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技術 投影装置およびその制御方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 和田秀俊
出願日 2018年1月29日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-012156
公開日 2019年8月8日 (9ヶ月経過) 公開番号 2019-134205
状態 未査定
技術分野 電気信号の光信号への変換
主要キーワード 縦方向ライン スイッチアイコン 制御コマ 横方向ライン 輝度重心 幾何変形 撮像画像処理 動作ブロック
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(2019年8月8日)のものです。
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図面 (13)

課題

プロジェクタにおいてレジストレーションずれPTZカメラを用いて検知し、調整する。

解決手段

プロジェクタ100は、光源と、前記光源から発せられた光を色成分毎画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、前記各パネルに表示する画像を色成分の画素ごとに位置調整をする画像投影位置調整手段と、投影画像の任意の位置ごとに特定のパターンを生成し表示させるパターン生成手段と、前記特定パターン撮像できるようにパンチルトズームを調整する撮像領域制御手段と、撮像画像から色成分ごとの位置情報を取得する画素位置検出手段からなる。

概要

背景

板式プロジェクタでは、R/G/Bの各色の液晶パネルダイクロイックミラープリズムなどからなる光分離合成ブロックへ固着する。しかし固着時や、経時変化や、色収差などによって、投影面上でR/G/Bの各色の画像がずれるレジストレーションずれが発生してしまうという問題があった。

図4にレジストレーションずれがある投影画像と、ずれが無い投影画像を示す。(a)はレジストレーションずれが無い投影画像を示しており、例えば文字が白、背景が黒の場合には文字のエッジははっきりしており、色付きは無い。(b)はレジストレーションずれがある投影画像を示しており、文字の輪郭ぼけてしまい色付きも発生してしまう。このようにレジストレーションずれは、プロジェクタの投影画像において画質品位劣化を招いてしまう。

この問題に対して、1画素単位パネル上の表示位置を変更して位置調整する方法と、幾何変形画像処理によって1画素以下のずれを調整する方法がある。

前者の方法は液晶パネルの駆動タイミングの調整や画像メモリからの読み出しタイミングの調整により上下左右方向のシフトを行う。表示領域を画素単位でずらすため、画質の劣化がない半面、1画素以下のずれの位置調整はできない。

後者の方法は画像全体をシフトすることに加え、1画素以下の位置調整や回転方向補正倍率色収差の補正を行うことができる。画像処理にて位置調整を行うため、仮想画素位置に隣接する画素間を輝度分配することによって1画素以下の調整をできる半面、R/G/B各色で変形量に応じて画質が劣化する。

これらの調整を組みあわせて位置調整することによって、R/G/B各色のレジストレーションずれをほぼ合わせることができる。ただし、レジストレーションずれの調整は操作者手動調整で行われることが多く、ユーザビリティの向上が求められる。例えば、特許文献1では、格子状のレジストレーションずれ調整用テストパターン投射し、レジストレーションずれを調整させている。

概要

プロジェクタにおいてレジストレーションずれをPTZカメラを用いて検知し、調整する。プロジェクタ100は、光源と、前記光源から発せられた光を色成分毎画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、前記各パネルに表示する画像を色成分の画素ごとに位置調整をする画像投影位置調整手段と、投影画像の任意の位置ごとに特定のパターンを生成し表示させるパターン生成手段と、前記特定パターン撮像できるようにパンチルトズームを調整する撮像領域制御手段と、撮像画像から色成分ごとの位置情報を取得する画素位置検出手段からなる。

目的

本発明の目的は、レジストレーションずれの調整においてPTZカメラを用いて、操作者の手間が少なくなるような調整手段を持つ投影装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光源と、前記光源から発せられた光を色成分毎画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、前記各パネルに表示する画像を色成分の画素ごとに位置調整をする画像投影位置調整手段と、投影画像の任意の位置ごとに特定のパターンを生成し表示させるパターン生成手段と、前記特定パターン撮像できるようにパンチルトズームを調整する撮像領域制御手段と、撮像画像から色成分ごとの位置情報を取得する画素位置検出手段からなり、投影装置は前記の画素位置検出手段が検出した投影面における画素の色成分ごとの位置情報から、前記の画像投影位置調整手段を制御することを特徴とする投影装置。

請求項2

請求項1に記載の投影装置において、画像投影位置調整手段はお互い隣接する調整ポイント間の画素について、周辺調整値を補間して調整値を算出することを特徴とする投影装置。

請求項3

請求項1に記載の投影装置において、投射光学系は調整検知手段を持ち、投射光学系において調整が検知されたときには、前記の画素位置検出手段を制御することを特徴とする投影装置。

請求項4

光源と、前記光源から発せられた光を色成分毎に画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、を有する投影装置の制御方法であって、前記各パネルに表示する画像を色成分の画素ごとに位置調整をする画像投影位置調整工程と、投影画像の任意の位置ごとに特定のパターンを生成し表示させるパターン生成工程と、前記特定パターンが撮像できるようにパン・チルト・ズームを調整する撮像領域制御工程と、撮像画像から色成分ごとの位置情報を取得する画素位置検出工程からなり、前記画素位置検出工程が検出した投影面における画素の色成分ごとの位置情報から、前記画像投影位置調整工程を制御することを特徴とする投影装置の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、容易にレジストレーション調整を行える投影装置およびその制御方法に関する。

背景技術

0002

板式プロジェクタでは、R/G/Bの各色の液晶パネルダイクロイックミラープリズムなどからなる光分離合成ブロックへ固着する。しかし固着時や、経時変化や、色収差などによって、投影面上でR/G/Bの各色の画像がずれるレジストレーションずれが発生してしまうという問題があった。

0003

図4にレジストレーションずれがある投影画像と、ずれが無い投影画像を示す。(a)はレジストレーションずれが無い投影画像を示しており、例えば文字が白、背景が黒の場合には文字のエッジははっきりしており、色付きは無い。(b)はレジストレーションずれがある投影画像を示しており、文字の輪郭ぼけてしまい色付きも発生してしまう。このようにレジストレーションずれは、プロジェクタの投影画像において画質品位劣化を招いてしまう。

0004

この問題に対して、1画素単位パネル上の表示位置を変更して位置調整する方法と、幾何変形画像処理によって1画素以下のずれを調整する方法がある。

0005

前者の方法は液晶パネルの駆動タイミングの調整や画像メモリからの読み出しタイミングの調整により上下左右方向のシフトを行う。表示領域を画素単位でずらすため、画質の劣化がない半面、1画素以下のずれの位置調整はできない。

0006

後者の方法は画像全体をシフトすることに加え、1画素以下の位置調整や回転方向補正倍率色収差の補正を行うことができる。画像処理にて位置調整を行うため、仮想画素位置に隣接する画素間を輝度分配することによって1画素以下の調整をできる半面、R/G/B各色で変形量に応じて画質が劣化する。

0007

これらの調整を組みあわせて位置調整することによって、R/G/B各色のレジストレーションずれをほぼ合わせることができる。ただし、レジストレーションずれの調整は操作者手動調整で行われることが多く、ユーザビリティの向上が求められる。例えば、特許文献1では、格子状のレジストレーションずれ調整用テストパターン投射し、レジストレーションずれを調整させている。

先行技術

0008

特開2009−31442公報

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術においても、調整のための工数は依然として多く発生し、操作者の手間を掛けさせることには変わりない。また、レジストレーションずれの要因の一つである倍率色収差などの収差によるものでは、投影画像全体の中で場所によってレジストレーションずれの方向や発生量が異なるために、投影画面の領域ごとにそれぞれレジストレーションずれの調整を実施しなくてはならない。

0010

図5光学系の倍率色収差によるレジストレーションずれを示す。倍率色収差とは投影光学系においてR/G/Bの波長屈折率が異なるために発生するものであり、一般的に光軸から離れるほど収差が大きくなる。

0011

ここでこの図は投影画像を示しており、501は光軸に直交する投影面位置である。3板の光変調素子画像合成を行う光学ボックスにおけるレジストレーション調整が理想的に行われているとき、投影光学系の光軸に直交する投影面位置501では、レジストレーションずれは発生しない。そのためR/G/Bの3つの光変調素子による画素にずれはない。ここで光軸から距離Dだけ離れた位置である502、503、504でのレジストレーションずれについて説明する。先に述べたように倍率色収差は光軸から離れるほど大きくなるが、502、503、504では光軸から等距離である。

0012

しかし光軸からの方向が異なるために、レジストレーションずれの発生する方向もそれぞれ異なる。そのため、投影画像においても、光軸からの距離や方向によってレジストレーションずれの発生量やずれの発生する方向が異なることが分かる。そのため、投影画像の領域ごとにレジストレーションの調整をしなくてはならないため、多くの工数が発生してしまう。

0013

またレジストレーションずれの調整では最終的には投影画像におけるR/G/Bの各画素のずれを観察しなくてはならないため投影面に近づいて細かい画素のチェックが必要となり操作者の疲労にもつながってしまう。操作者の疲労の軽減のために、操作者に投影面を直接観察させるのではなく、カメラなどに拡大撮影させてその撮像画像を観察しながらレジストレーションずれを調整させる手段も考えられる。しかしその場合でも、カメラで拡大撮影が必要なために投影画面中の調整領域ごとにカメラの設置と調整が必要となり、新たな工数が発生してしまう。

0014

ビデオカメラにはパンチルトズーム機能を持ついわゆるPTZカメラがある。このPTZカメラならば投影画面中の各調整領域の方向にカメラを指向させて、ズーム機能により拡大撮影させることができる。そのため、PTZカメラは一回設置すれば、投影画面における調整する領域ごとにカメラを移動して設置、設定の手間が掛からない。しかし各調整領域の方向にカメラを指向させて、ズーム率を設定し、撮像した画像からレジストレーションを検出し、それら検出したレジストレーションずれを調整するための工数が発生することには変わりは無く、工数は却って増えてしまう。

0015

そこで、本発明の目的は、レジストレーションずれの調整においてPTZカメラを用いて、操作者の手間が少なくなるような調整手段を持つ投影装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0016

上記目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源から発せられた光を色成分毎画像信号に基づいて変調する複数のパネルと、前記各パネルに表示する画像を色成分の画素ごとに位置調整をする画像投影位置調整手段と、投影画像の任意の位置ごとに特定のパターンを生成し表示させるパターン生成手段と、前記特定パターンが撮像できるようにパン・チルト・ズームを調整する撮像領域制御手段と、撮像画像から色成分ごとの位置情報を取得する画素位置検出手段からなる。

発明の効果

0017

本発明によれば、レジストレーションずれの検出をPTZカメラを用いて行い、その検出結果からレジストレーション調整を行うことにより、操作者の手間を少なくする投影装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明のプロジェクタのブロック図
本発明のPTZカメラのブロック図
本実施例のプロジェクタの基本動作の制御を説明するためのフロー
レジストレーションずれを説明する図
倍率色収差によるレジストレーションずれを説明する図
本実施例のプロジェクタのレジストレーション調整制御を説明するためのフロー図
プロジェクタとPTZカメラと投影面との配置図
投影面と投影画像を表した図
PTZカメラの撮像画像と、撮像投影画像を表した図
レジストレーション検出領域の配置の一例を表した図
テストパターンを表した図
PTZカメラでテストパターンの投影画面を撮像したときの解像の状態を説明する図

実施例

0019

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

0020

[実施例]
本実施例では、投影装置の一例として、液晶素子を用いたプロジェクタについて説明する。

0021

<全体構成>
まず、図1図2を用いて、本実施例のフロントプロジェクタの全体構成を説明する。図1は、本実施例のフロントプロジェクタ100の全体の構成を示す図である。

0022

本実施例のフロントプロジェクタ100は、CPU110、ROM111、RAM112、操作部113、画像入力部130、投影画像処理部140を有する。また、フロントプロジェクタ100は、さらに、液晶制御部150、液晶素子151R、151G、151B、光源制御部160、光源161、色分離部162、色合成部163、光学系制御部170、投影光学系171を有する。また、フロントプロジェクタ100は、さらに、記録再生部191、記録媒体192、通信部193、撮像部194、表示制御部195、表示部196を有していてもよい。

0023

CPU110は、フロントプロジェクタ100の各動作ブロックを制御するものあり、ROM111は、CUP110の処理手順記述した制御プログラムを記憶するためのものであり、RAM112は、ワークメモリとして一時的に制御プログラムやデータを格納するものである。また、CPU110は、記録再生部191により記録媒体192から再生された静止画データや動画データを一時的に記憶し、ROM111に記憶されたプログラムを用いて、それぞれの画像や映像を再生したりすることもできる。

0024

また、CPU110は、通信部193より受信した静止画データや動画データを一時的に記憶し、ROM111に記憶されたプログラムを用いて、それぞれの画像や映像を再生したりすることもできる。また、撮像部194により得られた画像や映像を一時的にRAM112に記憶し、ROM111に記憶されたプログラムを用いて、静止画データや動画データに変換して記録媒体192に記録させることもできる。

0025

また、操作部113は、ユーザの指示を受け付け、CPU110に指示信号を送信するものであり、例えば、スイッチやダイヤル、表示部196上に設けられたタッチパネルなどからなる。また、操作部113は、例えば、リモコンからの信号を受信する信号受信部(赤外線受信部など)で、受信した信号に基づいて所定の指示信号をCPU110に送信するものであってもよい。また、CPU110は、操作部113や、通信部193から入力された制御信号を受信して、フロントプロジェクタ100の各動作ブロックを制御する。

0026

ここで、外部装置は、映像信号を出力できるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話スマートフォンハードディスクレコーダゲーム機など、どのようなものであってもよい。

0027

投影画像処理部140は、映像入力部130から受信した映像信号にフレーム数画素数画像形状などの変更処理を施して、液晶制御部150に送信するものであり、例えば画像処理用マイクロプロセッサからなる。また、投影画像処理部140は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ROM111に記憶されたプログラムによって、CPU110が投影画像処理部140と同様の処理を実行しても良い。投影画像処理部140は、フレーム間引き処理フレーム補間処理解像度変換スケーリング)処理、歪み補正処理キーストン補正処理)といった機能を実行することが可能である。また、投影画像処理部140は、映像入力部130から受信した映像信号以外にも、CPU110によって再生された画像や映像に対して前述の変更処理を施すこともできる。

0028

液晶制御部150は、投影画像処理部140で処理の施された映像信号に基づいて、液晶素子151R、151G、151Bの画素の液晶印可する電圧を制御して、液晶素子151R、151G、151Bの透過率を調整する。

0029

液晶素子151Rは、赤色に対応する液晶素子であって、光源161から出力された光のうち、色分離部162で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離された光のうち、赤色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子151Gは、緑色に対応する液晶素子であって、光源161から出力された光のうち、色分離部162で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離された光のうち、緑色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子151Bは、青色に対応する液晶素子であって、光源161から出力された光のうち、色分離部162で赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離された光のうち、青色の光の透過率を調整するためのものである。

0030

光源制御部160は、光源161のオンオフを制御や光量の制御をするものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、光源制御部160は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ROM111に記憶されたプログラムによって、CPU110が光源制御部160と同様の処理を実行しても良い。また、光源161は、不図示のスクリーンに画像を投影するための光を出力するものであり、例えば、ハロゲンランプキセノンランプ高圧水銀ランプなどであっても良い。また、色分離部162は、光源161から出力された光を、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離するものであり、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなる。

0031

なお、光源161として、各色に対応するLED等を使用する場合には、色分離部162は不要である。また、色合成部163は、液晶素子151R、151G、151Bを透過した赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光を合成するものであり、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなる。そして、色合成部163により赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の成分を合成した光は、投影光学系171に送られる。このとき、液晶素子151R、151G、151Bは、投影画像処理部140から入力された画像に対応する光の透過率となるように、液晶制御部150により制御されている。そのため、色合成部163により合成された光は、投影光学系171によりスクリーンに投影されると、投影画像処理部140により入力された画像に対応する画像がスクリーン上に表示されることになる。

0032

光学系制御部170は、投影光学系171を制御するものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、光学系制御部170は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ROM111に記憶されたプログラムによって、CPU110が光学系制御部170と同様の処理を実行しても良い。また、投影光学系171は、色合成部163から出力された合成光をスクリーンに投影するためのものであり、複数のレンズレンズ駆動用のアクチュエータからなり、レンズをアクチュエータにより駆動することで、投影画像の拡大、縮小焦点調整などを行うことができる。

0033

投影系通信部180は、後述するPTZカメラ200と通信し、PTZカメラ200の制御コマンドの送受信と撮像した撮像画像を受け取る。撮像画像処理部181は、投影系通信部180から受け取った撮像画像から各種画像情報を検出する。レジストレーション調整部182は、前記撮像画像処理部181が検出した撮像画像の楽手画像情報を基に投影画像のレジストレーションずれを調整する。

0034

記録再生部191は、記録媒体192から静止画データや動画データを再生したり、また、撮像部194により得られた画像や映像の静止画データや動画データをCPU110から受信して記録媒体192に記録したりするものである。また、通信部193より受信した静止画データや動画データを記録媒体192に記録しても良い。記録再生部191は、例えば、記録媒体192と電気的に接続するインタフェースや記録媒体192と通信するためのマイクロプロセッサからなる。また、記録再生部191には、専用のマイクロプロセッサを含む必要はなく、例えば、ROM111に記憶されたプログラムによって、CPU110が記録再生部191と同様の処理を実行しても良い。

0035

また、記録媒体192は、静止画データや動画データ、その他、本実施例のフロントプロジェクタに必要な制御データなどを記録することができるものであり、磁気ディスク光学式ディスク半導体メモリなどのあらゆる方式の記録媒体であってよく、着脱可能な記録媒体であっても、内蔵型の記録媒体であってもよい。

0036

通信部193は、外部機器からの制御信号や静止画データ、動画データなどを受信するためのものであり、例えば、無線LAN有線LAN、USB、Bluetooth(登録商標)などであってよく、通信方式を特に限定するものではない。また、画像入力部130の端子が、例えばHDMI(登録商標)端子であれば、その端子を介してCEC通信を行うものであっても良い。ここで、外部装置は、フロントプロジェクタ100と通信を行うことができるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機、リモコンなど、どのようなものであってもよい。

0037

撮像部194は、本実施例のフロントプロジェクタ100の周辺を撮像して画像信号を取得するものであり、投影光学系171を介して投影された画像を撮影スクリーン方向を撮影)することができる。撮像部194は、得られた画像や映像をCPU110に送信し、CPU110は、その画像や映像を一時的にRAM112に記憶し、ROM111に記憶されたプログラムに基づいて、静止画データや動画データに変換する。

0038

撮像部194は、被写体の光学像を取得するレンズ、レンズを駆動するアクチュエータ、アクチュエータを制御するマイクロプロセッサ、レンズを介して取得した光学像を画像信号に変換する撮像素子、撮像素子により得られた画像信号をデジタル信号に変換するAD変換部などからなる。また、撮像部194は、スクリーン方向を撮影するものに限られず、例えば、スクリーンと逆方向の視聴者側を撮影しても良い。

0039

表示制御部195は、フロントプロジェクタ100に備えられた表示部196にフロントプロジェクタ100を操作するための操作画面やスイッチアイコン等の画像を表示させるための制御をするものであり、表示制御を行うマイクロプロセッサなどからなる。また、表示制御部195専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ROM111に記憶されたプログラムによって、CPU110が表示制御部195と同様の処理を実行しても良い。また、表示部196は、フロントプロジェクタ100を操作するための操作画面やスイッチアイコンを表示するものである。

0040

表示部196は、画像を表示できればどのようなものであっても良い。例えば、液晶ディスプレイCRTディスプレイ有機ELディスプレイLEDディスプレイであって良い。また、特定のボタンをユーザに認識可能に掲示するために、各ボタンに対応するLED等を発光させるものであってもよい。

0041

なお、本実施例の投影画像処理部140、液晶制御部150、光源制御部160、光学系制御部170、記録再生部191、表示制御部195は、これらの各ブロックと同様の処理を行うことのできる単数または複数のマイクロプロセッサあっても良い。または、例えば、ROM111に記憶されたプログラムによって、CPU110が各ブロックと同様の処理を実行しても良い。

0042

図2パンチルトズームカメラを表した図である。ここでPTZカメラ200はカメラ部201と雲台202からなる。撮像光学系210は不図示のフォーカス光学系ズーム光学系からなり、投影画像を撮像して結像する。この撮像光学系210は撮像光学系制御部211により制御される。撮像光学系210で結像した投影画像は撮像部212で撮像されて映像信号に変換される。撮像系通信部213は投影系通信部180と通信し、PTZカメラ200の制御や撮像画像のやり取りなどを行う。

0043

撮像制御手段214は内部バス215に接続され、カメラ部201や雲台202の各ブロックと通信し制御を行う。パン方向モータドライバ220は内部バス215を通じて撮像制御手段に制御されてパン方向駆動モータ221を駆動する。それによりカメラ部201をパン方向に駆動する。チルト方向モータドライバ223は内部バス215を通じて撮像制御手段に制御されてチルト方向駆動モータ224を駆動する。それによりカメラ部201をチルト方向に駆動する。パン方向駆動モータ221とチルト方向駆動モータ224はそれぞれ不図示の位置エンコーダを持ち、それぞれの駆動位置パン方向位置情報、チルト方向位置情報として出力する。

0044

<基本動作>
次に、図1図3を用いて、本実施例のフロントプロジェクタ100の基本動作を説明する。

0045

図3は、本実施例のフロントプロジェクタ100の基本動作の制御を説明するためのフロー図である。図2の動作は、基本的にCPU110が、ROM111に記憶されたプログラムに基づいて、各機能ブロックを制御することにより実行されるものである。図2のフロー図は、操作部113や不図示のリモコンによりユーザがフロントプロジェクタ100の電源のオンを指示した時点をスタートとしている。

0046

操作部113や不図示のリモコンによりユーザがフロントプロジェクタ100の電源のオンを指示すると、CPU110は、不図示の電源部からプロジェクタ100の各部に不図示の電源回路から電源を供給が供給する。

0047

次に、CPU110は、ユーザによる操作部113やリモコンの操作により選択された表示モードを判定する(S310)。本実施例のプロジェクタ100の表示モードの一つは、画像入力部130より入力された映像を表示する「入力画像表示モード」である。また、本実施例のプロジェクタ100の表示モードの一つは、記録再生部191により記録媒体192から読み出された静止画データや動画データの画像や映像を表示する「ファイル再生表示モード」である。

0048

また、本実施例のプロジェクタ100の表示モードの一つは、通信部193から受信した静止画データや動画データの画像や映像を表示する「ファイル受信表示モード」である。なお、本実施例では、ユーザにより表示モードが選択される場合について説明するが、電源を投入した時点での表示モードは、前回終了時の表示モードになっていてもよく、また、前述のいずれかの表示モードをデフォルトの表示モードとしてもよい。その場合には、S310の処理は省略可能である。

0049

ここでは、S310で、「入力画像表示モード」が選択されたものとして説明する。「入力画像表示モード」が選択されると、CPU110は、画像入力部130から映像が入力されているか否かを判定する(S320)。入力されていない場合(S320でNo)には、入力が検出されるまで待機し、入力されている場合(S320でYes)には、制御部は、投影処理(S330)を実行する。

0050

CPU110は、投影処理として、画像入力部130より入力された映像を投影画像処理部140に送信し、投影画像処理部140に、映像の画素数、フレームレート、形状の変形を実行させ、処理の施された1画面分の画像を液晶制御部150に送信する。そして、CPU110は、液晶制御部150に、受信した1画面分の画像の赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色成分の階調レベルに応じた透過率となるように、液晶パネル151R、151G、151Bの透過率を制御させる。

0051

そして、CPU110は、光源制御部160に光源161からの光の出力を制御させる。色分離部162は、光源161から出力された光を、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に分離し、それぞれの光を、液晶パネル151R、151G、151Bに供給する。液晶パネル151R、151G、151Bに供給された、各色の光は、各液晶パネルの画素毎に透過する光量が制限される。そして、液晶パネル151R、151G、151Bを透過した赤色(R)、緑色(G)、青色(B)それぞれの光は、色合成部163に供給され再び合成される。そして、色合成部163で合成された光は、投影光学系171を介して、不図示のスクリーンに投影される。

0052

この投影処理は、画像を投影している間、1フレームの画像毎に順次、実行されている。なお、このとき、ユーザにより投影光学系171の操作をする指示が指示部111から入力されると、CPU110は、光学系制御部170に、投影画像の焦点を変更したり、光学系の拡大率を変更したりするように投影光学系171のアクチュエータを制御させる。

0053

この表示処理実行中に、CPU110は、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部111から入力されたか否かを判定する(S340)。ここで、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部111から入力されると(S340でYes)、CPU110は、再びS310に戻り、表示モードの判定を行う。このとき、CPU110は、投影画像処理部140に、表示モードを選択させるためのメニュー画面OSD画像として送信し、投影中の画像に対して、このOSD画面重畳させるように投影画像処理部140を制御する。ユーザは、この投影されたOSD画面を見ながら、表示モードを選択するのである。

0054

一方、表示処理実行中に、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部111から入力されない場合は(S340でNo)、CPU110は、ユーザにより投影終了の指示が指示部111から入力されたか否かを判定する(S350)。ここで、ユーザにより投影終了の指示が指示部111から入力された場合には(S350でYes)、CPU110は、プロジェクタ100の各ブロックに対する電源供給を停止させ、画像投影を終了させる。一方、ユーザにより投影終了の指示が指示部111から入力された場合には(S350でNo)、CPU110は、S320へ戻り、以降、ユーザにより投影終了の指示が指示部111から入力されるまでの間S320からS350までの処理を繰り返す。

0055

以上のように、本実施例のフロントプロジェクタ100は、スクリーンに対して画像を投影する。

0056

なお、「ファイル再生表示モード」では、CPU110は、記録再生部191に、記録媒体192から静止画データや動画データのファイルリストや各ファイルのサムネイルデータを読み出させ、RAM112に一時的に記憶する。そして、CPU110は、ROM111に記憶されたプログラムに基づいて、RAM112に一時記憶されたファイルリストに基づく文字画像や各ファイルのサムネイルデータに基づく画像を生成し、投影画像処理部140に送信する。そして、CPU110は、通常の投影処理(S330)と同様に、投影画像処理部140、液晶制御部150、投影制御部160を制御する。

0057

次に、投影画面上において、記録媒体192に記録された静止画データや動画データにそれぞれ対応する文字や画像を選択する指示が指示部111を通して入力される。そうすると、CPU110は、選択された静止画データや動画データを記録媒体192から読み出すように記録再生部191を制御する。そして、CPU110は、読み出された静止画データや動画データをRAM112に一時的に記憶し、ROM111記憶されたプログラムに基づいて、静止画データや動画データの画像や映像を再生する。

0058

そして、CPU110は、例えば再生した動画データの映像を順次、投影画像処理部140に送信し、通常の投影処理(S330)と同様に、投影画像処理部140、液晶制御部150、投影制御部160を制御する。また、静止画データを再生した場合には、再生した画像を投影画像処理部140に送信し、通常の投影処理(S330)と同様に、投影画像処理部140、液晶制御部150、投影制御部160を制御する。

0059

また、「ファイル受信表示モード」では、CPU110は、通信部193から受信した静止画データや動画データをRAM112に一時的に記憶し、ROM111記憶されたプログラムに基づいて、静止画データや動画データの画像や映像を再生する。そして、CPU110は、例えば再生した動画データの映像を順次、投影画像処理部140に送信し、通常の投影処理(S330)と同様に、投影画像処理部140、液晶制御部150、投影制御部160を制御する。また、静止画データを再生した場合には、再生した画像を投影画像処理部140に送信し、通常の投影処理(S330)と同様に、投影画像処理部140、液晶制御部150、投影制御部160を制御する。

0060

次に本実施例の特徴的な構成について詳しく説明する。図6は本実施例のフロー図であり、このフロー図に沿って動作を説明する。

0061

動作を開始し、S601では、プロジェクタ100のCPU110は投影画像処理部140に対して白のラスター画像を出力させ投影する。S602では、操作者はPTZカメラ200を投影面に向けて設置する。図7はプロジェクタ100とPTZカメラ200の設置状態を表した図であり、このように操作者はプロジェクタ100が投影している画像を撮像するようにPTZカメラ200を設置する。

0062

S603では、PTZカメラ200において投影画像810の四隅撮像範囲内にあるかどうか判別する。まずPTZカメラ200は撮像を開始し、投影画像810の検出を行う。具体的にはプロジェクタ100のCPU110は内部バス199を通じて投影系通信部180から、不図示のネットワークもしくは通信ケーブルを通じてPTZカメラ200の撮像系通信部213に撮像を行うようにコマンドを送信する。コマンドを受信したPTZカメラ200では、撮像制御手段214が撮像光学系制御部211に撮像光学系210のズーム光学系を広角に設定させて撮像を行う。

0063

図9はPTZカメラの撮像画像と、撮像投影画像を表した図である。ここでCPU110は投影画像処理部140に対してS601で投影させたラスター画像による投影画像810をPTZカメラ200に撮像させる。PTZカメラ200が取得した撮像画像900を撮像系通信部213より送信し、プロジェクタ100の投影系通信部180から受信して撮像画像処理部181に取り込む。次にCPU110は投影画像処理部140に対して投影画像810として全黒画像を投影させる。

0064

そしてCPU110は先と同様にPTZカメラ200に投影画像810を撮像させ、取得した撮像画像900を撮像系通信部213より送信し、プロジェクタ100の投影系通信部180から受信して撮像画像処理部181に取り込む。撮像画像処理部181ではこれら取り込んだ二つの撮像画像900の差分を計算することにより、撮像投影画像910を検出する。そして撮像画像900において、例えば角を検出する方法として知られているHough変換で直線を抽出し、交点を持つ直線の組を検出する方法などにより撮像投影画像910の4つの角の位置を検出する。検出した4つの角の位置情報は、RAM112に記憶させる。

0065

ここでもしPTZカメラ200の位置が投影面700に近すぎて、撮像画像900から撮像投影画像910がはみ出るなどして4つの角を検出できなかった場合には、S604に進む。S603で撮像投影画像910の4つの角の位置情報が検出できた場合には、S605に進む。

0066

S604では、操作者にPTZカメラ200を投影面700から離れた場所に再設置させる。そして再度S603で撮像投影画像910の4つの角の位置情報検出を行う。S605では、S603で位置情報を取得した撮像投影画像910の4つの角について、撮像光学系210を望遠に設定して、画素レベルまで拡大撮影できるか確認する。まずCPU110はS603で取得した投影画像810の4つの角の位置情報をRAM112から読み出す。

0067

そして読み出したそれぞれ位置情報に基づいて、投影系通信部180とPTZカメラ200の撮像系通信部213を通じ、撮像制御部214に対して順に撮像投影画像910の4つの角がPTZカメラ200における撮像画像900の中心となるように制御する。PTZカメラ200では、パン方向モータドライバ220を通じてパン方向駆動モータ221を駆動し、またチルト方向モータドライバ223を通じてチルト方向駆動モータ224を駆動することにより、カメラ部201をパン・チルト駆動する。

0068

そしてCPU110は投影画像処理部140に対して、R/G/Bの各色のうち1色分だけ1画素ごとに100%点灯と0%点灯すなわち消灯による縦方向と横方向のライン画像を出力させる。図11にテストパターンを示す。ここで(a)は縦方向ラインによるものであり、(b)は横方向ラインによるものである。それらがPTZカメラ200において解像されて撮像されていれば、画素レベルまで解像されて撮影できていると判断できる。S604で取得した撮像投影画像910の4つの角の位置情報を元に、PTZカメラ200のカメラ部を雲台202に内蔵されたパン方向駆動モータ221とチルト方向駆動モータ224で駆動して順に4隅の投影画像を撮像する。

0069

その際に撮像光学系制御部211が撮像光学系210のズーム光学系を操作して望遠に設定するようCPU110は投影系通信部180と撮像系通信部213を通じて制御する。図12はPTZカメラ200で前記の縦ラインもしくは横ラインによる投影画面810を撮像したときの、解像の状態を説明する図である。ここで(a)はPTZカメラ200において投影画像810が解像されて撮影できている状態を示している。ここで「撮像素子上に結像した撮像投影画像」とは、PTZカメラ200の撮像部212の不図示の撮像素子上に結像した1ライン分の撮像投影画像910を表している。

0070

「撮像素子の画素」は、前記の撮像投影画像910の画素と同じスケールで表している。そして「撮像素子の画素値」は、撮像素子の画素上に結像した撮像投影画像910を、画素値として読み出したものである。ここで前述の通りS605においてPTZカメラ200の撮像光学系210を望遠側に設定されており、設置位置が投影面700に十分近いときには、PTZカメラ200の撮像素子の画素が撮像素子上に結像する撮像投影画像910よりも十分ピッチが狭く解像度が高いために、2つの消灯画素を解像できていることが分かる。

0071

(b)はPTZカメラ200において投影画像810が解像されず撮影されている状態を示している。ここ設置位置が投影面700から遠いときには、PTZカメラ200の撮像素子の画素よりも、撮像素子の画素上に結像した撮像投影画像910の方がピッチが狭く、2つの消灯画素を解像できないことが分かる。実際にはサンプリング理論により、撮像素子上に結像した撮像投影画像910の画素ピッチより、撮像素子の画素ピッチが2倍以上細かいと、十分解像して撮像できていると判断できる。ここでは撮像素子より出力される信号レベルにより、2つのラインである消灯画素が解像されているかどうかで判断する。これにより、解像されず撮影されている場合にはS606へ行く。解像されて撮像されている場合にはS607へ行く。

0072

S606では、前記S605において現在設置されている位置では投影面700での投影画像810がPTZカメラ200では画素レベルで解像されていないと判断し、操作者に対してPTZカメラ200を投影面700に近づけるよう指示する。そしてS6043へ行く。

0073

S607では、CPU110はROM111よりレジストレーションずれ検出用のテストパターンを読み出し、投影画像処理部140に投影させる。このレジストレーションずれ検出用のテストパターンとは、前記S605で用いた1画素ごとに100%点灯と0%点灯すなわち消灯による縦方向と横方向のストライプ画像をそのまま用いる。

0074

S608では、撮像投影画像910における複数のレジストレーション検出領域1000において、まだレジストレーションずれが未検出の領域が残っているかどうか判別する。ここでレジストレーション検出・調整領域1000の配置の一例を図10に示す。レジストレーションのずれは液晶パネルと光学系の間で発生する場合には水平・垂直方向のずれだけであれば面一様となるために、レジストレーションのずれの検出は投影画像810のどの領域で行っても良い。しかし回転方向や、投影光学系171における倍率色収差などの収差によるレジストレーションずれは、回転軸や光軸から離れるほど大きくなる。

0075

そのため、理想的には投影画像810全ての領域でレジストレーションずれを検出すべきである。しかしここでは手間と効果から鑑みて、投影画像810に離散的にレジストレーション検出・領域1000を配置した。初回ではまだどのレジストレーション検出領域1000でもレジストレーションずれを検知していないので、S609へ行く。既に複数回レジストレーションを検知し、まだ未検知のレジストレーション検知領域1000が残っているときも同様にS609へ行く。もし全てのレジストレーション検知領域1000においてレジストレーションずれの検知を行った場合には、S611へ行く。

0076

S609では、RAM112より未検出のレジストレーション検出領域1000の位置情報を読み出して、PTZカメラ200のカメラ部201を指向させる。具体的には、CPU110は撮像制御手段214に対して指定されたレジストレーション検出領域1000に対してPTZカメラ200のカメラ部201を向けるようにパン方向駆動モータ221とチルト方向駆動モータ224を駆動して指向させる。

0077

S610では、撮像した撮像投影画像910の指定されたレジストレーション検出領域1000について、撮像画像処理部181においてレジストレーションずれを検出する。

0078

ここではまず縦ストライプ画像で水平方向の各色の画素位置を検出し、そして次に横ストライプ画像で垂直方向の各色の画素位置を検出する。各色の画素位置を検出するには、S605で撮像投影画像910が解像されているかどうか判断したときと同様の方法を用いる。すなわち始めにR/G/B各色のうちの一色の画素だけでストライプを表示する。そしてレジストレーション検出領域1000を撮像した画像の輝度重心から、PTZカメラ200から見たときのその色の画素の位置を算出する。

0079

これを各色で繰り返し、一つのレジストレーション検出領域1000においてR/G/B各色の画素の位置情報を取得する。そして取得した各色の画素位置情報において、ある色を基準位置としてそれ以外の色の画素の相対的な位置をレジストレーションずれとして算出する。レジストレーションずれの調整時には1画素以下の調整では画質が劣化するため、画質劣化が一番影響するGのレジストレーション調整を避けるため、Gの画素位置を基準とする。すなわちGとRの画素位置の差異をRの画素のレジストレーションずれとする。

0080

またGとBの画素位置の差異をBの画素のレジストレーションずれとする。そして算出したR画素とB画素のレジストレーションずれをRAM112に記憶する。そしてS608に進む。ここでGの画素位置を基準としたが、別の方法としてR/G/Bの画素のレジストレーションずれにおいて、一番重心に近い画素を基準とする考え方などもあり、基準画素をGに限定するものではない。

0081

S611では、CPU110はRAM112より各レジストレーションずれ検出領域1000のレジストレーションずれ情報から、投影画像810用の全ての画素のレジストレーションずれ情報を補間して生成する。そしてRAM112に記憶させる。

0082

S612では、CPU110の指示でレジストレーション調整部182はRAM112のデータからレジストレーションを調整する。S611ではG画素の画素位置を基準として、R画素とB画素の画素位置の差異を算出し、それぞれのレジストレーションずれとした。そのためレジストレーションずれの調整では、この差異を0としてGの画素に対するRの画素位置と、Bの画素位置が重なるように調整することを目的とする。レジストレーション調整部182では、RAM112より各画素のR画素とB画素のレジストレーションずれ情報を読み出す。

0083

レジストレーションずれが0.5画素以上ある場合には1画素単位で表示画像をシフトさせる。そして残りの0.5画素未満のレジストレーションずれについては、輝度分配による重心位置で調整する。例えばレジストレーションずれが0.3画素の場合には、隣接する画素の画素値に対して一方には0.7、もう一方には0.3の利得をかける輝度分配を行う。それにより重心がこれらの画素間の0.3画素分の位置になることにより、1画素以下のレジストレーションずれの調整を実現する。そして調整が終わったら終了する。

0084

ここで本発明のプロジェクタ100において、操作者が投影光学系171における不図示のズーム光学系やシフト光学系を調整した場合には、再度本発明の制御を開始させる。これは投影光学系171におけるズーム光学系やシフト光学系を調整すると、レジストレーションずれにおける光学要因も変化し、レジストレーションずれの発生も変化するためである。

0085

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

0086

100フロントプロジェクタ
110 CPU
111 ROM
112 RAM
113 操作部
130画像入力部
140投影画像処理部

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