JP2019008286A - 投影システム及び表示画像の補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投影システム及び表示画像の補正方法を提供する。【解決手段】表示画像の補正方法は、複数の識別パターンを有する補正画像を設定し、識別パターンの第１座標情報を構築し、投影装置により補正画像を表示スクリーンに投射し、補正画像及び表示スクリーンに対して画像取込動作を行い、取込画像を取得し、取込画像における識別パターンの第２座標情報を算出し、第１座標情報及び第２座標情報に基づいて座標変換情報を算出し、取込画像における表示スクリーンの複数の境界座標値及び座標変換情報に基づいて、表示スクリーンの境界情報を算出し、投影装置により境界情報に基づいて表示スクリーンに応じて投射画像のサイズを調整する。本発明によれば、表示スクリーンに応じて投射画像のサイズを調整し、投射画像を表示スクリーンに合わせ、表示品質を効果的に向上できる。【選択図】図２

Description

本発明は、投影システム及び表示画像の補正方法に関し、特に投影システムが表示スクリーンに応じて表示画像を補正する方法に関する。

投影システムでは、表示スクリーンとなる投影幕面は特別な材質を持つ表面構造であり、投影された画像のコントラスト及び彩度を向上でき、良い表示品質を提供する。図１は従来の投影装置の投影状態を示す図である。図１に示すように、従来の技術分野では、プロジェクター１１０により投射された表示画像１３０は必ずしも完全に表示スクリーン１２０に表示できない。図１に示すように、表示画像１３０のサイズは表示スクリーン１２０のサイズよりも大きく、表示画像１３０の周辺領域の一部は表示スクリーン１２０の外側に表示されるため、表示画像１３０の表示品質は低下してしまう。

従来の技術分野では、表示スクリーン１２０に応じて表示画像１３０を完全に表示するために、使用者が手動の方式で少なくとも４つの方向にプロジェクター１１０を調整する必要はあり、即ち投射された表示画像１３０の画面サイズを調整し、表示画像１３０の上下バランスを調整し、表示画像１３０の左右バランスを調整し、表示画像１３０の画面水平性を調整する必要はある。言い換えれば、従来の技術では、表示画像１３０を表示スクリーン１２０に完全に表示でき、且つ表示画像１３０のサイズを表示スクリーン１２０のサイズに実質的に等しくして、良い画質を提供するのに相当な時間がかかる必要はある。

「背景技術」段落の内容は本発明の内容の理解を助けるためのものであり、「背景技術」段落に記載される内容は、当技術分野の常用知識を持っている者が把握していること以外の従来技術も含むことができる。「背景技術」段落に記載される内容について、「背景技術」の内容又は本発明の一個又は複数個の実施例が解決しようとする問題を代表するものは、本発明の出願前に当技術分野の常用知識を持っている者が既に把握又は承知しているものではない。

本発明は、表示スクリーンのサイズに応じて表示画像を調整できる投影システム及びその表示画像の補正方法を提供する。

なお、本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示されている手段から更に分かる。

上記本発明の目的の一つ、一部若しくは全部、又は他の目的を達成するため、本発明の１つの実施例は、Ｎ個の識別パターンを有する補正画像を設定し、識別パターンの第１座標情報を構築するステップであって、Ｎは３よりも大きい正整数である、ステップと、投影装置が補正画像を表示スクリーンに投射するステップと、補正画像及び表示スクリーンに対して画像取込動作を行い、取込画像を取得するステップと、取込画像における識別パターンの第２座標情報を算出し、第１座標情報及び第２座標情報に基づいて座標変換情報を算出するステップと、取込画像における表示スクリーンの複数の境界座標値及び座標変換情報に基づいて、表示スクリーンの境界情報を算出するステップと、投影装置が境界情報に基づいて表示スクリーンに応じて投射画像のサイズを調整するステップと、を含む、表示画像の補正方法を提供する。

上記本発明の目的の一つ、一部若しくは全部、又は他の目的を達成するため、本発明の１つの実施例は、投影装置と、撮像装置と、制御装置と、を含む投影システムであって、投影装置は補正画像を表示スクリーンに投射し、撮像装置は投影装置に接続され、補正画像及び表示スクリーンに対して画像取込動作を行い、取込画像を取得し、制御装置は投影装置及び撮像装置に接続され、制御装置は、取込画像における識別パターンの第２座標情報を算出し、第１座標情報及び第２座標情報に基づいて座標変換情報を算出し、境界情報に基づいて、表示スクリーンに応じて投影装置から投射された投射画像のサイズを調整する、投影システムを提供する。

上述したように、本発明の実施例は下記の利点又は効果の少なくとも１つを有する。本発明は、Ｎ個の識別パターンを有する補正画像を構築し、識別パターンを表示スクリーンに投射する。表示スクリーンにおける識別パターンを取り込み、識別パターンの元の座標情報及び取込画像における識別パターンの座標情報に基づいて、座標変換情報を構築する。このように、座標変換情報及び取込画像における表示スクリーンの境界の位置に基づいて、投射画像と実際の表示スクリーンの境界との位置関係を算出できる。さらに、表示スクリーンに応じて投射画像のサイズを調整でき、投射画像を表示スクリーンのエッジに迅速、且つ自動的に合わせることができ、良い品質の投射画像を提供できる。

本発明の上述した特徴及び利点をより明確に分かるように、図面を参照しながら、下記実施例に基づいて詳細に説明する。

従来の投影装置の投影状態を示す図である。 本発明の１つの実施例の表示画像の補正方法のフローチャートである。 図３Ａ及び図３Ｂは本発明の実施例の異なる識別パターンを有する補正画像を示す図である。 図３Ａ及び図３Ｂは本発明の実施例の異なる識別パターンを有する補正画像を示す図である。 本発明の実施例の取込画像を示す図である。 本発明の実施例の投射画像のサイズの調整動作を示す図である。 図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の実施例の多種類の異なる補正画像をそれぞれ示す図である。 図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の実施例の多種類の異なる補正画像をそれぞれ示す図である。 図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の実施例の多種類の異なる補正画像をそれぞれ示す図である。 本発明の１つの実施例の投影システムを示す図である。 図８Ａ及び図８Ｂは本発明の１つの実施例の投影システムの異なる態様を示す図である。 図８Ａ及び図８Ｂは本発明の１つの実施例の投影システムの異なる態様を示す図である。

上述した本発明に係る技術的内容、特徴及び効果は、以下の図面を参照しながら、好適な実施例の詳細な説明に示されるように、明らかである。以下実施形態に言及される「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等の方向の用語は、単なる図面を参照する際に、単なる方向を参考する説明用の用語であり、本発明は方向の用語に示されるものに限定されない。

図２は本発明の１つの実施例の表示画像の補正方法のフローチャートである。図２の表示画像の補正方法は投影システムに適用される。ここで、投影システムは、後で詳細に説明するように、投影装置及び表示スクリーンを含んでもよい。表示画像の補正方法は以下のステップを含む。ステップＳ２１０において、Ｎ個以上の識別パターンを有する補正画像を設定し、識別パターンの第１座標系における第１座標情報を構築し、ここで、Ｎは３よりも大きい正整数である。ここで、識別パターンは幾何学的図形であってもよく、補正画像の複数の隅領域に基づいて識別パターンを設定してもよい。もう１つの実施例では、識別パターンは矩形に連結可能な４本の線であってもよく、第１座標情報は互い隣接する線の連結点の座標値である。ここで、ステップＳ２１０は、識別パターンの第１座標系における第１座標情報を予め構築するステップであり、後で詳細に説明する。

また、補正画像は識別パターンに対して背景パターンをさらに有してもよく、識別パターンは背景パターンに比べて比較的に高いコントラストを有する。

次に、ステップＳ２２０において、投影装置はステップＳ２１０において設定された補正画像を表示スクリーンに投射する。ここで、識別パターンの全てを表示スクリーンに投射してもよいし、識別パターンの一部又は全てを表示スクリーンの外に投射し、即ち識別パターンを表示スクリーンの設けられた平面（壁面）に投射してもよいが、本発明はこれに限定されない。そして、ステップＳ２３０において、補正画像及び表示スクリーンに対して画像取込動作を行い、取込画像を取得し、即ち全ての識別パターンを取込画像内に含めるように、取込画像は、表示スクリーンの設けられた平面（壁面）を含んでもよい。ステップＳ２４０において、取込画像における識別パターンの第２座標系における第２座標情報を算出し、異なる座標システムにおける第１座標情報及び第２座標情報に基づいて座標変換情報を算出する。ここで、座標変換情報は変換関数であってもよく、該変換関数は行列の方式で第１座標系と第２座標系との関係を表す。

ステップＳ２５０において、取込画像における表示スクリーンの複数の境界座標値及びステップＳ２４０において生成された座標変換情報に基づいて、表示スクリーンの境界情報を算出する。ここで、取込画像に基づいて取込画像における表示スクリーンの複数の角の座標値を算出し、座標変換情報に基づいて第１座標系における表示スクリーンの複数の角の座標値を生成してもよい。このように、表示スクリーンの第１座標系における境界情報を取得できる。

ステップＳ２５０の後に、表示スクリーンの第１座標系における境界情報を取得した上で、ステップＳ２６０において、投影装置は、ステップＳ２５０において取得された境界情報に基づいて、表示スクリーンに応じて、投射しようとする投射画像のサイズを調整し、表示スクリーンの境界に合わせた投射画像を生成する。

本実施例の各ステップの詳細な内容について、ここで図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら説明する。ここで、図３Ａ及び図３Ｂは本発明の実施例の異なる識別パターンを有する補正画像を示す図である。図３Ａに示す実施例では、ステップＳ２１０について、補正画像３１０は、矩形の画像であり、背景ＢＫ及び複数の識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４を有する。投影装置は補正画像３１０に基づいて対応する投射画像３０１を投射でき、例えば投射画像３０１は補正画像３１０である。識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４は背景ＢＫよりも高いコントラストを有するため、識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４を容易に視認できる。例えば、背景ＢＫの色は灰色又は黒色であり、識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４は白色であってもよく、その逆であってもよい。なお、補正画像３１０は非矩形の任意形状の画像であってもよく、背景ＢＫ及び識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４の色を限定せず、設計者により任意に調整されてもよい。

本実施例では、識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４は、その数が４つであり、補正画像３１０におけるその４つの隅に近い領域にそれぞれ配置されている。識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４の形状は円形又は任意の幾何学的形状であってもよく、識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４の形状は異なってもよい。また、識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４は補正画像の４つの隅領域に配置されなくてもよく、補正画像３１０の中心点に関して対称するように配置されてもよいし、補正画像３１０の中心点に関して対称しないように配置されてもよいが、本発明はこれに限定されない。

第１座標系を構築する際に、補正画像３１０の複数の角のうち１つを原点として設定してもよい（例えば図中の補正画像３１０の左上の角を原点ＯＰ１として設定する）。そして、画像処理により識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４の幾何学的中心Ｃ１〜Ｃ４の座標値を算出して、識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４の第１座標系における第１座標情報を構築する。

図３Ｂに示す実施例では、補正画像３１０’は複数の識別パターンＩＤＰ１’〜ＩＤＰ４’を有し、ここで、識別パターンＩＤＰ１’〜ＩＤＰ４’は４本の線であり、識別パターンＩＤＰ１’〜ＩＤＰ４’は矩形を形成できる。投影装置は、補正画像３１０’に基づいて対応する投射画像３０１’を投射できる。第１座標系を構築する際に、補正画像３１０’の複数の角のうち１つを原点として設定してもよい（例えば図中の補正画像３１０’の左上の角を原点ＯＰ１として設定する）。そして、画像処理により互いに隣接する識別パターンＩＤＰ１’〜ＩＤＰ４’の連結点の座標を算出して、識別パターンＩＤＰ１’〜ＩＤＰ４’の第１座標系における第１座標情報を構築する。

ステップＳ２３０〜Ｓ２５０の詳細な内容について、図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施例の取込画像を示す図である。本実施例に例示する補正画像は図３Ａに示す補正画像３１０であり、補正画像３１０は投影装置により表示スクリーン４１０に向けて投射される。また、画像取込動作は、投影装置以外の電子機器により行われてもよいし、投影装置に設けられた画像取込装置により行われてもよい。取得された取込画像４００は表示スクリーン４１０及び識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４を含む。また、取込画像４００の何れかの角を原点として設定して（例えば図中の取込画像４００の左上の角を原点ＯＰ２として設定する）、第２座標系を構築してもよい。

画像処理により取込画像４００における識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４を認識し、識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４の幾何学的中心ＣＡ１〜ＣＡ４の第２座標系における座標値を算出し、取込画像４００における識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４の第２座標情報を取得する。ここで、実施例に示す取込画像４００における識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４は全て表示スクリーン４１０内に位置するため、算出された識別パターンの第２座標情報はより正確である。他の実施例では、識別パターンの一部又は全ては表示スクリーンの外側に位置してもよいが、本発明はこれに限定されない。

このように、補正画像３１０の識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４の第１座標系における第１座標情報及び取込画像４００における識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４の第２座標系における第２座標情報に基づいて、第１座標系と第２座標系との座標変換情報を算出できる。以下は、座標変換情報を説明する。

図３Ａ及び図４に示す内容を一例にして説明する。例えば、仮に識別パターンＩＤＰ１〜ＩＤＰ４の第１座標系における幾何学的中心Ｃ１〜Ｃ４の座標値を（５３８，７８６）、（２６００，７０９）、（５３０，１７７９）、（２６８７，１６８３）とし、取込画像４００における識別パターンＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４の第２座標系における幾何学的中心ＣＡ１〜ＣＡ４の座標値を（２６０，２０３）、（１６７４，２０３）、（２６０，８９０）、（１６７４，８９０）とすると、第１座標系と第２座標系との座標変換情報、例えば以下のような行列を算出する。

画像処理により取込画像４００における表示スクリーン４１０の４つの角ＤＰＣ１〜ＤＰＣ４を認識し、表示スクリーン４１０の４つの角ＤＰＣ１〜ＤＰＣ４の第２座標系における境界座標値を算出する。境界座標値を上記の座標変換情報に代入して演算を行うことで、第１座標系における表示スクリーンの４つの角の境界情報を取得でき、本実施例では表示スクリーンの第１座標系における４つの角の変換座標値を取得できる。ここで、取込画像４００における表示スクリーン４１０の４つの角ＤＰＣ１〜ＤＰＣ４の座標値は、表示スクリーン４１０の互いに隣接する枠連結部を認識することで取得してもよい。また、他の実施例では、画像処理により取込画像４００における表示スクリーン４１０の４つの枠の中央点（図示せず）を認識し、表示スクリーン４１０の４つの枠の中央点の第２座標系における境界座標値を算出してもよいが、これに限定されない。

例えば、図４に示すように、取込画像４００における表示スクリーン４１０の４つの角ＤＰＣ１〜ＤＰＣ４の座標値がそれぞれ（３００，５６１）、（２７９４，４６６）、（３４６，１９７９）、（２８６２，１８５２）である場合は、角ＤＰＣ１〜ＤＰＣ４の座標値のそれぞれと座標変換情報との演算（例えば乗法演算）を行うことで、第１座標系における表示スクリーンの４つの角の座標値、即ち（９６，３２）、（１８２６，２７）、（１４３，１０１６）、（１７７９，１００８）を算出できる。

第１座標系における表示スクリーンの境界情報を取得した後に、投影装置は境界情報に基づいて後続の投射しようとする投射画像に対して予め画像処理を行い、画像処理により投射画像のサイズを調整する（ｒｅ−ｓｃａｌｅ）ことで、調整後の画像データを生成してもよい。上記の画像処理は、当業者が関連するソフトウェア又は画像処理回路により画像における対象の座標情報を認識、或いは判断し、画像の表示サイズを調整できる処理方式である。

図５は本発明の実施例の投射画像のサイズの調整動作を示す図である。図５において、投射画像５１０の元のサイズは表示スクリーン５２０よりも大きく、且つ投射画像５１０の４つの辺はいずれも表示スクリーン５２０の対応する４つの辺と平行していない。ここで、ステップＳ２６０により、投射画像５１０の画像データの元のサイズを調整（縮小）し、調整後の画像データを取得し、調整後の投射画像５１０の４つの辺を表示スクリーン５２０の対応する４つの辺にそれぞれ合わせてもよい。このように、表示スクリーン５２０に投射画像５１０を完全、且つ最大に投射でき、最良の表示効果を達成できる。

なお、投射画像５１０のサイズの調整動作は、投射画像５１０の元のサイズを拡大してもよい。また、上記の画像サイズの調整動作は、必ずしも投射画像５１０の全ての辺に対して比例した縮小／拡大の調整を行うものではなく、表示スクリーン５２０の４つの辺（４つの角）に応じてサイズの調整動作を行い、投射画像５１０の４つの辺を表示スクリーン５２０の対応する４つの辺に合わせてもよい。

図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の実施例の多種類の異なる補正画像をそれぞれ示す図である。ここで、補正画像は複数のサブ補正画像を含んでもよい。図６Ａにおいて、投影システムの表示スクリーン６０１が横方向の延在方向において曲面の表示スクリーンである場合は、補正画像は複数の縦方向に延在するサブ補正画像６１１〜６１Ｎに分割されてもよい。また、各サブ補正画像６１１〜６１Ｎの４つの隅領域には識別パターンＩＤＰがそれぞれ配置されているが、識別パターンＩＤＰの配置位置が限定されず、例えばサブ補正画像の４つの辺の中央点に識別パターンＩＤＰが配置されてもよい。サブ補正画像６１１〜６１Ｎによれば、曲面の表示スクリーン６０１の非線形的状態の座標変換情報の計算への影響を低減でき、座標変換情報の精度を向上できる。識別パターンＩＤＰが円形であることを一例にして示しているが、これに限定されない。

なお、上記の各サブ補正画像６１１〜６１Ｎのサイズは異なってもよい。各サブ補正画像６１１〜６１Ｎのサイズは、表示スクリーン６０１における対応する位置の曲率に基づいて設定されてもよい。例えば、各サブ補正画像６１１〜６１Ｎのサイズは表示スクリーン６０１における対応する位置の曲率に反比例してもよい。また、各サブ補正画像６１１〜６１Ｎのサイズを変更するように、画像取込装置により表示スクリーン６０１を有する画像を取り込み、画像処理により取り込まれた表示スクリーン６０１を有する画像を解析し、表示スクリーン６０１における対応する位置の曲率を取得してもよい。また、使用者が表示スクリーン６０１における対応する位置の曲率を取得し、手動で各サブ補正画像６１１〜６１Ｎのサイズを設定してもよいが、これに限定されない。

図６Ｂにおいて、投影システムの表示スクリーン６０２が縦方向の延在方向において曲面の表示スクリーンである場合は、補正画像は複数の横方向に延在するサブ補正画像６２１〜６２Ｍに分割されてもよい。また、各サブ補正画像６２１〜６２Ｍの４つの隅領域には識別パターンがそれぞれ配置され、座標変換情報の精度を向上する。識別パターンが円形であることを一例にして示しているが、これに限定されない。

同様に、上記の各サブ補正画像６２１〜６２Ｍのサイズは異なってもよい。各サブ補正画像６２１〜６２Ｍのサイズは、表示スクリーン６０２における対応する位置の曲率に基づいて設定されてもよい。例えば、各サブ補正画像６２１〜６２Ｍのサイズは表示スクリーン６０２における対応する位置の曲率に反比例してもよい。

図６Ｃにおいて、補正画像は、アレイ状に配列された複数のサブ補正画像６３１１〜６３ＭＮに分割されてもよい。このタイプの補正画像は球面の表示スクリーンに適用されてもよく、座標変換情報の精度を向上できる。また、各サブ補正画像６３１１〜６３ＭＮのサイズも異なってもよい。各サブ補正画像６３１１〜６３ＭＮのサイズは、表示スクリーンにおける対応する位置の曲率に基づいて設定されてもよい。例えば、各サブ補正画像６３１１〜６３ＭＮのサイズは表示スクリーンにおける対応する位置の曲率に反比例してもよい。

図７は本発明の１つの実施例の投影システムを示す図である。図７に示すように、投影システム７００は、投影装置７１０、撮像装置７２０及び制御装置７３０を含む。投影装置７１０は補正画像を有する投射画像を表示スクリーンに投射する。撮像装置７２０は、有線又は無線の方式で投影装置７１０に接続され、補正画像及び表示スクリーンに対して画像取込動作を行い、取込画像を取得する。制御装置７３０は、投影装置７１０及び撮像装置７２０に接続されている。制御装置７３０は、３つ以上の識別パターンを有する補正画像を予め設定し、識別パターンの第１座標系における第１座標情報を構築し、取込画像における識別パターンの第２座標系における第２座標情報を算出し、第１座標情報及び第２座標情報に基づいて第１座標系と第２座標系との座標変換情報を算出してもよい。制御装置７３０は、さらに取込画像における表示スクリーンの第２座標系における複数の境界座標値及び座標変換情報に基づいて表示スクリーンの第１座標系における境界情報、例えば表示スクリーンの第１座標系における４つの角の座標値を算出する。投影システム７００が画像投射動作を行う際に、制御装置７３０は、表示スクリーンの第１座標系における境界情報に基づいて、表示スクリーンに応じて、投射しようとする投射画像のサイズを予め調整し、調整後の画像データに基づいて画像投射動作を行うように投影装置７１０を駆動する。このように、表示スクリーンに投射された投射画像の複数の辺を表示スクリーンの対応する辺にそれぞれ合わせることができ、表示画面の品質を向上できる。また、制御装置７３０は、識別パターンを有する補正画像、関連する座標情報及び座標変換情報などを記憶する記憶装置（ｍｅｍｏｒｙ）を含んでもよい。なお、ステップＳ２１０における補正画像の設定は制御装置７３０において予め設定することであり、識別パターンの第１座標情報の構築も予め構築することであり、ステップＳ２１０が完了した後に補正画像及び第１座標情報を投影システムの記憶装置に記憶してもよい。なお、これに限定されず、例えば図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の実施例の多種類の異なる補正画像をそれぞれ示しているが、補正画像を判断し、識別パターンの第１座標情報を構築するために表示スクリーンの曲率を確認する必要があるため、使用者は、必要に応じて、毎回補正する際に、補正画像を設定し直し、識別パターンの第１座標情報を構築し直してもよい。

本実施例では、撮像装置７２０は投影装置７１０と同じホスト機器に設けられてもよい。或いは、撮像装置７２０は外部の電子機器に設けられ、ここで、電子機器は例えばハンドヘルド式の電子機器（例えばデジタルカメラ、スマートフォン、タブレット、ノートブック等）である。撮像装置７２０は、ハンドヘルド式の電子機器に組み込まれた撮像装置、独立したカメラ、又は当業者にとって知られた任意の撮像装置であってもよい。また、投影装置７１０は、独立したプロジェクター、又は任意の電子機器に組み込まれた光投影装置であってもよい。ここで、投影装置７１０は、当業者にとって知られ、画像投射動作を実行可能な任意のハードウェアで実施されてもよく、限定されない。

また、制御装置７３０は演算能力を有するプロセッサであってもよい。或いは、制御装置７３０は、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ：Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）又は当業者にとって知られた任意のデジタル回路の設計方式で設計され、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤ：Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の方式で実現されたハードウェア回路であってもよい。また、記憶装置は、各種のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）等であってもよいが、これに限定されない。

図８Ａ及び図８Ｂは本発明の１つの実施例の投影システムの異なる態様を示す図である。図８Ａにおいて、投影システム８０１は、投影装置８１０、撮像装置８２０及び制御装置８３０を含む。本実施例では、撮像装置８２０及び投影装置８１０は共に同じ投影システム８０１内に配置され、即ち撮像装置８２０、投影装置８１０及び制御装置８３０は同一の筐体内に設けられている。制御装置８３０が座標変換情報を算出することで、投影装置８１０により生成された投射画像を表示スクリーンに完全に表示でき、良い表示品質を提供できる。

投影装置８１０、撮像装置８２０及び制御装置８３０の動作の詳細について、上記の実施例で既に詳細に説明したので、ここでその説明を省略する。

図８Ｂにおいて、投影システム８０２は投影装置８５０、ハンドヘルド式の電子機器８７０に設けられた撮像装置、制御装置８３１及び制御装置８３２を含む。本実施例では、制御装置８３２は投影装置８５０内に設けられ、制御装置８３１はハンドヘルド式の電子機器８７０内に設けられている。投影装置８５０は、有線又は無線の方式でハンドヘルド式の電子機器８７０と通信を行い、制御装置８３１と制御装置８３２との間に情報交換の動作を行わせる。投影装置８５０とハンドヘルド式の電子機器８７０とは独立した２つの装置である。

なお、この態様では、制御装置８３１は、補正画像を設定し、第１座標系、及び補正画像における識別パターンの第１座標系における第１座標情報を構築する。補正画像における識別パターンの第１座標系における第１座標情報は、ハンドヘルド式の電子機器８７０内の制御装置８３１又は任意の形の記憶装置内に記憶されてもよい。また、ハンドヘルド式の電子機器８７０は、組み込まれた撮像装置により取込画像を取得し、制御装置８３１は、取込画像に基づいて第２座標系をさらに構築し、取込画像における識別パターンの第２座標系における第２座標情報を算出し、第１座標情報及び第２座標情報に基づいて座標変換情報を算出し、取込画像における表示スクリーンの第２座標系における境界座標値及び座標変換情報に基づいて表示スクリーンの第１座標系における境界情報を算出する。

ハンドヘルド式の電子機器８７０の制御装置８３１は、投影装置８５０の制御装置８３２に表示スクリーンの第１座標系における境界情報を伝送する。制御装置８３２は、表示スクリーンの第１座標系における境界情報に基づいて、投射画像の画像データの元のサイズを予め縮小し、或いは拡大し、調整後の画像データを取得することで、投影装置８５０に表示スクリーンに合わせた投射画像を生成させることができる。

なお、補正画像の画像データも投影装置８５０における任意の形の記憶装置内に記憶され、投影装置８５０により表示スクリーンに補正画像を投射する。

また、表示補正画像の補正動作は、ハンドヘルド式の電子機器８７０内に組み込まれたアプリケーションプログラムを実行することで起動されてもよい。アプリケーションプログラムを起動することで、ハンドヘルド式の電子機器８７０の制御装置８３１は、投影装置８５０内に記憶された補正画像を自動的に投射するように投影装置８５０を直接駆動できる。また、ハンドヘルド式の電子機器８７０の制御装置８３１が表示スクリーンの第１座標系の境界情報を算出した後に、ハンドヘルド式の電子機器８７０の制御装置８３１は該境界情報を投影装置８５０の制御装置８３２に伝送し、投射画像のサイズの調整動作を実行するようにアプリケーションプログラムは投影装置８５０の制御装置８３２を駆動してもよい。

上述したように、本発明は、補正画像を表示スクリーンに投射し、補正画像及び表示スクリーンの取込画像を取得する。元の補正画像と取込画像の異なる座標系間の変換関係を構築することで、表示スクリーンの境界情報を算出できる。また、表示スクリーンの境界情報に基づいて、表示スクリーンに応じて投射画像のサイズを調整でき、投射画像を表示スクリーンに合わせることができ、表示品質を効果的に向上できる。

上記の説明は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲がこれらに限定されず、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいて、当業者によって何れの変更及び修飾が可能であり、本発明の保護範囲は特許請求の範囲を基準とする。また、本発明の実施例又は特許請求の範囲は何れも本発明により開示された目的又は利点又は特徴の全てを必ずしも実現する必要はない。また、要約部分と発明の名称は単に特許文献のサーチ作業を補助するためのものであり、本発明の権利範囲を限定するものではない。また、本明細書又は特許請求の範囲における「第１」、「第２」等の用語は単なる部材（ｅｌｅｍｅｎｔ）の名称を命名する或いは異なる実施例又は範囲を区別するためのものであり、部材の数の上限又は下限を限定するものではない。

１１０ プロジェクター
１２０ 表示スクリーン
１３０ 表示画像
Ｓ２１０〜Ｓ２６０ 表示画像の補正方法のステップ
３１０、３１０’ 補正画像
ＢＫ 背景
ＩＤＰ１〜ＩＤＰ４、ＩＤＰ１’〜ＩＤＰ４’、ＩＤＰＡ１〜ＩＤＰＡ４ 識別パターン
３０１、３０１’ 投射画像
ＯＰ１、ＯＰ２ 原点
Ｃ１〜Ｃ４、ＣＡ１〜ＣＡ４ 幾何学的中心
４００ 取込画像
４１０ 表示スクリーン
ＤＰＣ１〜ＤＰＣ４ 角
５１０ 投射画像
５２０、６０１ 表示スクリーン
６１１〜６１Ｎ、６２１〜６２Ｍ、６３１１〜６３ＭＮ サブ補正画像
７００、８０１、８０２ 投影システム
７１０、８１０ 投影装置
７２０、８２０ 撮像装置
７３０、８３０、８３１、８３２ 制御装置
８７０ ハンドヘルド式の電子機器

Claims (20)

1. 投影装置及び表示スクリーンを有する投影システムに適用される表示画像の補正方法であって、
   前記投影装置が補正画像を前記表示スクリーンに投射するステップであって、前記補正画像はＮ個の識別パターンを有し、Ｎは３よりも大きい正整数である、ステップと、
   前記補正画像及び前記表示スクリーンに対して画像取込動作を行い、取込画像を取得するステップと、
   前記取込画像における識別パターンの第２座標情報を算出し、識別パターンの第１座標情報及び前記第２座標情報に基づいて座標変換情報を算出するステップと、
   前記取込画像における前記表示スクリーンの複数の境界座標値及び前記座標変換情報に基づいて、前記表示スクリーンの境界情報を算出するステップと、
   前記投影装置が前記境界情報に基づいて前記表示スクリーンに応じて投射画像のサイズを調整するステップと、を含む、表示画像の補正方法。
2. 識別パターンの前記第１座標情報は、前記補正画像に基づいて第１座標系において構築された識別パターンの幾何学的中心である、請求項１に記載の表示画像の補正方法。
3. 前記取込画像における識別パターンの第２座標情報を算出するステップは、
   前記取込画像に基づいて第２座標系を構築し、前記取込画像における識別パターンの幾何学的中心の前記第２座標系における前記第２座標情報を算出するステップ、を含む、請求項２に記載の表示画像の補正方法。
4. 前記取込画像における前記表示スクリーンの複数の境界座標値及び前記座標変換情報に基づいて前記表示スクリーンの境界情報を算出するステップは、
   前記取込画像における前記表示スクリーンの複数の角の前記第２座標系における前記複数の境界座標値を算出するステップと、
   前記座標変換情報に基づいて前記複数の境界座標値を変換し、前記表示スクリーンの前記複数の角の前記第１座標系における複数の変換座標値を取得し、対応する前記境界情報を取得するステップと、を含む、請求項３に記載の表示画像の補正方法。
5. 前記投影装置が前記境界情報に基づいて前記表示スクリーンに応じて投射画像のサイズを調整するステップは、
   前記複数の変換座標値に基づいて前記投射画像の画像データの元のサイズを縮小し、或いは拡大し、調整後の画像データを取得するステップと、
   前記調整後の画像データに基づいて投影動作を行うステップと、を含む、請求項４に記載の表示画像の補正方法。
6. 前記補正画像を前記表示スクリーンに投射するステップにおいては、
   識別パターンを前記表示スクリーン内に表示する、請求項１に記載の表示画像の補正方法。
7. 前記補正画像の複数の隅領域に基づいて識別パターンをそれぞれ設定する、請求項６に記載の表示画像の補正方法。
8. 前記補正画像を設定するステップは、
   前記補正画像を複数のサブ補正画像に分割するステップと、
   前記複数のサブ補正画像の複数の隅領域において識別パターンをそれぞれ設定するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の表示画像の補正方法。
9. 投影装置と、撮像装置と、制御装置と、を含む投影システムであって、
   前記投影装置は補正画像を表示スクリーンに投射し、
   前記撮像装置は前記投影装置に接続され、前記補正画像及び前記表示スクリーンに対して画像取込動作を行い、取込画像を取得し、
   前記制御装置は前記投影装置及び前記撮像装置に接続され、
   前記制御装置は、
   Ｎ個の識別パターンを有する前記補正画像を設定し、識別パターンの第１座標情報を構築し、Ｎが３よりも大きい正整数であり、
   前記取込画像における識別パターンの第２座標情報を算出し、前記第１座標情報及び前記第２座標情報に基づいて座標変換情報を算出し、
   前記取込画像における前記表示スクリーンの複数の境界座標値及び前記座標変換情報に基づいて前記表示スクリーンの境界情報を算出し、
   前記境界情報に基づいて、前記表示スクリーンに応じて前記投影装置から投射された投射画像のサイズを調整する、投影システム。
10. 前記撮像装置はハンドヘルド式の電子機器内に設けられている、請求項９に記載の投影システム。
11. 前記制御装置は第１制御装置及び第２制御装置を含み、
    前記第１制御装置は、前記ハンドヘルド式の電子機器内に設けられ、前記撮像装置に接続され、
    前記第１制御装置は、
    前記補正画像を設定し、識別パターンの前記第１座標情報を構築し、
    前記取込画像における識別パターンの前記第２座標情報を算出し、前記第１座標情報及び前記第２座標情報に基づいて前記座標変換情報を算出し、
    前記取込画像における前記表示スクリーンの前記複数の境界座標値及び前記座標変換情報に基づいて前記表示スクリーンの前記境界情報を算出し、
    前記第２制御装置は、前記ハンドヘルド式の電子機器の前記第１制御装置及び前記投影装置に接続され、前記ハンドヘルド式の電子機器からの前記境界情報を受信し、前記境界情報に基づいて前記表示スクリーンに応じて前記投射画像のサイズを調整する、請求項１０に記載の投影システム。
12. 前記制御装置は、前記補正画像に基づいて第１座標系を構築し、識別パターンの幾何学的中心の前記第１座標系における前記第１座標情報を算出する、請求項９に記載の投影システム。
13. 前記制御装置は、前記取込画像に基づいて第２座標系を構築し、前記取込画像における識別パターンの幾何学的中心の前記第２座標系における前記第２座標情報を算出する、請求項１２に記載の投影システム。
14. 前記制御装置は、
    前記取込画像における前記表示スクリーンの複数の角の前記第２座標系における前記複数の境界座標値を算出し、前記座標変換情報に基づいて前記複数の境界座標値を変換し、前記表示スクリーンの前記複数の角の前記第１座標系における複数の変換座標値を取得し、前記境界情報を取得する、請求項１３に記載の投影システム。
15. 前記制御装置は、前記複数の変換座標値に基づいて前記投射画像の画像データの元のサイズを縮小し、或いは拡大し、調整後の画像データを取得する、請求項１４に記載の投影システム。
16. 前記投影装置は、識別パターンを前記表示スクリーン内に表示する、請求項１２に記載の投影システム。
17. 前記補正画像の複数の隅領域に基づいて識別パターンをそれぞれ設定する、請求項１６に記載の投影システム。
18. 前記制御装置は、前記補正画像を複数のサブ補正画像に分割し、前記複数のサブ補正画像の複数の隅領域において識別パターンをそれぞれ設定する、請求項９に記載の投影システム。
19. 前記補正画像は前記投影装置に記憶され、識別パターンの前記第１座標情報は前記撮像装置に記憶される、請求項９に記載の投影システム。
20. 前記ハンドヘルド式の電子機器内にはアプリケーションプログラムが組み込まれ、前記補正画像を投射するように前記アプリケーションプログラムを介して前記投影装置を直接駆動する、請求項１０に記載の投影システム。