JP2007079028A - 投射型画像表示装置およびマルチプロジェクションシステム - Google Patents

投射型画像表示装置およびマルチプロジェクションシステム Download PDF

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Abstract

【課題】 複数の投射手段を用いて画像情報をスクリーン上に投射したとき、投射面上で、各々の投射手段により投射領域が重なる場合がある。このようなときでも双方の画像を容易に認識することができるマルチプロジェクションシステムを得ること。
【解決手段】 投射面に映像を投射する少なくとも第1、第2の投射手段と、該第1、第2の投射手段によって該投射面内に投射された第1と第2の投射領域のうち少なくとも一方の投射領域の画像表示領域を検出する投射領域検出手段と、該投射領域検出手段による検出結果に基づいて該第1、第2の投射領域に投射される少なくとも一方の画像表示領域を制御する投射領域制御手段と、を有するマルチプロジェクションシステム。
【選択図】 図1

Description

本発明は、単一又は複数の投射手段を用いて投射面に映像を投射するときに好適な投射型画像表示装置及びマルチプロジェクションシステムに関するものである。
従来、複数の投射手段(プロジェクタ)を組み合わせて、投射面に複数の映像を同時に投射するマルチプロジェクションシステム(画像表示システム)が利用されている。
このシステムのうち各々の投射手段による複数の画像表示領域をタイル状に並べることで映像を大画面に表示するシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、複数の投射手段を組み合わせた画像表示システムとして、各々の投射領域を重ねるという所謂スタックプロジェクションシステムが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1の図1に記載されているマルチプロジェクションシステムは、入力される映情報をそのマルチプロジェクションシステムを構成する各々のプロジェクタで分割して表示している。このときスクリーン上に1つの画面に継ぎ目が目立たない滑らかな画像を表示している。
特許文献2の図1に記載されているスタックプロジェクションシステムは、各々のプロジェクタによる投射表示領域を精度良く重ねている。そしてさらに各々のプロジェクタに同じ映像情報を表示させることで明るい投射画像を得ている。
特開2005−39849号公報 特開2004−228824号公報
マルチプロジェクションシステムにおいて各々のプロジェクタに対して異なる映像情報を投射表示させる場合、特許文献2のスタックプロジェクションシステムでは異なった映像が重なってしまう。この結果、投射画像を認識しがたいものとなってくる。特許文献1のマルチプロジェクションシステムの場合は、各々の投射領域が異なっているため各映像情報を独立して表示することができる。しかし、投射領域が固定されているために、投射領域の位置を自在に動かすことができない。
単一の投射手段を用いて投射面上に映像を投射しているとき、他の投射手段から映像が投射されてきて双方の映像が重なる場合がある。
本発明は、このようなとき、重なった領域の映像を良好に観察することができるようにした投射型画像表示装置の提供を目的とする。
この他、複数の投射手段を用いて画像情報をスクリーン上に投射したとき、投射面上で、各々の投射手段により投射領域が重なる場合がある。
本発明は、このようなときでも双方の画像を容易に認識することができるマルチプロジェクションシステムの提供を目的とする。
本発明の投射型画像表示装置は、投射面に画像を投射する投射手段と、
前記投射面内の所定領域内における、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている投射領域を得るための投射領域検出手段と、
前記投射領域検出手段からの入力信号に基づいて、前記投射手段で画像を投射する投射領域を制御する投射領域制御手段とを有することを特徴としている。
特に前記投射領域検出手段によって、前記投射手段により画像が投射されている領域と、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域とが、互いに重なっている領域が得られることや、前記投射領域検出手段によって、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域が得られることや、前記前記投射手段により画像が投射されている領域と、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域とが、互いに重なっている領域を重複領域と称するとき、
前記投射領域制御手段は、前記投射手段により前記重複領域に画像を投射しないようにすることや、前記投射手段により画像が投射されている領域と、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域とが、互いに重なっている領域を重複領域と称するとき、
前記投射領域制御手段は、前記投射手段により前記重複領域に略単一の色を投射すること等を特徴としている。
本発明のマルチプロジェクションシステムは、投射面に画像を投射する少なくとも第1、第2の投射手段と、該第1、第2の投射手段によって該投射面内に投射された第1と第2の投射領域のうち少なくとも一方の投射領域を得るための投射領域検出手段と、該投射領域検出手段による検出結果に基づいて該第1、第2の投射領域の少なくとも一方を制御する投射領域制御手段と、を有することを特徴としている。
特に、前記投射領域制御手段が、前記投射領域検出手段によって得られる、前記第1の投射手段による第1の投射領域と前記第2の投射手段による第2の投射領域とが重畳する領域に関する情報に基づいて、前記第1の投射手段による投射領域を制御することや、前記第1、第2の投射手段のうち少なくとも1つの投射手段は移動可能であること等を特徴としている。
本発明によれば、複数の投射手段を用いて画像情報をスクリーン上に投射したとき、投射面上で、各々の投射手段により投射領域が重なる場合であっても双方の画像を容易に認識することができるマルチプロジェクションシステムが得られる。
又、本発明によれば、単一の投射手段を用いて投射面上に映像を投射しているとき、他の投射手段から映像が投射されてきて双方の映像が重なる場合でも、所定の映像を良好に観察することができる投射型画像表示装置が得られる。
図1は、本発明のマルチプロジェクションシステムの実施例1の要部概要図である。
プロジェクタ1とプロジェクタ2は、各々スクリーン(投射面)5上の投射領域6,7に画像(映像)を投影する。映像入力信号9,10は、それぞれプロジェクタ1,2にそれぞれ表示させるべき映像に基づく信号である。
プロジェクタ1,2の投射領域6,7は、重畳領域8を形成している。このため、映像入力信号9,10に基づく画像をプロジェクタ1,2でスクリーン5上に投射すると重畳領域8で画像が重なってしまい認識しにくいものとなってくる。
映像入力信号9,10は投射領域制御手段4に入力され、投射領域制御手段4により投射領域を制御された映像入力信号11,12となってプロジェクタ1,2に入力される。
投射領域制御手段4は、投射領域検出手段3と信号線13により接続されている。投射領域検出手段3はスクリーン5上の検出領域14内においてプロジェクタ1、2で投射される投射領域6,7の寸法、形状等を検出している。投射領域制御手段4は投射領域検出手段3によって検出されるプロジェクタ1,2による投射領域6,7の検出結果に基づいて、プロジェクタ1,2の投射領域を制限している。具体的には、映像入力信号9,10より領域制御された映像入力信号11,12を生成し、この映像入力信号11、12に基づいて、プロジェクタ1,2の投射領域6,7を制御する。
例えば、重畳した領域8においては、一方のプロジェクタの投射領域を消す。
本実施例では、スクリーン(投射面)5に映像を投射する少なくとも第1、第2の投射手段1,2を有している。該第1、第2の投射手段1,2によって該投射面5内に投射された第1と第2の投射領域6,7のうち少なくとも一方の投射領域の画像表示領域を投射領域検出手段3で検出している。そして該投射領域検出手段3による検出結果に基づいて第1、第2の投射領域6,7に投射される少なくとも一方の画像表示領域を投射領域制御手段4で制御している。
例えば重畳領域8に対しては、第1の投射手段1による投射画像を消すようにしている。
特に本実施例では、投射領域検出手段3は、第1、第2の投射手段1、2による第1投射領域6,7のうちの第2の投射手段2による第2の投射領域7と重畳した領域8の投射画像を検出している。そして検出結果を投射領域制御手段4に入力している。そして投射領域制御手段4は、投射領域検出手段3から入力される信号に基づいて、第1の投射手段の投射領域6を制御している。
例えば投射画像を消している。
以下に、具体的な投射領域6,7の検出方法および投射領域6,7の制御方法を説明する。図2は、スクリーン5上の検出領域14と投射領域6,7との関係を模式的に示したものである。
投射領域6,7は重畳領域8を形成している。はじめに、図2(a)のように不図示の投射領域制御手段4からの信号によりスクリーン5上において、プロジェクタ1は全画面白の画像6aを表示させ、プロジェクタ2は全画面黒の画像7bを表示させる。この状態で、投射領域検出手段3により投射領域の検出を行う。投射領域検出手段3は、2次元画像を撮像できる機能を有していて、検出領域14上の表示状態を撮像する。
撮像された結果をもとにしてプロジェクタ1の投射領域6aを認識する。
次に、図2(b)のように不図示の投射領域制御手段4からの信号によりスクリーン5上において、プロジェクタ2は全画面白の画像7aを表示させ、プロジェクタ1は全画面黒の画像6bを表示させる。
この状態で投射領域検出手段3により投射領域の検出を行う。撮像された結果をもとにして、検出領域14上のプロジェクタ2の投射領域7aを認識する。
これによって投射領域6a,7aの情報(寸法、位置形状等)を得ている。
図3は、投射領域6,7の制御形態についての説明図である。
図2と同様、スクリーン5上の各領域を模式的に示している。不図示のシステム使用者が、領域指示手段40を用いて例えば図3(a)に示したように、プロジェクタ2の投射領域7を指示すると、重畳領域8には、プロジェクタ2で投射された画像が表示される。領域指示手段40の指示した位置は、不図示の投射領域検出手段3により検出させる。それによって重畳領域8に表示する画像が制御される。
また、投射領域制御手段4は、映像入力信号9,10において重畳領域8に対応する部分に黒表示をさせる(勿論、黒である必要は無く、濃い青等でも構わないし、状況によっては白一色としても構わない)様に領域制御された映像入力信号11,12をプロジェクタ1,2に入力するように構成されている。
以上のようにすることで、投射画像の重畳があった場合でも、画像を認識しにくくなることがなく、またシステムの使用者の意思で制御可能な投射画像の表示を実現することができる。
本実施例においては、プロジェクタを2台使用したマルチプロジェクションシステムを取り上げたが数はこれに限定するものではない。
図4に、i台(iは2以上)のプロジェクタを用いた場合の画像投射領域の制御のシーケンスの例を示す。
STEP1(表示検出モード)は、投射領域を確認するプロセスであり、システムの立ち上げ時あるいは所定の時間ごとに行うものである。
STEP2(表示機器の確認)は、何台の表示機器(プロジェクタ)が接続されているかを検出する工程であり、i台の識別を行う。
STEP3(第iの領域取得)からSTEP6(判定)までで、順番に投射領域検出手段3で検出した各領域(i個の領域)を記憶してゆく。
STEP7(表示検出モード終了)で、各領域の検出結果に基づいて、投射領域制御手段4により制御を開始する。その後は、例えば図3にしめしたようなシステム使用者の領域指示手段40の位置検出をはじめる。(STEP8)
本実施例において、投射領域6,7の検出にあたっては各プロジェクタに全白、全黒の画面を表示させたが、これに限定するものではない。
例えば、グリッドチャートやフレームといったものであってもよい。また、例えばプロジェクタ1に青色のフレーム、プロジェクタ2に赤色のフレームを同時に表示させて、投射領域検出手段3によりカラー画像を撮像させてその結果から同時に投射領域6,7の情報(寸法、位置、形状等)を認識させることもできる。
さらに、投射している状態で投射領域6,7の領域検出、投射領域の制御を行うことで、プロジェクタ1,2を移動して重畳領域8を増減させても、その状態に対応できるマルチプロジェクションシステムが実現できる。
本実施例では、投射領域検出手段3と投射領域制御手段4を別体のような形で示したが、投射領域検出手段3と投射領域制御手段4を一体に構成したものであってもよい。さらに、プロジェクタ1または2にその機能を持たせてもよい。
図5は、本発明のマルチプロジェクションシステムの実施例2の構成概要図である。図5において、プロジェクタ15,16は、それぞれスクリーン19上の投射領域20,21に画像を投射している。
プロジェクタ15,16には、それぞれ映像信号23,24が入力されている。投射領域検出手段17は、スクリーン19上の所定の検出領域25内のプロジェクタ15で投射された投射画像20の情報を検出している。投射領域制御手段18はプロジェクタ15の本体内に内蔵されており、投射領域検出手段17による検出結果をもとに映像入力信号23に領域制御を加えた映像信号をプロジェクタ15に入力している。プロジェクタ15は、この映像信号に基づいて画像をスクリーン19上に表示させるようになっている。
プロジェクタ16には、映像入力信号24がそのまま入力されおり、投射領域の制御がなされていない。
図5に示すプロジェクタ15,16の投射領域20,21は重畳領域22を形成している。映像入力信号23,24の画像をそのままプロジェクタ15,16により表示する場合、重畳領域22の画像が認識しがたいものとなる。
以下に、具体的な投射領域20,21の検出方法および投射領域20,21の制御方法を説明する。図6は、スクリーン19上の検出領域25と投射領域20,21を模式的に示したものである。
投射領域20,21は重畳領域22を形成している。はじめに図6(a)のように不図示の投射領域制御手段18からの信号に基づいて、スクリーン19上においてプロジェクタ15より投射領域20に全画面黒の画像を表示させる。この状態で、投射領域検出手段17により、プロジェクタ15以外の投射領域21の撮像を行う。投射領域検出手段17は、2次元画像を撮像できる機能を有している。撮像された結果をもとにプロジェクタ15以外の、つまりプロジェクタ16の投射領域21を認識することができる。
次に、プロジェクタ15より、スクリーン19上において、投射領域20、21に全画面白の画像を表示させる。この状態で投射領域検出手段17によって検出領域の撮像を行い、全画面を黒とした場合と全画面を白とした場合の画像の差分よりプロジェクタ15の投射領域20を検出する。
本実施例では、投射領域の画像を制御できるのはプロジェクタ15のみであるため投射領域検出手段17による検出結果をもとにプロジェクタ15に重畳領域22に黒を表示するような領域制御された映像入力信号を表示する。
この結果として、図6(b)に示したように重畳領域22には、プロジェクタ16の画像のみが表示されるようにすることができる。
本実施例においては、投射領域が制御可能なプロジェクタ1台、他のプロジェクタ1台の場合に関して示したが、他のプロジェクタが2台以上であっても同様の効果が得られる。図7に画像投射装置の制御シーケンスを示す。
本実施例においては、投射領域制御手段18によりプロジェクタ15にスクリーン19上において全画面白、全画面黒の表示を行わせたがこれに限定するものではない。
図8は、図6と同様の投射画像の模式図を示したものである。プロジェクタ15に対して、スクリーン19上において、全画面黒を表示させる代わりに、所定のフレーム39を表示させる。そして投射領域検出手段17により所定のフレーム39の位置を探索し、プロジェクタ15の投射領域20を検出する。そのときプロジェクタ16の投射領域20の画像も同時にとりこまれる、画像を解析することで他の機器(プロジェクタ16)の投射領域21も取得することが可能である。
本実施例では、図5に示したように検出領域25が、投射領域20,21を包含するように示したがこれに限定するものではない。図9に示したように検出領域25が少なくともプロジェクタ15の投射領域20を包含する形であれば同様の効果が得られる。
本構成であれば、例えばプロジェクタ16の位置を動かした場合でも、投射領域検出および投射領域の制御を行うことで、投射画像の重畳のない画面が認識しやすい画像を得ることが可能である。
本実施例では、投射領域検出手段17を別体のような形で示したが、プロジェクタ15に内蔵してもよい。
また、投射領域検出手段17、投射領域検出手段18の双方をプロジェクタ15とは別対にしてもよい。
尚、本実施例において、プロジェクタの数を1個とし、例えばプロジェクタ15のみで構成しても良い。
プロジェクタ16を別装置として取り扱い、プロジェクタ16からの投射画像があったときに、双方のプロジェクタで投射される画像を制御しても良い。
このとき本実施例ではマルチプロジェクションシステムでなく、投射型画像表示装置となる。
具体的な構成としては、投射手段15で投射面19に映像を投射する。投射面19内の所定の領域を投射領域検出手段17で検出する。投射手段15による投射領域20を投射領域制御手段18で制御する。
投射領域検出手段17は、投射手段15以外の他の投射手段16による所定の領域25内の投射領域21を検出する。投射領域制御手段18は投射領域検出手段17から入力される信号に基づいて、投射手段15で投射する投射領域20を制御する。
図10は、本発明のマルチプロジェクションシステム実施例3の構成概要図である。
図10において、プロジェクタ26、32,は、スクリーン36上の投射領域35,34に画像を投射している。プロジェクタ26と投射領域検出手段27と投射領域制御手段30は電気的に接続されている。
プロジェクタ26は、映像入力信号31に基づく映像をスクリーン36上に表示するための大画面用のプロジェクタである。
一方プロジェクタ32は、映像入力信号33の画像を表示するための小型の携帯型のプロジェクタである。携帯型のプロジェクタ32の投射領域34は、プロジェクタ26の投射領域35に内包され、完全に重畳した状態である。
投射領域検出手段27は、スクリーン36上の検出領域37内の画像(投射領域35)を検出している。プロジェクタ26には、投射領域検出手段27の検出結果に基づいて領域制御された映像入力信号28が入力され、それに基づく画像を表示するように構成されている。
従って、携帯型のプロジェクタ32の投射領域34の領域ではプロジェクタ26の投射する映像35との重畳はないように投射領域制御手段30により制御される。以下にその方法を述べる。
図11は、スクリーン36上の投射領域35,34および検出領域37を模式的に示した証明図である。
まず、投射領域制御手段30からの映像入力信号28によりプロジェクタ26は全画面黒の状態となる。
投射領域検出手段27は、2次元の画像を撮像できるように構成されており、プロジェクタ26が全画面黒の映像35を出力している状態で検出領域37を撮像する。このとき、携帯型のプロジェクタ32の投射領域34の画像が撮像される。これにより、検出領域37内にどのような表示があるのかを確認する。
次に、投射領域制御手段30は、プロジェクタ26で投射される投射領域35の4角を示すマーカ38を表示させる。投射領域検出手段27は、このときの検出領域37の画像を撮像する。撮像された画像中からマーカ38を検出することでプロジェクタ26の投射領域35を特定する。プロジェクタ26の投射領域35内の携帯型のプロジェクタ32による投射領域34に対応する部分のみにプロジェクタ26で黒を表示させる。これにより画像の重畳により認識しにくくなることを防止する。
本実施例においては、投射領域35内の他の機器の投射領域の検出にあたって、投射領域制御手段30が接続されている機器に全画面黒およびマーカ38を順に表示させたがこれに限定するものではない。マーカ38の表示時した際の検出領域37の画像から画像処理によってマーカ38の位置の特定と他の機器の画像位置を同時に取得してもよい。またマーカの形状はこれに限定するものではない。
システムの立ち上げ時ばかりでなく、所定の時間間隔で投射領域検出手段27による投射領域35の検出とその結果にもつづく投射領域制御手段30による制御を行えば良い。これによれば携帯型のプロジェクタ34の位置を任意に変えた場合でも投射画像の重畳を防止することができる。
本実施例においては、映像入力信号31,28を線の形で示したが、無線等々であってもよくその映像信号の形式を限定するものではない。
投射領域が重畳する場合、重畳させないで本実施例のように制御するかまたは、重畳させるということについては、投射領域制御手段30にシステムの使用者が不図示のインターフェースにより選択できるようにすることも可能である。
以上のように各実施例によれば、投射手段の投射領域を検出することで、投射領域の投射画像同士の画像の重畳を検出することが容易となる。加えて、重畳領域における映像入力信号を制御して、投射手段に入力することで、画像の重畳を防止することができる。
又、投射領域検出手段により、第1、第2の投射手段のうち少なくとも一方の装置のスクリーン上における所定の領域内のうち自分以外による投射画像を検出し、投射領域内の他方の投射手段による投射画像を認識する。その結果に基づいて投射領域制御手段により投射手段の投射する投射領域を制御することで、画像の重畳を防止することができる。
特に、投射手段を動かした場合などに生じる重畳領域の変化に対しても良好に対応することができる。
特に複数の投射手段を用いて、複数の映像入力信号からの画像を表示するとき、1つの投射手段を動かした場合、映像の重畳が生じ、画像が認識しにくくなる。
これに対して複数の投射手段を用いるようなマルチプロジェクションシステムにおいては、投射領域の重畳によって画像の認識が難しくなるといったことを防止することができる。
さらに、携帯型のプロジェクタなどにより、投射領域を変更してもそれに適応できる自由な映像空間を実現することができる。
実施例1のマルチプロジェクションシステム概要図 図1における投射画像の模式図 図1における投射画像の模式図 実施例1のシーケンス 実施例2におけるマルチププロジェクションシステム概要図 図5における投射画像の模式図 実施例2のシーケンス 実施例2の投射画像の模式図 実施例2の投射領域の検出領域の別様態の説明図 実施例3におけるマルチププロジェクションシステム概要図 実施例3の投射画像の模式図
符号の説明
1 プロジェクタ(投射型画像表示装置)
2 プロジェクタ(投射型画像表示装置)
3 投射領域検出手段
4 投射領域制御手段
5 スクリーン
6 プロジェクタ1による投射領域
7 プロジェクタ2による投射領域
8 プロジェクタ1,2の重畳領域
9 映像入力信号
10 映像入力信号
11 領域制御された映像入力信号
12 領域制御された映像入力信号
13 信号線
14 検出領域
15 プロジェクタ(投射型画像表示装置)
16 プロジェクタ(投射型画像表示装置)
17 投射領域検出手段
18 投射領域制御手段
19 スクリーン
20 プロジェクタ15の投射領域
21 プロジェクタ16の投射領域
22 プロジェクタ15,16の重畳領域
23 映像入力信号
24 映像入力信号
25 検出領域
26 プロジェクタ(投射型画像表示装置)
27 投射領域検出手段
28 領域制御された映像入力信号
29 信号線
30 投射領域制御手段
31 映像入力信号
32 携帯型のプロジェクタ(投射型画像表示装置)
33 映像入力信号
34 プロジェクタ32の投射領域
35 プロジェクタ26の投射領域
36 スクリーン
37 検出領域
38 マーカ
40 領域指示手段

Claims (8)

  1. 投射面に画像を投射する投射手段と、
    前記投射面内の所定領域内における、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている投射領域を得るための投射領域検出手段と、
    前記投射領域検出手段からの入力信号に基づいて、前記投射手段で画像を投射する投射領域を制御する投射領域制御手段とを有することを特徴とする投射型画像表示装置。
  2. 前記投射領域検出手段によって、前記投射手段により画像が投射されている領域と、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域とが、互いに重なっている領域が得られることを特徴とする請求項1の投射型画像表示装置。
  3. 前記投射領域検出手段によって、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域が得られることを特徴とする請求項1の投射型画像表示装置。
  4. 前記前記投射手段により画像が投射されている領域と、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域とが、互いに重なっている領域を重複領域と称するとき、
    前記投射領域制御手段は、前記投射手段により前記重複領域に画像を投射しないようにすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の投射型画像表示装置。
  5. 前記投射手段により画像が投射されている領域と、前記投射手段以外の他の投射手段により画像が投射されている領域とが、互いに重なっている領域を重複領域と称するとき、
    前記投射領域制御手段は、前記投射手段により前記重複領域に略単一の色を投射することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の投射型画像表示装置。
  6. 投射面に画像を投射する少なくとも第1、第2の投射手段と、該第1、第2の投射手段によって該投射面内に投射された第1と第2の投射領域のうち少なくとも一方の投射領域を得るための投射領域検出手段と、該投射領域検出手段による検出結果に基づいて該第1、第2の投射領域の少なくとも一方を制御する投射領域制御手段と、を有することを特徴とするマルチプロジェクションシステム。
  7. 前記投射領域制御手段が、前記投射領域検出手段によって得られる、前記第1の投射手段による第1の投射領域と前記第2の投射手段による第2の投射領域とが重畳する領域に関する情報に基づいて、前記第1の投射手段による投射領域を制御することを特徴とする請求項6記載のマルチプロジェクションシステム。
  8. 前記第1、第2の投射手段のうち少なくとも1つの投射手段は移動可能であることを特徴とする請求項6又は7のマルチプロジェクションシステム。
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