JP2015165622A - 画像投影装置及び画像投影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報をリアルタイムに算出可能とすること。【解決手段】画像投影装置１０は、画像形成素子を有する第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２によってスクリーンＳＣ上に投影画像を重ねて投影する。この画像投影装置１０において、画像処理装置５は、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２に、投影画像の片隅に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成して投影させる微小マーカー投影制御部５５１と、スクリーンＳＣの片隅に位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影するカメラ３と、カメラ３による微小マーカー被投影位置の撮影画像に基づいて投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出する補正情報算出部５５７とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、被投影面上に投影画像を投影する画像投影装置等に関する。

従来から、複数の画像を重ねて明るさの改善や立体視表示を実現するものや、複数の部分画像を隣り合う周縁部で重ねることにより１つの画像を形成するもの等、複数台のプロジェクターを用いて画像を表示させる画像投影装置が知られている。このような画像投影装置において、画質を向上させるためには、各プロジェクターからの投影画像を高精度に位置合わせする必要がある。例えば、特許文献１には、投影画像を投影する前に測定用パターンをスクリーン等に投影及び撮影することで、位置合わせのための補正情報を算出する技術が開示されている。

特開２０１１−１８２０７６号公報

しかしながら、特許文献１のように事前に補正情報を算出する手法では、投影中に生じた投影位置のずれを補正することはできない。そのため、例えば比較的長時間の映像コンテンツの視聴時等では、事前に位置合わせをしたとしても、温度変化による光学素子等の特性変化により投影画像の投影中に投影位置のずれが生じ得るため画質の低下を招く場合があった。例えば、立体視表示などにおいては、１ドットの位置ずれであっても視聴者に画質の劣化を感じさせるおそれがあった。

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報をリアルタイムに算出可能とする技術を実現することを目的とする。

以上の課題を解決するための第１の発明は、画像形成素子を有する第１投影部と画像形成素子を有する第２投影部とによって被投影面上に投影画像が重ねて投影される画像投影装置であって、前記第１投影部及び前記第２投影部に、前記投影画像の片隅に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成して投影させる微小マーカー投影制御部と、前記被投影面の片隅に位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影する撮影部と、前記撮影部による前記微小マーカー被投影位置の撮影画像に基づいて前記投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出する補正情報算出部と、を備えた画像投影装置である。

また、別形態として、画像形成素子を有する第１投影部と画像形成素子を有する第２投影部とによって被投影面上に投影画像が重ねて投影される画像投影方法であって、前記第１投影部及び前記第２投影部に、前記投影画像の片隅に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成して投影させることと、前記被投影面の片隅に位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影することと、前記微小マーカー被投影位置の撮影画像に基づいて前記投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出することと、を含む画像投影方法を構成することとしてもよい。

第１の発明及び別形態によれば、投影画像の片隅に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成することによって被投影面に微小マーカーを投影させ、被投影面の片隅に位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影した撮影画像に基づいて投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出することができる。これによれば、投影画像の投影中に、その投影位置のずれを補正するための補正情報をリアルタイムに算出することができる。

第２の発明は、前記微小マーカーは、三原色のうちの緑成分を最も多く含む画像である、第１の発明の画像投影装置である。

第２の発明によれば、比視感度特性の高い緑成分を最も多く含む画像を微小マーカーとして用いることができる。

第３の発明は、前記微小マーカーは、前記投影画像全体に対して１％未満の大きさである、第１又は第２の発明の画像投影装置である。

第３の発明によれば、投影画像の大きさに対して微小マーカーの大きさを十分に小さくすることができる。したがって、視聴者による投影画像の視聴を邪魔することなく補正情報を算出することができる。

第４の発明は、前記微小マーカー投影位置は、前記投影画像の隅部の少なくとも何れか１つに位置決めされ、前記微小マーカー被投影位置は、前記被投影面の対応する隅部に位置決めされた、第１〜第３の何れかの発明の画像投影装置である。

第４の発明によれば、微小マーカー投影位置を投影画像の隅部の少なくとも何れか１つとし、微小マーカー被投影位置を被投影面の対応する隅部とすることができる。

第５の発明は、前記微小マーカー投影制御部は、複数の微小マーカー投影位置に前記微小マーカーを合成して投影させ、前記撮影部は、前記複数の微小マーカー投影位置に対応する複数の微小マーカー被投影位置を撮影し、前記補正情報算出部は、各微小マーカー被撮影位置の撮影画像に基づいて前記補正情報を算出する、第１〜第４の何れかの発明の画像投影装置である。

第５の発明によれば、複数の微小マーカー投影位置及び各微小マーカー投影位置に対応する微小マーカー被投影位置を位置決めして微小マーカーを合成・投影させ、各微小マーカー被投影位置の撮影画像に基づいて補正情報を算出することができる。微小マーカー投影位置を複数設けることで、画像全体の歪みに関する補正情報を算出することができるようになる。

第６の発明は、前記被投影面は、前記微小マーカー被投影位置が光透過性を有する材料で構成され、前記撮影部は、前記被投影面の裏面側から前記微小マーカー被投影位置を撮影する、第１〜第５の何れかの発明の画像投影装置である。

第６の発明によれば、撮影部の設置場所を被投影面の裏面側とすることができる。したがって、視聴者による投影画像の視聴を邪魔することなく微小マーカー被投影位置を撮影することができる。

第７の発明は、前記被投影面は、前記微小マーカー被投影位置を含む所定領域が反射率の低い領域として構成された、第１〜第６の何れかの発明の画像投影装置である。

第７の発明によれば、投影画像の視聴者の見た目に微小マーカーを視認し難くすることができる。したがって、視聴者による投影画像の視聴を邪魔することなく補正情報を算出することができる。

図１は、画像投影装置の全体構成例を示す模式図。 図２は、スクリーンに投影される投影画像の一例を示す図。 図３は、画像処理装置の主要な機能構成例を示すブロック図。 図４は、画像投影処理の処理手順を示すフローチャート。 図５は、変形例における画像投影装置の全体構成例を示す模式図。 図６は、他の変形例における画像投影装置の全体構成例を示す模式図。

以下、図面を参照して、本発明の画像投影装置及び画像投影方法を実施するための一形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明が適用可能な形態は、以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。

［全体構成］
図１は、本実施形態における画像投影装置１０の全体構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、画像投影装置１０は、第１投影部である第１のプロジェクター１−１及び第２投影部である第２のプロジェクター１−２と、撮影部であるカメラ３と、画像処理装置５とを備え、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２により被投影面であるスクリーンＳＣ上に投影画像を重ねて投影する。

第１のプロジェクター１−１及び第２のプロジェクター１−２は、各々画像処理装置５から供給される投影画像を画像形成素子である液晶パネル等の光変調素子によって変調し、投影光学系を介してスクリーンＳＣ上に投影する。ここで、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２は、同じ画像を投影して高輝度表示を行うものであってもよいし、一方が左目用画像を投影し、他方が右目用画像を投影することで立体視表示を行うものであってもよい。立体視表示は、裸眼で視聴させるものであってもよいし、偏向メガネを介して視聴させるものであってもよい。以下では、第１のプロジェクター１−１が左目用画像を投影し、第２のプロジェクター１−２が右目用画像を投影して立体視表示を行う場合を例示する。

なお、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２は、横に並べて設置する構成に限らず、上下に並べて設置する構成であってもよい。また、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２は、別体であってもよいし、１つの筐体に組み込まれた一体のものであってもよい。

カメラ３は、予めスクリーンＳＣの片隅に位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影するものであり、微小マーカー被投影位置が撮影範囲内に含まれるようにスクリーンＳＣの近傍に設置される。後述するように、本実施形態では、微小マーカー被投影位置は、スクリーンＳＣにおいて投影画像が投影される投影領域Ａ１の右下隅部Ｃ１４（図２を参照）に位置決めされる。そして、カメラ３は、スクリーンＳＣの裏面側において右下隅部Ｃ１４の近傍に設置され、右下隅部Ｃ１４をスクリーンＳＣの裏面側から撮影する。

画像処理装置５は、視聴者が視聴する映像コンテンツを取得して左目用画像を第１のプロジェクター１−１に供給し、右目用画像を第２のプロジェクター１−２に供給する。この画像処理装置５は、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２とケーブル等で接続された別体のものであってもよいし、第１のプロジェクター１−１及び第２のプロジェクター１−２の何れか一方と一体のものであってもよい。あるいは、第１のプロジェクター１−１及び第２のプロジェクター１−２の両方を組み込んだ一体構成の装置であってもよい。

［原理］
第１のプロジェクター１−１からの左目用画像と、第２のプロジェクター１−２からの右目用画像とがスクリーンＳＣ上でずれていると画質が低下してしまうため、各投影位置の位置合わせが必要である。この位置合わせのために、本実施形態では、予め左目用画像及び右目用画像中に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成してスクリーンＳＣに投影させる。そして、スクリーンＳＣに位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影して左目用画像の投影位置と右目用画像の投影位置とのずれを補正するための補正情報を算出する。

図２（１）は、投影画像Ｉ２の一例を示し、図２（２）は、スクリーンＳＣに図２（１）の投影画像Ｉ２が投影された様子を示している。本実施形態では、投影画像Ｉ２（左目用画像及び右目用画像）の４つの隅部Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ２４のうちの１つである右下隅部Ｃ２４に微小マーカー投影位置が位置決めされ、スクリーンＳＣにおいて投影領域Ａ１の対応する右下隅部Ｃ１４に微小マーカー被投影位置が位置決めされる。

先ず、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２が投影する投影画像Ｉ２に、右下隅部Ｃ２４に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成する。第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２は、この微小マーカーを合成した投影画像Ｉ２をスクリーンＳＣに投影する。微小マーカーは、赤、青、及び緑の三原色のうちの比視感度特性の高い緑成分を最も多く含み、画素数が１０画素以内の画像とするのがよい。本実施形態では、微小マーカーは、例えば、１画素〜数画素程度の緑色の画像とする。また、微小マーカーの合成に先立ち、投影画像Ｉ２の右下隅部Ｃ２４の領域に背景色として黒を合成する。これにより、図２（２）中に拡大して示すように、投影領域Ａ１の右下隅部Ｃ１４において黒地に緑色の微小マーカーＭ１が合成された投影画像Ｉ１がスクリーンＳＣ上に投影される。

また、微小マーカーは、投影画像全体に対して１％未満の大きさとするのがよい。このようにすれば、投影画像の大きさに対して微小マーカーの大きさを十分に小さくできるので、微小マーカーが投影されていることを視聴者に認識させる可能性が低く、投影画像の視聴を邪魔させることなく補正情報を算出することが可能となる。

続いて、微小マーカー被投影位置を含む投影領域Ａ１の右下隅部Ｃ１４をカメラ３によってスクリーンＳＣの裏面側から撮影する。スクリーンＳＣは、微小マーカー被投影位置を含む右下隅部Ｃ１４の領域が光透過性を有する材料で構成され、投影領域Ａ１の右下隅部Ｃ１４、すなわち、スクリーンＳＣ上の投影画像Ｉ１の右下隅部部分をスクリーンＳＣの裏面側から撮影できるようになっている。例えば、スクリーンＳＣは、右下隅部Ｃ１４の領域のみを透過スクリーンで構成したもの等を用いることができる。このようにすれば、カメラ３の設置場所をスクリーンＳＣの裏面側とすることができ、視聴者による投影画像の視聴を邪魔することなく微小マーカー被投影位置を撮影できる。

実際には、左目用画像に微小マーカーを合成して投影させ、その右下隅部Ｃ１４を撮影した撮影画像（以下、「第１の微小マーカー画像」という。）内の微小マーカーの位置、すなわち、左目用画像に合成して投影させた微小マーカーのスクリーンＳＣ上の位置（以下、「第１のマーカー位置」という。）を計測する。同様に、右目用画像に微小マーカーを合成して投影させ、その右下隅部Ｃ１４を撮影した微小マーカー画像（以下、「第２の微小マーカー画像」という。）内の微小マーカーの位置、すなわち、右目用画像に合成して投影させた微小マーカーのスクリーンＳＣ上の位置（以下、「第２のマーカー位置」という。）を計測する。そして、各計測位置の差に基づいて補正情報を算出する。

このように、左目用画像及び右目用画像の右下隅部Ｃ２４の領域に黒色を背景とする緑色の微小マーカーを合成し、スクリーンＳＣ上での微小マーカーＭ１の位置を計測する。これによれば、計測に際し、倍率色収差による誤差の影響を低減させつつ微小マーカーＭ１の位置を精度よく計測できる。したがって、微小マーカーの微小なずれを検出して補正情報を算出することができ、左目用画像及び右目用画像の投影位置の微小なずれの補正が可能となる。

［機能構成］
図３は、画像投影装置１０を構成する画像処理装置５の主要な機能構成例を示すブロック図であり、併せて第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２、カメラ３、及びスクリーンＳＣの設置位置を側方から模式的に示している。図３に示すように、画像処理装置５は、画像入力部５１と、画像処理部５２と、画像出力部５３と、投影位置補正部５４と、制御部５５と、操作部５６と、表示部５７と、通信部５８と、記憶部５９とを備える。

画像入力部５１は、例えば、ケーブル接続されたパソコンやＤＶＤレコーダー等から映像コンテンツを取得するためのインターフェース装置である。なお、映像コンテンツは、通信部５８を介して接続されたサーバー装置から取得する構成としてもよいし、予め記憶部５９に記憶しておき、記憶部５９から読み出して取得する構成であってもよい。

画像処理部５２は、画像入力部５１を介して取得した映像コンテンツに必要な画像処理を施し、視差を有する左目用画像及び右目用画像を生成する。画像処理部５２の機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のマイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）メモリー等の電子部品によって実現できる。この画像処理部５２は、マーカー合成部５２１を備える。なお、画像処理部５２を構成する各部は、専用のモジュール回路等のハードウェアで構成することとしてもよい。

マーカー合成部５２１は、後述するマーカー投影制御部５５１の制御のもと、所定の補正タイミングにおいて左目用画像及び右目用画像の各投影画像の微小マーカー投影位置（本実施形態では投影画像の右下隅部Ｃ１４）に微小マーカーを合成する。

画像出力部５３は、画像処理部５２によって生成された左目用画像を第１のプロジェクター１−１に供給し、右目用画像を第２のプロジェクター１−２に供給するためのインターフェース装置である。

投影位置補正部５４は、後述する補正情報算出部５５７から入力される補正情報に従い、第１のプロジェクター１−１による左目用画像の投影位置と、第２のプロジェクター１−２による右目用画像の投影位置とを位置合わせするための補正を行う。

制御部５５は、記憶部５９に記憶されるプログラムやデータ、操作部５６からの操作信号等に基づいて画像投影装置１０の各部を統括的に制御する。制御部５５の機能は、ＣＰＵやＤＳＰ、ＧＰＵ等のマイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ、ＩＣメモリー等の電子部品によって実現できる。この制御部５５は、マーカー投影制御部５５１と、マーカー撮影制御部５５３と、マーカー位置計測部５５５と、補正情報算出部５５７とを備える。なお、制御部５５を構成する各部は、専用のモジュール回路等のハードウェアで構成することとしてもよい。

マーカー投影制御部５５１は、予め定められた補正タイミングを監視し、補正タイミングにおいて左目用画像及び右目用画像に微小マーカーを合成してスクリーンＳＣ上に投影させるための制御を行う。

マーカー撮影制御部５５３は、補正タイミングにおいて、カメラ３によるスクリーンＳＣの微小マーカー被投影位置（本実施形態では投影領域Ａ１の右下隅部Ｃ１４）の撮影動作を制御する。このマーカー撮影制御部５５３による制御のもとカメラ３が撮影した第１及び第２の微小マーカー画像は、マーカー位置計測部５５５に出力される。

マーカー位置計測部５５５は、第１の微小マーカー画像を処理して第１のマーカー位置を計測するとともに、第２の微小マーカー画像を処理して第２の微小マーカー位置を計測する。計測した第１及び第２のマーカー位置は、補正情報算出部５５７に出力される。

補正情報算出部５５７は、第１のマーカー位置と第２のマーカー位置との差に基づいて補正情報を算出する。算出した補正情報は、投影位置補正部５４に出力される。

操作部５６は、ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッチ等の各種スイッチ、タッチパネル、トラックパッド、マウス等の入力装置によって実現されるものであり、操作入力に応じた操作信号を制御部５５に出力する。

表示部５７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬディスプレイ（Electroluminescence display）等の表示装置によって実現されるものであり、制御部５５から入力される表示信号をもとに設定画面等の各種画面を表示する。

通信部５８は、制御部５５の制御のもと、外部装置との間でデータを送受するための通信装置である。この通信部５８の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、クレイドル等と呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式、無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。

記憶部５９は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種ＩＣ（Integrated Circuit）メモリーやハードディスク等の記憶媒体により実現されるものである。記憶部５９には、画像投影装置１０を動作させ、この画像投影装置１０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が事前に記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。

また、記憶部５９には、画像投影装置１０を動作させて画像投影処理（図４を参照）を実行するための画像投影処理プログラム５９１と、計測データ５９３とが記憶される。

計測データ５９３は、画像投影処理の過程で計測される第１及び第２の微小マーカー位置が補正タイミング毎に設定される。

［処理の流れ］
図４は、画像投影処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、画像投影処理は、画像投影処理プログラム５９１に従い画像投影装置１０の各部が動作することによって実現される。この画像投影処理は、所定の投影開始操作が入力されると開始され、左目用画像及び右目用画像をスクリーンＳＣ上に投影するのと並行し、所定の補正タイミングにおいて補正情報を算出する。

図４に示すように、画像投影処理では先ず、画像処理部５２による画像生成を開始する（ステップＳ１）。ここで開始される処理により、画像入力部５１を介して取得した映像コンテンツに必要な画像処理が施され、フレーム毎にスクリーンＳＣ上に投影する左目用画像及び右目用画像が随時生成される。

その後は、マーカー投影制御部５５１が、補正タイミングか否かを監視する。補正タイミングは適宜設定してよい。例えば１０分毎や１時間毎としたり、起動直後は間隔を短くし（例えば１分毎とし）、徐々に間隔を長くすることとしてもよい。そして、補正タイミングでなければ（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ１で開始された処理により生成された左目用画像及び右目用画像の通常出力がフレーム毎に繰り返される（ステップＳ５）。すなわち、画像出力部５３を介して左目用画像は第１のプロジェクター１−１に供給され、右目用画像は第２のプロジェクター１−２に供給されてスクリーンＳＣ上に投影される。

一方、マーカー投影制御部５５１は、補正タイミングと判定したならば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、映像コンテンツに基づく左目用画像及び右目用画像のうち、左目用画像及び右目用画像の微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成する処理を行い、スクリーンＳＣ上に投影させるための制御を行う。

具体的には、マーカー投影制御部５５１の制御のもと、マーカー合成部５２１が、左目用画像及び右目用画像の右下隅部Ｃ２４の領域に背景色として黒色を合成する処理を開始する（ステップＳ７）。続いて、マーカー合成部５２１は、左目用画像を対象に右下隅部Ｃ２４に微小マーカーを合成する処理を開始することにより、微小マーカーを左目用画像ととともにスクリーンＳＣ上に投影させる（ステップＳ９）。

続いて、マーカー撮影制御部５５３が、カメラ３による撮影動作を制御し、スクリーンＳＣの微小マーカー被投影位置、すなわち、投影領域Ａ１の右下隅部Ｃ１４を撮影する（ステップＳ１１）。その後、マーカー投影制御部５５１が、ステップＳ９で開始された左目用画像を対象とした微小マーカーの合成処理を終了させる（ステップＳ１３）。そして、マーカー位置計測部５５５が、ステップＳ１１で撮影された第１の微小マーカー画像を処理し、第１の微小マーカー画像内の微小マーカーの位置（第１のマーカー位置）を計測する（ステップＳ１５）。

次に、マーカー投影制御部５５１の制御のもと、マーカー合成部５２１が、右目用画像を対象に右下隅部Ｃ２４に微小マーカーを合成する処理を開始することにより、微小マーカーを右目用画像とともにスクリーンＳＣ上に投影させる（ステップＳ１７）。

続いて、マーカー撮影制御部５５３が、カメラ３による撮影動作を制御し、投影領域Ａ１の右下隅部Ｃ１４を撮影する（ステップＳ１９）。その後、マーカー投影制御部５５１が、ステップＳ１７で開始された右目用画像を対象とした微小マーカーの合成処理を終了させ（ステップＳ２１）、ステップＳ７で開始された右下隅部への背景色（黒色）の合成処理を終了させる（ステップＳ２３）。そして、マーカー位置計測部５５５が、ステップＳ１９で撮影された第２の微小マーカー画像を処理し、第２の微小マーカー画像内の微小マーカーの位置（第２のマーカー位置）を計測する（ステップＳ２５）。ステップＳ１５及びステップＳ２５で計測された第１及び第２のマーカー位置は、計測データ５９３として記憶部５９に記憶される。

続いて、補正情報算出部５５７が、ステップＳ１５で計測された第１のマーカー位置と、ステップＳ２５で計測された第２のマーカー位置との差に基づいて、左目用画像及び右目用画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出する（ステップＳ２７）。例えば、補正情報算出部５５７は、第１のマーカー位置を基準とした第２のマーカー位置のずれ量を補正情報として算出する。

そして、投影位置補正部５４が、ステップＳ２７で算出された補正情報に従って、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２による左目用画像及び右目用画像の投影位置の補正を行う（ステップＳ２９）。ここでの処理は、例えば、第２のプロジェクター１−２の光変調素子（液晶パネル）の駆動部を制御し、右目用画像が形成される画素領域を、第１のマーカー位置に対する第２のマーカー位置のずれ量に従ってシフトさせることで行う。これにより、右目用画像の投影位置が、左目用画像の投影位置に合わせて移動される。

なお、補正情報の内容や、この補正情報に基づく投影位置の補正手順は特に限定されるものではなく、公知技術を適宜適用することで実現できる。

その後は、所定の投影終了操作が入力される等して投影を終了するまでの間（ステップＳ３１：ＮＯ）、ステップＳ３に戻って上記した処理を繰り返す。所定の投影終了操作が入力された場合は（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、画像投影処理を終える。

以上説明したように、本実施形態によれば、左目用画像及び右目用画像の微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成してスクリーンＳＣに投影させる一方、スクリーンＳＣの微小マーカー被投影位置を撮影することができる。そして、左目用画像に合成して投影させた微小マーカーのスクリーンＳＣ上の位置と、右目用画像に合成して投影させた微小マーカーのスクリーンＳＣ上の位置との差に基づいて左目用画像及び右目用画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出することができる。したがって、視聴者による映像コンテンツ等の投影画像の視聴中にリアルタイムに補正情報を算出することができる。これによれば、算出した補正情報を用いて左目用画像及び右目用画像の投影位置のずれを随時補正することができ、投影画像の視聴中に生じた投影位置のずれによる画質の低下を抑制し、フォーカス感の高い画像投影を実現できる。

また、カメラ３は、微小マーカー被投影位置の近傍に設置し、微小マーカー被投影位置を撮影できればよく、高価なレンズや高い解像度等は要求されない。

なお、微小マーカー被投影位置は、投影領域Ａ１の隅部に限らず、投影領域Ａ１の周縁部等、スクリーンＳＣの片隅の少なくとも１箇所に位置決めすればよい。このとき、カメラ３をスクリーンＳＣの裏面側に設置し、微小マーカー被投影位置をスクリーンＳＣの裏面側から撮影する場合は、微小マーカー被投影位置を含むスクリーンＳＣの所定領域を上記した実施形態と同様に光透過性を有する材料で構成すればよい。

また、予め位置決めされる微小マーカー投影位置及び微小マーカー被投影位置は、２箇所以上であってもよい。例えば、図２（２）に示した投影領域Ａ１の４つの隅部Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４のうちの２つ以上に微小マーカー投影位置を位置決めし、スクリーンＳＣの対応する隅部のそれぞれに微小マーカー被投影位置を位置決めしておくこととしてもよい。この場合は、微小マーカー被投影位置が位置決めされた隅部の近傍にそれぞれカメラ３を設置する。図５は、４つの隅部の全てに微小マーカー投影位置及び微小マーカー被投影位置が位置決めされた場合の画像投影装置１０ａの全体構成例を模式的に示す斜視図である。本変形例の画像投影装置１０ａは、図２（２）に示した投影領域Ａ１の４つ全ての隅部Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４の近傍に設置された４台のカメラ３−１，３−２，３−３，３−４を備える。

本変形例では、補正タイミングのたびに第１及び第２の微小マーカー位置が４つの隅部Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４毎に計測され、計測データ５９３として画像処理装置５の記憶部５９に記憶される。そして、画像処理装置５において画像処理部５２が、図４のステップＳ１で開始する画像生成に際し、計測データ５９３を参照して右目用画像及び左目用画像の各々に生じた歪みを補正するための画像処理を施す。例えば、画像処理部５２は、４つの隅部Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４毎に計測した第１の微小マーカー位置に基づいて、左目用画像に生じた台形歪みを補正するフィルター処理を施す。同様に、画像処理部５２は、４つの隅部Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４毎に計測した第２の微小マーカー位置に基づいて、右目用画像に生じた台形歪みを補正するフィルター処理を施す。本変形例によれば、スクリーンＳＣには、歪みが補正された状態で左目用画像及び右目用画像が投影される。したがって、投影画像の画質の改善をより一層図ることができる。

また、微小マーカー被投影位置を撮影するためのカメラ３は、スクリーンＳＣの裏面側に設置される構成に限定されない。例えば、カメラ３は、視聴者による映像コンテンツの視聴の妨げとならないように、スクリーンＳＣの表面側に設置してもよい。図６は、カメラ３をスクリーンＳＣの表面側に設置した場合の画像投影装置１０ｂの全体構成例を示す図であり、図６では、第１及び第２のプロジェクター１−１，１−２、カメラ３、及びスクリーンＳＣの設置位置を側方から模式的に示している。

本変形例のようにカメラ３をスクリーンＳＣの表面側に設置し、表面側から微小マーカー被投影位置を撮影する場合には、スクリーンＳＣの微小マーカー被投影位置を含む所定領域が上記した実施形態のように光透過性を有する材料で構成されている必要はない。ただし、微小マーカー被投影位置を含む所定領域を反射率の低い領域として構成しておくとよい。例えば、図６は、図２（２）に示した投影領域Ａ１の左上隅部Ｃ１１に微小マーカー被投影位置が位置決めされた場合を想定しており、この場合は、左上隅部Ｃ１１の領域の反射率を例えば５０％以下に加工しておく。これによれば、投影画像の視聴者の見た目に微小マーカーを視認し難くすることができ、視聴者による投影画像の視聴を邪魔することなく補正情報を算出することができる。

また、上記した実施形態では、２台のプロジェクターからの投影画像をスクリーンＳＣ上に重ねて投影する場合を例示したが、３台以上のプロジェクターからの投影画像をスクリーンＳＣ上に重ねて投影する場合にも同様に適用できる。

また、本発明の画像投影装置の適用対象は特に限定されるものではないが、例えば、建造物等に投影画像を投影して映像コンテンツを視聴するいわゆるプロジェクションマッピングシステムや、パッシブ方式のプロジェクターシステム等に適用することも可能である。

１０，１０ａ，１０ｂ 画像投影装置、１−１ 第１のプロジェクター、１−２ 第２のプロジェクター、３，３−１〜４ カメラ、５ 画像処理装置、５１ 画像入力部、５２ 画像処理部、５２１ マーカー合成部、５３ 画像出力部、５４ 投影位置補正部、５５ 制御部、５５１ マーカー投影制御部、５５３ マーカー撮影制御部、５５５ マーカー位置計測部、５５７ 補正情報算出部、５６ 操作部、５７ 表示部、５８ 通信部、５９ 記憶部、５９１ 画像投影処理プログラム、５９３ 計測データ、ＳＣ スクリーン、Ａ１ 投影領域、Ｍ１ 微小マーカー

Claims (8)

1. 画像形成素子を有する第１投影部と画像形成素子を有する第２投影部とによって被投影面上に投影画像が重ねて投影される画像投影装置であって、
   前記第１投影部及び前記第２投影部に、前記投影画像の片隅に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成して投影させる微小マーカー投影制御部と、
   前記被投影面の片隅に位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影する撮影部と、
   前記撮影部による前記微小マーカー被投影位置の撮影画像に基づいて前記投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出する補正情報算出部と、
   を備えた画像投影装置。
2. 前記微小マーカーは、三原色のうちの緑成分を最も多く含む画像である、
   請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記微小マーカーは、前記投影画像全体に対して１％未満の大きさである、
   請求項１又は２に記載の画像投影装置。
4. 前記微小マーカー投影位置は、前記投影画像の隅部の少なくとも何れか１つに位置決めされ、前記微小マーカー被投影位置は、前記被投影面の対応する隅部に位置決めされた、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の画像投影装置。
5. 前記微小マーカー投影制御部は、複数の微小マーカー投影位置に前記微小マーカーを合成して投影させ、
   前記撮影部は、前記複数の微小マーカー投影位置に対応する複数の微小マーカー被投影位置を撮影し、
   前記補正情報算出部は、各微小マーカー被撮影位置の撮影画像に基づいて前記補正情報を算出する、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の画像投影装置。
6. 前記被投影面は、前記微小マーカー被投影位置が光透過性を有する材料で構成され、
   前記撮影部は、前記被投影面の裏面側から前記微小マーカー被投影位置を撮影する、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の画像投影装置。
7. 前記被投影面は、前記微小マーカー被投影位置を含む所定領域が反射率の低い領域として構成された、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の画像投影装置。
8. 画像形成素子を有する第１投影部と画像形成素子を有する第２投影部とによって被投影面上に投影画像が重ねて投影される画像投影方法であって、
   前記第１投影部及び前記第２投影部に、前記投影画像の片隅に位置決めされた微小マーカー投影位置に微小マーカーを合成して投影させることと、
   前記被投影面の片隅に位置決めされた微小マーカー被投影位置を撮影することと、
   前記微小マーカー被投影位置の撮影画像に基づいて前記投影画像の投影位置のずれを補正するための補正情報を算出することと、
   を含む画像投影方法。

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