JP5252046B2 - 画像投影装置及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、投影対象となる画像を投影面に対して投影する画像投影装置に関する。
プロジェクタ装置において、パーソナルコンピュータ等から入力した画像や文書をスクリーン等に拡大投影するとき、スクリーン等の投影面が白色以外の色である場合には、投影面上で本来の色を再現することができず、例えば投影した文字が見づらくなったり、画像の色が本来とは異なる色に見えたりすることがある。
これを防止して投影画面上で本来の色に近い色を再現する方法としては、例えば下記特許文献1に記載されているように、スクリーン等の投影面の色情報を検出するとともに、投影像における原色の混合量を、検出した色情報に基づき調整する方法がある。
特開2003−333611号公報
しかしながら、上記方法によれば投影像における色の再現性を改善することはできるが、それには自ずと限界がある。またパーソナルコンピュータで作成される文書等を投影するとき、その投影面積の大部分が文字の背景(地)の部分であるのが一般的である。係ることから上記方法を用いたとしても、文書を投影したとき文字の視認性が低く、特に投影面が暗い(光の反射率が低い)色である場合においては、視認性が著しく低下するという問題があった。
本発明は、投影面に画像を投影した際における視認性を向上させることが可能な画像投影装置を提供することを目的とする。
本発明は、投影対象となる画像を投影面に対して投影する画像投影装置であって、前記投影対象となる画像を投影する投影面に対して、複数色の画像を投影検査画像として投影する検査投影手段と、前記投影面上に投影された前記各色の投影検査画像の投影状態を撮像することで、前記投影面上に投影される前記投影検査画像のコントラスト値を、前記各色の投影検査画像毎に取得する取得手段と、前記取得手段で取得された各色の投影検査画像毎のコントラスト値に基づいて、前記投影面に投影されるべき投影色を特定する特定手段と、前記投影面に投影すべき投影対象となる画像の色を、前記特定手段で特定された色の画像に変更して投影制御する投影制御手段と、を具備したことを特徴とする。
本発明によれば、投影面に画像を投影する際は、各色の画像をその投影面に実際に画像を投影した際のコントラスト状態に基づいて前記画像の投影色を自動的に決めることができ、画像が見やすい最適にコントラストで投影することができる。
第1の実施の形態を示すプロジェクタ装置のブロック図である。 色決定テーブルを示す概念図である。 第1及び第2の実施の形態に共通する投影時の動作を示すフローチャートである。 第1の形態における自動変換処理の内容を示すフローチャートである。 第1及び第2の実施の形態に共通する黒板用変換処理の内容を示すフローチャートである。 第1の形態において、自動モードによる投影時(a)と通常モードによる投影時(b)とにおける文字の視認度の違いを便宜的に示した図である。 (a)は、ドキュメントデータに基づく文書の例、(b)は、その文書を通常モードで投影したときの状態を示す図である。 図7(a)の文書を黒板モードで投影したときの状態を示す図である。 第2の実施の形態を示すプロジェクタ装置のブロック図である。 第2の形態における自動変換処理の内容を示すフローチャートである。
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタ装置1の電気的構成を示すブロック図である。
プロジェクタ装置1は、図示しない本体に設けられるとともに、例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器との映像入出力の接続のためのUSB端子、映像入力用のミニD−SUB端子、S端子、及びRCA端子等からなる入出力コネクタ部2を備えている。
入出力コネクタ部2より入力された各種規格のドキュメントデータや画像信号等の入力信号は、入出力インタフェース(I/F)3、システムバスSBを介して画像変換部4で所定のフォーマットの画像信号に統一された後に、投影エンコーダ5へ送られる。投影エンコーダ5は、送られてきた画像信号をビデオRAM6に展開記憶させた上でこのビデオRAM6の記憶内容からビデオ信号を発生して投影駆動部7に出力する。
投影駆動部7は、送られてきた画像信号に対応して所定のフレームレート(例えば30フレーム/秒)で空間的光変調素子(SOM)8を表示駆動する。そして、この空間的光変調素子8に対して、例えばリフレクタや光源ランプ等からなる光源部9から出射する光を照射することにより、その反射光で光像が形成され、それが投影レンズ10を介して任意の投影面100に投影表示される。また、投影レンズ10は、ズーム(変倍)及びフォーカスの調整機能を有するレンズ群から構成されており、レンズモータ11によって駆動されることでズーム位置及びフォーカス位置が適宜調整される。
一方、プロジェクタ装置1は制御部12により各部の動作を制御されている。制御部12は本発明の色変換手段、色判定手段であって、主としてCPU、及びCPUが各部の制御に必要とするプログラム及び各種データを固定的に記憶したROM12a、及びワークメモリとして使用されるRAM12b等により構成されており、前記ROM12aには、特にCPUに後述する動作を行わせるためのプログラムと、文字フォント(書体データ)、後述する色決定テーブルT(図2参照)を構成するデータが記憶されている。
また、制御部12には、前述した入出力インタフェース3、画像変換部4、投影エンコーダ5に加え、表示駆動部13、色検出部15がシステムバスSBを介して接続されている。表示駆動部13は、制御部12からの指令によって液晶表示パネルで構成される表示部14を駆動し、表示部14に装置の動作状態や、各種のガイドメッセージ等を表示させる。
色検出部15は、プロジェクタ装置1が投影像を表示させる前記投影面100の色情報を検出する色検出センサと、色検出センサの検出信号を増幅するアンプ、増幅後の検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換器等からなり、検出結果を制御部12に出力する。本実施の形態において前記色検出センサは、フィルタを使用して光をRGBの3色に分離し、色別の明るさを検出する複数の光センサからなるRGBセンサである。なお、これ以外にも前記色検出センサには、投影面100における投影像の投射エリアの色情報が検出できるものであれば、例えばカラーフィルタを備えた固体撮像素子(カラーCCD等)を使用することができる。また、プロジェクタ装置1には、図示しない装置本体において前記投影レンズ10の近傍に配置され、前記色検出センサによる、投影面100における投影像の投射エリア内の色情報の検出を可能とする光学系16が設けられている。
さらに、制御部12には、キー入力部17が接続されている。キー入力部17は、ユーザーがプロジェクタ装置1の操作に使用する電源ボタンを含む各種の操作ボタンを含み、いずれかの操作ボタン等の操作に伴い、その操作内容を示す操作信号を制御部12に入力する。
図2は、前述した色決定テーブルTを示す概念図である。色決定テーブルTは、予め決められている複数の検出色(scr−C1,scr−C2,・・・scr−Cn)に対応する文字色(txt−C1,txt−C2,・・・txt−Cn)と、背景色(bgd−C1,bgd−C2,・・・bgd−Cn)とを示すテーブルである。ここで上記検出色は前記色検出部15において検出可能な投影面100の色であり、また文字色及び背景色は、ある色の投影面100に文字を投影したとき、その投影面100上において文字と背景とのコントラスト(明暗の差)が大きくなる組合せの色であって、表示用の文字色及び背景色である。例えば黒板の色(黒や深緑等)である検出色には、文字色として白が設定され、かつ背景色として黒が設定されている。
そして、プロジェクタ装置1においては、投影モードとして通常モード、自動モード、黒板モードとの3種類の投影モードが用意されており、ユーザーがいずれかの投影モードを選択的に設定可能となっている。なお、黒板モードは、黒板に対する投影時の使用を前提として設けられている投影モードである。
次に、以上の構成からなるプロジェクタ装置1の本発明に係る動作について説明する。図3は、電源投入後に前記制御部12が実施する処理の内容を示したフローチャートである。
制御部12は電源投入等に伴い動作を開始した後、入出力コネクタ部2より入力された入力信号がドキュメントデータであるか否かを確認し、ドキュメントデータでなければ(ステップSA1でNO)、直ちに入力信号に基づく画像を投影する(ステップSA6)。また、入力信号がドキュメントデータであり(ステップSA1でYES)、かつそのときの投影モードが通常モードであったときにも(ステップSA2,SA4が共にNO)、直ちに入力信号(ドキュメントデータ)に基づく画像を投影する(ステップSA6)。
一方、入力信号がドキュメントデータであった場合には(ステップSA1がYES)、投影モードが自動モードであれば(ステップSA2がYES)、図4の自動変換処理を実行し(ステップSA3)、係る処理を経た後のドキュメントデータに基づく画像を投影し(ステップSA6)、また、投影モードが黒板モードであれば(ステップSA2でNO、ステップSA4がYES)、図5の黒板用変換処理を行い(ステップSA5)、係る処理を経た後のドキュメントデータに基づく画像を投影する(ステップSA6)。
図4に示したように自動変換処理においては、例えば所定の輝度の白色画像を生成し、それを投影した状態で、前記色検出部15によって投影面100の色情報(RGBの色別の明るさ)を検出し(ステップSB1)、その検出結果に基づき投影面100の色を判定する(ステップSB2)。次に、判定した色に対応する表示用の文字色と背景色とを前述した色決定テーブルT(図2参照)から取得した後(ステップSB3)、ドキュメントデータにおける文字色と背景色とを確認する(ステップSB4)。
ここで、確認した文字色と背景色との双方が、色決定テーブルTから取得した表示用の文字色と背景色と一致している場合には(ステップSB5,SB7が共にYES)、何もせず自動変換処理を終了して図3のメインフローへ戻る。
これに対し、確認した文字色が表示用の文字色と異なる場合には(ステップSB5でNO)、ドキュメントデータにおける文字色を表示用の文字色に変換し(ステップSB6)、また確認した背景色が表示用の背景色と異なる場合には(ステップSB7でNO)、ドキュメントデータにおける背景色を表示用の背景色に変換した後(ステップSB8)、図3のメインフローへ戻る。つまり自動変換処理では、入力したドキュメントデータにおける文字色と背景色とを、常に投影面100の色に応じた組合せであって、文字と背景とのコントラストが最大となる組合せの色に変換する処理を行う。
これにより、前述したステップSA6においては、投影面100上に文字の視認度が高い状態の文書が表示されることとなる。図6は、投影面100の色が「scr−C1」であるとき、上述した自動変換処理に伴い文字色が「txt−C1」に、かつ背景色が「bgd−C1」に変換された後、投影面100上に投影される文書の投影状態(a)と、自動変換処理を経ない通常モードで投影面100上に投影された場合の文書の投影状態(b)との間における文字の視認度の違いを便宜的に示した図である。
次に、前述した黒板用変換処理について説明する。図5に示したように黒板用変換処理においては、まずドキュメントデータにおける文字色と背景色とを確認する(ステップSC1)。ここで、背景色が白で、かつ文字色が黒であれば(ステップSC2でYES)、文字色と背景色とを反転する。すなわち文字色を白に、かつ背景色を黒に変換する(ステップSC3)。さらに、使用されている文字フォントを確認し(ステップSC4)、それが太字のフォントでない場合には(ステップSC5でNO)、文字フォントを太字のフォントに変換した後(ステップSC6)、図3のメインフローへ戻る。なお、ドキュメントデータにおける背景色が白で、かつ文字色が黒でなかった場合には(ステップSC2でNO)、ステップSC3の処理を行うことなく、また使用されている文字フォントが既に太字のフォントであった場合には(ステップSC2でYES)、ステップSC6の処理を行うことなく黒板用変換処理を終了して図3のメインフローへ戻る。
これにより、前述したステップSA6においては、例えば図7(a)に示すように背景色が白、文字色が黒の一般的なドキュメントデータに基づく文書を黒板(緑色のものを含む)に投影する際、図7(b)に示したような文字と背景とのコントラストが低い状態、すなわち黒板用変換処理を経ない通常モードで投影面100上に投影された場合の状態に比べ、図8(a)に示したように文字と背景とのコントラストが高い状態で投影面100上に投影(表示)される。
そして、上述した動作による投影中には、入力信号に変更があるまで(ステップSA7でNO)、ステップSA6による投影を継続して行い、入力信号に変更があれば(ステップSA7でNO)、その時点で、ステップSA1へ戻り上述した処理を繰り返す。
以上のように本実施の形態によれば、ドキュメントデータに基づく文書を投影するとき、その投影面積の大部分が文字の背景(地)の部分であったとしても、ユーザーによって自動モードが選択されている場合にあっては、文字色と背景色との組合せを投影面100の色に応じた組合せであって文字と背景とのコントラストが高くなる組合せに変換することにより、投影する文書を文字の視認性が高い状態で投影面100上に表示することができる。
また、黒板モードが選択されている場合にあっては、文字色が黒でかつ背景色が白の場合に文字色と背景色と反転させることによって文字と背景とのコントラストを高くし、さらに文字を太字に変換することによって文字を際立たせることにより、投影する文書を文字の視認性が高い状態で投影面100上に表示することができる。しかも、投影面(黒板)100には、背景部分の余分な光が当たらないため、図8(b)に示したように、文書の投影中に、投影面(黒板)100上に文字等を追記する場合には文字等が書きやすくなる。同時に、投影像(文書)を長時間見る場合における目の疲れ度合を低下させることができる。
ここで、本実施の形態においては、投影動作中には、設定されているいずれかの投影モードによる投影動作を繰り返し行うようにしたが、これに限らず、自動モードまたは黒板モードによる投影動作、すなわち前述した自動変換処理(図4)または黒板用変換処理(図5)は、ユーザーによる所定のキー操作があったときにだけ、すなわち必要なときにだけ一時的に行うようにしてもよい。その場合、自動モードまたは黒板モードへの一時的な移行を、入力信号がドキュメントデータである場合にのみ許容する構成とすればよい。
また、本実施の形態においては、投影モードとして通常モードの他に自動モードと黒板モードとが設けられたプロジェクタ装置1について説明したが、自動モードと黒板モードとのいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。なお、通常モードの他に黒板モードのみを設けるのであれば、当然の如く前述した色検出部15及び光学系16と、色決定テーブルTのデータは不要である。
また、自動モードで使用する前述した色決定テーブルT(図2)には、所定の検出色に対応する文字色と背景色とのいずれか一方に無色(透明)を設定しておくようにしてもよい。
また、自動モードでは、入力したドキュメントデータにおける文字色と背景色とを、文字と背景とのコントラストを最大とする組合せの色に自動的に変換させたが、文字色のみを投影面100の色に応じた色に変換させてもよい。
また、黒板モードでは、入力したドキュメントデータにおける文字色が黒でかつ背景色が白である場合ついてのみ文字色と背景色の色を反転させたが、これに限らず、文字色と背景色との組合せが他の色の組合せである場合にも双方の色を反転させたり、さらには双方の色を無条件に反転させたりしてもよい。
また、黒板モードでは、入力したドキュメントデータにおける文字色と背景色とを反転する処理と、文字を太字へ変換する処理とを行うようにしたが、いずれか一方の処理のみを行うようにしてもよい。
また、本実施の形態では、投影面100の色を自動的に判定し、文字色と背景色とを投影面100の色に応じた組合せの色に変換する自動モードを設けるようにしたが、以下のようにしてもよい。例えば所定のキー操作により複数の候補色の中から投影面100の色に一致又は類似する近い色をユーザーに選択させ、文字色と背景色、または文字色のみを、選択された色に対応して予め決められている所定の組合せの色、または所定の色にそれぞれ変換する投影モードを設けてもよい。
さらに、特定の投影モードを設けることなく、ユーザーによって所定のキー操作が行われる毎に、文字色と背景色とを変換するとともに、その組合せを予め決められている順に複数種の組合せ(投影面100の色がある色であるとき、文字と背景とのコントラストを大とする組合せ)に変更するようにしたり、または文字色のみを、予め決められている複数の候補色のいずれかに順に変換したりする構成としてもよい。
(実施形態2)
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。図9は、本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタ装置51の電気的構成を示すブロック図である。図から明らかなように、このプロジェクタ装置51は、図1に示したプロジェクタ装置1において、前述した色検出部15が撮像部52に変更された構成である。
撮像部52は、プロジェクタ装置51が投影像を表示させる投影面100を撮像する固体撮像素子(CCD等)と、固体撮像素子から出力された撮像信号をデジタルの画像データ(白黒の画像データ)に変換するための信号処理回路等からなり、前記制御部12からの指示に応じて投影面100を撮像し、制御部12へ画像データを出力する。なお、本実施の形態において、前記光学系16は撮像部52による投影面100における投影像の投射エリアの撮像を可能とするものである。
また、本実施の形態において、制御部12のROM12aには第1の実施の形態で説明した色決定テーブルTを構成するデータは記憶されておらず、またCPUに第1の実施の形態と異なる後述する動作を行わせることにより、制御部12を本発明の検査用変換手段、太さ変換手段として機能させるためのプログラムが記憶されている。また、本実施の形態においては制御部12のRAM12bが本発明の記憶手段であり、撮像部52と制御部12とによって本発明のコントラスト検出手段が構成されている。なお、これ以外の構成については、図1に示したものと同様であるため、同一の符号を付し説明を省略する。
そして、本実施の形態のプロジェクタ装置51においても、投影モードとして通常モード、自動モード、黒板モードとの3種類の投影モードが用意されており、ユーザーがいずれかの投影モードを選択的に設定可能となっており、電源投入後には制御部12が図3に示した処理を行う。ただし、前述したステップSA3では、第1の実施の形態とは異なる図10に示した内容の自動変換処理を実行する。
すなわち本実施の形態における自動変換処理では、まず、入力したドキュメントデータにおける文字の色を、予め決められている複数の検査色のうちの1番目の検査色に変更した後(ステップSB101)、変更後のドキュメントデータに基づく画像を投影し(ステップSB102)、その投影状態における画像を前記撮像部52によって撮像する(ステップSB103)。そして、撮像した画像についてコントラスト値を演算し、その結果を、そのときの検査色と対応させてRAM12b(記憶手段)に記憶する(ステップSB104)。
以後、ステップSB101にてドキュメントデータにおける文字の色を他の検査色に順に変更させながら前述した処理を繰り返す(ステップSB105でNO)。そして、文字の色を複数色の検査色うちの最後の色に変更した上で前述した処理が終了したら(ステップSB105でYES)、入力したドキュメントデータにおける文字の色を、ステップSB104で記憶されている最大のコントラスト値が対応する検査色に変換する(ステップSB106)。つまり本実施の形態における自動変換処理では、入力したドキュメントデータにおける文字色を、そのドキュメントデータに基づく画像を投影面100に実際に投影したとき最大のコントラスト値が得られる色に変換する処理を行う。しかる後、図3のメインフローへ戻る。
以上のように本実施の形態においては、ユーザーにより自動モードが選択されている場合にあっては、ドキュメントデータに基づく文書を投影するとき、その投影面積の大部分が文字の背景(地)の部分であったとしても、文字色を投影面100の色に応じた色であって文字と背景とのコントラストが高くなる色とすることにより、投影する文書を文字の視認性が高い状態で投影面100上に表示することができる。また、投影モードとして黒板モードが選択されている場合の効果については、第1の実施の形態と同様である。
なお、本実施の形態における自動モードでは、ドキュメントデータに基づく画像を投影面100に実際に投影したとき最大のコントラスト値が得られるよう、入力したドキュメントデータにおける文字色のみを所定の色に変換するものとしたが、文字色だけでなく背景色も合わせて他の色に変換させてもよい。その場合、前述した自動変換処理においては、文字色を複数の検査色に順に変更してコントラスト値を取得するだけでなく、文字色を変更する毎に背景色を複数の検査色に順に変更してコントラスト値を取得するようにすればよい。
また、本実施の形態においても、投影モードとして通常モードの他に前述した自動モードのみを設けた構成としてもよい。
ここで、以上説明した第1及び第2の実施の形態においては、自動モードや黒板モードが、入力信号がドキュメントデータである場合にのみ有効な投影モードである場合について説明したが、これとは別に、入力信号が例えばRGBデータ等の画像データである場合に有効な以下のような投影モードを設けるようにしてもよい。
例えば入力した画像データから、画像認識技術によって文字部分を認識し、その結果に基づき文字部分の色と背景部分の色の双方、またはいずれか一方を他の色に変換したり、さらには文字部分と背景部分の色を反転させたり、また文字部分の輪郭を検出し、検出した輪郭を太くすることによって結果的に文字を太文字に変換したりする投影モードを設けるようにしてもよい。係る投影モードを用いれば、入力信号がRGBデータ等の画像データであるばあいにおいて、前述した自動モードや黒板モードを用いる場合と同様に、文字の視認性が高い状態の文書を投影面100上に表示させることができる。
1 プロジェクタ装置
3 入出力インタフェース(I/F)
4 画像変換部
7 投影駆動部
8 空間的光変調素子(SOM)
12 制御部
15 色検出部
16 光学系
51 プロジェクタ装置
52 撮像部
100 投影面

Claims (6)

  1. 投影対象となる画像を投影面に対して投影する画像投影装置であって、
    前記投影対象となる画像を投影する投影面に対して、複数色の画像を投影検査画像として投影する検査投影手段と、
    前記投影面上に投影された前記各色の投影検査画像の投影状態を撮像することで、前記投影面上に投影される前記投影検査画像のコントラスト値を、前記各色の投影検査画像毎に取得する取得手段と、
    前記取得手段で取得された各色の投影検査画像毎のコントラスト値に基づいて、前記投影面に投影されるべき投影色を特定する特定手段と、
    前記投影面に投影すべき投影対象となる画像の色を、前記特定手段で特定された色の画像に変更して投影制御する投影制御手段と、
    を具備したことを特徴とする画像投影装置。
  2. 前記特定手段は、前記各色の投影検査画像毎のコントラスト値の中で、コントラスト値が最も大きいコントラスト値を前記投影色として特定する、
    ことを特徴とする請求項1記載の画像投影装置
  3. 前記検査投影手段は、前記各色の投影検査画像を順次切り替えて投影し、
    前記取得手段は、順次切り替えて投影される投影検査画像の投影状態を順次撮像することで、前記各色の投影検査画像毎のコントラスト値を取得する、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像投影装置。
  4. 前記投影対象となる画像は、文字情報を含むドキュメント画像であり、
    前記検査投影手段は、前記ドキュメント画像に含まれる文字情報の色を、複数色の文字色に変更した画像を前記投影検査用画像として投影し、
    前記投影制御手段は、前記投影対象となる画像に含まれる文字情報の色を、前記特定手段で特定された色の文字情報に変更して投影制御する、
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の画像投影装置。
  5. 前記投影対象となる画像が文字情報を含む特定画像であるか否かを判別する判別手段を、更に具備し、
    前記特定画像である場合に、前記検査投影手段、による投影検査画像の投影と、前記取得手段によるコントラスト値の取得と、前記特定手段による投影色の特定と、前記投影制御手段による投影制御、とを行う、
    ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の画像投影装置。
  6. 投影対象となる画像を投影面に対して投影する画像投影装置のコンピュータを制御するためのプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記投影対象となる画像を投影する投影面に対して、複数色の画像を投影検査画像として投影する検査投影手段、
    前記投影面上に投影された前記各色の投影検査画像の投影状態を撮像することで、前記投影面上に投影される前記投影検査画像のコントラスト値を、前記各色の投影検査画像毎に取得する取得手段、
    前記取得手段で取得された各色の投影検査画像毎のコントラスト値に基づいて、前記投影面に投影されるべき投影色を特定する特定手段、
    前記投影面に投影すべき投影対象となる画像の色を、前記特定手段で特定された色の画像に変更して投影制御する投影制御手段、
    として機能させるようにしたコンピュータ読み取り可能なプログラム。
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