(57)【要約】マルチプロジェクタシステムにおける首尾一貫した画像の自動的送出の方法は、プロジェクタを、プロジェクタの複数のサブグループに分割し、各プロジェクタがサブグループ表示場所にサブフレームを投影するように向けられており、選択された目標表示特性を全てのサブグループにわたって提供するように、各サブグループの各プロジェクタの出力を調整することからなるステップを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチプロジェクタシステムにおける首尾一貫した画像の自動的送出の方法であって、
プロジェクタを、プロジェクタの複数のサブグループに分割し、各プロジェクタがサブグループ表示場所にサブフレームを投影するように向けられており、
選択された目標表示特性を全てのサブグループにわたって提供するように、各サブグループの各プロジェクタの出力を調整することからなるステップを含む、方法。
【請求項２】
前記各サブグループの各プロジェクタの出力を調整するステップが、目標表示特性を指定して各サブグループの目標パラメータを求め、画像フィードバックカメラを介して前記目標パラメータを検証することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１のチャネルの立体３Ｄ表示データをプロジェクタの第１のサブグループに送信し、
第２のチャネルの立体３Ｄ表示データをプロジェクタの第２のサブグループに送信し、
前記第１及び第２のサブグループからの画像を、共通の表示場所に重ね合わせて投影して、立体３Ｄ表示を提供することからなるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のチャネルの表示データをプロジェクタの第１のサブグループに送信し、
第２のチャネルの表示データをプロジェクタの第２のサブグループに送信し、
前記第１及び第２のサブグループからの画像を、共通の表示場所に重ね合わせて投影して、複数のビューを備える表示を提供することからなるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
表示コンテンツをサブグループ表示場所間で流れさせるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記各サブグループの出力を調整するステップが、サブグループのプロジェクタの輝度および色度の少なくとも一方を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記サブグループ表示場所が、複数の別個のサブグループ表示場所、及び少なくとも２つのサブグループに共通である表示場所からなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のサブグループが、少なくとも２つのサブグループからなり、各サブグループが少なくとも２つのプロジェクタを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
計算装置に以下のステップを実行させるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品であって、前記ステップが、
マルチプロジェクタシステムのプロジェクタを、プロジェクタの複数のサブグループに分割し、各プロジェクタがサブグループ表示場所にサブフレームを投影するように向けられており、
各プロジェクタサブグループの出力を、選択された目標パラメータに調整し、
各サブグループの各プロジェクタに表示データを送信して、各サブグループ表示場所に合成画像を投影することからなる、コンピュータプログラム製品。
【請求項１０】
前記各プロジェクタサブグループの出力を調整するステップは、全体的な目標特性が全てのサブグループにわたって達成されるように、前記サブグループの各プロジェクタのレンダリングパラメータを選択して、画像フィードバックカメラを介して前記レンダリングパラメータを検証することを含む、請求項９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１】
前記各サブグループの各プロジェクタに表示データを送信するステップが、
第１のチャネルの立体３Ｄ表示データをプロジェクタの第１のサブグループに送信し、
第２のチャネルの立体３Ｄ表示データをプロジェクタの第２のサブグループに送信し、
前記第１及び第２のサブグループからの画像を、共通の表示場所に重ね合わせて投影して、立体３Ｄ表示を提供することを含む、請求項９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１２】
投影システムであって、
プロジェクタの複数のサブグループであって、各プロジェクタがサブグループ表示場所にサブフレームを投影するように向けられている、プロジェクタの複数のサブグループと、
前記サブグループ表示場所の画像を取得するように向けられたカメラと、
前記カメラと前記プロジェクタの全てに結合され、前記カメラからのフィードバックに基づいて各サブグループの各プロジェクタの目標パラメータを選択し、且つ全体的な目標表示特性が全てのサブグループにわたって達成されるように各プロジェクタに別個にデジタル値を提供するように構成されたコントローラとを含む、投影システム。
【請求項１３】
前記サブグループ表示場所が、複数の別個のサブグループ表示場所、及び少なくとも２つのサブグループに共通である表示場所からなるグループから選択される、請求項１２に記載の投影システム。
【請求項１４】
前記別個のサブグループ表示場所が、互いに近接して配置され、前記コントローラが、表示コンテンツをサブグループ表示間で流れさせるように構成されている、請求項１３に記載の投影システム。
【請求項１５】
前記サブグループが少なくとも２つのサブグループからなり、各サブグループが、複数のビューの１つを投影するように構成されている、請求項１２に記載の投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
複数プロジェクタシステムが、合成表示をもたらすように、スクリーン又は壁のような共通の表示場所に複数のビデオ画像を投影するために開発された。合成表示は、単一の画像が複数のプロジェクタを用いて生成されるものであり、この場合、各プロジェクタが全体画像の一部または構成要素を生成する。これら表示システムは、複数のサブフレームが完全に重なる、全く重ならない、又はそれらの間でいくらか重なることを可能にするように、或いは複数の別個の合成画像を提供することを可能にするように構成され得る。複数プロジェクタシステムの更に別の応用形態は、三次元（「３Ｄ」）立体画像の生成である。
【０００２】
合成画像に関連した１つの問題は、複数の表示にわたる、又は同じ表示の複数のチャネルにわたる、色（カラー）、輝度などの首尾一貫した再現性である。例えば、輝度および色の強さは、合成表示の個々の部分内で変動する可能性があり、その結果、合成画像が、目に見えて分かる不規則なものを有する。また、首尾一貫した輝度、色などを提供しながら、単一の表示で複数の画面（スクリーン）にわたってコンテンツが流れることを可能にするように、様々な表示構成の間で複数プロジェクタシステムを較正および再構成ことも困難である可能性がある。更に、複数プロジェクタシステムを用いた３Ｄ立体画像の生成は一般に、複雑で困難であった。
【０００３】
本発明の様々な特徴および利点は、本発明の特徴を一例として全体として示す添付図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】複数のプロジェクタを用いて合成画像を生成するように構成された画像表示システムの一実施形態のブロック図である。
【図２】マルチプロジェクタシステム及びそれにより生成された合成表示の実施形態の略図である。
【図３】曲がったバックドロップ型画面に複数の合成画像を生成するためにプロジェクタが複数のサブグループに分割された、マルチプロジェクタシステム及び表示の実施形態の略図である。
【図４】共通のマイクロプロセッサ制御システムを用いて複数の表示にわたって又は同じ表示の複数のチャネルにわたって首尾一貫した合成画像を生成するための方法の実施形態におけるステップを概略的に示す流れ図である。
【図５】多面的キオスク型画面に複数の合成画像を生成するためにプロジェクタが複数のサブグループに分割された、マルチプロジェクタシステム及び表示の実施形態の略図である。
【図６】単一の３Ｄ立体合成画像を生成するためにプロジェクタが複数のサブグループに分割された、マルチプロジェクタシステム及び表示の実施形態の略図である。
【図７】別個の画面に複数の合成画像を生成するためにプロジェクタが複数のサブグループに分割された、マルチプロジェクタシステム及び表示の実施形態の略図である。
【０００５】
詳細な説明
ここで、図面に示された例示的な実施形態を参照し、本明細書において特定の用語を用いて係る実施形態を説明する。それにも関わらず、本発明の範囲の制限がそれにより意図されていないことは理解されるであろう。関連技術の当業者および本発明を入手する当業者に見出される、本明細書で示された特徴の代替案および更なる変形形態、及び本明細書で示された原理の更なる応用形態は、本発明の範囲内にあると考えられるべきである。
【０００６】
本明細書で使用される限り、「上」、「下」、「前」、「後」、「前部にある」、「後部にある」などの方向性の用語は、記載されている図面の向きを基準にして使用される。本明細書で開示された様々な実施形態のコンポーネントが多数の異なる向きに配置され得るので、方向性の用語は例示のためだけに使用されており、制限することは意図されていない。
【０００７】
本明細書で使用される限り、用語「サブフレーム」は、単一のプロジェクタにより生成された表示画像のその一部を意味する。複数のプロジェクタからの複数のサブフレームにより生成された完全な表示画像は、「合成画像」と呼ばれる。理解されるべきは、合成画像は、複数プロジェクタシステムにおけるプロジェクタのサブグループ（即ち、プロジェクタの全てより少ない）により生成され得る。
【０００８】
図１は、従来技術のマルチプロジェクタ画像表示システム１００の実施形態を示すブロック図である。画像表示システム１００は、画像データ１０２を処理し、対応する表示画像１１４を生成する。表示画像１１４は、任意の絵のような文字、図式的な記号、又はテクスチャ文字、記号、イラスト、又は他の情報の表現を含むように定義される。
【０００９】
一実施形態において、画像表示システム１００は、画像フレームバッファ１０４、サブフレーム生成器１０８、プロジェクタ１１２Ａ〜１１２Ｃ（まとめてプロジェクタ１１２と呼ぶ）、カメラ１２２、及び較正ユニット１２４を含む。画像フレームバッファ１０４は、画像データ１０２を受け取ってバッファリングし、画像フレーム１０６を形成する。サブフレーム生成器１０８は、画像フレーム１０６を処理して、対応する画像サブフレーム１１０Ａ〜１１０Ｃ（まとめてサブフレーム１１０と呼ぶ）を画定する。一実施形態において、各画像フレーム１０６について、サブフレーム生成器１０８は、プロジェクタ１１２Ａ用の１つのサブフレーム１１０Ａ、プロジェクタ１１２Ｂ用の１つのサブフレーム１１０Ｂ、及びプロジェクタ１１２Ｃ用の１つのサブフレーム１１０Ｃを生成する。サブフレーム１１０Ａ〜１１０Ｃは、それぞれプロジェクタ１１２Ａ〜１１２Ｃにより受け取られ、それぞれ画像フレームバッファ１１３Ａ〜１１３Ｃ（まとめて画像フレームバッファ１１３と呼ぶ）に格納される。プロジェクタ１１２Ａ〜１１２Ｃはそれぞれ、サブフレーム１１０Ａ〜１１０Ｃを目標表面１１６上に投影し、ユーザにより閲覧するための表示画像１１４を生成する。
【００１０】
画像フレームバッファ１０４は、１つ又は複数の画像フレーム１０６の画像データ１０２を格納するためのメモリを含む。かくして、画像フレームバッファ１０４は、１つ又は複数の画像フレーム１０６のデータベースを構成する。また、画像フレームバッファ１１３も、サブフレーム１１０を格納するためのメモリを含む。画像フレームバッファ１０４及び１１３の例は、不揮発性メモリ（例えば、ハードディスクドライブ又は他の永続的な記憶装置）を含み、揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））を含んでもよい。
【００１１】
サブフレーム生成器１０８は、画像フレーム１０６を受け取って処理し、複数の画像サブフレーム１１０を画定する。サブフレーム生成器１０８は、画像フレーム１０６の画像データに基づいてサブフレーム１１０を生成する。一実施形態において、サブフレーム生成器１０８は、一実施形態において画像フレーム１０６の解像度より低い、プロジェクタ１１２の解像度に一致する解像度を有する画像サブフレーム１１０を生成する。サブフレーム１１０はそれぞれ、画像フレーム１０６のサブセットを表す個々のピクセルからなる複数の列と複数の行を含む。
【００１２】
プロジェクタ１１２は、サブフレーム生成器１０８から画像サブフレーム１１０を受け取り、一実施形態において、画像サブフレーム１１０を目標表面１１６上に、重なる位置に及び／又は空間的にオフセットした位置に同時に投影して、表示画像１１４を生成する。一実施形態において、表示システム１００は、複数のプロジェクタ１１２からのより低い解像度のサブフレーム１１０を重ねて表示することにより、高い解像度の表示画像１１４が人間の眼に見えるように構成される。これらの重なるサブフレームは、互いに対して空間的にシフトされ得るか又は任意の幾何学的変換を有することができる。一実施形態において、重なるサブフレーム１１０の投影は、強化された解像度（即ち、サブフレーム１１０自体より高い解像度）に見える。投影されたサブフレーム１１０により生成された結果としての表示画像１１４が、サブフレーム１１０が導出された高い解像度の画像（例えば、画像フレーム１０６）が直接的に表示された場合にどんなふうに見えるかという様相に近づくように、サブフレーム１１０の適切な値を求めるための手法が開発された。
【００１３】
当業者には理解されるように、サブフレーム生成器１０８により実行される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組合せで実現され得る。具現化形態は、マイクロプロセッサ、プログラム可能論理回路、又はステートマシンを介して行われ得る。システムのコンポーネントは、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体デバイス上のソフトウェアに存在することができる。本明細書で使用されるような用語「コンピュータ可読媒体」は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ、及びランダムアクセスメモリのような揮発性または不揮発性の、任意の種類のメモリを含むように定義される。
【００１４】
また、図１には、画像フレームバッファ１２０を有する基準プロジェクタ１１８も示される。基準プロジェクタ１１８は図１において隠れ線で示され、その理由は一実施形態において、プロジェクタ１１８が実際のプロジェクタではなく、むしろ最適なサブフレーム１１０を生成するために画像形成モデルで使用される仮想の高解像度基準プロジェクタであるからである。一実施形態において、１つの実際のプロジェクタ１１２の場所は、基準プロジェクタ１１８の場所であるように定義され得る。また、表示システム１００は、各プロジェクタ１１２と基準プロジェクタ１１８との間の幾何学的マッピングを自動的に求めるために使用され得るカメラ１２２と較正ユニット１２４も含むことができる。
【００１５】
画像表示システム１００は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せを含むことができる。一実施形態において、画像表示システム１００の１つ又は複数のコンポーネント（例えば、フレームバッファ１０４、サブフレーム生成器１０８、及び較正ユニット１２４）は、コンピュータ、コンピュータサーバ、又は一連の論理演算を行うことができるマイクロプロセッサを用いる他のシステムに含まれ得る。係るシステムは一般に、本明細書において、マルチプロジェクタシステムの「コントローラ」と呼ばれる。更に、処理はシステムの全体にわたって分散されることができ、この場合、個々の部分は、ネットワーク化された環境または複数の計算ユニット環境（例えば、クラスタ化されたコンピュータ）においてのような、別個のシステムコンポーネントで実現される。
【００１６】
図１に示された実施形態は、３個のプロジェクタ、及び１個のカメラを含むが、これらコンポーネントの数量は、単なる例示である。例えば、別の実施形態のマルチプロジェクタシステム２００が、図２において絵画的形態で示される。この実施形態は、表示面２０６に単一の合成画像２０４を生成するように全て向きを設定された１２個のプロジェクタ２０２ａ〜２０２ｌを含む。この例に示されるように、１２個のプロジェクタは、２０８ａ〜２０８ｌと表記された１２個のサブフレームを生成し、この図において当該１２個のサブフレームは、互いに組み合わされて単一の大判の合成画像２０４を提供する。重ね合わされたサブフレーム２０８は図２において互いから空間的にオフセットして示されるが、これは例示のためであり、合成画像２０４を生成するためのサブフレームの実際の配置に必ずしも対応しない。また、認識されるべきことは、マルチプロジェクタシステムにおけるプロジェクタの実際の物理的位置またはグループ分けは変化する可能性があることである。例えば、図２のプロジェクタ２０２は４個からなる３つのグループに物理的に構成され、表示のサブフレームは概して４個からなる３つのグループ内にあるが、プロジェクタは異なる物理的位置に構成されることができ、１２個のプロジェクタ２０２ａ〜２０２ｌの何れかが１２個のサブフレーム２０８ａ〜２０８ｌの任意の１つを生成するように構成され得る。
【００１７】
１２個のプロジェクタ２０２はコントローラシステムにより制御され、当該コントローラシステムは、コンピュータ、コンピュータサーバ、又は上述したような合成画像を生成するためにプロジェクタを駆動することができるマイクロプロセッサを用いた他のシステムとすることができる。コントローラは概して２１０で示される。しかしながら、上述したように、コントローラシステムは、第１のコントローラコンピュータ２１０ａ、及び第１のコントローラコンピュータとネットワーク相互接続された又はクラスタ化された、第２のコントローラ装置２１０ｂのような複数の計算装置を含むことができる。同様に、図２のシステム２００は、プロジェクタ２０２のフィードバック及び調整のためにカメラ２１４を含むが、コントローラ２１０又はクラスタ化されたコントローラのグループと関連付けられる較正ユニット（図１の１２４）にフィードバックも供給する複数の追加のカメラ２１６、２１８も含むことができる。
【００１８】
図１及び図２のマルチプロジェクタシステムは、全ての使用可能なプロジェクタを用いて単一の合成画像を生成するように示される。しかしながら、看取されるように、マルチプロジェクタシステムのプロジェクタのグループをサブグループに分割することが望ましいかもしれない。図３には、曲がったバックドロップ型画面３１０に複数の合成画像３０４、３０６、００８を生成するために、プロジェクタ３０２がサブグループに分割された、マルチプロジェクタシステム３００の実施形態が示される。この画面は３つの接続された部分を含むように示されるが、代案として、それぞれが異なるサブグループによりアドレス指定される複数の別個の表面を含むことができる。この場合、３個のプロジェクタ３０２ａ〜３０２ｃからなる第１のサブグループは、合成画像３０４を生成する３個のサブフレーム３０４ａ〜３０４ｃを提供し、３個のプロジェクタ３０２ｄ〜３０２ｆからなる第２のサブグループは、合成画像３０６を生成する３個のサブフレーム３０６ａ〜３０６ｃを提供し、及び３個のプロジェクタ３０２ｇ〜３０２ｉからなる第３のサブグループは、合成画像３０８を生成する３個のサブフレーム３０８ａ〜３０８ｃを提供する。図３に示された実施形態は３つの画面を含むが、任意の数の複数の画面（スクリーン）が使用され得る。これら複数の合成画像３０４、３０６、３０８は、単一のマイクロプロセッサコントローラシステム３１２（単一のコンピュータ装置か、或いは互いにネットワーク相互接続された又はクラスタ化された複数のコンピュータ又は装置であるか）を用いて生成されることができ、関連した画像または別個の画像とすることができる。複数の合成画像は、複数の合成表示又は同じ合成表示上の複数のチャネルを意味することができる。少なくとも１つのカメラ３１４は、上述したように、コントローラ３１２に関連した較正ユニット（図示せず）にフィードバックを提供するために、表示画面３１０の方へ向けられ得る。
【００１９】
上述したように、合成画像の生成に関連した１つの問題は、複数の合成表示にわたる、又は同じ合成表示の複数のチャネルにわたる、色（カラー）、輝度などの首尾一貫した再現性である。これは、これらの表示が単一のマイクロプロセッサシステムを用いて作成される場合に特に問題である。合成表示（図２のような）又は合成表示のグループ（図３のような）は、全体にわたって同じ視覚的特徴（例えば、首尾一貫した輝度、色）を有することが一般に望ましい。例えば、色または輝度の異なるマルチ画面表示の１つの画像または立体／３Ｄ表示の１つの眼に注意をそらす可能性がある。同様に、画面にわたって流れるコンテンツを有するマルチ画面の看板表示が異なる画面にわたって異なる輝度および／または色を呈する場合に望ましくない可能性がある。
【００２０】
有利な点は、本発明は、複数の画面および／または複数のチャネルにわたるマルチプロジェクタ合成表示システムを用いて首尾一貫した画像（例えば、首尾一貫した輝度、色など）の自動的送出を可能にするように開発されたシステム及び方法の様々な実施形態を提供する。また、このシステム及び方法は、立体３Ｄの応用形態に有用である。立体３Ｄ画像を表示するための様々な技術が存在する。よく知られているように、立体３Ｄ画像は、遠近法に従って僅かに異なる左および右の画像対を含む。閲覧者が左眼で当該対の一方の画像を見て且つ右眼で他方の画像を見る（一般に専用の偏光眼鏡またはカラーフィルタ眼鏡を用いて）場合、その効果は、三次元物体の実際の人間の立体視覚に近づくことができる。
【００２１】
幾つかの３Ｄプロジェクタは、左および右の画像に対応する２つのチャネルを交互に表示するために時分割多重方式を使用する。これら画像は色および輝度において首尾一貫していることができる（その理由は、それらが同じプロジェクタにより生成されているから）が、これは、ビット深度および全体の輝度のトレードオフで得られることが多い。また、これらタイプのプロジェクタは非常に高価である可能性がある。代案として、デュアルプロジェクタが立体３Ｄ画像に使用され得る。一方のプロジェクタが左画像を投影し、他方が右画像を投影する、デュアルプロジェクタシステムは、手動の較正および位置合わせ、並びに２つのチャネルが一貫性のあるように輝度および色のバランスをとることを必要とすることが多い。これら作業は一般に、サービス又は高度に訓練された技術者を必要とし、多大な時間を必要とする可能性がある。また、これらデュアルプロジェクタの解決策は一般に、固定アスペクト比、固定解像度、及び固定輝度を有する。
【００２２】
多くの従来の３Ｄ手法は、多くても２つの異なったビュー（view：視点、画像）を与え、及び／又は３Ｄ眼鏡の使用を必要とする可能性がある。しかしながら、当業者は認識するように、幾つかのシステムは、マルチビュー（multi-view：多視点）とすることができ（即ち、２つより多いビューを与える）、そのオートステレオスコピック（眼鏡を必要としない）ディスプレイも入手できる。オートステレオスコピックディスプレイは一般にマルチビューであり、ユーザがディスプレイに対してユーザの閲覧位置を左右に移動する場合、眼は、ステレオ／３Ｄビューを与えるためのより多くの適切なビューの対を受け取る。これらディスプレイは、比較的少ない数のビュー区域しか与えることができないので制限される（例えば、閲覧者がビュー区域間で移動する場合に、物体は３Ｄで「飛び上がる」ように出現する）。更に、これら結果を得るために、光学素子を備えたディスプレイが使用されることが多い。各ビューは、利用可能な表示ピクセル（ＬＣＤ又は投影された）を空間的に多重化することにより生成され、それにより異なるビュー／ビュー区域の数および空間解像度を犠牲にする。マルチ画面の解決策の場合、システムを他の表示構成に再構成すること、又は画面にわたってコンテンツを流すことは必ずしも容易ではない。
【００２３】
図４には、共通のマイクロプロセッサ制御システムを用いて複数の表示（ディスプレイ）にわたって又は同じ表示の複数のチャネルにわたって首尾一貫した合成画像の特徴を生成するための方法の実施形態におけるステップを概略的に示す流れ図である。この方法において、表示システムは、図１〜図３の何れかで示された及び説明されたものに類似のマルチプロジェクタ表示システムとみなされ、プロジェクタの集合、複数のグラフィックカード、１つ又は複数の互いにクラスタ化されたＰＣ、１つ又は複数の較正カメラ、及び１つ又は複数の表示面からなる。本発明によって、システムは、複数の画面を同時に表示する（異なるコンテンツ又は関連したコンテンツを表示）ように容易に構成され得る。
【００２４】
方法の第１のステップ４００は、プロジェクタを物理的なサブグループに分割することである。本明細書で開示されたマルチプロジェクタシステムは、それぞれ少なくとも１個のプロジェクタからなる少なくとも２個のサブグループを含む。しかしながら、サブグループ毎に異なる数のプロジェクタ、及び異なる数のサブグループが使用され得る。例えば、図３に示されたシステムは、３個のプロジェクタからなる３個のサブグループを含む。図７に示され、以下で説明される別の実施形態は、それぞれ３個のプロジェクタからなる４個のサブグループを含む。認識されるように、所与のマルチプロジェクタシステムのサブグループは、サブグループにおいて異なる数のプロジェクタを有することができる。例えば、８個のプロジェクタを有するシステムは、それぞれ３個のプロジェクタを有する２個のサブグループ、及び２個のプロジェクタを有する第３のサブグループに分割され得る。
【００２５】
プロジェクタは、マルチプロジェクタシステムに関連付けられる異なる画面またはチャネルを網羅するようにグループ化される。各プロジェクタは常に、厳密に１つのサブグループに割り当てられるが、当然のことながらシステムは、プロジェクタを異なるサブグループに再割り当てすることが望ましい場合には再構成され得る。上述したように、表示システムは、集中型資源（カメラ、ＰＣなど）を使用し、前方投影または後方投影、或いは双方とすることができる。また、混合プロジェクタ技術も使用され得る。例えば、システムの幾つかのプロジェクタは、ＬＣＤプロジェクタとすることができるが、残りはＤＭＤ装置である。
【００２６】
ひとたびプロジェクタが異なるサブグループにマッピングされたならば、次のステップ４０２は、基礎をなす数学的モデルからの差異を考慮するために較正カメラ（単数または複数）を事前較正することである。一実施形態において、各較正カメラのレンズ歪みの量、並びに各カメラの相対的向き及び位置は、既知の較正パターン又はチャートを用いて計算される。ひとたび計算されれば、制御システムは、レンズ歪み及び相対的幾何学的配置を考慮するために、後続の各キャプチャされた画像を事前補償することができる。
【００２７】
別の実施形態において、各較正カメラについて、口径食の影響が推定されて除去される。当業者には認識されるように、光強度の検出は、所与のカメラの視界にわたって変動する可能性がある。特に、画像の縁において光強度の検出の減少となる可能性がある。各カメラについて、この「口径食」の影響（輝度プロファイル又は強度プロファイルとも呼ばれる）を補償することが望ましい。この補償は、既知の強度特性の平坦な白色の物理的ターゲットを用いることにより実行されることが多い。各較正カメラでそのパターンをとらえて、較正ユニットを介して結果としての画像の輝度強度の変動を測定することによって、これによりシステムが較正パターン画像にわたる強度検出の空間的変動に基づいて強度の口径食を推定することが可能になる。ひとたび強度の変動が分かれば、制御システムは後続の各キャプチャされた画像を事前補償することができ、その結果、そのカメラによりキャプチャされた全画像は、口径食の影響を受けない。このように、カメラ（単数または複数）は、正確な比較強度の測定値を与えるように事前較正されたものになる。
【００２８】
図４の矢印４１２により示唆されるように、プロセスは、カメラを事前較正せずに、ステップ４００からステップ４０４に移動することができる。カメラ（単数または複数）が事前較正されようとなかろうと、次のステップ４０４は、プロジェクタのサブグループ間の目標特性を指定することである。各サブグループの目標特性は、１つ又は複数の他のサブグループに対して指定される。例えば、サブグループＮｏ．１とサブグループＮｏ．２の輝度プロファイル及び色域は同様である、又は少なくとも首尾一貫していることが望ましい。別の例として、サブグループは、同じ基準境界ボックス（例えば、ステレオ３Ｄ出力のための）に適合することが望ましいかもしれない。かくして、このステップは、プロジェクタのサブグループに関するパラメータ及び制約関数（単数または複数）を特定することを含む。
【００２９】
場合によっては、このステップは、各サブグループのモデル化および測定ステップを最初に使用することを含む。これらモデル化および測定ステップの例は、各サブグループの投影輝度をできる限り均一にするように較正することを含む。一実施形態において、マルチプロジェクタシステムの画像パイプラインは、高性能画像形成モデル、及びプロジェクタ間の幾何学的配置、輝度、色、黒色オフセットなどを測定することを含む、較正カメラ（単数または複数）を通じたフィードバックを介した自動測定ステップを使用する。これらのモデル化および測定ステップは、N. Damera-Venkata、N.L. Chang、J.M. DiCarlo著、「A Unified Paradigm for Scalable Multi-Projector Displays」、IEEE Transactions on Visualization and computer Graphics、2007年11月〜12月、並びに米国特許第７，３０６，３４１号及び米国特許第７，４４３，３６４号、米国特許出願公開第２００７／００９１２７７号、米国特許出願公開第２００７／００９７３３４号、米国特許出願公開第２００８／０００２１６０号、米国特許出願公開第２００８／００２４４６９号、米国特許出願公開第２００８／００２４６８３号、及び米国特許出願公開第２００８／０１４３９７８号に概説されており、それらの開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３０】
上記文献で説明されるように、一連のパターンが一組のプロジェクタにより投影され、その後カメラ（単数または複数）によりキャプチャされて、画像化モデルに対する較正パラメータが推定される。一実施形態において、光の線形性に基づいて、当該モデルは、各プロジェクタの光の出力、任意の幾何学的配置の変換を受けた後、再サンプリング、輝度変動、色域変化、並びに固有の光漏れ（又は黒色オフセット）の合計である。ひとたび推定されたならば、較正パラメータはプロジェクタの最終画像の正確な予測を容易にする。上記の文献に説明されるように、所望の目標パラメータ（例えば、プロジェクタシステム全体の輝度プロファイル、色域など）は、一組のプロジェクタに選択され、各プロジェクタのレンダリングパラメータは、所望の目標パラメータに基づいて最適化される。レンダリングパラメータは、各サブグループが、まるで出力が単一のプロジェクタから来るかのように見えるようにする（即ち、出力がシームレスで現れ、特定の所望の画像特性を達成するように）のに必要な情報を包含する（encapsulate：カプセル化する）。例えば、この手法は、結果としての画像の幾何学的配置、輝度、及び色が一組のプロジェクタの全体にわたって首尾一貫していることを保証することに役立つ。本明細書で開示されたシステム及び方法において、プロジェクタの各サブグループは、このモデル化および測定プロセスを受ける。
【００３１】
ひとたびサブグループの目標特性が指定されたならば、次のステップ４０６は、全てのサブグループにわたって首尾一貫したレンダリングを保証するために各サブグループの目標パラメータ（輝度、色など）を求めることである。言い換えれば、輝度、色などの投影値は、最終の投影画像がこれらパラメータに関してサブグループ間で首尾一貫しているように、異なるサブグループのプロジェクタに割り当てられる。マルチチャネル立体３Ｄの例において、このステップは、「左」及び「右」のサブグループに対応する２つの目標輝度表面の明るい方を縮小することを含むことができる。一般に、複数のプロジェクタの場合、明るさの不連続および継ぎ目などが存在する可能性がある。複数の個々のプロジェクタからの出力が単一のプロジェクタから来るように見えるようにして、特定の滑らかに変化する輝度表面／プロファイルと一体となるようにするために、１つのサブグループの目標輝度表面は、第２のサブグループのために得られたものより大幅に明るくなる可能性があり、そのためこれは、較正中に考慮される必要もある。
【００３２】
別の例として、システムは、各サブグループのプロジェクタの色度を検査して、全てのコンテンツが色で実現可能とすることができることを保証するために、各サブグループにおける全プロジェクタの色空間の交差色域を取得することができる。各サブグループについて上記の測定およびモデル化ステップが実行された後、結果としての較正パラメータは、１つのサブグループの色域が第２のサブグループから大幅に変わらないように調整され、それによりサブグループにわたる首尾一貫性が保証される。較正カメラがこれらの画像をキャプチャし、較正ユニットが個々のプロジェクタの色度を分析して、プロジェクタが生成することができる色値の全域を求める。これが全プロジェクタに対して行われる場合、交差色域は、全プロジェクタが生成することができる色値の全域を表す。利用可能な色の交差色域に関する情報を用いて、システムが、利用可能な色空間の範囲外にある可能性がある任意の投影色値に対して、利用可能な色空間の範囲内にある色値を選択することを可能にすることができる。これにより、全プロジェクタにより正確にレンダリングされることができない色が、共通の色空間内の最も近い色に調整されることが可能になり、その結果、全サブグループは、所与の色値に対して同じ色を投影する。
【００３３】
異なるサブグループの目標パラメータを求めた後、次のステップ４０８は、各サブグループのパラメータを用いてシステム全体のレンダリングパラメータを計算することである。レンダリングのために、各サブグループは、独立した「ディスプレイ（表示）」とみなされる。マルチプロジェクタシステムは、所与のサブグループにおけるプロジェクタ間の投影の差異を計算し、組み合わされた場合に最終の結果がシームレスのように見えて所望の目標特性を呈するように、各プロジェクタを調整するのに必要なパラメータの値を求める。一実施形態において、学習アルゴリズムが、これらレンダリングパラメータを効率的に計算するために実行される。このプロセスは、米国特許出願公開第２００８／００２４４６９号に概説されている。
【００３４】
図４に示された最後のステップ４１０において、適切な表示コンテンツが、表示時に各サブグループの各プロジェクタに送信される。何らかのコンテンツを表示することが望まれる場合、サブグループの構成で投影された場合に結果としての画像が所望の特性を達成するように、各プロジェクタの画像が如何にして調整されるかを求めるために、計算されたレンダリングパラメータがあらゆる所望のフレームに適用される。前述の較正ステップにより、システムは、各サブグループを介して別個の、関連した、又は同一のコンテンツを、各サブグループの首尾一貫した表示特性と共に表示することができる。このように、マルチ画面表示を、接続された表示として取り扱うことができ、この場合、コンテンツは、サブグループにわたって流れることができる。同様に、立体／３Ｄ表示の場合、適切なコンテンツは、首尾一貫した特性と共に、正しい閲覧者の眼に同期して表示される。
【００３５】
図２及び図３に示された実施形態に加えて、このシステム及び方法の別の実施形態は、図５に示されたようなデジタル看板用のマルチ画面表示である。この実施形態において、表示システム５００は、三角柱に構成された３つの画面５０２ａ〜５０２ｃを含む。これら画面は、前方投影画面または後方投影画面とすることができる。各画面は、３つのサブグループ５０６の１つにより提供される合成表示５０４ａ〜５０４ｃを提供し、各サブグループは３個のプロジェクタ５０８を含む。特に、合成表示５０４ａはサブグループ５０６ａの３個のプロジェクタにより提供され、表示５０４ｂはサブグループ５０６ｂの３個のプロジェクタにより提供され、表示５０４ｃはサブグループ５０６ｃの３個のプロジェクタにより提供される。
【００３６】
サブグループ５０６のプロジェクタ５０８は、較正ユニット（図示せず）を含み且つ１つ又は複数の較正カメラ５１２ａ〜５１２ｃからのフィードバックを受け取るコントローラシステム５１０により制御される。３つの画面看板５０２上の結果としてのコンテンツは、例えば、３つの別個のコンテンツのストリーム、又は３つの画面の全てにわたって流れる１つの滑らかに移動するストリームとすることができる。図５に示された実施形態は３つの画面を含むが、任意の数の複数の画面が使用され得る。同様に、マルチプロジェクタシステムは、それぞれ３個のプロジェクタからなる３個のサブグループを含むが、他の数量のプロジェクタが使用され得る。
【００３７】
本明細書で開示されたように構成され得るマルチプロジェクタシステムの別の実施形態が図６に示される。この実施形態は、２つの視覚チャネルが同じ物理的な表示面６０２上に重ね合わされる立体／３Ｄディスプレイ６００を提供する。特に、このシステムは、２個のサブグループ６０６ａ、６０６ｂに分割された１２個のプロジェクタ６０４を含む。第１のサブグループ６０６ａは、「左」チャネルに対応し、閲覧者の左眼に送られるべきコンテンツを投影するが、第２のサブグループ６０６ｂは「右」眼のチャネルに対応する。双方のチャネルが共通の表示６０２上で互いに重ね合わされ、左眼の合成表示６０８、及び右眼の合成表示６１０を提供し、これら合成表示のそれぞれは、マルチプロジェクタシステムの半分のプロジェクタ６０４からの画像により生成される。プロジェクタは、上述したように、少なくとも１つの較正カメラ６１４からのフィードバックを受け取るコントローラシステム６１２により駆動される。
【００３８】
各サブグループ６０６に対して任意の様々な利用可能な３Ｄ表示技術（例えば、偏光眼鏡など）を用いて、結果としてのシステムは、高い画像品質を有するが、複数の比較的安価なプロジェクタを使用して大判の立体表示を提供する。概して複数プロジェクタシステムと同様に、表示が複数のプロジェクタにより生成されるので、それは大判の表示を単に提供することを越えて多くの点で変化する可能性がある。例えば、表示のアスペクト比、形状、サイズ、明るさ、解像度、及び冗長性は、ほとんど任意の所望の構成に調整され得る。このタイプの３Ｄシステムは、娯楽産業に、並びに視覚化および設計の応用形態のために石油ガス会社および自動車会社に有用であると考えられる。例えば、これらタイプの応用形態に望ましいかもしれない機能の１つのタイプは、他の使用法も有するマルチプロジェクタ表示システムと共に、３Ｄ立体表示能力を提供する能力である。
【００３９】
また、このタイプのシステムは、閲覧者が眼鏡に依存して、１つのチャネルだけを見るように構成され得る。例えば、このタイプのシステムは、大きなディスプレイのコンピュータゲームに有用であるかもしれない。二人のプレイヤが隣同士でプレーすることを望むが、大きなディスプレイを共用する場合、マルチビュー能力は、たとえ係るプレイヤの双方が同じ物理的画面を見ていても、一方のプレイヤが１つのビューを見て、別のプレイヤが異なるビューを見ることを可能にすることができる。例えば、相補的な偏光（例えば、時計回りの円偏光および反時計回りの円偏光）を有する眼鏡を備える代わりに、一方のプレイヤが厳密に反時計回りの偏光眼鏡を有する一方で、他方のプレイヤが厳密に時計回りの偏光眼鏡を有することができる。また、この手法は、他の眼鏡を介して２つより多いビューに対処するように更に拡張され得る。追加の眼および頭部追跡は、表示された視点を更新するために追加されることができ、プレイヤの体験を更に改善する。
【００４０】
プロジェクタのサブグループを有するマルチプロジェクタ表示システムの別の実施形態が、図７に示される。この実施形態において、システム７００は、コントローラ７０６及び較正カメラ７０８と共に、それぞれ３個のプロジェクタからなる４個のサブグループ７０４ａ〜７０４ｄの１２個のプロジェクタ７０２を含む。プロジェクタは３個の別個の画面７１０ａ〜７１０ｃの方へ向けられる。これら画面は、図示されたように物理的に近接しているか、又は閲覧者が一度に２つ以上の画面を見ることができないように、いくらかの距離だけ離されることができる。図７の構成は、マルチプロジェクタシステムの各サブグループがどのくらい異なる設計目標またはトレードオフを有することができるかを例示する。例えば、図７に示されるように、単一の制御システムは、第１の画面７１０ａ上に完全に重ねられた画像７１２を生成するために第１のサブグループ７０４ａを駆動する一方で、第４のサブグループ７０４ｄは第３の画面７１０ｃ上に最大限にタイル状にされた画像７１４を生成することができる。同時に、第２及び第３のサブグループ７０４ｂ、７０４ｃは、立体３Ｄ画像の２つのチャネルに関連付けられ、双方は第２の画面７１０ｂに向けられて３Ｄ立体画像７１６を提供することができる。他の組合せも使用されることができ、必要に応じて、異なる画面上の投影画像の異なる構成は入れ換えられ得る。
【００４１】
また、認識されるべきは、単一の制御システムにより駆動されるマルチプロジェクタの表示は、所与のサブグループに特に選択された表示特性を有することができる。例えば、１つの表示（１つのサブグループを介して生成された）は、他の表示の明るさの２倍となるように、又は異なる色の混合などを有するように予め選択され得る。かくして、各サブグループは、図７に示されるように、異なる表示構成（例えば、重ね合わされた表示、タイル状表示、ステレオ３Ｄ表示など）に最適化され得る。
【００４２】
認識されるべきは、本明細書で図示されて説明された、プロジェクタのサブグループを有するマルチプロジェクタシステムの例は、単なる例示である。このタイプのシステムは、多くの異なるＰＣコントローラの構成を取り扱うために拡張することができ、画面（スクリーン）、プロジェクタ、プロジェクタのサブグループ、及び較正カメラの多くの異なる構成を使用することができる。例えば、本明細書で図示された様々な投影画面は平面であるが、湾曲した又は非平面の画面も使用され得る。
【００４３】
このように本明細書に開示されたシステムにより、複数のプロジェクタが、立体３Ｄの応用形態を含む複数の画面および／または複数のチャネルの表示に使用されることが可能になる。このシステム及び方法は、集中型資源を用いて、複数の表示にわたる又は同じ表示上の複数のチャネルにわたる首尾一貫した再現性を可能にする。このシステムは、多数の望ましい特徴を有する。それは、所望の首尾一貫性を保証するために、複数の画面および／またはマルチチャネルの表示が目標の輝度および色に達することを自動的に確実にする。それは、複数の比較的低コストのプロジェクタを用いてフルカラーの立体３Ｄ表示のための全体的な輝度を最大にする。それは、マルチチャネル立体３Ｄ表示のために表示の自動位置合わせを保証する。それは、自動較正、首尾一貫した輝度／色、任意のアスペクト比、良好な輝度と解像度、冗長性、及び立体３Ｄのような、素晴らしい柔軟性、再構成できること、及び表示（単数または複数）の特徴をもたらす。集中型資源を用いて、このシステムにより、複数の画面および／または立体の応用形態を管理することをより容易にし、その結果、コンテンツは画面（複数）にわたって容易に流れることができる。単一のＰＣコントローラの場合、それは、複数の画面および／またはチャネルを駆動するために複数のＰＣにわたる同期の問題を扱う必要をなくす。この種類のシステムは、視覚化の用途（例えば、石油ガス会社、自動車会社など）、並びに看板の応用形態および娯楽産業に望ましいかもしれない比較的低コストで高品質のシステムを提供する。
【００４４】
理解されるべきは、上記で言及された構成は、本明細書で開示された原理の応用形態の例示である。当業者には明らかなように、特許請求の範囲に記載されたような本発明の原理および概念から逸脱せずに多くの変形を行うことができる。
【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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【国際調査報告】
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