JPWO2020021868A1 - 投影装置とその制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

投影面の色に合わせた投影像の補正を高精度に行うことのできる投影装置とその制御方法及び制御プログラムを提供する。
システム制御部（８）は、投影範囲ＡＲに設定された検出用領域Ｔ１−Ｔ７の各々を順次選択し、選択した検出用領域に対して、テスト光を共通光学系（３）から投影させる。システム制御部（８）は、このテスト光が投影された状態にて、そのテスト光が投影された検出用領域の撮像画像であるテスト光画像を撮像素子（６）から取得し、取得したテスト光画像とテスト光との色差に基づいて、スクリーンＳＣに投影すべき画像の色の補正を行うための補正データを生成する。システム制御部（８）は、この補正データに基づいて補正した画像データを光変調素子（４４）に入力し、その画像データに基づく画像を投影させる。

Description

本発明は、投影装置とその制御方法及び制御プログラムに関する。

撮像装置と投影装置とを組み合わせたシステムが提案されている。例えば、特許文献１には、投影部からの光を透過してスクリーンに導き、且つスクリーンからの光を撮像部に導くハーフミラーと、このハーフミラーと投影部の間に配置されたレンズと、このハーフミラーと撮像部の間に配置されたレンズと、を有するプロジェクタが記載されている。

特許文献２には、プロジェクタと、プロジェクタから光が投影される投影面を背面側から撮像するカメラと、を備えるシステムが記載されている。このシステムでは、プロジェクタからの光の投影領域を分割し、分割した領域ごとに投影と撮像を行い、この撮像で得た画像からフレアを検出して補正することが行われている。

特許文献３には、投影ユニットと、投影ユニットから光が投影される投影面を撮像するカラー撮像素子と、を同一筐体内に備えるプロジェクタが記載されている。このプロジェクタでは、カラー撮像素子によって投影面を撮像して得られる撮像画像を複数の領域に分割し、その領域毎の画像に基づいてその領域に対応する投影面の色を検出し、投影すべき画像の色補正を行うことが行われている。

日本国特開２０１６−１４９６１８号公報 日本国特開２００５−１８９５４２号公報 日本国特開２００６−３４９７９２号公報

特許文献３に記載されているように、投影面の状態に応じて投影像の補正を行う場合、投影面の状態を検出するためには、基準となる画像を投影面に投影した状態にて、その投影面の撮像を行う必要がある。しかし、特許文献１に記載されているような撮像と投影とを共通の光学系を用いて行うシステムにおいては、投影面に画像を投影している状態では、光源からの強い光が光学系を通る状態となる。この状態において投影面を撮像すると、投影用の強い光が撮像素子に混入し、撮像画像にゴーストが発生する可能性がある。撮像画像にゴーストが発生していると、投影面の状態を精度よく認識することができなくなり、投影像の補正を高精度に行うことができなくなる。

特許文献２に記載のシステムと特許文献３に記載のプロジェクタは、撮像と投影とを共通の光学系によって行うものではなく、上述した課題の認識はない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、投影面に合わせた投影像の補正を行うことのできる投影装置とその制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の投影装置は、表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、上記光学系を通して上記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、上記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、上記選択した上記領域に対して、予め決められたテスト光を上記光学系から投影させるテスト光投影制御部と、上記テスト光が投影された状態にて、上記テスト光が投影された上記領域の撮像画像であるテスト光画像を上記撮像素子から取得するテスト光画像取得部と、上記テスト光画像と、上記テスト光との特性差に基づいて、上記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成部と、上記補正データに基づいて補正した画像データを上記表示部に入力し、その画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御部と、を備えるものである。

本発明の投影装置の制御方法は、表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、上記光学系を通して上記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、を有する投影装置の制御方法であって、上記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、上記選択した上記領域に対して、予め決められたテスト光を上記光学系から投影させるテスト光投影制御ステップと、上記テスト光が投影された状態にて、上記テスト光が投影された上記領域の撮像画像であるテスト光画像を上記撮像素子から取得するテスト光画像取得ステップと、上記テスト光画像と、上記テスト光との特性差に基づいて、上記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成ステップと、上記補正データに基づいて補正した画像データを上記表示部に入力し、その画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御ステップと、を備えるものである。

本発明の投影装置の制御プログラムは、表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、上記光学系を通して上記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、を有する投影装置の制御プログラムであって、上記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、上記選択した上記領域に対して、予め決められたテスト光を上記光学系から投影させるテスト光投影制御ステップと、上記テスト光が投影された状態にて、上記テスト光が投影された上記領域の撮像画像であるテスト光画像を上記撮像素子から取得するテスト光画像取得ステップと、上記テスト光画像と、上記テスト光との特性差に基づいて、上記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成ステップと、上記補正データに基づいて補正した画像データを上記表示部に入力し、その画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。

本発明によれば、投影面に合わせた投影像の補正を行うことのできる投影装置とその制御方法及び制御プログラムを提供することができる。

本発明の投影装置の一実施形態であるプロジェクタ１００の外観構成を示す模式図である。 図１に示すプロジェクタ１００の内部構成を示す模式図である。 図２に示す表示部１の構成例を示す模式図である。 図３に示すシステム制御部８の機能ブロック図である。 スクリーンＳＣの一例を示す模式図である。 図５に示すスクリーンＳＣにおける投影範囲ＡＲを撮像して撮像素子６から出力された領域設定用の撮像画像ＩＧを示す模式図である。 補正データ生成対象となる領域の変形例を示す図である。 画像投影制御部８５による補正前の画像データＩＭ１が投影範囲ＡＲに投影された状態を示す図である。 画像投影制御部８５による画像データＩＭ１の補正後の画像データＩＭ２が投影範囲ＡＲに投影された状態を示す図である。 図１に示すプロジェクタ１００による補正データ生成処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示すプロジェクタ１００による補正データ生成処理の第一変形例を説明するためのフローチャートである。 スクリーンＳＣの一例を示す模式図である。 図１２に示すスクリーンＳＣにおける投影範囲ＡＲを撮像して撮像素子６から出力された領域設定用の撮像画像ＩＧを示す模式図である。 図１３に示した検出用領域の設定方法において、補正データに基づく補正後の画像の投影と、補正データ生成のための検出用領域へのテスト光の投影とを並行して行う場合の動作を説明するための模式図である。 図１３に示した検出用領域の設定方法において、補正データに基づく補正後の画像の投影と、補正データ生成のための検出用領域へのテスト光の投影とを並行して行う場合の動作を説明するための模式図である。 図１３に示した検出用領域の設定方法において、補正データに基づく補正後の画像の投影と、補正データ生成のための検出用領域へのテスト光の投影とを並行して行う場合の動作を説明するための模式図である。

図１は、本発明の投影装置の一実施形態であるプロジェクタ１００の外観構成を示す模式図である。プロジェクタ１００は、本体部１００Ａと、本体部１００Ａによって支持された光学ユニット１００Ｂと、を備える。光学ユニット１００Ｂは、本体部１００Ａに着脱可能に構成されていてもよい。

図２は、図１に示すプロジェクタ１００の内部構成を示す模式図である。図３は、図２に示す表示部１の構成例を示す模式図である。プロジェクタ１００は、投影対象物であるスクリーンＳＣに画像を投影すると共に、スクリーンＳＣにおける画像が投影される範囲である投影範囲を少なくとも撮像可能に構成されている。

図２に示すように、プロジェクタ１００は、表示部１と、投影光学系２と、光学系を構成する共通光学系３と、光学部材４と、撮像光学系５と、撮像素子６と、照明装置７と、システム制御部８と、を備える。表示部１及びシステム制御部８は、本体部１００Ａに収容されている。投影光学系２、共通光学系３、光学部材４、撮像光学系５、及び撮像素子６は光学ユニット１００Ｂに収容されている。

表示部１は、入力される画像データに基づいて投影用の画像を表示するものである。図３に示すように、表示部１は、光源ユニット４０と、光変調素子４４と、を備える。

光源ユニット４０は、白色光を出射する光源４１と、カラーホイール４２と、照明光学系４３と、を備える。光源４１は、レーザ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を含んで構成される。カラーホイール４２は、光源４１と照明光学系４３の間に配置されている。カラーホイール４２は、円板状の部材であり、その周方向に沿って、赤色光を透過するＲフィルタ、緑色光を透過するＧフィルタ、及び青色光を透過するＢフィルタが設けられている。カラーホイール４２は軸周りに回転され、光源４１から出射される白色光を時分割にて赤色光、緑色光、及び青色光に分光して照明光学系４３に導く。照明光学系４３から出射された光は光変調素子４４に入射される。

光変調素子４４は、照明光学系４３から出射された光を画像データに基づいて空間変調し、空間変調した光を投影光学系２に出射する。

図３に示す表示部１は、光変調素子４４としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた例であるが、光変調素子４４としては、例えば、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、又は液晶表示素子等を用いることも可能である。

表示部１は、自発光型の有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示素子を用いて画像を表示し、表示した画像を投影光学系２に入射させるものであってもよい。また、レーザ光を走査することで画像の表示を行うものを用いてもよい。

投影光学系２は、表示部１からの光が入射されるものであり、少なくとも１つのレンズを含む例えばリレー光学系によって構成されている。投影光学系２を通過した光は光学部材４に入射され、光学部材４にて反射されて共通光学系３に入射される。

共通光学系３は、投影光学系２を通過した光をスクリーンＳＣに投影し、且つ、スクリーンＳＣ側の被写体を結像させるものであり、例えばリレー光学系によって構成されている。

図１の例では、共通光学系３は、少なくとも１つのレンズを含むレンズ群３１と、光学部材３２と、少なくとも１つのレンズを含むレンズ群３３と、少なくとも１つのレンズを含むレンズ群３４と、を備える。レンズ群３１、光学部材３２、レンズ群３３、及びレンズ群３４は、スクリーンＳＣ側からこの順番にて光路上に配置されている。レンズ群３１の最もスクリーンＳＣ側に位置するレンズ３１ａは、図１に示すように、光学ユニット１００Ｂの筐体から露出されている。

光学部材３２は、共通光学系３の光路を屈曲させるための部材であり、例えばハーフミラー、ビームスプリッター、又は偏光部材等が用いられる。ただし、投影方向を変えることによって光学部材３２を用いない構成とすることもできる。その場合、レンズ群３１及びレンズ群３３は一体となったレンズ群とすることもできる。

投影光学系２を通過した表示部１からの光は、光学部材４にて反射されてレンズ群３４に入射される。このレンズ群３４によって、レンズ群３３とレンズ群３４の間の位置ＰＳに、表示部１からの光によって形成される中間像が結像される。なお、中間像の結像位置はこれに限定されるものではない。

この中間像はレンズ群３３を通過して光学部材３２に入射し、光学部材３２にて反射されてレンズ群３１に入射される。レンズ群３１に入射された中間像はスクリーンＳＣに向けて投影されて投影画像となる。スクリーンＳＣにおいて共通光学系３から光が投影される範囲をスクリーンＳＣの投影範囲という。

スクリーンＳＣ側からレンズ群３１に入射した被写体光は、レンズ群３１を通過し、光学部材３２にて反射されて、レンズ群３３に入射される。このレンズ群３３によって、レンズ群３３とレンズ群３４の間の位置ＰＳに、被写体光によって形成される中間像が結像される。

この中間像は、レンズ群３４を通過して光学部材４に入射し、光学部材４を透過して撮像光学系５に入射される。

撮像光学系５は、位置ＰＳに結像された中間像を撮像素子６に結像させるためのものである。撮像光学系５は、撮像素子６の前方に配置されており、光学部材４を透過した被写体光を集光して撮像素子６に結像させる。撮像光学系５は、少なくとも１つのレンズを含んで構成されている。

撮像素子６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等が用いられる。

光学部材４は、例えばハーフミラー、ビームスプリッター、又は偏光部材等によって構成されている。光学部材４は、投影光学系２を通過した表示部１からの光を反射させて共通光学系３に導き、且つ、共通光学系３のレンズ群３３によって位置ＰＳに結像された被写体光に基づく中間像を、撮像光学系５を通して撮像素子６に導く。このように、撮像素子６は、光変調素子４４によって空間変調された光をスクリーンＳＣに投影するための共通光学系３を通して、この共通光学系３による光の投影範囲を撮像するものとなっている。

照明装置７は、一例として図１に示すように、レンズ３１ａの光軸の周囲に円状に並べて配置された複数の発光素子７ａと、これらを駆動するドライバと、によって構成されている。

システム制御部８は、表示部１から投影光学系２に入射させる光の制御、撮像素子６による被写体の撮像制御、及び照明装置７の発光制御等を行うものであり、プロセッサと、記憶部を構成するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｓｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備える。

プロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

これらプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

システム制御部８のプロセッサは、上述した各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。

図４は、図３に示すシステム制御部８の機能ブロック図である。システム制御部８のプロセッサは、投影装置の制御プログラムを含むアプリケーションプログラムを実行することにより、領域設定部８１、テスト光投影制御部８２、テスト光画像取得部８３、補正データ生成部８４、及び画像投影制御部８５として機能する。

領域設定部８１は、共通光学系３から光を投影させない状態にて撮像素子６により投影範囲を撮像させて、撮像素子６から、領域設定用の撮像画像ＩＧを取得する。領域設定部８１は、この領域設定用の撮像画像ＩＧに基づいて、スクリーンＳＣの投影範囲に対して複数の領域（以下、検出用領域という）を設定する。この複数の検出用領域の設定方法について、図５，６を参照して説明する。

図５は、スクリーンＳＣの一例を示す模式図である。図５に示すスクリーンＳＣには、楕円状の第一領域Ｐと、第一領域Ｐとは色又は輝度の異なる第二領域ＮＰが存在している。図５には、共通光学系３から投影される光の投影範囲ＡＲが破線にて示されている。図６は、図５に示すスクリーンＳＣにおける投影範囲ＡＲを撮像して撮像素子６から出力された領域設定用の撮像画像ＩＧを示す模式図である。

領域設定部８１は、撮像画像ＩＧから特徴量を抽出する処理を行い、抽出した特徴量に基づいてスクリーンＳＣの投影範囲ＡＲ内の模様を認識し、認識した模様にしたがって、投影範囲ＡＲに対して複数の検出用領域を設定する。

特徴量は、撮像画像ＩＧに含まれる各物体の色、輝度、又は形状等である。領域設定部８１は、抽出した特徴量に基づいて、撮像画像ＩＧが色又は輝度の異なる第一領域Ｐと第二領域ＮＰにより構成されていることを認識する。撮像画像ＩＧとスクリーンＳＣの投影範囲ＡＲとは対応する。このため、上記の認識処理により、スクリーンＳＣの投影範囲ＡＲが、第一領域Ｐと第二領域ＮＰを有することが認識される。

領域設定部８１は、撮像画像ＩＧの第一領域Ｐにおける代表的な位置（例えば第一領域Ｐの中心又は端部等）に少なくとも１つの検出用領域を設定する。図６には、第一領域Ｐの中心よりも上側と下側にある２つの画素が、それぞれ、検出用領域Ｔ６と検出用領域Ｔ７として設定された例が示されている。

同様に、領域設定部８１は、撮像画像ＩＧの第二領域ＮＰにおける代表的な位置（例えば第二領域ＮＰの中心又は端部等）に少なくとも１つの検出用領域を設定する。図６には、第二領域ＮＰの四隅にある画素が検出用領域Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５として設定され、第二領域ＮＰの中心にある画素が検出用領域Ｔ２として設定された例が示されている。

撮像画像ＩＧと投影範囲ＡＲは対応している。具体的には、投影範囲ＡＲを撮像画像ＩＧの総画素数によって均等に分割した場合の各分割エリアと、撮像画像ＩＧの各画素とが対応する。このため、このようにして撮像画像ＩＧに設定された複数の検出用領域（図６の例では、検出用領域Ｔ１−Ｔ７）が、そのまま、投影範囲ＡＲに設定された複数の検出用領域となる。

図４に示すテスト光投影制御部８２は、領域設定部８１によって投影範囲に設定された複数の検出用領域の各々を順次選択し、その選択した検出用領域に対して、予め決められた色のテスト光を共通光学系３からスクリーンＳＣに投影させる。

テスト光投影制御部８２は、例えば、図６に示す検出用領域Ｔ１を選択した場合には、投影範囲ＡＲにおける検出用領域Ｔ１にのみテスト光が投影され、投影範囲ＡＲにおける検出用領域Ｔ１以外の領域には光が投影されないようなテスト用の画像データを生成し、このテスト用の画像データを光変調素子４４に入力する。これにより、投影範囲ＡＲにおける検出用領域Ｔ１にのみテスト光が投影されることになる。

テスト光画像取得部８３は、テスト光が投影範囲の検出用領域に投影された状態にて、投影範囲を撮像素子６により撮像させる。そして、この撮像によって得られる撮像画像のうち、そのテスト光が投影された検出用領域の部分の撮像画像であるテスト光画像を、撮像素子６から取得する。

補正データ生成部８４は、テスト光画像取得部８３が取得したテスト光画像と、テスト光投影制御部８２によって投影されたテスト光との特性差に基づいて、スクリーンＳＣに投影すべき画像の色の補正を行うための補正データを生成する。生成された補正データは、システム制御部８のＲＯＭに記憶される。

テスト光画像とテスト光との特性差とは、具体的には、テスト光画像の色とテスト光の色との差である。

図６の例では、テスト光画像取得部８３により、テスト光が検出用領域Ｔ１に投影されている状態における検出用領域Ｔ１の撮像画像であるテスト光画像ＧＴ１と、テスト光が検出用領域Ｔ２に投影されている状態における検出用領域Ｔ２の撮像画像であるテスト光画像ＧＴ２と、テスト光が検出用領域Ｔ３に投影されている状態における検出用領域Ｔ３の撮像画像であるテスト光画像ＧＴ３と、テスト光が検出用領域Ｔ４に投影されている状態における検出用領域Ｔ４の撮像画像であるテスト光画像ＧＴ４と、テスト光が検出用領域Ｔ５に投影されている状態における検出用領域Ｔ５の撮像画像であるテスト光画像ＧＴ５と、テスト光が検出用領域Ｔ６に投影されている状態における検出用領域Ｔ６の撮像画像であるテスト光画像ＧＴ６と、テスト光が検出用領域Ｔ７に投影されている状態における検出用領域Ｔ７の撮像画像であるテスト光画像ＧＴ７と、が順次取得される。

補正データ生成部８４は、例えば、テスト光画像ＧＴ６，ＧＴ７の各々とテスト光との特性差を求め、これら２つの特性差に基づいて、第一領域Ｐに投影すべき画像の色を補正するための第一補正データを生成する。この第一補正データは、第一領域Ｐ全体にテスト光を投影した場合に、このテスト光が投影された第一領域Ｐの撮像画像の色と、テスト光の色とが一致するように生成される。

また、補正データ生成部８４は、テスト光画像ＧＴ１−ＧＴ５の各々とテスト光との特性差を求め、これら５つの特性差に基づいて、第二領域ＮＰに投影すべき画像の色を補正するための補正データを生成する。この第二補正データは、第二領域ＮＰ全体にテスト光を投影した場合に、このテスト光が投影された第二領域ＮＰの撮像画像の色と、テスト光の色とが一致するように生成される。

なお、補正データ生成部８４は、例えば、図７に示すように、第二領域ＮＰを、検出用領域Ｔ１を含む分割領域Ａ１、検出用領域Ｔ２を含む分割領域Ａ２、検出用領域Ｔ３を含む分割領域Ａ３、検出用領域Ｔ４を含む分割領域Ａ４、及び、検出用領域Ｔ５を含む分割領域Ａ５に分割し、更に、第一領域Ｐを、検出用領域Ｔ６を含む分割領域Ａ６及び検出用領域Ｔ７を含む分割領域Ａ７に分割し、分割領域Ａ１−Ａ７に対して個別に補正データを生成してもよい。

また、補正データ生成部８４は、テスト光画像取得部８３が取得したテスト光画像と、テスト光投影制御部８２によって投影されたテスト光との特性差として、テスト光画像とテスト光との輝度差を求め、この輝度差に基づいて、スクリーンＳＣに投影すべき画像の輝度の補正を行うための補正データを生成してもよい。

或いは、補正データ生成部８４は、テスト光画像取得部８３が取得したテスト光画像と、テスト光投影制御部８２によって投影されたテスト光との特性差として、テスト光画像とテスト光との色差、及び、テスト光画像とテスト光との輝度差を求め、この色差と輝度差に基づいて、スクリーンＳＣに投影すべき画像の色と輝度の補正を行うための補正データを生成してもよい。

図４に示す画像投影制御部８５は、画像の投影時においては、光変調素子４４に入力すべき画像データの色又は輝度、或いはその両方を、ＲＯＭに記憶された補正データに基づいて補正し、補正後の画像データを光変調素子４４に入力して、この補正後の画像データに基づく画像を投影範囲ＡＲに投影させる。

図８は、画像投影制御部８５による補正前の画像データＩＭ１（例えば全体が単一色で構成されたベタ画像）が投影範囲ＡＲに投影された状態を示す図である。この図に示すように、第一領域Ｐと第二領域ＮＰの色又は輝度の差によって、画像データＩＭ１のうちの第一領域Ｐと重なる部分の色が、第二領域ＮＰと重なる部分の色と異なる状態になっている。

図９は、画像投影制御部８５による画像データＩＭ１の補正後の画像データＩＭ２が投影範囲ＡＲに投影された状態を示す図である。画像投影制御部８５は、図８に示した画像データＩＭ１のうちの第一領域Ｐに投影される部分を上記の第一補正データによって補正し、画像データＩＭ１のうちの第二領域ＮＰに投影される部分を上記の第二補正データによって補正して、画像データＩＭ２を生成する。

図９に示すように、補正後の画像データＩＭ２が投影されることで、画像データＩＭ２における第一領域Ｐに重なる部分と第二領域ＮＰに重なる部分との色は同じとなり、スクリーンＳＣの模様の影響を受けずに、画像データＩＭ２を視認可能となる。

図１０は、図１に示すプロジェクタ１００による補正データ生成処理を説明するためのフローチャートである。まず、領域設定部８１は、照明装置７を制御し、白色光等によってスクリーンＳＣを照明させる（ステップＳ１）。

次に、領域設定部８１は、撮像素子６を制御してスクリーンＳＣを撮像させる（ステップＳ２）。

次に、領域設定部８１は、ステップＳ２にて撮像された投影範囲ＡＲの撮像画像から特徴量を抽出する（ステップＳ３）。

次に、領域設定部８１は、抽出した特徴量に基づいて、投影範囲ＡＲに対しｋ個（ｋは２以上の自然数）の検出用領域Ｔｎ（ｎは１〜ｋ）を設定する（ステップＳ４）。

次に、テスト光投影制御部８２は、上記の“ｎ”を１に設定して（ステップＳ５）、検出用領域Ｔｎを選択し（ステップＳ６）、選択した検出用領域Ｔｎにのみテスト光を投影させる（ステップＳ７）。

次に、テスト光画像取得部８３は、撮像素子６によりスクリーンＳＣを撮像させ、ステップＳ７にて投影範囲ＡＲに投影されたテスト光の撮像画像であるテスト光画像を撮像素子６から取得し、これをＲＡＭに記憶する（ステップＳ８）。

次に、テスト光画像取得部８３は、設定中の“ｎ”が“ｋ”となっているかを判定し（ステップＳ９）、“ｎ”が“ｋ”未満であれば（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ１０にて“ｎ”の値を１つ増やしてから、ステップＳ６〜ステップＳ８の処理を行う。テスト光画像取得部８３は、“ｎ”が“ｋ”であれば（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ＲＡＭに記憶したｋ個のテスト光画像に基づいて補正データを生成し、この補正データをＲＯＭに記憶する（ステップＳ１１）。

以上のように、プロジェクタ１００によれば、スクリーンＳＣ上の投影範囲に設定される複数の検出用領域の各々に対して順次テスト光が投影され、この順次投影されるテスト光が撮像素子６により撮像されてｋ個のテスト光画像が得られる。そして、このｋ個のテスト光画像に基づいて、画像の投影時に光変調素子４４に入力すべき画像データの色又は輝度の少なくとも一方を補正するための補正データが生成される。

このように、投影範囲の一部の領域（検出用領域）にのみテスト光を投影してテスト光画像を取得する処理を繰り返し行うことで、テスト光が投影された状態では、投影範囲の全体にテスト光を投影する場合と比較すると、表示部１からの強い光が撮像素子６に漏れこむ可能性を低減できる。このため、テスト光画像にゴーストが生じるのを防ぐことができ、テスト光とテスト光画像との特性差を正確に求めることが可能となる。この結果、補正データを精度よく生成することができ、スクリーンＳＣの投影範囲内の色又は輝度等が一様ではない場合であっても、投影画像の視認性を高めることができる。

なお、投影範囲に設定される検出用領域の大きさは、投影範囲よりも十分に小さいサイズであれば任意であるが、上記の効果をより顕著に得るために、極力小さくすることが好ましい。上述したように、撮像画像ＩＧを構成する画素の総数にて投影範囲を均等に分割したときの各分割エリアの大きさを、検出用領域のサイズとするのが好ましい。これにより、テスト光画像にゴーストが生じる可能性を極力減らすことができる。

また、プロジェクタ１００によれば、スクリーンＳＣの投影範囲内の模様に基づいて、投影範囲に対する検出用領域の設定が行われる。このため、検出用領域の数を必要最小限に抑えることができる。したがって、システム制御部８の処理負荷の軽減と処理速度の向上が可能となる。

また、プロジェクタ１００によれば、スクリーンＳＣの投影範囲内の模様を認識するために行う図１０のステップＳ２の撮像が、照明装置７によってスクリーンＳＣを照明した状態にて行われる。このため、この模様の認識精度を高めることができる。したがって、検出用領域の設定数を効果的に削減できると共に、補正データの精度を高めることができる。

また、照明装置７は、一例として共通光学系３のレンズ３１ａの光軸の周囲に円状に配置される発光素子７ａによって構成される。このため、スクリーンＳＣの投影範囲の全体を均一な光によって照明することができ、投影範囲内の模様の認識精度を高めることができる。ただし、照明装置７はスクリーンＳＣの投影範囲の全体を均一な光によって照明することができれば他の配置でも実現可能である。

以下、プロジェクタ１００の変形例について説明する。

プロジェクタ１００において、図１０のステップＳ１の処理は必須ではなく、照明装置７も必須ではない。スクリーンＳＣを照明しない状態にて領域設定用の撮像画像ＩＧを取得した場合でも、プロジェクタ１００がある程度明るい環境に置かれているのであれば、スクリーンＳＣの模様を認識することは十分に可能である。

プロジェクタ１００において、領域設定部８１は、スクリーンＳＣにおける投影範囲内の模様を認識することなく、投影範囲に対して予め決められた複数の領域（例えば、投影範囲を格子状に分割して得られる各分割領域、又は、撮像画像ＩＧを構成する各画素に対応する領域等）を検出用領域として設定してもよい。上述したように、スクリーンＳＣの投影範囲内の模様にしたがって検出用領域を設定することで、設定する検出用領域の数を減らすことができ、処理負荷の軽減と高速処理が可能となる。

プロジェクタ１００において、システム制御部８のＲＯＭには、投影範囲に対して予め決められた特定領域の情報が記憶される構成とし、領域設定部８１は、この特定領域を避けて、複数の検出用領域を設定することが好ましい。特定領域とは、この領域にテスト光を投影した状態にてこの領域を撮像素子６により撮像して得られるテスト光画像に、このテスト光によるゴーストが生じ得る領域である。

テスト光は投影範囲の一部にのみ投影されるため、上述したように、このテスト光が投影されているときに撮像素子６によりスクリーンＳＣを撮像して得られる撮像画像には、ゴーストは生じにくい。しかし、テスト光が通る光路によっては、このテスト光の一部が撮像素子６に漏れこむ場合もある。したがって、このようなテスト光の投影時にゴーストが生じ得る、テスト光の投影領域を上記の特定領域として予め求めておき、この特定領域は避けてテスト光を投影することで、補正データの精度をより高めることができる。

この特定領域は、領域設定用の撮像画像ＩＧを構成する各画素に対応する投影範囲の各位置にテスト光を順次投影し、その投影されたテスト光の撮像画像にゴーストが生じているかどうかを検査することで、事前に決めておくことができる。

図１１は、図１に示すプロジェクタ１００による補正データ生成処理の第一変形例を説明するためのフローチャートである。図１１は、補正データ生成部８４が、図７に示した分割領域Ａ１−Ａ７に対して個別に補正データを生成する場合の動作例を示している。図１１に示すステップＳ５よりも前の動作は、図１０と同じであるため説明を省略する。また、図１１において図１０と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。

ステップＳ５にてｎが１に設定されると、ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８の処理が行われる。ここまでは図１０と同じである。ステップＳ８の後、補正データ生成部８４は、ステップＳ８にて取得したテスト光画像に基づいて、検出用領域Ｔｎを含む分割領域Ａｎに投影する画像の色を補正するための補正データを生成する（ステップＳ２１）。この補正データは、分割領域Ａｎ全体にテスト光を投影した場合に、このテスト光が投影された分割領域Ａｎの撮像画像の色と、テスト光の色とが一致するように生成される。

次に、テスト光画像取得部８３は、設定中の“ｎ”が“ｋ”となっているかを判定し（ステップＳ２２）、“ｎ”が“ｋ”未満であれば（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２３にてｎの値を１つ増やして（ステップＳ２３）からステップＳ２４に処理を移行させ、“ｎ”が“ｋ”であれば（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２５に処理を移行させる。

ステップＳ２４においては、システム制御部８が、ステップＳ２１にて生成済みの補正データに基づいて補正したテスト光を分割領域Ａｍ（ｍはｎ未満の各値）に投影し、且つ、検出用領域Ｔｎにテスト光を投影させるための画像データを生成してこれを表示部１に入力し、この画像データに基づく画像を投影範囲ＡＲに投影させる。この処理により、ステップＳ２３においてｎが２となっている状態であれば、投影範囲ＡＲに対し、分割領域Ａ１には補正後のテスト光が投影され、検出用領域Ｔ２にはテスト光が投影された状態となる。ステップＳ２４の処理の後はステップＳ８に処理が移行される。

ステップＳ２５においては、画像投影制御部８５が、ステップＳ２１にて生成された補正データに基づいて補正したテスト光を分割領域Ａｎ（ここでは分割領域Ａ７）に追加投影する。これにより、全ての分割領域Ａ１〜Ａ７の各々に補正後のテスト光が投影された状態となる。

以上の動作を、図７を参照して具体的に説明する。まず、検出用領域Ｔ１にのみテスト光が投影された状態にて投影範囲ＡＲが撮像され、検出用領域Ｔ１の撮像画像がテスト光画像として取得される。このテスト光画像に基づいて分割領域Ａ１用の補正データが生成された後、この補正データに基づいて補正されたテスト光が分割領域Ａ１に投影されると共に、検出用領域Ｔ２にテスト光が投影される。

続いて、分割領域Ａ１に補正後のテスト光が投影され且つ検出用領域Ｔ２にテスト光が投影された状態にて投影範囲ＡＲが撮像され、検出用領域Ｔ２の撮像画像がテスト光画像として取得される。このテスト光画像に基づいて分割領域Ａ２用の補正データが生成された後、この補正データに基づいて補正されたテスト光が分割領域Ａ２に追加投影されると共に、検出用領域Ｔ３にテスト光が投影される。

続いて、分割領域Ａ１，Ａ２に補正後のテスト光が投影され且つ検出用領域Ｔ３にテスト光が投影された状態にて投影範囲ＡＲが撮像され、検出用領域Ｔ３の撮像画像がテスト光画像として取得される。このテスト光画像に基づいて分割領域Ａ３用の補正データが生成された後、この補正データに基づいて補正されたテスト光が分割領域Ａ３に追加投影されると共に、検出用領域Ｔ４にテスト光が投影される。

続いて、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に補正後のテスト光が投影され且つ検出用領域Ｔ４にテスト光が投影された状態にて投影範囲ＡＲが撮像され、検出用領域Ｔ４の撮像画像がテスト光画像として取得される。このテスト光画像に基づいて分割領域Ａ４用の補正データが生成された後、この補正データに基づいて補正されたテスト光が分割領域Ａ４に追加投影されると共に、検出用領域Ｔ５にテスト光が投影される。

続いて、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に補正後のテスト光が投影され且つ検出用領域Ｔ５にテスト光が投影された状態にて投影範囲ＡＲが撮像され、検出用領域Ｔ５の撮像画像がテスト光画像として取得される。このテスト光画像に基づいて分割領域Ａ５用の補正データが生成された後、この補正データに基づいて補正されたテスト光が分割領域Ａ５に追加投影されると共に、検出用領域Ｔ６にテスト光が投影される。

続いて、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５に補正後のテスト光が投影され且つ検出用領域Ｔ６にテスト光が投影された状態にて投影範囲ＡＲが撮像され、検出用領域Ｔ６の撮像画像がテスト光画像として取得される。このテスト光画像に基づいて分割領域Ａ６用の補正データが生成された後、この補正データに基づいて補正されたテスト光が分割領域Ａ６に追加投影されると共に、検出用領域Ｔ７にテスト光が投影される。

続いて、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６に補正後のテスト光が投影され且つ検出用領域Ｔ７にテスト光が投影された状態にて投影範囲ＡＲが撮像され、検出用領域Ｔ７の撮像画像がテスト光画像として取得される。このテスト光画像に基づいて分割領域Ａ７用の補正データが生成された後、この補正データに基づいて補正されたテスト光が分割領域Ａ７に追加投影されて、補正処理が完了する。

この補正処理が完了した状態では、例えばテスト光が白色光であれば、補正後の白色光が全体に投影されて投影範囲ＡＲの模様が消えた状態となり、テスト光以外のユーザの望む画像データが表示部１に入力されると、この画像データに基づく画像が補正データによって補正された上で、投影範囲ＡＲの模様の影響を受けることなく、投影範囲ＡＲに投影される。

以上の変形例によれば、テスト光投影制御部８２による検出用領域Ｔｎに対するテスト光の投影と、その検出用領域Ｔｎと異なる検出用領域（補正データが生成済みの検出用領域Ｔｎ）に対する補正データに基づく補正後の画像の投影と、が並行して行われる。この変形例は、図１０に示す動作のように、検出用領域Ｔ１〜検出用領域Ｔ７の各々にテスト光を順次投影して各検出用領域に対応する補正データを生成し、その後、各検出用領域に対応する補正データに基づいて補正した画像を表示する場合と比較すると、補正後の画像表示までの時間を短縮することができる。このため、例えば、プロジェクタ１００の起動後、すぐにユーザが画像を表示させるような場合であっても、その画像を、投影範囲ＡＲの模様の影響を受けることなく高速で表示することができる。

なお、テスト光画像取得のためのテスト光を投影すべき検出用領域Ｔｎは、このテスト光と同時に投影される補正後のテスト光の投影領域から離れた位置のものを選択することで、この検出用領域Ｔｎの撮像画像にゴーストが生じるのを防ぐことは可能である。また、テスト光画像取得のためのテスト光と同時に投影される画像は、補正後のテスト光に基づく画像としているが、ユーザから入力された任意の画像データの補正データによる補正後の画像データに基づく画像であってもよい。

以上の説明では、図５に示すように、投影範囲ＡＲの模様がシンプルな場合を例としたが、より複雑な模様が投影範囲ＡＲにある場合のシステム制御部８の動作について以下に説明する。

図１２は、スクリーンＳＣの一例を示す模式図である。図１２に示すスクリーンＳＣには、色又は輝度の異なる楕円状のエリアＰ１〜Ｐ５と、エリアＰ１〜Ｐ５の各々とは色又は輝度の異なるエリアＮＰとが存在している。図１２には、共通光学系３から投影される光の投影範囲ＡＲが破線にて示されている。図１３は、図１２に示すスクリーンＳＣにおける投影範囲ＡＲを撮像して撮像素子６から出力された領域設定用の撮像画像ＩＧを示す模式図である。

領域設定部８１は、図１３に示した撮像画像ＩＧから特徴量を抽出する処理を行い、抽出した特徴量に基づいてスクリーンＳＣの投影範囲ＡＲ内の模様を認識し、認識した模様にしたがって、投影範囲ＡＲに対して複数の検出用領域を設定する。

領域設定部８１は、抽出した特徴量に基づいて、撮像画像ＩＧが色又は輝度の異なるエリアＰ１〜Ｐ５及びエリアＮＰを有していることを認識する。撮像画像ＩＧとスクリーンＳＣの投影範囲ＡＲとは対応する。このため、上記の認識処理により、スクリーンＳＣの投影範囲ＡＲが、色又は輝度の異なるエリアＰ１〜Ｐ５及びエリアＮＰを有することが認識される。

領域設定部８１は、認識したエリアＰ１〜Ｐ５及びエリアＮＰを、色又は輝度が類似するもの同士でグループ分けし、各グループに含まれる任意の１つのエリアの代表的な位置（例えばそのエリアの中心又は端部等）に少なくとも１つの検出用領域を設定する。

色が類似する複数のエリアとは、例えば、各エリアとその他エリアとの色度の差が閾値以下となる複数のエリア、又は、各エリアとその他エリアとの色度の差及び明度の差がそれぞれ閾値以下となる複数のエリア等を言う。輝度が類似する複数のエリアとは、各エリアとその他エリアとの輝度の差が閾値以下となる複数のエリアを言う。

図１３の例では、エリアＰ１とエリアＰ２の色度の差が閾値以下となり、且つ、エリアＰ１とエリアＰ２の各々と、エリアＰ３，Ｐ４，Ｐ５，ＮＰの各々との色度の差が閾値を超えるため、エリアＰ１とエリアＰ２がグループＧ１として設定される。

また、エリアＰ３とエリアＰ４の色度の差が閾値以下となり、且つ、エリアＰ３とエリアＰ４の各々と、エリアＰ１，Ｐ２，Ｐ５，ＮＰの各々との色度の差が閾値を超えるため、エリアＰ３とエリアＰ４がグループＧ２として設定される。

また、エリアＰ５と他の全エリアの色度との差が閾値を超えるため、エリアＰ５がグループＧ３として設定される。また、エリアＮＰと他の全エリアの色度との差が閾値を超えるため、エリアＮＰがグループＧ４として設定される。なお、エリアＮＰは、例えば白色のエリアであり、ここにテスト光が投影されたときのその投影領域の撮像画像とテスト光との特性差は既定値以下になる（換言すると補正が不要な領域である）ものとして説明する。

図１３の例では、領域設定部８１は、グループＧ１におけるエリアＰ１の代表的な位置に検出用領域Ｔ１を設定し、グループＧ２におけるエリアＰ４の代表的な位置に検出用領域Ｔ２を設定し、グループＧ３におけるエリアＰ５の代表的な位置に検出用領域Ｔ３を設定し、グループＧ４におけるエリアＮＰの代表的な位置に検出用領域Ｔ４を設定している。

図１３に示すように検出用領域が設定された場合の動作について以下に説明する。

まず、テスト光投影制御部８２は、検出用領域Ｔ１を選択し、選択した検出用領域Ｔ１にのみテスト光を投影させる。そして、補正データ生成部８４は、テスト光が投影された検出用領域Ｔ１の撮像画像であるテスト光画像とテスト光との特性差に基づいて、検出用領域Ｔ１の設定されたエリアＰ１用の補正データ（エリアＰ１の色を打ち消すための補正データ）を生成して記憶する。

次に、テスト光投影制御部８２は、検出用領域Ｔ２を選択し、選択した検出用領域Ｔ２にのみテスト光を投影させる。そして、補正データ生成部８４は、テスト光が投影された検出用領域Ｔ２の撮像画像であるテスト光画像とテスト光との特性差に基づいて、検出用領域Ｔ２の設定されたエリアＰ４用の補正データ（エリアＰ４の色を打ち消すための補正データ）を生成して記憶する。

次に、テスト光投影制御部８２は、検出用領域Ｔ３を選択し、選択した検出用領域Ｔ３にのみテスト光を投影させる。そして、補正データ生成部８４は、テスト光が投影された検出用領域Ｔ３の撮像画像であるテスト光画像とテスト光との特性差に基づいて、検出用領域Ｔ３の設定されたエリアＰ５用の補正データ（エリアＰ５の色を打ち消すための補正データ）を生成して記憶する。

次に、テスト光投影制御部８２は、検出用領域Ｔ４を選択し、選択した検出用領域Ｔ４にのみテスト光を投影させる。そして、補正データ生成部８４は、テスト光が投影された検出用領域Ｔ４の撮像画像であるテスト光画像とテスト光との特性差を判定する。この特性差は既定値以下であるため、検出用領域Ｔ４の設定されたエリアＮＰ用の補正データの生成は不要となり、この補正データの生成は行われない。

次に、テスト光画像取得部８３は、検出用領域Ｔ１を含むエリアＰ１の属するグループＧ１におけるエリアＰ１以外のエリアＰ２にテスト光が投影された状態のこのテスト光の投影領域の撮像画像である推定テスト光画像を、検出用領域Ｔ１のテスト光画像に基づいて生成する。エリアＰ１とエリアＰ２の色度（或いは明度）の差又は比は求めることができる。このため、検出用領域Ｔ１のテスト光画像を、エリアＰ１とエリアＰ２の色度（或いは明度）の差又は比に基づいて加工する（例えばテスト光画像にこの比を乗じる、この差に応じた係数をテスト光画像に乗じる等の処理を行う）ことで、エリアＰ２の推定テスト光画像を得ることができる。

同様に、テスト光画像取得部８３は、検出用領域Ｔ２を含むエリアＰ４の属するグループＧ２におけるエリアＰ４以外のエリアＰ３にテスト光が投影された状態のこのテスト光の投影領域の撮像画像である推定テスト光画像を、検出用領域Ｔ２のテスト光画像に基づいて生成する。エリアＰ３とエリアＰ４の色度（或いは明度）の差又は比は求めることができる。このため、検出用領域Ｔ２のテスト光画像を、エリアＰ１とエリアＰ２の色度（或いは明度）の差又は比に基づいて加工することで、エリアＰ３の推定テスト光画像を得ることができる。

補正データ生成部８４は、エリアＰ２の推定テスト光画像とテスト光との特性差に基づいて、エリアＰ２用の補正データ（エリアＰ２の色を打ち消すための補正データ）を生成して記憶し、エリアＰ３の推定テスト光画像とテスト光との特性差に基づいて、エリアＰ３用の補正データ（エリアＰ３の色を打ち消すための補正データ）を生成して記憶する。

画像投影制御部８５は、画像の投影時においては、光変調素子４４に入力すべき画像データの色を、このようにして記憶された補正データに基づいて補正し、補正後の画像データを光変調素子４４に入力して、この補正後の画像データに基づく画像を投影範囲ＡＲに投影させる。

具体的には、投影範囲ＡＲに投影される画像のうちのエリアＰ１の部分には、エリアＰ１用の補正データに基づいてエリアＰ１の色を打ち消す補正がなされた画像が投影される。投影範囲ＡＲに投影される画像のうちのエリアＰ２の部分には、エリアＰ２用の補正データに基づいてエリアＰ２の色を打ち消す補正がなされた画像が投影される。投影範囲ＡＲに投影される画像のうちのエリアＰ３の部分には、エリアＰ３用の補正データに基づいてエリアＰ３の色を打ち消す補正がなされた画像が投影される。投影範囲ＡＲに投影される画像のうちのエリアＰ４の部分には、エリアＰ４用の補正データに基づいてエリアＰ４の色を打ち消す補正がなされた画像が投影される。投影範囲ＡＲに投影される画像のうちのエリアＰ５の部分には、エリアＰ５用の補正データに基づいてエリアＰ５の色を打ち消す補正がなされた画像が投影される。

以上のように、領域設定部８１は、投影範囲ＡＲを、色又は輝度が類似するもの同士でグループ分けし、各グループに含まれる１つのエリアに検出用領域を設定するため、投影範囲ＡＲに複雑な模様が存在している場合であっても、設定すべき検出用領域の数を少なくすることができ、補正データ生成の時間を短縮することができる。また、検出用領域の数を少なくしても、テスト光を投影していないエリア（図１３の例では、エリアＰ２及びエリアＰ３）については、そのエリアと同じグループのテスト光を投影している他のエリアのテスト光画像を用いて、テスト光画像を推定することができる。このため、テスト光を投影していないエリアであっても、補正データを精度よく生成することが可能となる。

なお、同じグループに属する複数のエリアは、色又は輝度の差が小さいエリアである。このため、テスト光を投影していないエリア（図１３の例では、エリアＰ２及びエリアＰ３）については、そのエリアと同じグループのテスト光を投影している他のエリアのテスト光画像を、そのまま、推定テスト光画像として取り扱ってもよい。このようにした場合でも、画像の投影時においては、エリアＰ２とエリアＰ３の色をある程度は消した状態を得ることが可能である。

図１３に示した検出用領域の設定方法の場合でも、補正データに基づく補正後の画像の投影と、補正データ生成のための検出用領域へのテスト光の投影とを並行して行うことが可能である。例えば、システム制御部８は、エリアＰ１用の補正データとエリアＰ２用の補正データの生成後、図１４に示すように、これら補正データに基づいて補正したテスト光をエリアＰ１及びエリアＰ２に投影してエリアＰ１及びエリアＰ２の色消しを行うと共に、検出用領域Ｔ２にテスト光を投影する。

システム制御部８は、検出用領域Ｔ２のテスト光画像を取得し、このテスト光画像に基づいてエリアＰ３用の補正データとエリアＰ４用の補正データを生成すると、図１５に示すように、これら補正データに基づいて補正したテスト光をエリアＰ３及びエリアＰ４に追加投影してエリアＰ３及びエリアＰ４の色消しを行うと共に、検出用領域Ｔ３にテスト光を投影する。

システム制御部８は、検出用領域Ｔ３のテスト光画像を取得し、このテスト光画像に基づいてエリアＰ５用の補正データを生成すると、図１６に示すように、この補正データに基づいて補正したテスト光をエリアＰ５に追加投影してエリアＰ５の色消しを行うと共に、検出用領域Ｔ４にテスト光を投影する。

最後に、システム制御部８は、検出用領域Ｔ４のテスト光画像を取得し、このテスト光画像に基づいてエリアＮＰ用の補正データを生成の生成が不要と判断すると、テスト光をエリアＮＰ全体に追加投影して、補正処理を完了する。以上のようにすることで、補正処理完了までの時間を短縮することができる。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

（１）
表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、
上記光学系を通して上記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、
上記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、上記選択した上記領域に対してテスト光を上記光学系から投影させるテスト光投影制御部と、
上記テスト光が投影された状態にて、上記テスト光が投影された上記領域の撮像画像であるテスト光画像を上記撮像素子から取得するテスト光画像取得部と、
上記テスト光画像と、上記テスト光との特性差に基づいて、上記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成部と、
上記補正データに基づいて補正した画像データを上記表示部に入力し、その画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御部と、を備える投影装置。

（２）
（１）記載の投影装置であって、
上記光学系から光を投影させない状態にて上記撮像素子により上記投影範囲を撮像させて上記撮像素子から領域設定用の撮像画像を取得し、上記領域設定用の上記撮像画像に基づいて、上記投影範囲に対して上記複数の上記領域を設定する領域設定部を備える投影装置。

（３）
（２）記載の投影装置であって、
上記領域設定部は、上記領域設定用の上記撮像画像の特徴量に基づいて上記領域を設定する投影装置。

（４）
（３）記載の投影装置であって、
上記領域設定部は、上記特徴量に基づいて上記投影対象物の上記投影範囲における模様を認識し、上記模様にしたがって上記領域を設定する投影装置。

（５）
（３）又は（４）記載の投影装置であって、
上記領域設定部は、上記特徴量に基づいて、上記投影範囲が色又は輝度の異なる複数のエリアを有していることを認識し、上記複数の上記エリアを、上記色又は上記輝度が類似するもの同士でグループ分けし、上記各グループに含まれる１つの上記エリアに上記領域を設定する投影装置。

（６）
（５）記載の投影装置であって、
上記テスト光画像取得部は、上記領域設定部により設定された上記領域を含む上記エリアの属する上記グループにおけるそのエリア以外の上記エリアに上記テスト光が投影された状態のそのエリアの撮像画像である推定テスト光画像を、その領域の上記テスト光画像に基づいて生成し、
上記補正データ生成部は、上記テスト光画像と上記テスト光との特性差と、上記推定テスト光画像と上記テスト光との特性差と、に基づいて、上記補正データを生成する投影装置。

（７）
（５）記載の投影装置であって、
上記テスト光画像取得部は、上記領域設定部により設定された上記領域を含む上記エリアの属する上記グループにおけるそのエリア以外の上記エリアに上記テスト光が投影された状態のそのエリアの撮像画像である推定テスト光画像を、その領域の上記テスト光画像とし、
上記補正データ生成部は、上記テスト光画像と上記テスト光との特性差と、上記推定テスト光画像と上記テスト光との特性差と、に基づいて上記補正データを生成する投影装置。

（８）
（２）から（７）のいずれか１つに記載の投影装置であって、
上記投影範囲における特定領域の情報を記憶する記憶部を備え、
上記特定領域は、上記特定領域に上記テスト光を投影した場合に、上記テスト光画像にそのテスト光によるゴーストが生じ得る領域であり、
上記領域設定部は、上記特定領域を避けて上記複数の上記領域を設定する投影装置。

（９）
（２）から（８）のいずれか１つに記載の投影装置であって、
上記領域設定部は、照明装置によって上記投影対象物に照明光を照射させた状態にて、上記領域設定用の上記撮像画像を取得するための上記投影範囲の撮像を上記撮像素子に行わせる投影装置。

（１０）
（９）記載の投影装置であって、
上記照明装置は、上記光学系の光軸の周囲に設けられている投影装置。

（１１）
（１）から（１０）のいずれか１つに記載の投影装置であって、
上記テスト光投影制御部による上記領域に対する上記テスト光の投影と、その領域と異なる上記領域に対する上記補正データに基づく補正後の画像の投影と、を並行して行う投影装置。

（１２）
表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、上記光学系を通して上記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、を有する投影装置の制御方法であって、
上記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、上記選択した上記領域に対してテスト光を上記光学系から投影させるテスト光投影制御ステップと、
上記テスト光が投影された状態にて、上記テスト光が投影された上記領域の撮像画像であるテスト光画像を上記撮像素子から取得するテスト光画像取得ステップと、
上記テスト光画像と、上記テスト光との特性差に基づいて、上記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成ステップと、
上記補正データに基づいて補正した画像データを上記表示部に入力し、その画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御ステップと、を備える投影装置の制御方法。

（１３）
（１２）記載の投影装置の制御方法であって、
上記光学系から光を投影させない状態にて上記撮像素子により上記投影範囲を撮像させて上記撮像素子から領域設定用の撮像画像を取得し、上記領域設定用の上記撮像画像に基づいて、上記投影範囲に対して上記複数の領域を設定する領域設定ステップを更に備える投影装置の制御方法。

（１４）
（１３）記載の投影装置の制御方法であって、
上記領域設定ステップでは、上記領域設定用の上記撮像画像の特徴量に基づいて上記領域を設定する投影装置の制御方法。

（１５）
（１４）記載の投影装置の制御方法であって、
上記領域設定ステップでは、上記特徴量に基づいて上記投影対象物の上記投影範囲における模様を認識し、上記模様にしたがって上記領域を設定する投影装置の制御方法。

（１６）
（１４）又は（１５）記載の投影装置の制御方法であって、
上記領域設定ステップでは、上記特徴量に基づいて、上記投影範囲が色又は輝度の異なる複数のエリアを有していることを認識し、上記複数の上記エリアを、上記色又は上記輝度が類似するもの同士でグループ分けし、上記各グループに含まれる１つの上記エリアに上記領域を設定する投影装置の制御方法。

（１７）
（１６）記載の投影装置の制御方法であって、
上記テスト光画像取得ステップでは、上記領域設定ステップにより設定された上記領域を含む上記エリアの属する上記グループにおけるそのエリア以外の上記エリアに上記テスト光が投影された状態のそのエリアの撮像画像である推定テスト光画像を、その領域の上記テスト光画像に基づいて生成し、
上記補正データ生成ステップでは、上記テスト光画像と上記テスト光との特性差と、上記推定テスト光画像と上記テスト光との特性差と、に基づいて、上記補正データを生成する投影装置の制御方法。

（１８）
（１６）記載の投影装置の制御方法であって、
上記テスト光画像取得ステップでは、上記領域設定ステップにより設定された上記領域を含む上記エリアの属する上記グループにおけるそのエリア以外の上記エリアに上記テスト光が投影された状態のそのエリアの撮像画像である推定テスト光画像を、その領域の上記テスト光画像とし、
上記補正データ生成ステップでは、上記テスト光画像と上記テスト光との特性差と、上記推定テスト光画像と上記テスト光との特性差と、に基づいて上記補正データを生成する投影装置の制御方法。

（１９）
（１３）から（１８）のいずれか１つに記載の投影装置の制御方法であって、
上記投影装置は、上記投影範囲における特定領域の情報を記憶する記憶部を備え、
上記特定領域は、上記特定領域に上記テスト光を投影した場合に、上記テスト光画像にそのテスト光によるゴーストが生じ得る領域であり、
上記領域設定ステップでは、上記特定領域を避けて上記複数の上記領域を設定する投影装置の制御方法。

（２０）
（１３）から（１９）のいずれか１つに記載の投影装置の制御方法であって、
上記領域設定ステップでは、照明装置によって上記投影対象物に照明光を照射させた状態にて、上記領域設定用の上記撮像画像を取得するための上記投影範囲の撮像を上記撮像素子に行わせる投影装置の制御方法。

（２１）
（２０）記載の投影装置の制御方法であって、
上記照明装置は、上記光学系の光軸の周囲に設けられている投影装置の制御方法。

（２２）
（１２）から（２１）のいずれか１つに記載の投影装置の制御方法であって、
上記テスト光投影制御ステップによる上記領域に対する上記テスト光の投影と、その領域と異なる上記領域に対する上記補正データに基づく補正後の画像の投影と、を並行して行う投影装置の制御方法。

（２３）
表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、上記光学系を通して上記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、を有する投影装置の制御プログラムであって、
上記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、上記選択した上記領域に対してテスト光を上記光学系から投影させるテスト光投影制御ステップと、
上記テスト光が投影された状態にて、上記テスト光が投影された上記領域の撮像画像であるテスト光画像を上記撮像素子から取得するテスト光画像取得ステップと、
上記テスト光画像と、上記テスト光との特性差に基づいて、上記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成ステップと、
上記補正データに基づいて補正した画像データを上記表示部に入力し、その画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御ステップと、をコンピュータに実行させるための投影装置の制御プログラム。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０１８年７月２５日出願の特願２０１８−１３９７８９、２０１９年４月２６日出願の特願２０１９−０８５６１４に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

本発明によれば、投影面の色に合わせた投影像の補正を行うことのできる投影装置とその制御方法及び制御プログラムを提供することができる。

１００ プロジェクタ
１００Ａ 本体部
１００Ｂ 光学ユニット
７ａ 発光素子
１ 表示部
４０ 光源ユニット
４１ 光源
４２ カラーホイール
４３ 照明光学系
４４ 光変調素子
２ 投影光学系
３ 共通光学系
３１、３３、３４ レンズ群
３２ 光学部材
ＰＳ 位置
ＳＣ スクリーン
４ 光学部材
５ 撮像光学系
６ 撮像素子
７ 照明装置
８ システム制御部
８１ 領域設定部
８２ テスト光投影制御部
８３ テスト光画像取得部
８４ 補正データ生成部
８５ 画像投影制御部
Ｐ 第一領域
ＮＰ 第二領域
ＡＲ 投影範囲
ＩＧ 撮像画像
Ｔ１−Ｔ７ 検出用領域
Ａ１−Ａ７ 分割領域
ＩＭ１ 補正前の画像データ
ＩＭ２ 補正後の画像データ
Ｐ１−Ｐ５、ＮＰ エリア
Ｇ１−Ｇ４ グループ

Claims (23)

1. 表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、
   前記光学系を通して前記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、
   前記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、前記選択した前記領域に対してテスト光を前記光学系から投影させるテスト光投影制御部と、
   前記テスト光が投影された状態にて、前記テスト光が投影された前記領域の撮像画像であるテスト光画像を前記撮像素子から取得するテスト光画像取得部と、
   前記テスト光画像と、前記テスト光との特性差に基づいて、前記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成部と、
   前記補正データに基づいて補正した画像データを前記表示部に入力し、当該画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御部と、を備える投影装置。
2. 請求項１記載の投影装置であって、
   前記光学系から光を投影させない状態にて前記撮像素子により前記投影範囲を撮像させて前記撮像素子から領域設定用の撮像画像を取得し、前記領域設定用の前記撮像画像に基づいて、前記投影範囲に対して前記複数の前記領域を設定する領域設定部を備える投影装置。
3. 請求項２記載の投影装置であって、
   前記領域設定部は、前記領域設定用の前記撮像画像の特徴量に基づいて前記領域を設定する投影装置。
4. 請求項３記載の投影装置であって、
   前記領域設定部は、前記特徴量に基づいて前記投影対象物の前記投影範囲における模様を認識し、前記模様にしたがって前記領域を設定する投影装置。
5. 請求項３又は４記載の投影装置であって、
   前記領域設定部は、前記特徴量に基づいて、前記投影範囲が色又は輝度の異なる複数のエリアを有していることを認識し、前記複数の前記エリアを、前記色又は前記輝度が類似するもの同士でグループ分けし、前記各グループに含まれる１つの前記エリアに前記領域を設定する投影装置。
6. 請求項５記載の投影装置であって、
   前記テスト光画像取得部は、前記領域設定部により設定された前記領域を含む前記エリアの属する前記グループにおける当該エリア以外の前記エリアに前記テスト光が投影された状態の当該エリアの撮像画像である推定テスト光画像を、当該領域の前記テスト光画像に基づいて生成し、
   前記補正データ生成部は、前記テスト光画像と前記テスト光との特性差と、前記推定テスト光画像と前記テスト光との特性差と、に基づいて、前記補正データを生成する投影装置。
7. 請求項５記載の投影装置であって、
   前記テスト光画像取得部は、前記領域設定部により設定された前記領域を含む前記エリアの属する前記グループにおける当該エリア以外の前記エリアに前記テスト光が投影された状態の当該エリアの撮像画像である推定テスト光画像を、当該領域の前記テスト光画像とし、
   前記補正データ生成部は、前記テスト光画像と前記テスト光との特性差と、前記推定テスト光画像と前記テスト光との特性差と、に基づいて前記補正データを生成する投影装置。
8. 請求項２から７のいずれか１項記載の投影装置であって、
   前記投影範囲における特定領域の情報を記憶する記憶部を備え、
   前記特定領域は、前記特定領域に前記テスト光を投影した場合に、前記テスト光画像に当該テスト光によるゴーストが生じ得る領域であり、
   前記領域設定部は、前記特定領域を避けて前記複数の前記領域を設定する投影装置。
9. 請求項２から８のいずれか１項記載の投影装置であって、
   前記領域設定部は、照明装置によって前記投影対象物に照明光を照射させた状態にて、前記領域設定用の前記撮像画像を取得するための前記投影範囲の撮像を前記撮像素子に行わせる投影装置。
10. 請求項９記載の投影装置であって、
    前記照明装置は、前記光学系の光軸の周囲に設けられている投影装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項記載の投影装置であって、
    前記テスト光投影制御部による前記領域に対する前記テスト光の投影と、当該領域と異なる前記領域に対する前記補正データに基づく補正後の画像の投影と、を並行して行う投影装置。
12. 表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、前記光学系を通して前記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、を有する投影装置の制御方法であって、
    前記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、前記選択した前記領域に対してテスト光を前記光学系から投影させるテスト光投影制御ステップと、
    前記テスト光が投影された状態にて、前記テスト光が投影された前記領域の撮像画像であるテスト光画像を前記撮像素子から取得するテスト光画像取得ステップと、
    前記テスト光画像と、前記テスト光との特性差に基づいて、前記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成ステップと、
    前記補正データに基づいて補正した画像データを前記表示部に入力し、当該画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御ステップと、を備える投影装置の制御方法。
13. 請求項１２記載の投影装置の制御方法であって、
    前記光学系から光を投影させない状態にて前記撮像素子により前記投影範囲を撮像させて前記撮像素子から領域設定用の撮像画像を取得し、前記領域設定用の前記撮像画像に基づいて、前記投影範囲に対して前記複数の領域を設定する領域設定ステップを更に備える投影装置の制御方法。
14. 請求項１３記載の投影装置の制御方法であって、
    前記領域設定ステップでは、前記領域設定用の前記撮像画像の特徴量に基づいて前記領域を設定する投影装置の制御方法。
15. 請求項１４記載の投影装置の制御方法であって、
    前記領域設定ステップでは、前記特徴量に基づいて前記投影対象物の前記投影範囲における模様を認識し、前記模様にしたがって前記領域を設定する投影装置の制御方法。
16. 請求項１４又は１５記載の投影装置の制御方法であって、
    前記領域設定ステップでは、前記特徴量に基づいて、前記投影範囲が色又は輝度の異なる複数のエリアを有していることを認識し、前記複数の前記エリアを、前記色又は前記輝度が類似するもの同士でグループ分けし、前記各グループに含まれる１つの前記エリアに前記領域を設定する投影装置の制御方法。
17. 請求項１６記載の投影装置の制御方法であって、
    前記テスト光画像取得ステップでは、前記領域設定ステップにより設定された前記領域を含む前記エリアの属する前記グループにおける当該エリア以外の前記エリアに前記テスト光が投影された状態の当該エリアの撮像画像である推定テスト光画像を、当該領域の前記テスト光画像に基づいて生成し、
    前記補正データ生成ステップでは、前記テスト光画像と前記テスト光との特性差と、前記推定テスト光画像と前記テスト光との特性差と、に基づいて、前記補正データを生成する投影装置の制御方法。
18. 請求項１６記載の投影装置の制御方法であって、
    前記テスト光画像取得ステップでは、前記領域設定ステップにより設定された前記領域を含む前記エリアの属する前記グループにおける当該エリア以外の前記エリアに前記テスト光が投影された状態の当該エリアの撮像画像である推定テスト光画像を、当該領域の前記テスト光画像とし、
    前記補正データ生成ステップでは、前記テスト光画像と前記テスト光との特性差と、前記推定テスト光画像と前記テスト光との特性差と、に基づいて前記補正データを生成する投影装置の制御方法。
19. 請求項１３から１８のいずれか１項記載の投影装置の制御方法であって、
    前記投影装置は、前記投影範囲における特定領域の情報を記憶する記憶部を備え、
    前記特定領域は、前記特定領域に前記テスト光を投影した場合に、前記テスト光画像に当該テスト光によるゴーストが生じ得る領域であり、
    前記領域設定ステップでは、前記特定領域を避けて前記複数の前記領域を設定する投影装置の制御方法。
20. 請求項１３から１９のいずれか１項記載の投影装置の制御方法であって、
    前記領域設定ステップでは、照明装置によって前記投影対象物に照明光を照射させた状態にて、前記領域設定用の前記撮像画像を取得するための前記投影範囲の撮像を前記撮像素子に行わせる投影装置の制御方法。
21. 請求項２０記載の投影装置の制御方法であって、
    前記照明装置は、前記光学系の光軸の周囲に設けられている投影装置の制御方法。
22. 請求項１２から２１のいずれか１項記載の投影装置の制御方法であって、
    前記テスト光投影制御ステップによる前記領域に対する前記テスト光の投影と、当該領域と異なる前記領域に対する前記補正データに基づく補正後の画像の投影と、を並行して行う投影装置の制御方法。
23. 表示部からの光を投影対象物に投影する光学系と、前記光学系を通して前記光学系による光の投影範囲を撮像する撮像素子と、を有する投影装置の制御プログラムであって、
    前記投影範囲に設定された複数の領域の各々を順次選択し、前記選択した前記領域に対してテスト光を前記光学系から投影させるテスト光投影制御ステップと、
    前記テスト光が投影された状態にて、前記テスト光が投影された前記領域の撮像画像であるテスト光画像を前記撮像素子から取得するテスト光画像取得ステップと、
    前記テスト光画像と、前記テスト光との特性差に基づいて、前記投影対象物に投影すべき画像の色又は輝度の少なくとも一方の補正を行うための補正データを生成する補正データ生成ステップと、
    前記補正データに基づいて補正した画像データを前記表示部に入力し、当該画像データに基づく画像を投影させる画像投影制御ステップと、をコンピュータに実行させるための投影装置の制御プログラム。
    

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