JP6461426B2 - 輝度調整装置及び方法、並びに画像表示システム、並びにプログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置を構成している複数の表示ユニットの輝度を調整する輝度調整装置及び方法に関する。本発明はまた、上記の輝度調整装置と上記の画像表示装置とを備えた画像表示システムに関する。本発明はさらに、上記の輝度調整装置における処理の一部又は上記の輝度調整方法における処理の一部をコンピュータに実行させるためのプログラム、及びそのようなプログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体に関する。

画像表示装置を構成している複数の表示ユニットの輝度を調整する輝度調整装置が、例えば、下記の特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されている輝度調整装置においては、パターン画像を複数の表示ユニットに表示させ、表示された画像をカメラで撮影し、撮影により得られた画像における各表示ユニットの位置を特定する。さらに、撮影により得られた画像から、各表示ユニットに対する撮影角度、及び各表示ユニットの表示画像の輝度を計測する。そして、各表示ユニットに対する撮影角度、並びに計測された各表示ユニットの表示画像の輝度から、各表示ユニットの輝度調整に用いる補正値を算出する。

特許第５３００９８１号公報（段落０００９−００１３、第１図）

Ｚ． Ｚｈａｎｇ． Ａ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｃａｍｅｒａ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， ２２（１１）：１３３０−１３３４， ２０００．

非特許文献１については後に言及する。

従来の輝度調整装置ではカメラと各表示ユニットとの間の距離が考慮されていなかった。そのため、視野角の広いレンズ、例えば、超広角レンズを備えたカメラを画像表示装置の近くに配置して撮影を行った場合に、カメラからの距離が表示ユニット相互間で大幅に異なり、そのために、撮影画像上の明るさが表示ユニット相互間で大幅に異なり、輝度の調整を正しく行うことができないという問題があった。例えば、カメラを画像表示装置の近くに、画像表示装置の中央部に正対するように配置して撮影を行った場合に、カメラから画像表示装置の中央部に位置する表示ユニットまでの距離とカメラから画像表示装置の端部近くに位置する表示ユニットまでの距離との違いのために、撮影画像上の明るさの違いが大きくなり、輝度の調整を正しく行うことができないという問題があった。
本発明は上記の従来の技術の課題を解決するためのものである。

本発明に係る輝度調整装置は、
複数の表示ユニットの画面を並べることで構成される組合せ画面を有する画像表示装置の、前記複数の表示ユニットに表示される画像の輝度を調整する輝度調整装置であって、
前記複数の表示ユニットに、パターン画像を表示させるパターン画像表示処理部と、
前記複数の表示ユニットに表示された前記パターン画像を撮影するカメラと、
前記カメラによる撮影で得られた撮影画像中の前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置を特定するユニット位置特定部と、
実空間内における前記カメラの位置を特定するカメラ位置特定部と、
実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置と、前記カメラ位置特定部で特定された前記カメラの位置とから、前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する前記カメラの撮影角度を特定する角度特定部と、
実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置に基づいて、前記カメラから前記複数の表示ユニットの各々の画面までの距離を特定する距離特定部と、
前記ユニット位置特定部により特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面の前記撮影画像内における位置に基づいて、前記撮影画像内において前記複数の表示ユニットの各々の画面が占める領域を特定し、特定した領域内の輝度を、前記複数の表示ユニットの各々の画面の輝度として計測する輝度計測部と、
配光特性式と、前記角度特定部で特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する撮影角度とから、前記複数の表示ユニットの各々の画面についての配光特性値を算出し、算出した配光特性値と、前記距離特定部で特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面までの距離とから、当該表示ユニットについての目標輝度を定め、前記輝度計測部で計測された前記複数の表示ユニットの各々の画面の輝度を、当該表示ユニットについての前記目標輝度に一致させるための補正値を算出する補正値算出部と
を有する。

本発明によれば、カメラからの距離の違いのために撮影画像上の明るさが表示ユニット相互間で異なっていても、輝度を正しく調整することができる。

本発明の実施の形態１に係る輝度調整装置を備えた画像表示システムを示すブロック図である。 図１の画像表示装置を構成する複数個の表示ユニットの画面の配列の一例を示す図である。 図１の演算処理部の構成例を示すブロック図である。 図１の画像表示装置の画面の撮影の様子を示す概略図である。 撮影画像中の、各表示ユニットの画面に対応する領域を示す図である。 図１の画像表示装置の画面の水平方向の撮影角度及び垂直方向の撮影角度を示す説明図である。 図３の補正値算出部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２で用いられる輝度調整装置の構成例を示すブロック図である。 図８の演算処理部の構成例を示すブロック図である。 図９の配光特性算出部の構成例を示すブロック図である。 基準ユニット領域を示す説明図である。 本発明の実施の形態３で用いられる演算処理部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４で用いられる演算処理部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態５に係る輝度調整装置の構成例を示すブロック図である。 図１４のカメラ特性補正部の構成例を示すブロック図である。 図１の画像表示装置の画面の分割撮影の様子を示す概略図である。 本発明の実施の形態６に係る輝度調整装置の構成例を示すブロック図である。 図１７の演算処理部の構成例を示すブロック図である。 分割画面、分割撮影画像、分割領域、分割位置データ、分割領域の４頂点、及び分割領域の４頂点座標の記号を示す図である。 図１又は図８の輝度調整装置の各部の機能を実現するコンピュータを含む画像表示システムの構成の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る輝度調整装置を備えた画像表示システムを示す。
図示の画像表示システムは、画像表示装置１１、輝度調整装置１２、映像信号入力部１３、映像信号補正部１４、切り替え部１５、及び制御部１６を有する。

画像表示装置１１は、複数の表示ユニットの画面を水平方向及び垂直方向に並べることで構成された画面を有する、大画面の表示装置である。表示ユニットの数を「Ｎ」で表す。表示ユニットの画面は、例えば図２に示すように行列を成すように並べられている。行の数を「Ｎ_ｒｔ」で表し、列の数を「Ｎ_ｃｔ」で表す。図２に示す例では、Ｎが１８であり、Ｎ_ｒｔが３であり、Ｎ_ｃｔが６である。
各表示ユニットＵｎ（ｎは１からＮのいずれか）の画面ＤＵｎは矩形状であり、画像表示装置１１の画面ＤＡも全体として矩形状である。

映像信号入力部１３は、外部から供給される映像信号Ｖａを受けて映像信号補正部１４に供給する。
映像信号補正部１４は、映像信号入力部１３から出力される映像信号Ｖａを補正し、補正後の映像信号Ｖｂを切り替え部１５に供給する。
切り替え部１５は、映像信号補正部１４から出力される映像信号Ｖｂ、又は輝度調整装置１２から出力される後述のパターン画像を表す信号Ｖｐのいずれかを選択して、画像表示装置１１に供給する。

制御部１６は、画像表示システムを補正値算出モード又は映像表示モードで動作させる。
補正値算出モードにおいて、制御部１６は、切り替え部１５に、輝度調整装置１２から出力されるパターン画像を表す信号Ｖｐを選択させ、輝度調整装置１２に輝度調整のための処理を行わせ、該処理の結果として、補正値Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを算出させ、記憶させる。

映像表示モードにおいて、制御部１６は、切り替え部１５に、映像信号補正部１４から出力される映像信号Ｖｂを選択させ、記憶されている補正値Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを映像信号補正部１４に供給させる。映像信号補正部１４は、供給された補正値Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを用いて映像信号Ｖａの補正を行い、補正後の映像信号Ｖｂを、切り替え部１５を介して画像表示装置１１に供給する。この結果、画像表示装置１１は、補正後の映像信号Ｖｂに応じた映像の表示を行う。
制御部１６による切り替え部１５の制御は、制御部１６が制御信号Ｓｗを切り替え部１５に与えることにより行われる。

輝度調整装置１２は、パターン画像表示処理部２１、カメラ２２、及び演算処理部２３を有する。
演算処理部２３は、図３に示すように、座標生成部３１、参照位置特定部３２、変換行列生成部３３、ユニット位置特定部３４、カメラ位置特定部３５、角度特定部３６、距離特定部３７、輝度計測部３８、配光特性入力部３９、配光特性格納部４０、補正値算出部４１、及び補正値格納部４２を有する。

上記の補正値算出モードにおいて、パターン画像表示処理部２１は、パターン画像を生成して、切り替え部１５に供給し、画像表示装置１１は、供給されたパターン画像を表示する。このパターン画像は、輝度計測及び画面の参照位置、例えば４隅の位置の検出に用いられるものであり、例えば、単一色の画像、即ち、画像表示装置１１の画面ＤＡの全体に亘り、同じ色の画像である。

カメラ２２は、画像表示装置１１に表示されたパターン画像を撮影する。撮影は、画像表示装置１１の画面ＤＡの全体が撮影範囲に含まれるように行われる。

座標生成部３１は、画像表示装置１１を構成している表示ユニットの行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔ基づいて、実空間、即ち画像表示装置１１が設置されている空間における画像表示装置１１の画面ＤＡの各部の位置を特定し、特定した位置を示す座標を生成する。具体的には、画面ＤＡの参照位置、例えば、４隅の位置を示す座標と、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの中心の位置を示す座標と、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの４隅の位置を示す座標とを生成する。

参照位置特定部３２は、カメラ２２から撮影画像を表す信号Ｉｃを受け、画像表示装置１１の画面ＤＡの参照位置、例えば４隅の位置に対応する、撮影画像中の位置を特定する。

変換行列生成部３３は、座標生成部３１で生成された、実空間における画像表示装置の画面ＤＡの参照位置としての４隅の位置の座標と、参照位置特定部３２で特定された、撮影画像中の対応する位置、即ち、撮影画像中の、画面ＤＡの参照位置の座標とに基づいて、実空間における座標と、撮影画像中の位置を示す座標との対応関係を示す射影変換行列Ｍ_ｐを生成する。

ユニット位置特定部３４は、射影変換行列Ｍ_ｐを用いて座標生成部３１で生成された各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの位置を示す座標を変換することで、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの、撮影画像中の位置を示す座標を算出する。各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの位置としては、その４隅の位置が算出される。

カメラ位置特定部３５は、変換行列生成部３３で生成された射影変換行列Ｍ_ｐと、内部に保持されているカメラ内部行列Ｍ_ｃとに基づいて、実空間におけるカメラ２２の位置を特定する。カメラ２２の実空間における位置は、一定であるとは限らず、撮影を行うごとに異なるものとなる可能性がある。従って、カメラ２２の実空間における位置は可変であると言える。

角度特定部３６は、座標生成部３１で生成された、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの位置（例えばその中心の位置）を示す座標と、カメラ位置特定部３５で特定されたカメラ２２の位置とに基づいて、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎに対するカメラ２２の撮影角度α_ｎ，β_ｎを特定する。撮影角度α_ｎは画像表示装置１１の画面ＤＡの水平方向の撮影角度であり、撮影角度β_ｎは画面ＤＡの垂直方向の撮影角度である。各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎに対する撮影角度として、例えば、該画面ＤＵｎの中心に対する撮影角度が特定される。

距離特定部３７は、カメラ２２から各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎを特定する。各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎまでの距離として、例えば、該画面ＤＵｎの中心までの距離が特定される。
距離Ｒ_ｎの特定は、例えば、座標生成部３１で生成された、各表示ユニットの位置（例えばその中心の位置）を示す座標と、カメラ位置特定部３５で特定されたカメラ２２の位置とに基づいて行われる。

輝度計測部３８は、カメラ２２からの撮影画像を表す信号Ｉｃと、ユニット位置特定部３４で特定された、撮影画像中の各表示ユニットの画面の位置とに基づいて、撮影画像における、各表示ユニットの画面の輝度を計測する。

配光特性入力部３９は、補正値算出モードでの処理に先立って、外部から供給される配光特性式ｆ（α，β）を受けて、配光特性格納部４０に格納させる。

外部から供給される配光特性式ｆ（α,β）は、例えば、輝度調整の対象となっている画像表示装置１１について、専用の配光特性計測装置により測定されたデータから生成されたものである。
代わりに、輝度調整の対象となっている画像表示装置１１を構成している表示ユニットと配光特性が類似の表示ユニットについて別途定められた配光特性式ｆ（α，β）を外部から供給することとしても良い。

配光特性格納部４０に格納された配光特性式ｆ（α，β）は、補正値算出モードにおいて読み出されて、補正値算出部４１に供給される。
補正値算出部４１は、各表示ユニットＵｎについての補正値Ｈ_ｎを算出する。各表示ユニットＵｎについての補正値Ｈ_ｎの算出は、配光特性格納部４０に記憶されている配光特性式ｆ（α，β）と、角度特定部３６で特定された各表示ユニットＵｎについての撮影角度α_ｎ，β_ｎと、距離特定部３７で特定された各表示ユニットＵｎについての距離Ｒ_ｎと、輝度計測部３８で計測された各表示ユニットＵｎについての輝度Ｌ_ｎとに基づいて行われる。

算出された各表示ユニットＵｎについての補正値Ｈ_ｎは補正値格納部４２に格納される。
補正値Ｈ_ｎが格納されると、その後の映像表示モードでの動作に際し、格納された補正値Ｈ_ｎが読み出されて、映像信号補正部１４に供給される。映像信号補正部１４は、各補正値Ｈ_ｎを、対応する表示ユニットＵｎに供給される映像信号の補正に用いる。

映像信号補正部１４は、補正値格納部４２から読み出された補正値Ｈ_ｎを、映像表示モードでの動作が続く間、繰り返し使用して、補正を行う。
なお、補正値算出部４１で算出された補正値Ｈ_ｎを、映像信号補正部１４内で記憶することとしても良い。この場合、輝度調整装置１２内の補正値格納部４２は省略できる。

以下、輝度調整装置１２の各部の動作をより詳しく説明する。
パターン画像表示処理部２１は、パターン画像として、例えば、緑一色などの単一色の画像を、画像表示装置１１の画面ＤＡに表示させる。単一色の画像とは、画面の全体が同じ色である画像である。単一色の画像は、画像表示装置１１の画面ＤＡの全体を、同じ色で、かつ同じ輝度を表す信号で表示素子を駆動することで生成される。

上記のように、画像表示装置１１の画面ＤＡはＮ個の表示ユニットの画面で構成される。図２に示す例では、Ｎが１８であり、１８個の画面ＤＵ１〜ＤＵＮ（Ｎ＝１８）は、垂直方向に３行、水平方向に６列の行列を成すように配列されている。
画面ＤＵ１〜ＤＵＮは、相互間に隙間なく配置されているものとする。また、画面ＤＵ１〜ＤＵＮは形状及びサイズが互いに同じであるとする。さらに、各画面ＤＵｎ（ｎは１からＮのいずれか）の水平方向の寸法がＤ_ｕｘであり、垂直方向の寸法がＤ_ｕｙであるとする。この場合、画面相互間の水平方向の間隔（中心間の距離）もＤ_ｕｘであり、画面相互間の垂直方向の間隔（中心間の距離）もＤ_ｕｙである。
以下では、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎをユニット画面と言い、画像表示装置１１の画面ＤＡを、装置画面或いは組合せ画面と言うことがある。

演算処理部２３内の座標生成部３１は、画像表示装置１１を構成している表示ユニットの行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔと、各ユニット画面ＤＵｎのサイズ、即ち、水平方向の寸法Ｄ_ｕｘ及び垂直方向の寸法Ｄ_ｕｙとに基づいて、実空間内における位置を特定し、上記実空間の座標系における装置画面ＤＡの各部の位置を示す座標を生成する。

実空間の座標系として、装置画面ＤＡを基準として定義された座標系（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ，Ｓ_ｚ）が用いられる。この座標系（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ，Ｓ_ｚ）においては、装置画面ＤＡがＳ_ｚ＝０の位置にあり、装置画面ＤＡの左上隅ＤＡ１が原点（Ｓ_ｘ＝０，Ｓ_ｙ＝０, Ｓ_ｚ＝０）であり、Ｓｘ軸（水平軸）が装置画面ＤＡの上辺に沿って右方向に延び、Ｓｙ軸（垂直軸）が装置画面ＤＡの左辺に沿って下方向に延びている。

以下では、実空間の座標系を装置座標系とも言う。
上記のように、装置画面ＤＡがＳ_ｚ＝０の位置にあるので、装置画面ＤＡ上の位置を装置座標系の座標で表す場合に、Ｓ_ｚを省略して、「（Ｓ_ｘ,Ｓ_ｙ）」と表現することがある。

装置画面ＤＡの各部の位置の座標として、具体的には、画面ＤＡの参照位置、例えば、４隅ＤＡ１〜ＤＡ４の位置を示す座標（Ｓ_１ｘ，Ｓ_１ｙ）、（Ｓ_２ｘ，Ｓ_２ｙ）、（Ｓ_３ｘ，Ｓ_３ｙ）、及び（Ｓ_４ｘ，Ｓ_４ｙ）と、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの中心ＤＵｎ０の位置を示す座標（Ｓ_ｎ０ｘ，Ｓ_ｎ０ｙ）と、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの４隅ＤＵｎ１〜ＤＵｎ４の位置を示す座標（Ｓ_ｎ１ｘ，Ｓ_ｎ１ｙ）、（Ｓ_ｎ２ｘ，Ｓ_ｎ２ｙ）、（Ｓ_ｎ３ｘ，Ｓ_ｎ３ｙ）、及び（Ｓ_ｎ４ｘ，Ｓ_ｎ４ｙ）とが生成される。

画面ＤＡの参照位置ＤＡ１〜ＤＡ４を示す座標（Ｓ_１ｘ，Ｓ_１ｙ）、（Ｓ_２ｘ，Ｓ_２ｙ）、（Ｓ_３ｘ，Ｓ_３ｙ）、及び（Ｓ_４ｘ，Ｓ_４ｙ）を示すデータを符号「Ｓａ」で示し、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの中心ＤＵｎ０の位置を示す座標（Ｓ_ｎ０ｘ，Ｓ_ｎ０ｙ）を、符号「Ｓｍ」で示し、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの４隅ＤＵｎ１〜ＤＵｎ４の位置を示す座標（Ｓ_ｎ１ｘ，Ｓ_ｎ１ｙ）、（Ｓ_ｎ２ｘ，Ｓ_ｎ２ｙ）、（Ｓ_ｎ３ｘ，Ｓ_ｎ３ｙ）、及び（Ｓ_ｎ４ｘ，Ｓ_ｎ４ｙ）を示すデータを符号「Ｓｎ」で示す。

各ユニット画面ＤＵｎのサイズ、即ち水平方向の寸法Ｄ_ｕｘ及び垂直方向の寸法Ｄ_ｕｙは、予め座標生成部３１内に予め保持されている。
表示ユニットの行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔは、例えば、図示しないキーボードなどのマンマシンインタフェースを用いて、操作者が入力することとしても良い。例えば、演算処理部２３が、行の数及び列の数を入力するよう操作者に対して案内し、この案内に応じて操作者が行の数及び列の数を入力する。行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔは操作者には既知であり、図２に示す例では行の数Ｎ_ｒｔとして「３」、列の数Ｎ_ｃｔとして「６」が入力される。
なお、行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔを操作者に入力させる代わりに、例えば、画像表示装置１１から座標生成部３１に、行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔが自動的に入力されるようにしてもよい。

上記のように、ユニット画面ＤＵ１〜ＤＵＮは、図２に示すように、行列を成すように配列されており、各ユニット画面の水平方向の寸法がＤ_ｕｘであり、各ユニット画面の垂直方向の寸法がＤ_ｕｙであり、また装置画面ＤＡの左上隅ＤＡ１が原点である。このことから、装置画面ＤＡの各部の位置を表す座標は以下のように求められる。

装置画面ＤＡの４隅ＤＡ１〜ＤＡ４の座標は、それぞれ以下の式で求められる。
即ち、左上隅ＤＡ１の位置の座標（Ｓ_１ｘ，Ｓ_１ｙ）は、
Ｓ_１ｘ＝０
Ｓ_１ｙ＝０
で求められる。
右上隅ＤＡ２の位置の座標（Ｓ_２ｘ,Ｓ_２ｙ）は、
Ｓ_２ｘ＝Ｎ_ｃｔ×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_２ｙ＝０
で求められる。
左下隅ＤＡ３の位置の座標（Ｓ_３ｘ,Ｓ_３ｙ）は、
Ｓ_３ｘ＝０
Ｓ_３ｙ＝Ｎ_ｒｔ×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
右下隅ＤＡ４の位置の座標（Ｓ_４ｘ,Ｓ_４ｙ）は、
Ｓ_４ｘ＝Ｎ_ｃｔ×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_４ｙ＝Ｎ_ｒｔ×Ｄ_ｕｙ
で求められる。

各ユニット画面ＤＵｎの中心ＤＵｎ０の位置及び４隅ＤＵｎ１〜ＤＵｎ４の位置を表す座標は、以下のように求められる。即ち、当該ユニット画面ＤＵｎが左からＮ_ｃ番目の列、上からＮ_ｒ番目の行にあるとすると、その中心の位置及び４隅の位置における座標は、それぞれ以下の式で求められる。
中心ＤＵｎ０の位置の座標（Ｓ_ｎ０ｘ，Ｓ_ｎ０ｙ）は、
Ｓ_ｎ０ｘ＝（Ｎ_ｃ−０．５）×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_ｎ０ｙ＝（Ｎ_ｒ−０．５）×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
左上隅ＤＵｎ１の位置の座標（Ｓ_ｎ１ｘ，Ｓ_ｎ１ｙ）は、
Ｓ_ｎ１ｘ＝（Ｎ_ｃ−１）×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_ｎ１ｙ＝（Ｎ_ｒ−１）×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
右上隅ＤＵｎ２の位置の座標（Ｓ_ｎ２ｘ,Ｓ_ｎ２ｙ）は、
Ｓ_ｎ２ｘ＝Ｎ_ｃ×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_ｎ２ｙ＝（Ｎ_ｒ−１）×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
左下隅ＤＵｎ３の位置の座標（Ｓ_ｎ３ｘ,Ｓ_ｎ３ｙ）は、
Ｓ_ｎ３ｘ＝（Ｎ_ｃ−１）×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_ｎ３ｙ＝Ｎ_ｒ×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
右下隅ＤＵｎ４の位置の座標（Ｓ_ｎ４ｘ,Ｓ_ｎ４ｙ）は、
Ｓ_ｎ４ｘ＝Ｎ_ｃ×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_ｎ４ｙ＝Ｎ_ｒ×Ｄ_ｕｙ
で求められる。

座標（Ｓ_１ｘ，Ｓ_１ｙ）、（Ｓ_２ｘ，Ｓ_２ｙ）、（Ｓ_３ｘ，Ｓ_３ｙ）、及び（Ｓ_４ｘ，Ｓ_４ｙ）を示すデータＳａは、変換行列生成部３３に供給される。座標（Ｓ_ｎ０ｘ,Ｓ_ｎ０ｙ）を示すデータＳｍは、角度特定部３６及び距離特定部３７に供給される。座標（Ｓ_ｎ１ｘ，Ｓ_ｎ１ｙ）、（Ｓ_ｎ２ｘ，Ｓ_ｎ２ｙ）、（Ｓ_ｎ３ｘ，Ｓ_ｎ３ｙ）、及び（Ｓ_ｎ４ｘ，Ｓ_ｎ４ｙ）を示すデータＳｎは、ユニット位置特定部３４に供給される。

カメラ２２は、装置画面ＤＡ全体を撮影範囲に含むように撮影を行う。上記のように、矩形のパターン画像が表示される場合、矩形のパターン画像の全体が、撮影範囲に含まれる。カメラ２２による撮影の様子を図４に示す。図４において、符号ＣＰがカメラ２２の位置、即ちカメラ２２のレンズの中心の位置を表す。装置画面ＤＡの画像がレンズにより撮像面ＰＳに結像され、撮影画像が形成される。
撮影画像には、パターン画像、即ち、装置画面ＤＡに対応する領域ＱＡのほか、装置画面ＤＡの外側に対応する領域ＱＥが含まれる。以下この装置画面ＤＡに対応する領域ＱＡをパターン画像の領域と言うことがある。

図４に示すように、撮影画像中の、パターン画像の領域ＱＡは四角形となる。カメラ２２の光軸が装置画面ＤＡに垂直であり、且つ装置画面ＤＡの中心を通るものであれば、撮影画像中の、パターン画像の領域ＱＡも矩形となる。

図４に示されるパターン画像の領域ＱＡは、図５に示すように、それぞれのユニット画面ＤＵ１〜ＤＵＮに対応する領域ＱＵ１〜ＱＵＮを含む。
領域ＱＵ１〜ＱＵＮは、実空間における表示ユニットＵ１〜ＵＮの画面ＤＵ１〜ＤＵＮに対応するものであるので、領域ＱＵ１〜ＱＵＮを、撮影画像中の表示ユニットの画面とも言う。

図４に示すように、カメラ２２による撮影は、撮影の対象となる装置画面ＤＡの、撮像面ＰＳへの射影として把握することができる。撮像面ＰＳ上の位置を表す座標系として、撮像面ＰＳの一つの隅ＰＳ１を原点として、当該一つの隅ＰＳ１を一端とする、互いに直交する辺に沿う直線を、水平軸（Ｉｘ軸）及び垂直軸（Ｉｙ軸）とする座標系を定義し、この座標系を撮像面の座標系と呼ぶ。装置座標系における座標は、射影変換により撮像面の座標系における座標に変換することができる。撮像面の座標系は、撮像面ＰＳ上の位置を表し、従って撮影画像内の位置を表すものであるので、撮影画像の座標系とも呼ばれる。

参照位置特定部３２は、カメラ２２から撮影画像を表す信号Ｉｃを受け、装置画面ＤＡの参照位置に対応する撮影画像中の位置を特定し、特定した位置の座標を生成する。装置画面ＤＡの参照位置は例えばその４隅である。その場合、参照位置特定部３２は、撮影画像中の、装置画面ＤＡに対応する領域ＱＡの４隅ＱＡ１〜ＱＡ４（図４及び図５）を検出し、検出した４隅ＱＡ１〜ＱＡ４の位置の座標を生成する。４隅ＱＡ１〜ＱＡ４の位置を示す座標として、撮影画像の座標系における座標（Ｉ_１ｘ，Ｉ_１ｙ）、（Ｉ_２ｘ，Ｉ_２ｙ）、（Ｉ_３ｘ，Ｉ_３ｙ）及び（Ｉ_４ｘ，Ｉ_４ｙ）が生成される。

撮影画像中の４隅ＱＡ１〜ＱＡ４の検出は、例えば、画像中の特定の色（パターン画像の色）の領域のエッジを検出することで該領域の４つの頂点を検出し、検出した４つの頂点を４隅として認識することで行っても良い。代わりに、装置画面ＤＡに対応する領域ＱＡのうち、撮像面ＰＳの４隅ＰＳ１〜ＰＳ４（図４及び図５）にそれぞれ最も近い点を、該領域ＱＡの４隅として検出することとしても良い。

検出された４隅ＱＡ１〜ＱＡ４の位置を表すデータＩａは、変換行列生成部３３に供給される。

変換行列生成部３３は、座標生成部３１から供給されるデータＳａと、参照位置特定部３２から供給されるデータＩａとから、装置座標系と撮影画像の座標系との対応関係を表す射影変換行列Ｍ_ｐを生成する。

射影変換行列Ｍ_ｐは、係数ｐ_１１〜ｐ_３３から成る、下記の式（１）で表される行列である。

射影変換行列Ｍ_ｐは、図４に示されている装置座標系において、装置画面ＤＡの参照位置ＤＡ１〜ＤＡ４の位置を表す座標（Ｓ_１ｘ，Ｓ_１ｙ）、（Ｓ_２ｘ，Ｓ_２ｙ）、（Ｓ_３ｘ，Ｓ_３ｙ）、及び（Ｓ_４ｘ，Ｓ_４ｙ）と、撮影画像中の、装置画面ＤＡの参照位置ＤＡ１〜ＤＡ４に対応する点ＱＡ１〜ＱＡ４の座標（Ｉ_１ｘ，Ｉ_１ｙ）、（Ｉ_２ｘ，Ｉ_２ｙ）、（Ｉ_３ｘ，Ｉ_３ｙ）、及び（Ｉ_４ｘ，Ｉ_４ｙ）との間にある、下記の式（２）で表される関係から求められる。

上記の式（２）の右辺の８行８列の行列の逆行列を算出し、算出した逆行列を左辺の８次元の列ベクトル（８行１列の行列）に乗算することで、係数ｐ_１１，ｐ_１２，ｐ_１３，ｐ_２１，ｐ_２２，ｐ_２３，ｐ_３１，ｐ_３２を求めることができる。
なお、式（１）の係数ｐ_３３は固定値であり、「１」である。

生成された射影変換行列Ｍ_ｐは、ユニット位置特定部３４及びカメラ位置特定部３５に供給される。

ユニット位置特定部３４は、カメラ２２から撮影画像を表す信号Ｉｃを受け、各表示ユニットＵｎの画面（各ユニット画面）ＤＵｎの、撮影画像中の位置、即ち実空間における画面ＤＵｎの位置に対応する撮影画像中の位置を特定する。撮影画像中の各ユニット画面ＱＵｎの位置としては、該ユニット画面ＱＵｎの４隅ＱＵｎ１〜ＱＵｎ４の位置が特定される。

撮影画像中の位置の特定は、変換行列生成部３３で生成された射影変換行列Ｍ_ｐを用いて、装置座標系における座標（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ）を撮像面ＰＳの座標（Ｉ_ｘ，Ｉ_ｙ）に変換することで行われる。この変換には式（３）が用いられる。

式（３）において、λは定数である。

式（３）の（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ）として、（Ｓ_ｎ１ｘ，Ｓ_ｎ１ｙ）を適用することで、（Ｉ_ｘ，Ｉ_ｙ）として（Ｉ_ｎ１ｘ，Ｉ_ｎ１ｙ）を求めることができる。同様に、（Ｓ_ｎ２ｘ，Ｓ_ｎ２ｙ）、（Ｓ_ｎ３ｘ，Ｓ_ｎ３ｙ）、（Ｓ_ｎ４ｘ，Ｓ_ｎ４ｙ）を適用することで、（Ｉ_ｎ２ｘ，Ｉ_ｎ２ｙ）、（Ｉ_ｎ３ｘ，Ｉ_ｎ３ｙ）、（Ｉ_ｎ４ｘ，Ｉ_ｎ４ｙ）を求めることができる。

この変換により、撮影画像における各ユニット画面の４隅ＱＵｎ１〜ＱＵｎ４の位置が特定される。このような座標変換をすべてのユニット画面について行うことで、ユニット位置特定部３４は、すべてのユニット画面ＤＵ１〜ＤＮについて、撮影画像における、それぞれの４隅ＱＵｎ１〜ＱＵｎ４の位置を特定する。
ユニット画面ＤＵ１〜ＤＮのそれぞれの４隅の位置を示すデータＩｕは、輝度計測部３８に供給される。

カメラ位置特定部３５は、装置座標系におけるカメラ２２の位置を特定し、特定したカメラ２２の位置を示す座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）を出力する。

カメラ位置特定部３５は、カメラ位置の特定のために、装置座標系と撮影画像の座標系（Ｉ_ｘ,Ｉ_ｙ）との関係を表す射影変換行列Ｍ_ｐと、内部に保持されているカメラ内部行列Ｍ_ｃとを用いる。

装置座標系における任意の点の座標（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ，Ｓ_ｚ）と、撮影画像の座標系における上記の任意の点に対応する点の座標（Ｉ_ｘ，Ｉ_ｙ）とは、下記の式（４）によって対応付けることができる。

式（４）において、Ｍ_ｒは３行３列の回転行列であり、３行１列の構成行列Ｍ_ｒ１，Ｍ_ｒ２，Ｍ_ｒ３を用いると、
Ｍ_ｒ＝［Ｍ_ｒ１Ｍ_ｒ２Ｍ_ｒ３］
と表される。
また、Ｍ_ｔは３行１列の並進行列である。したがって、［Ｍ_ｒ１Ｍ_ｒ２Ｍ_ｒ３Ｍ_ｔ］は３行４列の行列となる。
Ｍ_ｃは３行３列のカメラ内部行列である。カメラの内部パラメータは、例えば、上記の非特許文献１に記載されている手法を用いて計算することができる。カメラ２２の内部パラメータは予め計算され、カメラ位置特定部３５内に保持されているものとする。
またλは定数である。

上記の任意の点が装置画面ＤＡ上にある場合には、式（４）において、Ｓ_ｚ＝０となるため、Ｍ_ｒ３を無視することができる。
従って、式（４）は、下記の式（５）のように書き換えられる。

式（３）と式（５）は等価であるので、式（３）と式（５）から、下記の式（６）が成立する。

式（６）において、Ｍ_ｐは、式（１）の射影変換行列である。

式（６）において、カメラ内部行列Ｍ_ｃは既知であり、射影変換行列Ｍ_ｐは変換行列生成部３３で生成されるので、これらに基づき、行列Ｍ_ｒ１、Ｍ_ｒ２、Ｍ_ｔを求めることができる。
また、行列Ｍ_ｒ３は、行列Ｍ_ｒ１と行列Ｍ_ｒ２の外積（Ｍ_ｒ１×Ｍ_ｒ２）によって求めることができる。

次に、図４に示すように、カメラ２２の位置ＣＰを原点（０，０，０）とし、撮影画像の水平軸（Ｉｘ軸）及び垂直軸（Ｉｙ軸）と平行で、かつ同じ方向に延びた水平軸（Ｃｘ軸）及び垂直軸（Ｃｙ軸）を持つ座標系を定義し、この座標系をカメラ座標系と呼ぶ。
実空間における任意の点の、カメラ座標系における座標（Ｃ_ｘ，Ｃ_ｙ，Ｃ_ｚ）と、撮影画像の座標系における、上記の点に対応する点の座標（Ｉ_ｘ，Ｉ_ｙ）とは、カメラ内部行列Ｍ_ｃを用いると、下記の式（７）によって対応付けることができる。

式（５）と式（７）とから、任意の点についてのカメラ座標系における座標（Ｃ_ｘ，Ｃ_ｙ，Ｃ_ｚ）と、装置座標系における座標（Ｓ_ｘ，Ｓ_ｙ，Ｓ_ｚ）との対応は、下記の式（８）で示すことができる。

カメラ位置特定部３５は、式（８）を用いて、カメラ座標におけるカメラ２２の位置を表す座標（０，０，０）を装置座標系の座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）に変換する。変換で求められた座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）が、装置座標系におけるカメラ２２の位置（レンズの中心の位置）を示す。

カメラ２２の位置を示す座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）を表すデータＳｃは、角度特定部３６及び距離特定部３７に供給される。

角度特定部３６は、各ユニット画面ＤＵｎの中心に対するカメラ２２の撮影角度α_ｎ，β_ｎを特定する。撮影角度α_ｎは、装置座標系のＳｘ軸方向における撮影角度であり、撮影角度β_ｎは、装置座標系のＳｙ軸方向における撮影角度である。即ち、撮影角度α_ｎ及びβ_ｎは、カメラ２２から各ユニット画面ＤＵｎの中心に延びた直線で表される撮影ベクトルと、装置画面ＤＡとの成す角のうち、それぞれＳｘ軸方向の成分及びＳｙ軸方向の成分である。

角度特定部３６は、撮影角度の特定のために、装置座標系において、各ユニット画面ＤＵｎの中心の位置を表す座標（Ｓ_ｎ０ｘ,Ｓ_ｎ０ｙ,Ｓ_ｎ０ｚ）と、カメラの位置を示す座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）とを用いる。
各ユニット画面ＤＵｎの中心ＤＵｎ０の中心の位置を表す座標（Ｓ_ｎ０ｘ,Ｓ_ｎ０ｙ,Ｓ_ｎ０ｚ）としては、座標生成部３１で生成されたものを用いることができる。カメラ２２の位置を示す座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）としては、カメラ位置特定部３５で特定されたものを用いることができる。

角度特定部３６は、カメラ２２の位置から、上記の各ユニット画面ＤＵｎの中心ＤＵｎ０の位置に向かう撮影ベクトルＶ_ｃｎを求める。

具体的には、カメラ２２から各ユニット画面ＤＵｎの中心に向かう撮影ベクトルＶ_ｃｎのＳｘ軸方向成分Ｖ_ｃｎｘ、Ｓｙ軸方向成分Ｖ_ｃｎｙ及びＳｚ軸方向成分Ｖ_ｃｎｚを下記の式により求める。
Ｖ_ｃｎｘ＝Ｓ_ｎ０ｘ−Ｓ_ｃｘ
Ｖ_ｃｎｙ＝Ｓ_ｎ０ｙ−Ｓ_ｃｙ
Ｖ_ｃｎｚ＝Ｓ_ｎ０ｚ−Ｓ_ｃｚ
但し、Ｓ_ｃｚ＝０であるので、
Ｖ_ｃｎｚ＝Ｓ_ｎ０ｚ

角度特定部３６は、上記の撮影ベクトルＶ_ｃｎを、図６に示すように、Ｓｙ軸に垂直な平面ＰＬＸＺに正射影し、射影ベクトルＶ_ｃｎｘｚとＳｘ軸方向の単位ベクトルＶ（１，０，０）との角度α_ｎを、各ユニット画面ＤＵｎの中心に対するカメラ２２の水平方向の撮影角度として求める。

射影ベクトルＶ_ｃｎｘｚのＳｘ軸方向成分及びＳｚ軸方向成分は、撮影ベクトルＶ_ｃｎのＳｘ軸方向成分Ｖ_ｃｎｘ及びＳｚ軸方向成分Ｖ_ｃｎｚに等しい。
図６に示すように、射影ベクトルＶ_ｃｎｘｚのＳｘ軸方向成分Ｖ_ｃｎｘ及びＳｚ軸方向成分Ｖ_ｃｎｚと角度α_ｎとの間には、

の関係がある。式（９）を変形することで、下記の式（１０）が得られる。

式（１０）により、角度α_ｎを求めることができる。

また、角度特定部３６は、上記の撮影ベクトルＶ_ｃｎを、図６に示すように、Ｓｘ軸に垂直な平面ＰＬＹＺに正射影し、射影ベクトルＶ_ｃｎｙｚとＳｙ軸方向の単位ベクトルＶ（０，１，０）との角度β_ｎを、各ユニット画面ＤＵｎの中心に対するカメラ２２の垂直方向の撮影角度として求める。

射影ベクトルＶ_ｃｎｙｚのＳｙ軸方向成分及びＳｚ軸方向成分は、撮影ベクトルＶ_ｃｎのＳｙ軸方向成分Ｖ_ｃｎｙ及びＳｚ軸方向成分Ｖ_ｃｎｚに等しい。
図６に示すように、射影ベクトルＶ_ｃｎｙｚのＳｙ軸方向成分Ｖ_ｃｎｙ及びＳｚ軸方向成分Ｖ_ｃｎｚと角度β_ｎとの間には、

の関係がある。式（１１）を変形することで、下記の式（１２）が得られる。

式（１２）により、角度β_ｎを求めることができる。

角度特定部３６は、すべてのユニット画面ＤＵ１〜ＤＵＮについて、それぞれの中心に対する撮影角度（α_ｎ,β_ｎ）を特定する。
撮影角度（α_ｎ,β_ｎ）を表すデータは、補正値算出部４１に供給される。

距離特定部３７は、カメラ２２から各ユニット画面ＤＵｎの中心までの距離Ｒ_ｎを特定する。
距離特定部３７は、例えば、カメラ２２の位置を示す座標と、各ユニット画面ＤＵｎの中心を示す座標とから、各ユニット画面の中心までの距離を求める。即ち、カメラ２２の位置を示す座標を（Ｓ_ｃｘ,Ｓ_ｃｙ,Ｓ_ｃｚ）とし、各ユニット画面の中心を示す座標を（Ｓ_ｎ０ｘ,Ｓ_ｎ０ｙ,Ｓ_ｎ０ｚ）とすれば、当該ユニット画面の中心までの距離Ｒ_ｎは下記の式（１３）で表される演算により求めることができる。

距離特定部３７は、上記の式（１３）で用いるカメラの位置を示す座標（Ｓ_ｃｘ,Ｓ_ｃｙ,Ｓ_ｃｚ）として、カメラ位置特定部３５で求められたものを利用することができる。また、各ユニット画面の中心の位置を示す座標（Ｓ_ｎ０ｘ,Ｓ_ｎ０ｙ,Ｓ_ｎ０ｚ）として、座標生成部３１で生成されたものを用いることができる。

距離特定部３７は、すべてのユニット画面ＤＵ１〜ＤＵＮについて、それぞれの中心までの距離Ｒ_１〜Ｒ_Ｎを特定する。距離Ｒ_ｎを表すデータは、補正値算出部４１に供給される。

輝度計測部３８は、撮影画像における、各表示ユニットの画面の輝度を計測する。即ち、輝度計測部３８はユニット位置特定部３４により特定された各表示ユニットの画面の位置を参照して、撮影画像内において各表示ユニットの画面が占める範囲、即ち、撮影画像中の、当該画面の領域ＱＵｎ（図５）を特定し、その領域ＱＵｎを構成している複数の画素の値の平均値Ｌ_ｎを算出し、当該表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの輝度として出力する。各表示ユニットの画面の位置として、例えば、その４隅の位置を参照して、撮影画像中の、当該画面の領域ＱＵｎが特定される。この４隅の位置を示す座標として、ユニット位置特定部３４により算出された４隅ＱＵ_ｎ１〜ＱＵ_ｎ４の位置の座標（Ｉ_ｎ１ｘ，Ｉ_ｎ１ｙ）、（Ｉ_ｎ２ｘ，Ｉ_ｎ２ｙ）、（Ｉ_ｎ３ｘ，Ｉ_ｎ３ｙ）、及び（Ｉ_ｎ４ｘ，Ｉ_ｎ４ｙ）が用いられる。

このような処理で求められる輝度Ｌ_ｎは、上記の領域ＱＵｎに対応する実空間のユニット画面ＤＵｎをカメラ２２の位置から見たときの輝度である。輝度Ｌ_ｎは、ユニット画面ＤＵｎの配光特性及びカメラ２２から当該ユニット画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎに依存する。

輝度計測部３８は、すべての表示ユニットＵ１〜ＵＮについて、それぞれの輝度Ｌ_１〜Ｌ_Ｎを算出する。
輝度Ｌ_ｎを表すデータは、補正値算出部４１に供給される。

配光特性格納部４０に格納されている配光特性式ｆ（α，β）は、各ユニット画面ＤＵｎを見る角度（α，β）と、その方向から見たときの輝度との関係を表す数式である。例えば、各ユニット画面ＤＵｎの中心を通り、当該ユニット画面ＤＵｎに垂直な線の方向（当該ユニット画面ＤＵｎに対して９０度の方向）から見たときの輝度を基準輝度として、それ以外の方向から見た時の輝度の、基準輝度に対する比で配光特性を表す。

補正値算出部４１は、配光特性格納部４０に格納されている配光特性式ｆ（α，β）と、角度特定部３６により特定された当該表示ユニットの画面の中心に対する撮影角度α_ｎ，β_ｎと、距離特定部３７により特定された当該表示ユニットの画面の中心までの距離Ｒ_ｎと、輝度計測部３８により計測された各表示ユニットの画面の輝度Ｌ_ｎとに基づいて、当該表示ユニットＵｎの輝度調整に用いるべき補正値Ｈ_ｎを算出する。

より詳しく述べれば、補正値算出部４１は、配光特性式ｆ（α，β）と、各表示ユニットの画面に対する撮影角度（α_ｎ，β_ｎ）とから当該表示ユニットの画面についての配光特性値ｆ（α_ｎ，β_ｎ）を得て、当該配光特性値ｆ（α_ｎ，β_ｎ）と、当該表示ユニットまでの距離Ｒ_ｎとから、目標輝度Ｌ_ｔｎを定め、当該表示ユニットの画面の輝度Ｌ_ｎを目標輝度に一致させるための補正で用いられる補正値Ｈ_ｎを算出する。

補正値算出部４１は、例えば、図７に示すように基準ユニット選択部４１ａ、配光特性値算出部４１ｂ、基準輝度算出部４１ｃ、目標輝度算出部４１ｄ、及び除算部４１ｅを有する。

基準ユニット選択部４１ａは、画像表示装置１１を構成している複数の表示ユニットＵ１〜ＵＮの中から、基準の表示ユニットＵｒを選択する。
基準の表示ユニットＵｒの選択は、操作者が図示しないキーボードなどのマンマシンインタフェースを使用して行う基準の表示ユニットの指定に従って行うこととしても良い。例えば、画像表示装置１１の中央付近の表示ユニットが指定される。
基準ユニット選択部４１ａは、選択したユニットを示す情報Ｓｒを出力する。

配光特性値算出部４１ｂは、角度特定部３６から各表示ユニットの撮影角度α_ｎ，β_ｎを取得して、配光特性格納部４０に格納されている配光特性の算出式にα_ｎ，β_ｎを適用して、各表示ユニットの配光特性値ｆ（α_ｎ，β_ｎ）を算出する。
基準の表示ユニットＵｒもここで言う「各表示ユニットＵｎ」に該当する。即ち、配光特性値算出部４１ｂは、基準の表示ユニットＵｒの画面ＤＵｒに対する撮影角度α_ｒ，β_ｒを配光特性式ｆ（α，β）に適用することで、基準の表示ユニットＵｒの配光特性値ｆ（α_ｒ，β_ｒ）をも算出する。

基準輝度算出部４１ｃは、基準ユニット選択部４１ａから、基準ユニットＵｒを示す情報Ｓｒを受け、輝度計測部３８から基準の表示ユニットＵｒの輝度Ｌ_ｒを取得し、その輝度Ｌ_ｒを配光特性値ｆ（α_ｒ，β_ｒ）で除算することで、基準輝度Ｌ_ｒｅｆを計算する。この計算は下記の式（１４）で表される。

目標輝度算出部４１ｄは、基準ユニット選択部４１ａから、基準ユニットＵｒを示す情報Ｓｒを受け、配光特性値算出部４１ｂから、各表示ユニットについての配光特性値ｆ（α_ｎ,β_ｎ）を取得し、距離特定部３７から、各表示ユニットＵｎについてのカメラ２２からの距離Ｒ_ｎを取得する。この処理によって、基準の表示ユニットＵｒについての距離Ｒ_ｒも取得される。
目標輝度算出部４１ｄは、さらに、配光特性値ｆ（α_ｎ,β_ｎ）と、各表示ユニットＵ_ｎの画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎの２乗に対する、基準の表示ユニットＵｒの画面ＤＵｒまでの距離Ｒ_ｒの２乗の比とを基準輝度Ｌ_ｒｅｆに乗算することで、各表示ユニットの目標輝度Ｌ_ｔｎを計算する。この計算は下記の式（１５）で表される。

式（１５）は、各表示ユニットＵｎについての配光特性値ｆ（α_ｎ，β_ｎ）に比例し、当該表示ユニット画面ＤＵｎの中心までの距離Ｒ_ｎの２乗に反比例する値が、当該表示ユニットについての目標輝度Ｌ_ｔｎとして求められることを示している。

除算部４１ｅは、目標輝度算出部４１ｄで算出された各表示ユニットについての目標輝度Ｌ_ｔｎを、輝度計測部３８により計測された当該表示ユニットの輝度Ｌ_ｎで除算することで、当該表示ユニットＵｎの輝度調整に用いる補正値Ｈ_ｎを計算する。この計算は下記の式（１６）で表される。

上記の式（１５）及び（１６）による計算は、基準の表示ユニット以外の全ての表示ユニットの各々について行われる。基準の表示ユニットについても、上記の式（１５）及び（１６）による計算を行っても良いが、計算の結果求められる補正値は１となる。従って、基準の表示ユニットについては、上記の式（１５）及び（１６）の計算を省略して、補正値を１と定めても良い。

除算部４１ｅの出力が補正値算出部４１の出力となる。
補正値算出部４１は、すべての表示ユニットＵ１〜ＵＮについて、それぞれの補正値Ｈ_１〜Ｈ_Ｎを算出する。

算出された補正値Ｈ_１〜Ｈ_Ｎは、補正値格納部４２に格納され、その後の映像表示モードにおいて、外部から供給される映像信号の輝度の調整に用いられる。即ち、映像信号補正部１４は、補正値算出部４１からの各表示ユニットＵｎのための補正値Ｈ_ｎを受信し、受信した補正値Ｈ_ｎを用いて当該表示ユニットＵｎの輝度を調整する。各表示ユニットＵｎの輝度の調整は、各表示ユニットＵｎに供給される映像信号の輝度値を調整することで行われる。即ち、映像信号補正部１４は、映像信号入力部１３から出力される各表示ユニット用の映像信号Ｖａの輝度値に対して補正値Ｈ_ｎを乗算することで、当該表示ユニット用の映像信号の輝度値を調整し、輝度値が調整された映像信号Ｖｂを当該表示ユニットに供給する。

調整前の輝度値（映像信号Ｖａの輝度値）をＬ_ｖａ、調整後の輝度値（映像信号Ｖｂの輝度値）をＬ_ｖｂとすると、上記の乗算は、次の式（１７）で表される。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、配光特性式ｆ（α，β）と、各表示ユニットの画面に対する撮影角度（α_ｎ，β_ｎ）とから、当該表示ユニットの画面についての配光特性値ｆ（α_ｎ，β_ｎ）を算出し、算出した配光特性値ｆ（α_ｎ，β_ｎ）と、当該表示ユニットの画面までの距離Ｒ_ｎとから、当該表示ユニットについての目標輝度Ｌ_ｔｎを定め、当該表示ユニットの画面の輝度Ｌ_ｎを、当該表示ユニットについての目標輝度Ｌ_ｔｎに一致させるための補正値Ｈ_ｎを算出することとしたので、画像表示装置１１に輝度ムラが発生しないように、複数の表示ユニットの輝度を調整することができる。

特に、撮影画像中の各ユニット画面ＤＵｎの輝度Ｌ_ｎは、カメラ２２から各ユニット画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎの影響を受けていることを考慮し、補正値Ｈ_ｎを求めるに当たり、上記の距離Ｒ_ｎの影響を除去することとしている。具体的には、距離Ｒ_ｎの影響の除去のため、輝度計測部３８で求められた各ユニット画面ＤＵｎの輝度Ｌ_ｎに距離の２乗の逆数を掛けることで目標輝度Ｌ_ｔｎを求め、この目標輝度Ｌ_ｔｎに基づいて補正値Ｈ_ｎを定めることとしている。従って、カメラからの距離が、表示ユニット相互間で異なる場合にも、その影響を除去し、各表示ユニットの輝度を適切に調整することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、配光特性式ｆ（α，β）が外部から供給されるが、輝度調整装置が配光特性式ｆ（α，β）を決定する機能を有していても良い。そのような機能を有する輝度調整装置は、実施の形態１で説明した補正値算出モード、及び映像表示モードのみならず、配光特性算出モードでも動作することができるものである。

図８には、本実施の形態の輝度調整装置１２ｂを、配光特性算出モードにおいてパターン画像の表示に用いられる画像表示装置１１ｂ、並びに切り替え部１５及び制御部１６とともに示す。配光特性算出モードでは、輝度調整装置１２ｂは、切り替え部１５によって画像表示装置１１ｂに接続され、補正値算出モードにおける処理と同様に、パターン画像の表示を行わせ、輝度の計測、カメラ位置の特定、撮影角度の特定、距離の特定などを行って、これらにより得られたデータを用いて配光特性式ｆ（α，β）を決定し、格納する。

配光特性式ｆ（α，β）が格納された輝度調整装置１２ｂは、他の画像表示装置、例えば図１に示される画像表示装置１１、並びに映像信号入力部１３及び映像信号補正部１４に接続され、補正値算出モードで補正値の算出が行われ、映像表示モードで、映像信号に対する補正が行われる。

配光特性算出モードで用いられる画像表示装置１１ｂと、補正値算出モード及び映像表示モードで用いられる画像表示装置１１とは、それらを構成する表示ユニットの数が同じであっても良く、異なっていても良い。ただし、画像表示装置１１ｂを構成する表示ユニットの各々は、画像表示装置１１を構成する表示ユニットと同じ型式或いは同じ仕様のものであり、サイズ（水平方向の寸法及び垂直方向の寸法）が同じで、かつ配光特性が同一又は類似のものである必要がある。

配光特性式の決定は、画像表示装置１１ｂにパターン画像を１回表示させ、表示されたパターン画像を１回撮影することで得られた撮影画像に基づいて行うことも可能であるが、そのような処理（画像の表示、撮影画像に基づく処理）を複数回行い、複数回の処理で得られるデータに基づいて配光特性式を決定することとしても良い。
また、輝度調整装置１２ｂを、複数個の互いに異なる画像表示装置に順に接続し、接続した画像表示装置を用いて画像の表示、撮影画像に基づく処理を繰り返し、繰り返しの処理で得られたデータに基づいて配光特性式を決定することとしても良い。

図８に示される輝度調整装置１２ｂは、図１に示される輝度調整装置１２と概して同じである。但し、演算処理部２３の代わりに演算処理部２３ｂを備えている。
演算処理部２３ｂの構成例を図９に示す。図９の演算処理部２３ｂは、図３に示される演算処理部２３と概して同じである。但し、配光特性入力部３９が設けられておらず、代わりに、配光特性算出部４３が設けられている。

配光特性算出モードにおけるパターン画像表示処理部２１及びカメラ２２の処理の内容は、実施の形態１で説明した補正値算出モードにおけるパターン画像表示処理部２１及びカメラ２２の処理の内容と同様である。
即ち、パターン画像表示処理部２１は、パターン画像を生成して、切り替え部１５に供給し、切り替え部１５は、パターン画像を表す信号Ｖｐを選択して画像表示装置１１ｂに供給し、画像表示装置１１ｂは、供給された信号Ｖｐで表されるパターン画像を表示する。
パターン画像は、補正値算出モードで表示されるパターン画像と同じであっても良く、異なっていてもよい。

カメラ２２は、画像表示装置１１ｂに表示されたパターン画像を撮影する。
カメラ２２は、画像表示装置１１ｂの画面ＤＡの全体を撮影範囲に含むように撮影を行う。
画像表示装置１１ｂの画面ＤＡに対するカメラ２２の位置は、補正値算出モードにおける位置と同じであっても良く、異なっていても良い。

演算処理部２３ｂは、実施の形態１で説明した、補正値算出モードにおける演算処理部２３と同様に動作する。
即ち、座標生成部３１は、実空間における画像表示装置１１の画面ＤＡの参照位置としての４隅ＤＡ１〜ＤＡ４の位置を示す座標（Ｓ_１ｘ，Ｓ_１ｙ）、（Ｓ_２ｘ，Ｓ_２ｙ）、（Ｓ_３ｘ，Ｓ_３ｙ）、及び（Ｓ_４ｘ，Ｓ_４ｙ）と、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの中心ＤＵｎ０の位置を示す座標（Ｓ_ｎ０ｘ，Ｓ_ｎ０ｙ）と、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの４隅ＤＵｎ１〜ＤＵｎ４の位置を示す座標（Ｓ_ｎ１ｘ，Ｓ_ｎ１ｙ）、（Ｓ_ｎ２ｘ，Ｓ_ｎ２ｙ）、（Ｓ_ｎ３ｘ，Ｓ_ｎ３ｙ）、及び（Ｓ_ｎ４ｘ，Ｓ_ｎ４ｙ）とを生成する。

参照位置特定部３２は、カメラ２２から撮影画像を表す信号Ｉｃを受け、画像表示装置１１の画面ＤＡの参照位置、例えば４隅の位置に対応する、撮影画像中の位置を特定する。
変換行列生成部３３は、実空間における画像表示装置の画面ＤＡの４隅の位置と、撮影画像中の対応する位置とに基づいて、装置座標系の座標と、撮影画像の座標系の座標との対応関係を示す射影変換行列Ｍ_ｐを生成する。

ユニット位置特定部３４は、射影変換行列Ｍ_ｐを用いて、各表示ユニットの画面の、撮影画像中の位置を示す座標を算出する。
カメラ位置特定部３５は、実空間におけるカメラ２２の位置（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）を特定する。

角度特定部３６は、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎに対するカメラ２２の撮影角度α_ｎ，β_ｎを特定する。
距離特定部３７は、カメラ２２から各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎを特定する。
輝度計測部３８は、撮影画像における、各表示ユニットの画面の輝度を計測する。

配光特性算出部４３は、以下に述べるように、配光特性式ｆ（α，β）を算出し、配光特性格納部４０に格納する。
なお、配光特性算出モードにおいては、補正値算出部４１は動作しない。

以下、配光特性算出部４３に動作について詳しく説明する。
配光特性算出部４３は、カメラ位置特定部３５で特性されたカメラの位置を示す座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）と、角度特定部３６で特定された、それぞれのユニット画面ＤＵ１〜ＤＵＮの中心に対する撮影角度（α_１,β_１）〜（α_Ｎ,β_Ｎ）と、距離特定部３７で特定された、それぞれのユニット画面ＤＵ１〜ＤＵＮの中心までの距離Ｒ_１〜Ｒ_Ｎと、輝度計測部３８で特定された、それぞれのユニット画面ＤＵ１〜ＤＵＮの輝度Ｌ_１〜Ｌ_Ｎとに基づいて、配光特性式ｆ（α，β）を決定する。

配光特性算出部４３は、例えば図１０に示すように、正規化部４３ａ、基準ユニット領域特定部４３ｂ、基準値算出部４３ｃ、相対値算出部４３ｄ、輝度情報テーブル生成部４３ｅ、及び回帰分析部４３ｆを有する。

正規化部４３ａは、輝度計測部３８から輝度Ｌ_ｎを表すデータを受け、距離特定部３７から距離Ｒ_ｎを表すデータを受け、各ユニット画面ＤＵｎの輝度Ｌ_ｎと、当該ユニット画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎの２乗と、一定の係数ｋ_ａとの乗算を行い、この乗算の結果を、距離補正された（距離の影響を除いた）輝度値Ｌ_ｃｎとする。この乗算は下記の式（１８）で表される。以下では、この輝度値Ｌ_ｃｎを正規化輝度値と呼ぶ。

基準ユニット領域特定部４３ｂは、カメラ位置特定部３５からデータＳｃを受け、該データＳｃで表される、カメラ２２の位置の座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）と、基準ユニット領域特定部４３ｂの内部に保持されている、各ユニット画面のサイズ（Ｄ_ｕｘ，Ｄ_ｕｙ）を示すデータとに基づいて、カメラ２２が正対している装置画面ＤＡ上の点Ｐｃ（図１１）を中心とし、各ユニット画面と同じサイズの領域を基準ユニット領域ＳＵとして特定する。

この処理のため、基準ユニット領域特定部４３ｂはまず、カメラ２２が正対している装置画面ＤＡ上の点Ｐｃを特定する。この点Ｐｃは、カメラ２２の位置を装置画面ＤＡ上に正射影した位置にあり、その位置を示す座標は、カメラ２２の位置を示す座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，Ｓ_ｃｚ）において、Ｓ_ｃｚを０に置き換えることで得られ、従って、（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ，０）又は（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ）で表される。
基準ユニット領域ＳＵの４隅ＳＵ１〜ＳＵ４の位置の座標は、点Ｐｃの位置の座標（Ｓ_ｃｘ，Ｓ_ｃｙ）及びユニット画面のサイズ(Ｄ_ｕｘ，Ｄ_ｕｙ)から、以下のように求められる。

左上隅ＳＵ１の位置の座標（Ｓ_Ｕ１ｘ,Ｓ_Ｕ１ｙ）は、
Ｓ_Ｕ１ｘ＝Ｓ_ｃｘ−０．５×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_Ｕ１ｙ＝Ｓ_ｃｙ−０．５×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
右上隅ＳＵ２の位置の座標（Ｓ_Ｕ２ｘ,Ｓ_Ｕ２ｙ）は、
Ｓ_Ｕ２ｘ＝Ｓ_ｃｘ＋０．５×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_Ｕ２ｙ＝Ｓ_ｃｙ−０．５×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
左下隅ＳＵ３の位置の座標（Ｓ_Ｕ３ｘ,Ｓ_Ｕ３ｙ）は、
Ｓ_Ｕ３ｘ＝Ｓ_ｃｘ−０．５×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_Ｕ３ｙ＝Ｓ_ｃｙ＋０．５×Ｄ_ｕｙ
で求められる。
右上隅ＳＵ４の位置の座標（Ｓ_Ｕ４ｘ,Ｓ_Ｕ４ｙ）は、
Ｓ_Ｕ４ｘ＝Ｓ_ｃｘ＋０．５×Ｄ_ｕｘ
Ｓ_Ｕ４ｙ＝Ｓ_ｃｙ＋０．５×Ｄ_ｕｙ
で求められる。

基準値算出部４３ｃは、正規化部４３ａから正規化輝度値Ｌ_ｃｎを示すデータを受け、基準ユニット領域特定部４３ｂから基準ユニット領域ＳＵの４隅の座標を示すデータを受け、座標生成部３１から、各ユニット画面ＤＵｎの４隅の位置の座標を示すデータＳｎを受け、基準ユニット領域ＳＵと重なるユニット画面についての正規化輝度値Ｌ_ｃｎを用いて、基準ユニット領域ＳＵの輝度値Ｌ_ｃｓを算出する。この輝度値Ｌ_ｃｓは、各表示ユニットについての、距離補正された輝度値Ｌ_ｃｎに相当する値であり、基準ユニット領域の正規化輝度値或いは基準値と呼ばれる。

図１１の例では、基準ユニット領域ＳＵは、４つのユニット画面ＤＵ９、ＤＵ１０、ＤＵ１５、ＤＵ１６と重なり合う。上記の４つのユニット画面ＤＵ９、ＤＵ１０、ＤＵ１５、ＤＵ１６の各々の４隅の位置、並びに基準ユニット領域ＳＵの４隅ＳＵ１〜ＳＵ４の位置に基づいて、基準ユニット領域ＳＵが４つのユニット画面ＤＵ９、ＤＵ１０、ＤＵ１５、ＤＵ１６と重なっている部分の面積を求める。

基準ユニット領域ＳＵが４つのユニット画面ＤＵ９、ＤＵ１０、ＤＵ１５及びＤＵ１６と重なっている部分の面積の比率と、４つのユニット画面ＤＵ９、ＤＵ１０、ＤＵ１５及びＤＵ１６の正規化輝度値Ｌ_ｃ９、Ｌ_ｃ１０、Ｌ_ｃ１５及びＬ_ｃ１６とから、基準値Ｌ_ｃｓを算出する。例えば、４つのユニット画面ＤＵ９、ＤＵ１０、ＤＵ１５及びＤＵ１６の正規化輝度値Ｌ_ｃ９、Ｌ_ｃ１０、Ｌ_ｃ１５及びＬ_ｃ１６を、それぞれ４つのユニット画面ＤＵ９、ＤＵ１０、ＤＵ１５及びＤＵ１６のうちの上記の重なっている部分の面積に比例する重みを付けて平均値を求め、該平均値を基準値Ｌ_ｃｓとして用いる。

相対値算出部４３ｄは、正規化部４３ａから各表示ユニットの正規化輝度値Ｌ_ｃｎを示すデータを受け、基準値算出部４３ｃから基準値Ｌ_ｃｓを示すデータを受け、各表示ユニットの正規化輝度値Ｌ_ｃｎの、基準値Ｌ_ｃｓに対する比Ｒ_Ｌｎを計算する。この比Ｒ_Ｌｎを相対値とも言う。

輝度情報テーブル生成部４３ｅは、相対値算出部４３ｄから相対値Ｒ_Ｌｎを示すデータを受け、角度特定部３６から撮影角度（α_ｎ,β_ｎ）を示すデータを受け、各表示ユニットＵｎを識別する情報（例えば各表示ユニットの番号）に、当該表示ユニットＵｎについての相対値Ｒ_Ｌｎと、当該表示ユニットＵｎについての撮影角度（α_ｎ,β_ｎ）とを対応付けて記憶する輝度情報テーブルを生成する。表示ユニットを識別する情報は、相対値Ｒ_Ｌｎを示すデータにも、撮影角度（α_ｎ,β_ｎ）を示すデータにも付随して供給される。
なお、表示ユニットＵｎを識別する情報を省略しても良い。要するに、各表示ユニットについての上記の相対値Ｒ_Ｌｎと、当該表示ユニットについての撮影角度（α_ｎ，β_ｎ）とを対応づけて格納すればよい。

回帰分析部４３ｆは、輝度情報テーブル生成部４３ｅに格納された輝度情報テーブルを参照して、画像表示装置１１の配光特性式を求める。
画像表示装置１１の配光特性式としては、例えば下記の式（１９）において、定数ａ〜ｆを特定の値に定めたものが考えられる。

式（１９）における定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、輝度情報テーブルのデータを用いて、最小二乗法などの既知の方法で決定することが可能である。

式（１９）は、（定数が特定の値に定められていない状態では、）一般化した形の式である。例えば、α、βが９０度を中心として増加する方向に変化しても、減少する方向に変化しても同じように減少する配光特性式の一例は、下記の式（２０）で表されるが、この式（２０）を変形することで式（２１）が得られる。

式（２１）は、式（１９）において、ａ＝−０．０１、ｂ＝−０．０１、ｃ＝０、ｄ＝１．８、ｅ＝１．８、ｆ＝−６２としたものに相当する。

回帰分析部４３ｆは、例えば、式（１９）を用いて、画像表示装置１１の配光特性式ｆ（α，β）を算出する。配光特性式の決定は、例えば式（１９）において、定数ａ〜ｆを決定することを意味する。
回帰分析部４３ｆで求められた配光特性式ｆ（α，β）は、配光特性算出部４３の出力として、配光特性格納部４０に格納される。

なお、上記の例では、１回の撮影で得られた画像に基づいて配光特性式を定めることとしているが、カメラ２２を異なる位置に設置して行われる複数回の撮影で得られた画像から、配光特性式を定めることとしてもよい。例えば、カメラ２２を異なる位置に設置して行われる複数回の撮影で得られた配光特性を平均化することで、配光特性式を定めることとしても良い。

具体的には、撮影を行う度に得られる撮影角度α_ｎ,β_ｎと対応する相対値Ｒ_Ｌｎとを輝度情報テーブルに蓄積し、複数回の撮影で得られた撮影角度α_ｎ,β_ｎと対応する相対値Ｒ_Ｌｎとが蓄積された輝度情報テーブルを用いて、回帰分析を行うことで、配光特性式を求めることとしても良い。

また、複数の異なる画像表示装置を順次選択し、選択した画像表示装置に輝度調整装置１２ｂを接続した状態で、パターン画像の表示、及び撮影画像に基づく処理を行うことで、異なる画像表示装置を用いた処理から得られる、互いに対応付けられた撮影角度α_ｎ,β_ｎと相対値Ｒ_Ｌｎとを輝度情報テーブルに蓄積し、蓄積されたデータに基づいて配光特性式を決定することとしても良い。

以上のように、撮影画像中の各ユニット画面の輝度Ｌ_ｎは、カメラ２２から各ユニット画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎの影響を受けていることを考慮し、本実施の形態では、配光特性を求めるに当たり、上記の距離Ｒ_ｎの影響を除去することとしている。具体的には、距離Ｒ_ｎの影響の除去のため、輝度計測部３８で求められた各ユニット画面ＤＵｎの輝度Ｌ_ｎに距離の２乗を掛けることで、正規化輝度値Ｌ_ｃｎを求め、正規化輝度値Ｌ_ｃｎに基づいて配光特性式ｆ（α，β）を定めるとしている。

配光特性格納部４０に格納された配光特性式ｆ（α，β）は、補正値算出モードにおいて、実施の形態１で説明したのと同様に、補正値の算出に用いられる。即ち配光特性式ｆ（α，β）を格納した輝度調整装置１２ｂは、輝度調整の対象となる画像表示装置に接続され、実施の形態１で説明したのと同様に補正値の算出を行い、また、実施の形態１で説明したのと同様の映像信号入力部及び映像信号補正部に接続され、算出した補正値を用いて映像信号の輝度の補正を行う。

実施の形態２でも実施の形態１と同様の効果が得られる。
実施の形態２ではさらに、配光特性算出モードで用いられる画像表示装置を構成する表示ユニットの配光特性に基づいて配光特性式を得ることとしている。従って、補正値算出モード及び映像表示モードで用いられる画像表示装置を構成する表示ユニットと同一又は類似の配光特性を有する表示ユニットで構成された画像表示装置を配光特性算出モードで用いれば、映像表示モードで各表示ユニットの輝度の調整を適切に行うことができる。
特に、配光特性算出モードで用いる画像表示装置を、補正値算出モード及び映像表示モードで用いる画像表示装置と同じものとすれば、映像表示モードで用いられる画像表示装置の表示ユニットの配光特性により正確に反映した配光特性式を得ることができ、映像表示モードでの各表示ユニットの輝度の調整をより適切に行うことができる。

また、配光特性算出モードにおいて、カメラ２２から各ユニット画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎの影響を除去した上で、配光特性式を定めることとしているので、そのようにして決定された配光特性式を補正値算出モードで用いることで、カメラ２２からの距離の影響をより確実に除去した補正値を算出することができる。

実施の形態３．
実施の形態１及び２では、座標生成部３１で生成された、各表示ユニットの位置（例えばその中心の位置）を示す座標と、カメラ位置特定部３５で生成されたカメラ２２の位置とに基づいて、距離Ｒ_ｎの特定を行っているが、カメラ２２の位置の代わりに、角度特定部３６により特定された各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎに対するカメラ２２の撮影角度α_ｎ，β_ｎを用いて、距離Ｒ_ｎの特定を行うこととしても良い。

この場合に用いられる演算処理部の構成例を図１２に示す。
図１２に示される演算処理部２３ｃは、図３に示される演算処理部２３と概して同じであるが、図３の距離特定部３７の代わりに、距離特定部３７ｂが設けられている。
距離特定部３７ｂは、座標生成部３１で生成された各ユニット画面ＤＵｎの中心の位置を示す座標（Ｓ_ｎ０ｘ，Ｓ_ｎ０ｙ,Ｓ_ｎ０ｚ）と、角度特定部３６により特定された各ユニット画面ＤＵｎの中心に対するカメラ２２の撮影角度α_ｎ，β_ｎを参照して、カメラ２２から各ユニット画面ＤＵｎの中心までの距離Ｒ_ｎを特定する。

例えば、各ユニット画面ＤＵｎの中心と、隣接するユニット画面（図２に符号「ＤＵｎ’」で示す）の中心と間の水平方向の距離及び垂直方向の距離と、各ユニット画面ＤＵｎの中心に対する撮影角度α_ｎ，β_ｎ及び隣接するユニット画面ＤＵｎ’に対する撮影角度（符号「α_ｎ’，β_ｎ’」で表す）とから三角測量の原理で、カメラ２２から各ユニット画面の中心までの距離を求めることができる。

以上、実施の形態３を実施の形態１に対する変形として説明したが、実施の形態２に対しても同様の変形を加えることができる。

実施の形態４．
実施の形態１乃至３では、パターン画像表示処理部２１がパターン画像として、単一色の画像を各表示ユニットに表示させ、表示されたパターン画像に基づいて輝度計測を行うとともに、画面の参照位置、例えば４隅の位置を検出することとしている。このようなパターン画像に加え、パターン画像表示処理部２１が各表示ユニットの位置を示す要素を含むパターン画像を表示させ、演算処理部が、撮影画像から、上記位置を示す要素に対応する特徴を検出することで、各表示ユニットの位置を特定することとしても良い。

そのような位置検出用のパターン画像として、例えば、各表示ユニットの４隅の表示素子のみを点灯させるパターン画像を用いることができる。
その場合、演算処理部が、撮影画像に対する画像認識を行って各表示ユニットの４隅の位置を特定するようにしてもよい。画像認識の方法として、例えば、ラベリングなどの既知の方法を用いることができる。

この場合の輝度調整装置の構成は、図１に示す構成と同様である。
ただし、パターン画像表示処理部２１は、パターン画像として、単一色の画像と、各表示ユニットの４隅の表示素子のみを点灯させるパターン画像とを互いに関連づけて、相前後して表示させる。

演算処理部としては、図１３に示されるものが用いられる。
図１３に示される演算処理部２３ｄは、図３に示される演算処理部２３と概して同じであるが、図３のユニット位置特定部３４の代わりに、ユニット位置特定部３４ｂが設けられている。

各表示ユニットの位置を示すパターン画像が表示されると、ユニット位置特定部３４ｂは、該パターン映像の撮影で得られた撮影画像を表す信号Ｉｃを受け、撮影画像に対する画像認識を行い、表示されたパターン画像中の各表示ユニットの４隅の位置を特定する。
各表示ユニットは、４隅の表示素子のみが点灯されるので、撮影画像中の、上記の４隅に対応する部分が明るくなる。従って、そのような撮影画像の特徴に基づいて、４隅の特定を行うことができる。
複数個の表示ユニットの４隅がすべて明るくなると、撮影画像中には、複数個の明るい部分が現れるが、それらの相対位置に基づいて、明るい部分の各々がどの表示ユニットのどの隅に対応するものであるかを判断することができる。
なお、明るい部分の各々がどの表示ユニットに対応するものであるかの判断を容易或いは確実にするため、複数の表示ユニットを同時にではなく順番に点灯させることとしても良い。

ユニット位置特定部３４ｂで特定された各表示ユニットの位置を示すデータＩｕは、輝度計測部３８に供給される。輝度計測部３８は、データＩｕに基づいて、撮影画像中の各表示ユニットの位置、例えば、図５に示される、各表示ユニットに対応する領域ＱＵｎの４隅ＱＵｎ１〜ＱＵｎ４の位置を認識する。そして、各表示ユニットの位置を示す要素を含むパターン画像の表示に関連づけて、その前又は後に表示された、単一色のパターン画像を撮影することで得られた撮影画像を表す信号Ｉｃに基づいて、各領域ＱＵｎの輝度を計測し、対応する表示ユニットの画面の輝度Ｌ_ｎとして出力する。

なお、各表示ユニットの位置を示す要素を含むパターン画像が表示される場合、参照位置特定部３２も、そのようなパターン画像を撮影することで得られる撮影画像に基づいて参照位置を特定することとしても良い。例えば、参照位置が装置画面ＤＡの４隅である場合、左上隅に位置する表示ユニットの左上隅、右上隅に位置する表示ユニットの右上隅、左下隅に位置する表示ユニットの左下隅、及び右下隅に位置する表示ユニットの右下隅を、それぞれ装置画面の左上隅、右上隅、左下隅及び右下隅として認識することとすれば良い。

表示ユニットの位置を示す要素を含むパターン画像が表示される場合、参照位置が装置画面ＤＡの４隅以外である構成の実現が容易である。例えば、装置画面の４隅に位置するユニット画面の中心を参照位置とすることもでき、装置画面の４隅に位置するユニット画面以外のユニット画面の４隅或いは中心を参照位置とすることもできる。いずれの場合にもそれぞれ参照位置としたい位置を示す要素をパターン画像に含ませればよい。

実施の形態４を実施の形態１に対する変形として説明したが、実施の形態２及び３に対しても同様の変形を加えることができる。

実施の形態５．
実施の形態１乃至４では、カメラ２２での撮影で得られた撮影画像信号Ｉｃをそのまま使用していた。一般的にカメラ２２に備えられているレンズは、撮影画像の周辺部分が中央部分よりも暗くなるシェーディング特性と、撮影画像の周辺部分の像が歪む歪み特性を持っている。これら特性に対してカメラ２２と演算処理部２３の間にこれらの特性を補正する仕組みを持たせることとしても良い。

図１４には、本実施の形態の輝度調整装置１２ｃを、画像表示装置１１、並びに切り替え部１５及び制御部１６とともに示す。輝度調整装置１２ｃはカメラ２２と演算処理部２３の間にカメラ特性補正部６２を備えている。

図１５にカメラ特性補正部の構成を示す。カメラ特性補正部６２はシェーディング補正部６３、歪み補正部６４、シェーディング特性保持部６５および歪み特性保持部６６を備えている。

カメラ２２から入力された撮影画像信号Ｉｃはシェーディング補正部６３に入力され、画像中の位置毎に明るさが補正されたシェーディング補正画像信号Ｉｓとして出力される。そしてシェーディング補正部６３から入力されたシェーディング補正画像信号Ｉｓは歪み補正部６４に入力され、画像周辺部の歪みが補正された歪み補正画像信号Ｉｄとして出力される。

シェーディング補正部６３では撮影画像信号Ｉｃに対してシェーディング特性保持部６５からのシェーディング補正情報Ｃｓに従って、画像中の位置毎に明るさを補正する。シェーディング補正情報Ｃｓは画像中の位置毎に明るさを補正するための倍率を示す情報であり、画像中の位置に対する倍率のテーブルの形のものでも構わないし、画像中の位置に対する倍率の演算式の形のものでも構わない。シェーディング補正部６３では撮影画像信号Ｉｃに対して上記の倍率を乗算してシェーディング補正画像信号Ｉｓを算出する。この乗算は画素毎に行われる。即ち、撮影画像信号Ｉｃの各画素の値（画素値）に上記の倍率を乗算することで、シェーディング補正画像信号Ｉｓの対応する画素の画素値を算出する。なおシェーディング補正情報Ｃｓは、操作者が図示しないキーボードなどのマンマシンインタフェースを使用してシェーディング特性保持部６５に対して設定することとしても良い。

歪み補正部６４ではシェーディング補正画像信号Ｉｓに対して歪み特性保持部６６からの歪み補正情報Ｃｄに従って、画像中の位置毎に像の歪みを補正する。歪み補正情報Ｃｄは画像中の位置毎に画像中のどこを参照して画素値を生成すべきかを示す参照位置の情報である。参照位置は、歪みの量（方向及び距離）によって決まる。例えば歪みにより画像中のある部分（点）が、ある方向にある距離ｓだけシフトしたとすれば、逆方向に同じ距離（ｓ）だけずれた位置の画像部分を参照する。逆方向に同じ距離だけずれた位置に画素の中心がない場合には、該位置の画像部分の値を、その周囲の画素の画素値から補間する。参照位置の情報は、このような、補正後の画像の値を求めるのに必要な情報である。歪み補正情報Ｃｄは、画像中の位置に対する参照位置のテーブルの形のものでも構わないし、画像中の位置に対する参照位置の演算式の形のものでも構わない。歪み補正部６４ではシェーディング補正画像信号Ｉｓに対して上記の参照位置の周辺の画素値から補間処理で歪み補正画像信号Ｉｄの画素値を算出する。なお補間処理については特定の処理に限定する必要はない。なお歪み補正情報Ｃｄは、操作者が図示しないキーボードなどのマンマシンインタフェースを使用して歪み特性保持部６６に対して設定することとしても良い。

実施の形態１では撮影画像信号Ｉｃを演算処理部２３に入力していたが、実施の形態５では歪み補正画像信号Ｉｄを演算処理部２３に入力する。演算処理部２３での処理は実施の形態１と同様である。但し、撮影画像信号Ｉｃの代わりに、歪み補正画像信号Ｉｄに対して処理が行われる。なおシェーディング補正および歪み補正の両方を実施する方法について説明したが、いずれか一方のみを実施しても構わない。

実施の形態５でも実施の形態１と同様の効果が得られる。
実施の形態５ではさらに、カメラ２２に備えられているレンズのシェーディング特性および歪み特性による撮影画像信号Ｉｃへの影響を補正することとしている。従って、画像周辺部分が暗くなる現象および画像周辺部分の像が歪む現象を補正できる。このため、各表示ユニットの輝度を正確に計測することができ、各表示ユニットの輝度の調整を適切に行うことができる。

実施の形態５を実施の形態１に対する変形として説明したが、実施の形態２乃至及び４に対しても同様の変形を加えることができる。

実施の形態６．
実施の形態１乃至５では、カメラ２２による一度の撮影で画像表示装置１１の画面ＤＡ全体を撮影することを想定していた。代わりに、画面ＤＡを複数枚に分けて撮影しても構わない。

一例として画面ＤＡを４分割してカメラ２２で撮影する様子を図１６に示す。図１６において、画面ＤＡを分割画面ＤＡａ、ＤＡｂ、ＤＡｃおよびＤＡｄの４個に分割してそれぞれの画面をカメラ２２で撮影する。符号ＣＰａ、ＣＰｂ、ＣＰｃおよびＣＰｄが分割画面を撮影する際のカメラ２２の位置を表す。分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの画像がレンズにより撮像面ＰＳａ〜ＰＳｄに結像され、各分割撮影画像が形成される。なお、撮像面ＰＳａ〜ＰＳｄは互いに同じものであるが、互いに異なる分割画面の画像が結像されるので、互いに異なる符号を付している。

図１７は、実施の形態６の輝度調整装置１２ｄを示す。図１８は、図１７の輝度調整装置１２ｄで用いられる演算処理装置の構成例を示す。

図１７に示されるパターン画像表示処理部２１は、パターン画像として、例えば、緑一色などの単一色の画像を、分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄに対して順番に表示させる。分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄに対して供給されるパターン画像をそれぞれ符号Ｖｐａ〜Ｖｐｄで示す。

カメラ２２は、表示されたパターン画像を順番に撮影して分割画面毎の撮影画像を出力する。即ち、カメラ２２は画面ＤＡ全体を撮影することで得られる撮影画像信号Ｉｃの代わりに、それぞれ４枚の分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄを撮影することで得られる４枚の分割撮影画像信号Ｉｃａ、Ｉｃｂ、ＩｃｃおよびＩｃｄを順に出力する。分割撮影画像信号Ｉｃａ、Ｉｃｂ、ＩｃｃおよびＩｃｄは演算処理部２３に入力されて、参照位置特定部３２に供給される。

参照位置特定部３２は分割撮影画像信号Ｉｃａ〜Ｉｃｄを受け、分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの参照位置に対応する各分割撮影画像中の位置を特定し、特定した位置の座標を生成する。
分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの参照位置は例えばそれぞれの４隅である。
その場合、参照位置特定部３２は、各分割撮影画像中の、分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄに対応する分割領域ＱＡａ〜ＱＡｄのそれぞれの４隅を検出する。
図１６には、分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄのそれぞれの４隅が符号ＤＡａ１〜ＤＡａ４、ＤＡｂ１〜ＤＡｂ４、ＤＡｃ１〜ＤＡｃ４、ＤＡｄ１〜ＤＡｄ４で示されており、各分割撮影画像中の、分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄに対応する分割領域ＱＡａ〜ＱＡｄのそれぞれの４隅が、符号ＱＡａ１〜ＱＡａ４、ＱＡｂ１〜ＱＡｂ４、ＱＡｃ１〜ＱＡｃ４、ＱＡｄ１〜ＱＡｄ４で示されている。
また分割撮影画像が形成される撮像面ＰＳａ〜ＰＳｄの座標系の水平軸及び垂直軸が符号Ｉａｘ、Ｉａｙ〜Ｉｄｘ、Ｉｄｙで示され、該撮像面の４隅が符号ＰＳａ１〜ＰＳａ４、ＰＳｂ１〜ＰＳｂ４、ＰＳｃ１〜ＰＳｃ４、ＰＳｄ１〜ＰＳｄ４で示されている。

参照位置特定部３２は、検出されたそれぞれの４隅の位置の座標を生成する。生成される座標を図１９に示す。図１９には、検出された４隅ＱＡａ１〜ＱＡａ４、ＱＡｂ１〜ＱＡｂ４、ＱＡｃ１〜ＱＡｃ４、ＱＡｄ１〜ＱＡｄ４のＸ座標が符号Ｉａ１ｘ〜Ｉａ４ｘ、Ｉｂ１ｘ〜Ｉｂ４ｘ、Ｉｃ１ｘ〜Ｉｃ４ｘ、Ｉｄ１ｘ〜Ｉｄ４ｘで示され、Ｙ座標が符号Ｉａ１ｙ〜Ｉａ４ｙ、Ｉｂ１ｙ〜Ｉｂ４ｙ、Ｉｃ１ｙ〜Ｉｃ４ｙ、Ｉｄ１ｙ〜Ｉｄ４ｙで示されている。検出された各領域の４隅の位置を表すデータＩａａ、Ｉａｂ、ＩａｃおよびＩａｄは、変換行列生成部３３に供給される。

座標生成部３１は、画面ＤＡの参照位置ＤＡ１〜ＤＡ４の座標を示すデータＳａの代わりに分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの参照位置の座標を示すデータＳａａ〜Ｓａｄを出力する。その他の動作については実施の形態１の座標生成部３１の動作と同様である。

変換行列生成部３３は、実空間における画像表示装置の分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの参照位置としての４隅の位置の座標と、参照位置特定部３２で特定された、分割撮影画像中の対応する位置、即ち、分割撮影画像中の、分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの参照位置の座標Ｉａａ〜Ｉａｄとに基づいて、実空間における座標と、撮影画像中の位置を示す座標との対応関係を示す射影変換行列Ｍ_ｐａ〜Ｍ_ｐｄを生成する。

ユニット位置特定部３４は、射影変換行列Ｍ_ｐａ〜Ｍ_ｐｄを用いて座標生成部３１で生成された分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの画像の各々に含まれる表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの位置を示す座標を変換することで、分割画面ＤＡａ〜ＤＡｄの画像の各々に含まれる表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの、分割撮影画像中の位置を示す座標Ｉｕａ〜Ｉｕｄを算出する。

カメラ位置特定部３５は、変換行列生成部３３で生成された射影変換行列Ｍ_ｐａ〜Ｍ_ｐｄと、内部に保持されているカメラ内部行列Ｍ_ｃとに基づいて、カメラ２２の位置ＣＰａ〜ＣＰｄを特定し、その座標Ｓｃａ〜Ｓｃｄを出力する。

角度特定部３６は、座標生成部３１で生成された、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎの位置（例えばその中心の位置）を示す座標Ｓｍと、カメラ位置特定部３５で特定されたカメラ２２の位置を示す座標Ｓｃａ〜Ｓｃｄとに基づいて、各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎに対するカメラ２２の撮影角度α_ｎ，β_ｎを特定する。

距離特定部３７は、カメラ２２の位置ＣＰａ〜ＣＰｄから各表示ユニットＵｎの画面ＤＵｎまでの距離Ｒ_ｎを特定する。距離Ｒ_ｎの特定は、例えば、座標生成部３１で生成された、各表示ユニットの位置（例えばその中心の位置）を示す座標Ｓｍと、カメラ位置特定部３５で特定されたカメラ２２の位置を示す座標Ｓｃａ〜Ｓｃｄとに基づいて行われる。

輝度計測部３８は、カメラ２２からの分割撮影画像信号Ｉｃａ〜Ｉｃｄと、ユニット位置特定部３４で特定された、分割撮影画像中の各表示ユニットの画面の位置Ｉｕａ〜Ｉｕｄとに基づいて、撮影画像における、各表示ユニットの画面の輝度Ｌｎを計測する。

配光特性入力部３９、配光特性格納部４０、補正値算出部４１及び補正値格納部４２における処理は実施の形態１で説明したのと同様である。

以上画面ＤＡの分割数が４である場合について説明したが、分割数は４以外であっても良く要するに複数個の分割画面に分割すれば良い。

実施の形態６では、画面ＤＡを分割して分割画面毎の撮影画像信号に基づいて、参照位置の特定などの処理を行っているので、画面ＤＡが大きい場合にも、画面の部分ごとの明るさをより正確に反映した撮影画像を得ることができ、輝度の計測、及びそれに基づく補正値の算出をより正確に行うことができる。

実施の形態６を実施の形態１に対する変形として説明したが、実施の形態２乃至及び５に対しても同様の変形を加えることができる。

なお、上記の実施の形態１乃至６では、各ユニット画面に対する撮影角度の算出に当たり、各ユニット画面の中心に対する撮影角度を算出し、各ユニット画面までの距離の算出に当たり、各ユニット画面の中心までの距離を算出しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、各ユニット画面の特定の一つの隅、各ユニット画面の特定の一つの辺の中心、各ユニット画面の特定の一つの隅など、各ユニット画面の中心以外の点を代表点として、当該代表点に対する撮影角度の算出、当該代表点までの距離の算出を行うこととしても良い。また、各ユニット画面について複数の代表点を設定し、複数の代表点に対する撮影角度の平均、複数の代表点までの距離の平均を、当該ユニット画面に対する撮影角度、当該ユニット画面までの距離として用いても良い。

また、上記の実施の形態１乃至６では、ユニット画面及び装置画面が矩形状であるが、ユニット画面及び装置画面の形状は矩形状以外の形状のものであっても良い。

また、上記の実施の形態１乃至６では、角度特定部３６が撮影角度として、装置画面に対する撮影ベクトルの角度を求めるが、画面ＤＡ上の任意の点に対する撮影角度として、画面ＤＡに対する法線ベクトルと、当該点とカメラ２２の位置とを結ぶベクトルとの角度を撮影角度として求めることとしても良い。

また、上記の実施の形態１乃至６では、複数の表示ユニットに対して共通の映像信号補正部が設けられているが、各表示ユニットＵｎ内に映像信号補正部を設けても良い。この場合、補正値算出部４１で算出された補正値Ｈ_ｎが各表示ユニットＵｎに供給され、映像信号入力部１３から切り替え部１５を通過して各表示ユニットＵｎに供給された映像信号に対して、補正が行われることになる。

以上本発明を輝度調整装置として説明したが、上記の輝度調整装置で実施される輝度調整方法もまた本発明の一部を成す。

以上実施の形態１乃至６において、輝度調整装置の各部分（機能ブロックとして図示した部分）は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵであっても良い。
例えば、図１、図３、図８、図９、図１２、図１３、図１４、及び図１５の各部分の機能をそれぞれ別個の処理回路で実現してもよいし、複数の部分の機能をまとめて一つの処理回路で実現しても良い。

処理回路がＣＰＵの場合、輝度調整装置の各部分の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組合せにより実現される。ソフトウェア或いはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、輝度調整装置は、処理回路により実行されるときに、図１、図３、図８、図９、図１２、図１３、図１４、及び図１５に示される各部分の機能が、結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。また、これらのプログラムは、輝度調整装置で実施される輝度調整方法における処理の方法、或いはその手順をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

なおまた、輝度調整装置の各部分の機能のうち、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしても良い。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組合せによって、上述の各機能を実現することができる。

図２０に上記の処理回路がＣＰＵであって、単一のＣＰＵを含むコンピュータ（符号５０で示す）で輝度調整装置１２の大部分（図１、図３、図８、図９、図１２、図１３、図１４、及び図１５の各部）の機能、並びに制御部１６の機能を実現する場合の構成の一例を、画像表示装置１１、１１ｂ、映像信号入力部１３、映像信号補正部１４、切り替え部１５、及びカメラ２２とともに示す。

図２０に示されるコンピュータ５０は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、第１の入力インターフェース５３Ａ、第２の入力インターフェース５３Ｂ、第１の出力インターフェース５４Ａ、第２の出力インターフェース５４Ｂ、及び第３の出力インターフェース５４Ｃを有し、これらはバス５５で接続されている。

メモリ５２は、ＣＰＵ５１の動作を制御するプログラムを記憶するほか、図３、図９、図１２、及び図１３の配光特性格納部４０及び補正値格納部４２と同じ役割を果たす。
メモリ５２が、カメラ内部行列Ｍ_ｃ、及び表示ユニット画面のサイズ（Ｄ_ｕｘ，Ｄ_ｕｙ）を保持することとしても良い。カメラ内部行列Ｍ_ｃは、実施の形態１で、カメラ位置特定部３５内に保持されているとして説明されたものである。ユニット画面のサイズ（Ｄ_ｕｘ，Ｄ_ｕｙ）は、実施の形態２で、基準ユニット領域特定部４３ｂ内に保持されているとして説明されたものである。

第１の入力インターフェース５３Ａは、カメラ２２から、撮影画像を表す信号Ｉｃを受ける。
第２の入力インターフェース５３Ｂは、図示しないキーボードなどのマンマシンインターフェースで構成され、操作者が表示ユニットの行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔを入力するため、及び基準の表示ユニットＵｒの選択を行うために利用される。

ＣＰＵ５１は、メモリ５２に記憶されたプログラムに従って動作し、制御部１６、パターン画像表示処理部２１、カメラ特性補正部６２、座標生成部３１、参照位置特定部３２、変換行列生成部３３、ユニット位置特定部３４、３４ｂ、カメラ位置特定部３５、角度特定部３６、距離特定部３７、輝度計測部３８、補正値算出部４１、及び配光特性算出部４３と同じ役割を果たす。
ＣＰＵ５１は、配光特性算出モード、補正値算出モード、又は映像表示モードで動作する。

配光特性算出モードにおいては、配光特性算出のための画像表示装置１１ｂが切り替え部１５に接続される。ＣＰＵ５１は、第１の出力インターフェース５４Ａを介して、パターン画像を表す信号Ｖｐを出力するとともに、第２の出力インターフェース５４Ｂを介して制御信号Ｓｗを切り替え部１５に与えて、信号Ｖｐを選択させる。

そして、ＣＰＵ５１は、第２の入力インターフェース５３Ｂを介して入力された画像表示装置１１ｂを構成する表示ユニットの行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔを参照して、実空間における装置画面ＤＡの位置及び各表示ユニットの画面ＤＵｎの位置の特定を行う。
ＣＰＵ５１はまた、第１の入力インターフェース５３Ａを介して入力された撮影画像に対して処理を行って、各ユニット画面の輝度Ｌ_ｎの計測などを行う。
ＣＰＵ５１はさらに、これらの処理で得られたデータなどを用いて、配光特性式ｆ（α,β）を決定し、決定された配光特性式ｆ（α,β）をメモリ５２に記憶させる。

補正値算出モード及び映像表示モードにおいては、映像表示用の画像表示装置１１が切り替え部１５に接続される。
補正値算出モードにおいて、ＣＰＵ５１は、第１の出力インターフェース５４Ａを介して、パターン画像を表す信号Ｖｐを出力するとともに、第２の出力インターフェース５４Ｂを介して制御信号Ｓｗを切り替え部１５に与えて、信号Ｖｐを選択させる。

そして、ＣＰＵ５１は、第２の入力インターフェース５３Ｂを介して入力された、画像表示装置１１を構成する表示ユニットの行の数Ｎ_ｒｔ及び列の数Ｎ_ｃｔを参照して、実空間における装置画面ＤＡの位置及び各表示ユニットの画面ＤＵｎの位置の特定を行う。
ＣＰＵ５１はまた、第１の入力インターフェース５３Ａを介して入力された撮影画像に対して処理を行って、各ユニット画面の輝度Ｌ_ｎの計測などを行う。
ＣＰＵ５１は、さらに、メモリ５２から配光特性式ｆ（α，β）を読み出し、読み出した配光特性式ｆ（α，β）と、各表示ユニットの輝度Ｌ_ｎなどに基づき、さらに、第２の入力インターフェース５３Ｂを介して行われた基準の表示ユニットＵｒの指定に基づいて、補正値Ｈ_ｎを決定し、決定した補正値Ｈ_ｎをメモリ５２に記憶させる。

映像表示モードにおいてＣＰＵ５１は、メモリ５２に記憶されている補正値Ｈ_ｎを第３の出力インターフェース５４Ｃを介して、映像信号補正部１４に供給するとともに、第２の出力インターフェース５４Ｂを介して制御信号Ｓｗを切り替え部１５に与えて、信号Ｖｂを選択させる。

映像信号補正部１４は、供給された補正値Ｈ_ｎを用いて映像信号Ｖａを補正し、補正された映像信号Ｖｂが切り替え部１５を介して画像表示装置１１に供給される。
補正値算出モード及び映像表示モードにおいて、画像表示装置１１が切り替え部１５に接続された状態で、コンピュータ５０と、画像表示装置１１と、映像信号入力部１３と、映像信号補正部１４と、切り替え部１５と、カメラ２２とで画像表示システムが構成されている。

輝度調整装置で実施される輝度調整方法、輝度調整装置の各部分の処理、或いは輝度調整方法における各処理をコンピュータに実行させるプログラム及び該プログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体についても、輝度調整装置について述べたのと同様の効果が得られる。従って、上記した輝度調整装置における処理の一部又は上記の輝度調整方法における処理の一部をコンピュータに実行させるためのプログラム、及びそのようなプログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体も本発明の一部を成す。

１１ 画像表示装置、 １２ 輝度調整装置、 １３ 映像信号入力部、 １４ 映像信号補正部、 １５ 切り替え部、 １６ 制御部、 ２１ パターン画像表示処理部、 ２２ カメラ、 ２３、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 演算処理部、 ３１ 座標生成部、 ３２ 参照位置特定部、 ３３ 変換行列生成部、 ３４、３４ｂ ユニット位置特定部、 ３５ カメラ位置特定部、 ３６ 角度特定部、 ３７ 距離特定部、 ３８ 輝度計測部、 ３９ 配光特性入力部、 ４０ 配光特性格納部、 ４１ 補正値算出部、 ４２ 補正値格納部、 ４３ 配光特性算出部、 ４１ａ 基準ユニット選択部、 ４１ｂ 配光特性値算出部、 ４１ｃ 基準輝度算出部、 ４１ｄ 目標輝度算出部、 ４１ｅ 除算部、 ４３ａ 正規化部、 ４３ｂ 基準ユニット領域特定部、 ４３ｃ 基準値算出部、 ４３ｄ 相対値算出部、 ４３ｅ 輝度情報テーブル生成部、 ４３ｆ 回帰分析部、 ５１ ＣＰＵ、 ５２ メモリ、 ５３Ａ、５３Ｂ 入力インターフェース、 ５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ 出力インターフェース、 ５５ バス、 ６２ カメラ特性補正部、 ６３ シェーディング補正部、 ６４ 歪み補正部、 ６５ シェーディング特性保持部、 ６６ 歪み特性保持部。

Claims (21)

1. 複数の表示ユニットの画面を並べることで構成される組合せ画面を有する画像表示装置の、前記複数の表示ユニットに表示される画像の輝度を調整する輝度調整装置であって、
   前記複数の表示ユニットに、パターン画像を表示させるパターン画像表示処理部と、
   前記複数の表示ユニットに表示された前記パターン画像を撮影するカメラと、
   前記カメラによる撮影で得られた撮影画像中の前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置を特定するユニット位置特定部と、
   実空間内における前記カメラの位置を特定するカメラ位置特定部と、
   実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置と、前記カメラ位置特定部で特定された前記カメラの位置とから、前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する前記カメラの撮影角度を特定する角度特定部と、
   実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置に基づいて、前記カメラから前記複数の表示ユニットの各々の画面までの距離を特定する距離特定部と、
   前記ユニット位置特定部により特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面の前記撮影画像内における位置に基づいて、前記撮影画像内において前記複数の表示ユニットの各々の画面が占める領域を特定し、特定した領域内の輝度を、前記複数の表示ユニットの各々の画面の輝度として計測する輝度計測部と、
   配光特性式と、前記角度特定部で特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する撮影角度とから、前記複数の表示ユニットの各々の画面についての配光特性値を算出し、算出した配光特性値と、前記距離特定部で特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面までの距離とから、当該表示ユニットについての目標輝度を定め、前記輝度計測部で計測された前記複数の表示ユニットの各々の画面の輝度を、当該表示ユニットについての前記目標輝度に一致させるための補正値を算出する補正値算出部と
   を有する輝度調整装置。
2. 前記実空間内におけるカメラの位置が可変であることを特徴とする請求項１に記載の輝度調整装置。
3. 前記補正値算出部は、
   前記複数の表示ユニットの各々についての前記配光特性値に比例し、前記距離特定部で特定された当該表示ユニットの画面までの距離の２乗に反比例する値を、当該表示ユニットについての前記目標輝度として求め、
   求めた目標輝度の、前記輝度計測部で計測された当該表示ユニットの輝度に対する比を、当該表示ユニットについての前記補正値として算出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の輝度調整装置。
4. 前記補正値算出部は、前記複数の表示ユニットの各々についての前記補正値を定めるにあたり、
   複数の表示ユニットの一つを基準の表示ユニットとして選択し、
   前記基準の表示ユニットについては、前記補正値を１と定め、
   前記基準の表示ユニットの輝度を前記基準の表示ユニットの配光特性値で割った値を基準輝度とし、
   前記基準の表示ユニット以外の表示ユニットの各々について、当該表示ユニットの配光特性値に、前記基準輝度を掛け、さらに、当該表示ユニットの画面までの距離の２乗に対する、前記基準の表示ユニットの画面までの距離の２乗の比を掛けることで得られる値を前記目標輝度として求める
   ことを特徴とする請求項３に記載の輝度調整装置。
5. 前記角度特定部でそれぞれ前記複数の表示ユニットについて特定された前記撮影角度と、前記距離特定部でそれぞれ前記複数の表示ユニットについて特定された前記距離と、前記輝度計測部でそれぞれ前記複数の表示ユニットについて計測された前記輝度と、実空間内における前記カメラの位置とから、前記配光特性式を決定する配光特性算出部をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
6. 前記配光特性算出部は、
   前記輝度計測部で計測された前記複数の表示ユニットの各々の画面の輝度に、当該表示ユニットの画面までの距離の２乗と、一定の係数とを掛けることで、距離の影響を除いた正規化輝度値を求め、
   前記複数の表示ユニットについてそれぞれ求められた前記正規化輝度値に基づいて、前記配光特性式を求める
   ことを特徴とする請求項５に記載の輝度調整装置。
7. 前記画像表示装置の組合せ画面を基準とする装置座標系と、前記撮影画像の座標系との対応関係を示す座標変換行列を求める変換行列生成部をさらに有し、
   前記ユニット位置特定部は、前記座標変換行列を用いて、前記装置座標系において、前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置を示す座標を、前記撮影画像の座標系における座標に変換することで、前記撮影画像中の、前記複数の表示ユニットの各々の位置を特定する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
8. 前記パターン画像表示処理部が、前記パターン画像として、各表示ユニットの画面の位置を示す要素を有するパターン画像を前記複数の表示ユニットに表示させ、
   前記ユニット位置特定部が、前記撮影画像中に現れる、前記要素に対応する特徴に基づいて、前記撮影画像中の、前記複数の表示ユニットの各々の位置を特定する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
9. 前記表示ユニットの各々の画面及び前記組合せ画面がともに矩形であり、
   前記ユニット位置特定部が、前記複数の表示ユニットの各々の画面の、前記撮影画像内における位置として、当該画面の４隅の位置を特定することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
10. 前記角度特定部が、前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する前記撮影角度として、当該画面の中心に対する撮影角度を特定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
11. 前記距離特定部が、実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置と、前記カメラ位置特定部で特定された前記カメラの位置とに基づいて、前記距離を特定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
12. 前記距離特定部が、実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置と、前記角度特定部で特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する撮影角度とに基づいて、前記距離を特定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
13. 前記距離特定部が、前記複数の表示ユニットの各々の画面までの前記距離として、当該画面の中心までの距離を特定することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
14. 前記複数の表示ユニットのサイズと、前記複数の表示ユニットの数とに基づいて、実空間内における、前記複数の表示ユニットの各々の位置を特定する座標生成部をさらに有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
15. 前記カメラによる撮影で得られた撮影画像に対して、前記撮影画像中の位置毎の輝度感度の違いを補正するシェーディング補正部をさらに有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
16. 前記カメラによる撮影で得られた撮影画像に対して、前記撮影画像中の位置毎の像の歪みを補正する歪み補正部をさらに有することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
17. 前記カメラでの前記パターン画像の撮影は、前記複数の表示ユニットの各々によって表示される画像が複数回の撮影で得られる複数枚の撮影画像のいずれかに含まれるように行われることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の輝度調整装置。
18. 請求項１から１７のいずれか１項に記載の輝度調整装置と、
    前記輝度調整装置の前記補正値算出部で算出された補正値を用いて映像信号の補正を行う映像信号補正部とを有し、
    前記画像表示装置は、前記補正値を用いて補正された映像信号に基づいて映像の表示を行うことを特徴とする画像表示システム。
19. 複数の表示ユニットの画面を並べることで構成される組合せ画面を有する画像表示装置の、前記複数の表示ユニットで表示される画像の輝度を調整する輝度調整方法であって、
    前記複数の表示ユニットに、パターン画像を表示させ、
    前記複数の表示ユニットに表示された前記パターン画像をカメラで撮影し、
    前記カメラによる撮影で得られた撮影画像中の前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置を特定し、
    実空間内における前記カメラの位置を特定し、
    実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置と、特定された前記カメラの位置とから、前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する前記カメラの撮影角度を特定し、
    実空間内における前記複数の表示ユニットの各々の画面の位置に基づいて、前記カメラから前記複数の表示ユニットの各々の画面までの距離を特定し、
    特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面の前記撮影画像内における位置に基づいて、前記撮影画像内において前記複数の表示ユニットの各々の画面が占める領域を特定し、特定した領域内の輝度を、前記複数の表示ユニットの各々の画面の輝度として計測し、
    配光特性式と、特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面に対する撮影角度とから、前記複数の表示ユニットの各々の画面についての配光特性値を算出し、算出した配光特性値と、特定された前記複数の表示ユニットの各々の画面までの距離とから、当該表示ユニットについての目標輝度を定め、計測された前記複数の表示ユニットの各々の画面の輝度を、当該表示ユニットについての前記目標輝度に一致させるための補正値を算出する
    輝度調整方法。
20. 請求項１９に記載の輝度調整方法における各処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
21. 請求項２０に記載のプログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体。

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