(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視線の基点付近に配置され光学的パターンの画像を表示するためのマーカ手段と、画像を投影するための投影手段と、光学的に前記視線の基点と前記投影手段との間に位置し前記マーカ手段および投影手段による画像が表示されるスクリーンと、前記投影手段の光軸と同軸に光軸が設定され前記スクリーン上の画像を撮像するための撮像手段と、この撮像手段で撮像された画像を基に前記視線の基点から観測される前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正するための演算手段とを備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項２】
前記投影手段は、前記スクリーンに実写ビデオ画像またはインタラクティブなＣＧ画像を投影することを特徴とする請求項１記載の画像表示システム。
【請求項３】
前記マーカ手段は、観測者の両眼付近に設けられることを特徴とする請求項１または２記載の画像表示システム。
【請求項４】
前記マーカ手段は、非可視光を用いて前記スクリーンに前記光学的パターンの画像を表示することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項５】
前記マーカ手段は、前記スクリーンに前記光学的パターンの画像を点滅させて表示することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項６】
前記演算手段は、前記撮像手段で撮像された前記マーカ手段による画像の光学的パターンを利用して、前記観測者の視点付近の歪みをその周辺部の歪みよりも重点的に補正することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項７】
前記スクリーンの表示面を変形するための表示面変形手段を備え、前記演算手段は、前記スクリーン上の前記画像に生じる歪みが減少するように、前記投影手段によって投影される画像のデータを補正するとともに前記表示面変形手段を通じて前記スクリーンの表示面を変形することにより、前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項８】
前記投影手段は複数設けられ、これら複数の投影手段から投影される画像が組み合わされて前記スクリーンに投影されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項９】
前記マーカ手段は、複数の観測者に対して複数設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項１０】
前記複数のマーカ手段は、それぞれ個別に色分けされた光学的パターンの画像を前記スクリーンに表示することを特徴とする請求項９記載の画像表示システム。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の画像表示システムのうち、前記演算手段による歪みを補正するための処理機能をネットワークに接続されるサーバに設ける一方、その残部をネットワークに接続されるクライアント側に設けて実行される画像表示システム用補正サービス方法であって、
前記クライアントが、前記撮像手段で撮像された画像を基に送信データを作成し、この送信データを前記サーバに前記ネットワークを介して送信するステップと、
前記サーバが、前記クライアントから送信された送信データを基に、前記視線の基点から観測される前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正するためのデータを作成し、このデータを前記クライアントに前記ネットワークを介して提供するステップと
から構成されることを特徴とする画像表示システム用画像補正サービス方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンに画像を投影する画像表示システム、特に臨場感やスケール感を高度に実現した広視野角の画像表示システム、並びにこれに関連する画像表示システム用補正サービス方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像を表示するための装置が各種市販され提案されている。例えば利用者自身の手足や別の利用者を違和感なく表示することは苦手としているが、利用者の眼球の近傍に画像を表示することにより広視野角を得るヘッドマウントディスプレイが市販されている。また、視差を付けた映像を左右の目に別々に見せて立体感を表現するものもある。
【０００３】
このほか、現実世界に近い高度な臨場感やスケール感を表現するために、大型の平面スクリーン、複数の平面スクリーンを多面体形状に組み合わせてなる多面体型スクリーン、アーチ形状のスクリーンまたは凹面（放物面）状のスクリーンなどの各種形状のスクリーンを用いて、利用者の視野を広く覆う画像表示システムが開発されている。
【０００４】
なお、特開平１０−２００８３６号公報には、投影面の方位角、傾斜角及び距離を計算して投影面の三次元形状を獲得し、投影面の形状に対応して入力原画像に対する傾き補正と拡大・縮小補正とを行い、補正された画像を投影出力するプロジェクタ装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記各種形状のスクリーンを用いて利用者の視野を広く覆う画像表示システムの場合、コンピュータで生成したいわゆるＣＧ画像や実写ビデオからの画像を表示したときに、スクリーン系の形状やレンズ系の歪みなどにより、本来利用者の視野に提示したい画像とは異なる歪みのある画像が表示されることとなる。このため、スクリーン系を設置する際に利用者の視点位置も固定して、それらの位置関係などから表示する画像に加わる歪みを導き出して逆方向の歪みを加える補正作業が必要となる。しかし、この作業には非常な手間がかかる。さらに利用者の視点が移動した場合には、再度この面倒な作業が必要になるなど、広視野角の画像を提示することは容易なことではない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、各種形状のスクリーン上の画像に生じる歪みを簡単な作業で補正することができる画像表示システムおよび画像表示システム用画像補正サービス方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明の画像表示システムは、視線の基点付近に配置され光学的パターンの画像を表示するためのマーカ手段と、画像を投影するための投影手段と、光学的に前記視線の基点と前記投影手段との間に位置し前記マーカ手段および投影手段による画像が表示されるスクリーンと、前記投影手段の光軸と同軸に光軸が設定され前記スクリーン上の画像を撮像するための撮像手段と、この撮像手段で撮像された画像を基に前記視線の基点から観測される前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正するための演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像表示システムにおいて、前記投影手段は、前記スクリーンに実写ビデオ画像またはインタラクティブなＣＧ画像を投影することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、観測者の両眼付近に設けられることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、非可視光を用いて前記スクリーンに前記光学的パターンの画像を表示することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、前記スクリーンに前記光学的パターンの画像を点滅させて表示することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記演算手段は、前記撮像手段で撮像された前記マーカ手段による画像の光学的パターンを利用して、前記観測者の視点付近の歪みをその周辺部の歪みよりも重点的に補正することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記スクリーンの表示面を変形するための表示面変形手段を備え、前記演算手段は、前記スクリーン上の前記画像に生じる歪みが減少するように、前記投影手段によって投影される画像のデータを補正するとともに前記表示面変形手段を通じて前記スクリーンの表示面を変形することにより、前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正することを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記投影手段は複数設けられ、これら複数の投影手段から投影される画像が組み合わされて前記スクリーンに投影されることを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、複数の観測者に対して複数設けられることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像表示システムにおいて、前記複数のマーカ手段は、それぞれ個別に色分けされた光学的パターンの画像を前記スクリーンに表示することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の画像表示システムのうち、前記演算手段による歪みを補正するための処理機能をネットワークに接続されるサーバに設ける一方、その残部をネットワークに接続されるクライアント側に設けて実行される画像表示システム用補正サービス方法であって、前記クライアントが、前記撮像手段で撮像された画像を基に送信データを作成し、この送信データを前記サーバに前記ネットワークを介して送信するステップと、前記サーバが、前記クライアントから送信された送信データを基に、前記視線の基点から観測される前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正するためのデータを作成し、このデータを前記クライアントに前記ネットワークを介して提供するステップとから構成されることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は画像表示システムのブロック図であり、この図を参照しながら本発明に係る第１実施形態について説明する。
【００２０】
図１に示す画像表示システムは、視線Ａの基点付近に配置され光学的パターンの画像を表示するためのマーカ１と、画像を投影するための投影装置２と、光学的に上記視線の基点と投影装置２との間に位置しマーカ１および投影装置２による画像が表示されるスクリーン３と、投影装置２の光軸Ｂと同軸に光軸が設定されスクリーン３上の画像を撮像するための撮像装置４と、この撮像装置４で撮像された画像を基に上記視線の基点から観測されるスクリーン３上の画像に生じる歪みを補正するためのコンピュータ５とを備えている。以下、これらの各部の具体例についてさらに図面を用いて説明する。
【００２１】
図２，図３に図１のマーカの設置場所の具体例を示す。マーカ１は、図２の例では、マーカ１１として、座席１００の背もたれの上部であってその座席１００に着座している人の視線の基点付近に配置されている。図３の例では、複数のマーカ１２として、眼鏡型のフレーム１０１に設けられている。ここでは、説明の便宜上、マーカ１は後者であるとする。
【００２２】
図４〜図７に図１のマーカによってスクリーン上に表示される画像の光学的パターンの例を示す。図４の例では、画像Ｃ１によって、平面格子を構成する複数の点Ｃ１１によりなるパターンが形成されている。図５の例では、画像Ｃ２によって、平面格子を構成する各点を結ぶ複数の線Ｃ２１によりなるパターンが形成されている。図６の例では、画像Ｃ３によって、連設された複数の多角形Ｃ３１によりなる（同図ではハニカム構造の平面的な）パターンが形成されている。図７の例では、画像Ｃ４によって、先の画像Ｃ２によるパターンの変形例であって中心付近が密に周辺部分が疎になるパターンが形成されている。これは観測者の視点付近の歪みをその周辺部の歪みよりも重点的に補正する場合に有効なパターン例であり、この場合、補正処理のパフォーマンスを高めることができて、スムーズな体験が可能となる。ここでは、説明の便宜上、マーカ１は、図５の例の画像Ｃ２をスクリーン３に表示するものであるとする。
【００２３】
図８〜図１０に図１のスクリーンの具体構造例を示す。上記スクリーン３は、図８の例では、凹面（放物面）形状のスクリーン３１として形成されている。図９の例では、アーチ形状のスクリーン３２として形成されている。図１０の例では、複数の平面スクリーン３３１を多面体形状に組み合わせてなる多面体型のスクリーン３３として形成されている。なお、スクリーン３は、反射型でもあるいは透過型でもどちらであっても構わないが、その別に応じて以下の如く各装置の配置構成が異なる。
【００２４】
図１１〜図１４に図１のスクリーンが凹面形状のスクリーンである場合のその透過／反射型に合った各装置の配置構成例を示す。図１１の例は、反射型の凹面形状のスクリーン３１ａを使用し、そのスクリーン３１ａの反射方向の前方に、マーカ１２が設けられたフレーム１０１を装着している人が位置し、その人の後方に、投影装置２および撮像装置４を一体に構成してなる投影・撮像装置６を、その光軸が前方の人に被らないように設ける配置構成になっている。図１２の例は、透過型の凹面形状のスクリーン３１ｂを使用し、そのスクリーン３１ｂの曲率中心側に、マーカ１２が設けられたフレーム１０１を装着している人が位置する一方、スクリーン３１ｂに対して曲率中心とは反対側に、投影・撮像装置６を設ける配置構成になっている。図１３の例は、図１２の例の変形例であって、設置スペースを縮小すべく、スクリーン３１ｂと投影・撮像装置６との間の光路にミラー７が介在する配置構成になっている。図１４の例は、図１２の例の変形例であって、スクリーン３１ｂに対する表示エリアを分割し、分割した各表示エリアに対して、投影・撮像装置６とコンピュータ５とを使用する配置構成になっている。
【００２５】
なお、図１１〜図１４において、コンピュータ５は、投影・撮像装置６からの画像を処理して投影用の画像を補正する演算を行うことができるように、投影・撮像装置６と信号を授受可能に接続されている。また、投影装置２および撮像装置４は、投影・撮像装置６として一体に構成されているが、必ずしも一体に構成する必要はなく、それらの光軸が一致する構成であればよい。さらに、人、すなわち観測者が複数人いる場合は、図１５に示すように、各観測者にマーカ１２が設けられたフレーム１０１が装着される。
【００２６】
図１６はマーカが図５の画像をスクリーンに表示した場合に、投影・撮像装置の撮像により得られた画像の光学的パターンの例を示す図、図１７はマーカが図５の画像をスクリーンに表示するとともにそれに対応する画像（マーカによる画像が例えば水平および平行の線成分を含む場合には水平および平行の線成分を含む画像）を投影・撮像装置がスクリーンに表示した場合に、投影・撮像装置の撮像により得られた画像の光学的パターンの例を示す図である。なお、これらの図では、図示の便宜上、平面形のスクリーンでスクリーン３を描いてある。
【００２７】
図１６の場合、マーカ１による光学的パターンＤは、スクリーン３の表示面の凹凸により歪んで表示される。図１７の場合、マーカ１による光学的パターンＤおよび投影・撮像装置６による光学的パターンＥは、スクリーン３の表示面の凹凸および光学系の歪みにより歪んで表示される。このため、第１実施形態では、以下のようにしてその歪みが補正される。
【００２８】
図１８は歪み補正の説明図、図１９は図１のコンピュータにより実行される歪み補正の処理手順例を示す図、図２０は歪み補正の効果の説明図である。
【００２９】
ここでは、図１８に示すように、図１７の場合に投影・撮像装置６の撮像により得られた画像の混合パターンを、マーカ１による光学的パターンと投影・撮像装置６による光学的パターンとに分解し、投影・撮像装置６による光学的パターンを、マーカ１による光学的パターンと相似形になるように（もし両光学的パターンが仮想空間において同一位置にある同一サイズであれば完全に一致するように）、変形する演算をコンピュータ５で実行する。その演算については、図形をマッチングするための各種方法を利用することが可能であるが、一例としては、各光学的パターンについて重心を通り直交する共通の座標軸を置いて、外周が一致するように座標値を線形的に補完すれば良い。
【００３０】
コンピュータ５は、歪みを解消する（演算手段による）補正処理機能として、図１９に示すように、ステップＳ１で投影・撮像装置６による撮像画像を取り込み、その撮像画像から、ステップＳ２でマーカ１によるパターン画像を取り出す一方、ステップＳ３で投影・撮像装置６の投影画像によるパターン画像を取り出し、ステップＳ４，Ｓ５で各々から光学的パターンを構成するグリッドなどの幾何学的要素を算出して保持し、ステップＳ７において、両者の幾何学的要素を比較して、マーカ１による光学的パターンに投影画像による光学的パターンをマッチングするための補正データを算出して保持するとともに、別途ビデオ画像からの取り込み、あるいは３次元空間データから生成したＣＧ画像などによって作成した投影用画像を変形し（Ｓ８，Ｓ９）、ステップＳ１０で補正済みの投影用画像を出力する。
【００３１】
ここで、スクリーン形状およびスクリーン３と投影光路と投影装置２のレイアウトが変化しなければ、投影画像によるパターン画像を再度処理して対応する幾何学的要素を算出する必要はなく、視点位置が変化した場合のマーカ１によるパターン画像から幾何学的要素を算出すれば、保持しておいた幾何学的要素との組み合わせにより補正データが算出できるため、初期設定時を除いては投影画像としてパターン画像を投影する必要はなく、主にマーカ１によるパターン画像を撮像して処理すれば良い。これにより、図２０（ａ）に示す補正なしの場合にスクリーン３に表示される画像が図２０（ｂ）に示すような画像に補正される。
【００３２】
図８〜図１０などの様々な形状のスクリーン系と利用者の視線の基点位置に対応して、歪み補正に必要なデータを自動的に取得し、そのデータを用いて補正を行うことにより、現実世界に近い高度な臨場感やスケール感を表現でき、各種形状のスクリーン上の画像に生じる歪みを簡単な作業で補正することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
図２１は画像表示システムのブロック図、図２２は図２１の表示面変形部の説明図である。
【００３４】
第２実施形態の画像表示システムは、図２１，図２２に示すように、スクリーン３（図２２の例ではスクリーン３１）の各部を動かしてその表示面の凹凸形状を変更するための複数の駆動部８１により構成される表示面変形部８をさらに備え、スクリーン３上の画像に生じる歪みが減少するように、投影装置２によって投影される画像のデータを補正するとともに表示面変形部８を通じてスクリーン３の表示面を変形することにより、スクリーン３上の画像に生じる歪みを補正する制御を行うコンピュータ５ａを備える以外は、図１に示す画像表示システムと同様に構成される。
【００３５】
この構成でも、各種形状のスクリーン上の画像に生じる歪みを簡単な作業で補正することができる。また、演算結果を用いて投影する画像をデータ的に補正するだけでなく、自動的にスクリーンを変形あるいは移動したり、投影装置の設定を変更したりすることにより、映像に対する補正処理を簡略化できてパフォーマンスを向上でき、また投影する内容に最適なスクリーン形状を維持することも可能となるという効果がある。
【００３６】
（第３実施形態）
図２３は画像表示システム用画像補正サービスの説明図である。
【００３７】
このサービスは、上記各実施形態の画像表示システムのうち、コンピュータ５の演算手段による歪みを補正するための処理機能をネットワーク（例えばインターネット）Ｎに接続されるサーバ９に設ける一方、その残部をネットワークＮに接続されるクライアント１０側に設け、各クライアント１０は、投影・撮像装置６で撮像された画像を基にコンピュータ５ｂで送信データを作成してネットワークＮ経由でサーバ９に送信し、サーバ９は、クライアント１０から送信された送信データを基に、視線の基点から観測されるスクリーン３（図では３１ａ，３１ｂ）上の画像に生じる歪みを補正するためのデータ（補正を行った画像データまたは補正データそのもの）を作成し、このデータをそのクライアント１０にネットワークＮを介して提供するシステムによって実行される。
【００３８】
このサービスによれば、さまざまな設置空間やスクリーン形状を用いて、仮想デザインセンターや仮想商店街などの仮想空間を現実に近いスケール感覚で表現し、多様な利用者に対して、精度の良い設計検討や実物を見るのに近い商品検討の場を提供することができる。
【００３９】
なお、マーカは、非可視光を用いてスクリーンに光学的パターンの画像を表示するものでもよい。この場合、本来の投影映像を妨げることなく、観測者が利用中も随時正確な補正処理を行うことができ、観測者の視点位置移動に対する追従性が高まって、観測者が動きながら体験しても高い臨場感が得られる。
【００４０】
また、マーカによって、スクリーンに光学的パターンの画像を点滅させて表示すれば、外部からのノイズの影響を除き易くできて補正処理の安定性が向上すると共に、点滅タイミングとの同期をとることによって両眼あるいは複数の観測者の視点位置を個別に認識することもでき、各々に最適な補正処理ができて、高い臨場感が得られ、さらに投影手段の映像についても点滅させて同期を取ることが可能であって、複数の観測者がシステムを共用する場合においては、相互に異なる体験を同時に行うことも可能となるという効果がある。
【００４１】
さらに、マーカは、複数使用する場合、それぞれ個別に色分けされた光学的パターンの画像をスクリーンに表示するものでもよい。この場合、両眼あるいは複数の観測者の視点位置に対応するパターンが同時に表示された場合でも、それらを容易に区別することができ、各々に対する補正処理を効果的に行うことにより、臨場感を高められる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明の画像表示システムは、視線の基点付近に配置され光学的パターンの画像を表示するためのマーカ手段と、画像を投影するための投影手段と、光学的に前記視線の基点と前記投影手段との間に位置し前記マーカ手段および投影手段による画像が表示されるスクリーンと、前記投影手段の光軸と同軸に光軸が設定され前記スクリーン上の画像を撮像するための撮像手段と、この撮像手段で撮像された画像を基に前記視線の基点から観測される前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正するための演算手段とを備えるので、各種形状のスクリーン上の画像に生じる歪みを、マーカ手段を使うだけの簡単な作業で補正することができる。また、様々な形状のスクリーン系と利用者の視線の基点に対応して、歪み補正に必要なデータを自動的に随時得ることができ、そのデータを用いて補正を行うことにより、予め測定したり設計図面から算出した補正パラメータに比べて、より正確な補正が可能となるため、現実世界に近い高度な臨場感やスケール感を表現でき、使用中に観測者が動くことによって生じる視点位置の変化にも自動的に対応させることができるだけでなく、スクリーン形状の変更やレイアウトおよびサイズの変更にも容易に対応でき、さらに視線の基点付近でパターンを発生するマーカ手段を用いることにより補正処理が簡略化できることに加えて、マーカ手段は撮像系に比べて機構が簡単なため、簡易で軽量で小型にもできるため、視線の基点付近に撮像系を設ける構成に比べて観測者に対する負担も軽く、また投影用の光路を共用して撮像することにより、投影手段に対する補正に適した形での撮像に要する光学系を簡略化できてコストが抑えられ、補正処理の面ではマーカの像と投影した映像とのマッチングを取ることが容易であって光学系自体で生じた歪みをも含めたシステム全体としての歪み補正の性能を向上させ易く、正確なスケール感を実現し易いという効果がある。
【００４３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像表示システムにおいて、前記投影手段は、前記スクリーンに実写ビデオ画像またはインタラクティブなＣＧ画像を投影するのであり、この場合も、各種形状のスクリーン上の画像に生じる歪みを簡単な作業で補正することができる。
【００４４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、観測者の両眼付近に設けられるので、観測者の視点位置の移動に対する追従性が高まり、また両眼視差による立体視を行う場合に精度の良い補正処理を行うことができて、観測者の没入感・臨場感が高まると共に、奥行き方向についての評価検討の精度が向上するという効果がある。
【００４５】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、非可視光を用いて前記スクリーンに前記光学的パターンの画像を表示するので、本来の投影映像を妨げることなく、観測者が利用中も随時正確な補正処理を行うことができ、観測者の視点位置移動に対する追従性が高まって、観測者が動きながら体験しても高い臨場感が得られるという効果がある。
【００４６】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、前記スクリーンに前記光学的パターンの画像を点滅させて表示するので、外部からのノイズの影響を除き易くできて補正処理の安定性が向上すると共に、点滅タイミングとの同期をとることによって両眼あるいは複数の観測者の視点位置を個別に認識することもでき、各々に最適な補正処理ができて、高い臨場感が得られ、さらに投影手段の映像についても点滅させて同期を取ることが可能であって、複数の観測者がシステムを共用する場合においては、相互に異なる体験を同時に行うことも可能となるという効果がある。
【００４７】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記演算手段は、前記撮像手段で撮像された前記マーカ手段による画像の光学的パターンを利用して、前記観測者の視点付近の歪みをその周辺部の歪みよりも重点的に補正するので、補正処理のパフォーマンスを高めることができて、スムーズな体験が可能となるという効果がある。
【００４８】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記スクリーンの表示面を変形するための表示面変形手段を備え、前記演算手段は、前記スクリーン上の前記画像に生じる歪みが減少するように、前記投影手段によって投影される画像のデータを補正するとともに前記表示面変形手段を通じて前記スクリーンの表示面を変形することにより、前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正するので、演算結果を用いて投影する画像をデータ的に補正するだけでなく、自動的にスクリーンを変形あるいは移動したり、投影手段の設定を変更したりすることにより、映像に対する補正処理を簡略化できてパフォーマンスを向上でき、また投影する内容に最適なスクリーン形状を維持することも可能となるという効果がある。
【００４９】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記投影手段は複数設けられ、これら複数の投影手段から投影される画像が組み合わされて前記スクリーンに投影されるので、広視野角でかつ高精細な内容を歪みなく体験できて、臨場感を高められるという効果がある。
【００５０】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の画像表示システムにおいて、前記マーカ手段は、複数の観測者に対して複数設けられるので、複数の観測者に対しての全体的な補正を行うことができて、複数の観測者の総体に対する臨場感を高めることができるという効果がある。
【００５１】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像表示システムにおいて、前記複数のマーカ手段は、それぞれ個別に色分けされた光学的パターンの画像を前記スクリーンに表示するので、両眼あるいは複数の観測者の視点位置に対応するパターンが同時に表示された場合でも、それらを容易に区別することができ、各々に対する補正処理を効果的に行うことにより、臨場感を高められるという効果がある。
【００５３】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれかに記載の画像表示システムのうち、前記演算手段による歪みを補正するための処理機能をネットワークに接続されるサーバに設ける一方、その残部をネットワークに接続されるクライアント側に設けて実行される画像表示システム用補正サービス方法であって、前記クライアントが、前記撮像手段で撮像された画像を基に送信データを作成し、この送信データを前記サーバに前記ネットワークを介して送信するステップと、前記サーバが、前記クライアントから送信された送信データを基に、前記視線の基点から観測される前記スクリーン上の画像に生じる歪みを補正するためのデータを作成し、このデータを前記クライアントに前記ネットワークを介して提供するステップとから構成されるので、請求項１から１０のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られる。また、利用者は表示システムのレイアウト変更やスクリーンの形やサイズの変更などを行った際の面倒な調整作業から開放されるだけでなく、必要ならば視点位置の動的な変化にも対応できて臨場感が高く現実のスケール感覚に近い体験を行うことのできるシステムを簡単に構築でき、また表示するコンテンツ内容に合わせて補正の精度や処理速度のバランスのとれたデータ補正サービスを選ぶことができるほか、サーバ性能や補正処理プログラムのグレードアップが行われた場合の恩恵も随時享受できて、コストパフォーマンス良く高品質の広視野角画像体験ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の画像表示システムのブロック図である。
【図２】図１のマーカの設置場所の具体例を示す図である。
【図３】図１のマーカの設置場所の具体例を示す図である。
【図４】図１のマーカによってスクリーン上に表示される画像の光学的パターンの例を示す図である。
【図５】図１のマーカによってスクリーン上に表示される画像の光学的パターンの例を示す図である。
【図６】図１のマーカによってスクリーン上に表示される画像の光学的パターンの例を示す図である。
【図７】図１のマーカによってスクリーン上に表示される画像の光学的パターンの例を示す図ある。
【図８】図１のスクリーンの具体構造例を示す図である。
【図９】図１のスクリーンの具体構造例を示す図である。
【図１０】図１のスクリーンの具体構造例を示す図である。
【図１１】図１のスクリーンが凹面形状のスクリーンである場合のその反射型に合った各装置の配置構成例を示す図である。
【図１２】図１のスクリーンが凹面形状のスクリーンである場合のその透過型に合った各装置の配置構成例を示す図である。
【図１３】図１のスクリーンが凹面形状のスクリーンである場合のその透過型に合った各装置の配置構成例を示す図である。
【図１４】図１のスクリーンが凹面形状のスクリーンである場合のその透過型に合った各装置の配置構成例を示す図である。
【図１５】観測者が複数人いる場合の例を示す図である。
【図１６】マーカが図５の画像をスクリーンに表示した場合に、投影・撮像装置の撮像により得られた画像の光学的パターンの例を示す図である。
【図１７】マーカが図５の画像をスクリーンに表示するとともにそれに対応する画像を投影・撮像装置がスクリーンに表示した場合に、投影・撮像装置の撮像により得られた画像の光学的パターンの例を示す図である。
【図１８】歪み補正の説明図である。
【図１９】図１のコンピュータにより実行される歪み補正の処理手順例を示す図である。
【図２０】歪み補正の効果の説明図である。
【図２１】本発明に係る第２実施形態の画像表示システムのブロック図である。
【図２２】図２１の表示面変形部の説明図である。
【図２３】本発明に係る第３実施形態の画像表示システム用画像補正サービスの説明図である。
【符号の説明】
１  マーカ
２  投影装置
３  スクリーン
４  撮像装置
５  コンピュータ
６  投影・撮像装置
７  ミラー
８  表示面変形部
９  サーバ
１０  クライアント
【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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