JP2007323084A - 投写型画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像投写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投写位置の変更をより簡易に行うことが可能な投写型画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像投写方法を提供すること。
【解決手段】投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力するセンサー６０と、当該センシング情報に基づき、検出情報を出力するエッジ検出部１４６と、当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定部１４４と、ユーザーの選択または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択部１４２と、当該投写領域に画像が表示されるように、所定の調整を行う投写領域画素領域対応づけ部１３０およびレンズ調整部１６０と、入力画像情報に基づき、投写領域へ向け画像を投写する画像投写部１９０とを液晶プロジェクタに設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、投写位置を変更可能な投写型画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像投写方法に関する。

液晶プロジェクタ等の投写型画像表示システムは、教室、映画館、会議室、展示場、家庭のリビングルーム等で用いられている。

液晶プロジェクタ等を用いて画像を投写する場合、画像投写部と投写面との間に障害物があると、投写光が障害物に当たって影が発生したり、障害物が視界を遮ったりして画像が見づらくなってしまう。

例えば、家庭のリビングルームは、液晶プロジェクタ等のユーザーだけでなく、当該ユーザーの家族も使用する。このため、ユーザーが投写領域として壁面に広い領域を確保していた場合であっても、家族が壁面に家具、観葉植物等を配置してしまい、ユーザーが意図していた投写領域の一部が家具等と重なってしまう場合がある。

また、例えば、展示場等で製品紹介画像や広告画像を投写する場合、投写領域内の本来意図していない領域に人が入ってしまい、画像が見づらくなってしまう場合がある。

このような場合、ユーザーは、液晶プロジェクタ等を移動したり、液晶プロジェクタ等の投写方向を変更したりして障害物を避けて画像を投写するのが一般的であるが、液晶プロジェクタ等の移動や投写方向の変更には手間がかかる上、キャリブレーションを再実行する必要もある。

また、液晶プロジェクタ等を用いて画像を投写する場合、ユーザーは、投写時の状況に応じて自分が表示したい投写領域に画像を投写したい場合もある。

例えば、リビングルームとキッチンが一体化した部屋の場合、ユーザーは、通常はリビングルームの壁面に画像を投写し、料理を作る時にはキッチンの壁面に画像を投写したい場合がある。

また、例えば、プレゼンテーションを行う場合、利き腕が右のプレゼンターは、観客から見て右側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすく、利き腕が左のプレゼンターは、観客から見て左側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすい。

このような場合、より効果的なプレゼンテーションを行うためには、画像の投写位置を変更したほうがよいが、プレゼンターが変わる度に手動でプロジェクタの投写位置を調整したり、キャリブレーションを実行すると手間や時間がかかってしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能な投写型画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像投写方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る投写型画像表示システムは、投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
入力画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写する画像投写手段と、
を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るプロジェクタは、投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
入力画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写する画像投写手段と、
を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るプログラムは、センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
前記センシング手段に投写対象領域をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および前記画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
入力画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させる画像投写制御手段として機能させることを特徴とする。

また、本発明に係る情報記憶媒体は、センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
前記センシング手段に投写対象領域をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および前記画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
入力画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させる画像投写制御手段として機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする。

また、本発明に係る画像投写方法は、投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力し、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力し、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定し、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択し、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および画像投写手段の少なくとも一方を調整し、
入力画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写することを特徴とする。

本発明によれば、投写型画像表示システム等は、障害物（例えば、机、観客等）が存在しない投写可能領域を自動的に決定することができるため、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記画像投写手段は、投写サイズを調整するための投写サイズ調整手段を有し、
前記調整手段は、前記投写領域に画像が投写されるように、前記画像投写手段へ向け、前記投写サイズ調整手段を制御するための投写サイズ制御情報を出力してもよい。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記投写サイズ調整手段は、前記投写領域選択手段によって選択された投写領域を含む最小の投写サイズとなるように投写用のレンズ拡大率を調整してもよい。

また、前記画像投写方法では、前記投写領域に画像が投写されるように、前記画像投写手段を制御して投写サイズを調整してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、投写サイズを自動的に調整することができるので、ユーザーは、自分で投写サイズを調整する必要がないため、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

特に、投写型画像表示システム等は、投写サイズを、投写領域を含む最小の大きさとなるように、投写用のレンズ拡大率を調整することにより、最大の投写サイズで画像を表示する場合と比べて画像の輝度値を上げ、より鮮明な画像を表示することができる。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記調整手段は、前記センシング情報に基づく投写対象領域と、前記画像投写手段の一部である空間光変調器の画素領域とを対応づけ、画像の大きさを調整するように、前記入力画像情報を調整してもよい。

また、前記画像投写方法では、前記センシング情報に基づく投写対象領域と、前記画像投写手段の一部である空間光変調器の画素領域とを対応づけ、画像の大きさを調整してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、投写対象領域と空間光変調器の画素領域との対応づけを自動的に行うことができるため、適切な画像の大きさで画像を投写することができる。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記画像投写手段は、投写方向を調整するための投写方向調整手段を有し、
前記調整手段は、前記投写領域に画像が投写されるように、前記画像投写手段へ向け、前記投写方向調整手段を制御するための投写方向制御情報を出力してもよい。

また、前記画像投写方法では、前記投写領域に画像が投写されるように、前記画像投写手段を制御して投写方向を制御してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、投写方向を自動的に調整することができるので、ユーザーは、自分で投写方向を調整する必要がないため、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記センシング手段は、所定のタイミングで繰り返しセンシングして検出情報を出力し、
前記投写可能領域決定手段は、新たな検出情報に基づき、前記投写可能領域を新たに決定してもよい。

また、前記画像投写方法では、所定のタイミングで繰り返しセンシングして検出情報を出力し、
新たな検出情報に基づき、前記投写可能領域を新たに決定してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、所定のタイミングで繰り返しセンシングとエッジ検出等を行うことにより、障害物の位置等が変化した場合、具体的には、例えば、投写領域に観客が重なってしまった場合等において、障害物のない投写領域に画像を投写するように自動的に調整することができるため、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

以下、本発明を、液晶プロジェクタを用いた投写型画像表示システムに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施形態に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（システム全体の説明）
以下、家庭のリビングルームに液晶プロジェクタを配置して壁に画像を投写する場合を例に採り説明する。

図１は、本実施形態の一例に係る投写領域４０の概略説明図である。

壁面を、画像を投写する投写対象領域１０として用いる場合、絵画２０や観葉植物２２等の障害物が存在すると、その部分が影になってしまい、画像を適切に投写することができない。

特に、リビングルームは、家族の複数のメンバーが使用する場所であるため、絵画２０や観葉植物２２等の位置が移動しやすく、投写領域４０を固定しておくことは難しい。

また、例えば、リビングルームとキッチンとが一体化した部屋の場合、通常はリビングルームの壁にＴＶ画像を投写し、料理を行う場合にはキッチンの壁にレシピの画像を投写できれば便利である。

本実施の形態では、投写対象領域１０をＣＣＤセンサーでセンシングしてエッジ検出を行い、所定のアスペクト比を満たす複数の投写領域４０−１〜４０−３を決定し、ユーザーの選択に基づいて１つの投写領域４０を決定して当該投写領域４０に画像を投写する。

このような方式を採用することにより、ユーザーは、液晶プロジェクタを移動させたり、投写位置や投写方向を手動で変更したりする手間を必要とせずに手軽に投写位置を変更することができる。

（機能ブロックの説明）
次に、このような機能を実現するための液晶プロジェクタに内蔵された投写型画像表示システムの機能ブロックについて説明する。

図２は、本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。

投写型画像表示システムは、センサー６０と、入力信号処理部１１０と、補正部１２０と、Ｄ／Ａ変換部１８０と、画像投写部１９０と、投写領域画素領域対応づけ部１３０と、投写領域確定部１４０と、キャリブレーション信号発生部１５０と、レンズ調整部１６０と、アスペクト比決定部１３２とを含んで構成されている。

入力信号処理部１１０は、ＰＣ(Personal Computer)等から入力される入力画像情報の一種であるアナログ形式のＲＧＢ信号を構成するＲ１信号、Ｇ１信号、Ｂ１信号を、デジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号に変換する。

また、入力信号処理部１１０は、このようなアナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部１１２と、画像の位置やサイズを調整する調整手段の一部である画像位置サイズ調整部１１４とを含んで構成されている。

なお、投写型画像表示システムにおいてデジタル形式のＲＧＢ信号のみを用いる場合、Ａ／Ｄ変換部１１２およびＤ／Ａ変換部１８０は不要である。

また、キャリブレーション信号発生部１５０は、キャリブレーション画像の表示に用いられるデジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号を生成する。

このように、キャリブレーション信号を液晶プロジェクタの内部で生成することにより、ＰＣ等の外部入力装置からキャリブレーション信号を液晶プロジェクタに入力することなく、液晶プロジェクタ単体でキャリブレーションを行うことができる。なお、キャリブレーション信号発生部１５０を設けずに、ＰＣ等からキャリブレーション画像信号を入力してもよい。

補正部１２０は、入力信号処理部１１０やキャリブレーション信号発生部１５０からのＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号に基づき、液晶プロジェクタの標準設定に基づいた色温度等を補正してＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号として出力する。

また、Ｄ／Ａ変換部１８０は、補正部１２０からのＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号をアナログ形式のＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号に変換する。

また、画像投写部１９０は、駆動部１９１と、空間光変調器１９２と、投写サイズ調整部１９３と、投写方向調整部１９４と、レンズ１９５とを含んで構成されている。

駆動部１９１は、Ｄ／Ａ変換部１８０からのＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号に基づき、空間光変調器１９２を駆動する。そして、画像投写部１９０は、光源からの光を、空間光変調器１９２およびレンズ１９５を介して投写する。

さらに、本実施の形態では、投写領域選択部１４２と、投写可能領域決定部１４４と、エッジ検出部１４６と、投写範囲把握部１４８とを含む投写領域確定部１４０を液晶プロジェクタに設けている。

投写範囲把握部１４８は、投写対象領域１０をセンシングするセンシング手段であるセンサー６０からのＸＹＺ値で表されるセンシング情報に基づき、投写対象領域１０の範囲（投写範囲１０Ａとも言う。）を把握する。なお、ここで、ＸＹＺとは、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって定められた国際規格で、機器独立色の一種である。

なお、図１では、説明の便宜上、投写対象領域１０と投写範囲１０Ａとを同じ大きさで描いている。また、ここで、投写範囲１０Ａとは、投写光によって照射される投写対象領域１０上の範囲のことである。

また、エッジ検出部１４６は、投写対象領域１０上の投写範囲１０ＡのＸＹＺ値に基づき、エッジ検出を実行して検出情報を出力する。

また、投写可能領域決定部１４４は、検出情報とアスペクト比決定部１３２で決定されたアスペクト比（例えば、１６：９、４：３等）に基づき、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａのうち絵画２０等の障害物が存在せず、かつ、アスペクト比を満たす一定の大きさ以上の投写領域４０−１〜４０−３を決定する。図１においては、説明を簡単にするため、代表的な３つの投写領域４０−１〜４０−３が図示されているが、実際にはより多くの投写領域４０が求まり得る。また、投写領域４０が１つしか求まらない場合もあり得る。そして、投写可能領域決定部１４４は、最も外側の投写領域の境界線によって包囲される部分を投写可能領域３０として把握する。

なお、他の投写領域と重なり合わない投写領域がある場合には、複数の投写可能領域３０が把握される。

また、投写領域選択部１４２は、投写可能領域３０に含まれる複数の投写領域４０−１〜４０−３から１つの投写領域４０を選択するためのユーザーからの選択指示（例えば、液晶プロジェクタのリモコンによる指示等）に基づき、１つの投写領域４０を選択する。

また、調整手段の一部であるレンズ調整部１６０は、投写領域選択部１４２で選択された投写領域４０に画像が投写されるように、レンズ１９５の拡大倍率を調整するための投写サイズ制御情報を投写サイズ調整部１９３に出力する。

また、投写サイズ調整部１９３は、当該投写サイズ制御情報に基づき、レンズ１９５の拡大倍率を調整して投写サイズを調整する。

また、調整手段の一部である投写領域画素領域対応づけ部１３０は、投写範囲把握部１４８で把握された投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａと、投写領域選択部１４２で選択された投写領域４０とに基づき、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａ内の投写領域４０と、空間光変調器１９２の画素領域とを対応づける。具体的には、投写領域画素領域対応づけ部１３０は、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａと、空間光変調器１９２の画素領域との比率を求める。

また、この手法に代えて、投写領域画素領域対応づけ部１３０は、投写範囲１０Ａ上の座標（センサー６０の受光素子上の座標）を投写画像（キャリブレーション画像）上の座標に対応づけてもよい。投写画像上の座標は、所定の変換により空間光変調器１９２の画素領域上の座標に変換可能だからである。

なお、投写画像におけるある画素と、その画素を表示する空間光変調器１９２の画素部分との対応関係は、画像投写部１９０にとって既知である。

また、画像位置サイズ調整部１１４は、投写領域画素領域対応づけ部１３０によって求められた比率と、投写領域選択部１４２で選択された投写領域４０の投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａにおける位置情報とに基づき、画像の位置とサイズを調整するように、入力画像情報を調整する。

（画像処理の流れの説明）
次に、これらの各部を用いた画像処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。

図３は、本実施形態の一例に係る画像投写の手順を示すフローチャートである。

まず、センサー６０は、画像の非表示時、すなわち、何も表示していない状態または全面黒色の画像を表示した状態で投写対象領域１０をセンシングして当該画像の各画素（すなわち、センサー６０が当該画像の測定値を出力するセンサー６０内の画素）のＸＹＺ値を計測する（ステップＳ１）。

そして、レンズ調整部１６０は、画像サイズが最大になるように、レンズ１９５の拡大倍率を調整するための投写サイズ制御情報を投写サイズ調整部１９３に出力する。また、キャリブレーション信号発生部１５０は、全面白色の画像を表示するように、キャリブレーション信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）を生成する。

このようにして液晶プロジェクタは、画像サイズ最大で白色画像を表示し、センサー６０は、投写対象領域１０に表示された白色画像の各画素（すなわち、センサー６０が当該白色画像の測定値を出力するセンサー６０内の画素）のＸＹＺ値を計測する（ステップＳ２）。

同様に、レンズ調整部１６０は、画像サイズが最小になるように、レンズ１９５の拡大倍率を調整するための投写サイズ制御情報を投写サイズ調整部１９３に出力する。また、キャリブレーション信号発生部１５０は、全面白色の画像を表示するように、キャリブレーション信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）を生成する。

このようにして液晶プロジェクタは、画像サイズ最小で白色画像を表示し、センサー６０は、投写対象領域１０に表示された白色画像のＸＹＺ値を計測する（ステップＳ３）。

そして、投写範囲把握部１４８は、非表示時に計測されたＸＹＺ値と最大サイズで計測されたＸＹＺ値との差分および非表示時に計測されたＸＹＺ値と最小サイズで計測されたＸＹＺ値との差分に基づき、最大と最小の投写範囲１０Ａを把握する（ステップＳ４）。この場合、例えば、５ｃｄ／ｍ２以上の差分を有する画素を、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａに含まれる画素とすればよい。なお、黒色のキャリブレーション画像表示時のセンシング情報（ＸＹＺ値）に代えて非表示時の投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａのセンシング情報を用いてもよい。 エッジ検出部１４６は、非表示時に計測されたＸＹＺ値に基づき、エッジ検出処理を実行する（ステップＳ５）。

そして、投写可能領域決定部１４４は、アスペクト比決定部１３２からの画像のアスペクト比と、エッジ検出部１４６からのエッジ検出データとに基づき、投写可能領域３０（つまり、少なくとも１つの投写領域４０を含む領域）を決定する（ステップＳ６）。具体的には、投写可能領域決定部１４４は、投写範囲１０Ａ内のエッジ検出データを当該範囲の左上から右下に向かって検出し、所望のアスペクト比を満たす最大の領域（つまり、１つの投写領域４０）を特定する。例えば、図１に示す投写可能領域３０のように多角形状になっているような場合、複数の投写領域４０−１〜４０−３を抽出する。

投写領域確定部１４０は、投写可能領域決定部１４４で抽出された複数の投写領域４０−１〜４０−３を示す情報を入力信号処理部１１０に出力し、画像投写部１９０は、ユーザーに当該複数の投写領域４０−１〜４０−３から１つの投写領域４０を選択させるための選択用画像を投写する。この場合、入力信号処理部１１０は、選択用画像を生成するための画像情報を記憶しておけばよい。

そして、投写領域選択部１４２は、所定の基準（例えば、最も上、最も下、最も左、最も右等）またはユーザーの指示に基づき、複数の投写領域４０−１〜４０−３から１つの投写領域４０を選択し、投写範囲１０Ａが、選択された投写領域４０を含み、かつ、投写範囲１０Ａが最小の投写サイズとなるようにレンズ拡大率を決定する（ステップＳ７）。

なお、このように最小の投写サイズを適用するのは、最大の投写サイズと比べて輝度値を高くすることができるからである。もちろん、投写サイズは、最小でなくてもよい。

レンズ調整部１６０は、当該拡大率となるように投写サイズ制御情報を生成し、投写サイズ調整部１９３は、当該投写サイズ制御情報に基づき、レンズ１９５の拡大率を調整する（ステップＳ８）。

そして、投写領域画素領域対応づけ部１３０は、当該拡大率での投写領域４０と、空間光変調器１９２の画素領域とを対応づける（ステップＳ９）。この場合、画像信号で表される画像の全範囲が、選択された投写領域４０に投写されるように画像がリサイズされてもよいし、画像信号で表される画像の一部分が、選択された投写領域４０に投写されるように画像がトリミングされてもよい。

そして、画像位置サイズ調整部１１４は、この対応づけに基づき、画像の位置およびサイズを調整するように、デジタル変換された入力画像信号を調整してデジタル信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）を出力する。

さらに、デジタル信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）に対して補正部１２０が色温度等の調整を行い、Ｄ／Ａ変換部１８０がデジタル変換を行ってアナログ信号（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４）を出力する。

駆動部１９１は、アナログ信号（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４）に基づき、空間光変調器１９２を駆動し、投写サイズ調整部１９３は、レンズ１９５の拡大率を調整する。

このようにして、画像投写部１９０は、画像の位置とサイズを調整して画像を投写領域４０に投写する（ステップＳ１０）。

以上のように、本実施の形態によれば、投写型画像表示システムは、障害物（例えば、机、観客等）が存在しない投写可能領域３０を自動的に決定することができるため、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

例えば、リビングルームとキッチンが一体化した部屋の場合、ユーザーは、通常はリビングルームの壁面に画像を投写し、料理を作る時にはキッチンの壁面に画像を投写したい場合がある。

このような場合であっても、本実施の形態によれば、ユーザーは、リビングルームへの投写とキッチンへの投写を簡易に切り換えることができる。

また、例えば、プレゼンテーションを行う場合、利き腕が右のプレゼンターは、観客から見て右側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすく、利き腕が左のプレゼンターは、観客から見て左側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすい。

このような場合においても、本実施の形態によれば、ユーザーは、手動でプロジェクタの投写位置を調整する手間をかけることなく、ユーザーにとって好ましい位置に画像を投写することができる。

また、本実施の形態によれば、投写型画像表示システムは、投写サイズを自動的に調整することができるので、ユーザーは、自分で投写サイズを調整する必要がないため、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

さらに、本実施の形態によれば、投写型画像表示システムは、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａと空間光変調器１９２の画素領域との対応づけを自動的に行うことができるため、適切な位置に適切な画像の大きさで画像を投写することができる。

（ハードウェアの説明）
なお、上述した各部に用いるハードウェアとしては、例えば、以下のものを適用できる。

図４は、本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムのハードウェアブロック図である。

例えば、Ａ／Ｄ変換部１１２としては、例えばＡ／Ｄコンバーター９３０等、Ｄ／Ａ変換部１８０としては、例えばＤ／Ａコンバーター９４０等、駆動部１９１としては、例えば液晶ライトバルブ駆動ドライバを記憶したＲＯＭ９６０等、空間光変調器１９２としては、例えば、液晶パネル９２０、液晶ライトバルブ等、補正部１２０、投写領域選択部１４２、投写可能領域決定部１４４、エッジ検出部１４６、投写範囲把握部１４８、投写領域画素領域対応づけ部１３０、アスペクト比決定部１３２、レンズ調整部１６０としては、例えば画像処理回路９７０、ＣＰＵ９１０等、キャリブレーション信号発生部１５０としては例えばＲＡＭ９５０等、投写サイズ調整部１９３としては一般的なレンズズーミング機構等、投写方向調整部１９４としては一般的な方向制御機構等、センサー６０としては例えばＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサー等の多画素センサー等のＸＹＺ値やＲＧＢ値等を導出することが可能なセンサーを用いて実現できる。なお、これらの各部はシステムバス９８０を介して相互に情報をやりとりできる。また、これらの各部は回路のようにハードウェア的に実現してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。

また、これらの各部の機能を液晶プロジェクタ内のコンピュータが情報記憶媒体３００からプログラムを読み取って実現してもよい。

また、情報記憶媒体３００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、その情報の読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。

また、情報記憶媒体３００に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラムを、ネットワークを介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現してもよい。

（変形例）
以上、本発明を適用した好適な実施の形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。

例えば、上述した実施例では、投写可能領域決定部１４４は、エッジ検出部１４６からのセンシング画像におけるエッジの検出情報に基づいて投写可能領域３０を決定したが、エッジの検出情報以外の情報に基づいて投写可能領域３０を決定してもよい。例えば、投写可能領域決定部１４４は、センシング画像における色分布に基づいて投写可能領域３０を決定してもよい。

すなわち、例えば、図１において、センシング画像のうち観葉植物２２等の障害物の部分のＸＹＺ値と、投写可能領域３０のＸＹＺ値とは異なっているため、色を示すＸＹＺ値の分布を把握すれば、投写可能領域３０を抽出することができる。以下、色分布に基づく投写可能領域３０の抽出手法について具体的に説明する。

図５は、本実施形態の他の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。

本実施例では、エッジ検出部１４６に代え、センサー６０からのセンシング画像（センシング画像の全体でも一部でもよい。）における色分布を示す検出情報を出力する色分布検出部１４７を採用し、投写可能領域決定部１４４に代え、投写可能領域決定部１４５を採用している。

図３を用いて説明した投写範囲把握部１４８の処理（ステップＳ４）後、色分布検出部１４７は、非表示時のセンシング画像のうち画像サイズ最大時の投写範囲が該当する部分のセンシング情報（ＸＹＺ値）に基づき投写範囲１０Ａの色分布を検出する。

より具体的には、色分布検出部１４７は、所定の画像処理単位（例えば、縦横一定の画素で構成される画素ブロック、１画素等）ごとにＸ値、Ｙ値、Ｚ値のヒストグラム（度数分布）を生成する。

そして、色分布検出部１４７は、Ｘ値のヒストグラムにおいて上位の度数のＸ値の範囲（ＸＰ１〜ＸＰ２）を検出する。また、色分布検出部１４７は、Ｙ値、Ｚ値についても同様に、上位の度数のＹ値の範囲（ＹＰ１〜ＹＰ２）、上位の度数のＺ値の範囲（ＺＰ１〜ＺＰ２）を検出する。なお、この範囲は、任意であり、例えば、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値とも同じ範囲であってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。

そして、色分布検出部１４７は、これらの色分布の検出情報（ＸＰ１〜ＸＰ２、ＹＰ１〜ＹＰ２、ＺＰ１〜ＺＰ２）を投写可能領域決定部１４５に出力する。

投写可能領域決定部１４５は、アスペクト比決定部１３２からの画像のアスペクト比と、色分布検出部１４７からの色分布の検出情報に基づき、投写可能領域３０を決定する。

より具体的には、投写可能領域決定部１４５は、センシング画像のうち投写範囲１０Ａが該当する部分のセンシング情報に基づき、色分布検出部１４７からのＸ値の範囲（ＸＰ１〜ＸＰ２）に該当するＸ値を有する領域ＡＸを抽出する。なお、センシング情報は、座標位置ごとに（縦座標位置、横座標位置、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値）を有する。したがって、投写可能領域決定部１４５は、Ｘ値を検索キーとして当該Ｘ値を有する座標の縦座標位置および横座標位置を把握できるため、領域ＡＸを抽出することができる。Ｙ値、Ｚ値についても同様に該当する領域ＡＹ、ＡＺを抽出する。

このような手順により、投写可能領域決定部１４５は、Ｘ値の範囲（ＸＰ１〜ＸＰ２）に該当するＸ値を有する領域ＡＸ、Ｙ値の範囲（ＹＰ１〜ＹＰ２）に該当するＹ値を有する領域ＡＹ、Ｚ値の範囲（ＺＰ１〜ＺＰ２）に該当するＺ値を有する領域ＡＺを抽出し、領域ＡＸ、領域ＡＹ、領域ＡＺが重なる領域ＡＡ（例えば、図１の投写可能領域３０が該当する。）を抽出する。

このようにして投写可能領域３０を抽出することができる。これ以降の手順は、上述した図３のステップＳ７以降の処理を行えばよい。

このように色の分布に基づく手法を採用することにより、本実施形態の液晶プロジェクタは、投写対象領域１０の一部が蛍光灯５０等による環境影響を受けている場合であっても、当該環境影響を受けていない（または当該環境影響を受けている）均質な部分のうちアスペクト比を満たす部分を投写領域４０として抽出することができる。

また、色の分布に基づく手法を採用することにより、エッジ検出を行う必要はないため、本実施形態の液晶プロジェクタはより高速（より効率的）に処理を行うことができる。

なお、色の分布の検出手法は上記手法に限定されず、例えば、基準とするＸ値、Ｙ値、Ｚ値の範囲は、それぞれの値に対して異なる重み付け等を行って決定してもよいし、関数を用いて決定してもよい。また、色の分布を把握するための指標はＸＹＺ値に限定されず、ＲＧＢ値等を用いてもよい。

また、液晶プロジェクタを屋外で用いることによって投写対象領域１０の一部が空となってしまったり、液晶プロジェクタを学校の教室で用いることによって投写対象領域１０の一部がガラス窓となってしまったりすることにより、投写対象領域１０の一部が液晶プロジェクタからの投写光を反射しない場合、液晶プロジェクタは以下の処理を行ってもよい。

例えば、液晶プロジェクタは、矩形の画像を投写する場合、当該画像の４隅を示す点や線等の投写と撮像を、投写範囲を狭めながら繰り返し行い、当該４隅の点等をセンサー６０が検出した時点で、センシング画像内の当該４隅と、空間光変調器１９２の４隅の座標との対応づけを行うことにより、上述した投写領域４０を決定する処理を適用することができる。

また、上述した実施例では、液晶プロジェクタは、エッジ検出等を行う場合に黒の単色のキャリブレーション画像を用いたが、例えば、白の単色のキャリブレーション画像のセンシング画像のＸＹＺ値と、黒の単色のキャリブレーション画像のセンシング画像のＸＹＺ値との差分値を示すセンシング情報を用いてエッジ検出等を行ってもよい。

これによれば、液晶プロジェクタは、投写対象領域１０内の領域によって環境影響に多少の違いがある場合であっても、その違いを低減した状態で色分布検出等を行うことができる。

また、例えば、投写サイズだけでなく、レンズ調整部１６０を、投写方向調整部１９４に対して投写方向を制御するための投写方向制御情報を出力するように構成してもよい。

これによれば、投写方向を自動的に調整することができるので、ユーザーは、自分で投写方向を調整する必要がないため、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

また、投写サイズを固定にして投写方向だけ変更してもよい。これによっても投写位置を簡易に変更することができる。

さらに、投写領域４０のユーザーによる選択は、液晶プロジェクタの本体のボタンやリモコン操作によってもよいし、ユーザーの動作指示や音声指示を適用してもよい。

また、上述した実施例では、最初にアスペクト比を満たす１つ以上の投写領域４０を抽出してから最大の投写可能領域３０を求めたが、最初にエッジ検出データに基づいて障害物のない投写可能領域３０を求めてから投写可能領域３０内でアスペクト比を満たす１つ以上の投写領域４０を抽出してもよい。

また、画像の投写時に台形歪み補正や自動焦点調整を行ってもよい。

さらに、上述した実施例では、投写領域４０は長方形であったが、投写領域４０として円形等の長方形以外の形状を採用してもよい。

また、例えば、図３に示す画像投写処理を所定のタイミング（例えば、所定時間ごと、プレゼンターの変更時等）で繰り返し行ってもよい。

これによれば、所定のタイミングで繰り返しセンシングとエッジ検出を行うことにより、障害物の位置等が変化した場合、具体的には、例えば、投写領域４０に観客が重なってしまった場合等において、障害物のない投写領域４０に画像を投写するように自動的に調整することができるため、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。また、障害物の位置に応じて投写領域４０を決定してもよい。

また、本実施形態の投写型画像表示システムを、上述した液晶プロジェクタ以外にも、例えば、空間光変調器としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたプロジェクタ等の種々の投写型表示システムに適用してもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。また、プロジェクタは前面投写型のものに限定されず、背面投写型のものであってもよい。

また、上述したリビングルーム等の家庭以外にも、ミーティングルーム、医療現場、広告現場、教育現場、映画館、展示場等の業務において画像の投写を行う場合にも本発明は有効である。

なお、上述した投写型画像表示システムの機能は、例えば、液晶プロジェクタ単体で実現してもよいし、複数の処理装置で分散して（例えば、液晶プロジェクタとＰＣとで分散処理）実現してもよい。

本実施形態の一例に係る投写領域の概略説明図である。 本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。 本実施形態の一例に係る画像投写の手順を示すフローチャートである。 本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムのハードウェアブロック図である。 本実施形態の他の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。

符号の説明

１０ 投写対象領域、３０ 投写可能領域、４０ 投写領域、６０ センサー（センシング手段、センシング部）、１１４ 画像位置サイズ調整部（調整手段）、１３０ 投写領域画素領域対応づけ部（調整手段）、１４２ 投写領域選択部、１４４、１４５ 投写可能領域決定部、１４６ エッジ検出部、１４７ 色分布検出部、１４８ 投写範囲把握部、１６０ レンズ調整部（調整手段）、１９０ 画像投写部、１９１ 駆動部、１９２ 空間光調整器、１９３ 投写サイズ調整部、１９４ 投写方向調整部、３００ 情報記憶媒体

Claims (11)

1. 投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
   当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
   当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
   選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
   当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
   入力画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写する画像投写手段と、
   を含むことを特徴とする投写型画像表示システム。
2. 請求項１において、
   前記画像投写手段は、投写サイズを調整するための投写サイズ調整手段を有し、
   前記調整手段は、前記投写領域に画像が投写されるように、前記画像投写手段へ向け、前記投写サイズ調整手段を制御するための投写サイズ制御情報を出力することを特徴とする投写型画像表示システム。
3. 請求項２において、
   前記投写サイズ調整手段は、前記投写領域選択手段によって選択された投写領域を含む最小の投写サイズとなるように投写用のレンズ拡大率を調整することを特徴とする投写型画像表示システム。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記調整手段は、前記センシング情報に基づく投写対象領域と、前記画像投写手段の一部である空間光変調器の画素領域とを対応づけ、画像の大きさを調整するように、前記入力画像情報を調整することを特徴とする投写型画像表示システム。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記画像投写手段は、投写方向を調整するための投写方向調整手段を有し、
   前記調整手段は、前記投写領域に画像が投写されるように、前記画像投写手段へ向け、前記投写方向調整手段を制御するための投写方向制御情報を出力することを特徴とする投写型画像表示システム。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記センシング手段は、所定のタイミングで繰り返しセンシングして検出情報を出力し、
   前記投写可能領域決定手段は、新たな検出情報に基づき、前記投写可能領域を新たに決定することを特徴とする投写型画像表示システム。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記投写可能領域決定手段は、前記投写対象領域のうち障害物が存在せず、かつ、所望のアスペクト比を満たす少なくとも１つの領域を決定するとともに、当該領域のうち、最も外側の領域の境界線によって包囲される部分を前記投写可能領域として決定することを特徴とする投写型画像表示システム。
8. 投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
   当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
   当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
   選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
   当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
   入力画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写する画像投写手段と、
   を含むことを特徴とするプロジェクタ。
9. センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
   コンピュータを、
   前記センシング手段に投写対象領域をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
   当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
   当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
   選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
   当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および前記画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
   入力画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させる画像投写制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。
10. センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
    コンピュータを、
    前記センシング手段に投写対象領域をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
    当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
    当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
    選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
    当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および前記画像投写手段の少なくとも一方を調整する調整手段と、
    入力画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させる画像投写制御手段として機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
11. 投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力し、
    当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力し、
    当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定し、
    選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択し、
    当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報および画像投写手段の少なくとも一方を調整し、
    入力画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写することを特徴とする画像投写方法。

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