JP2009130569A - マルチプロジェクションシステム、プロジェクタ、及び画像出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタの投射光学装置のレンズの歪みに影響されることなく、高品質な投射画像を投射できるマルチプロジェクションシステムを提供すること。
【解決手段】画像出力装置２と、複数のプロジェクタ７、８、９、１０とを備えたマルチプロジェクションシステムにおいて、画像出力装置２は、各プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置の画像形成領域中の、各プロジェクタ７、８、９、１０の投射光学装置から投射された投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域として、画像信号を生成する画像信号生成部３２と、生成された画像信号に基づいて、各プロジェクタ７、８、９、１０の投射画像の重ね合わせを行う画像重ね合わせ部３３、３４、３５、３６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、マルチプロジェクションシステム、プロジェクタ、及び画像出力装置に関する。

従来、複数のプロジェクタを組み合わせて一つのディスプレイを構成し、投射を行うマルチプロジェクションシステムが知られている。複数のプロジェクタの境界線においては一定量を重ね合わせて、適切に減光することで継ぎ目が知覚できないようにしている。
ここで、プロジェクタは、光源から射出された光束を、光変調装置により画像信号に応じて変調して画像を形成し、形成した画像を投射光学装置でスクリーン等に投射している。
そして、このようなプロジェクタでは、投射光学装置を構成するレンズによる光学的な収差によって、投射画像内に歪みが発生せざるを得ないという特徴がある。

これは単体で使用している場合には問題にならないレベルだが、複数のプロジェクタを使う場合には重ね合わせ領域における双方のプロジェクタの歪みによって表示位置を一致させることが困難になる。
このため、従来、マルチプロジェクションにおけるレンズに起因する歪み（レンズ収差）は撮像系などを利用して歪みの度合を測定し、それに合わせて画像処理を行うという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１０２２７７号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、撮像装置等の専用の装置を必要としなければならないことに加え、画像処理を行うための環境も必要であるという問題がある。
また、レンズの収差の大きいところでは補正処理の結果、部分的に解像度が低下するために投射画像の品質が低下する可能性があるという問題がある。

本発明の目的は、プロジェクタの投射光学装置のレンズの歪みに影響されることなく、高品質な投射画像を投射できるマルチプロジェクションシステム、プロジェクタ、及び画像出力装置を提供することにある。

本発明に係るマルチプロジェクションシステムは、
画像信号を出力する画像出力装置と、光源から射出された光束を、前記画像信号に応じて変調して画像を形成する光変調装置、及び前記光変調装置で形成された画像を投射する投射光学装置を有する複数のプロジェクタと、前記画像出力装置及び各プロジェクタを接続し、前記画像出力装置から各プロジェクタに画像信号を伝送する伝送系とを備え、前記画像出力装置から出力された画像信号に基づいて、前記複数のプロジェクタからの投射画像の少なくとも一部を重ね合わせて全体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、
前記画像出力装置は、
各プロジェクタの光変調装置の画像形成領域中の、各プロジェクタの投射光学装置から投射された投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域として、画像信号を生成する画像信号生成部と、
生成された画像信号に基づいて、各プロジェクタの投射画像の重ね合わせを行う画像重ね合わせ部とを備えていることを特徴とする。

ここで、画像信号生成部生成される光変調装置の画像形成領域中の一部の領域となる表示領域は、投射光学装置を構成するレンズによって生じる収差歪の量が所定の閾値以下となる領域をいい、所定の閾値は、投射光学装置のレンズによって個体差がある。このレンズの個体差は、製造時の検査において予め測定しておけばよい。例えば、光変調装置の画像形成領域の８０％が所定の閾値以下となる表示領域とした場合、光変調装置の解像度がＸＧＡ（１０２４×７６８）であれば、９００×６８０を所定の閾値以下となる表示領域とすることができる。
この発明によれば、画像信号生成部が各プロジェクタの光変調装置の画像形成領域中の、各プロジェクタの投射光学装置から投射された投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域として、画像信号を生成しているため、画像重ね合わせ部により、複数のプロジェクタの投射画像を重ね合わせて全体画像を形成しても、投射画像の境界部分における歪の差異が殆ど視認されなくなり、高品質の全体画像を投射できるマルチプロジェクションシステムとすることができる。

本発明では、前記プロジェクタは、前記画像形成領域のうち、前記投射光学装置から画像を投射したときに、投射画像の歪量が所定の閾値以下となる領域が記憶された領域情報記憶部を備え、
前記画像信号生成部は、前記伝送系を介して、各プロジェクタの表示領域を取得して、画像信号を生成するのが好ましい。
この発明によれば、プロジェクタが領域情報記憶部を備え、画像信号生成部がこの領域情報記憶部に記憶された表示領域を取得して、画像信号を生成しているため、各プロジェクタの個体差に応じて画像形成領域の一部を表示領域とすることができ、高品質の全体画像を投射できる。

本発明では、前記画像重ね合わせ部は、
前記複数のプロジェクタの投射画像を重ね合わせて形成される全体画像の大きさを設定する全体画像設定部と、
設定された全体画像の大きさに基づいて、各プロジェクタに投射させる投射画像による割り込みを行う画像割込部と、
隣接するプロジェクタ同士の重ね合わせ領域におけるオーバーラップ量を設定するオーバーラップ量設定部と、
設定されたオーバーラップ量に基づいて、前記重ね合わせ領域における投射画像の減光量を設定する減光量設定部とを備えているのが好ましい。

この発明によれば、画像重ね合わせ部が、全体画像設定部、画像割込部、オーバーラップ量設定部、及び減光量設定部を備えていることにより、マルチプロジェクションシステムによる複数のプロジェクタを用いたタイリング表示に際して、全体画像の設定、各プロジェクタの投射画像の配置、オーバーラップ量の設定、及び減光量の設定を自動的に行うことができるため、重ね合わせ領域における境界の目立たない高品質の画像を簡単に形成できるマルチプロジェクションシステムとすることができる。

本発明では、前記プロジェクタには、前記画像形成領域のうち、画像が表示されない非表示領域を、光学的に遮光する遮光部材が設けられているのが好ましい。
非表示領域は、黒色画像とするのが通常であるが、遮光部材が設けられることにより、投射画像の非表示領域が遮光されるため、非表示領域の黒浮き等が投射画像に表示され、観察者に視認させることを防止することができる。

本発明では、前記画像出力装置は、前記画像重ね合わせ部により各プロジェクタの投射画像の重ね合わせを行い、表示された全体画像中に各プロジェクタからの投射画像が投射されない非投射領域が生じたときに、少なくともいずれかのプロジェクタの表示領域を拡張し、拡張された投射画像で前記非投射領域を補間する表示領域拡張部を備えているのが好ましい。
ここで、非投射領域を補間は、１つのプロジェクタの光変調装置の画像形成領域中の非表示領域を少なくすることにより実現できるが、複数のプロジェクタの光変調装置の画像形成領域中の非表示領域を少なくして非投射領域の補間を行ってもよい。
この発明によれば、表示領域拡張部を備えていることにより、全体画像中に非投射領域が生じたときに、表示領域を拡張することで投射画像を拡張できるため、非投射領域を拡張した投射画像で補間することができる。

本発明は、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、及び画像出力装置としても構成することができる。
具体的には、本発明に係るプロジェクタは、
画像信号を出力する画像出力装置と、複数のプロジェクタと、前記画像出力装置及び各プロジェクタを接続し、前記画像出力装置から各プロジェクタに画像信号を伝送する伝送系とを備え、前記画像出力装置から出力された画像信号に基づいて、前記複数のプロジェクタからの投射画像を重ね合わせて全体画像を投射するマルチプロジェクションシステムに用いられるプロジェクタであって、
光源から射出された光束を、前記画像信号に応じて変調して画像を形成する光変調装置と、
前記光変調装置で形成された画像を投射する投射光学装置と、
前記光変調装置の画像形成領域中の、前記投射光学装置から投射される投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域として投射画像を表示させる領域情報、及び、前記画像形成領域全部で投射画像を表示させる領域情報が格納された領域情報記憶部とを備えていることを特徴とする。
ここで、領域情報記憶部に記憶された領域情報は、マルチプロジェクションシステムの画像出力装置に伝送系を介して出力するように構成してもよいが、プロジェクタ自身に表示切り替え用のスイッチを設け、観察者の操作によりどちらの表示領域でも表示できるようにしてもよい。

また、本発明に係る画像出力装置は、
画像信号を出力する画像出力装置と、複数のプロジェクタと、前記画像出力装置及び各プロジェクタを接続し、前記画像出力装置から各プロジェクタに画像信号を伝送する伝送系とを備え、前記画像出力装置から出力された画像信号に基づいて、前記複数のプロジェクタからの投射画像を重ね合わせて全体画像を投射するマルチプロジェクションシステムに用いられる画像出力装置であって、
各プロジェクタの光変調装置の画像形成領域中の、各プロジェクタの投射光学装置から投射された投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域として、画像信号を生成する画像信号生成部と、
生成された画像信号に基づいて、各プロジェクタの投射画像の重ね合わせを行う画像重ね合わせ部とを備えていることを特徴とする。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係るマルチプロジェクションシステム１が示されている。
このマルチプロジェクションシステム１は、プロジェクタ７、８、９、１０から投射される投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａを組み合わせて全体画像１Ａを形成し、タイリング表示による高解像度かつ大画面画像を表示するシステムであり、コンピュータ２、プロジェクタ７、８、９、１０、及びケーブル１２を備えて構成される。
コンピュータ２は、全体画像として表示させる原画像信号を生成するとともに、この原画像信号に基づいて、分割画像信号を生成し、ケーブル１２を介してプロジェクタ７、８、９、１０に送信する。
プロジェクタ７、８、９、１０は、光源と、この光源から射出された光束を、画像信号に応じて変調して画像を形成する光変調装置と、この光変調装置で形成された画像を投射する投射光学装置を備えて構成され、コンピュータ２から入力する分割画像信号に基づいて、投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａをスクリーン上に投射し、全体画像１Ａを形成する。尚、光変調装置としては、液晶表示装置、マイクロミラーを用いた光変調装置等を採用することができる。
ケーブル１２としては、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等の双方向通信可能な伝送ケーブルを採用することができる。

図２には、マルチプロジェクションシステム１を構成するコンピュータ２と、プロジェクタ７、８、９、１０との接続構成を表すブロック図が示されている。
コンピュータ２は、ＯＳ（Operating System）上でソフトウェアとして動作する信号送受信部３１、画像信号生成部３２、全体画像設定部３３、画像割込部３４、オーバーラップ量設定部３５、減光量設定部３６、及び表示領域拡張部３７を備える。
信号送受信部３１は、プロジェクタ７、８、９、１０に生成した分割画像信号を送信するとともに、プロジェクタ７、８、９、１０からの信号を受信する部分である。
画像信号生成部３２は、各プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置の画像形成領域の、プロジェクタ７、８、９、１０から投射された投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部を表示領域として、画像信号を生成する部分であり、この表示領域は、次のように設定される。

すなわち、図３に示されるように、通常、プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置の画像形成領域のすべてを利用して投射画像７Ａを形成すると、プロジェクタ７、８、９、１０の投射光学装置のレンズの収差により、投射画像７Ａの端部に歪みが生じる。この歪みはプロジェクタ７、８、９、１０を単体で使用した場合では、観察者に視認されることはなく、問題とはならない。
しかし、本実施形態のようにマルチプロジェクションシステム１として使用し、あるプロジェクタ７、８、９、１０の投射画像７Ａを投射し、これに隣接するプロジェクタ７、８、９、１０の投射画像８Ａを重ね合わせると、図４（Ａ）に示されるように、それぞれの投射画像７Ａ、８Ａの歪みによってそれぞれの投射画像の重ね合わせ部分にズレＤ１が生じてしまう。このズレＤ１は、投射画像７Ａ、８Ａの重ね合わせ部分における画素位置ズレとなり、重ね合わせ領域における表示ぼけ等として観察者に認識され、全体画像１Ａの品質に影響を与えてしまう。尚、この歪みは、プロジェクタ７、８、９、１０の投射光学装置に応じて個体差があり、また、図３及び図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、糸巻き型の歪みとして生じるだけでなく、矩形各辺の中央が外側に膨らむ樽型の歪みが生じることがある。

そこで、本実施形態では、図３に示されるように、プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置の画像形成領域７Ｃ中の、投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域７Ｂとして、投射画像７Ａを形成している。このように画像形成領域中の一部を表示領域７Ｂとすることにより、図４（Ｂ）に示されるように、投射画像を重ね合わせた際のズレＤ２を少なくすることが可能となるため、タイリング表示を行った際に、重ね合わせ部分での表示ぼけを少なくして、高品質な全体画像１Ａの表示を実現する。

画像信号生成部３２は、このように各プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置の画像形成領域の一部を表示領域７Ｂ、８Ｂとするように画像信号を生成し、具体的には、図２に示されるように、分割画像切出部３２１、画像信号処理部３２２、及び投射画像合成部３２３を備える。
分割画像切出部３２１は、各プロジェクタ７、８、９、１０に設定される表示領域に応じて、原画像信号から分割画像信号を切り出す部分であり、具体的には、図５に示されるように、全体画像１Ａが４つのプロジェクタ７、８、９、１０の投射画像７Ａ、８Ａ９Ａ、１０Ａに分割されているとすると、分割画像切出部３２１は、それぞれに表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂに応じた分割画像信号を生成する。

分割画像切出部３２１による分割画像信号の切出は、図６に示されるように、各プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置の画像形成領域がＸＧＡ相当の解像度を有するとすると、各プロジェクタ７、８、９、１０の画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃは、水平方向（Ｘ方向）に１０２４ピクセル、垂直方向（Ｙ方向）に７６８ピクセルとなる。
画像形成領域の原点を左上に取って座標設定すると、各プロジェクタ７、８、９、１０における表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂは、プロジェクタ７、８、９、１０に応じて予め設定された座標位置（ｘ１、ｙ１）、（ｘ１、ｙ２）、（ｘ２、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）によって設定される。これらの座標位置は、プロジェクタ７、８、９、１０の製造後の検査出荷時に測定したデータを、オペレータが入力してもよいが、本実施形態では、詳しくは後述するが、予めプロジェクタ７、８、９、１０に記憶しておき、プロジェクタ７、８、９、１０との通信によりデータを取得している。

画像信号処理部３２２は、分割画像切出部３２１で切り出された画像信号に対して画像処理を行って、適切な全体画像１Ａを表示させる部分である。具体的には、投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａ（図５参照）が重ね合わせて構成される全体画像１Ａを形成する際に、図７に示されるように、表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂの重ね合わせ領域Ａ１に、減光カーブＧ１に示されるように、点Ｐ１から点Ｐ２に向かって徐々に減光させる処理を行う。尚、重ね合わされる表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂの重ね合わせ領域Ａ１では、減光カーブＧ１とは逆に、減光カーブＧ２に示されるように、点Ｐ２から点Ｐ１に向かって徐々に減光させる処理を行い、重ね合わせ領域Ａ１の光量が重ね合わせされていない他の領域とのバランスを取っている。

また、この画像信号処理部３２２は、プロジェクタ７、８、９、１０を単体で使用したときに、形状補正処理を行う。
具体的には、図８に示されるように、単体で表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂを利用して投射画像の表示を行った際、投射画像上に上が拡がるような台形歪みが生じていると、画像信号処理部３２２は、表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂの下側を、領域Ａ２のように非表示領域に拡張する形状歪補正処理を行う。通常のプロジェクタ７、８、９、１０における形状歪補正は、このような場合、画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃの上部を狭くするような形状歪補正処理を行うが、このような形状歪補正処理では、上部が正常な表示状態の画素数から少なくなってしまうため、その分表示する画素数が少なくなり、上部の表示品質が正常な状態から劣化する。

これに対して、本実施形態の画像信号処理部３２２では、元々画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃの一部の表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂしか表示させておらず、非表示領域Ａ２の下側を拡張する形状歪補正処理を行っているため、形状歪補正処理を行っても、通常の状態で表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂで表示させた場合と同様の画素数で投射画像を表示でき、画質の劣化が生じない。

投射画像合成部３２３は、図９に示されるように、前述した分割画像切出部３２１で生成された分割画像信号で与えられる表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂ以外の画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃの部分に黒色画像信号を合成して、非表示領域とする部分である。
そして、このようにコンピュータ２の画像信号生成部３２によって生成された分割画像信号は、信号送受信部３１、ケーブル１２を介してプロジェクタ７、８、９、１０に送信される。

全体画像設定部３３は、マルチプロジェクションシステム１で投射される全体画像１Ａを設定する部分であり、全体画像１Ａの設定は、図１０に示されるように、左上角隅部を原点（０，０）として右下角隅部を（Ｘ０，Ｙ０）とし、画素数を単位とした座標設定を行う。例えば、全体画像１Ａの解像度を４Ｋ２Ｋ（4096ピクセル×2160ピクセル）とした場合、右下角隅部の座標は、（４０９６，２１６０）と設定される。
画像割込部３４は、全体画像１Ａを、各プロジェクタ７、８、９、１０の投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａで割り込む部分であり、左上の投射画像７Ａから順次割り込んでいく。具体的には、図１０に示されるように、全体画像１Ａ中、まず、投射画像７Ａの投射領域を（０，０）から（Ｘ１，Ｙ１）と設定すると、次に、右上の投射画像８Ａの投射領域を投射画像７Ａの右端部と重ね合わせて（Ｘ２，０）から（Ｘ０，Ｙ２）と設定し、順次投射画像９Ａ、投射画像１０Ａも隣接する投射画像７Ａ、投射画像８Ａと端部を重ね合わせて投射領域を設定していく。

オーバーラップ量設定部３５は、画像割込部３４によって割り込まれた各プロジェクタ７、８、９、１０の投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａのうち、重ね合わせた部分の領域を設定する部分である。例えば、（Ｘ２，０）から（Ｘ１，Ｙ３）の矩形領域では投射画像７Ａと投射画像８Ａが重ね合わせられ、さらに、（０，Ｙ４）から（Ｘ３，Ｙ１）の矩形領域では、投射画像７Ａと投射画像１０Ａが重ね合わされている。さらに、全体画像１Ａの略中央の（Ｘ３，Ｙ３）から（Ｘ１，Ｙ２）の矩形領域では、投射画像７Ａ、投射画像８Ａ、投射画像９Ａの３つが重ね合わされ、（Ｘ３，Ｙ４）から（Ｘ４，Ｙ１）の矩形領域では、すべての投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａが重ね合わされる。

減光量設定部３６は、オーバーラップ量設定部３５で設定された各投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの重ね合わせの状態に基づいて、重ね合わせ領域部分の減光量を設定する部分である。減光量設定のパラメータとしては、オーバーラップ量と、重ね合わされる投射画像の数がある。
この減光量設定部３６は、例えば、図１０において、投射画像７Ａと投射画像８Ａの場合、重ね合わせ領域のオーバーラップ量が大きく設定されているので、図１１のグラフＧ３に示されるように、Ｐ１（Ｘ２，０）からＰ２（Ｘ１，Ｙ３）に至る緩やかな減光カーブを設定する。

一方、減光量設定部３６は、投射画像７Ａと投射画像１０Ａの場合、重ね合わせ領域のオーバーラップ量が少なく設定されているので、図１１のグラフＧ４に示されるように、Ｐ１（０，Ｙ４）からＰ２（Ｘ３，Ｙ３）に至る比較的変化の大きい減光カーブを設定する。
また減光量設定部３６は、投射画像の重ね合わせの数については、例えば、２つの投射画像の重ね合わせであれば、減光量１／２、３つであれば減光量１／３、４つであれば減光量１／４というように、投射画像の重ね合わせの数に応じて設定し、全体画像１Ａ中の重ね合わせのない投射領域の光量とのバランスをとっている。

表示領域拡張部３７は、画像割込部３４が投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａによる全体画像１Ａの割込を行った際、図１２に示されるように、非投射領域１１Ａが生じてしまった場合、例えば、左下の投射画像１０Ａ’の投射領域を上部に拡張して非投射領域の補間を行う部分である。この表示領域拡張部３７は、表示領域を拡張する旨を、画像信号生成部３２の画像信号処理部３２２出力し、画像信号処理部３２２に処理させる。
表示領域拡張部３７による非投射領域の補間は、本実施形態ではオペレータが全体画像１Ａを確認しながらコンピュータ２を操作して行っているが、これに限らず、撮像素子等をコンピュータ２に接続しておき、全体画像１Ａを撮像しながら、自動的に行ってもよい。
また、拡張する投射画像は、全体画像１Ａを構成する投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａのいずれであってもよく、さらには、複数の投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａを拡張してもよいが、表示領域の拡張によって、前述した図３、図４に示されるような歪みが生じにくいものを選択するのが好ましい。

プロジェクタ７、８、９、１０は、図２に示されるように、信号送受信部７１、画像信号処理部７２、画像表示部７３、制御部７４、及び領域情報記憶部７５を備えて構成される。
信号送受信部７１は、コンピュータ２から送信される画像信号を受信したり、コンピュータ２からの要求に応じて、信号を送信する部分である。
画像信号処理部７２は、コンピュータ２から送信された画像信号の画像処理を行う部分であり、送信された画像信号に適切な画像処理を行って高品質の画像を形成させる。
画像表示部７３は、画像処理の行われた画像信号に基づいて、光変調装置を駆動させる部分である。
制御部７４は、プロジェクタ７、８、９、１０の装置内部の全体の制御を行う部分である。

領域情報記憶部７５は、各プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置による表示領域を記憶する部分であり、図１３に示されるように、光変調装置の画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃの座標と、画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃ内の表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂを、座標として記憶する。この領域情報記憶部７５は、単体表示モードとタイリング表示モードの２つの状態を記憶しており、ＸＧＡの解像度の光変調装置であれば、単体表示モードでは画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃのフル画面表示を行い、タイリング表示モードでは表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂという歪みの少ない領域での表示を行う。尚、図２では図示を略したが、プロジェクタ７、８、９、１０には、この表示モードを切り替える表示モード切替スイッチが設けられており、任意に表示モードの切り替えを行うことができるようになっている。
領域情報記憶部７５への表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂの記憶は、プロジェクタ７、８、９、１０の製造後、検査工程において投射画像の歪みを計測し、歪量が所定の閾値となる範囲を、表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂとして領域情報記憶部７５に記憶させることにより実現できる。

また、プロジェクタ７、８、９、１０の投射光学装置７６の前方には、図１４に示されるように、投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの一部を光学的に遮光する遮光部材８１が設けられている。この遮光部材８１は、矩形状の開口部８２を有する板状体から構成され、開口部８２の外側の部分で遮光を行う。この遮光部材８１は、コンピュータ２の投射画像合成部３２３によって表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂ以外の画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃの部分の黒色画像信号が合成された部分の投射画像を遮光する。
このような遮光部材８１を設けることにより、投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの周りに表示される黒色画像部分を遮光することができるため、黒色画像の黒浮きによる画質劣化を確実に防止することができる。

次に、本実施形態の作用について、図１５及び図１６に示されるフローチャートに基づいて説明する。
まず、コンピュータ２の画像信号生成部３２は、それぞれに接続されるプロジェクタ７、８、９、１０に対して、各プロジェクタ７、８、９、１０の表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂに関する領域情報の送信を要求し（手順Ｓ１）、各プロジェクタ７、８、９、１０の制御部７４は、領域情報記憶部７５に記憶された表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂに関する領域情報を接続されたコンピュータ２に対して送信する（手順Ｓ２）。
画像信号生成部３２は、信号送受信部３１で受信された領域情報を、図２では図示を略したメモリ上にストアする（手順Ｓ３）。

全体画像設定部３３は、全体画像１Ａの設定を行い（手順Ｓ４）、続けて画像割込部３４は、メモリ上にストアされた各プロジェクタ７、８、９、１０の領域情報に基づいて、投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの割り込みを行う（手順Ｓ５）。
オペレータは全体画像１Ａに非投射領域が生じているか否かを判定し（手順Ｓ６）、非投射領域があると判定された場合、表示領域拡張部３７を操作してプロジェクタ７、８、９、１０の少なくともいずれかの表示領域の拡張を行う（手順Ｓ７）。
次に、オーバーラップ量設定部３５は、各投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの重ね合わせ領域のオーバーラップ量を設定する（手順Ｓ８）。
オーバーラップ量設定部３５によるオーバーラップ量の設定が終了したら、減光量設定部３６は、各重ね合わせ領域における減光カーブＧ３、Ｇ４の設定を行う（手順Ｓ９）。

以上が終了したら、プロジェクタ７、８、９、１０によるタイリング表示が可能となるので、画像信号生成部３２の分割画像切出部３２１は、メモリ上にストアされた各プロジェクタ７、８、９、１０の領域情報に基づいて、原画像信号の切り出しを行って分割画像信号を生成する（手順Ｓ１０）。
画像信号処理部３２２は、分割画像切出部３２１で生成された分割画像信号に、オーバーラップ量設定部３５で設定された減光カーブによる重ね合わせ領域における減光等の画像処理を行う（手順Ｓ１１）。
投射画像合成部３２３は、画像処理が施された分割画像信号に対して、画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃ中、表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂ以外の部分に黒色画像信号を合成する（手順Ｓ１２）。
信号送受信部３１は、投射画像合成部３２３で合成された画像信号を、プロジェクタ７、８、９、１０に送信する（手順Ｓ１３）。

送信された画像信号は、各プロジェクタ７、８、９、１０の信号送受信部７１で受信され（手順Ｓ１４）、画像信号処理部７２では、各プロジェクタ７、８、９、１０に応じて、画像処理を行い（手順Ｓ１５）、画像処理が行われた画像信号に基づいて、画像表示部７３は、投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの表示を行い（手順Ｓ１６）、各プロジェクタ７、８、９、１０の分割画像が組み合わされて全体画像１Ａが表示される。
以下、コンピュータ２では手順Ｓ１０から手順Ｓ１３が繰り返され、プロジェクタ７、８、９、１０では、手順Ｓ１４から手順Ｓ１６が繰り返される。

このような本実施形態によれば、プロジェクタ７、８、９、１０の光変調装置の画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃ中の、投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの歪量が所定の閾値以下となる一部の表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂを設定しているため、マルチプロジェクションシステム１によりタイリング表示した場合に、高品質の全体画像１Ａを表示させることができる。
また、画像形成領域７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃの一部を表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂとしているため、プロジェクタ７、８、９、１０の投射画像７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａを組み合わせて全体画像１Ａを形成した際、非表示領域が生じた場合であっても、表示領域拡張部３７によっていずれかのプロジェクタ７、８、９、１０の表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂを拡張して、非投射領域を補間することができる。

さらに、全体画像設定部３３、画像割込部３４、オーバーラップ量設定部３５、減光量設定部３６を備えていることにより、全体画像１Ａの設定から重ね合わせ領域における減光量の設定に至る一連の処理を、コンピュータ２で自動的に行うことができるため、マルチプロジェクションシステム１によるタイリング表示を簡単に実施できる。
また、コンピュータ２からの要求に応じて、プロジェクタ７、８、９、１０が領域情報記憶部７５に記憶された領域情報を送信するようにしているため、コンピュータ２にプロジェクタ７、８、９、１０を接続すれば、コンピュータ２は、自動的にプロジェクタ７、８、９、１０の表示領域７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂを取得して、全体画像１Ａの設定を行うことができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、タイリング表示のマルチプロジェクションシステム１に本発明を採用していたが、これに限られず、スタッキング表示のマルチプロジェクションシステムに本発明を採用してもよい。
前記実施形態では、表示領域を画素数、すなわちピクセル座標位置を基準として領域情報記憶部７５に記憶するようにしていたが、これに限らず、画像形成領域の端部位置からの距離をパラメータとして表示領域の情報を記憶してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

本発明の実施形態に係るマルチプロジェクションシステムの構成を表す模式斜視図。 前記実施形態におけるマルチプロジェクションシステムの構成を表すブロック図。 前記実施形態における投射画像の歪みを説明するための模式図。 前記実施形態における投射画像の歪みを説明するための模式図。 前記実施形態における分割画像の生成を表す模式図。 前記実施形態における画像形成領域中の表示領域を説明するための模式図。 前記実施形態における重ね合わせ領域の減光量を説明するための模式図。 前記実施形態における非表示領域を利用した形状補正処理を説明するための模式図。 前記実施形態における投射画像の合成を説明するための模式図。 前記実施形態における全体画像の設定、及び画像の割り込みを説明するための模式図。 前記実施形態における重ね合わせ領域における減光量の設定方法を説明するための模式図。 前記実施形態における表示領域の拡張による非投射領域の補間方法を説明するための模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタの領域情報記憶部の構造を説明するための模式図。 前記実施形態における遮光部材の構造を表す模式図。 前記実施形態の作用を説明するためのフローチャート。 前記実施形態の作用を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…マルチプロジェクションシステム、１Ａ…全体画像、２…コンピュータ、７、８、９、１０…プロジェクタ、７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａ…投射画像、７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂ…表示領域、７Ｃ、８Ｃ、９Ｃ、１０Ｃ…画像形成領域、１１Ａ…非投射領域、１２…ケーブル、３１…信号送受信部、３２…画像信号生成部、３３…全体画像設定部、３４…画像割込部、３５…オーバーラップ量設定部、３６…減光量設定部、３７…表示領域拡張部、７１…信号送受信部、７２…画像信号処理部、７３…画像表示部、７４…制御部、７５…領域情報記憶部、７６…投射光学装置、８１…遮光部材、８２…開口部、３２１…分割画像切出部、３２２…画像信号処理部、３２３…投射画像合成部、Ａ１…重ね合わせ領域、Ａ２…領域、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…減光カーブ

Claims (7)

1. 画像信号を出力する画像出力装置と、光源から射出された光束を、前記画像信号に応じて変調して画像を形成する光変調装置、及び前記光変調装置で形成された画像を投射する投射光学装置を有する複数のプロジェクタと、前記画像出力装置及び各プロジェクタを接続し、前記画像出力装置から各プロジェクタに画像信号を伝送する伝送系とを備え、前記画像出力装置から出力された画像信号に基づいて、前記複数のプロジェクタからの投射画像を少なくとも一部を重ね合わせて全体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、
   前記画像出力装置は、
   各プロジェクタの光変調装置の画像形成領域中の、各プロジェクタの投射光学装置から投射された投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域として、画像信号を生成する画像信号生成部と、
   生成された画像信号に基づいて、各プロジェクタの投射画像の重ね合わせを行う画像重ね合わせ部とを備えていることを特徴とするマルチプロジェクションシステム。
2. 請求項１に記載のマルチプロジェクションシステムにおいて、
   前記プロジェクタは、前記画像形成領域のうち、前記投射光学装置から画像を投射したときに、投射画像の歪量が所定の閾値以下となる領域が記憶された領域情報記憶部を備え、
   前記画像信号生成部は、前記伝送系を介して、各プロジェクタの表示領域を取得して、画像信号を生成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。
3. 請求項１又は請求項２に記載のマルチプロジェクションシステムにおいて、
   前記画像重ね合わせ部は、
   前記複数のプロジェクタの投射画像を重ね合わせて形成される全体画像の大きさを設定する全体画像設定部と、
   設定された全体画像の大きさに基づいて、各プロジェクタに投射させる投射画像による割り込みを行う画像割込部と、
   隣接するプロジェクタ同士の重ね合わせ領域におけるオーバーラップ量を設定するオーバーラップ量設定部と、
   設定されたオーバーラップ量に基づいて、前記重ね合わせ領域における投射画像の減光量を設定する減光量設定部とを備えていることを特徴とするマルチプロジェクションシステム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のマルチプロジェクションシステムにおいて、
   前記プロジェクタには、前記画像形成領域のうち、画像が表示されない非表示領域を、光学的に遮光する遮光部材が設けられていることを特徴とするマルチプロジェクションシステム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のマルチプロジェクションシステムにおいて、
   前記画像出力装置は、
   前記画像重ね合わせ部により各プロジェクタの投射画像の重ね合わせを行い、表示された全体画像中に各プロジェクタからの投射画像が投射されない非投射領域が生じたときに、少なくともいずれかのプロジェクタの表示領域を拡張し、拡張された投射画像で前記非投射領域を補間する表示領域拡張部を備えていることを特徴とするマルチプロジェクションシステム。
6. 画像信号を出力する画像出力装置と、複数のプロジェクタと、前記画像出力装置及び各プロジェクタを接続し、前記画像出力装置から各プロジェクタに画像信号を伝送する伝送系とを備え、前記画像出力装置から出力された画像信号に基づいて、前記複数のプロジェクタからの投射画像を重ね合わせて全体画像を投射するマルチプロジェクションシステムに用いられるプロジェクタであって、
   光源から射出された光束を、前記画像信号に応じて変調して画像を形成する光変調装置と、
   前記光変調装置で形成された画像を投射する投射光学装置と、
   前記光変調装置の画像形成領域中の、前記投射光学装置から投射される投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域として、投射画像を表示させる領域情報、及び、前記画像形成領域全部で投射画像を表示させる領域情報が格納された領域情報記憶部とを備えていることを特徴するプロジェクタ。
7. 画像信号を出力する画像出力装置と、複数のプロジェクタと、前記画像出力装置及び各プロジェクタを接続し、前記画像出力装置から各プロジェクタに画像信号を伝送する伝送系とを備え、前記画像出力装置から出力された画像信号に基づいて、前記複数のプロジェクタからの投射画像を重ね合わせて全体画像を投射するマルチプロジェクションシステムに用いられる画像出力装置であって、
   各プロジェクタの光変調装置の画像形成領域中の、各プロジェクタの投射光学装置から投射された投射画像の歪量が所定の閾値以下となる一部の領域を表示領域として、画像信号を生成する画像信号生成部と、
   生成された画像信号に基づいて、各プロジェクタの投射画像の重ね合わせを行う画像重ね合わせ部とを備えていることを特徴とする画像出力装置。

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