(57)【要約】【課題】被投射物に対して効果的なプロジェクションマッピングが可能なプロジェクターを提供すること。【解決手段】プロジェクター１００は、撮像部１６０と、被投射物に映像を投射する投射光学系１７０を含む投射部と、を備え、撮像部１６０と投射部とは、投射光学系１７０の少なくとも一部を共用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部と、
被投射物に映像を投射する投射光学系を含む投射部と、を備え、
前記撮像部と前記投射部とは、前記投射光学系の少なくとも一部を共用することを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
撮像時と投射時とで、前記投射光学系を透過する光の光路を切り替えるための切り替え手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記切り替え手段は、ミラーと、前記ミラーを前記投射光学系の光軸上と前記光軸から退避した位置とに移動させる駆動部とを備えることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記投射部からの光には偏光が含まれ、
前記切り替え手段は、偏光ビームスプリッターであることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項５】
撮像時に前記投射部からの光を遮光する遮光手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
前記投射部は、光源と、前記光源からの光を映像情報に基づいて変調する光変調手段とを含み、
前記光変調手段は、前記遮光手段を兼ねることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記投射部は、光源と、前記光源から射出される光の光量を調節する調光手段とを含み、
前記調光手段は、前記遮光手段を兼ねることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項８】
前記投射部は、光源と、前記光源からの光を映像情報に基づいて変調する光変調手段とを含み、
前記撮像部は、撮像素子を含み、
前記投射光学系から前記光変調手段までの第１の光路長と、前記投射光学系から前記撮像素子までの第２の光路長とが光学的に同じであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項９】
前記撮像部は、前記投射光学系から前記撮像素子までの光路上に、入射光を前記撮像素子の受光領域に入射させるための補正光学系を含むことを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
【請求項１０】
前記撮像部で撮像した前記被投射物の撮像情報に基づいて、映像情報を処理する映像情報処理部を備え、
前記映像情報処理部で処理された映像情報に基づいて、前記投射部から前記被投射物に映像を投射することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項１１】
前記撮像部により焦点距離を異ならせて前記被投射物を撮像した複数の撮像情報を入手し、
前記映像情報処理部は、前記投射部による前記被投射物に対する映像の投射位置を時間の経過と共に異ならせることが可能となるよう、前記複数の撮像情報に基づいて映像情報を処理することを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクター。
【請求項１２】
前記投射光学系は、オートフォーカス機構を含み、
前記映像情報処理部は、前記オートフォーカス機構を用いて前記被投射物において異なる投射位置にピントを合わせて映像を投射可能とするよう、前記複数の撮像情報に基づいて映像情報を処理することを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を投射するプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーンなどの被投影物に画像を投影する装置あるいはシステムとして、例えば、特許文献１には、投影装置と、投影エリアに投影されている投影画像を撮像して撮像画像を取得する撮像装置とを備えた照明システムが開示されている。
【０００３】
上記特許文献１の照明システムによれば、周期的に明度が変化する縞パターンを方向を変えて投影した投影画像と、投影された縞パターンの撮像画像とから位相シフト法を用いて、撮像画像と投影画像との画素間の対応関係を定めた変換情報を求める。そして、特定の物体のみに対して光を投影するために投影領域を決定する場合、撮像画像を上記変換情報に基づいて投影画像に変換するので、当該投影領域を決定する作業を簡単に行うことができるとしている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、投影手段と、オブジェクトと関連付けた画像情報を予め記憶する画像記憶手段と、投影手段の投影方向を含む画像を撮影する撮影手段と、撮影手段で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理手段と、抽出されたオブジェクトに基づいて上記画像記憶手段からオブジェクトに関連付けられた画像情報を選択する画像選択手段とを備えた投影装置が開示されている。
【０００５】
上記特許文献２の投影装置によれば、オブジェクト以外の被投影物に対して、オブジェクトに関連付けられた画像を投影することができるとしている。つまり、オブジェクトを含む環境に適した画像を投影できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７１５８０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１８０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の照明システムや上記特許文献２の投影装置において、投影装置（投影手段）と撮像装置（撮影手段）とは別構成であり、投影方向と撮像方向とが厳密には合致していないことから、投影された画像情報と撮像された画像情報との間には、画像に含まれる物体の例えば位置や明るさなどにおいて差がある。したがって、このような画像情報の差を補正するための補正手段が必要であったり、補正に係る処理に時間が掛かかったりするといった課題があった。
【０００８】
また、投影装置（投影手段）と撮像装置（撮影手段）とは別構成であることから、照明システム全体（あるいは投影装置全体）を小型化することが難しいという課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例］本適用例に係るプロジェクターは、撮像部と、被投射物に映像を投射する投射光学系を含む投射部と、を備え、前記撮像部と前記投射部とは、前記投射光学系の少なくとも一部を共用することを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、撮像部と投射部とは、投射光学系の少なくとも一部を共用していることから、撮像部と投射部とがそれぞれ別の光学系を備える場合に比べて、撮像部によって撮像した例えば被投射物の撮像情報を利用して投射部によって映像を被投射物に投射する場合、撮像情報に補正を加える処理をなくす、あるいは少なくすることができる。すなわち、撮像情報に補正を加えるための電気的な構成を省略する、あるいは少なくすることができるためプロジェクターの小型化を図ることができる。
【００１２】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、撮像時と投射時とで、前記投射光学系を透過する光の光路を切り替えるための切り替え手段を備えることが好ましい。
この構成によれば、切り替え手段を備えることで、投射光学系の少なくとも一部を容易に共用することができる。
【００１３】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記切り替え手段は、ミラーと、前記ミラーを前記投射光学系の光軸上と前記光軸から退避した位置とに移動させる駆動部とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、駆動部によってミラーを光軸上に配置することで、外部から投射光学系に入射した光を撮像部に導くことができ、ミラーを光軸上から退避した位置に移動させることによって、投射部からの光をミラーによって遮ることなく投射光学系に導くことができる。つまり、駆動部によってミラーを駆動することにより、撮像時と投射時とで、投射光学系を透過する光の光路を切り替えて、撮像時に被投射物の撮像情報を入手し、投射時に被投射物に映像を投射することができる。
【００１４】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記投射部からの光には偏光が含まれ、前記切り替え手段は、偏光ビームスプリッターであることを特徴とする。
この構成によれば、偏光ビームスプリッターは、入射したランダム偏光をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離して一方の偏光成分を反射させ光路を分けることができる。したがって、切り替え手段としてミラーと駆動部とを備える場合に比べて、駆動部を必要とせずに、撮像時と投射時とで、投射光学系を透過する光の光路を切り替えることができる。つまり、切り替え手段の構成を簡素なものとすることができる。
【００１５】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、撮像時に前記投射部からの光を遮光する遮光手段を備えることが好ましい。
この構成によれば、撮像部による撮像時に投射部からの光の影響を受けない状態で被投射物を撮像することができる。すなわち、優れた撮像品質で被投射物の撮像情報を入手することができる。なお、撮像品質とは、例えば撮像情報における被投射物の形状や表面状態などの再現性を指す。
【００１６】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記投射部は、光源と、前記光源からの光を映像情報に基づいて変調する光変調手段とを含み、前記光変調手段は、前記遮光手段を兼ねることが好ましい。
この構成によれば、別途に遮光手段を設ける必要がないので、プロジェクターの小型化を図ることができる。
【００１７】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記投射部は、光源と、前記光源から射出される光の光量を調節する調光手段とを含み、前記調光手段は、前記遮光手段を兼ねるとしてもよい。
この構成によれば、別途に遮光手段を設ける必要がなく、調光手段を有していることから高いコントラストで映像を投射可能なプロジェクターを提供できる。
【００１８】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記投射部は、光源と、前記光源からの光を映像情報に基づいて変調する光変調手段とを含み、前記撮像部は、撮像素子を含み、前記投射光学系から前記光変調手段までの第１の光路長と、前記投射光学系から前記撮像素子までの第２の光路長とが光学的に同じであることが好ましい。
この構成によれば、撮像部によって得られた被投射物の撮像情報を基に、被投射物に対して焦点や明るさなどの投射条件を適正化して映像を投射することができる。すなわち、被投射物に対して見栄えの良い映像を投射可能なプロジェクターを提供できる。
【００１９】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記撮像部は、前記投射光学系から前記撮像素子までの光路上に、入射光を前記撮像素子の受光領域に入射させるための補正光学系を含むことが好ましい。
光変調手段における画素数と画素サイズとによって光変調領域が決まり、撮像素子における受光画素数と画素サイズ（受光素子サイズ）とによって受光領域が決まる。したがって、投射部と撮像部とで投射光学系の少なくとも一部を共用する場合、光変調手段の光変調領域に対して撮像素子の受光領域が狭いと、投射範囲内にある被投射物を十分に撮像できないおそれがあり、光変調手段の仕様によって撮像素子の仕様が限定される。
上記適用例の構成によれば、撮像素子における受光領域の大きさに対応して入射光を集光可能な補正光学系を備えれば、撮像素子の選択における自由度が向上する。言い換えれば、光変調手段に対して撮像素子が限定されることなく、例えば小型な撮像素子を選択してプロジェクターの小型化を図ることができる。
【００２０】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記撮像部で撮像した前記被投射物の撮像情報に基づいて、映像情報を処理する映像情報処理部を備え、前記映像情報処理部で処理された映像情報に基づいて、前記投射部から前記被投射物に映像を投射することを特徴とする。
この構成によれば、撮像部により被投射物を撮像して得た撮像情報は、被投射物の形状、大きさ、色相、明るさなどの直接的な情報だけでなく、被投射物の位置情報なども含むことになる。したがって、このような被投射物の撮像情報に基づいて、被投射物に投射しようとする映像情報を映像情報処理部で処理することができる。例えば、被投射物の形状や大きさ、色相、明るさに合うように映像情報を補正したり、投射位置を制御したりすることが可能となる。加えて、撮像部と投射部とが投射光学系の一部を共有していることから、上記のような映像情報の処理において、補正や制御に係る負荷を減らすことができ、補正や制御に係る電気的な構成を簡素化することが可能となる。すなわち、従来よりも、被投射物の状態に応じたプロジェクションマッピングを可能とするプロジェクターを提供することができる。
【００２１】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記撮像部により焦点距離を異ならせて前記被投射物を撮像した複数の撮像情報を入手し、前記映像情報処理部は、前記投射部による前記被投射物に対する映像の投射位置を時間の経過と共に異ならせることが可能となるよう、前記複数の撮像情報に基づいて映像情報を処理することを特徴とする。
この構成によれば、被投射物が平面ではなく立体物であっても、立体物を構成する面を選択しつつ時間の経過と共に選択された面に映像を投射することができる。つまり、被投射物の構造に対応させて効果的なプロジェクションマッピングが可能なプロジェクターを提供することができる。
【００２２】
上記適用例に記載のプロジェクターにおいて、前記投射光学系は、オートフォーカス機構を含み、前記映像情報処理部は、前記オートフォーカス機構を用いて前記被投射物において異なる投射位置にピントを合わせて映像を投射可能とするよう、前記複数の撮像情報に基づいて映像情報を処理することが好ましい。
この構成によれば、被投射物が立体物であっても、立体物を構成する面を選択すると共に当該面にピントを合わせて映像を鮮明に投射することができる。ゆえに、見栄えのよいプロジェクションマッピングが可能なプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】プロジェクターの構成を示す概略図。
【図２】プロジェクターの電気的、機械的な構成を示すブロック図。
【図３】投射光学系及び補正光学系と、撮像素子における受光領域との関係を示すシステム光軸に沿った概略断面図。
【図４】投射光学系に対する光変調手段、撮像部、切り替え手段の相対的な位置関係を示す概略図。
【図５】切り替え手段の他の例を示す概略図。
【図６】被投射物の一例とプロジェクターの配置とを示す斜視図。
【図７】被投射物に対する映像の投射の例を示す概略図。
【図８】映像と投射タイミングとを示すタイムチャート。
【図９】被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図。
【図１０】被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図。
【図１１】被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図。
【図１２】被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２５】
＜プロジェクター＞
まず、本実施形態のプロジェクターの概要につき、図１及び図２を参照して説明する。図１はプロジェクターの構成を示す概略図、図２はプロジェクターの電気的、機械的な構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１００は、筐体１０１と、筐体１０１の内部においてシステム光軸１００Ｌ上に設けられた、偏光照明装置１１０と、４つの反射ミラー１２１，１２２，１２３，１２４と、分光光学系１３０と、３つの集光レンズ１２５，１２６，１２７と、光変調手段としての３つの液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３と、合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１５１と、投射光学系１７０と、を備えている。さらに、クロスダイクロイックプリズム１５１と投射光学系１７０との間に設けられた、撮像部１６０と、光路の切り替え手段１８０と、を備えている。偏光照明装置１１０、分光光学系１３０、液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３、投射光学系１７０を含む構成は、本発明の投射部の一例である。
【００２７】
プロジェクター１００は、偏光照明装置１１０からの照明光を分光光学系１３０によって青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各色光に分光し、分光された色光を映像情報に基づいて液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３により変調する。そして、変調された色光をクロスダイクロイックプリズム１５１によって合成し表示光として射出して、投射光学系１７０によりスクリーンなどの被投射物に向けて拡大投射するものである。以降、プロジェクター１００における各構成について説明する。
【００２８】
偏光照明装置１１０は、例えば、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの光源１１１と、光源１１１から発する白色光の光量を調整する調光手段１１２と、光源１１１から発生する白色光を一定の大きさの偏光光束とするインテグラーレンズ及び偏光変換素子などを含む照明光学系１１３と、を含んで構成されている。調光手段１１２は、システム光軸１００Ｌ上に位置する開口部の大きさを制御可能な絞り機構である。
【００２９】
偏光照明装置１１０から射出された偏光光束は、反射ミラー１２１によって反射されて分光光学系１３０に導かれる。分光光学系１３０は、青色光（以降、Ｂ光と呼ぶ）を反射し、Ｂ光よりも長波長な赤色光（以降、Ｒ光と呼ぶ）及び緑色光（以降、Ｇ光と呼ぶ）を透過するダイクロイックミラー１３１と、Ｇ光を反射し、Ｇ光よりも長波長なＲ光を透過するダイクロイックミラー１３２とを備えている。
【００３０】
ダイクロイックミラー１３１で反射されたＢ光は、反射ミラー１２２で反射され、集光レンズ１２５を介して液晶ライトバルブ１４１に入射する。ダイクロイックミラー１３２で反射されたＧ光は、集光レンズ１２６を介して液晶ライトバルブ１４２に入射する。ダイクロイックミラー１３２を透過したＲ光は、２つの反射ミラー１２３，１２４で反射され、集光レンズ１２７を介して液晶ライトバルブ１４３に入射する。
【００３１】
本実施形態の液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３は、透過型の液晶表示装置であって、クロスダイクロイックプリズム１５１の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１５１に向けて射出される。クロスダイクロイックプリズム１５１は、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面にＲ光を反射する誘電体多層膜とＢ光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光（Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光）が合成されて、カラー映像を表す表示光が合成される。合成された表示光は、投射光学系１７０により拡大投射される。
【００３２】
本実施形態における投射光学系１７０は、複数のレンズからなるレンズ群と、当該レンズ群の焦点距離を自動的に調整可能なオートフォーカス機構と、投射範囲を拡大あるいは縮小可能なズーム機構とを備えている。
【００３３】
切り替え手段１８０は、ミラー１８１と、ミラー１８１の一方の端を支点としてミラー１８１を所定の角度範囲で動かすことが可能な例えばモーターなどの駆動部１８２とを含んで構成されている。切り替え手段１８０は、表示光を投射する投射時に、駆動部１８２によりミラー１８１をシステム光軸１００Ｌから退避した位置に配置して、クロスダイクロイックプリズム１５１から射出された表示光を投射光学系１７０に導く。また、撮像時には、システム光軸１００Ｌに対してミラー１８１の傾斜角度が４５度となるように、ミラー１８１をシステム光軸１００Ｌ上に配置して、投射光学系１７０に外部から入射した光をミラー１８１で反射させて撮像部１６０に導く。つまり、投射時と撮像時とで光路を切り替える切り替え手段１８０を備えることにより、投射部と撮像部１６０とで投射光学系１７０を共用している。なお、ミラー１８１の傾斜角度は４５度に限定されるものではなく、投射光学系１７０に外部から入射した光を反射させて撮像部１６０に導くことが可能な傾斜角度であればよく、傾斜角度は撮像部１６０と投射光学系１７０との相対的な位置関係によって決められる。
【００３４】
撮像部１６０は、例えばＣＣＤなどの撮像素子１６１と、補正光学系１６２とを含んで構成されている。撮像時に撮像部１６０に導かれた光は、補正光学系１６２により撮像素子１６１の受光領域に集光される。撮像素子１６１は受光した光をカラー画像の撮像情報に変換する。
【００３５】
本実施形態において、切り替え手段１８０は、投射部に含まれていてもよいし、撮像部１６０に含まれていてもよい。
【００３６】
次に、図２を参照してプロジェクター１００の電気的な構成について説明する。プロジェクター１００は、上述した偏光照明装置１１０、光変調手段としての液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３、合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム１５１、光路の切り替え手段１８０、投射光学系１７０などの他に、これらの構成を制御するための電気的な構成を備えている。
【００３７】
具体的には、図２に示すように、プロジェクター１００は、光源制御部１９１、調光制御部１９２、光変調手段制御部１９３、ミラー制御部１９４、投射光学系制御部１９５、ＣＰＵ１９６、記憶部１９７、信号入出力部１９８、及びこれらの電気的な構成が接続されるバス１９９を備えている。信号入出力部１９８には、映像情報などの供給を可能とする例えばパーソナルコンピューター２００やタブレット型コンピューター、スマートフォンなどの情報機器を接続することができる。これらの情報機器の接続は、有線接続、無線接続のいずれでもよいし、両方が可能であってもよい。また、接続可能な情報機器は、１つに限定されない。
【００３８】
光源制御部１９１は、光源１１１の点灯や消灯を制御するだけでなく、光源１１１に供給される電力を制御して光源１１１から発する白色光の光量も調整することができる。
【００３９】
調光制御部１９２は、調光手段１１２を制御して開口部の大きさを変えることで、光源１１１から射出された白色光の光量を変化させることができる。また、本実施形態では、調光制御部１９２は、調光手段１１２を制御して開口部を完全に閉じることで、光源１１１から射出された白色光を遮光することも可能となっている。
【００４０】
光変調手段制御部１９３は、信号入出力部１９８に接続された情報機器からの映像情報に基づいて光変調手段である液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３に入射する色光を変調する。また、本実施形態では、ＣＰＵ１９６の指令により処理された映像情報に基づいて、液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３に入射する色光を変調することもできる。
【００４１】
ＣＰＵ１９６は、バス１９９に接続された電気的な各構成を記憶部１９７に格納された制御プログラムに基づいて統括的に制御する。また、本実施形態では、ＣＰＵ１９６は、撮像部１６０によって撮像された被投射物の撮像情報に基づいて、映像情報を処理する本発明における映像情報処理部としても機能する。また、処理された映像情報に基づいて投射光学系制御部１９５に制御信号を送出し、投射光学系１７０のオートフォーカス／ズーム機構を制御することができる。
【００４２】
具体的には、ＣＰＵ１９６は、ユーザーあるいは予め設定されたプログラムからの指示によりプロジェクター１００の前方に位置する被投射物を撮像部１６０により撮像することができる。撮像時には、ミラー制御部１９４により駆動部１８２を制御してミラー１８１をシステム光軸１００Ｌ上に配置して、投射光学系１７０に外部から入射する光をミラー１８１で反射させて撮像部１６０の撮像素子１６１に入射させる。撮像素子１６１によって得られた被投射物の撮像情報は、記憶部１９７に格納される。また、撮像時には、投射光学系制御部１９５によりオートフォーカス／ズーム機構を制御して被投射物に焦点を合わせて明瞭且つ指定された撮像範囲で被投射物を撮像することができる。なお、撮像情報は、信号入出力部１９８を介してパーソナルコンピューター２００などの外部機器に出力することもできる。
【００４３】
投射時には、ＣＰＵ１９６は、まず、ミラー制御部１９４により駆動部１８２を制御してミラー１８１をシステム光軸１００Ｌ上から退避させる。そして、ユーザーからの指示により、信号入出力部１９８に入力された映像情報を直接に光変調手段制御部１９３により処理させて、液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３を駆動制御することにより映像を投射することができる。また、信号入出力部１９８に接続されたパーソナルコンピューター２００などの情報機器と連動して、撮像部１６０によって撮像された被投射物の撮像情報に基づいて映像情報を処理し、処理された映像情報に基づいて光変調手段制御部１９３により液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３を駆動制御して、映像を投射することができる。
【００４４】
次に、撮像部１６０における補正光学系１６２について、図３を参照して説明する。図３は、投射光学系及び補正光学系と、撮像素子における受光領域との関係を示すシステム光軸に沿った概略断面図である。
図３に示すように、撮像時に投射光学系１７０に入射した光は、投射光学系１７０のレンズ群によって集光され、補正光学系１６２のレンズ群によって撮像素子１６１の受光領域Ｒｅ１に導かれる。仮に補正光学系１６２が無い場合には、投射光学系１７０のレンズ群によって集光された光（図３では破線で示す）は、そのまま、撮像素子１６１に入射することになるため、撮像素子１６１の配置によっては、受光領域Ｒｅ１よりも広い受光領域Ｒｅ２を有する撮像素子１６１が必要となる場合がある。
【００４５】
本実施形態において、光変調手段である液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３の表示画素数と画素サイズとによって表示領域が決まり、撮像素子１６１における受光画素数と画素サイズ（受光素子サイズ）とによって受光領域が決まる。したがって、投射部と撮像部１６０とで投射光学系１７０を共用する場合、各液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３の表示領域に対して撮像素子１６１の受光領域が狭いと、投射範囲内にある被投射物を十分に撮像できないおそれがあり、光変調手段の仕様によって撮像素子１６１の仕様が限定される。このような観点から、補正光学系１６２が無い場合には、光変調手段の光変調領域（表示領域）の大きさに対して、撮像素子１６１の受光領域の大きさが同じかまたは大きい方が好ましい。このような条件を満たす撮像素子１６１を常に用意することは難しいため、本実施形態のように、撮像素子１６１における受光領域Ｒｅ１の大きさに対応して入射光を集光可能な補正光学系１６２を備えれば、撮像素子１６１の選択における自由度が向上する。
【００４６】
上述した機械的、電気的な構成を備えるプロジェクター１００において、被投射物の撮像情報に基づいて映像情報を処理し、処理された映像情報に基づいて映像を投射する場合、被投射物の撮像情報を的確に入手することが必要となる。つまり、投射部の投射範囲にある被投射物を確実に撮像することが必要であり、投射光学系１７０から光変調手段（液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３）までの第１の光路長と、投射光学系１７０から撮像素子１６１までの第２の光路長とが光学的に同じであることが好ましい。さらに、本実施形態では、投射光学系１７０がオートフォーカス／ズーム機構を備えていることから、投射光学系１７０を起点とせずに、システム光軸１００Ｌ上におけるミラー１８１の位置を起点として、ミラー１８１から光変調手段（液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３）までの光路長と、ミラー１８１から撮像素子１６１までの光路長とが光学的に同じであることがより好ましい。
【００４７】
なお、上述した光路長は、色光の波長及び色光が伝搬する媒体の屈折率によって異なる。したがって、光路長が光学的に同じであるとは、厳密には色光の光学的な光路長に合わせることが好ましい。本実施形態のプロジェクター１００において実用上では、ミラー１８１から各液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３までの光路長は同じでよい。
【００４８】
次に、投射光学系１７０に対する光変調手段、撮像部１６０、切り替え手段１８０の相対的な位置関係について、図４を参照して説明する。図４は、投射光学系に対する光変調手段、撮像部、切り替え手段の相対的な位置関係を示す概略図である。
【００４９】
図１では、投射光学系１７０と合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１５１の表示光の射出側との間に、切り替え手段１８０を配置した例を示したが、切り替え手段１８０の配置はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、投射光学系１７０のレンズ群のうちの一部のレンズ１７１をクロスダイクロイックプリズム１５１側に配置し、レンズ１７１と他のレンズ群１７２との間に切り替え手段１８０及び撮像部１６０を配置する構成としてもよい。すなわち、投射部と撮像部１６０とは投射光学系１７０の少なくとも一部を共用すればよい。
【００５０】
このような構成とすることで、投射光学系１７０においてオートフォーカス／ズーム機構を設ける側のレンズ群におけるレンズ数を減らして、オートフォーカス／ズーム機構に関わる構造的及び重量的な負荷を減らすことができる。
【００５１】
次に、投射時と撮像時とで光路を切り替える切り替え手段の他の例について、図５を参照して説明する。図５は、切り替え手段の他の例を示す概略図である。
本実施形態では、偏光照明装置１１０から偏光変換された照明光が射出され、分光光学系１３０により、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光に分光される。分光されたＢ光、Ｇ光、Ｒ光もまた偏光であって、対応する液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３に入射して変調される。したがって、表示光もまた偏光として射出されることから、図５に示すように、投射光学系１７０と、クロスダイクロイックプリズム１５１の表示光の射出側との間に、偏光ビームスプリッター１８５を配置すれば、切り替え手段として機能させることができる。
【００５２】
具体的には、本実施形態の偏光ビームスプリッター１８５は２つの直角プリズムの斜面の間に偏光分離膜を挟んだ構成となっている。偏光ビームスプリッター１８５は、入射した光をＳ偏光成分（Ｓ波）とＰ偏光成分（Ｐ波）とに分離するものであって、例えばランダム偏光が入射するとＳ波を反射してＰ波を透過する。したがって、表示光をＰ波とすれば、表示光は偏光ビームスプリッター１８５を透過して投射光学系１７０に向かうが、撮像部１６０には向かわない。一方で、外部から投射光学系１７０に入射した光（ランダム偏光）の一部は撮像部１６０に向かうことになる。
【００５３】
このように切り替え手段として偏光ビームスプリッター１８５を用いれば、外部から投射光学系１７０に入射した光の利用効率は低下するものの、ミラー１８１と駆動部１８２とを用いる場合に比べて切り替え手段の構成を簡略化できる。加えて、ミラー制御部１９４も不要とすることができる。光の利用効率が低下しても、撮像素子１６１の感度を向上させればよい。さらに、被投射物に対して映像を投射しながら、撮像部１６０によって被投射物を撮像して撮像情報を入手することもできる。
【００５４】
＜投射方法（プロジェクションマッピング）＞
次に、プロジェクター１００を用いた投射方法（プロジェクションマッピング）の一例について、図６〜図８を参照して説明する。図６は被投射物の一例とプロジェクターの配置とを示す斜視図、図７は被投射物に対する映像の投射の例を示す概略図、図８は映像と投射タイミングとを示すタイムチャートである。
【００５５】
被投射物は、スクリーンや壁面などのような平面に限定されない。例えば、図６に示すように、部屋５００には、壁面にスクリーン５０１と、展示台５０３上に配置された展示物５０２とが設けられている。展示物５０２は例えば球体である。壁面は移動させることができないが、展示台５０３は床上において移動可能である。すなわち、展示物５０２は部屋５００において様々な位置に配置される。これに対して、例えば、２台のプロジェクター１００をスクリーン５０１と対峙するように、例えば床面と平行な状態で離間させて天吊り状態とする。以降、２台のプロジェクター１００のうち、一方（図面上で左側）の符号を１００Ａとし、他方（図面上で右側）の符号を１００Ｂとする。
【００５６】
２台のプロジェクター１００Ａ，１００Ｂのそれぞれにより、被投射物となり得るスクリーン５０１、展示物５０２、展示台５０３を撮像する。具体的には、２台のプロジェクター１００Ａ，１００Ｂと、スクリーン５０１、展示物５０２、展示台５０３との間の距離が異なることから、それぞれにピントを合わせた画像を撮像する。これによって、２台のプロジェクター１００Ａ，１００Ｂは、それぞれ、スクリーン５０１、展示物５０２、展示台５０３に対応して焦点距離を異ならせた複数の撮像情報を得る。
【００５７】
被投射物であるスクリーン５０１、展示物５０２、展示台５０３を撮像して的確な撮像情報を入手するには、撮像時にクロスダイクロイックプリズム１５１から射出される表示光の影響を受けなくすることが好ましい。本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム１５１と投射光学系１７０との間に、投射時と撮像時とにおいて光路を切り替えるミラー１８１を有していることから、表示光の影響は受け難いものの、偏光照明装置１１０の照明経路において漏れた照明光や表示光が筐体１０１の内部で反射し、迷光となって撮像素子１６１に入射することが考えられる。そこで、撮像時には、図２に示した調光制御部１９２により調光手段１１２を制御して光源１１１から発する白色光を遮光する。つまり、調光手段１１２は、遮光手段を兼ねるものである。
【００５８】
なお、遮光手段は、調光手段１１２に限定されず、光変調手段である液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３を遮光手段として用いて表示光を遮光してもよい。遮光手段として、調光手段１１２と光変調手段とを併用してもよい。
【００５９】
このようにして得られた撮像情報には、被投射物となるスクリーン５０１、展示物５０２、展示台５０３の形状や大きさ、色相、明るさなどの外観の情報に加えて、それぞれに対する焦点距離や相互の位置情報なども含まれる。
【００６０】
図７に示すように、プロジェクター１００Ａ，１００Ｂの投射範囲ＰＥ（図７では二点鎖線で示している）は、スクリーン５０１と、展示物５０２と、展示台５０３とを含むように、投射光学系１７０のズーム機構を用いて調整される。
【００６１】
そして、図８に示すように、プロジェクター１００Ａにおいて、例えば、時間ｔ0〜ｔ2では映像Ｍｖ１を投射し、時間ｔ2〜ｔ3では映像Ｍｖ４を投射し、時間ｔ3以降では映像Ｍｖ６を投射するように制御する。
一方で、プロジェクター１００Ｂにおいて、例えば、時間ｔ0〜ｔ1では映像Ｍｖ２を投射し、時間ｔ1〜ｔ2では映像Ｍｖ３を投射し、時間ｔ2以降では映像Ｍｖ５を投射するように制御する。つまり、時間の経過と共に投射される映像が２台のプロジェクター１００Ａ，１００Ｂのそれぞれにおいて変化するように設定する。投射される映像は静止画や動画、文字情報でもよい。
【００６２】
より具体的には、図７に示すように、例えば、時間ｔ0〜ｔ2では、プロジェクター１００Ａは、スクリーン５０１を撮像した複数の撮像情報に基づいて、投射光学系１７０のオートフォーカス機構を制御してスクリーン５０１にピントを合わせた状態で、例えばサッカーに纏わる情報の映像Ｍｖ１をスクリーン５０１に投射する。一方で、時間ｔ0〜ｔ1では、プロジェクター１００Ｂは、球体である展示物５０２を撮像した複数の撮像情報に基づいて、投射光学系１７０のオートフォーカス機構を制御して展示物５０２にピントを合わせた状態で、例えばサッカーボールの映像Ｍｖ２を展示物５０２に投射する。続いて、時間ｔ1〜ｔ2では、プロジェクター１００Ｂは表面のパターン配置が異なるサッカーボールの映像Ｍｖ３を展示物５０２に投射する。
【００６３】
また、例えば、図８に示すように、時間ｔ2〜ｔ3では、プロジェクター１００Ａは、展示物５０２を撮像した複数の撮像情報に基づいて、投射光学系１７０のオートフォーカス機構を制御して展示物５０２にピントを合わせた状態で、映像Ｍｖ４を展示物５０２に投射する。時間ｔ3以降では、映像Ｍｖ４を映像Ｍｖ６に切り替えて展示物５０２に投射する。一方で、時間ｔ2以降では、プロジェクター１００Ｂは、展示台５０３を撮像した複数の撮像情報に基づいて、投射光学系１７０のオートフォーカス機構を制御して展示台５０３の手前の面にピントを合わせた状態で、プロジェクター１００Ａによって投射される映像Ｍｖ４及び映像Ｍｖ６に係る例えば文字情報などの映像Ｍｖ５を展示台５０３に投射する（図７参照）。
【００６４】
なお、プロジェクター１００Ａ，１００Ｂにおける映像の選択や投射対象の選択は、これに限定されるものではない。また、投射時にオートフォーカス機構を制御して投射対象にピントを自動的に合わせるだけでなく、映像の切り替えに対応してズーム機構を制御して、投射範囲を自動的に拡大または縮小させて映像を投射してもよい。例えば、スクリーン５０１に投射するときには、スクリーン５０１の大きさに合わせて映像を拡大または縮小させてもよい。
【００６５】
被投射物が平面ではなく、立体物である場合、撮像部１６０を有しない従来のプロジェクターから映像を投射すると、プロジェクターと立体物の投射される面との間に投射距離の違った部分が含まれることから、ピントが合った部分では鮮明な映像が得られるものの、ピントが合わない部分では不鮮明になる。投射光の集光状態も立体物の場所によって変化することが考えられ映像において明るさの違いが認識されるおそれがある。
【００６６】
これに対して、本実施形態のプロジェクター１００によれば、以下の効果が得られる。
（１）投射部と撮像部１６０とが投射光学系１７０を共有しているため、投射範囲にある被投射物を的確に撮像することができる。したがって、投射部と撮像部１６０とが別々の光学系を備える場合に比べて、撮像部１６０によって得られた被投射物の撮像情報に補正を加える処理を無くす、あるいは減らすことができる。同様に撮像情報に補正を加える電気的な構成を無くす、あるいは減らすことができる。よって、撮像部１６０を有していても小型なプロジェクター１００を提供することができる。
【００６７】
（２）ＣＰＵ１９６は、撮像部１６０によって得られた被投射物の撮像情報に基づいて、映像情報を処理し、オートフォーカス／ズーム機構を有する投射光学系１７０を制御して投射するため、被投射物が立体物であっても、投射したい部分に応じて映像を鮮明に投射することができる。加えて、このようなプロジェクター１００を複数台用いて時間の経過と共に、ＣＰＵ１９６により、投射する映像の内容や、投射対象を変えるように映像情報を処理して投射すれば、従来にないプロジェクションマッピングを実現することができる。言い換えれば、立体物に対して効果的なプロジェクションマッピングが可能なプロジェクター１００を提供することができる。なお、１台のプロジェクター１００を用いても立体物に対して効果的なプロジェクションマッピングが可能である。
【００６８】
（３）撮像時と投射時とにおいて光路を切り替える切り替え手段１８０としてミラー１８１を用いているため、表示光の影響を抑えつつ、投射光学系１７０に外部から入射した光（撮像光）を効率的に利用して、被投射物を撮像することができる。加えて、撮像時には調光手段１１２によって光源１１１からの白色光を遮光するので、筐体１０１の内部で反射した迷光の影響を受けずに、被投射物を撮像できるので、被投射物の撮像情報を的確に得ることができる。
【００６９】
次に、プロジェクター１００を用いた投射方法（プロジェクションマッピング）の他の例について、図９〜図１２を参照して説明する。図９〜図１２は、被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図である。
【００７０】
例えば、図９は被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図であって、バーチャル試着を示すものである。図９に示すように、部屋５００の壁面５１１には鏡５１２が設けられている。被投射物となる試着者Ｍ１は、衣服として例えば無地のＴシャツ６０１を着用し、鏡５１２に姿が映る位置に立っている。プロジェクター１００は壁面５１１側の上方において、試着者Ｍ１へ映像を投影可能な位置に取り付けられている。プロジェクター１００は、試着者Ｍ１あるいはその補助者によって選択されたデザインの映像をＴシャツ６０１に向けて投射可能となっている。試着者Ｍ１はＴシャツ６０１に投射されたデザインの映像を鏡５１２で確認できる。投射可能なデザインの映像は複数種用意されており、試着者Ｍ１は、複数種のデザインの中から選択した映像（図９ではパンダの頭部７０１）を投射してバーチャル試着を楽しむことができる。
【００７１】
このようなバーチャル試着の例において、ＣＰＵ１９６は、撮像部１６０により試着者Ｍ１を撮像して撮像情報を得る。得られた撮像情報に基づいて、試着者Ｍ１のＴシャツ６０１の形状や大きさ、色相、明るさなどを認識し、Ｔシャツ６０１の形状や大きさに合うように、選択されたデザインの映像情報を処理してＴシャツ６０１に投射する。また、ＣＰＵ１９６は、部屋５００における試着者Ｍ１の位置を認識して、鏡５１２に対して試着者Ｍ１が前後に移動しても、試着者Ｍ１を撮像して撮像情報を入手することで、デザインの映像情報を処理し、試着者Ｍ１の動きに追従させてデザインを投射する。また、例えば、試着者Ｍ１がその場で回転して背面を鏡５１２に向けた場合、背面に対応したデザイン（例えば、パンダの尻尾）を選択して投射することも可能である。デザインが正面から背面まで連続している場合は、試着者Ｍ１の回転に合わせて投射するデザインを変化させることも可能である。撮像と投射とを同時に可能とするには、前述したように、光路の切り替え手段として、偏光ビームスプリッター１８５を用いることが好ましい。
【００７２】
上記のような映像の投射方法によれば、試着者Ｍ１は投射された状態を反映したデザインを決めることができ、当該デザインが入ったＴシャツ６０１をオーダーすることができる。また、上記のような映像の投射方法は、バーチャルメイクアップにも応用可能である。被投射物としての人物の顔を撮像した撮像情報に基づいて、選択されたメイクアップを顔の好ましい位置に投射することが可能である。
【００７３】
次に、図１０は被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図であって、バーチャル背景での試着を示すものである。プロジェクター１００の設置環境は、図９に示したバーチャル試着の場合と同じである。この場合、試着者Ｍ２は、実際に例えば半袖の上着６１１と、半ズボン６１２とを着用している。プロジェクター１００は、好ましい背景の映像を試着者Ｍ２の周囲に向けて投射可能となっている。試着者Ｍ２は投射された背景の映像を鏡５１２で確認できる。試着者Ｍ２は、投射されたバーチャル背景の基で、試着を楽しむことができる。
【００７４】
このようなバーチャル背景での試着の例において、ＣＰＵ１９６は、撮像部１６０により試着者Ｍ２を撮像して撮像情報を得る。得られた撮像情報に基づいて、試着者Ｍ２が着用している衣服の種類を識別し、予め用意された複数種の背景の中から着用している衣服に合う背景（図１０ではヤシの木７０２及び島７０３）を選択する処理を行って、壁面５１３や床面５１５に投射する。また、ＣＰＵ１９６は、試着者Ｍ２の撮像情報を入手することで、試着者Ｍ２の動きに追従させて背景を変化させて投射する。例えば、背景を拡大したり縮小したり、投射位置を変えたりする背景の映像情報の処理を行う。この場合も撮像と投射とを同時に可能とするには、前述したように、光路の切り替え手段として、偏光ビームスプリッター１８５を用いることが好ましい。なお、投射される背景は、試着者Ｍ２あるいはその補助者が選択するとしてもよい。
【００７５】
また、上記のようなバーチャル背景の投射では、ＣＰＵ１９６は、試着者Ｍ２の撮像情報から背景と重なる試着者Ｍ２の部分をマスクするように、背景の映像情報を処理するとしてもよい。これによれば、背景の投射に伴って試着者Ｍ２がまぶしさを覚えることを防ぐことができる。なお、背景と重なる試着者Ｍ２の部分は、試着者Ｍ２の頭部に限ってもよい。撮像部１６０と投射部とにおいて投射光学系１７０を共有しているため、撮像部１６０における光軸と投射光学系１７０における光軸とを容易に合わせることができ、試着者Ｍ２が移動しても、このようなマスキングの処理を正確に行うことができる。
【００７６】
部屋５００に少なくとも２台のプロジェクター１００を用意すれば、図９に示したバーチャル試着と、図１０に示したバーチャル背景の投射とを組み合わせることも可能である。また、例えば、部屋５００に、窓や階段などの構造物、家具などの調度類、カーテンや壁紙などの映像を投射することでバーチャルのモデルルームを表示する方法にも適用できる。
【００７７】
次に、図１１は被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図であって、映像コンテンツの共有に係る例を示すものである。図１１に示すように、例えば机５５０の上面５５１には、被投射物として車（バス）の模型５５２が置かれている。プロジェクター１００から模型５５２に対応した映像コンテンツとして例えばラッピングデザインの映像７１１，７１２が模型５５２に投射される。また、模型５５２に対応した映像コンテンツとして例えば道路などの映像７１３が上面５５１に投射される。
【００７８】
撮像部１６０を備えていない従来のプロジェクターを用いる場合、ラッピングデザインの映像７１１が模型５５２の側面に投射される、あるいはラッピングデザインの映像７１２が模型５５２の屋根に投射させるようにするには、模型５５２の配置に合わせて当該プロジェクターの配置を実際に投射しながら繰り返し調整する必要がある。
【００７９】
これに対して、本実施形態のプロジェクター１００を用いれば、ＣＰＵ１９６は、被投射物としての模型５５２を撮像して撮像情報を入手する。ＣＰＵ１９６は、当該撮像情報に基づいて映像コンテンツの映像情報を処理して、映像７１１を模型５５２の側面に投射し、映像７１２を模型５５２の屋根に、映像７１３を机５５０の上面５５１に投射することができる。つまり、プロジェクター１００を用いれば、被投射物に関連づけて共有したい映像コンテンツを、被投射物の形状や大きさ、色相、明るさ、配置などに応じて投射が可能となる。また、被投射物に対するプロジェクター１００の相対的な位置調整が容易となる。なお、被投射物は１つに限らず、複数であっても、それぞれの被投射物に関連付けられた映像コンテンツの投射が可能である。
【００８０】
次に、図１２は被投射物に対する映像の投射の他の例を示す概略図であって、遠隔指示に係る例を示すものである。図１２に示すように、地点Ａには、作業指示者Ｍ３（以降、単に指示者Ｍ３と呼ぶ）と、パーソナルコンピューターＰＣ１とが配置されている。地点Ｂは、作業現場であって、作業者Ｍ４と、プロジェクター１００とが配置されている。地点ＡのパーソナルコンピューターＰＣ１は、ネットワークとしてのクラウド（Ｃｌｏｕｄ）５７０上におけるサーバー５７１に有線あるいは無線接続可能となっている。地点Ｂの作業者Ｍ４は情報端末（例えば、スマートフォン）ＳＰ１を所持しており、クラウド５７０上におけるサーバー５７２に無線接続可能であると共に、プロジェクター１００とも無線接続可能となっている。
【００８１】
作業者Ｍ４は、情報端末ＳＰ１を用いてプロジェクター１００を操作し、撮像部１６０により現場を撮像した撮像情報を入手する。作業者Ｍ４は情報端末ＳＰ１を用いて入手した現場の撮像情報をクラウド５７０のサーバー５７２に転送する。また、作業者Ｍ４は情報端末ＳＰ１を用いてサーバー５７２に現場の撮像情報をアップしたことを指示者Ｍ３へ電話やメールなどの通信方法で知らせる。指示者Ｍ３はクラウド５７０上にアップされた現場の撮像情報をパーソナルコンピューターＰＣ１へ取り込む。指示者Ｍ３は取り込まれた現場の撮像情報に作業指示を加え、作業指示が加えられた現場の撮像情報をクラウド５７０のサーバー５７１へアップする。クラウド５７０上においてサーバー５７１とサーバー５７２とは同期が採られており、サーバー５７２に収められている現場の撮像情報が上書きされる。作業者Ｍ４は、情報端末ＳＰ１により上書きされた現場の撮像情報を入手して、プロジェクター１００から現場に投射する。そうすると、現場には、指示者Ｍ３からの作業指示（この場合、特定のバルブを指し示す矢印７２１と特定のバルブを囲む円７２２）が投射される。作業者Ｍ４は指示者Ｍ３からの作業指示に基づいて作業（例えば、バルブの開閉、点検、交換など）を行うことが可能となる。なお、遠隔指示に係る情報システムはこれに限定されるものではない。また、作業指示に係る情報の伝達は、指示者Ｍ３から作業者Ｍ４への一方向に限らず、双方向で行うことが可能である。
【００８２】
本実施形態のプロジェクター１００によれば、撮像部１６０と投射部とにより投射光学系１７０が共有されていることから、ＣＰＵ１９６が撮像情報に基づいて映像情報（上書きされた撮像情報）を処理し、プロジェクター１００は指示者Ｍ３の作業指示を現場に合わせて正確な位置及び大きさで投射することが可能である。
【００８３】
昨今、このような遠隔指示を作業者Ｍ４がカメラを有するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を頭部に装着することで成し得る例が示されているが、本実施形態のプロジェクター１００を用いれば、作業者Ｍ４は自在に動くことができ、且つＨＭＤを頭部に装着することの煩わしさから逃れることができる。
【００８４】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うプロジェクターもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８５】
（変形例１）プロジェクター１００において、光源１１１は、超高圧水銀灯やハロゲンランプに限定されず、例えばＬＥＤやレーザーなどの固体光源であってもよい。加えてレーザーを用いた場合には、偏光変換素子を不要とすることができる。また、ＬＥＤとレーザーとを組み合わせた光源を用いてもよい。さらに、固体光源を用いた場合、白色発光に限定されず、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光に対応した複数種の固体光源を用いてもよい。これによれば、分光光学系１３０を不要とすることができる。加えて、固体光源は電源を投入すると瞬時に所定の輝度の発光が得られるので、固体光源のＯＮ／ＯＦＦを電気的に制御することで遮光手段としても機能させることができる。
【００８６】
（変形例２）光変調手段は、透過型の液晶ライトバルブ１４１，１４２，１４３であることに限定されず、反射型であってもよい。また、色光に対応して複数の光変調手段を設けることに限定されず、カラー表示または白黒表示が可能な単板の光変調手段（液晶表示装置）を用いる構成としてもよい。さらに、光変調手段は、液晶表示装置（ＬＣＤ）であることに限定されず、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）であってもよい。
【００８７】
（変形例３）上記実施形態では、光変調手段と撮像素子１６１とを別構成としたが、例えば、液晶ライトバルブ（液晶表示装置）の表示領域に、表示画素と、受光素子を含む受光画素とを設け、光変調手段と撮像素子とを一体化させてもよい。これによれば、光路の切り替え手段１８０や補正光学系１６２を不要とすることができる。撮像時には、上記実施形態で述べたように、調光手段１１２によって光源１１１からの発光を遮光すればよい。
【００８８】
（変形例４）撮像素子１６１は、撮像情報としてカラー画像が得られるものであることに限定されない。例えば、赤外線を感知可能な撮像素子を用いれば、プロジェクター１００が設置される環境が暗くても被投射物を撮像することができる。また、カラー画像が得られる撮像素子と、赤外線を感知可能な撮像素子とを切り替えて用いる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１００…プロジェクター、１１１…光源、１１２…調光手段、１４１，１４２，１４３…光変調手段としての液晶ライトバルブ、１６０…撮像部、１６１…撮像素子、１６２…補正光学系、１７０…投射光学系、１８０…光路の切り替え手段、１８１…ミラー、１８２…駆動部、１８５…偏光ビームスプリッター、１９６…映像情報処理部としてのＣＰＵ。
【図１】
2017167180.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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