(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタを起動させ、スクリーンに投影する工程Ｓ１と、
センサーモジュールを起動させ、出力画像あるいは現在の環境画像を取得する工程Ｓ２と、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像を処理して、ＲＧＢ分量を取得し、自動ホワイトバランスアルゴリズムにより、ＲＧＢの３つのチャンネルのゲイン係数を算出する工程Ｓ３と、
前記ゲイン係数により、前記プロジェクタにおけるＲＧＢの３つのチャンネルのゲインを調整する工程Ｓ４と、
を含み、
前記工程Ｓ３において、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像の前記ＲＧＢ分量を取得する工程Ｓ３１と、
前記ＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを統計する工程Ｓ３２と、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像のグレースケール値Ｇｒａｙを算出する工程Ｓ３３と、
前記グレースケール値Ｇｒａｙと前記ＲＧＢ分量の各平均値とにより、Ｒチャンネルのゲイン係数Ｋrを算出し、Ｇチャンネルのゲイン係数Ｋgを算出し、Ｂチャンネルのゲイン係数のＫbを算出する工程Ｓ３４と、
前記ゲイン係数Ｋrと前記ゲイン係数Ｋgと前記ゲイン係数Ｋbとにより、投影された画像における各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整する工程Ｓ３５と、
を含み、
前記工程Ｓ３３において、前記グレースケール値Ｇｒａｙの計算公式が、Ｇｒａｙ＝（Ｒave＋Ｇave＋Ｂave）／３であり、
前記工程Ｓ３４において、前記ゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbの計算公式が、Ｋr＝Ｇｒａｙ／Ｒave、Ｋg＝Ｇｒａｙ／Ｇave、Ｋb＝Ｇｒａｙ／Ｂaveであり、
前記センサーモジュールが前記出力画像を収集した場合に、前記プロジェクタは、前記スクリーンについて色の制限を受けず、前記スクリーンの色が投影効果に与える影響を除去し、前記センサーモジュールが前記現在の環境画像を収集した場合に、前記プロジェクタは、周囲環境のライトの色温度が投影効果に与える影響を除去する、
ことを特徴とするプロジェクタの制御方法。
【請求項２】
スクリーンに投影するプロジェクタ本体と、
前記プロジェクタ本体に配置され、出力画像あるいは現在の環境画像を取得するセンサーモジュールと、
前記センサーモジュールに接続され、前記出力画像あるいは前記現在の環境画像を処理し、前記プロジェクタ本体にあるＲＧＢの３つのチャンネルのゲイン係数を取得して、前記ゲイン係数により、前記ＲＧＢの３つのチャンネルのゲインを調整する制御装置と、
を含み、
前記制御装置において、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像のＲＧＢ分量を取得する読み取りユニットと、
前記読み取りユニットに接続され、前記ＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを統計する統計ユニットと、
前記統計ユニットに接続され、前記出力画像あるいは前記現在の環境画像のグレースケール値Ｇｒａｙを算出する算出ユニットと、
前記算出ユニットに接続され、前記グレースケール値Ｇｒａｙと前記ＲＧＢ分量の各平均値とにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbを算出する係数取得ユニットと、
前記係数取得ユニットに接続され、前記３つのチャンネルの前記ゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbにより、前記プロジェクタ本体にある各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整する調整ユニットと、
を含み、
前記グレースケール値Ｇｒａｙの計算公式が、Ｇｒａｙ＝（Ｒave＋Ｇave＋Ｂave）／３であり、
前記ゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbの計算公式が、Ｋr＝Ｇｒａｙ／Ｒave、Ｋg＝Ｇｒａｙ／Ｇave、Ｋb＝Ｇｒａｙ／Ｂaveであり、
前記センサーモジュールが前記出力画像を収集した場合に、前記プロジェクタ本体は、前記スクリーンについて色の制限を受けず、前記スクリーンの色が投影効果に与える影響を除去し、前記センサーモジュールが前記現在の環境画像を収集した場合に、前記プロジェクタ本体は、周囲環境のライトの色温度が投影効果に与える影響を除去する、
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
前記センサーモジュールはＲＧＢ光のセンサーであることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記センサーモジュールはＲＧＢ光のセンサーマトリックスであることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記センサーモジュールはカメラであることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記センサーモジュールの方向が前記プロジェクタ本体の投影方向と同じ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、プロジェクタ装置に関し、特にプロジェクタを制御する方法及びその方法に適用するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでのところ、プロジェクタは主に、ＣＲＴ投影技術とＬＣＤ投影技術と近年開発されたＤＬＰ投影技術という３つのディスプレイ技術を使って実現されてきた。
【０００３】
ＣＲＴは陰極線管として翻訳された英語のCathode Ray Tubeの略語である。イメージングデバイスとして、最も初期、最も広く応用されるディスプレイ技術である。このプロジェクタは、入力された信号源をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つのＣＲＴチューブの蛍光スクリーンの上に分解することができ、蛍光粉が高圧作用で発光し、システム的に拡大され、収束され、これにより、大きなスクリーンにカラー画像を表示する。光学系とＣＲＴ管から投影管になり、普通に言われている３ショットプロジェクタが前記３つの投影管からなっていて、内部光源を使用するため、アクティブプロジェクタとも呼ばれている。ＣＲＴ技術は成熟しており、表示された画像は色が豊かで、還元性が良く、幾何学的な歪み調整能力を豊富に持つが、しかし、重要な技術指標とする画像解像度と輝度とは相互的に制限され、ＣＲＴプロジェクタの輝度値に直接に影響を与え、これまでのところ、その輝度値は一貫して３００Ｌｍ以下である。また、ＣＲＴプロジェクタは、操作が複雑で、特にコンバージェンスと調整が煩瑣で、構造上でサイズが大きくて重いため、相対的に固定された弱い環境光と移動させない場所に設置する方がいい。
【０００４】
ＬＣＤは英語のLiguid Crystal Deviceの略語である。ＬＣＤプロジェクタは液晶パネルと液晶光弁という２つの種類に分かれている。液晶というのは液体と個体との間に介在する物質であり、自体が発光せず、動作性能は温度により大きく影響され、動作できる温度は１５５℃〜＋７７℃の範囲内にある。プロジェクタは液晶の光電効果を利用し、すなわち液晶分子のアレンジが電場作用により変化することにより、その液晶セルの光の透過率や反射率に影響を与え、これにより、その光学的な性質に影響を与え、異なったグレースケールのレベルと色を持つ画像が生成されるようになる。
【０００５】
ＤＬＰは数字光処理器として翻訳された英語のDigital Light Processorの略語である。この新しい投影技術の誕生のおかげで、デジタル情報をキャプチャする能力と受信する能力と格納する能力を有した後に、いよいよデジタル的な情報を表示する能力を持つようになった。ＤＬＰ技術は表示分野で画期的な革命であり、まさにＣＤがオーディオ分野に与えた大きな影響のように、ＤＬＰはビデオ投影表示分野で新しいページを開く。ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）デジタルマイクロリフレクタをライトバルブイメージングデバイスとして、ＤＬＰプロジェクタの技術的なポイントは以下の通りである。まずは、デジタルの利点であり、デジタル技術を採用することにより、画像のグレースケール階調が２５６−１０２４に達し、色が２５６３−１０２４３に達するようになり、画像のノイズがなくなり、画質が安定するようになり、正確なデジタル画像を、絶えることなく、長い時間が経っても新しくて変わらないように再生することができるようになった。次に反射の利点であり、ＤＭＤデジタルマイクロリフレクタを応用することにより、イメージングデバイスのトータル光効率が６０％以上に達することができ、コントラストと明るさの均一性が非常に優れたものになる。ＤＭＤブロック上で、各画素の面積が１６μｍ×１６μｍであり、お互いの間隔が１μｍである。使用されているＤＭＤの片数によって、ＤＬＰプロジェクタは１チップマクロプロセッサと２チップマクロプロセッサと３チップマクロプロセッサとに分けることができる。ＤＬＰプロジェクタは解像度が高くて、画面が均一で、色がシャープで、３チップマクロプロセッサの輝度が１０００１ｍ以上に達することができ、伝統的な意味上のコンバージェンスを放棄し、自由にズームを変えることができ、調整に非常に便利であるが、解像度が高くない、圧縮しなくては、解像度が８００＊６００（一部機種の最新製品の解像度が１２８０＊１０２４に達した）であり、また、新しい技術のため、修理の難しさと費用が低くない。
【０００６】
基本的には、全ての種類のプロジェクタは画像を表示する原理が同じである。プロジェクタがまずライトを画像表示素子に照射して、そして生成された映像をレンズを通して投影する。プロジェクタの画像表示素子は光を透過することにより画像を生成する透過型と光を反射することにより画像を生成する反射型とを含む。どちらでも、投影ランプからのライトを赤色と緑色と青色との３原色に分け、様々な色のある画像を生成する。もともと素子自体がただ単色を表示できるので、３原色を生成するため、３原色素子を使用しなければならない。そして、プリズムにより、当該３原色のある画像は１つの画像に合成され、最後にレンズにより、スクリーンに投影される。
【０００７】
ＤＬＰプロジェクタを例として、プロジェクタは投影された映像の画質を最大的に保証するために、画像を白いスクリーンに投影する必要がある。スクリーンが白くない場合、例えばスクリーンが黄色、赤色、緑色または周囲環境に黄色、赤色など若干の干渉色がある場合、投影された映像の画質はスクリーンの色あるいは周囲環境のライトの色に影響され、画面に歪みが出る可能性がある。
【０００８】
画像の歪みがでる原因は、プロジェクタにスクリーンの色あるいは周囲環境の色により自動ホワイトバランスの機能がないためである。プロジェクタはただ原始映像をできるだけ迫真の程度で投射するだけで、異なる色のスクリーンに対して、あるいは異なる色の周囲の環境の光に対しては、自己適応自己調節という能力がないためである。
【発明の概要】
【０００９】
上述した問題に対して、本発明はプロジェクタの制御方法を提供し、すなわち、
プロジェクタを起動させ、スクリーンに投影する工程Ｓ１と、
センサーモジュールを起動させ、出力画像あるいは現在の環境画像を取得する工程Ｓ２と、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像を処理して、ＲＧＢ分量を取得し、それに、自動ホワイトバランスアルゴリズムにより、ＲＧＢの３つのチャンネルのゲイン係数を算出する工程Ｓ３と、
前記ゲイン係数により、プロジェクタにおけるＲＧＢの３つのチャンネルのゲインを調整する工程Ｓ４と、
を含む。
【００１０】
好ましくは、工程Ｓ３において、
出力画像あるいは前記現在の環境画像のＲＧＢ分量を取得する工程Ｓ３１と、
前記ＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを統計する工程Ｓ３２と、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像のグレースケール値Ｇｒａｙを算出する工程Ｓ３３と、
前記グレースケール値Ｇｒａｙと前記ＲＧＢ分量の各平均値とにより、Ｒチャンネルのゲイン係数Ｋrを算出し、Ｇチャンネルのゲイン係数Ｋgを算出し、Ｂチャンネルのゲイン係数Ｋbを算出する工程Ｓ３４と、
前記ゲイン係数Ｋrとゲイン係数Ｋgとゲイン係数Ｋbとにより、投影された画像における各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整する工程Ｓ３５と、
を含む。
【００１１】
好ましくは、工程Ｓ３３において、前記グレースケール値Ｇｒａｙの計算公式が、
Ｇｒａｙ＝（Ｒave＋Ｇave＋Ｂave）／３である。
【００１２】
好ましくは、工程Ｓ３４において、前記ゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbの計算公式が、
Ｋr＝Ｇｒａｙ／Ｒave、Ｋg＝Ｇｒａｙ／Ｇave、Ｋb＝Ｇｒａｙ／Ｂaveである。
【００１３】
また、本発明は前記プロジェクタの制御方法に適用するプロジェクタを提供し、すなわち、
スクリーンに投影するプロジェクタ本体と、
前記プロジェクタ本体に配置され、出力画像あるいは現在の環境画像を取得するセンサーモジュールと、
前記センサーモジュールに連接され、前記出力画像あるいは現在の環境画像を処理し、算出することにより、プロジェクタにあるＲＧＢの３つのチャンネルのゲイン係数を取得して、それに、前記ゲイン係数により、前記RGBの３つチャンネルのゲインを調整する制御装置と、
を含む。
【００１４】
好ましくは、前記制御装置において、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像の前記ＲＧＢ分量を取得する読み取りユニットと、
前記読み取りユニットに連接され、前記ＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを統計する統計ユニットと、
前記統計ユニットに連接され、出力画像あるいは前記現在の環境画像の前記グレースケール値Ｇｒａｙを算出する算出ユニットと、
前記算出ユニットに連接され、前記グレースケール値Ｇｒａｙと前記ＲＧＢ分量の各平均値とにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbを算出する係数取得ユニットと、
前記係数取得ユニットに連接され、３つのチャンネルの前記ゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbにより、プロジェクタにある各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整する調整ユニットと、
を含む。
【００１５】
好ましくは、前記センサーモジュールはＲＧＢ光センサーである。
【００１６】
好ましくは、前記センサーモジュールはＲＧＢ光センサーマトリックスである。
【００１７】
好ましくは、センサーモジュールはカメラである。
【００１８】
好ましくは、センサーモジュールの方向がプロジェクタ本体の投影方向と同じである。
【００１９】
以上述べたような上記の技術案を採用することにより、本特許出願はプロジェクタの制御方法及びその方法に適用するプロジェクタを記載し、その有益効果として、前記センサーモジュール２が収集したのが出力画像であれば、前記プロジェクタは投影スクリーンの色の制限を受けないようにすることができ、すなわち、当該プロジェクタを採用すれば、各色のスクリーンを自由に選択することができ、投影効果は全部影響を受けない。前記センサーモジュール２が収集したのが現在の環境画像であれば、本発明はまた周囲環境のライトの色温度が投影効果に与えた影響を除去することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明のプロジェクタ制御方法のフォローチャート１である。
【図２】図２は、本発明のプロジェクタの制御方法のフォローチャート２である。
【図３】図３は、本発明のプロジェクタ構造を示す図１である。
【図４】図４は、本発明のプロジェクタ構造を示す図２である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明はプロジェクタの制御方法及びその方法に適用するプロジェクタを提供した。以下は付図を参照しながら、本発明の実施例をもっと詳しく説明する。
【００２２】
実施例１：
図１に示したのは、プロジェクタの制御方法であり、具体的には、
プロジェクタを起動させ、スクリーンに投影する工程Ｓ１と、
センサーモジュールを起動させ、出力画像あるいは現在の環境画像を取得する工程Ｓ２と、
出力画像あるいは前記現在の環境画像を処理して、ＲＧＢ分量を取得し、それに、自動ホワイトバランスアルゴリズムにより、ＲＧＢの３つのチャンネルのゲイン係数を算出する工程Ｓ３と、
ゲイン係数により、プロジェクタにおけるＲＧＢの３つのチャンネルのゲインを調整する工程Ｓ４と、
を含む。
【００２３】
図２に示したように、工程Ｓ３において、
出力画像あるいは前記現在の環境画像のＲＧＢ分量を取得する工程Ｓ３１と、
ＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを統計する工程Ｓ３２と、
出力画像あるいは前記現在の環境画像のグレースケール値Ｇｒａｙを算出する工程Ｓ３３と、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbを算出する：Ｋr=Ｇｒａｙ／Ｒave、Ｋg＝Ｇｒａｙ／Ｇave、Ｋb＝Ｇｒａｙ／Ｂaveという工程Ｓ３４と、
３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbにより、投影された画像における各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整する工程Ｓ３５と、
を含む。
【００２４】
プロジェクタを使用する時、まずスクリーンの上に投影するように前記プロジェクタを起動させる。次いで、センサーモジュール２を起動させ、出力画像あるいは現在の環境画像を取得して、そして出力画像あるいは現在の環境画像を処理することにより、そのＲＧＢ分量を取得して、そのＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを算出する。いずれかの画像が十分な色変化を有すると仮定すると、そのＲＧＢ分量の平均値は全部同じのグレイスケール値Ｇｒａｙに傾く傾向があるため、前記出力画像あるいは現在の環境画像のグレースケール値ＧｒａｙはＧｒａｙ＝（Ｒave＋Ｇave＋Ｂave）／３である。Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbを算出して、最後にこの３つのゲイン係数により、投影された画像における各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整し、よって、自動ホワイトバランスを実現するようになった。前記プロジェクタの制御方法において、工程Ｓ２でセンサーモジュール２が収集したのが出力画像であれば、プロジェクタは投影スクリーンの色の制限を受けないようにようにすることができ、すなわち、当該プロジェクタを採用すれば、各色のスクリーンを自由に選択することができ、投影効果は全部影響を受けない。センサーモジュール２が収集したのが現在の環境画像であれば、本発明はまた周囲環境のライトの色温度が投影効果に与えた影響を除去することもできる。
【００２５】
実施例２：
上述した実施例ではプロジェクタの制御方法を提案した。本実施例では前記制御方法に適用するプロジェクタを提案する。
【００２６】
前記プロジェクタは、
スクリーンに投影するプロジェクタ本体１と、
前記プロジェクタ本体１中に配置され、出力画像あるいは現在の環境画像を取得するセンサーモジュール２と、
前記センサーモジュールに連接され、前記出力画像あるいは現在の環境画像を処理し、算出により、プロジェクタにあるＲＧＢの３つのチャンネルのゲイン係数を取得して、それに前記ゲイン係数により、前記ＲＧＢの３つのチャンネルのゲインを調整する制御装置３と、
を含む。
【００２７】
ここで、前記制御装置３において、
前記出力画像あるいは前記現在の環境画像の前記ＲＧＢ分量を取得する読み取りユニット３１と、
前記読み取りユニットに連接され、前記ＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを統計する統計ユニット３２と、
出力画像あるいは前記現在の環境画像の前記グレースケール値Ｇｒａｙを算出する算出ユニット３３と、
前記グレースケール値Ｇｒａｙと前記ＲＧＢ分量の各平均値とにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbを算出する係数取得ユニット３４と、
３つのチャンネルの前記ゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbにより、プロジェクタにある各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整する調整ユニット３５と、
を含む。
【００２８】
ここで、前記算出ユニット３３において、前記グレースケール値Ｇｒａｙに対する計算公式は、Ｇｒａｙ＝（Ｒave＋Ｇave＋Ｂave）／３であり、前記係数取得ユニット３４において、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbに対する計算公式のそれぞれは、Ｋr=Ｇｒａｙ／Ｒave、Ｋg＝Ｇｒａｙ／Ｇave、Ｋb＝Ｇｒａｙ／Ｂaveである。
【００２９】
前記センサーモジュール２は、３つのチャンネルＲ、Ｇ、Ｂの光センサーであり、前記ＲＧＢ光センサーは実現が簡単で、コストが低いが、その精度も比較的に低い。前記センサーモジュール２はまたＲＧＢ光センサーマトリックスであってもよくて、カメラであってもよい。後述した二者の精度は前者より高く、最終的なゲイン効果もよりよいが、コストが前者より高い。異なる用途に応じて、前記センサーモジュール２の位置付けも違うはずである。スクリーンカラーに対して、自動ホワイトバランスを実現する必要がある場合に、前記センサーモモジュール２は出力画像を取得する必要があるので、前記センサーモジュール２は前記プロジェクタ本体１の投射方向に対向する位置に設置する必要がある。周囲環境のライトに対し自動ホワイトバランスを実現する必要がある場合に、前記センサーモジュール２は現在の環境画像を取得する必要があり、この場合、前記センサーモジュール２の位置及び向きを厳密に設定しなくてもよい。
【００３０】
動作中に、前記プロジェクタ本体１によりスクリーンに投影し、前記センサーモジュール２により出力画像あるいは現在の環境画像を収集して、前記読み取りユニット３１により収集された画像のＲＧＢ分量を読み取り、それにそれらを前記統計ユニット３２に伝送し、それから、前記統計ユニット３２によりＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂaveを統計して、前記算出ユニット３３は前記の３つの平均値により、前記センサーモジュール２が収集した画像のグレースケール値Ｇｒａｙを算出し取得して、そしてＲＧＢ分量の各平均値Ｒave、Ｇave、Ｂave及び画像のグレースケール値Ｇｒａｙを前記係数取得ユニット３４に伝送して、係数取得ユニットにより、 Ｒ、Ｇ、Ｂの３つのチャンネルのゲイン係数Ｋr、Ｋg、Ｋbを算出する。最後に、調整ユニット３５はＫr、Ｋg、Ｋbにより、投影された画像中における各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整する。投影された画像中における各画素のＲ、Ｇ、Ｂのゲインを調整することにより、
前記センサーモジュール２が収集したのが出力画像であれば、前記プロジェクトは投影スクリーンについて色の制限を受けなくすることができ、すなわち、当該のプロジェクタを採用すれば、各色のスクリーンを自由に選択することができ、投影効果には全部影響を受けない。前記センサーモジュール２が収集したのが現在の環境画像であれば、本発明はまた周囲環境のライトの色温度が投影効果に与える影響を除去することもできる。前記プロジェクタを採用することにより、スクリーンについて色の制限を受けなくすることができ、様々な色のスクリーンを自由に選択することもでき、投影は全て影響を受けない。また、前記プロジェクタは周囲の環境からの光の色温度が投影効果に及ぼす影響を除去することもでき、投影効果が大幅に改善した。
【００３１】
以上述べたのはただ本発明の好ましい実施例のみであり、本発明の実施例や保護範囲を制限するものではない。当業者によって本発明の明細書及び付図した内容を使って均等の置換や変更によって作り出される方案は、全て本発明の保護範囲内に属することを意識すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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