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技術 投影画像の位置調整方法および投影画像の位置調整装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 磯部博一
出願日 2015年1月16日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2015-006865
公開日 2016年7月25日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 2016-133556
状態 特許登録済
技術分野 電気信号の光信号への変換 表示装置の制御、回路
主要キーワード 組合せ順序 自動位置調整 非可視画像 各投影装置 調整フロー マルチ投影 付与領域 投影状態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年7月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

より簡潔な構成で、コンテンツ画像投影中断しないで位置調整を行うことができるようにする。

解決手段

2つの投影装置から投影される2つの投影画像投影位置を調整する位置調整方法であって、前記2つの投影装置から投影される投影画像における所定の重畳領域にそれぞれテストパターンを付与する付与工程と、前記2つの投影装置から前記テストパターンを重畳領域へ投射させたときの投影画像を撮影して得られる撮像画像に基づいて前記テストパターンのずれの評価値を算出する算出工程と、前記算出工程において算出した評価値に基づいて前記2つの投影画像の位置調整を行う補正工程と、を備えることを特徴とする。

概要

背景

複数のプロジェクタからの投影画像投写面タイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイが知られている。このようなマルチプロジェクションディスプレイにおいては、各投影画像の投写面上での位置調整の精度が投影画像の品質に大きな影響を与える。

そこで、複数の投影装置から投射する調整用画像カメラ撮影し、評価値を算出し、算出した評価値に基づいて投影画像の位置調整をする技術がある(特許文献1)。
また、可視および非可視画像を同時に投影し、投影システムオフラインにすることなく複合型表示装置の自動較正のための非可視較正パターン監視することで、連続自動調整する技術がある(特許文献2)。

概要

より簡潔な構成で、コンテンツ画像の投影を中断しないで位置調整を行うことができるようにする。2つの投影装置から投影される2つの投影画像の投影位置を調整する位置調整方法であって、前記2つの投影装置から投影される投影画像における所定の重畳領域にそれぞれテストパターンを付与する付与工程と、前記2つの投影装置から前記テストパターンを重畳領域へ投射させたときの投影画像を撮影して得られる撮像画像に基づいて前記テストパターンのずれの評価値を算出する算出工程と、前記算出工程において算出した評価値に基づいて前記2つの投影画像の位置調整を行う補正工程と、を備えることを特徴とする。

目的

効果

実績

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請求項1

2つの投影装置から投影される2つの投影画像投影位置を調整する位置調整方法であって、前記2つの投影装置から投影される投影画像における所定の重畳領域にそれぞれテストパターンを付与する付与工程と、前記2つの投影装置から前記テストパターンを重畳領域へ投射させたときの投影画像を撮影して得られる撮像画像に基づいて前記テストパターンのずれの評価値を算出する算出工程と、前記算出工程において算出した評価値に基づいて前記2つの投影画像の位置調整を行う補正工程と、を備えることを特徴とする投影画像の位置調整方法。

請求項2

前記付与工程は、前記重畳領域に逆位相パターンを付与し、前記逆位相パターンは前記2つの投影画像の位置が所定の関係となるように調整された場合に互いの逆位相パターンが非可視となるようにして前記重畳領域に付与されることを特徴とする請求項1に記載の投影画像の位置調整方法。

請求項3

前記補正工程は、前記2つの投影装置のうちいずれか一方の投射位置を位置調整することにより前記2つの投影画像の位置調整を行い、前記テストパターンが非可視となる位置を前記2つの投影画像の投射位置として前記2つの投影画像の位置調整を行うことを特徴とする請求項1に記載の投影画像の位置調整方法。

請求項4

2つの投影装置から投影される2つの投影画像の投影位置を調整する位置調整装置であって、前記2つの投影装置から投影される投影画像における所定の重畳領域にそれぞれテストパターンを付与する付与手段と、前記2つの投影装置から前記テストパターンを重畳領域へ投射させたときの投影画像を撮影して得られる撮像画像に基づいて前記テストパターンのずれの評価値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出した評価値に基づいて前記2つの投影画像の位置調整を行う補正手段と、を備えることを特徴とする投影画像の位置調整装置。

請求項5

前記付与手段は、前記重畳領域に逆位相パターンを付与し、前記逆位相パターンは前記2つの投影画像の位置が所定の関係となるように調整された場合に互いの逆位相パターンが非可視となるようにして前記重畳領域に付与されることを特徴とする請求項4に記載の投影画像の位置調整装置。

請求項6

前記補正手段は、前記2つの投影装置のうちいずれか一方の投射位置を位置調整することにより前記2つの投影画像の位置調整を行い、前記テストパターンが非可視となる位置を前記2つの投影画像の投射位置として前記2つの投影画像の位置調整を行うことを特徴とする請求項4に記載の投影画像の位置調整装置。

請求項7

2つの投影装置から投影される2つの投影画像の投影位置を調整する位置調整方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記2つの投影装置から投影される投影画像における所定の重畳領域にそれぞれテストパターンを付与する付与工程と、前記2つの投影装置から前記テストパターンを重畳領域へ投射させたときの投影画像を撮影して得られる撮像画像に基づいて前記テストパターンのずれの評価値を算出する算出工程と、前記算出工程において算出した評価値に基づいて前記2つの投影画像の位置調整を行う補正工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

技術分野

0001

本発明は投影画像位置調整方法および投影画像の位置調整装置に関し、特に、複数の投影装置を用いてマルチスクリーン画面を構成する際に有用な画像表示システム、および画像表示システムの調整方法に関するものである。

背景技術

0002

複数のプロジェクタからの投影画像を投写面タイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイが知られている。このようなマルチプロジェクションディスプレイにおいては、各投影画像の投写面上での位置調整の精度が投影画像の品質に大きな影響を与える。

0003

そこで、複数の投影装置から投射する調整用画像カメラ撮影し、評価値を算出し、算出した評価値に基づいて投影画像の位置調整をする技術がある(特許文献1)。
また、可視および非可視画像を同時に投影し、投影システムオフラインにすることなく複合型表示装置の自動較正のための非可視較正パターン監視することで、連続自動調整する技術がある(特許文献2)。

先行技術

0004

特開2007−043274号公報
特開2011−211693号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1で開示された技術は、位置調整をするために各プロジェクタから投影位置を調整するためにテストパターンを投影し、前記投影画像を撮像し、位置調整をする。そのため、プロジェクタの投影位置がずれた場合、位置調整する度に一旦コンテンツ画像の投影を中断しなくてはいけないという課題がある。

0006

また、特許文献2で開示された技術は、非可視(赤外線)光を用いてテストパターンを投射する。そのため、非可視光パターンを投影及び検出するための装置が必要になってしまうという課題がある。
本発明は前述の問題点に鑑み、より簡潔な構成で、コンテンツ画像の投影を中断しないで位置調整を行うことができるようにすることを特徴とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の投影画像の位置調整方法は、2つの投影装置から投影される2つの投影画像の投影位置を調整する位置調整方法であって、前記2つの投影装置から投影される投影画像における所定の重畳領域にそれぞれテストパターンを付与する付与工程と、前記2つの投影装置から前記テストパターンを重畳領域へ投射させたときの投影画像を撮影して得られる撮像画像に基づいて前記テストパターンのずれの評価値を算出する算出工程と、前記算出工程において算出した評価値に基づいて前記2つの投影画像の位置調整を行う補正工程と、を備えることを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によれば、逆位相パターンを重畳領域に投影することでコンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステム自動位置調整を行うことが可能となる。

図面の簡単な説明

0009

第1の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
第1の実施形態における逆位相パターン付与前後の階調値特性を説明する図である。
第1の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整手順を説明するフローチャートである。
投影位置ずれ発生時の階調値特性を説明する図である。
第2の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
第3の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの概略構成を示すブロック図である。
第3の実施形態における投影位置ずれ検出/調整処理実施組合せ順序を説明する図である。
第3の実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整手順を説明するフローチャートである。

実施例

0010

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の実施形態に関わる2つの投影装置でのマルチプロジェクションディスプレイの概略構成の一例を示す図である。本構成図において、10は情報処理装置、20A及び20Bは投影装置である。また、30は撮像装置、40はマルチ投影画像、50はテストパターン付与領域である。投影装置20A、20Bは、所定の重畳領域を持って投射する。

0011

重畳領域は、所謂エッジブレンド技術で輝度が均一になるようにブレンドする。これにより、複数の投影装置で1枚のシームレスな画像となるように投射可能とする。
また、情報処理装置10は入力部100、補正部200、付与部300、および算出部400で構成される。

0012

入力部100は、各投影装置20A、20Bが投射する画像を送出するものである。送出される画像は、マルチスクリーン画面における所定の重複領域を考慮して予め投射用に分割されている。あるいは、調整状況に応じて重複領域を考慮して分割した画像を送出可能なものでもよい。

0013

付与部300は、各投影装置への投影画像における重畳領域の任意の箇所に、少なくとも1つ以上の逆位相パターンを付与する。例えば、図2(A)に全白画像を投射した場合の投影装置20Aの階調特性を21A、投影装置20Bの階調特性を21B、マルチ投影画像としての階調特性を21Cに示す。

0014

この階調特性に対し、重畳領域に本発明の逆位相パターンを付加した階調特性を図2(B)に示す。
図2(B)において、投影装置20Aの重畳領域において任意のテストパターン付与領域50に有意な階調パターン加算した階調特性を21Dに示す。
もう一方の投影装置20Bの重畳領域において階調特性21Bの任意のテストパターン付与領域50に有意な階調パターンを減算した階調特性を21Eに示す。ここで、投影装置20Aおよび投影装置20Bに付与する階調パターンは同一である。

0015

このように、投影装置20Aの重畳領域では階調パターンを加算し、投影装置20Bの重畳領域では階調パターンを減算することで、マルチ投影画像40では付与した階調パターンが相殺される。そのため、2つの投影画像の位置が所定の関係となるように調整が正しくされた状態では階調パターンは非可視となる。なお、本実施形態では階調パターンを加算/減算するとしたが、これに限らずパターン付与領域の階調値をマルチ投影時に投影画像が同じになるように階調ゲインを掛けるようにしてもよい。

0016

撮像装置30は、投影装置20A及び20Bが投射したマルチ投影画像40を撮像する。撮像された撮像画像を算出部400に取り込む。ここで、撮像装置30はマルチ投影画像全体を撮像可能な一台で構成するように記載しているが、これに限るものではない。例えば、投影装置20A及び20Bそれぞれの投影画像とその周辺を撮像可能な複数の撮像装置とすることも可能である。この場合、それぞれの撮像装置で撮影された撮像画像を算出部400に取り込む。

0017

算出部400は、入力部100から取得した入力画像期待値として、撮像装置30で取得された逆位相パターンを付与された投影画像と対応する画素の階調を比較し、比較した結果に基づいて投射位置のずれ検出とずれ量を算出する機能を有している。
補正部200は、算出部400で算出された評価値に基づいて、各投影装置20A、20Bの投射位置を調整する機能を有している。

0018

本構成におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整フロー図3のフローチャートに示す。このフローチャートの処理は、不揮発性メモリ(不図示)に記録されたプログラムワークメモリ(不図示)に展開してCPU(不図示)が実行することで実現する。
まず、S300において、CPUはマルチ投影画像の重畳領域内の任意の領域に逆位相パターンを付与し、各投影装置20A、20Bに投影させる。
S301では、この逆位相パターンが付与されたマルチ投影画像の撮像データを撮像装置30より取得する。

0019

S302において、CPUは撮像データと入力部100から取得した入力画像データを期待値とし、各対応する階調データを比較する。
S303において、CPUは階調データの一致確認を行い、不一致であった場合S304へ進む。ここで、不一致であった場合、逆位相のテストパターン付与領域50において、ずれた分だけ階調値が期待値より低下もしくは上昇した画素が生じる。

0020

この様子を図4に示す。
図4において、40A、40Bは投影装置20A、20Bの投影画像、50A、50Bは2つの投影装置のそれぞれのテストパターン付与領域を示す。また、21Eは投影位置のずれた投影画像40Bの階調特性、21Fはマルチ投影の階調特性である。
S304において、CPUは階調値が変化した画素を検出する。

0021

次に、S305において、CPUはずれが生じた画素から、x方向、y方向それぞれのずれ量を算出する。
S306において、CPUはS305で算出したずれ量から投影装置の投影位置を適宜調整する。

0022

S303で一致であった場合、CPUはS304〜S306の処理を行わないで、そのままの投影状態を維持する。
ここまで説明したS301からS306を任意の時間間隔で繰り返す。これにより、シームレスな投影状態を維持する。

0023

以上説明したように、本実施形態ではマルチ投影の重畳領域に逆位相パターンを付与する。これにより、コンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステムの自動位置調整が実現可能となる。

0024

[第2の実施形態]
図5は、本発明の第2の実施形態に関わる2つの投影装置でのマルチプロジェクションディスプレイの概略構成の一例を示すブロック図である。
図5において、11は情報処理装置、210A及び210Bは投影装置、30は撮像装置である。また、40はマルチ投影画像、50はテストパターン付与領域である。投影装置210A、210Bは、所定の重畳領域を持って投射する。重畳領域は、所謂エッジブレンド技術で輝度が均一になるようにブレンドする。これにより、複数の投影装置で1枚のシームレスな画像となるように投射可能とする。以下、第1の実施形態で説明した構成要素と同様な構成要素については説明を省略する。

0025

情報処理装置11は入力部101、補正部201と算出部401で構成される。入力部101と算出部401は、第1の実施形態で説明した入力部100と算出部400と同様なので説明を省略する。

0026

補正部201は、算出部401で取得された評価値に基づいて、各投影装置210A、210Bの投射位置を調整する機能とテストパターン付与領域50へ逆位相パターンを付与するための制御パラメータ送出する機能を有している。投影装置210A及び210Bは付与部301と投影部210で構成されている。

0027

付与部301は、情報処理装置11から送出された制御パラメータを基に逆位相パターンを付与する機能を有している。制御パラメータはテストパターン付与領域50の数および位置座標と付与するパターン情報を有している。
投影部210は、第1の実施形態で説明した投影装置20A及び20Bと同等の機能を有している。
本実施形態におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整フローは第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

0028

以上説明したように、本実施形態ではマルチ投影の重畳領域に逆位相パターンを付与する。これにより、コンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステムの自動位置調整が実現可能となる。

0029

[第3の実施形態]
図6は、本発明の第3の実施形態に関わる4つの投影装置で構成したマルチプロジェクションディスプレイの概略構成の一例を示すブロック図である。
図6において、10は情報処理装置、20A、20B、20C及び20Dは投影装置、30は撮像装置である。また、40はマルチ投影画像であり、40A、40B、40C及び40Dは4つの投影装置の各投影画像であり、50A、50B、50C、50D及び50Eはテストパターン付与領域である。4つの投影装置20A〜20Dは、所定の重畳領域を持って投射する。

0030

重畳領域は、所謂エッジブレンド技術で輝度が均一になるようにブレンドする。これにより、複数の投影装置で1枚のシームレスな画像となるように投射可能とする。なお、本実施形態のマルチプロジェクションディスプレイの構成要素は、投影装置の台数が増えたことを除き第1の実施形態と同じであるため説明を省略する。

0031

本構成におけるマルチプロジェクションディスプレイの位置ずれ検出及び調整フローを図8のフローチャートに示す。このフローチャートの処理は、不揮発性メモリ(不図示)に記録されたプログラムをワークメモリ(不図示)に展開してCPU(不図示)が実行することで実現する。
まず、S801において、CPUは調整対象となる隣接する2つの投影装置を決定する。本実施形態では、図7(1)から(4)に示す順番とする。例えば、図7(1)では、対象投影装置は20A及び20Bの投影画像40A及び40Bである。なお、順番の決め方はこれに限るものではない。

0032

S802において、CPUはテストパターン付与領域50A、50Bに逆位相パターン付与する。
S803において、CPUは逆位相パターンが付与されたマルチ投影画像の撮像データを撮像装置30より取得する。このとき、対象外の投影装置は割り当てられた投影画像の投影を継続する。
S302〜S306で行われる処理は、前述した第1の実施形態と同様である。

0033

S804において、CPUは各投影装置の投影位置の確認及び調整が終了したか否かを確認する。
終了していなければ、ステップS801へ戻る。終了していれば、逆位相パターンを付与しないで、そのままの投影状態を維持する。
ここまで説明したステップS801からS804の処理を任意の時間間隔で繰り返す。これにより、シームレスな投影状態を維持する。

0034

本実施形態では4台の投影装置で構成した場合で説明したが、3台以上で構成する場合に適用可能である。
以上説明したように、本実施形態ではマルチ投影の全ての重畳領域に逆位相パターンを付与する。これにより、コンテンツ画像を投影中でもずれ検出が容易となる。そのため、コンテンツ画像の投影を中断することなくマルチプロジェクションシステムの自動位置調整が実現可能となる。

0035

(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。

0036

10情報処理装置
20A投影装置
20B 投影装置
30撮像装置
40マルチ投影画像
50テストパターン付与領域
100 入力部
200補正部
300 付与部
400 算出部

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