(57)【要約】【課題】複数のプロジェクターを用いて１つのコンテンツを表示する利用形態において、ユーザによる黒レベル調整を容易に実現できる黒レベル調整システム及び黒レベル調整方法を提供する。【解決手段】複数のプロジェクターと、プロジェクター毎に投射された映像全体を撮影する撮像装置と、プロジェクターに中間調の調整用画像をそれぞれ表示させると共に、撮像装置で撮影された調整用画像を解析し、プロジェクター毎に投射された黒映像全体の輝度を均一にするための黒レベル調整を実行する制御装置とを有する。【選択図】図１
2019179092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプロジェクターと、
前記プロジェクター毎に投射された映像全体を撮影する撮像装置と、
前記プロジェクターに中間調の調整用画像をそれぞれ表示させると共に、前記撮像装置で撮影された前記調整用画像を解析し、前記プロジェクター毎に投射された黒映像全体の輝度を均一にするための黒レベル調整を実行する制御装置と、
を有する黒レベル調整システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記撮像装置で撮影された前記調整用画像から前記黒映像全体の輝度を均一にするための映像レベルを示す補正量を前記プロジェクター毎に算出し、前記プロジェクターから投射する前記映像の映像レベルに前記補正量を加算して表示させる請求項１記載の黒レベル調整システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
予め測定された、前記プロジェクター毎の映像レベルと実際の輝度との関係を示す特性データを保存しておき、
前記撮像装置で撮影された前記中間調における前記調整用画像の輝度及び映像レベルと、前記撮像装置で撮影された前記調整用画像の輝度を均一にしたときの前記プロジェクター毎の輝度及び映像レベルと、前記特性データとを用いて前記プロジェクター毎の前記補正量を算出する請求項２記載の黒レベル調整システム。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記中間調の前記調整用画像を形成するＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色光毎に前記補正量を求める請求項２または３記載の黒レベル調整システム。
【請求項５】
前記プロジェクター毎に投射される映像が重なる領域を重複領域とし、前記映像が重ならない領域を非重複領域としたとき、
前記制御装置は、
前記黒レベル調整時に、前記非重複領域の輝度を前記重複領域の輝度に一致させる請求項１から４のいずれか１項記載の黒レベル調整システム。
【請求項６】
複数のプロジェクターから投射される黒映像の輝度を調整するための黒レベル調整方法であって、
前記プロジェクターから中間調の調整用画像をそれぞれ表示し、
撮像装置で前記プロジェクター毎に投射された前記調整用画像を解析し、
前記プロジェクター毎に投射された前記黒映像全体の輝度を均一にするための黒レベル調整を実行する黒レベル調整方法。
【請求項７】
前記撮像装置で撮影された前記調整用画像から前記黒映像全体の輝度を均一にするための映像レベルを示す補正量を前記プロジェクター毎に算出し、
前記プロジェクターから投射する前記映像の映像レベルに前記補正量を加算して表示させる請求項６記載の黒レベル調整方法。
【請求項８】
予め測定された、前記プロジェクター毎の映像レベルと実際の輝度との関係を示す特性データを保存しておき、
前記撮像装置で撮影された前記中間調における前記調整用画像の輝度及び映像レベルと、前記撮像装置で撮影された前記調整用画像の輝度を均一にしたときの前記プロジェクター毎の輝度及び映像レベルと、前記特性データとを用いて前記プロジェクター毎の前記補正量を算出する請求項７記載の黒レベル調整方法。
【請求項９】
前記中間調の前記調整用画像を形成するＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色光毎に前記補正量を求める請求項７または８記載の黒レベル調整方法。
【請求項１０】
前記プロジェクター毎に投射される映像が重なる領域を重複領域とし、前記映像が重ならない領域を非重複領域としたとき、
前記黒レベル調整時に、前記非重複領域の輝度を前記重複領域の輝度に一致させる請求項６から９のいずれか１項記載の黒レベル調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のプロジェクターから投射する映像の明るさを調整する黒レベル調整システム及び黒レベル調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクターを用いて黒映像を表示する場合、スクリーン等へ投射される光の輝度は零ではなく、プロジェクター内部の光の一部がレンズを通して投射されてしまう。そのため、投射映像には、黒が若干明るくなる、いわゆる「黒浮き」が発生する。近年のプロジェクターは、高輝度化が進んでいるため、黒浮きのレベルも大きくなる傾向にある。
【０００３】
また、近年のプロジェクターの市場においては、複数のプロジェクターから映像を投射して１つのコンテンツを表示する利用形態が増えてきている。このような利用形態では、隣接する投射映像間に何も表示されない領域が発生しないように、それぞれの投射映像の端部を重ねて表示する方法がある。その場合、投射映像が重なる領域では、映像が重ならない領域よりも明るくなるため、上記黒浮きのレベルもさらに大きくなってしまう。
【０００４】
黒映像以外の映像では、エッジブレンディング等の周知の映像信号処理を用いることで投射映像が重なる領域の明るさ（輝度）や色を補正できる。一方、黒浮きは、光学系に起因して発生するため、映像信号処理では補正することができない。そのため、複数のプロジェクターから黒映像が投射されると、該黒映像の重なる領域が帯のように見えてしまう。そこで、近年のプロジェクターには、「黒レベル調整」と呼ばれる補正機能を備えた構成もある。
【０００５】
黒レベル調整は、複数のプロジェクターから投射される黒映像の明るさ（輝度）が投射映像全体で均一となるように、例えばリモコンやＯＳＤ（On Screen Display）等を用いて、ユーザにより任意の領域毎に投射映像の輝度を調整可能にする機能である。例えば、図４で示すように、２台のプロジェクターの投射映像の表示領域をエリアＡ及びＢとし、それらが重なる領域をエリアＣとしたとき、目視によりエリアＣの黒映像の輝度に合わせてエリアＡ及びＢの黒映像の輝度を調整すればよい。図４に示す「黒映像レベル」はスクリーン等の投射面における黒映像の理想的な輝度のレベルを示し、「投射映像レベル」は投射面における実際の黒映像の輝度のレベルの一例を示している。
【０００６】
図４では、黒レベル調整前におけるエリアＡの黒映像の輝度（投射映像レベル）とエリアＢの黒映像の輝度とが一致しているが、実際に投射される映像ではエリアＡの黒映像の輝度とエリアＢの黒映像の輝度とは異なる場合が多い。その場合、黒レベル調整では、各エリアの黒映像の輝度が一致するようにエリア毎の投射映像レベルを調整すればよい。黒レベル調整については特許文献１にも記載されている。
【０００７】
また、近年では、投射映像全体を撮像装置（カメラ）で撮影し、該撮影装置で撮影した画像に基づいて投射映像の輝度調整を自動で行う自動調整機能を備えたプロジェクターも実現されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−１０２４７３号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８５５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した自動調整機能を用いて黒レベル調整を行うには、複数のプロジェクターからスクリーン等に投射された黒映像全体を撮像装置で撮影し、該撮影装置で撮影した画像から投射された黒映像の輝度を取得する必要がある。ここで、プロジェクターから黒映像を投射するとは、理想的にはプロジェクターから光を何も投射しない状態であり、実際には非常に弱い光が投射されている状態である。そのため、スクリーン等に外部から不要な光が照射されていると、撮影した画像から黒映像の正確な輝度を判定することができない。すなわち、撮影した画像から黒映像の正確な輝度（黒レベル）を判定するには、該黒映像を表示するスクリーン等を暗幕等で囲うことで不要な外光を完全に遮断する必要がある。
【００１０】
しかしながら、そのような調整環境をプロジェクターのユーザ等が実現するのは容易ではなく、自動調整機能を用いた黒レベル調整を良好な精度で実行するのは困難である。
【００１１】
本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、複数のプロジェクターを用いて１つのコンテンツを表示する利用形態において、ユーザによる黒レベル調整を容易に実現できる黒レベル調整システム及び黒レベル調整方法を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため本発明の黒レベル調整システムは、複数のプロジェクターと、
前記プロジェクター毎に投射された映像全体を撮影する撮像装置と、
前記プロジェクターに中間調の調整用画像をそれぞれ表示させると共に、前記撮像装置で撮影された前記調整用画像を解析し、前記プロジェクター毎に投射された黒映像全体の輝度を均一にするための黒レベル調整を実行する制御装置と、
を有する。
【００１３】
一方、黒レベル調整方法は、複数のプロジェクターから投射される黒映像の輝度を調整するための黒レベル調整方法であって、
前記プロジェクターから中間調の調整用画像をそれぞれ表示し、
撮像装置で前記プロジェクター毎に投射された前記調整用画像を解析し、
前記プロジェクター毎に投射された前記黒映像全体の輝度を均一にするための黒レベル調整を実行する方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ユーザにより黒レベル調整を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の黒レベル調整システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したプロジェクター毎の特性データの一例を示すグラフである。
【図３】本発明の黒レベル調整方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】背景技術の黒レベル調整の様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の黒レベル調整システムの一構成例を示すブロック図である。
図１で示すように、本発明の黒レベル調整システムは、複数のプロジェクター１と、複数のプロジェクター１の投射映像全体を撮影する撮像装置２と、各プロジェクター１に所定の調整用画像（以下、テスト画像）を表示させると共に、撮像装置２で撮影された画像を解析して黒レベル調整を実行する制御装置３とを有する。
【００１７】
プロジェクター１は、制御装置３から上記テスト画像を含む各種映像や画像を示す映像信号が入力され、該映像信号が示す映像や画像をスクリーン等へ投射する。図１は、第１プロジェクター１１及び第２プロジェクター１２から成る２台のプロジェクター１を備える黒レベル調整システムの構成例を示している。黒レベル調整システムが備えるプロジェクター１の数は、制御装置３で制御可能な範囲内であり、撮像装置２で投射画像全体を撮影できる範囲内であれば、３台以上であってもよい。図１では、第１プロジェクター１１の投射映像の表示領域をエリアＡとし、第２プロジェクター１２の投射映像の表示領域をエリアＢとし、それらが重なる領域をエリアＣとした例を示している。以下では、上記エリアＣを重複領域と称し、第１プロジェクター１１及び第２プロジェクター１２の投射映像の表示領域のうち、エリアＣを除く領域を非重複領域と称す場合がある。
【００１８】
制御装置３には、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、該プログラムや処理で用いるデータが保存されるメモリ及び各種論理回路を含む情報処理装置（コンピュータ）が用いられる。
撮像装置２には、カメラが用いられる。撮像装置２は、複数のプロジェクター１の投射映像全体を撮影できる位置に配置される。撮像装置２は、所定の周期毎に投射映像を撮影し、該撮影した画像データを制御装置３へ送信する。撮像装置２による投射映像の撮影周期は、例えば制御装置３の処理周期と一致させればよい。図１は、黒レベル調整システムが独立した撮像装置２を備える構成例を示しているが、撮像装置２はプロジェクター１に内蔵していてもよい。
制御装置３と、撮像装置２及び各プロジェクター１とは、例えばＲＳ（Recommended Standard）−２３２Ｃに準拠した通信方式、あるいは周知の通信方式を実現する通信手段で構成された有線ＬＡＮ（Local Area Network）または無線ＬＡＮ等を介して接続される。
【００１９】
図１では、複数のプロジェクター１どうしが接続されていない構成例を示しているが、各プロジェクター１も上記通信手段を介して互いに接続してもよい。その場合、いずれか１台のプロジェクター１をマスタプロジェクターとするマルチプロジェクションシステムを実現できる。マルチプロジェクションシステムでは、後述する制御装置３の処理をマスタプロジェクターが備える制御部（情報処理装置）で実現してもよい。
【００２０】
このような構成において、本発明の黒レベル調整システムでは、黒レベル調整時に、各プロジェクター１から黒映像に代えて中間調のテスト画像を投射し、不要な外光がスクリーン等に照射されていても撮像装置２で投射映像を撮影できるようにする。また、撮像装置２で撮影されたテスト画像に基づいて黒映像の投射時における非重複領域の映像レベルの補正量を算出し、該補正量を用いて非重複領域の映像レベルを補正する。
ここで、撮影した中間調のテスト画像から非重複領域（エリアＡ及びＢ）の補正量を算出する場合、実際に必要な黒映像における補正量はプロジェクター１毎に異なる。これは、複数のプロジェクター１にはその特性にバラツキ（個体差）があり、映像信号に対する実際の投射映像の輝度が階調値によって異なることに起因する。
【００２１】
そこで、本発明では予め「映像レベルと実際の輝度（絶対値）との関係」を示す特性データをプロジェクター１毎に測定して保存する。そして、黒レベル調整時、該特性データを用いて黒映像の調整後の映像レベルを示す補正量をプロジェクター１毎に算出する。特性データは、予めプロジェクター１の試験工程等において、外光が遮断された調整環境下で測定しておき、それぞれのプロジェクター１内に保存しておけばよい。このとき、中間調のテスト画像は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各色光で形成されるため、特性データはＲＧＢの色光毎にそれぞれ測定して保存する。図２は、図１に示した第１プロジェクター１１及び第２プロジェクター１２のＲＧＢの色光毎の特性データの一例をそれぞれ示している。
【００２２】
中間調のテスト画像としては、黒映像に対応する映像レベルを０％とし、白映像に対応する映像レベルを１００％としたとき、それらの中間の映像レベルに設定する。例えば、テスト画像には、４０％の映像レベルに相当する画像を用いればよい。黒レベル調整に用いるテスト画像の映像レベルは、４０％に限定されるものではなく、撮影画像からＲＧＢの色光毎にテスト画像の輝度が所望の精度で測定できれば何％でもよい。ここで言う映像レベルとは、映像信号の大きさを示す値である。
【００２３】
次に本発明の黒レベル調整方法について図面を用いて説明する。
図３は、本発明の黒レベル調整方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図３は、図１で示した２台のプロジェクター１（第１プロジェクター１１及び第２プロジェクター１２）を備える構成における、本発明の黒レベル調整方法の処理手順の一例を示している。黒レベル調整システムが備えるプロジェクター１の数が３台以上である場合は、図３と同様の処理をその台数に応じて繰り返し実行すればよい。
【００２４】
図３で示すように、制御装置３は、黒レベル調整を開始すると、第１プロジェクター１１及び第２プロジェクター１２に中間調のテスト画像をそれぞれ表示させる（ステップＳ１）。ここでは、例えば映像レベルが４０％のテスト画像を第１プロジェクター１１及び第２プロジェクター１２にそれぞれ表示させるものとする。また、制御装置３は、テスト画像を、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の順に表示させ、色光毎の映像レベルを順次調整するものとする。
以下では、Ｒ（赤）成分のテスト画像の映像レベルを調整する手順を示すが、Ｇ（緑）及びＢ（青）成分の映像レベルを調整する場合も同様の手順を実行すればよい。
【００２５】
制御装置３は、スクリーン等にテスト映像を表示させると、撮像装置２を用いて投射映像全体を撮影させ、撮像装置２で撮影されたテスト画像の画像データを取り込む。そして、該画像データから中間調（４０％）の映像レベルにおける第１プロジェクター１１が投射しているエリアＡの輝度及び第２プロジェクター１２が投射しているエリアＢの輝度をそれぞれ取得して保存する（ステップＳ２）。ここでは、中間調（４０％）におけるエリアＡの輝度を「Ｄ」とし、エリアＢの輝度を「Ｆ」とする。
【００２６】
次に、制御装置３は、第１プロジェクター１１が投射しているエリアＡの映像レベルを予め設定された１段階だけ上昇させる（ステップＳ３）。続いて、制御装置３は、撮像装置２で撮影されたテスト画像が示すエリアＡの画像データを取り込み（ステップＳ４）、該エリアＡの輝度が重複領域であるエリアＣの輝度と同じであるか否かを判定する（ステップＳ５）。
エリアＡの輝度がエリアＣの輝度と異なる場合、制御装置３は、ステップＳ１の処理に戻ってステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返す。エリアＡの輝度がエリアＣの輝度と同じ場合、制御装置３は、このときのエリアＡの映像レベル（＝ａ％）を保存する（ステップＳ６）。
【００２７】
続いて、制御装置３は、ステップＳ６で得られた映像レベル（ａ％）における輝度「Ｄ’」と、ステップＳ２で得られた黒レベル調整開始時の映像レベル（４０％）における輝度「Ｄ」とを用いて、輝度の変化比率「Ｄ：Ｄ’」を計算して保存する（ステップＳ７）。
次に、制御装置３は、第１プロジェクター１１からその特性データを読み出し、該特性データから黒映像、すなわち映像レベル（０％）における輝度「Ｅ」を取得する。続いて、制御装置３は、「Ｄ：Ｄ’＝Ｅ：Ｅ’」が成立する輝度「Ｅ’」を求め、該特性データから輝度「Ｅ’」における映像レベル「ｘ」を取得する（ステップＳ８）。この映像レベル「ｘ」が第１プロジェクター１１の黒レベル調整後の映像レベル（補正値）となる。
制御装置３は、取得した補正値「ｘ」を第１プロジェクター１１へ送信する（ステップＳ９）。第１プロジェクター１１は、制御装置３から受信した補正値「ｘ」を保存し、以降、入力された映像信号が示す映像レベルに補正値「ｘ」を加算して映像を表示する。
【００２８】
第１プロジェクター１１の黒レベル調整が終了すると、制御装置３は、第２プロジェクター１２が投射しているエリアＢの映像レベルを予め設定された１段階だけ上昇させる（ステップＳ１０）。続いて、制御装置３は、撮像装置２で撮影されたテスト画像が示すエリアＢの画像データを取り込み（ステップＳ１１）、エリアＢの輝度が重複領域であるエリアＣの輝度と同じであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
エリアＢの輝度がエリアＣの輝度と異なる場合、制御装置３は、ステップＳ１０の処理に戻ってステップＳ１０〜Ｓ１２の処理を繰り返す。エリアＢの輝度がエリアＣの輝度と同じ場合、制御装置３は、このときのエリアＢの映像レベル（＝ｂ％）を保存する（ステップＳ１３）。
【００２９】
また、制御装置３は、ステップＳ１３で得られた映像レベル（ｂ％）における輝度「Ｆ’」と、ステップＳ２で得られた黒レベル調整開始時の映像レベル（４０％）における輝度「Ｆ」とを用いて、輝度の変化比率「Ｆ：Ｆ’」を計算して保存する（ステップＳ１４）。
次に、制御装置３は、第２プロジェクター１２からその特性データを読み出し、該特性データから黒映像、すなわち映像レベル（０％）における輝度「Ｇ」を取得する。続いて、制御装置３は、「Ｆ：Ｆ’＝Ｇ：Ｇ’」が成立する輝度「Ｇ’」を求め、該特性データから輝度「Ｇ’」における映像レベル「ｙ」を取得する（ステップＳ１５）。この映像レベル「ｙ」が第２プロジェクター１２の黒レベル調整後の映像レベル（補正値）となる。
【００３０】
最後に、制御装置３は、取得した補正値「ｙ」を第２プロジェクター１２へ送信する（ステップＳ１６）。第１プロジェクター１２は、制御装置３から受信した補正値「ｙ」を保存し、以降、入力された映像信号が示す映像レベルに補正値「ｙ」を加算して映像を表示する。
【００３１】
本発明によれば、各プロジェクター１から中間調のテスト画像を投射することで、不要な外光がスクリーン等の投射面に照射されていても撮像装置２を用いて投射映像を容易に撮影可能であり、該撮影画像からテスト画像の輝度を所望の精度で測定できる。
また、「映像レベルと実際の輝度（絶対値）との関係」を示す特性データをプロジェクター１毎に予め測定して保存しておき、該特性データを用いてプロジェクター１毎の黒映像の投射時における補正量を算出し、該補正量を用いて映像を表示する。そのため、中間調のテスト画像を用いて黒レベル調整を実行しても複数のプロジェクター１から投射される黒映像全体の明るさ（輝度）を均一にできる。したがって、ユーザは、複数のプロジェクターを用いて１つのコンテンツを表示する利用形態において、黒映像全体の明るさ（輝度）を均一にする黒レベル調整を容易に実現できる。
【００３２】
なお、上記説明では、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の順にテスト画像を表示し、色光毎の補正値を順次求める例を示しているが、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の加法混色光（灰色）のテスト画像を表示して補正値を求めることも可能である。その場合、特性データには、該加法混色光（灰色）用のデータを予め測定して各プロジェクター１に保存しておけばよい。ＲＧＢの加法混色光（灰色）のテスト画像を用いてプロジェクター１毎の補正値を求めれば、黒レベル調整に必要な調整時間を短縮できる。
【００３３】
また、本発明では、中間調のテスト画像を表示してＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色光毎に輝度を調整して補正量を求めるため、黒レベル調整だけでなく、投射映像の色味（ホワイトバランス）を併せて調整できる。上述したように、背景技術の黒レベル調整では、プロジェクター１から非常に弱い光が投射されている状態で投射映像の輝度を測定するため、黒レベル調整だけでなく、ホワイトバランスの調整も困難である。本発明によれば、黒レベル調整と併せてホワイトバランスの調整も可能であるため、プロジェクター１の調整時間を短縮できる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、黒レベル調整として、重複領域の映像レベルに非重複領域の映像レベルを一致させる例で説明したが、本発明は隣接する投射映像間に重複領域を設けない表示形態にも適用可能である。例えば、隣接する投射映像どうしが隙間なく配置されて表示される場合、複数のプロジェクター１から投射する映像には重複領域が発生しない。その場合、制御装置３は、いずれか１つの投射映像の映像レベルに、他の投射映像の映像レベルを一致させるための補正量を算出すればよい。
【００３５】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
【図１】
2019179092.tif 000003
【図２】
2019179092.tif 000004
【図３】
2019179092.tif 000005
【図４】
2019179092.tif 000006