JP4404613B2 - Projection image adjustment device, adjustment system, and adjustment method - Google Patents
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Description
本発明は、例えばスクリーン等の投射面上に映像を投射するプロジェクタによって投射される投射映像の輝度および色度を調整するための投射映像の調整装置、調整システム、調整方法に関する。 The present invention relates to a projection video adjustment device, adjustment system, and adjustment method for adjusting the luminance and chromaticity of a projection video projected by a projector that projects a video on a projection surface such as a screen.
従来、プロジェクタの製造工程では、出荷時に、投射映像の輝度および色度が調整されている。 Conventionally, in the manufacturing process of a projector, the brightness and chromaticity of a projected image are adjusted at the time of shipment.
従来の投射映像の調整システムでは、実際に投射光を投射面上に投射して、投射面上の投射映像を測定用カメラで撮影することによって、投射映像の輝度の階調、色温度、色むらの調整が行われている。 In the conventional projection image adjustment system, the projected light is actually projected onto the projection surface, and the projection image on the projection surface is photographed with a measurement camera, thereby the brightness gradation, color temperature, and color of the projection image. Unevenness has been adjusted.
従来、投射映像の調整システムとしては、投射面上の投射映像をカメラ等のイメージセンシング装置によって撮影して、投射映像の輝度（照度）を測定する方法および装置が開示されている（例えば特許文献１参照。）。
上述したように、従来の投射映像の調整システムでは、スクリーン等の投射面上に実際に映像を投射して、投射面上の投射映像を撮影する必要がある。このため、従来の調整システムは、投射映像を撮影するための測定用カメラを用意する必要があり、比較的大がかりな構成で、調整作業が煩雑であった。 As described above, in a conventional projection image adjustment system, it is necessary to actually project an image on a projection surface such as a screen and photograph the projection image on the projection surface. For this reason, in the conventional adjustment system, it is necessary to prepare a measurement camera for photographing a projected image, and the adjustment work is complicated with a relatively large configuration.
したがって、例えばプロジェクタの修理等を行う場合、客先等で修理作業者がプロジェクタの輝度および色度を調整することが困難であった。 Therefore, for example, when repairing a projector or the like, it is difficult for a repair worker at a customer or the like to adjust the brightness and chromaticity of the projector.
そこで、本発明は、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を容易かつ確実に調整することができる投射映像の調整装置、調整システム、調整方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an adjustment device, an adjustment system, and an adjustment method for a projected image that can easily and reliably adjust the luminance and chromaticity of the projected image projected from the projector.
上述した目的を達成するため、本発明に係る投射映像の調整装置は、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を調整するための投射映像の調整装置であって、投射面上に映像を投射するプロジェクタから投射された投射光全体の光量を減少させる減光手段と、この減光手段を通過した投射光全体を集光する集光手段と、この集光手段を通過した投射光全体の輝度を均一化する輝度均一化手段と、この輝度均一化手段を通過した投射光を受光して投射光の輝度を検出するための輝度検出手段とを備える。 In order to achieve the above-described object, a projection image adjusting device according to the present invention is a projection image adjusting device for adjusting the brightness and chromaticity of a projection image projected from a projector, and the image is projected on a projection surface. and dimming means for reducing the amount of the whole has been projected light projected from the projector for projecting a focusing means for focusing the entire projection light passed through the dimming means, the overall projection light that has passed through the focusing means And a luminance detecting means for receiving the projection light that has passed through the luminance equalizing means and detecting the luminance of the projected light.
以上のように構成された本発明に係る投射映像の調整装置によれば、輝度検出手段による投射光の検出結果に基づいて、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度が調整される。 According to the projection image adjusting apparatus according to the present invention configured as described above, the luminance and chromaticity of the projection image projected from the projector are adjusted based on the detection result of the projection light by the luminance detecting means.
また、本発明に係る投射映像の調整装置は、プロジェクタに係合させて、投射光の光軸と集光手段および輝度均一化手段の光軸とを位置決めするための係合手段を備えることが好ましい。これによって、投射レンズの光軸に対して集光手段、輝度均一化手段等の光軸を容易に位置決めされて一致される。 In addition, the projection image adjusting device according to the present invention includes an engaging unit for engaging the projector to position the optical axis of the projection light and the optical axis of the condensing unit and the brightness uniformizing unit. preferable. As a result, the optical axes of the condensing means, the brightness uniformizing means, etc. are easily positioned and matched with the optical axis of the projection lens.
また、本発明に係る投射映像の調整システムは、上述した本発明の投射映像の調整装置と、
この調整装置による検出結果に基づいて投射映像を調整するための調整用データを生成するデータ生成手段と、プロジェクタに調整用データを入力するためのデータ入力手段とを有する制御装置とを備える。
The projection video adjustment system according to the present invention includes the above-described projection video adjustment device of the present invention,
A control device is provided that includes data generation means for generating adjustment data for adjusting the projected video based on the detection result by the adjustment device, and data input means for inputting adjustment data to the projector.
また、本発明に係る投射映像の調整方法は、投射面上に映像を投射するプロジェクタから投射された投射光全体の光量を減少させる第１のステップと、投射光全体を集光する第２のステップと、投射光全体の輝度を均一化する第３のステップと、投射光を受光して投射光の輝度を検出する第４のステップと、第４のステップで得られた検出結果に基づいて投射映像の輝度および色度を調整するための調整用データを生成する第５のステップと、プロジェクタに調整用データを入力する第６のステップとを有する。 Moreover, the adjustment method of the projection image | video which concerns on this invention is a 2nd step which reduces the light quantity of the whole projection light projected from the projector which projects an image | video on a projection surface, and the 2nd which condenses the whole projection light. A step, a third step for equalizing the brightness of the entire projection light, a fourth step for receiving the projection light and detecting the brightness of the projection light, and a detection result obtained in the fourth step. It has the 5th step which produces | generates the data for adjustment for adjusting the brightness | luminance and chromaticity of a projection image | video, and the 6th step which inputs the data for adjustment to a projector.
なお、本発明において、ＲＧＢとは、赤、緑、青の各色の投射光を指している。 In the present invention, RGB refers to red, green, and blue projection light.
上述したように本発明によれば、輝度検出手段によって検出された検出結果に基づいて、プロジェクタが調整されることで、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を容易かつ確実に調整することができる。 As described above, according to the present invention, the projector is adjusted based on the detection result detected by the luminance detection unit, thereby easily and reliably adjusting the luminance and chromaticity of the projected video projected from the projector. be able to.
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る投射映像の調整装置は、投射面上に映像を投射するためのプロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度をそれぞれ適正に調整するために用いられる。 The adjustment device for the projected image according to the present embodiment is used to appropriately adjust the luminance and chromaticity of the projected image projected from the projector for projecting the image on the projection surface.
図１に示すように、プロジェクタ２から投射される投射映像の調整システム１は、プロジェクタ２から投射される投射映像を調整するための調整装置３と、この調整装置３から出力された検出結果に基づいてプロジェクタ２を調整するための制御装置であるパーソナルコンピュータ４とを備えている。 As shown in FIG. 1, an adjustment system 1 for a projection image projected from a projector 2 includes an adjustment device 3 for adjusting a projection image projected from the projector 2 and a detection result output from the adjustment device 3. And a personal computer 4 which is a control device for adjusting the projector 2 on the basis thereof.
プロジェクタ２は、映像を表示する映像表示素子７と、この映像表示素子７を制御する映像制御回路（不図示）と、投射光を投射する投射レンズ８とを有する投射部を備えている。映像表示素子７としては、液晶表示板またはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）が用いられる。 The projector 2 includes a projection unit including a video display element 7 that displays video, a video control circuit (not shown) that controls the video display element 7, and a projection lens 8 that projects projection light. As the video display element 7, a liquid crystal display panel or DMD (digital micromirror device) is used.
調整装置３は、図２に示すように、プロジェクタ２からの投射光の光量を減光するための減光フィルタ１１と、この減光フィルタ１１によって減光された投射光を集光するための集光レンズ１２と、この集光レンズ１２によって集光された投射光の輝度を均一化するためのロッドレンズ（ロッドインテグレータ）１３と、このロッドレンズ１３によって輝度が均一化された投射光の輝度を検出するための輝度センサ１４と、これら集光レンズ１２、ロッドレンズ１３、輝度センサ１４を内部に収容する筐体１６とを備えている。 As shown in FIG. 2, the adjusting device 3 is a neutral density filter 11 for dimming the amount of projection light from the projector 2, and for condensing the projection light dimmed by the neutral density filter 11. The condenser lens 12, the rod lens (rod integrator) 13 for making the brightness of the projection light collected by the condenser lens 12 uniform, and the brightness of the projection light whose brightness is made uniform by the rod lens 13 And a housing 16 that accommodates the condenser lens 12, the rod lens 13, and the luminance sensor 14 therein.
ロッドレンズ１３の光軸は、集光レンズ１２の光軸に一致するように設けられている。ロッドレンズ１３は、入射された投射光を全反射させて導光することで、投射光の輝度むらを低減させて輝度を均一化させる。 The optical axis of the rod lens 13 is provided so as to coincide with the optical axis of the condenser lens 12. The rod lens 13 totally reflects the incident projection light and guides it, thereby reducing the uneven brightness of the projection light and making the brightness uniform.
なお、図示しないが、ロッドレンズ１３の代わりに、同一面上に設けられた複数の集光レンズ群によって輝度分布が異なる各光束を重ね合わせることで輝度むらを低減するマイクロレンズアレイ（フライアイレンズ）が用いられてもよい。また、ロッドレンズ１３の代わりに、筒状部材の内周面に形成された反射膜によって入射光を複数回反射させることで輝度むらを低減する、いわゆるライトトンネル等の光学部材が用いられてもよい。 Although not shown, instead of the rod lens 13, a microlens array (fly eye lens) that reduces luminance unevenness by superimposing light beams having different luminance distributions by a plurality of condensing lens groups provided on the same surface. ) May be used. Further, instead of the rod lens 13, an optical member such as a so-called light tunnel that reduces unevenness in luminance by reflecting incident light a plurality of times by a reflective film formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member may be used. Good.
輝度センサ１４は、投射光を各Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎にそれぞれ受光する受光部を有している。この受光部は、例えば、円形状の受光領域の中心から３等分割された各受光領域を有するフォトダイオード等が用いられる。また、輝度センサ１４は、輝度検出結果をパーソナルコンピュータ４側に出力するための出力処理部１５に電気的に接続されている。この輝度センサ１４は、各受光領域で受光された投射光の強度によって、プロジェクタ２から投射された投射光の輝度を検出し、輝度検出結果を出力処理部１５に入力する。
The luminance sensor 14 has a light receiving unit that receives projection light for each R (red), G (green), and B (blue). For example, a photodiode having each light receiving region divided into three equal parts from the center of the circular light receiving region is used as the light receiving unit. In addition, the luminance sensor 14 is electrically connected to an
筐体１６には、プロジェクタ２からの投射光が入射される開口部１８が設けられており、この開口部１８内に減光フィルタ１１が設けられている。また、筐体１６には、開口部１８の外周に、プロジェクタ２側の投射レンズ８に係合される円筒状の係合部１９が一体に設けられている。調整装置３は、投射レンズ８の外周部に係合部１９の内周部が係合されることによって、プロジェクタ２からの投射光の光軸が、集光レンズ１２およびロッドレンズ１３の光軸に位置決めされて一致される。なお、図示しないが、プロジェクタ２の筐体および調整装置３の筐体１６には、投射光の光軸を位置決めするように互いに係合される係合部がそれぞれ設けられてもよい。
The housing 16 is provided with an opening 18 into which the projection light from the projector 2 is incident, and the neutral density filter 11 is provided in the opening 18. The casing 16 is integrally provided with a cylindrical
そして、この調整装置３は、装置全体がプロジェクタ２よりも小され、例えばレンズキャップ程度に形成されており、携帯性が充分に確保されている。 The adjustment device 3 is smaller than the projector 2 as a whole, and is formed, for example, on the order of a lens cap, so that portability is sufficiently ensured.
パーソナルコンピュータ４は、図３および図４に示すような調整用映像である各テストパターン画像の表示データを有しており、投射映像の輝度および色度を調整する際に、これらテストパターン画像をプロジェクタ２の映像表示素子７に入力する。なお、このテストパターン画像の表示データは、調整装置３側やプロジェクタ２側に設けられた例えばＲＯＭ（Read-Only Memory）等が有する構成にされてもよい。 The personal computer 4 has display data of each test pattern image that is an adjustment video as shown in FIG. 3 and FIG. 4, and when adjusting the brightness and chromaticity of the projected video, the test pattern image is displayed. Input to the video display element 7 of the projector 2. Note that the display data of the test pattern image may be configured, for example, in a read-only memory (ROM) provided on the adjustment device 3 side or the projector 2 side.
輝度調整用のテストパターンとしては、図３に示すように、投射光の輝度を暗色から明色まで所定の階調で徐々に変化させた複数のテストパターン画像が用いられる。映像の輝度を調整する際には、輝度調整用のテストパターンを用いて、ＲＧＢの各色光毎に輝度がそれぞれ検出される。 As the test pattern for brightness adjustment, as shown in FIG. 3, a plurality of test pattern images in which the brightness of the projected light is gradually changed from a dark color to a light color with a predetermined gradation are used. When adjusting the brightness of an image, the brightness is detected for each color light of RGB using a test pattern for brightness adjustment.
色むら補正用のテストパターンとしては、図４に示すように、画像が格子状に分割された複数の分割領域の１箇所のみの輝度を高くし、この輝度が高い分割領域を順次変化させた複数のテストパターン画像が用いられる。なお、映像の色むらを補正する際には、色むら補正用のテストパターンを用いて、ＲＧＢの各色光毎、および輝度の階調毎に、各分割領域の輝度を検出することが望ましいが、必要に応じて、輝度の任意の階調のみを簡易的に検出するように行われてもよい。 As a test pattern for correcting color unevenness, as shown in FIG. 4, the luminance of only one of a plurality of divided areas obtained by dividing the image into a grid pattern is increased, and the divided areas having higher luminance are sequentially changed. A plurality of test pattern images are used. When correcting the color unevenness of the video, it is desirable to detect the luminance of each divided region for each color light of RGB and for each luminance gradation using a test pattern for correcting the color unevenness. As occasion demands, only an arbitrary gradation of luminance may be simply detected.
以上のように構成された投射映像の調整システム１について、プロジェクタ２から投射される映像の輝度および色度を調整する処理を説明する。 A process for adjusting the brightness and chromaticity of an image projected from the projector 2 in the projection image adjustment system 1 configured as described above will be described.
まず、投射映像の調整システム１では、投射レンズ８に係合部１９が係合されることによって、プロジェクタ２に対して調整装置３が取り付けられ、投射レンズ８の光軸に対して集光レンズ１２、ロッドレンズ１３の光軸が位置決めされる。
First, in the projection image adjustment system 1, the
そして、パーソナルコンピュータ４は、上述した輝度調整用のテストパターンおよび色むら補正用のテストパターンをプロジェクタ２側に順次出力する。これにより、プロジェクタ２は、パーソナルコンピュータ４から入力された各テストパターン画像を表示するための投射光を投射する。 The personal computer 4 sequentially outputs the above-described brightness adjustment test pattern and color unevenness correction test pattern to the projector 2 side. Thereby, the projector 2 projects the projection light for displaying each test pattern image input from the personal computer 4.
投射レンズ８から投射された投射光は、減光フィルタ１１によって、投射光の光量が、輝度センサ１４で受光可能な光量まで小さくされる。続いて、減光フィルタ１１を透過した投射光は、集光レンズ１２によって集光されて、ロッドレンズ１３に入射される。ロッドレンズ１３に入射された投射光は、全反射されることで、投射映像内の投射位置に起因する輝度むらが低減されて、輝度センサ１４に入射される。 The projection light projected from the projection lens 8 is reduced by the neutral density filter 11 so that the light quantity of the projection light can be received by the luminance sensor 14. Subsequently, the projection light transmitted through the neutral density filter 11 is collected by the condenser lens 12 and is incident on the rod lens 13. The projection light incident on the rod lens 13 is totally reflected, so that the luminance unevenness due to the projection position in the projected image is reduced and is incident on the luminance sensor 14.
輝度センサ１４に入射された投射光は、ＲＧＢ毎に各受光領域でそれぞれ受光される。輝度センサ１４は、投射光の強度によって投射光の輝度を検出し、出力処理部１５を介してパーソナルコンピュータ４側に輝度検出結果を出力する。
The projection light incident on the luminance sensor 14 is received by each light receiving region for each of RGB. The luminance sensor 14 detects the luminance of the projection light based on the intensity of the projection light, and outputs the luminance detection result to the personal computer 4 side via the
パーソナルコンピュータ４は、調整装置３から出力された検出結果に基づいて輝度調整用データおよび色むら補正用データをそれぞれ生成し、これらのデータがプロジェクタ２に入力されることで、映像表示素子７を制御する映像制御回路によって、投射映像の輝度および色むら等の色度がそれぞれ調整される。 The personal computer 4 generates brightness adjustment data and color unevenness correction data based on the detection result output from the adjustment device 3, and these data are input to the projector 2, so that the video display element 7 is displayed. The luminance and chromaticity such as color unevenness of the projected video are adjusted by the video control circuit to be controlled.
上述したように、投射映像の調整システム１は、投射光の光量を減少させる減光フィルタ１１と、投射光を集光する集光レンズ１２と、投射光の輝度を均一化するロッドレンズ１３と、投射光の輝度を検出するための輝度センサ１４とを有する調整装置３を備えることによって、プロジェクタ２から投射される投射映像の輝度および色度を容易かつ確実に調整することができる。 As described above, the projection image adjustment system 1 includes the neutral density filter 11 that reduces the amount of projection light, the condenser lens 12 that condenses the projection light, and the rod lens 13 that equalizes the luminance of the projection light. By providing the adjusting device 3 having the brightness sensor 14 for detecting the brightness of the projected light, the brightness and chromaticity of the projected image projected from the projector 2 can be easily and reliably adjusted.
したがって、この調整システム１によれば、携帯性が確保された調整装置３をプロジェクタ２の投射レンズ８に係合させることで、プロジェクタ２に対して調整装置３が容易に位置決めされて取り付けられるため、プロジェクタの製造工程での調整時や、例えばプロジェクタのメンテナンスや再調整等を、修理作業者やユーザー自身でも容易かつ確実に行うことが可能になる。 Therefore, according to the adjustment system 1, the adjustment device 3 that is ensured to be portable is engaged with the projection lens 8 of the projector 2, so that the adjustment device 3 is easily positioned and attached to the projector 2. In addition, it becomes possible for repair workers and users themselves to easily and reliably perform adjustments in the manufacturing process of the projector, and maintenance and readjustment of the projector, for example.
また、本発明に係る調整装置は、液晶表示板を有する液晶プロジェクタ、およびＤＭＤを有するプロジェクタにそれぞれ対応することができる。 The adjusting device according to the present invention can correspond to a liquid crystal projector having a liquid crystal display panel and a projector having a DMD, respectively.
また、上述した実施形態の投射映像の調整システム１では、調整装置３によって検出されて輝度検出結果が、パーソナルコンピュータ４に入力されて、このパーソナルコンピュータ４によって輝度調整用データおよび色むら補正用データが生成される構成が採られたが、これら輝度調整用データおよび色むら補正用データが、調整装置が備えるＣＰＵ等によって生成され、調整装置からプロジェクタに直接入力されるように構成されてもよい。さらに、調整システムは、調整装置によって検出された輝度検出結果が、プロジェクタに直接入力されて、プロジェクタが備えるＣＰＵ等によって、輝度調整用データおよび色むら補正用データが生成されるように構成されてもよい。これらのような構成によれば、投射映像の輝度および色度を更に容易かつ確実に調整を行うことができる。 In the projection video adjustment system 1 of the above-described embodiment, the luminance detection result detected by the adjustment device 3 is input to the personal computer 4, and the luminance adjustment data and the color unevenness correction data are input by the personal computer 4. The brightness adjustment data and the color unevenness correction data may be generated by a CPU or the like included in the adjustment device and directly input from the adjustment device to the projector. . Further, the adjustment system is configured such that the luminance detection result detected by the adjustment device is directly input to the projector, and the luminance adjustment data and the color unevenness correction data are generated by the CPU or the like provided in the projector. Also good. According to such a configuration, the brightness and chromaticity of the projected video can be adjusted more easily and reliably.
１ 投射映像の調整システム
２ プロジェクタ
３ 調整装置
４ パーソナルコンピュータ
７ 映像表示素子
８ 投射レンズ
１１ 減光フィルタ
１２ 集光レンズ
１３ ロッドレンズ
１４ 輝度センサ
１５ 出力処理部
１６ 筐体
１８ 開口部
１９ 係合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection image adjustment system 2 Projector 3 Adjustment apparatus 4 Personal computer 7 Image display element 8 Projection lens 11 Neutralizing filter 12 Condensing lens 13 Rod lens 14
Claims (11)
投射面上に映像を投射する前記プロジェクタから投射された投射光全体の光量を減少させる減光手段と、
前記減光手段を通過した前記投射光全体を集光する集光手段と、
前記集光手段を通過した前記投射光全体の輝度を均一化する輝度均一化手段と、
前記輝度均一化手段を通過した前記投射光を受光して前記投射光の輝度を検出するための輝度検出手段と
を備える投射映像の調整装置。 A projection image adjusting device for adjusting brightness and chromaticity of a projection image projected from a projector,
A dimming means for reducing the amount of light of the entire projection light projected from the projector that projects an image on a projection surface;
Condensing means for condensing the entire projection light that has passed through the dimming means;
Brightness uniformizing means for uniformizing the brightness of the entire projection light that has passed through the light collecting means;
A projection image adjustment device comprising: luminance detection means for detecting the luminance of the projection light by receiving the projection light that has passed through the luminance uniformity means.
前記プロジェクタに前記調整データを入力するためのデータ入力手段とを備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の投射映像の調整装置。 Data generating means for generating adjustment data for adjusting the projection video based on a detection result by the projection video adjusting device;
The projection image adjustment apparatus according to claim 1, further comprising data input means for inputting the adjustment data to the projector.
前記投射映像の調整装置による検出結果に基づいて前記投射映像を調整するための調整用データを生成するデータ生成手段と、前記プロジェクタに前記調整用データを入力するためのデータ入力手段とを有する制御装置と
を備える投射映像の調整システム。 A projection image adjusting device according to any one of claims 1 to 6,
Control having data generation means for generating adjustment data for adjusting the projection video based on a detection result by the projection video adjustment device, and data input means for inputting the adjustment data to the projector And a projection image adjustment system.
前記投射光全体を集光する第２のステップと、
前記投射光全体の輝度を均一化する第３のステップと、
前記投射光を受光して前記投射光の輝度を検出する第４のステップと、
前記第４のステップで得られた検出結果に基づいて投射映像の輝度および色度を調整するための調整用データを生成する第５のステップと、
前記プロジェクタに前記調整用データを入力する第６のステップと
を有する投射映像の調整方法。 A first step of reducing the amount of light of the entire projection light projected from a projector that projects an image on a projection surface;
A second step of condensing the entire projection light;
A third step for equalizing the luminance of the entire projection light;
A fourth step of receiving the projection light and detecting the brightness of the projection light;
A fifth step of generating adjustment data for adjusting the luminance and chromaticity of the projected video based on the detection result obtained in the fourth step;
And a sixth step of inputting the adjustment data to the projector.
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