(57)【要約】【課題】  スクリーン形状に応じた映像の歪み補正を簡単に行うことができる映像表示システムを提供する。【解決手段】  映像表示システムは、スクリーン１に対して指定した視線方向から見た場合におけるスクリーン１上の基準位置により形成される図形（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）を、基準位置図形映像として生成する映像生成部３１と、基準位置図形映像におけるスクリーン１上の基準位置に対応する座標位置（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）を移動させることにより、基準位置図形映像を変形させる映像変形部３２と、基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動前座標位置及び移動後座標位置に基づいて、映像入力部３５により入力された映像データを補正するための映像補正パラメータを生成する補正パラメータ生成部３３と、映像補正パラメータに基づいて映像データを補正する映像補正部３４とを備える。【選択図】      図１
2011103534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状のスクリーンと、
前記スクリーンに表示させるための映像データを入力する映像入力手段と、
前記スクリーン上に基準位置を表示する基準位置表示手段と、
映像データを用いて、前記スクリーンに映像を投影する映像投影手段と、
前記スクリーンに対して指定した視線方向から見た場合における前記スクリーン上の基準位置により形成される図形を、基準位置図形映像として生成する映像生成手段と、
前記映像生成手段で生成した基準位置図形映像における前記スクリーン上の基準位置に対応する座標位置を移動させることにより、前記映像生成手段により生成された基準位置図形映像を変形させる映像変形手段と、
前記映像変形手段により基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動前座標位置及び移動後座標位置に基づいて、前記映像入力手段により入力された映像データを補正するための映像補正パラメータを生成する補正パラメータ生成手段と、
前記補正パラメータ生成手段により生成された映像補正パラメータに基づいて前記映像入力手段により入力した映像データを補正する映像補正手段と
を備えることを特徴とする映像表示システム。
【請求項２】
前記映像変形手段により基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動後座標位置における映像の輝度を調整する輝度調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示システム。
【請求項３】
前記基準位置表示手段により表示されたスクリーン上の基準位置及び前記映像投影手段により投影された映像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影した撮影画像に基づいて前記スクリーン上の基準位置情報及び前記スクリーンに投影されている映像の座標位置情報を生成して、前記映像変形手段に供給する座標位置生成手段を備え、
前記映像変形手段は、前記座標位置生成手段により生成された前記スクリーン上の基準位置情報及び前記映像の座標位置情報を用いて、当該映像の座標位置を移動させることにより前記映像生成手段により生成された基準位置図形映像を変形させること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーンに映像を投影する映像表示システムに関し、特に臨場感やスケール感を高度に実現した広視野角の映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、映像投影装置とスクリーンとの位置関係に関係なく歪みの無い投影像を得るための補正手段を備えた表示システムとして、下記の特許文献１〜４に記載された技術が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された技術は、基本パターンの画像を発生させてスクリーンに投影し、当該投影画像を撮像する。そして、特許文献１に記載された技術は、撮像画像中の基本パターン画像の発生した画像に対する歪み量を測定し、歪み量に応じて投影画像を補正している。これにより、画像投影装置とスクリーンとの位置関係に関係なく、歪みのない投影像を得ることができるとしている。
【０００４】
特許文献２に記載された技術は、テスト画像をスクリーンに投影し、投影されたテスト画像の投射映像を撮影する。そして、テスト画像と撮影画像を比較して、投射映像の歪量を算出することにより、予めスクリーン形状を細かく調べることなく、自由曲面のスクリーンに対して、歪みのない映像を得ることができるとしている。
【０００５】
特許文献３に記載された技術は、各種形状のスクリーン上の画像に生じる歪み補正するものである。この特許文献３には、所定の光学的パターンのマーカ画像を、投影装置の光軸と同軸に光軸が設定された撮像装置により撮像し、当該画像を基に視線の基点から観測されるスクリーン上の画像に生じる歪みを補正することが記載されている。
【０００６】
更に、特許文献４には、形状が既知のスクリーンに対して歪みのない投影像を得るために、スクリーンと映像投影手段との位置関係を精度良く把握し、当該位置関係に基づく映像補正パラメータとして、幾何学的に補正量を計算することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２００８３６号公報
【特許文献２】特願２００１−８３９４９号公報
【特許文献３】特開２００３−１８５０３号公報
【特許文献４】特開２００６−２２９７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した先行技術のうち、特許文献１に記載された発明では、基本パターンを構成する線分を撮像画像に対する画像処理によって認識し、基本パターンを構成する線分との対応を正確に行う必要がある。したがって、特許文献１に記載された発明では、歪み量の計測を容易に行うことができない。また、特許文献１に記載された発明では、基本パターンの外側の歪みについては補正精度が保障されないといった問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載された発明は、テスト画像上の多数の特徴点と、投影後の撮影画像上の特徴点とを正確に認識して歪量を算出する必要があるため、処理が複雑になるという問題がある。また、特許文献２に記載された発明おいては、スクリーンを表す図形と、テスト画像の投射映像を表す図形とを重ねて表示した画面において、ユーザが投影指定領域を指定することができ、ユーザが最適な投影指定領域を自由に設定することを可能としている。しかし、投影指定領域の設定はテスト画像上の特徴点と投影後の撮影画像上の特徴点とを対応付けて歪量の算出を容易にするものではなく、処理が複雑であることには変わりがない。
【００１０】
更に、特許文献３に記載された発明では、補正精度を高くするためには多数の特徴点を光学的パターンとして構成する必要があるため、歪み補正の要求精度に対応して処理が複雑になる。
【００１１】
更に、特許文献４に記載された発明では、比較的容易に映像の歪み補正を行うことができる。しかし、スクリーンと映像投影手段との位置関係を精度よく設置することは容易ではなく、特にスクリーン面と投影光との角度に関わる設置精度については映像への影響が大きい。さらに、大画面による広視野角の映像表示システムの場合のように、投影距離が長くなるほど影響が大きくなるという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、スクリーン形状に応じた映像の歪み補正を簡単に行うことができる映像表示システム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】
【００１３】
本発明に係る映像表示システムは、所定形状のスクリーンと、スクリーンに表示させるための映像データを入力する映像入力手段と、スクリーン上に基準位置を表示する基準位置表示手段と、映像データを用いて、スクリーンに映像を投影する映像投影手段とを備える。上述の課題を解決するために、映像表示システムは、更に、スクリーンに対して指定した視線方向から見た場合におけるスクリーン上の基準位置により形成される図形を、基準位置図形映像として生成する映像生成手段と、映像生成手段で生成した基準位置図形映像におけるスクリーン上の基準位置に対応する座標位置を移動させることにより、映像生成手段により生成された基準位置図形映像、すなわち、歪み補正の調整時に用いる映像データ上の基準位置図形を変形させる映像変形手段と、映像変形手段により基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動前座標位置及び移動後座標位置に基づいて、映像入力手段により入力された映像データを補正するための映像補正パラメータを生成する補正パラメータ生成手段と、補正パラメータ生成手段により生成された映像補正パラメータに基づいて映像入力手段により入力した映像データを補正する映像補正手段とを備える。
【００１４】
本発明に係る映像表示システムは、上記構成に加え、映像変形手段により基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動後座標位置における映像の輝度を調整する輝度調整手段を備えることが望ましい。
【００１５】
本発明に係る映像表示システムは、上記構成に加え、基準位置表示手段により表示されたスクリーン上の基準位置及び映像投影手段により投影された映像を撮影する撮影手段と、撮影手段により撮影した撮影画像に基づいてスクリーン上の基準位置情報及びスクリーンに投影されている基準位置図形映像の座標位置情報を生成して、映像変形手段に供給する座標位置生成手段を備え、映像変形手段は、座標位置生成手段により生成されたスクリーン上の基準位置情報及び基準位置図形映像の座標位置情報を用いて、当該基準位置図形映像の座標位置を前記スクリーン上の基準位置と一致するように移動させることにより映像生成手段により生成された基準位置図形映像を変形させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る映像表示システムによれば、スクリーン上に基準位置を表示し、スクリーンに対して指定した視線方向から見た場合におけるスクリーン上の基準位置により形成される図形を、基準位置図形映像として生成する。そして、当該生成した基準位置図形におけるスクリーン上の基準位置に対応する座標位置をスクリーン上に投影した映像として、スクリーン上の基準位置と一致するように移動させることにより、基準位置図形映像を変形させる。ここで、移動前座標位置は指定した視線方向から設定上の基準位置をもとに生成したものであり、移動後座標位置は実際の基準位置に対応するものである。これにより、映像表示システムは、基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動前座標位置及び移動後座標位置に基づいて、映像データを補正するための映像補正パラメータを生成することができる。このように、本発明に係る映像表示システムによれば、基準位置図形映像を変形させる簡単な作業のみで実際の設置位置に対応した精度のよい補正パラメータを生成でき、スクリーンの形状に応じた映像の歪み補正を簡単に行うことができる。
【００１７】
本発明に係る映像表示システムによれば、基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動後座標位置における映像の輝度を調整するので、実際の設置位置に対応した精度のよい輝度補正ができ、歪みや繋ぎ目の無い映像を表示することができる。
【００１８】
本発明に係る映像表示システムによれば、スクリーン上の基準位置及び基準位置図形映像を撮影し、当該撮影画像に基づいてスクリーン上の基準位置情報及びスクリーンに投影されている基準位置図形映像の座標位置情報を生成する。そして、映像表示システムは、スクリーン上の基準位置情報及び基準位置図形映像の座標位置情報を用いて、当該基準位置図形映像の座標位置を移動させることにより基準位置図形映像を変形させる。これにより、本発明に係る映像表示システムによれば、基準位置図形映像を変形する簡単な動作のみで、基準位置図形映像の座標位置情報を取得して、補正パラメータを生成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおいて、基準位置図形映像を変形させる動作を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおける歪み補正の手法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態として示す映像表示システムにおいて、半球状のスクリーンの中央部で切断した図３の二次元断面図である。
【図５】映像表示システムにおける他の映像補正パラメータの取得方法を示す斜視図である。
【図６】映像表示システムにおける他の映像補正パラメータの取得方法により得られた結果を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおいて、基準位置図形映像を変形させる動作を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおいて、プリズムを用いて右眼用及び左眼用に分割して立体映像を提示する構成を示す上面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態として示す映像表示システムにおいて、ミラーを用いて右眼用及び左眼用に分割して立体映像を提示する構成を示す上面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態として示す映像表示システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態として示す映像表示システムにおいて、基準位置図形映像を変形させる動作を説明する図である。
【図１３】本発明の第４実施形態として示す映像表示システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】本発明の第４実施形態として示す映像表示システムにおいて、基準位置図形映像を変形させる動作を説明する図である。
【図１５】本発明の第４実施形態として示す映像表示システムにおいて、ビデオカメラにより撮像した基準位置図形映像を変形させる説明図である。
【図１６】本発明の第４実施形態として示す映像表示システムにおける機能的な構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第４実施形態として示す映像表示システムによる動作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態として示す映像表示システムは、例えば図１に示すように構成される。この映像表示システムは、映像を投影する場合に生じる映像の歪みを、形状が既知であるスクリーン１への投影映像を利用して、スクリーン１とプロジェクタ２との位置関係を算出することにより、簡単に補正することのできるものである。この映像表示システムは、所定形状のスクリーン１と、プロジェクタ２と、制御装置３と、操作部４とを備える。
【００２２】
スクリーン１は、映像投影面が観察者に向けられて配置される。したがって、スクリーン１とプロジェクタ２とは正対していない。図１に示したスクリーン１は、映像投影面が凹形状のドーム型のものである。しかし、スクリーン１は、ドーム型には限られず、傾斜した平面スクリーンや、多面体形状或いは曲面などの非平面スクリーンであっても良い。このスクリーン１は、例えば、硬質な素材や硬質な枠に膜を、張力をかけて固定した構造により面を形成している。このスクリーン１は、形状に関する精度を高くでき、予めスクリーン形状が既知となっている。このようなスクリーン１は、プロジェクタ２から投影された投影光を受光する。これにより、スクリーン１は、各種の映像を表示する。
【００２３】
プロジェクタ（映像投影手段）２は、制御装置３から供給された映像データを用いて、スクリーン１に映像を投影する。プロジェクタ２は、スクリーン１に対して所定の位置に設置され、投影位置２ａから投影光を投影する。プロジェクタ２は、当該プロジェクタ２の仕様により決定された所定の画角、シフト角度、バックフォーカスとなっている。図１ではドーム型の映像投影面全体に映像を投影しており、プロジェクタ２は、スクリーン１の映像投影面よりも広い投影可能範囲２ｂに対して投影光が投影可能となっている。
【００２４】
制御装置３は、映像生成部３１と、映像変形部３２と、補正パラメータ生成部３３と、映像補正部３４と、映像入力部３５とを有する。制御装置３は、例えばパーソナルコンピュータからなる。制御装置３は、ユーザが操作部４を操作したことに応じて以降において説明する各種の処理を行う。
【００２５】
映像入力部３５は、スクリーン１に表示させるための映像データを入力する。映像入力部３５は、操作部４がユーザにより操作され、スクリーン１に表示させる映像が選択されたことに応じて、所望の映像データを取得する。映像入力部３５は、例えばハードディスク装置等の映像データを蓄積しているものであってもよく、外部の情報記憶媒体から映像データを入力する入力インターフェースであっても良い。
【００２６】
映像補正部３４は、補正パラメータ生成部３３により生成された映像補正パラメータに基づいて、映像入力部３５により入力した映像データを補正する。これにより、映像入力部３５により入力した映像データは、補正パラメータ生成部３３により生成された映像補正パラメータに基づいて映像補正部３４により補正される。補正された映像データは、プロジェクタ２に供給される。
【００２７】
映像生成部３１、映像変形部３２、及び補正パラメータ生成部３３は、プロジェクタ２に出力する映像データを補正するための映像補正パラメータを生成するために制御装置３に備えられる。
【００２８】
映像生成部３１は、スクリーン１に対して指定した視線方向から見た場合におけるスクリーン１上の基準位置により形成される図形を、基準位置図形映像として生成する。ここで、スクリーン１の実際の基準位置は、基準位置表示手段によりスクリーン１上に表示される。このスクリーン１の基準位置とは、図１に示すように、ユーザが映像を投影したい範囲のうち任意に設定した複数の点であり、映像を補正する基準となる位置である。この基準位置は、スクリーン１における映像投影面を広くカバーする位置が望ましい。更に、この基準位置は、計算上は同一平面上が望ましいが、多面体スクリーンの場合には各面の頂点などであることが望ましい。更に、基準位置は、スクリーン１のような半球スクリーンのような深い形状の場合には、底の中心などにも設定することで精度向上が期待できる。
【００２９】
図１の例では、基準位置は、図１中の黒丸で示すように、スクリーン１の縁部であって正方形に並べた目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの４個である。ここで、基準位置を４箇所とし、図形を四角形としたのは、幾何学計算を容易にするためである。したがって、スクリーン１の形状の複雑さや必要精度、スクリーン１の位置に関する既知の値や設置の自由度に応じて増減しても良いことは勿論である。
【００３０】
映像生成部３１は、基準位置である目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをプロジェクタ２の投影中心である投影位置２ａから見た場合に成す形状の図形を、スクリーン１の形状とスクリーン１に対する基準位置、投影画角、シフト角度、バックフォーカスなどのプロジェクタ２の仕様、スクリーン１及びプロジェクタ２の設置に関する位置情報の設定値から、プロジェクタ２の投影画面上に描画した基準位置図形映像データを生成する。ここで、スクリーン１及びプロジェクタ２の設置位置以外は、スクリーン１及びプロジェクタ２に固有の値であり、予め精度よく計測しておくことができる。目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが投影位置２ａから見た場合に成す形状の図形は、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを頂点とする四角形の相似形となる。そして、映像生成部３１は、当該生成した基準位置図形映像データをプロジェクタ２に供給して、プロジェクタ２からスクリーン１に基準位置図形映像光を投影させる。
【００３１】
例えば、図１に示すように、映像生成部３１により生成された基準位置図形映像データをプロジェクタ２に供給した場合、プロジェクタ２により投影される映像光は、投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを頂点とする四角形の基準位置図形を含む映像として投影される。ここで、スクリーン１及びプロジェクタ２の実際の設置位置と、基準位置図形映像データを生成するのに用いた設定値とのずれに対応して、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとはずれている。すなわち、投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに合わせるよう映像を補正する必要がある。
【００３２】
基準位置表示手段は、スクリーン１に貼り付けた物理的な目印で実現される。また、物理的な目印ではなくても、基準位置表示手段は、基準位置が視覚的に認識できれば良い。したがって、基準位置は、スクリーン１の形状の上に、レーザ・ポインタなどの光学的マーカ手段を用いて表示することができる。これにより、スクリーン１上の任意の場所に基準位置を設定できる。これにより、スクリーン１の映像投影面の物理的形状を損なうことなく基準位置を表示でき、映像補正パラメータの生成後には、基準位置を非表示にすることができる。さらに、光学的マーカ手段を映像の観察者が位置する付近に設置して、スクリーン１上に基準位置を表示する場合には、基準位置の認識が容易となって映像補正パラメータによる映像補正の精度の向上が期待できる。また、基準位置としてプロジェクタ２からグリッドバターンを投影することにより、映像補正パラメータを用いた補正精度を評価する場合の基準にも用いることができる。
【００３３】
映像変形部３２は、映像生成部３１で生成した図形におけるスクリーン１上の基準位置に対応する座標位置を移動させる。これにより、映像変形部３２は、映像生成部３１により生成された基準位置図形映像を変形させる。
【００３４】
このとき、映像変形部３２は、スクリーン１に投影された基準位置図形映像上の頂点である投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを観察者位置付近から目視しながら、映像変形部３２が、マウスやキーボード等の操作部４に対する操作を認識する。この操作部４に対する操作は、基準位置図形映像の投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを、対応する各基準位置の目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに重ねるようにされる。これにより、映像変形部３２は、図２に示すように、映像生成部３１により生成された基準位置図形映像データ（ここでは２次元画像として表現）１００におけるスクリーン１への基準位置図形１００’を変形させる。これにより、映像変形部３２は、変形後映像データ１０１として、基準位置図形１００’を変形した変形後基準位置図形１０１’を得る。このとき、映像変形部３２は、スクリーン１における映像投影面上の基準位置図形の投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを移動して、基準位置図形映像を変形する。
【００３５】
ここで、基準位置図形映像における投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの初期位置は、設定上の基準位置をプロジェクタ２の投影中心の投影位置２ａから透視投影した位置に対応する。移動後の基準位置図形映像の頂点は、実際の基準位置の目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをプロジェクタ２の投影中心から透視投影した位置に対応する。
【００３６】
補正パラメータ生成部３３は、移動前、すなわち設定上のプロジェクタ２とスクリーン１の位置情報（（ｘ０，ｙ０，ｚ０）（ｈ０，ｐ０，ｒ０））と、移動前の図形と移動後の図形との位置情報から求めた、移動後、すなわち実際のプロジェクタ２とスクリーン１の位置情報（（ｘ１，ｙ１，ｚ１）（ｈ１，ｐ１，ｒ１））、スクリーン１の幾何学形状、予め設定された視点位置、プロジェクタ２の投影角などを用いて、幾何学演算する。「ｈ，ｐ，ｒ」は、３軸方向の回転角度、すなわち、ヘッディング値（ヨー値）、ピッチ値、ロール値である。移動前の図形と移動後の図形との位置情報を用いたことにより、実際のプロジェクタ２とスクリーン１の位置関係を、映像的に目視で一致する程度の精度で求めたことになる。これにより、補正パラメータ生成部３３は、精度良く映像を補正できる映像補正パラメータを生成する。本実施例では、この映像補正パラメータは、平面の投影面と任意形状の投影面のメッシュモデルとの対応マップであるテーブルであるが、これに限定されるものではなく、映像補正部３４で用いる補正方法に対応したものであればよい。この映像補正パラメータは、図示しない記憶手段に記憶される。
【００３７】
なお、映像補正パラメータ調節の際にスクリーン１に投影された映像を目視する位置は任意であるが、最終的に観察者に歪みの無い映像を表示することを考慮すると、適切な補正精度を得るためには観察者位置の近傍に設定することが望ましい。
【００３８】
映像補正部３４は、映像入力部３５が映像データを入力したときに、当該映像データに対して補正を施す。このとき、映像補正部３４は、補正パラメータ生成部３３により生成された映像補正パラメータを用いて、映像入力部３５により入力した平面映像信号に歪み補正処理を施す。これにより、補正した映像データをプロジェクタ２に供給し、プロジェクタ２からスクリーン１に投影することにより、歪みの無い映像を表示することができる。
【００３９】
ここで、映像補正について補足説明する。図３は、上述のようなスクリーン１の形状に応じた球面補正に、プロジェクタ２及び観察者の位置補正を含めた歪み補正の手法を説明するための図である。これらの補正は、プロジェクタ２の配置、スクリーン１の形状、プロジェクタ２の画角、シフト角度、バックフォーカス、予め設定された視点位置の入力に応答して行われる。
【００４０】
まず、補正にあたって、図３に示すように、観察者Ｐの視点位置Ｐ０よりビューフラスタム及びプロジェクタ２の投影位置より映像投影フラスタムを定義する。ビューフラスタムＰａは、視点位置としての頂点をＰ０、底面をＰ０，０、Ｐｍ，０、Ｐｍ，ｎ、Ｐ０，ｎとする四角錐で表現される。投影フラスタム２ｂは、プロジェクタバックフォーカス位置としての頂点を２ａ、底面をＱ０，０、Ｑｍ，０、Ｑｍ，ｎ、Ｑ０，ｎとして表現される。ここで、ｍ，ｎは映像解像度を表すものとし、映像信号が、たとえばＳＸＧＡの場合は、ｍ＝１２７９、ｎ＝１０２３である。底面は、仮想スクリーン面とも呼ばれる。
【００４１】
ここで、簡易表現のため、ｍ＝ｉにおけるｙ−ｚ二次元断面から見たイメージを図４に示す。まず、仮想スクリーン面Ｐａ内に点Ｐｉ，ｊを想定し、ベクトルＰ０Ｐｉ，ｊとスクリーン１との交点Ｒｉ，ｊを求める。次に、ベクトルＱ０Ｒｉ，ｊと投影フラスタムの仮想スクリーン面２ｂとの交点Ｑｉ，ｊを求める。ｉ，ｊを、０≦ｉ≦ｍ，０≦ｊ≦ｎで変化してゆくと、Ｐｉ，ｊ→Ｑｉ，ｊ対応マップを作成することができ、この対応マップが映像の歪みに対する逆補正となる。
【００４２】
即ち、まずビューフラスタムに基づいて通常の映像生成を行い、次にこの映像データを取出し、このイメージにＰｉ，ｊ→Ｑｉ，ｊ対応マップ（映像補正パラメータ）を利用したテクスチャマッピング座標を適用して再度映像生成を行う。これにより、映像歪み補正を実現している。
【００４３】
映像補正部３４は、映像補正パラメータを用いた座標変換を行うことにより、実質的に、上述のような補正を行う。これにより、制御装置３は、平面の表示面に対する入力映像データを逐次補正処理してプロジェクタ２に供給することができる。この結果、映像表示システムは、略リアルタイムで映像データから出力映像データを生成し、スクリーン１に対して歪みのない映像を表示することができる。
【００４４】
以上説明したように、第１実施形態として示した映像表示システムによれば、スクリーン１上に基準位置を表示し、スクリーン１に対して指定した視線方向から見た場合におけるスクリーン１上の基準位置により形成される図形を、基準位置図形映像として生成する。そして、当該生成した図形におけるスクリーン１上の基準位置に対応する座標位置を移動させることにより、基準位置図形映像を変形させる。これにより、映像表示システムは、基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動前座標位置及び移動後座標位置に基づいて、映像データを補正するための映像補正パラメータを生成することができる。
【００４５】
このように、映像表示システムによれば、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに合わせて基準位置図形映像を変形させる簡単な作業のみで実際の設置位置に対応した精度のよい映像補正パラメータを生成でき、スクリーン１の形状に応じた映像の歪み補正を簡単に行うことができる。
【００４６】
なお、上述の例に限られず、透視投影変換の変換行列を計算して、そのまま映像補正パラメータとして用いることもできる。例えば、図５に示すように、スクリーン１がプロジェクタ２の投影可能範囲２ｂと相似の平面四角形であり、観察者Ｐがスクリーン１に正対し、スクリーン１の全面に映像光を投影する場合がある。この場合には、上述の手法とは異なる処理で映像補正パラメータを求めても良い。例えば、基準位置をスクリーンの４隅とし、明示的に位置関係を計算せずに、透視投影変換の変換行列を計算して、そのまま映像補正パラメータとして用いることもできる。この変換行列の計算には、例えば、ＯｐｅｎＣＶライブラリのｃｖＧｅｔＰｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ関数などを用いることができる。
【００４７】
これにより、上述の映像変形部３２により求めた図６（ａ）に示すような基準位置図形１０１’を含む変形後映像データ１０１を求めると、図５のような場合には、この変換をそのまま映像補正パラメータに用いて、図６（ｂ）のような入力映像１００を用いて、図６（ｃ）のような投影範囲１０１’を含む歪み補正後の映像１０１を作成することができる。
【００４８】
また、スクリーン１が平面の場合、プロジェクタ２とスクリーン１の代わりに、液晶パネルなどを映像表示に用いることもできる。この場合、スクリーン１の背面の中心から垂直にプロジェクタ２が映像を投影していると考えればよい。このような場合、観察者Ｐがスクリーン１に正対していれば、プロジェクタ２とスクリーン１の位置関係による歪み補正は必要ないが、観察者Ｐがスクリーン１に正対していない場合で、観察者Ｐに歪みのない映像を提示したい場合には、観察者Ｐからスクリーン１を見る方向を視線方向とし、入力映像の形状と相似形になるようにスクリーン１に基準位置を表示することで、本発明に係る映像表示システムを適用することができる。
【００４９】
更に、多面体スクリーンの場合でも、各面を各々平面スクリーンと考えて、上記の方法を適用することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５１】
本発明の第２実施形態として示す映像表示システムは、図７に示すように、２台のプロジェクタ２Ａ，２Ｂを用いて偏光方式で立体映像表示を行うものである。プロジェクタ２Ａには、第１の偏光方向の偏光フィルタ５ａが取り付けられ、プロジェクタ２Ｂには、第２の偏光方向の偏光フィルタ５ｂが取り付けられている。第１の偏光方向と第２の偏光方向とは、例えば直角の関係となっている。プロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影方向には、ミラー２Ｃが設けられる。プロジェクタ２Ａ，２Ｂから投影された投影光は、ミラー２Ｃにより反射されてスクリーン１に投影される。スクリーン１は、プロジェクタ２Ａ，２Ｂのそれぞれから投影された投影光の偏光状態を崩さないためのシルバー塗装が施されることが望ましい。また、映像表示システムは、観察者Ｐに装着される偏光メガネ６を備える。この偏光メガネ６は、プロジェクタ２Ａ，２Ｂの偏光方向に合わせて作成されている。
【００５２】
なお、両眼視差を利用して立体映像を体験する場合、２台のプロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影中心や投影方向は観察者Ｐの位置からスクリーン１の中心を結ぶ線に対して、左右対称に設置することが望ましい。また、スクリーン１上に表示する基準位置についても、同様に左右対称とすることが望ましい。
【００５３】
この映像表示システムは、観察者Ｐに凹面を向けたドーム形状のスクリーン１の縁部分に４箇所を基準位置として場所を決め、基準位置を示す目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを付ける。そして、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをプロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影位置２ａから見た場合に成す形状（目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを頂点とする四角形の相似形）の図形をプロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影可能範囲２ｂ上に描画した映像を生成する。この映像は、図８に示すように、プロジェクタ２Ａ用の基準位置図形１０２ａ’を含む変形前映像１０２ａと、プロジェクタ２Ｂ用の基準位置図形１０２ｂ’を含む変形前映像１０２ｂである。これらの映像は、プロジェクタ２Ａ，２Ｂからミラー２Ｃを介してスクリーン１に投影される。
【００５４】
映像変形部３２は、ユーザがスクリーン１に投影された映像上の投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを観察者Ｐの視点位置付近から目視しながら、操作部４を操作することを認識する。そして、操作部４の操作により投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを、対応する目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに重なるように、スクリーン１の映像投影面上の図形の頂点を移動して、基準位置図形映像を変形する。プロジェクタ２Ａとプロジェクタ２Ｂの各々について、この手順を行うことにより、図８に示すように、プロジェクタ２Ａの基準位置図形１０２ａ’を基準位置図形１０３ａ’に変形した変形後映像１０３ａを作成し、プロジェクタ２Ｂの基準位置図形１０３ｂ’含む変形前映像１０３ｂを作成することができる。
【００５５】
そして、補正パラメータ生成部３３は、プロジェクタ２Ａとプロジェクタ２Ｂの各々について、映像変形部３２により基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動前座標位置及び移動後座標位置を取得する。そして、補正パラメータ生成部３３は、移動前座標位置及び移動後座標位置に基づいて、映像入力部３５により入力された映像データを補正する映像補正パラメータを生成する。
【００５６】
以上のように、第２実施形態として示した映像表示システムによれば、スクリーン１に立体映像を表示する場合であっても、プロジェクタ２Ａ，２Ｂからそれぞれ基準位置図形映像をスクリーン１に投影する。そして、映像変形部３２により、一度だけ、それぞれの基準位置図形映像を目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに合わせるよう操作をさせることにより、映像補正パラメータを作成できる。
【００５７】
なお、本実施形態のように、コンパクトな一体構造にするためにミラー２Ｃで反射して投影する場合など、マウス操作の方向と図形の頂点の移動方向が異なる場合には、操作し易いように図形の頂点の移動方向を変更するとよい。
【００５８】
なお、図９に示すように、１台のワイド画面投影用のプロジェクタ２を用い、レンズ２ｃから出射した投影光をプリズム７を用いて右眼用及び左眼用に分割し、スクリーン１上に重ねて投影することで立体映像を表示することもできる。この場合にも、光学的には２台の仮想プロジェクタを用いているのと同じと考えられるので、同様の方法で映像補正パラメータを生成し、歪みの無い立体映像を表示することができる。また、図１０に示すように、１台のワイド画面投影用のプロジェクタ２を用い、投影光をミラー８を介して右眼用及び左眼用に分割し、スクリーン１上に重ねて投影することができる。
【００５９】
［第３実施形態］
つぎに、第３実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００６０】
第３実施形態として示す映像表示システムは、図１１に示すように、２台のプロジェクタ２Ａ，２Ｂを用い、スクリーン１の背面から投影光を投影する背面投影方式を採用し、且つ、スクリーン１の形状を横長のアーチ型としたものである。
【００６１】
この映像表示システムにおいて、２台のプロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影範囲は、各々スクリーン１の左半分、右半分となっている。そして、スクリーン１の中央部分に対しては、それぞれの映像を滑らかに繋ぐために、映像同士が重なるオーバーラップ部を設けている。
【００６２】
また、映像表示システムにおいて、基準位置は、スクリーン１の縁部分で、各々の投影領域に内接する四角形の頂点として４箇所ずつ、合計８箇所を設定する。プロジェクタ２Ａに関する目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの組と、プロジェクタ２Ｂに関する目印１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈの組で基準位置を設定する。そして、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、目印１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈとを付けて、プロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影中心の投影位置２ａから見た場合に成す形状の図形をプロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影可能範囲２ｂ上に描画した映像を生成する。このとき、プロジェクタ２Ａ用の基準位置図形映像は、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに対応した頂点の投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを含む。また、プロジェクタ２Ｂ用の基準位置図形映像は、目印１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈに対応した頂点の投影点１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈを含む。
【００６３】
この映像は、図１２（ａ）に示すように、プロジェクタ２Ａ用の基準位置図形１０２ａ’を含む変形前映像１０２ａと、図１２（ｂ）に示すように、プロジェクタ２Ｂ用の基準位置図形１０２ｂ’を含む変形前映像１０２ｂである。ここで、プロジェクタ２Ａ，２Ｂの投影中心の投影位置２ａから見た場合に成す形状の図形は、投影領域の端の４つの目印を使って四角形を作ることもできるが、オーバーラップがあるので、ここでは目印を頂点とする６角形としている。すなわち、プロジェクタ２Ａについては、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと目印１１ｅ，１１ｆとを頂点とした６角形を基準位置図形１０２ａ’としている。また、プロジェクタ２Ｂについては、目印１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈと目印１１ｃ，１１ｄとを頂点とした６角形を基準位置図形１０２ｂ’としている。
【００６４】
そして、映像表示システムは、映像生成部３１がプロジェクタ２Ａ，２Ｂごとに基準位置図形映像データを生成して、プロジェクタ２Ａ，２Ｂから投影させる。そして、ユーザは、基準位置図形映像ごとに、当該基準位置図形映像が目印に重なるように操作部４を操作し、映像変形部３２は、当該操作を認識する。映像変形部３２は、スクリーン１の映像投影面上の図形の頂点を移動して、それぞれの基準位置図形映像を変形する。これにより、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、プロジェクタ２Ａの基準位置図形１０２ａ’を基準位置図形１０３ａ’に変形した変形後映像１０３ａを作成すると共に、プロジェクタ２Ｂの基準位置図形１０２ｂ’を基準位置図形１０３ｂ’含む変形前映像１０３ｂを作成することができる。
【００６５】
補正パラメータ生成部３３は、映像変形部３２によりプロジェクタ２Ａ，２Ｂに対応してそれぞれ基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動前座標位置及び移動後座標位置を取得する。補正パラメータ生成部３３は、プロジェクタ２Ａ，２Ｂごとの移動前座標位置及び移動後座標位置に基づいて、プロジェクタ２Ａ，２Ｂごとに、映像入力部３５により入力された映像データを補正する映像補正パラメータを生成する。
【００６６】
さらに、映像変形部３２は、スクリーン１に映像を投影した場合に、プロジェクタ２Ａ，２Ｂから投影した基準位置図形映像の頂点（目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、目印１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈに相当する位置）で輝度が均一となるよう輝度調整を行う。すなわち、映像変形部３２により基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動後座標位置における映像の輝度を調整する輝度調整手段を備える。
【００６７】
スクリーン１に投影した映像を観察位置から見た場合に、スクリーン面の傾斜や距離によって映像の輝度が変わる。このため、観察位置から見て均一な明るさの映像が得られるように、スクリーン１の映像投影面上の各点でプロジェクタ２Ａ，２Ｂ及び観察位置との位置関係と偏角反射率（角度依存性を加味したスクリーンゲイン）をもとに輝度値を補正する輝度補正パラメータを生成することができる。
【００６８】
さらに、本実施形態に係る映像表示システムは、映像変形部３２で調節した輝度値と各頂点位置での計算値との比を用いて、輝度補正パラメータを補正することにより、精度の良い輝度補正を行うことができる。特に、プロジェクタ２Ａ，２Ｂから投影される各映像のオーバーラップ部分については、各々のプロジェクタ２Ａ，２Ｂの輝度が滑らかに合成されるように輝度値を傾斜配分するが、映像変形部３２で調節した輝度値と各頂点位置での計算値との比を用いて輝度値を補正することにより、映像の繋ぎ目を無くすことができる。
【００６９】
以上のように、第３実施形態として示す映像表示システムによれば、映像補正パラメータ及び輝度補正パラメータに基づいてプロジェクタ２Ａ，２Ｂからそれぞれ映像を投影するための映像データを各々補正できる。これにより、映像表示システムによれば、基準位置図形映像を変形させた結果として取得された移動後座標位置における映像の輝度を調整するので、実際の設置位置に対応した精度のよい輝度補正ができ、歪みや繋ぎ目の無い大画面映像を表示することができる。
【００７０】
なお、映像表示システムは、光学的マーカを使用する場合は、マーカによる輝度を基準として基準位置の輝度調整を行うこともできる。
【００７１】
また、スクリーンが平面や多面体形状の場合には、実施例１の項に記載した歪み補正と同様の考え方で、輝度補正も簡略化できる。
【００７２】
［第４実施形態］
つぎに、第４実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００７３】
第４実施形態として示す映像表示システムは、図１３に示すように、撮影手段であるビデオカメラ９と、制御装置３内の座標位置生成部３６とを備える。
【００７４】
ビデオカメラ９は、スクリーン１上の基準位置及びプロジェクタ２Ａ，２Ｂにより投影された映像を撮影する。座標位置生成部３６は、ビデオカメラ９により撮影した撮影画像に基づいてスクリーン１上の基準位置情報及びスクリーン１に投影されている映像の座標位置情報を生成する。この映像の座標位置情報は、映像変形部３２に供給される。映像変形部３２は、座標位置生成部３６により生成されたスクリーン１上の基準位置情報及び映像の座標位置情報を用いて、映像の座標位置を移動させる。これにより、映像変形部３２は、映像生成部３１により生成された基準位置図形映像を変形させる。
【００７５】
このような映像表示システムは、第３実施形態と同様に、映像生成部３１がプロジェクタ２Ａ，２Ｂごとに基準位置図形映像データを生成して、プロジェクタ２Ａ，２Ｂから投影させる。本実施例では、座標位置生成部３６により生成されたスクリーン１上の基準位置情報及び映像の座標位置情報を映像変形部３２に供給し、基準位置図形映像ごとに、当該基準位置図形映像が目印に重なるように、映像変形部３２は、スクリーン１の映像投影面上の図形の頂点を移動して、それぞれの基準位置図形映像を変形する。これにより、図１４（ａ）に示すように、プロジェクタ２Ａの基準位置図形１０２ａ’を基準位置図形１０３ａ’に変形した変形後映像１０３ａを作成する。同様に、図１４（ｂ）に示すように、プロジェクタ２Ｂの基準位置図形１０２ｂ’を基準位置図形１０３ｂ’含む変形前映像１０３ｂを作成することができる。
【００７６】
このような映像表示システムにおいて、ビデオカメラ９が撮影した撮影映像１０４は、図１５に示すように、目印（黒丸）及び基準位置図形映像（白丸）を含む。具体的には、撮影映像１０４には、目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ及び目印１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈにより規定される基準位置領域１０４ｂが含まれる。また、撮影映像１０４には、投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを含むプロジェクタ２Ａ用の基準位置図形映像、投影点１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈを含むプロジェクタ２Ｂ用の基準位置図形映像１０４ａを含む。
【００７７】
座標位置生成部３６は、ビデオカメラ９の撮影映像１０４に含まれる目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ及び目印１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈの座標位置を生成する。また、座標位置生成部３６は、ビデオカメラ９の撮影映像１０４に含まれる投影点１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、投影点１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈの座標位置を生成する。そして、座標位置生成部３６は、生成した座標位置を映像変形部３２に供給する。映像変形部３２は、供給された目印の座標位置情報（スクリーン１の基準位置情報）及びスクリーン１に投影されている基準位置図形映像の座標位置情報を用いて、基準位置図形映像の座標位置を移動させる。これにより、映像変形部３２は、図１５の下段に示すように、基準位置に重ねられた基準位置図形映像１０５を得ることができる。
【００７８】
これにより、もし、座標位置生成部３６が生成した基準位置図形映像の座標位置が誤っている場合には、ユーザが目印及び基準位置図形映像を観察者Ｐの位置付近から目視しながら、操作部４を操作させることにより、映像表示システムに、基準位置図形映像の頂点がどの目印に対応するかを指定することができる。
【００７９】
また、映像表示システムは、基準位置図形映像と目印とが重なっていない場合には、座標位置生成部３６が映像変形部３２に対して基準位置図形映像の頂点位置を変化させる。これにより、基準位置図形映像の各頂点位置を対応する各基準位置（目印）に重なるように、基準位置図形映像における図形の頂点を移動する。これにより、座標位置生成部３６は、基準位置図形の正しい座標位置を生成することができる。
【００８０】
補正パラメータ生成部３３は、座標位置生成部３６が取得した基準位置図形映像の座標位置情報を用いて、上述した実施形態と同様に、映像補正パラメータを作成することができる。
【００８１】
このように、第４実施形態として示す映像表示システムによれば、スクリーン１上の基準位置及び基準位置図形映像を撮影し、当該撮影画像に基づいてスクリーン１上の基準位置情報及びスクリーン１に投影されている基準位置図形映像の座標位置情報を生成する。そして、映像表示システムは、スクリーン１上の基準位置情報及び基準位置図形映像の座標位置情報を用いて、当該映像の座標位置を移動させることにより基準位置図形映像を変形させる。これにより、映像表示システムによれば、基準位置図形映像を変形する簡単な動作のみで、座標位置生成部３６が基準位置図形映像の座標位置情報を取得して、補正パラメータ生成部３３が映像補正パラメータを生成できる。
【００８２】
更に、この映像表示システムにおいて、スクリーン１に投影した映像を観察位置から見た場合に、スクリーン面の傾斜や距離によって映像の輝度が変わることに対応して、観察位置から見て均一な明るさの映像が得られるように、スクリーン１の映像投影面上の各点でプロジェクタ２Ａ，２Ｂ及び観察位置との位置関係と偏角反射率（角度依存性を加味したスクリーンゲイン）をもとに輝度値を補正する輝度補正パラメータを生成することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態に係る映像表示システムは、映像変形部３２で調節した輝度値と各頂点位置での計算値との比を用いて、輝度補正パラメータを補正することにより、精度の良い輝度補正を行うことができる。特に、プロジェクタ２Ａ，２Ｂから投影される各映像のオーバーラップ部分については、各々のプロジェクタ２Ａ，２Ｂの輝度が滑らかに合成されるように輝度値を傾斜配分するが、映像変形部３２で調節した輝度値と各頂点位置での計算値との比を用いて輝度値を補正することにより、映像の繋ぎ目を無くすことができる。撮影映像１０４が頂点位置だけでなく映像投影範囲そのものを含む場合には、輝度の均一な全白映像等の映像データを投影することにより、撮影映像１０４における各点の輝度値から各点の輝度を均一化するように計算することで、直接的に輝度補正パラメータを求めることができる。特に、プロジェクタ２Ａ，２Ｂから投影される各映像のオーバーラップ部分については、各々のプロジェクタ２Ａ,２Ｂの輝度が滑らかに合成されるように輝度値を傾斜配分した映像データを投影し、それを撮影した撮影映像１０４の輝度値をもとに細かく調整をすることにより、精度良く映像の繋ぎ目を無くすことができる輝度補正パラメータを得ることができる。
【００８４】
輝度補正の方法として、具体的には、プロジェクタ２Ａ用の輝度補正パラメータと、プロジェクタ２Ｂ用の輝度補正パラメータを投影映像データの座標に対応する輝度補正値マップとして記憶しておく。この輝度補正値マップは、映像同士がオーバーラップしている箇所において、輝度が滑らかに合成されるように輝度値を傾斜配分して設定しておく。
【００８５】
また、第４実施形態に係る映像表示システムにおける制御装置３は、例えば、図１６に示すように構成される。
【００８６】
制御装置３は、第１実施形態と同様に、映像入力部３５、映像補正部３４、補正パラメータ生成部３３、プロジェクタ２Ａ，２Ｂに相当する映像投影部２、映像変形部３２、映像生成部３１及びスクリーン１を備える。第４実施形態として示す制御装置３は、更に、ビデオカメラ９に相当する撮影部９、座標位置生成部３６を備える。また、制御装置３は、目印をスクリーン１に表示するために、スクリーン１に接続された基準位置表示部３７を備える。
【００８７】
このような映像表示システムは、基準位置表示部３７により表示されたスクリーン１上の基準位置及び映像投影部２により投影された映像を撮影部９が撮影する。そして、座標位置生成部３６は、撮影部９により撮影した撮影画像に基づいてスクリーン１上の基準位置情報及びスクリーン１に投影されている映像の座標位置情報を生成して、映像変形部３２に供給する。すると、映像変形部３２は、基準位置表示部３７により生成されたスクリーン１上の基準位置情報及び映像の座標位置情報を用いて、当該映像の座標位置を移動させることにより映像生成部３１により生成された基準位置図形映像を変形させる。この変形された基準位置図形映像は、スクリーン１に対して指定した視線方向から見た場合におけるスクリーン１上の基準位置により形成される図形となっている。
【００８８】
また、この映像表示システムによる具体的な処理手順は、図１７に示すようになる。
【００８９】
映像表示システムは、スクリーン１に対して投影する映像を調整する処理を開始すると、先ず、スクリーン１における基準位置を設定する（ステップＳ１）。このとき、基準位置表示部３７は、上述したようにスクリーン１における縁部に目印１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをつけるといった作業によって実現される。これにより、ステップＳ２において、基準位置表示部３７が、ステップＳ１にて設定された基準位置を表示する。
【００９０】
ステップＳ３以降では、座標位置生成部３６が新たに座標位置を生成して（手動の場合は、ユーザが操作部４を操作して手動で）基準位置図形映像の座標位置情報と目印の座標位置情報とを一致させる。このとき、映像表示システムは、ステップＳ１において、基準位置図形映像の座標位置の初期値を取得（ステップＳ１２）して映像生成部３１が基準位置図形映像を生成する（ステップＳ１３）。このとき、映像生成部３１は、予め設定されたスクリーン１の形状等のデータを用いる。また、座標位置生成部３６が基準位置図形映像の座標位置情報と目印の座標位置情報とを生成し（ステップＳ３）、（手動の場合は、ユーザによる操作部４の操作に応じて基準位置図形映像の座標位置情報が調整される（ステップＳ４）。操作部４の操作に応じ、）映像変形部３２が基準位置図形映像を変形させ（ステップＳ５）、映像の調整処理中である場合には（ステップＳ１４）、変形した基準位置図形映像を投影し（ステップＳ６）、基準位置図形映像を表示する（ステップＳ７）。
【００９１】
次に映像表示システムは、撮影部９がスクリーン１を撮影し（ステップＳ８）、撮影部９の撮影映像に基づいて座標位置生成部３６が基準位置図形映像の座標位置情報及び目印の座標位置情報を生成する。映像変形部３２が、基準位置図形映像を変形させ、座標位置生成部３６が、基準位置図形映像と目印との対応付けができたか否かを判定する（ステップＳ９）。基準位置図形映像と目印との対応づけができていない場合には、ユーザが操作部４を操作して対応づけ（ステップＳ１０）を行う。一方、基準位置図形映像と目印との対応づけができた場合には、ステップＳ１１に処理を進める。
【００９２】
ステップＳ１１において、映像変形部３２が、座標位置生成部３６から供給された基準位置図形映像の座標位置情報と目印の座標位置情報に基づいた対応付けに従い、基準位置図形映像を変形させ、双方の頂点が一致した場合には、調整を終了する。
【００９３】
一方、ステップＳ１１にて、基準位置図形映像の座標位置情報と目印の座標位置情報とが一致した場合には、ステップＳ１６に処理を進める。このとき、座標位置生成部３６が座標位置情報を映像変形部３２に出力した、当該基準位置図形映像の座標位置情報（Ｓ１５）が補正パラメータ生成部３３に供給される。補正パラメータ生成部３３は、供給された基準位置図形映像の座標位置情報と目印の座標位置情報からスクリーン１とプロジェクタ２との位置関係を算出し（ステップＳ１６）、映像補正パラメータを生成する（ステップＳ２０）。このとき、補正パラメータ生成部３３は、予め設定されたスクリーン１の形状等のデータ（Ｓ２２）を用いる。これにより、補正パラメータ生成部３３は、映像補正パラメータ（Ｓ２１）を映像補正部３４に使用させることができる。
【００９４】
そして、映像表示システムは、映像コンテンツをスクリーン１に表示させる場合、映像入力部３５が映像データを入力し（ステップＳ１７）、映像補正部３４が映像補正パラメータを用いて映像データを補正して映像投影部２に供給する（ステップＳ１８）。これにより、映像投影部２は、映像光を投影して、スクリーン１に映像を表示させることができる（ステップＳ１９）。
【００９５】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００９６】
映像表示システムに用いるプロジェクタは少なくとも正対する平面スクリーンに対しては歪みが無く、明るさも均一な映像を提示できるものと仮定しているが、もし、プロジェクタ自身に既知の光学歪みや輝度ムラなどがある場合には、上記の補正に加えて光学歪みや輝度ムラに対応した補正を行うことで、問題なく使用できる。
【符号の説明】
【００９７】
１  スクリーン
２  プロジェクタ
３  制御装置
４  操作部
５ａ  偏光フィルタ
５ｂ  偏光フィルタ
６  偏光メガネ
７  プリズム
８  ミラー
９  ビデオカメラ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ  目印
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ  投影点
３１  映像生成部
３２  映像変形部
３３  補正パラメータ生成部
３４  映像補正部
３５  映像入力部
３６  座標位置生成部
３７  基準位置表示部
【図１】
2011103534.tif 000003
【図２】
2011103534.tif 000004
【図３】
2011103534.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011103534.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011103534.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2011103534.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2011103534.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2011103534.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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