JP4000511B2 - 光検出装置、光検出方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
光検出装置、光検出方法、プログラムおよび記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【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。さらに、スクリーンの色が変化した場合にも、同様に分光分布が変化するので精度が悪化する。
【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、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を測定する光検出装置であって、表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離手段と、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子を生成する第１演算子生成手段と、当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１変換手段と、を備えて構成される。
【０００７】
このように構成された、特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光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表示装置の光成分と照明光成分とが分離され、第１演算子生成手段によって、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子が生成される。そして、当該生成された第１演算子を用いて、第１変換手段によって前記分離された表示装置の光成分が光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換される。
【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、前記変換データを用いて、基準投影面と使用投影面との差分を解消する第２演算子を生成する第２演算子生成手段と、当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換手段と、を備えて構成される。
【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、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色の輝度特性から減算することを用いて、前記表示装置の光成分と前記照明光成分とを分離す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、前記第１演算子は、表示装置にＲＧＢＫを複数の投影面に対して出力させたとき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、前記第２演算子は、複数の照明光を基準投影面に対して照射したとき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、から求めた行列を用い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、前記第２演算子は、複数の照明光を基準投影面に対して照射したときの前記光検出装置の出力結果と、複数の照明光を使用投影面に対して照射したときの前記光検出装置の出力結果とから求められる両投影面の差分を解消するための行列を用いるように構成される。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記第１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、前記第２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。
【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、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。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を光検出装置を用いて測定する光検出方法であって、表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離工程と、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子を生成する第１演算子生成工程と、当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１変換工程と、を備えて構成される。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光検出方法であって、前記変換データを用いて、基準投影面と使用投影面との差分を解消する第２演算子を生成する第２演算子生成工程と、当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換工程と、を備えて構成される。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を光検出装置を用いて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、表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離処理と、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子を生成する第１演算子生成処理と、当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１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る。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のプログラムであって、前記変換データを用いて、基準投影面と使用投影面との差分を解消する第２演算子を生成する第２演算子生成処理と、当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換処理と、をさらにコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
スクリーン（投影面）１０のほぼ正面に設けられたプロジェクタ（表示装置）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およびスクリーン１０の色によって、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、同じ白を表示する場合であっても、スクリーンの種別によっては黄色がかった白に見えたりする。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、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生成部６０ｃと、照明用変換行列Ｍｉを計算するための照明用変換行列Ｍｉ生成部６０ｄと、照明用変換行列ＭLMSおよびＭXYZを計算するための行列ＭLMSおよびＭXYZ生成部６０ｅと、基準環境データ記憶部６０ｍと、使用環境データ記憶部６０ｋと、表示装置用変換行列Ｍｄおよび照明用変換行列Ｍｉ,ＭLMS,ＭXYZ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、光合成部６０ｉとを備えて構成される。
【００２７】
光センサ６０による光検出処理
以下に説明する光センサ６０による処理は、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。
【００２８】
（１） 表示装置用変換行列Ｍｄ生成部６０ｃにおける処理
まず、図４を参照して、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生成部６０ｃにおける処理を説明する。
【００２９】
図４に示すように、まず、プロジェクタの出力光を測定する（Ｓ２０）。すなわち、暗室において基準スクリーンを含む９種類のスクリーン上に、表示装置（プロジェクタ）のＲ(赤)Ｇ(緑)Ｂ(青)Ｋ(黒)４色の色を照射して、当該４色の色を受光部６０ａおよび輝度計７０によって測定する。当該実施形態では、一例として９種類のスクリーンの場合について説明したが、任意の種類のスクリーンの場合においても本願発明を適用することができる。
【００３０】
ここで、測定する色がＲ(赤)｛(R,G,B)＝(255,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬRi，ＭRi，ＳRi）、輝度計７０の測定値を（ＸRi，ＹRi，ＺRi）とし、測定する色がＧ(緑)｛(R,G,B)＝(0,255,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬGi，ＭGi，ＳGi）、輝度計７０の測定値を（ＸGi，ＹGi，ＺGi）とし、測定する色がＢ(青)｛(R,G,B)＝(0,0,255)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬBi，ＭBi，ＳBi）、輝度計７０の測定値を（ＸBi，ＹBi，ＺBi）とし、測定する色がＫ(黒)｛(R,G,B)＝(0,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬKi，ＭKi，ＳKi）、輝度計７０の測定値を（ＸKi，ＹKi，ＺKi）とする。なお、ｉはスクリーンの種類を示し、ｉ＝０の場合に基準スクリーンを示すものとする。これらのデータは、基準環境データとして、基準環境データ記憶部６０ｍに記憶される。
【００３１】
次に、Ｓ２０における測定結果に基づき、表示装置用変換行列Ｍｄ生成部６０ｃは表示装置用変換行列Ｍｄを生成する（Ｓ２２）。上記測定結果より、表示装置用変換行列Ｍｄは、
【００３２】
【数１】
のように表される。
【００３３】
（２） 照明用変換行列Ｍｉ生成部６０ｄにおける処理
次に、図５を参照して、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生成部６０ｄにおける処理を説明する。
【００３４】
図５に示すように、まず照明光の測定を行う（Ｓ３０）。すなわち、基準スクリーン上に各種照明光を照射して、受光部６０ａおよび輝度計７０によって照射された各種照明光を測定する。照明光としては、白熱灯、蛍光灯、昼光など、使用環境でよく用いられるものを選択する。当該実施形態では、照明αおよび照明βの場合について測定を行うものとする。
【００３５】
ここで、測定対象の照明が「照明α」のときの受光部６０ａの測定値を（Ｌα 0，Ｍα 0，Ｓα 0）、輝度計７０の測定値を（Ｘα 0，Ｙα 0，Ｚα 0）とし、測定対象の照明が「照明β」のときの光センサ６０の測定値を（Ｌβ 0，Ｍβ 0，Ｓβ 0）、輝度計７０の測定値を（Ｘβ 0，Ｙβ 0，Ｚβ 0）とする。
【００３６】
次に、Ｓ３０における測定結果に基づき、照明用変換行列Ｍｉ生成部６０ｄは表示装置用変換行列Ｍｉを生成する（Ｓ３２）。上記測定結果より、照明用変換行列Ｍｉは、
【００３７】
【数２】
のように表される。
【００３８】
（３） 光センサ６０の使用環境下における光検出処理
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態にかかる光センサ６０の使用環境下における光検出処理を説明する。
【００３９】
図６に示すように、まず使用環境下、すなわち所定の照明下において任意のスクリーンに対してプロジェクタのＲＧＢＫ４色の色を照射して、当該４色の色を受光部６０ａおよび輝度計７０によって測定する（Ｓ４０）。
【００４０】
ここで、測定する色がＲ(赤)｛(R,G,B)＝(255,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬR，ＭR，ＳR）、輝度計７０の測定値を（ＸR，ＹR，ＺR）とし、測定する色がＧ(緑)｛(R,G,B)＝(0,255,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬG，ＭG，ＳG）、輝度計７０の測定値を（ＸG，ＹG，ＺG）とし、測定する色がＢ(青)｛(R,G,B)＝(0,0,255)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬB，ＭB，ＳB）、輝度計７０の測定値を（ＸB，ＹB，ＺB）とし、測定する色がＫ(黒)｛(R,G,B)＝(0,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬK，ＭK，ＳK）、輝度計７０の測定値を（ＸK，ＹK，ＺK）とする。これらの測定データは、使用環境データ記憶部６０ｋに記憶される。
【００４１】
次に、光分離部６０ｆは、プロジェクタがＫ（黒）を出力しているときの測定値が照明光成分であるとの前提に基づき、プロジェクタの光成分と照明光成分とを分離する（Ｓ４２）。すなわち、プロジェクタの光成分：
ＬR−ＬK，ＭR−ＭK，ＳR−ＳK
ＬG−ＬK，ＭG−ＭK，ＳG−ＳK
ＬB−ＬK，ＭB−ＭK，ＳB−ＳK
と、照明光成分（ＬK，ＭK，ＳK）とを分離する。
【００４２】
次に、表示装置用変換部６０ｇは、Ｓ２２において求めた行列Ｍｄを用いてプロジェクタ光成分に関して、ＬＭＳ（光検出装置の要素色）値からＸＹＺ値（デバイスに依存しない座標系の値）への変換を行う（Ｓ４４）。具体的には、
【００４３】
【数３】
となる。
【００４４】
一方、照明光成分に関して、行列ＭLMSおよびＭXYZ生成部６０ｅは、行列ＭLMSおよび行列ＭXYZを生成する（Ｓ４６）。Ｓ３２で求めた行列Ｍｉは基準スクリーンに照明光を照射したときのデータで作成しているため、使用環境下における照明成分をそのままＭｉで変換すると精度が悪くなってしまう。そこで、基準環境データ記憶部６０ｍに記憶されている基準スクリーンにプロジェクタの出力光を照射したときのデータと、使用環境データ記憶部６０ｋに記憶されている使用スクリーンにプロジェクタの出力光を照射したときのデータとに基づき、基準スクリーンと使用スクリーンとの差分を解消するための行列ＭLMSおよびＭXYZを以下のように求める。
【００４５】
【数４】
【００４６】
【数５】
次に、照明用変換部６０ｈは、Ｓ３２において求めた行列Ｍｉ、およびＳ４６において求めた行列ＭLMSおよびＭXYZを用いて照明光成分に関して、ＬＭＳ（光検出装置の要素色）値からＸＹＺ値（デバイスに依存しない座標系の値）への変換を行う（Ｓ４８）。具体的には、
【００４７】
【数６】
となる。
【００４８】
次に、光合成部６０ｉは、Ｓ４４で求めたプロジェクタの光成分と、Ｓ４８で求めた照明光成分の三刺激値とを以下のように、和演算により足し合わせて合成する（Ｓ５０）。
【００４９】
【数７】
この結果得られたＸＹＺが使用環境下におけるプロジェクタの三刺激値になる。
【００５０】
上記本発明の一実施形態によれば、照明やスクリーンが変化しても、受光部６０ａの出力値ＬＭＳから三刺激値ＸＹＺへの変換が正しく行える。
【００５１】
当該実施形態では、プロジェクタに関して説明したが、ディスプレイなど他の表示装置に関しても本発明を適用することができる。
【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１００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の表示装置用変換行列Ｍｄ生成部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５】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生成部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６】本発明の一実施形態にかかる光センサ６０の使用環境下における光検出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生成部
６０ｄ 照明用変換行列Ｍｉ生成部
６０ｅ 行列ＭLMSおよびＭXYZ生成部
６０ｆ 光分離部
６０ｇ 表示装置用変換部
６０ｈ 照明用変換部
６０ｉ 光合成部
６０ｋ 使用環境データ記憶部
６０ｍ 基準環境データ記憶部
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
１６０ デバイス特性保存用メモリ
【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。さらに、スクリーンの色が変化した場合にも、同様に分光分布が変化するので精度が悪化する。
【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、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を測定する光検出装置であって、表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離手段と、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子を生成する第１演算子生成手段と、当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１変換手段と、を備えて構成される。
【０００７】
このように構成された、特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光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表示装置の光成分と照明光成分とが分離され、第１演算子生成手段によって、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子が生成される。そして、当該生成された第１演算子を用いて、第１変換手段によって前記分離された表示装置の光成分が光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換される。
【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、前記変換データを用いて、基準投影面と使用投影面との差分を解消する第２演算子を生成する第２演算子生成手段と、当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換手段と、を備えて構成される。
【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、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色の輝度特性から減算することを用いて、前記表示装置の光成分と前記照明光成分とを分離す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、前記第１演算子は、表示装置にＲＧＢＫを複数の投影面に対して出力させたとき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、前記第２演算子は、複数の照明光を基準投影面に対して照射したとき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、から求めた行列を用い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、前記第２演算子は、複数の照明光を基準投影面に対して照射したときの前記光検出装置の出力結果と、複数の照明光を使用投影面に対して照射したときの前記光検出装置の出力結果とから求められる両投影面の差分を解消するための行列を用いるように構成される。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記第１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、前記第２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。
【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、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。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を光検出装置を用いて測定する光検出方法であって、表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離工程と、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子を生成する第１演算子生成工程と、当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１変換工程と、を備えて構成される。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光検出方法であって、前記変換データを用いて、基準投影面と使用投影面との差分を解消する第２演算子を生成する第２演算子生成工程と、当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換工程と、を備えて構成される。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を光検出装置を用いて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、表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離処理と、複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから、使用投影面の影響を考慮した第１演算子を生成する第１演算子生成処理と、当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１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る。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のプログラムであって、前記変換データを用いて、基準投影面と使用投影面との差分を解消する第２演算子を生成する第２演算子生成処理と、当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を前記光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換処理と、をさらにコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
スクリーン（投影面）１０のほぼ正面に設けられたプロジェクタ（表示装置）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およびスクリーン１０の色によって、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、同じ白を表示する場合であっても、スクリーンの種別によっては黄色がかった白に見えたりする。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、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生成部６０ｃと、照明用変換行列Ｍｉを計算するための照明用変換行列Ｍｉ生成部６０ｄと、照明用変換行列ＭLMSおよびＭXYZを計算するための行列ＭLMSおよびＭXYZ生成部６０ｅと、基準環境データ記憶部６０ｍと、使用環境データ記憶部６０ｋと、表示装置用変換行列Ｍｄおよび照明用変換行列Ｍｉ,ＭLMS,ＭXYZ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、光合成部６０ｉとを備えて構成される。
【００２７】
光センサ６０による光検出処理
以下に説明する光センサ６０による処理は、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。
【００２８】
（１） 表示装置用変換行列Ｍｄ生成部６０ｃにおける処理
まず、図４を参照して、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生成部６０ｃにおける処理を説明する。
【００２９】
図４に示すように、まず、プロジェクタの出力光を測定する（Ｓ２０）。すなわち、暗室において基準スクリーンを含む９種類のスクリーン上に、表示装置（プロジェクタ）のＲ(赤)Ｇ(緑)Ｂ(青)Ｋ(黒)４色の色を照射して、当該４色の色を受光部６０ａおよび輝度計７０によって測定する。当該実施形態では、一例として９種類のスクリーンの場合について説明したが、任意の種類のスクリーンの場合においても本願発明を適用することができる。
【００３０】
ここで、測定する色がＲ(赤)｛(R,G,B)＝(255,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬRi，ＭRi，ＳRi）、輝度計７０の測定値を（ＸRi，ＹRi，ＺRi）とし、測定する色がＧ(緑)｛(R,G,B)＝(0,255,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬGi，ＭGi，ＳGi）、輝度計７０の測定値を（ＸGi，ＹGi，ＺGi）とし、測定する色がＢ(青)｛(R,G,B)＝(0,0,255)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬBi，ＭBi，ＳBi）、輝度計７０の測定値を（ＸBi，ＹBi，ＺBi）とし、測定する色がＫ(黒)｛(R,G,B)＝(0,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬKi，ＭKi，ＳKi）、輝度計７０の測定値を（ＸKi，ＹKi，ＺKi）とする。なお、ｉはスクリーンの種類を示し、ｉ＝０の場合に基準スクリーンを示すものとする。これらのデータは、基準環境データとして、基準環境データ記憶部６０ｍに記憶される。
【００３１】
次に、Ｓ２０における測定結果に基づき、表示装置用変換行列Ｍｄ生成部６０ｃは表示装置用変換行列Ｍｄを生成する（Ｓ２２）。上記測定結果より、表示装置用変換行列Ｍｄは、
【００３２】
【数１】
【００３３】
（２） 照明用変換行列Ｍｉ生成部６０ｄにおける処理
次に、図５を参照して、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生成部６０ｄにおける処理を説明する。
【００３４】
図５に示すように、まず照明光の測定を行う（Ｓ３０）。すなわち、基準スクリーン上に各種照明光を照射して、受光部６０ａおよび輝度計７０によって照射された各種照明光を測定する。照明光としては、白熱灯、蛍光灯、昼光など、使用環境でよく用いられるものを選択する。当該実施形態では、照明αおよび照明βの場合について測定を行うものとする。
【００３５】
ここで、測定対象の照明が「照明α」のときの受光部６０ａの測定値を（Ｌα 0，Ｍα 0，Ｓα 0）、輝度計７０の測定値を（Ｘα 0，Ｙα 0，Ｚα 0）とし、測定対象の照明が「照明β」のときの光センサ６０の測定値を（Ｌβ 0，Ｍβ 0，Ｓβ 0）、輝度計７０の測定値を（Ｘβ 0，Ｙβ 0，Ｚβ 0）とする。
【００３６】
次に、Ｓ３０における測定結果に基づき、照明用変換行列Ｍｉ生成部６０ｄは表示装置用変換行列Ｍｉを生成する（Ｓ３２）。上記測定結果より、照明用変換行列Ｍｉは、
【００３７】
【数２】
【００３８】
（３） 光センサ６０の使用環境下における光検出処理
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態にかかる光センサ６０の使用環境下における光検出処理を説明する。
【００３９】
図６に示すように、まず使用環境下、すなわち所定の照明下において任意のスクリーンに対してプロジェクタのＲＧＢＫ４色の色を照射して、当該４色の色を受光部６０ａおよび輝度計７０によって測定する（Ｓ４０）。
【００４０】
ここで、測定する色がＲ(赤)｛(R,G,B)＝(255,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬR，ＭR，ＳR）、輝度計７０の測定値を（ＸR，ＹR，ＺR）とし、測定する色がＧ(緑)｛(R,G,B)＝(0,255,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬG，ＭG，ＳG）、輝度計７０の測定値を（ＸG，ＹG，ＺG）とし、測定する色がＢ(青)｛(R,G,B)＝(0,0,255)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬB，ＭB，ＳB）、輝度計７０の測定値を（ＸB，ＹB，ＺB）とし、測定する色がＫ(黒)｛(R,G,B)＝(0,0,0)｝のときの受光部６０ａの測定値を（ＬK，ＭK，ＳK）、輝度計７０の測定値を（ＸK，ＹK，ＺK）とする。これらの測定データは、使用環境データ記憶部６０ｋに記憶される。
【００４１】
次に、光分離部６０ｆは、プロジェクタがＫ（黒）を出力しているときの測定値が照明光成分であるとの前提に基づき、プロジェクタの光成分と照明光成分とを分離する（Ｓ４２）。すなわち、プロジェクタの光成分：
ＬR−ＬK，ＭR−ＭK，ＳR−ＳK
ＬG−ＬK，ＭG−ＭK，ＳG−ＳK
ＬB−ＬK，ＭB−ＭK，ＳB−ＳK
と、照明光成分（ＬK，ＭK，ＳK）とを分離する。
【００４２】
次に、表示装置用変換部６０ｇは、Ｓ２２において求めた行列Ｍｄを用いてプロジェクタ光成分に関して、ＬＭＳ（光検出装置の要素色）値からＸＹＺ値（デバイスに依存しない座標系の値）への変換を行う（Ｓ４４）。具体的には、
【００４３】
【数３】
【００４４】
一方、照明光成分に関して、行列ＭLMSおよびＭXYZ生成部６０ｅは、行列ＭLMSおよび行列ＭXYZを生成する（Ｓ４６）。Ｓ３２で求めた行列Ｍｉは基準スクリーンに照明光を照射したときのデータで作成しているため、使用環境下における照明成分をそのままＭｉで変換すると精度が悪くなってしまう。そこで、基準環境データ記憶部６０ｍに記憶されている基準スクリーンにプロジェクタの出力光を照射したときのデータと、使用環境データ記憶部６０ｋに記憶されている使用スクリーンにプロジェクタの出力光を照射したときのデータとに基づき、基準スクリーンと使用スクリーンとの差分を解消するための行列ＭLMSおよびＭXYZを以下のように求める。
【００４５】
【数４】
【数５】
【００４７】
【数６】
【００４８】
次に、光合成部６０ｉは、Ｓ４４で求めたプロジェクタの光成分と、Ｓ４８で求めた照明光成分の三刺激値とを以下のように、和演算により足し合わせて合成する（Ｓ５０）。
【００４９】
【数７】
【００５０】
上記本発明の一実施形態によれば、照明やスクリーンが変化しても、受光部６０ａの出力値ＬＭＳから三刺激値ＸＹＺへの変換が正しく行える。
【００５１】
当該実施形態では、プロジェクタに関して説明したが、ディスプレイなど他の表示装置に関しても本発明を適用することができる。
【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１００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の表示装置用変換行列Ｍｄ生成部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５】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生成部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６】本発明の一実施形態にかかる光センサ６０の使用環境下における光検出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生成部
６０ｄ 照明用変換行列Ｍｉ生成部
６０ｅ 行列ＭLMSおよびＭXYZ生成部
６０ｆ 光分離部
６０ｇ 表示装置用変換部
６０ｈ 照明用変換部
６０ｉ 光合成部
６０ｋ 使用環境データ記憶部
６０ｍ 基準環境データ記憶部
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
１６０ デバイス特性保存用メモリ
Claims (7)
- 特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を測定する光検出装置であって、
表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離手段と、
複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから第１演算子を生成する第１演算子生成手段と、
当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１変換手段と、
前記変換データを用いて第２演算子を生成する第２演算子生成手段と、
当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換手段と、
を備え、
前記第１演算子は、
前記表示装置のＲＧＢを複数の投影面に対して出力させたときの前記光検出装置の出力の測定値から、前記表示装置にＫを出力させたときの前記光検出装置の出力の測定値を減じたものを、
前記表示装置のＲＧＢを複数の投影面に対して出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値から、前記表示装置にＫを出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値を減じたものに対応づけた行列であり、
前記第２演算子は、
複数の照明光を基準投影面に対して照射したときの前記光検出装置の出力の測定値をデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけ、かつ、前記基準投影面に対して表示装置が黒を照射したときに前記光検出装置の出力の測定値をデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけた行列と、
前記表示装置のＲＧＢを使用投影面に照射したときの前記光検出装置の出力の測定値を、前記表示装置のＲＧＢを基準投影面に照射したときの前記光検出装置の出力の測定値に対応づけた行列と、
前記表示装置のＲＧＢを使用投影面に照射したときのデバイスに依存しない座標系の測定値を、前記表示装置のＲＧＢを基準投影面に照射したときのデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけた行列と、を用いる、
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色の輝度特性から減算することを用いて、前記表示装置の光成分と前記照明光成分とを分離する光検出装置。 - 請求項１に記載の光検出装置であって、
前記第１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、前記第２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３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、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を光検出装置を用いて測定する光検出方法であって、
表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離工程と、
複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから第１演算子を生成する第１演算子生成工程と、
当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１変換工程と、
前記変換データを用いて第２演算子を生成する第２演算子生成工程と、
当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２変換工程と、
を備え、
前記第１演算子は、
前記表示装置のＲＧＢを複数の投影面に対して出力させたときの前記光検出装置の出力の測定値から、前記表示装置にＫを出力させたときの前記光検出装置の出力の測定値を減じたものを、
前記表示装置のＲＧＢを複数の投影面に対して出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値から、前記表示装置にＫを出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値を減じたものに対応づけた行列であり、
前記第２演算子は、
複数の照明光を基準投影面に対して照射したときの前記光検出装置の出力の測定値をデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけ、かつ、前記基準投影面に対して表示装置が黒を照射したときに前記光検出装置の出力の測定値をデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけた行列と、
前記表示装置のＲＧＢを使用投影面に照射したときの前記光検出装置の出力の測定値を、前記表示装置のＲＧＢを基準投影面に照射したときの前記光検出装置の出力の測定値に対応づけた行列と、
前記表示装置のＲＧＢを使用投影面に照射したときのデバイスに依存しない座標系の測定値を、前記表示装置のＲＧＢを基準投影面に照射したときのデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけた行列と、を用いる、
光検出方法。 - 特定の照明光の下で、表示装置から投影面に対して出力された光の輝度特性を光検出装置を用いて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、
表示装置の光成分と照明光成分とを分離するための光分離処理と、
複数の投影面に関する、光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値への変換データから第１演算子を生成する第１演算子生成処理と、
当該生成された第１演算子を用いて、前記分離された表示装置の光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第１変換処理と、
前記変換データを用いて第２演算子を生成する第２演算子生成処理と、
当該生成された第２演算子を用いて、前記分離された照明光成分を光検出装置の要素色からデバイスに依存しない座標系の値に変換する第２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、
前記第１演算子は、
前記表示装置のＲＧＢを複数の投影面に対して出力させたときの前記光検出装置の出力の測定値から、前記表示装置にＫを出力させたときの前記光検出装置の出力の測定値を減じたものを、
前記表示装置のＲＧＢを複数の投影面に対して出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値から、前記表示装置にＫを出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値を減じたものに対応づけた行列であり、
前記第２演算子は、
複数の照明光を基準投影面に対して照射したときの前記光検出装置の出力の測定値をデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけ、かつ、前記基準投影面に対して表示装置が黒を照射したときに前記光検出装置の出力の測定値をデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけた行列と、
前記表示装置のＲＧＢを使用投影面に照射したときの前記光検出装置の出力の測定値を、前記表示装置のＲＧＢを基準投影面に照射したときの前記光検出装置の出力の測定値に対応づけた行列と、
前記表示装置のＲＧＢを使用投影面に照射したときのデバイスに依存しない座標系の測定値を、前記表示装置のＲＧＢを基準投影面に照射したときのデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけた行列と、を用いる、
プログラム。 - 請求項６に記載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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