JP2009134069A - 投射画像の表示位置調整装置、投射画像の表示位置調整方法及びプロジェクションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】投射画像の表示位置調整を表示位置調整機構と画像処理とを併用して行う場合、表示位置調整機構の可動域を小さくし、かつ、画像処理においても適切な表示位置調整を可能とする。
【解決手段】投射面（スクリーンＳＣＲ）上に表示された投射画像の表示位置を調整する投射画像の表示位置調整装置であって、前記投射画像の前記スクリーンＳＣＲ上における表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、前記投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離する表示位置調整制御部１１と、前記画素ピッチの整数倍の値に基づいて画像処理による表示位置調整を行う表示位置調整処理部１２と、前記画素ピッチ未満の値に基づいて光学的な表示位置調整を行う表示位置調整機構１３とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は投射画像の表示位置調整装置、投射画像の表示位置調整方法及びプロジェクションシステムに関する。

複数台のプロジェクタを用いて同一画像を１つのスクリーン（投射面）にスタック投射する方法が知られている。このようなスタック投射を行う際、複数台（２台とする）のプロジェクタからの投射画像の対応する各画素を一致させれば、スクリーン上の投射画像は輝度がほぼ２倍となり高輝度な画像表示が可能となる。また、対応する各画素を縦横に例えば１／２画素ずつ画素ずらしを行うことで高精細な画像表示が可能なる。

しかしながら、上記のようなスタック投射を行う場合、２台のプロジェクタからの投射画像を、スクリーン上においてそれぞれの投射画像に与えられた目標とする表示位置（表示目標位置という）に正確に表示させることは容易ではない。複数のプロジェクタからの投射画像が表示目標位置に表示されないと、投射画像の画像品質が低下する。例えば、高精細化を図るために、２台のプロジェクタから投射される画像を１／２画素ずらして投射を行おうとする場合、各プロジェクタからの投射画像の各画素が正確に１／２画素ずれるような表示位置調整がなされていないと、高精細化の効果が得られないばかりか、モアレなど本来の画像にはないノイズが発生する場合もある。

複数のプロジェクタからの投射画像の表示位置を正確に設定する方法は従来から種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術（従来技術という）は、２台のプロジェクタの表示位置ずれ量を算出し、その表示位置ずれ量を表示位置調整機構により機械的に調整するものである。従来技術においては、表示位置調整機構として、くさび形透明基板の間隔を調整可能とする表示位置調整機構、平板透明基板の回転角度を調整可能とする表示位置調整機構、アクチュエータ付き光学ステージを平行移動可能とする表示位置調整機構などが例として挙げられている。

図４は従来技術で例示されている表示位置調整機構について説明する図である。図４（ａ）はくさび形透明基板の間隔制御による表示位置調整機構の一例を示す図であり、図４（ｂ）は平板透明基板の回転角度制御による表示位置調整機構の一例を示す図である。

くさび形透明基板の間隔制御による表示位置調整機構は、図４（ａ）に示すように、くさび形透明基板１ａ，１ｂの間隔ｄを増減することで、プロジェクタからの投射画像の光軸を所定量だけ変位させることができるようにしたものであり、間隔ｄを制御することによって光軸の変位量ｓを所定範囲で任意に設定することができる。

また、平板透明基板の回転角度制御による表示位置調整機構は、図４（ｂ）に示すように、平板透明基板２の回転角度θを変化させることで、プロジェクタからの投射画像の光軸を所定量だけ変位させることができるようにしたものであり、回転角度θを制御することによって光軸の変位量ｓを所定範囲で任意に設定することができる。

また、ここでは図示しないが、アクチュエータ付き光学ステージを平行移動可能とする表示位置調整機構においても、アクチュエータ付き光学ステージを所定量だけ平行移動させることによって光線の変位量を所定範囲で任意に設定することができる。
なお、いずれの表示位置調整機構においても、投射画像の表示位置を横方向及び縦方向
に調整可能となっている。

特開平８−１６８０３９号公報

上述した従来技術で採用されている表示位置調整機構は、いずれの表示位置調整機構であっても、光軸の変位量ｓを変化させることが可能であるため、例えば、表示目標位置に対する表示位置ずれ量が画素ピッチの整数倍すなわち１画素単位ではなく、「０．３画素」や「１．２画素」というように小数点以下の値を含む場合にも対応可能である。しかしながら、上述のいずれの表示位置調整機構であっても、大きな表示位置ずれを調整する場合には、表示位置調整機構の可動域を大きく確保する必要があるため、結果として、プロジェクタが大型化することとなる。

すなわち、くさび形透明基板１ａ，１ｂの間隔制御による表示位置調整機構は、変位量ｓを大きくとるためには、間隔ｄを大きくする必要があり、そのためには、２つのくさび形透明基板１ａ，１ｂの少なくとも一方の可動域を大きく確保する必要がある。また、間隔ｄを大きくするためには、くさび形透明基板１ａ，１ｂの横方向の幅Ｌも大きくしておく必要がある。

また、平板透明基板２の回転角度制御による表示位置調整機構は、変位量ｓを大きくとるには、回転角度θを大きくする必要があり、そのためには、平板透明基板２の可動域を大きく確保する必要がある。また、回転角度θが大きくなるほど、投射方向に対する見込みの幅Ｌ０が小さくなるため、平板透明基板の長さＬ１を長く設定しておく必要がある。

また、図示しないが、アクチュエータ付き光学ステージの移動による表示位置調整機構においても、変位量を大きくとるにはアクチュエータ付き光学ステージの可動域を大きく確保する必要がある。

一方、画像処理により表示位置調整を行う方法も考えられる。画像処理による表示位置調整方法は、上述したような表示位置調整機構が不要となり、プロジェクタが大型化するといった問題を回避することができるが、画像処理に起因する画質劣化が生じる場合がある。

すなわち、画像処理による表示位置調整は、表示位置を１画素単位すなわち１画素の整数倍だけ調整する場合には、画素をシフトする処理を行えばよいので、容易かつ高精度に行うことができる。しかしながら、画像処理による表示位置調整は、表示位置を１画素未満で調整する場合には、補間処理により調整を行うのが一般的であるので、画質劣化が生じる。

例えば、図５に示すように、１画素分の幅を有する線画像Ａ（図５（ａ）参照）を１／２画素分だけ図示の左側にずらすことを考えると、隣接する２画素を用いて１／２画素ずれた線画像を表示させるような処理を行う。このため、本来、１画素分の幅を有する線画像Ａが２画素分の幅を有する線画像Ａ’（図５（ｂ）参照）として表示されてしまうこととなり画質劣化が生じる。なお、図５（ａ），（ｂ）において、小さなマス目それぞれがプロジェクタにおける光変調素子の１つの画素に対応している。

そこで本発明は、表示位置調整機構の可動域を小さく抑えることができ、かつ、適切な位置調整を可能とする投射画像の表示位置調整装置、投射画像の表示位置調整方法及びプロジェクションシステムを提供すること目的とする。

本発明における投射画像の表示位置調整装置は、投射面上に表示された投射画像の表示位置を調整する投射画像の表示位置調整装置であって、前記投射画像の前記投射面上における表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、前記投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離する表示位置調整制御部と、前記画素ピッチの整数倍の値に基づいて画像処理による表示位置調整を行う表示位置調整処理部と、前記画素ピッチ未満の値に基づいて光学的な表示位置調整を行う表示位置調整機構とを有することを特徴とする。

本発明の投射画像の表示位置調整装置がこのような構成を有することによって、例えば、投射面上の所定の位置に投射画像を投射しようとするとき、当該投射画像を表示目標位置に正確に表示させることができる。このとき、表示位置調整処理部においては画素ピッチの整数倍の表示位置調整を行うので、画素を画素単位でシフトすればよく、画質劣化を生じることなく容易に表示位置調整を行うことができる。また、表示位置調整機構においては、画素ピッチ未満の表示位置調整であるので、表示位置調整機構の可動域をきわめて小さく抑えることができ、結果として、プロジェクタが大型化するのを防ぐことができる。

本発明における投射画像の表示位置調整装置において、前記画像処理による表示位置調整は、前記投射画像に対応する画像データに対して画素を画素ピッチの整数倍だけシフトさせることによって行うことが好ましい。
このように、表示位置調整処理部では画素ピッチの整数倍だけシフトさせることによって表示位置調整を行うので、画素を画素単位でシフトすればよく、画質劣化を生じることがなく、容易に表示位置調整が可能となる。

本発明における投射画像の表示位置調整装置において、前記光学的な表示位置調整は、前記投射画像の光軸を画素ピッチ未満の値だけ変位させることによって行うことが好ましい。
このように、表示位置調整機構では投射画像の光軸を画素ピッチ未満だけ変位させることによって表示位置調整を行うので、表示位置調整機構の可動域を小さく抑えることができ、結果としてプロジェクタが大型化するのを防ぐことができる。

本発明における投射画像の表示位置調整装置において、前記投射画像は、複数のプロジェクタによって投射された複数の投射画像により形成されており、前記複数の投射画像のうち基準となる投射画像を設定し、前記基準となる投射画像以外の投射画像に対して前記表示位置調整を行うことが好ましい。

これは、複数のプロジェクタによってプロジェクションシステムを構成し、このようなプロジェクションシステムにおいて、複数の投射画像を投射面上で例えばスタッキング投射するような場合である。スタッキング投射としては、例えば、複数の投射画像の対応する画素を一致させることによって高輝度な画像表示を可能とする投射方法や、複数の投射画像の対応する画素を、例えば、１／２画素ずつ画素ずらしすることによって高精細な画像表示を可能とする投射方法などが挙げられる。
このように、本発明における投射画像の表示位置調整装置は、複数の投射画像をスタッキング投射するような場合の表示位置調整に好適なものとなる。なお、本発明における投射画像の表示位置調整装置は、複数の投射画像を投射面上で並べて表示することによって大画面の形成が可能ないわゆるタイリング投射を行う場合にも適用することができる。

また、本発明における投射画像の表示位置調整装置は、基準となる投射画像以外の投射
画像に対して表示位置調整を行うようにしているので、複数の投射画像すべてを表示位置調整する場合に比べて効率よく表示位置調整を行うことができる。また、表示位置調整制御部、表示位置調整処理部及び表示位置調整機構などの表示位置調整装置を、表示位置調整を行うプロジェクタのみに設ければよいので、プロジェクションシステム全体としての構成を簡素化することができる。

本発明における投射画像の表示位置調整装置において、前記表示位置ずれ量は、前記投射画像の横方向及び縦方向の表示位置ずれ量として求められることが好ましい。
これにより、投射面上での横方向及び縦方向において生じる表示位置ずれ量に対する表示位置調整が可能となる。

本発明における投射画像の表示位置調整方法は、投射面上に表示された投射画像の表示位置を調整する投射画像の表示位置調整方法であって、前記投射画像の前記投射面上における表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、前記投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離するステップと、前記画素ピッチの整数倍の値に基づいて画像処理による表示位置調整を行うステップと、前記画素ピッチ未満の値に基づいて前記投射画像の光軸を変位させることによる表示位置調整を行うステップとを有することを特徴とする。

このような投射画像の表示位置調整方法を採用することにより、前記本発明における投射画像の表示位置調整装置と同様の効果が得られる。なお、本発明における投射画像の表示位置調整方法においても、前記本発明における投射画像の表示位置調整装置と同様の特徴を有することが好ましい。

本発明におけるプロジェクションシステムは、投射面と、前記投射面に画像を投射する少なくとも１台のプロジェクタとを有するプロジェクションシステムであって、前記投射画像の前記投射面上における表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、前記投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離する表示位置調整制御部と、前記画素ピッチの整数倍の値に基づいて画像処理による表示位置調整を行う表示位置調整処理部と、前記画素ピッチ未満の値に基づいて光学的な表示位置調整を行う表示位置調整機構とを有する投射画像の表示位置調整装置を有することを特徴とする。

プロジェクションシステムがこのような投射画像の表示位置調整装置を有することにより、前記本発明における投射画像の表示位置調整装置と同様の効果が得られる。なお、本発明におけるプロジェクションシステムにおいても、前記本発明における投射画像の表示位置調整装置と同様の特徴を有することが好ましい。

本発明におけるプロジェクションシステムにおいて、前記表示位置ずれ量を検出する表示位置ずれ量検出部をさらに有することが好ましい。
この表示位置ずれ検出部は、例えば、投射面上の投射画像を撮像可能な撮像装置と、当該撮像装置から出力される撮像画像データに基づいて表示位置ずれ量を算出する表示位置ずれ量算出部とを有するものである。このような表示位置ずれ量検出部を有することにより、適正な表示位置ずれ量を表示位置調整制御部に与えることができる。
また、表示位置ずれ検出部には、キーボードなどの情報入力部をさらに備えるようにしてもよい。この場合、投射面上に投射された投射画像の表示位置ずれ量をユーザが目視で判断して、目視によって得られた表示位置ずれ量を、情報入力部から入力することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
[実施形態１]
図１は実施形態１に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。実施形態１に係るプロジェクションシステムは、図１に示すように、２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２と、２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２の一方に設けられた表示位置調整装置１０と、表示位置ずれ量を検出する表示位置ずれ量検出部２０とを有している。図１に示すプロジェクションシステムにおいては、表示位置調整装置１０は、プロジェクタＰＪ１側に設けられているものとする。

実施形態１に係るプロジェクションシステムは、２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２が投射するそれぞれの投射画像を投射面としてのスクリーンＳＣＲ上で重ねるいわゆるスタッキング投射を行うように設定されているものとする。

このようなスタッキング投射としては、プロジェクタＰＪ１，ＰＪ２が投射するそれぞれの投射画像の対応する各画素を完全に一致させることにより高輝度な画像表示を可能とする投射方法や、対応する各画素を縦方向及び横方向に例えば１／２画素ずつ画素ずらしを行うことにより高精細な画像表示を可能とする投射方法がある。いずれの場合も、２つのプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２からの投射画像の表示位置を適切に設定するための表示位置調整を行う必要がある。

このような表示位置調整を行う際は、一方のプロジェクタを基準とし、当該基準となるプロジェクタ以外のプロジェクタの投射画像が当該投射画像に与えられた表示位置（表示目標位置）となるように表示位置調整する。実施形態１に係るプロジェクションシステムにおいては、図１に示すように、プロジェクタＰＪ２から投射される投射画像を基準として、プロジェクタＰＪ１側で自身の投射画像が表示目標位置となるように表示位置調整を行うようにしている。

表示位置調整装置１０は、表示位置調整制御部１１と、表示位置調整処理部１２と、表示位置調整機構１３とを有している。これら表示位置調整制御部１１、表示位置調整処理部１２及び表示位置調整機構１３の機能などについては後述する。
また、表示位置ずれ量検出部２０は、スクリーンＳＣＲ上に投射された投射画像を撮像可能に設置されたカメラなどの撮像装置２１と、撮像装置２１から出力される撮像画像データに基づいて、プロジェクタＰＪ１の投射画像に与えられた表示目標位置に対する表示位置のずれ量を算出する表示位置ずれ量算出部２２と、例えばキーボードなどの情報入力部２３とを有している。情報入力部２３は、ユーザによって表示位置ずれ量を入力可能とするものである。すなわち、スクリーンＳＣＲ上に投射されたプロジェクタＰＪ１の投射画像が表示目標位置に対してどれだけずれているかをユーザが目視で判断して、目視によって得られた表示位置ずれ量を入力可能とするものである。

なお、表示位置ずれ量の検出は、プロジェクタＰＪ１から表示位置調整用パターンなどをスクリーンＳＣＲに投射して行うことが好ましい。すなわち、撮像装置２２を用いる場合には、スクリーンＳＣＲ上に投射された表示位置調整用パターンを撮像装置２２で撮像し、表示位置ずれ量算出部２２は、撮像画像データに基づいて表示位置ずれ量を算出し、算出した表示位置ずれ量を表示位置制御部１１に与える。

また、ユーザの目視によって表示位置ずれ量を取得する場合は、スクリーンＳＣＲ上に投射された表示位置調整用パターンをユーザが目視することによって表示位置ずれ量を取得し、取得した表示位置ずれ量を情報入力部２３から入力する。情報入力部２３に入力された表示位置ずれ量は、情報入力部２３を介して表示位置制御部１１に与えられる。
なお、表示位置ずれ量検出部２０は、撮像装置２１及び表示位置ずれ量算出部２２と、情報入力部２３との両方を有するものであってもよいが、いずれか一方のみであってもよ
い。

ところで、表示位置調整装置１０の表示位置調整制御部１１は、プロジェクタＰＪ１の投射画像に与えられた表示目標位置に対する表示位置のずれ量を表示位置ずれ検出部２０から取得して、取得した表示位置ずれ量を、投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離する機能を有している。

ここでは説明を簡単化するため、表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、画素ピッチで正規化して、例えば「１．５画素」というように画素数で表すものとする。これは、表示位置のずれ量を画素ピッチで割り算して得られた値として求めることができる。例えば、画素ピッチが２ｍｍで表示位置ずれ量が３ｍｍであったとすれば、表示位置ずれ量は「１．５画素」と求めることができる。したがって、表示位置調整制御部１１は、例えば、表示位置のずれ量が「１．５画素」である場合には、１画素の整数倍の値「１．０」と、１画素未満の値「０．５」とに分離する。

表示位置調整処理部１２は、スクリーンＳＣＲ上に投射される自身（プロジェクタＰＪ１）の投射画像の表示位置を画像処理によってずらすことができる機能を有するものである。

表示位置調整機構１３は、光線（光軸）を変位させることによってスクリーンＳＣＲ上に投射される自身（プロジェクタＰＪ１）の表示位置をずらすことができる機構であって、例えば、図４で説明したような、くさび形透明基板１ａ，１ｂの間隔制御による表示位置調整機構、平板透明基板の回転角度制御による表示位置調整機構、また、図示されていないが、アクチュエータ付き光学ステージの平行移動による表示位置調整機構など種々の既存の表示位置調整機構を採用することができる。

図２は図１に示したプロジェクタＰＪ１の光学系の概略構成を示す図である。なお、図２においては、表示位置調整機構１３の図示は省略されている。
図２に示すように、プロジェクタＰＪ１は、光源装置１００と、画像形成手段としての画像形成ユニット２００と、投射光学系３００とを有している。光源装置１００は、光源１０１とレンズアレイ１０２と重畳レンズ１０３とを有している。

画像形成ユニット２００は、光源装置１００からの光を赤色光（Ｒ）と、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）とに分離する第１ダイクロイックミラー２１０、第１ダイクロイックミラー２１０で分離された緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）を緑色光と青色光とに分離する第２ダイクロイックミラー２２０、赤色光を変調する光変調素子（液晶パネル）２３０Ｒ、緑色光を変調する光変調素子（液晶パネル）２３０Ｇ、青色光を変調する光変調素子（液晶パネル）２３０Ｂ、第１ダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光を光変調素子２３０Ｒに導く反射ミラー２４１、第２ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光を光変調素子２３０Ｂに導くリレーレンズ２５１，２５２及び反射ミラー２７１，２７２、光変調素子２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂで変調された光を合成するクロスダイクロイックプリズム２８０とを有している。

前述したように、表示位置調整機構１３は図示が省略されているが、表示位置調整機構１３が例えば図４に示したくさび形透明基板１ａ，１ｂまたは平板透明基板２のような表示位置調整機構である場合には、これらくさび形透明基板１ａ，１ｂまたは平板透明基板２などは、例えば、投射光学系３００とクロスダイクロイックプリズム２８０との間などに設置されることが好ましい。くさび形透明基板１ａ，１ｂまたは平板透明基板２などをこのように設置することにより、くさび形透明基板１ａ，１ｂまたは平板透明基板２を図４で説明したように駆動することによって表示位置調整を行うことができる。
また、表示位置調整機構１３がアクチュエータ付き光学ステージの移動によるものである場合には、光学ステージ（図示せず）に画像形成ユニット２００と光源装置１００とを一体的に設置して、当該光学ステージを光軸に直交する平面上で移動可能とする。これにより、光学ステージを移動させることによって表示位置調整を行うことができる。

なお、図２においては、光変調素子として液晶パネルを用いた例を示したが、液晶による光変調素子に限られるものではなく、例えば、マイクロミラー型の光変調素子を用いたものであってもよい。また、プロジェクタＰＪ２の光学系もプロジェクタＰＪ１と同様の構成を有している。

次に、表示位置調整装置１０の機能について説明する。まず、表示位置調整制御部１１では、表示位置ずれ量を１画素の整数倍の値（整数部分いう）と、１画素未満の値（小数部分いう）とに分離する。なお、表示位置調整制御部１１に与えられる表示位置ずれ量には、スクリーンＳＣＲ上における横方向の表示位置ずれ量及び縦方向の表示位置ずれ量が含まれる。

ここで、横方向の表示位置ずれ量をＥＲＲｈとしたとき、横方向の表示位置ずれ量ＥＲＲｈを整数部分Ｉ_ＥＲＲｈと小数部分Ｆ_ＥＲＲｈとに分離すると、横方向の表示位置ずれ量ＥＲＲｈは、
ＥＲＲｈ＝Ｉ_ＥＲＲｈ＋Ｆ_ＥＲＲｈ・・・・・（１）
と表すことができる。

同様に、縦方向の表示位置ずれ量をＥＲＲｖとしたとき、縦方向の表示位置ずれ量ＥＲＲｖを整数部分Ｉ_ＥＲＲｖと小数部分Ｆ_ＥＲＲｖとに分離すると、縦方向の表示位置ずれ量ＥＲＲｖは、
ＥＲＲｖ＝Ｉ_ＥＲＲｖ＋Ｆ_ＥＲＲｖ・・・・・（２）
と表すことができる。

このようにして、表示位置調整制御部１１では、与えられた表示位置ずれ量から、横方向の表示位置ずれ量の整数部分Ｉ_ＥＲＲｈと小数部分Ｆ_ＥＲＲｈとを分離し、また、縦方向の表示位置ずれ量の整数部分Ｉ_ＥＲＲｖと小数部分Ｆ_ＥＲＲｖとを分離して、それぞれの整数部分（Ｉ_ＥＲＲｈ及びＩ_ＥＲＲｖ）を表示位置調整処理部１２に与え、それぞれの小数部分（Ｆ_ＥＲＲｈ及びＦ_ＥＲＲｖ）を表示位置調整機構１３に与える。

ここでは、プロジェクタＰＪ１の投射画像の横方向における表示位置ずれ量が「１．５画素」、縦方向における表示位置ずれ量が「２．３画素」であるとして説明する。これは、プロジェクタＰＪ１の投射画像が表示目標位置に対して、横方向に「１．５画素」、縦方向に「２．３画素」ずれた位置に表示されていることを意味している。

この場合、横方向における表示位置ずれ量「１．５画素」の整数部分である「１．０画素」と、縦方向における表示位置ずれ量「２．３画素」の整数部分である「２．０画素」は、それぞれ表示位置調整処理部１２に与えられる。また、横方向における表示位置ずれ量「１．５画素」の小数部分である「０．５画素」と、縦方向における表示位置ずれ量「２．３画素」の小数部分である「０．３画素」は、それぞれ表示位置調整機構１３に与えられる。

このように、表示位置調整制御部１１から表示位置ずれ量の整数部分が表示位置調整処理部１２に与えられると、表示位置調整処理部１２では、与えられた表示位置ずれ量の整数部分に基づいて画像処理による表示位置調整を行う。この場合、与えられた表示位置ずれ量の整数部分は、横方向「１．０画素」、縦方向「２．０画素」であるので、表示位置
調整処理部１２は、投射画像に対応する画像データを画像処理によって横方向に１画素分シフトするとともに縦方向に２画素分シフトする。

一方、表示位置調整機構１３には、この場合、表示位置ずれ量の小数部分として、横方向「０．５画素」、縦方向「０．３画素」が与えられるので、表示位置調整機構１３では、投射画像の光軸が横方向に０．５画素分、縦方向に２画素分だけ変位するように表示位置調整機構１３の駆動部を制御する。表示位置調整機構１３が例えばくさび形透明基板（図４（ａ）参照）であるとすれば、投射画像の光軸の変位量ｓが横方向に０．５画素分となるように２枚のくさび形透明基板１ａ，１ｂの間隔ｄを制御する。同様に、投射画像の光軸の変位量ｓが縦方向に０．３画素分となるように２枚のくさび形透明基板１ａ，１ｂの間隔ｄを制御する。

このように、表示位置調整処理部１２では表示位置ずれ量の整数部分の表示位置調整を画像処理によって行い、表示位置調整機構１３では表示位置ずれ量の小数部分の表示位置調整を光学的に行うことによって、この例では、プロジェクタＰＪ１の投射画像の表示位置をスクリーンＳＣＲ上で、横方向に「１．５画素」、縦方向に「２．３画素」それぞれずらすことができ、プロジェクタＰＪ１の投射画像を表示目標位置に表示させることができる。

なお、このような表示位置調整を行う際、表示位置調整処理部１２においては、整数部分のみの表示位置調整であるので、画素を画素ピッチの整数倍すなわち画素単位でシフトするような画像処理を行えばよい。これにより、画像処理による位置調整を行う場合、図５に示したような画質劣化を生じることがない。また、表示位置調整機構１３においては、小数部分の表示位置調整であり、画素ピッチ未満すなわち１画素未満の表示位置調整で済む。このため、表示位置調整機構１３の可動域を小さく抑えることができ、結果としてプロジェクタが大型化するのを防ぐことができる。

[実施形態２]
実施形態１では、２台のプロジェクタからのそれぞれの投射画像をスクリーンＳＣＲ上でスタッキングする場合の表示位置調整について説明したが、実施形態２では、１台のプロジェクタから投射される１つ投射画像の表示位置を調整する場合について説明する。

図３は実施形態２に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。実施形態３に係るプロジェクションシステムは、図３に示すように、１台のプロジェクタ（プロジェクタＰＪ１とする）と、表示位置調整装置１０と、表示位置ずれ量検出部２０とを有している。なお、表示位置調整装置１０は、実施形態１に係るプロジェクションシステム（図１参照）と同様に、表示位置調整制御部１１と、表示位置調整処理部１２と、表示位置調整機構１３とを有している。また、表示位置ずれ量検出部２０も実施形態１に係るプロジェクションシステム（図１参照）と同様に、カメラなどの撮像装置２１と、表示位置ずれ量算出部２２と、例えばキーボードなどの情報入力部２３とを有している。

実施形態２に係るプロジェクションシステムにおける表示位置調整は、ある１つの投射画像をスクリーンＳＣＲ上の所定の位置に正確に投射を行おうとするとき、表示目標位置に対する表示位置ずれ量を取得して、取得した表示位置ずれ量を、実施形態１で説明したように、表示位置調整制御部１１により整数部分と小数部分とに分離し、表示位置調整処理部１２では整数部分の調整を行い、表示位置調整機構１３では小数部分の調整を行うものである。

このように、表示位置調整処理部１２では表示位置ずれ量の整数部分の調整を行い、表示位置調整機構１３では表示位置ずれ量の小数部分の調整を行うことによって、プロジェ
クタＰＪ１の投射画像の表示位置をスクリーンＳＣＲ上において、横方向及び縦方向にそれぞれ所定量だけずらすことができ、投射画像をスクリーンＳＣＲ上において表示目標位置に表示させることができる。なお、この場合も、表示位置調整処理部１２においては整数部分のみの表示位置調整であるので、画素を整数倍だけシフトすればよく、前述したような画質劣化を生じることがない。また、表示位置調整機構１３においては、小数部分の表示位置調整であるので、１画素未満の表示位置調整で済む。このため、表示位置調整機構の可動域を小さく抑えることができる。

なお、本発明は上述の各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。例えば、実施形態１においては２台のプロジェクタを用いたプロジェクションシステムの例について説明したが、プロジェクタは３台以上であってもよい。例えば、３台のプロジェクタからの投射画像をスタッキングする場合、ある１台のプロジェクタを基準として、当該基準となるプロジェクタ以外の２台のプロジェクタの投射画像がそれぞれの表示目標位置となるように、前述の実施形態１で説明したような表示位置調整を行うことにより、それぞれプロジェクタの投射画像を表示目標位置に表示させることができる。

また、前述の実施形態１ではスタッキング投射を行う場合を例にとって説明したが、本発明における投射画像の表示位置調整装置は、複数の投射画像を投射面上で並べることによって大画面画像の形成が可能な、いわゆるタイリング投射を行う場合にも適用することができる。

また、前述の各実施形態では、表示位置調整制御部１１及び表示位置調整処理部１２は、プロジェクタ内に内蔵されるような構成であってもよく、また、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置にその機能を持たせるようにしてもよい。

また、実施形態１では高輝度な画像表示や高精細な画像表示を可能とするために、２台のプロジェクタＰＪ１，ＰＪ２の投射画像をスタッキングする例を示したが、画像形成ユニット(図２における画像形成ユニット２００）を２系統有し、２系統の画像形成ユニットで生成されたそれぞれの画像を合成して１つの投射光学系からスクリーンに投射するように構成された１台のプロジェクタにおいて、２系統の画像形成ユニットで生成されたそれぞれの画像の表示位置調整を行う場合にも実施形態１と同様の表示位置調整を行うことができる。

このようなプロジェクタにおいては、表示位置調整機構１３は、例えば、２系統の画像形成ユニットそれぞれにおいて生成される画像光の光軸を変位させることができるような機構とし、また、表示位置調整処理部１２は、２系統の画像形成ユニットそれぞれに入力される画像データを画像処理により画素をシフトさせるような処理を行うことによって、実施形態１と同様の表示位置調整を行うことが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクションシステムの構成を示す図。 図１に示したプロジェクタＰＪ１の光学系の概略構成を示す図 実施形態２に係るプロジェクションシステムの構成を示す図。 従来技術で例示されている表示位置調整機構について説明する図。 画素ピッチ未満で画像処理による表示位置調整を行う場合の問題点を説明する図。

符号の説明

１ａ，１ｂ・・・くさび形透明基板、２・・・平板透明基板、１０・・・表示位置調整
装置、１１・・・表示位置調整制御部、１２・・・表示位置調整処理部、１３・・・表示位置調整機構、２０・・・表示値ずれ量検出部、２１・・・撮像装置、２２・・・表示位置すれ量算出部、２３・・・情報入力部、１００・・・光源装置、２００・・・画像形成ユニット、３００・・・投射光学系、ＰＪ１，ＰＪ２・・・プロジェクタ、ＳＣＲスクリーン

Claims (8)

1. 投射面上に表示された投射画像の表示位置を調整する投射画像の表示位置調整装置であって、
   前記投射画像の前記投射面上における表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、前記投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離する表示位置調整制御部と、
   前記画素ピッチの整数倍の値に基づいて画像処理による表示位置調整を行う表示位置調整処理部と、
   前記画素ピッチ未満の値に基づいて光学的な表示位置調整を行う表示位置調整機構と、
   を有することを特徴とする投射画像の表示位置調整装置。
2. 請求項１に記載の投射画像の表示位置調整装置において、
   前記画像処理による表示位置調整は、前記投射画像に対応する画像データに対して画素を画素ピッチの整数倍だけシフトさせることによって行うことを特徴とする投射画像の表示位置調整装置。
3. 請求項１または２に記載の投射画像の表示位置調整装置において、
   前記光学的な表示位置調整は、前記投射画像の光軸を画素ピッチ未満の値だけ変位させることによって行うことを特徴とする投射画像の表示位置調整装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の投射画像の表示位置調整装置において、
   前記投射画像は、複数のプロジェクタによって投射された複数の投射画像により形成されており、前記複数の投射画像のうち基準となる投射画像を設定し、前記基準となる投射画像以外の投射画像に対して前記表示位置調整を行うことを特徴とする投射画像の表示位置調整装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の投射画像の表示位置調整装置において、
   前記表示位置ずれ量は、前記投射画像の横方向及び縦方向の表示位置ずれ量として求められることを特徴とする投射画像の表示位置調整装置。
6. 投射面上に表示された投射画像の表示位置を調整する投射画像の表示位置調整方法であって、
   前記投射画像の前記投射面上における表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、前記投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離するステップと、
   前記画素ピッチの整数倍の値に基づいて画像処理による表示位置調整を行うステップと、
   前記画素ピッチ未満の値に基づいて光学的な表示位置調整を行うステップと、
   を有することを特徴とする投射画像の表示位置調整方法。
7. 投射面と、前記投射面に画像を投射する少なくとも１台のプロジェクタとを有するプロジェクションシステムであって、
   前記投射画像の前記投射面上における表示目標位置に対する表示位置ずれ量を、前記投射画像の画素ピッチの整数倍の値と画素ピッチ未満の値とに分離する表示位置調整制御部と、前記画素ピッチの整数倍の値に基づいて画像処理による表示位置調整を行う表示位置調整処理部と、前記画素ピッチ未満の値に基づいて光学的な表示位置調整を行う表示位置調整機構とを有することを特徴とするプロジェクションシステム。
8. 請求項７に記載のプロジェクションシステムにおいて、
   前記表示位置ずれ量を検出する表示位置ずれ量検出部をさらに有することを特徴とする
   プロジェクションシステム。