(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のプロジェクタと、該複数のプロジェクタから投影される画像がつなぎ合わされて１枚の画像として写し出されるスクリーンと、前記スクリーンの前方に設置された計測カメラと、該計測カメラと接続された画像処理部と、該画像処理部と接続されたシームレス処理部と、該シームレス処理部に接続された前記各プロジェクタに対応した映像再生部と、該映像再生部に接続された同期制御部と、前記シームレス処理部とテスト画像発生部に接続され前記シームレス処理部とテスト画像発生部との切替えを行うとともに前記プロジェクタに接続された画像信号切替部とを備え、画面の調整時には該画像信号切替部により前記テスト画像発生部と前記プロジェクタとを接続するように切替えて前記テスト画像発生部から順次送信される制御信号により互いに非干渉で独立した画像を複数の前記プロジェクタで前記スクリーンに順次投影して前記計測カメラで順次計測して画面調整を行うことを特徴とするマルチプロジェクションシステム。
【請求項２】
投影される画像がつなぎ合わされて１枚の画像としてスクリーン上に写し出す複数台のプロジェクタとテスト画像発生部とを接続するように切替え、該テスト画像発生部からの信号により互いに非干渉で独立した画像を複数の前記プロジェクタで前記スクリーンに同時に投影して前記スクリーンの前方に設置された計測カメラで計測する工程を、設置されたプロジェクタの全てが計測されるまで繰り返して画面調整を行うことを特徴とするマルチプロジェクションシステムの画面調整方法。
【請求項３】
投影される画像がつなぎ合わされて１枚の画像としてスクリーン上に写し出す複数台のプロジェクタとテスト画像発生部とを接続するように切替え、該テスト画像発生部からの信号により隣接する投影画像同士がオーバーラップ領域で互いに重ならないように、同時に複数のプロジェクタから投影画像を前記スクリーンに同時に投影して前記スクリーンの前方に設置された計測カメラで計測する工程を、設置されたプロジェクタの全てが計測されるまで繰り返して画面調整を行うことを特徴とするマルチプロジェクションシステムの画面調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチプロジェクションシステムの画面調整方法に係り、特に短時間で画面調整ができるマルチプロジェクションシステムの画面調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来から存在する大光量のプロジェクタによってスクリーンに投射する大型プロジェクション装置を発展させたものとして、複数のプロジェクタからスクリーン上に画像を投影して１枚の画像として表示するマルチプロジェクションシステムが広く知られるようになっている。
【０００３】
このマルチプロジェクションシステムでは、複数の投影画像をスクリーン上でつなぎ合わせて１枚の画像にしているため、次のような工夫が必要となる。
【０００４】
第１に、各投影画像の歪みを補正する必要があるが、この歪みは投影画像の投射角度、つまり幾何光学的に生じる歪みの他にレンズ歪みに起因するプロジェクタ固有の歪みもある。この歪みの補正方法としては、投影画像に歪みが生じないようにプロジェクタの設置位置を設定する方法や投影画像に生じる歪みを打ち消す歪みを予め原画像に与えておく方法がある。しかし、いずれの方法でも投影された画像に生じる歪みを正確に検知する手段が必要であり、計測カメラやスクリーンに埋め込んだセンサーを使用する方法が知られている。
【０００５】
第２に、各投影画像の明るさと色補正を行う必要があるが、プロジェクタからの投影画像は、ランプの発光状態や分光器の特性の影響を少なからず受けるため、同じ画像信号を入力しても各投影画像の明るさと色は同じにはならない。そのため、プロジェクタからスクリーンに投影したテスト画像を計測カメラで撮影してそれぞれのプロジェクタから投影された画像の明るさと色の補正を行う方法が提案されている。
【０００６】
第３に、各投影画像の繋ぎ合わせを行う必要があり、この繋ぎ合わせのために、予め隣接する投影画像にオーバーラップする領域を設けておき、この領域の画像の明るさを段階的に変化させることで繋ぎ合わせを行うブレンド処理が提案されている。このブレンド処理を実現するために、計測カメラをオーバーラップ領域の画像情報を抽出する手段として用いる方法が提案されている。
【０００７】
上述した第１から第３の処理を一般的に画面の調整作業と呼んでおり、マルチプロジェクションシステムの設置時、ランプの経年劣化による影響が生じた時のランプの交換時に行われる。
【０００８】
この画面の調整作業としては、例えば特開２００１−１６６３７７号公報に記載のように、全てのプロジェクタから同時にテスト画像を投影して、その画像を撮影して行うものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、プロジェクタに使用される液晶板やレンズの特性は個々のプロジェクタで異なるため、同じテスト画像をプロジェクタに入力して投影しても液晶板の固体差で発生する色ムラ，輝度ムラやレンズの特性差で発生する画像の歪みは避けることができないため、同じテスト画像でも同じ投影画像は得られない。液晶板の固体差やレンズの特性差は、液晶板やレンズの製造過程で発生するものであり、色ムラ，輝度ムラ，画像の歪みを予測することは困難である。
【００１０】
色ムラ，輝度ムラ，画像の歪みは、テスト画像を投影してそれを撮影することで初めて認識できるが、その最小単位は液晶板を構成する１画素である。したがって、１画素単位でテスト画像の認識ができなくては色ムラ，輝度ムラ，画像の歪みの補正はできない。
【００１１】
このため、発明者らは、１画素単位で撮影を厳密に実行するべく、個々のプロジェクタから時系列にテスト画像を投影することにした。
【００１２】
この方法は、特開２００１−１６６３７７号公報に記載の全てのプロジェクタで同時にテスト画像を投影する方法と比べると、隣り合う投影画像を同時に投影した場合、オーバーラップ領域で２つの画像が混在しているので、撮影結果から個々の画像情報を抽出することは困難であるが、隣り合う画像とオーバーラップする領域がないために全ての画素が他の画像からの影響を受けることがなく、独立に撮影することができる利点があり、個々のプロジェクタの１画素単位での画像処理ができるようになり色ムラ，輝度ムラ，画像の歪みの補正をプロジェクタの１画素単位で行えるようになった。
【００１３】
しかし、近年のマルチプロジェクションシステムの大規模化に伴いプロジェクタの台数が増加し、プロジェクタを１個ずつ時系列で投影する調整方法では調整に要する時間が長くなるという問題が生じる。
【００１４】
本発明の第１の目的は、調整作業での計測カメラによるテスト画像の撮影時間を短くできるマルチプロジェクションシステム及びその画面調整方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のマルチスクリーンシステムは、複数台のプロジェクタと、該複数のプロジェクタから投影される画像がつなぎ合わされて１枚の画像として写し出されるスクリーンと、前記スクリーンの前方に設置された計測カメラと、該計測カメラと接続された画像処理部と、該画像処理部と接続されたシームレス処理部と、該シームレス処理部に接続された前記各プロジェクタに対応した映像再生部と、該映像再生部に接続された同期制御部と、前記シームレス処理部とテスト画像発生部に接続され前記シームレス処理部とテスト画像発生部との切替えを行うとともに前記プロジェクタに接続された画像信号切替部とを備え、画面の調整時には該画像信号切替部により前記テスト画像発生部と前記プロジェクタとを接続するように切替えて前記テスト画像発生部から順次送信される制御信号により互いに非干渉で独立した画像を複数の前記プロジェクタで前記スクリーンに同時に順次投影して前記計測カメラで順次計測して画面調整を行うことを特徴とする。
【００１６】
又、マルチプロジェクションシステムの画面調整方法は、投影される画像がつなぎ合わされて１枚の画像としてスクリーン上に写し出す複数台のプロジェクタとテスト画像発生部とを接続するように切替え、該テスト画像発生部からの信号により互いに非干渉で独立した画像を複数の前記プロジェクタで前記スクリーンに同時に投影して前記スクリーンの前方に設置された計測カメラで計測する工程を、設置されたプロジェクタの全てが計測されるまで繰り返して画面調整を行うことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１から図６により説明する。図１は、本実施例のマルチプロジェクションシステムの構成図である。
【００１８】
図１に示すように、マルチプロジェクションシステムは、１枚のスクリーン１００の背面に設置される例えば１２台のプロジェクタ１０１〜１１２と、スクリーン１００の前方に設置される計測カメラ１２０と、計測カメラ１２０に接続された画像処理部１２１と、画像処理部１２１に接続されたシームレス処理部１５０と、シームレス処理部１５０に接続された１２台分の映像再生部１３１〜１４２と、映像再生部１３１〜１４２に接続された同期制御部１３０と、テスト画像発生部１６０及びシームレス処理部１５０に接続され、テスト画像発生部１６０とシームレス処理部１５０との切替えを行うとともに、１２台のプロジェクタ１０１〜１１２に接続された画像信号切替部１７０で構成される。
【００１９】
画像投影手段である１２台のプロジェクタ１０１〜１１２から投影される画像が透過型のスクリーン１００上でつなぎ合わされて１枚の画像として映し出されるようになっている。このように、マルチプロジェクションシステムは、複数のプロジェクタから画像を透過型スクリーンの背面に投影してスクリーン上でつなぎ合わせて１枚の画像として表示するシステムである。スクリーン１００に投影された画像は、スクリーン１００の前方に設置された撮影手段としての計測カメラ１２０で撮影される。撮影された画像は、ＩＥＥＥ１３９４などのデジタル通信手段を介して画像処理部１２１に送られる。画像処理部１２１で処理された映像信号の補正データは、シームレス処理部１５０にデジタルデータで送られる。
【００２０】
シームレス処理部１５０では、映像再生部１３１〜１４２からの映像信号に画像処理部１２１から受信した補正データに基づいた補正処理をリアルタイムで行い、プロジェクタ１０１〜１１２で映像を投影してスクリーン１００上に繋ぎ目のない１枚の映像を映し出す。スクリーン上に繋ぎ目のない１枚の映像を映し出すためには、映像再生部１３１〜１４２で生成される映像フレームの同期をとる必要があり、同期制御部１３０で映像再生部１３１〜１４２で生成される映像フレームの同期を確保している。
【００２１】
一方、画面の調整作業においては、画像信号切替部１７０を切替えて、シームレス処理部１５０とプロジェクタ１０１〜１１２の接続を断として映像再生部１３１〜１４２からの映像信号はオフにし、テスト画像発生部１６０をプロジェクタ１０１〜１１２とを接続してテスト画像発生部１６０で生成される調整用のテスト画像を画像信号切替部１７０を介してスクリーン１００に投影する。
【００２２】
次に、このように構成されたマルチプロジェクションシステムの動作について説明する。画面の調整作業時は、画像信号切替部１７０のスイッチイングを行い、テスト画像発生部１６０をプロジェクタ１０１〜１１２とを接続してテスト画像発生部１６０で作り出すテスト画像を１２台のプロジェクタ１０１〜１１２で投影してスクリーン１００に表示する。この時、プロジェクタ１０１〜１１２からの隣り合う投影画像は、図２に示すように、オーバーラップ領域を有するように投影される。
【００２３】
例えば、プロジェクタ１０１の投影画像とプロジェクタ１０２の投影画像、プロジェクタ１０５の投影画像とプロジェクタ１０６の投影画像およびプロジェクタ１０９の投影画像とプロジェクタ１１０の投影画像はオーバーラップ領域２０１で重なっている。又、プロジェクタ１０２の投影画像とプロジェクタ１０３の投影画像、プロジェクタ１０６の投影画像とプロジェクタ１０７の投影画像およびプロジェクタ１１０の投影画像とプロジェクタ１１１の投影画像はオーバーラップ領域２０２で重なっている。同様に、その他の隣り合うプロジェクタの投影画像も図２に示すオーバーラップ領域２０１〜２０５のいずれかで重なっており、四隅の投影画像は２つのオーバーラップ領域で、スクリーン１００の辺に位置する投影画像は３つのオーバーラップ領域で、スクリーン１００の中央部の投影画像は４つのオーバーラップ領域で重なっている。このように、画面の調整作業の第１段階では、各投影画面にオーバラップ領域ができるように調整する。
【００２４】
次に、図３に示す流れ図に従って処理が行われる。ステップ２１１では、奇数行，奇数列のプロジェクタからテスト画像が投影される。ここで、奇数行，奇数列とは、図４に示すように、便宜上、左端の列を第１列とし、最上段を第１行として定義している。この定義では、図４に示すように、プロジェクタ１０１，１０３，１０９，１１１の４つプロジェクタから同時にテスト画像がスクリーン１００に投影される。
【００２５】
このようにテスト画像を投影することにより、図４に示されるように、互いに非干渉で独立した４つの投影画像が投影される。ステップ２１２で、これら４つの投影画像を計測カメラ１２０で１回計測して画像処理することにより、プロジェクタ１０１，１０３，１０９，１１１をそれぞれ１個ずつ時系列に投影して、投影画像を計測カメラ１２０で計測した場合と同じ情報が得られる。画像処理することにより得られた１画素単位でのテスト画像の情報により色ムラ，輝度ムラ，画像の歪みの補正データとして記憶される。
【００２６】
このように、ステップ２１１，２１２では、４つの投影画像を計測カメラ１２０で１回計測して画像処理しているので、プロジェクタ１０１，１０３，１０９，１１１をそれぞれ時系列に投影して計測する４つの処理を行う従来の方法に比べて、４分の１以下の処理時間で完了できる。ここで、計測カメラ１２０で続けて複数回の計測した場合も１回の計測という。
【００２７】
ステップ２１３，２１４では、同様にして図５に示す奇数行，偶数列の４つのプロジェクタ１０２，１０４，１１０，１１２から同時にテスト画像をスクリーン１００に投影して計測カメラ１２０で１回計測して画像処理するので、時系列で撮影する場合に比べて４分の１以下の時間で完了でき、ステップ２１５，２１６では、２つのプロジェクタ１０５，１０７から同時にテスト画像をスクリーン１００に投影して計測カメラ１２０で１回計測して画像処理するので、時系列で撮影する場合に比べて２分の１以下の時間で完了できる。ステップ２１７，２１８でも同様に２つのプロジェクタ１０６，１０８から同時にテスト画像をスクリーン１００に投影して計測カメラ１２０で１回計測して画像処理するので、時系列で撮影する場合に比べて２分の１以下の時間で完了できる。この処理手順により全てのプロジェクタからテスト画像をスクリーン１００に投影して計測カメラ１２０で計測することを完了できる。
【００２８】
このように、計測カメラ１２０で４回計測することにより、プロジェクタ１２台の計測が完了するので、プロジェクタ１２台を時系列に１２回計測した場合と比較すると３分の１以下の時間で計測を完了することができる。
【００２９】
又、隣接する投影画像同士がオーバーラップ領域で互いに重ならないように、同時に複数のプロジェクタから投影画像を投影することで、プロジェクタから投影画像を１個ずつ投影する場合のようにプロジェクタ個々の１画素単位での撮影を可能とするとともに撮影時間の短縮により調整作業時間の短縮を図ることができる。
【００３０】
図６は、図３の流れ図に示す画像投影パターンとは別の画像投影パターンの流れ図である。この例では、ステップ２２１で、図５に示すように奇数行，偶数列のプロジェクタから、すなわちプロジェクタ１０２，１０４，１１０，１１２の４つプロジェクタから同時にテスト画像がスクリーン１００に投影される。ステップ２２３，２２４では、同様にして図４に示す奇数行，奇数列の４つのプロジェクタ１０１，１０３，１０９，１１１から同時にテスト画像をスクリーン１００に投影して計測カメラ１２０で１回計測して画像処理する。続いてステップ２２５，２２６で２つのプロジェクタ１０６，１０８から同時にテスト画像をスクリーン１００に投影して計測カメラ１２０で１回計測して画像処理し、ステップ２２７，２２８では、２つのプロジェクタ１０５，１０７から同時にテスト画像をスクリーン１００に投影して計測カメラ１２０で１回計測して画像処理する。
【００３１】
このように、図６に示すフローでも撮影回数はステップ２１２，２１４，２１６，２１８の４回で完了でき、プロジェクタ１２台を時系列に１２回計測した場合と比較すると３分の１以下の時間で完了できる。
【００３２】
なお、縦３台，横３台のプロジェクタ９台で、奇数行，奇数列に同時に４台からテスト画像を投影する場合は、全台数９台中の４台で同時に投影しているので９分の４と割合が最も多くなり、図４，図５に示す状態では、全プロジェクタ１２台中の４台で３分の１である。プロジェクタの台数が増えていくとこの割合は４分の１に漸近していく。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のテスト画像を同時に投射して個々のプロジェクタの画像情報を得ることができるため、調整作業時間の短縮ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のマルチプロジェクションシステムの構成図である。
【図２】
投影画像の位置関係を示す平面図である。
【図３】投影方法の処理を示す流れ図である。
【図４】投影方法の一例を示す平面図である。
【図５】投影方法の一例を示す平面図である。
【図６】投影方法の処理を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００…スクリーン、１０１〜１１２…プロジェクタ、１２０…計測カメラ、１２１…画像処理部、１３０…同期制御部、１３１〜１４２…映像再生部、１５０…シームレス処理部、１６０…テスト画像発生部、１７０…画像信号切替部、２０１〜２０５…オーバーラップ領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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