JP2004132770A - 光検出装置、プロジェクタ、光検出方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】より高精度な測定が可能な光検出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明による光検出装置は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する。複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子Ｍｄを用いて、ＬＭＳ値をＸＹＺ値に変換するためのプロジェクタ光成分変換部６０ｓと、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての照明用演算子を合成することによって生成された照明用の演算子Ｍｉを用いて、ＬＭＳ値をＸＹＺ値に変換するための照明光成分変換部６０ｔと、を備える。使用しているスクリーンがどのサンプルスクリーンと相関が強いかに応じて重み付けを行うことによって合成されたＭｄとＭｉとを用いてＬＭＳからＸＹＺへの変換を行っているのでより高精度な測定が可能となる。
【選択図】 図１０
【解決手段】本発明による光検出装置は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する。複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子Ｍｄを用いて、ＬＭＳ値をＸＹＺ値に変換するためのプロジェクタ光成分変換部６０ｓと、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての照明用演算子を合成することによって生成された照明用の演算子Ｍｉを用いて、ＬＭＳ値をＸＹＺ値に変換するための照明光成分変換部６０ｔと、を備える。使用しているスクリーンがどのサンプルスクリーンと相関が強いかに応じて重み付けを行うことによって合成されたＭｄとＭｉとを用いてＬＭＳからＸＹＺへの変換を行っているのでより高精度な測定が可能となる。
【選択図】 図１０
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光検出、より具体的には、より高精度な測定が可能な光検出装置、プロジェクタ、光検出方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタなどの画像表示装置を用いる場合、使用環境が変化しても製作者の意図した画像を再現できることが重要である。このような画像の見えを調整する考え方として、デバイスの入出力特性を管理して色を再現するカラーマネージメントという考え方がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の補正回路付プロジェクタでは、適正な白バランス調整と輝度調整とが行われる際に好適な補正回路を備え、プロジェクタから画像が投射される投射面の色情報および輝度情報に基づいて、投射面上での白バランス調整および輝度調整をそれぞれ行い、良好な白バランス調整を可能とするとともに、輝度ムラを回避できるように構成している。このように、適切な色再現を行うためには、光センサを用いて検出された使用環境の変化（例えば、外部照明の明るさや色の変化、投影面の色の変化など）を考慮する必要がある。
【０００４】
プロジェクタに光センサを設けて、当該光センサを用いて使用環境の情報を取得する場合、プロジェクタ全体としてのコストが増大することを防ぐため、あまり高価な光センサを使用することはできない。このような光センサとしては、例えば、フォトダイオードにＲＧＢのフィルタを重ねた３チャンネルの光センサを使用することになる。この場合、光センサのＲＧＢ出力を三刺激値ＸＹＺに変換する必要がある。従来は、プロジェクタのＲＧＢ出力を前記光センサと高精度の輝度計とを用いて測定し、その対応関係から変換用の３×３マトリックスを求め、当該マトリックスを用いてＲＧＢからＸＹＺへの変換を行うことが一般的である。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２９７３４７７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法によれば、プロジェクタの出力に対しては精度よくＲＧＢからＸＹＺへ変換できるものの、照明の分光分布がプロジェクタのそれとは異なる。このため、照明に関しては前記マトリックスと同一のマトリックスを用いてもＲＧＢからＸＹＺへの変換を精度よく行うことは困難である。また、投影面の色が変化すると、プロジェクタの出力および照明の分光分布が変化する。このため、投影面の色に応じて前記マトリックスを適切なものに換えなければ、同様にＲＧＢからＸＹＺへの変換を精度良く行うことは困難である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、より高精度な測定が可能な光検出装置、プロジェクタ、光検出方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置であって、複数のサンプル投影面および複数のサンプル照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換手段を備えて構成される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光検出装置であって、複数のサンプル投影面および複数のサンプル照明光についての照明用演算子を合成することによって生成された照明用の演算子を用いて、前記照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための照明用変換手段をさらに備えて構成される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光検出装置であって、複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、サンプル投影面と使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算手段をさらに備え、当該相関係数に基づき、使用している投影面と複数のサンプル投影面との相関度に応じて重み付けを行うことによって前記演算子の合成を行うように構成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光検出装置であって、前記相関係数が特性ベクトルの内積を変数とする関数であり、前記特性ベクトルが、表示装置のＲを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＧを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＢを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルであるように構成される。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記表示装置用変換手段または前記照明用変換手段による変換前に、前記特定の照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離する光分離手段をさらに備えて構成される。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光検出装置であって、前記光分離手段が、表示装置に黒を出力させたときの輝度特性を、表示装置が出力する特定色の輝度特性から減算することを用いて、前記照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離するように構成される。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記表示装置用変換手段によって変換された表示装置に依存しない座標系の値と、前記照明用変換手段によって変換された表示装置に依存しない座標系の値とを和演算するように構成される。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光検出装置であって、表示装置に依存しない座標系の値がＸＹＺであるように構成される。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光検出装置を備えるプロジェクタである。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出方法であって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換工程を備え構成される。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
システム構成
図１に、本発明にかかる光検出装置としての光センサ６０を備えるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図を示す。
【００２１】
スクリーン１０（投影面）のほぼ正面に設けられたプロジェクタ２０から、所定の画像が投影される。この場合、照明器具５０からの外部照明８０によってスクリーン１０に投影された画像の見え方は大きく異なってしまう。例えば、同じ白を表示する場合であっても、外部照明８０の強度によっては明るい白に見えたり、暗い白に見えたりする。また外部照明８０の強度によらず（たとえ０であっても）、スクリーンの色によっても画像の見え方は異なる。
【００２２】
図２に、本発明の実施形態にかかる光センサ６０を備えるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。
【００２３】
図２に示すプロジェクタ２０内の画像処理部１００は、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、デバイス（プロジェクタ）の特性を保存するためのデバイス特性保存用メモリ１６０と、色補正テーブル生成部１５０と、を備える。そして、本発明にかかる光センサ６０がプロジェクタおよび外部照明のスクリーンによる反射光の輝度を測定すると、色補正テーブル生成部１５０が、デバイス特性保存用メモリ１６０に保存されたデバイス特性と光センサ６０の測色値とに基づき外部照明の影響を考慮した色補正テーブルを生成する。
【００２４】
光センサ６０の構成
次に、図３を参照して、本発明の一実施形態にかかる光センサ６０における測定処理を説明する。
【００２５】
図３に示す光センサ６０は、同一の測定対象光を標準センサ７５によって測定した値ＬＭＳと輝度計７０によって測定した値ＸＹＺ（表示装置に依存しない座標系の値）との対応関係を記録するＬＭＳ／ＸＹＺ記録部６０ａと、サンプルスクリーン特性ベクトルＰｎを計算するためのＰｎ計算部６０ｂと、計算されたサンプルスクリーン特性ベクトルＰｎを保存するためのＰｎ保存部６０ｃと、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎを計算するためのＭｄｎ計算部６０ｄと、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎを保存するためのＭｄｎ保存部６０ｅと、照明用マトリックスＭｉｎを計算するためのＭｉｎ計算部６０ｆと、照明用マトリックスＭｉｎを保存するためのＭｉｎ保存部６０ｇと、測定対象光を３種類のフィルタを重ねた光センサで受光して、それぞれに対応した３種類の値（以下「ＬＭＳ値」とする）を出力する各機体毎に設けられた付属センサ６０ｈと、ＬＭＳ／ＸＹＺ記録部６０ａに記録されたＬＭＳとＸＹＺとの対応関係と、付属センサ６０ｈの測定値とに基づきキャリブレーション用マトリックスＭｏを計算するためのＭｏ計算部６０ｉと、キャリブレーション用マトリックスＭｏを保存するためのＭｏ保存部６０ｊと、を備えて構成される。
【００２６】
なお、標準センサ７５は、１機種について１つ決められた基準となるセンサであって、測定対象光を３種類のフィルタを重ねた光センサで受光して、それぞれに対応した３種類の値（以下「ＬＭＳ値」とする）を出力する。
【００２７】
なお、当該実施形態では、プロジェクタ自体に、ＬＭＳ／ＸＹＺ記録部６０ａ、Ｐｎ計算部６０ｂ、Ｐｎ保存部６０ｃ、Ｍｄｎ計算部６０ｄ、Ｍｄｎ保存部６０ｅ、Ｍｉｎ計算部６０ｆ、Ｍｉｎ保存部６０ｇ、付属センサ６０ｈ、Ｍｏ計算部６０ｉおよびＭｏ保存部６０ｊを設ける構成としているが、これらをプロジェクタ本体に設ける必要はなく、プロジェクタ本体とは別個のコンピュータシステムで構成することもできる。
【００２８】
標準センサによるプロジェクタ光の測定処理
次に、図４を参照して、本発明の一実施形態にかかる標準センサによるプロジェクタ光の測定処理を説明する。
【００２９】
図４に示すように、まず、暗室下において、数種類のサンプルスクリーン上に表示装置（プロジェクタ）のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）Ｋ（黒）４色を照射し（Ｓ１０）、標準センサ７５によってＬＭＳ値を測定するとともに、三刺激値を測定可能な輝度計７０によってＸＹＺ値を測定する（Ｓ１２）。ここで、サンプルスクリーンの色は、光センサ６０で測定可能にしたいスクリーンの色の範囲内で可能な限り均等に選択することが好ましい。また、サンプルスクリーンの数は多いほど変換精度が高くなるが、一方、計算量は多くなってしまうので、６〜９種類程度が適当である。
【００３０】
そして、Ｓ１２における測定によって、各スクリーンおよび各出力光に対する、輝度計７０によって測定される正しいＸＹＺ値と、標準センサ７５からの出力電圧（ＬＭＳ）とのデータ対が得られ、これらの対応関係がＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録される（Ｓ１４）。ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータの一例は以下のとおりである。
【００３１】
測色する色が赤（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）のときの標準センサでの測定値を（ＬＲｎ，ＭＲｎ，ＳＲｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＲｎ，ＹＲｎ，ＺＲｎ）とする。
【００３２】
測色する色が緑（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，０）のときの標準センサでの測定値を（ＬＧｎ，ＭＧｎ，ＳＧｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＧｎ，ＹＧｎ，ＺＧｎ）とする。
【００３３】
測色する色が青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）のときの標準センサでの測定値を（ＬＢｎ，ＭＢｎ，ＳＢｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＢｎ，ＹＢｎ，ＺＢｎ）とする。
【００３４】
測色する色が黒（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）のときの標準センサでの測定値を（ＬＫｎ，ＭＫｎ，ＳＫｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＫｎ，ＹＫｎ，ＺＫｎ）とする。
【００３５】
ここで、ｎは０，１，２，…，Ｎであり、スクリーンの種類を表す。
【００３６】
そして、Ｐｎ計算部６０ｂは、ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータに基づき、以下の式：
【００３７】
【数１】
で定義されるサンプルスクリーン特性ベクトルＰｎを計算し、Ｐｎ保存部６０ｃに保存する（Ｓ１６）。
【００３８】
プロジェクタ用マトリックスＭｄｎの生成処理
次に、図５を参照して、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎの生成処理について説明する。
【００３９】
まず、Ｍｄｎ計算部６０ｄは、ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータに基づき、各スクリーンに対するプロジェクタ用マトリックスＭｄｎ：
【００４０】
【数２】
を求め（Ｓ２０）、Ｐｎ保存部６０ｃに保存する（Ｓ２４）。
【００４１】
標準センサによる照明光の測定処理
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態にかかる標準センサによる照明光の測定処理を説明する。
【００４２】
図６に示すように、数種類のサンプルスクリーン上に各種照明光を照射し（Ｓ３０）、標準センサ７５によってＬＭＳ値を測定するとともに、三刺激値を測定可能な輝度計７０によってＸＹＺ値を測定する（Ｓ３２）。照明光としては、白熱灯、白色蛍光灯（色温度４０００Ｋ程度）、昼白色蛍光灯（色温度５０００Ｋ程度）など、使用環境でよく用いられるものを選択する。
【００４３】
なお、プロジェクタ光の測定処理と同様に、サンプルスクリーンの色は、光センサ６０で測定可能にしたいスクリーンの色の範囲内で可能な限り均等に選択することが好ましい。また、サンプルスクリーンの数は多いほど変換精度が高くなるが、一方、計算量は多くなってしまうので、６〜９種類程度が適当である。
【００４４】
そして、Ｓ３２における測定によって、各スクリーンおよび各照明光に対する、輝度計７０によって測定される正しいＸＹＺ値と、標準センサ７５からの出力電圧（ＬＭＳ）とのデータ対が得られ、これらの対応関係がＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録される（Ｓ３４）。ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータの一例は以下のとおりである。
【００４５】
測色する照明が照明αのときの標準センサでの測定値を（Ｌα ｎ，Ｍα ｎ，Ｓα ｎ）とし、輝度計での測定値を（Ｘα ｎ，Ｙα ｎ，Ｚα ｎ）とする。
【００４６】
測色する照明が照明βのときの標準センサでの測定値を（Ｌβ ｎ，Ｍβ ｎ，Ｓβ ｎ）とし、輝度計での測定値を（Ｘβ ｎ，Ｙβ ｎ，Ｚβ ｎ）とする。
【００４７】
測色する照明が照明γのときの標準センサでの測定値を（Ｌγ ｎ，Ｍγ ｎ，Ｓγ ｎ）とし、輝度計での測定値を（Ｘγ ｎ，Ｙγ ｎ，Ｚγ ｎ）とする。
【００４８】
ここで、ｎは０，１，２，…，Ｎであり、スクリーンの種類を表す。
【００４９】
照明用マトリックスＭｉｎの生成処理
次に、図７を参照して、照明用マトリックスＭｉｎの生成処理について説明する。
【００５０】
まず、Ｍｉｎ計算部６０ｆは、ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータに基づき、各スクリーンに対する照明用マトリックスＭｉｎ：
【００５１】
【数３】
を求め（Ｓ４０）、Ｍｉｎ保存部６０ｆに保存する（Ｓ４２）。
【００５２】
プロジェクタ毎の付属センサ６０ｈによるプロジェクタ光の測定処理
次に、図８を参照して、プロジェクタ毎の付属センサ６０ｈによるプロジェクタ光の測定処理を説明する。当該処理は、付属センサの個体差を補正するために、各機体毎にキャリブレーション用のマトリックスを生成するために行う。
【００５３】
図８に示すように、まず、各機体について、暗室下において、基準スクリーン上に表示装置（プロジェクタ）のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）３色を照射し（Ｓ５０）、付属センサ６０ｈによってＬＭＳ値を測定する（Ｓ５２）。Ｓ５２における測定データの一例は以下のとおりである。
【００５４】
測色する色が赤（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＲ０’，ＭＲ０’，ＳＲ０’）とする。
【００５５】
測色する色が緑（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＧ０’，ＭＧ ０’，ＳＧ０’）とする。
【００５６】
測色する色が青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）のときの付属センサでの測定値を（ＬＢ０’，ＭＢ０’，ＳＢ０’）とする。
【００５７】
そして、Ｍｏ計算部６０ｉは、以下の式（３）を用いて、
【００５８】
【数４】
標準センサの測定値と各機体の付属センサでの測定値に基づき、キャリブレーション用マトリックスＭｏを求め（Ｓ５４）、Ｍｏ保存部６０ｊに保存する（Ｓ５６）。
【００５９】
使用環境下での光測定処理
図１０に、使用環境下における光測定処理を行う光センサ６０の機能ブロック図を示す。
【００６０】
図１０に示す光センサ６０は、測定対象光のＬＭＳ値を測定する付属センサ６０ｈと、Ｍｏ保存部６０ｊに保存されているキャリブレーション用マトリックスＭｏを用いてキャリブレーションを行うキャリブレーション部６０Ｋと、キャリブレーション後のセンサ出力をプロジェクタ光成分と照明光成分とに分離する光分離手段６０ｍと、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルＰと、サンプルスクリーン特性ベクトルＰｎとの相関係数Ｐ（ｎ）を求める相関係数Ｐ（ｎ）計算部６０ｎと、相関係数Ｐ（ｎ）から使用環境下でのマトリックスを合成するための重み付け係数Ｗｎを求めるＷｎ計算部６０ｐと、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎと重み付け係数Ｗｎとから使用環境下におけるプロジェクタ用マトリックスＭｄを合成するＭｄ合成部６０ｑと、照明光用マトリックスＭｉｎと重み付け係数Ｗｎとから使用環境下における照明光用マトリックスＭｉを合成するＭｉ合成部６０ｒと、プロジェクタ光成分をプロジェクタ用マトリックスＭｄを用いてＬＭＳ値からＸＹＺ値に変換するプロジェクタ光成分変換部６０ｓと、照明光成分を照明光用マトリックスＭｉを用いてＬＭＳ値からＸＹＺ値に変換する照明光成分変換部６０ｔと、プロジェクタ光変換部６０ｓによって変換されたＸＹＺ値と、照明光成分変換部６０ｔによって変換されたＸＹＺ値とを和演算することによって使用環境下におけるプロジェクタのＲＧＢの三刺激値ＸＹＺを求める合成部６０ｕと、を備えて構成される。
【００６１】
次に、図９を参照して、使用環境下における光センサ６０による光測定処理を説明する。
【００６２】
ここで説明する光センサ６０における光測定処理は、光センサ６０のプログラム格納部（図示せず）に記録されたプログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００６３】
図９に示すように、使用環境下（照明あり、任意のスクリーン）において、表示装置（プロジェクタ）のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）Ｋ（黒）の４色を照射し（Ｓ６０）、付属センサ６０ｈによってＬＭＳ値を測定する（Ｓ６２）。Ｓ６２における測定データの一例は以下のとおりである。
【００６４】
測色する色が赤（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＲ’，ＭＲ’，ＳＲ’）とする。
【００６５】
測色する色が緑（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＧ’，ＭＧ’，ＳＧ’）とする。
【００６６】
測色する色が青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）のときの付属センサでの測定値を（ＬＢ’，ＭＢ’，ＳＢ’）とする。
【００６７】
測色する色が黒（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＫ’，ＭＫ’，ＳＫ’）とする。
【００６８】
そして、キャリブレーション部６０Ｋは、Ｍｏ保存部６０ｊに保存されているキャリブレーション用マトリックスＭｏを用いて、以下の式（４）のように、
【００６９】
【数５】
キャリブレーションを行う（Ｓ６４）。
【００７０】
ＬＧ’，ＭＧ’，ＳＧ’、ＬＢ’，ＭＢ’，ＳＢ’およびＬＫ’，ＭＫ’，ＳＫ’に関しても同様にキャリブレーションを行う。
【００７１】
そして、光分離手段６０ｍは、Ｓ６４で求めたキャリブレーション後のセンサ出力を、プロジェクタ光成分と照明光成分とに分離する（Ｓ６６）。
【００７２】
具体的には、Ｓ６６において、表示装置でＫ（黒）を出力したときのセンサ出力値ＬＫＭＫＳＫは、表示装置の黒の出力と照明光との和と考えられるので、プロジェクタ光成分は、
ＬＲ−ＬＫ，ＭＲ−ＭＫ，ＳＲ−ＳＫ
ＬＧ−ＬＫ，ＭＧ−ＭＫ，ＳＧ−ＳＫ
ＬＢ−ＬＫ，ＭＢ−ＭＫ，ＳＢ−ＳＫ
となり、照明光成分は、
ＬＫ，ＭＫ，ＳＫ
となる。
【００７３】
このようにして、プロジェクタ光成分と照明光成分とが分離される。
【００７４】
一方、相関係数Ｐ（ｎ）計算部６０ｎは、使用環境におけるスクリーン特性を調べるために、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルＰと、サンプルスクリーン特性ベクトルＰｎとの相関係数Ｐ（ｎ）を求める（Ｓ６８およびＳ７０）。ここで、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルＰは、
【００７５】
【数６】
によって定義され、相関係数Ｐ（ｎ）は
と定義される。ここで、ｎは０〜Ｎの整数であり、スクリーンの種類を表す。
【００７６】
このように、前記スクリーン特性ベクトルＰは、表示装置のＲを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＧを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＢを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルであり、相関係数Ｐ（ｎ）は、２つの特性ベクトルの内積を変数とする関数である。
【００７７】
使用するスクリーンがサンプルスクリーンと同一であればＰ（ｎ）＝１であり、使用するスクリーンがサンプルスクリーンと全く相関がなければＰ（ｎ）＝０となる。
【００７８】
すなわち、複数のサンプルスクリーンについての測定結果と、使用しているスクリーンについての測定結果とに基づき、サンプルスクリーンと使用しているスクリーンとの相関度を示す相関係数を求める。そして、当該相関係数に基づき、使用しているスクリーンがどのサンプルスクリーンと相関度が強いか否かに応じて重み付けを行うことによって、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎおよび照明用マトリックスＭｉｎの合成を行う。
【００７９】
そして、Ｗｎ計算部６０ｐは、Ｓ７０で求めた相関係数Ｐ（ｎ）から、使用環境下でのマトリックスを合成するための重み付け係数Ｗｎを求める（Ｓ７２）。重み付け係数Ｗｎは、
Ｗｎ＝Ｑｎ／（Ｑ０＋Ｑ１＋Ｑ２＋ ・・・ ＋ＱＮ）
によって定義される。重み付け係数Ｗｎの求め方には以下の２例がある。
【００８０】
第１例
第１例は、
Ｑｎ＝１／（１００１−１０００Ｐｎ）
とする場合である。図１１に、重み付け係数Ｗｎを求める第１例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図を示す。
【００８１】
第２例
第２の例は、
Ｑｎ＝Ｐｎ−Ｐ’（Ｐｉ＞Ｐ’）
＝０ （Ｐｉ≦Ｐ’）
とする場合である。図１２に、重み付け係数Ｗｎを求める第２例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図を示す。当該例で、Ｐ’は約０．９８とするが、サンプルスクリーンの選択の仕方によってＰ’の値は異なる。
【００８２】
第１例の方が変換精度が期待できるため、変数のサイズなどに支障がなければ第１例を用いることが好ましい。第２例の方は、計算が第１例よりも簡単になるが、閾値Ｐ’を決める必要がある。閾値Ｐ’はサンプルスクリーンの選び方によって最適値が異なってくるが、おおむねＰ’＝０．９８前後の値が適当である。下式のＷｎおよびＱｎとも、０〜１の範囲の値をとる。
【００８３】
次に、Ｍｄ合成部６０ｑは、Ｍｄｎ保存部６０ｅに保存されているプロジェクタ用マトリックスＭｄｎと、Ｗｎ計算部６０ｐで計算された重み付け係数Ｗｎとから、以下の式：
に従って、使用環境下におけるプロジェクタ用マトリックスＭｄを合成する（Ｓ７４）。
【００８４】
そして、同様に、Ｍｉ合成部６０ｒは、Ｍｉｎ保存部６０ｇに保存されている照明光用マトリックスＭｉｎと、Ｗｎ計算部６０ｐで計算された重み付け係数Ｗｎとから、以下の式：
に従って、使用環境下における照明光用マトリックスＭｉを合成する（Ｓ７６）。
【００８５】
そして、プロジェクタ光成分変換部６０ｓは、光分離手段６０ｍによって分離されたプロジェクタ光成分を、Ｓ７４において生成されたプロジェクタ用マトリックスＭｄを用いて、以下の式（５）より、
【００８６】
【数７】
ＬＭＳ値からＸＹＺ値に変換する（Ｓ７８）。（ＬＧ−ＬＫ，ＭＧ−ＭＫ，ＳＧ−ＳＫ）および（ＬＢ−ＬＫ，ＭＢ−ＭＫ，ＳＢ−ＳＫ）についても同様である。
【００８７】
また、照明光成分変換部６０ｔは、光分離手段６０ｍによって分離された照明光成分を、Ｓ７６において生成された照明光用マトリックスＭｉを用いて、以下の式（６）より、
【００８８】
【数８】
ＬＭＳ値からＸＹＺ値に変換する（Ｓ８０）。
【００８９】
そして、合成部６０ｕが、プロジェクタ光変換部６０ｓによって変換されたＸＹＺ値と、照明光成分変換部６０ｔによって変換されたＸＹＺ値とを和演算することによって、使用環境下におけるプロジェクタのＲＧＢの三刺激値ＸＹＺが求められる（Ｓ８２）。すなわち、使用環境下におけるプロジェクタのＲＧＢの三刺激値ＸＹＺは、式（７）：
【００９０】
【数９】
によって求められる。また、プロジェクタの任意の出力色についても同様に、以下の式（８）を用いて求めることができる。
【００９１】
【数１０】
このようにして、本発明の一実施形態にかかる光センサ６０を用いて光検出を行えば、使用しているスクリーンがどのサンプルスクリーンと相関が強いかに応じて重み付けを行うことによって合成されたプロジェクタ用マトリックスＭｄと照明光用マトリックスＭｉとを用いてＬＭＳからＸＹＺへの変換を行っているので、プロジェクタの出力と照明光とが重なった色に対してもより高精度な測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例にかかるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる光センサ６０を備えるプロジェクタ２０内の画像処理部の機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる光センサ６０の機能ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる標準センサによるプロジェクタ光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】プロジェクタ用マトリックスＭｄｎの生成処理について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかる標準センサによる照明光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】照明用マトリックスＭｉｎの生成処理について説明するためのフローチャートである。
【図８】プロジェクタ毎の付属センサ６０ｈによるプロジェクタ光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】使用環境下における光センサ６０による光測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる使用環境下における光測定処理を行う光センサ６０の機能ブロック図である。
【図１１】重み付け係数Ｗｎを求める第１例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図である。
【図１２】重み付け係数Ｗｎを求める第２例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ スクリーン
２０ プロジェクタ
５０ 照明器具
６０ 光センサ
６０ａ ＬＭＳ／ＸＹＺ記録部
６０ｂ Ｐｎ計算部
６０ｃ Ｐｎ保存部
６０ｄ Ｍｄｎ計算部
６０ｅ Ｍｄｎ保存部
６０ｆ Ｍｉｎ計算部
６０ｇ Ｍｉｎ保存部
６０ｈ 付属センサ
６０ｉ Ｍｏ計算部
６０ｊ Ｍｏ保存部
６０ｋ キャリブレーション部
６０ｍ 光分離手段
６０ｎ 相関係数Ｐ（ｎ）計算部
６０ｐ Ｗｎ計算部
６０ｑ Ｍｄ合成部
６０ｒ Ｍｉ合成部
６０ｓ プロジェクタ光成分変換部
６０ｔ 照明光成分変換部
６０ｕ 合成部
７０ 輝度計
８０ 外部照明
１００ 画像処理部
１１０ Ａ／Ｄ変換部
１２０ 色補正部
１３０ Ｄ／Ａ変換部
１４０ Ｌ／Ｖ駆動部
１５０ 色補正テーブル生成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光検出、より具体的には、より高精度な測定が可能な光検出装置、プロジェクタ、光検出方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタなどの画像表示装置を用いる場合、使用環境が変化しても製作者の意図した画像を再現できることが重要である。このような画像の見えを調整する考え方として、デバイスの入出力特性を管理して色を再現するカラーマネージメントという考え方がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の補正回路付プロジェクタでは、適正な白バランス調整と輝度調整とが行われる際に好適な補正回路を備え、プロジェクタから画像が投射される投射面の色情報および輝度情報に基づいて、投射面上での白バランス調整および輝度調整をそれぞれ行い、良好な白バランス調整を可能とするとともに、輝度ムラを回避できるように構成している。このように、適切な色再現を行うためには、光センサを用いて検出された使用環境の変化（例えば、外部照明の明るさや色の変化、投影面の色の変化など）を考慮する必要がある。
【０００４】
プロジェクタに光センサを設けて、当該光センサを用いて使用環境の情報を取得する場合、プロジェクタ全体としてのコストが増大することを防ぐため、あまり高価な光センサを使用することはできない。このような光センサとしては、例えば、フォトダイオードにＲＧＢのフィルタを重ねた３チャンネルの光センサを使用することになる。この場合、光センサのＲＧＢ出力を三刺激値ＸＹＺに変換する必要がある。従来は、プロジェクタのＲＧＢ出力を前記光センサと高精度の輝度計とを用いて測定し、その対応関係から変換用の３×３マトリックスを求め、当該マトリックスを用いてＲＧＢからＸＹＺへの変換を行うことが一般的である。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２９７３４７７号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法によれば、プロジェクタの出力に対しては精度よくＲＧＢからＸＹＺへ変換できるものの、照明の分光分布がプロジェクタのそれとは異なる。このため、照明に関しては前記マトリックスと同一のマトリックスを用いてもＲＧＢからＸＹＺへの変換を精度よく行うことは困難である。また、投影面の色が変化すると、プロジェクタの出力および照明の分光分布が変化する。このため、投影面の色に応じて前記マトリックスを適切なものに換えなければ、同様にＲＧＢからＸＹＺへの変換を精度良く行うことは困難である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、より高精度な測定が可能な光検出装置、プロジェクタ、光検出方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置であって、複数のサンプル投影面および複数のサンプル照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換手段を備えて構成される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光検出装置であって、複数のサンプル投影面および複数のサンプル照明光についての照明用演算子を合成することによって生成された照明用の演算子を用いて、前記照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための照明用変換手段をさらに備えて構成される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光検出装置であって、複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、サンプル投影面と使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算手段をさらに備え、当該相関係数に基づき、使用している投影面と複数のサンプル投影面との相関度に応じて重み付けを行うことによって前記演算子の合成を行うように構成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光検出装置であって、前記相関係数が特性ベクトルの内積を変数とする関数であり、前記特性ベクトルが、表示装置のＲを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＧを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＢを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルであるように構成される。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記表示装置用変換手段または前記照明用変換手段による変換前に、前記特定の照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離する光分離手段をさらに備えて構成される。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光検出装置であって、前記光分離手段が、表示装置に黒を出力させたときの輝度特性を、表示装置が出力する特定色の輝度特性から減算することを用いて、前記照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離するように構成される。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記表示装置用変換手段によって変換された表示装置に依存しない座標系の値と、前記照明用変換手段によって変換された表示装置に依存しない座標系の値とを和演算するように構成される。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光検出装置であって、表示装置に依存しない座標系の値がＸＹＺであるように構成される。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光検出装置を備えるプロジェクタである。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出方法であって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換工程を備え構成される。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
システム構成
図１に、本発明にかかる光検出装置としての光センサ６０を備えるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図を示す。
【００２１】
スクリーン１０（投影面）のほぼ正面に設けられたプロジェクタ２０から、所定の画像が投影される。この場合、照明器具５０からの外部照明８０によってスクリーン１０に投影された画像の見え方は大きく異なってしまう。例えば、同じ白を表示する場合であっても、外部照明８０の強度によっては明るい白に見えたり、暗い白に見えたりする。また外部照明８０の強度によらず（たとえ０であっても）、スクリーンの色によっても画像の見え方は異なる。
【００２２】
図２に、本発明の実施形態にかかる光センサ６０を備えるプロジェクタ２０内の画像処理部１００の機能ブロック図を示す。
【００２３】
図２に示すプロジェクタ２０内の画像処理部１００は、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１１０と、色補正テーブルを各ＲＧＢ画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部１２０と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１３０と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのＬ／Ｖ（ライトバルブ）駆動部１４０と、デバイス（プロジェクタ）の特性を保存するためのデバイス特性保存用メモリ１６０と、色補正テーブル生成部１５０と、を備える。そして、本発明にかかる光センサ６０がプロジェクタおよび外部照明のスクリーンによる反射光の輝度を測定すると、色補正テーブル生成部１５０が、デバイス特性保存用メモリ１６０に保存されたデバイス特性と光センサ６０の測色値とに基づき外部照明の影響を考慮した色補正テーブルを生成する。
【００２４】
光センサ６０の構成
次に、図３を参照して、本発明の一実施形態にかかる光センサ６０における測定処理を説明する。
【００２５】
図３に示す光センサ６０は、同一の測定対象光を標準センサ７５によって測定した値ＬＭＳと輝度計７０によって測定した値ＸＹＺ（表示装置に依存しない座標系の値）との対応関係を記録するＬＭＳ／ＸＹＺ記録部６０ａと、サンプルスクリーン特性ベクトルＰｎを計算するためのＰｎ計算部６０ｂと、計算されたサンプルスクリーン特性ベクトルＰｎを保存するためのＰｎ保存部６０ｃと、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎを計算するためのＭｄｎ計算部６０ｄと、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎを保存するためのＭｄｎ保存部６０ｅと、照明用マトリックスＭｉｎを計算するためのＭｉｎ計算部６０ｆと、照明用マトリックスＭｉｎを保存するためのＭｉｎ保存部６０ｇと、測定対象光を３種類のフィルタを重ねた光センサで受光して、それぞれに対応した３種類の値（以下「ＬＭＳ値」とする）を出力する各機体毎に設けられた付属センサ６０ｈと、ＬＭＳ／ＸＹＺ記録部６０ａに記録されたＬＭＳとＸＹＺとの対応関係と、付属センサ６０ｈの測定値とに基づきキャリブレーション用マトリックスＭｏを計算するためのＭｏ計算部６０ｉと、キャリブレーション用マトリックスＭｏを保存するためのＭｏ保存部６０ｊと、を備えて構成される。
【００２６】
なお、標準センサ７５は、１機種について１つ決められた基準となるセンサであって、測定対象光を３種類のフィルタを重ねた光センサで受光して、それぞれに対応した３種類の値（以下「ＬＭＳ値」とする）を出力する。
【００２７】
なお、当該実施形態では、プロジェクタ自体に、ＬＭＳ／ＸＹＺ記録部６０ａ、Ｐｎ計算部６０ｂ、Ｐｎ保存部６０ｃ、Ｍｄｎ計算部６０ｄ、Ｍｄｎ保存部６０ｅ、Ｍｉｎ計算部６０ｆ、Ｍｉｎ保存部６０ｇ、付属センサ６０ｈ、Ｍｏ計算部６０ｉおよびＭｏ保存部６０ｊを設ける構成としているが、これらをプロジェクタ本体に設ける必要はなく、プロジェクタ本体とは別個のコンピュータシステムで構成することもできる。
【００２８】
標準センサによるプロジェクタ光の測定処理
次に、図４を参照して、本発明の一実施形態にかかる標準センサによるプロジェクタ光の測定処理を説明する。
【００２９】
図４に示すように、まず、暗室下において、数種類のサンプルスクリーン上に表示装置（プロジェクタ）のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）Ｋ（黒）４色を照射し（Ｓ１０）、標準センサ７５によってＬＭＳ値を測定するとともに、三刺激値を測定可能な輝度計７０によってＸＹＺ値を測定する（Ｓ１２）。ここで、サンプルスクリーンの色は、光センサ６０で測定可能にしたいスクリーンの色の範囲内で可能な限り均等に選択することが好ましい。また、サンプルスクリーンの数は多いほど変換精度が高くなるが、一方、計算量は多くなってしまうので、６〜９種類程度が適当である。
【００３０】
そして、Ｓ１２における測定によって、各スクリーンおよび各出力光に対する、輝度計７０によって測定される正しいＸＹＺ値と、標準センサ７５からの出力電圧（ＬＭＳ）とのデータ対が得られ、これらの対応関係がＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録される（Ｓ１４）。ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータの一例は以下のとおりである。
【００３１】
測色する色が赤（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）のときの標準センサでの測定値を（ＬＲｎ，ＭＲｎ，ＳＲｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＲｎ，ＹＲｎ，ＺＲｎ）とする。
【００３２】
測色する色が緑（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，０）のときの標準センサでの測定値を（ＬＧｎ，ＭＧｎ，ＳＧｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＧｎ，ＹＧｎ，ＺＧｎ）とする。
【００３３】
測色する色が青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）のときの標準センサでの測定値を（ＬＢｎ，ＭＢｎ，ＳＢｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＢｎ，ＹＢｎ，ＺＢｎ）とする。
【００３４】
測色する色が黒（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）のときの標準センサでの測定値を（ＬＫｎ，ＭＫｎ，ＳＫｎ）とし、輝度計での測定値を（ＸＫｎ，ＹＫｎ，ＺＫｎ）とする。
【００３５】
ここで、ｎは０，１，２，…，Ｎであり、スクリーンの種類を表す。
【００３６】
そして、Ｐｎ計算部６０ｂは、ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータに基づき、以下の式：
【００３７】
【数１】
【００３８】
プロジェクタ用マトリックスＭｄｎの生成処理
次に、図５を参照して、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎの生成処理について説明する。
【００３９】
まず、Ｍｄｎ計算部６０ｄは、ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータに基づき、各スクリーンに対するプロジェクタ用マトリックスＭｄｎ：
【００４０】
【数２】
【００４１】
標準センサによる照明光の測定処理
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態にかかる標準センサによる照明光の測定処理を説明する。
【００４２】
図６に示すように、数種類のサンプルスクリーン上に各種照明光を照射し（Ｓ３０）、標準センサ７５によってＬＭＳ値を測定するとともに、三刺激値を測定可能な輝度計７０によってＸＹＺ値を測定する（Ｓ３２）。照明光としては、白熱灯、白色蛍光灯（色温度４０００Ｋ程度）、昼白色蛍光灯（色温度５０００Ｋ程度）など、使用環境でよく用いられるものを選択する。
【００４３】
なお、プロジェクタ光の測定処理と同様に、サンプルスクリーンの色は、光センサ６０で測定可能にしたいスクリーンの色の範囲内で可能な限り均等に選択することが好ましい。また、サンプルスクリーンの数は多いほど変換精度が高くなるが、一方、計算量は多くなってしまうので、６〜９種類程度が適当である。
【００４４】
そして、Ｓ３２における測定によって、各スクリーンおよび各照明光に対する、輝度計７０によって測定される正しいＸＹＺ値と、標準センサ７５からの出力電圧（ＬＭＳ）とのデータ対が得られ、これらの対応関係がＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録される（Ｓ３４）。ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータの一例は以下のとおりである。
【００４５】
測色する照明が照明αのときの標準センサでの測定値を（Ｌα ｎ，Ｍα ｎ，Ｓα ｎ）とし、輝度計での測定値を（Ｘα ｎ，Ｙα ｎ，Ｚα ｎ）とする。
【００４６】
測色する照明が照明βのときの標準センサでの測定値を（Ｌβ ｎ，Ｍβ ｎ，Ｓβ ｎ）とし、輝度計での測定値を（Ｘβ ｎ，Ｙβ ｎ，Ｚβ ｎ）とする。
【００４７】
測色する照明が照明γのときの標準センサでの測定値を（Ｌγ ｎ，Ｍγ ｎ，Ｓγ ｎ）とし、輝度計での測定値を（Ｘγ ｎ，Ｙγ ｎ，Ｚγ ｎ）とする。
【００４８】
ここで、ｎは０，１，２，…，Ｎであり、スクリーンの種類を表す。
【００４９】
照明用マトリックスＭｉｎの生成処理
次に、図７を参照して、照明用マトリックスＭｉｎの生成処理について説明する。
【００５０】
まず、Ｍｉｎ計算部６０ｆは、ＬＭＳ／ＸＹＺ対記録部６０ａに記録されるデータに基づき、各スクリーンに対する照明用マトリックスＭｉｎ：
【００５１】
【数３】
【００５２】
プロジェクタ毎の付属センサ６０ｈによるプロジェクタ光の測定処理
次に、図８を参照して、プロジェクタ毎の付属センサ６０ｈによるプロジェクタ光の測定処理を説明する。当該処理は、付属センサの個体差を補正するために、各機体毎にキャリブレーション用のマトリックスを生成するために行う。
【００５３】
図８に示すように、まず、各機体について、暗室下において、基準スクリーン上に表示装置（プロジェクタ）のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）３色を照射し（Ｓ５０）、付属センサ６０ｈによってＬＭＳ値を測定する（Ｓ５２）。Ｓ５２における測定データの一例は以下のとおりである。
【００５４】
測色する色が赤（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＲ０’，ＭＲ０’，ＳＲ０’）とする。
【００５５】
測色する色が緑（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＧ０’，ＭＧ ０’，ＳＧ０’）とする。
【００５６】
測色する色が青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）のときの付属センサでの測定値を（ＬＢ０’，ＭＢ０’，ＳＢ０’）とする。
【００５７】
そして、Ｍｏ計算部６０ｉは、以下の式（３）を用いて、
【００５８】
【数４】
【００５９】
使用環境下での光測定処理
図１０に、使用環境下における光測定処理を行う光センサ６０の機能ブロック図を示す。
【００６０】
図１０に示す光センサ６０は、測定対象光のＬＭＳ値を測定する付属センサ６０ｈと、Ｍｏ保存部６０ｊに保存されているキャリブレーション用マトリックスＭｏを用いてキャリブレーションを行うキャリブレーション部６０Ｋと、キャリブレーション後のセンサ出力をプロジェクタ光成分と照明光成分とに分離する光分離手段６０ｍと、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルＰと、サンプルスクリーン特性ベクトルＰｎとの相関係数Ｐ（ｎ）を求める相関係数Ｐ（ｎ）計算部６０ｎと、相関係数Ｐ（ｎ）から使用環境下でのマトリックスを合成するための重み付け係数Ｗｎを求めるＷｎ計算部６０ｐと、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎと重み付け係数Ｗｎとから使用環境下におけるプロジェクタ用マトリックスＭｄを合成するＭｄ合成部６０ｑと、照明光用マトリックスＭｉｎと重み付け係数Ｗｎとから使用環境下における照明光用マトリックスＭｉを合成するＭｉ合成部６０ｒと、プロジェクタ光成分をプロジェクタ用マトリックスＭｄを用いてＬＭＳ値からＸＹＺ値に変換するプロジェクタ光成分変換部６０ｓと、照明光成分を照明光用マトリックスＭｉを用いてＬＭＳ値からＸＹＺ値に変換する照明光成分変換部６０ｔと、プロジェクタ光変換部６０ｓによって変換されたＸＹＺ値と、照明光成分変換部６０ｔによって変換されたＸＹＺ値とを和演算することによって使用環境下におけるプロジェクタのＲＧＢの三刺激値ＸＹＺを求める合成部６０ｕと、を備えて構成される。
【００６１】
次に、図９を参照して、使用環境下における光センサ６０による光測定処理を説明する。
【００６２】
ここで説明する光センサ６０における光測定処理は、光センサ６０のプログラム格納部（図示せず）に記録されたプログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【００６３】
図９に示すように、使用環境下（照明あり、任意のスクリーン）において、表示装置（プロジェクタ）のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）Ｋ（黒）の４色を照射し（Ｓ６０）、付属センサ６０ｈによってＬＭＳ値を測定する（Ｓ６２）。Ｓ６２における測定データの一例は以下のとおりである。
【００６４】
測色する色が赤（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＲ’，ＭＲ’，ＳＲ’）とする。
【００６５】
測色する色が緑（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＧ’，ＭＧ’，ＳＧ’）とする。
【００６６】
測色する色が青（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）のときの付属センサでの測定値を（ＬＢ’，ＭＢ’，ＳＢ’）とする。
【００６７】
測色する色が黒（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）のときの付属センサでの測定値を（ＬＫ’，ＭＫ’，ＳＫ’）とする。
【００６８】
そして、キャリブレーション部６０Ｋは、Ｍｏ保存部６０ｊに保存されているキャリブレーション用マトリックスＭｏを用いて、以下の式（４）のように、
【００６９】
【数５】
【００７０】
ＬＧ’，ＭＧ’，ＳＧ’、ＬＢ’，ＭＢ’，ＳＢ’およびＬＫ’，ＭＫ’，ＳＫ’に関しても同様にキャリブレーションを行う。
【００７１】
そして、光分離手段６０ｍは、Ｓ６４で求めたキャリブレーション後のセンサ出力を、プロジェクタ光成分と照明光成分とに分離する（Ｓ６６）。
【００７２】
具体的には、Ｓ６６において、表示装置でＫ（黒）を出力したときのセンサ出力値ＬＫＭＫＳＫは、表示装置の黒の出力と照明光との和と考えられるので、プロジェクタ光成分は、
ＬＲ−ＬＫ，ＭＲ−ＭＫ，ＳＲ−ＳＫ
ＬＧ−ＬＫ，ＭＧ−ＭＫ，ＳＧ−ＳＫ
ＬＢ−ＬＫ，ＭＢ−ＭＫ，ＳＢ−ＳＫ
となり、照明光成分は、
ＬＫ，ＭＫ，ＳＫ
となる。
【００７３】
このようにして、プロジェクタ光成分と照明光成分とが分離される。
【００７４】
一方、相関係数Ｐ（ｎ）計算部６０ｎは、使用環境におけるスクリーン特性を調べるために、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルＰと、サンプルスクリーン特性ベクトルＰｎとの相関係数Ｐ（ｎ）を求める（Ｓ６８およびＳ７０）。ここで、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルＰは、
【００７５】
【数６】
【００７６】
このように、前記スクリーン特性ベクトルＰは、表示装置のＲを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＧを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＢを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルであり、相関係数Ｐ（ｎ）は、２つの特性ベクトルの内積を変数とする関数である。
【００７７】
使用するスクリーンがサンプルスクリーンと同一であればＰ（ｎ）＝１であり、使用するスクリーンがサンプルスクリーンと全く相関がなければＰ（ｎ）＝０となる。
【００７８】
すなわち、複数のサンプルスクリーンについての測定結果と、使用しているスクリーンについての測定結果とに基づき、サンプルスクリーンと使用しているスクリーンとの相関度を示す相関係数を求める。そして、当該相関係数に基づき、使用しているスクリーンがどのサンプルスクリーンと相関度が強いか否かに応じて重み付けを行うことによって、プロジェクタ用マトリックスＭｄｎおよび照明用マトリックスＭｉｎの合成を行う。
【００７９】
そして、Ｗｎ計算部６０ｐは、Ｓ７０で求めた相関係数Ｐ（ｎ）から、使用環境下でのマトリックスを合成するための重み付け係数Ｗｎを求める（Ｓ７２）。重み付け係数Ｗｎは、
Ｗｎ＝Ｑｎ／（Ｑ０＋Ｑ１＋Ｑ２＋ ・・・ ＋ＱＮ）
によって定義される。重み付け係数Ｗｎの求め方には以下の２例がある。
【００８０】
第１例
第１例は、
Ｑｎ＝１／（１００１−１０００Ｐｎ）
とする場合である。図１１に、重み付け係数Ｗｎを求める第１例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図を示す。
【００８１】
第２例
第２の例は、
Ｑｎ＝Ｐｎ−Ｐ’（Ｐｉ＞Ｐ’）
＝０ （Ｐｉ≦Ｐ’）
とする場合である。図１２に、重み付け係数Ｗｎを求める第２例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図を示す。当該例で、Ｐ’は約０．９８とするが、サンプルスクリーンの選択の仕方によってＰ’の値は異なる。
【００８２】
第１例の方が変換精度が期待できるため、変数のサイズなどに支障がなければ第１例を用いることが好ましい。第２例の方は、計算が第１例よりも簡単になるが、閾値Ｐ’を決める必要がある。閾値Ｐ’はサンプルスクリーンの選び方によって最適値が異なってくるが、おおむねＰ’＝０．９８前後の値が適当である。下式のＷｎおよびＱｎとも、０〜１の範囲の値をとる。
【００８３】
次に、Ｍｄ合成部６０ｑは、Ｍｄｎ保存部６０ｅに保存されているプロジェクタ用マトリックスＭｄｎと、Ｗｎ計算部６０ｐで計算された重み付け係数Ｗｎとから、以下の式：
【００８４】
そして、同様に、Ｍｉ合成部６０ｒは、Ｍｉｎ保存部６０ｇに保存されている照明光用マトリックスＭｉｎと、Ｗｎ計算部６０ｐで計算された重み付け係数Ｗｎとから、以下の式：
【００８５】
そして、プロジェクタ光成分変換部６０ｓは、光分離手段６０ｍによって分離されたプロジェクタ光成分を、Ｓ７４において生成されたプロジェクタ用マトリックスＭｄを用いて、以下の式（５）より、
【００８６】
【数７】
【００８７】
また、照明光成分変換部６０ｔは、光分離手段６０ｍによって分離された照明光成分を、Ｓ７６において生成された照明光用マトリックスＭｉを用いて、以下の式（６）より、
【００８８】
【数８】
【００８９】
そして、合成部６０ｕが、プロジェクタ光変換部６０ｓによって変換されたＸＹＺ値と、照明光成分変換部６０ｔによって変換されたＸＹＺ値とを和演算することによって、使用環境下におけるプロジェクタのＲＧＢの三刺激値ＸＹＺが求められる（Ｓ８２）。すなわち、使用環境下におけるプロジェクタのＲＧＢの三刺激値ＸＹＺは、式（７）：
【００９０】
【数９】
【００９１】
【数１０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の一例にかかるプロジェクタ２０を用いたシステムの概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる光センサ６０を備えるプロジェクタ２０内の画像処理部の機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる光センサ６０の機能ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる標準センサによるプロジェクタ光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】プロジェクタ用マトリックスＭｄｎの生成処理について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかる標準センサによる照明光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】照明用マトリックスＭｉｎの生成処理について説明するためのフローチャートである。
【図８】プロジェクタ毎の付属センサ６０ｈによるプロジェクタ光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】使用環境下における光センサ６０による光測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる使用環境下における光測定処理を行う光センサ６０の機能ブロック図である。
【図１１】重み付け係数Ｗｎを求める第１例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図である。
【図１２】重み付け係数Ｗｎを求める第２例の場合のＰｎとＱｎとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ スクリーン
２０ プロジェクタ
５０ 照明器具
６０ 光センサ
６０ａ ＬＭＳ／ＸＹＺ記録部
６０ｂ Ｐｎ計算部
６０ｃ Ｐｎ保存部
６０ｄ Ｍｄｎ計算部
６０ｅ Ｍｄｎ保存部
６０ｆ Ｍｉｎ計算部
６０ｇ Ｍｉｎ保存部
６０ｈ 付属センサ
６０ｉ Ｍｏ計算部
６０ｊ Ｍｏ保存部
６０ｋ キャリブレーション部
６０ｍ 光分離手段
６０ｎ 相関係数Ｐ（ｎ）計算部
６０ｐ Ｗｎ計算部
６０ｑ Ｍｄ合成部
６０ｒ Ｍｉ合成部
６０ｓ プロジェクタ光成分変換部
６０ｔ 照明光成分変換部
６０ｕ 合成部
７０ 輝度計
８０ 外部照明
１００ 画像処理部
１１０ Ａ／Ｄ変換部
１２０ 色補正部
１３０ Ｄ／Ａ変換部
１４０ Ｌ／Ｖ駆動部
１５０ 色補正テーブル生成部
Claims (12)
- 特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置であって、
複数のサンプル投影面および複数のサンプル照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換手段を備える光検出装置。 - 請求項１に記載の光検出装置であって、
前記複数のサンプル投影面および前記複数のサンプル照明光についての照明用演算子を合成することによって生成された照明用の演算子を用いて、前記照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための照明用変換手段をさらに備えている光検出装置。 - 請求項１または２に記載の光検出装置であって、
複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、前記複数のサンプル投影面と前記使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算手段をさらに備え、
当該相関係数に基づき、前記使用している投影面と前記複数のサンプル投影面との相関度に応じた重み付けを行うことによって前記演算子の合成を行う、光検出装置。 - 請求項３に記載の光検出装置であって、
前記相関係数が特性ベクトルの内積を変数とする関数であり、
前記特性ベクトルが、表示装置のＲを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＧを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のＢを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルである、光検出装置。 - 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光検出装置であって、
前記表示装置用変換手段または前記照明用変換手段による変換前に、前記特定の照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離する光分離手段をさらに備えている光検出装置。 - 請求項５に記載の光検出装置であって、
前記光分離手段が、表示装置に黒を出力させたときの輝度特性を、表示装置が出力する特定色の輝度特性から減算することを用いて、前記特定の照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離する光検出装置。 - 請求項２乃至６のいずれか一項に記載の光検出装置であって、
前記表示装置用変換手段によって変換された当該表示装置に依存しない座標系の値と、前記照明用変換手段によって変換された当該表示装置に依存しない座標系の値とを和演算する、光検出装置。 - 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光検出装置であって、
前記表示装置に依存しない座標系の値がＸＹＺである、光検出装置。 - 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光検出装置を備えるプロジェクタ。
- 特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出方法であって、
複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換工程を備える光検出方法。 - 特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、
複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体。
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| JP2012008461A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Seiko Epson Corp | 画像処理装置、投射型表示装置および画像処理方法 |
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