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JP4082166B2 - Photodetection device, projector, photodetection method, program, and recording medium - Google Patents
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JP4082166B2 - Photodetection device, projector, photodetection method, program, and recording medium - Google Patents

Photodetection device, projector, photodetection method, program, and recording medium Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光検出、より具体的には、より高精度な測定が可能な光検出装置、プロジェクタ、光検出方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
プロジェクタなどの画像表示装置を用いる場合、使用環境が変化しても製作者の意図した画像を再現できることが重要である。このような画像の見えを調整する考え方として、デバイスの入出力特性を管理して色を再現するカラーマネージメントという考え方がある。
【0003】
例えば、特許文献1に記載の補正回路付プロジェクタでは、適正な白バランス調整と輝度調整とが行われる際に好適な補正回路を備え、プロジェクタから画像が投射される投射面の色情報および輝度情報に基づいて、投射面上での白バランス調整および輝度調整をそれぞれ行い、良好な白バランス調整を可能とするとともに、輝度ムラを回避できるように構成している。このように、適切な色再現を行うためには、光センサを用いて検出された使用環境の変化(例えば、外部照明の明るさや色の変化、投影面の色の変化など)を考慮する必要がある。
【0004】
プロジェクタに光センサを設けて、当該光センサを用いて使用環境の情報を取得する場合、プロジェクタ全体としてのコストが増大することを防ぐため、あまり高価な光センサを使用することはできない。このような光センサとしては、例えば、フォトダイオードにRGBのフィルタを重ねた3チャンネルの光センサを使用することになる。この場合、光センサのRGB出力を三刺激値XYZに変換する必要がある。従来は、プロジェクタのRGB出力を前記光センサと高精度の輝度計とを用いて測定し、その対応関係から変換用の3×3マトリックスを求め、当該マトリックスを用いてRGBからXYZへの変換を行うことが一般的である。
【0005】
【特許文献1】
特許第2973477号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法によれば、プロジェクタの出力に対しては精度よくRGBからXYZへ変換できるものの、照明の分光分布がプロジェクタのそれとは異なる。このため、照明に関しては前記マトリックスと同一のマトリックスを用いてもRGBからXYZへの変換を精度よく行うことは困難である。また、投影面の色が変化すると、プロジェクタの出力および照明の分光分布が変化する。このため、投影面の色に応じて前記マトリックスを適切なものに換えなければ、同様にRGBからXYZへの変換を精度良く行うことは困難である。
【0006】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、より高精度な測定が可能な光検出装置、プロジェクタ、光検出方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項1に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置であって、複数のサンプル投影面および複数のサンプル照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換手段を備えて構成される。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光検出装置であって、複数のサンプル投影面および複数のサンプル照明光についての照明用演算子を合成することによって生成された照明用の演算子を用いて、前記照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための照明用変換手段をさらに備えて構成される。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の光検出装置であって、複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、サンプル投影面と使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算手段をさらに備え、当該相関係数に基づき、使用している投影面と複数のサンプル投影面との相関度に応じて重み付けを行うことによって前記演算子の合成を行うように構成される。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の光検出装置であって、前記相関係数が特性ベクトルの内積を変数とする関数であり、前記特性ベクトルが、表示装置のRを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のGを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のBを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルであるように構成される。
【0011】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記表示装置用変換手段または前記照明用変換手段による変換前に、前記特定の照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離する光分離手段をさらに備えて構成される。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の光検出装置であって、前記光分離手段が、表示装置に黒を出力させたときの輝度特性を、表示装置が出力する特定色の輝度特性から減算することを用いて、前記照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離するように構成される。
【0013】
請求項7に記載の発明は、請求項2乃至6のいずれか一項に記載の光検出装置であって、前記表示装置用変換手段によって変換された表示装置に依存しない座標系の値と、前記照明用変換手段によって変換された表示装置に依存しない座標系の値とを和演算するように構成される。
【0014】
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光検出装置であって、表示装置に依存しない座標系の値がXYZであるように構成される。
【0015】
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光検出装置を備えるプロジェクタである。
【0016】
請求項10に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出方法であって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換工程を備え構成される。
【0017】
請求項11に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0018】
請求項12に記載の発明は、特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、複数のサンプル投影面および複数の照明光についての表示装置用演算子を合成することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【0020】
システム構成
図1に、本発明にかかる光検出装置としての光センサ60を備えるプロジェクタ20を用いたシステムの概略説明図を示す。
【0021】
スクリーン10(投影面)のほぼ正面に設けられたプロジェクタ20から、所定の画像が投影される。この場合、照明器具50からの外部照明80によってスクリーン10に投影された画像の見え方は大きく異なってしまう。例えば、同じ白を表示する場合であっても、外部照明80の強度によっては明るい白に見えたり、暗い白に見えたりする。また外部照明80の強度によらず(たとえ0であっても)、スクリーンの色によっても画像の見え方は異なる。
【0022】
図2に、本発明の実施形態にかかる光センサ60を備えるプロジェクタ20内の画像処理部100の機能ブロック図を示す。
【0023】
図2に示すプロジェクタ20内の画像処理部100は、アナログ形式の画像入力信号をデジタル信号に変換するA/D変換部110と、色補正テーブルを各RGB画像入力信号に対して適用して所望の色補正を行う色補正部120と、デジタル信号をアナログ信号に変換するためのD/A変換部130と、液晶ライトバルブを駆動して画像の投影表示を行うためのL/V(ライトバルブ)駆動部140と、デバイス(プロジェクタ)の特性を保存するためのデバイス特性保存用メモリ160と、色補正テーブル生成部150と、を備える。そして、本発明にかかる光センサ60がプロジェクタおよび外部照明のスクリーンによる反射光の輝度を測定すると、色補正テーブル生成部150が、デバイス特性保存用メモリ160に保存されたデバイス特性と光センサ60の測色値とに基づき外部照明の影響を考慮した色補正テーブルを生成する。
【0024】
光センサ60の構成
次に、図3を参照して、本発明の一実施形態にかかる光センサ60における測定処理を説明する。
【0025】
図3に示す光センサ60は、同一の測定対象光を標準センサ75によって測定した値LMSと輝度計70によって測定した値XYZ(表示装置に依存しない座標系の値)との対応関係を記録するLMS/XYZ記録部60aと、サンプルスクリーン特性ベクトルPnを計算するためのPn計算部60bと、計算されたサンプルスクリーン特性ベクトルPnを保存するためのPn保存部60cと、プロジェクタ用マトリックスMdnを計算するためのMdn計算部60dと、プロジェクタ用マトリックスMdnを保存するためのMdn保存部60eと、照明用マトリックスMinを計算するためのMin計算部60fと、照明用マトリックスMinを保存するためのMin保存部60gと、測定対象光を3種類のフィルタを重ねた光センサで受光して、それぞれに対応した3種類の値(以下「LMS値」とする)を出力する各機体毎に設けられた付属センサ60hと、LMS/XYZ記録部60aに記録されたLMSとXYZとの対応関係と、付属センサ60hの測定値とに基づきキャリブレーション用マトリックスMoを計算するためのMo計算部60iと、キャリブレーション用マトリックスMoを保存するためのMo保存部60jと、を備えて構成される。
【0026】
なお、標準センサ75は、1機種について1つ決められた基準となるセンサであって、測定対象光を3種類のフィルタを重ねた光センサで受光して、それぞれに対応した3種類の値(以下「LMS値」とする)を出力する。
【0027】
なお、当該実施形態では、プロジェクタ自体に、LMS/XYZ記録部60a、Pn計算部60b、Pn保存部60c、Mdn計算部60d、Mdn保存部60e、Min計算部60f、Min保存部60g、付属センサ60h、Mo計算部60iおよびMo保存部60jを設ける構成としているが、これらをプロジェクタ本体に設ける必要はなく、プロジェクタ本体とは別個のコンピュータシステムで構成することもできる。
【0028】
標準センサによるプロジェクタ光の測定処理
次に、図4を参照して、本発明の一実施形態にかかる標準センサによるプロジェクタ光の測定処理を説明する。
【0029】
図4に示すように、まず、暗室下において、数種類のサンプルスクリーン上に表示装置(プロジェクタ)のR(赤)G(緑)B(青)K(黒)4色を照射し(S10)、標準センサ75によってLMS値を測定するとともに、三刺激値を測定可能な輝度計70によってXYZ値を測定する(S12)。ここで、サンプルスクリーンの色は、光センサ60で測定可能にしたいスクリーンの色の範囲内で可能な限り均等に選択することが好ましい。また、サンプルスクリーンの数は多いほど変換精度が高くなるが、一方、計算量は多くなってしまうので、6〜9種類程度が適当である。
【0030】
そして、S12における測定によって、各スクリーンおよび各出力光に対する、輝度計70によって測定される正しいXYZ値と、標準センサ75からの出力電圧(LMS)とのデータ対が得られ、これらの対応関係がLMS/XYZ対記録部60aに記録される(S14)。LMS/XYZ対記録部60aに記録されるデータの一例は以下のとおりである。
【0031】
測色する色が赤(R,G,B)=(255,0,0)のときの標準センサでの測定値を(LRn,MRn,SRn)とし、輝度計での測定値を(XRn,YRn,ZRn)とする。
【0032】
測色する色が緑(R,G,B)=(0,255,0)のときの標準センサでの測定値を(LGn,MGn,SGn)とし、輝度計での測定値を(XGn,YGn,ZGn)とする。
【0033】
測色する色が青(R,G,B)=(0,0,255)のときの標準センサでの測定値を(LBn,MBn,SBn)とし、輝度計での測定値を(XBn,YBn,ZBn)とする。
【0034】
測色する色が黒(R,G,B)=(0,0,0)のときの標準センサでの測定値を(LKn,MKn,SKn)とし、輝度計での測定値を(XKn,YKn,ZKn)とする。
【0035】
ここで、nは0,1,2,…,Nであり、スクリーンの種類を表す。
【0036】
そして、Pn計算部60bは、LMS/XYZ対記録部60aに記録されるデータに基づき、以下の式:
【0037】
【数1】

Figure 0004082166
で定義されるサンプルスクリーン特性ベクトルPnを計算し、Pn保存部60cに保存する(S16)。
【0038】
プロジェクタ用マトリックスMdnの生成処理
次に、図5を参照して、プロジェクタ用マトリックスMdnの生成処理について説明する。
【0039】
まず、Mdn計算部60dは、LMS/XYZ対記録部60aに記録されるデータに基づき、各スクリーンに対するプロジェクタ用マトリックスMdn:
【0040】
【数2】
Figure 0004082166
を求め(S20)、Pn保存部60cに保存する(S24)。
【0041】
標準センサによる照明光の測定処理
次に、図6を参照して、本発明の一実施形態にかかる標準センサによる照明光の測定処理を説明する。
【0042】
図6に示すように、数種類のサンプルスクリーン上に各種照明光を照射し(S30)、標準センサ75によってLMS値を測定するとともに、三刺激値を測定可能な輝度計70によってXYZ値を測定する(S32)。照明光としては、白熱灯、白色蛍光灯(色温度4000K程度)、昼白色蛍光灯(色温度5000K程度)など、使用環境でよく用いられるものを選択する。
【0043】
なお、プロジェクタ光の測定処理と同様に、サンプルスクリーンの色は、光センサ60で測定可能にしたいスクリーンの色の範囲内で可能な限り均等に選択することが好ましい。また、サンプルスクリーンの数は多いほど変換精度が高くなるが、一方、計算量は多くなってしまうので、6〜9種類程度が適当である。
【0044】
そして、S32における測定によって、各スクリーンおよび各照明光に対する、輝度計70によって測定される正しいXYZ値と、標準センサ75からの出力電圧(LMS)とのデータ対が得られ、これらの対応関係がLMS/XYZ対記録部60aに記録される(S34)。LMS/XYZ対記録部60aに記録されるデータの一例は以下のとおりである。
【0045】
測色する照明が照明αのときの標準センサでの測定値を(Lα n,Mα n,Sα n)とし、輝度計での測定値を(Xα n,Yα n,Zα n)とする。
【0046】
測色する照明が照明βのときの標準センサでの測定値を(Lβ n,Mβ n,Sβ n)とし、輝度計での測定値を(Xβ n,Yβ n,Zβ n)とする。
【0047】
測色する照明が照明γのときの標準センサでの測定値を(Lγ n,Mγ n,Sγ n)とし、輝度計での測定値を(Xγ n,Yγ n,Zγ n)とする。
【0048】
ここで、nは0,1,2,…,Nであり、スクリーンの種類を表す。
【0049】
照明用マトリックスMinの生成処理
次に、図7を参照して、照明用マトリックスMinの生成処理について説明する。
【0050】
まず、Min計算部60fは、LMS/XYZ対記録部60aに記録されるデータに基づき、各スクリーンに対する照明用マトリックスMin:
【0051】
【数3】
Figure 0004082166
を求め(S40)、Min保存部60fに保存する(S42)。
【0052】
プロジェクタ毎の付属センサ60hによるプロジェクタ光の測定処理
次に、図8を参照して、プロジェクタ毎の付属センサ60hによるプロジェクタ光の測定処理を説明する。当該処理は、付属センサの個体差を補正するために、各機体毎にキャリブレーション用のマトリックスを生成するために行う。
【0053】
図8に示すように、まず、各機体について、暗室下において、基準スクリーン上に表示装置(プロジェクタ)のR(赤)G(緑)B(青)3色を照射し(S50)、付属センサ60hによってLMS値を測定する(S52)。S52における測定データの一例は以下のとおりである。
【0054】
測色する色が赤(R,G,B)=(255,0,0)のときの付属センサでの測定値を(LR0',MR0',SR0')とする。
【0055】
測色する色が緑(R,G,B)=(0,255,0)のときの付属センサでの測定値を(LG0',MG 0',SG0')とする。
【0056】
測色する色が青(R,G,B)=(0,0,255)のときの付属センサでの測定値を(LB0',MB0',SB0')とする。
【0057】
そして、Mo計算部60iは、以下の式(3)を用いて、
【0058】
【数4】
Figure 0004082166
標準センサの測定値と各機体の付属センサでの測定値に基づき、キャリブレーション用マトリックスMoを求め(S54)、Mo保存部60jに保存する(S56)。
【0059】
使用環境下での光測定処理
図10に、使用環境下における光測定処理を行う光センサ60の機能ブロック図を示す。
【0060】
図10に示す光センサ60は、測定対象光のLMS値を測定する付属センサ60hと、Mo保存部60jに保存されているキャリブレーション用マトリックスMoを用いてキャリブレーションを行うキャリブレーション部60Kと、キャリブレーション後のセンサ出力をプロジェクタ光成分と照明光成分とに分離する光分離手段60mと、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルPと、サンプルスクリーン特性ベクトルPnとの相関係数P(n)を求める相関係数P(n)計算部60nと、相関係数P(n)から使用環境下でのマトリックスを合成するための重み付け係数Wnを求めるWn計算部60pと、プロジェクタ用マトリックスMdnと重み付け係数Wnとから使用環境下におけるプロジェクタ用マトリックスMdを合成するMd合成部60qと、照明光用マトリックスMinと重み付け係数Wnとから使用環境下における照明光用マトリックスMiを合成するMi合成部60rと、プロジェクタ光成分をプロジェクタ用マトリックスMdを用いてLMS値からXYZ値に変換するプロジェクタ光成分変換部60sと、照明光成分を照明光用マトリックスMiを用いてLMS値からXYZ値に変換する照明光成分変換部60tと、プロジェクタ光変換部60sによって変換されたXYZ値と、照明光成分変換部60tによって変換されたXYZ値とを和演算することによって使用環境下におけるプロジェクタのRGBの三刺激値XYZを求める合成部60uと、を備えて構成される。
【0061】
次に、図9を参照して、使用環境下における光センサ60による光測定処理を説明する。
【0062】
ここで説明する光センサ60における光測定処理は、光センサ60のプログラム格納部(図示せず)に記録されたプログラムを実行することによって行われる。前記プログラム格納部は、プログラムを記録した媒体を構成する。さらに、当該処理プログラム自体も、本願発明の範囲内に包含される。
【0063】
図9に示すように、使用環境下(照明あり、任意のスクリーン)において、表示装置(プロジェクタ)のR(赤)G(緑)B(青)K(黒)の4色を照射し(S60)、付属センサ60hによってLMS値を測定する(S62)。S62における測定データの一例は以下のとおりである。
【0064】
測色する色が赤(R,G,B)=(255,0,0)のときの付属センサでの測定値を(LR',MR',SR')とする。
【0065】
測色する色が緑(R,G,B)=(0,255,0)のときの付属センサでの測定値を(LG',MG',SG')とする。
【0066】
測色する色が青(R,G,B)=(0,0,255)のときの付属センサでの測定値を(LB',MB',SB')とする。
【0067】
測色する色が黒(R,G,B)=(0,0,0)のときの付属センサでの測定値を(LK',MK',SK')とする。
【0068】
そして、キャリブレーション部60Kは、Mo保存部60jに保存されているキャリブレーション用マトリックスMoを用いて、以下の式(4)のように、
【0069】
【数5】
Figure 0004082166
キャリブレーションを行う(S64)。
【0070】
LG',MG',SG'、LB',MB',SB'およびLK',MK',SK'に関しても同様にキャリブレーションを行う。
【0071】
そして、光分離手段60mは、S64で求めたキャリブレーション後のセンサ出力を、プロジェクタ光成分と照明光成分とに分離する(S66)。
【0072】
具体的には、S66において、表示装置でK(黒)を出力したときのセンサ出力値LKKKは、表示装置の黒の出力と照明光との和と考えられるので、プロジェクタ光成分は、
R−LK,MR−MK,SR−SK
G−LK,MG−MK,SG−SK
B−LK,MB−MK,SB−SK
となり、照明光成分は、
K,MK,SK
となる。
【0073】
このようにして、プロジェクタ光成分と照明光成分とが分離される。
【0074】
一方、相関係数P(n)計算部60nは、使用環境におけるスクリーン特性を調べるために、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルPと、サンプルスクリーン特性ベクトルPnとの相関係数P(n)を求める(S68およびS70)。ここで、使用環境下でのスクリーン特性ベクトルPは、
【0075】
【数6】
Figure 0004082166
によって定義され、相関係数P(n)は
Figure 0004082166
と定義される。ここで、nは0〜Nの整数であり、スクリーンの種類を表す。
【0076】
このように、前記スクリーン特性ベクトルPは、表示装置のRを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のGを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のBを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルであり、相関係数P(n)は、2つの特性ベクトルの内積を変数とする関数である。
【0077】
使用するスクリーンがサンプルスクリーンと同一であればP(n)=1であり、使用するスクリーンがサンプルスクリーンと全く相関がなければP(n)=0となる。
【0078】
すなわち、複数のサンプルスクリーンについての測定結果と、使用しているスクリーンについての測定結果とに基づき、サンプルスクリーンと使用しているスクリーンとの相関度を示す相関係数を求める。そして、当該相関係数に基づき、使用しているスクリーンがどのサンプルスクリーンと相関度が強いか否かに応じて重み付けを行うことによって、プロジェクタ用マトリックスMdnおよび照明用マトリックスMinの合成を行う。
【0079】
そして、Wn計算部60pは、S70で求めた相関係数P(n)から、使用環境下でのマトリックスを合成するための重み付け係数Wnを求める(S72)。重み付け係数Wnは、
Wn=Qn/(Q0+Q1+Q2+ ・・・ +QN)
によって定義される。重み付け係数Wnの求め方には以下の2例がある。
【0080】
第1例
第1例は、
Qn=1/(1001−1000Pn)
とする場合である。図11に、重み付け係数Wnを求める第1例の場合のPnとQnとの関係を示す図を示す。
【0081】
第2例
第2の例は、
Figure 0004082166
とする場合である。図12に、重み付け係数Wnを求める第2例の場合のPnとQnとの関係を示す図を示す。当該例で、P'は約0.98とするが、サンプルスクリーンの選択の仕方によってP'の値は異なる。
【0082】
第1例の方が変換精度が期待できるため、変数のサイズなどに支障がなければ第1例を用いることが好ましい。第2例の方は、計算が第1例よりも簡単になるが、閾値P'を決める必要がある。閾値P'はサンプルスクリーンの選び方によって最適値が異なってくるが、おおむねP'=0.98前後の値が適当である。下式のWnおよびQnとも、0〜1の範囲の値をとる。
【0083】
次に、Md合成部60qは、Mdn保存部60eに保存されているプロジェクタ用マトリックスMdnと、Wn計算部60pで計算された重み付け係数Wnとから、以下の式:
Figure 0004082166
に従って、使用環境下におけるプロジェクタ用マトリックスMdを合成する(S74)。
【0084】
そして、同様に、Mi合成部60rは、Min保存部60gに保存されている照明光用マトリックスMinと、Wn計算部60pで計算された重み付け係数Wnとから、以下の式:
Figure 0004082166
に従って、使用環境下における照明光用マトリックスMiを合成する(S76)。
【0085】
そして、プロジェクタ光成分変換部60sは、光分離手段60mによって分離されたプロジェクタ光成分を、S74において生成されたプロジェクタ用マトリックスMdを用いて、以下の式(5)より、
【0086】
【数7】
Figure 0004082166
LMS値からXYZ値に変換する(S78)。(LG−LK,MG−MK,SG−SK)および(L−LK,M−MK,S−SK)についても同様である。
【0087】
また、照明光成分変換部60tは、光分離手段60mによって分離された照明光成分を、S76において生成された照明光用マトリックスMiを用いて、以下の式(6)より、
【0088】
【数8】
Figure 0004082166
LMS値からXYZ値に変換する(S80)。
【0089】
そして、合成部60uが、プロジェクタ光変換部60sによって変換されたXYZ値と、照明光成分変換部60tによって変換されたXYZ値とを和演算することによって、使用環境下におけるプロジェクタのRGBの三刺激値XYZが求められる(S82)。すなわち、使用環境下におけるプロジェクタのRGBの三刺激値XYZは、式(7):
【0090】
【数9】
Figure 0004082166
によって求められる。また、プロジェクタの任意の出力色についても同様に、以下の式(8)を用いて求めることができる。
【0091】
【数10】
Figure 0004082166
このようにして、本発明の一実施形態にかかる光センサ60を用いて光検出を行えば、使用しているスクリーンがどのサンプルスクリーンと相関が強いかに応じて重み付けを行うことによって合成されたプロジェクタ用マトリックスMdと照明光用マトリックスMiとを用いてLMSからXYZへの変換を行っているので、プロジェクタの出力と照明光とが重なった色に対してもより高精度な測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の一例にかかるプロジェクタ20を用いたシステムの概略説明図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかる光センサ60を備えるプロジェクタ20内の画像処理部の機能ブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態にかかる光センサ60の機能ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態にかかる標準センサによるプロジェクタ光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】プロジェクタ用マトリックスMdnの生成処理について説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の一実施形態にかかる標準センサによる照明光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図7】照明用マトリックスMinの生成処理について説明するためのフローチャートである。
【図8】プロジェクタ毎の付属センサ60hによるプロジェクタ光の測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図9】使用環境下における光センサ60による光測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図10】本発明の一実施形態にかかる使用環境下における光測定処理を行う光センサ60の機能ブロック図である。
【図11】重み付け係数Wnを求める第1例の場合のPnとQnとの関係を示す図である。
【図12】重み付け係数Wnを求める第2例の場合のPnとQnとの関係を示す図である。
【符号の説明】
10 スクリーン
20 プロジェクタ
50 照明器具
60 光センサ
60a LMS/XYZ記録部
60b Pn計算部
60c Pn保存部
60d Mdn計算部
60e Mdn保存部
60f Min計算部
60g Min保存部
60h 付属センサ
60i Mo計算部
60j Mo保存部
60k キャリブレーション部
60m 光分離手段
60n 相関係数P(n)計算部
60p Wn計算部
60q Md合成部
60r Mi合成部
60s プロジェクタ光成分変換部
60t 照明光成分変換部
60u 合成部
70 輝度計
80 外部照明
100 画像処理部
110 A/D変換部
120 色補正部
130 D/A変換部
140 L/V駆動部
150 色補正テーブル生成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to light detection, more specifically, a light detection device, a projector, a light detection method, a program, and a recording medium that can perform measurement with higher accuracy.
[0002]
[Prior art]
When an image display device such as a projector is used, it is important that an image intended by the manufacturer can be reproduced even if the usage environment changes. As an idea for adjusting the appearance of such an image, there is an idea of color management for reproducing colors by managing input / output characteristics of a device.
[0003]
For example, a projector with a correction circuit described in Patent Document 1 includes a correction circuit suitable for appropriate white balance adjustment and luminance adjustment, and color information and luminance information of a projection surface on which an image is projected from the projector. Based on the above, white balance adjustment and luminance adjustment on the projection surface are performed, respectively, so that good white balance adjustment is possible and luminance unevenness can be avoided. Thus, in order to perform appropriate color reproduction, it is necessary to consider changes in the usage environment (for example, changes in the brightness and color of external illumination, changes in the color of the projection surface, etc.) detected using an optical sensor. There is.
[0004]
When a projector is provided with an optical sensor and information on the usage environment is acquired using the optical sensor, an expensive optical sensor cannot be used in order to prevent an increase in the cost of the projector as a whole. As such an optical sensor, for example, a three-channel optical sensor in which an RGB filter is superimposed on a photodiode is used. In this case, it is necessary to convert the RGB output of the optical sensor into tristimulus values XYZ. Conventionally, the RGB output of a projector is measured using the optical sensor and a high-precision luminance meter, a 3 × 3 matrix for conversion is obtained from the correspondence relationship, and conversion from RGB to XYZ is performed using the matrix. It is common to do.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2973477
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above method, the output of the projector can be accurately converted from RGB to XYZ, but the illumination spectral distribution is different from that of the projector. For this reason, it is difficult to accurately convert RGB to XYZ even if the same matrix as the matrix is used for illumination. Further, when the color of the projection surface changes, the output of the projector and the spectral distribution of illumination change. For this reason, unless the matrix is changed to an appropriate one according to the color of the projection surface, it is difficult to perform conversion from RGB to XYZ with high accuracy.
[0006]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a photodetection device, a projector, a photodetection method, a program, and a recording medium that can perform measurement with higher accuracy.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the invention described in claim 1 is a light detection device that measures luminance characteristics of a specific color output from a display device to a specific projection surface under a specific illumination light. The output of the light detection device for the color component of the specific color using the display device operator generated by combining the display device operators for the sample projection surface and the plurality of sample illumination lights, Display device conversion means for converting into a coordinate system value independent of the display device is provided.
[0008]
The invention according to claim 2 is the light detection device according to claim 1, wherein the light detection device is generated by combining the illumination operators for the plurality of sample projection surfaces and the plurality of sample illumination lights. The apparatus further includes illumination conversion means for converting the output of the light detection device for the color component of the illumination light into a coordinate system value independent of the display device using an operator.
[0009]
The invention according to claim 3 is the light detection device according to claim 1 or 2, wherein the sample is based on the measurement results for the plurality of sample projection planes and the measurement results for the projection plane being used. Correlation coefficient calculating means for obtaining a correlation coefficient indicating the degree of correlation between the projection plane and the projection plane being used is further provided, and based on the correlation coefficient, the projection plane being used and a plurality of sample projection planes The operator is synthesized by weighting according to the degree of correlation.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the photodetector according to the third aspect, wherein the correlation coefficient is a function having an inner product of characteristic vectors as a variable. A value measured by the long wavelength channel of the detection unit, a value of G of the display device measured by the medium wavelength channel of the light detection unit, and a value of B of the display device measured by the short wavelength channel of the light detection unit , As a component.
[0011]
The invention according to claim 5 is the light detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the specific illumination is converted before the conversion by the display conversion means or the illumination conversion means. It further comprises a light separating means for separating the light color component and the color component of the specific color.
[0012]
The invention according to claim 6 is the light detection device according to claim 5, wherein the light separation means outputs a luminance characteristic when the display device outputs black in a specific color output by the display device. The color component of the illumination light is separated from the color component of the specific color by subtracting from the luminance characteristic.
[0013]
The invention according to claim 7 is the photodetection device according to any one of claims 2 to 6, wherein the value of the coordinate system independent of the display device converted by the display device conversion means, It is configured to perform a sum operation on the coordinate system values independent of the display device converted by the illumination conversion means.
[0014]
The invention according to an eighth aspect is the light detection device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the value of the coordinate system independent of the display device is XYZ.
[0015]
A ninth aspect of the present invention is a projector including the light detection device according to any one of the first to eighth aspects.
[0016]
The invention according to claim 10 is a light detection method for measuring a luminance characteristic of a specific color output from a display device to a specific projection plane under a specific illumination light, and includes a plurality of sample projection planes and Coordinates that do not depend on the display device for the output of the light detection device for the color component of the specific color using the display device operator generated by combining the display device operators for a plurality of illumination lights A display device conversion step for converting to a system value is provided.
[0017]
The invention according to claim 11 is a program for causing a computer to execute a light detection process for measuring a luminance characteristic of a specific color output from a display device to a specific projection plane under a specific illumination light. The output of the light detection device for the color component of the specific color using the display device operator generated by combining the display device operators for the plurality of sample projection planes and the plurality of illumination lights Is a program for causing a computer to execute display device conversion processing for converting the value into a coordinate system value independent of the display device.
[0018]
The invention according to claim 12 records a program for causing a computer to execute a light detection process for measuring a luminance characteristic of a specific color output from a display device to a specific projection surface under a specific illumination light. A computer-readable recording medium using the display device operator generated by combining the display device operators for a plurality of sample projection planes and a plurality of illumination lights. A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a conversion process for a display device for converting an output of the light detection device for a color component of the display device into a coordinate system value independent of the display device is there.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
System configuration
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a system using a projector 20 including a photosensor 60 as a photodetection device according to the present invention.
[0021]
A predetermined image is projected from a projector 20 provided almost in front of the screen 10 (projection surface). In this case, the appearance of the image projected on the screen 10 by the external illumination 80 from the luminaire 50 is greatly different. For example, even when the same white is displayed, it looks bright white or dark white depending on the intensity of the external illumination 80. Further, the appearance of the image differs depending on the color of the screen regardless of the intensity of the external illumination 80 (even if it is 0).
[0022]
FIG. 2 is a functional block diagram of the image processing unit 100 in the projector 20 including the optical sensor 60 according to the embodiment of the present invention.
[0023]
The image processing unit 100 in the projector 20 shown in FIG. 2 applies an A / D conversion unit 110 that converts an analog image input signal to a digital signal, and applies a color correction table to each RGB image input signal. A color correction unit 120 for performing color correction of the image, a D / A conversion unit 130 for converting a digital signal into an analog signal, and an L / V (light valve) for projecting and displaying an image by driving a liquid crystal light valve. ) A drive unit 140, a device characteristic storage memory 160 for storing device (projector) characteristics, and a color correction table generation unit 150. When the optical sensor 60 according to the present invention measures the brightness of the reflected light from the projector and the screen of the external illumination, the color correction table generation unit 150 determines the device characteristics stored in the device characteristic storage memory 160 and the optical sensor 60. A color correction table in consideration of the influence of external illumination is generated based on the colorimetric values.
[0024]
Configuration of optical sensor 60
Next, with reference to FIG. 3, the measurement process in the optical sensor 60 concerning one Embodiment of this invention is demonstrated.
[0025]
The optical sensor 60 shown in FIG. 3 records the correspondence between the value LMS measured by the standard sensor 75 and the value XYZ (value of the coordinate system independent of the display device) measured by the luminance meter 70 for the same measurement target light. LMS / XYZ recording unit 60a, Pn calculation unit 60b for calculating sample screen characteristic vector Pn, Pn storage unit 60c for storing calculated sample screen characteristic vector Pn, and projector matrix Mdn are calculated. Mdn calculating unit 60d for storing, an Mdn storing unit 60e for storing the projector matrix Mdn, a Min calculating unit 60f for calculating the lighting matrix Min, and a Min storing unit for storing the lighting matrix Min 60g and the light to be measured is received by an optical sensor with three types of filters superimposed, and three types corresponding to each. Value (hereinafter referred to as “LMS value”) attached sensor 60h provided for each machine, correspondence between LMS and XYZ recorded in LMS / XYZ recording unit 60a, and measured value of attached sensor 60h And a Mo calculation unit 60i for calculating the calibration matrix Mo and a Mo storage unit 60j for storing the calibration matrix Mo.
[0026]
The standard sensor 75 is a reference sensor determined for one model, and the measurement target light is received by an optical sensor in which three types of filters are superimposed, and three types of values ( (Hereinafter referred to as “LMS value”).
[0027]
In this embodiment, the projector itself includes an LMS / XYZ recording unit 60a, a Pn calculation unit 60b, a Pn storage unit 60c, an Mdn calculation unit 60d, an Mdn storage unit 60e, a Min calculation unit 60f, a Min storage unit 60g, and an attached sensor. Although 60h, Mo calculation part 60i, and Mo preservation | save part 60j are provided, it is not necessary to provide these in a projector main body, and it can also comprise with a computer system separate from a projector main body.
[0028]
Measurement processing of projector light by standard sensor
Next, with reference to FIG. 4, the projector light measurement process by the standard sensor according to the embodiment of the present invention will be described.
[0029]
As shown in FIG. 4, first, under a dark room, four types of R (red), G (green), B (blue), and K (black) colors of a display device (projector) are irradiated on several types of sample screens (S10). The LMS value is measured by the standard sensor 75, and the XYZ value is measured by the luminance meter 70 capable of measuring tristimulus values (S12). Here, the color of the sample screen is preferably selected as evenly as possible within the range of the screen color desired to be measurable by the optical sensor 60. Also, the greater the number of sample screens, the higher the conversion accuracy. On the other hand, the amount of calculation increases, so about 6 to 9 types are appropriate.
[0030]
The measurement in S12 provides a data pair of the correct XYZ value measured by the luminance meter 70 and the output voltage (LMS) from the standard sensor 75 for each screen and each output light. It is recorded in the LMS / XYZ pair recording unit 60a (S14). An example of data recorded in the LMS / XYZ pair recording unit 60a is as follows.
[0031]
When the color to be measured is red (R, G, B) = (255, 0, 0), the measured value with the standard sensor is (LRn, MRn, SRn) And the measured value on the luminance meter is (XRn, YRn, ZRn).
[0032]
When the color to be measured is green (R, G, B) = (0, 255, 0), the measured value with the standard sensor is (LGn, MGn, SGn) And the measured value on the luminance meter is (XGn, YGn, ZGn).
[0033]
When the color to be measured is blue (R, G, B) = (0, 0, 255), the measured value with the standard sensor is (LBn, MBn, SBn) And the measured value on the luminance meter is (XBn, YBn, ZBn).
[0034]
When the color to be measured is black (R, G, B) = (0, 0, 0), the measured value with the standard sensor is (LKn, MKn, SKn) And the measured value on the luminance meter is (XKn, YKn, ZKn).
[0035]
Here, n is 0, 1, 2,..., N and represents the type of screen.
[0036]
Then, the Pn calculation unit 60b is based on the data recorded in the LMS / XYZ pair recording unit 60a and has the following formula:
[0037]
[Expression 1]
Figure 0004082166
Is calculated and stored in the Pn storage unit 60c (S16).
[0038]
Generation process of projector matrix Mdn
Next, generation processing of the projector matrix Mdn will be described with reference to FIG.
[0039]
First, the Mdn calculation unit 60d, based on data recorded in the LMS / XYZ pair recording unit 60a, a projector matrix Mdn for each screen:
[0040]
[Expression 2]
Figure 0004082166
(S20) and stored in the Pn storage unit 60c (S24).
[0041]
Measurement process of illumination light by standard sensor
Next, with reference to FIG. 6, the measurement process of the illumination light by the standard sensor concerning one Embodiment of this invention is demonstrated.
[0042]
As shown in FIG. 6, various types of sample screens are irradiated with various illumination lights (S30), LMS values are measured by the standard sensor 75, and XYZ values are measured by a luminance meter 70 capable of measuring tristimulus values. (S32). As the illumination light, an incandescent lamp, a white fluorescent lamp (with a color temperature of about 4000K), a daylight white fluorescent lamp (with a color temperature of about 5000K), or the like that is often used in the usage environment is selected.
[0043]
As in the projector light measurement process, the color of the sample screen is preferably selected as uniformly as possible within the range of the screen color desired to be measurable by the optical sensor 60. Also, the greater the number of sample screens, the higher the conversion accuracy. On the other hand, the calculation amount increases, so about 6 to 9 types are appropriate.
[0044]
The measurement in S32 provides a data pair of the correct XYZ value measured by the luminance meter 70 and the output voltage (LMS) from the standard sensor 75 for each screen and each illumination light. It is recorded in the LMS / XYZ pair recording unit 60a (S34). An example of data recorded in the LMS / XYZ pair recording unit 60a is as follows.
[0045]
The measured value with the standard sensor when the illumination to be measured is illumination α (Lα n, Mα n, Sα n) And the measured value on the luminance meter is (Xα n, Yα n, Zα n).
[0046]
The measured value with the standard sensor when the illumination to be measured is illumination β (Lβ n, Mβ n, Sβ n) And the measured value on the luminance meter is (Xβ n, Yβ n, Zβ n).
[0047]
The measured value with the standard sensor when the illumination to be measured is illumination γ (Lγ n, Mγ n, Sγ n) And the measured value on the luminance meter is (Xγ n, Yγ n, Zγ n).
[0048]
Here, n is 0, 1, 2,..., N and represents the type of screen.
[0049]
Generation process of lighting matrix Min
Next, the generation process of the illumination matrix Min will be described with reference to FIG.
[0050]
First, the Min calculation unit 60f, based on the data recorded in the LMS / XYZ pair recording unit 60a, the illumination matrix Min for each screen:
[0051]
[Equation 3]
Figure 0004082166
(S40) and stored in the Min storage unit 60f (S42).
[0052]
Measuring process of projector light by attached sensor 60h for each projector
Next, projector light measurement processing by the attached sensor 60h for each projector will be described with reference to FIG. This process is performed to generate a calibration matrix for each aircraft in order to correct individual differences of attached sensors.
[0053]
As shown in FIG. 8, first, for each airframe, under the dark room, the reference screen is irradiated with the three colors R (red), G (green), and B (blue) of the display device (projector) (S50). The LMS value is measured by 60h (S52). An example of the measurement data in S52 is as follows.
[0054]
When the color to be measured is red (R, G, B) = (255, 0, 0), the measured value with the attached sensor is (LR0', MR0', SR0').
[0055]
When the color to be measured is green (R, G, B) = (0, 255, 0), the measured value with the attached sensor is (LG0', MG 0', SG0').
[0056]
When the color to be measured is blue (R, G, B) = (0, 0, 255), the measured value with the attached sensor is (LB0', MB0', SB0').
[0057]
And Mo calculation part 60i uses the following formula | equation (3),
[0058]
[Expression 4]
Figure 0004082166
Based on the measurement value of the standard sensor and the measurement value of the attached sensor of each aircraft, a calibration matrix Mo is obtained (S54) and stored in the Mo storage unit 60j (S56).
[0059]
Light measurement processing under usage environment
FIG. 10 is a functional block diagram of the optical sensor 60 that performs the light measurement process under the usage environment.
[0060]
The optical sensor 60 shown in FIG. 10 includes an attached sensor 60h that measures the LMS value of the measurement target light, a calibration unit 60K that performs calibration using the calibration matrix Mo stored in the Mo storage unit 60j, The light separation means 60m for separating the sensor output after calibration into the projector light component and the illumination light component, the correlation coefficient P (n) between the screen characteristic vector P in the use environment and the sample screen characteristic vector Pn Correlation coefficient P (n) calculation unit 60n to be obtained, Wn calculation unit 60p for obtaining a weighting coefficient Wn for synthesizing a matrix in a use environment from the correlation coefficient P (n), a projector matrix Mdn, and a weighting coefficient An Md synthesis unit 60q for synthesizing a projector matrix Md in a use environment from Wn, and an illumination light matrix Mi synthesizer 60r for synthesizing illumination light matrix Mi under the usage environment from the projector Min and weighting coefficient Wn, and projector light component converter for converting projector light components from LMS values to XYZ values using projector matrix Md 60s, an illumination light component conversion unit 60t that converts the illumination light component from an LMS value to an XYZ value using the illumination light matrix Mi, an XYZ value converted by the projector light conversion unit 60s, and an illumination light component conversion unit 60t And a synthesizer 60u that obtains RGB tristimulus values XYZ of the projector in the operating environment by performing a sum operation on the XYZ values converted by the above.
[0061]
Next, with reference to FIG. 9, the light measurement process by the optical sensor 60 under the use environment will be described.
[0062]
The light measurement process in the optical sensor 60 described here is performed by executing a program recorded in a program storage unit (not shown) of the optical sensor 60. The program storage unit constitutes a medium on which a program is recorded. Further, the processing program itself is included within the scope of the present invention.
[0063]
As shown in FIG. 9, in a use environment (with illumination, any screen), four colors of R (red), G (green), B (blue), and K (black) of the display device (projector) are irradiated (S60). ), The LMS value is measured by the attached sensor 60h (S62). An example of the measurement data in S62 is as follows.
[0064]
When the color to be measured is red (R, G, B) = (255, 0, 0), the measured value with the attached sensor is (LR', MR', SR').
[0065]
When the color to be measured is green (R, G, B) = (0, 255, 0), the measured value with the attached sensor is (LG', MG', SG').
[0066]
When the color to be measured is blue (R, G, B) = (0, 0, 255), the measured value with the attached sensor is (LB', MB', SB').
[0067]
When the color to be measured is black (R, G, B) = (0, 0, 0), the measured value with the attached sensor is (LK', MK', SK').
[0068]
Then, the calibration unit 60K uses the calibration matrix Mo stored in the Mo storage unit 60j, as shown in the following equation (4).
[0069]
[Equation 5]
Figure 0004082166
Calibration is performed (S64).
[0070]
LG', MG', SG', LB', MB', SB'And LK', MK', SKPerform the same calibration for '.
[0071]
Then, the light separating unit 60m separates the sensor output after calibration obtained in S64 into a projector light component and an illumination light component (S66).
[0072]
Specifically, in S66, the sensor output value L when K (black) is output by the display device.KMKSKIs considered to be the sum of the black output of the display device and the illumination light, so the projector light component is
LR-LK, MR-MK, SR-SK
LG-LK, MG-MK, SG-SK
LB-LK, MB-MK, SB-SK
The illumination light component is
LK, MK, SK
It becomes.
[0073]
In this way, the projector light component and the illumination light component are separated.
[0074]
On the other hand, the correlation coefficient P (n) calculation unit 60n calculates the correlation coefficient P (n) between the screen characteristic vector P in the use environment and the sample screen characteristic vector Pn in order to examine the screen characteristic in the use environment. Obtain (S68 and S70). Here, the screen characteristic vector P under the usage environment is
[0075]
[Formula 6]
Figure 0004082166
And the correlation coefficient P (n) is
Figure 0004082166
It is defined as Here, n is an integer of 0 to N and represents the type of screen.
[0076]
Thus, the screen characteristic vector P is a value obtained by measuring R of the display device using the long wavelength channel of the light detection unit, a value of G of the display device measured by the medium wavelength channel of the light detection unit, and a display. This is a vector whose component is a value obtained by measuring B of the apparatus with the short wavelength channel of the light detection unit, and the correlation coefficient P (n) is a function having the inner product of two characteristic vectors as a variable.
[0077]
If the screen to be used is the same as the sample screen, P (n) = 1. If the screen to be used has no correlation with the sample screen, P (n) = 0.
[0078]
That is, a correlation coefficient indicating the degree of correlation between the sample screen and the screen being used is obtained based on the measurement results for the plurality of sample screens and the measurement results for the screen being used. Then, the projector matrix Mdn and the illumination matrix Min are synthesized by performing weighting according to which sample screen and the correlation degree of the screen being used are strong based on the correlation coefficient.
[0079]
Then, the Wn calculator 60p obtains a weighting coefficient Wn for synthesizing the matrix under the use environment from the correlation coefficient P (n) obtained in S70 (S72). The weighting factor Wn is
Wn = Qn / (Q0+ Q1+ Q2+ ... + QN)
Defined by There are the following two examples of how to obtain the weighting coefficient Wn.
[0080]
First example
The first example is
Qn = 1 / (1001-1000Pn)
This is the case. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between Pn and Qn in the case of the first example for obtaining the weighting coefficient Wn.
[0081]
Second example
The second example is
Figure 0004082166
This is the case. FIG. 12 shows a relationship between Pn and Qn in the case of the second example for obtaining the weighting coefficient Wn. In this example, P ′ is about 0.98, but the value of P ′ varies depending on how the sample screen is selected.
[0082]
Since the conversion accuracy of the first example can be expected, it is preferable to use the first example if there is no problem in the size of variables. The calculation in the second example is simpler than that in the first example, but the threshold value P ′ needs to be determined. The optimum value of the threshold value P ′ varies depending on how the sample screen is selected, but a value around P ′ = 0.98 is appropriate. Both Wn and Qn in the following formula take values in the range of 0-1.
[0083]
Next, the Md combining unit 60q uses the following formula from the projector matrix Mdn stored in the Mdn storage unit 60e and the weighting coefficient Wn calculated by the Wn calculation unit 60p:
Figure 0004082166
Thus, the projector matrix Md under the usage environment is synthesized (S74).
[0084]
Similarly, the Mi combining unit 60r uses the following formula from the illumination light matrix Min stored in the Min storing unit 60g and the weighting coefficient Wn calculated by the Wn calculating unit 60p:
Figure 0004082166
Thus, the illumination light matrix Mi under the usage environment is synthesized (S76).
[0085]
Then, the projector light component conversion unit 60s uses the projector matrix Md generated in S74, the projector light component separated by the light separating means 60m, from the following equation (5):
[0086]
[Expression 7]
Figure 0004082166
The LMS value is converted into an XYZ value (S78). (LG−LK, MG−MK, SG−SK) And (LB−LK, MB−MK, SB−SKThe same applies to).
[0087]
Further, the illumination light component conversion unit 60t uses the illumination light matrix Mi generated in S76 to convert the illumination light component separated by the light separation means 60m from the following equation (6):
[0088]
[Equation 8]
Figure 0004082166
The LMS value is converted into an XYZ value (S80).
[0089]
Then, the combining unit 60u calculates the sum of the XYZ values converted by the projector light conversion unit 60s and the XYZ values converted by the illumination light component conversion unit 60t, so that the RGB tristimulus of the projector in the usage environment is obtained. A value XYZ is obtained (S82). That is, the RGB tristimulus values XYZ of the projector under the usage environment are expressed by the following equation (7):
[0090]
[Equation 9]
Figure 0004082166
Sought by. Similarly, any output color of the projector can be obtained using the following equation (8).
[0091]
[Expression 10]
Figure 0004082166
In this way, when light detection is performed using the optical sensor 60 according to the embodiment of the present invention, the light is synthesized by weighting according to which sample screen the screen being used has a strong correlation with. Since conversion from LMS to XYZ is performed using the projector matrix Md and the illumination light matrix Mi, more accurate measurement is possible even for colors in which the projector output and illumination light overlap. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a system using a projector 20 according to an example of the present embodiment.
FIG. 2 is a functional block diagram of an image processing unit in the projector 20 including the optical sensor 60 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a functional block diagram of an optical sensor 60 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining projector light measurement processing by a standard sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining generation processing of a projector matrix Mdn.
FIG. 6 is a flowchart for explaining illumination light measurement processing by a standard sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart for explaining generation processing of an illumination matrix Min.
FIG. 8 is a flowchart for explaining projector light measurement processing by an attached sensor 60h for each projector.
FIG. 9 is a flowchart for explaining light measurement processing by the optical sensor 60 in a use environment.
FIG. 10 is a functional block diagram of an optical sensor 60 that performs light measurement processing under a use environment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between Pn and Qn in the case of the first example for obtaining a weighting coefficient Wn.
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between Pn and Qn in the case of a second example for obtaining a weighting coefficient Wn.
[Explanation of symbols]
10 screens
20 Projector
50 Lighting equipment
60 Optical sensor
60a LMS / XYZ recording part
60b Pn calculator
60c Pn storage
60d Mdn calculator
60e Mdn storage
60f Min calculation part
60g Min storage
60h Attached sensor
60i Mo calculator
60j Mo storage
60k calibration section
60m light separation means
60n correlation coefficient P (n) calculator
60p Wn calculator
60q Md synthesis unit
60r Mi synthesis unit
60s projector light component converter
60t illumination light component converter
60u synthesis unit
70 Luminance meter
80 External lighting
100 Image processing unit
110 A / D converter
120 color correction unit
130 D / A converter
140 L / V drive
150 color correction table generator

Claims (11)

特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出装置であって、
表示装置用演算子の各々に重み付け係数を乗じたものを合計することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換手段
複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、前記複数のサンプル投影面と前記使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算手段とを備え、
前記表示装置用演算子は、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値を減じたものを、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値を減じたものに対応づけた行列であ
当該相関係数に基づき、前記重み付け係数が決定される、
光検出装置。
A light detection device that measures a luminance characteristic of a specific color output from a display device to a specific projection surface under a specific illumination light,
Using the display device operator generated by summing each display device operator multiplied by a weighting coefficient, the output of the light detection device for the color component of the specific color is displayed on the display device. a display device for converting means for converting the value of the independent coordinate,
Based on the measurement results for the plurality of sample projection planes and the measurement results for the projection plane in use, a correlation coefficient indicating the degree of correlation between the plurality of sample projection planes and the projection plane in use is obtained. Correlation coefficient calculation means,
The display device operator is:
The measurement value of the coordinate system depending on the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system depending on the device when RGB of the display device is output to the sample projection plane. What
The measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting RGB of the display device to the sample projection plane. matrix der which associates to what was is,
Based on the correlation coefficient, the weighting coefficient is determined.
Photodetector.
請求項1に記載の光検出装置であって、
照明用演算子の各々に重み付け係数を乗じたものを合計することによって生成された照明用の演算子を用いて、前記照明光の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための照明用変換手段をさらに備え、
前記照明用演算子は、
サンプル照明光をサンプル投影面に対して照射したときのデバイスに依存する座標系の測定値をデバイスに依存しない座標系の測定値に対応づけた行列である、
光検出装置。
The photodetection device according to claim 1,
Using the illumination operator generated by summing each of the illumination operators multiplied by a weighting factor, the output of the light detection device for the color component of the illumination light depends on the display device Further comprising an illumination conversion means for converting into a coordinate system value that is not
The lighting operator is:
It is a matrix in which the measurement value of the coordinate system depending on the device when the sample illumination light is irradiated to the sample projection surface is associated with the measurement value of the coordinate system independent of the device.
Photodetector.
請求項1または2に記載の光検出装置であって、
前記相関係数が特性ベクトルの内積を変数とする関数であり、
前記特性ベクトルが、表示装置のRを光検出部の長波長用チャネルで測定した値と、表示装置のGを光検出部の中波長用チャネルで測定した値と、表示装置のBを光検出部の短波長用チャネルで測定した値と、を成分とするベクトルである、光検出装置。
The photodetection device according to claim 1 or 2 ,
The correlation coefficient is a function having the inner product of characteristic vectors as a variable;
The characteristic vector is a value obtained by measuring R of the display device using the long wavelength channel of the light detection unit, a value of G of the display device measured by the medium wavelength channel of the light detection unit, and a light detection of B of the display device. Detection device, which is a vector whose components are the values measured by the short wavelength channel of the unit.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光検出装置であって、
前記表示装置用変換手段または前記照明用変換手段による変換前に、前記特定の照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離する光分離手段をさらに備えている光検出装置。
The photodetection device according to any one of claims 1 to 3 ,
A light detection device further comprising: a light separation unit that separates the color component of the specific illumination light and the color component of the specific color before the conversion by the display device conversion unit or the illumination conversion unit.
請求項4に記載の光検出装置であって、
前記光分離手段が、表示装置に黒を出力させたときの輝度特性を、表示装置が出力する特定色の輝度特性から減算することを用いて、前記特定の照明光の色成分と前記特定色の色成分とを分離する光検出装置。
The light detection device according to claim 4 ,
The light separation means subtracts the luminance characteristic when black is output from the display device from the luminance characteristic of the specific color output by the display device, and the color component of the specific illumination light and the specific color Detection device that separates the color components of the light.
請求項2に記載の光検出装置であって、
前記表示装置用変換手段によって変換された当該表示装置に依存しない座標系の値と、前記照明用変換手段によって変換された当該表示装置に依存しない座標系の値とを和演算する、光検出装置。
The light detection device according to claim 2 ,
A photodetection device that performs a sum operation on a coordinate system value that does not depend on the display device converted by the display device conversion unit and a coordinate system value that does not depend on the display device converted by the illumination conversion unit .
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光検出装置であって、
前記表示装置に依存しない座標系の値がXYZである、光検出装置。
The photodetection device according to any one of claims 1 to 6 ,
The photodetection device, wherein the value of the coordinate system independent of the display device is XYZ.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光検出装置を備えるプロジェクタ。Projector including a light detecting device according to any one of claims 1 to 7. 特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出方法であって、
表示装置用演算子の各々に重み付け係数を乗じたものを合計することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換工程
複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、前記複数のサンプル投影面と前記使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算工程とを備え、
前記表示装置用演算子は、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値を減じたものを、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値を減じたものに対応づけた行列であ
当該相関係数に基づき、前記重み付け係数が決定される、
光検出方法。
A light detection method for measuring a luminance characteristic of a specific color output from a display device to a specific projection surface under a specific illumination light,
Using the display device operator generated by summing each display device operator multiplied by a weighting coefficient, the output of the light detection device for the color component of the specific color is displayed on the display device. a display device for a conversion step for converting the value of the independent coordinate,
Based on the measurement results for the plurality of sample projection planes and the measurement results for the projection plane in use, a correlation coefficient indicating the degree of correlation between the plurality of sample projection planes and the projection plane in use is obtained. A correlation coefficient calculation step,
The display device operator is:
The measurement value of the coordinate system depending on the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system depending on the device when RGB of the display device is output to the sample projection plane. What
The measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting RGB of the display device to the sample projection plane. matrix der which associates to what was is,
Based on the correlation coefficient, the weighting coefficient is determined.
Light detection method.
特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
表示装置用演算子の各々に重み付け係数を乗じたものを合計することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理と、
複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、前記複数のサンプル投影面と前記使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記表示装置用演算子は、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値を減じたものを、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値を減じたものに対応づけた行列であ
当該相関係数に基づき、前記重み付け係数が決定される、
プログラム。
A program for causing a computer to execute a light detection process for measuring a luminance characteristic of a specific color output from a display device to a specific projection plane under a specific illumination light,
Using the display device operator generated by summing each display device operator multiplied by a weighting coefficient, the output of the light detection device for the color component of the specific color is displayed on the display device. display a device for conversion processing to convert the value of the independent coordinate,
Based on the measurement results for the plurality of sample projection planes and the measurement results for the projection plane in use, a correlation coefficient indicating the degree of correlation between the plurality of sample projection planes and the projection plane in use is obtained. A program for causing a computer to execute correlation coefficient calculation processing ,
The display device operator is:
The measurement value of the coordinate system depending on the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system depending on the device when RGB of the display device is output to the sample projection plane. What
The measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting RGB of the display device to the sample projection plane. matrix der which associates to what was is,
Based on the correlation coefficient, the weighting coefficient is determined.
program.
特定の照明光の下で、表示装置が特定の投影面に対して出力する特定色の輝度特性を測定する光検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、
表示装置用演算子の各々に重み付け係数を乗じたものを合計することによって生成された表示装置用の演算子を用いて、前記特定色の色成分に対する前記光検出装置の出力を、当該表示装置に依存しない座標系の値に変換するための表示装置用変換処理と、
複数のサンプル投影面についての測定結果と、使用している投影面についての測定結果とに基づき、前記複数のサンプル投影面と前記使用している投影面との相関度を示す相関係数を求める相関係数計算処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であり、
前記表示装置用演算子は、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存する座標系の測定値を減じたものを、
前記表示装置のRGBをサンプル投影面に対して出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値から、前記表示装置のKを出力させたときのデバイスに依存しない座標系の測定値を減じたものに対応づけた行列であ
当該相関係数に基づき、前記重み付け係数が決定される、
記録媒体。
A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a light detection process for measuring a luminance characteristic of a specific color output from a display device to a specific projection surface under a specific illumination light There,
Using the display device operator generated by summing each display device operator multiplied by a weighting coefficient, the output of the light detection device for the color component of the specific color is displayed on the display device. display a device for conversion processing to convert the value of the independent coordinate,
Based on the measurement results for the plurality of sample projection planes and the measurement results for the projection plane in use, a correlation coefficient indicating the degree of correlation between the plurality of sample projection planes and the projection plane in use is obtained. A computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to execute correlation coefficient calculation processing ,
The display device operator is:
The measurement value of the coordinate system depending on the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system depending on the device when RGB of the display device is output to the sample projection plane. What
The measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting K of the display device is subtracted from the measurement value of the coordinate system independent of the device when outputting RGB of the display device to the sample projection plane. matrix der which associates to what was is,
Based on the correlation coefficient, the weighting coefficient is determined.
recoding media.
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