(57)【要約】本発明の画像表示方法は、画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含むことを特徴とする。  このため、本発明の画像表示方法によれば、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができるとともに、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることがなくなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含むことを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、前記有効画像表示領域の周縁部に沿って設けられていることを特徴とする画像表示方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、前記光散乱手段と同一面内に設けられていることを特徴とする画像表示方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であって、
前記縦の線状画像を前記光散乱手段における横方向に沿って走査し、前記横の線状画像を前記光散乱手段における縦方向に沿って走査することを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記制御用画像は、前記有効画像表示領域の外側に投写される枠状画像であることを特徴とする画像表示方法。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像と前記表示画像とを同時に投写することを特徴とする画像表示方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像を検出するステップは、
所定の参照信号によって前記制御用画像の大きさを周期的に変化させるとともに、前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅することにより、前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することを特徴とする画像表示方法。
【請求項８】
投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、
前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段とをさらに備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像表示装置において、
前記画像投写手段として、複数の画像投写手段を備え、
前記画像補正手段は、各画像投写手段が投写する表示画像を補正する機能を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の画像表示装置に用いるための光散乱手段であって、
前記有効画像表示領域外に複数の光検出手段を備えていることを特徴とする光散乱手段。
【請求項１１】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含むことを特徴とする画像表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、画像表示方法、画像表示装置、光散乱手段及び画像表示プログラムに関する。
【背景技術】  近年、画像投写型の画像表示装置が注目されている。画像投写型の画像表示装置は、例えば、プラズマ表示パネルや液晶表示パネルを用いた直視型の画像表示装置と比較して、画像表示についての自由度が非常に高いという特徴を有している。
直視型の画像表示装置の場合、表示画面の大きさは表示デバイスの大きさそのものであり、表示デバイスは大きな薄いガラス板などを基板として製造されているため、表示画面の大きさを自由に変更することは容易ではない。
それに対し、画像投写型の画像表示装置においては、小型の電気光学変調装置、例えば小型の液晶装置やマイクロミラー型光変調装置などに光を透過させ、あるいは反射させて得た投写画像を、投写光学系により拡大してスクリーンなどの光散乱手段に投写することにより、任意の大きさの画面を容易に実現することが可能である。また、表示画面の明るさも、用いる光源により比較的容易に変化させることができる。
このような画像表示についての自由度は、光源、電気光学変調装置、投写光学系などがそれぞれ分離していることにより得られるものである。つまり、それらの組合せとして非常に多くの種類の画像表示方法及び画像表示装置を実現することができる。
ところで、画像表示についての自由度が高いことは、画質を劣化させる要因となる場合もある。特に、投写画像の歪みは、直視型画像表示装置には起こりえない表示画質の劣化形態である。この投写画像の歪みは、画像投写手段、投写光学系及び光散乱手段の位置関係が適切でない場合、あるいは、それらの位置関係が変化する場合に発生する。
画像投写手段から投写される投写画像の歪みを補正して光散乱手段に表示画像を表示する方法として、撮像手段を用いて投写画像の補正を行う画像表示方法がある（例えば、特許文献１及び２参照。）。特許文献１に開示された画像表示方法においては、画像投写手段としてのプロジェクタユニットと光散乱手段としてのスクリーンとの投写軸周りでの相対的な回転角をωとし、プロジェクタユニットから投写される投写画像とスクリーンとの垂直方向での交差角をθとし、プロジェクタユニットから投写される投写画像とスクリーンとの水平方向での交差各をφとしたときの、投写画像の補正式が示されている（特許文献１の（２）式〜（４）式及び図２を参照。）。これら３つの角度を検出するために、撮像手段としてのデジタルカメラを用いている。
また、特許文献１には、スクリーンにおける有効画像表示領域内に多数の微小な光検出手段（光センサ）を配置して、光が照射されている光検出手段を検出することにより、スクリーン上での画像の投写状態を把握する画像表示方法も開示されている。
特許文献２に開示された画像表示方法は、撮像手段としてのデジタルカメラを画像投写手段としてのプロジェクタユニットと正対して設置したり並列に設置したりすることにより、プロジェクタユニットから投写される投写画像に歪みを検出し、歪みを補正した投写画像を光散乱手段としてのスクリーンに表示する方法である。
【特許文献１】特開平９−３２６９８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１８５９８７号公報
【発明の開示】
しかしながら、特許文献１に記載された画像表示方法においては、撮像手段そのものに歪みが発生する可能性があり、撮像手段で発生した歪みと投写画像の歪みとを分離することは困難である。また、光散乱手段における有効画像表示領域と撮像手段との位置関係は一定ではないため、投写画像を補正するための補正パラメータを正確に検出することができない。このため、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題がある。
また、上記の光検出手段を配置する画像表示方法においては、有効画像領域内に配置した光検出手段によって投写画像の歪みを検出することとしているため、光散乱手段として透過型のスクリーンを用いた場合には、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせてしまうおそれがあるという問題がある。また、光散乱手段として反射型のスクリーンを用いた場合においても、光検出手段の存在を見え難くすることが困難であるため、表示画質の劣化を回避することは容易ではない。
特許文献２に記載された画像表示方法においては、光散乱手段の有効画像表示領域と撮像手段の位置とが固定されているため、それらの相対的な位置関係に起因する問題は解決されているが、上記した撮像手段そのものに起因する歪みの問題は解決されていない。
そこで、本発明は、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができるとともに、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることのない画像表示方法及び画像表示装置並びにそのような画像表示装置に好適に用いられる光散乱手段及び画像表示プログラムを提供することを目的とする。
（１）本発明の画像表示方法は、画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含むことを特徴とする。
このため、本発明の画像表示方法によれば、上記の制御用画像を画像投写手段から光散乱手段に向けて投写し、光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、制御用画像を検出し、光検出手段による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するようにしているため、撮像手段を用いることなく、画像補正信号を生成することができる。その結果、撮像手段を用いることに起因した投写画像の歪みの問題や、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題を解決することができ、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することが可能になる。
また、上記した複数の光検出手段は、光散乱手段における有効画像表示領域よりも外側に設けられるため、透過型のスクリーン及び反射型のスクリーンのいずれの光散乱手段を用いた場合であっても、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることもない。
本発明の画像表示方法に用いる光散乱手段としては、画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段であればよく、例えば、スクリーンを好適に用いることができる。
本発明の画像表示方法に用いる画像投写手段としては、投写すべき表示画像に係る表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段であればよく、例えば、プロジェクタを好適に用いることができる。
本発明の画像表示方法に用いる光検出手段としては、例えば、光センサを好適に用いることができる。
（２）上記（１）に記載の画像表示方法においては、前記光検出手段は、前記有効画像表示領域の周縁部に沿って設けられていることが好ましい。
このような方法とすることにより、それぞれの光検出手段の位置と光散乱手段における有効画像表示領域の周縁部の位置とを同等と考えることができる。このため、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の位置を容易かつ高精度に求めることができる。
（３）上記（１）又は（２）に記載の画像表示方法においては、前記光検出手段は、前記光散乱手段と同一面内に設けられていることが好ましい。
このような方法とすることにより、画像歪みの検出を容易なものとすることができる
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像表示方法においては、前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であって、前記縦の線状画像を前記光散乱手段における横方向に沿って走査し、前記横の線状画像を前記光散乱手段における縦方向に沿って走査することが好ましい。
このような方法とすることにより、光散乱手段における光検出手段の実際の位置と電気光学変調装置の画像形成領域における光検出手段の仮想的な位置とを正確に対応付けることができる。
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像表示方法においては、前記制御用画像は、前記有効画像表示領域の外側に投写される枠状画像であることが好ましい。
このような方法とすることにより、有効画像表示領域内には制御用画像が投写されなくなるため、投写画像を投写しながら、画像投写手段のずれなどに起因する投写画像の歪みをリアルタイムで検出することができるようになる。
（６）上記（５）に記載の画像表示方法においては、前記制御用画像と前記表示画像とを同時に投写することが好ましい。
このような方法とすることにより、表示画像の投写中にリアルタイムで画像補正を行うことが可能となる。
（７）上記（５）又は（６）に記載の画像表示方法においては、前記制御用画像を検出するステップは、所定の参照信号によって前記制御用画像の大きさを周期的に変化させるとともに、前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅することにより、前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することが好ましい。
このような方法とすることにより、例えば、有効画像表示領域に表示される表示画像の光が散乱光として光検出手段に入射しても、制御用画像を効率良く、かつ、高精度に検出することができる。
（８）本発明の画像表示装置は、投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段とをさらに備えることを特徴とする。
このため、本発明の画像表示装置によれば、制御用画像生成手段によって生成された制御用画像を有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって検出し、光検出手段による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号生成手段が画像補正信号を生成することとしているため、撮像手段を用いることなく、画像補正信号を生成することができる。その結果、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができる。
また、上記した複数の光検出手段は、光散乱手段における有効画像表示領域よりも外側に設けられるため、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることもない。
なお、本発明の画像表示装置においても、上記した本発明の画像表示方法において好適な特徴を有することが好ましい。
（９）上記（８）に記載の画像表示装置においては、前記画像投写手段として、複数の画像投写手段を備え、前記画像補正手段は、各画像投写手段が投写する表示画像を補正する機能を有することが好ましい。
このように構成することにより、複数の画像投写手段からの投写画像を光散乱手段上にタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイにおいても、上記（８）に記載の効果を得ることが可能になる。
（１０）本発明の光散乱手段は、上記（８）又は（９）に記載の画像表示装置に用いるための光散乱手段であって、前記有効画像表示領域外に複数の光検出手段を備えていることを特徴とする。
このため、本発明の光散乱手段と画像投写手段を用いて画像表示装置を構成することにより、上記（８）に記載の効果を得ることが可能になる。
（１１）本発明の画像表示プログラムは、画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含むことを特徴とする。
このため、本発明の画像表示プログラムを用いて画像表示装置を動作させることにより、上記（１）に記載の画像表示方法と同様の効果を得ることが可能になる。
なお、本発明の画像表示プログラムにおいても、上記した本発明の画像表示方法において好適な特徴を有することが好ましい。
【図面の簡単な説明】  図１は、実施形態１に係る画像表示装置１０の構成を示す図である。
図２は、実施形態１に係る光散乱手段６の構成を示す図である。
図３は、電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けた場合の、有効画像表示領域３１、投写可能領域３２及び光検出手段７のそれぞれの位置を説明するために示す図である。
図４は、光散乱手段６における各光検出手段７の横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域上の横方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。
図５は、光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域上の縦方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。
図６は、有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。
図７は、有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。
図８は、実施形態１に係る画像表示方法おいて用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。
図９は、実施形態２に係る画像表示装置１２の構成を示す図である。
図１０は、複数の画像投写手段５を用いて光散乱手段６にタイリング投写する例を示す図である。
図１１は、画像投写手段５が光散乱手段６に正対している場合を示す図である。
図１２は、画像投写手段５が光散乱手段６に対する正対位置から傾き角φだけ傾いた場合を示す図である。
図１３は、投写角θを６０度とした場合における、画像投写手段５の光軸から有効画像表示領域３１の両端部までの距離の比を角度φの関数として示す図である。
図１４は、電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φだけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。
図１５は、電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φ１及びｘ軸回りに回転角φ２だけ相対的に回転している状態を模式的に示した図である。
図１６は、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となることを示す図である。
図１７は、ある１台の画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における、有効画像表示領域３１の残る１頂点の座標を求める方法を説明するために示す図である。
図１８は、実施形態２に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。
図１９は、実施形態３に係る画像表示装置１４の構成を示す図である。
図２０は、光散乱手段６における投写画像の投写状態を示す図である。
図２１は、実施形態４に係る画像表示装置１６の構成を示す図である。
図２２は、実施形態４に係る画像表示方法を説明するために示す図である。
図２３は、実施形態４に係る画像表示方法に用いる参照信号を説明するために示す図である。
図２４は、枠状画像４３に投写画像からの散乱光が重畳された状態で光検出手段７に検出される状況を模式的に示す図である。
図２５は、周波数軸上で特定の周波数信号を増幅させる動作を説明するために示す図である。
図２６は、同期検波増幅手段９の動作に基づいて光検出手段７の位置が測定される原理を模式的に示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の画像表示方法、画像表示装置、光散乱手段及び画像表示プログラムについて、図に示す実施形態に基づいて説明する。
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る画像表示装置１０の構成を示す図である。
実施形態１に係る画像表示装置１０は、図１に示すように、投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段１と、画像入力手段１に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段５と、画像投写手段５から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段６とを備えている。
画像投写手段５は、表示画像データに応じて光源からの光を変調して画像光を生成するための電気光学変調装置を有している。電気光学変調装置としては、透過型又は反射型の液晶装置や、マイクロミラー型光変調装置を好適に用いることができる。また、光散乱手段６としては、透過型又は反射型のスクリーンを好適に用いることができる。
また、実施形態１に係る画像表示装置１０は、投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段４と、光散乱手段６における有効画像表示領域３１（後述する図２参照。）外に設けられた複数の光検出手段７と、光検出手段７による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段３と、画像補正信号に基づいて光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段２とをさらに備えている。光検出手段７は、０次元光検出手段である。
このように構成された画像表示装置１０における画像表示動作を簡単に説明する。
まず、画像入力手段１に入力された表示画像データについて、画像補正手段２によって歪みなどの補正を行う。これと同時に又は別に、制御用画像生成手段４は、投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する。そして、表示画像データに応じた投写画像及び制御用画像データに応じた制御用画像を、画像投写手段５から同時に又は別に光散乱手段６に向けて投写する。画像補正手段２により補正された表示画像データは、視聴者に提供すべき投写画像となる。
次に、光検出手段７で制御用画像が検出されると、画像補正信号生成手段３は、光検出手段７による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する。画像補正手段２は、画像補正信号生成手段３が生成した画像補正信号に基づいて、光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行う。
図２は、実施形態１に係る光散乱手段６の構成を示す図である。図２においては、光散乱手段６の左斜め方向から投写画像を投写するように画像投写手段５を配置した場合を例示している。なお、実施形態１においては、説明を簡単にするために、光検出手段７は光散乱手段６の投写面と実質的に同一面内に設けられている例を示す。
実施形態１に係る光散乱手段６は、図２に示すように、光散乱手段６における画像投写手段５の有効画像表示領域３１外で、かつ、光散乱手段６における画像投写手段５の投写可能な領域（以下、投写可能領域という。）３２内に、複数の光検出手段７が配設されている。
ここで、有効画像表示領域３１と複数の光検出手段７との位置関係は固定されている。これにより、光検出手段７の位置に基づいて有効画像表示領域３１の位置を、十分な精度で推定することが可能となる。
図３は、電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けた場合の、有効画像表示領域３１、投写可能領域３２及び光検出手段７のそれぞれの位置を説明するために示す図である。
光散乱手段６においては長方形となる有効画像表示領域３１（図２参照。）の位置を電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けると、図３に示すように、電気光学変調装置の画像形成領域においては長方形とはならない。これは、図２に示すように、画像投写手段５が光散乱手段６に対してある角度を持って配置されているからである。同様に、各光検出手段７の位置も電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けると、図３に示すような位置となる。
ここで、実施形態１に係る画像表示方法において、光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置及び横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向の位置及び横方向の位置として対応付ける方法について、その一例を図４及び図５を用いて説明する。
図４は、光散乱手段６における各光検出手段７の横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における横方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。図５は、光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。
実施形態１に係る画像表示方法においては、光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像として、縦方向に延在する縦の線状画像４１と、横方向に延在する横の線状画像４２とを用いることとしている。
まず、図４に示すように、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向を構成するラインのうち、輝線又は暗線で表される１ライン（縦の線状画像４１）を、横方向（図４（Ａ）のｘ方向）に走査する。すなわち、図４（Ａ）から図４（Ｂ）に示すように縦の線状画像４１を走査して、縦の線状画像４１がどの位置に来たときに光検出手段７が反応したかを検出することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における横方向の位置として対応付けることができる。
そして、図５に示すように、電気光学変調装置の画像形成領域における横方向を構成するラインのうち、輝線又は暗線で表される１ライン（横の線状画像４２）を、縦方向（図５（Ａ）のｙ方向）に走査する。すなわち、図５（Ａ）から図５（Ｂ）に示すように横の線状画像４２を走査して、横の線状画像４２がどの位置に来たときに光検出手段７が反応したかを検出することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向の位置として対応付けることができる。
このように、縦の線状画像４１を横方向に走査し、横の線状画像４２を縦方向に走査することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置（ｘ座標及びｙ座標）を知ることができる。
なお、実施形態１に係る画像表示方法においては、光検出手段７による制御用画像の検出を行う際、制御用画像を光散乱手段６における投写可能領域３２全面に渡って走査するものとして例示して説明したが、光検出手段７の位置が推定できる場合には、その推定位置の近傍の走査のみで十分である。この場合は、有効画像表示領域３１外の走査のみとすることも可能である。
実施形態１に係る画像表示方法においては、光散乱手段６における光検出手段７と有効画像表示領域３１との位置関係を、一般性を損なうこと無く既知と仮定することが可能である。例えば、実施形態１に係る画像表示方法においては、光検出手段７は、有効画像表示領域３１に沿って設置されている。
そうすると、上述したように、縦の線状画像４１を横方向に走査し、横の線状画像４２を縦方向に走査することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置を知ることができるため、光散乱手段６における有効画像表示領域３１の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の位置についても、十分な精度で推定することが可能となる。そのため、以降の説明においては、光検出手段７の位置の推定と電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の位置の推定とを、同等であるとする。
したがって、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の位置が決定されれば、光散乱手段６における有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得ることが可能となる。
図６及び図７は、有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。図６においては、任意の点ｐを原点とし、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の４隅の位置を位置ベクトルａ，ｂ，ｃ，ｄで表している。また、図７においては、光散乱手段６における有効画像表示領域３１のある点の座標を座標（ｘ，ｙ）とし、説明を簡単にするために、ｘ，ｙの値の範囲は、縦方向及び横方向のそれぞれにおいて、０から１に正規化されているものとする。
図７に示される光散乱手段６における有効画像表示領域３１のある点の座標（ｘ，ｙ）は、電気光学変調装置の画像形成領域においては、図６に示すような位置と対応している。
このとき、電気光学変調装置の画像形成領域において、図６に示すように、有効画像表示領域３１の４隅に対応する位置の位置ベクトルをａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、光散乱手段６における有効画像表示領域３１のある点の座標（ｘ，ｙ）に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における座標は、
ｘｙ（ｄ−ｃ−ｂ＋ａ）＋ｘ（ｃ−ａ）
＋ｙ（ｂ−ａ）＋ａ                        （１）
によって与えられる。
つまり、この（１）式を用いて、光散乱手段６における有効画像表示領域３１の各点の座標を電気光学変調装置の画像形成領域の座標に変換し、これに基づいて補正パラメータ（画像補正信号）を生成して光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行うことにより、光散乱手段６における有効画像表示領域３１に歪みの無い表示画像を表示することが可能となる。ただし、この（１）式においては、歪みが小さいものであるとし、線形の近似を行っている。
図８は、実施形態１に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。実施形態１に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順は、図８に示すように、ｘ座標検出のための制御用画像を出力する（ステップＳ１）。これは、すでに説明したように、縦の線状画像４１を横方向に走査する動作である。これにより、すべての光検出手段７のｘ座標が検出される（ステップＳ２）。同様に、ｙ座標検出のための制御用画像を出力する（ステップＳ３）。これは、横の線状画像４２を縦方向に走査する動作である。これにより、すべての光検出手段７のｙ座標が検出される（ステップＳ４）。このようにして検出されたすべての光検出手段７のｘ座標及びｙ座標に基づいて、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の４隅の座標を算出する（ステップＳ５）。そして、算出された有効画像表示領域３１の４隅の座標を画像補正信号として画像補正手段２に設定する（ステップＳ６）。
以上説明したように、実施形態１に係る画像表示方法によれば、制御用画像（縦の線状画像４１及び横の線状画像４２）を画像投写手段５から光散乱手段６に向けて投写し、光散乱手段６における有効画像表示領域３１外に設けられた複数の光検出手段７によって、制御用画像を検出し、光検出手段７による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するようにしているため、撮像手段を用いることなく、画像補正信号を生成することができる。その結果、撮像手段を用いることに起因した投写画像の歪みの問題や、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題を解決することができ、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができる。
また、上記した複数の光検出手段７は、光散乱手段６における有効画像表示領域３１よりも外側に設けられるため、透過型のスクリーン及び反射型のスクリーンのいずれの光散乱手段を用いた場合であっても、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることもない。
［実施形態２］
図９は、実施形態２に係る画像表示装置１２の構成を示す図である。なお、図９において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
実施形態２に係る画像表示装置１２は、図９に示すように、画像投写手段５が複数台用いられている点で、実施形態１に係る画像表示装置１０とは異なるが、その他の構成要素については、実施形態１に係る画像表示装置１０と同じである。
図１０は、複数の画像投写手段５を用いて光散乱手段６にタイリング投写する例を示す図である。なお、図１０において、光散乱手段６における有効画像表示領域３１’は、４台の画像投写手段５による全体の有効画像表示領域を示し、各画像投写手段５の有効画像表示領域３１によって、全体の有効画像表示領域３１’が形成される。
実施形態２に係る画像表示装置１２においては、図１０に示すように、縦横それぞれ２台、合計４台の画像投写手段５から投写画像をタイリング投写することにより、表示総画素数をほぼ４倍、表示領域全体の明るさをほぼ４倍にすることが可能となる。
実施形態２に係る画像表示方法が実施形態１に係る画像表示方法と異なるのは、図１０より明らかであるように、各々の画像投写手段５に対して、それぞれの有効画像表示領域３１の２辺の位置しか、光検出手段７の出力によっては推定できないことである。実施形態１に係る画像表示方法で説明したように、画像投写手段５から投写される投写画像を補正するためには、その有効画像表示領域３１における４つの隅（以下、頂点ということもある。）の位置の座標が必要となる。
実施形態２に係る画像表示方法では、各画像投写手段５のそれぞれの有効画像表示領域３１の３頂点の座標しか直接には得ることができないため、画像補正信号を得ることができないことになる。しかし、実際には、この３頂点の座標から残る１頂点の座標を算出することは可能であり、実施形態２に係る画像表示方法の場合においても、画像補正信号を得ることが可能である。以下に、実施形態２に係る画像表示方法について詳細に説明する。
図１１は、画像投写手段５が光散乱手段６に正対している場合を示す図である。θは画像の投写角を示している。なお、図１１においては、説明を簡単にするために、光軸と有効画像表示領域の中点は合っているものとする。
図１１に示す例では、画像投写手段５による投写は、図１１の左右方向について対称であり、画像投写手段５の光軸から光散乱手段６における有効画像表示領域３１の左端までの距離Ａは、
Ａ’＝ｄ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ）                    （２）
で求められる。画像投写手段５の光軸から光散乱手段６における有効画像表示領域３１の右端までの距離Ｂも同じである。したがって、距離Ａ’と距離Ｂ’との比（＝Ｂ’／Ａ’）は１となる。
図１２は、画像投写手段５が光散乱手段６に対する正対位置から角度φだけ傾いた場合を示す図である。なお、図１２においても、図１１の場合と同様に、光軸と有効画像表示領域の中点は合っているものとする。
図１２に示す例では、Ａ’の長さはＢ’の長さに比べて長くなり、それぞれ
Ａ’＝ｄ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ＋φ）                  （３）
Ｂ’＝ｄ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ−φ）                  （４）
となる。したがって、この場合、距離Ａ’と距離Ｂ’との比（＝Ｂ’／Ａ’）は、
Ｂ’／Ａ’＝ｃｏｓ（θ＋φ）／ｃｏｓ（θ−φ）
となり、１よりも小さくなる。この距離Ａ’と距離Ｂ’との比（＝Ｂ’／Ａ’）は、角度φ及び投写角θの関数として一意に定まる。
図１３は、投写角θを６０度とした場合における、画像投写手段５の光軸から光散乱手段６における有効画像表示領域３１の両端部までの距離の比を角度φの関数として示す図である。ここで重要であるのは、投写角θが既知であり、距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）の値が与えられた場合、その角度φ（以下、回転角φという。）が一意に定まるということである。図１４はそれを説明するためのものである。
図１４は、電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φだけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。図１４（Ａ）は電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の位置を模式的に示す図であり、図１４（Ｂ）は電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φだけ相対的に回転している状態を説明するために示す上面図である。
ここで、仮に光検出手段７（図１４（Ａ）中に黒い点で示す。）の位置が、電気光学変調装置の画像形成領域において、図１４（Ａ）に示すような位置として検出されたとする。
このとき、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１のそれぞれの辺の中点及び両端の位置は、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置により決定することが可能である。この電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１のそれぞれの辺の中点及び両端の位置がわかれば、距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）を求めることができ、その距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）の値を用いて、図１３に示す関係から、回転角φを求めることが可能となる。
同様に、図１４（Ａ）における有効画像表示領域３１の距離ａと距離ｂとの比（＝ｂ／ａ）を求めることもできる。図１４に示す例では、この距離ａと距離ｂとの比（＝ｂ／ａ）の値は１であり、この場合のｘ軸回りの回転角は０となる。
図１５は、電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φ１及びｘ軸回りに回転角φ２だけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。図１５の場合は図１４の場合と同様に、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の各々の辺について、距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）と、距離ａと距離ｂとの比（＝ｂ／ａ）とを求めることにより、２軸（ｘ軸及びｙ軸）それぞれの回転角φ１，φ２を求めることができる。
これにより、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となる。図１６は、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となることを示す図である。
図１６において、
ａ＝ｔａｎ（φ１）                                      （５）
ｂ＝ｔａｎ（φ２）                                      （６）
であるとする。また、図１６に示すように、ａとｂが作る直角三角形を考え、この直角三角形の斜辺の任意の点をｃとし、原点から点ｃまでの距離をｄとする。そうすると、原点から点ｃへ向かう方向についての回転角を回転角ωとすると、ωは以下の式で与えられる。
ω＝ａｒｃｔａｎ（ａ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（φ））      （７）
例えば、点ｃがｂの方向と一致するときは、φ＝−θであり、（７）式は、
ω＝ａｒｃｔａｎ（ａ×ｔａｎ（θ））                    （８）
となる。ここで、図１６より明らかであるように、
ｔａｎ（θ）＝ｂ／ａ                                    （９）
であるので、（８）式は、
ω＝ａｒｃｔａｎ（ｂ）                                  （１０）
となる。つまり、（６）式より、ω＝φ２となる。
同様に、点ｃがａの方向と一致する時は、ω＝φ１となり、自明の結果が得られる。
以上を用いて、各画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の残る１頂点の座標を求める方法について、図１７を用いて説明する。
図１７は、ある１台の画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における、有効画像表示領域３１の残る１頂点の座標を求める方法を説明するために示す図である。
まず、上記の実施形態１に係る画像表示方法で説明した方法により、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置は求められているものとする。ここで、光散乱手段６における全体の有効画像表示領域３１’（図１０参照。）のうち右上の有効画像表示領域３１を受け持つ画像投写手段５を例にとる。図１７（Ａ）に示す２辺Ｌ１，Ｌ２の回転角は、上述したように、その値を求めることが可能である。
次に、図１７（Ｂ）に示すように、２辺Ｌ１，Ｌ２を結ぶ対角線Ｌ３を求める。この対角線Ｌ３の回転角は、上述したように、その値を求めることが可能である。対角線Ｌ３の回転角が定まれば、対角線Ｌ３の中点ｍを定めることができる。これは、図１３の説明で述べたように、回転角が定まれば、中点ｍの両側の長さの比が定まるからである。
これにより、図１７（Ｃ）に示すように、２辺Ｌ１，Ｌ２の原点Ｏから中点ｍを通る線分が、残る１頂点の方向を定める対角線Ｌ４となる。同時に、この対角線Ｌ４の回転角も求めることが可能となる。対角線Ｌ４の回転角が定まれば、この回転角により定まる比に基づいて、対角線Ｌ４の先端の位置Ｐｉを求めることができ、その位置Ｐｉが、求めるべき第４の頂点位置となる。
図１８は、実施形態２に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。実施形態２に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順は、図１８に示すように、まず、すべての光検出手段７のｘ座標及びｙ座標を検出する（ステップＳ１１）。そして、すべての画像投写手段５について画像補正信号を生成したかを判定し（ステップＳ１２）、すべての画像投写手段５について画像補正信号の生成がなされていれば処理を終了する。
ステップ１２において、すべての画像投写手段５について画像補正信号の生成がなされていなければ、処理対象となる画像投写手段５の有効画像表示領域３１に隣接する光検出手段７を選択し（ステップＳ１３）、その画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の２辺の回転角を求め（ステップＳ１４）、求められた２辺の端点を結ぶ対角線の中点を求める（ステップＳ１５）。そして、その２辺と始点（原点）を共有する対角線を求め（ステップＳ１６）、求められた対角線の端点座標を求める（ステップＳ１７）。その端点を含む４点の座標を画像補正信号とする（ステップＳ１８）。
残りの３台の画像投写手段５においても同様の処理を行うことにより、画像表示装置１２における４台の画像投写手段５における有効画像表示領域の４つの頂点の位置（座標）を得ることができ、実施形態１に係る画像表示方法の場合と同様に、画像補正信号として画像補正手段２に与えることができる。これによって、各画像投写手段５で投写すべき投写画像に対する補正が可能となる。
［実施形態３］
図１９は、実施形態３に係る画像表示装置１４の構成を示す図である。図２０は、光散乱手段６における投写画像の投写状態を示す図である。なお、図１９において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
実施形態３に係る画像表示装置１４は、図１９に示すように、制御用画像が枠状画像である点及び画像合成手段を備えている点で、実施形態１に係る画像表示装置１０とは異なるが、その他の構成については、実施形態１に係る画像表示装置１０と同じである。
実施形態３に係る画像表示装置１４においては、制御用画像生成手段４は、光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データとして、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すように、枠形状の制御用画像（以下、枠状画像という。）４３に係る制御用画像データを生成する。
また、実施形態３に係る画像表示装置１４においては、画像合成手段８をさらに備えている。画像合成手段８は、制御用画像生成手段４で生成された枠状画像４３に係る制御用画像データと、画像補正手段２により補正された表示画像データとを合成し、制御用画像データ及び表示画像データを４台の画像投写手段５に出力する機能を有している。
実施形態３に係る画像表示方法においては、制御用画像は、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すように、有効画像表示領域３１の外側に投写される枠状画像４３であるため、有効画像表示領域内には制御用画像が投写されなくなる。このため、投写画像を投写しながら、画像投写手段のずれなどに起因する投写画像の歪みをリアルタイムで検出することができるようになる。
上記した枠状画像４３は、有効画像表示領域３１の周縁部に沿った長方形の形状である。実施形態３に係る画像表示方法においては、枠状画像４３がすべての光検出手段７によって検出可能であるように、光散乱手段６に投写されている。図２０（Ａ）のように、枠状画像４３がすべての光検出手段７により検出され、すべての光検出手段７から検出信号が出力されている状態が、表示画像に対して適正な画像補正が行われ状態であるとする。
これに対し、図２０（Ｂ）のように、画像投写手段５に位置ずれが発生し、枠状画像４３の投写位置がずれて、光検出手段７から検出信号が出力されなくなったとする。これは同時に、光散乱手段６における有効画像表示領域３１内に表示される表示画像にも位置ずれ（歪み）が発生したということである。画像投写手段５に位置ずれなどが発生した場合には、枠状画像４３が再びすべての光検出手段７により検出できるように制御して、枠状画像４３を走査することにより、適正な画像補正信号を得ることができる。なお、この位置ずれが小さい場合、有効画像表示領域３１外のある特定部分のみを走査するようにしてもよい。
実施形態３に係る画像表示装置１４は、実施形態１に係る画像表示装置１０の場合と同様に、１台の画像投写手段５を備えた画像表示装置であるが、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数台の画像投写手段５を備えた画像表示装置とすることもできる。この場合、光散乱手段６における光検出手段７は、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数の画像投写手段５全体の有効画像表示領域３１’の周囲に配置することが好ましい。なお、制御用画像は、必ずしも枠状画像である必要はなく、画像投写手段５が例えば実施形態２に係る画像表示装置１２の場合のように縦２台×横２台で配置されている場合には、長方形の４辺のうち隣接する２辺に対応するＬの字型形状とすることもできる。
［実施形態４］
図２１は、実施形態４に係る画像表示装置１６の構成を示す図である。なお、図２１において、図１９と同一の部材についでは同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
実施形態４に係る画像表示装置１６は、図２１に示すように、同期検波増幅手段をさらに備えている点で、実施形態３に係る画像表示装置１６とは異なるが、その他の構成については、実施形態３に係る画像表示装置１６と同じである。
実施形態３に係る画像表示装置１６において、例えば、投写画像と制御用画像とを同時に光散乱手段６に投写する場合には、光散乱手段６で投写画像からの散乱光が発生することもあるため、そのような散乱光を光検出手段７が検出してしまうことにより、制御用画像の検出が適正になされない可能性もある。これに対し、実施形態４に係る画像表示装置１６においては、同期検波増幅手段６をさらに備えているため、そのような散乱光の影響を排除することができるようになる。
図２２は、実施形態４に係る画像表示方法を説明するために示す図である。図２３は、実施形態４に係る画像表示方法に用いる参照信号を説明するために示す図である。
実施形態４に係る画像表示方法においては、実施形態３に係る画像表示方法とは異なり、図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）に示すように、制御用画像としての枠状画像４３の位置が時間的に変化することを特徴としている。すなわち、枠状画像４３を参照信号（実施形態４に係る画像表示方法においては、図２３に示すような正弦波とする。）によって変調させる。これによって、枠状画像４３は周期的に拡大縮小を繰り返し、周期的に光検出手段７上を横切ることになる。
そして、光検出手段７による枠状画像４３の検出信号と参照信号とを同期検波増幅手段９に入力することにより、光検出手段７による枠状画像４３の検出信号の中から参照信号と同期する検出信号のみを増幅させる。
図２４は、枠状画像４３に投写画像からの散乱光が重畳された状態で光検出手段７に検出される状況を模式的に示す図である。同期検波増幅手段９は、この図２４に示すような信号に、図２３に示す参照信号（正弦波）を乗算し、それを積分増幅するものである。これはつまり、周波数軸上で特定の周波数信号を増幅することと同等である。図２５は、周波数軸上で特定の周波数信号を増幅させる動作を説明するために示す図である。図２５の例では破線の四角で囲った部分の信号Ｓのみが増幅されることになる。
図２６は、同期検波増幅手段９の動作に基づいて光検出手段７の位置が測定される原理を模式的に示す図である。つまり、変調された枠状画像４３は、その枠状画像４３の表示位置と一意に対応付けることが可能である。
したがって、図２６（Ａ）のように、正のピークの位置に対応して枠状画像４３が光検出手段７により検出された場合、その光検出手段７の位置は変調された枠状画像４３の端部に近いところにあることになる。図２６（Ｂ）のように、正弦波の原点に近いところでピークが検出された場合、その光検出手段７の位置は変調された枠状画像４３の中心に近いところにあることになる。図２６（Ｃ）のように、正弦波の負の頂点に近いところで検出された場合、枠状画像４３における図２６（Ａ）とは反対側の端部に近いところにあることになる。このように、有効画像表示領域３１からの散乱光の影響を最小とする制御用画像を得ることができる。
このように、実施形態４に係る画像表示方法によれば、光検出手段７では有効画像表示領域３１からの散乱光の影響を受けないで高精度に制御用画像を検出することができる。光検出手段７から適正な制御用画像の検出信号が得られれば、その検出信号を用いて画像補正信号を生成することができる。
なお、実施形態４に係る画像表示装置１６は、実施形態３に係る画像表示装置１４の場合と同様に、１台の画像投写手段５を備えた画像表示装置であるが、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数台の画像投写手段５を備えた画像表示装置とすることもできる。この場合、光散乱手段６における光検出手段７は、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数の画像投写手段５全体の有効画像表示領域３１’の周囲に配置することが好ましい。なお、制御用画像は、必ずしも枠状画像である必要はなく、画像投写手段５が例えば実施形態２に係る画像表示装置１２の場合のように縦２台×横２台で配置されている場合には、長方形の４辺のうち隣接する２辺に対応するＬの字型形状とすることもできる。
なお、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。
また、本発明においては、以上説明した本発明の画像表示装置に用いられる画像表示プログラムを実現するための処理手順が記述された画像表示プログラムを作成し、その画像表示プログラムをフレキシブルディスク、光ディスク、ハードディスクなどの記録媒体に記録させておくこともでき。したがって、本発明は、その画像表示プログラム及びこの画像表示プログラムが記録された記録媒体をも含むものである。また、ネットワークからその画像表示プログラムを得るようにしてもよい。
【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】
2006009314.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年11月5日(2005.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記複数の光検出手段のうち、前記有効画像表示領域外の隣接する２辺に設けられた複数の光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含むことを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含み、
前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であって、
前記縦の線状画像を前記光散乱手段における横方向に沿って走査し、前記横の線状画像を前記光散乱手段における縦方向に沿って走査することを特徴とする画像表示方法。
【請求項３】画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含み、
前記制御用画像を検出するステップは、
所定の参照信号によって前記制御用画像の位置を周期的に変化させるとともに、前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅することにより、前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することを特徴とする画像表示方法。
【請求項４】請求項３に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像は前記有効画像表示領域の外側に投写される枠状画像であることを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】請求項４に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像と前記表示画像とを同時に投写することを特徴とする画像表示方法。
【請求項６】請求項４又は５に記載の画像表示方法において、
前記枠状画像の大きさを周期的に変化させることより前記制御用画像の位置を周期的に変化させることを特徴とする画像表示方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、前記有効画像表示領域の周縁部に沿って設けられていることを特徴とする画像表示方法。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、前記光散乱手段と同一面内に設けられていることを特徴とする画像表示方法。
【請求項９】投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、
前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、
前記複数の光検出手段のうち、前記有効画像表示領域外の隣接する２辺に設けられた複数の光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段とをさらに備えることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１０】投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、
前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段とをさらに備え、
前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であって、前記縦の線状画像が前記光散乱手段における横方向に沿って走査され、前記横の線状画像が前記光散乱手段における縦方向に沿って走査される画像であることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１１】投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、
前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、
前記光検出手段による検出信号を入力し、前記検出信号の中から所定の参照信号と同期する成分を増幅して、前記入力した検出信号を出力する同期検波増幅手段と、
前記同期検波増幅手段から出力された検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段と、
をさらに備え、
前記制御用画像は、前記所定の参照信号によって位置が周期的に変化するようになっていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】請求項９〜１１のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記画像投写手段として、複数の画像投写手段を備え、
前記画像補正手段は、各画像投写手段が投写する表示画像を補正する機能を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】請求項９〜１２のいずれかに記載の画像表示装置に用いるための光散乱手段であって、
前記有効画像表示領域外に複数の光検出手段を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記複数の光検出手段のうち、前記有効画像表示領域外の隣接する２辺に設けられた複数の光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含むことを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１５】画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含む画像表示プログラムであって、
前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であり、前記縦の線状画像が前記光散乱手段における横方向に沿って走査され、前記横の線状画像が前記光散乱手段における縦方向に沿って走査される画像であることを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１６】画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含む画像表示プログラムであって、
前記制御用画像を検出するステップは、
所定の参照信号によって前記制御用画像の位置を周期的に変化させるとともに、前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅することにより、前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することを特徴とする画像表示プログラム。
３２
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月1日(2007.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記複数の光検出手段のうち、前記有効画像表示領域外の隣接する２辺に設けられた複数の光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、  
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含むことを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、  
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含み、
前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であって、
前記縦の線状画像を前記光散乱手段における横方向に沿って走査し、前記横の線状画像を前記光散乱手段における縦方向に沿って走査することを特徴とする画像表示方法。
【請求項３】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含み、
前記制御用画像を検出するステップは、
所定の参照信号によって前記制御用画像の位置を周期的に変化させるとともに、前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅することにより、前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することを特徴とする画像表示方法。 
【請求項４】
請求項３に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像は前記有効画像表示領域の外側に投写される枠状画像であることを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画像表示方法において、
前記制御用画像と前記表示画像とを同時に投写することを特徴とする画像表示方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の画像表示方法において、
前記枠状画像の大きさを周期的に変化させることより前記制御用画像の位置を周期的に変化させることを特徴とする画像表示方法。 
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、前記有効画像表示領域の周縁部に沿って設けられていることを特徴とする画像表示方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の画像表示方法において、
前記光検出手段は、前記光散乱手段と同一面内に設けられていることを特徴とする画像表示方法。
【請求項９】
投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、
前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、
前記複数の光検出手段のうち、前記有効画像表示領域外の隣接する２辺に設けられた複数の光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段とをさらに備えることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１０】
投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、
前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段とをさらに備え、
前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であって、前記縦の線状画像が前記光散乱手段における横方向に沿って走査され、前記横の線状画像が前記光散乱手段における縦方向に沿って走査される画像であることを特徴とする画像表示方法。
【請求項１１】
投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、
前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、
前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、
投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、
前記光検出手段による検出信号を入力し、前記検出信号の中から所定の参照信号と同期する成分を増幅して、前記入力した検出信号を出力する同期検波増幅手段と、
前記同期検波増幅手段から出力された検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、
前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段と、
をさらに備え、
前記制御用画像は、前記所定の参照信号によって位置が周期的に変化するようになっていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記画像投写手段として、複数の画像投写手段を備え、
前記画像補正手段は、各画像投写手段が投写する表示画像を補正する機能を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の画像表示装置に用いるための光散乱手段であって、  前記有効画像表示領域外に複数の光検出手段を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記複数の光検出手段のうち、前記有効画像表示領域外の隣接する２辺に設けられた複数の光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、  
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含むことを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１５】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、  
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含む画像表示プログラムであって、
前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であり、前記縦の線状画像が前記光散乱手段における横方向に沿って走査され、前記横の線状画像が前記光散乱手段における縦方向に沿って走査される画像であることを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１６】
画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、
前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、
前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、
前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、
前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含む画像表示プログラムであって、
前記制御用画像を検出するステップは、
所定の参照信号によって前記制御用画像の位置を周期的に変化させるとともに、前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅することにより、前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することを特徴とする画像表示プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示方法、画像表示装置、光散乱手段及び画像表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像投写型の画像表示装置が注目されている。画像投写型の画像表示装置は、例えば、プラズマ表示パネルや液晶表示パネルを用いた直視型の画像表示装置と比較して、画像表示についての自由度が非常に高いという特徴を有している。
【０００３】
直視型の画像表示装置の場合、表示画面の大きさは表示デバイスの大きさそのものであり、表示デバイスは大きな薄いガラス板などを基板として製造されているため、表示画面の大きさを自由に変更することは容易ではない。
【０００４】
それに対し、画像投写型の画像表示装置においては、小型の電気光学変調装置、例えば小型の液晶装置やマイクロミラー型光変調装置などに光を透過させ、あるいは反射させて得た投写画像を、投写光学系により拡大してスクリーンなどの光散乱手段に投写することにより、任意の大きさの画面を容易に実現することが可能である。また、表示画面の明るさも、用いる光源により比較的容易に変化させることができる。
【０００５】
このような画像表示についての自由度は、光源、電気光学変調装置、投写光学系などがそれぞれ分離していることにより得られるものである。つまり、それらの組合せとして非常に多くの種類の画像表示方法及び画像表示装置を実現することができる。
【０００６】
ところで、画像表示についての自由度が高いことは、画質を劣化させる要因となる場合もある。特に、投写画像の歪みは、直視型画像表示装置には起こりえない表示画質の劣化形態である。この投写画像の歪みは、画像投写手段、投写光学系及び光散乱手段の位置関係が適切でない場合、あるいは、それらの位置関係が変化する場合に発生する。
【０００７】
画像投写手段から投写される投写画像の歪みを補正して光散乱手段に表示画像を表示する方法として、撮像手段を用いて投写画像の補正を行う画像表示方法がある（例えば、特許文献１及び２参照。）。特許文献１に開示された画像表示方法においては、画像投写手段としてのプロジェクタユニットと光散乱手段としてのスクリーンとの投写軸周りでの相対的な回転角をωとし、プロジェクタユニットから投写される投写画像とスクリーンとの垂直方向での交差角をθとし、プロジェクタユニットから投写される投写画像とスクリーンとの水平方向での交差角をφとしたときの、投写画像の補正式が示されている（特許文献１の（２）式〜（４）式及び図２を参照。）。これら３つの角度を検出するために、撮像手段としてのデジタルカメラを用いている。
【０００８】
また、特許文献１には、スクリーンにおける有効画像表示領域内に多数の微小な光検出手段（光センサ）を配置して、光が照射されている光検出手段を検出することにより、スクリーン上での画像の投写状態を把握する画像表示方法も開示されている。
【０００９】
特許文献２に開示された画像表示方法は、撮像手段としてのデジタルカメラを画像投写手段としてのプロジェクタユニットと正対して設置したり並列に設置したりすることにより、プロジェクタユニットから投写される投写画像に歪みを検出し、歪みを補正した投写画像を光散乱手段としてのスクリーンに表示する方法である。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３２６９８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１８５９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載された画像表示方法においては、撮像手段そのものに歪みが発生する可能性があり、撮像手段で発生した歪みと投写画像の歪みとを分離することは困難である。また、光散乱手段における有効画像表示領域と撮像手段との位置関係は一定ではないため、投写画像を補正するための補正パラメータを正確に検出することができない。このため、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題がある。
【００１２】
また、上記の光検出手段を配置する画像表示方法においては、有効画像表示領域内に配置した光検出手段によって投写画像の歪みを検出することとしているため、光散乱手段として透過型のスクリーンを用いた場合には、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせてしまうおそれがあるという問題がある。また、光散乱手段として反射型のスクリーンを用いた場合においても、光検出手段の存在を見え難くすることが困難であるため、表示画質の劣化を回避することは容易ではない。
【００１３】
特許文献２に記載された画像表示方法においては、光散乱手段の有効画像表示領域と撮像手段の位置とが固定されているため、それらの相対的な位置関係に起因する問題は解決されているが、上記した撮像手段そのものに起因する歪みの問題は解決されていない。
【００１４】
そこで、本発明は、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができるとともに、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることのない画像表示方法及び画像表示装置並びにそのような画像表示装置に好適に用いられる光散乱手段及び画像表示プログラ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】
【００１５】
（１）本発明の画像表示方法は、画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示方法であって、前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
このため、本発明の画像表示方法によれば、上記の制御用画像を画像投写手段から光散乱手段に向けて投写し、光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、制御用画像を検出し、光検出手段による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するようにしているため、撮像手段を用いることなく、画像補正信号を生成することができる。その結果、撮像手段を用いることに起因した投写画像の歪みの問題や、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題を解決することができ、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することが可能になる。
【００１７】
また、上記した複数の光検出手段は、光散乱手段における有効画像表示領域よりも外側に設けられるため、透過型のスクリーン及び反射型のスクリーンのいずれの光散乱手段を用いた場合であっても、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることもない。
【００１８】
本発明の画像表示方法に用いる光散乱手段としては、画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段であればよく、例えば、スクリーンを好適に用いることができる。
【００１９】
本発明の画像表示方法に用いる画像投写手段としては、投写すべき表示画像に係る表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段であればよく、例えば、プロジェクタを好適に用いることができる。
【００２０】
本発明の画像表示方法に用いる光検出手段としては、例えば、光センサを好適に用いることができる。
（２）上記（１）に記載の画像表示方法においては、前記光検出手段は、前記有効画像表示領域の周縁部に沿って設けられていることが好ましい。
【００２１】
このような方法とすることにより、それぞれの光検出手段の位置と光散乱手段における有効画像表示領域の周縁部の位置とを同等と考えることができる。このため、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の位置を容易かつ高精度に求めることができる。
（３）上記（１）又は（２）に記載の画像表示方法においては、前記光検出手段は、前記光散乱手段と同一面内に設けられていることが好ましい。
【００２２】
このような方法とすることにより、画像歪みの検出を容易なものとすることができる
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像表示方法においては、前記制御用画像は、縦方向に延在する縦の線状画像及び横方向に延在する横の線状画像であって、前記縦の線状画像を前記光散乱手段における横方向に沿って走査し、前記横の線状画像を前記光散乱手段における縦方向に沿って走査することが好ましい。
【００２３】
このような方法とすることにより、光散乱手段における光検出手段の実際の位置と電気光学変調装置の画像形成領域における光検出手段の仮想的な位置とを正確に対応付けることができる。
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像表示方法においては、前記制御用画像は、前記有効画像表示領域の外側に投写される枠状画像であることが好ましい。
【００２４】
このような方法とすることにより、有効画像表示領域内には制御用画像が投写されなくなるため、投写画像を投写しながら、画像投写手段のずれなどに起因する投写画像の歪みをリアルタイムで検出することができるようになる。
（６）上記（５）に記載の画像表示方法においては、前記制御用画像と前記表示画像とを同時に投写することが好ましい。
【００２５】
このような方法とすることにより、表示画像の投写中にリアルタイムで画像補正を行うことが可能となる。
（７）上記（５）又は（６）に記載の画像表示方法においては、前記制御用画像を検出するステップは、所定の参照信号によって前記制御用画像の大きさを周期的に変化させるとともに、前記制御用画像の検出信号と前記所定の参照信号とを同期検波増幅することにより、前記制御用画像の検出信号の中から前記参照信号と同期する成分のみを増幅して前記制御用画像を検出することが好ましい。
【００２６】
このような方法とすることにより、例えば、有効画像表示領域に表示される表示画像の光が散乱光として光検出手段に入射しても、制御用画像を効率良く、かつ、高精度に検出することができる。
（８）本発明の画像表示装置は、投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段と、前記画像入力手段に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段と、前記画像投写手段から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段とを備える画像表示装置であって、投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段と、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段と、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段と、前記画像補正信号に基づいて前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２７】
このため、本発明の画像表示装置によれば、制御用画像生成手段によって生成された制御用画像を有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって検出し、光検出手段による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号生成手段が画像補正信号を生成することとしているため、撮像手段を用いることなく、画像補正信号を生成することができる。その結果、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができる。
【００２８】
また、上記した複数の光検出手段は、光散乱手段における有効画像表示領域よりも外側に設けられるため、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることもない。
【００２９】
なお、本発明の画像表示装置においても、上記した本発明の画像表示方法において好適な特徴を有することが好ましい。
（９）上記（８）に記載の画像表示装置においては、前記画像投写手段として、複数の画像投写手段を備え、前記画像補正手段は、各画像投写手段が投写する表示画像を補正する機能を有することが好ましい。
【００３０】
このように構成することにより、複数の画像投写手段からの投写画像を光散乱手段上にタイリング投写するマルチプロジェクションディスプレイにおいても、上記（８）に記載の効果を得ることが可能になる。
（１０）本発明の光散乱手段は、上記（８）又は（９）に記載の画像表示装置に用いるための光散乱手段であって、前記有効画像表示領域外に複数の光検出手段を備えていることを特徴とする。
【００３１】
このため、本発明の光散乱手段と画像投写手段を用いて画像表示装置を構成することにより、上記（８）に記載の効果を得ることが可能になる。
（１１）本発明の画像表示プログラムは、画像投写手段から投写される投写画像を光散乱手段で散乱させることによって前記光散乱手段に表示画像を表示する画像表示装置に、前記光散乱手段に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像を前記画像投写手段から前記光散乱手段に向けて投写するステップと、前記光散乱手段における有効画像表示領域外に設けられた複数の光検出手段によって、前記制御用画像を検出するステップと、前記光検出手段による前記制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するステップと、前記画像補正信号に基づいて補正が行われた投写画像を前記光散乱手段に投写するステップとを行わせる手順を含むことを特徴とする。
【００３２】
このため、本発明の画像表示プログラムを用いて画像表示装置を動作させることにより、上記（１）に記載の画像表示方法と同様の効果を得ることが可能になる。
【００３３】
なお、本発明の画像表示プログラムにおいても、上記した本発明の画像表示方法において好適な特徴を有することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の画像表示方法、画像表示装置、光散乱手段及び画像表示プログラムについて、図に示す実施形態に基づいて説明する。
【００３５】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る画像表示装置１０の構成を示す図である。
【００３６】
実施形態１に係る画像表示装置１０は、図１に示すように、投写すべき表示画像に係る表示画像データを入力するための画像入力手段１と、画像入力手段１に入力される表示画像データに応じて投写画像を投写する画像投写手段５と、画像投写手段５から投写される投写画像を散乱することによって表示画像を表示する光散乱手段６とを備えている。
【００３７】
画像投写手段５は、表示画像データに応じて光源からの光を変調して画像光を生成するための電気光学変調装置を有している。電気光学変調装置としては、透過型又は反射型の液晶装置や、マイクロミラー型光変調装置を好適に用いることができる。また、光散乱手段６としては、透過型又は反射型のスクリーンを好適に用いることができる。
【００３８】
また、実施形態１に係る画像表示装置１０は、投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する制御用画像生成手段４と、光散乱手段６における有効画像表示領域３１（後述する図２参照。）外に設けられた複数の光検出手段７と、光検出手段７による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する画像補正信号生成手段３と、画像補正信号に基づいて光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行う画像補正手段２とをさらに備えている。光検出手段７は、０次元光検出手段である。
【００３９】
このように構成された画像表示装置１０における画像表示動作を簡単に説明する。
【００４０】
まず、画像入力手段１に入力された表示画像データについて、画像補正手段２によって歪みなどの補正を行う。これと同時に又は別に、制御用画像生成手段４は、投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データを生成する。そして、表示画像データに応じた投写画像及び制御用画像データに応じた制御用画像を、画像投写手段５から同時に又は別に光散乱手段６に向けて投写する。画像補正手段２により補正された表示画像データは、視聴者に提供すべき投写画像となる。
【００４１】
次に、光検出手段７で制御用画像が検出されると、画像補正信号生成手段３は、光検出手段７による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成する。画像補正手段２は、画像補正信号生成手段３が生成した画像補正信号に基づいて、光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行う。
【００４２】
図２は、実施形態１に係る光散乱手段６の構成を示す図である。図２においては、光散乱手段６の左斜め方向から投写画像を投写するように画像投写手段５を配置した場合を例示している。なお、実施形態１においては、説明を簡単にするために、光検出手段７は光散乱手段６の投写面と実質的に同一面内に設けられている例を示す。
【００４３】
実施形態１に係る光散乱手段６は、図２に示すように、光散乱手段６における画像投写手段５の有効画像表示領域３１外で、かつ、光散乱手段６における画像投写手段５の投写可能な領域（以下、投写可能領域という。）３２内に、複数の光検出手段７が配設されている。
【００４４】
ここで、有効画像表示領域３１と複数の光検出手段７との位置関係は固定されている。これにより、光検出手段７の位置に基づいて有効画像表示領域３１の位置を、十分な精度で推定することが可能となる。
【００４５】
図３は、電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けた場合の、有効画像表示領域３１、投写可能領域３２及び光検出手段７のそれぞれの位置を説明するために示す図である。
【００４６】
光散乱手段６においては長方形となる有効画像表示領域３１（図２参照。）の位置を電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けると、図３に示すように、電気光学変調装置の画像形成領域においては長方形とはならない。これは、図２に示すように、画像投写手段５が光散乱手段６に対してある角度を持って配置されているからである。同様に、各光検出手段７の位置も電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けると、図３に示すような位置となる。
【００４７】
ここで、実施形態１に係る画像表示方法において、光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置及び横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向の位置及び横方向の位置として対応付ける方法について、その一例を図４及び図５を用いて説明する。
【００４８】
図４は、光散乱手段６における各光検出手段７の横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における横方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。図５は、光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。
【００４９】
実施形態１に係る画像表示方法においては、光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像として、縦方向に延在する縦の線状画像４１と、横方向に延在する横の線状画像４２とを用いることとしている。
【００５０】
まず、図４に示すように、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向を構成するラインのうち、輝線又は暗線で表される１ライン（縦の線状画像４１）を、横方向（図４（Ａ）のｘ方向）に走査する。すなわち、図４（Ａ）から図４（Ｂ）に示すように縦の線状画像４１を走査して、縦の線状画像４１がどの位置に来たときに光検出手段７が反応したかを検出することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における横方向の位置として対応付けることができる。
【００５１】
そして、図５に示すように、電気光学変調装置の画像形成領域における横方向を構成するラインのうち、輝線又は暗線で表される１ライン（横の線状画像４２）を、縦方向（図５（Ａ）のｙ方向）に走査する。すなわち、図５（Ａ）から図５（Ｂ）に示すように横の線状画像４２を走査して、横の線状画像４２がどの位置に来たときに光検出手段７が反応したかを検出することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域における縦方向の位置として対応付けることができる。
【００５２】
このように、縦の線状画像４１を横方向に走査し、横の線状画像４２を縦方向に走査することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置（ｘ座標及びｙ座標）を知ることができる。
【００５３】
なお、実施形態１に係る画像表示方法においては、光検出手段７による制御用画像の検出を行う際、制御用画像を光散乱手段６における投写可能領域３２全面に渡って走査するものとして例示して説明したが、光検出手段７の位置が推定できる場合には、その推定位置の近傍の走査のみで十分である。この場合は、有効画像表示領域３１外の走査のみとすることも可能である。
【００５４】
実施形態１に係る画像表示方法においては、光散乱手段６における光検出手段７と有効画像表示領域３１との位置関係を、一般性を損なうこと無く既知と仮定することが可能である。例えば、実施形態１に係る画像表示方法においては、光検出手段７は、有効画像表示領域３１に沿って設置されている。
【００５５】
そうすると、上述したように、縦の線状画像４１を横方向に走査し、横の線状画像４２を縦方向に走査することにより、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置を知ることができるため、光散乱手段６における有効画像表示領域３１の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の位置についても、十分な精度で推定することが可能となる。そのため、以降の説明においては、光検出手段７の位置の推定と電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の位置の推定とを、同等であるとする。
【００５６】
したがって、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の位置が決定されれば、光散乱手段６における有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得ることが可能となる。
【００５７】
図６及び図７は、有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。図６においては、任意の点ｐを原点とし、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の４隅の位置を位置ベクトルａ，ｂ，ｃ，ｄで表している。また、図７においては、光散乱手段６における有効画像表示領域３１のある点の座標を座標（ｘ，ｙ）とし、説明を簡単にするために、ｘ，ｙの値の範囲は、縦方向及び横方向のそれぞれにおいて、０から１に正規化されているものとする。
【００５８】
図７に示される光散乱手段６における有効画像表示領域３１のある点の座標（ｘ，ｙ）は、電気光学変調装置の画像形成領域においては、図６に示すような位置と対応している。
【００５９】
このとき、電気光学変調装置の画像形成領域において、図６に示すように、有効画像表示領域３１の４隅に対応する位置の位置ベクトルをａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、光散乱手段６における有効画像表示領域３１のある点の座標（ｘ，ｙ）に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における座標は、
ｘｙ（ｄ−ｃ−ｂ＋ａ）＋ｘ（ｃ−ａ）
＋ｙ（ｂ−ａ）＋ａ                        （１）
によって与えられる。
【００６０】
つまり、この（１）式を用いて、光散乱手段６における有効画像表示領域３１の各点の座標を電気光学変調装置の画像形成領域の座標に変換し、これに基づいて補正パラメータ（画像補正信号）を生成して光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行うことにより、光散乱手段６における有効画像表示領域３１に歪みの無い表示画像を表示することが可能となる。ただし、この（１）式においては、歪みが小さいものであるとし、線形の近似を行っている。
【００６１】
図８は、実施形態１に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。実施形態１に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順は、図８に示すように、ｘ座標検出のための制御用画像を出力する（ステップＳ１）。これは、すでに説明したように、縦の線状画像４１を横方向に走査する動作である。これにより、すべての光検出手段７のｘ座標が検出される（ステップＳ２）。同様に、ｙ座標検出のための制御用画像を出力する（ステップＳ３）。これは、横の線状画像４２を縦方向に走査する動作である。これにより、すべての光検出手段７のｙ座標が検出される（ステップＳ４）。このようにして検出されたすべての光検出手段７のｘ座標及びｙ座標に基づいて、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の４隅の座標を算出する（ステップＳ５）。そして、算出された有効画像表示領域３１の４隅の座標を画像補正信号として画像補正手段２に設定する（ステップＳ６）。
【００６２】
以上説明したように、実施形態１に係る画像表示方法によれば、制御用画像（縦の線状画像４１及び横の線状画像４２）を画像投写手段５から光散乱手段６に向けて投写し、光散乱手段６における有効画像表示領域３１外に設けられた複数の光検出手段７によって、制御用画像を検出し、光検出手段７による制御用画像の検出信号に基づいて、画像補正信号を生成するようにしているため、撮像手段を用いることなく、画像補正信号を生成することができる。その結果、撮像手段を用いることに起因した投写画像の歪みの問題や、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができないという問題を解決することができ、投写画像の歪みを正確に反映させた補正パラメータを正確に検出することができる。
【００６３】
また、上記した複数の光検出手段７は、光散乱手段６における有効画像表示領域３１よりも外側に設けられるため、透過型のスクリーン及び反射型のスクリーンのいずれの光散乱手段を用いた場合であっても、光検出手段の存在によって表示画質の劣化を生じさせることもない。
【００６４】
［実施形態２］
図９は、実施形態２に係る画像表示装置１２の構成を示す図である。なお、図９において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６５】
実施形態２に係る画像表示装置１２は、図９に示すように、画像投写手段５が複数台用いられている点で、実施形態１に係る画像表示装置１０とは異なるが、その他の構成要素については、実施形態１に係る画像表示装置１０と同じである。
【００６６】
図１０は、複数の画像投写手段５を用いて光散乱手段６にタイリング投写する例を示す図である。なお、図１０において、光散乱手段６における有効画像表示領域３１’は、４台の画像投写手段５による全体の有効画像表示領域を示し、各画像投写手段５の有効画像表示領域３１によって、全体の有効画像表示領域３１’が形成される。
【００６７】
実施形態２に係る画像表示装置１２においては、図１０に示すように、縦横それぞれ２台、合計４台の画像投写手段５から投写画像をタイリング投写することにより、表示総画素数をほぼ４倍、表示領域全体の明るさをほぼ４倍にすることが可能となる。
【００６８】
実施形態２に係る画像表示方法が実施形態１に係る画像表示方法と異なるのは、図１０より明らかであるように、各々の画像投写手段５に対して、それぞれの有効画像表示領域３１の２辺の位置しか、光検出手段７の出力によっては推定できないことである。実施形態１に係る画像表示方法で説明したように、画像投写手段５から投写される投写画像を補正するためには、その有効画像表示領域３１における４つの隅（以下、頂点ということもある。）の位置の座標が必要となる。
【００６９】
実施形態２に係る画像表示方法では、各画像投写手段５のそれぞれの有効画像表示領域３１の３頂点の座標しか直接には得ることができないため、画像補正信号を得ることができないことになる。しかし、実際には、この３頂点の座標から残る１頂点の座標を算出することは可能であり、実施形態２に係る画像表示方法の場合においても、画像補正信号を得ることが可能である。以下に、実施形態２に係る画像表示方法について詳細に説明する。
【００７０】
図１１は、画像投写手段５が光散乱手段６に正対している場合を示す図である。θは画像の投写角を示している。なお、図１１においては、説明を簡単にするために、光軸と有効画像表示領域の中点は合っているものとする。
【００７１】
図１１に示す例では、画像投写手段５による投写は、図１１の左右方向について対称であり、画像投写手段５の光軸から光散乱手段６における有効画像表示領域３１の左端までの距離Ａ’は、
Ａ’＝ｄ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ）                    （２）
で求められる。画像投写手段５の光軸から光散乱手段６における有効画像表示領域３１の右端までの距離Ｂ’も同じである。したがって、距離Ａ’と距離Ｂ’との比（＝Ｂ’／Ａ’）は１となる。
【００７２】
図１２は、画像投写手段５が光散乱手段６に対する正対位置から角度φだけ傾いた場合を示す図である。なお、図１２においても、図１１の場合と同様に、光軸と有効画像表示領域の中点は合っているものとする。
図１２に示す例では、Ａ’の長さはＢ’の長さに比べて長くなり、それぞれ
Ａ’＝ｄ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ＋φ）                （３）
Ｂ’＝ｄ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ−φ）                （４）
となる。したがって、この場合、距離Ａ’と距離Ｂ’との比（＝Ｂ’／Ａ’）は、
Ｂ’／Ａ’＝ｃｏｓ（θ＋φ）／ｃｏｓ（θ−φ）
となり、１よりも小さくなる。この距離Ａ’と距離Ｂ’との比（＝Ｂ’／Ａ’）は、角度φ及び投写角θの関数として一意に定まる。
【００７３】
図１３は、投写角θを６０度とした場合における、画像投写手段５の光軸から光散乱手段６における有効画像表示領域３１の両端部までの距離の比を角度φの関数として示す図である。ここで重要であるのは、投写角θが既知であり、距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）の値が与えられた場合、その角度φ（以下、回転角φという。）が一意に定まるということである。図１４はそれを説明するためのものである。
【００７４】
図１４は、電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φだけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。図１４（Ａ）は電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の位置を模式的に示す図であり、図１４（Ｂ）は電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φだけ相対的に回転している状態を説明するために示す上面図である。
【００７５】
ここで、仮に光検出手段７（図１４（Ａ）中に黒い点で示す。）の位置が、電気光学変調装置の画像形成領域において、図１４（Ａ）に示すような位置として検出されたとする。
【００７６】
このとき、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１のそれぞれの辺の中点及び両端の位置は、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置により決定することが可能である。この電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１のそれぞれの辺の中点及び両端の位置がわかれば、距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）を求めることができ、その距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）の値を用いて、図１３に示す関係から、回転角φを求めることが可能となる。
【００７７】
同様に、図１４（Ａ）における有効画像表示領域３１の距離ａと距離ｂとの比（＝ｂ／ａ）を求めることもできる。図１４に示す例では、この距離ａと距離ｂとの比（＝ｂ／ａ）の値は１であり、この場合のｘ軸回りの回転角は０となる。
【００７８】
図１５は、電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φ１及びｘ軸回りに回転角φ２だけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。図１５の場合は図１４の場合と同様に、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の各々の辺について、距離Ａと距離Ｂとの比（＝Ｂ／Ａ）と、距離ａと距離ｂとの比（＝ｂ／ａ）とを求めることにより、２軸（ｘ軸及びｙ軸）それぞれの回転角φ１，φ２を求めることができる。
【００７９】
これにより、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となる。図１６は、電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となることを示す図である。
【００８０】
図１６において、
ａ＝ｔａｎ（φ１）                                      （５）
ｂ＝ｔａｎ（φ２）                                      （６）
であるとする。また、図１６に示すように、ａとｂが作る直角三角形を考え、この直角三角形の斜辺の任意の点をｃとし、原点から点ｃまでの距離をｄとする。そうすると、原点から点ｃへ向かう方向についての回転角を回転角ωとすると、ωは以下の式で与えられる。
【００８１】
ω＝ａｒｃｔａｎ（ａ×ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（φ））      （７）
例えば、点ｃがｂの方向と一致するときは、φ＝−θであり、（７）式は、
ω＝ａｒｃｔａｎ（ａ×ｔａｎ（θ））                    （８）
となる。ここで、図１６より明らかであるように、
ｔａｎ（θ）＝ｂ／ａ                                    （９）
であるので、（８）式は、
ω＝ａｒｃｔａｎ（ｂ）                                  （１０）
となる。つまり、（６）式より、ω＝φ２となる。
【００８２】
同様に、点ｃがａの方向と一致する時は、ω＝φ１となり、自明の結果が得られる。
【００８３】
以上を用いて、各画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の残る１頂点の座標を求める方法について、図１７を用いて説明する。
【００８４】
図１７は、ある１台の画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における、有効画像表示領域３１の残る１頂点の座標を求める方法を説明するために示す図である。
【００８５】
まず、上記の実施形態１に係る画像表示方法で説明した方法により、光散乱手段６における各光検出手段７の位置に対応した、電気光学変調装置の画像形成領域における各光検出手段７の位置は求められているものとする。ここで、光散乱手段６における全体の有効画像表示領域３１’（図１０参照。）のうち右上の有効画像表示領域３１を受け持つ画像投写手段５を例にとる。図１７（Ａ）に示す２辺Ｌ１，Ｌ２の回転角は、上述したように、その値を求めることが可能である。
【００８６】
次に、図１７（Ｂ）に示すように、２辺Ｌ１，Ｌ２を結ぶ対角線Ｌ３を求める。この対角線Ｌ３の回転角は、上述したように、その値を求めることが可能である。対角線Ｌ３の回転角が定まれば、対角線Ｌ３の中点ｍを定めることができる。これは、図１３の説明で述べたように、回転角が定まれば、中点ｍの両側の長さの比が定まるからである。
【００８７】
これにより、図１７（Ｃ）に示すように、２辺Ｌ１，Ｌ２の原点Ｏから中点ｍを通る線分が、残る１頂点の方向を定める対角線Ｌ４となる。同時に、この対角線Ｌ４の回転角も求めることが可能となる。対角線Ｌ４の回転角が定まれば、この回転角により定まる比に基づいて、対角線Ｌ４の先端の位置Ｐｉを求めることができ、その位置Ｐｉが、求めるべき第４の頂点位置となる。
【００８８】
図１８は、実施形態２に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。実施形態２に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順は、図１８に示すように、まず、すべての光検出手段７のｘ座標及びｙ座標を検出する（ステップＳ１１）。そして、すべての画像投写手段５について画像補正信号を生成したかを判定し（ステップＳ１２）、すべての画像投写手段５について画像補正信号の生成がなされていれば処理を終了する。
【００８９】
ステップ１２において、すべての画像投写手段５について画像補正信号の生成がなされていなければ、処理対象となる画像投写手段５の有効画像表示領域３１に隣接する光検出手段７を選択し（ステップＳ１３）、その画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域の２辺の回転角を求め（ステップＳ１４）、求められた２辺の端点を結ぶ対角線の中点を求める（ステップＳ１５）。そして、その２辺と始点（原点）を共有する対角線を求め（ステップＳ１６）、求められた対角線の端点座標を求める（ステップＳ１７）。その端点を含む４点の座標を画像補正信号とする（ステップＳ１８）。
【００９０】
残りの３台の画像投写手段５においても同様の処理を行うことにより、画像表示装置１２における４台の画像投写手段５における有効画像表示領域の４つの頂点の位置（座標）を得ることができ、実施形態１に係る画像表示方法の場合と同様に、画像補正信号として画像補正手段２に与えることができる。これによって、各画像投写手段５で投写すべき投写画像に対する補正が可能となる。
【００９１】
［実施形態３］
図１９は、実施形態３に係る画像表示装置１４の構成を示す図である。図２０は、光散乱手段６における投写画像の投写状態を示す図である。なお、図１９において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９２】
実施形態３に係る画像表示装置１４は、図１９に示すように、制御用画像が枠状画像である点及び画像合成手段を備えている点で、実施形態１に係る画像表示装置１０とは異なるが、その他の構成については、実施形態１に係る画像表示装置１０と同じである。
【００９３】
実施形態３に係る画像表示装置１４においては、制御用画像生成手段４は、光散乱手段６に投写すべき表示画像の補正を行うために用いる制御用画像に係る制御用画像データとして、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すように、枠形状の制御用画像（以下、枠状画像という。）４３に係る制御用画像データを生成する。
【００９４】
また、実施形態３に係る画像表示装置１４においては、画像合成手段８をさらに備えている。画像合成手段８は、制御用画像生成手段４で生成された枠状画像４３に係る制御用画像データと、画像補正手段２により補正された表示画像データとを合成し、制御用画像データ及び表示画像データを４台の画像投写手段５に出力する機能を有している。
【００９５】
実施形態３に係る画像表示方法においては、制御用画像は、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すように、有効画像表示領域３１の外側に投写される枠状画像４３であるため、有効画像表示領域内には制御用画像が投写されなくなる。このため、投写画像を投写しながら、画像投写手段のずれなどに起因する投写画像の歪みをリアルタイムで検出することができるようになる。
【００９６】
上記した枠状画像４３は、有効画像表示領域３１の周縁部に沿った長方形の形状である。実施形態３に係る画像表示方法においては、枠状画像４３がすべての光検出手段７によって検出可能であるように、光散乱手段６に投写されている。図２０（Ａ）のように、枠状画像４３がすべての光検出手段７により検出され、すべての光検出手段７から検出信号が出力されている状態が、表示画像に対して適正な画像補正が行われ状態であるとする。
【００９７】
これに対し、図２０（Ｂ）のように、画像投写手段５に位置ずれが発生し、枠状画像４３の投写位置がずれて、光検出手段７から検出信号が出力されなくなったとする。これは同時に、光散乱手段６における有効画像表示領域３１内に表示される表示画像にも位置ずれ（歪み）が発生したということである。画像投写手段５に位置ずれなどが発生した場合には、枠状画像４３が再びすべての光検出手段７により検出できるように制御して、枠状画像４３を走査することにより、適正な画像補正信号を得ることができる。なお、この位置ずれが小さい場合、有効画像表示領域３１外のある特定部分のみを走査するようにしてもよい。
【００９８】
実施形態３に係る画像表示装置１４は、実施形態１に係る画像表示装置１０の場合と同様に、１台の画像投写手段５を備えた画像表示装置であるが、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数台の画像投写手段５を備えた画像表示装置とすることもできる。この場合、光散乱手段６における光検出手段７は、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数の画像投写手段５全体の有効画像表示領域３１’の周囲に配置することが好ましい。なお、制御用画像は、必ずしも枠状画像である必要はなく、画像投写手段５が例えば実施形態２に係る画像表示装置１２の場合のように縦２台×横２台で配置されている場合には、長方形の４辺のうち隣接する２辺に対応するコの字型形状とすることもできる。
【００９９】
［実施形態４］
図２１は、実施形態４に係る画像表示装置１６の構成を示す図である。なお、図２１において、図１９と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１００】
実施形態４に係る画像表示装置１６は、図２１に示すように、同期検波増幅手段をさらに備えている点で、実施形態３に係る画像表示装置１４とは異なるが、その他の構成については、実施形態３に係る画像表示装置１４と同じである。
【０１０１】
実施形態３に係る画像表示装置１４において、例えば、投写画像と制御用画像とを同時に光散乱手段６に投写する場合には、光散乱手段６で投写画像からの散乱光が発生することもあるため、そのような散乱光を光検出手段７が検出してしまうことにより、制御用画像の検出が適正になされない可能性もある。これに対し、実施形態４に係る画像表示装置１６においては、同期検波増幅手段６をさらに備えているため、そのような散乱光の影響を排除することができるようになる。
【０１０２】
図２２は、実施形態４に係る画像表示方法を説明するために示す図である。図２３は、実施形態４に係る画像表示方法に用いる参照信号を説明するために示す図である。
【０１０３】
実施形態４に係る画像表示方法においては、実施形態３に係る画像表示方法とは異なり、図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）に示すように、制御用画像としての枠状画像４３の位置が時間的に変化することを特徴としている。すなわち、枠状画像４３を参照信号（実施形態４に係る画像表示方法においては、図２３に示すような正弦波とする。）によって変調させる。これによって、枠状画像４３は周期的に拡大縮小を繰り返し、周期的に光検出手段７上を横切ることになる。
【０１０４】
そして、光検出手段７による枠状画像４３の検出信号と参照信号とを同期検波増幅手段９に入力することにより、光検出手段７による枠状画像４３の検出信号の中から参照信号と同期する検出信号のみを増幅させる。
【０１０５】
図２４は、枠状画像４３に投写画像からの散乱光が重畳された状態で光検出手段７に検出される状況を模式的に示す図である。同期検波増幅手段９は、この図２４に示すような信号に、図２３に示す参照信号（正弦波）を乗算し、それを積分増幅するものである。これはつまり、周波数軸上で特定の周波数信号を増幅することと同等である。図２５は、周波数軸上で特定の周波数信号を増幅させる動作を説明するために示す図である。図２５の例では破線の四角で囲った部分の信号Ｓのみが増幅されることになる。
【０１０６】
図２６は、同期検波増幅手段９の動作に基づいて光検出手段７の位置が測定される原理を模式的に示す図である。つまり、変調された枠状画像４３は、その枠状画像４３の表示位置と一意に対応付けることが可能である。
【０１０７】
したがって、図２６（Ａ）のように、正のピークの位置に対応して枠状画像４３が光検出手段７により検出された場合、その光検出手段７の位置は変調された枠状画像４３の端部に近いところにあることになる。図２６（Ｂ）のように、正弦波の原点に近いところでピークが検出された場合、その光検出手段７の位置は変調された枠状画像４３の中心に近いところにあることになる。図２６（Ｃ）のように、正弦波の負の頂点に近いところで検出された場合、枠状画像４３における図２６（Ａ）とは反対側の端部に近いところにあることになる。このように、有効画像表示領域３１からの散乱光の影響を最小とする制御用画像を得ることができる。
【０１０８】
このように、実施形態４に係る画像表示方法によれば、光検出手段７では有効画像表示領域３１からの散乱光の影響を受けないで高精度に制御用画像を検出することができる。光検出手段７から適正な制御用画像の検出信号が得られれば、その検出信号を用いて画像補正信号を生成することができる。
【０１０９】
なお、実施形態４に係る画像表示装置１６は、実施形態３に係る画像表示装置１６の場合と同様に、１台の画像投写手段５を備えた画像表示装置であるが、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数台の画像投写手段５を備えた画像表示装置とすることもできる。この場合、光散乱手段６における光検出手段７は、実施形態２に係る画像表示装置１２の場合と同様に、複数の画像投写手段５全体の有効画像表示領域３１’の周囲に配置することが好ましい。なお、制御用画像は、必ずしも枠状画像である必要はなく、画像投写手段５が例えば実施形態２に係る画像表示装置１２の場合のように縦２台×横２台で配置されている場合には、長方形の４辺のうち隣接する２辺に対応するコの字型形状とすることもできる。
【０１１０】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。
【０１１１】
また、本発明においては、以上説明した本発明の画像表示装置に用いられる画像表示プログラムを実現するための処理手順が記述された画像表示プログラムを作成し、その画像表示プログラムをフレキシブルディスク、光ディスク、ハードディスクなどの記録媒体に記録させておくこともでき。したがって、本発明は、その画像表示プログラム及びこの画像表示プログラムが記録された記録媒体をも含むものである。また、ネットワークからその画像表示プログラムを得るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】実施形態１に係る画像表示装置１０の構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る光散乱手段６の構成を示す図である。
【図３】電気光学変調装置の画像形成領域上の位置として対応付けた場合の、有効画像表示領域３１、投写可能領域３２及び光検出手段７のそれぞれの位置を説明するために示す図である。
【図４】光散乱手段６における各光検出手段７の横方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域上の横方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。
【図５】光散乱手段６における各光検出手段７の縦方向の位置を、電気光学変調装置の画像形成領域上の縦方向の位置として対応付ける方法を説明するために示す図である。
【図６】有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。
【図７】有効画像表示領域３１に投写すべき表示画像の歪みを補正するための補正パラメータを得る方法を説明するために示す図である。
【図８】実施形態１に係る画像表示方法おいて用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。
【図９】実施形態２に係る画像表示装置１２の構成を示す図である。
【図１０】複数の画像投写手段５を用いて光散乱手段６にタイリング投写する例を示す図である。
【図１１】画像投写手段５が光散乱手段６に正対している場合を示す図である。
【図１２】画像投写手段５が光散乱手段６に対する正対位置から傾き角φだけ傾いた場合を示す図である。
【図１３】投写角θを６０度とした場合における、画像投写手段５の光軸から有効画像表示領域３１の両端部までの距離の比を角度φの関数として示す図である。
【図１４】電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φだけ相対的に回転している状態を模式的に示す図である。
【図１５】電気光学変調装置の画像形成領域が光散乱手段６に対して、ｙ軸回りに回転角φ１及びｘ軸回りに回転角φ２だけ相対的に回転している状態を模式的に示した図である。
【図１６】電気光学変調装置の画像形成領域における有効画像表示領域３１の任意の方向を持つ辺の回転角を求めることが可能となることを示す図である。
【図１７】ある１台の画像投写手段５の電気光学変調装置の画像形成領域における、有効画像表示領域３１の残る１頂点の座標を求める方法を説明するために示す図である。
【図１８】実施形態２に係る画像表示方法において用いられる画像補正処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】実施形態３に係る画像表示装置１４の構成を示す図である。
【図２０】光散乱手段６における投写画像の投写状態を示す図である。
【図２１】実施形態４に係る画像表示装置１６の構成を示す図である。
【図２２】実施形態４に係る画像表示方法を説明するために示す図である。
【図２３】実施形態４に係る画像表示方法に用いる参照信号を説明するために示す図である。
【図２４】枠状画像４３に投写画像からの散乱光が重畳された状態で光検出手段７に検出される状況を模式的に示す図である。
【図２５】周波数軸上で特定の周波数信号を増幅させる動作を説明するために示す図である。
【図２６】同期検波増幅手段９の動作に基づいて光検出手段７の位置が測定される原理を模式的に示す図である。
【国際調査報告】
2006009314.tif 000028
2006009314.tif 000029