JP2000350230A - 画像投影システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数台のプロジェクタを用いて大画面を表示
する場合に、利用者に負担を強いることなく、スクリー
ン上に投影された画像を簡易に取り込むことができ、プ
ロジェクタの調整作業の容易化に寄与する。 【解決手段】 複数のプロジェクタの投影像をスクリー
ン上でつなぎ合わせて大画像を投影する画像投影システ
ムにおいて、スクリーン１７０に投影される基準画像を
デジタルカメラにより取り込む画像取り込み部１３０、
この画像取り込み部１３０をプロジェクタ部１１０に位
置決めして取り付けるための接合部１２０と、画像取り
込み部１３０により取り込まれた画像を記憶するフレー
ムメモリを備えた画像記憶部１４０と、プロジェクタ部
１１０と画像取り込み部１３０の相対位置関係によって
生じる取り込み画像データのばらつきを補正する、補正
用回路及びルックアップテーブルを備えたばらつき補正
処理部１５０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像投影システム
に係わり、特に複数台のプロジェクタの映像をスクリー
ン上でつなぎ合わせて大画像を投影する画像投影システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、背面投射型ディスプレイを複
数台並べて大画面を表示する画像投影システムが利用さ
れている。背面投射型ディスプレイでは、透過型スクリ
ーンを使用し、観察者が目視する面とは反対の面にプロ
ジェクタから投影している。一方、反射型の大型スクリ
ーンに複数台のプロジェクタから投影を行い、大画面を
表示する画像投影システムも利用されている。

【０００３】この種の画像投影システムでは、複数の投
影画像を組み合わせて大画面を構成することから、まず
第１に各投影画像の歪みを補正する必要がある。そのた
めに、投影画像に歪みが生じないようにプロジェクタ投
影角度を調整する方法と、投影後に生じる歪みを打ち消
す歪みを予め原画に与えておく方法とが提案されてい
る。いずれの方法においても、投影された画像の歪みの
情報を検出する手段が必要であり、この検出手段とし
て、デジタルカメラやスクリーン上に配置されたセンサ
を用いる方法が提案されている。

【０００４】第２に、各投影画像を張り合わせる技術が
必要であり、そのためにオーバーラップする領域を設
け、複数の画像をスムーズに接続する技術が開示されて
いる。この方法では、オーバーラップする領域の情報を
検出する手段が必要であり、デジタルカメラによる撮影
画像からパラメータ抽出が行われている。第３に、各投
影画像の色補正を行う必要があり、張り合わされた基準
投影画像全体をデジタルカメラで撮影して撮影画像から
パラメータを抽出し、各投影画像の色補正を行う方法が
開示されている。

【０００５】これら一連の補正を行うためのパラメータ
の取得作業をキャリブレーションと呼ぶ。このキャリブ
レーションの実施は、画像投影システムの設置時と経時
変化による影響が発生したときに行う必要がある。

【０００６】また、背面投写型のディスプレイにおいて
は、スクリーンにセンサを埋め込む方法や、スクリーン
の鑑賞面と反対側からＴＶカメラやデジタルカメラで撮
影して投影画像を取り込み、取り込んだ画像データから
補正用パラメータを抽出する方法も利用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、複数
台のプロジェクタを用いて大画面を投影する画像投影シ
ステムにおいては、各プロジェクタの調整のためにスク
リーン上に投影された画像を取り込む必要があるが、投
影画像を取り込むデジタルカメラと画像を投影するプロ
ジェクタが離れており、デジタルカメラの設置位置，角
度，ピントなどの調整に多大な時間がかかる。このた
め、この種の画像投影システムを一般利用者が最適に調
整するのは極めて困難であった。

【０００８】また、背面投写型のディスプレイでは、投
影面と反対側からデジタルカメラで投影画像を撮影する
際、デジタルカメラとスクリーンとの距離を十分に確保
することが困難である。このため、画面全体を撮影する
ことが難しいという問題があった。しかし、鑑賞面側か
らの撮影では、前述の調整作業が必要となり、利用者に
負担を強いることになる。また、スクリーンにセンサを
埋め込む方法では、前記の３種類の補正パラメータ抽出
全てに対応することは困難であった。

【０００９】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、複数台のプロジェクタ
を用いて大画面を表示する場合に、利用者に負担を強い
ることなく、スクリーン上に投影された画像を簡易に取
り込むことができ、プロジェクタの調整作業の容易化に
寄与し得る画像投影システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。
即ち本発明は、複数のプロジェクタの投影像をスクリー
ン上でつなぎ合わせて大画像を投影する画像投影システ
ムにおいて、前記スクリーンに投影される基準画像を取
り込む画像取り込み手段と、この画像取り込み手段を、
前記プロジェクタ又はスクリーンに位置決めして取り付
けるための取り付け手段と、前記画像取り込み手段によ
り取り込まれた画像を記憶する画像記憶手段と、前記プ
ロジェクタと画像取り込み手段の相対位置関係によって
生じる取り込み画像データのばらつきを補正するばらつ
き補正手段とを具備してなることを特徴とする。

【００１１】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 （１）画像取り込み手段は、スクリーンに取り付けられ
該スクリーン上で走査されるラインセンサであり、プロ
ジェクタ部とスクリーンは接合部材により接合されてい
ること。

【００１２】(1-1) スクリーンに投影すべき投影画像を
反射し、ラインセンサに導くミラーを有すること。 (1-2) スクリーン上の所定位置にマーカを有し、ライン
センサの支持部材に該マーカの位置を検出するための光
電変換素子を有すること。 (1-3) ラインセンサによるスクリーンの走査を複数回行
い、各々の走査で得られる画像データを平均化するこ
と。

【００１３】(1-4) ラインセンサの受光面がスクリーン
面と常に正対するようなラインセンサ支持具とガイドレ
ールを有し、スクリーンの湾曲情報を記憶する手段と、
ラインセンサの位置を検出する手段と、スクリーンの湾
曲情報とラインセンサの位置情報を基にラインセンサで
検出した値に補正を加える手段とを有すること。 (1-5) スクリーンは湾曲しており、この湾曲したスクリ
ーンに取り付けられた直線ガイドレールと、この直線ガ
イドレールに取り付けられた伸縮する支持具と、スクリ
ーンの湾曲情報を格納する不揮発性メモリとを有するこ
と。

【００１４】（２）画像取り込み手段は、プロジェクタ
部に固定されスクリーンに投影される基準画像を電子的
に撮像するデジタルカメラであり、プロジェクタ部とデ
ジタルカメラの位置関係を示すデータを保持する記憶手
段を有すること。

【００１５】(2-1) デジタルカメラは、ズーム機能を有
し、スクリーン中心部とスクリーン全体を撮影し記憶す
るものであること。 (2-2) プロジェクタのレンズとデジタルカメラのフォー
カス調節を連動させる手段を有すること。 (2-3) プロジェクタの光源からの光を反射，透過させず
デジタルカメラに導くハーフミラーを有すること。

【００１６】(2-4) プロジェクタの投影画像を撮影する
ために複数の領域に分割し、分割された各領域を複数の
デジタルカメラ又は１台のデジタルカメラで向きを変え
て撮影し、撮影された複数の画像を張り合わせる手段を
有し、プロジェクタの増設に対応すること。 (2-5) スクリーンに投影すべき投影画像を反射し、デジ
タルカメラに導くミラーを有すること。

【００１７】（作用）本発明によれば、プロジェクタに
よって投影された基準画像は画像取り込み手段によって
取り込まれ、画像記憶手段に記憶される。前記の３種の
画像補正用パラメータの抽出に先立ち、ばらつき補正手
段はプロジェクタ部又はスクリーンと画像取り込み部と
の相対位置の変化による取り込み画像の誤差を補正す
る。従って、利用者による画像取り込み手段とスクリー
ンとの相対位置，角度の調整の必要がなくなり、利便性
が向上する。

【００１８】また、前記（１）の構成では、画像取り込
み手段としてラインセンサを用い、このラインセンサを
スクリーン上で走査することにより、スクリーン全体に
投影されている画像を取り込む場合でも、ラインセンサ
とスクリーンとの距離を確保する必要がなくなる。

【００１９】(1-1)では、スクリーンに投影すべき投影
画像をラインセンサに導くミラーを設けることにより、
装置の小型化がはかれる。ここで、スクリーンの投影面
をラインセンサで走査する場合、ラインセンサの影が生
じてしまうため、スクリーン面を走査することは不可能
である。プロジェクタからの光を直接受ける方法がある
が、フォーカスがスクリーン面に合わせられているた
め、スクリーンとラインセンサの受光面の距離分フォー
カスがずれてしまう。そこで、(1-1)のようにミラーを
利用することで、ラインセンサの受光面にもフォーカス
を合わせることが可能となり、スクリーンの鑑賞面に画
像取り込み手段を取り付ける必要がなくなり、装置の小
型化がはかれる。

【００２０】(1-2)では、光電変換素子として発光素子
と受光素子を用い、発光素子はラインセンサの移動と共
に発光を繰り返し、受光素子は反射光の変化を捉えるよ
うにすることにより、スクリーン上でのラインセンサの
位置を正確に把握することが可能となる。(1-3)では、
ラインセンサによるスクリーンの複数回の走査で得られ
る画像データを平均化することにより、抽出したパラメ
ータの精度が向上する。

【００２１】(1-4)では、スクリーンの湾曲情報を記憶
しておき、この湾曲情報とラインセンサの位置情報をも
とにラインセンサで得られた画像データを補正すること
により、湾曲したスクリーンの場合においても、スクリ
ーンから離れた位置からデジタルカメラで撮影した画像
データと同等のデータが得られる。(1-5)では、直線ガ
イドレールに伸縮する支持具を取り付け、さらにスクリ
ーンの湾曲情報を格納する不揮発性メモリとを有するこ
とにより、湾曲したスクリーンの場合においても、スク
リーンから離れた位置からデジタルカメラで撮影した画
像データと同等のデータが得られる。

【００２２】また、前記（２）の構成では、画像取り込
み手段としてのデジタルカメラをプロジェクタと接合
し、さらにプロジェクタとデジタルカメラの位置関係を
示すデータを保持する記憶手段を設けることにより、キ
ャリブレーション実施時のデジタルカメラの位置調整が
不要となる。

【００２３】(2-1)では、デジタルカメラにズーム機能
を持たせ、スクリーン中心部とスクリーン全体を撮影す
ることにより、画像張り合わせ用の抽出パラメータの精
度が向上する。(2-2)では、プロジェクタのレンズとデ
ジタルカメラのフォーカス調節を連動させることによ
り、デジタルカメラのフォーカスを調整する必要がなく
なり、利便性が向上する。(2-3)では、プロジェクタの
光源からの光をデジタルカメラに導くハーフミラーを設
けることにより、スクリーン無しで基準投影画像をデジ
タルカメラに取り込むことが可能となる。

【００２４】(2-4)では、投影画像の分割された各領域
を複数のデジタルカメラ又は１台のデジタルカメラで向
きを変えて撮影し、撮影された複数の画像を張り合わせ
ることにより、プロジェクタが増設されて更なる大画面
画像となった場合にも、スクリーン全体を撮影すること
が可能となる。(2-5)では、スクリーンに投影すべき投
影画像を反射し、デジタルカメラに導くミラーを設ける
ことにより、薄型の筐体内部にデジタルカメラを内蔵す
ることが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。

【００２６】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わる画像投影システムの基本構成を示す
ブロック図である。このシステムは、画像投影装置１０
０とスクリーン１７０が離れている例である。

【００２７】画像投影装置１００において、プロジェク
タ部１１０は、複数台のプロジェクタからなり、各々の
プロジェクタからの映像をスクリーン１７０上で合成し
て１つの画像を得るようになっている。このプロジェク
タ部１１０に、接合部１２０により画像取り込み部１３
０が接合されている。接合部１２０としては、例えば鋼
材にネジ止め又は可動部を介して接合する機構が考えら
れる。画像取り込み部１３０は、スクリーン１７０上の
投影画像を電子的に撮像するデジタルカメラ等からな
り、スクリーン１７０上の基準画像を取り込むようにな
っている。

【００２８】画像記憶部１４０は、画像取り込み部１３
０と信号線で接続され、画像取り込み部１３０で取り込
まれた基準画像を記憶するようになっている。ばらつき
補正処理部１５０は、画像記憶部１４０と信号線で接続
され、画像記憶部１４０に記憶された基準画像に基づい
て画像データのばらつきを補正する。即ち、プロジェク
タ部１１０と画像取り込み部１３０との相対位置関係に
よって生じる画像データのばらつきを補正するようにな
っている。

【００２９】図２に、ばらつき補正処理部１５０と画像
記憶部１４０のより詳細なブロック図を示す。ばらつき
補正処理部１５０は、補正用回路１５１とフラッシュメ
モリ１５２で構成されており、フラッシュメモリ１５２
にはプロジェクタ部１１０と画像取り込み部１３０の接
合状態を特定するためのパラメータがばらつき補正処理
用ルックアップテーブル１５３として格納されている。
また、画像記憶部１４０には、フレームメモリ１４１が
内蔵されている。さらに、フレームメモリ１４１と補正
用回路１５１、補正用回路１５１とフラッシュメモリ１
５２はそれぞれ信号線で接続されている。

【００３０】次に、本実施形態の作用を説明する。プロ
ジェクタ部１１０の各プロジェクタの調整のためにプロ
ジェクタ部１１０によって投影された基準画像はスクリ
ーン１７０に投影され、スクリーン１７０に投影された
基準画像は画像取り込み部１３０によってキャプチャさ
れる。そして、デジタル画像データに変換され、画像記
憶部１４０のフレームメモリ１４１に蓄えられる。ばら
つき補正処理部１５０の補正用回路１５１は、画像記憶
部１４０のフレームメモリ１４１からデータを読み込
み、ルックアップテーブル１５３を参照しながら、画像
データに補正を加えて補正済み画像データを出力する。

【００３１】ルックアップテーブル１５３には、画像取
り込み部１３０とプロジェクタ部１１０との関係に基づ
き最適な補正値がテーブル化されているため、補正済み
画像データはスクリーン１７０に実際に投影される画像
にきわめて近いものとなる。そして、この補正済み画像
データをもとにプロジェクタ部１１０の各プロジェクタ
の各種調整を行うことにより、複数の画像を精度良く合
わせて１枚の大きな画像を表示できるようになる。

【００３２】このように本実施形態によれば、スクリー
ン１７０に表示された基準画像を画像取り込み部１３０
にて取り込み、ばらつき補正処理部１５０にて画像デー
タの補正を行うことによって、プロジェクタの各種調整
のための基準画像の取り込みを簡易に行うことができ
る。つまり、利用者による画像取り込み部１３０とスク
リーン１７０との相対位置，角度の調整の必要がなくな
り、利用者に負担を強いることなく各種の調整作業を簡
単に行うことが可能となり、その有用性は大である。

【００３３】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係わる画像投影システムの基本構成を示す
ブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。

【００３４】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、プロジェクタ部とスクリーンを一体化し
た構成としたことにある。図３（ａ）（ｂ）の何れも背
面投射型であり、（ａ）はスクリーン１７０の鑑賞面よ
り画像を取り込む構成であり、（ｂ）はスクリーン１７
０の投影面より画像を取り込む構成である。

【００３５】本実施形態におけるばらつき補正処理部１
５０の構成は前記図２と同様であるが、ばらつき補正処
理用ルックアップテーブル１５３は各々の構成に応じた
データとなっている。

【００３６】このような構成であっても、画像取り込み
部１３０が接合部１２０によりプロジェクタ部１１０に
固定され、画像取り込み部１３０とスクリーン１７０と
の位置関係が予め決まっているため、スクリーン１７０
に実際に投影される基準画像に近い画像データを取り込
むことができる。従って、先の第１の実施形態と同様の
効果が得られる。

【００３７】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態に係わる画像投影システムを、図４及び図５を
用いて説明する。この実施形態は、背面投射型のマルチ
ディスプレイ装置の例である。

【００３８】図４に示すように、４台のプロジェクタ２
０１（内１台は図では省略）が背面板２００に固定さ
れ、各々のプロジェクタ２０１に対応するミラー２０５
はプロジェクタ２０１から発せられる光線を反射して、
スクリーン２０２に画像が投影されるべく位置，角度を
決めて背面板２００に取り付けられている。また、スク
リーン２０２の上下にはガイドレール２０４が取り付け
られており、このガイドレール２０４にラインセンサ支
持具２０３が保持されている。さらに、ラインセンサ支
持具２０３の内部には駆動機構２１１が内蔵されてい
る。

【００３９】図５は、装置上面からラインセンサ支持具
２０３を示した図であり、ラインセンサ支持具２０３の
内側にラインセンサ２０６が取り付けられている。そし
て、ラインセンサ２０６の各光電変換素子は、紙面に垂
直な方向に配列されている。

【００４０】次に、本実施形態の作用を説明する。図４
のラインセンサ支持具２０３はスクリーン２０２を走査
し、ラインセンサ２０６はスクリーン２０２上の投影画
像の垂直ラインの輝度をＲＧＢ毎に取り込み、Ａ／Ｄ変
換後に前記図２の画像記憶部１４０のフレームメモリ１
４１に取り込む。ばらつき補正処理部１５０の補正用回
路１５１は、フレームメモリ１４１内の画像データに対
して、投影されている基準画像をデジタルカメラでスク
リーンから離れて正対して撮影した画像データと同等と
なるように、ばらつき補正処理用ルックアップテーブル
１５３を参照し補正を行う。

【００４１】なお、ラインセンサ２０６によるスクリー
ン２０２の輝度情報の取り込み方法として、ＲとＧとＢ
毎にフィルタを切り替えと３回走査させる方法と、Ｒ
用，Ｇ用，Ｂ用にそれぞれフィルタを取り付けた３つの
ラインセンサを同時に走査させる方法がある。

【００４２】本実施形態においても、ラインセンサ２０
６で順次検出されフレームメモリ１４１内に格納された
画像データに対し、ルックアップテーブル１５３を参照
して補正を行うことにより、スクリーン１７０に実際に
投影される画像に近い基準画像を取り込むことができ
る。先の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

【００４３】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態に係わる画像投影システムを、図６及び図７を
用いて説明する。この実施形態も、背面投射型のマルチ
ディスプレイ装置の例である。

【００４４】図６に示すように、ラインセンサ支持具２
０３がスクリーン２０２の内側、つまり投影面を走査す
る構成となっている。さらに、ラインセンサ支持具２０
３の内側には、図７に示すように、ミラー２０５からの
反射光を再び反射しラインセンサ２０６に導くためのミ
ラー２０７が取り付けられている。

【００４５】プロジェクタ２０１のフォーカスはスクリ
ーン面に合わせられているが、ラインセンサ２０６上に
もフォーカスが合うように、ミラー２０７とラインセン
サ２０６とスクリーン２０２の位置関係が調整されてい
る。ラインセンサ２０６で直接プロジェクタ２０１から
の光を受けると、ラインセンサ２０６の受光面とスクリ
ーン２０２の投影面の距離分フォーカスがずれてしまう
が、ミラー２０７を利用することによりラインセンサ２
０６の受光面にもフォーカスを合わせることができる。

【００４６】本実施形態においても、ラインセンサ２０
６で順次検出され格納された画像データに対して補正を
行うことにより、実際に投影される画像に近い基準画像
を取り込むことができ、第１の実施形態と同様の効果が
得られる。

【００４７】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態に係わる画像投影システムを、図８を用いて説
明する。この実施形態も、背面投射型のマルチディスプ
レイ装置の例である。

【００４８】基本的な構成は前記図４と同様であるが、
本実施形態ではこれに加えて、図８に示すように、スク
リーン２０２上に画像を投影する際に障害にならない領
域に黒の矩形ラベルなどのマーカ２０９を等間隔で取り
付けてある。また、ラインセンサ支持具２０３には、マ
ーカ２０９に対して光を照射するための発光素子２０８
と、マーカ２０９からの反射光を受光するための受光素
子２１２が設けられている。

【００４９】本実施形態では、ラインセンサ支持具２０
３に取り付けた発光素子２０８によって発光された光の
反射光を受光素子２１２で受け、光の強弱の変化をカウ
ントして、ラインセンサ支持具２０３のスクリーン２０
２上での位置を正確に把握する。更には、位置情報をバ
ーコード化しマーカとして用いる方法なども考えられ
る。

【００５０】このような構成であれば、第１の実施形態
と同様の効果が得られるのは勿論のこと、ラインセンサ
２０６の位置を正確に測定できることから、より正確な
基準画像の取り込みが可能となる。

【００５１】（第６の実施形態）次に、本発明の第６の
実施形態の詳細を、図９を用いて説明する。本実施形態
は、ばらつき補正処理部１５０と画像記憶部１４０の改
良であり、図２と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。

【００５２】ラインセンサ２０６によって検出されたＲ
ＧＢの光の信号は、電気信号に変換され更にサンプリン
グされてデジタルデータに変換される。この際、スクリ
ーン上を複数回ラインセンサで走査し、各々の走査にお
ける画像データを記憶するために複数のフレームメモリ
１４１を設ける。補正用回路１５１は、複数の画像デー
タを参照して平均の画像データを算出し、ばらつき補正
処理用ルックアップテーブル１５３を参照して精度の高
い補正済み画像データを出力する。

【００５３】（第７の実施形態）次に、本発明の第７の
実施形態に係わる画像投影システムを、図１０及び図１
１を用いて説明する。本実施形態は、第３の実施形態の
改良であり、スクリーン２０２が湾曲している例であ
る。

【００５４】ガイドレール２０４は、図１０に示すよう
に、スクリーン２０２の湾曲に沿って取り付けられてい
る。これによりラインセンサ支持具２０３は、図１１
（ａ）（ｂ）に示すように、スクリーン２０２の湾曲に
沿って移動するようになっている。

【００５５】このような構成において、ラインセンサ２
０６で取り込まれフレームメモリ１４１等に格納された
画像データは、デジタルカメラで撮影した画像データと
はスクリーン端で差異を生じる。生じた差異は、ばらつ
き補正用ルックアップテーブル１５３に格納されている
スクリーン湾曲情報を参照して、補正用回路１５１で補
正される。これにより、デジタルカメラで取ったときと
同様の画像データが得られ、第１の実施形態と同様の効
果が得られる。

【００５６】（第８の実施形態）次に、本発明の第８の
実施形態に係わる画像投影システムを、図１２及び図１
３を用いて説明する。本実施形態も、第３の実施形態の
改良であり、スクリーン２０２が湾曲している例であ
る。

【００５７】図１２に示すように、湾曲したスクリーン
２０２に直線のガイドレール２０４が取り付けられてい
る。そして、ラインセンサ支持具２０３には伸縮支持具
として支持棒２１３と歯車２１４が取り付けられてい
る。支持棒２１３の先端には、ラインセンサ２０６が取
り付けられている。また、図では省略しているが、歯車
２１４にはステッピングモータが取り付けられ回転量を
制御できるようになっている。

【００５８】ラインセンサ支持具２０３は、図１３
（ａ）（ｂ）に示すように、スクリーン２０２の端から
端を最短距離で移動すると同時に支持棒２１３の繰り出
し量を調節してラインセンサ２０６とスクリーン２０２
との距離を一定に保つ。距離を一定に保つ方法として
は、ラインセンサ２０６とスクリーン２０２との距離を
超音波センサや光センサを用いて動的に測定し、測定デ
ータをもとに支持棒２１３の繰り出し量を調節する方法
や、予めスクリーン２０２の湾曲情報を不揮発性メモリ
に保持して、そのデータをもとに支持棒２１３の繰り出
し量を調節する方法などがある。

【００５９】本実施形態においても先の第７の実施形態
と同様に、ラインセンサ２０６を湾曲したスクリーン２
０２に沿って移動させることができ、スクリーン２０２
に投影される画像を良好に検出することができる。そし
て、得られた画像データに対してスクリーン湾曲情報を
もとに補正することにより、デジタルカメラで取ったと
きと同様の画像データが得られ、第７の実施形態と同様
の効果が得られる。

【００６０】（第９の実施形態）次に、本発明の第９の
実施形態の詳細を、図１４、図１５を用いて説明する。
本実施形態は、プロジェクタ部とスクリーンを別体にし
たものであり、投射方式は背面投射型又は前面投射型の
何れでもよい。

【００６１】図１４は、支柱３６６で支えられた底板３
６２、中板３６３にそれぞれプロジェクタ３６１が２台
ずつ設置されていることを示している。上板３６４には
デジタルカメラ３６５が取り付けられている。図１５
（ａ）（ｂ）は、プロジェクタ３６１及びデジタルカメ
ラ３６５とスクリーン３６７との位置関係を示すもので
あり、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は上方から見た
図である。

【００６２】プロジェクタ３６１からスクリーン３６７
に投影された基準画像は、デジタルカメラ３６５で撮影
され、デジタルカメラ内部のフレームメモリに蓄えられ
る。デジタルカメラ３６５は、フレームメモリ以外に別
のフラッシュメモリを内蔵している。そして、このフラ
ッシュメモリに、プロジェクタ３６１の光軸とデジタル
カメラ３６５の光軸が垂直方向に成す角α１，α２の情
報と水平方向に成す角β１，β２の情報に加え、他のプ
ロジェクタ２台の情報（α３，α４，β３，β４）も格
納されている。

【００６３】デジタルカメラ３６５で撮影された画像に
α１〜α４，β１〜β４の情報をもとに補正を加え、デ
ジタルカメラ３６５により得られる画像が常に、スクリ
ーンに正対（光軸がスクリーンの法線ベクトルの方向と
一致する）した画像と同等になるようにする。例えば、
プロジェクタ３６１とデジタルカメラ３６５の両方の光
軸がスクリーン３６７に対して垂直でない場合、デジタ
ルカメラ３６５の光軸の傾きによる画像の歪みを補正す
る。

【００６４】このようにしてスクリーン３６７に投影さ
れる基準画像をデジタルカメラ３６５により常に良好に
取り込むことができ、これをもとにプロジェクタ３６１
の各種調整を行うことにより、複数の画像を精度良く合
わせて１枚の大きな画像を表示できるようになる。従っ
て、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、キ
ャリブレーション実施時のデジタルカメラの位置調整が
不要になる等の利点もある。

【００６５】（第１０の実施形態）次に、本発明の第１
０の実施形態の詳細を、図１６を用いて説明する。ここ
では装置側の構成は図には示さないが、例えば第９の実
施形態の図１４のような構成とすればよい。

【００６６】図１６は、４台のプロジェクタを使用し
て、４つの画像３９１を投影していることを示してい
る。図示しないデジタルカメラは複数の焦点距離を選べ
るレンズ構成を取り、ズーム時（長焦点距離）は中心領
域３９２を撮影し、短焦点距離では広領域３９３を撮影
する。画像張り合わせ補正用パラメータの抽出には、中
心領域３９２の画像を用い、投影角による画像歪み補正
用パラメータの抽出には、広領域３９３を用いる。これ
により、画像張り合わせ用の抽出パラメータの精度が向
上する。

【００６７】（第１１の実施形態）次に、本発明の第１
１の実施形態の詳細を、図１７を用いて説明する。本実
施形態は、プロジェクタのレンズとデジタルカメラのフ
ォーカス調整を連動させたものである。

【００６８】プロジェクタ４３０のレンズ４３１のフォ
ーカスリング４３２にローラ４３３を密着させ、さらに
ローラ４３３にはエンコーダ４３４が回転軸４４２を介
して取り付けられている。エンコーダ４３４は信号線４
４１を介してデジタルカメラ４３５内のコントロール回
路４４０に接続されている。さらに、コントロール回路
４４０は信号線４４３を介してステッピングモータ４３
９に接続されている。ステッピングモータ４３９には、
回転軸４４４を介してローラ４３８が取り付けられてい
る。ローラ４３８は、デジタルカメラ４３５のレンズ４
３６のフォーカスリング４３７に密着している。

【００６９】このような構成においては、プロジェクタ
４３０のフォーカスリング４３２の回転量に応じてステ
ッピングモータ４３９の回転量が制御される。その結
果、プロジェクタ４３０のレンズ４３１のフォーカスを
調整すると、デジタルカメラ４３５のレンズ４３６のフ
ォーカスも自動的に調整される。つまり、デジタルカメ
ラ４３５のフォーカスを調整する必要がなくなり、利便
性が向上する。

【００７０】（第１２の実施形態）次に、本発明の第１
２の実施形態の詳細を、図１８を用いて説明する。本実
施形態は、スクリーンの投影画像ではなくプロジェクタ
からの光を直接デジタルカメラに入力するようにしたも
のである。

【００７１】プロジェクタ４０１から発せられた光はハ
ーフミラー４０３によって一部反射されて、図示しない
スクリーンに向けて投射されるが、一部の光は透過して
デジタルカメラ４０２に導かれる。デジタルカメラ４０
２の内部には、プロジェクタ４０１とハーフミラー４０
３の位置関係、更にはハーフミラー４０３の透過率、ス
クリーンまでの距離などの情報が保持されており、それ
らの情報をもとに撮影した画像（ハーフミラーを通して
撮影された基準画像）に補正を加える。

【００７２】本実施形態では、スクリーン無しで基準画
像の取り込みが可能となる。スクリーンに投影された実
際の画像を取り込んでいるのではないため、これをもと
にプロジェクタの全ての調整を行うことはできないが、
色補正等の調整を行うことは可能となる。

【００７３】（第１３の実施形態）次に、本発明の第１
３の実施形態の詳細を、図１９及び図２０を用いて説明
する。本実施形態は、スクリーンの基準画像を複数のデ
ジタルカメラで取り込むようにした例である。

【００７４】図１９に示すように、画像投影装置には８
台のプロジェクタ４１１と２台のデジタルカメラ４１２
が設置されている。図２０に、各プロジェクタ４１１か
ら投影された基準画像４２１を示す。これらの画像４２
１は、２台のデジタルカメラ４１２によりスクリーン領
域を２分して投影される。各デジタルカメラ４１２の撮
影画像を図２０の４２２で示している。

【００７５】なお、２枚の画像４２２のオーバーラップ
する部分は、例えば特開平６−１４１２４６号公報に開
示された画像の張り合わせ技術を採用して整合を取り、
張り合わされた画像を解析し、補正用パラメータを抽出
すればよい。この場合、１台の雲台駆動機構を備えるデ
ジタルカメラを１台使用して、２枚の画像を取り込む方
法もある。

【００７６】本実施形態では、投影画像の分割された各
領域を複数のデジタルカメラ４１２又は１台のデジタル
カメラで向きを変えて撮影し、撮影された複数の画像を
張り合わせることにより、プロジェクタ４１１が増設さ
れて更なる大画面画像となった場合にも、スクリーン全
体を撮影することが可能となる。

【００７７】（第１４の実施形態）次に、本発明の第１
４の実施形態の詳細を、図２１を用いて説明する。本実
施形態は、背面投射型のマルチディスプレイ装置の例で
ある。

【００７８】先に説明した第３の実施形態（図４）と同
様に、４台のプロジェクタ２０１（内１台は図では省
略）が背面板２００に固定され、各々のプロジェクタ２
０１に対応するミラー２０５はプロジェクタ２０１から
発せられる光線を反射して、スクリーン４５２に画像が
投影されるべく位置，角度を決めて背面板２００に取り
付けられている。また、背面板２００にはデジタルカメ
ラ４５１が設置され、スクリーン２０２に投影された基
準画像をミラー４５０によってデジタルカメラ４５１に
導くようになっている。

【００７９】このような構成であれば、ミラー４５０を
用いることにより光路を稼ぐことができ、スクリーンの
投影画像を取り込むためのデジタルカメラを薄型の筐体
内部に内蔵することが可能となる。

【００８０】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。本発明では、スクリーン投影され
ている画像を取り込む機能があることから、印刷機能と
組み合わせてハードコピーを実現することも可能であ
る。また、ホワイトボードに書き込まれた字とスクリー
ンの投影画像とのオーバーレイ画像のハードコピーなど
にも、デジタルカメラを画像取り込み手段として利用す
ることが可能である。

【００８１】また、スクリーンにタッチパネルの機能を
付加する際に押されているポイントを読みとるための装
置としても利用できる。このような、画像投影システム
に付加価値を付けるためのデジタルカメラをキャリブレ
ーション時の画像取り込み装置として利用することも有
効である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施することができる。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
クリーンに投影される基準画像を取り込む画像取り込み
手段をプロジェクタ部又はスクリーンに位置決めして取
り付け、画像取り込み手段により取り込まれた基準画像
をプロジェクタ部と画像取り込み手段の相対位置関係を
もとに補正することにより、スクリーン上に実際に投影
される画像に近い画像データを得ることができる。従っ
て、複数台のプロジェクタを用いて大画面を表示する場
合に、利用者に負担を強いることなく、スクリーン上に
投影された画像を簡易に取り込むことができ、プロジェ
クタの調整作業の容易化に寄与することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わる画像投影システムの基
本構成を示すブロック図。

【図２】ばらつき補正処理部と画像記憶部のより詳細な
ブロック図。

【図３】第２の実施形態に係わる画像投影システムの基
本構成を示すブロック図。

【図４】第３の実施形態に係わる背面投射型のマルチデ
ィスプレイ装置の基本構成を示す斜視図。

【図５】図４の装置を上面から見たラインセンサ支持具
の構成を示す平面図。

【図６】第４の実施形態に係わる背面投射型のマルチデ
ィスプレイ装置の基本構成を示す斜視図。

【図７】図５の装置を上面から見たラインセンサ支持具
の構成を示す平面図。

【図８】第５の実施形態に係わる背面投射型のマルチデ
ィスプレイ装置の基本構成を示す斜視図。

【図９】第６の実施形態に係わる画像投影システムの要
部構成を示すブロック図。

【図１０】第７の実施形態に係わる背面投射型のマルチ
ディスプレイ装置の基本構成を示す斜視図。

【図１１】第７の実施形態におけるガイドレールの形状
とラインセンサ支持具の動きを示す模式図。

【図１２】第８の実施形態に係わる背面投射型のマルチ
ディスプレイ装置の基本構成を示す斜視図。

【図１３】第８の実施形態におけるガイドレールの形状
とラインセンサ支持具の動きを示す模式図。

【図１４】第９の実施形態に係わる画像投影システムの
基本構成を示す斜視図。

【図１５】第９の実施形態におけるプロジェクタとスク
リーンの配置関係を示す模式図。

【図１６】第１０の実施形態に係わるスクリーン上の各
画像領域を示す模式図。

【図１７】第１１の実施形態に係わる画像投影システム
の基本構成を示すブロック図。

【図１８】第１２の実施形態に係わる画像投影システム
の基本構成を示す斜視図。

【図１９】第１３の実施形態に係わる画像投影システム
の基本構成を示す斜視図。

【図２０】第１３の実施形態におけるスクリーン上の各
画像領域を示す模式図。

【図２１】第１４の実施形態における画像投影システム
の基本構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１００…画像投影装置 １１０…プロジェクタ部 １２０…接合部 １３０…画像取り込み部 １４０…画像記憶部 １４１…フレームメモリ １５０…ばらつき補正処理部 １５１…補正用回路 １５２…フラッシュメモリ １５３…ルックアップテーブル １７０…スクリーン ２００…背面板 ２０１…プロジェクタ ２０２…スクリーン ２０３…ラインセンサ支持具 ２０４…ガイドレール ２０５…ミラー ２０６…ラインセンサ ２０７…ミラー ２０８…発光素子 ２０９…マーカ ２１１…駆動機構 ２１２…受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋 寛 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小坂 富士夫 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 澤木 良一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 日暮 正樹 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 杉本 行弘 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 智幸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 窪田 明広 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小林 進 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C058 AA00 BA23 BA27 BA35 BB13 BB14 BB25 EA01 EA02 EA21 EA41 5C060 EA01 GA01 GA02 GB02 GB07 GD04 HB26 JA00 JB06 5C094 AA02 AA14 AA41 AA48 AA55 AA56 AA60 BA16 DA01 ED20 FA01 HA10 5G435 AA19 BB17 DD02 DD05 DD06 DD07 DD10 EE25 FF00 FF12 GG46 LL15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のプロジェクタの投影像をスクリーン
   上でつなぎ合わせて大画像を投影する画像投影システム
   において、 前記スクリーンに投影される基準画像を取り込む画像取
   り込み手段と、 この画像取り込み手段を、前記複数のプロジェクタから
   なるプロジェクタ部又はスクリーンに位置決めして取り
   付けるための取り付け手段と、 前記画像取り込み手段により取り込まれた画像を記憶す
   る画像記憶手段と、 前記プロジェクタ部と画像取り込み手段の相対位置関係
   によって生じる取り込み画像データのばらつきを補正す
   るばらつき補正手段とを具備してなることを特徴とする
   画像投影システム。
2. 【請求項２】前記画像取り込み手段は、前記スクリーン
   に取り付けられ該スクリーン上で走査されるラインセン
   サであり、前記プロジェクタ部とスクリーンは接合部材
   により接合されていることを特徴とする請求項１記載の
   画像投影システム。
3. 【請求項３】前記画像取り込み手段は、前記プロジェク
   タ部に固定され前記スクリーンに投影される基準画像を
   電子的に撮像するデジタルカメラであり、前記プロジェ
   クタ部とデジタルカメラの位置関係を示すデータを保持
   する記憶手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   画像投影システム。