(57)【要約】本発明の携帯型の投射表示装置（１００）は、画像光を形成する画像形成手段（２）と、画像形成手段によって得られた画像光を投射面（Ｓ１）に向けて投射する光学レンズ系（７）と、を有する投射装置（８）と、投射面（Ｓ１）に対する投射装置（８）の相対的な揺動を検知する揺動検知手段（１２）と、揺動による画像光の投射方向のぶれを相殺するように、揺動検知手段（１２）の出力値に応じて、投射装置（８）における画像光の投射面（Ｓ１）への投射方向を補正する補正手段（１１）と、を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像光を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって得られた画像光を投射面に向けて投射する投射光学レンズ系と、を有する投射装置と、前記投射面に対する前記投射装置の相対的な揺動を検知する揺動検知手段と、前記揺動による前記画像光の投射方向の相対的なぶれを相殺するように、前記揺動検知手段の出力値に応じて、前記投射装置における前記画像光の前記投射面への投射方向を補正する補正手段と、を備えた携帯型の投射表示装置。
【請求項２】
前記揺動検知手段が、前記投射面が固定された状態における前記投射装置の前記相対的な揺動を検出する請求項１記載の投射表示装置。
【請求項３】
前記揺動検知手段が、前記投射装置の角速度を検知する角速度センサである請求項２記載の投射表示装置。
【請求項４】
前記揺動検知手段が、前記投射面が固定されて無い場合における前記投射装置と前記投射面との間に発生する相対的な揺動を検知する請求項１記載の投射表示装置。
【請求項５】
前記揺動検知手段は、前記投射面に配置され、エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から出射されるエネルギー波を検知するセンサと、を備えた請求項１記載の投射表示装置。
【請求項６】
前記揺動検知手段は、前記投射装置に格納され、エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から前記投射面に向けて出射されかつ前記投射面により反射されるエネルギー波を検知するセンサと、を備えた請求項１記載の投射表示装置。
【請求項７】
前記投射面に、前記エネルギー波との相互作用に基づいて前記投射面により反射されるエネルギー波に、所定の特性を付与するマーキングを設けて構成される請求項６記載の投射表示装置。
【請求項８】
前記投射装置から出射された前記画像光を投射する投射面を備えた請求項４記載の投射表示装置。
【請求項９】
前記投射面を含む面状のスクリーンと、前記スクリーンの一辺に沿って前記スクリーンと接合された棒状の保持部材と、を備え、
前記保持部材を介して、前記スクリーンと前記投射装置とが接合された請求項４記載の投射表示装置。
【請求項１０】
前記保持部材には段差部が設けられ、前記投射装置の枠体を前記段差部に嵌める投射表示装置の未使用位置と、前記枠体を前記段差部から離す投射表示装置の使用位置と、を有する請求項９記載の投射表示装置。
【請求項１１】
前記枠体の端が前記保持部材に取り付けれ、前記枠体が、前記端を中心にスイングすることにより、前記未使用位置と前記使用位置との間において、前記枠体が、前記段差部に嵌まりまたは前記段差部から離れる請求項１０記載の投射表示装置。
【請求項１２】
前記使用位置の際に、前記投射装置と前記スクリーンとの間の所定の投射距離が得られて構成される請求項１１記載の投射表示装置。
【請求項１３】
前記投射表示装置の使用の際に、前記揺動検知手段に基づき焦点状態を示す状態信号が検知されることにより、前記投射装置と前記投射面との間の焦点距離を調節可能に構成されている請求項１記載の投射表示装置。
【請求項１４】
前記投射装置と前記投射面との間の投射位置並びに投射距離が、前記投射表示装置による投射可能な状態に設定された後、前記揺動検知手段が、前記投射装置と前記投射面との間に発生する揺動検知を開始する請求項１記載の投射表示装置。
【請求項１５】
前記投射装置に格納され、前記投射面に向けてエネルギー波を放出する放射源と、前記投射面に設けられ、前記エネルギー波との間の相互作用に基づいて前記投射面によって反射されたエネルギー波に所定の特性を付与するマーキングと、を備え、
前記揺動検知手段により前記所定の特性を付与された前記エネルギー波に基づいて前記マーキングの状態信号が検出され、前記状態信号に基づいて前記投射装置と前記投射面との間の投射位置が判別される請求項１記載の投射表示装置。
【請求項１６】
発光手段を備え、前記画像形成手段は、前記発光手段から出射された光に基づき前記画像光を形成する、請求項１に記載の投射表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、投射表示装置に係り、更に詳しくは、携帯用に改良された投射表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  投射表示装置の投射動作の際には、発光手段（光源）の電力供給等の制約から投射表示装置を安定した場所に据え置くことが、従来から常識化していた。【０００３】  しかし、最近、リチウム２次電池等の小型電源により点灯可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザといった効率、出力および消費電力等に優れた小型光源が急速に普及しており、この様な小型光源の商品化と相俟って、携帯した状態において投射可能な超小型の投射表示装置が提案されるに及んでいる（例えば、特許文献１参照）。【０００４】  特許文献１に記載の携帯電話によれば、アンテナを通して地図情報を受信した上で、この地図情報が投射画像として投射面（壁等）の平面に写ることを可能にした投射装置が、携帯電話に内蔵されている。【０００５】  ところで、携帯した状態で使用する電気機器の代表例としては、ビデオカメラやデジタルカメラがある。そして、こうしたビデオカメラやデジタルカメラには、手振れによる記録画像の乱れを補正する手振れ防止機能が装備される場合がある。ビデオカメラ本体に装着した角速度センサによりカメラの揺動を検出し、この検出結果に基づく手振れ補正技術は、既に開発されている（例えば、特許文献２参照）。【０００６】  例えば、角速度センサの例として、水晶音叉型角速度センサがある。音叉形状にした水晶に電圧を印加することにより、水晶音叉型角速度センサは、その圧電性に起因し一方向に振動する。【０００７】  この状態で水晶音叉型角速度センサに角速度が加わると、コリオリの力が作用して印加電圧と直交方向に電圧が発生し、これにより、角速度が検出できる。このため、水晶音叉型角速度センサをカメラ本体に装着すれば、カメラの手振れ状態（角速度）が容易に検出可能になって、その結果、水晶音叉角速度センサの出力信号に応じた揺動補正信号に基づいて、カメラ光学レンズ系のレンズを適宜に回転させる等のフィードバック制御が行え、延いては、カメラの手振れによる記録画像乱れを補正し得る。
【特許文献１】特開２００２−２６１８８９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１４３３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  ところで、本件発明者は、リチウム２次電池等の小型電源により点灯可能なＬＥＤや半導体レーザを光源として使用することにより、携帯した状態で投射可能な投射表示装置を開発している。【０００９】  しかし、投射面が固定された状態、例えば、投射面として固定した壁の場合において、携帯使用の投射表示装置による投射面への投射を実行すると、手振れによる投射画像の乱れが発生し画像情報の判読に不都合がある。【００１０】  また、投射面が固定されて無い状態、例えば、投射装置と投射面とを一体化して投射面が投射装置の動きに追随する場合において、投射装置と投射面とを接合する剛性に依存して、両者間の振れによる投射画像の乱れが発生し、同様に画像情報の判読に支障をきたす。【００１１】  本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制する携帯型の投射表示装置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】
【００１２】  上記課題を解決するため、本発明に係る携帯型の投射表示装置は、画像光を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって得られた画像光を投射面に向けて投射する投射光学レンズ系と、を有する投射装置と、前記投射面に対する前記投射装置の相対的な揺動を検知する揺動検知手段と、前記揺動による前記画像光の投射方向の相対的なぶれを相殺するように、前記揺動検知手段の出力値に応じて、前記投射装置における前記画像光の前記投射面への投射方向を補正する補正手段と、を備えて構成されている。【００１３】  この様な構成により、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制できる。
前記揺動検知手段が、前記投射面が固定された状態における前記投射装置の前記相対的な揺動を検出しても良い。
この構成により、携帯型の投射表示装置（投射装置）と投射面との間の投射距離を充分に延長させ、投射画像を大画面に拡大させても、投射画像における文字情報の判読が可能になった。
なおここで、前記揺動検知手段の一例が、前記投射装置の角速度を検知する角速度センサである。角速度センサとして、例えば、水晶音叉型角速度センサがある。
また、前記揺動検知手段が、前記投射面が固定されて無い場合における前記投射装置と前記投射面との間に発生する相対的な揺動を検知しても良い。
この様な構成により、投射面が固定されて無い状態において、投射装置と投射面との間に発生する揺動による投射画像の乱れを抑制でき、その結果、投射装置と投射面との間に発生する揺動に起因する画像ボケや文字ボケが改善され鮮明な画質を得ることができた。【００１４】  なお、前記揺動検知手段は、前記投射面に配置され、エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から出射されるエネルギー波を検知するセンサと、を備えて構成されても良い。【００１５】  若しくは、前記揺動検知手段は、前記投射装置に格納され、エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から前記投射面に向けて出射されかつ前記投射面により反射されるエネルギー波を検知するセンサと、を備えて構成されても良い。
また、前記投射面に、前記エネルギー波との相互作用に基づいて前記投射面により反射されるエネルギー波に、所定の特性を付与するマーキングを設けて良く、このマーキングを、例えば、投射装置と投射面との間の適正な投射位置の検知に活用できる。
また、投射表示装置は、前記投射装置から出射された前記画像光を投射する投射面を備えて構成されても良く、これの一構成例として、前記投射面を含む面状のスクリーンと、前記スクリーンの一辺に沿って前記スクリーンと接合された棒状の保持部材と、を備え、前記保持部材を介して、前記スクリーンと前記投射装置とが接合されても良い。
ここで、投射表示装置は、前記保持部材に段差部を設け、前記投射装置の枠体を前記段差部に嵌める投射表示装置の未使用位置と、前記枠体を前記段差部から離す投射表示装置の使用位置と、を有して構成されても良い。
例えば、前記枠体の端が前記保持部材に取り付けれ、前記枠体が、前記端を中心にスイングすることにより、前記未使用位置と前記使用位置との間において、前記枠体が、前記段差部に嵌まりまたは前記段差部から離れる如く構成された投射表示装置であっても良い。【００１６】  この様な構成により、投射表示装置の未使用の際には、枠体をスイングさせ、この枠体を段差部に進入させると、枠体は、この段差部に容易に嵌まる。【００１７】  また、投射表示装置の使用の際には、枠体をスイングさせ、この枠体を段差部から離間させると、枠体とスクリーンとの間に適正な投射距離が簡易かつ容易に確立され得る。この結果、枠体の平面に設けた開口部を通る画像光がスクリーンに投影される。
なお、前記投射面が固定されて無い場合にあっては、前記投射表示装置の使用の際に、前記揺動検知手段に基づき焦点状態を示す状態信号が検知されることにより、前記投射装置と前記投射面との間の焦点距離を調節可能に構成されても良い。
また、前記投射装置と前記投射面との間の投射位置並びに投射距離が、前記投射表示装置による投射可能な状態に設定された後、前記揺動検知手段が、前記投射装置と前記投射面との間に発生する揺動検知を開始しても良い。【００１８】  前記投射装置に格納され、前記投射面に向けてエネルギー波を放出する放射源と、前記投射面に設けられ、前記エネルギー波との間の相互作用に基づいて前記投射面によって反射されたエネルギー波に所定の特性を付与するマーキングと、を備え、前記揺動検知手段により前記所定の特性を付与された前記エネルギー波に基づいて前記マーキングの状態信号が検出され、前記状態信号に基づいて前記投射装置と前記投射面との間の投射位置が検知されても良い。【００１９】  こうすると、マーキング細線の状態信号が検出（例えば、バーコードリーダーによりマーキング細線のバーコード情報が取得可能か否かを検出）されることにより、この状態信号に基づいて投射装置と投射面との間の適正な投射位置が判別可能になる。
また、発光手段を備え、前記画像形成手段は、前記発光手段から出射された光に基づき前記画像光を形成しても良い。
こうすると、自発光しない液晶表示パネル等の表示素子を画像形成手段として用いることができる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２０】  本発明によれば、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制する携帯型の投射表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態２に係る投射表示装置の外観を模式的に示した斜視図である。
【図３】図３は実施の形態２に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図４】図４は第１の変形例に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態３に係る投射表示装置の一構成例の概要を示した模式図である。
【図６】図６は図５の投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図７】図７は図６のブロック図の要部の詳細を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００２２】１        発光手段
１ａ        リチウム２次電池
１ｂ        白色ＬＥＤ
２        画像形成手段
３        コリメータレンズ
４        液晶ライトバルブ
５        画像メモリ
６        ライトバルブ制御回路
７        投射光学レンズ系
７ａ        投射レンズ
７ｂ        全反射可動ミラー
８        投射装置
９        補正手段制御装置
１０、２１、４０    枠体
１１        補正手段
１１ａ        揺動補正信号出力回路
１１ｂ        ２軸補正用モータ
１２ａ、１２ｂ    角速度センサ
１３ａ、１３ｂ    角速度感知軸
２２        保持部材
２２ａ        切欠領域
３１        フォトダイオード集合体
３２        赤外線ＬＥＤ
３６        赤外線レーザ
３３        赤外線反射ミラー
３４        補正手段制御装置
５０ａ                ハイパスフィルタ
５０ｂ                コントラスト検出部
５０ｃ                メモリ
５０ｄ                比較部
５０ｅ                出力部
１００、１０１、１０２、１０３  投射表示装置
Ｓ１、Ｓ２    スクリーン
Ｐ        開口部
Ｌ        光路
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。【００２４】  なお、図１において、上下および左右の文字を付しているが、これらは、本明細書の説明の便宜上付した文字であって、投射表示装置１００の実際の使用形態における方向に対応するものでは無い。また同様に説明の便宜上、同図において、上下方向をＺ軸方向（あおり方向）と呼び、紙面に対して垂直な方向をＸ軸方向（水平方向）と呼び、左右方向をＹ軸方向（焦点距離方向）と呼ぶ（以下、図３および図４において同じ。）。【００２５】  投射表示装置１００は、発光手段１から出た光で液晶ライトバルブ４の背面を照明し、これにより、液晶ライトバルブ４において形成された画像を構成する光（以下、「画像光」という。）を、投射レンズ光学系７を用いて投射面を含むスクリーン（以下、「スクリーンＳ１またはスクリーンＳ２」という。）に投影する投射装置８を有している。【００２６】  また、投射表示装置１００は、スクリーンＳ１の位置が固定された状態における投射装置８の揺動を検知する揺動検知手段１２と、この揺動検知手段１２の出力値に応じて、投射装置８における画像光のスクリーンＳ１への投射方向を補正する補正手段１１と、揺動検知手段１２から出力された検知信号に基づき補正手段１１の動作を適切に制御する補正手段制御装置９と、を備えて構成されている。【００２７】  なお、これらの揺動検知手段１２、補正手段１１および補正手段制御装置９は、投射装置８を格納する枠体１０に内包されている。【００２８】  ここで、投射装置８は、液晶ライトバルブ４の背面を照射する光を生成するための小型の発光手段１と、この発光手段１から出射された光に基づいて適宜の画像光を形成する画像形成手段２と、この画像形成手段２によって得られた画像光をスクリーンＳ１に向けて拡大して投射する投射光学レンズ系７と、を有している。【００２９】  発光手段１は、リチウム２次電池１ａと、このリチウム２次電池１ａの電力により点灯可能な白色ＬＥＤ（光源）１ｂと、を備えている。このため、効率、出力および消費電力等に優れた白色ＬＥＤ１ｂが、投射表示装置１００の携帯使用投射を可能にしている。【００３０】  なおここでは、光源として白色ＬＥＤ１ｂが使用されているが、これに限らず、上記特性に優れかつ小型のものであれば良く、例えば半導体レーザであっても良い。半導体レーザを使用する場合には、半導体レーザ光源自体を高速に変調させ、これをスキャンする光学レンズ系を構築することで２次元画像を形成することも可能である。【００３１】  画像形成手段２は、スクリーンＳ１に投影する画像光を形成する、透過型の０．５インチＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶パネルからなる液晶ライトバルブ４と、この液晶ライトバルブ４の背面側に位置して、白色ＬＥＤ１ｂから出射した白色ＬＥＤ１ｂを中心にして拡散する拡散光を、Ｚ軸下方向に揃った平行光に集光して、液晶ライトバルブ４の背面にこの平行光を照らすことを可能にしたコリメータレンズ３（集光光学レンズ系）と、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等で構成され、画像情報を記録する画像メモリ５と、こうした画像情報に基づいて、液晶ライトバ���ブ４による光シャッタ動作を実行させて、液晶ライトバルブ４に適宜の画像を書き込ませるライトバルブ制御回路６（ドライバＬＳＩ等）と、を備えて構成されている。【００３２】  なおここでは、ライトバルブ（端的には実時間で画像光の記録および消去の可能な小型の表示デバイス）の一例として液晶パネルが使用されているが、これに限らず、例えば微細な鏡を並べた素子（ＤＭＤ（登録商標）；ディジタルマイクロミラーデバイス）であっても良い。【００３３】  また、投射光学レンズ系７は、液晶ライトバルブ４から出射した画像光の光路（光束の中心の移動経路）Ｌに対し、レンズ光軸が略平行な方向になるように配置された投射レンズ７ａ（実際は複数の球面または非球面レンズの組合せ）と、Ｚ軸方向およびＸ軸方向を中心に回転可能であって、投射レンズ７ａから出射した画像光の光路Ｌに対してＸ軸方向から見て略４５°傾倒するように配置された全反射可動ミラー７ｂと、を備えて構成されている。【００３４】  またここで、揺動検知手段１２は、例えば、投射光学レンズ系７の近傍（正確には投射光学レンズ系７の近傍における枠体１０の内側の適所）に固定された一対の互いに直交する水晶音叉型角速度センサ１２ａ、１２ｂである。【００３５】  スクリーンＳ１は、ここではＸ−Ｚ平面に平行に設けられているため、角速度センサ１２ａの角速度感度軸１３ａは、スクリーンＳ１に投影された投射画像のＺ軸方向（投射画像のあおり方向）に相当し、角速度センサ１２ｂの角速度感度軸１３ｂは、スクリーンＳ１に投影された投射画像のＸ軸方向（投射画像の水平方向）に相当している。そして、各角速度センサ１２ａ、１２ｂには、フィルタ（不図示）やアンプ（不図示）等の各種の信号処理回路が内蔵されているが、これらの角速度センサ１２ａ、１２ｂは公知技術であり、ここでは詳細な説明は省く。【００３６】  またここでは、揺動検知手段１２の角速度センサ１２ａ、１２ｂの一例として、水晶音叉型角速度センサが使用されているが、これに限らず例えば角速度を検知可能な磁気抵抗素子を使っても良く、更には、こうした揺動検知手段１２は、角速度センサに限定されない。【００３７】  角速度センサ１２ａ、１２ｂから出力される２軸分（Ｘ軸とＺ軸）の角速度信号は、補正手段制御装置９に送られ、この補正手段制御装置９に内蔵されるＡ／Ｄコンバータ（不図示）により角速度信号がデジタル化される。【００３８】  なお、このＡ／Ｄコンバータによりデジタル化された角速度信号の大きさは、投射画像のＸ軸方向またはＺ軸方向のぶれの速度に比例している。【００３９】  そして、補正手段制御装置９には、投射表示装置１００の揺動に起因して角速度センサ１２ａ、１２ｂによって検知された角速度の情報に基づいて、投射画像の揺動を相殺するように、投射光学レンズ系７の全反射可動ミラー７ｂを可動するための２軸補正用モータ１１ｂに対する駆動信号を生成する適宜の演算処理装置（ＣＰＵ；不図示）が内蔵されている。【００４０】  ここで補正手段１１は、全反射可動ミラー７ｂのＸ軸方向の回転軸およびＺ軸方向の回転軸を中心に、全反射可動ミラー７ｂを回転可能なモータ軸を備えた２軸補正用モータ１１ｂと、補正手段制御装置９から出力され��駆動信号（デジタル角速度信号）を受け取ってこれに応じた補正出力電圧を２軸補正用モータ１１ｂに送出する揺動補正信号出力回路１１ａと、を備えて構成されている。即ち、２軸補正用モータ１１ｂは、全反射可動ミラー７ｂを適正に可動させて、投射装置８における画像光のスクリーンＳ１への投射方向を補正可能であり、その結果、投射表示装置１００（投射装置８）の揺動による投射画像のぶれ（正確には画像光のＸ軸方向およびＺ軸方向に相当する投射方向のぶれ）が相殺される。【００４１】  ２軸補正用モータ１１ｂによる全反射可動ミラー７ｂの可動動作は、適宜のギア（不図示）やカム（不図示）の組合せによる公知の２軸回転機構によって実現される。【００４２】  なお、焦点距離方向（Ｙ軸方向）の揺動によるスクリーンＳ１上における投射画像のぶれは、無視可能な程度に小さいものと見做され、この方向には投射表示装置１００の揺動の補正は実行されない。【００４３】  本明細書においては、制御装置とは、単独の制御装置だけではなく、複数の制御装置が協働しての動作を制御する制御装置群をも意味する。よって、補正手段制御装置９は、補正手段１１の補正動作の制御の他に、投射表示装置１００の動作制御を兼ねる如く構成されても良く、複数の制御装置が分散配置され、この補正手段制御装置９と他の制御装置（例えばライトバルブ制御回路８）とが協働して投射表示装置１００の動作を制御する如く構成されても良い。【００４４】  次に、本実施の形態に係る投射表示装置１００の動作の一例を、その比較例と共に述べる。【００４５】  本件発明者は、タバコ箱程度の大きさの超小型の投射表示装置１００を試作して、この試作機を手に携帯した状態において点灯させ、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ（手ぶれ）の補正を作動させた場合と、そうさせなかった場合（比較例）と、について、スクリーンＳ２に投影された投射画像の投射状況を確認するという投射確認実験を行った。【００４６】  投射表示装置１００の主電源をオンすると、図１の矢印で示す如く、発光手段１から出射した光に基づき画像形成手段２の液晶ライトバルブ４は、画像光を形成する一方、液晶ライトバルブ４を出射された画像光は、投射光学レンズ系７（投射レンズ７ａおよび全反射可動ミラー７ｂ）において拡大されつつ、全反射可動ミラー７ｂによりその向きをＺ軸下方向からＹ軸右方向に略９０°変えられる。そして、この画像光は、枠体１０の開口部Ｐを通過して、Ｙ軸右方向の延長線に位置するスクリーンＳ１に投影される。これにより、この画像光に対応した投射画像がスクリーンＳ１に写し出される（結像する）。【００４７】  この状態で、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させた場合には、揺動検知手段１２から出力された角速度信号に基づき、投射光学レンズ系７の全反射可動ミラー７ｂの向きが補正手段１１により変更され、これにより、画像光の投射方向が、投射画像のぶれを相殺するように適正に補正される。このため、投射表示装置１００（投射装置８）とスクリーンＳ１との間の投射距離を１ｍに延長させ、投射画像を５０インチ程度に拡大させても、投射画像における文字���報の判読が可能であった。【００４８】  この様な状況と比較として、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合（比較例）には、投射表示装置１００とスクリーンＳ１との間の投射距離を長く取る程（即ち画像領域を大きくする程）、画像情報が判別し難くなって、例えば、投射表示装置１００（投射装置８）とスクリーンＳ１との間の投射距離が３０ｃｍ程度に達すると、投射画像における文字情報は判読が不可能になった。【００４９】  以上のような実験結果から、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正に基づく投射画像ぶれ抑制効果が有効に発揮されていることが理解される。【００５０】  なお同時に、角速度センサ１２ａ、１２ｂのフィルタ通過帯域（または遮断帯域）を変更したうえで、角速度センサ１２ａ、１２ｂの出力をフィルタに通して、投射画像の見易さと揺動の周波数成分との関係も評価した。【００５１】  そうすると、略１Ｈｚ未満の低周波数成分の揺動については、仮に揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ（手ぶれ）補正の作動を止めても、こうした低周波数成分の揺動には観察者の目の動きが追従可能であって、投射画像における文字情報の判別に支障が無かった。【００５２】  また逆に、略１Ｈｚ未満の低周波数の角速度に対して揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ（手ぶれ）の補正を作動させてしまった場合には、投射画像ぶれと峻別されるべき観察者の腕や姿勢の動きに対して、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正が作動してしまい、却って投射画像が見づらくなった。このため、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正は、少なくとも１Ｈｚ以上の角速度に対して実行することが望ましいことも判明した。【００５３】  （実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る投射表示装置の外観を模式的に示した斜視図である。【００５４】  投射表示装置１０１は、図２から理解されるとおり、投射面を含む矩形かつ平面状のスクリーンＳ２と、スクリーンＳ２のうちの長辺に対応する一辺に沿って適宜の固定手段（不図示）により、このスクリーンＳ２と接合される棒状の保持部材２２と、各種のコンポーネント（投射装置８）を格納する棒状かつ半円柱状の枠体２１と、を備えて構成されている。【００５５】  より詳しくは、保持部材２２には、保持部材２２の長手方向の略中央部分迄、その長手方向に沿って欠いた略半円柱状の切欠領域２２ａが形成されている。このため、保持部材２２は、保持部材２２の一端から略中央部分迄の間では円柱状の形態をなし、保持部材２２の略中央部分から他端迄の間では半円柱状の形態をなしている。【００５６】  そして、この切欠領域２２ａは、保持部材２２に設けた、半円柱状の枠体２１を嵌めるための段差部に相当し、ここで、段差部とは、枠体２１の形状に対応して切欠いた切欠領域２２ａの如く構成された断面カット領域や、枠体２１の形状に対応して保持部材２２を窪ませた凹部領域（不図示）等、枠体２１を嵌める各種の階段状の領域を総称して指すものである。【００５７】  切欠領域２２ａの切欠断面の形状は、半円柱状の枠体２１の平面（底面）形状と略一致しており、このことから、枠体２１の平面を保持部材２２の切欠断面に向かい合わせて当接させると、半円柱状の枠体２１および保持部材２２の半円柱状部分からなる略円柱形状の部材として投射表示装置１０１をコンパクトに構成できる。また、半円柱状の枠体２１の長手方向の端が、保持部材２２の長手方向の略中央部分（保持部材２２の半円柱状部分の基端部分近傍）に適宜の回転支点部（例えばヒンジ；不図示）を介して固定され、これにより、枠体２１と保持部材２２が互いに接合される。【００５８】  この状態で、投射表示装置１０１の使用の際には、図２の実線で示す如く、この回転支点部を中心にして、枠体２１の長手方向が保持部材２２の長手方向と交差（直交）するように枠体２１をスイングさせて切欠領域２２ａから枠体２１を離間させると（投射表示装置１０１の使用位置）、枠体２１とスクリーンＳ２との間に適正な投射距離が簡易かつ容易に確立され得る。この結果、枠体２１の平面に設けた開口部Ｐを通る画像光がスクリーンＳ２に投影され得る。なお、本実施の形態では、開口部Ｐを通る画像光の光軸がスクリーンＳ２の法線に対し傾斜しているので、この画像光はいわゆる台形補正が施されている。つまり、画像光の光軸がスクリーンＳ２の法線に対し傾斜した状態で、歪の無い画像がスクリーンＳ２に写るように、画像光が予め光学系によって加工されている（画面の縦の長さと横の長さとの比が変化させられている）。この台形補正は周知であるので、その詳しい説明は省略する。【００５９】  一方、投射表示装置１０１の未使用の際には、図２の２点鎖線で示す如く、枠体２１の長手方向が保持部材２２の長手方向に並行するように枠体２１をスイングさせて枠体２１を切欠領域２２ａに進入させると（投射表示装置１０１の未使用位置）、枠体２１は、適宜の固定手段（不図示）を介して切欠領域２２ａにピッタリ嵌まる。【００６０】  即ち、枠体２１の長手方向の端が保持部材２２のスイング可能に取り付けれ、枠体２１が、この枠体２１の長手方向の端を中心にスイング移動して、投射表示装置１０１の未使用位置と使用位置との間において、保持部材２２に対し嵌まりまたは保持部材２２から離れる如く構成されている。
この様にして、スクリーンＳ２の位置が投射装置の動きに追随する如く構成された、携帯型の投射表示装置１０１が得られる。
本件発明者は手始めに、図２に示した枠体２１の内部に、実施の形態１（図１）で説明したものと同じ投射装置８と、揺動検知手段１２と、補正手段１１と、補正手段制御装置９と、を組み込んだ投射表示装置を試作し、この試作機を手に携帯した状態において点灯させ、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させた場合と、そうさせなかった場合と、について、投射表示装置の投射画像の投射状況を確認するという実施の形態１と同様の投射確認実験を行った。
そうすると、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させた場合には、携帯した投射表示装置の揺動と共にスクリーンが動く一方で、そこに写し出された投射画像が静止している。この結果、一種の眩暈の様な違和感を観察者に与えた。例えば、手に持った印刷物を揺動させると、必然的に印刷物に印字された表示（図や文字等）も揺れ動き、観察者の目視は印刷物とそこに印字された表示を、揺れ動いた状態で追跡することに自然に慣らされている。【００６１】  そうであるにも拘らず、スクリーンの位置が投射装置の動きに追随して動く際に、スクリーンに写された投射画像のみが静止している状況を観察者は不自然に感じ、このことが観察者に眩暈の様な違和感をもたらしたと推察される。【００６２】  即ち、スクリーンＳ１（図１参照）の位置が固定された状態における実施の形態１の状況と反して、本実施の形態の如く、スクリーンＳ２（図２参照）の位置が投射装置の動きに追随する場合には、むしろ、投射画像ずれ補正を作動させない場合の方が、投射画像における違和感が解消され、こうした観点からは良質の画像が得られると言える。【００６３】  ところが、更なる小型かつ軽量の投射表示装置を開発する際に、投射表示装置における投射装置とスクリーンＳ２との間の剛性の確保は、困難になると想定される。そうなると今度は、投射表示装置を携帯使用する場合に、手ぶれに起因する投射装置とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動（微動な振動）を無視できなくなる可能性がある。例えば、図２に示した投射表示装置１０１を例にして述べると、枠体２１の一端が、適宜の固定手段（例えばヒンジ）により保持部材２２に対し揺動可能に保持された状態にあり、このことから、枠体２１とスクリーンＳ２との間の剛性は高くなく、寧ろ固定手段におけるぐらつき（遊び）により、両者の剛性を確保することは難しい。よって、手ぶれに起因する投射装置８とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動が、投射画像の画質に悪影響を及ぼす懸念がある。実際に、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合に、この揺動の影響と推定される画像ボケや文字ボケが観測された。【００６４】  以上のような結果から総合的に判断して、実施の形態１で説明した揺動検知手段１２における技術思想と相違する解決原理を具現化可能な揺動検知手段を、別途考案することを要すると、本件発明者は考えた。【００６５】  図３は、本実施の形態に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。本図では便宜上、枠体２１およびスクリーンＳ２は、図１に倣って互いに離間した如く図示しているが、実際には、図２に示した如く、保持部材２２を介して、枠体２１およびスクリーンＳ２は接合されている。【００６６】  なお、実施の形態１で説明した各種のコンポーネントと同じ構成のものには、同一の符号を付して、これらの構成の詳細な説明を省く。【００６７】  図３によれば、水晶音叉型角速度センサ１２ａ、１２ｂに替えて、揺動検知手段として、赤外線ＬＥＤ３２（エネルギー波放射源）と、赤外線反射ミラー３３と、フ���トダイオード集合体３１と、を設けている。【００６８】  赤外線ＬＥＤ３２は、スクリーンＳ２の中央部分に目立たないように埋め込まれ、投射光学レンズ系７の全反射可動ミラー７ｂの中央部分を基準にして、赤外線の強度を略±３０°以内に正規分布するように絞られた赤外線（波長１μｍ）を発する。【００６９】  赤外線反射ミラー３３は、赤外線を反射して可視光線を透過するように調整された屈折率の異なる誘電体多層構造をなして、液晶ライトバルブ４と投射レンズ７ａとの間に配置され、赤外線に対してＸ軸方向から見て略４５°傾倒するように配置されている。【００７０】  フォトダイオード集合体３１は、８行（Ｘ軸方向）×８列（Ｚ軸方向）のＸ−Ｚ平面に平行な平面内に配置された合計６４個の赤外線フォトダイオード（不図示）と、これらの各フォトダイオードの前面に赤外線通過用の小孔を形成した遮光板（不図示）と、を備え、これにより、赤外線を検知したフォトダイオードの位置に基づいて赤外線の入射領域の時系列的な変遷を導くことを可能し、延いては、手ぶれに起因する投射装置８とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動（微動な振動）が、フォトダイオード集合体３１により検知され得る。勿論、赤外線フォトダイオードに替えて、赤外線フォトトランジスタや赤外線フォトＩＣを使っても良い。【００７１】  次に、本実施の形態に係る投射表示装置の動作を説明する。【００７２】  揺動検知動作以外の投射表示装置１０１の動作は、実施の形態１で説明した投射表示装置１００の動作と同じため、両者に共通する動作の説明は省く。【００７３】  赤外線ＬＥＤ３２からＹ軸左方向に沿って出射された赤外線は、図３の太い点線で示す如く、全反射可動ミラー７ｂによりＺ軸上方向に進行するように反射される。そして、Ｚ軸上方向に進行する赤外線は、投射レンズ７ｂを通過した後、赤外線反射ミラー３３に到達してこの赤外線反射ミラー３３の多層誘電体の干渉効果により再びＹ軸左方向に進行するように反射され、最終的に遮光板の小孔を通ってフォトダイオード集合体３１に入射する。【００７４】  ここで補正手段制御装置３４は、所定の時間（例えばΔｔ）毎に、フォトダイオード集合体３１の出力値のマトリクス分布を繰り返してサンプリングする。そして、補正手段制御装置３４は、例えば、サンプリング時点（ｔ）における第ｎ番目のマトリクス分布出力値Ｎ（ｔ）（ｉ、ｊ）（ｉ＝１〜８、ｊ＝１〜８）と、サンプリング時点（ｔ＋Δｔ）における次回（第ｎ＋１番目）のマトリクス分布出力値Ｎ（ｔ＋Δｔ）（ｉ、ｊ）と、の間の差分マトリクス（Ｎ（ｔ）（ｉ、ｊ）−Ｎ（ｔ＋Δｔ）（ｉ、ｊ））を演算する。【００７５】  そうすると、この差分マトリクス（Ｎ（ｔ）（ｉ、ｊ）−Ｎ（ｔ＋Δｔ）（ｉ、ｊ））の数値のうちの最大値に対応する座標と最小値に対応する座標とを結んだ直線が、当該期間内（ｔ〜ｔ＋Δｔ）における投射装置８とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動の運動ベクトルに関連付けられることになる。【００７６】  続いて、補正手段制御装置３４は、こうして得られた運動ベクトルをＺ軸方向の成分値とＸ軸方向の成分値に分けて、各々の成分値に適宜の係数を乗じて、実施の形態１の角速度信号に相当する出力信号を揺動補正信号出力回路１１ａに送り、これにより、実施の形態１で説明した投射画像ぶれ補正と同じ補正が実行され、その結果として、投射装置とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動による投射画像劣化が解消可能と期待される。【００７７】  本件発明者は、図２に示した枠体２１の内部に、図３に示した投射装置８と、揺動検知手段としての赤外線反射ミラー３３およびフォトダイオード集合体３１と、補正手段１１と、補正手段制御装置３４と、を組み込み、かつ図２に示したスクリーンＳ２に、揺動検知手段としての赤外線ＬＥＤ３２を組み込んだ投射表示装置を試作した。そして、この試作機を手に携帯した状態において点灯させ、揺動検知手段３１、３２、３３および補正手段１１による投射装置８とスクリーンＳ２との間の相対的な揺動に起因した投射画像ぶれの補正を作動させた場合と、そうさせなかった場合と、について、投射表示装置の投射画像の投射状況を確認する投射確認実験を行った。【００７８】  そうすると、投射画像ぶれ補正を作動させた場合に投射画像はスクリーンＳ２と共に揺れ動いて、投射装置８自体の揺動を補正した際に発生した眩暈の様な違和感が解消される共に、投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合に比べて画像ボケや文字ボケが改善され鮮明な画質を得ることができた。【００７９】  なおここでは、スクリーンＳ２に設置するエネルギー波放射源として赤外線ＬＥＤを例に述べたが、これに限らず、例えば、赤外線レーザ、超音波発信源、ＲＦ等の電磁波発信源および磁石等の磁気発生手段の如く、投射画像および音声並びに人体に悪影響の無いエネルギー波を放出する放射源であれば、その種類や強度を適宜、選択可能である。【００８０】  例えば、超音波や電磁波であればドップラー効果による速度検出が可能であって、この速度検知データをもとに投射装置８とスクリーンＳ２との間の相対的な揺動が把握され得る。【００８１】  また、複数個の超音波（電磁波）素子をスクリーンＳ２の適所に設置して、これらの素子から発生した電磁波源または超音波源に基づいて両者間の干渉を生じせしめ、エネルギー波に空間分布を生じさせれば、投射装置８とスクリーンＳ２との間の相対揺動により、超音波（電磁波）センサにおいて検知されるエネルギー量が変更され、これにより、相対揺動が検出可能である。【００８２】  更には、磁石をスクリーンＳ２に設置させ、スクリーンＳ２の投射装置８に対する相対運動を投射装置８につけたホール素子で検出することも可能であり、コイルにおける誘導電流を検出することも可能である。【００８３】  勿論、電磁波および赤外線の両方を使用する如く、複数種のエネルギー波放射源を併用しても良い。【００８４】  〔第１の変形例〕
実施の形態２では、エネルギー波放射源としての赤外線ＬＥＤ３２をスクリーンＳ２に設置した構成例を述べたが、ここでは、その変形例として、スクリーンＳ２に赤外線ＬＥＤ３２を設置させることに替えて、同種の赤外線レーザ３６を、投射装置８を格納する枠体２１の内部に設置した構成例を説明する。【００８５】  なお、実施の形態２から改変した赤外線レーザ３６の設置場所を除き、本変形例の構成および動作は、実施の形態２の構成および動作と同じため、ここでは両者に共通する構成および動作の説明は省略する。
図４は、本変形例に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。【００８６】  図４によれば、枠体２１の内部の適所（例えば枠体２１の壁）に設置された赤外線レーザ３６は、その強度を略±３０°以内に正規分布するように絞られた赤外線（波長１μｍ）をスクリーンＳ２に向けて（正確には赤外線反射ミラー３３や全反射可動ミラー７ｂを介して）発するように構成され、これにより、このスクリーンＳ２から反射する赤外線のエネルギー波を、実施の形態２と同様にフォトダイオード集合体３１で検知できる。【００８７】  次に、第１の変形例に係る投射表示装置の動作を述べる。【００８８】  赤外線レーザ３６からＹ軸右方向に沿って出射された赤外線は、図４の太い点線で示す如く、赤外線反射ミラー３３の多層誘電体の干渉効果によりＺ軸下方向に進行するように反射される。そして、Ｚ軸下方向に進行する赤外線は、投射レンズ７ｂを通過した後、全反射可動ミラー７ｂに到達してこの全反射可動ミラー７ｂより再びＹ軸右方向に進行するように反射され、スクリーンＳ２に入射する。続いて、このスクリーンＳ２によりＹ軸左方向に沿って反射された赤外線のエネルギー波は、図４の太い点線で示す如く、先程述べた赤外線の経路と逆の経路を辿るように、全反射可動ミラー７ｂによりＺ軸上方向に進行するように反射され、その後、Ｚ軸上方向に進行する赤外線のエネルギー波は、投射レンズ７ｂを通過した後、赤外線反射ミラー３３に到達してこの赤外線反射ミラー３３の多層誘電体の干渉効果により再びＹ軸左方向に進行するように反射され、最終的に遮光板の小孔を通ってフォトダイオード集合体３１に入射する。【００８９】  このような本変形例に係る投射表示装置によれば、実施の形態２と同様に、投射画像ぶれ補正を作動させた場合に投射画像はスクリーンＳ２と共に揺れ動いて、投射装置８自体の揺動を補正した際に発生した眩暈の様な違和感が解消される共に、投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合に比べて画像ボケや文字ボケが改善され鮮明な画質を得ることができた。
（実施の形態３）
実施の形態２では、図２に示す如く、スクリーンＳ２と枠体２１とが接合された一体型の投射表示装置１０１を例に説明したが、スクリーンＳ２と枠体２１を一体に接合する必要性は無く、本発明の実施の形態３では、その変形例として、投射装置を格納する枠体と、スクリーンと、を別体に配置する構成例を説明する。
図５は、本実施の形態に係る投射表示装置の一構成例の概要を示した模式図である。図６は図５の投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。図７は図６のブロック図の要部の詳細を示したブロック図である。図５乃至図７において、図４と同一又は相当する構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態の投射表示装置１０３は、観察者の手に保持された薄いシート状の、紙等のスクリーンＳ２と、このスクリーンＳ２と別体品であって、例えば観察者の衣服の胸元に付けた投射装置８を格納する枠体４０と、を備えて構成されている。【００９０】  なお、枠体４０の内部には、図６に示すように、実施の形態２（図３）で説明した各種のコンポーネント（投射装置８、揺動検知手段としての赤外線反射ミラー３３およびフォトダイオード集合体３１、補正手段１１および補正手段制御装置３４）または第１の変形例（図４）で説明した各種のコンポーネント（投射装置８、揺動検知手段としての赤外線レーザ３６、赤外線反射ミラー３３およびフォトダイオード集合体３１、補正手段１１および補正手段制御装置３４）が内蔵されている。【００９１】  なお、これらのコンポーネントの構成および動作は各々、実施の形態２と第１の変形例で説明した内容と同じため、こうした構成および動作の説明は省略する。【００９２】  このような投射表示装置１０３によれば、投射表示装置１０３の使用時には、衣服の胸元に付けた装置を作動させると、投射画像がスクリーンＳ２に写し出され、投射表示装置１０３の未使用時には、枠体４０を首に下げ、またはかばんに収納して、スクリーンＳ２と別々に持ち運べる。【００９３】  ここで、本変形例に係る投射表示装置１０３においては、投射装置８とスクリーンＳ２との間の投射距離が固定されない。このため、投射表示装置１０３に何らかのオートフォーカス機能や投射位置判別機能を持たせる必要がある。そこで、赤外線を吸収して、かつ可視光に対して透明（即ち目に見えない）に機能する赤外線インクにより、赤外線に対して黒い線となるバーコード状細線（不図示）や複数の同心円状細線（不図示）からなるマーキング細線が、スクリーンＳ２の表面の適所に設けられている。【００９４】  そして、スクリーンＳ２に設けられたマーキング細線に対して、適宜の赤外線ＬＥＤや赤外線レーザ（例えば、図４に示した枠体２１の赤外線レーザ３６）により赤外線を照射すると、スクリーンＳ２により反射される赤外線のエネルギー波には、所定の特性、例えば、バーコード状細線であればバーコード情報が付与され、こうしたエネルギー波が、フォトダイオード集合体３１（正確には赤外線反射ミラー３３や全反射可動ミラー７ｂを介して）に送られる。
そうすると、フォトダイオード集合体３１に入射した赤外線のエネルギー波に基づいて、マーキング細線の状態信号（例えば、バーコード状細線であれば、マーキング細線が分離検知され、バーコードリーダー（不図示）によりマーキング細線のバーコード情報を取得可能か否かといった状態信号）が８行×８列にマトリクス状にフォトダイオードを配したフォトダイオード集合体３１により検出される。そして、この様なマーキング細線の状態信号は、投射装置８とスクリーンＳ２との間の投射位置を判別するための信号または投射装置８とスクリーンＳ２との間の焦点状態を示す信号として、補正手段制御装置３４に出力される。このため、補正手段制御装置３４によって、投射装置８とスクリーンＳ２との間の適正な投射位置が判別可能になると共に、投射光学レンズ系７における投射装置８とスクリーンＳ２との間の焦点も自動的に調整できるようになる。具体的には、本実施の形態では、マーキング細線とその背景（スクリーン２の表面）とのコントラストを利用して焦点自動調整を行う。以下、この焦点自動調整機構を詳しく説明する。図７において、補正手段制御装置３４は、前述の揺動補正の為の揺動検出部に加えて、焦点自動調節部５０を含む。焦点自動調節部５０は、ハイパスフィルタ５０ａと、コントラスト検出部５０ｂと、メモリ５０ｃと、比較部５０ｄと、出力部５０ｅとを有している。また、投射レンズ７ａの一部のレンズ７ａ１が図示されないモータによって投射レンズ７ａの光軸に沿った方向（Ｚ軸方向）における順及び逆の２方向に移動され、かつこのモータが出力部５０ｅからの出力電流に応じた速度で回転するように構成されている。このように構成された焦点自動調整機構においては、赤外線レーザ３６から出射された赤外線（赤外光）が投射レンズ７ａを通ってスクリーン２のマーキング細線で反射され、その反射光が投射レンズ７ａを逆方向に通ってフォトダイオード集合体３１により受光される。この際、上記反射光は、スクリーンＳ２のマーキング細線によりそのビームの横断面方向における強度に濃淡が生じ、フォトダイオード集合体３１が受光する反射光の強度がこの濃淡による分布を有するものとなる。この強度分布を有する反射光がフォトダイオード集合体３１で受光信号（電気信号）に変換される。この受光信号はフォトダイオード集合体３１から出力されて揺動検出部に入力される一方、ハイパスフィルタ５０ａに通され、その際、その輪郭をなす高周波成分が取り出される。そして、コントラスト検出部５０ｂにおいて、この取り出された高周波成分について、上述の濃淡に対応する強度比からコントラストが検出される。投射レンズ７ａの焦点がぼけている（スクリーン２に合っていない）ときは、このコントラストは小さく、焦点が最も合ったときにこのコントラストが最大となる。このコントラストは、メモリ５０ｃ及び比較部５０ｄに出力される。メモリ５０ｃは入力されたコントラストを次のサンプリング期間まで記憶する（この記憶されたコントラストは次に入力されるコントラストによって更新される）。比較部５０ｅは、入力された現時点におけるコントラストをメモリ５０ｃに記憶された１つ前のサンプリング期間におけるコントラストと比較し���、コントラストの時間的な変化を算出し、この変化に応じた電流を上述のモータに出力する。すると、この出力電流に応じた回転速度でモータが投射レンズ７ａの一部のレンズ７ａ１を移動させ、それにより、投射レンズ７ａの焦点を変える（上述のコントラストの時間的な変化が小さくなる方向に焦点を変化させる）。これにより、投射レンズ７ａの焦点が、赤外線レーザ３６から出射される赤外線の反射光におけるコントラストを検出することによってフィードバック制御される。このフィードバック制御によれば、投射レンズ７ａの焦点のぼけの程度が大きくなると、比較部５０ｅにおいて算出されるコントラストの時間的変化が大きくなって、投射レンズ７ａの焦点が大きく（急速に）変化し、逆に投射レンズ７ａの焦点のぼけの程度が小さくなると、比較部５０ｅにおいて算出されるコントラストの時間的変化が小さくなって、投射レンズ７ａの焦点が小さく（緩慢に）変化する。そして、投射レンズ７ａの焦点が合うと、比較部５０ｅにおいて算出されるコントラストの時間的変化がゼロになり、投射レンズ７ａの焦点が変化しなくなる。従って、投射レンズ７ａの焦点が自動的に調整される。
以上のように、本実施の形態によれば、投射装置を格納する枠体４０とスクリーンＳ２とを別体とし、当該投射装置の焦点をスクリーンＳ２に自動調整しかつ投射装置とスクリーンＳ２との相対的揺動を揺動補正機構によって相殺しながら、投射装置によってスクリーンＳ２に投射される画像を見ることができる。従って、投射装置とスクリーンＳ２との相対的揺動による画像の乱れを抑制可能な携帯型の投射表示装置を実現することができる。【００９５】  なお、実施の形態２及び３では、エネルギー波として赤外線を例に述べたが、これに限らず、例えば、電磁波や超音波の如く投射画像および音声並びに人体に悪影響の無いエネルギー波であれば、その種類を適宜選択可能である。【００９６】  また、スクリーンＳ２の略中央部分に、バーコード状細線または同心円状細線からなるマーキング細線（エネルギー放射源が赤外線であれば、赤外線インクにより描かれたマーキング細線）を設けても良い。【００９７】  そうすると、投射装置８の主電源をオンして、エネルギー放射源（例えば枠体２１の赤外線レーザ３６）がエネルギー波を発する状態に保っておくと、補正手段制御装置３４は、このエネルギー波がマーキング細線に当たって戻ってくるエネルギー波を検知したか否かに基づいてスクリーンＳ２の適切な投射位置（即ち投射装置８の投射中心とスクリーンの中心の合致位置）を容易に把握可能になる。そして、スクリーンＳ２が適切な投射位置に進入して、投射装置８とスクリーンＳ２との間の投射位置並びに投射距離が、投射表示装置による投射動作可能な概略初期状態に設定された後に、揺動検知手段および補正手段１１の動作を自動的に開始すれば、揺動検知手段および補正手段１１に基づく揺動ずれ補正の効果を発揮させながらスクリーンＳ２の中央部分に画像を表示した状態を保つことができ好適である。勿論、観察者の手動動作（適当なスイッチ手段の切り替え動作）により、揺動検知手段および補正手段１１を作動させるようにしても良い。【００９８】  また、実施の形態１乃至３では、画像形成手段２を自発光しない液晶ライトバルブ４で構成しかつ発光手段１を備えるよう構成したが、画像形成手段をＥＬ表示素子等の自発光する素子で構成しても良い。この場合には、発光手段１を省略することができる。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】  本発明によれば、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制でき、例えば、携帯型の投射表示装置に適用可能である。
【図１】
2006115210.tif 000002
【図２】
2006115210.tif 000003
【図３】
2006115210.tif 000004
【図４】
2006115210.tif 000005
【図５】
2006115210.tif 000006
【図６】
2006115210.tif 000007
【図７】
2006115210.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月17日(2007.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射面を有するスクリーンと、
画像光を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって得られた画像光を前記投射面に向けてその投射方向を変更可能に投射する投射光学レンズ系と、を有する投射装置と、
前記投射面から前記投射光学レンズ系を通過して到来する、前記画像光に悪影響を及ぼさないエネルギー波に基づいて前記投射面に対する前記投射装置の相対的な揺動を検知する揺動検知手段と、
前記揺動による前記画像光の投射方向の相対的なぶれを相殺するように、前記揺動検知手段の出力値に応じて、前記投射光学レンズ系の前記投射方向を補正する補正手段と、を備え、
前記揺動検知手段は、前記投射装置に格納され、前記エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から出射され前記投射光学レンズ系を通過して前記投射面に投射されかつ前記投射面により反射され前記投射光学レンズ系を通過して入射するエネルギー波を検知するセンサと、を有し、前記センサで検知されるエネルギー波に基づいて前記投射面に対する前記投射装置の相対的な揺動を検知するものであり、
前記投射面に、前記エネルギー波との相互作用に基づいて前記投射面により反射されるエネルギー波に、所定の特性を付与するマーキングが設けられており、
前記光学レンズ系は前記投射する画像光の焦点を調整可能に構成されており、かつ、
前記揺動検知手段の前記センサで検知される前記所定の特性を付与されたエネルギー波に基づいて前記光学レンズ系の焦点状態を検知し、この焦点状態に基づいて前記光学レンズ系の焦点を調整する焦点自動調節手段をさらに備えている携帯型の投射表示装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記揺動検知手段が、前記投射面が前記投射装置に固定されて無い場合における前記投射装置と前記投射面との間に発生する相対的な揺動を検知する請求項１記載の投射表示装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
（削除）
【請求項１４】
（削除）
【請求項１５】
前記揺動検知手段は、前記所定の特性を付与された前記エネルギー波に基づいて前記マーキングの状態信号を検出し、前記状態信号に基づいて前記投射装置と前記投射面との間の投射位置を判別する請求項１記載の投射表示装置。
【請求項１６】
発光手段を備え、前記画像形成手段は、前記発光手段から出射された光に基づき前記画像光を形成する、請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項１７】
前記ネルギー波が赤外線である請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項１８】
前記マーキングが、前記投射面の前記画像光が投射される領域に設けられている請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項１９】
前記マーキングが、前記投射面の略中央部に設けられている請求項１８に記載の投射表示装置。
【請求項２０】
前記マーキングが付与する前記所定の特性が、前記投射装置と前記投射面との間の投射位置と、前記光学レンズ系の焦点状態と、の双方の情報を含むような特性である請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項２１】
前記マーキングがバーコード状細線又は同心円状細線である請求項２０に記載の投射表示装置。
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月17日(2007.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射面を有するスクリーンと、
画像光を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって得られた画像光を前記投射面に向けてその投射方向を変更可能に投射する投射光学レンズ系と、を有する投射装置と、
前記投射面から前記投射光学レンズ系を通過して到来する、前記画像光に悪影響を及ぼさないエネルギー波に基づいて前記投射面に対する前記投射装置の相対的な揺動を検知する揺動検知手段と、
前記揺動による前記画像光の投射方向の相対的なぶれを相殺するように、前記揺動検知手段の出力値に応じて、前記投射光学レンズ系の前記投射方向を補正する補正手段と、を備え、
前記揺動検知手段は、前記投射装置に格納され、前記エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から出射され前記投射光学レンズ系を通過して前記投射面に投射されかつ前記投射面により反射され前記投射光学レンズ系を通過して入射するエネルギー波を検知するセンサと、を有し、前記センサで検知されるエネルギー波に基づいて前記投射面に対する前記投射装置の相対的な揺動を検知するものであり、
前記投射面に、前記エネルギー波との相互作用に基づいて前記投射面により反射されるエネルギー波に、所定の特性を付与するマーキングが設けられており、
前記光学レンズ系は前記投射する画像光の焦点を調整可能に構成されており、かつ、
前記揺動検知手段の前記センサで検知される前記所定の特性を付与されたエネルギー波に基づいて前記光学レンズ系の焦点状態を検知し、この焦点状態に基づいて前記光学レンズ系の焦点を調整する焦点自動調節手段をさらに備えている携帯型の投射表示装置。
【請求項２】
前記揺動検知手段が、前記投射面が前記投射装置に固定されて無い場合における前記投射装置と前記投射面との間に発生する相対的な揺動を検知する請求項１記載の投射表示装置。
【請求項３】
前記揺動検知手段は、前記所定の特性を付与された前記エネルギー波に基づいて前記マーキングの状態信号を検出し、前記状態信号に基づいて前記投射装置と前記投射面との間の投射位置を判別する請求項１記載の投射表示装置。
【請求項４】
発光手段を備え、前記画像形成手段は、前記発光手段から出射された光に基づき前記画像光を形成する、請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項５】
前記ネルギー波が赤外線である請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項６】
前記マーキングが、前記投射面の前記画像光が投射される領域に設けられている請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項７】
前記マーキングが、前記投射面の略中央部に設けられている請求項６に記載の投射表示装置。
【請求項８】
前記マーキングが付与する前記所定の特性が、前記投射装置と前記投射面との間の投射位置と、前記光学レンズ系の焦点状態と、の双方の情報を含むような特性である請求項１に記載の投射表示装置。
【請求項９】
前記マーキングがバーコード状細線又は同心円状細線である請求項８に記載の投射表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射表示装置に係り、更に詳しくは、携帯用に改良された投射表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射表示装置の投射動作の際には、発光手段（光源）の電力供給等の制約から投射表示装置を安定した場所に据え置くことが、従来から常識化していた。
【０００３】
しかし、最近、リチウム２次電池等の小型電源により点灯可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザといった効率、出力および消費電力等に優れた小型光源が急速に普及しており、この様な小型光源の商品化と相俟って、携帯した状態において投射可能な超小型の投射表示装置が提案されるに及んでいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の携帯電話によれば、アンテナを通して地図情報を受信した上で、この地図情報が投射画像として投射面（壁等）の平面に写ることを可能にした投射装置が、携帯電話に内蔵されている。
【０００５】
ところで、携帯した状態で使用する電気機器の代表例としては、ビデオカメラやデジタルカメラがある。そして、こうしたビデオカメラやデジタルカメラには、手振れによる記録画像の乱れを補正する手振れ防止機能が装備される場合がある。ビデオカメラ本体に装着した角速度センサによりカメラの揺動を検出し、この検出結果に基づく手振れ補正技術は、既に開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
例えば、角速度センサの例として、水晶音叉型角速度センサがある。音叉形状にした水晶に電圧を印加することにより、水晶音叉型角速度センサは、その圧電性に起因し一方向に振動する。
【０００７】
この状態で水晶音叉型角速度センサに角速度が加わると、コリオリの力が作用して印加電圧と直交方向に電圧が発生し、これにより、角速度が検出できる。このため、水晶音叉型角速度センサをカメラ本体に装着すれば、カメラの手振れ状態（角速度）が容易に検出可能になって、その結果、水晶音叉角速度センサの出力信号に応じた揺動補正信号に基づいて、カメラ光学レンズ系のレンズを適宜に回転させる等のフィードバック制御が行え、延いては、カメラの手振れによる記録画像乱れを補正し得る。  
【特許文献１】特開２００２−２６１８８９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１４３３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、本件発明者は、リチウム２次電池等の小型電源により点灯可能なＬＥＤや半導体レーザを光源として使用することにより、携帯した状態で投射可能な投射表示装置を開発している。
【０００９】
しかし、投射面が固定された状態、例えば、投射面として固定した壁の場合において、携帯使用の投射表示装置による投射面への投射を実行すると、手振れによる投射画像の乱れが発生し画像情報の判読に不都合がある。
【００１０】
また、投射面が固定されて無い状態、例えば、投射装置と投射面とを一体化して投射面が投射装置の動きに追随する場合において、投射装置と投射面とを接合する剛性に依存して、両者間の振れによる投射画像の乱れが発生し、同様に画像情報の判読に支障をきたす。
【００１１】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制する携帯型の投射表示装置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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る携帯型の投射表示装置は、画像光を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって得られた画像光を投射面に向けて投射する投射光学レンズ系と、を有する投射装置と、前記投射面に対する前記投射装置の相対的な揺動を検知する揺動検知手段と、前記揺動による前記画像光の投射方向の相対的なぶれを相殺するように、前記揺動検知手段の出力値に応じて、前記投射装置における前記画像光の前記投射面への投射方向を補正する補正手段と、を備えて構成されている。
【００１３】
この様な構成により、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制できる。
【００１４】
前記揺動検知手段が、前記投射面が固定された状態における前記投射装置の前記相対的な揺動を検出しても良い。
【００１５】
この構成により、携帯型の投射表示装置（投射装置）と投射面との間の投射距離を充分に延長させ、投射画像を大画面に拡大させても、投射画像における文字情報の判読が可能になった。
【００１６】
なおここで、前記揺動検知手段の一例が、前記投射装置の角速度を検知する角速度センサである。角速度センサとして、例えば、水晶音叉型角速度センサがある。
【００１７】
また、前記揺動検知手段が、前記投射面が固定されて無い場合における前記投射装置と前記投射面との間に発生する相対的な揺動を検知しても良い。
【００１８】
この様な構成により、投射面が固定されて無い状態において、投射装置と投射面との間に発生する揺動による投射画像の乱れを抑制でき、その結果、投射装置と投射面との間に発生する揺動に起因する画像ボケや文字ボケが改善され鮮明な画質を得ることができた。
【００１９】
なお、前記揺動検知手段は、前記投射面に配置され、エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から出射されるエネルギー波を検知するセンサと、を備えて構成されても良い。
【００２０】
若しくは、前記揺動検知手段は、前記投射装置に格納され、エネルギー波を放出する放射源と、前記放射源から前記投射面に向けて出射されかつ前記投射面により反射されるエネルギー波を検知するセンサと、を備えて構成されても良い。
【００２１】
また、前記投射面に、前記エネルギー波との相互作用に基づいて前記投射面により反射されるエネルギー波に、所定の特性を付与するマーキングを設けて良く、このマーキングを、例えば、投射装置と投射面との間の適正な投射位置の検知に活用できる。
【００２２】
また、投射表示装置は、前記投射装置から出射された前記画像光を投射する投射面を備えて構成されても良く、これの一構成例として、前記投射面を含む面状のスクリーンと、前記スクリーンの一辺に沿って前記スクリーンと接合された棒状の保持部材と、を備え、前記保持部材を介して、前記スクリーンと前記投射装置とが接合されても良い。
【００２３】
ここで、投射表示装置は、前記保持部材に段差部を設け、前記投射装置の枠体を前記段差部に嵌める投射表示装置の未使用位置と、前記枠体を前記段差部から離す投射表示装置の使用位置と、を有して構成されても良い。
【００２４】
例えば、前記枠体の端が前記保持部材に取り付けれ、前記枠体が、前記端を中心にスイングすることにより、前記未使用位置と前記使用位置との間において、前記枠体が、前記段差部に嵌まりまたは前記段差部から離れる如く構成された投射表示装置であっても良い。
【００２５】
この様な構成により、投射表示装置の未使用の際には、枠体をスイングさせ、この枠体を段差部に進入させると、枠体は、この段差部に容易に嵌まる。
【００２６】
また、投射表示装置の使用の際には、枠体をスイングさせ、この枠体を段差部から離間させると、枠体とスクリーンとの間に適正な投射距離が簡易かつ容易に確立され得る。この結果、枠体の平面に設けた開口部を通る画像光がスクリーンに投影される。
【００２７】
なお、前記投射面が固定されて無い場合にあっては、前記投射表示装置の使用の際に、前記揺動検知手段に基づき焦点状態を示す状態信号が検知されることにより、前記投射装置と前記投射面との間の焦点距離を調節可能に構成されても良い。
【００２８】
また、前記投射装置と前記投射面との間の投射位置並びに投射距離が、前記投射表示装置による投射可能な状態に設定された後、前記揺動検知手段が、前記投射装置と前記投射面との間に発生する揺動検知を開始しても良い。
【００２９】
前記投射装置に格納され、前記投射面に向けてエネルギー波を放出する放射源と、前記投射面に設けられ、前記エネルギー波との間の相互作用に基づいて前記投射面によって反射されたエネルギー波に所定の特性を付与するマーキングと、を備え、前記揺動検知手段により前記所定の特性を付与された前記エネルギー波に基づいて前記マーキングの状態信号が検出され、前記状態信号に基づいて前記投射装置と前記投射面との間の投射位置が検知されても良い。
【００３０】
こうすると、マーキング細線の状態信号が検出（例えば、バーコードリーダーによりマーキング細線のバーコード情報が取得可能か否かを検出）されることにより、この状態信号に基づいて投射装置と投射面との間の適正な投射位置が判別可能になる。
【００３１】
また、発光手段を備え、前記画像形成手段は、前記発光手段から出射された光に基づき前記画像光を形成しても良い。
【００３２】
こうすると、自発光しない液晶表示パネル等の表示素子を画像形成手段として用いることができる。
【００３３】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制する携帯型の投射表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【００３６】
なお、図１において、上下および左右の文字を付しているが、これらは、本明細書の説明の便宜上付した文字であって、投射表示装置１００の実際の使用形態における方向に対応するものでは無い。また同様に説明の便宜上、同図において、上下方向をＺ軸方向（あおり方向）と呼び、紙面に対して垂直な方向をＸ軸方向（水平方向）と呼び、左右方向をＹ軸方向（焦点距離方向）と呼ぶ（以下、図３および図４において同じ。）。
【００３７】
投射表示装置１００は、発光手段１から出た光で液晶ライトバルブ４の背面を照明し、これにより、液晶ライトバルブ４において形成された画像を構成する光（以下、「画像光」という。）を、投射レンズ光学系７を用いて投射面を含むスクリーン（以下、「スクリーンＳ１またはスクリーンＳ２」という。）に投影する投射装置８を有している。
【００３８】
また、投射表示装置１００は、スクリーンＳ１の位置が固定された状態における投射装置８の揺動を検知する揺動検知手段１２と、この揺動検知手段１２の出力値に応じて、投射装置８における画像光のスクリーンＳ１への投射方向を補正する補正手段１１と、揺動検知手段１２から出力された検知信号に基づき補正手段１１の動作を適切に制御する補正手段制御装置９と、を備えて構成されている。
【００３９】
なお、これらの揺動検知手段１２、補正手段１１および補正手段制御装置９は、投射装置８を格納する枠体１０に内包されている。
【００４０】
ここで、投射装置８は、液晶ライトバルブ４の背面を照射する光を生成するための小型の発光手段１と、この発光手段１から出射された光に基づいて適宜の画像光を形成する画像形成手段２と、この画像形成手段２によって得られた画像光をスクリーンＳ１に向けて拡大して投射する投射光学レンズ系７と、を有している。
【００４１】
発光手段１は、リチウム２次電池１ａと、このリチウム２次電池１ａの電力により点灯可能な白色ＬＥＤ（光源）１ｂと、を備えている。このため、効率、出力および消費電力等に優れた白色ＬＥＤ１ｂが、投射表示装置１００の携帯使用投射を可能にしている。
【００４２】
なおここでは、光源として白色ＬＥＤ１ｂが使用されているが、これに限らず、上記特性に優れかつ小型のものであれば良く、例えば半導体レーザであっても良い。半導体レーザを使用する場合には、半導体レーザ光源自体を高速に変調させ、これをスキャンする光学レンズ系を構築することで２次元画像を形成することも可能である。
【００４３】
画像形成手段２は、スクリーンＳ１に投影する画像光を形成する、透過型の０．５インチＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネルからなる液晶ライトバルブ４と、この液晶ライトバルブ４の背面側に位置して、白色ＬＥＤ１ｂから出射した白色ＬＥＤ１ｂを中心にして拡散する拡散光を、Ｚ軸下方向に揃った平行光に集光して、液晶ライトバルブ４の背面にこの平行光を照らすことを可能にしたコリメータレンズ３（集光光学レンズ系）と、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等で構成され、画像情報を記録する画像メモリ５と、こうした画像情報に基づいて、液晶ライトバルブ４による光シャッタ動作を実行させて、液晶ライトバルブ４に適宜の画像を書き込ませるライトバルブ制御回路６（ドライバＬＳＩ等）と、を備えて構成されている。
【００４４】
なおここでは、ライトバルブ（端的には実時間で画像光の記録および消去の可能な小型の表示デバイス）の一例として液晶パネルが使用されているが、これに限らず、例えば微細な鏡を並べた素子（ＤＭＤ（登録商標）；ディジタルマイクロミラーデバイス）であっても良い。
【００４５】
また、投射光学レンズ系７は、液晶ライトバルブ４から出射した画像光の光路（光束の中心の移動経路）Ｌに対し、レンズ光軸が略平行な方向になるように配置された投射レンズ７ａ（実際は複数の球面または非球面レンズの組合せ）と、Ｚ軸方向およびＸ軸方向を中心に回転可能であって、投射レンズ７ａから出射した画像光の光路Ｌに対してＸ軸方向から見て略４５°傾倒するように配置された全反射可動ミラー７ｂと、を備えて構成されている。
【００４６】
またここで、揺動検知手段１２は、例えば、投射光学レンズ系７の近傍（正確には投射光学レンズ系７の近傍における枠体１０の内側の適所）に固定された一対の互いに直交する水晶音叉型角速度センサ１２ａ、１２ｂである。
【００４７】
スクリーンＳ１は、ここではＸ−Ｚ平面に平行に設けられているため、角速度センサ１２ａの角速度感度軸１３ａは、スクリーンＳ１に投影された投射画像のＺ軸方向（投射画像のあおり方向）に相当し、角速度センサ１２ｂの角速度感度軸１３ｂは、スクリーンＳ１に投影された投射画像のＸ軸方向（投射画像の水平方向）に相当している。そして、各角速度センサ１２ａ、１２ｂには、フィルタ（不図示）やアンプ（不図示）等の各種の信号処理回路が内蔵されているが、これらの角速度センサ１２ａ、１２ｂは公知技術であり、ここでは詳細な説明は省く。
【００４８】
またここでは、揺動検知手段１２の角速度センサ１２ａ、１２ｂの一例として、水晶音叉型角速度センサが使用されているが、これに限らず例えば角速度を検知可能な磁気抵抗素子を使っても良く、更には、こうした揺動検知手段１２は、角速度センサに限定されない。
【００４９】
角速度センサ１２ａ、１２ｂから出力される２軸分（Ｘ軸とＺ軸）の角速度信号は、補正手段制御装置９に送られ、この補正手段制御装置９に内蔵されるＡ／Ｄコンバータ（不図示）により角速度信号がデジタル化される。
【００５０】
なお、このＡ／Ｄコンバータによりデジタル化された角速度信号の大きさは、投射画像のＸ軸方向またはＺ軸方向のぶれの速度に比例している。
【００５１】
そして、補正手段制御装置９には、投射表示装置１００の揺動に起因して角速度センサ１２ａ、１２ｂによって検知された角速度の情報に基づいて、投射画像の揺動を相殺するように、投射光学レンズ系７の全反射可動ミラー７ｂを可動するための２軸補正用モータ１１ｂに対する駆動信号を生成する適宜の演算処理装置（ＣＰＵ；不図示）が内蔵されている。
【００５２】
ここで補正手段１１は、全反射可動ミラー７ｂのＸ軸方向の回転軸およびＺ軸方向の回転軸を中心に、全反射可動ミラー７ｂを回転可能なモータ軸を備えた２軸補正用モータ１１ｂと、補正手段制御装置９から出力された駆動信号（デジタル角速度信号）を受け取ってこれに応じた補正出力電圧を２軸補正用モータ１１ｂに送出する揺動補正信号出力回路１１ａと、を備えて構成されている。即ち、２軸補正用モータ１１ｂは、全反射可動ミラー７ｂを適正に可動させて、投射装置８における画像光のスクリーンＳ１への投射方向を補正可能であり、その結果、投射表示装置１００（投射装置８）の揺動による投射画像のぶれ（正確には画像光のＸ軸方向およびＺ軸方向に相当する投射方向のぶれ）が相殺される。
【００５３】
２軸補正用モータ１１ｂによる全反射可動ミラー７ｂの可動動作は、適宜のギア（不図示）やカム（不図示）の組合せによる公知の２軸回転機構によって実現される。
【００５４】
なお、焦点距離方向（Ｙ軸方向）の揺動によるスクリーンＳ１上における投射画像のぶれは、無視可能な程度に小さいものと見做され、この方向には投射表示装置１００の揺動の補正は実行されない。
【００５５】
本明細書においては、制御装置とは、単独の制御装置だけではなく、複数の制御装置が協働しての動作を制御する制御装置群をも意味する。よって、補正手段制御装置９は、補正手段１１の補正動作の制御の他に、投射表示装置１００の動作制御を兼ねる如く構成されても良く、複数の制御装置が分散配置され、この補正手段制御装置９と他の制御装置（例えばライトバルブ制御回路８）とが協働して投射表示装置１００の動作を制御する如く構成されても良い。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る投射表示装置１００の動作の一例を、その比較例と共に述べる。
【００５７】
本件発明者は、タバコ箱程度の大きさの超小型の投射表示装置１００を試作して、この試作機を手に携帯した状態において点灯させ、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ（手ぶれ）の補正を作動させた場合と、そうさせなかった場合（比較例）と、について、スクリーンＳ２に投影された投射画像の投射状況を確認するという投射確認実験を行った。
【００５８】
投射表示装置１００の主電源をオンすると、図１の矢印で示す如く、発光手段１から出射した光に基づき画像形成手段２の液晶ライトバルブ４は、画像光を形成する一方、液晶ライトバルブ４を出射された画像光は、投射光学レンズ系７（投射レンズ７ａおよび全反射可動ミラー７ｂ）において拡大されつつ、全反射可動ミラー７ｂによりその向きをＺ軸下方向からＹ軸右方向に略９０°変えられる。そして、この画像光は、枠体１０の開口部Ｐを通過して、Ｙ軸右方向の延長線に位置するスクリーンＳ１に投影される。これにより、この画像光に対応した投射画像がスクリーンＳ１に写し出される（結像する）。
【００５９】
この状態で、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させた場合には、揺動検知手段１２から出力された角速度信号に基づき、投射光学レンズ系７の全反射可動ミラー７ｂの向きが補正手段１１により変更され、これにより、画像光の投射方向が、投射画像のぶれを相殺するように適正に補正される。このため、投射表示装置１００（投射装置８）とスクリーンＳ１との間の投射距離を１ｍに延長させ、投射画像を５０インチ程度に拡大させても、投射画像における文字情報の判読が可能であった。
【００６０】
この様な状況と比較として、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合（比較例）には、投射表示装置１００とスクリーンＳ１との間の投射距離を長く取る程（即ち画像領域を大きくする程）、画像情報が判別し難くなって、例えば、投射表示装置１００（投射装置８）とスクリーンＳ１との間の投射距離が３０ｃｍ程度に達すると、投射画像における文字情報は判読が不可能になった。
【００６１】
以上のような実験結果から、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正に基づく投射画像ぶれ抑制効果が有効に発揮されていることが理解される。
【００６２】
なお同時に、角速度センサ１２ａ、１２ｂのフィルタ通過帯域（または遮断帯域）を変更したうえで、角速度センサ１２ａ、１２ｂの出力をフィルタに通して、投射画像の見易さと揺動の周波数成分との関係も評価した。
【００６３】
そうすると、略１Ｈｚ未満の低周波数成分の揺動については、仮に揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ（手ぶれ）補正の作動を止めても、こうした低周波数成分の揺動には観察者の目の動きが追従可能であって、投射画像における文字情報の判別に支障が無かった。
【００６４】
また逆に、略１Ｈｚ未満の低周波数の角速度に対して揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ（手ぶれ）の補正を作動させてしまった場合には、投射画像ぶれと峻別されるべき観察者の腕や姿勢の動きに対して、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正が作動してしまい、却って投射画像が見づらくなった。このため、揺動検知手段１２および補正手段１１による投射画像ぶれ補正は、少なくとも１Ｈｚ以上の角速度に対して実行することが望ましいことも判明した。
【００６５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る投射表示装置の外観を模式的に示した斜視図である。
【００６６】
投射表示装置１０１は、図２から理解されるとおり、投射面を含む矩形かつ平面状のスクリーンＳ２と、スクリーンＳ２のうちの長辺に対応する一辺に沿って適宜の固定手段（不図示）により、このスクリーンＳ２と接合される棒状の保持部材２２と、各種のコンポーネント（投射装置８）を格納する棒状かつ半円柱状の枠体２１と、を備えて構成されている。
【００６７】
より詳しくは、保持部材２２には、保持部材２２の長手方向の略中央部分迄、その長手方向に沿って欠いた略半円柱状の切欠領域２２ａが形成されている。このため、保持部材２２は、保持部材２２の一端から略中央部分迄の間では円柱状の形態をなし、保持部材２２の略中央部分から他端迄の間では半円柱状の形態をなしている。
【００６８】
そして、この切欠領域２２ａは、保持部材２２に設けた、半円柱状の枠体２１を嵌めるための段差部に相当し、ここで、段差部とは、枠体２１の形状に対応して切欠いた切欠領域２２ａの如く構成された断面カット領域や、枠体２１の形状に対応して保持部材２２を窪ませた凹部領域（不図示）等、枠体２１を嵌める各種の階段状の領域を総称して指すものである。
【００６９】
切欠領域２２ａの切欠断面の形状は、半円柱状の枠体２１の平面（底面）形状と略一致しており、このことから、枠体２１の平面を保持部材２２の切欠断面に向かい合わせて当接させると、半円柱状の枠体２１および保持部材２２の半円柱状部分からなる略円柱形状の部材として投射表示装置１０１をコンパクトに構成できる。また、半円柱状の枠体２１の長手方向の端が、保持部材２２の長手方向の略中央部分（保持部材２２の半円柱状部分の基端部分近傍）に適宜の回転支点部（例えばヒンジ；不図示）を介して固定され、これにより、枠体２１と保持部材２２が互いに接合される。
【００７０】
この状態で、投射表示装置１０１の使用の際には、図２の実線で示す如く、この回転支点部を中心にして、枠体２１の長手方向が保持部材２２の長手方向と交差（直交）するように枠体２１をスイングさせて切欠領域２２ａから枠体２１を離間させると（投射表示装置１０１の使用位置）、枠体２１とスクリーンＳ２との間に適正な投射距離が簡易かつ容易に確立され得る。この結果、枠体２１の平面に設けた開口部Ｐを通る画像光がスクリーンＳ２に投影され得る。なお、本実施の形態では、開口部Ｐを通る画像光の光軸がスクリーンＳ２の法線に対し傾斜しているので、この画像光はいわゆる台形補正が施されている。つまり、画像光の光軸がスクリーンＳ２の法線に対し傾斜した状態で、歪の無い画像がスクリーンＳ２に写るように、画像光が予め光学系によって加工されている（画面の縦の長さと横の長さとの比が変化させられている）。この台形補正は周知であるので、その詳しい説明は省略する。
【００７１】
一方、投射表示装置１０１の未使用の際には、図２の２点鎖線で示す如く、枠体２１の長手方向が保持部材２２の長手方向に並行するように枠体２１をスイングさせて枠体２１を切欠領域２２ａに進入させると（投射表示装置１０１の未使用位置）、枠体２１は、適宜の固定手段（不図示）を介して切欠領域２２ａにピッタリ嵌まる。
【００７２】
即ち、枠体２１の長手方向の端が保持部材２２のスイング可能に取り付けれ、枠体２１が、この枠体２１の長手方向の端を中心にスイング移動して、投射表示装置１０１の未使用位置と使用位置との間において、保持部材２２に対し嵌まりまたは保持部材２２から離れる如く構成されている。
【００７３】
この様にして、スクリーンＳ２の位置が投射装置の動きに追随する如く構成された、携帯型の投射表示装置１０１が得られる。
【００７４】
本件発明者は手始めに、図２に示した枠体２１の内部に、実施の形態１（図１）で説明したものと同じ投射装置８と、揺動検知手段１２と、補正手段１１と、補正手段制御装置９と、を組み込んだ投射表示装置を試作し、この試作機を手に携帯した状態において点灯させ、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させた場合と、そうさせなかった場合と、について、投射表示装置の投射画像の投射状況を確認するという実施の形態１と同様の投射確認実験を行った。
【００７５】
そうすると、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させた場合には、携帯した投射表示装置の揺動と共にスクリーンが動く一方で、そこに写し出された投射画像が静止している。この結果、一種の眩暈の様な違和感を観察者に与えた。例えば、手に持った印刷物を揺動させると、必然的に印刷物に印字された表示（図や文字等）も揺れ動き、観察者の目視は印刷物とそこに印字された表示を、揺れ動いた状態で追跡することに自然に慣らされている。
【００７６】
そうであるにも拘らず、スクリーンの位置が投射装置の動きに追随して動く際に、スクリーンに写された投射画像のみが静止している状況を観察者は不自然に感じ、このことが観察者に眩暈の様な違和感をもたらしたと推察される。
【００７７】
即ち、スクリーンＳ１（図１参照）の位置が固定された状態における実施の形態１の状況と反して、本実施の形態の如く、スクリーンＳ２（図２参照）の位置が投射装置の動きに追随する場合には、むしろ、投射画像ずれ補正を作動させない場合の方が、投射画像における違和感が解消され、こうした観点からは良質の画像が得られると言える。
【００７８】
ところが、更なる小型かつ軽量の投射表示装置を開発する際に、投射表示装置における投射装置とスクリーンＳ２との間の剛性の確保は、困難になると想定される。そうなると今度は、投射表示装置を携帯使用する場合に、手ぶれに起因する投射装置とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動（微動な振動）を無視できなくなる可能性がある。例えば、図２に示した投射表示装置１０１を例にして述べると、枠体２１の一端が、適宜の固定手段（例えばヒンジ）により保持部材２２に対し揺動可能に保持された状態にあり、このことから、枠体２１とスクリーンＳ２との間の剛性は高くなく、寧ろ固定手段におけるぐらつき（遊び）により、両者の剛性を確保することは難しい。よって、手ぶれに起因する投射装置８とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動が、投射画像の画質に悪影響を及ぼす懸念がある。実際に、揺動検知手段１２（角速度センサ１２ａ、１２ｂ）および補正手段１１による投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合に、この揺動の影響と推定される画像ボケや文字ボケが観測された。
【００７９】
以上のような結果から総合的に判断して、実施の形態１で説明した揺動検知手段１２における技術思想と相違する解決原理を具現化可能な揺動検知手段を、別途考案することを要すると、本件発明者は考えた。
【００８０】
図３は、本実施の形態に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。本図では便宜上、枠体２１およびスクリーンＳ２は、図１に倣って互いに離間した如く図示しているが、実際には、図２に示した如く、保持部材２２を介して、枠体２１およびスクリーンＳ２は接合されている。
【００８１】
なお、実施の形態１で説明した各種のコンポーネントと同じ構成のものには、同一の符号を付して、これらの構成の詳細な説明を省く。
【００８２】
図３によれば、水晶音叉型角速度センサ１２ａ、１２ｂに替えて、揺動検知手段として、赤外線ＬＥＤ３２（エネルギー波放射源）と、赤外線反射ミラー３３と、フォトダイオード集合体３１と、を設けている。
【００８３】
赤外線ＬＥＤ３２は、スクリーンＳ２の中央部分に目立たないように埋め込まれ、投射光学レンズ系７の全反射可動ミラー７ｂの中央部分を基準にして、赤外線の強度を略±３０°以内に正規分布するように絞られた赤外線（波長１μｍ）を発する。
【００８４】
赤外線反射ミラー３３は、赤外線を反射して可視光線を透過するように調整された屈折率の異なる誘電体多層構造をなして、液晶ライトバルブ４と投射レンズ７ａとの間に配置され、赤外線に対してＸ軸方向から見て略４５°傾倒するように配置されている。
【００８５】
フォトダイオード集合体３１は、８行（Ｘ軸方向）×８列（Ｚ軸方向）のＸ−Ｚ平面に平行な平面内に配置された合計６４個の赤外線フォトダイオード（不図示）と、これらの各フォトダイオードの前面に赤外線通過用の小孔を形成した遮光板（不図示）と、を備え、これにより、赤外線を検知したフォトダイオードの位置に基づいて赤外線の入射領域の時系列的な変遷を導くことを可能し、延いては、手ぶれに起因する投射装置８とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動（微動な振動）が、フォトダイオード集合体３１により検知され得る。勿論、赤外線フォトダイオードに替えて、赤外線フォトトランジスタや赤外線フォトＩＣを使っても良い。
【００８６】
次に、本実施の形態に係る投射表示装置の動作を説明する。
【００８７】
揺動検知動作以外の投射表示装置１０１の動作は、実施の形態１で説明した投射表示装置１００の動作と同じため、両者に共通する動作の説明は省く。
【００８８】
赤外線ＬＥＤ３２からＹ軸左方向に沿って出射された赤外線は、図３の太い点線で示す如く、全反射可動ミラー７ｂによりＺ軸上方向に進行するように反射される。そして、Ｚ軸上方向に進行する赤外線は、投射レンズ７ｂを通過した後、赤外線反射ミラー３３に到達してこの赤外線反射ミラー３３の多層誘電体の干渉効果により再びＹ軸左方向に進行するように反射され、最終的に遮光板の小孔を通ってフォトダイオード集合体３１に入射する。
【００８９】
ここで補正手段制御装置３４は、所定の時間（例えばΔｔ）毎に、フォトダイオード集合体３１の出力値のマトリクス分布を繰り返してサンプリングする。そして、補正手段制御装置３４は、例えば、サンプリング時点（ｔ）における第ｎ番目のマトリクス分布出力値Ｎ（ｔ）（ｉ、ｊ）（ｉ＝１〜８、ｊ＝１〜８）と、サンプリング時点（ｔ＋Δｔ）における次回（第ｎ＋１番目）のマトリクス分布出力値Ｎ（ｔ＋Δｔ）（ｉ、ｊ）と、の間の差分マトリクス（Ｎ（ｔ）（ｉ、ｊ）−Ｎ（ｔ＋Δｔ）（ｉ、ｊ））を演算する。
【００９０】
そうすると、この差分マトリクス（Ｎ（ｔ）（ｉ、ｊ）−Ｎ（ｔ＋Δｔ）（ｉ、ｊ））の数値のうちの最大値に対応する座標と最小値に対応する座標とを結んだ直線が、当該期間内（ｔ〜ｔ＋Δｔ）における投射装置８とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動の運動ベクトルに関連付けられることになる。
【００９１】
続いて、補正手段制御装置３４は、こうして得られた運動ベクトルをＺ軸方向の成分値とＸ軸方向の成分値に分けて、各々の成分値に適宜の係数を乗じて、実施の形態１の角速度信号に相当する出力信号を揺動補正信号出力回路１１ａに送り、これにより、実施の形態１で説明した投射画像ぶれ補正と同じ補正が実行され、その結果として、投射装置とスクリーンＳ２との間に発生する両者間の相対的な揺動による投射画像劣化が解消可能と期待される。
【００９２】
本件発明者は、図２に示した枠体２１の内部に、図３に示した投射装置８と、揺動検知手段としての赤外線反射ミラー３３およびフォトダイオード集合体３１と、補正手段１１と、補正手段制御装置３４と、を組み込み、かつ図２に示したスクリーンＳ２に、揺動検知手段としての赤外線ＬＥＤ３２を組み込んだ投射表示装置を試作した。そして、この試作機を手に携帯した状態において点灯させ、揺動検知手段３１、３２、３３および補正手段１１による投射装置８とスクリーンＳ２との間の相対的な揺動に起因した投射画像ぶれの補正を作動させた場合と、そうさせなかった場合と、について、投射表示装置の投射画像の投射状況を確認する投射確認実験を行った。
【００９３】
そうすると、投射画像ぶれ補正を作動させた場合に投射画像はスクリーンＳ２と共に揺れ動いて、投射装置８自体の揺動を補正した際に発生した眩暈の様な違和感が解消される共に、投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合に比べて画像ボケや文字ボケが改善され鮮明な画質を得ることができた。
【００９４】
なおここでは、スクリーンＳ２に設置するエネルギー波放射源として赤外線ＬＥＤを例に述べたが、これに限らず、例えば、赤外線レーザ、超音波発信源、ＲＦ等の電磁波発信源および磁石等の磁気発生手段の如く、投射画像および音声並びに人体に悪影響の無いエネルギー波を放出する放射源であれば、その種類や強度を適宜、選択可能である。
【００９５】
例えば、超音波や電磁波であればドップラー効果による速度検出が可能であって、この速度検知データをもとに投射装置８とスクリーンＳ２との間の相対的な揺動が把握され得る。
【００９６】
また、複数個の超音波（電磁波）素子をスクリーンＳ２の適所に設置して、これらの素子から発生した電磁波源または超音波源に基づいて両者間の干渉を生じせしめ、エネルギー波に空間分布を生じさせれば、投射装置８とスクリーンＳ２との間の相対揺動により、超音波（電磁波）センサにおいて検知されるエネルギー量が変更され、これにより、相対揺動が検出可能である。
【００９７】
更には、磁石をスクリーンＳ２に設置させ、スクリーンＳ２の投射装置８に対する相対運動を投射装置８につけたホール素子で検出することも可能であり、コイルにおける誘導電流を検出することも可能である。
【００９８】
勿論、電磁波および赤外線の両方を使用する如く、複数種のエネルギー波放射源を併用しても良い。
【００９９】
〔第１の変形例〕
実施の形態２では、エネルギー波放射源としての赤外線ＬＥＤ３２をスクリーンＳ２に設置した構成例を述べたが、ここでは、その変形例として、スクリーンＳ２に赤外線ＬＥＤ３２を設置させることに替えて、同種の赤外線レーザ３６を、投射装置８を格納する枠体２１の内部に設置した構成例を説明する。
【０１００】
なお、実施の形態２から改変した赤外線レーザ３６の設置場所を除き、本変形例の構成および動作は、実施の形態２の構成および動作と同じため、ここでは両者に共通する構成および動作の説明は省略する。
【０１０１】
図４は、本変形例に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【０１０２】
図４によれば、枠体２１の内部の適所（例えば枠体２１の壁）に設置された赤外線レーザ３６は、その強度を略±３０°以内に正規分布するように絞られた赤外線（波長１μｍ）をスクリーンＳ２に向けて（正確には赤外線反射ミラー３３や全反射可動ミラー７ｂを介して）発するように構成され、これにより、このスクリーンＳ２から反射する赤外線のエネルギー波を、実施の形態２と同様にフォトダイオード集合体３１で検知できる。
【０１０３】
次に、第１の変形例に係る投射表示装置の動作を述べる。
【０１０４】
赤外線レーザ３６からＹ軸右方向に沿って出射された赤外線は、図４の太い点線で示す如く、赤外線反射ミラー３３の多層誘電体の干渉効果によりＺ軸下方向に進行するように反射される。そして、Ｚ軸下方向に進行する赤外線は、投射レンズ７ｂを通過した後、全反射可動ミラー７ｂに到達してこの全反射可動ミラー７ｂより再びＹ軸右方向に進行するように反射され、スクリーンＳ２に入射する。続いて、このスクリーンＳ２によりＹ軸左方向に沿って反射された赤外線のエネルギー波は、図４の太い点線で示す如く、先程述べた赤外線の経路と逆の経路を辿るように、全反射可動ミラー７ｂによりＺ軸上方向に進行するように反射され、その後、Ｚ軸上方向に進行する赤外線のエネルギー波は、投射レンズ７ｂを通過した後、赤外線反射ミラー３３に到達してこの赤外線反射ミラー３３の多層誘電体の干渉効果により再びＹ軸左方向に進行するように反射され、最終的に遮光板の小孔を通ってフォトダイオード集合体３１に入射する。
【０１０５】
このような本変形例に係る投射表示装置によれば、実施の形態２と同様に、投射画像ぶれ補正を作動させた場合に投射画像はスクリーンＳ２と共に揺れ動いて、投射装置８自体の揺動を補正した際に発生した眩暈の様な違和感が解消される共に、投射画像ぶれ補正を作動させなかった場合に比べて画像ボケや文字ボケが改善され鮮明な画質を得ることができた。
【０１０６】
（実施の形態３）
実施の形態２では、図２に示す如く、スクリーンＳ２と枠体２１とが接合された一体型の投射表示装置１０１を例に説明したが、スクリーンＳ２と枠体２１を一体に接合する必要性は無く、本発明の実施の形態３では、その変形例として、投射装置を格納する枠体と、スクリーンと、を別体に配置する構成例を説明する。
【０１０７】
図５は、本実施の形態に係る投射表示装置の一構成例の概要を示した模式図である。図６は図５の投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。図７は図６のブロック図の要部の詳細を示したブロック図である。図５乃至図７において、図４と同一又は相当する構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１０８】
本実施の形態の投射表示装置１０３は、観察者の手に保持された薄いシート状の、紙等のスクリーンＳ２と、このスクリーンＳ２と別体品であって、例えば観察者の衣服の胸元に付けた投射装置８を格納する枠体４０と、を備えて構成されている。
【０１０９】
なお、枠体４０の内部には、図６に示すように、実施の形態２（図３）で説明した各種のコンポーネント（投射装置８、揺動検知手段としての赤外線反射ミラー３３およびフォトダイオード集合体３１、補正手段１１および補正手段制御装置３４）または第１の変形例（図４）で説明した各種のコンポーネント（投射装置８、揺動検知手段としての赤外線レーザ３６、赤外線反射ミラー３３およびフォトダイオード集合体３１、補正手段１１および補正手段制御装置３４）が内蔵されている。
【０１１０】
なお、これらのコンポーネントの構成および動作は各々、実施の形態２と第１の変形例で説明した内容と同じため、こうした構成および動作の説明は省略する。
【０１１１】
このような投射表示装置１０３によれば、投射表示装置１０３の使用時には、衣服の胸元に付けた装置を作動させると、投射画像がスクリーンＳ２に写し出され、投射表示装置１０３の未使用時には、枠体４０を首に下げ、またはかばんに収納して、スクリーンＳ２と別々に持ち運べる。
【０１１２】
ここで、本変形例に係る投射表示装置１０３においては、投射装置８とスクリーンＳ２との間の投射距離が固定されない。このため、投射表示装置１０３に何らかのオートフォーカス機能や投射位置判別機能を持たせる必要がある。そこで、赤外線を吸収して、かつ可視光に対して透明（即ち目に見えない）に機能する赤外線インクにより、赤外線に対して黒い線となるバーコード状細線（不図示）や複数の同心円状細線（不図示）からなるマーキング細線が、スクリーンＳ２の表面の適所に設けられている。
【０１１３】
そして、スクリーンＳ２に設けられたマーキング細線に対して、適宜の赤外線ＬＥＤや赤外線レーザ（例えば、図４に示した枠体２１の赤外線レーザ３６）により赤外線を照射すると、スクリーンＳ２により反射される赤外線のエネルギー波には、所定の特性、例えば、バーコード状細線であればバーコード情報が付与され、こうしたエネルギー波が、フォトダイオード集合体３１（正確には赤外線反射ミラー３３や全反射可動ミラー７ｂを介して）に送られる。
【０１１４】
そうすると、フォトダイオード集合体３１に入射した赤外線のエネルギー波に基づいて、マーキング細線の状態信号（例えば、バーコード状細線であれば、マーキング細線が分離検知され、バーコードリーダー（不図示）によりマーキング細線のバーコード情報を取得可能か否かといった状態信号）が８行×８列にマトリクス状にフォトダイオードを配したフォトダイオード集合体３１により検出される。そして、この様なマーキング細線の状態信号は、投射装置８とスクリーンＳ２との間の投射位置を判別するための信号または投射装置８とスクリーンＳ２との間の焦点状態を示す信号として、補正手段制御装置３４に出力される。このため、補正手段制御装置３４によって、投射装置８とスクリーンＳ２との間の適正な投射位置が判別可能になると共に、投射光学レンズ系７における投射装置８とスクリーンＳ２との間の焦点も自動的に調整できるようになる。具体的には、本実施の形態では、マーキング細線とその背景（スクリーン２の表面）とのコントラストを利用して焦点自動調整を行う。以下、この焦点自動調整機構を詳しく説明する。図７において、補正手段制御装置３４は、前述の揺動補正の為の揺動検出部に加えて、焦点自動調節部５０を含む。焦点自動調節部５０は、ハイパスフィルタ５０ａと、コントラスト検出部５０ｂと、メモリ５０ｃと、比較部５０ｄと、出力部５０ｅとを有している。また、投射レンズ７ａの一部のレンズ７ａ１が図示されないモータによって投射レンズ７ａの光軸に沿った方向（Ｚ軸方向）における順及び逆の２方向に移動され、かつこのモータが出力部５０ｅからの出力電流に応じた速度で回転するように構成されている。このように構成された焦点自動調整機構においては、赤外線レーザ３６から出射された赤外線（赤外光）が投射レンズ７ａを通ってスクリーン２のマーキング細線で反射され、その反射光が投射レンズ７ａを逆方向に通ってフォトダイオード集合体３１により受光される。この際、上記反射光は、スクリーンＳ２のマーキング細線によりそのビームの横断面方向における強度に濃淡が生じ、フォトダイオード集合体３１が受光する反射光の強度がこの濃淡による分布を有するものとなる。この強度分布を有する反射光がフォトダイオード集合体３１で受光信号（電気信号）に変換される。この受光信号はフォトダイオード集合体３１から出力されて揺動検出部に入力される一方、ハイパスフィルタ５０ａに通され、その際、その輪郭をなす高周波成分が取り出される。そして、コントラスト検出部５０ｂにおいて、この取り出された高周波成分について、上述の濃淡に対応する強度比からコントラストが検出される。投射レンズ７ａの焦点がぼけている（スクリーン２に合っていない）ときは、このコントラストは小さく、焦点が最も合ったときにこのコントラストが最大となる。このコントラストは、メモリ５０ｃ及び比較部５０ｄに出力される。メモリ５０ｃは入力されたコントラストを次のサンプリング期間まで記憶する（この記憶されたコントラストは次に入力されるコントラストによって更新される）。比較部５０ｅは、入力された現時点におけるコントラストをメモリ５０ｃに記憶された１つ前のサンプリング期間におけるコントラストと比較し���、コントラストの時間的な変化を算出し、この変化に応じた電流を上述のモータに出力する。すると、この出力電流に応じた回転速度でモータが投射レンズ７ａの一部のレンズ７ａ1を移動させ、それにより、投射レンズ７ａの焦点を変える（上述のコントラストの時間的な変化が小さくなる方向に焦点を変化させる）。これにより、投射レンズ７ａの焦点が、赤外線レーザ３６から出射される赤外線の反射光におけるコントラストを検出することによってフィードバック制御される。このフィードバック制御によれば、投射レンズ７ａの焦点のぼけの程度が大きくなると、比較部５０ｅにおいて算出されるコントラストの時間的変化が大きくなって、投射レンズ７ａの焦点が大きく（急速に）変化し、逆に投射レンズ７ａの焦点のぼけの程度が小さくなると、比較部５０ｅにおいて算出されるコントラストの時間的変化が小さくなって、投射レンズ７ａの焦点が小さく（緩慢に）変化する。そして、投射レンズ７ａの焦点が合うと、比較部５０ｅにおいて算出されるコントラストの時間的変化がゼロになり、投射レンズ７ａの焦点が変化しなくなる。従って、投射レンズ７ａの焦点が自動的に調整される。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態によれば、投射装置を格納する枠体４０とスクリーンＳ２とを別体とし、当該投射装置の焦点をスクリーンＳ２に自動調整しかつ投射装置とスクリーンＳ２との相対的揺動を揺動補正機構によって相殺しながら、投射装置によってスクリーンＳ２に投射される画像を見ることができる。従って、投射装置とスクリーンＳ２との相対的揺動による画像の乱れを抑制可能な携帯型の投射表示装置を実現することができる。
【０１１６】
なお、実施の形態２及び３では、エネルギー波として赤外線を例に述べたが、これに限らず、例えば、電磁波や超音波の如く投射画像および音声並びに人体に悪影響の無いエネルギー波であれば、その種類を適宜選択可能である。
【０１１７】
また、スクリーンＳ２の略中央部分に、バーコード状細線または同心円状細線からなるマーキング細線（エネルギー放射源が赤外線であれば、赤外線インクにより描かれたマーキング細線）を設けても良い。
【０１１８】
そうすると、投射装置８の主電源をオンして、エネルギー放射源（例えば枠体２１の赤外線レーザ３６）がエネルギー波を発する状態に保っておくと、補正手段制御装置３４は、このエネルギー波がマーキング細線に当たって戻ってくるエネルギー波を検知したか否かに基づいてスクリーンＳ２の適切な投射位置（即ち投射装置８の投射中心とスクリーンの中心の合致位置）を容易に把握可能になる。そして、スクリーンＳ２が適切な投射位置に進入して、投射装置８とスクリーンＳ２との間の投射位置並びに投射距離が、投射表示装置による投射動作可能な概略初期状態に設定された後に、揺動検知手段および補正手段１１の動作を自動的に開始すれば、揺動検知手段および補正手段１１に基づく揺動ずれ補正の効果を発揮させながらスクリーンＳ２の中央部分に画像を表示した状態を保つことができ好適である。勿論、観察者の手動動作（適当なスイッチ手段の切り替え動作）により、揺動検知手段および補正手段１１を作動させるようにしても良い。
【０１１９】
また、実施の形態１乃至３では、画像形成手段２を自発光しない液晶ライトバルブ４で構成しかつ発光手段１を備えるよう構成したが、画像形成手段をＥＬ表示素子等の自発光する素子で構成しても良い。この場合には、発光手段１を省略することができる。
【０１２０】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明によれば、投射面に対する投射装置の相対的な揺動による投射画像の乱れを抑制でき、例えば、携帯型の投射表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態２に係る投射表示装置の外観を模式的に示した斜視図である。
【図３】図３は実施の形態２に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図４】図４は第１の変形例に係る投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態３に係る投射表示装置の一構成例の概要を示した模式図である。
【図６】図６は図５の投射表示装置の一構成例を示したブロック図である。
【図７】図７は図６のブロック図の要部の詳細を示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１                            発光手段
１ａ                          リチウム２次電池
１ｂ                          白色ＬＥＤ
２                            画像形成手段
３                            コリメータレンズ
４                            液晶ライトバルブ
５                            画像メモリ
６                            ライトバルブ制御回路
７                            投射光学レンズ系
７ａ                          投射レンズ
７ｂ                          全反射可動ミラー
８                            投射装置
９                            補正手段制御装置
１０、２１、４０              枠体
１１                          補正手段
１１ａ                              揺動補正信号出力回路
１１ｂ                              ２軸補正用モータ
１２ａ、１２ｂ                角速度センサ
１３ａ、１３ｂ                角速度感知軸
２２                          保持部材
２２ａ                              切欠領域
３１                          フォトダイオード集合体
３２                          赤外線ＬＥＤ
３６                          赤外線レーザ
３３                          赤外線反射ミラー
３４                          補正手段制御装置
５０ａ                        ハイパスフィルタ
５０ｂ                        コントラスト検出部
５０ｃ                        メモリ
５０ｄ                        比較部
５０ｅ                        出力部
１００、１０１、１０２、１０３      投射表示装置
Ｓ１、Ｓ２                    スクリーン
Ｐ                            開口部
Ｌ                            光路
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006115210.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006115210.tif 000012
【図５】
2006115210.tif 000013
【図６】
2006115210.tif 000014
【図７】
2006115210.tif 000015
【国際調査報告】
2006115210.tif 000016
2006115210.tif 000017
2006115210.tif 000018
2006115210.tif 000019