JP2003289485A

JP2003289485A - 投写型画像表示装置及び平面被投写体

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Publication number: JP2003289485A
Application number: JP2002089653A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Katada; 寿治片田; Yutaka Hisamatsu; 豊久松
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP3879560B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カメラ付きの投写型画像表示装置において、
そのカメラで撮影した画像を利用して台形歪を補正す
る。【解決手段】カメラ１０４はスクリーン壁面に投写し
て表示された調整用画像、およびその周辺部分を撮影す
る。エッジ検出部１３８は撮影画像に含まれるエッジを
検出する。補正量調整部１４０は、直線ＰＮ，ＱＮ上に
点Ｒ’，Ｓ’を設定し、頂点Ｐ，Ｑと、設定した点Ｒ’
Ｓ’を頂点として有する台形ＰＱＲ’Ｓ’を理想形状と
して導き出す。補正量調整部１４０は、調整用画像であ
る台形ＰＱＲＳが、理想形状である台形ＰＱＲ’Ｓ’に
一致するように、台形歪補正部１３２において設定され
ている補正量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投写型画像表示装
置において、スクリーンなどの平面被投写体に対して画
像を斜めから投写した場合に発生する投写画像の台形歪
を補正する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】投写型画像表示装置は、光源から入射さ
れた光を液晶ライトバルブ（液晶パネル）などの光変調
手段によって画像信号に基づいて変調し、液晶ライトバ
ルブから射出された変調光を投写光学系を介して、平面
被投写体であるスクリーン上に結像させて投写するもの
が一般的である。すなわち、このような投写型画像表示
装置は、液晶ライトバルブに表示された画像をスクリー
ン上に拡大表示する。

【０００３】このような投写型画像表示装置を、投写型
画像表示装置の光軸とスクリーンの中心位置の法線とが
一致するように配置した場合、スクリーンに対して画像
は真正面から投写されるため、スクリーン上の投写画像
は、液晶ライトバルブに与えられた画像信号に応じた画
像と相似な歪のない画像となる。しかし、投写型画像表
示装置をこのように配置した場合、例えば、ユーザとス
クリーンとの間に投写型画像表示装置が存在していると
きには、ユーザが投写画像を観察する場合に投写型画像
表示装置が邪魔になるという問題が発生する。

【０００４】そこで、投写型画像表示装置を、ユーザの
観察の邪魔にならないように、先ほどの位置より右側ま
たは左側に移動させて、投写型画像表示装置の光軸とス
クリーンの法線とが一致せずに、所定の角度をなすよう
に配置する場合がある。このように投写型画像表示装置
を配置した場合、スクリーンに対して画像は左右斜め方
向から投写されるため、スクリーン上の投写画像は、左
右方向において拡大され、かつ、左右何れかの端部が上
下方向に拡大された台形形状となる台形歪（「キースト
ーン歪」とも呼ばれる。）が発生する。

【０００５】なお、投写型画像表示装置を、真正面の位
置より左右ではなく、上下方向に移動させて、投写型画
像表示装置の光軸とスクリーンの法線とが所定の角度を
なすように配置することも可能であるが、この場合は、
スクリーンに対して画像は上下斜め方向から投写される
ため、スクリーン上の投写画像は、上下方向において拡
大され、かつ、上下何れかの端部が左右方向に拡大され
た台形形状となる台形歪が発生する。

【０００６】一方、近年では、前面などにカメラを備え
た投写型画像表示装置が提案されている。かかる投写型
画像表示装置では、そのカメラを用いて、スクリーンに
投写された画像を撮影し、その撮影画像を基にして、投
写画像の色補正を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなカメラ付きの投写型画像表示装置では、カメラで撮
影した画像は、色補正のためだけに用いられていたた
め、そのカメラを、上記のような台形歪の補正のために
用いることについては考慮されていなかった。

【０００８】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の課題を解決し、カメラ付きの投写型画像表示装置に
おいて、そのカメラで撮影した画像を利用して台形歪を
補正する技術を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
の第１の投写型画像表示装置は、平面被投写体に画像を
投写して表示する投写型画像表示装置であって、前記平
面被投写体に対し斜め方向から投写することにより発生
する投写画像の台形歪を、設定された補正量に応じて補
正する台形歪補正部と、前記投写画像およびその周辺部
分を撮影するカメラと、撮影して得られた画像から、該
撮影画像内における前記投写画像の形状を求めると共
に、前記撮影画像内における水平方向または垂直方向に
延びる少なくとも２本の基準線から無限遠点を求め、さ
らに、前記投写画像の形状を形成する４つの頂点のう
ち、前記無限遠点から最も遠いまたは最も近い２つの特
定頂点と、前記無限遠点と、を結ぶ２本の直線を求め
て、それらの直線上に位置する２つの点を設定し、前記
特定頂点および設定点をそれぞれ頂点として有する理想
形状を導き出し、前記投写画像の形状が、前記理想形状
と略一致するように、前記補正量を調整する補正量調整
部と、を備えることを要旨とする。

【００１０】このように、本発明の第１の投写型画像表
示装置においては、カメラで撮影した画像を利用し、撮
影画像内における基準線から無限遠点を求め、投写画像
の形状を形成する頂点とその無限遠点とから理想形状を
導き出し、投写画像の形状が理想形状と一致するよう
に、補正量を調整しているので、補正量を適切に調整す
ることができ、台形歪を精度よく補正することができ
る。

【００１１】本発明の第２の投写型画像表示装置は、平
面被投写体に画像を投写して表示する投写型画像表示装
置であって、前記平面被投写体に対し斜め方向から投写
することにより発生する投写画像の台形歪を、設定され
た補正量に応じて補正する台形歪補正部と、前記投写画
像と、前記平面被投写体上に印され、該平面被投写体上
における前記投写画像の基準となる形状を示すためのマ
ークと、を撮影するカメラと、撮影して得られた画像か
ら、該撮影画像内における前記投写画像の形状を求める
と共に、前記撮影画像内における前記マークによって画
定される理想形状を導き出し、前記投写画像の形状が、
前記理想形状と略一致するように、前記補正量を調整す
る補正量調整部と、を備えることを要旨とする。

【００１２】このように、本発明の第２の投写型画像表
示装置においても、カメラで撮影した画像を利用し、撮
影画像からマークによって画定される理想形状を導き出
し、投写画像の形状が理想形状と一致するように、補正
量を調整しているので、補正量をより適切に調整するこ
とができ、台形歪をさらに精度よく補正することが可能
となる。

【００１３】本発明の投写型画像表示装置において、前
記撮影画像から、該撮影画像に含まれるエッジを検出す
るエッジ検出部をさらに備え、前記補正量調整部は、前
記撮影画像に代えて、前記エッジ検出部によるエッジ検
出結果を利用して、前記補正量を調整することが好まし
い。

【００１４】このように、撮影画像そのものではなく、
エッジ検出結果を用いることにより、基準線や投写画像
の形状やマークなどを容易に検出することができるよう
になる。

【００１５】本発明の平面被投写体は、投写型画像表示
装置により画像が投写されて表示される平面被投写体で
あって、被投写面に、前記投写画像の基準となる形状を
示すためのマークが印されていることを要旨とする。

【００１６】このようなマークが印されていることによ
り、このマークを、投写型画像表示装置において台形歪
の補正量を調整する際の基準として使用することができ
る。

【００１７】本発明の平面被投写体において、前記マー
クは、蛍光物質を有することが好ましい。

【００１８】このように、マークが蛍光物質を有するこ
とにより、マークは紫外線を当てたときのみ発光して、
カメラ等による検出が可能となる。また、それ以外の場
合は、マークは目立つことがなく、ユーザが投写画像を
観察する際にも、そのマークが邪魔にならない。

【００１９】本発明の平面被投写体において、前記マー
クは、赤外線を発光することが好ましい。

【００２０】このように、マークが赤外線を発光するこ
とにより、カメラ等によるマークの検出が可能となる。
一方、赤外線は人の目に認識されないため、ユーザが投
写画像を観察する際には、そのマークによる発光が邪魔
にならない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。Ａ．第１実施例：Ａ−１．投写型画像表示装置の構成：Ａ−２．画像投写動作：Ａ−３．補正量調整動作：Ｂ．第２実施例：Ｂ−１．補正量調整動作：Ｃ．変形例：

【００２２】Ａ．第１実施例：Ａ−１．投写型画像表示装置の構成：図１は本発明の第
１実施例としての投写型画像表示装置の全体構成を示す
ブロック図である。この投写型画像表示装置１００は、
図１に示すように、Ａ／Ｄ変換器１０２と、カメラ１０
４と、Ａ／Ｄ変換器１０６と、ビデオプロセッサ１０８
と、フレームメモリ１１０と、撮影画像メモリ１１２
と、液晶パネル駆動回路１１４と、液晶パネル１１６
と、照明光学系１１８と、投写光学系１２０と、ＣＰＵ
１２２と、リモコン制御部１２４と、制御線１２６と、
リモコン１２８と、を備えている。なお、図１では、Ｃ
ＰＵ１２２は、制御線１２６を介して、ビデオプロセッ
サ１０８，液晶パネル駆動回路１１４，リモコン制御部
１２４のみとつながっているように描いてあるが、実際
には他の構成部ともつながっている。

【００２３】また、図２は図１におけるビデオプロセッ
サ１０８内の構成を示すブロック図である。ビデオプロ
セッサ１０８は、図２に示すように、読出／書込制御部
１３０と、台形歪補正部１３２と、画像調整部１３４
と、撮影画像読出／書込制御部１３６と、エッジ検出部
１３８と、補正量調整部１４０と、を備えている。

【００２４】Ａ−２．画像投写動作：それでは、まず、
投写型画像表示装置１００における通常動作である画像
投写動作について簡単に説明する。なお、本実施例で
は、部屋の白地の壁面（以下、スクリーン壁面という）
を平面被投写体とし、そのスクリーン壁面に画像を投写
するものとする。

【００２５】図１において、ユーザがリモコン１２８を
用いて、画像投写の開始を指示すると、リモコン１２８
は、入力されたその指示を無線通信によってリモコン制
御部１２４に伝える。リモコン制御部１２４は、リモコ
ン１２８からの指示を制御線１２６を介してＣＰＵ１２
２に伝える。ＣＰＵ１２２は、それら指示に基づいて、
ビデオプロセッサ１０８を始めとする各構成部を制御し
て、画像投写動作を行う。

【００２６】まず、Ａ／Ｄ変換器１０２が、ビデオプレ
ーヤやテレビやＤＶＤプレーヤなどから出力された画像
信号や、パーソナルコンピュータなどから出力された画
像信号を入力し、これらアナログ画像信号をデジタル画
像信号に変換して、ビデオプロセッサ１０８に出力す
る。

【００２７】ビデオプロセッサ１０８は、フレームメモ
リ１１０への書き込みや読み出しなどを行うプロセッサ
であり、台形歪補正を行う機能や、その他の画像調整を
行う機能などを有している。図２に示すように、ビデオ
プロセッサ１０８における読出／書込制御部１３０は、
Ａ／Ｄ変換器１０２からのデジタル画像信号を入力し、
フレームメモリ１１０に書き込むと共に、書き込んだデ
ジタル画像信号を読み出して、台形歪補正部１３２に出
力する。

【００２８】台形歪補正部１３２は、スクリーン壁面に
対し斜め方向から投写することにより発生する投写画像
の台形歪を補正するために、読出／書込制御部１３０か
らのデジタル画像信号の表す画像を、設定された補正量
に応じて変形する。

【００２９】画像調整部１３４は、画像のその他の表示
状態（例えば、輝度、コントラスト、同期、トラッキン
グ、色の濃さ、色合いなど）が所望の状態となるよう
に、台形歪補正部１３２からのデジタル画像信号を調整
し、液晶パネル駆動回路１１４へ出力する。

【００３０】図１において、液晶パネル駆動回路１１４
は、入力されたデジタル画像信号に基づいて、液晶パネ
ル１１６を駆動する。これにより、液晶パネル１１６で
は、照明光学系１１８から射出された照明光を、画像情
報に応じて変調する。

【００３１】投写光学系１２０は、投写型画像表示装置
１００の筐体の前面に取り付けられおり、液晶パネル１
１６によって変調された光をスクリーン壁面に投写す
る。これにより、スクリーン壁面上には投写画像が表示
される。

【００３２】Ａ−３．補正量調整動作：ところで、投写
型画像表示装置１００がユーザによって新たな位置に配
置された場合、本実施例においては、上述した画像投写
動作を行う前に、以下に述べるような補正量調整動作が
行われる。なお、このとき、投写型画像表示装置１００
は、ユーザによって、スクリーン壁面に対して左側斜め
方向から画像を投写するような位置に配置されているも
のとする。

【００３３】ユーザがリモコン１２８から補正量の調整
を指示すると、リモコン１２８は、入力されたその指示
をリモコン制御部１２４を介してＣＰＵ１２２に伝え
る。ＣＰＵ１２２は、その指示に基づいて、ビデオプロ
セッサ１０８やカメラ１０４などの各構成部を制御し
て、補正量調整動作を開始する。

【００３４】補正量調整動作が開始されると、まず、ビ
デオプロセッサ１０８の台形歪補正部１３２は、図３に
示すように、周囲の縁部分が黒で、内部が白の長方形を
成す調整用画像４００を用意し、そのデジタル画像信号
を画像調整部１３４を介して液晶パネル駆動回路１１４
に出力する。液晶パネル駆動回路１１４は、そのデジタ
ル画像信号に基づいて液晶パネル１１６を駆動し、液晶
パネル１１６はその画像情報に応じて照明光を変調し
て、スクリーン壁面にその調整用画像を投写させる。

【００３５】一方、カメラ１０４は、投写光学系１２０
と同様に、投写型画像表示装置１００の筐体の前面に取
り付けられており、スクリーン壁面に投写して表示され
た調整用画像、およびその周辺部分を撮影し、その撮影
画像を撮影画像信号として出力する。

【００３６】Ａ／Ｄ変換器１０６は、カメラ１０４から
出力された撮影画像信号を入力し、これらアナログの撮
影画像信号をデジタルの撮影画像信号に変換して、ビデ
オプロセッサ１０８に出力する。

【００３７】ビデオプロセッサ１０８は、上述した機能
の他に、Ａ／Ｄ変換器１０６からのデジタル撮影画像信
号を入力し、撮影画像メモリ１１２への書き込みや読み
出しも行い、フレームメモリ１２０から読み出されたデ
ジタル撮影画像信号を基にして補正量を調整する機能も
有している。

【００３８】すなわち、ビデオプロセッサ１０８の撮影
画像読出／書込制御部１３６は、Ａ／Ｄ変換器１０６か
らのデジタル撮影画像信号を入力し、撮影画像メモリ１
１２に書き込むと共に、書き込んだデジタル撮影画像信
号を読み出して、エッジ検出部１３８に出力する。

【００３９】エッジ検出部１３８は、デジタル撮影画像
信号の表す撮影画像に含まれるエッジ、すなわち、物体
の輪郭を検出する。エッジを検出する方法としては、例
えば、注目画素のデータ値とその注目画素の近傍に位置
する近傍画素のデータ値に、それぞれ、所望の重み係数
を掛けて、それらの総和を求める差分演算を、画像中の
全ての画素について行うことにより、エッジを検出する
方法などが挙げられる。

【００４０】図４は撮影画像から検出したエッジを示す
説明図である。撮影画像には、中央に、投写された調整
用画像６００が写っている他、その周辺に、その画像が
投写されているスクリーン壁面６０２や、そのスクリー
ン壁面６０２に交差する天井面６０４や床面６０６や側
壁面６０８などが写っているため、撮影画像に含まれる
エッジを検出すると、図４に示すように、調整用画像６
００の周囲の縁部分６１０がエッジとして検出される
他、スクリーン壁面６０２と他の面との交線６１２〜６
２０もエッジとして検出される。なお、調整用画像６０
０は、投写型画像表示装置１００によってスクリーン壁
面に対し左側斜め方向から投写されているため、調整用
画像６００の縁部分６１０は、点Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓを頂点
として備える台形に歪んだ形状となっている。

【００４１】また、このようにスクリーン壁面に対し左
側斜め方向から投写された調整用画像を、カメラ１０４
からではなく、スクリーン壁面６０２の真正面から見た
場合には、図５に示すごとくになり、調整用画像５００
の縁部分５１０は、台形がさらに左右に引き延ばされた
形状となる。

【００４２】続いて、補正量調整部１４０は、エッジ検
出部１３８によるエッジ検出の結果に基づいて、台形歪
を補正する際に用いる補正量を調整する。

【００４３】具体的には、補正量調整部１４０は、図４
に示したエッジ検出の結果に対して、長方形を成す検出
対象枠６２２を設定し、その検出対象枠６２２を撮影画
像の中心から徐々に広げていく。すると、検出対象枠６
２２の中には、まず、調整用画像６００の縁部分６１０
が全て含まれるようになり、さらに広げると、スクリー
ン壁面６０２と他の面との交線が含まれるようになる。
そして、交線が２本、検出対象枠６２２の中に含まれた
時点で、検出対象枠６２２の拡張を停止する。すると、
その状態は図６に示すごとくになる。すなわち、図６に
示すように、検出対象枠６２２の中には、調整用画像６
００の縁部分６１０の他、スクリーン壁面６０２と天井
面６０４との交線６１２と、スクリーン壁面６０２と床
面６０６との交線６１４が含まれることになる。補正量
調整部１４０は、これら２本の交線６１２，６１４を基
準線として設定する。

【００４４】次に、補正量調整部１４０は、図７に示す
ように、基準線として設定したこれら２本の交線６１
２，６１４をそれぞれ延長し、それらの交点として無限
遠点Ｎを求める。なお、このとき、これら２本の交線を
延長しても、互いに交わらない場合は、補正量調整部１
４０は、検出対象枠６２２をさらに広げて、次に検出対
象枠６２２の中に含まれる交線を基準線として設定し、
同様の動作を繰り返す。

【００４５】次に、補正量調整部１４０は、調整用画像
６００の縁部分６１０（つまり、台形ＰＱＲＳ）のう
ち、無限遠点Ｎから最も遠い２点、すなわち、頂点Ｐ，
Ｑを選択し、その頂点Ｐ，Ｑと無限遠点Ｎとを結ぶ２本
の直線ＰＮ，ＱＮを求める。

【００４６】続いて、補正量調整部１４０は、図８に示
すように、調整用画像６００内（すなわち、台形ＰＱＲ
Ｓ内）の領域において、それら直線ＰＮ，ＱＮ上の適切
な位置に点Ｒ’，Ｓ’を設定する。そして、頂点Ｐ，Ｑ
と、設定した点Ｒ’Ｓ’を頂点として有する台形ＰＱ
Ｒ’Ｓ’を理想形状として導き出す。

【００４７】前述したとおり、台形歪補正部１３２が用
意した調整用画像４００は、図３に示したように長方形
を成していたが、その調整用画像を投写型画像表示装置
１００によってスクリーン壁面に対し左側斜め方向から
投写すると、その投写した調整用画像は、カメラ１０４
から見た場合、図８に示すように台形ＰＱＲＳとなって
いる。また、その投写した調整用画像をスクリーン壁面
の真正面から見た場合は、図５に示したように、台形が
さらに左右に引き延ばされた形状となっている。

【００４８】これに対し、カメラ１０４から見た場合の
理想形状として導き出した台形ＰＱＲ’Ｓ’は、辺Ｐ
Ｒ’，ＱＳ’が、それぞれ、先に求めた直線ＰＮ，ＱＮ
上にあるため、互いに無限遠点Ｎで交差する。従って、
この台形ＰＱＲ’Ｓ’をスクリーン壁面の真正面から見
た場合、辺ＰＲ’，ＱＳ’は、それぞれ、スクリーン壁
面６０２と天井面６０４との交線６１２やスクリーン壁
面６０２と床面６０６との交線６１４と平行になる。台
形ＰＱＲ’Ｓ’のうち、もう一方の辺ＰＱ，Ｒ’Ｓ’
は、何れも、どの位置から見ても、垂直であるため、台
形ＰＱＲ’Ｓ’をスクリーン壁面の真正面から見ると、
長方形となっている。

【００４９】従って、カメラ１０４から見た場合の形状
として、調整用画像６００である台形ＰＱＲＳが、理想
形状である台形ＰＱＲ’Ｓ’に一致するように、元の調
整用画像、すなわち、台形歪補正部１３２で用意する調
整用画像４００が変形されていれば、スクリーン壁面に
投写されたその調整用画像をスクリーン壁面の真正面か
ら見た場合に、その形状は長方形となり、台形歪が解消
されたことになる。

【００５０】そこで、台形歪補正部１３２における元の
画像の変形は、設定された補正量に応じて行われるた
め、補正量調整部１４０は、調整用画像である台形ＰＱ
ＲＳが、理想形状である台形ＰＱＲ’Ｓ’に一致するよ
うに、台形歪補正部１３２において設定されている上記
補正量を調整する。

【００５１】この結果、台形歪補正部１３２は、補正量
調整部１４０によって調整された補正量に応じて、用意
した調整用画像４００を、図９に示すように調整用画像
４０２に変形するため、スクリーン壁面に投写された調
整用画像は、スクリーン壁面の真正面から見た場合に、
図１０に示すごとく、長方形を成す調整用画像５０２と
なり、台形歪が解消される。

【００５２】こうして、一連の補正量調整動作が完了し
たら、上述した画像投写動作が開始される。

【００５３】台形歪補正部１３２は、画像投写動作を行
う際に、調整済みの補正量に応じて、読出／書込制御部
１３０からデジタル画像信号の表す画像を変形して、台
形歪を補正する。なお、台形歪補正部１３２における具
体的な画像の変形方法としては、出願人が既に出願して
いる、例えば、特開平１１−３０５７１５号公報などに
詳しく説明されているので、ここでは説明を省略する。

【００５４】以上説明したように、本実施例によれば、
カメラ１０４で撮影した画像内における基準線（すなわ
ち、スクリーン壁面と天井面や床面との交線）から無限
遠点を求め、投写画像の形状を形成する頂点とその無限
遠点とから理想形状を導き出し、投写画像の形状が理想
形状と一致するように、補正量を調整しているので、補
正量を適切に調整することができ、台形歪を精度よく補
正することが可能となる。

【００５５】Ｂ．第２実施例：上記した第１実施例で
は、補正量を調整するために、カメラによって撮影され
た画像から、基準線（すなわち、スクリーン壁面と天井
面や床面との交線）を検出し、この基準線に基づいて理
想形状を導き出していた。これに対し、本実施例では、
基準線を検出する代わりに、スクリーン壁面に、投写さ
れるべき画像の基準となる形状を予めマーキングし、カ
メラによって撮影された画像から、このマークを検出
し、このマークに基づいて理想形状を導き出すようにし
ている。

【００５６】具体的には、マークとして、図１１に示す
ように、スクリーン壁面の画像が投写されるべき位置に
おいて、本来の投写画像の形状（すなわち、長方形）５
０２に合わせて、４つの頂点の近傍に、蛍光物質の塗布
されたテープ５０２を貼るようにする。

【００５７】図１２は本発明の第２実施例としての投写
型画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。本
実施例における投写型画像表示装置１００の構成は、基
本的には、第１実施例と同様であるが、さらに、紫外線
光源（ブラックライト）１４２を備えている。

【００５８】本実施例において、通常動作である画像投
写動作は、第１実施例の場合と同様であるので、説明は
省略する。

【００５９】Ｂ−１．補正量調整動作：それでは、投写
型画像表示装置１００がユーザによって新たな位置に配
置された場合に行われる補正量調整動作について説明す
る。

【００６０】ユーザがリモコン１２８から補正量調整を
指示し、第１実施例と同様の手順にて、補正量調整動作
が開始されると、まず、ブラックライト１４２が点灯す
ると共に、カメラ１０４が、スクリーン壁面に貼付され
たテープ５０２の部分、およびその周辺部分を撮影す
る。そして、第１実施例と同様の手順にて、エッジ検出
部１３８が、その撮影画像に含まれるエッジを検出す
る。

【００６１】図１３は撮影画像から検出したエッジを示
す説明図である。ブラックライト１４２が点灯したこと
により、ブラックライト１４２からは蛍光作用の強い近
紫外線が放射されるため、蛍光物質の塗布されたテープ
５０２は光り、スクリーン壁面との間で輝度差が生じる
ので、そのテープ５０２の部分がエッジとして検出され
る。なお、投写型画像表示装置１００は、スクリーン壁
面に対し左側斜め方向から画像を投写する位置に配置さ
れており、その位置からカメラ１０４は撮影しているた
め、スクリーン壁面６０２に貼付されたテープ５０２に
よって画定される形状は、長方形ではなく、点ａ，ｂ，
ｃ，ｄを頂点として備える台形に歪んだ形状となってい
る。

【００６２】そこで、補正量調整部１４０は、エッジ検
出部１３８によるエッジ検出の結果から、テープ５０２
によって画定される台形ａｂｃｄを理想形状として導き
出す。

【００６３】次に、ビデオプロセッサ１０８の台形歪補
正部１３２が、図３に示したような長方形の調整用画像
を用意し、第１実施例と同様の手順にて、液晶パネル１
１６が照明光を変調して、スクリーン壁面にその調整用
画像を投写させる。また、カメラ１０４は、スクリーン
壁面に投写して表示された調整用画像、およびその周辺
を撮影する。そして、第１実施例と同様の手順にて、エ
ッジ検出部１３８が、その撮影画像に含まれるエッジを
検出する。

【００６４】図１４は調整用画像を投写した際における
撮影画像から検出したエッジを示す説明図である。図１
４に示すように、スクリーン壁面６０２に投写された調
整用画像６００の周囲の縁部分６１０がエッジとして検
出される。なお、調整用画像は投写型画像表示装置１０
０によってスクリーン壁面に対し左側斜め方向から投写
されているため、調整用画像６００の縁部分６１０は、
点Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓを頂点として備える台形に歪んだ形状
となっている。

【００６５】なお、このとき、投写型画像表示装置１０
０の位置は、スクリーン壁面に投写された調整用画像６
００の右端（すなわち、辺ＰＱ）が、テープ５０２によ
って画定される台形ａｂｃｄの右端（すなわち、辺ａ
ｂ）に一致するように調整されているものとする。

【００６６】前述したとおり、台形歪補正部１３２が用
意した調整用画像は、図３に示したように長方形を成し
ているが、その調整用画像をスクリーン壁面に対し左側
斜め方向から投写すると、その投写した調整用画像は、
カメラ１０４から見た場合、図１４に示すように台形Ｐ
ＱＲＳとなっている。また、その投写した調整用画像を
スクリーン壁面の真正面から見た場合は、台形がさらに
左右に引き延ばされた形状となっている。

【００６７】これに対し、理想形状として導き出した台
形ａｂｃｄは、スクリーン壁面に添付されたテープ５０
２によって画定される形状である。前述したとおり、テ
ープ５０２は、スクリーン壁面に、投写画像の基準とな
る形状、すなわち、長方形に合わせて添付されてもので
あるため、そのテープ５０２によって画定される台形ａ
ｂｃｄは、スクリーン壁面の真正面から見ると、当然に
長方形となっている。

【００６８】従って、第１実施例の場合と同様に、カメ
ラ１０４から見た場合の形状として、調整用画像である
台形ＰＱＲＳが、理想形状である台形ａｂｃｄに一致す
るように、元の調整用画像、すなわち、台形歪補正部１
３２で用意する調整用画像が変形されていれば、スクリ
ーン壁面に投写されたその調整用画像をスクリーン壁面
の真正面から見た場合に、その形状は長方形となり、台
形歪が解消されたことになる。

【００６９】そこで、補正量調整部１４０は、調整用画
像である台形ＰＱＲＳが、理想形状である台形ＰＱＲ’
Ｓ’に一致するように、台形歪補正部１３２において設
定されている上記補正量を調整する。

【００７０】この結果、台形歪補正部１３２は、補正量
調整部１４０によって調整された補正量に応じて、用意
した調整用画像を変形するため、スクリーン壁面に投写
された調整用画像は、スクリーン壁面の真正面から見た
場合、台形歪が解消される。こうして、一連の補正量調
整動作が完了したら、画像投写動作が開始される。

【００７１】本実施例においては、予め、スクリーン壁
面に投写画像の基準形状を示すマーク（すなわち、テー
プ）を印しておき、カメラ１０４で撮影した画像から、
そのマークで画定される理想画像を導き出し、投写画像
の形状が理想形状と一致するように、補正量を調整して
いるので、補正量をより適切に調整することができ、台
形歪をさらに精度よく補正することが可能となる。

【００７２】また、スクリーン壁面に印されたマーク
は、蛍光物質の塗布されたテープであるため、ブラック
ライトで照らしたときは光り、カメラによって撮影して
も、撮影画像からその位置を容易に検出することができ
るが、通常の画像投写を行う際には、そのテープが目立
つことはなく、ユーザが投写画像を観察する際の邪魔に
ならない。

【００７３】Ｃ．変形例：なお、本発明は上記した実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様にて実施することが可能
である。

【００７４】上記した第２実施例においては、平面被投
写体であるスクリーン壁面上における投写画像の基準と
なる形状を示すマークとして、蛍光物質を塗布したテー
プ５０２を用い、これらを投写画像の基準形状に合わせ
て、４つの頂点の近傍に貼付したが、４辺に沿って貼付
するようにしてもよい。また、テープに限定されるもの
ではなく、蛍光物質を塗布した鋲や磁石などあってもよ
い。

【００７５】さらに、これら蛍光物質を塗布したテープ
などの代わりに、赤外線発光素子を用いるようにしても
よい。具体的には、図１５に示すように、平面被投写体
であるスクリーン壁面上において、投写画像の基準とな
る形状８００における４つの頂点の近傍に、それぞれ、
赤外線発光素子８０２を設置し、カメラ１０４で撮影す
る際に、投写型画像表示装置１００から無線でそれら赤
外線発光素子８０２に発光を指示する。そして、カメラ
１０４で発光しているそれら赤外線発光素子８０２を撮
影する。カメラ１０４の撮像素子は可視光線だけでな
く、赤外光も検出できるため、撮影して得られた画像か
ら各赤外線発光素子の位置は容易に検出することができ
る。また、赤外線は人間の目には認識されないので、通
常の画像投写を行う際に、赤外線発光素子８０２から赤
外線が発光されていても、ユーザが投写画像を観察する
際の邪魔にならない。

【００７６】なお、これら赤外線発光素子８０２は、カ
メラ１０４の撮影時だけ発光させてもよいが、常時発光
させていてもよい。また、リモコンなど他の赤外線発光
素子を備える機器に悪影響を与えないために、周期的に
発光させるようにしてもよい。また、補正量の調整を行
うときのみ発光させ、通常の画像投写を行う際には、発
光させないのであれば、赤外線の代わりに、可視光線を
用いるようにしても構わない。

【００７７】上記した実施例では、平面被投写体として
スクリーン壁面を利用したが、壁面でなく、通常のスク
リーンを平面被投写体として利用してもよい。従って、
このようなスクリーンを利用する場合、第２実施例やそ
の変形例では、蛍光物質を塗布したテープ５０２や、上
述した赤外線発光素子などは、そのスクリーンに貼付ま
たは設置されることになる。

【００７８】また、このように、赤外線発光素子を設置
した専用のスクリーンを用いる場合、その赤外線発光素
子を周期的に発光させ、その発光周期に信号を重畳する
ことにより、スクリーンから投写型画像表示装置１００
に対し、赤外線にのせて信号を伝送することができる。
例えば、その信号に、そのスクリーンの材質や反射率な
どの情報を含ませることによって、投写型画像表示装置
１００側では、その情報に応じて、投写画像の色や輝度
などを制御して、そのスクリーンに合わせた投写画像を
表示させることができる。

【００７９】上記した実施例では、投写型画像表示装置
１００は、左側斜め方向から画像を投写するような位置
に配置されているものとして説明したが、右側斜め方
向，上側斜め方向，下側斜め方向からそれぞれ画像を投
写するような位置に配置されている場合も、本発明を同
様に適用できることは言うまでもない。

【００８０】なお、第１実施例では、左右の斜め方向か
ら画像を投写する場合であったため、撮影画像内におけ
るスクリーン壁面と天井面や床面との交線、すなわち、
水平方向に延びる線を基準線として設定したが、上下の
斜め方向から画像を投写する場合には、スクリーン壁面
と側面との交線など、垂直方向に延びる線を基準線とし
て設定する必要がある。

【００８１】上記した第１実施例では、撮影画像内にお
ける面と面との交線を基準線として設定したが、垂直方
向もしくは水平方向に延びる線であれば、撮影画像内に
おける他の線を、基準線として設定しても構わない。

【００８２】上記した第１実施例では、無限遠点Ｎを求
めた後、調整用画像６００の縁部分６１０（つまり、台
形ＰＱＲＳ）のうち、無限遠点Ｎから最も遠い２点、す
なわち、頂点Ｐ，Ｑを選択し、その頂点Ｐ，Ｑと無限遠
点Ｎとを結ぶ２本の直線ＰＮ，ＱＮを求めていたが、無
限遠点Ｎから最も近い２点、すなわち、頂点Ｒ，Ｓを選
択し、その頂点Ｒ，Ｓと無限遠点Ｎとを結ぶ２本の直線
ＲＮ，ＳＮを求めるようにしてもよい。その場合、それ
ら直線ＲＮ，ＳＮ上の適切な位置に点Ｐ’，Ｑ’を設定
し、頂点Ｒ，Ｓと、設定した点Ｐ’Ｑ’を頂点として有
する台形Ｐ’Ｑ’ＲＳを理想形状として導き出すことに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての投写型画像表示装
置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１におけるビデオプロセッサ１０８内の構成
を示すブロック図である。

【図３】図２における台形歪補正部１３２で用意される
調整用画像４００を示す説明図である。

【図４】撮影画像から検出したエッジを示す説明図であ
る。

【図５】スクリーン壁面６０２に対し真正面から見たと
きの調整用画像５００を示す説明図である。

【図６】エッジ検出結果に検出対象枠６２２を設定した
様子を示す説明図である。

【図７】基準線として設定した２本の交線６１２，６１
４から無限遠点Ｎを求める様子を示す説明図である。

【図８】直線ＰＮ，ＱＮ上に点Ｒ’，Ｓ’を設定し、台
形ＰＱＲ’Ｓ’を理想形状として導き出す様子を示す説
明図である。

【図９】台形歪補正部１３２において補正量に応じて変
形された調整用画像４０２を示す説明図である。

【図１０】スクリーン壁面６０２に対し真正面から見た
ときの補正された調整用画像５０２を示す説明図であ
る。

【図１１】スクリーン壁面に貼付されたテープ５０２を
示す説明図である。

【図１２】本発明の第２実施例としての投写型画像表示
装置の全体構成を示すブロック図である。

【図１３】撮影画像から検出したエッジを示す説明図で
ある。

【図１４】調整用画像を投写した際における撮影画像か
ら検出したエッジを示す説明図である。

【図１５】平面被投写体上における投写画像の基準とな
る形状８００を示すマークとして設置された赤外線発光
素子８０２を示す説明図である。

【符号の説明】

１００…投写型画像表示装置１０２…Ａ／Ｄ変換器１０４…カメラ１０６…Ａ／Ｄ変換器１０８…ビデオプロセッサ１１０…フレームメモリ１１２…撮影画像メモリ１１４…液晶パネル駆動回路１１６…液晶パネル１１８…照明光学系１２０…フレームメモリ１２０…投写光学系１２２…ＣＰＵ１２４…リモコン制御部１２６…制御線１２８…リモコン１３０…読出／書込制御部１３２…台形歪補正部１３４…画像調整部１３６…撮影画像読出／書込制御部１３８…エッジ検出部１４０…補正量調整部１４２…ブラックライト４００…調整用画像４０２…調整用画像５００…調整用画像５０２…テープ５０２…調整用画像５１０…縁部分６００…調整用画像６０２…スクリーン壁面６０４…天井面６０６…床面６０８…側壁面６１０…縁部分６１２〜６２０…交線６２２…検出対象枠８００…投写画像の基準となる形状８０２…赤外線発光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｆターム(参考） 2K103 AA16 AB08 CA01 5C006 AB01 AF34 AF46 BF02 BF38 EC11 5C058 BA23 BA27 BB04 BB13 BB25 EA11 EA26 5C080 AA10 BB05 CC06 DD01 DD21 EE21 KK43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面被投写体に画像を投写して表示する
投写型画像表示装置であって、前記平面被投写体に対し斜め方向から投写することによ
り発生する投写画像の台形歪を、設定された補正量に応
じて補正する台形歪補正部と、前記投写画像およびその周辺部分を撮影するカメラと、撮影して得られた画像から、該撮影画像内における前記
投写画像の形状を求めると共に、前記撮影画像内におけ
る水平方向または垂直方向に延びる少なくとも２本の基
準線から無限遠点を求め、さらに、前記投写画像の形状
を形成する４つの頂点のうち、前記無限遠点から最も遠
いまたは最も近い２つの特定頂点と、前記無限遠点と、
を結ぶ２本の直線を求めて、それらの直線上に位置する
２つの点を設定し、前記特定頂点および設定点をそれぞ
れ頂点として有する理想形状を導き出し、前記投写画像
の形状が、前記理想形状と略一致するように、前記補正
量を調整する補正量調整部と、を備える投写型画像表示装置。
【請求項２】平面被投写体に画像を投写して表示する
投写型画像表示装置であって、前記平面被投写体に対し斜め方向から投写することによ
り発生する投写画像の台形歪を、設定された補正量に応
じて補正する台形歪補正部と、前記投写画像と、前記平面被投写体上に印され、該平面
被投写体上における前記投写画像の基準となる形状を示
すためのマークと、を撮影するカメラと、撮影して得られた画像から、該撮影画像内における前記
投写画像の形状を求めると共に、前記撮影画像内におけ
る前記マークによって画定される理想形状を導き出し、
前記投写画像の形状が、前記理想形状と略一致するよう
に、前記補正量を調整する補正量調整部と、を備える投写型画像表示装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の投写型
画像表示装置において、前記撮影画像から、該撮影画像に含まれるエッジを検出
するエッジ検出部をさらに備え、前記補正量調整部は、前記撮影画像に代えて、前記エッ
ジ検出部によるエッジ検出結果を利用して、前記補正量
を調整することを特徴とする投写型画像表示装置。
【請求項４】投写型画像表示装置により画像が投写さ
れて表示される平面被投写体であって、投写面に、前記投写画像の基準となる形状を示すための
マークが印されていることを特徴とする平面被投写体。
【請求項５】請求項４に記載の平面被投写体におい
て、前記マークは、蛍光物質を有することを特徴とする平面
被投写体。
【請求項６】請求項４に記載の平面被投写体におい
て、前記マークは、赤外線を発光することを特徴とする平面
被投写体。