JP2014071243A - 画像出力装置、画像出力方法、およびプログラム - Google Patents

画像出力装置、画像出力方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】投射される画像の歪をより適切に補正して出力する。
【解決手段】レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、スクリーン上においてレーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域を算出し、投射可能領域のうちの、レーザー光線の発光をオンにして画像を投射する範囲とする投射ウィンドウを設定し、投射ウィンドウにより設定される範囲に画像が投射されるように、画像を構成する画素ごとに、スクリーン上における投射ウィンドウ内で画素が対応する箇所ごとの画素値を生成する。本技術は、例えば、スクリーンに画像を映写するプロジェクション装置に適用できる。
【選択図】図７

Description

本開示は、画像出力装置、画像出力方法、およびプログラムに関し、特に、投射される画像の歪をより適切に補正して出力することができるようにした画像出力装置、画像出力方法、およびプログラムに関する。
一般的に、スクリーンに画像を映写するプロジェクション装置では、ハロゲンランプやLED（Light Emitting Diode）などが光源として使用されている。
従来、スクリーンに対して正面にプロジェクション装置を設置した場合には、歪のない画像をスクリーンに映写することができるが、プロジェクション装置の設置角度によっては、スクリーンに映写される画像が台形に歪むことがある。そのため、画像の台形歪を補正する機能を備えたプロジェクション装置が利用されている。
例えば、特許文献１には、台形歪を補正した後における画像の位置を、容易かつ適切に調整することができるプロジェクション装置が開示されている。
特開２０１１−２０５５２４号公報
ところで、レーザー光源を使用したプロジェクション装置では、微細なミラーを高速で駆動させて、レーザー光線を反射しながらスキャンすることで画像を投射するため、スクリーンに映写される画像には、上述したような台形歪とは異なった歪が発生する。この歪は、レーザー光源からスクリーンに至る光学経路の各要素の位置関係や、ミラーの物理的な駆動動作特性によって決定されるため、台形歪を補正するのと比較して適切に補正することは困難であった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、投射される画像の歪をより適切に補正して出力することができるようにするものである。
本開示の一側面の画像出力装置は、レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、前記レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、前記スクリーン上において前記レーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域を算出する投射可能領域算出部と、前記投射可能領域のうちの、前記レーザー光線の発光をオンにして前記画像を投射する範囲とする投射ウィンドウを設定する投射ウィンドウ設定部と、前記投射ウィンドウにより設定される範囲に前記画像が投射されるように、前記画像を構成する画素ごとに、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記画素が対応する箇所ごとの画素値を生成する生成部とを備える。
本開示の一側面の画像出力方法またはプログラムは、レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、前記レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、前記スクリーン上において前記レーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域を算出し、前記投射可能領域のうちの、前記レーザー光線の発光をオンにして前記画像を投射する範囲とする投射ウィンドウを設定し、前記投射ウィンドウにより設定される範囲に前記画像が投射されるように、前記画像を構成する画素ごとに、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記画素が対応する箇所ごとの画素値を生成するステップを含む。
本開示の一側面においては、レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、スクリーン上においてレーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域が算出され、投射可能領域のうちの、レーザー光線の発光をオンにして画像を投射する範囲とする投射ウィンドウが設定される。そして、投射ウィンドウにより設定される範囲に画像が投射されるように、画像を構成する画素ごとに、スクリーン上における投射ウィンドウ内で画素が対応する箇所ごとの画素値が生成される。
本開示の一側面によれば、投射される画像の歪をより適切に補正して出力することができる。
本技術を適用したプロジェクション装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 プロジェクション装置によるラスタースキャンについて説明する図である。 レーザー光の走査軌跡と画像信号規格に従った画素配列との関係を示す図である。 コントローラの構成例を示すブロック図である。 画像に発生する歪について説明する図である。 レーザー光線の軌跡を計算する概念について説明する図である。 レーザー光線の軌跡を計算する概念について説明する図である。 歪が発生した投射可能領域を計算する計算アルゴリズムについて説明する図である。 CPUがプログラムを実行することにより実現される機能を示す機能ブロック図である。 画像を映写する処理について説明するフローチャートである。 描画画素位置を離散的に計算する方法を説明する図である。 プロジェクション装置の変形例を示す図である。 ２つの平面を有するスクリーンに画像を投射する例について説明する図である。 プロジェクションシステムの構成例を示す図である。 投射ウィンドウの第２の設定例を示す図である。 投射ウィンドウの第３の設定例を示す図である。 本技術を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本技術を適用したプロジェクション装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
図１において、プロジェクション装置１１は、レーザー光を光源とした画像１２をスクリーン１３に映写する。また、プロジェクション装置１１は、コントローラ２１、レーザードライバ２２、ミラードライバ２３、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂ、ミラー２５、ダイクロイックミラー２６−１および２６−２、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖ、並びに光学レンズ２８を備えて構成される。
コントローラ２１は、図示しない画像再生装置から供給される画像信号に基づいて、画像１２を表現する三原色（赤色、緑色、および青色）ごとの画像信号を生成し、ミラードライバ２３から供給されるミラーの同期信号に基づいてレーザードライバ２２に供給する。また、コントローラ２１には、図示しないホストコントローラから制御信号が供給され、コントローラ２１は、その制御信号に応じた制御を行う。なお、コントローラ２１の詳細な構成については、図４を参照して後述する。
レーザードライバ２２は、コントローラ２１から供給される画像信号に基づき、画像信号の色ごとに、画像１２の画素ごとの画素値に応じた駆動信号を生成し、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂに供給する。例えば、レーザードライバ２２は、画像信号の赤色の画素値に応じた駆動信号をレーザー光源２４Ｒに供給し、画像信号の緑色の画素値に応じた駆動信号をレーザー光源２４Ｇに供給し、画像信号の青色の画素値に応じた駆動信号をレーザー光源２４Ｂに供給する。
ミラードライバ２３は、画像１２の水平方向にレーザー光線をスキャンさせるために、走査ミラー２７Ｈの共振周波数に基づいた水平スキャン信号を生成して、走査ミラー２７Ｈに供給する。また、ミラードライバ２３は、画像１２の垂直方向にレーザー光線をスキャンさせるための垂直スキャン信号を生成して、走査ミラー２７Ｖに供給する。さらに、ミラードライバ２３は、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖにより反射されたレーザー光線の一部を検出する受光部を備えている。そして、ミラードライバ２３は、受光部の出結結果に基づいて水平スキャン信号および垂直スキャン信号を調整したり、受光部の出結結果に従った検出信号をコントローラ２１にフィードバックしたりする。
レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂは、レーザードライバ２２から供給される駆動信号に従って、それぞれ対応する色のレーザー光線を出力する。例えば、レーザー光源２４Ｒは、画像信号の赤色の画素値に応じたレベルで赤色のレーザー光線を出力する。同様に、レーザー光源２４Ｇは、画像信号の緑色の画素値に応じたレベルで緑色のレーザー光線を出力し、レーザー光源２４Ｂは、画像信号の青色の画素値に応じたレベルで青色のレーザー光線を出力する。
ミラー２５は、レーザー光源２４Ｒから出力される赤色のレーザー光線を反射する。ダイクロイックミラー２６−１は、レーザー光源２４Ｇから出力される緑色のレーザー光線を反射するとともに、ミラー２５により反射された赤色のレーザー光線を透過させる。ダイクロイックミラー２６−２は、レーザー光源２４Ｂから出力される青色のレーザー光線を反射するとともに、ミラー２５により反射された赤色のレーザー光線、および、ダイクロイックミラー２６−１により反射された緑色のレーザー光線を透過させる。そして、ミラー２５、並びに、ダイクロイックミラー２６−１および２６−２は、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂから出力されたレーザー光線の光軸が同軸となるように組み合わされて配置されている。
走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖは、例えば、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）により形成された微小なミラーであり、ミラードライバ２３から供給される水平スキャン信号および垂直スキャン信号に従って、それぞれ駆動する。例えば、走査ミラー２７Ｈは、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂから出力されたレーザー光線を反射して、それらのレーザー光線が画像１２の水平方向にスキャンされるように駆動する。また、走査ミラー２７Ｖは、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂから出力されたレーザー光線を反射して、それらのレーザー光線が画像１２の垂直方向にスキャンされるように駆動する。
光学レンズ２８は、走査ミラー２７Ｖからスクリーン１３に向かうレーザー光線の光学経路上に配置されており、レーザー光線の光路を補正する。
なお、プロジェクション装置１１は、レーザードライバ２２およびミラードライバ２３がコントローラ２１に統合される構成を採用することができる。また、プロジェクション装置１１は、レーザー光線の光学経路上に光学レンズ２８が配置されない構成としてもよい。
このようにプロジェクション装置１１は構成されており、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖが互いに直交する方向にレーザー光線をスキャン（走査）することにより、スクリーン１３に二次元の画像１２が映写される。また、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖによるレーザー光線のスキャン方法としては、例えば、ラスタースキャンという方法と、リサージュスキャンという方法があるが、プロジェクション装置１１では、ラスタースキャンが採用される。
図２を参照して、ラスタースキャンについて説明する。
図２では、画像１２上にラスタースキャンによるレーザー光線の走査軌跡が示されており、画像１２の下方に、水平スキャン信号H-Scanが示されており、画像１２の左方に、垂直スキャン信号V-Scanが示されている。
水平スキャン信号H-Scanは、例えば、走査ミラー２７Ｈの共振周波数に従った約20kHzで振動する正弦波の波形をした信号であり、水平スキャン信号H-Scanの周波数は、画像１２の水平同期周波数の１／２となる。垂直スキャン信号V-Scanは、例えば、画像１２のフレーム周期に応じた周波数である60Hzで振動する鋸波の波形をした信号である。
なお、水平スキャン信号H-Scanの両端近傍における走査軌跡において、レーザーは非発光とされ、走査軌跡の折り返し部分は、画像１２を映写するのには使用されない。また、垂直スキャン信号V-Scanが略垂直に立ち上がる波形となっている区間、即ち、レーザー光線の走査軌跡が下端から上端に向かって急峻に変化する区間である帰線区間においては、レーザーは非発光とされる。
このような水平スキャン信号H-Scanおよび垂直スキャン信号V-Scanに従って走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖがそれぞれ駆動することにより、画像１２上に示すような走査軌跡でレーザー光線が走査される。図示するように、レーザー光線は双方向に走査されるため、即ち、水平方向に向かう走査線の一行ごとにレーザー光線の走査方向が逆方向となるため、プロジェクション装置１１では、走査線の１行ごとに画像信号を並べ替える処理を行う、又はデータのアクセス方向を変える必要がある。
また、水平スキャン信号H-Scanの下方に示すように、レーザー光線の走査速度は、画像１２の中央において高くなる一方、画像１２の端近傍において低くなる。これにより、画像１２に輝度のムラが発生することが想定されるため、プロジェクション装置１１では、画像１２の端近傍においてレーザーの出力を低下させて輝度を均一にする調整が行われる。同様に、プロジェクション装置１１は、必要に応じて、画像信号のレートを調整してもよい。
さらに、レーザー光線が正弦波に従って走査されるため、水平方向に向かう走査線どうしの間隔が不均一なものとなる。一般的に、画像信号規格では、画素が格子状に配置された画素配列で画像が構成されるため、画像信号規格に従った画像信号を、正弦波に従ったレーザー光線の走査軌跡に応じて出力すると、画像１２において画素ごとにズレが発生することになる。
図３を参照して、レーザー光線の走査軌跡と画像信号規格に従った画素配列との関係について説明する。
図３Ａには、レーザー光線の走査軌跡が示されており、図３Ｂには、レーザー光線の走査軌跡と画像信号規格に従った画素配列とが重ね合わされて示されている。
図３において、レーザー光線の走査軌跡上に所定のピッチで配置されている矩形のドットは、正弦波的な水平スキャン信号H-Scanの軌道に対して、水平スキャン信号H-Scanに同期したビデオクロックで刻まれたスキャンピクセルを表している。即ち、スキャンピクセルは、ビデオクロックに従ってレーザー光線が照射されるスポットを示している。
図２を参照して上述したように、レーザー光線の走査速度は、画像１２の中央において高くなる一方、画像１２の端近傍において低くなるとともに、水平方向に向かう走査線どうしの間隔は不均一なものとなる。そのため、図３Ａに示すように、スキャンピクセルは、画像１２の中央において粗くなる一方、端近傍になるほど密になるようにとともに、スキャンピクセルどうしの垂直方向の間隔は不均一なものとなる。
また、図３Ｂにおいて、格子状に配置された丸型のドットは、画像信号規格に従った画素配列で配置される画素を表している。図３Ｂに示すように、レーザー光線の走査軌跡に従ったスキャンピクセルの配置は、画像信号規格に従った画素の配置と大きく異なるものとなり、タイミング的にも不均一なものとなる。このため、画像１２を映写する際に、画素ごとにズレが発生することになる。
そこで、プロジェクション装置１１では、複数の画素の画素信号の画素値から、スキャンピクセルの配置に応じた画素値を生成する補間処理を行うことにより、画像１２において画素ごとにズレが発生することを回避することができる。
例えば、図３Ｂに示すスキャンピクセルＳＰについて説明する。プロジェクション装置１１では、スキャンピクセルＳＰの近傍にある４つの画素Ｐ１乃至Ｐ４の画素値から、スキャンピクセルＳＰの位置に応じた二次元補間によって、スキャンピクセルＳＰの画素値を生成する処理が行われる。このような処理を、全てのスキャンピクセルに対して行うことで、画像１２において画素ごとにズレが発生することが回避される。なお、スキャンピクセルＳＰの画素値を生成するのに用いる画素を選択するパターンは、図３Ｂに示されるような４つの画素Ｐ１乃至Ｐ４に限定されるものではなく、さらに多くの画素を選択したり様々なパターンを用いたりすることができる。
次に、図４は、コントローラ２１の構成例を示すブロック図である。
図４に示すように、コントローラ２１は、ビデオI/F（interface）３１、フレームメモリ３２、ホストI/F３３、CPU（Central Processing Unit）３４、RAM（Random Access Memory）３５、ピクセルエンジン３６、LDD（Laser Diode Driver） I/F３７、およびミラードライバI/F３８を備えて構成され、それらがバス３９を介して接続されている。
ビデオI/F３１は、図示しない画像再生装置と接続され、その画像再生装置により再生される画像１２の画像信号を受け取って、バス３９を介してフレームメモリ３２に供給する。フレームメモリ３２は、画像１２のフレームごとに画像信号を格納する。ホストI/F３３は、図示しないホストコントローラに接続されており、そのホストコントローラから出力される制御信号を受け取って、バス３９を介してCPU３４に供給する。
CPU３４は、RAM３５に展開したプログラムを実行し、ホストI/F３３から供給される制御信号やRAM３５に記憶させた各種の情報などに従って、フレームメモリ３２に格納されている画像１２に対する処理を行う。RAM３５は、CPU３４が実行するプログラムや、CPU３４またはピクセルエンジン３６が処理を実行するのに必要な各種の情報などを記憶する。
ピクセルエンジン３６は、RAM３５に記憶されている情報に従って、フレームメモリ３２に格納されている画像信号に対する処理を実行する。例えば、ピクセルエンジン３６は図３を参照して説明したように、スキャンピクセルＳＰの近傍にある４つの画素Ｐ１乃至Ｐ４の画素値から、スキャンピクセルＳＰの位置に応じた二次元補間によって、スキャンピクセルＳＰの画素値を生成する処理を実行する。なお、ピクセルエンジン３６は、RAM３５に記憶されている情報をピクセルエンジン３６のレジスタに設定して処理を実行したり、フレームメモリ３２に記憶されている画像信号をピクセルエンジン３６のバッファーに一度に格納して処理を実行してもよい。
LDD I/F３７は、図１のレーザードライバ２２に接続されており、ピクセルエンジン３６が生成した画素値に従った画像信号をレーザードライバ２２に供給する。これにより、レーザードライバ２２がレーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂを発光させ、画像１２をスクリーン１３に映写する画像プロジェクションが実行される。
ミラードライバI/F３８は、図１のミラードライバ２３に接続されており、ミラードライバ２３から同期信号を取得したり、ミラードライバ２３から供給される検出信号に従って同期信号を調整したりする。
このようにコントローラ２１は構成されており、コントローラ２１に入力される画像１２の画像信号に対してコントローラ２１において処理が施され、その処理が施された画像信号がレーザードライバ２２に出力される。例えば、コントローラ２１では、図３を参照して上述したような画素ごとに発生するズレを補正する処理の他、スクリーン１３に映写された画像１２に、レーザーを光源とすることに起因して発生する歪を補正する処理が行われる。
図５を参照して、スクリーン１３に映写される画像に発生する歪について説明する。なお、以下適宜、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂを区別する必要がない場合、単に、レーザー光源２４と称する。
プロジェクション装置１１では、微細な走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖを高速で駆動させることにより、点光源から発するレーザー光線がスキャンされる。このとき、レーザー光源２４からスクリーン１３に至る光学経路の各要素の位置関係や、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖの物理的な駆動動作特性によって、糸巻き歪と呼ばれる４辺が内側に凹むように湾曲する歪が発生し、歪のある画像１２Ａが映写される。
従来、このような歪のある画像１２Ａが映写されることに対して、糸巻き歪の湾曲とは逆となるように、４辺が外側に凸となるように歪ませる信号処理（逆歪処理）が画像信号に施され、逆歪補正された画像１２Ｂが投射される。このように逆歪補正された画像１２Ｂがスクリーン１３に映写されると、４辺それぞれが直線となるように補正された画像１２Ｃが映し出される。なお、ここでは、画像１２は、プロジェクション装置１１によりレーザー光線を継続的に発光したときにレーザー光線が届く全ての範囲に映し出されるものとする。
ところで、上述したように糸巻き歪は、レーザー光源２４からスクリーン１３に至る光学経路の各要素の位置関係や、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖの物理的な駆動動作特性により決定されるため、歪を適切に補正することは困難であった。さらに、プロジェクション装置１１から見たスクリーン１３の向き（スクリーン１３の法線方向）によって、発生する糸巻き歪が動的に変化するため、その補正はさらに困難なものとなる。従って、このような複合的な要因により発生する歪に対する逆歪処理を、予め設定したフィルタ処理で正確に実現することは非常に困難であり、光学経路の各要素に対する自由度が制限されることになる。
そこで、プロジェクション装置１１では、スクリーン１３の法線情報を用い、レーザー光線の軌跡に基づいて、画像１２の画像信号に対して信号処理を施すことで、歪のない画像１２を映写することを可能とする。
図６および図７を参照して、プロジェクション装置１１におけるレーザー光線の軌跡を計算する概念について説明する。
図６には、プロジェクション装置１１からスクリーン１３に照射されるレーザー光線の軌跡を算出するのに必要なプロジェクション装置１１の一部の構成が示されている。
図６に示すように、レーザー光源２４から発するレーザー光線が、まず走査ミラー２７Ｈで反射し、次に走査ミラー２７Ｖに反射して、スクリーン１３に到達するまでの光路計算について説明する。
走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖでの反射経路は、レーザー光源２４並びに走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖの位置関係と、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖが駆動する際の傾きに基づいて求めることができる。レーザー光源２４から出力されるレーザー光線は、走査ミラー２７Ｈに入射角θ１で入射し、走査ミラー２７Ｈによって反射角θ１で反射したレーザー光線は、走査ミラー２７Ｖに入射角θ２で入射する。その後、走査ミラー２７Ｖによって反射角θ２で反射したレーザー光線が、法線ベクトルＳｎにより規定されるスクリーン１３に到達する。
そして、走査ミラー２７Ｈが、レーザー光線を水平方向に走査するように所定範囲で回転駆動するとともに、走査ミラー２７Ｖが、レーザー光線を水平方向に走査するように所定範囲で回転駆動することによって、スクリーン１３にレーザー光線を投射可能な投射可能領域が規定される。このとき、投射可能領域には、上述したような糸巻き歪が発生する。
つまり、図７に示すように、投射可能領域１４は、４辺が内側に凹むように湾曲するとともに、スクリーン１３の向きによって、それぞれの辺において異なる度合いの湾曲が発生するものとなる。従って、レーザー光源２４がレーザー光線を継続的に発光すると、投射可能領域１４の全体に画像が映写される。
そこで、プロジェクション装置１１は、投射可能領域１４に画像１２が内接するような領域を投射ウィンドウ１５として設定し、投射ウィンドウ１５の内側をレーザー光線が走査されるときだけレーザーを発光する。即ち、プロジェクション装置１１は、投射ウィンドウ１５の外側の投射可能領域１４においてレーザーを非発光にする。これにより、プロジェクション装置１１は、投射ウィンドウ１５の内側に歪のない画像１２を映写することができる。
このとき、スクリーン１３に投射される画像１２を出力画像１２OUTとし、コントローラ２１に入力される画像１２を入力画像１２INとすると、プロジェクション装置１１では、スクリーン１３上の投射ウィンドウ１５に出力画像１２OUTが適合するように、入力画像１２INから出力画像１２OUTを生成する処理が行われる。また、図３を参照して説明したように、プロジェクション装置１１では、出力画像１２OUTのスキャンピクセルＳＰに対応する箇所の入力画像１２INの位置の近傍の画素Ｐ１乃至Ｐ４の画素値から、スキャンピクセルＳＰの画素値を生成する処理が行われる。
このように、出力画像１２OUTを映写する投射ウィンドウ１５を設定するために、プロジェクション装置１１では、コントローラ２１が、実際の歪を反映した投射可能領域１４を計算して取得する。なお、光路に光学レンズ２８が配置されている場合には、光学レンズ２８の屈折率、即ち、光学レンズ２８による影響を反映したレーザー光線の軌跡に基づいて、その光学系を加味した光路計算が行われる。
次に、図８を参照して、歪が発生した投射可能領域１４を計算する計算アルゴリズムについて説明する。
ここで、以下の計算において、レーザー光源２４における発光端の位置座標ＬをL(Lx,Ly,Lz)とし、レーザー光源２４から発せられるレーザー光線の光線ベクトルＬｖをLv(Lvx,Lvy,Lvz)とする。
さらに、走査ミラー２７Ｈの表面のある１点の位置座標ＨをH(Hx,Hy,Hz)とし、走査ミラー２７Ｈの法線ベクトルＨｎをHn(Hnx,Hny,Hnz)とする。また、走査ミラー２７Ｈの回転中心の位置座標ＨｃをHc(Hcx,Hcy,Hcz)とし、走査ミラー２７Ｈの回転軸ＨａをHa(Hax,Hay,Haz)とする。そして、走査ミラー２７Ｈとレーザー光線との交点座標ＨｃｒをHcr(Hcrx,Hcry,Hcrz)とし、走査ミラー２７Ｈの交点座標Ｈｃｒにおける反射ベクトルＨｖをHv(Hvx,Hvy,Hvz)とする。
同様に、走査ミラー２７Ｖの表面のある１点の位置座標ＶをV(Vx,Vy,Vz)とし、走査ミラー２７Ｖの法線ベクトルＶｎをVn(Vnx,Vny,Vnz)とする。また、走査ミラー２７Ｖの回転中心の位置座標ＶｃをVc(Vcx,Vcy,Vcz)とし、走査ミラー２７Ｖの回転軸ＶａをVa(Vax,Vay,Vaz)とする。なお、回転軸Ｖａは、紙面の後方に向かうベクトルを表す。そして、走査ミラー２７Ｖとレーザー光線との交点座標ＶｃｒをVcr(Vcrx,Vcry,Vcrz)とし、走査ミラー２７Ｖの交点座標Ｖｃｒにおける反射ベクトルＶｖをVv(Vvx,Vvy,Vvz)とする。
また、スクリーン１３の表面のある１点の位置座標ＳをS(Sx,Sy,Sz)とし、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎをSn(Snx,Sny,Snz)とし、スクリーン１３の表面とレーザー光線との交点座標ＳｃｒをScr(Scrx,Scry,Scrz)とする。
このとき、回転後の走査ミラー２７Ｖの法線ベクトルＨｎ’、回転後の走査ミラー２７Ｈの法線ベクトルＨｖ’、回転後の走査ミラー２７Ｈの表面における所定の一点の位置座標Ｈ’，回転後の走査ミラー２７Ｖの表面における所定の一点の位置座標Ｖ’は、次の式（１）乃至式（４）により求められる。
Quat(a;Hn')=R(θhm,Ha)・Quat(0;Hn)・Q(θhm,Ha) ・・・（１）
Quat(b;H'-Hc)=R(θhm,Ha)・Quat(0;(H-Hc))・Q(θhm,Ha) ・・・（２）
Quat(c;Vn')=R(θvm,Va)・Quat(0;Vn)・Q(θvm,Va) ・・（３）
Quat(d;V'-Vc)=R(θvm,Va)・Quat(0;(V-Vc))・Q(θvm,Va) ・・・（４）
但し、式（１）乃至式（４）において、Quat(r;v)は、クォータニオン（quaternion：四元数）を表しており、ｒが実部（スカラー値）を表し、ｖが虚部（ベクトル値）を表す。また、クォータニオン同士の乗算は、次の式（５）のように定義される。
Quat(r1;v1)・Quat(r2;v2)
=Quat(r1*r2-Dot(v1,v2);r1*v2+r2*v1+Cross(v1,v2))
・・・（５）
但し、式（５）において、Dot(v1,v2)はベクトルの内積を表し、Cross(v1,v2)は、ベクトルの外積を表す。
また、式（１）乃至式（４）において、R(θ,N)およびQ(θ,N)は、次の式（６）および式（７）で与えられる。
R(θ,N)=Quat(cos(θ/2);-N*sin(θ/2)) ・・・（６）
Q(θ,N)=Quat(cos(θ/2);N*sin(θ/2)) ・・・（７）
但し、式（６）および式（７）において、θは角度を表し、Nはベクトルを表す。
ここで、式（１）乃至式（４）では、クォータニオンの実部ａ，ｂ，ｃ、およびｄの計算結果は利用されない。
次に、レーザー光源２４からのレーザー光線と走査ミラー２７Ｈとの交点座標Ｈｃｒ、および、走査ミラー２７Ｈにおけるレーザー光線の反射ベクトルＨｖは、次の式（８）および式（９）より算出される。
Hv=Lv-2*Dot(Lv,Hn')*Hn' ・・・（８）
Hcr=th*Lv+L ・・・（９）
但し、式（８）において、Dot(Lv,Hn')はベクトルの内積を表し、式（９）において、th=Dot((H'-L),Hn')/Dot(Lv,Hn')である。そして、式（８）および式（９）より、レーザー光線と走査ミラー２７Ｖとの交点座標Ｖｃｒ、および、走査ミラー２７Ｖにおけるレーザー光線の反射ベクトルＶｖは、次の式（１０）および式（１１）より算出される。
Vv=Hv-2*Dot(Hv,Vn')*Vn' ・・・（１０）
Vcr=tv*Hv+Hcr ・・・（１１）
但し、式（１１）において、tv=Dot((V'-Hcr),Vn')/Dot(Hv,Vn')である。
さらに、式（１０）および式（１１）から算出されたレーザー光線とスクリーン１３との交点Ｓｃｒを、次の式（１２）から計算する。
Scr=ts*Vv+Vcr ・・・（１２）
但し、式（１２）において、ts=Dot((S-Vcr),Sn)/Dot(Vv,Sn)である。
そして、次の式（１３）および式（１４）に示すように交点Ｓｃｒを射影変換することにより、入力画像上の座標(X,Y)を算出することができる。
X=Scrx*scale_x+offset_x ・・・（１３）
Y=Scry*scale_y+offset_y ・・・（１４）
ここで、式（１３）および式（１４）は、座標(0,0,0)に視点があり、かつ、スクリーン１３は視点から座標(0,0,1)の方向にある前提での平行投影の例を示しており、offset_x，offset_y，scale_x、およびscale_yは平行変換パラメータである。なお、以上の計算は、一例であり、他のアルゴリズムにより計算を行ってもよいことは言うまでもない。
このように、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎを用いて、スクリーン１３上においてレーザー光線が走査される軌跡に基づいて、投射可能領域１４を算出することができる。そして、投射可能領域１４内に、レーザー光源２４によるレーザー光線の発光をオンにして、実際に画像１２を投射する範囲とする投射ウィンドウ１５が設定される。
そして、投射可能領域１４を算出する処理、および、投射ウィンドウを設定する処理は、コントローラ２１においてCPU３４がプログラムを実行することにより実現される情報処理部により行われる。
次に、図９は、図４のCPU３４がプログラムを実行することにより実現される情報処理部を示す機能ブロック図である。
図９に示すように、情報処理部５１は、格納部５２、情報取得部５３、投射可能領域算出部５４、および、投射ウィンドウ設定部５５を備えて構成される。
格納部５２には、投射可能領域１４の算出に必要となるベクトル情報や位置情報などが格納されている。例えば、格納部５２には、図６乃至８を参照して上述したような、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎ、レーザー光源２４における発光端の位置座標Ｌ、レーザー光源２４から発せられるレーザー光線の光線ベクトルＬｖ、走査ミラー２７Ｈの法線ベクトルＨｎ、走査ミラー２７Ｈの回転中心の位置座標Ｈｃ、走査ミラー２７Ｈの回転軸Ｈａ、走査ミラー２７Ｖの法線ベクトルＶｎ、走査ミラー２７Ｖの回転中心の位置座標Ｖｃ、走査ミラー２７Ｖの回転軸Ｖａが格納される。
情報取得部５３は、投射可能領域算出部５４が行う演算に従って必要となる情報を格納部５２から取得して、投射可能領域算出部５４に供給する。また、情報取得部５３は、図４のホストI/F３３を介して外部から供給されるスクリーン１３の法線ベクトルＳｎを示す情報などを取得して、格納部５２に格納することができる。例えば、情報取得部５３は、図１４を参照して後述するように、ホストコントローラ７１から供給される法線ベクトルＳｎを示す情報を取得する。
投射可能領域算出部５４は、情報取得部５３から供給される情報を用いて、上述した演算を行うことにより、スクリーン１３にレーザー光線を投射可能な投射可能領域１４を算出する。即ち、投射可能領域算出部５４は、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎを用いて、スクリーン１３上においてレーザー光線が走査される軌跡に基づいて、投射可能領域１４を算出する。
投射ウィンドウ設定部５５は、投射可能領域算出部５４により算出された投射可能領域１４の内側に、レーザー光線の発光をオンにして出力画像１２OUTを投射する領域となる投射ウィンドウ１５を設定する。そして、投射ウィンドウ設定部５５は、設定した投射ウィンドウ１５を示す情報を、図４のRAM３５に供給して記憶させる。
このように、情報処理部５１では、投射可能領域算出部５４により投射可能領域１４が算出されて、投射ウィンドウ設定部５５により投射ウィンドウ１５が設定され、RAM３５に記憶される。そして、RAM３５に記憶されている投射ウィンドウ１５に適合する出力画像１２OUTが投射されるように、入力画像１２INから出力画像１２OUTを生成する処理が行われる。
そして、プロジェクション装置１１では、スクリーン１３に投射されるレーザー光線が投射可能領域１４内を走査される際に、設定した投射ウィンドウ１５内でのレーザー光線の軌跡に従ったスキャンピクセルＳＰの画素値を示す画素信号が所望のタイミングでレーザードライバ２２に供給される。これにより、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂが発光され、スキャンピクセルＳＰが投射される。この動作が、レーザー光線の軌跡が投射ウィンドウ１５内での走査に従って繰り返されることで、２次元の画像１２が投射される。
次に、図１０フローチャートを参照して、コントローラ２１がスクリーン１３に画像１２を映写する処理について説明する。
例えば、ビデオI/F３１に入力画像１２INの画像信号の供給が開始されると処理が開始され、ステップＳ１１において、情報取得部５３は、格納部５２に格納されている情報を取得して、投射可能領域算出部５４に供給する。
ステップＳ１２において、投射可能領域算出部５４は、情報取得部５３から供給される情報を用いて、上述した演算を行うことによって投射可能領域１４を算出する。
ステップＳ１３において、投射ウィンドウ設定部５５は、投射可能領域算出部５４により算出された投射可能領域１４の内側に投射ウィンドウ１５を設定する。
ステップＳ１４において、ピクセルエンジン３６は、ビデオI/F３１を介してフレームメモリ３２に格納されている入力画像１２INの画像信号を読み出す。
ステップＳ１５において、ピクセルエンジン３６は、RAM３５に記憶されている情報に従って、ステップＳ１４で読み出した入力画像１２INの画像信号から、出力画像１２OUTのスキャンピクセルＳＰの位置に応じた二次元補間によって、投射ウィンドウ１５内のスキャンピクセルＳＰの画素値を生成することにより、出力画像１２OUTを生成する。
ステップＳ１６において、ピクセルエンジン３６は、ステップＳ１５で生成した出力画像１２OUTの画像信号を、LDD I/F３７を介してレーザードライバ２２に出力する。これにより、レーザードライバ２２がレーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂを発光させ、画像１２が投射される。
ステップＳ１７において、CPU３４は、処理を終了するか否かを判定し、画像プロジェクションを終了するように操作された場合や、入力画像１２INの画像信号の供給が停止した場合などは、処理を終了すると判定する。一方、ステップＳ１７において、CPU３４が処理を終了しないと判定した場合、処理はステップＳ１４に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
以上のように、プロジェクション装置１１は、光学経路の配置および条件に応じた投射可能領域１４を計算して、投射可能領域１４の内側に実際にレーザー光線をオンにして画像１２を投射する投射ウィンドウ１５を設定する。これにより、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎによって動的に、容易かつ正確に歪を補正した画像１２を投射することができる。また、光学経路の各要素の変動または変更にも容易に対応することができ、それらの自由度を高めることができる。
また、例えば、投射可能領域算出部５４は、投射可能領域１４を算出する際に、スクリーン１３に投射されるレーザー光線の軌跡を離散的に計算し、スクリーン１３に描画される画素の位置（以下、適宜、描画画素位置と称する）を離散的に求めてもよい。この場合、ピクセルエンジン３６が出力画像１２OUTを描画するときに、離散的に計算された描画画素位置を補間し、その間の描画画素位置に対応するスキャンピクセルＳＰの画素値を求めることができる。
図１１を参照して、描画画素位置を離散的に計算する方法について説明する。
図１１Ａには、投射可能領域算出部５４が算出した、スクリーン１３に投射されるレーザー光線のスポットの軌跡に基づいた描画画素位置が黒丸で示されている。図示するように、描画画素位置は、レーザー光線のスポットの軌跡に沿って離散的に計算され、それらの描画画素位置から投射可能領域１４が求められる。そして、離散的に計算された隣接する２つの描画画素位置の間を、ピクセルエンジン３６が描画時にフィルタ処理により内挿することで、所望の描画画素位置を算出することができる。
つまり、図１１Ａに示す２箇所の描画画素位置６１および６２の間をピクセルエンジン３６がフィルタ処理により内挿することで、図１１Ｂに示すように、描画画素位置６１および６２の間を補間した描画画素位置６３乃至６８の画素値を算出することができる。
これにより、スクリーン１３に描画される全ての描画画素位置を、レーザー光線のスポットの軌跡に基づいて計算するよりも計算量を削減することができ、投射可能領域１４を記憶させるためのメモリ量を削減することができる。
なお、プロジェクション装置１１は、図１を参照して説明したように、レーザー光線を２次元的にスキャンするために２枚の走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖを使用しているが、例えば、１枚の走査ミラーでレーザー光線を２次元的にスキャンしてもよい。
即ち、図１２には、プロジェクション装置１１の変形例が示されている。
プロジェクション装置１１’は、図１のプロジェクション装置１１と同様に、コントローラ２１、レーザードライバ２２、ミラードライバ２３、レーザー光源２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂ、ミラー２５、ダイクロイックミラー２６−１および２６−２、並びに光学レンズ２８を備えて構成されているが、図１２においては、コントローラ２１、レーザードライバ２２、および光学レンズ２８の図示は省略されている。
そして、プロジェクション装置１１’は、走査ミラー２７Ｈおよび２７Ｖに替えて、走査ミラー２７’を備えて構成される。
走査ミラー２７’は、ミラードライバ２３から供給されるスキャン信号に従い、レーザー光線が画像１２の水平方向および垂直方向にスキャンされるように二軸方向に回転駆動する。このように、プロジェクション装置１１’では、１枚の走査ミラー２７’が、直交する異なる方向に駆動されることで画像１２を投射することができ、このときの投射可能領域１４についても、上述した説明と同様に求めることができる。
また、プロジェクション装置１１は、単一の平面を有するスクリーン１３に対して歪が発生しないように画像１２を映写するだけでなく、複数の平面を有するスクリーン１３に対して、それぞれの平面で歪が発生しないように画像１２を映写することができる。
図１３を参照して、２つの平面を有するスクリーン１３’に画像１２を投射する例について説明する。
図１３Ａに示すように、スクリーン１３’は、法線ベクトルＳｎ−１により規定される平面を有するスクリーン１３−１と、法線ベクトルＳｎ−２により規定される平面を有するスクリーン１３−２とからなる。このとき、法線ベクトルＳｎ−１およびＳｎ−２は、それぞれ異なる方向を示す。
このとき、投射可能領域算出部５４は、法線ベクトルＳｎ−１およびＳｎ−２を用いて、スクリーン１３’をスクリーン１３−１および１３−２に分割して、投射可能領域１４−１および１４−２をそれぞれ算出する。そして、投射ウィンドウ設定部５５は、投射可能領域１４−１および１４−２それぞれに投射ウィンドウ１５−１および１５−２を設定して、入力画像１２INから出力画像１２OUTが生成される。
これにより、プロジェクション装置１１は、スクリーン１３’が有する２つの平面に対して、それぞれ歪のない画像１２を容易に映写することができる。同様に、プロジェクション装置１１は、単一の平面を有するスクリーン１３以外の、２以上の複数の平面を有するスクリーンに対しても、それらの複数の平面に対して歪のない画像１２を映写することができる。
図１４には、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎを取得することができるプロジェクションシステムの構成例が示されている。
図１４に示すように、プロジェクションシステムは、プロジェクション装置１１、ホストコントローラ７１、および撮像装置７２を備えて構成される。
このプロジェクションシステムでは、撮像装置７２が、スクリーン１３に映写された情報を取得してホストコントローラ７１に供給し、ホストコントローラ７１が、その情報からスクリーン１３の法線ベクトルＳｎを算出してプロジェクション装置１１に伝達する。この法線ベクトルＳｎを示す情報を、図９の情報取得部５３が取得する。
例えば、プロジェクション装置１１は、出力画像１２OUTの外側（枠）または所定の位置に、撮像装置７２が認識可能な情報（例えば、マークなど）を付与して出力する。撮像装置７２は、スクリーン１３に映写された出力画像１２OUTを撮像した撮像画像を出力し、ホストコントローラ７１は、その撮像画像から、スクリーン１３に映写された出力画像１２OUTのマークを認識する。
そして、ホストコントローラ７１は、この認識したマークに基づいて、出力画像１２OUTの大きさからプロジェクション装置１１から投影面までの距離を計算し、撮像装置７２からマークがどの位置に見えるかに基づく三角法を利用した演算を行うことで、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎを算出することができる。なお、プロジェクション装置１１の投射角度およびプロジェクション装置１１と撮像装置７２との距離は、予め分かっておりホストコントローラ７１に設定されているものとする。このようにホストコントローラ７１が算出したスクリーン１３の法線ベクトルＳｎに基づいて、投射可能領域算出部５４により投射可能領域１４が算出される。
また、例えば、プロジェクション装置１１は、撮像装置７２により撮像された画像から情報取得部５３の法線ベクトルＳｎを取得する他、図示しない入力装置に対してユーザが入力する情報に従って、スクリーン１３の法線ベクトルＳｎを示す情報を取得してもよい。例えば、ユーザは、スクリーン１３に映写される画像１２を見ながら、画像１２の歪を補正するようにスクリーン１３を規定する情報を入力し、プロジェクション装置１１では、その入力される情報を法線ベクトルＳｎとして扱うことができる。即ち、投射可能領域１４の算出に用いる情報は、法線ベクトルＳｎを示す情報に限られるものではない。
なお、ホストコントローラ７１の機能が、プロジェクション装置１１のコントローラ２１に統合されていてもよい。
また、上述の説明では、投射可能領域１４に内接するように投射ウィンドウ１５が設定されるとしたが、つまり、投射可能領域１４の内側で最大となるように投射ウィンドウ１５が設定されるとしたが、投射ウィンドウ１５は、投射可能領域１４の内側の領域であれば、どのように設定してもよい。ここで、投射可能領域１４に内接するように投射ウィンドウ１５を設定する例を、第１の設定例とする。
次に、図１５を参照して、投射ウィンドウの第２の設定例について説明する。
図１５には、投射可能領域１４の左上側に投射ウィンドウ１５’が設定される例が示されている。また、投射ウィンドウ１５’は、画像１２と同一のアスペクト比とされており、入力画像１２INにおいて、出力画像１２OUTのスキャンピクセルＳＰに対応する位置の周辺にある画素Ｐ１乃至Ｐ４の画素値から、スキャンピクセルＳＰの画素値が算出される。
次に、図１６を参照して、投射ウィンドウの第３の設定例について説明する。
図１６には、投射可能領域１４の上側に横長の投射ウィンドウ１５’’が設定される例が示されている。投射ウィンドウ１５’’は、画像１２と異なるアスペクト比とされており、入力画像１２INにおいて、横長の出力画像１２OUTに対応する領域にある画素Ｐ１乃至Ｐ４の画素値から、スキャンピクセルＳＰの画素値が算出される。
このように、プロジェクション装置１１では、投射ウィンドウ設定部５５が投射可能領域１４の内側の所望の領域に投射ウィンドウ１５を設定することができ、その設定した投射ウィンドウ１５を示す情報がRAM３５に記憶される。従って、RAM３５に記憶されている投射ウィンドウ１５を示す情報に基づいて、上述と同様の処理を行うことで、入力画像１２INと投射ウィンドウ１５とのマッチングを行って、スクリーン１３に出力画像１２OUTを映写することができる。これにより、プロジェクション装置１１は、投射可能領域１４に柔軟に投射ウィンドウ１５を設定することで、高い自由度で画像１２を投射することができる。
なお、上述のフローチャートを参照して説明した各処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。また、プログラムは、１のCPUにより処理されるものであっても良いし、複数のCPUによって分散処理されるものであっても良い。
また、上述した一連の処理（情報処理方法）は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラムが記録されたプログラム記録媒体からインストールされる。
図１７は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。
バス１０４には、さらに、入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部１０８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部１０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１を駆動するドライブ１１０が接続されている。
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
そして、プログラムは、リムーバブルメディア１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１０２や記憶部１０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、前記レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、前記スクリーン上において前記レーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域を算出する投射可能領域算出部と、
前記投射可能領域のうちの、前記レーザー光線の発光をオンにして前記画像を投射する範囲とする投射ウィンドウを設定する投射ウィンドウ設定部と、
前記投射ウィンドウにより設定される範囲に前記画像が投射されるように、前記画像を構成する画素ごとに、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記画素が対応する箇所ごとの画素値を生成する生成部と
を備える画像出力装置。
（２）
前記投射可能領域算出部は、前記スクリーンを規定する情報として、前記スクリーンの平面に対して直交する法線の方向を示す法線情報を用い、前記投射可能領域を算出する
上記（１）に記載の
（３）
前記生成部は、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記レーザー光線が照射される所定箇所を投射画素として、前記画像において前記投射画素に対応する位置の周辺にある複数の画素の画素値から、前記投射画素の画素値を生成する
上記（１）または（２）に記載の画像出力装置。
（４）
前記レーザー光線を発生するレーザー光源と、
前記レーザー光源から出力されたレーザー光線を反射するとともに二次元的に走査する走査ミラーと
をさらに備える上記（１）から（３）までのいずれかに記載の画像出力装置。
（５）
前記走査ミラーから前記スクリーンに向かう光学経路上に配置され、前記レーザー光線の光路を補正する光学レンズをさらに備え、
前記投射可能領域算出部は、前記光学レンズによる影響を反映した前記レーザー光線の軌跡に基づいて、前記投射可能領域を算出する
上記（１）から（４）までのいずれかに記載の
（６）
前記スクリーンが複数の平面を有している場合、前記投射可能領域算出部は、前記スクリーンが有する複数の平面それぞれの法線情報を用いて、前記投射可能領域を算出する
上記（２）から（５）までのいずれかに記載の
（７）
前記投射可能領域算出部は、前記スクリーンに投射されるレーザー光線の軌跡を離散的に計算し、
前記生成部は、前記投射可能領域算出部により離散的に計算されたレーザー光線の軌跡を補間した箇所における画素値を生成する
上記（１）から（６）までのいずれかに記載の画像出力装置。
（８）
前記スクリーンの法線情報を取得する法線情報取得部
をさらに備える
上記（２）から（７）までのいずれかに記載の画像出力装置。
（９）
前記スクリーンに投射された画像を撮像して撮像画像を出力する撮像部と、
前記撮像部から出力される撮像画像から認識される前記画像に含まれている情報に基づいて、前記スクリーンの法線情報を算出する演算部と
をさらに備える上記（２）から（８）までのいずれかに記載の画像出力装置。
（１０）
前記投射ウィンドウ設定部が設定した前記投射ウィンドウを記憶する記憶部をさらに備え、
前記生成部は、前記記憶部に記憶されている前記投射ウィンドウに基づいて、前記スクリーンに投射すべく入力される画像から、前記スクリーンに投射するために出力する画像を生成する
上記（１）から（１０）までのいずれかに記載の画像出力装置。
なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
１１ プロジェクション装置， １２ 画像， １３ スクリーン， ２１ コントローラ， ２２ レーザードライバ， ２３ ミラードライバ， ２４Ｒ，２４Ｇ、および２４Ｂ レーザー光源， ２５ ミラー， ２６−１および２６−２ ダイクロイックミラー， ２７Ｈおよび２７Ｖ 走査ミラー， ２８ 光学レンズ， ３１ ビデオI/F， ３２ フレームメモリ， ３３ ホストI/F， ３４ CPU， ３５ RAM， ３６ ピクセルエンジン， ３７ LDD I/F， ３８ ミラードライバI/F， ５１ 情報処理部， ５２ 格納部， ５３ 情報取得部， ５４ 投射可能領域算出部， ５５ 投射ウィンドウ設定部， ７１ ホストコントローラ， ７２ 撮像装置

Claims (12)

  1. レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、前記レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、前記スクリーン上において前記レーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域を算出する投射可能領域算出部と、
    前記投射可能領域のうちの、前記レーザー光線の発光をオンにして前記画像を投射する範囲とする投射ウィンドウを設定する投射ウィンドウ設定部と、
    前記投射ウィンドウにより設定される範囲に前記画像が投射されるように、前記画像を構成する画素ごとに、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記画素が対応する箇所ごとの画素値を生成する生成部と
    を備える画像出力装置。
  2. 前記投射可能領域算出部は、前記スクリーンを規定する情報として、前記スクリーンの平面に対して直交する法線の方向を示す法線情報を用い、前記投射可能領域を算出する
    請求項１に記載の画像出力装置。
  3. 前記生成部は、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記レーザー光線が照射される所定箇所を投射画素として、前記画像において前記投射画素に対応する位置の周辺にある複数の画素の画素値から、前記投射画素の画素値を生成する
    請求項１に記載の画像出力装置。
  4. 前記レーザー光線を発生するレーザー光源と、
    前記レーザー光源から出力されたレーザー光線を反射するとともに二次元的に走査する走査ミラーと
    をさらに備える請求項１に記載の画像出力装置。
  5. 前記走査ミラーから前記スクリーンに向かう光学経路上に配置され、前記レーザー光線の光路を補正する光学レンズをさらに備え、
    前記投射可能領域算出部は、前記光学レンズによる影響を反映した前記レーザー光線の軌跡に基づいて、前記投射可能領域を算出する
    請求項１に記載の画像出力装置。
  6. 前記スクリーンが複数の平面を有している場合、前記投射可能領域算出部は、前記スクリーンが有する複数の平面それぞれの法線情報を用いて、前記投射可能領域を算出する
    請求項２に記載の画像出力装置。
  7. 前記投射可能領域算出部は、前記スクリーンに投射されるレーザー光線の軌跡を離散的に計算し、
    前記生成部は、前記投射可能領域算出部により離散的に計算されたレーザー光線の軌跡を補間した箇所における画素値を生成する
    請求項１に記載の画像出力装置。
  8. 前記スクリーンの法線情報を取得する情報取得部
    をさらに備える請求項２に記載の画像出力装置。
  9. 前記スクリーンに投射された画像を撮像して撮像画像を出力する撮像部と、
    前記撮像部から出力される撮像画像から認識される前記画像に含まれている情報に基づいて、前記スクリーンの法線情報を算出する演算部と
    をさらに備える請求項２に記載の画像出力装置。
  10. 前記投射ウィンドウ設定部が設定した前記投射ウィンドウを記憶する記憶部をさらに備え、
    前記生成部は、前記記憶部に記憶されている前記投射ウィンドウに基づいて、前記スクリーンに投射すべく入力される画像から、前記スクリーンに投射するために出力する画像を生成する
    請求項１に記載の画像出力装置。
  11. レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、前記レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、前記スクリーン上において前記レーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域を算出し、
    前記投射可能領域のうちの、前記レーザー光線の発光をオンにして前記画像を投射する範囲とする投射ウィンドウを設定し、
    前記投射ウィンドウにより設定される範囲に前記画像が投射されるように、前記画像を構成する画素ごとに、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記画素が対応する箇所ごとの画素値を生成する
    ステップを含む画像出力方法。
  12. レーザー光線が二次元的に走査されることにより画像が投射されるスクリーンを規定する情報を用い、前記レーザー光線が走査される軌跡に基づいて、前記スクリーン上において前記レーザー光線を投射することができる領域である投射可能領域を算出し、
    前記投射可能領域のうちの、前記レーザー光線の発光をオンにして前記画像を投射する範囲とする投射ウィンドウを設定し、
    前記投射ウィンドウにより設定される範囲に前記画像が投射されるように、前記画像を構成する画素ごとに、前記スクリーン上における前記投射ウィンドウ内で前記画素が対応する箇所ごとの画素値を生成する
    ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。
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