(57)【要約】【課題】境界線が発生しないように画像を強調することが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供すること。【解決手段】焦点調節機能を有するレンズユニット１９８を有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写部１９０と、投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出部１７２と、指示位置検出部１７２によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、指示位置に焦点が合うようにレンズユニット１９８を駆動する制御部１６０とを含んでプロジェクタを構成する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段と、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段と、
を含むことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
光量調節機能を有する光源を有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を含む複数のプロジェクタを用いて画像を投写する画像処理システムにおいて、
前記複数のプロジェクタのうちの少なくとも１台のプロジェクタは、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置の画像領域以外の光量が下がるように各プロジェクタの前記光源の光量を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする画像処理システム。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかにおいて、
前記画像投写手段によって投写されたカーソル画像を含む画像を撮像する撮像手段を含み、
前記指示位置検出手段は、前記カーソル画像のパターンデータと、前記撮像手段による撮像データとのマッチング処理を行って前記指示位置を検出することを特徴とする画像処理システム。
【請求項４】
請求項１に従属する請求項３において、
画像の歪みを調節するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
前記撮像手段による撮像データに基づき、画像投写領域の中心までの焦点距離を導出するとともに、前記歪み補正手段による歪み補正量を導出する歪み補正量導出手段と、
を含み、
前記歪み補正量導出手段は、撮像データに基づく画像の輝度の変化に基づき、画像投写領域の複数の境界点までの最適な焦点距離をそれぞれ判別し、当該焦点距離に基づき、画像投写領域の中心までの焦点距離を導出し、当該焦点距離と、前記画像投写手段の水平方向および垂直方向の半画角とに基づき、複数の境界点の３次元空間上の座標を導出し、当該３次元空間上の座標に基づいて歪み補正量を導出し、
前記歪み補正手段は、当該歪み補正量に基づき、画像信号を補正し、
前記駆動制御手段は、前記指示位置検出手段によって検出された指示位置までの焦点距離となるように、前記レンズユニットの駆動を制御することを特徴とする画像処理システム。
【請求項５】
焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段と、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段と、
を含むことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を有するコンピュータを、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を有するコンピュータを、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段として機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項８】
焦点調節機能を有するレンズユニットを介して画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を用いた画像処理方法であって、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出し、
検出した指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動し、
前記画像投写手段を用いて画像を投写することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
光量調節機能を有する光源を有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を含む複数のプロジェクタを用いて画像を投写する画像処理方法において、
前記複数のプロジェクタのうちの少なくとも１台のプロジェクタを用いて、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出し、
検出した指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置の画像領域以外の光量が下がるように各プロジェクタの前記光源の光量を制御し、
前記複数のプロジェクタを用いて画像を投写することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードウェア的に画像の強調が可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
プロジェクタ等を用いてプレゼンテーション等を行う場合、ユーザーは、いわゆるリモコン等のポインティングデバイスを用いて画像の一部を強調する制御信号をプロジェクタに送信し、プロジェクタは、当該制御信号に基づいて画像の一部に線を引く等の画像処理を行うことによって画像の一部を強調している。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ポインティングデバイスによって形成される境界線に基づいて原画像を２つの領域に区分し、一方の領域の画素値を変換して画像の強調処理を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１５２４９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の手法のようにソフトウェア的に画像処理を行う場合、一部の領域のみが強調されるため、強調部分と非強調部分との間に境界が発生し、画像の観察者にとって見づらい画像となってしまう。
【０００６】
また、プロジェクタの光学部品等の経時劣化によって画像の明るさが徐々に減少することになる。このため、プロジェクタの光学部品等がなるべく経時劣化しないようにすることが求められている。
【０００７】
特に、複数のプロジェクタが画像を投写する場合（例えば、左側のプロジェクタが左半分の画像を投写し、右側のプロジェクタが右半分の画像を投写する場合、画像の明るさを確保するために複数のプロジェクタが同じ画像を重ね合わせて投写する場合等）がある。このような場合、経時劣化の問題はより顕著なものとなる。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、境界線が発生しないように画像を強調することが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、光学部品の経時劣化を低減することが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理システムは、焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段と、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るプロジェクタは、焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段と、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を有するコンピュータを、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段として機能させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
焦点調節機能を有するレンズユニットを有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を有するコンピュータを、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動する制御手段として機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る画像処理方法は、焦点調節機能を有するレンズユニットを介して画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を用いた画像処理方法であって、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出し、
検出した指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置に焦点が合うように前記レンズユニットを駆動し、
前記画像投写手段を用いて画像を投写することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、画像処理システム等は、焦点を調節することにより、境界線を発生させずに画像を強調することができる。
【００１５】
また、本発明に係る画像処理システムは、光量調節機能を有する光源を有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を含む複数のプロジェクタを用いて画像を投写する画像処理システムにおいて、
前記複数のプロジェクタのうちの少なくとも１台のプロジェクタは、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置の画像領域以外の光量が下がるように各プロジェクタの前記光源の光量を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置の画像領域以外の光量が下がるように、光量調節機能を有する光源を有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を含む複数のプロジェクタの前記光源の光量を制御する制御手段として機能させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出する指示位置検出手段と、
当該指示位置検出手段によって検出された指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置の画像領域以外の光量が下がるように、光量調節機能を有する光源を有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を含む複数のプロジェクタの前記光源の光量を制御する制御手段として機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る画像処理方法は、光量調節機能を有する光源を有し、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写手段を含む複数のプロジェクタを用いて画像を投写する画像処理方法において、
前記複数のプロジェクタのうちの少なくとも１台のプロジェクタを用いて、
投写画像におけるユーザーによる指示位置を検出し、
検出した指示位置の画像領域を強調するために、前記指示位置の画像領域以外の光量が下がるように各プロジェクタの前記光源の光量を制御し、
前記複数のプロジェクタを用いて画像を投写することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、画像処理システム等は、指示位置の画像領域以外の光量が下がるように複数のプロジェクタの光源の光量を制御することにより、光学部品の経時劣化を低減することができる。
【００２０】
また、前記画像処理システムおよび前記プロジェクタは、前記画像投写手段によって投写されたカーソル画像を含む画像を撮像する撮像手段を含み、
前記指示位置検出手段は、前記カーソル画像のパターンデータと、前記撮像手段による撮像データとのマッチング処理を行って前記指示位置を検出してもよい。
【００２１】
また、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体におけるコンピュータは、前記画像投写手段によって投写されたカーソル画像を含む画像を撮像する撮像手段を含み、
前記指示位置検出手段は、前記カーソル画像のパターンデータと、前記撮像手段による撮像データとのマッチング処理を行って前記指示位置を検出してもよい。
【００２２】
また、前記画像処理方法では、撮像手段を用いて前記画像投写手段によって投写されたカーソル画像を含む画像を撮像し、
前記カーソル画像のパターンデータと、前記撮像手段による撮像データとのマッチング処理を行って前記指示位置を検出してもよい。
【００２３】
これによれば、カーソル画像のパターンデータと、撮像データとのマッチング処理を行って指示位置を検出することにより、より正確に指示位置を検出することができる。
【００２４】
また、前記画像処理システムおよび前記プロジェクタは、画像の歪みを調節するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
前記撮像手段による撮像データに基づき、画像投写領域の中心までの焦点距離を導出するとともに、前記歪み補正手段による歪み補正量を導出する歪み補正量導出手段と、
を含み、
前記歪み補正量導出手段は、撮像データに基づく画像の輝度の変化に基づき、画像投写領域の複数の境界点までの最適な焦点距離をそれぞれ判別し、当該焦点距離に基づき、画像投写領域の中心までの焦点距離を導出し、当該焦点距離と、前記画像投写手段の水平方向および垂直方向の半画角とに基づき、複数の境界点の３次元空間上の座標を導出し、当該３次元空間上の座標に基づいて歪み補正量を導出し、
前記歪み補正手段は、当該歪み補正量に基づき、画像信号を補正し、
前記駆動制御手段は、前記指示位置検出手段によって検出された指示位置までの焦点距離となるように、前記レンズユニットの駆動を制御してもよい。
【００２５】
また、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体は、コンピュータを、
画像の歪みを調節するために、画像信号を補正する歪み補正手段と、
前記撮像手段による撮像データに基づき、画像投写領域の中心までの焦点距離を導出するとともに、前記歪み補正手段による歪み補正量を導出する歪み補正量導出手段として機能させ、
前記歪み補正量導出手段は、撮像データに基づく画像の輝度の変化に基づき、画像投写領域の複数の境界点までの最適な焦点距離をそれぞれ判別し、当該焦点距離に基づき、画像投写領域の中心までの焦点距離を導出し、当該焦点距離と、前記画像投写手段の水平方向および垂直方向の半画角とに基づき、複数の境界点の３次元空間上の座標を導出し、当該３次元空間上の座標に基づいて歪み補正量を導出し、
前記歪み補正手段は、当該歪み補正量に基づき、画像信号を補正し、
前記駆動制御手段は、前記指示位置検出手段によって検出された指示位置までの焦点距離となるように、前記レンズユニットの駆動を制御してもよい。
【００２６】
また、前記画像処理方法では、撮像データに基づく画像の輝度の変化に基づき、画像投写領域の複数の境界点までの最適な焦点距離をそれぞれ判別し、当該焦点距離に基づき、画像投写領域の中心までの焦点距離を導出し、当該焦点距離と、前記画像投写手段の水平方向および垂直方向の半画角とに基づき、複数の境界点の３次元空間上の座標を導出し、当該３次元空間上の座標に基づいて歪み補正量を導出し、
当該歪み補正量に基づき、画像信号を補正し、
検出した指示位置までの焦点距離となるように、前記レンズユニットの駆動を制御してもよい。
【００２７】
これによれば、画像処理システム等は、画像の輝度の変化に基づき、画像投写領域の複数の境界点までのそれぞれの最適な焦点距離と、水平方向および垂直方向の半画角とに基づいて複数の境界点の３次元空間上の座標を導出して画像の歪みを補正すると同時に、それぞれの最適な焦点距離に基づく画像投写領域の中心までの焦点距離となるようにレンズユニットを駆動することができる。
【００２８】
これにより、画像処理システム等は、画像の歪み補正と画像の強調をほぼ同時に実行することができる。
【００２９】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記歪み補正量導出手段は、撮像データに基づく画像投写領域の複数の境界点付近の境界領域における輝度と画素数との関係を示す輝度分布に基づき、当該輝度分布が画像投写領域内の輝度分布と画像投写領域外の輝度分布とに明確に分離していることを条件として最適な焦点距離を判別してもよい。
【００３０】
また、前記画像処理方法では、撮像データに基づく画像投写領域の複数の境界点付近の境界領域における輝度と画素数との関係を示す輝度分布に基づき、当該輝度分布が画像投写領域内の輝度分布と画像投写領域外の輝度分布とに明確に分離していることを条件として最適な焦点距離を判別してもよい。
【００３１】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラム、前記情報記憶媒体および前記画像処理方法において、前記画像は、矩形の画像であり、
前記複数の境界点は、当該矩形の画像の各頂点であってもよい。
【００３２】
これによれば、画像処理システム等は、矩形の画像の各頂点を対象とすることにより、画像全体を対象とする場合と比べ、より効率的に画像の歪み補正と画像の強調を実行することができる。
【００３３】
また、前記画像処理システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記画像投写手段は、黒色画像と白色画像を投写し、
前記歪み補正量導出手段は、黒色画像の撮像データと白色画像の撮像データの差分に基づき、投写領域を判別してもよい。
【００３４】
また、前記画像処理方法において、前記キャリブレーション画像として、少なくとも黒色画像と白色画像を投写し、
黒色画像の撮像データと白色画像の撮像データの差分に基づき、投写領域を判別してもよい。
【００３５】
これによれば、画像処理システム等は、黒色画像の撮像データと白色画像の撮像データの差分に基づき、投写領域を判別することにより、投写領域をより明確に判別することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、プロジェクタに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施形態に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３７】
（システム全体の説明）
図１は、画像投写時の状態を示す模式図である。
【００３８】
プロジェクタ２０は、ケーブル４０を介してノート型ＰＣ９０と接続されている。
【００３９】
プロジェクタ２０は、ノート型ＰＣ９０からの画像信号に基づき、スクリーン１０に対して矩形の画像を投写することにより、矩形の投写領域１２を形成する。また、投写領域１２には、ノート型ＰＣ９０を用いたユーザーによる指示位置を示すカーソル画像７０が表示される。
【００４０】
また、本実施の形態では、撮像手段の一部である色光センサー６０は、投写領域１２を含むスクリーン１０上の領域を撮像する。
【００４１】
また、本実施の形態では、プロジェクタ２０は、色光センサー６０による撮像データに基づく画像の輝度の変化に基づき、投写領域１２の境界点である４隅の領域までの最適な焦点距離をそれぞれ判別する。
【００４２】
図２は、本実施形態の一例に係る画像の４隅の処理対象を示す模式図である。また、図３は、焦点が合っている場合の画像の状態と輝度分布の関係を示す模式図であり、図３（Ａ）は、焦点が合っている場合の画像の状態を示す模式図であり、図３（Ｂ）は、焦点が合っている場合の輝度分布を示す模式図である。また、図４は、焦点が合っていない場合の画像の状態と輝度分布の関係を示す模式図であり、図４（Ａ）は、焦点が合っていない場合の画像の状態を示す模式図であり、図４（Ｂ）は、焦点が合っていない場合の輝度分布を示す模式図である。
【００４３】
図２に示すように、撮像画像２１０は、投写領域１２に相当する領域２１２とそれ以外の領域を含んでいる。また、プロジェクタ２０は、処理対象として上記４隅の付近の領域である境界領域２２０〜２２３を設定している。
【００４４】
例えば、焦点が合っている場合、境界領域２２２においては、領域２１２とそれ以外の領域とが明確に区分され、輝度分布も領域２１２とそれ以外の領域とが明確に分離している。
【００４５】
一方、例えば、焦点が合っていない場合、境界領域２２２においては、領域２１２とそれ以外の領域とが明確に区分されておらず、輝度分布も領域２１２とそれ以外の領域とが明確に分離していない。
【００４６】
なお、明確に分離しているかどうかの判定基準としては、例えば、所定の輝度範囲における総画素数が閾値を超えているかどうかという基準（すなわち、領域２１２の輝度分布とそれ以外の領域の輝度分布とに分離している）、画素数が閾値を超えていない輝度範囲が他の閾値を超えていない（すなわち、領域２１２とそれ以外の領域のどちらにも区分できない領域が少ない）という基準等を採用してもよい。
【００４７】
このように、本実施の形態では、プロジェクタ２０は、色光センサー６０による撮像データに基づく画像の輝度の変化に基づき、投写領域１２の境界点である４隅の領域までの最適な焦点距離をそれぞれ判別する。
【００４８】
そして、本実施の形態では、プロジェクタ２０は、当該焦点距離に基づき、投写領域１２の中心までの焦点距離を導出し、当該焦点距離と、プロジェクタ２０の水平方向および垂直方向の半画角とに基づき、投写領域１２の４隅の３次元空間上の座標を導出し、当該３次元空間上の座標に基づいて歪み補正量を導出し、当該歪み補正量に基づき、画像信号を補正する。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、プロジェクタ２０は、図１に示す投写領域１２の歪みを補正した状態の投写領域１３のカーソル画像７０に焦点が合うように、焦点調節機能を有するレンズユニットの駆動を制御する。
【００５０】
このようにして、プロジェクタ２０は、画像の投写位置を変更することなく、画像の歪み補正と画像の強調をほぼ同時に実行する。また、プロジェクタ２０は、境界線を形成することなく、カーソル画像７０が指示する画像部分を強調することができる。
【００５１】
（機能ブロックの説明）
次に、このような機能を実現するためのプロジェクタ２０の機能ブロックについて説明する。
【００５２】
図５は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０の機能ブロック図である。
【００５３】
プロジェクタ２０は、画像信号を入力する信号入力部１１０と、画像の歪みが調節されるように、ノート型ＰＣ９０からの画像信号を補正する歪み補正部１２０と、補正された画像信号を出力する信号出力部１３０と、画像信号に基づき、画像を投写する画像投写部１９０と、投写された画像を撮像する撮像部１８０と、撮像データに基づき、投写領域１２の中心までの焦点距離を導出するとともに、歪み補正部１２０による歪み補正量を導出する歪み補正量導出部１４０とを含んで構成されている。
【００５４】
また、撮像部１８０は、焦点調節機能を有するレンズユニット１８４と、レンズユニット１８４からの光を受光する受光部１８２とを含んで構成されている。
【００５５】
また、画像投写部１９０は、空間光変調器１９２と、空間光変調器１９２を駆動する駆動部１９４と、光量調節機能を有する光源１９６と、焦点調節（焦点距離調節および焦点位置調節）機能を有するレンズユニット１９８とを含んで構成されている。
【００５６】
駆動部１９４は、信号出力部１３０からの画像信号に基づき、空間光変調器１９２を駆動する。そして、画像投写部１９０は、光源１９６からの光を、空間光変調器１９２およびレンズユニット１９８を介して投写する。
【００５７】
また、プロジェクタ２０は、制御手段の一部として機能し、レンズユニット１８４およびレンズユニット１９８を駆動するフォーカスレンズ駆動部１６２と、歪み補正量導出手段の一部として機能し、指示位置検出手段の一部として機能し、撮像データを解析する画像解析部１７０と、指示位置検出手段の一部として機能し、解析データに基づき指示位置を検出する指示位置検出部１７２と、制御手段の一部として機能し、撮像データに基づき、フォーカスレンズ駆動部１６２を制御する制御部１６０と、補正用のキャリブレーション画像を生成するキャリブレーション画像生成部１５０を含んで構成されている。
【００５８】
また、上述したプロジェクタ２０の各部を実現するためのハードウェアとしては、例えば、以下のものを適用できる。
【００５９】
図６は、本実施形態の一例に係るプロジェクタ２０のハードウェアブロック図である。
【００６０】
例えば、信号入力部１１０としては、例えばＡ／Ｄコンバーター９３０等、歪み補正部１２０としては、例えば画像処理回路９７０、ＲＡＭ９５０、ＣＰＵ９１０等、信号出力部１３０としては、例えばＤ／Ａコンバーター９４０等、キャリブレーション画像生成部１５０および画像解析部１７０としては、例えば画像処理回路９７０、ＲＡＭ９５０等、制御部１６０、フォーカスレンズ駆動部１６２および指示位置検出部１７２としては、例えばＣＰＵ９１０、ＲＡＭ９５０等、撮像部１８０としては、例えばＣＣＤカメラ等、空間光変調器１９２としては、例えば液晶パネル９２０、液晶パネル９２０を駆動する液晶ライトバルブ駆動ドライバを記憶するＲＯＭ９６０等を用いて実現できる。
【００６１】
なお、これらの各部はシステムバス９８０を介して相互に情報をやりとりすることが可能である。また、色光センサー６０は、撮像部１８０の一部である。
【００６２】
また、これらの各部は、その一部または全部を、回路のようにハードウェア的に実現してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。
【００６３】
さらに、指示位置検出部１７２等としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記憶した情報記憶媒体９００からプログラムを読み取って歪み補正部１２０等の機能をコンピュータに実現させてもよい。
【００６４】
このような情報記憶媒体９００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
【００６５】
また、情報記憶媒体９００に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラム等を、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現することも可能である。
【００６６】
（画像処理の流れの説明）
次に、これらの各部を用いた画像処理の流れについて説明する。
【００６７】
図７は、本実施形態の一例に係る画像処理の流れを示すフローチャートである。
【００６８】
まず、ユーザーは、プロジェクタ２０を起動し、プロジェクタ２０は、キャリブレーション画像を投写する。
【００６９】
また、初期状態では、制御部１６０およびフォーカスレンズ駆動部１６２は、レンズユニット１８４、１９８の焦点距離が最短になるように、レンズユニット１８４、１９８の駆動を制御する（ステップＳ１）。
【００７０】
そして、プロジェクタ２０は、焦点距離が最遠になるまで（ステップＳ２）、撮像処理（ステップＳ３）を実行する。
【００７１】
図８は、本実施形態の一例に係る撮像処理の流れを示すフローチャートである。
【００７２】
プロジェクタ２０は、初回かどうかを判定し（ステップＳ１０）、初回の場合、キャリブレーション画像生成部１５０は、全黒のキャリブレーション画像を生成し、画像投写部１９０は、全黒のキャリブレーション画像を投写する（ステップＳ１１）。
【００７３】
撮像部１８０は、全黒のキャリブレーション画像が投写されたスクリーン１０を撮像する（ステップＳ１２）。
【００７４】
また、キャリブレーション画像生成部１５０は、全白のキャリブレーション画像を生成し、画像投写部１９０は、全白のキャリブレーション画像を投写する（ステップＳ１３）。
【００７５】
撮像部１８０は、全白のキャリブレーション画像が投写されたスクリーン１０を撮像する（ステップＳ１４）。
【００７６】
そして、プロジェクタ２０は、初回かどうかを判定し（ステップＳ１５）、初回の場合のみ投写領域を抽出する（ステップＳ１６）。具体的には、画像解析部１７０は、全白のキャリブレーション画像の撮像データと全黒のキャリブレーション画像の撮像データとの差分に基づいて投写領域１２に相当する領域２１２とそれ以外の領域とを判別する。画像解析部１７０は、この情報を記憶しておくことにより、以降の処理において、境界領域２２０〜２２３を識別することができる。
【００７７】
そして、画像解析部１７０は、領域２１２の４隅周辺の輝度分布を検出する（ステップＳ１７）。撮像部１８０は、撮像データとして、例えば画像のＸＹＺ値を出力し、画像解析部１７０は、当該ＸＹＺ値に基づくＹ値を輝度として取り扱うことにより、輝度分布を検出することができる。
【００７８】
なお、ここで、ＸＹＺ値とは、国際照明委員会（ＣＩＥ：Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）によって定められたデバイス非依存型の表色系であるＸＹＺ表色系における三刺激値の値である。また、ＸＹＺ表色系においては、Ｙ値を輝度値として取り扱うことができる。
【００７９】
そして、制御部１６０およびフォーカスレンズ駆動部１６２は、レンズユニット１８４、１９８の焦点距離が一定間隔で変化するように、レンズユニット１８４、１９８の駆動を制御する（ステップＳ１８）。
【００８０】
以上の撮像処理（ステップＳ３）を行っている間に、焦点距離が最遠になった場合、画像解析部１７０は、制御部１６０に記憶されている焦点距離と、画像解析部１７０内に記憶された輝度分布に基づいてプロジェクタ２０から投写領域１２の４隅までの距離を検出する（ステップＳ４）。
【００８１】
そして、制御部１６０は、当該情報を歪み補正量導出部１４０に転送する。歪み補正量導出部１４０は、投写領域１２の４隅までの距離に基づき、歪み補正量を導出する（ステップＳ５）。
【００８２】
また、画像解析部１７０は、液晶ライトバルブ上における画像歪みが補正された状態の領域を示す座標Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’の中心の座標の位置と、投写領域１２の４隅の座標ＡＢＣＤとプロジェクタ２０との実際の距離を示すＬ１〜Ｌ４とに基づき、画像歪み補正後の投写領域の４隅の座標ＥＦＧＨの中心Ｐまでの距離Ｌ５を演算する（ステップＳ６）。
【００８３】
そして、制御部１６０およびフォーカスレンズ駆動部１６２は、レンズユニット１９８の焦点距離がＬ５となるように、レンズユニット１９８を制御する（ステップＳ７）。
【００８４】
このようにして、歪み補正部１２０は、台形歪みが補正される補正量で入力信号処理部１１０からの画像信号を補正する。
【００８５】
以上の処理によっていわゆる台形歪みが補正された状態となる。
【００８６】
そして、プロジェクタ２０は、画像の強調処理を行うため、一定時間ごと（例えば、１秒ごと）にカーソル位置検出処理を行う（ステップＳ８）。ここで、カーソル位置検出処理について説明する。
【００８７】
図９は、本実施形態の一例に係るカーソル位置検出処理の流れを示すフローチャートである。
【００８８】
制御部１６０は、一定時間ごとに投写領域１２を撮像するように撮像部１８０を制御する（ステップＳ２０）。
【００８９】
画像解析部１７０は、撮像部１８０からの撮像データに基づき、投写領域１２部分の撮像データを指示位置検出部１７２に送る。指示位置検出部１７２は、当該撮像データを２値化する（ステップＳ２１）。
【００９０】
そして、指示位置検出部１７２は、当該撮像データと、カーソル画像７０のカーソル形状に応じたパターンデータに基づき、演算を行う（ステップＳ２２）。
【００９１】
図１０は、本実施形態の一例に係るパターンデータの模式図である。
【００９２】
例えば、カーソル形状が図１に示すような矢印形状である場合、指示位置検出部１７２は、図１０に示すようなパターンデータを用いる。図１０に示すように、パターンデータでは、矢印の外枠部分は「−」が設定され、矢印の内部は「＋」が設定され、矢印の外部は「０」が設定されている。
【００９３】
例えば、２値化された撮像データの各画素部分が０と１の値をとる場合、指示位置検出部１７２は、以下の演算を行う。
【００９４】
指示位置検出部１７２は、図１０に示す「０」の部分は当該部分の撮像データに０を加算し、図１０に示す「−」の部分は当該部分の撮像データが０の場合には当該撮像データに１を加算し、図１０に示す「＋」の部分は当該部分の撮像データが１の場合には当該撮像データに１を加算する。
【００９５】
このようにして指示位置検出部１７２は、撮像データの全画素に対して撮像データとパターンデータとのマッチング処理（フィルタリング処理）を行い、最大値とその位置を記憶する（ステップＳ２３）。
【００９６】
そして、指示位置検出部１７２は、ステップＳ２２〜Ｓ２３の処理を全画素に対する演算が終了するまで（ステップＳ２４）行う。
【００９７】
そして、全画素に対する演算の終了後、指示位置検出部１７２は、記憶した最大値がしきい値を超えるかどうかを判定する（ステップＳ２５）。
【００９８】
プロジェクタ２０は、当該最大値がしきい値を超えない場合にはカーソル画像７０が投写されていないものとして焦点位置の変更は行わない。
【００９９】
また、当該最大値がしきい値を超えている場合、制御部１６０は、指示位置検出部１７２に記憶された当該最大値となった座標位置を指示位置として、当該指示位置に焦点が合うようにフォーカスレンズ駆動部１６２を制御する（ステップＳ２６）。フォーカスレンズ駆動部１６２は、当該指示位置に焦点が合うようにレンズユニット１９８を駆動する。
【０１００】
そして、画像投写部１９０は、補正された画像信号に基づき、カーソル画像７０の指示する画像部分に焦点が合うように調節された状態で画像を投写する（ステップＳ９）。
【０１０１】
以上のように、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、焦点位置が指示位置になるように調節することにより、境界線を発生させずに指示位置部分の画像をハードウェア的に強調することができる。
【０１０２】
したがって、プロジェクタ２０は、画像処理による強調処理と比べてより自然な強調処理を行うことができる。また、強調用の画像データを記憶する必要がないため、プロジェクタ２０は、記憶領域における画像データによる占有量を低減することができる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、カーソル画像７０のパターンデータと、撮像データとのマッチング処理を行って指示位置を検出することにより、単に先端位置を検出する手法と比べ、ノイズの影響を受けにくいため、より正確に指示位置を検出することができる。
【０１０４】
また、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、画像の輝度の変化に基づき、投写領域１２の４隅までのそれぞれの最適な焦点距離と、水平方向および垂直方向の半画角とに基づいて４隅の３次元空間上の座標を導出して画像の歪みを補正すると同時に、それぞれの最適な焦点距離に基づく投写領域１２の中心までの焦点距離となるようにレンズユニット１９８を駆動することができる。
【０１０５】
これにより、プロジェクタ２０は、画像の歪み補正と画像の強調をほぼ同時に実行することができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態によれば、プロジェクタ２０は、矩形の画像の各頂点を対象とすることにより、画像全体を対象とする場合と比べ、より効率的に画像の歪み補正と画像の強調を実行することができる。
【０１０７】
（変形例）
以上、本発明を適用した好適な実施の形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。
【０１０８】
例えば、プロジェクタ２０は、上述した実施例ではカーソル画像７０の指示する画像部分を強調したが、例えば、カーソル画像７０の指示するウインドウ画像単位で強調してもよい。
【０１０９】
図１１は、ウインドウ画像の中心に焦点を合わせる場合の模式図である。
【０１１０】
例えば、図１１に示すように、２つのウインドウ画像が重なっている場合、制御部１６０は、手前のウインドウ画像の中心に焦点が合うようにフォーカスレンズ駆動部１６２を制御してもよい。
【０１１１】
これによれば、プロジェクタ２０は、ウインドウ画像単位で強調処理を行うことができる。
【０１１２】
また、上述した実施例では、プロジェクタ２０は、焦点の位置を調整するレンズ制御処理を行うことにより、画像の一部を強調したが、例えば、複数のプロジェクタ２０−１、２０−２を用いて画像を投写する場合に、光源１９６の光量を制御する光量制御処理を行うことによって画像の一部を強調することも可能である。
【０１１３】
図１２は、複数のプロジェクタ２０−１、２０−２を用いて画像を投写する場合の模式図である。
【０１１４】
ここでは、２台のプロジェクタ２０−１、２０−２を用い、プロジェクタ２０−１がスクリーン１０の左部分１０−１に画像を投写し、プロジェクタ２０−２がスクリーン１０の右部分１０−２に画像を投写しているものと仮定する。
【０１１５】
そして、図１に示すように、スクリーン１０の左部分１０−１にカーソル画像７０がある場合、プロジェクタ２０−２の制御部１６０は、光源１９６の光量を低下させるように光源１９６を制御する。
【０１１６】
これにより、スクリーン１０の左部分１０−１が右部分１０−２と比べて明るい状態となり、スクリーン１０の左部分１０−１が強調される。これにより、プロジェクタ２０−１、２０−２は、カーソル画像７０のある投写領域１２の左部分を強調することができる。
【０１１７】
これによっても、プロジェクタ２０−１、２０−２は、焦点位置を調節する場合と同様に、ハードウェア的に画像の一部を強調することができる。
【０１１８】
また、特に、複数のプロジェクタ２０が画像を同時に投写する場合、１台以上のプロジェクタ２０の光量を低下させることにより、当該プロジェクタ２０の光学部品の経時劣化を低減することができる。
【０１１９】
なお、この場合、光源１９６を制御する制御部１６０の機能や、指示位置検出部１７２の機能は、１台のプロジェクタ２０が有していればよく、必ずしもすべてのプロジェクタ２０にこれらの機能を搭載する必要はない。
【０１２０】
また、本発明は、複数のプロジェクタ２０がそれぞれ別の領域に画像を投写する場合だけでなく、複数のプロジェクタ２０が同じ領域に画像を重ね合わせて投写する場合にも適用可能である。また、本発明は、３台以上のプロジェクタ２０を用いて画像を投写する場合にも有効である。
【０１２１】
また、プロジェクタ２０は、光量を低下させる光量制御処理だけでなく、指示位置部分の光量を上げる光量制御処理を行ってもよい。
【０１２２】
さらに、プロジェクタ２０は、上述した焦点制御処理と光量制御処理を同時に行ってもよい。これによれば、画像の強調効果を高めることができる。
【０１２３】
また、上述した実施例では撮像部１８０を用いたが、マウス等を用いている場合、撮像部１８０を設けずに、ノート型ＰＣ９０からの指示位置情報に基づいて指示位置を検出するように指示位置検出部１７２を構成してもよい。
【０１２４】
また、上述した実施例では、最短の焦点距離から最遠の焦点距離まで焦点距離を変更しながらキャリブレーション画像の投写、撮像、画像処理を繰り返し実行したが、例えば、投写領域１２の４隅の最適な焦点距離が検出された時点でキャリブレーション画像の投写等を終了してもよい。
【０１２５】
また、上述した実施例では、画像処理システムとしてプロジェクタ２０を用いたが、本発明は、プロジェクタ２０以外にもＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の種々の光源を用いた画像処理システムに有効である。
【０１２６】
また、プロジェクタ２０としては、例えば、液晶プロジェクタ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたプロジェクタ等を用いてもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。
【０１２７】
また、上述したプロジェクタ２０の機能は、例えば、プロジェクタ単体で実現してもよいし、複数の処理装置で分散して（例えば、プロジェクタとＰＣとで分散処理）実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像投写時の状態を示す模式図である。
【図２】本実施形態の一例に係る画像の４隅の処理対象を示す模式図である。
【図３】焦点が合っている場合の画像の状態と輝度分布の関係を示す模式図であり、図３（Ａ）は、焦点が合っている場合の画像の状態を示す模式図であり、図３（Ｂ）は、焦点が合っている場合の輝度分布を示す模式図である。
【図４】焦点が合っていない場合の画像の状態と輝度分布の関係を示す模式図であり、図４（Ａ）は、焦点が合っていない場合の画像の状態を示す模式図であり、図４（Ｂ）は、焦点が合っていない場合の輝度分布を示す模式図である。
【図５】本実施形態の一例に係るプロジェクタの機能ブロック図である。
【図６】本実施形態の一例に係るプロジェクタのハードウェアブロック図である。
【図７】本実施形態の一例に係る画像処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本実施形態の一例に係る撮像処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本実施形態の一例に係るカーソル位置検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態の一例に係るパターンデータの模式図である。
【図１１】ウインドウ画像の中心に焦点を合わせる場合の模式図である。
【図１２】複数のプロジェクタを用いて画像を投写する場合の模式図である。
【符号の説明】
１０  スクリーン、１２  投写領域、２０  プロジェクタ（画像処理システム）、６０  色光センサー、１２０  歪み補正部、１４０  歪み補正量導出部（歪み補正量導出手段）、１６０  制御部（制御手段）、１６２  フォーカスレンズ駆動部（制御手段）、１７０  画像解析部（歪み補正量導出手段）、１７２  指示位置検出部、１９０  画像投写部、１９６  光源、１９８  レンズユニット、１８０  撮像部、９００  情報記憶媒体
【図１】
2004347775.tif 000003
【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】
2004347775.tif 000009
【図８】
2004347775.tif 000010
【図９】
2004347775.tif 000011
【図１０】
2004347775.tif 000012
【図１１】
2004347775.tif 000013
【図１２】
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