JP2021157056A - 画像投射システム、画像投射システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
***画像投射システムの概要***
図1は、本実施形態に係る画像投射システムの概略構成図である。
画像投射システム100は、共通のネットワークに接続されたプロジェクター81、プロジェクター82、及び、プロジェクター83などから構成されている。図1に示すように、画像投射システム100は、3台のプロジェクターが投射する3つの投射画像をスクリーン30で重ね合せるスタック投射を行っている。なお、長方形のスクリーン30における長辺方向をX方向、短辺方向をY方向として説明する。また、X(+)方向を右、X(−)方向を左、Y(+)方向を上、Y(−)方向を下ともいう。
プロジェクター82は、スレーブプロジェクターであり、第2プロジェクターに相当する。プロジェクター83も、スレーブプロジェクターであり、第3プロジェクターに相当する。なお、スレーブプロジェクターのことをスレーブ機器ともいう。以下説明において、プロジェクター81の投射画像を基準画像、3台のプロジェクター81,82,83により重畳された画像を複合画像ともいう。
図1では、スクリーン30に、3台のプロジェクター81,82,83からの3つの投射画像が重畳された複合画像45が表示されている。複合画像45は、スクリーン30よりも一回り小さい長方形をなしており、スクリーン30にフィットしているが、これは後述の制御方法により、3つの投射画像の位置合わせを行った後の状態を示している。
図2は、プロジェクターの概略構成を示すブロック図である。
前述したように3台のプロジェクター81,82,83は、同一のプロジェクターであるため、代表としてプロジェクター81の構成について説明する。
図2に示すように、プロジェクター81は、制御部10、記憶部11、操作部12、操作信号受信部13、通信部14、画像情報入力部15、画像情報処理部16、OSD処理部17、画像投写部28、レンズ調整部18、撮像装置19などから構成されている。
操作信号受信部13は、Bluetooth(登録商標)に準拠した通信デバイスを備えて構成され、リモコン3からの操作信号を受信してデコードし、制御部10に送信する。なお、スタック投射や、マルチスクリーン投射を行う場合、マスターとなるプロジェクター81以外のスレーブ機器のBluetooth機能はオフされる。なお、近距離通信が可能であれば良く、例えば、赤外線通信を用いても良い。
画像情報処理部16は、制御部10の制御に基づいて、画像情報入力部15から入力される画像情報に対して、必要な画像処理を施し、処理後の画像情報をOSD処理部17に出力する。
液晶ライトバルブ22R,22G,22Bは、それぞれ一対の透明基板間に液晶が封入された透過型の液晶パネル等によって構成される。各液晶パネルには、マトリクス状に配列された複数の画素からなる矩形の画像形成領域22iが形成されており、液晶に対して画素毎に駆動電圧を印加可能になっている。
なお、画像情報入力部15、画像情報処理部16、およびOSD処理部17は、1つ又は複数のプロセッサー等によって構成されてもよいし、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などの専用の処理装置によって構成されても良い。
レンズ調整部18は、これらのアクチュエーターを駆動する駆動回路を備えており、制御部10からの指示により、ズーム調整、フォーカス調整、及び、レンズシフト調整を行う。レンズシフト調整では、投写レンズ23の中心光軸と略直交する面上において、投写レンズ23を上下左右に移動させる。
撮像装置19は、撮像素子としてCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサーを備えたカメラであり、プロジェクター81の前面に配置され、スクリーンに投射された投射画像を撮像可能に設けられている。なお、撮像素子は、撮像が可能な素子であれば良く、例えば、CCD(Charge Couple Device)センサーであっても良い。
また、上記では、撮像装置19はプロジェクター81の一部として構成されるものとして説明したが、撮像装置19は、プロジェクター81と別体であっても良い。例えば、図1に示すように、カメラを備えたスマートフォン119を撮像装置19として用いても良い。スマートフォン119は、無線LAN規格に準拠した無線通信用のモジュールを備えており、画像投射システム100のネットワークに接続し、プロジェクター81,82,83と通信可能に設定されている。または、カメラ及び通信機能を備えたパーソナルコンピューターを撮像装置19として用いても良い。このように、撮像装置19が別体で構成された場合であっても、プロジェクター81の一部として構成された場合と同様に、投射画像の位置調整を行うことができる。
図3は、投射画像の位置調整方法の流れを示すフローチャートである。図4A、図4B、図4Cは、複合画像の一態様を示す図である。
ここでは、スタック画像投射時における画像投射システム100の制御方法について、図3を主体に、適宜、他の図を交えて説明する。なお、以下の処理は、プロジェクター81が主体となって、スレーブのプロジェクター82,83を制御することにより実行される。詳しくは、プロジェクター81が記憶部11の投射画像の位置合わせ制御プログラムを実行することにより、スレーブのプロジェクター82,83を制御する。なお、図3のフローチャートによる処理を標準処理ともいう。
ステップS74では、プロジェクター81は、撮像画像において、第1パターン41の面積に対する第2パターン42の重なり部分52の面積が80%以上であるか否か判断する。図4Bの場合は、第1パターン41と第2パターン42との重なり部分52の面積が80%以上であったため、第2パターンの位置合わせ処理は終了となる。
ステップS74では、プロジェクター81は、撮像画像において、第1パターン41の面積に対する第3パターン43の重なり部分の面積が80%以上であるか否か判断する。図4Cの場合は、第1パターン41と第3パターン43との重なり部分の面積が80%以上であったため、第3パターン43の位置合わせ処理は終了となる。なお、スレーブプロジェクターがまだある場合は、台数分、ステップS73以降の処理を繰り返せば良い。
従って、この制御方法によれば、被投射面の状態に係らずに、投射画像の位置を調整することができる。換言すれば、被投射面の状態に係らずに、投射画像の位置を調整可能な画像投射システム100を提供できる。
よって、重心位置に基づいて、第2パターン42が第1パターン41に重なるようにレンズシフトを行うことができる。
よって、3台のプロジェクターによる画像投射システムにも適用することができる。また、3台以上の場合も同様に、1台ずつ第1パターン41を基準として投射画像の位置合わせを行うことができる。
これによれば、全てのパターンが重なった部分は白色の投射画像となるため、位置調整の状況が視覚的に把握し易い。また、撮像画像の解析時に色情報を用いることができる。
***投射画像の位置調整方法−2***
図5は、実施形態2に係る投射画像の位置調整方法の流れを示すフローチャートである。
ここでは、実施形態1とは異なるスタック画像投射時における画像投射システム100の制御方法について、図5を主体に、適宜、他の図を交えて説明する。本実施形態の位置調整に係る制御方法は、スレーブプロジェクターが2台以上ある場合に好適であり、より効率的に投射画像の位置合わせを行うことができる。なお、実施形態1での説明と重複する部分は省略する。
ステップS92はステップS72と同一である。プロジェクター82が第2パターン42を投射し、プロジェクター83が第3パターン43を投射する。
ステップS93はステップS73と同一である。プロジェクター81は、撮像装置19により、図4Cに示す、第1パターン41、第2パターン42、及び、第3パターン43を含む複合画像を撮像する。
図4Cの場合、第1パターン41、第2パターン42、及び、第3パターン43が重なった重畳部分61があるため、ステップS95に進む。なお、重畳部分61の色調は、第1パターン41の緑色光、第2パターン42の青色光、及び、第3パターン43の赤色光が混色して白色となるため、色調の違いを利用して重なり部分を検出しても良い。
ステップS98では、プロジェクター81は、位置調整が必要なスレーブプロジェクターに対して、ステップS97で導出されたレンズシフト量を用いてレンズシフトを行うよう指示を出す。レンズシフトが終了すると、ステップS93に戻る。
プロジェクター81は、プロジェクター81による第1パターン41、プロジェクター82による第2パターン42、及び、プロジェクター83による第3パターン43を含む複合画像を撮像した撮像画像において、第1パターン41、第2パターン42、及び、第3パターン43が重なった重畳部分61の面積を求め、第1パターン41に対する、重畳部分61の面積が、所定の割合以上であるか否か判断する。所定の割合に満たない場合は、プロジェクター82のレンズシフト機能、または、プロジェクター83のレンズシフト機能により、第2パターン42、または、第3パターン43のうち、少なくとも一方が、第1パターン41に重なるようにレンズシフトさせる。
よって、3つのパターンが重なった重畳部分61の面積が、所定の割合以上である場合は、直ぐに粗調整を終了することができる。
従って、効率良く投射画像の位置を調整することができる。
***照合パターンの他の態様***
図6は、照合パターンの他の態様を示す図であり、図4Aに対応している。
上記各実施形態では、投射画像の位置合わせ用のテストパターンとして無地で全ベタのカラー画像を用いるとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、図6に示すパターン55を用いても良い。
2本の対角線57、及び、5つの小長方形56は、同じ色調としている。例えば、3台のプロジェクターのテストパターンとする場合には、上記実施形態と同様に、緑色、青色、赤色のテストパターンとして用いれば良い。このパターンを用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
***マルチスクリーン投射における位置調整方法***
上記各実施形態では、スタック投射時における投射画像の位置合わせ方法について説明したが、テストパターンの重なり面積を利用した位置合わせ方法は、マルチスクリーン投射を行う場合でも適用することができる。
例えば、2台のプロジェクターを用いて、上下に連続したタイリング画像を投射する場合、実施形態1と同様に、各プロジェクターに全ベタのパターン画像を投射させて、基準となる下側パターンに対する上側パターンの重なり面積が、所定の割合以上である場合は、重なり量が大きすぎるため、上側パターンを移動させる。所定の割合は、例えば10%とする。これによれば、マルチスクリーン投射を行う場合においても、上記各実施形態と同様に複合画像の位置合わせを行うことができる。
Claims (7)
- レンズシフト機能を備えた第1プロジェクター、及び第2プロジェクターを含む複数台のプロジェクター、並びに撮像装置を有する画像投射システムの制御方法であって、
前記第1プロジェクターは、第1色調の第1パターンを投射し、
前記第2プロジェクターは、第2色調の第2パターンを投射し、
前記撮像装置は、前記第1パターン、および前記第2パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、
前記第1プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第1パターンに対する、前記第2パターンの重なり部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、
前記第1プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第2プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第2パターンが、前記第1パターンに重なるようにレンズシフトさせる、
画像投射システムの制御方法。 - 前記第2プロジェクターの前記レンズシフト機能によるレンズシフトは、
前記撮像画像において、前記第1パターンの重心位置に、前記第2パターンの重心位置を一致させるように行われる、
請求項1に記載の画像投射システムの制御方法。 - さらに、第3色調の第3パターンを投射する第3プロジェクターを含み、
前記第1パターン、前記第2パターン、及び、前記第3パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、
前記第1プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第1パターンに対する、前記第3パターンの重なり部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、
前記第1プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第3プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第3パターンが、前記第1パターンに重なるようにレンズシフトさせる、
請求項1または2に記載の画像投射システムの制御方法。 - 前記所定の割合は、80%である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像投射システムの制御方法。 - 前記第1色調は緑色であり、
前記第2色調は青色であり、
前記第3色調は赤色である、
請求項3または4に記載の画像投射システムの制御方法。 - レンズシフト機能を備えた第1プロジェクター、第2プロジェクター、及び第3プロジェクターを含む複数台のプロジェクター、並びに撮像装置を有する画像投射システムの制御方法であって、
前記第1プロジェクターは、第1色調の第1パターンを投射し、
前記第2プロジェクターは、第2色調の第2パターンを投射し、
前記第3プロジェクターは、第3色調の第3パターンを投射し、
前記撮像装置は、前記第1パターン、前記第2パターン、及び、前記第3パターンを含む複合画像を撮像した撮像画像を生成し、
前記第1プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第1パターン、前記第2パターン、及び、前記第3パターンが重なった重畳部分の面積を求め、前記第1パターンに対する、前記重畳部分の面積が、所定の割合以上であるか否か判断し、
前記第1プロジェクターは、前記所定の割合に満たない場合、前記第2プロジェクターの前記レンズシフト機能、または、前記第3プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第2パターン、または、前記第3パターンのうち、少なくとも一方が、前記第1パターンに重なるようにレンズシフトさせる、
画像投射システムの制御方法。 - レンズシフト機能を備えた複数台のプロジェクター、及び撮像装置を含む画像投射システムであって、
第1色調の第1パターンを投射する第1プロジェクターと、
第2色調の第2パターンを投射する第2プロジェクターと、を含み、
前記第1プロジェクターは、前記第2プロジェクター、及び前記撮像装置と通信可能に接続され、
前記撮像装置は、前記第1パターン、および前記第2パターンを含む複合画像を撮像し、
前記第1プロジェクターは、前記撮像画像において、前記第1パターンに対する、前記第2パターンの重なり部分の面積が、所定の割合に満たない場合、前記第2プロジェクターの前記レンズシフト機能により、前記第2パターンが、前記第1パターンに重なるようにレンズシフトさせる、
画像投射システム。
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