JP3800326B2 - 光検出装置、光検出方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光検出装置、より具体的には、より高精度な測定が可能な光検出装置、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。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)を考慮する必要がある。
【0003】
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。
【0004】
【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。
【0005】
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、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。
【0006】
【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、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光分離手段と、表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、を備え前記表示装置用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものであるように構成される。
【0007】
本発明による、特定の照明光の下で表示装置が出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置によれば、光分離手段によって、前記照明光の色成分と前記特定色の色成分とが分離される。そして、表示装置用変換手段によって、表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力が、デバイスに依存しない座標系の値に変換される。また、照明用変換手段によって、前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力が、デバイスに依存しない座標系の値に変換される。このように、表示装置用の演算子と照明用演算子とを独立に用いてRGBから光検出装置の出力への変換を行っているので、表示装置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。なお、表示装置用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系と、照明用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものである。また、前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものである。
【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、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。
【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、前記表示装置用の演算子は、表示装置にRGBを出力させたときに前記光検出装置の出力とデバイスに依存しない座標系の値とを測定して得られた対応関係から求めた行列であるように構成される。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記照明用の演算子は、複数種類の照明光についての前記光検出装置の出力とデバイスに依存しない座標系の値とを測定して得られた対応関係と、表示装置に黒を出力させたときに前記光検出装置の出力とデバイスに依存しない座標系の値とを測定して得られた対応関係と、から求めた行列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によって変換されたデバイス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デバイス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。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記デバイスに依存しない座標系の値がXYZであるように構成される。
【0013】
請求項7に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が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、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光分離工程と、表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するための照明用変換工程と、を備え、前記表示装置用変換工程が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換工程が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換工程が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものであるように構成される。
【0014】
請求項8に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が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、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光分離処理と、表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するための照明用変換処理と、をコンピュータに実行させるように構成されており、前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものであるように構成されている。
【0015】
請求項9に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が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、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光分離処理と、表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するための照明用変換処理と、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り、前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものである記録媒体である。
請求項10に記載の発明は、入力された画像信号に基づいて画像の投影表示を行うプロジェクタであって、当該プロジェクタが、特定の照明光の下で、プロジェクタが出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置を備え、当該光検出装置が、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光分離手段と、プロジェクタ用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するためのプロジェクタ用変換手段と、前記プロジェクタ用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、を有しており、前記プロジェクタ用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記プロジェクタ用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものであるように構成される。
【0016】
【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。
【0017】
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。
【0018】
スクリーン10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。
【0019】
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。
【0020】
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、一次元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。
【0021】
光センサ60の構成
次に、図3を参照して、本発明の実施形態にかかる光センサ60の構成を説明する。
【0022】
図3に示す光センサ60は、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)を出力する受光部60aと、同一の測定対象光を受光部60a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(デバイス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60eと、LMS/XYZ記録部60eに記録されたLMSとXYZとの対応関係に基づき表示装置用変換行列Mdを計算するための表示装置用変換行列Md計算部60cと、LMS/XYZ記録部60eに記録されたLMSとXYZとの対応関係に基づき照明用変換行列Miを計算するための照明用変換行列Mi計算部60dと、表示装置用変換行列Mdおよび照明用変換行列Miを参照して受光部60aから出力されたLMS値をXYZ値に変換するLMS/XYZ変換部60bと、を備えて構成される。LMS/XYZ変換部60bは、さらに光分離手段60fと、表示装置用変換部60gと、照明用変換部60hとを備えて構成される。
【0023】
光センサ60による光検出処理
次に、図4を参照して、本発明の実施形態にかかる光センサ60における処理を説明する。なお、以下に説明する光センサ60における処理は、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。
【0024】
図4に示すように、まず、表示装置(プロジェクタ)のR(赤)G(緑)B(青)K(黒)と代表的な数種類(少なくとも2種類)の照明について、対象の光センサ60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(S10)。代表的な照明としては、白熱灯、白色蛍光灯、昼白色蛍光灯、昼光などが挙げられる。そして、これらの対応関係がLMS/XYZ対応記録部60eに記録される(S12)。LMS/XYZ対応記録部60eに記録される対応関係の一例を表1に示す。
【0025】
【表1】
そして、表1に示すような対応関係に基づき、表示装置用変換行列Md計算部60cにおける処理(S14)および照明用変換行列Mi計算部60dにおける処理(S16)が行われた後、LMS/XYZ変換部60bにおける処理が行われる(S18)。S14、S16およびS18における処理に関しては、以下で詳細に説明する。
【0026】
(1) 表示装置用変換行列Md計算部60cにおける処理
図5に、本発明の一実施形態にかかる光センサ60の表示装置用変換行列Md計算部60cにおける処理を説明するためのフローチャートを示す。
【0027】
図5に示すように、表示装置用変換行列Md計算部60cは、まず表示装置用変換行列Mdを求める(S20)。表示装置用変換行列Mdは、
【0028】
【数1】
のように定義され、表1に示す表示装置のRGBKについてのセンサ測定値および輝度計測定値の対応関係より、
【0029】
【数2】
となる。式(2)より、表示装置用変換行列Md(表示装置用の演算子)は、
【0030】
【数3】
と求まる。
【0031】
このようにして求められた表示装置用変換行列Mdは、LMS/XYZ変換部60bに供給され(S22)、図7に示すLMS/XYZ変換部60bにおける処理へ移行する。
【0032】
(2) 照明用変換行列Mi計算部60d
図6に、本発明の一実施形態にかかる光センサ60の照明用変換行列Mi計算部60dにおける処理を説明するためのフローチャートを示す。
【0033】
図6に示すように、照明用変換行列Mi計算部60dは、まず照明用変換行列Mi(照明用の演算子)を求める(S30またはS32)。
【0034】
n=2のとき、すなわち、測定対象の照明が2種類のとき、
【0035】
【数4】
より照明用変換行列Miを求め(S30)、n≧3のとき、すなわち、測定対象の照明が3種類以上のとき、
【0036】
【数5】
より照明用変換行列Miを求める(S32)。ここで、
【0037】
【数6】
であり、nは照明の数を表す。
【0038】
このようにして求められた照明用変換行列Miは、LMS/XYZ変換部60bに供給され(S34)、図7に示すLMS/XYZ変換部60bにおける処理へ移行する。
【0039】
(3) LMS/XYZ変換部60bにおける処理
図7に、本発明の一実施形態にかかる光センサ60のLMS/XYZ変換部60bにおける処理を説明するためのフローチャートを示す。
【0040】
図7に示すように、LMS/XYZ変換部60bの光分離手段60fは、まず表示装置でK(黒)を出力したときのセンサ出力値L0M0S0を測定するとともに(S40)、測定対象の色(特定色)のセンサ出力値LMSを測定する(S42)。ここで、表示装置でK(黒)を出力したときのセンサ出力値L0M0S0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、前記特定色の色成分は、
(L−L0,M−M0,S−S0)
となる。このようにして、前記特定色の色成分が分離される。
【0041】
次に、表示装置用変換部60gは、表示装置用変換行列Md計算部60cで求められた行列Mdを用いて(L−L0,M−M0,S−S0)をXYZ値に変換し、照明用変換部60hは、照明用変換行列Mi計算部60dで求められた行列Miを用いて(L0,M0,S0)をXYZ値に変換する。そして、表示装置用変換部60gによって変換されたXYZ値と、照明用変換部60hによって変換されたXYZ値とを和演算することによって、測定しようとしている色の三刺激値XYZが求められる。すなわち、測定しようとしている色の三刺激値XYZは、
【0042】
【数7】
によって求められる(S44)。
【0043】
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、表示装置用変換行列Mdと照明用変換行列Miとを用いてRGBからLMS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光センサ60における処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】本発明の一実施形態にかかる光センサ60の表示装置用変換行列Md計算部60cにおける処理を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光センサ60の照明用変換行列Mi計算部60dにおける処理を説明するためのフローチャートである。
【図7】本発明の一実施形態にかかる光センサ60のLMS/XYZ変換部60bにおける処理を説明するためのフローチャートである。
【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 受光部
60b LMS/XYZ変換部
60c 表示装置用変換行列Md計算部
60d 照明用変換行列Mi計算部
60e LMS/XYZ記録部
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 (10)
- 特定の照明光の下で、表示装置が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、
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光分離手段と、
表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、
前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、
を備え、
前記表示装置用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、
前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものである、
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、
前記表示装置用の演算子は、表示装置にRGBを出力させたときに前記光検出装置の出力とデバイスに依存しない座標系の値とを測定して得られた対応関係から求めた行列である、光検出装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光検出装置であって、
前記照明用の演算子は、複数種類の照明光についての前記光検出装置の出力とデバイスに依存しない座標系の値とを測定して得られた対応関係と、表示装置に黒を出力させたときに前記光検出装置の出力とデバイスに依存しない座標系の値とを測定して得られた対応関係と、から求めた行列である、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によって変換されたデバイス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デバイス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5のいずれか一項に記載の光検出装置であって、
前記デバイスに依存しない座標系の値がXYZである、光検出装置。 - 特定の照明光の下で、表示装置が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、
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光分離工程と、
表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、
前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するための照明用変換工程と、
を備え、
前記表示装置用変換工程が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換工程が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、
前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換工程が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものである、
光検出方法。 - 特定の照明光の下で、表示装置が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、
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光分離処理と、
表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、
前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するための照明用変換処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、
前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものである、
プログラム。 - 特定の照明光の下で、表示装置が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、
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光分離処理と、
表示装置用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、
前記表示装置用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するための照明用変換処理と、
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り、
前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、
前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記表示装置用変換処理が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものである、
記録媒体。 - 入力された画像信号に基づいて画像の投影表示を行うプロジェクタであって、
当該プロジェクタが、特定の照明光の下で、プロジェクタが出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置を備え、
当該光検出装置が、
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光分離手段と、
プロジェクタ用の演算子を用いて、前記分離された特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイスに依存しない座標系の値に変換するためのプロジェクタ用変換手段と、
前記プロジェクタ用の演算子とは異なる照明用の演算子を用いて、前記分離された照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、デバイス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と、
を有しており、前記プロジェクタ用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系と、前記照明用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは同じものであり、前記分離された特定色の色成分の座標系と前記分離された照明光の色成分の座標系とが、前記プロジェクタ用変換手段が使用するデバイスに依存しない座標系とは異なるものである、プロジェクタ。
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