(57)【要約】【課題】  撮像装置の精度が十分ではなくても、ユーザにとって違和感なく、スクリーンフィッティングを行う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に設けられる投写枠４２０を撮像する撮像装置３００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上に表示される映像の外周を投写枠４２０の外周に適合するフィッティング処理を行う映像補正部２５０と、投写面４００上に表示される映像の外周の周囲に補間映像を表示するように液晶パネル５０を制御する素子制御部２５１とを備える。【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、
前記投写面に設けられる投写枠を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記投写面上に表示される映像の外周を前記投写枠の外周に適合するフィッティング処理を行う映像補正部と、
前記投写面上に表示される映像の外周の周囲に補間映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】
前記素子制御部は、前記補間映像として、前記撮像装置によって撮像された投写枠と同じ色を有する画素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３】
前記素子制御部は、前記補間映像として、前記投写面上に表示される映像の外周を構成する画素と同じ画素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４】
前記素子制御部は、前記補間映像として、前記投写面上に表示される映像の外周を構成する画素にローパスフィルタに掛けて得られる画素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。
【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、投写面に設けられた投写枠の４隅と映像の4隅とが適合するように、投写面に表示される映像のサイズを補正する処理（フィッティング処理）が提案されている（例えば、特許文献１）。ここで、フィッティング処理では、投写枠の４隅を特定するために、投写枠を撮像する撮像装置が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
ところで、撮像装置の精度が十分ではない場合には、フィッティング処理の精度も不十分であり、投写枠の外周（4辺／４隅）と映像の外周（4辺／４隅）とを完全に適合することができない。また、高い精度を有する撮像装置を投写型映像表示装置に設けると、投写型映像表示装置のコストが増大する。
【０００６】
そこで、本発明は、撮像装置の精度が十分ではなくても、ユーザにとって違和感なく、スクリーンフィッティングを行う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、前記投写面に設けられる投写枠を撮像する撮像装置（撮像装置３００）と、前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記投写面上に表示される映像の外周を前記投写枠の外周に適合するフィッティング処理を行う映像補正部（映像補正部２５０）と、前記投写面上に表示される映像の外周の周囲に補間映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２５１）とを備える。
【０００８】
第１の特徴において、前記素子制御部は、前記補間映像として、前記撮像装置によって撮像された投写枠と同じ色を有する画素を表示するように前記光変調素子を制御する。
【０００９】
第１の特徴において、前記素子制御部は、前記補間映像として、前記投写面上に表示される映像の外周を構成する画素と同じ画素を表示するように前記光変調素子を制御する。
【００１０】
第１の特徴において、前記素子制御部は、前記補間映像として、前記投写面上に表示される映像の外周を構成する画素にローパスフィルタに掛けて得られる画素を表示するように前記光変調素子を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像装置の精度が十分ではなくても、ユーザにとって違和感なく、フィッティング処理を行う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】
【００１２】
【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実施形態に係る補間映像の表示について説明するための図である。
【図１２】第１実施形態に係る補間映像の表示について説明するための図である。
【図１３】第１実施形態に係る補間映像の表示について説明するための図である。
【図１４】第１実施形態に係るローパスフィルタの一例を示す図である。
【図１５】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
［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、投写面に設けられる投写枠を撮像する撮像装置と、撮像装置によって撮像された画像に基づいて、投写面上に表示される映像の外周を投写枠の外周に適合するフィッティング処理を行う映像補正部と、投写面上に表示される映像の外周の周囲に補間映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を備える。
【００１６】
実施形態では、素子制御部は、投写面上に表示される映像の外周の周囲に補間映像を表示する。従って、撮像装置の精度が十分ではなく、フィッティング処理の精度が不十分であっても、投写面上に表示される映像の外周と投写枠の外周との間の隙間（補正誤差が生じる領域）に補間映像が表示されるため、補正誤差が生じる領域が目立たない。これによって、ユーザにとって違和感なく、フィッティング処理を行うことができる。
【００１７】
［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。
【００１８】
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。
【００１９】
撮像装置３００は、投写面４００（投写面４００に設けられる投写枠）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。
【００２０】
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（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、映像補正部２５０とを有する。映像補正部２５０は、素子制御部２５１及び光学補正部２５２を有する。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、取得部２３０（水平方向）に対して傾きを有する。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
（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。
【００６５】
【数１】
2011180256.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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
【数２】
2011180256.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。
【００６９】
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。
【００７０】
（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。
【００７１】
【数３】
2011180256.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。
【００７３】
【数４】
2011180256.tif 000006
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。
【００７７】
【数５】
2011180256.tif 000007
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、素子制御部２５１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。
【００７９】
例えば、素子制御部２５１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２５１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、自動的に台形補正処理を行う機能を有する。
【００８０】
第１実施形態では、素子制御部２５１は、投写面４００上に表示される映像の周囲に補間映像を表示するように液晶パネル５０を制御する。なお、補間映像の詳細については後述する（図１１〜図１３を参照）。
【００８１】
光学補正部２５２は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。光学補正部２５２は、投写面４００上に表示される映像のサイズを補正するズーム補正処理、投写面４００上に表示される映像のフォーカスを補正するフォーカス補正処理を行う。
【００８２】
例えば、光学補正部２５２は、撮像装置３００によって撮像された撮像画像に基づいて、ズーム補正処理を行うことによって、投写面４００上に表示される映像の外周を投写面４００に設けられる投写枠の外周に適合するフィッティング処理を行う。
【００８３】
また、光学補正部２５２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、フォーカス補正処理を行うことによって、投写面４００上に表示される映像のフォーカスを補正する。
【００８４】
詳細には、フィッティング処理は、素子制御部２５１による台形補正処理及び光学補正部２５２によるズーム補正処理によって実現される。
【００８５】
（補間映像の表示）
以下において、第１実施形態に係る補間映像の表示について、図面を参照しながら説明する。図１１〜図１３は、第１実施形態に係る補間映像の表示について説明するための図である。
【００８６】
なお、以下においては、補間映像と区別するために、投写面４００上に表示される映像を“主映像”と称する。
【００８７】
第１に、図１１を参照しながら、フィッティング処理後において、投写面４００上に表示される映像について説明する。図１１に示すように、フィッティング処理を行ったとしても、投写面４００上に表示される映像の外周は、投写面４００に設けられる投写枠４２０の外周と完全には一致しない。すなわち、フィッティング処理の補正誤差が生じる。
【００８８】
なお、フィッティング処理の補正誤差は、撮像装置３００の撮像精度によって変化する。すなわち、撮像装置３００の撮像精度が悪いと、フィッティング処理の補正誤差が大きくなる。
【００８９】
第２に、図１２を参照しながら、第１実施形態に係る補間映像の表示について、液晶パネル５０を例に挙げて説明する。図１２に示すように、液晶パネル５０の有効表示領域において、主映像は、台形補正処理によって歪んだ形状となる。上述した素子制御部２５１は、主映像の周囲に補間映像を表示するように液晶パネル５０を制御する。
【００９０】
なお、図１２では、液晶パネル５０の有効表示領域を主映像によって最大限に大きく用いるケースについて例示したが、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、液晶パネル５０の有効表示領域を主映像及び補間映像によって最大限に大きく用いてもよい。すなわち、上述した素子制御部２５１は、液晶パネル５０の有効表示領域において、主映像のサイズを縮小して、主映像の周囲全体に補間映像を表示するように液晶パネル５０を制御してもよい。
【００９１】
第３に、図１３を参照しながら、第１実施形態に係る補間映像の表示について、投写面４００を例に挙げて説明する。図１３に示すように、投写面４００上において、主映像の周囲に補間映像が表示される。言い換えると、主映像の外周と投写枠４２０との間の隙間（補正誤差が生じる領域）に補間映像が表示される。
【００９２】
ここで、補間映像としては、以下の映像が考えられる。具体的には、補間映像は、撮像装置３００によって撮像された投写枠４２０と同じ色を有する画素であってもよい。或いは、補間映像は、主映像の外周を構成する画素と同じ画素であってもよい。或いは、補間映像は、主映像の外周を構成する画素にローパスフィルタに掛けて得られる画素であってもよい。或いは、補間映像は、黒画像であってもよい。
【００９３】
例えば、図１４に示すローパスフィルタを用いることが可能である。ここでは、補間映像を構成する画素として生成すべき画素が画素（ｍ，ｎ）であるケースについて例示する。このようなケースにおいて、画素（ｍ，ｎ）及び画素（ｍ，ｎ）の周囲に設けられた画素に係数を乗算するとともに、乗算結果を平均化する。例えば、図１４に示すローパスフィルタを用いるケースでは、以下の式によって、画素（ｍ，ｎ）の画素値が算出される。
【００９４】
【数６】
2011180256.tif 000008
例えば、（ｍ−１，ｎ＋１）、（ｍ，ｎ＋１）及び（ｍ＋１，ｎ＋１）の画素が主映像を構成する画素である場合には、他の画素には、“０”の値が代入される。或いは、他の画素には、投写面４００の色と対応する画素値が代入される。或いは、他の画素には、投写枠４２０の色と対応する画素値が代入される。
【００９５】
なお、投写面４００又は投写枠４２０の色と対応する画素値は、撮像装置３００によって撮像された撮像画像によって特定可能であることに留意すべきである。
【００９６】
（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１５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。
【００９７】
図１５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。
【００９８】
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。
【００９９】
ここで、投写型映像表示装置１００の電源が投入されてから一定時間（映像の輝度が安定するまでの時間）が経過しているケースでは、ステップ１０の処理が省略されてもよい。例えば、投写型映像表示装置１００の電源が投入された後に、映像の投写場所が変更された場合には、ステップ１０の処理が省略されてもよい。
【０１００】
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に設けられた投写枠４２０を撮像する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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処理は、（１）映像の台形補正処理、（２）フォーカス補正処理、（３）ズーム補正処理、（４）映像の局所歪み補正処理などである。
【０１０８】
なお、ステップ８０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、台形補正処理を行うとともに、撮像装置３００によって撮像された撮像画像に基づいて、ズーム補正処理を行う。これによって、投写型映像表示装置１００は、投写面４００上に表示される映像の外周を投写面４００に設けられる投写枠の外周に適合するフィッティング処理を行う。
【０１０９】
ステップ９０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（主映像）の周囲に補間映像を表示する。
【０１１０】
（作用及び効果）
第１実施形態では、素子制御部２５１は、投写面４００上に表示される映像（主映像）の外周の周囲に補間映像を表示する。従って、撮像装置３００の精度が十分ではなく、フィッティング処理の精度が不十分であっても、投写面４００上に表示される映像（主映像）の外周と投写枠４２０の外周との間の隙間（補正誤差が生じる領域）に補間映像が表示されるため、補正誤差が生じる領域が目立たない。これによって、ユーザにとって違和感なく、フィッティング処理を行うことができる。
【０１１１】
［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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【符号の説明】
【０１１４】
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…映像補正部、２５１…素子制御部、２５２…光学補正部、３００…撮像装置、４００…投写面、４１０…投写可能範囲、４２０…投写枠
【図１】
2011180256.tif 000009
【図２】
2011180256.tif 000010
【図３】
2011180256.tif 000011
【図４】
2011180256.tif 000012
【図５】
2011180256.tif 000013
【図６】
2011180256.tif 000014
【図７】
2011180256.tif 000015
【図８】
2011180256.tif 000016
【図９】
2011180256.tif 000017
【図１０】
2011180256.tif 000018
【図１１】
2011180256.tif 000019
【図１２】
2011180256.tif 000020
【図１３】
2011180256.tif 000021
【図１４】
2011180256.tif 000022
【図１５】
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