JPH09284683A - シェーディング補正方法及びオーバーヘッドプロジェクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シェーディングを自動的に補正する。 【解決手段】 信号処理回路１３、ランプ１４、コール
ドミラー１５、液晶パネル１６、ミラー１７及び投射レ
ンズ１８が投射型ディスプレイ装置を構成している。Ｃ
ＰＵ８は、白紙をカメラ５で撮像することによりＡ／Ｄ
変換器６から得られた画像データの中間値を求める。そ
して、この中間値と画像データの画素との比率を各画素
について計算してシェーディング補正パターンデータを
求める。乗算器１１は、原稿１をカメラ５で読み取るこ
とにより得られた画像データとシェーディング補正パタ
ーンデータとを対応する画素ごとに乗算する。こうし
て、シェーディングを補正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不透明な原稿をそ
のまま拡大投影することができるオーバーヘッドプロジ
ェクターに係り、特にシェーディングを自動的に補正す
ることができるシェーディング補正方法及びオーバーヘ
ッドプロジェクターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、不透明な原稿を従来のＯＨＰシー
トによらずにそのまま拡大投影することができるオーバ
ーヘッドプロジェクター（以下、ＯＨＰとする）が提案
されている。これは、原稿をＴＶカメラによって撮像
し、撮像した内容を投射型ディスプレイ装置によってス
クリーンに投射するものである。このＯＨＰは、原稿載
置用のガラス上に裏向きにセットされた原稿の資料面を
照らして撮像を行うようになっている。

【０００３】ところが、このようなＯＨＰでは透明のフ
ィルムに原稿をコピーする必要はなくなるが、原稿に当
たる光量にむらがあるため、カメラから出力される画像
信号のレベルが不均一となり（以下、シェーディングと
いう）、投影された原稿の明瞭度が原稿内で異なるとい
う問題があった。そこで、このようなＯＨＰにおいて、
照明状態に応じた補正を行う方法が提案されている（特
開平７−１０４７１３号公報）。

【０００４】図５、図６は特開平７−１０４７１３号公
報に記載されたシェーディング補正方法を説明するため
の図である。図５は文字「Ａ」が書かれた原稿の紙面３
１を示しており、原稿用照明からの光が一様でないため
紙面３１上に若干の明暗の差が生じている。紙面３１上
の斜線部が暗い部分である。このような紙面をカメラで
撮像すると、カメラから出力される画像信号Ｓｉには、
図６（ａ）に示すように、文字「Ａ」による信号レベル
の低い部分に加えて明暗の差によるレベル変動が存在す
る。なお、図６は図５のＣの位置に相当する信号を示し
ている。このような信号Ｓｉに一定のしきい値Ｂによる
２値化を行うと、上記のようなレベル変動のために文字
「Ａ」以外の部分でも値が「０」になってしまう（図６
（ｂ））。

【０００５】そこで、照明むらに応じた補正パターンを
あらかじめ記憶しておき、基準値を補正パターンに基づ
いて補正しきい値信号Ｓｈ２に変換して、この補正しき
い値信号Ｓｈ２により２値化を行うと、図６（ｃ）に示
すように原稿１の内容に応じた正しい出力信号Ｓｏが得
られる。つまり、基準値を外部からの操作によって原稿
に合わせて変えることにより、補正しきい値信号Ｓｈ２
のレベルが基準値に応じて上下に平行に変化するので、
照明むらを考慮した２値化を原稿に応じて行うことがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにして従来
のＯＨＰではシェーディングを補正していたが、原稿用
紙の反射率が変わる、すなわち原稿の紙質が変わると、
上記基準値を手動で、かつ試行錯誤的に変化させなけれ
ばならず、原稿の紙質が変わる度に基準値を調整し直さ
なければならないという問題点があった。本発明は、上
記課題を解決するためになされたもので、基準値を試行
錯誤的に調整することなくシェーディングを補正するこ
とができるシェーディング補正方法及びオーバーヘッド
プロジェクターを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿を照らす
照明と、原稿を読み取るカメラと、カメラによって撮像
された画像をスクリーンに投影する投射型ディスプレイ
装置とを備えたオーバーヘッドプロジェクターにおい
て、白紙をカメラで読み取ることにより得られた画像デ
ータ中の最大値と最小値から中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）を
求め、この中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）と画像データの画素
ＳＨＤとの比率ＳＨＤ（Ｍｉｄ）／ＳＨＤを各画素につ
いて計算して、これをシェーディング補正パターンデー
タとし、原稿をカメラで読み取ることにより得られた画
像データとシェーディング補正パターンデータとを対応
する画素ごとに乗算し、乗算結果を補正画像データとし
て投射型ディスプレイ装置に与えるようにしたものであ
る。このように白紙をカメラで読み取って、画像データ
の中間値を求め、この中間値と画像データの画素との比
率を各画素について計算してシェーディング補正パター
ンデータを求め、原稿の画像データとシェーディング補
正パターンデータを乗算することにより、シェーディン
グを補正することができる。

【０００８】また、カメラから出力された画像信号を画
像データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、白紙を読み
取ることにより得られた画像データ中の最大値と最小値
から中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）を求め、この中間値ＳＨＤ
（Ｍｉｄ）と画像データの画素ＳＨＤとの比率ＳＨＤ
（Ｍｉｄ）／ＳＨＤを各画素について計算するＣＰＵ
と、この計算結果をシェーディング補正パターンデータ
として記憶するフラッシュメモリと、原稿を読み取るこ
とにより得られた画像データとシェーディング補正パタ
ーンデータとを対応する画素ごとに乗算し、乗算結果を
補正画像データとして出力する乗算器と、この補正画像
データをＤ／Ａ変換して投射型ディスプレイ装置に出力
するＤ／Ａ変換器とを有するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示すＯＨＰのブロック図である。１は原稿、２は原稿
１をセットするための原稿用ガラス、３は原稿１を照ら
す蛍光灯などの原稿用照明、４は原稿１からの光を可視
全域にわたって反射させる全反射ミラー、５は全反射ミ
ラー４からの入射光を画像信号に変換するカメラ、６は
カメラ５から出力された画像信号を画像データにＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換器、７は白紙を読み取ることにより
得られた画像データ又は後述するシェーディング補正パ
ターンデータを記憶するためのシェーディングメモリで
ある。

【００１０】また、８はＣＰＵであり、白紙を読み取る
ことにより得られた画像データ中の最大値と最小値から
中間値を求め、この中間値と画像データの画素との比率
を各画素について計算する。９はＣＰＵ８の計算結果を
シェーディング補正パターンデータとして記憶するフラ
ッシュメモリ、１０はＣＰＵバス、１１は原稿１を読み
取ることにより得られた画像データとシェーディング補
正パターンデータとを対応する画素ごとに乗算し、乗算
結果を補正画像データとして出力する乗算器、１２は補
正画像データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器である。

【００１１】また、１３はＤ／Ａ変換器１２の出力信号
を液晶駆動信号に変換する信号処理回路、１４は投射用
の光源であるランプ、１５はランプ１４から発せられた
光のうち可視光を反射し赤外線を透過させるコールドミ
ラー、１６は液晶パネル、１７は液晶パネル１６を通過
した光を反射する全反射ミラー、１８は全反射ミラー１
７からの光を図示しないスクリーンに投射するための投
射レンズである。そして、信号処理回路１３、ランプ１
４、コールドミラー１５、液晶パネル１６、全反射ミラ
ー１７及び投射レンズ１８が投射型ディスプレイ装置を
構成している。

【００１２】次に、このようなＯＨＰの動作について、
まずシェーディング補正パターンを登録する動作を説明
する。最初に、原稿用ガラス２上に白紙をセットする。
この用紙の下面は原稿用照明３によって照らされる。全
反射ミラー４はセットされた用紙からの光を反射させカ
メラ５に入射させる。そして、カメラ５は入射光を画像
信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器６は画像信号をディジタル
画像データに変換する。

【００１３】図２（ａ）は原稿用照明３に照らされた紙
面２１を示しており、原稿用照明３からの光が一様でな
いため紙面２１上に若干の明暗の差が生じている。図２
（ａ）では、紙面２１の斜線部が暗い部分を示してい
る。したがって、カメラ５から出力される画像信号は、
例えば図２（ａ）のＨの位置の水平走査区間で図２
（ｂ）のような波形となり、照明３による明暗の差によ
ってレベル変動が生じたものとなり、本来あるべき一定
のレベルにはならない。

【００１４】図３（ａ）はＡ／Ｄ変換器６から出力され
た画像データをシェーディングメモリ７のメモリ領域上
で示した図であり、２２はカメラ５の１画面分に対応す
るメモリ７のメモリ領域である。メモリ領域２２は、そ
の左右方向、上下方向が紙面２１の左右方向、上下方向
に対応している。また、メモリ領域２２中の数値がデー
タ値（輝度値）であり、数値が大きいほど輝度が高いこ
とを示している。

【００１５】ＣＰＵ８は、シェーディングメモリ７に書
き込まれた１画面分の画像データから最大値Ｍａｘ、最
小値Ｍｉｎを求め、その中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）を次式
のように計算する。 ＳＨＤ（Ｍｉｄ）＝（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）／２ ・・・（１） 続いて、ＣＰＵ８は、中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）と画像デ
ータ中の任意の画素ＳＨＤ（ｘ、ｙ）との比率ＦＬＤ
（ｘ、ｙ）を次式のように計算する。 ＦＬＤ（ｘ、ｙ）＝ＳＨＤ（Ｍｉｄ）／ＳＨＤ（ｘ、ｙ） ・・・（２）

【００１６】そして、ＣＰＵ８は、計算した比率ＦＬＤ
（ｘ、ｙ）をフラッシュメモリ９に書き込む。このと
き、比率ＦＬＤ（ｘ、ｙ）は、メモリ領域２２上の画素
ＳＨＤ（ｘ、ｙ）の座標位置に対応するメモリ９のメモ
リ領域上の座標位置に書き込まれる。ＣＰＵ８は、この
ような式（２）の計算をメモリ７に書き込まれた画像デ
ータの全画素について行う。これにより、フラッシュメ
モリ９のメモリ領域２３に図３（ｂ）に示すような比率
ＦＬＤ（ｘ、ｙ）が書き込まれる。

【００１７】本実施の形態では、最大値Ｍａｘは「２５
０」、最小値Ｍｉｎは「１５０」であり、中間値ＳＨＤ
（Ｍｉｄ）は「２００」となる。したがって、例えば画
像データＳＨＤ（ｘ、ｙ）が「１７０」であれば、比率
ＦＬＤ（ｘ、ｙ）は「１．１８」となり、フラッシュメ
モリ９の対応する座標にこの値が書き込まれる。こうし
て、シェーディング補正パターンデータのフラッシュメ
モリ９への登録が終了する。

【００１８】次に、実際の原稿１を拡大投影する動作に
ついて説明する。まず、ＣＰＵ８は、フラッシュメモリ
９に格納されているシェーディング補正パターンデータ
をシェーディングメモリ７に書き込む。原稿用ガラス２
上に裏向きにセットされた原稿１をカメラ５が撮像する
動作は上記と同様であり、Ａ／Ｄ変換器６はカメラ５か
ら出力された画像信号をＡ／Ｄ変換する。

【００１９】続いて、乗算器１１は、Ａ／Ｄ変換器６か
ら出力された画像データとメモリ７に格納されたシェー
ディング補正パターンデータとを対応する画素ごとに乗
算する。これにより、Ｄ／Ａ変換器１２に出力される補
正画像データは、図４に示すように値が均一化されたデ
ータとなる。

【００２０】なお、補正画像データはメモリに記憶され
るものではないが、図４では分かりやすくするために図
３と対応する形で表している。また、図４の補正画像デ
ータは、原稿１が白紙の場合（つまり、図３（ａ）と同
じ画像データが入力された場合）であって、原稿１が白
紙でない場合はその内容に応じて補正結果も変化するこ
とは言うまでもない。

【００２１】次いで、Ｄ／Ａ変換器１２の出力信号は、
信号処理回路１３によって液晶駆動信号に変換されて液
晶パネル１６に出力される。こうして、原稿１の内容が
液晶パネル１６に表示される。一方、ランプ１４より発
せられた光は、コールドミラー１５によって液晶パネル
１６に導かれる。このとき、コールドミラー１５は有害
な赤外線を透過させて可視光のみを反射する。

【００２２】そして、全反射ミラー１７が液晶パネル１
６を通過した光を反射し、この光を投射レンズ１８が投
射することにより、原稿１が図示しないスクリーンに投
影される。以上のようにシェーディング補正パターンデ
ータは使用する用紙に応じて自動的に定められるので、
原稿用紙の反射率、つまり原稿の紙質が変わっても、従
来のように基準値を試行錯誤的に変更する必要がなく、
シェーディング補正を自動化することができる。

【００２３】なお、シェーディング補正パターンデータ
を作成するとき読み取る用紙は、前述のように白紙であ
ればよく、原稿１と同じ紙質の紙である必要はない。つ
まり、紙質が変わっても反射率が変化して（例えば、普
通紙の反射率は７９％、再生紙の反射率は７２％）、全
体的な明るさが変わるだけなので、シェーディング補正
パターンデータは紙質に依存しない。したがって、紙質
が変わってもシェーディング補正パターンデータを作成
し直す必要はない。また、紙質が変わったことによる明
るさの変化は、カメラレンズのアイリスを操作すること
で対応することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、白紙をカメラで読み取
って、画像データの中間値を求め、この中間値と画像デ
ータの画素との比率を各画素について計算してシェーデ
ィング補正パターンデータを求め、原稿の画像データと
シェーディング補正パターンデータを乗算することによ
り、シェーディングを補正することができるので、原稿
用紙の反射率、つまり原稿の紙質が変わっても、従来の
ように基準値を試行錯誤的に変更する必要がなく、シェ
ーディング補正を自動化することができ、照明むらの目
立たない画像を表示することができる。

【００２５】また、Ａ／Ｄ変換器、ＣＰＵ、フラッシュ
メモリ、乗算器、Ｄ／Ａ変換器を設けることにより、シ
ェーディングを自動的に補正することができるオーバー
ヘッドプロジェクターを実現することができる。また、
フラッシュメモリにシェーディング補正パターンデータ
を記憶させることにより、プロジェクターの電源を切っ
た後もシェーディング補正パターンデータを保持してお
くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示すＯＨＰのブ
ロック図である。

【図２】 原稿用照明に照らされた紙面及びカメラから
出力された画像信号を示す図である。

【図３】 シェーディングメモリに書き込まれた画像デ
ータ及びフラッシュメモリに書き込まれたシェーディン
グ補正パターンデータを示す図である。

【図４】 補正画像データを示す図である。

【図５】 従来のＯＨＰにおいて原稿用照明に照らされ
た紙面を示す図である。

【図６】 カメラから出力された画像信号及び補正後の
信号を示す図である。

【符号の説明】

１…原稿、２…原稿用ガラス、３…原稿用照明、４…全
反射ミラー、５…カメラ、６…Ａ／Ｄ変換器、７…シェ
ーディングメモリ、８…ＣＰＵ、９…フラッシュメモ
リ、１１…乗算器、１２…Ｄ／Ａ変換器、１３…信号処
理回路、１４…ランプ、１５…コールドミラー、１６…
液晶パネル、１７…全反射ミラー、１８…投射レンズ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を照らす照明と、原稿を読み取るカ
   メラと、カメラによって撮像された画像をスクリーンに
   投影する投射型ディスプレイ装置とを備えたオーバーヘ
   ッドプロジェクターにおいて、照明むらによるシェーデ
   ィングを補正するシェーディング補正方法であって、 白紙をカメラで読み取ることにより得られた画像データ
   中の最大値と最小値から中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）を求
   め、 この中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）と前記画像データの画素Ｓ
   ＨＤとの比率ＳＨＤ（Ｍｉｄ）／ＳＨＤを各画素につい
   て計算して、これをシェーディング補正パターンデータ
   とし、 原稿をカメラで読み取ることにより得られた画像データ
   とシェーディング補正パターンデータとを対応する画素
   ごとに乗算し、乗算結果を補正画像データとして投射型
   ディスプレイ装置に与えることを特徴とするシェーディ
   ング補正方法。
2. 【請求項２】 原稿を照らす照明と、原稿を読み取るカ
   メラと、カメラによって撮像された画像をスクリーンに
   投影する投射型ディスプレイ装置とを備えたオーバーヘ
   ッドプロジェクターにおいて、 前記カメラから出力された画像信号を画像データにＡ／
   Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、 白紙を読み取ることにより得られた画像データ中の最大
   値と最小値から中間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）を求め、この中
   間値ＳＨＤ（Ｍｉｄ）と前記画像データの画素ＳＨＤと
   の比率ＳＨＤ（Ｍｉｄ）／ＳＨＤを各画素について計算
   するＣＰＵと、 この計算結果をシェーディング補正パターンデータとし
   て記憶するフラッシュメモリと、 原稿を読み取ることにより得られた画像データとシェー
   ディング補正パターンデータとを対応する画素ごとに乗
   算し、乗算結果を補正画像データとして出力する乗算器
   と、 この補正画像データをＤ／Ａ変換して投射型ディスプレ
   イ装置に出力するＤ／Ａ変換器とを有することを特徴と
   するオーバーヘッドプロジェクター。