JP4553046B2 - プロジェクタ、マルチスクリーンシステム、プロジェクタ制御方法、プロジェクタ制御プログラム、情報記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタ、およびそのプロジェクタを複数用いて構成するマルチスクリーンシステム、プロジェクタ制御方法、プロジェクタ制御プログラム、情報記憶媒体に関するものである。

従来、投写型表示システムに関し、『軽量で高精細化を図るための画素合わせを容易にする投写型表示システム及びその投写位置調整方法を提供する。』ことを目的とする技術として、『スクリーン７上に検査パターンを映像信号８１０、８２０に合成して２台のプロジェクタ１１０、１２０から投写する。この検査パターンの位置をイメージセンサ６０で検出し、変位量解析部５０においてその検出位置をもとに投写位置の位置ずれを画像処理等により変位量として算出する。この投写位置の変位量に応じて表示位置調整機構部２１０、２２０にフィードバックして、その位置ずれを光学的、機械的に自動的に補正する。これにより、高精細化を図るための複数プロジェクタの画素合わせを容易に高精度に行えるようにする。』というものが提案されている（特許文献１）。

また、マルチスクリーン表示装置に関し、『従来、マルチスクリーン表示装置において、隣接するスクリーンに表示される映像の繋ぎ目を一致させるために、熟練者が多くの時間を掛けて画面位置調整を行っていた。』ことを課題とする技術として、『本発明は、隣接するスクリーンの繋ぎ目部分に反射鏡と、光検出センサーを共通配置し、隣接するプロジェクターから投影される光を反射鏡で反射させ、この反射光を光センサーで検出した検出信号を用いて、プロジェクターから投射される映像光の画面位置を自動的に所定の位置に調整するようにしたマルチスクリーン表示装置の自動画面位置調整装置である。』というものが提案されている（特許文献２）。

また、テーブル型ディスプレイに関し、『スクリーン上の目的の位置に画像を正確に投影することができるテーブル型ディスプレイを提供すること。』を目的とする技術として、『最初にイメージセンサ５１を動作させて、イメージセンサ５１からの撮像信号を撮像データ処理部６３に取り込む。撮像データ処理部６３では、スクリーン４０上のマークＭＡの座標位置を検出し、位置データ変換テーブル部６４を位置換算テーブルを更新する。これにより、初期化の処理が完了する。この状態で、外部から画像信号が画像データ処理部６１に入力されると、画像データ処理部６１では、制御部６５を介して位置データ変換テーブル部６４の位置換算テーブルを参照しつつ、画像信号に対して座標変換が行われる。これにより、各液晶ライトバルブ３５ａ，３５ｂ，３５ｃによって変調された像光が、スクリーン４０の表示領域４１内にぴったり収まるように投射される。』というものが提案されている（特許文献３）。

特開平８−１６８０３９号公報（要約） 特開２０００−２４１８７９号公報（要約） 特開２００６−２５１６０４号公報（要約）

従来、複数のプロジェクタを用いてマルチスクリーンシステムを構成する場合、各プロジェクタやスクリーンの位置関係、レンズ倍率、フォーカス等のズレを設置者が手作業で確認しながら調整を行っており、多大な労力と時間を必要としている。

この点に関し、上記特許文献１では、イメージセンサ６０を用いて複数プロジェクタの画素合わせを行うことが記載されているが、これは単一スクリーンを高精細化するものであり、マルチスクリーンシステムにおける各プロジェクタの位置合わせについては、具体的には記載されていない。

また、上記特許文献２では、スクリーンの繋ぎ目部分に反射鏡と光検出センサーを配置する必要があり、そのためのコストや手間を要する。

また、上記特許文献３では、スクリーン４０上のマークＭＡに合わせるように画像信号の座標変換を行うので、あらかじめスクリーン４０にマークＭＡを記しておかなければならず、汎用性の点で難点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、マルチスクリーンシステムを容易に構成することのできるプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明に係るプロジェクタは、入力映像信号に基づき出力映像信号を生成する映像信号処理部と、前記入力映像信号を台形補正する台形補正部と、前記台形補正された映像信号に基づき映像を投射する投射部と、被撮像物を撮像する撮像手段と、前記台形補正部および前記撮像手段の動作を制御する制御部と、を備え、前記撮像手段は、前記投射部が投射した映像を撮像して前記制御部に出力し、前記制御部は、その撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれるか否かを判定し、含まれていると判定する場合には、前記台形補正部に映像信号を台形補正させ、前記台形補正部は、前記投射部が投射する映像の端部が、前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、前記撮像画像に基づき前記入力映像信号を台形補正するものである。
そのため、当該プロジェクタが備える機能のみを用いて、他の投射映像と当該プロジェクタの投射映像の端部を揃えることができるので、マルチスクリーンを構成するための測定器などを別途用意する必要がなく、容易にマルチスクリーンシステムを自動構成することができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、前記投射部が有するレンズを移動させることで前記投射部が投射する映像の投射位置を変更するレンズシフト部を備え、前記制御部は、前記撮像手段が撮像した撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれると判定する場合には、その撮像画像に基づき前記レンズシフト部に投射位置を変更するよう指示し、前記レンズシフト部は、前記投射部が投射する映像の端部が、前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、前記投射部が投射する映像の投射位置を変更するものである。
そのため、プロジェクタの設置位置が大きくズレているなどの原因により、台形補正のみでは適正なマルチスクリーンが自動構成できない場合でも、投射映像の位置を補正して、自動的に適正なマルチスクリーンを構成することができる。

また、本発明に係るプロジェクタにおいて、前記投射部が備える焦点距離を可変に構成されたズームレンズの焦点距離を制御するズーム制御部を備え、前記制御部は、前記撮像手段が撮像した撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれると判定する場合には、その撮像画像に基づき前記ズーム制御部に前記ズームレンズの焦点距離を変更するよう指示し、前記ズーム制御部は、前記投射部が投射する映像の端部が、前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、前記ズームレンズの焦点距離を変更するものである。
そのため、プロジェクタの設置位置が大きくズレているなどの原因により、台形補正やレンズシフトのみでは適正なマルチスクリーンが自動構成できないばあいでも、投射映像のサイズを光学的に補正して、自動的に適正なマルチスクリーンを構成することができる。

また、本発明に係るプロジェクタにおいて、前記投射部は、当該プロジェクタに固有の映像パターンを投射し、前記撮像手段は、前記投射部が投射した前記映像パターンの映像を撮像して前記制御部に出力し、前記制御部は、その撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれるか否かを判定し、含まれていると判定する場合には、前記投射部が投射する映像と、前記投射部が投射した映像以外の投射映像との位置関係を、前記映像パターンを基準とする所定の位置関係に合致させるように前記指示を行う。
そのため、スクリーンに複数の投射映像が写っている場合において、当該プロジェクタの投射映像がいずれであるかを容易に識別でき、マルチスクリーンを構成するに際しての補正処理の基準が明確になるので、より的確にマルチスクリーンを自動構成することができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、操作内容に対応した操作信号の入力を受け付ける操作信号入力部を備え、前記操作信号入力部は、前記投射部が投射する映像と、前記投射部が投射した映像以外の投射映像との位置関係を指定する操作信号の入力を受け付けて、前記制御部に出力し、前記制御部は、前記投射部が投射する映像がその操作信号で指定される前記位置関係に合致するよう前記指示を行うものである。
そのため、スクリーンに複数の投射映像が写っている場合において、当該プロジェクタの投射映像と他の投射映像との正しい位置関係が明確になり、より的確にマルチスクリーンを自動構成することができる。

また、本発明に係るマルチスクリーンシステムは、上記のいずれかに記載のプロジェクタを複数有するものである。
そのため、マルチスクリーンシステムを構成する際の手作業による調整などが不要となり、マルチスクリーンシステム構築のための時間やコストを削減することができる。

また、本発明に係るプロジェクタ制御方法は、入力映像信号に基づき出力映像信号を生成する映像信号処理部と、映像信号を台形補正する台形補正部と、前記台形補正された映像信号に基づき映像を投射する投射部と、被撮像物を撮像する撮像手段と、を備えたプロジェクタを制御する方法であって、前記撮像手段に、前記投射部が投射した映像を撮像させて出力させるステップと、その撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップで含まれていると判定した場合に、前記投射部が投射する映像の端部が、前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、前記入力映像信号を、前記撮像画像に基づき前記台形補正部に台形補正させるステップと、を有するものである。
そのため、プロジェクタが備える機能のみを用いて、他の投射映像と当該プロジェクタの投射映像の端部を揃えることができるので、マルチスクリーンを構成するための測定器などを別途用意する必要がなく、容易にマルチスクリーンシステムを自動構成することができる。

また、本発明に係るプロジェクタ制御プログラムは、上記のプロジェクタ制御方法をプロジェクタが備える制御部に実行させるものである。
そのため、上記の機能をソフトウェアで実現することができる。

また、本発明に係る情報記憶媒体は、上記のプロジェクタ制御プログラムを記憶したものである。
そのため、上記の機能を実現するソフトウェアを別媒体で搬送することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るプロジェクタ１００の機能ブロック図である。
プロジェクタ１００は、操作パネル１１１、操作信号入力部１１２、制御部１２０、映像信号処理部１３０、台形補正部１３１、光源１４０、液晶ライトバルブ駆動部１５１、液晶ライトバルブ１５２、投射光学系１６０、撮像手段１７０を備える。

操作パネル１１１は、ユーザがプロジェクタ１００に対する操作指示を入力するためのボタン等を備えており、操作内容に対応した操作信号を生成して操作信号入力部１１２に出力する。
操作信号入力部１１２は、操作パネル１１１が出力した操作信号を受け取り、デジタル信号に変換するなど、制御部１２０が処理するのに適した形式に変換して、制御部１２０に出力する。

制御部１２０は、操作信号入力部１１２から操作信号を受け取り、これに対応した制御動作を行う。また、映像信号処理部１３０、台形補正部１３１、光源１４０、撮像手段１７０の動作を制御する。
制御部１２０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やマイコンのような演算装置と、その動作を規定するソフトウェアとで構成することもできる。

映像信号処理部１３０は、プロジェクタ１００の外部機器等から与えられる入力映像信号を受け取るインターフェースを備え、その入力映像信号と制御部１２０の指示に基づいて出力映像信号を生成して液晶ライトバルブ駆動部１５１に出力する。
台形補正部１３１は、プロジェクタ１００を斜めに設置して映像を投射したような場合に生じる台形歪みを補正するため、入力映像信号または出力映像信号を補正する。台形補正部１３１は、独立した機能部として構成することもできるし、図１に示すように映像信号処理部１３０の一機能として構成することもできる。制御部１２０の一部として構成してもよい。

映像信号処理部１３０は、マイクロプロセッサ等により構成され、内蔵したプログラムを実行することにより、上記の処理を行う。台形補正部１３１は、その態様に応じて適宜必要な構成を有する。

光源１４０は、最終的にユーザへ表示する映像のための光源供給部であり、液晶ライトバルブ１５２に向けて光を射出する。
液晶ライトバルブ駆動部１５１は、映像信号処理部１３０が出力する出力映像信号に基づいて、液晶ライトバルブ１５２を駆動する。
液晶ライトバルブ１５２は、複数の図示しない画素がマトリクス状に形成されており、液晶ライトバルブ駆動部１５１により各画素の透過率が調整されることで、光源１４０から射出された光を変調し、投射光学系１６０に向けて射出する。
液晶ライトバルブ１５２から射出された光は、投射光学系１６０によってスクリーン２００上に拡大投射される。
投射光学系１６０には、投射光の焦点を変更可能なフォーカス機構と、投射光の拡大率を変更可能なズーム機構とが備えられている。

本発明における「投射部」は、光源１４０、液晶ライトバルブ駆動部１５１、液晶ライトバルブ１５２、及び投射光学系１６０がこれに相当する。

撮像手段１７０は、ＣＣＤカメラ等の撮像デバイスで構成され、撮像した画像を制御部１２０に出力する。必要に応じて、図示しないメモリなどの記憶装置に撮像画像データを格納し、制御部１２０はこれを読み取るように構成してもよい。
撮像手段１７０は、撮像対象が投射光学系１６０の投射方向となるような方向に配設されており、後述するように、投射映像を撮像することを意図して構成されているものである。

以上、本実施の形態１に係るプロジェクタ１００の構成を説明した。
次に、本実施の形態１に係るプロジェクタ１００を用いてマルチスクリーンシステムを構成する際の位置合わせ動作について説明する。

図２は、本実施の形態１に係るプロジェクタ１００ａと１００ｂを用いてマルチスクリーンシステムを構成する様子を示すものである。
図２（ａ）は、各プロジェクタの配置図を示すものである。
ここでは、プロジェクタ１００ａと１００ｂを横に並べて１×２のマルチスクリーンを構成することを考える。プロジェクタ１００ａがスクリーン２００に投射した映像を投射映像２１０ａ、プロジェクタ１００ｂがスクリーン２００に投射した映像を投射映像２１０ｂとする。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態におけるスクリーン２００の正面図である。
プロジェクタ１００ｂの設置位置がスクリーン２００に対して若干斜めになっているため、これに起因して投射映像２１０ｂに台形歪みが生じている。
一方、プロジェクタ１００ａの設置位置はスクリーン２００に対して適正であるため、投射映像２１０ａは歪みのない矩形である。

図２のような設置状態の場合、プロジェクタ１００ｂのみ投射映像の台形補正を行えば投射映像２１０ａと２１０ｂの端部が揃い、マルチスクリーンを適正に構成することができる。
そこで、撮像手段１７０が撮像した画像を用いて図２のような台形歪みの状態をプロジェクタ１００ｂが自ら検出して投射映像の台形補正を行い、自動的に適正なマルチスクリーンを構成することを考える。

図３は、台形補正で適正なマルチスクリーンを構成する手順を説明するものである。以下、プロジェクタ１００ｂの動作手順と併せて、図３について説明する。
図３（ａ）はプロジェクタ１００ｂが台形補正を行う前におけるスクリーン２００上の投射映像の状態である。この状態の下、以下のステップ（１）〜（６）のような動作手順により、マルチスクリーンの自動構成が行われる。

（１）ユーザは、スクリーン２００の状態を見てマルチスクリーンが適正に構成されていないことを認識し、プロジェクタ１００ｂの操作パネル１１１に設けられている「マルチスクリーン自動構成」のようなボタンを押下し、マルチスクリーンを自動で適正に構成すべき旨を、プロジェクタ１００ｂに指示する。

（２）ステップ（１）でユーザが行った操作入力に対応した操作信号が、操作信号入力部１１２を介して制御部１２０に出力される。制御部１２０は、その操作信号を受け取ると、撮像手段１７０に対し、スクリーン２００を撮像するよう指示する。

（３）撮像手段１７０は、投射映像２１０ａと２１０ｂが投射されたスクリーン２００を撮像し、撮像画像を制御部１２０に出力する。

（４）制御部１２０は、撮像画像を取得して解析することにより、撮像画像に投射映像２１０ａが含まれており、かつ、投射画像２１０ｂの端部が投射映像２１０ａの端部と揃っていないことを知る。また、投射画像２１０ｂに台形歪みが生じていることを知る。
撮像画像に投射映像２１０ｂ以外の投射映像が含まれているか否かは、例えば投射映像の形状を識別することで判定可能である。複数の投射映像が含まれている場合は、４角形の投射映像が複数存在するし、投射映像同士が重なっていれば、投射映像の頂点が４つを超えることになるので、これを識別すればよい。

（５）制御部１２０は、台形補正部１３１に対し、投射画像の台形補正を行うよう指示する。制御部１２０が撮像画像に基づき補正量を指示してもよいし、台形補正部１３１が自ら撮像画像を取得して補正量を求めるようにしてもよい。
このとき、撮像画像を図示しないメモリ等の記憶装置に一旦格納しておくと、撮像画像データの受け渡しに便宜である。

（６）台形補正部１３１は、制御部１２０からの指示に基づき、入力映像信号または出力映像信号に対し台形補正を実行し、投射映像２１０ｂの端部が投射映像２１０ａの端部と揃うようにする。

図３（ｂ）は、プロジェクタ１００ｂが台形補正を行った後におけるスクリーン２００上の投射映像の状態である。台形補正により、投射画像２１０ｂの台形歪みが解消され、また投射画像２１０ａと２１０ｂが端部同士で接するように補正されている。
この場合は、プロジェクタ１００ｂの設置位置のズレが僅かであったものと仮定しており、したがって台形補正のみで投射画像２１０ａと２１０ｂの端部が揃い、適正なマルチスクリーンが構成された例を示した。

なお、必要であれば、台形歪みの補正のみでなく、投射映像２１０ｂのサイズを補正してもよい。この補正処理は、台形補正を行うことによって投射映像２１０ｂの四辺長さを調整する処理の一環として実行することもできる。
投射映像２１０ｂのサイズをどの程度に補正すればよいかは、撮像画像を解析して投射映像２１０ａのサイズと投射映像２１０ｂのサイズを比較することにより、サイズを変更すべき倍率などを求めることができるので、これをもって制御部１２０や台形補正部１３１が算出すればよい。

以上のように、本実施の形態１に係るプロジェクタ１００では、制御部１２０は、撮像手段１７０が撮像したスクリーン２００の画像により、マルチスクリーンを構成する投射画像に台形歪みが生じていることを認識し、台形補正部１３１に対し投射映像の台形補正を行うように指示する。
これにより、マルチスクリーンを構成するプロジェクタの設置位置のズレが僅かであるなどの所定条件の下で、台形補正処理のみによって、自動的に、各投射映像の端部が揃った適正なマルチスクリーンを構成することができる。

また、投射映像の台形補正を行う際に、投射映像のサイズを調整してもよい。これにより、プロジェクタの設置位置が前後にズレている場合でも、自動的に、各投射映像の端部が揃った適正なマルチスクリーンを構成することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、台形補正部１３１の台形補正処理のみでは、各投射映像の端部が揃った適正なマルチスクリーンを構成できない場合に対応する構成と動作について説明する。

図４は、本実施の形態２に係るプロジェクタ１００の機能ブロック図である。
本実施の形態２に係るプロジェクタ１００は、実施の形態１の図１で説明した構成に加えて、新たにレンズシフト部１８１を備える。その他の構成は図１と同様であるため、説明を省略する。

レンズシフト部１８１は、投射光学系１６０が備える光学レンズを移動させるモータ等の駆動手段を備えており、制御部１２０からの指示に基づき光学レンズを移動させ、これにより投射映像の投射位置を変更する。
投射位置を変更可能な方向と量は、光学レンズが移動可能な方向と量に依存する。例えば、光学レンズを前後左右に移動させ、これにともなって投射映像を前後左右に所定範囲内で移動させることができる。

以上、本実施の形態２に係るプロジェクタ１００の構成を説明した。
次に、本実施の形態２に係るプロジェクタ１００を用いてマルチスクリーンシステムを構成する際の位置合わせ動作について説明する。

図５は、台形補正で適正なマルチスクリーンを構成する手順を説明するものである。以下、プロジェクタ１００ｂの動作手順と併せて、図５について説明する。
図５（ａ）はプロジェクタ１００ｂが台形補正を行う前におけるスクリーン２００上の投射映像の状態である。この状態の下、以下のステップ（１）〜（６）のような動作手順により、マルチスクリーンの自動構成が行われる。

（１）台形補正部１３１が投射映像の台形補正を実行するまでは、実施の形態１の図３（ａ）〜（ｂ）で説明したものと同様の動作を実行する。
ここでは、実施の形態１の図３と異なり、プロジェクタ１００ｂの設置位置が大きくズレていたため、台形補正のみでは投射映像２１０ａと２１０ｂの端部が揃わず、図５（ｂ）のような状態になったものとする。

（２）制御部１２０は、台形補正部１３１が台形補正を実行した後、撮像手段１７０に対し、スクリーン２００を撮像するよう再度指示する。
本ステップは、台形補正の結果として各投射映像の端部が揃ったか否かの結果確認としての意義がある。実施の形態１でも、同様に結果確認を行うようにしてもよい。

（３）撮像手段１７０は、投射映像２１０ａと２１０ｂが投射されたスクリーン２００を撮像し、撮像画像を制御部１２０に出力する。
（４）制御部１２０は、撮像画像を取得して解析することにより、投射画像２１０ｂの端部が投射映像２１０ａの端部と揃っていないことを知る。

（５）制御部１２０は、レンズシフト部１８１に対し、投射画像を移動させるよう指示する。制御部１２０が撮像画像に基づき移動量を指示してもよいし、レンズシフト部１８１が自ら撮像画像を取得して補正量を求めるようにしてもよい。

（６）レンズシフト部１８１は、制御部１２０からの指示に基づき光学レンズを移動させて、投射画像２１０ｂの端部が投射映像２１０ａの端部と揃うように、投射画像２１０ｂを移動させる。これにより、スクリーン２００上の各投射映像は図５（ｃ）のような状態になり、適正なマルチスクリーンが構成される。

以上のように、本実施の形態２に係るプロジェクタ１００によれば、台形補正部１３１とレンズシフト部１８１の相互作用により、投射映像同士の端部を自動的に揃えることができる範囲が広がるので、より広範な範囲に設置されたプロジェクタ同士で、自動的に適正なマルチスクリーンを構成することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、投射映像のサイズを光学的に補正することで、投射映像同士の端部を自動的に揃え、自動的に適正なマルチスクリーンを構成するプロジェクタについて説明する。

図６は、本実施の形態３に係るプロジェクタ１００の機能ブロック図である。
本実施の形態３に係るプロジェクタ１００は、実施の形態２の図４で説明した構成に加えて、新たにズーム制御部１８２を備える。その他の構成は図４と同様であるため、説明を省略する。

ズーム制御部１８２は、投射光学系１６０が備えるズームレンズの焦点距離を制御する機能を備えており、制御部１２０からの指示に基づきズームレンズの焦点距離を変更させ、これにより投射映像のサイズを変更する。また、必要に応じてレンズのフォーカスを調整する。
投射映像のサイズを変更可能な量は、ズームレンズの仕様によって異なる。

以上、本実施の形態３に係るプロジェクタ１００の構成を説明した。
次に、本実施の形態３に係るプロジェクタ１００を用いてマルチスクリーンシステムを構成する際の位置合わせ動作について説明する。

本実施の形態３に係るプロジェクタ１００がマルチスクリーンを構成する動作は、実施の形態１〜２で説明したものと原則として同様である。
ただし、プロジェクタ１００を設置する位置がスクリーン２００から遠すぎたり近すぎたりすると、台形補正部１３１などが実行する投射映像のサイズ補正のみでは補正が追いつかず、投射映像同士の端部が揃わない場合がある。
このときは、ズーム制御部１８２による光学的なサイズ補正を併用することで、サイズ補正が可能な範囲をより広げることができる。
サイズ補正の量は、制御部１２０が撮像画像に基づき求めればよい。

なお、図６では、実施の形態２の図４で説明した構成に加えてズーム制御部１８２を備えた構成を説明したが、実施の形態１の図１で説明した構成に加えてズーム制御部１８２を備えるように構成してもよい。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、投射映像の補正を行う際に、他の投射映像と自己の投射映像を明示的に区別するための動作について説明する。
なお、本実施の形態４に係るプロジェクタ１００の構成は、実施の形態１〜３で説明したものと同様であるため、説明を省略する。また、本実施の形態４で説明する動作以外の動作は、実施の形態１〜３で説明したものと同様であるため、説明を省略する。

実施の形態１で説明した図３において、プロジェクタ１００ｂは、投射映像２１０ｂの台形補正を行うことを説明した。しかし、自己が投射している映像が、２１０ａと２１０ｂのいずれであるかを認識できなければ、適正な台形補正を行うことができない。
例えば、プロジェクタ１００ｂが自己の投射映像を２１０ａであると誤認識した場合は、台形補正を行う必要がないものと判断してしまう。

そこで、本実施の形態４に係るプロジェクタ１００では、マルチスクリーンを自動構成する際に、当該プロジェクタ１００に固有の映像パターンを投射し、自己の投射映像を明示的に認識できるようにする。
以下、本実施の形態４におけるマルチスクリーンの自動構成手順を、次の図７を用いて説明する。

図７は、本実施の形態４における適正なマルチスクリーンを構成する手順を説明するものである。以下、プロジェクタ１００ｂの動作手順と併せて、図７について説明する。

（１）図３（ａ）で説明したものと同様に、ユーザはプロジェクタ１００ｂの操作パネル１１１に設けられている「マルチスクリーン自動構成」のようなボタンを押下し、マルチスクリーンを自動で適正に構成すべき旨を、プロジェクタ１００ｂに指示する。

（２）制御部１２０は、その操作信号を受け取ると、撮像手段１７０に対し、スクリーン２００を撮像するよう指示する。また、映像信号処理部１３０に対し、プロジェクタ１００ｂに固有の映像パターンを投射するよう指示する。

（３）映像信号処理部１３０は、プロジェクタ１００ｂに固有の映像パターンを生成し、液晶ライトバルブ駆動部１５１〜投射光学系１６０を介して、その映像パターンをスクリーン２００に投射する。
ここでは、図７（ａ）に例示するように、プロジェクタ１００ａの固有パターンは「ａ」、プロジェクタ１００ｂの固有パターンは「ｂ」とするが、このパターンは各プロジェクタを識別できるものであれば任意のものでよい。例えば、各プロジェクタに固有の色で投射映像を塗りつぶすような態様が考えられる。

（４）撮像手段１７０は、投射映像２１０ａと２１０ｂが投射されたスクリーン２００を撮像し、撮像画像を制御部１２０に出力する。
（５）制御部１２０は、撮像画像を取得して解析することにより、投射画像２１０ｂに台形歪みが生じていることを知る。また、各プロジェクタの固有パターンにより、投射映像２１０ｂがプロジェクタ１００ｂの投射映像であることを知る。

以後の補正動作は実施の形態１で説明したものと同様であるため、説明を省略する。
実施の形態２〜３で説明した補正動作についても、同様に固有パターンを用いて、プロジェクタ１００ｂが投射している投射映像を明示的に識別することができる。

本実施の形態４において、各プロジェクタ固有のパターンを投射することを説明したが、この固有パターンは、ユーザに入力または選択させてもよい。
例えば、当該プロジェクタの識別番号（１桁の数値程度の簡易なものでよい）をあらかじめユーザに入力させておき、その識別番号を図７のように投射し、これをもって各プロジェクタの投射映像を明示的に識別する。
各プロジェクタは、自己の識別番号をユーザの入力によりあらかじめ知ることができるので、撮像画像にその識別番号が含まれている投射映像が自己の投射映像であると、容易に判断することができる。

以上のように、本実施の形態４に係るプロジェクタ１００によれば、各プロジェクタの投射映像を明示的に識別することができるので、補正対象の投射映像が明確になり、的確にマルチスクリーンを自動構成することができる。

実施の形態５．
以上の実施の形態１〜４では、１×２のマルチスクリーンを自動構成する手順を説明したが、これ以外のマルチスクリーン構成についても、同様の手順によりマルチスクリーンの自動構成が可能である。
ただし、スクリーンの数が増えてくると、いずれの位置を基準として投射映像の補正を行えばよいかの判断が難しくなる。
そこで、本発明の実施の形態５では、ユーザに縦横スクリーン数などの構成をあらかじめ入力させておき、当該プロジェクタ１００がいずれの位置に投射映像を補正すべきかを判断し易くすることを考える。

なお、本実施の形態５に係るプロジェクタ１００の構成は、実施の形態１〜４で説明したものと同様であるため、説明を省略する。また、本実施の形態５で説明する制御動作以外の動作は、実施の形態１〜４で説明したものと同様であるため、説明を省略する。

図８は、本実施の形態５において、ユーザがスクリーン構成を選択するための画面例である。
ユーザが操作パネル１１１で所定のメニューを選択すると、その旨の操作信号が制御部１２０に出力され、制御部１２０は図８のような選択画面を画面表示するよう、映像信号処理部１３０に指示する。
映像信号処理部１３０は、液晶ライトバルブ駆動部１５１〜投射光学系１６０を介して、図８のような映像を投射する。

ユーザは、図８の画面で、マルチスクリーンを構成するプロジェクタの台数と、そのスクリーン構成とを選択することができる。図８では、１×２構成、１×３構成、２×２構成の３通りのスクリーン構成を例示したが、これ以外のスクリーン構成を選択させるようにしてもよい。

また、図８の画面では、当該プロジェクタがマルチスクリーンの中のどこに位置するかを、併せて選択できるようになっている。例えば、当該プロジェクタが図２のプロジェクタ１００ｂである場合は、図８の（１．１）を選択すればよい。
この選択により、当該プロジェクタは、自己の投射画像と他の投射画像との位置関係をあらかじめ把握することができるので、投射映像の補正を行うときの基準が明確になり、確実に適正なマルチスクリーンを自動構成することができる。

例えば、実施の形態１の図３で説明した図３において、プロジェクタ１００ｂの投射映像が２１０ａと２１０ｂのいずれであるかが判断しにくい場合でも、プロジェクタ１００ｂにて図８の画面であらかじめ（１．１）を選択しておけば、左側の投射映像２１０ｂがプロジェクタ１００ｂの投射映像であることが容易に識別できる。

また、図８の画面の選択とともに、実施の形態４で説明したような、当該プロジェクタに固有のパターンを投射する手法を併せて用いれば、より確実に当該プロジェクタの投射映像を識別することができる。
この場合は、プロジェクタの設置向きが極端に傾いていることにより、投射映像２１０ａと２１０ｂが入れ替わっているような場合でも、各プロジェクタは自己の投射映像とその投射位置との関係を明示的に把握できるので、自動的にこれを補正して、正しい順序のスクリーン構成で、適正なマルチスクリーンを自動構成することができる。

図９は、プロジェクタの設置向きが極端に傾いている１例を図示するものである。
図９（ａ）では、プロジェクタ１００ａと１００ｂの設置向きが互いに交差するように斜めを向いているため、それぞれの投射映像２１０ａと２１０ｂの位置が左右逆転しており、また各投射映像の形状も台形に歪んでいる。
このとき、各プロジェクタにて、図８の画面で自己のスクリーン位置を把握させておき、併せて各プロジェクタ固有のパターンを投射しておくと、投射映像の補正を容易にすることができる。

例えば、プロジェクタ１００ｂにて図８の画面で（１．１）を選択しておくとともに、固有パターンとして「ｂ」を投射するものとする。
このとき、図９（ｂ）では、投射映像２１０ｂはスクリーンの左側に位置していなければならないが、同図の固有パターン「ｂ」を撮像画像で識別することで、投射映像２１０ｂが右側にずれてしまっていることが分かる。

この場合は、投射映像２１０ｂの位置を、実施の形態２で説明したレンズシフト部１８１の機能で投射映像２１０ａの左側にずらし、各投射映像の位置関係を適正に補正することができる。
以後の補正処理は、これまでの実施の形態で説明したものと同様である。

なお、投射映像２１０ｂを左側にずらすことで、スクリーン２００からはみ出してしまうような場合には、撮像手段１７０による撮像画像でこれを認識し、自動補正が不可能である旨のエラーメッセージ等を画面表示するようにしてもよい。
この場合、台形補正、レンズシフト、光学ズームなどの補正処理が終わるごとに、撮像手段１７０によるスクリーン２００の撮像を行い、その撮像画像に基づき補正の可否を判断すればよい。

以上のように、本実施の形態５に係るプロジェクタ１００によれば、マルチスクリーンの構成と当該プロジェクタの位置を図８の画面でユーザに選択させておくことにより、投射映像の補正を容易かつ確実に行うことができる。

実施の形態６．
本発明の実施の形態６では、実施の形態１で説明したプロジェクタ１００の動作をソフトウェアで実現する場合の動作フローを説明する。このソフトウェアは、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとして構成することができる。
以下、本実施の形態６に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローを説明する。

図１０は、本実施の形態６に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。以下、図１０の各ステップについて説明する。なお、ここでは実施の形態１で説明した図２の状態を例にとって説明する。

（Ｓ１０００）
ユーザは、プロジェクタ１００ｂの操作パネル１１１に設けられている「マルチスクリーン自動構成」のようなボタンを押下し、マルチスクリーンを自動で適正に構成すべき旨を、プロジェクタ１００ｂに指示する。
その操作入力に対応した操作信号が、操作信号入力部１１２を介して制御部１２０に出力され、マルチスクリーン構成処理（本動作フロー）が開始される。
本ステップは、実施の形態１で説明したステップ（１）に相当する。

（Ｓ１００１）
制御部１２０は、撮像手段１７０に対し、スクリーン２００を撮像するよう指示する。
（Ｓ１００２）
撮像手段１７０は、スクリーン２００を撮像し、撮像画像を制御部１２０に出力する。

（Ｓ１００３）
制御部１２０は、撮像画像を取得して解析し、撮像画像に複数の投射映像が含まれているか否かを判断する。具体的には、実施の形態１のステップ（４）で説明したように、投射映像の形状などを用いて判断すればよい。
複数の投射映像が含まれている場合はステップＳ１００４へ進み、それ以外の場合はステップＳ１００５へ進む。

（Ｓ１００４）
制御部１２０は、台形補正部１３１に対し、台形状に歪んでいる投射画像の台形補正を行って各投射映像の端部を揃えるよう指示する。台形補正部１３１は、制御部１２０からの指示に基づき、入力映像信号または出力映像信号に対し台形補正を実行し、各投射映像の端部を揃える。

（Ｓ１００５）
制御部１２０は、投射映像が歪んでいる場合は、台形補正部１３１に対し台形補正を行うよう指示する。台形補正部１３１は、制御部１２０からの指示に基づき、入力映像信号または出力映像信号に対し台形補正を実行する。
投射映像が歪んでいないか、もしくは投射映像が存在しない場合は、本ステップは省略してよい。

以上、本実施の形態６では、実施の形態１で説明した動作を、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとしてソフトウェアで実現する例を説明した。
同プログラムは、例えば図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置にあらかじめ格納しておき、プロジェクタ１００が起動した際に制御部１２０がこれを読み取って制御動作を実行するように構成する。以下の実施の形態でも同様である。

実施の形態７．
本発明の実施の形態７では、実施の形態２で説明したプロジェクタ１００の動作をソフトウェアで実現する場合の動作フローを説明する。このソフトウェアは、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとして構成することができる。
以下、本実施の形態７に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローを説明する。

図１１は、本実施の形態７に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。以下、図１１の各ステップについて説明する。なお、ここでは実施の形態２で説明した図５の状態を例にとって説明する。

（Ｓ１１００）〜（Ｓ１１０５）
図１０のステップＳ１０００〜Ｓ１００５と同様である。ただしここでは、プロジェクタ１００ｂの設置位置が大きくズレていたため、台形補正のみでは投射映像２１０ａと２１０ｂの端部が揃わず、図５（ｂ）のような状態になったものとする。

（Ｓ１１０６）
制御部１２０は、台形補正部１３１が台形補正を実行した後、撮像手段１７０に対し、スクリーン２００を撮像するよう再度指示する。
（Ｓ１１０７）
撮像手段１７０は、スクリーン２００を撮像し、撮像画像を制御部１２０に出力する。

（Ｓ１１０８）
制御部１２０は、撮像画像を取得して解析し、各投射映像の端部が揃っているか否かを判断する。揃っている場合は本動作フローを終了し、揃っていない場合はステップＳ１１０９へ進む。

（Ｓ１１０９）
制御部１２０は、投射映像の位置を移動させて各投射映像の端部を揃えるため、レンズの移動量を決定する。具体的には、次のステップＳ１１１０でレンズシフト部１８１にレンズシフトを行わせて投射映像を移動させる際のシフト量を、任意の手法で決定する。
シフト量は、制御部１２０からの指示に基づき、レンズシフト部１８１が自ら算出してもよい。

（Ｓ１１１０）
制御部１２０は、レンズシフト部１８１に対し、投射画像を移動させるよう指示する。レンズシフト部１８１は、制御部１２０からの指示に基づき光学レンズを移動させて、各投射画像の端部を揃える。

以上、本実施の形態７では、実施の形態２で説明した動作を、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとしてソフトウェアで実現する例を説明した。

実施の形態８．
実施の形態３で説明したように、ズームとレンズシフトを組み合わせて台形補正の補正範囲を補完する場合、ズーム制御によって各投射映像の相対位置が変化する。これによって、改めてレンズシフトを行う必要が生じる場合がある。
実施の形態８〜９では、ズーム制御とレンズシフトを組み合わせた動作例を説明する。

本発明の実施の形態８では、実施の形態３で説明したプロジェクタ１００の動作をソフトウェアで実現する場合の動作フローを説明する。このソフトウェアは、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとして構成することができる。
以下、本実施の形態８に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローを説明する。

図１２は、本実施の形態８に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。以下、図１２の各ステップについて説明する。

（Ｓ１２００）〜（Ｓ１２０８）
図１１のステップＳ１１００〜Ｓ１１０８と同様である。
（Ｓ１２０９）
制御部１２０は、投射映像のサイズを変更させて各投射映像の端部を揃えるため、ズームレンズのズーム量を決定する。具体的には、例えば各投射映像の１辺長さが等しくなるように、ズーム量を決定する。
ズーム量は、制御部１２０からの指示に基づき、ズーム制御部１８２が自ら算出してもよい。

（Ｓ１２１０）
制御部１２０は、ズーム制御部１８２に対し、投射画像のサイズを変更させるよう指示する。ズーム制御部１８２は、制御部１２０からの指示に基づきズームレンズのズームを制御して、各投射画像のサイズを揃える。

（Ｓ１２１１）〜（Ｓ１２１２）
ズーム制御により投射映像のサイズが変化すると、各投射映像の相対位置も変化することになる。そこで、制御部１２０は、ズーム制御後の各投射映像を改めて撮像手段１７０に撮像させ、各投射映像の端部がそろっているか否かを再判定する。
（Ｓ１２１３）〜（Ｓ１２１４）
各投射映像の端部が揃っていない場合、制御部１２０は、図１１のステップＳ１１０９〜Ｓ１１１０と同様の処理を実行して、レンズシフトにより各投射映像の端部を揃える。各投射映像の端部が揃っていれば、本ステップを省略してもよい。

以上、本実施の形態８では、実施の形態３で説明した動作を、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとしてソフトウェアで実現する例を説明した。

実施の形態９．
本発明の実施の形態９では、実施の形態３で説明したプロジェクタ１００の動作をソフトウェアで実現する場合の別動作フローを説明する。このソフトウェアは、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとして構成することができる。
以下、本実施の形態９に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローを説明する。

図１３は、本実施の形態９に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。以下、図１３の各ステップについて説明する。

（Ｓ１３００）〜（Ｓ１３０５）
図１２のステップＳ１２００〜Ｓ１２０５と同様である。

（Ｓ１３０６）
制御部１２０は、ステップＳ１３０４で台形補正部１３１が実行した台形補正によって各投射映像の端部を揃えることができたか否かを判定する。これは即ち、台形補正によって投射映像を補正可能な映像範囲が、各投射映像の端部を揃えるために必要な補正量の範囲内に収まっているかを判断することに等しい。
範囲内に収まっていればステップＳ１３０８へスキップし、収まっていなければステップＳ１３０７へ進む。
なお、本ステップにおいて、台形補正が可能な範囲に基づき、あらかじめ必要なズーム量を求めておく。ズーム量の算出は、制御部１２０が実行してもよいし、ズーム制御部１８２が実行してもよい。

（Ｓ１３０７）
制御部１２０は、台形補正の範囲内で補正できなかった範囲を、ズーム制御により補うべく、ズーム制御部１８２にズームレンズを制御させる。
（Ｓ１３０８）〜（Ｓ１３１２）
図１１のステップＳ１１０６〜Ｓ１１１０と同様である。

以上、本実施の形態９では、実施の形態３で説明した動作を、制御部１２０の動作を規定するプロジェクタ制御プログラムとしてソフトウェアで実現する別例を説明した。

台形補正とズームは、投射映像のサイズを可変することができる点で、類似の機能を有しているといえる。
そこで、本実施の形態９の動作例では、台形補正とズーム制御を一体的に行い、これらの処理を終えた後で、撮像手段１７０にスクリーン２００を撮像させてレンズシフトの要否を判定している。
これにより、撮像手段１７０による撮像から、端部が揃っているか否かの判定までの処理が、少ない回数で済むので、処理時間の観点から有効である。

実施の形態１０．
実施の形態６〜９で説明したプロジェクタ制御プログラムは、例えばＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、その他の記憶装置などの情報記憶媒体に格納することができる。
例えば、プロジェクタ１００をメンテナンスする際に、実施の形態６〜９で説明したプロジェクタ制御プログラムを記憶した情報記憶媒体を持参し、プロジェクタの制御プログラムをこの情報記憶媒体が記憶している制御プログラムと入れ替えることができる。
これにより、ソフトウェアの更新のみで、撮像手段を備えたプロジェクタに、本発明に係るプロジェクタと同様の機能を持たせることができる。

実施の形態１に係るプロジェクタ１００の機能ブロック図である。 マルチスクリーンシステムを構成する様子を示すものである。 台形補正で適正なマルチスクリーンを構成する手順を説明するものである。 実施の形態２に係るプロジェクタ１００の機能ブロック図である。 台形補正で適正なマルチスクリーンを構成する手順を説明するものである。 実施の形態３に係るプロジェクタ１００の機能ブロック図である。 実施の形態４における適正なマルチスクリーンの構成手順である。 ユーザがスクリーン構成を選択するための画面例である。 プロジェクタの設置向きが極端に傾いている１例を図示するものである。 実施の形態６に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。 実施の形態７に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。 実施の形態８に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。 実施の形態９に係るプロジェクタ制御プログラムの動作フローである。

符号の説明

１００ プロジェクタ、１１１ 操作パネル、１１２ 操作信号入力部、１２０ 制御部、１３０ 映像信号処理部、１３１ 台形補正部、１４０ 光源、１５１ 液晶ライトバルブ駆動部、１５２ 液晶ライトバルブ、１６０ 投射光学系、１７０ 撮像手段、１８１ レンズシフト部、１８２ ズーム制御部、２００ スクリーン、２１０ａ〜２１０ｂ 投射映像。

Claims (9)

1. 入力映像信号に基づき出力映像信号を生成する映像信号処理部と、
   前記入力映像信号を台形補正する台形補正部と、
   前記台形補正された映像信号に基づき映像を投射する投射部と、
   被撮像物を撮像する撮像手段と、
   前記台形補正部および前記撮像手段の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記撮像手段は、
   前記投射部が投射した映像を撮像して前記制御部に出力し、
   前記制御部は、
   その撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれるか否かを判定し、
   含まれていると判定する場合には、前記台形補正部に映像信号を台形補正させ、
   前記台形補正部は、
   前記投射部が投射する映像の端部が、
   前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、
   前記撮像画像に基づき前記入力映像信号を台形補正する
   ことを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記投射部が有するレンズを移動させることで前記投射部が投射する映像の投射位置を変更するレンズシフト部を備え、
   前記制御部は、
   前記撮像手段が撮像した撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれると判定する場合には、
   その撮像画像に基づき前記レンズシフト部に投射位置を変更するよう指示し、
   前記レンズシフト部は、
   前記投射部が投射する映像の端部が、
   前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、
   前記投射部が投射する映像の投射位置を変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記投射部が備える焦点距離を可変に構成されたズームレンズの焦点距離を制御するズーム制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記撮像手段が撮像した撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれると判定する場合には、
   その撮像画像に基づき前記ズーム制御部に前記ズームレンズの焦点距離を変更するよう指示し、
   前記ズーム制御部は、
   前記投射部が投射する映像の端部が、
   前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、
   前記ズームレンズの焦点距離を変更する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記投射部は、
   当該プロジェクタに固有の映像パターンを投射し、
   前記撮像手段は、
   前記投射部が投射した前記映像パターンの映像を撮像して前記制御部に出力し、
   前記制御部は、
   その撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれるか否かを判定し、
   含まれていると判定する場合には、
   前記投射部が投射する映像と、前記投射部が投射した映像以外の投射映像との位置関係を、
   前記映像パターンを基準とする所定の位置関係に合致させるように前記指示を行う
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプロジェクタ。
5. 操作内容に対応した操作信号の入力を受け付ける操作信号入力部を備え、
   前記操作信号入力部は、
   前記投射部が投射する映像と、前記投射部が投射した映像以外の投射映像との位置関係を指定する操作信号の入力を受け付けて、前記制御部に出力し、
   前記制御部は、
   前記投射部が投射する映像がその操作信号で指定される前記位置関係に合致するよう前記指示を行う
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のプロジェクタ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のプロジェクタを複数有する
   ことを特徴とするマルチスクリーンシステム。
7. 入力映像信号に基づき出力映像信号を生成する映像信号処理部と、
   映像信号を台形補正する台形補正部と、
   前記台形補正された映像信号に基づき映像を投射する投射部と、
   被撮像物を撮像する撮像手段と、
   を備えたプロジェクタを制御する方法であって、
   前記撮像手段に、前記投射部が投射した映像を撮像させて出力させるステップと、
   その撮像画像に前記投射部が投射した映像以外の投射映像が含まれるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで含まれていると判定した場合に、前記投射部が投射する映像の端部が、前記投射部が投射した映像以外の投射映像の端部と接するように、前記入力映像信号を、前記撮像画像に基づき前記台形補正部に台形補正させるステップと、
   を有することを特徴とするプロジェクタ制御方法。
8. 請求項７記載のプロジェクタ制御方法をプロジェクタが備える制御部に実行させる
   ことを特徴とするプロジェクタ制御プログラム。
9. 請求項８記載のプロジェクタ制御プログラムを記憶した
   ことを特徴とする情報記憶媒体。

Images