JP4877430B2 - マルチプロジェクションディスプレイシステム及び画面形成方法 - Google Patents

Description

本発明は複数のプロジェクタからスクリーンに画像を投射して一つの画面を形成する背面投射型のマルチプロジェクションディスプレイシステム及びその画面形成方法に関する。

大型のプロジェクションディスプレイとして、複数のプロジェクタからスクリーン上に画像を投射し、各投射画像をつなぎ合わせて一つの画面を形成するマルチプロジェクションディスプレイシステムが知られている。

このようなマルチプロジェクションディスプレイシステムでは、複数のプロジェクタから投射される各画像のスクリーン上における位置の精度が投射画像全体の品質に大きな影響を与える。

例えば、各投射画像の位置がずれていると、スクリーンに投射された画像間に不連続な継ぎ目が生じたり、隣接する画像の端部が重複したりする等、表示品質が大幅に劣化してしまう。

このような問題に対処するため、例えば特許文献１では、スクリーンの周辺に形成した複数のマーク、またはスクリーンに投射した複数のマークを撮影することで各マークの座標位置を検出し、検出したマークの位置を基準にして投射画像の位置を調節する方法が記載されている。

しかしながら、上述した背景技術のマルチプロジェクションディスプレイシステムは、スクリーンの外周に配置されたマークを用いてプロジェクタ毎の投射領域の境界を検出する構成である。

そのため、背景技術のマルチプロジェクションディスプレイシステムは、２台のプロジェクタによってスクリーン上に画像を投射して一つの画面を形成する場合には適用できても、３台以上のプロジェクタによってスクリーン上に画像を投射して一つの画面を形成する場合には適用できない。

例えば、４台のプロジェクタでスクリーン上に画像を投射して一つの画面を形成する場合、スクリーン上では投射画像が４分割されて表示されるため、スクリーンの中央部にもプロジェクタ毎の投射領域の境界を示すマークを設ける必要がある。

背景技術のマルチプロジェクションディスプレイシステムでは、このようなスクリーン内に配置するマークやその使用方法については何も示していない。そのため、各投射画像のスクリーン内における境界が正確に判別できず、スクリーンに投射された画像間に不連続な継ぎ目が生じたり、隣接する画像の端部が重複する等、表示画像の品質が劣化する可能性がある。

特開２００６−２５１６０４号公報

そこで本発明は、３台以上のプロジェクタによってスクリーン上に画像を投射して一つの画面を形成する場合でも、表示品質の劣化が少ない投射画像が得られるマルチプロジェクションディスプレイシステム及びその画面形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明のマルチプロジェクションディスプレイシステムは、３台以上のプロジェクタからスクリーンに四角形状の画像を投射し、投射された複数の投射画像をスクリーン上でつなぎ合わせることで一つの画面を形成するマルチプロジェクションディスプレイシステムであって、
前記スクリーン上における投射画像の頂点が位置すべき規定位置を特定するための、少なくとも前記スクリーンの投射領域よりも可視光に対する反射率が高いマーク、または可視光に対する反射率が前記投射領域と異なる前記投射領域を支持する支持部材を含む撮影領域を撮影できる位置にそれぞれ設置された複数のカメラと、
前記カメラで前記撮影領域を撮影することで得られる撮影画像データを基に、前記規定位置及び前記投射画像の各頂点の位置を検出し、検出した前記規定位置を示すデータ及び前記投射画像の各頂点の位置を示す画像端データを出力する画像処理回路と、
前記規定位置を示すデータ及び前記画像端データに基づき、前記投射画像の頂点の位置が該頂点に対応する規定位置からずれているとき、それらが一致するように前記投射画像の位置及び大きさを調整する制御部と、
を有する。

一方、本発明の画面形成方法は、３台以上のプロジェクタからスクリーンに四角形状の画像を投射し、投射された複数の投射画像をスクリーン上でつなぎ合わせることで一つの画面を形成するマルチプロジェクションディスプレイシステムの画面形成方法であって、
複数のカメラが、
前記スクリーン上における投射画像の頂点が位置すべき規定位置を特定するための、少なくとも前記スクリーンの投射領域よりも可視光に対する反射率が高いマーク、または可視光に対する反射率が前記投射領域と異なる前記投射領域を支持する支持部材を含む撮影領域を撮影し、
制御部が、
前記カメラで前記撮影領域を撮影することで得られる撮影画像データを基に、前記規定位置及び前記投射画像の各頂点の位置を検出し、検出した前記規定位置を示すデータ及び前記投射画像の各頂点の位置を示す画像端データを生成し、
前記規定位置を示すデータ及び前記画像端データに基づき、前記投射画像の頂点の位置が該頂点に対応する規定位置からずれているとき、それらが一致するように前記投射画像の位置及び大きさを調整する方法である。

図１は、第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムの全体像を示す模式図である。 図２は、図１に示したスクリーンの中央部に設けられた撮影領域を拡大した様子を示す平面図である。 図３は、図１に示したスクリーンの中央上端部に設けられた撮影領域を拡大した様子を示す平面図である。 図４は、第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムの一構成例を示すブロック図である。 図５は、本発明のマルチプロジェクションディスプレイシステムの処理手順を示すフローチャートである。 図６は、第２の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムの一構成例を示すブロック図である。 図７は、第２の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムが備えるスクリーンの一例を示す模式図である。

次に本発明について図面を用いて説明する。

以下では、背面投射型のプロジェクタとして、スクリーンに投射するＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三色のレーザ光を水平方向及び垂直方向にそれぞれ走査することで四角形状の画像を形成するレーザプロジェクタを複数台備える構成を例にして本発明のマルチプロジェクションディスプレイシステムについて説明する。

本発明は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）やその他の光源を用いてスクリーン上に画像を形成する二次元走査型のプロジェクタを用いる構成であれば適用可能であり、その光源の種類をレーザ光に限定するものではない。レーザプロジェクタの構成については、例えば特開２００５−１８０４０号公報等に記載されている。

また、以下の各実施の形態では、二次元走査型のレーザプロジェクタ（以下、単に走査型プロジェクタと称す）を用いたマルチプロジェクションディスプレイシステムを例にして説明するが、本発明は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）やその他のマイクロディスプレイを用いたマルチプロジェクションディスプレイシステムにも適用可能であり、プロジェクタの種類を限定するものではない。マイクロディスプレイを用いたマルチプロジェクションディスプレイシステムにおける画像範囲の調整には、周知の台形補正処理等を利用すればよい。

また、以下では、４台の走査型プロジェクタから画像を背面投射することでスクリーン上に一つの画面を形成する例を示すが、画面の形成に用いるプロジェクタの数は４台に限定されるものではなく、３台以上であれば何台でもよい。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムの全体像を示す模式図である。図２は図１に示したスクリーンの中央部に設けられた撮影領域を拡大した様子を示す平面図であり、図３は図１に示したスクリーンの中央上端部に設けられた撮影領域を拡大した様子を示す平面図である。

図１に示すように、第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイは、例えば４台の走査型プロジェクタ１１〜１４からスクリーン１０に四角形状の画像を背面投射することで一つの画面を形成する構成である。

スクリーン１０の背面側には、各走査型プロジェクタ１１〜１４から投射された画像の位置を検出するために複数のカメラが設置されている。各カメラは、走査型プロジェクタ１１〜１４から投射された四角形状の投射画像の頂点を含む所定の撮影領域を撮影できる位置にそれぞれ設置される。図１では、４分割された各投射画像の頂点近傍を撮影するために９台のカメラ２１ａ〜２１ｉを備え、カメラ２１ａ〜２１ｉで撮影可能な四角形状の領域（撮影領域２２ａ〜２２ｉ）をそれぞれ点線で囲むことで示している。

スクリーン１０は、各走査型プロジェクタ１１〜１４から画像が投射される投射領域２と、投射領域２の外周を囲む額縁部１とを備えている。額縁部１は、投射領域２を支持する部材（支持部材）であり、投射領域２や後述するマーク３ｂ、３ｄ〜３ｆ及び３ｈと異なる反射率を備えていればよく、その材料等を限定するものではない。

カメラ２１ａ〜２１ｉによる撮影領域２２ａ〜２２ｉは、その位置によって３種類に分類される。

図２は、スクリーン１０の中央部に設けられた撮影領域２２ｅの構成例を示している。撮影領域２２ｅには、その中央部付近に、投射領域２よりも可視光に対する反射率が高いマーク３ｅが設けられている。撮影領域２２ｅのうち、マーク３ｅの中心部位が走査型プロジェクタ１１〜１４から投射される各画像の頂点が位置すべき規定位置となる。

図３は、スクリーン１０の中央上端部に設けられた撮影領域２２ｂの構成例を示している。撮影領域２２ｂには、その中央部付近に、投射領域２よりも可視光に対する反射率が高いマーク３ｂが設けられている。撮影領域２２ｂでは、額縁部１が横断し、該額縁部１と投射領域２の境界に中心線が位置するようにマーク３ｂが設けられるため、マーク３ｂの大きさが上記マーク３ｅの大きさの１／２となる。撮影領域２２ｂでは、額縁部１とマーク３ｂの境界線の中央部位が走査型プロジェクタ１１、１２から投射される各画像の頂点が位置すべき規定位置となる。

スクリーン１０の中央左端部に設けられた撮影領域２２ｄ、スクリーン１０の中央右端部付近に設けられた撮影領域２２ｆ及びスクリーン１０の中央下端部付近に設けられた撮影領域２２ｈも、それぞれ図３に示した撮影領域２２ｂと同様の構成である。

本実施形態では、スクリーン１０の各角部に設けられた撮影領域２２ａ，２２ｃ，２２ｇ，２２ｉにはマークを形成しない。撮影領域２２ａでは、額縁部１と投射領域２の境界線の角部位が、走査型プロジェクタ１１から投射される画像の頂点が位置すべき規定位置となる。また、撮影領域２２ｃでは、額縁部１と投射領域２の境界線の角部位が走査型プロジェクタ１２から投射される画像の頂点が位置すべき規定位置となる。同様に、撮影領域２２ｇでは、額縁部１と投射領域２の境界線の角部位が走査型プロジェクタ１３から投射される画像の頂点が位置すべき規定位置となる、また、撮影領域２２ｉでは、額縁部１と投射領域２の境界線の角部位が走査型プロジェクタ１４から投射される画像の頂点が位置すべき規定位置となる。

マーク３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び３ｈは、例えばスクリーン１０（投射領域２）表面に実施する周知の低反射処理の条件を変更し、マークとなる所定領域の可視光に対する反射率を、投射領域２よりも高い値に設定することで形成する。マーク３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び３ｈは、上述したように、走査型プロジェクタ１１〜１４から投射される画像の各頂点が位置すべき規定位置を判別するために用いるものであり、それぞれ投射領域２内に含まれるように配置する。

なお、本実施形態では、スクリーン１０の各角部に設けられた撮影領域２２ａ，２２ｃ，２２ｇ，２２ｉにマークを形成しない例を示しているが、これらの領域内にマークを形成してはならない理由は無く、マークを撮影領域２２ａ，２２ｃ，２２ｇ，２２ｉ内にも形成してかまわない。

図４は第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムの一構成例を示すブロック図である。

図４に示すように第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムは、４台の走査型プロジェクタ１１〜１４と、走査型プロジェクタ１１〜１４の動作を制御するマルチプロジェクタ制御部４１と、走査型プロジェクタ１１〜１４で投射された各画像の頂点を含む所定の撮影領域２２ａ〜２２ｉを撮影するカメラ２１ａ〜２１ｉと、各カメラ２１ａ〜２１ｉで撮影された撮影画像データを処理する画像処理回路４２とを備えている。

走査型プロジェクタ１１〜１４は、図示しないレーザ光源と、走査位置に対応する映像信号（画像信号を含む）にしたがって光源から出射されたレーザ光の強度を変調する変調器４４と、変調器４４から出射されたレーザ光を水平方向に走査するための水平走査ミラー４５と、変調器４４から出射されたレーザ光を垂直方向に走査するための垂直走査ミラー４６と、水平走査ミラー４５及び垂直走査ミラー４６を動作させるための駆動信号を生成すると共に外部から供給される映像信号に基づいて変調器４４にレーザ光の強度を変調させるための変調信号を生成するプロジェクタ制御回路４３とを備えている。水平走査ミラー４５には、高速動作が必要なため、例えば振動ミラーが使用される。

マルチプロジェクタ制御部４１は、外部からスクリーン１０に投射する映像信号が供給されると、該映像信号を４分割し、各走査型プロジェクタ１１〜１４に表示すべき画像に対応する映像信号を生成する。また、マルチプロジェクタ制御部４１は、各走査型プロジェクタ１１〜１４に、表示位置に対応する映像信号を供給すると共に、走査タイミングを示すフレーム同期信号を送信する。なお、マルチプロジェクタ制御部４１は、走査型プロジェクタ１１〜１４に対応する４つの映像信号が供給される構成でもよい。その場合、マルチプロジェクタ制御部４１は、前述の走査型プロジェクタ１１〜１４毎の映像信号を生成する必要はない。

さらに、本実施形態のマルチプロジェクタ制御部４１は、各カメラ２１ａ〜２１ｉに撮影タイミングを指示するための撮影タイミング信号を送信する。

各プロジェクタ制御回路４３は、マルチプロジェクタ制御部４１から受信したフレーム同期信号に基づいて水平走査ミラー４５及び垂直走査ミラー４６に駆動信号を供給すると共に、マルチプロジェクタ制御部４１から受信した映像信号を基に生成した変調信号を変調器４４に供給する。

画像処理回路４２は、各カメラ２１ａ〜２１ｉが撮影することで得られる撮影画像データから、額縁部１、投射領域２、並びにマーク３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び３ｈを判別し、各走査型プロジェクタ１１〜１４からスクリーン１０へ投射する各画像の頂点毎の規定位置をそれぞれ検出する。額縁部１、投射領域２、並びにマーク３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び３ｈは、上述したようにそれぞれ反射率が異なるため、例えばシステムの立ち上げ時に白ベタ表示を行い、カメラ２１ａ〜２１ｉで撮影領域２２ａ〜２２ｉを撮影すれば、判別することが可能である。額縁部１、投射領域２、並びにマーク３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び３ｈを判別すれば、マーク３ｅの中心部位、額縁部１とマーク３ｂ、３ｄ、３ｆ、３ｈの境界線の中央部位、並びに額縁部１と投射領域２の境界線の角部位を、それぞれ投射画像の頂点の規定位置として決定できる。

さらに、画像処理回路４２は、走査型プロジェクタ１１〜１４から実際に投射されている各画像の頂点をそれぞれ検出し、それら各画像の頂点の位置を示す画像端データをマルチプロジェクタ制御部４１へ出力する。投射画像の頂点は、例えばカメラ２１ａ〜２１ｉが撮影することで得られる撮影画像データに周知のラプラシアンフィルタ処理を施すことで検出できる。なお、各投射画像の頂点を検出する場合は、各カメラ２１ａ〜２１ｉによる撮影期間にて、垂直方向及び水平方向で隣り合う画像の両方が同時に撮影されないように、走査型プロジェクタ１１〜１４による走査方向や走査のタイミングが異なるように設定することが望ましい。

マルチプロジェクタ制御部４１は、画像処理回路４２から受け取った投射画像の各頂点の規定位置を示すデータ及び画像端データを、対応する走査型プロジェクタのプロジェクタ制御回路４３へ供給する。

走査型プロジェクタ１１〜１４の各プロジェクタ制御回路４３は、画像端データから投射画像の頂点が対応する規定位置からずれているか否かを判定し、水平走査ミラー４５または垂直走査ミラー４６による走査範囲の調整要否を判断する。調整が必要な場合は、投射画像の頂点の位置が該頂点に対応する規定位置と一致するように投射画像の位置及び大きさを調整する。投射画像の位置及び大きさは、調整対象の走査ミラーへ供給する駆動信号により調整可能である。

投射画像の水平方向の走査範囲は、水平走査ミラー４５へ供給する駆動信号の電圧（振幅値）で制御することが可能であり、投射画像の垂直方向の走査範囲は、垂直走査ミラー４６へ供給する駆動信号の電圧（振幅値）で制御することが可能である。

例えば、水平走査ミラー４５へ供給する駆動信号の振幅値を大きくすれば水平方向の走査範囲が広がり、振幅値を小さくすれば水平方向の走査範囲が狭くなる。垂直走査ミラー４６についても同様の制御が可能である。なお、走査範囲の調整要否の判定や走査ミラーの駆動信号の調整処理は、マルチプロジェクタ制御部４１で実行してもよい。本願の特許請求の範囲では、このような走査範囲の調整要否の判定や走査ミラーの駆動信号の調整処理を実行する構成を「制御部」と称している。

本実施形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムが備えるマルチプロジェクタ制御部４１及び画像処理回路４２並びに各走査型プロジェクタ１１〜１４が備えるプロジェクタ制御回路４３は、例えばプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ、所定の演算処理を実行するＤＳＰ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器及びメモリを含む各種論理演算回路等で実現できる。

図５は、本発明のマルチプロジェクションディスプレイシステムの処理手順を示すフローチャートである。

第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムでは、システムの立ち上げた時、上述したように各走査型プロジェクタ１１〜１４により白ベタ表示を行う。カメラ２１ａ〜２１ｉは、各走査型プロジェクタ１１〜１４による画像の１フレームの表示期間のうち、撮影領域２２ａ〜２２ｉ内を走査する期間を含む撮影期間で撮影を行い、その撮影画像データを画像処理回路４２へ転送する（ステップＳ１）。

画像処理回路４２は、カメラ２１ａ〜２１ｉから撮影画像データを取得すると、上述したように各走査型プロジェクタ１１〜１４による投射画像の各頂点の規定位置をそれぞれ検出し、さらに走査型プロジェクタ１１〜１４から実際に投射されている画像の各頂点をそれぞれ検出し、検出した各頂点の規定位置を示すデータ（以下、規定位置データと称す）及び投射画像の実際の頂点の位置を示す画像端データをマルチプロジェクタ制御部４１へ出力する（ステップＳ２）。

マルチプロジェクタ制御部４１は、画像処理回路４２から受け取った投射画像の各頂点の規定位置データ及び画像端データを、対応する走査型プロジェクタのプロジェクタ制御回路４３へ供給する（ステップＳ３）。

各走査型プロジェクタ１１〜１４のマルチプロジェクタ制御部４３は、マルチプロジェクタ制御部４１から受け取った画像の各頂点の規定位置データ及び画像端データを基に、投射画像の頂点が対応する規定位置からずれているか否かを判定し（ステップＳ４）、ずれている場合は頂点が規定位置と一致するように走査型プロジェクタ１１〜１４の走査範囲を調整する（ステップＳ５）。一方、投射画像の頂点が予め設定された規定位置からずれていない場合は、ステップＳ１の処理に戻ってステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り返す。

投射画像の走査範囲の調整後、プロジェクタ制御回路４３は、外部から供給される映像信号に基づいて変調器４４にレーザ光の強度を変調させて映像を投射する。このとき、投射領域２よりも反射率が高い（透過率が低い）マーク３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び３ｈにおける投射光（レーザ光）の走査速度は、投射領域２との反射率の違いを考慮して、投射領域２における投射光の走査速度よりも遅くする。

例えば、透過率が高い領域（投射領域２）の透過率をＴ１、透過率が低い領域（マーク３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｆ及び３ｈ）の透過率をＴ２、透過率が高い領域の投射光の走査速度の最大値をｖ１、透過率が低い領域の投射光の走査速度の最大値をｖ２とすると、
Ｔ１／ｖ１≦Ｔ２／ｖ２・・・（１）
の関係を満たすように走査速度を制御すれば、透過率が低い領域であっても輝度が低下することなく画像を表示できる。

なお、水平走査ミラー４５に振動ミラーを用いると、各走査型プロジェクタ１１〜１４からスクリーン１０へ投射される光の走査速度は、各走査型プロジェクタ１１〜１４の投射範囲内における中央部付近で速くなり、投射範囲における端辺付近で遅くなる。そのため、特別な処理を施さなくても上記（１）式の関係をほぼ満たすことができる。

本実施形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムでは、システムの立ち上げ時に投射画像の各頂点に対応する規定位置をそれぞれ判別し、画像を表示しているときにも投射画像の各頂点を検出できるため、随時、各走査型プロジェクタ１１〜１４による投射画像の走査範囲を調整できる。

本実施形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムによれば、各プロジェクタから投射する画像の各頂点の規定位置を正確に認識することが可能であり、各頂点が対応する規定位置と一致するように、各投射画像の位置や大きさをそれぞれ調整することで、３台以上のプロジェクタによってスクリーン１０上に画像を投射して一つの画面を形成する場合でも、表示品質の劣化が少ない投射画像が得られる。

さらに、本実施形態では、各カメラ２１ａ〜２１ｉが撮影することで得られる撮影画像データから、額縁部１、投射領域２並びにマーク３ｂ、３ｄ〜３ｆ及び３ｈを判別し、各走査型プロジェクタ１１〜１４からスクリーン１０へ投射する各画像の頂点の規定位置をそれぞれ検出する。そのため、カメラ２１ａ〜２１ｉは、投射領域２、額縁部１、並びにマーク３ｂ、３ｄ〜３ｆ及び３ｈを判別できる範囲を撮影できればよく、その撮影中心は対応する規定位置からずれていてもよい。したがって、マルチプロジェクションディスプレイシステムの組み立て時におけるカメラ２１ａ〜２１ｉの設置位置の調整が不要であり、組み立て工数の増大が抑制される。
（第２の実施の形態）
走査型プロジェクタからスクリーンに投射される画像では、画像端辺の中央部が画像中心から膨らむ歪（樽型歪）や画像端辺の中央部が画像中心へ向かって収縮する歪（糸巻き型歪）が発生することがある。そのような場合、投射画像の各頂点が対応する規定位置とそれぞれ一致していても画像端辺の中央部付近で位置ずれが発生してしまう。

第２の実施の形態では、投射画像で発生する樽型歪や糸巻き型歪を補正しつつ各投射画像の頂点の位置を調整するための手法を提案する。

図６は第２の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムの一構成例を示すブロック図である。図７は第２の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムが備えるスクリーンの一例を示す模式図である。

第２の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムは、第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイと同様に、例えば４台の走査型プロジェクタ１１〜１４からスクリーン１０に画像を背面投射することで一つの画面を形成する構成である。

図６に示すように、第２の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムは、第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイと同様に、スクリーン１０の背面側に、走査型プロジェクタ１１〜１４によって投射された各画像の頂点を含む撮影領域２２ａ〜２２ｉを撮影するためのカメラ２１ａ〜２１ｉを備えると共に、さらに各画像の端辺中央部を含む撮影領域２２ｊ〜２２ｕを撮影するために、カメラ２１ａ〜２１ｕが設置された構成である。その他の構成は、図２に示した第１の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイシステムと同様であるため、その説明は省略する。

なお、図７では、スクリーン１０及び該スクリーン１０上に配置される撮影領域２２ａ〜２２ｕのみを示し、走査型プロジェクタ１１〜１４及びカメラ２１ａ〜２１ｕは図示していない。

本実施形態の画像処理回路４２は、カメラ２１ａ〜２１ｉで撮影された各投射画像の頂点近傍の撮影画像データに基づいて各投射画像の頂点を示す頂点データをマルチプロジェクタ制御部２へ出力し、カメラ２１ｊ〜２１ｕで撮影された中央部近傍の撮影画像データに基づいて各投射画像の端辺を示す画像端データをマルチプロジェクタ制御部２へ出力する。マルチプロジェクタ制御部４１は、画像処理回路４２から受け取った画像端データを、対応する走査型プロジェクタ１１〜１４のプロジェクタ制御回路４３へ供給する。

プロジェクタ制御回路４３は、受け取った画像端データに基づいて投射画像の歪を検出し、映像信号に対して該歪を補正するための歪補正処理を行う。歪補正処理は、投射画像が長方形に近づくように、すなわち投射画像の端辺が水平または垂直になるように補正する。より具体的には、頂点位置を結ぶ直線を基準として、端辺が外側に膨らんでいる場合は、当該端辺の中央部付近に向かって段階的に走査ミラーの振幅を小さくし、内側に縮まっている場合は、当該端辺中央部付近に向かって段階的に走査ミラーの振幅を大きくすることで歪を補正する。なお、歪補正処理には、歪の種類に応じた周知の補正方法を利用すればよく、本実施形態はその補正方法を限定するものではない。

プロジェクタ制御回路４３は、歪補正後の映像信号に基づいて変調信号を生成し、変調器４４に該変調信号を供給する。また、歪補正後の投射画像の頂点が対応する規定位置からずれているときは、水平走査ミラー４５及び垂直走査ミラー４６へ供給する駆動信号を調整して、投射画像の各頂点を対応する規定位置と一致させる。その他の構成及び処理は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。

第２の実施の形態のマルチプロジェクションディスプレイによれば、第１の実施の形態と同様の効果に加えて、スクリーン１０上に投射された画像の歪も補正できる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。

この出願は、２００９年３月３０日に出願された特願２００９−０８２２１５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (12)

1. ３台以上のプロジェクタからスクリーンに四角形状の画像を投射し、投射された複数の投射画像をスクリーン上でつなぎ合わせることで一つの画面を形成するマルチプロジェクションディスプレイシステムであって、
   前記スクリーン上における投射画像の頂点が位置すべき規定位置を特定するための、少なくとも前記スクリーンの投射領域よりも可視光に対する反射率が高いマーク、または可視光に対する反射率が前記投射領域と異なる前記投射領域を支持する支持部材を含む撮影領域を撮影できる位置にそれぞれ設置された複数のカメラと、
   前記カメラで前記撮影領域を撮影することで得られる撮影画像データを基に、前記規定位置及び前記投射画像の各頂点の位置を検出し、検出した前記規定位置を示すデータ及び前記投射画像の各頂点の位置を示す画像端データを出力する画像処理回路と、
   前記規定位置を示すデータ及び前記画像端データに基づき、前記投射画像の頂点の位置が該頂点に対応する規定位置からずれているとき、それらが一致するように前記投射画像の位置及び大きさを調整する制御部と、
   を有するマルチプロジェクションディスプレイシステム。
2. 前記プロジェクタは、
   二次元走査型プロジェクタである請求項１記載のマルチプロジェクションディスプレイシステム。
3. 前記制御部は、
   前記投射領域における投射光の走査速度よりも前記マーク上における投射光の走査速度を遅くする請求項１または２記載のマルチプロジェクションディスプレイシステム。
4. 前記制御部は、
   前記投射領域の透過率をＴ１、前記マークの透過率をＴ２、前記投射領域における投射光の走査速度の最大値をｖ１、前記前記マーク上における投射光の走査速度の最大値をｖ２としたとき、
   Ｔ１／ｖ１≦Ｔ２／ｖ２
   の関係を満たすように前記投射光の走査速度を制御する請求項３記載のマルチプロジェクションディスプレイシステム。
5. 前記スクリーン上における投射画像の端辺中央部が位置すべき規定位置を特定するための、少なくとも前記スクリーンの投射領域よりも可視光に対する反射率が高いマーク、または可視光に対する反射率が前記投射領域と異なる前記投射領域を支持する支持部材を含む撮影領域を撮影できる位置にそれぞれ設置された複数のカメラをさらに有し、
   前記制御部は、
   前記カメラが前記投射画像の端辺中央部を含む撮影領域を撮影することで得られる撮影画像データから前記投射画像の歪を検出し、該検出した歪を補正する請求項１から４のいずれか１項記載のマルチプロジェクションディスプレイシステム。
6. 前記マークは、
   前記スクリーン表面に施す低反射処理により反射率を所望の値に設定することで形成される請求項１から５のいずれか１項記載のマルチプロジェクションディスプレイシステム。
7. ３台以上のプロジェクタからスクリーンに四角形状の画像を投射し、投射された複数の投射画像をスクリーン上でつなぎ合わせることで一つの画面を形成するマルチプロジェクションディスプレイシステムの画面形成方法であって、
   複数のカメラが、
   前記スクリーン上における投射画像の頂点が位置すべき規定位置を特定するための、少なくとも前記スクリーンの投射領域よりも可視光に対する反射率が高いマーク、または可視光に対する反射率が前記投射領域と異なる前記投射領域を支持する支持部材を含む撮影領域を撮影し、
   制御部が、
   前記カメラで前記撮影領域を撮影することで得られる撮影画像データを基に、前記規定位置及び前記投射画像の各頂点の位置を検出し、検出した前記規定位置を示すデータ及び前記投射画像の各頂点の位置を示す画像端データを生成し、
   前記規定位置を示すデータ及び前記画像端データに基づき、前記投射画像の頂点の位置が該頂点に対応する規定位置からずれているとき、それらが一致するように前記投射画像の位置及び大きさを調整する画面形成方法。
8. 前記プロジェクタが、
   二次元走査型プロジェクタである請求項７記載の画面形成方法。
9. 前記制御部が、
   前記投射領域における投射光の走査速度よりも前記マーク上における投射光の走査速度を遅くする請求項７または８記載の画面形成方法。
10. 前記制御部が、
    前記投射領域の透過率をＴ１、前記マークの透過率をＴ２、前記投射領域における投射光の走査速度の最大値をｖ１、前記前記マーク上における投射光の走査速度の最大値をｖ２としたとき、
    Ｔ１／ｖ１≦Ｔ２／ｖ２
    の関係を満たすように前記投射光の走査速度を制御する請求項８記載の画面形成方法。
11. 複数のカメラが、
    前記スクリーン上における投射画像の端辺中央部が位置すべき規定位置を特定するための、少なくとも前記スクリーンの投射領域よりも可視光に対する反射率が高いマーク、または可視光に対する反射率が前記投射領域と異なる前記投射領域を支持する支持部材を含む撮影領域を撮影し、
    前記制御部が、
    前記カメラが前記投射画像の端辺中央部を含む撮影領域を撮影することで得られる撮影画像データから前記投射画像の歪を検出し、該検出した歪を補正する請求項７から１０のいずれか１項記載の画面形成方法。
12. 前記マークが、
    前記スクリーン表面に施す低反射処理により反射率を所望の値に設定することで形成される請求項７から１１のいずれか１項記載の画面形成方法。

Images