(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１投影装置と、前記第１投影装置による投影領域と一部重複するように画像を投影する第２投影装置とを制御する投影制御装置であって、
前記第１投影装置及び前記第２投影装置それぞれに投影させる画像を入力する入力手段と、
前記第１投影装置及び前記第２投影装置の投影領域が重複する重複領域における基準ゲインパターンそれぞれに、前記重複領域の部分領域に所定のゲインパターンを付与する付与手段と、
前記入力手段から入力された画像それぞれと、前記付与手段から得られるゲインパターンそれぞれとに基づいて、前記第１投影装置に投影させる第１画像と、前記第２投影装置に投影させる第２画像とを生成し、前記第１投影装置と前記第２投影装置それぞれに投影させる制御手段と
を有し、
前記第１画像および前記第２画像が前記重複領域において所定の位置関係となるよう投影されている場合には、前記部分領域と前記部分領域以外の領域との境界は視認できず、前記第１画像および前記第２画像が前記重複領域において前記所定の位置関係となるよう投影されていない場合には、少なくとも前記第１画像および前記第２画像いずれか一方における前記境界は視認できることを特徴とする投影制御装置。
【請求項２】
前記入力手段から入力された画像それぞれは輝度が均一な画像であり、
前記第１画像は、前記重複領域において、前記部分領域以外の領域では、前記第１画像の端部に近づくほど輝度が下がり、前記部分領域においては一定の輝度を有し、
前記第２画像は、前記重複領域において、前記部分領域以外の領域では、前記第２画像の端部に近づくほど輝度が下がり、前記部分領域においては一定の輝度を有することを特徴とする請求項１に記載の投影制御装置。
【請求項３】
前記第１投影装置により前記第１画像を投影された投影領域と前記第２投影装置による前記第２画像を投影された投影領域との撮影画像を用いて、前記第１投影装置と前記第２投影装置の少なくとも何れかの投影位置を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の投影制御装置。
【請求項４】
前記付与手段は、前記第１投影装置のための基準ゲインパターンのうち、前記部分領域には、所定のゲインが加算され、且つ、前記第２投影装置のための基準ゲインパターンのうち、前記部分領域には、前記所定のゲインが減算されるよう、前記所定のゲインパターンを付与することを特徴とする請求項１乃至３のうち、何れか１項に記載の投影制御装置。
【請求項５】
前記第１投影装置のための基準ゲインパターンは、前記第１投影装置の投影領域のうち、前記重複領域内のゲインが前記第２投影装置の投影領域に近づくほど下がるゲインパターンであり、
前記第２投影装置のための基準ゲインパターンは、前記第２投影装置の投影領域のうち、前記重複領域内のゲインが前記第１投影装置の投影領域に近づくほど下がるゲインパターンであることを特徴とする請求項４に記載の投影制御装置。
【請求項６】
前記加算されるゲインの値と前記減算されるゲインの値は一致することを特徴とする請求項４又は５に記載の投影制御装置。
【請求項７】
前記調整手段は、前記所定のゲインが加算された位置と、前記所定のゲインが減算された位置との差異を、前記撮影画像を用いることによって特定し、当該差異が小さくなるように、前記第１投影装置と前記第２投影装置の少なくとも何れかの投影位置を調整することを特徴とする請求項３に記載の投影制御装置。
【請求項８】
前記部分領域は、所定の形状を有する図形の位置に対応することを特徴とする請求項３又は７に記載の投影制御装置。
【請求項９】
前記入力手段から入力された画像それぞれは輝度が均一な画像であり、
前記第１画像は、前記重複領域において、前記部分領域以外の領域では、前記第１画像の端部に近づくほど輝度が下がり、前記部分領域においては一定の輝度を有し、
前記第２画像は、前記重複領域において、前記部分領域以外の領域では、前記第２画像の端部に近づくほど輝度が下がり、前記部分領域においては一定の輝度を有するものであって、
さらに、前記第１投影装置により前記第１画像を投影された投影領域と前記第２投影装置による前記第２画像を投影された投影領域との撮影画像を用いて、前記撮影画像における投影領域のうち、輝度が均一ではない画素を検出することにより、前記第１投影装置と前記第２投影装置の少なくとも何れかの投影位置のずれを検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の投影制御装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、検出した輝度が均一ではない画素に基づいて、ずれ量を算出することを特徴とする請求項９に記載の投影制御装置。
【請求項１１】
第１投影装置と、前記第１投影装置による投影領域と一部重複するように画像を投影する第２投影装置とを制御する投影制御装置が実行する投影制御方法であって、
前記第１投影装置及び前記第２投影装置それぞれに投影させる画像を入力する入力ステップと、
前記第１投影装置及び前記第２投影装置の投影領域が重複する重複領域における基準ゲインパターンそれぞれに、前記重複領域の部分領域に所定のゲインパターンを付与する付与ステップと、
前記入力ステップにおいて入力された画像それぞれと、前記付与ステップにおいて付与されたゲインパターンそれぞれとに基づいて、前記第１投影装置に投影させる第１画像と、前記第２投影装置に投影させる第２画像とを生成し、前記第１投影装置と前記第２投影装置それぞれに投影させる制御ステップと
を含み、
前記第１画像および前記第２画像が前記重複領域において所定の位置関係となるよう投影されている場合には、前記部分領域と前記部分領域以外の領域との境界は視認できず、前記第１画像および前記第２画像が前記重複領域において前記所定の位置関係となるよう投影されていない場合には、少なくとも前記第１画像および前記第２画像いずれか一方における前記境界は視認できることを特徴とする投影制御方法。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項１乃至１０のうち、何れか１項に記載の投影制御装置として動作させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投影制御装置、投影制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のプロジェクタからの投影画像を投写面にタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイが知られている。このようなマルチプロジェクションディスプレイにおいては、各投影画像の投写面上での位置調整の精度が投影画像の品質に大きな影響を与える。
【０００３】
そこで、複数の投影装置から投射する調整用画像をカメラで撮影し、評価値を算出し、算出した評価値に基づいて投影画像の位置調整をする技術がある（特許文献１）。
また、可視および非可視画像を同時に投影し、投影システムをオフラインにすることなく複合型表示装置の自動較正のための非可視較正パターンを監視することで、連続自動調整する技術がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０４３２７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で開示された技術は、位置調整をするために各プロジェクタから投影位置を調整するためにテストパターンを投影し、前記投影画像を撮像し、位置調整をする。そのため、プロジェクタの投影位置がずれた場合、位置調整する度に一旦コンテンツ画像の投影を中断しなくてはいけないという課題がある。
【０００６】
また、特許文献２で開示された技術は、非可視(赤外線)光を用いてテストパターンを投射する。そのため、非可視光パターンを投影及び検出するための装置が必要になってしまうという課題がある。
本発明は前述の問題点に鑑み、より簡潔な構成で、コンテンツ画像の投影を中断しないで位置調整を行うことができるようにすることを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の投影制御装置は、第１投影装置と、前記第１投影装置による投影領域と一部重複するように画像を投影する第２投影装置とを制御する投影制御装置であって、前記第１投影装置及び前記第２投影装置それぞれに投影させる画像を入力する入力手段と、前記第１投影装置及び前記第２投影装置の投影領域が重複する重複領域における基準ゲインパターンそれぞれに、前記重複領域の部分領域に所定のゲインパターンを付与する付与手段と、前記入力手段から入力された画像それぞれと、前記付与手段から得られるゲインパターンそれぞれとに基づいて、前記第１投影装置に投影させる第１画像と、前記第２投影装置に投影させる第２画像とを生成し、前記第１投影装置と前記第２投影装置それぞれに投影させる制御手段とを有し、前記第１画像および前記第２画像が前記重複領域において所定の位置関係となるよう投影されている場合には、前記部分領域と前記部分領域以外の領域との境界は視認できず、前記第１画像および前記第２画像が前記重複領域において前記所定の位置関係となるよう投影されていない場合には、少なくとも前記第１画像および前記第２画像いずれか一方における前記境界は視認できることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、逆位相パターンを重畳領域に投影することでコンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステムの自動位置調整を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における逆位相パターン付与前後の階調値特性を説明する図である。
【図３】第１の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整手順を説明するフローチャートである。
【図４】投影位置ずれ発生時の階調値特性を説明する図である。
【図５】第２の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態における投影位置ずれ検出/調整処理実施組合せ順序を説明する図である。
【図８】第３の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に関わる２つの投影装置でのマルチプロジェクションディスプレイの概略構成の一例を示す図である。本構成図において、１０は情報処理装置、２０Ａ及び２０Ｂは投影装置である。また、３０は撮像装置、４０はマルチ投影画像、５０はテストパターン付与領域である。投影装置２０Ａ、２０Ｂは、所定の重畳領域を持って投射する。
【００１１】
重畳領域は、所謂エッジブレンド技術で輝度が均一になるようにブレンドする。これにより、複数の投影装置で１枚のシームレスな画像となるように投射可能とする。
また、情報処理装置１０は入力部１００、補正部２００、付与部３００、および算出部４００で構成される。
【００１２】
入力部１００は、各投影装置２０Ａ、２０Ｂが投射する画像を送出するものである。送出される画像は、マルチスクリーン画面における所定の重複領域を考慮して予め投射用に分割されている。あるいは、調整状況に応じて重複領域を考慮して分割した画像を送出可能なものでもよい。
【００１３】
付与部３００は、各投影装置への投影画像における重畳領域の任意の箇所に、少なくとも１つ以上の逆位相パターンを付与する。例えば、図２（Ａ）に全白画像を投射した場合の投影装置２０Ａの階調特性を２１Ａ、投影装置２０Ｂの階調特性を２１Ｂ、マルチ投影画像としての階調特性を２１Ｃに示す。
【００１４】
この階調特性に対し、重畳領域に本発明の逆位相パターンを付加した階調特性を図２（Ｂ）に示す。
図２（Ｂ）において、投影装置２０Ａの重畳領域において任意のテストパターン付与領域５０に有意な階調パターンを加算した階調特性を２１Ｄに示す。
もう一方の投影装置２０Ｂの重畳領域において階調特性２１Ｂの任意のテストパターン付与領域５０に有意な階調パターンを減算した階調特性を２１Ｅに示す。ここで、投影装置２０Ａおよび投影装置２０Ｂに付与する階調パターンは同一である。
【００１５】
このように、投影装置２０Ａの重畳領域では階調パターンを加算し、投影装置２０Ｂの重畳領域では階調パターンを減算することで、マルチ投影画像４０では付与した階調パターンが相殺される。そのため、２つの投影画像の位置が所定の関係となるように調整が正しくされた状態では階調パターンは非可視となる。なお、本実施形態では階調パターンを加算／減算するとしたが、これに限らずパターン付与領域の階調値をマルチ投影時に投影画像が同じになるように階調にゲインを掛けるようにしてもよい。
【００１６】
撮像装置３０は、投影装置２０Ａ及び２０Ｂが投射したマルチ投影画像４０を撮像する。撮像された撮像画像を算出部４００に取り込む。ここで、撮像装置３０はマルチ投影画像全体を撮像可能な一台で構成するように記載しているが、これに限るものではない。例えば、投影装置２０Ａ及び２０Ｂそれぞれの投影画像とその周辺を撮像可能な複数の撮像装置とすることも可能である。この場合、それぞれの撮像装置で撮影された撮像画像を算出部４００に取り込む。
【００１７】
算出部４００は、入力部１００から取得した入力画像を期待値として、撮像装置３０で取得された逆位相パターンを付与された投影画像と対応する画素の階調を比較し、比較した結果に基づいて投射位置のずれ検出とずれ量を算出する機能を有している。
補正部２００は、算出部４００で算出された評価値に基づいて、各投影装置２０Ａ、２０Ｂの投射位置を調整する機能を有している。
【００１８】
本構成におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整フローを図３のフローチャートに示す。このフローチャートの処理は、不揮発性メモリ（不図示）に記録されたプログラムをワークメモリ（不図示）に展開してＣＰＵ（不図示）が実行することで実現する。
まず、Ｓ３００において、ＣＰＵはマルチ投影画像の重畳領域内の任意の領域に逆位相パターンを付与し、各投影装置２０Ａ、２０Ｂに投影させる。
Ｓ３０１では、この逆位相パターンが付与されたマルチ投影画像の撮像データを撮像装置３０より取得する。
【００１９】
Ｓ３０２において、ＣＰＵは撮像データと入力部１００から取得した入力画像データを期待値とし、各対応する階調データを比較する。
Ｓ３０３において、ＣＰＵは階調データの一致確認を行い、不一致であった場合Ｓ３０４へ進む。ここで、不一致であった場合、逆位相のテストパターン付与領域５０において、ずれた分だけ階調値が期待値より低下もしくは上昇した画素が生じる。
【００２０】
この様子を図４に示す。
図４において、４０Ａ、４０Ｂは投影装置２０Ａ、２０Ｂの投影画像、５０Ａ、５０Ｂは２つの投影装置のそれぞれのテストパターン付与領域を示す。また、２１Ｅは投影位置のずれた投影画像４０Ｂの階調特性、２１Ｆはマルチ投影の階調特性である。
Ｓ３０４において、ＣＰＵは階調値が変化した画素を検出する。
【００２１】
次に、Ｓ３０５において、ＣＰＵはずれが生じた画素から、x方向、ｙ方向それぞれのずれ量を算出する。
Ｓ３０６において、ＣＰＵはＳ３０５で算出したずれ量から投影装置の投影位置を適宜調整する。
【００２２】
Ｓ３０３で一致であった場合、ＣＰＵはＳ３０４〜Ｓ３０６の処理を行わないで、そのままの投影状態を維持する。
ここまで説明したＳ３０１からＳ３０６を任意の時間間隔で繰り返す。これにより、シームレスな投影状態を維持する。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態ではマルチ投影の重畳領域に逆位相パターンを付与する。これにより、コンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステムの自動位置調整が実現可能となる。
【００２４】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に関わる２つの投影装置でのマルチプロジェクションディスプレイの概略構成の一例を示すブロック図である。
図５において、１１は情報処理装置、２１０Ａ及び２１０Ｂは投影装置、３０は撮像装置である。また、４０はマルチ投影画像、５０はテストパターン付与領域である。投影装置２１０Ａ、２１０Ｂは、所定の重畳領域を持って投射する。重畳領域は、所謂エッジブレンド技術で輝度が均一になるようにブレンドする。これにより、複数の投影装置で１枚のシームレスな画像となるように投射可能とする。以下、第１の実施形態で説明した構成要素と同様な構成要素については説明を省略する。
【００２５】
情報処理装置１１は入力部１０１、補正部２０１と算出部４０１で構成される。入力部１０１と算出部４０１は、第１の実施形態で説明した入力部１００と算出部４００と同様なので説明を省略する。
【００２６】
補正部２０１は、算出部４０１で取得された評価値に基づいて、各投影装置２１０Ａ、２１０Ｂの投射位置を調整する機能とテストパターン付与領域５０へ逆位相パターンを付与するための制御パラメータ送出する機能を有している。投影装置２１０Ａ及び２１０Ｂは付与部３０１と投影部２１０で構成されている。
【００２７】
付与部３０１は、情報処理装置１１から送出された制御パラメータを基に逆位相パターンを付与する機能を有している。制御パラメータはテストパターン付与領域５０の数および位置座標と付与するパターン情報を有している。
投影部２１０は、第１の実施形態で説明した投影装置２０Ａ及び２０Ｂと同等の機能を有している。
本実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整フローは第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態ではマルチ投影の重畳領域に逆位相パターンを付与する。これにより、コンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステムの自動位置調整が実現可能となる。
【００２９】
［第３の実施形態］
図６は、本発明の第３の実施形態に関わる４つの投影装置で構成したマルチプロジェクションディスプレイの概略構成の一例を示すブロック図である。
図６において、１０は情報処理装置、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄは投影装置、３０は撮像装置である。また、４０はマルチ投影画像であり、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ及び４０Ｄは４つの投影装置の各投影画像であり、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ及び５０Ｅはテストパターン付与領域である。４つの投影装置２０Ａ〜２０Ｄは、所定の重畳領域を持って投射する。
【００３０】
重畳領域は、所謂エッジブレンド技術で輝度が均一になるようにブレンドする。これにより、複数の投影装置で１枚のシームレスな画像となるように投射可能とする。なお、本実施形態のマルチプロジェクションディスプレイの構成要素は、投影装置の台数が増えたことを除き第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００３１】
本構成におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整フローを図８のフローチャートに示す。このフローチャートの処理は、不揮発性メモリ（不図示）に記録されたプログラムをワークメモリ（不図示）に展開してＣＰＵ（不図示）が実行することで実現する。
まず、Ｓ８０１において、ＣＰＵは調整対象となる隣接する２つの投影装置を決定する。本実施形態では、図７（１）から（４）に示す順番とする。例えば、図７（１）では、対象投影装置は２０Ａ及び２０Ｂの投影画像４０Ａ及び４０Ｂである。なお、順番の決め方はこれに限るものではない。
【００３２】
Ｓ８０２において、ＣＰＵはテストパターン付与領域５０Ａ、５０Ｂに逆位相パターン付与する。
Ｓ８０３において、ＣＰＵは逆位相パターンが付与されたマルチ投影画像の撮像データを撮像装置３０より取得する。このとき、対象外の投影装置は割り当てられた投影画像の投影を継続する。
Ｓ３０２〜Ｓ３０６で行われる処理は、前述した第１の実施形態と同様である。
【００３３】
Ｓ８０４において、ＣＰＵは各投影装置の投影位置の確認及び調整が終了したか否かを確認する。
終了していなければ、ステップＳ８０１へ戻る。終了していれば、逆位相パターンを付与しないで、そのままの投影状態を維持する。
ここまで説明したステップＳ８０１からＳ８０４の処理を任意の時間間隔で繰り返す。これにより、シームレスな投影状態を維持する。
【００３４】
本実施形態では４台の投影装置で構成した場合で説明したが、３台以上で構成する場合に適用可能である。
以上説明したように、本実施形態ではマルチ投影の全ての重畳領域に逆位相パターンを付与する。これにより、コンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステムの自動位置調整が実現可能となる。
【００３５】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  情報処理装置
２０Ａ  投影装置
２０Ｂ  投影装置
３０  撮像装置
４０  マルチ投影画像
５０  テストパターン付与領域
１００  入力部
２００  補正部
３００  付与部
４００  算出部
【図１】
0006544930.tif 000002
【図２】
0006544930.tif 000003
【図３】
0006544930.tif 000004
【図４】
0006544930.tif 000005
【図５】
0006544930.tif 000006
【図６】
0006544930.tif 000007
【図７】
0006544930.tif 000008
【図８】
0006544930.tif 000009