JP2001166377A - 画像投影システム - Google Patents
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Abstract
置した場合でも、適正な調整を行うことが可能な背面投
射型の画像投影システムを提供する。 【解決手段】 スクリーン105に背面側から画像を投
影する投影手段102と、基準画像の基準画像情報を発
生する基準画像発生手段122と、スクリーンを筐体1
01内部から撮影可能であり、投影手段からスクリーン
に投影された基準画像を撮影する撮影手段106と、投
影手段からスクリーンに投影された基準画像に対して外
光の影響を取り除く除去手段107と、外光の影響が除
去された基準画像の画像情報に基づいて補正値を演算す
る補正値演算手段121と、補正値情報を記憶する補正
値記憶手段123と、映像信号源からの画像情報に対し
て補正値情報を用いて補正を行う補正手段124とを有
する。
Description
ム、特にそのキャリブレーション技術に関する。
察者が観察する面側(前面側)とは反対の面側(背面
側)からプロジェクタによってスクリーンに画像を投影
する背面投射型のディスプレイ装置がある。さらに、こ
のシステムを発展させたものとして、複数のプロジェク
タからの画像をスクリーン上に投影して1枚の画像とし
て表示する、高精細の背面投射型の大画面ディスプレイ
装置もある。
では、複数の投影画像を繋ぎ合わせて(貼り合わせて)
1枚の画像を構成することから、以下のような対策を講
じる必要がある。
の対策が必要であり、投影画像に歪みが生じないように
プロジェクタの角度を調整する方法、投影画像に生じる
歪みを打ち消すような歪みを予め原画に与えておく方法
が提案されている。いずれの方法においても、投影され
た画像の歪みに関する情報を検出する手段が必要であ
り、デジタルカメラやスクリーン上に配置されたセンサ
を用いる方法が従来より提案されている。
補正を行うための対策が必要であり、隣接する画像どう
しがオーバーラップする領域を設けて、各画像をスムー
ズに繋ぎ合わせる技術が提案されている。この技術で
は、オーバーラップする領域の情報を検出するための手
段が必要であり、デジタルカメラによって撮影された画
像から補正値を抽出する方法が従来より提案されてい
る。
対策が必要であり、プロジェクタから基準画像をスクリ
ーン上に投影し、投影された基準画像全体をデジタルカ
メラで撮影し、撮影された画像から補正値を抽出し、こ
の補正値を用いて色補正を行う方法が提案されている。
得作業(調整作業)をキャリブレーションと呼ぶが、こ
のキャリブレーションは、画像投影システムの設置時に
行われる他、経時変化による影響が生じたときにも行わ
れる。
画像投影システムは、デジタルカメラをスクリーンの外
側(前面側)に設置してキャリブレーションを実行する
ものであり、キャリブレーションを実行する際に使用者
がデジタルカメラの設置位置、角度、ピント等を調整し
なければならず、調整に対する使用者の負担が過大なも
のであった。
側(背面側)の筐体内部に予め固定しておき、キャリブ
レーションを実行する際の調整作業の負担を軽減するよ
うな構成も考えられる。しかしながら、この場合には、
スクリーンに投影された画像を見る方向(前面側)とは
異なった方向からスクリーン上の画像を撮影することに
なるため、適正な調整を行うことが困難になるという問
題が生じる。
ものであり、キャリブレーションを実行する際に用いる
デジタルカメラをスクリーンの背面側の筐体内に設置し
た場合でも、適正な調整を行うことが可能な背面投射型
の画像投影システムを提供することを目的としている。
リーンの背面側から該スクリーンに画像を投影する画像
投影システムであって、上記スクリーンに背面側から画
像を投影する投影手段と、基準画像の基準画像情報を発
生する基準画像発生手段と、上記スクリーンを筐体内部
から撮影可能であり、上記基準画像発生手段からの基準
画像情報を受けて上記投影手段から上記スクリーンに投
影された基準画像を撮影する撮影手段と、上記投影手段
から上記スクリーンに投影された基準画像に対して外光
の影響を取り除く除去手段と、上記除去手段によって外
光の影響が除去された基準画像の画像情報に基づいて補
正値を演算する補正値演算手段と、上記補正値演算手段
によって得られた補正値情報を記憶する補正値記憶手段
と、映像信号源からの画像情報を補正して上記投影手段
に供給するために、該画像情報に対して上記補正値記憶
手段に記憶された補正値情報を用いて補正を行う補正手
段と、を有することを特徴とする。
られる。
段へ到達する外光を遮蔽可能な手段。
画像を投影しない状態で上記撮影手段によって上記スク
リーンを撮影したときに得られる画像情報と、上記投影
手段から上記スクリーンに基準画像を投影した状態で上
記撮影手段によって上記スクリーンを撮影したときに得
られる画像情報とに基づいて、外光の影響を除去するた
めの演算を行う手段。
手段から上記スクリーンに基準画像を投影した状態で上
記スクリーンの背面側及び前面側それぞれからスクリー
ンを撮影したときのそれぞれの画像情報に基づいて得ら
れる情報を記憶する手段を、さらに有していてもよい。
参照して説明する。
ステムの基本的な構成例を示した図である。本画像投影
システムは、複数のプロジェクタからの画像を透過型ス
クリーンの背面側からスクリーン上に投影して1枚の画
像として表示する背面投射型の画像投影システムであ
り、特に断らない限り他の実施形態も同様の画像投影シ
ステムを想定する。
はプロジェクタ102が設置されており(図では一つの
プロジェクタのみ描かれているが、実際には複数のプロ
ジェクタが配置されている)、このプロジェクタ102
から出射された画像がミラー103及びミラー104を
介して透過型のスクリーン105上に投影されるように
なっている。また、筐体101内部からスクリーン10
5の背面側を撮影できるように、デジタルカメラ106
が所定の位置(筐体101内部の所定位置)に固定され
ている。
ーン105全面を覆うことが可能な遮蔽シート(遮光シ
ート)107が取り付けられており、この遮蔽シート1
07によりスクリーン105の前面側から筐体内部へ侵
入する外光を遮蔽できるようになっている。この遮蔽シ
ート107は、巻き取りローラー108によって巻き取
ることができるため、必要に応じてスクリーン105全
面を覆うことが可能である。スクリーン105が配置さ
れている部分以外は筐体101によって外光が遮蔽され
ているため、遮蔽シート107を全閉状態にした場合に
は、デジタルカメラ106に対する外光の影響が除去さ
れる。なお、遮蔽シートの他、開閉可能な遮蔽扉を用い
て外光を遮蔽するようにしてもよい。また、遮蔽シート
や遮蔽扉は、未使用時におけるスクリーンの保護や鑑賞
用にも使用できるようにしてもよい。
0に接続されており、IEEE1394或いはRS23
2Cといった一般的なシリアル通信インターフェースに
よって、撮影された画像の画像データを処理部120に
送信できるように構成されている。
は、上述したシリアル通信インターフェースを介してデ
ジタルカメラ106から出力される画像データが入力さ
れるようになっている。この補正値演算回路121に
は、基準画像発生回路122が接続されており、デジタ
ルカメラ106から送られてくる画像データと基準画像
発生回路122からの基準画像データに基づいて、所定
の補正値演算処理が行われるようになっている。すなわ
ち、調整作業(キャリブレーション)を行う際には、遮
蔽シート107を全閉状態にしてプロジェクタ102か
らスクリーン105に基準画像が投影されるため、デジ
タルカメラ106で撮影された外光の影響が除去された
基準画像の画像データと、基準画像発生回路122から
の基準画像データとの差異に対応した補正値が補正値演
算処理によって求められる。
123が接続されており、補正値演算回路121で得ら
れた補正値データが記憶されるようになっている。この
補正値テーブル123は、EEPROM等の書き換え可
能な不揮発性メモリを用いて構成することができる。
が接続されている。この補正回路124には映像信号
(映像データ)が入力するようになっており、補正値テ
ーブル123に記憶されている補正値データを用いて映
像信号に対して補正が加えられる。
は、スイッチ140を介してプロジェクタ102に入力
するようになっている。また、スイッチ140が基準画
像発生回路122側にある場合には、基準画像発生回路
122からの基準画像データがプロジェクタ102に入
力するようになっている。
る。
スイッチ140を基準画像発生回路122側にするとと
もに、巻き取りローラー108から遮蔽シート107を
引き出してスクリーン105の全面を覆い、筐体101
の内部に外光が入らないようにする。
をスクリーン105上に投影して、デジタルカメラ10
6でスクリーン105に投影されている基準画像を撮影
し、撮影された基準画像の画像データを補正値演算回路
121に送信する。補正値演算回路121では、デジタ
ルカメラ106から送られてきた外光の影響が除去され
た基準画像の画像データと、基準画像発生回路122か
らの基準画像データとから補正値を算出し、得られた補
正値データを補正値テーブル123に格納する。さら
に、スイッチ140を補正回路124側に切り替えて、
調整作業が終了する。
は、巻き取りローラー108によって遮蔽シート107
を巻き取り、スクリーン105の前面側から映像を見る
ことができるようにする。このような状態で補正回路1
24に映像信号を入力することにより、補正値テーブル
123に記憶されている補正値データを用いて映像信号
に補正が加えられ、補正された映像信号に基づく画像が
プロジェクタ102からスクリーン105に投影され
る。
の遮蔽部材によって外光の影響を除去するようにしたの
で、基準画像撮影用のデジタルカメラをスクリーンの背
面側に設けて基準画像の撮影を行うようにしても、適正
な補正データを取得することができ、適正な調整を行う
ことが可能となる。
ステムの基本的な構成例を示した図である。なお、図1
に示した第1の実施形態の構成要素と対応する構成要素
については同一の参照番号を付している。
図1に示した第1の実施形態と同様である。ただし、第
1の実施形態では遮蔽シートによって機械的に外光の影
響を除去するようにしたが、本実施形態では処理部12
0内での処理によって外光の影響を除去するようにして
いる。そのため、電源スイッチ109によってプロジェ
クタ102をオン・オフさせて調整作業を行うようにな
っている。
してプロジェクタ102からスクリーン105に画像を
投影しない状態(プロジェクタ102の光量をゼロにし
た状態)でデジタルカメラ106によってスクリーン1
05を撮影する処理と、電源スイッチ109をオンにし
てプロジェクタ102からスクリーン105に基準画像
を投影した状態でデジタルカメラ106によってスクリ
ーン105を撮影する処理とを行うようになっている。
なお、電源109スイッチにはリレー等を用いることが
でき、電気的にコントロールすることが可能である。
も、補正値演算回路121、基準画像発生回路122、
補正値テーブル123及び補正回路124の基本的な構
成は、図1に示した第1の実施形態と同様である。ただ
し、本実施形態では処理部120内の処理によって外光
の影響を除去するようにしていることから、バンク切替
回路125、フレームメモリ126及び外光除去回路1
27を備えている。
される画像データは、バンク切替回路125に入力する
ようになっており、バンク切替回路125では、電源ス
イッチ109のオン・オフ状態に対応してそれぞれデジ
タルカメラ106から出力される両画像データに対し、
フレームメモリ126への格納先を切り替えるようにな
っている。フレームメモリ126は外光除去回路127
に接続されており、外光除去回路127ではフレームメ
モリ126に格納された両画像データを用いて、外光の
影響を除去する演算が行われるようになっている。
る。
まず、電源スイッチ109をオフ状態にしてプロジェク
タ102の光量をゼロにし、プロジェクタ102からス
クリーン105に画像を投影しないようにする。このよ
うな状態下において、デジタルカメラ106によってス
クリーン105を背面側から撮影し、撮影された画像の
画像データをバンク切替回路125を介してフレームメ
モリ126の一方のバンクに格納する。このようにし
て、外光成分のみが反映された画像データが得られる。
し、基準画像発生回路122からスイッチ140を介し
てプロジェクタ102に基準画像データを供給し、プロ
ジェクタ102からスクリーン105に基準画像を投影
する。このような状態下において、デジタルカメラ10
6によってスクリーン105を背面側から撮影し、撮影
された基準画像の画像データをバンク切替回路125を
介してフレームメモリ126の他方のバンクに格納す
る。このようにして、外光成分が反映された基準画像の
画像データが得られる。
に格納された両画像データを用いて外光除去回路127
で演算処理を行い、外光成分の影響が除去された基準画
像の画像データを得る。すなわち、フレームメモリ12
6の両バンクに格納された両画像データには、いずれも
外光成分が含まれているため、両画像データを用いて演
算処理を行うことにより、外光成分の影響が除去された
基準画像の画像データを得ることができる。
が除去された基準画像の画像データは補正値演算回路1
21に送られる。補正値演算回路121では、外光除去
回路127からの外光の影響が除去された基準画像の画
像データと、基準画像発生回路122からの基準画像デ
ータとから補正値を算出し、得られた補正値データを補
正値テーブル123に格納する。さらに、スイッチ14
0を補正回路124側に切り替えて、調整作業が終了す
る。
は、補正回路124に映像信号を入力することにより、
補正値テーブル123に記憶されている補正値データを
用いて映像信号に補正が加えられ、補正された映像信号
に基づく画像がプロジェクタ102からスクリーン10
5に投影される。
て電源スイッチ109のオフ状態とオン状態に対応して
それぞれ1回ずつスクリーン105を撮影するようにし
たが、それぞれ複数回ずつ撮影を行い、加重平均処理等
によって精度を向上させることも可能である。
によって外光の影響を除去するようにしたので、基準画
像撮影用のデジタルカメラをスクリーンの背面側に設け
て基準画像の撮影を行うようにしても、適正な補正デー
タを取得することができ、適正な調整を行うことが可能
となる。
第2の実施形態に係る画像投影システムの機能的構成を
示した図であり、図4は図3の構成による動作を示した
フローチャートである。以下、これらの図を用いて説明
を行う。
オフ状態にして画像投影部202の光量をゼロにし、画
像投影部202から透過型表示部203に画像を投影し
ないようにする(S11)。続いて、撮像部204によ
って透過型表示部203を背面側から撮影し(S1
2)、撮影された画像の画像データを記憶領域切替部2
05を介して第1記憶部206に格納する(S13)。
208側に切り替え(S14)、光源スイッチ部201
をオン状態にして画像投影部202の光源を発光させ、
透過型表示部203に基準画像を投影する(S15)。
続いて、撮像部204によって透過型表示部203を背
面側から撮影し(S16)、撮影された画像の画像デー
タを第2記憶部209に格納する(S17)。
09に格納された画像データを用いて外光除去演算部2
10で外光の影響を除去する演算を行い、演算結果を補
正値演算部211に転送する(S18)。
除去演算部210からの外光の影響が除去された基準画
像の画像データと、基準画像発生部208からの基準画
像データとから補正値を算出し、得られた補正値を補正
値記憶部212に格納する(S19)。
側に切り替えることにより(S20)、実際に映像を透
過型表示部203に投影する際には、映像信号源214
からの信号が補正部213で補正され、補正された映像
信号に基づく画像が画像投影部202から透過型表示部
203に投影されることになる。
ステムの基本的な構成例を示した図である。本実施形態
は、図2に示した第2の実施形態に対し、さらに新たな
構成要素を付加したものである。したがって、図2に示
した第2の実施形態の構成要素と対応する構成要素につ
いては同一の参照番号を付している。
スイッチ140の基本的な構成は、図2に示した第2の
実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、処理
部120内に不揮発性メモリとしてフラッシュメモリ1
28をさらに設けた構成となっている。
ン105の背面側から見た画像と前面側(観察面側)か
ら見た画像との差異を補正するために設けられたもので
ある。すなわち、プロジェクタ102からスクリーン1
05に画像を投影した場合、スクリーン105の特性等
により、スクリーン105の背面側と前面側とでは画像
特性に差異が生じるため、工場出荷時に予め補正データ
を作成しておき、これをフラッシュメモリ128に格納
しておくようにしている。
タのフラッシュメモリ128への書きみは、検査装置1
60によって行われる。この検査装置160は、フレー
ムメモリ161、162、差分回路163及びフラッシ
ュメモリライタ164からなる。
06でスクリーン105の裏面側から基準画像を撮影し
て得られた画像データを記憶するものであり、フレーム
メモリ162はデジタルカメラ170でスクリーン10
5の前面側から基準画像を撮影して得られた画像データ
を記憶するものである。フレームメモリ161及び16
2には差分回路163が接続されており、この差分回路
163では、フレームメモリ161及び162に記憶さ
れたそれぞれの画像データどうしの差分演算が行われ
る。差分回路163にはフラッシュメモリライタ164
が接続されており、差分回路163で得られた差分デー
タをフラッシュメモリ128に書き込むようになってい
る。
る。
てフラッシュメモリ128に補正データ(差分データ)
が書き込まれる。まず、暗室等の外光の影響を受けない
場所でプロジェクタ102からスクリーン105に基準
画像を投影し、スクリーン105の裏面側及前面側から
それぞれデジタルカメラ106及び170によって基準
画像を撮影し、得られた基準画像データをそれぞれフレ
ームメモリ161及び162に格納する。続いて、差分
回路163によりこれらの基準画像データから差分デー
タを作成し、フラッシュメモリライタ164によって差
分データをフラッシュメモリ128に書き込む。差分デ
ータが書き込まれたフラッシュメモリ128は、処理部
120内に実装される。
ステムを使用する場合の基本的な動作については、第2
の実施形態で説明した動作と同様である。ただし、フラ
ッシュメモリ128に差分データが記憶されていること
から、調整作業時に外光除去回路127で演算を行う際
に、フラッシュメモリ128に記憶された差分データも
参照した演算が行われることになる。
のフラッシュメモリライタ164によってフラッシュメ
モリ128に差分データを書き込むようにしたが、処理
部120内にフラッシュメモリ128への書き込み機能
を設けるようにしてもよい。この場合には、検査装置1
60で得られた差分データを処理部120に伝送し、処
理部120内に実装されたフラッシュメモリ128に対
して差分データが書き込まれる。
背面側及び前面側から基準画像を撮影し、それぞれの基
準画像データの差分データをフラッシュメモリに予め記
憶しておくようにしたので、背面側と前面側との画像特
性の差異を補正することができ、より適正な調整を行う
ことが可能となる。
発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣
旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施するこ
とが可能である。
手段をスクリーンの背面側に設けて基準画像の撮影を行
うようにしても、外光の影響を除去することによって適
正な補正データを得ることができるため、適正な調整を
行うことが可能となる。
ムの基本的な構成例を示した図。
ムの基本的な構成例を示した図。
ムの機能的構成を示した図。
ト。
ムの基本的な構成例を示した図。
Claims (4)
- 【請求項1】透過型のスクリーンの背面側から該スクリ
ーンに画像を投影する画像投影システムであって、 上記スクリーンに背面側から画像を投影する投影手段
と、 基準画像の基準画像情報を発生する基準画像発生手段
と、 上記スクリーンを筐体内部から撮影可能であり、上記基
準画像発生手段からの基準画像情報を受けて上記投影手
段から上記スクリーンに投影された基準画像を撮影する
撮影手段と、 上記投影手段から上記スクリーンに投影された基準画像
に対して外光の影響を取り除く除去手段と、 上記除去手段によって外光の影響が除去された基準画像
の画像情報に基づいて補正値を演算する補正値演算手段
と、 上記補正値演算手段によって得られた補正値情報を記憶
する補正値記憶手段と、 映像信号源からの画像情報を補正して上記投影手段に供
給するために、該画像情報に対して上記補正値記憶手段
に記憶された補正値情報を用いて補正を行う補正手段
と、 を有することを特徴とする画像投影システム。 - 【請求項2】上記除去手段は、上記スクリーンを通して
上記撮影手段へ到達する外光を遮蔽可能な手段であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の画像投影システム。 - 【請求項3】上記除去手段は、上記投影手段から上記ス
クリーンへ画像を投影しない状態で上記撮影手段によっ
て上記スクリーンを撮影したときに得られる画像情報
と、上記投影手段から上記スクリーンに基準画像を投影
した状態で上記撮影手段によって上記スクリーンを撮影
したときに得られる画像情報とに基づいて、外光の影響
を除去するための演算を行う手段であることを特徴とす
る請求項1に記載の画像投影システム。 - 【請求項4】上記投影手段から上記スクリーンに基準画
像を投影した状態で上記スクリーンの背面側及び前面側
それぞれからスクリーンを撮影したときのそれぞれの画
像情報に基づいて得られる情報を記憶する手段をさらに
有することを特徴とする請求項1に記載の画像投影シス
テム。
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