JP2023096575A - 投写方法及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な形状の投写面であっても画像の歪みを精度よく補正する投写方法を提供する。【解決手段】プロジェクター１の制御部６０は、投写面７に投写された第１パターン画像（クイックコーナー補正に使用するパターン画像）の頂点の位置を変更する操作を受け付け、複数のドットを含む第２パターン画像（ポイント補正に使用するパターン画像）の形状を操作に基づいて変形することと、第２パターン画像を投写面７に投写することと、第２パターン画像が投写された投写面７を撮影した撮影画像に基づき、複数のドットの位置が補正されるように第２パターン画像を補正する第２補正データを生成し、生成した補正データにより補正した画像を投写面７に投写することと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、投写方法及びプロジェクターに関する。

従来、投写面に表示される画像の歪みを補正する技術が知られている。
例えば、特許文献１は、投写面に投写された投写画像上に特定された４隅の補正点の変更に応じて、投写画像の歪みを補正した補正画像信号を生成し、生成した補正画像信号に基づいて画像の歪みを相似変形させる投写型映像表示装置を開示する。

特開２０１１－２４８１８５号公報

しかしながら、より複雑な形状の投写面であっても画像の歪みを精度よく補正したいという要望がある。

本開示の投写方法は、投写面に第１画像を投写することと、前記第１画像の頂点の位置を変更する操作を受け付けることと、複数の第１図形を含む第２画像の形状を、前記操作に基づいて変形することと、前記第２画像を前記投写面に投写することと、前記第２画像が投写された前記投写面を撮影した撮影画像を取得することと、前記撮影画像に基づき、前記複数の第１図形の位置が補正されるように前記第２画像を補正する補正データを生成することと、前記補正データにより補正した画像を前記投写面に投写することと、を含む投写方法である。

本開示のプロジェクターは、投写面に画像を投写する投写部と、操作を受け付ける受付部と、前記投写面に投写された第１画像の頂点の位置を変更する操作を前記受付部により受け付けると、複数の第１図形を含む第２画像の形状を、前記操作に基づいて変形することと、前記第２画像を前記投写部により前記投写面に投写させることと、前記第２画像が投写された前記投写面を撮影した撮影画像を取得することと、前記撮影画像に基づき、前記複数の第１図形の位置が補正されるように前記第２画像を補正する補正データを生成することと、前記補正データにより補正した画像を前記投写部により前記投写面に投写させることと、を実行する制御部とを含むプロジェクターである。

プロジェクターの構成を示すブロック図。 投写部の構成を示す図。 投写面の投写領域を示す図。 ドットの半径の計算方法について説明するための図。 第１パターン画像を描画可能なパネル領域の範囲を示す図。 ドットを描画可能なパネル領域の範囲について説明するための図。 第１パターン画像を示す図。 第１パターン画像を示す図。 投写面に表示された第１パターン画像を示す図。 第２パターン画像を示す図。 変形後の第２パターン画像を示す図。 投写面に表示された変形後の第２パターン画像を示す。 第１パターン画像の第１変形例を示す図。 第１パターン画像の第２変形例を示す図。 プロジェクターの動作を示すフローチャート。

１．プロジェクターの構成
図１は、プロジェクター１の構成を示すブロック図である。
プロジェクター１は、画像供給装置３から供給される画像データや、プロジェクター１が備える記憶部７０に記憶した画像データに基づいて画像光を生成し、生成した画像光を投写面７に拡大投写する装置である。投写面７は、例えば、スクリーンであってもよいし、室内の壁やホワイトボードであってもよい。画像供給装置３から供給される画像データや、プロジェクター１の記憶部７０に記憶した画像データを、以下では表示画像データという。

プロジェクター１は、リモコン受光部１０、通信インターフェイス２０、撮影部３０、画像処理部４１、フレームメモリー４３、投写部５０及び制御部６０を備える。以下、インターフェイスをＩ／Ｆと略記する。

リモコン５及びリモコン受光部１０は、受付部に相当する。リモコン受光部１０は、リモコン５から送信される赤外線信号を受光する。リモコン受光部１０は、受光した赤外線信号をデコードして、赤外線信号に対応した操作信号を生成する。ここで生成される操作信号は、ユーザーにより操作されたリモコン５のボタンに対応した信号である。リモコン受光部１０は、生成した操作信号を制御部６０に出力する。

通信Ｉ／Ｆ２０は、通信デバイスであり、画像供給装置３に有線接続される。本実施形態では、プロジェクター１と画像供給装置３とが有線により接続される場合について説明するが、プロジェクター１と画像供給装置３とを無線により接続してもよい。通信Ｉ／Ｆ２０は、画像供給装置３から受信した表示画像データを画像処理部４１に出力する。

撮影部３０は、撮影レンズと、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）等の撮像素子と、データ処理回路とを備える。撮像部３０は、例えば、カメラである。撮像光学系、撮像素子及びデータ処理回路の図示は省略する。撮影部３０の画角には、投写面７の全体が含まれる。撮影部３０は、投写面７を撮影して撮影画像を生成する。撮影部３０は、生成した撮影画像を制御部６０に出力する。制御部６０は、入力された撮影画像を記憶部７０に一時的に記憶させる。

画像処理部４１には、フレームメモリー４３が接続される。画像処理部４１は、通信Ｉ／Ｆ２０から入力される表示画像データを１フレームごとにフレームメモリー４３に展開する。フレームメモリー４３は、複数のバンクを備える。各バンクは、表示画像データの１フレームを展開可能な記憶容量を有する。フレームメモリー４３は、例えば、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成される。

画像処理部４１は、フレームメモリー４３に展開した表示画像データに対して、例えば、解像度変換処理又はリサイズ処理、歪曲収差の補正、形状補正処理、デジタルズーム処理、画像の色合いや輝度の調整等の画像処理を行う。画像処理部４１は、制御部６０により指定された画像処理を実行し、必要に応じて、制御部６０から入力されるパラメーターを使用して画像処理を行う。また、画像処理部４１は、上記のうち複数の画像処理を組み合わせて実行することも勿論可能である。画像処理部４１は、画像処理の終了した表示画像データをフレームメモリー４３から読み出して光変調装置５２に出力する。

画像処理部４１及びフレームメモリー４３は、例えば、集積回路により構成される。集積回路には、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）等が含まれる。また、集積回路の構成の一部にアナログ回路が含まれていてもよく、制御部６０と集積回路とが組み合わされた構成であってもよい。

図２は、投写部５０の構成を示す図である。
図２を参照しながら投写部５０の構成について説明する。
投写部５０は、光源５１、光変調装置５２及び光学ユニット５９を備える。本実施形態の光変調装置５２は、光変調素子として、赤色、緑色及び青色の３色に対応した３つの透過型液晶パネル５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂと、これらの液晶パネル５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂを駆動するパネル駆動部５７と、を備える。パネル駆動部５７は、例えば、駆動回路である。なお、ＲはＲｅｄを省略した表記であり、Ｇは、Ｇｒｅｅｎを省略した表記であり、Ｂは、Ｂｌｕｅを省略した表記である。以下、プロジェクター１が備える液晶パネル５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂを総称する場合、液晶パネル５３と表記する。本実施形態の光変調装置５２の備える光変調素子は透過型液晶パネル５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂに限定されず、例えば、反射型の液晶パネルでもよいし、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）でもよい。

光源５１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型の光源ランプ、又は発光ダイオードや半導体レーザー等の固体光源を備える。光源５１から射出された光は、液晶パネル５３に入射される。液晶パネル５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ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。液晶パネル５３Ｒは赤色光を変調し、液晶パネル５３Ｇは緑色光を変調し、液晶パネル５３Ｂは青色光を変調する。各液晶パネル５３には、マトリクス状に配列された複数の画素からなるパネル領域５５が形成されている。液晶パネル５３Ｒに形成されたパネル領域５５をパネル領域５５Ｒと表記し、液晶パネル５３Ｇに形成されたパネル領域５５をパネル領域５５Ｇと表記し、液晶パネル５３Ｂに形成されたパネル領域５５をパネル領域５５Ｂと表記する。パネル領域５５は、画像が描画される光変調装置５２の描画領域に相当する。

パネル駆動部５７には、画像処理部４１が出力した表示画像データが入力される。パネル駆動部５７は、入力された表示画像データに応じた駆動電圧を、パネル領域５５の各画素に印加して、各画素を表示画像データに応じた光透過率に設定する。光源５１から射出された光が液晶パネル５３のパネル領域５５を透過することで変調され、表示画像データに対応した画像光が、赤色光、緑色光及び青色光の色光毎に形成される。形成された各色の画像光は、図示しない色合成光学系によって合成され、カラー画像を表す画像光となる。光学ユニット５９は、投写レンズ等を備え、液晶パネル５３により変調された画像光を投写面７に拡大投写する。

制御部６０は、記憶部７０と、プロセッサー８０とを備えるコンピューター装置である。

記憶部７０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性のメモリーと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性のメモリーとを備える。ＲＡＭは、各種データ等の一時記憶に用いられ、ＲＯＭは、プロジェクター１の動作の制御に使用する制御プログラム７１や各種設定情報を記憶する。設定情報には、例えば、ユーザーがリモコン５を操作して設定したドット数の情報や、パネル領域５５のパネル解像度の情報等が含まれる。ドット数の情報、及びパネル解像度の情報については後述する。

プロセッサー８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により構成される演算処理装置である。プロセッサー８０は、制御プログラム７１を実行してプロジェクター１の各部を制御する。

制御部６０は、通信Ｉ／Ｆ２０により受信した表示画像データを画像処理部４１に処理させる。このとき、制御部６０は、画像処理部４１に実行させる画像処理を画像処理部４１に指示したり、画像処理部４１が処理に使用するパラメーターを画像処理部４１に出力したりする。また、制御部６０は、投写部５０の光源５１や、パネル駆動部５７を制御して、画像処理部４１が処理した表示画像データに基づく画像光を投写部５０に生成させ、生成された画像光を投写面７に投写させる。

図３は、投写面７の投写領域９を示す図である。
プロジェクター１が画像光を投写面７に投写することで、表示画像データに基づく表示画像が投写面７に表示される。画像光が投写される投写面７の領域を投写領域９という。図３には、液晶パネル５３のパネル領域５５の全面に表示画像データを描画した場合の投写領域９を示す。

また、制御部６０は、リモコン受光部１０から歪み補正の開始を指示する操作信号が入力されると、クイックコーナー補正処理と、ポイント補正処理とを開始する。
クイックコーナー補正処理は、投写面７に表示される表示画像の４頂点の位置を調整し、表示画像の形状を矩形に補正する処理である。
ポイント補正処理は、投写面７の歪曲や凹凸等の歪みに起因して生じる表示画像の歪みを補正する処理である。

まず、制御部６０は、ポイント補正に使用する図形であるドットの半径ｒを決定する。ポイント補正では、複数のドットがマトリクス状に配置されたパターン画像を投写面７に表示させて処理を行う。また、クイックコーナー補正でもパターン画像を投写面７に表示させて処理を行う。以下、クイックコーナー補正に使用するパターン画像を第１パターン画像２００といい、ポイント補正に使用するパターン画像を第２パターン画像３００という。第１パターン画像２００は第１画像に相当し、第２パターン画像３００は第２画像に相当する。

ポイント補正では、複数のドットがマトリクス状に配置された第２パターン画像３００を投写面７に表示し、表示された第２パターン画像３００を撮影部３０で撮影する。そして、この撮影で生成した撮影画像からドットを検出し、検出したドットの撮影画像での位置に基づいて表示画像の位置を補正する補正データを生成することから、ドットの半径ｒは値が大きいほうが好ましい。

まず、制御部６０は、ユーザーがリモコン５を操作して設定したドット数の情報や、パネル領域５５のパネル解像度の情報を記憶部７０から読み出す。ドット数の情報は、ユーザーがリコモン５を操作して事前に設定してもよいし、第１パターン画像２００や、第２パターン画像３００が投写面７に表示された後に、ユーザーがリモコン５を操作してドット数の情報を変更することも可能である。この場合、制御部６０は、ドットの半径ｒの算出から再度、処理を行う。
制御部６０は、読み出したドット数の情報や、パネル解像度の情報に基づき第２パターン画像３００に使用するドットの半径ｒを算出する。半径ｒの単位は、ピクセルである。

パネル領域５５が、例えば、縦方向が１０８０、横方向が１９２０等の横長の領域であると仮定する。また、短辺である縦方向の解像度をＳと仮定する。また、ユーザーにより設定されたドット数の情報が、縦方向がＮ個、横方向がＭ個である仮定する。Ｎ及びＭは、任意の自然数である。

図４は、ドットの半径ｒの計算方法について説明するための図である。
図４は、半径ｒのドットを並べて配置した状態を示す。並べて配置された隣接するドット間の間隔は、ドットの半径ｒであると仮定する。縦方向の解像度Ｓは、直径２ｒのＮ個のドットと、Ｎ－１個の間隔ｒとの和に等しいため、以下の式（１）が成立する。
Ｓ＝２ｒＮ＋ｒ（Ｎ－１）・・・（１）
従って、下記式（２）により半径ｒが求められる。
ｒ＝Ｓ／（３Ｎ－１）・・・（２）

図５は、第１パターン画像２００を描画可能な液晶パネル５３のパネル領域５５の範囲を示す図である。
制御部６０は、ドットの半径ｒを算出すると、第１パターン画像２００を生成し、生成した第１パターン画像２００を投写面７に表示させる。第１パターン画像２００は、液晶パネル５３のパネル領域５５の上下左右の各端部から一定距離だけ内側に描画される。具体的には、パネル領域５５の上下の両端からそれぞれ半径ｒだけ内側に形成される。同様に、第１パターン画像２００は、パネル領域５５の左右の両端からそれぞれ半径ｒだけ内側に形成される。

図６は、ドットを描画可能なパネル領域５５の範囲について説明するための図である。
図６に示すドットＣ１は、ドットＣ１の中心が、パネル領域５５の上端から半径ｒだけ内側に位置している。同様に、ドットＣ１は、ドットＣ１の中心が、図面視でパネル領域５５の左端から半径ｒだけ内側に位置している。このため、液晶パネル５３のパネル領域５５内にドットＣ１の全体を描画することができ、投写面７に表示させたときに、ドットＣ１の全体が投写面７に表示される。

これに対して図６に示すドットＣ２は、ドットＣ２の中心とパネル領域５５の上端との距離が半径ｒよりも小さい。また、ドットＣ２の中心と、図面視でパネル領域５５の右端との距離は、半径ｒよりも小さい。このため、図６に網掛け線で示すドットＣ２の一部の範囲が、パネル領域５５には描画されず、投写面７には表示されない。このため、制御部６０は、ドットの半径ｒを算出すると、パネル領域５５の上下左右の各端部から半径ｒだけ内側に第１パターン画像２００を形成する。

図７及び図８は、第１パターン画像２００を示す図である。
図７に示す第１パターン画像２００には、頂点図形２１０と、操作図形２３０と、ガイド表示２５０と、が含まれる。ガイド表示２５０は、リモコン５の操作内容をユーザーにガイドする表示である。
頂点図形２１０は、第２図形に相当する。頂点図形２１０は、ドットを表示可能な投写領域９の範囲の４つの頂点に対応する位置に配置される図形であり、第１頂点図形２１１、第２頂点図形２１２、第３頂点図形２１３及び第４頂点図形２１４の４つが含まれる。
操作図形２３０は、ユーザーが選択した頂点図形２１０を示す図形であり、第１操作図形２３１、第２操作図形２３２、第３操作図形２３３及び第４操作図形２３４の４つが含まれる。第１操作図形２３１は第１頂点図形２１１に対応し、第２操作図形２３２は第２頂点図形２１２に対応し、第３操作図形２３３は第３頂点図形２１３に対応し、第４操作図形２３４は第４頂点図形２１４に対応する。

ユーザーは、投写面７に表示された第１パターン画像２００を視認しながらリモコン５を操作し、表示位置を調整する頂点図形２１０の選択と、頂点図形２１０を移動させる移動方向及び移動量とを入力する。

ユーザーがリモコン５を操作して、位置を調整する対象となる頂点を選択すると、選択された頂点に対応する操作図形２３０の表示態様が、他の操作図形２３０の表示態様とは異なる態様で表示される。図７には、第１頂点図形２１１が選択され、第１頂点図形２１１に対応する第１操作図形２３１の表示態様が、他の操作図形２３０の表示態様とは態様で表示された状態を示す。

図８は、表示位置を調整する対象の頂点図形２１０が選択された後の第１パターン画像２００の表示を示す図である。
制御部６０は、表示位置を調整する対象の頂点図形２１０が選択されると、選択された頂点図形２１０に対応する操作図形２３０に、頂点図形が移動可能な方向を示す矢印画像２６０を表示させる。
図８には、第１操作図形２３１に、第１頂点図形２１１が移動可能な方向である右方向及び下方向を示す矢印画像２６０を表示した状態を示す。

図９は、投写面７に表示された第１パターン画像２００を示す図である。
図７に示す４つの頂点図形２１０の中心をそれぞれ直線で結んだ矩形の図形を投写面７に表示させることで、図９に示す台形状に歪んだ図形が表示されたと仮定する。なお、説明を簡略化するため、図９において、操作図形２３０及びガイド表示２５０の表示を省略する。
プロジェクター１と投写面７とが正対しておらず、プロジェクター１が投写面７に対して傾いて設置されると、矩形の図形の形状に歪みが生じる。図９には、投写面７の垂直方向の半分よりも下側とプロジェクター１との距離が、投写面７の垂直方向の半分よりも上側とプロジェクター１との距離も離れており、表示された図形の上底の長さが下底の長さよりも長い場合を示す。

ユーザーは、投写面７を目視しながら、４つの頂点図形２１０の中心を直線で結んだ図形が矩形になるようにリモコン５を操作する。より詳細には、ユーザーは、リモコン５を操作して、第１頂点図形２１１～第４頂点図形２１４のいずれかを選択する操作と、選択した頂点図形２１０の位置を移動させる移動方向及び移動量とを入力する。
制御部６０は、リモコン受光部１０から入力される操作信号に基づいて頂点図形２１０のいずれか１つを選択し、選択した頂点図形２１０の位置を、操作信号が示す移動方向に、操作信号が示す移動量だけ移動させる。図９には、移動前の４つの頂点図形２１０の位置と、移動後の４つの頂点図形２１０の位置とをそれぞれ示す。

制御部６０は、頂点図形２１０の表示位置を変更すると、リモコン５により入力された移動量及び移動方向に基づいて第１補正データを生成する。すなわち、制御部６０は、変形前の頂点図形２１０の位置を、変形後の頂点図形２１０の位置に移動させる第１補正データを生成する。第１補正データは、ユーザーが操作して表示位置を移動させた頂点図形２１０の数だけ生成される。

図１０は、第２パターン画像３００を示す図である。
ここで、第２パターン画像３００について説明する。第２パターン画像３００は、複数のドットをマトリクス状に配置したドットパターン３１０を有する。各ドットの半径は、算出した半径ｒで形成される。図１０に示す第２パターン画像３００は、縦Ｎ行、横Ｍ列のドットパターン３１０を有する。Ｎ及びＭは３以上の整数である。

ドットパターン３１０の略中心には、表示態様が他のドットとは異なる４つのドットが２行２列で配置される。これら４つのドットは、位置の検出に使用され、検出された４つのドットの位置に基づいて他のドットの位置が特定される。
２行２列に配置された４つのドットのうち、図面視で左上に位置するドットを第１ドット３３１といい、図面視、第１ドット３３１の右側で第１ドット３３１に隣接するドットを第２ドット３３２という。また、図面視、第１ドット３３１の下側で、第１ドット３３１に隣接するドットを第３ドット３３３という。さらに、図面視、第２ドット３３２の下側で、第２ドット３３２に隣接するドットを第４ドット３３４という。第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３及び第４ドットを総称する場合、検出ドット３３０と表記する。
また、第２パターン画像３００に形成されたドットパターン３１０のうち、検出ドット３３０以外のドットを黒ドット３３５という。検出ドット３３０及び黒ドット３３５は、第１図形に対応する。

本実施形態では、第１ドット３３１は赤色で形成され、第２ドット３３２は青色で形成され、第３ドット３３３は、緑色で形成され、第４ドット３３４は黒地に白色で形成される。第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３及び第４ドット３３４は、黒ドット３３５の黒色以外の色であって、それぞれが異なる色で形成されていればよい。
また、本実施形態では、第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３、第４ドット３３４及び黒ドット３３５の色を変更することで、表示態様が異なるドットを形成した。第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３、第４ドット３３４及び黒ドット３３５をそれぞれ異なる形状で形成してもよい。

図１１は、変形後の第２パターン画像３００を示す図である。また、図１２は、投写面７に表示された変形後の第２パターン画像３００を示す図である。
制御部６０は、第１補正データを生成すると、生成した第１補正データに基づいて第２パターン画像３００の形状を変形する。つまり、第２パターン画像３００の頂点の位置を、対応する第１補正データにより補正する。これにより、第２パターン画像３００の頂点に位置する黒ドット３３５の重心又は中心が、第１パターン画像２００の対応する頂点に位置する頂点図形２１０の重心又は中心に位置するように第２パターン画像３００が補正される。図１１は、パネル領域５５に描画された変形後の第２パターン画像３００を示す。制御部６０は、変形した第２パターン画像３００を画像処理部４１に出力する。この後、第２パターン画像３００は、投写部５０により投写面７に表示される。図１２は、投写面７に表示された変形後の第２パターン画像３００を示す。

制御部６０は、変形後の第２パターン画像３００が投写面７に表示されると、撮影部３０に撮影を指示する。撮影部３０は、制御部６０の指示に従って撮影を実行し、撮影画像を生成する。撮影部３０は、生成した撮影画像を制御部６０に出力する。

制御部６０は、入力された撮影画像に基づいて、画像の歪みを補正する第２補正データを生成する。制御部６０は、まず、撮影画像を画像解析して４つの検出ドット３３０を検出する。次に、制御部６０は、２行２列に配置された検出ドット３３０に基づいて、射影変換の行列式を算出する。行列式は、変形後の第２パターン画像３００の第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３及び第４ドット３３４の位置を、撮影画像の第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３及び第４ドット３３４の位置に変換する行列式である。

次に、制御部６０は、算出した射影変換の行列式を用いて、変形後の第２パターン画像３００に含まれる各ドットの位置を射影変換し、射影変換後のドットの位置に基づいて撮影画像のドットを特定する。つまり、第２パターン画像３００に含まれる黒ドット２３５と、撮影画像に含まれる黒ドット２３５とを対応づける。

次に、制御部６０は、撮影画像の各ドットに基づき、第２パターン画像３００のドットの位置を補正する第２補正データを生成する。つまり、制御部６０は、撮影画像におけるドットの位置のずれ量に基づき、対応づけられた第２パターン画像３００のドットの位置を補正する第２補正データを生成する。

制御部６０は、第２補正データを生成すると、生成した第１補正データ及び第２補正データを画像処理部４１に出力する。画像処理部４１は、通信Ｉ／Ｆ２０から入力される表示画像データ、又は記憶部７０から読み出した表示画像データを、入力された第１補正データ及び第２補正データに基づいて補正し、補正後の表示画像データを投写部５０に出力する。投写部５０は、第１補正データ及び第２補正データにより補正された表示画像データに基づく表示画像を液晶パネル５３のパネル領域５５に展開する。光源５１から射出された光がパネル領域５５を透過することで、表示画像データに対応した画像光が生成される。生成された画像光は、光学ユニット５９により投写面７に拡大投写される。

図１３は、第１パターン画像２００の第１変形例を示す図である。
図７に示す第１パターン画像２００は、ドットを表示可能な投写領域９の範囲の４頂点を示す頂点図形２１０を表示した。
図１３に示す第１パターン画像２００の第１変形例では、頂点図形２１０の表示を省略し、第１パターン画像２００が、パネル領域５５の上下左右の各辺から半径ｒだけ内側の位置に表示されるように、パネル領域５５に第１パターン画像２００を描画する。すなわち、第１パターン画像２００を構成する外枠２０５により、ドットを表示可能な投写領域９の範囲を示すようにした。外枠２０５は、枠の画像に相当する。

図１４は、第１パターン画像２００の第２変形例を示す図である。
図１４に示す第１パターン画像２００の変形例では、液晶パネル５３のパネル領域５５において、ドットを表示可能な投写領域９の範囲の外側に黒画像を描画した。ドットを表示可能な投写領域９の範囲の外側に黒画像を描画することで、ドットを表示可能な投写領域９の範囲と、それ以外の領域とをユーザーに認識させることができる。

２．プロジェクターの動作
図１５は、プロジェクター１の動作を示すフローチャートである。
図１５に示すフローチャートを参照しながらプロジェクター１の動作について説明する。
まず、制御部６０は、歪み補正の開始を指示する操作信号がリモコン受光部１０から入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部６０は、操作信号が入力されていないと判定した場合（ステップＳ１／ＮＯ）、ステップＳ１の判定に戻る。

制御部６０は、操作信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）、ドット数の設定を変更する操作信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２）。制御部６０は、ドット数の設定を変更する操作信号が入力された場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、記憶部７０に記憶させたドット数の情報を、操作信号が示すドット数に変更する（ステップＳ３。

制御部６０は、ドット数の設定を変更する操作信号が入力されていない場合（ステップＳ２／ＮＯ）、又は、ステップＳ３で記憶部７０に記憶させたドット数の情報を変更すると、ポイント補正に使用するドットの半径ｒを算出する（ステップＳ４）。制御部６０は、ドット数の情報や、パネル領域５５のパネル解像度の情報を記憶部７０から読み出す。制御部６０は、読み出したドット数の情報や、パネル解像度の情報に基づき第２パターン画像３００に使用するドットの半径ｒを上述した式（２）により算出する。

次に、制御部６０は、第２パターン画像３００を生成する（ステップＳ５）。制御部６０は、半径が算出した半径ｒであって、ユーザーにより設定されたドット数のドットがマトリクス状に配置された第２パターン画像３００を生成する。

次に、制御部６０は、第１パターン画像２００に含まれる頂点図形２１０を描画するパネル領域５５の位置を決定する（ステップＳ６）。制御部６０は、パネル領域５５の上下左右の各端部から半径ｒだけ内側の位置を、頂点図形２１０の中心を描画するパネル領域５５の位置として決定する。

制御部６０は、頂点図形２１０を描画するパネル領域５５の位置を決定すると、決定したパネル領域５５の位置に頂点図形２１０が描画されるように第１パターン画像２００を生成する（ステップＳ７）。制御部６０は、生成した第１パターン画像２００を投写部５０により投写面７に表示させる（ステップＳ８）。

次に、制御部６０は、リモコン受光部１０から入力される操作信号に基づき、第１パターン画像２００の頂点図形２１０の位置を変更する操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ９）。制御部６０は、頂点図形２１０の位置を変更する操作を受け付けていない場合（ステップＳ９／ＮＯ）、リモコン受光部１０から入力される操作信号に基づき、操作を確定させる確定操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御部６０は、確定操作を受け付けた場合（ステップＳ１２／ＹＥＳ）、ステップＳ１３の処理に移行する。また、制御部６０は、確定操作を受け付けていない場合（ステップＳ１２／ＮＯ）、ステップＳ９の判定に戻る。

また、ステップＳ９で、第１パターン画像２００の頂点図形２１０の位置を変更する操作を受け付けたと判定した場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）、制御部６０は、受け付けた操作により選択された頂点図形２１０の位置を、選択された移動量だけ移動させる。これにより、頂点図形２１０の位置が変更される（ステップＳ１０）。そして、制御部６０は、頂点図形２１０の位置を変更した第１パターン画像２００を、投写部５０により投写面７に表示させる（ステップＳ１１）。その後、制御部６０は、リモコン受光部１０から入力される操作信号に基づき、操作を確定させる確定操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１２）。

制御部６０は、確定操作を受け付けていない場合（ステップＳ１２／ＮＯ）、ステップＳ９の判定に戻る。また、制御部６０は、確定操作を受け付けた場合（ステップＳ１２／ＹＥＳ）、変更前の各頂点図形２１０のパネル領域５５での座標を、変形後の各頂点図形２１０のパネル領域５５での座標に移動させる第１補正データを生成する（ステップＳ１３）。制御部６０は、生成した第１補正データを記憶部７０に記憶させる（ステップＳ１３）

次に、制御部６０は、生成した第１補正データを用いて第２パターン画像３００の形状を変形する（ステップＳ１４）。詳細には、制御部６０は、第２パターン画像３００の頂点に位置する黒ドット３３５の重心又は中心が、変型後の第１パターン画像２００の各頂点図形２１０に重なるように、第２パターン画像３００の形状を変形する。

次に、制御部６０は、変形した第２パターン画像３００を投写部５０により投写面７に表示させる（ステップＳ１５）。そして、制御部６０は、撮影部３０に撮影を実行させる（ステップＳ１６）。撮影部３０は、制御部６０に指示に従って撮影を実行し、撮影により生成した撮影画像を制御部６０に出力する。制御部６０は、入力された撮影画像を記憶部７０に一時的に記憶させる。制御部６０は、記憶部７０から撮影画像を読み出すことで取得する（ステップＳ１６）。

次に、制御部６０は、取得した撮影画像を画像解析して検出ドット３３０を検出する（ステップＳ１７）。制御部６０は、検出した検出ドット３３０に基づいて、射影変換の行列式を算出する（ステップＳ１８）。制御部６０は、第２パターン画像３００の第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３及び第４ドット３３４の位置を、撮影画像の第１ドット３３１、第２ドット３３２、第３ドット３３３及び第４ドット３３４の位置に変換する行列式を算出する。

次に、制御部６０は、算出した射影変換の行列式を用いて、変形後の第２パターン画像３００に含まれる各ドットの位置を射影変換し、射影変換後の各ドットの位置に基づいて撮影画像に撮影された各ドットの位置を特定する（ステップＳ１９）。次に、制御部６０は、第２パターン画像３００のドットと、撮影画像のドットとの対応づけが完了したか否かを判定する（ステップＳ２０）。制御部６０は、第２パターン画像３００のドットと、撮影画像のドットとの対応づけが完了していない場合（ステップＳ２０／ＮＯ）、ステップＳ１９の処理に戻る。

また、制御部６０は、第２パターン画像３００のドットと、撮影画像のドットとの対応づけが完了した場合（ステップＳ２０／ＹＥＳ）、撮影画像における各ドットの位置に基づいて、第２補正データを生成する（ステップＳ２１）。つまり、制御部６０は、撮影画像におけるドットの位置のずれに基づき、対応づけられた第２パターン画像３００のドットの位置を補正する第２補正データを生成する。

次に、制御部６０は、クイックコーナー補正及びポイント補正を実行する（ステップＳ２２）。制御部６０は、生成した第１補正データ及び第２補正データを画像処理部４１に出力する。画像処理部４１は、通信Ｉ／Ｆ２０から入力される表示画像データを、制御部６０から入力された第１補正データ及び第２補正データに基づいて補正し、補正後の表示画像データを投写部５０に出力する。投写部５０は、第１補正データ及び第２補正データにより補正された表示画像データに基づく表示画像を液晶パネル５３のパネル領域５５に展開する。光源５１から射出された光がパネル領域５５を透過することで、表示画像データに対応した画像光が生成される。生成された画像光は、光学ユニット５９により投写面７に拡大投写される。

３．投写方法の効果
以上説明したように本実施形態の投写方法は、プロジェクター１の制御部６０が実行する投写方法である。
制御部６０は、投写面７に第１パターン画像２００を投写することと、投写面７に投写された第１パターン画像２００の頂点の位置を変更する操作を受け付けることとを実行する。
また、制御部６０は、複数のドットを含む第２パターン画像３００の形状を、操作に基づいて変形することと、第２パターン画像３００を投写面７に投写することと、を実行する。
さらに、制御部６０は、第２パターン画像３００が投写された投写面７を撮影した撮影画像を取得することと、撮影画像に基づき、複数のドットの位置が補正されるように第２パターン画像３００を補正する第２補正データを生成することと、を実行する。
また、制御部６０は、第２補正データにより補正した画像を投写面７に投写することを実行する。

従って、投写面７に表示される第２パターン画像３００の歪みであって、投写面７とプロジェクター１とが正対していないことに起因する歪みを補正することができる。
また、複数のドットを含む第２パターン画像３００を撮影した撮影画像を取得し、取得した撮影画像に基づき、第２パターン画像３００に含まれる複数のドットの位置を補正する第２補正データが生成される。
このため、投写面７の形状が複雑な形状であっても、投写面７に表示される画像の歪みを精度よく補正することができる。

制御部６０は、操作に基づき、投写面７に表示される第１パターン画像２００の頂点の位置を変更することをさらに実行する。
２パターン画像３００の形状を、操作に基づいて変形することは、複数のドットのうち、第２パターン画像３００の頂点に配置されるドットが、変更後の第１パターン画像２００の頂点に位置するように第２パターン画像３００の形状を変更することを含む。

従って、投写面７に表示された第１パターン画像２００に対する操作により、投写面７に表示する第２パターン画像３００の形状を補正することができる。

制御部６０は、第２パターン画像３００に含まれる複数のドットの数の設定を受け付けることと、投写面７に第２パターン画像３００を投写するプロジェクターが備える光変調装置５２の解像度の情報を取得することと、を実行する。さらに、制御部６０は、ドットの数と、光変調装置５２の解像度の情報とに基づき、ドットの大きさを決定することと、を実行する。

従って、設定されたドットの数と、光変調装置５２の解像度とに基づいて、第２パターン画像３００に含まれるドットの大きさを決定することができる。

投写面７に第１パターン画像２００を投写することは、プロジェクター１が備える光変調装置５２のパネル領域５５に第１パターン画像２００を描画することを含む。また、光変調装置５２に入射される光をパネル領域５５により変調して第１パターン画像２００に対応した画像光を生成することと、画像光を投写面７に投写することと、を含む。
制御部６０は、第２パターン画像３００の解像度と、第２パターン画像３００に含まれる複数のドットを構成するドットの数とに基づき、ドットの半径に対応するパネル領域５５の画素数を算出する。また、制御部６０は、パネル領域５５が備える画素のうち、外側に位置する画素から画素数だけ内側の画素を中心として第１パターン画像２００を描画する。

従って、第２パターン画像３００に含まれるドットの一部が投写面７に表示されず、投写面７に表示される画像の歪みの補正精度が低下するのを防止することができる。

第１パターン画像２００は、複数のドットを表示可能な投写面７の領域の範囲を示す頂点図形２１０を含む。

従って、ドットを表示可能な投写面７の領域の範囲を頂点図形２１０により示すことができ、ユーザーにドットを表示可能な投写面７の領域の範囲を認識させることができる。

第１パターン画像２００は、複数のドットを表示可能な投写面７の領域の範囲を示す枠の画像である外枠２０５を含む。

従って、ドットを表示可能な投写面７の領域の範囲を外枠２０５により示すことができ、ユーザーにドットを表示可能な投写面７の領域の範囲を認識させることができる。

４．プロジェクターの効果
以上説明したように本実施形態のプロジェクター１は、投写面７に画像を投写する投写部５０と、操作を受け付ける受付部として機能するリコモン５と、制御部６０と、を備える。
制御部６０は、投写面７に投写された第１パターン画像２００の頂点の位置を変更する操作をリコモン５により受け付けると、複数のドットを含む第２パターン画像３００の形状を、操作に基づいて変形することを実行する。
また、制御部６０は、第２パターン画像３００を投写部により投写面７に投写させることと、第２パターン画像３００が投写された投写面７を撮影した撮影画像を取得することと、を実行する。
さらに、制御部６０は、撮影画像に基づき、複数のドットの位置が補正されるように第２パターン画像３００を補正する第２補正データを生成することと、第２補正データにより補正した画像を投写部により投写面７に投写させることと、を実行する。

従って、投写面７に表示される第２パターン画像３００の歪みであって、投写面７とプロジェクター１とが正対していないことに起因する歪みを補正することができる。
また、複数のドットを含む第２パターン画像３００を撮影した撮影画像を取得し、取得した撮影画像に基づき、第２パターン画像３００に含まれる複数のドットの位置を補正する第２補正データが生成される。
このため、投写面７の形状が複雑な形状であっても、投写面７に表示される画像の歪みを精度よく補正することができる。

上述した実施形態及び各変形例は、本発明の好適な実施の形態である。ただし、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施が可能である。
例えば、上述した実施形態では、第２パターン画像３００に含まれる図形として、検出ドット３３０及び黒ドット３３５を含むドットパターン３１０を示した。図形の形状は、ドットに限定されるものではなく、例えば、正方形や長方形、菱形等の矩形であってもよい。また、第２パターン画像３００が、検出ドット３３０及び黒ドット３３５を含む構成を例示したが、これに限定されない。例えば、検出ドット３３０に代えて黒ドット３３５のみで構成されるパターン画像を第２パターン画像３００として用いてもよい。この場合、第２パターン画像３００に含まれる各黒ドット３３５と、撮影画像に含まれる各黒ドット３３５との対応づけでは、各画像座標系において各黒ドット３３５が何行何列目に存在するかを判定し、各画像間で同じ行かつ同じ列に位置する黒ドット３３５同士を対応づければよい。

また、図１５に示すフローチャートの処理単位は、プロジェクター１の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。図１５のフローチャートに示す処理単位の分割の仕方や名称によって本発明が制限されることはない。また、プロジェクター１の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできるし、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。また、上記のフローチャートの処理順序も、図示した例に限られるものではない。

また、図１に示すプロジェクター１の各機能部とは、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。従って、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。

また、本開示の投写方法を、プロジェクター１に搭載されたコンピューターを用いて実現する場合、このコンピューターに実行させるプログラムを記録媒体の態様で構成することも可能である。また、コンピューターに実行させるプログラムは、プログラムを伝送する伝送媒体の態様で構成することも可能である。記録媒体には、磁気的、光学的記録媒体又は半導体メモリーデバイスを用いることができる。具体的には、フレキシブルディスク、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ Ｄｉｓｃ、光磁気ディスク、フラッシュメモリー、カード型記録媒体等の可搬型、或いは固定式の記録媒体が挙げられる。また、上記記録媒体は、サーバー装置が備える内部記憶装置であるＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の不揮発性記憶装置であってもよい。Ｂｌｕ－ｒａｙは、登録商標である。

また、上述した実施形態では、撮影部３０がプロジェクター１に内蔵される構成を示したが、これに限定されない。撮影部３０として、プロジェクター１とは別体のカメラや、撮影部３０を内蔵する端末を用いる構成であってもよい。撮影部３０を内蔵する端末としては、例えば、パーソナルコンピューター、スマートフォン、タブレット端末を用いることができる。この場合、ステップＳ１６からステップＳ２１までの処理をカメラ又は撮影部３０を内蔵する端末に行わせ、生成した第２補正データをプロジェクターへ送信する構成としてもよい。

１…プロジェクター、３…画像供給装置、５…リモコン、７…投写面、９…投写領域、１０…リモコン受光部、２０…通信Ｉ／Ｆ、３０…撮影部、４１…画像処理部、４３…フレームメモリー、５０…投写部、５１…光源、５２…光変調装置、５３、５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ…液晶パネル、５５、５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂ…パネル領域、５７…パネル駆動部、５９…光学ユニット、６０…制御部、７０…記憶部、７１…制御プログラム、８０…プロセッサー、２００…第１パターン画像、２０５…外枠、２１０…頂点図形、２１１…第１頂点図形、２１２…第２頂点図形、２１３…第３頂点図形、２１４…第４頂点図形、２３０…操作図形、２３１…第１操作図形、２３２…第２操作図形、２３３…第３操作図形、２３４…第４操作図形、２３５…黒ドット、２５０…ガイド表示、２６０…矢印画像、３００…第２パターン画像、３１０…ドットパターン、３３０…検出ドット、３３１…第１ドット、３３２…第２ドット、３３３…第３ドット、３３４…第４ドット、３３５…黒ドット。

Claims (7)

1. 投写面に第１画像を投写することと、
   前記第１画像の頂点の位置を変更する操作を受け付けることと、
   複数の第１図形を含む第２画像の形状を、前記操作に基づいて変形することと、
   前記第２画像を前記投写面に投写することと、
   前記第２画像が投写された前記投写面を撮影した撮影画像を取得することと、
   前記撮影画像に基づき、前記複数の第１図形の位置が補正されるように前記第２画像を補正する補正データを生成することと、
   前記補正データにより補正した画像を前記投写面に投写することと、
   を含む、投写方法。
2. 前記操作に基づき、前記投写面に表示される前記第１画像の頂点の位置を変更することをさらに含み、
   前記第２画像の形状を、前記操作に基づいて変形することは、
   前記複数の第１図形のうち、前記第２画像の頂点に配置される第１図形が、変更後の前記第１画像の頂点に位置するように前記第２画像の形状を変更する、
   請求項１記載の投写方法。
3. 前記第２画像に含まれる前記複数の第１図形を構成する第１図形の数の設定を受け付けることと、
   前記投写面に前記第２画像を投写するプロジェクターが備える光変調装置の解像度の情報を取得することと、
   前記第１図形の数と、前記光変調装置の解像度の情報とに基づき、前記第１図形の大きさを決定することと、
   を含む、請求項１又は２記載の投写方法。
4. 前記投写面に前記第１画像を投写することは、
   プロジェクターが備える光変調装置の描画領域に前記第１画像を描画することと、
   前記光変調装置に入射される光を前記描画領域により変調して前記第１画像に対応した画像光を生成することと、
   前記画像光を前記投写面に投写することと、
   を含み、
   前記第２画像の解像度と、前記第２画像に含まれる前記複数の第１図形を構成する第１図形の数とに基づき、前記第１図形の半径に対応する前記描画領域の画素数を算出し、
   描画領域が備える画素のうち、外側に位置する画素から前記画素数だけ内側の画素を中心として前記第１画像を描画する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の投写方法。
5. 前記第１画像は、前記複数の第１図形を表示可能な前記投写面の領域の範囲を示す第２図形を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の投写方法。
6. 前記第１画像は、前記複数の第１図形を表示可能な前記投写面の領域の範囲を示す枠の画像を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の投写方法。
7. 投写面に画像を投写する投写部と、
   操作を受け付ける受付部と、
   前記投写面に投写された第１画像の頂点の位置を変更する操作を前記受付部により受け付けると、複数の第１図形を含む第２画像の形状を、前記操作に基づいて変形することと、
   前記第２画像を前記投写部により前記投写面に投写させることと、
   前記第２画像が投写された前記投写面を撮影した撮影画像を取得することと、
   前記撮影画像に基づき、前記複数の第１図形の位置が補正されるように前記第２画像を補正する補正データを生成することと、
   前記補正データにより補正した画像を前記投写部により前記投写面に投写させることと、
   を実行する制御部と、
   を含むプロジェクター。

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