JP2019057857A - 投影装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の投影装置でマルチ投影を行う際に、色調整を行う事は煩雑な作業を必要とした。【解決手段】複数台の投影装置によるマルチ投影システムを構成することが可能な投影装置であって、投影表示するテストパターンを生成するための生成手段と、他の投影装置が投影する投影領域と重畳する重畳領域に減光処理を施す減光手段と、生成された前記テストパターンを投影する投影手段を具備し、前記生成手段は、前記重畳装置において複数の色を含んだテストパターンを生成する事を特徴とする。【選択図】図8
Description
本発明は、投影装置に関し、特に、複数の投影装置の出力から一つの投影面を作成する際の色の調整に関するものである。
投影装置においては、複数の投影装置の出力した投影面の端を重畳させ、一つの投影面を作成するマルチ投影が行われている。マルチ投影では、隣接する投影装置同士の投影領域が重畳した部分(以降エッジブレンド領域と呼ぶ)の輝度値が一台の投影装置で出力している輝度値と同様になるように、明るさを減衰させる処理(以降エッジブレンド処理と呼ぶ)が一般的に行われている。
さらにマルチ投影面を構成する各々の投影装置間で明るさや色未を調整するために、テストパターンを用いることも広く行われている。特許文献1では、複数のディスプレイ装置を並べた際の色調整に適したテストパターンに関して開示されている。
テストパターン機能は、単一の投影装置に対して色調整を目的とした機能であるため、複数台の投影装置で同一のテストパターンを出したとしても、前述したエッジブレンド領域でテストパターンが重なってしまい、色調整を行う事が困難であった。
特許文献1では、複数のディスプレイ装置で色調整を行うためのテストパターンに関して開示されているが、投影装置においては前述したようにエッジブレンド領域が存在するため、特許文献1のテストパターンを用いたとしても色調整を行う事は困難であった。
そこで本発明の目的は、複数の投影装置を用いて一つの投影面を作成するマルチ投影が行われている際に、複数の投影装置において色調整に適したテストパターンの生成方法を提供する事を目的とする。
本発明の投影装置は、複数台の投影装置によるマルチ投影システムを構成することが可能な投影装置であって、投影表示するテストパターンを生成するための生成手段と、他の投影装置が投影する投影領域と重畳する重畳領域に減光処理を施す減光手段と、生成された前記テストパターンを投影する投影手段を具備し、前記生成手段は、前記重畳装置において複数の色を含んだテストパターンを生成する事を特徴とする。
本発明によれば、複数の投影装置を用いて一つの投影面を作成するマルチ投影が行われている際に、複数の投影装置において同時に色調整を行う事が可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の好ましい形態を示すものであり、発明の範囲を限定するものではない。
以下、図1を参照して、本発明の第1の実施例による、投影装置について説明する。本実施例では、液晶表示装置の一例として、液晶プロジェクタについて説明する。また、液晶プロジェクタには、単板式、3板式などが一般に知られているが、どちらの方式であっても良い。本実施例の液晶プロジェクタは、表示するべき画像に応じて、液晶素子の光の透過率を制御して、液晶素子を透過した光源からの光をスクリーンに投影することで、画像をユーザに提示するものとする。
図1はプロジェクタ4台(100、100a、100b、100c)投影面(150、150a、150b、150c)の一部を重畳させて、上下左右に並べて1つの投影面を作成している様子を示している。本実施例においては、左側のプロジェクタ100に関して説明を実施するが、プロジェクタ100a、100b、100cについても同様の構成及び、機能を有している。
プロジェクタ100の内部構成について図2を用いて詳細に説明する。プロジェクタ100は投影光学系101.液晶パネル102、光源103、光源制御部104、液晶駆動部105、光学系制御部106、接続部107、制御部108、画像処理部109、ROM110、RAM111、操作部112、通信部113から構成される。
次に前述した各部について詳細に説明する。投影光学系101は、出力する画像をスクリーンに投影するためのものであり、複数のレンズ、レンズ駆動用のアクチュエータからなり、レンズをアクチュエータにより駆動することで、投影画像の拡大、縮小、焦点調整などを行うことができる。液晶パネル102は、光源103から出射され、ミラー(不図示)で分離された各色の光(赤色(R)、緑色(G)、青色(B))から各色専用の画像を生成する。光源制御部104は後述する制御部108から送られる制御命令に基づいて、光源103の光量の調整、出射のON/OFFの制御等を行なう。液晶駆動部105は、入力される映像信号に基づきRGB各色を再現するための透過率を調整するものである。
光学系制御部106は制御部108から送られる制御命令に基づいて、ズーム率、シフト量、フォーカス等の様々な調整を行なうものである。接続部107は、映像出力装置等と接続するためのインターフェースであり、映像信号、音声信号、各種コントロール信号の送受信に使用される。制御部108は後述するROM110に格納されているプログラムに基づいて各部への指示、プロジェクタ100内部の状態管理、投影モード管理等を行なう。画像処理部109は入力される画像の解像度、フレームレート、画像の形状変形、色調変換、エッジブレンド処理、メニュー等のOSDオーバーラップ処理といった入力された画像に対する各種変更処理を行なう。
ROM110はプロジェクタ内部を制御するためのプログラムや常に保持しておくべきテーブルデータ、テストパターン画像の保存等に使用する。RAM111は接続部107より入力される画像データや、画像処理部109にて画像処理を行なう際の画像データの一時保存等に使用する。操作部112はプロジェクタ100の筺体に備え付けられている各種操作釦であり、プロジェクタ100の機能制御やメニュー操作を行なうための操作インターフェースである。操作部112は、電源釦114、メニュー釦115、決定ボタン116、上釦117、下釦118、左釦119、右釦120などから成る。通信部113は有線LAN、無線LANなどの通信ネットワークを介して外部機器と通信を行う。
次にプロジェクタ100の基本的な動作について説明する。操作部112、または制御用のリモコン(不図示)でユーザによる電源ONの指示を受けると、制御部108は電源部からプロジェクタ100の各部へ電源を供給するよう指示を出す。接続部107は外部の映像出力装置から映像信号を受信するためのインターフェースであり、例えば、コンポジット端子、S映像端子、D端子、コンポーネント端子、アナログRGB端子、DVI−I端子、DVI−D端子、HDMI(登録商標)端子、DisplayPort端子等を含む。
また、アナログ映像信号を受信した場合には、受信したアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。そして、受信した映像信号を、画像処理部109に送信する。ここで、映像出力装置は、映像信号を出力できるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機など、どのようなものであってもよい。画像処理部109は、受信した映像信号にフレーム数、画素数、画像形状などの変更処理を施して、液晶制御部105に送信するものであり、例えば画像処理用のマイクロプロセッサからなる。
また、画像処理部109は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ROM110に記憶されたプログラムによって、制御部108が画像処理部109と同様の処理を実行しても良い。また、操作部112によって指定されたテストパターン画像を表示する場合には、ROM110よりテストパターン画像を読み出し、これを画像処理部109に送信する。画像処理部109は、フレーム間引き処理、フレーム補間処理、解像度変換処理、歪曲収差補正処理、キーストーン補正処理、エッジブレンド処理、OSDオーバーラップ処理といった機能を実行することが可能である。
液晶駆動部105は、入力される映像信号に基づきRGB各色を再現するための透過率を調整するものである。接続部107は画像が外部から入力されているか否かを検出し、入力されていない場合は映像入力が検出するまで待機し、入力された場合は投影処理を実行する。ここで投影処理として接続部107より入力された映像を画像処理部109へ送信し、画像処理部109にて前述した各種処理が実行された後、液晶駆動部105へ送信する。液晶駆動部105にて入力された映像に基づいて、RGB各色の成分の階調レベルに応じた透過率となるように、液晶パネル102の透過率を制御する。
そして、光源制御部104に光源103からの光の出力を制御させる。光源103から出力された光を、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離し、それぞれの光を、液晶パネル102に供給する。液晶パネル102に供給された、各色の光は、各液晶パネルの画素毎に透過する光量が制限される。そして、液晶パネル102を透過した赤色(R)、緑色(G)、青色(B)それぞれの光は、プリズム(不図示)を通して再び合成され、投影光学系101を介して投影される。
また、通信部113は、外部機器とネットワークを介して通信を行うものであり、例えば1ギガビットイーサネット(登録商標)等のインターフェースから成る。通信部113を介して、制御コマンド(各種画像処理、入力切り替え指示、電源制御指示、各種設定値の取得、変更)の送受信が可能である。以上のように、本実施例のプロジェクタ100は外部の映像出力装置等から出力された映像、またはテストパターン画像の投影を行うことができる。さらに、外部機器との通信によってネットワーク経由での各種設定、プロジェクタの状態取得を行うことができる。
次に本発明の特徴的な動作を、図2、プロジェクタを主体とする動作フロー図(図3)、図4を用いて詳細に説明する。
本実施例では、図1に示したように複数台のプロジェクタの投影面の一部を重複させて設置した後、本発明の特徴的な部分である、色調整用のテストパターンを表示する際のフローについて説明する。なお、説明の簡単化のためプロジェクタ100、プロジェクタ100a、プロジェクタ100b、プロジェクタ100cは、位置調整済みであり、エッジブレンド領域の調整も完了しているものとする。また、それぞれ投影を開始しており、相互に通信可能な状態であるとする。(説明の簡単化のため、各プロジェクタのIPアドレスは、順に192.168.254.1、192.168.254.2、192.168.254.3、192.168.254.4とする)
プロジェクタ100において、ユーザ操作によって操作部112を介してテストパターン画像の表示が指示された場合の動作シーケンスについて図3を用いて説明する。図3の動作シーケンスはプロジェクタの制御部108にて実施されるものであり、ユーザが選択可能なテストパターン画像を選別するための処理フローである。なお、本説明ではプロジェクタ100を例にとって説明を行うが、マルチ投影面を構成する他のプロジェクタであるプロジェクタ100a、プロジェクタ100b、プロジェクタ100cにおいても同様のフローは実施可能である。
100において、制御部108はマルチ投影中であるかどうかを判定し、マルチ投影中であればS104へ、そうでなければS101へ遷移する。
ここでマルチ投影中かどうかの設定は、事前にユーザ操作によってプロジェクタ100へ設定されているものとする。事前の設定によってプロジェクタ100のRAM111には、マルチ投影情報として、「マルチ投影面サイズ」、「マルチ投影面を構成するプロジェクタ台数」。さらに構成プロジェクタ毎に「担当領域」、「IPアドレス」が格納されているものとする。
例えば、図1に示した構成で、図4(a)に示した座標値、すなわち解像度1920x1080のプロジェクタ4台が、エッジブレンド幅100画素で、3740x2060の大きさのマルチ投影面を構成している場合には、図4(b)に示したように、「マルチ投影面サイズ」として“3740x2060”。「マルチ投影面を構成するプロジェクタ台数」として“4台”。さらに、構成プロジェクタ4台分に「担当領域」、「IPアドレス」が図示した通りに設定されている。
ここではプロジェクタ1の情報として、プロジェクタ100のIPアドレス、投影面150のマルチ投影面における担当領域。プロジェクタ2の情報として、プロジェクタ100aのIPアドレス、投影面150aのマルチ投影面における担当領域。プロジェクタ3の情報として、プロジェクタ100bのIPアドレス、投影面150bのマルチ投影面における担当領域。プロジェクタ4の情報として、プロジェクタ100cのIPアドレス、投影面150cのマルチ投影面における担当領域。
以上の情報が、それぞれ設定されている。なお、これらの情報の設定方法は本発明の本質ではないため詳細は省略するが、例えばマルチ投影面を構成する複数プロジェクタのいずれか一台において、図4(b)に示した各種情報の設定をプロジェクタ投影面のOSDメニューを参照しつつ、操作部112を介して入力を行い、その後、当該設定値を各プロジェクタ間で通信部113を介して同期させる方法等がある。
上述したマルチ投影に関する設定が実施されていない場合は、S101に遷移することになる。なお、このフローは従来のプロジェクタと同様である。
S101において、制御部108は、通常時のテストパターンUIを生成し、OSDメニューとして投影表示し、S102へ遷移する。
S102において、制御部108は、操作部112からの入力によって、テストパターン種別の選択を待ち受け、選択されるとS103へ遷移し、選択がキャンセルされると、S101で実施したテストパターンUI表示を停止して、当該テストパターンの選択シーケンスを終了する。
S103において、制御部108は、S102で選択したテストパターン種別をROM110より読み出し、これを画像処理部109に転送することで、テストパターンの投影表示を行い、さらに、テストパターンUIの表示を停止して、当該テストパターンの選択シーケンスを終了する。
ここで、通常時のテストパターンUIについて、図5を用いて説明する。上述のS101によって、図5(a)に示した投影面がプロジェクタ100より出力される。通常時のテストパターンUIは160に示した態様であり、操作部112の上釦117、下釦118を押下することで、図5(b)に示したように表示するテストパターンの種別を切り替えることができる。また、図5(a)に示したように、選択中のテストパターンを図5(a)150のように、即座に投影面に出力表示してもよい。ユーザは表示したいテストパターン種別を操作部112の決定ボタン116を押下することで確定させることができ、これによって、通常時のテストパターンUI160は消え、選択したテストパターンのみが投影面から出力されることになる。
続いて、上述のマルチ投影に関する設定が実施されおり、S104に遷移した場合の説明を行う。
S104において、制御部108は、通信部113を介して、プロジェクタ100a〜100cのエッジブレンドの幅を取得する。
S105において、制御部108は、S103で得られたエッジブレンドの幅から例えば図6(a)に示されるような複数の色を含んだテストパターン画像を生成し、RAM111に格納する。
図6(a)のテストパターンは、赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)の6色の同心円から構成されている。本実施例においては、図4(a)に示す通り、エッジブレンド幅が100、投影面のサイズの高さが2060であるので、内側の赤(R)の円から順に、半径170、340、510、680、850、1020として6つの同心円のパターンを生成している。
なお、色に関しては色調整に関して適したものならば、その他の色を用いても良い。また、テストパターンは同心円に限らず、エッジブレンド領域に複数の色が含まれるものならば何でも良い。例えば、図6(b)に示すような放射状の図形や、その他の物を用いても良い。また、テストパターンの大きさに関してもこれに限定されず、エッジブレンド幅や投影面全体のサイズから適切にテストパターンを生成すれば良い。
このようなテストパターンを用いることにより、プロジェクタ100、100a、100b、100cの色合わせを同時に行う事が可能となり、マルチ投影環境を設置する作業者の負荷を軽減する効果が得られる。
なお、本実施例では4台のプロジェクタの例を示したが、例えば、横3台、縦3台の合計9台のプロジェクタを用いた場合も同様に、各エッジブレンド領域に複数の色が含まれるようなテストパターンを生成すれば良い。例えば図6(c)に示されるようなパターンを生成するようにすれば良い。
S106において、制御部108は、S105で生成したテストパターンのうち、各プロジェクタが担当する領域を切り出し、通信部113を介してプロジェクタ100a、100b、100cへ配信する。
S107において、制御部108は、エッジブレンド領域の減光パラメータの設定の変更を画像処理部109に指示する。図7(a)、(b)を用いてS107の処理を具体的に説明する。図7(a)はプロジェクタ100とプロジェクタ100aで通常の投影を行っている際の減光処理を模式的にあらわした物である。グラフの縦軸は輝度、横軸は位置を表しており、細線がプロジェクタ100の減光処理、太線がプロジェクタ100aの減光処理を表している。通常の投影では、エッジブレンド領域において、2台のプロジェクタの繋ぎ目を目立たなくするために、自身の投影担当領域の端にいくにしたがって、輝度を落とす制御をおこなっている。
これにより、2台のプロジェクタ繋ぎ目が目立たなくなる。しかし、色調整時にこのような減光処理を行ってしまうと、2台のプロジェクタの境界でお互いのプロジェクタの投影画像が混ざってしまうため、厳密な色調整を行うことができない。そこで、S107において、図7(b)に示すようにエッジブレンド領域の中間地点でお互いの輝度が0になるように減光処理を変更する。このように減光処理を変更することによって、隣接するプロジェクタの色の差が明確になり、色調整をより細かく行う事が可能となる。なお、減光処理の変更は図7(b)に限定されず、図7(c)に示すように隙間を2台のプロジェクタの間に隙間を空けるようにしても良い。
S108において、制御部108はS105で生成したテストパターンのうち、自身が担当する領域を切り出し、パターンを投影する。
プロジェクタ100a、100b、100cは、S106においてプロジェクタ100から配信されたテストパターンを通信部113を介して受信し、プロジェクタ100と同様にエッジブレンド領域の減光パラメータを変更し、テストパターンを表示する。
(色調整フローの説明)
次に図8を用いて、ユーザが複数台のプロジェクタの色調整を行う手順を説明する。図8(a)は、図3のテストパターンの表示フロー実施後の様子を表した図であり、170が色調整メニューを表している。図8(b)が170の色調整メニューを拡大した様子である。図8(b)において、171はプロジェクタ選択部、172a、172b、172cは黄色(Y)の色相、彩度、明度を調整するメニューである。赤(R)、マゼンタ(M)、緑(G)、シアン(C)、青(B)に関しても色相、彩度、明度を個別に調整可能である。図8(b)では、プロジェクタ2(図8(a)ではプロジェクタ100a)を選択し、色調整を行っている様子を示している。
次に図8を用いて、ユーザが複数台のプロジェクタの色調整を行う手順を説明する。図8(a)は、図3のテストパターンの表示フロー実施後の様子を表した図であり、170が色調整メニューを表している。図8(b)が170の色調整メニューを拡大した様子である。図8(b)において、171はプロジェクタ選択部、172a、172b、172cは黄色(Y)の色相、彩度、明度を調整するメニューである。赤(R)、マゼンタ(M)、緑(G)、シアン(C)、青(B)に関しても色相、彩度、明度を個別に調整可能である。図8(b)では、プロジェクタ2(図8(a)ではプロジェクタ100a)を選択し、色調整を行っている様子を示している。
例えば図8(b)で黄色(Y)の色相調整メニュー172aを+1操作した場合は、プロジェクタ100からプロジェクタ100aに対して、黄色(Y)の色相を「+1」という制御コマンドが通信部113を介して送信される。通信部113を介してプロジェクタ100からの制御コマンドを受信したプロジェクタ100aの制御部108は、画像処理部109に黄色(Y)の色相を「+1」する設定を行う。設定が行われると、プロジェクタ100aの投影面150aの黄色部分、すなわち図6(a)の150aの黄色(Y)の同心円部分の色が変化する。
以上説明したように、ユーザは色調整メニュー170を用いて、プロジェクタ100、100a、100b、100cを随時選択しながら、投影面の色が均一になるように色調整を行う。
なお、本実施例では色調整メニュー170をプロジェクタ100で表示し、プロジェクタ100a、100b、100cを選択しながら色調整を行う例を挙げて説明したが、各プロジェクタで色調整メニュー170を表示し、個別に調整を行っても良い。
また、本実施例ではプロジェクタ100がプロジェクタ100a、100b、100cのエッジブレンド情報を取得し、テストパターンを生成後に配信する例を説明したが、各々のプロジェクタで独立にテストパターンを生成するように構成しても良い。すなわち、プロジェクタ100、100a、100b、100cがそれぞれエッジブレンド情報を隣接するプロジェクタから取得し、自身の描画領域を算出した上で自身のテストパターンを生成するように構成しても良い。
また、本実施例ではユーザからのテストパターン表示指示を受けて、図3に示される色調整用のテストパターンの生成と表示を行う例を説明したが、図8(a)、(b)で示した色調整メニュー170を表示した際に、自動的に図3のフローを実施し、テストパターンの生成と表示を行うように構成しても良い。
[その他の実施例]
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ(またはCPUやMPU)は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ(またはCPUやMPU)は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、上述のプログラムコードの指示に基づき、装置上で稼動しているOS(基本システムやオペレーティングシステム)などが処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、装置に挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。このとき、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行う。
100:プロジェクタ
101:投影光学系
102:液晶パネル
103:光源
104:光源制御部
105:液晶駆動部
106:光学系制御部
107:接続部
108:制御部
109:画像処理部
110:ROM
111:RAM
112:操作部
113:通信部
114:電源釦
115:メニュー釦
116:決定釦
117:上釦
118:下釦
119:左釦
120:右釦
150:プロジェクタ投影面
160:通常時のテストパターンUI
170:マルチ投影時の色調整UI
101:投影光学系
102:液晶パネル
103:光源
104:光源制御部
105:液晶駆動部
106:光学系制御部
107:接続部
108:制御部
109:画像処理部
110:ROM
111:RAM
112:操作部
113:通信部
114:電源釦
115:メニュー釦
116:決定釦
117:上釦
118:下釦
119:左釦
120:右釦
150:プロジェクタ投影面
160:通常時のテストパターンUI
170:マルチ投影時の色調整UI
Claims (5)
- 複数台の投影装置によるマルチ投影システムを構成することが可能な投影装置であって、
投影表示するテストパターンを生成するための生成手段と、
他の投影装置が投影する投影領域と重畳する重畳領域に減光処理を施す減光手段と、
生成された前記テストパターンを投影する投影手段を具備し、
前記生成手段は、前記重畳装置において複数の色を含んだテストパターンを生成する事を特徴とする投影装置。 - 前記重畳領域の幅に応じて、前記生成手段から生成するテストパターンを変更する事を特徴とする請求項1に記載の投影装置。
- さらに色補正手段を備え、
前記投影手段は、色補正手段の調整を行う場合に、重畳領域に複数の色を含んだ前記テストパターンを投影する事を特徴とした請求項1または2に記載の投影装置。 - 重畳領域に複数の色を含んだ前記テストパターンを投影している場合に、前記減光手段の減光処理を変更することを特徴とする請求項3に記載の投影装置。
- 複数台の投影装置によるマルチ投影システムを構成することが可能な投影装置の制御方法であって、
他の投影装置が投影する投影領域と重畳する重畳領域に減光処理を施す減光工程と、
投影表示するテストパターンを生成するための生成工程と、
生成された前記テストパターンを投影する投影工程を有し、
前記生成工程は、前記重畳装置において複数の色を含んだテストパターンを生成する事を特徴とする投影装置の制御方法。
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JP2017181945A JP2019057857A (ja) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 投影装置およびその制御方法 |
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