(57)【要約】【課題】  広視野角のスクリーン上での映像に歪みが生じないようにスクリーンに対する投影手段又は反射手段の位置を自動で調整可能な映像投影装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る映像投影装置Ａは、広視野角のスクリーン１に対するプロジェクタ２の配置により生じるスクリーン１上での映像歪みを予め補正する機能を備えるとともに、方向特定部７が理想投影画像と現在画像とが一致するか否かを比較判断し、両画像が一致する場合は処理を終了し、両画像が一致しない場合は、現在画像が、各理想周辺投影画像のうちどの理想周辺投影画像に最も近いかを特定して後、方向調整部８が方向特定部７で特定した理想周辺投影画像方向とは点対称方向にプロジェクタ２を所定量だけ移動させて位置調整する。【選択図】図１
2006091837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広視野角のスクリーンと、該スクリーン上に映像を投影する投影手段とを備え、前記スクリーンに対する前記投影手段の配置により生じる前記スクリーン上での映像歪みを予め補正する機能を備えた映像投影装置であって、
前記スクリーン上での映像歪みが予め補正された理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置に移動可能である可動部と、
前記投影手段を前記理想位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された理想投影画像を取得するとともに、
前記点対称方向となる各位置が複数組ある場合、前記可動部により複数組の前記点対称方向となる各位置に前記投影手段を移動させて、該各位置で前記スクリーン上に投影された前記理想投影画像の周辺画像である各理想周辺投影画像を取得する初期画像取得部と、
該初期画像取得部で取得した前記理想投影画像と前記各理想周辺投影画像とを予め記憶する画像記憶部と、
前記投影手段を現在位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された現在画像を取得する現在画像取得部と、
前記理想投影画像と前記現在画像とが一致するか否かを比較判断し、前記両画像が一致する場合は処理を終了し、前記両画像が一致しない場合は、前記現在画像が前記各理想周辺投影画像のいずれの理想周辺投影画像に最も近いかを特定する方向特定部と、
前記理想位置に対して、前記方向特定部で特定した前記理想周辺投影画像が投影された前記投影手段の位置とは点対称方向に前記投影手段を所定量だけ移動させて位置調整する方向調整部と、
を備えたことを特徴とする映像投影装置。
【請求項２】
広視野角のスクリーンと、該スクリーン上に映像を投影する投影手段と、前記スクリーンと前記投影手段と間に設けた反射手段とを備え、前記反射手段を介して前記投影手段の投影する映像を前記スクリーン上に投影して、前記スクリーンに対する前記反射手段又は前記反射手段の配置により生じる前記スクリーン上での映像歪みを予め補正する機能を備えた映像投影装置であって、
前記スクリーン上での映像歪みが予め補正された理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置に移動可能である可動部と、
前記反射手段を前記理想位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された理想投影画像を取得するとともに、
前記点対称方向となる各位置が複数組ある場合、前記可動部により複数組の前記点対称方向となる各位置に前記反射手段を移動させて、該各位置で前記スクリーン上に投影された前記理想投影画像の周辺画像である各理想周辺投影画像を取得する初期画像取得部と、
該初期画像取得部で取得した前記理想投影画像と前記各理想周辺投影画像とを予め記憶する画像記憶部と、
前記投影手段及び前記反射手段を現在位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された現在画像を取得する現在画像取得部と、
前記理想投影画像と前記現在画像とが一致するか否かを比較判断し、前記両画像が一致する場合は処理を終了し、前記両画像が一致しない場合は、前記現在画像が前記各理想周辺投影画像のいずれの理想周辺投影画像に最も近いかを特定する方向特定部と、
前記理想位置に対して、前記方向特定部で特定した前記理想周辺投影画像が投影された前記投影手段の位置とは点対称方向に前記反射手段を所定量だけ移動させて位置調整する方向調整部と、
を備えたことを特徴とする映像投影装置。
【請求項３】
前記投影手段から投影する画像は、互いに相異なる色からなる点を配列したテスト用画像である請求項１又は請求項２に記載の映像投影装置。
【請求項４】
前記初期画像取得部は、前記可動部の位置調整後、前記理想周辺投影画像を取得して最新の理想周辺投影画像として前記画像記憶部に記憶する機能を備えた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の映像投影装置。
【請求項５】
前記スクリーンに投影する映像を立体映像とする場合、前記映像投影装置を、１つの広視野角のスクリーンと、右目用の映像投影装置と、左目用の映像投影装置にて構成した請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の映像投影装置。
【請求項６】
前記右目用の映像投影装置及び前記左目用の映像投影装置において一端、投影映像の自動補正を行った後に、前記スクリーン上での映像歪みの調整が再度必要となった際に、
前記右目用の映像投影装置又は前記左目用の映像投影装置のいずれか一方の映像投影装置は、他方の映像投影装置の自動補正後の前記スクリーン上での投影映像を撮影した画像を理想投影画像として投影映像の自動補正を行う機能を備えた請求項５に記載の映像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、広視野角のスクリーン上に発生する映像歪みを予め補正する機能を備えた映像投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の映像投影装置としては、広視野角のスクリーンと、映像を作成する映像作成手段と、スクリーン上に表示されたときに観察者から見て実スケールでかつ歪みが無くなるように予め映像を歪ませるための歪み補正手段と、歪み補正された映像をスクリーン上へ投影するためのプロジェクタ等の投影手段とを備え、観察者がスクリーン上に投影された映像を実スケールで見ることができて非常に高い没入感が得られるものを挙げることができる。また、この映像投影装置においては、スクリーンと投影手段との間に設けた反射鏡等の反射手段を介して、投影手段の投影する映像をスクリーン上に投影するものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
なお、上述の映像投影装置での歪み補正は、歪み補正手段による歪み補正がソフトウェアで実現されているが、レンズやプリズム等の光学系の部材により予め映像を歪ませた映像を投影手段であるプロジェクタから投影して、観察者がスクリーン上に投影された映像を実スケールで見て没入感が得られるようなものも従来の映像投影装置として挙げることができる。
【０００４】
上述のいずれの映像投影装置においても、スクリーンに対するプロジェクタ又は反射手段の配置により生じるスクリーン上での映像の歪みが発生しないように予め映像を歪ませたものである。
【特許文献１】特開２００２−１４８７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のような映像投影装置においては、広視野角のスクリーンに対する投影手段又は反射手段の配置が例えば初期設定時から何らかの原因でずれてしまうと、スクリーン上での映像に歪みが生じる可能性がある。このような場合、スクリーンに対する投影手段又反射手段の配置は、ユーザ等が投影手段又は反射手段の位置を手動で調整する必要がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を改善するためになされたものであり、広視野角のスクリーン上での映像に歪みが生じないようにスクリーンに対する投影手段又は反射手段の位置を自動で調整可能な映像投影装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る映像投影装置は、広視野角のスクリーンと、該スクリーン上に映像を投影する投影手段とを備え、前記スクリーンに対する前記投影手段の配置により生じる前記スクリーン上での映像歪みを予め補正する機能を備えた映像投影装置であって、前記スクリーン上での映像歪みが予め補正された理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置に移動可能である可動部と、前記投影手段を前記理想位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された理想投影画像を取得するとともに、前記点対称方向となる各位置が複数組ある場合、前記可動部により複数組の前記点対称方向となる各位置に前記投影手段を移動させて、該各位置で前記スクリーン上に投影された前記理想投影画像の周辺画像である各理想周辺投影画像を取得する初期画像取得部と、該初期画像取得部で取得した前記理想投影画像と前記各理想周辺投影画像とを予め記憶する画像記憶部と、前記投影手段を現在位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された現在画像を取得する現在画像取得部と、前記理想投影画像と前記現在画像とが一致するか否かを比較判断し、前記両画像が一致する場合は処理を終了し、前記両画像が一致しない場合は、前記現在画像が前記各理想周辺投影画像のいずれの理想周辺投影画像に最も近いかを特定する方向特定部と、前記理想位置に対して、前記方向特定部で特定した前記理想周辺投影画像が投影された前記投影手段の位置とは点対称方向に前記投影手段を所定量だけ移動させて位置調整する方向調整部と、を備えている。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る映像投影装置は、広視野角のスクリーンと、該スクリーン上に映像を投影する投影手段と、前記スクリーンと前記投影手段と間に設けた反射手段とを備え、前記反射手段を介して前記投影手段の投影する映像を前記スクリーン上に投影して、前記スクリーンに対する前記反射手段又は前記反射手段の配置により生じる前記スクリーン上での映像歪みを予め補正する機能を備えた映像投影装置であって、前記スクリーン上での映像歪みが予め補正された理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置に移動可能である可動部と、前記反射手段を前記理想位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された理想投影画像を取得するとともに、前記点対称方向となる各位置が複数組ある場合、前記可動部により複数組の前記点対称方向となる各位置に前記反射手段を移動させて、該各位置で前記スクリーン上に投影された前記理想投影画像の周辺画像である各理想周辺投影画像を取得する初期画像取得部と、該初期画像取得部で取得した前記理想投影画像と前記各理想周辺投影画像とを予め記憶する画像記憶部と、前記投影手段及び前記反射手段を現在位置とした場合に、前記スクリーン上に投影された現在画像を取得する現在画像取得部と、前記理想投影画像と前記現在画像とが一致するか否かを比較判断し、前記両画像が一致する場合は処理を終了し、前記両画像が一致しない場合は、前記現在画像が前記各理想周辺投影画像のいずれの理想周辺投影画像に最も近いかを特定する方向特定部と、前記理想位置に対して、前記方向特定部で特定した前記理想周辺投影画像が投影された前記投影手段の位置とは点対称方向に前記反射手段を所定量だけ移動させて位置調整する方向調整部と、を備えている。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る映像投影装置は、請求項１又は請求項２に記載の映像投影装置において、前記投影手段から投影する画像は、互いに相異なる色からなる点を配列したテスト用画像である。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る映像投影装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の映像投影装置において、前記初期画像取得部は、前記可動部の位置調整後、前記理想周辺投影画像を取得して最新の理想周辺投影画像として前記画像記憶部に記憶する機能を備えている。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る映像投影装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の映像投影装置において、前記スクリーンに投影する映像を立体映像とする場合、前記映像投影装置を、１つの広視野角のスクリーンと、右目用の映像投影装置と、左目用の映像投影装置にて構成している。
【００１２】
また、本発明の請求項６に係る映像投影装置は、請求項５に記載の映像投影装置において、前記右目用の映像投影装置及び前記左目用の映像投影装置において一端、投影映像の自動補正を行った後に、前記スクリーン上での映像歪みの調整が再度必要となった際に、前記右目用の映像投影装置又は前記左目用の映像投影装置のいずれか一方の映像投影装置は、他方の映像投影装置の自動補正後の前記スクリーン上での投影映像を撮影した画像を理想投影画像として投影映像の自動補正を行う機能を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成の映像投影装置は、方向特定部が理想投影画像と現在画像とが一致するか否かを比較判断し、両画像が一致する場合は処理を終了し、両画像が一致しない場合は、現在画像が、各理想周辺投影画像のうちどの理想周辺投影画像に最も近いかを特定して後、方向調整部が方向特定部で特定した理想周辺投影画像方向とは点対称方向に投影手段を所定量だけ移動させて位置調整することで、広視野角のスクリーン上での映像に歪みが生じないようにスクリーンに対する投影手段の位置を自動で調整することができる。
【００１４】
また、このような構成の映像投影装置は、方向特定部が理想投影画像と現在画像とが一致するか否かを比較判断し、両画像が一致する場合は処理を終了し、両画像が一致しない場合は、現在画像が、各理想周辺投影画像のうちどの理想周辺投影画像に最も近いかを特定して後、方向調整部が方向特定部で特定した理想周辺投影画像方向とは点対称方向に反射手段を所定量だけ移動させて位置調整することで、広視野角のスクリーン上での映像に歪みが生じないようにスクリーンに対する反射手段の位置を自動で調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る映像投影装置Ａを上面から見た概略構成図であり、図２は、方向調整部８と可動部３を示す概略構成図である。図３は、テスト用画像Ｔを示す説明図である。図４乃至図６は、映像投影装置Ａに関する動作説明を示すフローチャートである。図７は、方向特定部７の判定様子を示す模式図である。
【００１７】
映像投影装置Ａは、例えば、図１に示すように、観察者（不図示）に凹面を向けた球面状で観察者から見て有効視野角以上に映像を表示する広視野角のスクリーン１と、映像を作成する映像作成手段（不図示）と、スクリーン１上に表示されたときに観察者から見て実スケールでかつ歪みが無くなるように予め映像を歪ませるための歪み補正手段（不図示）と、歪み補正された映像をスクリーン上へ投影するための投影手段であるプロジェクタ２と、スクリーン１上での映像歪みが予め補正されたプロジェクタ２の理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置にプロジェクタ２を移動可能である可動部３と、プロジェクタ２の理想位置でスクリーン１上に投影された理想投影画像を取得するとともに、理想投影画像の周辺画像である理想周辺投影画像を取得する初期画像取得部４と、初期画像取得部４で取得した理想投影画像と理想周辺投影画像を予め記憶する画像記憶部５と、現在位置でのプロジェクタ２からスクリーン１上に投影された現在画像を取得する現在画像取得部６と、後述する方向特定部７と、後述する方向調整部８と、ＰＣとを備えた構成である。なお、スクリーン１は、例えば鏡面反射ドーム型のスクリーンである。
【００１８】
なお、前述の有効視野角とは、人間が物を詳細に認識できる視野角であり、観察者からみて水平方向に約１４０度、垂直方向に約８５度である。また、プロジェクタ２は、観察者の有効視野角外でかつスクリーン１に観察者の影を作らないように配置されている。なお、図１においては、スクリーン１は、見やすくするために、ある１つの断面でカットされた様子だけを示している。
【００１９】
また、ここで、投影映像の自動補正を行う際にプロジェクタ２から投影される画像は、映像作成手段により作成された映像ではなく、図３に示すように、互いに全点が相異なる色からなる点を配列したテスト用画像Ｔである。このテスト用画像Ｔは、点成分としては、ｎ行ｍ列の点から構成されており、各点の色成分が全て他の点の箇所とは異なっている。つまり、Ｐ（ｉ、ｊ）（ｉ＝１、２、…nであり、ｊ＝１、２、…ｍ）の点の色はすべて識別可能に異なるものである。
【００２０】
ここで、第１実施形態においては、図２に示すように、プロジェクタ２からの投影光線方向に略垂直であるＸ軸と、Ｘ軸と垂直であるＹ軸と、後述のプロジェクタ架台９の高さ方向であるＺ軸とに対して、プロジェクタ２の理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置は、図示はしないが、Ｘ軸プラス方向（図２では右方向）へ所定量移動した位置とＸ軸マイナス方向（図２では左方向）へ所定量移動した位置と、Ｙ軸プラス方向（図２（ｂ）では上方向）へ所定量移動した位置とＹ軸マイナス方向（図２（ｂ）では下方向）へ所定量移動した位置と、Ｚ軸プラス方向（図２（ａ）では上方向）へ所定量移動した位置とＺ軸マイナス方向（図２（ａ）では下方向）へ所定量移動した位置（計６箇所）である。なお、これら各位置への所定量の移動量は例えば同一値とする。
【００２１】
また、更に、プロジェクタ２の理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置として、第１実施形態においては、図示はしないが、Ｘ軸まわりプラス方向へ所定量回転した位置とＸ軸まわりマイナス方向へ所定量回転した位置と、Ｙ軸まわりプラス方向へ所定量回転した位置とＹ軸まわりマイナス方向へ所定量回転した位置と、Ｚ軸まわりプラス方向へ所定量回転した位置とＺ軸まわりマイナス方向へ所定量回転した位置（計６箇所）であり、例えば、これら各位置への所定量の回転量は同一値とする。
【００２２】
可動部３は、スクリーン１上での映像歪みが予め補正された理想位置を中心にして、Ｘ軸プラス方向、Ｘ軸マイナス方向、Ｙ軸プラス方向、Ｙ軸マイナス方向、Ｚ軸プラス方向、Ｚ軸マイナス方向の各方向に対してそれぞれ所定量だけプロジェクタ２を平行移動させることが可能であるとともに、Ｘ軸まわりプラス方向、Ｘ軸まわりマイナス方向、Ｙ軸まわりプラス方向、Ｙ軸まわりマイナス方向、Ｚ軸まわりプラス方向、Ｚ軸まわりマイナス方向の各方向に対してそれぞれ所定量だけプロジェクタ２を回転移動させることも可能である。
【００２３】
初期画像取得部４は、可動部３による前述の理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置毎のプロジェクタ２の移動に対して、プロジェクタ２からテスト用画像Ｔをスクリーン１上に投影して各理想周辺投影画像として全て取得する。そして、画像記憶部５は、これらの各理想周辺投影画像を全て記憶する。
【００２４】
なお、第１実施形態においては、理想周辺投影画像は、Ｘ軸プラス方向、Ｘ軸マイナス方向、Ｙ軸プラス方向、Ｙ軸マイナス方向、Ｚ軸プラス方向、Ｚ軸マイナス方向の各方向に対してそれぞれ所定量だけ平行移動した各位置における投影画像及び、Ｘ軸まわりプラス方向、Ｘ軸まわりマイナス方向、Ｙ軸まわりプラス方向、Ｙ軸まわりマイナス方向、Ｚ軸まわりプラス方向、Ｚ軸まわりマイナス方向の各方向に対してそれぞれ所定量だけ回転移動した位置における投影画像の総数１２枚である。
【００２５】
ここで、方向特定部７は、理想投影画像と現在画像とが一致するか否かを比較判断し、両画像が一致すると判断する場合は処理を終了し、両画像が一致しないと判断する場合は、現在画像が初期画像取得部４に予め記憶されている１２枚のどの理想周辺投影画像に最も近いかを特定する。
【００２６】
また、方向調整部８は、前述の理想位置に対して、方向特定部７で特定した理想周辺投影画像が投影された投影手段の位置とは点対称方向にプロジェクタ２を所定量だけ移動させて位置調整する。ここで、第１実施形態においては、Ｘ軸プラス方向へ所定量移動した位置に対しては、Ｘ軸マイナス方向へ所定量移動した位置がこの点対称位置となり、Ｙ軸プラス方向へ所定量移動した位置に対しては、Ｙ軸マイナス方向へ所定量移動した位置が点対称位置となり、Ｚ軸プラス方向へ所定量移動した位置に対しては、Ｚ軸マイナス方向へ所定量移動した位置が点対称位置である。また、Ｘ軸まわりプラス方向へ所定量回転した位置に対しては、Ｘ軸まわりマイナス方向へ所定量回転した位置が点対称位置となり、Ｙ軸まわりプラス方向へ所定量回転した位置に対しては、Ｙ軸まわりマイナス方向へ所定量回転した位置が点対称位置となり、Ｚ軸まわりプラス方向へ所定量回転した位置に対しては、Ｚ軸まわりマイナス方向へ所定量回転した位置が点対称位置である。
【００２７】
なお、第１実施形態においては、方向調整部８と可動部３とは、図２に示すように、一体化してプロジェクタ架台９上に設けている。プロジェクタ２は、プロジェクタ架台９に対して一体化した方向調整部８及び可動部３が例えばモーターにてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に平行移動、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわり方向に回転移動することで可動となる。また、第１実施形態においては、初期画像取得部４と現在画像取得部６とは、画像取得用の１台のカメラで共用している。また、方向特定部７の機能は、例えばパーソナルコンピュータＰＣのハードディスクに格納したコンピュータプログラムを実行するようなソフト機能により実現されており、画像記憶部５は、ＰＣのハードディスク内の記憶部（不図示）を用いている。なお、映像投影装置Ａの各部は、例えばＰＣを用いて制御される。
【００２８】
以降、第１実施形態における映像投影装置Ａに関する動作説明を図４乃至図７に基づいて説明する。なお、図７（ａ）は、現在画像と画像記憶部５に予め記憶されている理想画像に対して、方向特定部７が同じ色である点の距離の二乗和を求める様子を模式化した図であり、図７（ｂ）は、現在画像と画像記憶部５に予め記憶されているある理想周辺投影画像に対して、方向特定部７が同じ色である点の距離の二乗和を求める様子を模式化した図である。図３に示した点Ｐ（ｉ、ｊ）と同じ色である理想画像での対応点をＰ’（ｉ、ｊ）とし、Ｐ’（ｉ、ｊ）と同じ色である現在画像での対応点をＱ（ｉ、ｊ）とし、理想周辺投影画像での対応点をＲ（ｉ、ｊ）としている。
【００２９】
まず、図４に示すように、プロジェクタ２とスクリーン１との位置関係にずれが無い状態、つまり、スクリーン１上での映像歪みが予め補正されたようなプロジェクタ２の理想位置において、プロジェクタ２が図３に示したテスト用画像Ｔをスクリーン１上に投影する（ステップＳ１）。そして、次に、初期画像取得部４にて、ステップＳ１にてスクリーン１上に投影された理想投影画像を取得し（ステップＳ２）、取得した理想投影画像を画像記憶部５に記憶する（ステップＳ３）。
【００３０】
図５に示すように、このようなプロジェクタ２の理想位置から、可動部３は、Ｘ軸プラス方向、Ｘ軸マイナス方向、Ｙ軸プラス方向、Ｙ軸マイナス方向、Ｚ軸プラス方向、Ｚ軸マイナス方向の各方向に対して順次に所定量だけプロジェクタ２を平行移動させ、プロジェクタ２の移動毎にプロジェクタ２からテスト用画像Ｔをスクリーン１上に投影する（ステップＳ４）。初期画像取得部４は、各位置での理想周辺投影画像である６枚の画像取得し（ステップＳ５）、初期画像取得部４は、これらの画像を各理想周辺投影画像として記憶する（ステップＳ６）。
【００３１】
また、可動部３は、同様にして、前述の理想位置からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの軸まわりに正負方向に所定量だけ回転した各位置でプロジェクタ２からテスト用画像Ｔをスクリーン１上に投影する（ステップＳ７）。そして、初期画像取得部４は、６枚の理想周辺投影画像を取得（ステップＳ８）し、初期画像取得部４は、これらの画像を各理想周辺投影画像として記憶する（ステップＳ９）。
【００３２】
次に、図６に示すように、プロジェクタ２は、現在位置でテスト用画像Ｔをスクリーン１上に投影して（ステップＳ１０）、現在画像取得部６がその画像を現在画像として取得する（ステップＳ１１）。そして、方向特定部７は、図７（ａ）に示すように、画像記憶部５に予め記憶していた理想投影画像と現在画像とをテスト用画像Ｔの対応点、つまり同じ色である点Ｐ’（ｉ、ｊ）と点Ｑ（ｉ、ｊ）の距離の二乗和を求め（ステップＳ１２）、この二乗和が予め定めた閾値より小さい場合には、位置調整処理を行わずに終了し（ステップＳ１３）、この二乗和が所定の閾値以上である場合には、プロジェクタ２の位置調整処理が必要であると判断して、次の処理を行う。まず、方向特定部７は、図７（ｂ）に示すように、現在画像と画像記憶部５に予め記憶されている１２枚の各理想周辺投影画像とに対して、同じ色である点、Ｑ（ｉ、ｊ）と点Ｒ（ｉ、ｊ）の距離の二乗和を求め、最も二乗和が最も小さくなる理想周辺投影画像の方向とその逆方向、つまりプロジェクタ２の理想位置に対する点対称方向を特定する（ステップＳ１４）。なお、方向特定部７は、更に、直前のプロジェクタ２の移動方向（調整方向）と今回決定した移動方向が同一であるか否かを判断し（ステップＳ１５）、直前の調整方向と決定した移動方向とが同一であれば、直前の移動方向に所定量だけプロジェクタ２を移動させるよう方向調整部８に命令して、方向調整部８がその命令を実行する（ステップＳ１６）。また、ステップＳ１５にて、直前の調整方向と今回決定した移動方向とが異なれば、直前の調整方向に対して方向調整部８にて調整した移動量の例えば半分の移動量だけを、前述の逆方向にプロジェクタ２を移動させるよう方向調整部８に命令して、方向調整部８がその命令を実行する（ステップＳ１７）。このようなステップをステップＳ１２からステップＳ１３のルートになるまで行って、映像投影装置Ａに対する投影映像の補正を自動で行う。
【００３３】
第１実施形態に係る映像投影装置Ａは、方向特定部７が理想投影画像と現在画像とが一致するか否かを比較判断し、両画像が一致する場合は処理を終了し、両画像が一致しない場合は、現在画像が、各理想周辺投影画像のうちどの理想周辺投影画像に最も近いかを特定して後、方向調整部８が方向特定部７で特定した理想周辺投影画像の方向とは点対称方向にプロジェクタ２を所定量だけ移動させて位置調整することで、初期設定時からプロジェクタ２位置が何らかの原因でずれたとしても、広視野角のスクリーン１上での映像に歪みが生じないようにスクリーン１に対するプロジェクタ２の位置を自動で調整することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、第１実施形態においてプロジェクタ２に設けた方向調整部８を後述する反射手段に設けた実施形態を、本発明の第２実施形態として図８及び図９に基づいて説明する。図８は、本発明の第２実施形態の映像投影装置Ｂを上面から見た概略構成図である。また、図９は、方向調整部８と可動部３を示す概略構成図である。
【００３５】
ここで第２実施形態では、映像投影装置Ｂは、例えば、図８に示すように、広視野角のスクリーン１と、映像を作成する映像作成手段（不図示）と、スクリーン１と投影手段であるプロジェクタ２と間に設けた反射手段である反射鏡１０と、スクリーン１上に表示されたときに観察者から見て実スケールでかつ歪みが無くなるように予め映像を歪ませるための歪み補正手段（不図示）と、歪み補正された映像をスクリーン１上へ投影するためのプロジェクタ２とを備えた構成であり、反射鏡１０を介してプロジェクタ２の投影する映像をスクリーン１上に投影するものである。このような映像投影装置Ｂに対して投影映像の自動補正を行うものである。
【００３６】
ここで、第２実施形態における映像投影装置Ｂは、第１実施形態の映像投影装置Ａのプロジェクタ２に設けていた方向調整部８と可動部３とをプロジェクタ２に設けずに、図９に示すように、反射鏡１０にだけ設けた構成である。
【００３７】
また、第１実施形態においては、プロジェクタ２の理想位置を基準位置にしていたが、第２実施形態においては、反射鏡１０の理想位置を基準位置としている。  第２実施形態においては、方向調整部８と可動部３とは、図９に示すように、一体化して反射鏡架台１１上に設けている。反射鏡１０は、反射鏡架台１１に対して一体化した方向調整部８及び可動部３がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に平行移動、Ｘ軸、Ｚ軸まわり方向に回転移動することで可動となるものである。
【００３８】
なお、可動部３は、スクリーン１上での映像歪みが予め補正された反射鏡１０の理想位置を中心にして、第１実施形態のようにプロジェクタ２ではなく反射鏡１０を移動可能であり、初期画像取得部４は、プロジェクタ２ではなく反射鏡１０を可動部３により移動させた際の各理想周辺投影画像を取得する。また、現在画像取得部６は、現在位置でのプロジェクタ２及び反射鏡１０の位置関係にてスクリーン１上に投影された現在画像を取得する。方向調整部８は、方向特定部７で特定した画像方向とは逆方向にプロジェクタ２ではなく反射鏡１０を所定量だけ移動させて位置調整する。
【００３９】
なお、反射鏡１０の理想位置を中心にしてお互いが点対称方向となる各位置としては、図９に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸に関して、図示はしないが、Ｘ軸プラス方向、Ｘ軸マイナス方向、Ｙ軸プラス方向、Ｙ軸マイナス方向、Ｚ軸プラス方向、Ｚ軸マイナス方向の各方向に対してそれぞれ所定量だけ反射鏡１０を平行移動させた位置（計６箇所）と、Ｘ軸まわりプラス方向、Ｘ軸まわりマイナス方向、Ｚ軸まわりプラス方向、Ｚ軸まわりマイナス方向の各方向に対してそれぞれ所定量だけ反射鏡１０を回転移動させた位置（計４箇所）である。
【００４０】
なお、映像投影装置Ｂに関する動作説明に関しては、第１実施形態に示した映像投影装置Ａの動作と略同様であるので簡略のため省略する。
【００４１】
第２実施形態に係る映像投影装置Ｂは、方向特定部７が理想投影画像と現在画像とが一致するか否かを比較判断し、両画像が一致する場合は処理を終了し、両画像が一致しない場合は、現在画像が、各理想周辺投影画像のうちどの理想周辺投影画像に最も近いかを特定して後、方向調整部８が方向特定部７で特定した理想周辺投影画像の方向とは点対称方向に反射鏡１０を所定量だけ移動させて位置調整することで、初期設定時からプロジェクタ２位置や反射鏡１０が何らかの原因でずれたとしても、広視野角のスクリーン１上での映像に歪みが生じないようにスクリーン１に対する反射鏡１０の位置を自動で調整することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、第１実施形態及び第２実施形態において、理想周辺投影画像を更新する実施形態を、本発明の第３実施形態として図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明の第３実施形態に係る理想周辺投影画像の更新を示すフローチャートである。
【００４３】
ここで第３実施形態において、映像投影装置（不図示）は、初期画像取得部４が位置調整後の現在位置における理想周辺投影画像を取得し、画像記憶部５が、更新後の画像を更新後の理想周辺投影画像、つまり最新の理想周辺投影画像として記憶する機能を備えている点が第１実施形態及び第２実施形態とは異なる箇所である。
【００４４】
なお、図１０に示すように、例えばステップＳ１３の後に、ステップＳ４〜Ｓ６に対応するように、可動部３は、位置調整後の位置からＸ軸プラス方向、Ｘ軸マイナス方向、Ｙ軸プラス方向、Ｙ軸マイナス方向、Ｚ軸プラス方向、Ｚ軸マイナス方向の各方向に対して順次に所定量だけプロジェクタ２を平行移動させ、プロジェクタ２の移動毎にプロジェクタ２からテスト用画像Ｔをスクリーン１上に投影する（ステップＳ２０）。初期画像取得部４は、各位置での理想周辺投影画像である６枚の画像取得し（ステップＳ２１）、初期画像取得部４は、これらの画像を位置調整後の各理想周辺投影画像として更新記憶する（ステップＳ２２）。
【００４５】
また、可動部３は、例えばステップＳ１３の後に、ステップＳ７〜Ｓ９に対応するように、位置調整後の位置からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの軸まわりに正負方向に所定量だけ回転した各位置でプロジェクタ２からテスト用画像Ｔをスクリーン１上に投影する（ステップＳ２３）。そして、初期画像取得部４は、６枚の理想周辺投影画像を取得し（ステップＳ２４）、初期画像取得部４は、これらの画像を位置調整後の各理想周辺投影画像として更新記憶する（ステップＳ２５）。
【００４６】
第３実施形態に係る映像投影装置は、位置調整が行われるたびに理想周辺投影画像を更新可能とすることで、ずれの方向を高精度に特定することができる。
【００４７】
（第４実施形態）
鏡面反射ドーム型のスクリーン１に偏光方式立体映像を投影する実施形態を、本発明の第４実施形態として図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１は、本発明の第４実施形態に係る映像投影装置Ｃを示す概略構成図であり、図１２は、映像投影装置Ｃにおける理想投影画像の取得方法を示すフローチャートである。
【００４８】
第４実施形態における映像投影装置Ｃは、図１１に示すように、偏光方式立体映像を投影する立体映像システムであり、鏡面反射ドーム型のスクリーン１と、右目用のプロジェクタ２、右目用の映像作成手段（不図示）、右目用の歪み補正手段（不図示）、右目用の可動部３、右目用の初期画像取得部４、右目用の画像記憶部５、右目用の現在画像取得部６、右目用の方向特定部７、右目用の方向調整部８及び右目用のプロジェクタ架台９、右目用の各部を制御するＰＣ（Ｒ）とを備えた右目用の映像投影装置Ｃ（Ｒ）と、左目用のプロジェクタ２’、左目用の映像作成手段（不図示）、左目用の歪み補正手段（不図示）、左目用の可動部３’、左目用の初期画像取得部４’、左目用の画像記憶部５’、左目用の現在画像取得部６’、左目用の方向特定部７’、左目用の方向調整部８’及び左目用のプロジェクタ架台９’、左目用の映像投影装置Ｃ（Ｌ）の各部を制御するＰＣ（Ｌ）とを備えた左目用の映像投影装置Ｃ（Ｌ）と、ＰＣ（Ｒ）とＰＣ（Ｌ）を統合するマスタＰＣ（Ｍ）と、を備えた構成である。以上、ＰＣは、パーソナルコンピュータを意味する。
【００４９】
ここで、映像投影装置Ｃ（Ｒ）、Ｃ（Ｌ）は、各々第１実施形態乃至第３実施形態に示したいずれかの映像投影装置からスクリーン１を除いた装置である。
【００５０】
以下に、第４実施形態における理想投影画像の選択基準を図１２に基づいて説明する。ここで、まず、初期に位置調整（以降、初期調整と称する。）した直後の右目用の理想投影画像と、左目用の理想投影画像とは同一の映像となるが、例えば、プロジェクタ２、プロジェクタ２’の初期調整した位置からずれた場合に、初期調整後の同じ理想投影画像を基にそれぞれ独立して自動補正を行うと、スクリーン１上での右目、左目それぞれの投影映像の整合性が保てなくなる可能性がある。ところが、偏光方式の立体映像を鑑賞する場合には、左右の目に対応した２つの投影映像がスクリーン１上で整合される必要がある。
【００５１】
そのため、第４実施形態においては、左目用の自動補正は、右目用の初期調整直後の理想投影画像を基に行う。つまり、左目用の映像投影装置Ｃ（Ｌ）は、右目用の映像投影装置Ｃ（Ｒ）の補正後の画像に合わせるように自動補正を行う。詳細には、右目用の映像投影装置Ｃ（Ｒ）からスクリーン１上にテスト用画像Ｔを投影する（ステップＳ３０）。なお、このときの可動部３位置は、位置調整後の位置にある。次に、左目用の映像投影装置Ｃ（Ｌ）の初期画像取得部４’は、右目用の映像投影装置Ｃ（Ｒ）からスクリーン１上にテスト用画像Ｔを取得し（ステップＳ３１）、画像記憶部５’に理想投影画像として記憶する（ステップＳ３２）。そして、ステップＳ３１、３２にて取得、記憶した理想投影映像を用い、左目用の映像投影装置Ｃ（Ｌ）は、左目用の自動補正を行う（ステップＳ３３）。
【００５２】
つまり、右目用の映像投影装置Ｃ（Ｒ）は、自身からスクリーン１に投影したテスト用画像Ｔと、理想周辺投影画像を基に右目用の自動補正を行うが、左目用の映像投影装置Ｃ（Ｌ）は、右目用の映像投影装置Ｃ（Ｒ）がスクリーン１に投影したテスト用画像Ｔと、理想周辺投影画像を基に位置の自動調整を行うものである。なお、理想周辺投影画像に関しては、右目用の映像投影装置Ｃ（Ｒ）、左目用の映像投影装置Ｃ（Ｌ）ともに、第１実施形態、第２実施形態と同様の方法を用いて初期の理想周辺投影画像をそのまま利用するようにしてもよいし、第３実施形態と同様の方法を用いて、理想周辺投影画像を更新するようにしてもよい。
【００５３】
第４実施形態に係る映像投影装置Ｃは、プロジェクタ２、プロジェクタ２’の初期調整した位置からずれた場合にも、左目用の自動補正を、右目用の初期調整直後の理想投影画像を基に行うことで、偏光方式の立体映像を鑑賞する場合にも、左右の目に対応した２つの投影映像をスクリーン１上で整合させることができる。
【００５４】
ここで、第４実施形態においては、プロジェクタ２、プロジェクタ２’の初期調整した位置からずれた場合を想定しているが、第２実施形態のように、映像投影装置Ｃの各映像投影装置Ｃ（Ｒ）、Ｃ（Ｌ）が、スクリーン１と右目用のプロジェクタ２と間に反射鏡（不図示）を設け、スクリーン１と左目用のプロジェクタ２’と間に反射鏡（不図示）を設けた構成である場合、右目用の反射鏡１０、左目用の反射鏡（不図示）が初期調整した位置からずれた場合にも、左目用の自動補正は、右目用の初期調整直後の理想投影画像を基に行うことで、スクリーン１上での右目、左目それぞれの投影映像の整合性を保つことができる。
【００５５】
なお、第４実施形態においては、右目用の理想投影画像を基準にしているが、勿論、左目用の理想投影画像を基準にしてもよい。
【００５６】
ここで、第１実施形態乃至第４実施形態においては、映像投影装置には、映像を作成する映像作成手段を設けているが、予め作成した映像をプロジェクタにより投影するようなものであってもよい。また、テスト用画像Ｔは、予めプロジェクタ内に予め記憶されている画像であってもよいし、ＰＣ内のメモリに記憶しておき、必要に応じてその記憶内容をプロジェクタに読み込むような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る映像投影装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る方向調整部と可動部を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るテスト用画像を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る映像投影装置に関する動作説明を示す第１のフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る映像投影装置に関する動作説明を示す第２のフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係る映像投影装置に関する動作説明を示す第３のフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態に係る方向特定部の判定様子を示す模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る映像投影装置を示す概略構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る方向調整部と可動部を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る理想周辺投影画像の更新を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る映像投影装置を示す概略構成図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る理想投影画像の取得方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１  スクリーン
２、２’  プロジェクタ
３、３’  可動部
４、４’  初期画像取得部
５、５’  画像記憶部
６、６’  現在画像取得部
７、７’  方向特定部
８、８’  方向調整部
９、９’  プロジェクタ架台
１０  反射鏡
１１  反射鏡架台
Ａ、Ｂ、Ｃ  映像投影装置
Ｔ  テスト用画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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