(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液晶パネルを通過することで形成された複数の映像を合成して
１つの投影映像とするために、前記複数の液晶パネルの光軸位置を調整する色調の自動位置決め調整装置であって、
前記液晶パネルのＸ，Ｙ，θ方向の光軸位置を移動させて前記投影映像を画像として撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された前記画像から前記投影映像の投影面における光強度分布を示す擬似モノクロ画像データを生成する擬似モノクロ画像生成部と、
この擬似モノクロ画像生成部により生成された擬似モノクロ画像データ内のコーナー部の位置を抽出するコーナー探索部と、
前記コーナー探索部で得られたコーナー位置情報から、投射画像の４コーナーすべてを撮像範囲の所定位置範囲に誘導する粗調整部と、
所定領域に入った前記４箇所のコーナー部内の頂点部を含む３×３投射画素領域の中心画素位置を輝度積分のピーク位置に基づいて求め、撮像された投射画像範囲内の光学的な観測基準位置をプロジェクタ光学部の予め定められた調整基準位置内にコーナー位置を誘導する微調整部と、
前記粗調整部と前記微調整部により決定された光軸位置に前記液晶パネルを移動する光軸調整機構部とを具備し、
前記投影映像の所定領域における輝度積分を行う投影処理部を備え、
前記投影処理部によりＸ、Ｙ方向別に輝度積分された前記擬似モノクロ画像データのＸ方向の輝度積分値の最大値ＰＸｍａｘ、Ｘ方向の輝度積分値の最小値ＰＸｍｉｎ、Ｙ方向の輝度積分値の最大値ＰＹｍａｘおよびＹ方向の輝度積分値の最小値ＰＹｍｉｎを、移動させた前記液晶パネルの移動方向の光軸位置毎に算出するエリア内光量解析部を備え、
前記微調整部はＸ、Ｙ方向別の前記輝度積分値の最大値と最小値の差分の絶対値が最大となる角度である位置を求め、
前記光軸調整機構部は前記絶対値が最大となる角度である位置に前記液晶パネルを移動させる
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項２】
請求項１記載の色調合成の自動位置決め装置において、
前記擬似モノクロ画像生成部は、前記擬似モノクロ画像データの輝度分布Ｉとし、前記画像の色成分の輝度分布を各々Ｒ、Ｇ、Ｂとすると、
Ｉ＝（２８×Ｒ＋７７×Ｇ＋１５１×Ｂ）／２５６
として前記擬似モノクロ画像データを生成するものである
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項３】
請求項１記載の色調合成の自動位置決め装置において、
前記擬似モノクロ画像データのコントラストを強調するコントラスト画像生成部を備え、
前記粗調整部は、前記コントラスト画像生成部によりコントラストを強調された前記擬似モノクロ画像データ内の大域的なコーナー位置をとなるコーナー観測基準位置を決定し、
投射画像内の前記大域コーナー位置を予め定められた調整基準位置に最も近い位置となる光軸位置を探索するものである
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項４】
請求項１記載の色調合成の自動位置決め装置において、
前記コントラスト画像生成部は、前記擬似モノクロ画像データの各輝度値における画素数を平均化するものである
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の色調合成の自動位置決め装置において、
前記微調整部は、前記投影処理部がＸ、Ｙ、θ方向別に輝度積分した前記擬似モノクロ画像データ内のコーナー位置情報近傍に存在する光学特性に基づく真の観測基準位置を決定するものである
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項６】
請求項５記載の色調合成の自動位置決め装置において、
前記微調整部は、
算出したＰＸｍａｘ，ＰＸｍｉｎ，ＰＹｍａｘおよびＰＹｍｉｎからＸ，Ｙ方向の各光軸位置での最大値を計算し、
投射画像内の位置合わせに必要な観測基準画素位置を探索する
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項に記載の色調合成の自動位置決め装置において、
前記撮像手段は、前記映像の４隅を撮像するものであり、
前記粗調整部は、前記撮像手段が撮像した４隅のコーナー部の光学的に一意に決定される観測基準画素位置を調整基準画素位置に光軸位置を各々探索する
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項８】
請求項７記載の色調合成の自動位置決め装置において、前記粗調整部により探索された４隅の光軸位置に基づいて前記液晶パネルのＸ軸方向の移動量ΔＸ、Ｙ軸方向の移動量ΔＹ、液晶パネルの法線方向の回転移動量Δθを補正するための補正値を算出する光軸制御部を備えることを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１項に記載の色調合成の自動位置決め装置において、前記撮像手段は、表面粗さが小さい白色素材パネルが張られているスクリーンに投射された前記映像を撮像することを特徴とする色調合成の自動位置決め装置。
【請求項１０】
複数の液晶パネルを通過することで形成された複数の映像を合成して１つの投影映像と
するために、前記複数の液晶パネルの光軸位置を調整する色調の自動位置決め調整方法で
あって、
前記液晶パネルのＸ，Ｙ，θ方向の光軸位置を移動させながら前記映像を画像として撮
像し、
この撮像した画像から擬似モノクロ画像データを生成し、
前記擬似モノクロ画像データ内の４コーナーの位置情報と各コーナー撮像領域内の輝度
分布に基づいて光軸位置を探索し、
前記擬似モノクロ画像データのＸ方向の輝度積分値の最大値ＰＸｍａｘ、Ｘ方向の輝度
積分値の最小値ＰＸｍｉｎ、Ｙ方向の輝度積分値の最大値ＰＹｍａｘおよびＹ方向の輝度
積分値の最小値ＰＹｍｉｎを算出し、
Ｘ、Ｙ方向別の前記輝度積分値の最大値と最小値の差分の絶対値が最大となる角度である
位置を求め、
前記絶対値が最大となる角度である位置に前記液晶パネルを移動させる
ことを特徴とする色調合成の自動位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置の光学系の液晶パネルの色調位置決め調整を行う色調調整および装置に関し、特に液晶パネルの光軸位置を動かして撮像した画像を解析することにより液晶パネルの位置調整を行う色調合成の自動位置決め方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶プロジェクタは、赤，緑，青の３枚の液晶パネルを用いて各々単色映像を作りだし、赤，緑，青の単色映像をダイクロイックプリズム上で色合成して投射映像を作りだしている。
液晶プロジェクタの色調合成の位置決め調整工程では、色コントラストが最も鮮明な緑色の投射映像を基準位置とし、緑色の投射画像の撮像範囲内の輪郭端部が直角となり，さらに隣接する撮像領域内の投射画像領域の面積および、投射画素の区切りとなるラインが、可能な限り一致するように調整する。同様に赤色，青色の投射映像についても同様な調整を行い、最初に調整した緑色の投射画像位置に最も合致する位置に赤色，青色像を重ね合わせ、緑色に対する赤色，青色画像の各投射画素位置が色ズレが最も少なくなる位置に、各色の液晶パネル位置を調整することが必要である。
【０００３】
従来の色調合成の自動位置決め調整は、まず、基準となる緑色の映像を被投射面となるスクリーンに投射し、スクリーン上の投射画像の４隅コーナー部をカラーカメラで撮像する。次いで、この撮像した４画像を統合した画像をＣＲＴモニターに映し出し、フォーカス調整を行う。この後、作業者がＣＲＴ上の投射画素のコーナー位置を目視で確認しながら、４隅コーナー位置および投射領域のエッジ領域が所定の位置に投射されるように、液晶プロジェクタに搭載される液晶パネルの光軸調整を行っていた。
【０００４】
液晶パネルの光軸調整には、まず、投射画像のコントラストが最も鮮明となるフォーカス調整を行う。続いて、液晶パネルの位置Ｘ，Ｙ軸方向の位置Ｙ，およびパネル平面の中心を通る法線方向の回転角度θとの３軸を調整する。これらの調整は、液晶パネルの位置Ｘ，Ｙ，Ｚと、Ｚ軸上の回転角度θとの３軸の光軸を含む６軸マニュピレータを駆動することにより行う。これらの調整により、予め設定された撮像領域内の上記３軸の位置関係で、光学的に唯一決められる液晶パネルの色合成投射位置が決定できる。
【０００５】
色調合成位置決め調整は、赤，緑，青の３枚の液晶パネルの各々について行われ、各色毎に液晶パネルの色合成投射位置を決定した後、緑（Ｇ）色位置を基準として３色を同時投射した場合、各色の投射画素位置が最も重なるように液晶パネルを光学部に接合して調整を終了する。関連する技術として、例えば、特開２０００−１４７６９４号公報に記載されたものがある。ここには、スクリーン上の投射画素をカメラで撮像し、輝度を集計し、粗動調整，微動調整した後で輝度積分ピークを求め、各色の投射画像の投射画素の位置ズレが最も小さい画像を撮像したときの液晶ライトバルブのＸ，Ｙ，θ軸方向の位置にコンバージェンス調整を自動的に行う技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カメラ感度と肉眼との視感度差により、青色や赤色の輝度値と肉眼での見た目との明るさが異なるため、上述したようなカメラで撮像して調整する場合、カメラの輝度設定を適切に設定することが困難であり、実際の色合成位置決め（以下コンバージェンス調整）では、スクリーンに投射された映像をカメラだけでなく、肉眼でも確認する必要があり、多大な工数を必要とするという問題点があった。
【０００７】
さらに、上述した従来の技術では、調整している周辺環境の外部光や被投射面での反射光の影響で、スクリーン上の投射映像に投射画素の輝度分散の本来の性質が表れにくいという問題もあった。特に、視認性の極めて悪い青色の場合には、基準投射位置の自動調整を行っても投射映像のコーナー端点を合成した画像が最も歪がなく、作業者が投射画素内に仮想的に決定した基準位置（以下、観測調整位置と称す）に光軸位置を正確に合わせることが、困難であった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、カメラ感度と肉眼との視感度差に関係なく、カメラで撮像した画像の輝度設定を適切に設定することができ、色調の位置決め自動調整を行うことにより投射光学系の色ズレが最も少ない位置に光軸位置を正確に合わせることができる、色調合成の位置決め調整方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態における色調合成の自動位置決め装置は、複数の液晶パネルを通過することで形成された複数の映像を合成して１つの投影映像とするために、複数の液晶パネルの光軸位置を調整する色調の自動位置決め調整装置であって、液晶パネルのＸ，Ｙ，θ方向の光軸位置を移動させて投影映像を画像として撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像から投影映像の投影面における光強度分布を示す擬似モノクロ画像データを生成する擬似モノクロ画像生成部と、この擬似モノクロ画像生成部により生成された擬似モノクロ画像データ内のコーナー部の位置を抽出するコーナー探索部と、コーナー探索部で得られたコーナー位置情報から、投射画像の４コーナーすべてを撮像範囲の所定位置範囲に誘導する粗調整部と、所定領域に入った４箇所のコーナー部内の頂点部を含む３×３投射画素領域の中心画素位置を輝度積分のピーク位置に基づいて求め、撮像された投射画像範囲内の光学的な観測基準位置をプロジェクタ光学部の予め定められた調整基準位置内にコーナー位置を誘導する微調整部と、粗調整部と微調整部により決定された光軸位置に液晶パネルを移動する光軸調整機構部とをそなえたものである。
この色調合成の自動位置決め装置によれば、被投射面での光強度に近い濃淡画像である擬似モノクロ画像データが生成され、この単色で撮像された画像を投射された映像の色に無関係な輝度情報として扱い、カメラ感度と肉眼との視感度差に関係なく、カメラで撮像した画像の輝度が設定される。
【００１０】
上記色調合成の自動位置決め装置において、例えば、擬似モノクロ画像生成部は、擬似モノクロ画像データの輝度分布Ｉとし、画像の色成分の輝度分布を各々Ｒ、Ｇ、Ｂとすると、Ｉ＝（２８×Ｒ＋７７×Ｇ＋１５１×Ｂ）／２５６として擬似モノクロ画像データを生成する。
また、上記色調合成の自動位置決め装置において、新たに擬似モノクロ画像データのコントラストを強調するコントラスト画像生成部を備え、粗調整部は、コントラスト画像生成部によりコントラストを強調された擬似モノクロ画像データ内の大域的なコーナー位置をとなるコーナー観測基準位置を決定し、投射画像内の大域コーナー位置を予め定められた調整基準位置に最も近い位置となる光軸位置を探索するようにしてもよい。
【００１１】
上記色調合成の自動位置決め装置において、コントラスト画像生成部が、擬似モノクロ画像データの各輝度値における画素数を平均化するようにしてもよい。また、上記色調合成の自動位置決め装置において、例えば、投影映像の所定領域における輝度積分を行う投影処理部を備えるようにし、微調整部が、投影処理部がＸ、Ｙ、θ方向別に輝度積分した擬似モノクロ画像データ内のコーナー位置情報近傍に存在する光学特性に基づく真の観測基準位置を決定するようにしてもよい。
【００１２】
また、色調合成の自動位置決め装置において、投影処理部によりＸ、Ｙ方向別に輝度積分された擬似モノクロ画像データのＸ方向の輝度積分値の最大値ＰＸｍａｘ、Ｘ方向の輝度積分値の最小値ＰＸｍｉｎ、Ｙ方向の輝度積分値の最大値ＰＹｍａｘおよびＹ方向の輝度積分値の最小値ＰＹｍｉｎを、移動させた液晶パネルの移動方向の光軸位置毎に探索するエリア内光量解析部を備え、微調整部は、エリア内光量解析部により探索されたＰＸｍａｘ、ＰＸｍｉｎ、ＰＹｍａｘおよびＰＹｍｉｎに基づいて光軸位置を探索するようにしてもよい。
【００１３】
本発明の他の形態における色調合成の自動位置決め装置は、複数の液晶パネルを通過することで形成された複数の映像を合成して１つの投影映像とするために、複数の液晶パネルの光軸位置を調整する色調の自動位置決め調整装置であって、液晶パネルのＸ，Ｙ，θ方向の光軸位置を移動させながら映像を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像のＸ方向の輝度積分値の最大値ＰＸｍａｘ、Ｘ方向の輝度積分値の最小値ＰＸｍｉｎ、Ｙ方向の輝度積分値の最大値ＰＹｍａｘおよびＹ方向の輝度積分値の最小値ＰＹｍｉｎの絶対値の差を移動された液晶パネルのＸ，Ｙ，θ方向の光軸位置毎に探索するエリア内光量解析部と、このエリア内光量解析部により探索されたＰＸｍａｘ、ＰＸｍｉｎ、ＰＹｍａｘおよびＰＹｍｉｎに基づいて各方向別のピーク値の絶対値の差の最大値から光軸位置を探索する微調整部と、この微調整部により探索された光軸位置に液晶パネルを移動する光軸調整機構部とを備えたものである。
【００１４】
上記色調合成の自動位置決め装置において、微調整部は、探索したＰＸｍａｘ，ＰＸｍｉｎ，ＰＹｍａｘおよびＰＹｍｉｎから、Ｘ，Ｙ方向別に輝度の積分値を算出し、算出した積分値の波形振幅の最大値と最小値からＸ，Ｙ方向の各光軸位置での最大値を計算し、投射画像内の位置合わせに必要な観測基準画素位置を探索するようにしてもよい。
また、上記色調合成の自動位置決め装置において、撮像手段は、映像の４隅を撮像するようにし、粗調整部は、撮像手段が撮像した４隅のコーナー部の光学的に一意に決定される観測基準画素位置を調整基準画素位置に光軸位置を各々探索するようにしてもよい。
【００１５】
また、色調合成の自動位置決め装置において、粗調整部により探索された４隅の光軸位置に基づいて液晶パネルのＸ軸方向の移動量ΔＸ、Ｙ軸方向の移動量ΔＹ、液晶パネルの法線方向の回転移動量Δθを補正するための補正値を算出する光軸制御部を備えるようにしてもよい。
また、色調合成の自動位置決め装置において、撮像手段は、表面粗さが小さい白色素材パネルが張られているスクリーンに投射された映像を撮像するすればよい。
【００１６】
本発明の一形態における自動位置決め調整方法は、複数の液晶パネルを通過することで形成された複数の映像を合成して１つの投影映像とするために、複数の液晶パネルの光軸位置を調整する色調の自動位置決め調整方法であって、液晶パネルのＸ，Ｙ，θ方向の光軸位置を移動させながら映像を画像として撮像し、この撮像した画像から擬似モノクロ画像データを生成し、この擬似モノクロ画像データ内の４コーナーの位置情報と各コーナー撮像領域内の輝度分布に基づいて光軸位置を探索し、探索した光軸位置に液晶パネルを移動するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるフォーカス調整装置（色調合成の自動位置決め装置）の構成例を示すブロック図である。また、図２は、液晶プロジェクタ１と映像信号発生器４と図１に示すカラーＣＣＤカメラ（撮像手段）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとスクリーン２との位置関係を示す平面図である。また、図３は、液晶プロジェクタ１と映像信号発生器４とカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとスクリーン２との位置関係の一例を示す側面図である。カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、各々スクリーン２に投射される映像の４隅に設置されている。
【００１８】
また、図４は、図１に示すカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによるスクリーン上の撮像位置の一例を示す説明図である。図５は、図１に示す画像認識処理部１４の構成例を示すブロック図である。図６は、図１に示す光軸調整機構部８により移動させる液晶プロジェクタの光学部品の調整光軸と各色毎の液晶パネルとの位置関係の一例を示す斜視図である。
【００１９】
このフォーカス調整装置は、図１に示すように、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、Ａ／Ｄ変換回路１１と、デジタル画像統合器１２と、画像メモリ１３と、画像認識処理部１４と、光軸制御部１５と、光軸調整機構部８とを備えている。図１においては省略されているが、カラーＣＣＤカメラ３ａと同様に、カラーＣＣＤカメラ３ｂ，３ｃ，３ｄとデジタル画像統合器１２との間にも、Ａ／Ｄ変換回路１１が設けられている。
【００２０】
カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、図２および図３に示すように、投射型表示装置である液晶プロジェクタ１からスクリーン２のスクリーン投射面に投射された投射映像の４隅を撮像する位置に配置されている。液晶プロジェクタ１には、映像信号発生器４が接続されており、液晶プロジェクタ１は、映像信号発生器４から提供される単色ラスタースキャン映像に対応し、該当色に対応する液晶パネルを通過させてスクリーン２に単色の投射映像を投射する。暗幕テント５を備え、液晶プロジェクタ１からの投射映像以外の光を防ぎ、スクリーン投射面を含む液晶プロジェクタ１の投射範囲を外光からすべて遮断している。
【００２１】
スクリーン２には、図４に示すように、例えばフォト印字用紙や標準白色ボードなどの表面粗さが小さい材料からなる白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが張られており、各々が投射映像の４隅が収まる位置に配置されている。スクリーン２および白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、液晶プロジェクタ１の投射光軸に垂直になるように設置されている。白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとして、例えば標準白色ボードを使用する場合には、表面粗さが１０点平均粗さで０．０５Ｚ以下であることが望ましい。また、白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとして、例えばフォト印字用紙を使用する場合にも、１０点平均粗さで０．０５Ｚ以下のものを使用すると好適である。
【００２２】
カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ上の投射映像の４隅が充分に収まる位置に各々設置され、白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに投射された領域の投射映像を撮像する。
Ａ／Ｄ変換回路１１は、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが撮像したカラー画像を各々Ａ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換は、カラー画像の色成分である赤（Ｒ）色，緑（Ｇ）色，青（Ｂ）色毎に行われる。
【００２３】
デジタル画像統合器１２は、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより撮像されてＡ／Ｄ変換されたカラー画像を統合した、統合デジタル画像データを生成する。デジタル画像統合器１２が生成した統合デジタル画像データは、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが撮像した４つの画像を１フレームの画像信号として取り扱うことを目的として生成され、色成分毎に生成される。
【００２４】
画像メモリ１３は、デジタル画像統合器１２により生成されたＲ色，Ｇ色，Ｂ色の統合デジタル画像データを色成分毎に記憶する。
画像認識処理部１４は、図５に示すように、画像認識処理を行う擬似モノクロ画像生成部１６，コントラスト画像生成部１７，コーナー探索部１８および投影処理部１９と、投影値の演算処理を行うエリア内光量解析部２０，投射映像動作計画部２１および光軸移動演算部２２とを備えている。また、投射映像動作計画部２１は、粗調整部２１ａと微調整部２１ｂとを備える。
【００２５】
擬似モノクロ画像生成部１６は、画像メモリ１３内に色成分毎に記憶された各色成分の統合デジタル画像データの輝度値を用い、被投射面での光強度に近い濃淡画像を示す擬似モノクロ画像データを生成する。
コントラスト画像生成部１７は、擬似モノクロ画像生成部１６により生成された擬似モノクロ画像データのコントラスト強調処理を行い、スクリーン２の被投射面での輝度分布特徴を継承した状態で輝度分布特徴を強調し、投射映像の明るい部分と暗い部分との画素の輝度差を大きくとることで、上記擬似モノクロ画像データのコントラストを上げて鮮明化する。
【００２６】
コーナー探索部１８は、スクリーン２上の４箇所の撮像位置に対応するカメラ視野位置における画像領域内の、コーナー部を構成する３×３投射画素領域より、パターンマッチング法を用いてコーナー領域の存在の有無および大域的な投射画像領域の位置情報を取得する。
投影処理部１９は、設定されているフォーカス検査エリア内において、Ｘ，Ｙ方向別に輝度積分を行い、Ｘ，Ｙ方向別の投射画素領域の被投射面での光強度分布を、正弦波形状の特徴変異として強調して表す。
【００２７】
エリア内光量解析部２０は、投影処理部１９で得られたＸ，Ｙ方向の輝度積分値の最大値と最小値を探索する。
投射映像調整動作計画部２１は、コーナー探索部１８，エリア内光量解析部２０により探索された４コーナー部内の投射画素の観測基準位置座標、およびこの周辺領域の投影処理部１９によるＸ，Ｙ方向の各々の輝度積分値の最大値，最小値から投射領域の現在位置を把握し、予め定められた調整基準位置に対する投射映像４コーナーの観測基準位置とのズレ量を求め、回転方向，およびＸ，Ｙ方向のへの移動量、角度補正における調整の粗動，微動の動作計画を作成する。
【００２８】
光軸移動演算部２２は、投射映像調整動作計画部２１で得られた各撮像エリア毎に対応する投射映像コーナー位置関係から得られた動作計画に対し、各コーナー位置の目標位置に対する各方向の光軸移動量を計算し、軸各撮像エリア毎に各コーナーが撮像エリア内に入るように投射映像全体の姿勢を把握し、投射映像が撮像される毎に調整光軸補正量を算出する。
光軸制御部１５は、光軸移動演算部２２が求めた各撮像エリア毎のコーナー位置情報に基づいて、投射映像コーナー位置と液晶プロジェクタ１内の液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃのスライド位置と回転補正値とを一意に算出し、算出した投射映像コーナー位置と補正値とを指令値として光軸調整機構部８に送出する。
【００２９】
光軸調整機構部８は、光軸制御部１５からの指令値に基づいて液晶プロジェクタ１の光学部品の取り付け位置を調整する機構であり、図６に示す液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃを、液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃからの光を色合成するダイクロイックプリズム１０に取り付ける際の光軸の調整を行う。
【００３０】
図６において、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ，Ｘθ，Ｙθは、光軸調整機構部８により移動させる液晶パネル９ａ（Ｇ色を担当）の各調整光軸を示したもので、液晶パネル９ａ平面に垂直な入射光方向（法線方向）をＺ軸として定めている。液晶パネル９ａは、パネル位置Ｘ，Ｙ，Ｚと、Ｚ軸上の回転角度θと、Ｘ軸方向のパネルあおり角度Ｘθと，Ｙ軸方向のパネルあおり角度Ｖθとの６軸で位置が決定されるが、色調合成の位置決め調整には、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸周りのθ軸の３軸の調整光軸の調整が行われる。Ｒ色を担当する液晶パネル９ｂ，Ｂ色を担当する液晶パネル９ｃでも同様な光軸座標配置となっている。
【００３１】
つぎに、本実施の形態の動作について図７，図８を参照して詳細に説明する。図７は、本実施の形態における色調合成の自動位置決め調整の調整手順例を説明するためのフローチャートである。
まず、Ｇ色を点灯させ（ステップＡ１）、パターンマッチングから得られるコーナー端点を含む３×３の投射画素領域中心（以下、観測基準位置と呼ぶ）から４コーナーが各々の撮像領域内に入る移動量を求め、光軸位置を調整することで、各撮像領域内に予め設定された調整目標位置（以下、調整基準位置と呼ぶ）にコーナー部をおおよその調整基準位置まで誘導する（ステップＡ２）。
【００３２】
続いて、各撮像領域内での輝度分布から４コーナーの正確な観測基準位置を求め、微調コーナー誘導により、調整基準位置までの位置補正量を算出し、調整基準位置にコーナー部の観測基準位置を一致させる（ステップＡ３，Ａ３’）。つぎに、Ｇ色の最終的な４コーナーの観測調整位置座標を記憶し、Ｒ色，Ｂ色の調整基準位置として設定する（ステップＡ４）。Ｇ色と同様な手順で、Ｒ色のコーナー誘導調整を行い（ステップＡ５，Ａ６，Ａ７，Ａ７’）、Ｂ色の撮像領域へのコーナー誘導を行い（ステップＡ８，Ａ９，Ａ１０，Ａ１０’）、色調合成の位置決め調整を終了する。
【００３３】
つぎに、本実施の形態における自動位置決め調整について説明する。図８は、自動位置決め調整における動作を説明するためのフローチャートである。なお、以降に説明する中で、単色ラスタースキャン映像は、色調合成の自動位置決め調整を行うための映像であり、例えば、Ｇ色を担当する液晶パネル９ａの色調合成の自動位置決め調整には、Ｇ色の単色ラスタースキャン映像が用いられる。また、Ｒ色を担当する液晶パネル９ｂの色調合成の自動位置決め調整には、Ｒ色の単色ラスタースキャン映像が用いられる。同様に、Ｂ色を担当する液晶パネル９ｃの色調合成の自動位置決め調整には、Ｂ色の単色ラスタースキャン映像が各々用いられる。以下では、Ｇ色を担当する液晶パネル９ａの色調合成の自動位置決め調整を行う例を説明する。
【００３４】
まず、映像信号発生器４が、液晶プロジェクタ１に単色ラスタースキャン映像を提供し（ステップＢ１）、液晶プロジェクタ１は、提供された単色ラスタースキャン映像を該当色に対応する液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかを通過させてスクリーン２に単色投射映像として投射する（ステップＢ２）。つぎに、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに投射されたＧ色の投射映像の４隅を各々カラー画像として撮像し（ステップＢ３）、Ａ／Ｄ変換回路１１により撮像した各々カラー画像の色成分毎にＡ／Ｄ変換を行う（ステップＢ４）。
【００３５】
この後、デジタル画像統合器１２が、Ａ／Ｄ変換された４つのカラー画像を統合した統合デジタル画像データを色成分毎に生成し（ステップＢ５）、画像メモリ１３内に各色成分毎に記憶する。スクリーン２には、Ｇ色を担当する液晶パネル９ａを通過したＧ色投射映像が投射されているが、実際には、Ｒ色，Ｂ色の成分も含まれているため、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによりカラー画像として撮像する。
【００３６】
ここで、カラーＣＣＤカメラにより撮像されたカラー画像の取り扱いについて説明する。図９は、図５に示すデジタル画像統合器により生成される統合デジタル画像データ例を示す平面図である。図９に示すように、デジタル画像統合器１２により生成される統合デジタル画像データは、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（図１）で撮像してＡ／Ｄ変換した４つのカラー画像を統合したものであり、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに対応する各エリアは、投射画素の明るい部分と投射画素間の切れ目となる暗い部分とからなる。
【００３７】
また、統合デジタル画像データの１フレーム内画素位置（ｘ，ｙ）の輝度分布は、画像メモリ１３内に色成分毎に、Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ）（以下、各々Ｒ、Ｇ、Ｂで記述する）として記憶される。デジタル画像データ統合器１２により、４箇所のカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの画像を１画面で確認できる統合デジタル画像データとして統合することにより、４箇所のカラーＣＣＤカメラが撮像した４つの映像を１フレームの画像信号として取り扱うことが可能となる。このことにより、画像認識処理部１４での画像処理および色調合成の自動位置決め処理を行う際に、４つの映像を同時に一括実行できるため、個々のカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの映像毎に画像処理をしなくても良く、撮像回数、画像処理演算回数を減らすことで調整時間を短縮することができる。
【００３８】
以上のようにして統合デジタル画像データを生成したら、擬似モノクロ画像生成部１６が、擬似モノクロ画像データを生成する（ステップＢ６）。擬似モノクロ画像生成部１６は、画像メモリ１３に記憶された統合デジタル画像データを画像メモリ１３から読み出し、統合デジタル画像データの各色成分の輝度分布Ｒ、Ｇ、Ｂに重み付けをしてモノクロ化した擬似モノクロ画像データを生成する。擬似モノクロ画像データを生成する際の輝度分布Ｒ、Ｇ、Ｂの重み付けとしては、例えば、統合デジタル画像データ内の１フレーム内画素位置（ｘ，ｙ）上での擬似モノクロ画像データの輝度分布Ｉ（ｘ，ｙ）を、「Ｉ（ｘ，ｙ）＝（２８×Ｒ＋７７×Ｇ＋１５１×Ｂ）／２５６」として計算し、擬似モノクロ画像データを生成すればよい。なお、この数式は、「Ｃ言語で学ぶ実践画像処理（オーム社）」１０５頁記載の輝度信号と色信号の変換式を応用したものである。
【００３９】
つぎに、擬似モノクロ画像生成部１６が生成した擬似モノクロ画像データに対し、コントラスト画像生成部１７がコントラスト強調処理を行う（ステップＢ７）。図１０は、図５に示すコントラスト画像生成部によるコントラスト強調処理を説明するための各輝度値毎の画素数のヒストグラム、図１１は、図５に示すコントラスト画像生成部によるコントラスト強調処理のアルゴリズムを説明するための説明図である。図１２は、図５に示すコントラスト画像生成部１７によるコントラスト強調処理前後の同一領域の輝度分布を比較するためのグラフである。
【００４０】
コントラスト画像生成部１７は、図１１（ａ）に示すように、擬似モノクロ画像生成部１６で生成された擬似モノクロ画像データの全画素数を求め、輝度値別のヒストグラムをとり、図１１（ｂ）に示すように、各輝度値における画素数を平均化する。擬似モノクロ画像データにおいて輝度値０〜７までに図１１（ａ）に示す状態で画素数がコーナー分布していた場合、全画素数は、２＋６＋２＋５＋４＋３＋２＋０＝２４となり、輝度値は、８段階に分かれているため、全画素数を８で割ると、１つの輝度値に割り当てられる画素数として３が得られる。擬似モノクロ画像データの輝度が高い方（輝度値７）から３個ずつ画素を取り出し、図１１（ｂ）に示すように、新しく輝度値７から各輝度値の画素数が３になるように割り当てる。このように画素数の多いところから少ないところに画素を割り振ることで輝度値毎の画素数を等しくし、コントラストを強調する。
【００４１】
図１２は、スクリーン２上の白色素材パネル６ａに投射されたＢ色の投射映像の投射画素間の輝度分布をコントラスト強調処理する前後の同一領域の輝度分布を比較したものである。コントラスト強調処理により、投射画素の明るい部分と、投射画素の区切りである暗い部分との輝度差が大きくなり、コントラストが強調されていることがわかる。なお、図１２において、Ｘ座標の２３〜２７付近が投射画素間の切れ目となる暗い部分に対応する。
【００４２】
以上説明したようにコントラスト強調処理をしたら、コーナー探索部１８が、各撮像エリア毎のコーナー探索エリアを設定する（ステップＢ８）。図１３（ａ）は、コーナー探索時において、図４に示すカラーＣＣＤカメラ３ａの撮像領域内の縦エッジ領域を探索するテンプレートの一例を示す平面図である。また、図１３（ｂ）は、上記領域内の横エッジ領域を探索するテンプレートの一例を示す平面図である。
【００４３】
また、図１３（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、カラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各撮像領域内に存在するコーナー領域をパターンマッチングで探索するためのテンプレートの一例を示す平面図である。これらのテンプレートは、色調合成の位置決めを実施する前に予め画像データの形で登録されており、例えば、これらのテンプレートは画像メモリ内に確保されており、ハードディスク内の画像ファイル（画像データ）として読み出してもよい。
【００４４】
以上に説明したテンプレートが用意されている中で、コーナー探索部１８は、まず、撮像エリアを左下撮像エリア内でのエッジ領域、およびコーナー領域を図１３（ａ）〜図１３（ｆ）のテンプレートとの相関値に基づくバイナリパターンマッチングを用いて調整基準値との位置差異を求め、光軸指令値を生成してコーナー部を調整基準位置に誘導する（ステップＢ９，Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ１２）。これらの動作は、画像認識部１４の投射映像動作計画部２１で管理されるが、パターンマッチングで得られた各コーナーの観測基準位置が撮像画像内に設定された調整基準位置の範囲内に存在しない場合には、投影処理部１９は起動されない。
【００４５】
投射映像動作計画部２１は、粗調整が終了したものと判断した場合、微調整の状態と判断し、投影処理部１９を起動させる。起動した投影処理部１９は、各撮像領域内でＸ，Ｙ方向別に輝度積分を行い（ステップＢ１３）、光学特性から決定される各コーナーの観測基準位置を決定する（ステップＢ１４）。また、エリア内光量解析部２０が、各コーナー撮像領域内のＸ，Ｙ各方向の輝度積分値の差の絶対値の最大値を各コーナー毎に求め（ステップＢ１５）、投射画素の光学特性で決まる各コーナーの観測基準位置と各撮像領域内の調整基準位置との差異から各光軸の制御部に送出する移動量を算出する（ステップＢ１６）。これらの後、当社映像動作計画部２１が、光軸調整を実行する（ステップＢ１７）。
【００４６】
投射映像動作計画部２１は、粗調整・微調整の判定を行い、撮像状況に応じて位置補正のための動作計画を作成し、粗調整を粗調整部２１ａに実行させ、微調整を微調整部２１ｂに実行させる。図１４は、粗調整の投射映像動作計画部２１の動作計画を記述したものであり、粗調整部２１ａの動作を示すものである。粗調整部２１ａは、最初に左コーナー部をカラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域内に誘導し、まず左下コーナー部をカラーＣＣＤカメラ３ｃに撮像させ（ステップＣ１）、図１３（ｅ）のテンプレートでパターンマッチングを行い、コーナー位置を探索する（ステップＣ２）。
【００４７】
粗調整部２１ａは、コーナーが存在する場合には、左下コーナーの観測基準位置と調整基準位置とのＸ，Ｙ方向の座標差異を光軸制御量に換算して移動コマンドを作成する（ステップＣ３，Ｃ５）。パターンマッチングで左下コーナーが存在しない場合には、３Ｃコーナー誘導処理（ステップＣ４）を行う。
【００４８】
図１５は、左下コーナーが存在しない場合の、カラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域へのコーナー誘導処理の動作フローを示したものである。例えば，図１６（ｄ）に示す状態に映像部が投射されているものとする。左下コーナーのカラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域内への誘導では、まず、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すテンプレートを用いて縦エッジ領域、横エッジ領域をパターンマッチング法を用いて検出する（ステップＤ１，Ｄ３）。ここでは、エッジ領域があると判断される場合、パターン間の相関誤差を実験的に２０％以下と定めている。
【００４９】
パターンが発見されれば、パターン領域内の観測基準位置と撮像領域内に予め定めてある基準画素位置までの座標差異を求め、対象方向に光軸を動かし（ステップＤ２，Ｄ４）、撮像されたエッジ領域を基準位置方向に導く（図１６（ｂ），（ｃ））。エッジが存在しない場合には（図１６（ｄ），（ｅ））、撮像領域内の輝度平均を計算する（ステップＤ５）。
【００５０】
例えば、明るさを示す撮像領域の輝度値が１２８以上あるなど、コーナー部がベタ部分として認識される場合（図１６（ｅ））、右上方向にＸ，Ｙ方向の光軸を右上方向に移動させる。ここで述べた移動量は、コーナー探索対象である撮像領域のＸ，Ｙ方向の長さの１／３とし、後述する方向の移動量の計算式（Ｓ１）（Ｓ２）で定められている。同様に、コーナーパターン、またはエッジパターンが存在しない場合（図１６（ｄ））には、輝度平均が１２８以下となる。意図的に左下方向にくるようにＸ，Ｙ方向がコーナー対象撮像領域幅の１／３ずつ移動させる。このような処理をすることで、左下コーナーは確実にカラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域に入ることになる。（図１６（ｆ））
【００５１】
一方、左下コーナー部を誘導してもカラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域に左上コーナーが入らない場合がある（図１６（ｇ））。これは、液晶パネルの法線方向のＺ軸のθ方向に対して、回転がかかっている場合である。このとき、左上コーナー部をカラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域に優先的に誘導することで、投射映像の左側コーナー２箇所を撮像領域に誘導する。
【００５２】
以下、左上コーナー部の誘導方法について図１７の動作フローを用いて詳細に説明する。まず、最初に左下コーナー領域を撮像し（ステップＥ１）、パターンマッチングを用いて左下コーナーの観測基準位置を記録する。（ステップＥ２）続いて、左上コーナー領域を撮像させ（ステップＥ３）、パターンマッチングで左上コーナーの観測基準位置を取得する。コーナーがカラーＣＣＤカメラ３ａの撮像領域内に入った段階で、左上コーナーの３×３投射画素中心の観測基準位置を求める。左下コーナーがカラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域に入った段階で先に記憶した観測基準位置と左上コーナーの観測基準位置との角度誤差から回転角度を求め（ステップＥ５）、左側エッジを垂直になるように光軸を移動させる（ステップＥ６）。
【００５３】
移動させた後に左下コーナーおよび、左上コーナーを撮像し、再度パターンマッチングを行って、左側にある２つのコーナー部が撮像範囲内に入ったときの位置情報を獲得する（ステップＥ７，Ｅ８，Ｅ９）。このようにしてもなお、回転角度の補正により、左下コーナーがずれてしまう場合がある（図１６（ｈ））。このような場合には、図１７に示すフローのようにして、左上，左下コーナーの双方をカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｃの撮像領域に入れるために、左下コーナー部をいったん予め指定した左下コーナーの撮像領域中心から左上部に待避位置座標（ｘ０，ｙ０）を定め、
Ｘ軸方向の位置=ｘ0+（Ｉｍｏｄ３）×Ｍ      （Ｓ１）
Ｙ軸方向の位置=ｙ0+（Ｉ／３）×（Ｎ／３）（Ｓ２）
として、２箇所の左側コーナーがカラーＣＣＤカメラ３ａおよびカラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域に入るまで移動させる（ステップＥ１０，Ｅ１１）。ただし、式（Ｓ１），式（Ｓ２）内のＭ，ＮはＸ，Ｙ方向の撮像領域の距離である。
【００５４】
２箇所のコーナーが撮像領域に入ったどうかの判断は、左上，左下コーナーを各々テンプレートとしたパターンマッチング処理を行うことで、相関誤差が２０％以下になったことで判断できる。式（Ｓ１），式（Ｓ２）式で定めたＸ，Ｙ方向の移動量に応じて、撮像とパターンマッチングを繰り返すことで２箇所の左側コーナーを撮像領域に導くことができる。
【００５５】
図１８は、式（Ｓ１），式（Ｓ２）に従ってＸ，Ｙ方向の光軸を移動させたときの投射映像の動きを示した例を示す平面図である。図１８に示すように、投射映像の２箇所の左側コーナー端点は、あたかも、円弧を描くように、順次、下方向に撮像領域に入るようなることで、コーナー領域を同時に撮像領域内に入っていくことがわかる。同様に、左下コーナー部と右下コーナー部の２箇所のコーナーを、図１７の動作と同様に、カラーＣＣＤカメラ３ｃおよびカラーＣＣＤカメラ３ｄの撮像領域に誘導すれば、図１９のフローチャートに示すようにすることで、投射映像の下側エッジ位置を所定の調整基準位置の近傍まで合わせることができる（図１９ステップＦ１〜Ｆ１１）。
以上の処理の動作計画を粗調整部２１ａが実行することで、４箇所のコーナーを撮像領域内に確実に入れることができ、粗調整を終了する。以上示したことにより、投射映像を適切な位置に移動させることができる。
【００５６】
つぎに、粗調整で４コーナーが撮像範囲内に入った段階で、画像認識部１４の投射映像動作計画部２１による微調コーナー誘導の動作計画を、微調整部２１ｂが実施する。微調整部２１ｂによる微調コーナー誘導の処理フローを図２０を用いて説明する。
まず、各コーナー撮像領域の撮像と対応する撮像領域に対するコーナー位置をパターンマッチングで求め、各コーナーの観測基準位置を求める（ステップＧ１〜Ｇ８）。続いて、擬似モノクロ画像データの輝度値を反転させた反転画像を生成し（ステップＧ９）。つぎに、投影処理部１９を用いて各撮像位置でのＸ，Ｙ各々の方向の輝度積分を求める（ステップＧ１０）。このとき、エリア内光量解析部２０を用いてピーク位置を探索し、コーナー領域部を構成する３×３の投射画素での光学的な投射画素中心を求める。
【００５７】
図２１は、擬似モノクロ画像データを反転させた反転画像からピーク位置を検出し、画素を求めた事例を示す説明図である。投射映像のＸ，Ｙ方向における輝度積分値の２番目のピーク位置を検出することで、各コーナー領域での光学的な特性に基づく観測基準画素位置が抽出できる。さらにステップＧ１０では、各撮像領域でのＸ，Ｙ方向での輝度積分値の差の絶対値の最大値、
Ｒｏｔ（ｘ）＝ＭＡＸ{Ｃｘ（θ）}…（Ｓ３）
Ｒｏｔ（ｘ）＝ＭＡＸ{Ｃｙ（θ）}…（Ｓ４）
をエリア内光学解析部２１を用いて求めておく。
ただし、
Ｃｘ（θ）＝ＡＢＳ（ＰＸｍａｘ−ＰＸｍｉｎ）…（Ｓ５）
Ｃｙ（θ）＝ＡＢＳ（ＰＹｍａｘ−ＰＹｍｉｎ）…（Ｓ６）
である。
【００５８】
図２２に示すように、Ｘ，Ｙ方向での輝度積分値の差の絶対値の最大値となる角度位置を求めることで、回転のズレ量を知ることができる（ステップＧ１１）。
図２３は、図２２に示す輝度積分を５度ずつ時計周りに投射映像をずらしたときの輝度積分値のピーク差の絶対値の最大値をプロットしたものである。輝度積分値のピーク差の最大値が最大のときの角度は、明らかに投影方向に対して垂直水平になっている。従って、各角度における輝度積分値のピーク差の最大値をとる位置に角度を合わせることにより，回転ズレが補正できることがわかる。
【００５９】
以上の回転補正を行うと、Ｘ，Ｙ，方向の４コーナーの観測基準位置がずれるため、これらのＸ，Ｙ方向の移動量求めることで（図２４（ｃ））、４コーナー各々の指定された調整基準位置に各コーナーの観測基準位置を合わせることができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態では、擬似モノクロ画像生成部１６により、画像メモリ１３内に色成分毎に記憶された各色成分の統合デジタル画像データの輝度値を用い、被投射面での光強度に近い濃淡画像である擬似モノクロ画像データを生成するようにしたので、単色で撮像された画像を投射された映像の色に無関係な輝度情報として扱うことができるようになる。この結果、本実施の形態によれば、カラーＣＣＤカメラ感度と肉眼との視感度差に関係なく、カラーＣＣＤカメラで撮像した画像の輝度設定を適切に設定することでき、色調の自動位置決めの調整を行うことにより投射映像の色ズレが最も少ない位置に光軸位置を正確に合わせることができるという効果を奏する。
【００６１】
さらに、本実施の形態では、コントラスト画像生成部１７により擬似モノクロ画像データの輝度分布状態を求め、輝度値毎のヒストグラムを作成し、各輝度値の画素数が等しくなるように輝度変換を施し、被投射面での光強度分布特徴を継承したままで輝度分布特徴を強調し、投射映像の明るい部分と暗い部分との画素の輝度差を大きくとるようにした。この結果、本実施の形態によれば、コントラストを上げて画像を鮮明化することができるため、投射画素の輝度分散の本来の性質を明確化して、視認性の極めて悪い青色の場合にも、色調位置決めの自動調整を行うことにより、投射映像の色ズレが最も良好となる位置に光軸位置を正確に合わせることができるという効果を奏する。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、投影処理部１９によりフォーカス検査エリア内での光の分布特徴となるＸ方向、Ｙ方向について方向別に輝度積分を行い、方向別の投射画素領域の被投射面での輝度分布を強調した正弦波形状の特徴変異として表すようにした。この結果、本実施の形態によれば、投射映像の投射画素の縦（Ｙ）方向と横（Ｘ）方向でボケ方を考慮した色調の位置決めの自動調整を行うことができ、光軸に伴う個々の投射画素の画素形状変動や投射画素間に発生するフレア、画像ノイズの影響を受けにくく、投射映像のどの位置をとっても普遍的な特徴をとることができ、投射映像の投射画素領域の色ズレが最も少ない位置に光軸位置を正確に合わせることができるという効果を奏する。
【００６３】
また、本実施の形態では、スクリーン２上の輝度分布を強調した輝度積分値の最大値と最小値からＸ，Ｙ各々の方向の投影ピーク値を求め、ピーク値の最大値と最小値の差の絶対値が最大となる光軸位置を回転ズレのない色調位置決め位置として求めるようにした。この結果、本実施の形態によれば、回転ズレによる色ズレが最小となる位置に光軸位置を正確に合わせることができるという効果を奏する。
【００６４】
また、本実施の形態では、スクリーン２上に張られた表面粗さが小さいフォト印字用紙や標準白色ボードなどの白色素材パネル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに投射された投射画像を撮像するようにした。この結果、本実施の形態によれば、スクリーンの凹凸による光の乱反射や外光の反射光の影響を受けずに、液晶プロジェクタ１本来の光学特性を反映した投射映像を撮像することができ、投射映像全体のフォーカスが最も鮮明となるフォーカス位置に光軸位置を正確に合わせることができるという効果を奏する。
【００６５】
なお、本実施の形態では、投射映像の４隅に配置されたカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより投射映像を撮像し、各撮像箇所毎のフォーカス位置を求めたが、Ｘ軸方向のあおり角度ＸθおよびＹ軸方向のあおり角度Ｖθのズレが問題にならない程度であれば、投射映像の中央の１箇所等に撮像箇所を減らしても良い。
【００６６】
また、本発明が上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数，位置，形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カメラ感度と肉眼との視感度差に関係なく、カメラで撮像した画像の輝度設定を適切に設定することができ、色調の位置決め自動調整を行うことにより投射光学系の色ズレが最も少ない位置に光軸位置を正確に合わせることができるようになるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態における色調合成の自動位置決め装置の構成例を示す構成図である。
【図２】  図１に示すカラーＣＣＤカメラ（撮像手段）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの位置関係を示す平面図である。
【図３】  図１に示すカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの位置関係の一例を示す側面図である。
【図４】  図１に示すカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによるスクリーン上の撮像位置の一例を示す説明図である。
【図５】  図１に示す画像認識処理部１４の構成例を示すブロック図である。
【図６】  図１に示す光軸調整機構部８により移動させる液晶プロジェクタの光学部品の調整光軸と各色毎の液晶パネルとの位置関係の一例を示す斜視図である。
【図７】  本実施の形態における色調合成の自動位置決め調整の調整手順例を説明するためのフローチャートである。
【図８】  自動位置決め調整における動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】  図５に示すデジタル画像統合器により生成される統合デジタル画像データ例を示す平面図である。
【図１０】  図５に示すコントラスト画像生成部によるコントラスト強調処理を説明するための各輝度値毎の画素数のヒストグラムである。
【図１１】  図５に示すコントラスト画像生成部によるコントラスト強調処理のアルゴリズムを説明するための説明図である。
【図１２】  図５に示すコントラスト画像生成部１７によるコントラスト強調処理前後の同一領域の輝度分布を比較するための特性図である。
【図１３】  図４に示すカラーＣＣＤカメラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの撮像領域内のエッジ領域を探索するテンプレートの一例を示す平面図である。
【図１４】  粗調整部２１ａの動作を示すフローチャートである。
【図１５】  左下コーナーが存在しない場合の、カラーＣＣＤカメラ３ｃの撮像領域へのコーナー誘導処理の動作フローを示したものである。
【図１６】  撮像領域と投射映像領域との関係を示す平面図である。
【図１７】  左上コーナー部の誘導動作を示すフローチャートである。
【図１８】  式（Ｓ１），式（Ｓ２）に従ってＸ，Ｙ方向の光軸を移動させたときの投射映像の動きを示した例を示す平面図である。
【図１９】  投射映像の下側エッジ位置を所定の調整基準位置の近傍まで合わせる動作を示すフローチャートである。
【図２０】  微調整部２１ｂによる微調コーナー誘導の処理動作を示すフローチャートである。
【図２１】  擬似モノクロ画像データを反転させた反転画像からピーク位置を検出し、画素を求めた事例を示す説明図である。
【図２２】  擬似モノクロ画像データを反転させた反転画像からピーク位置を検出し、画素を求めた事例を示す説明図である。
【図２３】  図２２に示す輝度積分を５度ずつ時計周りに投射映像をずらしたときの輝度積分値のピーク差の絶対値の最大値の推移を示す特性図である。
【図２４】  撮像領域と投射映像領域との関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１…液晶プロジェクタ、２…スクリーン、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…カラーＣＣＤカメラ、４…映像信号発生器、８…光軸調整機構部、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…液晶パネル、１０…ダイクロイックプリズム、１１…Ａ／Ｄ変換回路、１２…デジタル画像統合器、１３…画像メモリ、１４…画像認識処理部、１５…光軸制御部、１６…擬似モノクロ画像生成部、１７…コントラスト画像生成部、１８…コーナー探索部、１９…投影処理部、２０…エリア内光量解析部、２１…投射映像動作計画部、２２…光軸移動演算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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