JP5641820B2 - 投射型表示システム及び投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、投射型表示システム及び投射型表示装置に関し、特に複数の投射型表示装置で同一の被投射面に画像を投射する投射型表示システム及び、このシステムに使用する投射型表示装置に関する。

特開２００６−１２１２４０号公報 特開２０００−２４１８７４号公報 特開２００６−２４５７３７号公報

従来、入力映像信号に従い液晶パネル等のライトバルブ上に光学像を形成し、投射光学系によって外部に投射表示するプロジェクタが広く用いられている。プロジェクタでは、好適な表示を実現するために焦点調整、台形歪調整及びズーム調整等の各種調整作業が必要である。

操作部材を用いて使用者自身が手動調整するように設計されたプロジェクタがある。また、投射したテストパターン等の画像を撮像し、各種調整を自動的に行うプロジェクタも存在する。

特許文献１には、カメラ部で撮像した画像上で被投射領域の四隅の位置と投射画像の四隅の位置とを検出し演算を行なうことで、ズーム比の調整及び台形補正を行うプロジェクタが記載されている。

特許文献２には、所定のテストパターン又は全白の方形画面をプロジェクタからスクリーン上に投射し、スクリーン上の画像をモニタカメラで撮像し、焦点距離及びズーム比の調整、並びに台形歪の補正を行なう技術が記載されている。

プロジェクタの使用形態として、複数台から同じ画像を単一箇所に重ならせて投射することで高輝度を実現するスタック投射がある。特許文献３には、２台の投射型表示装置によるスタック投射での自動調整の技術が記載されている。すなわち、２つの投射手段に対して各々異なるタイミングで投射面にテスト用画像を投射させ、各タイミングでテスト用画像を撮影する。そして、撮影された各テスト用画像に基づいて、各投射手段の画像のズレと台形歪みを補正する。

特許文献３に記載の技術では、異なるタイミングで複数の投射型表示装置での調整作業を行うので、スタック投射システム全体の調整時間が増大するという問題が存在する。

本発明は、調整時間を低減させた複数の投射型表示装置からなる投射型表示システム及び投射型表示装置を提示することを目的とする。

本発明に係る撮影投射型表示システムは、それぞれがスクリーンに画像を投射する複数の投射型表示装置と、前記複数の投射型表示装置を制御する制御装置とを有する投射型表示システムであって、前記複数の投射型表示装置が、画像を投射する投射手段と、前記投射手段により前記スクリーンに投射された画像を撮像する撮像手段と、前記投射手段の投射状態を調整するための調整用画像を前記投射手段により前記スクリーンに投射させると共に、他の投射型表示装置により調整用画像が投射されている前記スクリーンに対して前記投射手段により投射された調整用画像を前記撮像手段により撮像させ、前記撮像手段により得られた画像に基づいて前記投射手段の投射状態を制御する制御手段とを有し、前記制御装置は、前記複数の投射型表示装置がそれぞれ、波長域、偏光特性及び投射位置の何れかが互いに異なる調整用画像を投射するように制御することを特徴とする。

本発明に係る投射型表示装置は、それぞれがスクリーンに画像を投射する複数の投射型表示装置からなる表示システムにおいて用いられる投射型表示装置であって、画像を投射する投射手段と、前記投射手段により前記スクリーンに投射された画像を撮像する撮像手段と、前記投射手段の投射状態を調整するための調整用画像を前記投射手段により前記スクリーンに投射させると共に、他の投射型表示装置により調整用画像が投射されている前記スクリーンに対して前記投射手段により投射された調整用画像を前記撮像手段により撮像させ、前記撮像手段により得られた画像に基づいて前記投射手段の投射状態を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記投射手段により投射される調整用画像と前記他の投射型表示装置が投射する調整用画像とが、波長域、偏光特性及び投射位置の何れかが互いに異なるように制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、各投射型表示装置が夫々、相異なる調整用画像を投射し、それを撮像できるので、各投射型表示装置が、同時に投射条件を調整でき、投射条件の調整に要する時間を短縮できる。

本発明の一実施例であるスタック構成のシステム構成図である。 本発明の一実施例であるプロジェクタの概略構成ブロック図である。 テストパターンの表示例である。 本実施例の動作フローチャートである。 調整用画像の割り当て例である。 ステレオ構成のシステム構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る投射型表示システムの一実施例の概略構成ブロック図を示す。この実施例は、それぞれ液晶パネルを内蔵した２台のプロジェクタ（投射型表示装置）を使って、所謂スタック投射を行うマルチプロジェクションシステムである。

１００ａ、１００ｂはプロジェクタであり、イーサネット（登録商標）ケーブル２００で相互に接続され、通信可能となっている。プロジェクタ１００ａ，１００ｂ間の接続形態は、これ限定されず、データ通信が可能であれば、どのような接続方法であっても良い。例えば、ＲＳ２３２Ｃ又は無線ＬＡＮを用いることができる。プロジェクタ１００ａ，１００ｂは所謂スタック投射の構成を成しており、スクリーン３００に各プロジェクタ１００ａ，１００ｂの投射画像が重畳するように投射され、高輝度の画像表示が可能となっている。

図２は、プロジェクタ１００ａ，１００ｂの概略構成ブロック図を示す。プロジェクタ１００は、プロジェクタ１００ａ，１００ｂである。プロジェクタ１００ａ，１００ｂは、同じ構成からなる。

１０１は、プロジェクタ１００の各ブロックを制御する制御部である。１０２は、ユーザからの操作を受け付ける操作部である。１０３は、プロジェクタ１００の各ブロックへの電源供給を制御する電源部である。

１０４は、液晶部であり、１枚又は３枚の液晶パネル等で構成されており、この液晶パネル上に画像を形成する。１０５は、入力画像信号に基づいて、液晶部１０４の液晶パネルに画像を形成させる液晶駆動部である。１０６は液晶部１０４に光を供給する光源である。１０７は、光源１０６から発せられた光を液晶部１０４に供給することにより得られた光学像をスクリーン３００に投射する投射光学系である。１０８は、光源１０６の光量等を制御する光源制御部である。１０９は、投射光学系１０７のズームレンズ及びフォーカスレンズ等の動作を制御し、ズーム倍率及び焦点調整等を行う光学系制御部である。

１１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ＤＶＤ再生装置又はテレビチューナ等からのアナログ映像信号を受け付けるアナログ入力部であり、ＲＧＢ端子、Ｓ端子等からなる。１１１は、アナログ入力部１１０に入力される映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。１１２は、ＰＣ又はＤＶＤ再生装置等からデジタル映像信号を受け付けるデジタル入力部であり、ＨＤＭＩ端子等からなる。ＨＤＭＩ端子の場合には、外部から制御信号も同時に送信されてくる場合があり、これにより、投射の制御等が行われることもある。

１１３は、外部から映像データ、画像データ又は映像ファイル等の各種の情報データのファイルを受け取り、また、外部に書き出すＵＳＢインターフェースである。ＵＳＢインターフェース１１３には、ポインティングデバイス、キーボード又はＵＳＢ型のフラッシュメモリ等も接続されることもある。

１１４は、カード型記録媒体に対し、映像データ、画像データ、映像ファイル等の各種の情報データのファイルを読み書きするカードインターフェースであり、そのカード型記録媒体が挿入可能である。１１５は、イントラネット又はインターネットを介して、映像データ、画像データ若しくは映像ファイル等の各種の情報データのファイル、又はその他の命令信号を送受信する通信部である。通信部１１５は、例えば、有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮ等で構成され、有線ＬＡＮの場合にはケーブル２００が接続する。１１６は、映像データ、画像データ又は映像ファイル等の各種の情報データのファイルを保存する内部メモリであり、半導体メモリやハードディスク等で構成される。

例えば、カードインターフェース１１４より入力されたドキュメントファイルは、ファイル再生部１３２により再生される。ファイル再生部１３２は、ドキュメントファイルからユーザに提示すべき画像信号を生成し、画像処理部１１７に出力する。また、デジタル入力部１１２により入力された映像信号又は画像信号は直接、画像処理部１１７に入力する。

画像処理部１１７は、インターフェース１１３，１１４及びファイル再生部１３２により得られる画像信号並びに制御部１０１により得られる映像信号等に、液晶部１０４での表示に適した補正を行なう。例えば、画像信号の画素数を液晶パネルの画素数にあわせて変換し、液晶パネルの交流駆動のため、入力された映像信号のフレーム数を倍にし、液晶パネルによる画像形成に適した補正をする。因みに、液晶パネルの交流駆動とは、液晶パネルの液晶にかける電圧の方向を交互に入れ替えて表示させる方法であり、液晶パネルが液晶への印加電圧の方向が正方向でも逆方向でも画像を生成できる性質を利用したものである。このとき、液晶駆動部１０５には、正方向用の画像と逆方向用の画像を１枚ずつ送る必要があるので、画像処理部１１７では、映像信号のフレーム数を倍にする処理を行なう。液晶駆動部１０５は、画像処理部１１７からの画像信号に基づいて液晶部１０４の液晶パネルに画像を形成させる。

画像処理部１１７はまた、スクリーンに対して斜め方向から映像を投影し投影画面が例えば台形状に歪んでしまう場合に、投影画像に対し台形状の歪みを打ち消すように画像の形状を変形させるキーストン補正も行なう。キーストン補正をする際は、液晶パネルに表示される画像の水平方向及び／又は垂直方向の拡大／縮小率を変更する。すなわち、投影画面の台形状の歪みを液晶パネル上での映像領域の歪みで相殺する。これにより、正常なアスペクト比の長方形の映像表示領域に近づくようにして、投影画像がスクリーンに表示される。キーストン補正は、傾きセンサ１１８により得られた傾き角に基づいて自動的に実行しても良いし、ユーザが操作部１０２等を操作することにより実行させてもよい。

１１８は、プロジェクタ１００の傾きを検出する傾きセンサである。１１９は、プロジェクタ１００の動作時間及び各ブロックの動作時間等を検出するタイマである。１２０は、プロジェクタの光源１０６の温度、液晶部１０４の温度及び外気温等を計測する温度計である。

１２１，１２２は、プロジェクタ１００に付属するリモコンやその他の機器からの赤外線を受信し、制御部１０１に送る赤外線受信部であり、プロジェクタ１００の前後方向等の複数箇所に設置されている。本実施例では、赤外線受信部１２１はプロジェクタ本体の後方、赤外線受信部１２２はプロジェクタ本体の前方に配置されている。

１２４は、スクリーン３００の方向を撮像する撮像部であり、スクリーン上の投影画像をその３原色（ＲＧＢ）で撮像するエリアセンサを具備する。

１２７は、プロジェクタ１００本体に配置され、プロジェクタ１００の状態及び警告等を表示する表示部である。１２８は、表示部１２７を制御する表示制御部である。

１２９は、プロジェクタ１００本体を持ち運んで使用するとき等に、電力を供給するバッテリである。１３０は、外部からの交流電力を受け入れ、所定の電圧に整流して電源部１０３に供給する電源入力部である。

１３１は、プロジェクタ１００内の熱を外部に放出するなどして、冷却するための冷却部であり、例えば、ヒートシンクとファンにより構成されている。

各プロジェクタ１００が投射画像を互いに異なる偏光状態で投射することにより、投射元のプロジェクタのみが撮像でき、複数のプロジェクタが同時に画像を投射している状態でも、独立に投射条件を調整できる。プロジェクタ１００は、そのために、投射光学系に投射画像を所定偏光状態に変換する偏光子、即ち投射偏光部１２６を有し、撮像系には、当該偏光状態の投射画像を通過する検光子、即ち撮像偏光部１２３を有する。投射偏光部１２６及び撮像偏光部１２３は、偏光を使った投射条件の調整を行わない場合には、図示しないアクチュエータにより、対応する光路から退避される。

図４を参照して、プロジェクタ１００を単体で使用する場合の動作（シングル投影動作）を説明する。

電源入力部１３０にＡＣ電源が供給されると、制御部１０１が起動し、図４に示すフローをスタートする。

Ｓ００１で、制御部１０１は、操作部１０２及び通信部１１５を監視し、電源オンの指示がなされるのを待機する。

電源オンの指示がなされると、Ｓ００２で、制御部１０１は、スタック投射の設定の有無を内部メモリ１１６に格納されたフラグを参照して判定する。ここでは、スタック投射の設定がされていない（Ｆｌａｇ＝０）とし、Ｓ００３に制御が遷移する。

Ｓ００３で、制御部１０１は、電源部１０３に各ブロックに電源を供給するように指示をだし、各ブロックを待機状態にする。電源投入後、制御部１０１は、光源制御部１０８に光源１０６を発光させるように指示する。

Ｓ００４で、焦点調整のため、制御部１０１は、予め内部メモリ１１６に格納されたテストパターン画像をロードし、画像処理部１１７を経由して液晶部１０４に表示させる。このテストパターン画像のスクリーン３００の表示例を図３に示す。図３（ａ）は、投射光学系１０７のフォーカスレンズが合焦している場合のスクリーン３００の様子を示し、図３（ｂ）はそれが合焦していない場合の表示例を示す。図３（ａ）では、クロスハッチが鮮鋭に表示され、図３（ｂ）では、クロスハッチがボケて表示される。このテストパターン画像は、プロジェクタ１００の投射状態を調整するための調整用画像の一例であり、必要により種々の特性、形状又はパターンのものを使用しうる、

Ｓ００５で、制御部１０１は、このクロスハッチのテストパターン画像を撮像部１２４で撮像し、撮像したクロスハッチ画像の鮮鋭度が最も高くなるように投射光学系１０７のフォーカスレンズを駆動する。これにより、投射光学系１０７の焦点調整を行なう。

Ｓ００６で、制御部１０１は、液晶部１０４に表示させたテストパターンを消去する。Ｓ００７で、制御部１０１は、図４に示すフローを終了し、プロジェクタ１００は通常投影状態に移行する。

通常投影状態になると、プロジェクタ１００は、入力画像を投影する処理を開始する。例えば、デジタル入力部１１２に入力された映像信号は、画像処理部１１７により液晶部１０４に適した解像度に変換され、ガンマ補正、輝度ムラ対策用補正及びキーストン補正が加えられる。液晶駆動部１０５は、画像処理部１１７により補正を加えられた映像信号に従い液晶部１０４を駆動して、対応する画像を形成させる。

液晶部１０４の液晶パネルに形成された画像は、光源１０６からの光により投射光学系１０７に導かれ、投射光学系１０７はスクリーン３００に画像を投射する。

画像投射中は、制御部１０１は、光源１０６等の温度を温度計１２０により検出し、例えば、光源の温度が４０度以上になったとき等に、冷却部１３１を動作させて冷却する。

ユーザが操作部１０２により電源オフを操作すると、制御部１０１は、各ブロックに終了処理を指示する。終了の準備が整うと、電源部１０３は各ブロックへの電源供給を順次終了する。冷却部１３１は、電源オフ操作の後しばらく動作し、プロジェクタを冷却する。

デジタル入力部１１２から入力された映像信号の画像を投射して表示する場合を説明したが、上記各種インターフェースから入力される映像データの画像を表示する場合も、同様である。

図１に示すスタック投射におけるプロジェクタ１００ａ，１００ｂの動作を、図４を参照して説明する。プロジェクタ１００ａ，１００ｂの制御部１０１はともに、投射状態を示すフラグとして、スタック投射モードを示すフラグが設定され（Ｆｌａｇ＝１）、内部メモリ１１６に格納されている。この設定は、予め各プロジェクタ１００ａ，１００ｂの操作部１０２で入力してもよいし、通信部１１５から設定してもよい。プロジェクタ１００ａ（又は１００ｂ）の起動時に、他方のプロジェクタ１００ｂ（又は１００ａ）が同じスクリーン上に投影していることを撮像手段で検知し、通信によって夫々スタック投射構成であることを通知してもよい。また、この設定はフラグでなく、例えば、０はスタック投射、０以外はスタック投射のセットを識別する整数であるような識別子を用いても良い。この方法は、複数のスタック投射セットに適用出来る。

前提としてプロジェクタ１００ａ，１００ｂにはＡＣ電源が供給されているとする（Ｓ００１）。プロジェクタ１００ａがマスタ側となり、プロジェクタ１００ａに対し、使用者により電源オンの指示がなされたとする。

Ｓ００２で、制御部１０１は、内部メモリ１１６に格納されたスタック投射を示すフラグを参照して、スタック投射構成か否かを判定する。上述の通り、スタック投射モードの設定がされている（Ｆｌａｇ＝１）ため、Ｓ００８に制御が遷移する。

Ｓ００８で、プロジェクタ１００ａは使用者から電源オンの指示を受けたことにより、マスタとして扱われる。プロジェクタ１００ａの制御は、Ｓ００９に遷移する。

Ｓ００９で、プロジェクタ１００ａは、通信部１１５を用いて、接続されている機器に対してスタック投射を構成しているプロジェクタの問い合わせをブロードキャストする。この問い合わせは、プロジェクタ１００ｂに到達し、プロジェクタ１００ｂは自分がスタック投射を構成する旨の返答をプロジェクタ１００ａに送信する。プロジェクタ１００ａは、この返答を受け取り、自分以外にスタック投射を構成するプロジェクタが存在する（本実施例では１つ）ことを識別する。

Ｓ０１０で、プロジェクタ１００ａは、スタック投射を構成するプロジェクタ毎の、テストパターン投射光の波長域の割り付けを決定する。具体的には、図５（ａ）で示すテーブルを予め内部メモリ１１６に格納しておき、そのテーブルを参照してスタック投射を構成する台数から各プロジェクタの波長域を決定する。例えば、本実施例では、スタック投射を構成するのは、プロジェクタ１００ａ，１００ｂの２台であるので、プロジェクタ１００ａ（１台目）の担当波長域をＲ（Ｒｅｄ）とし、プロジェクタ１００ｂ（２台目）のそれをＢ（Ｂｌｕｅ）とする。

Ｓ０１１で、プロジェクタ１００ａは、Ｓ００９で識別した、スタック投射を構成する自分以外のプロジェクタ１００ｂに対し、起動を指示する。

Ｓ０１２で、プロジェクタ１００ａは、プロジェクタ１００ｂにＳ０１０で決定された波長域の割り付けを指示する。

Ｓ０１３で、プロジェクタ１００ａは、Ｓ００３と同様に、自身の光源１０６を発光させる。

Ｓ０１４で、プロジェクタ１００ａは、Ｓ００４と同様に、テストパターン画像をスクリーン３００に投射及び表示させる。但し、プロジェクタ１００ａは、先にＳ０１０で決定された波長域でテストパターン画像を投射する。先の説明では、プロジェクタ１００ａに割り付けられた波長域はＲなので、プロジェクタ１００ａの制御部１０１は画像処理部１１７に対しＲ成分を最大にし、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）成分とＢ成分が０になるようにテストパターン画像を加工させる。これにより、Ｒ成分のテストパターン画像が液晶部１０４に表示され、Ｒ波長域の光によるテストパターン画像が投射される。

Ｓ０１５で、プロジェクタ１００ａは、Ｓ００５と同様に、スクリーン上のテストパターン画像を撮像し、撮影画像の内、波長割り当てを受けた色成分の画像を使って投射光学系１０７の焦点を調整する。プロジェクタ１００ａの制御部１０１が、投射条件としての焦点を調整する投射制御手段として機能する。例えば、プロジェクタ１００ａに割り付けられた波長域はＲなので、プロジェクタ１００ａは、撮像されたクロスハッチ画像のＲ成分の鮮鋭度が高くなるように投射光学系１０７のフォーカスレンズを駆動する。

Ｓ００６で、プロジェクタ１００ａは、テストパターン画像の投射を止める。

Ｓ００７で、プロジェクタ１００ａは、通常投影状態に移行する。

プロジェクタ１００ａから起動指示されたプロジェクタ１００ｂの動作を説明する。プロジェクタ１００ｂはスレーブ側となる。

Ｓ００２で、プロジェクタ１００ｂの制御部１０１は、スタック投射の設定がされているかを内部メモリ１１６に格納されたフラグを参照して判定する。上述の通り、スタック投射の設定がされている（Ｆｌａｇ＝１）ので、Ｓ００８に制御が遷移する。

Ｓ００８で、プロジェクタ１００ｂは他のプロジェクタ（本例ではプロジェクタ１００ａ）から電源オンの指示を受けたことにより、スレーブとして扱われる。そのため、制御はＳ０１６に遷移する。

Ｓ０１６で、プロジェクタ１００ｂは、マスタであるプロジェクタ１００ａからテストパターン投射光の波長域を指示される。この波長域とはマスタ側にてＳ０１０で決定したものであり、ここでは、Ｂ（青色）である。

Ｓ０１７で、プロジェクタ１００ｂは、Ｓ００３、Ｓ０１３と同様に、自身の光源１０６を発光させる。

Ｓ０１８で、プロジェクタ１００ｂは、通知された波長域の投射光でテストパターン画像を表示する。具体的には、プロジェクタ１００ｂに割り付けられた波長域は上述の通りＢなので、制御部１０１は画像処理部１１７にＢ成分を最大、Ｇ成分とＲ成分を０とするようにテストパターン画像を加工させる。これにより、Ｂ成分のみから構成されたテストパターン画像が液晶部１０４に表示され、Ｂ波長域の光によるクロスハッチのテストパターン画像が投射される。

Ｓ０１９で、プロジェクタ１００ｂは、Ｓ０１５と同様に、スクリーン上のテストパターン画像を撮像し、その撮影画像の内、波長割り当てを受けた色成分の画像を使って投射光学系１０７の焦点を調整する。プロジェクタ１００ｂの制御部１０１が、投射条件としての焦点を調整する投射制御手段として機能する。例えば、プロジェクタ１００ｂに割り付けられた波長域はＢなので、プロジェクタ１００ｂは、撮像されたクロスハッチ画像のＢ成分の鮮鋭度が高くなるように自身の投射光学系１０７のフォーカスレンズを駆動する。

Ｓ００６で、プロジェクタ１００ｂは、テストパターン画像の投射を止める。

Ｓ００７で、プロジェクタ１００ｂは、通常投影状態に移行する。

この様に、本実施例では、複数台のプロジェクタによるスタック投射の際に、最初に使用者から電源オンの指示されたプロジェクタをマスタとし、それ以外のプロジェクタをマスタにより電源オンされるスレーブとした。マスタは、各プロジェクタにおけるテストパターン表示の投射波長域をプロジェクタ毎に異なるように決定し、各プロジェクタは、決定された波長域を使って投射光学系のフォーカスを自動調整する。

スタック投射を構成する各プロジェクタが互いに異なる波長域で調整作業を行なうので、互いのテストパターンの影響を受けることなく、同時に投射条件を調整することができる。これにより、複数台のプロジェクタで構成されながら、一台分の調整時間で全プロジェクタの調整を終了できることになる。

本実施例では、スタック投射を構成するプロジェクタを２台としたが、３台又はそれ以上でも良い。スタック投射を構成するプロジェクタが、互いに分離して投射且つ撮像できる波長域の数以下の台数まで、対応可能である。例えば、３台であれば、図５（ａ）に示すように各プロジェクタの担当波長域をＲ、Ｂ又はＧとすればよい。

本実施例では、２台のプロジェクタが夫々担当する波長域の割り付け方法としてＲとＢを用いたが、本発明はこの組み合わせに限定されない。後工程のテストパターンの撮像と調整の段階にて、夫々の波長域を分離して処理できれば、どのような割り付けでも良い。例えば、ＢとＲ、ＲとＧ、ＧとＲ、ＧとＢ、ＢとＲであっても良い。但し、それぞれの波長域が隣り合わない組み合わせとすると、撮像時に急峻なフィルタで各波長域を分割することが不要になり、各波長域を混同し難くなる。具体的には、ＲＧＢの３波長域を用いた場合、ＲとＢ、又は、ＢとＲという組み合わせが好適である。

本実施例では、ＲＧＢという３波長域を用いたが、赤外領域を加えて４波長域としてもよい。更には、それ以上の数の波長域を用いることもできる。

液晶パネルを内蔵したプロジェクタの実施例を説明したが、ＤＭＤパネルを内蔵したプロジェクタであっても、分離された波長域の光を投射できる投射装置であれば、どのような形態のものであっても適用することができる。

スタック投射を構成するプロジェクタをマスタとスレーブに分けた実施例を示したが、制御部となるマスタを外部の制御装置（例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ））とし、各プロジェクタをスレーブとする構成も可能である。この場合、外部の制御手段（例えばＰＣ）のフローとして、図４のフローの内、投射と自らの調整に関するステップは不要となる。そして、制御装置は主として、特に図４におけるＳ００９からＳ０１２に該当する処理及び指示を実行することになる。

本実施例では、スレーブの起動及び調整のトリガは、マスタの起動としているが、本発明はトリガの種類に限定されない。例えば、マスタの操作部１０２にトリガとなる釦を用意し、使用者による当該釦押下を以ってスレーブの起動及び調整を開始するような変形も可能である。

実施例１では、投射条件の一例として焦点を調整したが、その他の投射条件の調整にも適用可能である。その他の投射条件には、例えば、ズーム比及び台形歪補正等があり、ここでは、ズーム比の調整と台形補正を併用することで、投射画像をスクリーンの所定矩形範囲に合致させる実施例を説明する。

具体的には、テストパターンを投射画像の縁部を判読しやすいテストパターン画像を採用する。そして、図４に示すフローの焦点調整動作（マスタ側であればＳ０１４とＳ０１５、スレーブ側であればＳ０１８とＳ０１９）の代わりに、投射画像のズーム比を調整し、台形歪みを補正する処理を実行する。

例えば、投射したテストパターン画像の撮影画像から投射画像の４隅の座標を検出し、これら４隅の座標が、スクリーン上の投射画像を表示したい投射希望域の４隅の座標に一致するように、投射画像のズーム比を調整し、台形歪みを補正する。スクリーン上の投射希望域の４隅の座標は事前に計測しておいても、同時に撮像した結果で決定しても良い。例えば、スクリーン上に例えば、微小な反射材又は色材等でマークしておくことで、その撮影画像から投射希望域の４隅の座標を決定できる。

実施例１では、プロジェクタ１００ａ，１００ｂの投射するテストパターン画像がスクリーン３００上で部分的に又は全面的に重なるが、これらが重ならないようなテストパターンを採用しても良い。例えば、スタック投影を構成する各プロジェクタに、図５（ｂ）に示すように、互いに排他的なテストパターン画像の表示位置を割り当てる。このような内容を示す割り当てテーブルを各プロジェクタ１００のメモリ１１６に格納しておく。

マスタとなるプロジェクタ１００ａの動作を、図４に示すフローとの変更内容について説明する。

図４に示すフローチャートのステップＳ０１０を次のように変更する。すなわち、スタック投射を構成するプロジェクタ毎に、スクリーン３００に対するテストパターン画像の投射位置を割り付ける。具体的には、図５（ｂ）で示すテーブルを予め内部メモリ１１６に格納しておき、そのテーブルを参照してスタック投射を構成する台数から各プロジェクタの投射位置を決定する。スタック投射を構成するプロジェクタがプロジェクタ１００ａ，１００ｂの２台であるとき、プロジェクタ１００ａ（１台目）の投射位置をスクリーンの左側半分とし、プロジェクタ１００ｂ（２台目）の投射位置を右側半分とする。

Ｓ０１２を次のように変更する。すなわち、各プロジェクタ１００ａ，１００ｂに指示する波長域の割り付けを、投射位置の割り付けに変更する。

Ｓ０１４を次のように変更する。すなわち、前述したＳ００４のようにテストパターンを表示するが、マスタであるプロジェクタ１００ａは、先に決定された投射位置にテストパターン画像を投射表示する。図５（ｂ）に示す例では、プロジェクタ１００ａに割り付けられた投射位置は左半分なので、制御部１０１は画像処理部１１７に対し、右半分の画像の階調を０とするようにテストパターン画像を加工させる。左半分のみから構成されたテストパターン画像が液晶部１０４に表示され、通常の投影画角に対し左半分のテストパターン画像が投射される。

Ｓ０１５を次のように変更する。すなわち、プロジェクタ１００ａは、自己が投射したテストパターン画像を撮影して得られる画像を使って、投射光学系１０７の焦点を調整する。プロジェクタ１００ａの制御部１０１が、投射条件としての焦点を調整する投射制御手段として機能する。具体的には、プロジェクタ１００ａに割り付けられた投射位置は左半分なので、撮像されたテストパターン画像の左半分のみの鮮鋭度が高くなるように、投射光学系１０７のフォーカスレンズを駆動する。

プロジェクタ１００ａから起動指示されたプロジェクタ１００ｂ（スレーブ）の動作について、図４に示すフローとの変更内容を説明する。

Ｓ０１６を次のように変更する。すなわち、マスタからは、テストパターン投射光の投射位置を指定される。

Ｓ０１８を次のように変更する。すなわち、通知された投射位置にテストパターン画像を投射表示する。具体的には、プロジェクタ１００ｂに割り付けられた投射位置が上述の通り右半分なので、制御部１０１は画像処理部１１７に対し、左半分の画像の階調を０とするようにテストパターン画像の加工を指示する。右半分のみから構成されたテストパターン画像が液晶部１０４に表示され、通常投影画角に対し右半分のテストパターンが投射される。

Ｓ０１９を次のように変更する。すなわち、プロジェクタ１００ｂは、割り当てられた投射位置のテストパターン画像の撮影画像を使って、投射光学系１０７の焦点を調整する。プロジェクタ１００ｂの制御部１０１が、投射条件としての焦点を調整する投射制御手段として機能する。

この様に、本実施例では、スタック投射を構成する各プロジェクタが互いに重ならない投射位置にそれぞれのテストパターン画像を投射するので、各プロジェクタは同時に、自己の投射するテストパターン画像を使って焦点を調節できる。１台分の調整時間で、全プロジェクタの焦点を調整できる。

本実施例では、スタック投射を構成するプロジェクタを２台としたが、３台若しくはそれ以上の場合にも適用できることは明らかである。スタック投射を構成する各プロジェクタが、互いに重ならない投射位置にテストパターン画像を投影し撮像できればよい。例えば、３台の場合、図５（ｂ）に示すように、各プロジェクタの担当投射個所を左三分の一、中央三分の一及び左三分の一とすればよい。

テストパターン画像は、メモリ１１６に格納しても良いし、制御部１０１が必要時に演算で生成しても良い。画像処理部１１７がオリジナルのテストパターン画像の半分の階調を０にする代わりに、制御部１０１が、必要なサイズのテストパターン画像を生成しても良い。

スタック投射を構成するプロジェクタをマスタとスレーブに分けた実施例を示したが、制御部となるマスタを外部の制御装置（例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ））とし、各プロジェクタをスレーブとする構成も可能である。この場合、外部の制御手段（例えばＰＣ）のフローとして、図４のフローの内、投射と自らの調整に関するステップは不要となる。そして、制御装置は主として、特に図４におけるＳ００９からＳ０１２に該当する処理及び指示を実行することになる。

偏光方式による３Ｄ立体視表示のために２台のプロジェクタをステレオ構成で配置した実施例を説明する。図６は、そのシステム構成図を示す。

６００ａ，６００ｂはプロジェクタであり、イーサネット（登録商標）ケーブル６１０で相互に接続され、通信可能となっている。映像ソース６３０ａ，６３０ｂはそれぞれ、立体視表示における左眼及び右眼に対応する映像信号をプロジェクタ６００ａ，６００ｂに供給する。プロジェクタ６００ａ，６００ｂは、映像ソース６３０ａ、６３０ｂからの映像信号に応じた画像を互いに直交する偏光特性でスクリーン６２０の同一位置に投射する。スクリーン６２０は所謂シルバースクリーンであり、表面に金属が塗布されていることで、入射光の偏光状態を略保ったまま反射する特性を持っている。使用者６４０は偏光眼鏡６４２を装着した上でスクリーン６２０を観察する。偏光眼鏡６４２は、両眼夫々の透過偏光特性がプロジェクタ６００ａ，６００ｂの投射画像の偏光特性と対応しており、これにより、プロジェクタ６００ａの投射画像が使用者の左目に入射し、プロジェクタ６００ｂの投射画像が使用者の右目に入射する。このようにして、使用者６４０は、映像ソース６３０ａ，６３０ｂからの映像信号の画像を立体視できる。

プロジェクタ６００ａ，６００ｂは、図２に示す構成からなり、投射画像を特定の偏光状態にするために投射偏光部１２６を利用する。また、特定の偏光状態で自身が投射したテストパターン画像を撮像するために、撮像偏光部１２３を利用する。

投射偏光部１２６は２種類のλ／４板を入れ替えることが可能に構成され、制御部１０１からの指示に基づき、投射光を右円偏光又は左円偏光に選択的に変換できる。撮像偏光部１２３も２種類のλ／４板を入れ替えることが可能に構成され、制御部１０１からの指示に基づき、撮像対象の入射光の内、右円偏光のみ又は左円偏光のみを選択的に透過させる。

図４を参照して、プロジェクタ６００ａ（又は６００ｂ）を単体で使用する場合の動作（シングル投影動作）を説明する。

電源入力部１３０にＡＣ電源が供給されると、制御部１０１が起動し、図４に示すフローをスタートする。

Ｓ００１で、制御部１０１は、操作部１０２及び通信部１１５を監視し、電源オンの指示がなされるのを待機する。

電源オンの指示がなされると、Ｓ００２で、制御部１０１は、ステレオ投射の設定の有無を内部メモリ１１６に格納されたフラグを参照して判定する。ここでは、ステレオ投射の設定がされていない（Ｆｌａｇ＝０）とし、Ｓ００３に制御が遷移する。

Ｓ００３で、制御部１０１は、電源部１０３に各ブロックに電源を供給するように指示をだし、各ブロックを待機状態にする。電源投入後、制御部１０１は、光源制御部１０８に光源１０６を発光させるように指示する。

Ｓ００４で、焦点調整のため、制御部１０１は、予め内部メモリ１１６に格納されたテストパターン画像をロードし、画像処理部１１７を経由して液晶部１０４に表示させる。制御部１０１は投射偏光部１２６を所定のデフォルト状態（例えば右円偏光）にし、撮像偏光部１２３を、投射偏光部１２６のデフォルト状態と同じ偏光状態にする。

Ｓ００５で、制御部１０１は、テストパターン画像を撮像部１２４で撮像し、撮像したクロスハッチ画像の鮮鋭度が最も高くなるように投射光学系１０７のフォーカスレンズを駆動する。これにより、投射光学系１０７の焦点調整を行なう。制御部１０１は、投射条件としての焦点を調整する投射制御手段として機能する。

Ｓ００６で、制御部１０１は、液晶部１０４に表示させたテストパターンを消去する。Ｓ００７で、制御部１０１は、図４に示すフローを終了し、プロジェクタ１００は通常投影状態に移行する。

ステレオ投射の際のプロジェクタ６００ａ，６００ｂの動作を説明する。プロジェクタ６００ａ，６００ｂの制御部１０１はともに、投射状態を示すフラグとして、ステレオ投射モードを示すフラグが設定され（Ｆｌａｇ＝１）、内部メモリ１１６に格納されている。この設定は、予め各プロジェクタ６００ａ，６００ｂの操作部１０２で入力してもよいし、通信部１１５から設定してもよい。プロジェクタ６００ａ（又は６００ｂ）の起動時に、他方のプロジェクタ６００ｂ（又は６００ａ）が同じスクリーン上に投影していることを撮像手段で検知し、通信によって夫々スタック投射構成であることを通知してもよい。また、この設定はフラグでなく、例えば、０はステレオ投射、０以外はステレオ投射のセットを識別する整数であるような識別子を用いても良い。この方法は、複数のステレオ投射セットに適用出来る。

前提としてプロジェクタ６００ａ，６００ｂにはＡＣ電源が供給されているとする（Ｓ００１）。プロジェクタ６００ａがマスタ側となり、プロジェクタ６００ａに対し、使用者により電源オンの指示がなされたとする。

Ｓ００２で、制御部１０１は、内部メモリ１１６に格納されたステレオ投射を示すフラグを参照して、ステレオ投射構成か否かを判定する。上述の通り、ステレオ投射モードの設定がされている（Ｆｌａｇ＝１）ので、Ｓ００８に制御が遷移する。

Ｓ００８で、プロジェクタ６００ａは使用者から電源オンの指示を受けたことにより、マスタとして扱われる。プロジェクタ６００ａの制御は、Ｓ００９に遷移する。

Ｓ００９で、プロジェクタ６００ａは、通信部１１５を用いて、接続されている機器に対してスタック投射を構成しているプロジェクタの問い合わせをブロードキャストする。この問い合わせは、プロジェクタ６００ｂに到達し、プロジェクタ６００ｂは自分がステレオ投射を構成する旨の返答をプロジェクタ６００ａに送信する。プロジェクタ６００ａは、この返答を受け取り、自分以外にステレオ投射を構成するプロジェクタが存在する（本実施例では１つ）ことを識別する。

Ｓ０１０で、プロジェクタ６００ａは、ステレオ投射を構成するプロジェクタ毎の、テストパターン投射光の偏光特性の割り付けを決定する。具体的には、図５（ｃ）で示すテーブルを予め内部メモリ１１６に格納しておき、そのテーブルを参照してステレオ投射を構成する台数から各プロジェクタの偏光特性を決定する。例えば、プロジェクタ１００ａ（１台目）を右円偏光とし、プロジェクタ１００ｂ（２台目）を左円偏光とする。

Ｓ０１１で、プロジェクタ６００ａは、Ｓ００９で識別した、ステレオ投射を構成する自分以外のプロジェクタ６００ｂに対し、起動を指示する。

Ｓ０１２で、プロジェクタ６００ａは、プロジェクタ６００ｂにＳ０１０で決定された偏光特性を指示する。

Ｓ０１３で、プロジェクタ６００ａは、Ｓ００３と同様に、自身の光源１０６を発光させる。

Ｓ０１４で、プロジェクタ６００ａは、Ｓ００４と同様に、テストパターン画像をスクリーン６２０に投射及び表示させる。但し、プロジェクタ６００ａは、先にＳ０１０で決定された偏光特性でテストパターン画像を投射する。先の説明では、プロジェクタ６００ａに割り付けられた偏光特性は右円偏光なので、制御部１０１は投射偏光部１２６及び撮像偏光部１２３を右円偏光に制御する。これにより、右円偏光でテストパターン画像が投射される。

Ｓ０１５で、プロジェクタ６００ａは、Ｓ００５と同様に、スクリーン上のテストパターン画像を撮像し、投射光学系１０７の焦点を調整する。撮像偏光部１２３が投射偏光部１２６と同じ偏光特性に制御されているので、撮像部１２４には、プロジェクタ６００ａが投射したテストパターン画像のみが入射する。プロジェクタ６００ａは、撮像されたテストパターン画像の鮮鋭度が高くなるように投射光学系１０７のフォーカスレンズを駆動する。プロジェクタ６００ａの制御部１０１が、投射条件としての焦点を調整する投射制御手段として機能する。

Ｓ００６で、プロジェクタ６００ａは、テストパターン画像の投射を止める。

Ｓ００７で、プロジェクタ６００ａは、通常投影状態に移行する。

プロジェクタ６００ａから起動指示されたプロジェクタ６００ｂの動作を説明する。プロジェクタ６００ｂはスレーブ側となる。

Ｓ００２で、プロジェクタ６００ｂの制御部１０１は、ステレオ投射の設定がされているかを内部メモリ１１６に格納されたフラグを参照して判定する。上述の通り、ステレオ投射の設定がされている（Ｆｌａｇ＝１）ので、Ｓ００８に制御が遷移する。

Ｓ００８で、プロジェクタ６００ｂは他のプロジェクタ（本例ではプロジェクタ６００ａ）から電源オンの指示を受けたことにより、スレーブとして扱われる。そのため、制御はＳ０１６に遷移する。

Ｓ０１６で、プロジェクタ６００ｂは、マスタであるプロジェクタ６００ａからテストパターン投射光の偏光特性を指示される。この偏光特性はマスタ側にてＳ０１０で決定したものであり、ここでは左円偏光である。

Ｓ０１７で、プロジェクタ６００ｂは、Ｓ００３、Ｓ０１３と同様に、自身の光源１０６を発光させる。

Ｓ０１８で、プロジェクタ６００ｂは、通知された偏光特性の投射光でテストパターン画像を表示する。具体的には、プロジェクタ１００ｂに割り付けられた偏光特性が上述の通り左円偏光なので、制御部１０１は投射偏光部１２６及び撮像偏光部１２３を左円偏光に制御する。左円偏光でテストパターン画像が投射される。

Ｓ０１９で、プロジェクタ６００ｂは、Ｓ０１５と同様に、スクリーン上のテストパターン画像を撮像し、投射光学系１０７の焦点を調整する。撮像偏光部１２３が投射偏光部１２６と同じ偏光特性に制御されているので、撮像部１２４には、プロジェクタ６００ｂが投射したテストパターン画像のみが入射する。プロジェクタ６００ｂは、撮像されたテストパターン画像の鮮鋭度が高くなるように投射光学系１０７のフォーカスレンズを駆動する。プロジェクタ６００ｂの制御部１０１が、投射条件としての焦点を調整する投射制御手段として機能する。

Ｓ００６で、プロジェクタ６００ｂは、テストパターン画像の投射を止める。

Ｓ００７で、プロジェクタ６００ｂは、通常投影状態に移行する。

この様に、本実施例では、複数台のプロジェクタによるステレオ投射の際に、最初に使用者から電源オンの指示されたプロジェクタをマスタとし、それ以外のプロジェクタをマスタにより電源オンされるスレーブとした。マスタは、各プロジェクタにおけるテストパターン表示の変更特性をプロジェクタ毎に直交するように決定し、各プロジェクタに通知する。各プロジェクタは、互いに直交する偏光特性でテストパターン画像を投射するので、自己の投射画像のみを撮像でき、従って、同時にフォーカスを調整できる。

本実施例では、プロジェクタ６００ａ，６００ｂに夫々ステレオ投射を構成するということを記憶させておき、能動的に投射光を偏光する例を示したが、本発明はそれに限定されない。本発明は、プロジェクタ側で自らの偏光の特性を知ることができる構成であれば、適用できる。例えば、円偏光に変換するフィルタを外部に設置したとして、プロジェクタ側からフィルタに付随するメモリと通信し、それに格納されたフィルタの偏光特性を取得しても良い。

本実施例では、投射時及び撮像時に円偏光への変換と透過をする構成としたが、本発明は円偏光に限定されない。本発明を適用するには、各プロジェクタの投射光を撮像時に分離できればよいので、投射光を直線偏光とする構成でも良い。例えば、投射光をＰ偏光又はＳ偏光に変換可能な偏光素子を光学系に配置し、図５（ｄ）に示すように２台のプロジェクタに対応付ければよい。

また、既に投射光が直線偏光になっている場合には、プロジェクタ６００ａ，６００ｂの何れか片方の本体を９０度傾けて設置する方法を取っても実現できる。後者の場合、制御部１０１は傾きセンサ１１８の出力値を取得して、９０度傾けられているかどうかを検知し、この検知結果により自らの偏光特性を知ることができる。

本実施例は、上記実施例と適宜組み合わせることが可能であり、例えば、２台からなるスタック投射の２セットからなるステレオ投射という構成にも本発明は適用可能である。

ステレオ投射を構成するプロジェクタをマスタとスレーブに分けた実施例を示したが、制御部となるマスタを外部の制御装置（例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ））とし、各プロジェクタをスレーブとする構成も可能である。この場合、外部の制御手段（例えばＰＣ）のフローとして、図４のフローの内、投射と自らの調整に関するステップは不要となる。そして、制御装置は主として、特に図４におけるＳ００９からＳ０１２に該当する処理及び指示を実行することになる。

実施例４では、投射条件の一例として焦点を調整したが、その他の投射条件の調整にも適用可能である。その他の投射条件には、例えば、ズーム比及び台形歪補正等があり、ここでは、ズーム比の調整と台形補正を併用することで、投射画像をスクリーンの所定矩形範囲に合致させる実施例を説明する。

具体的には、テストパターンを投射画像の縁部を判読しやすいテストパターン画像を採用する。そして、図４に示すフローの焦点調整動作（マスタ側であればＳ０１４とＳ０１５、スレーブ側であればＳ０１８とＳ０１９）の代わりに、投射画像のズーム比を調整し、台形歪みを補正する処理を実行する。

例えば、投射したテストパターン画像の撮影画像から投射画像の４隅の座標を検出し、これら４隅の座標が、スクリーン上の投射画像を表示したい投射希望域の４隅の座標に一致するように、投射画像のズーム比を調整し、台形歪みを補正する。スクリーン上の投射希望域の４隅の座標は事前に計測しておいても、同時に撮像した結果で決定しても良い。例えば、スクリーン上に例えば、微小な反射材又は色材等でマークしておくことで、その撮影画像から投射希望域の４隅の座標を決定できる。
（他の実施例）

本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、上述のプログラムコードの指示に基づき、装置上で稼動しているＯＳ（基本システムやオペレーティングシステム）などが処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、装置に挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。このとき、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行う。

Claims (6)

1. それぞれがスクリーンに画像を投射する複数の投射型表示装置と、前記複数の投射型表示装置を制御する制御装置とを有する投射型表示システムであって、
   前記複数の投射型表示装置が、
   画像を投射する投射手段と、
   前記投射手段により前記スクリーンに投射された画像を撮像する撮像手段と、
   前記投射手段の投射状態を調整するための調整用画像を前記投射手段により前記スクリーンに投射させると共に、他の投射型表示装置により調整用画像が投射されている前記スクリーンに対して前記投射手段により投射された調整用画像を前記撮像手段により撮像させ、前記撮像手段により得られた画像に基づいて前記投射手段の投射状態を制御する制御手段とを有し、
   前記制御装置は、前記複数の投射型表示装置がそれぞれ、波長域、偏光特性及び投射位置の何れかが互いに異なる調整用画像を投射するように制御することを特徴とする投射型表示システム。
2. 前記制御手段は、前記投射手段の投射状態を制御する処理として、前記投射手段の投射光学系の焦点またはズーム比を調整する処理、及び、台形歪みの補正のための処理の何れかを行うことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示システム。
3. 前記波長域は、青を示す波長域、緑を示す波長域、赤を示す波長域及び赤外を示す波長域の何れかを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型表示システム。
4. 前記偏光特性が、Ｐ偏光、Ｓ偏光、右円偏光及び左円偏光の互いに直交するものを含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の投射型表示システム。
5. 前記制御装置が、前記複数の投射型表示装置の何れかに内蔵されることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示システム。
6. それぞれがスクリーンに画像を投射する複数の投射型表示装置からなる表示システムにおいて用いられる投射型表示装置であって、
   画像を投射する投射手段と、
   前記投射手段により前記スクリーンに投射された画像を撮像する撮像手段と、
   前記投射手段の投射状態を調整するための調整用画像を前記投射手段により前記スクリーンに投射させると共に、他の投射型表示装置により調整用画像が投射されている前記スクリーンに対して前記投射手段により投射された調整用画像を前記撮像手段により撮像させ、前記撮像手段により得られた画像に基づいて前記投射手段の投射状態を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記投射手段により投射される調整用画像と前記他の投射型表示装置が投射する調整用画像とが、波長域、偏光特性及び投射位置の何れかが互いに異なるように制御を行うことを特徴とする投射型表示装置。

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