(57)【要約】【課題】映像作成者の意図した明るさにより近い明るさで映像を表示できる映像表示システムを提供する。【解決手段】映像を投影する映像投影部１と、映像投影部１により投影された映像を表示する映像表示部２と、を備える映像表示システムであって、映像投影部１から投影される映像の明るさを調整する光量調節部３と、映像投影部１により投影される映像のシーンに応じて、光量調節部３を制御して映像の明るさを調節する制御部４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】
映像を投影する映像投影部と、前記映像投影部により投影された映像を表示する映像表示部と、を備える映像表示システムであって、
前記映像投影部から投影される映像の明るさを調整する光量調節部と、
前記映像投影部により投影される映像のシーンに応じて、前記光量調節部を制御して映像の明るさを調節する制御部と、
を備えることを特徴とする映像表示システム。
【請求項２】
使用者の瞳孔の大きさを計測する瞳孔計測部を備え、
前記制御部は、前記映像のシーンと、前記瞳孔計測部により計測された瞳孔の大きさと、に応じて前記光量調節部を制御して映像の明るさを調節する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、投影部から投影された映像を表示部で表示する映像表示システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投影部から投影された映像を表示部で表示する映像表示システムが発明されてきた。また、周囲の環境などによっては、表示される映像の明るさを変えたいという要望もあったため、投影部から投影される映像の明るさを変更可能な映像表示システムも発明されている。例えば、特許文献１に記載のプロジェクション映像表示装置は、複数個の光源を二次元配列して１つの光源とし、複数個の光源のうちの点灯個数を変えることで、映像の明るさを変更するものである。このプロジェクション映像表示装置は、映像信号のピーク値を検出し、このピーク値を用いて明るさを変化させることにより、映像信号のピーク値に比例して明るさを調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８４５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術を利用したプロジェクション映像表示装置では、映像信号のピーク値に比例して明るさを調整することはできるものの、映像内の状況における明るさと投影される映像の明るさとの関係が十分考慮されておらず、使用者が映像内の状況における明るさを把握しにくいという問題が存在した。
【０００５】
本願発明は、このような従来の課題を解決するものであり、映像作成者の意図した明るさにより近い明るさで映像を表示できる映像表示システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の映像表示システムは、映像を投影する映像投影部と、映像投影部により投影された映像を表示する映像表示部と、を備える映像表示システムである。そして、映像投影部から投影される映像の明るさを調整する光量調節部と、映像投影部により投影される映像のシーンに応じて、光量調節部を制御して映像の明るさを調節する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この映像表示システムは、使用者の瞳孔の大きさを計測する瞳孔計測部を備え、制御部は、映像のシーンと、瞳孔計測部により計測された瞳孔の大きさと、に応じて光量調節部を制御して映像の明るさを調節してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明の映像表示システムは、投影される映像のシーンに応じた光量で映像を表示するので、映像作成者の意図した明るさにより近い明るさで映像を表示できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明の実施形態にかかる映像表示システムの概略図
【図２】本願発明の実施形態にかかる映像表示システムの構成図
【図３】本願発明の実施形態にかかる映像表示システムの光量参照テーブル
【図４】本願発明の実施形態にかかる映像表示システムのフローチャート
【図５】本願発明の実施形態にかかる映像表示システムの別の例を示す概略図
【図６】本願発明の実施形態にかかる映像表示システムの別の例を示す構成図
【図７】本願発明の実施形態にかかる映像表示システムの別の例を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。ただし、以下の実施形態は本願発明の実施例を示したに過ぎず、本願発明はこれに限定されるものではない。
＜実施形態＞
本願発明の実施形態を図１、図２に示す。本実施形態の映像表示システムは、映像を投影する映像投影部１と、映像投影部１により投影された映像を表示する映像表示部２と、を備える映像表示システムである。そして、この映像表示システムは、映像投影部１から投影される映像の明るさを調整する光量調節部３と、映像投影部１により投影される映像のシーンに応じて、光量調節部３を制御して映像の明るさを調節する制御部４と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この映像表示システムは、さらに、使用者の瞳孔径を計測する瞳孔径計測部５を備え、制御部４は、映像のシーンと、瞳孔径計測部５により計測された瞳孔径と、に応じて光量調節部３を制御して映像の明るさを調節する。
【００１２】
より詳しく述べると、この映像表示システムは、使用者に到達する光量の希望値を、映像のシーンに対応させて記憶する記憶部（図示せず）を備える。このとき、制御部４は、この記憶部を参照し、映像投影部１により投影される映像のシーンに対応する希望値の光量が使用者に照射されるよう、光量調節部３を制御して映像の明るさを調節する。そして、この映像表示システムは、さらに、使用者の瞳孔の大きさを計測する瞳孔計測部５を備える。このとき、制御部４は、瞳孔計測部５により計測された瞳孔の大きさから推測される、使用者に照射されている光量と、映像投影部１により投影される映像のシーンに対応する希望値の光量が一致するよう光量調節部３を制御して映像の明るさを調節する。
【００１３】
ここから、本実施形態の映像表示システムを具体的に説明する。この映像表示システムは、プロジェクタ１０１、スクリーン１０２、制御装置１０３、センサ１０４によって構成される。
【００１４】
映像投影部１は、プロジェクタ１０１に備えられ、制御部４から受け取った映像信号に基づいて光を照射することにより映像を投影する。
【００１５】
映像表示部２は、投影面を有するスクリーン１０２であり、プロジェクタ１０１から照射される光を投影面で散乱させることにより投影面に映像を表示する。
【００１６】
光量調節部３は、プロジェクタ１０１に備えられ、プロジェクタ１０１から照射される光量を変化させる。光量調節部３は、例えば、個別に点灯制御可能な複数の光源からなる発光部や、光源からの照射光量を調節可能な絞りなどを有して構成され、これらを制御してプロジェクタ１０１から照射される光量を調節することで、投影される映像の明るさを調整する。
【００１７】
制御部４は、制御装置１０３に備えられ、映像情報を取得して加工し、映像信号としてプロジェクタ１０１に送り、映像投影部１から映像を投影させる。また、制御部４は、映像投影部１により投影される映像のシーンとセンサ１０４からの情報とに応じて、光量調節部３を制御して映像の明るさを調整する。ここでは、映像のシーンは照明が点灯している場面である照明シーンのことであり、例えば室内で照明装置を点灯した場合の、室内の状態を映像にしたものである。なお、パソコンなどを制御装置１０３として用いてもよい。
【００１８】
映像情報は、映像の照明シーンの中の状況において、実際にどの程度の光量が観察者（カメラに対応する位置）に照射されるかについての情報を、光量情報として有している。この光量情報は、シミュレーションや実験等によって、あるいは使用者の所望の光量が入力されて、取得され、映像情報に組み込まれている。
【００１９】
制御部４は記憶部を備え、光量と、その光量の光を受けたときの瞳孔径とを対応させて、光量瞳孔径対応データとして記憶部にあらかじめ記憶させている。制御部４は、プロジェクタ１０１からある光量（Ａ）の光を照射させたときに使用者に照射される光量（Ｂ）を、センサ１０４により計測された使用者の瞳孔径と光量瞳孔径対応データとを用いて決定する。そして、制御部４は、プロジェクタ１０１からの照射光量（Ａ）と使用者に照射される光量（Ｂ）とを対応させて、図３に示すような光量参照テーブルとして記憶部に記憶させる。なお、プロジェクタ１０１における光量参照テーブルがすでに存在する場合には、制御部４は光量参照テーブルを取得して記憶部に記憶させるだけでよい。
【００２０】
制御部４は、光量参照テーブルから、映像情報中の光量情報にある光量（Ｃ）が使用者に照射される光量（Ｂ）となる場合のプロジェクタ１０１からの照射光量（Ａ）を抽出し、その光量（Ａ）の光が照射されるよう、映像信号を決定する。なお、記憶部が保持している情報の中に、参照したい光量に合致するものがない場合、例えば数式１に示すような補完式で近傍値から求めた光量Ａ’を用いてもよい。ここで、Ｂｋを光量情報中の光量（使用者に照射される光量）、Ａｋを、光量参照テーブルで光量情報中の光量がＢｋのときのプロジェクタ１０１からの照射光量として、Ａｋ１およびＡｋ２はＡｋの上下の近傍値、Ｂｋ１、Ｂｋ２はＢｋの上下の近傍値である。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
また、制御部４は、映像表示中にも、映像情報中の光量情報にある光量（Ｃ）と、センサ１０４が計測する瞳孔径および光量瞳孔径対応データから判断される、実際に使用者に照射されている光量（Ｄ）と、を比較する。そして、制御部４は、例えばＰＩＤ制御などのフィードバック制御を行い、光量情報にある光量（Ｃ）と実際に使用者に照射されている光量（Ｄ）とが同等になるよう映像信号を調整する。なお、ＰＩＤ制御とは、入力値の制御を 出力値と目標値との偏差、その積分、および微分の３つの要素によって行う方法のことである。ここでは、光量情報にある光量（Ｃ）を目標値α（ｔ）とし、実際に使用者に照射されている光量（Ｄ）を出力値β（ｔ）として、両者の偏差ｕ（ｔ）に対し、数式２から求めた出力ｙ（ｔ）を用いて映像投影部を調整することで実現する。なお、Ｌ［］、Ｌ−１［］は、それぞれラプラス変換、逆ラプラス変換であり、Ｋｐ、ＫＩ、Ｋｄは定数で、それぞれ比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインである。
【００２３】
【数２】
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【００２４】
瞳孔計測部５は、センサ１０４に備えられ、使用者の瞳孔の大きさとして、瞳孔径を計測する。瞳孔計測部５は、ＣＣＤカメラと画像処理部とを有し、ＣＣＤカメラで瞳孔を撮像し、画像処理を行って瞳孔径を判断する。
【００２５】
次に、上述のように構成された映像表示システムの動作について、図４に示すフローを用いて説明する。
【００２６】
まず、制御装置１０３が映像情報を取得する（ステップＳ１）。そして、制御装置１０３によってプロジェクタ１０１から照射される光量が決定され（ステップＳ２）、映像信号が制御装置１０３からプロジェクタ１０１に送られる（ステップＳ３）。プロジェクタ１０１は、映像信号に基づき、ステップＳ２で決定された光量で光を照射することにより映像を投影する（ステップＳ４）。プロジェクタ１０１から照射された光は、スクリーン１０２上で散乱されることで投影される。このとき、散乱された光は使用者に到達し、使用者に映像として認識される。つまり、プロジェクタ１０１から照射された光は、スクリーン１０２を経由して使用者に照射される。センサ１０４は、使用者の瞳孔径を計測し（ステップＳ５）、制御装置１０３は、光量情報にある光量（Ｃ）と使用者の瞳孔径から判断される光量（Ｄ）とを比較する。光量情報にある光量（Ｃ）と瞳孔径から判断される光量（Ｄ）とが等しければ（ステップＳ６でＹｅｓ）、ステップＳ５に戻る。光量情報にある光量（Ｃ）と瞳孔径から判断される光量（Ｄ）とに差があれば（ステップＳ６でＮｏ）、制御装置１０３は、使用者の瞳孔径の計測結果をもとにフィードバック制御を行ってプロジェクタ１０１から照射される光量を再決定する（ステップＳ７）。そして、制御装置１０３は、再決定した光量にてステップＳ３以降を繰り返す。
【００２７】
このように、本実施形態の映像表示システムは、意図した光量（Ｃ）と使用者に照射される投影光の光量（Ｄ）との差をなくす、あるいは小さくすることができる。例えば、照明機器や照明設備などの営業を行う際に、シミュレーション結果やショールームなどの照明シーンの映像を用いて検討を行うことを考える。以前からこのような検討は行われてきたが、従来は、使用者に照射される投影光の光量（Ｄ）と、表示されている映像の照明シーンにおいて意図されている（その照明シーンで実際に想定される）光量（Ｃ）との差は考慮されていなかった。そのため、使用者に照射される光量（Ｄ）と意図される光量（Ｃ）とが極端に違う場合、本来明るいはずの照明シーンを暗く感じてしまうなど、使用者が実際の照明シーンとは違った印象を受けてしまうことがあり、照明シーンの正確な検討は難しかった。これに対し、本実施形態の映像表示システムは、意図した光量（Ｃ）とほぼ同等の光量が使用者に照射されるので、使用者は、映像作成者が意図したとおりに表示映像の明るさを感じることが可能となる。これにより、照明機器や照明機器を設置した部屋などの映像において、意図した光量（Ｃ）として、実際にその場にいた場合に想定される光量を設定することで、より正確に照明シーンの検討を行うことが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態においては、使用者の瞳孔の大きさとして瞳孔径を計測し、この瞳孔径を用いて使用者に照射されている光量（Ｄ）を推定して、これをもとにプロジェクタ１０１からの照射光量（Ａ）を調節する。つまり、本実施形態は、計測した瞳孔径に応じてプロジェクタから照射する光量（Ａ）を調節するので、使用者に照射される光量（Ｄ）と意図される光量（Ｃ）とをより近づけることができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、映像として照明シーンで構成されるものを考えたが、照明シーン以外にも適用可能である。しかしながら、各映像シーンにおいて照射光量を考慮することは、明るさが映像の印象を大きく左右するような映像に対して、より効果が大きいと考えられる。
【００３０】
本実施形態の映像表示システムは、映像投影部１および光量調節部３と連携して制御部４からの出力に応じた光を投影する補助光照射部６をさらに備えてもよい。図５にこの映像表示システムの概略図を、図６に構成図を示す。この補助光照射部６は、補助プロジェクタ１０５に備えられる。補助光照射部６は、プロジェクタ１０１の映像投影部１から出力可能な最大光量が、意図した光量（Ｃ）を使用者に照射するために必要なプロジェクタ１０１からの照射光量（Ａ）に対して十分でない場合、光を照射する。制御部４は、プロジェクタ１０１の映像投影部１からの光量が不十分な場合、補助光照射部６に信号を送り、補助光照射部６から白色光などを投影させる。
【００３１】
補助プロジェクタ１０５は、一定光量の光を照射し、プロジェクタ１０１の照射光量を調節することで、全体として意図した光量（Ｃ）を実現する。なお、補助プロジェクタ１０５も光量調節機能を持ち、プロジェクタ１０１からの照射での不足分の光量の光を補助プロジェクタ１０５が照射することで、全体として意図した光量（Ｃ）を実現してもよい。
【００３２】
本実施形態では、計測した瞳孔径から使用者に照射されている光量（Ｄ）を推定し、その光量（D）と光量情報中の光量（Ｃ）とを比較してプロジェクタ１０１からの照射光量（Ａ）を調節する。しかし、瞳孔径から光量（Ｄ）を推定するのではなく、光量情報中の光量（Ｃ）に対応する瞳孔径を光量瞳孔径対応データから抽出し、抽出した瞳孔径と計測された瞳孔径との比較結果に基づいて、プロジェクタ１０１からの照射光量（Ａ）を調節してもよい。このような構成にすると、照射しはじめでの光量が求める光量と異なるものになる可能性があるものの、光量参照テーブルのような、プロジェクタ１０１に依存するデータが必要なくなるという利点がある。
【００３３】
なお、センサ１０４は、瞳孔径計測部５ではなく、焦電センサや輝度分布計などのような、光量を直接検出するようなものでもよい。また、図７に構成図を示すように、センサ１０４はなく、センサ１０４による計測結果を用いた光量調節を行わない構成でもよい。
【００３４】
本実施形態においては、制御部４はプロジェクタ１０１とは別の制御装置１０３に設けられているが、制御部４はプロジェクタ１０１に設けられてもよい。言いかえれば、プロジェクタ１０１と制御装置１０３が一体の装置であってもよい。また、本実施形態においては、センサ１０４による計測結果に基づき光量を調節することは制御部４が行っている。しかし、例えば制御装置１０３の制御部４以外の部分やセンサ１０４などが、計測結果から適正な光量を判断して、その判断した光量の情報を制御部４に送り、制御部４はそれに応じて光量を制御してもよい。制御装置１０３はセンサ１０４と一体の装置であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  映像投影部
２  映像表示部
３  光量調節部
４  制御部
５  瞳孔計測部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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