(57)【要約】【課題】センサ自体のずれを考慮しながら、投写型表示装置の較正後に生じた投写面と投写型表示装置との相対位置のずれを検出して再較正する。【解決手段】制御回路１１は、プロジェクタ１−１の較正後、スクリーン２の特徴点を示す第１の位置情報と、スクリーン２に投写されたテスト画像４１の特徴点を示す第２の位置情報とを取得する。制御回路１１は、第１及び第２の位置情報の取得後、スクリーン２の特徴点を示す第３の位置情報と、スクリーン２に投写されたテスト画像４１の特徴点を示す第４の位置情報とを取得する。制御回路１１は、第１及び第３の位置情報の差分に基づいて、第４の位置情報に含まれるテスト画像４１の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成する。制御回路１１は、第２及び第５の位置情報の差分に基づいてプロジェクタ１−１を再較正する。【選択図】図１
2018207373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投写面に画像を投写する少なくとも１つの投写型表示装置を較正するための制御部を備えた較正装置であって、
前記制御部は、
撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得し、前記投写型表示装置によりテスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得し、
その後、前記撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第３の位置情報を取得し、前記投写型表示装置により前記テスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第４の位置情報を取得し、
前記第１及び第３の位置情報の差分に基づいて前記撮像装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第１の変位情報を取得し、前記第１の変位情報に基づいて、前記第４の位置情報に含まれる前記テスト画像の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成し、
前記第２及び第５の位置情報の差分に基づいて前記投写型表示装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第２の変位情報を取得し、前記第２の変位情報に基づいて、前記投写型表示装置を較正する、
較正装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記投写型表示装置を較正した後に、前記第１及び第２の位置情報を再取得する、
請求項１記載の較正装置。
【請求項３】
前記投写面に対して予め決められた複数の位置に、前記制御部の制御下で発光する複数のマーカーがそれぞれ設けられ、
前記制御部は、前記撮像装置により前記投写面及び前記複数のマーカーを撮影し、前記複数のマーカーの位置を前記投写面の特徴点の位置として取得することにより前記第１及び第３の位置情報を取得する、
請求項１又は２記載の較正装置。
【請求項４】
前記投写面は、枠を有するスクリーンに形成され、
前記制御部は、前記撮像装置により前記スクリーンを撮影し、前記スクリーンの枠の位置を前記投写面の特徴点の位置として取得することにより前記第１及び第３の位置情報を取得する、
請求項１又は２記載の較正装置。
【請求項５】
前記較正装置は通信部をさらに備え、
前記撮像装置は前記通信部を介して前記較正装置に接続される、
請求項１〜４のうちの１つに記載の較正装置。
【請求項６】
前記撮像装置をさらに備える、
請求項１〜４のうちの１つに記載の較正装置。
【請求項７】
前記較正装置は通信部をさらに備え、
前記投写型表示装置は前記通信部を介して前記較正装置に接続される、
請求項１〜６のうちの１つに記載の較正装置。
【請求項８】
請求項１〜６のうちの１つに記載の較正装置を備える、
投写型表示装置。
【請求項９】
投写面を有する投写対象物と、
少なくとも１つの投写型表示装置と、
撮像装置と、
請求項１〜５のうちの１つに記載の較正装置とを備える、
投写型表示システム。
【請求項１０】
投写面に画像を投写する少なくとも１つの投写型表示装置を較正する較正方法であって、
撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得し、前記投写型表示装置によりテスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得するステップと、
前記第１及び第２の位置情報を取得した後に、前記撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第３の位置情報を取得し、前記投写型表示装置により前記テスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第４の位置情報を取得するステップと、
前記第１及び第３の位置情報の差分に基づいて前記撮像装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第１の変位情報を取得し、前記第１の変位情報に基づいて、前記第４の位置情報に含まれる前記テスト画像の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成するステップと、
前記第２及び第５の位置情報の差分に基づいて前記投写型表示装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第２の変位情報を取得し、前記第２の変位情報に基づいて、前記投写型表示装置を較正するステップとを含む、
較正方法。
【請求項１１】
投写面に画像を投写する少なくとも１つの投写型表示装置を較正するためのステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得し、前記投写型表示装置によりテスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得するステップと、
前記第１及び第２の位置情報を取得した後に、前記撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第３の位置情報を取得し、前記投写型表示装置により前記テスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第４の位置情報を取得ステップと、
前記第１及び第３の位置情報の差分に基づいて前記撮像装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第１の変位情報を取得し、前記第１の変位情報に基づいて、前記第４の位置情報に含まれる前記テスト画像の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成するステップと、
前記第２及び第５の位置情報の差分に基づいて前記投写型表示装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第２の変位情報を取得し、前記第２の変位情報に基づいて、前記投写型表示装置を較正するステップとを含む、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、投写面に画像を投写する少なくとも１つの投写型表示装置を較正するための較正装置、較正方法、及びプログラムに関する。本開示はまた、そのような較正装置を備えた投写型表示装置に関する。本開示はまた、そのような較正装置及び投写型表示装置を備えた投写型表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
投写面に画像を投写する投写型表示装置は、その初期設定として、画像を投写面の投写領域に合わせて投写するように較正される。較正後にある程度の時間が経過したとき投写面と投写型表示装置との相対位置がずれる可能性があるので、投写型表示装置は定期的に再較正される必要がある。このずれを検出するために、例えば、撮像装置、測距センサなど、投写面と投写型表示装置との相対位置又はその変化を測定するための何らかのセンサが使用されてもよい。
【０００３】
特許文献１は、複数のプロジェクタが投影した各画像により１つの画像を構築させるマルチプロジェクションシステムにおいて、各プロジェクタの画像の間の「幾何ずれ」を検出して再較正することを開示している。具体的には、前回測距センサにより検出された相対位置と今回測距センサにより検出された相対位置とが一致しない場合、スクリーンで構築される１つの画像に「幾何ずれ」が発生したものと判断し、再度較正を行い算出された補正値を用いてスクリーンに１つの画像を再構築することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０４１００号公報
【特許文献２】特許第５６０５４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の発明では、測距センサ自体がずれる可能性を考慮していないので、検出された相対位置自体が誤差を含む可能性がある。
【０００６】
本開示は、センサ自体のずれを考慮しながら、投写型表示装置の較正後に生じた投写面と投写型表示装置との相対位置のずれを検出して再較正することができる投写型表示装置の較正装置を提供する。本開示はまた、そのような投写型表示装置の較正方法及びプログラムを提供する。本開示はまた、そのような較正装置を備えた投写型表示装置を提供する。本開示はまた、そのような較正装置及び投写型表示装置を備えた投写型表示システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る較正装置によれば、投写面に画像を投写する少なくとも１つの投写型表示装置を較正するための制御部を備えた較正装置であって、
前記制御部は、
撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得し、前記投写型表示装置によりテスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得し、
その後、前記撮像装置により前記投写面を撮影して前記投写面の特徴点の位置を示す第３の位置情報を取得し、前記投写型表示装置により前記テスト画像を前記投写面に投写し、前記撮像装置により前記テスト画像を撮影して前記テスト画像の特徴点の位置を示す第４の位置情報を取得し、
前記第１及び第３の位置情報の差分に基づいて前記撮像装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第１の変位情報を取得し、前記第１の変位情報に基づいて、前記第４の位置情報に含まれる前記テスト画像の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成し、
前記第２及び第５の位置情報の差分に基づいて前記投写型表示装置及び前記投写面の相対位置のずれを示す第２の変位情報を取得し、前記第２の変位情報に基づいて、前記投写型表示装置を較正する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の態様に係る較正装置によれば、センサ自体のずれを考慮しながら、投写型表示装置の較正後に生じた投写面と投写型表示装置との相対位置のずれを検出して再較正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係る投写型表示システム１００を示す模式図である。
【図２】図１の制御回路１１によって実行される初期較正処理を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ３他における特徴点検出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図２のステップＳ３を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、マーカーＭ１〜Ｍ４を含む画像２１を示す図である。
【図５】図４の画像２１におけるマーカーＭ１〜Ｍ４の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３１のフォーマットを示す図である。
【図６】図２のステップＳ３を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、プロジェクタ１−１によってスクリーン２に投写されたテスト画像４１を含む画像２２を示す図である。
【図７】図６のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）を示す仮想的な画像２３を示す図である。
【図８】図７のテスト画像４１の特徴点の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３２のフォーマットを示す図である。
【図９】図１の制御回路１１によって実行される再較正処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ２１を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、マーカーＭ１〜Ｍ４を含む画像２４を示す図である。
【図１１】図１０の画像２４におけるマーカーＭ１〜Ｍ４の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３３のフォーマットを示す図である。
【図１２】図９のステップＳ２１を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、プロジェクタ１−１によってスクリーン２に投写されたテスト画像４１を含む画像２２を示す図である。
【図１３】図１２のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）を示す仮想的な画像２６を示す図である。
【図１４】図１３のテスト画像４１の特徴点の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３４のフォーマットを示す図である。
【図１５】図９のステップＳ２２におけるずれ検出及び補正処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】図６のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）と、図１５のステップＳ３２で補正された座標を有するテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’’（Ｎ）とを示す仮想的な画像２７を示す図である。
【図１７】図６のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）と、図１５のステップＳ３４を実行した後にプロジェクタ１−１によってスクリーン２に仮想的に投写されて撮像装置４によって仮想的に撮影されるテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’’’（Ｎ）とを示す仮想的な画像２８を示す図である。
【図１８】実施形態２に係る投写型表示システム１００Ａを示す模式図である。
【図１９】実施形態３に係る投写型表示システム１００Ｂを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
（実施形態１）
以下、図１〜図１７を参照して、実施形態１について説明する。
【００１３】
［１−１．構成］
図１は、実施形態１に係る投写型表示システム１００を示す模式図である。投写型表示システム１００は、プロジェクタ１−１，１−２、スクリーン２、マーカーＭ１〜Ｍ４、マーカー制御装置３、撮像装置４、及び較正装置１０を備える。
【００１４】
プロジェクタ１−１，１−２は、較正装置１０の制御下で、スクリーン２（投写面）の投写領域に合わせて画像（又は映像）を投写する投写型表示装置である。プロジェクタ１−１，１−２は投写範囲２−１，２−２をそれぞれ有し、投写範囲２−１，２−２は互いに重畳する重畳部分２−３を有する。複数のプロジェクタを用いてスクリーン２に１つの画像を投写する場合には、エッジブレンディングと呼ばれる手法が一般に使われている。エッジブレンディングでは、隣接する投写範囲２−１，２−２の一部が互いに重なり合うように画像を投写し、重畳部分２−３においては、各プロジェクタ１−１，１−２の輝度を徐々にクロスフェードするようにして画像の繋ぎ目を目立たなくする。
【００１５】
マーカーＭ１〜Ｍ４は、スクリーン２に対して予め決められた複数の位置にそれぞれ設けられる。図１の例では、矩形のスクリーン２が建物の壁面に設けられ、マーカーＭ１〜Ｍ４は、スクリーン２の４つのコーナーの位置において壁面に埋設されるようにそれぞれ設けられる。マーカーＭ１〜Ｍ４は、マーカー制御装置３の制御下で点灯及び消灯する。例えば、各マーカーＭ１〜Ｍ４はＬＥＤ素子をそれぞれ備え、マーカー制御装置３に接続されたケーブルからの給電により発光する。マーカー制御装置３は、較正装置１０の制御下で、マーカーＭ１〜Ｍ４の点灯及び消灯を制御する。
【００１６】
撮像装置４は、較正装置１０の制御下で、スクリーン２及びマーカーＭ１〜Ｍ４を含む所定の領域を撮影するように配置される。撮像装置４は、撮影した画像を較正装置１０に送る。
【００１７】
較正装置１０は、スクリーン２の投写領域に合わせて画像を投写するように、プロジェクタ１−１，１−２を較正する。さらに、較正装置１０は、較正後に生じたスクリーン２とプロジェクタ１−１，１−２との相対位置のずれを検出してプロジェクタ１−１，１−２を再較正する。較正装置１０は、制御回路１１、記憶装置１２、入力装置１３、及び通信回路１４を備える。制御回路１１は、較正装置１０の全体及び投写型表示システム１００の全体の動作を制御する制御部である。記憶装置１２は、プロジェクタ１−１，１−２を較正するためのテスト画像を格納し、また、撮像装置４によって撮影された画像における特徴点の位置を格納する。入力装置１３は、較正装置１０を制御するユーザ入力を受けるスイッチなどを備える。通信回路１４は、プロジェクタ１−１，１−２、マーカー制御装置３、及び撮像装置４にそれぞれ接続されるインターフェースを備える通信部である。
【００１８】
較正装置１０は、プロジェクタ１−１，１−２を較正するための専用装置であってもよく、プロジェクタ１−１，１−２を較正するためのプログラムを実行するパーソナルコンピュータなどの汎用装置であってもよい。
【００１９】
プロジェクタ１−１，１−２、マーカー制御装置３、及び撮像装置４は、同じ種類のインターフェースを介して較正装置１０に接続されてもよく、異なる種類のインターフェースを介して較正装置１０に接続されてもよい。例えば、プロジェクタ１−１，１−２はＬＡＮケーブルを介して較正装置１０と接続され、マーカー制御装置３はＲＳ−２３２などの通信ケーブルを介して較正装置１０と接続され、撮像装置４はＵＳＢなどの通信ケーブルを介して較正装置１０と接続されてもよい。
【００２０】
マーカーＭ１〜Ｍ４は、スクリーン２のコーナーに設けられることに限定されない。マーカーＭ１〜Ｍ４がスクリーン２の近傍に固定され、撮像装置４によってスクリーン２及びマーカーＭ１〜Ｍ４を同時に撮影することができ、かつ、スクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度の変化（ずれ）を検出することができるのであれば、マーカーＭ１〜Ｍ４は任意の位置に設けられてもよい。
【００２１】
プロジェクタ１−１，１−２は、建物の壁など、スクリーン２以外の投写対象物の投写面に画像を投写してもよい。
【００２２】
投写型表示システム１００は、１つ又は３つ以上のプロジェクタ（投写型表示装置）を備えてもよい。
【００２３】
較正装置１０は、プロジェクタ１−１，１−２によりスクリーン２に投写する画像又は映像を、記憶装置１２から読み出してもよく、通信回路１４を介して他のソース装置から取得してもよい。記憶装置１２は、着脱可能な記憶媒体及びその読み出し装置を備えてもよい。
【００２４】
［１−２．動作］
以上のように構成された投写型表示システム１００の動作を以下に説明する。
【００２５】
較正装置１０の制御回路１１は、初期較正処理及び再較正処理を実行する。
【００２６】
［１−２−１．初期較正処理］
図２は、図１の制御回路１１によって実行される初期較正処理を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１において、制御回路１１は、マーカーＭ１〜Ｍ４を動作可能に設定する。具体的には、スクリーン２に対して予め決められた位置にマーカーＭ１〜Ｍ４が設置された後、制御回路１１は、マーカー制御装置３を介してマーカーＭ１〜Ｍ４を制御可能であるか否かを確認する。
【００２８】
ステップＳ２において、制御回路１１は、スクリーン２の投写領域に合わせて画像を投写するように、プロジェクタ１−１，１−２を較正する（初期較正）。具体的には、制御回路１１は、各プロジェクタ１−１，１−２の投写範囲２−１，２−２がスクリーン２の投写領域における予め決められた担当領域を包含するように、各プロジェクタ１−１，１−２の設置角度、レンズシフト、ズーム、及び焦点距離を調整する。さらに、制御回路１１は、各プロジェクタ１−１，１−２の投写範囲２−１，２−２がスクリーン２の投写範囲と合致するように、幾何補正を行う。また、制御回路１１は、プロジェクタ１−１，１−２の投写範囲２−１，２−２の重畳部分２−３については、エッジブレンディングを設定する。制御回路１１は、これらの一連の処理を、撮像装置４を用いて自動的に実行する。
【００２９】
ステップＳ３において、制御回路１１は、ステップＳ２でプロジェクタ１−１，１−２を較正した直後の投写型表示システム１００の状態を測定するために、特徴点検出処理を実行する（初期較正直後の特徴点検出処理）。
【００３０】
ステップＳ１〜Ｓ２は、較正装置１０の制御回路１１が実行することに代えて、ユーザが手動で行ってもよい。
【００３１】
図３は、図２のステップＳ３他における特徴点検出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００３２】
まず、図３のステップＳ１１〜Ｓ１５を実行することにより、スクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度を示す情報を取得する。
【００３３】
ステップＳ１１において、制御回路１１は、マーカーＭ１〜Ｍ４をオフしてスクリーン２の投写領域を撮影する。具体的には、制御回路１１は、消灯コマンドをマーカー制御装置３へ送信し、マーカーＭ１〜Ｍ４を消灯するように設定する。同時に、制御回路１１は、消灯コマンドをプロジェクタ１−１，１−２へ送信し、プロジェクタ１−１，１−２が画像を投写しないように設定する。次に、制御回路１１は、撮影コマンドを撮像装置４へ送信し、撮像装置４によりスクリーン２及びマーカーＭ１〜Ｍ４を撮影する。撮影された画像は、撮像装置４から較正装置１０へ送信されて記憶装置１２に格納される。
【００３４】
ステップＳ１２において、制御回路１１は、マーカーＭ１〜Ｍ４をオンしてスクリーン２の投写領域を撮影する。具体的には、制御回路１１は、点灯コマンドをマーカー制御装置３へ送信し、マーカーＭ１〜Ｍ４を点灯するように設定する。プロジェクタ１−１，１−２は画像を投写しない状態を維持している。次に、制御回路１１は、撮影コマンドを撮像装置４へ送信し、撮像装置４によりスクリーン２及びマーカーＭ１〜Ｍ４を撮影する。撮影された画像は、撮像装置４から較正装置１０へ送信されて記憶装置１２に格納される。最後に、制御回路１１は、再び消灯コマンドをマーカー制御装置３へ送信し、マーカーＭ１〜Ｍ４を消灯する。
【００３５】
ステップＳ１３において、制御回路１１は、ステップＳ１１及びＳ１２でそれぞれ撮影された画像に基づいて、スクリーン２の差分画像を生成する。これにより、マーカーＭ１〜Ｍ４の位置において高い信号値を有し、それ以外の部分において低い信号値を有する画像が生成される。
【００３６】
ステップＳ１４において、制御回路１１は、ステップＳ１３で生成された画像からマーカーＭ１〜Ｍ４の座標を検出し、これらの座標を、スクリーン２の特徴点の位置を示す「第１の位置情報」として取得する。
【００３７】
図４は、図２のステップＳ３を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、マーカーＭ１〜Ｍ４を含む画像２１を示す図である。図４は、マーカーＭ１〜Ｍ４の座標を検出するために使用される、ステップＳ１３で生成された画像を示す。図４の例では、画像２１は、横１２００画素×縦８００画素の解像度を有し、画像２１内の位置は左上のコーナーを原点とする座標系で表される。画像２１において、４つのマーカーＭ１〜Ｍ４が写っている座標ＭＰ１〜ＭＰ４に高い信号値が記録されている。なお、図４に示す破線の四辺形は、スクリーン２に対応する領域が、撮影された画像２１のどこに位置するかを便宜上示したものであり、実際の画像２１に記録されているものではない。画像２１の全体から高い信号値を有する座標を検出し、その位置がマーカーＭ１〜Ｍ４の座標ＭＰ１〜ＭＰ４として特定される。
【００３８】
図３のステップＳ１５において、制御回路１１は、ステップＳ１４で検出されたマーカーＭ１〜Ｍ４の特徴点の座標ＭＰ１〜ＭＰ４を記憶装置１２に格納する。
【００３９】
図５は、図４の画像２１におけるマーカーＭ１〜Ｍ４の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３１のフォーマットを示す図である。マーカーＩＤフィールドの数値１〜４はそれぞれマーカーＭ１〜Ｍ４に対応するＩＤ番号であり、座標フィールドには各マーカーＭ１〜Ｍ４の座標値が格納される。
【００４０】
続いて、プロジェクタ１−１，１−２のそれぞれについて図３のステップＳ１６〜Ｓ１９を実行することにより、各プロジェクタ１−１，１−２とスクリーン２との相対位置及び角度を示す情報を取得する。まず、プロジェクタ１−１とスクリーン２との相対位置及び角度を示す情報を取得する動作について説明する。
【００４１】
図３のステップＳ１６において、制御回路１１は、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりスクリーン２及び投写されたテスト画像を撮影する。具体的には、制御回路１１は、記憶装置１２に格納されたテスト画像と、投写コマンドとを、プロジェクタ１−１へ送信し、それらを受信したプロジェクタ１−１は、テスト画像をスクリーン２に投写する。同時に、制御回路１１は、プロジェクタ１−１以外のプロジェクタ、すなわちプロジェクタ１−２に消灯コマンドを送信し、プロジェクタ１−２が画像を投写しないように設定する。次に、制御回路１１は、撮影コマンドを撮像装置４へ送信し、撮像装置４によりスクリーン２及び投写されたテスト画像を撮影する。撮影された画像は、撮像装置４から較正装置１０へ送信されて記憶装置１２に格納される。
【００４２】
ステップＳ１７において、制御回路１１は、ステップＳ１１及びＳ１６でそれぞれ撮影された画像に基づいて、テスト画像の差分画像を生成する。前述のように、ステップＳ１１において画像を撮影したとき、プロジェクタ１−１，１−２のいずれも画像を投写していない。従って、ステップＳ１７では、テスト画像の写っている領域のみにおいてテスト画像に応じた信号値を有し、それ以外の部分において低い信号値を有する画像が生成される。
【００４３】
図６は、図２のステップＳ３を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、プロジェクタ１−１によってスクリーン２に投写されたテスト画像４１を含む画像２２を示す図である。テスト画像４１は、スクリーン２の投写領域に合わせてプロジェクタ１−１から投写されている。ここで、テスト画像４１は、互いに隣接して配置された複数の六角形領域を含み、隣接する領域は異なる色を有する。このテスト画像４１において、上下左右に色の異なる領域が交差する箇所が特徴点として検出される。以降の説明のため、画像２２内における左上の特徴点から順に１，２，３，…とＩＤを付し、それらの座標をＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３，…と表す。また、画像２２は合計でＮ個の特徴点を含むものとし、それらの特徴点の座標をまとめてＦＰ（Ｎ）と表記する。すなわち、ＦＰ（Ｎ）＝｛ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３，…，ＦＰｎ，…，ＦＰＮ｝である。
【００４４】
図３のステップＳ１８において、制御回路１１は、ステップＳ１７で生成された画像から、テスト画像４１の特徴点及びそれらの座標ＦＰ（Ｎ）を検出し、これらの座標を、テスト画像４１の特徴点の位置を示す「第２の位置情報」として取得する。
【００４５】
なお、図６に示すテスト画像４１の仕様、及び特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）の検出方法は、例えば特許文献２に開示されている。特許文献２は、光源から出射される光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置を開示している。特許文献２の投写型映像表示装置は、複数の隣接領域によって特徴点を定めるテストパターン画像を表示するように光変調素子を制御する素子制御部と、投写面上に投写されたテストパターン画像を撮影する撮像素子から、テストパターン画像の撮像画像を取得する取得部と、取得部によって取得された撮像画像に基づいて、撮像画像に含まれる特徴点を特定し、特定された特徴点に基づいて、投写面上に投写される映像を調整する調整部と、を備える。複数の隣接領域は、第１の隣接領域と第２の隣接領域とからなる。第１の隣接領域は、六角形状を成し、特徴点で互いに隣接するように一方向に複数配置されて第１の隣接領域連結部を形成する。第２の隣接領域は、一方向に対して垂直な方向において、第１の隣接領域連結部を挟み、第１の隣接領域連結部の複数の特徴点に隣接するように配置される。特徴点は互いに隣り合う第１の隣接領域と、互いに隣り合う第２の隣接領域からなる４つの隣接領域により囲まれ、これら４つの隣接領域の色情報は、各特徴点で重複することなく互いに異なるように配色されており、それぞれ赤、緑、青、シアン、黄、マゼンタ、白及び黒の中からいずれか１つ選択された色情報を有する。
【００４６】
テスト画像４１の仕様、及び特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）の検出方法として、特許文献２に開示されたものに限らず、他の任意の仕様及び方法を使用してもよい。
【００４７】
図７は、図６のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）を示す仮想的な画像２３を示す図である。図７の画像２３は、ステップＳ１８で検出されたテスト画像４１の特徴点を、図６の画像２２と同じ画素数の領域にプロットした状態を示す。
【００４８】
図３のステップＳ１９において、制御回路１１は、ステップＳ１８で検出されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）を記憶装置１２に格納する。
【００４９】
図８は、図７のテスト画像４１の特徴点の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３２のフォーマットを示す図である。特徴点ＩＤフィールドの数値は各特徴点に対応するＩＤ番号であり、座標フィールドには各特徴点の座標値ＦＰｎが格納される。
【００５０】
続いて、プロジェクタ１−１の場合と同様に、プロジェクタ１−２について図３のステップＳ１６〜Ｓ１９を実行することにより、プロジェクタ１−２とスクリーン２との相対位置及び角度を示す情報を取得する。投写型表示システムが３つ以上のプロジェクタを備える場合には、各プロジェクタについて図３のステップＳ１６〜Ｓ１９をさらに繰り返す。
【００５１】
このように、初期較正処理によれば、制御回路１１は、プロジェクタ１−１，１−２を較正した後に、ステップＳ１１〜Ｓ１５を実行することにより、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得する。言い換えると、第１の位置情報は、プロジェクタ１−１，１−２を較正した直後における、スクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度を示す。さらに、制御回路１１は、ステップＳ１６〜Ｓ１９を実行することにより、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得する。言い換えると、第２の位置情報は、プロジェクタ１−１，１−２を較正した直後における、各プロジェクタ１−１，１−２とスクリーン２との相対位置及び角度を示す。さらに、制御回路１１は、第１及び第２の位置情報を記憶装置１２に格納する。
【００５２】
［１−２−２．再較正処理］
図９は、図１の制御回路１１によって実行される再較正処理を示すフローチャートである。
【００５３】
図９の再較正処理は、図２の初期較正処理を実行してから、すなわち、第１及び第２の位置情報を取得してから、ある程度の時間が経過したときに実行される。
【００５４】
ステップＳ２１において、制御回路１１は、現時点における投写型表示システム１００の状態、すなわち、プロジェクタ１−１，１−２を再較正する直前の投写型表示システム１００の状態を測定するために、特徴点検出処理を実行する（再較正直前の特徴点検出処理）。ステップＳ２１の特徴点検出処理は、図３を参照して説明した図２のステップＳ３の特徴点検出処理と同様である。制御回路１１は、第１及び第２の位置情報を取得した後に、図３のステップＳ１１〜Ｓ１５を実行することにより、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す「第３の位置情報」を取得する。言い換えると、第３の位置情報は、プロジェクタ１−１，１−２を再較正する直前における、スクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度を示す。さらに、制御回路１１は、図３のステップＳ１６〜Ｓ１９を実行することにより、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す「第４の位置情報」を取得する。言い換えると、第４の位置情報は、プロジェクタ１−１，１−２を再較正する直前における、各プロジェクタ１−１，１−２とスクリーン２との相対位置及び角度を示す。さらに、制御回路１１は、第３及び第４の位置情報を記憶装置１２に格納する。
【００５５】
図１０は、図９のステップＳ２１を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、マーカーＭ１〜Ｍ４を含む画像２４を示す図である。図１１は、図１０の画像２４におけるマーカーＭ１〜Ｍ４の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３３のフォーマットを示す図である。図１０のマーカーＭ１〜Ｍ４の座標ＭＰ’１〜ＭＰ’４は、ステップＳ２１の特徴点検出処理において、図３のステップＳ１１〜Ｓ１４を実行することによって取得される。図１０はさらに、図２のステップＳ３の特徴点検出処理（初期較正直後の特徴点検出処理）において取得されたマーカーＭ１〜Ｍ４の座標ＭＰ１〜ＭＰ４（図４を参照）を示す。図１０及び図１１によれば、初期較正の後でスクリーン２と撮像装置４との相対位置又は角度が少し変化したので、現時点におけるマーカーＭ１〜Ｍ４の座標ＭＰ’１〜ＭＰ’４は、初期較正直後に取得されたマーカーＭ１〜Ｍ４の座標ＭＰ１〜ＭＰ４からずれている。
【００５６】
図１２は、図９のステップＳ２１を実行するときに撮像装置４によって撮影された画像であって、プロジェクタ１−１によってスクリーン２に投写されたテスト画像４１を含む画像２２を示す図である。図１３は、図１２のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）を示す仮想的な画像２６を示す図である。図１４は、図１３のテスト画像４１の特徴点の座標を示し、図１の記憶装置１２に格納されるデータ３４のフォーマットを示す図である。図９のステップＳ２１を実行するとき、プロジェクタ１−１，１−２は、図６のテスト画像４１と同じ画像をスクリーン２に投写する。図１２のテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）＝｛ＦＰ’１，ＦＰ’２，ＦＰ’３，…｝は、ステップＳ２１の特徴点検出処理において、図３のステップＳ１６〜Ｓ１８を実行することによって取得される。図１２〜図１４によれば、初期較正の後でプロジェクタ１−１とスクリーン２との相対位置又は角度が少し変化したので、現時点におけるテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）は、図２のステップＳ３の特徴点検出処理（初期較正直後の特徴点検出処理）において取得されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）（図６を参照）からずれている。
【００５７】
制御回路１１は、第１及び第２の位置情報と、第３及び第４の位置情報とを別個に記憶装置１２に格納する。
【００５８】
図９のステップＳ２２において、制御回路１１は、図２のステップＳ３で取得された第１及び第２の位置情報と、図９のステップＳ２１で取得された第３及び第４の位置情報とに基づいて、ずれ検出及び補正処理を実行する。スクリーン２とプロジェクタ１−１，１−２との相対位置のずれが生じている場合には、制御回路１１は、ずれを相殺するようにプロジェクタ１−１，１−２を再較正する。
【００５９】
図１５は、図９のステップＳ２２におけるずれ検出及び補正処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００６０】
図１５のステップＳ３１において、制御回路１１は、第１及び第３の位置情報の差分（すなわちマーカーＭ１〜Ｍ４の特徴点のずれ）に基づいて撮像装置４及びスクリーン２の相対位置のずれを示す「第１の変位情報」を取得し、この変位情報に基づいて撮像装置４の座標の補正係数を算出する。
【００６１】
図１０〜図１４に示す例では、スクリーン２と撮像装置４との相対位置又は角度と、プロジェクタ１−１とスクリーン２との相対位置又は角度との両方がずれている。従って、図２のステップＳ３の特徴点検出処理において取得されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）（図９）と、ステップＳ２１の特徴点検出処理において取得されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）（図１４）とを比較するだけでは、プロジェクタ１−１からスクリーン２に投写された画像が、スクリーン２の投写領域からどれだけずれているのかを判定できない。そこでまず、図１５のステップＳ３１において、スクリーン２と撮像装置４との相対位置又は角度のずれを補正するための補正係数を算出する。
【００６２】
具体的には、制御回路１１は、図２のステップＳ３で取得されたマーカーＭ１〜Ｍ４の座標ＭＰ１〜ＭＰ４と、図９のステップＳ２１で取得されたマーカーＭ１〜Ｍ４の座標ＭＰ’１〜ＭＰ’４とに基づいて、現時点（再較正処理を実行しているとき）の撮像装置４の座標系を、初期較正処理を実行したときの撮像装置４の座標系へ変換するホモグラフィ行列Ｈを求める。ここで、現時点で撮像装置４により撮影された画像の座標を（ｘ，ｙ）とし、初期較正処理を実行したときに撮像装置４により撮影された画像の対応する座標を（ｘ’，ｙ’）とし、ホモグラフィ行列Ｈの各成分を次式で表す。
【００６３】
【数１】
2018207373.tif 000003
【００６４】
このとき、以下の関係が成り立つ。
【００６５】
【数２】
2018207373.tif 000004
【数３】
2018207373.tif 000005
【００６６】
なお、２つの座標系における４つ以上の既知の対応点からホモグラフィ行列Ｈを求める方法は公知であるので、ここでは説明を省略する。
【００６７】
続いて、プロジェクタ１−１，１−２のそれぞれについて図５１のステップＳ３２〜Ｓ３４を実行することにより、各プロジェクタ１−１，１−２を再較正する。まず、プロジェクタ１−１を再較正する動作について説明する。
【００６８】
図１５のステップＳ３２において、制御回路１１は、ステップＳ３１で算出された撮像装置４の座標の補正係数に基づいて、ステップＳ２１の特徴点検出処理において取得されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）を補正する。ここで、テスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）は、現時点のスクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度に代えて、初期較正処理を実行したときのスクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度の条件下で撮像装置４により撮影されたテスト画像４１から取得されたものとして補正される。具体的には、補正された座標ＦＰ’’（Ｎ）は、ステップＳ３１で算出されたホモグラフィ行列Ｈを用いて、座標ＦＰ’（Ｎ）を次式により変換することで求められる。
【００６９】
【数４】
2018207373.tif 000006
【００７０】
制御回路１１は、補正された座標ＦＰ’’（Ｎ）を「第５の位置情報」として取得する。
【００７１】
図１６は、図６のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）と、図１５のステップＳ３２で補正された座標を有するテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’’（Ｎ）とを示す仮想的な画像２７を示す図である。図１６の座標ＦＰ（Ｎ）は、初期較正処理を実行したときプロジェクタ１−１からスクリーン２に投写されたテスト画像４１から検出された特徴点を示す。図１６の座標ＦＰ’’（Ｎ）は、ステップＳ２１の特徴点検出処理において取得されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）に数４を適用し、初期較正処理を実行したときのスクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度の条件下で撮像装置４により撮影されたテスト画像４１から取得されたものとして補正されている。補正された座標ＦＰ’’（Ｎ）では、ステップＳ２１の特徴点検出処理において取得されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’（Ｎ）のうち、スクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度のずれに起因する変化分が除去されている。従って、座標ＦＰ（Ｎ）と座標ＦＰ’’（Ｎ）とのずれは、プロジェクタ１−１とスクリーン２との相対位置又は角度のずれのみを示す。
【００７２】
図１５のステップＳ３３において、制御回路１１は、第２及び第５の位置情報の差分（すなわちテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）及びＦＰ’’（Ｎ）のずれ）に基づいてプロジェクタ１−１，１−２及びスクリーン２の相対位置のずれを示す「第２の変位情報」を取得し、この変位情報に基づいてプロジェクタ１の幾何補正パラメータを算出する。具体的には、各特徴点ｎに対し、座標ＦＰ’’ｎが座標ＦＰｎへ移動するような幾何補正パラメータを算出する。特徴点ｎと、その右隣の特徴点ｎ＋１、下隣の特徴点ｎ＋ｍ（ここでｍは特徴点の列の個数）、及び右下隣の特徴点ｎ＋ｍ＋１とを含む４つの特徴点に基づいて、座標ＦＰ’’ｎが座標ＦＰｎに移動するようなホモグラフィ行列Ｈｎを幾何補正パラメータとして算出する。
【００７３】
図１５のステップＳ３４において、制御回路１１は、ステップＳ３３で算出された幾何補正パラメータをプロジェクタ１に設定し、これにより、スクリーン２の投写領域に合わせて画像を投写するように、プロジェクタ１−１を再較正する。具体的には、記憶装置１２において、特徴点ｎに対応する幾何補正パラメータを格納する領域には、現在の幾何補正パラメータであるホモグラフィ行列Ｈｏｌｄｎが格納されている。プロジェクタ１−１にホモグラフィ行列Ｈｎが設定されると、新しいホモグラフィ行列Ｈｎｅｗｎ＝Ｈｏｌｄｎ×Ｈｎが算出され、記憶装置１２に格納された幾何補正パラメータの内容はホモグラフィ行列Ｈｎｅｗｎに更新される。
【００７４】
図１７は、図６のテスト画像４１から検出された特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）と、図１５のステップＳ３４を実行した後にプロジェクタ１−１によってスクリーン２に仮想的に投写されて撮像装置４によって仮想的に撮影されるテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’’’（Ｎ）とを示す仮想的な画像２８を示す図である。図１７の座標ＦＰ’’’（Ｎ）は、プロジェクタ１−１に幾何補正パラメータＨｎを設定した結果を示す。プロジェクタ１−１の幾何補正パラメータが更新された結果、プロジェクタ１−１は、スクリーン２の投写領域に合わせて画像を投写するように較正される。図１５のステップＳ３１の補正係数と、ステップＳ３３の幾何補正パラメータとに基づいて算出されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ’’’（Ｎ）は、初期較正直後に取得されたテスト画像４１の特徴点の座標ＦＰ（Ｎ）に一致する。
【００７５】
なお、上記のステップＳ３３において、座標ＦＰ’’（Ｎ）が座標ＦＰ（Ｎ）に一致しているとき、制御回路１１は、プロジェクタ１−１とスクリーン２との相対位置及び角度は初期較正処理を実行してからずれていないと判断し、ステップＳ３４を省略してもよい。
【００７６】
続いて、プロジェクタ１−１の場合と同様に、プロジェクタ１−２について図１５のステップＳ３２〜Ｓ３４を実行することにより、プロジェクタ１−２を再較正する。投写型表示システムが３つ以上のプロジェクタを備える場合には、各プロジェクタについて図１５のステップＳ３２〜Ｓ３４をさらに繰り返す。
【００７７】
すべてのプロジェクタ１−１，１−２についてステップＳ２２のずれ検出及び補正処理が終わったとき、図９のステップＳ２３において、制御回路１１は、ステップＳ２２においてずれを補正したか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２４に進み、ＮＯのときは処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ２４において、制御回路１１は、現時点における投写型表示システム１００の状態、すなわち、ステップＳ２２でプロジェクタ１−１，１−２を再較正した直後の投写型表示システム１００の状態を測定するために、特徴点検出処理を実行する（再較正直後の特徴点検出処理）。ステップＳ２４の特徴点検出処理は、図３を参照して説明した図２のステップＳ３の特徴点検出処理と同様である。制御回路１１は、プロジェクタ１−１，１−２を再較正した後に、図３のステップＳ１１〜Ｓ１５を実行することにより、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第１の位置情報を再取得する。言い換えると、第１の位置情報は、プロジェクタ１−１，１−２を再較正した直後における、スクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度を示す。さらに、制御回路１１は、図３のステップＳ１６〜Ｓ１９を実行することにより、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第２の位置情報を再取得する。言い換えると、第２の位置情報は、プロジェクタ１−１，１−２を再較正した直後における、各プロジェクタ１−１，１−２とスクリーン２との相対位置及び角度を示す。さらに、制御回路１１は、再取得した第１及び第２の位置情報を記憶装置１２に格納する。
【００７９】
制御回路１１は、ステップＳ２４で取得された第１及び第２の位置情報により、記憶装置１２に格納された第１及び第２の位置情報を更新する。
【００８０】
なお、図９の再較正処理は、投写型表示システム１００の運用状況に適した時点に実行されてもよい。例えば、投写型表示システム１００を再起動するごとに再較正処理を行ってもよく、１週間ごと又は１ヶ月ごとなど定期的に再較正処理を行ってもよい。また、ユーザがスクリーン２に投写された画像を見て再較正が必要であると判断し、ユーザが入力装置１３を介して較正装置１０に所定のコマンドを入力したときに、再較正処理を行ってもよい。
【００８１】
［１−３．効果等］
本開示の態様に係る投写型表示装置（プロジェクタ１−１，１−２）の較正装置１０によれば、スクリーン２に画像を投写する少なくとも１つのプロジェクタ１−１，１−２を較正するための較正装置１０であって、較正装置１０は記憶装置１２及び制御回路１１を備える。制御回路１１は、プロジェクタ１−１，１−２を較正した後に、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得し、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得し、第１及び第２の位置情報を記憶装置１２に格納する。制御回路１１は、第１及び第２の位置情報を取得した後に、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第３の位置情報を取得し、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第４の位置情報を取得し、第３及び第４の位置情報を記憶装置１２に格納する。制御回路１１は、第１及び第３の位置情報の差分に基づいて撮像装置４及びスクリーン２の相対位置のずれを示す第１の変位情報を取得し、第１の変位情報に基づいて、第４の位置情報に含まれるテスト画像４１の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成する。制御回路１１は、第２及び第５の位置情報の差分に基づいてプロジェクタ１−１，１−２及びスクリーン２の相対位置のずれを示す第２の変位情報を取得し、第２の変位情報に基づいて、プロジェクタ１−１，１−２を再較正する。
【００８２】
本開示の態様に係る投写型表示装置の較正装置１０によれば、制御回路１１は、プロジェクタ１−１，１−２を再較正した後に、第１及び第２の位置情報を再取得して記憶装置１２に格納してもよい。
【００８３】
本開示の態様に係る投写型表示装置の較正装置１０によれば、スクリーン２に対して予め決められた複数の位置に、制御回路１１の制御下で発光する複数のマーカーＭ１〜Ｍ４がそれぞれ設けられてもよい。このとき、制御回路１１は、撮像装置４によりスクリーン２及び複数のマーカーＭ１〜Ｍ４を撮影し、複数のマーカーＭ１〜Ｍ４の位置をスクリーン２の特徴点の位置として取得することにより第１及び第３の位置情報を取得する。
【００８４】
本開示の態様に係る投写型表示装置の較正装置１０によれば、較正装置１０は通信回路１４をさらに備えてもよい。このとき、撮像装置４は通信回路１４を介して較正装置１０に接続される。
【００８５】
本開示の態様に係る投写型表示装置の較正装置１０によれば、較正装置１０は通信回路１４をさらに備えてもよい。このとき、プロジェクタ１−１，１−２は通信回路１４を介して較正装置１０に接続される。
【００８６】
本開示の態様に係る投写型表示システム１００によれば、スクリーン２を有する投写対象物と、少なくとも１つのプロジェクタ１−１，１−２と、撮像装置４と、較正装置１０とを備える。
【００８７】
本開示の態様に係る投写型表示装置の構成方法によれば、記憶装置１２及び制御回路１１を備えた較正装置１０により、スクリーン２に画像を投写する少なくとも１つのプロジェクタ１−１，１−２を較正する較正方法であって、較正方法は、プロジェクタ１−１，１−２を較正した後に、制御回路１１により、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得し、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得し、第１及び第２の位置情報を記憶装置１２に格納するステップを含む。較正方法は、第１及び第２の位置情報を取得した後に、制御回路１１により、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第３の位置情報を取得し、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第４の位置情報を取得し、第３及び第４の位置情報を記憶装置１２に格納するステップを含む。較正方法は、制御回路１１により、第１及び第３の位置情報の差分に基づいて撮像装置４及びスクリーン２の相対位置のずれを示す第１の変位情報を取得し、第１の変位情報に基づいて、第４の位置情報に含まれるテスト画像４１の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成するステップを含む。較正方法は、制御回路１１により、第２及び第５の位置情報の差分に基づいてプロジェクタ１−１，１−２及びスクリーン２の相対位置のずれを示す第２の変位情報を取得し、第２の変位情報に基づいて、プロジェクタ１−１，１−２を再較正するステップを含む。
【００８８】
本開示の態様に係る投写型表示装置のプログラムによれば、スクリーン２に画像を投写する少なくとも１つのプロジェクタ１−１，１−２を較正するプログラムであって、プログラムは、記憶装置１２及び制御回路１１を備えた較正装置１０の制御回路１１によって実行される以下のステップを含む。プログラムは、プロジェクタ１−１，１−２を較正した後に、制御回路１１により、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第１の位置情報を取得し、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第２の位置情報を取得し、第１及び第２の位置情報を記憶装置１２に格納するステップを含む。プログラムは、第１及び第２の位置情報を取得した後に、制御回路１１により、撮像装置４によりスクリーン２を撮影してスクリーン２の特徴点の位置を示す第３の位置情報を取得し、プロジェクタ１−１，１−２によりテスト画像４１をスクリーン２に投写し、撮像装置４によりテスト画像４１を撮影してテスト画像４１の特徴点の位置を示す第４の位置情報を取得し、第３及び第４の位置情報を記憶装置１２に格納するステップを含む。プログラムは、制御回路１１により、第１及び第３の位置情報の差分に基づいて撮像装置４及びスクリーン２の相対位置のずれを示す第１の変位情報を取得し、第１の変位情報に基づいて、第４の位置情報に含まれるテスト画像４１の特徴点の位置を補正して第５の位置情報を生成するステップを含む。プログラムは、制御回路１１により、第２及び第５の位置情報の差分に基づいてプロジェクタ１−１，１−２及びスクリーン２の相対位置のずれを示す第２の変位情報を取得し、第２の変位情報に基づいて、プロジェクタ１−１，１−２を再較正するステップとを含む。
【００８９】
以上のような構成及び動作により、実施形態１に係る投写型表示システム１００は、撮像装置４自体のずれを考慮しながら、プロジェクタ１−１，１−２の較正後に生じたプロジェクタ１−１，１−２とスクリーン２との相対位置のずれを検出して再較正することができる。実施形態１に係る投写型表示システム１００は、初期較正処理又は再較正処理の実行後にスクリーン２と撮像装置４との相対位置及び角度のずれが生じていても、さらに再較正処理を実行することにより、初期較正処理の際に較正された状態にプロジェクタ１−１，１−２を自動的に正しく再較正することが可能となる。
【００９０】
（実施形態２）
以下、図１８を参照して、実施形態２について説明する。
【００９１】
図１８は、実施形態２に係る投写型表示システム１００Ａを示す模式図である。図１８の投写型表示システム１００Ａは、図１の投写型表示システム１００からマーカーＭ１〜Ｍ４及びマーカー制御装置３を除去し、また、図１の較正装置１０に代えて、マーカーＭ１〜Ｍ４及びマーカー制御装置３を制御しない較正装置１０Ａを備える。他の点では、図１８の投写型表示システム１００Ａは、図１の投写型表示システム１００と同様に構成され、同様に動作する。
【００９２】
本開示の態様によれば、投写面は、枠を有するスクリーン２に形成されてもよい。このとき、制御回路１１は、撮像装置４によりスクリーン２及びその枠２ａを撮影し、スクリーン２の枠２ａの位置をスクリーン２の特徴点の位置として取得することにより第１及び第３の位置情報を取得する。図１のマーカーＭ１〜Ｍ４及びマーカー制御装置３を除去したことにより、実施形態１の場合よりも低コストの投写型表示システム１００Ａを提供することができる。
【００９３】
代替として、投写型表示システムは、スクリーン２に対して予め決められた複数の位置に赤外線反射マーカーを備えてもよい。このとき、制御回路１１は、撮像装置４によりスクリーン２及び複数の赤外線反射マーカーを撮影し、複数の赤外線反射マーカーの位置をスクリーン２の特徴点の位置として取得することにより第１及び第３の位置情報を取得する。
【００９４】
さらに代替として、投写型表示システムは、制御回路１１の制御下で発行するレーザ光源を備えてもよい。このとき、制御回路１１は、スクリーン２に対して予め決められた複数の位置にレーザ光を投写しながら、撮像装置４によりスクリーン２を撮影し、レーザ光が投写された複数の位置をスクリーン２の特徴点の位置として取得することにより第１及び第３の位置情報を取得する。
【００９５】
（実施形態３）
以下、図１９を参照して、実施形態３について説明する。
【００９６】
図１９は、実施形態３に係る投写型表示システム１００Ｂを示す模式図である。
【００９７】
図１９の投写型表示システム１００Ｂは、図１の投写型表示システム１００のプロジェクタ１−１，１−２、撮像装置４、及び較正装置１０に代えて、それらを一体化したプロジェクタ装置１Ｂを備える。
【００９８】
プロジェクタ装置１Ｂは、１つのプロジェクタ１、撮像装置４、制御回路１１、記憶装置１２、入力装置１３、及び通信回路１４を備える。プロジェクタ１は、図１のプロジェクタ１−１，１−２の一方と同様に構成され、同様に動作する。撮像装置４、制御回路１１、記憶装置１２、入力装置１３、及び通信回路１４もまた、図１の対応する構成要素と同様に構成され、同様に動作する。
【００９９】
本開示の態様によれば、較正装置１０Ｂは、撮像装置４を内蔵してもよい。
【０１００】
本開示の態様によれば、プロジェクタ装置１Ｂは、較正装置を内蔵してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本開示は、投写型表示装置によって投写される画像の調整ずれを回復する技術として広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１−１，１−２…プロジェクタ、
１Ｂ…プロジェクタ装置、
２…スクリーン、
３…マーカー制御装置、
４…撮像装置、
１０，１０Ａ…較正装置、
１１…制御回路、
１２…記憶装置、
１３…入力装置、
１４…通信回路、
１００，１００Ａ，１００Ｂ…投写型表示システム、
Ｍ１〜Ｍ４…マーカー。
【図１】
2018207373.tif 000007
【図２】
2018207373.tif 000008
【図３】
2018207373.tif 000009
【図４】
2018207373.tif 000010
【図５】
2018207373.tif 000011
【図６】
2018207373.tif 000012
【図７】
2018207373.tif 000013
【図８】
2018207373.tif 000014
【図９】
2018207373.tif 000015
【図１０】
2018207373.tif 000016
【図１１】
2018207373.tif 000017
【図１２】
2018207373.tif 000018
【図１３】
2018207373.tif 000019
【図１４】
2018207373.tif 000020
【図１５】
2018207373.tif 000021
【図１６】
2018207373.tif 000022
【図１７】
2018207373.tif 000023
【図１８】
2018207373.tif 000024
【図１９】
2018207373.tif 000025