(57)【要約】【課題】  映像の形状調整の処理負荷を低減することを可能とする投写型映像表示装置及び画像調整方法を提供する。【解決手段】  投写型映像表示装置１００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表示するように構成される。投写型映像表示装置１００は、撮像テストパターン画像に含まれる３つ以上の交点に基づいて、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。撮像テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分は、所定ラインに対して傾きを有する。【選択図】  図３
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【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、
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表示するように前記光変調素子を制御する素子制御部と、
前記投写面上に投写された前記テストパターン画像を撮像する撮像素子から所定ラインに沿って出力される前記テストパターン画像の撮像画像を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる３つ以上の線分より３つ以上の交点を特定し、前記３つ以上の交点に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出する算出部と、
前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整する調整部とを備え、
前記３つ以上の線分は、前記所定ラインに対して傾きを有することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記所定ラインは、水平方向に沿って延びるライン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】
前記素子制御部は、前記撮像画像に含まれる３つ以上の交点が取得されてから、前記投写面上に投写される映像の形状が補正されるまで、映像を表示しないように前記光変調素子を制御す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４】
前記素子制御部は、前記テストパターン画像とともに、前記テストパターン画像以外の所定画像を表示するように前記光変調素子を制御す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５】
前記３つ以上の線分が前記所定ラインに対して傾きを有するように前記撮像素子が配置され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６】
前記調整部は、前記投写面上に投写される映像のフォーカスを調整するフォーカス調整部を含み、
前記フォーカス調整部は、前記テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域毎にフォーカスを順に調整し、
前記算出部は、フォーカスが調整された画像領域に表示されたテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、前記テストパターン画像の一部に含まれる線分を特定す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７】
前記テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域毎に、前記撮像素子の露光時間を順に調整する露光時間調整部をさらに備え、
前記算出部は、露光時間が調整された画像領域に表示されたテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、前記テストパターン画像の一部に含まれる線分を特定す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８】
第１処理モード及び第２処理モードを制御するモード制御部をさらに備え、
前記調整部は、前記投写面上に投写される映像のフォーカスを調整するフォーカス調整部を含み、
前記第１処理モードは、前記テストパターン画像の全体を対象として、前記テストパターン画像に含まれる線分を特定するとともに、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出するモードであり、
前記第２処理モードは、前記テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域のそれぞれを対象として、前記テストパターン画像に含まれる線分を特定するとともに、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出するモードであり、
前記モード制御部は、前記第１処理モードを行った結果、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係が許容範囲外である場合に、前記第２処理モード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９】
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に適用される画像調整方法であって、
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表示するステップＡと、
前記投写面上に投写された前記テストパターン画像を撮像し、前記３つ以上の線分に対して傾きを有する所定ラインに沿って前記テストパターン画像の撮像画像を取得するステップＢと、
前記撮像画像に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出するステップＣと、
前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整するステップＤとを備えることを特徴とする画像調整方法。
【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ように構成された光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写するように構成された投写ユニットとを有する投写型映像表示装置及び投写型映像表示装置に適用される画像調整方法に関する。
【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】
ここで、投写型映像表示装置と投写面との位置関係によっては、投写面上に投写される映像の形状が歪んでしまう。
【０００４】
これに対して、以下の手順で映像の形状を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。第１に、投写型映像表示装置は、長方形形状のテストパターン画像を投写面上に投写する。第２に、投写型映像表示装置は、投写面上に投写されたテストパターン画像を撮像して、投写面におけるテストパターン画像の４隅の座標を特定する。第３に、投写型映像表示装置は、投写面におけるテストパターン画像の４隅の座標に基づいて、投写型映像表示装置と投写面との位置関係を特定して、投写面上に投写される映像の形状を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１８６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、テストパターン画像を撮像する撮像素子は、撮像画像を所定ライン（例えば、水平方向の画素列）に沿って出力するように構成される。なお、所定ラインは、一般的には、水平方向に沿って延びるラインである。
【０００７】
ここで、上述した技術では、長方形形状のテストパターン画像が用いられるため、テストパターン画像の４つの辺のうち、２つの辺は、水平方向に沿って延びる辺である。すなわち、テストパターン画像の４つの辺のうち、２つの辺は、所定ラインと略平行である。
【０００８】
従って、上述した技術では、投写型映像表示装置は、撮像画像の全てを撮像素子から取得した上でエッジ検出等を行って、テストパターン画像の４辺や４隅の座標を特定する必要がある。
【０００９】
このように、上述した技術では、撮像画像の全てを取得した上でエッジ検出等を行っているため、サンプリングすべき画素数が多く、テストパターン画像の４隅の座標を特定する処理負荷が大きい。すなわち、上述した技術では、映像の形状調整の処理負荷が大きい。
【００１０】
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、映像の形状調整の処理負荷を低減することを可能とする投写型映像表示装置及び画像調整方法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】
【００１１】
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ように構成された光変調素子（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ように構成された投写ユニット（投写ユニット１１０）とを有する。投写型映像表示装置は、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表示するように前記光変調素子を制御する素子制御部（素子制御部２６０）と、前記投写面上に投写された前記テストパターン画像を撮像する撮像素子（撮像素子３００）から所定ラインに沿って出力される前記テストパターン画像の撮像画像を取得する取得部（取得部２３０）と、前記取得部によって取得された撮像画像に基づいて、前記撮像画像に含まれる３つ以上の線分より３つ以上の交点を特定し、前記３つ以上の交点に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出する算出部（算出部２５０）と、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整する調整部（調整部２８０）とを備える。前記３つ以上の線分は、前記所定ラインに対して傾きを有する。
【００１２】
第１の特徴において、前記所定ラインは、水平方向に沿って延びるラインである。
【００１３】
第１の特徴において、前記素子制御部は、前記撮像画像に含まれる３つ以上の交点が取得されてから、前記投写面上に投写される映像の形状が補正されるまで、映像を表示しないように前記光変調素子を制御する。
【００１４】
第１の特徴において、前記素子制御部は、前記テストパターン画像とともに、前記テストパターン画像以外の所定画像を表示するように前記光変調素子を制御する。
【００１５】
第１の特徴において、前記３つ以上の線分が前記所定ラインに対して傾きを有するように前記撮像素子が配置される。
【００１６】
第１の特徴において、前記調整部は、前記投写面上に投写される映像のフォーカスを調整するフォーカス調整部（投写ユニット調整部２７０）を含む。前記フォーカス調整部は、前記テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域毎にフォーカスを順に調整する。前記算出部は、フォーカスが調整された画像領域に表示されたテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、前記テストパターン画像の一部に含まれる線分を特定する。
【００１７】
第１の特徴において、投写型映像表示装置は、前記テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域毎に、前記撮像素子の露光時間を順に調整する露光時間調整部（露光時間調整部２９０）をさらに備える。前記算出部は、露光時間が調整された画像領域に表示されたテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、前記テストパターン画像の一部に含まれる線分を特定する。
【００１８】
第１の特徴において、投写型映像表示装置は、第１処理モード及び第２処理モードを制御するモード制御部（モード制御部２９５）をさらに備える。前記調整部は、前記投写面上に投写される映像のフォーカスを調整するフォーカス調整部を含む。前記第１処理モードは、前記テストパターン画像の全体を対象として、前記テストパターン画像に含まれる線分を特定するとともに、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出するモードである。前記第２処理モードは、前記テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域のそれぞれを対象として、前記テストパターン画像に含まれる線分を特定するとともに、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出するモードである。前記モード制御部は、前記第１処理モードを行った結果、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係が許容範囲外である場合に、前記第２処理モードを行う。
【００１９】
第２の特徴に係る画像調整方法は、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に適用される。画像調整方法は、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表示するステップＡと、前記投写面上に投写された前記テストパターン画像を撮像し、前記３つ以上の線分に対して傾きを有する所定ラインに沿って前記テストパターン画像の撮像画像を取得するステップＢと、前記撮像画像に基づいて、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係を算出するステップＣと、前記投写型映像表示装置と前記投写面との位置関係に基づいて、前記投写面上に投写される映像を調整するステップＤとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、映像の形状調整の処理負荷を低減することを可能とする投写型映像表示装置及び画像調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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含まれ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に係る分割処理モードを説明するための図である。
【図１４】変更例１に係る分割処理モードを説明するための図である。
【図１５】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１６】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１７】変更例２に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【図１８】変更例２に係る分割処理モードを説明するための図である。
【図１９】変更例２に係る分割処理モードを説明するための図である。
【図２０】変更例２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２１】変更例３に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。
【図２２】変更例３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２３】変更例４に係る撮像素子３００の配置を説明するための図である。
【図２４】変更例４に係る撮像素子３００の配置を説明するための図である。
【図２５】変更例４に係る撮像素子３００の配置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
［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ように構成された光変調素子と、光変調素子から出射される光を投写面上に投写するように構成された投写ユニットとを有する。投写型映像表示装置は、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像する撮像素子から所定ラインに沿って出力される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３つ以上の線分より３つ以上の交点を特定し、３つ以上の交点に基づいて、投写型映像表示装置と投写面との位置関係を算出する算出部と、投写型映像表示装置と投写面との位置関係に基づいて、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。３つ以上の線分は、所定ラインに対して傾きを有する。
【００２５】
実施形態では、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分は、所定ラインに対して傾きを有する。第1に、テストパターン画像に含まれる線分が所定ラインに沿っている場合と比べて、エッジ検出等を行うためにサンプリングすべき画素数を低減することができる。従って、映像調整の処理負荷を軽減することができる。第２に、テストパターン画像に含まれる線分が所定ラインに沿っている場合と比べて、テストパターン画像に含まれる線分の検出精度が向上する。
【００２６】
なお、投写型映像表示装置は、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３つ以上の線分を特定し、撮像画像に含まれる３つ以上の線分に基づいて、撮像画像に含まれる３つ以上の交点を特定する特定部を有していてもよい。なお、算出部は、テストパターン画像に含まれる３つ以上の交点と撮像画像に含まれる３つ以上の交点とに基づいて、投写型映像表示装置と投写面との位置関係を算出する。
【００２７】
［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。
【００２８】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００には、撮像素子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。
【００２９】
撮像素子３００は、投写面４００を撮像するように構成される。すなわち、撮像素子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。撮像素子３００は、投写型映像表示装置１００に対して、撮像画像を所定ラインに沿って出力する。撮像素子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。
【００３０】
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範囲（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表示枠４２０を有する。
【００３１】
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。
【００３２】
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主として説明する。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、特定部２４０と、算出部２５０と、素子制御部２６０と、投写ユニット調整部２７０とを有する。
【００５６】
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。
【００５７】
記憶部２２０は、各種情報を記憶する。具体的には、記憶部２２０は、表示枠４２０を検出するために用いる枠検出パターン画像、フォーカスを調整するために用いるフォーカス調整画像、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ために用いるテストパターン画像を記憶する。或いは、記憶部２２０は、露光値を調整するために用いる露光調整画像を記憶してもよい。
【００５８】
テストパターン画像は、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画像である。また、３つ以上の線分は、所定ラインに対して傾きを有する。
【００５９】
なお、撮像素子３００は、上述したように、撮像画像を所定ラインに沿って出力する。例えば、所定ラインは、水平方向の画素列であり、所定ラインの向きは、水平方向である。
【００６０】
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。
【００６１】
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、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。
【００６２】
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４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、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。
【００６３】
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、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。
【００６４】
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４１０の外側に設けられてもよい。なお、４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）は、所定ライン（水平方向）に対して傾きを有する。
【００６５】
取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力される撮像画像を取得する。例えば、取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力される枠検出パターン画像の撮像画像を取得する。取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力されるフォーカス調整画像の撮像画像を取得する。取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力されるテストパターン画像の撮像画像を取得する。或いは、取得部２３０は、撮像素子３００から所定ラインに沿って出力される露光調整画像の撮像画像を取得してもよい。
【００６６】
特定部２４０は、取得部２３０によって所定ライン毎に取得される撮像画像に基づいて、撮像画像に含まれる３つの線分を特定する。続いて、特定部２４０は、撮像画像に含まれる３つの線分に基づいて、撮像画像に含まれる３つ以上の交点を取得する。
【００６７】
具体的には、特定部２４０は、以下の手順によって、撮像画像に含まれる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４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。
【００６８】
第１に、特定部２４０は、図８に示すように、取得部２３０によって所定ライン毎に取得される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、特定部２４０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を特定する。
【００６９】
第２に、特定部２４０は、図９に示すように、点群Ｐｅｄｇｅに基づいて、撮像画像に含まれる４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を特定する。すなわち、特定部２４０は、テストパターン画像に含まれる４つの線分（Ｌｓ１〜Ｌｓ４）に対応する４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を特定する。
【００７０】
第３に、特定部２４０は、図９に示すように、４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）に基づいて、撮像画像に含まれる４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を特定する。すなわち、特定部２４０は、テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）に対応する４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を特定する。
【００７１】
算出部２５０は、テストパターン画像に含まれる３つ以上の交点（例えば、Ｐｓ１〜Ｐｓ４）及び撮像画像に含まれる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２５０は、投写型映像表示装置１００（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。
【００７２】
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。
【００７３】
第１に、算出部２５０は、投写テストパターン画像に含まれる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。
【００７４】
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。
【００７５】
（１）算出部２５０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】
2011050036.tif 000003
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。
【００７６】
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。
【００７７】
同様に、算出部２５０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、撮像素子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】
2011050036.tif 000004
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。
【００７８】
ここでは、撮像素子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、撮像素子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、撮像素子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。
【００７９】
（２）算出部２５０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２５０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】
2011050036.tif 000005
【００８０】
（３）算出部２５０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】
2011050036.tif 000006
なお、投写型映像表示装置１００の光軸及び撮像素子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及び撮像素子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。
【００８１】
（４）算出部２５０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２５０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）の座標を算出する。或いは、算出部２５０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）の座標を算出する。
【００８２】
これによって、算出部２５０は、交点Ｐｕ１の座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１，Ｚｕ１）を算出する。同様に、算出部２５０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。
【００８３】
第２に、算出部２５０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２５０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】
2011050036.tif 000007
【００８４】
これによって、算出部２５０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２５０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。
【００８５】
なお、第１実施形態では、特定部２４０及び算出部２５０を別々に説明したが、特定部２４０及び算出部２５０は、１つの構成と考えてもよい。例えば、特定部２４０の機能を算出部２５０が有していてもよい。
【００８６】
図３に戻って、素子制御部２６０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。また、素子制御部２６０は、以下に示す機能を有する。
【００８７】
具体的には、素子制御部２６０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（形状調整）。すなわち、素子制御部２６０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。
【００８８】
投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。第１に、投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群のシフトによって、投写面４００上に設けられる表示枠４２０内に投写可能範囲４１０を収める（ズーム調整）。具体的には、投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット調整部２７０は、取得部２３０によって取得される枠検出パターン画像の撮像画像に基づいて、表示枠４２０内に投写可能範囲４１０が収まるように、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。
【００８９】
第２に、投写ユニット調整部２７０は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群のシフトによって、投写面４００に投写された映像のフォーカスを調整する（フォーカス調整）。具体的には、投写ユニット調整部２７０は、取得部２３０によって取得されるフォーカス調整画像の撮像画像に基づいて、投写面４００に投写された映像のフォーカス値が最大値となるように、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。
【００９０】
なお、素子制御部２６０及び投写ユニット調整部２７０は、投写面４００に投写された映像を調整する調整部２８０を構成する。
【００９１】
第１実施形態では、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に枠検出パターン画像を投写して、投写面４００上に設けられる表示枠４２０を検出する。続いて、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上にフォーカス調整画像を投写して、投写面４００上に投写される映像（テストパターン画像）の全体を対象として、投写面４００上に投写される映像のフォーカスを調整する。続いて、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投写して、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。続いて、投写型映像表示装置１００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上に投写される映像の形状を調整する。
【００９２】
第１実施形態では、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像の全体を対象として、テストパターン画像に含まれる線分を特定し、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（一括処理モード（第１処理モード））。すなわち、一括処理モードでは、撮像素子３００は、投写可能範囲４１０の全体を対象としてフォーカスが調整された状態でテストパターン画像の全体を撮像し、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像の全体の撮像画像に基づいて、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分を特定する。
【００９３】
（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及び図１２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。
【００９４】
図１１に示すように、ステップ５０において、投写型映像表示装置１００は、画像調整リセット処理を行う。具体的には、投写型映像表示装置１００は、形状調整、ズーム調整、フォーカス調整などのパラメータ（例えば、以前のパラメータ）を初期パラメータにリセットする。
【００９５】
なお、投写型映像表示装置１００は、画像調整リセット処理において、投写面４００上に映像の形状変化をユーザに視認させないために、図１１に示すフローの開始から画像調整リセット処理（各種パラメータのリセット）を行うまで、投写面４００上に映像を表示しないことが好ましい。
【００９６】
ステップ１００において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に枠検出パターン画像を表示（投写）する。枠検出パターン画像は、例えば、白画像などである。
【００９７】
ステップ２００において、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、投写面４００上に投写された枠検出パターン画像を撮像する。続いて、投写型映像表示装置１００は、枠検出パターン画像の撮像画像に基づいて、投写面４００上に設けられる表示枠４２０を検出する。
【００９８】
ステップ３１０において、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像の全体を対象として、テストパターン画像に含まれる線分を特定し、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（一括処理モード）。なお、一括処理モードの詳細については後述する（図１２を参照）。
【００９９】
ステップ４００において、投写型映像表示装置１００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上に投写される映像の形状を調整する（台形補正）。
【０１００】
図１２に示すように、ステップ３１１において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上にフォーカス調整画像を表示（投写）する。フォーカス調整画像は、例えば、白のストライプ及び黒のストライプが交互に配置された画像などである。
【０１０１】
ステップ３１２において、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、投写面４００上に投写されたフォーカス調整画像を撮像する。
【０１０２】
ステップ３１３において、投写型映像表示装置１００は、投写面４００に投写されたフォーカス調整画像のフォーカス値を算出する。
【０１０３】
ステップ３１４において、投写型映像表示装置１００は、フォーカス調整画像の全体を対象として、フォーカス調整画像のフォーカス値が最大値であるか否かを判定する。投写型映像表示装置１００は、フォーカス値が最大値である場合に、ステップ３１６の処理に移る。投写型映像表示装置１００は、フォーカス値が最大値でない場合に、ステップ３１５の処理に移る。
【０１０４】
ステップ３１５において、投写型映像表示装置１００は、投写可能範囲４１０の全体を対象として、投写面４００に投写されたフォーカス調整画像のフォーカスを調整する。具体的には、投写型映像表示装置１００は、フォーカス調整画像の撮像画像に基づいて、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群をシフトする。
【０１０５】
すなわち、投写型映像表示装置１００は、ステップ３１２〜ステップ３１５のループ処理によって、フォーカス調整画像の全体を対象としてフォーカス値が最大値となるように、フォーカス調整画像のフォーカスを調整する。
【０１０６】
ステップ３１６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（投写）する。
【０１０７】
ステップ３１７において、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、投写面４００上に投写されたテストパターン画像を撮像する。
【０１０８】
ステップ３１８において、投写型映像表示装置１００は、撮像テストパターン画像の全体を対象として、撮像テストパターン画像に含まれる４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を特定する。
【０１０９】
ステップ３１９において、投写型映像表示装置１００は、４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）に基づいて、撮像テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を特定する。
【０１１０】
ステップ３２０において、投写型映像表示装置１００は、記憶テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）及び撮像テストパターン画像に含まれる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。
【０１１１】
（作用及び効果）
第１実施形態では、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分は、所定ラインに対して傾きを有する。第1に、テストパターン画像に含まれる線分が所定ラインに沿っている場合と比べて、エッジ検出等を行うためにサンプリングすべき画素数を低減することができる。従って、映像調整の処理負荷を軽減することができる。第２に、テストパターン画像に含まれる線分が所定ラインに沿っている場合と比べて、テストパターン画像に含まれる線分の検出精度が向上する。
【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。
【０１１３】
具体的には、第１実施形態では、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像の全体を対象として、テストパターン画像に含まれる線分を特定し、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（一括処理モード）。
【０１１４】
これに対して、変更例１では、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域のそれぞれを対象として、テストパターン画像に含まれる線分を特定し、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（分割処理モード（第２処理モード））。すなわち、分割処理モードでは、撮像素子３００は、複数の画像領域毎にフォーカスが調整された状態でテストパターン画像を複数の領域毎に撮像し、投写型映像表示装置１００は、複数の領域毎のテストパターン画像の撮像画像に基づいて、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分を特定する。
【０１１５】
具体的には、図１３に示すように、投写可能範囲４１０は、複数の画像領域（例えば、画像領域＃１〜画像領域＃４）を含む。各画像領域は、テストパターン画像を部分的に含むように分割されている。
【０１１６】
ここで、投写型映像表示装置１００は、図１４（ａ）に示すように、画像領域＃１にフォーカス調整画像を表示した上で、画像領域＃１を対象として、画像領域＃１に表示されるフォーカス調整画像のフォーカスを調整する。続いて、投写型映像表示装置１００は、フォーカスが調整された画像領域＃１に表示されるテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、テストパターン画像の一部の撮像画像に含まれる線分を特定する。
【０１１７】
同様に、投写型映像表示装置１００は、図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）に示すように、画像領域＃２〜画像領域＃４にフォーカス調整画像を順に表示した上で、画像領域＃２〜画像領域＃４のそれぞれを対象として、画像領域＃２〜画像領域＃４のそれぞれに表示されるフォーカス調整画像のフォーカスを調整する。続いて、投写型映像表示装置１００は、フォーカスが調整された画像領域＃２〜画像領域＃４に表示されるテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、テストパターン画像の一部に含まれる線分を順に特定する。
【０１１８】
（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１５及び図１６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１５では、図１１と同様の処理について、同様の符号を付している。従って、ステップ１００、ステップ２００及びステップ４００の処理の説明については省略する。
【０１１９】
図１５に示すように、ステップ３５０において、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域のそれぞれを対象として、テストパターン画像に含まれる線分を特定し、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（分割処理モード）。なお、分割処理モードの詳細については、図１６を参照しながら説明する。
【０１２０】
図１６に示すように、ステップ３５１において、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域の中から、線分を特定すべき対象領域をセットする。例えば、投写型映像表示装置１００は、画像領域＃１を対象領域としてセットする。
【０１２１】
ステップ３５２Ａにおいて、投写型映像表示装置１００は、対象領域を対象として、投写面４００上にフォーカス調整画像を表示（投写）する。フォーカス調整画像は、例えば、白のストライプ及び黒のストライプが交互に配置された画像などである。
【０１２２】
ステップ３５３Ａにおいて、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する位置に投写されたフォーカス調整画像を撮像する。
【０１２３】
ステップ３５４Ａにおいて、投写型映像表示装置１００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する位置に投写されたフォーカス調整画像のフォーカス値を算出する。
【０１２４】
ステップ３５５Ａにおいて、投写型映像表示装置１００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する位置に投写されたフォーカス調整画像のフォーカス値が最大値であるか否かを判定する。投写型映像表示装置１００は、フォーカス値が最大値である場合に、ステップ３５７の処理に移る。投写型映像表示装置１００は、フォーカス値が最大値でない場合に、ステップ３５６Ａの処理に移る。
【０１２５】
ステップ３５６Ａにおいて、投写型映像表示装置１００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）を対象として、対象領域に投写されたフォーカス調整画像のフォーカスを調整する。具体的には、投写型映像表示装置１００は、フォーカス調整画像の撮像画像に基づいて、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群をシフトする。
【０１２６】
すなわち、投写型映像表示装置１００は、ステップ３５３Ａ〜ステップ３５６Ａのループ処理によって、対象領域（例えば、画像領域＃１）を対象としてフォーカス値が最大値となるように、対象領域に投写されたフォーカス調整画像のフォーカスを調整する。
【０１２７】
ステップ３５７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（投写）する。
【０１２８】
ステップ３５８において、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する位置に投写されたテストパターン画像を撮像する。
【０１２９】
ステップ３５９において、投写型映像表示装置１００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する撮像テストパターン画像の一部に基づいて、対象領域と対応する撮像テストパターン画像の一部に含まれる４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４の少なくとも１つ）を特定する。
【０１３０】
ステップ３６０において、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像を部分的に含むように構成された複数の画像領域の全てが対象領域としてセットされたか否かを判定する。
【０１３１】
ステップ３６１において、投写型映像表示装置１００は、テストパターン画像を部分的に含むように構成された複数の画像領域毎に特定された線分を用いて、撮像テストパターン画像に含まれる４つの線分（Ｌｔ１〜Ｌｔ４）を特定する。続いて、投写型映像表示装置１００は、撮像テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｔ１〜Ｐｔ４）を特定する。
【０１３２】
ステップ３６２において、投写型映像表示装置１００は、記憶テストパターン画像に含まれる４つの交点（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）及び撮像テストパターン画像に含まれる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。
【０１３３】
（作用及び効果）
変更例１では、分割処理モードでは、撮像素子３００は、複数の画像領域毎にフォーカスが調整された状態でテストパターン画像を複数の領域毎に撮像し、投写型映像表示装置１００は、複数の領域毎のテストパターン画像の撮像画像に基づいて、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分を特定する。
【０１３４】
従って、投写面４００の法線に対して投写型映像表示装置１００の光軸が非常に傾いているケースにおいて、テストパターン画像の全体を対象としてフォーカスを調整することができなくても、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分の特定精度が向上する。
【０１３５】
なお、テストパターン画像の全体を対象としてフォーカスを調整することができない場合には、エッジ検出等の精度が低下して、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分の特定精度が低いことに留意すべきである。
【０１３６】
［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、変更例１との相違点について主として説明する。
【０１３７】
具体的には、変更例１では、分割処理モードにおいて、撮像素子３００は、複数の画像領域毎にフォーカスが調整された状態でテストパターン画像を複数の領域毎に撮像し、投写型映像表示装置１００は、複数の領域毎のテストパターン画像の撮像画像に基づいて、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分を特定する。
【０１３８】
これに対して、変更例２では、撮像素子３００は、複数の画像領域毎に露光時間が調整された状態でテストパターン画像を複数の領域毎に撮像し、投写型映像表示装置１００は、複数の領域毎のテストパターン画像の撮像画像に基づいて、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分を特定する。
【０１３９】
（制御ユニットの構成）
以下において、変更例２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１７は、変更例２に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。なお、図１７では、図３と同様の構成について、同様の符号が付されている。
【０１４０】
図１７に示すように、制御ユニット２００は、図３に示す構成に加えて、露光時間調整部２９０を有する。
【０１４１】
露光時間調整部２９０は、露光調整画像の撮像画像に基づいて、撮像素子３００の露光時間を調整する。具体的には、露光時間調整部２９０は、テストパターン画像を部分的に含むように分割された複数の画像領域のそれぞれを対象として、撮像素子３００の露光時間を調整する。
【０１４２】
変更例２では、図１８に示すように、投写可能範囲４１０は、変更例１と同様に、複数の画像領域（例えば、画像領域＃１〜画像領域＃４）を含む。各画像領域は、テストパターン画像を部分的に含むように分割されている。
【０１４３】
ここで、投写型映像表示装置１００は、図１９（ａ）に示すように、露光調整画像を表示した上で、画像領域＃１を対象として、撮像素子３００の露光時間を調整する。続いて、投写型映像表示装置１００は、露光時間が調整された画像領域＃１に表示されるテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、テストパターン画像の一部の撮像画像に含まれる線分を特定する。
【０１４４】
同様に、投写型映像表示装置１００は、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）に示すように、露光調整画像を順に表示した上で、画像領域＃２〜画像領域＃４のそれぞれを対象として、撮像素子３００の露光時間を調整する。続いて、投写型映像表示装置１００は、露光時間が調整された画像領域＃２〜画像領域＃４に表示されるテストパターン画像の一部の撮像画像に基づいて、テストパターン画像の一部に含まれる線分を順に特定する。
【０１４５】
（投写型映像表示装置の動作）
以下において、変更例２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２０は、変更例２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２０は、分割処理モードを示すフロー図である。図２０では、図１６と同様の処理について、同様の符号が付されている。従って、ステップ３５１、ステップ３５７〜ステップ３６２の処理の説明については省略する。
【０１４６】
図２０に示すように、ステップ３５２Ｂにおいて、投写型映像表示装置１００は、露光調整画像を表示（投写）する。露光調整画像は、例えば、白画像などである。
【０１４７】
ステップ３５３Ｂにおいて、投写型映像表示装置１００に設けられた撮像素子３００は、投写面４００を撮像する。すなわち、撮像素子３００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する位置に投写された露光調整画像を少なくとも撮像する。
【０１４８】
ステップ３５４Ｂにおいて、投写型映像表示装置１００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する位置に投写された露光調整画像の露光値を算出する。
【０１４９】
ステップ３５５Ｂにおいて、投写型映像表示装置１００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）と対応する位置に投写された露光調整画像の露光値が最適値であるか否かを判定する。投写型映像表示装置１００は、露光値が最適値である場合に、ステップ３５７の処理に移る。投写型映像表示装置１００は、露光値が最適値でない場合に、ステップ３５６Ｂの処理に移る。
【０１５０】
ステップ３５６Ｂにおいて、投写型映像表示装置１００は、対象領域（例えば、画像領域＃１）を対象として、撮像素子３００の露光時間を調整する。具体的には、投写型映像表示装置１００は、露光調整画像の撮像画像に基づいて、撮像素子３００の露光時間（例えば、シャッタスピード）を調整する。
【０１５１】
すなわち、投写型映像表示装置１００は、ステップ３５３Ｂ〜ステップ３５６Ｂのループ処理によって、対象領域（例えば、画像領域＃１）を対象として露光値が最適値となるように、対象領域に投写されたフォーカス調整画像の露光時間を調整する。
【０１５２】
（作用及び効果）
変更例２では、分割処理モードでは、撮像素子３００は、複数の画像領域毎に露光時間が調整された状態でテストパターン画像を複数の領域毎に撮像し、投写型映像表示装置１００は、複数の領域毎のテストパターン画像の撮像画像に基づいて、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分を特定する。
【０１５３】
従って、投写面４００の法線に対して投写型映像表示装置１００の光軸が非常に傾いているケースにおいて、投写可能範囲４１０の明るさにムラがあっても、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分の特定精度が向上する。
【０１５４】
なお、投写可能範囲４１０の明るさにムラがある場合には、撮像素子３００によって撮像された画像の品質が低下して、テストパターン画像に含まれる３つ以上の線分の特定精度が低いことに留意すべきである。
【０１５５】
［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３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。
【０１５６】
具体的には、変更例３では、投写型映像表示装置１００は、一括処理モードを行った結果、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係が許容範囲外である場合に、分割処理モードを行う。
【０１５７】
（制御ユニットの構成）
以下において、変更例３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２１は、変更例３に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。なお、図２１では、図３と同様の構成について、同様の符号が付されている。
【０１５８】
図２１に示すように、制御ユニット２００は、図３に示す構成に加えて、モード制御部２９５を有する。
【０１５９】
モード制御部２９５は、一括処理モード及び分割処理モードを制御する。具体的には、モード制御部２９５は、処理モードに応じて、取得部２３０、特定部２４０、算出部２５０及び撮像素子３００を制御する。
【０１６０】
詳細には、モード制御部２９５は、一括処理モードで算出された投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係を算出部２５０から取得する。続いて、モード制御部２９５は、位置関係が許容範囲内であるか否かを判定する。
【０１６１】
モード制御部２９５は、位置関係が許容範囲内である場合には、一括処理モードで算出された位置関係に基づいて、投写面４００上に投写される映像の形状を調整するように素子制御部２６０に指示する。
【０１６２】
一方で、モード制御部２９５は、位置関係が許容範囲内でない場合には、分割処理モードを行うように、取得部２３０、特定部２４０、算出部２５０、投写ユニット調整部２７０及び撮像素子３００を制御する。続いて、モード制御部２９５は、分割処理モードで算出された位置関係に基づいて、投写面４００上に投写される映像の形状を調整するように素子制御部２６０に指示する。
【０１６３】
（投写型映像表示装置の動作）
以下において、変更例３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２２は、変更例３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２２では、図１１と同様の処理について、同様の符号を付している。従って、ステップ１００、ステップ２００及びステップ４００の処理の説明については省略する。
【０１６４】
なお、ステップ３１０の詳細は、図１２と同様であるため、ステップ３１０の処理の説明については省略する。また、ステップ３５０の詳細は、図１６と同様であるため、ステップ３５０の処理の説明については省略する。
【０１６５】
図２２に示すように、投写型映像表示装置１００は、一括処理モードを行った結果、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係が許容範囲内であるか否かを判定する。投写型映像表示装置１００は、位置関係が許容範囲内である場合には、分割処理モードを行わずに、ステップ４００の処理に移る。投写型映像表示装置１００は、位置関係が許容範囲内でない場合には、ステップ３５０の処理に移る。
【０１６６】
（作用及び効果）
変更例３では、投写型映像表示装置１００は、一括処理モードを行った結果、投写型映像表示装置１００と投写面４００との位置関係が許容範囲外である場合に、分割処理モードを行う。すなわち、分割処理モードを行う必要がない場合に、分割処理モードが省略される。従って、映像調整の処理負荷の増大を抑制することができる。
【０１６７】
［変更例４］
以下において、第１実施形態の変更例４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。
【０１６８】
図２３は、変更例４に係る投写型映像表示装置１００の正面図である。図２３に示すように、撮像素子３００が撮像データを出力する所定ラインの向きが水平方向とは異なるように撮像素子３００が配置される。
【０１６９】
従って、図２４に示すように、テストパターン画像が投写可能範囲４１０と略相似の長方形形状である場合であっても、テストパターン画像の４辺は、撮像素子３００が撮像データを出力する所定ラインの向きに対して傾きを有する。
【０１７０】
これによって、図２５に示すように、濃淡或いは明暗の差（エッジ）を有する点群Ｐｅｄｇｅは、所定ラインの向きに対して傾きを持って検出される。
【０１７１】
［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。
【０１７２】
上述した実施形態では、光源として、白色光源を例示した。しかしながら、光源は、ＬＥＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。
【０１７３】
上述した実施形態では、光変調素子として、透過型の液晶パネルについて例示した。しかしながら、光変調素子は、反射型の液用パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。
【０１７４】
上述した実施形態では特に触れていないが、分割処理モードは、変更例１に示すフォーカス調整及び変更例２に示す露光時間調整の組み合わせであってもよい。
【０１７５】
変更例３では、分割処理モードとして、変更例１に示すフォーカス調整を例示した。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。変更例３において、分割処理モードとして、変更例２に示す露光時間調整を適用してもよい。
【０１７６】
上述した実施形態では特に触れていないが、素子制御部２６０は、表示枠４２０が検出されてから、テストパターン画像が表示されるまで、映像を表示しないように液晶パネル５０を制御することが好ましい。
【０１７７】
上述した実施形態では特に触れていないが、素子制御部２６０は、撮像テストパターン画像に含まれる３つ以上の交点が取得されてから、投写面４００上に投写される映像の形状が補正されるまで、映像を表示しないように液晶パネル５０を制御することが好ましい。
【０１７８】
上述した実施形態では特に触れていないが、素子制御部２６０は、テストパターン画像とともに、テストパターン画像以外の所定画像（例えば、背景画像）を表示するように液晶パネル５０を制御することが好ましい。
【０１７９】
例えば、撮像素子３００によって検出可能な色や輝度によってテストパターン画像が構成されており、撮像素子３００によって検出できない色や輝度によってテストパターン画像以外の所定画像が構成される。
【０１８０】
或いは、赤、緑及び青のうち、いずれかの色によってテストパターン画像が構成されており、他の色によってテストパターン画像以外の所定画像が構成される。撮像素子３００は、テストパターン画像を構成する色のみを検出することによって、テストパターン画像の撮像画像を取得することができる。
【０１８１】
また、映像信号が入力されていない場合には、素子制御部２６０は、テストパターン画像とともに、所定画像としてエラーメッセージを表示するように液晶パネル５０を制御してもよい。或いは、テストパターン画像に含まれる線分或いは交点を特定することができない場合に、素子制御部２６０は、所定画像としてエラーメッセージを表示するように液晶パネル５０を制御してもよい。
【０１８２】
実施形態では、投写型映像表示装置１００は、表示枠４２０の検出後に、フォーカスを調整する。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、投写型映像表示装置１００は、表示枠４２０を検出せずに、フォーカスを調整してもよい。具体的には、通常の使用態様では、投写可能範囲４１０の中心部分が表示枠４２０内に含まれることが想定されるため、投写型映像表示装置１００は、投写可能範囲４１０の中心部分にフォーカス調整画像を表示するとともに、投写可能範囲４１０の中心部分に表示される映像（フォーカス調整画像）のフォーカスを調整してもよい。
【０１８３】
実施形態では、テストパターン画像のうち、背景部分が黒であり、パターン部分が白である。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、背景部分が白であり、パターン部分が黒であってもよい。背景部分が青であり、パターン部分が白であってもよい。すなわち、エッジ検出が可能な程度、背景部分とパターン部分との間に輝度差があればよい。なお、エッジ検出が可能な程度は、撮像素子３００の精度に応じて定められる。背景部分とパターン部分との間の輝度差が大きいほど、撮像素子３００の精度が必要とされないため、撮像素子３００のコストを低減できることは勿論である。
【０１８４】
上述した実施形態では、投写型映像表示装置１００は、分割処理モードにおいて、フォーカス調整（或いは、露光調整）を行って線分を特定するまでの処理を対象領域毎に行う。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。投写型映像表示装置１００は、分割処理モードにおいて、フォーカス調整（或いは、露光調整）を対象領域毎に行って、フォーカス値（或いは、露光値）を対象領域毎に記憶した上で、フォーカス値（或いは、露光値）を対象領域毎に変更しながら、各対象領域に含まれる線分を特定してもよい。
【符号の説明】
【０１８５】
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…特定部、２５０…算出部、２６０…素子制御部、２７０…投写ユニット制御部、２８０…調整部、２９０…露光時間調整部、２９５…モード制御部、３００…撮像素子、４００…投写面、４１０…投写可能範囲、４２０…表示枠
【図１】
2011050036.tif 000008
【図２】
2011050036.tif 000009
【図３】
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【図４】
2011050036.tif 000011
【図５】
2011050036.tif 000012
【図６】
2011050036.tif 000013
【図７】
2011050036.tif 000014
【図８】
2011050036.tif 000015
【図９】
2011050036.tif 000016
【図１０】
2011050036.tif 000017
【図１１】
2011050036.tif 000018
【図１２】
2011050036.tif 000019
【図１３】
2011050036.tif 000020
【図１４】
2011050036.tif 000021
【図１５】
2011050036.tif 000022
【図１６】
2011050036.tif 000023
【図１７】
2011050036.tif 000024
【図１８】
2011050036.tif 000025
【図１９】
2011050036.tif 000026
【図２０】
2011050036.tif 000027
【図２１】
2011050036.tif 000028
【図２２】
2011050036.tif 000029
【図２３】
2011050036.tif 000030
【図２４】
2011050036.tif 000031
【図２５】
2011050036.tif 000032