JP4882237B2 - 画像プロジェクションシステム、画像プロジェクション方法、画像プロジェクションプログラム、そのプログラムを記憶した記憶媒体、およびプロジェクタの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像プロジェクションシステム、画像プロジェクション方法、画像プロジェクションプログラム、そのプログラムを記憶した記憶媒体、およびプロジェクタの制御装置に関する。

投射型のプロジェクタは、直視型デバイスといわれる例えばＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示装置と比較して、スクリーン上に画像（静止画像、動画像）を並べたり、重ねたりできるという大きな特徴がある。つまり、複数のプロジェクタからの画像を、スクリーン上に並べて投影すれば（タイリング投影あるいは分割投影ともいう）、より大きくかつ高解像度の投影画像が得られ、スクリーン上に重ねて投影すれば（スタック投影あるいは重畳投影ともいう）、より明るい投影画像が得られる。

ところで、分割投影や重畳投影を行う場合には、それぞれの投影形態に応じて各プロジェクタを正確に位置決めする必要があるため、プロジェクタの設置に手間がかかるという問題がある。このような問題を解決するために、分割投影と重畳投影とを一台のプロジェクタで擬似的に行うことも提案されている（例えば特許文献１）。この方法によれば、一台のプロジェクタでの投影形態を切り換えるだけでよいから、プロジェクタを複数用意して互いの位置決めを行う必要がない。

一方、近年においては、分割投影および重畳投影の一研究として、複数のプロジェクタを大まかに位置決めして設置し、各プロジェクタから投影された画像の投影領域をカメラ等の撮像装置で撮影し、投影領域に含まれる最大矩形の領域を判定し、この領域に分割投影画像を自動的かつ正確に投影することが試みられている。このことによれば、複数のプロジェクタの位置決めを厳密に行う必要がないので、設置作業を容易にできるというメリットがある。

特開２００４−１７７８４１号公報

しかしながら、前記特許文献１の技術は、一台のプロジェクタからの出力を回転ミラー等の画像投影光学系を利用して分散するものであり、複数の画像を同時に投影することはできないため、すなわち画素数が増える訳ではないため、例えば擬似的な分割投影を行った場合でも、高解像度を実現することはできない。また、この方法を実現するためには、画像を加工する装置、表示する装置、光学系を制御する装置のいずれにおいても、高い時間精度および高速な動作が必要であり、実現は困難である。

さらに、近年研究されている技術は、分割投影を行うことが前提であり、重畳投影を行うためには、各プロジェクタからの画像を完全に一致させて重畳させる必要性から、依然として各プロジェクタの正確な位置決めが必要であり、設置作業に手間がかる。

本発明の目的は、重畳投影および分割投影を確実に行うことができ、かつ複数のプロジェクタの設置作業も容易にできる画像プロジェクションシステム、画像プロジェクション方法、画像プロジェクションプログラム、そのプログラムを記憶した記憶媒体、およびプロジェクタの制御装置を提供することにある。

本発明の画像プロジェクションシステムは、投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を備えた画像プロジェクションシステムであって、前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出する投影位置検出部と、検出された投影位置に基づいて所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定する投影形態判定部と、前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成する投影位置情報生成部と、当該投影位置の情報に基づいて複数の前記投影領域の投影位置を制御する位置制御部とを備えていることを特徴とする。
このような本発明においては、設置された複数のプロジェクタの投影領域について、各投影領域の投影位置が検出されるとともに、その投影位置からはユーザが所望する投影形態が重畳投影なのか、あるいは分割投影なのかが自動的に判定され、判定された投影形態に応じた正しい投影位置となるように投影領域の位置修正がやはり自動的に行われる。従って、ユーザは、所望する投影形態となるようにプロジェクタの正確な位置決めを自身で行う必要がなく、その配置を大まかに行えばよいから、設置作業の手間を大幅に軽減できる。また、重畳投影や分割投影を擬似的に行う訳ではないので、投影形態に応じたメリットを十分に生かすことができる。

本発明の画像プロジェクションシステムにおいて、前記投影形態判定部は、前記複数の投影領域の全体の面積と各投影領域の重畳部分の面積との割合により、重畳投影かまたは分割投影かを判定することを特徴とする。
このような本発明によれば、撮像装置で撮像された投影領域の面積などは、一般的な画像処理技術で正確に求められるため、面積の割合で投影形態を判定することは、判定結果の信頼性を高めることにつながり、使い勝手のよいシステムを構築できる。なお、投影領域全体の面積に対する重畳部分の面積の割合が大きい場合には、重畳部分の面積がより大きくなるように投影位置の情報を生成することで、重畳投影を確実に実現でき、反対に、重畳部分の面積の割合が小さい場合には、非重畳部分の面積がより大きくなるように投影位置の情報を生成すればよく、こうすることで分割投影も確実に実現できる。

本発明の画像プロジェクションシステムにおいて、前記投影形態判定部は、前記複数の投影領域の中心間の水平距離および垂直距離の比較により、前記分割投影が垂直分割投影かまたは水平分割投影かを判定することを特徴とする。
分割投影には垂直分割投影と水平分割投影とがあるが、このような本発明によれば、一対の投影領域を対象とした場合、互いの中心間の水平距離よりも垂直距離が大きいことで、垂直分割投影が所望されていると判定でき、垂直距離よりも水平距離が大きいことで、水平分割投影が所望されていると判断できる。

本発明の画像プロジェクションシステムにおいて、前記投影位置検出部は、前記撮像結果に基づいて、前記複数のプロジェクタでの投影可能領域を判定し、前記投影位置情報生成部は、前記投影形態に応じた投影位置が前記投影可能領域の中央となるように前記投影位置の情報を生成することを特徴とする。
このような本発明によれば、所望の投影形態での投影領域がスクリーン等の投影可能領域内の中央に自動的に位置するようになるので、プロジェクタの設置作業を大まかに行っても、画像を常に見やすい位置に確実に投影できる。

本発明の画像プロジェクションシステムにおいて、前記撮像装置は、前記投影形態に応じた投影位置での画像投影中にも投影領域の撮像を行い、投影位置検出部は、撮像された投影領域の投影位置が前記投影形態に応じた投影位置と一致しているかを監視することを特徴とする。
このような本発明によれば、投影位置検出部による投影領域の監視が行われるので、プロジェクタのコンテンツ画像等の投影が行われている最中に、ユーザが投影形態を変更したいと思った時には、投影を続けたままプロジェクタの設置位置を大まかに変更すればよく、その後に投影領域が所望の投影形態に自動的に変更されるので、投影形態を容易かつ迅速に変えることができる。また、コンテンツ画像の投影中などに、プロジェクタに誤って接触し、プロジェクタの設置位置がずれてしまった場合でも、このことによる投影領域のずれをも自動的に修正できるという効果がある。

本発明の画像プロジェクション方法は、投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を用いて行う画像プロジェクション方法であって、前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出するステップと、検出された投影位置に基づいて所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定するステップと、前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成するステップと、当該投影位置の情報に基づいて複数の前記投影領域の投影位置を制御するステップとを備えていることを特徴とする。

本発明の画像プロジェクションプログラムは、投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を備えた画像プロジェクションンシステムで用いられる画像プロジェクションプログラムであって、コンピュータを、前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出する投影位置検出部と、検出された投影位置に基づいて所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定する投影形態判定部と、前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成する投影位置情報生成部として機能させることを特徴とする。

本発明の記憶媒体は、前述の画像プロジェクションプログラムが記憶されていることを特徴とする。

本発明のプロジェクタの制御装置は、投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を備えた画像プロジェクションシステムに用いられる制御装置であって、前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出する投影位置検出部と、検出された投影位置に基づいて所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定する投影形態判定部と、前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成する投影位置情報生成部を備えていることを特徴とする。

以上の画像プロジェクション方法、画像プロジェクションプログラム、そのプログラムを記憶した記憶媒体、およびプロジェクタの制御装置においても、前述した画像プロジェクションシステムに適用することにより、本発明の目的を達成できる。

本発明によれば、重畳投影および分割投影を確実に行うことができ、かつ複数のプロジェクタの設置作業も容易にできるという効果がある。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る画像プロジェクションシステム１の全体を示す模式図である。図２は、画像プロジェクションシステム１に用いられる制御装置３を示すブロック図である。図３は、画像プロジェクションシステム１に用いられる複数（本実施形態では２台）のプロジェクタ４Ａ，４Ｂを示すブロック図である。

〔システムの全体構成〕
画像プロジェクションシステム１は、大まかに位置決めして配置されたプロジェクタ４Ａ，４Ｂにより、ユーザが分割投影を所望しているのか、あるいは重畳投影を所望しているのかを自動的に判断するとともに、画像の投影位置が所望する投影形態に最適となるように積極的に位置制御するシステムであり、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal-oxide Semiconductor)等の撮像素子を使用した撮像装置２と、パーソナルコンピュータ等で構成された制御装置３と、複数の投射型のプロジェクタ４Ａ，４Ｂとを備えている。なお、本実施形態では、プロジェクタ４Ａ，４Ｂからの画像が投影可能領域としてのスクリーン５に投影されるようになっているが、画像をスクリーン５以外の壁面等に投影してもよい。また、このようなスクリーン５の例えば４隅には、スクリーン５の設置位置認識用のマーカ５１が設けられている。

撮像装置２は、スクリーン５全体を包含する撮像領域２１内を撮像可能に設置されており、プロジェクタ４Ａ，４Ｂからスクリーン５に投影された画像の投影領域Ａ，Ｂを撮像し、その撮像情報を制御装置３に出力する。また、この撮像装置２によってスクリーン５に設けられたマーカ５１が撮像される。撮像装置２による撮像は、画像プロジェクションシステム１を利用するにあたってのセットアップ時（調整モードでの撮像）の他、プロジェクタ４Ａ，４Ｂによる通常の画像投影中にも継続して行われる（動作モードでの監視撮像）。

制御装置３は、所望されている投影形態を判定するとともに、その投影形態で画像投影が行われるようにプロジェクタ４Ａ，４Ｂを制御する装置であって、図２に示すように、磁気記憶装置や、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)等からなる記憶部３１と、記憶部３１からの情報やデータ、あるいは撮像装置２からの撮像情報に応じた投影位置情報および表示情報を生成してプロジェクタ４Ａ，４Ｂに出力する制御部３２とで構成されている。制御装置３によるプロジェクタ４Ａ，４Ｂの制御モードには、投影形態を判定し、これに従って投影領域Ａ，Ｂの位置合わせを自動的に行わせるセットアップ時の調整モードと、決定した投影形態でコンテンツ画像を通常通りに投影する動作モードとがある。また、動作モードでの画像の投影中に投影領域Ａ，Ｂの位置に変更が生じたかを監視し、変更があった場合には、制御モードが動作モードから調整モードに自動に切り替わるようになっている。

プロジェクタ４Ａ，４Ｂは、本実施形態では、光変調素子として単板あるいは３板式の液晶ライトバルブを備えた投射型であり、図３に示すように、制御装置３からの投影位置情報および表示情報に基づいて各種の制御用の信号を生成する制御部４１と、制御部４１からの信号に基づいて光学像を形成する光学ユニット４２と、光学ユニット４２から射出された光学像をスクリーン５に投射する投射レンズ４３とを備えている。

〔制御装置の具体的な構成〕
以下には、制御装置３の具体的な構成を説明する。
図２において、制御装置３の記憶部３１は、座標データが記憶される座標データ記憶部３１１、投影位置確認用の表示情報が記憶される確認用表示情報記憶部３１２、コンテンツ用の表示情報が記憶されるコンテンツ表示情報記憶部３１３を備えている。

ここで、座標データは、撮像装置２の撮像画素を単位とする２次元座標系の座標値である。スクリーン５上に投影された画像の投影領域Ａ，Ｂの投影位置、および前述したマーカ５１の位置が現在座標としてデータ化され、座標データ記憶部３１１に記憶される。従って、これらの現在座標によれば、プロジェクタ４Ａ，４Ｂから投射された画像の投影領域Ａ，Ｂがどのような投影形状であるか、また、その投影領域Ａ，Ｂがスクリーン５内のいずれの位置に形成されているかを演算して求めることができる。

投影位置確認用の表示情報とは、調整モードにおいて、プロジェクタ４Ａ，４Ｂからスクリーン５に投影される位置確認用画像の表示情報のことである。このような位置確認用画像としては、図１にプロジェクタ４Ａ側から投影されている場合で示すように、白黒の市松模様の画像を採用できる。その他の位置確認用画像としては、白黒線を用いたクロスハッチ模様の画像等であってもよく、いずれの場合でも、投影領域Ａ，Ｂが撮像装置２の撮像により確実に認識できる画像が望ましい。調整モードでは、このような位置確認用画像がプロジェクタ４Ｂからも異なるタイミングで投射される。

コンテンツ用の表示情報とは、動作モードにおいて、プロジェクタ４Ａ，４Ｂからスクリーン５に投影されるコンテンツ画像の表示情報のことであり、例えばプレゼンテーション用画像の表示情報や、ＡＶ機器から制御装置３にライン入力される画像の表示情報、あるいは、制御装置３がＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ等を扱う機能を有している場合には、それらの記憶媒体に記憶された画像の情報である。

制御装置３の制御部３２は、コンピュータを、撮像情報取得部３２１、投影位置検出部３２２、投影形態判定部３２３、投影位置情報生成部３２４、位置情報出力部３２５、加工パラメータ生成部３２６、表示情報取得部３２７、表示情報加工部３２８、および表示情報出力部３２９として機能させるハードウェアおよびソフトウェアを備えている。このうちのソフトウェアが本発明でのコンピュータプログラムであり、このようなプログラムは、記憶媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ等に記憶されたものが記憶部３１の所定の記憶領域（図示略）にインストールされ、適宜呼び出されて実行される。

撮像情報取得部３２１は、調整モードにあっては、スクリーン５に投射された位置確認用画像の投影領域Ａ，Ｂの撮像情報、およびスクリーン５に設けられたマーカ５１の撮像情報を撮像装置２から取得し、動作モードにあっては、投影されたコンテンツ画像の投影領域Ａ，Ｂの撮像情報を撮像装置２から取得し、それぞれを投影位置検出部３２２に出力する。

投影位置検出部３２２は、撮像情報取得部３２１からの撮像情報に基づいて投影領域Ａ，Ｂの位置（例えば四隅の位置）、およびスクリーン５の位置を現在座標としてデータ化するとともに、その現在座標を投影形態判定部３２３に出力し、また、座標データ記憶部３１１に記憶する。

投影形態判定部３２３は、投影領域Ａ，Ｂを両方同時に包含する全体の面積Ｓと、投影領域Ａ，Ｂの互いの重畳領域の面積Ｄとを現在座標から演算して求め、Ｓ／２＜Ｄを満足している場合には、ユーザが重畳投影を所望していると判定し、満足しない場合には分割投影を所望していると判定する。また、投影形態判定部３２３は、分割投影を所望していると判定した場合に、投影領域Ａ，Ｂが垂直方向に並ぶ垂直分割投影を所望しているのか、投影領域Ａ，Ｂが水平方向に並ぶ水平分割投影を所望しているのかを判定する。すなわち、各投影領域Ａ，Ｂの中心Ａ１，Ｂ１間の水平距離Ｈと垂直距離Ｖとを演算して求め（図６、図７参照）、Ｈ＜Ｖを満足すれば水平分割投影であり、満足しない場合には垂直分割投影であると判定する。投影形態の判定情報は加工パラメータ生成部３２６に出力され、また、判定情報および現在座標が投影位置情報生成部３２４に出力される。

投影位置情報生成部３２４は、判定情報および現在座標に基づいて投影位置情報を生成する。この際、所望されている投影形態に応じた投影領域Ａ，Ｂの適切な投影位置、大きさ、および投影形状（本実施形態では正確な矩形状である）を実現するための目標座標が予め決められており、この目標座標に現在座標を一致させるように投影位置情報が生成される。各投影領域Ａ，Ｂにおいて、例えば四隅の点の現在座標が検出されている場合、それらの点を撮像画素数にして何画素分、いずれの方向に移動させれば目標座標になるかを演算し、その演算結果が投影位置情報となる。この投影位置情報は、投影領域Ａ，Ｂ毎に生成され、位置情報出力部３２５に出力される。なお、スクリーン５上における投影領域Ａ，Ｂの適切な投影位置は、投影領域Ａ，Ｂ全体の中心Ａ１，Ｂ１，ＡＢ１とスクリーン５の中心Ｃ１とが一致する中央の位置である（図５、図８、図９参照）。また、適切な大きさとは、スクリーン５内に収まる大きさであればよく、本実施形態のように、予め所定の大きさに決められていてもよく、現在座標から予測して所定の大きさに決められてもよい。そして、特に分割投影では、投影領域Ａ，Ｂの一部を重畳させるが、全体の投影領域Ａ，Ｂに対する重畳領域の割合は、予め固定値として設定しておくことができる。

位置情報出力部３２５は、取得した投影位置情報をプロジェクタ４Ａ，４Ｂに出力する。つまり、この位置情報出力部３２５からは、投影領域Ａの投影位置情報がプロジェクタ４Ａに、投影領域Ｂの投影位置情報がプロジェクタ４Ｂにそれぞれ出力されるのである。

加工パラメータ生成部３２６は、投影形態判定部３２３からの判定情報に基づいて、コンテンツ画像の表示情報をプロジェクタ４Ａ，４Ｂ用に加工すべく加工パラメータを生成する。例えば分割投影と判定された場合には、投影領域Ａ，Ｂに投影する画像を異ならせて大きな領域でコンテンツ画像を表示させるため、プロジェクタ４Ａ，４Ｂへの表示情報もそれぞれ異なったものとなり、各プロジェクタ４Ａ，４Ｂ用に表示情報を加工する必要がある。また、分割投影では、重畳された領域の輝度を非重畳部分の輝度に合わせる必要があるので、各プロジェクタ４Ａ，４Ｂからの個々の投影画像においては、重畳領域に対応した表示画素（後述する液晶パネルの画素のこと）が低輝度となるように表示情報を加工し、重畳された際にその領域が適切な輝度となるようにする。一方、高輝度投影を目的とした重畳投影の場合も、重畳された際の輝度が最適となるように表示情報を加工する必要がある。これらの加工に用いられるのが加工パラメータである。

表示情報取得部３２７は、調整モードでは、投影位置確認用の表示情報をそのまま表示情報出力部３２９に出力し（図２中の点線）、動作モードでは、コンテンツ画像の表示情報を表示情報加工部３２８に出力する。

表示情報加工部３２８は、加工パラメータ生成部３２６から取得した加工パラメータに基づき、コンテンツ画像の表示情報を投影形態に応じて加工し、加工された表示情報を表示情報出力部３２９に出力する。

表示情報出力部３２９は、投影位置確認用の表情情報、または加工された表示情報のいずれかを各プロジェクタ４Ａ，４Ｂに出力する。

〔プロジェクタの具体的な構成〕
次に、プロジェクタ４Ａ，４Ｂの具体的な構成を説明する。
図３において、プロジェクタ４Ａ，４Ｂの制御部４１は、コンピュータを、位置情報取得部４１１、位置制御部４１２、表示情報取得部４１３、および表示制御部４１４として機能させるハードウェアおよびソフトウェアを備えている。

位置情報取得部４１１は、制御装置３からの投影位置情報を取得し、位置制御部４１２に出力する。

位置制御部４１２は、投影位置情報に応じた制御信号を生成し、この制御信号を投射レンズ４３に設けられた電動式のレンズ駆動機構４３１に出力する。例えばレンズ駆動機構４３１は、詳細な図示をおよび説明を省略するが、投射レンズ４３の光入射側を基端として、その光出射側を水平方向および垂直方向に別々のステッピングモータで移動させるといったシフト機構を備えており、位置制御部４１２は、投影位置情報に応じて各ステッピングモータへのパルス数を決定し、このモータパルスを制御信号として出力し、投影位置を変える。

表示情報取得部４１３は、調整モードでは、制御装置３から投影位置確認用の表示情報を取得し、動作モードでは、制御装置３からコンテンツ画像の加工された表示情報を取得し、それぞれを表示制御部４１４に出力する。

表示制御部４１４は、取得した表示情報に基づく駆動信号を生成し、この駆動信号で光学ユニット４２の光変調素子を構成する液晶パネル４２３を駆動することで、表示情報に応じた光学像を形成する。

光学ユニット４２は、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、高圧水銀ランプ等の気体発光光源で構成される光源ランプユニット４２１と、インテグレータ照明光学系、色分離光学系、リレー光学系などで構成される光学系４２２と、前記液晶パネル４２３とを備えている。なお、本実施形態での光変調素子は、光透過型の液晶パネルで構成されてもよく、光反射型の液晶パネルで構成されてもよく、あるいはＤＭＤ(Digital Micromirror Device)で構成されていてもよい。また、光学系４２２の構成は、光変調素子の種類に応じて適宜変更されるものであり、前述した構成に限定されない。そして、これらの構成は、通常のプロジェクタで用いられるものであって一般的であるため、ここでの詳細な説明を省略する。

投射レンズ４３には、レンズ駆動機構４３１が設けられている。このレンズ駆動機構４３１は、前述したシフト機構の他、よく知られたオートフォーカス機構およびオートズーム機構も設けられている。従って、位置制御部４１２からの制御信号でレンズ駆動機構４３１を駆動し、投射レンズ４３の調整を行うことにより、投影形態に応じた投影領域Ａ，Ｂを目標座標の位置に正確な大きさで、しかも歪みのない矩形状で、かつフォーカス調整された状態で形成することができる。

〔投影形態の判定例〕
図４には、投影領域Ａ，Ｂでの面積Ｄ，Ｓにおいて、Ｓ／２＜Ｄを満足する状態でのプロジェクタ４Ａ，４Ｂの配置が示されている。このような場合に制御装置３は、ユーザが重畳投影を所望していると判定し、プロジェクタ４Ａ，４Ｂに投影位置情報を出力してレンズ駆動機構４３１を駆動させ、図５に示すように、重畳投影を実施させる。前述したように、この重畳投影時において、投影領域Ａ，Ｂの投影位置や大きさを規定する目標座標は、投影領域Ａ，Ｂの中心Ａ１，Ｂ１がスクリーン５の中心Ｃ１と一致し、かつスクリーン５内に収まるように設定されるようになっており、制御装置３からプロジェクタ４Ａ，４Ｂへ出力される投影位置情報としては、現在座標を目標座標に一致させるための情報が生成され、この投影位置情報に基づいてプロジェクタ４Ａ，４Ｂはレンズ駆動機構４３１を制御する。

図６、図７には、投影領域Ａ，Ｂでの面積Ｄ，Ｓにおいて、Ｓ／２＜Ｄを満足しない状態でのプロジェクタ４Ａ，４Ｂの配置が示されている。この場合に制御装置３は、ユーザが分割投影を所望していると判定し、プロジェクタ４Ａ，４Ｂに投影位置情報を出力してレンズ駆動機構を駆動させ、図８、図９に示すように、分割投影を実施させる。この際、図６、図７に示すように、制御装置３は、投影領域Ａ，Ｂの中心Ａ１，Ｂ１間の水平距離Ｈおよび垂直距離Ｖを現在座標から演算し、Ｈ＜Ｖを満足すれば、図８に示す垂直分割投影を実施させ、Ｈ＜Ｖを満足しなければ、図９に示す水平分割投影を実施させる。なお、これらの分割投影時においても、投影領域Ａ，Ｂの投影位置や大きさを規定する目標座標は、投影領域Ａ，Ｂを合わせた全体の中心ＡＢ１がスクリーン５の中心Ｃ１と一致し、かつスクリーン５内に収まるように設定されるため、投影位置情報としてはやはり、現在座標を目標座標に一致させるための情報が生成され、この投影位置情報に基づいてプロジェクタ４Ａ，４Ｂはレンズ駆動機構４３１を制御する。

〔制御装置の動作説明〕
以下には、図１０、図１１のフローチャートをも参照し、制御装置３の動作について説明する。ここでは、２台のプロジェクタ４Ａ，４Ｂを大まかにな位置で配置し、画像プロジェクションシステム１を起動させたものとして説明を始める。

ステップＳ１：制御装置３は、ユーザの指定により調整モードを実行する。図１０に示すように、制御装置３は先ず、表示情報取得部３２７、表示情報出力部３２９により、投影位置確認用の表示情報をプロジェクタ４Ａに出力し、プロジェクタ４Ａから投影位置確認用の画像をスクリーン５に投射させ、その際の投影領域Ａを撮像装置２で撮像させる。

ステップＳ２：次いで、撮像情報取得部３２１は、撮像装置２から投影領域Ａの撮像情報を取得し、投影位置検出部３２２に出力する。投影位置検出部３２２は、撮像情報に基づいて投影領域Ａの現在座標を生成し、座標データ記憶部３１１に記憶させる。また、ここでは、スクリーン５に設けられたマーカ５１の現在座標の生成も行われる。
ステップＳ３：以上のＳ１、Ｓ２をプロジェクタ４Ｂについても同様に行い、投影領域Ｂの撮像情報を取得するとともに、投影領域Ｂの現在座標を生成する。

ステップＳ４：引き続き投影位置検出部３２２は、現在座標に基づいて投影領域Ａ，Ｂを合わせた全体の面積Ｓを算出する。ただし、本実施形態において、投影領域Ａ，Ｂの重畳部分が存在する場合、面積Ｓの算出にあたっては、その重畳部分を重複して算入しないようにしている。
ステップＳ５：さらに、投影位置検出部３２２は、現在座標から投影領域Ａ，Ｂの重畳領域の面積Ｄを求める。
これらの面積Ｄ，Ｓは、投影形態判定部３２３に出力される。

ステップＳ６，Ｓ７：投影形態判定部３２３は、面積Ｄ，Ｓにより、Ｓ／２＜Ｄを満足していれば、所望する投影形態が重畳投影であると判定し、その判定情報と現在座標とを投影位置情報生成部３２４に出力する。
ステップＳ８：一方、Ｓ／２＜Ｄを満足しない場合には、投影領域Ａ，Ｂの中心Ａ１，Ｂ１間の水平距離Ｈと垂直距離Ｖとを算出する。
ステップＳ９〜Ｓ１１：そして、算出された水平距離Ｈと垂直距離Ｖとを比較し、Ｈ＜Ｖを満足していれば、投影形態判定部３２３は、ユーザが垂直分割投影を所望していると判定し、満足しない場合には、水平分割投影を所望していると判定し、その判定情報と現在座標とを投影位置情報生成部３２４に出力する。

ステップＳ１２：投影位置情報生成部３２４は、前記判定情報および現在座標に基づき、投影領域Ａ，Ｂを正しい目標座標で投影させるための投影位置情報を生成し、プロジェクタＡ，Ｂに出力する。この投影位置情報によりプロジェクタ４Ａ，４Ｂ側では、レンズ駆動機構４３１の駆動により投影領域Ａ，Ｂの位置や大きさ等が調整される。

ステップＳ１３：ここでは、制御装置３の撮像情報取得部３２１は再度、撮像装置２から投影領域Ａ，Ｂの撮像情報を取得する。
ステップＳ１４：そして、制御装置３の投影位置検出部３２２は、取得した投影領域Ａ，Ｂの現在座標と目標座標とを比較し、一致していなければ、その偏差に応じた投影位置情報を投影位置情報生成部３２４が生成し、プロジェクタ４Ａ，４Ｂに出力し、座標値が一致するまでレンズ駆動機構４３１を駆動させて合わせ込みを行う。

ステップ１５：この後、加工パラメータ生成部３２６は投影形態判定部３２３から判定情報を取得し、その投影形態に応じた加工パラメータを生成して表示情報加工部３２８に出力する。なお、加工パラメータ生成部３２６は、投影形態が明らかになった後であればいつでも、判定情報を取得して加工パラメータを生成できるので、このステップを早い段階で実行してもよい。
ステップ１６：以上により、調整モードが終了し、動作モードに切り替わる。この動作モードでは、制御装置３は、コンテンツ画像の表示情報をプロジェクタ４Ａ，４Ｂに出力し、通常の表示情報を出力する装置として機能する。

ステップ１７：ところで、本実施形態での制御装置３は、図１１に示すように、動作モード中において、投影領域Ａ，Ｂを監視する。つまり、コンテンツ画像を投影している間、制御装置３の撮像情報取得部３２１は、撮像装置２からの撮像情報を取得する。
ステップ１８：そして、制御装置３の投影位置検出部３２２は、取得した投影領域Ａ，Ｂの現在座標と目標座標とを比較し、一致していなければ、投影領域Ａ，Ｂに変更がないと判定し、監視を続ける。
ステップ１９：これに対して、一致しない事態が生じた場合に投影位置検出部３２２は、ユーザが投影形態を変更しようとして故意にプロジェクタ４Ａ，４Ｂの位置をずらしたか、あるいはプロジェクタ４Ａ，４Ｂが何らかの理由で位置ずれし、これにより投影領域Ａ，Ｂの位置が変化したと判定し、再度調整モードに切り替わり、自動的に調整モードのステップ１〜１６を実行する。

〔プロジェクタの動作説明〕
図１２のフローチャートに基づき、プロジェクタ４Ａ，４Ｂの動作を説明する。ここでは、通常のプロジェクタとしての機能に関する動作説明は省略する。
ステップ２０：プロジェクタ４Ａ，４Ｂは、稼動している状態で制御装置３からの投影位置情報の入力を監視している。これは、制御装置３側が調整モードの状態にある場合でも、また、動作モードにあってプロジェクタ４Ａ，４Ｂがコンテンツ画像を投影している間でも同様である。

ステップ２１，２２：制御装置３からプロジェクタ４Ａ，４Ｂの位置情報取得部４１１に対して投影位置情報の入力があると、位置制御部４１２はこの投影位置情報を受け取って位置制御信号を生成し、レンズ駆動機構４３１を駆動し、投影領域Ａ，Ｂの調整を行う。

〔実施形態の効果〕
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）すなわち、画像プロジェクションシステム１では、２台のプロジェクタ４Ａ，４Ｂから投影される投影位置確認用画像の投影領域Ａ，Ｂについて、各投影領域Ａ，Ｂの投影位置が現在座標として検出されるとともに、その投影位置からはユーザが所望する投影形態が重畳投影なのか、あるいは分割投影なのかが自動的に判定され、判定された投影形態に応じた目標座標の投影位置となるように投影領域Ａ，Ｂの位置修正がやはり自動的に行われるため、ユーザは、コンテンツ画像を投影するにあたって、所望する投影形態となるようにプロジェクタ４Ａ，４Ｂの正確な位置決めを自身で行う必要がない。従って、ユーザは、プロジェクタ４Ａ，４Ｂの配置を大まかに行えばよいから、設置作業の手間を大幅に軽減できる。また、重畳投影や分割投影を擬似的に行う訳ではないので、重畳投影を行うことで高輝度な画像を得ることができ、分割投影を行うことで、大型でかつ高解像度の画像を得ることができ、投影形態に応じた画像を楽しむことができる。

（２）また、制御装置３において、撮像装置２で撮像された投影領域Ａ，Ｂの面積Ｄ，Ｓなどは、撮像画素を単位とする座標系を利用した画像処理技術で正確に求められるため、面積Ｄ，Ｓの割合で投影形態を判定することは、判定結果の信頼性を高めることにつながり、画像プロジェクションシステム１を使い勝手のよいものにできる。

（３）さらに、制御装置３の投影形態判定部３２３によれば、投影領域Ａ，Ｂでの互いの中心Ａ１，Ｂ１間の水平距離Ｈと垂直距離Ｖとを比較するため、水平距離Ｈよりも垂直距離Ｖが大きいことで、垂直分割投影が所望されていると判定でき、垂直距離Ｖよりも水平距離Ｈが大きいことで、水平分割投影が所望されていると判断でき、２種類ある分割投影にも確実に対応できる。

（４）制御装置３の投影位置情報生成部３２４は、投影形態に応じた投影領域Ａ，Ｂがスクリーン５の中央となるように投影位置情報を生成するので、所望の投影形態での投影領域Ａ，Ｂをスクリーン５の中央に自動的に位置させることができ、プロジェクタ４Ａ，４Ｂの設置作業を大まかに行っても、画像を常に見やすい位置に確実に投影できる。

（５）プロジェクタ４Ａ，４Ｂからのコンテンツ画像の投影中でも、制御装置３の投影位置検出部３２２による投影領域Ａ，Ｂの監視が行われるので、投影中にユーザが投影形態を変更したいと思った時には、投影を続けたままプロジェクタ４Ａ，４Ｂの設置位置を大まかに変更すればよく、その後に投影領域Ａ，Ｂを所望の投影形態に自動的に変更でき、投影形態を容易かつ迅速に変えることができる。また、コンテンツ画像の投影中などに、プロジェクタ４Ａ，４Ｂに誤って接触し、その設置位置がずれてしまった場合でも、このことによる投影領域Ａ，Ｂのずれを自動的に戻すことができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば前記実施形態では、プロジェクタの数は２台であったが、３台以上であってもよい。また、３台以上のプロジェクタを用いる場合には、重畳投影と分割投影との両方を組み合わせた投影形態も考えられるが、このような投影形態を実現するのにも、本発明を適用できる。

また、前記実施形態では、撮像装置がプロジェクタとは別体で構成されていたが、複数のプロジェクタのうちの１台に組み込まれていてもよい。そして、撮像装置搭載型のプロジェクタにはさらに、本発明の制御装置の機能を組み込まれていてもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、投射型のプロジェクタを用いて多彩なプレゼンテーションを行う際に利用できる他、各家庭にあるプロジェクタを持ち寄って大画面のホームシアターを実現するのにも利用できる。

本発明の一本実施形態に係る画像プロジェクションシステムの全体を示す模式図。 前記実施形態で用いられる制御装置を示すブロック図。 前記実施形態で用いられるプロジェクタを示すブロック図。の一実施形態に 重畳投影の判定を説明するための模式図。 重畳投影を説明するための模式図。 垂直分割投影の判定を説明するための模式図 垂直分割投影を説明するための模式図。 水平分割投影の判定を説明するための模式図。 水平分割投影を説明するための模式図。 制御装置の調整モードを説明するためのフローチャート。 制御装置の動作モードでの監視を説明するためのフローチャート。 プロジェクタでの動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…画像プロジェクションシステム、２…撮像装置、３…制御装置、４Ａ，４Ｂ…プロジェクタ、５…スクリーン（投影可能領域）、３２２…投影位置検出部、３２３…投影形態判定部、３２４…投影位置情報生成部、４１２…位置制御部、Ｄ，Ｓ…面積、Ａ，Ｂ…投影領域、Ａ１，ＡＢ１，Ｂ１…中心、Ｈ…水平距離、Ｖ…垂直距離。

Claims (8)

1. 投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を備えた画像プロジェクションシステムであって、
   前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出する投影位置検出部と、
   検出された投影位置に基づいて求められた前記複数の投影領域の全体の面積と各投影領域の重畳部分の面積との割合により所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定する投影形態判定部と、
   前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成する投影位置情報生成部と、
   当該投影位置の情報に基づいて複数の前記投影領域の投影位置を制御する位置制御部とを備えている
   ことを特徴とする画像プロジェクションシステム。
2. 請求項１に記載の画像プロジェクションシステムにおいて、
   前記投影形態判定部は、前記複数の投影領域の中心間の水平距離および垂直距離の比較により、前記分割投影が垂直分割投影かまたは水平分割投影かを判定する
   ことを特徴とする画像プロジェクションシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像プロジェクションシステムにおいて、
   前記投影位置検出部は、前記撮像結果に基づいて、前記複数のプロジェクタでの投影可能領域を判定し、
   前記投影位置情報生成部は、前記投影形態に応じた投影位置が前記投影可能領域の中央となるように前記投影位置の情報を生成する
   ことを特徴とする画像プロジェクションシステム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像プロジェクションシステムにおいて、
   前記撮像装置は、前記投影形態に応じた投影位置での画像投影中にも投影領域の撮像を行い、
   投影位置検出部は、撮像された投影領域の投影位置が前記投影形態に応じた投影位置と一致しているかを監視する
   ことを特徴とする画像プロジェクションシステム。
5. 投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を用いて行う画像プロジェクション方法であって、
   前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出するステップと、
   検出された投影位置に基づいて求められた前記複数の投影領域の全体の面積と各投影領域の重畳部分の面積との割合により所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定するステップと、
   前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成するステップと、
   当該投影位置の情報に基づいて複数の前記投影領域の投影位置を制御するステップとを備えている
   ことを特徴とする画像プロジェクション方法。
6. 投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を備えた画像プロジェクションンシステムで用いられる画像プロジェクションプログラムであって、
   コンピュータを、前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出する投影位置検出部と、
   検出された投影位置に基づいて求められた前記複数の投影領域の全体の面積と各投影領域の重畳部分の面積との割合により所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定する投影形態判定部と、
   前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成する投影位置情報生成部として機能させる
   ことを特徴とする画像プロジェクションプログラム。
7. 請求項６に記載の画像プロジェクションプログラムが記憶されている
   ことを特徴とするプログラムの記憶媒体。
8. 投影位置を制御可能な複数のプロジェクタ、および前記複数のプロジェクタの投影領域を撮像する撮像装置を備えた画像プロジェクションシステムに用いられる制御装置であって、
   前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記投影領域の投影位置を検出する投影位置検出部と、
   検出された投影位置に基づいて求められた前記複数の投影領域の全体の面積と各投影領域の重畳部分の面積との割合により所望する投影形態が重畳投影かまたは分割投影かを判定する投影形態判定部と、
   前記判定された投影形態に応じた投影位置の情報を生成する投影位置情報生成部を備えている
   ことを特徴とするプロジェクタの制御装置。

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