カラーセンサーと共通の特性を有する第2カラーセンサー、および当該第2カラーセンサーの受光面に設けられ、特定の波長帯の光の透過特性が空気と異なる光学フィルターを含む
    ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。
  3. 前記光学フィルターは、紫外線カットフィルターである
    ことを特徴とする請求項2に記載のプロジェクター。
  4. 前記第1色検知部は、第1カラーセンサーを含み、
    前記第2色検知部は、特定の波長帯の光に対する劣化特性が前記第1カラーセンサーと異なる第2カラーセンサーを含む
    ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。
  5. 前記処理部は、前記処理として、前記第1色検知部の出力値に対して当該第1色検知部の劣化を補償するための補正、または前記第2色検知部の出力値に対して当該第2色検知部の劣化を補償するための補正を行う
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のプロジェクター。
  6. 前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力の差並びに当該差に対応する劣化補償量を記憶した記憶部を有し、
    前記処理部は、前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力の差に対応する劣化補償量を前記記憶部から読み出し、当該読み出した劣化補償量を用いて当該第1色検知部または当該第2色検知部の出力を補正する
    ことを特徴とする請求項5に記載のプロジェクター。
  7. 前記第1色成分は赤色成分であり、
    前記第2色成分は青色成分であり、
    前記処理部は、(前記第2色成分の出力)/(前記第1色成分の出力)に応じて前記第2色成分の出力を補償する
    ことを特徴とする請求項5または6に記載のプロジェクター。
  8. 前記処理部は、前記処理として、前記劣化量が許容範囲から外れた場合にその旨を報知する
    ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載のプロジェクター。
  9. 外部の投写面に映像を投写するステップと、
    前記投写面からの反射光の色を第1色検知部が検知し、第1色成分および第2色成分の検知結果を出力するステップと、
    前記投写面からの反射光の色を第2色検知部が検知し、前記第1色成分および前記第2色成分の検知結果を出力するステップと、
    前記第1色検知部および前記第2色検知部の出力から得られる、前記第1色検知部または前記第2色検知部の劣化量に応じた処理を行うステップと
    を有するプロジェクターの制御方法。
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