(57)【要約】【課題】効果的にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めること。【解決手段】スクリーン反射面変形制御部１０６は、投影光束入射角検出部１０３で検出されたスクリーン反射面１０８に対する光束の入射角度、スクリーン配光角記憶部１０５が記憶するスクリーン反射面１０８が反射特性として有する配光角のデータ、及び観察者カバー領域設定部１０４による観察者カバー領域の設定、の少なくとも一つに基づいて、観察者カバー領域に最適な配光を与えるための変形量を演算し、スクリーン反射面変形駆動部１０７にその制御量を与える。スクリーン反射面変形駆動部１０７がこの制御量に基づいてスクリーン反射面１０８を変形することにより、スクリーン反射面１０８から観察者３に有効に反射光が供給される。【選択図】    図１
2004301923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送られてきた画像データに基づき投影装置が画像を投影し、観察者がその画像を観察するスクリーンであって、
前記投影装置が投影した画像を観察者に対し視認可能に拡散して反射するスクリーン反射面と、
前記スクリーン反射面で反射する拡散光がより多く観察者に対し反射するように、前記スクリーン反射面で反射する光の配光方向の状態を変化させる配光補正手段と、
を具備することを特徴とする反射スクリーン装置。
【請求項２】
前記投影装置が投影した光が前記スクリーン反射面に入射する角度を検出する投影光束入射角検出手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記投影光束入射角検出手段が検出した角度に基づき前記スクリーン反射面が反射する配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項３】
前記スクリーン反射面が反射する光の配光角を記憶したスクリーン配光角記憶手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記投影光束入射角検出手段が検出した角度と、前記スクリーン配光角記憶手段が記憶する配光角とに基づき、前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項２に記載の反射スクリーン装置。
【請求項４】
前記投射光束入射角検出手段は、
前記スクリーン反射面の前側に配置された集光レンズと、
この集光レンズが集光した光を検出する光検出手段と、
からなり、
この光検出手段が検出した光点位置又は光量によって前記スクリーン反射面に入射する角度を検出することを特徴とする請求項２に記載の反射スクリーン装置。
【請求項５】
前記スクリーン反射面は所定の反射配光角を有し、
前記配光補正手段は、前記スクリーン反射面を観察者から見て凹面状に変形させることによって前記スクリーン反射面が反射する配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項６】
前記配光補正手段は、前記スクリーン反射面の略両端に位置する変形用ワイヤに沿って前記スクリーン反射面を凹面状に変形させることを特徴とする請求項５に記載の反射スクリーン装置。
【請求項７】
前記配光補正手段は、
複数種類の前記スクリーン反射面の変形形状パターンを記憶する変形パターン記憶手段と、
前記変形パターン記憶手段が記憶する変形形状パターンのうち一つを前記観察者が選択可能な変形パターン選択手段と、
からなり、
前記変形パターン選択手段で選択された変形形状パターンに基づき、前記スクリーン反射面の形状を変形させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項８】
前記観察者が存在する位置情報である観察者カバー領域を設定する観察者カバー領域設定手段と、
前記スクリーン反射面が反射する光の配光角を記憶したスクリーン配光角記憶手段と、
を更に具備し、
前記配光補正手段は、
前記投影光束入射角検出手段が検出した前記スクリーン反射面に入射する角度と、観察者カバー領域設定手段が設定した観察者カバー領域と、スクリーン配光角記憶手段が記憶する配光角に基づいて、前記スクリーン反射面の最適な変形量を求め、この求めた最適変形量を表示する変形量表示手段と、
前記スクリーン反射面の変形形状パターンを記憶する変形パターン記憶手段と、
前記変形量表示手段が表示する最適変形量に基づき、前記変形パターン記憶手段が記憶する変形形状パターンのうち一つを前記観察者が選択可能な変形パターン選択手段と、
からなり、
前記変形パターン選択手段で選択された変形形状パターンに基づき、前記スクリーン反射面の形状を変形させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項９】
前記スクリーン反射面を投影する光を電力に変換し前記配光補正手段に供給する光電変換手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記光電変換手段より供給される電力を用いてスクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１０】
前記観察者が存在する位置情報である観察者カバー領域を設定する観察者カバー領域設定手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記観察者カバー領域設定手段によって設定された観察者カバー領域に基づき前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１１】
前記観察者カバー領域設定手段は、
少なくとも前記スクリーン反射面に対して光を発する少なくとも一つのマーカ手段と、
前記マーカ手段が発した光を受光し前記マーカ手段の前記スクリーン反射面に対する相対的な座標位置を求めるマーカ位置検出手段と、
を有し、
前記マーカ位置検出手段で求めた座標位置に基づき観察者カバー領域を設定することを特徴とする請求項１０に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１２】
前記観察者カバー領域設定手段は、前記マーカ位置検出手段が求めた複数のマーカ座標で囲われた空間を観察者カバー領域として設定することを特徴とする請求項１１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１３】
前記観察者カバー領域設定手段は、前記マーカ位置検出手段が求めたマーカ座標を含む所定の空間的広がりを持つ空間を観察者カバー領域として設定することを特徴とする請求項１１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１４】
前記配光補正手段は、
前記スクリーン反射面が反射した光を受光し光量を検出する少なくとも一つの受光センサ手段を有し、
前記配光補正手段は、前記受光センサ手段が検出した光量の合計が最大となるように前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１５】
前記配光補正手段は、
前記スクリーン反射面が反射した光を受光し光量を検出する複数の受光センサ手段を有し、
前記複数の受光センサ手段が検出した光量の差分が最小となるように前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１６】
前記スクリーン反射面上には、反射面が可動する微小拡散反射面を複数有し、
前記配光補正手段は、前記微小拡散反射面を動かすことによって前記スクリーン反射面が反射する配光方向の状態を変化させることを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１７】
前記微小拡散反射面は、静電力によって変形を保持することを特徴とする請求項１６に記載の反射スクリーン装置。
【請求項１８】
前記請求項１に記載の反射スクリーン装置を用いた投影システムであって、
前記配光補正手段によって変形させられた前記スクリーン反射面の変形量を検出するスクリーン変形量検出手段と、
前記スクリーン変形量検出手段が検出した変形量に基づき前記投影装置に送る画像データに対して画像補正を行う画像補正手段と、
を具備することを特徴とする投影システム。
【請求項１９】
前記画像補整手段で行う画像補正は画像の歪補正であることを特徴とする請求項１８に記載の投影システム。
【請求項２０】
前記画像補整手段で行う画像補正は画像の輝度ムラ補正であることを特徴とする請求項１８に記載の投影システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影装置による投影像を最適な配光により反射させる反射スクリーン装置及びそれを用いた投影システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
所謂フロント投影タイプのプロジェクタにおいては、スクリーンによって反射された光束を観察者に収束させ、観察者の視野外に反射される無駄な光を極力少なくし、観察者にとってより明るい光量が得られるように様々な工夫がなされてきている。
【０００３】
そのために、スクリーン反射面の反射配光角を狭めた指向性の高い反射スクリーンに関する多くの発明または商品化がなされている。従来の広配光角のホワイトマットスクリーンに対して実用化されている代表的なものとしてシルバースクリーン、パールスクリーン、ビーズスクリーン、ホログラムスクリーンなどが挙げられる。さらには、スクリーン反射面の形状等の構造により指向性を高めようとする工夫が各種提案されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。このように、配光角の小さいスクリーンによって観察者に集中して光量を増すことができるため、その需要は益々大きくなる傾向にある。
【０００４】
しかしながら、昨今、プロジェクタの普及によって省スペースの場所においても大画面を投影したいと言うニーズも増え、短焦点のプロジェクタが増加してきている。そのため、一般的な平面スクリーンにおいては、スクリーン端面に入射する投影光束の入射角も必然的に急峻にならざるを得ず、その反射配光の方向自体が観察者以外の領域に益々外れていく状況となっている。たとえ配光角が小さいスクリーン反射面であっても本来の目的を達成できなくなると言う不具合も発生している。
【０００５】
一方、スクリーン反射面全体を湾曲させ所定の曲面形状に変形させる手段を有し、多数人により広配光角で観察したい場合には平面とし、少数人により狭配光角で観察したい場合は曲面形状に状態変化させることで配光角特性を変えるスクリーン装置も提案されている（例えば、特許文献５参照）。また、単にスクリーン反射面の曲面形状の曲率を可変とし反射光を所定の対象物に集中させる画像による表面検査装置なども提案されている（例えば、特許文献６参照）。この方法によれば、配光角が小さいスクリーン反射特性を有効に生かし、観察者に対し効果的に明るい画像を提供することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２４２５１１号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平５−４５７３３号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２０００−２７５７５５号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開平１０−２６８０２号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開平５−２９７４６６号公報
【００１１】
【特許文献６】
特開平８−１１４４３０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のスクリーンにおいては何れも所定の曲面形状への変形を前提としているため、プロジェクタの設置位置によって変わる投影光束の状態やそれに対応して本来反射して欲しい観察者をカバーする領域に適応して補正する概念がないため、それらの設置状態に対し柔軟に対応することができないと言う未だ解決されていない課題を残している。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、投影光束がスクリーン反射面に入射する角度、その反射配光特性、反射光を集めたい観察者をカバーする領域の設定状態に応じてスクリーン反射面の配光を適応的に補正し、効果的にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる反射スクリーン装置及びそれを用いた投影システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置は、
送られてきた画像データに基づき投影装置が画像を投影し、観察者がその画像を観察するスクリーンであって、
前記投影装置が投影した画像を観察者に対し視認可能に拡散して反射するスクリーン反射面と、
前記スクリーン反射面で反射する拡散光がより多く観察者に対し反射するように、前記スクリーン反射面で反射する光の配光方向の状態を変化させる配光補正手段と、
を具備することを特徴とする。
【００１５】
この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。
即ち、請求項１に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面上の反射光束の配光範囲が観察者をカバーする領域に合致するようにスクリーン反射面を適宜変形させることができるため、効果的にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記投影装置が投影した光が前記スクリーン反射面に入射する角度を検出する投影光束入射角検出手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記投影光束入射角検出手段が検出した角度に基づき前記スクリーン反射面が反射する配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００１７】
この構成は、図２乃至図４に対応するものである。
即ち、請求項２に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、投影光束のスクリーン反射面への入射角度によってスクリーン反射面上の反射光束の配光範囲が求められ、その範囲が観察者をカバーする領域に合致するようにスクリーン反射面を適宜変形させることができるため、効果的にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項２に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記スクリーン反射面が反射する光の配光角を記憶したスクリーン配光角記憶手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記投影光束入射角検出手段が検出した角度と、前記スクリーン配光角記憶手段が記憶する配光角とに基づき、前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００１９】
この構成は、図２乃至図４の投影光束入射角検出手段に対応するものである。
なお、本明細書において、「配光角」とは、スクリーンに入射した光線がスクリーン反射面の同一点から反射する際に拡散して広がる角度を意味する。
即ち、請求項３に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、投影光束入射角検出手段が検出した角度に応じてどのようにスクリーン反射面の配光方向の状態を変化させれば良いかをスクリーン配光角記憶手段が記憶する配光角より簡単に求めることができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項２に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記投射光束入射角検出手段は、
前記スクリーン反射面の前側に配置された集光レンズと、
この集光レンズが集光した光を検出する光検出手段と、
からなり、
この光検出手段が検出した光点位置又は光量によって前記スクリーン反射面に入射する角度を検出することを特徴とする。
【００２１】
この構成は、図２、図４、図１１の投影光束入射角検出手段に対応するものである。
【００２２】
即ち、請求項４に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面で光点位置又は光量を検出することで、容易にスクリーン反射面に入射する光束の入射角度を検出できる。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記スクリーン反射面は所定の反射配光角を有し、
前記配光補正手段は、前記スクリーン反射面を観察者から見て凹面状に変形させることによって前記スクリーン反射面が反射する配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００２４】
この構成は、図１５のスクリーン反射面を湾曲させることによって配光を制御することに対応するものである。
【００２５】
即ち、請求項５に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面を湾曲させるという二次元的変形によって配光を制御することによって、更に観察者に効果的にスクリーン反射面の反射光束を集めることができる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項５に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記配光補正手段は、前記スクリーン反射面の略両端に位置する変形用ワイヤに沿って前記スクリーン反射面を凹面状に変形させることを特徴とする。
【００２７】
この構成は、図６のスクリーン反射面の変形機構に対応するものである。
【００２８】
即ち、請求項６に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面の湾曲を、スクリーン反射面の略両端に位置する変形用ワイヤに沿ってスクリーン反射面を凹面状に変形させるという容易な変形機構により実現できる。
【００２９】
また、請求項７に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記配光補正手段は、
複数種類の前記スクリーン反射面の変形形状パターンを記憶する変形パターン記憶手段と、
前記変形パターン記憶手段が記憶する変形形状パターンのうち一つを前記観察者が選択可能な変形パターン選択手段と、
からなり、
前記変形パターン選択手段で選択された変形形状パターンに基づき、前記スクリーン反射面の形状を変形させることを特徴とする。
【００３０】
この構成は、図３の変形パターン記憶部、変形パターン選択部に対応するものである。
【００３１】
即ち、請求項７に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、観察者による予め記憶された複数の変形形状パターンのうち一つの選択に従ってスクリーン反射面の形状を変形させるようにしているので、観察者が自身の位置に関して最適と思われる形状にスクリーン反射面を変形させることができるため、効果的にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる。
【００３２】
また、請求項８に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記観察者が存在する位置情報である観察者カバー領域を設定する観察者カバー領域設定手段と、
前記スクリーン反射面が反射する光の配光角を記憶したスクリーン配光角記憶手段と、
を更に具備し、
前記配光補正手段は、
前記投影光束入射角検出手段が検出した前記スクリーン反射面に入射する角度と、前記観察者カバー領域設定手段が設定した観察者カバー領域と、前記スクリーン配光角記憶手段が記憶する配光角とに基づいて、前記スクリーン反射面の最適な変形量を求め、この求めた最適変形量を表示する変形量表示手段と、
前記スクリーン反射面の変形形状パターンを記憶する変形パターン記憶手段と、
前記変形量表示手段が表示する最適変形量に基づき、前記変形パターン記憶手段が記憶する変形形状パターンのうち一つを前記観察者が選択可能な変形パターン選択手段と、
からなり、
前記変形パターン選択手段で選択された変形形状パターンに基づき、前記スクリーン反射面の形状を変形させることを特徴とする。
【００３３】
この構成は、図３の変形量表示部、変形パターン記憶部、変形パターン選択部に対応するものである。
【００３４】
即ち、請求項８に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、観察者カバー領域の設定に応じて求められるスクリーン反射面の最適な変形量を表示し、観察者による、その表示された最適変形量に基づいて変形形状パターンのうち一つの選択に従ってスクリーン反射面の形状を変形させるようにしているので、最適且つ観察者所望の形状にスクリーン反射面を変形させることができるため、効果的にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる。
【００３５】
また、請求項９に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記スクリーン反射面を投影する光を電力に変換し前記配光補正手段に供給する光電変換手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記光電変換手段より供給される電力を用いてスクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００３６】
この構成は、図６の光電変換に対応するものである。
【００３７】
即ち、請求項９に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面を投影する光を光電変換手段により電力に変換し、その電力をスクリーン反射面の配光方向の状態を変化させる機構の駆動電源として利用するようにしているので、スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させる機構のために別に電源を準備する必要が無く、省エネルギーに寄与する。
【００３８】
また、請求項１０に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記観察者が存在する位置情報である観察者カバー領域を設定する観察者カバー領域設定手段を更に具備し、
前記配光補正手段は、前記観察者カバー領域設定手段によって設定された観察者カバー領域に基づき前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００３９】
この構成は、図１、図３、図９、図１０に対応するものである。
【００４０】
即ち、請求項１０に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、観察者が存在する位置情報である観察者カバー領域の設定に基づいてスクリーン反射面の配光方向の状態を変化させるので、確実にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる。
【００４１】
また、請求項１１に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１０に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記観察者カバー領域設定手段は、
少なくとも前記スクリーン反射面に対して光を発する少なくとも一つのマーカ手段と、
前記マーカ手段が発した光を受光し前記マーカ手段の前記スクリーン反射面に対する相対的な座標位置を求めるマーカ位置検出手段と、
を有し、
前記マーカ位置検出手段で求めた座標位置に基づき観察者カバー領域を設定することを特徴とする。
【００４２】
この構成は、図９に対応するものである。
【００４３】
即ち、請求項１１に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、マーカ手段が発した光を受光することでそのマーカ手段のスクリーン反射面に対する相対的な座標位置を求め、その求めた座標位置に基づいて観察者カバー領域を設定するので、観察者が存在する観察者カバー領域を正確に設定できる。
【００４４】
また、請求項１２に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記観察者カバー領域設定手段は、前記マーカ位置検出手段が求めた複数のマーカ座標で囲われた空間を観察者カバー領域として設定することを特徴とする。
【００４５】
この構成は、図１０に対応するものである。
【００４６】
即ち、請求項１２に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、複数のマーカ座標で囲われた空間を観察者カバー領域として設定するので、より正確な観察者カバー領域を設定できる。
【００４７】
また、請求項１３に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記観察者カバー領域設定手段は、前記マーカ位置検出手段が求めたマーカ座標を含む所定の空間的広がりを持つ空間を観察者カバー領域として設定することを特徴とする。
【００４８】
この構成は、図１０に対応するものである。
【００４９】
即ち、請求項１３に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、検出したマーカ座標を含む所定の空間的広がりを持つ空間を観察者カバー領域として設定するので、マーカ位置の周りに複数の観察者が存在しても、それら複数の観察者を含んだ空間を観察者カバー領域として設定でき、確実にスクリーン反射面の反射光束をそれら複数の観察者に集めることができる。
【００５０】
また、請求項１４に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記配光補正手段は、
前記スクリーン反射面が反射した光を受光し光量を検出する少なくとも一つの受光センサ手段を有し、
前記受光センサ手段が検出した光量の合計が最大となるように前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００５１】
この構成は、図７、図８の受光センサ内蔵リモコン関係に対応するものである。
【００５２】
即ち、請求項１４に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面が反射した光を少なくとも一つの受光センサ手段で受光し、それら受光した光の光量の合計が最大となるようにスクリーン反射面の配光方向の状態を変化させるので、受光センサ手段を観察者が保持する等して受光センサ手段の位置と観察者の位置とをほぼ同じにすることで、確実にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる。
【００５３】
また、請求項１５に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記配光補正手段は、
前記スクリーン反射面が反射した光を受光し光量を検出する複数の受光センサ手段を有し、
前記複数の受光センサ手段が検出した光量の差分が最小となるように前記スクリーン反射面の配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００５４】
この構成は、図７、図８の受光センサ内蔵リモコン関係に対応するものである。
【００５５】
即ち、請求項１５に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面が反射した光を複数の受光センサ手段で受光し、それら受光した光の光量の差分が最小となるようにスクリーン反射面の配光方向の状態を変化させるので、受光センサ手段を各観察者が保持する等して各受光センサ手段の位置と各観察者の位置とをほぼ同じにすることで、確実にスクリーン反射面の反射光束を複数の観察者を含む領域に集めることができる。
【００５６】
また、請求項１６に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記スクリーン反射面上には、反射面が可動する微小拡散反射面を複数有し、
前記配光補正手段は、前記微小拡散反射面を動かすことによって前記スクリーン反射面が反射する配光方向の状態を変化させることを特徴とする。
【００５７】
この構成は、図１６に対応するものである。
【００５８】
即ち、請求項１６に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、スクリーン反射面が反射する配光方向の状態を変化させる際、スクリーン反射面上に配された反射面が可動する複数の微小拡散反射面それぞれを動かすことによって行うようにしているので、その微小拡散反射面単位でより細かい制御が可能となる。
【００５９】
また、請求項１７に記載の発明による反射スクリーン装置は、請求項１６に記載の発明による反射スクリーン装置において、
前記微小拡散反射面は、静電力によって変形を保持することを特徴とする。
【００６０】
この構成は、図１７の帯電フィルム／薄板方式、図１８の帯電回転板方式に対応するものである。
【００６１】
即ち、請求項１７に記載の発明の反射スクリーン装置によれば、微小拡散反射面の変形を静電力によって保持するので、省エネルギー化が可能である。
【００６２】
また、請求項１８に記載の発明による投影システムは、
前記請求項１に記載の反射スクリーン装置を用いた投影システムであって、
前記配光補正手段によって変形させられた前記スクリーン反射面の変形量を検出するスクリーン変形量検出手段と、
前記スクリーン変形量検出手段が検出した変形量に基づき前記投影装置に送る画像データに対して画像補正を行う画像補正手段と、
を具備することを特徴とする投影システム。
【００６３】
この構成は、図１、図８に対応するものである。
【００６４】
即ち、請求項１８に記載の発明の投影システムによれば、スクリーン反射面の変形量に基づいて投影装置に送る画像データに対して画像補正を行うので、スクリーン反射面が変形しても観察者が観察する画像には変形が生じないようにすることができる。
【００６５】
また、請求項１９に記載の発明による投影システムは、請求項１８に記載の発明による投影システムにおいて、
前記画像補整手段で行う画像補正は画像の歪補正であることを特徴とする。
【００６６】
この構成は、図１、図８に対応するものである。
【００６７】
即ち、請求項１９に記載の発明の投影システムによれば、画像補正として画像の歪補正を行うので、観察者は、歪みの無い画像を観察できる。
【００６８】
また、請求項２０に記載の発明による投影システムは、請求項１８に記載の発明による投影システムにおいて、
前記画像補整手段で行う画像補正は画像の輝度ムラ補正であることを特徴とする。
【００６９】
この構成は、図１、図８に対応するものである。
【００７０】
即ち、請求項２０に記載の発明の投影システムによれば、画像補正として画像の輝度ムラ補正を行うので、観察者は、輝度ムラの無い画像を観察できる。
【００７１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００７２】
［第１の実施の形態］
図１の（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る反射スクリーン装置及びそれを用いた投影システムの使用状況を示す図である。
【００７３】
同図の左側に示すように、反射スクリーン装置のスクリーン１０１に投影装置２によって画像を投影したとき、平面的なスクリーン１０１の反射面に対して投影光束が入射され、そのスクリーン反射面が持つ反射配光角に応じた反射光束としてそれが反射される。この反射光束は、観察者３の目の中に入れば良い、即ち、観察者３を包含する観察領域４内にさえ入れば良く、その他の領域、例えば天井や机等への反射光束は無駄となってしまう。そこで、同図の右側に示すように、スクリーン反射面を変形することで、観察領域４に反射光束を集中し、観察者３に対し効果的に明るい画像を提供することができる。その変形の際、本実施の形態では、観察領域４を検出もしくは設定することでスクリーン反射面を適応的に変形させるようにし、スクリーン反射面での反射光束を観察者３に効率良く集められるようにしている。
【００７４】
図１の（Ｂ）は、本第１の実施の形態に係る投影システムの基本構成を示す機能ブロック図である。
【００７５】
本実施の形態に係る投影システムは、本実施の形態に係る反射スクリーン装置１００と、投影装置２及び画像補正手段５から構成されている。上記反射スクリーン装置１００は、配光補正命令部１０２と、投影光束入射角検出部１０３と、観察者カバー領域設定部１０４と、スクリーン配光角記憶部１０５と、配光補正手段として機能するスクリーン反射面変形制御部１０６及びスクリーン反射面変形駆動部１０７と、からなる。
【００７６】
ここで、上記反射スクリーン装置１００の配光補正命令部１０２は、観察者３の不図示操作ボタンの操作に応じて、投影装置２に対して投影ＯＮを指示すると共に、投影光束入射角検出部１０３及びスクリーン反射面変形制御部１０６に対して配光補正命令を出力する。
【００７７】
上記投影光束入射角検出部１０３は、上記配光補正命令に応じて、投影装置２からスクリーン反射面１０８に入射する光束の入射角度を検出する。
【００７８】
上記観察者カバー領域設定部１０４は、観察者３の不図示操作ボタンの操作により、観察者３が存在する位置情報である観察者カバー領域を設定するためのものである。
【００７９】
上記スクリーン配光角記憶部１０５は、スクリーン反射面１０８が反射特性として有する配光角のデータを記憶しているものである。
【００８０】
上記スクリーン反射面変形制御部１０６は、上記配光補正命令に応じて、スクリーン反射面１０８の変形を制御するものである。
【００８１】
上記スクリーン反射面変形駆動部１０７は、上記スクリーン反射面変形制御部１０６の制御に基づいてスクリーン反射面１０８を変形駆動する。
【００８２】
なお、このような構成のうち、上記投影光束入射角検出部１０３、観察者カバー領域設定部１０４、及びスクリーン配光角記憶部１０５は、必ずしも全て必要なものではなく、以下に説明する各実施の形態のように、適宜用いられるものであって良い。
【００８３】
以上のような構成の反射スクリーン装置１００においては、スクリーン反射面変形制御部１０６は、上記投影光束入射角検出部１０３で検出されたスクリーン反射面１０８に対する光束の入射角度、上記スクリーン配光角記憶部１０５が記憶するスクリーン反射面１０８が反射特性として有する配光角のデータ、及び上記観察者カバー領域設定部１０４による観察者カバー領域の設定、の少なくとも一つに基づいて、観察者カバー領域に最適な配光を与えるための変形量を演算し、スクリーン反射面変形駆動部１０７にその制御量を与える。そして、スクリーン反射面変形駆動部１０７がこの制御量に基づいてスクリーン反射面１０８を変形することにより、スクリーン反射面１０８から観察者３に有効に反射光が供給されることになる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る投影システムでは、さらに上記スクリーン反射面変形制御部１０６は、スクリーン反射面１０８の変形量に応じて生ずる投影画像の歪、輝度ムラを補正するためのデータ等を導出して上記画像補正手段５に与えるようになっており、該画像補正手段５は、他方で入力される投影のための画像データによる投影画像が良好な状態になるように補正を行う。そして、この補正を加えられた画像データは上記投影装置２に入力され、変形したスクリーン反射面１０８に投影される。これにより、スクリーン反射面１０８が変形したとしても、観察者３は、変形が行われていない場合とほぼ同様の画像を観察することが可能となる。
【００８５】
なお、上記スクリーン反射面１０８の変形量に応じた上記補正量は、予め求められており、関数化またはテーブル化されている。さらに、スクリーン反射面１０８の変形に伴って、歪、輝度ムラ以外にデフォーカス補正も必要になると考えられるが、上記画像補正手段５の機能として画像データの補正だけではなく光学的にデフォーカス補正を行う、例えばレンズ自動交換等の機能を構成しても良い。
【００８６】
このように、スクリーン反射面１０８の変形により、観察者３は、変形が行われていない場合とほぼ同様の画像でありながら光量の増加された画像を観察することが可能となる。
【００８７】
なお、上記画像補正手段５は、上記反射スクリーン装置１００及び上記投影装置２の何れかに内蔵される形態としても良いことは勿論である。
【００８８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態として、上記投影光束入射角検出部１０３による光束の入射角検出に応じた変形について説明する。
【００８９】
図２は本実施の形態におけるスクリーン１０１の構成を示す図であり、図３は投影光束入射角検出のための構成を示す機能ブロック図である。
【００９０】
即ち、図２に示すように、スクリーン１０１の所定位置、例えば上端近くや下端近く等の目立たない位置に、集光用微小凸レンズ１０３Ａとそれに対応した光点位置検出センサ１０３Ｂとを複数個（Ｎ個）取り付けている。このような構成では、上記集光用微小凸レンズ１０３Ａによる投影装置２の投影光の光点位置検出センサ１０３Ｂ上への集光位置ｙは、スクリーン反射面１０８への投影装置２からの投影光の入射角度に応じて変化する。従って、この光点位置検出センサ１０３Ｂの検出値によって、スクリーン反射面１０８の当該位置に対する投影光の入射角度を知ることができる。
【００９１】
また、図３に示すように、上記投影光束入射角検出部１０３は更に投影光束角度算出部１０３Ｃを備え、上記スクリーン反射面変形制御部１０６はスクリーン変形量演算部１０６Ａとスクリーン反射面変形操作部１０６Ｂとから構成されている。
【００９２】
上記投影光束角度算出部１０３Ｃは、各光点位置検出センサ１０３Ｂからの検出値ｙより投影光束のスクリーン反射面１０８に対する入射角度を算出し、スクリーン反射面変形制御部１０６のスクリーン変形量演算部１０６Ａに出力するものである。
【００９３】
上記スクリーン変形量演算部１０６Ａは、その投影光束角度算出部１０３Ｃからの算出データを入力し、上記スクリーン配光角記憶部１０５からの配光角情報と上記観察者カバー領域設定部１０４からの観察者カバー領域情報とに基づきスクリーン反射面１０８の最適変形量θを演算し、スクリーン反射面変形操作部１０６Ｂに入力する。
【００９４】
上記スクリーン反射面変形操作部１０６Ｂは、そのスクリーン変形量演算部１０６Ａから入力された最適変形量に従って、スクリーン１０１を変形させるための操作量を求め、上記スクリーン反射面変形駆動部１０７へ出力する。
【００９５】
このように、本実施の形態によれば、スクリーン反射面１０８で光点位置を検出することで、容易にスクリーン反射面１０８に対する投影光束の入射角度を検出できる。
【００９６】
また、投影光束のスクリーン反射面１０８への入射角度によってスクリーン反射面１０８上の反射光束の配光範囲が求められ、その範囲が観察者３をカバーする領域に合致するようにスクリーン反射面１０８を適宜変形させることができるため、効果的にスクリーン反射面１０８の反射光束を観察者３に集めることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態に係る反射スクリーン装置１００は、図３に示すように、更に、変形量表示部１０９、変形パターン記憶部１１０、及び変形パターン選択部１１１を備えても良い。
【００９８】
即ち、スクリーン変形量演算部１０６Ａにおいて求められるスクリーン反射面の最適変形量θは変形量表示部１０９に出力され、観察者３にその変形量を知覚させることができる。予め典型的なスクリーン反射面１０８の変形パターンを変形パターン記憶部１１０に記憶しておき、そのパターンを変形パターン選択部１１１でスイッチ選択等により観察者３は選択することもできる。観察者３が変形パターン選択部１１１により変形パターンを選択すると、その変形パターン情報がスクリーン反射面変形操作部１０６Ｂに与えられ、対応した操作量がスクリーン反射面変形操作部１０６Ｂにおいて求められ、スクリーン反射面変形駆動部１０７に送られる。更には観察者３が見易い変形パターンを任意に選択しても良い。
【００９９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。本第３の実施の形態も上記第２の実施の形態と同様、上記投影光束入射角検出部１０３による光束の入射角検出に応じた変形に関するものである。
【０１００】
図４の（Ａ）は本実施の形態におけるスクリーン１０１の構成を示す図であり、本実施の形態においては、上記第２の実施の形態における光点位置検出センサ１０３Ｂに代えて、光量検出センサ１０３Ｄを用いている。
【０１０１】
そして、本実施の形態においては、投影光束入射角検出部１０３の投影光束角度算出部１０３Ｃは、このような光量検出センサ１０３Ｄの検出光量と投影光束の入射角度との関係を先見情報として記憶しており、光量検出センサ１０３Ｄの検出光量により投影光束の入射角度を容易に知ることができる。従って、上記第２の実施の形態と同様に、投影光束のスクリーン反射面１０８に対する入射角度を算出し、スクリーン反射面変形制御部１０６のスクリーン変形量演算部１０６Ａに出力することができる。
【０１０２】
このように、本実施の形態によれば、スクリーン反射面１０８で光量を検出することで、容易にスクリーン反射面１０８に対する投影光束の入射角度を検出できる。
【０１０３】
また、投影光束のスクリーン反射面１０８への入射角度によってスクリーン反射面１０８上の反射光束の配光範囲が求められ、その範囲が観察者３をカバーする領域に合致するようにスクリーン反射面１０８を適宜変形させることができるため、効果的にスクリーン反射面１０８の反射光束を観察者３に集めることができる。
【０１０４】
なお、投影光束角度算出部１０３Ｃの代わりに、光量検出センサ１０３Ｄの検出光量をそのままスクリーン反射面変形制御部１０６のスクリーン変形量演算部１０６Ａに供給するようにしても良い。この場合には、スクリーン変形量演算部１０６Ａは、図４の（Ｂ）に示すような検出光量とスクリーン反射面１０８の変形角度φとの関係を先見情報として記憶し、また、φ＝φｘがスクリーン反射面１０８の最適変形角度として事前に設定されているものとする。従って、スクリーン変形量演算部１０６Ａでは、投影光束入射角検出部１０３で検出した検出光量に対応する変形角度と最適変形角度φｘとの差分に基づきスクリーン反射面１０８の最適変形量を演算できる。
【０１０５】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。本第４の実施の形態は、上記スクリーン反射面変形制御部１０６によるスクリーン反射面１０８の変形制御量算出に関するものである。
【０１０６】
上記スクリーン反射面変形制御部１０６における変形制御量算出の概算式を、図５を参照して説明する。この概算式は、スクリーン位置Ｐにおける設定例である。
【０１０７】
即ち、上記観察者カバー領域設定部１０４によって設定された観察者カバー領域４０１を規定する仮想空間の頂点をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、投影光束入射角検出部１０３で検出した投影光の検出入射角（スクリーン反射面１０８の法線方向となす角）をα、スクリーン最大配光角の半角（スクリーン１０１の種類により定まるもので、上記スクリーン配光角記憶部１０５に記憶されている）をβ、最大配光境界Ｖ１（ＡＰ）と水平基準線とのなす角をγＡとすると、変形制御量であるスクリーン傾角（投影最上部）φは、
φ＝α−β＋γＡ
により求めることができる。
【０１０８】
なおここで、「配光角」とは、スクリーン１０１に入射した光線がスクリーン反射面１０８の同一点から反射する際に拡散して広がる角度を意味する。また、「最大配光角」とは、このスクリーン反射面１０８の同一点からの反射光のうち最大の明るさを呈する主反射光軸Ｖを挟んで半値の明るさを示す光線同士が成す角度を言う。そして、「最大配光境界」とは、その半値の明るさを示す光線位置を言う。なお、上記における「半値の明るさ」は半値である必要は必ずしもなく、その値は適宜設計思想に基づき定義すれば良い。
【０１０９】
また、上記の例以外に配光角の大きさと観察者カバー領域４０１の大きさとの関係から最大配光境界Ｖ１を、どこの観察者カバー領域を規定する仮想空間の頂点に合わせるかはケースバイケースとして考えられる。
【０１１０】
以上のように、概算式を用いることで、簡単に変形制御量を算出できる。
【０１１１】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。本第５の実施の形態は、上記スクリーン反射面変形駆動部１０７によるスクリーン反射面１０８の変形に関するものである。
【０１１２】
図６の（Ａ）は上記スクリーン反射面変形駆動部１０７の変形機構を示す図であり、（Ｂ）は該スクリーン反射面変形駆動部１０７のブロック構成図である。
【０１１３】
即ち、スクリーン１０１はバネ性スクリーンであり、特別な保持機構が無くても起立した展開状態を保持するよう構成されている。そして、該スクリーン１０１の左右略両端それぞれに沿って配されたワイヤガイド１１２中を変形用ワイヤ１１３が通され、各変形用ワイヤ１１３の一端はスクリーン１０１の上端位置に固定され、また他端側は回転モータ１１４の回転軸に取り付けられた巻き取りボビン１１５に固定されている。ワイヤガイド１１２は、変形用ワイヤ１１３のスクリーン上下方向移動は自由であるが、スクリーン左右方向及び前方向への移動は所定範囲内に規制するものである。従って、回転モータ１１４の回転によりこれら変形用ワイヤ１１３を巻き取りボビン１１５に巻き取ることで、該変形用ワイヤ１１３の上記一端が固定されたスクリーン上端が下方に引っ張られ、スクリーン１０１が湾曲変形する。
【０１１４】
また、スクリーン１０１の下端近傍には、光電変換手段１１６が配されている。この光電変換手段１１６は投影光を電力に変換するものであり、得られた電力は蓄電手段１１７に蓄えられて、上記スクリーン反射面変形制御部１０６を含む該反射スクリーン装置の各部の電源として利用される。
【０１１５】
このように、本実施の形態によれば、スクリーン反射面１０８を投影する光を光電変換手段１１６により電力に変換し、その電力をスクリーン反射面１０８の配光方向の状態を変化させる機構の駆動電源として利用するようにしているので、スクリーン反射面１０８の配光方向の状態を変化させる機構のために別に電源を準備する必要が無く、省エネルギーに寄与する。
【０１１６】
なお、図６の（Ｃ）に示すように、図６の（Ａ）の構成を上下逆さまにすることで、天吊り方式のスクリーンとして使用できることは勿論である。
【０１１７】
また、スクリーンの変形機構は、上記のような変形用ワイヤを用いるものに限定するものではなく、例えばスクリーン反射面の裏面側から投影装置側に押し出す機構により変形する等、本発明は各種の変形機構を適用できることは勿論である。
【０１１８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。本第６の実施の形態は、観察者３の位置で光量を検出し、それに応じてスクリーン反射面１０８を変形させるものである。
【０１１９】
即ち、受光センサを当該反射スクリーン装置の遠隔操作部部材としてのリモコンに内蔵させ、図７に示すように、その受光センサ内蔵リモコン１１８によってスクリーン１０１からの反射光の光量を測定する。つまり、受光センサは当然ながら観察者３が視覚的に最も明るく投影画像を観察できる位置に設定すべきであり、図７に示すように受光センサ内蔵リモコン１１８を観察者３が手に持って視覚位置に状態設定するのが単純である。
【０１２０】
図８は、このような受光センサ内蔵リモコン１１８を用いる場合の構成を示す機能ブロック図である。
【０１２１】
即ち、図１の（Ｂ）に示したような基本構成における投影光束入射角検出部１０３の代わりに、配光補正手段に受光センサである反射光検出部１１８Ａを備え、この反射光検出部１１８Ａと配光補正命令部１０２等を含む操作部とを上記受光センサ内蔵リモコン１１８内に配し、反射光検出部１１８Ａとスクリーン反射面変形制御部１０６とを無線等により接続しているものである。
【０１２２】
このような構成により、観察者３が受光センサ内蔵リモコン１１８を手に持って視覚位置に状態設定し、所定のキー操作を行うことで、配光補正命令部１０２より配光補正命令が発せられ、それに応じて、投影装置２から全面が白色の画像もしくは何らかの静止画像を投影すると共に、受光センサ内蔵リモコン１１８内の反射光検出部１１８Ａによってスクリーン反射面１０８によるその投影画像の反射光の光量を検出する。そして、その検出結果を無線等によりスクリーン反射面変形制御部１０６に送信することで、スクリーン反射面変形制御部１０６以降の各部が前述したような動作を行い、スクリーン反射面１０８の変形を行う。
【０１２３】
なお、複数の観察者３が居る場合は、それらの全ての観察者位置に受光センサを時分割で設定、検出し、それぞれ得られる光量信号の互いの差分値の全てが最小になるようにスクリーン反射面１０８の変形量を決定付けることが望ましい。つまり、観察者３が一人の場合には、受光センサ（反射光検出部１１８Ａ）で検出された光量が最大値になる変形制御を行えば良いが、複数の場合には、それぞれの検出光量の差が最小になるように変形制御を行う。即ち、対象となる観察者３によって投影画像の明るさになるべく差が生じないようにする為である。
【０１２４】
このような本第６の実施の形態によれば、受光センサを（各）観察者が保持する等して（各）受光センサの位置と（各）観察者の位置とをほぼ同じにすることで、確実にスクリーン反射面の反射光束を（複数の）観察者を含む領域に集めることができる。
【０１２５】
なお、受光センサ内蔵リモコン１１８内に反射光検出部１１８Ａを内蔵し、スクリーン反射面変形制御部１０６と無線等により接続するものとしたが、受光センサ内蔵リモコン１１８内にスクリーン反射面変形制御部１０６も内蔵し、該スクリーン反射面変形制御部１０６とスクリーン反射面変形駆動部１０７及び画像補正手段５との間を無線等により接続するものとしても良いことは勿論である。
【０１２６】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。本第７の実施の形態は、上記第６の実施の形態とは逆に、観察者３の位置から光を発し、それをスクリーン反射面１０８の位置で受光して観察者の位置を検出し、それに応じて観察者カバー領域を設定してスクリーン反射面１０８を変形させるというものである。
【０１２７】
即ち、図９に示すように、マーカ内蔵リモコン１１９に内蔵されるマーカ手段としての発光体からの光束をマーカ光点位置検出センサ１０４Ａにより検知し、その発光点の位置を演算により求める。マーカ光点位置検出センサ１０４Ａは、特に図示はしていないが結像レンズと光点位置センサにより構成されるのが一般的である。この例ではマーカ光点位置検出センサ１０４Ａは、検出を容易にするために変形には関係のない固定化されたスクリーン下部等に配置される。この構成のマーカ光点位置検出センサ１０４Ａを２セット、図１０に示すように所定の間隔で配置すれば、三角測量の原理を用いてマーカ光点の空間位置を特定することが可能である。なお、当然ながらマーカ手段は観察者が視覚的に最も明るく投影画像を観察できる位置に設定すべきであり、観察者が手に持って視覚位置に状態設定するのが単純である。
【０１２８】
このように、マーカ手段が発した光を受光することでそのマーカ手段のスクリーン反射面１０８に対する相対的な座標位置を求め、その求めた座標位置に基づいて観察者カバー領域４０１を設定するので、観察者３が存在する観察者カバー領域４０１を正確に設定できる。またこの場合、検出したマーカ座標を含む所定の空間的広がりを持つ空間を観察者カバー領域として設定するようにすれば、マーカ位置の周りに複数の観察者が存在しても、それら複数の観察者を含んだ空間を観察者カバー領域として設定でき、確実にスクリーン反射面の反射光束をそれら複数の観察者に集めることができる。
【０１２９】
勿論、複数の観察者が居る場合は、それらの全ての観察者位置にマーカ手段を時分割で配置して観察者カバー領域４０１を設定すれば良い。あるいは、図１０に示すように、観察者カバー領域４０１の仮想空間の稜角８点にマーカ手段を時分割で置いて観察者カバー領域４０１を設定するようにしても良い。このように、複数のマーカ座標で囲われた空間を観察者カバー領域４０１として設定することにより、より正確な観察者カバー領域４０１を設定できる。
【０１３０】
なお、マーカ手段は、光を利用したものに限らず一般的に使われる超音波や電磁波等を利用したものでも良いことは勿論である。
【０１３１】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。
【０１３２】
上記第３の実施の形態では、スクリーン反射面１０８で光量を検出することで投影光束の入射角度を検出し、それに応じてスクリーン反射面１０８の変形量を決定するようにしていたが、本第８の実施の形態は、スクリーン反射面１０８を変形させながら光量を検出していき、所定の光量が得られたときにその変形状態を保持するというものである。
【０１３３】
即ち、集光用微小凸レンズ１０３Ａと光量検出センサ１０３Ｄとを、変形前の状態においては図１１の（Ａ）に示すように集光用微小凸レンズ１０３Ａによるフォーカス点が光量検出センサ１０３Ｄに合わず、且つ、変形後の状態では同図の（Ｂ）に示すようにフォーカス点が合うような相対的な位置関係に、スクリーン１０１に取り付けておく。
【０１３４】
このような構成とすることにより、スクリーン反射面１０８を徐々に変形させていったとき、投影装置２からの投影光によるフォーカス点が所定位置の光量検出センサ１０３Ｄに合ったならば、その時点で、スクリーン反射面１０８からの反射光が所定の観察者カバー領域４０１に配向するような角度φの変形になるので、その変形状態に保持すれば良い。
【０１３５】
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態を説明する。
【０１３６】
図１２の（Ａ）に示すように、スクリーン反射面１０８を、マイクロレンズ１０８Ａを二次元に配置して形成したものが知られている。ここで、マイクロレンズ１０８Ａの結像面には、光吸収領域（ブラック領域）１０８Ｂで囲まれた反射拡散領域１０８Ｃを構成している。このような構成のスクリーン反射面１０８では、マイクロレンズ１０８Ａにより反射拡散領域１０８Ｃに集光された光は、その反射拡散領域１０８Ｃにより反射拡散されて当該マイクロレンズ１０８Ａから出て行くが、光吸収領域１０８Ｂに集光された光はその光吸収領域１０８Ｂで吸収されてしまう。
【０１３７】
そこで、このようなマイクロレンズ１０８Ａを二次元に配置したスクリーン反射面１０８に本発明を適用し、同図の（Ｂ）に示すように、スクリーン反射面１０８を変形させるようにすれば、従来は光吸収領域１０８Ｂで吸収されていた投影光も、反射拡散領域１０８Ｃに集光できるようになり、その反射拡散領域１０８Ｃにより反射拡散されて当該マイクロレンズ１０８Ａから出て、観察者３によって観察されるようになる。
【０１３８】
しかも、天井の照明等による外光は光吸収領域１０８Ｂで吸収されるため、その影響を受けることがない。
【０１３９】
また、マイクロレンズ１０８Ａは、図１３の（Ａ）に示すように、反射拡散領域１０８Ｃの代わりに波長選択反射拡散膜１０８Ｄを構成しても良い。この波長選択反射拡散膜１０８Ｄは、同図の（Ｂ）に示すように、所定の波長即ち投影光の波長Ｒ，Ｇ，Ｂだけを反射拡散し、それ以外の非反射波長領域の光は反射拡散しないという特性を有するものである。従って、照明外光が光吸収領域１０８Ｂ以外の部分に集光されたとしても、それが反射拡散されることはなく、より外光の影響を受け難いスクリーン反射面１０８を形成できる。
【０１４０】
あるいは、そのような波長選択反射拡散膜１０８Ｄを備えたマイクロレンズ１０８Ａではなく、図１４に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれについて個別に反射拡散する領域を並べた波長選択反射拡散膜１０８Ｆを備えたホログラムフィルタ１０８Ｅを利用しても良い。即ち、ホログラムフィルタ１０８Ｅは、同図に示すように、波長によってフォーカスする点を空間的に分離することができるので、各フォーカス点となる位置に、対応するＲ，Ｇ，Ｂ波長を反射拡散する領域を配した波長選択反射拡散膜１０８Ｆを構成すれば、図１３の（Ａ）のような波長選択反射拡散膜１０８Ｄを備えたマイクロレンズ１０８Ａと同様の作用効果が得られる。
【０１４１】
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態を説明する。
【０１４２】
ここまでは、スクリーン反射面１０８の変形方向として、その上端側を観察者に向けて変形させる一次元的な変形として説明してきたが、本発明はそれに限定されるものではなく、図１５にθｘ，θｙで示すように、二次元的に変形しても良いことは勿論である。
【０１４３】
このようにスクリーン反射面１０８を凹状に湾曲させるという二次元的変形にすることで、更に観察者３に効果的にスクリーン反射面１０８の反射光束を集めることができる。
【０１４４】
［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態を説明する。
【０１４５】
ここまでは、スクリーン反射面１０８はその全体が変形するものとして説明を行ってきたが、本発明はそれに限定されるものではなく、スクリーン反射面１０８が局所的に変形するものであっても良いことは勿論である。
【０１４６】
即ち、図１６に示すように、スクリーン反射面１０８を、スクリーンベース１０８Ｇ上に、反射面が可動する微小拡散反射面１０８Ｈを複数配置することによって構成し、それら微小拡散反射面１０８Ｈそれぞれを動かすことによって、スクリーン反射面１０８が反射する配光方向の状態を変化させるものとする。
【０１４７】
このような構成とすれば、その微小拡散反射面単位でより細かい制御が可能となる。
【０１４８】
このような微小拡散反射面１０８Ｈを動かすための構成例を以下に幾つか説明する。
【０１４９】
まず、図１７を参照して帯電フィルム／薄板方式を説明する。なお、この図１７は、図１６におけるＡ部の拡大図（等価図）であり、一つの微小拡散反射面１０８Ｈについてのみ示す図である。
【０１５０】
即ち、図１７の（Ａ）に示すように、スクリーンベース１０８Ｇに対して、２つの固定電極１０８Ｉが取り付けられ、更に、それら固定電極１０８Ｉ間に、一面が「＋」に帯電され且つ他面が「−」に帯電された帯電可動板１０８Ｊの一側面側が取り付けられている。そして、この帯電可動板１０８Ｊの自由側面に微小拡散反射面１０８Ｈが配されている。また、上記固定電極１０８Ｉは、一方がスイッチ１０８Ｋを介して電源１０８Ｌに接続されるよう構成され、他方が接地されている。
【０１５１】
従って、このような構成によれば、変形推移時には、同図の（Ｂ）に示すように上記スイッチ１０８ＫをＯＮにして帯電可動板１０８Ｊの「＋」に帯電している側に対向する固定電極１０８Ｉに「＋」を印加することで、電荷の反撥によって帯電可動板１０８Ｊが変形していき、それに伴って微小拡散反射面１０８Ｈの傾き角度が変化していく。そして、所望の角度となった段階で、同図の（Ｃ）に示すようにスイッチ１０８ＫをＯＦＦすれば、その変形状態に保持される。
【０１５２】
図１８は、帯電回転板方式の場合の構成を示す図である。なお、この図も、図１６におけるＡ部の拡大図（等価図）であり、一つの微小拡散反射面１０８Ｈについてのみ示している。
【０１５３】
即ち、図１８の（Ａ）に示すように、スクリーンベース１０８Ｇ内に、上記微小拡散反射面１０８Ｈとなる面を持った帯電回転板１０８Ｍが回転自在に取り付けられている。この帯電回転板１０８Ｍは、その一側面側が「＋」に帯電され且つ他側面側が「−」に帯電されている。そして、この帯電回転板１０８Ｍを挟んでスクリーンベース１０８Ｇ上に３個ずつの固定電極１０８Ｉ１，１０８Ｉ２が設けられている。この場合、観察者側となる方の固定電極１０８Ｉ２は透明電極として構成されている。そして、上記３個の固定電極１０８Ｉ１はスイッチ１０８Ｋ１を介して電源１０８Ｌに選択的に接続され、上記３個の固定電極１０８Ｉ２はスイッチ１０８Ｋ２を介して選択的に接地されるように構成されている。上記スイッチ１０８Ｋ１と１０８Ｋ２とは連動するものであるが、３個の固定電極１０８Ｉ１の内の一番上のものと３個の固定電極１０８Ｉ２の内の一番下のものとが同時に選択され、真ん中の固定電極１０８Ｉ１と真ん中の固定電極１０８Ｉ２とが同時に選択され、また、一番下の固定電極１０８Ｉ１と一番上の固定電極１０８Ｉ２とが同時に選択されるように、各固定電極１０８Ｉ１，１０８Ｉ２とスイッチ１０８Ｋ１，１０８Ｋ２との結線がなされている。
【０１５４】
従って、このような構成によれば、変形推移時には、同図の（Ｂ）に示すように上記スイッチ１０８Ｋ１を一番下の固定電極Ｋ１と電源１０８Ｌを接続する状態とするよう切り替え且つ上記スイッチ１０８Ｋ２を一番上の固定電極Ｋ２を接地する状態とするよう切り替えることで、帯電回転板１０８Ｍの「−」に帯電している側面側が一番下の固定電極Ｋ１側に引かれ、「＋」に帯電している側面側が一番上の固定電極Ｋ２側に引かれていって、帯電回転板１０８Ｍが回動し、それに伴って微小拡散反射面１０８Ｈの傾き角度が変化していく。そして、所望の角度となった段階で、同図の（Ｃ）に示すように両スイッチ１０８Ｋ１，１０８Ｋ２をＯＦＦすれば、その変形状態に保持される。
【０１５５】
このように、微小拡散反射面１０８Ｈの変形を静電力によって保持することができる。
【０１５６】
なお、電源１０８Ｌを設ける代わりに、前述の第５の実施の形態で説明したような光電変換手段１１６と蓄電手段１１７を利用するようにしても良い。そのような場合の構成は、図１９及び図２０に示すようになる。
【０１５７】
［第１２の実施の形態］
次に、本発明の第１２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、カーテンタイプのスクリーンに適用したものである。
【０１５８】
即ち、図２１に示すように、スクリーン１０１を、カーテン１２０とスクリーン反射面１０８の二重構造として構成し、カーテン１２０とスクリーン反射面１０８を一緒に折りたたむことで収納でき、カーテン１２０を引いた状態でスクリーン反射面１０８が展開された状態となるものである。そして、スクリーン反射面１０８のみが変形して、効果的にスクリーン反射面１０８の反射光束を観察者３に集めることができる。
【０１５９】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１６０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、投影光束がスクリーン反射面に入射する角度、その反射配光特性、反射光を集めたい観察者をカバーする領域の設定状態に応じてスクリーン反射面の配光を適応的に補正し、効果的にスクリーン反射面の反射光束を観察者に集めることができる反射スクリーン装置及びそれを用いた投影システムを提供することができる。
【０１６１】
即ち、スクリーン反射面を適応的に変形させて観察者に投影光束のスクリーン反射面での反射光束を効率良く集めることができるため、投影装置やスクリーンの設置位置、及び観察者の存在領域に関わりなく投影画像を観察する環境に適合させることができ、観察者が存在しない領域への反射光を極力減らし、観察者のみに効果的に反射光量が与えられるようにすることが可能である。従って、投影装置の投影光量を単に大きくすることなく、柔軟に且つ効果的に映し出された投影画像が非常に明るい状態を作り出し、観察者は、より明るく観察し易い投影画像を享受できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る反射スクリーン装置及びそれを用いた投影システムの使用状況を示す図であり、（Ｂ）は第１の実施の形態に係る投影システムの基本構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるスクリーンの構成を示す図である。
【図３】投影光束入射角検出のための構成を示す機能ブロック図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第３の実施の形態におけるスクリーンの構成を示す図であり、（Ｂ）は検出光量とスクリーン反射面の変形角度との関係を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態におけるスクリーン反射面変形制御部での変形制御量算出の概算式における各パラメータを説明するための図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第５の実施の形態におけるスクリーン反射面変形駆動部の変形機構を示す図、（Ｂ）は該スクリーン反射面変形駆動部のブロック構成図であり、（Ｃ）は点吊りの場合の構成を示す図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態における受光センサ内蔵リモコンを用いた観察者の位置測定を説明するための受光センサ内蔵リモコンの使用状態を示す図である。
【図８】受光センサ内蔵リモコンを用いる場合の投影システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態におけるマーカ内蔵リモコンを用いた観察者カバー領域設定を説明するためのマーカ内蔵リモコンの使用状態を示す図である。
【図１０】マーカ内蔵リモコンの位置と観察者カバー領域との関係を説明するための図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態における集光用微小凸レンズと光量検出センサの位置関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態におけるスクリーン反射面の構成を説明するための図である。
【図１３】（Ａ）はマイクロレンズの構成を示す図であり、（Ｂ）は光吸収領域の特性を説明するための図である。
【図１４】ホログラムフィルタを用いた場合のスクリーン反射面の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第１０の実施の形態におけるスクリーン反射面の変形方向を説明するための図である。
【図１６】本発明の第１１の実施の形態におけるスクリーン反射面の構成を説明するための図である。
【図１７】帯電フィルム／薄板方式の場合の図１６におけるＡ部の拡大図（等価図）である。
【図１８】帯電回転板方式の場合の図１６におけるＡ部の拡大図（等価図）である。
【図１９】光電変換手段及び蓄電手段を利用した場合の図１７の構成の変形例を示す図である。
【図２０】光電変換手段及び蓄電手段を利用した場合の図１８の構成の変形例を示す図である。
【図２１】本発明の第１２の実施の形態におけるスクリーンの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
２…投影装置、３…観察者、４…観察領域、５…画像補正手段、１００…反射スクリーン装置、１０１…スクリーン、１０２…配光補正命令部、１０３…投影光束入射角検出部、１０３Ａ…集光用微小凸レンズ、１０３Ｂ…光点位置検出センサ、１０３Ｃ…投影光束角度算出部、１０３Ｄ…光量検出センサ、１０４…観察者カバー領域設定部、１０４Ａ…マーカ光点位置検出センサ、１０５…スクリーン配光角記憶部、１０６…スクリーン反射面変形制御部、１０６Ａ…スクリーン変形量演算部、１０６Ｂ…スクリーン反射面変形操作部、１０７…スクリーン反射面変形駆動部、１０８…スクリーン反射面、１０８Ａ…マイクロレンズ、１０８Ｂ…光吸収領域、１０８Ｃ…反射拡散領域、１０８Ｄ，１０８Ｆ…波長選択反射拡散膜、１０８Ｅ…ホログラムフィルタ、１０８Ｈ…微小拡散反射面、１０８Ｇ…スクリーンベース、１０８Ｉ，１０８Ｉ１，１０８Ｉ２…固定電極、１０８Ｊ…帯電可動板、１０８Ｋ，１０８Ｋ１，１０８Ｋ２…スイッチ、１０８Ｌ…電源、１０８Ｍ…帯電回転板、１０９…変形量表示部、１１０…変形パターン記憶部、１１１…変形パターン選択部、１１２…ワイヤガイド、１１３…変形用ワイヤ、１１４…回転モータ、１１５…巻き取りボビン、１１６…光電変換手段、１１７…蓄電手段、１１８…受光センサ内蔵リモコン、１１８Ａ…反射光検出部、１１９…マーカ内蔵リモコン、１２０…カーテン、４０１…観察者カバー領域。
【図１】
2004301923.tif 000003
【図２】
2004301923.tif 000004
【図３】
2004301923.tif 000005
【図４】
2004301923.tif 000006
【図５】
2004301923.tif 000007
【図６】
2004301923.tif 000008
【図７】
2004301923.tif 000009
【図８】
2004301923.tif 000010
【図９】
2004301923.tif 000011
【図１０】
2004301923.tif 000012
【図１１】
2004301923.tif 000013
【図１２】
2004301923.tif 000014
【図１３】
2004301923.tif 000015
【図１４】
2004301923.tif 000016
【図１５】
2004301923.tif 000017
【図１６】
2004301923.tif 000018
【図１７】
2004301923.tif 000019
【図１８】
2004301923.tif 000020
【図１９】
2004301923.tif 000021
【図２０】
2004301923.tif 000022
【図２１】
2004301923.tif 000023