WO2006009314A1 - 画像表示方法、画像表示装置、光散乱手段及び画像表示プログラム - Google Patents

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WO2006009314A1
WO2006009314A1 PCT/JP2005/013798 JP2005013798W WO2006009314A1 WO 2006009314 A1 WO2006009314 A1 WO 2006009314A1 JP 2005013798 W JP2005013798 W JP 2005013798W WO 2006009314 A1 WO2006009314 A1 WO 2006009314A1
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image
image display
light scattering
projected
projection
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PCT/JP2005/013798
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Mitsuhiro Inazumi
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
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    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
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    • H04N9/3191Testing thereof
    • H04N9/3194Testing thereof including sensor feedback

Definitions

  • Image display method image display device, light scattering means and image display program
  • the present invention relates to an image display method, an image display device, a light scattering unit, and an image display program.
  • An image projection type image display apparatus has, for example, a feature that the degree of freedom in image display is extremely high as compared with a direct view type image display or apparatus using a plasma display panel or a liquid crystal display panel. doing.
  • the size of the display screen is the size of the display device, and the display device is manufactured using a large thin glass plate as a substrate.
  • an image projection type image display apparatus a projection image obtained by transmitting or reflecting light to a small electro-optical modulator such as a small liquid crystal device or a micromirror light modulator is obtained.
  • a screen of any size can be easily realized by enlarging the light by a projection optical system and projecting the light to a light scattering means such as a screen. Also, the brightness of the display screen can be changed relatively easily by the light source used.
  • Such degrees of freedom in image display can be obtained by separating the light source, the electro-optical modulator, the projection optical system, and the like. In other words, a great variety of image display methods and image display devices can be realized as a combination of them.
  • distortion of a projected image is a form of degradation in display image quality that can not occur in direct-view image display devices.
  • the distortion of this projection image is It occurs when the positional relationship between the system and the light scattering means is not appropriate or when their positional relationship changes.
  • an image display method for correcting the projection image using an imaging means for example, Patent Document 1 and 2
  • an imaging means for example, Patent Document 1 and 2
  • the relative rotation angle around the projection axis of the projector unit as the image projection means and the screen as the light scattering means is ⁇
  • the projection unit is projected from the projector unit.
  • the correction formula for the projected image is shown, where the vertical intersection angle between the projection image and the screen is ⁇ , and each horizontal intersection between the projection image projected from the projector unit and the screen is ⁇ . (See Formulas (2) to (4) of Patent Document 1 and FIG. 2).
  • a digital camera as an imaging means is used to detect these three angles.
  • Patent Document 1 a large number of minute light detection means (light sensors) are disposed in the effective image display area of the screen, and the light detection means irradiated with light is detected.
  • An image display method for grasping the projection state of an image on a screen is also disclosed.
  • the projection from the projector unit is performed by installing the digital camera as the image pickup means directly opposite to or in parallel with the projector unit as the image projection means.
  • This is a method of detecting distortion in an image and displaying a projection image with distortion corrected on a screen as a light scattering means.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-1 3 2 6 9 8 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 200002 1 859 8 7 Disclosure of the Invention
  • the present invention can accurately detect a correction parameter that accurately reflects distortion of a projected image, and an image display method and an image display that do not cause degradation of display image quality due to the presence of light detection means. It is an object of the present invention to provide a device and a light scattering means and an image display program suitably used for such an image display device.
  • the image display method of the present invention is an image display method for displaying a display image on the light scattering means by causing the light scattering means to scatter a projected image projected from the image projection means, the light scattering Means for projecting a control image used to correct a display image to be projected from the image projection means toward the light scattering means, and a plurality of images provided outside the effective image display area of the light scattering means Detecting the control image by the light detection means; generating an image correction signal based on a detection signal of the control image by the light detection means; correcting based on the image correction signal Projecting the projected image on the light scattering means.
  • the above control image is projected onto the image projection means
  • the control image is detected by a plurality of light detection means provided outside the effective image display area of the light scattering means, and the control image is detected by the light detection means based on the detection signal of the control image. Since the image correction signal is generated, the image correction signal can be generated without using an imaging means. As a result, it is possible to solve the problem of distortion of the projected image due to the use of the imaging means and the problem that it is not possible to accurately detect correction parameters that accurately reflect the distortion of the projected image. It becomes possible to accurately detect correction parameters that accurately reflect image distortion.
  • the plurality of light detection means described above are provided outside the effective image display area of the light scattering means, it is possible to use the light scattering means of either the transmissive screen or the reflective screen. Even if there is, the presence of the light detection means does not cause deterioration of the display image quality.
  • the light scattering means used in the image display method of the present invention may be any light scattering means that displays a display image by scattering a projection image projected from the image projection means.
  • a screen is preferably used. Can.
  • any image projection means may be used as long as it projects the projection image according to the display image data relating to the display image to be projected.
  • a projector is preferably used. it can.
  • an optical sensor can be used suitably, for example.
  • the light detection means is provided along the peripheral edge of the effective image display area.
  • the light detection means is provided in the same plane as the light scattering means.
  • control image may be a vertical linear image extending in the vertical direction and a horizontal line extending in the horizontal direction.
  • the longitudinal linear image is scanned along the lateral direction of the light scattering means, and the lateral linear image is scanned along the longitudinal direction of the light scattering means.
  • the actual position of the light detection means in the light scattering means and the virtual position of the light detection means in the image forming area of the electro-optical modulator can be accurately correlated.
  • control image is a frame-like image projected outside the effective image display area.
  • control image is not projected within the effective image display area. Therefore, while projecting the projection image, distortion of the projection image caused by displacement of the image projection means is detected in real time. You will be able to
  • Such a method makes it possible to perform image correction in real time while projecting a display image.
  • the size of the control image is periodically changed by a predetermined reference signal.
  • the predetermined reference signal by performing synchronous detection amplification on the detection signal of the control image and the predetermined reference signal, only the component synchronized with the reference signal is amplified out of the detection signal of the control image, and the control image is generated. Is preferably detected.
  • the image display apparatus of the present invention comprises: an image input unit for inputting display image data relating to a display image to be projected; and display image data to be input to the image input unit
  • An image display apparatus comprising: an image projection means for projecting a projection image according to the image; and a light scattering means for displaying a display image by scattering the projection image projected from the image projection means, Control image generation means for generating control image data related to a control image used to correct a display image, a plurality of light detection means provided outside the effective image display area of the light scattering means, An image correction signal generation means for generating an image capture signal based on a detection signal of the control image by the light detection means; and a complement of a display image to be projected onto the light scattering means based on the image correction signal. And image correction means for performing correction.
  • the control image generated by the control image generation unit is detected by the plurality of light detection units provided outside the effective image display area, and the control image is detected by the light detection unit. Since the image correction signal generation unit generates the image capture signal based on the detection signal of the image, the image correction signal can be generated without using the imaging unit. As a result, it is possible to accurately detect correction parameters that accurately reflect the distortion of the projected image.
  • the display image quality is not deteriorated due to the presence of the light detection means.
  • the above-described image display method of the present invention has preferable features.
  • the image projection unit includes a plurality of image projection units, and the image correction unit corrects the display image projected by each image projection unit. It is preferable to have a function.
  • the light scattering means of the present invention is a light scattering means for use in the image display device according to the above (8) or (9), wherein a plurality of light detection means are provided outside the effective image display area. It is characterized by having.
  • an image display apparatus is configured using the light scattering means of the present invention and the image projection means. By this, it becomes possible to obtain the effects described in the above (8).
  • An image display program is an image display apparatus for displaying a display image on the light scattering means by causing the light scattering means to scatter a projected image projected from the image projection means. Projecting a control image from the image projection means toward the light scattering means; and correcting the display image to be projected on the plurality of images provided outside the effective image display area of the light scattering means. Detecting the control image by the light detection means; generating an image capture signal based on a detection signal of the control image by the light detection means; and based on the image capture signal. And projecting the corrected image to the light scattering means.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of an image display apparatus 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of the light scattering means 6 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is shown to explain the respective positions of the effective image display area 31 ', the projectable area 32 and the light detection means 7 when they are associated as positions on the image forming area of the electro-optical modulation device.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method of correlating the lateral position of each light detection means 7 in the light scattering means 6 with the lateral position on the image formation area of the electro-optical modulator.
  • FIG. 5 is a view for explaining a method of correlating the vertical position of each light detection means 7 in the light scattering means 6 with the vertical position on the image formation area of the electro-optical modulator.
  • Fig. 6 is for correcting distortion of the display image to be projected to the effective image display area 31. It is a figure shown in order to demonstrate the method of obtaining a correction parameter.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of obtaining a correction parameter for correcting distortion of a display image to be projected to the effective image display area 31.
  • FIG. 8 is a flow chart showing an image correction processing procedure used in the image display method according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a view showing the configuration of an image display apparatus 12 according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of tiling projection on the light scattering means 6 using a plurality of image projection means 5.
  • FIG. 11 is a view showing a case where the image projection means 5 faces the light scattering means 6 directly.
  • FIG. 12 is a view showing a case where the image projection means 5 is inclined from the position directly opposite to the light scattering means 6 by the inclination angle ⁇ .
  • Fig. 13 shows the ratio of the distance from the optical axis of the image projection means 5 to both ends of the effective image display area 31 as a function of the angle ⁇ when the projection angle ⁇ is 60 degrees. .
  • FIG. 14 is a view schematically showing a state in which the image forming area of the electro-optical modulator is rotated relative to the light scattering means 6 by the rotation angle ⁇ around the y axis.
  • Figure 15 shows the situation where the image forming area of the electro-optic modulator is rotated relative to the light scattering means 6 by a rotation angle ⁇ 1 around the y axis and a rotation angle ⁇ 2 around the X axis. It is the figure shown typically. ⁇ ⁇ .
  • FIG. 16 is a diagram showing that it is possible to determine the rotation angle of the side having an arbitrary direction of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator.
  • FIG. 17 is a view for explaining a method of determining the coordinates of one remaining vertex of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator of one image projection means 5. .
  • FIG. 18 is a flowchart showing an image correction processing procedure used in the image display method according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing the configuration of an image display apparatus 14 according to a third embodiment.
  • FIG. 20 is a view showing a projection state of the projection image in the light scattering means 6.
  • FIG. 21 is a diagram showing the configuration of an image display apparatus 16 according to a fourth embodiment.
  • FIG. 22 is a figure shown in order to explain the image display method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram shown to explain reference signals used in the image display method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 24 is a view schematically showing a state in which the light detection means 7 detects light in a state in which the scattered light from the projection image is superimposed on the frame-like image 43.
  • FIG. 25 is a diagram shown to explain an operation of amplifying a specific frequency signal on the frequency axis.
  • FIG. 26 schematically shows the principle by which the position of the light detection means 7 is measured based on the operation of the synchronous detection amplification means 9.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of an image display apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the image display apparatus 10 includes an image input unit 1 for inputting display image data relating to a display image to be projected, and a display to be input to the image input unit 1.
  • An image projection means 5 for projecting a projection image according to image data, and a light scattering means 6 for displaying a display image by scattering the projection image projected from the image projection means 5 are provided.
  • the image projection means 5 has an electro-optical modulator for modulating light from the light source according to display image data to generate image light.
  • the electro-optical modulation device a transmissive or reflective liquid crystal device or a micro mirror light modulation device can be suitably used.
  • the light scattering means 6 a transmissive or reflective screen can be suitably used.
  • the image display apparatus 10 includes a control image generation unit 4 that generates control image data related to a control image used to correct a display image to be projected;
  • a control image generation unit 4 that generates control image data related to a control image used to correct a display image to be projected;
  • the effective image display area 3 1 (refer to FIG. 2 described later) in the means 6, a plurality of light detection means 7 provided outside, and a detection signal of a control image by the light detection means 7
  • the light detection means 7 is a zero-dimensional light detection means.
  • the display image data input to the image input means 1 is subjected to correction such as distortion by the image correction means 2.
  • the control image generation means 4 generates control image data relating to the control image used to correct the display image to be projected.
  • the projection image according to the display image data and the control image according to the control image data are projected from the image projection means 5 toward the light scattering means 6 simultaneously or separately.
  • the display image data corrected by the image correction means 2 becomes a projection image to be provided to the viewer.
  • the image correction signal generation means 3 when the control image is detected by the light detection means 7, the image correction signal generation means 3 generates an image correction signal based on the detection signal of the control image by the light detection means 7.
  • the image correction means 2 corrects the display image to be projected to the light scattering means 6 based on the image correction signal generated by the image correction signal generation means 3.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of the light scattering means 6 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 exemplifies a case where the image projection means 5 is arranged so as to project the projection image from the diagonally left direction of the light scattering means 6.
  • the light detection means 7 is provided substantially in the same plane as the projection plane of the light scattering means 6 will be shown.
  • the light scattering means 6 according to the embodiment 1 is, as shown in FIG. 2, outside the effective image display area 31 of the image projection means 5 in the light scattering means 6 and in the image projection means 5 in the light scattering means 6.
  • a projectable area 3 2 In the projectable area (hereinafter referred to as a projectable area) 3 2, a plurality of light detection means 7 are provided.
  • the positional relationship between the effective image display area 31 and the plurality of light detection means 7 is fixed.
  • the position of the effective image display area 31 can be estimated with sufficient accuracy based on the position of the light detection means 7.
  • FIG. 3 shows the correspondence between the positions on the image forming area of the electro-optical modulation device
  • FIG. 7 is a view for explaining positions of an effective image display area 31, a projectable area 32 and a light detection unit 7.
  • the position of the effective image display area 31 which is rectangular in the light scattering means 6 is associated with the position on the image formation area of the electro-optical modulator, as shown in FIG. It is not rectangular in the imaging area of the device. This is because, as shown in FIG. 2, the image projection means 5 is disposed at an angle to the light scattering means 6.
  • the position of each light detection means 7 is also correlated as a position on the image formation area of the electro-optical modulator, it becomes a position as shown in FIG.
  • each light detection means 7 in the light scattering means 6 are the vertical position in the image forming area of the electro-optical modulator and An example of the method of mapping as a lateral position will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 An example of the method of mapping as a lateral position will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method of correlating the lateral position of each light detection means 7 in the light scattering means 6 with the lateral position in the image forming area of the electro-optical modulation device.
  • FIG. 5 is a view for explaining a method of correlating the vertical position of each light detection means 7 in the light scattering means 6 with the vertical position in the image formation area of the electro-optical modulator.
  • a vertical linear image 41 extending in the vertical direction As a control image used to correct a display image to be projected to the light scattering means 6, a vertical linear image 41 extending in the vertical direction, A horizontal line image 42 extending in the direction is used.
  • one line (longitudinal linear image 41) represented by the bright line or dark line is Scan in the X direction in Fig. 4 (A). That is, as shown in FIG. 4 (A) to FIG. 4 (B), the vertical linear image 41 is scanned, and when the vertical linear image 41 comes to which position the light detection means 7 responds By detecting the presence or absence, the lateral position of each light detection means 7 in the light scattering means 6 can be correlated as the lateral position in the image formation area of the electro-optical modulator.
  • one line (horizontal linear image 4 2) represented by a bright line or a dark line.
  • the horizontal linear image 42 is scanned, and when the horizontal linear image 42 comes to which position the light detection means 7 responds
  • the vertical position of each of the light detection means 7 in the light scattering means 6 can be correlated as the vertical position in the image formation area of the electro-optical modulator by detecting the temperature.
  • each light detection means 7 in the light scattering means 6 corresponds to It is possible to know the position (X coordinate and y coordinate) of each light detection means 7 in the image forming area of the electro-optical modulator.
  • the control image when the control image is detected by the light detection unit 7, the control image is scanned across the entire projectable area 32 of the light scattering unit 6 as an example.
  • the position of the light detection means 7 when the position of the light detection means 7 can be estimated, it is sufficient that only the running glide in the vicinity of the estimated position. In this case, it is also possible to scan only outside the effective image display area 31.
  • the positional relationship between the light detection means 7 in the light scattering means 6 and the effective image display area 31 is known without loss of generality.
  • the light detection means 7 is installed along the effective image display area 31.
  • the vertical linear image 41 is scanned in the horizontal direction, and the horizontal linear image 42 is scanned in the vertical direction, so that the positions of the respective light detection means 7 in the light scattering means 6 are detected. Since it is possible to know the position of each light detection means 7 in the image formation area of the electro-optical modulation device, the image of the electro-optical modulation device corresponding to the position of the effective image display area 31 in the light scattering means 6 The position of the effective image display area 3 1 in the formation area can also be estimated with sufficient accuracy. Therefore, in the following description, it is assumed that the estimation of the position of the light detection means 7 and the estimation of the position of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator are equal.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining a method of obtaining a correction parameter for correcting distortion of a display image to be projected to the effective image display area 31.
  • FIG. 6 with an arbitrary point p as the origin, the positions of the four corners of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator are represented by position vectors a, b, c, d. . Further, in FIG.
  • the coordinates of a point of the effective image display area 31 in the light scattering means 6 are taken as coordinates (x, y), and the range of values of ⁇ and y is vertical. And in each of the lateral directions, it is assumed that they are normalized from 0 to 1.
  • the coordinates (x, y) of a point on the effective image display area 31 in the light scattering means 6 shown in FIG. 7 correspond to the positions shown in FIG. 6 in the image forming area of the electro-optical modulator. There is.
  • the coordinates of each point of the effective image display area 3 1 in the light scattering means 6 are converted into the coordinates of the image formation area of the electro-optical modulator using this equation (1), and the correction parameters (image By generating a correction signal and correcting the display image to be projected to the light scattering means 6, it becomes possible to display a display image without distortion in the effective image display area 31 in the light scattering means 6. .
  • this equation (1) it is assumed that distortion is small, and linear approximation is performed.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an image correction processing procedure used in the image display method according to the first embodiment.
  • the image correction processing procedure used in the image display method according to the first embodiment outputs a control image for X coordinate detection as shown in FIG. 8 (step S1). This is an operation of scanning the vertical linear image 41 in the horizontal direction, as described above. As a result, the X coordinates of all the light detection means 7 are detected (step S2). Similarly, it outputs a control image for y-coordinate detection. Tep S 3). This is an operation of scanning the horizontal linear image 42 in the vertical direction. By this, the y-coordinates of all the light detection means 7 are detected (step S 4).
  • the coordinates of the four corners of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator are calculated based on the X coordinate and the y coordinate of all the light detection means 7 detected in this manner (Ste S 5). Then, the calculated coordinates of the four corners of the effective image display area 31 are set as the image correction signal in the image correction means 2 (step S 6). .
  • the control images (vertical linear image 41 and horizontal linear image 42) are directed from the image projection means 5 to the light scattering means 6.
  • the control image is detected by a plurality of light detection means 7 provided outside the effective image display area 31 in the light scattering means 6, and the detection signal of the control image by the light detection means 7 is detected. Since the image correction signal is generated, the image correction signal can be generated without using the imaging means. As a result, it is possible to solve the problem of distortion of the projected image caused by using the imaging means and the problem that it is not possible to accurately detect the correction parameter that accurately reflects the distortion of the projected image. Correction parameters that accurately reflect image distortion can be detected.
  • any light scattering means of the transmission type screen and the reflection type screen may be used. Even when used, the presence of the light detection means does not cause deterioration of the display image quality.
  • FIG. 9 is a view showing the configuration of an image display apparatus 12 according to a second embodiment.
  • the same members as in FIG. 1 are assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted. .
  • the image display apparatus 12 according to the second embodiment is different from the image display apparatus 10 according to the first embodiment in that a plurality of image projection means 5 are used as shown in FIG.
  • the components are the same as those of the image display device 10 according to the first embodiment.
  • Figure 10 Tiling projection to light scattering means 6 using multiple image projection means 5 It is a figure which shows an example.
  • the effective image display area 31 'in the light scattering means 6 indicates the entire effective image display area by the four image projection means 5, and the effective image display area of each image projection means 5 3 1 Thus, the entire effective image display area 31 'is formed. .
  • the projected image is tiled and projected from a total of four image projectors 5 in total of 2 units for 2 units in each of the vertical and horizontal directions. It is possible to almost quadruple the number of pixels and quadruple the brightness of the entire display area.
  • the image display method according to the second embodiment is different from the image display method according to the first embodiment in that it is apparent from FIG. Only the positions of two sides of 1 can be estimated by the output of the light detection means 7. As described in the image display method according to the first embodiment, in order to correct the projection image projected from the image projection means 5, four corners (hereinafter referred to as vertices) in the effective image display area 31 are used. The coordinates of the position of) are required. In the image display method according to the second embodiment, only the coordinates of the three vertices of the effective image display area 31 of each of the image projection means 5 can be directly obtained, so that an image correction signal can not be obtained. Become.
  • FIG. 11 is a view showing a case where the image projection means 5 faces the light scattering means 6 directly. 0 indicates the projection angle of the image. In FIG. 11, for simplicity of explanation, it is assumed that the optical axis and the midpoint of the effective image display area coincide with each other.
  • the projection by the image projection means 5 is symmetrical in the left-right direction of FIG. 11, and from the optical axis of the image projection means 5 to the left end of the effective image display area 31 in the light scattering means 6 Distance A is
  • FIG. 12 is a view showing the case where the image projection means 5 is inclined by an angle ⁇ from the position directly opposite to the light scattering means 6. Also in FIG. 12, as in the case of FIG. 11, it is assumed that the optical axis and the midpoint of the effective image display area coincide with each other.
  • Figure 14 is to illustrate that.
  • FIG. 14 is a view schematically showing a state in which the image forming area of the electro-optic modulator is rotated relative to the light scattering means 6 by the rotation angle ⁇ about the y axis.
  • FIG. 14 (A) schematically shows the position of the effective image display area in the image forming area of the electro-optical modulator
  • FIG. 14 (B) shows the image forming area of the electro-optical modulator as light scattering means 6
  • it is a top view shown to explain a state where it is relatively rotated about the y axis by the rotation angle ⁇ .
  • the position of the light detection means 7 (shown by a black dot in FIG. 14A) is detected as a position as shown in FIG. 14A in the image forming area of the electro-optical modulator. I suppose.
  • the positions of the middle point and both ends of each side of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator correspond to the positions of the respective light detection means 7 in the light scattering means 6.
  • the ratio (2 bZa) of the distance a to the distance b is 1, and the rotation angle around the X axis in this case is 0.
  • Figure 15 shows the situation where the image forming area of the electro-optic modulator is rotated relative to the light scattering means 6 by a rotation angle ⁇ 1 around the y axis and a rotation angle ⁇ 2 around the X axis. It is a figure shown typically. In the case of FIG. 15, as in the case of FIG.
  • the rotation angles ⁇ 1 and ⁇ 2 of each of the two axes (X axis and y axis) can be determined. This makes it possible to obtain the rotation angle of the side having an arbitrary direction of the effective image display area 3 1 in the image forming area of the electro-optical modulator.
  • FIG. 16 is a diagram showing that it is possible to obtain the rotation angle ′ of the side having an arbitrary direction of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator.
  • FIG. 17 is a view for explaining a method of determining the coordinates of one remaining vertex of the effective image display area 31 in the image forming area of the electro-optical modulator of one image projection means 5. .
  • each light detection means in the image forming area of the electro-optic modulator corresponding to the position of each light detection means 7 in the light scattering means 6 according to the method described in the image display method according to the first embodiment.
  • the position of is assumed to be determined.
  • the image projection means 5 which takes charge of the effective image display area 31 in the upper right of the entire effective image display area 31 '(see FIG. 10) in the light scattering means 6 will be taken as an example.
  • the rotation angles of two sides L l and L 2 shown in FIG. 17 ( ⁇ ) can be determined as described above.
  • FIG. 17 (B) find a diagonal L 3 connecting the two sides L 1 and L 2. The rotation angle of this diagonal L 3 can be determined as described above.
  • the middle point m of the diagonal L 3 can be determined. This is because, as described in the explanation of FIG. 13, if the rotation angle is determined, the ratio of the lengths on both sides of the middle point m is determined.
  • the line passing from the origin O of the two sides L 1 and L 2 to the midpoint m becomes the diagonal L 4 that defines the direction of the remaining one vertex.
  • the rotation angle of the diagonal line L 4 can also be determined. Once the rotation angle of the diagonal L 4 is determined, the position P i of the tip of the diagonal L 4 can be determined based on the ratio determined by this rotation angle, and the position P i force and the fourth vertex position to be determined become.
  • FIG. 18 shows an image correction processing method used in the image display method according to the second embodiment. It is a flowchart showing the order.
  • the image correction processing procedure used in the image display method according to the second embodiment first detects the X coordinate and the y coordinate of all the light detection means 7 (step S 11) . Then, it is judged whether or not the image correction signal has been generated for all the image projection means 5 (step S 12), and if the image correction signal has been generated for all the image projection means 5, the processing is ended.
  • Step S 1 If the image correction signal is not generated for all the image projection means 5 in step 12, the light detection means 7 adjacent to the effective image display area 3 1 of the image projection means 5 to be processed is selected ( Step S 1 3) The angle of rotation of two sides of the effective image display area in the image forming area of the electro-optical modulator of the image projection means 5 is determined (step S 1 4) Find the midpoint of (step S 15). Then, a diagonal that shares the two sides and the start point (origin) is determined (step S 16), and the end point coordinates of the determined diagonal are determined (step S 17). Coordinates of four points including the end point are used as an image correction signal (step S 18).
  • the image correction means 2 can be provided as an image correction signal. By this, it is possible to correct the projected image to be projected by each image projection means 5.
  • FIG. 19 is a diagram showing the configuration of an image display apparatus 14 according to a third embodiment.
  • FIG. 20 is a view showing a projection state of a projection image in the light scattering means 6.
  • the same members as in FIG. 1 will be assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
  • the image display device 14 according to the third embodiment includes the point that the control image is a frame-like image and the image combining unit, and the image display device 1 according to the first embodiment. Although the configuration is different from 0, the other configuration is the same as that of the image display device 10 according to the first embodiment.
  • control image generation unit 4 is a control related to a control image used to correct a display image to be projected to the light scattering unit 6.
  • control image data relating to a frame-shaped control image (hereinafter referred to as a frame-like image) 4 is generated as control image data.
  • the image combining means 8 is further provided.
  • the image synthesizing means 8 synthesizes the control image data relating to the frame-like image 43 generated by the control image generating means 4 with the display image data corrected by the image correcting means 2 and generates control image data. And has a function of outputting display image data to the four image projection means 5.
  • the control image is a frame-like image projected outside the effective image display area 31. Since it is 3, the control image is not projected within the effective image display area. For this reason, it is possible to detect in real time the distortion of the projected image caused by the displacement of the image projection means while projecting the projected image.
  • the frame-like image 43 described above has a rectangular shape along the periphery of the effective image display area 31.
  • the frame-like image 43 is projected on the light scattering means 6 so as to be detectable by all the light detection means 7.
  • FIG. 20 (A) the state in which the frame-like image 43 is detected by all the light detection means 7 and the detection signal is output from all the light detection means 7 is appropriate for the displayed image. It is assumed that image correction is performed.
  • the image display device 14 according to the third embodiment is an image display device provided with one image projection unit 5, but the image display device 14 according to the second embodiment.
  • an image provided with a plurality of image projection means 5 It can also be an image display device.
  • the light detection means 7 in the light scattering means 6 is disposed around the entire effective image display area 31 of the plurality of image projection means 5.
  • the control image does not necessarily have to be a frame-like image, and the image projection means 5 is, for example, arranged in two vertical and two horizontal as in the case of the image display device 12 according to the second embodiment. In this case, it is possible to form an L shape corresponding to adjacent two sides out of the four sides of the rectangle.
  • FIG. 21 is a diagram showing the configuration of an image display apparatus 16 according to a fourth embodiment.
  • the same members as in FIG. 19 are assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
  • the image display device 16 according to the fourth embodiment is different from the image display device 16 according to the third embodiment in that the image display device 16 according to the fourth embodiment further includes a synchronous detection and amplification means as shown in FIG.
  • the configuration of is the same as that of the image display device 16 according to the third embodiment.
  • the image display device 16 according to the third embodiment for example, when the projection image and the control image are simultaneously projected to the light scattering means 6, the light scattering means 6 generates scattered light from the projection image. Since the light detection means 7 detects such scattered light, the control image may not be detected properly.
  • the synchronous detection amplification means 6 since the synchronous detection amplification means 6 is further provided, the influence of such scattered light can be eliminated.
  • FIG. 22 is a figure shown in order to explain the image display method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram shown to explain reference signals used in the image display method according to the fourth embodiment.
  • a frame-shaped image 4 as a control image. It is characterized in that the position of 3 changes with time. That is, the frame-like image 43 is modulated by the reference signal (in the image display method according to the fourth embodiment, a sine wave as shown in FIG. 23). Thus, the frame-like image 43 is periodically The scaling is repeated to periodically cross the light detection means 7.
  • the detection signal of the frame-like image 43 by the light detection means 7 and the reference signal are input to the synchronous detection / amplification means 9, whereby the detection signal of the frame-like image 43 by the light detection means 7 is referred to Only the detection signal to be synchronized is amplified.
  • FIG. 24 is a view schematically showing a state in which the light detection means 7 detects light in a state in which the scattered light from the projection image is superimposed on the frame-like image 43.
  • the synchronous detection and amplification means 9 multiplies the signal as shown in FIG. 24 by the reference signal (sine wave) shown in FIG. 23 and integrates and amplifies it. This is equivalent to amplifying a specific frequency signal on the frequency axis.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining an operation of amplifying a specific frequency signal on the frequency axis. In the example shown in FIG. 25, only the signal S in the portion enclosed by the broken line is amplified.
  • FIG. 26 schematically shows the principle by which the position of the light detection means 7 is measured based on the operation of the synchronous detection amplification means 9. That is, the frame-like image 43 modulated can be uniquely associated with the display position of the frame-like image 43. '
  • FIG. 26 (A) when the frame-like image 43 is detected by the light detection means 7 corresponding to the position of the positive peak, the position of the light detection means is modulated. It will be near the edge of image 43.
  • Fig. 2 6 (B) when a peak is detected near the origin of the square wave, the position of the light detection means 7 is located near the center of the modulated frame-like image 43. Become.
  • Fig. 2 6 (C) when it is detected near the negative peak of the sine wave, it is near the end opposite to the side opposite to Fig. 2 6 (A) in the frame-like image 43. It will be there. In this way, it is possible to obtain a control image that minimizes the influence of scattered light from the effective image display area 31.
  • the light detection means 7 can detect the control image with high accuracy without being affected by the scattered light from the effective image display area 31. If the detection signal of the appropriate control image is obtained from the light detection means 7, the image correction signal can be generated using the detection signal.
  • the image display apparatus 16 according to the fourth embodiment is an image display apparatus provided with one image projection unit 5 as in the case of the image display apparatus 14 according to the fourth embodiment.
  • the image display device may be provided with a plurality of image projection means 5.
  • the light detection means 7 in the light scattering means 6 is disposed around the effective image display area 31 1 of the plurality of image projection means 5 as in the case of the image display device 12 according to the second embodiment.
  • the control image does not necessarily have to be a frame-like image, and the image projection means 5 is arranged in two vertical and two horizontal as in the case of the image display 12 according to the second embodiment, for example. In this case, it is possible to form an L shape corresponding to two adjacent sides among the four sides of the rectangle.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • an image display program is described in which a processing procedure for realizing the image display program used in the image display apparatus of the present invention described above is created, and the image display program is used as a flexible disk or an optical disk. It can also be recorded on a recording medium such as a hard disk. Therefore, the present invention also includes the image display program and a recording medium on which the image display program is recorded. Also, the image display program may be obtained from the network.

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Abstract

本発明の画像表示方法は、画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含むことを特徴とする。 このため、本発明の画像表示方法によれば、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができるとともに、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることがなくなる。

Description

画像表示方法、 画像表示装置、 光散乱手段及び画像表示プログラム 技術分野
本発明は、 画像表示方法、 画像表示装置、 光散乱手段及び画像表示プログラム に関する。 背景技術 明
近年、 画像投写型の画像表示装置が注細 1目されている。 画像投写型の画像表示装 置は、 例えば、 プラズマ表示パネルや液晶表書示パネルを用いた直視型の画像表示 , 装置と比較して、 画像表示についての自由度が非常に高いという特徴を有してい る。
直視型の画像表示装置の場合、 表示画面の大きさは表示デバイスの大きさその ものであり、 表示デバイスは大きな薄いガラス板などを基板として製造されてい
るため、 表示画面の大きさを自由に変更することは容易ではない。
それに対し、画像投写型の画像表示装置においては、小型の電気光学変調装置、 例えば小型の液晶装置やマイクロミラー型光変調装置などに光を透過させ、 ある いは反射させて得た投写画像を、 投写光学系により拡大してスクリーンなどの光 散乱手段に投写することにより、 任意の大きさの画面を容易に実現することが可 能である。 .また、 表示画面の明るさも、 用いる光源により比較的容易に変化させ ることができる。
このような画像表示についての自由度は、 光源、 電気光学変調装置、 投写光学 系などがそれぞれ分離していることにより得られるものである。 つまり、 それら の組合せとして非常に多くの種類の画像表示方法及ぴ画像表示装置を実現するこ とができる。
ところで、 画像表示についての自由度が高いことは、 画質を劣化させる要因と なる場合もある。 特に、 投写画像の歪みは、 直視型画像表示装置には起こりえな い表示画質の劣化形態である。 この投写画像の歪みは、 画像投写手段、 投写光学 系及び光散乱手段の位置関係が適切でない場合、 あるいは、 それらの位置関係が 変化する場合に発生する。
画像投写手段から投写される投写画像の歪みを補正して光散乱手段に表示画像 を表示する方法として、 撮像手段を用いて投写画像の補正を行う画像表示方法が ある (例えば、 特許文献 1及び 2参照。)。 特許文献 1に開示された画像表示方法 においては、 画像投写手段としてのプロジェクタュニットと光散乱手段としての スクリーンとの投写軸周りでの相対的な回転角を ωとし、 プロジェクタュニット から投写される投写画像とスクリーンとの垂直方向での交差角を Θとし、 プロジ ェクタュニットから投写される投写画像とスクリーンとの水平方向での交差各を φとしたときの、投写画像の補正式が示されている(特許文献 1の(2 )式〜(4 ) 式及び図 2を参照。)。 これら 3つの角度を検出するために、 撮像手段としてのデ ジタルカメラを用いている。 ' · また、 特許文献 1には、 スクリーンにおける有効画像表示領域内に多数の微小 な光検出手段 (光センサ) を配置して、 光が照射されている光検出手段を検出す ることにより、 スクリーン上での画像の投写状態を把握する画像表示方法も開示 されている。
特許文献 2に開示された画像表示方法は、 撮像手段としてのデジタルカメラを 画像投写手段としてのプロジェクタユニットと正対して設置したり並列に設置し たりすることにより、 プロジェクタュニットから投写される投写画像に歪みを検 出し、 歪みを補正した投写画像を光散乱手段としてのスクリーンに表示する方法 である。
特許文献 1 特開平 9一 3 2 6 9 8 1号公報
特許文献 2 特開 2 0 0 2— 1 8 5 9 8 7号公報 発明の開示
しかしながら、 特許文献 1に記載された画像表示方法においては、 撮像手段そ のものに歪みが発生する可能性があり、 撮像手段で発生した歪みと投写画像の歪 みとを分離することは困難である。 また、 光散乱手段における有効画像表示領域 と撮像手段との位置関係は一定ではないため、 投写画像を補正するための補正パ ラメータを正確に検出することができない。 このため、 投写画像の歪みを正確に 反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題がある。 また、 上記の光検出手段を配置する画像表示方法においては、 有効画像領域内 に配置した光検出手段によって投写画像の歪みを検出することとしているため、 光散乱手段として透過型のスクリーンを用いた場合には、 光検出手段の存在によ つて表示画質の劣化を生じさせてしまうおそれがあるという問題がある。 また、 光散乱手段として反射型のスクリーンを用いた場合においても、 光検出手段の存 在を見え難くすることが困難であるため、 表示画質の劣化を回避することは容易 ではない。
特許文献 2に記載された画像表示方法においては、 光散乱手段の有効画像表示 領域と撮像手段の位置とが固定されているため、 それらの相対的な位置関係に起 因する問題は解決されているが、 上記した撮像手段そのものに起因する歪みの問 題は解決されていない。
そこで、 本発明は、 投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確 に検出することができるとともに、 光検出手段の存在によって表示画質の劣化を 生じさせることのない画像表示方法及び画像表示装置並びにそのような画像表示 装置に好適に用いられる光散乱手段及ぴ画像表示プログラムを提供することを目 的とする。 ( 1 ) 本発明の画像表示方法は、 画像投写手段から投写される投写画像を光散乱 手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方 法であって、 前記光散乱手段 投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制 御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、 前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によ つて、 前記制御用画像を検出するステップと、 前記光検出手段による前記制御用 画像の検出信号に基づいて、 画像補正信号を生成するステップと、 前記画像補正 信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップと を含むことを特徴とする。
このため、 本発明の画像表示方法によれば、 上記の制御用画像を画像投写手段 から光散乱手段に向けて投写し、 光散乱手段における有効画像表示領域外に設け られた複数の光検出手段によって、 制御用画像を検出し、 光検出手段による制御 用画像の検出信号に基づいて、 画像補正信号を生成するようにしているため、 撮 像手段を用いることなく、 画像補正信号を生成することができる。 その結果、 撮 像手段を用いることに起因した投写画像の歪みの問題や、 投写画像の歪みを正確 に反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題を解決 することができ、 投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検 出することが可能になる。
また、 上記した複数の光検出手段は、 光散乱手段における有効画像表示領域よ りも外側に設けられるため、 透過型のスクリーン及び反射型のスクリーンのいず れの光散乱手段を用いた場合であっても、 光検出手段の存在によって表示画質の- 劣化を生じさせることもない。
本発明の画像表示方法に用いる光散乱手段としては、 画像投写手段から投写さ れる投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段であればよ く、 例えば、 スクリーンを好適に用いることができる。
本発明の画像表示方法に用いる画像投写手段としては、 投写すべき表示画像に 係る表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段であればよく、 例 えば、 プロジェクタを好適に用いることができる。
本発明の画像表示方法に用いる光検出手段としては、 例えば、 光センサを好適 に用いることができる。
( 2 ) 上記 (1 ) に記載の画像表示方法においては、 前記光検出手段は、 前記有 効画像表示領域の周縁部に沿って設けられていることが好ましい。
このような方法とすることにより、 それぞれの光検出手段の位置と光散乱手段 における有効画像表示領域の周縁部の位置とを同等と考えることができる。 この ため、 電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の位置を容易 かつ高精度に求めることができる。
( 3 ) 上記 (1 ) 又は (2 ) に記載の画像表示方法においては、 前記光検出手段 は、 前記光散乱手段と同一面内に設けられていることが好ましい。
このような方法とすることにより、 画像歪みの検出を容易なものとすることが できる
( 4 ) 上記 (1 ) 〜 (3 ) のいずれかに記載の画像表示方法においては、 前記制 御用画像は、 縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像 であって、 前記縦の線状画像を前記光散乱手段における横方向に沿って走査し、 前記横の線状画像を前記光散乱手段における縦方向に沿って走査することが好ま しい。
このような方法とすることにより、 光散乱手段における光検出手段の実際の位 置と電気光学変調装置の画像形成領域における光検出手段の仮想的な位置とを正 確に対応付けることができる。
( 5 ) 上記 (1 ) 〜 (3 ) のいずれかに記載の画像表示方法においては、 前記制 御用画像は、 前記有効画像表示領域の外側に投写される枠状画像であることが好 ましい。
このような方法とすることにより、 有効画像表示領域内には制御用画像が投写 されなくなるため、 投写画像を投写しながら、 画像投写手段のずれなどに起因す る投写画像の歪みをリアルタイムで検出することができるようになる。
( 6 ) 上記 (5 ) に記載の画像表示方法においては、 前記制御用画像と前記表示 画像とを同時に投写することが好ましい。
このような方法とすることにより、 表示画像の投写中にリアルタィムで画像補 正を行うことが可能となる。
( 7 ) 上記 (5 ) 又は (6 ) に記載の画像表示方法においては、 前記制御用画像 を検出するステップは、 所定の参照信号によつて前記制御用画像の大きさを周期 的に変化させるとともに、 前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを 同期検波増幅することにより、 前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号 と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することが好ましい。 このような方法とすることにより、 例えば、 有効画像表示領域に表示される表 示画像の光が散乱光として光検出手段に入射しても、 制御用画像を効率良く、 か つ、 高精度に検出することができる。
( 8 ) 本発明の画像表示装置は、 投写すべき表示画像に係る表示画像データを入 力するための画像入力手段と、 前記画像入力手段に入力される表示画像データに 応じて投写画像を投写する画像投写手段と、 前記画像投写手段から投写される投 写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表 示装置であって、 投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係 る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、 前記光散乱手段における 有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、 前記光検出手段による前 記制御用画像の検出信号に基づいて、 画像捕正信号を生成する画像補正信号生成 手段と、 前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補 正を行う画像補正手段とをさらに備えることを特徴とする。
このため、 本発明の画像表示装置によれば、 制御用画像生成手段によって生成 された制御用画像を有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって 検出し、 光検出手段による制御用画像の検出信号に基づいて、 画像補正信号生成 手段が画像捕正信号を生成することとしているため、撮像手段を用いることなく、 画像補正信号を生成することができる。 その結果、 投写画像の歪みを正確に反映 させた補正パラメータを正確に検出することができる。
また、 上記した複数の光検出手段は、 光散乱手段における有効画像表示領域よ りも外側に設けられるため、 光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさ せることもない。
なお、 本発明の画像表示装置においても、 上記した本発明の画像表示方法にお いて好適な特徴を有することが好ましい。
( 9 ) 上記 (8 ) に記載の画像表示装置においては、 前記画像投写手段として、 複数の画像投写手段を備え、 前記画像補正手段は、 各画像投写手段が投写する表 示画像を捕正する機能を有することが好ましい。
このように構成することにより、 複数の画像投写手段からの投写画像を光散乱 手段上にタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイにおいても、 上記 (8 ) に記載の効果を得ることが可能になる。
( 1 0 ) 本発明の光散乱手段は、 上記 (8 ) 又は (9 ) に記載の画像表示装置に 用いるための光散乱手段であって、 前記有効画像表示領域外に複数の光検出手段 を備えていることを特徴とする。
このため、 本発明の光散乱手段と画像投写手段を用いて画像表示装置を構成す ることにより、 上記 (8 ) に記載の効果を得ることが可能になる。
( 1 1 ) 本発明の画像表示プログラムは、 画像投写手段から投写される投写画像 を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画 像表示装置に、 前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる 制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、 前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によ つて、 前記制御用画像を検出するステップと、 前記光検出手段による前記制御用 画像の検出信号に基づいて、 画像捕正信号を生成するステップと、 前記画像捕正 信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップと を行わせる手順を含むことを特徴とする。
このため、 本発明の画像表示プログラムを用いて画像表示装置を動作させるこ とにより、 上記 (1 ) に記載の画像表示方法と同様の効果を得ることが可能にな る。
なお、 本発明の画像表示プログラムにおいても、 上記した本発明の画像表示方 法において好適な特徴 有することが好ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施形態 1に係る画像表示装置 1 0の構成を示す図である。
図 2は、 実施形態 1に係る光散乱手段 6の構成を示す図である。
図 3は、 電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けた場合の、 有効画像表示領域 3 1'、 投写可能領域 3 2及び光検出手段 7のそれぞれの位置を 説明するために示す図である。
図 4は、 光散乱手段 6における各光検出手段 7の横方向の位置を、 電気光学変 調装置の画像形成領域上の横方向の位置として対応付ける方法を説明するために 示す図である。
図 5は、 光散乱手段 6における各光検出手段 7の縦方向の位置を、 電気光学変 調装置の画像形成領域上の縦方向の位置として対応付ける方法を説明するために 示す図である。
図 6は、 有効画像表示領域 3 1に投写すべき表示画像の歪みを補正するための 補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。
図 7は、 有効画像表示領域 3 1に投写すべき表示画像の歪みを補正するための 補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。
図 8は、 実施形態 1に係る画像表示方法おいて用いられる画像補正処理手順を 示すフローチャートである。
図 9は、 実施形態 2に係る画像表示装置 1 2の構成を示す図である。
図 1 0は、 複数の画像投写手段 5を用いて光散乱手段 6にタイリング投写する 例を示す図である。
図 1 1は、画像投写手段 5が光散乱手段 6に正対している場合を示す図である。 図 1 2は、 画像投写手段 5が光散乱手段 6に対する正対位置から傾き角 φだけ 傾いた場合を示す図である。
図 1 3は、 投写角 Θを 6 0度とした場合における、 画像投写手段 5の光軸から 有効画像表示領域 3 1の両端部までの距離の比を角度 φの関数として示す図であ る。
図 1 4は、 電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段 6に対して、 y軸回 りに回転角 φだけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。
図 1 5は、 電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段 6に対して、 y軸回 りに回転角 φ 1及び X軸回りに回転角 φ 2だけ相対的に回転している状態を模式 的に示した図である。 · ■ . ——
図 1 6は、 電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域 3 1の 任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となることを示す図である。 図 1 7は、 ある 1台の画像投写手段 5の電気光学変調装置の画像形成領域にお ける、 有効画像表示領域 3 1の残る 1頂点の座標を求める方法を説明するために 示す図である。
図 1 8は、 実施形態 2に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手 順を示すフローチヤ一トである。
図 1 9は、 実施形態 3に係る画像表示装置 1 4の構成を示す図である。
図 2 0は、 光散乱手段 6における投写画像の投写状態を示す図である。
図 2 1は、 実施形態 4に係る画像表示装置 1 6の構成を示す図である。 図 2 2は、 実施形態 4に係る画像表示方法を説明するために示す図である。 図 2 3は、 実施形態 4に係る画像表示方法に用いる参照信号を説明するために 示す図である。
図 2 4は、 枠状画像 4 3に投写画像からの散乱光が重畳された状態で光検出手 段 7に検出される状況を模式的に示す図である。
図 2 5は、 周波数軸上で特定の周波数信号を増幅させる動作を説明するために 示す図である。
図 2 6は、 同期検波増幅手段 9の動作に基づいて光検出手段 7の位置が測定さ れる原理を模式的に示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の画像表示方法、 画像表示装置、 光散乱手段及び画像表示プログ ラムについて、 図に示す実施形態に基づいて説明する。
[実施形態 1 ]
図 1は、 実施形態 1に係る画像表示装置 1 0の構成を示す図である。
実施形態 1に係る画像表示装置 1 0は、 図 1に示すように、 投写すべき表示画 像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段 1と、 画像入力手段 1に 入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段 5と、 画像 投写手段 5から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する 光散乱手段 6とを備えている。
画像投写手段 5は、 表示画像データに応じて光源からの光を変調して画像光を 生成するための電気光学変調装置を有している。 電気光学変調装置としては、 透 過型又は反射型の液晶装置や、 マイクロミラー型光変調装置を好適に用いること ができる。 また、 光散乱手段 6としては、 透過型又は反射型のスクリーンを好適 に用いることができる。
また、 実施形態 1に係る画像表示装置 1 0は、 投写すべき表示画像の補正を行 うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手 段 4と、光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1 (後述する図 2参照。)外に 設けられた複数の光検出手段 7と、 光検出手段 7による制御用画像の検出信号に 基づいて、 画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段 3と、 画像補正信号に 基づいて光散乱手段 6に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段 2とをさ らに備えている。 光検出手段 7は、 0次元光検出手段である。
このように構成された画像表示装置 1 0における画像表示動作を簡単に説明す る。
まず、 画像入力手段 1に入力された表示画像データについて、 画像補正手段 2 によって歪みなどの補正を行う。 これと同時に又は別に、 制御用画像生成手段 4 は、 投写すべき表示画像の捕正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像 データを生成する。 そして、 表示画像データに応じた投写画像及び制御用画像デ ータに応じた制御用画像を、 画像投写手段 5から同時に又は別に光散乱手段 6に 向けて投写する。 画像補正手段 2により補正された表示画像データは、 視聴者に 提供すべき投写画像となる。
次に、光検出手段 7で制御用画像が検出されると、画像補正信号生成手段 3は、 光検出手段 7による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する。 画像補正手段 2は、画像補正信号生成手段 3が生成した画像補正信号に基づいて、 光散乱手段 6に投写すべき表示画像の補正を行う。
図 2は、 実施形態 1に係る光散乱手段 6の構成を示す図である。 図 2において は、 光散乱手段 6の左斜め方向から投写画像を投写するように画像投写手段 5を 配置した場合を例示している ·。 なお、 実施形態 1においては、 説明を簡単にする ために、 光検出手段 7は光散乱手段 6の投写面と実質的に同一面内に設けられて いる例を示す。
実施形態.1に係る光散乱手段 6は、 図 2に示すように、 光散乱手段 6における 画像投写手段 5の有効画像表示領域 3 1外で、 かつ、 光散乱手段 6における画像 投写手段 5の投写可能な領域 (以下、 投写可能領域という。) 3 2内に、複数の光 検出手段 7が配設されている。
ここで、 有効画像表示領域 3 1と複数の光検出手段 7との位置関係は固定され ている。 これにより、 光検出手段 7の位置に基づいて有効画像表示領域 3 1の位 置を、 十分な精度で推定することが可能となる。
図 3は、 電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けた場合の、 有効画像表示領域 3 1、 投写可能領域 3 2及び光検出手段 7のそれぞれの位置を 説明するために示す図である。
光散乱手段 6においては長方形となる有効画像表示領域 3 1 (図 2参照。)の位 置を電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けると、 図 3に示す ように、 電気光学変調装置の画像形成領域においては長方形とはならない。 これ は、 図 2に示すように、 画像投写手段 5が光散乱手段 6に対してある角度を持つ て配置されているからである。 同様に、 各光検出手段 7の位置も電気光学変調装 置の画像形成領域上の位置として対応付けると、 図 3に示すような位置となる。 ここで、 実施形態 1に係る画像表示方法において、 光散乱手段 6における各光 検出手段 7の縦方向の位置及び横方向の位置を、 電気光学変調装置の画像形成領 域における縦方向の位置及び横方向の位置として対応付ける方法について、 その 一例を図 4及び図 5を用いて説明する。
図 4は、 光散乱手段 6における各光検出手段 7の横方向の位置を、 電気光学変 , 調装置の画像形成領域における横方向の位置として対応付ける方法を説明するた めに示す図である。 図 5は、 光散乱手段 6における各光検出手段 7の縦方向の位 置を、 電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向の位置として対応付ける 方法を説明するために示す図である。
実施形態 1に係る画像表示方法においては、 光散乱手段 6に投写すべき表示画 像の補正を行うために用いる制御用画像として、 縦方向に延在する縦の線状画像 4 1と、 横方向に延在する横の線状画像 4 2とを用いることとしている。
まず、 図 4に示すように、 電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向を 構成するラインのうち、 輝線又は暗線で表される 1ライン (縦の線状画像 4 1 ) を、 横方向 (図 4 (A) の X方向) に走査する。 すなわち、 図 4 (A) から図 4 ( B ) に示すように縦の線状画像 4 1を走査して、 縦の線状画像 4 1がどの位置 に来たときに光検出手段 7が反応したかを検出することにより、 光散乱手段 6に' おける各光検出手段 7の横方向の位置を、 電気光学変調装置の画像形成領域にお ける横方向の位置として対応付けることができる。
そして、 図 5に示すように、 電気光学変調装置の画像形成領域における横方向 を構成するラインのうち、輝線又は暗線で表される 1ライン(横の線状画像 4 2 ) を、 縦方向 (図 5 (A) の y方向) に走査する。 すなわち、 図 5 (A) から図 5 (B ) に示すように横の線状画像 4 2を走査して、 横の線状画像 4 2がどの位置 に来たときに光検出手段 7が反応したかを検出することにより、 光散乱手段 6に おける各光検出手段 7の縦方向の位置を、 電気光学変調装置の画像形成領域にお ける縦方向の位置として対応付けることができる。
このように、 縦の線状画像 4 1を横方向に走査し、 横の線状画像 4 2を縦方向 に走査することにより、光散乱手段 6における各光検出手段 7の位置に対応した、 電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段 7の位置 (X座標及び y 座標) を知ることができる。
なお、 実施形態 1に係る画像表示方法においては、 光検出手段 7による制御用 画像の検出を行う際、 制御用画像を光散乱手段 6における投写可能領域 3 2全面 に渡って走査するものとして例示して説明したが、 光検出手段 7の位置が推定で きる場合には、 その推定位置の近傍の走查のみで十分である。 この場合は、 有効 画像表示領域 3 1外の走査のみとすることも可能である。
実施形態 1に係る画像表示方法においては、 光散乱手段 6における光検出手段 7と有効画像表示領域 3 1との位置関係を、 一般性を損なうこと無く既知と仮定 することが可能である。 例えば、 実施形態 1に係る画像表示方法においては、 光 検出手段 7は、 有効画像表示領域 3 1に沿って設置されている。
そうすると、 上述したように、 縦の線状画像 4 1を横方向に走査し、 横の線状 画像 4 2を縦方向に走査することにより、 光散乱手段 6における各光検出手段 7 の位置に対応した、 電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段 7の 位置を知ることができるため、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1の位 置に対応した、 電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域 3 1 の位置についても、 十分な精度で推定することが可能となる。 そのため、 以降の 説明においては、 光検出手段 7の位置の推定と電気光学変調装置の画像形成領域 における有効画像表示領域 3 1の位置の推定とを、 同等であるとする。
したがって、 電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域 3 1 の位置が決定されれば、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1に投写すベ き表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得ることが可能となる。 図 6及び図 7は、 有効画像表示領域 3 1に投写すべき表示画像の歪みを補正す るための插正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。 図 6におい ては、 任意の点 pを原点とし、 電気光学変調装置の画像形成領域における有効画 像表示領域 3 1の 4隅の位置を位置べクトル a, b, c, dで表している。また、 図 7においては、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 31のある点の座標を 座標 (x, y) とし、 説明を簡単にするために、 χ, yの値の範囲は、 縦方向及 ぴ横方向のそれぞれにおいて、 0から 1に正規化されているものとする。
図 7に示される光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1のある点の座標 (x, y) は、 電気光学変調装置の画像形成領域においては、 図 6に示すような 位置と対応している。
このとき、 電気光学変調装置の画像形成領域において、 図 6に示すように、 有 効画像表示領域 3 1の 4隅に対応する位置の位置ベクトルを a, b, c, dとす ると、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 31のある点の座標 (X , y) に 対応した、 電気光学変調装置の画像形成領域における座標は、
X y (d— c— b + a) + x (c— a)
'+y (b-a) + a (1)
によって与えられる。
つまり、 この (1) 式を用いて、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1 の各点の座標を電気光学変調装置の画像形成領域の座標に変換し、 これに基づい て補正パラメータ (画像補正信号) を生成して光散乱手段 6に投写すべき表示画 像の補正を行うことにより、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1に歪み の無い表示画像を表示することが可能となる。ただし、 この(1)式においては、 歪みが小さいものであるとし、 線形の近似を行っている。
図 8は、 実施形態 1に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順 を示すフローチャートである。 実施形態 1に係る画像表示方法において用いられ る画像補正処理手順は、 図 8に示すように、 X座標検出のための制御用画像を出 力する (ステップ S l)。 これは、 すでに説明したように、 縦の線状画像 41を横 方向に走査する動作である。 これにより、 すべての光検出手段 7の X座標が検出 される (ステップ S 2)。 同様に、 y座標検出のための制御用画像を出力する (ス テツプ S 3 )。 これは、横の線状画像 4 2を縦方向に走査する動作である。 これに より、すべての光検出手段 7の y座標が検出される (ステップ S 4 )。 このように して検出されたすベての光検出手段 7の X座標及び y座標に基づいて、 電気光学 変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域 3 1の 4隅の座標を算出する (ステップ S 5 )。そして、算出された有効画像表示領域 3 1の 4隅の座標を画像 補正信号として画像補正手段 2に設定する (ステップ S 6 )。 .
以上説明したように、実施形態 1に係る画像表示方法によれば、制御用画像(縦 の線状画像 4 1及び横の線状画像 4 2 ) を画像投写手段 5から光散乱手段 6に向 けて投写し、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1外に設けられた複数の 光検出手段 7によって、 制御用画像を検出し、 光検出手段 7による制御用画像の 検出信号に基づいて、 画像補正信号を生成するようにしているため、 撮像手段を 用いることなく、 画像補正信号を生成することができる。 その結果、 撮像手段を 用いることに起因した投写画像の歪みの問題や、 投写画像の歪みを正確に反映さ せた補正パラメータを正確に検出することができないという問題を解決すること ができ、 投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出するこ とができる。
また、 上記した複数の光検出手段 7は、 光散乱手段 6における有効画像表示領 域 3 1よりも外側に設けられるため、 透過型のスクリーン及ぴ反射型のスクリー ンのいずれの光散乱手段を用いた場合であっても、 光検出手段の存在によって表 示画質の劣化を生じさせることもない。
[実施形態 2 ]
図 9は、 実施形態 2に係る画像表示装置 1 2の構成を示す図である。 なお、 図 9において、 図 1と同一の部材については同一の符号を付し、 詳細な説明は省略 する。 .
実施形態 2に係る画像表示装置 1 2は、 図 9に示すように、 画像投写手段 5が 複数台用いられている点で、 実施形態 1に係る画像表示装置 1 0とは異なるが、 その他の構成要素については、実施形態 1に係る画像表示装置 1 0と同じである。 図 1 0は、 複数の画像投写手段 5を用いて光散乱手段 6にタイリング投写する 例を示す図である。 なお、 図 1 0において、 光散乱手段 6における有効画像表示 領域 3 1 ' は、 4台の画像投写手段 5による全体の有効画像表示領域を示し、 各 画像投写手段 5の有効画像表示領域 3 1によって、全体の有効画像表示領域 3 1 ' が形成される。 .
実施形態 2に係る画像表示装置 1 2においては、 図 1 0に示すように、 縦横そ れぞれ 2台、 合計 4台の画像投写手段 5から投写画像をタイリング投写すること により、 表示総画素数をほぼ 4倍、 表示領域全体の明るさをほぼ 4倍にすること が可能となる。
実施形態 2に係る画像表示方法が実施形態 1に係る画像表示方法と異なるのは、 図 1 0より明らかであるように、 各々の画像投写手段 5に対して、 それぞれの有 効画像表示領域 3 1の 2辺の位置しか、 光検出手段 7の出力によっては推定でき ないことである。 実施形態 1に係る画像表示方法で説明したように、 画像投写手 段 5から投写される投写画像を補正するためには、 その有効画像表示領域 3 1に おける 4つの隅 (以下、 頂点ということもある。) の位置の座標が必要となる。 実施形態 2に係る画像表示方法では、 各画像投写手段 5のそれぞれの有効画像 表示領域 3 1の 3頂点の座標しか直接には得ることができないため、 画像補正信 号を得ることができないことになる。 し力 し、 実際には、 この 3頂点の座標から 残る 1頂点の座標を算出することは可能であり、 実施形態 2に係る画像表示方法 の場合においても、 画像補正信号を得ることが可能であ-る。 以下に、 実施形態 2. に係る画像表示方法について詳細に説明する。
図 1 1は、画像投写手段 5が光散乱手段 6に正対している場合を示す図である。 0は画像の投写角を示している。 なお、 図 1 1においては、 説明を簡単にするた めに、 光軸と有効画像表示領域の中点は合っているものとする。
図 1 1に示す例では、 画像投写手段 5による投写は、 図 1 1の左右方向につい て対称であり、 画像投写手段 5の光軸から光散乱手段 6における有効画像表示領 域 3 1の左端までの距離 Aは、
A ' = d X s i η ( Θ ) / c o s ( θ ) ( 2 )
で求められる。 画像投写手段 5の光軸から光散乱手段 6における有効画像表示領 域 3 1の右端までの距離 Βも同じである。 したがって、 距離 A ' と距離 B ' との 比 (二 B' ΖΑ') は 1となる。
図 1 2は、 画像投写手段 5が光散乱手段 6に対する正対位置から角度 φだけ傾 いた場合を示す図である。 なお、 図 12においても、 図 1 1の場合と同様に、 光 軸と有効画像表示領域の中点は合っているものとする。
図 1 2に示す例では、 A' の長さは B' の長さに比べて長くなり、 それぞれ
A5 =d X s i n (0) /c o s (θ + φ) (3)
B' =d X s i n (0) /c o s (θ -φ) (4) となる。 したがって、 この場合、 距離 Α, と距離 B' との比 (=Β' /Α') は、 Β, ZA' =C O S (0 +(|)) /C O S ( θ— )
となり、 1よりも小さくなる。 この距離 Α, と距離 Β, との比(=Β, /Α,) は、 角度 Φ及ぴ投写角 Θの関数として一意に定まる。
図 13は、 投写角 0を 60度とした場合における、 画像投写手段 5の光軸から 光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1の両端部までの距離の比を角度 φの 関数として示す図である。 ここで重要であるのは、 投写角 0が既知であり、 距離 Αと距離 Βとの比 (=B/A) の値が与えられた場合、 その角度 φ (以下、 回転 角 ψという。)がー意に定まるということである。図 14はそれを説明するための ものである。
図 14は、 電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段 6に対して、 y軸回 りに回転角 φだけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。 図 14 (A) は電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の位置を模 式的に示す図であり、 図 14 (B) は電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱 手段 6に対して、 y軸回りに回転角 φだけ相対的に回転している状態を説明する ために示す上面図である。
ここで、 仮に光検出手段 7 (図 14 (A) 中に黒い点で示す。) の位置が、 電気 光学変調装置の画像形成領域において、 図 14 (A) に示すような位置として検 出されたとする。
このとき、 電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域 31の それぞれの辺の中点及び両端の位置は、 光散乱手段 6における各光検出手段 7の 位置に対応した、 電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段 7の位 置により決定することが可能である。 この電気光学変調装置の画像形成領域にお ける有効画像表示領域 3 1のそれぞれの辺の中点及び両端の位置がわかれば、 距 離 Aと距離 Bとの (=B/A) を求めることができ、 その距離 Aと距離 Bとの 比 (=B/A) の値を用いて、 図 1 3に示す関係から、 回転角 φを求めることが 可能となる。
同様に、 図 1 4 (A) における有効画像表示領域 3 1の距離 aと距離 bとの比 (=b/a) を求めることもできる。 図 1 4に示す例では、 この距離 aと距離 b との比 (二 bZa) の値は 1であり、 この場合の X軸回りの回転角は 0となる。 図 1 5は、 電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段 6に対して、 y軸回 りに回転角 ψ 1及び X軸回りに回転角 ψ 2だけ相対的に回転している状態を模式 的に示す図である。 図 1 5の場合は図 1 4の場合と同様に、 電気光学変調装置の 画像形成領域における有効画像表示領域 3 1の各々の辺について、 距離 Aと距離 Bとの比 (=B/A) と、 距離 aと距離 bとの比 (=bZa) とを求めることに より、 2軸(X軸及び y軸)それぞれの回転角 φ 1, φ 2を求めることができる。 これにより、 電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域 3 1 の任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となる。 図 1 6は、 電気光学 変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域 3 1の任意の方向を持つ辺の 回転角'を求めることが可能となることを示す図である。
図 1 6において、 '
a = t a η (φ 1 ) (5) b = t a n (φ 2) (6) であるとする。 また、 図 1 6に示すように、 aと bが作る直角三角形を考え、 こ の直角三角形の斜辺の任意の点を cとし、 原点から点 cまでの距離を dとする。 そうすると、 原点から点 cへ向かう方向についての回転角を回転角 ωとすると、 ωは以下の式で与えら る。
co = a r c t a'n ( a X s i n ( θ ) / c o s (φ)) (7)
例えば、 点 cが bの方向と一致するときは、 であり、 (7) 式は、 m = a r c t a n (a X t a n (θ )) (8)
となる。 ここで、 図 1 6より明らかであるように、 t a n (Θ ) = b/a (9) であるので、 (8) 式は、
o = a r c t a ii (b) (10) となる。 つまり、 (6) 式より、 ω = φ 2となる。
同様に、 点 cが aの方向と一致する時は、 ω = φ 1となり、 自明の結果が得ら れる。
以上を用いて、 各画像投写手段 5の電気光学変調装置の画像形成領域における 有効画像表示領域 3 1の残る 1頂点の座標を求める方法について、 図 1 7を用い て説明する。
図 1 7は、 ある 1台の画像投写手段 5の電気光学変調装置の画像形成領域にお ける、 有効画像表示領域 3 1の残る 1頂点の座標を求める方法を説明するために 示す図である。
まず、 上記の実施形態 1に係る画像表示方法で説明した方法により、 光散乱手 段 6における各光検出手段 7の位置に対応した、 電気光学変調装置の画像形成領 域における各光検出手段 7の位置は求められているものとする。 ここで、 光散乱 手段 6における全体の有効画像表示領域 3 1' (図 10参照。) のうち右上の有効 画像表示領域 3 1を受け持つ画像投写手段 5を例にとる。 図 17 (Α) に示す 2 辺 L l, L 2の回転角は、 上述したように、 その値を求めることが可能である。 次に、図 1 7 (B) に示すように、 2辺 L 1, L 2を結ぶ対角線 L 3を求める。 この対角線 L 3の回転角は、上述したように、その値を求めることが可能である。 対角線 L 3の回転角が定まれば、 対角線 L 3の中点 mを定めることができる。 こ れは、 図 1 3の説明で述べたように、 回転角が定まれば、 中点 mの両側の長さの 比が定まるからである。
これにより、 図 1 7 (C) に示すように、 2辺 L l, L 2の原点 Oから中点 m を通る線分が、 残る 1頂点の方向を定める対角線 L 4となる。 同時に、 この対角 線 L 4の回転角も求めることが可能となる。 対角線 L 4の回転角が定まれば、 こ の回転角により定まる比に基づいて、 対角線 L 4の先端の位置 P iを求めること ができ、 その位置 P i力 求めるべき第 4の頂点位置となる。
図 18は、 実施形態 2に係る画像表示方法において用いられる画像捕正処理手 順を示すフローチヤ一トである。 実施形態 2に係る画像表示方法において用いら れる画像補正処理手順は、 図 1 8に示すように、 まず、 すべての光検出手段 7の X座標及ぴ y座標を検出する (ステップ S 1 1 )。 そして、すべての画像投写手段 5について画像補正信号を生成したかを判定し(ステップ S 1 2 )、すべての画像 投写手段 5について画像補正信号の生成がなされていれば処理を終了する。 ステップ 1 2において、 すべての画像投写手段 5について画像捕正信号の生成 がなされていなければ、 処理対象となる画像投写手段 5の有効画像表示領域 3 1 に隣接する光検出手段 7を選択し(ステップ S 1 3 )、その画像投写手段 5の電気 光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の 2辺の回転角を求め (ステップ S 1 4 )、求められた 2辺の端点を結ぶ対角線の中点を求める.(ステツ プ S 1 5 )。 そして、 その 2辺と始点 (原点) を共有する対角線を求め (ステップ S 1 6 )、 求められた対角線の端点座標を求める (ステップ S 1 7 )。 その端点を 含む 4点の座標を画像補正信号とする (ステップ S 1 8 )。
残りの 3台の画像投写手段 5においても同様の処理を行うことにより、 画像表 示装置 1 2における 4台の画像投写手段 5における有効画像表示領域の 4つの頂 点の位置 (座標) を得ることができ、 実施形態 1に係る画像表示方法の場合と同 様に、画像補正信号として画像補正手段 2に与えることができる。これによつて、 各画像投写手段 5で投写すベき投写画像に対する補正が可能となる。 [実施形態 3 ]
図 1 9は、 実施形態 3に係る画像表示装置 1 4の構成を示す図である。 図 2 0 は、 光散乱手段 6における投写画像の投写状態を示す図である。 なお、 図 1 9に おいて、図 1と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。 実施形態 3に係る画像表示装置 1 4は、 図 1 9に示すように、 制御用画像が枠 状画像である点及び画像合成手段を備えている点で、 実施形態 1に係る画像表示 装置 1 0とは異なるが、 その他の構成については、 実施形態 1に係る画像表示装 置 1 0と同じである。
実施形態 3に係る画像表示装置 1 4においては、 制御用画像生成手段 4は、 光 散乱手段 6に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制 御用画像データとして、 図 2 0 (A) 及び図 2 0 ( B ) に示すように、 枠形状の 制御用画像 (以下、 枠状画像という。)' 4 3に係る制御用画像データを生成する。 また、 実施形態 3に係る画像表示装置 1 4においては、 画像合成手段 8をさら に備えている。 画像合成手段 8は、 制御用画像生成手段 4で生成された枠状画像 4 3に係る制御用画像データと、 画像補正手段 2により補正された表示画像デー タとを合成し、 制御用画像データ及び表示画像データを 4台の画像投写手段 5に 出力する機能を有している。 ·
実施形態 3に係る画像表示方法においては、 制御用画像は、 図 2 0 (A) 及び 図 2 0 ( B ) に示すように、 有効画像表示領域 3 1の外側に投写される枠状画像 4 3であるため、 有効画像表示領域内には制御用画像が投写されなくなる。 この ため、 投写画像を投写しながら、 画像投写手段のずれなどに起因する投写画像の 歪みをリアルタイムで検出することができるようになる。
上記した枠状画像 4 3は、 有効画像表示領域 3 1の周縁部に沿った長方形の形 状である。 実施形態 3に係る画像表示方法においては、 枠状画像 4 3がすべての 光検出手段 7によって検出可能であるように、 光散乱手段 6に投写されている。 図 2 0 (A) のように、 枠状画像 4 3がすべての光検出手段 7により検出され、 すべての光検出手段 7から検出信号が出力されている状態が、 表示画像に対して 適正な画像補正が行われ状態であるとする。
これに対し、 図 2 0 (B ) のように、 画像投写手段 5に位置ずれが発生し、 枠 状画像 4 3の投写位置がずれて、 光検出手段 7から検出信号が出力されなくなつ たとする。 これは同時に、 光散乱手段 6における有効画像表示領域 3 1内に表示 される表示画像にも位置ずれ (歪み) が発生したということである。 画像投写手 段 5に位置ずれなどが発生した場合には、 枠状画像 4 3が再びすベての光検出手 段 7により検出できるように制御して、 枠状画像 4 3を走査することにより、 適 正な画像補正信号を得ることができる。 なお、 この位置ずれが小さい場合、 有効 画像表示領域 3 1外のある特定部分のみを走査するようにしてもよい。
実施形態 3に係る画像表示装置 1 4は、 実施形態 1に係る画像表示装置 1 0の 場合と同様に、 1台の画像投写手段 5を備えた画像表示装置であるが、 実施形態 2に係る画像表示装置 1 2の場合と同様に、 複数台の画像投写手段 5を備えた画 像表示装置とすることもできる。 この場合、 光散乱手段 6における光検出手段 7 は、 実施形態 2に係る画像表示装置 1 2の場合と同様に、 複数の画像投写手段 5 全体の有効画像表示領域 3 1, の周囲に配置することが好ましい。 なお、 制御用 画像は、 必ずしも枠状画像である必要はなく、 画像投写手段 5が例えば実施形態 2に係る画像表示装置 1 2の場合のように縦 2台 X横 2台で配置されている場合 には、 長方形の 4辺のうち隣接する 2辺に対応する Lの字型形状とすることもで きる。
[実施形態 4 ]
図 2 1は、 実施形態 4に係る画像表示装置 1 6の構成を示す図である。 なお、 図 2 1において、 図 1 9と同一の部材については同一の符号を付し、 詳細な説明 は省略する。
実施形態 4に係る画像表示装置 1 6は、 図 2 1に示すように、 同期検波増幅手 段をさらに備えている点で、 実施形態 ·3に係る画像表示装置 1 6とは異なるが、 その他の構成については、 実施形態 3に係る画像表示装置 1 6と同じである。 実施形態 3に係る画像表示装置 1 6において、 例えば、 投写画像と制御用画像 とを同時に光散乱手段 6に投写する場合には、 光散乱手段 6で投写画像からの散 乱光が発生することもあるため、 そのような散乱光を光検出手段 7が検出してし まうことにより、 制御用画像の検出が適正になされない可能性もある。 これに対 し、 実施形態 4に係る画像表示装置 1 6においては、 同期検波増幅手段 6をさら に備えているため、そのような散乱光の影響を排除することができるようになる。 図 2 2は、 実施形態 4に係る画像表示方法を説明するために示す図である。 図 2 3は、 実施形態 4に係る画像表示方法に用いる参照信号を説明するために示す 図である。
実施形態 4に係る画像表示方法においては、 実施形態 3に係る画像表示方法と は異なり、 図 2 2 (Α) 〜図 2 2 ( C ) に示すように、 制御用画像としての枠状 画像 4 3の位置が時間的に変化することを特徴としている。 すなわち、 枠状画像 4 3を参照信号 (実施形態 4に係る画像表示方法においては、 図 2 3に示すよう な正弦波とする。) によって変調させる。 これによつて、枠状画像 4 3は周期的に 拡大縮小を繰り返し、 周期的に光検出手段 7上を横切ることになる。
そして、 光検出手段 7による枠状画像 4 3の検出信号と参照信号とを同期検波 増幅手段 9に入力することにより、 光検出手段 7による枠状画像 4 3の検出信号 の中から参照信号と同期する検出信号のみを増幅させる。
図 2 4は、 枠状画像 4 3に投写画像からの散乱光が重畳された状態で光検出手 段 7に検出される状況を模式的に示す図である。 同期検波増幅手段 9は、 この図 2 4に示すような信号に、 図 2 3に示す参照信号 (正弦波) を乗算し、 それを積 分増幅するものである。 これはつまり、 周波数軸上で特定の周波数信号を増幅す ることと同等である。 図 2 5は、 周波数軸上で特定の周波数信号を増幅させる動 作を説明するために示す図である。 図 2 5の例では破線の四角で囲った部分の信 号 Sのみが増幅されることになる。
図 2 6は、 同期検波増幅手段 9の動作に基づいて光検出手段 7の位置が測定さ れる原理を模式的に示す図である。 つまり、 変調された枠状画像 4 3は、 その枠 状画像 4 3の表示位置と一意に対応付けることが可能である。 '
したがって、 図 2 6 (A) のように、 正のピークの位置に対応して枠状画像 4 3が光検出手段 7により検出された場合、 その光検出手段 Ίの位置は変調された 枠状画像 4 3の端部に近いところにあることになる。 図 2 6 ( B ) のように、 正 弦波の原点に近いところでピークが検出された場合、 その光検出手段 7の位置は 変調された枠状画像 4 3の中心に近いところにあることになる。 図- 2 6 ( C ) の ように、 正弦波の負の頂点に近いところで検出された場合、 枠状画像 4 3におけ る図 2 6 (A) とは反対側の端部に近いところにあることになる。 このように、 有効画像表示領域 3 1からの散乱光の影響を最小とする制御用画像を得ることが できる。
このように、 実施形態 4に係る画像表示方法によれば、 光検出手段 7では有効 画像表示領域 3 1からの散乱光の影響を受けないで高精度に制御用画像を検出す ることができる。 光検出手段 7から適正な制御用画像の検出信号が得られれば、 その検出信号を用いて画像補正信号を生成することができる。
なお、 実施形態 4に係る画像表示装置 1 6は、 実施形態 3に係る画像表示装置 1 4め場合と同様に、 1台の画像投写手段 5を備えた画像表示装置であるが、 実 施形態 2に係る画像表示装置 1 2の場合と同様に、 複数台の画像投写手段 5を備 えた画像表示装置とすることもできる。 この場合、 光散乱手段 6における光検出 手段 7は、 実施形態 2に係る画像表示装置 1 2の場合と同様に、 複数の画像投写 手段 5全体の有効画像表示領域 3 1 ' の周囲に配置することが好ましい。 なお、 制御用画像は、 必ずしも枠状画像である必要はなく、 画像投写手段 5が.例えば実 施形態 2に係る画像表示装置 1 2の場合のように縦 2台 X横 2台で配置されてい る場合には、 長方形の 4辺のうち隣接する 2辺に対応する Lの字型形状とするこ ともできる。 なお、 本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、 本発明の要旨を逸 脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。
また、 本発明においては、 以上説明した本発明の画像表示装置に用いられる画 像表示プログラムを実現するための処理手順が記述された画像表示プログラムを 作成し、 その画像表示プログラムをフレキシブルデイスク、 光ディスク、 ハード ディスクなどの記録媒体に記録させておくこともでき。 したがって、 本発明は、 その画像表示プログラム及びこの画像表示プログラムが記録された記録媒体をも 含むものである。 また、 ネットワークからその画像表示プログラムを得るように してもよい。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによつ て前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を 前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段に よって、 前記制御用画像を検出するステップと、 , 前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、 画像補正信号を 生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写 するステップとを含むことを特徴とする画像表示方法。
2 . 請求項 1に記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、 前記有効画像表示領域の周縁部に沿って設けられているこ とを特徴とする画像表示方法。
3 . 請求項 1又は 2に記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、 前記光散乱手段と同一面内に設けられていることを特徴-と · する画像表示方法。
4 . 請求項 1〜 3のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記制御用画像は、 縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の 線状画像であって、
前記縦の線状画像を前記光散乱手段における横方向に沿って走査し、 前記横の 線状画像を前記光散乱手段における縦方向に沿って走査することを特徴とする画 像表示方法。
5 . 請求項 1 ~ 3のいずれかに記載の画像表示方法において、 前記制御用画像は、 前記有効画像表示領域の外側に投写される枠状画像である ことを特徴とする画像表示方法。
6 . 請求項 5に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像と前記表示画像とを同時に投写することを特徴とする画像表示 方法。
7 . 請求項 5又は 6に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像を検出するステップは、
所定の参照信号によって前記制御用画像の大きさを周期的に変化させるととも に、 前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅すること により、 前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを 増幅して前記制御用画像を検出することを特徴とする画像表示方法。
8 .投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、 前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画 像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによつて表示画像を 表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像デ ータを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、 前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、 画像補正信号を 生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行 う画像補正手段とをさらに備えることを特徴とする画像表示装置。
9 . 請求項 8に記載の画像表示装置において、
前記画像投写手段として、 複数の画像投写手段を備え 前記画像補正手段は、 各画像投写手段が投写する表示画像を捕正する機能を有 することを特徴とする画像表示装置。
1 0 .請求項 8又は 9に記載の画像表示装置に用いるための光散乱手段であって、 前記有効画像表示領域外に複数の光検出手段を備えていることを特徴とする光 散乱手段。
1 1 . 画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによ つて前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を 前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段に よって、 前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、 画像補正信号を 生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光舉乱手段に投写 するステップとを行わせる手順を含むことを特徴とする画像表示プログラム。
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