(57)【要約】【課題】  簡易且つより柔軟に使用することができる光学投影装置を提供する。【解決手段】  光学投影装置と、当該光学投影装置および少なくとも１つ以上の内部および／または外部画像データ提供装置を用いる投影方法と、その投影システムとに関する。投影システムの光学投影装置１０１は、画像形成部と、光学部とを備える。画像形成部は、光学部によって投影される画像を生成する。画像形成部および光学部は、光学部の光軸に対して画像の非対称投影が実現されるように構成および配置されている。投影された画像１０５は幅Ｗおよび高さＨを有する。非対称投影とは、投影された画像１０５が、光学部の光軸に対して、投影された当該画像１０５の幅Ｗおよび高さＨの両方向に移動されていることを意味する。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部（２０１）と、
光学部（２０３）とを備え、
前記画像形成部（２０１）は、前記光学部（２０３）によって投影される画像を生成する光学投影装置において、
前記画像形成部（２０１）および前記光学部（２０３）は、前記光学部（２０３）の光軸（１１７）に対して前記画像の非対称投影が実現されるように構成および配置されており、投影された前記画像は幅および高さを有し、前記非対称投影とは、投影された前記画像が、前記光学部（２０３）の光軸（１１７）に対して、投影された当該画像の前記幅および前記高さの両方向に移動されていることを意味することを特徴とする光学投影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学投影装置において、前記画像形成部（２０１）は、前記光学部（２０３）の対象面における前記画像の中心（１２１）が、前記光学部の前記光軸（１１７）に垂直な両垂直方向に偏位した状態で配置されるように、前記光学部（２０３）の光軸（１１７）と整合されている光学投影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学投影装置において、前記画像の中心（１２１）は、当該画像が一方向に少なくとも８０％、好ましくは少なくとも１００％、さらにより好ましくは少なくとも１２０％オフセットされるように偏位されている光学投影装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光学投影装置において、前記画像の中心（１２１）は、前記画像が少なくとも１００％、好ましくは少なくとも１２０％両方向にオフセットされるように偏位されている光学投影装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の光学投影装置において、前記画像形成部（２０１）は、前記画像の２次元キーストーンオフセット補正を行う第１補正部（４０９）を備える光学投影装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の光学投影装置において、前記画像形成部（２０１）は、前記画像の光度レベルを制御する第２補正部（４１１）をさらに備える光学投影装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の光学投影装置において、前記光学部（２０３）は、１：１未満、具体的には０．５：１未満、より具体的には０．４：１のスロー比で短焦点投影を実現するように構成されている光学投影装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の光学投影装置において、さらに、前記光学部（２０３）の投影画像側にミラー（２０５）を備える光学投影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光学投影装置において、前記ミラー（２０５）は前記対象面と平行である光学投影装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の光学投影装置において、さらに、画像面において１つまたは２つの方向に前記画像を移動させる偏位手段（６０３）を備える光学投影装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学投影装置において、前記画像形成部（２０１）は、第３補正部（５０３）を備え、
前記第３補正部（５０３）は、投影表面の１つまたは複数の色を特定する色特定手段（５０５）と、前記投影表面の前記１つまたは複数の色に応じて照明パラメータを調節する手段（５０７）とを有する光学投影装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光学投影装置において、前記第３補正部（５０３）は、投影支持体の色および／またはテクスチャを特定するカメラ手段（５０９）および基準光源（５１１）を備える光学投影装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学投影装置と、
少なくとも１つ以上の内部および／または外部画像データ提供装置（２０９）とを備える投影システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の投影システムにおいて、前記画像データ提供装置（２０９）は、演算装置、コンピュータ、スマートフォン、カメラ、撮影装置、およびデータ保存装置の少なくとも１つである投影システム。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の投影システムにおいて、水平面、特にテーブルに画像を投影するように構成されている投影システム。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれか一項に記載の投影システムにおいて、前記光学投影装置は、投影領域の外部の角領域に配置されている投影システム。
【請求項１７】
請求項１３から１６のいずれか一項に記載の投影システムまたは請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学投影装置を用いる光学投影方法であって、
ａ）表面に投影される入力画像を提供するステップと、
ｂ）前記入力画像から画像を生成するステップと、
ｃ）補正された前記画像を、光学部（２０３）を用いて表面に投影するステップと、を含む光学投影方法において、
前記光学部（２０３）の光軸（１１７）に対する投影された前記画像の非対称投影が実現され、投影された前記画像は幅および高さを有し、前記非対称投影とは、前記画像が、前記光学部（２０３）の光軸（１１７）に対して、投影された当該画像の前記幅および前記高さの両方向に移動していることを意味することを特徴とする光学投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学投影装置と、該光学投影装置の使用方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
つぎのような光学プロジェクタが知られている。つまり、投影型のディスプレイまたはビデオプロジェクタがテーブル上に配置されるか、または天井に取り付けられて、投影スクリーン、または、壁などの表面に画像を表示する。従来、これらの映像投影装置は、ビジネス用プレゼンテーションや教室でのトレーニングだけでなく、ホームシアターとしても使用されてきた。
【０００３】
近年では、装置の前方の表面（例えば、テーブル上）に画像を表示する、いわゆるデスクトップ型プロジェクタが提案されている。このようなプロジェクタは、例えば、米国特許出願公開第２０１４／０３６２０５２Ａ号明細書（特許文献１）、欧州特許出願公開第２１２０４５５Ａ号明細書（特許文献２）または欧州特許出願公開第０９８２６７６Ａ号明細書（特許文献３）に記載されている。しかしながら、これらのデスクトップ型プロジェクタは、特に、２人以上のユーザが投影された画像にアクセスする場合、ユーザのワークスペースに配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０３６２０５２Ａ号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２１２０４５５Ａ号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０９８２６７６Ａ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、簡易且つより柔軟に使用することができるプロジェクタを提供することで上記の欠点を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の本発明の目的は、画像形成部と、光学部とを備え、前記画像形成部が、前記光学部によって投影される画像を生成する光学投影装置において、前記画像形成部および前記光学部は、前記光学部の光軸に対して前記画像の非対称投影が実現されるように構成および配置されており、前記非対称投影とは、投影された前記画像が、前記光学部の光軸に対して、画像の幅および高さの両方向に移動（シフト）されていることを意味することを特徴とする光学投影装置によって達成される。
【０００７】
非対称投影を実現する前記投影装置により、前記プロジェクタは、例えば、投影された前記画像の角や投影された前記画像の外側に配置することができるので、投影された前記画像に対して当該プロジェクタをより柔軟に配置することが可能となる。
【０００８】
前記光学部の前記光軸は、前記光学部の曲率中心を通る直線として定義され、前記光学部は１つ以上のレンズおよび／または１つ以上のミラーを備え、これらのレンズおよび／またはミラーは、少なくともある程度回転対称である。
【０００９】
前記画像形成部は、例えば光源を用いて画像を生成し、前記光源は、１つ以上の要素を備えることにより単色または多色光源となっていてもよい。単色光源はフィルタ（特に、回転カラーホイール）を備えていてもよく、多色光源は、カラー画像を得るための１セットの発光素子（特に、ＬＥＤまたはレーザ）を備えていてもよい。前記光源に組み合わされた電子システム（例えば、デジタルミラー装置）は、透過、反射、または半透過により画像を形成するために使用することができる。前記投影装置の前記光学部は固定部および可動部を備えていてもよい。前記可動部は、調整または制御部（特に、調整片および／またはズーム）を備えていてもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態によると、前記画像形成部は、前記光学部の対象面における前記画像の中心が、前記光軸に垂直な両垂直方向に偏位して配置されるように、前記光学部の光軸と整合させることが可能である。前記光学部と前記画像形成部との間におけるこの相対的な配置により、投影された前記画像を、投影された当該画像の幅および高さに沿って移動（シフト）させた状態で、２つの方向に非対称的に投影することが可能である。
【００１１】
このとき、前記画像の中心は、例えば、長方形画像の場合には２本の対角線の交点として定義することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態によると、前記対象面における前記画像の中心は、当該画像が一方向に少なくとも８０％、好ましくは少なくとも１００％、さらにより好ましくは少なくとも１４０％オフセットされる（ずれる）ように偏位させることができる。オフセット値（％）は、前記光軸に対する前記画像形成部の偏位の絶対値と関連する。このとき、５０％のオフセット値は、前記画像が前記光軸と対称であることを意味しており、１００％以上のオフセット値は、前記画像が完全に前記光軸の外側に配置されていることを意味している。
【００１３】
本発明の他の実施形態によると、前記画像の中心は、前記画像が少なくとも１００％、好ましくは少なくとも１２０％両方向にオフセットされるように偏位させることができる。前記画像の中心が両方向に偏位することにより、前記プロジェクタは、投影された前記画像の外側にある投影領域の角に配置することができる。
【００１４】
本発明の変形例によると、前記画像形成部は、前記画像の２次元キーストーンオフセット補正を行う第１補正部を備えていてもよい。このキーストーン効果は、例えば、プロジェクタの画像面が投影先のスクリーンと平行でない場合などに、角度を付けた状態で表面に画像を投影しようとすることにより生じる。この効果は画像寸法のゆがみであり、例えば、長方形が台形として表示されることになる。水平方向および上下方向のキーストーン補正により、プロジェクタがスクリーン位置に対して角度をつけて配置されている場合に台形効果が取り除かれ、通常のアスペクト比を有する長方形画像がスクリーンに表示される。
【００１５】
本発明の他の変形例によると、前記画像形成部は、前記画像の光度レベルを制御する第２補正部をさらに備えていてもよい。光度レベルの制御が可能であることにより、前記光軸に対して中心からずれて配置されていることによる表示画像の欠陥を考慮に入れ、調整された光度で補正することで、前記画像の全体的な明度の均一性を最大限に高めることが可能である。
【００１６】
本発明の一実施形態によると、前記光学部は、１：１未満、具体的には０．５：１未満、より具体的には０．４：１のスロー比で短焦点投影を実現するように構成することができる。スロー比は、スクリーンとプロジェクタの間の距離を、投影する画像の幅で除したものとして定義される。一般に、１：１未満のスロー比はショートスローと考えられる。一例として、短焦点投影では、プロジェクタから３０ｃｍ離れた箇所に画像の幅を１ｍとして投影が行われる。このような短焦点距離では、画像は装置の近くに投影されることになるので、この装置を、例えばテーブルに配置することができる。
【００１７】
本発明の補完的な構成によると、前記光学投影装置は、さらに、前記光学部の投影画像側にミラーを備えていてもよい。このようなミラーにより、投影方向を変更することおよびスロー比を小さくすることが可能である。
【００１８】
本発明の他の補完的な構成によると、前記ミラーは前記対象面と平行であってもよい。非対称投影を用いることで、本発明に係る前記画像形成部と前記光学部との間の特定の配列により、前記画像を投影装置に反射させることなく、前記対象面と平行に前記ミラーを配置することが可能である。代替的な構成によると、前記ミラーは、前記光軸に対して９０°以外の角度とすることが可能である。この場合、前記対象面における画像のオフセットが両方向に１００％未満であれば十分であるが、本発明では、オフセットは少なくとも５０％を超える値とする。
【００１９】
本発明の一実施形態によると、前記装置は、さらに、画像面において１つまたは２つの方向に前記画像を移動させる偏位手段を備えていてもよい。このような偏位手段により、前記光学部に対する前記画像形成部の相対配置に干渉することで、投影された前記画像を移動させることが可能である。これにより、投影された前記画像に対して適切な位置に前記光学投影装置を配置することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、前記光学投影装置は、さらに、投影表面の１つまたは複数の色を特定する色特定手段と、前記投影表面の１つまたは複数の色に応じて照明パラメータを調節する手段とを有する第３補正部を備えていてもよい。これにより、前記投影表面のテクスチャおよび／または色に対して前記投影を調節し、投影された前記画像と前記投影表面のテクスチャおよび／または色との間のコントラストを最大限に高めることによって、多種多様な表面に対して前記投影装置を使用することが可能である。このような機能により、多くの表面を投影先として考慮することができるので、投影場所、投影方法についての決定をより柔軟に行うことができる。
【００２１】
本発明の他の実施形態によると、前記第３補正部は、投影支持体の色および／またはテクスチャを特定するカメラ手段および基準光源を備えていてもよい。このようなシステムにより、投影領域が単に白色ではなく色彩や強いテクスチャを有する場合（例えば木目など）に、投影された前記画像の色を補正して、より良好なコントラストおよび色バランスを得ることが可能である。複合的な投影支持体の場合、様々な色ゾーンが定められることもある。
【００２２】
また、本発明は、上記の光学投影装置と、少なくとも１つ以上の内部および／または外部画像データ提供装置とを備える投影用の投影システムに関する。この投影システムを用いることで、前記投影装置の利点を利用して、任意の種類の画像または複数の画像を表面に投影することが可能である。
【００２３】
本発明の他の変形例によると、前記投影システムの前記画像データ提供装置は、演算装置、コンピュータ、スマートフォン、カメラ、撮影装置、およびデータ保存装置の少なくとも１つとすることができる。使用可能な画像データ提供装置が多様であることにより、前記投影システムの柔軟性、すなわち多様性を向上させることができる。例えば、スマートフォンで撮影されたばかりの写真を見るために使用でき、または任意の環境でデータを見るために使用することができる。前記システムは、スクリーンを必要とすることなく、コンピュータのように動作させることも可能である。これにより、即時フィードバックまたは速やかなデータ分析が可能となる。前記支持体は、単に会議室などのオフィスにあるテーブルとすることができるが、投影はどんな場所でも（例えば、電車で移動している間においても）行うことができる。
【００２４】
本発明の他の変形例によると、上記の投影システムは、水平面（特に、テーブル）に画像を投影するように構成されている。前記投影システムは、投影が行われるテーブルと同一のテーブルに配置することができるので、投影された画像は、短い焦点距離で当該光学投影装置の前方に投影されることになる。
【００２５】
一実施形態によると、前記光学投影装置は、前記投影領域の近傍または前記投影領域に配置することが可能である。前記投影システムはスクリーンを必要としないので、小さい会議室に使用することができ、さらに、会議またはミーティング用に設計されていない部屋にも使用することができる。このようなシステムにより、投影を行う時期や場所の選択をより柔軟に行うことができる。例えば、ミーティングの前に、スクリーンを備えた会議室や大部屋を予約する必要はない。単なるオフィスのテーブルで十分である。投影面積は、比較的大きな領域（特に、約１ｍ）とすることができる。あるいは、投影される表面は、例えば前記投影システムをホームシアターとして使用するには、上下方向の表面（壁など）であってもよい。さらに、そうしたシステムにより、セットアップを簡易化することが可能である。外部スクリーン、設置システム、または天井取付型のプロジェクタなどの構成は不要である。
【００２６】
本発明の他の構成によれば、前記投影システムの前記光学投影装置は、投影領域の外部の角領域に配置される。（ホームシネマの場合）前記プロジェクタが投影の中心ではなく投影の角に位置していることにより、柔軟性を高め、投影距離を小さくすることが可能である。上下方向の投影の場合、例えば、投影された画像の前に人が立って話をするとき、プロジェクタが投影の中央に配置されていることにより、その人が投影範囲に入ってしまうことがよくある。前記プロジェクタが投影の角に位置していることにより、話し手はより自由に移動することができ、かつ、投影の範囲に入ることを回避できる。水平方向の投影（例えば、テーブルへの投影）の場合、投影領域の周囲の人の位置調整を向上させることができる。このとき、投影の角領域は、投影された画像の外側かつ投影された画像の角において交差する直線間の領域として定義される。
【００２７】
本発明の他の実施形態によると、特に、上述した前記投影システムまたは前記光学投影装置を用いる光学投影方法は、ａ）表面に投影される入力画像を提供するステップと、ｂ）前記入力画像から画像を生成するステップと、ｃ）補正された前記画像を、光学部を用いて表面に投影するステップとを含む光学投影方法において、前記光学部の光軸に対する前記画像の非対称投影が実現され、前記非対称投影とは、前記画像が、前記光学部の光軸に対して、投影された当該画像の幅および高さの両方向に移動していることを意味することを特徴とする。この創造的な方法により、簡易且つより柔軟に投影を行うことが可能である。
【００２８】
本発明は、添付の図面と共に以下の説明を参照することにより理解することができる。符号は本発明の構成を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１ａ】本発明に係る投影領域の角に配置された光学投影装置を含む投影システムの３次元模式図である。
【図１ｂ】本発明に係る投影システムに使用される光学投影装置を構成する要素の側面図である。
【図１ｃ】本発明に係る非対称投影を説明する図である。
【図２ａ】本発明に従って２つの垂直方向にオフセットさせた状態で画像を投影するための光学部および画像形成部の光学配置を示す図である。
【図２ｂ】２つの垂直方向に異なるオフセット値で光学面に投影された画像の図である。
【図２ｃ】２つの垂直方向に異なるオフセット値で光学面に投影された画像の図である。
【図２ｄ】２つの垂直方向に異なるオフセット値で光学面に投影された画像の図である。
【図３】第２実施形態に係る投影システムにおいて使用される光学投影装置の機能ブロック図である。
【図４ａ】本発明の第３実施形態に係る光学投影システムであって、光学投影装置が色特定手段を備える光学投影システムを、機能ブロックを用いて模式的に示す図である。
【図４ｂ】テクスチャ付き表面に配置された状態の前記光学投影システムを模式的に示す図である。
【図５ａ】本発明の第４実施形態に係る投影システムであって、画像を偏位させる移動要素を備える光学投影システムを、機能ブロックを用いて模式的に示す図である。
【図５ｂ】投影された画像の位置の偏位を示す図である。
【図６】非平行出口ミラーを備える、第５実施形態に係る投影システムの光学投影装置の要素を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明の要旨を説明する。図１ａは、本発明の第１実施形態に係る投影システム１０１の３次元模式図で、図１ｂは、本発明に係る投影システムに使用される光学投影装置を構成する要素の側面図である。
【００３１】
投影システム１０１は、自身が配置される表面１０３に画像１０５を投影する。本発明によると、投影システム１０１の光学投影装置は、投影された画像１０５の投影が非対称となるように構成されている。このことは、投影された画像１０５が、図１ｂに示されている光学部２０３の光軸１１７に対して、投影された画像１０５の幅Ｗおよび高さＨの方向に移動されることに相当する。
【００３２】
図１ｂは、図１ａの矢印１１３の方向に投影表面１０３と平行に見たときの図である。図１ａで説明した符号を有する要素または構成については、詳細な説明は行わず上記の説明を引用する。
【００３３】
光学投影装置２００は、ハウジング２０７内に、画像形成部２０１と、光軸１１７を有する光学部２０３と、ミラー２０５とを備える。図１ｂには、上述の光学部２０３の光軸１１７が示されている。図１ｂに示されているように、画像形成部２０１は光学部２０３の対象面側に配置されており、ミラー２０５は光学部２０３の投影画像側に配置されている。この実施形態では、ミラー２０５は光学部２０３の対象面と平行である。
【００３４】
この実施形態において、画像形成部２０１は、光源と、公知のデジタルミラー装置（ＤＭＤ）とを備える。光源は、例えば、ＬＥＤまたはレーザであって、カラーホイールを備えていても備えていなくてもよい。前記画像は、半導体チップ上にマトリックス状に配置された小さなミラーによって形成される。各ミラーは、投影された画像における１つ以上のピクセルを表わす。ミラーの数は、投影された画像の解像度に対応する。画像データ提供装置２０９は、投影される入力画像のデータを画像形成部２０１に提供する。画像データ提供装置２０９は、図１ｂに示されているように光学投影装置に内蔵された内部装置であってもよいし、または、例えば、演算装置、コンピュータ、スマートフォン、カメラ、撮影装置、またはデータ保存装置などの有線または無線で接続された外部装置であってもよい。
【００３５】
光学部２０３は、光軸１１７上に整列された屈折および／または反射要素によって構成されており、投影された画像１０５の焦点を投影表面１０３に合わせることができるように、固定部と、可動部とを備える。
【００３６】
光学部２０３と画像形成部２０１とが互いに整列していることにより、投影された画像を、投影システム１０１の位置に対してｘ方向およびｙ方向の両方にオフセットすることが可能である。この点については、以下の図についてより詳細に説明する。
【００３７】
図１ａに示された実施形態において、投影システム１０１は、画像１０５の外側の角領域１０７に配置されている。このとき、角領域１０７は、画像１０５の左辺１０９の左側かつ画像１０５の上辺１１１の上方にある。
【００３８】
表面１０３は、テーブルなどの家具の表面であってもよく、特に、オフィステーブルまたは会議室のより大きなテーブルの表面であってもよい。変形例によれば、表面１０３は地面であってもよい。
【００３９】
前記投影システムの光学投影装置は、投影サイズを表面１０３のサイズに適合させることができるように構成することができる。画像１０３の投影領域の直径は、約１ｍ以下またはそれよりも大きくてもよい。
【００４０】
投影システム１０１は、図１に示されているように画像１０５が投影されるテーブルに配置することも、近接させて配置することもできる。
【００４１】
あるいは、投影される表面１０３は、例えばホームシアター用途または会社のプレゼンテーションのために、壁面のような上下方向の表面としてもよい。
【００４２】
これにより、投影表面１０３の特性に応じて、投影装置１０１は、下方へ（例えば、水平方向の表面に）投影したり、上方へ（上下方向の表面に）投影したりするように構成することができる。
【００４３】
本発明に係る投影システム１０１は、１：１未満、具体的には０．５：１未満、より具体的には０．４：１未満のスロー比で短焦点投影を実現するように構成された光学部を備える。前記スロー比は、投影システム１０１における出光部と投影表面１０３との間の距離Ｄの、前記画像の幅Ｗに対する比Ｄ／Ｗとして定義される。
【００４４】
図１ｃには、本発明に係る非対称投影がより詳細に示されている。図１ａの符号と同一の符号を有する要素については、詳細な説明は行わず上記の説明を引用する。
【００４５】
図１ｃにおいて、投影システム１０１は、図１ａと同様に表面１０３に画像１０５を投影する。図１ｃに、投影された画像１０５の幅Ｗ方向と平行に延びるｘ軸と、投影された前記画像の高さＨ方向と平行に延びるｙ軸とが示されている。Ｘ軸およびＹ軸は、投影システム１０１の光学部２０３の光軸１１７において交差している。図１ｃには、投影システム１０１の投影軸１１９も示されている。
【００４６】
また、図１ｃには、投影された画像１０５の中心１２１が示されており、当該中心は、投影された画像１０５の２本の対角線１２３，１２５の交点として定義される。
【００４７】
ここで、本発明によると、画像１０５の中心１２１は、（幅Ｗに沿って）ｘ方向および（高さＨに沿って）ｙ方向の両方向に移動（シフト）されて非対称投影を実現する。ｘ方向において、光軸１１７に対する移動は符号１２７で示され、ｙ方向において、光軸１１７に対する移動は符号１２９で示されている。
【００４８】
図２ａには、図１ａおよび図１ｃに示される投影システム１０１の光学部２０３の光軸１１７に対して投影される画像の位置が模式的に示されている。この画像は、光学部２０３の光軸１１７に対して非対称に投影されている。
【００４９】
図２ｂ、図２ｃおよび図２ｄには、２つの垂直方向に異なるオフセット値で光学面に投影された画像３０５が図示されている。図２ｂには、本発明に含まれない構成であって、一方向に５０％オフセットされ、他方向に１００％オフセットされた状態で光学面に投影された画像が示されている。図２ｃには、両方向に１００％オフセットされた状態で光学面に投影された画像が示されており、図２ｄには、両方向に１００％を超えてオフセットされた状態で光学面に投影された画像が示されている。図１ａ，図１ｂまたは図１ｃで説明した符号を有する要素または構成については、詳細な説明は行わず上記の説明を引用する。
【００５０】
図２ａには、画像形成部２０１のＤＭＤによって形成された画像と、画像をオフセットして投影するための光学部２０３との光学配置３０１の側面図が示されている。容易に理解できるようにするために、図２ａには、図１ｂに示されるようなミラー２０５が示されていない。光学形成部２０１のＤＭＤに形成された画像３０５は、中心３０９が光学部２０３の光軸１１７から離れて配置された状態で光学部２０３の対象面３０７に配置されている。これにより、光学部２０３の投影面３１７に投影された画像３１５の中心３１３は、光軸１１７に対してオフセットされている。また、図２ａには、光学部２０３の光学中心３１９および光学部２０３の投影側における焦点３２１を介して光学部２０３を通る光伝播が模式的に示されている。
【００５１】
図示されるとおり、光学部２０３は、１つ以上のレンズおよび／または１つ以上の球面ミラーもしくはプリズム、またはその組み合わせを備えていてもよい。
【００５２】
図２ｂの右側には、画像形成部２０１によって、光学部２０３の入射光学系３２５（図２ａを参照）に形成された画像３０５が示されている。同図は、図２ａの矢印３２３の方向に光軸１１７と平行に見たときの図である。図２ｂの左側には、投影システム１０１が、光学部２０３の光軸１１７に対して図１ａに示されるｘ軸およびｙ軸に沿って投影された画像１０５と共に示されている。
【００５３】
図２ｂについて述べたように、画像３０５は、Ｘ方向に１００％、ｙ方向に７５％オフセットされており、５０％という値は、画像３０５がｘ軸および／またはｙ軸に対して対称的な状態を表している。よって、本発明によれば、画像の中心が光軸１１７に対してオフセットされている非対称投影は、形成された画像が光学部２０３に進入するように画像形成部２０１を整列させてｘ方向およびｙ方向の両方に５０％以上のオフセットが観察されるようにしたときに、両方向に実現することができる。
【００５４】
この状態は図２ｂの左側に示されており、同図には、Ｙ軸に沿って、投影された画像１０５が光軸１１７の一方側に完全に配置され、Ｘ軸に沿って、投影された画像１０５の２５％が光軸１１７の一方側にあり、かつ当該投影された画像の７５％が光軸１１７の他方側にある状態が示されている。
【００５５】
図２ｃの右側には、画像形成部２０１が光学部２０３に対して整列し、入射光学系３２５における画像３０５がｘ方向におよびｙ方向の両方に１００％オフセットしている状態が示されている。前述のとおり、この図は、図２ａの矢印３２３の方向に光軸１１７と平行に見たときの図である。
【００５６】
１００％という値は、図２ｃの左側に図示されるように、投影された画像１０５が完全に光軸１１７の一方側にあることを意味している。Ｘ：１００％、Ｙ：１００％の状態は、図１ａに示されるように、直線１０９，１１１を形成する前記画像の交点１１５と光軸１１７が一致するような投影システム１０１の配置に相当する。
【００５７】
本発明のさらなる実施形態によれば、画像形成部２０１および光学部２０３は、画像１０５の中心を、ｘ方向およびｙ方向の両方に１００％を超えて（好ましくは少なくとも１２０％）偏位させることができるように配置することができる。この状態は図２ｄにおいて示されている。前述のとおり、この図は、図２ａの矢印３２３の方向に光軸１１７と平行に見たときの図である。図１ａにおいて、前記投影装置は角領域１０７の交点１１５から更に離れて配置されており、概ね、ｘ方向およびｙ方向の両方に約１２０％オフセットした状態に相当する。
【００５８】
両方向に１００％を超えるオフセット値は興味深いものであり、前記光学部の投影側でミラー２０５を使用することで、画像の一部が前記投影システムへと反射されることなく、当該画像の方向転換をすることが可能となる。
【００５９】
図３には、本発明の第２実施形態に係る投影システム４０１の機能ブロックが模式的に示されている。図１ａ〜図１ｃおよび図２ａ〜図２ｄのいずれかに関して説明した符号を有する要素または構成については、詳細な説明は行わず上記の説明を引用する。
【００６０】
第１実施形態と同様に、第２の実施形態の投影システム４０１は、画像形成部２０１に入力画像のデータを提供する入力画像装置部２０９を備える。前記光源および画像形成部２０１のＤＭＤは、これにより、このデータから画像を生成する。
【００６１】
第２実施形態によれば、前記画像データは、画像のゆがみを考慮し、かつ／またはより均一な光度を可能とするために補正される。投影システム４０１は、第１補正部４０９および／または第２補正部４１１を備える。第１補正部４０９は、２次元キーストーンオフセット補正を行い画像のゆがみを考慮するように構成されている。
【００６２】
第２補正部４１１は、生成された画像の光度レベルを制御するように構成されている。非対称投影を実現するために、前記光学部の中心から外れた領域が照射され、投影された画像において光度レベルが異なっている。この望ましくない効果は、前記第２の補正部によって補正される。その後、補正された画像が光学部２０３を介して投影される。
【００６３】
図４ａおよび図４ｂには、本発明の第３実施形態に係る投影システム模式的に示されている。この投影システムは、光学投影装置が色特定手段を備える。
【００６４】
図４ａには機能ブロックが模式的に示されており、図４ｂには、第３実施形態の投影システムがテクスチャ付き表面に配置された状態で示されている。図１ａ〜図１ｃから図３で説明した符号を有する要素または構成については、詳細な説明は行わず上記の説明を引用する。第１および／または第２実施形態の構成は、第３実施形態の構成と組み合わせてもよい。
【００６５】
図４ａには、第３補正部５０３を備える第３実施形態の投影システム５０１の機能ブロックが示されている。この第３補正部により、画像が投影される表面の色を検出すること、またはテクスチャを特定すること、ならびに前記色および／またはテクスチャに応じて照明を適合させて前記画像データを補正することが可能である。
【００６６】
第３補正部５０３は、投影表面の１つまたは複数の色を特定する色特定手段５０５と、前記投影表面の１つまたは複数の色に応じて照明パラメータを適合させる適合手段５０７とを備える。
【００６７】
一変形例によれば、色特定手段５０５は、投影支持体の色を特定するカメラ手段５０９および基準光源５１１を備えていてもよい。これにより、投影表面のテクスチャおよび／または色に前記画像の投影を適合させて、投影される前記画像と前記投影表面のテクスチャおよび／または色との間のコントラストを向上させることが可能である。このように、第３補正部５０３は、光学部２０３が画像を投影する前に、画像形成部２０１において投影画像の色および／またはテクスチャに応じて画像を補正する。
【００６８】
図４ｂには、白色以外の色を有するテクスチャ付き表面５１３（例えば、木製テーブル）に配置された投影システム５０１が示されている。第３補正部５０３のカメラ手段５０９は、画像５１５を投影する前に、基準光源５１１によって発される光を用いて投影表面を分析する。適合手段５０７は、得られた結果に基づき、画像データに適用される補正パラメータを演算することで、投影される画像を用意する際に投影表面５１３の色およびテクスチャを考慮に入れることができる。したがって、多種多様な表面を、十分なコントラストおよび光度を有する投影表面として用いることが可能となる。
【００６９】
図５ａおよび図５ｂには、本発明の第４実施形態に係る投影システム６０１が示されている。この投影システムは、画像を偏位させる移動要素６０３を備える。機能ブロックは図５ａに模式的に示されており、投影された画像の位置の偏位は図５ｂに示されている。図１ａ〜図１ｃから図４ａ〜図４ｂで説明した符号を有する要素または構成については、詳細な説明は行わず上記の説明を引用する。図５ａおよび図５ｂに示された第４実施形態は、図３ａに示された第２実施形態の変形例であるが、第１から第３実施形態のいずれかの実施形態の構成を第４実施形態の付加的な構成と組み合わせてもよい。
【００７０】
第４実施形態に係る投影システム６０１は、第２実施形態の投影システム４０１の要素に加え、偏位手段手段６０３を備える。偏位手段６０３は、前記光軸に対する（矢印６０５によって示された）１つまたは２つの方向に、光学部２０３に対して画像形成部２０１を移動させることで、光学部２０３によって生成される画像も光学部２０３の投影画像側に移動させることができる。
【００７１】
図５ｂには、本発明の第４実施形態に係る投影システム６０１の光学部２０３において画像形成部２０１によって形成された画像の偏位が示されている。画像６０７は、光学部２０３の入射面６０９に示されている。前記偏位部（例えば、ステッピングモータ）は、画像６０７が光学部２０３の軸Ａおよび／または軸Ｂの方向に沿って移動するように画像形成部２０１を移動させることができる。その結果、投影された画像を、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動させることができる（図１ａを参照）。
【００７２】
図６には、第５実施形態に係る投影システム７０１の要素が、光学投影装置７０３と、光学部２０３の対象面と平行でない出口ミラー７０５と共に模式的に示されている。図１ａ〜図１ｃから図５ａ〜図５ｂに関して説明した符号を有する要素または構成については、詳細な説明は行わず上記の説明を引用する。第１から第４実施形態のいずれかの実施形態の構成を、第５実施形態の付加的な構成と組み合わせてもよい。
【００７３】
さらに、模式的に図示されているように、画像形成部２０１（より正確にいえば、画像形成部２０１のデジタルミラー装置によって形成される画像）は、対象面と平行でない。好ましくは、ＤＭＤおよびミラー７０５は光軸１１７に対して同一の角度αを有する。
【００７４】
ミラー７０５が投影面に対して角度αを有することにより、ミラー７０５によって反射される画像が光学部２０３に再度進入することなく、入口光学系３２５における画像３０９のオフセットは、１つまたは２つの方向に１００％未満、特に７５％未満とすることが可能である。
【００７５】
この実施形態において、キーストーン補正を実現する前記補正部は、新たな形状に適合させる必要がある。
【００７６】
本発明の幾つかの実施形態について説明を行ったが、添付の請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更および改良を施してもよいということを理解されたい。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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