JP2015184527A - 画像投射システム、プロジェクター、及び、画像投射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のプロジェクターにより投射画像が重なるように投射する場合に、重畳領域の明るさを効率よく、見栄え良く調整できるようにする。
【解決手段】画像投射システム１は、複数のプロジェクター２Ａ、２Ｂが互いの投射範囲の少なくとも一部が重畳領域１１１を形成するようにスクリーンＳＣに投射画像を投射する。画像投射システム１は、重畳領域１１１の少なくとも一部で、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像１０１、１０２の輝度を低下させる画像処理を行う画像処理部２０６と、画像処理部２０６によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光する遮光板３１と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像投射システム、プロジェクター、及び、画像投射方法に関する。

従来、複数のプロジェクターにより１つの画像を投射するシステムが知られている。具体的には、複数のプロジェクターが投射する画像を並べるタイリング投射を行い、より大きなサイズの画像の投射を可能とする。
この種のシステムでは、複数のプロジェクターの投射範囲を重ねることで境界を目立たないようにする。この重畳領域は、他の部分よりも明るくなってしまうため、違和感なく見えるように重畳領域の輝度等を調整する（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１記載のシステムでは、遮光板等の部材を用いて重畳領域の明るさを抑えている。しかしながら、遮光板等を用いて投射光の一部を遮ると、遮光された領域に赤や青等の不要な色味が現れることが知られている。そこで、特許文献１記載のシステムでは測色器によって重畳領域の測色を行うことにより、色目標値を求めて色を調整し、不要な色味の発生を抑えている。

特開２０１１−２１７３０５号公報

遮光板等を用いた場合に発生する色付きは急峻であり、また、干渉縞が発生することもあり、重畳領域の見え方の違和感を解消することは容易ではなかった。また、遮光板等と投射画像との位置関係がずれると色付きの状態が敏感に変化するので、調整のやり直しを要することが多いという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数のプロジェクターにより投射画像が重なるように投射する場合に、重畳領域の明るさを効率よく、見栄え良く調整できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、複数のプロジェクターが、互いの投射画像の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射画像を投射する画像投射システムであって、前記重畳領域の少なくとも一部で、前記プロジェクターが投射する投射画像の輝度を低下させる画像処理を行う画像処理部と、前記画像処理部によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光する遮光部と、を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、投射画像が重なる重畳領域で、画像処理部によって投射画像の輝度を低くする処理がなされ、所定の輝度値以下の領域が遮光部によって遮光される。このため、遮光をすることでその領域の輝度を非常に低くすることができ、例えば重畳領域において黒色を自然に表示できる。また、所定の輝度値以下の領域を遮光しているため、遮光による色付きを防止できる。従って、複数のプロジェクターにより投射画像が重なるように投射する場合に、重畳領域の明るさを効率よく、見栄え良く調整し、高品位の画像を投射できる。

また、本発明は、上記画像投射システムにおいて、前記画像処理部は、前記投射画像の前記重畳領域の外側が前記重畳領域の内側より輝度が低くなるよう画像処理を行うこと、を特徴とする。
本発明によれば、重畳領域において輝度が低くなるよう画像処理された外側を遮光部により遮光するので、遮光部の使用に伴う色付きの発生を、より確実に防止できる。

また、本発明は、上記画像投射システムにおいて、前記画像処理部は、前記投射画像の前記重畳領域の内側から外側に向かって輝度が低くなるよう画像処理を行うこと、を特徴とする。
本発明によれば、重畳領域に投射される画像の輝度が外側に向かって低下するので、重畳領域の画像の不自然さを解消し、高品位の画像を投射できる。

また、本発明は、上記画像投射システムにおいて、前記遮光部は、前記投射画像のうち、前記画像処理部によって前記画像処理部が設定する輝度の範囲の最低値にされた領域を遮光すること、を特徴とする。
本発明によれば、輝度が最低値にされた領域を遮光するので、遮光による色付きをより確実に防止できる。

また、本発明は、上記画像投射システムにおいて、前記遮光部は、遮光板と、前記遮光板を移動させる駆動部と、前記駆動部を制御して、前記プロジェクターが投射する投射画像において輝度が所定の輝度値以下に処理された領域に前記遮光板を位置させる制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、遮光板を用いて重畳領域の輝度を極めて低くすることができ、例えば黒色を自然に表示できる。

また、本発明は、上記画像投射システムにおいて、互いに隣接する複数の前記プロジェクターのそれぞれに、前記画像処理部及び前記遮光部を設けたこと、を特徴とする。
本発明によれば、複数のプロジェクターのそれぞれが、重畳領域における輝度を低下させる処理と遮光とを行うことが可能なため、重畳領域の表示を、より自然なものとし、高品位の画像を投射できる。

また、上記課題を解決するため、本発明は、画像を投射するプロジェクターであって、投射される画像に対し投射画像の輝度を低下させる画像処理を行う画像処理部と、前記画像処理部で処理された投射画像を投射する投射部と、前記投射部により投射される投射画像の少なくとも一部を遮光する遮光部と、を備え、前記画像処理部は、前記投射部が投射する投射画像が他のプロジェクターの投射画像と重なる重畳領域の少なくとも一部について、輝度を低下させる前記画像処理を実行し、前記遮光部は、前記画像処理部によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光すること、を特徴とする。
本発明によれば、投射画像が重なる重畳領域で、画像処理部によって投射画像の輝度を低くする処理がなされ、所定の輝度値以下の領域が遮光部によって遮光される。このため、遮光をすることでその領域の輝度を非常に低くすることができ、例えば重畳領域において黒色を自然に表示できる。また、所定の輝度値以下の領域を遮光しているため、遮光による色付きを防止できる。従って、複数のプロジェクターにより投射画像が重なるように投射する場合に、重畳領域の明るさを効率よく、見栄え良く調整し、高品位の画像を投射できる。

また、上記課題を解決するため、本発明は、複数のプロジェクターにより、互いの投射画像の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射画像を投射する画像投射方法であって、前記プロジェクターにより、前記重畳領域の少なくとも一部で投射画像の輝度を低下させる画像処理を行い、前記画像処理によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光して投射すること、を特徴とする。
本発明によれば、投射画像が重なる重畳領域で、画像処理部によって投射画像の輝度を低くする処理がなされ、所定の輝度値以下の領域が遮光される。このため、遮光をすることでその領域の輝度を非常に低くすることができ、例えば重畳領域において黒色を自然に表示できる。また、所定の輝度値以下の領域を遮光しているため、遮光による色付きを防止できる。従って、複数のプロジェクターにより投射画像が重なるように投射する場合に、重畳領域の明るさを効率よく、見栄え良く調整し、高品位の画像を投射できる。

本発明によれば、複数のプロジェクターにより投射画像が重なるように投射する場合に、重畳領域の明るさを効率よく、見栄え良く調整することができ、高品位の画像を投射できる。

実施形態における画像投射システムの概略構成を示す図である。 プロジェクター及び画像供給装置の機能ブロック図である。 輝度調整の態様を示す説明図であり、（ａ）は位置毎の輝度を模式的に示す図表であり、（ｂ）は重畳領域の位置を示す概略図である。 プロジェクターの動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施形態に係る画像投射システム１の概略構成を示す図である。
画像投射システム１は、複数のプロジェクター２を並べて配置し、これら複数のプロジェクター２による投射画像を組み合わせて、スクリーンＳＣ（投射面）上にタイリング表示による一つの大画面画像を投射する、マルチプロジェクションシステムである。本実施形態では、２台のプロジェクター２を横並びに配置した構成を例に挙げて説明する。以下の説明では、２台のプロジェクターのそれぞれを、プロジェクター２Ａ、２Ｂと表記し、プロジェクター２Ａ、２Ｂを総称してプロジェクター２と表記する。
プロジェクター２Ａ及びプロジェクター２Ｂのそれぞれには、画像供給装置１０が、ケーブル４１を介して接続される。

画像供給装置１０は、例えばパーソナルコンピューター（ＰＣ）等の演算処理機能を有する装置であり、ケーブル４１を介して画像データを出力する。
画像供給装置１０は、画像投射システム１が投射する大画面画像のもとになる原画像を、プロジェクター２の数（ここでは２台）に対応する部分画像に分割する処理を行う。画像供給装置１０は、分割した部分画像の画像データ（部分画像データ）を生成する。この例では、プロジェクター２Ａが投射する部分画像を表す画像データ、及び、プロジェクター２Ｂが投射する部分画像を表す画像データを生成する。画像供給装置１０は、生成した複数の部分画像データのそれぞれを、部分画像に対応する位置に配置されたプロジェクター２Ａ、２Ｂに出力する。これにより、プロジェクター２Ａ、２Ｂが、画像供給装置１０から入力される画像データを投射すれば、画像投射システム１全体がタイリングによる画像投射を行うことができる。

図１の例では、２台のプロジェクター２を用いて一つの投射画像１００を投射する。具体的には、スクリーンＳＣの左側の部分にプロジェクター２Ａが投射し、スクリーンＳＣの右側の部分にプロジェクター２Ｂが投射する。
タイリングによる境界がスクリーンＳＣで目立たないように、プロジェクター２Ａが投射する投射画像１０１と、その右側に並ぶようにプロジェクター２Ｂが投射する投射画像１０２とは、互いの縁が重なって重畳領域１１１を形成する。

プロジェクター２Ａ、２ＢがスクリーンＳＣに画像を投射する範囲は、スクリーンＳＣとプロジェクター２Ａ、２Ｂとの距離、隣接するプロジェクター２Ａ、２Ｂの間隔、及び、スクリーンＳＣに対するプロジェクター２Ａ、２Ｂの光軸の角度により決定される。プロジェクター２Ａ、２Ｂの位置および投射方向（スクリーンＳＣに対する光軸の角度）は、スクリーンＳＣ上で重畳領域１１１を形成するように予め調整される。

画像供給装置１０は、投射画像１０１と投射画像１０２とが重畳領域１１１で同じ画像となるように部分画像データを生成する。このため重畳領域１１１には、プロジェクター２Ａとプロジェクター２Ｂのそれぞれが、同じ画像を投射する。

図２は、画像投射システム１を構成するプロジェクター２Ａ、２Ｂ、及び、画像供給装置１０の機能ブロック図である。
画像供給装置１０は、スクリーンＳＣに投射する投射画像の画像データを取得する画像取得部１１を備える。画像取得部１１は、画像供給装置１０が内蔵する記憶装置（図示略）に記憶された画像データを取得してもよい。また、画像取得部１１は、図示しない外部の装置から、有線または無線通信回線を介して画像データをダウンロードしてもよいし、画像供給装置１０に接続された外部記憶装置から画像データを読み出してもよい。
また、画像供給装置１０は投射位置設定部１２、オーバーラップ量設定部１３、分割画像生成部１４、及び画像出力部１５を備える。

プロジェクター２Ａ、２Ｂには固有の識別情報が付与されており、画像供給装置１０は、この識別情報によりプロジェクター２Ａとプロジェクター２Ｂとを識別する。
投射位置設定部１２には、プロジェクター２Ａ、２Ｂの識別情報と、プロジェクター２Ａ、２Ｂの位置関係が設定される。この設定は、例えばキーボード等の図示しない入力装置によって予め入力される。投射位置設定部１２は、設定内容のデータをオーバーラップ量設定部１３へ出力する。
オーバーラップ量設定部１３には、プロジェクター２Ａ、２Ｂの識別情報と、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する画像における重畳領域の位置及びサイズが対応付けて設定される。この設定は、外部の装置からオーバーラップ量設定部１３に予め入力され、オーバーラップ量設定部１３が記憶していても良いし、投射位置設定部１２から入力されるデータに基づいてオーバーラップ量設定部１３が算出してもよい。オーバーラップ量設定部１３は、投射位置設定部１２から入力されるデータと、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する画像における重畳領域の位置及びサイズを示す情報とを、分割画像生成部１４に出力する。

分割画像生成部１４は、オーバーラップ量設定部１３から入力される情報に基づいて、画像取得部１１が取得した画像データをプロジェクター２Ａ、２Ｂの数に分割する。分割画像生成部１４は、分割した各画像データを重畳領域の分だけ拡張して部分画像データを生成する。分割画像生成部１４は、生成した各部分画像データを、画像出力部１５によりプロジェクター２Ａ、２Ｂに出力する。
画像出力部１５は、ケーブル４１を接続可能なコネクター及びインターフェイス回路を備える。

また、オーバーラップ量設定部１３は、プロジェクター２Ａ、２Ｂの投射位置等に関するデータを、プロジェクター２Ａ、２Ｂのそれぞれに出力してもよい。例えば、オーバーラップ量設定部１３は、投射位置設定部１２から入力されるプロジェクター２Ａ、２Ｂの識別情報、位置関係等を含むデータ、重畳領域の位置及びサイズを示すデータ等を、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１６を介して出力してもよい。
Ｉ／Ｆ１６は、データ通信用のケーブル４２を接続可能なコネクター及びインターフェイス回路を備える。ケーブル４２がプロジェクター２Ａ、２Ｂに接続された場合、画像供給装置１０は、Ｉ／Ｆ１６によってプロジェクター２Ａ、２Ｂとの間で制御データを送受信する。

次に、プロジェクター２Ａの構成について説明する。
プロジェクター２Ａは、外部の装置に接続されるインターフェイスとして、画像入力部２０５を備える。画像入力部２０５は、ケーブル４１を接続可能なコネクター及びインターフェイス回路を備え、ケーブル４１を介して画像供給装置１０の画像出力部１５と接続し、画像データを受信する。画像出力部１５及び画像入力部２０５の具体的な構成例としては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ等に準拠したものが挙げられる。また、ＭＨＬ（登録商標）、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ（商標）、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ（商標）等の画像データ用のインターフェイスを用いることもできる。画像出力部１５及び画像入力部２０５は、音声データを入出力するインターフェイスを備えてもよい。また、画像出力部１５及び画像入力部２０５は、無線通信インターフェイスを備え、ケーブル４１を用いることなく画像データを無線により送受信してもよい。例えば、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に準拠した構成としてもよい。

画像入力部２０５は、画像出力部１５から送信されるデジタル画像データを受信して、画像処理部２０６に出力する。なお、プロジェクター２Ａは、アナログ画像信号に基づき画像を投射する機能を備えてもよく、この場合、画像入力部２０５は、アナログ画像用のインターフェイスと、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えてもよい。

プロジェクター２Ａは、光学的な画像の形成を行う投射部２０を備える。投射部２０は、光源２１、光変調装置２２、および投射光学系２３を有する。光源２１は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、或いはレーザー光源等からなる光源を備える。また、光源２１は、光源が発した光を光変調装置２２に導くリフレクターおよび補助リフレクターを備えていてもよい。さらに、投射光の光学特性を高めるためのレンズ群（図示略）、偏光板、或いは光源が発した光の光量を光変調装置２２に至る経路上で低減させる調光素子等を備えていてもよい。
光変調装置２２は、例えばＲＧＢの三原色に対応した３枚の透過型液晶パネルを備え、この液晶パネルを透過する光を変調して画像光を生成する。光源２１からの光はＲＧＢの３色の色光に分離され、各色光は対応する各液晶パネルに入射する。各液晶パネルを通過して変調された色光はクロスダイクロイックプリズム等の合成光学系によって合成され、投射光学系２３に射出される。

投射光学系２３は、光変調装置２２により変調された画像光をスクリーンＳＣ方向へ導き、投射窓２０Ａから投射して、スクリーンＳＣ上に結像させるレンズ群を備える。また、投射光学系２３は、スクリーンＳＣの投射画像の拡大・縮小および焦点の調整を行うズーム機構、フォーカスの調整を行うフォーカス調整機構を備えていてもよい。プロジェクター２Ａが短焦点型である場合、投射光学系２３に、画像光をスクリーンＳＣに向けて反射する凹面鏡を備えていてもよい。
そして、投射光学系２３が投射光を投射する投射窓２０Ａの周囲には、後述する遮光板３１が配置される。

投射部２０には、制御部２０１の制御に従って光源２１を点灯させる光源駆動部２０７、及び、制御部２０１の制御に従って光変調装置２２を動作させる光変調装置駆動部２０８が接続される。光源駆動部２０７は、光源２１の点灯／消灯の切り替えを行い、光源２１の光量を調整する機能を有していてもよい。

プロジェクター２Ａは、投射部２０が投射する画像を処理する画像処理系を備える。この画像処理系は、制御部２０１、記憶部２０２、入力検出部２０４、画像入力部２０５、画像処理部２０６、光源駆動部２０７、光変調装置駆動部２０８、遮光板駆動部２０９、及びＩ／Ｆ２１１を含む。画像処理系を構成する各部はバス２１０により相互にデータ通信可能に接続される。また、画像処理部２０６にはフレームメモリー（図示略）が接続される。このフレームメモリーや、その他のデータ処理部を画像処理系に含めてもよい。

制御部２０１は、記憶部２０２に記憶した制御プログラムを実行することにより、プロジェクター２Ａの各部を制御する。記憶部２０２は、制御部２０１が実行する制御プログラム、および、制御部２０１が処理するデータを不揮発的に記憶する。例えば、記憶部２０２は、重畳領域１１１の画像の表示状態を調整するための補正量データ２０３を記憶する。

入力検出部２０４は、入力デバイスとして機能するリモコン（図示略）、および、プロジェクター２Ａの操作パネルによる操作を検出する。入力検出部２０４は、リモコンの操作または操作パネルの操作を検出すると、検出した操作内容を示す操作データを生成し、制御部２０１に出力する。

画像処理部２０６は、制御部２０１の制御に従って、画像入力部２０５から入力される画像データを処理し、光変調装置駆動部２０８に画像信号を出力する。画像処理部２０６が実行する処理は、例えば、歪み補正処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等である。画像処理部２０６は、制御部２０１により指定された処理を実行し、必要に応じて、制御部２０１から入力されるパラメーターを使用して処理を行う。また、上記のうち複数の処理を組み合わせて実行することも勿論可能である。
画像処理部２０６には上記のようにフレームメモリー（図示略）が接続される。画像処理部２０６は、画像入力部２０５から入力される画像データをフレームメモリーに展開して、展開した画像データに対し上記の各種処理を実行する。画像処理部２０６は、処理後の画像データをフレームメモリーから読み出して、この画像データに対応するＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を生成し、光変調装置駆動部２０８に出力する。
光変調装置駆動部２０８は、光変調装置２２の液晶パネルに接続される。光変調装置駆動部２０８は、画像処理部２０６から入力される画像信号に基づいて液晶パネルを駆動し、各液晶パネルに画像を描画する。

遮光板駆動部２０９は、ステッピングモーターやアクチュエーター等の駆動部と、これら駆動部と遮光板３１とを連結するリンク機構等を備え、制御部２０１の制御に従って遮光板３１を移動させる。遮光板３１は、投射光学系２３の光軸（図示略）に対して略垂直に（スクリーンＳＣに対して略平行に）配置され、図中に矢印で示すように、投射窓２０Ａの中心に対して近づく方向、及び、投射窓２０Ａの中心から離れる方向にスライド移動可能である。遮光板駆動部２０９は、遮光板３１を移動させて、遮光板３１が、投射窓２０Ａから投射される画像光を遮る量を調整する。遮光板３１は投射窓２０Ａの外側から内側に進出および後退するので、画像光は、遮光板３１によって周縁部から遮られる。
また、遮光板３１と遮光板駆動部２０９とを連結するリンク等に、遮光板３１の位置を検出するリニアエンコーダーを備えた構成としてもよい。この場合、遮光板駆動部２０９は、リニアエンコーダーにより遮光板３１の位置を検出する。
遮光板３１と遮光板駆動部２０９（駆動部）とは遮光部として機能する。

制御部２０１は、プロジェクター２Ａの各部を制御して、スクリーンＳＣへの画像の投射を実行する。制御部２０１は、画像処理部２０６を制御して、画像入力部２０５に入力された画像データをフレームメモリー（図示略）に展開させ、フレームメモリーの画像データに対する処理を実行させる。この処理は、例えば、歪み補正処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等である。
制御部２０１は、画像処理部２０６を制御して、フレームメモリーから処理後の画像データに基づき画像信号を光変調装置駆動部２０８に出力させる。これにより、画像処理部２０６から光変調装置駆動部２０８に画像信号が出力され、光変調装置駆動部２０８は光変調装置２２の液晶パネルに画像を描画する。また、制御部２０１は、光源駆動部２０７を制御して、光源２１を点灯させ、さらに光源２１の輝度を調整させる。これにより、光源２１が発光し、この光が光変調装置２２により変調され、変調された画像光が投射光学系２３を通してスクリーンＳＣに投射される。

制御部２０１は、記憶部２０２に記憶された補正量データ２０３に基づき、重畳領域１１１を表示するための画像処理と、遮光板３１の位置調整とを実行する。
制御部２０１は、補正量データ２０３に基づき、プロジェクター２Ａが投射する投射画像１０１における重畳領域１１１の位置およびサイズを取得する。制御部２０１は、重畳領域１１１の位置及びサイズに基づき、画像処理部２０６によって、重畳領域１１１の輝度を調整する画像処理を行わせる。
さらに、制御部２０１は、補正量データ２０３に基づいて取得した重畳領域１１１の位置およびサイズをもとに、遮光板駆動部２０９を制御して、重畳領域１１１に対応する位置に遮光板３１を移動させる。
この画像処理および遮光板３１の位置調整処理により、プロジェクター２Ａが投射する投射画像１０１のうち重畳領域１１１において、スクリーンＳＣ上の投射画像１０１の明るさが調整される。そして、重畳領域１１１が、重畳領域１１１以外の投射画像１０１と同様に、違和感なく投射される。

また、プロジェクター２Ｂは、図１、図２、及び後述する図３に示す遮光板３１の位置が異なることを除き、プロジェクター２Ａと同一の構成を有する。このため、プロジェクター２Ｂの構成についての説明は省略する。
プロジェクター２Ｂの制御部２０１は、プロジェクター２Ａの制御部２０１と同様に、画像を投射する制御を行い、この制御において、補正量データ２０３に基づいて画像処理部２０６及び遮光板駆動部２０９を制御する。

記憶部２０２に記憶される補正量データ２０３は、リモコンや操作パネルの操作によって、予めプロジェクター２Ａ、２Ｂのそれぞれに入力され、記憶されてもよいし、画像供給装置１０からプロジェクター２Ａ、２Ｂに入力してもよい。すなわち、画像供給装置１０のオーバーラップ量設定部１３が、例えば、プロジェクター２Ａ、２Ｂのそれぞれに対し、プロジェクター２Ａ、２Ｂの位置関係等を含むデータ、重畳領域の位置及びサイズを示すデータ等を、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１６を介して出力してもよい。
また、複数の補正量データ２０３を記憶部２０２に記憶してもよい。例えば、画像処理部２０６で実行される歪み補正処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等の処理の内容に対応付けて、補正量データ２０３を記憶部２０２に記憶してもよい。この場合、制御部２０１は、画像処理部２０６で歪み補正処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等を実行させるか否かに応じて、補正量データ２０３を選択して使用すればよい。例えば、プロジェクター２Ａが複数のカラーモードを切替可能な場合に、カラーモード毎に、補正量データ２０３を対応付けて記憶部２０２に記憶してもよい。

上述のように、Ｉ／Ｆ１６は、データ通信用のケーブル４２を接続可能なコネクター及びインターフェイス回路を備える。ケーブル４２は、プロジェクター２Ａ、２ＢのそれぞれのＩ／Ｆ２１１に接続される。
Ｉ／Ｆ２１１は、ＰＣ等の外部の装置との間で各種データを送受信するインターフェイスであり、ケーブル４２を接続可能なコネクター、及び、インターフェイス回路を備える。Ｉ／Ｆ２１１は、ケーブル４２を介して画像供給装置１０とデータを送受信し、画像供給装置１０から受信したデータを制御部２０１に出力する。制御部２０１は、Ｉ／Ｆ２１１により受信したデータが、プロジェクター２Ａ、２Ｂの位置関係等を含むデータ、重畳領域の位置及びサイズを示すデータ等である場合、これらのデータに基づき補正量データ２０３を生成して記憶部２０２に記憶させる。

Ｉ／Ｆ１６及びＩ／Ｆ２１１は、データ通信が可能な有線または無線の通信インターフェイスである。例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ等の有線通信インターフェイス、或いは、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に準拠した構成とすることができる。

図１を参照して説明したように、重畳領域１１１にはプロジェクター２Ａ、２Ｂの２台分の投射光が重ねて投射されるので、重畳領域１１１の光量は他の部分より多く、他の部分よりもスクリーンＳＣ上の明るさが高くなる。このため、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、投射部２０が投射する投射光のうち、重畳領域１１１に相当する範囲の光を減光する。減光の方法は、画像処理部２０６による画像処理、及び、遮光板３１を用いた遮光である。

遮光板３１は、投射窓２０Ａの周囲に配置された、不透明または透光性の低い矩形の板である。遮光板３１は、例えば、プロジェクター２が投射する矩形の投射画像の各辺に対応して、少なくとも、他のプロジェクター２が隣接する側に設けられる。本実施形態の例では、少なくとも、プロジェクター２Ａはプロジェクター２Ｂ側に遮光板３１を備え、プロジェクター２Ｂはプロジェクター２Ａ側に遮光板３１を備える。本実施形態では、プロジェクター２Ａには投射窓２０Ａの右側に遮光板３１が設けられる。また、これより多くの遮光板３１を設けることも、勿論可能であり、投射画像１０１、１０２が矩形であることから、投射画像１０１、１０２の４辺に対応して４つの遮光板３１を投射窓２０Ａの上下左右に配置してもよい。遮光板３１が最も多くの画像光を遮る位置は適宜変更可能である。例えば、遮光板３１が投射窓２０Ａの中心またはその近傍まで進出可能としてもよく、この場合、一つの遮光板３１により投射窓２０Ａのほぼ半分が隠される。
遮光板３１は遮光板駆動部２０９によって独立してスライド移動され、投射窓２０Ａに進出して投射画像を遮ることも、投射画像に影響を与えないように投射窓２０Ａから外れた位置まで後退することも可能である。すなわち、遮光板３１は、投射窓２０Ａから投射される画像光を遮らない位置と、画像光を遮る位置とに移動できる。

図３は、重畳領域１１１の明るさを調整するための輝度調整の態様を示す説明図であり、（ａ）は位置毎の輝度を模式的に示す図表であり、（ｂ）は重畳領域の位置を示す概略図である。
以下の説明では、スクリーンＳＣ上に形成される重畳領域１１１の明るさを、「明るさ」と表記する。また、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する画像の画素ごとのデータを、「画素値」と呼び、画素値から得られる画素ごとの輝度の値を、「輝度」と呼ぶ。

図３（ｂ）には、上述したように横並びに配置されたプロジェクター２Ａ、２Ｂが、それぞれ投射画像１０１と投射画像１０２を投射する状態を示す。スクリーンＳＣ上の投射画像１０１と投射画像１０２は一部が重なって、重畳領域１１１を形成する。
図３（ａ）は、スクリーンＳＣ上の明るさを示し、縦軸が明るさであり横軸はスクリーンＳＣ上の位置である。実線で示す明るさＰはプロジェクター２Ａが投射する画像光の明るさであり、破線で示す明るさＱはプロジェクター２Ｂが投射する画像光の明るさである。

プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する画像は平面画像であるから、スクリーンＳＣ上の明るさは二次元的に分布するが、図３（ａ）には、プロジェクター２Ａ、２Ｂの並び方向（図１の符号Ａ）における明るさの分布を一次元的に示す。これは、プロジェクター２Ａ、２Ｂのそれぞれが、画像処理及び遮光板３１により重畳領域１１１の明るさを調整する様子を示すためである。スクリーンＳＣ上の明るさは投射画像１０１、１０２の画像の内容によって変化することは当然であるが、ここでは理解の便宜のため、画像の内容による明るさの差異は考慮しない。図３（ａ）の例は、例えば、試験用の画像を投射した状態とみなすことができる。この試験用の画像は、全面が均一な輝度値を有する画像データ、全ての画素の画素値が同一である画像データ等に基づき投射される画像である。

図３（ａ）に示すように、投射画像１０１の明るさＰは、重畳領域１１１以外の明るさのレベルをＬ２とした場合、重畳領域１１１では、投射画像１０１の内側に相当する側から、外側に向けてレベルＬ２から漸減する。重畳領域１１１の端の近傍ではレベルＬ１まで低下する。この明るさＰが漸減する範囲をＲ２とする。範囲Ｒ２では、プロジェクター２Ａの画像処理部２０６の画像処理によって、明るさＰが低下している。制御部２０１は、画像処理部２０６を制御して、フレームメモリー（図示略）の画像データに対し、重畳領域１１１を形成する部分について、画像の中心側から外側に向けて輝度値が低下するように各画素の画素値を変換する。画素値の変換は、補正量データ２０３から得られる重畳領域１１１の位置、サイズ等に基づいて行われる。実際に画素値を変換する処理では、画素の位置ごとに、変換前の画素値と変換後の画素値とを定めるＬＵＴ（LookUp Table）を用いてもよいし、予め設定された演算式に従って演算してもよい。ＬＵＴまたは演算式のパラメーターを適宜調整することで、範囲Ｒ２における明るさＰの変化の度合いを調整できる。範囲Ｒ２では、明るさＰの最低値はレベルＬ１となる。

レベルＬ１は、スクリーンＳＣ上で最も暗い場合を示すレベルＬ０に比べて高い。レベルＬ０は、例えば、投射がされていない場合のスクリーンＳＣ上の明るさに相当する。画像処理だけでは明るさＰをレベルＬ０まで低下させることはできないので、プロジェクター２Ａは、遮光板３１で遮光することにより、重畳領域１１１の端における明るさＰをレベルＬ０まで低下させる。

つまり、プロジェクター２Ａは、重畳領域１１１に相当する範囲Ｒ１のうち、投射画像１０１の内側に位置する範囲Ｒ２では、画像処理によって明るさＰを低下させる。範囲Ｒ２では、投射画像１０１を基準として内側から外側にかけて、次第に明るさＰが低下するように画像処理を行う。プロジェクター２Ａは、範囲Ｒ２の外側の端で、画像処理によって画像の輝度が下限まで低下しており、明るさＰはレベルＬ１まで低下する。レベルＬ１は画像処理で実現可能な下限の明るさである。そして、範囲Ｒ２よりも外側の範囲Ｒ３では、遮光板３１で画像光を遮光することで、明るさＰをレベルＬ０まで低下させる。
プロジェクター２Ａは、範囲Ｒ２より外側の範囲Ｒ３で、遮光板３１による遮光だけでなく、画像処理によって輝度を低下させる。つまり、範囲Ｒ３で投射部２０が投射する画像光は、範囲Ｒ２の下限と同じく、明るさＰがレベルＬ１となる場合と同様の光量となっている。従って、遮光板３１が遮光する光は、既に光量が抑えられている。このため、スクリーンＳＣ上の色付きを生じる心配はない。

プロジェクター２Ｂは、同様に、投射画像１０２における明るさＱを、重畳領域１１１において低下させる。詳細には、重畳領域１１１に相当する範囲Ｒ１のうち、投射画像１０２の内側に位置する範囲Ｒ４では、画像処理によって明るさＱを低下させる。範囲Ｒ４では、投射画像１０２を基準として内側から外側にかけて、次第に明るさＱが低下するように画像処理を行う。プロジェクター２Ｂは、範囲Ｒ４の外側の端で、画像処理によって実現可能な範囲の下限であるレベルＬ１まで明るさＱを低下させる。そして、範囲Ｒ４よりも外側の範囲Ｒ５では、遮光板３１で画像光を遮光することで、明るさＱをレベルＬ０まで低下させる。また、プロジェクター２Ｂは、範囲Ｒ４より外側の範囲Ｒ５で、遮光板３１による遮光だけでなく、画像処理によって輝度を低下させる。範囲Ｒ５で投射部２０が投射する画像光は、範囲Ｒ４の下限と同じく、明るさＱがレベルＬ１となる場合と同様の光量となっている。従って、遮光板３１が遮光する光は、既に光量が抑えられている。このため、投射画像１０２においても、スクリーンＳＣ上の色付きを生じない。

これにより、重畳領域１１１において投射画像１０１の画像光と投射画像１０２の画像光とがブレンディングされ、重畳領域１１１の明るさを適切な明るさに整えることができる。
また、図３（ａ）の例で、プロジェクター２Ａは、範囲Ｒ１のうち内側の範囲Ｒ５では画像処理により輝度を低下させる処理を行わないか、或いは、輝度の低下を抑制し、範囲Ｒ４で大幅に輝度を低下させる。範囲Ｒ５ではプロジェクター２Ｂが遮光板３１により遮光するので、明るさＱがレベルＬ１からレベルＬ０に低下する。従って、範囲Ｒ５で明るさＰの低下の幅を抑えることで、明るさＰと明るさＱの和が極端に低くならないようにできる。プロジェクター２Ｂも同様に、範囲Ｒ３においては画像処理で明るさＱを低下させる幅を抑える。

なお、図３（ａ）に示す明るさＰ、Ｑの変化はあくまで一例である。明るさＰ、Ｑを示す曲線は図３（ａ）の例に限定されず、任意のカーブを描くように明るさＰ、Ｑを変化させることも可能であるし、直線状であっても勿論構わない。また、画像処理で明るさを低下させる範囲Ｒ２、Ｒ４と、遮光板３１で遮光する範囲Ｒ３、Ｒ５との比率も図３（ａ）の例に限定されず、任意の割合にすることができる。

図４は、プロジェクター２Ａ、２Ｂの動作を示すフローチャートである。プロジェクター２Ａとプロジェクター２Ｂの動作は同一であるため、ここではプロジェクター２Ａについて説明する。
制御部２０１は、画像入力部２０５に画像が入力されたことを検出して（ステップＳ１１）、投射部２０による画像の投射を開始する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で、制御部２０１は、画像入力部２０５に入力される画像データを画像処理部２０６で処理させ、画像処理部２０６から光変調装置駆動部２０８に画像信号を出力させる。また、制御部２０１は光源駆動部２０７により光源２１を点灯させる。これにより、投射窓２０ＡからスクリーンＳＣに向けて画像光が投射される。

続いて、制御部２０１は、記憶部２０２から補正量データ２０３を取得する（ステップＳ１３）。ここで、制御部２０１は、画像供給装置１０からケーブル４２を介して送信されるデータをＩ／Ｆ２１１で受信し、受信したデータから補正量データ２０３を生成してもよい。
制御部２０１は、補正量データ２０３に基づき、画像処理部２０６により画像処理を実行させる（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で、制御部２０１は、補正量データ２０３に基づき重畳領域１１１の位置及びサイズを取得し、画像処理部２０６がフレームメモリーに展開した画像のうち重畳領域１１１に相当する範囲を特定する。ここで、制御部２０１は、重畳領域１１１に相当する範囲のうち、画像処理で輝度を低下させる範囲を定める。制御部２０１は、画像処理部２０６によって、フレームメモリーの画像データの画素値を、輝度が低くなるように変換させる。

さらに、制御部２０１は、遮光板３１によって遮光する範囲を決定し、この範囲に対応する遮光板３１の位置を取得する（ステップＳ１５）。そして、制御部２０１は、遮光板駆動部２０９を制御して、遮光板３１をステップＳ１５で取得した位置まで移動させ、投射画像１０１を形成する画像光の外縁部を遮光板３１により遮光する（ステップＳ１６）。その後、制御部２０１は、投射終了の指示の有無を判定し（ステップＳ１７）、投射終了が指示された場合に（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態に係る画像投射システム１は、複数のプロジェクター２Ａ、２Ｂが、互いの投射画像の少なくとも一部が重畳領域１１１を形成するように投射画像を投射するシステムである。画像投射システム１は、重畳領域１１１の少なくとも一部で、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像１０１、１０２の輝度を低下させる画像処理を行う画像処理部２０６と、画像処理部２０６によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光する遮光板３１と、を設けている。このため、投射画像が重なる重畳領域１１１で、画像処理部２０６によって投射画像の輝度を低くする処理がなされ、所定の輝度値以下の領域が遮光版３１によって遮光される。このため、遮光された領域の輝度を非常に低くすることができ、例えば、重畳領域１１１において黒色を自然に表示できる。また、輝度を低くした画像データに基づく画像光を遮光板３１で遮光するので、遮光による色付きを防止できるうえ、遮光版３１の位置がずれた場合でもその位置ずれが目立たずに済む。従って、複数のプロジェクター２Ａ、２Ｂにより投射画像が重なるように投射する場合に、重畳領域１１１の明るさを効率よく、見栄え良く調整し、高品位の画像を投射できる。
所定の輝度値以下の領域は、例えば、プロジェクター２Ａについては図３（ａ）に示す範囲Ｒ３が相当し、プロジェクター２Ｂについては範囲Ｒ５が相当する。この場合の所定の輝度値は、スクリーンＳＣ上の明るさのレベルＬ１に対応する輝度である。このように輝度を十分に低くした画像データに基づく画像光を遮光板３１で遮光するため、確実に、遮光による色付きを抑えることができる。

画像処理部２０６は、投射画像の重畳領域１１１の外側が重畳領域１１１の内側より輝度が低くなるよう画像処理を行うので、輝度が低くなるように画像処理が施された範囲を遮光板３１で遮光することになる。このため、遮光板３１の使用に伴う色付きの発生を、より確実に防止できる。
画像処理部２０６は、投射画像の重畳領域１１１の内側から外側に向かって輝度が低くなるよう画像処理を行うので、スクリーンＳＣ上において重畳領域１１１に投射される画像の明るさが外側に向かって低下する。このため、重畳領域１１１の画像の不自然さを解消し、高品位の画像を投射できる。
遮光板３１は、プロジェクター２Ａの投射画像１０１、及び／またはプロジェクター２Ｂの投射画像１０２のうち、画像処理部２０６によって画像処理部２０６が設定する輝度の範囲の最低値にされた領域を遮光する。例えば、図３（ａ）で明るさがＬ１以下にされた範囲Ｒ３、Ｒ５である。

また、プロジェクター２Ａ、２Ｂは、遮光板３１と、遮光板３１を移動させる遮光板駆動部２０９とを備える。制御部２０１は、遮光板駆動部２０９を制御して、プロジェクター２Ａ、２Ｂが投射する投射画像において輝度が所定の輝度値以下に処理された領域に遮光板３１を位置させる。これにより、遮光板３１を用いて画像光を遮光し、重畳領域１１１の輝度を極めて低くすることができ、例えば黒色を自然に表示できる。
そして、プロジェクター２Ａ、２Ｂのそれぞれが、遮光板３１及び遮光板駆動部２０９を備え、重畳領域１１１における輝度を低下させる処理と遮光とを行うことが可能なため、重畳領域１１１の表示を、より自然なものとし、高品位の画像を投射できる。

なお、上述した実施形態は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態とは異なる態様として本発明を適用することも可能である。例えば、上記各実施形態で説明した画像投射システム１は、スクリーンＳＣの正面側にプロジェクター２Ａ、２Ｂを配置し、スクリーンＳＣの正面に投射画像を投射する構成として説明したが、本発明はこれに限定されない。プロジェクター２Ａ、２ＢをスクリーンＳＣの背面側に配置して、スクリーンＳＣの背面に投射画像を投射する背面投射型の構成としてもよい。
また、上記各実施形態では、画像投射システム１が横並びに配置された２台のプロジェクターを備えた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。２台のプロジェクターを縦並びに配置してもよいし、３以上のプロジェクターを横方向、縦方向、或いは縦横に二次元的に配置したマルチプロジェクションシステムにも適用可能である。

また、上記実施形態では遮光板３１を遮光板駆動部２０９によって動かす構成について説明した。本発明はこれに限定されず、遮光板３１は、遮光板駆動部２０９等により電動制御されるものではなく、例えば、手動で位置を調整可能なように投射窓２０Ａの近傍等に配置され、任意の位置で固定できる構成としてもよい。この場合、プロジェクター２Ａ、２Ｂを操作するユーザーまたはオペレーターが、手動で遮光板３１を移動させて適切な位置で固定することで、上記実施形態と同様の効果が得られる。
また、上記実施形態では、画像供給装置１０が複数の部分画像データを生成して、それぞれを各プロジェクター２Ａ、２Ｂに出力する構成を例に挙げて説明した。本発明はこれに限定されず、プロジェクター２Ａ、２Ｂの全てに共通の画像データが入力され、各プロジェクター２Ａ、２Ｂが、入力された画像からそれぞれの表示範囲を切り出して画像処理を行う構成としてもよい。

また、上記実施形態では、投射部２０の外側に遮光板３１を配置して、投射窓２０Ａから出射する画像光を遮光板３１で遮光する構成を例に挙げて説明した。本発明はこれに限定されず、プロジェクター２Ａ、２Ｂの本体内部に遮光板３１を設けてもよい。例えば、光源２１と光変調装置２２との間、光変調装置２２と投射光学系２３との間、或いは、投射光学系２３から投射窓２０Ａまでの間の光路上に遮光板３１を設けてもよい。また、遮光板３１の形状や材料は任意である。遮光板３１は、本実施形態のようにスライド移動する構成に限定されず、画像光を遮光する状態と遮光しない状態との間で遷移可能であり、画像光のうち遮光する部分の割合を調整可能であればよい。

また、上記実施形態では、光源が発した光を変調する光変調装置２２として、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型の液晶パネルを用いた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、３枚の反射型液晶パネルを用いた構成としてもよいし、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式を用いてもよい。或いは、３枚のＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を用いた方式、１枚のＤＭＤとカラーホイールを組み合わせたＤＭＤ方式等により構成してもよい。光変調装置として１枚のみの液晶パネルまたはＤＭＤを用いる場合には、クロスダイクロイックプリズム等の合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネルおよびＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な光変調装置であれば問題なく採用できる。
また、図２に示した画像投射システム１の各機能部は機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、画像投射システム１の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

１…画像投射システム、２、２Ａ、２Ｂ…プロジェクター、１０…画像供給装置、２０…投射部、２０Ａ…投射窓、２１…光源、２２…光変調装置、２３…投射光学系、３１…遮光板（遮光部）、４１、４２…ケーブル、１００、１０１、１０２…投射画像、１１１…重畳領域、２０１…制御部、２０２…記憶部、２０３…補正量データ、２０５…画像入力部、２０６…画像処理部、２０７…光源駆動部、２０８…光変調装置駆動部、２０９…遮光板駆動部（駆動部、遮光部）、ＳＣ…スクリーンＳＣ…スクリーン（投射面）。

Claims (8)

1. 複数のプロジェクターが、互いの投射画像の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射画像を投射する画像投射システムであって、
   前記重畳領域の少なくとも一部で、前記プロジェクターが投射する投射画像の輝度を低下させる画像処理を行う画像処理部と、
   前記画像処理部によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光する遮光部と、を設けたことを特徴とする画像投射システム。
2. 前記画像処理部は、前記投射画像の前記重畳領域の外側が前記重畳領域の内側より輝度が低くなるよう画像処理を行うこと、を特徴とする請求項１記載の画像投射システム。
3. 前記画像処理部は、前記投射画像の前記重畳領域の内側から外側に向かって輝度が低くなるよう画像処理を行うこと、を特徴とする請求項２記載の画像投射システム。
4. 前記遮光部は、前記投射画像のうち、前記画像処理部によって前記画像処理部が設定する輝度の範囲の最低値にされた領域を遮光すること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像投射システム。
5. 前記遮光部は、
   遮光板と、
   前記遮光板を移動させる駆動部と、
   前記駆動部を制御して、前記プロジェクターが投射する投射画像において輝度が所定の輝度値以下に処理された領域に前記遮光板を位置させる制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像投射システム。
6. 互いに隣接する複数の前記プロジェクターのそれぞれに、前記画像処理部及び前記遮光部を設けたこと、を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像投射システム。
7. 画像を投射するプロジェクターであって、
   投射される画像に対し投射画像の輝度を低下させる画像処理を行う画像処理部と、
   前記画像処理部で処理された投射画像を投射する投射部と、
   前記投射部により投射される投射画像の少なくとも一部を遮光する遮光部と、を備え、
   前記画像処理部は、前記投射部が投射する投射画像が他のプロジェクターの投射画像と重なる重畳領域の少なくとも一部について、輝度を低下させる前記画像処理を実行し、
   前記遮光部は、前記画像処理部によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光すること、
   を特徴とするプロジェクター。
8. 複数のプロジェクターにより、互いの投射画像の少なくとも一部が重畳領域を形成するように投射画像を投射する画像投射方法であって、
   前記プロジェクターにより、前記重畳領域の少なくとも一部で投射画像の輝度を低下させる画像処理を行い、前記画像処理によって輝度が所定の輝度値以下に処理された領域を遮光して投射すること、
   を特徴とする画像投射方法。

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