説明

プロジェクタ

【課題】投影を開始するまでの時間を短縮することができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】 所定の投影像が投影された投影面を撮像ユニット120で撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出し、算出された補正係数を用いて投影画像を補正する制御回路101と、補正された投影画像を投影する投射ユニット110とを備え、制御回路101により投影面における補正係数が算出されるまで、所定の補正係数を用いて投影画像を補正し、補正係数が算出されると、算出された補正係数を用いて投影画像を補正することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【0002】
プロジェクタで画像を投影するとき、投影面に模様や反射率のムラがある場合、プロジェクタに照明ムラがある場合、または投影画像に対して周囲の照明環境の影響が無視できない場合がある。このような場合、投影面の模様やムラなどが投影画像に重なるため、投影画像は正確に表示されない。このような模様の影響などを相殺して投影画像を正確に表示するために、所定の投影画像を投影した投影面を撮影し、撮影画像の投影面内における各画素の最小輝度の中の最大値と、各画素の最大輝度の中の最小値との間に投影画像のダイナミックレンジが収まるように投影画像を補正する技術が特許文献1に開示されている。
【特許文献1】特開2004−158941号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
投影画像を補正するための補正係数の算出に時間がかかるため、投影を開始するまでの時間がかかるという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
(1)請求項1の発明のプロジェクタは、所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、補正手段は、補正係数算出手段により投影面における補正係数が算出されるまで、所定の補正係数を用いて投影画像を補正し、補正係数算出手段により投影面における補正係数が算出されると、補正係数算出手段により算出された補正係数を用いて投影画像を補正することを特徴とする。
(2)請求項2の発明のプロジェクタは、所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、補正手段は、投影画像の補正に使用する補正係数を、所定の補正係数から補正係数算出手段により算出された補正係数まで、段階的に変更することを特徴とする。
(3)請求項3の発明のプロジェクタは、複数の所定の投影画像がそれぞれ投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、補正係数算出手段は、投影手段により投影される投影画像が切り替わる間を利用して、複数の所定の投影画像がそれぞれ投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出し、補正手段は、補正係数算出手段により投影面における補正係数が算出されるまで、所定の補正係数を用いて投影画像を補正し、補正係数算出手段により投影面における補正係数が算出されると、補正係数算出手段により算出された補正係数を用いて投影画像を補正することを特徴とする。
(4)請求項4の発明のプロジェクタは、壁の模様と関連付けて壁の投影特性を記憶する記憶手段と、所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を、記憶手段により記憶している壁の模様と照合して補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備えることを特徴とする。
(5)請求項5の発明のプロジェクタは、閃光を発生させる閃光発生手段と、閃光発生手段により発生した閃光が照射された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備えることを特徴とする。
(6)請求項6の発明のプロジェクタは、所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、補正係数算出手段は、所定の投影画像が投影された投影面を複数回撮影して複数の補正係数を算出し、その複数の補正係数の中央値または平均値を補正係数とすることを特徴とする。
(7)請求項7の発明は、請求項6に記載のプロジェクタにおいて、補正係数算出手段は、中央値または平均値を算出するための複数の補正係数の中から、異常値を除くことを特徴とする。
(8)請求項8の発明のプロジェクタは、所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、補正係数算出手段は、投影手段により投影される投影画像が切り替わる間を利用して撮影した、所定の投影画像を投影した投影面の撮影画像が変化した場合、補正係数を算出し直すことを特徴とする。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、投影画像を補正するための補正係数が算出される前に投影を開始するので、投影を開始するまでの時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、図面を参照して本発明を実施するための一実施形態について説明する。本発明によるプロジェクタは、投影を開始するまでの時間を短縮するため、投影画像を補正するための補正係数を算出する前に、所定の補正係数で投影画像を補正し、補正した投影画像を投影するものである。
【0007】
−第1の実施の形態−
図1は、本発明の実施形態によるプロジェクタ1を前方から見た図である。図1に示すように、プロジェクタ1の正面には、投影光学系111(図2参照)を構成する投影レンズ111Aと、撮像光学系121(図2参照)を構成する撮影レンズ121Aが設けられている。プロジェクタ1は、机上などに載置された状態で前方のスクリーンなどに向けて、内蔵する投射ユニット110(図2参照)によって画像などの投影情報を投影する。
【0008】
図2は、プロジェクタ1の構成を説明するブロック図である。図2においてプロジェクタ1は、投射ユニット110と、撮像ユニット120と、制御回路101と、メモリ102と、操作部103と、外部インターフェイス(I/F)回路104と、メモリカードインターフェイス(I/F)105とを備え、メモリカードインターフェイス105にはメモリカード150が接続される。
【0009】
制御回路101は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路からなる。制御回路101は、制御プログラムに基づいて、プロジェクタ内各部から入力される信号を用いて所定の演算を行う。そして、制御回路101は、演算結果を制御信号としてプロジェクタ内各部に送出し、プロジェクタ1の投影動作および撮影動作を制御する。なお、制御プログラムは制御回路101内の不図示のROMに格納される。
【0010】
制御回路101は画像処理部101Aを有する。画像処理部101Aでは、外部インターフェイス104を介して取得した画像データまたはメモリカード150より取得した画像データに対して画像処理を行う。画像処理部101Aで行う画像処理の詳細については後述する。
【0011】
メモリ102は制御回路101の作業用メモリとして使用される。操作部103はボタンやスイッチなどで構成され、操作されたボタンやスイッチに対応する操作信号を制御回路101へ送出する。メモリカード150は、制御回路101の指示によりデータの書き込み、保存および読み出しが可能である。
【0012】
投射ユニット110は、投影光学系111、液晶パネル112、LED光源113、および投射制御回路114を含む。LED光源113は、供給電流に応じた明るさで液晶パネル112を照明する。液晶パネル112は、投射制御回路114からの駆動信号に応じて光像を生成する。投影光学系111は、液晶パネル112から射出される光像を投射する。投射制御回路114は、制御回路101からの指示により、LED光源113および液晶パネル112へ制御信号を送出する。
【0013】
投射ユニット110は、メモリカード150内に保存されている画像データの他、外部インターフェイス回路104を介して外部機器から供給される画像データによる画像を投影可能に構成され、制御回路101から指示された画像を投影する。メモリカード150内に保存されている画像データの画像、または、外部インターフェイス回路104を介して外部機器から供給される画像データの画像を、以下、投影画像と呼ぶ。
【0014】
撮像ユニット120は撮像光学系121、撮像素子122および撮像制御回路123を有し、制御回路101からの指示に応じて投影面の撮像を行う。撮像光学系121は、撮像素子122の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像素子122としては、CCDやCMOS撮像素子などが用いられる。撮像制御回路123は、制御回路101からの指示により撮像素子122を駆動制御するとともに、撮像素子122から出力される画像信号に対して所定の信号処理を行う。
【0015】
制御回路101の画像処理部101Aで行われる画像処理を説明する。本発明の実施形態の画像処理では、投影画像を投影面に投射したときに投影面の模様や汚れが目立たなくなるように投影画像の色補正を行う。この色補正は、撮像ユニット120により撮影した投影面の画像に基づいて行う。画像処理部101Aは、投射光学系111の光軸と撮像光学系121の光軸とが一致していないことによる投影画像の歪や、投影光学系111の光軸が投影面に対して垂直でないことに起因する投影画像のあおりや歪に対する補正も行うことができる。本発明の実施形態の画像処理は、上述の色補正に特徴を有するので、色補正について主に説明する。
【0016】
図3を参照して、本発明の実施形態における投影画像の画像処理について説明する。図3(a)〜図3(e)は、投影画像を投影面30に順次投影したときに視認される投影画像を示す図である。投影面30には、シミ31が付着しているものとして説明する。本発明の実施形態における投影画像の画像処理では、投影面に所定の投影画像を投影して投影面を撮影し、撮影した画像に基づいて補正係数を算出する。そして、その補正係数を用いて、投影面30のシミ31が目立たなくなるように投影画像を補正する。ところで、この補正係数を算出する処理に時間がかかる。
【0017】
そこで、補正係数が算出されるまで、予め算出された補正係数の初期値を用いて投影画像を補正する。図3(a)〜図3(c)に示すように、投影画像が投影されるとき、補正係数が算出されていないので、補正係数の初期値を使用して投影画像を補正し、補正した投影画像を投影する。この場合、図3(a)〜図3(c)に示すように、投影画像が投影された投影面30ではシミ31が目立つ。しかし、投影開始時間が早いので、ユーザは、なかなか投影が開始されないことが原因でいらいらすることはない。補正係数が算出された後は、図3(d)、図3(e)に示すように、算出された補正係数を使用して投影画像を補正し、補正された投影画像を投影する。これにより、投影画像が投影された投影面30ではシミ31が目立たない。
【0018】
図4のフローチャートを参照して、本発明の実施形態における画像処理について説明する。図4の処理は、プロジェクタ1が、投影を開始するための処理を開始するとスタートするプログラムにより制御回路101において実行される。
【0019】
ステップS1では、投影画像の幾何補正を行うための幾何補正係数を算出する。幾何補正とは、投射ユニット110の光学系光軸と、撮像ユニット120の光学系光軸とが一致していないことによる投影画像の歪や、投射ユニット110の光学系光軸が投射面に対して垂直でないことに起因する投影画像のあおり、歪などを解消するための補正である。幾何補正係数の算出方法は従来技術であるので、説明を省略する。
【0020】
ここで、制御回路101の画像処理部101Aは、投影画像の画像数がプロジェクタ1の解像度に一致するように補間処理を行う。さらに、画像処理部101Aは、撮像ユニット120により撮影された画像を、プロジェクタ1の解像度と一致するように補間処理を行う。この補間処理を行った撮影画像を使用して上述の補間処理を行った投影画像を以下のように補正し、補正した画像を投影するものとする。投影画像の画素と撮影画像の画素との間の対応関係を明確にし、処理速度を速くするためである。
【0021】
ステップS2では、投影画像の補正係数の算出を開始する。ここで、補正係数とは、投影面の状態や周囲照明環境等に影響されることなく投影画像が入力画像(投影画像)を再現するように、入力画像を補正するための補正係数である。投射ユニット110から投影された所定の投影画像を、撮影ユニット120で撮影し、撮影した画像を解析して投影画像の補正係数を算出する。この補正係数が投影画像の補正量となる。この補正係数を算出する処理は、投影画像を投影する処理と並行して行われる。制御回路101に用いられるCPU(Central Processing Unit)に、並列処理に有利なマルチコアタイプのものを使用してもよい。並行して行われる処理が速くなるからである。投影画像の補正係数を算出方法については後述する。
【0022】
ステップS3では、投影画像の画像データを、外部インターフェイス回路104を介して、またはメモリカード150より読み込み、メモリ102に記憶する。
【0023】
ステップS4では、投影画像の補正係数の算出が完了したか否かを判定する。投影画像の補正係数の算出が完了した場合はステップS4が肯定判定され、ステップS5に進む。投影画像の補正係数がまだ算出されていない場合はステップS4が否定判定され、ステップS8に進む。
【0024】
ステップS5では、算出完了した補正係数で、ステップS3で読み込んだ投影画像を補正する。投影画像の補正の詳細については後述する。
【0025】
ステップ6では、補正した投影画像をアナログ変換し、補正した投影画像を投影する。
【0026】
ステップS7では、次に投影する投影画像があるか否かを判定する。次に投影する投影画像がある場合はステップS6が肯定判定され、ステップS3に戻る。次に投影する投影画像がない場合はステップS7が否定判定され、処理を終了する。
【0027】
ステップS8では、補正係数の初期値を用いて投影画像を補正する。そして、ステップS6に進む。投影画像の補正の詳細については後述する。
【0028】
次に、投影画像の補正係数の算出方法および投影画像の補正方法について、さらに詳細に説明する。
【0029】
−投影画像の補正係数の算出方法−
最初に、投射ユニット110の投影特性の算出を行う。投影特性とは、投射ユニット110の照明ムラ、投影面の色や模様による影響、周囲照明による投影面への影響などを考慮した場合の、入力画像の画素値(R,G,B)と、投影面で再現される測色値(X,Y,Z)との間の関係を示す特性である。投射ユニット110から投影された所定の投影画像を、撮影ユニット120で撮影し、撮影した画像から測色値を検出して投影特性を算出する。
【0030】
たとえば、 i番目の画素値が(R,G,B)で与えられる入力画像データにより投影画像を生成して投射ユニット110で投影したとき、i番目の画素値に対応する投影面の測色値(X,Y,Z)は以下の(1)式で表される。
【数1】

ただし、
【数2】

【0031】
ここで、γは投射ユニット110の階調特性を表す。Mpiは、投射ユニット110の画素値(Rγ,Gγ,Bγから投射ユニット110の照明の測色値へ変換する色変換マトリックスを表す。(Xkp,Ykp,Zkpは、投射ユニット110で黒画像を投影した時の周囲照明も含めた投影面の照明条件を表す。R*は、投影面の反射率特性を表す。
【0032】
なお、添字iは次の意味を有している。この実施の形態のプロジェクタでは、白画像や黒画像など既知の画像を投射して投影面を撮像し、その撮像画像に基づいて、投影面の模様などによる反射率のムラだけではなく、投射ユニット110の照明ムラ、周囲照明や黒点の面内ムラも合わせて補正する。したがって、投影面の各画素領域に異なる投影特性を表現するため、添え字iを使用する。
【0033】
(1)式において、(X,Y,Z)は、黒画像((R,G,B)=(0,0,0))を投影した時の投影面撮影画像に基づいて決定する。なお、投影面上の投影画像の測色値は、撮影画像の画素値から予め決まった色変換処理を用いることで算出できる。すなわち、撮影画像のプロファイルがsRGBであれば、画素値に対して通常のsRGB変換処理を適用して(X,Y,Zを決定することができる。
【0034】
同様に、R画像((R,G,B)=(255,0,0))、G画像((R,G,B)=(0,255,0))、およびB画像((R,G,B)=(0,0,255))をそれぞれ投影した投影面を撮影した各撮影画像から、色変換マトリックスMの3×3のマトリックス係数を決定する。具体的には、R画像、G画像およびB画像をそれぞれ投影した投影面の撮像画像の測色値をそれぞれ、(X,Y,Z)、(X,Y,Z)および(X,Y,Z)とすると、色変換マトリックスMは以下の(3)式で表される。
【数3】

【0035】
次に投影画像の補正係数の算出について説明する。
投影面にムラ(以後、投影面の反射率のムラや照明ムラを含めて、単に「ムラ」と表現する)や模様がある場合、投影面を撮影して得た撮像画像の画素値は均一ではなく、ムラや模様に応じた画素値となる。換言すると、各画素で最大表示可能な色域は変化する。この実施の形態では、まずこの最大表示可能な色域範囲を決定する。投影面での輝度Yは、(1)式より、
【数4】

【0036】
したがって、表示可能な輝度範囲は、(4)式において、0≦R,G,B≦255の範囲で振ったときにYがとり得る範囲で決まる。通常、Y,Y,Y>Yであるから、各画素の表示可能な輝度範囲は、白画像((R,G,B)=(255,255,255))を投影したときの表示輝度を表示可能な最大輝度YMAX,i、黒画像を投影したときの表示輝度をYMIN,iとして求めることができる。
【0037】
−ステップS5における投影画像の補正−
ステップS5で行う投影画像の補正について説明する。
投影画像(入力画像)の色空間がsRGBとすれば、投影画像の画素値(R,G,B)に対して、投影面での測色値(X,Y,Z)は以下のようになればよい。
【数5】

ここで、黒画像を投影したときの画素の最大輝度、すなわち、YMIN=MAX(YMIN,i)となる画素値を投影画面の黒点(Xk0,Yk0,Zk0)とする。なお、MsRGB→XYZはsRGB色空間からXYZ色空間への変換マトリックスである。
【0038】
したがって、(1)式を用いて、補正後の投射ユニット110への入力画素値(R,G,B)は、以下の(6)式で算出できる。
【数6】

【0039】
(6)式は簡単のため、sRGBのγ=2.2として記述した。しかし、定義どおり線形関数とγ=2.4の組み合わせで算出してもよい。
【0040】
−ステップS8における投影画像の補正−
ステップS8で行う投影画像の補正について説明する。
(1)式において、予め理想的な投影条件(投影面の反射率特性Rが一様な白色面、プロジェクタの照明ムラなし、暗室下)における投射ユニット110の階調特性γ、投射ユニット110のRGBから測色値XYZへの色変換マトリックスM、投射ユニット110の黒点(X,Y,Z)を算出し、制御回路101に記憶しておき、これらを初期値として利用する。
【数7】

において、
【数8】

【数9】

【数10】

【0041】
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
投影画像の補正係数が算出されるまで、補正係数の初期値を用いて投影画像を補正し、投影画像の補正係数が算出されると、算出された補正係数を用いて投影画像を補正するようにした。したがって、補正係数が算出される前に投影を開始することができるので、投影を開始するまでの時間を短縮することができる。
【0042】
−第2の実施の形態−
第2の実施の形態では、投影画像を補正するときに使用する補正係数を初期値から算出した補正係数に切り替えるとき、補正係数の初期値から、算出した補正係数へ直接切り替えるのではなく、段階的に補正係数を切り替える。これにより、投影画像の画質が急に変化しないので、投影画像を見ている者は違和感を覚えることがない。
【0043】
図5を参照して、少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理について説明する。図5(a)〜図5(e)は、投影画像を投影面30に順次投影したときに視認される投影画像を示す図である。投影面30には、シミ31が付着しているものとして説明する。また、投影画像を補正するとき使用する補正係数は既に算出されているものとして説明する。
【0044】
補正係数の初期値と算出した補正係数との間を(n+1)等分して算出したn個の値を補正係数の補間値とする。ここで、n個の補間値を、初期値から近い順序で、補間値1、補間値2、・・・、補間値nとする。そして、投影画像が切り替わるたびに、初期値から、補間値1、補間値2、・・・、補間値n、算出した補正係数と、投影画像の補正に使用する補正係数を段階的に変更する。
【0045】
3つの補間値を算出した場合、以下のように投影画像の補正に使用する補正係数を変更する。図5(a)に示すように、初期値を使用して投影画像を補正して、投影画像を投影する。次に、図5(b)に示すように、補間値1を使用して投影画像を補正し、その次は、図5(c)に示すように、補間値2を使用して投影画像を補正し、それぞれ投影画像を投影する。さらに、図5(d)に示すように、補間値3を使用して投影画像を補正し、その次は、算出した補正係数を使用して投影画像を補正し、それぞれ投影画像を投影する。以降の投影する投影画像については、算出した補正係数を使用して投影画像を補正し、投影画像を投影する。
【0046】
図5(a)〜図5(e)に示すように、投影画像を切り替えるたびに、投影面におけるシミ31は徐々に目立たなくなるので、投影画像を見ている者は違和感を覚えない。
【0047】
図6のフローチャートを参照して、少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理について説明する。図6の処理は、プロジェクタ1が、投影を開始するための処理を開始するとスタートするプログラムにより制御回路101において実行される。図4の処理と同じ処理には同じ符号を付し、図4の処理と異なる部分を主に説明する。
【0048】
ステップS1の次にステップS21に進む。ステップS21では、投影画像を補正するときに使用する補間値を特定するフラグtの値を0にする。n個の補間値を算出した場合、初期値に近い順序で、補間値1、補間値2、・・・、補間値nとする。フラグtの値がsのとき、投影画像の補正には、補間値sを使用する。ステップS21では、投影画像補正係数およびn個の補間値の算出を開始する。補間値は、初期値と算出した補正係数の間の値を(n+1)等分することにより算出する。たとえば、初期値がp、算出した補正係数がqの場合、補間値Hsは以下のようになる。
【数11】

【0049】
投影画像を補正するとき使用する(6)式において、
【数12】

の9個のパラメータの値(X−Xの値など)、
【数13】

【数14】

の値について、補間値が使用される。
そして、ステップS3に進む。
【0050】
ステップS3の次にステップS23に進む。ステップS23では、投影画像の補正係数および補間値の算出が完了したか否かを判定する。投影画像の補正係数および補間値の算出が完了した場合はステップS23が肯定判定され、ステップS24に進む。投影画像の補正係数および補間値の算出が完了していない場合はステップS23が否定判定され、ステップS8に進む。ステップS24では、tの値をt+1の値にする。
【0051】
ステップS25では、tの値がn以下であるか否かを判定する。tの値がn以下である場合はステップS25が肯定判定され、ステップS26に進む。tの値がnより大きい場合はステップS25が否定判定され、ステップS5に進む。ステップS26では、補間値tを使用して投影画像を補正する。そして、ステップS6に進む。
【0052】
以上の実施形態を次のように変形することができる。
(1)補正係数を算出するために、所定の投影画像(白画像、黒画像、R画像、G画像およびB画像)を投影面に投影し、その投影面を撮影する処理を行う。この処理を、投影する投影画像が切り替わる間を利用して行うようにしてもよい。これにより、その処理が完了する前に、投影画像の投影を開始することができ、投影を開始するまでの時間をさらに短縮することができる。
【0053】
たとえば、以下のように所定の投影画像を投影面に投影し、その投影面を撮影する処理を行う。図7に示すように、図7(b)に示す投影画像を投影する前に、図7(a)に示す白画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。次に、投影する投影画像を図7(b)に示す投影画像から図7(d)に示す投影画像に切り替える間を利用して、図7(c)に示す黒画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。次に、投影する投影画像を図7(d)に示す投影画像から図7(f)に示す投影画像に切り替える間を利用して、図7(e)に示すR画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。次に、投影する投影画像を図7(f)に示す投影画像から図7(h)に示す投影画像に切り替える間を利用して、図7(g)に示すG画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。最後に、投影する投影画像を図7(h)に示す投影画像から図7(j)に示す投影画像に切り替える間を利用して、図7(i)に示すB画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。以上のようにして、所定の投影画像(白画像、黒画像、R画像、G画像およびB画像)を投影面に投影し、その投影面を撮影する処理を、投影画像を投影している間に完了する。
【0054】
(2)投影面としてよく使用する特定の壁を事前に広角のカメラで撮影しておくとともに、補正係数を算出するとき使用する投影特性を算出しておき、壁データとして撮影した壁の画像データおよび投影特性を所定のメモリに記憶しておく。そして、投影を行う壁を撮影し、壁データと照合して、壁データの中に一致する壁が存在するか判定を行う。壁データの中に一致する壁が存在する場合は、投影面がその壁のどの部分に相当するかを判断する画像マッチングを行い、その壁の投影面に相当する部分の投影特性を、補正係数の算出に使用するようにしてもよい。これにより、最初から補正係数の算出を開始する必要がないので、速やかに補正係数を算出し、算出した補正係数で投影画像を補正し、その投影画像を投影することができる。
【0055】
たとえば、図8に示すように、投影面30の星印の模様を壁データ40と照合する。壁データ40に含まれている壁41〜44のうち、投影面の模様は壁42の模様と一致するので、壁42のデータを抽出する。さらに画像マッチングを行い、壁42のうちの領域42aが投影面30に相当することを検出する。壁42の領域42aに相当する部分の投影特性を壁データ40から抽出し、補正係数の算出に使用する。算出した補正係数で補正した投影画像32を投影面30に投影すると、壁の模様である星印が目立たなくなるようにすることができる。
【0056】
また、投影面としてよく使用する特定の壁を事前に撮影しておくとともに、補正係数を算出しておき、壁データとして撮影した壁の画像データおよび補正係数を所定のメモリに記憶しておく。そして、投影を行う壁を撮影し、壁データと照合して、壁データの中に一致する壁が存在するか判定を行う。壁データの中に一致する壁が存在する場合は、その壁の補正係数を使用して投影画像を投影するようにしてもよい。これにより、補正係数の算出を開始する必要がないので、速やかに補正係数を算出し、算出した補正係数で投影画像を補正し、その投影画像を投影することができる。
【0057】
(3)補正係数を算出するために投影面を撮影するとき、カメラのフラッシュに使用される閃光装置から閃光を発生させて投影面を撮影するようにしてもよい。閃光装置から発生する閃光の色温度は予め知ることができるので、閃光を発生させて撮影した投影面と、照明光の下で撮影した投影面とを比較することにより、照明光の色温度を推測することができる。これにより、補正係数の算出において照明光の影響を考慮に入れることができる。また、暗い場所であるとき、模様、反射率、黒点などの壁の状態を把握することができる。
【0058】
たとえば、壁が白色で、照明が黄色であるとき、壁が黄色であるのか、照明光の影響で黄色に見えるのかが分らない。そして、誤って壁が黄色であるとして補正係数を算出すると、黄色から白色に補正するための補正量が大きくなりすぎてしまい、補正量の限界に達してしまう可能性が高くなる。一方、閃光装置を発光させて壁を撮影することにより、壁の色は白色であることを認識できる。閃光装置を発光させて投影面を撮影した撮影画像を使用して補正係数を算出することにより、過大な補正を防止することができる。
【0059】
(4)補正係数を算出するために所定の投影画像を投影面に投影して投影面を撮影するとき、余計な光などが入らず、安定した照明条件下であることが好ましい。しかし、実際の問題として、安定した照明条件下で所定の投影画像を投影面に投影し、投影面を撮影することが困難な場合がある。そのような場合、外乱の影響が含まれないように、数回補正係数を算出し、その補正係数のメディアン(中央値)や平均値を補正係数とするようにしてもよい。また、補正係数のメディアン(中央値)や平均値平均値を算出するときとき、他の値と著しく異なる異常値を除くようにしてもよい。これにより、補正係数を算出するための投影面撮影時に、投影面にポインタのレーザ光のような異常光が当たっていたような場合でも、適切な補正係数を算出することができる。
【0060】
(5)投影画像が切り替わるときなど、所定のタイミングで所定の投影画像を投影面に投影して、その投影面を撮影し、その撮影した画像の画像が変化したら、改めて補正係数を算出し直すようにしてもよい。投影開始から、照明条件が一定であるとは限らないからである。
【0061】
以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるプロジェクタの外観図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるプロジェクタの構成を説明するブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における画像処理について説明する図である。
【図4】第1の実施の形態における画像処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理を説明するための図である。
【図6】少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理を説明するためのフローチャートである。
【図7】投影する投影画像が切り替わる間を利用して行う投影面の撮影を説明するための図である。
【図8】壁データを利用した投影画像の補正係数決定を説明するための図である。
【符号の説明】
【0063】
1 プロジェクタ
30 投影面
31 投影面のシミ
32 投影画像
101 制御回路
102 メモリ
103 操作部
104 外部インターフェイス
105 メモリカードインターフェイス
110 投射ユニット
120 撮像ユニット


【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、
前記補正手段は、前記補正係数算出手段により前記投影面における補正係数が算出されるまで、所定の補正係数を用いて投影画像を補正し、前記補正係数算出手段により前記投影面における補正係数が算出されると、前記補正係数算出手段により算出された補正係数を用いて投影画像を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項2】
所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、
前記補正手段は、投影画像の補正に使用する補正係数を、所定の補正係数から前記補正係数算出手段により算出された補正係数まで、段階的に変更することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項3】
複数の所定の投影画像がそれぞれ投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、
前記補正係数算出手段は、前記投影手段により投影される投影画像が切り替わる間を利用して、前記複数の所定の投影画像がそれぞれ投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出し、
前記補正手段は、前記補正係数算出手段により前記投影面における補正係数が算出されるまで、所定の補正係数を用いて投影画像を補正し、前記補正係数算出手段により前記投影面における補正係数が算出されると、前記補正係数算出手段により算出された補正係数を用いて投影画像を補正することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項4】
壁の模様と関連付けて前記壁の投影特性を記憶する記憶手段と、
所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を、前記記憶手段により記憶している壁の模様と照合して補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項5】
閃光を発生させる閃光発生手段と、
前記閃光発生手段により発生した閃光が照射された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項6】
所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、
前記補正係数算出手段は、所定の投影画像が投影された投影面を複数回撮影して複数の補正係数を算出し、その複数の補正係数の中央値または平均値を補正係数とすることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項7】
請求項6に記載のプロジェクタにおいて、
前記補正係数算出手段は、中央値または平均値を算出するための複数の補正係数の中から、異常値を除くことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項8】
所定の投影画像が投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、
前記補正係数算出手段は、前記投影手段により投影される投影画像が切り替わる間を利用して撮影した、前記所定の投影画像を投影した投影面の撮影画像が変化した場合、補正係数を算出し直すことを特徴とするプロジェクタ。

【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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【図8】
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【公開番号】特開2009−171011(P2009−171011A)
【公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−4220(P2008−4220)
【出願日】平成20年1月11日(2008.1.11)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】