(57)【要約】【課題】投影する映像の視認性の低下を抑制すること。【解決手段】入力される映像信号に含まれる特定の信号の特徴量を映像信号特徴量として検出する映像信号判定部と、前記映像信号に基づいて所定の画角変換を行い、画角変換後の映像信号を生成する画角変換部と、前記画角変換後の映像信号に対応する光学像を生成する光学像生成部と、前記光学像をスクリーンに投射する投射部と、前記投射した光学像を撮像し、撮像信号を生成する撮像部と、前記撮像信号に含まれる、前記映像信号特徴量に対応する信号の特徴量を撮像信号特徴量として検出する撮像信号判定部と、前記映像信号特徴量と前記撮像信号特徴量との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記画角変換部における画角変換係数の変更の要否を判定する比較判定部と、を備えた投影型表示装置。【選択図】図１
2015031888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される映像信号に含まれる特定の信号の特徴量を映像信号特徴量として検出する映像信号判定部と、
前記映像信号に基づいて所定の画角変換を行い、画角変換後の映像信号を生成する画角変換部と、
前記画角変換後の映像信号に対応する光学像を生成する光学像生成部と、
前記光学像をスクリーンに投射する投射部と、
前記投射した光学像を撮像し、撮像信号を生成する撮像部と、
前記撮像信号に含まれる、前記映像信号特徴量に対応する信号の特徴量を撮像信号特徴量として検出する撮像信号判定部と、
前記映像信号特徴量と前記撮像信号特徴量との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記画角変換部における画角変換係数の変更の要否を判定する比較判定部と、
を備えたことを特徴とする投影型表示装置。
【請求項２】
前記映像信号特徴量および前記撮像信号特徴量は、前記映像信号に含まれる文字列に対応する信号の特徴量であって、前記文字列の方向に対して連続して表れる高周波数成分であることを特徴とする請求項１に記載の投影型表示装置。
【請求項３】
前記比較判定部は、前記高周波数成分の比較を行い、所定の程度以上の変動があった場合は、前記変動が減少するように前記画角変換係数を変更することを特徴とする請求項２に記載の投影型表示装置。
【請求項４】
前記比較判定部は、前記変動があった場合は、前記画角変換における圧縮率を低減するように前記画角変換係数を変更することを特徴とする請求項３に記載の投影型表示装置。
【請求項５】
投影型表示装置で実行される映像表示方法であって、
入力される映像信号に含まれる特定の信号の特徴量を映像信号特徴量として検出する工程と、
前記映像信号に基づいて所定の画角変換を行い、画角変換後の映像信号を生成する工程と、
前記画角変換後の映像信号に対応する光学像を生成する工程と、
前記光学像をスクリーンに投射する工程と、
前記投射した光学像を撮像し、撮像信号を生成する工程と、
前記撮像信号に含まれる、前記映像信号特徴量に対応する信号の特徴量を撮像信号特徴量として検出する工程と、
前記映像信号特徴量と前記撮像信号特徴量との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記画角変換部における画角変換係数の変更の要否を判定する工程と、
を含むことを特徴とする映像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影型表示装置および映像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタ装置等の投影型表示装置において、情報データの画像をスクリーンに投影したときに投影画像に生じる台形状の歪みを打ち消すように補正するキーストン補正を行う場合に、情報データの種類に応じてキーストン補正における画像形状の変形の制限の度合いを決定する構成が開示されている。当該構成によれば、画像のエッジ部分や文字等、高周波成分を含む画像に関して、キーストン補正に伴う視認性の低下が抑制されるとされている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、入力された映像信号の輝度ヒストグラムデータに基づいて、映像信号がＣＧ映像であるか自然画像であるかと判断して、各映像に応じた色補正処理を行う構成が開示されている（特許文献２参照）。
【０００４】
また、投影した画像を撮像する撮像装置を備えた構成が開示されている（たとえば、特許文献３、４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した構成は、実際の映像の投影状態を反映して映像の補正を行うものではないので、十分な視認性の低下の抑制を実現できない場合があるという問題があった。さらには、投影型表示装置においては、入力された映像信号を投影させるために画角が変換される場合があるが、上述した構成では、当該画角の変換に伴う視認性の低下に対応できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、投影する映像の視認性の低下を抑制できる投影型表示装置および映像表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力される映像信号に含まれる特定の信号の特徴量を映像信号特徴量として検出する映像信号判定部と、前記映像信号に基づいて所定の画角変換を行い、画角変換後の映像信号を生成する画角変換部と、前記画角変換後の映像信号に対応する光学像を生成する光学像生成部と、前記光学像をスクリーンに投射する投射部と、前記投射した光学像を撮像し、撮像信号を生成する撮像部と、前記撮像信号に含まれる、前記映像信号特徴量に対応する信号の特徴量を撮像信号特徴量として検出する撮像信号判定部と、前記映像信号特徴量と前記撮像信号特徴量との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記画角変換部における画角変換係数の変更の要否を判定する比較判定部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、投影型表示装置で実行される映像表示方法であって、入力される映像信号に含まれる特定の信号の特徴量を映像信号特徴量として検出する工程と、前記映像信号に基づいて所定の画角変換を行い、画角変換後の映像信号を生成する工程と、前記画角変換後の映像信号に対応する光学像を生成する工程と、前記光学像をスクリーンに投射する工程と、前記投射した光学像を撮像し、撮像信号を生成する工程と、前記撮像信号に含まれる、前記映像信号特徴量に対応する信号の特徴量を撮像信号特徴量として検出する工程と、前記映像信号特徴量と前記撮像信号特徴量との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記画角変換部における画角変換係数の変更の要否を判定する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、投影する映像の視認性の低下を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態にかかる投影型表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、文字列比較判定処理の一例を示すフロー図である。
【図３】図３は、映像の一例を示す図である。
【図４】図４は、映像信号および撮像信号に含まれる文字列に関する周波数成分の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、投影型表示装置および投影型表示装置で実行される映像表示方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる投影型表示装置の要部構成を示すブロック図である。投影型表示装置１００は、映像信号判定部１１と、第１文字列抽出部１２と、画角変換部１３と、表示素子駆動部１４と、表示素子１５と、光源装置１６と、光源装置駆動部１７と、投射光学系１８と、を備えている。投影型表示装置１００は、さらに、撮像装置１９と、撮像信号判定部２０と、第２文字列抽出部２１と、文字列比較部２２と、判定部２３と、を備えている。
【００１３】
映像信号判定部１１は、映像情報を含む映像信号を入力されて、入力された映像信号がどのような信号成分を有しているかを判定する。
【００１４】
たとえば、プレゼンテーションなどの飽和した色や階調が多い映像と、写真などの自然画のように色や階調が中間レベルの成分を多く含む映像との違いは、映像信号の信号成分の連続性を調査することにより判断できる。たとえば、プレゼンテーションなどの信号の場合、信号成分は離散的で連続性がない。一方、写真などの自然画の信号の場合は、信号成分が連続している。
【００１５】
また、映像が文字列を含むか否かは、信号の周波数成分とその連続性により判断できる。すなわち、文字列は、その文字列において文字が並ぶ方向、たとえば画面の水平方向あるいは垂直方向に連続して表れるのが特徴である。しかも、周波数成分が高周波数域に偏っており信号レベルも比較的大きい。
【００１６】
たとえば文字列が横書きの場合、映像信号の１水平期間（ライン）内の水平方向に高周波数成分が連続的に存在する。次の１水平期間（ライン）内にも直前のラインと同じまたは類似のタイミングで高周波数成分が連続する。同様な高周波数成分が数ライン連続して検出された場合、この数ラインの高周波数成分を文字列に対応する信号と判断することができる。一方、文字列が縦書きの場合は、垂直方向への高周波数成分の連続性で文字列の有無を判断できる。
【００１７】
本実施の形態では、映像信号判定部１１は、上述した各種映像に対応する信号の特徴量を映像信号特徴量として検出し、映像信号特徴量に関する情報を第１文字列抽出部１２に出力する。一方で、映像信号判定部１１は、入力された映像信号を画角変換部１３に出力する。
【００１８】
第１文字列抽出部１２は、入力された映像信号特徴量に関する情報のうち、文字列に対応する映像信号特徴量に関する情報のみを抽出し、文字列比較部２２に出力する。ここで、文字列に対応する映像信号特徴量は、連続して表れる高周波数の周波数成分とする。したがって、文字列抽出の際には、高周波成分の連続性に基づいて抽出を行う。なお、第１文字列抽出部１２では、抽出の際に、映像全体における文字列の位置も把握される。
【００１９】
画角変換部１３は、入力された映像信号に対して、表示素子１５の画素に合わせて、所定の画角変換係数にて映像を圧縮または伸張する画角変換を行って、画角変換後の映像信号を生成し、表示素子駆動部１４に出力する。ここで、画角変換係数とは、変換前後の画角を関連付ける係数であって、たとえば映像の圧縮率に関連する係数である。
【００２０】
表示素子駆動部１４は、画角変換後の映像信号に基づいて表示素子１５を駆動する。表示素子１５は、たとえばデジタルミラーデバイス(Digital  Mirror  Device：ＤＭＤ)素子で構成されている。ＤＭＤ素子は、複数のマイクロミラーからなる矩形状のミラー面を有し、表示素子駆動部１４によって各マイクロミラーが時分割駆動する。
【００２１】
光源装置１６は、光源装置駆動部１７により駆動されるものであって、高圧水銀ランプやＬＥＤ等の光源、カラーホイール、ライトトンネル、リレーレンズ、平面ミラー、および凹面ミラーを備えている。光源は、白色光を出力する。円盤状のカラーホイールは、光源からの白色光を単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換してライトトンネルに向けて放射する。ライトトンネルは、板ガラスを張り合わせて筒状に構成されており、カラーホイールから出射された光をリレーレンズへと導出する。リレーレンズは、二枚のレンズを組み合わせて構成されており、ライトトンネルから出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光する。平面ミラー及び凹面ミラーは、リレーレンズから出射される光を反射して、表示素子１５へと案内して、集光させる。
【００２２】
表示素子１５は、各マイクロミラーが時分割駆動することによって、光源装置１６から入射された光を変調する。これによって、入力された映像信号に含まれる映像に対応する光学像が生成される。すなわち、表示素子１５および光源装置１６は光学像生成部を構成する。
【００２３】
投射部としての投射光学系１８は、生成された光学像を所定のサイズに拡大してスクリーンＳに投射する。これによって、入力された映像に含まれる所望の映像ＩがスクリーンＳに投影される。
【００２４】
撮像部としての撮像装置１９は、たとえばＣＣＤカメラで構成されている。撮像装置１９は、スクリーンＳに投影された映像を撮像し、撮像した映像の情報を含む撮像信号を生成し、出力する。
【００２５】
撮像信号判定部２０は、撮像装置１９から撮像信号を入力されて、映像信号判定部１１と同様に、入力された撮像信号がどのような信号成分を有しているかを判定する。そして、各種映像に対応する特定の信号の特徴量を撮像信号特徴量として検出し、検出した撮像信号特徴量に関する情報を第２文字列抽出部２１に出力する。
【００２６】
第２文字列抽出部２１は、入力された撮像信号特徴量に関する情報のうち、文字列に対応する撮像信号特徴量に関する情報のみを抽出し、文字列比較部２２に出力する。なお、第２文字列抽出部２１では、抽出の際に、映像全体における文字列の位置も把握される。
【００２７】
文字列比較部２２および判定部２３は比較判定部を構成する。文字列比較部２２は、第１文字列抽出部１２から入力された、映像信号における文字列に対応する映像信号特徴量に関する情報と、第２文字列抽出部２１から入力された、撮像信号における文字列に対応する撮像信号特徴量に関する情報とを比較する。つぎに、文字列比較部２２は、その比較結果を判定部２３に出力する。
【００２８】
文字列比較部２２における上記比較は以下のように行う。すなわち、まず入力された映像信号における文字列に対応する映像信号特徴量、すなわち高周波数の周波数成分を基準にする。そして、この入力された映像信号における周波数成分に対して、撮像信号における周波数成分が変動（周波数や信号レベルの変動または周波数成分の欠落）しているか否かを比較する。
【００２９】
判定部２３は、文字列比較部２２から入力された比較結果をもとに判定を行う。すなわち、比較結果において、入力された映像信号における周波数成分に対して、撮像信号における周波数成分が所定の程度以上に変動している場合には、投影された文字列に文字潰れ等が生じて読みにくくなっており、視認性が低下していると判断する。一方、周波数成分の変動の程度が所定の程度より低い場合には、投影された文字列の視認性が許容範囲内であると判断する。
【００３０】
判定部２３は、上記判断結果に基づいて、画角変換部１３における画角変換係数の変更の要否を判定する。文字列の視認性が低下しており、画角変換係数を変更する必要があると判定した場合は、判定部２３は、画角変換部１３に対して、画角変換部１３において画角変換に使用している画角変換係数を確認する。判定部２３は、当該確認をした後、画角変換部１３に対して、上記周波数成分の変動が減少する、好ましくは変動が所定の程度よりも低くなるまで減少するような画角変換係数に変更するための変更指示信号を出力する。また、文字列の視認性が許容範囲内であり、画角変換係数を変更する必要はないと判定した場合は、判定部２３は、画角変換部１３に変更指示信号を出力しなくてもよい。
【００３１】
画角変換部１３は、変更指示信号が入力されると、使用する画角変換係数を指示された画角変換係数に変更し、その後の画角変換を行う。このとき、画角変換係数は、たとえば画角変換における圧縮率を低減するような画角変換係数に変更される。その結果、投影される映像に含まれる文字列が読み易くなり、視認性が向上する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態では、入力された映像信号に含まれる映像信号特徴量と、投射した映像を撮像した撮像信号に含まれる撮像信号特徴量とを比較し、その比較結果に基づいて画角変換係数の変更を適宜行う。その結果、実際の映像の投影状態が反映された処理を行うことができ、より好適に視認性の低下を抑制できる。
【００３３】
なお、本実施の形態において、文字列に関してのみ画角変換係数を変更するようにすれば、投影する映像全体の視認性に対する影響少なく、文字列の視認性の低下を抑制できるので好ましい。
【００３４】
つぎに、文字列の比較判定処理のフローの一例について説明する。図２は、文字列比較判定処理の一例を示すフロー図である。
【００３５】
はじめに、ステップＳＴ１において、文字列比較部２２は、比較する文字列の位置合わせを行う。なお、図３に例示するように、映像Ｉは、文字列Ｃを含み、文字列Ｃは、水平方向Ｄ１における開始位置が位置Ｐ１、終了位置が位置Ｐ２であり、垂直方向Ｄ２における開始位置が位置Ｐ３、終了位置が位置Ｐ４であるとする。なお、映像Ｉは一つの文字列Ｃのみ含んでいるが、複数の文字列を含んでいてもよい。
【００３６】
ステップＳＴ１における文字列の位置合わせにおいては、たとえば映像信号に含まれる映像における文字列Ｃの開始の位置Ｐ１、Ｐ３と、撮像信号に含まれる映像における文字列Ｃの開始の位置Ｐ１、Ｐ３とを位置合わせする。なお、映像信号および撮像信号に含まれる映像全体における文字列Ｃの位置は、第１文字列抽出部１２、第２文字列抽出部２１において把握されている。
【００３７】
つぎに、ステップＳＴ２において、文字列比較部２２は、比較する文字列のサイズ合わせを行う。このサイズ合わせは、映像信号に含まれる映像における文字列Ｃの開始の位置Ｐ１、Ｐ３及び終了の位置Ｐ２、Ｐ４と、撮像信号に含まれる映像における文字列Ｃの開始の位置Ｐ１、Ｐ３及び終了の位置Ｐ２、Ｐ４と、を合わせることによって行うことができる。
【００３８】
つぎに、ステップＳＴ３において、文字列比較部２２は、文字列に関する周波数成分を比較し、判定部２３は、その比較結果を基に判定を行う。周波数成分の比較は、文字列の抽出と同様に行う。すなわち、たとえば文字列が横書きの場合、１水平ライン毎に文字列部分の周波数成分の比較を行う。そして、文字列部分のライン分（たとえば数ライン）の比較をし終わった後に、周波数成分の変動を判断する。
【００３９】
図４は、映像信号および撮像信号に含まれる文字列に関する周波数成分の一例を示す図である。図４に示す例では、映像信号における周波数成分と比較して、撮像信号における周波数成分は、周波数成分の変動（図４の場合は周波数成分の欠落および周波数成分の周波数変動）が見られる。この場合、投影された文字列の視認性が低下していると考えられる。
【００４０】
周波数成分の比較の際には、映像信号における周波数成分に対する撮像信号における周波数成分の変動の程度を数値化して、判断の基準とすることが好ましい。たとえば、映像信号における周波数成分と撮像信号における周波数成分との相関係数を百分率で表し、これを変動の程度の指標としても良い。
【００４１】
本フローでは、相関係数が７０％以上（ステップＳＴ３、Ｙｅｓ）場合は、映像信号における周波数成分に対する撮像信号における周波数成分の変動または劣化が少なく、許容範囲にあると判断し、画角変換係数を変更する必要なしと判定し、処理を終了する。
【００４２】
一方、相関係数が６９％より低い（ステップＳＴ３、Ｎｏ）の場合は、映像信号における周波数成分に対する撮像信号における周波数成分の変動または劣化が大きく、文字列の視認性が低下していると判断し、画角変換係数を変更する必要がある判定する。この場合、ステップＳＴ４において、判定部２３は、画角変換部１３において画角変換に使用している画角変換係数を画角変換部１３に確認する。そして、ステップＳＴ５において、画角変換部１３は、判定部２３からの指示に従って画角変換係数を変更し、処理を終了する。
【００４３】
なお、画角変換係数の変更後に、さらに撮像装置１９による撮像、撮像信号判定部２０による判定、第２文字列抽出部２１による抽出、文字列比較部２２による比較、および判定部２３による判定を順次行って、文字列の視認性が改善されたことを確認しても良い。
【００４４】
また、上記実施の形態では、映像信号特徴量に関する情報のうち、文字列に対応する映像信号特徴量に関する情報のみを抽出し、処理を行っているが、たとえば自然画に対応する映像信号特徴量に関する情報のみを抽出し、処理を行う構成としてもよい。
【００４５】
また、本発明は上記実施の形態により限定されるものではない。さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１１    映像信号判定部
１２    第１文字列抽出部
１３    画角変換部
１４    表示素子駆動部
１５    表示素子
１６    光源装置
１７    光源装置駆動部
１８    投射光学系
１９    撮像装置
２０    撮像信号判定部
２１    第２文字列抽出部
２２    文字列比較部
２３    判定部
１００  投影型表示装置
Ｃ      文字列
Ｄ１    水平方向
Ｄ２    垂直方向
Ｉ      映像
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  位置
Ｓ      スクリーン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２０１０−１１０６０号公報
【特許文献２】特許第４９８２５７４号公報
【特許文献３】特開２００９−２７６５０７号公報
【特許文献４】特開２００９−２１８８８３号公報
【図１】
2015031888.tif 000003
【図２】
2015031888.tif 000004
【図３】
2015031888.tif 000005
【図４】
2015031888.tif 000006