(57)【要約】【課題】表示画像を劣化させることなくスクリーンに正対した位置にプロジェクタを容易に設置するための前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムを提供する。【解決手段】撮像部によって取得されたプロジェクタの前方の画像内のスクリーンの枠を認識して、制御部において、その形状によってプロジェクタとスクリーンの位置関係を検出する。そして、当該位置関係に関する情報から、プロジェクタをスクリーンに正対させるための移動方法を得て、当該移動方法に関する情報を画像化してプロジェクタの投影画像に表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面投影型プロジェクタと前面投影型プロジェクタから投影される画像を投影するスクリーンとを備えた前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムにおいて、
前記前面投影型プロジェクタは、
光源を有しており画像を投射する画像投射部と、
前記画像投射部から投射された画像を前記スクリーンに投影するための投影レンズ部と、
前記スクリーンを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像を解析することにより前記スクリーンの形状を認識するスクリーン認識部と、
前記スクリーン認識部で検出された前記スクリーンの形状に基づいて前記前面投影型プロジェクタをどのように移動若しくは回転させると前記前面投影型プロジェクタと前記スクリーンとが正対した位置に設置されるかを判断するとともに、当該判断に関する情報を出力する制御部と、
前記制御部から送信された情報に基づいて、どのように前記前面投影型プロジェクタを移動若しくは回転させるかを支援するための画面を作成する設置支援画像作成部と
を備えたことを特徴とする前面投影型プロジェクタの設置位置調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前面投影型プロジェクタ（投射型画像表示装置）の設置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前面投影型プロジェクタ（以下、単に「プロジェクタ」とも記載する。）の高機能化および低価格化に伴い、当該プロジェクタが使用される機会及び場所は拡がりつつある。また、プロジェクタの高輝度化および小型・軽量化が可能となったことにより、プロジェクタを持ち運んでプレゼンテーションを行うシーンも増加している。しかしながら、プロジェクタがスクリーンに対して正対させることなく設置された場合、投射画像は歪んでしまうが、最適な位置に素早くプロジェクタを設置することは困難であるため、多くの場合は画像が歪んだ状態のまま投射されているのが現状である。
【０００３】
こうした問題を解決するために、プロジェクタをスクリーンに対して正対した位置から外れた場所に設置する場合には、歪んだ画像を補正することでスクリーンに投影された画像を歪みのない画像とする技術もある。しかしながら、設定に時間を要することから当該技術が利用されることは少ない。特許文献１に開示されている技術は、画像の補正を自動化することで、従来困難だった画像の補正を容易に短時間で行うシステムである。
【特許文献１】特許公開２００５−３１８６５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術の場合、画像の補正を短時間で行うことは可能であるが、歪んだ画像を補正するため、プロジェクタをスクリーンに対して正対した位置から投影するのに比べ、少ない画素数で画像を表示させなければならず、画質が劣化するという問題点を有していた。
【０００５】
ここで、歪み補正による画質の劣化について、図８を用いて説明を行う。
スクリーンに正対した位置に設置されたプロジェクタから投影された画像は図８（ａ）に示すように歪みなく表示される。しかし、スクリーンに対して斜め方向から投影された場合、プロジェクタから遠い部分は画像が引き伸ばされ、図８（ｂ）に示すように画像全体が歪んでしまう。このような場合に歪み補正機能により、図８（ｃ）に示すように縮小表示させることで、画像の歪みは解消される。しかし、使用される画素数が減少するため画質の劣化が発生する。
【０００６】
その一方で、スクリーンに正対した位置にプロジェクタを設置することができれば、スクリーンには歪みのない画像が投影されるため、上記の問題は発生しない。しかし、通常はスクリーンとプロジェクタとは数メートルの距離を置いて設置されるため、プロジェクタをスクリーンに短時間のうちに正対させて設置することは困難である。
【０００７】
本発明はこうした従来技術の問題点を解消するためになされた発明であり、表示画像を劣化させることなくスクリーンに正対した位置にプロジェクタを容易に設置するための前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明における前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムは、前面投影型プロジェクタと前面投影型プロジェクタから投影される画像を投影するスクリーンとを備えた前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムにおいて、前記前面投影型プロジェクタは、光源を有しており画像を投射する画像投射部と、前記画像投射部から投射された画像を前記スクリーンに投影するための投影レンズ部と、前記スクリーンを撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された画像を解析することにより前記スクリーンの形状を認識するスクリーン認識部と、前記スクリーン認識部で検出された前記スクリーンの形状に基づいて前記前面投影型プロジェクタをどのように移動若しくは回転させると前記前面投影型プロジェクタと前記スクリーンとが正対した位置に設置されるかを判断するとともに、当該判断に関する情報を出力する制御部と、前記制御部から送信された情報に基づいて、どのように前記前面投影型プロジェクタを移動若しくは回転させるかを支援するための画面を作成する設置支援画像作成部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るシステムでは、プロジェクタに内蔵されたＣＣＤカメラに代表される撮像部によりプロジェクタの前方の画像を取得する。そして、取得した画像内のスクリーンの枠を認識し、その形状によってプロジェクタとスクリーンの位置関係を検出する。位置関係から、プロジェクタをスクリーンに正対させるための移動方法を得て、それをプロジェクタの投影画像に表示させることで、プロジェクタの設置調整を支援する手段を設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムによれば、画質の劣化を生じることなく、プロジェクタを、当該プロジェクタがスクリーンに対して傾いた状態（図７（ａ）参照）からスクリーンに正対した状態（図７（ｂ）参照）へと迅速に設置することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムの一実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態における設置位置調整システムは、プロジェクタ１１、当該プロジェクタ１１から投射された画像を投影するスクリーン１２を備えている。
【００１２】
プロジェクタ１１は、画像投射部１３、投影レンズ部１４、撮像部１５、スクリーン認識部１６、制御部１７、設置支援画像作成部１８、画像入力部１９、操作入力部２０を備えている。
画像投射部１３は、液晶パネルやＤＬＰパネルに代表される表示素子及びランプに代表される光源によりスクリーン１２に画像を投射する機能を有する。投影レンズ部１４は、画像投射部１３から投射された画像をスクリーン１２に投影する機能を有する。撮像部１５は、スクリーン１２を撮像する機能を有する。
【００１３】
スクリーン認識部１６は、撮像部１５で撮像された画像を解析するとともに、スクリーン１２のブラックマスク（黒枠）からスクリーン１２の形状を認識する機能を有する。制御部１７は、スクリーン認識部１６で検出されたスクリーンの形状からプロジェクタ１１をどの方向に移動させるとスクリーン１２と正対した位置に設置できるようになるかを解析して当該解析結果に関する情報を設置支援画像作成部１８に送信する機能を有する。また、制御部１７は、撮像部１５等を制御する機能も有する。
【００１４】
設置支援画像作成部１８は、制御部１７からの情報に基づいて、どのようにプロジェクタ１１を移動させるかを支援するための画面を作成する機能を有する。外部画像入力部１９には、図示しないコンピュータやビデオデッキ等から出力された画像が入力される。そして、操作入力部２０は、プロジェクタ１１に対して使用者が設置調整の開始などの操作を行う機能を有する。具体的に、操作入力部２０は、プロジェクタ１１本体に配設されているボタンスイッチで構成されている。
【００１５】
次に、前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムを用いてプロジェクタ１１をスクリーンに正対した状態に設置するための方法について説明する。
まず、設置調整者によってプロジェクタ１１の撮像部１５がスクリーン１２を撮像できる位置に設置されるとともに、プロジェクタ１１の電源がＯＮにされる。次に、設置調整者によってプロジェクタ１１の操作入力部２０が操作されるとともに、設置調整支援の開始命令が制御部１７に送信されることによって設置位置調整システムの動作が開始される。
【００１６】
図２に示すように、設置調整が開始されると制御部１７によって撮像部１５に対する撮像命令が出される。そして、撮像命令を受けた撮像部１５によってスクリーンの撮像が行われる（ステップＳ１）。撮像部１５によって撮像された画像はスクリーン認識部１６へと送られ、当該スクリーン認識部１６においてスクリーンの枠が認識されて画像中のスクリーン１２の形状が検出される（ステップＳ２）。
【００１７】
スクリーン認識部１６において検出されたスクリーンの形状は制御部１７へと送られ、当該制御部１７はスクリーン１２の形状をもとにプロジェクタ１１をどの方向に移動させればスクリーン１２に正対した状態で設置することができるかについての計算が行われる（ステップＳ３）。そして、当該計算によって得られた移動方向に関する情報は、設置支援画像作成部１８に送られ、当該設置支援画像作成部１８では移動方向に関する情報に合わせた画像が撮像部１５で撮像された画像に重ね合わせられて移動方向指示画像が作成される（ステップＳ４）。
【００１８】
移動方向指示画像は、画像投射部１３および投影レンズ部１４を経て、スクリーン１２に表示される（ステップＳ５）。そして、スクリーン１２に投影された移動方向指示画像に基づいてプロジェクタ１１の位置が調整される（ステップＳ６）。位置調整者がプロジェクタ１１の位置の調整を終了する場合には、操作入力部２０から位置調整終了指示が行われる（ステップＳ７）。位置調整終了指示が入力された場合には、位置調整システムは動作を終了し、入力がない場合にはスクリーン１２の撮像処理（ステップＳ１）に戻る。以後、スクリーン位置調整システムによってステップＳ１〜Ｓ６の処理が繰り返される。
【００１９】
次に、スクリーン認識部１６においてスクリーン位置を検出するための方法について説明する。
図３に示すように、通常、スクリーン１２の画像表示面はプロジェクタ１１の光を反射するように白色またはそれに準じた色となっており、その外側に光を反射しない黒色の枠２１が設けられている。スクリーン１２の認識にはこの極端な色の差が利用される。撮像部１５で撮像された撮像画像２２の中で色の境界点を認識して、これらをつないだものが境界線２３となる。次に境界線２３の交点２４を計算することで、スクリーン認識部１６はスクリーン１２の四隅の位置を得ることができる。
【００２０】
次に、プロジェクタ１１の傾きを検出する方法について説明する。
なお、当該プロジェクタ１１の傾きは、スクリーン認識部１６によって検出されたスクリーン１２の四隅の位置情報に基づいて、制御部１７で検出される。
図４（ａ）に示すように、スクリーン１２が左右の側辺を上面若しくは底面とする台形形状である場合には、制御部１７によって、プロジェクタ１１はスクリーン１２に正対した方法から左右の何れかに傾いていると判断される。具体的には、左辺３１の長さが右辺３２の長さよりも大きい場合には、制御部１７によって図４（ｂ）に示すようにプロジェクタ１１がスクリーン１２に正対した方法から右に傾いていると判断される。そして、プロジェクタ１１を左方向に回転させるべきであるという情報が設置支援画像作成部１８へと送信される。
【００２１】
一方、右辺３２の長さが左辺３１の長さよりも大きい場合には、プロジェクタ１１がスクリーン１２に正対した方法から左に傾いていると制御部１７によって判断される。そして、プロジェクタ１１を左方向に回転させるべきであるという情報が設置支援画像作成部１８へと送信される。また、左辺３１の長さと右辺３２の長さとが等しい場合には、制御部１７によってプロジェクタ１１がスクリーン１２に対して正対していると判断される。この場合、プロジェクタ１１を回転させるべきであるという情報は設置支援画像作成部１８へは送信されない。
【００２２】
また、図４（ｃ）に示すように、上辺３３の長さが下辺３４の長さよりも大きい場合には、図４（ｄ）に示すようにプロジェクタ１１はスクリーン１２に正対した位置よりも前方が上方向に傾いていると制御部１７によって判断される。そして、プロジェクタ１１を下方向に回転させるべきであるという情報が設置支援画像作成部１８へと送信される。また、上辺３３の長さが下辺３４の長さよりも小さい場合には、プロジェクタ１１はスクリーン１２に正対した位置よりも前方が下方向に傾いていると制御部１７によって判断される。そして、プロジェクタ１１を上方向に回転させるべきであるという情報が設置支援画像作成部１８へと送信される。
【００２３】
上辺３３の長さと下辺３４の長さとが等しい場合には、制御部１７によってプロジェクタ１１がスクリーン１２に対し正対していると判断される。この場合、プロジェクタ１１を回転させるべきであるという情報は設置支援画像作成部１８へは送信されない。
また、図４（ｅ）に示すように、左辺３１の長さと右辺３２の長さとが等しく、上辺３３の長さと下辺３４の長さとが等しく、左辺３１が垂直ではない場合には、図４（ｆ）に示すようにスクリーン１２に正対した位置からプロジェクタ１１は回転していると制御部１７によって判断される。そして、プロジェクタ１１を回転させるべきであるという情報が設置支援画像作成部１８へと送信される。
【００２４】
設置支援画像作成部１８では、制御部１７から送信された情報に基づいて、位置調整者がどのようにプロジェクタ１１を回転させればよいかを支援するための画面（図６（ａ）〜（ｆ）参照）が作成される。なお、制御部１７によって、プロジェクタ１１がスクリーン１２に対して正対していると判断された場合には、当該情報は設置支援画像作成部１８へは送信されない。したがって、設置支援画像作成部１８では、位置調整者がどのようにプロジェクタ１１を回転させればよいかを支援するための画面は作成されない。
【００２５】
次に、プロジェクタ１１の位置を検出する方法について説明する。
なお、当該プロジェクタ１１の位置は、スクリーン認識部１６によって検出されたスクリーン１２の四隅の位置情報、及び当該位置情報から得られたスクリーン１２の重心点３５の情報に基づいて、制御部１７で検出される。
プロジェクタ１１の傾きに関する情報が制御部１７から設置支援画像作成部１８へ送信されない場合には、プロジェクタ１１の位置の支援の必要性が判断される。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、スクリーン１２の左辺の長さと右辺の長さとが等しく、スクリーン１２の重心点３５が撮像画像２２の中心点３６よりも左にずれている場合には、図５（ｂ）に示すようにプロジェクタ１１はスクリーンの中心よりも、右側にずれていると制御部１７によって判断される。そして、プロジェクタ１１を左方向に平行移動させるべきであるという情報が設置支援画像作成部１８へと送信される。
【００２７】
また、図５（ｃ）に示すように、スクリーン１２の上辺の長さと下辺の長さとが等しく、スクリーン１２の重心点３５が撮像画像２２の中心点３６よりも上にずれている場合には、図５（ｄ）に示すようにプロジェクタ１１はスクリーン１２の中心よりも、下側にずれていると制御部１７によって判断される。そして、プロジェクタ１１を下方向に平行移動させるべきであるという情報が設置支援画像作成部１８へと送信される。
設置支援画像作成部１８では、制御部１７から送信された情報に基づいて、位置調整者がどのようにプロジェクタ１１を平行移動させればよいかを支援するための画面（図６（ｇ）〜（ｊ）参照）が作成される。
【００２８】
産業上の利用可能性
本発明にかかるプロジェクタの位置調整システムは、プロジェクタがスクリーンに正対してないことによる画像の歪みをなくすようにプロジェクタの位置調整を支援する手段を備えたことにより、迅速にプロジェクタの設置位置調整を行うという効果を有する。また、プロジェクタにＣＣＤカメラに代表される画像撮像機能と位置調整支援のソフトウェアのみの追加により実現が可能なため、前面投影型プロジェクタの設置位置調整システムとして有用である。
【００２９】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・プロジェクタに搭載された撮像部でプロジェクタの前方方向を撮像し、撮像された画像に写っているスクリーンの枠を検出することで、スクリーンの位置を取得する手段を備えたことを特徴とする前面投影型プロジェクタの設置位置調整システム。
【００３０】
・プロジェクタに搭載された撮像部でプロジェクタの前方方向を撮像し、撮像された画像に写っているスクリーンの枠を検出することで、スクリーンの形状を取得する手段と、前記前面投影型プロジェクタが前記スクリーンに対し最適な位置にないと判断された場合、前記前面投影型プロジェクタから前記スクリーンに対して、プロジェクタを最適な位置に設置するための移動方向を示す画像を投射する手段とを備えたことを特徴とする前面投影型プロジェクタの設置位置調整システム。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のプロジェクタの設置位置調整システムの構成図。
【図２】実施形態における処理の概要を示す処理フローチャート。
【図３】スクリーンの位置を認識するための説明図。
【図４】プロジェクタの傾きを検出する方法についての説明図。
【図５】プロジェクタの位置を検出する方法についての説明図。
【図６】（ａ）はプロジェクタ１１を左方向に回転させることを促す画像、（ｂ）はプロジェクタ１１を右方向に回転させることを促す画像、（ｃ）はプロジェクタ１１の前方を下方向に回転させることを促す画像、（ｄ）はプロジェクタ１１の前方を上方向に回転させることを促す画像、（ｅ）はプロジェクタ１１の左側を上方向、右側を下方向に回転させることを促す画像、（ｆ）はプロジェクタ１１の右側を上方向、左側を下方向に回転させることを促す画像、（ｇ）はプロジェクタ１１を左方向に平行移動させることを促す画像、（ｈ）はプロジェクタ１１を右方向に平行移動させることを促す画像、（ｉ）はプロジェクタ１１を上方向に平行移動させることを促す画像、（ｊ）はプロジェクタ１１を下方向に平行移動させることを促す画像。
【図７】本発明におけるプロジェクタの設置位置システムの効果の説明図。
【図８】従来におけるプロジェクタの設置位置調整システムの動作説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１１…前面投影型プロジェクタ、１２…スクリーン、１３…画像投射部、１４…投影レンズ部、１５…撮像部、１６…スクリーン認識部、１７…制御部、１８設置支援画像作成部。
【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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【図７】
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【図８】
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