(57)【要約】【課題】  プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を容易かつ確実に調整する。【解決手段】  投射面上に映像を投射するプロジェクタ２から投射された投射光の光量を減少させる減光フィルタ１１と、この減光フィルタ１１を通過した投射光を集光する集光レンズ１２と、この集光レンズ１２を通過した投射光の輝度を均一化するロッドレンズ１３と、このロッドレンズ１３を通過した投射光の輝度を検出するための輝度センサ１４とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を調整するための投射映像の調整装置であって、
投射面上に映像を投射する前記プロジェクタから投射された投射光の光量を減少させる減光手段と、
前記減光手段を通過した前記投射光を集光する集光手段と、
前記集光手段を通過した前記投射光の輝度を均一化する輝度均一化手段と、
前記輝度均一化手段を通過した前記投射光の輝度を検出するための輝度検出手段と
を備える投射映像の調整装置。
【請求項２】
前記輝度検出手段は、前記投射光をＲＧＢ毎にそれぞれ受光する受光領域を有する請求項１に記載の投射映像の調整装置。
【請求項３】
前記プロジェクタに係合させて、前記投射光の光軸と前記集光手段および前記輝度均一化手段の光軸とを位置決めするための係合手段を備える請求項１または２に記載の投射映像の調整装置。
【請求項４】
前記減光手段は、減光フィルタを有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の投射映像の調整装置。
【請求項５】
前記集光手段は、集光レンズを有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の投射映像の調整装置。
【請求項６】
前記輝度均一化手段は、ロッドレンズ、または複数の集光レンズ群が同一面上に設けられてなるレンズアレイを有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の投射映像の調整装置。
【請求項７】
前記投射映像の調整装置による検出結果に基づいて前記投射映像を調整するための調整用データを生成するデータ生成手段と、
前記プロジェクタに前記調整データを入力するためのデータ入力手段とを備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の投射映像の調整装置。
【請求項８】
前記プロジェクタに調整用映像を出力するための映像出力手段を備える請求項７に記載の投射映像の調整装置。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の投射映像の調整装置と、
前記投射映像の調整装置による検出結果に基づいて前記投射映像を調整するための調整用データを生成するデータ生成手段と、前記プロジェクタに前記調整用データを入力するためのデータ入力手段とを有する制御装置と
を備える投射映像の調整システム。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記プロジェクタに調整用映像を出力する映像出力手段を有する請求項９に記載の調整システム。
【請求項１１】
投射面上に映像を投射するプロジェクタから投射された投射光の光量を減少させる第１のステップと、
前記投射光を集光する第２のステップと、
前記投射光の輝度を均一化する第３のステップと、
前記投射光の輝度を検出する第４のステップと、
前記第４のステップで得られた検出結果に基づいて投射映像の輝度および色度を調整するための調整用データを生成する第５のステップと、
前記プロジェクタに前記調整用データを入力する第６のステップと
を有する投射映像の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスクリーン等の投射面上に映像を投射するプロジェクタによって投射される投射映像の輝度および色度を調整するための投射映像の調整装置、調整システム、調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタの製造工程では、出荷時に、投射映像の輝度および色度が調整されている。
【０００３】
従来の投射映像の調整システムでは、実際に投射光を投射面上に投射して、投射面上の投射映像を測定用カメラで撮影することによって、投射映像の輝度の階調、色温度、色むらの調整が行われている。
【０００４】
従来、投射映像の調整システムとしては、投射面上の投射映像をカメラ等のイメージセンシング装置によって撮影して、投射映像の輝度（照度）を測定する方法および装置が開示されている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−２０３６９０号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の投射映像の調整システムでは、スクリーン等の投射面上に実際に映像を投射して、投射面上の投射映像を撮影する必要がある。このため、従来の調整システムは、投射映像を撮影するための測定用カメラを用意する必要があり、比較的大がかりな構成で、調整作業が煩雑であった。
【０００６】
したがって、例えばプロジェクタの修理等を行う場合、客先等で修理作業者がプロジェクタの輝度および色度を調整することが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を容易かつ確実に調整することができる投射映像の調整装置、調整システム、調整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】
【０００８】
上述した目的を達成するため、本発明に係る投射映像の調整装置は、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を調整するための投射映像の調整装置であって、投射面上に映像を投射するプロジェクタから投射された投射光の光量を減少させる減光手段と、この減光手段を通過した投射光を集光する集光手段と、この集光手段を通過した投射光の輝度を均一化する輝度均一化手段と、この輝度均一化手段を通過した投射光の輝度を検出するための輝度検出手段とを備える。
【０００９】
以上のように構成された本発明に係る投射映像の調整装置によれば、輝度検出手段による投射光の検出結果に基づいて、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度が調整される。
【００１０】
また、本発明に係る投射映像の調整装置は、プロジェクタに係合させて、投射光の光軸と集光手段および輝度均一化手段の光軸とを位置決めするための係合手段を備えることが好ましい。これによって、投射レンズの光軸に対して集光手段、輝度均一化手段等の光軸を容易に位置決めされて一致される。
【００１１】
また、本発明に係る投射映像の調整システムは、上述した本発明の投射映像の調整装置と、
この調整装置による検出結果に基づいて投射映像を調整するための調整用データを生成するデータ生成手段と、プロジェクタに調整用データを入力するためのデータ入力手段とを有する制御装置とを備える。
【００１２】
また、本発明に係る投射映像の調整方法は、投射面上に映像を投射するプロジェクタから投射された投射光の光量を減少させる第１のステップと、投射光を集光する第２のステップと、投射光の輝度を均一化する第３のステップと、投射光の輝度を検出する第４のステップと、第４のステップで得られた検出結果に基づいて投射映像の輝度および色度を調整するための調整用データを生成する第５のステップと、プロジェクタに調整用データを入力する第６のステップとを有する。
【００１３】
なお、本発明において、ＲＧＢとは、赤、緑、青の各色の投射光を指している。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように本発明によれば、輝度検出手段によって検出された検出結果に基づいて、プロジェクタが調整されることで、プロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度を容易かつ確実に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
本実施形態に係る投射映像の調整装置は、投射面上に映像を投射するためのプロジェクタから投射される投射映像の輝度および色度をそれぞれ適正に調整するために用いられる。
【００１７】
図１に示すように、プロジェクタ２から投射される投射映像の調整システム１は、プロジェクタ２から投射される投射映像を調整するための調整装置３と、この調整装置３から出力された検出結果に基づいてプロジェクタ２を調整するための制御装置であるパーソナルコンピュータ４とを備えている。
【００１８】
プロジェクタ２は、映像を表示する映像表示素子７と、この映像表示素子７を制御する映像制御回路（不図示）と、投射光を投射する投射レンズ８とを有する投射部を備えている。映像表示素子７としては、液晶表示板またはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）が用いられる。
【００１９】
調整装置３は、図２に示すように、プロジェクタ２からの投射光の光量を減光するための減光フィルタ１１と、この減光フィルタ１１によって減光された投射光を集光するための集光レンズ１２と、この集光レンズ１２によって集光された投射光の輝度を均一化するためのロッドレンズ（ロッドインテグレータ）１３と、このロッドレンズ１３によって輝度が均一化された投射光の輝度を検出するための輝度センサ１４と、これら集光レンズ１２、ロッドレンズ１３、輝度センサ１４を内部に収容する筐体１６とを備えている。
【００２０】
ロッドレンズ１３の光軸は、集光レンズ１２の光軸に一致するように設けられている。ロッドレンズ１３は、入射された投射光を全反射させて導光することで、投射光の輝度むらを低減させて輝度を均一化させる。
【００２１】
なお、図示しないが、ロッドレンズ１３の代わりに、同一面上に設けられた複数の集光レンズ群によって輝度分布が異なる各光束を重ね合わせることで輝度むらを低減するマイクロレンズアレイ（フライアイレンズ）が用いられてもよい。また、ロッドレンズ１３の代わりに、筒状部材の内周面に形成された反射膜によって入射光を複数回反射させることで輝度むらを低減する、いわゆるライトトンネル等の光学部材が用いられてもよい。
【００２２】
輝度センサ１４は、投射光を各Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎にそれぞれ受光する受光部を有している。この受光部は、例えば、円形状の受光領域の中心から３等分割された各受光領域を有するフォトダイオード等が用いられる。また、輝度センサ１４は、輝度検出結果をパーソナルコンピュータ４側に出力するための出力処理部１５に電気的に接続されている。この輝度センサ１４は、各受光領域で受光された投射光の強度によって、プロジェクタ２から投射された投射光の輝度を検出し、輝度検出結果を出力処理部１５に入力する。
【００２３】
筐体１６には、プロジェクタ２からの投射光が入射される開口部１８が設けられており、この開口部１８内に減光フィルタ１１が設けられている。また、筐体１６には、開口部１８の外周に、プロジェクタ２側の投射レンズ８に係合される円筒状の係合部１９が一体に設けられている。調整装置３は、投射レンズ８の外周部に係合部１９の内周部が係合されることによって、プロジェクタ２からの投射光の光軸が、集光レンズ１２およびロッドレンズ１３の光軸に位置決めされて一致される。なお、図示しないが、プロジェクタ２の筐体および調整装置３の筐体１６には、投射光の光軸を位置決めするように互いに係合される係合部がそれぞれ設けられてもよい。
【００２４】
そして、この調整装置３は、装置全体がプロジェクタ２よりも小され、例えばレンズキャップ程度に形成されており、携帯性が充分に確保されている。
【００２５】
パーソナルコンピュータ４は、図３および図４に示すような調整用映像である各テストパターン画像の表示データを有しており、投射映像の輝度および色度を調整する際に、これらテストパターン画像をプロジェクタ２の映像表示素子７に入力する。なお、このテストパターン画像の表示データは、調整装置３側やプロジェクタ２側に設けられた例えばＲＯＭ（Read-Only Memory）等が有する構成にされてもよい。
【００２６】
輝度調整用のテストパターンとしては、図３に示すように、投射光の輝度を暗色から明色まで所定の階調で徐々に変化させた複数のテストパターン画像が用いられる。映像の輝度を調整する際には、輝度調整用のテストパターンを用いて、ＲＧＢの各色光毎に輝度がそれぞれ検出される。
【００２７】
色むら補正用のテストパターンとしては、図４に示すように、画像が格子状に分割された複数の分割領域の１箇所のみの輝度を高くし、この輝度が高い分割領域を順次変化させた複数のテストパターン画像が用いられる。なお、映像の色むらを補正する際には、色むら補正用のテストパターンを用いて、ＲＧＢの各色光毎、および輝度の階調毎に、各分割領域の輝度を検出することが望ましいが、必要に応じて、輝度の任意の階調のみを簡易的に検出するように行われてもよい。
【００２８】
以上のように構成された投射映像の調整システム１について、プロジェクタ２から投射される映像の輝度および色度を調整する処理を説明する。
【００２９】
まず、投射映像の調整システム１では、投射レンズ８に係合部１９が係合されることによって、プロジェクタ２に対して調整装置３が取り付けられ、投射レンズ８の光軸に対して集光レンズ１２、ロッドレンズ１３の光軸が位置決めされる。
【００３０】
そして、パーソナルコンピュータ４は、上述した輝度調整用のテストパターンおよび色むら補正用のテストパターンをプロジェクタ２側に順次出力する。これにより、プロジェクタ２は、パーソナルコンピュータ４から入力された各テストパターン画像を表示するための投射光を投射する。
【００３１】
投射レンズ８から投射された投射光は、減光フィルタ１１によって、投射光の光量が、輝度センサ１４で受光可能な光量まで小さくされる。続いて、減光フィルタ１１を透過した投射光は、集光レンズ１２によって集光されて、ロッドレンズ１３に入射される。ロッドレンズ１３に入射された投射光は、全反射されることで、投射映像内の投射位置に起因する輝度むらが低減されて、輝度センサ１４に入射される。
【００３２】
輝度センサ１４に入射された投射光は、ＲＧＢ毎に各受光領域でそれぞれ受光される。輝度センサ１４は、投射光の強度によって投射光の輝度を検出し、出力処理部１５を介してパーソナルコンピュータ４側に輝度検出結果を出力する。
【００３３】
パーソナルコンピュータ４は、調整装置３から出力された検出結果に基づいて輝度調整用データおよび色むら補正用データをそれぞれ生成し、これらのデータがプロジェクタ２に入力されることで、映像表示素子７を制御する映像制御回路によって、投射映像の輝度および色むら等の色度がそれぞれ調整される。
【００３４】
上述したように、投射映像の調整システム１は、投射光の光量を減少させる減光フィルタ１１と、投射光を集光する集光レンズ１２と、投射光の輝度を均一化するロッドレンズ１３と、投射光の輝度を検出するための輝度センサ１４とを有する調整装置３を備えることによって、プロジェクタ２から投射される投射映像の輝度および色度を容易かつ確実に調整することができる。
【００３５】
したがって、この調整システム１によれば、携帯性が確保された調整装置３をプロジェクタ２の投射レンズ８に係合させることで、プロジェクタ２に対して調整装置３が容易に位置決めされて取り付けられるため、プロジェクタの製造工程での調整時や、例えばプロジェクタのメンテナンスや再調整等を、修理作業者やユーザー自身でも容易かつ確実に行うことが可能になる。
【００３６】
また、本発明に係る調整装置は、液晶表示板を有する液晶プロジェクタ、およびＤＭＤを有するプロジェクタにそれぞれ対応することができる。
【００３７】
また、上述した実施形態の投射映像の調整システム１では、調整装置３によって検出されて輝度検出結果が、パーソナルコンピュータ４に入力されて、このパーソナルコンピュータ４によって輝度調整用データおよび色むら補正用データが生成される構成が採られたが、これら輝度調整用データおよび色むら補正用データが、調整装置が備えるＣＰＵ等によって生成され、調整装置からプロジェクタに直接入力されるように構成されてもよい。さらに、調整システムは、調整装置によって検出された輝度検出結果が、プロジェクタに直接入力されて、プロジェクタが備えるＣＰＵ等によって、輝度調整用データおよび色むら補正用データが生成されるように構成されてもよい。これらのような構成によれば、投射映像の輝度および色度を更に容易かつ確実に調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る投射映像の調整システム全体を示す模式図である。
【図２】投射映像の調整装置の構成を説明するための模式図である。
【図３】調整装置から出力される輝度調整用のテストパターンの一例を示す図である。
【図４】プロジェクタに出力される色むら補正用のテストパターンの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  投射映像の調整システム
２  プロジェクタ
３  調整装置
４  パーソナルコンピュータ
７  映像表示素子
８  投射レンズ
１１  減光フィルタ
１２  集光レンズ
１３  ロッドレンズ
１４  輝度センサ
１５  出力処理部
１６  筐体
１８  開口部
１９  係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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