(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタの姿勢及び／又は位置を検出する姿勢位置検出手段と、前記姿勢位置検出手段の検出結果に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出する実表示画像抽出手段と、投写光学ユニットとを備え、
前記プロジェクタが投写方向へ移動した場合、前記投写光学ユニットは、前記移動前よりも画像を小さく表示するように、画像を投写し、
前記姿勢位置検出手段がプロジェクタの投写方向への移動を検出した場合、前記実表示画像抽出手段は抽出する画像の範囲を移動検出前の画像の範囲より小さくすることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記姿勢位置検出手段は、投写面を撮影する撮像素子と、前記撮像素子により得られる撮影画像の画像処理を行うことによりプロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定する画像処理手段とを有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記姿勢位置検出手段が、プロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する動き検出機能を有する姿勢位置検出手段であって、前記プロジェクタが前記動き検出機能の検出結果に基づいて表示画像についての動き補正を行う動き補正手段をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
移動方向検出センサと、前記移動方向検出センサからの信号を処理してプロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する信号処理手段とを有する動き検出手段と、
前記動き検出手段の検出結果に基づいて表示画像についての動き補正を行う動き補正手段とをさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
前記姿勢位置検出手段は、投写面を撮影する撮像素子と、前記撮像素子により得られる撮影画像の画像処理を行うことによりプロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定する画像処理手段と、を有し、
前記姿勢位置検出手段は、前記動き検出手段からの検出結果によりプロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定する機能を有し、
所定時間毎に、前記撮像素子により得られる撮影画像の画像処理を行うことによるプロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定を行い、
前記所定時間の間の時間では、前記動き検出手段からの検出結果によるプロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記動き補正手段が、前記動き検出手段の検出結果に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することにより表示画像についての動き補正を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記動き補正手段が、前記動き検出手段の検出結果に基づいて投写光の投写方向を変化させることにより表示画像についての動き補正を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
プロジェクタの投写レンズの光軸が投写面の法線から傾いている場合に生ずる実表示画像の歪を補正する歪補正手段をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記姿勢位置検出手段の検出結果に基づいて実表示画像の明るさを調整する明るさ調整手段をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
ユーザの操作を受け付ける操作部を備え、
前記実表示画像抽出手段は、前記操作部が受け付けた結果に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型の投写光学ユニットと方向センサ又は加速度センサとをヘルメット内に組み込んだプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。図２０はこれらのうち特許文献１に記載されたプロジェクタの構成図である。このプロジェクタは、図２０に示されるように、ヘルメットに組み込まれた方向センサ又は加速度センサにより使用者が向く方向を検出し、その検出結果に基づいて表示画像を適宜変化させて投写するように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２４１４０号公報（図５）
【特許文献２】
特開平６−１６７６８７号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このプロジェクタを明るい場所で使用しようとした場合には、小型の投写光学ユニットによる表示画像は輝度が低いため、プロジェクタを投写面に近づけて使用することになる。しかしながら、プロジェクタを投写面に近づけて使用することとすれば、投写面に投影される表示画像は小さなものとなり細かな画像（例えば小さな文字など）の視認性が悪くなってしまうという問題点があった。
【０００５】
また、このプロジェクタにおいては、使用者の向く方向を方向センサ又は加速度センサによって検出しているため、投写面に対するプロジェクタの姿勢や距離を正確に検出することは容易ではない。このため、投写面に対するプロジェクタの姿勢や距離に応じて適切に表示画像を投写することができないという問題点もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、プロジェクタを投写面に近づけて使用する場合に細かな画像の視認性が悪くなってしまうのを防止することができるプロジェクタを提供することを目的とする。また、投写面に対するプロジェクタの姿勢や距離に応じて適切に表示画像を投写することができるプロジェクタとを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のプロジェクタは、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を検出する姿勢位置検出手段と、前記姿勢位置検出手段の検出結果に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出する実表示画像抽出手段と、投写光学ユニットとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
このため、本発明のプロジェクタによれば、プロジェクタを投写面に近づけて使用する場合には、本来の表示画像（原表示画像）のうち投写したい部分のみ（例えば小さな文字の部分）を抽出して投写面上に拡大して投写することができるようになる。このため、プロジェクタを投写面に近づけて使用することにより細かい画像の視認性が悪くなってしまうのを防止することができる。
【０００９】
本発明のプロジェクタにおいては、姿勢位置検出手段の検出結果を用いて、原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することができる。この場合は、プロジェクタが投写面に近づくと、姿勢位置検出手段がプロジェクタと投写面との距離が近づいたことを検出し、この検出結果に基づいて最適な範囲の実表示画像を抽出して、投写面上に投写することができるようになる。
【００１１】
これにより、本発明のプロジェクタは、屋外などの明るい場所でプロジェクタを片手でもちながら、プロジェクタを壁に近づけたり離したりすることにより表示画像を拡大させたり縮小させたりしたり、プロジェクタを上下左右に移動させたり向きを変化させたりすることにより表示画像を上下左右に移動させたりして、投写させたい部分のみを必要に応じて適宜投写することによりプレゼンテーションを行うというような用途に好適に用いることができる。
【００１２】
また、本発明のプロジェクタは、従来のプロジェクタ（図２０参照。）とは異なり、投写方向を使用者の頭の向きとは別に定めることができるので、プレゼンテーションを行う際に便利であるという効果もある。
【００１３】
このため、本発明のプロジェクタによれば、このプロジェクタを持ち運び、工事現場等で表示画像を投写する際に少しずつ実表示画像領域を移動させながら、複数のメンバーで設計図面の細部を確認していく、というような使用方法も可能になる。
【００１４】
（２）上記（１）に記載のプロジェクタにおいては、前記姿勢位置検出手段は、投写面を撮影する撮像素子と、前記撮像素子により得られる撮影画像の画像処理を行うことによりプロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定する画像処理手段とを有するものであることが好ましい。
【００１５】
このように構成することにより、従来のプロジェクタで用いた方向センサや加速度センサの場合とは異なって、投写面に対するプロジェクタの姿勢及び／又は位置を正確に検出することが容易にできるようになる。このため、投写面に対するプロジェクタの姿勢や距離に応じて適切に表示画像を投写することができるようになる。
【００１６】
この場合、撮像素子の撮影範囲としてはプロジェクタにより投写される表示画像を含み、かつ、それよりも大きな範囲とすることが好ましい。このようにすれば、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を、プロジェクタの表示画像を利用して確実に検出することができる。
【００１７】
但し、本発明のプロジェクタにおいては、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を、プロジェクタの表示画像を利用せずに検出するようにすることもできる。例えば、投写面となるスクリーンや壁面の模様などの撮影結果を利用してプロジェクタの姿勢や位置を検出することもできるし、投写面となるスクリーンや壁面の外形などの撮影結果を利用してプロジェクタの姿勢や位置を検出することもできる。
【００１８】
（３）上記（１）又は（２）に記載のプロジェクタは、プロジェクタの投写レンズの光軸が投写面の法線から傾いている場合に生ずる実表示画像の歪を補正する歪補正手段をさらに備えたものであることが好ましい。
【００１９】
このように構成することにより、投写面に対してプロジェクタの投写光が傾いて投写されることにより実表示画像の歪（台形歪）が生ずる場合にその歪が補正されるため、実表示画像の視認性が高まる。また、プロジェクタの向きを変化させることによって実表示画像を上下左右に移動させるような使い方をした場合にも、その移動に伴って生ずる歪（台形歪）を補正することができるので、この場合にも実表示画像の視認性が高まる。
歪の検出は、撮影画像の画像処理を行うことにより容易に行うことができる。また、歪の補正は、電子的（デジタル的）に行うこともできるし、機械的（光学的）に行うこともできる。
【００２０】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のプロジェクタは、前記姿勢位置検出手段の検出結果に基づいて実表示画像の明るさを調整する明るさ調整手段をさらに備えたものであることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、投写面からプロジェクタまでの距離が遠くなったり近くなったりするとそれに応じて実表示画像の明るさが暗くなったり明るくなったりするのを補償して常に実表示画像の明るさが所定の範囲内になるように保持することができる。また、周囲の明るさに応じて実表示画像のみかけの明るさが暗くなったり明るくなったりするのを補償して常に実表示画像のみかけの明るさが所定の範囲内になるように保持することができる。これによって、実表示画像の視認性（コントラスト）を維持しつつ消費電力を最低限のものとすることができる。この場合の明るさ調整は、光源の出力を調整することにより行うこととするのが好ましい。また、輝度信号の値を調整することにより行うこととすることも好ましい
【００２２】
また、上記（３）に記載のプロジェクタにおいて歪補正を電子的（デジタル的）に行った場合には表示画像の面内輝度均一性が劣化する。このとき、明るさ調整手段が画素毎に明るさを調整するようにすれば、このような場合にも実表示画像の視認性の劣化を抑制することができる。この場合の明るさ調整は、例えば、プロジェクタが液晶プロジェクタの場合には、画素毎の透過率を適宜調整するようにして行うのが好ましい。
【００２３】
（５）上記（２）に記載のプロジェクタにおいては、前記姿勢位置検出手段がプロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する動き検出機能を有する姿勢位置検出手段であって、前記プロジェクタが前記動き検出機能の検出結果に基づいて表示画像についての動き補正を行う動き補正手段をさらに備えたものであることが好ましい。
【００２４】
このように構成することにより、使用者がプロジェクタを手で持って壁などの投写面に表示画像を投写するような使用態様を行った場合には手ぶれのため表示画像が揺れることがあるが、この動き検出機能の働きにより動きを検出して、この検出結果に基づいて表示画像の揺れを抑制することができるようになる。
【００２５】
なお、上記（５）に記載のプロジェクタにおいては、プロジェクタの姿勢又は位置が変化しない場合やプロジェクタの姿勢又は位置に関する動きがわかっている場合には、投写面の姿勢又は位置に関する動きを検出することもできる。このため、投写面の動きに応じて実表示画像を抽出することにより、動きのある投写面に対しても、画像の視認性が悪くなってしまうのを防止することができる。
【００２６】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のプロジェクタは、移動方向検出センサと、前記移動方向検出センサからの信号を処理してプロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する信号処理手段とを有する動き検出手段と、
前記動き検出手段の検出結果に基づいて表示画像についての動き補正を行う動き補正手段とをさらに備えたものであることが好ましい。
【００２７】
このように構成することにより、使用者が手でプロジェクタを持って壁などの投写面に表示画像を投写する際には手ぶれのため表示画像が揺れることがあるが、このような場合であっても、動き検出手段の働きによりプロジェクタの動きを検出して、この検出結果に基づいて表示画像の揺れを効果的に抑制することができるようになる。
【００２８】
移動方向検出センサとしては、２軸・３軸の加速度センサ、２軸・３軸のジャイロセンサ、２軸・３軸の磁気センサを、単独で又は組み合わせて用いることができる。これらの各センサを組み合わせて用いる場合には、プロジェクタの平行移動・回転移動を精度良く検出できるようにするため、各センサは所定距離だけ離間させて配置するのが好ましい（例えば、１個は投写レンズ近傍に配置し、他の１個は投写レンズに対向する側の筐体のすぐ内側に配置する。）。
【００２９】
（７）上記（６）に記載のプロジェクタにおいては、前記姿勢位置検出手段は、投写面を撮影する撮像素子と、前記撮像素子により得られる撮影画像の画像処理を行うことによりプロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定する画像処理手段と、を有し、
前記姿勢位置検出手段は、前記動き検出手段からの検出結果によりプロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定する機能を有するプロジェクタとすることもできる。
【００３０】
このように構成することにより、本発明のプロジェクタによれば、前記動き検出手段からのプロジェクタの動きに関する検出結果をも利用して、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定することができるので、プロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定を精度よく行うことができるようになる。
また、プロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定は、所定時間ごとに画像処理手段により行うととともに、その間におけるプロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定は、前記記動き検出手段からの検出結果を利用して行うようにすることもできる。このようにすれば、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を迅速にしかも正確さを維持しつつ決定することができるようになる。
【００３１】
（８）本発明のプロジェクタは、プロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する動き検出手段と、前記動き検出手段の検出結果に基づいて表示画像についての動き補正を行う動き補正手段と、投写光学ユニットとを備えたことを特徴とする。
【００３２】
このため、本発明のプロジェクタによれば、使用者がプロジェクタを手で持って壁などの投写面に表示画像を投写する使用態様を行う場合には手ぶれのため表示画像が揺れることがあるが、この動き検出機能の働きによりプロジェクタの動きを検出して、この検出結果に基づいて表示画像の揺れを抑制することができるようになる。
【００３３】
（９）上記（８）に記載のプロジェクタにおいては、前記動き検出手段が、移動方向検出センサと、前記移動方向検出センサからの信号を処理してプロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する信号処理手段とを有するものであることが好ましい。
【００３４】
このように構成することにより、画像処理などの複雑な信号処理を行うことなく動き検出を行うことができるので、回路を簡単にすることができるとともに迅速な動き検出が可能になる。
【００３５】
なお、移動方向検出センサとしては、上記（６）の場合と同様に、２軸・３軸の加速度センサ、２軸・３軸のジャイロセンサ、２軸・３軸の磁気センサを、単独で又は組み合わせて用いることができる。
【００３６】
（１０）上記（８）に記載のプロジェクタにおいては、前記動き検出手段が、投写面を撮影する撮像素子と、前記撮像素子により得られる撮影画像の画像処理を行うことにより動きを検出する画像処理手段とを有するものであることが好ましい。
【００３７】
このように構成することにより、表示画像を撮影した撮影画像に基づいて動きを検出するため、方向センサや加速度センサを用いる場合に必要であったリセット操作を不要とするとともにプロジェクタの姿勢や位置についての累積誤差をなくすることができる。
【００３８】
なお、上記（１０）に記載のプロジェクタにおいては、プロジェクタの姿勢又は位置が変化しない場合やプロジェクタの姿勢又は位置に関する動きがわかっている場合には、投写面の姿勢又は位置に関する動きを検出することもできる。このため、投写面の動きに応じて実表示画像を抽出することにより、動きのある投写面に対しても、画像の視認性が悪くなってしまうのを防止することができる。
【００３９】
（１１）上記（８）〜（１０）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記動き補正手段が、前記動き検出手段の検出結果に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することにより表示画像についての動き補正を行うものであることが好ましい。
【００４０】
このように構成することにより、純電子的な処理により動き補正が可能になるため、プロジェクタの光学要素などを機械的に動かすことが不要となり、プロジェクタの信頼性を向上させることができる。
【００４１】
（１２）上記（８）〜（１０）のいずれかに記載のプロジェクタにおいては、前記動き補正手段が、前記動き検出手段の検出結果に基づいて投写光の投写方向を変化させることにより表示画像についての動き補正を行うものであることが好ましい。
【００４２】
このように構成することにより、電子的な処理を行う場合とは異なり、動き補正を行っても表示画像の品質が劣化することがない。
【００４３】
（１３）本発明のプロジェクタは、視者の位置を検出する視者位置検出手段と、前記視者位置検出手段の検出結果に基づいて、投写面における、所定の表示を投写する位置を制御する投写位置制御手段と、投写光学ユニットとを備えたことを特徴とする。
【００４４】
このため、本発明のプロジェクタによれば、所定の表示（例えば、広告画像）を視者の動きに追随させるようなことが可能になり、移動中の視者（例えば、歩行者）に向けて有効な広告・宣伝・注意などを行うことが可能になり、プロジェクタの新しい使い方を提供することができる。
なお、視者の位置を検出する手段としては、視者の位置を撮像素子で撮影する手段や、視者の位置を赤外線センサで検出する手段などの手段を好適に用いることができる。
【００４５】
（１４）上記（１３）に記載のプロジェクタにおいては、前記投写光学ユニットはそれぞれ異なった領域を表示する複数の投写光学ユニットからなり、前記投写位置制御手段は複数の投写光学ユニットを連動して制御することが好ましい。
【００４６】
このように構成することにより、視者が比較的長い距離を移動するような場合に適したプロジェクタとなる。例えば、地下鉄の列車の進行方向に沿って複数のプロジェクタを配列しておき、地下鉄の列車の進行に追随するように広告等の表示をするようにすれば、有効な広告・宣伝・注意などを行うことが可能になる。
本発明のプロジェクタは、ユーザの操作を受け付ける操作部と、前記操作部が受け付けた結果に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出する実表示画像抽出手段と、投写光学ユニットとを備えたことを特徴とする。
このため、本発明のプロジェクタにおいては、ユーザの操作に基づいて、原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することができる。この場合は、プロジェクタが投写面に近づいて、ユーザが「文字が小さくなって視認性が悪くなったので文字をもっと大きくして見たい」と判断したような場合には、ユーザの操作により、より小さな範囲の実表示画像を抽出して投写面に投写することができる。その結果、投写面上に表示される文字をもっと大きくして見易くすることが容易にできるようになる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクタの説明図である。（ａ）はブロック図であり、（ｂ）は断面図である。図２は、実施形態１に係るプロジェクタにおける投写光学ユニットの構成図である。（ａ）は単板方式の例を示す構成図であり、（ｂ）は三板方式の例を示す構成図である。図３は、実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。（ａ）は原表示画像をそのまま実表示画像として表示する場合の図であり、（ｂ）は原表示画像の四分の一を実表示画像として表示する場合の図である。図４は、実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。（ａ）は原表示画像の四分の一を実表示画像として表示する場合の図であり、（ｂ）は原表示画像の十六分の一を実表示画像として表示する場合の図である。
【００４８】
図５は、実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。（ａ）はプロジェクタを左右方向に移動させながら使用する場合を示す図であり、（ｂ）はプロジェクタの向きを左右方向に回転させながら使用する例を示す図である。図６は、実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。（ａ）はプロジェクタを左右方向に移動させながら使用する場合を示す図であり、（ｂ）はプロジェクタを上下左右に移動させながら使用する場合を示す図である。図７は、実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。プロジェクタを左右方向に移動させながら使用する場合を示す図である。図８は、実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。プロジェクタの向きを左右方向に回転させながら使用する場合を示す図である。
【００４９】
実施形態１に係るプロジェクタ１００は、使用者がプロジェクタを手で持って壁などの投写面に表示画像を投写することができるような小型のプロジェクタである。このプロジェクタ１００は、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を検出する姿勢位置検出部１０と、ユーザの操作を受け付ける操作部５０と、姿勢位置検出部１０の検出結果及び／又はユーザの操作に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出する実表示画像抽出機能を有する制御部４０と、投写光学ユニット６０とを備えている。投写光学ユニット６０としては、図２に示されるような単板方式の投写光学ユニット６０Ａ及び三板方式の投写光学ユニット６０Ｂを好適に用いることができる。
【００５０】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１００によれば、プロジェクタを投写面に近づけて使用する場合（図３（ｂ）及び図４（ｂ）参照。）には、本来の表示画像（原表示画像）のうち投写したい部分のみ（例えば小さな文字の部分）を抽出して投写面上に拡大して投写することができる。このため、プロジェクタを投写面に近づけて使用することにより細かい画像の視認性が悪くなってしまうのを防止することができる。
【００５１】
実施形態１に係るプロジェクタ１００においては、姿勢位置検出部１０の検出結果を用いて、原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することができる。この場合は、プロジェクタ１００が投写面に近づくと、姿勢位置検出部１０がプロジェクタ１００と投写面との距離が近づいたことを検出し、この検出結果に基づいて最適な範囲の実表示画像を抽出して、投写面上に投写することができるようになる。
【００５２】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１００においては、ユーザの操作に基づいて、原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することができる。この場合は、プロジェクタ１００が投写面に近づいて、ユーザが「文字が小さくなって視認性が悪くなったので文字をもっと大きくして見たい」と判断したような場合には、ユーザの操作により、より小さな範囲の実表示画像を抽出して投写面に投写することができる。その結果、投写面上に表示される文字をもっと大きくして見易くすることが容易にできるようになる。
【００５３】
これにより、実施形態１に係るプロジェクタ１００は、屋外などの明るい場所でプロジェクタを片手でもちながら、プロジェクタを壁に近づけたり離したりすることにより表示画像を拡大させたり縮小させたりしたり（図３及び図４参照。）、プロジェクタを上下左右に移動させたり向きを変化させたりすることにより表示画像を上下左右に移動させたりして（図５〜図８参照。）、投写させたい部分のみを必要に応じて適宜投写することによりプレゼンテーションを行うというような用途に好適に用いることができる。
【００５４】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１００は、従来のプロジェクタ（図２０参照。）とは異なり、投写方向を使用者の頭の向きとは別に定めることができるので、プレゼンテーションを行う際に便利であるという効果もある。
【００５５】
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１００によれば、プロジェクタを持ち運び、工事現場等で表示画像を投写する際に少しずつ実表示画像領域を移動させながら、複数のメンバーで設計図面の細部を確認していく、というような使用方法も可能になる。
【００５６】
実施形態１に係るプロジェクタ１００においては、図１に示されるように、姿勢位置検出部１０は、投写面を撮影する撮像素子としてのＣＣＤ１２と、このＣＣＤからの信号をＡＤ変換するＡ／Ｄ変換素子１３と、ＡＤ変換素子１３からのデジタル化された撮影画像情報の画像処理を行うことによりプロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定する画像処理部１４とを有している。
このため、従来のプロジェクタのように方向センサや加速度センサを用いる場合とは異なって、投写面に対するプロジェクタの姿勢及び／又は位置を正確に検出することが容易にできるようになる。このため、投写面に対するプロジェクタの姿勢や距離に応じて適切に表示画像を投写することができるようになる。
【００５７】
実施形態１に係るプロジェクタ１００においては、ＣＣＤ１２の撮影範囲として、図１（ｂ）に示されるように、プロジェクタ１００により投写される表示画像を含み、かつ、それよりも大きな範囲としている。このため、プロジェクタ１００の姿勢及び／又は位置を、プロジェクタ１００の表示画像を利用して確実に検出することができる。但し、実施形態１に係るプロジェクタ１００においては、プロジェクタ１００の姿勢及び／又は位置を、プロジェクタの表示画像を利用せずに検出するようにすることもできる。例えば、投写面となるスクリーンや壁面の模様などの撮影結果を利用してプロジェクタの姿勢や位置を検出することもできるし、投写面となるスクリーンや壁面の外形などの撮影結果を利用してプロジェクタの姿勢や位置を検出することもできる。
【００５８】
実施形態１に係るプロジェクタ１００は、プロジェクタの投写レンズの光軸が投写面の法線から傾いている場合に生ずる実表示画像の歪を補正する歪補正手段をさらに備えている。
このため、投写面に対してプロジェクタの投写光が傾いて投写されることにより実表示画像の歪（台形歪）が生ずる場合にその歪が補正されるため、実表示画像の視認性が高まる。また、図８に示されるように、プロジェクタの向きを変化させることによって実表示画像を上下左右に移動させるような使い方をした場合にも、その移動に伴って生ずる歪（台形歪）を補正することができるので、この場合にも実表示画像の視認性が高まる。
歪の検出は、撮影画像の画像処理を行うことにより容易に行うことができる。また、歪の補正は、電子的（デジタル的）に行うこともできるし、機械的（光学的）に行うこともできる。
【００５９】
実施形態１に係るプロジェクタ１００は、姿勢位置検出部１０の検出結果及び／又はユーザの操作に基づいて実表示画像の明るさを調整する明るさ調整手段をさらに備えている。
このため、投写面からプロジェクタまでの距離が遠くなったり近くなったりすると（図３及び図４）それに応じて実表示画像の明るさが暗くなったり明るくなったりするのを補償して、常に実表示画像の明るさが所定の範囲内になるように保持することができる。また、周囲の明るさに応じて実表示画像のみかけの明るさが暗くなったり明るくなったりするのを補償して常に実表示画像のみかけの明るさが所定の範囲内になるように保持することもできる。これによって、実表示画像の視認性（コントラスト）を維持しつつ消費電力を最低限のものとすることができる。明るさ調整は光源の出力を調整することにより又は輝度信号の値を調整することにより行うことができる。
【００６０】
実施形態１に係るプロジェクタ１００において歪補正を電子的（デジタル的）に行った場合には表示画像の面内輝度均一性が劣化する。このとき、明るさ調整手段が画素毎に明るさを調整することのできるように構成されていてもよい。このようにすれば、上記のような場合にも実表示画像の視認性の劣化を抑制することができる。この場合の明るさ調整は、例えば、プロジェクタが液晶プロジェクタの場合には、画素毎の透過率を適宜調整するようにして行うのが好ましい。
【００６１】
実施形態１に係るプロジェクタ１００は、原表示画像情報を外部から入力するための原表示画像情報入力部（図示せず）と、入力された原表示画像情報を一時的に記憶する原表示画像情報記憶部３０とをさらに備えている。原表示画像情報は外部から入力するのではなく、プロジェクタ１００の内部で生成するようにすることもできる。
【００６２】
［実施形態２］
図９は、実施形態２に係るプロジェクタの説明図である。（ａ）はブロック図であり、（ｂ）は断面図である。実施形態２に係るプロジェクタ１０１は、図９（ａ）に示されるように、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を検出する姿勢位置検出手段として、プロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する動き検出機能をも有する姿勢位置検出部１０Ａを備えている。
このため、使用者がプロジェクタを手でもって壁などの投写面に表示画像を投写するような使用態様を行った場合には手ぶれのため表示画像が揺れることがあるが、この動き検出機能の働きにより動きを検出して、この検出結果に基づいて表示画像の揺れを抑制することができるようになる。
【００６３】
実施形態２に係るプロジェクタ１０１は、撮影画像から動きを検出できるようにするため、撮影画像を記憶するＲＡＭ（前撮像情報記憶部）１６をさらに備えている。このため、過去の撮影画像と現在の撮像画像とを比較することによりプロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを精度良く検出することが可能となっている。
【００６４】
実施形態２に係るプロジェクタ１０１においては、ＣＣＤ１２が撮影した撮影画像に基づいて動き検出を行っているため、方向センサや加速度センサを用いて動き検出を行う場合と比較して、リセット操作が不要でありプロジェクタの姿勢や位置についての累積誤差もないという効果がある。
【００６５】
なお、実施形態２に係るプロジェクタ１０１においては、プロジェクタ１０１の姿勢又は位置が変化しない場合やプロジェクタ１０１の姿勢又は位置に関する動きがわかっている場合には、投写面の姿勢又は位置に関する動きを検出することもできる。このため、投写面の動きに応じて実表示画像を抽出することにより、動きのある投写面に対しても、画像の視認性が悪くなってしまうのを防止することができる。
【００６６】
なお、実施形態２に係るプロジェクタ１０１においては、操作部において、実表示画像の選択、表示モードの切り換え、拡大率の設定、輝度の設定などを行う。
【００６７】
［実施形態３］
図１０は、実施形態３に係るプロジェクタの説明図である。（ａ）はブロック図であり、（ｂ）は断面図である。実施形態３に係るプロジェクタ１０２は、図１０に示されるように、プロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出するために、加速度センサ２２と、この加速度センサ２２からの信号をＡＤ変換するＡ／Ｄ変換素子２３と、ＡＤ変換素子２３からのデジタル化された信号の信号処理を行うことによりプロジェクタの姿勢及び／又は位置についての動きを検出する信号処理部２４を有する動き検出部２０を備えたことを特徴としている。
このため、実施形態２の場合と比較すると、画像処理などの複雑な信号処理を行うことなく動き検出を行うことができるので、回路を簡単にすることができるとともに迅速な動き検出が可能になるという効果がある。
【００６８】
実施形態３に係るプロジェクタ１０２においては、図１０（ｂ）に示されるように、２個の３軸加速度センサ２２が、投写レンズ近傍及び投写レンズに対向する側の筐体のすぐ内側に配置されている。このため、プロジェクタ１０２の平行移動・回転移動を精度良く検出することができるようになっている。
なお、２個の３軸加速度センサ２２に代えて、２軸・３軸の加速度センサ、２軸・３軸のジャイロセンサ、２軸・３軸の磁気センサを、単独で又は組み合わせて用いることができる。
【００６９】
［実施形態４］
図１１は、実施形態４に係るプロジェクタの説明図である。（ａ）はブロック図であり、（ｂ）は表示状態を示す図である。実施形態４に係るプロジェクタ１０３は、図１１（ａ）に示されるように、プロジェクタの姿勢及び／又は位置並びにこれらに関する動きを検出する動き検出機能を有する姿勢位置検出部１０Ａと、プロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する動き検出部２０と、ユーザの操作を受け付ける操作部５０と、姿勢位置検出部１０Ａ及び動き検出部２０の検出結果並びにユーザの操作に基づいて表示画像についての動き補正を行う動き補正部を有する制御部４０とを備えている。
【００７０】
このため、使用者がプロジェクタを手でもって壁などの投写面に表示画像を投写するような使用態様を行った場合には手ぶれのため表示画像が揺れることがあるが、上記した姿勢位置検出部１０Ａの動き検出機能及び動き検出部２０の働きにより動きを検出して、この検出結果に基づいて表示画像の揺れを抑制することができるようになる（図１１（ｂ）参照。）。この場合、通常は、迅速な信号処理が可能な動き検出部２０の検出結果に基づいて動き補正を行う一方、所定時間毎に姿勢位置検出部１０Ａの動き検出機能による検出結果に基づいて動き補正を行って、プロジェクタの姿勢や位置についての累積誤差を解消するようにしてもよい。
【００７１】
実施形態４に係るプロジェクタ１０３においても、実施形態３の場合と同様に、２個の３軸加速度センサを、投写レンズ近傍及び投写レンズに対向する側の筐体のすぐ内側に配置している（図示せず）。このため、プロジェクタの平行移動・回転移動を精度良く検出することができるようになっている。
なお、２個の３軸加速度センサに代えて、２軸・３軸の加速度センサ、２軸・３軸のジャイロセンサ、２軸・３軸の磁気センサを、単独で又は組み合わせて用いることができる。
【００７２】
なお、実施形態４に係るプロジェクタ１０３においては、姿勢及び／又は位置に関する動きを検出して、この検出結果に基づいて原表示画像から実際に表示する実表示画像を抽出することにより表示画像についての動き補正を行っている。このため、純電子的に動き補正を行うことが可能になり、プロジェクタの光学要素などを機械的に動かすことが不要となるため、信頼性の高いプロジェクタとすることができる。
【００７３】
［実施形態５］
図１２は、実施形態５に係るプロジェクタの説明図である。（ａ）はブロック図であり、（ｂ）は断面図である。図１３は、実施形態５に係るプロジェクタにおける投写光学ユニットの構成図である。（ａ）は単板方式の投写光学ユニット６０Ａ２について示す構成図であり、（ｂ）は三板方式の投写光学ユニット６０Ｂ２について示す構成図である。実施形態５に係るプロジェクタ１０４は、図１２に示されるように、実施形態４に係るプロジェクタ１０３の場合と同様に、プロジェクタの姿勢及び／又は位置並びにこれらに関する動きを検出する動き検出機能を有する姿勢位置検出部１０Ａと、プロジェクタの姿勢及び／又は位置に関する動きを検出する動き検出部２０と、ユーザの操作を受け付ける操作部５０と、姿勢位置検出部１０Ａ及び動き検出部２０の検出結果並びにユーザの操作に基づいて表示画像についての動き補正を行う動き補正部を有する制御部４０とを備えている。
【００７４】
実施形態５に係るプロジェクタ１０４が実施形態４に係るプロジェクタ１０３と異なるのは、動き補正部の構成である。すなわち、実施形態５に係るプロジェクタ１０４においては、動き補正部が駆動装置６２Ａ，６２Ｂに動き補正信号を与えることによって投写光の投写方向を変化させて動き補正を行っている。
このため、実施形態４に係るプロジェクタ１０３のように電子的な処理により動き補正を行う場合とは異なり、動き補正に伴って表示画像の品質が劣化することがない。
【００７５】
［実施形態６］
図１４は、実施形態６に係るプロジェクタのブロック図である。実施形態６に係るプロジェクタ１０５は、実施形態４に係るプロジェクタ１０３又は実施形態５に係るプロジェクタ１０４とほぼ同じ構成を有している。
実施形態６に係るプロジェクタ１０５が実施形態４に係るプロジェクタ１０３や実施形態５に係るプロジェクタ１０４と異なるのは、姿勢位置検出部の構成である。すなわち、実施形態３に係るプロジェクタ１０３や実施形態４に係るプロジェクタ１０４においては、姿勢位置検出部１０Ａは、撮影画像情報の画像処理結果に基づいて、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定している。
【００７６】
これに対して、実施形態６に係るプロジェクタ１０５においては、撮影画像情報の画像処理結果に加えて動き検出部２０における検出結果をも利用して、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定している。すなわち、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を、動き検出部２０における検出結果を用いて検出することができるように構成されているのである。
【００７７】
このため、実施形態６に係るプロジェクタ１０６によれば、動き検出部２０からのプロジェクタの動きに関する検出結果をも利用して、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を決定することができるので、プロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定を精度よく行うことができるようになる。
また、実施形態６に係るプロジェクタ１０６によれば、プロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定は、所定時間ごとに画像処理部１４Ｂにより行うととともに、その間におけるプロジェクタの姿勢及び／又は位置の決定は、動き検出部２０からの検出結果を利用して行うようにすることもできる。このようにすれば、プロジェクタの姿勢及び／又は位置を迅速にしかも正確さを維持しつつ決定することができるようになる。
【００７８】
［実施形態７］
図１５は、実施形態７に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。（ａ）はプロジェクタと視者との位置関係を示す図であり、（ｂ）はプロジェクタの表示状態を示す図である。実施形態７に係るプロジェクタ１０６は、図１５（ａ）に示されるように、視者の位置を検出する視者位置検出手段（ＣＣＤ１２Ｂ）と、視者位置検出手段の検出結果に基づいて、投写面における、所定の表示を投写する位置を決定する投写位置制御手段（図示せず）と、投写光学ユニットとを備えている。
【００７９】
このため、実施形態７に係るプロジェクタ１０６によれば、図１５（ｂ）に示されるように、所定の表示（例えば、広告画像）を視者の動きに追随させることが可能になるため、移動中の視者（例えば、歩行者）に向けて有効な広告・宣伝・注意などを行うことが可能になる。
なお、視者の位置を検出する手段としては、ＣＣＤ１２Ｂに代えて又はＣＣＤ１２Ｂに加えて赤外線センサを用いることができる。
【００８０】
なお、実施形態７においては、図１５（ａ）に示されるようなプロジェクタ１０６に代えて、例えば、図９（ａ）に示されるような、ＣＣＤが投写レンズ側に設けられたプロジェクタ１０１を用いることもできる。この場合、このプロジェクタ１０１から表示画像を半透過型スクリーンに投写するとともに、ＣＣＤ１２によって、半透過型スクリーンを介して視者の位置を検出するようにすればよい。
【００８１】
［実施形態８］
図１６は、実施形態７に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図である。実施形態８に係るプロジェクタは、それぞれ異なった領域を表示する複数の投写光学ユニットを備えるとともにこれら複数の投写光学ユニットを制御する投写位置制御手段を備えている。
【００８２】
このため、視者が比較的長い距離を移動するような場合に適したプロジェクタとなる。例えば、図１６に示されるように、地下鉄の列車の進行方向に沿って複数の投写光学ユニットを配列しておき、地下鉄の列車の進行に追随するように広告等の表示をするようにすれば、有効な広告・宣伝・注意などを行うことが可能になる。
【００８３】
［実施形態９及び実施形態１０］
図１７は、実施形態９及び１０に係るプロジェクタの説明図である。（ａ）は実施形態９に係るプロジェクタの説明図であり、（ｂ）は実施形態１０に係るプロジェクタの説明図である。図１８は、実施形態９に係るプロジェクタのブロック図である。図１９は、実施形態１０に係るプロジェクタのブロック図である。
【００８４】
実施形態９に係るプロジェクタ２００は、図１７（ａ）及び図１８に示されるように、画像投写部２００Ａと本体部２００Ｂとからなっている。そして、上記した各実施形態においては投写光学ユニットと同じ筐体に設けられていた原表示画像情報記憶部３０及び制御部４０は、本体部２００Ｂに設けられている。
このため、実施形態９に係るプロジェクタ２００によれば、画像投写部２００Ａを小さなものとすることができるため、操作性にすぐれたプロジェクタとなる。
【００８５】
実施形態１０に係るプロジェクタは、図１７（ｂ）及び図１９に示されるように、画像投写部３００Ａと本体部３００Ｂとからなっている。そして、上記した各実施形態においては投写光学ユニットと同じ筐体に設けられていた原表示画像情報記憶部３０及び制御部４０並びに画像処理部１４は、本体部３００Ｂに設けられている。
このため、実施形態１０に係るプロジェクタ３００によれば、画像投写部３００Ａを小さなものとすることができるため、操作性にすぐれたプロジェクタとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１に係るプロジェクタの説明図。
【図２】  実施形態１に係るプロジェクタにおける投写光学ユニットの構成図。
【図３】  実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図４】  実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図５】  実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図６】  実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図７】  実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図８】  実施形態１に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図９】  実施形態２に係るプロジェクタの説明図。
【図１０】  実施形態３に係るプロジェクタの説明図。
【図１１】  実施形態４に係るプロジェクタの説明図。
【図１２】  実施形態５に係るプロジェクタのブロック図。
【図１３】  実施形態５に係るプロジェクタにおける投写光学ユニットの構成図。
【図１４】  実施形態６に係るプロジェクタのブロック図。
【図１５】  実施形態７に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図１６】  実施形態８に係るプロジェクタの使用態様を説明するための図。
【図１７】  実施形態９及び１０に係るプロジェクタの説明図。
【図１８】  実施形態９に係るプロジェクタのブロック図。
【図１９】  実施形態１０に係るプロジェクタのブロック図。
【図２０】  従来のプロジェクタの構成図。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…姿勢位置検出部、１２…ＣＣＤ、１４，１４Ａ，１４Ｂ…画像処理部、１６…ＲＡＭ、２０…動き検出部、２２…加速度センサ、３０…原表示画像情報記憶部、４０…制御部、５０…操作部、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ａ２，６０Ｂ２…投写光学ユニット、７０，７４…送信部、７２，７６…受信部、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，２００，３００…プロジェクタ、２００Ａ，３００Ａ…画像投写部、２００Ｂ，３００Ｂ…本体部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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