JP2016014713A - 画像投影装置、画像投影方法および画像投影装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像補正方式によらず、補正後の画像を表示するエリアにＯＳＤ画面を表示させる。【解決手段】映像信号に基づいて投影画像を生成し、該投影画像をスクリーンに投影する画像投影装置であって、入力画像の補正を行う画像補正部２０６と、画像補正部２０６で補正がされた補正画像と、該補正画像にＯＳＤ画面を重畳した合成画像を投影する合成画像投影手段（システム制御部２０１）と、スクリーンに投影された合成画像を撮像する撮像手段と、を備え、合成画像投影手段は、撮像手段で撮像した合成画像における画像表示領域内にＯＳＤ画面が収まるように、ＯＳＤ画面の表示位置を変更して投影する。【選択図】図１２

Description

本発明は、画像投影装置、画像投影方法および画像投影装置の制御プログラムに関する。さらに詳述すると、画像投影装置のオンスクリーンディスプレイ機能に関する。

画像投影装置として広く知られたプロジェクタは、近来、液晶パネルの高解像化、光源ランプの高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。例えば、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を利用した小型軽量な画像投影装置が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くこれら画像投影装置が利用されるようになってきている。

画像投影装置は、一般に接続されたパーソナルコンピュータなどの映像供給装置から入力されて、スクリーン（被投影面）に投影する画像に、画像投影装置に対する種々の操作、設定を要求可能なメニュー画面等を重畳させて投影するオンスクリーンディスプレイ（On Screen Display、以下、ＯＳＤという）機能を備えている。

ＯＳＤ機能で表示されるメニュー画面では、設定言語、表示モード、画像調整、電源設定等の各種の設定が可能となっており、ユーザが所望する操作を要求することができる。また、ダイアログ画面、エラー表示画面等もＯＳＤ機能で表示される。以下、ＯＳＤ機能により投影されるメニュー画面、ダイアログ画面、エラー画面等をＯＳＤ画面（重畳画像ともいう。また、単にＯＳＤともいう）と総称する。

また、画像投影装置は、入力された映像信号に画像補正を施した画像を投影する画像補正機能を備えている。図２０は、画像投影装置による画像補正例を示す説明図である。

図２０に示すように、元の入力画像１０１に対し、（ａ）ズーム（縮小）補正や、（ｂ）台形補正をする場合、投影画面全体（フルエリア１０２（FullArea）という）のうち、画像を表示する画像表示領域（ディスプレイエリア１０３（DisplayArea）という）が変更されることで実現される。なお、フルエリア１０２のうちディスプレイエリア１０３以外の領域には黒が投影されている。

そして、このように画像を表示するエリアが変更される画像補正を行った場合、ＯＳＤ画面１０４は、図２１に示すように、補正後のディスプレイエリア１０３に収まる位置に表示位置を変更する技術が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、例えば、スクリーンに近い位置から画像を投影する短焦点プロジェクタ等では、スクリーン表面のわずかな凹凸が大きな歪みとなるため、従来の画像全体の台形歪みを補正する方式では補正しきれない。

この場合、元の入力画像１０１に対し、例えば、図２２に示すような、樽型補正をすることが考えられるが、従来のプロジェクタで樽型補正をした場合に、補正後の画像を表示するエリアに収まる位置にＯＳＤ画面１０４を表示させることが困難であり、図２３に示すように、ＯＳＤ画面１０４がディスプレイエリア１０３に収まらないことがあった。なお、本明細書にいう樽型補正とは、図２２に示す−方向の補正（糸巻型収差）、および＋方向の補正（樽型収差）の歪曲収差の補正をいうものとする。

そこで本発明は、画像補正方式によらず、補正後の画像を表示するエリアにＯＳＤ画面を表示させることができる画像投影装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影装置は、映像信号に基づいて投影画像を生成し、該投影画像を被投影面に投影する画像投影装置であって、入力画像の補正を行う補正手段と、該補正手段で補正がされた補正画像と、該補正画像に重畳画像を重畳した合成画像を投影する合成画像投影手段と、被投影面に投影された前記合成画像を撮像する撮像手段と、を備え、前記合成画像投影手段は、前記撮像手段で撮像した前記合成画像における画像表示領域内に前記重畳画像が収まるように、前記重畳画像の表示位置を変更して投影するものである。

本発明によれば、画像補正方式によらず、補正後の画像を表示するエリアにＯＳＤ画面を表示させることができる。

画像投影装置の基本構成を示すブロック図である。 画像投影装置が備えるメインボードの詳細な構成を示すブロック図である。 画像投影装置による画像処理の流れを説明する説明図である。 画像投影装置によるＯＳＤ表示座標算出のフローチャートである。 ディスプレイエリアの四隅の座標（ｘ，ｙ）を示す説明図である。 ＯＳＤの表示位置種別の説明図である。 表示するＯＳＤの左上座標（ｘ，ｙ）算出によるＯＳＤの表示位置を示す説明図である。 樽型補正機能を有する画像投影装置が備えるメインボードの詳細な構成を示すブロック図である。 樽型補正機能を有する画像投影装置による画像処理の流れを説明する説明図である。 画像投影システムを示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像投影装置の構成を示すブロック図である。 画像投影装置が備えるメインボードの詳細な構成を示すブロック図である。 ＯＳＤ表示処理（１）のフローチャートである。 ＯＳＤ表示処理のシーケンス図の一例である。 ＯＳＤ表示処理（２）のフローチャートである。 フルエリアの外周部分に枠を表示させた状態を示す説明図である。 フルエリアの幅とディスプレイエリアの幅の比率についての説明図である。 ＯＳＤ表示処理（３）のフローチャートである。 ＯＳＤの表示位置種別が中央であって、フルエリアにはみ出している場合を示す説明図である。 入力画像に対する画像補正（縮小、台形補正）の例を示す説明図である。 画像補正時のＯＳＤ画面の表示例を示す説明図である。 入力画像に対する樽型補正の例を示す説明図である。 樽型補正時にＯＳＤ画面がディスプレイエリア外に表示される様子を示す説明図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１９に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（画像投影装置の基本構成）
先ず、本発明に係る画像投影装置の前提となる画像投影装置の構成について説明する。図１は、画像投影装置（プロジェクタ）８００の基本構成を示すブロック図である。画像投影装置８００は、メインボード９００と、光学部２２０と、ランプ（光源）２２１等を含んで構成され、樽型補正機能を搭載していないプロジェクタである。

メインボード９００は、画像投影装置８００の全体制御を行うプリント基板である。メインボード９００は、システム制御部９０１と、映像信号処理部９０２と、電源制御部９０３と、記憶部９０４と、光学制御部９０５とを含んでおり、これらの機能部を実現するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路によって構成することができる。

システム制御部９０１は、画像投影装置８００の全体制御を行う。また、投影制御、画像補正、ＯＳＤ画面付加等を行う。システム制御部９０１は、映像信号処理部９０２、電源制御部９０３、記憶部９０４および光学制御部９０５とバスによって接続されており、これらの各機能部を制御する。

映像信号処理部９０２は、外部の映像供給装置が供給する映像信号を処理する。映像信号処理部９０２は、メインボード９００が管理する入力種別（コンピュータ、Ｙ／Ｐｂ／Ｐｒ，ＨＤＭＩ（登録商標）、ビデオなど）の映像信号を、映像信号入力インタフェース２３０（コンピュータ、ＨＤＭＩ、ビデオなど）を介して受信し、当該映像信号にシリアル−パラレル変換や電圧レベル変換などの種々の処理を施す。

電源制御部９０３は、画像投影装置８００に電力を供給する電源２２８を制御する。電源制御部９０３は、システム制御部９０１の制御の下、電源２２８のＯＮ／ＯＦＦを行う。

記憶部９０４は、システム制御部９０１が処理する種々のデータを保存する不揮発性メモリである。記憶部９０４として、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の種々の不揮発性半導体メモリを採用することができる。

光学制御部９０５は、映像を形成する光学部２２０を制御する。光学制御部９０５は、システム制御部９０１が生成する画像データを光学部２２０に供給し、当該画像データの映像を形成する。

光学部２２０は、当該画像データの映像を形成し、ランプ２２１が生成する光が光学部２２０に照射されることにより、被投影面に当該画像データを投影する。画像投影装置８００が液晶プロジェクタである場合には、光学部２２０として液晶を採用することができる。また、画像投影装置８００がＤＬＰ（Digital Light Processing）（登録商標）プロジェクタである場合には、光学部２２０としてＤＭＤやカラーホイールを採用することができる。

ランプ制御部２２２は、ランプ２２１を制御するものであり、システム制御部９０１の制御下でランプ２２１の光量を調整する。ランプ２２１としては、高圧水銀ランプ等が使用できる。

また、画像投影装置８００は、温度センサ２２３と、加速度センサ２２４と、表示装置２２５と、操作部（本体キー）２２６と、リモコン受信部２２７と、冷却装置２２９と、を含み、これらの機能部は、システム制御部９０１とバスによって接続される。

温度センサ２２３は、画像投影装置８００内の温度を検知する。温度センサ２２３は、検知した温度をシステム制御部９０１に通知する。

加速度センサ２２４は、画像投影装置８００の加速度を検知する。加速度センサ２２４は、検知した加速度をシステム制御部９０１に通知する。

表示装置２２５は、ユーザに種々の情報を通知する表示手段であり、ＬＥＤインジケータや液晶パネルで構成される。表示装置２２５は、システム制御部９０１から受信した表示すべき情報をＬＥＤインジケータや液晶パネルに表示する。

操作部２２６は、ユーザからの種々の操作要求を受け付けるものであり、画像投影装置８００の外面に設けられるキーボタン（本体キー）等によって構成される。操作要求には、メニュー画面等のＯＳＤ画面の表示指示、投影している映像のアスペクト比の変更要求、画像投影装置８００の電源ＯＦＦ要求、光源の光量を変更するランプパワー変更要求、複数の映像供給装置が接続されている場合に表示画像を投影すべき映像供給装置を切り替える入力切り替え要求、投影している映像の画質（高輝度や標準、ナチュラル等）を変更する映像モード変更要求、投影すべき映像を停止するフリーズ要求、投影すべき画像を取得するポートの種類である入力種別の切り替え要求、メインメニュー画面またはサブメニュー画面の表示要求、アスペクト比の変更要求、サブメニュー画面を閉じる要求などが含まれる。操作部２２６は、操作要求を受け付けると、当該操作要求をシステム制御部９０１に通知する。

リモコン受信部２２７は、遠隔操作装置であるリモコン２３５からの操作信号を受信する。リモコン受信部２２７は、操作信号を受信すると、当該操作信号をシステム制御部９０１に通知する。

冷却装置２２９は、画像投影装置８００を冷却するものであり、冷却ファン等によって構成される。冷却装置２２９は、システム制御部９０１の制御下で駆動し、画像投影装置８００を冷却する。

図２は、画像投影装置８００が備えるメインボード９００の詳細な構成を示すブロック図である。

システム制御部９０１は、投影部９１０と、画像補正部９１２と、ＯＳＤ作成部９１１と、を含んで構成される。

投影部９１０は、光学制御部９０５を制御して画像データを投影する。投影部９１０は、映像供給装置から受信する画像を形成する映像信号、ＯＳＤ作成部９１１から取得するメニュー画面等を形成する映像信号を光学制御部９０５に送信し、これらの画像データを投影させる。

画像補正部９１２は、ズーム（拡大／縮小）、台形補正、アスペクト変更などの画像補正を実行する。

ＯＳＤ作成部９１１は、メインボード９００が生成するメニュー画面やダイアログ、メッセージウィンドウ、アイコン、ヘルプなどのＯＳＤ画面を作成する。ＯＳＤ作成部９１１は、例えば、記憶部９０４からメインメニュー画面に表示される設定情報であるメニュー設定情報を読み出し、当該メニュー設定情報を反映したメインメニュー画面を作成する。ＯＳＤ作成部９１１は、当該メインメニュー画面を投影部９１０に送る。

システム制御部９０１は、その他、入力種別の切り替えや、起動処理、ＯＳＤ表示指示などを行う。

図３は、画像投影装置８００による画像処理の流れを説明する説明図である。映像信号処理部２０２からシステム制御部９０１に入力される入力画像１０１は、ユーザの設定に応じて、画像補正部９１２において画像補正（ここでは縮小）がなされるとともに、ＯＳＤ作成部９１１において補正後の補正画像１０５内にＯＳＤ画面１０４が付加された投影用画像１０６となる。

例えば、画像投影装置８００の解像度（画素数）が１２８０×８００［ｐｉｘｅｌ］の場合、システム制御部９０１では、１２８０×８００の画像として扱われる。これは、ディスプレイエリア１０３のサイズではなく、フルエリア１０２のサイズである。ディスプレイエリア１０３のサイズは画像補正方法によって異なるものとなる。また、ＯＳＤ画面１０４は、ディスプレイエリア１０３に収まるように配置されるため、画像補正時には、ＯＳＤ表示位置座標の算出がなされる。

図４は、画像投影装置８００によるＯＳＤ表示座標算出のフローチャートである。ここでは、画像補正部９１２において、縮小補正がされた後のディスプレイエリア１０３へのＯＳＤ作成部９１１によるＯＳＤ画面１０４の表示について説明する。

システム制御部９０１は、ＯＳＤ描画指示を受けると（Ｓ１０１）、ＯＳＤ表示座標（ｘ，ｙ）の算出処理をした後（Ｓ１０２）、ＯＳＤ描画をする（Ｓ１０３）。

ＯＳＤ表示座標（ｘ，ｙ）の算出処理（Ｓ１０２）では、先ず、ディスプレイエリア１０３の四隅の座標（ｘ，ｙ）を取得する（Ｓ１０２−１）。なお、四隅の座標（ｘ，ｙ）は、画像補正部９１２から取得する。

図５は、この時のディスプレイエリア１０３の四隅の座標（ｘ，ｙ）を示す説明図である。フルエリア１０２のサイズが、１２８０×８００［ｐｉｘｅｌ］の場合に、左上の座標（１０,１０）、右上の座標（１２７０,１０）、左下の座標（１０,１２７０）、右下の座標（１２７０,１２７０）がディスプレイエリア１０３の四隅の座標となっている。

次いで、表示するＯＳＤ画面１０４のサイズ（幅と高さ）を読み出す（Ｓ１０２−２）。このＯＳＤ画面１０４のサイズ情報は予め記憶部９０４に保持されている。例えば、ＯＳＤ画面１０４のサイズが幅１００×高さ２００［ｐｉｘｅｌ］であるとする。

また、ＯＳＤ画面１０４の種類ごとに所定の表示位置が予め決まっており、表示するＯＳＤ画面１０４についての表示位置種別を読み出す（Ｓ１０２−３）。なお、ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別情報は予め記憶部９０４に保持されている。

図６は、ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別の説明図である。ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別は、例えば、（ａ）左上から（１５,１５）内側、（ｂ）中央、（ｃ）中央下から（０,２０）内側、のように設定されている。

そして、読み出したＯＳＤ画面１０４の表示位置種別について、表示するＯＳＤ画面１０４の左上座標（ｘ，ｙ）を算出する（Ｓ１０２−４）。図７は、表示するＯＳＤ画面１０４の左上座標（ｘ，ｙ）算出によるＯＳＤ画面１０４の表示位置を示す説明図である。

例えば、ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別が、（ａ）左上から（１５,１５）内側の場合、以下のように算出することができる。
ＯＳＤ画面の左上座標（ｘ）＝ディスプレイエリアの左上座標（ｘ）＋１５
＝１０＋１５
＝２５
ＯＳＤ画面の左上座標（ｙ）＝ディスプレイエリアの左上座標（ｙ）＋１５
＝１０＋１５
＝２５

また、ＯＳＤ画面の表示位置種別が、（ｂ）中央の場合、以下のように算出することができる。
ＯＳＤ画面の左上座標（ｘ）＝（ディスプレイエリアの右上座標（ｘ）−ＯＳＤ幅）／２
＝（１２７０−１００）／２
＝５８５
ＯＳＤ画面の左上座標（ｙ）＝（ディスプレイエリアの左下座標（ｙ）−ディスプレイエリアの左上座標（ｙ）−ＯＳＤ高さ）／２
＝（７９０−１０−２００）／２
＝２９０

ここまで説明したように、ＯＳＤ表示座標（ｘ，ｙ）の算出には、（１）ディスプレイエリアの四隅の座標、（２）表示するＯＳＤのサイズ（幅、高さ）、（３）表示するＯＳＤの表示位置種別の情報が必要となる。

（樽型補正機能）
次に、画像投影装置８００が樽型補正機能を有する場合を考える。図８は、樽型補正機能を有する場合の画像投影装置のメインボード９００の詳細な構成を示すブロック図である。

ここまで説明した画像投影装置８００のシステム制御部９０１の画像補正部９１２は、樽型補正をするための機能を有していないものである。また、システム制御部９０１の機能は、ハードウェアの構成の詳細が開示されていない場合、これに追加して実現させることができないという制約がある。そこで、樽型補正を実現するため、システム制御部９０１の前段に、画像補正部９０６を設け、この画像補正部９０６において、画像補正系の処理を実行する。

すなわち、図１に示した画像投影装置８００では、メインボード９００のシステム制御部９０１内の画像補正部９１２にて、ズーム、台形補正、アスペクト変更などを行っていたが、樽型補正機能は有していなかった。これに対し、図８に示す例では、メインボード９００のシステム制御部９０１内の前段に設けた画像補正部９０６にて、ズーム、台形補正、アスペクト変更などに加えて、樽型補正についても実行するものである。

図９は、図８に示す樽型補正機能を備える画像投影装置による画像処理の流れを説明する説明図である。

この画像投影装置では、画像補正部９０６にて入力画像１０１について画像補正をした補正画像１０５に、システム制御部９０１のＯＳＤ作成部９１１においてＯＳＤ画面１０４の付加を行って投影用画像１０６としている。すなわち、画像補正部９０６からシステム制御部９０１に、補正画像１０５が受け渡される。なお、データの受け渡しは、記憶部９０４を介して行われる。

ここで、ディスプレイエリア１０３の座標情報が問題となる。ディスプレイエリア１０３の座標情報は、画像補正を行った画像補正部９０６が有しているが、この座標情報をシステム制御部９０１に渡すための仕組みを有しないハードウェア構成となっており、また、ハードウェアの構成の詳細が開示されていない場合、これを実現させることができないという制約がある。

このため、ＯＳＤ画面１０４の付加を行うシステム制御部９０１のＯＳＤ作成部９１１では、ＯＳＤ表示に必要となるＯＳＤ画面１０４の表示位置座標を算出することができないこととなってしまう。このため、例えば、ディスプレイエリア１０３ではなく、システム制御部９０１側で既知のフルエリア１０２の四隅の座標を元にしてＯＳＤ表示位置座標を算出すると、図９、図２２に示されるように、ディスプレイエリア１０３からはみ出した位置にＯＳＤ画面１０４が表示されてしまうこととなってしまう。なお、図９、図２２は、ＯＳＤ画面の表示位置種別が左上の場合の例を示している。

そこで、本実施形態に係る画像投影装置は、映像信号に基づいて投影画像（投影画像１６０）を生成し、該投影画像を被投影面（スクリーン１５０）に投影する画像投影装置（画像投影装置１００）であって、入力画像（入力画像１０１）の補正を行う補正手段（画像補正部２０６）と、該補正手段で補正がされた補正画像（補正画像１０５）と、該補正画像に重畳画像（ＯＳＤ画面１０４）を重畳した合成画像（投影用画像１０６）を投影する合成画像投影手段（システム制御部２０１のメイン制御部３００、ＯＳＤ作成部３０１、投影部３０３およびＯＳＤ位置判定部３０５）と、被投影面に投影された合成画像を撮像する撮像手段（撮像部１４０および撮影制御部３０４）と、を備え、合成画像投影手段は、撮像手段で撮像した合成画像における画像表示領域（ディスプレイエリア１０３）内に重畳画像が収まるように、重畳画像の表示位置を変更して投影するものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

（画像投影システムの構成）
先ず、画像投影装置１００を備えた画像投影システム４００について説明する。図１０は、画像投影システム４００を示す概略構成図である。画像投影システム４００は、画像投影装置（プロジェクタ）１００と、映像供給装置１２０とを含んで構成されており、画像投影装置１００と映像供給装置１２０とは、ケーブル１３０によって接続される。

また、スクリーン１５０上に画像投影装置１００から投影画像１６０が投影されている。また、投影画像１６０には、メニュー画面であるＯＳＤ画面１０４が重畳して投影されている。

画像投影装置１００は、映像供給装置１２０が提供する画像をスクリーン等の被投影面に投影する画像出力装置である。画像投影装置１００は、映像供給装置１２０が提供する画像と共に、ユーザが種々の操作を指定可能なメニュー画面等のＯＳＤ画面（重畳画像）を投影する。なお、ＯＳＤ画面は、映像供給装置１２０から画像が提供されない際にも投影可能である。

画像投影装置１００は、投影画像１６０を撮像する撮像手段としての撮像部（カメラ）１４０を備えている。この撮像部１４０は、画像投影装置１００に内蔵されているものであっても、外付け接続されるものであってもよい。

画像投影装置１００は、映像信号を入力するインタフェースとして、Ｄ−Ｓｕｂコネクタ等のＶＧＡ（Video Graphics Array）入力端子やＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等のビデオ入力端子を備えており、これらの端子に接続されたケーブル１３０を介して映像供給装置１２０から映像信号を受信する。

また、画像投影装置１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）等の無線通信プロトコルに準拠した無線通信により、映像供給装置１２０から映像信号を受信してもよい。

映像供給装置１２０は、画像投影装置１００が投影すべき画像を提供する装置である。映像供給装置１２０は、映像信号を出力するインタフェースを備えており、映像供給装置１２０の表示画像を形成する映像信号を所定の転送レート（例えば、３０ｆｐｓ（frame per second）〜６０ｆｐｓ）で画像投影装置１００に送信する。

映像供給装置１２０も同様に、映像信号を出力するインタフェースとしてＶＧＡ出力端子やＨＤＭＩ端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等のビデオ出力端子を備えており、これらの端子に接続されたケーブル１３０を介して画像投影装置１００に送信することができる。また、映像供給装置１２０は、無線通信により、画像投影装置１００に映像信号を送信してもよい。

映像供給装置１２０としては、例えば、ノート型ＰＣ（情報処理装置）を用いることができるが、デスクトップ型ＰＣやタブレット型ＰＣ、ＰＤＡ等の映像信号を供給可能な情報処理装置を採用することができる。また、図１０に示す例では、画像投影装置１００に１の映像供給装置１２０が接続されているが、画像投影装置１００は、２以上の映像供給装置１２０を接続することができる。

（画像投影装置の構成）
図１１は、画像投影装置１００の構成を示すブロック図である。上述した基本構成に係る画像投影装置８００との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。

システム制御部２０１は、画像投影装置１００の全体制御を行う。また、投影制御、ＯＳＤ画面付加等を行い、画像補正は、前段に設けた画像補正部２０６にて行う。画像補正部２０６は、ズーム、台形補正、アスペクト変更などに加えて、樽型補正（歪曲収差補正）についても実行する。

映像信号処理部２０２と、電源制御部２０３と、記憶部２０４と、光学制御部２０５は、それぞれ映像信号処理部９０２と、電源制御部９０３と、記憶部９０４と、光学制御部９０５と同様の機能を有する。

また、撮像部１４０は、投影画像１６０を撮像する撮像手段である。例えば、画像投影装置１００の投影レンズ側の面に設けられ、画像投影装置１００前方を撮影する。撮像部１４０は、撮像した画像をシステム制御部２０１に送る。なお、撮像部１４０は、少なくとも投影画像１６０の全体が撮影範囲に含まれるように画角を調整することが可能である。

図１２は、画像投影装置１００が備えるメインボード２００の詳細な構成を示すブロック図である。

システム制御部２０１は、メイン制御部３００と、ＯＳＤ作成部３０１と、本体キー・リモコン制御部３０２と、投影部３０３と、撮影制御部３０４と、ＯＳＤ位置判定部３０５と、を含んで構成される。

メイン制御部３００は、システム制御部２０１の各部の制御を行う。メイン制御部３００は、入力種別の切り替えや、起動処理、ＯＳＤ表示指示などを行う。

ＯＳＤ作成部３０１は、メインボード２００が生成するメニュー画面やダイアログ、メッセージウィンドウ、アイコン、ヘルプなどのＯＳＤ画面を作成する。

本体キー・リモコン制御部３０２は、操作部２２６、リモコン２３５などから種々の操作要求を受け付け、各操作要求に対応する操作要求を通知する。

撮影制御部３０４は、撮像部１４０を制御してスクリーン１５０に投影されている投影画像１６０を撮像させる。

ＯＳＤ位置判定部３０５は、撮像部１４０で撮像した撮影画像のディスプレイエリア１０３からＯＳＤ画面１０４がはみ出ているか否かの判定、およびＯＳＤ表示位置座標の算出を行う。

投影部３０３は、光学制御部２０５を制御して画像データを投影する。投影部３０３は、映像供給装置１２０から受信する画像を形成する映像信号、ＯＳＤ作成部３０１から取得するメニュー画面等を形成する映像信号等を光学制御部２０５に送信し、これらの画像データを投影させる。

上記メイン制御部３００、ＯＳＤ作成部３０１、投影部３０３およびＯＳＤ位置判定部３０５は、映像信号に基づいて生成される投影画像にＯＳＤ画面１０４を重畳して投影する合成画像投影手段として機能する。

（ＯＳＤ表示処理（１））
以下、画像投影装置１００が実行するＯＳＤ表示処理について説明する。図１３は、画像投影装置１００によるＯＳＤ表示処理（１）のフローチャートである。

先ず、ＯＳＤ描画指示を受けると（Ｓ２０１）、ＯＳＤ描画をする（Ｓ２０２）。この時点で、画像は補正がされている場合があるが、Ｓ２０２では、画像補正処理の有無に関わらず、既定の位置にＯＳＤを表示させる。すなわち、図４で説明したＯＳＤ表示座標（ｘ，ｙ）の算出処理（Ｓ１０２）におけるディスプレイエリア１０３の座標部分をフルエリア１０２の座標に置き換えて算出するものであり、ＯＳＤ画面１０４がディスプレイエリア１０３外に表示される場合もありうることとなる。

次いで、撮像部１４０を制御してＯＳＤ画面１０４が重畳して投影されている投影画像を撮像する（Ｓ２０３）。また、撮像部１４０で撮像した撮影画像において、ディスプレイエリア１０３からＯＳＤ画面１０４がはみ出ているか否かを判定する（Ｓ２０４）。すなわち、ＯＳＤ画面１０４が撮影画像中のフルエリア１０２であってディスプレイエリア１０３でない黒の投影領域に相当する位置にはみ出しているか否かを画像認識により判定する。ここでの画像認識方法は、既存または新規の方法によればよく、特に限られるものではない。

ＯＳＤ画面１０４が黒の投影領域にはみ出していない場合（Ｓ２０４：ＮＯ）は、ＯＳＤはディスプレイエリア１０３内に収まった状態で投影されているので、そのまま終了する。

一方、ＯＳＤ画面１０４が黒の投影領域にはみ出している場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）は、ＯＳＤ表示座標をフルエリア１０２の中央に向けて一定値ずらす処理を行う（Ｓ２０５）。例えば、ｘ方向、ｙ方向にそれぞれ１０［ｐｉｘｅｌ］分ずらすものである。

Ｓ２０５の処理の後、Ｓ２０２に戻って、再度、ＯＳＤ描画をする。以後、ＯＳＤ画面１０４がディスプレイエリア１０３内に表示される（Ｓ２０４がＮＯになる）まで処理を繰り返すものである。

図１４は、画像投影装置１００が実行するＯＳＤ表示処理（１）のシーケンス図の一例である。

先ず、ユーザは、操作部２２６やリモコン２３５からＯＳＤ表示を伴う操作指示（ＯＳＤ描画指示）を行うと、ＯＳＤ描画指示は、本体キー・リモコン制御部３０２を介してメイン制御部３００に伝わる（Ｓ３０１）。

次いで、メイン制御部３００は、ＯＳＤ作成部３０１にＯＳＤ作成指示を伝える（Ｓ３０２）。ＯＳＤ作成部３０１では、ＯＳＤ画面を作成する（Ｓ３０３）。

次いで、ＯＳＤ作成部３０１は、ＯＳＤ位置判定部３０５にＯＳＤ位置座標算出を指示する（Ｓ３０４）。これを受けたＯＳＤ位置判定部３０５は、記憶部２０４からＯＳＤ情報（幅、高さ、表示位置種別）を読み出して、これに基づいてＯＳＤ位置座標を算出する（Ｓ３０５）。

次いで、メイン制御部３００は、算出したＯＳＤ位置座標に基づいて、投影部３０３にＯＳＤ描画を指示する（Ｓ３０６）。

次いで、メイン制御部３００は、撮影制御部３０４に投影画像の撮影を指示し（Ｓ３０７）、撮影制御部３０４は、撮像部１４０を制御して、投影画像を撮影する（Ｓ３０８）。

次いで、メイン制御部３００は、ＯＳＤ位置判定部３０５にＯＳＤの位置調整を指示する（Ｓ３０９）。ＯＳＤ位置判定部３０５は、ディスプレイエリア１０３からＯＳＤ画面１０４がはみ出しているかどうか判定し、はみ出している場合はＯＳＤ画面１０４の位置座標を変更する（Ｓ３１０）。以後、Ｓ３０６に戻る。

（ＯＳＤ表示処理（２））
図１５は、画像投影装置１００によるＯＳＤ表示処理（２）のフローチャートである。このＯＳＤ表示処理（２）では、フルエリア１０２の外周部分に枠を表示させることで、撮影およびＯＳＤの表示位置変更を１回で済ませるようにしたものである。

先ず、ＯＳＤ描画指示を受けると（Ｓ４０１）、ＯＳＤ描画をする（Ｓ４０２）。次いで、図１６に示すように、フルエリア１０２の外周部分（投影画面の外周部分）に枠を表示させる（Ｓ４０３）。これにより、フルエリア１０２とスクリーン１５０との境目を判別することができるようになる。枠１０７は、例えば、数ピクセルの幅で表示させる。

次いで、撮像部１４０を制御して投影中の投影画像を撮像する（Ｓ４０４）。また、撮影画像において、ディスプレイエリア１０３からＯＳＤ画面１０４がはみ出ているか否かを判定する（Ｓ４０５）。

ＯＳＤ画面１０４がディスプレイエリア１０３にはみ出していない場合（Ｓ４０５：ＮＯ）は、そのまま終了する。

一方、ＯＳＤ画面１０４がディスプレイエリア１０３にはみ出している場合（Ｓ４０５：ＹＥＳ）は、撮影画像内のフルエリア１０２とディスプレイエリア１０３の比率から、ディスプレイエリア１０３の座標を算出する（Ｓ４０６）。

このＳ４０６では、撮影画像中でのフルエリア１０２とディスプレイエリア１０３の比率を算出するとともに、既知であるフルエリア１０２の画素数から、ディスプレイエリア１０３の座標を算出する。

例えば、図１７に示すように、枠１０７を含むフルエリア１０２の幅とディスプレイエリア１０３の幅の比率が５：４の場合は、フルエリア１０２の画素数は、１２８０×８００［pixel］であるので、ディスプレイエリア１０３の幅は、以下のように求めることができる。
ディスプレイエリアの幅＝１２８０×４／５
＝１０２４［ｐｉｘｅｌ］
そして、ディスプレイエリアの左上座標（ｘ）は、以下のように求めることができる。
ディスプレイエリアの左上座標（ｘ）＝（１２８０−１０２４）／２
＝１２８

そして、算出したディスプレイエリア１０３の座標を用いてＯＳＤ座標位置を算出して（Ｓ４０７）、ディスプレイエリア１０３内にＯＳＤを描画する（Ｓ４０８）。なお、ディスプレイエリア１０３が変則的な形状を有している場合は、上記のように算出できない場合もあるため、ＯＳＤ表示処理（１）によることが好ましい。

（ＯＳＤ表示処理（３））
図１８は、画像投影装置１００によるＯＳＤ表示処理（３）のフローチャートである。
このＯＳＤ表示処理（３）では、ＯＳＤの表示位置種別によっては、ＯＳＤの位置をずらさないことにより処理を速くするようにしたものである。

先ず、ＯＳＤ描画指示を受けると（Ｓ５０１）、ＯＳＤ描画をする（Ｓ５０２）。

次いで、撮像部１４０を制御して投影中の投影画像を撮像する（Ｓ５０３）。また、撮像部１４０で撮像した撮影画像において、ディスプレイエリア１０３からＯＳＤ画面１０４がはみ出ているか否かを判定する（Ｓ５０４）。

ＯＳＤ画面がディスプレイエリア１０３にはみ出していない場合（Ｓ５０４：ＮＯ）は、そのまま終了する。

一方、ＯＳＤ画面１０４がディスプレイエリア１０３にはみ出している場合（Ｓ５０４：ＹＥＳ）は、ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別（図６参照）を判定する（Ｓ５０５）。

ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別が、「中央」である場合は（Ｓ５０５：ＹＥＳ）、そのまま終了する。すなわち、図１９に示すように、ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別が「中央」であって、かつはみ出している場合は、ＯＳＤ画面１０４の位置を動かしたとしても、ＯＳＤ画面１０４をディスプレイエリア１０３の中に収めることはできないため、この場合は位置をずらさずに終了する。

これに対し、ＯＳＤ画面１０４の表示位置種別が、「中央」でない場合は（Ｓ５０５：ＮＯ）、ＯＳＤ表示座標をフルエリアの中央に向けて一定値ずらす処理を行う（Ｓ５０６）。例えば、ｘ方向、ｙ方向にそれぞれ１０［ｐｉｘｅｌ］分ずらすものである。

Ｓ５０６の処理の後、Ｓ５０２に戻って、以後、ＯＳＤがディスプレイエリア内に表示される（Ｓ５０４がＮＯになる）まで処理を繰り返すものである。

以上説明した本実施形態に係る画像投影装置では、投影画像を撮影し、ＯＳＤ画面が補正後の画像の表示領域に収まる位置にあるか判断し、収まっていなければ収まるＯＳＤ画面の表示位置を移動させるので、画像補正方式によらず、樽型補正などの実現時も、補正後の画像を表示するエリア内にＯＳＤ画面を表示させることができる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

また、システム制御部２０１の上記各部３００〜３０５は、例えば、ＣＰＵで実行されるソフトウェア（制御プログラム）を画像投影装置１００で実行させることで構成できる。
この制御プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供される。また、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供されるようにしてもよい。また、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布されるようにしてもよい。また、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供されるようにしてもよい。

１００ 画像投影装置（プロジェクタ）
１０１ 入力画像
１０２ フルエリア
１０３ ディスプレイエリア（画像表示領域）
１０４ ＯＳＤ画面（重畳画像）
１０５ 補正画像
１０６ 投影用画像（合成画像）
１０７ 枠
１２０ 映像供給装置
１３０ ケーブル
１４０ 撮像部
１５０ スクリーン（被投影面）
１６０ 投影画像
２００ メインボード
２０１ システム制御部
２０２ 映像信号処理部
２０３ 電源制御部
２０４ 記憶部
２０５ 光学制御部
２０６ 画像補正部
２２０ 光学部
２２１ ランプ（光源）
２２２ ランプ制御部
２２３ 温度センサ
２２４ 加速度センサ
２２５ 表示装置
２２６ 操作部
２２７ リモコン受信部
２２８ 電源
２２９ 冷却装置
２３０ 映像信号入力インタフェース
２３５ リモコン
３００ メイン制御部
３０１ ＯＳＤ作成部
３０２ 本体キー・リモコン制御部
３０３ 投影部
３０４ 撮影制御部
３０５ ＯＳＤ位置判定部
４００ 画像投影システム
８００ 画像投影装置
９００ メインボード
９０１ システム制御部
９０２ 映像信号処理部
９０３ 電源制御部
９０４ 記憶部
９０５ 光学制御部
９０６ 画像補正部
９１０ 投影部
９１１ ＯＳＤ作成部
９１２ 画像補正部

特開２００６−２９５３６１号公報

Claims (6)

1. 映像信号に基づいて投影画像を生成し、該投影画像を被投影面に投影する画像投影装置であって、
   入力画像の補正を行う補正手段と、
   該補正手段で補正がされた補正画像と、該補正画像に重畳画像を重畳した合成画像を投影する合成画像投影手段と、
   被投影面に投影された前記合成画像を撮像する撮像手段と、を備え、
   前記合成画像投影手段は、前記撮像手段で撮像した前記合成画像における画像表示領域内に前記重畳画像が収まるように、前記重畳画像の表示位置を変更して投影することを特徴とする画像投影装置。
2. 前記補正手段は、歪曲収差の補正をすることを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記合成画像投影手段は、前記合成画像の外周に枠を表示させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像投影装置。
4. 前記重畳画像ごとに前記投影画像における表示位置が表示位置種別として既定されており、
   前記合成画像投影手段は、前記撮像手段で撮像した前記合成画像における前記重畳画像が所定の表示位置種別である場合は、該重畳画像の表示位置を変更しないことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
5. 映像信号に基づいて投影画像を生成し、該投影画像を被投影面に投影する画像投影方法であって、
   入力画像の補正を行う補正処理と、
   該補正処理で補正がされた補正画像と、該補正画像に重畳画像を重畳した合成画像を投影する合成画像投影処理と、
   被投影面に投影された前記合成画像を撮像する撮像処理と、を行って、
   前記重畳画像投影処理では、前記撮像処理で撮像した前記合成画像における画像表示領域内に前記重畳画像が収まるように、前記重畳画像の表示位置を変更して投影することを特徴とする画像投影方法。
6. 映像信号に基づいて投影画像を生成し、該投影画像を被投影面に投影する画像投影装置の制御プログラムであって、
   入力画像の補正を行う補正処理と、
   該補正処理で補正がされた補正画像と、該補正画像に重畳画像を重畳した合成画像を投影する合成画像投影処理と、
   被投影面に投影された前記合成画像を撮像する撮像処理と、を実行させ、
   前記重畳画像投影処理では、前記撮像処理で撮像した前記合成画像における画像表示領域内に前記重畳画像が収まるように、前記重畳画像の表示位置を変更して投影させることを特徴とする画像投影装置の制御プログラム。