(57)【要約】【課題】  シェーディング補正データ作成に好適な映像データを取得してシェーディング補正を行うこと。【解決手段】  本発明になるシェーディング補正方法は、対象物を照らす照明と、この対象物を映像化する光学系を含む映像化手段と、この映像化手段によって得られる映像をスクリーンに投影する投射型ディスプレイ装置とを備えたプロジェクタの照明むらに起因するシェーディングを前記映像化手段で白基準板を映像化したときに得られる映像データＬｊの中の最大値Ｌｍａｘを基準にしてシェーディング補正データを作成して補正するシェーディング補正方法であって、前記映像化手段のゲインＧを変化させ、この変化の度に前記最大値Ｌｍａｘと予め定められた基準値Ｌｒｅｆとの差異を求め、この差異が予め定められた範囲Ｄａｌｗ内に収まるか否か判断し、範囲内に収まるときの最大値Ｌｍａｘを基準にすることを特徴とするものである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を照らす照明と、この対象物を映像化する光学系を含む映像化手段と、この映像化手段によって得られる映像をスクリーンに投影する投射型ディスプレイ装置とを備えたプロジェクタの照明むらに起因するシェーディングを前記映像化手段で白基準板を映像化したときに得られる映像データＬｊの中の最大値Ｌｍａｘを基準にしてシェーディング補正データを作成して補正するシェーディング補正方法であって、
前記映像化手段のゲインＧを変化させ、この変化の度に前記最大値Ｌｍａｘと予め定められた基準値Ｌｒｅｆとの差異を求め、この差異が予め定められた範囲Ｄａｌｗ内に収まるか否か判断し、範囲内に収まるときの最大値Ｌｍａｘを基準にすること
を特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項２】
前記ゲインの変化は前記映像データＬｊが大きい方から小さい方に変化させること
を特徴とする請求項１記載のシェーディング補正方法。
【請求項３】
前記映像データＬｊは前記映像化手段で得られる１フレーム内の個々の映像データ、または１フレームの映像を予め定められた複数の領域分割したときのそれぞれの領域内の個々の映像データの平均値であること
を特徴とする請求項１記載のシェーディング補正方法。
【請求項４】
前記差異は前記最大値ＬｍａｘとＬｒｅｆとの差分または比率であることを特徴とする請求項１記載のシェーディング補正方法。
【請求項５】
対象物を照らす照明と、この対象物を映像化する光学系を含む映像化手段と、この映像化手段によって得られる映像をスクリーンに投影する投射型ディスプレイ装置とを備え、照明むらに起因するシェーディングを前記映像化手段で白基準板を映像化したときに得られる映像データＬｊの中の最大値Ｌｍａｘを基準にしてシェーディング補正データを作成してシェーディング補正を行うシェーディング補正部とを備えたプロジェクタであって、
前記映像化手段のゲインＧ、前記最大値Ｌｍａｘの基準値であるＬｒｅｆ、およびこのＬｒｅｆとＬｍａｘとの差異の許容値であるＤａｌｗとを設定すること；設定されたゲインＧ毎に得られる映像の前記最大値Ｌｍａｘと基準値Ｌｒｅｆとの差異が前記許容値Ｄａｌｗの範囲内か否か判定すること；この判定で範囲外と判定されたときには前記差異を少なくする方向に前記ゲインＧを変更して最終的には範囲内にすること；の各制御を行う制御部
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
前記ゲインの変化は前記映像データＬｊが大きい方から小さい方に変化させること
を特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記映像データＬｊは前記映像化手段で得られる１フレーム内の個々の映像データ、または１フレームの映像を予め定められた複数の領域分割したときのそれぞれの領域内の個々の映像データの平均値であること
を特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記差異は前記最大値ＬｍａｘとＬｒｅｆとの差分または比率であることを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに係り、特に不透明な原稿を撮像手段で撮像する時の照明むらに起因するシェーディングを補正するときに用いるシェーディング補正データを作成するのに適した輝度の映像データを自動的に得る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータまたはＣＣＤカメラ若しくはＣＭＯＳセンサ等からなる光学撮像手段（以下、単に書画カメラという。）等からの映像を拡大投射する投射型ディスプレイ装置とを備えたプロジェクタが用いられている。
【０００３】
特に書画カメラの映像を扱えるプロジェクタは、不透明な原稿をわざわざ透明のＯＨＰシートに複写する手間がいらないので使い易く、また資源の節約、ゴミの減量にもつながり省資源に資するプレゼンテーションを可能にすることから有用なものである。書画カメラによる映像化は、原稿を原稿載置用のガラスの上に裏向き載置し、この原稿の資料面を蛍光灯などの照明装置で照らしてＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳセンサ等によって撮像することで実現している。
【０００４】
このように、不透明な原稿を書画カメラで撮像するためには蛍光灯などの照明装置を用いて不透明な原稿に照明を当てて一定の明るさを確保しなければならない。ところが、この照明には当たる光量にむらがあるため、書画カメラから出力される映像信号のレベルが不均一となり（以下、シェーディングという）、投影された原稿の明瞭度が原稿内で異なるという問題があった。
この問題を解決するために、シェーディングを補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９９８８２号公報（従来技術）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているようにシェーディング補正技術の基本原理は従来技術の項に記載されており、次のようなものである。
まず、白紙をカメラで読み取ることにより得られたディジタル映像データ中の最大値（最高輝度）Ｌｍａｘを求める。
【０００７】
続いて、シェーディングデータＳＨＤ（ｘ，ｙ）を次式のように計算する。
ＳＨＤ（ｘ，ｙ）＝Ｌｍａｘ／Ｌ（ｘ，ｙ）                ・・・（１）
式（１）において、Ｌ（ｘ，ｙ）は映像データ中の任意の画素の値（輝度値）である。式（１）の計算を上記映像データの全画素について行い、シェーディングデータ（前述のシェーディング補正データと同じものである。）ＳＨＤ（ｘ，ｙ）を記憶する。
【０００８】
このように、特許文献１記載の技術では、ある輝度の照明下で得られたデジタル映像の最高輝度のデータを基準とすることが記載されているだけで、シェーディングデータを求めるのに適した映像データの取得方法については明記していない。
つまり、シェーディングデータを作成するに当って基準データとなる映像データは書画カメラで得られた映像データが飽和しない範囲で最高輝度であるときが望ましいことから、このような映像データが得られることが前提となっている。
【０００９】
しかしながら、このような映像データは、書画カメラのダイナミックレンジを有効に活用する観点から照明装置の明るさを変更しないで書画カメラのゲインとオフセット、特にゲインを調整することで初めて得られるものである。
この調整は書画カメラからの映像でシェーディング補正前の映像であるデジタル映像データをＤ／Ａ変換器、コネクタを介してオシロスコープ等の波形観測機器で観測し、この映像データが飽和しない最大値になるようにマニュアルで調整する方法が考えられるが、調整そのものに手間取ることや個人差が生じることなどから製造コストの増加や信頼性の低下を招くという問題点がある。また、このような製造上の要求のみに起因する部品の追加は市場の要求である装置の小型・軽量化に反するという問題点もある。
【００１０】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、書画カメラで得られる映像を増幅するゲインを自動的に変化させながら、それぞれの時点で書画カメラから得られた映像データを読み込み、この映像データの最大値と設定された基準値に合わせることで自動的に書画カメラで得られる映像を増幅するゲインを選定して設定することでシェーディング補正データを作成するのに適した輝度の映像データを得るシェーディング補正方法を提供することを第１の目的とし、このような映像データを得てシェーディング補正を実行するシェーディング補正機能を備えたプロジェクタを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載のシェーディング補正方法は、対象物を照らす照明と、この対象物を映像化する光学系を含む映像化手段と、この映像化手段によって得られる映像をスクリーンに投影する投射型ディスプレイ装置とを備えたプロジェクタの照明むらに起因するシェーディングを前記映像化手段で白基準板を映像化したときに得られる映像データＬｊの中の最大値Ｌｍａｘを基準にしてシェーディング補正データを作成して補正するシェーディング補正方法であって、前記映像化手段のゲインＧを変化させ、この変化の度に前記最大値Ｌｍａｘと予め定められた基準値Ｌｒｅｆとの差異を求め、この差異が予め定められた範囲Ｄａｌｗ内に収まるか否か判断し、範囲内に収まるときの最大値Ｌｍａｘを基準にすることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２記載のシェーディング補正方法は、前記ゲインの変化方向を前記映像データＬｊが大きい方から小さい方に変化させることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３記載のシェーディング補正方法は、前記映像データＬｊが前記映像化手段で得られる１フレーム内の個々の映像データ、または１フレームの映像を予め定められた複数の領域分割したときのそれぞれの領域内の個々の映像データの平均値であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４記載のシェーディング補正方法は、前記差異が前記最大値ＬｍａｘとＬｒｅｆとの差分または比率であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５記載のプロジェクタは、対象物を照らす照明と、この対象物を映像化する光学系を含む映像化手段と、この映像化手段によって得られる映像をスクリーンに投影する投射型ディスプレイ装置とを備え、照明むらに起因するシェーディングを前記映像化手段で白基準板を映像化したときに得られる映像データＬｊの中の最大値Ｌｍａｘを基準にしてシェーディング補正データを作成してシェーディング補正を行うシェーディング補正部とを備えたプロジェクタであって、前記映像化手段のゲインＧ、前記最大値Ｌｍａｘの基準値であるＬｒｅｆ、およびこのＬｒｅｆとＬｍａｘとの差異の許容値であるＤａｌｗとを設定すること；設定されたゲインＧ毎に得られる映像の前記最大値Ｌｍａｘと基準値Ｌｒｅｆとの差異が前記許容値Ｄａｌｗの範囲内か否か判定すること；この判定で範囲外と判定されたときには前記差異を少なくする方向に前記ゲインＧを変更して最終的には範囲内にすること；の各制御を行う制御部を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６記載のプロジェクタは、前記ゲインの変化を前記映像データＬｊが大きい方から小さい方に変化させることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７記載のプロジェクタは、前記映像データＬｊが前記映像化手段で得られる１フレーム内の個々の映像データ、または１フレームの映像を予め定められた複数の領域分割したときのそれぞれの領域内の個々の映像データの平均値であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８記載のプロジェクタは、前記差異が前記最大値ＬｍａｘとＬｒｅｆとの差分または比率であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように請求項１〜４に記載の発明によれば、白基準板を対象物に選定し、自動的に映像化手段のゲインを変化させ、その度に映像化手段から得られた映像データの中の最大値と基準値との差異を求め、その差異が許容値の範囲内に入るようなゲインを選定している。すなわち、最終的に選定されたゲインを設定した時に得られる映像データが求めるシェーディング補正データを作成するのに適した輝度の映像データとなるので、ゲインの選定・設定を容易に行うことができるとともに個人差もなくなるから、製造コストの低減や信頼性の向上に資するシェーディング補正方法を提供することができる。
【００２０】
特に、請求項２に記載の発明によれば、映像化手段から得られる映像データの輝度を高い方から低い方へ変化させるようにしているので、求める映像データは輝度が高い方が適切であるから、早い段階で適当なゲインを見つけ出すことができる、という効果が得られる。
【００２１】
請求項５〜８記載の発明によれば、請求項１〜４記載のゲインの決定を自動的に実行する手段を備えたので、製造コストの低減や信頼性の向上に資するシェーディング補正機能を備えたプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明になるシェーディング補正機能を備えたプロジェクタの概略ブロック図である。
【図２】本発明になるシェーディング補正方法に用いるシェーディング補正データ作成に好適な映像データの取得方法を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明になるシェーディング補正機能を備えたプロジェクタの概略ブロック図、図２は本発明になるシェーディング補正方法に用いるシェーディング補正データ作成に好適な映像データの取得方法を示すフローチャート図である。なお、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２４】
図１におけるシェーディング補正機能を備えたプロジェクタは、カメラモジュール１、シェーディング補正モジュール２、メモリ制御モジュール３、フレームメモリ４、ＤＭＤ制御部５、およびＣＰＵ６から構成される。
【００２５】
カメラモジュール１は対象物を映像化するもので、図示しない光学系を含みイメージセンサであるＣＭＯＳセンサ１１を主構成要素とする。このＣＭＯＳセンサ１１では光電変換を行うとともに外部からのゲイン設定により電荷の増幅を行う。シェーディング補正モジュール２は、カメラモジュール１で得られた映像の照明むらに起因するシェーディングを解消するもので、カメラモジュール１からの映像データの輝度をゲインを変えて細かく調整するゲイン微調整部２１、完成されたシェーディング補正データを保存するシェーディング補正データ記憶部２２、およびシェーディング補正データ記憶部２２からのデータとゲイン微調整部２１を介したカメラモジュール１からの映像データとを対応する画素または領域間でシェーディングを解消するような演算を実行するシェーディング補正部２３を主構成要素とする。
【００２６】
メモリ制御部３は、シェーディング補正モジュール２からの映像データをフレームメモリ４に展開したり、フレームメモリ４からのフレーム単位の映像データの解像度を変換したり、画質補正等の映像処理を行う。フレームメモリ４は展開された映像データ等をフレーム単位で格納する。
【００２７】
ＤＭＤ制御部５はメモリ制御部３からの映像処理を受けた映像データを受けて、図示しない光源やカラーホイール等を制御してＤＭＤ、投射レンズを介して拡大投影する。
【００２８】
ＣＰＵ６はシェーディング補正の実行を制御するもので、カメラモジュール１のＣＭＯＳセンサ１１とシェーディング補正モジュール２のゲイン微調整部２１で用いるゲインを格納するゲインテーブル６１ａ（例えば、２５６通りのゲインの組合わせからなる。）を備え、このテーブルの中からゲインの一組のゲインを選定し、設定する（ゲインの選定・設定については後述する。）ゲイン選定・設定部６１、シェーディング補正データ作成に適した映像データが得られたときに、この映像データを用いてシェーディング補正データを作成し、作成したシェーディング補正データをシェーディング補正データ記憶部６３に記憶するシェーディング補正データ算出部６２とを主構成要素とする。また、シェーディング補正データ算出部６２は、シェーディング補正データ記憶部６３に記憶されているシェーディング補正データを必要に応じて（例えば、電源投入時）シェーディング補正モジュール２のシェーディング補正データ記憶部２２に転送する。
【００２９】
次に、本発明になるシェーディング補正方法に用いるシェーディング補正データ作成に好適な映像データの取得方法について、主に図２を用いて説明する。
【００３０】
シェーディング補正データを作成するので、映像化する対象物として白基準板（または、相当物品）を図示しない原稿載置台に載置し、同じく図示しないプロジェクタの電源スイッチを操作し、プロジェクタに電源を投入する。
【００３１】
このとき最初に初期化処理が実行され、ＣＰＵ６のゲイン選定・設定部６１はゲインテーブル６１ａから予め決められた初期ゲインの組合わせを読み出し、カメラモジュール１のＣＭＯＳセンサ１１とシェーディングモジュール２のゲイン微調整部２１に設定する（図２のＳ２０１）。ここで初期ゲインの組合わせはなるべく映像データの輝度が高くなるようなものを選定するのがよい（例えば、２００番目のゲインの組合わせ）。求める映像データは輝度が高い方が良いからである。なお、ここではＣＭＯＳセンサ１１のシャッタ速度は最大に固定しておく。
【００３２】
ゲインが設定されることで、カメラモジュール１で映像化された白基準板の映像データがシェーディング補正モジュール２のゲイン微調整部２１を介してＣＰＵ６のゲイン選定・設定部６１に入力される（図２のＳ２０２）。
【００３３】
こうして入力された白基準板の映像データを基にゲイン選定・設定部６１で予め定められた分割領域（例えば、３２×６４の領域に分割）ごとに輝度の平均値Ｌａｖｅ，ｎ（ｎは分割数）を算出する（図２のＳ２０３）。その後、平均値Ｌａｖｅ，ｎの中から最大値Ｌｍａｘを求める（図２のＳ２０４）。
【００３４】
次に、最大値Ｌｍａｘと予め定められたシェーディング補正データを作成するのに好適な映像データの輝度である基準値Ｌｒｅｆとの差分を算出する（図２のＳ２０５）。そして、この差分が予め定められた許容範囲Ｄａｌｗ内に収まっているか否か判断する（図２のＳ２０６）。
【００３５】
この判断の結果許容範囲Ｄａｌｗ内に収まっていなければ（図２のＳ２０６でＮｏ）、差分の正負に応じてゲインを再設定する（図２のＳ２０７）。具体的には差分が正であれば、輝度が高すぎるので輝度を低減するようなゲインの組合わせをゲインテーブル６１ａから選定してカメラモジュール１のＣＭＯＳセンサ１１とシェーディング補正モジュール２のゲイン微調整部２１に設定する。反対に差分が負であれば、輝度が低すぎるので輝度を上げるようなゲインの組合わせを選定し、設定する。
【００３６】
こうすることで、新しく選定されたゲインがカメラモジュール１のＣＭＯＳセンサ１１とシェーディング補正モジュール２のゲイン微調整部２１に設定されると設定されたゲインに応じて白基準板の映像データの輝度が変化する。
【００３７】
続いて、前述の図２のＳ２０２〜Ｓ２０６で示す「ＣＭＯＳセンサからの白基準板の映像データ入力」から「差異が許容範囲内に収まるか否か」までの手順を繰り返す。
【００３８】
このゲインの再選定と再選定後ゲインの再設定は「差分が許容範囲内に収まる」まで繰り返される。
こうして、「差分が許容範囲内に収まった」時ゲイン設定で得られた白基準板の映像データがシェーディング補正データ作成に好適な映像データとなる。
【００３９】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるところである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４０】
例えば、「差分」に替えて「比率」を求め、この比率が許容範囲内に収まるか否か判断する。そして、許容範囲内に収まらないときは比率が１を超えるか否かでゲインの再選定を行い、再設定する。
【００４１】
また、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサ１１のシャッタ速度を最大に固定しているが、使用するＣＭＯＳセンサに合わせてシャッタ速度を固定することもできるし、必要に応じて制御は難しくなるがシャッタ速度を可変にすることもできる。
【００４２】
なお、シェーディング補正データは、前述の式（１）を用いて算出でき、算出されたシェーディング補正データはシェーディング補正データ記憶部６３に記憶され、必要に応じて、シェーディング補正モジュール２のシェーディング補正データ記憶部２２に転送されて、シェーディング補正が実行される。
【符号の説明】
【００４３】
１  カメラモジュール、２  シェーディング補正モジュール、３  メモリ制御部、
４  フレームメモリ、５  ＤＭＤ制御部、６  ＣＰＵ、  １１  ＣＭＯＳセンサ、
２１  ゲイン微調整部、２２  シェーディング補正データ記憶部、
２３  シェーディング補正部、６１  ゲイン選定・設定部、
６１ａ  ゲインテーブル、６２  シェーディング補正データ算出部、
６３  シェーディング補正データ記憶部
【図１】
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【図２】
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