JP5211703B2

JP5211703B2 - プロジェクタ

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Publication number: JP5211703B2
Application number: JP2008004220A
Authority: JP
Inventors: 貴之内山; えりか兼松
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-01-11
Also published as: JP2009171011A

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

プロジェクタで画像を投影するとき、投影面に模様や反射率のムラがある場合、プロジェクタに照明ムラがある場合、または投影画像に対して周囲の照明環境の影響が無視できない場合がある。このような場合、投影面の模様やムラなどが投影画像に重なるため、投影画像は正確に表示されない。このような模様の影響などを相殺して投影画像を正確に表示するために、所定の投影画像を投影した投影面を撮影し、撮影画像の投影面内における各画素の最小輝度の中の最大値と、各画素の最大輝度の中の最小値との間に投影画像のダイナミックレンジが収まるように投影画像を補正する技術が特許文献１に開示されている。
特開２００４−１５８９４１号公報

投影画像を補正するための補正係数の算出に時間がかかるため、投影を開始するまでの時間がかかるという問題点がある。

（１）請求項１の発明のプロジェクタは、投影面に投影される投影画像を補正するための第１補正係数が記憶された記憶手段と、投影画像を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための第２補正係数を算出する補正係数算出手段と、記憶手段に記憶された第１補正係数と補正係数算出手段によって算出された第２補正係数とを用いて投影画像を補正する補正手段と、補正手段により補正された投影画像を投影する投影手段とを備え、補正手段は、投影手段により投影画像の投影が開始されると、補正係数算出手段により第２補正係数が算出されるまで、記憶手段により記憶された第１補正係数を用いて投影画像を補正し、補正係数算出手段により第２補正係数が算出されると、第２補正係数を用いて投影画像を補正することを特徴とする。
（２）請求項２の発明のプロジェクタは、請求項１に記載のプロジェクタにおいて、補正係数算出手段は、第１補正係数から第２補正係数までの補正係数の補間値を求め、補正手段は、投影画像の補正に使用する補正係数を、補正係数算出手段により算出された補間値に基づいて段階的に変更することを特徴とする。
（３）請求項３の発明のプロジェクタは、請求項１または２のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、補正係数算出手段は、投影手段により投影される投影画像が切り替わる間を利用して、複数の所定の投影画像がそれぞれ投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出することを特徴とする。

本発明によれば、投影画像を補正するための補正係数が算出される前に投影を開始するので、投影を開始するまでの時間を短縮することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための一実施形態について説明する。本発明によるプロジェクタは、投影を開始するまでの時間を短縮するため、投影画像を補正するための補正係数を算出する前に、所定の補正係数で投影画像を補正し、補正した投影画像を投影するものである。

−第１の実施の形態−
図１は、本発明の実施形態によるプロジェクタ１を前方から見た図である。図１に示すように、プロジェクタ１の正面には、投影光学系１１１（図２参照）を構成する投影レンズ１１１Ａと、撮像光学系１２１（図２参照）を構成する撮影レンズ１２１Ａが設けられている。プロジェクタ１は、机上などに載置された状態で前方のスクリーンなどに向けて、内蔵する投射ユニット１１０（図２参照）によって画像などの投影情報を投影する。

図２は、プロジェクタ１の構成を説明するブロック図である。図２においてプロジェクタ１は、投射ユニット１１０と、撮像ユニット１２０と、制御回路１０１と、メモリ１０２と、操作部１０３と、外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路１０４と、メモリカードインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１０５とを備え、メモリカードインターフェイス１０５にはメモリカード１５０が接続される。

制御回路１０１は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路からなる。制御回路１０１は、制御プログラムに基づいて、プロジェクタ内各部から入力される信号を用いて所定の演算を行う。そして、制御回路１０１は、演算結果を制御信号としてプロジェクタ内各部に送出し、プロジェクタ１の投影動作および撮影動作を制御する。なお、制御プログラムは制御回路１０１内の不図示のＲＯＭに格納される。

制御回路１０１は画像処理部１０１Ａを有する。画像処理部１０１Ａでは、外部インターフェイス１０４を介して取得した画像データまたはメモリカード１５０より取得した画像データに対して画像処理を行う。画像処理部１０１Ａで行う画像処理の詳細については後述する。

メモリ１０２は制御回路１０１の作業用メモリとして使用される。操作部１０３はボタンやスイッチなどで構成され、操作されたボタンやスイッチに対応する操作信号を制御回路１０１へ送出する。メモリカード１５０は、制御回路１０１の指示によりデータの書き込み、保存および読み出しが可能である。

投射ユニット１１０は、投影光学系１１１、液晶パネル１１２、ＬＥＤ光源１１３、および投射制御回路１１４を含む。ＬＥＤ光源１１３は、供給電流に応じた明るさで液晶パネル１１２を照明する。液晶パネル１１２は、投射制御回路１１４からの駆動信号に応じて光像を生成する。投影光学系１１１は、液晶パネル１１２から射出される光像を投射する。投射制御回路１１４は、制御回路１０１からの指示により、ＬＥＤ光源１１３および液晶パネル１１２へ制御信号を送出する。

投射ユニット１１０は、メモリカード１５０内に保存されている画像データの他、外部インターフェイス回路１０４を介して外部機器から供給される画像データによる画像を投影可能に構成され、制御回路１０１から指示された画像を投影する。メモリカード１５０内に保存されている画像データの画像、または、外部インターフェイス回路１０４を介して外部機器から供給される画像データの画像を、以下、投影画像と呼ぶ。

撮像ユニット１２０は撮像光学系１２１、撮像素子１２２および撮像制御回路１２３を有し、制御回路１０１からの指示に応じて投影面の撮像を行う。撮像光学系１２１は、撮像素子１２２の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像素子１２２としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子などが用いられる。撮像制御回路１２３は、制御回路１０１からの指示により撮像素子１２２を駆動制御するとともに、撮像素子１２２から出力される画像信号に対して所定の信号処理を行う。

制御回路１０１の画像処理部１０１Ａで行われる画像処理を説明する。本発明の実施形態の画像処理では、投影画像を投影面に投射したときに投影面の模様や汚れが目立たなくなるように投影画像の色補正を行う。この色補正は、撮像ユニット１２０により撮影した投影面の画像に基づいて行う。画像処理部１０１Ａは、投射光学系１１１の光軸と撮像光学系１２１の光軸とが一致していないことによる投影画像の歪や、投影光学系１１１の光軸が投影面に対して垂直でないことに起因する投影画像のあおりや歪に対する補正も行うことができる。本発明の実施形態の画像処理は、上述の色補正に特徴を有するので、色補正について主に説明する。

図３を参照して、本発明の実施形態における投影画像の画像処理について説明する。図３（ａ）〜図３（ｅ）は、投影画像を投影面３０に順次投影したときに視認される投影画像を示す図である。投影面３０には、シミ３１が付着しているものとして説明する。本発明の実施形態における投影画像の画像処理では、投影面に所定の投影画像を投影して投影面を撮影し、撮影した画像に基づいて補正係数を算出する。そして、その補正係数を用いて、投影面３０のシミ３１が目立たなくなるように投影画像を補正する。ところで、この補正係数を算出する処理に時間がかかる。

そこで、補正係数が算出されるまで、予め算出された補正係数の初期値を用いて投影画像を補正する。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、投影画像が投影されるとき、補正係数が算出されていないので、補正係数の初期値を使用して投影画像を補正し、補正した投影画像を投影する。この場合、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、投影画像が投影された投影面３０ではシミ３１が目立つ。しかし、投影開始時間が早いので、ユーザは、なかなか投影が開始されないことが原因でいらいらすることはない。補正係数が算出された後は、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すように、算出された補正係数を使用して投影画像を補正し、補正された投影画像を投影する。これにより、投影画像が投影された投影面３０ではシミ３１が目立たない。

図４のフローチャートを参照して、本発明の実施形態における画像処理について説明する。図４の処理は、プロジェクタ１が、投影を開始するための処理を開始するとスタートするプログラムにより制御回路１０１において実行される。

ステップＳ１では、投影画像の幾何補正を行うための幾何補正係数を算出する。幾何補正とは、投射ユニット１１０の光学系光軸と、撮像ユニット１２０の光学系光軸とが一致していないことによる投影画像の歪や、投射ユニット１１０の光学系光軸が投射面に対して垂直でないことに起因する投影画像のあおり、歪などを解消するための補正である。幾何補正係数の算出方法は従来技術であるので、説明を省略する。

ここで、制御回路１０１の画像処理部１０１Ａは、投影画像の画像数がプロジェクタ１の解像度に一致するように補間処理を行う。さらに、画像処理部１０１Ａは、撮像ユニット１２０により撮影された画像を、プロジェクタ１の解像度と一致するように補間処理を行う。この補間処理を行った撮影画像を使用して上述の補間処理を行った投影画像を以下のように補正し、補正した画像を投影するものとする。投影画像の画素と撮影画像の画素との間の対応関係を明確にし、処理速度を速くするためである。

ステップＳ２では、投影画像の補正係数の算出を開始する。ここで、補正係数とは、投影面の状態や周囲照明環境等に影響されることなく投影画像が入力画像（投影画像）を再現するように、入力画像を補正するための補正係数である。投射ユニット１１０から投影された所定の投影画像を、撮影ユニット１２０で撮影し、撮影した画像を解析して投影画像の補正係数を算出する。この補正係数が投影画像の補正量となる。この補正係数を算出する処理は、投影画像を投影する処理と並行して行われる。制御回路１０１に用いられるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）に、並列処理に有利なマルチコアタイプのものを使用してもよい。並行して行われる処理が速くなるからである。投影画像の補正係数を算出方法については後述する。

ステップＳ３では、投影画像の画像データを、外部インターフェイス回路１０４を介して、またはメモリカード１５０より読み込み、メモリ１０２に記憶する。

ステップＳ４では、投影画像の補正係数の算出が完了したか否かを判定する。投影画像の補正係数の算出が完了した場合はステップＳ４が肯定判定され、ステップＳ５に進む。投影画像の補正係数がまだ算出されていない場合はステップＳ４が否定判定され、ステップＳ８に進む。

ステップＳ５では、算出完了した補正係数で、ステップＳ３で読み込んだ投影画像を補正する。投影画像の補正の詳細については後述する。

ステップ６では、補正した投影画像をアナログ変換し、補正した投影画像を投影する。

ステップＳ７では、次に投影する投影画像があるか否かを判定する。次に投影する投影画像がある場合はステップＳ６が肯定判定され、ステップＳ３に戻る。次に投影する投影画像がない場合はステップＳ７が否定判定され、処理を終了する。

ステップＳ８では、補正係数の初期値を用いて投影画像を補正する。そして、ステップＳ６に進む。投影画像の補正の詳細については後述する。

次に、投影画像の補正係数の算出方法および投影画像の補正方法について、さらに詳細に説明する。

−投影画像の補正係数の算出方法−
最初に、投射ユニット１１０の投影特性の算出を行う。投影特性とは、投射ユニット１１０の照明ムラ、投影面の色や模様による影響、周囲照明による投影面への影響などを考慮した場合の、入力画像の画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と、投影面で再現される測色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との間の関係を示す特性である。投射ユニット１１０から投影された所定の投影画像を、撮影ユニット１２０で撮影し、撮影した画像から測色値を検出して投影特性を算出する。

たとえば、ｉ番目の画素値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）_ｉで与えられる入力画像データにより投影画像を生成して投射ユニット１１０で投影したとき、ｉ番目の画素値に対応する投影面の測色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）_ｉは以下の（１）式で表される。

ただし、

ここで、γは投射ユニット１１０の階調特性を表す。Ｍ_ｐｉは、投射ユニット１１０の画素値（Ｒ^γ，Ｇ^γ，Ｂ^γ）_ｉから投射ユニット１１０の照明の測色値へ変換する色変換マトリックスを表す。（Ｘ_ｋｐ，Ｙ_ｋｐ，Ｚ_ｋｐ）_ｉは、投射ユニット１１０で黒画像を投影した時の周囲照明も含めた投影面の照明条件を表す。Ｒ_ｉ＊は、投影面の反射率特性を表す。

なお、添字ｉは次の意味を有している。この実施の形態のプロジェクタでは、白画像や黒画像など既知の画像を投射して投影面を撮像し、その撮像画像に基づいて、投影面の模様などによる反射率のムラだけではなく、投射ユニット１１０の照明ムラ、周囲照明や黒点の面内ムラも合わせて補正する。したがって、投影面の各画素領域に異なる投影特性を表現するため、添え字ｉを使用する。

（１）式において、（Ｘ_ｋ，Ｙ_ｋ，Ｚ_ｋ）は、黒画像（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）_ｉ＝（０，０，０）_ｉ）を投影した時の投影面撮影画像に基づいて決定する。なお、投影面上の投影画像の測色値は、撮影画像の画素値から予め決まった色変換処理を用いることで算出できる。すなわち、撮影画像のプロファイルがｓＲＧＢであれば、画素値に対して通常のｓＲＧＢ変換処理を適用して（Ｘ_ｋ，Ｙ_ｋ，Ｚ_ｋ）_ｉを決定することができる。

同様に、Ｒ画像（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）_ｉ＝（２５５，０，０）_ｉ）、Ｇ画像（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）_ｉ＝（０，２５５，０）_ｉ）、およびＢ画像（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）_ｉ＝（０，０，２５５）_ｉ）をそれぞれ投影した投影面を撮影した各撮影画像から、色変換マトリックスＭ_ｉの３×３のマトリックス係数を決定する。具体的には、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像をそれぞれ投影した投影面の撮像画像の測色値をそれぞれ、（Ｘ_ｒ，Ｙ_ｒ，Ｚ_ｒ）、（Ｘ_ｇ，Ｙ_ｇ，Ｚ_ｇ）および（Ｘ_ｂ，Ｙ_ｂ，Ｚ_ｂ）とすると、色変換マトリックスＭ_ｉは以下の（３）式で表される。

次に投影画像の補正係数の算出について説明する。
投影面にムラ（以後、投影面の反射率のムラや照明ムラを含めて、単に「ムラ」と表現する）や模様がある場合、投影面を撮影して得た撮像画像の画素値は均一ではなく、ムラや模様に応じた画素値となる。換言すると、各画素で最大表示可能な色域は変化する。この実施の形態では、まずこの最大表示可能な色域範囲を決定する。投影面での輝度Ｙ_ｉは、（１）式より、

したがって、表示可能な輝度範囲は、（４）式において、０≦Ｒ_ｉ，Ｇ_ｉ，Ｂ_ｉ≦２５５の範囲で振ったときにＹ_ｉがとり得る範囲で決まる。通常、Ｙ_ｒ，Ｙ_ｇ，Ｙ_ｂ＞Ｙ_ｋであるから、各画素の表示可能な輝度範囲は、白画像（（Ｒ，Ｇ，Ｂ）_ｉ＝（２５５，２５５，２５５）_ｉ）を投影したときの表示輝度を表示可能な最大輝度Ｙ_{ＭＡＸ，ｉ}、黒画像を投影したときの表示輝度をＹ_{ＭＩＮ，ｉ}として求めることができる。

−ステップＳ５における投影画像の補正−
ステップＳ５で行う投影画像の補正について説明する。
投影画像（入力画像）の色空間がｓＲＧＢとすれば、投影画像の画素値（Ｒ_０，Ｇ_０，Ｂ_０）に対して、投影面での測色値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）_ｉは以下のようになればよい。

ここで、黒画像を投影したときの画素の最大輝度、すなわち、Ｙ_ＭＩＮ＝ＭＡＸ（Ｙ_{ＭＩＮ,ｉ}）となる画素値を投影画面の黒点（Ｘ_ｋ０，Ｙ_ｋ０，Ｚ_ｋ０）とする。なお、Ｍ_{ｓＲＧＢ→ＸＹＺ}はｓＲＧＢ色空間からＸＹＺ色空間への変換マトリックスである。

したがって、（１）式を用いて、補正後の投射ユニット１１０への入力画素値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）_ｉは、以下の（６）式で算出できる。

（６）式は簡単のため、ｓＲＧＢのγ＝２．２として記述した。しかし、定義どおり線形関数とγ＝２．４の組み合わせで算出してもよい。

−ステップＳ８における投影画像の補正−
ステップＳ８で行う投影画像の補正について説明する。
（１）式において、予め理想的な投影条件（投影面の反射率特性Ｒ_ｉが一様な白色面、プロジェクタの照明ムラなし、暗室下）における投射ユニット１１０の階調特性γ、投射ユニット１１０のＲＧＢから測色値ＸＹＺへの色変換マトリックスＭ_ｐ、投射ユニット１１０の黒点（Ｘ_ｋ，Ｙ_ｋ，Ｚ_ｋ）を算出し、制御回路１０１に記憶しておき、これらを初期値として利用する。

において、

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
投影画像の補正係数が算出されるまで、補正係数の初期値を用いて投影画像を補正し、投影画像の補正係数が算出されると、算出された補正係数を用いて投影画像を補正するようにした。したがって、補正係数が算出される前に投影を開始することができるので、投影を開始するまでの時間を短縮することができる。

−第２の実施の形態−
第２の実施の形態では、投影画像を補正するときに使用する補正係数を初期値から算出した補正係数に切り替えるとき、補正係数の初期値から、算出した補正係数へ直接切り替えるのではなく、段階的に補正係数を切り替える。これにより、投影画像の画質が急に変化しないので、投影画像を見ている者は違和感を覚えることがない。

図５を参照して、少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理について説明する。図５（ａ）〜図５（ｅ）は、投影画像を投影面３０に順次投影したときに視認される投影画像を示す図である。投影面３０には、シミ３１が付着しているものとして説明する。また、投影画像を補正するとき使用する補正係数は既に算出されているものとして説明する。

補正係数の初期値と算出した補正係数との間を（ｎ＋１）等分して算出したｎ個の値を補正係数の補間値とする。ここで、ｎ個の補間値を、初期値から近い順序で、補間値１、補間値２、・・・、補間値ｎとする。そして、投影画像が切り替わるたびに、初期値から、補間値１、補間値２、・・・、補間値ｎ、算出した補正係数と、投影画像の補正に使用する補正係数を段階的に変更する。

３つの補間値を算出した場合、以下のように投影画像の補正に使用する補正係数を変更する。図５（ａ）に示すように、初期値を使用して投影画像を補正して、投影画像を投影する。次に、図５（ｂ）に示すように、補間値１を使用して投影画像を補正し、その次は、図５（ｃ）に示すように、補間値２を使用して投影画像を補正し、それぞれ投影画像を投影する。さらに、図５（ｄ）に示すように、補間値３を使用して投影画像を補正し、その次は、算出した補正係数を使用して投影画像を補正し、それぞれ投影画像を投影する。以降の投影する投影画像については、算出した補正係数を使用して投影画像を補正し、投影画像を投影する。

図５（ａ）〜図５（ｅ）に示すように、投影画像を切り替えるたびに、投影面におけるシミ３１は徐々に目立たなくなるので、投影画像を見ている者は違和感を覚えない。

図６のフローチャートを参照して、少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理について説明する。図６の処理は、プロジェクタ１が、投影を開始するための処理を開始するとスタートするプログラムにより制御回路１０１において実行される。図４の処理と同じ処理には同じ符号を付し、図４の処理と異なる部分を主に説明する。

ステップＳ１の次にステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、投影画像を補正するときに使用する補間値を特定するフラグｔの値を０にする。ｎ個の補間値を算出した場合、初期値に近い順序で、補間値１、補間値２、・・・、補間値ｎとする。フラグｔの値がｓのとき、投影画像の補正には、補間値ｓを使用する。ステップＳ２１では、投影画像補正係数およびｎ個の補間値の算出を開始する。補間値は、初期値と算出した補正係数の間の値を（ｎ＋１）等分することにより算出する。たとえば、初期値がｐ、算出した補正係数がｑの場合、補間値Ｈｓは以下のようになる。

投影画像を補正するとき使用する（６）式において、

の９個のパラメータの値（Ｘ_ｒ−Ｘ_ｋの値など）、

の値について、補間値が使用される。
そして、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３の次にステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、投影画像の補正係数および補間値の算出が完了したか否かを判定する。投影画像の補正係数および補間値の算出が完了した場合はステップＳ２３が肯定判定され、ステップＳ２４に進む。投影画像の補正係数および補間値の算出が完了していない場合はステップＳ２３が否定判定され、ステップＳ８に進む。ステップＳ２４では、ｔの値をｔ＋１の値にする。

ステップＳ２５では、ｔの値がｎ以下であるか否かを判定する。ｔの値がｎ以下である場合はステップＳ２５が肯定判定され、ステップＳ２６に進む。ｔの値がｎより大きい場合はステップＳ２５が否定判定され、ステップＳ５に進む。ステップＳ２６では、補間値ｔを使用して投影画像を補正する。そして、ステップＳ６に進む。

以上の実施形態を次のように変形することができる。
（１）補正係数を算出するために、所定の投影画像（白画像、黒画像、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像）を投影面に投影し、その投影面を撮影する処理を行う。この処理を、投影する投影画像が切り替わる間を利用して行うようにしてもよい。これにより、その処理が完了する前に、投影画像の投影を開始することができ、投影を開始するまでの時間をさらに短縮することができる。

たとえば、以下のように所定の投影画像を投影面に投影し、その投影面を撮影する処理を行う。図７に示すように、図７（ｂ）に示す投影画像を投影する前に、図７（ａ）に示す白画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。次に、投影する投影画像を図７（ｂ）に示す投影画像から図７（ｄ）に示す投影画像に切り替える間を利用して、図７（ｃ）に示す黒画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。次に、投影する投影画像を図７（ｄ）に示す投影画像から図７（ｆ）に示す投影画像に切り替える間を利用して、図７（ｅ）に示すＲ画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。次に、投影する投影画像を図７（ｆ）に示す投影画像から図７（ｈ）に示す投影画像に切り替える間を利用して、図７（ｇ）に示すＧ画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。最後に、投影する投影画像を図７（ｈ）に示す投影画像から図７（ｊ）に示す投影画像に切り替える間を利用して、図７（ｉ）に示すＢ画像を投影面に投影し、投影面を撮影する。以上のようにして、所定の投影画像（白画像、黒画像、Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像）を投影面に投影し、その投影面を撮影する処理を、投影画像を投影している間に完了する。

（２）投影面としてよく使用する特定の壁を事前に広角のカメラで撮影しておくとともに、補正係数を算出するとき使用する投影特性を算出しておき、壁データとして撮影した壁の画像データおよび投影特性を所定のメモリに記憶しておく。そして、投影を行う壁を撮影し、壁データと照合して、壁データの中に一致する壁が存在するか判定を行う。壁データの中に一致する壁が存在する場合は、投影面がその壁のどの部分に相当するかを判断する画像マッチングを行い、その壁の投影面に相当する部分の投影特性を、補正係数の算出に使用するようにしてもよい。これにより、最初から補正係数の算出を開始する必要がないので、速やかに補正係数を算出し、算出した補正係数で投影画像を補正し、その投影画像を投影することができる。

たとえば、図８に示すように、投影面３０の星印の模様を壁データ４０と照合する。壁データ４０に含まれている壁４１〜４４のうち、投影面の模様は壁４２の模様と一致するので、壁４２のデータを抽出する。さらに画像マッチングを行い、壁４２のうちの領域４２ａが投影面３０に相当することを検出する。壁４２の領域４２ａに相当する部分の投影特性を壁データ４０から抽出し、補正係数の算出に使用する。算出した補正係数で補正した投影画像３２を投影面３０に投影すると、壁の模様である星印が目立たなくなるようにすることができる。

また、投影面としてよく使用する特定の壁を事前に撮影しておくとともに、補正係数を算出しておき、壁データとして撮影した壁の画像データおよび補正係数を所定のメモリに記憶しておく。そして、投影を行う壁を撮影し、壁データと照合して、壁データの中に一致する壁が存在するか判定を行う。壁データの中に一致する壁が存在する場合は、その壁の補正係数を使用して投影画像を投影するようにしてもよい。これにより、補正係数の算出を開始する必要がないので、速やかに補正係数を算出し、算出した補正係数で投影画像を補正し、その投影画像を投影することができる。

（３）補正係数を算出するために投影面を撮影するとき、カメラのフラッシュに使用される閃光装置から閃光を発生させて投影面を撮影するようにしてもよい。閃光装置から発生する閃光の色温度は予め知ることができるので、閃光を発生させて撮影した投影面と、照明光の下で撮影した投影面とを比較することにより、照明光の色温度を推測することができる。これにより、補正係数の算出において照明光の影響を考慮に入れることができる。また、暗い場所であるとき、模様、反射率、黒点などの壁の状態を把握することができる。

たとえば、壁が白色で、照明が黄色であるとき、壁が黄色であるのか、照明光の影響で黄色に見えるのかが分らない。そして、誤って壁が黄色であるとして補正係数を算出すると、黄色から白色に補正するための補正量が大きくなりすぎてしまい、補正量の限界に達してしまう可能性が高くなる。一方、閃光装置を発光させて壁を撮影することにより、壁の色は白色であることを認識できる。閃光装置を発光させて投影面を撮影した撮影画像を使用して補正係数を算出することにより、過大な補正を防止することができる。

（４）補正係数を算出するために所定の投影画像を投影面に投影して投影面を撮影するとき、余計な光などが入らず、安定した照明条件下であることが好ましい。しかし、実際の問題として、安定した照明条件下で所定の投影画像を投影面に投影し、投影面を撮影することが困難な場合がある。そのような場合、外乱の影響が含まれないように、数回補正係数を算出し、その補正係数のメディアン（中央値）や平均値を補正係数とするようにしてもよい。また、補正係数のメディアン（中央値）や平均値平均値を算出するときとき、他の値と著しく異なる異常値を除くようにしてもよい。これにより、補正係数を算出するための投影面撮影時に、投影面にポインタのレーザ光のような異常光が当たっていたような場合でも、適切な補正係数を算出することができる。

（５）投影画像が切り替わるときなど、所定のタイミングで所定の投影画像を投影面に投影して、その投影面を撮影し、その撮影した画像の画像が変化したら、改めて補正係数を算出し直すようにしてもよい。投影開始から、照明条件が一定であるとは限らないからである。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明は上記実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

本発明の第１の実施の形態によるプロジェクタの外観図である。本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタの構成を説明するブロック図である。本発明の第１の実施の形態における画像処理について説明する図である。第１の実施の形態における画像処理を説明するためのフローチャートである。少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理を説明するための図である。少しずつ補正係数を切り替える場合の投影画像の画像処理を説明するためのフローチャートである。投影する投影画像が切り替わる間を利用して行う投影面の撮影を説明するための図である。壁データを利用した投影画像の補正係数決定を説明するための図である。

符号の説明

１プロジェクタ
３０投影面
３１投影面のシミ
３２投影画像
１０１制御回路
１０２メモリ
１０３操作部
１０４外部インターフェイス
１０５メモリカードインターフェイス
１１０投射ユニット
１２０撮像ユニット

Claims

投影面に投影される投影画像を補正するための第１補正係数が記憶された記憶手段と、
前記投影画像を撮影して得られる撮影画像を用いて、前記投影画像を補正するための第２補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記記憶手段に記憶された前記第１補正係数と前記補正係数算出手段によって算出された前記第２補正係数とを用いて前記投影画像を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記投影画像を投影する投影手段とを備え、
前記補正手段は、前記投影手段により前記投影画像の投影が開始されると、前記補正係数算出手段により前記第２補正係数が算出されるまで、前記記憶手段により記憶された第１補正係数を用いて前記投影画像を補正し、前記補正係数算出手段により前記第２補正係数が算出されると、前記第２補正係数を用いて前記投影画像を補正することを特徴とするプロジェクタ。
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記補正係数算出手段は、前記第１補正係数から前記第２補正係数までの補正係数の補間値を求め、前記補正手段は、投影画像の補正に使用する補正係数を、前記補正係数算出手段により算出された補間値に基づいて段階的に変更することを特徴とするプロジェクタ。
請求項１または２のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
前記補正係数算出手段は、前記投影手段により投影される投影画像が切り替わる間を利用して、前記複数の所定の投影画像がそれぞれ投影された投影面を撮影して得られる撮影画像を用いて、投影画像を補正するための補正係数を算出することを特徴とするプロジェクタ。