JP2017198742A - 投影装置及びその制御方法、投影システム - Google Patents
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Abstract
Description
つまり、隣接画素間での階調値の差ではなく、隣接画素間のPWMパターンがONとOFFになっている期間が大きいほどディスクリネーションの妨害すなわち画質劣化の程度が大きくなる。すなわち、隣接画素間で階調差の少ないグラデーション画像で特にディスクリネーションが視認されやすい。
・画質妨害の発生箇所が投影画面の重畳領域という一部の領域に固定化される。
・投影画像を左右並べてマルチ投影する場合、画面中央の重畳領域がユーザにとっての注目領域となる。
・例えば、白のベタ画像のような通常では階調変化がないためディスクリネーションによる画質妨害が発生しないパターンであっても重畳領域には発生する。
すなわち、PWM駆動方式を用いた液晶表示素子を有する投影装置で構成したマルチ投影システムでは、エッジブレンド技術は、その本来の目的である、画面の繋ぎ目を目立たなくすることができないという課題がある。
そこで、本発明は、PWM駆動方式を用いた液晶表示素子を有する投影装置を用いたマルチ投影システムにおいて、エッジブレンド領域のディスクリネーションによる画質妨害を視認させない投影装置を提供することを目的とする。
本発明の第一の側面によれば、第二の投影装置とともにマルチ投影システムを構成する第一の投影装置であって、
前記第二の投影装置による投影画像との重畳領域に対してエッジブレンド処理を行うエッジブレンド手段と、
前記エッジブレンド手段によるエッジブレンド処理の画像利得特性を定期的に切り替える切り替え手段であって、前記画像利得特性は、前記第一の投影装置による投影画像の画像利得と前記第二の投影装置による投影画像の画像利得との和が画像全体にわたって一定となるよう与えられる前記切り替え手段と、
前記第一の投影装置と前記第二の投影装置との間で、前記切り替え手段による前記画像利得特性の切り替えの同期制御を行う同期制御手段と
を有することを特徴とする第一の投影装置が提供される。
前記第一の投影装置及び前記第二の投影装置はそれぞれ、
前記第二の投影装置による投影画像との重畳領域に対してエッジブレンド処理を行うエッジブレンド手段と、
前記エッジブレンド手段によるエッジブレンド処理の画像利得特性を定期的に切り替える切り替え手段であって、前記画像利得特性は、前記第一の投影装置による投影画像の画像利得と前記第二の投影装置による投影画像の画像利得との和が画像全体にわたって一定となるよう与えられる前記切り替え手段と、
前記第一の投影装置と前記第二の投影装置との間で、前記切り替え手段による前記画像利得特性の切り替えの同期制御を行う同期制御手段と
を有し、
前記第一の投影装置の前記切り替え手段は、マスター投影装置のための画像利得特性を用い、
前記第一の投影装置の前記同期制御手段は、前記第二の投影装置に対して、前記画像利得特性の切り替えのための同期信号を出力し、
前記第二の投影装置の前記切り替え手段は、スレーブ投影装置のための画像利得特性を用い、
前記第二の投影装置の前記同期制御手段は、前記第一の投影装置から入力される同期信号に同期して、前記画像利得特性の切り替えを行うことを特徴とするマルチ投影システムが提供される。
図11は2台のプロジェクタすなわち投影装置によるマルチ投影システムについて説明した図である。ここで第一のフロントプロジェクタ100はプロジェクタ画像301を、第二のフロントプロジェクタ200はプロジェクタ画像302を、それぞれスクリーン上に投影している。2つのプロジェクタ画像は重畳領域303で重なり合い、互いに同期するように投影されている。これら2つのフロントプロジェクタは、それぞれが図1に示した構成を有している。本例では、それぞれのプロジェクタには、それぞれのプロジェクタが投影する映像データ(或いは映像信号)が、重畳領域も含めて入力されている。
液晶素子151Rは、赤色に対応する液晶素子であって、光源161から出力された光のうち、色分離部162で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離された光のうち、赤色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子151Gは、緑色に対応する液晶素子であって、光源161から出力された光のうち、色分離部162で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離された光のうち、緑色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子151Bは、青色に対応する液晶素子であって、光源161から出力された光のうち、色分離部162で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離された光のうち、青色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子によって画像信号に応じた画像が光学的に再生される。
S302では、自機を含む複数台のプロジェクタでマルチ投影の要求があるかどうかを判別する。複数台投影の要求は例えば不図示のコンピュータからの指示や、あるいは操作部113に設けられたスイッチ操作などにより発生し、たとえば割り込みや所定の記憶領域の値のテストによってその発生を検出できる。複数台投影の要求がなければS302に戻る。複数台投影の要求があった場合には、S303に移り投影条件の設定を要求する。
(1)何台のプロジェクタで投影画像を構成するのか。すなわち1つの画像を分割して投影するプロジェクタの数
(2)どのプロジェクタが合成投影画像のどの領域を投影するのか。すなわち画像領域のプロジェクタへの割り当て
(3)プロジェクタの投影画像において、エッジブレンドはどの辺に設定するのか。すなわちエッジブレンドを設定する画面の辺
(4)投影画像が重複する重畳領域の位置と、エッジブレンド処理の対象となる合成領域のアドレス
(5)投影画像の合成領域における利得カーブの形状。すなわち合成領域における画像利得の特性。画像利得特性は、例えば係数の表や関数などで与えることができる。
などのプロジェクタの配置・投影情報である。
なお、本例では、各プロジェクタに入力される映像信号は既に分割済みとしているので、各プロジェクタは少なくとも投影条件(4)(5)を知っていれば、割り当て領域の投影および必要なエッジブレンドを行える。なお、各プロジェクタに分割前の映像信号が入力され、各プロジェクタがその中から投影する領域を切り出して投影する構成とすることもできる。その場合には条件(2)も、フレームの切り出しのために必要となる。
図4(a)は投影面におけるそれぞれの投影画像の投影位置と、投影画像の重畳領域303における各プロジェクタの投影画像への利得制御の利得を示している。ここでは第一のプロジェクタ100と第二のプロジェクタ200の二台のプロジェクタで、マルチ投影を実施していることを示している。そして第一のプロジェクタ100はマルチ投影画像の左側の画像を投影し、第二のプロジェクタ200は右側の画像を投影していることを表している。第一のプロジェクタ100は左側の画像を投影するため、重畳領域は右側の辺に設定する。また第二のプロジェクタ200は右側の画像を投影するため、重畳領域は左側の辺に設定する。ここで重畳領域303を、マルチ投影のため各プロジェクタの投影画像が重畳されている領域と規定する。また合成領域を、お互いの投影画像をスムーズに合成するためお互いの利得を制御する領域と規定する。合成領域においてお互いの画像をスムーズに合成するため、ここでは左から右に向かってプロジェクタ1画像利得を1から0へ、プロジェクタ2画像利得を0から1となるように制御している。すなわち、合成領域においては、投影される画像の端部の側の画像利得が0であり、他方の側の画像利得が合成領域を除く画像の画像利得と等しい値すなわち1である。そしてどの位置においてもプロジェクタ1画像利得とプロジェクタ2画像利得を加算すると1になるように制御することにより、輝度段差を発生させずにスムーズに画像を合成することができる。一般的にはマルチ投影では、プロジェクタ1画像とプロジェクタ2画像が重畳する重畳領域303=スムーズに画像を合成するための合成領域となる。
プロジェクタ2画像利得でも、プロジェクタ2合成開始アドレスでは利得が0でありプロジェクタ2合成終了アドレスでは利得が1であり、その間の利得は線形になるよう設定されている。ここでは合成領域における画像利得特性は水平方向の位置に関して線形となっている。しかし合成領域における画像利得特性は線形に限定するものではなく、図4(a)で説明したように、どの位置においてもプロジェクタ1画像利得とプロジェクタ2画像利得を加算すると1になるようになっていれば、二次曲線や三次曲線などのような特性でも良い。
図5において、本発明の実施例におけるディスクリネーションによる画質低下を視認されにくくするための補正とそのための補正情報について説明する。図5(a)はS305において操作者により第一のプロジェクタ100と第二のプロジェクタ200が設置・設定されているときの投影画像を示している。ここで、
第一のプロジェクタ100の重畳開始アドレスを A1_lapstart
第一のプロジェクタ100の重畳終了アドレスを A1_lapend
第二のプロジェクタ200の重畳開始アドレスを A2_lapstart
第二のプロジェクタ200の重畳終了アドレスを A2_lapend
重畳領域のサイズを Dlap
第一のプロジェクタ100の液晶パネルの横方向の長さを DevRes1
第二のプロジェクタ200の液晶パネルの横方向の長さを DevRes2
とする。なおこの例では、サイズ及びアドレスはいずれも画素を単位とする。またここでいうアドレスは、それぞれのプロジェクタのフレームバッファのアドレスであるものとする。またアドレスは重畳する領域の並び方向(図5ではフレームの水平方向)の成分についてのみ着目した値である。したがって領域が縦並びであれば、垂直方向成分となる。図5(a)において、これらの値についてはS305での操作者による設置・設定時にはS303、S304ですでに決定されているか、あるいは固定値である。
第一のプロジェクタ100の合成開始アドレスを A1_synthstart
第一のプロジェクタ100の合成終了アドレスを A1_synthend
第二のプロジェクタ200の合成開始アドレスを A2_synthstart
第二のプロジェクタ200の合成終了アドレスを A2_synthend
合成領域のサイズを Dsynth
としている。これらの値もステップS303、S304で設定されているか、あるいは固定的に与えられている。ただしこの後説明するように、合成開始アドレスおよび合成終了アドレスとも一つの値に固定されず、複数のセットそれぞれに対応した値をとる。したがって固定的に与えられるアドレスも複数のセットごとに異なるアドレスとなる。また本例では合成開始アドレスおよび合成終了アドレスが変わっても、合成終了アドレス−合成開始アドレス=「合成領域の幅」を一定の値としているが、必ずしも一定でなくともよい。
A1_lapstart=DevRes1−Dlap ----------(式1)
A1_lapend=DevRes1−1 ----------(式2)
A2_lapstart=0 ----------(式3)
A2_lapend=Dlap−1 ----------(式4)
ここで算出した数値に従って、先に説明したとおりS305で操作者が第一のプロジェクタ100と第二のプロジェクタ200を設置・設定する。そして本実施例の補正値であるプロジェクタ1合成開始アドレスA1_synthstart、プロジェクタ1合成終了アドレスA1_synthend、プロジェクタ2合成開始アドレスA2_synthstart、プロジェクタ2合成終了アドレスA2_synthendは、この4つのパラメータのうちの一つが決まれば、他の3つについてはDsynthの値に応じて一意に決定される。以下の補正値の算出は、あらかじめ操作者が算出しても良いし、CPU110で算出しても良い。
A1_lapstart ≦ A1_synthstart ≦ (A1_lapend - Dsynth) ----------(式5)
このときプロジェクタ1合成開始アドレスA1_synthstartの決定方法は、例えばあらかじめ用意した数値を用いても良いし、乱数を用いて決定しても良い。
そしてプロジェクタ1合成開始アドレスA1_synthstartが決まれば、残りの値は下記の通りに式6から式8により算出する。
A1_synthend = A1_synthstart + Dsynth - 1 ----------(式6)
A2_synthstart = A1_synthstart - A1_lapstart ----------(式7)
A2_synthend = A2_synthstart + Dsynth - 1 ----------(式8)。
すなわち、
図6(a)においては、
プロジェクタ1合成開始アドレスA1_synthstart=1500
プロジェクタ1合成終了アドレスA1_synthend=1859
プロジェクタ2合成開始アドレスA2_synthstart=60
プロジェクタ2合成終了アドレスA2_synthend=419
図6(b)においては、
プロジェクタ1合成開始アドレスA1_synthstart=1440
プロジェクタ1合成終了アドレスA1_synthend=1799
プロジェクタ2合成開始アドレスA2_synthstart=0
プロジェクタ2合成終了アドレスA2_synthend=359
図6(c)においては、
プロジェクタ1合成開始アドレスA1_synthstart=1560
プロジェクタ1合成終了アドレスA1_synthend=1919
プロジェクタ2合成開始アドレスA2_synthstart=120
プロジェクタ2合成終了アドレスA2_synthend=479
となる。この図6では(a)(b)(c)に示すように3つの補正値セットの生成について述べたが、補正値セットの数はこれ以上あっても良い。
S307では、このように生成してROM111もしくはRAM112に格納した補正値のうち、マスタープロジェクタ用の補正値セットを選択する。すなわちプロジェクタ1合成開始アドレス A1_synthstartと、プロジェクタ1合成終了アドレス A1_synthendである。
S308では、S307で説明したように生成され、あらかじめROM111もしくはRAM112に格納された補正値のうち、スレーブプロジェクタ用の補正値セットを選択する。すなわちプロジェクタ2合成開始アドレス A2_synthstartと、プロジェクタ2合成終了アドレス A2_synthendである。
S309では、マスタープロジェクタはエッジブレンド同期部182において基準タイミングであるエッジブレンド同期信号を生成して自機の通信部180を通じてスレーブプロジェクタである第二のプロジェクタ200へ送信する。ここでエッジブレンド同期信号とは、それぞれのプロジェクタが投影する画像へ適用する補正値の組み合わせを示すものである。
S310では、自機がスレーブプロジェクタとなったときに自機の通信部180を通じてマスタープロジェクタよりエッジブレンド同期信号を受信する。ここでは第二のプロジェクタ200とする。
図8はエッジブレンド同期信号と補正値セットの関係を説明する図である。この図を用いてS307からS312までの動作を説明する。
第一のプロジェクタ100と第二のプロジェクタ200には、画像入力部130よりそれぞれが投影する映像信号が入力される。第一のプロジェクタ100と第二のプロジェクタ200のエッジブレンド同期部182では、入力されたVsync信号よりエッジブレンド同期信号を生成する。エッジブレンド同期信号は、ROM111もしくはRAM112に格納されている補正値セットのうち、どの組み合わせを選択するか示す信号である。
S314では処理を終了する。
またそれぞれ単独ではなく、合成開始アドレスと合成終了アドレスと重畳領域もしくは合成領域における利得特性をそれぞれフレームごとに異なるものとして組み合わせて適用しても良い。
なお上記実施例では2台のプロジェクタを横方向に配置して画面の左右いずれかの端が重複する例を説明した。ここで重複部分は、画面の複数個所にわたっていてもよい。たとえば、プロジェクタを二次元に配置したマルチ投影システムに本実施例に係る発明を適用することもできる。この場合には、或るプロジェクタによる画面の左右端の少なくともいずれかと、上下端の少なくともいずれかとが、他のプロジェクタの画面と重複する。これらの重複部分に対しても、本実施例に係る発明を適用してもよい。この場合には、利得特性を同期させる2台のプロジェクタの間では、その重複部分については同期制御が必要となるが、そうではない画像については同期制御の必要はない。
Claims (9)
- 第二の投影装置とともにマルチ投影システムを構成する第一の投影装置であって、
前記第二の投影装置による投影画像との重畳領域に対してエッジブレンド処理を行うエッジブレンド手段と、
前記エッジブレンド手段によるエッジブレンド処理の画像利得特性を定期的に切り替える切り替え手段であって、前記画像利得特性は、前記第一の投影装置による投影画像の画像利得と前記第二の投影装置による投影画像の画像利得との和が画像全体にわたって一定となるよう与えられる前記切り替え手段と、
前記第一の投影装置と前記第二の投影装置との間で、前記切り替え手段による前記画像利得特性の切り替えの同期制御を行う同期制御手段と
を有することを特徴とする第一の投影装置。 - 前記切り替え手段は、前記エッジブレンド処理の対象となる合成領域の位置、または、前記画像利得特性の形状の少なくとも一方が変わるように前記画像利得特性を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の第一の投影装置。
- 前記切り替え手段は、前記エッジブレンド処理の対象となる合成領域の位置を前記重畳領域の中で切り替え、
前記画像利得特性は、前記合成領域の一方の端部の画像利得が0であり、他方の端部の画像利得が前記合成領域を除く前記投影画像の画像利得と等しい値であり、前記端部の間の利得は前記端部の利得に応じて線形に与えられる特性であることを特徴とする請求項2に記載の第一の投影装置。 - 前記切り替え手段は、前記画像利得特性をフレームごとに切り替えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の第一の投影装置。
- 画像信号に応じて画像を光学的に再生する液晶素子と、
前記液晶素子をPWM制御する駆動回路と
をさらに有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の第一の投影装置。 - 前記第一の投影装置がマスター投影装置の場合には、前記切り替え手段は、前記マスター投影装置のための画像利得特性を用い、
前記同期制御手段は、前記第二の投影装置に対して、前記画像利得特性の切り替えのための同期信号を出力することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の第一の投影装置。 - 前記第一の投影装置がスレーブ投影装置の場合には、前記切り替え手段は、前記スレーブ投影装置のための画像利得特性を用い、
前記同期制御手段は、前記第二の投影装置から入力される同期信号に同期して、前記画像利得特性の切り替えを行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の第一の投影装置。 - 第一の投影装置と第二の投影装置とを含むマルチ投影システムであって、
前記第一の投影装置及び前記第二の投影装置はそれぞれ、
投影画像の重畳領域に対してエッジブレンド処理を行うエッジブレンド手段と、
前記エッジブレンド手段によるエッジブレンド処理の画像利得特性を定期的に切り替える切り替え手段であって、前記画像利得特性は、前記第一の投影装置による投影画像の画像利得と前記第二の投影装置による投影画像の画像利得との和が画像全体にわたって一定となるよう与えられる前記切り替え手段と、
前記第一の投影装置と前記第二の投影装置との間で、前記切り替え手段による前記画像利得特性の切り替えの同期制御を行う同期制御手段と
を有し、
前記第一の投影装置の前記切り替え手段は、マスター投影装置のための画像利得特性を用い、
前記第一の投影装置の前記同期制御手段は、前記第二の投影装置に対して、前記画像利得特性の切り替えのための同期信号を出力し、
前記第二の投影装置の前記切り替え手段は、スレーブ投影装置のための画像利得特性を用い、
前記第二の投影装置の前記同期制御手段は、前記第一の投影装置から入力される同期信号に同期して、前記画像利得特性の切り替えを行うことを特徴とするマルチ投影システム。 - 第二の投影装置とともにマルチ投影システムを構成する第一の投影装置の制御方法であって、
前記第二の投影装置による投影画像との重畳領域に対してエッジブレンド処理を行うエッジブレンド工程と、
前記エッジブレンド工程によるエッジブレンド処理の画像利得特性を定期的に切り替える切り替え工程であって、前記画像利得特性は、前記第一の投影装置による投影画像の画像利得と前記第二の投影装置による投影画像の画像利得との和が画像全体にわたって一定となるよう与えられる前記切り替え工程と、
前記第一の投影装置と前記第二の投影装置との間で、前記切り替え工程による前記画像利得特性の切り替えの同期制御を行う同期制御工程と
を有することを特徴とする第一の投影装置の制御方法。
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