JP2016004086A - Image projection device, image projection method, and multi-projection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像投影装置、画像投影方法、及び、マルチプロジェクションシステムに関する。 The present invention relates to an image projection apparatus, an image projection method, and a multi-projection system.
プロジェクタは、スクリーンに文字やグラフなどの画像を拡大投影するので、多人数に対するプレゼンテーションなどに広く用いられている。このプレゼンテーションの際に、プレゼンターである、司会者や解説者が説明を判りやすくするために、スクリーンに投影された画像を、レーザーポインタなどを用いて指し示すことは、通常、広く実行されている行為である。 A projector enlarges and projects an image such as a character or graph on a screen, and is therefore widely used for presentations for a large number of people. In order to make it easy for the presenter, the presenter or commentator, to understand the explanation during this presentation, pointing the image projected on the screen using a laser pointer or the like is usually a widely practiced act. It is.
ただし、レーザーポインタで投影画像を直接的に指し示すのは、手振れによって見にくいし、単色であるがゆえにメリハリもない。そこで、近年では、例えば特許文献1に記載されているように、使用者がレーザーポインタによって照射した地点を、プロジェクタに内蔵されたCCD(Charge Coupled Device)カメラが検知し、この照射地点と同じ地点にポインタあるいはマーキング画像を表示する、という技術が既に知られている。 However, direct pointing of a projected image with a laser pointer is difficult to see due to camera shake, and is not sharp because it is monochromatic. Therefore, in recent years, as described in Patent Document 1, for example, a CCD (Charge Coupled Device) camera built in the projector detects a point irradiated by a user with a laser pointer, and the same point as this irradiation point A technique of displaying a pointer or a marking image on the screen is already known.
他方、例えば特許文献2には、DLP(Digital Light Processing)(登録商標)方式を採用したプロジェクタ装置が開示されている。DLP(登録商標)方式のプロジェクタ装置は、光源ランプからの高輝度白色光を、カラーホイールを回転駆動して時分割で着色させた後に、その色成分に対応した光像を形成するべく表示駆動されるマイクロミラー素子で反射させ、その反射光を投影光学系のレンズを介して投影対象のスクリーン等に投影するものである。 On the other hand, for example, Patent Document 2 discloses a projector apparatus that employs a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark) system. The DLP (registered trademark) projector device is a display drive to form a light image corresponding to the color component after high-intensity white light from a light source lamp is colored in a time-sharing manner by rotating the color wheel. The reflected light is reflected by a micromirror element, and the reflected light is projected onto a projection target screen or the like through a lens of a projection optical system.
なお、カラーホイールは、同一円周状にRed(赤)、Green(緑)、Blue(青)及びWhite(透明)の各色セグメントを区分配置された円盤状の部材である。また、上記「着色」とは、正確には択一的に当該色成分の光のみを透過することをいう。 The color wheel is a disk-like member in which each color segment of Red (red), Green (green), Blue (blue), and White (transparent) is arranged in a circle. In addition, the above “coloring” refers to transmitting only the light of the color component as an alternative.
ところで、例えば特許文献1に記載されたように、レーザーポインタによって照射した地点をカメラで撮影した映像から検出する方法では、精度面においてレーザーポインタの色と投影映像の色や輝度感が似通っている場合等、投影内容に応じてレーザーポインタが検知できなくなるという問題がある。 By the way, as described in Patent Document 1, for example, in the method of detecting a spot irradiated by a laser pointer from an image captured by a camera, the color of the laser pointer is similar to the color and brightness of the projected image in terms of accuracy. In some cases, there is a problem that the laser pointer cannot be detected depending on the projection contents.
この問題に対し、単板DLP方式において、特定色を発色する区間に同期してポインティングデバイスの照射点画像をカメラで撮影し、カメラで撮影された照射点の色彩情報を検出することで、映像信号の影響を受けることなく精度良くポインタを検出する手法が考えられる。本手法は、1台のプロジェクタ装置によって投影画像中におけるレーザーポインタのような光の照射点を精度良く検出するものである。 To solve this problem, in the single-plate DLP method, the irradiation point image of the pointing device is photographed by the camera in synchronization with the color development period, and the color information of the irradiation point photographed by the camera is detected. A method of detecting a pointer with high accuracy without being affected by a signal is conceivable. In this method, a light irradiation point such as a laser pointer in a projection image is accurately detected by a single projector apparatus.
他方、複数台のプロジェクタ装置を用いたマルチプロジェクション投影においては、各プロジェクタの投影画面を重ねることにより繋ぎ目を目立たなくするブレンディング処理が行われている。 On the other hand, in multi-projection projection using a plurality of projector apparatuses, blending processing is performed to make the joints inconspicuous by overlapping the projection screens of the projectors.
この場合、上記手法を用いて、投影画面が重なっている箇所について、一方のプロジェクタ装置において、特定色を発色する区間に同期してポインティングデバイスの照射点画像をカメラで撮影しても、他方のプロジェクタから投射された色と混同してしまう。このため、複数の撮影画像が重なった領域における照射画像を精度良く検出することが困難になってしまう。 In this case, using the above technique, even if the projection device overlaps the projection screen and the projection point image of the pointing device is photographed by the camera in synchronization with the section where the specific color is developed in one projector device, It will be confused with the color projected from the projector. For this reason, it becomes difficult to accurately detect an irradiation image in a region where a plurality of captured images overlap.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、複数の撮影画像が重なった領域における照射画像を精度良く検出する画像投影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an image projection apparatus that accurately detects an irradiation image in a region where a plurality of captured images overlap.
上記の課題を解決するため、本発明の画像投影システムは、入力画像を複数の色成分毎に時分割して所定の投影面に投影する投影手段と、少なくとも、投影手段により投影面に投影された入力画像と、他装置から投影面に投影された他画像と、を撮像する撮像手段と、投影手段での色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成した自装置側同期信号を他装置へ出力する同期信号出力手段と、他装置から他画像が投影される際の色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成された他装置側同期信号を入力する同期信号入力手段と、同期信号入力手段により入力された他装置側同期信号と自装置側同期信号が異なるとき、他装置側同期信号と同期するように投影手段での色成分毎の時分割タイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an image projection system according to the present invention is configured to project an input image on a predetermined projection plane in a time-division manner for each of a plurality of color components, and at least the projection means projects the projected image onto the projection plane. An imaging unit that captures the input image and another image projected from the other device onto the projection plane, and the own apparatus side synchronization signal generated based on the time division timing for each color component in the projection unit to the other device Synchronization signal output means for outputting, synchronization signal input means for inputting another apparatus side synchronization signal generated based on time division timing for each color component when another image is projected from another apparatus, and synchronization signal input means Control means for controlling the time division timing for each color component in the projection means so as to synchronize with the other apparatus side synchronization signal when the other apparatus side synchronization signal inputted by the apparatus differs from the own apparatus side synchronization signal. With features That.
本発明によれば、複数の撮影画像が重なった領域における照射画像を精度良く検出することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect an irradiation image in a region where a plurality of captured images overlap.
本発明の実施形態の画像投影装置に関し以下図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施形態に限定されるものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。 An image projection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment as long as the gist of the present invention is not exceeded. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified thru | or abbreviate | omitted suitably.
本発明の実施形態における画像投影装置としてのプロジェクタ2台を用いたマルチプロジェクションシステムの概略構成について図1を参照して説明する。本図は、プロジェクタを2台使用したマルチ投影により投影面であるスクリーン上に映像を投射し、レーザーポインタにより投影画像に赤色の照射点を指し示した例である。 A schematic configuration of a multi-projection system using two projectors as image projection apparatuses according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an example in which an image is projected on a screen as a projection surface by multi-projection using two projectors, and a red irradiation point is pointed to the projected image by a laser pointer.
なお、本実施形態におけるマルチプロジェクションシステムを構成する2以上の画像投影装置を、同期信号の入出力の流れが分かるように便宜的に自装置又は他装置とする。そして、以下の説明では、例えば、投影手段において色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成した同期信号を他の画像投影装置に出力する側を便宜的に自装置とし、このとき出力される同期信号を便宜的に自装置側同期信号とする。 It should be noted that two or more image projection apparatuses constituting the multi-projection system in the present embodiment are referred to as the own apparatus or another apparatus for the sake of convenience so that the flow of input / output of the synchronization signal can be understood. In the following description, for example, the side that outputs the synchronization signal generated based on the time division timing for each color component in the projection unit to another image projection apparatus is regarded as the own apparatus for convenience, and the synchronization output at this time is output. For the sake of convenience, the signal is used as the own apparatus side synchronization signal.
他方、例えば、自装置側同期信号を受け付ける他の画像投影装置を便宜的に他装置とし、他装置から自装置に出力される同期信号を便宜的に他装置側同期信号とする。つまり、自装置及び他装置、並びに自装置側同期信号及び他装置側同期信号は、説明の便宜のための表現にすぎない。例えば、2つの画像投影装置からなるマルチプロジェクションシステムにおいて、何れか一方だけが自装置や他装置であることを限定するものではない。 On the other hand, for example, another image projection apparatus that receives the own apparatus side synchronization signal is referred to as another apparatus for convenience, and a synchronization signal output from the other apparatus to the own apparatus is referred to as other apparatus synchronization signal for convenience. That is, the own device and the other device, and the own device side synchronization signal and the other device side synchronization signal are merely expressions for convenience of explanation. For example, in a multi-projection system including two image projection apparatuses, it is not limited that only one of them is its own apparatus or another apparatus.
2台のプロジェクタはPC(Personal Computer)と接続され、PCから各プロジェクタに映像信号が出力されている。PCと各プロジェクタの接続は、例えばHDMI(High Definition Multimedia Interface)(登録商標)等の映像ケーブルを使用した有線ネットワークや、Wi−Fi等の無線によるネットワーク等が使用される。 The two projectors are connected to a PC (Personal Computer), and a video signal is output from the PC to each projector. For connection between the PC and each projector, for example, a wired network using a video cable such as HDMI (High Definition Multimedia Interface) (registered trademark) or a wireless network such as Wi-Fi is used.
マルチ投影においては、例えば、プロジェクタAの投影画像及びプロジェクタBから投影面に投影された投影画像同士の一部を重ね合わせるブレンディング処理を行うことにより、2つの投影画像が重なり合った部分の繋ぎ目を目立たなくしている。 In the multi-projection, for example, by performing a blending process in which a projection image of the projector A and a part of the projection images projected from the projector B onto the projection surface are overlapped, a joint between the portions where the two projection images are overlapped is performed. It is inconspicuous.
プロジェクタA及びプロジェクタBは、投影画像をそれぞれに内蔵したカメラで撮影し、カメラで撮影された照射点の色彩情報として、例えばRGBの何れかのチャンネルのデータを特異的に検出する。これによって、映像信号の影響を受けることなく精度良く照射点を検出している。 The projector A and the projector B capture a projection image with a built-in camera, respectively, and specifically detect data of any of RGB channels, for example, as color information of an irradiation point captured by the camera. Thereby, the irradiation point is accurately detected without being affected by the video signal.
一方、上述のように、2つの投影画像が重なり合った部分では照射点の色彩情報を特異的に検出することが困難である。そこで、以下に示す本実施形態の構成により、2つの投影画像が重なり合った部分においても照射点を特異的に検出することを可能とする。 On the other hand, as described above, it is difficult to specifically detect the color information of the irradiation point at the portion where the two projected images overlap. Therefore, the configuration of the present embodiment shown below makes it possible to specifically detect an irradiation point even in a portion where two projection images overlap.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態における画像投影装置1の機能ブロック構成について図2を参照して説明する。本実施形態における画像投影装置1は、映像信号入力処理部11と、映像処理部12と、制御部13と、DMD(Digital Mirror Device)(登録商標)14と、光源駆動部15と、光源16と、カラーホイール17と、Index検出センサ18を備える。
[First Embodiment]
A functional block configuration of the image projection apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The image projection apparatus 1 according to the present embodiment includes a video signal
また、画像投影装置1は、同期信号入力部(以下「IN」という。)19と、同期信号出力部(以下「OUT」という。)20と、撮像装置21と、撮像信号入力処理部22と、照射点検出部23と、射影変換処理部24と、ポインタ生成部25と、を備える。
In addition, the image projection apparatus 1 includes a synchronization signal input unit (hereinafter referred to as “IN”) 19, a synchronization signal output unit (hereinafter referred to as “OUT”) 20, an
映像信号入力処理部11は、入力画像を構成する、HDMIなどのデジタル信号やVGA(Video Graphics Array)やコンポーネント信号等のアナログ信号の入力を受け付ける。映像信号入力処理部11では、入力信号に応じてRGBやYPbPr信号等映像を加工するための処理を行う。
The video signal
映像信号入力処理部11は、デジタル信号を、入力信号のビット数に応じて後述する映像処理部12が規定するビットフォーマットに変換する。また、映像信号入力処理部11は、アナログ信号をデジタルサンプリングするDAC(Digital to Analog Converter)処理等を行い、RGBあるいはYPbPrのフォーマット信号を映像処理部12に入力する。
The video signal
映像処理部12は、入力信号に応じてデジタル画像処理等を行う。具体的には、コントラスト、明るさ、彩度、色相、RGBゲイン、シャープネス、拡大縮小等のスケーラー機能、あるいは制御部13の特性に応じて適切な画像処理を行う。なお、映像処理部12は、任意に指定した、又は登録したレイアウトの画像信号を生成してもよい。
The
制御部13は、後述するDMD14や光源駆動部15やカラーホイール17等の各デバイスの駆動条件を決定し、それら各デバイスを駆動制御する制御手段である。制御部13は、例えば、デジタル画像処理後の入力信号を受け付ける。また、制御部13は、カラーホイール17の同期信号に合わせて後述の撮像装置21に撮影指示を行う。
The
DMD14は、光の出捨を選択するマイクロミラーアレイである。マイクロミラーアレイは、それぞれオン位置とオフ位置との2つの角度にその傾斜方向の位置が切り換え設定可能な複数のマイクロミラーからなり、全体として矩形状のミラー面を構成可能である。
The
光源駆動部15は、光源16の駆動電流を制御する。光源16は、白色光をカラーホイール17に向けて照射する。カラーホイール17は、制御部13からの入力信号に応じて光源16から照射された白色光に色をつける。
The light
カラーホイール17には、それ自体を回転検出するためのIndexとなる黒色シールと、カラーホイール17を保持するホルダーに黒色シールを検知するためのIndex検出センサ18が備わる。そして、Index検出センサ18で検出したIndexタイミングに基づいて同期信号が生成される。
The
すなわち、カラーホイール17は、入力画像を複数の色成分毎に時分割する手段である。そして、カラーホイール17の同期信号に合わせて撮像装置21の撮影シャッタータイミングを制御することができる。なお、カラーホイール17を含み、複数の色成分毎に時分割された入力画像を投影面に投影する手段を投影手段とし、例えば、上述したDMD14、光源駆動部15、光源16は投影手段に含まれる構成要素である。
That is, the
他方、撮像装置21からの撮影画像入力の際は、撮像信号入力処理部22にて、撮像画像にシェーディング補正、ベイヤー変換、色補正等を行い、RGB信号を生成する。撮像装置21は、投影手段により、投影面に投影された入力画像と、他装置から投影面に投影された入力画像を撮像する撮像手段である。なお、他装置から投影面に投影される入力画像を記載の便宜上、他画像とする。
On the other hand, when a captured image is input from the
照射点検出部23は、レーザーポインタ等を用いて投影面に照射された照射点の座標を検出する。検出された照射点座標(x’、y’)は、射影変換処理部24によって射影変換が行われ、照射点の映像信号上の座標(x、y)に変換される。
The
ポインタ生成部25は、座標(x、y)にポインタ信号を生成する。ポインタ信号は、例えば座標(x、y)を中心に半径n画素分の円形を描画したものでもよいし、予め登録されたポインタ画像等、任意の生成の仕方で生成してもよい。
The
そして、映像処理部12にてHDMI等からの映像信号に、ポインタ生成部25で生成された映像信号を重畳し、任意の画像処理を行った後、制御部13へ制御信号を出力する。これによって、ポインタ画像が重畳された投影画像が投影される。
The
OUT20は、投影手段での色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成した自装置側同期信号を他装置へ出力する同期信号出力手段である。具体的には、例えば、OUT20は制御部13から出力されたカラーホイール17の同期信号を他プロジェクタ30に出力する。
OUT20 is a synchronization signal output means for outputting the own apparatus side synchronization signal generated based on the time division timing for each color component in the projection means to another apparatus. Specifically, for example, the
IN19は、他装置から他画像が投影される際の色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成された他装置側同期信号を入力する同期信号入力手段である。具体的には、例えば、IN19は他プロジェクタ30から入力されたカラーホイール17の同期信号を制御部13に入力する。
IN19 is a synchronization signal input means for inputting another apparatus side synchronization signal generated based on the time division timing for each color component when another image is projected from another apparatus. Specifically, for example, the
制御部13は、IN19により入力された他装置側同期信号と自装置側同期信号が異なるとき、他装置側同期信号と同期するように投影手段での色成分毎の時分割タイミングを制御する。
The
次に、本実施形態における画像投影装置の1例としてのプロジェクタに搭載される光学エンジン部について図3を参照して簡単に説明する。光学エンジン部は、例えば、照明ユニット100と投射ユニット200からなる。照明ユニット100は、例えば、ランプユニットである光源手段110と、カラーホイール120と、ライトトンネル130と、リレーレンズ140と、DMD150と、平面ミラー160と、凹面ミラー170を含み構成されている。
Next, an optical engine unit mounted on a projector as an example of an image projection apparatus according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. The optical engine unit includes, for example, an
光源手段110から発せられた光は、カラーホイール120を通過した後、ライトトンネル130を通過し、リレーレンズ140、平面ミラー160、凹面ミラー170等複数のミラーを用いて反射され、DMD150に入射される。DMD150は、入力信号に応じてマイクロミラーのON/OFFを切り替えることで投射ユニット200へ光を出力する光を選別する。
The light emitted from the light source means 110 passes through the
次に、カラーホイール17について図4を参照して説明する。本実施形態では、例えば、シアン(Cy)、ホワイト(W)、レッド(R)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、グリーン(G)、ブルー(B)の7つのフィルタセグメントからなる構成とする。なお、以下では、フィルタセグメントを、セグメント又は色セグメントと略記する。
Next, the
次に、色セグメントと検出色との関係について図5を参照して説明する。図5には、カラーホイール17の7セグメントと、各セグメントが投影面に表示されたときのカメラ撮影画像、すなわちRGBデータとして取得したときの相関関係が示されている。制御部13は、入力された画像データの光色によって決定されるカラーホイール17の複数色の領域に時間単位で光を透過させる制御を行い、画像データの色を実現させる。
Next, the relationship between the color segment and the detected color will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the correlation between the seven segments of the
例えば、レッド(R)セグメントでは、Rの光、つまり波長成分の透過率が大きく、RGBデータでもRのデータが大半を占め、グリーン(G)とブルー(B)の透過率が小さくこれらの色の光は制限される。 For example, in the red (R) segment, the transmittance of R light, that is, the wavelength component is large, and the RGB data occupies most of the RGB data, and the transmittance of green (G) and blue (B) is small. The light is limited.
同様に、グリーン(G)セグメントでは、Gのデータが大半を占め、ブルー(B)とレッド(R)の波長成分は制限される。同様に、ブルー(B)セグメントでは、Bのデータが大半を占め、グリーン(G)とレッド(R)の波長成分は制限される。 Similarly, in the green (G) segment, the data of G occupies most and the wavelength components of blue (B) and red (R) are limited. Similarly, in the blue (B) segment, the data of B occupies most and the wavelength components of green (G) and red (R) are limited.
また、2次色のシアン(Cy)セグメント、マゼンタ(M)セグメント、イエロー(Y)セグメントでは、それぞれ、ブルー(B)とグリーン(G)の光、ブルー(B)とレッド(R)の光、及びグリーン(G)とレッド(R)の光を透過させる。また、3次色のホワイト(W)セグメントではRGB全ての光を透過させる。 In the secondary color cyan (Cy) segment, magenta (M) segment, and yellow (Y) segment, blue (B) and green (G) light, blue (B) and red (R) light, respectively. , And green (G) and red (R) light. In addition, the white (W) segment of the tertiary color transmits all the RGB light.
次に、カラーホイール17の7セグメントと投影光色との関係について図6を参照して説明する。カラーホイール17が1回転する間に7つの色セグメントの円周方向全域に光源16からの光が照射される。なお、光色とは、光源16のランプそのものの光の色と、装置から投射された光から視覚的に認識できる色の双方を含む概念である。
Next, the relationship between the seven segments of the
本図中に、実線の矢印で示される該当期間の区間は、その発光色において、該当するカラーホイール17のセグメントを通じて画像信号が投影されている領域であることを示している。例えば、投影光色Redに注目するとRedに分類される成分はRセグメント、Mセグメント、Yセグメントの区間、及びWセグメントの区間である。
In the figure, the section of the corresponding period indicated by the solid arrow indicates that the image signal is projected through the segment of the
一方、Timing Aの破線の矢印で示された区間は、Redの映像信号に対応する投影光色が確実に発光しない領域である。この区間を便宜上、ブランク期間とする。例えば、Timing Aの区間に対応するカラーホイール17のGセグメント、Bセグメント、及びCyセグメントに該当する区間に着目する。これらの区間では、投影光色がRedであっても、実際に映像信号に対応する光学画像が投影されていないことから、レーザーポインタから照射された赤色の照射点でも検出しやすくなる。
On the other hand, the section indicated by the broken arrow of Timing A is an area where the projection light color corresponding to the Red video signal does not emit light reliably. This section is a blank period for convenience. For example, attention is paid to sections corresponding to the G segment, the B segment, and the Cy segment of the
すなわち、Timing Aの区間では赤色の照射点が顕著になるため、赤色の照射点を検知する場合はTiming Aにおいて撮像装置21を用いて撮像することにより検出可能となる。同様に、Timing Bでは緑色の照射点が、Timing Cでは青色の照射点がそれぞれ検出可能となる。このように、タイミング毎によって検出しやすい色があり、また各Timingを有効活用することによって複数の照射点を同時に検出することが可能となる。
That is, since the red irradiation point becomes remarkable in the section of Timing A, when the red irradiation point is detected, it can be detected by imaging using the
次に、マルチ投影時のカラーホイール1周期に対する投影光との関係について図7を参照して説明する。ここでは、上述した図1におけるプロジェクタA及びプロジェクタBの2台を用いてマルチ投影を行う例を用いて説明する。 Next, the relationship between the projection light and one color wheel cycle during multi-projection will be described with reference to FIG. Here, a description will be given using an example in which multi-projection is performed using the two projectors A and B in FIG. 1 described above.
ここで、各プロジェクタ同士のカラーホイール17は同期していない。このため、プロジェクタAの投影光色とプロジェクタBの投影光色では該当セグメントでの発光タイミングにズレが生じる。そのため、投影画像が重なった部分に関しては、プロジェクタAがTiming Aでカメラ撮影を行ってもプロジェクタBの投影光に含まれるRed成分も撮影されてしまう。その結果、赤色の照射点と投影光のRedが重なってしまい検出することができなくなる。Timing B、Timing Cにおいて撮像を行っても同様であり、プロジェクタBにおいても同様である。
Here, the
本実施形態における画像投影装置としてのプロジェクタ2台によるマルチ投影時の接続構成について図8を参照して説明する。本実施形態においては、プロジェクタAとプロジェクタBを同期用ケーブルを用いて接続する。このとき、プロジェクタAの同期信号出力用端子とプロジェクタBの同期信号入力用端子を同期用のケーブルで接続すればよい。これにより、プロジェクタBにはプロジェクタAのカラーホイール17の同期信号が入力される。
A connection configuration at the time of multi-projection by two projectors as image projection apparatuses in the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the projector A and the projector B are connected using a synchronization cable. At this time, the synchronization signal output terminal of the projector A and the synchronization signal input terminal of the projector B may be connected by a synchronization cable. Thereby, the synchronization signal of the
そして、プロジェクタBにおいて、入力されたプロジェクタAの同期信号に同期するようにカラーホイール17の回転数を制御することにより、各プロジェクタ同士のカラーホイール17が同期する。なお、図8における同期信号出力用端子は上述した同期信号出力手段に含まれる物理的な手段である。同様に、図8における同期信号入力用端子は上述した同期信号入力手段に含まれる物理的な手段である。
In the projector B, the
次に、本実施形態における処理手順について図9を参照して説明する。制御部13は、IN19において他装置から同期信号が入力されたかどうかを判断する(ステップS100)。制御部13が、同期信号の入力があると判断した場合(S100、Yes)、次に、制御部13は、入力された同期信号と自装置におけるカラーホイール17が同期しているかどうかを、カラーホイール17の同期信号との比較に基づいて判断する(ステップS101)。
Next, a processing procedure in the present embodiment will be described with reference to FIG. The
次に、投影手段は、入力されている同期信号とカラーホイール17の同期信号が異なるとき、つまり同期していない場合(S101、No)、投影面を全て覆う黒画像を投影する(S102)。他方、入力されている同期信号とカラーホイール17の同期信号が一致しているとき(ステップS101、Yes)、同期処理は不要であるため、処理を終了する。
Next, when the input synchronization signal and the synchronization signal of the
入力された同期信号とカラーホイール17を同期させるためにカラーホイール17の回転を変更すれば、投影画像の色ズレやチラつき等の現象が発生する。本実施形態によれば、例えば黒画像を投影することで、投影画像の色ズレやチラつき等を防止することができる。黒画像を投影することにより、DMD14のマイクロミラーは全てOFF状態となり、投射ユニットに光が出力されなくなるからである。なお、黒画像に限定されず、投影画像の色ズレやチラつき等を防止することができるような画像であればよい。
If the rotation of the
その後、制御部13は入力された同期信号に同期するようにカラーホイール17の回転を制御する(ステップS103)。
Thereafter, the
そして、カラーホイール17の同期信号が、入力された同期信号と一致したとき(S104、Yes)、投影手段は、黒画像の投影を解除し、入力画像の投影を再開する(S105)。他方、カラーホイール17の同期信号が、入力された同期信号と一致しないとき(S104、No)、再度、カラーホイール17の回転制御を実行する(ステップS103)。
When the synchronization signal of the
本実施形態により、例えば2台のプロジェクタのカラーホイール17を同期させた場合における、1周期に対する投影光との関係について図10を参照して説明する。
For example, when the
プロジェクタA及びプロジェクタBの2台によるマルチ投影を行った場合、各プロジェクタ同士のカラーホイール17が同期していると、プロジェクタAの投影光色とプロジェクタBの投影光色で該当セグメントでの発光タイミングが一致する。そのため、投影画像が重なった部分に関しても、Timing Aの区間はRedの発光色が確実に発光しない領域となる。
When multi-projection is performed by two projectors A and B, if the
このTiming Aの区間では赤色の照射点が顕著になるため、赤色の照射点を検知する場合、Timing Aにおいて撮影を行うことで照射点を検出可能となる。同様に、Timing Bでは緑色の照射点が、Timing Cでは青色の照射点が検出可能となる。このことは、プロジェクタBにおいても同様である。 Since the red irradiation point becomes remarkable in the section of Timing A, when the red irradiation point is detected, the irradiation point can be detected by photographing at Timing A. Similarly, a green irradiation point can be detected at Timing B, and a blue irradiation point can be detected at Timing C. The same applies to the projector B.
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態における画像投影装置50の機能ブロック構成について図11を参照して説明する。なお、上述した第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。本実施形態は、制御部13が、自装置におけるカラーホイール17の同期信号を、投影手段により投影面に投影する入力画像を構成する画像信号に埋め込む点が、第1実施形態と異なる。なお、本実施形態において、同期信号を入力画像に埋め込むことは、同期信号を出力する概念に含まれるものとし、制御部13が同期信号出力手段の機能を担うものとする。
[Second Embodiment]
A functional block configuration of the
具体的には、制御部13は、カラーホイール17の同期信号を入力画像の投影信号に埋め込むようにDMD14、光源16、カラーホイール17を制御する。
Specifically, the
同期信号検出部51は、撮像装置21により撮像された他画像に他装置側同期信号が埋め込まれているかどうか検出する同期信号検出手段である。なお、同期信号検出部51は、同期信号入力手段に含まれる概念構成である。同期信号検出部51により検出された他装置側同期信号は制御部13に入力される。そして、制御部13は、入力された同期信号に同期するようにカラーホイール17の回転を制御する。
The synchronization
本実施形態によれば、第1実施形態のように、物理的な構成であるIN19やOUT20を備える必要がない。よって、システム構成を簡素化できるとともに、その分コスト削減を図ることが可能となる。 According to the present embodiment, unlike the first embodiment, there is no need to provide IN19 and OUT20 which are physical configurations. Therefore, the system configuration can be simplified and the cost can be reduced accordingly.
第2実施形態における、投影信号に埋め込まれた同期信号の1例について図12を参照して説明する。ここでは、図4のようなCy−W−R−M−Y−G−Bの7セグメント構成で、IndexがCyとWの間に設定されているカラーホイールを例として、画像投影時におけるカラーホイール17の回転に応じた投影信号例を示している。
An example of the synchronization signal embedded in the projection signal in the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, a color wheel at the time of image projection is exemplified by a color wheel having a 7-segment structure of Cy-W-R-M-Y-G-B as shown in FIG. 4 and an index set between Cy and W. An example of a projection signal corresponding to the rotation of the
本図に示すように、カラーホイール17が1回転する毎にIndexから生成された同期信号がW区間の直前に埋め込まれる。具体的には、例えば、カラーホイール17の同期信号を検出した直後のW区間はオフ期間とし、投影信号を出力しないでおく。そして、t1時間が経過した後に、同期用信号をt2時間分出力することで、W区間に同期信号を埋め込む。
As shown in this figure, every time the
ただし、回転のたびにW区間に同期信号を埋め込むと投影画像の明るさが暗くなってしまう。このため、例えばN回転に1回、同期信号を埋め込むようにすることで、投影画像の明るさへの影響を最小限に抑えることができる。なお、ここでは、2回転に1回の割合で同期信号を埋め込むこととしているが、1例であることは言うまでもない。 However, if the synchronization signal is embedded in the W section every time it rotates, the brightness of the projected image becomes dark. For this reason, for example, by embedding the synchronization signal once every N rotations, the influence on the brightness of the projected image can be minimized. Here, the synchronization signal is embedded at a rate of once every two rotations, but it goes without saying that this is an example.
第2実施形態におけるプロジェクタ2台によるマルチプロジェクションシステムを用いた動作概要について図13を参照して説明する。ここで、装置の起動後、撮像装置21による撮影データに同期信号が入っていない場合、上述したようにカラーホイール17の同期信号を投影信号に埋め込む。一方、撮像装置21による撮影データに同期信号が入っていた場合、撮影データの同期信号と自装置におけるカラーホイール17の回転を同期させる。つまり、先に起動したプロジェクタが同期信号の出力側となり、後に起動したプロジェクタが同期信号の入力側となる。
An outline of the operation using the multi-projection system with two projectors in the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, after the apparatus is activated, when the synchronization data is not included in the image data captured by the
以下、例えば、プロジェクタAが先に起動されたプロジェクタであるとして説明する。プロジェクタAは、起動後に入力画像の投影を開始すると同時に撮像装置21であるカメラによる撮影で撮影データに同期信号が埋め込まれているかをチェックする。プロジェクタBがまだ起動されていない、もしくは起動中であった場合、プロジェクタBから同期信号は出力されていないため、プロジェクタAの撮影データに同期信号は入っていない。そのため、プロジェクタAは投影画像にカラーホイール17の同期信号を埋め込む。
In the following description, for example, it is assumed that the projector A is a projector activated first. The projector A starts projecting the input image after being activated, and at the same time checks whether the synchronization signal is embedded in the photographing data by photographing with the camera that is the
他方、プロジェクタBも起動後に入力画像の投影を開始すると同時にカメラによる撮影で撮影データに同期信号が埋め込まれているかをチェックする。上記のとおり、プロジェクタAから同期信号が埋め込まれた入力画像が投影されているため、プロジェクタBの撮影データにはプロジェクタAが出力した同期信号が入っていることになる。プロジェクタBは、カメラで検出した同期信号に同期するようにカラーホイール17の回転を制御し、プロジェクタAにおけるカラーホイール17の同期信号と同期させる。これにより、各プロジェクタ同士のカラーホイール17を同期させることができる。
On the other hand, the projector B also starts projecting the input image after being activated, and at the same time checks whether the synchronization signal is embedded in the photographed data by photographing with the camera. As described above, since the input image in which the synchronization signal is embedded is projected from the projector A, the shooting signal of the projector B includes the synchronization signal output by the projector A. The projector B controls the rotation of the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態における撮像領域に同期信号判定領域を設ける構成について図14及び15を参照して説明する。本実施形態では、カメラからの撮影データにおける同期信号の検出は、例えば図14に示すように撮像領域に対して左側のみを対象とし、例えばこの左側の領域を同期信号判定領域とする。
[Third Embodiment]
A configuration in which the synchronization signal determination area is provided in the imaging area in the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the detection of the synchronization signal in the shooting data from the camera is performed only on the left side of the imaging area as shown in FIG. 14, for example, and the left area is set as the synchronization signal determination area.
本実施形態では、例えば、図15に示すように3台のプロジェクタを使用してマルチ投影を行った場合について説明する。各プロジェクタが投影している投影画像には、それぞれのカラーホイール17の同期信号が埋め込まれているものとする。
In the present embodiment, for example, a case where multi-projection is performed using three projectors as illustrated in FIG. 15 will be described. It is assumed that the synchronization signal of each
プロジェクタAによる投影画像に着目すると、プロジェクタAによる投影画像の左側には隣接する投影画像がないため、カメラによる撮影データに同期信号が埋め込まれていないことになる。この場合、プロジェクタAは同期処理を行う必要がない。 Focusing on the projection image by the projector A, since there is no adjacent projection image on the left side of the projection image by the projector A, the synchronization signal is not embedded in the photographing data by the camera. In this case, the projector A does not need to perform the synchronization process.
一方、プロジェクタBによる投影画像に着目すると、プロジェクタBによる投影画像の左側にはプロジェクタAの投影画像の一部が、プロジェクタBによる投影画像の右側にはプロジェクタCの投影画像の一部が重なっている。ここで、上述のように、本実施形態では、カメラによる撮影データでの同期信号の検出は左側のみを対象としている。このため、プロジェクタBではプロジェクタAが出力している同期信号のみが検出される。 On the other hand, when paying attention to the projection image of the projector B, a part of the projection image of the projector A overlaps the left side of the projection image of the projector B, and a part of the projection image of the projector C overlaps the right side of the projection image of the projector B. Yes. Here, as described above, in this embodiment, the detection of the synchronization signal in the shooting data by the camera is intended only for the left side. For this reason, in the projector B, only the synchronization signal output from the projector A is detected.
そして、プロジェクタBは、カメラで検出したプロジェクタAにおけるカラーホイール17の同期信号に同期するようにカラーホイール17の回転を制御する。
Then, the projector B controls the rotation of the
同様に、プロジェクタCではプロジェクタBが出力している同期信号のみが検出され、検出したプロジェクタBにおけるカラーホイール17の同期信号に同期するようにカラーホイール17の回転を制御する。
Similarly, in the projector C, only the synchronization signal output from the projector B is detected, and the rotation of the
上述したように、本実施形態では、各プロジェクタにおける同期信号検出部51が、入力画像の少なくとも一端側で他画像が表示されている領域に他装置側同期信号が埋め込まれているかどうかを検出する。本実施形態によれば、起動順に関係なく、かつ、3台以上のプロジェクタ同士のカラーホイール17を同期させることができる。
As described above, in the present embodiment, the synchronization
なお、同期信号検出領域を4分割とし、左側で検出した場合は左側のプロジェクタと、上側で検出した場合は上側のプロジェクタと同期するようし、かつ検出領域に優先順位をつけることとしてもよい。これにより、第3実施形態のように複数の投影画像の左右端を横方向に重ねたマルチ投影だけでなく、上下端を縦方向に重ねたマルチ投影や、縦横両方向に重ねたマルチ投影時にも、全てのプロジェク同士のカラーホイールを同期させることができる。 Note that the synchronization signal detection area may be divided into four, and the detection area may be synchronized with the left projector when detected on the left side, and with the upper projector when detected on the upper side, and the detection areas may be prioritized. Thus, not only in multi-projection in which the left and right ends of a plurality of projection images are overlapped in the horizontal direction as in the third embodiment, but also in multi-projection in which the upper and lower ends are overlapped in the vertical direction and in both vertical and horizontal directions. The color wheel of all the projects can be synchronized.
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、上述した本実施形態の画像投影装置における各処理を、ハードウェア、又は、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。 Each of the above-described embodiments is a preferred embodiment of the present invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, each process in the image projection apparatus according to the present embodiment described above can be executed using hardware, software, or a combined configuration of both.
なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。 In the case of executing processing using software, it is possible to install and execute a program in which a processing sequence is recorded in a memory in a computer incorporated in dedicated hardware. Alternatively, the program can be installed and executed on a general-purpose computer capable of executing various processes.
1、50 画像投影装置
11 映像信号入力処理部
12 映像処理部
13 制御部
14 DMD
15 光源駆動部
16 光源
17 カラーホイール
18 Index検出センサ
19 IN
20 OUT
21 撮像装置
22 撮像信号入力処理部
23 照射点検出部
24 射影変換処理部
25 ポインタ生成部
51 同期信号検出部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
20 OUT
DESCRIPTION OF
Claims (7)
少なくとも、前記投影手段により前記投影面に投影された前記入力画像と、他装置から前記投影面に投影された他画像と、を撮像する撮像手段と、
前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成した自装置側同期信号を前記他装置へ出力する同期信号出力手段と、
前記他装置から前記他画像が投影される際の色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成された他装置側同期信号を入力する同期信号入力手段と、
前記同期信号入力手段により入力された前記他装置側同期信号と前記自装置側同期信号が異なるとき、前記他装置側同期信号と同期するように前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。 Projection means for time-dividing the input image into a plurality of color components and projecting the input image onto a predetermined projection plane;
Imaging means for imaging at least the input image projected onto the projection plane by the projection means and another image projected onto the projection plane from another device;
Synchronization signal output means for outputting the own apparatus side synchronization signal generated based on the time division timing for each color component in the projection means to the other apparatus;
Synchronization signal input means for inputting another apparatus side synchronization signal generated based on time division timing for each color component when the other image is projected from the other apparatus;
When the other apparatus side synchronization signal inputted by the synchronization signal input means is different from the own apparatus side synchronization signal, the time division timing for each color component in the projection means is set so as to be synchronized with the other apparatus side synchronization signal. Control means for controlling;
An image projection apparatus comprising:
少なくとも、前記投影面に投影された前記入力画像と、他装置から前記投影面に投影された他画像と、を撮像する工程と、
色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成した自装置側同期信号を前記他装置へ出力する工程と、
前記他装置から前記他画像が投影される際の色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成された他装置側同期信号を入力する工程と、
入力された前記他装置側同期信号と前記自装置側同期信号が異なるとき、前記他装置側同期信号と同期するように前記自装置での色成分毎の時分割タイミングを制御する工程と、
を備えることを特徴とする画像投影方法。 A step of time-dividing an input image in the apparatus for each of a plurality of color components and projecting the input image on a predetermined projection plane;
Imaging at least the input image projected onto the projection plane and another image projected onto the projection plane from another device;
Outputting the own apparatus side synchronization signal generated based on the time division timing for each color component to the other apparatus;
A step of inputting another device side synchronization signal generated based on the time division timing for each color component when the other image is projected from the other device;
Controlling the time division timing for each color component in the own device so as to be synchronized with the other device side synchronization signal when the other device side synchronization signal and the own device side synchronization signal are different;
An image projection method comprising:
前記2以上の画像投影装置はそれぞれ、
入力画像を複数の色成分毎に時分割して所定の投影面に投影する投影手段と、
少なくとも、前記投影手段により前記投影面に投影された前記入力画像と、他装置から前記投影面に投影された他画像と、を撮像する撮像手段と、
前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成した自装置側同期信号を前記他装置へ出力する同期信号出力手段と、
前記他装置から前記他画像が投影される際の色成分毎の時分割タイミングに基づいて生成された他装置側同期信号を入力する同期信号入力手段と、
前記同期信号入力手段により入力された前記他装置側同期信号と前記自装置側同期信号が異なるとき、前記他装置側同期信号と同期するように前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするマルチプロジェクションシステム。 A multi-projection system comprising two or more image projection devices,
Each of the two or more image projection devices is
Projection means for time-dividing the input image into a plurality of color components and projecting the input image onto a predetermined projection plane;
Imaging means for imaging at least the input image projected onto the projection plane by the projection means and another image projected onto the projection plane from another device;
Synchronization signal output means for outputting the own apparatus side synchronization signal generated based on the time division timing for each color component in the projection means to the other apparatus;
Synchronization signal input means for inputting another apparatus side synchronization signal generated based on time division timing for each color component when the other image is projected from the other apparatus;
When the other apparatus side synchronization signal inputted by the synchronization signal input means is different from the own apparatus side synchronization signal, the time division timing for each color component in the projection means is set so as to be synchronized with the other apparatus side synchronization signal. Control means for controlling;
A multi-projection system comprising:
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US10757381B2 (en) | 2018-06-05 | 2020-08-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image projection apparatus and its control method |
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