WO2017017758A1 - プロジェクタ装置、プロジェクタ装置における色補正方法 - Google Patents

プロジェクタ装置、プロジェクタ装置における色補正方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a projector device and a color correction method in the projector device.
  • Color that detects the amount of light in the optical path of each laser light source in a projector apparatus using a plurality of laser light sources that emit laser beams of different colors and a plurality of image forming elements that respectively form images corresponding to the colors of the respective laser lights discloses a method of adjusting the white balance by arranging the sensors and controlling the output of each laser light source according to the detection value of each sensor. Such white balance adjustment is performed to adjust the amount of light that has changed due to aging of the laser light source or to maintain white balance when the laser output is changed for light control.
  • Each color sensor arranged in the optical path of each laser light source is installed on the back surface of a reflection mirror for bending the optical path of the laser light. The reflection mirror reflects most of the incident light, but part of the incident light passes through the reflection mirror. Since the ratio of the passing light to the incident light is constant, the amount of each laser beam is detected by sensing the passing light.
  • the acquired value of the color sensor may be affected by the content of the image formed by the image forming element.
  • a DMD Digital Micromirror Device
  • the mirror constituting the DMD is turned on.
  • reflected light from the DMD may be applied to the reflecting mirror.
  • it may be affected by light leaking from optical components other than the reflecting mirror.
  • the influence of the reflection of the image forming element according to the image to be formed as described above can occur even when an image forming element other than DMD, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) panel is used.
  • the state of reflected light varies depending on the content of the image to be formed. For this reason, for example, the data value acquired by the color sensor may differ between when the image to be formed is all white and when the other pattern is used.
  • the present invention realizes a projector apparatus and a color correction method in the projector apparatus that can adjust white balance with high accuracy regardless of the content of an image formed by an image forming element.
  • a projector device includes a plurality of light sources that emit light of different colors, A plurality of image forming elements that are respectively irradiated with the light of the different colors and that form images corresponding to the different colors; A plurality of sensors for respectively detecting luminances of the different colors of light irradiated on the plurality of image forming elements; The detection values detected by the plurality of sensors are corrected based on the brightness of each image formed by an image forming element corresponding to the color of light detected by each sensor, and the plurality of light sources are corrected based on the correction values. And a controller that adjusts the white balance by controlling the output.
  • the color correction method performed by the projector device includes a plurality of light sources that emit light of different colors and a plurality of light beams that are irradiated with the light of different colors and that form images corresponding to the different colors, respectively.
  • the white balance is adjusted with high accuracy regardless of the content of the image formed by the image forming element.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a result of analysis of histogram data of an R image sent from a histogram generation unit 301 by a control unit 302 in FIG. 3. It is a figure which shows the content of the correction coefficient for R images stored in the correction coefficient table 307 in FIG. It is a flowchart which shows the light source control operation
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical system of a first embodiment of a projector according to the present invention.
  • the projector according to this embodiment includes light sources 1 to 3, an illumination unit 20, a light combining unit 30, and a lens 9.
  • the light source 1 includes a blue laser element 1a, lenses 1b, 1f, and 1d, a dichroic mirror 1c, and a phosphor wheel 1e.
  • the light source 2 includes a blue laser element 2a and a lens 2b.
  • the light source 3 includes a red laser element 3a and a lens 3b.
  • the illumination unit 20 includes lenses 4a to 4c and integrators 4d to 4f.
  • the light combining unit 30 includes mirrors 5a to 5c, TIR prisms 6R, 6G, 6B, DMDs 7R, 7G, 7B, a cross dichroic prism 8, and a lens 9.
  • the blue laser excitation light generated by the blue laser element 1a and emitted through the lens 1f is incident on the dichroic mirror 1c.
  • the dichroic mirror 1c reflects light in the blue wavelength band and transmits light in the longer wavelength band. For this reason, the laser excitation light is reflected by the dichroic mirror 1c and condensed on the phosphor wheel 1e by the lens 1d.
  • the phosphor wheel 1e is provided with a phosphor (not shown) that emits green fluorescence when excited by laser excitation light. The green fluorescence emitted from the phosphor enters the dichroic mirror 1c through the lens 1d, passes through the dichroic mirror 1c, and is supplied to the illumination unit 20 through the lens 1b.
  • the blue excitation light generated by the blue laser element 2a is supplied to the illumination unit 20 via the lens 2b.
  • red excitation light generated by the red laser element 3a is supplied to the illumination unit 20 via the lens 3b.
  • red light (hereinafter, R light) supplied from the light source unit 3 is used as light of an R optical path that is an optical path of R light through an optical element integrator 4 d and a lens 4 a that make the light uniform. Is done.
  • Green fluorescence (hereinafter referred to as G light) supplied from the light source unit 1 is used as light in the G light path, which is the light path of G light, via the integrator 4e and the lens 4b.
  • Blue light (hereinafter referred to as B light) supplied from the light source unit 2 is used as light in a B optical path, which is an optical path for blue, via the integrator 4f and the lens 4c.
  • the light combining unit 30 will be described with reference to FIG. 2 which is a schematic diagram of the G optical path.
  • the configuration of the B optical path described with reference to FIG. 2 is the same for the R optical path and the B optical path.
  • a broken line represents a light ray.
  • the G light supplied from the illumination unit 20 is reflected toward the TIR prism 6G by the reflection mirror 5b, and is supplied to the TIR prism 6G via the field lens 10G.
  • the G light incident on the TIR prism 6G passes through the TIR prism 6G and reaches the DMD 7G.
  • the G light reflected by the DMD 7G is incident on the TIR prism 6G again.
  • the G light is reflected by the total reflection surface inside the TIR prism 6G and enters the cross dichroic prism 8.
  • a color sensor 101G that selectively receives green light is disposed on the surface of the reflection mirror 5B that becomes the anti-TIR prism 6G.
  • the reflection mirror 5B is arranged so that the loss due to reflection is minimized.
  • the color sensor 101G detects the transmitted light of the light incident on the reflection mirror 5B, and the amount of the transmitted light is approximately 1 to 2% of the light incident on the reflection mirror 5B.
  • the R light incident on the TIR prism 6R is reflected by the DMD 7R and reenters the TIR prism 6R.
  • the R light is reflected by the total reflection surface of the TIR prism 6R and enters the cross dichroic prism 8.
  • a color sensor 101R (not shown) that selectively receives red light is provided at the same position as the G optical path.
  • the B light incident on the TIR prism 6B is reflected by the DMD 7B and reenters the TIR prism 6B.
  • the B light is reflected by the TIR prism 6B total reflection surface and enters the cross dichroic prism 8.
  • a color sensor 101B (not shown) that selectively receives blue light is provided at the same position as the G optical path and the R optical path.
  • the cross dichroic prism 8 reflects the R light incident from the TIR prism 6R toward the lens 9 by a reflecting surface formed inside.
  • the G light incident from the TIR prism 6G passes through the lens 9 as it is.
  • the B light incident from the TIR prism 6B is reflected toward the lens 9 by the reflecting surface formed inside.
  • the cross dichroic prism 8 has a role of combining the R, G, and B lights and supplying them to the lens 9.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the main configuration of the electrical system of the present embodiment. Below, with reference to FIG. 3, the process performed by the electric system of this embodiment is demonstrated.
  • the electrical system of this embodiment includes a histogram generation unit 301, a control unit 302 that performs arithmetic processing, a memory 303, a DMD control unit 304, color sensors 101R, 101G, and 101B, and a light source control unit 306.
  • the memory 303 includes a correction coefficient table 307.
  • the color sensors 101R, 101G, and 101B may be any sensors that can acquire the brightness of the optical path. In this embodiment, a color sensor that selectively receives specific color light is used in order to prevent stray light from entering as much as possible.
  • an illuminance sensor may be used to detect and control the luminance of each optical path.
  • the color sensors 101R, 101G, and 101B used in this embodiment are provided with analog-digital converters therein, and digital data is sent to the control unit 302.
  • An analog / digital converter may be arranged outside the color sensors 101R, 101G, and 101B, or analog data may be output.
  • the histogram generation unit 301 receives a video signal, forms a histogram on each of the R, G, and B images indicated in the video signal, and outputs a signal indicating the result to the control unit 302 together with the video signal.
  • the memory 303 stores a program for operating the control unit 302.
  • the correction coefficient table 307 provided in the memory 303 is used when the control unit 302 controls the light sources 1a, 2a, and 3a via the light source control unit 306. Stores the correction coefficient used for.
  • the control unit 302 is configured by a CPU (Central Processing Unit), and the control unit 302 forms a computer together with the memory 303, and it can be said that the projector according to the present embodiment has a built-in computer.
  • the control unit 302 controls the DMDs 7R, 7G, and 7B via the DMD control unit 304 in accordance with the video signal transmitted from the histogram generation unit 301, and forms images for R, G, and B, respectively.
  • the histogram data indicating the result of histogram-izing each image sent from the histogram generation unit 301, the color sensor values acquired from the color sensors 101R, 101G, and 101B, and the correction coefficient stored in the correction count table 307 are used. Accordingly, the light amounts of the blue laser elements 1a and 2a and the red laser element 3a are controlled. The light amount control of each of these laser elements is performed via a light source control unit 306 that controls the supply current to each laser element.
  • FIG. 4 shows a result of analyzing the histogram data of the R image sent from the histogram generation unit 301 by the control unit 302.
  • the analysis result is represented by a luminance level (luminance value) and a frequency (number of pixels).
  • Luminance values have values from 0 to 256.
  • the luminance values are classified into three levels, ie, luminance levels 0 to 85, luminance level 0, luminance values 86 to 171 are luminance level 1, and luminance values 172 to 256 are luminance level 2.
  • the frequency difference of each luminance level is taken.
  • the class is determined according to the difference between the class with the highest frequency and the frequency of the other class and a predetermined threshold value.
  • the correction coefficient table 307 stores correction coefficients corresponding to the determined class.
  • FIG. 5 is a diagram showing the contents of correction coefficients for R image stored in the correction coefficient table 307. As shown in FIG. 5, seven classes of 0 to 2 and Ave1 to Ave4 are set as classes, and correction coefficients r0 ′ to r6 ′ are stored therein.
  • the class is determined from the luminance level and the threshold as follows. (1) When class 0 is selected, the frequency of luminance level 0 is larger than luminance level 1 and luminance level 2, and the frequency difference is greater than or equal to a threshold value. (2) Class 1 is selected when the frequency of luminance level 1 is greater than luminance level 2 and luminance level 3, and the frequency difference is equal to or greater than a threshold value. (3) Class 3 is selected when the frequency of luminance level 3 is greater than luminance level 0 and luminance level 1, and the frequency difference is greater than or equal to the threshold value.
  • class AVE1 when the frequency difference between luminance level 1 and luminance level 2 is less than or equal to the threshold, the frequency at luminance level 0 is smaller than luminance levels 1 and 2, and the frequency difference is greater than or equal to the threshold It is.
  • class AVE2 when the frequency difference between luminance level 0 and luminance level 2 is less than or equal to the threshold, the frequency of luminance level 1 is less than luminance levels 0 and 2, and the frequency difference is greater than or equal to the threshold It is.
  • the frequency difference between luminance level 0 and luminance level 1 is less than or equal to the threshold
  • the frequency of luminance level 2 is less than luminance levels 0 and 1
  • the frequency difference is greater than or equal to the threshold. It is.
  • the class AVE4 is selected when the difference between the luminance level 0, the luminance level 1, and the luminance level 2 is less than or equal to the threshold value.
  • a correction coefficient r2 ′ corresponding to a class for example, class 2
  • the correction amount is set to a value larger than the correction coefficient r0 ′ corresponding to a class indicating that it is present, for example, class 0.
  • the method for obtaining the correction coefficient is the same for the G image and the B image, and the values obtained from the color sensors 101R, 101G, and 101B are corrected with the obtained correction coefficient, and based on the corrected color sensor values,
  • the white balance control is executed by varying the outputs of the laser light sources 1a, 2a, and 3a shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the light source control operation performed in this embodiment.
  • a video signal is input to the projector
  • histogram analysis is performed on the R, G, and B color images indicated by the video signal (step S101).
  • the histogram analysis is performed as described above, whereby the correction coefficient used for each of the R, G, and B colors is determined with reference to the correction coefficient table 307 (step S102).
  • color sensor values are acquired from the color sensors 101R, 101G, and 101B (step S103), and the color sensor values are corrected by the correction coefficients used for the R, G, and B colors determined in step S102 (step S103).
  • Light source control is performed based on the corrected color sensor value, and control is performed so as to achieve a desired white chromaticity (step S105).
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the electrical system of the present embodiment.
  • the configurations and operations of the control unit 702, the memory 703, the DMD control unit 704, and the light source control unit 706 are the same as those of the control unit 102, the memory 103, the DMD control unit 104, and the light source control unit 106 shown in FIG.
  • an APL calculation unit 701 is provided instead of the histogram generation unit 301 provided in the first embodiment.
  • the APL calculation unit 701 obtains an APL for each of the R, G, and B color images indicated by the video signal, and outputs a signal indicating the obtained APL together with the video signal to the control unit 702.
  • the correction coefficient table 707 built in the memory 703 of the present embodiment stores correction coefficients corresponding to the APL range as shown in FIG.
  • RL be the average luminance of the obtained R image.
  • the correction coefficient differs for each average luminance.
  • RL0 ′ is stored in the correction coefficient table 707 as a corresponding correction coefficient for the average luminance RL corresponding to RL0 ⁇ RL ⁇ RL1
  • the correction coefficient RL1 ′ corresponds to the average luminance RL corresponding to RL1 ⁇ RL ⁇ RL2.
  • the correction coefficient is stored in the correction coefficient table 707 as a correction coefficient.
  • the correction coefficient for the average luminance RL is determined, and thereby the sensor value acquired from the color sensor 101R is corrected.
  • the correction coefficient table 707 stores correction coefficients for the average luminance GL of the G image and the average luminance BL of the B image, and the average luminance GL of the G image and the average luminance BL of the B image are the same as described above.
  • a correction coefficient is determined, values acquired from the color sensors 101G and 101B are corrected, and light source control is performed using the corrected values.
  • the LO, L1, L2,... Constituting the correction coefficient table 707 have a luminance of LO ⁇ L1 ⁇ L2 ⁇ . As described above, when the image to be formed has many bright parts, the acquired color sensor value tends to be high, and when there are many dark parts, the acquired color sensor value tends to be low.
  • a correction coefficient corresponding to an image indicated by APL indicating that there are many bright parts for example, RL2 ′ is a correction coefficient corresponding to an image indicated by APL indicating that there are more dark parts, for example, RL0 ′. It is a value that increases the correction amount.
  • the sensor value changed due to the reflected light of the image is corrected by correcting the value acquired from the sensor based on the result of analyzing the luminance of the image. Can be corrected with high accuracy. As a result, the accuracy of white balance adjustment by the sensor can be improved.
  • the color sensor is preferably arranged in a place where the sensor value is not affected by the operation of an image forming element such as a DMD or a liquid crystal panel.
  • the laser light does not leak outside. Due to the shielding, if the sensor value is affected, it is not easy to change the sensor position. However, if this method is used, it is possible to perform appropriate white balance control without changing the sensor position.
  • the present invention is extremely effective when performing dimming that adjusts the amount of light applied to the display element in accordance with the average luminance or histogram of the image to be displayed.
  • dimming the power supplied to the light source of each color is changed in order to adjust the output luminance of the light source of each color and adjust the amount of light applied to the display element of each color.
  • the relationship between the supplied power and the output luminance may differ depending on the light source. In such a case, the color balance is deteriorated. For this reason, the intensity of each light source is detected and corrected by a sensor.
  • the detection value of the sensor is corrected based on the result of analyzing the luminance of the image, so the accuracy of light control is Can be improved.

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Abstract

画像形成素子が形成する画像の内容に関わらずに、ホワイトバランスの調整を精度良く行う。それぞれ異なる色の光を出射する複数の光源と、前記異なる色の光がそれぞれ照射され、前記異なる色のそれぞれに対応した画像を形成する複数の画像形成素子と、前記複数の画像形成素子に照射される前記異なる色の光の輝度をそれぞれ検出する複数のセンサ（１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂ）と、前記複数のセンサが検出したそれぞれの検出値を、各センサが検出する光の色に対応する画像形成素子が形成する各画像の輝度に基づいて補正し、該補正値に基づいて前記複数の光源の出力を制御することによりホワイトバランスを調整する制御部（制御部３０２）と、を有する。

Description

プロジェクタ装置、プロジェクタ装置における色補正方法
　本発明は、プロジェクタ装置、および、プロジェクタ装置における色補正方法に関する。
　異なる色のレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、各レーザ光の色に対応した画像をそれぞれ形成する複数の画像形成素子を用いたプロジェクタ装置において、各レーザ光源の光路に光量を検出するカラーセンサをそれぞれ配置し、各センサの検出値に応じて各レーザ光源の出力を制御してホワイトバランスを調整する手法が特許文献１に開示されている。このようなホワイトバラスの調整は、レーザ光源の経年変化により変化した光量を調整するためや、調光のためにレーザ出力を変化させたときのホワイトバランスを維持するために行われる。
　各レーザ光源の光路にそれぞれ配置される各カラーセンサは、レーザ光の光路を折り曲げるための反射ミラーの裏面に設置される。反射ミラーは入射光の殆どを反射するが、入射光の一部は反射ミラーを通過する。この入射光に対する通過光の割合は一定のものであるため、通過光をセンシングすることにより、各レーザ光の光量が検出される。
特開２００７－０６５５７４号公報
　カラーセンサでセンシングをする際、カラーセンサの取得値は、画像形成素子が形成する画像の内容によって影響されることがある。
　画素に対応する複数のミラーが設けられるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ：ディジタル　マイクロミラー　デバイス）を用いて画像形成を行う場合、ＤＭＤの近傍にカラーセンサが配置されていると、ＤＭＤを構成するミラーのＯＮまたはＯＦＦとなる傾きによっては、ＤＭＤからの反射光が反射ミラーに照射されることがある。また、反射ミラー以外の光学部品から漏れる光の影響を受けてしまうこともある。
　上記のような、形成する画像に応じた画像形成素子の反射による影響は、ＤＭＤ以外の画像形成素子、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）パネルを用いる場合でも起こり得る。ＬＣＤパネルにおいても、反射光の状況は形成する画像内容に応じて異なる。
　このため、例えば形成する画像が全白の時と、その他の絵柄とでは、カラーセンサが取得するデータ値が異なってしまうことがある。
　所望とする白色を得るために、カラーセンサで照度を取得してホワイトバランス調整が行われているが、形成画像に応じてカラーセンサによる取得値が変動するため、ホワイトバランスの調整の精度に課題があった。
　本発明は、画像形成素子が形成する画像の内容に関わらずに、ホワイトバランスの調整を精度良く行うことのできるプロジェクタ装置、プロジェクタ装置における色補正方法を実現する。
　本発明によるプロジェクタ装置は、それぞれ異なる色の光を出射する複数の光源と、
　前記異なる色の光がそれぞれ照射され、前記異なる色のそれぞれに対応した画像を形成する複数の画像形成素子と、
　前記複数の画像形成素子に照射される前記異なる色の光の輝度をそれぞれ検出する複数のセンサと、
　前記複数のセンサが検出したそれぞれの検出値を、各センサが検出する光の色に対応する画像形成素子が形成する各画像の輝度に基づいて補正し、該補正値に基づいて前記複数の光源の出力を制御することによりホワイトバランスを調整する制御部と、を有する。
　本発明によるプロジェクタ装置で行われる色補正方法は、それぞれ異なる色の光を出射する複数の光源と、前記異なる色の光がそれぞれ照射され、前記異なる色のそれぞれに対応した画像を形成する複数の画像形成素子と、を備えるプロジェクタ装置で行われる色補正方法であって、
　複数のセンサにより前記複数の画像形成素子に照射される前記異なる色の光の輝度をそれぞれ検出し、
　制御部が、前記複数のセンサが検出したそれぞれの検出値を、各センサが検出する光の色に対応する画像形成素子が形成する各画像の輝度に基づいて補正し、該補正値に基づいて前記複数の光源の出力を制御することによりホワイトバランスを調整する。
　本発明では、画像形成素子が形成する画像の内容に関わらずに、ホワイトバランスの調整が精度良く行われる。
本発明によるプロジェクタの第１の実施形態の光学系の構成を示す模式図である。 Ｂ光路の構成を示す図である。 本発明によるプロジェクタの第１の実施形態の電気系の要部構成を示すブロック図である。 図３中の制御部３０２がヒストグラム生成部３０１より送られてきたＲ画像のヒストグラムデータを解析した結果を示す図である。 図３中の補正係数テーブル３０７に格納されているＲ画像用の補正係数の内容を示す図である。 本発明によるプロジェクタの第１の実施形態で行われる光源制御動作を示すフローチャートである。 本発明によるプロジェクタの第２の実施形態の電気系の要部構成を示すブロック図である。 図７中の補正係数テーブル７０７に格納されているＲ画像用の補正係数の内容を示す図である。
　次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明によるプロジェクタの第１の実施形態の光学系の構成を示す模式図である。
　図１に示されるように、本実施形態のプロジェクタは、光源１～３、照明部２０、光合成部３０、レンズ９を有する。
　光源１は、青色レーザ素子１ａ、レンズ１ｂ、１ｆ、１ｄ、ダイクロイックミラー１ｃ、蛍光体ホイール１ｅを有し、光源２は、青色レーザ素子２ａおよびレンズ２ｂを有する。光源３は、赤色レーザ素子３ａおよびレンズ３ｂを有する。
　照明部２０は、レンズ４ａ～４ｃ、インテグレータ４ｄ～４ｆを有する。
　光合成部３０は、ミラー５ａ～５ｃ、ＴＩＲプリズム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、ＤＭＤ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、クロスダイクロイックプリズム８、レンズ９を有する。
　光源１において、青色レーザ素子１ａにて発生し、レンズ１ｆを介して出射された青色のレーザ励起光は、ダイクロイックミラー１ｃに入射する。ダイクロイックミラー１ｃは、青色の波長帯域の光を反射し、それより長波長帯域の光を透過する。このため、ダイクロイックミラー１ｃにレーザ励起光は反射され、レンズ１ｄにより蛍光体ホイール１ｅ上に集光される。
　蛍光体ホイール１ｅには、レーザ励起光により励起されて緑色蛍光を放出する蛍光体（不図示）が設けられている。
　蛍光体から放出された緑色蛍光は、レンズ１ｄを介してダイクロイックミラー１ｃに入射し、ダイクロイックミラー１ｃを透過し、レンズ１ｂを介して照明部２０に供給される。
　光源２において、青色レーザ素子２ａが発生した青色の励起光はレンズ２ｂを介して照明部２０に供給される。
　光源３において、赤色レーザ素子３ａが発生した赤色の励起光はレンズ３ｂを介して照明部２０に供給される。
　照明部２０では、光源部３から供給された赤色の光（以下、Ｒ光）は、光を均一化させる光学素子インテグレータ４ｄ及びレンズ４ａを介してＲ光の光路であるＲ光路の光として利用される。
　光源部１より供給された緑色蛍光（以下、Ｇ光）は、インテグレータ４ｅ及びレンズ４ｂを介してＧ光の光路であるＧ光路の光として利用される。光源部２から供給された青色の光（以下、Ｂ光）は、インテグレータ４ｆ，レンズ４ｃを介して、青色用の光路であるＢ光路の光として利用される。
　光合成部３０について、Ｇ光路の模式図である図２を参照して説明する。
　図２を参照して説明するＢ光路の構成は、Ｒ光路及びＢ光路についても同様である。
　図２において、破線は光線を表す。照明部２０から供給されたＧ光は、反射ミラー５ｂによってＴＩＲプリズム６Ｇに向けて反射され、フィールドレンズ１０Ｇを介してＴＩＲプリズム６Ｇへ供給される。
　ＴＩＲプリズム６Ｇへ入射したＧ光は、ＴＩＲプリズム６Ｇを通過してＤＭＤ７Ｇへ到達する。ＤＭＤ７Ｇで反射したＧ光は、再びＴＩＲプリズム６Ｇへ入射する。このＧ光はＴＩＲプリズム６Ｇ内部の全反射面で反射し、クロスダイクロックプリズム８へ入射する。
　反射ミラー５Ｂの反ＴＩＲプリズム６Ｇとなる面には、緑色の光を選択的に受光するカラーセンサ１０１Ｇが配置されている。反射ミラー５Ｂは反射による損失が最も少なくなるように配置されている。カラーセンサ１０１Ｇは、反射ミラー５Ｂに入射した光の透過光を検出するが、この透過光の量は反射ミラー５Ｂに入射される光のおおよそ１～２％である。
　Ｒ光路においても、ＴＩＲプリズム６Ｒに入射したＲ光は、ＤＭＤ７Ｒで反射し、ＴＩＲプリズム６Ｒに再び入射する。Ｒ光はＴＩＲプリズム６Ｒの全反射面で反射してクロスダイクロイックプリズム８へ入射する。Ｒ光路においてもＧ光路と同様の位置に赤色の光を選択的に受光するカラーセンサ１０１Ｒ（不図示）が設けられている。
　Ｂ光路においても、ＴＩＲプリズム６Ｂに入射したＢ光は、ＤＭＤ７Ｂで反射し、ＴＩＲプリズム６Ｂに再び入射する。Ｂ光はＴＩＲプリズム６Ｂ全反射面で反射してクロスダイクロイックプリズム８へ入射する。Ｂ光路においても、Ｇ光路およびＲ光路と同様の位置に青色の光を選択的に受光するカラーセンサ１０１Ｂ（不図示）が設けられている。
　クロスダイクロイックプリズム８は、ＴＩＲプリズム６Ｒから入射されたＲ光を、内部に形成されている反射面でレンズ９側へ反射する。ＴＩＲプリズム６Ｇから入射されたＧ光は、そのままレンズ９側へ通過させる。ＴＩＲプリズム６Ｂから入射されたＢ光は、内部に形成されている反射面でレンズ９側へ反射する。このように、クロスダイクロイックプリズム８は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの光を合成してレンズ９へ供給する役割を持つ。
　図３は、本実施形態の電気系の要部構成を示すブロック図である。以下に、図３を参照して本実施形態の電気系で行われる処理について説明をする。
　本実施形態の電気系は、ヒストグラム生成部３０１、演算処理を行う制御部３０２、メモリ３０３、ＤＭＤ制御部３０４、カラーセンサ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ、光源制御部３０６で構成されている。メモリ３０３は、補正係数テーブル３０７を備えている。
　カラーセンサ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは光路の明るさを取得できるものであればよい。本実施形態では迷光の侵入を極力防ぐために特定の色光を選択的に受光するカラーセンサを用いているが、各光路の輝度を検出して制御を行う為、照度センサを用いてもよい。
　本実施形態で用いられるカラーセンサ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、内部にアナログデジタルコンバータが設けられており、制御部３０２にはデジタルデータが送られる。カラーセンサ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂの外部にアナログデジタルコンバータを配置する構成としてもよく、アナログデータを出力するものでもよい。
　ヒストグラム生成部３０１は映像信号を入力し、該映像信号に示されるＲ，Ｇ，Ｂの各画像をヒストグラム化し、その結果を示す信号を映像信号とともに制御部３０２へ出力する。
　メモリ３０３は、制御部３０２を動作させるプログラムを格納し、また、メモリ３０３に備えられる補正係数テーブル３０７は、制御部３０２が光源制御部３０６を介して各光源１ａ，２ａ，３ａを制御する際に用いられる補正係数を格納する。
　制御部３０２はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：セントラル　プロセッシング　ユニット）により構成されるもので、制御部３０２はメモリ３０３とともにコンピュータを構成しており、本実施形態のプロジェクタはコンピュータを内蔵しているともいえる。
　制御部３０２はヒストグラム生成部３０１から送られてくる映像信号に応じてＤＭＤ制御部３０４を介してＤＭＤ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを制御し、それぞれにＲ，Ｇ，Ｂ用の画像を形成させる。このとき、ヒストグラム生成部３０１から送られてきた各画像をヒストグラム化した結果を示すヒストグラムデータ、各カラーセンサ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから取得したカラーセンサ値、補正計数テーブル３０７に格納される補正係数に応じて青色レーザ素子１ａ，２ａおよび赤色レーザ素子３ａの光量を制御する。これらの各レーザ素子の光量制御は各レーザ素子への供給電流を制御する光源制御部３０６を介して行われる。
　以下に、本実施形態で行われるレーザ素子の光量制御について、例として赤色レーザ素子３ａの光量制御について説明する。
　図４は、制御部３０２がヒストグラム生成部３０１より送られてきたＲ画像のヒストグラムデータを解析した結果を示している。解析結果は図４に示されるように、輝度レベル（輝度値）、度数（画素数）で表される。輝度値には０～２５６の値があり、輝度０～８５が輝度レベル０、輝度８６から１７１が輝度レベル１、輝度１７２から２５６が輝度レベル２のように３つに分けられる。
　次に、各輝度レベルの度数の差分をとる。もっとも度数の大きな階級と他の階級の度数との差分と、予め定められた閾値に応じて階級が決定される。
　補正係数テーブル３０７は決定された階級に応じた補正係数を格納している。図５は補正係数テーブル３０７に格納されているＲ画像用の補正係数の内容を示す図である。図５に示すように階級として０～２、Ａｖｅ１～Ａｖｅ４の７階級が設定され、それらに補正係数ｒ０‘～ｒ６’が格納されている。
　階級は、輝度レベルと閾値から以下のように決定される。
　（１）階級０が選択される時は、輝度レベル０の度数が輝度レベル１と輝度レベル２に対して大きく、度数差が閾値以上の時である。
　（２）階級１が選択される時は、輝度レベル１の度数が輝度レベル２と輝度レベル３に対して大きく、度数差が閾値以上の時である。
　（３）階級３が選択される時は、輝度レベル３の度数が輝度レベル０と輝度レベル１に対して大きく、度数差が閾値以上の時である。
　（４）階級ＡＶＥ１が選択される時は、輝度レベル１と輝度レベル２の度数差が閾値以下で、かつ、輝度レベル０の度数が輝度レベル１、２より小さく、度数差が閾値以上の時である。
　（５）階級ＡＶＥ２が選択される時は、輝度レベル０と輝度レベル２の度数差が閾値以下で、かつ、輝度レベル１の度数が輝度レベル０、２より小さく、度数差が閾値以上の時である。
　（６）階級ＡＶＥ３が選択される時は、輝度レベル０と輝度レベル１の度数差が閾値以下で、かつ、輝度レベル２の度数が輝度レベル０、１より小さく、度数差が閾値以上の時である。
　（７）階級ＡＶＥ４が選択される時は、輝度レベル０と輝度レベル１と輝度レベル２の差分が閾値以下の時である。
　上記のように行われる階級の選択方法について説明を行う。
　形成する画像に明るい部分が多い場合には取得するカラーセンサ値が高くなり、暗部が多い場合には取得するカラーセンサ値が低くなる傾向がある。これはＤＭＤのＯＮ光による影響であるため、この影響を打ち消すために明部の多い画像であることを示す階級、例えば階級２に対応する補正係数ｒ２’は、これよりも暗部の多い画像であることを示す階級、例えば階級０に対応する補正係数ｒ０’よりも補正量を大きくする値とされている。
　Ｇ画像及びＢ画像においても補正係数の求め方は同様であり、各カラーセンサ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから取得した値を求めた補正係数で補正し、補正後のカラーセンサ値をもとにして、光源制御部３０６を介して図１に示したレーザ光源１ａ，２ａ，３ａの出力を可変させてホワイトバランス制御を実行することになる。
　図６は、本実施形態で行われる光源制御動作を示すフローチャートである。
　プロジェクタに映像信号が入力されると、映像信号が示すＲ、Ｇ、Ｂ各色の画像について、ヒストグラム解析が行われる（ステップＳ１０１）。ヒストグラム解析は先述のように行われ、これによりＲ、Ｇ、Ｂ各色に使用される補正係数が補正係数テーブル３０７を参照して決定される（ステップＳ１０２）。
　次に、各カラーセンサ１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂからカラーセンサ値を取得し（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０２で決定したＲ、Ｇ、Ｂ各色に使用される補正係数により各カラーセンサ値を補正する（ステップＳ１０４）。この補正後のカラーセンサ値をもとにして光源制御を実施し、所望の白色の色度となるように制御を行う（ステップＳ１０５）。
　（第２の実施形態）
　上述した第１の実施形態では、映像信号が示すＲ、Ｇ、Ｂ各色の画像について、ヒストグラム解析を行い、各画像に用いる補正係数を決定していた。本発明の第２の実施形態では、各画像のＡＰＬ（AVERAGE PICTURE LEVEL：平均輝度）を用いて補正係数を決定する。
　本実施形態の光学系の構成は図１に示した第１の実施形態のものと同じである。図７は、本実施形態の電気系の構成を示すブロック図である。
　制御部７０２、メモリ７０３、ＤＭＤ制御部７０４、光源制御部７０６の構成および動作は図１に示した制御部１０２、メモリ１０３、ＤＭＤ制御部１０４、光源制御部１０６と同様である。
　本実施形態においては、第１の実施形態で設けられていたヒストグラム生成部３０１の代わりにＡＰＬ算出部７０１が設けられている。ＡＰＬ算出部７０１は、プロジェクタに映像信号が入力されると、映像信号が示すＲ、Ｇ、Ｂ各色の画像についてＡＰＬを求め、求めたＡＰＬを示す信号を映像信号とともに制御部７０２へ出力する。
　本実施形態のメモリ７０３に内蔵される補正係数テーブル７０７は、図８に示すように、ＡＰＬ範囲に応じた補正係数を格納している。
　ここで、Ｒ画像について考える。
　求められたＲ画像の平均輝度をＲＬとする。図８に示すように、補正係数は平均輝度毎に異なる。たとえば、ＲＬ０＜ＲＬ≦ＲＬ１に該当する平均輝度ＲＬには対応する補正係数としてＲＬ０’が補正係数テーブル７０７に格納され、ＲＬ１＜ＲＬ≦ＲＬ２に該当する平均輝度ＲＬには補正係数ＲＬ１’が対応する補正係数として補正係数テーブル７０７に格納されている。
　上記のようにして平均輝度ＲＬに対する補正係数が決定され、これによりカラーセンサ１０１Ｒより取得したセンサ値を補正する。
　補正係数テーブル７０７には、Ｇ画像の平均輝度ＧＬ、Ｂ画像の平均輝度ＢＬについても補正係数が格納されており、Ｇ画像の平均輝度ＧＬ、Ｂ画像の平均輝度ＢＬについても上記と同様にして補正係数が決定され、カラーセンサ１０１Ｇ、１０１Ｂより取得された値が補正され、その補正後の値を使用して、光源制御が行われる。
　補正係数テーブル７０７を構成するＬＯ，Ｌ１，Ｌ２・・・は輝度がＬＯ＜Ｌ１＜Ｌ２＜・・・とされている。上述したように、形成する画像に明るい部分が多い場合には取得するカラーセンサ値が高くなり、暗部が多い場合には取得するカラーセンサ値が低くなる傾向がある。この影響を打ち消すために、明部の多いことをＡＰＬが示す画像に対応する補正係数、例えばＲＬ２’は、これよりも暗部の多いことを示すＡＰＬが示す画像に対応する補正係数、例えばＲＬ０’よりも補正量を大きくする値とされている。
　以上説明した各実施形態に示されるように、本発明によれば、画像の輝度を解析した結果に基づいてセンサから取得した値を補正することで、画像の反射光の影響で変動したセンサ値を精度よく補正することが出来る。これによりセンサによるホワイトバランス調整の精度を向上することが可能となる。
　カラーセンサは、ＤＭＤや液晶パネルなどの画像形成素子の動作によってセンサ値に影響がない場所に配置することが望ましいが、レーザ光源を用いた光学系においては、レーザ光が外部に漏れないように遮蔽しているため、もしセンサ値に影響がある場合は、センサ位置を変更することは容易ではない。
　しかしながら、本手法を用いれば、センサ位置を変更することなく、適切なホワイトバランス制御を行うことが可能である。
　また、表示する画像の平均輝度やヒストグラムに応じて表示素子に照射する光量を調整する調光を行う際にも本発明は極めて有効となる。調光では、各色の光源の出力輝度を調整して各色の表示素子に照射する光量を調整するために、各色の光源への供給電力を変化させることが行われる。供給電力と出力輝度の関係は光源によって異なることがあり、このような場合には色バランスが悪化してしまう。このために各光源の強度をセンサにより検出して補正が行われるが、本発明においては、そのセンサの検出値を画像の輝度を解析した結果に基づいて補正しているので、調光の精度を向上することができる。
　１～３　　光源
　２０　　照明部
　３０　　光合成部
　１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ　　カラーセンサ
　３０１　　ヒストグラム生成部
　３０２　　制御部
　３０３　　メモリ
　３０４　　ＤＭＤ制御部
　３０６　　光源制御部
　３０７　　補正係数テーブル

Claims (10)

  1. それぞれ異なる色の光を出射する複数の光源と、
    　前記異なる色の光がそれぞれ照射され、前記異なる色のそれぞれに対応した画像を形成する複数の画像形成素子と、
    　前記複数の画像形成素子に照射される前記異なる色の光の輝度をそれぞれ検出する複数のセンサと、
    　前記複数のセンサが検出したそれぞれの検出値を、各センサが検出する光の色に対応する画像形成素子が形成する各画像の輝度に基づいて補正し、該補正値に基づいて前記複数の光源の出力を制御することによりホワイトバランスを調整する制御部と、を有するプロジェクタ装置。
  2. 請求項１記載のプロジェクタ装置において、
    　前記画像形成素子は画像信号に基づいて画像を形成し、
    　前記画像信号に基づいて前記画像形成素子が形成する画像をヒストグラム化したヒストグラムデータを生成するヒストグラム生成部と、
    　複数の階級とそれに対応する複数の補正係数を格納する補正係数テーブルと、を備え、
    　前記制御部は、前記ヒストグラムデータから前記階級を決定し、決定した階級に対応して前記補正係数テーブルに格納されている補正係数により前記センサの検出値を補正するプロジェクタ装置。
  3. 請求項２記載のプロジェクタ装置において、
    　前記補正係数テーブルは、明るい画像であることを示す階級に対して、暗い画像であることを示す階級に対応して格納する補正係数よりも補正量が大きな補正係数を格納するプロジェクタ装置。
  4. 請求項１記載のプロジェクタ装置において、
    　前記画像形成素子は画像信号に基づいて画像を形成し、
    　前記画像信号に基づいて前記画像形成素子が形成する画像の平均輝度を求めるＡＰＬ算出部と、
    　複数の平均輝度範囲とそれに対応する複数の補正係数を格納する補正係数テーブルと、を備え、
    　前記制御部は、前記ＡＰＬ算出部が求めた平均輝度が存在する平均輝度範囲を決定し、決定した平均輝度範囲に対応して前記補正係数テーブルに格納されている補正係数により前記センサの検出値を補正するプロジェクタ装置。
  5. 請求項４記載のプロジェクタ装置において、
    　前記補正係数テーブルは、明るい画像であることを示す平均輝度範囲に対して、暗い画像であることを示す平均輝度範囲に対応して格納する補正係数よりも補正量が大きな補正係数を格納するプロジェクタ装置。
  6. それぞれ異なる色の光を出射する複数の光源と、前記異なる色の光がそれぞれ照射され、前記異なる色のそれぞれに対応した画像を形成する複数の画像形成素子と、を備えるプロジェクタ装置で行われる色補正方法であって、
    　複数のセンサにより前記複数の画像形成素子に照射される前記異なる色の光の輝度をそれぞれ検出し、
    　制御部が、前記複数のセンサが検出したそれぞれの検出値を、各センサが検出する光の色に対応する画像形成素子が形成する各画像の輝度に基づいて補正し、該補正値に基づいて前記複数の光源の出力を制御することによりホワイトバランスを調整する、プロジェクタ装置で行われる色補正方法。
  7. 請求項６記載のプロジェクタ装置で行われる色補正方法において、
    　前記画像形成素子は画像信号に基づいて画像を形成し、
    　ヒストグラム生成部により前記画像信号に基づいて前記画像形成素子が形成する画像をヒストグラム化したヒストグラムデータを生成し、
    　補正係数テーブルに複数の階級とそれに対応する複数の補正係数を格納し、
    　前記制御部は、前記ヒストグラムデータから前記階級を決定し、決定した階級に対応して前記補正係数テーブルに格納されている補正係数により前記センサの検出値を補正するプロジェクタ装置で行われる色補正方法。
  8. 請求項７記載のプロジェクタ装置で行われる色補正方法において、
    　前記補正係数テーブルには、明るい画像であることを示す階級に対して、暗い画像であることを示す階級に対応して格納する補正係数よりも補正量が大きな補正係数を格納するプロジェクタ装置で行われる色補正方法。
  9. 請求項６記載のプロジェクタ装置において、
    　前記画像形成素子は画像信号に基づいて画像を形成し、
    　ＡＰＬ算出部により前記画像信号に基づいて前記画像形成素子が形成する画像の平均輝度を求め、
    　補正係数テーブルに複数の平均輝度範囲とそれに対応する複数の補正係数を格納し、
    　前記制御部は、前記ＡＰＬ算出部が求めた平均輝度が存在する平均輝度範囲を決定し、決定した平均輝度範囲に対応して前記補正係数テーブルに格納されている補正係数により前記センサの検出値を補正するプロジェクタ装置で行われる色補正方法。
  10. 請求項９記載のプロジェクタ装置で行われる色補正方法において、
    　前記補正係数テーブルは、明るい画像であることを示す平均輝度範囲に対して、暗い画像であることを示す平均輝度範囲に対応して格納する補正係数よりも補正量が大きな補正係数を格納するプロジェクタ装置で行われる色補正方法。
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