JP4591719B2 - 投写型画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像投写方法 - Google Patents

Description

本発明は、投写位置を変更可能な投写型画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像投写方法に関する。

液晶プロジェクタ等の投写型画像表示システムは、教室、映画館、会議室、展示場、家庭のリビングルーム等で用いられている。

液晶プロジェクタ等を用いて画像を投写する場合、画像投写部と投写面との間に障害物があると、投写光が障害物に当たって影が発生したり、障害物が視界を遮ったりして画像が見づらくなってしまう。

例えば、家庭のリビングルームは、液晶プロジェクタ等のユーザーだけでなく、当該ユーザーの家族も使用する。このため、ユーザーが投写領域として壁面に広い領域を確保していた場合であっても、家族が壁面に家具、観葉植物等を配置してしまい、ユーザーが意図していた投写領域の一部が家具等と重なってしまう場合がある。

また、例えば、展示場等で製品紹介画像や広告画像を投写する場合、投写領域内の本来意図していない領域に人が入ってしまい、画像が見づらくなってしまう場合がある。

このような場合、ユーザーは、液晶プロジェクタ等を移動したり、液晶プロジェクタ等の投写方向を変更したりして障害物を避けて画像を投写するのが一般的であるが、液晶プロジェクタ等の移動には手間がかかる上、キャリブレーションを再実行する必要もある。

また、液晶プロジェクタ等を用いて画像を投写する場合、ユーザーは、投写時の状況に応じて自分が表示したい投写領域に画像を投写したい場合もある。

例えば、リビングルームとキッチンが一体化した部屋の場合、ユーザーは、通常はリビングルームの壁面に画像を投写し、料理を作る時にはキッチンの壁面に画像を投写したい場合がある。

また、例えば、プレゼンテーションを行う場合、利き腕が右のプレゼンターは、観客から見て右側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすく、利き腕が左のプレゼンターは、観客から見て左側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすい。

このような場合、より効果的なプレゼンテーションを行うためには、画像の投写位置を変更したほうがよいが、プレゼンターが変わる度に手動でプロジェクタの投写位置を調整したり、キャリブレーションを実行すると手間や時間がかかってしまう。

さらに、ユーザーの意図した画像を表示するためには、環境光（照明光や日光等）や投写面の影響を考慮して画像の色や明るさを補正する必要がある。

近年では、家庭においても部分照明が採り入れられており、投写位置によって環境光の画像への影響が異なり、同じ設定で投写位置を変更すると、画像の見え方が大きく異なってしまう場合もある。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、投写位置の変更が容易な投写型画像表示システム、プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像投写方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る投写型画像表示システムは、投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段と、
調整後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写する画像投写手段と、
を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るプロジェクタは、投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段と、
調整後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写する画像投写手段と、
を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るプログラムは、センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
コンピュータを、
前記センシング手段に投写対象領域をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段と、
調整後の画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させる画像投写制御手段として機能させることを特徴とする。

また、本発明に係る情報記憶媒体は、センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
コンピュータを、
前記センシング手段に投写対象領域をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段と、
調整後の画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させる画像投写制御手段として機能させるためのプログラムを記憶したことを特徴とする。

また、本発明に係る画像投写方法は、投写対象領域をセンシングしてセンシング情報を出力し、
当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力し、
当該検出情報に基づき、投写対象領域のうち障害物の存在しない投写可能領域を決定し、
選択を示す情報または所定の基準に基づき、当該投写可能領域から投写領域を選択し、
当該投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整し、
調整後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写することを特徴とする。

本発明によれば、投写型画像表示システム等は、障害物（例えば、机、観客等）が存在しない投写可能領域を自動的に決定することができるため、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

また、前記投写型画像表示システムおよび前記プロジェクタは、前記センシング情報に基づき、視環境に応じて画像を補正するための所定の画像補正用データを生成する画像補正用データ生成手段と、
前記調整手段による調整後の入力画像情報を、前記画像補正用データに基づき補正する補正手段と、
を含み、
前記画像投写手段は、前記補正手段による補正後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写してもよい。

また、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体は、コンピュータを、前記センシング情報に基づき、視環境に応じて画像を補正するための所定の画像補正用データを生成する画像補正用データ生成手段と、
前記調整手段による調整後の入力画像情報を、前記画像補正用データに基づき補正する補正手段として機能させ、
前記画像投写手段は、前記補正手段による補正後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写してもよい。

また、前記画像投写方法は、前記センシング情報に基づき、視環境に応じて画像を補正するための所定の画像補正用データを生成し、
調整後の入力画像情報を、前記画像補正用データに基づき補正し、
補正後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、投写対象領域のセンシング結果に基づいて画像補正用データを生成し、当該画像補正用データを用いて入力画像情報を補正することにより、投写位置の視環境に応じて画像を補正することが可能となる。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記画像補正用データ生成手段は、前記投写領域選択手段によって選択された投写領域に該当する部分のセンシング情報に基づき、当該投写領域の視環境を把握して前記画像補正用データを生成してもよい。

また、前記画像投写方法において、前記画像補正用データ生成手段は、選択した投写領域に該当する部分のセンシング情報に基づき、当該投写領域の視環境を把握して前記画像補正用データを生成してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、投写位置を変更した場合であっても、当該投写位置の視環境に応じて画像を補正することにより、画像の見え方を一定に保つことができる。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記画像投写手段は、空間光変調器を有し、
前記調整手段は、前記センシング情報に基づく投写対象領域と、前記空間光変調器の画素領域とを対応づけ、画像の位置および大きさの少なくとも一方を調整するように、前記入力画像情報を調整してもよい。

また、前記画像投写方法において、前記センシング情報に基づく投写対象領域と、空間光変調器の画素領域とを対応づけ、画像の位置および大きさの少なくとも一方を調整するように、前記入力画像情報を調整してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、投写対象領域と空間光変調器の画素領域との対応づけを自動的に行うことができるため、適切な画像の大きさで画像を投写することができる。

また、前記投写型画像表示システム、前記プロジェクタ、前記プログラムおよび前記情報記憶媒体において、前記センシング手段は、所定のタイミングで繰り返しセンシングしてセンシング情報を出力し、
前記検出手段は、新たなセンシング情報に基づき検出情報を出力し、
前記投写可能領域決定手段は、新たな検出情報に基づき、前記投写可能領域を新たに決定してもよい。

また、前記画像投写方法において、所定のタイミングで繰り返しセンシングしてセンシング情報を出力し、
新たなセンシング情報に基づき検出情報を出力し、
新たな検出情報に基づき、前記投写可能領域を新たに決定してもよい。

これによれば、投写型画像表示システム等は、所定のタイミングで繰り返しセンシングとエッジ検出を行うことにより、障害物の位置等が変化した場合、具体的には、例えば、投写領域に観客が重なってしまった場合等において、障害物のない投写領域に画像を投写するように自動的に調整することができるため、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

以下、本発明を、液晶プロジェクタを用いた投写型画像表示システムに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施形態に示す構成の全てが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（システム全体の説明）
以下、家庭のリビングルームに液晶プロジェクタを配置して壁に画像を投写する場合を例に採り説明する。

図１は、本実施形態の一例に係る投写領域４０の概略説明図である。

壁面を、画像を投写する投写対象領域１０として用いる場合、絵画２０や観葉植物２２等の障害物が存在すると、その部分が影になってしまい、液晶プロジェクタは、画像を適切に投写することができない。

特に、リビングルームは、家族の複数のメンバーが使用する場所であるため、メンバーが絵画２０や観葉植物２２等を移動してしまうことが多く、投写領域４０を固定しておくことは難しい。

また、蛍光灯５０の位置によって画像の見え方は変化する。特に、近年では家庭内での部分照明もなされており、液晶プロジェクタがリビングルーム内のどの位置に画像を投写するかによって画像の見え方は変化する。

本実施形態の液晶プロジェクタは、投写対象領域１０をＣＣＤセンサーでセンシングしてエッジ検出を行い、所定のアスペクト比を満たす複数の投写領域４０−１〜４０−３を決定し、ユーザーの選択に基づいて１つの投写領域４０を決定して当該投写領域４０に画像を投写する。

さらに、本実施形態の液晶プロジェクタは、視環境（蛍光灯５０からの光の影響や投写領域４０の色の影響を受けるような実際に画像を見る環境）における環境光（蛍光灯５０からの照明光や日光等）と投影面（投写領域４０の色、分光反射率等）の影響を考慮して画像の色と明るさを補正して理想的な画像の見え方を実現している。

これにより、ユーザーは、画像の投写位置を変更する場合であっても、理想的な画像の見え方を再現することができる。

（機能ブロックの説明）
次に、このような機能を実現するための液晶プロジェクタに内蔵された投写型画像表示システムの機能ブロックについて説明する。

図２は、本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。

投写型画像表示システムは、センサー６０と、入力信号処理部１１０と、補正部１２０と、Ｄ／Ａ変換部１８０と、画像投写部１９０と、投写領域画素領域対応づけ部１３０と、投写領域確定部１４０と、キャリブレーション信号発生部１５０と、センシングデータ生成部１７０と、ＬＵＴデータ生成部１６０と、アスペクト比決定部１３２とを含んで構成されている。

入力信号処理部１１０は、ＰＣ(Personal Computer)等から入力される入力画像情報の一種であるアナログ形式のＲＧＢ信号を構成するＲ１信号、Ｇ１信号、Ｂ１信号を、デジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号に変換する。

また、入力信号処理部１１０は、このようなアナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部１１２と、画像の位置と大きさ（位置だけ、大きさだけでもよい。）を調整する調整手段の一部である画像位置サイズ調整部１１４とを含んで構成されている。

なお、投写型画像表示システムにおいてデジタル形式のＲＧＢ信号のみを用いる場合、Ａ／Ｄ変換部１１２およびＤ／Ａ変換部１８０は不要である。

また、キャリブレーション信号発生部１５０は、キャリブレーション画像の投写に用いられるデジタル形式のＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号を生成する。

このように、キャリブレーション信号を液晶プロジェクタの内部で生成することにより、ＰＣ等の外部入力装置からキャリブレーション信号を液晶プロジェクタに入力することなく、液晶プロジェクタ単体でキャリブレーションを行うことができる。なお、キャリブレーション信号発生部１５０を設けずに、ＰＣ等からキャリブレーション画像信号を入力してもよい。

また、補正部１２０は、３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）を記憶する３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２と、１Ｄ−ＬＵＴ（１次元ルックアップテーブル）を記憶する１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４とを含んで構成されている。補正部１２０は、３Ｄ−ＬＵＴを用いて画像の色の補正を行い、１Ｄ−ＬＵＴを用いて画像の明るさの補正を行う。なお、３Ｄ−ＬＵＴおよび１Ｄ−ＬＵＴは、画像補正用データの一種である。画像補正用データとしては、例えばマトリクス等を用いてもよい。

また、補正部１２０は、入力信号処理部１１０やキャリブレーション信号発生部１５０からのＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号に基づき、画像の色や明るさ等を補正してＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号として出力する。

また、Ｄ／Ａ変換部１８０は、補正部１２０からのＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号をアナログ形式のＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号に変換する。

また、画像投写部１９０は、駆動部１９１と、空間光変調器１９２と、光源１９３と、レンズ１９５とを含んで構成されている。

駆動部１９１は、Ｄ／Ａ変換部１８０からのＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号に基づき、空間光変調器１９２を駆動する。そして、画像投写部１９０は、光源１９３からの光を、空間光変調器１９２およびレンズ１９５を介して投写する。

さらに、本実施形態では、投写領域選択部１４２と、投写可能領域決定部１４４と、エッジ検出部１４６と、投写範囲把握部１４８とを含む投写領域確定部１４０を液晶プロジェクタに設けている。

投写範囲把握部１４８は、投写対象領域１０をセンシングするセンシング手段であるセンサー６０からのＸＹＺ値（ＸＹＺの三刺激値）で表されるセンシング情報に基づき、投写対象領域１０の範囲（投写範囲１０Ａとも言う。）を把握する。なお、ここで、ＸＹＺとは、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって定められた国際規格で、機器独立色の一種である。

また、図１では、説明の便宜上、投写対象領域１０と投写範囲１０Ａとを同じ大きさで描いている。また、ここで、投写範囲１０Ａとは、投写光によって照射される投写対象領域１０上の範囲のことである。

また、エッジ検出部１４６は、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａ全体のＸＹＺ値に基づき、エッジ検出処理を実行して検出情報を出力する。

また、投写可能領域決定部１４４は、検出情報とアスペクト比決定部１３２で決定されたアスペクト比（例えば、１６：９、４：３等）に基づき、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａのうち絵画２０等の障害物が存在せず、かつ、アスペクト比を満たす一定の大きさ以上の投写領域４０−１〜４０−３を決定する。図１においては、説明を簡単にするため、代表的な３つの投写領域４０−１〜４０−３が図示されているが、実際にはより多くの投写領域４０が求まり得る。また、投写領域４０が１つしか求まらない場合もあり得る。そして、投写可能領域決定部１４４は、最も外側の投写領域の境界線によって包囲される部分を投写可能領域３０として把握する。

なお、他の投写領域と重なり合わない投写領域がある場合には、複数の投写可能領域３０が把握される。

また、投写領域選択部１４２は、投写可能領域３０に含まれる複数の投写領域４０−１〜４０−３から１つの投写領域４０を選択するためのユーザーからの選択指示（例えば、液晶プロジェクタのリモコンによる指示等）に基づき、１つの投写領域４０を選択する。

また、調整手段の一部である投写領域画素領域対応づけ部１３０は、投写範囲把握部１４８で把握された投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａと、投写領域選択部１４２で選択された投写領域４０とに基づき、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａ内の投写領域４０と、空間光変調器１９２の画素領域とを対応づける。具体的には、投写領域画素領域対応づけ部１３０は、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａと、空間光変調器１９２の画素領域との比率を求める。

また、この手法に代えて、投写領域画素領域対応づけ部１３０は、投写範囲１０Ａ上の座標（センサー６０の受光素子上の座標）を投写画像（キャリブレーション画像）上の座標に対応づけてもよい。投写画像上の座標は、所定の変換により空間光変調器１９２の画素領域上の座標に変換可能だからである。

なお、投写画像におけるある画素と、その画素を表示する空間光変調器１９２の画素部分との対応関係は、画像投写部１９０にとって既知である。

また、画像位置サイズ調整部１１４は、投写領域画素領域対応づけ部１３０によって求められた比率と、投写領域選択部１４２で選択された投写領域４０の投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａにおける位置情報とに基づき、画像の位置とサイズを調整するように、入力画像情報を調整する。

さらに、本実施形態の液晶プロジェクタは、環境光の影響を補正するため、複数種のキャリブレーション画像投写時のセンサー６０からの各画素に対するＸＹＺ値のうち、投写領域４０内の平均値を演算するセンシングデータ生成部１７０と、キャリブレーション画像ごとのＸＹＺ値に基づき、３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２に記憶された３Ｄ−ＬＵＴおよび１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４に記憶された１Ｄ−ＬＵＴを更新または生成するＬＵＴデータ生成部１６０とを含んで構成されている。

センシングデータ生成部１７０は、センサー６０からのセンシング情報（ＸＹＺ値）と、投写領域確定部１４０からの投写領域４０の領域を示す情報に基づき、当該領域の画素のＸＹＺ値の平均値を演算する。

そして、画像補正用データ生成手段であるＬＵＴデータ生成部１６０は、当該平均値に基づき３Ｄ−ＬＵＴおよび１Ｄ−ＬＵＴを生成する。なお、ＬＵＴデータ生成部１６０は、ＬＵＴデータ生成部１６０の内部にデバイスプロファイル等を保持しておき、当該デバイスプロファイル等を用いてデバイスに応じた画像補正用データの生成を行ってもよい。

このように、投写領域４０を構成する画素のセンシング情報であるＸＹＺ値の平均値に基づいて画像補正用データを生成することにより、投写領域４０の視環境に応じた画像情報の補正が可能となる。

（画像処理の流れの説明）
次に、これらの各部を用いた画像処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。

図３は、本実施形態の一例に係る画像投写の手順を示すフローチャートである。

まず、キャリブレーション信号発生部１５０は、複数種（例えば、白色、赤色、緑色、青色、グレー、黒色の６種等）の単色のキャリブレーション画像が表示されるようにキャリブレーション信号を発生し、補正部１２０は液晶プロジェクタの標準設定に基づいた色温度等の補正を行い、画像投写部１９０は補正後の画像情報に基づき複数種のキャリブレーション画像を順に投写する。

また、センサー６０は、投写対象領域１０に表示されたキャリブレーション画像の各画素（すなわち、センサー６０が当該キャリブレーション画像の測定値を出力するセンサー６０内の画素）のＸＹＺ値を計測する（ステップＳ１）。

そして、投写範囲把握部１４８は、白色のキャリブレーション画像表示時のＸＹＺ値と、黒色のキャリブレーション画像表示時のＸＹＺ値との画素ごとの差分に基づき、投写範囲１０Ａを把握する（ステップＳ２）。この場合、例えば、５ｃｄ／ｍ^２以上の差分を有する画素を、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａに含まれる画素とすればよい。なお、黒色のキャリブレーション画像表示時のセンシング情報（ＸＹＺ値）に代えて非表示時の投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａのセンシング情報を用いてもよい。

エッジ検出部１４６は、黒色のキャリブレーション画像表示時に計測されたＸＹＺ値に基づき、エッジ検出処理を実行する（ステップＳ３）。具体的には、エッジ検出部１４６は、投写範囲把握部１４８で把握された投写範囲１０Ａ内の画素のＸＹＺ値に基づく。

そして、投写可能領域決定部１４４は、アスペクト比決定部１３２からの画像のアスペクト比と、エッジ検出部１４６からのエッジ検出データとに基づき、投写可能領域３０（つまり、少なくとも１つの投写領域４０を含む領域）を決定する。具体的には、投写可能領域決定部１４４は、投写範囲１０Ａ内のエッジ検出データを当該範囲の左上から右下に向かって検出し、所望のアスペクト比を満たす最大の領域（つまり、１つの投写領域４０）を特定する。例えば、図１に示す投写可能領域３０のように多角形状になっているような場合、複数の投写領域４０−１〜４０−３を抽出する（ステップＳ４）。

投写領域確定部１４０は、投写可能領域決定部１４４で抽出された複数の投写領域４０−１〜４０−３を示す情報を入力信号処理部１１０に出力し、画像投写部１９０は、ユーザーに当該複数の投写領域４０−１〜４０−３から１つの投写領域４０を選択させるための選択用画像を投写する。この場合、入力信号処理部１１０は、選択用画像を生成するための画像情報を記憶しておけばよい。

そして、投写領域選択部１４２は、所定の基準（例えば、最も上、最も下、最も左、最も右等）またはユーザーの指示に基づき、複数の投写領域４０−１〜４０−３から１つの投写領域４０を選択する（ステップＳ５）。

また、センシングデータ生成部１７０は、センサー６０からのセンシング情報と、投写領域確定部１４０からの投写領域４０を示す情報に基づき、各キャリブレーション画像内の投写領域４０を構成する各画素のＸＹＺ値の平均値をそれぞれ演算する。また、ＬＵＴデータ生成部１６０は。当該平均値に基づき、３Ｄ−ＬＵＴおよび１Ｄ−ＬＵＴを生成し（ステップＳ６）、それぞれ３Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２２および１Ｄ−ＬＵＴ記憶部１２４に記憶することによりＬＵＴデータを更新する（ステップＳ７）。

そして、投写領域画素領域対応づけ部１３０は、投写領域４０と、空間光変調器１９２の画素領域とを対応づける（ステップＳ８）。この場合、画像信号で表される画像の全範囲が、選択された投写領域４０に投写されるように画像がリサイズされてもよいし、画像信号で表される画像の一部分が、選択された投写領域４０に投写されるように画像がトリミングされてもよい。

そして、画像位置サイズ調整部１１４は、この対応づけに基づき、画像の位置およびサイズを調整するように、デジタル変換された入力画像信号を調整してデジタル信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）を出力する。

さらに、デジタル信号（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２）に対して、補正部１２０が投写領域４０の視環境に応じた画像の色と明るさとなるように画像情報を補正し、Ｄ／Ａ変換部１８０が補正部１２０からの画像情報（Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３）に対してデジタル変換を行ってアナログ信号（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４）を出力する。

駆動部１９１は、アナログ信号（Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４）に基づき、空間光変調器１９２を駆動し、画像投写部１９０は、光源１９３からの光を空間光変調器１９２およびレンズ１９５を介して出力して画像を投写する。

このようにして、画像投写部１９０は、画像の色と明るさを補正した画像を投写領域４０に投写する（ステップＳ９）。

以上のように、本実施形態によれば、液晶プロジェクタは、障害物（例えば、机、観客等）が存在しない投写可能領域３０を自動的に決定することができるため、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

また、例えば、プレゼンテーションを行う場合、利き腕が右のプレゼンターは、観客から見て右側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすく、利き腕が左のプレゼンターは、観客から見て左側に画像を表示したほうが指示棒で指示しやすい。

このような場合においても、本実施形態によれば、ユーザーは、手動でプロジェクタの投写位置を調整する手間をかけることなく、ユーザーにとって好ましい位置に画像を投写することができる。

また、本実施形態によれば、液晶プロジェクタは、センサー６０からのセンシング情報と、投写領域確定部１４０からの投写領域４０を示す情報に基づき、各キャリブレーション画像内の投写領域４０を構成する各画像のＸＹＺ値の平均値をそれぞれ演算してセンシングデータを生成し、このセンシングデータに基づいて生成した画像補正用データを用いることにより、複数の投写可能領域から選択された投写領域４０の視環境に合わせて画像の色と明るさを補正して画像を投写することが可能となる。

これにより、液晶プロジェクタは、例えば、連続して投写領域４０を変更して表示する場合であっても、投写領域４０を変更する度にキャリブレーションを実行する手間を省くことができ、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、液晶プロジェクタは、投写対象領域１０上の投写範囲１０Ａと空間光変調器１９２の画素領域との対応づけを自動的に行うことができるため、適切な位置に適切な画像の大きさで画像を投写することができる。 （ハードウェアの説明）
図４は、本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムのハードウェアブロック図である。

例えば、Ａ／Ｄ変換部１１２としては、例えばＡ／Ｄコンバーター９３０等、Ｄ／Ａ変換部１８０としては、例えばＤ／Ａコンバーター９４０等、駆動部１９１としては、例えば液晶ライトバルブ駆動ドライバを記憶したＲＯＭ９６０等、空間光変調器１９２としては、例えば液晶パネル９２０、液晶ライトバルブ等、補正部１２０、投写領域選択部１４２、投写可能領域決定部１４４、エッジ検出部１４６、投写範囲把握部１４８、投写領域画素領域対応づけ部１３０、アスペクト比決定部１３２、センシングデータ生成部１７０、ＬＵＴ生成部１６０としては、例えば画像処理回路９７０、ＣＰＵ９１０等、キャリブレーション信号発生部１５０としては例えばＲＡＭ９５０等、センサー６０としては例えばＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサー等の多画素センサー等のＸＹＺ値やＲＧＢ値等を導出することが可能なセンサーを用いて実現できる。なお、これらの各部は、システムバス９８０を介して相互に情報をやりとりすることが可能である。また、これらの各部は、回路のようにハードウェア的に実現してもよいし、ドライバのようにソフトウェア的に実現してもよい。

また、これらの各部の機能を液晶プロジェクタ内のコンピュータが情報記憶媒体３００からプログラムを読み取って実現してもよい。

また、情報記憶媒体３００としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を適用でき、その情報の読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。

また、情報記憶媒体３００に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラムを、ネットワークを介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現してもよい。

（変形例）
以上、本発明を適用した好適な実施形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。

例えば、上述した実施例では、投写可能領域決定部１４４は、エッジ検出部１４６からのセンシング画像におけるエッジ検出情報に基づいて投写可能領域３０を決定したが、エッジ検出情報以外の情報に基づいて投写可能領域３０を決定してもよい。例えば、投写可能領域決定部１４４は、センシング画像における色分布に基づいて投写可能領域３０を決定してもよい。

すなわち、例えば、図１において、センシング画像のうち観葉植物２２等の障害物の部分のＸＹＺ値と、投写可能領域３０のＸＹＺ値とは異なっているため、色を示すＸＹＺ値の分布を把握すれば、投写可能領域３０を抽出することができる。以下、色分布に基づく投写可能領域３０の抽出手法について具体的に説明する。

図５は、本実施形態の他の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。

本実施例では、エッジ検出部１４６に代え、センサー６０からのセンシング画像（センシング画像の全体でも一部でもよい。）における色分布を示す検出情報を出力する色分布検出部１４７を採用し、投写可能領域決定部１４４に代え、投写可能領域決定部１４５を採用している。

図３を用いて説明した投写範囲把握部１４８の処理（ステップＳ２）後、色分布検出部１４７は、センシング画像のうち投写範囲１０Ａが該当する部分のセンシング情報（ＸＹＺ値）に基づき投写範囲１０Ａの色分布を検出する。

より具体的には、色分布検出部１４７は、所定の画像処理単位（例えば、縦横一定の画素で構成される画素ブロック、１画素等）ごとにＸ値、Ｙ値、Ｚ値のヒストグラム（度数分布）を生成する。

そして、色分布検出部１４７は、Ｘ値のヒストグラムにおいて上位の度数のＸ値の範囲（ＸＰ１〜ＸＰ２）を検出する。また、色分布検出部１４７は、Ｙ値、Ｚ値についても同様に、上位の度数のＹ値の範囲（ＹＰ１〜ＹＰ２）、上位の度数のＺ値の範囲（ＺＰ１〜ＺＰ２）を検出する。なお、この範囲は、任意であり、例えば、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値とも同じ範囲であってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。

そして、色分布検出部１４７は、これらの色分布の検出情報（ＸＰ１〜ＸＰ２、ＹＰ１〜ＹＰ２、ＺＰ１〜ＺＰ２）を投写可能領域決定部１４５に出力する。

投写可能領域決定部１４５は、アスペクト比決定部１３２からの画像のアスペクト比と、色分布検出部１４７からの色分布の検出情報に基づき、投写可能領域３０を決定する。

より具体的には、投写可能領域決定部１４５は、センシング画像のうち投写範囲１０Ａが該当する部分のセンシング情報に基づき、色分布検出部１４７からのＸ値の範囲（ＸＰ１〜ＸＰ２）に該当するＸ値を有する領域ＡＸを抽出する。なお、センシング情報は、座標位置ごとに（縦座標位置、横座標位置、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値）を有する。したがって、投写可能領域決定部１４５は、Ｘ値を検索キーとして当該Ｘ値を有する座標の縦座標位置および横座標位置を把握できるため、領域ＡＸを抽出することができる。Ｙ値、Ｚ値についても同様に該当する領域ＡＹ、ＡＺを抽出する。

このような手順により、投写可能領域決定部１４５は、Ｘ値の範囲（ＸＰ１〜ＸＰ２）に該当するＸ値を有する領域ＡＸ、Ｙ値の範囲（ＹＰ１〜ＹＰ２）に該当するＹ値を有する領域ＡＹ、Ｚ値の範囲（ＺＰ１〜ＺＰ２）に該当するＺ値を有する領域ＡＺを抽出し、領域ＡＸ、領域ＡＹ、領域ＡＺが重なる領域ＡＡ（例えば、図１の投写可能領域３０が該当する。）を抽出する。

このようにして投写可能領域３０を抽出することができる。これ以降の手順は、上述した図３のステップＳ４以降の処理を行えばよい。

このように色の分布に基づく手法を採用することにより、本実施形態の液晶プロジェクタは、投写対象領域１０の一部が蛍光灯５０等による環境影響を受けている場合であっても、当該環境影響を受けていない（または当該環境影響を受けている）均質な部分のうちアスペクト比を満たす部分を投写領域４０として抽出することができる。

また、色の分布に基づく手法を採用することにより、エッジ検出を行う必要はないため、本実施形態の液晶プロジェクタはより高速（より効率的）に処理を行うことができる。

なお、色の分布の検出手法は上記手法に限定されず、例えば、基準とするＸ値、Ｙ値、Ｚ値の範囲は、それぞれの値に対して異なる重み付け等を行って決定してもよいし、関数を用いて決定してもよい。また、色の分布を把握するための指標はＸＹＺ値に限定されず、ＲＧＢ値等を用いてもよい。

また、液晶プロジェクタを屋外で用いることによって投写対象領域１０の一部が空となってしまったり、液晶プロジェクタを学校の教室で用いることによって投写対象領域１０の一部がガラス窓となってしまったりすることにより、投写対象領域１０の一部が液晶プロジェクタからの投写光を反射しない場合、液晶プロジェクタは以下の処理を行ってもよい。

例えば、液晶プロジェクタは、矩形の画像を投写する場合、当該画像の４隅を示す点や線等の投写と撮像を、投写範囲を狭めながら繰り返し行い、当該４隅の点等をセンサー６０が検出した時点で、センシング画像内の当該４隅と、空間光変調器１９２の４隅の座標との対応づけを行うことにより、上述した投写領域４０を決定する処理を適用することができる。

また、上述した実施例では、液晶プロジェクタは、エッジ検出等を行う場合に黒の単色のキャリブレーション画像を用いたが、例えば、白の単色のキャリブレーション画像のセンシング画像のＸＹＺ値と、黒の単色のキャリブレーション画像のセンシング画像のＸＹＺ値との差分値を示すセンシング情報を用いてエッジ検出等を行ってもよい。

これによれば、液晶プロジェクタは、投写対象領域１０内の領域によって環境影響に多少の違いがある場合であっても、その違いを低減した状態で色分布検出等を行うことができる。

また、例えば、投写領域４０のユーザーによる選択は、液晶プロジェクタの本体のボタンやリモコン操作によってもよいし、ユーザーの動作指示や音声指示を適用してもよい。

また、本実施形態の液晶プロジェクタは、画像の投写時に台形歪み補正や自動焦点調整等を行ってもよい。

さらに、上述した実施例では、投写領域４０は長方形であったが、投写領域４０として円形等の長方形以外の形状を採用してもよい。

また、本実施形態の液晶プロジェクタは、例えば、図３に示す画像投写処理を所定のタイミング（例えば、所定時間ごと、プレゼンターの変更時等）で繰り返し行ってもよい。

これによれば、液晶プロジェクタは、所定のタイミングで繰り返しセンシングとエッジ検出を行うことにより、障害物の位置等が変化した場合、具体的には、例えば、投写領域４０に観客が重なってしまった場合等において、障害物のない投写領域４０に画像を投写するように自動的に調整することができる。これにより、ユーザーは、投写位置の変更をより簡易に行うことが可能となる。また、液晶プロジェクタは、障害物の位置に応じて投写領域４０を決定してもよい。

また、本実施形態の液晶プロジェクタは、上記の所定のタイミングで図３の画像処理を繰り返す場合、同図のステップＳ１からＳ９までの処理をそのまま繰り返してもよいし、あるいはステップＳ１の処理で非表示時の投写対象領域１０（または黒色キャリブレーション画像の投写像）のセンシングのみを行い、ステップＳ２の処理を省略してステップＳ３からＳ９までの処理を実施するという過程を繰り返してもよい。

これによれば、前者の場合、液晶プロジェクタは、例えば、投写領域４０に新たな障害物が進入した場合等において、障害物のない投写領域４０に画像を投写するように調整できるだけでなく、視環境が変化した場合にも変化後の視環境に適した補正を施して画像を投写することができる。一方、後者の場合、液晶プロジェクタは、非表示時の投写対象領域１０のセンシングのみで、障害物のない新たな投写領域４０に画像を投写することができるため、観客等の投写画像観察者を有色のキャリブレーション画像表示によって煩わしい思いをさせることなく、投写位置の変更を簡易に行うことが可能となる。

また、上述した実施例では、液晶プロジェクタは、最初にアスペクト比を満たす１つ以上の投写領域４０を抽出してから最大の投写可能領域３０を求めたが、最初にエッジ検出データに基づいて障害物のない投写可能領域３０を求めてから投写可能領域３０内でアスペクト比を満たす１つ以上の投写領域４０を抽出してもよい。

また、上述した実施例では、液晶プロジェクタは、投写領域確定部１４０が投写領域４０を確定した後に当該投写領域４０のＸＹＺ値の平均値に基づいて画像補正用データを生成したが、選択可能な複数の投写領域（例えば、図１に示す投写領域４０−１〜４０−３）ごとのＸＹＺ値の平均値に基づいて画像補正用データ（例えば、３Ｄ−ＬＵＴおよび１Ｄ−ＬＵＴ等）を生成して補正部１２０に記憶し、投写領域の選択に応じて適用する画像補正用データを切り替えながら入力画像情報を補正してもよい。

これによれば、液晶プロジェクタは、例えば、頻繁に投写領域４０を変更するような場合であっても、変更の度に画像補正用データを更新する必要がないため、より短時間に視環境に応じた画像補正用データを適用することが可能となる。

また、本実施形態の投写型画像表示システムを、上述した液晶プロジェクタ以外にも、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたプロジェクタ等の種々の投写型表示システムに適用してもよい。例えば、上述した空間光変調器としてＤＭＤチップとカラーフィルタを含む機器を用いてもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。また、プロジェクタは前面投写型のものに限定されず、背面投写型のものであってもよい。

また、上述したリビングルーム等の家庭以外にも、ミーティングルーム、医療現場、広告現場、教育現場、映画館、展示場等の業務において画像の投写を行う場合にも本発明は有効である。

なお、上述した投写型画像表示システムの機能は、例えば、液晶プロジェクタ単体で実現してもよいし、複数の処理装置で分散して（例えば、液晶プロジェクタとＰＣとで分散処理）実現してもよい。

本実施形態の一例に係る投写領域の概略説明図である。 本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。 本実施形態の一例に係る画像投写の手順を示すフローチャートである。 本実施形態の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムのハードウェアブロック図である。 本実施形態の他の一例に係る液晶プロジェクタ内の投写型画像表示システムの機能ブロック図である。

符号の説明

１０ 投写対象領域、３０ 投写可能領域、４０ 投写領域、６０ センサー（センシング手段、センシング部）、１１４ 画像位置サイズ調整部（調整手段）、１３０ 投写領域画素領域対応づけ部（調整手段）、１４２ 投写領域選択部、１４４、１４５ 投写可能領域決定部、１４６ エッジ検出部（検出手段）、１４７ 色分布検出部（検出手段）、１４８ 投写範囲把握部、１９０ 画像投写部、１９２ 空間光変調器、３００ 情報記憶媒体

Claims (10)

1. 投写対象領域へ向けキャリブレーション画像を投写する画像投写手段と、
   投写された前記キャリブレーション画像をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
   当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
   当該検出情報に基づき、前記投写対象領域内の投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
   選択を示す情報または所定の基準に基づき、前記投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
   前記投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段と、
   を含み、
   前記画像投写手段は、調整後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写することを特徴とする投写型画像表示システム。
2. 請求項１において、
   前記センシング情報に基づき、視環境に応じて画像を補正するための所定の画像補正用データを生成する画像補正用データ生成手段と、
   前記調整手段による調整後の入力画像情報を、前記画像補正用データに基づき補正する補正手段と、
   を含み、
   前記画像投写手段は、前記補正手段による補正後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写することを特徴とする投写型画像表示システム。
3. 請求項２において、
   前記画像補正用データ生成手段は、前記投写領域選択手段によって選択された投写領域に該当する部分のセンシング情報に基づき、当該投写領域の視環境を把握して前記画像補正用データを生成することを特徴とする投写型画像表示システム。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記画像投写手段は、空間光変調器を有し、
   前記調整手段は、前記センシング情報に基づく投写対象領域と、前記空間光変調器の画素領域とを対応づけ、画像の位置および大きさの少なくとも一方を調整するように、前記入力画像情報を調整することを特徴とする投写型画像表示システム。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記センシング手段は、所定のタイミングで繰り返しセンシングしてセンシング情報を出力し、
   前記検出手段は、新たなセンシング情報に基づき検出情報を出力し、
   前記投写可能領域決定手段は、新たな検出情報に基づき、前記投写可能領域を新たに決定することを特徴とする投写型画像表示システム。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記投写可能領域決定手段は、前記投写対象領域のうち障害物が存在せず、かつ、所望のアスペクト比を満たす少なくとも１つの領域を決定するとともに、当該領域のうち、最も外側の領域の境界線によって包囲される部分を前記投写可能領域として決定することを特徴とする投写型画像表示システム。
7. 投写対象領域へ向けキャリブレーション画像を投写する画像投写手段と、
   投写された前記キャリブレーション画像をセンシングしてセンシング情報を出力するセンシング手段と、
   当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
   当該検出情報に基づき、前記投写対象領域内の投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
   選択を示す情報または所定の基準に基づき、前記投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
   前記投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段と、
   を含み、
   前記画像投写手段は、調整後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写することを特徴とする投写型画像表示システム。
   を含むことを特徴とするプロジェクタ。
8. センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
   コンピュータを、
   前記画像投写手段に投写対象領域へ向けキャリブレーション画像を投写させる画像投写制御手段と、
   前記センシング手段に前記キャリブレーション画像をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
   当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
   当該検出情報に基づき、前記投写対象領域内の投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
   選択を示す情報または所定の基準に基づき、前記投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
   前記投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段として機能させ、
   前記画像投写制御手段は、調整後の画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させることを特徴とするプログラム。
9. センシング手段と、画像投写手段とを制御するコンピュータにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、
   コンピュータを、
   前記画像投写手段に投写対象領域へ向けキャリブレーション画像を投写させる画像投写制御手段と、
   前記センシング手段に前記キャリブレーション画像をセンシングさせてセンシング情報を出力させるセンシング制御手段と、
   当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力する検出手段と、
   当該検出情報に基づき、前記投写対象領域内の投写可能領域を決定する投写可能領域決定手段と、
   選択を示す情報または所定の基準に基づき、前記投写可能領域から投写領域を選択する投写領域選択手段と、
   前記投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整する調整手段として機能させるためのプログラムを記憶し、
   前記画像投写制御手段は、調整後の画像情報に基づき、前記画像投写手段に前記投写領域へ向け画像を投写させることを特徴とする情報記憶媒体。
10. 投写対象領域へ向けキャリブレーション画像を投写し、
    当該キャリブレーション画像をセンシングしてセンシング情報を出力し、
    当該センシング情報に基づき、エッジ検出処理または色分布検出処理を実行してセンシング画像におけるエッジまたはセンシング画像における色分布を示す検出情報を出力し、
    当該検出情報に基づき、前記投写対象領域内の投写可能領域を決定し、
    選択を示す情報または所定の基準に基づき、前記投写可能領域から投写領域を選択し、
    前記投写領域に画像が表示されるように、入力画像情報を調整し、
    調整後の画像情報に基づき、前記投写領域へ向け画像を投写することを特徴とする画像投写方法。

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