(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせてスクリーンに投影する複数台のプロジェクタ装置と、
前記スクリーンに投影された複数の投影画像からなる画像領域の輝度を観測する観測部と、
前記観測部の観測結果に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像を構成する各画素の輝度値を調整した前記画像信号を、前記複数のプロジェクタ装置に供給する制御装置と、を含み、
前記複数の投影画像からなる画像領域は、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像が重ね合わされて提示され、
前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わされる画像投影システムであって、
前記観測部は、
前記スクリーン上の前記画像領域を構成する画素の投影位置を観測する投影位置観測部と、
前記スクリーン上の画像領域の輝度を観測する輝度観測部と、を含み、
前記制御装置は、
前記投影位置観測部によって観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出する位置情報算出部と、
前記輝度観測部によって観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出する輝度情報算出部と、
入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割するブロック分割部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域のうち、最小値の輝度を、最小値輝度情報として算出する最小値輝度算出部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域の輝度と前記最小値輝度情報に基づく輝度の差を、差分値輝度情報として算出する差分値輝度算出部と、
前記画像領域の前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する輝度補正係数算出部と、
前記輝度補正係数算出部によって算出された前記輝度補正係数と前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する画素値算出部と、
前記画素値算出部によって算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する信号供給部と、を含む
画像投影システム。
【請求項２】
請求項１に記載の画像投影システムにおいて、
前記プロジェクタ装置は、
前記スクリーンの対応する領域に投影する画像のうち、所定の領域と、他の領域とで、画像の拡大率が異なる画像拡大部と、を含む
画像投影システム。
【請求項３】
請求項１に記載の画像投影システムにおいて、
前記制御装置は、
前記プロジェクタ装置は、ｍ台であって、前記ｍ台のプロジェクタ装置のうち、ｋ台（ｋは１以上の整数）のプロジェクタ装置に前記差分値輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給し、前記ｋ台のプロジェクタ装置とは異なる（ｍ−ｋ）台のプロジェクタ装置に、前記最小値輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給する
画像投影システム。
【請求項４】
請求項１に記載の画像投影システムにおいて、
前記スクリーン上の画像領域の任意の画素について、当該画素に投影する前記プロジェクタ装置毎の画像の輝度の配分を、前記輝度補正係数に基づいて変更する
画像投影システム。
【請求項５】
入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせてスクリーンに投影する複数台のプロジェクタ装置と、
前記スクリーンに投影された複数の投影画像からなる画像領域の輝度を観測する観測部と、
前記観測部の観測結果に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像を構成する各画素の輝度値を調整した前記画像信号を、前記複数のプロジェクタ装置に供給する制御装置と、を含み、
前記複数の投影画像からなる画像領域は、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像が重ね合わされて提示され、
前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わされる画像投影システムであって、
前記観測部は、
前記スクリーン上の前記画像領域を構成する画素の投影位置を観測する投影位置観測部と、
前記スクリーン上の画像領域の輝度を観測する輝度観測部と、を含み、
前記制御装置は、
前記投影位置観測部によって観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出する位置情報算出部と、
前記輝度観測部によって観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出する輝度情報算出部と、
Ｒ画像とＧ画像とＢ画像とで構成される入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割するブロック分割部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域のうち、前記Ｒ画像とＢ画像の輝度をＲＢ輝度情報として算出するＲＢ輝度算出部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域のうち、前記Ｇ画像の輝度をＧ輝度情報として算出するＧ輝度算出部と、
前記画像領域の前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する輝度補正係数算出部と、
前記輝度補正係数算出部によって算出された前記輝度補正係数と前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する画素値算出部と、
前記画素値算出部によって算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する信号供給部と、を含む
画像投影システム。
【請求項６】
請求項５に記載の画像投影システムにおいて、
前記ＲＢ輝度情報に基づいて決定された画像信号は、前記入力された画像信号に基づく画像の周波数帯域より下げてある
画像投影システム。
【請求項７】
請求項６に記載の画像投影システムにおいて、
前記制御装置は、
前記プロジェクタ装置は、ｍ台であって、前記ｍ台のプロジェクタ装置のうち、ｋ台（ｋは１以上の整数）のプロジェクタ装置に前記ＲＢ輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給し、前記ｋ台のプロジェクタ装置とは異なる（ｍ−ｋ）台のプロジェクタ装置に、前記Ｇ輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給する
画像投影システム。
【請求項８】
請求項６に記載の画像投影システムにおいて、
前記プロジェクタ装置は、
前記スクリーンに投影する画像から分離した前記Ｒ画像及びＢ画像を拡大投射する拡大光学部と、を含む
画像投影システム。
【請求項９】
複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせ、スクリーンに投影された複数の投影画像からなる画像領域の輝度を観測する観測部であって、前記スクリーン上の前記画像領域を構成する画素の投影位置を観測する投影位置観測部と、前記スクリーン上の画像領域の輝度を観測する輝度観測部と、を含む前記観測部の観測結果に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像を構成する各画素の輝度値を調整した前記画像信号を、前記複数のプロジェクタ装置に供給し、
前記複数の投影画像からなる画像領域を、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示し、
前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせる制御装置であって、
前記投影位置観測部によって観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出する位置情報算出部と、
前記輝度観測部によって観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出する輝度情報算出部と、
入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割するブロック分割部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域のうち、最小値の輝度を、最小値輝度情報として算出する最小値輝度算出部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域の輝度と前記最小値輝度情報に基づく輝度の差を、差分値輝度情報として算出する差分値輝度算出部と、
前記画像領域の前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する輝度補正係数算出部と、
前記輝度補正係数算出部によって算出された前記輝度補正係数と前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する画素値算出部と、
前記画素値算出部によって算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する信号供給部と、を含む
制御装置。
【請求項１０】
複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせ、スクリーンに投影し、
前記スクリーンに投影され、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示された複数の投影画像からなる画像領域を構成する画素であって、前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせてある前記画像領域の輝度を観測し、
観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出し、
観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出し、
入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割し、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域のうち、最小値の輝度を、最小値輝度情報として算出し、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域の輝度と前記最小値輝度情報に基づく輝度の差を、差分値輝度情報として算出し、
前記画像領域の前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定し、
算出された前記輝度補正係数と前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、
決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出し、
算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する
画像投影方法。
【請求項１１】
複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせ、スクリーンに投影する処理と、
前記スクリーンに投影され、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示された複数の投影画像からなる画像領域を構成する画素であって、前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせてある前記画像領域の輝度を観測する処理と、
観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出する処理と、
観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出する処理と、
入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割し、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域のうち、最小値の輝度を、最小値輝度情報として算出する処理と、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域の輝度と前記最小値輝度情報に基づく輝度の差を、差分値輝度情報として算出する処理と、
前記画像領域の前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する処理と、
算出された前記輝度補正係数と前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定する処理と、
決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記最小値輝度情報と前記差分値輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する処理と、
算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する処理と、を
コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを格納した
記録媒体。
【請求項１３】
複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせ、スクリーンに投影された複数の投影画像からなる画像領域の輝度を観測する観測部であって、前記スクリーン上の前記画像領域を構成する画素の投影位置を観測する投影位置観測部と、前記スクリーン上の画像領域の輝度を観測する輝度観測部と、を含む前記観測部の観測結果に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像を構成する各画素の輝度値を調整した前記画像信号を、前記複数のプロジェクタ装置に供給し、
前記複数の投影画像からなる画像領域を、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示し、
前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせる制御装置であって、
前記投影位置観測部によって観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出する位置情報算出部と、
前記輝度観測部によって観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出する輝度情報算出部と、
Ｒ画像とＧ画像とＢ画像とで構成される入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割するブロック分割部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域のうち、前記Ｒ画像とＢ画像の輝度をＲＢ輝度情報として算出するＲＢ輝度算出部と、
前記位置情報に基づいて、前記ブロック分割部によって分割された前記画像領域のうち、前記Ｇ画像の輝度をＧ輝度情報として算出するＧ輝度算出部と、
前記画像領域の前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する輝度補正係数算出部と、
前記輝度補正係数算出部によって算出された前記輝度補正係数と前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する画素値算出部と、
前記画素値算出部によって算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する信号供給部と、を含む
制御装置。
【請求項１４】
複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせ、スクリーンに投影し、
前記スクリーンに投影され、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示された複数の投影画像からなる画像領域を構成する画素であって、前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせてある前記画像領域の輝度を観測し、
観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出し、
観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出し、
Ｒ画像とＧ画像とＢ画像とで構成される入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割し、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域のうち、前記Ｒ画像とＢ画像の輝度をＲＢ輝度情報として算出し、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域のうち、前記Ｇ画像の輝度をＧ輝度情報として算出し、
前記画像領域の前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定し、
算出された前記輝度補正係数と前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、
決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出し、
算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する
画像投影方法。
【請求項１５】
複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせ、スクリーンに投影する手順、
前記スクリーンに投影され、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示された複数の投影画像からなる画像領域を構成する画素であって、前記画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台の前記プロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせてある前記画像領域の輝度を観測する手順、
観測された前記画像領域の各画素の投影位置より、前記プロジェクタ装置毎に前記投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出する手順、
観測された前記画像領域の輝度と前記位置情報より、前記スクリーン上の前記画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出する手順、
Ｒ画像とＧ画像とＢ画像とで構成される入力された前記第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割する手順、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域のうち、前記Ｒ画像とＢ画像の輝度をＲＢ輝度情報として算出する手順、
前記位置情報に基づいて、分割された前記画像領域のうち、前記Ｇ画像の輝度をＧ輝度情報として算出する手順、
前記画像領域の前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する手順、
算出された前記輝度補正係数と前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定する手順、
決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する手順、
算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を各プロジェクタ装置に供給する手順とを
コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを格納した
記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプロジェクタ装置を用いて、スクリーンに画像を投影する場合に適用して好適な画像投影システム、制御装置及び画像投影方法、並びにその処理方法を適用したプログラムとそのプログラムを格納した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高解像度で大画面のディスプレイを実現するため、複数台のプロジェクタ装置を格子状に並べて１枚の大きな画像を投影する方式が提案されている。
【０００３】
図３９は、複数台のプロジェクタ装置によって構成される従来の画像投影システム１００の構成例を示す。画像投影システム１００は、Ｎ台のプロジェクタ装置と、投影された画像の表示面となるスクリーン１０２と、スクリーン１０２に投影された画像を観測する観測部１０４と、観測部１０４が観測した情報を受取り、各プロジェクタ装置に画像信号を供給する制御装置５と、を備える。ただし、図３９では、プロジェクタ装置１０１−１〜１０１−４，１０１−１１〜１０１−１４，１０１−２１〜１０１−２４のみ簡略して示す。各プロジェクタ装置は、スクリーン１０２に画像を投影しており、各プロジェクタ装置が投影した画像をつなげることで、全体として１枚の画像が構成される。スクリーン１０２全体として一つの画像が形成される。なお、以下の説明において、１台のプロジェクタ装置がスクリーン１０２に投影する画像を、「投影画像」と称する。図３９では、プロジェクタ装置１０１−１２がスクリーン１０２に投影する投影画像を、投影画像１０３−１２とする。
【０００４】
図４０は、画像投影システム１００を、正面、側面、上面の三面から見た場合を示す三面図である。投影画像１０３−１２は、他のプロジェクタ装置による投影画像と比較するため、強調表示してある。従来、複数台のプロジェクタ装置によってスクリーン１０２に画像を投影する場合、隣り合う投影画像の一部（周辺部）は、互いに重なる。
【０００５】
しかし、画像投影システム１００を用いて画像を投影すると隣り合う投影画像の″繋ぎ目″が目立ってしまう。その為、画像を提示する前に、隣り合う投影画像の繋ぎ目を目立たなくさせる為の前処理（キャリブレーション）を行うことが一般的である。
【０００６】
代表的な前処理（キャリブレーション）には以下の２方式が知られている。
（１）幾何補正
隣り合うプロジェクタ装置が投影する複数の投影画像が繋がるように、各プロジェクタ装置を正確に配置することは難しい。そこで、複数の投影画像が繋がるように、提示したい画像に対して予め幾何変換を行う。図４１は、スクリーン１０２をｘｙ平面とした場合における投影画像を示す図である。図４１には、プロジェクタ装置１０１−１１の投影画像１０３−１１と、プロジェクタ装置１０１−１２の投影画像１０３−１２を取り出して説明する。投影画像１０３−１１，１０３−１２には、それぞれ格子状の模様が表示されるものとする。そして、プロジェクタ装置１０１−１１，１０１−１２は、設置される位置によってわずかに水平がずれた状態となる。
【０００７】
図４１（ａ）は、幾何補正前の投影画像の表示例である。
幾何補正前は、投影画像１０３−１１，１０３−１２の格子がずれて表示される。このため、画像の水平線、垂直線が歪み、好ましくない。
図４１（ｂ）は、幾何補正後の投影画像の表示例である。
幾何補正後は、投影画像１０３−１１，１０３−１２の格子が重なって表示される。画像の水平線、垂直線が歪むことなく表示される。
このように、プロジェクタ装置毎に投影する画像に対して幾何補正を施すことによって、スクリーン１０２の全体としてズレなく画像が表示される。
【０００８】
（２）輝度色度（色味）補正
同じ型式のプロジェクタ装置であっても、内部の光学素子や投影ランプの特性のばらつきにより、出力される光の強度やＲＧＢそれぞれの強度バランスには個体差がある。また、隣り合うプロジェクタ装置から投影される投影画像が重なる領域は、二つのプロジェクタ装置からの光の強度が加算される為、周囲よりも極端に明るくなる。
【０００９】
図４２は、画像投影システム１００を用いて投影された投影画像毎に、輝度及び色のばらつきが生じる例を示す写真である。プロジェクタ装置をタイル状に配置し、各プロジェクタ装置に同一の入力（白（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５)）をした時にスクリーンに投影される画像の一部を観測部で撮影する。四角い１つの領域が１台のプロジェクタ装置に対応する。隣り合う投影画像１０３−１１，１０３−１２の輝度や色度にばらつきがあることが分かる。また、プロジェクタ装置毎に輝度の違いがあったり、同じ白でも色度の違いがあったりすることが分かる。また、１台のプロジェクタ装置であっても、その投影画像に輝度や色度がばらつくことも分かる。
【００１０】
そこで、輝度の不均衡を揃えるため、図４３に示すように、輝度補正を行う。図４３は、プロジェクタ装置１０１−１１，１０１−１２からスクリーン１０２に投影された画像の輝度Ｌを縦軸とし，スクリーン１０２上のｘｙ平面を横軸とする説明図である。
図４３（ａ）は、輝度補正前の投影画像の輝度の例を示す。
輝度補正前は、プロジェクタ装置１０１−１１，１０１−１２から投影される画像の輝度は、曲線で示される。そして、隣り合う投影画像が重なる箇所は、輝度が高まるため、画面に明るい線が出てしまう。
図４３（ｂ）は、輝度補正後の投影画像の輝度の例を示す。
輝度補正後は、プロジェクタ装置１０１−１１，１０１−１２から投影される画像の輝度は、直線で示される。輝度補正前の投影画像は、比較のため破線で示す。そして、隣り合う投影画像が重なる箇所で高まった輝度は、平坦化された輝度と高さがほぼ一致するため、画面に明るい線が出ることはない。
【００１１】
上記以外にも、様々なキャリブレーションの技術が提案されている。
特許文献１には、３つのプロジェクタ装置から投影した画像を、スクリーンに一つの画像として表示する技術について開示されている。
【００１２】
また、特許文献２には、複数の画像を隣接して投影する場合に、色補正用画像を重ね合わせて投影することで画像中に発生する不均一な色の分布を補正する技術について開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１０９１６８号公報
【特許文献２】特開２００７−２５１２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、従来の画像投影システム１００は、以下に挙げる課題を有していた。
（１）プロジェクタ装置の個体差に対して脆弱である点
輝度色度補正を行うキャリブレーションにおいて、これまでに提案された画像投影システムは、複数あるプロジェクタ装置のうち、最も特性の悪い（輝度が低い）プロジェクタ装置に、それ以外のプロジェクタ装置の特性を合わせることが主流であった。このことについて、図４４を参照して説明する。
図４４は、７台のプロジェクタ装置（第１〜第７のプロジェクタ装置）がそれぞれスクリーンに投影する画像（白の単色画像）の輝度の例を示す。
図４４（ａ）は、特性を合わせる前における、プロジェクタ装置毎に投影した画像の輝度の例を示す。このとき、第５のプロジェクタ装置が投影する画像の輝度が最も特性が悪い。
【００１４】
図４４（ｂ）は、特性を合わせた後における、プロジェクタ装置毎に投影した画像の輝度の例を示す。特性を合わせる前の輝度は、比較のため破線で示す。
第１〜第４のプロジェクタ装置と第６及び第７のプロジェクタ装置が投影する画像の輝度は、第５のプロジェクタ装置が投影する画像の輝度に合わせるため、全体の輝度が低くなることが分かる。
すなわち、画像投影システム全体の性能が個々のプロジェクタ装置の性能に左右されてしまう。このため、画像投影システムの輝度性能は、プロジェクタ装置の個体差に依存しやすく、輝度が低くなりやすい。
【００１５】
（２）プロジェクタ装置の故障に対して脆弱である点
また、従来の画像投影システムでは、画像を投影する最中に、例えば、１台のプロジェクタ装置が故障し、光源ランプが消灯すると、そのプロジェクタ装置が投影していた領域には一切画像が表示されなくなってしまう。このため、スクリーンに投影された画像の一部が掛けてしまう。そして、故障したプロジェクタ装置が回復するまでの時間がわずかであっても、使用するアプリケーション（例えば、セキュリティ用途の監視用画面）によっては、画像投影システムの品質を著しく落としてしまう。
【００１６】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、複数台のプロジェクタ装置投影する画像を重ねてスクリーンに提示する場合に、投影画像毎の輝度を均一化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせてスクリーンに投影する。そして、スクリーンに投影され、第１の投影画像と、第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示された複数の投影画像からなる画像領域を構成する画素であって、画像領域の任意の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台のプロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせてある画像領域の輝度を観測する。観測された画像領域の各画素の投影位置より、プロジェクタ装置毎に投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出し、観測された画像領域の輝度と位置情報より、スクリーン上の画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出し、入力された第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割し、位置情報に基づいて、分割された画像領域のうち、最小値の輝度を、最小値輝度情報として算出し、位置情報に基づいて、分割された画像領域の輝度と最小値輝度情報に基づく輝度の差を、差分値輝度情報として算出し、画像領域の最小値輝度情報と差分値輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定し、算出された輝度補正係数と最小値輝度情報と差分値輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、位置情報および最小値輝度情報と差分値輝度情報に基づいて、プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出し、算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、各プロジェクタ装置に供給する。
また、本発明は、複数台のプロジェクタ装置によって、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせ、スクリーンに投影し、スクリーンに投影され、第１の投影画像と、第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像を重ね合わせて提示された複数の投影画像からなる画像領域を構成する画素であって、画像領域の所定の画素は、隣り合うｎ（ｎは、２以上の整数）台のプロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わせてある画像領域の輝度を観測し、観測された画像領域の各画素の投影位置より、プロジェクタ装置毎に投影画像を構成する画素の位置を位置情報として算出し、観測された画像領域の輝度と位置情報より、スクリーン上の画像領域の各画素の輝度を輝度情報として算出し、Ｒ画像とＧ画像とＢ画像とで構成される入力された第１の投影画像の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割し、位置情報に基づいて、分割された画像領域のうち、Ｒ画像とＢ画像の輝度をＲＢ輝度情報として算出し、位置情報に基づいて、分割された画像領域のうち、Ｇ画像の輝度をＧ輝度情報として算出し、画像領域のＲＢ輝度情報とＧ輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定し、算出された輝度補正係数とＲＢ輝度情報とＧ輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、位置情報および輝度情報に基づいて、プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出し、算出された画素値に基づいて画像信号を生成し、画像信号を各プロジェクタ装置に供給する。
【００１８】
このように、スクリーンに投影される画像の画素を複数台のプロジェクタ装置が投影する画像で重ね合わせるため、スクリーン全体の輝度を均一に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数台のプロジェクタ装置がスクリーンに投影する画像を重ね合わせるため、スクリーン全体の画像の輝度が均一化される。また、一部のプロジェクタ装置が故障して、画像を投影できなくなった場合であっても、故障したプロジェクタ装置に隣り合う他のプロジェクタ装置によって画像が投影され続けるため、スクリーンに投影された画像が欠けないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施形態例について、図１〜図２６を参照して説明する。本実施の形態例では、複数台のプロジェクタ装置を用いて投影した画像を重ね合わせることによって、輝度を均一化し、スクリーンに高精細な画像を表示することが可能な画像投影システム１０に適用した例について説明する。
【００２１】
図１は、複数台のプロジェクタ装置によって構成される画像投影システム１０の構成例を示す。画像投影システム１０は、同じ投影性能を有するＮ台のプロジェクタ装置１−１〜１−Ｎに対して、画像信号を供給する。本例では、Ｎ＝３５台のプロジェクタ装置について説明する。
【００２２】
本例の画像投影システム１０は、Ｎ台のプロジェクタ装置と、投影された画像の表示面となるスクリーン２と、スクリーン２に投影された画像を観測する観測部４と、観測部４が観測した情報を受取り、各プロジェクタ装置に画像信号を供給する制御装置５と、を備える。ただし、図１では、プロジェクタ装置１−１〜１−４，１−１１〜１−１４，１−２１〜１−２４のみ簡略して示す。
【００２３】
Ｎ台のプロジェクタ装置は、所定の間隔で格子状に配置されており、入力された画像信号に基づく画像を互いに所定量ずらして重ね合わせてスクリーン２に投影する。各プロジェクタ装置は、スクリーン２の一部に画像を投影しており、全体として一つの画像が形成される。図１では、プロジェクタ装置１−１２がスクリーン２に投影する投影画像を、投影画像３−１２とする。
観測部４は、スクリーン２に投影された複数の投影画像からなる画像領域の輝度を観測する。観測部４は、スクリーン２の正面方向に代えて、背面方向に配置してもよい。
制御装置５は、観測部４の観測結果に基づいて、プロジェクタ装置毎に投影する画像を構成する各画素の輝度値を調整し、複数のプロジェクタ装置に供給する。
そして、複数の投影画像からなる画像領域は、第１の投影画像と、前記第１の投影画像より高い解像度である第２の投影画像が重ね合わされて提示される。画像領域の所定の画素は、隣り合う複数台のプロジェクタ装置からの投影画像の対応する画素によって重ね合わされる。投影画像の１辺の長さは、隣り合って配置されたプロジェクタ装置間の距離のｎ倍（ｎは２以上の整数）である。
【００２４】
図２は、画像投影システム１０の三面図である。投影画像３−１２は、他のプロジェクタ装置による投影画像と比較するため、強調表示してある。
各プロジェクタ装置は、１台のプロジェクタ装置が投影する画像の投影画像の幅（水平方向、垂直方向それぞれ）が、プロジェクタ装置の配列間隔のほぼ２倍（３倍、４倍等の整数倍であればよい。）となるように配置される。このため、隣り合うプロジェクタ装置が無い周辺部を除く、全ての画素で、異なる４台のプロジェクタ装置からの光が重畳される。
そして、隣り合うプロジェクタ装置の投影画像が重なる領域をスクリーン２の全面に広げる。さらに、スクリーン２に投影された全体画像の周辺部を除く投影画像の全ての位置で、複数台のプロジェクタ装置が投影した画像（光）が重なるよう設定する。
【００２５】
従来、複数台のプロジェクタ装置によってスクリーン２に画像を投影する場合、隣り合う投影画像の周辺部は、互いに重なる。ただし、従来のように投影画像の周辺部が重なるわけではない。本例では、例えば、１台のプロジェクタ装置の投影画像は、上下左右に隣り合う４台のプロジェクタ装置の投影画像と重なる。
【００２６】
ところで、画像投影システム１０は、投影画像を重畳するプロジェクタ装置の台数が限定されない。１台のプロジェクタ装置の投影画像の幅を更に広げて、１つの画素を構成する光が異なる９台、１６台、２５台…といった４台以上のプロジェクタ装置を備える画像投影システムとして構成することも可能である。この点については、投影画像を重ねる実験結果と共に後述する。
【００２７】
図３は、投影画像を不均一に拡大する例を示す。本例の画像投影システム１０は、投影画像の領域（以下、画像領域とも称する。）を不均一に拡大して、重畳させることを特徴とする。図３では、破線で囲まれた第１の画像領域６ａ、第２の画像領域６ｂのうち、いずれか一方の解像度を保持（高解像度の投影画像）したまま、残りの領域だけを拡大（低解像度の投影画像）してスクリーン２に投影する。
図３（ａ）は、拡大前の画像領域の例を示す。
図３（ｂ）は、第２の画像領域６ｂの解像度を保持したまま、他の領域を拡大した第１の画像領域６ａ′の表示例である。
図３（ｃ）は、第１の画像領域６ａの解像度を保持したまま、他の領域を拡大した第２の画像領域６ｂ′の表示例である。図３（ｃ）に示す第１の画像領域６ａと第２の画像領域６ｂ′を、不均一投影画像６とする。
【００２８】
図４は、不均一投影画像６をスクリーン２に投影する場合の構成例である。
図４（ａ）は、不均一に投影画像を拡大する例である。
プロジェクタ装置１−１が投影する画像は、画像を不均一に拡大する不均一拡大光学部７−１を透過する。不均一拡大光学部７−１は、スクリーンの対応する領域に投影する画像のうち、所定の領域と、他の領域とで、画像の拡大率が異なる光学系である。不均一拡大光学部７−１は、例えば、フレネルレンズで構成される。不均一拡大光学部７−１を透過した画像は、上述した図３（ｃ）に示した例のように、スクリーン２に投影される。
【００２９】
図４（ｂ）は、フレネルレンズの構成例である。
フレネルレンズ７は、レンズを同心円状に切った薄いレンズである。図４（ａ）に示すように、フレネルレンズ７の中心付近を矩形の孔が空くように形成する。穴の空いた領域を通る光線は、拡大されずにそのまま通り抜け、穴の空いていない部分を通る光線は、拡大されてスクリーン２に投影される。
【００３０】
ただし、不均一拡大光学部７−１は、一部の領域を高解像度に保持し、それ以外の領域を広範囲に拡大する投影であれば何でもよい。例えば、レンズ中央の切り取った部分の厚みが、光線の邪魔をしなければ（例えば、十分薄ければ）、フレネルレンズでなくてもよい。また、魚眼レンズを用いることで、投影画像を、解像度が不均一な拡大像とすることができる。
【００３１】
図５は、図４（ａ）に示したプロジェクタ装置と不均一拡大光学部を複数配置し、複数の拡大された不均一投影画像を重畳する例を示す。このとき、投影画像の高解像度領域（図３（ｃ）における第１の画像領域６ａに相当する。）が隙間無く並ぶようにプロジェクタ装置を配置する。
【００３２】
図５（ａ）は、１枚の不均一投影画像の例である。
この場合、スクリーン２には、不均一投影画像６−１が投影される。
図５（ｂ）は、２枚の不均一投影画像を重畳した例である。
この場合、スクリーン２には、隣り合う２台のプロジェクタ装置から投影された不均一投影画像６−１，６−２が重ねて投影される。
図５（ｃ）は、３枚の不均一投影画像を重畳した例である。
この場合、スクリーン２には、隣り合う３台のプロジェクタ装置から投影された不均一投影画像６−１〜６−３が重ねて投影される。
図５（ｄ）は、４枚の不均一投影画像を重畳した例である。
この場合、スクリーン２には、隣り合う４台のプロジェクタ装置から投影された不均一投影画像６−１〜６−４が重ねて投影される。
図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、各画像領域は、１台のプロジェクタ装置による高解像度な投影画像と、その周囲にあるプロジェクタ装置の低解像度な複数の投影画像が重畳された状態で照らされる。
【００３３】
図５は、４台のプロジェクタの投影画像を重ねたところまで示している。ただし、実際には、図５で示した投影画像に対して、更に、その周囲にあるプロジェクタからの投影画像も重なる。そして、中央の高解像度な投影画像の横幅（もしくは縦幅）が横方向に（もしくは縦方向に）隣り合うプロジェクタの配置間隔と等しい。このため、４台のプロジェクタ装置が投影する投影画像を重ねると、中央の高解像度な投影画像がスクリーン２の全面に隙間無く並ぶこととなる。ただし、スクリーン２には、重ね合わされた投影画像の周辺部に位置する低解像度な画像領域を投影しない。そして、スクリーン上の任意の位置の投影画像の構成（高解像度な投影画像と低解像度な投影画像の個数）はどこでも同じになる。その為、その構成の違いにより輝度ムラが生じることはない。
【００３４】
図６は、画像投影システム１０の内部構成例を示すブロック図である。
観測部４は、図示しない光学レンズ系と、所定のシャッタタイミングで光学レンズ系を介して取り込んだ像光を電気信号に変換する撮像素子と、変換された電気信号を静止画データ又は動画データとして記憶する記憶部と、制御装置５と接続され、記憶部に記憶された静止画データ又は動画データを伝送するための伝送処理部と、を備えるカメラを用いる。ただし、観測部４は、例えば動画像や静止画像を撮像可能なカメラであったり、輝度を計測する輝度計であったりしてもよい。
【００３５】
観測部４は、記憶部に記憶された静止画データ又は動画データに基づいて、スクリーン２上の前記画像領域を構成する画素の投影位置を観測する投影位置観測部４１と、プロジェクタ装置が投影する画像の輝度を観測する投影輝度観測部４２と、を備える。投影位置観測部４１と、投影輝度観測部４２が観測した結果、得られたプロジェクタ装置毎の投影位置と投影輝度の情報は、制御装置５に供給される。ただし、観測部４は、スクリーン２の投影画像の色度（色相と彩度）を観測する色度観測部として、色度計を備える構成としてもよい。
【００３６】
制御装置５は、投影位置観測部４１によって観測された画像領域の各画素の投影位置より、プロジェクタ装置毎に投影画像を構成する画素の位置を「ジオメトリ情報」として算出するジオメトリ情報算出部５１と、ジオメトリ情報算出部５１で算出されたジオメトリ情報を一時的に保持する記憶領域であるジオメトリ情報保持部５２と、を備える。
【００３７】
また、制御装置５は、投影輝度観測部４２によって観測された画像領域の輝度と位置情報より、スクリーン上の画像領域の各画素の輝度を「輝度情報」として算出する輝度情報算出部５３と、輝度情報算出部５３で算出された輝度情報を一時的に保持する記憶領域である輝度情報保持部５４と、を備える。
【００３８】
また、制御装置５は、プロジェクタ装置に投影させる元画像データを記憶する画像データ保持部５５と、画像データ保持部５５から画像データを読み出す画像データ読出部５６と、画像データ読出部５６によって読み出された入力された低解像度の画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割するブロック分割部５７と、ブロック分割部５７で分割されたブロックより、位置情報に基づいて、ブロック分割部によって分割された画像領域のうち、最小値の輝度を、「最小値目標輝度」の情報として算出する最小値目標輝度算出部５８と、位置情報に基づいて、ブロック分割部によって分割された画像領域の輝度と最小値輝度情報に基づく輝度の差を、「差分値目標輝度」の情報として算出する差分値目標輝度算出部５９と、を備える。最小値目標輝度算出部５８と、差分値目標輝度算出部５９には、ジオメトリ情報保持部５２が保持するジオメトリ情報が供給される。そして、最小値目標輝度算出部５８は、供給されたジオメトリ情報に基づいて、画素毎に適切な目標輝度を複数のプロジェクタ装置による投影画像の輝度の最大値と最小値の範囲内で設定する。また、差分値目標輝度算出部５９は、供給されたジオメトリ情報に基づいて、画素毎に適切な差分値目標輝度を複数のプロジェクタ装置による投影画像の輝度の最大値と最小値の範囲内で設定する。つまり、プロジェクタ装置毎に目標輝度を算出することとなる。
【００３９】
また、制御装置５は、ジオメトリ情報保持部５２に保持されたジオメトリ情報と、輝度情報保持部５４に保持された輝度情報と、最小値目標輝度算出部５８によって算出された最小値目標輝度と、差分値目標輝度算出部５９によって算出された差分値目標輝度の情報に基づいて、輝度を補正する輝度補正係数を算出する輝度補正係数算出部６０と、輝度補正係数算出部６０によって算出された輝度補正係数を一時的に保持する記憶領域である輝度補正係数保持部６１と、を備える。
輝度補正係数算出部６０は、画像領域の最小値輝度情報と差分値輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する。
【００４０】
また、制御装置５は、輝度補正係数算出部によって算出された輝度補正係数と最小値輝度情報と差分値輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、ジオメトリ情報および最小値輝度情報と差分値輝度情報に基づいて、プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の入力画素値を算出する入力画素値算出部６２を備える。
入力画素値算出部６０は、輝度補正係数算出部６０によって算出された輝度補正係数と、最小値目標輝度と、差分値目標輝度と、に基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定する。そして、決定した目標投影輝度、位置情報および輝度情報に基づいて、プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する。
また、制御装置５は、入力画素値算出部６２によって算出された入力画素値に基づいて、プロジェクタ装置を制御する制御信号と画像信号を生成し、各プロジェクタ装置に供給する信号供給部６３と、を備える。
【００４１】
信号供給部６３は、供給対象となるプロジェクタ識別番号と供給する入力画像データを、入力画素値算出部６２より受け取って、該当するＮ台のプロジェクタ装置１−１〜１−Ｎに、画像信号を供給する。本例では、Ｎ＝３５台のプロジェクタ装置について説明する。プロジェクタ装置１−１〜１−Ｎは、それぞれ、不均一光学部７−１〜７−Ｎを備える。不均一光学部７−１〜７−Ｎの構成は、上述した図４の説明における不均一光学部と同様である。そして、プロジェクタ装置１−１〜１−Ｎは、信号供給部６３から供給された画像信号に基づいて、輝度を調節し、不均一光学部７−１〜７−Ｎを介して、画像をスクリーン２に投影する。
【００４２】
次に、制御装置５が行う画像処理の例について、図７〜図１１を参照して説明する。
【００４３】
図７は、スクリーン２に投影される画像の画素位置を示す。
以下、スクリーン２の周辺部を除いた、各プロジェクタ装置からの光が重畳される領域（例えば、異なる４台のプロジェクタ装置からの光が重畳される領域）を、「画像提示領域」と呼ぶ。
【００４４】
スクリーン２にＸＹ座標軸をとり、原点（０，０）の位置を決める。このため、スクリーン２の画素位置は、原点に対して一意に定まる。この画像提示領域に、所望の画像を投影する際、スクリーン２に投影された画像を構成する各画素に相当する位置を、画素位置（Ｘ，Ｙ）と表す。ここでは、スクリーン２に投影された画像の一部を拡大した拡大領域８に含まれる画素８ａの位置が画素位置（Ｘ，Ｙ）として求まる。本例では、隣り合う４台のプロジェクタ装置が投影する画像の画素によって、画素８ａが投影されている。
【００４５】
図８は、図７で求められた画素位置（Ｘ，Ｙ）に対して、画像投影システム１０で用いられる諸変数の例を示す説明図である。
【００４６】
（１）第１のキャリブレーション：（ｘｋ，ｙｋ）と（Ｘ，Ｙ）の対応関係を求める。
ここでは、画素位置（Ｘ，Ｙ）について、低解像度の画素を投影しているプロジェクタ装置の総数をｎとし、このうち、第ｋ番目のプロジェクタ装置について検討する。
【００４７】
総数Ｎ台のプロジェクタ装置のうち、画素位置（Ｘ，Ｙ）に光を投影する第ｋ番目のプロジェクタ装置について、画素位置（Ｘ，Ｙ）に相当するプレーン毎の画素位置を対応画素位置（ｘｋ，ｙｋ）と表す。
【００４８】
プロジェクタを識別する為の番号ｋがシステムに存在するプロジェクタの総数Ｎ台のうちの第何番目のプロジェクタに相当するかについては、画素位置（Ｘ，Ｙ）によって異なる。投影画像の画素位置（Ｘ，Ｙ）とプロジェクタ装置毎に投影するＲプレーン、Ｇプレーン、Ｂプレーン上の対応画素位置（ｘｋ，ｙｋ）の関係式（１）〜（４）で示される関係は、予め計測しておく。
【００４９】
【数１】
0005217497.tif 000002
【００５０】
Ｘ，Ｙ，ｘｋ，ｙｋは、画素位置（Ｘ，Ｙ）とプロジェクタ装置番号ｋの全ての組み合わせについて、それぞれ固有に定まる関数である。これらの関数（Ｘ，Ｙ，ｘｋ，ｙｋ）を、上述のように「ジオメトリ情報」と呼ぶ。なお、式（１）と式（３）、式（２）と式（４）は、互いに逆関数である。
【００５１】
（２）：第２のキャリブレーション：入力画素値に対するスクリーン２上の画素位置（Ｘ，Ｙ）における輝度を求める。
第ｋ番目のプロジェクタ装置のパネルの第ｐ番目のプレーン（カラー画像であればＲプレーン（ｐ＝０），Ｇプレーン（ｐ＝１），Ｂプレーン（ｐ＝２））に、画素値ｉｋを入力した時の、スクリーン上の画素位置（Ｘ，Ｙ）で観測される輝度をｌｋと定めて、予め、関係式（５），（６）で示される関係を計測しておく。
【００５２】
【数２】
0005217497.tif 000003
【００５３】
ｌｋ，ｉｋは、画素位置（Ｘ，Ｙ）と、プロジェクタ装置を１台毎に識別するためのプロジェクタ装置番号ｋ、プレーン番号ｐの全ての組み合わせについて、それぞれ固有に定まる関数である。なお、式（５）と式（６）は、互いに逆関数である。
これらの関数（ｌｋ，ｉｋ）を、上述のように「輝度情報」と呼ぶ。関係式（５）は、Ｒプレーン、Ｇプレーン、Ｂプレーン上の対応画素位置（ｘｋ，ｙｋ）に、０（最小出力），１，２，３，…，２５５（最大出力）の数値を入れた場合、実測した画素位置（Ｘ，Ｙ）での明るさが何カンデラであるかを求めることにより得られる。
【００５４】
画素位置（Ｘ，Ｙ）について、その画素位置の輝度Ｌは、その画素位置に光を投影する全プロジェクタ装置の投影輝度の総和になるので、式（７）のように表される。
【００５５】
【数３】
0005217497.tif 000004
【００５６】
スクリーン上の画素位置（Ｘ，Ｙ）に投影する目標輝度をＬＴとして表す。入力画素値算出部６２は、目標輝度ＬＴを求める。ＬＴは、当該位置における提示画像の画素値Iと、予め適当な値に設定されたガンマγを使って、式（８）を用いて計算される。ガンマの値は、式（８）で計算される値が、複数のプロジェクタ装置による投影画像の輝度の最大値と最小値の範囲内に収まるように、予め設定しておく。
【００５７】
【数４】
0005217497.tif 000005
【００５８】
画素位置（Ｘ，Ｙ）には、低解像度なプロジェクタ装置からの光と高解像度なプロジェクタ装置からの光の両方とが重畳されている。低解像度なプロジェクタ装置からの光が足し合わさった結果の輝度をＬＴ１、高解像度なプロジェクタ装置からの光が足し合わさった結果の輝度をＬＴ２とすると、ＬＴ１とＬＴ２を足し合わせた結果が目標輝度ＬＴとなるように、各プロジェクタ装置へ入力する画素値を算出する。以下、図８では、低解像度なプロジェクタ装置からの輝度の総和ＬＴ１を目標輝度ＬＴとして説明する。
【００５９】
目標輝度ＬＴを実現する為に必要な各プロジェクタ装置への入力画素値ｉｋ（ｋ＝１，２，…，ｍ）の組み合わせは複数ある。そこで、プロジェクタ装置毎に、ＬＴの内のどれだけの輝度を投影するのか、輝度の配分を決める必要がある。その配分量を「輝度補正係数」と呼ぶ。輝度補正係数ｗ１は、式（９）のように表される。輝度補正係数ｗ１を、０から１の実数値で表しており、輝度補正係数ｗ１の総和は１とする。例えば、４台のプロジェクタ装置が出力する画像の輝度に対する輝度補正係数ｗ１は、０．１２５，０．３７５，０．２５，０．２５と決められる。
【００６０】
【数５】
0005217497.tif 000006
【００６１】
（３）：第３のキャリブレーション：プロジェクタ装置毎の輝度の配分を求める。
輝度補正係数は、画素位置（Ｘ，Ｙ）と、プロジェクタ装置番号ｋ、プレーン番号ｐの全ての組み合わせについて、それぞれ固有に定まる定数である。また、輝度補正係数は、各スクリーン上の位置（Ｘ，Ｙ）での各プロジェクタ装置の出しうる最大輝度ｌｋ，maxに合わせて、もしくは、ｌｋ，maxと目標輝度ＬＴに合わせて、予め決めておく。例えば、個々のプロジェクタ装置の輝度に合わせて、単純に比例配分する場合、式（１１），（１２）を用いて輝度補正係数が決定される。
【００６２】
そして、個々のプロジェクタ装置が出しうる最大輝度に合わせて比例配分する輝度補正係数を決定する。画素位置（Ｘ，Ｙ）について、提示画像の画素が、縦横それぞれｍ個集まった大きさ、つまり、ｍ×ｍ個の面積が低解像度な画素の投影画像の面積に等しいとする。その場合、提示画像の画素をｍ×ｍ個のブロックに分割して処理を行う。単純に比例配分する場合、輝度補正係数ｗ１が決定される。
【００６３】
【数６】
0005217497.tif 000007
【００６４】
本例の画像投影システムでは、スクリーン２上の各画素が複数のプロジェクタ装置から投影される光で照らされる。各プロジェクタ装置が照らす投影光の強さは自由度がある（色々な強さ配分が考えられる。）。その自由度は、状況や目的に応じて適宜決めることができる。この自由度を決めるために、画像投影システムの設計パラメータの一つとして、輝度補正係数を求めている。本例では、スクリーン上の画像領域の任意の画素について、当該画素に投影するプロジェクタ装置毎の画像の輝度の配分を、輝度補正係数に基づいて変更することによって、自由度を決めることが可能である。
【００６５】
例えば、画素位置（Ｘ，Ｙ）の目標輝度を８００カンデラとした場合であって、第１のプロジェクタ装置の出力が弱いため、１００カンデラ分の光量しか得られない場合を想定する。この場合、例えば、第２のプロジェクタ装置の光量を２３０カンデラ、第３のプロジェクタ装置の光量を２３０カンデラ、第４のプロジェクタ装置の光量を２４０カンデラとすることによって、目標輝度の８００カンデラに達することができる。このように、複数のプロジェクタ装置で輝度を補完することによって、一部で輝度が落ち込むような画像を投影することがない。
【００６６】
そして、目標輝度ＬＴに対する、第ｋ番目のプロジェクタ装置に入力すべき画素値ｉｋは、式（１３），（１４）を用いて計算される。
【００６７】
【数７】
0005217497.tif 000008
【００６８】
ここで、ｉｋが、小数点も含む実数値になった場合は、四捨五入して、整数値に丸める。また、ｉｋは０≦ｉｋ≦２５５の範囲を越えないように決定する。
【００６９】
以上説明した手順と同様にして、高解像度の画素を投影しているプロジェクタ装置の総数をｎ′とし、このうち、第ｋ′番目のプロジェクタ装置についても画素値を求める。高解像度な画素を投影しているプロジェクタ装置に対する輝度補正係数をｗ２（Ｘ，Ｙ，ｋ′，ｐ）とする。
【００７０】
【数８】
0005217497.tif 000009
【００７１】
また、ｋ′番目のプロジェクタ装置に入力すべき画素値ｉｋ′を求める手順は、ｋ番目のプロジェクタ装置に入力すべき画素値ｉｋを求める手順と同様である。
【００７２】
ここで、目標輝度について図９を参照して説明する。図９は、プロジェクタ装置１−１〜１−４の設置位置に対する輝度分布の例を示す。
目標輝度とは、画像投影システムで投影したい入力画像データの各画素値から、スクリーン上の各位置（画素）について、一意に算出される量である。
【００７３】
図９（ａ）は、各プロジェクタ装置が最大出力で投影した場合におけるスクリーン２上の輝度分布３１−１と、各プロジェクタ装置が最小出力で投影した場合におけるスクリーン２上の輝度分布３１−２を示す。
図９（ｂ）は、スクリーン２に提示したい画像の輝度の例を示す。
提示したい画像３２の輝度が、各プロジェクタ装置が投影する輝度の最小出力と最大出力の範囲内であれば、任意の輝度を投影することができる。このため、提示したい画像３２に応じて、各プロジェクタ装置が投影すべき輝度を求める。この提示したい画像３２によって定まる投影すべき輝度を、「目標輝度」と表現する。輝度分布３１−３は、目標輝度を表す輝度分布である。
【００７４】
図９（ｃ）は、目標輝度を算出する例を示す。
提示したい画像３２に対して、任意の位置における水平線３３を指定する。この水平線３３から求まる画素値は、画素値分布３４のように求まる。画素値分布３４に対して、予め設定されたガンマを掛ける（累乗する）ことによって、目標輝度値ＬＴ（画像データの各画素値）が求まる。
【００７５】
ガンマとは、画像データの各画素値（０〜２５５）をスクリーン２上で観測される輝度（数１０カンデラ〜数万カンデラ）の値に変換するための数値である。本例の画像投影システム１０では、第１〜第３のキャリブレーションで得られる、各プロジェクタ装置が最小の出力を行った際のスクリーン上での輝度分布と、各プロジェクタ装置が最大の出力を行った際のスクリーン上での輝度分布の範囲内に収まるように、予め適切な値を算出しておく。
【００７６】
図１０は、制御装置５が画像を提示する処理の全体の流れを示すフローチャートである。
始めに、ジオメトリ情報算出部５１は、各プロジェクタ装置の投影位置であるジオメトリ情報（ｆＸ，ｆＹ，ｇｘ，ｇｙ）を計測する（ステップＳ１）。この処理は、上述した第１のキャリブレーションに相当する。
【００７７】
次に、輝度情報算出部５３は、各プロジェクタ装置の投影輝度である輝度情報（ｈ）を算出する（ステップＳ２）。この処理は、上述した第２のキャリブレーションに相当する。
【００７８】
次に、輝度補正係数算出部６０は、輝度補正係数ｗ１（Ｘ，Ｙ，ｋ，p）および輝度補正係数ｗ２（Ｘ，Ｙ，ｋ´，p）を生成する（ステップＳ３）。この処理は、上述した第３のキャリブレーションに相当する。
【００７９】
最後に、入力画素値算出部６２は、投影画像の輝度を調整する画像提示処理を行い（ステップＳ４）、処理を終了する。
【００８０】
図１１は、入力画素値の算出処理の例を示すフローチャートである。
始めに、入力画素値算出部６２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各プレーンについて、処理を開始する（ステップＳ１１）。つまり、ｐの値を、０，１，２の順に循環することで、Ｒプレーン、Ｇプレーン、Ｂプレーンの順に選択して処理を行う。
【００８１】
次に、ブロック分割部５７は、画像データをブロックに分割する（ステップＳ１２）。
ブロックとは、低解像度な投影画像（最小値）の１画素の大きさを示す。高解像度な投影画像（差分値）の１画素の大きさは、低解像度な投影画像の１画素の大きさよりも更に小さいので、高解像度な投影画像の１画素の大きさは、ブロックの大きさとは異なる。高解像度な投影画像の各画素の入力画素値を決めるためには、その画素と同じ位置を、より広い範囲で照らしている低解像度な投影画像の１画素に対する入力画素値も考慮する必要がある。このため、ブロックで分割して各画素への入力値を決めていく。
以下、分割されたブロックを選択し、順に所定の処理を行う（ステップＳ１３）。
【００８２】
次に、提示画像の画素値について、選択されたブロック内の最小値を算出する（ステップＳ１４）。そして、最小値にガンマを掛けた値を算出する（ステップＳ１５）。この値を、最小値目標輝度と呼ぶ。そして、低解像度の画素を投影している全てのプロジェクタ装置について、ステップＳ１６〜Ｓ２０の処理を繰り返す（ステップＳ１６）。
【００８３】
まず、最小値目標輝度に輝度補正係数ｗ１を掛けた値を算出する（ステップＳ１７）。そして、最小値目標輝度に輝度補正係数ｗ１を掛けた値に最も近い入力画素値ｉｋを算出する（ステップＳ１８）。
【００８４】
次に、入力画素値ｉｋを該当するプロジェクタ装置に出力し（ステップＳ１９）、最後のプロジェクタ装置であるか否かを判別する（ステップＳ２０）。次のプロジェクタ装置がある場合、ステップＳ１６に戻り、処理を繰り返す。
【００８５】
ステップＳ２０の処理で、最後のプロジェクタ装置に達したことを判別した場合、ブロック内の各画素について、差分値目標輝度を算出する処理を開始する（ステップＳ２１）。そして、該当する画素位置の提示画像の画素値にガンマを掛けた値を算出する（ステップＳ２２）。
【００８６】
次に、該当する画素位置の提示画像の画素値にガンマを掛けた値から最小値目標輝度を引いた値を算出する（ステップＳ２３）。この値を、差分値目標輝度と呼ぶ。そして、高解像度の画素を投影している全てのプロジェクタ装置について、ステップＳ２４〜Ｓ２８の処理を繰り返す（ステップＳ２４）。
【００８７】
まず、差分値目標輝度に輝度補正係数ｗ２を掛けた値を算出する（ステップＳ２５）。そして、差分値目標輝度に輝度補正係数ｗ２を掛けた値に最も近い入力画素値ｉｋ′を算出する（ステップＳ２６）。
【００８８】
次に、入力画素値ｉｋ′を該当するプロジェクタ装置に出力し（ステップＳ２７）、最後のプロジェクタ装置であるか否かを判別する（ステップＳ２８）。次のプロジェクタ装置がある場合、ステップＳ２４に戻り、処理を繰り返す。
【００８９】
ステップＳ２８の処理で、最後のプロジェクタ装置に達したことを判別した場合、分割されたブロック内の最後の画素であるか否かを判別する（ステップＳ２９）。最後の画素ではない場合、ステップＳ２１に処理を移し、以降の処理を繰り返す。
【００９０】
一方、ステップＳ２９で、最後の画素であることを判別した場合、選択したブロックが最後のブロックであるか否かを判別する（ステップＳ３０）。最後のブロックではない場合、ステップＳ１３に処理を移し、以降の処理を繰り返す。
【００９１】
一方、ステップＳ３０で、最後のブロックであることを判別した場合、選択したプレーンが最後のプレーン（例えば、Ｂプレーン）であるか否かを判別する（ステップＳ３１）。最後のプレーンではない場合、ステップＳ１１に処理を移し、以降の処理を繰り返す。一方、最後のプレーンである場合、処理を終了する。
【００９２】
図１２は、各プロジェクタ装置が投影する画像の例を示す。
図１２では、図５（ｄ）で示した第１の不均一投影画像６−１〜第４の不均一投影画像６−４を投影するプロジェクタ装置がどのような画像を投影するかを示している。
高解像度の領域９は、プロジェクタ装置１−１が投影する高解像度の画像と、プロジェクタ装置１−２〜１−５が投影する低解像度の画像を重ねて構成される。
【００９３】
図１３は、各プロジェクタ装置が投影する画像の画素値（輝度）の例を示す。
ここでは、各プロジェクタに入力する画像データについて説明する。
まず、ブロック分割部５７は、提示したい画像データを適当なサイズのブロックに分割する。図１３では、２×２のブロックに分解しているが、３×３でも４×４でも任意のサイズで良い。
【００９４】
そして、ブロック内の画素値を最小値とその差分という２つの和に分解し、最小値に相当する画素値を低解像度の（広い範囲に拡大された）投影画像を提示する。一方、差分に相当する画素値を高解像度な投影画像を提示する。ただし、図１３では、単純に画素値の加減算をしているが、実際は、所望の画素値に相当する輝度が提示されるように、各プロジェクタのガンマを考慮した画素値に変換する必要がある。
【００９５】
例えば、ブロックごとに提示したい画素値が、１５０，１００，１７５，１００である場合、最小値は１００であると求められる。そして、プロジェクタ装置１−１が投影する高解像度の画像６−１については、提示したい画素値と最小値１００の差分を求める。
【００９６】
また、ブロックごとに提示したい画素値の最小値は、１００，１００，１００，１００である。このため、提示したい画素値の最小値は、プロジェクタ装置が投影１−２〜１−５が投影する低解像度の画像６−２〜６−５で均等に割った値とする。
そして、高解像度の画像と低解像度の画像を重ねることで、提示したい画素値（輝度）でスクリーン２に画像を投影することができる。
【００９７】
ところで、図１３では、スクリーン上の任意の点について、高解像度な投影画像が１つ、低解像度な投影画像が４つの場合について示している。しかしながら、最小値と差分値を投影するプロジェクタの台数にそれぞれ本質的な制限はない。原理的には、差分値を投影するプロジェクタの台数も最小値を投影するプロジェクタの台数もそれぞれ何台でも可能である。差分値の（高解像度な）投影画像も投影領域の幅が、隣り合うプロジェクタの配置間隔よりも大きければ、隣接する他の高解像度な投影画像と重なりが生じる。すると、スクリーン上の１点は、複数の高解像度な投影画像により投影されることになる。なお、差分値の投影画像も複数である場合についての説明は明示的には行っていないが、この場合であっても、本発明に係る画像投影システムは、最小値と差分値を投影するプロジェクタの台数にそれぞれ本質的な制限はない。
【００９８】
本例の画像投影システム１０は、輝度のムラをなくしつつ、高輝度で投影した画像を表示することを目的とする。そして、画像投影システム１０を用いて投影される画像は、複数のプロジェクタ装置が投影した光によって、各画素を構成する。ここで、画像投影システム１０によって、補正される輝度の例について、図１４を参照して説明する。
【００９９】
図１４は、７台のプロジェクタ装置（第１〜第７のプロジェクタ装置）がそれぞれスクリーンに投影する画像（白の単色画像）の輝度の例を示す。
図１４（ａ）は、特性を合わせる前における、プロジェクタ装置毎に投影した画像の輝度の例を示す。このとき、第５のプロジェクタ装置が投影する画像の輝度が最も特性が悪い。
【０１００】
図１４（ｂ）は、特性を合わせた後における、プロジェクタ装置毎に投影した画像の輝度の例を示す。特性を合わせる前の輝度は、比較のため破線で示す。
第１〜第７のプロジェクタ装置が投影する画像は、それぞれ隣り合うプロジェクタ装置が投影する画像に重ね合わせている。このため、全体の輝度は、従来のプロジェクタ装置が投影する画像よりも高くなる。また、例えば、第５のプロジェクタ装置を除く他のプロジェクタ装置は、目的輝度に対して高い輝度となる。このため、第５のプロジェクタ装置を除く他のプロジェクタ装置は、目的輝度に合わせて出力を落とすことで、スクリーン２に投影された画像全体が均一な輝度となる。
【０１０１】
図１４に示したように、画像投影システム１０は、特性が悪いプロジェクタ装置が投影する画像の輝度に合わせる必要がない。つまり、特性が悪いプロジェクタ装置があったとしても、他のプロジェクタ装置が投影する画像によって、不足する輝度を補完することができる。
【０１０２】
次に、プロジェクタ装置が投影する画像を重ねた領域内における特性（色度）のばらつきを計測した結果について説明する。ここでは、製造メーカーと製品の型番が同じであるプロジェクタ装置を４台用いて、色度値ｘ，ｙを計測した例について説明する。
【０１０３】
図１５は、プロジェクタ装置を用いて投影する画像を重ね合わせた場合における、色度計測の様子を示す模式図である。図１５（ａ）〜図１５（ｄ）において、スクリーン２に投影される画像は、色度計７を用いて色度が計測される。
図１５（ａ）は、１台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１）をスクリーン２に投影した場合における投影画像の例である。スクリーン２には、画像３−１が投影される。
図１５（ｂ）は、２台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１，１−１１）をスクリーン２に投影した場合における投影画像の例である。スクリーン２には、画像３−１，３−１１が重ねて投影される。
図１５（ｃ）は、３台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１〜１−２１）をスクリーン２に投影した場合における投影画像の例である。スクリーン２には、画像３−１〜３−２１が重ねて投影される。
図１５（ｄ）は、４台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１〜１−３１）をスクリーン２に投影した場合における投影画像の例である。スクリーン２には、画像３−１〜３−３１が重ねて投影される。
【０１０４】
そして、図１５に示した各プロジェクタ装置の各画素に対して、全て共通な画像信号（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２００，２００，２００））を入力した。そして、１台〜４台のプロジェクタ装置で投影した場合について、色度計７を用いて、投影画像内のＸＹＺ表色系における色度値ｘ，ｙの分布を計測した。そして、図１６（ａ）〜図１６（ｄ）における各白枠内の色度を計測している。
【０１０５】
図１６は、１台〜４台のプロジェクタ装置をスクリーン２に投影した場合における投影画像の例である。
図１６（ａ）は、１台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１）がスクリーン２に投影する投影画像の例を示す。
図１６（ｂ）は、２台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１，１−１１）がスクリーン２に重畳して投影する投影画像の例を示す。
図１６（ｃ）は、３台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１〜１−２１）がスクリーン２に重畳して投影する投影画像の例を示す。
図１６（ｄ）は、４台のプロジェクタ装置（プロジェクタ装置１−１〜１−３１）がスクリーン２に重畳して投影する投影画像の例を示す。
【０１０６】
図１６（ａ）〜図１６（ｄ）より、１台のプロジェクタ装置であっても色、輝度のムラがあるものの、複数台のプロジェクタ装置が投影する画像を重ね合わせることによって、色、輝度のムラが均一化されることが分かる。
【０１０７】
図１７は、図１６（ａ）〜図１６（ｄ）に示したＸＹＺ表色系における色度値ｘ，ｙの標準偏差を算出した図である。
図１７より、ＸＹＺ表色系における色度値ｘ，ｙの分布は、プロジェクタ装置の台数が多くなる（言い換えれば、重ね合わせる画像枚数が多くなる。）につれて、収束することが分かる。
図１６（ａ）に示すように、１台のプロジェクタ装置である場合、色度値ｘ，ｙの標準偏差が高いため、色度のばらつきが大きい。しかし、プロジェクタ装置の台数を増やすにつれて、色度値ｘ，ｙの標準偏差が低くなり、スクリーンに投影した画像の色度のばらつきが小さくなっていくことが確認できる。
【０１０８】
更に、製造メーカーと製品の型番が同じであるプロジェクタ装置を多数集め、隣り合うプロジェクタ装置で投影する画像を重ねることで色度がどの程度平均化されるかをシミュレーションする実験を行った。この実験と、測定結果について、以下、図１８〜図２３を参照して説明する。
【０１０９】
図１８は、色度計測の様子を示す模式図である。
各プロジェクタ装置には、各画素に対して、全て共通な画像信号（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２００，２００，２００））を入力する。
そして、各プロジェクタ装置について、投影画像の色度分布を計測し、投影画像の中央領域８付近の平均色度を算出した。
本例では、１０４台のプロジェクタ装置について計測した。
【０１１０】
以下、図１９〜図２３において、同じ画像信号が入力されたプロジェクタ装置がスクリーン２に投影する画像の色度がばらつく様子について示す。各プロジェクタ装置が格子状に配置されたことを想定し（計測した各プロジェクタ装置の色度データを無作為に格子状に配列し）、各データに対して、隣接するデータとの平均値を算出する。そして、全ての平均値について標準偏差を計算する。この計算は、隣接する４台、９台、１６台、２５台のプロジェクタ装置について、それぞれ行う。
【０１１１】
図１９は、画像を重ね合わせない場合（図１９（ａ））における色度値ｘ，ｙを算出した結果を示している。
以下、図１９（ａ）〜図２３（ａ）において、格子状に配置された円は、プロジェクタ装置の配置位置を示す。また、実線または破線で囲まれた領域は、平均値を算出した範囲を示している。
図１９（ｂ）は、算出した平均値の分布を示している。
【０１１２】
図２０は、隣り合う４台のプロジェクタ装置間（図２０（ａ））で色度値ｘ，ｙの平均値を算出した結果を示している。
図２０（ｂ）は、色度値ｘ，ｙの平均値の分布を示している。
【０１１３】
図２１は、隣り合う９台のプロジェクタ装置間（図２１（ａ））で色度値ｘ，ｙの平均値を算出した結果を示している。
図２１（ｂ）は、色度値ｘ，ｙの平均値の分布を示している。
【０１１４】
図２２は、隣り合う１６台のプロジェクタ装置間（図２２（ａ））で色度値ｘ，ｙの平均値を算出した結果を示している。
図２２（ｂ）は、色度値ｘ，ｙの平均値の分布を示している。
【０１１５】
図２３は、隣り合う２５台のプロジェクタ装置間（図２３（ａ））で色度値ｘ，ｙの平均値を算出した結果を示している。
図２３（ｂ）は、色度値ｘ，ｙの平均値の分布を示している。
【０１１６】
図２４は、図１９（ｂ）〜図２３（ｂ）に示したＸＹＺ表色系における色度値ｘ，ｙの標準偏差と、重ね合わせたプロジェクタ装置の台数との関係を示す図である。
図２４より、周囲のプロジェクタ装置の光と重畳することで、プロジェクタ装置の特性のばらつきが減ることが示される。周囲の４台と重畳するだけでも色度のばらつきは、ほぼ半減する。一般に、標準偏差がσの母集団からｎ個を取り出して平均を取った場合の標準偏差は、一般式としてσ／√ｎの関係を満たす。図２４に示す結果は、標準偏差の一般式に準じている。
【０１１７】
そして、１台のプロジェクタ装置によって投影された画像の標準偏差に比べて、投影した画像を重畳するプロジェクタ装置の台数が増すにつれて、色度値ｘ，ｙの標準偏差が低い値に収束することが分かる。このため、投影した画像を重畳するプロジェクタ装置の台数を増すと、色度のばらつきが小さくなると言える。
【０１１８】
ところで、例えば、２５台のプロジェクタ装置が投影する投影画像を重ねる場合等、従来の投影方式に比べて、１台のプロジェクタ装置がより広い面積の領域を投影する必要がある。このためには、以下の手法を用いればよい。
（１）スクリーン２とプロジェクタ装置の間の距離（投射距離）を延長する。
（２）プロジェクタ装置に、より広角な投射レンズを取り付ける。
【０１１９】
また、投影画像を重ねると、厳密に投影位置を調整しない限り、複数台のプロジェクタ装置からの画素がずれて重なるため、投影画像の解像度は低下する。その為、投影画像の解像度を維持する必要がある。
【０１２０】
ここで、最小値と差分値を重畳した画像の例について、図２５と図２６を参照して説明する。
【０１２１】
図２５は、投影画像の例である。
図２５（ａ）は、所望の投影画像の例を示す。
この投影画像の例は、１台のプロジェクタ装置で画像を投影して、カメラで撮影した写真である。本実施の形態では、低解像度の画像と、高解像度の画像を重畳して図２５（ａ）に示す画像をスクリーン２に表示可能とすることを目指している。
【０１２２】
図２５（ｂ）は、低解像度の投影画像による最小値画像の例を示す。
この投影画像の例も、１台のプロジェクタ装置で画像を投影して、カメラで撮影した写真である。プロジェクタ装置への入力画像を、２×２画素のブロックに分割し、各ブロック（合計４画素）内での画素値の最小値を算出した上で、その最小値の画素値でブロック内の全画素を置き換えたものである。この処理は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各プレーンで独立に行う。
【０１２３】
図２６は、投影画像の例である。
図２６（ａ）は、高解像度の投影画像による差分値画像の例を示す。
この投影画像の例は、所定の処理を加えて算出した画素値を入力画像として当該プロジェクタ装置に入力し、投影した時の画像をカメラで撮影した写真である。
【０１２４】
図２６（ａ）に示す画像を投影するためには、２×２画素のブロック内の各画素について、入力画像の画素値に予め全画面で一律に定めたガンマの値を乗じる。そして、その値から、先に求めたブロック内での最小値の画素値に同じくガンマを掛けた値を差し引いた値（目標輝度）を入力画像としたものである。そして、プロジェクタ装置をスクリーンに投影した時のスクリーン上での輝度が、その差し引いて求めた値と等しくなるような当該プロジェクタ装置への入力画素値を、予め計測してある当該プロジェクタ装置への入力画素値とスクリーン上で観測される輝度値との関係から算出する。
【０１２５】
図２６（ｂ）は、図２５（ｂ）と図２６（ａ）に示した投影画像を重ねた場合の例を示す。この投影画像の例も、所定の処理を加えて算出した画素値を入力画像として当該プロジェクタ装置に入力し、投影した時の画像をカメラで撮影した写真である。
このように、最小値画像と差分値画像を重畳して投影することで、図２５（ａ）に示した入力画像をそのまま投影した場合と同様に、画像が表示されることが分かる。
【０１２６】
以上説明した第１の実施の形態に係る画像投影システム１０では、スクリーン２上のどの箇所の画像も、複数台の異なるプロジェクタ装置の投影光が重なり合って構成されることを特徴とする。また、不均一拡大光学部７−１〜７−Ｎは、静的な機構であり、一旦設置しておくと、動きを制御しなくてもよい。このため、各装置のメンテナンスが容易となるという効果がある。
【０１２７】
また、複数台のプロジェクタ装置からの光で各画素を構成することによって、プロジェクタ装置間の特性（輝度）のばらつきが平均化される。このため、特性の悪いプロジェクタ装置があったとしても、そのプロジェクタ装置が担当する画素と同じ画素を担当する他のプロジェクタ装置によって輝度の不足を補うことが出来る。そして、従来の技術と比べて、プロジェクタ装置のリソースをより効率的に利用することが可能になる。すなわち、より高画質な画像の投影が可能になる。
【０１２８】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図２７〜図２９を参照して説明する。本実施の形態例においても、複数台のプロジェクタ装置を用いて投影した画像を重ね合わせることによって、スクリーンに高精細な画像を表示することが可能な画像投影システム７０に適用した例について説明する。本実施の形態では、上述した第１の実施の形態で示した最小値、差分値に相当する画素値（光、輝度）を、それぞれ別のプロジェクタ装置で投影することを特徴とする。
制御装置５は、ｍ台のプロジェクタ装置のうち、ｋ台（ｋは１以上の整数）のプロジェクタ装置に差分値輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給し、ｋ台のプロジェクタ装置とは異なる（ｍ−ｋ）台のプロジェクタ装置に、最小値輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給する。
【０１２９】
図２７は、最小値画像と差分値画像をそれぞれ別のプロジェクタ装置で投影する場合の例を示す。最小値を担当するプロジェクタ装置と差分値を担当するプロジェクタ装置は、同じ種類、同じ特性でなくてもよい。例えば、最小値を担当するプロジェクタ装置に、解像度は低いが、明るく輝度の高いプロジェクタ装置を用い、差分値を担当するプロジェクタ装置には、輝度は低いが、解像度の高いプロジェクタ装置を用いるなど、それぞれの特性、用途に合わせた、効率的なプロジェクタ装置の利用が可能になる。
【０１３０】
図２８は、プロジェクタ装置の配置例を示す。
プロジェクタ装置の総数は、Ｎ台とする。そして、スクリーン２に対して、最小値画像を投影するプロジェクタ装置をｍ台、差分値画像を投影するプロジェクタ装置を、Ｎ−ｍ台とする。図１で示したように、プロジェクタ装置は、正面方向から見て格子状に配置する。
【０１３１】
ただし、最小値画像を投影するプロジェクタ装置と、差分値画像を投影するプロジェクタ装置が配置される奥行きを異ならせている。つまり、最小値画像を投影するプロジェクタ装置１−１〜１−ｍの間に、差分値画像を投影するプロジェクタ装置１−（ｍ＋１）〜１−Ｎをそれぞれ配置した。このように配置することによって、高解像度な画素の投影も複数のプロジェクタ装置による重ね合わせで行うことが可能となる。例えば、低解像度な画素の投影に対して、高解像度な画素の投影の輝度が足りない場合には、高解像度な画素の投影も複数台のプロジェクタ装置が投影する画像を重ね合わせることで、投影画像の輝度を向上させることが出来る。
【０１３２】
図２９は、複数台のプロジェクタ装置によって構成される画像投影システム７０の構成例を示す。制御装置５は、Ｎ台のプロジェクタ装置１−１〜１−Ｎに対して、画像信号を供給する。
ただし、画像投影システム７０では、低解像度な画素の投影と高解像度な画素の投影を、プロジェクタ装置毎に異ならせることを特徴とする。なお、第２の実施の形態において、上述した第１の実施の形態における画像投影システム１０と同じ部位については、詳細な説明は省略する。
【０１３３】
本例の画像投影システム７０は、Ｎ台のプロジェクタ装置と、投影された画像の表示面となるスクリーン２と、スクリーン２に投影された画像を観測する観測部４と、観測部４が観測した情報を受取り、各プロジェクタ装置に画像信号を供給する制御装置１５と、を備える。そして、Ｎ台のプロジェクタ装置のうち、第１のプロジェクタ装置１−１〜第ｍのプロジェクタ装置１−ｍを、低解像度画像（最小値画像）投影用のプロジェクタ装置とする。また、第ｍ＋１のプロジェクタ装置１−（ｍ＋１）〜第Ｎのプロジェクタ装置１−Ｎを、高解像度画像（差分値画像）投影用のプロジェクタ装置とする。
【０１３４】
以上説明した第２の実施の形態に係る画像投影システム７０では、低解像度画像（最小値画像）と高解像度画像（差分値画像）を投影するプロジェクタ装置を異ならせることによって、高輝度かつ高解像度の投影画像を提示可能としている。このため、全てのプロジェクタ装置を同質としなくてもよい。例えば、低解像度画像（最小値画像）を投影するプロジェクタ装置の輝度性能は、高解像度画像（差分値画像）を投影するプロジェクタ装置に比べて劣っていても、輝度を複数台のプロジェクタ装置で補完し合うため、高輝度な投影画像が得られるという効果がある。
【０１３５】
なお、第２の実施の形態の説明では、図２８に示すように、最小値画像を投影するプロジェクタ装置は、奥に配置したが、他の配置としてもよい。スクリーン２の全面に渡って、差分値画像を投影する光と最小値画像を投影する為の光が照射されていれば、プロジェクタの奥行きがすべて同じであっても、もしくは、図２８とは奥行き配置が逆になったとしても、実施可能である。
【０１３６】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図３０〜図３３を参照して説明する。本実施の形態例においても、複数台のプロジェクタ装置を用いて投影した画像を重ね合わせることによって、スクリーンに高精細な画像を表示することが可能な画像投影システム８０に適用した例について説明する。本実施の形態では、Ｒ，Ｇ成分だけの画像を投影するプロジェクタ装置と、Ｇ成分だけを投影するプロジェクタ装置を用いてスクリーンに画像を投影することを特徴とする。
【０１３７】
図３０は、各プロジェクタ装置が投影するＲ，Ｇ，Ｂプレーンの例を示す。
本実施の形態では、人間の眼の感度が最も高い、Ｇ成分の画像だけを高解像度のプロジェクタ装置で投影する。そしてＲ，Ｂ成分の画像は、互いに重なるように広い範囲に重畳した複数のプロジェクタ装置で投影する。このことは、上述した第２の実施の形態における、差分値をＧ成分に、最小値をＲとＢ成分に置き換えたものに等しい。
【０１３８】
図３１は、複数台のプロジェクタ装置によって構成される画像投影システム８０の構成例を示す。制御装置５は、Ｎ台のプロジェクタ装置１−１〜１−Ｎに対して、画像信号を供給する。
ただし、画像投影システム８０では、Ｒ，Ｂプレーンの投影とＧプレーンの投影を、プロジェクタ装置毎に異ならせることを特徴とする。なお、第３の実施の形態において、上述した第１の実施の形態における画像投影システム１０と同じ部位については、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
本例の画像投影システム８０は、Ｎ台のプロジェクタ装置と、投影された画像の表示面となるスクリーン２と、スクリーン２に投影された画像を観測する観測部４と、観測部４が観測した情報を受取り、各プロジェクタ装置に画像信号を供給する制御装置１５と、を備える。
ブロック分割部５７は、Ｒ画像とＧ画像とＢ画像とで構成される入力された画像信号に基づく画像を、所定の領域に分割する。
制御装置１５は、ブロック分割部５７で所定の領域に分割されたＲ画像とＧ画像とＢ画像とで構成される入力された画像信号に基づく所定の領域（分割画像領域）から、Ｒ画像とＢ画像の輝度を「ＲＢ目標輝度」の情報として算出するＲＢ目標輝度算出部６４と、Ｇ画像の輝度を「Ｇ目標輝度」の情報として算出するＧ目標輝度算出部６５と、を備える。
【０１４０】
輝度補正係数算出部６０は、画像領域の前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報に対する各プロジェクタ装置の投影画像の輝度の配分を輝度補正係数として決定する。輝度補正係数保持部６１は、決定された輝度補正係数を一時的に保持する。
入力画素値算出部６３は、輝度補正係数算出部によって算出された前記輝度補正係数と前記ＲＢ輝度情報と前記Ｇ輝度情報とに基づき各プロジェクタ装置の投影画像の目標投影輝度を決定し、決定した目標投影輝度、前記位置情報および前記輝度情報に基づいて、前記プロジェクタ装置毎に投影する画像の各画素の画素値を算出する。そして、信号供給部６３から各プロジェクタ装置に生成された画像信号が供給される。
【０１４１】
制御装置１５は、ｍ台のプロジェクタ装置のうち、ｋ台（ｋは１以上の整数）のプロジェクタ装置に前記ＲＢ輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給する。第１のプロジェクタ装置１−１〜第ｍのプロジェクタ装置１−ｍを、Ｒ，Ｂプレーン投影用のプロジェクタ装置とする。
そして、前記ｋ台のプロジェクタ装置とは異なる（ｍ−ｋ）台のプロジェクタ装置に、前記Ｇ輝度情報に基づいて決定された画像信号を供給する。第ｍ＋１のプロジェクタ装置１−（ｍ＋１）〜第Ｎのプロジェクタ装置１−Ｎを、Ｇプレーン投影用のプロジェクタ装置とする。
【０１４２】
図３２は、入力画素値の算出処理の例を示すフローチャートである。
始めに、ブロック分割部５７は、画像データをブロックに分割する（ステップＳ４１）。以下、分割されたブロックを選択し、順に所定の処理を行う（ステップＳ４２）。
【０１４３】
次に、ＲプレーンとＢプレーンに対して処理を行う（ステップＳ４３）。そして、提示画像のＲプレーンとＢプレーンの画素値について、ブロック内の平均値を算出する（ステップＳ４４）。
【０１４４】
次に、算出した平均値にガンマを掛けた値を算出する（ステップＳ４５）。この値を、ＲＢ目標輝度と呼ぶ。そして、Ｒ，Ｂプレーンを投影する全てのプロジェクタ装置について、ステップＳ４６〜Ｓ５０の処理を繰り返す（ステップＳ４６）。
【０１４５】
まず、ＲＢ目標輝度に輝度補正係数ｗ３を掛けた値を算出する（ステップＳ４７）。輝度補正係数ｗ３は、上述した第１の実施の形態における輝度補正係数ｗ１と同様に求められる。そして、ＲＢ目標輝度に輝度補正係数ｗ３を掛けた値に最も近い入力画素値ｉｋを算出する（ステップＳ４８）。
【０１４６】
次に、入力画素値ｉｋを該当するプロジェクタ装置に出力し（ステップＳ４９）、最後のプロジェクタ装置であるか否かを判別する（ステップＳ５０）。次のプロジェクタ装置がある場合、ステップＳ４６に戻り、処理を繰り返す。
【０１４７】
ステップＳ５０の処理で、最後のプロジェクタ装置に達したことを判別した場合、最後のプレーンであるか否かを判別する（ステップＳ５１）。最後のプレーンに達していない場合、ステップＳ４３に戻り、次のプレーンについて処理を繰り返す。
【０１４８】
一方、最後のプレーンに達している場合、ブロック内の各画素について、Ｇ目標輝度を算出する処理を開始する（ステップＳ５２）。そして、該当する画素位置の提示画像の画素値にガンマを掛けた値を算出する（ステップＳ５３）。この値を、Ｇ目標輝度と呼ぶ。
【０１４９】
そして、Ｇプレーンの画素を投影している全てのプロジェクタ装置について、ステップＳ５４〜Ｓ５８の処理を繰り返す（ステップＳ５４）。
【０１５０】
まず、Ｇ目標輝度に輝度補正係数ｗ４を掛けた値を算出する（ステップＳ５５）。輝度補正係数ｗ４は、上述した第１の実施の形態における輝度補正係数ｗ２と同様に求められる。そして、Ｇ目標輝度に輝度補正係数ｗ４を掛けた値に最も近い入力画素値ｉｋ′を算出する（ステップＳ５６）。
【０１５１】
次に、入力画素値ｉｋ′を該当するプロジェクタ装置に出力し（ステップＳ５７）、最後のプロジェクタ装置であるか否かを判別する（ステップＳ５８）。次のプロジェクタ装置がある場合、ステップＳ５４に戻り、処理を繰り返す。
【０１５２】
ステップＳ５８の処理で、最後のプロジェクタ装置に達したことを判別した場合、分割されたブロック内の最後の画素であるか否かを判別する（ステップＳ５９）。最後の画素ではない場合、ステップＳ５２に処理を移し、以降の処理を繰り返す。
【０１５３】
一方、ステップＳ５９で、最後の画素であることを判別した場合、選択したブロックが最後のブロックであるか否かを判別する（ステップＳ６０）。最後のブロックではない場合、ステップＳ４２に処理を移し、以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ６０で、最後のブロックであることを判別した場合、処理を終了する。
【０１５４】
図３３は、投影画像の表示例である。
ここでは、原画像に対して、Ｒ成分、Ｂ成分、Ｇ成分、それぞれの成分について、ローパスフィルタを適用して周波数帯域を落した画像を生成する。そして、Ｇ成分の周波数帯域だけを元の周波数帯域に戻すだけで、見た目の解像度がどの程度向上するのかについて示す。
図３３（ａ）は、原画像の表示例である。
図３３（ｂ）は、原画像からＲ，Ｇ，Ｂ成分の周波数帯域を半分に下げた投影画像の表示例である。
図３３（ｃ）は、原画像からＲ，Ｂ成分の周波数帯域を半分に下げた（Ｇ成分の周波数帯域を元に戻した場合）投影画像の表示例である。Ｒ，Ｂ成分の周波数帯域が下がると、解像度も下がる。
図３３（ｃ）に示すように、Ｒ成分、Ｂ成分については、低解像度のままで、Ｇ成分のみ高解像度である。しかし、人間の眼に対する感度がもっとも良いＧ成分の解像度は保持しているので、全体として、高解像度の画像に見える。つまり、高解像度の画像として提示される。
【０１５５】
ところで、Ｒ，Ｂ成分の周波数帯域を下げる処理は、ＲＢ目標輝度算出部６４が行う（図３２のステップＳ４４を参照）。本実施の形態では、各プロジェクタ装置からの投影画像を、図３０に示す仕組みを使って、Ｇ成分と、Ｒ，Ｂ成分のそれぞれについて、拡大率を変えて投影することを特徴とする。Ｇ成分の投影画像は、スクリーン全面を少なくとも隙間なく照らせる程度の拡大率で投影する。一方、Ｒ，Ｂ成分の投影画像は、Ｇ成分の投影画像よりも大きな拡大率で投影する。そうすることで、Ｒ，Ｂ成分の投影画像は、Ｇ成分の投影画像と比べて、より多くの隣接するプロジェクタ装置と重なり合う。その為、スクリーン上の任意の点で、高解像度なＧ成分の光と、Ｇ成分の光よりは低解像度だが、より多くのプロジェクタ装置からの光で混合された、Ｒ，Ｂ成分の光が観測されることになる。通常、ＲＧＢ全ての成分の投影画像を拡大して隣接するプロジェクタ装置の投影画像と重ね合わせようとすると解像度を保持できない。このため、人間が感じる解像度で最も感度が高いＧ成分だけを残して、Ｒ、Ｂ成分の光だけを重ね合わせることで、Ｒ，Ｂ成分についてだけは複数のプロジェクタ装置間の特性のばらつきを低減することが可能となる。
【０１５６】
以上説明した第３の実施の形態における画像投影システム８０では、Ｇ成分の投影光のみ出力するプロジェクタ装置と、Ｒ，Ｂ成分の投影光のみ出力するプロジェクタ装置と、を別に設けることを特徴とする。そして、Ｒ，Ｂ成分の投影光のみ出力するプロジェクタ装置は、原画像からＲ，Ｂ成分の周波数帯域を落とした画像信号に基づいて画像を投影するようにした。このため、全てのプロジェクタ装置を同質としなくてもよい。例えば、Ｒ，Ｂ成分の画像を投影するプロジェクタ装置の輝度性能は、Ｇ成分の画像を投影するプロジェクタ装置に比べて劣っていても、輝度を複数台のプロジェクタ装置で補完し合うため、高輝度な投影画像が得られるという効果がある。
【０１５７】
一般にプロジェクタ装置の内部には（液晶プロジェクタ装置の場合）、高輝度なランプによる光をＲＧＢのそれぞれの成分に分ける光学素子（ダイクロイックプリズムやダイクロイックフィルタなど）が含まれている。しかし、例えば、Ｇの成分を担当するプロジェクタ装置については、そうした光学素子を必要としない。その分、構造が単純になりコストも安く抑えられる。Ｇ成分の特性のばらつきは抑えられないが、ＲとＢ成分の特性のばらつきは、投影画像を重ね合わせることによって低減されるという効果がある。
【０１５８】
次に、本発明の第４の実施の形態について、図３４〜図３６を参照して説明する。本実施の形態例においても、複数台のプロジェクタ装置を用いて投影した画像を重ね合わせることによって、スクリーンに高精細な画像を表示することが可能な画像投影システム８０に適用した例について説明する。本実施の形態では、プロジェクタ装置の投影光を、Ｒ，Ｂ成分と、Ｇ成分に分け、Ｒ，Ｂ成分の投影光を拡大し、Ｇ成分の投影光はそのままスクリーンに投影することを特徴とする。
【０１５９】
図３４は、１台のプロジェクタ装置からの投影光をＧ成分と、Ｂ，Ｒ成分に分け、Ｂ，Ｒ成分の投影光だけを拡大する場合の構成例を示す。
プロジェクタ装置１−１は、Ｇ成分の光は透過し、Ｂ，Ｒ成分の投影光は９０度反射する素子としてダイクロイックプリズム９１−１と、Ｂ，Ｒ成分の投影光を反射するミラー９２−１と、ミラー９２−１で反射されたＢ，Ｒ成分の投影光（Ｒ画像及びＧ画像）を拡大投射する拡大光学部９３−１を備える。これら、ダイクロイックプリズム９１−１と、ミラー９２−１と、拡大光学部９３−１を、拡大光学系９５−１とする。ダイクロイックプリズム９１−１によりプロジェクタ装置の投影光は、Ｇ成分の投影光と、Ｂ，Ｒ成分の投影光に分けられる。Ｇ成分の投影光はそのままスクリーン２に投影される。一方、Ｂ，Ｒ成分の投影光は、ミラー９２−１を介して、拡大光学系９３−１に入力され、拡大されて、スクリーン２に投影される。拡大光学系９３−１は、フレネルレンズ等を含む光学系である。
【０１６０】
図３５は、複数台のプロジェクタ装置によって構成される画像投影システム９０の構成例を示す。制御装置５は、同じ投影性能を有するＮ台のプロジェクタ装置１−１〜１−Ｎに対して、画像信号を供給する。
ただし、画像投影システム９０では、各プロジェクタ装置１−１〜１−Ｎは、それぞれ拡大光学系９５−１〜９５−Ｎを備えることを特徴とする。なお、第４の実施の形態において、上述した第１の実施の形態における画像投影システム１０と同じ部位については、詳細な説明は省略する。
【０１６１】
本例の画像投影システム８０は、Ｎ台のプロジェクタ装置と、投影された画像の表示面となるスクリーン２と、スクリーン２に投影された画像を観測する観測部４と、観測部４が観測した情報を受取り、各プロジェクタ装置に画像信号を供給する制御装置１５と、を備える。そして、プロジェクタ装置１−１〜１−Ｎは、それぞれ投影光を、拡大光学系９５−１〜９５−Ｎを介した上で、スクリーン２に投影する。このため、スクリーン２に投影される画像は、Ｇ成分の投影光からなる画像と、Ｂ，Ｒ成分の投影光からなる画像が重ね合わされたものとなる。
【０１６２】
図３６は、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分毎の入力画像と提示した投影画像の例を示す。
図３６（ａ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の入力画像の例である。
プロジェクタ装置１−１には、Ｇ成分の入力画像９６−１と、Ｂ成分の入力画像９６−２と、Ｒ成分の入力画像９６−３が入力される。
図３６（ｂ）は、１台のプロジェクタ装置による投影画像の例である。
プロジェクタ装置１−１に、Ｇ成分の入力画像９６−１と、Ｂ成分の入力画像９６−２と、Ｒ成分の入力画像９６−３が入力されると、スクリーン２には、Ｇ成分の投影画像９７−１と、Ｂ成分の投影画像９７−２と、Ｒ成分の投影画像９７−３が投影される。Ｂ成分の投影画像９７−２と、Ｒ成分の投影画像９７−３は同じ大きさであり、同じ位置に重ねて投影される。そして、Ｒ，Ｂ成分の投影画像は、Ｇ成分の投影画像より広い領域を照らす。
図３６（ｃ）は、複数台のプロジェクタ装置による投影画像の例である。
プロジェクタ装置１−１〜１−３の投影画像は、それぞれ重なり合いながら、スクリーン２に提示される。
【０１６３】
プロジェクタ装置のＲ，Ｇ，Ｂ成分に入力される画像の画素数は、すべて同じである。しかし、Ｒ，Ｂ成分の入力画像と、Ｇ成分の入力画像は異なる。本例では、Ｒ，Ｂ成分の入力画像は、Ｇ成分の入力画像より広い領域の画像としている。
例えば、ユーザが、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の入力画像それ自体を、コンピュータ装置に接続されたモニタで見ても、どのような画像であるかは分からない。しかし、本実施の形態で示す画像投影システム９０によって、スクリーン２に投影されると、どのような画像であるかが分かる。このように、Ｒ，Ｂ成分の投影画像を拡大し、隣接するプロジェクタ装置と投影画像を重ね合わせることで、プロジェクタ装置間の特性のばらつきを低減できるという効果がある。
【０１６４】
ここで、図３６を参照して説明したＲ，Ｇ，Ｂ成分毎の入力画像と提示した投影画像の例について、図３７と図３８を参照して詳述する。
【０１６５】
図３７は、スクリーンに提示される投影画像の例を示す。
図３７（ａ）は、１台のプロジェクタ装置の投影画像の例である。図３７（ａ）に示す画像の投影パターンは、図３６（ａ）で説明した画像の投影パターンと同様である。
図３７（ｂ）は、複数台のプロジェクタ装置の投影画像の例である。
ここでは、Ｇ成分の投影画像が隙間なく並ぶように、複数台のプロジェクタ装置を配置する。
【０１６６】
図３７（ｃ）は、横（Ｘ方向）に６台、縦（Ｙ方向）に４台のプロジェクタ装置を配列した例である。このとき、プロジェクタ装置の合計は２４台である。
図３７（ｄ）は、（Ｘ，Ｙ）＝（６，２）に位置するプロジェクタ装置を強調表示した例である。
【０１６７】
図３７（ｅ）は、（Ｘ，Ｙ）＝（６，２）にＧ成分の投影画像を提示するプロジェクタ装置と、他のプロジェクタ装置の関係を示す例である。（Ｘ，Ｙ）＝（６，２）の位置に対して、説明のため番号“１”を付す。番号１には、１台のプロジェクタ装置のＧ成分の投影画像が提示される。
同様に、（Ｘ，Ｙ）＝（５，２）にＧ成分の投影画像を提示するプロジェクタ装置に対して、番号“２”を付す。（Ｘ，Ｙ）＝（５，３）に投影画像を提示するプロジェクタ装置に対して、番号“３”を付す。（Ｘ，Ｙ）＝（４，２）に投影画像を提示するプロジェクタ装置に対して、番号“４”を付す。（Ｘ，Ｙ）＝（４，３）に投影画像を提示するプロジェクタ装置に対して、番号“５”を付す。
【０１６８】
例えば、番号５にＧ成分の投影画像が提示されると、Ｒ，Ｂ成分の投影画像は、（Ｘ，Ｙ）＝（５，２），（５，３），（６，２），（６，３）の領域に提示される。他のＧ成分の投影画像に対するＲ，Ｂ成分の投影画像も同様のパターンで提示される。このため、番号１の提示領域には、番号２〜５にＧ成分の投影画像を提示するプロジェクタ装置が同時に出力するＲ，Ｂ成分の投影画像が提示される。
【０１６９】
図３７（ｆ）は、他の画像提示領域の例である。
他のプロジェクタ装置によって提示されるＧ成分の投影画像は、１≦Ｘ≦６、２≦Ｙ≦５の範囲であることが示される。
図３７（ｇ）は、有効画像提示領域の例である。
スクリーン２に提示される投影画像のうち、ユーザが視認することが可能な有効画像提示領域は、３≦Ｘ≦６、２≦Ｙ≦４の範囲である。この範囲内にＧ成分の投影画像が提示されると、ユーザは高精細な投影画像９９を見ることができる。
【０１７０】
図３８は、各プロジェクタ装置に入力される画像と、投影画像との関係を示す。
本例では、２４台のプロジェクタ装置（横に６台、縦に４台）によって提示される投影画像について説明する。
【０１７１】
図３８（ａ）は、プロジェクタ装置に入力される元画像の例である。
ただし、１台のプロジェクタ装置に入力される画像は、この元画像９８を所定の領域で分割した画像である。複数台のプロジェクタ装置が投影する複数の投影画像をつなげることで、この元画像９８がスクリーンに提示される。各プロジェクタ装置の位置を示すため、便宜的に１〜２４の番号を付す。
【０１７２】
図３８（ｂ）は、元画像９８のＧ，Ｂ，Ｒ成分画像の例である。
これらＧ成分画像９８ｇ、Ｒ成分画像９８ｒ、Ｂ成分画像９８ｇがプロジェクタ装置に入力され、スクリーンに重ねて投影されることで、ユーザは画像を認識できる。
図３８（ｃ）は、Ｇ成分画像を提示するプロジェクタ装置の例である。
番号３〜６，９〜１２，１５〜１８が振られたプロジェクタ装置が提示する投影画像によって、元画像９８のＧ成分画像９８ｇが提示されることが示される。
また、Ｇ成分画像９８ｇが投影されない領域には、Ｇ成分の画像が入力しない。
【０１７３】
図３８（ｄ）は、Ｒ成分画像９８ｒとＢ成分画像９８ｂを縮小した画像の例である。
ここでは、Ｒ成分画像９８ｒの縦横を半分に縮小したＲ成分画像９８ｒ′と、Ｂ成分画像９８ｂの縦横を半分に縮小したＢ成分画像９８ｂ′を生成する。
【０１７４】
図３８（ｅ）は、縮小したＲ成分画像９８ｒ′を提示するプロジェクタ装置の例である。以下の説明において、縮小したＢ成分画像９８ｂ′を提示するプロジェクタ装置の例についても同様である。
Ｒ成分画像９８ｒ′を提示するプロジェクタ装置の位置は、太枠で示す。例えば、番号７，９，１１，１９，２１，２３のプロジェクタ装置が投影する画像は、Ｒ成分画像９８ｒ′をサンプリングして得られる画像である。つまり、サンプリングされた各画像９４ａのうち、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）の画像は、番号７のプロジェクタ装置が投影する。以下、同様に、（Ｘ，Ｙ）＝（２，１）の画像は、番号９のプロジェクタ装置が投影する。（Ｘ，Ｙ）＝（３，１）の画像は、番号１１のプロジェクタ装置が投影する。（Ｘ，Ｙ）＝（１，２）の画像は、番号１９のプロジェクタ装置が投影する。（Ｘ，Ｙ）＝（２，２）の画像は、番号２１のプロジェクタ装置が投影する。（Ｘ，Ｙ）＝（３，２）の画像は、番号２３のプロジェクタ装置が投影する。
他のサンプリング画像９４ｂ〜９４ｄについても同様である。
【０１７５】
図３８（ｆ）は、有効画像提示領域における投影画像９９の例である。
このようにして、投影画像９９は、２４台のプロジェクタ装置の投影画像が重ねて提示される。そして、ユーザは、投影画像９９を視認することが可能となる。そして、投影画像９９の周辺部には画像が提示されない。
【０１７６】
以上説明した第４の実施の形態における画像投影システム９０では、プロジェクタ装置が備えるＢＲ拡大光学系によって、Ｇ成分の投影光からなる画像と、Ｂ，Ｒ成分の投影光からなる画像を分けて、スクリーン２に投影することを特徴とする。このため、重ね合わせられる画像の内、１台でも高性能なプロジェクタ装置が投影する画像が含まれていれば、高輝度かつ、高解像度の画像がスクリーン２に提示される。そして、例えば、複数台のプロジェクタ装置のうち、一部の輝度性能が劣っていても、輝度を複数台のプロジェクタ装置で補完し合うため、高輝度な投影画像が得られるという効果がある。
【０１７７】
上述した第１〜第４の実施の形態に係る画像投影システムによれば、スクリーン２上のどの箇所の画像も、複数台の異なるプロジェクタ装置の投影光が重なり合って構成されることを特徴とする。このとき、均一な輝度の画像が得られる。そして、従来の技術に比べて、大画面で高画質な画像を提示することが可能になる。画像提示中に、一部のプロジェクタ装置が故障、停止しても、提示画像の一部の領域が欠ける（画像が出なくなる）というリスクが低減する。従来、問題とされていた、プロジェクタ装置が故障した場合における画像投影システムの脆弱性は、本実施の形態に係る画像投影システム１０を用いることで解消される。例えば、１台のプロジェクタ装置が故障したり、停止したりした場合であっても、不完全ながらも（例えば輝度が低下するなど）、何らかの情報はスクリーン２に提示される。これは、各画素は複数台のプロジェクタ装置が投影する光で構成されるためである。このため、故障したプロジェクタ装置が担当する領域であっても、一切画像が出なくなるといった不具合は生じない。この結果、画像を連続して提示できるという効果がある。
【０１７８】
また、従来、輝度を補完するために、スクリーンの全体に光を当てる画像投影システムが知られていたが、このシステムでは、スクリーンが大きくなるほど、スクリーンに光を当てる装置の光源ランプの出力を高める必要がある。出力が大きい光源ランプを用いると、電力消費量が大きくなるばかりでなく、光源ランプ自体の寿命も短くなりやすいばかりか、解像度を高める点について工夫されていなかった。しかし、第１〜第４の実施の形態に係る画像投影システムでは、プロジェクタ装置の配置を工夫しており、隣り合うプロジェクタ装置が投影する画像の幅は、隣り合うプロジェクタ装置の幅の整数倍に等しい。そして、隣り合う複数台のプロジェクタ装置によって、互いに画像を投影しながらスクリーンに投影される画像の輝度を補完する。また、輝度補正係数を自由に変えることで、目標輝度に対して各プロジェクタ装置の輝度の配分を自由に変えて対応できる。このため、光源ランプの出力は、全てのプロジェクタ装置で同一としてよい。また、光源ランプの出力を下げた場合であっても、複数台のプロジェクタ装置によって輝度を補完するため、光源ランプの寿命を長くすることができるという効果がある。
【０１７９】
また、高精細で、輝度のばらつきが少ない画像を大きなスクリーンに投影することができるため、複数人で同じ映像（例えば、ＤＮＡの構造が映し出された映像）を見ることができる。また、１組のプロジェクタ装置（例えば、４台のプロジェクタ装置）を繰り返して配置可能である。このため、スクリーンの大きさ、形状が限定されなくなり（長方形でなくてもよい。）、ホームシアターや業務用で投影する用途に用いることができる。また、複数の投影画像を重ね合わせることで、隣り合う投影画像の繋ぎ目が見えることがなく、スクリーン２全体に自然な状態で大画面の映像が提示される。
【０１８０】
なお、上述した第１及び第４の実施の形態では、説明の便宜上、プロジェクタ装置を格子状に配置した場合について説明したが、必ずしもプロジェクタ装置を格子状に並べる必要はない。つまり、プロジェクタ装置が格子状に並んでいなくても実施は可能である。ただし、レンズの向きを変えるだけでは投影画像の位置を正確に変えることはできない。この場合、ミラーに一度反射させ、ミラーの向きを変えることで、投影画像の位置を変えることが可能となる。このことから、上述した第２及び第３の実施の形態であっても、ミラーを設置することによって、投影画像の位置を変えることは可能である。このように、本発明に係る画像投影システムは、プロジェクタの配置が限定されない。
【０１８１】
上述した実施の形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで各種の機能を実行することが可能な例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行させる。
【０１８２】
また、上述した実施の形態例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ等の制御装置）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【０１８３】
この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１８４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態例の機能が実現される場合も含まれる。
【０１８５】
また、本明細書において、ソフトウェアを構成するプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１８６】
さらに、本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像投影システムの外部構成例を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像投影システムの各プロジェクタ装置の配置例と投影画像の例を示す三面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る投影画像を不均一に拡大する例を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る投影画像を不均一に拡大する例を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る不均一投影画像を重畳する例を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る画像投影システムの内部構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る投影画像の画素をＸＹ座標軸で表す例を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタ装置とプレーンと画素位置の各変数の対応例を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る投影画像の輝度分布の例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る画像投影処理の例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る入力画素値の算出処理の例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る各プロジェクタ装置が投影する画像の画素値（輝度）の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る各プロジェクタ装置が投影する画像を分割したブロックごとの画素値の例を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタ装置毎の補正前後の輝度の例を示す説明図である。
【図１５】複数台のプロジェクタ装置を用いて投影画像を重畳させるための構成例を示す説明図である。
【図１６】プロジェクタ装置の投影画像を重畳した場合における投影画像の表示例を示す説明図である。
【図１７】プロジェクタ装置の投影画像を重畳した場合における色度値ｘ，ｙの標準偏差の例を示す説明図である。
【図１８】色度値を計測する例を示す説明図である。
【図１９】投影画像を重ね合わせない場合における色度値ｘ，ｙの例を示す説明図である。
【図２０】隣り合う４台のプロジェクタ装置の投影画像を重ね合わせた場合における色度値ｘ，ｙの例を示す説明図である。
【図２１】隣り合う９台のプロジェクタ装置の投影画像を重ね合わせた場合における色度値ｘ，ｙの例を示す説明図である。
【図２２】隣り合う１６台のプロジェクタ装置の投影画像を重ね合わせた場合における色度値ｘ，ｙの例を示す説明図である。
【図２３】隣り合う２５台のプロジェクタ装置の投影画像を重ね合わせた場合における色度値ｘ，ｙの例を示す説明図である。
【図２４】色度値ｘ，ｙと投影画像を重ね合わせたプロジェクタ装置の台数との関係例を示す説明図である。
【図２５】投影画像の表示例を示す説明図である。
【図２６】投影画像の表示例を示す説明図である。
【図２７】本発明の第２の実施形態に係る画像投影システムの外部構成例を示す構成図である。
【図２８】本発明の第２の実施形態に係るプロジェクタ装置の配置例を示す構成図である。
【図２９】本発明の第２の実施形態に係る画像投影システムの内部構成例を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第３の実施形態に係る画像投影システムにおいて、各プロジェクタ装置が投影するＲ，Ｇ，Ｂプレーンの例を示す説明図である。
【図３１】本発明の第３の実施形態に係る画像投影システムの内部構成例を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第３の実施形態に係る入力画素値の算出処理の例を示すフローチャートである。
【図３３】本発明の第３の実施形態に係る画像投影システムによる投影画像の表示例を示す説明図である。
【図３４】本発明の第４の実施形態に係る画像投影システムにおいて、１台のプロジェクタ装置からの投影光をＧ成分と、Ｂ，Ｒ成分に分け、Ｂ，Ｒ成分の投影光だけを拡大する場合の構成例を示す説明図である。
【図３５】本発明の第４の実施形態に係る画像投影システムの内部構成例を示すブロック図である。
【図３６】本発明の第４の実施形態に係る画像投影システムにおけるＲ，Ｇ，Ｂ成分毎の入力画像と提示した投影画像の例を示す説明図である。
【図３７】本発明の第４の実施形態に係る画像投影システムにおけるスクリーンに提示される投影画像の例を示す説明図である。
【図３８】本発明の第４の実施形態に係る画像投影システムにおける各プロジェクタ装置に入力される画像の例を示す説明図である。
【図３９】従来の画像投影システムの外部構成例を示す構成図である。
【図４０】従来の画像投影システムの各プロジェクタ装置の配置例と投影画像の例を示す三面図である。
【図４１】キャリブレーション（幾何補正）の例を示す説明図である。
【図４２】投影画像毎に輝度と色度がばらつく例を示す説明図である。
【図４３】キャリブレーション（輝度補正）の例を示す説明図である。
【図４４】従来のプロジェクタ装置毎の補正前後の輝度の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１８８】
１…プロジェクタ装置、２…スクリーン、３…投影画像、４…観測部、５…制御装置、６…拡大領域、６ａ…画素、７…色度計、１０，７０，８０，９０…画像投影システム、４１…投影位置観測部、４２…投影輝度観測部、５１…ジオメトリ情報算出部、５２…ジオメトリ情報保持部、５３…輝度情報算出部、５４…輝度情報保持部、５５…画像データ保持部、５６…画像データ読出部、５７…ブロック分割部、５８…目標輝度算出部、５９…Ｇ目標輝度算出部、６０…輝度補正係数算出部、６１…輝度補正係数保持部、６２…入力画素値算出部、６３…信号供給部
【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８】
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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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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４３】
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【図４４】
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【図７】
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【図９】
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【図１６】
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【図２５】
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【図２６】
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【図３３】
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【図３７】
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【図３８】
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【図４２】
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