(57)【要約】【課題】所望の形状のスクリーンを形成できるようにすると共に、立体的に形成されたスクリーンに映像を映し出して臨場感のある映像を実現できるようにする。【解決手段】映像信号を処理してスクリーン１０に映像を映し出す場合であって、このスクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成し、映像信号から映像情報を抽出して映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲに３分割し、当該映像情報に基づいてスクリーン１０の映写領域の各々に映像を照射するものである。この例では、映像の構図を解析し、解析された構図情報に基づいて映像情報を３分割し、また、この構図情報に基づいてスクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する。【選択図】  図１
2008281872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を処理してスクリーンに映像を映し出すシステムであって、
前記スクリーンを巻き取り又は前記スクリーンが引き出されて当該スクリーンを伸縮するスクリーン伸縮手段と、
前記スクリーン伸縮手段により伸縮される前記スクリーンに角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する映写領域形成手段と、
前記映像信号を入力し、当該映像信号から映像情報を抽出して分割する映像処理装置と、
前記映像処理装置により分割された映像情報を入力し、当該分割された映像情報を前記スクリーンの映写領域の各々に照射する複数の映写機と
を備えることを特徴とする映像処理システム。
【請求項２】
前記複数の映写機は、
前記スクリーンの背後に設置され、当該スクリーンの映写領域の各々に映像を照射することを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項３】
前記映写領域形成手段は、
前記スクリーンを区画して角度の異なる映写領域を設けるための領域区画部材と、
前記領域区画部材を移動させる移動機構と、
前記移動機構を駆動する駆動部とを備え、
前記領域区画部材により前記スクリーンの所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域を当該スクリーンに自動的に複数形成することを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項４】
前記映像処理装置は、
前記映像情報の動きベクトルに基づいて前記映像の構図を解析する映像構図解析部と、
前記映像構図解析部により解析された結果に基づいて前記映像情報を分割する映像情報分割部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項５】
前記映像構図解析部は、
前記映像情報のエッジ検出および長線分検出を行って主たる構図の構成要素線を抽出し、
当該映像情報の構成要素線に基づいて前記映像の構図を解析することを特徴とする請求項４に記載の映像処理システム。
【請求項６】
前記映像構図解析部は、
前記映像信号に映像の境界を示す角情報が含まれる場合であって、
当該角情報に基づいて前記映像の構図を解析することを特徴とする請求項４に記載の映像処理システム。
【請求項７】
前記映写領域形成手段は、
前記映像構図解析部により解析された結果に基づいて前記スクリーンに角度の異なる映写領域を自動的に複数形成することを特徴とする請求項４に記載の映像処理システム。
【請求項８】
前記映写機は、
前記映像構図解析部により解析された結果に基づいて当該映写機の位置を移動することを特徴とする請求項４に記載の映像処理システム。
【請求項９】
前記映像処理装置は、
前記分割された映像情報を幾何変換する映像幾何変換手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項１０】
前記映写領域形成手段を操作する操作部と、
前記操作部により操作された前記映写領域形成手段によって形成されたスクリーンの形状を検出する検出部とを備え、
前記映像処理装置は、
前記検出部からの検出信号に基づいて前記映像情報を分割することを特徴とする請求項１に記載の映像処理システム。
【請求項１１】
映像信号を処理してスクリーンに映像を映し出す方法であって、
前記スクリーンに角度の異なる映写領域を自動的に複数形成するステップと、
前記映像信号を入力し、当該映像信号から映像情報を抽出して分割するステップと、
分割された前記映像情報を入力し、当該分割された映像情報を前記スクリーンの映写領域の各々に照射するステップと
を有することを特徴とする映像処理方法。
【請求項１２】
照射される映像を映し出すスクリーンと、
前記スクリーンを巻き取り又は前記スクリーンが引き出されて当該スクリーンを伸縮するスクリーン伸縮手段と、
前記スクリーン伸縮手段により伸縮される前記スクリーンの所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域を前記スクリーンに自動的に複数形成する映写領域形成手段と
を備えることを特徴とするスクリーン装置。
【請求項１３】
前記映写領域形成手段は、
前記スクリーンを区画して角度の異なる映写領域を設けるための領域区画部材と、
前記領域区画部材を移動させる移動機構と、
前記移動機構を駆動する駆動部とを備え、
前記領域区画部材により前記スクリーンの所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域を当該スクリーンに自動的に複数形成することを特徴とする請求項１２に記載のスクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放送やパッケージメディアなどの映像をスクリーンに映し出すプロジェクタシステムに適用可能な映像処理システム、映像処理方法及びスクリーン装置に関する。詳しくは、スクリーン面に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成し、映像信号から映像情報を抽出して分割し、当該分割された映像情報をスクリーンの映写領域の各々に照射することで、立体的に形成されたスクリーンに映像を映し出して臨場感のある映像を実現できるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放送やパッケージメディアから映像信号を入力してプロジェクタによりスクリーンに映像を映し出すことが行われている。例えば、プロジェクタをスクリーンの前面側又は背面側に配置し、当該プロジェクタにＤＶＤなどの映像を再生するプレイヤーを接続してスクリーンに映像を映し出す。
【０００３】
通常、一つの平面のスクリーンに映像を映し出すが、複数のスクリーンを並べて組み合わせて視聴者を取り囲む形にスクリーンを配置する場合がある。複数のプロジェクタを用いて、このように配置された各スクリーンに映像を照射する。これにより、臨場感のある映像を表示することができる。
【０００４】
このような従来例に係る映像再生方法に関連して特許文献１には、背面投写型表示装置が開示されている。この背面投写型表示装置によれば、スクリーンの中央部を固定した状態で、スクリーンの両端部が視聴者側へ向かって移動する。これにより、スクリーンが平面から凹曲面に変形するので、視聴者は、凹曲面形状をなす映像によって取り囲まれた感じを受けることになり、臨場感が高まる。
【０００５】
また、特許文献２には、ディスプレイが開示されている。このディスプレイによれば、２つの表示パネルを所定角度を持って接続して構成し、表示対象である映像の部分映像およびその変形態様を制御するものである。これにより、表示パネルの位置関係に関わらず歪みのない映像が表示できるようになる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２３９７６９号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】特開２００５−１１５０６９号公報（第９頁、第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来例に係る映像表示方法によれば、複数のスクリーンを並べて組み合わせて視聴者を取り囲む形に配置されたスクリーンに、プロジェクタにより映像を照射している。しかしながら、このように複数のスクリーンを並べて組み合わせた場合、スクリーンが部屋のスペースを占拠して部屋のスペースの使用効率を下げると共に、スクリーンを使用していないときの見栄えが悪かった。
【０００８】
また、複数のスクリーンの位置関係を変更する場合は、スクリーンの移動は人手で行われ位置関係の再現性に乏しかった。更に、移動にはそれなりの労力を要するので、手軽にスクリーンの配置を変えて楽しむような視聴形態はあまり普及していないのが現状である。
【０００９】
また、特許文献１に記載の背面投写型表示装置によれば、スクリーンを凹曲面状に形成できても、凹曲面以外のスクリーン形状を形成することが難しく、スクリーンの変形パターンが限られる問題がある。また、特許文献２に記載のディスプレイによれば、２つの表示パネルの配置パターンが限られ、所望の形状のディスプレイを構成することが困難である。
【００１０】
そこで、本発明はこのような従来例に係る課題を解決したものであって、所望の形状のスクリーンを形成できるようにすると共に、立体的に形成されたスクリーンに映像を映し出して臨場感のある映像を実現できるようにした映像処理システム、映像処理方法及びスクリーン装置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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明に係る映像処理システムは、映像信号を処理してスクリーンに映像を映し出すシステムであって、前記スクリーンを巻き取り又は前記スクリーンが引き出されて当該スクリーンを伸縮するスクリーン伸縮手段と、前記スクリーン伸縮手段により伸縮される前記スクリーンに角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する映写領域形成手段と、前記映像信号を入力し、当該映像信号から映像情報を抽出して分割する映像処理装置と、前記映像処理装置により分割された映像情報を入力し、当該分割された映像情報を前記スクリーンの映写領域の各々に照射する複数の映写機とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る映像処理システムによれば、映像信号を処理してスクリーンに映像を映し出す場合であって、スクリーン伸縮手段は、スクリーンを巻き取り又はスクリーンが引き出されて当該スクリーンを伸縮する。映写領域形成手段は、スクリーン伸縮手段により伸縮されるスクリーンに角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する。映像処理装置は、映像信号から映像情報を抽出して分割する。複数の映写機は、映像処理装置により分割された映像情報をスクリーンの映写領域の各々に照射する。これにより、角度の異なる映写領域が複数形成されたスクリーンに、映像を映し出すことができる。
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明に係る映像処理方法は、映像信号を処理してスクリーンに映像を映し出す方法であって、前記スクリーンに角度の異なる映写領域を自動的に複数形成するステップと、前記映像信号を入力し、当該映像信号から映像情報を抽出して分割するステップと、分割された前記映像情報を入力し、当該分割された映像情報を前記スクリーンの映写領域の各々に照射するステップとを有することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係る映像処理方法によれば、映像信号を処理してスクリーンに映像を映し出す場合であって、立体的に形成されたスクリーンに映像を映し出すことができる。
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明に係るスクリーン装置は、照射される映像を映し出すスクリーンと、前記スクリーンを巻き取り又は前記スクリーンが引き出されて当該スクリーンを伸縮するスクリーン伸縮手段と、前記スクリーン伸縮手段により伸縮される前記スクリーンの所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域を前記スクリーンに自動的に複数形成する映写領域形成手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明に係るスクリーン装置によれば、スクリーンは、照射される映像を映し出す。スクリーン伸縮手段は、スクリーンを巻き取り又はスクリーンが引き出されて当該スクリーンを伸縮する。映写領域形成手段は、スクリーン伸縮手段により伸縮されるスクリーンの所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーンに自動的に複数形成する。これにより、複数の映写機を用いて映像を立体的に映し出すことができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る映像処理システム及び映像処理方法よれば、映像信号を処理してスクリーンに映像を映し出す場合であって、スクリーンに角度の異なる映写領域を自動的に複数形成し、これらのスクリーンの映写領域の各々に、分割された映像情報を照射するものである。
【００１８】
この構成によって、立体的に形成されたスクリーンに映像を映し出すことができる。これにより、現実に近い臨場感のある映像を実現できるようになる。
【００１９】
本発明に係るスクリーン装置によれば、巻き取り又は引き出されて伸縮されるスクリーンの所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する映写領域形成手段を備えるものである。
【００２０】
この構成によって、スクリーンの形状を立体的に変形することができる。従って、立体的に形成されたスクリーンに映像が照射されることによって、現実に近い臨場感のある映像を映し出すことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
続いて、本発明に係る映像処理システム、映像処理方法及びスクリーン装置の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。
【００２２】
図１は、本発明に係る第１の実施例としてのリアプロジェクションシステム１００の構成例を示す斜視図である。図１に示すリアプロジェクション（背面投射型）システム１００は、放送やパッケージメディアなどから映像信号を入力して背面からスクリーンに映像を映し出すものである。このリアプロジェクションシステム１００は、映像処理装置１、３台のプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒ及びスクリーン装置３を備えて構成され、例えば部屋の壁などにビルドインされて設置される。これにより、部屋のスペースの使用効率を上げることができる。３台のプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒは、スクリーン装置３の背後に設置され、当該スクリーン装置３の映写領域の各々に映像を照射する。
【００２３】
スクリーン装置３は、スクリーン伸縮柱４Ｌ、４Ｒ、スクリーン領域形成機構５及びスクリーン１０から構成される。左右のスクリーン伸縮柱４Ｌ、４Ｒはスクリーン伸縮手段の一例として機能し、スクリーン１０を巻き取り又はスクリーン１０が引き出されて当該スクリーン１０を伸縮する。この例で、スクリーン伸縮柱４Ｌ、４Ｒは、壁に開口された開口部の枠１１の両側端に回転自在に設置される。
【００２４】
スクリーン領域形成機構５は映写領域形成手段の一例を構成し、スクリーン伸縮柱４Ｌ、４Ｒにより伸縮されるスクリーン１０の所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーン１０に自動的に複数形成する。この例で、スクリーン領域形成機構５は、ボール螺子機構６Ｌ、６Ｒ、ポール７Ｌ、７Ｒ及び駆動部の一例として機能するスクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒを備える。スクリーン駆動部８Ｌは、ボール螺子機構６Ｌを駆動し、スクリーン駆動部８Ｒはボール螺子機構６Ｒを駆動する。ボール螺子機構６Ｌ、６Ｒは移動機構の一例として機能し、回転運動を直線運動に変換する。ボール螺子機構６Ｌは、一端がスクリーン伸縮柱４Ｌに回転自在に取り付けられ、ボール螺子機構６Ｒは、一端がスクリーン伸縮柱４Ｒに回転自在に取り付けられる。ポール７Ｌ、７Ｒは領域区画部材の一例であり、スクリーン１０を区画して角度の異なる映写領域を設けるようになされる。ポール７Ｌは、ボール螺子機構６Ｌ上を移動し、ポール７Ｒはボール螺子機構６Ｒ上を移動するようになされる。なお、ポール７Ｌ、７Ｒの素材には透明なアクリル樹脂などを使用し、視覚的に邪魔にならないようにする。また、移動機構としてボール螺子機構６Ｌ、６Ｒを用いたが、これに限らずエアーシリンダーなどポールを移動できる機構なら何でもよい。
【００２５】
映像処理装置１は、放送やパッケージメディアなどから入力した映像信号を、当該映像信号から映像情報を抽出して３つの映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲに分割する。
【００２６】
この例で、映像処理装置１は、抽出した映像情報の動きベクトルに基づいて映像の構図を解析する映像構図解析部２２（図６参照）を備える。映像処理装置１は、この映像構図解析部２２により解析された結果に基づいて映像情報を３つの映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲに分割すると共に、スクリーン形状を制御するための制御信号ＳＲin、ＳＬinを生成する。
【００２７】
映像処理装置１は、左右のスクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒに接続され、生成した制御信号ＳＬinをスクリーン駆動部８Ｌに出力し、制御信号ＳＲinをスクリーン駆動部８Ｒに出力する。スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、この制御信号ＳＬin、ＳＲinに基づいてボール螺子機構６Ｌ、６Ｒの各々を駆動して、スクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成させる。
【００２８】
また、映像処理装置１は、複数の映写機の一例であるプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに接続され、分割した３つの映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲを当該プロジェクタの各々に出力する。この例で、映像処理装置１は、映像情報ＳＤＬをプロジェクタ２Ｌに出力し、映像情報ＳＤＣをプロジェクタ２Ｃに出力し、映像情報ＳＤＲをプロジェクタ２Ｒに出力する。また、映像処理装置１は、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒに構図情報を出力する。
【００２９】
プロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒは、該当する映像情報及び構図情報に基づいて当該プロジェクタの映写方向を変更し、映像情報をスクリーン１０の映写領域の各々に照射する。これにより、所望の形状に形成されたスクリーン１０に映像を映し出すことができるようになる。従って、現実に近い臨場感のある映像を実現できるようになる。
【００３０】
図２は、スクリーン領域形成機構５の要部の構成例を示す斜視図である。図２に示すスクリーン領域形成機構５のボール螺子機構６Ｌは、レール６ａ、ボール螺子軸６ｂ、ナット６ｃ及びモータ６ｄから構成される。ボール螺子機構６Ｌのレール６ａは、一端がスクリーン伸縮柱４Ｌの下端部に回転自在に取り付けられている。この例で、このスクリーン伸縮柱４Ｌの下端部には、レール６ａを回転するためのモータ６ｅが取り付けられている。このモータ６ｅが回転することにより、レール６ａがスクリーン伸縮柱４Ｌを回転軸にして回転する。
【００３１】
レール６ａには溝部６ｇが形成され、この溝部６ｇにボール螺子軸６ｂが設置される。このボール螺子軸６ｂの一端には、モータ６ｄの回転軸が結合される。また、ボール螺子軸６ｂにはナット６ｃが螺合される。このナット６ｃには、ポール７Ｌが取り付けられる。ナット６ｃはレール６ａの溝部６ｇにスライド自在に係合される。
【００３２】
このように構成することで、モータ６ｄが例えば正回転するとボール螺子軸６ｂが正回転してナット６ｃがレール６ａ上を矢印Ｗの方向へ進行する。また、モータ６ｄが逆回転するとボール螺子軸６ｂが逆回転してナット６ｃがレール６ａ上を矢印Ｗの反対方向へ進行する。従って、ナット６ｃに取り付けられたポール７Ｌにより、スクリーン１０を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーン１０に自動的に形成することができる。
【００３３】
なお、スクリーン伸縮柱４Ｌは、ポール７Ｌの動きに合わせてスクリーン１０を巻き取り又はスクリーン１０が引き出されて当該スクリーン１０を伸縮する。この例で、スクリーン伸縮柱４Ｌは、不図示のぜんまいばねが内蔵され、このぜんまいばねにスクリーン１０を巻き取る巻取り軸が係合されている。これにより、スクリーン伸縮柱４Ｌには、常にスクリーン１０を巻き取る力が働いている。
【００３４】
なお、左側のボール螺子機構６Ｌについて説明したが、もちろん、右側のボール螺子機構６Ｒも同様に、レール６ａ、ボール螺子軸６ｂ、ナット６ｃ及びモータ６ｄから構成されて動作する。
【００３５】
図３は、ボール螺子機構６Ｌの構成例を示す断面図である。図３に示すボール螺子機構６Ｌは、当該ボール螺子機構６Ｌの長手方向に対して垂直に切断した図である。このボール螺子機構６Ｌのボール螺子軸６ｂに螺合されたナット６ｃの形状はＴ形状である。このＴ形状のナット６ｃの鍔部６ｈが、レール６ａの溝部６ｇにガイドされている。これにより、レール６ａの溝部６ｇにガイドされたナット６ｃは、ボール螺子軸６ｂが回転すると、姿勢を維持した状態でレール６ａ上を進行する。従って、このナット６ｃの上面に垂直に取り付けられたポール７Ｌは略垂直状態を保ちながらレール６ａ上を移動する。
【００３６】
図４Ａ〜Ｄは、プロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒによるスクリーン１０への照射例を示す説明図である。図４Ａは、スクリーン領域形成機構５の斜視模式図であり、図４Ａに示すスクリーン１０は、平面形状に設定されている。この平面スクリーンに対して、図４Ｂに示すプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒの各々は、スクリーン１０の所定領域を照射する。
【００３７】
図４Ｃは、スクリーン領域形成機構５の斜視模式図であり、図４Ｃに示すスクリーン１０は、左スクリーン１０Ｌ、中央スクリーン１０Ｃ、右スクリーン１０Ｒに３分割されて立体形状に設定されている。この立体スクリーン（３面スクリーン）に対して、図４Ｄに示すプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒの各々は、スクリーン１０の所定領域を照射する。この例で、プロジェクタ２Ｌは、左スクリーン１０Ｌを照射し、プロジェクタ２Ｃは、中央スクリーン１０Ｃを照射し、プロジェクタ２Ｒは、右スクリーン１０Ｒを照射する。
【００３８】
図５は、プロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒの位置の制御例を示す説明図である。図５に示すプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒは、構図情報に基づいて当該プロジェクタの位置を移動して映写方向を変更する。この例でプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒは、例えば電動ＸＹステージにより移動する。
【００３９】
プロジェクタ２Ｌの位置（x1, y1)を決定する場合、左スクリーン１０Ｌの大きさをサイズr1とし、このサイズr1の左スクリーン１０Ｌを照射するのに最小のプロジェクタ投射距離を最小距離「d(r1)min」とする。
【００４０】
このとき、プロジェクタ２Ｌの位置（x1, y1)は、式（１）、（２）により求められる。
x1 = 1/2r1・cos(θ1) - d(r1)min・sin(θ1) ・・・（１）
y1 = 1/2r1・sin(θ1) + d(r1)min・cos(θ1) ・・・（２）
【００４１】
また、中央スクリーン１０Ｃの大きさをサイズr3とし、この中央スクリーン１０Ｃの表示面と、２本のスクリーン伸縮柱４Ｌと４Ｒ（図１参照）を結んだ線分とのなす角をθ3とする。このとき、プロジェクタ２Ｃの位置（x2,y2)を決定する場合、中央スクリーン１０Ｃのサイズr3は、式（３）により求められる。
r3 = (D1 - r1cosθ1 - r2cosθ2)/cosθ3 ・・・（３）
このときの最小のプロジェクタ投射距離を最小距離「d(r3)min」とする。
【００４２】
このとき、中央スクリーン１０Ｃの中心の位置ＣＰ（ｘp2、yp2)は、式（４）、（５）により求められる。
xp2 = r1cosθ1 + 1/2r3cos(θ3) ・・・（４）
yp2 = r1sinθ1 + 1/2r3sin(θ3) ・・・（５）
【００４３】
以上よりプロジェクタ２Ｃの位置（x2, y2)は、式（６）、（７）により求められる。
x2 = xp2 - d(r3)min・sin(θ3）・・・（６）
y2 = yp2 + d(r3)min・cos(θ3）・・・（７）
【００４４】
このようにして、プロジェクタ２Ｌ、２Ｃの位置を制御する。また、プロジェクタ２Ｌと同様にして、プロジェクタ２Ｒの位置を制御する。なお、θ3は、以下の式（８）によりボール螺子機構６Ｌ、６Ｒ及びレール６ａ（図２参照）の回転軸上に設けられる角度センサにより与えられる値（r1,r2,θ1,θ2）から求めることができる。
θ3 = tan-1(r1sinθ1-r2sinθ2)/(D1-r1cosθ1-r2cosθ2) ・・・（８）
【００４５】
なお、スクリーン１０の形状が変形してスクリーン１０’の形状に設定された場合、図中のプロジェクタ２Ｌ’、２Ｃ’の位置に移動する。この場合もプロジェクタ２Ｌ、２Ｃと同様にして当該プロジェクタの位置を制御する。
【００４６】
なお、最小距離「d(r1)min」、「d(r3)min」は、使用するプロジェクタのレンズのスペックより一意に定まる値である。プロジェクタの距離として最小距離を用いているがこれはスクリーン面輝度を大きくするためであり、輝度を必要としない場合は、最小距離である必要はない。また、スクリーン面に垂直となるように向きを調節し、上記の機構の可変範囲外となる場合は、レンズシフトなどを併用する。
【００４７】
図６は、映像処理装置１の制御系の構成例を示すブロック図である。図６に示す映像処理装置１の制御系は、映像情報分割部２０、映像幾何変換部２１、映像構図解析部２２およびスクリーン形状制御部２３から構成される。
【００４８】
映像構図解析部２２は、映像構図解析手段の一例として機能し、映像処理装置１の入力端子２４から映像信号ＳＤinを入力する。この映像構図解析部２２は、入力した映像信号ＳＤinから映像フレーム毎の輝度情報や色差情報などの映像情報（画素情報）を抽出する。抽出後、映像構図解析部２２は、ブロックマッチング方法などを用いて当該映像フレームに係る動きベクトルを検出し、当該動きベクトルに基づいて映像の構図を解析して構図情報ＳＰをスクリーン形状制御部２３に出力する。
【００４９】
この例で、映像構図解析部２２は、フレームに係る動きベクトルの大きさが大きく変化する部分を映像の境界と判定し、この判定結果に基づいて映像の構図を３分割するように決定して構図情報ＳＰを作成する。また、映像構図解析部２２は、フレームに係る動きベクトルの向きが変化する部分を映像の境界と判定し、この判定結果に基づいて映像の構図を決定して構図情報ＳＰを作成する。また、映像構図解析部２２は、上述の動きベクトルの大きさが大きく変化する部分、及び動きベクトルの向きが変化する部分の両方の情報に基づいて映像の境界と判定し、この判定結果に基づいて映像の構図を決定して構図情報ＳＰを作成する。映像構図解析部２２は、作成した構図情報ＳＰをスクリーン形状制御部２３に出力する。
【００５０】
スクリーン形状制御部２３は、映像構図解析部２２に接続され、この映像構図解析部２２から構図情報ＳＰを入力する。スクリーン形状制御部２３は、この構図情報ＳＰに基づいて、スクリーン１０の形状を制御するための制御信号ＳＲin、ＳＬinを生成する。スクリーン形状制御部２３は、制御信号ＳＬinをスクリーン駆動部８Ｌに出力し、制御信号ＳＲinをスクリーン駆動部８Ｒに出力する。
【００５１】
スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、この制御信号ＳＬin、ＳＲinに基づいてボール螺子機構６Ｌ、６Ｒの各々を駆動して、スクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成させる。例えば、図２に示したように、スクリーン駆動部８Ｌは、スクリーン伸縮柱４Ｌの下端部に取り付けられたモータ６ｅを駆動させて、当該モータ６ｅの回転軸に結合されたボール螺子機構６Ｌのレール６ａを回転させる。
【００５２】
また、スクリーン駆動部８Ｌは、ボール螺子機構６Ｌのモータ６ｄを駆動させて、このモータ６ｄの回転軸に結合されたレール６ａ内のボール螺子軸６ｂを回転させて、このボール螺子軸６ｂ上のナット６ｃを進行させてレール６ａ上を走らせる。このようにして、ナット６ｃに取り付けられたポール７Ｌにより、スクリーン１０を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーン１０に自動的に形成する。
【００５３】
映像情報分割部２０は映像構図解析部２２に接続され、この映像構図解析部２２により出力された構図情報ＳＰに基づいて映像信号ＳＤinを３つの映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’に分割する。
【００５４】
例えば、構図情報ＳＰがフレームを等間隔で３分の１づつ分割する情報である場合、映像情報分割部２０は、先ずフレーム全体の映像情報をメモリに保存し、保存された映像情報から当該映像情報（画素）の左側３分の１を読み出して映像情報ＳＤＬ’として映像幾何変換部２１に出力する。また、映像情報分割部２０は、当該映像情報の中央３分の１を読み出して映像情報ＳＤＣ’として映像幾何変換部２１に出力する。また、映像情報分割部２０は、当該映像情報の右側３分の１を読み出して映像情報ＳＤＲ’として映像幾何変換部２１に出力する。
【００５５】
映像幾何変換部２１は、映像幾何変換手段の一例として機能し、映像情報分割部２０に接続される。映像幾何変換部２１は、この映像情報分割部２０から映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’を入力する。また、映像幾何変換部２１は映像構図解析部２２に接続され、この映像構図解析部２２から構図情報ＳＰを入力する。映像幾何変換部２１は、構図情報ＳＰに基づいて映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’を幾何変換（例えばアフィン変換）して映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲとする。
【００５６】
ここで、アフィン変換とは、元の図形で直線上に並ぶ点は変換後も直線上に並び、平行線は変換後も平行線であるなど、幾何学的性質を保つように変換することをいう。これにより、スクリーン１０に映像が照射されたときに、スクリーン１０に映し出された映像が歪むことを防止できる。アフィン変換後、映像幾何変換部２１は、映像情報ＳＤＬをプロジェクタ２Ｌに出力し、映像情報ＳＤＣをプロジェクタ２Ｃに出力し、映像情報ＳＤＲをプロジェクタ２Ｒに出力する。
【００５７】
プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、映像幾何変換部２１に接続され、この映像幾何変換部２１から映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲを入力する。また、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、映像構図解析部２２に接続され、この映像構図解析部２２から構図情報ＳＰを入力する。プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、構図情報ＳＰに基づいて当該プロジェクタの映写方向を変更して、映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲをスクリーン１０に映写する（図５参照）。これにより、所望の形状のスクリーン１０を形成できると共に、立体的に形成されたスクリーン１０に映像を映し出すことができる。従って、現実に近い臨場感のある映像を実現できるようになる。
【００５８】
続いて、図７〜図９を参照して、映像構図解析部２２の映像の処理例を説明する。図７Ａ及びＢは映像構図解析部２２の動画処理例を示す説明図である。この例で、映像構図解析部２２は、ブロックマッチング法を用いて動画の動きベクトルを求める。
【００５９】
ここで、ブロックマッチング法とは、先ず、対象となる連続する二つのフレームの前フレームにおいて、動きを検出したい画像が含まれる小領域をブロックとして記憶する。次に、後フレームにおいて、先のブロックと同じ大きさの領域（比較領域のブロック）で画像の類似度を求める。更に、フレーム内の比較領域をずらして同様に類似度を求める。これをフレームの全体の領域に対して行う。この中からもっとも類似度が大きい領域が、動き検出をしたい物体の画像が移動した領域である。この領域の座標と先に記憶した前ブロックの座標から移動距離と移動方向を求めて動きベクトルとする。なお、ブロックマッチング法は、フレーム全体の領域で対象ブロックと類似度を求めるため、処理量は莫大になる。そこで、移動検出したい物体部分の画像を中心として、その周辺の領域をマッチング領域にすると、フレーム全体に対して探索しないので処理量を減少することができる。
【００６０】
図７Ａに示す映像の動画フレーム３０は、走行中の電車の運転席のカメラによって映した映像の動画フレーム３０である。図７Ｂは、この動画フレーム３０に係る動きベクトルの例を示した模式図である。図７Ｂに示す動画フレーム３０の動きベクトルＨ、Ｉ、Ｊの移動方向は、動画フレーム３０の中心から左斜め上に移動する方向である。また、動きベクトルＨ、Ｉ、Ｊの大きさ（移動距離）は、動画フレーム３０中央部の動きベクトルＨが最も小さく、次いで、動画フレーム３０中央左側の動きベクトルＩが小さく、動画フレーム３０左側の動きベクトルＪが最も大きい。
【００６１】
また、動画フレーム３０と異なる方向の動きベクトルＫ、Ｌ、Ｍの移動方向は、動画フレーム３０の中心から右斜め上に移動する方向である。また、動きベクトルＫ、Ｌ、Ｍの大きさ（移動距離）は、動画フレーム３０中央部の動きベクトルＫが最も小さく、次いで、動画フレーム３０中央右側の動きベクトルＬが小さく、動画フレーム３０右側の動きベクトルＭが最も大きい。
【００６２】
このとき、図６に示した映像構図解析部２２は、動画フレーム３０に係る動きベクトルの大きさが大きい動きベクトルＪの移動開始位置Ｘを繋いだ線を映像の第１境界と判定して分割線Ｐと決定し、更に、動きベクトルの大きさが大きい動きベクトルＭの移動開始位置Ｙを繋いだ線を映像の第２境界と判定して分割線Ｑと決定する。決定後、映像構図解析部２２は、動画フレーム３０を分割線Ｐ及び分割線Ｑで区切り、当該動画フレーム３０を領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための構図情報ＳＰを作成してスクリーン形状制御部２３、映像情報分割部２０などに出力する。
【００６３】
スクリーン形状制御部２３は、この構図情報ＳＰに基づいてスクリーン１０の形状を制御するための制御信号ＳＲin、ＳＬinを生成してスクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒに出力する。スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、この制御信号ＳＬin、ＳＲinに基づいてボール螺子機構６Ｌ、６Ｒの各々を駆動する。このボール螺子機構６Ｌ、６Ｒに係合されたポール７Ｌ、７Ｒは、図７Ｃに示すようにスクリーン１０を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域１０Ｌ、１０Ｃ、１０Ｒをスクリーン１０に自動的に形成する。
【００６４】
一方で、映像情報分割部２０は、構図情報ＳＰに基づいて映像信号ＳＤinを３つの映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’に分割して映像幾何変換部２１に出力する。映像幾何変換部２１は、映像情報ＳＤＣ’の動画フレーム３０の領域ＢＡＣに関しては分割した映像をそのまま提示し、映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＲ’の静止画フレーム３１の領域ＢＡＬ、ＢＡＲへの表示画面については、図７Ｃの視聴ポイントＺの位置から観察した側面画面として違和感の無い様にアフィン変換を施す。
【００６５】
なお、分割線Ｐ又は分割線Ｑが上述の例のように直線とならない場合、映像構図解析部２２は、分割線Ｐ又は分割線Ｑが垂直となるように矯正する。例えば、映像構図解析部２２は、移動開始位置Ｘの各々と等しい距離にある線分の中心点を求め、当該中心点を通過する垂線を分割線Ｐとする。
【００６６】
図８Ａ〜Ｄは映像構図解析部２２の静止画処理例を示す説明図である。図８Ａに示す映像の静止画フレーム３１は、商店街の道路を固定設置カメラによって映した映像の静止画フレーム３１である。映像構図解析部２２は、先ず図８Ａの静止画フレーム３１のエッジ検出および長線分検出を行い、図８Ｂに示す主たる構図の構成要素線Ｅ１〜Ｈ１を抽出する。例えば、エッジ検出する場合、急な濃淡変化を検出するソーベルオペレータを適用して求める。長い線分を求める場合、静止画フレーム３１の横の長さの１／３以上を基準として閾値処理する。
【００６７】
次に、図８Ｂに示すように、例えば抽出した静止画フレーム３１の構成要素線Ｅ１〜Ｈ１の形状が、画面中央付近に消失点を有する場合、映像構図解析部２２は、静止画フレーム３１がスクリーン１０に投影されたとき、図８Ｃの構成要素線Ｅ１と構成要素線Ｆ１の高さＸ１が例えば１８０ｃｍとなり、構成要素線Ｇ１と構成要素線Ｈ１の高さＸ２が例えば１８０ｃｍとなるように、分割線Ｐ、Ｑを決定する。これは、視聴ポイントＺ（図７Ｃ参照）において、スクリーン１０の景色がほぼ実物大と感じられるように決定したものである。映像構図解析部２２は、決定した分割線Ｐ、Ｑに基づき静止画フレーム３１を領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための構図情報ＳＰを作成する。
【００６８】
なお、他の構図に関しても同様の処理が可能であるが、ここでは典型的な例についてのみ述べた。
【００６９】
なお、静止画フレーム３１に関する以上の処理は厳密には、被写体の３次元的な位置関係を３つのスクリーン１０Ｌ、１０Ｃ、１０Ｒで忠実に再現するものではない。（そのためにはレンズパラメータ等の撮影情報が必要で通常の映像からだけでは得られない。）現実に忠実ではないが、３次元形状をある程度再現することにより効果的な映像表現となることを狙うものである。
【００７０】
図９Ａ及びＢは映像構図解析部２２の動画又は静止画の映像処理例を示す説明図である。この例で映像信号ＳＤinには、図９Ａに示す動画又は静止画のフレーム３２と、このフレーム３２の正面と側面の境界を示す角情報Ｐ’、Ｑ’が重畳されている。映像構図解析部２２は、映像信号ＳＤinに重畳された角情報Ｐ’、Ｑ’を抽出して当該角情報Ｐ’、Ｑ’に基づいて映像の構図を解析し、フレーム３２を領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための構図情報ＳＰを作成する。これにより、２次元へ射影である映像が、擬似的ではあるが３次元の映像として再現され、実際の空間で感じられる取り囲まれる感覚が得られるようになる。
【００７１】
図９Ｂに示すフレーム３２は、図９Ａに示したフレーム３２をズーム拡大した図である。図９Ｂに示す角情報Ｐ’、Ｑ’は、このズーム拡大に付随してフレーム３２の両側に移動した位置を示す。映像構図解析部２２は、このフレーム３２の両側に移動した角情報Ｐ’、Ｑ’に基づいてフレーム３２を領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための構図情報ＳＰを作成する。
【００７２】
図１０は、リアプロジェクションシステム１００の動作例を示すフローチャートである。図１０に示すステップＳ１で、このリアプロジェクションシステム１００の映像処理装置１は、放送やパッケージメディアなどから映像信号ＳＤinを入力してステップＳ２へ移行する。
【００７３】
ステップＳ２で、映像処理装置１の映像構図解析部２２は、映像信号ＳＤinの映像フレームの構図を解析する。例えば、映像構図解析部２２は、ブロックマッチング方法などを用いて当該映像フレームに係る動きベクトルを検出し、当該動きベクトルに基づいて映像の構図を解析して映像フレームを分割線Ｐ、Ｑで区切り、当該映像フレームを領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための構図情報ＳＰを作成する。
【００７４】
このとき、所定の大きさの動きベクトルが検出されなかった場合、この映像フレームが静止画フレーム３１と判定し、図８に示したように、映像構図解析部２２は、静止画フレーム３１のエッジ検出および長線分検出を行い、主たる構図の構成要素線を抽出し、構成要素線に基づいて分割線Ｐ、Ｑを決定する。決定後、映像構図解析部２２は、これらの分割線Ｐ、Ｑに基づき静止画フレーム３１を領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための構図情報ＳＰを作成する。
【００７５】
また、図７や図９に示したように、動画フレーム３０又は静止画フレーム３１に関係なく、予め映像信号ＳＤinに、動画又は静止画のフレーム３２と、このフレーム３２における角情報Ｐ’、Ｑ’を重畳しておいてもよい。この場合、映像構図解析部２２は、映像信号ＳＤinに重畳された角情報Ｐ’、Ｑ’を抽出して当該角情報Ｐ’、Ｑ’に基づいて映像の構図を解析し、フレーム３２を領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための構図情報ＳＰを作成する。続いてステップＳ３、Ｓ４、Ｓ７へ移行する。
【００７６】
ステップＳ３で、スクリーン形状制御部２３は、構図情報ＳＰに基づいてスクリーン形状を制御する。この例で、スクリーン形状制御部２３は、この構図情報ＳＰに基づいて、スクリーン１０の形状を制御するための制御信号ＳＲin、ＳＬinを生成する。スクリーン形状制御部２３は、制御信号ＳＬinをスクリーン駆動部８Ｌ（図１参照）に出力し、制御信号ＳＲinをスクリーン駆動部８Ｒに出力する。スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、この制御信号ＳＬin、ＳＲinに基づいてボール螺子機構６Ｌ、６Ｒの各々を駆動して、スクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成させる。例えば、図２に示したように、スクリーン駆動部８Ｌは、スクリーン伸縮柱４Ｌの下端部に取り付けられたモータ６ｅを駆動させて、当該モータ６ｅの回転軸に結合されたボール螺子機構６Ｌのレール６ａを回転させる。また、スクリーン駆動部８Ｌは、ボール螺子機構６Ｌのモータ６ｄを駆動させて、このモータ６ｄの回転軸に結合されたボール螺子軸６ｂを回転させて、このボール螺子軸６ｂ上のナット６ｃを進行させてレール６ａ上を走らせる。このようにして、ナット６ｃに取り付けられたポール７Ｌにより、スクリーン１０を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーン１０に自動的に形成してステップＳ１０へ移行する。
【００７７】
また、ステップＳ４では、上述のステップＳ３と同じタイミングで、映像情報分割部２０が、構図情報ＳＰに基づいて映像信号ＳＤinを３つの映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’に分割する。例えば、映像情報分割部２０は、先ずフレーム全体の映像情報をメモリに保存し、保存された映像情報を、構図情報ＳＰが示す領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに基づいて、映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’ＳＤＲ’に３分割して映像幾何変換部２１に出力してステップＳ５へ移行する。
【００７８】
ステップＳ５で、映像幾何変換部２１は、映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’及び構図情報ＳＰを入力する。映像幾何変換部２１は、構図情報ＳＰに基づいて映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’をアフィン変換して映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲを生成してステップＳ６へ移行する。
【００７９】
ステップＳ６で、映像幾何変換部２１は、生成した映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲをプロジェクタ２Ｌ〜２Ｒに出力してステップＳ１０へ移行する。
【００８０】
また、ステップＳ７、Ｓ８では、上述のステップＳ３と同じタイミングで、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒが、構図情報ＳＰに基づいて当該プロジェクタの位置を計算して移動し、映写方向を変更する。例えば、図５に示したように、プロジェクタ２Ｌは、左スクリーン１０Ｌの大きさをサイズr1とし、このサイズr1の左スクリーン１０Ｌを照射するのに最小のプロジェクタ投射距離を最小距離「d(r1)min」としたとき、プロジェクタ２Ｌの位置（x1, y1)を、上述の式（１）、（２）により計算する。また、フォーカスを求めてステップＳ９へ移行する。
【００８１】
ステップＳ９で、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、計算結果に基づいて電動ＸＹステージを駆動して移動し、映写方向を調整する。また、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、フォーカスを調整してステップＳ１０へ移行する。
【００８２】
ステップＳ１０で、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲをスクリーン１０に表示する。例えば、プロジェクタ２Ｌは、左スクリーン１０Ｌに映像情報ＳＤＬを表示し、プロジェクタ２Ｃは、中央スクリーン１０Ｃに映像情報ＳＤＣを表示し、プロジェクタ２Ｒは、右スクリーン１０Ｒに映像情報ＳＤＲを表示してステップＳ１１へ移行する。
【００８３】
ステップＳ１１で、映像処理装置１は映像信号ＳＤinが終了したか否かを判定する。映像信号ＳＤinが終了していない場合、ステップＳ１に戻って再び映像信号ＳＤinを入力する。映像信号ＳＤinが終了した場合、映像処理の終了となる。
【００８４】
このように、本発明に係る第１の実施例としてのリアプロジェクションシステム１００によれば、映像信号ＳＤinを処理してスクリーン１０に映像を映し出す場合であって、スクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成し、映像信号ＳＤinから映像情報を抽出して映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲに３分割し、当該映像情報をスクリーン１０の映写領域の各々に照射するものである。この例で、映像構図解析部２２により解析された構図情報ＳＰに基づいて映像情報を分割し、また、この構図情報ＳＰに基づいてスクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する。
【００８５】
これにより、立体的に形成されたスクリーン１０に映像を映し出すことができる。従って、現実に近い臨場感のある映像を実現できるようになる。
【００８６】
また、本第１発明に係るスクリーン装置３によれば、巻き取り又は引き出されて伸縮されるスクリーン１０の所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する映写領域形成手段を備えるものである。
【００８７】
これにより、スクリーン１０の形状を立体的に変形することができる。従って、立体的に形成されたスクリーン１０に映像が照射されることによって、現実に近い臨場感のある映像を映し出すことができるようになる。
【００８８】
図１１は、本発明に係る第２の実施例としての映像処理装置５０の制御系の構成例を示すブロック図である。図１１に示す映像処理装置５０の制御系は、映像情報分割部２０、映像幾何変換部２１、映像領域解析部２２’、操作部５１およびスクリーン形状検出部５２から構成される。なお、第１の実施例の映像処理装置１と同じ構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８９】
操作部５１はユーザにより操作され、操作信号ＳＯＰを出力してスクリーン領域形成機構５を操作する。例えば、操作部５１は、図２に示したスクリーン領域形成機構５におけるボール螺子機構６Ｌ、６Ｒのレール６ａを回動するための回動ボタンと、レール６ａ上のナット６ｃに結合されたポール７Ｌ、７Ｒを移動するための移動ボタンを備える。ユーザは操作部５１の回動ボタン及び移動ボタンを操作して、ポール７Ｌ、７ＲのＸ−Ｙ位置を設定する。このとき、操作部５１は、操作信号ＳＯＰをスクリーン領域形成機構５のスクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒに出力する。
【００９０】
スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、操作部５１からの操作信号ＳＯＰに基づいてスクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する。例えば、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、操作信号ＳＯＰに基づいて図２に示したモータ６ｅを駆動させて、当該モータ６ｅの回転軸に結合されたボール螺子機構６Ｌ、６Ｒのレール６ａを回転させる。また、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、操作信号ＳＯＰに基づいて図２に示したモータ６ｄを駆動させて、当該モータ６ｄの回転軸に結合されたボール螺子軸６ｂを回転させてナット６ｃに結合されたポール７Ｌ、７Ｒを移動させる。これにより、ユーザの操作によりスクリーン１０の形状を設定できるようになる。
【００９１】
スクリーン形状検出部５２は検出部の一例として機能し、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒから入力した駆動信号ＳＬout、ＳＲoutからスクリーン１０の形状を検出し、スクリーン形状の検出信号ＳＦＴを映像処理装置５０及びプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに出力する。この駆動信号ＳＬout、ＳＲoutには、レール６ａの回転角度と、このレール６ａ上を移動するポール７Ｌ、７Ｒの移動距離が含まれる。レール６ａの回転角度を求めるために、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、図示しない角度センサをレール６ａの回転軸上に対して備える。この角度センサにより、レール６ａの回転角度を検出する。また、レール６ａを回転するモータ６ｅにステッピングモータを使用し、このステッピングモータのステップ数を検出してレール６ａの回転角度を求めてもよい。
【００９２】
次に、レール６ａ上を移動するポール７Ｌ、７Ｒの移動距離を求めるために、ポール７Ｌ、７Ｒを駆動するモータ６ｄにステッピングモータを使用し、このステッピングモータのステップ数を検出してポール７Ｌ、７Ｒの移動距離を求める。また、レール６ａ上に反射型のフォトセンサを複数取り付け、これらのフォトセンサにより、ポール７Ｌ、７Ｒに結合されたナット６ｃを検出してもよい。
【００９３】
映像処理装置５０は、スクリーン形状検出部５２からのスクリーン形状の検出信号ＳＦＴに基づいて映像情報を分割する。この例で、映像処理装置５０の映像領域解析部２２’は、ポール７Ｌ、７Ｒの位置を示す検出信号ＳＦＴに基づいて映像の領域を解析して決定する。例えば、映像領域解析部２２’は、検出信号ＳＦＴのポール７Ｌ、７ＲのＸ−Ｙ位置情報から、図７Ｂに示したフレームを分割する分割線Ｐ及び分割線Ｑを決定し、フレームを領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための領域区分情報ＳＰ’を作成して映像情報分割部２０及び映像幾何変換部２１に出力する。
【００９４】
なお、映像領域解析部２２’は、スクリーン形状の検出信号ＳＦＴに基づいてフレームを分割するための領域区分情報ＳＰ’を作成したが、例えば第１の実施例で示した動きベクトルに基づく構図解析結果と、この検出信号ＳＦＴとの両方の情報に基づいて映像情報を分割するようにしてもよい。
【００９５】
映像情報分割部２０は、この領域区分情報ＳＰ’に基づいて映像信号ＳＤinを３つの映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’に分割して映像幾何変換部２１に出力する。映像幾何変換部２１は、領域区分情報ＳＰ’に基づいて映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’を幾何変換（例えばアフィン変換）して映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲとし、プロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに出力する。
【００９６】
プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、スクリーン形状の検出信号ＳＦＴに基づいて当該プロジェクタの映写方向を変更して、映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲをスクリーン１０に映写する。これにより、所望の形状のスクリーン１０を形成できると共に、立体的に形成されたスクリーン１０に映像を映し出すことができる。従って、現実に近い臨場感のある映像を実現できるようになる。
【００９７】
図１２は、リアプロジェクションシステム２００の動作例を示すフローチャートである。図１２に示すステップＴ１で、このリアプロジェクションシステム２００のスクリーン領域形成機構５は、操作部５１がユーザにより操作され、操作部５１から操作信号ＳＯＰを入力してステップＴ２へ移行する。
【００９８】
ステップＴ２で、スクリーン領域形成機構５のスクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、操作部５１からの操作信号ＳＯＰに基づいてスクリーン１０に角度の異なる映写領域を自動的に複数形成する。例えば、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、操作信号ＳＯＰに基づいて図２に示したモータ６ｅを駆動させて、当該モータ６ｅの回転軸に結合されたボール螺子機構６Ｌ、６Ｒのレール６ａを回転させる。また、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、操作信号ＳＯＰに基づいて図２に示したモータ６ｄを駆動させて、当該モータ６ｄの回転軸に結合されたボール螺子軸６ｂを回転させてナット６ｃに結合されたポール７Ｌ、７Ｒを移動させて、ポール７Ｌ、７Ｒによりスクリーン１０の形状を変形してステップＴ３へ移行する。
【００９９】
ステップＴ３で、スクリーン形状検出部５２は、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒから入力した駆動信号ＳＬout、ＳＲoutからスクリーン１０の形状を検出し、スクリーン形状の検出信号ＳＦＴを映像処理装置５０及びプロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒに出力する。
【０１００】
この駆動信号ＳＬout、ＳＲoutには、レール６ａの回転角度と、このレール６ａ上を移動するポール７Ｌ、７Ｒの移動距離が含まれる。レール６ａの回転角度を求めるために、スクリーン駆動部８Ｌ、８Ｒは、レール６ａの回転軸上に設けられた角度センサにより、レール６ａの回転角度を検出する。
【０１０１】
次に、レール６ａ上を移動するポール７Ｌ、７Ｒの移動距離を求めるために、ポール７Ｌ、７Ｒを駆動するモータ６ｄにステッピングモータを使用し、このステッピングモータのステップ数を検出してポール７Ｌ、７Ｒの移動距離を求める。続いてステップＴ４へ移行する。
【０１０２】
ステップＴ４で、映像処理装置５０は、放送やパッケージメディアなどから映像信号ＳＤinを入力してステップＴ５へ移行する。
【０１０３】
ステップＴ５で、映像処理装置５０の映像領域解析部２２’は、映像信号ＳＤinの映像フレームの領域を解析する。この例で、映像領域解析部２２’は、ステップＴ３で求められたスクリーン形状の検出信号ＳＦＴに基づいて映像の領域を解析する。例えば、映像領域解析部２２’は、検出信号ＳＦＴのポール７Ｌ、７ＲのＸ−Ｙ位置情報から、図７Ｂに示したフレームを分割する分割線Ｐ及び分割線Ｑを決定し、フレームを領域ＢＡＬ、ＢＡＣ、ＢＡＲに３分割するための領域区分情報ＳＰ’を作成して映像情報分割部２０及び映像幾何変換部２１に出力する。また、映像領域解析部２２’は、スクリーン形状の検出信号ＳＦＴと、第１の実施例で示した動きベクトルに基づく構図解析結果との両方の情報に基づいて領域区分情報ＳＰ’を作成してもよい。続いてステップＴ６へ移行する。
【０１０４】
ステップＴ６で、映像情報分割部２０は、領域区分情報ＳＰ’に基づいて映像信号ＳＤinを３つの映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’に分割してステップＴ７へ移行する。
【０１０５】
ステップＴ７で、映像幾何変換部２１は、分割された映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’及び領域区分情報ＳＰ’を入力する。映像幾何変換部２１は、領域区分情報ＳＰ’に基づいて映像情報ＳＤＬ’、ＳＤＣ’、ＳＤＲ’をアフィン変換して映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲを生成してステップＴ８へ移行する。
【０１０６】
ステップＴ８で、映像幾何変換部２１は、生成した映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲをプロジェクタ２Ｌ〜２Ｒに出力してステップＴ１２へ移行する。
【０１０７】
また、上述のステップＴ４と同じタイミングで、ステップＴ９、Ｔ１０では、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒが、上述のステップＴ３で出力されたスクリーン形状の検出信号ＳＦＴを入力する。プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、入力した検出信号ＳＦＴのポール７Ｌ、７ＲのＸ−Ｙ位置情報から当該プロジェクタの位置を計算して移動し、映写方向を変更する。例えば、図５に示したように、プロジェクタ２Ｌは、左スクリーン１０Ｌの大きさをサイズr1とし、このサイズr1の左スクリーン１０Ｌを照射するのに最小のプロジェクタ投射距離を最小距離「d(r1)min」としたとき、プロジェクタ２Ｌの位置（x1, y1)を、上述の式（１）、（２）により計算する。また、フォーカスを求めてステップＴ１１へ移行する。
【０１０８】
ステップＴ１１で、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、計算結果に基づいて電動ＸＹステージを駆動して移動し、映写方向を調整する。また、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、フォーカスを調整してステップＴ１２へ移行する。
【０１０９】
ステップＴ１２で、プロジェクタ２Ｌ〜２Ｒは、映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲをスクリーン１０に表示する。例えば、プロジェクタ２Ｌは、左スクリーン１０Ｌに映像情報ＳＤＬを表示し、プロジェクタ２Ｃは、中央スクリーン１０Ｃに映像情報ＳＤＣを表示し、プロジェクタ２Ｒは、右スクリーン１０Ｒに映像情報ＳＤＲを表示してステップＴ１３へ移行する。
【０１１０】
ステップＴ１３で、映像処理装置５０は映像信号ＳＤinが終了したか否かを判定する。映像信号ＳＤinが終了していない場合、ステップＴ１に戻って再び映像信号ＳＤinを入力する。映像信号ＳＤinが終了した場合、映像処理の終了となる。
【０１１１】
このように、本発明に係る第２の実施例としての映像処理装置５０によれば、映像信号ＳＤinを処理してスクリーン１０に映像を映し出す場合であって、操作部５１からの操作信号ＳＯＰに基づいて、スクリーン１０に角度の異なる映写領域を複数形成し、映像信号ＳＤinから映像情報を抽出して映像情報ＳＤＬ、ＳＤＣ、ＳＤＲに３分割し、当該映像情報をスクリーン１０の映写領域の各々に照射するものである。この例で、スクリーン１０に角度の異なる映写領域を形成後、スクリーン形状の検出信号ＳＦＴに基づいて決定された領域区分情報ＳＰ’に基づいて映像情報を分割する。
【０１１２】
これにより、所望の形状のスクリーン１０を形成できると共に、立体的に形成されたスクリーン１０に映像を映し出すことができる。従って、現実に近い臨場感のある映像を実現できるようになる。
【０１１３】
図１３Ａ及びＢは、本発明に係る第３の実施例としてのスクリーン装置３００の構成例を示す説明図である。図１３Ａに示すスクリーン装置３００は、スクリーン１０、スクリーン伸縮柱４Ｌ、４Ｒ及びスクリーン領域形成機構５００から構成される。なお、第１の実施例のスクリーン装置３と同じ構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１４】
図１３Ｂは、スクリーン領域形成機構５００の構成例を示す一部破砕の上面図である。図１３Ｂに示すスクリーン領域形成機構５００は、スクリーン伸縮柱４Ｌ、４Ｒにより伸縮されるスクリーン１０の所定部位を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーン１０に自動的に複数形成する。
【０１１５】
この例で、スクリーン領域形成機構５００は、４つのボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒ、６０Ｆ、６０Ｂ、ポール７Ｌ、７Ｒ及びスクリーン駆動部（図示せず）を備える。スクリーン駆動部は４つのボール螺子機構を駆動する。例えば、スクリーン駆動部は、４つのボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒ、６０Ｆ、６０Ｂを駆動する４つのモータを備え、当該モータを回転して該当するボール螺子機構を駆動する。
【０１１６】
前後のボール螺子機構６０Ｆ、６０Ｂは、スクリーン装置３００の設置台上に固定される。左右のボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒは、設置台上に固定されたボール螺子機構６０Ｆ、６０Ｂに、左右移動自在に係合される。この例で、左右のボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒは螺合部６０ｃを有し、この螺合部６０ｃがボール螺子機構６０Ｆ、６０Ｂのボール螺子軸６０ｂに螺合される。これにより、前後のボール螺子機構６０Ｆ、６０Ｂのボール螺子軸６０ｂを回転することにより、左右のボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒが左右に移動する。なお、ボール螺子機構６０Ｌとボール螺子機構６０Ｒとの間隔は一定である。
【０１１７】
左右のボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒのボール螺子軸６０ｂには、ポール７Ｌ、７Ｒが取り付けられたナット６ｃが螺合されている。これにより、左右のボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒのボール螺子軸６０ｂを回転することにより、ポール７Ｌ、７Ｒが前後に移動する。従って、これらのポール７Ｌ、７Ｒにより、スクリーン１０を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーン１０に自動的に形成することができる。
【０１１８】
図１４はスクリーン領域形成機構５００の構成例を示す断面図である。図１４に示すスクリーン領域形成機構５００は図１３ＢのＸ−Ｘ矢視断面図である。図１４に示すボール螺子機構６０Ｌのボール螺子軸６０ｂに螺合されたナット６ｃの形状はＴ形状である。このＴ形状のナット６ｃの鍔部６ｈが、レール６０ａの溝部６ｇにガイドされている。これにより、レール６０ａの溝部６ｇにガイドされたナット６ｃは、ボール螺子軸６０ｂが回転すると、姿勢を維持した状態でレール６０ａ上を進行する。従って、このナット６ｃの上面に垂直に取り付けられたポール７Ｌは略垂直状態を保ちながらレール６ａ上を移動する。また、ボール螺子機構６０Ｌの二股の螺合部６０ｃが、ボール螺子機構６０Ｆのボール螺子軸６０ｂに螺合されている。
【０１１９】
このように、本発明に係る第３の実施例としてのスクリーン装置３００によれば、４つのボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒ、６０Ｆ、６０Ｂを有したスクリーン領域形成機構５００を備え、各ボール螺子機構を駆動してボール螺子機構６０Ｌ、６０Ｒ上のポール７Ｌ、７Ｒを移動する。
【０１２０】
これにより、ポール７Ｌ、７Ｒにより、スクリーン１０を押し出して区切ると共に、角度の異なる映写領域をスクリーン１０に自動的に形成することができる。
【０１２１】
なお、リアプロジェクション形式の実施例を示したが、これに限らずフロントプロジェクション（前面投射）形式に適用してもよい。
【０１２２】
また、第１の実施例のリアプロジェクションシステム１００を使用しない場合、スクリーン１０の形状を図４Ａに示した平面スクリーンの状態にしておくことで、当該システムを使用していないときの見栄えがよくなる。
【０１２３】
また、スクリーン１０を３分割する例を説明したが、これに限らず、２分割や４分割以上に分割することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
放送やパッケージメディアの映像をスクリーンに映し出すプロジェクタシステムに適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明に係る第１の実施例としてのリアプロジェクションシステム１００の構成例を示す斜視図である。
【図２】スクリーン領域形成機構５の要部の構成例を示す斜視図である。
【図３】ボール螺子機構６Ｌの構成例を示す断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、プロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒによるスクリーン１０への照射例を示す説明図である。
【図５】プロジェクタ２Ｌ、２Ｃ、２Ｒの位置の制御例を示す説明図である。
【図６】映像処理装置１の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は映像構図解析部２２の動画処理例を示す説明図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は映像構図解析部２２の静止画処理例を示す説明図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は映像構図解析部２２の動画又は静止画の映像処理例を示す説明図である。
【図１０】リアプロジェクションシステム１００の動作例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る第２の実施例としての映像処理装置５０の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図１２】リアプロジェクションシステム２００の動作例を示すフローチャートである。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に係る第３の実施例としてのスクリーン装置３００の構成例を示す説明図である。
【図１４】スクリーン領域形成機構５００の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１，５０・・・映像処理装置、２Ｌ、２Ｃ，２Ｒ・・・プロジェクタ、３，３００・・・スクリーン装置、４Ｌ，４Ｒ・・・スクリーン伸縮柱、５，５００・・・スクリーン領域形成機構、６Ｌ，６Ｒ・・・ボール螺子機構、６ａ・・・レール、６ｂ・・・ボール螺子軸、７Ｌ，７Ｒ・・・ポール、８Ｌ，８Ｒ・・・スクリーン駆動部、２０・・・映像情報分割部、２１・・・映像幾何変換部、２２・・・映像構図解析部、２３・・・スクリーン形状制御部、５１・・・操作部、５２・・・スクリーン形状検出部、１００・・・リアプロジェクションシステム
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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