WO2015146002A1 - プロジェクタシステム - Google Patents

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unit
projection
image
optical system
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田中　康弘
慶之 久冨
和博 南
恭一 宮崎
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3147—Multi-projection systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a projector system including a projector unit that can change a light projection direction.
  • Previous projectors can change the size of the projected image, but the aspect ratio of the maximum projected image is often constant. Therefore, for example, a projector unit that changes the aspect ratio of the maximum projected image of a projector by switching a plurality of optical systems, such as a projector unit described in Patent Document 1, has been proposed.
  • the present disclosure sets the effective number of pixels of the projection image corrected to a rectangle even when the projection image is distorted due to a change in the inclination of the projection target with respect to the projection direction.
  • a projector system which can be kept high.
  • a projector system including a projector unit that projects light and a control device that controls the projector unit, and the projector unit projects a light.
  • a change mechanism that changes the projection direction of the projector, a plurality of types of optical systems having different optical characteristics, and a switching mechanism that switches and arranges one of the optical systems at a position where light projected from the projector is transmitted
  • the control device includes a change unit that controls the change mechanism, and the optical unit selected from an optical system group that includes a plurality of types of the optical systems in conjunction with a change in the projection direction of the projector by the change unit. And a switching unit that controls the switching mechanism to arrange the system.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing one usage mode of the projector system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing another usage mode of the projector system according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing another usage mode of the projector system according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an external appearance of the projector unit.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the functional unit of the control device together with the mechanism unit of the projector unit.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a projected image without passing through an optical system in a plan view and a side view.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state of a projected image through the optical system in a plan view and a side view.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a state of a projected image through another optical system in a plan view and a side view.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the projector system.
  • the projection image is greatly distorted depending on the inclination of the projection target with respect to the projection direction.
  • the distortion is canceled by generating a distorted image by image processing.
  • the effective pixels used for image projection are reduced.
  • the image quality of the projected image is deteriorated.
  • the projector system is a projector system including a projector unit that projects light and a control device that controls the projector unit.
  • Projector a change mechanism for changing the projection direction of the projector, a plurality of types of optical systems having different optical characteristics, and one of the optical systems is switched to a position where light projected from the projector is transmitted.
  • a switching mechanism to be arranged, and the control device is selected from an optical system group composed of a plurality of types of optical systems in conjunction with a change unit that controls the change mechanism and a change in the projection direction of the projector by the change unit And a switching unit that controls the switching mechanism so as to arrange the optical system.
  • an optical system that suppresses the distortion caused by the tilt of the projection target as much as possible, or an optical system that suppresses the magnitude of the distortion as much as possible, can be used to suppress the reduction in effective pixels due to image processing and achieve high image quality Can be projected.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing one usage mode of the projector system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing another usage mode of the projector system according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing another usage mode of the projector system according to the present embodiment.
  • a projector system 100 includes a projector unit 101 that displays a projection image 300 on a projection target 200 by projecting light, and a control device that controls the operation of the projector unit 101. 102.
  • the projection target 200 is, for example, a screen, a white wall, a floor, a table, or the like.
  • the projection target 200 may be a flat surface or a curved surface. Moreover, even if it is in one screen or one wall, the projection target 200 is different if the projection direction is different.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an external appearance of the projector unit.
  • the projector unit 101 includes a projector 111, a changing mechanism 112, an optical system 113, and a switching mechanism 114.
  • the projector unit 101 is a device that can be attached to a ceiling or the like as shown in FIGS.
  • the projector system 100 also includes four projector units 101 that are mounted side by side on the ceiling.
  • the projector 111 is a device that projects light, and is a device that projects an image based on an image signal received on a projection target 200 such as a wall surface or a table. Note that the projector 111 can also function as an illuminating device or the like by setting the image signal to white or another color.
  • the projector 111 may be a DLP (Digital Light Processing) projector or the like.
  • This DLP projector is a projector using a digital mirror device.
  • the projector 111 includes an optical system different from the optical system 113 that can be changed, and only the projector 111 can project light.
  • the change mechanism 112 is a mechanism for changing the projection direction of the projector 111, and can change the projection direction of the projector 111 based on a signal from the control device and can maintain it in a predetermined direction.
  • the changing mechanism 112 can rotate the projector 111 around the vertical axis (A in FIG. 4) and also around the horizontal axis (B in the figure).
  • the projection direction of the projector 111 can be changed to any direction within the hemisphere.
  • the change mechanism 112 allows the projector 111 to direct the projection direction to the projection target 200 determined in advance or arbitrarily selected.
  • each of the four projector units 101 includes a change mechanism 112, and each change mechanism 112 can independently change the projection direction of the projector 111.
  • the change mechanism 112 may include an encoder and be capable of transmitting information indicating the projection direction of the projector 111 to the control device 102.
  • the changing mechanism 112 may further include a mechanism for rotating the projector 111 around the optical axis (L in FIG. 4) of the projector 111.
  • the optical system 113 is an optical member that changes the projection state of the light projected from the projector 111, and is configured by combining a plurality of lenses, reflecting mirrors, and the like.
  • the projector unit 101 includes a plurality of optical systems 113 that can realize different projection states of light, that is, different optical characteristics.
  • the light projection state optical characteristics means the state of distortion of the projection region, the size of the projection region, the aspect ratio of the projection region, and the like when light is projected from the projector 111 to the projection target 200. ing.
  • the distortion correcting optical system is one that employs at least one of decentering and tilting the refractive lens, and one that employs an aspherical surface (not just a spherical surface) as its refractive surface. It can be illustrated.
  • Another example of the distortion correction optical system is one in which at least one of decentering and tilting the reflecting surface is employed, and one in which an aspheric surface is employed as the reflecting surface.
  • Examples of the optical system 113 that changes the size of the projection area include a wide converter and a teleconverter.
  • Examples of the optical system 113 that changes the aspect ratio of the projection area include those employing a cylindrical lens and those employing an anamorphic lens.
  • the optical system 113 changes the projection state of light transmitted through the optical system included in the projector 111.
  • the change mechanism 112 includes a cylinder 131 (see FIG. 4) that simply transmits light (does not change the light projection state), and can create a state in which light is projected using only the optical system provided in the projector 111. It has become a thing.
  • a filter such as a color filter is also included in the optical system 113.
  • the switching mechanism 114 is a mechanism that selectively switches one optical system 113 from a plurality of types of optical systems 113 with respect to the projector 111.
  • the switching mechanism 114 holds a plurality of types of optical systems 113 on the circumference, and turns the entire optical system 113 around the central axis (C in FIG. 4) of the circumference. Therefore, one optical system 113 selected from the optical system group 130 composed of a plurality of types of optical systems 113 can be switched to a position where light projected from the projector 111 can be transmitted, and the so-called turret type It is a switching mechanism.
  • the switching mechanism 114 is set so that the optical axis L of the projector 111 and the axis C of the optical system group 130 that rotates are parallel and separated from each other, and the distance between the optical axis L and the axis of rotation C is set to a radius.
  • the optical system 113 having different optical characteristics is held on the circumference.
  • the switching mechanism 114 is not particularly limited as long as the optical system 113 can be selectively switched.
  • a plurality of optical systems 113 are arranged on a straight line, and the optical system is connected to the projector 111. It may be changed by sliding 113.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the functional unit of the control device together with the mechanism unit of the projector unit.
  • the control device 102 is a device that controls the operation of the projector unit 101, and includes a changing unit 121 and a switching unit 122.
  • the control device 102 controls the operation of the four projector units 101 and transmits an image signal to each projector 111.
  • the control device 102 is, for example, a computer including a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and the like, and reads out a computer program (software) from the storage device and executes the CPU, thereby realizing each processing unit.
  • a CPU Central Processing Unit
  • control apparatus 102 may be embedded in the wall surface or the ceiling, and may be incorporated in either or each of the projector units 101.
  • the changing unit 121 is a processing unit that controls the changing mechanism 112 provided in the projector unit 101. In the case of the present embodiment, the changing unit 121 can independently control the changing mechanism 112 provided in each of the four projector units 101.
  • the control device 102 holds target information (for example, information indicating the projection direction) for identifying a plurality of projection targets 200 arranged around the projector unit 101 in the target information holding unit 124,
  • target information for example, information indicating the projection direction
  • the changing unit 121 controls the changing mechanism 112 based on the target information so that the projection direction is directed to the selected projection target 200.
  • the control device 102 controls only the projector unit 101 closest to the projection target 200, and the projection direction of the projector 111 selected toward the table is The change mechanism 112 is controlled so as to face.
  • the changing unit 121 is an image projected by the first projector unit 141, which is one of the plurality of projector units 101, based on the aspect ratio output from the original image output unit 125 and an arbitrary instruction from the operator.
  • a change mechanism provided in the first projector unit 141 so as to selectively switch the positional relationship between a certain first projection image 301 and a second projection image 302 that is an image projected by the other second projector unit 142.
  • 112 and the change mechanism 112 provided in the second projector unit 142 are controlled.
  • the third projector unit 143 and the fourth projector unit 144 are similarly controlled to selectively switch the positional relationship between the third projection image 303 and the fourth projection image 304.
  • the changing unit 121 controls the changing mechanism 112 so as not to change the relative positional relationship between the adjacent second projected image 302 and third projected image 303 among the four or more projected images 300. It doesn't matter.
  • the positional relationship of the projection image 300 for example, as shown in FIG. 1, four projection images 300 are arranged in a matrix of 2 rows and 2 columns (normal arrangement), and as shown in FIG. There is an arrangement (horizontal arrangement) in which the images 300 are arranged in a horizontal row.
  • the changing unit 121 switches to the normal arrangement, and when an image having an aspect ratio of 21: 9 is output, the changing unit 121 Switch to landscape orientation.
  • the switching unit 122 is a processing unit that selectively switches the optical system 113 from a plurality of types of optical systems 113 in conjunction with the change of the projection direction of the projector 111 by the changing unit 121 by controlling the switching mechanism 114.
  • the change unit 121 controls the change mechanism 112 so that the projection direction of the projector 111 faces the projection target 200.
  • the switching mechanism 114 is controlled so that the optical system 113 capable of suppressing the deterioration of the image quality of the projection image 300 when the image is projected onto the selected projection target 200 is arranged in the projector 111.
  • a signal from the projector unit 101 (for example, a signal indicating the projection direction of the projector 111 by an encoder or the like provided in the change mechanism 112) is sequentially acquired, and the optical system 113 is present when the projection direction is outside a predetermined range. When switching between.
  • the change unit 121 controls the change mechanism 112 based on the projection target 200 or the target information indicating the projection direction, and the switching unit 122 controls the switching mechanism 114 to switch the optical system 113.
  • the image processing unit 123 is a processing unit that performs image processing for correcting a distorted projection image into a rectangle based on the projection direction of the projector 111 and the selected optical system 113. Specifically, the image processing unit 123 performs correction processing similar to so-called trapezoidal correction, and a projection area displayed on the projection target 200 depending on the projection direction of the projector 111 and the selected optical system 113. In consideration of this distortion, a process of distorting the rectangular image output from the original image output unit 125 is performed.
  • image processing is performed based on the projection direction of each projector 111 and the selected optical system 113.
  • projection may be performed so that a part of the projection image 300 overlaps, and image processing may be performed so that a joint between the projection images 300 is less likely to be found by the viewer.
  • the target information holding unit 124 is a processing unit that holds target information for identifying a plurality of projection targets 200 arranged around the projector unit 101.
  • the target information is, for example, information indicating the projection direction.
  • the target information may be information in which a state of distortion generated when light is projected from the projector unit 101 to the projection target 200 is associated with each of the optical systems 113 and each of the projector units 101.
  • the target information may be acquired not only when it is held in advance but also when the projection target 200 changes using a 3D sensor or the like.
  • the target information holding unit 124 holds the target information for a short time.
  • the original image output unit 125 is a processing unit that outputs an original image signal representing one video content.
  • the original image output unit 125 can acquire and output an original image signal from a broadcast wave or a recording medium.
  • 6 to 8 are diagrams showing the state of the projected image in a plan view and a side view.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the projector system.
  • the changing unit 121 acquires an instruction to change the projection direction (S101).
  • the projection direction change instruction may be instructed from the original image output unit 125 or the image processing unit 123 based on the aspect ratio of the image to be projected, for example.
  • an instruction to change from the normal arrangement to the horizontal arrangement may be transmitted while viewing or before the video content, and the signal may be acquired as the change instruction. .
  • the changing unit 121 controls the changing mechanism 112 based on the instruction to change the projection direction (S102).
  • the switching unit 122 controls the switching mechanism 114 so that the predetermined optical system 113 is arranged in the projector 111 in conjunction with the change of the projection direction by the changing unit 121 (S103).
  • the image processing unit 123 performs image processing so that the projection image 300 becomes a rectangle based on the projection direction of the projector 111 and the target information indicating the switched optical system 113 and the like. Is transmitted (S104).
  • the projector 111 projects an image onto the projection target 200 via the optical system 113 switched based on the received image (S105).
  • the switching unit 122 controls the switching mechanism 114 so as to arrange a teleconverter (for example, 1.5 times) as the optical system 113 in the projector 111, the amount of distortion is improved as shown in FIG. It is possible to suppress a decrease in the number of effective pixels of the rectangular projection image 300 using the.
  • the switching unit 122 controls the switching mechanism 114 so that the distortion correction optical system is disposed in the projector 111 as the optical system 113, the distortion shape is improved and the number of effective pixels is reduced as shown in FIG. Even in the image processing in which the image is suppressed, a rectangular projection image 300 can be obtained.
  • an image suitable for the projection target 200 can be projected by appropriately selecting the optical system 113 suitable for the projection direction and the projection target 200 and arranging the optical system 113 in each projector 111.
  • a recording medium such as a system, an apparatus, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM.
  • the system, the apparatus, the integrated circuit, and the computer program Also, any combination of recording media may be realized.
  • the projector system 101 has four projector systems 100, but the number of projector units 101 may be one. Even in this case, by selectively switching the optical system 113 in conjunction with the operation of the projector 111, a reduction in the number of effective pixels can be suppressed and a high-quality image can be projected onto the projection target 200.
  • the arrangement of the projection image 300 can be arbitrarily set such as a vertical or diagonal arrangement as well as a matrix or horizontal arrangement.
  • a predetermined threshold for example, an image for projecting a rectangular projection image 300
  • the switching unit 122 may switch the optical system 113 using the number of effective pixels that is half of the maximum effective pixel number).
  • each projector unit 101 adjusts the amount of light for a portion that overlaps an adjacent image on the projection area, thereby making the joint of adjacent image boundaries inconspicuous, and performing signal processing to form one image ( So-called edge blending technology).
  • the present disclosure can be used for a projector system including one or a plurality of projector units 101, for example, a home theater, a conference system, and the like.

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Abstract

　本発明は、プロジェクタの投射方向を変更した場合でも高画質を維持することを目的とする。　本発明は、プロジェクタユニット（１０１）と、制御装置とを備えるプロジェクタシステムであって、プロジェクタユニット（１０１）は、プロジェクタ（１１１）と、投射方向を変更する変更機構（１１２）と、光学特性の異なる複数種類の光学系（１１３）と、複数種類の光学系（１１３）から一つを選択する切替機構（１１４）とを備え、制御装置は、変更機構（１１２）を制御する変更部と、変更部によるプロジェクタ（１１１）の投射方向の変更に連動してプロジェクタ（１１１）に対し複数種類の光学系（１１３）から一つを配置するように切替機構（１１４）を制御する切替部とを備える。

Description

プロジェクタシステム
　本開示は、光の投射方向を変更可能なプロジェクタユニットを備えるプロジェクタシステムに関する。
　従前のプロジェクタは、投射画像の大きさを変更することは可能であるが、最大投射画像のアスペクト比は一定であることが多い。そこで例えば、特許文献１に記載のプロジェクタユニットのように、複数の光学系を切り替えることでプロジェクタの最大投射画像のアスペクト比を変更するものが提案されている。
特開２００７－３１６２４０号公報
　本開示は、プロジェクタの投射方向を任意に変更することができるプロジェクタユニットにおいて、投射方向に対する投射対象の傾きが変わったことにより投射画像が歪む場合でも矩形に補正された投射画像の有効画素数を高く維持することのできるプロジェクタシステムを提供する。
　上記課題を解決するため、本開示に係るプロジェクタシステムは、光を投射するプロジェクタユニットと、前記プロジェクタユニットを制御する制御装置とを備えるプロジェクタシステムであって、前記プロジェクタユニットは、光を投射するプロジェクタと、前記プロジェクタの投射方向を変更する変更機構と、光学特性の異なる複数種類の光学系と、前記プロジェクタから投射される光が透過する位置に前記光学系の一つを切り替えて配置する切替機構とを備え、前記制御装置は、前記変更機構を制御する変更部と、前記変更部によるプロジェクタの投射方向の変更に連動し、複数種類の前記光学系からなる光学系群から選択された前記光学系を配置するように前記切替機構を制御する切替部とを備える。
　プロジェクタの投射方向を変更し、投射方向に対する投射対象の傾きが変わったことにより投射画像が大きく歪む場合でも、画像処理により矩形に補正された投射画像の全体の画素数に対する有効画素数の割合を高く維持することができる。
図１は、本実施の形態にかかるプロジェクタシステムの一使用態様を概略的に示す斜視図である。 図２は、本実施の形態にかかるプロジェクタシステムの他の使用態様を概略的に示す斜視図である。 図３は、本実施の形態にかかるプロジェクタシステムの他の使用態様を概略的に示す斜視図である。 図４は、プロジェクタユニットの外観を示す斜視図である。 図５は、制御装置の機能部をプロジェクタユニットの機構部と共に示すブロック図である。 図６は、光学系を介さない投射画像の状態を平面視、および、側面視で示す図である。 図７は、光学系を介した投射画像の状態を平面視、および、側面視で示す図である。 図８は、他の光学系を介した投射画像の状態を平面視、および、側面視で示す図である。 図９は、プロジェクタシステムの動作を示すフローチャートである。
　近年、プロジェクタシステムにおいては、天井などに取り付けられたプロジェクタユニットの投射方向を変更することにより、コンテンツや使用シーンに応じた画像を表示することが提案されている。例えば、図１に示すように４：３、１６：９など一般的なアスペクト比の投射画像を壁などの投射対象に表示する場合や、図２に示すように２１：９などの横長の投射画像を表示させる場合、図３に示すように、使用者の手元のテーブルに画像を投射する場合などが例示される。
　このようにプロジェクタユニットを天井などに固定した状態で投射方向を移動させて所望の投射対象に画像を表示させる場合、投射対象の投射方向に対する傾きによっては投射画像が大きく歪むことになる。このような歪みを補正する方法として、逆に歪んだ画像を画像処理により生成することで歪みを相殺することが考えられるが、このような場合、画像の投射に用いられる有効画素が減少することになり、投射画像の画質が劣化することになる。
　そこで、このような問題を解決するために、本開示のプロジェクタシステムは、光を投射するプロジェクタユニットと、前記プロジェクタユニットを制御する制御装置とを備えるプロジェクタシステムであって、前記プロジェクタユニットは、光を投射するプロジェクタと、前記プロジェクタの投射方向を変更する変更機構と、光学特性の異なる複数種類の光学系と、前記プロジェクタから投射される光が透過する位置に前記光学系の一つを切り替えて配置する切替機構とを備え、前記制御装置は、前記変更機構を制御する変更部と、前記変更部によるプロジェクタの投射方向の変更に連動し、複数種類の前記光学系からなる光学系群から選択された前記光学系を配置するように前記切替機構を制御する切替部とを備える。
　これにより、投射対象の傾きによる歪みをできる限り抑制する光学系を配置したり、歪みの大きさを小さく抑える光学系を配置したりすることで、画像処理による有効画素の減少を抑えて高画質の画像を投射することが可能となる。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明、及び、実質的に同一の構成に対する重複説明などを省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ機能を備えるものや、同じ構成については同じ符号を付している。
　（実施の形態）
　［１．プロジェクタシステム］
　図１は、本実施の形態にかかるプロジェクタシステムの一使用態様を概略的に示す斜視図である。
　図２は、本実施の形態にかかるプロジェクタシステムの他の使用態様を概略的に示す斜視図である。
　図３は、本実施の形態にかかるプロジェクタシステムの他の使用態様を概略的に示す斜視図である。
　これらの図に示すように、本実施の形態に係るプロジェクタシステム１００は、光を投射することにより投射画像３００を投射対象２００に表示するプロジェクタユニット１０１と、プロジェクタユニット１０１の動作を制御する制御装置１０２とを備えている。
　投射対象２００は、例えば、スクリーン、白色の壁、床、テーブルなどである。なお、投射対象２００は、平面及び曲面のいずれでもよい。また、一つのスクリーン内や一つの壁内などであったとしても、投射方向が異なれば異なる投射対象２００である。
　［１－１．プロジェクタユニット］
　図４は、プロジェクタユニットの外観を示す斜視図である。
　同図に示すように、プロジェクタユニット１０１は、プロジェクタ１１１と、変更機構１１２と、光学系１１３と、切替機構１１４とを備えている。
　本実施の形態の場合、プロジェクタユニット１０１は、図１～図３に示すように、天井などに取り付け可能な装置である。また、プロジェクタシステム１００は、天井に並んで取り付けられている四個のプロジェクタユニット１０１を備えている。
　［１－１－１．プロジェクタ］
　プロジェクタ１１１は、光を投射する装置であり、壁面やテーブルなどの投射対象２００に受信した画像信号に基づく画像を投射する装置である。なお、画像信号を白一色や他の色などに設定することでプロジェクタ１１１を照明装置などとして機能させることもできる。
　具体的には、プロジェクタ１１１は、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクタなどを例示することができる。このＤＬＰプロジェクタは、デジタルミラーデバイスを用いたプロジェクタである。
　本実施の形態の場合、プロジェクタ１１１は、変更可能な光学系１１３とは異なる光学系を備えており、プロジェクタ１１１のみで、光を投射できるものとなっている。
　［１－１－２．変更機構］
　変更機構１１２は、プロジェクタ１１１の投射方向を変更する機構であり、制御装置からの信号に基づきプロジェクタ１１１の投射方向を変更し、かつ、所定の方向に維持することができるものである。本実施の形態の場合、変更機構１１２は、プロジェクタ１１１を垂直軸周り（図４中Ａ）で回転させることができると共に、水平軸周り（図中Ｂ）でも回転させることができるものであり、プロジェクタ１１１の投射方向を半球面内の任意の方向に変更することができるものである。
　このように、変更機構１１２により、プロジェクタ１１１は、予め定められた、または、任意に選択された投射対象２００に対して投射方向を向けることが可能となる。
　本実施の形態の場合、４台のプロジェクタユニット１０１は、変更機構１１２をそれぞれ備えており、それぞれの変更機構１１２は独立してプロジェクタ１１１の投射方向を変更することができるものとなっている。
　なお、変更機構１１２は、エンコーダを備え、プロジェクタ１１１の投射方向を示す情報を制御装置１０２に送信することができるものでもかまわない。
　また、変更機構１１２はさらに、プロジェクタ１１１の光軸（図４中Ｌ）周りにプロジェクタ１１１を回転させる機構を備えていてもかまわない。
　これにより投射画像の歪みの方向を変更することが可能となる。
　［１－１－３．光学系］
　光学系１１３は、プロジェクタ１１１から投射される光の投射状態を変更する光学部材であり、複数のレンズや反射鏡などが組み合わされて構成されるものである。また、プロジェクタユニット１０１は、光の異なる投射状態を実現することのできる、つまり光学特性の異なる光学系１１３を複数備えている。ここで、光の投射状態（光学特性）とは、プロジェクタ１１１から投射対象２００に光を投射した場合の投射領域の歪みの状態や、投射領域の大きさ、投射領域のアスペクト比等を意味している。
　投射領域の歪みを変更する光学系１１３としては、歪曲補正光学系を例示することができる。具体的に歪曲補正光学系とは、屈折レンズを偏心させる、および、傾ける、の少なくともいずれか一方が採用されるものや、その屈折面に（球面だけでなく）非球面が採用されるものが例示できる。また、別の歪曲補正光学系として、反射面を偏心させる、および、傾ける、の少なくともいずれか一方が採用されるものや、その反射面に非球面を採用するものが例示できる。
　投射領域の大きさを変更する光学系１１３としては、ワイドコンバータやテレコンバータを例示することができる。
　投射領域のアスペクト比を変更する光学系１１３としては、シリンドリカルレンズが採用されるものや、アナモフィックレンズが採用されるものを例示できる。
　本実施の形態ではプロジェクタ１１１が光を投射するための光学系を備えているため、光学系１１３はプロジェクタ１１１が備える光学系を透過した光の投射状態を変更するものとなる。変更機構１１２は、単に光を透過させる（光の投射状態を変更しない）筒１３１（図４参照）を備え、プロジェクタ１１１が備える光学系のみを用いて光を投射する状態を創出することができるものとなっている。
　なお、カラーフィルタのようなフィルタも光学系１１３に含めるものとする。
　［１－１－４．切替機構］
　切替機構１１４は、プロジェクタ１１１に対し、複数種類の光学系１１３から一つの光学系１１３を選択的に切り替える機構である。本実施の形態の場合、切替機構１１４は、複数種類の光学系１１３を円周上に保持し、光学系１１３の全体を前記円周の中心軸（図４中Ｃ）を中心として旋回させることにより複数種類の光学系１１３からなる光学系群１３０から選択された一つの光学系１１３をプロジェクタ１１１から投射される光を透過することができる位置に切り替えて配置することができる、いわゆるタレット式の切替機構である。つまり、切替機構１１４は、プロジェクタ１１１の光軸Ｌと光学系群１３０の旋回する軸Ｃとは平行かつ離れた位置関係となるように設定され、光軸Ｌと旋回軸Ｃとの距離を半径とする円周上に光学特性の異なる光学系１１３を保持している。
　なお、切替機構１１４は、光学系１１３を選択的に切り替えることができる機構であれば特に限定されるものでは無く、例えば、複数の光学系１１３を直線上に並べ、プロジェクタ１１１に対して光学系１１３をスライドさせることにより切り替えるものなどでもかまわない。
　［１－２．制御装置］
　図５は、制御装置の機能部をプロジェクタユニットの機構部と共に示すブロック図である。
　同図に示すように、制御装置１０２は、プロジェクタユニット１０１の動作を制御する装置であり、変更部１２１と、切替部１２２とを備えている。本実施の形態の場合、制御装置１０２は、４台のプロジェクタユニット１０１の動作を制御するとともに、画像信号を各プロジェクタ１１１に送信しており、画像処理部１２３と、対象情報保持部１２４と、元画像出力部１２５とを備えている。
　制御装置１０２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）及び記憶装置等を備えるコンピュータでありコンピュータプログラム（ソフトウェア）を記憶装置から読み出し、ＣＰＵが実行することで、各処理部を実現している。
　なお、制御装置１０２は、壁面または天井に埋め込まれていてもよく、プロジェクタユニット１０１のいずれか、または、それぞれに内蔵されていてもよい。
　［１－２－１．変更部］
　変更部１２１は、プロジェクタユニット１０１が備える変更機構１１２を制御する処理部である。本実施の形態の場合、変更部１２１は、４台のプロジェクタユニット１０１がそれぞれ備える変更機構１１２を独立して制御することができるものとなっている。
　具体的に例えば、制御装置１０２は、プロジェクタユニット１０１の周囲に配置される複数の投射対象２００を識別する対象情報（例えば投射方向を示す情報）を対象情報保持部１２４に保持させておき、操作者が投射対象２００を選択した場合、変更部１２１は、選択された投射対象２００に投射方向が向くように対象情報に基づき変更機構１１２を制御する。
　例えば、図３に示すように、投射対象２００がテーブルである場合、制御装置１０２は、投射対象２００に最も近いプロジェクタユニット１０１のみを制御し、テーブルに向かって選択されたプロジェクタ１１１の投射方向が向くように変更機構１１２を制御する。
　また、変更部１２１は、元画像出力部１２５から出力されるアスペクト比、また、操作者の任意の指示に基づき、複数のプロジェクタユニット１０１の一つである第一プロジェクタユニット１４１が投射する画像である第一投射画像３０１と、他の一つである第二プロジェクタユニット１４２が投射する画像である第二投射画像３０２との位置関係を選択的に切り替えるように第一プロジェクタユニット１４１が備える変更機構１１２と第二プロジェクタユニット１４２が備える変更機構１１２とを制御する。第三プロジェクタユニット１４３、第四プロジェクタユニット１４４も同様に制御し、第三投射画像３０３と第四投射画像３０４との位置関係を選択的に切り替える。
　なおこのとき、変更部１２１は、４つ以上の投射画像３００のうち隣接する第二投射画像３０２及び第三投射画像３０３の相対的な位置関係を変更させることないように変更機構１１２を制御してもかまわない。
　投射画像３００の位置関係としては、例えば、図１に示すように、４つの投射画像３００が２行２列の行列状に並んだ配置（通常配置）、図２に示すように、４つの投射画像３００が横一列に並んだ配置（横長配置）がある。例えば、４：３又は１６：９などのアスペクト比を有する画像が出力される場合、変更部１２１は通常配置に切り替え、２１：９などのアスペクト比を有する画像が出力される場合、変更部１２１は、横長配置に切り替える。
　［１－２－２．切替部］
　切替部１２２は、切替機構１１４を制御することにより変更部１２１によるプロジェクタ１１１の投射方向の変更に連動して複数種類の光学系１１３から選択的に光学系１１３を切り替える処理部である。
　具体的に例えば、操作者が投射対象２００を選択した場合、変更部１２１が投射対象２００にプロジェクタ１１１の投射方向が向くように変更機構１１２を制御することと連動して、切替部１２２は、選択された投射対象２００に画像が投射された際の投射画像３００の画質の低下を抑制することのできる光学系１１３をプロジェクタ１１１に配置するように切替機構１１４を制御する。
　ここで、本明細書および請求の範囲において投射方向の変更に連動した光学系１１３の切り替えとは、以下のような場合を例示することができる。
　プロジェクタユニット１０１からの信号（例えば変更機構１１２に備えられているエンコーダなどによるプロジェクタ１１１の投射方向を示す信号）を逐次取得し、予め定められた範囲外に投射方向が存在した場合に光学系１１３を切り替える場合。
　投射対象２００または投射方向を示す対象情報に基づき、変更部１２１が変更機構１１２を制御すると共に、切替部１２２が切替機構１１４を制御して光学系１１３を切り替える場合などである。
　［１－２－３．画像処理部］
　画像処理部１２３は、プロジェクタ１１１の投射方向、および、選択された光学系１１３に基づき、歪んだ投射画像を矩形に補正する画像処理を行う処理部である。具体的に画像処理部１２３は、いわゆる台形補正に類似した補正処理を行うものであり、プロジェクタ１１１の投射方向、および、選択された光学系１１３に依存したて投射対象２００に表示される投射領域の歪みを考慮して、元画像出力部１２５から出力される矩形の画像を逆に歪ませる処理を行う。
　また、複数のプロジェクタユニット１０１それぞれに元画像の一部を分担させて表示させる場合は、それぞれのプロジェクタ１１１の投射方向、および、選択された光学系１１３に基づき画像処理を行う。この際、図５に示すように投射画像３００の一部を重複させるように投射し、投射画像３００同士のつなぎ目が視聴者から発見されにくくするような画像処理を行ってもよい。
　［１－２－４．対象情報保持部］
　対象情報保持部１２４は、プロジェクタユニット１０１の周囲に配置される複数の投射対象２００を識別する対象情報を保持する処理部である。
　ここで、対象情報とは、例えば投射方向を示す情報などである。また、対象情報としては、プロジェクタユニット１０１から投射対象２００に光を投射した際に発生する歪みの状態を光学系１１３のそれぞれやプロジェクタユニット１０１のそれぞれと紐付けた情報などでもよい。
　なお、対象情報は、予め保持させておく場合ばかりでなく、３Ｄセンサ等を用いて投射対象２００が変わる度に対象情報を取得するものでもかまわない。このような場合、対象情報保持部１２４は、対象情報を短時間保持することになる。
　［１－２－５．元映像出力部］
　元画像出力部１２５は、１つの映像コンテンツを表す元画像信号を出力する処理部である。元画像出力部１２５は、例えば、放送波又は記録媒体などから元画像信号を取得して出力するものを例示することができる。
　［２．プロジェクタシステムの動作］
　続いて、本実施の形態に係るプロジェクタシステム１００の動作について説明する。
　図６～図８は、投射画像の状態を平面視、および、側面視で示す図である。
　図９は、プロジェクタシステムの動作を示すフローチャートである。
　図９に示すように、まず、変更部１２１は、投射方向の変更指示を取得する（Ｓ１０１）。上述したように、投射方向の変更指示は、例えば、投射する画像のアスペクト比に基づき元画像出力部１２５や画像処理部１２３などから指示される場合がある。また、操作者がリモコン１２０などの指示装置を操作することで、映像コンテンツを視聴中またはその前後に通常配置から横長配置に変更する指示を送信し、当該信号を変更指示として取得してもよい。
　次に、変更部１２１は、指示に基づき変更機構１１２を制御して投射方向を変更する（Ｓ１０２）。
　次に、切替部１２２は、変更部１２１による投射方向の変更に連動して所定の光学系１１３がプロジェクタ１１１に配置されるように切替機構１１４を制御する（Ｓ１０３）。
　次に、画像処理部１２３がプロジェクタ１１１の投射方向、および、切り替えられた光学系１１３などを示す対象情報に基づき、投射画像３００が矩形となるように画像処理を行いそれぞれのプロジェクタ１１１に各画像を送信する（Ｓ１０４）。
　プロジェクタ１１１は、受信した画像に基づき切り替えられた光学系１１３を介して投射対象２００に画像を投射する（Ｓ１０５）。
　ここで、図６に示すように、光学系１１３を用いずにプロジェクタ１１１から投射対象２００に画像を投射した場合、投射領域３０９のような歪みが発生する。この場合、画像処理を用いて矩形の投射画像３００を表示しようとした場合、有効画素数がかなり減少し画質が低下する。
　切替部１２２が、光学系１１３としてテレコンバータ（例えば１．５倍）をプロジェクタ１１１に配置するように切替機構１１４を制御した場合、図７に示すように、歪みの量が改善され、画像処理を用いた矩形の投射画像３００の有効画素数の減少を抑制することが可能となる。
　また、切替部１２２が、光学系１１３として歪曲補正光学系をプロジェクタ１１１に配置するように切替機構１１４を制御した場合、図８に示すように、歪みの形状が改善され、有効画素数の減少を抑制した画像処理であっても矩形の投射画像３００を得ることが可能となる。
　以上により、投射方向や投射対象２００に適した光学系１１３を適宜選択してそれぞれのプロジェクタ１１１に配置することにより、投射対象２００に適した画像を投射することが可能となる。
　なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　（他の実施の形態）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
　そこで、以下では、他の実施の形態を例示する。
　例えば、上記の実施の形態では、プロジェクタユニット１０１が４台のプロジェクタシステム１００について示したが、プロジェクタユニット１０１の台数は、１台でもかまわない。この場合でもプロジェクタ１１１の動作に連動して光学系１１３を選択的に切り替えることにより、有効画素数の減少を抑制して高画質の画像を投射対象２００に投射することが可能である。
　また、プロジェクタユニット１０１が複数台備えられている場合、投射画像３００の配置は、マトリクス状や横長の配置ばかりでなく縦長や斜めなど配置を任意に設定することも可能である。
　さらに、プロジェクタ１１１の投射方向と投射対象２００の面とが直交している状態からプロジェクタ１１１を連続的に動作させるような場合、所定の閾値（例えば、矩形の投射画像３００を投射するための画像処理によって有効画素数が最大有効画素数の半分）を用いて切替部１２２が光学系１１３を切り替えてもかまわない。
　また、上記の説明においてそれぞれのプロジェクタユニット１０１が投射する画像は、矩形である例を説明した。しかし、プロジェクタユニット１０１が投射する画像は完全な矩形ではない歪んだ画像でも構わない。この場合、各プロジェクタユニット１０１は、投射領域上で隣接する画像と重なった部分について光量を調整することで、隣接する画像境界の繋ぎ目を目立たなくし、１つの画像を形成するように信号処理（いわゆる、エッジブレンディング技術）する。
　本開示は、単数または複数のプロジェクタユニット１０１を備えるプロジェクタシステムに利用することができ、例えば、ホームシアター、会議システムなどに利用することができる。
１００　プロジェクタシステム
１０１　プロジェクタユニット
１０２　制御装置
１１１　プロジェクタ
１１２　変更機構
１１３　光学系
１１４　切替機構
１２０　リモコン
１２１　変更部
１２２　切替部
１２３　画像処理部
１２４　対象情報保持部
１２５　元画像出力部
１３０　光学系群
１４１　第一プロジェクタユニット
１４２　第二プロジェクタユニット
１４３　第三プロジェクタユニット
１４４　第四プロジェクタユニット
２００　投射対象
３００　投射画像
３０１　第一投射画像
３０２　第二投射画像
３０３　第三投射画像
３０４　第四投射画像
３０９　投射領域

Claims (4)

  1. 　光を投射するプロジェクタユニットと、前記プロジェクタユニットを制御する制御装置とを備えるプロジェクタシステムであって、
    　前記プロジェクタユニットは、
    　光を投射するプロジェクタと、
    　前記プロジェクタの投射方向を変更する変更機構と、
    　光学特性の異なる複数種類の光学系と、
    　前記プロジェクタから投射される光が透過する位置に前記光学系の一つを切り替えて配置する切替機構とを備え、
    　前記制御装置は、
    　前記変更機構を制御する変更部と、
    　前記変更部によるプロジェクタの投射方向の変更に連動し、複数種類の前記光学系からなる光学系群から選択された前記光学系を配置するように前記切替機構を制御する切替部と
    を備えるプロジェクタシステム。
  2. 　前記プロジェクタユニットを複数備え、
    　前記変更部は、
    　複数の前記プロジェクタユニットの一つである第一プロジェクタユニットが投射する画像である第一投射画像と、他の一つである第二プロジェクタユニットが投射する画像である第二投射画像との位置関係を選択的に切り替えるように前記第一プロジェクタユニットが備える変更機構と前記第二プロジェクタユニットが備える変更機構とを制御し、
    　前記切替部は、
    　前記第一投射画像と前記第二投射画像の位置関係の選択的な切り替えに連動して前記第一プロジェクタユニットが備える前記光学系群、および、前記第二プロジェクタユニットが備える前記光学系群の少なくとも一方の前記光学系群から選択された前記光学系を配置するように前記切替機構を制御する
    請求項１に記載のプロジェクタシステム。
  3. 　さらに、
    　前記プロジェクタユニットの周囲に配置される複数の投射対象を識別する対象情報を保持する対象情報保持部を備え、
    　前記変更部がいずれかの投射対象に投射方向を変更する場合、前記投射対象に対応する前記対象情報に基づき前記切替部が前記光学系群から選択された前記光学系を配置するように前記切替機構を制御する
    請求項１に記載のプロジェクタシステム。
  4. 　前記制御装置は、
    　前記プロジェクタの投射方向、および、選択された前記光学系に基づき、歪んだ投射画像を矩形に補正する画像処理を行う画像処理部を備える
    請求項１～３のいずれか１項に記載のプロジェクタシステム。
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