(57)【要約】【目的】  手振れによる投写映像の振れを防止することができる手持ち式プロジェクタを提供する。【構成】  液晶表示パネル９を経ることで変調された変調光（映像光）は、可変頂角プリズム（いわゆる、バリアングルプリズム）７を経て投写レンズ８によって拡大投写される。可変頂角プリズム７は例えば電磁式アクチュエータによってプリズム頂角が変更されるように構成される。マイクロコンピュータはセンサからの手振れ検知信号に基づいて投写光軸補正値を演算し、この補正値に基づいて前記アクチュエータを制御する。この制御によって手振れによる投写映像の振れが防止される。【選択図】        図３
2005128506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を変調するライトバルブと、前記変調により得られた映像光を投写する投写レンズと、投写振れを検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて投写映像の振れを防止する補正手段と、を備えたことを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記補正手段は、光学的補正と、映像処理に関する電気的補正と、ライトバルブの位置を変移させる機構を有した機構的補正と、のうち少なくとも一つを実行することを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記補正手段は、映像光の光軸上に設けられた頂角可変プリズムと前記頂角可変プリズムを駆動するアクチュエータとを備えて成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記補正手段は、映像光の光軸上で当該光軸に対して直交する方向に可動に設けられたレンズと前記レンズを駆動するアクチュエータとを備えて成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記ライトバルブは投写用描画領域よりも大きな描画可能エリアを備えており、前記補正手段は前記ライトバルブに描画する画像の位置を変更することを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項６】
請求項５に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記補正手段は前記ライトバルブに描画する画像を時計回り又は反時計回りに回転することを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記補正手段は前記ライトバルブに描画する画像が格納されているメモリへの読出アドレスを制御し、この制御された読出アドレスにて読み出された画像を前記ライトバルブに描画することを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項８】
請求項７に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記読出アドレスの制御は、前記メモリから読み出された画像が前記ライトバルブ上で垂直方向又は水平方向に変移するように行われることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項９】
請求項８に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記読出アドレスの制御は、前記画像が前記ライトバルブ上で時計回り又は反時計回りに回転するように行われることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１０】
請求項１又は請求項２に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記補正手段は前記ライトバルブだけ又はライトバルブを含む光学系の一部又は光学系全体を位置変移させることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記ライトバルブだけ又はライトバルブを含む光学系の一部又は光学系全体を前記光軸回りに回転可能に設けたことを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記ライトバルブ又は光学系の一部又は光学系全体を水平姿勢に保ち易くするための重りを備えていることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１３】
光源から出射された光を変調するライトバルブと、前記変調により得られた映像光を投写する投写レンズと、投写映像光軸の振れを抑制する防振手段と、を備えたことを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記防振手段は前記ライトバルブ及び投写レンズを少なくとも含む光学系と筐体との間に防振支持部材を設けて成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記防振支持部材は弾性部材から成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記ライトバルブだけ又はライトバルブを含む光学系の一部又は光学系全体を前記映像光の光軸回りに回転可能に設けたことを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１７】
請求項１６に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記ライトバルブ又は光学系の一部又は光学系全体を水平姿勢に保ち易くするための重りを備えたことを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記検出手段は、光学的検出と、撮像した映像の処理による検出と、力自体又は力による部材の変移の検出と、のうち少なくとも一つを実行することを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項１９】
請求項１乃至１１又は請求項１８のいずれかに記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記検出手段は、自身の振れを検出するセンサから成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２０】
請求項１乃至１１又は請求項１８のいずれかに記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記検出手段は、映像光の光軸に平行な撮像光軸を有するように配置された撮像素子と、前記撮像素子の出力に基づいて特徴的映像部分を判断し、特徴的映像部分の撮像素子上での位置変化に基づいて振れ方向を判断する手段と、から成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記投写レンズの映像光入射光軸上に特定の光のみを反射し他の光は透過する反射光学素子が前記光軸に対して傾けて配置され、前記投写レンズを経て前記反射光学素子にて反射される外界光を受ける位置に前記撮像素子を設けたことを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項１２又は請求項１８のいずれかに記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記検出手段は、光源からライトバルブまでの光路上で重力による吊り下げ状態で支持された透明平板と、前記ライトバルブの近傍に設けられた光センサとから成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２３】
請求項２２に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記透明平板を、前記光源からの光をライトバルブに導くレンズと前記光源との間に設け、投写映像の光軸が振れ方向とは反対の方向に向くようにしたことを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２４】
請求項１乃至請求項１２又は請求項１８のいずれかに記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記検出手段は、光源からライトバルブまでの光路上で重力による吊り下げ状態で支持された微少反射透明板と、前記微少反射透明板が照明光の光軸に対して傾いたときに当該微少反射透明板にて反射された微少光を受けることとなる位置に設けられた光センサとから成ることを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２５】
請求項２４に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記微少反射透明板は可視光の一部を反射し、前記光センサは可視光に反応することを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【請求項２６】
請求項２４に記載の手持ち式プロジェクタにおいて、前記微少反射透明板は赤外線を反射し、前記光センサは赤外線に反応することを特徴とする手持ち式プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小型で手持ち可能な手持ち式プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶パネルを用いて映像投写を行う液晶プロジェクタや微小鏡を多数配置してなるライトバルブを利用したプロジェクタなどが提案されている。これらプロジェクタは、机上に置かれて使用されたり、或いは、天井から吊り下げられて使用される。なお、カメラにおいて手振れ補正機能を備えたものが知られている（特許文献１参照）。また、投写型映像表示装置において、画像シフトや画像煽りを目的として頂角可変プリズムを備えたものが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１４７５８６号
【特許文献２】特開平６−３３１９３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、プロジェクタを小型化することで手持ち可能なプロジェクタ（手持ち式プロジェクタ）を実現することが可能である。この場合、例えば、プレゼンテーションにおいて説明者が手持ち式プロジェクタを手に持ちながら要所要所で映像を投写していくことになろう。しかしながら、手振れによって投写映像が振れてしまうという不都合が予想される。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、手振れによる投写映像の振れを防止することができる手持ち式プロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の手持ち式プロジェクタは、上記課題を解決するために、光源から出射された光を変調するライトバルブと、前記変調により得られた映像光を投写する投写レンズと、投写振れを検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて投写映像の振れを防止する補正手段と、を備えたことを特徴とする。前記補正手段は、光学的補正と、映像処理に関する電気的補正と、ライトバルブの位置を変移させる機構を有した機構的補正と、のうち少なくとも一つを実行するのがよい（以下、これらの構成をこの項において第１の構成という）。
【０００６】
第１の構成において、前記補正手段は、映像光の光軸上に設けられた頂角可変プリズムと前記頂角可変プリズムを駆動するアクチュエータとを備えていてもよい。また、第１の構成において、前記補正手段は、映像光の光軸上で当該光軸に対して直交する方向に可動に設けられたレンズと前記レンズを駆動するアクチュエータとを備えていてもよい。
【０００７】
また、第１の構成において、前記ライトバルブは投写用描画領域よりも大きな描画可能エリアを備えており、前記補正手段は前記ライトバルブに描画する画像の位置を変更してもよい。この構成において、前記補正手段は前記ライトバルブに描画する画像を時計回り又は反時計回りに回転してもよい。
【０００８】
また、第１の構成において、前記補正手段は前記ライトバルブに描画する画像が格納されているメモリへの読出アドレスを制御し、この制御された読出アドレスにて読み出された画像を前記ライトバルブに描画してもよい。この構成において、前記読出アドレスの制御は、前記メモリから読み出された画像が前記ライトバルブ上で垂直方向又は水平方向に変移するように行われるのがよい。また、この構成において、前記読出アドレスの制御は、前記画像が前記ライトバルブ上で時計回り又は反時計回りに回転するように行われるのがよい。
【０００９】
また、第１の構成において、前記補正手段は前記ライトバルブだけ又はライトバルブを含む光学系の一部又は光学系全体を位置変移させてもよい。
【００１０】
これらの構成において、前記ライトバルブだけ又はライトバルブを含む光学系の一部又は光学系全体を前記光軸回りに回転可能に設けてもよい。この構成において、前記ライトバルブ又は光学系の一部又は光学系全体を水平姿勢に保ち易くするための重りを備えるのがよい。
【００１１】
また、この発明の手持ち式プロジェクタは、光源から出射された光を変調するライトバルブと、前記変調により得られた映像光を投写する投写レンズと、投写映像光軸の振れを抑制する防振手段と、を備えたことを特徴とする（以下、この項において、第２構成という）。かかる構成は、いわばパッシブ的に投写振れを防止する。
【００１２】
第２構成において、、前記防振手段は前記ライトバルブ及び投写レンズを少なくとも含む光学系と筐体との間に防振支持部材を設けて成るものでもよい。また、この構成において、前記防振支持部材は弾性部材から成っていてもよい。また、第２構成及びこれに従属する構成において、前記ライトバルブだけ又はライトバルブを含む光学系の一部又は光学系全体を前記映像光の光軸回りに回転可能に設けられていてもよい。更に、この構成において、前記ライトバルブ又は光学系の一部又は光学系全体を水平姿勢に保ち易くするための重りを備えているのがよい。
【００１３】
第１の構成及びこれに従属する構成において、前記検出手段は、光学的検出（例えば投写光軸変化を利用した検出）と、撮像した映像の処理による検出と、力自体又は力による部材の変移の検出と、のうち少なくとも一つを実行するのがよい。
【００１４】
第１の構成及びこれに従属する構成において、前記検出手段は、自身の振れを検出するセンサから成っていてもよい。
【００１５】
また、第１の構成及びこれに従属する構成において、前記検出手段は、映像光の光軸に平行な撮像光軸を有するように配置された撮像素子と、前記撮像素子の出力に基づいて特徴的映像部分を判断し、特徴的映像部分の撮像素子上での位置変化に基づいて振れ方向を判断する手段と、から成っていてもよい。この構成において、前記投写レンズの映像光入射光軸上に特定の光のみを反射し他の光は透過する反射光学素子が前記光軸に対して傾けて配置され、前記投写レンズを経て前記反射光学素子にて反射される外界光を受ける位置に前記撮像素子を設けてもよい。
【００１６】
また、第１の構成及びこれに従属する構成において、前記検出手段は、光源からライトバルブまでの光路上で重力による吊り下げ状態で支持された透明平板と、前記ライトバルブの近傍に設けられた光センサとから成っていてもよい。この構成において、前記透明平板を、前記光源からの光をライトバルブに導くレンズと前記光源との間に設け、投写映像の光軸が振れ方向とは反対の方向に向くようにするのがよい。
【００１７】
また、第１の構成及びこれに従属する構成において、前記検出手段は、光源からライトバルブまでの光路上で重力による吊り下げ状態で支持された微少反射透明板と、前記微少反射透明板が照明光の光軸に対して傾いたときに当該微少反射透明板にて反射された微少光を受けることとなる位置に設けられた光センサとから成っていてもよい。この構成において、前記微少反射透明板は可視光の一部を反射し、前記光センサは可視光に反応するのがよい。或いは、前記微少反射透明板は赤外線を反射し、前記光センサは赤外線に反応するのがよい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、手振れによる投写映像の振れを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態の手持ち式プロジェクタを図１乃至図２０に基づいて説明する。図１は手持ち式プロジェクタ１０と振れ方向との関係を示した説明図である。振れ方向には、水平方向の振れ、垂直方向の振れ、水平軸回りの回転振れ、垂直軸回りの回転振れ、及び光軸回りの回転振れがある。これら振れは、加速度センサ（圧電振動ジャイロ，半導体加速度センサ等）等の力自体又は力による部材の変移を検出するセンサを用いて検出することができる。また、水平軸回りの回転振れ及び光軸回りの回転振れは、抵抗器を用いたポテンションメータによっても検出することができる。図２はポテンションメータ５１を示した斜視図である。ポテンションメータ５１には重り５１ａが設けられている。振れ検出は、これらセンサによる検出に限られるものではない。他の検出方法は後で説明される。
【００２０】
図３はこの実施形態の単板式の手持ち式プロジェクタ１０の光学系を示した図である。光源１は例えば白色ＬＥＤ（発光ダイオード）を一つ又は複数個をアレイ状に配置して成る固体光源を利用している。勿論、固体光源に限らず、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いてもよい。駆動電力を直流電力とする場合は、一時電池や二次電池を用いてもよいし、ＡＣアダプタを用いる構成としてもよい。投写用映像信号は例えば図示しないパーソナルコンピュータから供給するようにすればよい。また、例えば、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）などのインターフェイスにより、画像データと電力とを受け取るようにしてもよい。
【００２１】
光源１から出射された光はインテグレータレンズ２へと導かれる。インテグレータレンズ２は一対のレンズ群（フライアイレンズ）２ａ・２ｂから構成されており、個々のレンズ部分が光源１から出射された光を後述する液晶表示パネル９の全面に導くようになっており、光源１において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ２を経た光は偏光変換装置３に導かれる。
【００２２】
偏光変換装置３は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ２からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路偏光されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。偏光変換装置３にて偏光方向が揃えられた光はレンズ４及びレンズ５を経て液晶表示パネル９に導かれる。液晶表示パネル９は、入射側偏光板９ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部９ｂと、出射側偏光板９ｃとを備えて成る。液晶表示パネル９を経ることで変調された変調光（映像光）は、頂角可変プリズム（いわゆる、バリアングルプリズム）７を経て投写レンズ８によって拡大投写される。
【００２３】
頂角可変プリズム７はカメラの光学式手振れ補正用のデバイスとして良く知られているものである。頂角可変プリズム７は例えば電磁式アクチュエータや圧電素子アクチュエータなどによってプリズム頂角が変更されるように構成される。マイクロコンピュータはセンサ（振動センサ、加速度センサ、角速度センサ、ジャイロセンサ等）からの手振れ検知信号に基づいて投写光軸補正値を演算し、この補正値に基づいて前記アクチュエータを制御する。前記センサによって手振れがどの方向に生じたかが判断でき、この判断に基づいて変更する頂角部分を特定することができる。また、一般に手振れの度合いが大きいほど前記センサの出力は大きくなる。センサ出力が大きいほどプリズム頂角を大きく変更するような投写光軸補正値がマイクロコンピュータによって算出されることになる。センサ出力値（ディジタル値）と前記アクチュエータに与える電圧値（ディジタル値）とを対応付けたテーブルを備え、このテーブルから読み出されたディジタル電圧値をＤ／Ａ変換して得た電圧をアクチュエータに与えるとよい。これによれば、マイクロコンピュータによる演算処理を不要にし得る。
【００２４】
図４（ａ）（ｂ）は頂角可変プリズム７による光軸補正の様子を示した説明図である。手振れが生じると、液晶表示パネル９を透過して得られた映像光は、頂角可変プリズム７によって屈折されて投写レンズ８に導かれることになり、手振れ前の投写位置と同位置への投写が維持されることになる。
【００２５】
なお、頂角可変プリズム７に代えてレンズ（凹レンズ等）を投写光軸に対して直交する方向に可動に設け、センサ出力に応じてアクチュエータを動作させて前記レンズを光軸方向と直交する方向に位置変位させることでも投写光軸補正（手振れ補正）を実現することができる。
【００２６】
図５は描画制御によって手振れ補正を行う手持ち式プロジェクタ２０を示したブロック図である。なお、この手持ち式プロジェクタ２０は、メモリインターフェイス２２を備え、メモリカード２１から読み出した画像データを映像信号処理回路２３に供給するようにしている。ユーザは、例えば手持ち式プロジェクタ２０に設けられた図示しないアップダウンキーを操作することで、所望の画像をメモリカード２１から取り出して投影していくことができる。映像信号処理回路２３はマイクロコンピュータ２７を介して得た画像データ（符号データ）を復号して映像信号を生成する処理を行う。ガンマ補正回路２４は液晶表示パネル（ＬＣＤ）９１の印加電圧−光透過特性に鑑みた補正処理を行い、この補正後の映像信号（映像データ）を液晶表示パネル９１に与える（駆動する）。勿論、フレームメモリを備え、このフレームメモリに描画された画像が液晶表示パネル９１に供給される構成も採用できる。液晶プロジェクタのマイクロコンピュータ２７は、手持ち式プロジェクタ２０における全体制御を行う他、手振れ補正のための制御も行うようになっている。手持ち式プロジェクタ２０にはＣＣＤ（荷電結合素子）センサ２６が設けられている。このＣＣＤセンサ２６の撮像光軸は投写光軸と平行にしてある。ＣＣＤセンサ２６は撮像信号から特徴的信号部分を検出し、この特徴的信号部分の撮像画像上での位置変動を検出し、この位置変動情報をマイクロコンピュータ２７に与える。
【００２７】
ここで、図６に示すように、手持ち式プロジェクタ２０を用いるときには、これを説明者が手に持って例えばホワイトボード３０上に映像投写を行うことになる。このとき、ホワイトボード３０上の映像投写領域の例えば左下隅に特徴シール３１を貼り付けておく。この例では特徴シールは黒色の方形状を成している。ＣＣＤセンサ２６は特徴シール３１に対応する水平映像信号上で、ホワイトボード３０の白色と特徴シール３１の黒色に対応した特徴信号を得ることになる。ＣＣＤセンサ２６は水平ラインの輝度値が上閾値（白色に対応）を超える状態がまず最初に所定ドット存在し、次に輝度値が下閾値（黒色に対応）を下回る状態が所定ドット存在し、更に、輝度値が上閾値（白色に対応）を超える状態が所定ドット存在した場合に、特徴シールが有ると認識し、このようなドット配置の存在する水平ライン数をカウントすることで、撮像信号上の特徴領域を認識する。なお、この認識処理を実行させる際に、ユーザが所定のボタンを押下することとし、このボタンの押下を認識したマイクロコンピュータ２７がＣＣＤセンサ２６に特徴シールの認識処理の開始を指示するようになっていてもよい。
【００２８】
ＣＣＤセンサ２６が前記特徴領域の撮像信号上での移動（振れ）を判定し、この判定に基づいた位置変動情報をマイクロコンピュータ２７に与える。すると、マイクロコンピュータ２７は、図示しない液晶ドライバに対する画像の描画制御を行い、手振れ補正を実現する。例えば、液晶表示パネル９１は、図５（ｂ）に示しているように、投写映像用の描画エリアよりも広い描画可能エリアを有しており、描画可能エリア上で投写映像用の描画エリアが変更されることによって映像投写位置が変更されることになる。マイクロコンピュータ２７は、例えば、ＣＣＤセンサ２６から特徴領域が下方向に１０ドットずれたとの位置変動情報を受け取ったとすると、描画可能エリア上で投写映像用の描画エリアを１０ドットだけ上方向にずらすように液晶ドライバを制御する。
【００２９】
なお、手持ち式プロジェクタ２０からホワイトボード３０までの距離がその時々で異なることがあり、描画可能エリア上で投写映像用の描画エリアを１０ドットだけ上方向にずらしても、投写映像位置を一定に維持できないことが予想される。そこで、ＣＣＤセンサ２６からの位置変動情報（特徴領域がＡドットずれたことを示す情報）と、そのときの描画可能エリア上での投写映像用の描画エリアのずらしドット数Ｂと、の関係を規定する比例定数を可変としておく。そして、手持ち式プロジェクタ２０に調整キーを設けておき、この調整キーをユーザが操作することで前記比例定数が変更される構成としておくのがよい。また、手持ち式プロジェクタ２０を利用して投写するときには投写映像に台形歪みが生じると予想されるので、台形歪みを補正する機構（例えば、特開平６−３３１９３１号に開示された煽り補正機構など）を備えることとしてもよい。
【００３０】
また、手持ち式プロジェクタ２０は液晶表示パネル９１の描画可能エリアに対応した描画エリアを有するメモリ（前記フレームメモリでもよい）を持つこととしてもよい。この場合、位置変移させた状態の画像を前記メモリに一旦描画する。画像以外の領域には黒色データを書き込む。これによれば、液晶ドライバへは前記メモリの画像をそのまま転送すればよいので、液晶ドライバに対する特別な制御を不要にできる。
【００３１】
上述した液晶表示パネル９１への画像書込位置制御は、前述した加速度センサ等の出力に基づいて行うこともできる。例えば、手持ち式プロジェクタ２０が右方向に振れたことを示すセンサ出力を得たときには、その出力値に応じて投写映像用の描画エリアを右側に例えば１０ドットずらす。また、前述した光軸回りの回転振れが検出されたときには、図７に示すように、液晶表示パネル９１へ画像を回転させて書き込むようにしてもよい。例えば、手持ち式プロジェクタ２０が時計回りに３度回転したことを示すセンサ出力を得たときには、反時計回りに３度回転させた画像を液晶表示パネル９１に書き込む。なお、回転させた状態の画像を他のメモリ（前記フレームメモリでもよい）に一旦描画すれば、液晶ドライバへは前記他のメモリの画像をそのまま転送すればよいので、液晶ドライバに対する特別な制御を不要にできる。
【００３２】
液晶表示パネルの描画可能エリアを投写用の画像の大きさと同じにしてもよい。図８には、液晶表示パネル９（描画可能エリアは投写用の画像の大きさと略等しいとする）と画像メモリ（前記フレームメモリでもよい）上の画像との関係が示されている。手振れに対応して液晶表示パネル９上の画像位置を変移させるために、画像メモリの読出アドレスをマイクロコンピュータ２７が制御する。具体的には、マイクロコンピュータ２７は、センサ出力或いは特徴シール位置に応じて図８のメモリ上の画像のうちグレー色部分の画像を読み出すようにアドレスを生成する。液晶表示パネル９上では、グレー色で示された領域だけに画像が書き込まれ、他の領域には黒データが書き込まれる。この手法であれば、手振れによって投写画像に一部欠落が生じるが、大きな描画領域を有する液晶表示パネルを用いる場合のコスト上昇を抑制することができる。なお、位置変移させた状態或いは、回転させた状態の画像を他のメモリ（前記フレームメモリでもよい）に一旦描画すれば、液晶ドライバへは前記他のメモリの画像をそのまま転送すればよいので、液晶ドライバに対する特別な制御を不要にできる。
【００３３】
図９はＣＣＤセンサ２６の他の配置例を示している。ここで、液晶表示パネル９１の透過映像光はＰ偏光になるものとする。液晶表示パネル９１の出射光路上には偏光ビームスプリッタ２９が光軸に対して４５°傾けて配置される。偏光ビームスプリッタ２９はＰ偏光の映像光を透過させる。一方、外界光が投写レンズ８を介して手持ち式プロジェクタ２０の光学系内に導かれる。この外界光のうちＳ偏光成分は偏光ビームスプリッタ２９によって光路が９０°変更され、ＣＣＤセンサ２６に導かれることになる。これにより、投写光軸に一致させてＣＣＤセンサ２６を配置することが可能となる。なお、偏光ビームスプリッタ２９に代えて、可視光領域は透過して赤外光を反射するダイクロイックミラーを配置してもよい。この場合、ＣＣＤセンサ２６は赤外光に高い感度を有するものを用いる。この構成においては、ホワイトボード３０にて反射された光（特徴シール３１部分では吸収）のうち赤外光がＣＣＤセンサ２６に導かれて、特徴シール３１部分の判定が可能となる。
【００３４】
図１０に他の実施例の手持ち式プロジェクタ１１を示す。この手持ち式プロジェクタ１１において、図３に示した手持ち式プロジェクタ１０の部材と同一又は同様の部材には同一符号を付記してその説明を省略している。液晶表示パネル９２は、図１１に示すように、画像表示領域９２ａの周囲（上側、下側、右側、左側）に光センサ５４を有する。光センサ５４は複数の光素子（フォトダイオードや光起電力センサ等）から成り、受光した光素子の数が多いほど傾きが大きいことを示す。また、手持ち式プロジェクタ１１におけるレンズ４とレンズ５との間に透明平板（透明プラスチックや透明ガラスから成る）５２が設けられている。透明平板５２は、手持ち式プロジェクタ１１の筐体１１ａの上部から吊り下げられている。具体的には、図１２に示すように、透明平板５２の上部の中央に支持棒５５が固着されている。支持棒５５の上端側は支持孔５６に貫通している。支持孔５６の上部及び下部は円錐形状を有する。支持棒５５の上端には球状部５５ａが形成されている。球状部５５ａは上部円錐形状の部位に位置する。球状部５５ａには２つのばね５７が連結されており、透明平板５２の面が光軸に対して垂直になるようにばね力が球状部５５ａに与えられる。ただし、前記ばね力は弱いため、垂直軸回りの手振れが生じたときには、透明平板５２は光軸に対して傾く。また、水平軸回りの手振れが生じたときには、重力により透明平板５２は光軸に対して傾く。
【００３５】
図１０（ｂ）は、水平軸回りの回転振れが生じたときの様子を示している。透明平板５２の屈折率により、透明平板５２を垂直に通過する光束の主光軸と斜めに通過する光束の主光軸に相違が生じる。すなわち、図１０（ａ）の状態では、光束の中心は液晶表示パネルの中心に一致するが、図１０（ｂ）の状態では、光束の中心は透明平板５２の厚みに対応して液晶表示パネルの中心からずれる。このずれの量は光センサ５４の出力に現れる。図１０（ｂ）の場合、投写レンズ８が斜め上に向いており、手振れ補正がなければ、投写映像は上方向にずれる。従って、液晶表示パネル９２に描画する画像を上方にずらせばよい。また、液晶表示パネル９２においてパネル部分を光センサ５４から分離し、且つ前記パネル部分を可動に設け、パネル部分自体を上方にずらしてもよい。このパネル可動の構成については後述する。
【００３６】
なお、上記の手持ち式プロジェクタ１１の構成であれば、垂直軸回りの回転振れが生じたときにも、その振れ方向及び振れ量を検出することができる。一方、透明平板５２を２本の支持棒５５で支持した場合には、垂直軸回りの手振れを検出することはできない。ただし、かかる構成を排除するものではない。透明平板５２を２本の支持棒５５で支持する構成では、ばね５７は不要である。また、画像表示領域５３ａの右側及び左側の光センサ５４も不要である。
【００３７】
図１３に他の実施例の手持ち式プロジェクタ１２を示す。この手持ち式プロジェクタ１２において、図１０に示した手持ち式プロジェクタ１１の部材と同一の部材には同一符号を付記してその説明を省略している。手持ち式プロジェクタ１２におけるレンズ４とレンズ５との間に微少反射透明平板６０が設けられている。微少反射透明平板６０は、手持ち式プロジェクタ１２の筐体１２ａの上部から吊り下げられている。具体的には、図１２に示した構成と同様の構成を採用すればよい。また、微少反射透明平板６０は受けた光のうちの例えば１パーセント未満の光を反射するものとする。また、微少反射透明平板６０の厚みは薄く、光を斜めから受けた場合でも屈折による光軸のシフトは殆ど無いものとする。手振れが生じたときの前記微少反射透明平板６０にて反射した微少光を受ける位置に光センサ６１が設けられている。具体的には、光センサ６１はレンズ４の近傍（上側、下側、右側、左側）に設けられる。光センサ６１は複数の光素子（フォトダイオードや光起電力センサ等）から成り、受光した光素子の数が多いほど傾きが大きいことを示す。光センサ６１は筐体１２ａに吊り下げられていてもよいし、筐体１２ａに固定されていてもよい。また、レンズ４等の保持フレームに固定されていてもよい。
【００３８】
図１３（ｂ）は、水平軸回りの回転振れが生じたときの様子を示している。図１３（ａ）の状態では、微少反射透明平板６０による反射光は光源１側へと戻されるが、図１３（ｂ）の状態では、微少反射透明平板６０による反射光は光センサ６１へと向かって進む。手振れの方向及び量は光センサ６１の出力に現れる。図１３（ｂ）の場合、投写レンズ８が斜め上に向いており、手振れ補正がなければ、投写映像は上方向にずれる。従って、液晶表示パネル９に描画する画像を上方にずらせばよい。また、液晶表示パネル９を可動に設け、液晶表示パネル９２自体を上方にずらしてもよい。
【００３９】
なお、上記の手持ち式プロジェクタ１２の構成であれば、垂直軸回りの手振れが生じたときにも、その振れ方向及び振れ量を検出することができる。一方、微少反射透明平板６０を２本の支持棒で支持した場合には、垂直軸回りの手振れを検出することはできない。ただし、かかる構成を排除するものではない。微少反射透明平板６０を２本の支持棒で支持する構成では、ばね５７は不要である。また、レンズ４の右側及び左側に位置する光センサ６１も不要である。また、微少反射透明平板６０は可視光を透過し、赤外線を反射する特性を有していてもよい。この場合、赤外線に反応する光センサ６１を用いる。
【００４０】
図１４（ａ）は手持ち式プロジェクタ１１を示しており、図１４（ｂ）は他の実施例の手持ち式プロジェクタ１３を示している。手持ち式プロジェクタ１１では、レンズ４とレンズ５との間に透明平板５２が設けられているが、手持ち式プロジェクタ１３では、光源１の光を均一化するロッドインテグレータ（ロッドレンズ）６３とリレーレンズ４Ａとの間に設けられている。手持ち式プロジェクタ１１の構成では、照明光の主光軸は最終的に振れ方向と同じ方向を向くため、液晶表示パネルの画像描画位置のシフト量や液晶表示パネルのシフト量が多くなる。一方、手持ち式プロジェクタ１３の構成あれば、照明光の主光軸は振れ方向と反対の方向を向くため、液晶表示パネルの画像描画位置のシフト量や液晶表示パネルのシフト量が少なくなる。図１４（ｂ）においては、点Ａに画像の中心を合わせるようにする。これにより、描画可能エリアを小さくできるという利点（図５（ｂ）参照）、或いは、投写映像の欠落を低減できる利点（図８参照）、或いは、液晶表示パネルを移動させるためのアクチュエータを小型化できるといった利点が得られる。
【００４１】
なお、手持ち式プロジェクタ１３において、ロッドインテグレータ６３に代えてイングレータレンズ２を設け、このインテグレータレンズ２のフライアイレンズ２ａ・２ｂ間に透明平板５２を設けてもよい。すなわち、投写映像の光軸が振れ方向とは反対の方向に向くように透明平板５２を設ければよい。
【００４２】
図１５は手持ち式プロジェクタ１４を示した透視斜視図である。手持ち式プロジェクタ１４は液晶表示パネル９３を光軸に直交する方向に移動させるためのアクチュエータ７１を備える。各アクチュエータ７１の一端は外ケース１４ａに固定され、他端は液晶表示パネル９３の側面に固定されている。各アクチュエータ７１は、電磁式アクチュエータや圧電素子アクチュエータなどから成り、図示しないマイクロコンピュータから動作量を規定する信号を得て伸縮動作を行う。この動作により、液晶表示パネル９３は光軸に直交する方向に移動する。マイクロコンピュータは図示しない加速度センサや光センサ５４等の出力信号に基づいて各アクチュエータ７１の動作量を決定する。なお、光源１からレンズ５に至る光学系（図３参照。ただし、頂角可変プリズムは無いものとする）は、内ケース１４ｂ内に収容されている。内ケース１４ｂは外ケース１４ａに固定されている。また、振れを検出するためのセンサは内ケース１４ｂ又は外ケース１４ａに設けられる。なお、液晶表示パネル９３と投写レンズ８とを互いに固定し、このユニット化したものを前記アクチュエータ７１で駆動するようにしてもよい。
【００４３】
図１６は手持ち式プロジェクタ１５を示した透視斜視図である。手持ち式プロジェクタ１５は外ケース１５ａと内ケース１５ｂを有する。内ケース１５ｂには光源１から投写レンズ８に至る光学系（図３参照。ただし、頂角可変プリズムは無いものとする）が設けられている。各アクチュエータ７１の一端は外ケース１５ａに固定され、他端は内ケース１５ｂに固定されている。各アクチュエータ７１は、電磁式アクチュエータや圧電素子アクチュエータなどから成り、図示しないマイクロコンピュータから動作量を規定する信号を得て伸縮動作を行う。この動作により、内ケース１５ｂ（光学系の全体）は水平方向及び垂直方向に移動する。マイクロコンピュータは、外ケース１５ａの振動（傾斜）を検出する加速度センサ等の出力信号に基づいて各アクチュエータ７１の動作量を決定する。外ケース１５ａの振動（傾斜）を検出する加速度センサ等は外ケース１５ａに設けられる。
【００４４】
手持ち式プロジェクタ１５であれば、図１７に示すように、手振れによって外ケース１５ａが傾いたとしても、内ケース１５ｂの姿勢を略一定に保つことができ、投写振れを防止することができる。なお、外ケース１５ａが傾いている状態であっても特段の振れが検出されない場合、内ケース１５ｂの姿勢を外ケース１５ａの傾きに合わせるように、マイクロコンピュータが各アクチュエータ７１を基本状態にゆっくりと戻す制御を行うようにしてもよい。
【００４５】
図１８は手持ち式プロジェクタ１６を示した透視斜視図である。手持ち式プロジェクタ１６は液晶表示パネル９３及び投写レンズ８（液晶表示パネル９３と投写レンズ８は互いに固定されている。以下、これらをユニットと称する）を支持する防振部材７２を備える。各防振部材７２の一端は外ケース１６ａに固定されており、他端はユニットの側面に固定されている。なお、光源１からレンズ５に至る光学系（図３参照。ただし、頂角可変プリズムは無いものとする）は、内ケース１６ｂ内に収容されている。内ケース１６ｂは外ケース１６ａに固定されている。かかる構成においては、振れを検出するためのセンサは不要である。いわば、この手持ち式プロジェクタ１６は、パッシブ的に投写映像の振れを抑制する。前記防振部材７２としては、防振ゴム、ばね（コイルばね、板ばね等）、ダンパー、これらの組み合わせなどを用いることができる。なお、ゴミの浸入や光漏れを防止するために、投写レンズ８の周囲に変形容易な遮光部材（例えば、蛇腹や布など）を設けておくのがよい。
【００４６】
図１９は手持ち式プロジェクタ１７を示した透視斜視図である。手持ち式プロジェクタ１７は外ケース１７ａと内ケース１７ｂを有する。内ケース１７ｂには光源１から投写レンズ８に至る光学系（図３参照。ただし、頂角可変プリズムは無いものとする）が設けられている。手持ち式プロジェクタ１７は内ケース１７ｂを支持する防振部材７２を備える。各防振部材７２の一端は外ケース１６ａに固定され、他端は内ケース１７ｂの側面に固定されている。かかる構成もパッシブ的に投写映像の振れを抑制する構成である。
【００４７】
前記図１８の構成において、前記ユニット（液晶表示パネル９３及び投写レンズ８）を回転自在に設けてもよい。具体的には、図２０に示すように、ベアリング７５の内リングに前記ユニットを固定する。そして、ベアリング７５の外リングに防振部材７２を連結する。そして、投写レンズ８の下部などに重り７６を設ける。これにより、前記ユニット（液晶表示パネル９３及び投写レンズ８）は回転自在になり、外ケース１６ａが光軸回りに回転振れしたとしても、液晶表示パネル９３は水平姿勢を保つことができる。従って、図７に示した画像回転処理等は不要になる。ただし、画像回転処理と前記回転機構との併用も可能である。前記回転機構を用いても液晶表示パネル９３が完全に水平状態とならない場合があり、このような場合、液晶表示パネル９３の水平に対する角度を検出し、この角度に応じて前記画像回転処理を画像を回転させてもよい。前記角度を検出する手段としては、例えば、ロータリエンコーダ等を用いることができる。また、この実施形態では、ベアリング７５に切欠きを形成し（外リングには比較的大きな切欠きを設け、内リングには後述の信号線８０が通る大きさの切欠きを設ける）、この切欠きを介して液晶表示パネル９３に信号線８０を接続している。信号線８０は映像出力回路８１に接続される。なお、液晶表示パネル９３だけを内リングに固定し、投写レンズ８は外リングに固定してもよい。この場合、重り７６は液晶表示パネル９３側に設ける。また、図１９に示した内ケース１７ｂを内リングに固定する構成も採用できる。また、図１５及び図１６に示した構成において、上述したベアリング７５を利用する回転構造を採用してもよい。
【００４８】
なお、以上の実施形態では、ライトバルブとして液晶表示パネルを示したが、これに限るものではなく、微少鏡を多数配置して各鏡を駆動する構造のライトバルブなども利用できる。また、単板式に限らず、３パネル式構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】手持ち式プロジェクタの投写振れの説明図である。
【図２】ポテンションメータを示した斜視図であ
【図３】この発明の実施形態の手持ち式プロジェクタの光学系を示した説明図である。
【図４】同図（ａ）（ｂ）は頂角可変プリズムによる投写光軸補正の様子を示した説明図である。
【図５】同図（ａ）はこの発明の他の実施形態の手持ち式プロジェクタの映像処理系を示したブロック図であり、同図（ｂ）は液晶表示パネルへの描画位置変更処理を示した説明図である。
【図６】ホワイトボード（スクリーン）上に特徴シールを貼付した様子を示した説明図である。
【図７】液晶表示パネルに投写用画像を回転させて描画した状態を示した説明図である。
【図８】メモリ上の画像の一部を液晶表示パネルの或る領域（手振れに対応した位置）に描画した状態を示した説明図である。
【図９】図５の手持ち式プロジェクタの光学系を示した説明図である。
【図１０】他の実施形態の手持ち式プロジェクタを示した説明図であり、同図（ａ）は水平状態を示し、同図（ｂ）は傾いた状態を示している。
【図１１】図１０の液晶表示パネル及びその周囲に設けられた光センサを示した説明図である。
【図１２】図１０の透明板の吊り下げ構造を示した説明図である。
【図１３】他の実施形態の手持ち式プロジェクタを示した説明図であり、同図（ａ）は水平状態を示し、同図（ｂ）は傾いた状態を示している。
【図１４】同図（ａ）は図１０の手持ち式プロジェクタが傾いた状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は他の実施形態の手持ち式プロジェクタが傾いた状態を示した説明図である。
【図１５】他の実施形態の手持ち式プロジェクタを示した透視斜視図である。
【図１６】他の実施形態の手持ち式プロジェクタを示した透視斜視図である。
【図１７】図１６の手持ち式プロジェクタの断面図である。
【図１８】他の実施形態の手持ち式プロジェクタを示した透視斜視図である。
【図１９】他の実施形態の手持ち式プロジェクタを示した透視斜視図である。
【図２０】図１８の構造において液晶表示パネルと投写レンズとを回転自在にした構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
７    頂角可変プリズム
９，９１，９２，９３  液晶表示パネル
１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，２０  手持ち式プロジェクタ
２６    ＣＣＤセンサ
２９    偏光ビームスプリッタ
３１    特徴シール
５２    透明平板
６０    微少反射透明平板
６１    光センサ
７１    アクチュエータ
７２    防振部材
【図１】
2005128506.tif 000003
【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】
2005128506.tif 000017
【図１６】
2005128506.tif 000018
【図１７】
2005128506.tif 000019
【図１８】
2005128506.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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