JP5832119B2 - 投影装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザインタフェース画面を画像に重畳させて投影させることが可能な技術に関するものである。

画像をスクリーン等に投射する投影装置において、スクリーンに対して投影装置を傾けた状態で投射した場合、スクリーン上に投射された画像は本来の矩形形状に対して台形歪みが生じる。このような場合、台形歪みを相殺するように歪ませた画像を形成し、投射することで所望の矩形形状で画像を投射することが可能である。

例えば、図８に示すように、投影装置８０１が斜め上方のスクリーン８０２に対して画像を投射する場合には、投射された画像は上方向に伸張し、図９（ａ）に示すように上底が下底よりも長い台形状の画像がスクリーン４００上に表示される。この台形歪みを補正する際には上側の画素を縮小し、図９（ｂ）に示すような台形状の画像領域を形成することにより、表示すべき画像を本来の矩形形状で投影することができる。なお、図９（ｂ）において、破線で示す領域は本来の画像領域であり、実線で示す領域は台形歪み補正により縮小された台形状の画像領域である。

ところで、投影装置においては、使用者が設置条件や色等の設定を行うためのユーザインタフェースが備えられている。使用者の操作性を向上させるために、調整用のＯＳＤメニューは、オンスクリーン画像として投影されている画像に重ね合わせて投射される。ＯＳＤメニューの投射に関しても、あおり投射を行う場合には台形歪みが発生するため、その形状補正のために縮小処理が施される。一般にＯＳＤメニューで表示される内容はより多くの情報を伝達するため、表示されるフォントや図形形状が細かく、多くの場合、精細な表示が要求される。しかしながら、ＯＳＤメニューに対して台形歪み補正による縮小処理を施すと、画素間引き等が発生し、表示されるＯＳＤメニュー自体が視認できなくなるという問題が生じてしまう。

特許文献１に開示される技術では、ＯＳＤメニューを台形歪み補正量が少なく、縮小処理の影響が少ない位置に投影することによって、台形歪み補正がＯＳＤメニューに与える影響を軽減している。例えば、図８に示すように斜め上方のスクリーンに画像を投射する場合、画像の下底に近い程歪み補正量が少ないため、画像内で下底に近い位置にＯＳＤメニューを表示する

特開２００３−１５３１３５号公報

しかしながら、台形歪み補正量は使用者の投射環境に応じて大きく変化する。例えば、投影装置とスクリーンとの距離を極端に短くして投射する場合には、投影装置を使用者の視線内で影とならない位置に配置する必要がある。この場合、スクリーンの上方或いは下方等に短距離で配置することが必要となり、必然的にあおり角が大きくなるため、台形歪み補正量が大きくなってしまう。また、上下方向のみならず左右方向にも台形歪が発生する可能性があり、画面内で台形歪み補正量が少ない位置が少なくなる。この場合、画面内で台形歪み補正量が少ない位置にＯＳＤメニューを投影したとしても、台形歪み補正に起因する情報量の減少は不可避であり、視認性の課題を解決することはできない。

そこで、本発明の目的は、画像の歪み補正によるユーザインタフェース画面に対する影響を低減し、ユーザインタフェース画面の視認性を向上させることにある。

本発明は、投影面に対する投影方向に応じて画像の歪み補正を実行する投影装置であって、前記投影装置による投影領域のうち、ユーザインタフェース画像の投影領域が前記歪み補正により縮小する場合における前記ユーザインタフェース画像の投影領域に対応する座標値の補正量を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された補正量が第１の補正量である場合、前記特定手段により特定された補正量が前記第１の補正量よりも小さい第２の補正量である場合よりも、大きなユーザインタフェース画像を生成する生成手段と、前記画像と前記生成手段により生成された前記ユーザインタフェース画像とに対して歪み補正を実行する補正手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、画像の歪み補正によるユーザインタフェース画面に対する影響を低減し、ユーザインタフェース画面の視認性を向上させることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る投影装置の構成を示す図である。 垂直方向に上方あおり投射を行った場合の例を説明するための図である。 あおり角と表示されるＯＳＤメニューとの関係を説明するための図である。 ＯＳＤメニューの例を示す図である。 ０％の縮小率と２０％の縮小率と４０％の縮小率との場合において生成されるＯＳＤメニューを示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る投影装置の構成を示す図である。 スライダーバーを含むＯＳＤメニューに対する台形歪み補正の例を説明するための図である。 あおり投射を説明するための図である。 あおり投射時における投影画面のゆがみを説明するための図である。

以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る投影装置１００の構成を示す図である。投影装置１００は、ＰＣや映像出力機器から画像データを映像入力部１０１から入力し、投影装置１００内で任意の画像処理(図示せず)を施し、画像処理後の画像データを、映像出力部１０９を介して投影する。

歪み検出部１０６は、投影装置１００のあおり角から投影時における画像の歪み量を検出する。歪み検出部１０６は、投影面上の表示形状を撮影やエリアセンサ等を用いて検出する手法や、垂直方向に関しては傾きセンサ等を用いて検出する自動手法を実行する。また、使用者の操作指示に基づく手動手法を実行しても構わない。

歪み検出部１０６で検出された歪み量は、歪み補正量算出部１０５に入力される。歪み補正量算出部１０５は、歪み量に基づいて、入力された画像データに対して所望の矩形形状を得るための変形パラメータ１１０を算出する。変形パラメータ１１０については実装方法により任意であるが、本実施形態では、画素の座標毎の縮小率として実装されるものとする。歪み補正量算出部１０５で算出された変形パラメータ１１０は、ＯＳＤメニュー生成部１０２と台形歪み補正部１０８とにそれぞれ入力される。

ＯＳＤメニュー生成部１０２は、映像入力部１０１から入力された画像データに対して重畳して表示されるＯＳＤメニュー（ユーザインタフェース画面）を生成する。ＯＳＤメニューを表示するトリガ等についてはシステムにより任意に構成可能である。本実施形態においては、ＵＩ操作指示部１０３が使用者からの操作イベントを検出し、その操作イベントに基づいてＯＳＤメニューの内容や表示領域の指示をＯＳＤメニュー生成部１０２に出力する。ＯＳＤメニュー生成部１０２は、ＵＩ操作指示部１０３からの指示に従って、ＯＳＤメニューの内容や表示領域を決定する。

さらにＯＳＤメニュー生成部１０２は、歪み補正量算出部１０５において画面内の各座標における縮小率として算出された変形パラメータ１１０を入力する。ＯＳＤメニュー生成部１０２は、ＵＩ操作指示部１０３にて指示されたＯＳＤメニューの表示領域の各座標と変形パラメータ１１０の縮小率との関連付けを行う。ＯＳＤメニュー生成部１０２は、ＵＩ操作指示部１０３からの指示に基づいて内容及び表示領域を決定したＯＳＤメニューに対し、ＯＳＤメニューの表示領域における縮小率に基づいて、画素情報の欠落が少なくなるようにＯＳＤメニューの形状の変形処理を行う。これにより、ＯＳＤメニュー１０４が生成される。なお、変形処理の詳細に関しては後述する。

映像合成部１０７は、映像入力部１０１から画像データ１１０を入力するとともに、ＯＳＤメニュー生成部１０２からＯＳＤメニュー１０４を入力し、それらの合成処理を行う。映像合成部１０７は、合成処理の結果である合成画像データ１１１を台形歪み補正部１０８に出力する。台形歪み補正部１０８は、歪み補正量算出部１０５で生成された変形パラメータ１１０を用いて、映像合成部１０７から入力した合成画像データ１１１に台形歪み補正処理を施し、映像出力部１０９に対して出力する。

以下、ＯＳＤメニュー生成部１０２における変形処理について詳細に説明する。変形処理においては、主としてＯＳＤメニューの内容に対して拡大処理を行うものである。本実施形態においては、ＯＳＤメニューのパーツ（部品）がビットマップ化されたイメージとして投影装置１００に保持されているものとする。ＯＳＤメニュー生成部１０２は、ＵＩ操作指示部１０３からの指示に従ってＯＳＤメニューの内容を決定すると、保持されているＯＳＤメニューのパーツを組み合わせ、ＯＳＤメニューを生成する。また、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、指定されたＯＳＤメニューの表示領域に該当する変形パラメータ１１０に基づいて、ＯＳＤメニューに対して拡大処理を施す。

図２は、垂直方向に上方あおり投射を行った場合の例を説明するための図であり、画面内の領域毎に台形歪み補正時の縮小率が異なる状況を示している。領域Ａ内では縮小率が１０％、領域Ｅでは縮小率が５０％というように、上底に近づくにつれて縮小率が大きくなっている。これに対して、図２の２０１の位置に「縦補正量」、「横補正量」といった手動調整用のＯＳＤメニューを表示する場合を考える。「縦補正量」は領域Ｅに含まれ、台形歪み補正により５０％の縮小が行われる。「横補正量」は領域Ｄに含まれ、台形歪み補正により４０％の縮小が行われる。ここで領域Ｅに含まれるＯＳＤメニューの表示領域がＯＳＤメニュー内の最大縮小率であるため、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、１／（１−０．５）＝２倍で拡大を行い、その結果をＯＳＤメニュー１０４として出力する。ここでは説明の簡易化のため、画像を５つの領域に区切った形で示しているが、実際はさらに細粒度で縮小率が定義される。また、図２の例においては、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、ＯＳＤメニューの表示枠線に関して線幅を２倍の太さに拡大し、ＯＳＤメニューを生成する。

台形歪み補正においては、投影装置１００とスクリーン間のあおり角に従って、縮小率を定義する変形パラメータが変化する。あおり角が０度の場合、つまり投影装置１００とスクリーンが正対している場合には、台形歪み補正の必要がなく縮小率は０％である。あおり角が小さい場合、台形歪みが小さくなり、台形歪み補正の縮小率が小さくなる。これ対してあおり角が大きい場合、台形歪みが大きくなるため、台形歪み補正の縮小率が大きくなる。台形歪み補正による縮小率が大きくなるに従って、ＯＳＤメニューに対する拡大率が大きくなり、結果としてサイズが大きいＯＳＤメニューが生成される。よって、スクリーン上に投影される画像に対するＯＳＤメニューのサイズが大きくなる。例えば使用者の操作により、台形歪み補正の補正量を大きくする方向に変化させると、スクリーン上に占めるＯＳＤメニューの割合が大きくなる。逆に台形歪み補正の補正量を小さくする方向に変化させると、スクリーン上に占めるＯＳＤメニューの割合が小さくなる。

図３は、あおり角と表示されるＯＳＤメニューとの関係を説明するための図である。図３（ａ）は、投影装置１００とスクリーンとが正対している場合を示している。これに対して、図３（ｂ）は、スクリーンに対する投影装置１００のあおり角が小さい場合を示しており、図３（ａ）に対してＯＳＤメニューのサイズが大きく、且つ、オブジェクトである文字が大きく、線幅が太く表示される。図３（ｃ）は、スクリーンに対する投影装置１００のあおり角が大きい場合を示しており、さらにＯＳＤメニューのサイズが大きく、且つ、オブジェクトである文字が大きく、線幅が太く表示される。なお、ＯＳＤメニューに含まれる文字や線等のオブジェクトについては、大きさや太さだけではなく、形状を変形するようにしてもよい。

このように、ＯＳＤメニューの表示領域における縮小率の逆数分を拡大することで、台形歪み補正の縮小時の間引き分を事前に補うことにより、ＯＳＤメニューの表示領域内において本来表示すべき内容の情報欠落を抑えることが可能となる。

本実施形態では、ＯＳＤメニューの表示領域内の縮小率の最大値で一様に拡大処理を行う主旨で説明しているが、別の実現方法としてＯＳＤメニューの表示領域内の各縮小率の逆数でＯＳＤメニューを拡大することも可能である。即ち、図２の例では、領域Ｅに含まれるＯＳＤメニューの表示領域に対しては、ＯＳＤメニュー生成部１０２は１／（１−０．５）＝２倍で拡大を行うことになる。また、領域Ｄに含まれるＯＳＤメニューの表示領域に対しては、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、１／（１−０．４）＝１．６７倍の拡大処理を行うことになる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、図４に示すＯＳＤメニューを表示する場合について説明する。ここでは、図４に示すように、「設定Ａ」、「設定Ｂ」、「設定Ｃ」のうち、選択された設定を大きく表示するＯＳＤメニューを例に挙げて説明する。本実施形態は、ＯＳＤメニュー生成部１０２が第１の実施形態と異なる動作を行う構成であることを除き、第１の実施形態と同一構成で実現される。本実施形態におけるＯＳＤメニュー生成部１０２は、「設定Ａ」、「設定Ｂ」、「設定Ｃ」のうち、選択された設定を大きく表示するようにＯＳＤメニューを生成する。即ち、図４（ａ）は「設定Ａ」が選択された状態を示しており、図４（ｂ）は「設定Ｂ」が選択された状態を示しており、図４（ｃ）は「設定Ｃ」が選択された状態を示している。また、ＯＳＤメニュー生成部１０２には、第１の実施形態と同様、縮小率を定義した変形パラメータが入力される。以下、図４（ｂ）のＯＳＤメニューが表示される場合を例に挙げて、本実施形態の動作について説明する。

図５は、台形歪み補正における縮小率が０％、２０％、４０％である場合において生成されるＯＳＤメニューを示す図である。即ち、図５（ａ）は、あおり角が０度であり、スクリーンと投影装置１００とが正対している場合に生成されるＯＳＤメニューを示している。図５（ｂ）は、あおり角が小さく、縮小率が２０％に設定された場合に生成されるＯＳＤメニューを示している。図５（ｃ）は、あおり角が大きく、縮小率が４０％に設定された場に生成されるＯＳＤメニューを示している。

ＯＳＤメニュー生成部１０２は、選択中を示す「設定Ｂ」のオブジェクトの生成時に、縮小率に応じて「設定Ｂ」のオブジェクトのサイズを決定する。あおり角が０度でスクリーンと投影装置１００とが正対している場合、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、事前に定義されたサイズで「設定Ｂ」のオブジェクトを生成する。スクリーンに対して投影装置１００が傾き、「設定Ｂ」が表示される画面内の位置における縮小率の最大値が２０％である場合、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、１．２５倍に拡大した「設定Ｂ」のオブジェクトを生成する。「設定Ｂ」のオブジェクトは、「設定Ｂ」という文字オブジェクトと枠線のオブジェクトとより構成される。「設定Ｂ」という文字オブジェクトは１．２５倍のサイズに拡大され、枠線の線幅も１．２５倍に拡大される。さらにあおり角を大きくし、「設定Ｂ」が表示される画面内の位置における縮小率の最大値が４０％に変化した場合、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、１．６７倍に拡大した「設定Ｂ」のオブジェクトを生成する。このとき、「設定Ｂ」という文字オブジェクトは１．６７倍のサイズに拡大され、枠線の線幅も１．６７倍に拡大される。なお、「設定Ｂ」という文字オブジェクトはサイズだけではなく、太字フォントに変更することも可能である。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係る投影装置の構成は、図１に示した第１の実施形態に係る投影装置１００の構成と同様である。但し、ＯＳＤメニュー生成部１０２の処理は第１の実施形態と異なるため、以下では、その相違点に主眼を置いて説明を行うものとする。

ＯＳＤメニュー生成部１０２は、ベクター等のグラフィックスコマンドに基づいてＯＳＤメニュー１０４をラスタライズする。ＯＳＤメニュー生成部１０２は、歪み補正量算出部１０５で算出された変形パラメータ１１０から、ＯＳＤメニューの表示位置における台形歪み補正の縮小率を抽出する。即ち、ＯＳＤメニュー生成部１０２内に含まれるラスタライザは、グラフィックスコマンドとＯＳＤメニューの表示位置における台形歪み補正の縮小率とを入力し、動作する。また、上記ラスタライザは、グラフィックスコマンド内に描画指示として記述されるオブジェクトについて、表示位置の縮小率に基づきオブジェクトのサイズや太さを決定し、ＯＳＤメニューを描画する。例えば文字オブジェクトに関しては、ラスタライザは、変形パラメータに基づいてフォントのサイズを決定して描画する。線等の図形オブジェクトに関しては、ラスタライザは、画素毎の線幅を決定して描画する。このようにして生成されたＯＳＤメニュー１０４に関しては、第１の実施形態と同様の処理が行われる。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態に係る投影装置６００の構成を示す図である。図６に示すように、第４の実施形態に係る投影装置６００は、図１に示す第１の実施形態に係る投影装置１００の各構成の配置を変更したものである。即ち、第４の実施形態においては、ＯＳＤメニュー生成部１０２は、歪み補正量算出部１０５から変形パラメータを入力し、台形歪み補正を施したＯＳＤメニューを生成する。また、台形歪み補正部１０８は、歪み補正量算出部１０５から変形パラメータを入力し、台形歪み補正を施した画像データを生成する。映像合成部１０７は、台形歪み補正後のＯＳＤメニューと台形歪み補正後のＯＳＤメニューとを合成し、出力する。

以下では、図７（ａ）に示すスライダーバーを含むＯＳＤメニューをスクリーン上に生成する場合を例に挙げて、第４の実施形態について説明する。また、説明の簡素化のため、図８に示すように、台形歪み補正の条件として、垂直方向の補正のみを行うものとし、水平方向ではスクリーンと投影装置６００とが正対しているものとする。図７（ａ）のＯＳＤメニューは、複数のオブジェクトのパーツの組み合わせで表現される。ＯＳＤメニューの枠は、２本の縦線７０２、７０３のオブジェクトのパーツと２本の横線７０１、７０４のオブジェクトのパーツとで構成される。スライダーバーに関しては、横線７０５のオブジェクトのパーツと選択ポイントを示す長方形７０６のオブジェクトのパーツとで構成される。ＯＳＤメニュー生成時に台形歪み補正を加える場合、各部の縮小率に従って各オブジェクトのパーツの形状を変化させる。枠の縦線７０２、７０３のオブジェクトのパーツに関しては、垂直方向で縮小率が異なるため、図７（ｂ）に示すように、縦線は細長い三角形７１２、７１３として描画される。また、枠の横線７０１、７０４に関しては、それぞれ表示位置での縮小率が異なるため、太さの異なる線７１１、７１４として描画される。またスライダーバーの線７０５や選択ポイントの長方形７０６は、それぞれ台形形状７１５、７１６として描画される。また、さらにあおり角を大きくした場合には、図７（ｃ）に示すように三角形の形状や線幅を太く描画する。

このようにあおり角による台形歪み補正の変形パラメータに応じてＯＳＤメニューを描画することで、歪みの影響による視認性を改善したＯＳＤメニューの表示が可能となる。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００、６００：投影装置、１０１：映像入力部、１０２：ＯＳＤメニュー生成部、１０３：ＵＩ操作指示部、１０４：ＯＳＤメニュー、１０５：歪み補正量算出部、１０６：歪み検出部、１０７：変形パラメータ、１０８：台形歪み補正部、１０９：映像出力部、１１０：画像データ、１１１：合成画像データ

Claims (9)

1. 投影面に対する投影方向に応じて画像の歪み補正を実行する投影装置であって、
   前記投影装置による投影領域のうち、ユーザインタフェース画像の投影領域が前記歪み補正により縮小する場合における前記ユーザインタフェース画像の投影領域に対応する座標値の補正量を特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された補正量が第１の補正量である場合、前記特定手段により特定された補正量が前記第１の補正量よりも小さい第２の補正量である場合よりも、大きなユーザインタフェース画像を生成する生成手段と、
   前記画像と前記生成手段により生成された前記ユーザインタフェース画像とに対して歪み補正を実行する補正手段と
   を有することを特徴とする投影装置。
2. 前記生成手段は、前記ユーザインタフェース画像の投影領域に対応する補正量として複数の補正量が前記特定手段により特定された場合、前記複数の補正量のうち、より大きな補正量に応じた大きさのユーザインタフェース画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
3. 前記生成手段は、前記特定手段により特定された補正量が前記第１の補正量である場合、前記特定手段により特定された補正量が前記第２の補正量である場合よりも、大きなユーザインタフェース画像であって、且つ、文字と図形の線が太いユーザインタフェース画像を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の投影装置。
4. 複数のユーザインタフェース画像のうち、ユーザに選択されたユーザインタフェース画像を判定する判定手段をさらに有し、
   前記生成手段は、対応する補正量に基づいた大きさで前記生成手段により生成された前記複数のユーザインタフェース画像のうち、ユーザに選択されたユーザインタフェース画像を前記判定手段の判定に応じて拡大することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の投影装置。
5. 投影面に対する投影方向に応じて画像の歪み補正を実行する投影装置の制御方法であって、
   前記投影装置による投影領域のうち、ユーザインタフェース画像の投影領域が前記歪み補正により縮小する場合における前記ユーザインタフェース画像の投影領域に対応する座標値の補正量を特定する特定工程と、
   前記特定工程により特定された補正量が第１の補正量である場合、前記特定工程により特定された補正量が前記第１の補正量よりも小さい第２の補正量である場合よりも、大きなユーザインタフェース画像を生成する生成工程と、
   前記画像と前記生成工程により生成された前記ユーザインタフェース画像とに対して歪み補正を実行する補正工程とを有することを特徴とする制御方法。
6. 前記生成工程は、前記ユーザインタフェース画像の投影領域に対応する補正量として複数の補正量が前記特定工程により特定された場合、前記複数の補正量のうち、より大きな補正量に応じた大きさのユーザインタフェース画像を生成することを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
7. 前記生成工程は、前記特定工程により特定された補正量が前記第１の補正量である場合、前記特定工程により特定された補正量が前記第２の補正量である場合よりも、大きなユーザインタフェース画像であって、且つ、文字と図形の線が太いユーザインタフェース画像を生成することを特徴とする請求項５又は６に記載の制御方法。
8. 複数のユーザインタフェース画像のうち、ユーザに選択されたユーザインタフェース画像を判定する判定工程をさらに有し、
   前記生成工程は、対応する補正量に基づいた大きさで前記生成工程により生成された前記複数のユーザインタフェース画像のうち、ユーザに選択されたユーザインタフェース画像を前記判定工程の判定に応じて拡大することを特徴とする請求項５乃至７のうち何れか１項に記載の制御方法。
9. 投影装置を制御するコンピュータに、請求項５乃至８のうち何れか１項に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。

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