JP2006065039A - 画像表示装置におけるキャリブレーションシステムおよび画像表示用スクリーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ安価な構成で、画像表示面に対して外光を確実に遮光できる画像表示装置におけるキャリブレーションシステムを提供する。
【解決手段】画像表示装置１の画像表示面３にテストパターンを表示して、そのテストパターンが表示された画像表示面３を撮像手段６により撮像し、その撮像データに基づいて画像表示装置１により画像表示面３に表示される画像の補正データを算出する画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、撮像手段６によるテストパターンの撮像時に、画像表示面３の外光が入射する側に、２枚の透明部材１１，１２間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層１３を有する遮光フィルタ５を配置して、画像表示装置１からの光以外の外光を遮光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置におけるキャリブレーションシステムおよび画像表示用スクリーン装置に関するものである。

近年、画像表示装置の大画面化に伴い、画像をスクリーンに拡大投射して表示するプロジェクタを用いるものが注目されている。

このようなプロジェクタとして、例えば液晶パネルに入力映像信号に基づく画像を表示し、これをスクリーンに拡大して投影表示する液晶プロジェクタが知られている。この液晶プロジェクタは、画像表示装置の薄型化、軽量化、低消費電力化等を図れる点で、現在の画像表示装置の主流となっている。

また、画像表示装置として、最近では、プロジェクタを複数台組み合わせて、一つの大画面映像を表示するようにした、いわゆるマルチディスプレイ装置が、例えば企業の宣伝や各種イベントのディスプレイ用として実用化されている。

ところで、上述したように、プロジェクタにより画像を拡大してスクリーンに投影表示する画像表示装置では、スクリーン面での表示特性のむら、例えば幾何特性、色特性、輝度特性、ホワイトバランス特性、ガンマ特性等のむら、が画像を観察する上で問題となる。

このため、この種の画像表示装置では、その設置時を含む適宜のタイミングにおいて、プロジェクタによりスクリーンにテストパターンを投影して、そのテストパターンが投影されたスクリーン全体を電子カメラ等の撮像手段により撮像し、その撮像データに基づいてプロジェクタからスクリーンに投影される画像の表示特性のむらを補正する補正データを算出するキャリブレーションを行って、算出した補正データを画像補正装置に格納するようにし、その後、入力画像信号を表示する際には、表示すべき入力画像信号を画像補正装置に格納されている補正データに基づいて補正して、プロジェクタによりスクリーンに拡大投影するようにしている。

ここで、キャリブレーションを行うために、スクリーンに表示されたテストパターンを撮像手段で撮像する際には、プロジェクタからの光以外の外光、例えば画像表示装置が屋外に設置されている場合には太陽光およびその反射光、画像表示装置が室内に設置されている場合には窓からの太陽光や照明具からの照明光、がスクリーンに入射しないように遮光する必要がある。

このようなキャリブレーションを行うシステムとして、従来、プロジェクタとその前方の撮像手段との全体を遮光壁で覆うものや、プロジェクタからスクリーンまでを外光が入射しないように筐体で覆い、撮像手段をスクリーンの後方、すなわち観察者側とは反対側の筐体内に設置してテストパターンを撮像するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、フロント投影装置に用いる投影用スクリーンとして、スクリーン本体の投影装置側の面に、多数の微細スリットを形成し、投影光と平行する方向には光を透過させ、投影光に対して所定の角度をもって入射する外乱光は遮光する不透明体を、ブラインド状に傾斜角度を調整可能に設けた遮光シートを配置したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１０８９５６号公報 特公平８−７３７５号公報

しかしながら、特許文献１に開示のように、プロジェクタからスクリーンとその前方の撮像手段との全体を遮光壁で覆う構成にあっては、スクリーンが大きくなればなる程、遮光壁が大きくなって、遮光壁の費用が嵩むと共に、設置にも時間がかかることが懸念される。また、撮像手段を筐体内に配置する構成においては、マルチディスプレイとして構成した場合には、ディスプレイユニットと同じ数量の撮像手段が必要となり、装置全体のコストアップを招くことが懸念される。

また、特許文献２に開示の投影用スクリーンにあっては、遮光シートによって外乱光の影響を除去することは可能であるが、観察者の観察位置によっては、不透明体によって視野角が制限される場合がある。この場合、不透明体の傾斜角度を調整すればよいが、多数の微細スリットを形成する不透明体をブラインド状に可動可能に構成するのは、極めて困難である。このため、特許文献２に開示の投影用スクリーンは、多視点の観察位置が予想される使用場面には適さず、汎用性に欠けるという問題がある。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の第１の目的は、簡単かつ安価な構成で、画像表示面に対して外光を確実に遮光できる画像表示装置におけるキャリブレーションシステムを提供することにある。

さらに、本発明の第２の目的は、簡単な構成で視野角を調整でき、キャリブレーション時には画像表示面に対して外光を確実に遮光でき、観察時には視野角を制限することなく使用できる汎用性に優れた画像表示用スクリーン装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成する請求項１に係る発明は、画像表示装置の画像表示面にテストパターンを表示して、そのテストパターンが表示された上記画像表示面を撮像手段により撮像し、その撮像データに基づいて上記画像表示装置により上記画像表示面に表示される画像の補正データを算出する画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、
上記撮像手段による上記テストパターンの撮像時に、上記画像表示面の外光が入射する側に、２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有する遮光フィルタを配置して、上記画像表示装置からの光以外の外光を遮光することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光層は、垂直方向に所定の配列ピッチで水平方向に平行に配列されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光層は、水平方向に所定の配列ピッチで垂直方向に平行に配列されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光層は、垂直方向および水平方向にそれぞれ所定の配列ピッチで、水平方向および垂直方向に平行に配列されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光層は、水平方向に対して傾斜した一方向に所定の配列ピッチで、上記傾斜した一方向と直交する方向に平行に配列されていることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光層は、水平方向に対して傾斜した互いに直交する二方向にそれぞれ所定の配列ピッチで、上記二方向に平行に配列されていることを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光層の配列ピッチは、上記画像表示面における表示画素ピッチよりも小さいことを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光層の配列ピッチは、上記表示画素ピッチの１／２以下であることを特徴とするものである。

請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光フィルタを上記画像表示面と上記撮像手段との間に配置すると共に、上記遮光フィルタによる上記画像表示面からの光の透過角度をα、上記撮像手段による撮像画角をβとするとき、α＞βを満足することを特徴とするものである。

請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記αが、１２０度以下であることを特徴とするものである。

請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光フィルタは、上記画像表示面側の上記透明部材上に反射防止膜を有することを特徴とするものである。

請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光フィルタは、上記撮像手段側の上記透明部材上に、反射防止膜および／または防幻膜を有することを特徴とするものである。

請求項１３に係る発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光フィルタは、上記画像表示面と所定の間隔を維持するように、スペーサ部材を介して上記画像表示装置に保持したことを特徴とするものである。

請求項１４に係る発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光フィルタは、上記画像表示面の非表示枠部に着脱自在であることを特徴とするものである。

請求項１５に係る発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記遮光フィルタを回動自在に支持する支持手段と、上記遮光フィルタを回動駆動して上記画像表示装置からの光の透過角度を変更する駆動手段とを有することを特徴とするものである。

請求項１６に係る発明は、請求項１５に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記駆動手段は、上記撮像手段からの上記テストパターンの撮像データに基づいて上記遮光フィルタを回動駆動することを特徴とするものである。

請求項１７に係る発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記画像表示装置は、画像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタから投射される画像を表示するスクリーンとを有することを特徴とするものである。

請求項１８に係る発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記画像表示装置は、画像を投射する複数のプロジェクタと、これらプロジェクタから投射される画像を表示する一つのスクリーンとを有することを特徴とするものである。

請求項１９に係る発明は、請求項１７または１８に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記プロジェクタは、リア投射型プロジェクタからなることを特徴とするものである。

請求項２０に係る発明は、請求項１７または１８に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記プロジェクタは、フロント投射型プロジェクタからなることを特徴とするものである。

請求項２１に係る発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記画像表示装置は、画像を直接表示する画像表示手段からなることを特徴とするものである。

請求項２２に係る発明は、請求項２１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記画像表示装置は、上記画像表示手段を複数有することを特徴とするものである。

請求項２３に係る発明は、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、上記撮像手段を複数有することを特徴とするものである。

上記第２の目的を達成する請求項２４に係る発明は、プロジェクタから投射される画像を表示する画像表示用スクリーン装置であって、
上記プロジェクタから投射される画像を表示するスクリーンと、
上記スクリーンの一方の表面側に配置され、２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有する遮光フィルタと、
上記遮光フィルタを回動可能に支持する支持手段と、
上記遮光フィルタを回動駆動して上記スクリーンからの光の透過角度を変更する駆動手段とを有することを特徴とするものである。

請求項２５に係る発明は、請求項２４に記載の画像表示用スクリーン装置において、上記駆動手段は、上記プロジェクタのキャリブレーション時に、上記プロジェクタにより上記スクリーンに表示されるテストパターンを、上記遮光フィルタを通して撮像手段により撮像して得られる撮像データに基づいて、上記遮光フィルタを回動駆動することを特徴とするものである。

請求項２６に係る発明は、プロジェクタから投射される画像を表示する画像表示用スクリーン装置であって、
上記プロジェクタから投射される画像を表示するスクリーンと、
上記スクリーンの一方の表面側に、該スクリーンを覆うように巻き取り可能に配置され、それぞれ２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有するルーバ角度の異なる複数の遮光フィルタと、
上記複数の遮光フィルタを巻き取る巻き取り手段と、
上記巻き取り手段を駆動して所望のルーバ角度の遮光フィルタを上記スクリーンの一方の表面側を覆うように位置させる駆動手段とを有することを特徴とするものである。

請求項２７に係る発明は、請求項２６に記載の画像表示用スクリーン装置において、上記駆動手段は、上記プロジェクタのキャリブレーション時に、上記プロジェクタにより上記スクリーンに表示されるテストパターンを、上記遮光フィルタを通して撮像手段により撮像して得られる撮像データに基づいて、上記巻き取り手段を駆動することを特徴とするものである。

本発明の画像表示装置におけるキャリブレーションシステムによれば、画像表示装置および撮像手段の全体を筐体で覆うことなく、テストパターンの撮像時に、画像表示面の外光が入射する側に、２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有する遮光フィルタを配置して、画像表示装置からの光以外の外光を遮光するようにしたので、簡単かつ安価な構成で、画像表示面に対して外光を確実に遮光することができる。

また、本発明の画像表示用スクリーン装置によれば、スクリーンの一方の表面側に、２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有する遮光フィルタを回動可能に配置して、スクリーンからの光の透過角度を変更したり、ルーバ角度の異なる複数の遮光フィルタを巻き取り可能に配置して、所望のルーバ角度の遮光フィルタをスクリーンと対向させたりするようにしたので、簡単な構成で視野角を調整することができる。したがって、キャリブレーション時には、スクリーンに対して外光を確実に遮光でき、観察時には観察位置が多視点であっても視野角を制限することなく使用できるので、汎用性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１〜図９は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１はキャリブレーションシステムの要部の概略構成図、図２は遮光フィルタの要部の構成を示す斜視図、図３は遮光フィルタと撮像手段との関係を説明するための図、図４〜図７は遮光フィルタの遮光層の配置例を示す図、図８は遮光フィルタの断面図、図９はスクリーンへの遮光フィルタの取り付け態様を説明するための図である。

本実施の形態は、図１に示すように、キューブタイプの画像表示装置１のキャリブレーションを行うものである。画像表示装置１は、１台のプロジェクタ２と、プロジェクタ２から投影される画像を表示する画像表示面であるスクリーン３と、スクリーン３を除いてプロジェクタ２を囲むように設けられた筐体４とを有しており、プロジェクタ２によりスクリーン３の裏面側に投影された画像を、スクリーン３の前面側から観察するようになっている。

本実施の形態では、キャリブレーション時に、スクリーン３の前面側（観察者側）に、スクリーン３への不所望な外光を遮光する遮光フィルタ５を配置すると共に、所定の観察位置に例えばデジタルカメラからなる撮像手段６を配置する。その状態で、画像補正装置７からプロジェクタ２にテストパターン信号を供給して、スクリーン３にテストパターンを投影表示させ、そのテストパターンが表示されたスクリーン全体を、遮光フィルタ５を通して撮像手段６によりスクリーン３の前方から撮像する。

撮像手段６から得られるテストパターンの撮像データは、画像補正装置７に供給して、撮像データに基づいてスクリーン面での表示特性のむら、例えば幾何特性、色特性、輝度特性、ホワイトバランス特性、ガンマ特性等の少なくとも一つのむらを補正するための補正データを公知の方法で算出し、その算出した補正データを画像補正装置７内のメモリに格納して、キャリブレーションを終了する。以後は、遮光フィルタ５および撮像手段６を除去して、画像補正装置７に供給される表示すべき入力画像信号を、該画像補正装置７に格納されている補正データに基づいて補正して、プロジェクタ２によりスクリーン３に投影表示する。

図１において、遮光フィルタ５は、図２に要部の斜視図を示すように、ポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂等からなる２枚の透明部材１１，１２間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層１３を有する所謂マイクロルーバフィルタにより構成する。ここで、遮光層１３の配列ピッチは、スクリーン３上における表示画素ピッチよりも小さく、好ましくは表示画素ピッチの１／２以下とする。また、遮光層１３は、スクリーン３に外光が入射しないように、透明部材１１，１２の法線方向に対して所定のルーバ角度に設定すると共に、スクリーン３から遮光フィルタ５を透過する光の透過角度をα、撮像手段６による撮像画角をβ（図１参照）とするとき、α＞βで、好ましくは外光を有効に遮光するため、α≦１２０度を満足するようにする。

すなわち、外光が浅い角度でスクリーン３に入射する場合、遮光層１３の角度が、図２に示すように透明部材１１，１２の法線方向と平行になっていると、スクリーン３に対する外光の遮光効果が低減することになる。したがって、このような場合には、図３に示すように、遮光層１３を法線方向に対して外光の入射方向とは逆方向にルーバ角度γを持たせて設定する。ここで、ルーバ角度γに対して対称な透過角度αを、法線方向に対する角度α１，α２とすると、α１を外光入射角度よりも小さく設定すれば、浅い角度で入射する外光を確実に遮光することが可能となる。

一方、撮像手段６においては、撮像画角βがα１の２倍以内に収まれば、そのまま撮像して問題ないので、撮像手段６をシフトレンズで打ち上げて撮像するか、若しくは、撮像手段６を傾けて撮像することで、撮像画角を確保する。ここで、撮像手段６を水平方向（遮光フィルタ５の法線方向）に対して角度ω傾けた場合の撮像画角βを、遮光フィルタ５の法線方向に対する角度β１，β２とすると、α＞βの関係は図１と同様であるが、さらに、α１＞β１で、かつα２＞β２の関係も成立するように撮像手段６を設定すれば、遮光フィルタ５の透過角度範囲内での撮像が可能となり、撮像手段６の設置構成として好ましい。

このように構成することで、浅い角度の外光の影響を受けることなく、スクリーン３に投影表示されたテストパターンを撮像することが可能となり、外光の影響を受け難い画像表示装置のキャリブレーションシステムを実現することができる。なお、撮像手段６の設置方向と重なる外光がある場合には、撮像手段６の撮像レンズとして、開口数（ＮＡ）ができるだけ小さい撮像レンズを用いて撮像するのが、外光の影響を少なくする上で好ましい。

以上のように、遮光フィルタ５は、スクリーン３への不所望な外光を遮光するものであることから、その遮光層１３は、入射する外光の方向に応じて配列する。例えば、外光がスクリーン３の上下方向から入射する場合には、図４に示すように、遮光層１３を垂直方向に所定の配列ピッチで水平方向に平行に配列する。なお、図４には、スクリーン３上における表示画素を破線で示している。

また、外光がスクリーン３の左右方向から入射する場合には、図５に示すように、遮光層１３を水平方向に所定の配列ピッチで垂直方向に平行に配列し、外光がスクリーン３の上下左右方向から入射する場合には、図６に示すように、遮光層１３を垂直方向および水平方向にそれぞれ所定の配列ピッチで、水平方向および垂直方向に平行に配列する。

同様に、水平方向に対して傾斜した一方向からスクリーン３に外光が入射する場合には、遮光層１３を上記一方向に所定の配列ピッチで、上記一方向と直交する方向に平行に配列し、水平方向に対して傾斜した互いに直交する二方向からスクリーン３に外光が入射する場合には、図７に示すように、遮光層１３を上記二方向に平行に配列する。

なお、いずれの遮光層１３の配列態様においても、図４に示すように、その遮光層１３の配列ピッチＰｆは、上述したように、スクリーン３上における表示画素ピッチＰｃよりも小さく、好ましくは表示画素ピッチの１／２以下とする。このように構成することで、表示画素と遮光層１３とによるモアレの発生を有効に防止することができ、特に、遮光層１３を斜めに平行に配列することで、モアレの発生をより有効に防止することができる。

上述した構成の遮光フィルタ５は、例えば、信越ポリマー（株）製のＶＣＦ（商品名）や住友３Ｍ（株）製のライトコントロールフイルム（商品名）等を用いることができる。

本実施の形態では、後述するように、遮光フィルタ５をスクリーン３の前面（観察者側の面）にスペースを介して着脱自在に保持するため、図８に断面図を示すように、スクリーン３側の透明部材１１の表面に反射防止膜１４を設け、これによりスクリーン３からの光をより効率的に透過させるようにする。なお、反射防止膜１４は、必要に応じて設ければ良く、特に、遮光フィルタ５をキャリブレーション時に一時的にスクリーン３に接着して取り付ける場合には、省略することができる。ただし、このように遮光フィルタ５をスクリーン３に接着する場合には、接着剤として、スクリーン３または遮光フィルタ５の透明部材１１，１２の屈折率とほぼ同じ屈折率のものを用いるのが望ましい。

また、観察者側の透明部材１２の表面には、防幻膜１５および反射防止膜１６を積層し、これによりスクリーン３の画像情報をロス無く透過させると共に、外光が透明部材１２で反射して撮像手段６に入射するのを有効に防止するようにする。なお、これら防幻膜１５および反射防止膜１６も必要に応じて設ければ良く、そのいずれか一方または双方を省略することもできる。

本実施の形態では、遮光フィルタ５をスクリーン３の前面にスペースを介して着脱自在に保持する。このため、遮光フィルタ５には、図９（ａ）に示すように、スクリーン３の非表示枠部３ａに対応する周囲に両面テープ等の接合部材１７を設けると共に、スクリーン３の表示領域３ｂに対向する部分には、マイクロガラスビーズやマイクロガラスファイバ等からなる微小なスペーサ部材１８を設けて、図９（ｂ）に示すよう、接合部材１７を介してスクリーン３に接合する。

このように、接合部材１７によりスクリーン３と遮光フィルタ５とを接合することで、これらを着脱自在に一体化できると共に、スペーサ部材１８によりスクリーン３と遮光フィルタ５との間にスペースを設けることで、干渉縞の発生をより有効に防止することができる。なお、接合部材１７は、パッチン形状等、機械的な構造とすることもできる。

以上のように、本実施の形態によれば、キャリブレーション時に、スクリーン３と撮像手段６との間に、多数の微細な遮光層１３を２枚の透明部材１１，１２間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列した遮光フィルタ５を配置して、スクリーン３からの光以外の外光を遮光するようにしたので、画像表示装置１および撮像手段６の全体を筐体で覆うことなく、簡単かつ安価な構成で、スクリーン３に対する不所望な外光の入射を確実に遮光することができる。また、従来技術のように全体を筐体で覆って遮光すると、キャリブレーション時に表示される複数のテストパターンを目視できないために、キャリブレーションの進捗状況が確認できないが、本実施の形態のように遮光フィルタ５を用いれば、遮光フィルタ５の透過角度の方向から、キャリブレーション時に表示されるテストパターンを視認できるので、キャリブレーションの進捗状況が確認でき、キャリブレーション作業を確実に遂行することができる。

（第２実施の形態）
図１０および図１１は本発明の第２実施の形態を示すもので、図１０はキャリブレーションシステムの要部の概略構成図、図１１はその動作を説明するためのフローチャートである。

本実施の形態では、画像表示用スクリーン装置２１を用いて、プロジェクタ２から投影される画像を表示する。画像表示用スクリーン装置２１は、プロジェクタ２から投射される画像を表示するスクリーン３と、該スクリーン３の一方の表面側に配置された上述した遮光フィルタ５とを有している。遮光フィルタ５は、ルーバ角度が、例えば０度、すなわち遮光層１１が法線方向と平行に配置されたものを用い、その上端部を、支持手段である回転ヒンジ機構２２を介して、スクリーン３の上端部の非表示枠部３ａに回動可能に支持する。

また、遮光フィルタ５の下端部は、固定部材２３に取り付けられた駆動手段であるシリンダ機構２４に結合して、このシリンダ機構２４により遮光フィルタ５を、回転ヒンジ機構２２を中心に回動駆動することにより、遮光フィルタ５の傾きを調整してスクリーン３からの光の透過角度を変更するようにする。

この画像表示用スクリーン装置２１は、プロジェクタ２によりスクリーン３に投影表示された画像を、遮光フィルタ５を通して観察するもので、キャリブレーション時には、第１実施の形態と同様に、所定の観察位置に例えばデジタルカメラからなる撮像手段６を配置し、その状態で、画像補正装置７からプロジェクタ２にテストパターン信号を供給して、スクリーン３にテストパターンを投影表示させ、そのテストパターンが表示されたスクリーン全体を、遮光フィルタ５を通して撮像手段６により撮像する。

本実施の形態では、撮像手段６から得られる撮像データに基づいて、画像補正装置７および駆動制御回路２５を介してシリンダ機構２４を駆動して、回転ヒンジ機構２２を中心に遮光フィルタ５を回動駆動し、これにより遮光フィルタ５の傾きを調整してスクリーン３からの光の透過角度を変更する。

すなわち、図１１にフローチャートを示すように、先ず、スクリーン３にテストパターンを投影表示して（ステップＳ１）、撮像手段６で撮像し（ステップＳ２）、その撮像データを画像補正装置７に取り込む（ステップＳ３）。その後、取り込んだ撮像データに基づいて、画像補正装置７において外光の写り込み具合や輝度ムラの発生具合を検出して、観察状態が適正か否かを判定する（ステップＳ４）。

ここで、観察状態が適正でない（ＮＧ）と判定された場合には、次に、検出した外光の写り込み具合や輝度ムラの発生具合に基づいて遮光フィルタ５の傾き角度の調整量を算出し（ステップＳ５）、その算出された調整量に基づいて駆動制御回路２５によりシリンダ機構２４を駆動して、遮光フィルタ５の傾きを調整してスクリーン３からの光の透過角度、すなわち遮光フィルタ５のルーバ角度を変更する（ステップＳ６）。

その後、ステップＳ２に移行することで、ステップＳ４において観察状態が適正である（ＯＫ）と判定されるまで、上記の動作を繰り返す。

ステップＳ４において、観察状態が適正である（ＯＫ）と判定されたら、その判定基準となった撮像データに基づいて、第１実施の形態と同様にして所要の補正データを算出し、その算出した補正データを画像補正装置７内のメモリに格納して、キャリブレーション動作を終了する。

このように、スクリーン３の一方の表面側に遮光フィルタ５を回動可能に配置した画像表示用スクリーン装置２１を用いて、遮光フィルタ５の傾きを、撮像手段６によるテストパターンの撮像データに基づいて自動的に調整するようにすれば、簡単な構成で視野角を調整することができる。したがって、キャリブレーション時には、スクリーン３に対して外光を確実に遮光でき、観察時には視野角を制限することなく使用できるので、汎用性を向上することができる。

（第３実施の形態）
図１２は、本発明の第３実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。

本実施の形態は、第２実施の形態において、キャリブレーション時に複数の観察位置でテストパターンを撮像手段６により撮像し、これら複数の観察位置での撮像データに基づいて、第２実施の形態と同様にして遮光フィルタ５の傾きを調整するようにしたものである。その他の構成および動作は、第２実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

なお、複数の観察位置でのテストパターンの撮像データは、各観察位置に撮像手段６を配置して取得しても良いし、一つの撮像手段６を複数の観察位置に順次移動させて取得しても良い。

このように、複数の観察位置での撮像データに基づいて遮光フィルタ５の傾きを調整するようにすれば、第２実施の形態の効果に加え、スクリーン３の観察範囲が広く、観察位置が多視点ある場合でも、視野角を制限することなく使用でき、観察者の位置による表示ムラを緩和することができる。

（第４実施の形態）
図１３は、本発明の第４実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。

本実施の形態は、第１実施の形態と同様に、キャリブレーション時に、スクリーン３の観察者側に遮光フィルタ５を配置するが、撮像手段６は筐体４内に配置して、プロジェクタ２によりスクリーン３に投影されたテストパターンを、遮光フィルタ５を通すことなく直接撮像してキャリブレーションを行うようにしたものである。

したがって、本実施の形態の場合には、遮光フィルタ５の透過角度αと、撮像手段６による撮像画角βとを、第１実施の形態のようにα＞βとする必要はなく、遮光フィルタ５はスクリーン３への外光を遮光するだけで良いので、外光の方向に応じた適切なルーバ角度の遮光フィルタ５を用いることができ、外光を確実に遮光することができる。

（第５実施の形態）
図１４は、本発明の第５実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。

本実施の形態は、第１実施の形態において画像表示装置の構成が異なるものである。すなわち、本実施の形態の画像表示装置３１は、観察者側にプロジェクタ２を配置して、スクリーン３に画像を投影表示する所謂フロント投射型となっている。

かかる画像表示装置３１において、本実施の形態では、キャリブレーション時に、第１実施の形態と同様に、スクリーン３の前面側（観察者側）に遮光フィルタ５を配置すると共に、所定の観察位置に撮像手段６を配置して、プロジェクタ２からスクリーン３にテストパターンを投影表示し、そのテストパターンが表示されたスクリーン全体を、遮光フィルタ５を通して撮像手段６により撮像して、キャリブレーションを行う。

すなわち、本実施の形態では、プロジェクタ２からの光線が、遮光フィルタ５を透過してスクリーン３に入射し、さらにスクリーン３で反射されて再び遮光フィルタ５を透過して撮像手段６に入射し、スクリーン３への外光は遮光フィルタ５によって遮光される。したがって、本実施の形態においても、遮光フィルタ５の透過角度αと、撮像手段６による撮像画角βとの関係は、第１実施の形態と同様に、α＞βに設定する。

本実施の形態によれば、フロント投射型の画像表示装置３１において、キャリブレーション時に、画像表示装置３１および撮像手段６の全体を筐体で覆うことなく、簡単かつ安価な構成で、スクリーン３に対する不所望な外光の入射を確実に遮光することができる。

（第６実施の形態）
図１５は、本発明の第６実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。

本実施の形態は、第１実施の形態において画像表示装置の構成が異なるものである。すなわち、本実施の形態の画像表示装置３３は、複数台（図１５では２台）のプロジェクタ２によりスクリーン３に互いに重なるように画像を投影して一つの大画面映像を表示するマルチディスプレイ装置となっている。

かかる画像表示装置３３において、本実施の形態では、キャリブレーション時に、第１実施の形態と同様に、スクリーン３の前面側（観察者側）に遮光フィルタ５を配置すると共に、所定の観察位置に撮像手段６を配置して、複数台のプロジェクタ２からスクリーン３にテストパターンを投影表示し、そのテストパターンが表示されたスクリーン全体を、遮光フィルタ５を通して撮像手段６により撮像して、スクリーン３上における各プロジェクタ２の表示特性の面内むらおよび面間むらを補正する補正データを算出するキャリブレーションを行う。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

このようなマルチディスプレイ装置である画像表示装置３３においても、キャリブレーション時にスクリーン３の観察者側に遮光フィルタ５を配置することで、画像表示装置３３および撮像手段６の全体を筐体で覆うことなく、簡単かつ安価な構成で、スクリーン３に対する不所望な外光の入射を確実に遮光することができる。

（第７実施の形態）
図１６は、本発明の第７実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。

本実施の形態は、ＬＣＤやＰＤＰ、或いは有機ＥＬ等の平面型ディスプレイからなる画像表示装置３５において、キャリブレーション時に、第１実施の形態と同様に、画像表示装置３５の画像表示面側に遮光フィルタ５を配置すると共に、所定の観察位置に撮像手段６を配置して、画像表示装置３５の画像表示面にテストパターンを表示し、そのテストパターンが表示された画像表示面全体を、遮光フィルタ５を通して撮像手段６により撮像して、キャリブレーションを行うものである。その他の構成および動作は、第１実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

このような平面型の画像表示装置３５においても、キャリブレーション時に画像表示面側に遮光フィルタ５を配置することで、画像表示装置３５および撮像手段６の全体を筐体で覆うことなく、簡単かつ安価な構成で、画像表示面に対する不所望な外光の入射を確実に遮光することができる。なお、図１６では、画像表示装置３５が複数の平面型ディスプレイからなっているが、一つの平面型ディスプレイからなる場合も同様である。

本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第１実施の形態および第５〜７実施の形態においては、キャリブレーション後、遮光フィルタ５を取り外すことなく、配置したまま画像を観察することもできる。また、第４実施の形態においても、キャリブレーション後、遮光フィルタ５を傾けてルーバ角度を調整することにより、遮光フィルタ５を配置したまま画像を観察することもできる。

さらに、プロジェクタ用の画像表示用スクリーン装置として、プロジェクタから投射される画像を表示するスクリーンの一方の表面側に、該スクリーンを覆うように巻き取り手段により巻き取り可能にルーバ角度の異なる複数の遮光フィルタを設け、巻き取り手段を駆動手段により駆動して、所望のルーバ角度の遮光フィルタがスクリーンの一方の表面側を覆うように位置させるように構成することもできる。また、この場合、キャリブレーション時に、遮光フィルタを通して撮像されたテストパターンの撮像データに基づいて、駆動手段による巻き取り手段の駆動を制御して、所望のルーバ角度の遮光フィルタがスクリーンの一方の表面側を覆うように自動的に位置させるようにすることもできる。

本発明の第１実施の形態に係るキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。 遮光フィルタの要部の構成を示す斜視図である。 遮光フィルタと撮像手段との関係を説明するための図である。 遮光フィルタの遮光層の配置例を示す図である。 同じく、遮光フィルタの遮光層の配置例を示す図である。 同じく、遮光フィルタの遮光層の配置例を示す図である。 同じく、遮光フィルタの遮光層の配置例を示す図である。 遮光フィルタの断面図である。 遮光フィルタのスクリーンへの取り付け態様を説明するための図である。 本発明の第２実施の形態に係るキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。 第２実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施の形態に係るキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。 同じく、第４実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。 同じく、第５実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。 同じく、第６実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。 同じく、第７実施の形態におけるキャリブレーションシステムの要部の概略構成図である。

符号の説明

１ 画像表示装置
２ プロジェクタ
３ スクリーン
３ａ 非表示枠部
３ｂ 表示領域
４ 筐体
５ 遮光フィルタ
６ 撮像手段
７ 画像補正装置
１１，１２ 透明部材
１３ 遮光層
１４，１６ 反射防止膜
１５ 防幻膜
１７ 接合部材
１８ スペーサ部材
２１ 画像表示用スクリーン装置
２２ 回転ヒンジ機構
２３ 固定部材
２４ シリンダ機構
２５ 駆動制御回路
３１,３３，３５ 画像表示装置

Claims (27)

1. 画像表示装置の画像表示面にテストパターンを表示して、そのテストパターンが表示された上記画像表示面を撮像手段により撮像し、その撮像データに基づいて上記画像表示装置により上記画像表示面に表示される画像の補正データを算出する画像表示装置におけるキャリブレーションシステムにおいて、
   上記撮像手段による上記テストパターンの撮像時に、上記画像表示面の外光が入射する側に、２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有する遮光フィルタを配置して、上記画像表示装置からの光以外の外光を遮光することを特徴とする画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
2. 上記遮光層は、垂直方向に所定の配列ピッチで水平方向に平行に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
3. 上記遮光層は、水平方向に所定の配列ピッチで垂直方向に平行に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
4. 上記遮光層は、垂直方向および水平方向にそれぞれ所定の配列ピッチで、水平方向および垂直方向に平行に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
5. 上記遮光層は、水平方向に対して傾斜した一方向に所定の配列ピッチで、上記傾斜した一方向と直交する方向に平行に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
6. 上記遮光層は、水平方向に対して傾斜した互いに直交する二方向にそれぞれ所定の配列ピッチで、上記二方向に平行に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
7. 上記遮光層の配列ピッチは、上記画像表示面における表示画素ピッチよりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
8. 上記遮光層の配列ピッチは、上記表示画素ピッチの１／２以下であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
9. 上記遮光フィルタを上記画像表示面と上記撮像手段との間に配置すると共に、上記遮光フィルタによる上記画像表示面からの光の透過角度をα、上記撮像手段による撮像画角をβとするとき、α＞βを満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
10. 上記αが、１２０度以下であることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
11. 上記遮光フィルタは、上記画像表示面側の上記透明部材上に反射防止膜を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
12. 上記遮光フィルタは、上記撮像手段側の上記透明部材上に、反射防止膜および／または防幻膜を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
13. 上記遮光フィルタは、上記画像表示面と所定の間隔を維持するように、スペーサ部材を介して上記画像表示装置に保持したことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
14. 上記遮光フィルタは、上記画像表示面の非表示枠部に着脱自在であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
15. 上記遮光フィルタを回動自在に支持する支持手段と、上記遮光フィルタを回動駆動して上記画像表示装置からの光の透過角度を変更する駆動手段とを有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
16. 上記駆動手段は、上記撮像手段からの上記テストパターンの撮像データに基づいて上記遮光フィルタを回動駆動することを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
17. 上記画像表示装置は、画像を投射するプロジェクタと、該プロジェクタから投射される画像を表示するスクリーンとを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
18. 上記画像表示装置は、画像を投射する複数のプロジェクタと、これらプロジェクタから投射される画像を表示する一つのスクリーンとを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
19. 上記プロジェクタは、リア投射型プロジェクタからなることを特徴とする請求項１７または１８に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
20. 上記プロジェクタは、フロント投射型プロジェクタからなることを特徴とする請求項１７または１８に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
21. 上記画像表示装置は、画像を直接表示する画像表示手段からなることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
22. 上記画像表示装置は、上記画像表示手段を複数有することを特徴とする請求項２１に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
23. 上記撮像手段を複数有することを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の画像表示装置におけるキャリブレーションシステム。
24. プロジェクタから投射される画像を表示する画像表示用スクリーン装置であって、
    上記プロジェクタから投射される画像を表示するスクリーンと、
    上記スクリーンの一方の表面側に配置され、２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有する遮光フィルタと、
    上記遮光フィルタを回動可能に支持する支持手段と、
    上記遮光フィルタを回動駆動して上記スクリーンからの光の透過角度を変更する駆動手段とを有することを特徴とする画像表示用スクリーン装置。
25. 上記駆動手段は、上記プロジェクタのキャリブレーション時に、上記プロジェクタにより上記スクリーンに表示されるテストパターンを、上記遮光フィルタを通して撮像手段により撮像して得られる撮像データに基づいて、上記遮光フィルタを回動駆動することを特徴とする請求項２４に記載の画像表示用スクリーン装置。
26. プロジェクタから投射される画像を表示する画像表示用スクリーン装置であって、
    上記プロジェクタから投射される画像を表示するスクリーンと、
    上記スクリーンの一方の表面側に、該スクリーンを覆うように巻き取り可能に配置され、それぞれ２枚の透明部材間に所定の配列ピッチでルーバ状に配列された多数の微細な遮光層を有するルーバ角度の異なる複数の遮光フィルタと、
    上記複数の遮光フィルタを巻き取る巻き取り手段と、
    上記巻き取り手段を駆動して所望のルーバ角度の遮光フィルタを上記スクリーンの一方の表面側を覆うように位置させる駆動手段とを有することを特徴とする画像表示用スクリーン装置。
27. 上記駆動手段は、上記プロジェクタのキャリブレーション時に、上記プロジェクタにより上記スクリーンに表示されるテストパターンを、上記遮光フィルタを通して撮像手段により撮像して得られる撮像データに基づいて、上記巻き取り手段を駆動することを特徴とする請求項２６に記載の画像表示用スクリーン装置。

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