JP2002108322A - 投影システム及び投影方法 - Google Patents

投影システム及び投影方法

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JP2002108322A
JP2002108322A JP2000294835A JP2000294835A JP2002108322A JP 2002108322 A JP2002108322 A JP 2002108322A JP 2000294835 A JP2000294835 A JP 2000294835A JP 2000294835 A JP2000294835 A JP 2000294835A JP 2002108322 A JP2002108322 A JP 2002108322A
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Masato Sakakibara
正人 榊原
Noboru Katsuo
登 勝尾
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーバから画像を配信し、これを低歪で投影
表示する。 【解決手段】 画像サーバ11に画像情報を蓄積し、蓄
積した画像をネットワークを介して配信して、プロジェ
クタ13でスクリーンに投影表示する場合に、画像補正
装置15は、画像サーバ11から提供された画像を受信
し、投影歪をキャンセルするように予め補正してプロジ
ェクタ13に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン上に歪
みの少ない画像を投影する投影方法及び投影システムに
関する。
【0002】
【従来の技術】ビルの壁面等の任意の場所をスクリーン
として、任意の画像をプロジェクタを用いて表示したい
という要求がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プロジェクタ
により画像を投影する場合には、投影された画像が歪ん
だり、画像の周囲が不定形に照明され、表示画像の見栄
えが良くないという問題がある。例えば、原画像が矩形
である場合に、実際に表示された原画像が歪み、さら
に、その周囲が不定形に照明されてしまう場合ある。特
に、ビルの壁面等をスクリーンにする場合には、投影装
置の設置位置等が毎回変化するため、微調整も困難であ
るという問題がある。
【0004】また、ビルの壁面等に画像を投影する場合
には、画像表示用の設備の設置場所が不十分なことが多
く、表示予定の画像をビデオ等の形式で現場に用意する
ことは困難な場合がある。
【0005】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、歪みの少ない適正な画像を表示することができる投
影システムと投影方法を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、表示対象の画像を必要に応じて提供する
ことが可能な投影システムと投影方法を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の観点にかかる投影システムは、画像
情報を蓄積し、蓄積した画像をネットワークを介して配
信する画像サーバと、前記画像サーバにネットワークを
介して接続され、前記画像サーバから提供された画像を
補正して出力する画像補正装置と、前記画像補正装置に
接続され、該画像補正装置の出力する画像を、ビルの壁
面などを含む任意のスクリーンに投影表示するプロジェ
クタと、を備え、前記画像補正装置は、前記プロジェク
タによる投影歪みをキャンセルするように画像を予め補
正して出力する、ことを特徴とする。
【0007】この構成によれば、スクリーンに対するプ
ロジェクタの位置によらず、歪みの少ない画像を表示す
ることができる。また、画像サーバからネットワークを
介して画像補正装置に表示対象の画像を提供するため、
通信装置を用意すれば、ビデオデッキ等の大がかりな画
像再生システムを投影現場に配置する必要がなく、設置
場所に制限のある投影システムに有効である。
【0008】前記画像補正装置は、前記スクリーン上の
照明領域が、矩形などの所定の形状となるように、表示
対象画像の周囲に、投影歪みに基づいて定めた形状の光
遮蔽用の画像を追加してもよい。この構成とすることに
より、スクリーンが不定形に照明され、表示画像が見苦
しくなる事態を防止できる。
【0009】例えば、前記プロジェクタにより、元の画
像の座標(x、y)の位置の画素が、スクリーン上の座
標(u,v)(=f(x,y);fは所定の関数)に投
影される場合に、画像補正装置は、前記画像サーバより
提供された原画像の座標(x、y)の画素を、関数fの
逆関数であるf−1を用いて表される位置f−1(x,
y)に転写するように補正する。
【0010】前記画像サーバが、予め定められたスケジ
ュールに従って、画像を前記画像補正装置に順次送信
し、前記画像補正装置は、動画の画像をフレーム単位に
順次補正して前記プロジェクタに提供し、前記プロジェ
クタにより、補正された画像を順次投影する、ようにし
てもよい。
【0011】上記目的を達成するため、本発明の第2の
観点にかかる投影方法は、画像情報を予め画像サーバに
蓄積し、前記画像サーバに蓄積した画像のうち、任意の
画像をネットワークを介して配信し、前記画像サーバか
ら配信された画像をネットワークを介して受信して、原
画像を展開し、この原画像を、投影により発生する歪み
をキャンセルするように予め補正し、補正した画像をス
クリーンに投影することにより、スクリーン上に歪みの
ない画像を表示する、ことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
かかる投影システムを説明する。図1は、この発明の一
実施の形態にかかる投影システムの構成を示す。図示す
るように、この投影装置は、画像サーバ11と、複数台
のプロジェクタ13(13〜13)と、複数台の画
像補正装置15(15〜15)と、から構成され
る。
【0013】画像サーバ11は、動画又は静止画の画像
データを送信するためのコンピュータシステムであり、
例えば、図2に示すように、画像DB(データベース)
111と、通信部112と、制御部113と、記憶部1
14とを備え、各画像補正装置15に表示対象画像を提
供する。
【0014】画像データベース111には、図3に示す
ように、画像のIDと、映像のタイトルと、MPEG方
式などにより圧縮された映像データと、一部音声データ
等が複数登録されている。
【0015】通信部112は、ネットワーク17を介し
て画像補正装置15との間で通信を行う。制御部113
は、記憶部114に設定されているスケジュールや、通
信部112を介して画像補正装置15から供給される指
示などに応答して、画像DB111から画像データを読
み出して、画像補正装置15に提供する。記憶部114
は、画像配信のスケジュール(送信時刻、送信先のアド
レス)等を記憶する。
【0016】プロジェクタ13は、光源と、透過型の表
示装置と、レンズ系とを備え、画像補正装置15から供
給された補正後の画像を任意のスクリーンに投影して表
示する。プロジェクタ13の、スクリーンに対する位置
は任意である。
【0017】例えば、図4(a)に側面で、(b)に平
面で示すように、スクリーン131に対して傾いた位置
に配置されてもよい。
【0018】図4(a)、(b)において、プロジェク
タ13とスクリーン131との距離をD、スクリーンの
垂線とプロジェクタ13の光軸133との交差角の水平
方向成分をθ、スクリーンの垂線と光軸133との交差
角の垂直方向成分をφと表す。換言すると、スクリーン
131上にx、y、z座標系を取り、水平方向をx軸方
向、垂直方向をy軸方向、スクリーン131の垂線をz
軸方向とした場合に、プロジェクタ13の光軸133と
z軸との交差角の水平方向成分をθ、垂直方向成分をφ
とする。
【0019】図1に示す画像補正装置15は、画像サー
バ11からネットワーク17を介して提供される表示対
象画像(原画像)を取得して、スクリーン131に表示
される画像に歪みが生じないように、原画像を、投影に
よる歪みをキャンセルするように予め歪ませて、プロジ
ェクタ13に出力する装置である。
【0020】この画像補正装置15は、図5に示すよう
に、通信部151と、原画メモリ152と、画像処理部
153と、ワークメモリ154と、画像出力部155
と、制御部156と、操作部157と、表示部158と
を備える。
【0021】通信部151は、制御部156の制御下
に、ネットワーク17を介して画像サーバ111と通信
を行い、表示対象の画像を取得し、伸張して、表示フレ
ームを再生し、原画メモリ152に格納する。
【0022】原画メモリ152は、画像サーバ11から
供給された画像をビットマップ形式で記憶するメモリで
ある。原画メモリ152は、複数フレーム分の記憶容量
を有する。
【0023】画像処理部153は、原画メモリ取得部1
52上の原画像を、スクリーン上に表示される画像に歪
みが生じないように、逆方向に歪ませるように補正する
回路である。
【0024】ここで、例えば、プロジェクタ13によ
り、元の画像の座標(x、y)の位置の画素がスクリー
ン131上の座標(u,v)の位置に投影されるとす
る。この場合、この関係を(u,v)=f(x、y)で
表すと、画像処理部153は、原画メモリ152上の座
標(x、y)の位置の画素を、関数fの逆関数であるf
を用いて、f−1(x、y)で表される位置に転写
する。さらに、補正後の画像が表示領域の外にはみ出な
いように、補正画像を縮小する。
【0025】また、画像処理部153は、スクリーン1
31上の照明される領域が長方形或いは正方形などの、
所定の形状になるように、ワークメモリ154上の補正
画像の周囲に、スクリーン131上で所定形状となるよ
うな光不透過の画像を書き込む。換言すれば、補正画像
の周囲に、黒い額縁に相当する画像の補正画像を書き込
む。
【0026】図4の例を参照して説明すると、画像処理
部153は、原画メモリ152上の各フレーム上の座標
(x、y)の位置の画素を、数式1で表される座標
(u、v)で示される位置に転写する。
【0027】
【数1】u=D・{(Ax−shift)cosθ+Dsinθ}/
{−(Ax−shift)sinθcosφ−(Ay−scroll)sin
φ+Dcosθcosφ} v=−D・{(Ax−shift)cosθsinφ+(Ay−scro
ll)cosφ+Dcosθsinφ}/{−(Ax−shift)sin
θcosφ−(Ay−scroll)sinφ+Dcosθcosφ} ここで、shift=Dtan θ scroll=Dtanφ/cosθ Dは、プロジェクタ13とスクリーン131との直線距
離、Aは倍率を示す任意の値、θは、プロジェクタ13
の水平方向の首振り角、φは、プロジェクタ13の垂直
方向の首振り角である。
【0028】さらに、画像処理部153は、黒い額縁に
相当する画像を数式1に従って変形した画像をワークメ
モリ154に書き込む。
【0029】ワークメモリ154は、画像処理部153
により補正された後の画像をビットマップ形式で記憶す
るメモリである。ワークメモリ154も、複数フレーム
分の記憶容量を有し、画像フレームを先入先出(FIF
O)方式で記憶する。
【0030】画像出力部155は、ワークメモリ154
に記憶されている画像データを、読み出してプロジェク
タ13に提供する。操作部157は、様々な指示やデー
タを制御部156に供給する。表示部158は、制御部
156の制御下に、原画像や、補正画像や、メニュー画
面などを表示する。制御部156は、操作部157から
の指示に従って、この画像補正装置15全体の動作を制
御する。
【0031】図1の画像サーバ11と画像補正装置15
〜15とは、ネットワーク17による通信により接
続されている。ネットワーク17は、例えば、公衆電話
回線、インターネット、衛星放送、無線電話回線など、
任意である。画像サーバ11の通信部112と画像補正
装置15の通信部151とは、それぞれ、ネットワーク
17の種類に応じた構成を有する。
【0032】次に、上記構成の投影システムを用いた画
像投影について説明する。まず、図4に示すように、任
意のスクリーン131、例えば、ビルの壁面等の前方に
プロジェクタ13を設置する。次に、プロジェクタ13
と、スクリーン131との距離Dを求め、さらに、プロ
ジェクタ13の光軸133とスクリーン131との交差
角θとφのおおよその値を求める。次に、操作者は、操
作部157より、これらの値を入力する。
【0033】次に、操作者は、テストパターンの表示を
操作部157より指示する。この指示に応答して、制御
部156は、原画メモリ152に予め定められたテスト
パターンの画像(ビットマップパターン)を展開し、さ
らに、画像処理部153に操作部157より入力された
D,A,θ、φを供給する。
【0034】画像処理部153は、制御部156からの
指示に応答し、原画メモリ152に展開されている、テ
ストパターンの位置(x、y)で示される位置の画素
を、ワークメモリ154の、例えば、数式1で定義され
る座標(u、v)で表される位置に転写する。なお、こ
の転写処理は、プロジェクタ13による投影時の画像の
歪みを相殺するような補正である。また、画像処理部1
53は、ワークメモリ154に、額縁の補正画像を書き
込む。
【0035】制御部156は、画像処理部153による
画像の変換処理が終了すると、画像出力部155を制御
して、ワークメモリ154上に展開された補正画像を出
力させる。画像出力部155は、ワークメモリ154に
展開されている画像を、例えば、NTSC方式の画像信
号或いはアナログRGB信号としてプロジェクタ13に
提供する。プロジェクタ13は、提供された画像信号で
定義される補正画像を表示する。投影時の画像の歪みに
より、補正画像が歪み、結果として、スクリーン131
上には、歪みの無い本来のテストパターンに近い画像が
表示される。
【0036】操作者は、実際に表示されたテストパター
ンをみながら、操作部157を操作して、距離D、画像
の拡大率A、交差角度θとφを微調整する。
【0037】これにより、画像処理部153の処理によ
る画像の歪み(関数f−1で表される)は、プロジェク
タ13による投影時の画像の歪み(関数fで表される
f)によりキャンセルされ、実際にスクリーン131に
映し出された画像は、原画メモリ152に展開されてい
る歪みのない画像とほぼ同一になる。
【0038】以上で、調整が完了する。
【0039】次に、実際の画像の投影のために、画像補
正装置15のアドレスと、投影スケジュールを画像サー
バ11の記憶部114に設定する。例えば、ネットワー
ク17がインターネットの場合には、画像補正装置15
のIPアドレスと、投影スケジュール、例えば、複数の
画像の投影の順番(例えば、画像D0001→D000
17→D0032...)や、各画像の繰り返し数や投
影時間などを記憶部114に設定する。
【0040】この設定は、例えば、画像補正装置15か
ら画像サーバ11にアクセスして、設定用の画面上で設
定してもよく、或いは、画像サーバ11の図示せぬ入力
装置等を使用して、設定してもよい。
【0041】画像サーバ11は、記憶部114に設定さ
れている開始時間になると、或いは、画像補正装置15
から要求があると、要求された画像を送信先アドレスが
付された(又は要求元の)画像補正装置15に提供す
る。
【0042】画像補正装置15の通信部151は、提供
された画像データを一旦バッファリングした後、伸張
し、原画メモリ152上に展開し、表示フレームを再構
築する。一方、画像処理部153は、原画メモリ152
の各フレームの位置(x、y)の画素を、ワークメモリ
154上の、数式1で示す(u,v)で表される位置に
転写する。この転写処理は、プロジェクタ13による投
影時の画像の歪み(関数f)をキャンセルするような補
正(逆関数f−1)である。また、画像処理部153
は、ワークメモリ154上に、枠取り用の画像を書き込
む。
【0043】画像出力部155は、ワークメモリ154
に展開された補正画像を読み出してプロジェクタ13に
提供する。プロジェクタ13は、提供された画像をスク
リーン131に投影表示する。
【0044】このような処理を繰り返すことにより、画
像サーバ11が、予め定められたスケジュールに従っ
て、表示対象画像を画像補正装置15に提供し、画像補
正装置15が、提供された画像を補正してプロジェクタ
13に提供し、プロジェクタ13が補正画像を表示す
る。これにより、スクリーン131上には、予め定めら
れたスケジュールに従って、歪みが無く、さらに、照明
される領域が所定の形状に縁取りされた画像が表示され
る。なお、画像補正装置15は、大型の画像取得装置、
例えば、ビデオデッキなどを備える必要がなく、比較的
小型の装置で実現できる。また、プロジェクタ13と画
像補正装置15とが別体の構成であるため、従来のプロ
ジェクタ13にも適用可能である。
【0045】この発明は、上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実
施の形態では、1台のプロジェクタ13で画像をスクリ
ーン131に投影する例を示したが、複数台のプロジェ
クタ13で画像を表示しても良い。この場合には、例え
ば、画像サーバ11から合成対象の画像(同一の画像で
もよい)を各画像補正装置15に提供し、これを複数台
のプロジェクタ13により投影して合成する。
【0046】また、画像サーバ11からリアルタイムに
提供される画像をスクリーン131に表示する必要はな
く、例えば、大容量のハードディスク装置などを図5の
構成に追加し、このハードディスク装置に、投影開始前
に画像サーバ11より画像をダウンロードしておき、ダ
ウンロードした画像を原画メモリ152に展開して表示
するようにしてもよい。この場合、例えば、複数の画像
の表示スケジュール(表示の順番やタイムテーブル)を
制御部156等に設定し、このスケジュールに従って制
御部156が表示対象画像を原画メモリ152に展開す
る。
【0047】なお、画像サーバ11から画像補正装置1
5に画像データと共に音楽データを送信し、音楽データ
を増幅して再生するようにしてもよい。
【0048】なお、画像補正装置15を、通常のコンピ
ュータを用いて構成してもよい。そして、通常のコンピ
ュータを画像補正装置15として動作させるためのプロ
グラムを記録媒体に格納して配布してもよい。
【0049】また、プロジェクタ13と画像補正装置1
5とを一体の構成としてもよい。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーバに予め用意されている画像を、低歪で、スクリー
ンに表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像投影システムの実施の形態の構成
を示す図である。
【図2】図1に示す画像サーバの構成を示すブロック図
である。
【図3】図2に示す画像DBのデータ構造の例を示す図
である。
【図4】プロジェクタの配置例を示す図である。
【図5】図1に示す画像補正装置の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
11 画像サーバ 13 プロジェクタ 15 画像補正装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/173 630 G09G 5/36 520D Fターム(参考) 5C058 AA06 BA27 BB13 BB25 EA02 EA26 EA31 5C064 BA01 BB10 BC04 BC18 BC23 BD02 BD08 BD13 5C080 CC06 DD01 JJ02 JJ06 5C082 AA03 BB01 BB15 CA31 CA81 CA85 DA51 MM10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像情報を蓄積し、蓄積した画像をネット
    ワークを介して配信する画像サーバと、 前記画像サーバにネットワークを介して接続され、前記
    画像サーバから提供された画像を補正して出力する画像
    補正装置と、 前記画像補正装置に接続され、該画像補正装置の出力す
    る画像をスクリーンに投影表示するプロジェクタと、を
    備え、 前記画像補正装置は、前記プロジェクタによる投影歪み
    をキャンセルするように画像を予め補正して出力する、 ことを特徴とする投影システム。
  2. 【請求項2】前記画像補正装置は、前記スクリーン上の
    照明領域が所定の形状となるように、表示対象画像の周
    囲に、投影歪みに基づいて定めた形状の光遮蔽用の画像
    を追加する、 ことを特徴とする請求項1に記載の投影システム。
  3. 【請求項3】前記プロジェクタにより、元の画像の座標
    (x、y)の位置の画素が、スクリーン上の座標(u,
    v)(=f(x,y);fは所定の関数)に投影される
    場合に、前記画像補正装置は、前記画像サーバより提供
    された原画像の座標(x、y)の画素を、関数fの逆関
    数であるf−1を用いて表される位置f−1(x,y)
    に転写するように補正する、ことを特徴とする請求項1
    又は2に記載の投影システム。
  4. 【請求項4】前記画像サーバが、予め定められたスケジ
    ュールに従って、画像を前記画像補正装置に順次送信
    し、 前記画像補正装置は、動画の画像をフレーム単位に順次
    補正して前記プロジェクタに提供し、 前記プロジェクタが、補正された画像を順次投影する、
    ことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の投影シス
    テム。
  5. 【請求項5】画像情報を予め画像サーバに蓄積し、 前記画像サーバに蓄積した画像のうち、任意の画像をネ
    ットワークを介して配信し、 前記画像サーバから配信された画像をネットワークを介
    して受信して、原画像を展開し、 この原画像を、投影により発生する歪みをキャンセルす
    るように予め補正し、 補正した画像をスクリーンに投影することにより、スク
    リーン上に歪みのない画像を表示する、ことを特徴とす
    る投影方法。
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