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JP3497805B2 - 画像投影表示装置 - Google Patents

画像投影表示装置

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JP3497805B2
JP3497805B2 JP2000259427A JP2000259427A JP3497805B2 JP 3497805 B2 JP3497805 B2 JP 3497805B2 JP 2000259427 A JP2000259427 A JP 2000259427A JP 2000259427 A JP2000259427 A JP 2000259427A JP 3497805 B2 JP3497805 B2 JP 3497805B2
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  • Accessories Of Cameras (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のプロジェク
タを用いて、シームレスな高精細で高画質な投射画像を
得るための画像投影表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像をスクリーン上に拡大して映
し出す投射型の画像表示装置として、陰極線管を用いた
投射型ディスプレイ装置がある。
【０００３】また、近年は液晶パネルをライトバルブと
して用いた液晶投射型ディスプレイ装置が開発されてい
る。このような液晶投射型ディスプレイは、二次元表示
を行う液晶パネルにビデオ信号を再生し、光源からの光
を上記液晶パネルに再生した二次元映像で変調して、こ
れを光学系でスクリーン上に拡大投射するものである。
【０００４】一方、従来、大画面の投射画像を実現する
ために、複数の液晶プロジェクタを用いたマルチスクリ
ーン方式の投射型ディスプレイ装置がある。この方式
は、複数のプロジェクタそれぞれに対応した複数のスク
リーンが縦横に配列されて大画面が構成されている。し
かしながら、マルチスクリーン方式の投射型ディスプレ
イ装置では、各スクリーンには枠が設けられており、各
スクリーン間の境界部分が目立つという欠点があった。
【０００５】そこで、近年では、複数の液晶プロジェク
タを用いて１枚のスクリーン上に各プロジェクタ画像を
並べて投影し大画面に表示する画像投影システムが開発
されている。このような画像投影システムとして、特開
平９−３２６９８１号公報に記載されているものがあ
る。該公報には、複数のプロジェクタからの画像を１枚
のスクリーン上に貼り付ける際に各投射画像の隣接部分
はオーバーラップさせ、オーバーラップ部分を目立たせ
ないように大画面を実現する方法や、各プロジェクタの
スクリーンに対する配置位置の違いによる投射画像の幾
何的な歪みを補正する方法が述べられている。
【０００６】しかしながら、上記の特開平９−３２６９
８１号公報に述べられているものは、投射スクリーンが
主に平面である場合を想定しており、アーチ型やドーム
型などの各種曲面形状を有するものや、建物の壁面など
の凸凹しているものを投影スクリーンとして使用する際
に生じる幾何歪み，色むら及びシェーディングに対して
補正する方法については検討されていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、複数の液
晶プロジェクタを用いて１枚のスクリーン上に各プロジ
ェクタ画像を並べて投影し大画面に表示する画像投影シ
ステムでは、投射スクリーンが主に平面である場合を想
定しており、アーチ型やドーム型などの各種曲面形状を
有するものや、建物の壁面などの凸凹しているものを投
影スクリーンとして使用する際に生じる幾何歪み，色む
ら及びシェーディングに対して補正する方法については
検討する必要がある。
【０００８】そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなさ
れたもので、複数のプロジェクタを用いてシームレスな
大画面を実現する際に、高精細で高画質な投射画像を実
現することができる画像投影表示装置を提供することを
目的とするものである。更に、投影スクリーンが任意の
形状を有する面であっても投影画像の幾何歪み，色むら
及びシェーディングなどに対してより精確な補正がで
き、より高精細で高画質な投射画像を実現することがで
きる画像投影表示装置を提供することを目的とするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による画
像投影表示装置は、複数のプロジェクタと、互いに重複
領域を有する複数のプロジェクタの投影画像の結像面と
しての投影スクリーンと、所定のテスト画像を記憶する
テスト画像記憶部と、前記所定のテスト画像を前記それ
ぞれのプロジェクタにより前記投影スクリーンに投影し
た投影テスト画像を取得する画像情報取得部と、取得し
たテスト画像に基づいて、前記各プロジェクタの出力特
性を補正するための補正データを算出する補正データ算
出部と、上記補正データを記憶する補正データ記憶部
と、入力画像を各プロジェクタに対応して分割する入力
画像分割部と、前記それぞれのプロジェクタの出力特性
補正データを用いて、対応するプロジェクタに入力され
る画像に対して補正を行なう画像補正部と、を有し、前
記画像情報取得部では、投影したテスト画像を撮影する
とき、オーバーラップを有するように複数回に分割して
撮影し、分割撮影した複数の画像を繋ぎ合わせることに
よりテスト画像の全体像を得ることを特徴とする。
【００１０】請求項１の発明によれば、複数のプロジェ
クタを用いてシームレスな大画面を実現する際に、テス
ト画像をテスト画像記憶部に記憶しておき、該テスト画
像を各プロジェクタに供給して投影スクリーンに投射し
た時に、投影されたテスト画像を画像情報取得部で取得
し、取得した画像データに基づいて補正データを算出し
て補正データ記憶部に記憶させる。そして、各プロジェ
クタに対応して分割入力された画像データを、前記補正
データを用いて補正することにより、投影スクリーン上
にはより高精細で高画質な投射画像を実現することが可
能となる。更に、アーチ型や球面型のような曲面スクリ
ーンにテスト画像を投影して撮影するときは、画像情報
取得用カメラの画角は所定角度に限定されているので、
複数回に分割して撮影し、撮影した複数の画像を繋ぎ合
わせてテスト画像の全体像を得るようにする。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の画像投影表
示装置において、前記投影スクリーンが円筒面である場
合、分割撮影した複数の画像に対して円筒変換を行なっ
てから、貼り合わせすることによりテスト画像の全体像
を得ることを特徴とする。
【００１２】請求項２の発明によれば、スクリーンがア
ーチ面（円筒面）である場合、その面に投影された画像
を平面形撮影素子（ＣＣＤ）を用いたデジタルカメラな
どの画像情報取得用カメラで分割撮影すると、曲面画像
が平面画像として撮影され、分割撮影した複数の画像を
繋ぎ合わせる時に複数の画像がうまく繋がらないので、
撮影した複数の画像に対して円筒変換を行なってから、
貼り合わせすることにより１枚のテスト画像の全体像を
得ることができる。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１の画像投影表
示装置において、前記投影スクリーンが球面である場
合、分割撮影した複数の画像に対して球面変換を行なっ
てから、貼り合わせすることによりテスト画像の全体像
を得ることを特徴とする。
【００１４】請求項３の発明によれば、スクリーンがド
ーム面（球面）である場合、その面に投影された画像を
平面形撮影素子（ＣＣＤ）を用いたデジタルカメラなど
の画像情報取得用カメラで分割撮影すると、曲面画像が
平面画像として撮影され、分割撮影した複数の画像を繋
ぎ合わせる時に複数の画像がうまく繋がらないので、撮
影した複数の画像に対して球面変換を行なってから、貼
り合わせすることにより１枚のテスト画像の全体像を得
ることができる。
【００１５】請求項４の発明は、請求項１の画像投影表
示装置において、回転角度または水平垂直移動距離を含
む前記画像情報取得部の位置を表示する表示部を有し、
その位置データを参照して前記画像情報取得部を回転ま
たは移動させて、分割撮影を行なうことを特徴とする。
【００１６】請求項４の発明によれば、回転角度または
水平垂直移動距離を含む画像情報取得部の位置を表示部
に表示することにより、画像情報取得部の位置を確認し
ながら回転或いは移動したり、ユーザーに移動させる位
置の指示を与えることができる。
【００１７】請求項５の発明は、請求項１の画像投影表
示装置において、回転角度または水平垂直移動距離を含
む前記画像情報取得部の位置を自動制御して分割撮影を
行なうことを特徴とする。
【００１８】請求項５の発明によれば、画像情報取得部
の位置をパソコンなどの制御手段による所定のプログラ
ムに従って自動で制御して分割撮影できるようにした。
【００１９】
【００２０】
【００２１】 請求項６の発明は、請求項１の画像投影
表示装置において、各プロジェクタの投影画像における
前記重複領域に生ずるバイアスの増加分に対して、重複
領域以外の領域に明るさレベルを与えて全領域に亘って
バイアスを均一となるように補正することを特徴とす
る。
【００２２】 請求項６の発明によれば、複数のプロジ
ェクタ全投影領域のバイアスを補正するには、１つのプ
ロジェクタについて黒レベルの画像をスクリーンに投影
し、その投影画像を画像情報取得用カメラで撮影し、撮
影した画像データを補正データ算出部内のメモリに記憶
する。次に同様にして、他のプロジェクタについて上記
黒レベルの画像をスクリーンに投影し、その投影画像を
画像情報取得部で撮影し、撮影した画像データを補正デ
ータ算出部内のメモリに記憶する。そして、補正データ
算出部にて重複領域（オーバーラップ部分）の明るさを
算出することにより、各プロジェクタの投影画像におけ
る重複領域以外の明るさレベルを重複領域の明るさレベ
ルと同じにする補正データを生成し、得られた補正デー
タを用いて入力信号に対して補正を行う。この方法で
は、重複領域以外の部分の明るさを持ち上げて重複領域
と同等の明るさとすることにより、複数のプロジェクタ
による全投影領域に亘って明るさをフラットにする。
【００２３】 請求項７の発明は、請求項１の画像投影
表示装置において、各プロジェクタの投影画像における
前記重複領域に生ずるバイアスの増加分に対して、前記
重複領域に相当する光路に遮光板を設けて全領域に亘っ
てバイアスを均一となるように補正することを特徴とす
る。
【００２４】 請求項７の発明によれば、複数のプロジ
ェクタから投影される画像の重複領域（オーバーラップ
部分）に相当する光路を物理的に遮光するものである。
これによって、重複領域の光量を減らし、黒色時のオフ
セットを補正してフラットな特性にする。
【００２５】 請求項８の発明による画像投影表示装置
は、複数のプロジェクタと、互いに重複領域を有する複
数のプロジェクタの投影画像の結像面としての投影スク
リーンと、所定のテスト画像を記憶するテスト画像記憶
部であって、前記テスト画像は、前記投影スクリーンの
曲面の変形の度合いに応じて複数の小領域に分けられ、
各小領域は複数のマーカーを有する、テスト画像記憶部
と、前記所定のテスト画像を前記それぞれのプロジェク
タにより前記投影スクリーンに投影した投影テスト画像
を取得する画像情報取得部と、取得したテスト画像に基
づいて、前記投影スクリーンに投影する投影画像の幾何
変形補正をするための補正データを前記小領域毎に算出
する補正データ算出部と、上記補正データを記憶する補
正データ記憶部と、入力画像を各プロジェクタに対応し
て分割する入力画像分割部と、前記それぞれのプロジェ
クタの前記幾何変形補正のための補正データを用いて、
対応するプロジェクタに入力される前記入力画像に対し
て前記幾何変形補正を行なう画像補正部と、を有したこ
とを特徴とする。
【００２６】 請求項８の発明によれば、曲面の変形度
合いなどに応じて小領域に分けることによって平面画像
から平面スクリーンへの変換に近似することができる。
曲面スクリーンとしてはアーチ型やドーム型のほか単に
凸凹した面をも含む色々な曲面にテスト画像を投影して
も、小領域ごとに幾何変形関数を求めることができるの
で、任意の曲面に投影していても投影画像の幾何変形を
細かく補正することが可能となる。
【００２７】 請求項９の発明は、請求項８の画像投影
表示装置において、前記補正データ算出部は、前記投影
スクリーンの前記曲面の変形の度合いに応じた多項式で
表された幾何変形関数に基づいて、前記補正データを算
出することを特徴とする。
【００２８】 請求項９の発明によれば、投影曲面の正
確な情報（例えば半径７ｍの円筒面といった情報）が分
かっていれば、入出力間の対応関係を表す幾何変形関数
は、多項式で表すことができ、この多項式に基づいて補
正データを算出することができる。
【００２９】 請求項１０の発明による画像投影表示装
置は、複数のプロジェクタと、互いに重複領域を有する
複数のプロジェクタの投影画像の結像面としての投影ス
クリーンと、所定のテスト画像を記憶するテスト画像記
憶部であって、前記テスト画像は、前記投影スクリーン
の曲面の変形の度合いに応じて複数の小領域に分けら
れ、各小領域は複数のマーカーを有するテスト画像記憶
部と、前記所定のテスト画像を前記それぞれのプロジェ
クタにより前記投影スクリーンに投影した投影テスト画
像を取得する画像情報取得部と、取得したテスト画像に
基づいて、前記投影スクリーンに投影する投影画像の幾
何変形補正をするための補正データを、前記小領域毎に
２次射影変換式又は多項式で表された幾何変形関数に基
づいて算出する補正データ算出部と、上記補正データを
記憶する補正データ記憶部と、入力画像を各プロジェク
タに対応して分割する入力画像分割部と、前記それぞれ
のプロジェクタの前記幾何変形補正のための補正データ
を用いて、対応するプロジェクタに入力される前記入力
画像に対して前記幾何変形補正を行なう画像補正部と、
を有したことを特徴とする。
【００３０】 請求項１０の発明によれば、投影画像を
小領域に分割した場合は、投影スクリーンが曲面の場合
は、画像の各小領域に対応したスクリーンの上の小領域
が平面と見なせるか曲面と見なせるかによって幾何変形
関数は分割した程度に応じて２次射影変換式で表すこと
もできるし、多項式で表すこともできる。従って、小領
域分割の場合は、小領域ごとに異なる例えば２次射影変
換式か多項式かのどちらかの幾何変形関数を用いて、幾
何変形補正を細かく行うことができる。
【００３１】 請求項１１の発明は、請求項１の画像投
影表示装置において、前記投影スクリーンの周辺又は枠
にマーカーを設け、画像情報撮影と同時にこれらのマー
カーの位置も撮影することにより、撮影画像から取得し
たマーカー位置と、マーカーの前記投影スクリーン上の
物理的位置との対応関係を用いて、前記入力画像に対し
て幾何補正を行うことを特徴とする。
【００３２】 請求項１１の発明によれば、画像取得用
カメラの位置が投影スクリーンに対してずれた配置にあ
る場合でも、撮影したテスト画像から検出したマーカー
位置座標と、スクリーン上のマーカーの物理的な位置と
の対応関係から、幾何変形して撮影された画像を補正す
る関数を求めて、あたかもカメラの位置が投影スクリー
ンの真正面から撮影したようなテスト画像に幾何補正す
るようにした。このようなカメラ位置のずれに起因した
幾何変形補正は、各プロジェクタの幾何歪み，色むら及
びシェーディング、及びプロジェクタ間の色差などの補
正を行う前の段階として重要である。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１及び図２で本発明の一実施の形
態の画像投影表示装置の要部構成を説明する前に、図３
を参照して本発明に係る画像投影表示装置の概略構成を
説明する。
【００３８】図３に示されるように、本実施の形態に係
る画像投影システムは、大きく別けて、高精細な画像デ
ータを生成する画像生成部としてのパーソナルコンピュ
ータ（以下、パソコンと略記する）１と、パソコン１か
らの高精細画像データ２を複数の使用するプロジェクタ
に応じて処理・分割して出力すると共に投影されたスク
リーン画像を撮影した画像に基づいて各分割出力に対し
て幾何歪み，色むら及びシェーディングなどの補正を行
なうコントローラ部２と、複数のプロジェクタ３ａ〜３
ｄと、スクリーン４に投影されたテスト画像などを撮影
するためのディジタルカメラなどの画像情報取得部５と
で構成されている。上記のプロジェクタ３ａ〜３ｄとし
ては、液晶プロジェクタ、或いはＤＬＰ（Digital Ligh
t Processingの略で、光半導体であるDMD(Digital Micr
omirror Device)を中核としたデジタル映像技術）が使
用される。
【００３９】このような構成において、パソコン１で作
成・出力された高精細画像データはコントローラ部２へ
と出力される。コントローラ部２では、各プロジェクタ
に高精細画像データのどの部分を出力するかが決めら
れ、各プロジェクタ画像に対して補正データを用いて幾
何歪み，色や明るさのむらなどの補正の処理が行われ
る。各プロジェクタの投影画像の補正及び各プロジェク
タによる投影画像間の補正を行なうのに必要な前記補正
データは、予め各プロジェクタからテスト画像をスクリ
ーン４に投影し、その投影画像を画像情報取得用カメラ
５で撮影し、その撮影画像データに基づいて補正データ
が作成される。補正データの算出方法については後述す
る。
【００４０】図１は本発明の一実施の形態の画像投影表
示装置のブロック図を示している。図３と同一部分には
同一符号を付して説明する。
【００４１】図１に示す画像投影表示装置は、例えばパ
ソコンからの高精細画像データが入力される入力端子１
１と、複数のプロジェクタ（３ａ〜３ｄ）からなるプロ
ジェクタ部１４と、入力画像を各プロジェクタに対応し
て分割する入力画像分割部１２と、各プロジェクタの各
種の出力特性補正データを用いて、対応するプロジェク
タに入力される画像に対して補正を行なう画像補正部１
３と、互いにオーバーラップ領域を有する複数のプロジ
ェクタの投影画像の結像面としての投影スクリーン４
と、所定のテスト画像を記憶するテスト画像記憶部１５
と、所定テスト画像を前記それぞれのプロジェクタによ
り投影した投影画像を取得する画像情報取得部５と、取
得した情報から、前記各プロジェクタの各種の出力特性
を補正するための補正データを算出する補正データ算出
部１６と、当該補正データを記憶する補正データ記憶部
１７と、を有して構成されている。
【００４２】このような構成において、入力端子１１に
入力された高精細画像データは入力画像分割部１２で各
プロジェクタに対応して分割される。各プロジェクタに
対応して分割された画像データは画像補正部１３にて各
種の出力特性がそれぞれの特性の補正データを用いて補
正処理される。画像補正部１３は、図２に示されるよう
に色差補正部２１、幾何補正部２２、色むら補正部２
３、シェーディング補正部２４、バイアス補正部２５、
ガンマ補正部２６の全ての補正部或いはこれら補正部の
うちの少なくとも１つ以上の補正部を含んで構成され、
補正データ記憶部１７に記憶されている各種出力特性の
補正データを用いて各出力特性の補正処理（色差補正、
幾何補正、色むら補正、シェーディング補正、バイアス
補正、ガンマ補正の全ての補正或いはこれら補正のうち
の少なくとも１つ以上の補正）を行なう。補正処理され
たプロジェクタ毎の画像データは、さらに図示しないＤ
／Ａ変換部にてアナログ信号へ変換された後、プロジェ
クタ部１４のそれぞれのプロジェクタ（３ａ〜３ｄ）に
供給される。そして、各プロジェクタ（３ａ〜３ｄ）に
より各プロジェクタ画像がスクリーン４上に投影され
る。
【００４３】テスト画像記憶部１５は、プロジェクタの
各種出力特性ごとに用意されたテスト画像を記憶してい
る。上記の各種出力特性の補正データは、上記テスト画
像記憶部１５から読み出した各種出力特性ごとのテスト
画像をスクリーン４上に投影し、投影されたテスト画像
をデジタルカメラ等の画像情報取得部５にて撮影し、撮
影した画像データから補正データ算出部１６で各種出力
特性ごとの補正量或いは補正関数を算出することによっ
て求められる。そして、算出した補正量或いは補正関数
を補正データとして補正データ記憶部１７に記憶する。
補正データ算出部１６における補正データの算出方法
は、補正すべき各種出力特性ごとに異なっている。
【００４４】上記投影スクリーン４は、平面型スクリー
ンのほか、図４（ａ）に示すような円筒面型（アーチ型
という）、図４（ｂ）に示すような球面型（ドーム型と
いう）や、凸凹した面などを含む任意の面であってもよ
い。
【００４５】上記テスト画像記憶部１５に記憶されるテ
スト画像は、各プロジェクタ投影の幾何変形を測定する
ための画像と、プロジェクタ間の色の差を測定するため
の画像と、プロジェクタ投影面内の色むらを測定するた
めの画像と、プロジェクタ投影面内の輝度むら（シェー
ディングという）を測定するための画像と、プロジェク
タ投影画像のバイアス（入力信号が０レベルの黒信号を
入力したときに投影像が黒にならず明るさ（所謂、オフ
セット）を持っているが、そのオフセット量）を測定す
るための画像と、各プロジェクタの入出力特性であるガ
ンマ特性を測定するための画像のうち、少なくとも１種
類以上を含んで構成される。
【００４６】上記画像情報取得部５は、投影されたテス
ト画像を撮影するデジタルカメラのようなカメラと、色
情報（色の差）を測定するための測色計や分光計などの
測色手段との、両方或いはそれらのうちの少なくとも１
つを含んで構成される。プロジェクタ投影面内の二次元
的な色むらやテスト画像に配したマーカーのような幾何
位置情報を測定するためにはカメラを使うが、プロジェ
クタ間の色の差を測定するには測色計などの測色手段を
使う。従って、もし、複数のプロジェクタ間の各色につ
いての色レベルがほぼ合っていれば、色の差の補正をし
なくてもよい場合があり、そのときは画像情報取得部５
としてはカメラだけでもよいことになる。
【００４７】次に、図５〜図９を参照してテスト画像及
びそれによる各種の出力特性の補正について説明する。
（１）幾何変形補正、（２）色むら補正、（３）色差補
正、（４）シェーディング補正、（５）バイアス補正、
（６）ガンマ補正について説明する。
【００４８】（１）幾何変形測定用テスト画像として
は、例えば一定間隔に十字や輝点を並べたものや、格子
模様等が使用される。図５（ａ）では、一定間隔に複数
の十字をマーカーとして並べたテスト入力画像を示して
いる。図５（ｂ）は、図５（ａ）の画像を投影スクリー
ン上に投影した、幾何変形したテスト画像の一例を示し
ている。このように投影テスト画像が幾何変形するの
は、複数のプロジェクタ３ａ〜３ｂをスクリーン４に対
して設置する（図３参照）とき各プロジェクタがスクリ
ーン面に正対していない（正確には各プロジェクタ内の
液晶パネルがスクリーン面に正対していない）場合に生
じる現象である。
【００４９】まず、デジタルカメラで構成される画像情
報取得部５で図５（ｂ）の投影画像を撮影し、補正デー
タ算出部１６に供給する。そして、補正データ算出部１
６では、テスト画像記憶部１５に記憶されているテスト
画像のマーカー位置とカメラ５で撮影したテスト画像の
なかのマーカーの位置との対応関係から、各プロジェク
タの投影画像ごとに幾何変形関数を求め、これを補正デ
ータとして補正データ記憶部１７に記憶する。そして、
画像補正部１３における幾何補正部２２（図２参照）で
は、補正データ記憶部１７からの幾何変形関数を用い
て、入力画像分割部１２からのプロジェクタごとの入力
画像データ（図５（ａ）参照）に対して幾何補正（逆変
形）を加えてから、それぞれの対応するプロジェクタ３
ａ〜３ｂに出力する。これによってプロジェクタ３ａ〜
３ｂからスクリーン４に対して投影される画像は、各プ
ロジェクタがスクリーン面に正対していなくても、幾何
変形の補正された画像となって表示されることになる。
【００５０】なお、上記の図５（ａ）と図５（ｂ）の対
応関係から幾何変形関数を求めるには、プロジェクタは
平面形ライトバルブである例えば液晶パネルを有した液
晶プロジェクタであり、液晶プロジェクタからの平面画
像を平面形スクリーンへ投射する場合を想定（前提と）
している。
【００５１】（２）色むら・色差測定用テスト画像とし
ては、例えば図６に示したような赤（255，0，0）、緑
（0，255，0）、青（0，0，255）の各色最高階調レベル
の画像が使用される。各色を８ビットのデジタル信号で
表した場合に、各色の階調レベルは０〜２５５の２５６
階調となる。プロジェクタ投影面内の色むらの補正は、
画像補正部１３における色むら補正部２３（図２参照）
にて行なわれる。
【００５２】プロジェクタ投影面内の色むらを補正する
には、１つのプロジェクタについて赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の順に図６に示した上記最高階調レベ
ルの画像をスクリーン４に順次投影し、それぞれの投影
画像を画像情報取得部５としてのカメラで順次撮影し、
撮影したＲ，Ｇ，Ｂの各画像についてそれぞれ対応する
同じ位置（つまり同じ投影面上の位置）の画素のＲ，
Ｇ，Ｂデータについて比をとり、画素位置によってＲ，
Ｇ，Ｂデータの比が、例えば投影面中心位置のＲ，Ｇ，
Ｂデータの比を基準にして、異なっていれば、それら
Ｒ，Ｇ，Ｂの比がプロジェクタ投影面内の全ての画素位
置で同じになるような補正データを生成し、得られた補
正データを用いて入力信号に対して補正をかけることに
よって行なわれる。
【００５３】（３）また、プロジェクタ間の色差補正
は、画像補正部１３における色差補正部２１（図２参
照）にて行なわれる。
【００５４】プロジェクタ間の色差を補正するには、複
数のプロジェクタについて赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の順に図６に示した上記最高階調レベルの画像を
スクリーン４に順次投影し、それぞれの投影画像を画像
情報取得部５としての測色計で順次撮影する。そして、
全てのプロジェクタの投影面中心位置のＸＹＺ値が同じ
になるように補正マトリックスをプロジェクタ毎に求め
る。更に、得られた補正マトリックスを用いて入力信号
に対して補正をかける。
【００５５】このように各プロジェクタ投影面中心位置
のＸＹＺ値が、複数のプロジェクタ間で同じ値になるよ
うに補正すれば、次に上述したプロジェクタ投影面内の
色むら補正を各プロジェクタ投影面中心位置を基準にし
て行なえば、プロジェクタ間の色差補正及び各プロジェ
クタ投影面内の色むら補正を行なうことができる。
【００５６】（４）シェーディング測定用画像として
は、例えば図７に示したようなＲ，Ｇ，Ｂの各色階調レ
ベルが中間レベルの画像即ちグレイ（128，128，128）
が使用される。このように中間調の画像を使用するの
は、人間の感覚は非常に明るい時と非常に暗い時はその
時の明るさ変化に対して鈍感であるが、中間調の明るさ
の変化に対しては敏感だからである。プロジェクタ投影
面内のシェーディング（輝度むら）の補正は、画像補正
部１３におけるシェーディング補正部２４（図２参照）
にて行なわれる。
【００５７】プロジェクタ投影面内のシェーディング
（輝度むら）を補正するには、１つのプロジェクタにつ
いて図７に示した上記中間階調レベルの画像をスクリー
ン４に投影し、その投影画像を画像情報取得部５として
のカメラで撮影し、撮影した投影面上の画像における投
影面中心位置以外の全ての画素位置に対応した画素デー
タが、例えば投影面中心位置の画素データを基準にし
て、これと異なっていれば、それら投影面中心位置以外
の全ての画素位置のデータが投影面中心位置の画素デー
タと同じになるような補正データを生成し、得られた補
正データを用いて入力信号に対して補正をかけることに
よって行なわれる。
【００５８】（５）バイアス測定用画像としては、例え
ば図８に示したようなＲ，Ｇ，Ｂの各色階調レベルが最
低レベルの画像即ち黒（０，０，０）が使用される。プ
ロジェクタ投影画像のバイアスの補正は、画像補正部１
３におけるバイアス補正部２５（図２参照）にて行なわ
れる。
【００５９】プロジェクタ投影画像のバイアスとは、１
つのプロジェクタについて図８に示した上記最低階調レ
ベルの画像即ち黒色画像をスクリーン４に投影し、その
投影画像を画像情報取得部５としてのカメラで撮影した
ときに投影像が黒にならず明るさ（所謂、オフセット）
を持っていることを言う。このオフセットは入力画像を
最低レベルの画像（０，０，０）にしているので入力画
像レベルをこれ以上下げて補正することは不可能であ
る。
【００６０】一方、図３に示したように複数のプロジェ
クタからの画像がスクリーン４上で重なり合うように投
影した場合に生ずるオーバーラップ部分については、例
えば２つのプロジェクタ３ａ，３ｂに入力する信号レベ
ルを共に黒レベル（０，０，０）としたときには、図９
（ａ） に示すように黒色画像がスクリーン上で重な
り、図９（ｂ）の実線に示すように各プロジェクタ３
ａ，３ｂのオフセットに基づき上記オーバーラップ部分
の明るさはオフセット量が倍増した明るさとなるが、上
記オーバーラップ部分の明るさを下げようとして各プロ
ジェクタの入力画像信号を下げようとしても入力信号レ
ベルをこれ以上下げて補正することは不可能である。
【００６１】しかしながら、各プロジェクタのオフセッ
トに基づくオーバーラップ部分の明るさを補正する方法
としては、２つの方法がある。第１の方法は、オーバー
ラップ部分の入力信号を０にできないので、逆にオーバ
ーラップ部分以外部分の明るさを持ち上げてオーバーラ
ップ部分と同等の明るさ（図９（ｂ）の二点鎖線Ｃにて
示す）とすることにより、複数のプロジェクタによる全
投影領域に亘って明るさをフラットにするものである。
この第１の方法で複数のプロジェクタ全投影領域のバイ
アスを補正するには、１つのプロジェクタについて図８
に示した上記黒レベルの画像をスクリーン４に投影し、
その投影画像を画像情報取得部５としてのカメラで撮影
し、撮影した画像データを補正データ算出部１６内のメ
モリに記憶する。次に同様にして、他のプロジェクタに
ついて上記黒レベルの画像をスクリーン４に投影し、そ
の投影画像を画像情報取得部５で撮影し、撮影した画像
データを補正データ算出部１６内のメモリに記憶する。
そして、補正データ算出部１６にてオーバーラップ部分
の明るさを算出することにより、各プロジェクタの投影
画像におけるオーバーラップ部分以外の明るさレベルを
オーバーラップ部分の明るさレベルと同じにする補正デ
ータを生成し、得られた補正データを用いて入力信号に
対して補正をかけることによって行なわれる。しかし、
この方法はオフセットに基づく明るさの不均一は解消さ
れるものの、オフセットが除かれるものではないため入
力画像が黒色であるのに真黒にならないという難点があ
る。第２の方法は、複数のプロジェクタから投影される
画像のオーバーラップ部分に相当する光路を物理的に遮
光するものである。具体的には、図１０に示すように各
プロジェクタ３ａ，３ｂの投射レンズを通して投射され
た光路上に遮光板３１，３２を設けてオーバーラップ部
分の光量を減らし（図９（ｂ）の点線Ｄにて示す）、黒
色時のオフセットを補正する（フラットな特性にす
る）。
【００６２】（６）各プロジェクタの入出力特性である
ガンマ特性を測定するためのガンマ測定用画像として
は、例えば図１１に示したようなＲ，Ｇ，Ｂの各色につ
いて階調レベルを少しずつ上げた複数枚（図では９枚ず
つ）の画像即ちＲについては２５６階調における（0，
0，0），（32，0，0）……（224，0，0），（255，0，
0）と３２階調ずつレベルアップした画像、Ｇについて
も（0，0，0），（0，32，0）……（0，224，0），
（0，255，0）と３２階調ずつレベルアップした画像、
Ｂについても（0，0，0），（0，0，32）……（0，0，2
24），（0，0，255）と３２階調ずつレベルアップした
画像が使用される。各プロジェクタのガンマ特性の補正
は、画像補正部１３におけるガンマ補正部２６（図２参
照）にて行なわれる。原理的には、各プロジェクタの入
力信号に逆ガンマ特性（測定したガンマ特性の逆特性）
をかけることによって各投影画像の出力を補正できる。
【００６３】スクリーン上に投影された画像の色や明る
さは入力された色や明るさに比例して明るくならず、非
線形に反応する。同様に人間の知覚も輝度の増減に対し
て非線形に反応する。これらの非線形性を、人間（或い
はカメラ）が見た目に近づけるため、補正することをガ
ンマ補正という。各プロジェクタのガンマ特性は、ガン
マ補正は、それぞれのプロジェクタの入力信号に対する
出力（明るさ）の関係を示すもので、例えばプロジェク
タＡ，Ｂについてのガンマ特性は図１２の符号Ａ，Ｂに
示すようにそれぞれのプロジェクタによって異なってい
る。そこで、それぞれのプロジェクタＡ，Ｂの入力信号
（ガンマ測定用画像）に対して出力である投影スクリー
ン画像を画像情報取得用カメラ５にて撮影し、補正デー
タ算出部１６にて入出力特性であるガンマ特性Ａ，Ｂを
求め、その求めたガンマ特性Ａ，Ｂに対する逆ガンマ特
性Ａ´，Ｂ´を算出する。算出された各プロジェクタ
Ａ，Ｂの逆ガンマ特性Ａ´，Ｂ´は補正データ（補正テ
ーブル）として補正データ記憶部１７に記憶される。画
像補正部１３におけるガンマ補正部２６では、各プロジ
ェクタＡ，Ｂの入力画像に対して逆ガンマ特性Ａ´，Ｂ
´をかけることによって入力信号の変化に対して出力が
線形（図１２の符号Ｃにて示す）となるように補正処理
される。
【００６４】なお、各種の補正を行なうための幾何変形
測定用，色むら・色差測定用，バイアス測定用，シェー
ディング測定用，各色のガンマ測定用のテスト画像は、
図５〜図８及び図１１のように各テストごとに個々にあ
ってもよいし、適宜に組み合わせてテスト画像の数を減
らしてもよい。
【００６５】上述したように、上記の図５（ａ）と図５
（ｂ）の対応関係から幾何変形関数を求めて幾何補正す
るには、プロジェクタは平面形ライトバルブである例え
ば液晶パネルを有した液晶プロジェクタであり、液晶プ
ロジェクタからの平面画像を平面形スクリーンへ投射す
る場合を想定（前提と）していた。しかしながら、投影
スクリーン４が図４に示したようアーチ型やドーム型な
どのような曲面形状である場合には、平面形ライトバル
ブから平面型スクリーンへの投影の場合のような幾何変
形関数を求めることができないので（即ち、テスト画像
にあるマーカーが曲面スクリーンのどこに投影されるか
は関数として一律に求められないので）、幾何変形を測
定するためのテスト画像を複数の小領域に分けて考え
る。
【００６６】つまり、幾何変形を測定するためのテスト
画像は、図１３に示すように複数の小領域Ａ，Ｂ，…Ｐ
に分けられ、各小領域Ａ，Ｂ，…Ｐに複数のマーカー
（図では十字形マーカー）を有し、テスト画像の各小領
域Ａ，Ｂ，…Ｐのなかのマーカー位置とそれぞれの投射
領域（これは各小領域Ａ，Ｂ，…Ｐに対応した投射領
域）のマーカー位置から、それぞれの小領域Ａ，Ｂ，…
Ｐに対応する幾何変形関数を求める。これは、図１３に
示すような画像が曲面スクリーンに投影されたとき、各
小領域に対応した投影領域は平面と見なすことができる
ためである。
【００６７】従って、平面画像から曲面スクリーンへの
投影の場合でも、小領域に分けることによって平面画像
から平面スクリーンへの変換に近似することができるの
で、曲面スクリーンとしては図４（ａ），（ｂ）に示し
たようなアーチ型やドーム型のほか単に凸凹した面をも
含む色々な曲面にテスト画像を投影しても小領域ごとに
幾何変形関数を求めることができるので、任意の曲面に
投影していても投影画像の幾何変形を補正することが可
能となる。
【００６８】なお、図１３に示したテスト画像における
マーカーの密度は、全ての小領域Ａ，Ｂ，…Ｐについて
一律であってもよいし、テスト画像上における小領域の
位置に応じてマーカー密度を変えてもよい。例えば、左
側の小領域ではマーカーが８個しかなく右側の小領域で
は１６個あるというように変えてもよい。また、図１３
ではテスト画像を１６個の小領域に分けているが、曲面
の変形度合いなどに応じて更に細かく多数に分けてもよ
いし、或いは大きく少数に分けてもよい。小領域として
は極端には１画素分の領域であってもよい。
【００６９】なお、上記の幾何変形関数は、プロジェク
タへの入力が平面画像で投影スクリーンも平面である場
合には、入力画像の直線が出力側のスクリーン上で直線
に投影されていれば、入出力間に図１４に示すような２
次射影変換が成り立つ。勿論、スクリーン全体が曲面で
あっても小領域に分ければ平面と見なすことができる場
合にも、小領域についての入出力間には図１４に示すよ
うな２次射影変換が成り立つ。つまり、スクリーン領域
が平面と見なせるところは、入出力間の対応関係を表す
幾何変形関数は、２次射影変換式で表すことができる。
【００７０】また、上記の幾何変形関数は、プロジェク
タへの入力が平面画像で投影スクリーンが数式で表され
るような既に分かっている曲面である場合には、入力画
像と投影画像間に図１５に示すような多項式が成り立
つ。つまり、投影曲面の正確な情報（例えば半径７ｍの
円筒面といった情報）が分かっていれば、入出力間の対
応関係を表す幾何変形関数は、多項式で表すことができ
る。
【００７１】なお、図１３のように投影画像を小領域に
分割した場合は、投影スクリーンが曲面の場合は、画像
の各小領域に対応したスクリーンの上の小領域が平面と
見なせるか曲面と見なせるかによって上記幾何変形関数
は分割した程度に応じて２次射影変換式で表すこともで
きるし、多項式で表すこともできる。従って、小領域分
割の場合は、小領域ごとに異なる幾何変形関数（例えば
２次射影変換式か多項式かのどちらか）を用いてもよ
い。
【００７２】ところで、投影スクリーン４が平面の場合
に、スクリーン上に投影されたテスト画像を撮る画像情
報取得用カメラ５は、スクリーン全面が撮れる位置にス
クリーン面に正対して配置しておけばよい。通常の平面
スクリーンは精々１００インチであり、画像情報取得用
カメラ５はスクリーン面から３ｍ位離れた位置にあれば
スクリーン全体を１回で撮影することができる。これに
対して、投影面が円筒面である実際のアーチ型スクリー
ンは、例えば横１２ｍ、縦４ｍ、半径７ｍ、アーチの角
度は１２０°（円周の１／３）であり、円心（スクリー
ン面から７ｍ）のところに画像情報取得用カメラ５を置
いてテスト画像を撮る。カメラは大体３０度位の画角し
かないので、１２０°撮るためにはカメラ５を円心に置
いたままで５回に分けて回して撮る。これは、カメラで
スクリーン全体を撮るには、カメラ位置を円心より更に
遠ざける必要があり、室内でカメラをさらに遠ざけるに
は限度があるためである。つまり、画像情報取得部５で
は、投影スクリーン５が例えばアーチ型スクリーンの場
合にテスト画像を撮影する際には、複数のプロジェクタ
の投影スクリーンへの各投影範囲とは関係なく、テスト
用画像撮影用カメラ５の能力範囲で分割して撮影する。
【００７３】投影したテスト画像を撮影するとき、テス
ト画像は横長のアーチ型スクリーンの全面に投影されて
いるので、オーバーラップがあるように画像情報取得用
カメラ５を所定角度（３０°に近い角度）ずつ回して複
数回に分けて撮影し、分割撮影した複数の画像を繋ぎ合
わせることによってテスト画像の全体像を得る。
【００７４】なお、アーチ型スクリーンのような曲面ス
クリーンの場合に限らず、１００インチを越える大きな
平面スクリーンの場合は、カメラ５を水平・垂直に移動
させて分割撮影することが必要となる場合がある。
【００７５】次に、分割して撮影されたテスト画像を１
枚に繋ぎ合わせる方法について説明する。
【００７６】図１６に、説明を簡単にするため、投影ス
クリーン４としてアーチ角度が略６０°のアーチ型スク
リーンを用い、画像情報取得用カメラ５を円心に配置し
て２回に分けて投影画像を撮影する場合を示している。
始めに太い実線で示す範囲で撮影し、次に一点鎖線で示
す範囲に回して撮影する。
【００７７】このとき、アーチ型スクリーンに投影され
た画像をカメラ５で２回に分けて撮影した場合、アーチ
型スクリーン上の曲面上の画像であってもカメラ５の撮
像素子（ＣＣＤ）の撮像面は平面であるので、カメラ５
には２つの平面画像（二点鎖線Ｖ1 ，Ｖ2 にて示す）と
して撮影される。その結果、２つの分割撮影した画像Ｖ
1 ，Ｖ2 はオーバーラップ部分では特にスムーズに繋が
らない。そこで、スクリーンがアーチ面（円筒面）であ
る場合、分割撮影した複数の画像Ｖ1 ，Ｖ2 に対してそ
れぞれ円筒変換と言って円筒面への投影変換を行なって
から、貼り合わせすることによりスムーズに繋がったテ
スト画像の全体像を得ることができる。
【００７８】同様に、ドーム型スクリーンの場合は、ド
ーム型スクリーンに投影された画像をカメラ５で分割撮
影すると、各分割画像はドーム型スクリーン上の曲面上
の画像であってもカメラ５には複数の平面画像として撮
影されるので、そのまま貼り合せた場合オーバーラップ
部分では特にスムーズに繋がらない。そこで、スクリー
ンがドーム面（球面）である場合、分割撮影した複数の
画像に対してそれぞれ球面変換と言って球面への投影変
換を行なってから、貼り合わせすることによりスムーズ
に繋がったテスト画像の全体像を得ることができる。
【００７９】アーチ型，ドーム型，或いは平面型に限ら
ず、大スクリーンの場合は、テスト画像撮影用カメラ５
では１度に撮れない。アーチ型或いはドーム型のスクリ
ーンでは、その円筒面或いは球面の円心にカメラ５を置
いてカメラ５を必要な角度ずつ回転させて撮影を行な
う。同様に、平面型の大スクリーンでも、一箇所にカメ
ラ５を配置しカメラ５を回転させて撮影を行なうことも
考えられるが、撮影画像が歪んで撮影されるので、カメ
ラ５を複数回水平移動或いは垂直移動して撮影を行なう
場合もある。このようにテスト画像撮影用カメラなどの
画像情報取得部５を回転或いは移動させて分割撮影する
場合には、現在どの位置で撮っているかの位置情報を位
置表示部４１に表示し、それを参照しながら次にカメラ
を必要な角度回転させたり必要な距離移動させたりして
分割撮影する。この位置表示部４１による表示機能は、
カメラ５を手動で回転或いは移動させる場合に特に有用
であるが、カメラ５の位置をパソコン４２の制御の下で
（所定のプログラムに従って）自動で回転或いは移動さ
せながら撮影する場合にも撮影中にカメラ位置を確認す
る意味で有用である。勿論、カメラ位置を自動でコント
ロールする場合には、位置表示部４１はなくてもよく、
或いは位置表示部４１による位置表示を行なわなくても
よい。
【００８０】次に、テスト画像を撮影することによって
色むらや輝度むらなどの補正データを作成するための前
提条件として、テスト画像撮影時に必要とされる、外光
情報の除去について説明する。
【００８１】テスト画像を撮影する時に外光の影響を取
り除くために、完全に暗室と同じ状態でテスト画像を投
影して撮影する必要がある。小型のスクリーンであれば
暗室状態を実現可能であるが、大型スクリーンの場合は
それも難しいので、テスト画像を投影する前に、テスト
画像を投影しない状態のスクリーン面を画像取得用カメ
ラ５で撮影することによって外光情報を得、次にテスト
画像を投影し画像取得用カメラ５で撮影した時にテスト
画像の撮影画像から前記の外光情報を差し引くことによ
って外光補正する。
【００８２】図１７は本発明の他の実施の形態の画像投
影表示装置のブロック図を示している。図１と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。
【００８３】図１７において図１と異なる点は、図１の
構成に加えて、外光情報記憶部５１と、外光補正部５２
とを更に設けたことである。その他の構成は、図１と同
様である。
【００８４】投影スクリーン４にテスト画像を投影する
前に、投影スクリーン４上のテスト画像投影予定位置の
外光情報を画像取得用カメラ５で取得し、その外光情報
を外光情報記憶部５１に記憶する。次に、投影スクリー
ン４にテスト画像を投影して画像取得用カメラ５でテス
ト画像情報を取得し、外光補正部５２では取得したテス
ト画像情報を前記外光情報記憶部５１に記憶している外
光情報を用いて補正する。テスト画像としては、図５〜
図８及び図１１に示したような各種測定用の画像があ
る。外光補正されたテスト画像情報は補正データ算出部
１６に送られ、ここで各プロジェクタのテスト画像内容
に対応した出力特性を補正するための補正データが算出
される。補正データは補正データ記憶部１７に記憶され
る。そして、画像補正部１３では、入力画像分割部１２
からの各プロジェクタに対応した入力画像データを、補
正データ記憶部１７に記憶した補正データを用いて必要
な補正を行なって各プロジェクタ３ａ〜３ｄに供給す
る。画像補正部１３の構成は図２に示したものと同様で
ある。
【００８５】これまでの説明は、画像取得用カメラ５は
投影スクリーン４に対して真正面に配置されている即ち
投影スクリーン４に対して垂直でかつ中心から撮ってい
ることを前提として説明していたが、カメラ５が投影ス
クリーン４に対して真正面に配置されていない場合に
は、真正面から撮ったような画像を得ることができるよ
うに補正する必要がある。次に、このような補正方法の
一例を図１８を参照して説明する。
【００８６】図１８は投影スクリーンの周辺或いはスク
リーンの枠にＬＥＤ（発光ダイオード）などのマーカー
を設けて、テスト画像を画像取得用カメラ５で撮るとき
にそれを点灯させて撮ることができるようにしたもので
ある。
【００８７】ここに示すマーカーは、図５や図１３で示
したテスト画像の中のマーカー（プロジェクタ３ａ〜３
ｄの置く位置によって投影画像中のマーカー位置が変わ
る）とは異なり、スクリーンの位置を知るためのマーカ
ーである。カメラ５で撮影したスクリーン上のマーカー
は、カメラ５の置く位置によって変わる。つまり、カメ
ラ５がどこで撮影しているかという情報を取得するため
のマーカーである。
【００８８】次に、図１８に示したような、画像取得用
カメラ位置のずれに基づいて幾何変形して撮影されたテ
スト画像を、スクリーン上のマーカーを参照して補正す
る方法を、図１９のフローチャートで説明する。
【００８９】まず、ステップＳ1 でカメラをスクリーン
に対して適当な位置に設置する。次に、テスト画像を撮
影した（ステップＳ2 ）後、同じ位置でスクリーン周辺
のマーカーを撮影する（ステップＳ3 ）。ステップＳ2
とＳ3 を一緒にして、１回の撮影でテスト画像とマーカ
ーの両方を同時に撮ってもよい。そして、撮影したマー
カー画像からマーカー位置座標を検出し（ステップＳ4
）、撮影画像から検出したマーカー位置座標と、マー
カーのスクリーン上の物理的位置との対応関係から、射
影変換関数を求める（ステップＳ5 ）。そして、求めた
上記射影変換関数の逆関数を用いてテスト画像を幾何補
正する（ステップＳ6 ）。前記の逆関数を補正データと
して記憶しておき、通常の入力画像をプロジェクタに出
力する際に入力画像データに補正をかけるのに使用す
る。
【００９０】図２０は上記の補正方法を説明する図であ
る。例えば、画像取得用カメラ５を投影スクリーン４に
対して真正面からずれた位置に置いてテスト画像を撮影
した場合、長方形であるべき撮影画像が、図２０の符号
Ａ1 に示すように台形状に幾何変形して撮影される。こ
の撮影画像を補正データ算出部１６に送り、符号Ａ2 に
示すような逆変形関数画像を補正データとして求め、補
正データ記憶部１７に記憶しておく。そして、画像補正
部１３では、入力画像分割部１２からの各プロジェクタ
に対応した入力画像データを、補正データ記憶部１７に
記憶した補正データを用いて補正を行なって各プロジェ
クタ３ａ〜３ｄに供給する。これにより、カメラ位置が
真正面からずれた位置で撮影した場合、スクリーンの前
記投影領域で真正面から撮ったような画像に補正変形す
ることができる。
【００９１】以上の図１７〜図２０で説明した外光補
正、及びカメラ位置のずれに起因した幾何変形の補正
は、プロジェクタ位置やプロジェクタの出力特性の歪み
を補正する前の段階として重要である。つまり、プロジ
ェクタに係わる画像歪みを補正するデータを得るために
は、画像取得用カメラ５や外光などのその他の歪み要因
を取り除いておく必要がある。
【００９２】
【発明の効果】以上述べたように本発明の画像投影表示
装置によれば、複数のプロジェクタを用いてシームレス
な大画面を実現する際に、投影スクリーンが任意の形状
を有する面であっても投影画像の幾何歪み，色むら及び
シェーディングなどに対してより精確な補正ができ、高
精細で高画質な投射画像を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の画像投影表示装置のブ
ロック図。
【図２】図１における画像補正部の構成を示すブロック
図。
【図３】本発明に係る画像投影システムの概略構成を示
す図。
【図４】図１における投影スクリーンの曲面形状のもの
を示す図。
【図５】幾何変形測定用テスト画像を示す図。
【図６】色むら・色差測定用テスト画像を示す図。
【図７】シェーディング測定用テスト画像を示す図。
【図８】バイアス測定用テスト画像を示す図。
【図９】遮光板によるオーバーラップ部分の明るさ補正
を説明する図。
【図１０】黒色画像がスクリーン上で重なった場合の、
各プロジェクタのオフセットに基づくオーバーラップ部
分のオフセット量、及びオーバーラップ部分の倍増オフ
セット量を補正する方法を説明する図。
【図１１】各色のガンマ測定用テスト画像を示す図。
【図１２】プロジェクタのガンマ補正を説明する入出力
特性図。
【図１３】小領域に分けた幾何変形測定用テスト画像を
示す図。
【図１４】平面から平面への投影に有用な幾何変形関数
を示す図。
【図１５】平面から曲面への投影に有用な幾何変形関数
を示す図。
【図１６】曲面スクリーンへ投影されたテスト画像を、
分割撮影する方法を示す図。
【図１７】本発明の他の実施の形態の画像投影表示装置
のブロック図。
【図１８】カメラ位置のずれに起因した幾何変形の補正
を行なうために投影スクリーン上に配したマーカーを示
す図。
【図１９】画像取得用カメラ位置のずれに基づいて幾何
変形して撮影されたテスト画像を、スクリーン上のマー
カーを参照して補正する方法を説明するフローチャー
ト。
【図２０】図１９の補正方法を説明する図。
【符号の説明】
３ａ〜３ｄ…プロジェクタ ４…投影スクリーン ５…画像情報取得部 １１…画像データ入力端子 １２…入力画像分割部 １３…画像補正部 １４…プロジェクタ部 １５…テスト画像記憶部 １６…補正データ算出部 １７…補正データ記憶部 ２１…色差補正部 ２２…幾何補正部 ２３…色むら補正部 ２４…シェーディング補正部 ２５…バイアス補正部 ２６…ガンマ補正部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−333760（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−154808（ＪＰ，Ａ) 特開2001−169211（ＪＰ，Ａ) 特開2001−83949（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−223519（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−84036（ＪＰ，Ａ) 国際公開99／031877（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/74 G03B 21/00 H04N 9/31

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のプロジェクタと、 互いに重複領域を有する複数のプロジェクタの投影画像
    の結像面としての投影スクリーンと、 所定のテスト画像を記憶するテスト画像記憶部と、 前記所定のテスト画像を前記それぞれのプロジェクタに
    より前記投影スクリーンに投影した投影テスト画像を取
    得する画像情報取得部と、 取得したテスト画像に基づいて、前記各プロジェクタの
    出力特性を補正するための補正データを算出する補正デ
    ータ算出部と、 上記補正データを記憶する補正データ記憶部と、 入力画像を各プロジェクタに対応して分割する入力画像
    分割部と、 前記それぞれのプロジェクタの出力特性補正データを用
    いて、対応するプロジェクタに入力される画像に対して
    補正を行なう画像補正部と、 を有し、 前記画像情報取得部では、投影したテスト画像を撮影す
    るとき、オーバーラップを有するように複数回に分割し
    て撮影し、分割撮影した複数の画像を繋ぎ合わせること
    によりテスト画像の全体像を得ることを特徴とする画像
    投影表示装置。
  2. 【請求項２】 前記投影スクリーンが円筒面である場
    合、分割撮影した複数の画像に対して円筒変換を行なっ
    てから、貼り合わせすることによりテスト画像の全体像
    を得ることを特徴とする請求項１記載の画像投影表示装
    置。
  3. 【請求項３】 前記投影スクリーンが球面である場合、
    分割撮影した複数の画像に対して球面変換を行なってか
    ら、貼り合わせすることによりテスト画像の全体像を得
    ることを特徴とする請求項１記載の画像投影表示装置。
  4. 【請求項４】 回転角度または水平垂直移動距離を含む
    前記画像情報取得部の位置を表示する表示部を有し、そ
    の位置データを参照して前記画像情報取得部を回転また
    は移動させて、分割撮影を行なうことを特徴とする請求
    項１記載の画像投影表示装置。
  5. 【請求項５】 回転角度または水平垂直移動距離を含む
    前記画像情報取得部の位置を自動制御して分割撮影を行
    なうことを特徴とする請求項１記載の画像投影表示装
    置。
  6. 【請求項６】 各プロジェクタの投影画像における前記
    重複領域に生ずるバイアスの増加分に対して、重複領域
    以外の領域に明るさレベルを与えて全領域に亘ってバイ
    アスを均一となるように補正することを特徴とする請求
    項１記載の画像投影表示装置。
  7. 【請求項７】 各プロジェクタの投影画像における前記
    重複領域に生ずるバイアスの増加分に対して、前記重複
    領域に相当する光路に遮光板を設けて全領域に亘ってバ
    イアスを均一となるように補正することを特徴とする請
    求項１記載の画像投影表示装置。
  8. 【請求項８】 複数のプロジェクタと、 互いに重複領域を有する複数のプロジェクタの投影画像
    の結像面としての投影スクリーンと、 所定のテスト画像を記憶するテスト画像記憶部であっ
    て、前記テスト画像は、前記投影スクリーンの曲面の変
    形の度合いに応じて複数の小領域に分けられ、各小領域
    は複数のマーカーを有する、テスト画像記憶部と、 前記所定のテスト画像を前記それぞれのプロジェクタに
    より前記投影スクリーンに投影した投影テスト画像を取
    得する画像情報取得部と、 取得したテスト画像に基づいて、前記投影スクリーンに
    投影する投影画像の幾何変形補正をするための補正デー
    タを前記小領域毎に算出する補正データ算出部と、 上記補正データを記憶する補正データ記憶部と、 入力画像を各プロジェクタに対応して分割する入力画像
    分割部と、 前記それぞれのプロジェクタの前記幾何変形補正のため
    の補正データを用いて、対応するプロジェクタに入力さ
    れる前記入力画像に対して前記幾何変形補正を行なう画
    像補正部と、 を有したことを特徴とする 画像投影表示装置。
  9. 【請求項９】 前記補正データ算出部は、前記投影スク
    リーンの前記曲面の変形の度合いに応じた多項式で表さ
    れた幾何変形関数に基づいて、前記補正データを算出す
    ることを特徴とする請求項８記載の画像投影表示装置。
  10. 【請求項１０】 複数のプロジェクタと、 互いに重複領域を有する複数のプロジェクタの投影画像
    の結像面としての投影スクリーンと、 所定のテスト画像を記憶するテスト画像記憶部であっ
    て、前記テスト画像は、前記投影スクリーンの曲面の変
    形の度合いに応じて複数の小領域に分けられ、各小領域
    は複数のマーカーを有する、テスト画像記憶部と、 前記所定のテスト画像を前記それぞれのプロジェクタに
    より前記投影スクリーンに投影した投影テスト画像を取
    得する画像情報取得部と、 取得したテスト画像に基づいて、前記投影スクリーンに
    投影する投影画像の幾何変形補正をするための補正デー
    タを、前記小領域毎に２次射影変換式又は多項式で表さ
    れた幾何変形関数に基づいて算出する補正データ算出部
    と、 上記補正データを記憶する補正データ記憶部と、 入力画像を各プロジェクタに対応して分割する入力画像
    分割部と、 前記それぞれのプロジェクタの前記幾何変形補正のため
    の補正データを用いて、対応するプロジェクタに入力さ
    れる前記入力画像に対して前記幾何変形補正を行なう画
    像補正部と、 を有したことを特徴とする 画像投影表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記投影スクリーンの周辺又は枠にマ
    ーカーを設け、画像情報撮影と同時にこれらのマーカー
    の位置も撮影することにより、撮影画像から取得したマ
    ーカー位置と、マーカーの前記投影スクリーン上の物理
    的位置との対応関係を用いて、前記入力画像に対して幾
    何補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像投影
    表示装置。
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