(57)【要約】【課題】  投写面上に投写される映像の視認性の向上を図ることを可能とする投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】  投写型映像表示装置１００は、投写面４００を撮像する撮像装置３００と、投写面４００に表示される映像の中から、文字を抽出する抽出部２５０と、撮像装置３００によって撮像された画像に基づいて、投写面４００の色を特定する特定部２６０と、投写面４００の色に応じて、投写面４００上に表示される映像の色を補正する色補正処理を行うとともに、抽出された文字を強調する文字強調処理を行う素子制御部２７０とを備える。【選択図】  図３
2011175201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光を変調する光変調素子と、前記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であって、
前記投写面を撮像する撮像装置と、
前記投写面に表示される映像の中から、文字を抽出する抽出部と、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記投写面の色を特定する特定部と、
前記投写面の色に応じて、前記投写面上に表示される映像の色を補正する色補正処理を行うとともに、抽出された文字を強調する文字強調処理を行う映像補正部とを備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記文字強調処理は、前記抽出された文字を太字に変換する処理、前記抽出された文字を拡大する処理、前記抽出された文字の色を変更する処理、前記抽出された文字の色及び前記抽出された文字の色と背景の色とを反転する処理の少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記映像補正部は、前記抽出された文字以外の領域に対して、前記文字強調処理とは異なる映像強調処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記映像補正部は、前記色補正処理に伴う輝度低下量に応じて、前記文字強調処理の強調量又は前記映像強調処理の強調量を決定することを特徴とする請求項３に記載の投写型映像表示装置。
【請求項５】
前記映像補正部は、外光量に応じて、前記投写面上に表示される映像の輝度を低下する輝度低下処理を行い、
前記映像補正部は、前記輝度低下処理に伴う輝度低下量に応じて、前記文字強調処理の強調量又は前記映像強調処理の強調量を決定することを特徴とする請求項３に記載の投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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備える投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
これに対して、外部環境（周囲の明るさ）や投写面の色に応じて、投写面上に投写される映像の色（ホワイトバランス）を補正する投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０２７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、黒板などのように、投写面の光反射率が低いケースにおいて、投写面上に投写される映像の色（ホワイトバランス）を補正すると、輝度が極端に低下することが考えられる。これによって、投写面上に投写される映像の視認性が著しく低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、投写面上に投写される映像の視認性の向上を図ることを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、光源（光源１０）から出射される光を変調する光変調素子（液晶パネル５０）と、前記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（投写ユニット１１０）とを有する。投写型映像表示装置は、前記投写面を撮像する撮像装置（撮像装置３００）と、前記投写面に表示される映像の中から、文字を抽出する抽出部（抽出部２５０）と、前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記投写面の色を特定する特定部（特定部２６０）と、前記投写面の色に応じて、前記投写面上に表示される映像の色を補正する色補正処理を行うとともに、抽出された文字を強調する文字強調処理を行う映像補正部（例えば、素子制御部２７０）とを備える。
【０００８】
第１の特徴において、文字強調処理は、前記抽出された文字を太字に変換する処理、前記抽出された文字を拡大する処理、前記抽出された文字の色を変更する処理、前記抽出された文字の色及び前記抽出された文字の色と背景の色とを反転する処理の少なくともいずれか１つである。
【０００９】
第１の特徴において、前記映像補正部は、前記抽出された文字以外の領域に対して、前記文字強調処理とは異なる映像強調処理を行う。
【００１０】
第１の特徴において、前記映像補正部は、前記色補正処理に伴う輝度低下量に応じて、前記文字強調処理の強調量又は前記映像強調処理の強調量を決定する。
【００１１】
第１の特徴において、前記映像補正部は、外光量に応じて、前記投写面上に表示される映像の輝度を低下する輝度低下処理を行う。前記映像補正部は、前記輝度低下処理に伴う輝度低下量に応じて、前記文字強調処理の強調量又は前記映像強調処理の強調量を決定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、投写面上に投写される映像の視認性の向上を図ることを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る記憶テストパターン画像の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る記憶テストパターン画像の一例を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る記憶テストパターン画像の一例を示す図である。
【図７】第１実施形態に係る記憶テストパターン画像の一例を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る撮像テストパターン画像の一例を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る撮像テストパターン画像の一例を示す図である。
【図１０】第１実施形態に係る投写テストパターン画像における交点を算出する方法を説明するための図である。
【図１１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。
【図１２】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。
【図１３】変更例１に係る投写型映像表示装置１００の動作を示すフロー図である。
【図１４】変更例２に係る強調量を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１５】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
［実施形態の概要］
実施形態に係る投写型映像表示装置は、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は、投写面を撮像する撮像装置と、投写面に表示される映像の中から、文字を抽出する抽出部と、撮像装置によって撮像された画像に基づいて、投写面の色を特定する特定部と、投写面の色に応じて、投写面上に表示される映像の色を補正する色補正処理を行うとともに、抽出された文字を強調する文字強調処理を行う映像補正部とを備える。
【００１７】
実施形態では、映像補正部は、投写面の色に応じて、投写面上に表示される映像の色を補正する色補正処理を行うとともに、抽出された文字を強調する文字強調処理を行う。従って、色補正処理（壁色補正）を行うことによって輝度が低下する場合であっても、文字強調処理によって文字が強調されるため、少なくとも文字の視認性の低下を抑制することができる。
【００１８】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の概略）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００には、撮像装置３００が設けられる。また、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に映像光を投写する。
【００２０】
撮像装置３００は、投写面４００を撮像するように構成される。すなわち、撮像装置３００は、投写型映像表示装置１００によって投写面４００上に投写された映像光の反射光を検出するように構成される。撮像装置３００は、投写型映像表示装置１００に内蔵されていてもよく、投写型映像表示装置１００と併設されていてもよい。
【００２１】
投写面４００は、スクリーンなどによって構成される。投写型映像表示装置１００が映像光を投写可能な投写可能範囲（以下、投写可能範囲４１０）は、投写面４００上に形成される。また、投写面４００は、スクリーンの外枠などによって構成される投写枠を有する。
【００２２】
第１実施形態では、投写型映像表示装置１００の光軸Ｎが投写面４００の法線Ｍと一致しないケースについて例示する。例えば、光軸Ｎと法線Ｍとが角度θを構成するケースについて例示する。
【００２３】
すなわち、第１実施形態では、光軸Ｎが法線Ｍと一致しないため、投写可能範囲４１０（投写面４００上に表示される映像）が歪んでしまう。第１実施形態では、このような投写可能範囲４１０の歪みを補正する方法についても説明する。
【００２４】
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、投写型映像表示装置１００は、投写ユニット１１０と、照明装置１２０とを有する。
【００２６】
投写ユニット１１０は、照明装置１２０から出射された映像光を投写面（不図示）上などに投写する。
【００２７】
第１に、照明装置１２０は、光源１０と、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０と、フライアイレンズユニット３０と、ＰＢＳアレイ４０と、複数の液晶パネル５０（液晶パネル５０Ｒ、液晶パネル５０Ｇ及び液晶パネル５０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム６０とを有する。
【００２８】
光源１０は、白色光を発する光源（例えば、ＵＨＰランプやキセノンランプ）などである。すなわち、光源１０が発する白色光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。
【００２９】
ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０は、可視光成分（赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂ）を透過する。ＵＶ／ＩＲカットフィルタ２０は、赤外光成分や紫外光成分を遮光する。
【００３０】
フライアイレンズユニット３０は、光源１０が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット３０は、フライアイレンズ３１及びフライアイレンズ３２によって構成される。フライアイレンズ３１及びフライアイレンズ３２は、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源１０が発する光が液晶パネル５０の全面に照射されるように、光源１０が発する光を集光する。
【００３１】
ＰＢＳアレイ４０は、フライアイレンズユニット３０から出射された光の偏光状態を揃える。例えば、ＰＢＳアレイ４０は、フライアイレンズユニット３０から出射された光をＳ偏光（又はＰ偏光）に揃える。
【００３２】
液晶パネル５０Ｒは、赤出力信号Ｒｏｕｔに基づいて赤成分光Ｒを変調する。液晶パネル５０Ｒに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５２Ｒが設けられている。液晶パネル５０Ｒから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５３Ｒが設けられている。
【００３３】
液晶パネル５０Ｇは、緑出力信号Ｇｏｕｔに基づいて緑成分光Ｇを変調する。液晶パネル５０Ｇに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５２Ｇが設けられる。一方で、液晶パネル５０Ｇから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５３Ｇが設けられる。
【００３４】
液晶パネル５０Ｂは、青出力信号Ｂｏｕｔに基づいて青成分光Ｂを変調する。液晶パネル５０Ｂに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板５２Ｂが設けられる。一方で、液晶パネル５０Ｂから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板５３Ｂが設けられる。
【００３５】
なお、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔは、映像出力信号を構成する。映像出力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎の信号である。
【００３６】
ここで、各液晶パネル５０には、コントラスト比や透過率を向上させる補償板（不図示）が設けられていてもよい。また、各偏光板は、偏光板に入射する光の光量や熱負担を軽減させるプリ偏光板を有していてもよい。
【００３７】
クロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５０Ｒ、液晶パネル５０Ｇ及び液晶パネル５０Ｂから出射される光を合成する色合成部を構成する。クロスダイクロイックプリズム６０から出射された合成光は、投写ユニット１１０に導かれる。
【００３８】
第２に、照明装置１２０は、ミラー群（ミラー７１〜ミラー７６）及びレンズ群（レンズ８１〜レンズ８５）を有する。
【００３９】
ミラー７１は、青成分光Ｂを透過して、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー７２は、赤成分光Ｒを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー７１及びミラー７２は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを分離する色分離部を構成する。
【００４０】
ミラー７３は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを反射して、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂをミラー７１側に導く。ミラー７４は、青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル５０Ｂ側に導く。ミラー７５及びミラー７６は、赤成分光Ｒを反射して、赤成分光Ｒを液晶パネル５０Ｒ側に導く。
【００４１】
レンズ８１は、ＰＢＳアレイ４０から出射された光を集光するコンデンサレンズである。レンズ８２は、ミラー７３で反射された光を集光するコンデンサレンズである。
【００４２】
レンズ８３Ｒは、液晶パネル５０Ｒに赤成分光Ｒが照射されるように、赤成分光Ｒを略平行光化する。レンズ８３Ｇは、液晶パネル５０Ｇに緑成分光Ｇが照射されるように、緑成分光Ｇを略平行光化する。レンズ８３Ｂは、液晶パネル５０Ｂに青成分光Ｂが照射されるように、青成分光Ｂを略平行光化する。
【００４３】
レンズ８４及びレンズ８５は、赤成分光Ｒの拡大を抑制しながら、液晶パネル５０Ｒ上に赤成分光Ｒを略結像するリレーレンズである。
【００４４】
（制御ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。制御ユニット２００は、投写型映像表示装置１００に設けられており、投写型映像表示装置１００を制御する。
【００４５】
なお、制御ユニット２００は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。映像入力信号は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎによって構成される。映像出力信号は、赤出力信号Ｒｏｕｔ、緑出力信号Ｇｏｕｔ及び青出力信号Ｂｏｕｔによって構成される。映像入力信号及び映像出力信号は、１フレームを構成する複数の画素毎に入力される信号である。
【００４６】
図３に示すように、制御ユニット２００は、映像信号受付部２１０と、記憶部２２０と、取得部２３０と、算出部２４０と、抽出部２５０と、特定部２６０と、素子制御部２７０とを有する。
【００４７】
映像信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部装置（不図示）から映像入力信号を受付ける。
【００４８】
記憶部２２０は、各種情報を記憶する。具体的には、記憶部２２０は、３つ以上の交点を構成する３つ以上の線分のそれぞれの少なくとも一部分を構成するテストパターン画像を記憶する。また、３つ以上の線分は、所定読み出し方向に対して傾きを有する。
【００４９】
なお、所定読み出し方向は、テストパターン画像を構成する所定ラインの向き（例えば、水平方向）である。後述するように、取得部２３０は、撮像装置３００によって撮像された撮像画像のうち、テストパターン画像を構成する所定ライン毎に、所定ラインに対応する撮像画像データを取得する。
【００５０】
以下において、テストパターン画像の一例について、図４〜図７を参照しながら説明する。図４〜図７に示すように、テストパターン画像は、４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）を構成する４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する画像である。第１実施形態では、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、濃淡或いは明暗の差（エッジ）によって表される。
【００５１】
詳細には、図４に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び白抜きの菱形であってもよい。ここで、白抜きの菱形の４辺は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定読み出し方向（水平方向）に対して傾きを有する。
【００５２】
或いは、図５に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び白抜きの線分であってもよい。白抜きの線分は、図６に示す白抜きの菱形の４辺の一部分を構成する。ここで、白抜きの線分は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定読み出し方向（水平方向）に対して傾きを有する。
【００５３】
或いは、図６に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び１対の白抜きの三角形であってもよい。ここで、１対の白抜きの三角形の２辺は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定読み出し方向（水平方向）に対して傾きを有する。
【００５４】
或いは、図７に示すように、テストパターン画像は、黒の背景及び白抜きの線分であってもよい。ここで、白抜きの線分は、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）の少なくとも一部分を構成する。図７に示すように、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）によって構成される４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）は、投写可能範囲の外側に設けられてもよい。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、取得部２３０（水平方向）に対して傾きを有する。
【００５５】
取得部２３０は、撮像装置３００から撮像画像を取得する。具体的には、取得部２３０は、撮像装置３００から、テストパターン画像における所定読み出し方向に沿ってテストパターン画像の撮像画像データを順に取得する。言い換えると、取得部２３０は、ラインバッファを有しており、撮像装置３００によって撮像された撮像画像のうち、テストパターン画像を構成する所定ライン毎に、所定ラインに対応する撮像画像データをラインバッファに格納する。すなわち、取得部２３０は、フレームバッファを必要としないことに留意すべきである。
【００５６】
取得部２３０は、所定読み出し方向に沿って順にラインバッファから撮像画像データを読み出し、読み出された撮像画像データに基づいて、撮像画像における３つ以上の交点を取得する。
【００５７】
具体的には、取得部２３０は、以下の手順によって、撮像画像における３つ以上の交点を取得する。ここでは、テストパターン画像が図５に示す画像（白抜きの菱形）であるケースについて例示する。
【００５８】
第１に、取得部２３０は、図９に示すように、ラインバッファから読み出された撮像画像に基づいて、濃淡或いは明暗の差（エッジ）を有する点群Ｐｅｄｇｅを取得する。すなわち、取得部２３０は、テストパターン画像の白抜きの菱形の４辺に対応する点群Ｐｅｄｇｅを取得する。
【００５９】
第２に、取得部２３０は、図１０に示すように、点群Ｐｅｄｇｅに基づいて、撮像画像における４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を取得する。すなわち、取得部２３０は、テストパターン画像における４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）に対応する４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を取得する。
【００６０】
第３に、取得部２３０は、図１０に示すように、４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）に基づいて、撮像画像における４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を取得する。すなわち、取得部２３０は、テストパターン画像における４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）に対応する４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を取得する。
【００６１】
算出部２４０は、テストパターン画像における３つ以上の交点（例えば、Ｐｓ１〜Ｐｓ４）及び撮像画像における３つの交点（例えば、Ｐｔ１〜Ｐｔ４）に基づいて、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する。具体的には、算出部２４０は、投写ユニット１１０の光軸Ｎと投写面４００の法線Ｍとのずれ量を算出する。
【００６２】
なお、以下においては、記憶部２２０に記憶されたテストパターン画像を記憶テストパターン画像と称する。撮像画像に含まれるテストパターン画像を撮像テストパターン画像と称する。投写面４００に投写されたテストパターン画像を投写テストパターン画像と称する。
【００６３】
第１に、算出部２４０は、投写テストパターン画像における４つの交点（Ｐｕ１〜Ｐｕ４）の座標を算出する。ここでは、記憶テストパターン画像の交点Ｐｓ１、撮像テストパターン画像の交点Ｐｔ１、投写テストパターン画像の交点Ｐｕ１を例に挙げて説明する。交点Ｐｓ１、交点Ｐｔ１及び交点Ｐｕ１は、互いに対応する交点である。
【００６４】
以下において、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）の算出方法について、図１０を参照しながら説明する。交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）は、投写型映像表示装置１００の焦点Ｏｓを原点とする３次元空間における座標であることに留意すべきである。
【００６５】
（１）算出部２４０は、記憶テストパターン画像の２次元平面における交点Ｐｓ１の座標（ｘｓ１，ｙｓ１）について、投写型映像表示装置１００の焦点Ｏｓを原点とする３次元空間における交点Ｐｓ１の座標（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）に変換する。具体的には、交点Ｐｓ１の座標（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）は、以下の式によって表される。
【数１】
2011175201.tif 000003
【００６６】
なお、Ａｓは、３×３の変換行列であり、キャリブレーション等の前処理によって予め取得することが可能である。すなわち、Ａｓは、既知のパラメータである。
【００６７】
ここでは、投写型映像表示装置１００の光軸方向に垂直な面がＸｓ軸及びＹｓ軸で表されており、投写型映像表示装置１００の光軸方向がＺｓ軸で表されている。
【００６８】
同様に、算出部２４０は、撮像テストパターン画像の２次元平面における交点Ｐｔ１の座標（ｘｔ１，ｙｔ１）について、撮像装置３００の焦点Ｏｔを原点とする３次元空間における交点Ｐｔ１の座標（Ｘｔ１，Ｙｔ１，Ｚｔ１）に変換する。
【数２】
2011175201.tif 000004
【００６９】
なお、Ａｔは、３×３の変換行列であり、キャリブレーション等の前処理によって予め取得することが可能である。すなわち、Ａｔは、既知のパラメータである。
【００７０】
ここでは、撮像装置３００の光軸方向に垂直な面がＸｔ軸及びＹｔ軸で表されており、撮像装置３００の向き（撮像方向）がＺｔ軸で表されている。このような座標空間において、撮像装置３００の向き（撮像方向）の傾き（ベクトル）は既知であることに留意すべきである。
【００７１】
（２）算出部２４０は、交点Ｐｓ１と交点Ｐｕ１とを結ぶ直線Ｌｖの式を算出する。同様に、算出部２４０は、交点Ｐｔ１と交点Ｐｕ１とを結ぶ直線Ｌｗの式を算出する。なお、直線Ｌｖ及び直線Ｌｗの式は、以下のように表される。
【数３】
2011175201.tif 000005
【００７２】
（３）算出部２４０は、投写型映像表示装置１００の焦点Ｏｓを原点とする３次元空間における直線Ｌｗ’に直線Ｌｗを変換する。直線Ｌｗ’は、以下の式によって表される。
【数４】
2011175201.tif 000006
【００７３】
なお、投写型映像表示装置１００の光軸及び撮像装置３００の向き（撮像方向）は既知であるため、回転成分を示すパラメータＲは既知である。同様に、投写型映像表示装置１００及び撮像装置３００の相対位置が既知であるため、並進成分を示すパラメータＴも既知である。
【００７４】
（４）算出部２４０は、式（３）及び式（５）に基づいて、直線Ｌｖ及び直線Ｌｗ’の交点（すなわち、交点Ｐｕ１）における媒介変数Ｋｓ及びＫｔを算出する。続いて、算出部２４０は、交点Ｐｓ１の座標（Ｘｓ１，Ｙｓ１，Ｚｓ１）及びＫｓに基づいて、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）を算出する。或いは、算出部２４０は、交点Ｐｔ１の座標（Ｘｔ１，Ｙｔ１，Ｚｔ１）及びＫｔに基づいて、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）を算出する。
【００７５】
これによって、算出部２４０は、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）を算出する。同様に、算出部２４０は、交点Ｐｕ２の座標（Ｘｕ２，Ｙｕ２，Ｚｕ２）、交点Ｐｕ３の座標（Ｘｕ３，Ｙｕ３，Ｚｕ３）、交点Ｐｕ４の座標（Ｘｕ４，Ｙｕ４，Ｚｕ４）を算出する。
【００７６】
第２に、算出部２４０は、投写面４００の法線Ｍのベクトルを算出する。具体的には、算出部２４０は、交点Ｐｕ１〜交点Ｐｕ４のうち、少なくとも３つの交点の座標を用いて、投写面４００の法線Ｍのベクトルを算出する。投写面４００の式は、以下の式によって表され、パラメータｋ１、ｋ２、ｋ３は、投写面４００の法線Ｍのベクトルを表している。
【数５】
2011175201.tif 000007
【００７７】
これによって、算出部２４０は、投写型映像表示装置１００の光軸Ｎと投写面４００の法線Ｍとのずれ量を算出することができる。すなわち、算出部２４０は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出することができる。
【００７８】
図３に戻って、抽出部２５０は、投写面４００に表示される映像の中から、文字を抽出する。具体的には、抽出部２５０は、取得部２３０によって撮像された画像に基づいて、既知の文字認識技術を用いて、文字を抽出してもよい。或いは、抽出部２５０は、映像入力信号のヒストグラム解析に基づいて、文字を抽出してもよい。例えば、文字を含む領域では、文字の色及び背景の色についてのみピーク値が観測されるため、文字を抽出することが可能である。
【００７９】
例えば、取得部２３０によって撮像された画像に基づいて、既知の文字認識技術を用いて文字を抽出するケースでは、抽出部２５０は、算出部２４０によって算出された位置関係（投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係）に基づいて、抽出された文字の座標を特定する。
【００８０】
特定部２６０は、取得部２３０によって取得される撮像画像に基づいて、投写面４００の色を特定する。なお、投写面４００の色を特定する場合には、後述する素子制御部２７０は、白色映像が投写面４００に表示されるように液晶パネル５０を制御する。
【００８１】
素子制御部２７０は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号に基づいて、液晶パネル５０を制御する。
【００８２】
例えば、素子制御部２７０は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係に基づいて、投写面４００上に投写された映像の形状の自動補正を行う機能を有する。すなわち、素子制御部２７０は、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係に基づいて、自動的に台形補正を行う機能を有する。
【００８３】
また、第１実施形態では、素子制御部２７０は、（Ａ）色補正処理及び（Ｂ）文字強調処理を行う。すなわち、素子制御部２７０は、映像補正部を構成する。
【００８４】
（Ａ）色補正処理では、特定部２６０によって特定される投写面４００の色に応じて、投写面４００に表示される映像の色を補正する処理である。詳細には、素子制御部２７０は、特定部２６０によって特定される投写面４００の色と対応する信号成分を映像入力信号から減算する。
【００８５】
（Ｂ）文字強調処理では、抽出部２５０によって抽出された文字を強調する処理である。文字強調処理は、抽出された文字を太字に変換する処理（太字処理）、抽出された文字を拡大する処理（拡大処理）、抽出された文字の色を変更する処理（色変更処理）、抽出された文字の色及び抽出された文字の色と背景の色とを反転する処理（反転処理）の少なくともいずれか１つである。
【００８６】
なお、文字強調処理は、抽出された文字の字体を変換する処理（字体変換処理）、抽出された文字に下線を引く処理（下線処理）などであってもよい。
【００８７】
また、文字強調処理の種類は、投写面４００上に表示される映像に応じて選択されることが好ましい。例えば、太字処理は、いずれの映像にも適用可能である。拡大処理は、文字以外の領域（余白）を十分に有する映像に適用される。
【００８８】
色変更処理は、文字と文字以外の領域（背景）との間に十分な輝度差を有する映像に適用される。例えば、色変更処理は、文字の色が青であり、文字以外の領域（背景）の色が白である場合に、文字の色を青から黒に変更する処理である。
【００８９】
反転処理は、文字のみを含む映像に適用される。或いは、反転処理は、文字以外の領域（背景）の輝度が文字の輝度よりも高い映像に適用される。例えば、反転処理は、文字の色が黒であり、文字以外の領域（背景）の色が白である場合に、文字の色を白に変更し、文字以外の領域（背景）の色を黒に変更する処理である。
【００９０】
字体変換処理及び下線処理は、例えば、太字及び細字が混在する映像に適用される。このような映像に対して太字処理が適用されると、太字及び細字の区別がつきにくくなる。従って、このようなケースにおいて、字体変換処理又は下線処理は、太字処理が適用される前に既に太字であった文字に適用される。
【００９１】
（投写型映像表示装置の動作）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置（制御ユニット）の動作について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（制御ユニット２００）の動作を示すフロー図である。
【００９２】
図１１に示すように、ステップ１０において、投写型映像表示装置１００は、準備画像を表示する。すなわち、投写型映像表示装置１００は、液晶パネル５０の制御などによって、投写面４００上に準備画像を投写する。
【００９３】
なお、準備画像は、例えば、ブルーバックの画像であってもよく、ブラックバックの画像であってもよい。
【００９４】
ステップ２０において、撮像装置３００は、投写面４００を撮像する。具体的には、撮像装置３００は、投写面４００に設けられた投写可能範囲４１０を撮像する。
【００９５】
なお、ステップ２０では、投写型映像表示装置１００は、投写可能範囲４１０を特定できるように、投写面４００上に白色映像を表示することが好ましい。
【００９６】
ステップ３０において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上にテストパターン画像を表示する。すなわち、投写型映像表示装置１００は、液晶パネル５０の制御などによって、投写可能範囲４１０上にテストパターン画像を投写する。
【００９７】
ステップ４０において、撮像装置３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像装置３００は、投写可能範囲４１０上に投写されたテストパターン画像を撮像する。
【００９８】
ステップ５０において、投写型映像表示装置１００は、準備画像を再表示する。すなわち、投写型映像表示装置１００は、液晶パネル５０の制御などによって、投写面４００上に準備画像を投写する。
【００９９】
ステップ６０において、投写型映像表示装置１００は、撮像画像を構成する所定ライン毎に取得された撮像画像データに基づいて、テストパターン画像における３つ以上の交点を取得する。
【０１００】
ステップ７０において、投写型映像表示装置１００は、撮像装置３００によって撮像された撮像画像のうち、テストパターン画像の撮像画像に基づいて、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する。具体的には、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像における４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）及び撮像画像における４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）に基づいて、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出する。
【０１０１】
ステップ８０において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に投写される映像を補正する。投写面４００上に投写される映像の補正は、（１）映像の台形補正、（２）フォーカス補正、（３）ズーム補正（レンズシフト補正或いは光学補正）、（４）映像の局所歪み補正などである。
【０１０２】
ステップ９０において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００の色に応じて、投写面４００に表示される映像の色を補正する。すなわち、投写型映像表示装置１００は、液晶パネル５０の制御によって、投写面４００上に表示される映像の色を補正する。
【０１０３】
ステップ１００において、投写型映像表示装置１００は、強調処理を行う。強調処理の詳細については、図１２を参照しながら説明する。
【０１０４】
図１２に示すように、ステップ１１０において、投写型映像表示装置１００は、対象領域をセットする。対象領域は、１画素であってもよく、複数の画素の集合であってもよい。或いは、対象領域は、フレーム全体であってもよい。或いは、対象領域は、投写面４００に表示される映像を複数に分割した領域であってもよい。或いは、対象領域は、投写面４００に表示される映像全体であってもよい。
【０１０５】
ステップ１２０において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００に表示される映像の中から、文字を抽出する。
【０１０６】
ステップ１３０において、投写型映像表示装置１００は、対象領域が文字を含む文字領域であるか否かを判定する。対象領域が文字領域である場合には、投写型映像表示装置１００は、ステップ１４０の処理に移る。一方で、対象領域が文字領域でない場合には、投写型映像表示装置１００は、ステップ１５０の処理に移る。
【０１０７】
ステップ１４０において、投写型映像表示装置１００は、ステップ１１０で抽出された文字を強調する文字強調処理を行う。すなわち、投写型映像表示装置１００は、液晶パネル５０の制御によって、文字強調処理を行う。
【０１０８】
なお、文字強調処理は、上述したように、抽出された文字を太字に変換する処理、抽出された文字を拡大する処理、抽出された文字の色を変更する処理、抽出された文字の色及び抽出された文字の色と背景の色とを反転する処理の少なくともいずれか１つである。
【０１０９】
なお、文字強調処理は、抽出された文字の字体を変換する処理、抽出された文字に下線を引く処理などであってもよい。
【０１１０】
ステップ１５０において、投写型映像表示装置１００は、全対象領域の処理が終了しているか否かを判定する。全対象領域の処理が終了している場合には、投写型映像表示装置１００は、一連の処理を終了する。一方で、全対象領域の処理が終了していない場合には、投写型映像表示装置１００は、ステップ１２０の処理に戻る。
【０１１１】
（作用及び効果）
第１実施形態では、素子制御部２７０は、投写面４００の色に応じて、投写面４００上に表示される映像の色を補正する色補正処理を行うとともに、抽出された文字を強調する文字強調処理を行う。従って、色補正処理（壁色補正）を行うことによって輝度が低下する場合であっても、文字強調処理によって文字が強調されるため、少なくとも文字の視認性の低下を抑制することができる。
【０１１２】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。具体的には、変更例１では、文字領域以外の領域の処理について説明する。
【０１１３】
（投写型映像表示装置の動作）
以下において、変更例１に係る投写型映像表示装置（制御ユニット）の動作について、図面を参照しながら説明する。図１３は、変更例１に係る投写型映像表示装置１００（制御ユニット２００）の動作を示すフロー図である。なお、図１３は、図１１に示す強調処理（ステップ１００）の詳細である。すなわち、図１３に示すフローは、図１２に示すフローの変更例である。
【０１１４】
なお、図１３では、図１２と同様のステップについては、同様の符号を付している。すなわち、図１３では、ステップ１６０の処理が追加されている。
【０１１５】
ステップ１６０において、投写型映像表示装置１００（素子制御部２７０）は、文字領域以外の領域に対して、文字強調処理とは異なる映像強調処理を行う。なお、映像強調処理は、輪郭強調処理、コントラスト強調処理及び彩度強調処理の少なくともいずれか１つである。
【０１１６】
なお、映像強調処理の種類は、投写面４００上に表示される映像に応じて選択されることが好ましい。例えば、輪郭強調処理は、周波数が全体的に低い映像に適用される。なお、周波数が全体的に低いほど、輪郭強調処理の強調量が大きいことが好ましい。コントラスト強調処理は、コントラストが低い映像に適用される。コントラストが低いほど、コントラスト強調処理の強調量が大きいことが好ましい。彩度強調処理は、彩度が低い映像に適用される。彩度が低いほど、彩度強調処理の強調量が大きいことが好ましい。
【０１１７】
（作用及び効果）
変更例１では、素子制御部２７０は、文字領域以外の領域に対して、文字強調処理とは異なる映像強調処理を行う。従って、文字以外の領域の視認性も向上する。
【０１１８】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。具体的には、変更例２では、文字強調処理又は映像強調処理の強調量について説明する。
【０１１９】
具体的には、図１４に示すように、文字強調処理又は映像強調処理の強調量は、輝度低下量に基づいて決定される。すなわち、上述した素子制御部２７０は、輝度低下量に基づいて、文字強調処理又は映像強調処理の強調量を決定する。なお、輝度低下量が大きいほど、文字強調処理又は映像強調処理の強調量が大きいことが好ましい。
【０１２０】
ここで、輝度低下量としては、色補正処理に伴う輝度の低下量、或いは、輝度低下処理に伴う輝度の低下量である。或いは、輝度低下量は、色補正処理に伴う輝度の低下量及び輝度低下処理に伴う輝度の低下量の合計である。
【０１２１】
ここで、色補正処理では、上述したように、投写面４００の色に対応する信号成分が映像入力信号から減算される。従って、色補正処理に伴って映像の輝度が低下する。
【０１２２】
また、輝度低下処理は、外光量に応じて、光源１０から出射される光量を減少する処理である。詳細には、外光量が大きい場合には、コントラストが低下するため、光源１０から出射される光量の減算量が小さい。一方で、外光量が小さい場合には、コントラストが低下しないため、光源１０から出射される光量が大きい。これによって、外光量が小さい場合に、光源１０の消費電力を抑制することができる。このように、輝度低下処理に伴って映像の輝度が低下する。
【０１２３】
なお、文字強調処理の強調量は、文字の太字化度合い、文字の拡大化度合いなどである。また、映像強調処理の強調量は、輪郭強調度合い、コントラスト強調度合い、彩度強調度合いなどである。
【０１２４】
（作用及び効果）
変更例１では、素子制御部２７０は、色補正処理に伴う輝度低下量に基づいて、文字強調処理又は映像強調処理の強調量を決定する。或いは、素子制御部２７０は、輝度低下処理に伴う輝度低下量に基づいて、文字強調処理又は映像強調処理の強調量を決定する。従って、文字強調処理によって適切に文字の視認性を向上することができる。或いは、映像強調処理によって適切に文字以外の領域の視認性を向上することができる。
【０１２５】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１２６】
実施形態では、光変調素子として、透過型の液晶パネルを例示したに過ぎない。光変調素子は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）や反射型の液晶パネルであってもよい。
【０１２７】
実施形態では、光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）を例示した。しかしながら、光源は、白色光源であってもよい。
【０１２８】
実施形態では、文字強調処理及び映像強調処理が素子制御部２７０によって行われる。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、光源１０から出射される赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを個別に制御できる場合には、光源１０を制御する光源制御部によって文字強調処理及び映像強調処理が行われてもよい。
【０１２９】
実施形態では、文字強調処理として、抽出された文字を太字に変換する処理、抽出された文字を拡大する処理、抽出された文字の色を変更する処理、抽出された文字の色及び抽出された文字の色と背景の色とを反転する処理などを例示した。これらの処理の組み合わせについては、投写面４００の色に応じて決定されてもよい。
【０１３０】
実施形態では、映像強調処理として、輪郭強調処理、コントラスト強調処理及び彩度強調処理を例示した。これらの処理の組み合わせについては、投写面４００の色に応じて決定されてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１０…光源、２０…ＵＶ／ＩＲカットフィルタ、３０…フライアイレンズユニット、４０…ＰＢＳアレイ、５０…液晶パネル、５２、５３…偏光板、６０…クロスダイクロイックキューブ、７１〜７６…ミラー、８１〜８５…レンズ、１００…投写型映像表示装置、１１０…投写ユニット、１２０…照明ユニット、２００…制御ユニット、２１０…映像信号受付部、２２０…記憶部、２３０…取得部、２４０…算出部、２５０…抽出部、２６０…特定部、２７０…素子制御部、３００…撮像装置、４００…投写面、４１０…投写可能範囲
【図１】
2011175201.tif 000008
【図２】
2011175201.tif 000009
【図３】
2011175201.tif 000010
【図４】
2011175201.tif 000011
【図５】
2011175201.tif 000012
【図６】
2011175201.tif 000013
【図７】
2011175201.tif 000014
【図８】
2011175201.tif 000015
【図９】
2011175201.tif 000016
【図１０】
2011175201.tif 000017
【図１１】
2011175201.tif 000018
【図１２】
2011175201.tif 000019
【図１３】
2011175201.tif 000020
【図１４】
2011175201.tif 000021