(57)【要約】【課題】  プロジェクターにおけるきめ細かい画質補正を行う。【解決手段】  画質補正システム１は、第１の光センサー２と、例えば複数の第２の光センサー１８〜２３とを有している。第１の光センサー２は、プロジェクター本体の周囲光を測る光センサーであり、本体の側面又は上面などに設けられている。第２の光センサーは、投影用スクリーン１７の光を測る光センサーであり、投射映像面の周囲に複数個設けられている。第１の光センサー２により本体の周囲光の明るさ（第１測定値）を測定するとともに、第２の光センサー１８〜２３により投射用スクリーンへの投射時の光量の検出値の例えば平均値（第２測定値）を求め、第１測定値と第２測定値とを加味して、例えば第１測定値と第２測定値との平均値を求め、この平均値がある閾値Ａ以下の場合は周囲が暗いと判断し、コントラスト優先モードとして次の順番に優先的に画質補正を行う。周囲が明るいと判断された場合は明るさ優先モードにより画質補正を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクター本体の周辺の明るさを検出する第１の光センサーと前記プロジェクターによる投射面周辺の明るさを検出する第２の光センサーとのそれぞれにより検出された明るさとの平均値を求め、該平均値とある閾値との大小関係に基づいて選択された画質補正要素により前記プロジェクターの画質を補正する第１の画質補正手段を備えたことを特徴とするプロジェクターの画質補正システム。
【請求項２】
前記第１の画質補正手段は、複数の前記画質補正要素の候補中から前記大小関係に基づいて優先する画質補正要素を選択し、優先的に選択された前記画質補正要素に基づいて前記プロジェクターの画質を補正する制御手段であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクターの画質補正システム。
【請求項３】
前記平均値が前記閾値を越すか否かにより、
投射光量制御に関しては予め用意された前記画質補正要素に関するテーブルを選んで制御し、
映像信号レベル制御に関しては、前記光センサーの検出値に応じたリニアー制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画質補正システム。
【請求項４】
さらに、プロジェクターが投射するスクリーンの投射面の色温度を検出する第３の光センサーの検出値に基づいてスクリーンに依存する色温度ずれの補正を行う第２の画質補正手段を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の画質補正システム。
【請求項５】
プロジェクター本体の周辺の明るさを検出する第１の光センサーと前記プロジェクターによる投射面周辺の明るさを検出する第２の光センサーとのそれぞれにより検出された明るさに基づいて選択された画質補正要素により前記プロジェクターの画質を補正する画質補正手段を備えたことを特徴とするプロジェクターの画質補正システム。
【請求項６】
スクリーンの投射面周辺の明るさとプロジェクター本体の周辺の明るさとに基づいて、プロジェクターの映像信号と投射光量とを補正する画質補正手段を備えたことを特徴とする画質補正システム。
【請求項７】
前記画質補正手段は、前記第１及び第２の光センサーにより、周囲が暗いと判断された場合はコントラスト優先モードにより、第１優先として光学絞りを絞込み、第２優先としてランプ電力を小さな方向に制御し、第３優先として映像信号の画質補正を明るさに応じて行うことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の画質補正システム。
【請求項８】
前記画質補正手段は、前記第１及び第２の光センサーにより、周囲が明るいと判断された場合は明るさ優先モードにより、第１優先として光学絞りを開放方向にし、第２優先としてランプ電力を大きい方向にすることを特徴とする請求項７に記載の画質補正システム。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の画質補正システムを備えたプロジェクター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画質補正技術に関し、特に、ＤＬＰプロジェクターや液晶プロジェクターなどによる映像の画質を効果的に補正する画質補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターによって映し出される映像の画質を補正する画質補正機能を有する装置としては、図８に示すように、液晶プロジェクター３１及び映像投射面３８の周辺の明るさ及び色合いを検出する光検出センサー３２と、検出された周辺及び映像投射面の周囲の明るさ及び色合いに基づいて、映像処理回路と３４から液晶パネル３５に供給する映像信号３３ａ、３３ｂを調整するとともに、ランプ制御部３７によるランプ３６の発光量も調整する制御部（ＣＰＵ）３３を備えた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２００２−３１１５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の技術は、周辺環境の明るさ及び色合いに基づいて、自動的に液晶パネル３５に供給する映像信号３３ａのコントラスト、ブライト、色合い成分などを補正し、さらに、液晶パネル３３に入射するランプ３６の光量を補正するが、補正変化量が、映像のコントラスト、ブライト、色合い及びランプの明るさ（パワーコントロール）により決まり、補正可変範囲のダイナミックレンジが広くとれないという問題点や、より一層きめ細かい効果的な画質補正が難しいという問題点があった。
本発明の目的は、良好な画質補正を可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一観点によれば、プロジェクター本体の周辺の明るさを検出する第１の光センサーと前記プロジェクターによる投射面周辺の明るさを検出する第２の光センサーとのそれぞれにより検出された明るさに基づいて選択された前記画質補正要素により前記プロジェクターの画質を補正する画質補正手段を備えたことを特徴とするプロジェクターの画質補正システムが提供される。
【０００５】
本発明の他の観点によれば、プロジェクター本体の周辺の明るさを検出する第１の光センサーと前記プロジェクターによる投射面周辺の明るさを検出する第２の光センサーとのそれぞれにより検出された明るさとの平均値を求め、該平均値とある閾値との大小関係に基づいて選択された前記画質補正要素により前記プロジェクターの画質を補正する画質補正手段を備えたことを特徴とするプロジェクターの画質補正システムが提供される。
【０００６】
スクリーンの投射面の色温度を検出する光センサーの検出値に基づいてスクリーンに依存する色温度ずれの補正を行うのが好ましい。例えば、DLPのR-GAIN、B-GAIN(G-GAINは固定)の値を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
以上に説明したように、周囲の明るさを精度良く測定でき、さらに画質補正要素を選択することにより、きめ細かく画質補正ができる効果がある。
周囲光を複数の光センサーで検出し、平均値を検出値として用いることにより、周囲の明るさを精度良く測定でき、さらに画質補正要素を選択することにより、きめ細かく画質補正ができる。
【０００８】
また、スクリーンの投射面周辺の明るさを検出する光センサーと本体の周辺の明るさを検出する光センサーとの平均値を求め、その平均値がある閾値を越すか否かにより、画質補正要素に優先順位をつけて選択することにより、より一層ダイナミックな画質補正効果を出すことができる。
【０００９】
さらに、スクリーンの投射面周辺の明るさを検出する光センサーと本体の周辺の明るさを検出する光センサーの平均値を求め、その平均値がある閾値を越すか否かにより、投射光量制御は予め用意してあるテーブル（光学絞りは例えば全開放・絞り込んだ状態、ランプ電力は例えばハイパワー・パワーセーブ状態、ＤＬＰ式の場合はＳＬＲの入り切り等）を選び、映像信号レベル制御は光センサーの検出値に応じたリニアー制御を行うことによりダイナミックレンジの大きな制御と投射光量を固定値にすることにより比較的簡単に制御可能で大きな画質補正効果と省エネルギー効果とがある。
【００１０】
また、スクリーンの投射面の色温度を色温度検出用光センサーにより検出してスクリーンの種類による色味の違いを補正し、正確な色温度にすることができ、画質の精度の高い評価を可能にする効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る画質補正技術では、画質を効果的に補正するために、周囲の明るさが暗い場合と明るい場合とで、画質の補正に用いる要素の組み合わせを適切に選択する。これにより、ダイナミックな補正、エネルギー効率の良い効果的な画質補正ができる。例えば、周囲の明るさが暗い場合には、映像の画質（コントラスト、ブライト（要素４）・γ補正等（要素１））を明るさに応じて制御し、光学絞りを絞った状態（要素２）（ハイコントラストモード）とランプの電力を少なくした状態（要素５）（パワーセーブモード）にして省エネルギーであり、かつ、極めて良好な画質補正が可能となる。また、周囲の明るさが明るいときは映像の画質補正では効果が薄いため光学絞りを開放した状態（要素２）（ハイブライトモード）にし、さらにランプ電力を大きく（要素５）し、ダイナミックレンジの広い明るい投射映像を得ることができる。
【００１２】
すなわち、本発明に係る画質補正技術は、プロジェクター本体周辺に設けられた第１の光センサーと、投射面（スクリーン）周辺に設けられた第２の光センサーとの検出値に基づいて周囲の明暗を精度良く検出し、その検出信号をプロジェクター本体の制御部（画質補正部）に入力し、信号レベルがある閾値以下の場合は周囲の明るさが暗いと判断し、信号レベルがある閾値以上の場合は周囲の明るさが明るいと判断する。
【００１３】
周囲が暗いと判断された場合はコントラスト優先モードにより画質補正を行う。例えば、第１優先として光学絞り（要素２）を絞込み、第２優先としてランプ電力（要素５）を小さな方向に制御し、第３優先として上記映像信号の画質補正（コントラスト、ブライト、γ補正）（要素４、要素１）を明るさに応じて行い、よりコントラスト比に比重を置いた画質補正を行う。これにより、画質補正のダイナミックレンジを拡大し、省電力で大きな画質補正効果を得ることができる。
【００１４】
また周囲が明るいと判断された場合は明るさ優先モードにより画質補正を行う。例えば、第１優先として光学絞り（要素２）を開放方向にし、第２優先としてランプ電力（要素５）を大きい方向にし、さらに第３優先として単板式（カラーホイール式）ＤＬＰの場合はＳＬＲをオンし（要素３）、さらに第４優先として映像信号の画質（コントラスト、ブライト、γ補正）を明るさに応じ補正すること（要素４，１）により投射画像の輝度を上げることができる。
【００１５】
上記のように、各要素を、優先順位を考慮して組み合せることにより、周囲が明るい場合にダイナミックレンジを大きく取ることができ、より効果的な画質補正が可能となる。
さらに、スクリーンの種類などにより色温度が変化することに着目し、それを加味して色温度を正しく補正するために、プロジェクター本体に色温度を感知する光センサーを設け、色温度補正時にスクリーンに投影する基準信号(例えば７５％白信号)の発生源を本体に内蔵し、スクリーンに投影された映像の色温度を検知して、色温度補正回路によりＤＬＰのＲ−ＧＡＩＮ，Ｂ−ＧＡＩＮの値を制御し、自動的に色温度を補正することもできる。
【００１６】
以下、上記の考え方を基本として、本発明の一実施の形態による画質補正システムについて図面を参照しつつ説明を行う。図１は、本実施の形態による画質補正システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態による画質補正システム１は、第１の光センサー２と、例えば複数の第２の光センサー１８〜２３とを有している。２４は光トンネルである。第１の光センサー２は、プロジェクター本体の周囲光を測る光センサーであり、例えば、本体の側面又は上面などに設けられている。第２の光センサーは、投影用スクリーン１７の光を測る光センサーであり、投射映像面の周囲に例えば複数個設けられている。
【００１７】
第１の光センサー２により本体の周囲光の明るさ（第１測定値）を測定するとともに、第２の光センサー１８〜２３により投射用スクリーンへの投射時の光量の検出値の例えば平均値（第２測定値）を求め、第１測定値と第２測定値とを加味して、例えば第１測定値と第２測定値との平均値を求め、この平均値が、ある閾値Ａ(任意値)以下の場合は周囲が暗いと判断し、コントラスト優先モードとして次の順番に優先的に画質補正を行う。
【００１８】
例えば、第一優先として光学絞り（照明系可変絞り１３及び投射系可変絞り１５）の光学絞り制御回路２６を制御部（ＣＰＵ）３が絞込むように制御し（要素２）、第二優先としてランプ電力が小さくなる方向（要素５）にＣＰＵ３がランプ制御回路７を制御し、第三優先として映像処理回路４の画質補正（コントラスト、ブライト、γ補正）（要素４，１）の制御をＣＰＵ３が明るさに応じて行い、よりコントラスト比の大きな画質補正を行い、暗い方向の画質補正のダイナミックレンジを拡大し、省電力で大きな画質補正効果を得る。上述の光学絞り（要素２）及びランプ電力（要素５）の制御は投射光の光量制御を行い、映像処理回路の画質補正（コントラスト、ブライト、γ補正）（要素４，１）は信号レベルの制御を行う。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態による画質補正要素に関するテーブルの一例であり、画質補正効果が最大となる場合の優先順位を示す図である。図２（ａ）に示すように、映像信号に関しては、要素１のγ補正と要素４のコントラスト・ブライトが関連する。光量に関しては、要素２の光学絞りと要素３のＳＬＲと、要素５のランプ電力が関連する。実際には、ＤＬＰ式（図２（ｂ））と液晶式（図２（ｃ））とで要素の優先順位が異なる。図５は、図２に示すテーブルに基づく処理の流れを示すフローチャート図である。図１も参照して説明する。ステップＳ１で処理を開始し、ステップＳ２において光センサーの検出値の平均値が、ある閾値Ａ(任意値)よりも大きいか否かを判断する。光センサーの検出値の平均値が、ある閾値Ａ(任意値)よりも大きい場合は明るいと判断し、明るさ優先モードとして次の順番に優先的に画質補正を行う。例えばステップＳ２において、第一優先として光学絞り（照明系可変絞り１３及び投射系可変絞り１５）の制御回路２６をＣＰＵ３が開放方向に制御し（要素２）、さらにステップＳ３において、第二優先としてランプ電力を大きい方向（要素５）にＣＰＵ３がランプ制御回路７を制御し、さらに、ステップＳ５において、ＤＬＰ方式か否かを判断し、第三優先として単板式（カラーホイール式）ＤＬＰ方式の場合はステップＳ６に進みＳＰＯＫＥ  ＬＩＧＨＴ  ＲＥＣＡＰＴＵＲＥ（ＳＬＲ）をオンするようにＣＰＵ３がＳＬＲ制御回路２５を経由してカラーホィール１１とＤＭＤ５を制御し（要素３）、さらにステップＳ７において、第四優先としてＣＰＵ３が映像処理回路４の画質補正（コントラスト、ブライト、γ補正）（要素４，１）の制御を明るさに応じ行うことにより明るい方向の画質補正のダイナミックレンジを拡大する。一方、ステップＳ５において、ＤＬＰ方式でない場合（例えば、液晶式の場合）は、そのままステップＳ７に進み、第四優先としてＣＰＵ３が映像処理回路４の画質補正（コントラスト、ブライト、γ補正）（要素４，１）の制御を明るさに応じ行うことにより明るい方向の画質補正のダイナミックレンジを拡大する。次いで処理を終了する（ステップＳ１１）。
【００２０】
ステップＳ２において、光センサーの検出値の平均値が、ある閾値Ａ(任意値)よりも小さい場合は周囲の明るさが暗いと判断し、光学絞り優先モードとして次の順番に優先的に画質補正を行う。すなわち、ステップＳ８において、光学絞りを絞り込み（要素２）、ステップＳ９において、ランプのパワー（要素５）を例えば最小にし（パワーセーブモード）、ステップＳ１０において、画質補正（コントラスト、ブライト、γ補正）（要素４，１）の制御を暗いモード用に調整し、処理を終了する（ステップＳ１１）。以上のように処理することにより、「めりはり」の効いた画像への画質補正が可能となる。尚、優先順位は、1)＞2)＞3)＞4)である。
【００２１】
尚、上述の単板ＤＬＰ方式（カラーホイール式）のＳＬＲの制御は、実際には投射光の光量制御を行っている。色温度の補正は、例えば、プロジェクターからスクリーンに色温度調整用７５％白信号を投射し、その投射面の色温度を色温度感知用光センサー４０により検出し、ＣＰＵ３においてＤＭＤ制御回路３９を通してＤＭＤチップ５のＲ−ＧＡＩＮ、Ｂ−ＧＡＩＮを制御し色温度補正を行っている。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態による画質補正について図面を参照しつつ説明を行う。図３は、本実施の形態による画質補正におけるＤＬＰ式の場合の画質補正要素に関するテーブルの一例であり、要素毎の優先順位を示す図である。図５は、本実施の形態による画質補正における液晶式の場合の画質補正要素に関するテーブルの一例であり、要素毎の優先順位を示す図である。図６は、本実施の形態による画質補正処理の流れを示すフローチャート図である。
【００２３】
まず、処理を開始し（ステップＳ２１）、ステップＳ２２において、光センサーの検出値の平均値が、ある閾値Ａ(任意値)よりも大きいか否かを判断する。光センサーの検出値の平均値が、ある閾値Ａ(任意値)よりも大きい場合は明るいと判断し、明るさ優先モードとして次の順番に優先的に画質補正を行う。例えばステップＳ２３において、光学絞り（照明系可変絞り１３及び投射系可変絞り１５）の制御回路２６をＣＰＵ３が開放方向に制御し（要素２）、さらにステップＳ２４において、ランプ電力を大きい方向（要素５）にＣＰＵ３がランプ制御回路７を制御し、さらに、ステップＳ２５において、ＤＬＰ方式か否かを判断し、第三優先として単板式（カラーホイール式）ＤＬＰ方式の場合はステップＳ２６に進みＳＰＯＫＥ  ＬＩＧＨＴ  ＲＥＣＡＰＴＵＲＥ（ＳＬＲ）をオンするようにＣＰＵ３がＳＬＲ制御回路２５を経由してカラーホィール１１とＤＭＤ５を制御し（要素３）、ステップＳ２８で処理を終了する。一方、ステップＳ２５において、ＤＬＰ方式でない場合（例えば、液晶式の場合）は、そのままステップＳ２８に進み、処理を終了する。すなわち、本実施の形態では図６のステップＳ７を省略している。
【００２４】
ステップＳ２２において、光センサーの検出値の平均値が、ある閾値Ａ(任意値)よりも小さい場合は周囲の明るさが暗いと判断し、ステップＳ２７において、画質補正（コントラスト、ブライト、γ補正）（要素４，１）の制御を暗いモード用に調整し、処理を終了する（ステップＳ２８）。この場合には、図６に比べて、ステップＳ８を省略している。このように処理をしても、簡易的に画質補正においてダイナミックレンジの拡大ができる。尚、優先順位は、ＤＬＰ方式では1)＞2)＞3)、液晶式では1)＞2)である。
【００２５】
図７（ａ）〜（ｃ）までは、上記各実施の形態による画質補正処理に用いる補正テーブルの一例を示す図である。図７（ａ）に示すように、投射光量の制御はある固定値テーブルを持ち、光センサーの検出値がある閾値Ａを越すか否かで、テーブルを選択するようにし、映像信号の制御は光センサーの検出値に応じて制御することができる。
【００２６】
すなわち、スクリーンの投射面周辺の明るさを検出する光センサーと本体の周辺の明るさとを検出する光センサーの平均値を求め、その平均値がある閾値を越すか否かで、投射光量制御は図７に示す予め用意されたテーブル（光学絞りは、例えば、全開放と絞り込んだ状態とから選択、ランプ電力は例えばハイパワー状態とパワーセーブ状態とから選択、ＤＬＰ式の場合（図７（ｂ））はＳＬＲの入り切り等）を選び、映像信号レベル制御（γ補正、コントラスト、ブライトネス）は、光センサーの検出値に応じたリニアー可変制御を行う。これにより、ダイナミックレンジを大きく制御し、投射光量を固定値にすることにより、比較的簡単に制御可能で大きな画質補正効果及び省エネルギー効果を得ることができる。図７（ｃ）の液晶式の場合は、要素３は関連しない。
【００２７】
尚、本実施の形態においても、投射面の色温度を色温度感知用光センサー４０により検出し、ＣＰＵ３においてＤＭＤ制御回路３９を通してＤＭＤチップ５のＲ−ＧＡＩＮ、Ｂ−ＧＡＩＮを制御し色温度補正を行うことができる。
【００２８】
以上、本発明に関して実施の形態に沿って説明を行ったが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
例えば、周囲の明るさを示す目安として、上記実施の形態においては、第１の光センサーと第２の光センサーとの測定値の平均値を用いたが、投射面周辺に配置されている複数の光センサーの平均値を求め、スクリーン周辺部は本体周辺部より明るいため、適切な補正係数（Ｋ１）を掛けて補正（Ａ）し、本体に設けられたセンサーの測定値（補正係数を掛けない）（Ｂ）を求め、（Ａ）と（Ｂ）との平均値を用いて画質補正要素を制御する方法を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、プロジェクターの画質補正回路やこれを備えたプロジェクターに利用できる。特に、ホームシアターなどのエンターテインメントに関する用途に利用でき、例えば、ビデオ、ＤＶＤ、ハイビジョンソース等を「めりはり」の効いた高品質の画質で視聴できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態による画質補正システムの構成図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）までは、本発明の第１の実施の形態による画質補正要素の種類と組合せ優先順位をテーブル図に記載したものである。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるＤＬＰ方式プロジェクターでの各要素の優先順位を示すテーブル図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による液晶プロジェクターでの各要素の優先順位のテーブル図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による最大効果時の画質補正処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による画質補正処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）までは、本発明の第１及び第２の実施の形態による画質補正テーブル図である。
【図８】従来のプロジェクターの概略構成を示す図面である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ＤＬＰプロジェクター、２  光センサー（本体部）、３  ＣＰＵ  ４  映像処理回路、５  ＤＭＤチップ、６  ランプ、７  ランプ制御回路、８  プリズム、９  ＩＲカットミラー、１０  コンデンサレンズ、１１  カラーホィール、１２  リレーレンズ、１３  照明系可変絞り、１４  ホールドミラー、１５  投射系可変絞り、１６  投射レンズ、１７  スクリーン、１８,１９,２０,２１,２２,２３  光センサー（スクリーン部）、２４  光トンネル、２５  ＳＬＲ制御回路、２６  光学絞り制御回路、３１  液晶プロジェクター、３２  光センサー、３３  ＣＰＵ、３４  映像処理回路、３５  液晶パネル、３６  ランプ、３７  ランプ制御回路、３８  映像投射面（スクリーン）３９  ＤＭＤ制御回路、４０  色温度感知用光センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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