JP3682285B2 - 照度むら補正装置と照度むら補正方法 - Google Patents
照度むら補正装置と照度むら補正方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複数の液晶パネルを用いた映像機器における照度むらを補正する照度むら補正装置と照度むら補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、書画カメラ付きプロジェクタが発売されており、照明光源からの光によって原稿、資料等の被写体を照明し、それを書画カメラにより撮像し、撮像した映像を処理してプロジェクタによって投射し表示するようにしている。
【０００３】
しかしながら、光沢のある被写体に照明光を当てると、光の反射により、照度むらが発生しカメラで撮像した映像の一部が見にくくなることがあった。
【０００４】
このような照度むらを補正するため、特許文献１には照明装置を取付けたアームに液晶パネルを固定し、照明装置からの照射光を前記液晶パネルを介して原稿に照射し、液晶パネルの透過を制御することにより照度むらが発生するのをふせぐようにしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の例では、照度むらを防止するために液晶パネルを必要とし、かつその液晶パネルを駆動するための回路が必要となり、構成が複雑化していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１２５１５９号公報（図１、ｐ３〜ｐ４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、光沢のある被写体に照明光を当てた際、光の反射により書画カメラで撮像した映像の一部が見にくくなる照度むらが発生するという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は、照明光を当てた際の光の反射による照度むらを補正することのできる照度むら補正装置と照度むら補正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の照度むら補正装置は、照明光源によって被写体を照明し、照明された被写体を撮像するカメラを有する機器において、前記カメラで撮像した映像信号のヒストグラムを作成し、この作成したヒストグラムに基づいて照度むら成分と白レベルとを検出する検出手段と、この検出手段で検出された検出結果に基づいて前記映像信号のレベルを補正する補正手段と、前記検出手段で検出された検出結果に基づいて前記照明光源の照度を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の照度むら補正方法は、照明光源によって被写体を照明し、照明された被写体を撮像するカメラを有する機器において、前記カメラで撮像した映像信号のヒストグラムを作成し、この作成したヒストグラムに基づいて照度むら成分と白レベルとを検出し、この検出された検出結果に基づいて前記映像信号のレベルを補正し、前記検出された検出結果に基づいて前記照明光源の照度を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、書画カメラ付きプロジェクタの外観構成を示すものである。すなわち、書画カメラ付きプロジェクタは、本体としてのプロジェクタ１、プロジェクタ１に折りたたみ自在に取り付けられたアーム２、アーム２に設けられた書画カメラ３、及び被写体を照明する照明光源４とから構成されている。
【００１３】
書画カメラ３は、例えば、８１万画素のＣＣＤを有するカメラである。
【００１４】
照明光源４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）が５個一列に並べられて構成されている。
【００１５】
図２は、この発明に係る照度むら補正装置１０の概略構成を示すものである。すなわち、照度むら補正装置１０は、照度むら検出回路１１、照度むら補正回路１２、及び調光回路１３とから構成されている。
【００１６】
照度むら検出回路１１は、書画カメラ３で撮像した映像信号１０１を受け、照度むら補正レベル信号１０２と照度むら検出信号１０３とを生成する。補正レベル信号１０２は照度むら補正回路１２へ出力され、照度むら検出信号１０３は照度むら補正回路１２と調光回路１３へ出力される。
【００１７】
照度むら補正回路１２は、書画カメラ３からの映像信号１０１を受け、照度むら検出回路１１からの照度むら補正レベル信号１０２と照度むら検出信号１０３とにより、照度むらを補正した映像信号１０４をプロジェクタ１へ出力する。
【００１８】
調光回路１３は、照度むら検出信号１０３をエンコード処理し、照明光源４の照度を制御する制御信号１０５を照明光源４へ出力する。
【００１９】
図３は、書画カメラ３で原稿を撮影した際の映像信号のヒストグラム分布を示すものである。すなわち、図中の（ａ）は黒レベルの文字の分布を示し、（ｂ）は白レベル（原稿用紙の色）の分布を示し、（ｃ）は照明光源４で原稿用紙を照射した際の反射による照度むら成分を示している。
【００２０】
図４は、照度むら検出回路１１の構成例を示すものである。照度むら検出回路１１は、ヒストグラム生成回路３０２、減算器３０８，３０９とから構成されている。このような構成により、照度むら検出回路１１は、書画カメラ３で撮影した映像（信号）の著しい輝度不均一（照度むら、てかり）を検出する。
【００２１】
ヒストグラム生成回路３０２は、書画カメラ３から入力される映像信号１０１における照度むら成分（第１の高輝度レベル分布）信号３０３と白ピークレベル（第２の高輝度レベル分布）信号３０４とを生成する。照度むら成分信号３０３は減算器３０８，３０９に出力され、白ピークレベル信号３０４は減算器３０８に出力される。
【００２２】
減算器３０８は、照度むら成分信号３０３と白ピークレベル信号３０４との差分をとって照度むら補正レベル信号（Ref-A）１０２を出力する。照度むら補正レベル信号（Ref-A）１０２は、照度むら補正回路１２へ出力される。
【００２３】
減算器３０９は、照度むら成分信号３０３と任意のオフセット量（Offset）との差分をとって照度むら検出信号（Ref-B）１０３を出力する。照度むら検出信号（Ref-B）１０３は、照度むら補正回路１２と調光回路１３とへ出力される。
【００２４】
図５は、照度むら補正回路１２の構成例を示すものである。照度むら補正回路１２は、遅延調整回路４０２、減算器４０４、及びＭＩＸ回路４０７とから構成されている。
【００２５】
遅延調整回路４０２は、書画カメラ３から入力される映像信号１０１を遅延調整した映像信号４０３を出力する。映像信号４０３は、減算器４０４とＭＩＸ回路４０７とに出力される。
【００２６】
減算器４０４は、映像信号４０３と照度むら補正レベル信号（Ref-A）１０２との差分をとって照度むら補正映像信号４０６をＭＩＸ回路４０７へ出力する。
【００２７】
ＭＩＸ回路４０７は、照度むら検出信号（Ref-B）１０３のレベルに応じて、映像信号４０３と照度むら補正映像信号４０６とをミキシング処理し、照度むらを補正した映像信号１０４をプロジェクタ１へ出力する。
【００２８】
図６は、調光回路１３の構成例を示すものである。調光回路１３は、照明制御処理回路５０１で構成される。
【００２９】
照明制御処理回路５０１は、照度むら検出信号（Ref-B）１０３を入力とし、この照度むら検出信号量が多ければ照明光源４の照度を下げる処理を行う。すなわち、照明制御処理回路５０１は、照明光源４の照度を制御する制御信号１０５を照明光源４へ出力する。
【００３０】
図７、図８、図９は、制御信号１０５に制御された照明光源４の照度状態を示すものである。なお、照明光源４は複数（例えば５個）のＬＥＤから構成されている場合について、以下説明する。
【００３１】
図７は、照度むら検出信号量が少ない場合（照度むら小）で、照明光源４のＬＥＤの点灯数を増やした（照度を上げる）状態を示している。図ではＬＥＤが５個全て点灯されている。
【００３２】
図８は、照度むら検出信号量が多い場合（照度むら大）で、照明光源４のＬＥＤの点灯数を減らす（照度を下げる）状態を示している。図ではＬＥＤが５個のうち２個のみ点灯されている。
【００３３】
図９は、照度むら検出信号量が、図７の「照度むら小」と図８「照度むら大」との間で「照度むら中」の状態にある場合である。図では照明光源４のＬＥＤ５個のうち３個が点灯されている。
【００３４】
なお、上述した実施例では、書画カメラ照明に５個のＬＥＤを用いたが、もっと多くのＬＥＤを使用しても良く、また、これに限らずランプ等の調光できるものなら適用可能である。ランプは電圧を制御すれば良く、この場合、電圧を下げることにより省エネ効果が得られる。
【００３５】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、照度むら検出信号に基づいて書画カメラ照明を制御することにより、照明光の反射光による輝度不均一を低減することができる。
【００３６】
また、照度むらの階調に適応した映像信号の補正を行うことにより、輝度不均一部の周辺の映像をなめらかにすることができる。
【００３７】
さらに、照明光源の照度を減らすことを可能にしたことにより、省エネ効果を得ることができる。また、照度むら検出信号に応じて照明光源の電圧を制御して電圧を下げることにより、省エネ効果を得ることができる。
【００３８】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、照明光源からの光の反射による照度むらを補正することのできる照度むら補正装置と照度むら補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 書画カメラ付きプロジェクタの外観構成を示す図。
【図２】 この発明に係る照度むら補正装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】 書画カメラで原稿を撮影した際の映像信号のヒストグラム分布を示す図。
【図４】 照度むら検出回路の構成例を示す図。
【図５】 照度むら補正回路の構成例を示す図。
【図６】 調光回路の構成例を示す図。
【図７】 照明光源からの照度状態を示す図。
【図８】 照明光源からの照度状態を示す図。
【図９】 照明光源からの照度状態を示す図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、２…アーム、３…書画カメラ、４…照明光源、１０…補正装置、１１…照度むら検出回路（検出手段）、１２…照度むら補正回路（補正手段）、１３…調光回路（制御手段）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複数の液晶パネルを用いた映像機器における照度むらを補正する照度むら補正装置と照度むら補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、書画カメラ付きプロジェクタが発売されており、照明光源からの光によって原稿、資料等の被写体を照明し、それを書画カメラにより撮像し、撮像した映像を処理してプロジェクタによって投射し表示するようにしている。
【０００３】
しかしながら、光沢のある被写体に照明光を当てると、光の反射により、照度むらが発生しカメラで撮像した映像の一部が見にくくなることがあった。
【０００４】
このような照度むらを補正するため、特許文献１には照明装置を取付けたアームに液晶パネルを固定し、照明装置からの照射光を前記液晶パネルを介して原稿に照射し、液晶パネルの透過を制御することにより照度むらが発生するのをふせぐようにしている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の例では、照度むらを防止するために液晶パネルを必要とし、かつその液晶パネルを駆動するための回路が必要となり、構成が複雑化していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１２５１５９号公報（図１、ｐ３〜ｐ４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、光沢のある被写体に照明光を当てた際、光の反射により書画カメラで撮像した映像の一部が見にくくなる照度むらが発生するという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は、照明光を当てた際の光の反射による照度むらを補正することのできる照度むら補正装置と照度むら補正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の照度むら補正装置は、照明光源によって被写体を照明し、照明された被写体を撮像するカメラを有する機器において、前記カメラで撮像した映像信号のヒストグラムを作成し、この作成したヒストグラムに基づいて照度むら成分と白レベルとを検出する検出手段と、この検出手段で検出された検出結果に基づいて前記映像信号のレベルを補正する補正手段と、前記検出手段で検出された検出結果に基づいて前記照明光源の照度を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の照度むら補正方法は、照明光源によって被写体を照明し、照明された被写体を撮像するカメラを有する機器において、前記カメラで撮像した映像信号のヒストグラムを作成し、この作成したヒストグラムに基づいて照度むら成分と白レベルとを検出し、この検出された検出結果に基づいて前記映像信号のレベルを補正し、前記検出された検出結果に基づいて前記照明光源の照度を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、書画カメラ付きプロジェクタの外観構成を示すものである。すなわち、書画カメラ付きプロジェクタは、本体としてのプロジェクタ１、プロジェクタ１に折りたたみ自在に取り付けられたアーム２、アーム２に設けられた書画カメラ３、及び被写体を照明する照明光源４とから構成されている。
【００１３】
書画カメラ３は、例えば、８１万画素のＣＣＤを有するカメラである。
【００１４】
照明光源４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）が５個一列に並べられて構成されている。
【００１５】
図２は、この発明に係る照度むら補正装置１０の概略構成を示すものである。すなわち、照度むら補正装置１０は、照度むら検出回路１１、照度むら補正回路１２、及び調光回路１３とから構成されている。
【００１６】
照度むら検出回路１１は、書画カメラ３で撮像した映像信号１０１を受け、照度むら補正レベル信号１０２と照度むら検出信号１０３とを生成する。補正レベル信号１０２は照度むら補正回路１２へ出力され、照度むら検出信号１０３は照度むら補正回路１２と調光回路１３へ出力される。
【００１７】
照度むら補正回路１２は、書画カメラ３からの映像信号１０１を受け、照度むら検出回路１１からの照度むら補正レベル信号１０２と照度むら検出信号１０３とにより、照度むらを補正した映像信号１０４をプロジェクタ１へ出力する。
【００１８】
調光回路１３は、照度むら検出信号１０３をエンコード処理し、照明光源４の照度を制御する制御信号１０５を照明光源４へ出力する。
【００１９】
図３は、書画カメラ３で原稿を撮影した際の映像信号のヒストグラム分布を示すものである。すなわち、図中の（ａ）は黒レベルの文字の分布を示し、（ｂ）は白レベル（原稿用紙の色）の分布を示し、（ｃ）は照明光源４で原稿用紙を照射した際の反射による照度むら成分を示している。
【００２０】
図４は、照度むら検出回路１１の構成例を示すものである。照度むら検出回路１１は、ヒストグラム生成回路３０２、減算器３０８，３０９とから構成されている。このような構成により、照度むら検出回路１１は、書画カメラ３で撮影した映像（信号）の著しい輝度不均一（照度むら、てかり）を検出する。
【００２１】
ヒストグラム生成回路３０２は、書画カメラ３から入力される映像信号１０１における照度むら成分（第１の高輝度レベル分布）信号３０３と白ピークレベル（第２の高輝度レベル分布）信号３０４とを生成する。照度むら成分信号３０３は減算器３０８，３０９に出力され、白ピークレベル信号３０４は減算器３０８に出力される。
【００２２】
減算器３０８は、照度むら成分信号３０３と白ピークレベル信号３０４との差分をとって照度むら補正レベル信号（Ref-A）１０２を出力する。照度むら補正レベル信号（Ref-A）１０２は、照度むら補正回路１２へ出力される。
【００２３】
減算器３０９は、照度むら成分信号３０３と任意のオフセット量（Offset）との差分をとって照度むら検出信号（Ref-B）１０３を出力する。照度むら検出信号（Ref-B）１０３は、照度むら補正回路１２と調光回路１３とへ出力される。
【００２４】
図５は、照度むら補正回路１２の構成例を示すものである。照度むら補正回路１２は、遅延調整回路４０２、減算器４０４、及びＭＩＸ回路４０７とから構成されている。
【００２５】
遅延調整回路４０２は、書画カメラ３から入力される映像信号１０１を遅延調整した映像信号４０３を出力する。映像信号４０３は、減算器４０４とＭＩＸ回路４０７とに出力される。
【００２６】
減算器４０４は、映像信号４０３と照度むら補正レベル信号（Ref-A）１０２との差分をとって照度むら補正映像信号４０６をＭＩＸ回路４０７へ出力する。
【００２７】
ＭＩＸ回路４０７は、照度むら検出信号（Ref-B）１０３のレベルに応じて、映像信号４０３と照度むら補正映像信号４０６とをミキシング処理し、照度むらを補正した映像信号１０４をプロジェクタ１へ出力する。
【００２８】
図６は、調光回路１３の構成例を示すものである。調光回路１３は、照明制御処理回路５０１で構成される。
【００２９】
照明制御処理回路５０１は、照度むら検出信号（Ref-B）１０３を入力とし、この照度むら検出信号量が多ければ照明光源４の照度を下げる処理を行う。すなわち、照明制御処理回路５０１は、照明光源４の照度を制御する制御信号１０５を照明光源４へ出力する。
【００３０】
図７、図８、図９は、制御信号１０５に制御された照明光源４の照度状態を示すものである。なお、照明光源４は複数（例えば５個）のＬＥＤから構成されている場合について、以下説明する。
【００３１】
図７は、照度むら検出信号量が少ない場合（照度むら小）で、照明光源４のＬＥＤの点灯数を増やした（照度を上げる）状態を示している。図ではＬＥＤが５個全て点灯されている。
【００３２】
図８は、照度むら検出信号量が多い場合（照度むら大）で、照明光源４のＬＥＤの点灯数を減らす（照度を下げる）状態を示している。図ではＬＥＤが５個のうち２個のみ点灯されている。
【００３３】
図９は、照度むら検出信号量が、図７の「照度むら小」と図８「照度むら大」との間で「照度むら中」の状態にある場合である。図では照明光源４のＬＥＤ５個のうち３個が点灯されている。
【００３４】
なお、上述した実施例では、書画カメラ照明に５個のＬＥＤを用いたが、もっと多くのＬＥＤを使用しても良く、また、これに限らずランプ等の調光できるものなら適用可能である。ランプは電圧を制御すれば良く、この場合、電圧を下げることにより省エネ効果が得られる。
【００３５】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、照度むら検出信号に基づいて書画カメラ照明を制御することにより、照明光の反射光による輝度不均一を低減することができる。
【００３６】
また、照度むらの階調に適応した映像信号の補正を行うことにより、輝度不均一部の周辺の映像をなめらかにすることができる。
【００３７】
さらに、照明光源の照度を減らすことを可能にしたことにより、省エネ効果を得ることができる。また、照度むら検出信号に応じて照明光源の電圧を制御して電圧を下げることにより、省エネ効果を得ることができる。
【００３８】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、照明光源からの光の反射による照度むらを補正することのできる照度むら補正装置と照度むら補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 書画カメラ付きプロジェクタの外観構成を示す図。
【図２】 この発明に係る照度むら補正装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】 書画カメラで原稿を撮影した際の映像信号のヒストグラム分布を示す図。
【図４】 照度むら検出回路の構成例を示す図。
【図５】 照度むら補正回路の構成例を示す図。
【図６】 調光回路の構成例を示す図。
【図７】 照明光源からの照度状態を示す図。
【図８】 照明光源からの照度状態を示す図。
【図９】 照明光源からの照度状態を示す図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、２…アーム、３…書画カメラ、４…照明光源、１０…補正装置、１１…照度むら検出回路（検出手段）、１２…照度むら補正回路（補正手段）、１３…調光回路（制御手段）。
Claims (2)
- 照明光源によって被写体を照明し、照明された被写体を撮像するカメラを有する機器において、
前記カメラで撮像した映像信号のヒストグラムを作成し、この作成したヒストグラムに基づいて照度むら成分と白レベルとを検出する検出手段と、
この検出手段で検出された照度むら成分と白レベルとに基づいて前記映像信号のレベルを補正する補正手段と、
前記検出手段で検出された照度むら成分に基づいて前記照明光源の照度を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする照度むら補正装置。 - 照明光源によって被写体を照明し、照明された被写体を撮像するカメラを有する機器において、
前記カメラで撮像した映像信号のヒストグラムを作成し、この作成したヒストグラムに基づいて照度むら成分と白レベルとを検出し、
この検出された照度むら成分と白レベルとに基づいて前記映像信号のレベルを補正し、
前記検出された照度むら成分に基づいて前記照明光源の照度を制御するようにしたことを特徴とする照度むら補正方法。
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|---|---|---|---|
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2002
- 2002-12-26 JP JP2002378278A patent/JP3682285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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