マルチプロジェクションシステム、及び、プロジェクター
【課題】複数のプロジェクターが互いの投射範囲が重なるように投射する場合に、プロジェクターの投射範囲のずれを調整する作業の負担を軽減する。
【解決手段】複数のプロジェクター２Ａ、２Ｂが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域１１１を形成するようにスクリーンＳＣに投射画像を投射するマルチプロジェクションシステム１は、プロジェクター２Ａ、２Ｂが検出用画像を投射した状態で、スクリーンＳＣの重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、撮像手段の撮影画像に基づいて、重畳領域に投射しているプロジェクター２Ａ、２Ｂの投射範囲のずれを検出する検出手段と、検出手段が検出したずれ量に応じてプロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像を変化させ、プロジェクターが備える画素ずれ補正手段の機能によってずれを補正するずれ補正手段と、を備える。
【解決手段】複数のプロジェクター２Ａ、２Ｂが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域１１１を形成するようにスクリーンＳＣに投射画像を投射するマルチプロジェクションシステム１は、プロジェクター２Ａ、２Ｂが検出用画像を投射した状態で、スクリーンＳＣの重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、撮像手段の撮影画像に基づいて、重畳領域に投射しているプロジェクター２Ａ、２Ｂの投射範囲のずれを検出する検出手段と、検出手段が検出したずれ量に応じてプロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像を変化させ、プロジェクターが備える画素ずれ補正手段の機能によってずれを補正するずれ補正手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプロジェクターを備えたマルチプロジェクションシステム、及び、このマルチプロジェクションシステムを構成するプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のプロジェクターにより１つの画像を投射するマルチプロジェクションシステムが知られている。この種のシステムでは、複数のプロジェクターの投射範囲を重ねることで境界を目立たないようにする。また、この重なりの部分が周囲と違和感なく見えるように、重畳領域の明るさの調整等を行う（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３４３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のマルチプロジェクションシステムにおいては、複数のプロジェクターの投写範囲がずれていると重畳領域に投射される画像がずれてしまう。このため、投射範囲がずれないように設置位置や投射角度が細かく調整されていたが、設置容易性をより高めるためには調整作業を簡略化することが望ましい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数のプロジェクターが互いの投射範囲が重なるように投射する場合に、プロジェクターの投射範囲のずれを調整する作業の負担を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、複数のプロジェクターが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するマルチプロジェクションシステムであって、前記プロジェクターが検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している複数の前記プロジェクターの投射範囲のずれを検出する検出手段と、前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記プロジェクターが投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段と、を備え、前記プロジェクターは、光源と、前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段とを備え、前記ずれ補正手段は、前記プロジェクターが備える前記画素ずれ補正手段の機能によってずれを補正することを特徴とする。
本発明によれば、互いの投射範囲が重なるように投射する複数のプロジェクターの投写範囲がずれている場合に、このずれを検出して、プロジェクターが備える画素ずれ補正の機能を利用して補正するので、回路構成を追加することなく、投射範囲のずれを正すためにプロジェクターの設置状態を調整する作業を減らし、作業の負担を軽減できる。従って、プロジェクターの構成を複雑化することなく、低コストで高精度のずれの補正を行える。
【０００６】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記検出手段は、前記変調手段における画素の配列方向におけるずれを検出することを特徴とする。
本発明によれば、画素ずれを補正する機能と同様の処理によって投写範囲のずれを補正するので、特別な処理機能を追加する必要がなく、容易に実現できる。
【０００７】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記撮像手段は、少なくともいずれかの前記プロジェクターに設けられたことを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターが撮像手段を備え、撮影画像に基づいてずれを検出して補正を行うので、プロジェクター単体の機能によって、当該プロジェクターの投写範囲のずれを補正できる。
【０００８】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記プロジェクターとは別体として構成され、前記撮像手段と、前記ずれ検出手段とを備え、前記ずれ検出手段により検出したずれ量に応じて、各々の前記プロジェクターが備えるずれ補正手段により補正を行わせる補正制御装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターとは別体の補正制御装置により、投写範囲が撮影され、撮影画像に基づいて投写範囲のずれ量が検出され、各プロジェクターが制御されるので、複数のプロジェクターを統合的に制御して効率よく投写範囲のずれを補正できる。また、撮像手段を持たないプロジェクターを用いたマルチプロジェクションシステムにおいても補正制御装置を設けることで、投写範囲のずれ補正を自動化できる。
【０００９】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記ずれ補正手段によって、隣接する複数の前記プロジェクターのいずれか一方の投射画像が変化することにより、ずれが補正されることを特徴とする。
本発明によれば、隣接するプロジェクターのいずれか一方が投写範囲のずれを補正するので、ずれの補正を行うプロジェクターを少なくすることにより、ずれを補正する処理を簡略化し、速やかに補正を完了できる。また、投写範囲のずれを補正する機能を有するプロジェクターと、この機能を持たないプロジェクターとを混在させてマルチプロジェクションシステムを構成すれば、より一層の低コスト化が期待できる。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明は、他のプロジェクターとともに互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するプロジェクターであって、光源と、前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段と、検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している他の前記プロジェクターとの投射範囲のずれを検出する検出手段と、前記画素ずれ補正手段の機能によって、前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記投射面に投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数のプロジェクターが互いの投射範囲が重なるように投射する構成とした場合に、相互のプロジェクターの投写範囲のずれをプロジェクターが検出して、画素ずれ補正の機能を利用して補正するので、プロジェクターの構成を複雑化することなく、投射範囲のずれを正すためにプロジェクターの設置状態を調整する作業を減らして、作業の負担を軽減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投射範囲のずれを正すためにプロジェクターの設置状態を調整する作業を減らし、作業の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態におけるマルチプロジェクションシステムの概略構成を示す図である。
【図２】プロジェクター及び画像処理装置の構成を示す図である。
【図３】マルチプロジェクションシステムの動作を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態におけるプロジェクター及び画像処理装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態におけるマルチプロジェクションシステムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係るマルチプロジェクションシステム１の概略構成を示す図である。
この図１に示すマルチプロジェクションシステム１は、複数のプロジェクター２を並べて配置し、これら複数のプロジェクター２による投射画像を組み合わせて、スクリーンＳＣ（投射面）上にタイリング表示による一つの大画面画像を投射するシステムである。本実施形態では、２台のプロジェクター２（以下、プロジェクター２Ａ、２Ｂと呼ぶ）を横並びに配置した構成を例に挙げて説明する。
各プロジェクター２Ａ、２Ｂには、投射される画像の画像データを出力する画像処理装置１０が、画像送信ケーブル４１を介して接続される。
画像処理装置１０は、マルチプロジェクションシステム１により投射される上記大画面画像の原画像を、使用するプロジェクター２の数（ここでは２台）に対応する部分画像に分割し、各プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射すべき部分画像を表す画像データ（部分画像データ）を生成する。画像処理装置１０は、生成した各部分画像データを各部分画像に対応する位置に配置されたプロジェクター２Ａ、２Ｂに対し、画像送信ケーブル４１を介して出力する。プロジェクター２Ａ、２Ｂが画像処理装置１０から入力される画像データを投射するだけで、マルチプロジェクションシステム１全体としてタイリングによる画像投射を行える。
【００１４】
図１の例では、２台のプロジェクター２を用いて一つの投射画像１００を投射している。この例では、スクリーンＳＣの左にプロジェクター２Ａが投射し、スクリーンＳＣの右にプロジェクター２Ｂが投射する。タイリングによる境界がスクリーンＳＣで目立たないように、プロジェクター２Ａが投射する投射画像１０１と、その右隣にプロジェクター２Ｂが投射する投射画像１０２とは、図中に示すように互いの縁が重ね合わされ、重畳領域１１１が形成されている。スクリーンＳＣ上にプロジェクター２Ａ、２Ｂが画像を投射する範囲は、スクリーンＳＣとプロジェクター２Ａ、２Ｂとの距離、隣接するプロジェクター２Ａ、２Ｂの間隔、及び、スクリーンＳＣに対するプロジェクター２Ａ、２Ｂの光軸の角度により決定される。つまり、プロジェクター２Ａ、２ＢはスクリーンＳＣ上で重畳領域１１１を形成する位置及び角度に、予め設置されている。
【００１５】
画像処理装置１０は、投射画像１０１と投射画像１０２とが重畳領域１１１で同じ画像となるように部分画像データを生成する。このため重畳領域１１１にはプロジェクター２Ａとプロジェクター２Ｂの各々から同じ画像が重ねて投射される。
プロジェクター２Ａが投射する画像とプロジェクター２Ｂが投射する画像とがずれている場合、重畳領域１１１の投射画像がぼやけてしまう。例えば、プロジェクター２Ａ、２Ｂが同機種であっても、あおり角が異なると投射画像１０１、１０２が高さ方向にずれてしまい、プロジェクター２Ａ、２Ｂの水平方向の設置角がずれると、重畳領域１１１において投射画像１０１、１０２が横方向にずれてしまう。
そこで、マルチプロジェクションシステム１は、プロジェクター２Ａ、２Ｂの機能により投射画像１０１、１０２のずれを補正する機能を有する。具体的には、プロジェクター２Ａ、２Ｂが、重畳領域１１１の同じ位置に、それぞれずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂを投射して、これらずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂの投射位置のずれに基づき、投射画像１０１、１０２の投射範囲のずれが検出され、検出されたずれを補正するようにプロジェクター２Ａ、２Ｂが画像信号を処理する。この一連の動作は後に詳述する。
【００１６】
図２は、マルチプロジェクションシステム１を構成するプロジェクター２Ａの機能的構成を示す図であり、合わせてプロジェクター２Ａのハードウェア構成を模式的に図示する。プロジェクター２Ｂはプロジェクター２Ａと同様に構成されるため、プロジェクター２Ａについてのみ図示及び説明する。
画像処理装置１０は、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像の画像データを取得する画像取得部１１と、プロジェクター２Ａ、２Ｂの投射位置が設定された投射位置設定部１２と、重畳領域の位置および大きさが設定されたオーバーラップ量設定部１３と、プロジェクター２Ａ、２Ｂにより投射する部分画像データを生成する部分画像生成部１４と、を備える。画像取得部１１は、内蔵する記憶装置（図示略）に記憶した画像データまたは外部の映像ソース機器から入力される画像データを取得する。プロジェクター２Ａ、２Ｂには固有の識別情報が付与されており、投射位置設定部１２には、プロジェクター２Ａ、２Ｂの識別情報と、プロジェクター２Ａ、２Ｂの位置関係が設定され、この設定状態を示す情報が投射位置設定部１２からオーバーラップ量設定部１３へ出力される。
【００１７】
オーバーラップ量設定部１３には、プロジェクター２Ａ、２Ｂの識別情報と、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する画像における重畳領域の位置及びサイズが対応付けて設定されている。この設定は、外部の装置からオーバーラップ量設定部１３に予め入力され、オーバーラップ量設定部１３が記憶していても良いし、投射位置設定部１２から入力される情報に基づいてオーバーラップ量設定部１３が算出する構成としてもよい。オーバーラップ量設定部１３は、投射位置設定部１２から入力される情報と、プロジェクター２が投射する画像における重畳領域の位置及びサイズを示す情報とを、部分画像生成部１４に出力する。
【００１８】
部分画像生成部１４は、オーバーラップ量設定部１３から入力される情報に基づいて、画像取得部１１が取得した画像データをプロジェクター２Ａ、２Ｂの数に分割し、分割した各画像データを重畳領域の分だけ拡張して部分画像データを生成する。部分画像生成部１４は、生成した各部分画像データをプロジェクター２Ａ、２Ｂに出力する。
【００１９】
プロジェクター２Ａは、リフレクター２２Ａを備えた光源としてのランプ２２、ランプ２２が発した光をＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分に分離するミラー２３、ミラー２３が分離したＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光を変調する変調手段としての光変調装置２４、光変調装置２４によって変調された光をスクリーンＳＣに向けて投射する投射光学系２５、及び、これらの各部を制御する制御装置２１とを本体２０に具備している。
ランプ２２は、例えば、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ等を用いることができ、リフレクター２２Ａの他に、投射光の光学特性を高めるためのレンズ群（図示略）、偏光板、補助リフレクター（図示略）等を備えたものとしてもよい。
ミラー２３は、ランプ２２が発した光に含まれるＲ成分の光を反射してＧ成分及びＢ成分を透過させるＲ用ダイクロイックミラー、及び、Ｇ成分の光を反射してＢ成分を透過させるＧ用ダイクロイックミラーを備えて構成される。ミラー２３に、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の成分毎の光路長の差を吸収するリレーレンズ群を設けてもよい。
【００２０】
光変調装置２４は、Ｒ成分の光（第１の色光）を変調する光変調装置（第１の変調手段）、Ｇ成分の光（第２の色光）を変調する光変調装置（第２の変調手段）、及びＢ成分の光（第３の色光）を変調する光変調装置（第３の変調手段）を含む。
より具体的には、光変調装置２４は、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型の液晶ライトバルブを用いた方式、３枚のデジタルミラーデバイスを用いた方式等により構成され、ミラー２３により分離されたＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光をそれぞれ変調する。また、光変調装置２４は、光源が発した白色光に含まれる光のうちＲＧＢの光を時間順次に透過するカラーホイールと、１枚のデジタルミラーデバイスとを組み合わせたＤＭＤ方式で構成してもよい。なおカラーホイールと１枚のデジタルミラーデバイスとを組み合わせた方式においては、１枚のデジタルミラーデバイスが第１の変調手段、第２の変調手段及び第３の変調手段のそれぞれに対応する。
投射光学系２５は、光変調装置２４により変調されたＲＧＢ３色の変調光を合成するプリズム２６と、プリズム２６により合成された投射画像をスクリーンＳＣで結像させる投射レンズ２７を備えている。プリズム２６は光変調装置２４の構成に合わせて、１または複数の光学プリズムやミラーを組み合わせて構成される。本実施形態では光変調装置２４として３枚の液晶ライトバルブを備え、これら３枚の液晶ライトバルブにより変調された光をプリズム２６で合成する構成とする。投射レンズ２７は、例えば複数のレンズ群で構成され、ズーム及びフォーカスを調整する駆動機構（図示略）により駆動される。
そして、投射光学系２５が投射光を投射する投射窓２０Ａの周辺には遮光板３１が配置され、遮光板３１を個々に駆動する遮光部３０が設けられている。
【００２１】
図１を参照して説明したように、重畳領域１１１には２台分の投射光が重ねて投射されているので、重畳領域１１１の光量は他の部分より多く、そのままでは他の部分より輝度が高くなってしまう。このため、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、投射光学系２５から投射される投射光を遮光装置３によって部分的に減光する。遮光装置３が有する遮光板３１は、投射光学系２５が投射光を出力する投射窓２０Ａの周囲に配置された、不透明または透光性の低い矩形の板で構成され、遮光部３０により駆動される。遮光板３１はプロジェクター２が投射する矩形の投射画像の各辺に対応して４枚設けられ、各遮光板３１は遮光部３０によって独立してスライドされ、投射光学系２５の前側に進出して投射画像を遮ることも、投射画像に影響を与えないように投射光学系２５を遮らない位置まで後退させることも可能である。
【００２２】
制御装置２１は、プロジェクター２Ｂとの間で制御情報を受信する通信制御部２１２と、ランプ２２に電力を供給してランプ２２を点灯させる光源駆動部２１３と、通信制御部２１２が受信した制御情報に基づいて各部を制御する制御部２１１とを備える。制御部２１１は、光源駆動部２１３によるランプ２２の点灯制御、光変調装置２４における描画制御、遮光装置３による遮光制御等を行う。
また、制御装置２１は、画像処理装置１０から入力される部分画像データを受信する画像受信部２１４と、画像受信部２１４が受信した部分画像データを解析して、光変調装置２４の表示画素数に対応した投射画像データを生成し、この投射画像データに基づいて光変調装置２４を駆動する画像信号を生成する画像処理部２１７と、画像処理部２１７が出力した画像信号に基づいて光変調装置２４を駆動し、投射光を変調させる光変調装置駆動部２１８とを備える。
また、制御装置２１は、制御部２１１の制御に従って遮光装置３を動作させるための駆動信号を生成するとともに、現在の遮光板３１の遮光位置を記憶する遮光装置制御部２１９と、遮光装置制御部２１９が生成した駆動信号に基づいて遮光部３０を駆動する遮光装置駆動部２２０と、を備えている。これら制御部２１１、遮光装置制御部２１９及び遮光装置駆動部２２０が動作することにより、制御装置２１は遮光制御装置として機能する。
【００２３】
遮光装置駆動部２２０は、上述した遮光部３０が備えるステッピングモーター（図示略）に対して駆動パルスを出力することで、遮光装置３の遮光板３１をスライド移動させるとともに、ステッピングモーターの動作量に基づいて遮光板３１の位置を算出し、記憶する。なお、遮光部３０がモーターまたはアクチュエーターと、遮光板３１の位置を検出するリニアエンコーダーとを備えた構成としてもよく、この場合、遮光装置駆動部２２０は、遮光部３０のモーターまたはアクチュエーターに駆動電流を供給するとともに、リニアエンコーダーにより遮光板３１の位置を検出する。
【００２４】
制御装置２１は、画像処理部２１７から出力される画像信号を処理することにより、画素ずれを補正する画素ずれ補正部２２３を備えている。画素ずれ補正部２２３により処理された画像信号は光変調装置駆動部２１８に入力される。
上述のように、光変調装置２４は、３枚の液晶表示パネルによって、ミラー２３において分離されたＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光を成分毎に変調する。プロジェクター２Ａが投射する投射画像の１画素は、光変調装置２４の３枚の液晶表示パネルで変調されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素で構成されている。Ｒ成分の光を変調する液晶表示パネルを透過したＲ成分のサブ画素と、Ｇ成分の光を変調する液晶表示パネルを透過したＧ成分のサブ画素と、Ｂ成分の光を変調する液晶表示パネルを透過したＢ成分のサブ画素とが、プリズム２６により合成されて一つの画素を構成し、全体として規定の画素数の投射画像１０１となる。
光変調装置２４の３枚の液晶表示パネルの位置のずれや、プリズム２６及び投射レンズ２７の色収差が原因で、スクリーンＳＣ上に結像した画素においてＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素間のずれが発生することがある。このずれは画素ずれと呼ばれ、画素ずれ補正部２２３は、画素ずれの量に応じて画像信号を補正することにより、スクリーンＳＣ上の画素ずれを解消する。すなわち、画素ずれ補正部２２３は、予め、画素ずれのずれ量に対応して処理対象の画素のサブ画素であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素を、周辺の他の画素のサブ画素を用いて補間するためのテーブルを記憶しており、このテーブルに従って、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のそれぞれについて画像信号を補正する処理を行う。画素ずれ補正部２２３は、画素およびこれを構成するサブ画素が縦横にマトリクス状に配置された光変調装置２４について、サブ画素を縦横方向に移動させて補正する処理を行う。換言すれば、画素ずれ補正部２２３は、スクリーンＳＣにおけるＲ成分の光（第１の色光）に対応する第１の画像の表示位置、及びＧ成分（第２の色光）に対応する第２の画像の表示位置、及びＢ成分（第３の色光）に対応する第３の画像の表示位置のずれを、投射画像の画像信号を処理することにより補正する。
【００２５】
また、制御装置２１には、通信制御部２１２に撮像装置５（撮像手段）が接続されている。撮像装置５は、プロジェクター２Ａの投射範囲（図１に示す投射画像１０１）を撮影可能な画角を有するカメラ５１と、カメラ５１により撮影を実行させて撮影画像データを取得し、制御装置２１に出力する撮影制御部５３とを備えている。この撮像装置５は、撮像装置５は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル、IEEE1394規格に準じたケーブル、或いは、Bluetooth（登録商標）、Wireless USB、無線LAN等の無線通信インターフェイスを介して制御装置２１に接続され、制御装置２１から入力される制御情報に基づいて動作する。
【００２６】
制御装置２１は、後述するずれ補正処理において、プロジェクター２Ａ、２ＢがスクリーンＳＣにずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂを投射している状態で撮像装置５に撮影を実行させ、撮像装置５から撮影画像データが入力されると、入力された撮影画像データを解析してプロジェクター２Ｂとの投射領域のずれ量を検出する。制御装置２１は、検出したずれ量に基づき、画素ずれ補正部２２３の機能によって画像信号を処理し、投射範囲のずれを補正し、投射光学系２５によって補正後の投射画像を投射する。このずれ量の検出は、投射範囲に対する縦横方向、すなわち光変調装置２４の画素の配列方向であることが、投写範囲のずれを画素ずれ補正部２２３によって補正する上で、好ましい。この動作において制御装置２１は検出手段に相当する。また、画素ずれ補正部２２３は画素ずれ補正手段、及び、ずれ補正手段に相当する。
【００２７】
このように構成されるマルチプロジェクションシステム１において、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、互いの投射画像１０１、１０２の投射位置が相対的にずれている場合に、ずれ量を検出して補正するずれ補正処理を実行する。ずれ補正処理では、プロジェクター２Ａまたはプロジェクター２Ｂのいずれか一方が主制御側、他方が従属側となって動作する。プロジェクター２Ａ、２Ｂはどちらも主制御側および従属側として動作可能であり、以下ではプロジェクター２Ａが主制御側となる場合を例として説明する。この動作では、プロジェクター２Ａ、２Ｂの各々がずれ検出用パターンをスクリーンに投射した状態で、主制御側のプロジェクターがスクリーンを撮影し、ずれ検出用パターンの位置関係を検出する。例えば、図１に示したように、プロジェクター２Ａは複数の○からなるずれ検出用パターン１１５ＡをスクリーンＳＣに投射し、プロジェクター２Ｂは複数の×からなるずれ検出用パターン１１５Ｂを投射する。ずれ検出用パターンのデータは、予め、プロジェクター２Ａ、２Ｂの制御装置２１が複数記憶しており、１つのずれ検出用パターンを選択して投射する。そして、主制御側のプロジェクターが、これらずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂの位置のずれを解消するように補正を行う。
【００２８】
２台のプロジェクター２Ａ、２Ｂがそれぞれ自律的にずれ補正処理を行うと、同じずれ検出用パターンを投射してしまい、プロジェクター２Ａ、２Ｂのずれ検出用パターンを区別できなくなる可能性や、２台のプロジェクター２Ａ、２Ｂが互いに投射範囲をずらしてしまうことで相対位置が安定せず、結果としてずれを補正できない可能性がある。このため、本第１の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂの一方を主制御側と決め、他方の従属側と異なる動作をさせる。
【００２９】
図３は、マルチプロジェクションシステム１の動作を示すフローチャートであり、特に、プロジェクター２Ａによるずれ補正処理を示す。
この図３に示すずれ補正処理は、プロジェクター２Ａとプロジェクター２Ｂとが相互に通信を行い、プロジェクター２Ａが主制御側として動作する場合の例である。上記のようにプロジェクター２Ｂが主制御側として動作することも可能であるが、その場合は全く同じ動作となるので説明を省略する。
【００３０】
プロジェクター２Ａは、ずれ補正処理を開始すると、通信制御部２１２に接続されたプロジェクター２Ｂを検出し（ステップＳ１１）、プロジェクター２Ｂと相互に通信を行ってどちらが主制御側のプロジェクターとして動作するかを決定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２ではランダムに主制御側を決めてもよいし、プロジェクター２Ａ、２Ｂに割り当てられた固有の識別情報をもとに決定してもよい。
主制御側となったプロジェクター２Ａは、ずれ補正処理を開始することをプロジェクター２Ｂに通知し（ステップＳ１３）、プロジェクター２Ａが投射するずれ検出用パターンを選択するとともに、選択したずれ検出用パターンを特定する情報をプロジェクター２Ｂに通知する（ステップＳ１４）。プロジェクター２Ｂは、プロジェクター２Ａから通知されたずれ検出用パターン以外を、自己がスクリーンＳＣに投射するずれ検出用パターンとして選択する。この動作により、プロジェクター２Ａ、２Ｂが異なるずれ検出用パターンを選択する。
【００３１】
プロジェクター２Ａはずれ検出用パターンの投射を開始し（ステップＳ１５）、これとほぼ同時にプロジェクター２Ｂもずれ検出用パターンの投射を開始する。
プロジェクター２Ａは撮像装置５によってスクリーンＳＣ上の重畳領域１１１を含む範囲を撮影し、撮影画像データを取得する（ステップＳ１６）。ここで、取得した撮影画像データにおいてプロジェクター２Ａが投射したずれ検出用パターンと、プロジェクター２Ｂが投射したずれ検出用パターンとを検出し（ステップＳ１７）、その相対位置をもとにずれ量を検出する（ステップＳ１８）。図１に示す典型例では、プロジェクター２Ａが投射するずれ検出用パターン１１５Ａを構成する記号○の中心と、ずれ検出用パターン１１５Ｂを構成する記号×の中心との拒離を検出することで、ずれ量を求めることができる。
プロジェクター２Ａは、ステップＳ１８で求めたずれ量が、予め設定されたしきい値を超えているか否かに基づいて、補正が必要か否かを判別し（ステップＳ１９）、補正が発ようであると判別した場合は（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、画素ずれ補正部２２３の機能によって投射範囲を所定量だけシフトさせる補正を行う（ステップＳ２０）。この所定量とは、ステップＳ１８で求めたずれ量に基づいて決定した量であってもよいし、１回分のずれ補正量として予め設定された量であってもよい。ステップＳ２０の補正を行った後は、ステップＳ１６に戻る。
【００３２】
そして、ステップＳ１８で求めたずれ量が小さく、補正が必要ないと判別した場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、プロジェクター２Ａはプロジェクター２Ｂに対し、ずれ補正処理の終了を通知する（ステップＳ２１）。その後速やかに、プロジェクター２Ａ、２Ｂはずれ検出用パターンの投射を終了し（ステップＳ２２）、本処理を終了する。
プロジェクター２Ａが図３の動作をする間、プロジェクター２Ｂは、プロジェクター２Ａと通信してずれ検出用パターンを選択し、プロジェクター２Ａからの指示によりずれ検出用パターンを投射し、その投射を終了する。
【００３３】
以上のように、本発明を適用した第１の実施形態によれば、プロジェクター２Ａ、２Ｂが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するようにスクリーンＳＣに投射画像を投射するマルチプロジェクションシステム１は、プロジェクター２Ａ、２Ｂが検出用画像を投射した状態で、スクリーンＳＣの重畳領域を含む範囲を撮影する撮像装置５と、撮像装置５の撮影画像に基づいて、重畳領域に投射しているプロジェクター２Ａ、２Ｂの投射範囲のずれを検出する制御装置２１と、制御装置２１が検出したずれ量に応じてプロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像を変化させ、ずれを補正する画素ずれ補正部２２３と、を備えるので、互いの投射範囲が重なるように投射するプロジェクター２Ａ、２Ｂの投写範囲の相対位置が、本来投射するべき位置からずれている場合に、このずれを検出して補正するので、投射範囲のずれを正すためにプロジェクター２Ａ、２Ｂの設置状態を調整する作業を減らし、作業の負担を軽減できる。
【００３４】
また、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、ランプ２２と、それぞれサブ画素で構成される複数の画素により、ランプ２２が発した光を変調する光変調装置２４と、光変調装置２４により変調された光を投射する投射光学系２５と、光変調装置２４のサブ画素の表示位置のずれを、投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正部２２３とを備えるので、プロジェクター２Ａ、２Ｂが備える画素ずれ補正の機能を利用して、回路構成を追加することなく投射範囲のずれを補正できる。特に、投射画像の画像信号を処理する画素ずれ補正の機能を利用することにより、機械的機構を追加することなく、かつ、高精度でずれを補正できる。従って、プロジェクター２Ａ、２Ｂの構成を複雑化することなく、低コストで高精度のずれの補正を行える。
【００３５】
また、制御装置２１は、光変調装置２４における画素の配列方向におけるずれを検出し、画素ずれを補正する機能と同様の処理によって投写範囲のずれを補正するので、特別な処理機能を追加する必要がなく、容易に実現できる。
さらに、少なくともプロジェクター２Ａ、２Ｂのいずれかに撮像装置５が設けられているので、プロジェクター２Ａ、２Ｂ単体の機能によって、当該プロジェクター２Ａ、２Ｂの投写範囲のずれを補正できる。
さらにまた、隣接するプロジェクター２Ａ、２Ｂのいずれか一方の投射画像を変化させて、ずれを補正するので、ずれの補正を行うプロジェクター２Ａ、２Ｂを少なくすることにより、ずれを補正する処理を簡略化し、速やかに補正を完了できる。また、投写範囲のずれを補正する機能を有するプロジェクター２Ａ、２Ｂと、この機能を持たないプロジェクターと、を混在させてマルチプロジェクションシステム１を構成すれば、より一層の低コスト化が期待できる。
なお、上記第１の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂが相互に通信を行ってずれ補正処理を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロジェクター２Ａ、２Ｂとは別体の装置の制御によって、ずれ補正処理を行ってもよい。この場合について第２の実施形態として説明する。
【００３６】
［第２の実施形態］
図４は、本発明を適用した第２の実施形態に係るマルチプロジェクションシステム１を構成するプロジェクター２Ａの機能的構成を示す図であり、合わせてプロジェクター２Ａのハードウェア構成を模式的に図示する。プロジェクター２Ｂはプロジェクター２Ａと同様に構成されるため、プロジェクター２Ａについてのみ図示及び説明する。また、マルチプロジェクションシステム１の各部の構成について上記第１の実施形態と共通する部分については、同符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本第２の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂとは別体として構成されたずれ補正制御サーバー６（補正制御装置）が、プロジェクター２Ａ、２Ｂと通信可能に接続され、このずれ補正制御サーバー６の制御によってずれ補正処理を行う。この第２の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂは撮像装置５を持たず、ずれ補正制御サーバー６に撮像装置５Ａ（撮像手段）が接続されている。撮像装置５Ａは、上述した撮像装置５と同様にカメラ５１及び撮影制御部５３を備え、この撮影制御部５３は、ずれ補正制御サーバー６の制御に従って撮影を行い、カメラ５１により撮影された撮影画像データをずれ補正制御サーバー６に送信する。撮像装置５Ａとずれ補正制御サーバー６とは上述した各種の有線または無線通信インターフェイスにより接続される。
撮像装置５Ａのカメラ５１は、プロジェクター２Ａ、２ＢがスクリーンＳＣ上に投射する投射画像１０１、１０２（図１）のうち、少なくとも重畳領域１１１を含む範囲を撮影する画角を有する。このカメラ５１は、キーストーン補正やスクリーン枠検出等の用途にも利用するため、投射画像１０１と投射画像１０２の全体を含む範囲を撮影する画角を有していてもよい。
【００３８】
図５は、マルチプロジェクションシステム１の動作を示すフローチャートであり、特に、ずれ補正制御サーバー６の制御によるずれ補正処理を示す。
ずれ補正制御サーバー６は、ずれ補正処理を開始すると（ステップＳ３１）、ずれ補正処理を開始することをプロジェクター２Ａ、２Ｂに通知し（ステップＳ３２）、プロジェクター２Ａ、２Ｂがそれぞれ投射するずれ検出用パターンを指定してプロジェクター２Ａ、２Ｂに通知する（ステップＳ３３）。ずれ補正制御サーバー６はプロジェクター２Ａ、２Ｂにずれ検出用パターンの投射を指示し、この指示に応じてプロジェクター２Ａ、２Ｂがずれ検出用パターンの投射を開始する（ステップＳ３４）。
【００３９】
ずれ補正制御サーバー６は、プロジェクター２Ａ、２Ｂがずれ検出用パターンの投射を開始したことを検出すると、撮像装置５ＡによってスクリーンＳＣ上の重畳領域１１１を含む範囲を撮影させ、撮影画像データを取得する（ステップＳ３５）。ずれ補正制御サーバー６は、取得した撮影画像データにおいてプロジェクター２Ａが投射したずれ検出用パターンと、プロジェクター２Ｂが投射したずれ検出用パターンとを検出し（ステップＳ３６）、その相対位置をもとにずれ量を検出する（ステップＳ３７）。
【００４０】
ずれ補正制御サーバー６は、ステップＳ３７で求めたずれ量が、予め設定されたしきい値を超えているか否かに基づいて、補正が必要か否かを判別し（ステップＳ３８）、補正が必要であると判別した場合は（ステップＳ３８；Ｙｅｓ）、プロジェクター２Ａまたはプロジェクター２Ｂのいずれか一方に対し、画素ずれ補正部２２３の機能によって投射範囲を所定量だけシフトさせる補正を行う（ステップＳ３９）。この所定量とは、ステップＳ３７で求めたずれ量に基づいて決定した量であってもよいし、１回分のずれ補正量として予め設定された量であってもよい。ステップＳ３９の補正を行った後は、ステップＳ３５に戻る。ずれ補正制御サーバー６は、ステップＳ３９において、プロジェクター２Ａ、２Ｂの両方に対して画素ずれ補正部２２３による補正を実行させてもよいが、この場合、プロジェクター２Ａ、２Ｂがそれぞれ投射範囲を補正する方向及び補正量を適切に設定し、プロジェクター２Ａ、２Ｂの両方が指定された補正をすることで投射範囲のずれが解消するよう制御を行う必要がある。この場合、投射範囲を補正する補正量がプロジェクター２Ａ、２Ｂに分散し、一方に偏らないという利点がある。
【００４１】
そして、ステップＳ３７で求めたずれ量が小さく、補正が必要ないと判別した場合（ステップＳ３８；Ｎｏ）、ずれ補正制御サーバー６はプロジェクター２Ａ、２Ｂを制御して、ずれ検出用パターンの投射を終了させ（ステップＳ４０）、本処理を終了する。
【００４２】
以上のように、本発明を適用した第２の実施形態によれば、プロジェクター２Ａ、２Ｂが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するようにスクリーンＳＣに投射画像を投射するマルチプロジェクションシステム１が、プロジェクター２Ａ、２Ｂとは別体として構成されたずれ補正制御サーバー６を備え、このずれ補正制御サーバー６が、撮像装置５を備えるとともに、ずれ量を検出する機能と、ずれ補正量を求める機能とを有し、各々のプロジェクター２Ａ、２Ｂが備える画素ずれ補正部２２３により補正を行わせるので、ずれ補正制御サーバー６がプロジェクター２Ａ、２Ｂを統合的に制御して効率よく投写範囲のずれを補正できる。また、撮像装置５を持たないプロジェクター２Ａ、２Ｂを用いたマルチプロジェクションシステム１においても補正制御装置を設けることで、投写範囲のずれ補正を自動化できる。
【００４３】
なお、上記各実施形態で説明したマルチプロジェクションシステム１は、スクリーンＳＣの正面側にプロジェクター２Ａ、２Ｂを配置し、スクリーンＳＣの正面に投射画像を投射する構成として説明したが、本発明はこれに限定されず、各プロジェクター２、２００をスクリーンＳＣの背面側に配置して、スクリーンＳＣの背面に投射画像を投射する構成としてもよい。プロジェクター２Ａ、２ＢがスクリーンＳＣの背面側に配置される背面投射型の構成とした場合、撮像装置５、５ＡのみをスクリーンＳＣの前面側に配置して、スクリーンＳＣの前面から撮影した撮影画像をもとに投写範囲のずれ量を検出してもよい。
【００４４】
また、上記各実施形態では、マルチプロジェクションシステム１が２台のプロジェクターを備えた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多数のプロジェクターを縦横方向に配置したマルチプロジェクションシステムにも適用可能であり、この場合、隣接するプロジェクターどうしの各重畳領域において投写範囲のずれ量の検出と補正を行うことができる。
さらに、マルチプロジェクションシステム１が備えるプロジェクター２の数は任意であり、第１の実施形態で説明した制御装置２１の機能、或いは、第２の実施形態で説明したずれ補正制御サーバー６の機能とその他の機能が一つのコンピューターによって構成されても良く、その他の細部構成についても任意に変更可能である。
また、上記各実施形態では、マルチプロジェクションシステム１が備えるプロジェクター２はそれぞれ３つの変調手段を備えた構成として説明したが、プロジェクター２が備える変調手段の数はこれに限られない。例えば、プロジェクター２は２つの変調手段を備えていても良く、４つ以上の変調手段を備えていても良い。さらに、第１の変調手段及び第２の変調手段は同一の変調手段であっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１…マルチプロジェクションシステム、２Ａ、２Ｂ…プロジェクター、３…遮光装置、５、５Ａ…撮像装置（撮像手段）、６…ずれ補正制御サーバー（補正制御装置）、１０…画像処理装置、２０Ａ…投射窓、２１…制御装置（検出手段）、２２…ランプ（光源）、２４…光変調装置（第１の変調手段、第２の変調手段、第３の変調手段）、２５…投射光学系、１１１…重畳領域、１１５Ａ、１１５Ｂ…ずれ検出用パターン（検出用画像）、２２３…画素ずれ補正部（補正手段、画素ずれ補正手段）、ＳＣ…スクリーン（投射面）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプロジェクターを備えたマルチプロジェクションシステム、及び、このマルチプロジェクションシステムを構成するプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のプロジェクターにより１つの画像を投射するマルチプロジェクションシステムが知られている。この種のシステムでは、複数のプロジェクターの投射範囲を重ねることで境界を目立たないようにする。また、この重なりの部分が周囲と違和感なく見えるように、重畳領域の明るさの調整等を行う（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３４３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のマルチプロジェクションシステムにおいては、複数のプロジェクターの投写範囲がずれていると重畳領域に投射される画像がずれてしまう。このため、投射範囲がずれないように設置位置や投射角度が細かく調整されていたが、設置容易性をより高めるためには調整作業を簡略化することが望ましい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数のプロジェクターが互いの投射範囲が重なるように投射する場合に、プロジェクターの投射範囲のずれを調整する作業の負担を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、複数のプロジェクターが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するマルチプロジェクションシステムであって、前記プロジェクターが検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している複数の前記プロジェクターの投射範囲のずれを検出する検出手段と、前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記プロジェクターが投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段と、を備え、前記プロジェクターは、光源と、前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段とを備え、前記ずれ補正手段は、前記プロジェクターが備える前記画素ずれ補正手段の機能によってずれを補正することを特徴とする。
本発明によれば、互いの投射範囲が重なるように投射する複数のプロジェクターの投写範囲がずれている場合に、このずれを検出して、プロジェクターが備える画素ずれ補正の機能を利用して補正するので、回路構成を追加することなく、投射範囲のずれを正すためにプロジェクターの設置状態を調整する作業を減らし、作業の負担を軽減できる。従って、プロジェクターの構成を複雑化することなく、低コストで高精度のずれの補正を行える。
【０００６】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記検出手段は、前記変調手段における画素の配列方向におけるずれを検出することを特徴とする。
本発明によれば、画素ずれを補正する機能と同様の処理によって投写範囲のずれを補正するので、特別な処理機能を追加する必要がなく、容易に実現できる。
【０００７】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記撮像手段は、少なくともいずれかの前記プロジェクターに設けられたことを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターが撮像手段を備え、撮影画像に基づいてずれを検出して補正を行うので、プロジェクター単体の機能によって、当該プロジェクターの投写範囲のずれを補正できる。
【０００８】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記プロジェクターとは別体として構成され、前記撮像手段と、前記ずれ検出手段とを備え、前記ずれ検出手段により検出したずれ量に応じて、各々の前記プロジェクターが備えるずれ補正手段により補正を行わせる補正制御装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターとは別体の補正制御装置により、投写範囲が撮影され、撮影画像に基づいて投写範囲のずれ量が検出され、各プロジェクターが制御されるので、複数のプロジェクターを統合的に制御して効率よく投写範囲のずれを補正できる。また、撮像手段を持たないプロジェクターを用いたマルチプロジェクションシステムにおいても補正制御装置を設けることで、投写範囲のずれ補正を自動化できる。
【０００９】
また、本発明は、上記マルチプロジェクションシステムにおいて、前記ずれ補正手段によって、隣接する複数の前記プロジェクターのいずれか一方の投射画像が変化することにより、ずれが補正されることを特徴とする。
本発明によれば、隣接するプロジェクターのいずれか一方が投写範囲のずれを補正するので、ずれの補正を行うプロジェクターを少なくすることにより、ずれを補正する処理を簡略化し、速やかに補正を完了できる。また、投写範囲のずれを補正する機能を有するプロジェクターと、この機能を持たないプロジェクターとを混在させてマルチプロジェクションシステムを構成すれば、より一層の低コスト化が期待できる。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明は、他のプロジェクターとともに互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するプロジェクターであって、光源と、前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段と、検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している他の前記プロジェクターとの投射範囲のずれを検出する検出手段と、前記画素ずれ補正手段の機能によって、前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記投射面に投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数のプロジェクターが互いの投射範囲が重なるように投射する構成とした場合に、相互のプロジェクターの投写範囲のずれをプロジェクターが検出して、画素ずれ補正の機能を利用して補正するので、プロジェクターの構成を複雑化することなく、投射範囲のずれを正すためにプロジェクターの設置状態を調整する作業を減らして、作業の負担を軽減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投射範囲のずれを正すためにプロジェクターの設置状態を調整する作業を減らし、作業の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態におけるマルチプロジェクションシステムの概略構成を示す図である。
【図２】プロジェクター及び画像処理装置の構成を示す図である。
【図３】マルチプロジェクションシステムの動作を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態におけるプロジェクター及び画像処理装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態におけるマルチプロジェクションシステムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係るマルチプロジェクションシステム１の概略構成を示す図である。
この図１に示すマルチプロジェクションシステム１は、複数のプロジェクター２を並べて配置し、これら複数のプロジェクター２による投射画像を組み合わせて、スクリーンＳＣ（投射面）上にタイリング表示による一つの大画面画像を投射するシステムである。本実施形態では、２台のプロジェクター２（以下、プロジェクター２Ａ、２Ｂと呼ぶ）を横並びに配置した構成を例に挙げて説明する。
各プロジェクター２Ａ、２Ｂには、投射される画像の画像データを出力する画像処理装置１０が、画像送信ケーブル４１を介して接続される。
画像処理装置１０は、マルチプロジェクションシステム１により投射される上記大画面画像の原画像を、使用するプロジェクター２の数（ここでは２台）に対応する部分画像に分割し、各プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射すべき部分画像を表す画像データ（部分画像データ）を生成する。画像処理装置１０は、生成した各部分画像データを各部分画像に対応する位置に配置されたプロジェクター２Ａ、２Ｂに対し、画像送信ケーブル４１を介して出力する。プロジェクター２Ａ、２Ｂが画像処理装置１０から入力される画像データを投射するだけで、マルチプロジェクションシステム１全体としてタイリングによる画像投射を行える。
【００１４】
図１の例では、２台のプロジェクター２を用いて一つの投射画像１００を投射している。この例では、スクリーンＳＣの左にプロジェクター２Ａが投射し、スクリーンＳＣの右にプロジェクター２Ｂが投射する。タイリングによる境界がスクリーンＳＣで目立たないように、プロジェクター２Ａが投射する投射画像１０１と、その右隣にプロジェクター２Ｂが投射する投射画像１０２とは、図中に示すように互いの縁が重ね合わされ、重畳領域１１１が形成されている。スクリーンＳＣ上にプロジェクター２Ａ、２Ｂが画像を投射する範囲は、スクリーンＳＣとプロジェクター２Ａ、２Ｂとの距離、隣接するプロジェクター２Ａ、２Ｂの間隔、及び、スクリーンＳＣに対するプロジェクター２Ａ、２Ｂの光軸の角度により決定される。つまり、プロジェクター２Ａ、２ＢはスクリーンＳＣ上で重畳領域１１１を形成する位置及び角度に、予め設置されている。
【００１５】
画像処理装置１０は、投射画像１０１と投射画像１０２とが重畳領域１１１で同じ画像となるように部分画像データを生成する。このため重畳領域１１１にはプロジェクター２Ａとプロジェクター２Ｂの各々から同じ画像が重ねて投射される。
プロジェクター２Ａが投射する画像とプロジェクター２Ｂが投射する画像とがずれている場合、重畳領域１１１の投射画像がぼやけてしまう。例えば、プロジェクター２Ａ、２Ｂが同機種であっても、あおり角が異なると投射画像１０１、１０２が高さ方向にずれてしまい、プロジェクター２Ａ、２Ｂの水平方向の設置角がずれると、重畳領域１１１において投射画像１０１、１０２が横方向にずれてしまう。
そこで、マルチプロジェクションシステム１は、プロジェクター２Ａ、２Ｂの機能により投射画像１０１、１０２のずれを補正する機能を有する。具体的には、プロジェクター２Ａ、２Ｂが、重畳領域１１１の同じ位置に、それぞれずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂを投射して、これらずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂの投射位置のずれに基づき、投射画像１０１、１０２の投射範囲のずれが検出され、検出されたずれを補正するようにプロジェクター２Ａ、２Ｂが画像信号を処理する。この一連の動作は後に詳述する。
【００１６】
図２は、マルチプロジェクションシステム１を構成するプロジェクター２Ａの機能的構成を示す図であり、合わせてプロジェクター２Ａのハードウェア構成を模式的に図示する。プロジェクター２Ｂはプロジェクター２Ａと同様に構成されるため、プロジェクター２Ａについてのみ図示及び説明する。
画像処理装置１０は、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像の画像データを取得する画像取得部１１と、プロジェクター２Ａ、２Ｂの投射位置が設定された投射位置設定部１２と、重畳領域の位置および大きさが設定されたオーバーラップ量設定部１３と、プロジェクター２Ａ、２Ｂにより投射する部分画像データを生成する部分画像生成部１４と、を備える。画像取得部１１は、内蔵する記憶装置（図示略）に記憶した画像データまたは外部の映像ソース機器から入力される画像データを取得する。プロジェクター２Ａ、２Ｂには固有の識別情報が付与されており、投射位置設定部１２には、プロジェクター２Ａ、２Ｂの識別情報と、プロジェクター２Ａ、２Ｂの位置関係が設定され、この設定状態を示す情報が投射位置設定部１２からオーバーラップ量設定部１３へ出力される。
【００１７】
オーバーラップ量設定部１３には、プロジェクター２Ａ、２Ｂの識別情報と、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する画像における重畳領域の位置及びサイズが対応付けて設定されている。この設定は、外部の装置からオーバーラップ量設定部１３に予め入力され、オーバーラップ量設定部１３が記憶していても良いし、投射位置設定部１２から入力される情報に基づいてオーバーラップ量設定部１３が算出する構成としてもよい。オーバーラップ量設定部１３は、投射位置設定部１２から入力される情報と、プロジェクター２が投射する画像における重畳領域の位置及びサイズを示す情報とを、部分画像生成部１４に出力する。
【００１８】
部分画像生成部１４は、オーバーラップ量設定部１３から入力される情報に基づいて、画像取得部１１が取得した画像データをプロジェクター２Ａ、２Ｂの数に分割し、分割した各画像データを重畳領域の分だけ拡張して部分画像データを生成する。部分画像生成部１４は、生成した各部分画像データをプロジェクター２Ａ、２Ｂに出力する。
【００１９】
プロジェクター２Ａは、リフレクター２２Ａを備えた光源としてのランプ２２、ランプ２２が発した光をＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分に分離するミラー２３、ミラー２３が分離したＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光を変調する変調手段としての光変調装置２４、光変調装置２４によって変調された光をスクリーンＳＣに向けて投射する投射光学系２５、及び、これらの各部を制御する制御装置２１とを本体２０に具備している。
ランプ２２は、例えば、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ等を用いることができ、リフレクター２２Ａの他に、投射光の光学特性を高めるためのレンズ群（図示略）、偏光板、補助リフレクター（図示略）等を備えたものとしてもよい。
ミラー２３は、ランプ２２が発した光に含まれるＲ成分の光を反射してＧ成分及びＢ成分を透過させるＲ用ダイクロイックミラー、及び、Ｇ成分の光を反射してＢ成分を透過させるＧ用ダイクロイックミラーを備えて構成される。ミラー２３に、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の成分毎の光路長の差を吸収するリレーレンズ群を設けてもよい。
【００２０】
光変調装置２４は、Ｒ成分の光（第１の色光）を変調する光変調装置（第１の変調手段）、Ｇ成分の光（第２の色光）を変調する光変調装置（第２の変調手段）、及びＢ成分の光（第３の色光）を変調する光変調装置（第３の変調手段）を含む。
より具体的には、光変調装置２４は、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型の液晶ライトバルブを用いた方式、３枚のデジタルミラーデバイスを用いた方式等により構成され、ミラー２３により分離されたＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光をそれぞれ変調する。また、光変調装置２４は、光源が発した白色光に含まれる光のうちＲＧＢの光を時間順次に透過するカラーホイールと、１枚のデジタルミラーデバイスとを組み合わせたＤＭＤ方式で構成してもよい。なおカラーホイールと１枚のデジタルミラーデバイスとを組み合わせた方式においては、１枚のデジタルミラーデバイスが第１の変調手段、第２の変調手段及び第３の変調手段のそれぞれに対応する。
投射光学系２５は、光変調装置２４により変調されたＲＧＢ３色の変調光を合成するプリズム２６と、プリズム２６により合成された投射画像をスクリーンＳＣで結像させる投射レンズ２７を備えている。プリズム２６は光変調装置２４の構成に合わせて、１または複数の光学プリズムやミラーを組み合わせて構成される。本実施形態では光変調装置２４として３枚の液晶ライトバルブを備え、これら３枚の液晶ライトバルブにより変調された光をプリズム２６で合成する構成とする。投射レンズ２７は、例えば複数のレンズ群で構成され、ズーム及びフォーカスを調整する駆動機構（図示略）により駆動される。
そして、投射光学系２５が投射光を投射する投射窓２０Ａの周辺には遮光板３１が配置され、遮光板３１を個々に駆動する遮光部３０が設けられている。
【００２１】
図１を参照して説明したように、重畳領域１１１には２台分の投射光が重ねて投射されているので、重畳領域１１１の光量は他の部分より多く、そのままでは他の部分より輝度が高くなってしまう。このため、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、投射光学系２５から投射される投射光を遮光装置３によって部分的に減光する。遮光装置３が有する遮光板３１は、投射光学系２５が投射光を出力する投射窓２０Ａの周囲に配置された、不透明または透光性の低い矩形の板で構成され、遮光部３０により駆動される。遮光板３１はプロジェクター２が投射する矩形の投射画像の各辺に対応して４枚設けられ、各遮光板３１は遮光部３０によって独立してスライドされ、投射光学系２５の前側に進出して投射画像を遮ることも、投射画像に影響を与えないように投射光学系２５を遮らない位置まで後退させることも可能である。
【００２２】
制御装置２１は、プロジェクター２Ｂとの間で制御情報を受信する通信制御部２１２と、ランプ２２に電力を供給してランプ２２を点灯させる光源駆動部２１３と、通信制御部２１２が受信した制御情報に基づいて各部を制御する制御部２１１とを備える。制御部２１１は、光源駆動部２１３によるランプ２２の点灯制御、光変調装置２４における描画制御、遮光装置３による遮光制御等を行う。
また、制御装置２１は、画像処理装置１０から入力される部分画像データを受信する画像受信部２１４と、画像受信部２１４が受信した部分画像データを解析して、光変調装置２４の表示画素数に対応した投射画像データを生成し、この投射画像データに基づいて光変調装置２４を駆動する画像信号を生成する画像処理部２１７と、画像処理部２１７が出力した画像信号に基づいて光変調装置２４を駆動し、投射光を変調させる光変調装置駆動部２１８とを備える。
また、制御装置２１は、制御部２１１の制御に従って遮光装置３を動作させるための駆動信号を生成するとともに、現在の遮光板３１の遮光位置を記憶する遮光装置制御部２１９と、遮光装置制御部２１９が生成した駆動信号に基づいて遮光部３０を駆動する遮光装置駆動部２２０と、を備えている。これら制御部２１１、遮光装置制御部２１９及び遮光装置駆動部２２０が動作することにより、制御装置２１は遮光制御装置として機能する。
【００２３】
遮光装置駆動部２２０は、上述した遮光部３０が備えるステッピングモーター（図示略）に対して駆動パルスを出力することで、遮光装置３の遮光板３１をスライド移動させるとともに、ステッピングモーターの動作量に基づいて遮光板３１の位置を算出し、記憶する。なお、遮光部３０がモーターまたはアクチュエーターと、遮光板３１の位置を検出するリニアエンコーダーとを備えた構成としてもよく、この場合、遮光装置駆動部２２０は、遮光部３０のモーターまたはアクチュエーターに駆動電流を供給するとともに、リニアエンコーダーにより遮光板３１の位置を検出する。
【００２４】
制御装置２１は、画像処理部２１７から出力される画像信号を処理することにより、画素ずれを補正する画素ずれ補正部２２３を備えている。画素ずれ補正部２２３により処理された画像信号は光変調装置駆動部２１８に入力される。
上述のように、光変調装置２４は、３枚の液晶表示パネルによって、ミラー２３において分離されたＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の光を成分毎に変調する。プロジェクター２Ａが投射する投射画像の１画素は、光変調装置２４の３枚の液晶表示パネルで変調されるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素で構成されている。Ｒ成分の光を変調する液晶表示パネルを透過したＲ成分のサブ画素と、Ｇ成分の光を変調する液晶表示パネルを透過したＧ成分のサブ画素と、Ｂ成分の光を変調する液晶表示パネルを透過したＢ成分のサブ画素とが、プリズム２６により合成されて一つの画素を構成し、全体として規定の画素数の投射画像１０１となる。
光変調装置２４の３枚の液晶表示パネルの位置のずれや、プリズム２６及び投射レンズ２７の色収差が原因で、スクリーンＳＣ上に結像した画素においてＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素間のずれが発生することがある。このずれは画素ずれと呼ばれ、画素ずれ補正部２２３は、画素ずれの量に応じて画像信号を補正することにより、スクリーンＳＣ上の画素ずれを解消する。すなわち、画素ずれ補正部２２３は、予め、画素ずれのずれ量に対応して処理対象の画素のサブ画素であるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のサブ画素を、周辺の他の画素のサブ画素を用いて補間するためのテーブルを記憶しており、このテーブルに従って、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のそれぞれについて画像信号を補正する処理を行う。画素ずれ補正部２２３は、画素およびこれを構成するサブ画素が縦横にマトリクス状に配置された光変調装置２４について、サブ画素を縦横方向に移動させて補正する処理を行う。換言すれば、画素ずれ補正部２２３は、スクリーンＳＣにおけるＲ成分の光（第１の色光）に対応する第１の画像の表示位置、及びＧ成分（第２の色光）に対応する第２の画像の表示位置、及びＢ成分（第３の色光）に対応する第３の画像の表示位置のずれを、投射画像の画像信号を処理することにより補正する。
【００２５】
また、制御装置２１には、通信制御部２１２に撮像装置５（撮像手段）が接続されている。撮像装置５は、プロジェクター２Ａの投射範囲（図１に示す投射画像１０１）を撮影可能な画角を有するカメラ５１と、カメラ５１により撮影を実行させて撮影画像データを取得し、制御装置２１に出力する撮影制御部５３とを備えている。この撮像装置５は、撮像装置５は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル、IEEE1394規格に準じたケーブル、或いは、Bluetooth（登録商標）、Wireless USB、無線LAN等の無線通信インターフェイスを介して制御装置２１に接続され、制御装置２１から入力される制御情報に基づいて動作する。
【００２６】
制御装置２１は、後述するずれ補正処理において、プロジェクター２Ａ、２ＢがスクリーンＳＣにずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂを投射している状態で撮像装置５に撮影を実行させ、撮像装置５から撮影画像データが入力されると、入力された撮影画像データを解析してプロジェクター２Ｂとの投射領域のずれ量を検出する。制御装置２１は、検出したずれ量に基づき、画素ずれ補正部２２３の機能によって画像信号を処理し、投射範囲のずれを補正し、投射光学系２５によって補正後の投射画像を投射する。このずれ量の検出は、投射範囲に対する縦横方向、すなわち光変調装置２４の画素の配列方向であることが、投写範囲のずれを画素ずれ補正部２２３によって補正する上で、好ましい。この動作において制御装置２１は検出手段に相当する。また、画素ずれ補正部２２３は画素ずれ補正手段、及び、ずれ補正手段に相当する。
【００２７】
このように構成されるマルチプロジェクションシステム１において、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、互いの投射画像１０１、１０２の投射位置が相対的にずれている場合に、ずれ量を検出して補正するずれ補正処理を実行する。ずれ補正処理では、プロジェクター２Ａまたはプロジェクター２Ｂのいずれか一方が主制御側、他方が従属側となって動作する。プロジェクター２Ａ、２Ｂはどちらも主制御側および従属側として動作可能であり、以下ではプロジェクター２Ａが主制御側となる場合を例として説明する。この動作では、プロジェクター２Ａ、２Ｂの各々がずれ検出用パターンをスクリーンに投射した状態で、主制御側のプロジェクターがスクリーンを撮影し、ずれ検出用パターンの位置関係を検出する。例えば、図１に示したように、プロジェクター２Ａは複数の○からなるずれ検出用パターン１１５ＡをスクリーンＳＣに投射し、プロジェクター２Ｂは複数の×からなるずれ検出用パターン１１５Ｂを投射する。ずれ検出用パターンのデータは、予め、プロジェクター２Ａ、２Ｂの制御装置２１が複数記憶しており、１つのずれ検出用パターンを選択して投射する。そして、主制御側のプロジェクターが、これらずれ検出用パターン１１５Ａ、１１５Ｂの位置のずれを解消するように補正を行う。
【００２８】
２台のプロジェクター２Ａ、２Ｂがそれぞれ自律的にずれ補正処理を行うと、同じずれ検出用パターンを投射してしまい、プロジェクター２Ａ、２Ｂのずれ検出用パターンを区別できなくなる可能性や、２台のプロジェクター２Ａ、２Ｂが互いに投射範囲をずらしてしまうことで相対位置が安定せず、結果としてずれを補正できない可能性がある。このため、本第１の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂの一方を主制御側と決め、他方の従属側と異なる動作をさせる。
【００２９】
図３は、マルチプロジェクションシステム１の動作を示すフローチャートであり、特に、プロジェクター２Ａによるずれ補正処理を示す。
この図３に示すずれ補正処理は、プロジェクター２Ａとプロジェクター２Ｂとが相互に通信を行い、プロジェクター２Ａが主制御側として動作する場合の例である。上記のようにプロジェクター２Ｂが主制御側として動作することも可能であるが、その場合は全く同じ動作となるので説明を省略する。
【００３０】
プロジェクター２Ａは、ずれ補正処理を開始すると、通信制御部２１２に接続されたプロジェクター２Ｂを検出し（ステップＳ１１）、プロジェクター２Ｂと相互に通信を行ってどちらが主制御側のプロジェクターとして動作するかを決定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２ではランダムに主制御側を決めてもよいし、プロジェクター２Ａ、２Ｂに割り当てられた固有の識別情報をもとに決定してもよい。
主制御側となったプロジェクター２Ａは、ずれ補正処理を開始することをプロジェクター２Ｂに通知し（ステップＳ１３）、プロジェクター２Ａが投射するずれ検出用パターンを選択するとともに、選択したずれ検出用パターンを特定する情報をプロジェクター２Ｂに通知する（ステップＳ１４）。プロジェクター２Ｂは、プロジェクター２Ａから通知されたずれ検出用パターン以外を、自己がスクリーンＳＣに投射するずれ検出用パターンとして選択する。この動作により、プロジェクター２Ａ、２Ｂが異なるずれ検出用パターンを選択する。
【００３１】
プロジェクター２Ａはずれ検出用パターンの投射を開始し（ステップＳ１５）、これとほぼ同時にプロジェクター２Ｂもずれ検出用パターンの投射を開始する。
プロジェクター２Ａは撮像装置５によってスクリーンＳＣ上の重畳領域１１１を含む範囲を撮影し、撮影画像データを取得する（ステップＳ１６）。ここで、取得した撮影画像データにおいてプロジェクター２Ａが投射したずれ検出用パターンと、プロジェクター２Ｂが投射したずれ検出用パターンとを検出し（ステップＳ１７）、その相対位置をもとにずれ量を検出する（ステップＳ１８）。図１に示す典型例では、プロジェクター２Ａが投射するずれ検出用パターン１１５Ａを構成する記号○の中心と、ずれ検出用パターン１１５Ｂを構成する記号×の中心との拒離を検出することで、ずれ量を求めることができる。
プロジェクター２Ａは、ステップＳ１８で求めたずれ量が、予め設定されたしきい値を超えているか否かに基づいて、補正が必要か否かを判別し（ステップＳ１９）、補正が発ようであると判別した場合は（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、画素ずれ補正部２２３の機能によって投射範囲を所定量だけシフトさせる補正を行う（ステップＳ２０）。この所定量とは、ステップＳ１８で求めたずれ量に基づいて決定した量であってもよいし、１回分のずれ補正量として予め設定された量であってもよい。ステップＳ２０の補正を行った後は、ステップＳ１６に戻る。
【００３２】
そして、ステップＳ１８で求めたずれ量が小さく、補正が必要ないと判別した場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、プロジェクター２Ａはプロジェクター２Ｂに対し、ずれ補正処理の終了を通知する（ステップＳ２１）。その後速やかに、プロジェクター２Ａ、２Ｂはずれ検出用パターンの投射を終了し（ステップＳ２２）、本処理を終了する。
プロジェクター２Ａが図３の動作をする間、プロジェクター２Ｂは、プロジェクター２Ａと通信してずれ検出用パターンを選択し、プロジェクター２Ａからの指示によりずれ検出用パターンを投射し、その投射を終了する。
【００３３】
以上のように、本発明を適用した第１の実施形態によれば、プロジェクター２Ａ、２Ｂが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するようにスクリーンＳＣに投射画像を投射するマルチプロジェクションシステム１は、プロジェクター２Ａ、２Ｂが検出用画像を投射した状態で、スクリーンＳＣの重畳領域を含む範囲を撮影する撮像装置５と、撮像装置５の撮影画像に基づいて、重畳領域に投射しているプロジェクター２Ａ、２Ｂの投射範囲のずれを検出する制御装置２１と、制御装置２１が検出したずれ量に応じてプロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像を変化させ、ずれを補正する画素ずれ補正部２２３と、を備えるので、互いの投射範囲が重なるように投射するプロジェクター２Ａ、２Ｂの投写範囲の相対位置が、本来投射するべき位置からずれている場合に、このずれを検出して補正するので、投射範囲のずれを正すためにプロジェクター２Ａ、２Ｂの設置状態を調整する作業を減らし、作業の負担を軽減できる。
【００３４】
また、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、ランプ２２と、それぞれサブ画素で構成される複数の画素により、ランプ２２が発した光を変調する光変調装置２４と、光変調装置２４により変調された光を投射する投射光学系２５と、光変調装置２４のサブ画素の表示位置のずれを、投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正部２２３とを備えるので、プロジェクター２Ａ、２Ｂが備える画素ずれ補正の機能を利用して、回路構成を追加することなく投射範囲のずれを補正できる。特に、投射画像の画像信号を処理する画素ずれ補正の機能を利用することにより、機械的機構を追加することなく、かつ、高精度でずれを補正できる。従って、プロジェクター２Ａ、２Ｂの構成を複雑化することなく、低コストで高精度のずれの補正を行える。
【００３５】
また、制御装置２１は、光変調装置２４における画素の配列方向におけるずれを検出し、画素ずれを補正する機能と同様の処理によって投写範囲のずれを補正するので、特別な処理機能を追加する必要がなく、容易に実現できる。
さらに、少なくともプロジェクター２Ａ、２Ｂのいずれかに撮像装置５が設けられているので、プロジェクター２Ａ、２Ｂ単体の機能によって、当該プロジェクター２Ａ、２Ｂの投写範囲のずれを補正できる。
さらにまた、隣接するプロジェクター２Ａ、２Ｂのいずれか一方の投射画像を変化させて、ずれを補正するので、ずれの補正を行うプロジェクター２Ａ、２Ｂを少なくすることにより、ずれを補正する処理を簡略化し、速やかに補正を完了できる。また、投写範囲のずれを補正する機能を有するプロジェクター２Ａ、２Ｂと、この機能を持たないプロジェクターと、を混在させてマルチプロジェクションシステム１を構成すれば、より一層の低コスト化が期待できる。
なお、上記第１の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂが相互に通信を行ってずれ補正処理を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロジェクター２Ａ、２Ｂとは別体の装置の制御によって、ずれ補正処理を行ってもよい。この場合について第２の実施形態として説明する。
【００３６】
［第２の実施形態］
図４は、本発明を適用した第２の実施形態に係るマルチプロジェクションシステム１を構成するプロジェクター２Ａの機能的構成を示す図であり、合わせてプロジェクター２Ａのハードウェア構成を模式的に図示する。プロジェクター２Ｂはプロジェクター２Ａと同様に構成されるため、プロジェクター２Ａについてのみ図示及び説明する。また、マルチプロジェクションシステム１の各部の構成について上記第１の実施形態と共通する部分については、同符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本第２の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂとは別体として構成されたずれ補正制御サーバー６（補正制御装置）が、プロジェクター２Ａ、２Ｂと通信可能に接続され、このずれ補正制御サーバー６の制御によってずれ補正処理を行う。この第２の実施形態では、プロジェクター２Ａ、２Ｂは撮像装置５を持たず、ずれ補正制御サーバー６に撮像装置５Ａ（撮像手段）が接続されている。撮像装置５Ａは、上述した撮像装置５と同様にカメラ５１及び撮影制御部５３を備え、この撮影制御部５３は、ずれ補正制御サーバー６の制御に従って撮影を行い、カメラ５１により撮影された撮影画像データをずれ補正制御サーバー６に送信する。撮像装置５Ａとずれ補正制御サーバー６とは上述した各種の有線または無線通信インターフェイスにより接続される。
撮像装置５Ａのカメラ５１は、プロジェクター２Ａ、２ＢがスクリーンＳＣ上に投射する投射画像１０１、１０２（図１）のうち、少なくとも重畳領域１１１を含む範囲を撮影する画角を有する。このカメラ５１は、キーストーン補正やスクリーン枠検出等の用途にも利用するため、投射画像１０１と投射画像１０２の全体を含む範囲を撮影する画角を有していてもよい。
【００３８】
図５は、マルチプロジェクションシステム１の動作を示すフローチャートであり、特に、ずれ補正制御サーバー６の制御によるずれ補正処理を示す。
ずれ補正制御サーバー６は、ずれ補正処理を開始すると（ステップＳ３１）、ずれ補正処理を開始することをプロジェクター２Ａ、２Ｂに通知し（ステップＳ３２）、プロジェクター２Ａ、２Ｂがそれぞれ投射するずれ検出用パターンを指定してプロジェクター２Ａ、２Ｂに通知する（ステップＳ３３）。ずれ補正制御サーバー６はプロジェクター２Ａ、２Ｂにずれ検出用パターンの投射を指示し、この指示に応じてプロジェクター２Ａ、２Ｂがずれ検出用パターンの投射を開始する（ステップＳ３４）。
【００３９】
ずれ補正制御サーバー６は、プロジェクター２Ａ、２Ｂがずれ検出用パターンの投射を開始したことを検出すると、撮像装置５ＡによってスクリーンＳＣ上の重畳領域１１１を含む範囲を撮影させ、撮影画像データを取得する（ステップＳ３５）。ずれ補正制御サーバー６は、取得した撮影画像データにおいてプロジェクター２Ａが投射したずれ検出用パターンと、プロジェクター２Ｂが投射したずれ検出用パターンとを検出し（ステップＳ３６）、その相対位置をもとにずれ量を検出する（ステップＳ３７）。
【００４０】
ずれ補正制御サーバー６は、ステップＳ３７で求めたずれ量が、予め設定されたしきい値を超えているか否かに基づいて、補正が必要か否かを判別し（ステップＳ３８）、補正が必要であると判別した場合は（ステップＳ３８；Ｙｅｓ）、プロジェクター２Ａまたはプロジェクター２Ｂのいずれか一方に対し、画素ずれ補正部２２３の機能によって投射範囲を所定量だけシフトさせる補正を行う（ステップＳ３９）。この所定量とは、ステップＳ３７で求めたずれ量に基づいて決定した量であってもよいし、１回分のずれ補正量として予め設定された量であってもよい。ステップＳ３９の補正を行った後は、ステップＳ３５に戻る。ずれ補正制御サーバー６は、ステップＳ３９において、プロジェクター２Ａ、２Ｂの両方に対して画素ずれ補正部２２３による補正を実行させてもよいが、この場合、プロジェクター２Ａ、２Ｂがそれぞれ投射範囲を補正する方向及び補正量を適切に設定し、プロジェクター２Ａ、２Ｂの両方が指定された補正をすることで投射範囲のずれが解消するよう制御を行う必要がある。この場合、投射範囲を補正する補正量がプロジェクター２Ａ、２Ｂに分散し、一方に偏らないという利点がある。
【００４１】
そして、ステップＳ３７で求めたずれ量が小さく、補正が必要ないと判別した場合（ステップＳ３８；Ｎｏ）、ずれ補正制御サーバー６はプロジェクター２Ａ、２Ｂを制御して、ずれ検出用パターンの投射を終了させ（ステップＳ４０）、本処理を終了する。
【００４２】
以上のように、本発明を適用した第２の実施形態によれば、プロジェクター２Ａ、２Ｂが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するようにスクリーンＳＣに投射画像を投射するマルチプロジェクションシステム１が、プロジェクター２Ａ、２Ｂとは別体として構成されたずれ補正制御サーバー６を備え、このずれ補正制御サーバー６が、撮像装置５を備えるとともに、ずれ量を検出する機能と、ずれ補正量を求める機能とを有し、各々のプロジェクター２Ａ、２Ｂが備える画素ずれ補正部２２３により補正を行わせるので、ずれ補正制御サーバー６がプロジェクター２Ａ、２Ｂを統合的に制御して効率よく投写範囲のずれを補正できる。また、撮像装置５を持たないプロジェクター２Ａ、２Ｂを用いたマルチプロジェクションシステム１においても補正制御装置を設けることで、投写範囲のずれ補正を自動化できる。
【００４３】
なお、上記各実施形態で説明したマルチプロジェクションシステム１は、スクリーンＳＣの正面側にプロジェクター２Ａ、２Ｂを配置し、スクリーンＳＣの正面に投射画像を投射する構成として説明したが、本発明はこれに限定されず、各プロジェクター２、２００をスクリーンＳＣの背面側に配置して、スクリーンＳＣの背面に投射画像を投射する構成としてもよい。プロジェクター２Ａ、２ＢがスクリーンＳＣの背面側に配置される背面投射型の構成とした場合、撮像装置５、５ＡのみをスクリーンＳＣの前面側に配置して、スクリーンＳＣの前面から撮影した撮影画像をもとに投写範囲のずれ量を検出してもよい。
【００４４】
また、上記各実施形態では、マルチプロジェクションシステム１が２台のプロジェクターを備えた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多数のプロジェクターを縦横方向に配置したマルチプロジェクションシステムにも適用可能であり、この場合、隣接するプロジェクターどうしの各重畳領域において投写範囲のずれ量の検出と補正を行うことができる。
さらに、マルチプロジェクションシステム１が備えるプロジェクター２の数は任意であり、第１の実施形態で説明した制御装置２１の機能、或いは、第２の実施形態で説明したずれ補正制御サーバー６の機能とその他の機能が一つのコンピューターによって構成されても良く、その他の細部構成についても任意に変更可能である。
また、上記各実施形態では、マルチプロジェクションシステム１が備えるプロジェクター２はそれぞれ３つの変調手段を備えた構成として説明したが、プロジェクター２が備える変調手段の数はこれに限られない。例えば、プロジェクター２は２つの変調手段を備えていても良く、４つ以上の変調手段を備えていても良い。さらに、第１の変調手段及び第２の変調手段は同一の変調手段であっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１…マルチプロジェクションシステム、２Ａ、２Ｂ…プロジェクター、３…遮光装置、５、５Ａ…撮像装置（撮像手段）、６…ずれ補正制御サーバー（補正制御装置）、１０…画像処理装置、２０Ａ…投射窓、２１…制御装置（検出手段）、２２…ランプ（光源）、２４…光変調装置（第１の変調手段、第２の変調手段、第３の変調手段）、２５…投射光学系、１１１…重畳領域、１１５Ａ、１１５Ｂ…ずれ検出用パターン（検出用画像）、２２３…画素ずれ補正部（補正手段、画素ずれ補正手段）、ＳＣ…スクリーン（投射面）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプロジェクターが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するマルチプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクターが検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している複数の前記プロジェクターの投射範囲のずれを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記プロジェクターが投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段と、を備え、
前記プロジェクターは、光源と、前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段とを備え、
前記ずれ補正手段は、前記プロジェクターが備える前記画素ずれ補正手段の機能によってずれを補正すること
を特徴とするマルチプロジェクションシステム。
【請求項２】
前記検出手段は、前記変調手段における画素の配列方向におけるずれを検出することを特徴とする請求項１記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項３】
前記撮像手段は、少なくともいずれかの前記プロジェクターに設けられたことを特徴とする請求項１または２記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記プロジェクターとは別体として構成され、前記撮像手段と、前記ずれ検出手段とを備え、前記ずれ検出手段により検出したずれ量に応じて、各々の前記プロジェクターが備えるずれ補正手段により補正を行わせる補正制御装置を備えることを特徴とする請求項１または２記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記ずれ補正手段によって、隣接する複数の前記プロジェクターのいずれか一方の投射画像が変化することにより、ずれが補正されことを特徴とする請求項１または４記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項６】
他のプロジェクターとともに互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するプロジェクターであって、
光源と、
前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、
前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、
前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、
前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段と、
検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している他の前記プロジェクターとの投射範囲のずれを検出する検出手段と、
前記画素ずれ補正手段の機能によって、前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記投射面に投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項１】
複数のプロジェクターが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するマルチプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクターが検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している複数の前記プロジェクターの投射範囲のずれを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記プロジェクターが投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段と、を備え、
前記プロジェクターは、光源と、前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段とを備え、
前記ずれ補正手段は、前記プロジェクターが備える前記画素ずれ補正手段の機能によってずれを補正すること
を特徴とするマルチプロジェクションシステム。
【請求項２】
前記検出手段は、前記変調手段における画素の配列方向におけるずれを検出することを特徴とする請求項１記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項３】
前記撮像手段は、少なくともいずれかの前記プロジェクターに設けられたことを特徴とする請求項１または２記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記プロジェクターとは別体として構成され、前記撮像手段と、前記ずれ検出手段とを備え、前記ずれ検出手段により検出したずれ量に応じて、各々の前記プロジェクターが備えるずれ補正手段により補正を行わせる補正制御装置を備えることを特徴とする請求項１または２記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記ずれ補正手段によって、隣接する複数の前記プロジェクターのいずれか一方の投射画像が変化することにより、ずれが補正されことを特徴とする請求項１または４記載のマルチプロジェクションシステム。
【請求項６】
他のプロジェクターとともに互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射面に投射画像を投射するプロジェクターであって、
光源と、
前記光源が発した第１の色光を変調する第１の変調手段と、
前記光源が発した第２の色光を変調する第２の変調手段と、
前記第１の変調手段及び前記第２の変調手段により変調された光を投射する投射光学系と、
前記第１の色光に対応する第１の画像の表示位置、及び前記第２の色光に対応する第２の画像の表示位置のずれを、前記投射画像の画像信号を処理することにより補正する画素ずれ補正手段と、
検出用画像を投射した状態で、前記投射面の前記重畳領域を含む範囲を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段の撮影画像に基づいて、前記重畳領域に投射している他の前記プロジェクターとの投射範囲のずれを検出する検出手段と、
前記画素ずれ補正手段の機能によって、前記検出手段が検出したずれ量に応じて前記投射面に投射する投射画像を変化させ、ずれを補正するずれ補正手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６５０９１（Ｐ２０１２−１６５０９１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４２９（Ｐ２０１１−２２４２９）
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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