特許 7484309 画像投射システム、画像投射システムの制御方法

(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】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】画像投射システム、画像投射システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20240509BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240509BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20240509BHJP

   G09G 5/02 20060101ALI20240509BHJP

   H04N 9/31 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 Z

G03B21/00 E

G09G5/00 X

G09G5/00 510B

G09G5/00 510V

G09G5/00 550C

G09G5/02 B

H04N9/31 470

H04N9/31 820

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020057352

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021157056

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】木下 昌一

【審査官】新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０１０２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１５４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６７０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１０４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４７６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８５４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４７９３４５０（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１７６６７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－００３９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０９Ｇ ５／００

Ｇ０９Ｇ ５／０２

Ｈ０４Ｎ ９／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズシフト機能を備えた第１プロジェクター、第２プロジェクターを含む複数台のプロジェクター、及び第３プロジェクター、並びに撮像装置を有する画像投射システムの制御方法であって、
前記第１プロジェクターは、第１色調の第１パターンを投射し、
前記第２プロジェクターは、第２色調の第２パターンを投射し、
前記第３プロジェクターは、第３色調の第３パターンを投射し、
前記撮像装置は、前記第１パターン、および前記第２パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、
前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターンに対する、前記第２パターンの重なり部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、
前記第１プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第２プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第２パターンが、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせ、
前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターンに対する、前記第３パターンの重なり部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、
前記第１プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第３プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第３パターンが、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせる、
画像投射システムの制御方法。

【請求項2】

前記所定の割合は、８０％である、
請求項１に記載の画像投射システムの制御方法。

【請求項3】

前記第１色調は緑色であり、
前記第２色調は青色であり、
前記第３色調は赤色である、
請求項１または２に記載の画像投射システムの制御方法。

【請求項4】

レンズシフト機能を備えた第１プロジェクター、第２プロジェクター、及び第３プロジェクターを含む複数台のプロジェクター、並びに撮像装置を有する画像投射システムの制御方法であって、
前記第１プロジェクターは、第１色調の第１パターンを投射し、
前記第２プロジェクターは、第２色調の第２パターンを投射し、
前記第３プロジェクターは、第３色調の第３パターンを投射し、
前記撮像装置は、前記第１パターン、前記第２パターン、及び、前記第３パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、
前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターン、前記第２パターン、及び、前記第３パターンが重なった重畳部分の面積を求め、前記第１パターンに対する、前記重畳部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、
前記第１プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第２プロジェクターの前記レンズシフト機能、または、前記第３プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第２パターン、または、前記第３パターンのうち、少なくとも一方が、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせる、
画像投射システムの制御方法。

【請求項5】

レンズシフト機能を備えた複数台のプロジェクター、及び撮像装置を含む画像投射システムであって、
第１色調の第１パターンを投射する第１プロジェクターと、
第２色調の第２パターンを投射する第２プロジェクターと、
第３色調の第３パターンを投射する第３プロジェクターと、を含み、
前記第１プロジェクターは、前記第２プロジェクター、及び前記撮像装置と通信可能に接続され、
前記撮像装置は、前記第１パターン、および前記第２パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、
前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターンに対する、前記第２パターンの重なり部分の面積が、所定の割合に満たない場合、前記第２プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第２パターンが、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせ、
前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターンに対する、前記第３パターンの重なり部分の面積が、所定の割合に満たない場合、前記第３プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第３パターンが、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせる、
画像投射システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像投射システム、及び、画像投射システムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数台のプロジェクターの投射画像を用いて、明るい画像や、大きな画像を実現する画像投射システムが知られている。当該システムによれば、複数の投射画像を重ね合わせることで個々の画像よりも明るい画像が得られるスタック投射や、複数の投射画像を上下左右に並べることで、個々の画像よりも大きな画像が得られるマルチスクリーン投射を行うことができる。このようなスタック投射や、マルチスクリーン投射を行う場合、複数のプロジェクターからの投射画像の位置を合わせる必要があるため、様々な位置合わせ方法が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１の画像投射装置では、複数のプロジェクターに同じ照合パターンを投射させて、当該照合パターンが重なるように、投射画像の位置を調整するとしている。照合パターンとしては、十字状のパターンが用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－２９７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の方法では、スクリーンとなる被投射面の状態によっては、パターンが認識できず、調整が困難となる課題があった。例えば、被投射面に凹凸がある場合では、十字状のパターンが凹凸部で歪んでしまい照合パターンの認識が困難となる恐れがあった。よって、被投射面の状態に係らずに、投射画像の位置を調整可能な画像投射システム、及び、当該システムの制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願に係る画像投射システムの制御方法は、レンズシフト機能を備えた第１プロジェクター、及び第２プロジェクターを含む複数台のプロジェクター、並びに撮像装置を有する画像投射システムの制御方法であって、前記第１プロジェクターは、第１色調の第１パターンを投射し、前記第２プロジェクターは、第２色調の第２パターンを投射し、前記撮像装置は、前記第１パターン、および前記第２パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターンに対する、前記第２パターンの重なり部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、前記第１プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第２プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第２パターンが、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせる。

【0007】

本願に係る画像投射システムの制御方法は、レンズシフト機能を備えた第１プロジェクター、第２プロジェクター、及び第３プロジェクターを含む複数台のプロジェクター、並びに撮像装置を有する画像投射システムの制御方法であって、前記第１プロジェクターは、第１色調の第１パターンを投射し、前記第２プロジェクターは、第２色調の第２パターンを投射し、前記第３プロジェクターは、第３色調の第３パターンを投射し、前記撮像装置は、前記第１パターン、前記第２パターン、及び、前記第３パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターン、前記第２パターン、及び、前記第３パターンが重なった重畳部分の面積を求め、前記第１パターンに対する、前記重畳部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、前記第１プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第２プロジェクターの前記レンズシフト機能、または、前記第３プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第２パターン、または、前記第３パターンのうち、少なくとも一方が、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせる。

【0008】

本願に係る画像投射システムは、レンズシフト機能を備えた複数台のプロジェクター、及び撮像装置を含む画像投射システムであって、第１色調の第１パターンを投射する第１プロジェクターと、第２色調の第２パターンを投射する第２プロジェクターと、を含み、前記第１プロジェクターは、前記第２プロジェクター、及び前記撮像装置と通信可能に接続され、前記撮像装置は、前記第１パターン、および前記第２パターンを含む複合画像を撮像し、前記第１プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第１パターンに対する、前記第２パターンの重なり部分の面積が、所定の割合に満たない場合、前記第２プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第２パターンが、前記第１パターンに重なるようにレンズシフトさせる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１の画像投射システムの概略構成図。

【図2】プロジェクターのブロック構成図。

【図3】画像投射システムの制御方法を示すフローチャート図。

【図4A】複合画像の一態様を示す図。

【図4B】複合画像の一態様を示す図。

【図4C】複合画像の一態様を示す図。

【図5】実施形態２の制御方法を示すフローチャート図。

【図6】テストパターンの異なる態様を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施形態１
＊＊＊画像投射システムの概要＊＊＊
図１は、本実施形態に係る画像投射システムの概略構成図である。
画像投射システム１００は、共通のネットワークに接続されたプロジェクター８１、プロジェクター８２、及び、プロジェクター８３などから構成されている。図１に示すように、画像投射システム１００は、３台のプロジェクターが投射する３つの投射画像をスクリーン３０で重ね合せるスタック投射を行っている。なお、長方形のスクリーン３０における長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向として説明する。また、Ｘ（＋）方向を右、Ｘ（－）方向を左、Ｙ（＋）方向を上、Ｙ（－）方向を下ともいう。

【0011】

図１では、３台のプロジェクターが下からプロジェクター８３、プロジェクター８１、プロジェクター８２の順に積み重ねた状態で設置されている。中央のプロジェクター８１は、第１プロジェクターとしてのマスタープロジェクターであり、上下のプロジェクター８２、プロジェクター８３を制御する。
プロジェクター８２は、スレーブプロジェクターであり、第２プロジェクターに相当する。プロジェクター８３も、スレーブプロジェクターであり、第３プロジェクターに相当する。なお、スレーブプロジェクターのことをスレーブ機器ともいう。以下説明において、プロジェクター８１の投射画像を基準画像と、３台のプロジェクター８１，８２，８３の投射画像とが重畳された投射画像を複合画像ともいう。

【0012】

好適例において、３台のプロジェクターは同一のプロジェクターとする。なお、３台の構成に限定するものではなく、複数台の構成であれば良い。共通のネットワークとしては、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）を用いており、３台のプロジェクター８１，８２，８３間では、Ethernet（登録商標）規格に従って通信が行われる。
図１では、スクリーン３０に、３台のプロジェクター８１，８２，８３からの３つの投射画像が重畳された複合画像４５が表示されている。複合画像４５は、スクリーン３０よりも一回り小さい長方形をなしており、スクリーン３０にフィットしているが、これは後述の制御方法により、３つの投射画像の位置合わせを行った後の状態を示している。

【0013】

＊＊＊プロジェクターの概略構成＊＊＊
図２は、プロジェクターの概略構成を示すブロック図である。
前述したように３台のプロジェクター８１，８２，８３は、同一のプロジェクターであるため、代表としてプロジェクター８１の構成について説明する。
図２に示すように、プロジェクター８１は、制御部１０、記憶部１１、操作部１２、操作信号受信部１３、通信部１４、画像情報入力部１５、画像情報処理部１６、ＯＳＤ処理部１７、画像投写部２８、レンズ調整部１８、撮像装置１９などから構成されている。

【0014】

制御部１０は、１つ又は複数のプロセッサーを備えて構成され、記憶部１１に記憶されている制御プログラムに従って動作することによりプロジェクター８１の動作を統括制御する。

【0015】

記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備えて構成される。ＲＡＭは、各種データ等の一時記憶に用いられ、ＲＯＭは、プロジェクター８１の動作を制御するための制御プログラムや、付随するデータなどを記憶する。制御プログラムには、プロジェクター８１を起動させるときの処理の順序と内容を指示する起動プログラムや、スタック投射や、マルチスクリーン投射を行う際の複数のプロジェクターによる投射画像の位置合わせ制御プログラムなどが記憶されている。付随データには、位置合わせ用のパターン画像などが含まれている。また、位置合わせ制御プログラムの実行後に行われる自動フィットプログラムも記憶されている。自動フィットプログラムは、位置合わせ制御プログラムにより８割方の位置調整が完了した複合画像を、プロジェクター８１が有する台形歪補正などの機能を使ってピッタリと一致させるプログラムである。詳しくは、プロジェクター８１は、粗調整が終了した複合画像を撮像装置１９により撮像し、撮像画像を解析して、補正が必要なプロジェクターに位置調整の指示を出す。位置調整は、対象となるプロジェクターのズーム調整、フォーカス調整、及び、台形歪補正機能により実行される。なお、自動フィットプログラムのことを自動位置調整機能ともいう。

【0016】

操作部１２は、ユーザーがプロジェクター８１に対して各種指示を行うための複数の操作キーを備えている。操作キーとしては、電源のオンとオフとを切り替えるための「電源キー」、各種設定を行うためのメニューを表示させる「メニューキー」などがある。ユーザーが操作部１２の各種操作キーを操作すると、操作部１２は、操作内容に応じた操作信号を制御部１０に出力する。
操作信号受信部１３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に準拠した通信デバイスを備えて構成され、リモコン３からの操作信号を受信してデコードし、制御部１０に送信する。なお、スタック投射や、マルチスクリーン投射を行う場合、マスターとなるプロジェクター８１以外のスレーブ機器のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ機能はオフされる。なお、近距離通信が可能であれば良く、例えば、赤外線通信を用いても良い。

【0017】

通信部１４は、好適例として無線ＬＡＮ規格に準拠した無線通信用のモジュールを用いている。プロジェクター８１は、通信部１４を介してネットワークＮＷに接続し、当該ネットワークＮＷに接続するプロジェクター８２，８３を制御する。また、ネットワークＮＷからは、画像信号などの画像ソースも供給される。なお、無線通信に限定するものではなく、ＬＡＮケーブルを用いて各機器間を有線接続しても良い。または、各機器間をＨＤＭＩ（登録商標、High-Definition Multimedia Interface）ケーブルを用いて、デイジーチェーンしても良い。

【0018】

画像情報入力部１５は、コンピューターや、画像再生装置などの外部の画像供給装置（図示せず）に接続され、画像供給装置から画像情報の供給を受ける。また、画像情報入力部１５は、制御部１０から位置合わせ用のパターン画像などの供給を受けると、必要な画像処理を施し、処理後の画像情報を画像情報処理部１６に出力する。
画像情報処理部１６は、制御部１０の制御に基づいて、画像情報入力部１５から入力される画像情報に対して、必要な画像処理を施し、処理後の画像情報をＯＳＤ処理部１７に出力する。

【0019】

ＯＳＤ処理部１７は、制御部１０の制御に基づいて、画像上にメッセージ画像やメニュー画像等のＯＳＤ（On-Screen Display）画像を重畳して表示するための処理を行う。ＯＳＤ処理部１７は、図示しないＯＳＤメモリーを備えており、ＯＳＤ画像を形成するための図形やフォント等を表すＯＳＤ画像情報を記憶している。位置合わせ用のパターン画像を記憶していても良い。制御部１０が、ＯＳＤ画像の重畳を指示すると、ＯＳＤ処理部１７は、必要なＯＳＤ画像情報をＯＳＤメモリーから読み出し、画像上の所定の位置にＯＳＤ画像が重畳されるように、画像情報処理部１６から入力される画像情報にこのＯＳＤ画像情報を合成する。

【0020】

画像投写部２８は、光源２１、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ、投写光学系としての投写レンズ２３、ライトバルブ駆動部２４などから構成されている。画像投写部２８は、光源２１から射出された光を、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂで変調して画像光を形成し、このフルカラーの画像光を投写レンズ２３からスクリーン３０に投射する。

【0021】

光源２１は、発光ダイオードや半導体レーザー等の固体光源を含んで構成されている。なお、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電型の光源ランプを用いても良い。光源２１から射出された光は、図示しないインテグレーター光学系によって輝度分布が略均一な光に変換され、図示しない色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色光成分に分離された後、それぞれ液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに入射する。
液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、それぞれ一対の透明基板間に液晶が封入された透過型の液晶パネル等によって構成される。各液晶パネルには、マトリクス状に配列された複数の画素からなる矩形の画像形成領域２２ｉが形成されており、液晶に対して画素毎に駆動電圧を印加可能になっている。

【0022】

ライトバルブ駆動部２４は、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの画像形成領域２２ｉに画像を形成する。具体的には、ライトバルブ駆動部２４は、ＯＳＤ処理部１７から入力される画像情報に応じた駆動電圧を、画像形成領域２２ｉの各画素に印加し、各画素を画像情報に応じた光透過率に設定する。光源２１から射出された光は、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの画像形成領域２２ｉを透過することによって画素毎に変調され、画像情報に応じた画像光が色光毎に形成される。形成された各色の画像光は、図示しない色合成光学系によって画素毎に合成されてカラー画像を表す画像光となり、投写レンズ２３によってスクリーン３０に拡大投射される。
なお、画像情報入力部１５、画像情報処理部１６、およびＯＳＤ処理部１７は、１つ又は複数のプロセッサー等によって構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの専用の処理装置によって構成されても良い。

【0023】

投写レンズ２３は、複数の凹凸レンズを含んで構成されており、複数の凹凸レンズにおける特定のレンズには、ズーム調整用、フォーカス調整用、レンズシフト用のアクチュエーターが取付けられている。アクチュエーターとしては、圧電モーターなどのモーターを含むリニアアクチュエーターなどが好適である。
レンズ調整部１８は、これらのアクチュエーターを駆動する駆動回路を備えており、制御部１０からの指示により、ズーム調整、フォーカス調整、及び、レンズシフト調整を行う。レンズシフト調整では、投写レンズ２３の中心光軸と略直交する面上において、投写レンズ２３を上下左右に移動させる。
撮像装置１９は、撮像素子としてＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーを備えたカメラであり、プロジェクター８１の前面に配置され、スクリーンに投射された投射画像を撮像可能に設けられている。なお、撮像素子は、撮像が可能な素子であれば良く、例えば、ＣＣＤ（Charge Couple Device）センサーであっても良い。

【0024】

なお、上記では、光変調装置として、透過型の液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを用いるものとして説明したが、反射型の液晶ライトバルブ等、反射型の光変調装置を用いることであっても良い。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源２１から射出された光を変調するデジタルミラーデバイス等を用いても良い。また、色光別に複数の光変調装置を備える構成に限定されず、１つの光変調装置で複数の色光を時分割で変調する構成としても良い。
また、上記では、撮像装置１９はプロジェクター８１の一部として構成されるものとして説明したが、撮像装置１９は、プロジェクター８１と別体であっても良い。例えば、図１に示すように、カメラを備えたスマートフォン１１９を撮像装置１９として用いても良い。スマートフォン１１９は、無線ＬＡＮ規格に準拠した無線通信用のモジュールを備えており、画像投射システム１００のネットワークに接続し、プロジェクター８１，８２，８３と通信可能に設定されている。または、カメラ及び通信機能を備えたパーソナルコンピューターを撮像装置１９として用いても良い。このように、撮像装置１９が別体で構成された場合であっても、プロジェクター８１の一部として構成された場合と同様に、投射画像の位置調整を行うことができる。

【0025】

＊＊＊投射画像の位置調整方法－１＊＊＊
図３は、投射画像の位置調整方法の流れを示すフローチャートである。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、複合画像の一態様を示す図である。
ここでは、スタック画像投射時における画像投射システム１００の制御方法について、図３を主体に、適宜、他の図を交えて説明する。なお、以下の処理は、プロジェクター８１が主体となって、スレーブのプロジェクター８２，８３を制御することにより実行される。詳しくは、プロジェクター８１が記憶部１１の投射画像の位置合わせ制御プログラムを実行することにより、スレーブのプロジェクター８２，８３を制御する。なお、図３のフローチャートによる処理を標準処理ともいう。

【0026】

ステップＳ７１では、プロジェクター８１は、投射画像の位置合わせ用のテストパターンとして基準となる第１パターン４１を投射する。図４Ａに示すように、第１パターン４１は、無地の長方形画像であり、色調は緑色で全ベタされている。

【0027】

ステップＳ７２では、プロジェクター８２がテストパターンとして第２パターン４２を投射し、プロジェクター８３がテストパターンとして第３パターン４３を投射する。第２パターン４２は無地の長方形画像であり、色調は青色の全ベタである。第３パターン４３は無地の長方形画像であり、色調は赤色の全ベタである。図４Ａに示すように、第１パターン４１の右上方に、第２パターン４２が一部の重なり部分５１を持って投射されている。第１パターン４１の右下方に、第３パターン４３が僅かな重なりを持って投射されている。

【0028】

ステップＳ７３では、プロジェクター８１は、撮像装置１９により、第１パターン４１、第２パターン４２、及び、第３パターン４３を含む複合画像を撮像する。なお、第１パターン４１、及び、第２パターン４２を含む複合画像を撮像することであっても良い。

【0029】

ステップＳ７４では、プロジェクター８１は、撮像画像において、第１パターン４１に対する、第２パターン４２の重なり部分５１の面積が、所定の割合以上であるか否か判断する。詳しくは、撮像した撮像画像を解析し、第１パターン４１の面積、第２パターン４２の面積、及び両者の重なり部分５１の面積を算出する。なお、重なり部分５１の色調は、第１パターン４１の緑色光と、第２パターン４２の青色光とが混色して空色となるため、色調の違いを利用して面積を算出しても良い。また、全ベタ画像による第１パターン４１、第２パターン４２は、被投射面に凹凸がある場合であっても、十字状の照合パターンなどと比べて凹凸による影響は少ないため、撮像画像から面積を算出することができる。

【0030】

そして、所定の割合を８０％とした場合、第１パターン４１の面積に対する重なり部分５１の面積が、８０％以上であるか否か判断する。所定の割合以上であった場合には、自動調整可能な範囲内であるため、第２パターン４２の位置合わせ処理を終了する。所定の割合未満の場合には、ステップＳ７６に進む。図４Ａの場合は、８０％未満のためステップＳ７６に進む。なお、所定の割合は８０％に構成に限定するものではなく、自動位置調整機能により調整可能な範囲であれば良く、７０～９０％の範囲内で設定すれば良い。

【0031】

ステップＳ７６では、第２パターン４２を第１パターン４１に重ねるために必要なレンズシフト量を導出する。図４Ａの場合は、撮像画像を解析し、第１パターン４１における重心４１ｃ、及び、第２パターン４２における重心４２ｃを算出し、ＸＹ座標における重心４１ｃの座標と、重心４２ｃの座標との差分を求め、当該差分から必要なレンズシフト量を導出する。

【0032】

ステップＳ７７では、プロジェクター８１は、プロジェクター８２に対して、ステップＳ７６で導出されたレンズシフト量を用いてレンズシフトを行うよう指示を出す。図４Ａの場合、プロジェクター８２は、図中の矢印で示すように、第１パターン４１の重心４１ｃ位置に、第２パターン４２の重心４２ｃ位置を一致させるようにレンズシフトを行う。詳しくは、第２パターン４２が矢印のベクトルに沿って動くように、Ｘ（－）、及び、Ｙ（－）方向に導出された量のレンズシフトが実行される。レンズシフトが行われると、ステップＳ７３に戻る。

【0033】

ステップＳ７３では、プロジェクター８１は、撮像装置１９により、レンズシフト実行後の複合画像を撮像する。図４Ｂに示すように、レンズシフト後の第２パターン４２は、第１パターン４１と略重なった状態となっている。
ステップＳ７４では、プロジェクター８１は、撮像画像において、第１パターン４１の面積に対する第２パターン４２の重なり部分５２の面積が８０％以上であるか否か判断する。図４Ｂの場合は、第１パターン４１と第２パターン４２との重なり部分５２の面積が８０％以上であったため、第２パターンの位置合わせ処理は終了となる。

【0034】

スレーブプロジェクターが１台の場合はこれで終了となるが、本実施形態では、スレーブプロジェクターが２台あるため、続いて、次のプロジェクター８３の位置合わせ処理が行われる。詳しくは、第３パターン４３の位置を、基準となる第１パターン４１に近づける処理が行われる。この処理は、上記の第２パターン４２の位置を第１パターン４１に近づける処理と同様であり、図３のステップＳ７３以降の処理を第３パターン４３に対して実施する。

【0035】

ステップＳ７４では、プロジェクター８１は、レンズシフト後の図４Ｂにおける撮像画像において、第１パターン４１の面積に対する第３パターン４３の重なり部分の面積が８０％以上であるか否か判断する。図４Ｂの場合、第３パターン４３の重なり部分の面積は８０％未満であるため、ステップＳ７６に進む。なお、重なり部分の色調は、第１パターンの緑色光と第３パターンの赤色光とが混色して黄色となるため、色調の違いを利用して面積を算出しても良い。

【0036】

ステップＳ７６では、第３パターン４３を第１パターン４１に重ねるために必要なレンズシフト量を導出する。図４Ｂの場合は、撮像画像を解析し、第１パターン４１の重心４１ｃ、及び、第３パターン４３の重心４３ｃを算出し、ＸＹ座標における重心４１ｃの座標と、重心４３ｃの座標との差分を求め、当該差分から必要なレンズシフト量を導出する。

【0037】

ステップＳ７７では、プロジェクター８１は、プロジェクター８３に対して、ステップＳ７６で導出されたレンズシフト量を用いてレンズシフトを行うように指示を出す。図４Ｂの場合、プロジェクター８３は、図中の矢印で示すように、第１パターン４１の重心４１ｃ位置に、第３パターン４３の重心４３ｃ位置を一致させるようにレンズシフトを行う。詳しくは、プロジェクター８３は、第３パターン４３が矢印のベクトルに沿って動くように、Ｘ（－）、及び、Ｙ（＋）方向に導出された量のレンズシフトを実行する。レンズシフトが終了すると、ステップＳ７３に戻る。

【0038】

ステップＳ７３では、プロジェクター８１は、撮像装置１９により、レンズシフト実行後の複合画像を撮像する。図４Ｃに示すように、レンズシフト後の第３パターン４３は、第１パターン４１と略重なった状態となっている。
ステップＳ７４では、プロジェクター８１は、撮像画像において、第１パターン４１の面積に対する第３パターン４３の重なり部分の面積が８０％以上であるか否か判断する。図４Ｃの場合は、第１パターン４１と第３パターン４３との重なり部分の面積が８０％以上であったため、第３パターン４３の位置合わせ処理は終了となる。なお、スレーブプロジェクターがまだある場合は、台数分、ステップＳ７３以降の処理を繰り返せば良い。

【0039】

複合画像が図４Ｃの状態になると、後の細部の位置合わせ処理は、前述した自動位置調整機能により行うことができる。

【0040】

以上述べたように、この制御方法によれば、プロジェクター８１は、プロジェクター８１による第１パターン４１、及び、プロジェクター８２による第２パターン４２を含む複合画像を撮像した撮像画像において、第１パターン４１に対する、第２パターン４２の重なり部分５１の面積が、所定の割合以上であるか否か判断する。所定の割合に満たない場合は、プロジェクター８２のレンズシフト機能により、第２パターン４２が、第１パターン４１に重なるようにレンズシフトさせる。よって、凹凸などの被投射面の影響を受けにくい面積を用いて、投射画像の位置合わせを行うことができる。
従って、この制御方法によれば、被投射面の状態に係らずに、投射画像の位置を調整することができる。換言すれば、被投射面の状態に係らずに、投射画像の位置を調整可能な画像投射システム１００を提供できる。

【0041】

また、プロジェクター８２のレンズシフト機能によるレンズシフトは、撮像画像において、第１パターン４１の重心４１ｃの位置に、第２パターン４２の重心４２ｃの位置を一致させるように行われる。この方法によれば、第１パターン４１と、第２パターン４２との位置合わせは、重心位置を目標として行われる。撮像画像の解析において、重心位置はパターン画像が多少歪んでいても抽出可能である。
よって、重心位置に基づいて、第２パターン４２が第１パターン４１に重なるようにレンズシフトを行うことができる。

【0042】

また、第３パターン４３を投射する第３のプロジェクター８３がある場合、プロジェクター８１は、第１パターン４１、第２パターン４２、及び、第３パターン４３を含む複合画像を撮像した撮像画像において、第１パターン４１に対する第３パターン４３の重なり部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断する。所定の割合に満たない場合は、プロジェクター８３のレンズシフト機能により、第３パターン４３が、第１パターン４１に重なるようにレンズシフトさせる。
よって、３台のプロジェクターによる画像投射システムにも適用することができる。また、３台以上の場合も同様に、１台ずつ第１パターン４１を基準として投射画像の位置合わせを行うことができる。

【0043】

また、第１パターン４１の第１色調は緑色であり、第２パターン４２の第２色調は青色であり、第３パターン４３の第３色調は赤色に設定されている。
これによれば、全てのパターンが重なった部分は白色の投射画像となるため、位置調整の状況が視覚的に把握し易い。また、撮像画像の解析時に色情報を用いることができる。

【0044】

実施形態２
＊＊＊投射画像の位置調整方法－２＊＊＊
図５は、実施形態２に係る投射画像の位置調整方法の流れを示すフローチャートである。
ここでは、実施形態１とは異なるスタック画像投射時における画像投射システム１００の制御方法について、図５を主体に、適宜、他の図を交えて説明する。本実施形態の位置調整に係る制御方法は、スレーブプロジェクターが２台以上ある場合に好適であり、より効率的に投射画像の位置合わせを行うことができる。なお、実施形態１での説明と重複する部分は省略する。

【0045】

ステップＳ９１はステップＳ７１と同一である。図４Ｃに示すように、プロジェクター８１は、基準となる第１パターン４１を投射する。
ステップＳ９２はステップＳ７２と同一である。プロジェクター８２が第２パターン４２を投射し、プロジェクター８３が第３パターン４３を投射する。
ステップＳ９３はステップＳ７３と同一である。プロジェクター８１は、撮像装置１９により、図４Ｃに示す、第１パターン４１、第２パターン４２、及び、第３パターン４３を含む複合画像を撮像する。

【0046】

ステップＳ９４では、プロジェクター８１は、撮像画像において、全てのパターン画像が重なった重畳部分があるか否か判断する。重畳部分がある場合はステップＳ９５に進む。重畳部分がない場合はステップＳ９６に進む。ステップＳ９６では、重畳部分がないため、図３の標準処理のフローチャートに沿って１パターンずつ位置調整を行う。
図４Ｃの場合、第１パターン４１、第２パターン４２、及び、第３パターン４３が重なった重畳部分６１があるため、ステップＳ９５に進む。なお、重畳部分６１の色調は、第１パターン４１の緑色光、第２パターン４２の青色光、及び、第３パターン４３の赤色光が混色して白色となるため、色調の違いを利用して重なり部分を検出しても良い。

【0047】

ステップＳ９５では、プロジェクター８１は、撮像画像において、第１パターン４１の面積に対する、重畳部分６１の面積が所定の割合以上であるか否か判断する。詳しくは、撮像した撮像画像を解析し、第１パターン４１の面積、及び、３つのパターンが重なった重畳部分６１の面積を算出する。そして、第１パターン４１の面積に対する、重畳部分６１の面積が所定の割合以上であるか否か判断する。所定の割合以上の場合は、自動位置調整機能の範囲内となるため、位置合わせ処理は終了となる。所定の割合未満の場合は、ステップＳ９７に進む。図４Ｃの場合は、重畳部分６１の面積が、所定の割合としての８０％以上であったため、位置合わせ処理は終了となる。

【0048】

ステップＳ９７では、ステップＳ９５での解析結果から、位置調整が必要なパターン画像を抽出し、当該パターン画像におけるレンズシフト量を導出する。導出方法は、実施形態１での説明と同様である。
ステップＳ９８では、プロジェクター８１は、位置調整が必要なスレーブプロジェクターに対して、ステップＳ９７で導出されたレンズシフト量を用いてレンズシフトを行うよう指示を出す。レンズシフトが終了すると、ステップＳ９３に戻る。

【0049】

以上述べたように、この制御方法によれば、実施形態１での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
プロジェクター８１は、プロジェクター８１による第１パターン４１、プロジェクター８２による第２パターン４２、及び、プロジェクター８３による第３パターン４３を含む複合画像を撮像した撮像画像において、第１パターン４１、第２パターン４２、及び、第３パターン４３が重なった重畳部分６１の面積を求め、第１パターン４１に対する、重畳部分６１の面積が、所定の割合以上であるか否か判断する。所定の割合に満たない場合は、プロジェクター８２のレンズシフト機能、または、プロジェクター８３のレンズシフト機能により、第２パターン４２、または、第３パターン４３のうち、少なくとも一方が、第１パターン４１に重なるようにレンズシフトさせる。
よって、３つのパターンが重なった重畳部分６１の面積が、所定の割合以上である場合は、直ぐに粗調整を終了することができる。
従って、効率良く投射画像の位置を調整することができる。

【0050】

実施形態３
＊＊＊照合パターンの他の態様＊＊＊
図６は、照合パターンの他の態様を示す図であり、図４Ａに対応している。
上記各実施形態では、投射画像の位置合わせ用のテストパターンとして無地で全ベタのカラー画像を用いるとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、図６に示すパターン５５を用いても良い。

【0051】

図６のパターン５５は長方形をなしており、当該長方形の２本の対角線５７と、５つの小長方形５６とを含んだパターン画像である。小長方形５６は、パターン５５の長方形における４隅に１つずつ、中央に１つ配置されている。２本の対角線５７は、中央の小長方形５６の対角線と重なっている。
２本の対角線５７、及び、５つの小長方形５６は、同じ色調としている。例えば、３台のプロジェクターのテストパターンとする場合には、上記実施形態と同様に、緑色、青色、赤色のテストパターンとして用いれば良い。このパターンを用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0052】

実施形態４
＊＊＊マルチスクリーン投射における位置調整方法＊＊＊
上記各実施形態では、スタック投射時における投射画像の位置合わせ方法について説明したが、テストパターンの重なり面積を利用した位置合わせ方法は、マルチスクリーン投射を行う場合でも適用することができる。
例えば、２台のプロジェクターを用いて、上下に連続したタイリング画像を投射する場合、実施形態１と同様に、各プロジェクターに全ベタのパターン画像を投射させて、基準となる下側パターンに対する上側パターンの重なり面積が、所定の割合以上である場合は、重なり量が大きすぎるため、上側パターンを移動させる。所定の割合は、例えば１０％とする。これによれば、マルチスクリーン投射を行う場合においても、上記各実施形態と同様に複合画像の位置合わせを行うことができる。

【符号の説明】

【0053】

１０…制御部、１１…記憶部、１４…通信部、１５…画像情報入力部、１６…画像情報処理部、１７…ＯＳＤ処理部、１８…レンズ調整部、１９…撮像装置、３０…スクリーン、４１…第１パターン、４１ｃ…重心、４２…第２パターン、４２ｃ…重心、４３…第３パターン、４３ｃ…重心、４５…複合画像、５１…重なり部分、５２…重なり部分、５５…パターン、５６…小長方形、５７…対角線、６１…重畳部分、８１…プロジェクター、８２…プロジェクター、８３…プロジェクター、１００…画像投射システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】