JP2011030119A - 画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像投射装置において、遠隔操作用の光信号による色調調整処理への影響を少なくする。
【解決手段】画像投射装置５は、基準画像を投射した被投射面Ｓからの反射光を検出する第１の受光センサ３と、該第１の受光センサからの出力に応じて投射画像の色調調整処理を行う処理手段１５，７と、遠隔操作用の光信号を検出する第２の受光センサ１８と、該第２の受光センサにより光信号を検出したときに、色調調整処理を制限する制御手段１６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被投射面からの反射光を検出して色調調整処理を行う液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関する。

画像投射装置によって画像を投射する被投射面としては、専用の白色スクリーンだけでなく、壁やパーテーション等、白色ではない被投射面がある。また、画像投射装置は、暗い室内だけでなく、照明された室内でも使用される。
被投射面の色や照明による投射画像の色調（色バランス）への影響を低減するために、投射画像の白バランスを自動的に調整（補正）するプロジェクタが特許文献１にて開示されている。このプロジェクタでは、基準画像としての白色画像を被投射面に投射して、そのときの被投射面からの反射光に含まれる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）成分をＣＣＤカメラ等のカラーセンサを用いて検出する。そして、検出したＲ、ＧおよびＢ成分に基づいて、被投射面上で所定の白バランスが得られるように、プロジェクタに入力される画像信号のＲ、ＧおよびＢ成分に対するゲインを調整する。

特許第２９７３４７７号公報

しかしながら、特許文献１にて開示されたプロジェクタの色調調整処理では、白色画像を被投射面に投射しているときに、該プロジェクタ（又は他の機器）を遠隔操作するためのリモコン光信号（例えば、赤外光）がカラーセンサによって検出される可能性がある。赤外リモコン光信号が検出された状態では、カラーセンサの分光感度分布において、図４に示す該光信号が検出されない場合に比べて、図５に示すようにＲ成分が強調される。そして、Ｒ成分が強調されたカラーセンサ出力に基づいて色調補正が行われると、白バランスがシアン方向にずれる。つまり、リモコン光信号の影響により誤った色調調整処理が行われてしまう。

本発明は、リモコン光信号による色調調整処理への影響を少なくすることができるようにした画像投射装置を提供する。

本発明の一側面としての画像投射装置は、基準画像を投射した被投射面からの反射光を検出する第１の受光センサと、該第１の受光センサからの出力に応じて投射画像の色調調整処理を行う処理手段と、遠隔操作用の光信号を検出する第２の受光センサと、該第２の受光センサにより光信号を検出したときに、色調調整処理を制限する制御手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の他の一側面としての画像投射装置は、基準画像を投射した被投射面からの反射光を検出する第１の受光センサと、該第１の受光センサからの出力に応じて投射画像の色調調整処理を行う処理手段と、遠隔操作用の光信号を検出する第２の受光センサと、該第２の受光センサにより光信号を検出したときに、処理手段に、該光信号の強度と第１の受光センサからの出力とに応じた色調調整処理を行わせる制御手段とを有することを特徴とする。

本発明では、基準画像を被投射面に投射して第１の受光センサからの出力を得て色調調整処理を行う場合に、第２の受光センサにより遠隔操作用の光信号が検出された場合には、色調調整処理を制限したり、該光信号の強度も加味して色調調整処理を行ったりする。これにより、遠隔操作用の光信号の色調調整処理への影響（色調調整処理の誤差）を少なくすることができる。

本発明の実施例１であるプロジェクタの構成を示す図。 実施例１のプロジェクタにおける自動スクリーン色補正処理の流れを示すフローチャート。 本発明の実施例２であるプロジェクタにおける自動スクリーン色補正処理の流れを示すフローチャート。 赤外リモコン光信号を受光していない状態でのカラーセンサの分光感度分布を示す図。 赤外リモコン光信号を受光した状態でのカラーセンサの分光感度分布を示す図。 実施例１における赤外リモコン光信号の発光パターン例を示す図。 実施例２のプロジェクタの構成を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である画像投射装置としての液晶プロジェクタの構成を示す。
図１において、５は液晶プロジェクタであり、光源ランプ１３からの光により照明された、画像形成素子としての液晶パネル１２上に形成された原画の拡大像（投射画像）を被投射面Ｓに投射する。
２０はＲ，Ｇ，Ｂの入力映像信号（入力画像信号）であり、パーソナルコンピュータや映像機器等の画像供給装置から出力されて液晶プロジェクタ５に入力される。
６は画像処理部であり、Ｒ，Ｇ，Ｂの入力映像信号をＡ／Ｄ変換したりフォーマット変換したりして、所定フォーマットのＲ，Ｇ，Ｂのデジタル映像信号を生成する。また、画像処理部６は、Ｒ，Ｇ，Ｂのデジタル映像信号に対して、画像形成素子である液晶パネル１２に適した解像度変換処理やフレームレート変換処理等の各種処理を行い、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号を生成する。また、画像処理部６は、基準画像としての全白画像又は全黒画像を投射させるためのＲ，Ｇ，Ｂの映像信号を生成する。

画像処理部６で生成されたＲ，Ｇ，Ｂの映像信号は補正回路７に入力される。補正回路７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号のゲイン調整又はオフセット調整等の輝度や色に関する信号処理を行う。このうち特にゲイン調整は、投射画像の色調を調整するために主として行われる処理である。投射画像の色調を調整するための処理を、以下の説明では「色調調整処理」という。補正回路７は、後述する色処理補正部１５とともに、「処理手段」を構成する。
８はガンマ変換回路であり、補正回路７からのＲ，Ｇ，Ｂの映像信号に対して所定のガンマ補正処理を行う。ガンマ変換回路８から出力されたＲ，Ｇ，Ｂの映像信号（パネル駆動信号）は、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の３つの液晶パネル１２に入力され、該３つの液晶パネル１２上にＲ，Ｇ，Ｂの原画を形成させる。

１１は投射レンズであり、３つの液晶パネル１２からのＲ，Ｇ，Ｂの光が合成された投射光１を被投射面Ｓに投射する。
メイン制御部１４は、マイクロコンピュータ等によって構成されている。メイン制御部１４は、プロジェクタ全体の動作の制御を司るシステム制御部（制御手段）１６と、上述した色調調整処理を制御する色処理補正部１５とを有する。
１７はプログラムメモリであり、メイン制御部１４の動作において用いられるコンピュータプログラムや各種データが記憶されている。
３は第１の受光センサとしてのカラーセンサである。カラーセンサ３は、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの波長領域に感度を有するＲセンサ、ＧセンサおよびＢセンサ（図示せず）を含む。３原色センサであるＲセンサ、ＧセンサおよびＢセンサは、プロジェクタ５から前述した基準画像を形成する光として投射されて被投射面Ｓで反射した反射光４を受光して、Ｒ，ＧおよびＢの光成分をそれぞれ電気信号に変換する。色処理補正部１５は、Ｒ、ＧおよびＢセンサから出力されるＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの強度を示す電気信号（センサ値）１０に応じて、色調調整処理を制御する。色調調整処理の制御には、例えば、ゲイン調整を行うためのパラメータであるゲイン値を設定することが含まれる。
具体的には、色処理補正部１５は、Ｒ，Ｇ，Ｂのセンサ値１０と、プログラムメモリ１７に記憶保存されているセンサ基準値とを用いて補正後センサ値を演算する。センサ基準値は、基準画像を基準（標準）スクリーンに投射した場合にセンサ値１０として得られるＲ、ＧおよびＢセンサの出力値である。センサ基準値は、プロジェクタ５の製造後の調整工程において測定されてプログラムメモリ１７に予め記憶保存される。
さらに、色補正処理部１５は、センサ値１０とセンサ基準値との差分から所定の白バランスが得られるようにＲ，Ｇ，Ｂの映像信号のそれぞれに対する補正後ゲイン値を算出し、補正回路７に伝える。補正回路７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号に対するゲイン値として補正後ゲイン値を設定する。これにより、被投射面Ｓの色が基準色（白）以外の色（例えば、ピンクやブルー）である場合でも概ね全白の画像を投射することができる。
このように、被投射面Ｓに基準画像を投射した状態でカラーセンサ３により得られた色情報（Ｒ，Ｇ，Ｂの強度情報）に基づいて色調調整処理を制御する機能を、本実施例では、自動スクリーン色調補正機能といい、該制御を自動スクリーン色調補正という。自動スクリーン色調補正機能は、一般には、自動壁色補正機能等とも称される。
１８は第２の受光センサとしての赤外リモコンセンサである。赤外リモコンセンサ１８は、リモコン操作器１９から出力された赤外リモコン光信号（遠隔操作用の光信号）を受光して電気信号に変換する。システム制御部１６は、赤外リモコンセンサ１８からの電気信号（赤外リモコン光信号が有するパターン又はコード）に応じた動作をプロジェクタ５に行わせる。

次に、本実施例における赤外リモコン光信号と自動スクリーン色調補正との関係について説明する。図４には、光源ランプ１３として高圧水銀ランプが用いられ、赤外リモコン光信号がカラーセンサ３に入射することなく被投射面Ｓからの反射光４がカラーセンサ３に入射している状態（以下、通常状態という）でのカラーセンサ３の分光感度分布の例を示す。なお、カラーセンサ３におけるＲセンサ、ＧセンサおよびＢセンサが感度を有する波長領域はそれぞれ、隣り合う波長領域と一部が重複している。
通常状態で自動スクリーン色調補正を行う場合には、プログラムメモリ１７に記憶されたセンサ基準値と、カラーセンサ３からのセンサ値１０とが色補正処理部１５に送られる。色補正処理部１５は、センサ基準値とセンサ値１０を比較して、被投射面Ｓ上において所定の白バランス（概ね全白の投射画像）が得られるようにＲ，Ｇ，Ｂの補正後ゲイン値を算出する。そして、補正回路７にて、Ｒ，Ｇ，Ｂの補正後ゲイン値を用いてＲ，Ｇ，Ｂの映像信号のゲインを調整することで、被投射面Ｓの色が基準色（白）以外の色であっても良好な色バランスを有する投射画像が投射される。
図５には、光源ランプ１３として高圧水銀ランプが用いられ、赤外リモコン光信号と被投射面Ｓからの反射光４とがカラーセンサ３に入射している状態（以下、赤外光入力状態という）でのカラーセンサ３の分光感度分布の例を示す。
赤外リモコン光信号は、例えば、赤外光の波長である９４０ｎｍをピークとした光を発する。このため、図５に示す赤外光入力状態では、図４に示す通常状態に比べて、Ｒ光成分（ＲＥＤ）が増加する。この増加したＲ光成分に対応するセンサ値を用いて自動スクリーン色調補正を行うと、Ｒの映像信号の強度を減らすような補正後ゲイン値が設定され、白色がシアン色に誤補正される。
図６には、リモコン操作器１９からの赤外リモコン光信号の発光パターン（発光タイミング）の例を示す。リモコン操作器１９は、赤外光を３８ＫＨｚのＯＮ／ＯＦＦパルス信号で変調し、さらにリーダーコード、カスタムコードおよびデータコードを表す２値パルス信号のＯＮ期間を発光期間に、ＯＦＦ期間を休止期間とすることで、赤外リモコン光信号を生成する。
赤外リモコンセンサ１８は、赤外リモコン光信号を光電変換することで、リーダーコード、カスタムコードおよびデータコードに対応するパルス信号を含む２値信号２１を生成し、該２値信号をシステム制御部１６に送る。システム制御部１６は、２値信号２１を解読して、リモコン操作器１９から送信された制御コマンドを取得する。
次に、図２のフローチャートを用いて、システム制御部１６における自動スクリーン色調補正のための処理について説明する。この処理は、プログラムメモリ１７に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
まず、ステップＳ２０１において、システム制御部１６は、画像処理部６を制御して、ガンマ変換回路８、液晶パネル１２および投射レンズ１１を経由して被投射面Ｓに基準画像としての全白画像を投射させる。この段階では、自動スクリーン色調補正は行わない。
次に、ステップＳ２０２では、システム制御部１６は、カラーセンサ３に被投射面Ｓからの反射光４を検出させる。
また、ステップＳ２０３では、システム制御部１６は、赤外リモコンセンサ１８により図６に示した発光パターンを有する赤外リモコン光信号が検出されたか否かを判定する。赤外リモコン光信号が検出された場合には、ステップＳ２０２に戻る。すなわち、先にステップＳ２０２にてカラーセンサ３により検出した被投射面Ｓからの反射光４（センサ値１０）に応じた自動スクリーン色調補正を制限する。一方、赤外リモコン光信号が検出されなかった場合には、ステップＳ２０４に進む。
なお、ステップＳ２０２に戻ると、システム制御部１６は、カラーセンサ３に被投射面Ｓからの反射光４を再度検出させる。そして、次のステップＳ２０３において赤外リモコン光信号を検出しなければ、ステップＳ２０４に進む。このように、ステップＳ２０３にて自動スクリーン色調補正を制限したときは、赤外リモコン光信号を検出しない状態においてカラーセンサ３に反射光４を検出させ、色調調整処理を行わせるためにステップＳ２０４に進む。
ステップＳ２０４では、システム制御部１６は、画像処理部６を制御して、ガンマ変換回路８、液晶パネル１２および投射レンズ１１を経由して被投射面Ｓに基準画像としての全黒画像を投射させる。この段階では、自動スクリーン色調補正は行わない。
次に、ステップＳ２０５では、システム制御部１６は、カラーセンサ３に被投射面Ｓからの反射光４を検出させる。
また、ステップＳ２０６では、システム制御部１６は、赤外リモコンセンサ１８により赤外リモコン光信号が検出されたか否かを判定する。赤外リモコン光信号が検出された場合には、ステップＳ２０５に戻る。すなわち、先にステップＳ２０４にてカラーセンサ３により検出した被投射面Ｓからの反射光４（センサ値１０）に応じた自動スクリーン色調補正を制限する。一方、赤外リモコン光信号が検出されなかった場合には、ステップＳ２０７に進む。
なお、ステップＳ２０５に戻ると、システム制御部１６は、カラーセンサ３に被投射面Ｓからの反射光４を再度検出させる。そして、次のステップＳ２０６において赤外リモコン光信号を検出しなければ、ステップＳ２０７に進む。このように、ステップＳ２０６にて自動スクリーン色調補正を制限したときは、赤外リモコン光信号を検出しない状態においてカラーセンサ３に反射光４を検出させ、色調調整処理を行わせるためにステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７では、システム制御部１６は、色補正処理部１５に補正後ゲイン値を決定させる。色補正処理部１５は、ステップＳ２０２にて全白画像投射時に得られたセンサ値１０からステップＳ２０５にて全黒画像投射時に得られたセンサ値１０を差し引き、その結果をプログラムメモリ１７に予め記憶されたセンサ基準値と比較する。そして、比較結果（センサ基準値との差）に基づいて適切な色バランスが得られるＲ，Ｇ，Ｂの補正後ゲイン値を決定する。システム制御部１６は、色補正処理部１５にて決定されたＲ，Ｇ，Ｂの補正後ゲイン値を補正回路７でのゲイン調整用のゲイン値として設定させる。
本実施例によれば、赤外リモコン光信号による影響を抑えた正確な自動スクリーン色調補正を行うことができる。
なお、ステップＳ２０３又はステップＳ２０６において赤外リモコン光信号が所定回数又は所定時間にわたって繰り返し検出された場合には、図２に示した自動スクリーン色調補正の実行ルーチンを中止するようにしてもよい。

図７には、本発明の実施例２である画像投射装置としての液晶プロジェクタの構成を示す。図７において、実施例１（図１）に示した液晶プロジェクタの構成要素および信号と共通する構成要素および信号には実施例１と同符号を付している。
本実施例の赤外リモコンセンサ１８′は、赤外光の強度を検出して赤外強度信号２２を出力する機能を有する。例えば、赤外光の強度が高い場合は大きな値の赤外強度信号２２を、強度が低い場合は小さな値の赤外強度信号２２をシステム制御部１６に出力する。
システム制御部１６′は、赤外リモコンセンサ１８からの赤外強度信号２２に応じて、色補正処理部１５にて決定される補正後ゲイン値を変更させる。言い換えれば、赤外リモコン光信号の強度とカラーセンサ３からの出力とに応じた自動スクリーン色調補正を可能とする。
次に、図３のフローチャートを用いて、システム制御部１６′における自動スクリーン色調補正のための処理について説明する。この処理は、プログラムメモリ１７に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
まず、ステップＳ３０１において、システム制御部１６′は、画像処理部６を制御して、ガンマ変換回路８、液晶パネル１２および投射レンズ１１を経由して被投射面Ｓに基準画像としての全白画像を投射させる。この段階では、自動スクリーン色調補正は行わない。
次に、ステップＳ３０２では、システム制御部１６′は、カラーセンサ３に被投射面Ｓからの反射光４を検出させる。
また、ステップＳ３０３では、システム制御部１６′は、赤外リモコンセンサ１８により赤外リモコン光信号が検出されたか否かを判定する。赤外リモコン光信号が検出された場合には、ステップＳ３０８に進む。一方、赤外リモコン光信号が検出されなかった場合には、ステップＳ３０４に進む。
ステップＳ３０８では、システム制御部１６′は、赤外リモコンセンサ１８からの赤外強度信号２２、すなわち赤外リモコン光信号の強度（以下、赤外強度という）を検出する。そして、ステップＳ３０２でカラーセンサ３により得られた全白画像投射時のセンサ値１０から赤外強度に対応する値を差し引いて、赤外補正後センサ値を得る。その後、ステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、システム制御部１６′は、画像処理部６を制御して、ガンマ変換回路８、液晶パネル１２および投射レンズ１１を経由して被投射面Ｓに基準画像としての全黒画像を投射させる。この段階では、自動スクリーン色調補正は行わない。
次に、ステップＳ３０５では、システム制御部１６′は、カラーセンサ３に被投射面Ｓからの反射光４を検出させる。
また、ステップＳ３０６では、システム制御部１６′は、赤外リモコンセンサ１８により赤外リモコン光信号が検出されたか否かを判定する。赤外リモコン光信号が検出された場合には、ステップＳ３０９に進む。一方、赤外リモコン光信号が検出されなかった場合には、ステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０９では、システム制御部１６′は、赤外リモコンセンサ１８からの赤外強度信号２２（赤外強度）を検出する。そして、ステップＳ３０５でカラーセンサ３により得られた全黒画像投射時のセンサ値１０から赤外強度に対応する値を差し引いて、赤外補正後センサ値を得る。その後、ステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０７では、システム制御部１６は、色補正処理部１５に補正後ゲイン値を決定させる。色補正処理部１５は、ステップＳ３０２にて得られたセンサ値１０又はステップＳ３０８で得られた赤外補正後センサ値から、ステップＳ３０５にて得られたセンサ値１０又はステップＳ３０９で得られた赤外補正後センサ値を差し引く。そして、その結果をプログラムメモリ１７に予め記憶されたセンサ基準値と比較し、比較結果（センサ基準値との差）に基づいて適切な色バランスが得られるＲ，Ｇ，Ｂの補正後ゲイン値を決定する。システム制御部１６は、色補正処理部１５にて決定されたＲ，Ｇ，Ｂの補正後ゲイン値を補正回路７でのゲイン調整用のゲイン値として設定させる。
本実施例によれば、赤外リモコン光信号の強度に応じたセンサ値１０の補正を行うことができるので、赤外リモコン光信号の影響を抑えた正確な自動スクリーン色調補正を行うことができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
上記各実施例では、遠隔操作用の光信号として赤外光を用いる場合について説明したが、赤外光以外の光を用いてもよい。

また、上記各実施例では、画像形成素子として液晶パネルを用いた画像投射装置について説明したが、本発明は、液晶パネル以外の画像形成素子（例えば、デジタルマイクロミラーデバイス）を用いた画像投射装置にも適用することができる。

遠隔操作用の光信号の色調調整処理への影響を少なくした画像投射装置を提供できる。

Ｓ 被投射面
１ 投射光
３ カラーセンサ
４ 反射光
５ プロジェクタ
７ 補正回路
１０ センサ値
１１ 投射レンズ
１２ 液晶パネル
１５ 色補正処理部
１６ システム制御部
１８ 赤外リモコンセンサ
１９ リモコン操作器

Claims (3)

1. 画像を被投射面に投射する画像投射装置であって、
   基準画像を投射した前記被投射面からの反射光を検出する第１の受光センサと、
   該第１の受光センサからの出力に応じて投射画像の色調調整処理を行う処理手段と、
   遠隔操作用の光信号を検出する第２の受光センサと、
   該第２の受光センサにより前記光信号を検出したときに、前記色調調整処理を制限する制御手段とを有することを特徴とする画像投射装置。
2. 前記制御手段は、前記色調調整処理を制限したときは、前記第２の受光センサにより前記光信号を検出しない状態において前記第１の受光センサに前記反射光を検出させ、前記処理手段に前記色調調整処理を行わせることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 画像を被投射面に投射する画像投射装置であって、
   基準画像を投射した前記被投射面からの反射光を検出する第１の受光センサと、
   該第１の受光センサからの出力に応じて投射画像の色調調整処理を行う処理手段と、
   遠隔操作用の光信号を検出する第２の受光センサと、
   該第２の受光センサにより前記光信号を検出したときに、前記処理手段に、該光信号の強度と前記第１の受光センサからの出力とに応じた前記色調調整処理を行わせる制御手段とを有することを特徴とする画像投射装置。