(57)【要約】【課題】  投写面上に投写される映像の視認を妨げずに、投写面上に投写される映像とともに付加情報を表示す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、投写ユニット１１０によって光を投写可能な投写可能領域４１０内において、投写領域４１７の形状を調整する調整部２８０と、投写可能領域４１０内において、投写領域４１７以外の非投写領域４１８に付加情報を表示する素子制御部２６０とを備える。【選択図】  図２
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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、前記光変調素子によって変調された映像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、
前記投写面は、前記映像光を投写可能な投写可能領域を有し、
前記投写可能領域は、映像信号に基づいて前記映像光が投写される投写領域と、前記投写領域以外の非投写領域とを含み、
前記投写可能領域内において、前記投写領域の形状を調整する調整部と、
前記投写可能領域内において、少なくとも前記非投写領域に付加情報を表示する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】
光源から出射される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された映像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、
前記光変調素子は、前記光を変調可能な表示可能領域を有し、
前記表示可能領域は、映像信号に基づいて前記光を変調する映像領域と、前記映像領域以外の非映像領域とを含み、
前記表示可能領域内において、前記映像領域の形状を調整する調整部と、
前記表示可能領域内において、少なくとも前記非映像領域に付加情報を表示する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３】
前記制御部は、前記付加情報を表示する表示モードと前記付加情報を表示しない非表示モードとの間でモードを切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、所定トリガに応じて、前記表示モードと前記非表示モードとを切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２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、光変調素子によって変調された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、光変調素子によって変調された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】
このような投写型映像表示装置において、投写面上に投写される映像とともに、映像に付加すべき付加情報を表示したいというニーズが存在する。
【０００４】
付加情報は、例えば、インタラクティブ操作に用いる情報（例えば、メニュー情報）、ＴＶ会議などで用いる情報（例えば、自分方或いは相手方を特定可能な情報）などである。
【０００５】
このようなニーズを満たすために、投写面上に投写される映像内に付加情報を追加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】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１９５６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した投写型映像表示装置では、投写面上に投写される映像内に付加情報が追加されるため、付加情報によって、投写面上に投写される映像の視認が妨げられる。
【０００８】
従って、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を妨げずに、投写面上に投写される映像とともに付加情報を表示す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】
【０００９】
第１の特徴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（液晶パネル５０）と、前記光変調素子によって変調された映像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。前記投写面は、前記映像光を投写可能な投写可能領域を有する。前記投写可能領域は、映像信号に基づいて前記映像光が投写される投写領域と、前記投写領域以外の非投写領域とを含む。投写型映像表示装置は、前記投写可能領域内において、前記投写領域の形状を調整する調整部（調整部２８０）と、前記投写可能領域内において、少なくとも前記非投写領域に付加情報を表示する制御部（素子制御部２６０）とを備える。
【００１０】
第２の特徴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（液晶パネル５０）と、前記光変調素子によって変調された映像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。前記光変調素子は、前記光を変調可能な表示可能領域を有する。前記表示可能領域は、映像信号に基づいて前記光を変調する映像領域と、前記映像領域以外の非映像領域とを含む。投写型映像表示装置は、前記表示可能領域内において、前記映像領域の形状を調整する調整部（調整部２８０）と、前記表示可能領域内において、少なくとも前記非映像領域に付加情報を表示する制御部（素子制御部２６０）とを備える。
【００１１】
第１の特徴又は第２の特徴において、前記制御部は、前記付加情報を表示する表示モードと前記付加情報を表示しない非表示モードとの間でモードを切り替える。
【００１２】
第１の特徴又は第２の特徴において、前記制御部は、所定トリガに応じて、前記表示モードと前記非表示モードとを切り替える。
【００１３】
第１の特徴又は第２の特徴において、前記制御部は、前記投写面上に投写される映像がテレビ会議に用いられる場合に、前記付加情報としてテレビ会議に用いる情報を表示する。
【００１４】
第１の特徴又は第２の特徴において、前記制御部は、前記付加情報としてインタラクティブ操作に用いる情報を表示する。
【００１５】
第１の特徴又は第２の特徴において、前記制御部は、前記付加情報の表示位置を変更するためのアシスト情報を表示する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、投写面上に投写される映像の視認を妨げずに、投写面上に投写される映像とともに付加情報を表示す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】
【００１７】
【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実施形態に係る付加情報の表示を説明するための図である。
【図１２】第１実施形態に係る付加情報の表示を説明するための図である。
【図１３】第１実施形態に係る付加情報の一例を示す図である。
【図１４】第１実施形態に係る付加情報の一例を示す図である。
【図１５】第１実施形態に係る付加情報の一例を示す図である。
【図１６】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】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
［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、光変調素子によって変調された映像光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する。投写面は、映像光を投写可能な投写可能領域を有する。投写可能領域は、映像信号に基づいて映像光が投写される投写領域と、投写領域以外の非投写領域とを含む。光変調素子は、光を変調可能な表示可能領域を有する。表示可能領域は、映像信号に基づいて光を変調する映像領域と、映像領域以外の非映像領域とを含む。
【００２１】
第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、投写可能領域内において、投写領域の形状を調整する調整部と、投写可能領域内において、少なくとも非投写領域に付加情報を表示する制御部とを備える。
【００２２】
第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、表示可能領域内において、映像領域の形状を調整する調整部と、表示可能領域内において、少なくとも非映像領域に付加情報を表示する制御部とを備える。
【００２３】
実施形態によれば、制御部は、投写可能領域（表示可能領域）内において、映像以外の領域に付加情報を表示する。従って、投写面上に投写される映像の視認を妨げずに、投写面上に投写される映像とともに付加情報を表示することができる。
【００２４】
［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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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領域（投写可能領域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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、投写可能領域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領域４１０の歪みを補正する方法について主として説明する。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、投写ユニット制御部２７０とを有する。
【００５３】
映像信号受付部２１０は、ＤＶＤ、ＴＶチューナ、携帯電話、パーソナルコンピュータや外部記憶装置（例えば、ＵＳＢメモリ）などの外部装置（不図示）から映像入力信号を受付ける。
【００５４】
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。さらに、記憶部２２０は、付加情報も記憶する。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、投写可能領域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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
【数１】
2012053227.tif 000003
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
【数２】
2012053227.tif 000004
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
（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。
【００８１】
【数３】
2012053227.tif 000005
【００８２】
但し、Ｋｓ及びＫｔ＝媒介変数
【００８３】
（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。
【００８４】
【数４】
2012053227.tif 000006
【００８５】
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。
【００８６】
（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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
【数５】
2012053227.tif 000007
【００９０】
但し、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４＝所定係数
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
或いは、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、投写面上に投写される映像のズームを調整する（ズーム調整）。
【００９６】
投写ユニット制御部２７０は、投写ユニット１１０に設けられるレンズ群を制御する。例えば、投写ユニット制御部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）。投写ユニット制御部２７０は、レンズ群のシフトによって、投写面４００上に投写される映像のズームを調整してもよい。
【００９７】
なお、素子制御部２６０及び投写ユニット制御部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。
【００９８】
（付加情報の表示）
以下において、第１実施形態に係る付加情報の表示について、図面を参照しながら説明する。第１実施形態では、上述した素子制御部２６０は、液晶パネル５０に付加情報を表示するために液晶パネル５０を制御する。
【００９９】
第１に、素子制御部２６０は、液晶パネル５０によって映像を表示可能な表示可能領域５６内において、液晶パネル５０上に表示される映像の形状を調整する（形状調整）。第２に、素子制御部２６０は、液晶パネル５０上に表示される映像以外の領域に、付加情報を表示する。このように、素子制御部２６０は、形状調整に伴って生じる領域を用いて、付加情報を表示する。
【０１００】
具体的には、図１１に示すように、液晶パネル５０は、表示可能領域５６と、映像領域５７と、非映像領域５８とを有する。表示可能領域５６は、複数の画素によって構成される領域であり、液晶パネル５０が光を変調可能な領域である。映像領域５７は、映像信号に基づいて光を変調する領域である。映像領域５７は、形状調整後において、実際に映像の表示に用いられる領域である。非映像領域５８は、表示可能領域５６のうち、映像領域５７以外の領域である。
【０１０１】
ここで、素子制御部２６０は、形状補正後において、映像領域５７以外の非映像領域５８に、付加情報を表示する。
【０１０２】
一方で、投写面４００から見た場合には、投写可能領域４１０は、投写領域４１７と、非投写領域４１８とを有する。投写可能領域４１０は、表示可能領域５６から出射される映像光を投写可能な領域である。投写領域４１７は、映像信号に基づいて映像光が投写される領域である。投写領域４１７は、映像領域５７から出射される光が投写される領域であり、実際に映像の表示に用いられる領域である。非投写領域４１８は、非映像領域５８から出射される光が投写される領域であり、投写可能領域４１０のうち、投写領域４１７以外の領域である。
【０１０３】
このように、素子制御部２６０は、非映像領域５８に付加情報を表示することによって、投写領域４１７以外の非投写領域４１８に、投写領域４１７に表示される映像に付加すべき付加情報が表示される。
【０１０４】
なお、付加情報は、非投写領域４１８のうち、表示枠４２０と重複する領域に表示されることが好ましい。このようなケースでは、素子制御部２６０は、表示枠４２０の検出結果に基づいて、非映像領域５８の一部に付加情報を表示する。
【０１０５】
（付加情報の一例）
以下において、第１実施形態に係る付加情報の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、投写面４００から見たケースを用いて、付加情報の一例について説明する。
【０１０６】
図１３に示すように、素子制御部２６０は、付加情報としてインタラクティブ操作に用いる情報（例えば、描画ツールバー）を表示する。すなわち、投写領域４１７以外の非投写領域４１８に、付加情報（例えば、描画ツールバー）が表示される。
【０１０７】
このようなケースにおいて、素子制御部２６０は、付加情報を表示する表示モードと付加情報を表示しない非表示モードとの間でモードを切り替えてもよい。例えば、素子制御部２６０は、投写面４００にユーザが近接したことが検出された場合に、非表示モードから表示モードにモードを切り替えて、付加情報を表示してもよい。
【０１０８】
図１４に示すように、素子制御部２６０は、付加情報として文字入力可能な領域をガイドする情報（例えば、“ここに入力可能”といった文字列）を表示する。すなわち、投写領域４１７以外の非投写領域４１８に、付加情報（例えば、“ここに入力可能”といった文字列）が表示される。
【０１０９】
このようなケースにおいて、素子制御部２６０は、付加情報を表示する表示モードと付加情報を表示しない非表示モードとの間でモードを切り替えてもよい。例えば、素子制御部２６０は、投写面４００にユーザが近接したことが検出された場合に、非表示モードから表示モードにモードを切り替えて、付加情報を表示してもよい。
【０１１０】
図１５に示すように、素子制御部２６０は、投写領域４１７上に投写される映像がテレビ会議に用いられる場合に、付加情報としてテレビ会議に用いる情報（例えば、自分方或いは相手方の画像）を表示する。すなわち、投写領域４１７以外の非投写領域４１８に、付加情報（例えば、自分方或いは相手方の画像）が表示される。
【０１１１】
このようなケースにおいて、素子制御部２６０は、付加情報を表示する表示モードと付加情報を表示しない非表示モードとの間でモードを切り替えてもよい。例えば、素子制御部２６０は、ユーザ操作に応じて、非表示モードから表示モードにモードを切り替えて、付加情報を表示してもよい。
【０１１２】
（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１６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。
【０１１３】
図１６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、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。
【０１１４】
ステップ２０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。
【０１１５】
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（投写）する。テストパターン画像は、例えば、黒の背景及び白抜きの菱形である。
【０１１６】
ステップ４０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（形状調整）。
【０１１７】
ステップ５０において、投写型映像表示装置１００は、映像領域５７に映像を表示するとともに、映像領域５７以外の非映像領域５８に付加情報を表示する。この結果、投写領域４１７に映像が表示され、投写領域４１７以外の非投写領域４１８に付加情報が表示される。
【０１１８】
（作用及び効果）
第１実施形態では、素子制御部２６０は、投写可能領域４１０（表示可能領域５６）内において、投写領域４１７（映像領域５７）以外の非投写領域４１８（非映像領域５８）に付加情報を表示する。従って、投写面４００上に投写される映像の視認を妨げずに、投写面４００上に投写される映像とともに付加情報を表示することができる。
【０１１９】
［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。
【０１２０】
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（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＥＬ(Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ)やＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）であってもよい。
【０１２１】
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、反射型の液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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、付加情報の表示位置を変更するためのアシスト情報を表示してもよい。アシスト情報は、例えば、付加情報を表示可能な位置を示す情報、付加情報を移動可能な方向を示す情報などである。
【０１２５】
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、所定トリガに応じて、表示モードと非表示モードとを切り替えてもよい。所定トリガは、投写面４００にユーザが近接したことが検出されること、投写面４００上に投写される映像の形状の調整が完了したこと、インタラクティブ操作が検出されたこと、リモートコントローラの操作、投写型映像表示装置１００の操作、投写型映像表示装置１００の配置が所定時間に亘って不変であること、投写面４００上に投写される映像が切り替わったこと（例えば、資料映像のスライドが切り替わったこと）などである。
【０１２６】
付加情報は、例えば、各種のメニュー情報、サブ画面、サムネイル、字幕、資料映像の前スライド、投写型映像表示装置１００の操作指示情報、音声認識結果、投写型映像表示装置１００のアラーム情報、データ放送、ニュース、日時情報、カレンダー、映像の視聴時間などであってもよい。また、付加情報は、図１５のように、映像領域５７（投写領域４１７）の一部を含んだ領域に表示されてもよい。
【０１２７】
投写面４００上に投写される映像を付加情報として利用する場合には、映像信号受付部２１０は、必要な映像信号を記憶部２２０に送信してもよい。記憶部２２０は、映像信号受付部２１０から送信される映像信号を記憶する。例えば、サムネイルを表示する場合には、映像信号受付部２１０は、サムネイルを表示するために必要な映像信号を記憶部２２０に送信する。記憶部２２０は、サムネイルを表示するために必要な映像信号を記憶する。
【０１２８】
制御ユニット２００は、映像信号受付部２１０とは別に、付加情報に利用する映像を取得するための映像信号受付部をさらにもうけてもよい。このとき、映像信号受付部２１０とは別に設けられる映像信号受付部は、付加情報の表示に必要な映像信号を記憶部２２０に送信する。
【０１２９】
上述した実施形態では、付加情報は、非投写領域４１８において、１つの場所に表示される。或いは、付加情報は、図１３に示すように、非投写領域４１８において、１つの場所に纏まって表示される。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、付加情報は、非投写領域４１８において、複数の場所に分かれて表示されてもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
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、５６…表示可能領域、５７…映像領域、５８…非映像領域、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、３００…撮像素子、４００…投写面、４１０…投写可能領域、４１７…投写領域、４１８…非投写領域、４２０…表示枠
【図１】
2012053227.tif 000008
【図２】
2012053227.tif 000009
【図３】
2012053227.tif 000010
【図４】
2012053227.tif 000011
【図５】
2012053227.tif 000012
【図６】
2012053227.tif 000013
【図７】
2012053227.tif 000014
【図８】
2012053227.tif 000015
【図９】
2012053227.tif 000016
【図１０】
2012053227.tif 000017
【図１１】
2012053227.tif 000018
【図１２】
2012053227.tif 000019
【図１３】
2012053227.tif 000020
【図１４】
2012053227.tif 000021
【図１５】
2012053227.tif 000022
【図１６】
2012053227.tif 000023