特許 7380771 投影制御装置、投影装置、投影制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】投影制御装置、投影装置、投影制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G09G 5/00 20060101AFI20231108BHJP

   G09G 5/10 20060101ALI20231108BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20231108BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20231108BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

G09G5/00 510B

G09G5/00 550B

G09G5/00 550C

G09G5/00 550H

G09G5/10 B

G09G3/20 680C

G09G3/20 612U

G09G3/20 691G

G09G3/34 J

H04N5/74 D

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022116802

(22)【出願日】2022-07-22

(62)【分割の表示】P 2018055025の分割

【原出願日】2018-03-22

(65)【公開番号】P2022160498

(43)【公開日】2022-10-19

【審査請求日】2022-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】高浜 徹

【審査官】中村 直行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１２９７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１０８１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０８６３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３２９９９５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｇ ３／００ － ５／４２

Ｇ０３Ｂ ２１／００ － ２１／６４

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像信号を取得する画像信号取得手段と、
画像を投影する投影部で、上記画像信号取得手段で取得される画像信号に応じた画像を投影させるよう制御する投影制御手段と、
上記画像信号取得手段で取得される画像信号に応じた画像面内の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する第一の明るさ取得手段と、
予め設定した取得タイミング毎に、上記投影部で投影する通常の画像を含む被投影面を撮像する撮像手段と、
上記投影部で投影した上記第一の明るさ情報に対応する上記被投影面の画像を、上記撮像手段で撮像した画像から平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する第二の明るさ取得手段と、
上記第二の明るさ情報を取得する前にコントラスト値が記憶されているメモリと、
上記第一の明るさ情報と上記第二の明るさ情報とに基づいて、上記第一の明るさ情報から得られた最低輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第一の平均値と、上記第一の明るさ情報から得られた最高輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第二の平均値と、を推定し、上記第一の平均値及び上記第二の平均値に基づいて、推定コントラスト値を算出し、上記推定コントラスト値と、上記第二の明るさ情報を取得する前にメモリに記憶されているコントラスト値との比較結果に応じて、上記投影部での投影条件を変更設定する投影条件設定手段と、
を備える投影制御装置。

【請求項2】

上記第二の明るさ取得手段は、上記撮像手段で撮像した被投影面の画像から投影範囲を抽出した上で、該当範囲内の平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する、請求項１記載の投影制御装置。

【請求項3】

上記第一の明るさ取得手段は、上記画像信号取得手段で取得される画像信号の１フレームを構成する全画素の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する、請求項１又は２記載の投影制御装置。

【請求項4】

上記画像信号取得手段は、平均の明るさ情報を含む画像信号を取得し、
上記第一の明るさ取得手段は、上記画像信号取得手段で取得される画像信号に含まれる平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する、
請求項１記載の投影制御装置。

【請求項5】

上記投影条件設定手段は、第一の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報と上記第二の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報の複数組の内容に基づいて、上記第一の平均値及び上記第二の平均値を推定するための有効なプロットデータを設定する、請求項１乃至４いずれか記載の投影制御装置。

【請求項6】

上記投影条件設定手段は、第一の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報と上記第二の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報の組となる情報の有効性を判断し、有効であると判断した複数組の情報に基づいて、上記プロットデータを設定する、請求項５記載の投影制御装置。

【請求項7】

前記予め設定した取得タイミングは、画像フレームのカウント数が、上記画像信号取得手段で取得される画像信号のフレームレートの倍数となったタイミングである、請求項１乃至６いずれか記載の投影制御装置。

【請求項8】

上記投影条件設定手段は、上記推定コントラスト値が許容範囲かどうかを判断し、上記許容範囲外であれば、上記投影部で投影する画像の輝度を変更する、請求項１乃至７いずれか記載の投影制御装置。

【請求項9】

上記請求項１乃至８いずれか記載の投影制御装置と、上記投影部と、を備えた投影装置。

【請求項10】

画像信号を取得する画像信号取得工程と、
画像を投影する投影部で、上記画像信号取得工程で取得される画像信号に応じた画像を投影させるよう制御する投影制御工程と、
上記画像信号取得工程で取得される画像信号に応じた画像面内の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する第一の明るさ取得工程と、
予め設定した取得タイミング毎に、上記投影部で投影する通常の画像を含む被投影面を撮像する撮像工程と、
上記投影部で投影した上記第一の明るさ情報に対応する上記被投影面の画像を、上記撮像工程で撮像した画像から平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する第二の明るさ取得工程と、
上記第一の明るさ情報と上記第二の明るさ情報とに基づいて、上記第一の明るさ情報から得られた最低輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第一の平均値と、上記第一の明るさ情報から得られた最高輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第二の平均値と、を推定し、上記第一の平均値及び上記第二の平均値に基づいて、推定コントラスト値を算出し、上記推定コントラスト値と、メモリに記憶されているコントラスト値との比較結果に応じて、上記投影部での投影条件を変更設定する投影条件設定工程と、
を有する投影制御方法。

【請求項11】

画像信号を取得する画像信号取得部と、画像を投影する投影部で、上記画像信号取得部で取得される画像信号に応じた画像を投影させるよう制御する投影制御部とを備える装置が内蔵したコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、
上記画像信号取得部で取得される画像信号に応じた画像面内の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する第一の明るさ取得手段と、
予め設定した取得タイミング毎に、上記投影部で投影する通常の画像を含む被投影面を撮像する撮像手段と、
上記投影部で投影した上記第一の明るさ情報に対応する上記被投影面の画像を、上記撮像手段で撮像した画像から平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する第二の明るさ取得手段と、
上記第一の明るさ情報と上記第二の明るさ情報とに基づいて、上記第一の明るさ情報から得られた最低輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第一の平均値と、上記第一の明るさ情報から得られた最高輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第二の平均値と、を推定し、上記第一の平均値及び上記第二の平均値に基づいて、推定コントラスト値を算出し、上記推定コントラスト値と、メモリに記憶されているコントラスト値との比較結果に応じて、上記投影部での投影条件を変更設定する投影条件設定手段と、
して機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影制御装置、投影装置、投影制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

環境適応型の画像表示システム等を提供するべく、環境光の影響がある場合には少なくとも低階調域の出力を上げるように色を補正し、明るさが上がるように補正するようにした技術が提案されている。（例えば、特許文献１）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１２５１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献に記載された技術では、白色等の原色光を投影する期間を設け、該原色光をスクリーンに投影した際の反射光を色光センサで測定することで、投影画像に対する環境光の影響を算出している。しかしながら、上記原色光の投影動作は、例えばプレゼンテーション用の映像など、実際に何らかの映像信号を選択して投影している途中で、それまでの動作を中断して実行することは考えにくく、あくまでもプロジェクタ装置の設置時の初期設定として実行すべき動作と考えられる。そのため、外光の影響を受ける設置場所など、環境光による影響が変化する状況では、即時対応することが難しい。

【0005】

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、環境光の変化に適合して高い画質での投影動作を維持することが可能な投影制御装置、投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る投影制御装置は、画像信号を取得する画像信号取得手段と、画像を投影する投影部で、上記画像信号取得手段で取得される画像信号に応じた画像を投影させるよう制御する投影制御手段と、上記画像信号取得手段で取得される画像信号に応じた画像面内の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する第一の明るさ取得手段と、予め設定した取得タイミング毎に、上記投影部で投影する通常の画像を含む被投影面を撮像する撮像手段と、上記投影部で投影した上記第一の明るさ情報に対応する上記被投影面の画像を、上記撮像手段で撮像した画像から平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する第二の明るさ取得手段と、上記第二の明るさ情報を取得する前にコントラスト値が記憶されているメモリと、上記第一の明るさ情報と上記第二の明るさ情報とに基づいて、上記第一の明るさ情報から得られた最低輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第一の平均値と、上記第一の明るさ情報から得られた最高輝度階調時の、上記第一の明るさ情報に対応する第二の明るさ情報から得られた照度の第二の平均値と、を推定し、上記第一の平均値及び上記第二の平均値に基づいて、推定コントラスト値を算出し、上記推定コントラスト値と、上記第二の明るさ情報を取得する前にメモリに記憶されているコントラスト値との比較結果に応じて、上記投影部での投影条件を変更設定する投影条件設定手段と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、環境光の変化に適合して高い画質での投影動作を維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の電子回路の機能構成を示すブロック図。

【図2】同実施形態に係る投影動作時に平行して実行する処理内容を示すフローチャート。

【図3】同実施形態に係る入力される画像信号の平均輝度と投影面での平均照度の各取得結果と推定コントラストの関係を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るＤＬＰ（登録商標）（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式のプロジェクタ装置１０の、主として電子回路の機能構成を示すブロック図である。同図中、入力処理部２１は、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ－ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子などにより構成される。

【0010】

入力処理部２１に入力され、あるいはＵＳＢメモリに記憶されて選択的に読出される、各種規格のアナログまたはデジタルの画像信号は、入力処理部２１で必要に応じてデジタル化された後に、システムバスＳＢを介して投影画像駆動部２２に送られる。投影部ＰＪは、この投影画像駆動部２２と、マイクロミラー素子２３と、光源部２４と、ミラー２５と、投影レンズ部２６と、レンズモータ（Ｍ）２７と、を含む。

【0011】

上記投影画像駆動部２２は、送られてきた画像データに応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば入力される画像データが６０［Ｈｚ］であれば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算したより高速な時分割駆動により、表示素子であるマイクロミラー素子２３を表示駆動する。

【0012】

マイクロミラー素子２３は、アレイ状に配列された複数、例えば横１２８０画素×縦９６０画素（アスペクト比４：３）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作して表示動作することで、その反射光により光像を形成する。

【0013】

一方で、光源部２４から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光が循環的に出射される。光源部２４は、半導体発光素子であるＬＥＤ（発光ダイオード）を有し、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色光を時分割で繰返し出射する。光源部２４が有するＬＥＤは、広義でのＬＥＤとして、ＬＤ（半導体レーザ）や有機ＥＬ素子を含むものとしても良い。この光源部２４からの原色光が、ミラー２５で全反射して上記マイクロミラー素子２３に照射される。

【0014】

そして、マイクロミラー素子２３での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズ部２６を介し、外部に投射されて被投影対象面での表示が行なわれる。

【0015】

上記投影レンズ部２６は、内部のレンズ光学系中に、フォーカス位置を移動するためのフォーカスレンズ及びズーム（投影）画角を可変するためのズームレンズを含み、それら各レンズはレンズモータ（Ｍ）２７により図示しないギヤ機構を介して光軸方向に沿った位置が選択的に駆動される。

【0016】

一方で本プロジェクタ装置１０は、上記投影レンズ部２６での投射方向を撮影する撮影部ＩＭを設けている。この撮影部ＩＭは、撮影レンズ部２８を有する。この撮影レンズ部２８は、撮影画角を可変するためのズームレンズ、及びフォーカス位置を移動するためのフォーカスレンズを含み、上記投影部ＰＪで投影される画像を撮影できるよう、上記投影部ＰＪとのパララックスを考慮して、上記投影レンズ部２６を最広角とした場合に出射される投影画角より若干大きな撮影画角を有する。撮影レンズ部２８に入光する外部の光像は、固体撮像素子であるＣＭＯＳイメージセンサ２９上に結像される。

【0017】

ＣＭＯＳイメージセンサ２９での結像により得られる画像信号は、Ａ／Ｄ変換器３０でデジタル化された後、撮影画像処理部３１に送られる。

【0018】

この撮影画像処理部３１は、上記ＣＭＯＳイメージセンサ２９を走査駆動して撮影動作を実行させ、撮影により得た画像データに対する画像処理を行なうことで、投影部ＰＪによる投影範囲の抽出、及び抽出した投影範囲内での平均照度（第二の明るさ情報）の算出を実行する。加えて撮影画像処理部３１は、上記撮影レンズ部２８のフォーカスレンズ位置を移動させるためのレンズモータ（Ｍ）３２を駆動する。

【0019】

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ３３が制御する。このＣＰＵ３３は、メインメモリ３４及びプログラムメモリ３５と直接接続される。メインメモリ３４は、例えばＳＲＡＭで構成され、ＣＰＵ３３のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ３５は、電気的書換可能な不揮発性メモリ、例えばフラッシュＲＯＭで構成され、ＣＰＵ３３が実行する動作プログラムやベースとなる画像上に重畳するＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用画像等の各種定型データ等を記憶する。

【0020】

ＣＰＵ３３は、上記プログラムメモリ３５に記憶されている動作プログラムや定型データ等を読出し、メインメモリ３４に展開して保持させた上で当該プログラムを実行することにより、このプロジェクタ装置１０を統括して制御する。

【0021】

上記ＣＰＵ３３は、操作部３６からの操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部３６は、プロジェクタ装置１０の本体筐体に備える操作キー、あるいは図示しないこのプロジェクタ装置１０専用のリモートコントローラからの赤外線変調信号を受信する受光部を含み、キー操作信号を受付けて、受付けたキー操作信号に応じた信号を上記ＣＰＵ３３へ送出する。

【0022】

上記ＣＰＵ３３はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３７と接続される。
音声処理部３７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声信号をアナログ化し、スピーカ部３８を駆動して放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

【0023】

［動作］
次に上記実施形態の動作について説明する。
なお、投影動作の初期設定において、プロジェクタ装置１０のユーザは、投影部ＰＪの投影レンズ部２６におけるズームレンズを操作して所望の投影画角を設定すると共に、被投影対象となる、図示しないスクリーンあるいはカーテンにおけるオートフォーカスの指示を予め操作しておくものとする。

【0024】

投影部ＰＪの投影レンズ部２６のズームレンズが操作されるのに合わせて、撮影部ＩＭの撮影レンズ部２８のズームレンズを連動して移動させることで、投影部ＰＪによる投影画像の範囲を確実にカバーするように、撮影レンズ部２８の撮影画角が設定されると共に、撮影レンズ部２８のフォーカスレンズの駆動による撮影画像のオートフォーカス動作で、フォーカスレンズの位置から被投影対象までの距離を取得することができる。

【0025】

したがって、投影部ＰＪの投影レンズ部２６側のフォーカスレンズの位置を同距離に設定した上で、撮影部ＩＭによる撮影画像をモニタしながら同投影レンズ部２６のフォーカスレンズの位置を微調整することで、投影画像の正確なオートフォーカス調整が実現できる。

【0026】

図２は、プロジェクタ装置１０において、入力処理部２１に入力される画像信号に応じた投影動作と平行して実行される、光源部２４の各原色光用のＬＥＤでの発光輝度とマイクロミラー素子２３で表示する画像の階調調整とによる、投影部ＰＪでの発光輝度の設定処理の内容を示すフローチャートである。

【0027】

この投影部ＰＪでの発光輝度の設定処理は、ＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３３の制御の下に動作する撮影部ＩＭの撮影画像処理部３１、及び投影部ＰＪの投影画像駆動部２２とが実行する。

【0028】

処理当初にＣＰＵ３３は、予め設定した取得タイミング、例えばその時点で入力処理部２１に入力されている画像信号のフレームレートが１２０［フレーム／秒］であれば画像フレームのカウント数が１２０の倍数となったか否かにより、１［秒］に１回の取得タイミングとなったか否かを繰返し判断することにより、当該タイミングとなるのを待機する（ステップＳ１０１）。

【0029】

上記取得タイミングとなったと判断した時点で（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、ＣＰＵ３３は撮影部ＩＭの撮影画像処理部３１により投影画像を含む範囲を撮影させて、撮影画像中から投影部ＰＪで投影している画像パターンに該当する投影画像の領域を抽出する（ステップＳ１０２）。

【0030】

次にＣＰＵ３３は、その時点で自動調光の機能がオンに設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。自動調光の機能がオンに設定されておらず、オフに設定されていると判断した場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、ＣＰＵ３３は、以後の処理をキャンセルして、再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

【0031】

また、上記ステップＳ１０３において、自動調光の機能がオンに設定されていると判断した場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、ＣＰＵ３３は、あらためて撮影画像処理部３１により投影面を撮影させ、得た画像データ中から、その時点で投影部ＰＪで投影している画像データとのパターン認識処理と、周囲より照度が高い略矩形の分布領域を抽出することで、投影領域の画像データを抽出して取得する（ステップＳ１０４）。

【0032】

段落［００１８］
ＣＰＵ３３は、撮影画像処理部３１により、この抽出した投影領域の画像データを構成する全画素の照度（第二の明るさ情報）を算出した上で、全画素の照度の階調値を積算して、当該画素数で除算した、照度の平均値を算出させる。

【0033】

加えてＣＰＵ３３は、投影画像駆動部２２により、その時点で投影している画像データの全画素の輝度の平均階調値（第一の明るさ情報）を算出させ、その平均階調値がそれまでに算出した他の輝度の平均階調値と一定値以上分散しているか否かにより、上記算出した投影領域の照度の平均階調値がサンプルとして有効か否かを判断する（ステップＳ１０５）。

【0034】

投影画像の輝度の平均階調値を求める点を説明する。投影する画像データが全ｎ画素から構成されている場合、ＣＰＵ３３は投影画像駆動部２２によりｉ（ｉ＝１～ｎ）番目の画素での輝度の階調値Ｙｉを、一般的な輝度マトリックス演算
Ｙi＝０．２９８８Ｒi＋０．５８６８Ｇi＋０．１１４４Ｂi
（但し、Ｙi：当該ｉ番目の画素の輝度値、
Ｒi，Ｇi，Ｂi：当該ｉ番目の画素のＲ，Ｇ，Ｂ値。）
として算出する。投影画像駆動部２２は、ＣＰＵ３３の制御の下に、全ｎ画素の輝度の合計を画素数ｎで除算して、投影している画像の輝度の平均階調値を算出する。

【0035】

段落［００１８］
撮影画像処理部３１が算出する、投影領域の照度の平均値も、上記輝度マトリックス演算と同様の式により、各撮影画素の照度の階調値Ｉiを算出した上で、全画素の照度の合計を画素数で除算して、投影領域の照度の平均値を算出される。

【0036】

図３は、投影部ＰＪに入力される画像の全画素の輝度の平均階調値と、投影結果から算出した投影領域の照度の平均値との関係を例示する図である。

【0037】

同図では、入力画像の全画素の輝度の平均階調値を８ビット相当、「０」～「２５５」の範囲で示しており、環境光を考慮して、輝度の平均階調値が「０」となる、画面全面が黒色となる画像を投影した場合の投影面の照度の平均値をＩ0、輝度の平均階調値が「２５５」となる、画面全面が白色となる画像を投影した場合の投影面の照度の平均値をＩfで示している。実際の照度の平均値を黒点のプロット位置で示すように、上記照度の平均値の最小値Ｉ0と同最大値Ｉfの範囲内で、なるべく広く、且つ分散したサンプルを取得することで、ここでは一次式「ｙ＝ｆ（ｘ）」で示すように、入力画像の輝度と、その投影環境に応じた投影面での照度との関係を、より高い精度で推定し得る。

【0038】

ＣＰＵ３３は、その時点で投影している画像の全画素の輝度の平均階調値を投影画像駆動部２２により算出させる一方で、上述した如く撮影画像処理部３１から投影領域の照度の平均値を算出させる。ＣＰＵ３３は、入力画像の輝度の平均階調値と撮影画像中の投影領域の照度の平均値の組が、すでに算出されている他の同平均階調値の組と適宜離れた値となっているか否かを、例えば上記入力画像の輝度の平均階調値「０」～「２５５」の範囲内で「３０」階調毎に１つの算出値が得られているか否かにより、算出した平均階調値の組がサンプルとして有効か否かを判断する。

【0039】

算出した平均階調値の組がサンプルとして有効ではないと判断した場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、上記図３においてすでにプロットされている黒点位置のごく近傍が算出した平均階調値の組であることとなるので、ＣＰＵ３３は当該平均階調値の組を無効として、次にサンプルを得るべく、上記ステップＳ１０４からの処理に戻る。

【0040】

また上記ステップＳ１０５において、算出した平均階調値の組がサンプルとして有効であると判断した場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、ＣＰＵ３３は入力画像の輝度の平均階調値と撮影画像中の投影領域の照度の平均値の組を上記図３における有効なプロットデータであるものとして保持設定する（ステップＳ１０６）。

【0041】

その後にＣＰＵ３３は、サンプル数が予め設定された規定数、例えば「１０」に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。サンプル数が該規定数に到達していないと判断した場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、ＣＰＵ３３はさらにサンプルを得るべく、上記ステップＳ１０４からの処理に戻る。

【0042】

また上記ステップＳ１０７において、サンプル数が規定数に到達したと判断した場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、ＣＰＵ３３はサンプル結果に基づいて入力画像の輝度の平均階調値と撮影画像中の投影領域の照度の平均値の相関関係を、線形近似もしくはその他の関数で近似して近似式を算出する（ステップＳ１０８）。

【0043】

なお、上記入力画像の輝度の平均階調値と撮影画像中の投影領域の照度の平均値の相関関係が、ガンマ補正等の影響で線形ではない場合、ＣＰＵ３３は、事前の補正情報を取得しておくことで、入力画像の輝度の平均階調値に対してその補正情報を用いて補正を施すことで、線形近似による近似式が得られるよう対処することが可能となる。

【0044】

ＣＰＵ３３は、算出した近似式を用い、上記図３における輝度階調「０」の時の照度の平均値Ｉ0と、輝度階調「２５５」の時の照度の平均値Ｉfを推定することで、現在のコントラスト値を推定する（ステップＳ１０９）。

【0045】

そして、この推定結果としてのコントラスト値が、事前に設定していたコントラスト値の許容範囲を外れているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。

【0046】

具体的には、予めプログラムメモリ３５に記憶されているコントラスト値の許容範囲の数値範囲と、推定結果のコントラスト値を比較することで、該推定結果としてのコントラスト値が、事前に設定していたコントラスト値の許容範囲を外れているか否かを判断する。

【0047】

推定結果としてのコントラスト値が、事前に設定していたコントラスト値の許容範囲を外れておらず、許容範囲内に収まっていると判断した場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、ＣＰＵ３３はコントラストの調整を不要と判断し、上記ステップＳ１０１からの処理に戻って、次の取得タイミングとなるのを待期する。

【0048】

また上記ステップＳ１１０において、推定結果としてのコントラスト値が、事前に設定したコントラスト値の許容範囲を外れていると判断した場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、次にＣＰＵ３３は、その時点での投影部ＰＪによる発光輝度が低いために、コントラスト値が上記許容範囲を下回っているか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

【0049】

その時点での投影部ＰＪによる発光輝度が低く、コントラスト値が上記許容範囲を下回っていると判断した場合（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、ＣＰＵ３３は投影部ＰＪの光源部２４における各ＬＥＤの駆動電流値を上げることでそれらＬＥＤの発光輝度を一定値だけ上げるよう更新設定した上で（ステップＳ１１２）、上記ステップＳ１０１からの処理に戻って、次の取得タイミングとなるのを待期する。

【0050】

また上記ステップＳ１１１において、その時点での投影部ＰＪによる発光輝度が低くなく、コントラスト値が上記許容範囲を下回ってはいないと判断した場合（ステップＳ１１１のＮｏ）、その時点での投影部ＰＪによる発光輝度が高く、コントラスト値が上記許容範囲を上回っていることとなるので、ＣＰＵ３３は投影部ＰＪの光源部２４における各ＬＥＤの駆動電流値を下げることでそれらＬＥＤの発光輝度を一定値だけ下げるよう更新設定した上で（ステップＳ１１３）、上記ステップＳ１０１からの処理に戻って、次の取得タイミングとなるのを待期する。

【0051】

なお、上記ステップＳ１２２，Ｓ１２３では、光源部２４における各ＬＥＤの発光輝度を一定値だけ上下させるよう調整するように更新設定を行なうものとして説明したが、本実施形態はこれに限らず、推定結果としてのコントラスト値に応じて、その時点で設定されている投影モードに応じた必要なコントラストとなるように光源部２４での発光輝度を基本的に１回の調整動作のみで処理するようにしても良い。

【0052】

上述の実施例では、入力画像の輝度の平均階調値と投影領域の照度の平均値の相関関係を、線形近似を用いて近似式を算出した後、輝度階調「０」の時の照度の平均値Ｉ0と、輝度階調「２５５」の時の照度の平均値Ｉfを推定するように構成したが、これに限らず、輝度階調「０」の時の値のみ推定して、推定された平均値I0から環境光の影響を推定するように構成しても良い。

【0053】

このように構成することで、平均値I0が基準値よりも低い場合、投影対象は環境光影響を受ける影響が少なく十分コントラスト比が高いものと判断し、光源部２４の発光輝度を下げる処理を行ない、十分なコントラスト比を確保しつつ、光源部２４において消費される電力量を抑えることができる。また、平均値I0が基準値よりも高い場合は、光源部２４の発光輝度を上げる処理を行い、コントラスト比を理想的な値に近づけるよう制御を行なっても良い。

【0054】

上記の構成により、輝度階調「２５５」の時の平均値Ifを推定する処理や、平均値I0と平均値Ifを用いた推定コントラスト比の算出処理を行うこと無く、簡易的にコントラスト比の適正化や、光源部２４で消費される電力量の削減ができる。

【0055】

上述の実施例では、入力画像の輝度の平均階調値と投影領域の照度の平均値の相関関係を推定するために、複数のサンプル点を取得するように構成したが、これに限られない。

【0056】

例えば、入力画像の輝度の平均階調値を予め算出しておき、平均階調値が入力画像全体で最低となる入力画像が投影される際の投影領域の照度平均値のみを取得するよう構成しても良い。取得された投影領域の照度平均値と所定の基準値との関係に基づき、上述の変形例に記載の処理を行なうように構成する。

【0057】

このように構成にすることで、取得するサンプル取得回数を減らし、入力画像の輝度の平均階調値と投影領域の照度の平均値の相関関係を推定することなく、簡易的な処理で環境光影響を推定することができる。

【0058】

また、環境光の変化を検出するために、入力画像の輝度の平均階調値が特定の値をとるタイミングで投影領域の照度の平均値を取得する処理を、所定の間隔で行なうようにしても良い。

【0059】

所定の間隔で投影領域の照度の平均値を取得することで、照度の平均値の変化から環境光の変化を検出することができる。変化が検出された場合、その照度平均値の変化量に応じて、光源部２４の発光輝度を変化させ、コントラスト比を理想的な値に近づけるよう制御を行なっても良い。また、変化が検出された場合に、本実施例に記載のコントラスト修正処理を最初から行なうように構成しても良い。

【0060】

また、上述の実施形態においては、光源部２４の出力を調整することでコントラスト比を調整するよう構成したが、本発明はこれに限らない。例えば、投影装置に具備されるズームレンズを駆動させて投影画角を狭めることで、平均階調値Ｉfを高めることでコントラスト比を調整しても良い。また、コントラスト比が基準値よりも低い場合に、投影装置が例えばその時点でエコモードといった省電力な投影モードになっていた場合には、通常の投影モードに変更して平均階調値Ｉfを高めることで、コントラスト比を調整しても良い。

【0061】

また上記実施形態では、予め設定した取得タイミングとして、投影画像１フレームに想到する周期毎に上記動作を実行するものとして説明したが、当該周期はプロジェクタ装置１０のユーザが任意に設定できるものとしても良い。

【0062】

また、上記実施形態では、撮影画像から平均輝度を取得するよう構成したが、投影面に設置された照度計を用いて、投影面の明るさ情報を取得するよう構成しても良い。

【0063】

［効果］
以上詳述した如く本実施形態によれば、環境光の変化に適合して高い画質での投影動作を維持することが可能となる。

【0064】

また上記実施形態では、プロジェクタ装置１０が投影部ＰＪと共に撮影部ＩＭを内蔵し、投影画像を含む被投影領域を同装置内の撮影部ＩＭにより取得するものとしたので、プロジェクタ装置１０に対してデジタルカメラ等の撮像装置を外付けで接続して設置する等の必要なく、より的確に高い画質での投影動作を維持できる。

【0065】

さらに上記実施形態では、撮像した画像中から被投影面の領域を抽出して当該領域内の平均照度を取得するものとしたので、被投影領域での平均照度をより高い精度で取得できる。

【0066】

加えて上記実施形態では、投影する画像の１フレームを構成する全画素の平均輝度を算出して取得するものとしたので、被投影領域での平均輝度をより高い精度で取得できる。

【0067】

なお、上記実施形態では説明しなかったが、入力される画像信号の種類によっては、付帯情報として当該画像のフレーム単位での平均輝度の情報が予め付加されているものもあるため、そのシュの画像信号を入力する場合には、付加されている平均輝度の情報を有効に活用することで、演算処理に要する負担をより軽減できる。

【0068】

また上記実施形態では、取得した平均輝度階調値と平均照度の複数組の内容に基づいて、より高い精度で投影している画像のコントラストを推定した上で、投影条件を変更設定することができる。

【0069】

加えて、上記取得した平均輝度階調値と平均照度の複数組の内容に関し、情報の有効性を判断して、必要な複数組の情報を確保するものとしたので、投影している画像のコントラストを推定する際の精度を高いレベルで維持できる。

【0070】

なお上記実施形態は、光源となる素子にＬＥＤを用いたＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタ装置に適用した場合について説明したが、本発明は光源の素子や投影方式等を限定するものではなく、例えば高圧水銀灯を用いたカラー液晶方式の投影装置等にも同様に適用可能となる。

【0071】

また本発明は、投影装置のみならず、周囲の環境等によって画像の表示状態が変化するような、例えばフラットパネルディスプレイを有する各種の表示装置またはその制御装置にも適用することが可能であるものとする。

【0072】

その他、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【0073】

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［請求項１］
画像信号を取得する画像信号取得手段と、
画像を投影する投影部で、上記画像信号取得手段で取得される画像信号に応じた画像を投影させるよう制御する投影制御手段と、
上記画像信号取得手段で取得される画像信号に応じた画像面内の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する第一の明るさ取得手段と、
上記投影部で投影する被投影面での平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する第二の明るさ取得手段と、
上記第一の明るさ情報と上記第二の明るさ情報とに基づいて、上記投影部での投影条件を変更設定する投影条件設定手段と、
を備える投影制御装置。
［請求項２］
上記第二の明るさ情報は、上記第一の明るさ情報に対応する画像が投影された被投影面から取得された情報である請求項１記載の投影制御装置。
［請求項３］
上記投影部で投影する画像を含む上記被投影面を撮像する撮像手段をさらに備え、
上記第二の明るさ取得手段は、上記撮像手段で撮像した被投影面の画像から平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する、
請求項１または２記載の投影制御装置。
［請求項４］
上記第二の明るさ取得手段は、上記撮像手段で撮像した被投影面の画像から投影範囲を抽出した上で、該当範囲内の平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する、請求項３記載の投影制御装置。
［請求項５］
上記第一の明るさ取得手段は、上記画像信号取得手段で取得される画像信号の１フレームを構成する全画素の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する、請求項１乃至４いずれか記載の投影制御装置。
［請求項６］
上記画像信号取得手段は、平均の明るさ情報を含む画像信号を取得し、
上記第一の明るさ取得手段は、上記画像信号取得手段で取得される画像信号に含まれる平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する、
請求項１乃至３いずれか記載の投影制御装置。
［請求項７］
上記投影条件設定手段は、第一の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報と上記第二の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報の複数組の内容に基づいて、上記投影部での投影条件を変更設定する、請求項１乃至６いずれか記載の投影制御装置。
［請求項８］
上記投影条件設定手段は、第一の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報と上記第二の明るさ取得手段で取得した平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報の組となる情報の有効性を判断し、有効であると判断した複数組の情報に基づいて、上記投影部での投影条件を変更設定する、請求項７記載の投影制御装置。
［請求項９］
上記請求項１乃至８いずれか記載の投影制御装置と、上記投影部と、を備えた投影装置。
［請求項１０］
画像信号を取得する画像信号取得工程と、
画像を投影する投影部で、上記画像信号取得工程で取得される画像信号に応じた画像を投影させるよう制御する投影制御工程と、
上記画像信号取得工程で取得される画像信号に応じた画像面内の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する第一の明るさ取得工程と、
上記投影部で投影する被投影面での平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する第二の明るさ取得工程と、
上記第一の明るさ情報と上記第二の明るさ情報とに基づいて、上記投影部での投影条件を変更設定する投影条件設定工程と、
を有する投影制御方法。
［請求項１１］
画像信号を取得する画像信号取得部と、画像を投影する投影部で、上記画像信号取得部で取得される画像信号に応じた画像を投影させるよう制御する投影制御部とを備える装置が内蔵したコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、
上記画像信号取得部で取得される画像信号に応じた画像面内の平均の明るさ情報を含む第一の明るさ情報を取得する第一の明るさ取得手段と、
上記投影部で投影する被投影面での平均の明るさ情報を含む第二の明るさ情報を取得する第二の明るさ取得手段と、
上記第一の明るさ情報と上記第二の明るさ情報とに基づいて、上記投影部での投影条件を変更設定する投影条件設定手段と、
して機能させるプログラム。

【符号の説明】

【0074】

１０…プロジェクタ装置、
２１…入力処理部、
２２…投影画像駆動部、
２３…マイクロミラー素子、
２４…光源部、
２５…ミラー、
２６…投影レンズ部、
２７…レンズモータ（Ｍ）、
２８…撮影レンズ部、
２９…ＣＭＯＳイメージセンサ、
３０…Ａ／Ｄ変換器、
３１…撮影画像処理部、
３２…レンズモータ（Ｍ）、
３３…ＣＰＵ、
３４…メインメモリ、
３５…プログラムメモリ、
３６…操作部、
３７…音声処理部、
３８…スピーカ部、
ＩＭ…撮影部、
ＰＪ…投影部、
ＳＢ…システムバス

【図1】

【図2】

【図3】