(57)【要約】【課題】投影装置が画像に合成するパターンがオーバーラップ領域において重なっていても、各投影装置のパターンを把握可能にする。【解決手段】各々の投影領域の一部が重なるように配置される第１および第２の投影装置を有する投影システムにおいて、第１の投影装置は、互いに異なる第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第１のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影し、第２の投影装置は、第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第２のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影する。第１、第２の投影装置は、第１、第２および第３の期間において、第１および第２の投影装置が用いる合成方法の組み合わせが異なるように制御される。３つの期間で得られた投影画像の撮影画像のうちの２つの撮影画像から第１のパターンが、他の２つの撮影画像から第２のパターンが抽出される。【選択図】図１Ａ
2017016061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の投影領域の一部が重なるように配置される第１および第２の投影装置を有する投影システムであって、
前記第１の投影装置において、互いに異なる第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第１のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影する第１の投影手段と、
前記第２の投影装置において、前記第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第２のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影する第２の投影手段と、
第１、第２および第３の期間において、前記第１および第２の投影手段が用いる合成方法の組み合わせが異なるように前記第１および第２の投影手段を制御する制御手段と、
前記第１、第２および第３の期間のそれぞれにおいて、前記第１および第２の投影手段により投影された像を撮影して撮影画像を得る撮影手段と、
前記第１、第２および第３の期間で得られた撮影画像のうちの２つの撮影画像から前記第１のパターンを抽出し、他の２つの撮影画像から前記第２のパターンを抽出する抽出手段と、を備えることを特徴とする投影システム。
【請求項２】
前記抽出手段は、前記第１、第２および第３の期間で得られた３つの撮影画像のうちの２つの撮影画像の差分画像から前記第１のパターンを抽出し、前記３つの撮影画像のうちの前記２つの撮影画像とは異なる組み合わせの２つの撮影画像の差分画像から前記第２のパターンを抽出することを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
【請求項３】
前記第１の投影装置と前記第２の投影装置を通信可能に接続する通信手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の投影装置から前記第２の投影装置に、前記第２の投影手段が用いる合成方法の指示を前記通信手段を介して送信することを特徴とする請求項１または２に記載の投影システム。
【請求項４】
前記第１の投影装置および前記第２の投影装置と通信可能に接続された制御装置をさらに備え、
前記制御手段は、前記制御装置から前記第１および第２の投影装置に対して、前記第１および第２の投影手段が用いる合成方法を指示することを特徴とする請求項１または２に記載の投影システム。
【請求項５】
３つ以上の投影装置による投影領域が一列に配置され、
偶数番目の投影領域に投影する投影装置が前記第１の投影装置、奇数番目の投影領域に投影する投影装置が前記第２の投影装置として動作することを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
【請求項６】
４つ以上の投影装置による投影領域が複数行、複数列に配置され、
奇数行奇数列と偶数行偶数列の投影領域に投影する投影装置を第１の集合、奇数行偶数列と偶数行奇数列の投影領域に投影する投影装置を第２の集合とし、
前記第１の集合に属する投影装置のうち、奇数行奇数列の投影領域に投影する投影装置が前記第１の投影装置、偶数行偶数列の投影領域に投影する投影装置が前記第２の投影装置として動作し、
前記第２の集合に属する投影装置のうち、奇数行偶数列の投影領域に投影する投影装置が前記第１の投影装置、偶数行奇数列の投影領域に投影する投影装置が前記第２の投影装置として動作し、
前記第１の集合と前記第２の集合の一方の集合に属する投影装置が合成画像を投影している間は、他方の集合に属する投影装置は合成画像を投影しないことを特徴とする請求項１に記載の投影システム。
【請求項７】
画像を他の投影装置から投影される画像と重複して投影する投影装置において、
投影のための画像に、パターンを第１の合成方法または前記第１の合成方法と異なる第２の合成方法により合成して合成画像を生成する合成手段と、
第１の期間において前記第１の合成方法により合成された合成画像を投影し、第２の期間において前記第２の合成方法により合成された合成画像を投影する投影手段と、
前記第１および第２の期間において前記投影手段により投影された合成画像を撮影して得られた撮影画像から前記パターンを抽出する抽出手段と、を備え、
前記第１および第２の期間の両期間では、他の投影装置において前記第１または第２の合成方法のいずれかが共通に用いられて生成された合成画像が投影される期間となるように制御されることを特徴とする投影装置。
【請求項８】
前記他の投影装置と通信する通信手段と、
前記第１および第２の期間において、前記第１または第２の合成方法のいずれかを実行させるための指示を前記通信手段を介して前記他の投影装置に送信する送信手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の投影装置。
【請求項９】
前記他の投影装置と通信する通信手段と、
前記他の投影装置から、前記投影手段が用いる合成方法の指示と、前記他の投影装置が用いる合成方法を示す情報とを受信する受信手段とをさらに備え、
前記投影手段は、前記指示により示される合成方法を用いて合成画像を投影し、
前記第１および第２の期間は、前記投影手段が採用した合成方法と、前記情報が示す合成方法に基づいて特定されることを特徴とする請求項７に記載の投影装置。
【請求項１０】
前記抽出手段により抽出されたパターンに基づいて調整パラメータを生成する生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１１】
前記投影手段により投影された像を撮影する撮影手段をさらに備えることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１２】
前記第１の合成方法ではパターンを画像に加算して合成画像を取得し、前記第２の合成方法では画像からパターンを減算して合成を取得し、
前記抽出手段は、前記第１および第２の期間において前記投影手段により投影された合成画像を撮影して得られた撮影画像の差分画像から前記パターンを抽出することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１３】
前記投影手段による投影領域と前記他の装置の投影領域の少なくとも一部が重なるように配置されることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の投影装置。
【請求項１４】
各々の投影領域の一部が重なるように配置される第１および第２の投影装置を有する投影システムの制御方法であって、
前記第１の投影装置において、互いに異なる第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第１のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影する第１の投影工程と、
前記第２の投影装置において、前記第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第２のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影する第２の投影工程と、
第１、第２および第３の期間において、前記第１および第２の投影工程で用いる合成方法の組み合わせが異なるように前記第１および第２の投影工程を制御する制御工程と、
前記第１、第２および第３の期間のそれぞれにおいて、前記第１および第２の投影工程で投影された像を撮影して撮影画像を得る撮影工程と、
前記第１、第２および第３の期間で得られた撮影画像のうちの２つの撮影画像から前記第１のパターンを抽出し、他の２つの撮影画像から前記第２のパターンを抽出する抽出工程と、を備えることを特徴とする投影システムの制御方法。
【請求項１５】
投影のための画像に、パターンを第１の合成方法または前記第１の合成方法と異なる第２の合成方法により合成して合成画像を生成する合成工程と、
第１の期間において前記第１の合成方法により合成された合成画像を投影し、第２の期間において前記第２の合成方法により合成された合成画像を投影する投影工程と、
前記第１および第２の期間において前記投影工程で投影された合成画像を撮影して得られた撮影画像から前記パターンを抽出する抽出工程と、を備え、
前記第１および第２の期間の両期間では、他の投影装置において前記第１または第２の合成方法のいずれかが共通に用いられて生成された合成画像が投影される期間となるように制御されることを特徴とする投影装置の制御方法。
【請求項１６】
コンピュータを、請求項７乃至１３のいずれか１項に記載された投影装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複数の投影装置を用いて画像を投影する投影システムおよびその投影システムを構成する投影装置、それらの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばアミューズメント施設や博物館展示などで、単体あるいは複数の投射装置を用いた投影システムが常設されるようになってきている。このような投影システムにおける一つの課題は、投射装置の設置調整を維持することである。特に複数の投射装置を用いた投影システムにおいて、該設置調整を手動で行うには専門知識と多大な労力が必要となる。
【０００３】
そこで、投射装置から投射する調整パターンをカメラで撮影し、調整パラメータを生成してスクリーン上での投射形状を補正することが知られている（特許文献１）。しかしながら、特許文献１の構成においては、自動調整のための調整パターンを投射するため、投射システムをオフラインにする必要がある。すなわち、調整を行っている間は画像の投影を中断しなければならない。
【０００４】
このような課題に対して、調整パターンを非可視光（赤外光等）で投射することが知られている（特許文献２、特許文献３）。上記特許文献２、３の構成では、非可視光で調整パターンを投射するため、投射システムをオフラインにすることなく自動調整を行うことができる。しかしながら、非可視光の調整パターンを投射、検出するための構成が別途必要となる。
【０００５】
また、複数の投影装置を用いて、各投影装置が隣接する投影装置の投影領域と一部が重複する領域（オーバーラップ領域）を持つようにして画像を投射し、１つの画面を表示する方法が知られている。このようにオーバーラップする領域があると、たとえ非可視光による投影を行ったとしても、投影装置の投影領域（調整パターン）を特定することが困難となる。そのため、１台ずつ投影装置から調整パターンを投射して設置調整を行うことが必要となり、設置調整に時間を要することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０１４３５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１６９３号公報
【特許文献３】特開２０１２−０１８２１４号公報
【特許文献４】米国特許第７９０７７９５号明細書  （実施形態で参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
投影装置のオーバーラップ領域においては、どのパターンがどの投影装置によって表示されたものかを識別することが困難である。あるいは、隣接する投影装置がそれぞれパターンの一部をスクリーン上の同じ位置に投射した場合に、それらパターンが相補の関係（例えば輝度が明暗関係にあるパターン）である場合は、その位置のパターンは欠けてしまう。このため、投影装置毎のパターンを識別することが困難になり、投影装置による設置調整の実行が困難になる。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、各投影装置が入力画像に合成するパターンがオーバーラップ領域において重なっていても、各投影装置のパターンを把握可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の位置態様による投影システムは以下の構成を備える。すなわち、
各々の投影領域の一部が重なるように配置される第１および第２の投影装置を有する投影システムであって、
前記第１の投影装置において、互いに異なる第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第１のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影する第１の投影手段と、
前記第２の投影装置において、前記第１または第２の合成方法のいずれかを用いて第２のパターンを画像に合成して得られた合成画像を投影する第２の投影手段と、
第１、第２および第３の期間において、前記第１および第２の投影手段が用いる合成方法の組み合わせが異なるように前記第１および第２の投影手段を制御する制御手段と、
前記第１、第２および第３の期間のそれぞれにおいて、前記第１および第２の投影手段により投影された像を撮影して撮影画像を得る撮影手段と、
前記第１、第２および第３の期間で得られた撮影画像のうちの２つの撮影画像から前記第１のパターンを抽出し、他の２つの撮影画像から前記第２のパターンを抽出する抽出手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各投影装置が入力画像に合成するパターンがオーバーラップ領域において重なっていても、各投影装置のパターンを把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】実施形態による投影装置の機能構成例を示すブロック図。
【図１Ｂ】実施形態による投影システムの構成を説明する図。
【図２】第１実施形態による投影装置の設置調整処理を説明するフローチャート。
【図３】第１実施形態におけるパターン領域を説明する図である。
【図４】オーバーラップ領域における投影画像を示す図。
【図５】マスタの投影装置のパターン合成領域を特定するイメージ図。
【図６】スレーブの投影装置のパターン合成領域を特定するイメージ図。
【図７】第１実施形態の投影装置による合成方法の選択を説明するフローチャート。
【図８】第２実施形態における調整（投影領域が一列に並ぶ場合）を説明する図。
【図９】第２実施形態における調整（投影領域が複数行、複す列に並ぶ場合）を説明する図。
【図１０】第２実施形態の投影装置による合成方法の選択を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態の例を説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、２台の投影装置により構成された投影システムを説明する。また、各投影装置がスクリーンに投影画像を表示したとき、各投影装置の投影領域の一部が重なるように投影されるよう、隣接して配置されているものとする。
【００１４】
図１Ａは、第１実施形態に関わる投影装置の概略構成の一例である。図１Ａにおいて、投影装置１は制御部１０、生成部１１、合成部１２、投影部１３、取得部１４、記録部１５、解析部１６、抽出部１７、決定部１８、形状補正部１９、通信部２０を備える。
【００１５】
図１Ｂは、本実施形態による投影装置１のハードウエア構成、投影システムの一構成例を示す図である。本実施形態では、２台の投影装置１ａ、１ｂが、投影領域の一部が重なるように配置されている。なお２台の投影装置１ａ、１ｂによる投影領域の重なった部分をオーバーラップ領域（重複領域）１２１という。投影装置１ａ、１ｂにおいて、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されているプログラムを実行することにより、図１Ａに示した各機能部を実現する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１が各種処理を実行する際のワークメモリとして機能する。通信インターフェース１０４は、通信部２０として機能し、投影装置間の通信や、入力画像の受信を行う。撮影部１０５は、投影装置１ａが投影する像を撮影する。取得部１４は、撮影部１０５により撮影された画像を撮影画像として取得する。なお、撮影部１０５は２台の投影装置１ａ、１ｂで共用してもよい。また、撮影部１０５は、投影装置１に組み込まれてもよいし、外部装置として設置されてもよい。撮影部１０５が外部装置の場合、通信インターフェース１０４を介して撮影画像を受信するようにしてもよい。また、撮影部１０５は、２台の投影装置からの複数の投影画像の全体の範囲を撮影してもよい。以下、投影装置１ａ、１ｂを総称して投影装置１と記載する。
【００１６】
設置調整処理を開始する前に、ユーザは投影装置１ａと投影装置１ｂとの間でマスタ、スレーブの関係を設定しておく。ユーザは、たとえば不図示のキーボードや、投影装置に設けられた切替スイッチで設定する等の方法により、投影装置にマスタ、スレーブを設定する。本例では、投影装置１ａがマスタ、投影装置１ｂがスレーブに設定されたものとして説明する。マスタの投影装置１ａは、所定のタイミングで自装置とスレーブの投影装置１ｂに設置調整処理の開始を指示する。設置調整処理の開始の指示は、通信部２０が通信インターフェース１０４を用いて投影装置１ｂへ送信する。なお、マスタの投影装置１ａからスレーブの投影装置１ｂへ指示を行うための通信、すなわち通信部２０を実現するための通信としては、たとえば公知のＬＡＮやＷｉ−Ｆｉ等を用いることができる。また、設置調整処理とは、たとえば、投影装置により投影された画像の形状に基づいて、その投影装置が用いる形状補正のための調整パラメータなどを決定する処理であり、以下、単に調整処理という。
【００１７】
投影装置１において、調整処理を実行するタイミングになると、制御部１０は、生成部１１にパターンを生成させ、合成部１２に、生成されたパターンを画像に合成させる。パターンが合成される画像は、公知のＤＶＩやＨＤＭＩ（登録商標）等のインターフェースや記録デバイスを介して不図示の映像入力部が取得した入力画像を、形状補正部１９で補正して得られた、投影対象のフレーム画像である。なお、入力画像は、人の視覚特性で輝度変化に対してフリッカが目立たなくなる周波数（フレームレート）であることが望ましい。また、調整処理を開始するタイミングは、不図示のユーザインタフェースを用いてユーザが指定したタイミングとしてもよいし、投影装置に設けられた時計が所定時刻となったタイミングとしてもよい。あるいは、制御部１０が入力映像の同期信号をカウントし、そのカウント値に基づいて一定間隔で調整処理を行うようにしてもよい。
【００１８】
生成部１１は、制御部１０からの指示に基づいて、画像の二次元座標（位置）をコード化したパターンを生成する。コード化したパターンは、例えば、特許文献１で示されるような二次元座標を特許文献４で開示される技術を用いて生成されたドットパターンである。
【００１９】
合成部１２は、制御部１０からの指示に応じて、入力画像から得られたフレーム画像とパターンを合成し、合成画像を生成する。合成部１２は、互いに異なる第１の合成方法と第２の合成方法により、合成画像を生成することができる。たとえば、フレーム画像とパターンの合成に際して、合成部１２は、パターンの輝度値や色値を設定し、そのパターンをフレーム画像に加算あるいはフレーム画像から減算することにより合成画像を生成する。パターンをフレーム画像に対して加算する（加算合成）か、減算する（減算合成）か、といった合成方法の選択は、制御部１０からの指示に基づいてなされる。なお、合成部１２では合成処理を行う際に、パターンのサイズ、密度、および濃度を制御することが可能である。また、色値を設定する場合は、合成部１２は、投影時にパターンが非可視となるように、連続するフレーム画像間で補色となる色値（たとえば、連続するフレームにおいて赤色とシアンを交互に用いる）を設定する。また、２台の投影装置が構成する場合に、ＲＧＢ色相環の場合、たとえば一方の投影装置が赤色のパターンを出す場合は、もう一方の投影装置がシアンのパターンを出すようにして、オーバーラップ領域１２１において見かけ上パターンが視認できないようにする。このように、フレームを連続して表示させたときに、見かけ上パターンが視認できないような色のパターンを合成し表示する。
【００２０】
マスタおよびスレーブの投影装置１ａ，１ｂのそれぞれにおいて、フレーム画像へのパターンの加算合成および減算合成の各々は少なくとも一つのフレーム画像に対して実行される。また、複数のフレーム画像についてマスタおよびスレーブの投影装置１ａ、１ｂで実施される加算合成と減算合成の回数のそれぞれの和が等しくなるようにする。なお、連続するフレーム画像で合成するパターンの合成方法が同じである場合（あるフレーム画像でパターンを加算合成し次のフレーム画像でもパターンを加算合成するような場合）、パターンがフリッカとしてわずかにユーザに視認されてしまう恐れがある。これを防止するために、制御部１０はパターンを合成するフレーム画像間に少なくとも１フレーム期間を空けてから、パターンを合成することが好ましい。
【００２１】
投影部１３は、不図示の表示パネル上に表示される合成画像を、投射レンズを介してスクリーン１２０（図１Ｂ）に投射する。取得部１４は、たとえばカメラ等の撮影部１０５を含み、または撮影部１０５と接続し、制御部１０の指示に応じて、スクリーン１２０に表示される投影画像を撮影し、撮影画像を生成する。記録部１５は、取得部１４が取得した撮影画像をメモリに記録する。なお、撮影画像が記録されるメモリとしては、揮発性のＤＲＡＭでも不揮発性のＨＤＤやＮＡＮＤフラッシュメモリ等、調整作業中に取得した撮影画像を記録できるものであればよい。
【００２２】
解析部１６は、取得部１４が取得した取得画像間の差分に基づいて、各投影装置が投影したパターンを特定する。抽出部１７は、解析部１６が特定したパターンをデコードすることで二次元の座標情報を抽出する。決定部１８は、抽出部１７で抽出した座標情報を用いて、例えば座標情報を用いた公知の方法により画像の形状を補正するための調整パラメータを決定する。形状補正部１９は、決定部１８で決定された調整パラメータに基づいて入力画像の形状を補正し、投影対象の画像（フレーム画像ともいう）を生成する。
【００２３】
次に、第１実施形態における投影装置１の調整処理を図２のフローチャートを用いて説明する。上述したような調整処理の開始タイミングになると、制御部１０の制御下で図２に示す処理が開始される。まず、ステップＳ２１では、制御部１０の指示に応じて、生成部１１が画像の二次元座標（位置）をコード化したパターンを生成する。次に、ステップＳ２２では、制御部１０がオーバーラップ領域１２１上に投影されている、各投影装置のパターンを特定できるだけの撮影画像が取得部１４により得られ記録部１５によりメモリに格納されているか評価する。十分な撮影画像が得られていない場合、処理はステップＳ２３に進む。また、十分な撮影画像が得られている場合は、処理はステップＳ２６に進む。本実施形態では、撮影画像の差分によりマスタおよびスレーブの各撮影装置からのパターンを特定するのに必要な撮影画像が得られているかが判定される。撮影画像については後述する。
【００２４】
ステップＳ２３では、制御部１０の指示に応じて、合成部１２が形状補正部１９により生成されたフレーム画像に、生成部１１が生成したパターンを合成し、合成画像を生成する。ステップＳ２４では、投影部１３がステップＳ２３で生成された合成画像をスクリーンへ投影する。ステップＳ２５では、取得部１４がスクリーンに投影された投影画像を撮影し、撮影画像を得る。そして、処理はステップＳ２２に戻り、上記処理が繰り返される。但し、ステップＳ２３においては、処理の繰り返しごとにマスタの投影装置１ａとスレーブの投影装置１ｂにおける合成処理の組合せ（加算合成と減算合成の組合わせ）が変更される。この処理については後述する。ステップＳ２３およびステップＳ２４による合成画像の投影、およびステップＳ２５における投影画像の撮影による撮影画像の取得は、１フレーム期間で実行される必要は無い。合成画像の切り換えや、撮影は、所定数のフレーム画像ずつ（たとえば、１０フレームずつ）実行されてもよい。
【００２５】
以上のようなステップＳ２２〜Ｓ２５の処理の繰り返しにより、パターンの抽出に十分な撮影画像が取得されたと判定されると、処理はステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６では、まず、解析部１６が撮影画像を用いてパターンの二次元座標情報を抽出する。パターンは、パターンを加減算した合成画像の差分から特定される。なお、マスタの投影装置１ａとスレーブの投影装置１ｂとでは、それぞれ異なる合成画像の組み合わせによりパターンを抽出するが、この点については図５、図６により後述する。そして、抽出部１７が抽出されたパターンをデコードすることで二次元の座標情報を抽出する。抽出部１７が抽出した座標情報によって投射画像表示装置の表示パネル上の座標と投射面上の座標（撮像画面上の座標）が対応付けられる。
【００２６】
ステップＳ２７では、決定部１８が、ステップＳ２６で抽出された座標情報を用いて、座標情報を用いた公知の方法により画像の形状を補正するための調整パラメータを決定する。例えば、座標情報がメッシュを形成する座標であれば、決定部１８は、メッシュの各四角形領域の４頂点を用いて射影変換行列を求め、その射影変換行列を用いて形状補正するためのパラメータを決定する。ステップＳ２８では、形状補正部１９が、ステップＳ２７で決定された調整パラメータに基づいて入力画像の形状を補正するように設定される。こうして、調整処理が終了する。
【００２７】
ところで、ステップＳ２２からステップＳ２６に進むためには、ステップＳ２５における撮影により、各投影装置からのパターンを抽出するのに必要な撮影画像が得られている必要がある。本実施形態では、マスタ、スレーブの投影装置１ａ、１ｂの合成部１２が、パターン（二次元座標情報）が非可視となるように加算合成、減算合成を行う。後述するように、投影装置１ａ、１ｂにおいて合成されたパターンのそれぞれを抽出するには、投影装置１ａによる２とおりの合成画像と投影装置１ｂによる２とおりの合成画像による４種類の組み合わせのうちの３つを使用する必要がある。たとえば、ステップＳ２３〜Ｓ２５の繰り返しにより、第１〜第３の期間で以下のようにパターンを合成して投影する。
第１の期間：マスタの投影装置１ａが加算合成、スレーブの投影装置１ｂが加算合成
第２の期間：マスタの投影装置１ａが減算合成、スレーブの投影装置１ｂが減算合成
第３の期間：マスタの投影装置１ａが減算合成、スレーブの投影装置１ｂが加算合成
これら３つの期間において撮影画像が取得されると、処理はステップＳ２２からステップＳ２６へ分岐し、解析部１６がこれら３つの期間において得られた撮影画像を用いてパターンを抽出する。このような撮影画像を用いることにより、解析部１６は、オーバーラップ領域１２１においても、各投影装置で合成されたパターンを個別に抽出することができる。
【００２８】
以下、オーバーラップ領域におけるパターンの抽出に関して説明する。まずマスタ、スレーブの投影装置が表示するパターンの領域がそれぞれ図３（ａ）、（ｂ）であるとする。なお、本実施形態では、以降の説明を分かりやすくするため、パターンを図３のような簡易なイメージとしている。また、加算合成および減算合成を単に「加算」「減算」と記載する。また、説明の都合上、フレーム画像の全体がオーバーラップ領域であるとして説明する。図４（ａ）の入力画像（あるいはフレーム画像）に対し上記のような合成方法の組合せ、（マスタ、スレーブ）＝（加算、加算）、（減算、減算）、（加算、減算）、（減算、加算）でパターンを合成したときの撮影画像は、それぞれ図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）で示されるようになる。図４ではマスタ、スレーブの各投影装置の加算合成および減算合成に用いられるパターンの濃度は同じものとして説明する。なお、マスタ、スレーブの投影装置がパターンを合成する濃度は、調整処理中のフレーム間で一致していれば十分である。
【００２９】
上記の撮影画像を用いると、オーバーラップ領域における、各投影装置のスクリーン上のパターンは次のように特定することができる。すなわち、マスタの投影装置１ａのパターンの領域を特定する場合は、図５に示すように、合成方法が（マスタ、スレーブ）＝（加算、加算）、（減算、加算）である合成画像を撮影して得られた撮影画像の差分から求めることができる。また、マスタの投影装置のパターンの領域を特定する場合は、図６に示すように、合成方法が（マスタ、スレーブ）＝（減算、減算）、（減算、加算）である合成画像を撮影して得られた撮影画像の差分から求めることができる。
【００３０】
何れにしても、マスタとスレーブの投影装置による加算合成と減算合成の組み合せ（以下の４種類）のうちの３種類の組み合わせが必要である。たとえば、
（マスタ、スレーブ）＝（加算、加算）、（減算、減算）、（加算、減算）、
（マスタ、スレーブ）＝（加算、加算）、（減算、減算）、（減算、加算）、
（マスタ、スレーブ）＝（加算、加算）、（加算、減算）、（減算、加算）、および
（マスタ、スレーブ）＝（減算、減算）、（加算、減算）、（減算、加算）、
のいずれかの組み合わせの撮影画像が必要である。
【００３１】
次に、図７を参照して、上述したような加算合成および減算合成の組み合わせによる合成画像を第１〜第３の期間で得るための、ステップＳ２３の処理についてより詳細に説明する。なお、ステップＳ２３の処理は、マスタの投影装置１ａとスレーブの投影装置１ｂとで異なり、図７（ａ）はマスタの投影装置１ａによる処理、図７（ｂ）はスレーブの投影装置１ｂによる処理を示す。
【００３２】
ステップＳ７０１において、制御部１０は、変数ｍ＝３かどうかを判定する。なお、変数ｍは図２に示す調整処理の起動時にリセット（ｍ＝０）されるものとする。変数ｍは、上述した合成処理の３種類の組み合わせによる画像を得るための期間を示すカウンタである。変数ｍ＝３であれば、ステップＳ７０２において制御部１０は変数ｍを０にセットし、処理をステップＳ７０３へ進める。変数ｍ＝３でなければ、処理はステップＳ７０１からステップＳ７０３へ進む。ステップＳ７０３、Ｓ７０４により、変数ｍの値に応じて処理が分岐される。
【００３３】
変数ｍ＝０の場合、ステップＳ７０５において、制御部１０はステップＳ２１で生成したパターンを加算合成するよう合成部１２に指示する。そして、ステップＳ７０８において、制御部１０は、スレーブの投影装置１ｂに対してｍの値を通信部２０より送信する。ｍ＝０を受信した投影装置１ｂは、図７（ｂ）に示されるようにパターンを加算合成する（Ｓ７２１、Ｓ７２２）。こうしてｍ＝０の期間において、投影装置１ａ、１ｂはともにパターンが加算された合成画像を投影することになる。そして、投影装置１ａの制御部１０は、変数ｍを１つインクリメントし（ステップＳ７０９）、ステップＳ２３の処理を終える。したがって、ｍ＝０の期間において、ステップＳ２５では、取得部１４により、（マスタ、スレーブ）＝（加算、加算）の合成画像による投影画像が撮影されることになる。
【００３４】
変数ｍ＝１の状態でステップＳ２３の処理が開始されると、処理はステップＳ７０６へ進み、制御部１０はステップＳ２１で生成したパターンを減算合成するよう合成部１２に指示する。そして、ステップＳ７０８において、制御部１０は、スレーブの投影装置に対してｍ＝１を送信する。ｍ＝１を受信した投影装置１ｂは、図７（ｂ）に示されるようにパターンを減算合成する（Ｓ７２１、Ｓ７２３）。こうして投影装置１ａ、１ｂは、ｍ＝１の期間において、パターンが減算された合成画像を投影することになる。そして、変数ｍを１つインクリメントし（ステップＳ７０９）、ステップＳ２３の処理を終える。これにより、ｍ＝１の期間において、ステップＳ２５では、取得部１４により、（マスタ、スレーブ）＝（減算、減算）の合成画像による投影画像が撮影されることになる。
【００３５】
さらに、変数ｍ＝２の場合、ステップＳ７０７において、制御部１０はステップＳ２１で生成したパターンを減算合成するよう合成部１２に指示する。そして、ステップＳ７１０において、制御部１０は、スレーブの投影装置１ｂに対してｍ＝２を送信する。ｍ＝２を受信した投影装置１ｂは、図７（ｂ）に示されるようにパターンを加算合成する（Ｓ７２１、Ｓ７２２）。こうして、ｍ＝２の期間において、投影装置１ａはパターンが減算された合成画像を投影し、投影装置１ｂはパターンが加算された合成画像を投影することになる。そして、変数ｍを１つインクリメントし、ステップＳ２３の処理を終える。これにより、ｍ＝２の期間において、ステップＳ２５では、取得部１４により、（マスタ、スレーブ）＝（減算、加算）の合成画像による投影画像が撮影されることになる。こうして、図５、図６に示すような差分画像を得るための撮影画像が揃うことになる。
【００３６】
上述のように、加算合成するか減算合成するかがマスタの投影装置１ａより、変数ｍの値により指示される。スレーブの投影装置１ｂの制御部１０は、ステップＳ７２１において、マスタの投影装置１ａから受信した変数ｍの値が０，１，２のいずれであるかを判定する。受信したｍの値が０または２であれば、ステップＳ７２２において、制御部１０は合成部１２に加算合成を指示し、これにより合成部１２はステップＳ２１で生成したパターンを入力画像に加算合成する。他方、受信したｍの値が１であれば、ステップＳ７２３において、制御部１０は合成部１２に減算合成を指示し、これにより合成部１２はステップＳ２１で生成したパターンを入力画像に減算合成する。また、スレーブの投影装置１ｂでは、マスタの投影装置１ａから送信されるｍの値により、マスタの投影装置１ａが採用している合成方法を把握することができる。したがって、スレーブの投影装置１ｂにおいて、ｍの値により合成方法の組み合わせを把握できる。
【００３７】
各投影装置では、３つの期間のうちの、自身の合成方法が異なり、他の装置の合成方法が同じである２つの期間で撮影された撮影画像を用いて、パターンの抽出を行う。たとえば、マスタの投影装置１ａは、ｍ＝０である期間とｍ＝２である期間に撮影された撮影画像の差分画像を用いて、図５に示すようにパターンを抽出することができる。これら両期間では、マスタの投影装置１ａによる合成方法が加算合成と減算合成であるのに対し、スレーブの投影装置１ｂにおいては、パターンが共通の（同一の）合成方法（本例では加算合成）により合成される。同様に、スレーブの投影装置１ｂは、ｍ＝１である期間とｍ＝２である期間に撮影された撮影画像の差分画像を用いて、図６に示すようにパターンを抽出することができる。これら両期間では、スレーブの投影装置１ｂによる合成方法が加算合成と減算合成であるのに対し、マスタの投影装置１ａにおいてはパターンが共通の合成方法（本例では減算合成）により合成される。
【００３８】
なお、マスタの投影装置１ａは、たとえば、１０フレームごとに合成処理の組合せを変更する（１０フレームごとにステップＳ２３を実行する）ようにし、この１０フレームの期間中に取得部１４が投影された画像を取得するようする。スレーブの投影装置１ｂは、マスタの投影装置１ｂからの変数ｍの送信により、マスタの投影装置１ａと同期して合成方法を切り換えることになる。なお、マスタおよびスレーブの投影装置ともに、必要な撮影画像が揃ったところで（ステップＳ２２でＹＥＳに分岐した時点で）パターンの合成を終了する。
【００３９】
上記で説明したような方法によれば、複数の投影装置が同じ投影領域に画像を表示した場合であっても、各投影装置のドットパターンを特定することができる。そして、各投影装置のドットパターンを自動調整に用いることで、投影装置の運用を停止することなく品質を保った表示を続けることが可能となる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、投影領域が重複する２台の投影装置における調整処理を説明した。第２実施形態では、３台以上の投影装置が存在する投影システムにおける調整処理を説明する。まず、３台以上の投影装置が一列に並ぶ場合について説明する。なお、投影装置１の構成は第１実施形態（図１Ａ）と同様である。
【００４１】
３台以上の投影装置が一列に並ぶ場合、偶数番目の投影領域に投影する投影装置のグループと、奇数番目の投影領域に投影する投影装置のグループに分け、同じグループに属する投影装置は一つの期間において同じ合成方法で合成画像を生成するようにする。図８（ａ）では、４台の投影装置が一列に並び、隣接する投影装置の投影領域の一部が重複している様子を示す。この場合、たとえば奇数番目の投影装置の一つをマスタとし、その他の全ての投影装置をスレーブとする。マスタの投影装置は図７（ａ）に示した動作を行う。但し、ｍの値は、マスタの投影装置から、システムを構成しているすべての（複数の）スレーブの投影装置に送信される。偶数番目の投影装置は、図７（ｂ）に示した動作を行う。また、マスタ以外の奇数番目の投影装置は、変数ｍの値に応じてマスタの投影装置と同じ合成方法を用いるようにする。マスタ以外の奇数番目の投影装置を第１グループ、偶数番目の投影装置を第２グループとすると、上述した処理により、ｍ＝０〜２の３つの期間において、図８（ｂ）に示されるようなパターンの合成が実行されることになる。したがって、３台以上の投影装置が一列に並ぶような場合にも、ｍ＝０〜３の３つの期間で、隣接する投影装置において、パターンの抽出に必要な合成画像の組み合せを得ることができる。
【００４２】
次に、４台以上の投影装置による投影領域が複数行、複数列に配置されている場合について説明する。たとえば、６台の投影装置を用いて、各投影装置の投影領域の一部が重なるように、スクリーンに（縦、横）＝（２行、３列）のタイル状に配置した場合を説明する。このとき、オーバーラップ領域には、４台の投影装置が投影画像を投影する。この場合の投影装置の構成も第１実施形態（図１Ａ）と同様である。
【００４３】
制御部１０は、一つの期間ではオーバーラップ領域に２台の投影装置がパターンを投影するように投影装置による合成を制御する。これは、オーバーラップ領域に投影する投影装置の台数が増加することにより、オーバーラップ領域内の各投影装置が投影するパターンを特定するために必要な取得画像が増加し、ひいては調整時間が増加することを抑制するためである。オーバーラップ領域に２台ずつ投影装置が投影画像を投影することで、第１実施形態と同様に２台の投影装置あたり４種類の撮影画像のうち３つを用いることにより各投影装置のパターンを識別することができる。
【００４４】
制御部１０は例えば図９（ａ）、（ｂ）に示すような、市松模様において同色の配置にある投影装置ごとに、調整作業を行う。すなわち、まず図９（ａ）でグレーで示される対象領域に投影画像を投影している投影装置を調整し、その後、図９（ｂ）のグレーで示される対象領域に投影画像を投射している投影装置を調整する。換言すれば、複数行複数列に並ぶ投影領域のうち、奇数行奇数列と偶数行偶数列の投影領域に投影する投影装置の集合を集合Ａ、奇数行偶数列と偶数行奇数列の投影領域に投影する投影装置の集合を集合Ｂとし、集合毎に投影装置の調整が行われる。集合Ａはさらに奇数行に属する投影装置からなる第１グループと偶数行に属する投影装置からなる第２グループに分けられる。集合Ｂも同様に奇数行に属する投影装置からなる第３グループと偶数行に属する投影装置からなる第４グループに分けられる。そして、集合Ａと集合Ｂの一方の集合に属する投影装置が合成画像を投影している間は、他方の集合に属する投影装置は合成画像を投影しないように制御される。
【００４５】
第１グループに属する投影装置のうちの一つをマスタに設定した場合を説明する。図１０は、第２実施形態におけるマスタの投影装置が実行するステップＳ２３の処理を示すフローチャートである。マスタの投影装置の制御部１０は、ステップＳ１００１において変数ｍが６か否かを判定する。ｍ＝６の場合、処理はステップＳ７０２に進み、制御部１０は、変数ｍをゼロにリセットする。ステップＳ７０３〜Ｓ７０９の処理は第１実施形態（図７）と同様であり、変数ｍが０〜２の場合は、マスタの投影装置１ａは第１実施形態と同様に動作する。変数ｍが３以上になると、処理はステップＳ１００２からステップＳ１００３へ進み、マスタの投影装置１ｂはパターンの合成を行わずに、変数ｍの値を送信する（ステップＳ７０８）。また、スレーブの投影装置では、図７（ｂ）に示した処理と同様に、マスタの投影装置から受信したｍの値にしたがって合成方法（加算合成か減算合成か）を決定し、実行する。但し、集合Ａに属するスレーブの投影装置（第１、第２グループの投影装置）では、ｍ＝３〜５の間はパターンの合成を行わない。同様に、集合Ｂに属するスレーブの投影装置（第３、第４グループの投影装置）では、ｍ＝０〜２の間はパターンの合成を行わない。
【００４６】
以上の処理の結果、マスタの投影装置１ａは、図９（ｃ）に示すように合成処理を実行することになる。すなわち、ｍ＝０で加算合成を実行し、ｍ＝１と２で減算合成を実行し、ｍ＝３〜５では合成を行わない。スレーブの投影装置は、マスタの投影装置１ａから受信したｍの値と、自身が第１グループから第４グループの何れに属しているかに応じて、図９（ｃ）に示すようにパターンの合成を実行する。なお、スレーブの各投影装置がどのグループに属しているかは、各投影装置へユーザが設定する構成としてもよいし、マスタの投影装置からコマンドを送信して設定する構成としてもよい。
【００４７】
なお、本実施形態では、６台の投影装置を用いた場合で説明したが、投影装置の台数が７台以上であってもよいことは言うまでもない。
【００４８】
上記で説明した方法によれば、投影装置の構成台数が増加しても、集合Ａと集合Ｂに属する投影装置について、ｍ＝０〜２またはｍ＝３〜５の３つずつの期間（計６つの期間）で、全ての投影装置に関してパターンの抽出に必要な撮影画像を得ることができる。したがって、投影装置の台数が増加しても一定の調整時間以内で調整作業を行うことができ、投影装置を１台ずつ調整する場合に比べ調整時間を短縮することができる。すなわち、投影装置の設置台数に依らず、調整時間を一定に抑えることができる。また、投影装置の運用を停止することなく品質を保った表示を続けることが可能となる。
【００４９】
上記実施形態では、マスタとなった投影装置１ａの制御部１０によりスレーブの投影装置にパターンの合成方法を指示するようにしたが、これに限られるものではない。複数の投影装置と通信可能な、独立した制御装置から、各投影装置に合成方法を指示するようにしてもよい。
【００５０】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１：投影装置、１０：制御部、１１：生成部、１２：合成部、１３：投影部、１４：取得部、１５：記録部、１６：解析部、１７：抽出部、１８：決定部、１９：形状補正部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図１０】
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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９】
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