JP2007324643A - 画像投射装置及び画像投射スクリーン及び画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】画像を投射し映像情報を表示するプロジェクションタイプの画像投射装置において、投射画像の歪み補正が画像投射装置と画像投射領域と人物の位置関係に応じた画像歪み補正が行われる画像投射装置を提供すること。
【解決手段】画像を投射し映像情報を表示するプロジェクションタイプの画像投射装置において、投射装置の周囲の物体までの距離を測距手段によって測定して、画像投射装置と画像投射領域と人物の位置関係を把握し、見ている人物の位置が考慮された画像歪み補正が行われる画像投射装置及び画像投射スクリーンを含む画像表示システムを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を投射し映像情報を表示するプロジェクションタイプの画像投射装置に関し、特に画像の歪み補正における画質向上技術に関する。

画像投射装置から画像投射スクリーン上に投射され形成される画像投射領域の中心を投射している光が、画像投射スクリーンに対し垂直に入射されないと、画像投射領域が台形状に歪んでしまい、画質を低下させてしまう問題がある。例えば、水平より上方向に傾けて画像投射装置が設置され、画像投射装置が設置されている設置面に対し、投射スクリーンが垂直に設置されていると、投射画像は台形状に歪んでしまう。このような投射画像の歪み補正が要求され、画像投射装置の改良が行われてきた。

例えば、特開２００４−２６０７８５号公報には、イメージセンサーを備え投射画像と投射スクリーンを撮像して、投射画像や投射スクリーンを認識して投射画像を補正する方法が提案されている。

また、特開２００３−３４８４９９号公報には、投射画像の中心に正対する方向以外の方向から矩形画像として観察可能になるように、投射条件に基づいて補正情報をさらに修正することで投射画像を補正する方法が提案されている。
特開２００４−２６０７８５号公報（ＮＥＣビューテクノロジー） 特開２００３−３４８４９９号公報（キャノン）

しかしながら、従来提案されている画像の歪み補正方法では、投射された画像を撮像したり、投射条件に基づいて補正情報をさらに修正したりしているが、人物検出は行われていない。

本発明は、人物検出を行って投射画像を補正する画像投射装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１記載の画像投射装置は、画像歪み補正を行う画像投射装置であって、前記画像投射装置から投射される画像投射領域の位置と、人物の位置とを検出する手段を備え、前記画像投射装置と前記画像投射領域と前記人物との位置関係に応じた画像歪み補正を行うことを特徴とする。

また、請求項２記載の前記画像投射装置は、前記画像投射装置と前記画像投射領域との相対角度に関連した情報、及び、前記画像投射領域と前記人物の相対角度に関連した情報、に基づいて画像歪み補正を行うことを特長とする。ここで「相対角度に関連した情報」とは、相対角度そのもののみならず、その相対角度を算出するのに必要な間接的な情報や、画像投射装置と画像投射領域、画像投射領域と人物が垂直に対向していないことによって生じうる角度や距離情報なども含むものである。

また、請求項３記載の前記画像投射装置は、前記画像投射装置から前記画像投射領域までの距離、及び、前記画像投射領域から前記人物のまでの距離を検出する手段として測距手段を備え、前記測距手段として少なくとも光源と光検出器を備えたことを特長とする。

これにより、画像を投射し映像情報を表示するプロジェクションタイプの画像投射装置において、投射画像の歪み補正が測距手段により画像投射装置と画像投射領域と人物の位置関係、もしくは、画像投射装置と画像投射領域との相対角度、及び画像投射領域と人物の相対角度に基づいて画像歪み補正が行われるので、見ている人物の位置を考慮した画像歪み補正が行われる画像投射装置を提供することができる。

また、請求項４記載の画像投射装置は、前記画像投射領域の位置または前記人物の位置を検出する手段として、赤外線検出器または画像検出器を備えたことを特徴とする。

これにより、人物検出において複数の人物が存在し測距する際に重なっている場合の人物の識別を行うことが可能な画像投射装置を提供することができる。

また、請求項５記載の画像投射装置は、前記人物が複数の場合は前記複数の人物の中心位置を前記人物の位置とすることを特徴とする。

これにより、複数の人物が存在する場合における画像の歪み補正上の人物の位置を複数の人物の中心にすることが可能で、複数の人物に対して平均的な画像歪み補正が行われる画像投射装置を提供することができる。

また、請求項６記載の画像投射装置は、前記画像投射装置と前記画像投射領域と前記画像投射装置をリモートコントロールするコントロール手段との位置関係に応じた画像歪み補正を行うことを特長とする。

これにより、画像歪み補正において考慮される人物位置を任意に決めることができ、その位置に対して画像歪み補正が行われる画像投射装置を提供することができる。

また、請求項７記載の画像投射装置は、画像投射用光源に半導体レーザを備えた前記画像投射装置における前記半導体レーザが、前記測距手段の前記光源を兼用していることを特長とする。

これにより、画像投射装置に搭載する光源の数量を減らすことができるので、コストダウンと消費電力を抑えることが可能な画像投射装置を提供することができる。

また、請求項８記載の画像表示システムは、請求項１〜７記載のいずれかの画像投射装置と、請求項１〜７記載のいずれかの画像投射領域を含む画像投射スクリーンとを備えたことを特徴とする。

これにより、画像投射装置と画像投射領域と人物の位置関係、もしくは、画像投射装置と画像投射領域との相対角度、及び画像投射領域と人物の相対角度に基づいて画像歪み補正が行われる画像投射装置と画像投射スクリーンからなる画像表示システムを提供することができる。

本発明によれば、画像歪みに対する画像補正が画像投射装置と画像投射領域と人物の位置関係に応じて行われるので、見ている人物の位置が考慮された画像歪み補正が行われ、人物が画像投射領域と正対していなくても高画質な画像を投射する画像投射装置及び画像投射スクリーンを含む画像表示システムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における画像投射装置の構成図である。

図２は、本発明の画像投射装置における測距手段の構成図である。

図３は、本発明の測距手段における回動のイメージ図である。

図４（ａ）は、本発明の画像投射装置における正面外観図である。

図４（ｂ）は、本発明の画像投射装置における側面外観図である。

図５（ａ）は、画像投射装置を使用している状況を再現したイメージ図である。

図５（ｂ）は、画像投射装置を使用している状況での画像投射領域を再現したイメージ図である。

図６は、画像投射装置と画像投射領域と人物の相対位置と相対角度を表した図である。

図７（ａ）は、画像投射装置を使用している状況を再現した別のイメージ図である。

図７（ｂ）は、画像投射装置を使用している状況での画像投射領域を再現した別のイメージ図である。

図１において、画像投射装置１００は、以下の要素から構成される。

本発明の画像投射装置１００は、画像投射装置１００の設置状態における傾斜角を検出する傾斜センサー７と、画像投射装置１００から画像投射領域５及び画像投射装置１００の周囲の物体までの距離を測定する測距手段１と、傾斜センサー７から得られる角度情報と測距手段１から得られる距離情報とによって、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物の位置関係を把握し、その位置関係に応じた画像歪みの補正量を算出し、画像投射スクリーン６上に投射され画像投射領域５を形成する画像を変調する画像変調手段４を制御する制御部２からなる。

画像投射装置１００における制御部２が画像変調手段４を制御するまでの信号の流れについて説明する。傾斜センサー７から得られる角度情報は、測距手段１に入力され、その角度情報と測距手段１から得られる測距情報とが制御部２に入力される。画像投射装置１００に入力される画像信号３も制御部２に入力される。制御部２は、角度情報と測距情報から画像投射装置１００と画像投射領域５と人物の位置関係を算出し、画像信号３に画像歪み補正を行った画像情報を制御信号として、画像変調手段４に入力される。

図２において、測距手段１は、以下の要素から構成される。

測距手段１用の光源１１から放射された光は、ハーフミラー１２を通過し、中空モーター１３の回転軸の中空部内を通過し、中空モーター１３の回転軸に取り付けられたプリズム１４に入射し略直角に反射され、画像投射装置１００の周囲に投射される。例えば、画像投射スクリーン６に投射され反射された光の一部は、プリズム１４及びハーフミラー１２で反射して光検出器１５に入射する。光源１１から放射される光は、パルス変調されており、光源１１からの放射光と光検出器１５への入射光の位相差をカウントすることにより、光が反射した点までの距離を算出する。位相差のカウント及び距離の算出は、距離算出手段１６により行われる。この中空モーター１３が回転することでプリズム１４も回転し、光源１１から放射された光は、画像投射装置１００の周囲に走査され、周囲にある物体までの距離が得られる。中空モーター１３には、ロータリーエンコーダ１７が取り付けられており、角度情報も得られる。少なくとも光源１１とハーフミラー１２と中空モーター１３と光検出器１５と距離算出手段１６は、筐体１８に取り付けられている。測距手段１における走査手段は、中空モーター１３とプリズム１４とから構成される。

図２の測距手段１を分かり易くするために、光源１１から放射された光は実線で、物体から反射された光は鎖線で表示し、更に実線と鎖線はずらして表示している。

図３は、測距手段１における筐体１８の回動のイメージ図である。筐体１８は、プリズム１４で光を略直角に反射させている付近（回転中心２１）を中心に任意の回転半径（回転半径２２）で回転方向２３に回転する回動機構（図示せず）により、画像投射領域５の高さ方向（Ｙ方向）に対してプリズム１４から反射された光を走査している。

よって、走査手段と回動機構によって、画像投射装置１００の周囲を画像投射領域５の高さ方向に対して測距が可能となる。

図４（ａ）は、画像投射装置１００における正面外観図である。開口２５は、画像投射装置１００から投射される画像の光が出射する窓である。画像投射装置１００の正面外観上、測距手段１と開口２５との左右に対する中心位置は、画像投射領域５の検出を簡易的に行うために一致していることが好ましい。測距手段１より走査される走査光は、画像投射装置１００の周囲にある物体を測距するために、画像投射装置１００の上面（画像投射装置上面１００ａ）よりも上を走査される。測距手段１は、測距手段保護カバー２６で保護されている。画像投射装置１００の外観上は、測距手段保護カバー２６が画像投射装置上面１００ａから突起している（測距手段１は図示せず）。

図４（ｂ）は、画像投射装置１００における側面外観の構成図である。画像投射装置１００の一般的な設置状況として、略水平面である画像投射装置設置面２７より上向きに傾斜される。この傾斜角をθとする。測距手段１（測距手段保護カバー２６を図示）が画像投射装置上面１００ａから突起する量を抑えるために、画像投射装置１００の正面（画像投射装置正面１００ｂ）により近い位置にあることが好ましい。測距手段１で測距する点を結ぶ平面は、水平面と略平行面である必要があるので、測距手段１の筐体１８を傾斜センサー７で検出される画像投射装置１００の傾斜角θに応じて回動機構により略水平位置を維持している。

図５（ａ）は、画像投射装置１００を使用して、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を人物３１が見ている状況を、簡略的に再現したイメージ図である。簡単に画像歪み補正を説明するために、画像投射装置１００は、上向きの傾斜はしておらず水平に設置されていて、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されている。画像投射スクリーン６は、画像投射装置１００が設置されている設置面に対して垂直に設置されている。画像投射領域５の中心を画像投射領域中心５ａとし、画像投射領域中心５ａを照射している光は、画像投射装置１００から投射される画像の投射角において中心の光である。画像投射領域中心５ａを照射している光の軸と画像投射領域５が形成されている画像投射スクリーン表面６ａとが成す角をθ１とし、人物３１が画像投射領域中心５ａに対して最も近い位置と、画像投射領域中心５ａを結ぶ直線と画像投射スクリーン表面６ａとが成す角をθ２とすると、θ１、θ２は画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１の位置関係から得られる相対角度である。画像投射領域中心５ａに対して人物３１及び画像投射装置１００が正対している場合は、θ１＝θ２＝９０度となり、画像歪み補正を行う必要はない。画像投射領スクリーン６に対して、画像投射装置１００が斜めに配置されていると、θ１は９０度より小さな値となり、画像歪み補正が必要となる。同様に、画像投射領域中心５ａに対して人物３１が正対していない場合もθ２は９０度より小さな値となり、画像歪み補正が必要となる。θ１またはθ２の角度が小さくなればなるほど、画像歪み補正の度合は増加する。実際の使用状況において、画像投射領域５が概ね矩形状になるように設置して、画像投射装置１００の画像歪み補正機能を利用するのが一般的である。また、人物３１は、画像投射領域５に対して正対している場合は少ない。

図５（ｂ）は、画像投射装置１００を使用して、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を簡略的に再現したイメージ図である。図４（ａ）の画像投射装置１００と画像投射スクリーン６並びに画像投射領域５と人物３１の位置関係に対応している。画像投射装置１００は、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されていので、画像投射スクリーン６上の画像は、点線で示す台形状画像投射領域３２となる。画像投射装置１００と台形状画像投射領域３２までの距離に応じた画像歪み補正を行うことにより、台形状画像投射領域３２は、破線で示す矩形状画像投射領域３３となる。水平に設置された画像投射装置１００と人物３１の瞳の位置が、概ね同一の水平面内であるとしても、人物３１は、矩形状画像投射領域３３に対して正対しておらず、斜めの方向から見ているので、人物３１と矩形状画像投射領域３３の四隅（４点）までの位置関係は、近い２点が概ね同一で、遠い２点が概ね同一となる。概ね同一である各２点間において遠近関係が生じることにより、遠い位置の画像は小さく見える。従って、画像投射スクリーン６上で矩形状画像投射領域３３になるように画像歪み補正を行っても、人物３１から矩形状画像投射領域３３は歪みが発生してしまう。この画像の歪みを補正するために、本発明は測距手段１の測距情報により人物３１の位置も制御部２より算出され、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１の位置関係に応じた画像歪み補正を行い、画像投射スクリーン６の正面から見ると台形状に歪んだ画像投射領域（台形形状補正画像投射領域３４）となるが、人物３１の位置から見ると、台形形状補正画像投射領域３４は、略矩形状の画像投射領域となる。

このように、本実施の形態によれば、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１の位置関係に応じた画像歪み補正が行われるので、人物３１が画像投射領域５に正対しておらず、斜めの方向から見ている場合においても、略矩形状の画像投射領域５として投射画像を見ることができる。

また、測距手段１用の光源１１として、光源１１の投射光による画像表示品質の劣化が発生しない不可視光源であることが好ましい。

また、画像変調手段４において、光源に半導体レーザを使用している場合は、測距手段１用の光源１１としても使用することが可能である。これによって、画像投射装置１００に搭載する光源の数量を減らすことができるので、コストダウンと消費電力を抑えることができる。

また、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１の相対位置から得られる相対角度θ１、θ２は、直接測定される必要はなく、間接的に算出することも可能で、図６にその一例を示して説明する。画像投射装置１００を点（白丸）Ａ、画像投射領域５を線分ＤＥ（線分ＤＥの両端の点をそれぞれ点Ｄ、点Ｅ）、画像投射領域中心５ａを点Ｂ、人物を点Ｃとする。画像投射装置１００の画像投射角度であるθ３は、画像投射装置１００として決められている値である。測距手段１より、点Ａから画像投射領域５の端点Ｄまで（線分ＡＤ）の距離と、点Ａから画像投射領域５の端点Ｅまで（線分ＡＥ）の距離と、点Ａから点Ｂまで（線分ＡＢ）の距離が得られる。θ３の角度の半分である線分ＡＤと線分ＡＢが成す角θ４と線分ＡＤと線分ＡＢの距離が得られることで、線分ＢＤの距離が算出すされる。三角形ＡＢＤの３辺（線分ＡＢ、線分ＢＤ、線分ＤＡ）の距離が得られることで、線分ＢＤと線分ＢＡが成す角θ１の角度が算出される。測距手段１より、点Ａから点Ｃまでの距離と線分ＡＤと線分ＡＣが成す角θ５の角度が得られる。θ４とθ５の角度が得られているので線分ＡＢと線分ＡＣが成す角θ６の角度が算出される。線分ＡＢと線分ＡＣの距離とその成す角θ６が得られることで、線分ＢＣの距離が算出すされる。三角形ＡＢＣの３辺（線分ＡＢ、線分ＢＣ、線分ＣＡ）の距離が得られることで、線分ＢＡと線分ＢＣの成す角θ７の角度が算出される。θ１とθ７の角度が得られることで線分ＢＣと線分ＢＥが成す角θ２の角度が算出される。

なお、θ１〜θ７は画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１の相対位置から得られる相対角度で、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１の相対位置に応じた画像歪み補正を行うために考慮すべき角度が、θ１とθ２の２箇所とする必要はなく、画像投射装置１００に補正量算出テーブルが記憶されており、画像投射角度θ３と、測距手段１によって測定される画像投射装置１００（点Ａ）から画像投射領域５の両端点（点Ｄ、点Ｅ）までの距離と、点Ａから人物（点Ｃ）までの距離と、点Ａの所定の位置（線分ＡＤまたは線分ＡＥ）と線分ＡＣが成す角度によって、補正量算出テーブルが参照され画像歪み補正量を算出することも可能で、この実施の形態に限定されるものではない。

なお、図５（ｂ）において、台形状画像投射領域３２と矩形状画像投射領域３３と台形形状補正画像投射領域３４の各画像投射領域を順に小さく図示しているが、各画像投射領域を分かり易く説明するためであり、この実施の形態に限定されるものではない。

また、実際の使用状況として、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を複数の人物３１により見られていることが多い。複数の人物３１の場合における画像歪み補正に必要な人物３１としての位置について図７（ａ）を用いて説明する。画像投射装置１００を使用して、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を人物４１ａと人物４１ｂと人物４１ｃの３人で見ている。簡単に画像歪み補正を説明するために、画像投射装置１００は、上向きの傾斜はしておらず水平に設置されていて、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されている。画像投射スクリーン６は、画像投射装置１００が設置されている水平面に対して垂直に設置されている。画像投射装置１００から画像投射領域５の中心に投射される光が、画像投射スクリーン６に対して垂直に入射するように設置することは困難であり、画像投射領域５が概ね矩形状になるように設置して、画像投射装置１００の画像歪み補正機能を利用するのが一般的である。人物４１ａと人物４１ｂと人物４１ｃにおいて、画像投射領域５の中心（画像投射領域中心５ａ）に対して最も近い位置（点）の３点を結ぶ三角形（点線で表示）の中心位置を人物群中心４２とする。この人物群中心４２は、人物４１ａと人物４１ｂと人物４１ｃの３人で見ている場合の画像歪み補正に必要な人の位置として、制御部２より算出される。人物群中心４２が算出された場合は、人物群中心４２と画像投射領域中心５ａを結ぶ直線と画像投射スクリーン表面６ａとが成す角をθ２とする。

図７（ｂ）に、複数の人が画像投射領域を見ている場合の画像歪み補正に必要な人物３１の位置を人物群中心４２として、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物群中心４２の位置関係に対応した画像歪み補正について説明する。画像投射装置１００は、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されていので、画像投射スクリーン６上の画像は、点線で示す台形状画像投射領域４３となる。画像投射装置１００と台形状画像投射領域４３までの距離に応じた画像歪み補正を行うことにより、台形状画像投射領域４３は、破線で示す矩形状画像投射領域４４となる。水平に設置された画像投射装置１００と人物群中心４２の位置が、概ね同一の水平面内であるとしても、人物群中心４２は、矩形状画像投射領域４４に対して正対しておらず、斜めの方向から見ているので、人物群中心４２と矩形状画像投射領域４４の四隅（４点）までの位置関係は、近い２点が概ね同一で遠い２点が概ね同一となる。概ね同一である各２点間において遠近関係が生じることにより、遠い位置の画像は小さく見える。従って、画像投射スクリーン６上で矩形状画像投射領域４４になるように画像歪み補正を行っても、人物群中心４２から矩形状画像投射領域４４は歪みが発生してしまう。この画像の歪みを補正するために、本発明は測距手段１の測距情報により人物群中心４２の位置も制御部２より算出され、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物群中心４２の位置関係に応じた画像歪み補正を行われる。画像投射スクリーン６の正面から見ると台形状に歪んだ画像投射領域となるが、人物群中心４２の位置から見ると、台形形状補正画像投射領域４５は、略矩形状の画像投射領域となる。

また、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を３人（人物４１ａと人物４１ｂと人物４１ｃ）が見ている場合、画像投射領域５の中心に対して最も近い位置（点）の３点を結ぶ三角形の中心位置が人物群中心４２であると説明したが、人物群中心４２を分かりやすく説明するためであり、この実施の形態に限定されるものではない。

また、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１（人物４１ａと人物４１ｂと人物４１ｃ）の位置関係を把握するために行われる測距と、人物群中心４２を算出する制御部２の処理は、起動時（画像投射前）と画像投射中に行われ、画像投射領域５を形成（補正）している。

また、人物群中心４２は、制御部２により算出される以外に任意に決めることもできる。任意に人物群中心４２の位置を決める方法としては、例えば、画像投射装置１００にリモコンが装備されている場合、リモコンの位置を人物群中心４２の位置とする。

また、人物３１（人物群中心４２）の位置を、画像投射装置１００のリモコンのような小型な物で任意に決められるとすると、移動しながら投射領域を見る場合にリモコンを携帯しておくことで、移動に応じて台形形状補正画像投射領域３４（台形形状補正画像投射領域４５）が常に変化し、略矩形状の画像投射領域を見ることができる。

また、人物３１（人物群中心４２）の位置に応じて台形形状補正画像投射領域３４（台形形状補正画像投射領域４５）が常に変化し、略矩形状の画像投射領域を見ることができるとしたが、人物３１から台形形状補正画像投射領域３４を形成（補正）するタイミング（補正を行う時間間隔）は任意に設定することも可能で、この実施の形態に限定されるものではない。

また、簡単に画像歪み補正を説明するために、画像投射装置１００は、上向きの傾斜はしておらず水平に設置し、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されている状況としたが、実際の使用上としては、画像投射装置１００を上向きに傾斜して使用されることもあり、画像投射領域５の画像歪みは、水平方向と垂直方向の2方向に発生するので、人物３１（人物群中心４２）の位置を考慮した画像歪み補正も水平方向と垂直方向の2方向に対して行われ、この実施の形態に限定されるものではない。

また、図７（ｂ）において、台形状画像投射領域４３と矩形状画像投射領域４４と台形形状補正画像投射領域４５の各画像投射領域を順に小さく図示しているが、各画像投射領域を分かり易く説明するためであり、この実施の形態に限定されるものではない。

また、例えば、画像投射装置１００の起動時に測距手段１の測距結果から画像投射装置１００の周囲５０ｃｍ以内に物体がある場合は、入力信号３に対応した画像の投射は行わず警告を表示し、更には、その物体がある状態で入力信号３に対応した画像の投射を行うか否かの選択を行う機能を有することが好ましい。

また、画像投射装置１００の周囲５０ｃｍ以内に物体がある場合、入力信号３に対応した画像の投射を行わず警告表示を行うとしたが、これはレーザ光走査型の画像投射装置において、レーザ光が人の瞳へ入射した場合の安全性を考慮して算出した距離である。算出条件は、一般的なオフィスの明るさである４００ルクスの部屋で視認可能である明るさを５００ルクスとし、レーザ光走査型の画像投射装置において画像投射領域（画像投射サイズ）を１９インチ（表示解像度：ＸＧＡ）とすると、ピーク放射パワーは２８０ｍＷとなる。このパワーにおいて、４０ｃｍ以上はなれると人の瞳への入射エネルギーは安全なレベルとなることから、５０ｃｍ以内は警告表示を行う対象距離とした。よって、レーザ光走査型の画像投射装置のピーク放射パワーに応じて、警告表示を行う対象距離は変更されるので、この実施の形態に限定されるものではない。

対象距離の算出方法について説明する。

「ＪＩＳ Ｃ６８０２ レーザ製品の安全基準」（以下ＪＩＳと略称する）に、レーザ製品のクラス分けとそのための測定方法が定められている。

その中で、基本的に安全とされるクラス１の被ばく放射限界（以下ＡＥＬ）は、ＪＩＳの表１に波長と露光時間別に定められており、可視光を発する製品については、ＪＩＳの表２にクラス２のＡＥＬとして定められている。

これによると、可視光のレーザビームに対しては瞬きなどの嫌悪動作によって目が保護されることを考慮し、その反応時間を０．２５秒として、放出持続時間が０．２５秒以上のものでは１ｍＷ、０．２５秒以下のものはクラス１のＡＥＬと同じとなっている。即ち、レーザポインタのような連続波のビームでは放射出力は１ｍＷに制限される。

これに対し、走査型のレーザ製品に対しては、ＪＩＳの８．４クラス分けの規則の（ｆ）繰返しパルスレーザ及び変調レーザの項にＡＥＬの決定の仕方が定められている。

これによると、次の３つの条件で最も厳しいものを用いて決定する。

１）パルス列内のどの単一パルスからの露光も、単一パルスに対するＡＥＬ（ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ）を超えてはならない。

２）放出持続時間Ｔのパルス列の平均パワーは、放出持続時間Ｔの単一パルスに対して、それぞれ表１〜４に規定したＡＥＬに対応するパワーを超えてはならない。

３）パルス列内のパルスの平均パルスエネルギーは、単一パルスのＡＥＬに補正係数Ｃ５を乗じた値（ＡＥＬｔｒａｉｎ）を超えてはならない。

ＡＥＬｔｒａｉｎ＝ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ×Ｃ５、Ｃ５＝Ｎ＾−０．２５・・・（式１）
ここでＮは０．２５秒の間に人の瞳を走査する回数である。

スキャン方式の画像表示装置のように、２次元に走査する場合、人の瞳をビームが走査することによってＮが大きくなり、通常３）の条件が最も厳しくなる。

測定方法はＪＩＳの９．３測定光学系の項に定められている。走査型レーザの放射パワー及びエネルギーの測定には、測定開口１７の直径がφ７ｍｍ、測定距離ｒが１００ｍｍと定められている。測定開口１７のφ７ｍｍは、人の瞳径の最大値を想定したものである。定められた測定条件で計算される放射パワーは、走査条件によって様々に変化する。以下、次の走査条件での計算例を示す（各パラメータで、添え字のｈ、ｖはそれぞれ水平、垂直を表す）。

走査条件
表示解像度 ＸＧＡ（Ｎｈ＝１０２４、Ｎｖ＝７６８ピクセル）
フレームレート ｆｖ＝６０Ｈｚ
画角 θｈ＝６０°、θｖ＝４５°
オーバースキャン率（画角／走査全角） Ｋｏｓｈ＝Ｋｏｓｖ＝０．７
水平方向は往復走査する Ｋｕｂ＝２
まず、水平走査周波数ｆｈは、
ｆｈ＝ｆｖ×Ｎｖ／Ｋｏｓｖ／Ｋｕｂ＝３２．９ｋＨｚ・・・・・・・・・・（式２）
距離ｒ＝１００ｍｍの位置にあるＤ＝φ７ｍｍの人の瞳をビームが横切る時間ｔは、
ｔ＝測定開口の視角／水平走査角速度
＝（Ｄ／ｒ）／（２×ｆｈ×θｈ／Ｋｏｓｈ）・・・・・・・・・・・・・（式３）
＝７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）
０．２５秒の間に人の瞳を走査する回数Ｎは、
Ｎ＝（Ｄ／ｒ）／（θｖ／Ｎｖ）＊ｆｖ＊０．２５
＝１０２０（回）
となる。

ｔ＝７．１Ｅ−７（ｓｅｃ）に対するＡＥＬｓｉｎｇｌｅは、ＪＩＳ表１より
ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ＝２．０Ｅ−７（Ｊ）
従って、パルス列内の平均パルスエネルギーＡＥＬｔｒａｉｎは、（式１）より、
ＡＥＬｔｒａｉｎ＝ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ×Ｎ＾−０．２５・・・・・・・・・（式４）
＝２．０Ｅ−７×１０２０＾−０．２５
＝３．５４Ｅ−８（Ｊ）
放射パワーＰｔｒａｉｎは、
Ｐｔｒａｉｎ＝ＡＥＬｔｒａｉｎ／ｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式５）
＝４９．９（ｍＷ）
となる。

これより、画像表示装置のピーク放射パワーを５０ｍＷ以下に抑えれば、１００ｍｍまで近づいて人の瞳に入射する放射エネルギー量が安全なレベルであり、１００ｍｍ以上の距離ではビームが分散することからより安全であり、１００ｍｍ以下の距離では人の瞳を走査するビームが網膜上の１点に合焦されず安全である。即ち、あらゆる条件において安全なレベルであると言える。

ここで、前述の条件１）の、単一パルスに対するＡＥＬから放射パワーを求めると、
Ｐｓｉｎｇｌｅ＝ＡＥＬｓｉｎｇｌｅ／ｔ・・・・・・・・・・・・・・・・（式６）
＝２．０Ｅ−７／７．１Ｅ−７
＝２８１．７（ｍＷ）
となり、約５．６倍のパワーとなる。

これは、ビームが人の瞳を横切る回数Ｎを１回に制限した場合に相当する。

同様に、回数Ｎに対してＰ（ｍＷ）は、

となり、画像表示装置として必要なピークパワーに対応して、走査回数を選択すればよい。例えば、ピークパワーＰ＝１５０ｍＷとする場合は、走査回数を１２回に制限すれば良い。

ピーク放射パワーが５０ｍＷの時、画像表示装置の明るさは高々１０ルーメンである。一般的なオフィスの明るさである４００ルクスの部屋で視認可能である明るさ、例えば５００ルクスを確保できる投射サイズは８インチ程度である。投射サイズを１９インチとすると、画面の明るさは８９ルクス程度となり、明るい部屋では視認できない。

それに対し、最大の２８０ｍＷでは５６ルーメンとなり、１９インチで約５００ルーメンとなる。つまり、上述のように、ビームが人の瞳を横切る回数に制限を加えるよう制御することによって安全を確保しつつ、より大きなサイズに投射しても十分明るい画面が得られるようになる。

測定距離を１００ｍｍから遠ざけると、ｔもＮも小さくなるので、計算される放射パワーＰｔｒａｉｎは大きくなる。Ｐｔｒａｉｎが２８０ｍＷとなる測定距離を求めると約４００ｍｍとなる（この時ｔ＝１．７８Ｅ−７（ｓ） Ｎ＝２５５（回））。

つまり、放射パワーを２８０ｍＷに上げた状態でも、４００ｍｍ以上離れると人の瞳への入射エネルギーは安全なレベルとなる。

また、画像投射領域５に警告を投射（表示）させる方法以外に、画像投射装置１００のＬＥＤランプ等を点滅さたり、画像投射装置１００から警告音を出したりすることでも可能である。

また、本発明の画像投射装置１００は、画像投射装置１００の周囲にある物体までの距離を検出し、人物３１（人物４１ａ、人物４１ｂ、人物４１ｃ）の位置を把握することができるので、画像投射領域５と画像投射領域５を形成する画像の投射光内、または画像投射装置１００の警告表示を行う対象距離内に人物３１の一部が入った場合は、画像投射を中止するか安全な投射レベル（例えば、クラス１レーザ製品レベル）まで光量を低下させることが可能となり、画像の投射光に対する安全対策としても有効である。

また、画像の歪み補正以外にも、例えば、画像の輝度調整についても、画像投射装置１００と画像投射領域５と人物３１（人物群中心４２）の位置関係に応じて行うことも可能であり、この実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における画像投射装置の構成図である。

図９は、本発明の画像投射装置における別の測距手段の構成図である。

図１０は、画像投射装置を使用している状況を再現した別のイメージ図である。

図８において、画像投射装置１０１は、以下の要素から構成される。

本発明の画像投射装置１０１は、画像投射装置１０１の設置状態における傾斜角を検出する傾斜センサー７と、画像投射装置１０１から画像投射領域５及び画像投射装置１０１の周囲の物体までの距離を測定する測距手段５１と温度分布を検出する温度分布検出手段５２と、傾斜センサー７から得られる角度情報と測距手段５１から得られる距離情報と温度分布検出手段５２から得られる温度分布情報とによって画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物の位置関係を把握し、その位置関係に応じた画像歪みの補正量を算出し、画像投射スクリーン６上に投射され画像投射領域５を形成する画像を変調する画像変調手段４を制御する制御部５３からなる。

図９において、測距手段５１は、以下の要素から構成される。

測距手段５１用の紫外光光源６１から放射された紫外光は、ハーフミラー６２を通過し、ダイクロイックプリズム６３で反射され、中空モーター６４の回転軸の中空部内を通過し、中空モーター６４の回転軸に取り付けられたプリズム６５に入射し略直角に反射され、画像投射装置１０１の周囲に投射される。例えば、画像投射スクリーン６に投射され反射された紫外光の一部は、プリズム６５及びダイクロイックプリズム６３及びハーフミラー６２で反射して、紫外光検出器６６に入射する。紫外光光源６１から放射される紫外光は、パルス変調されており、紫外光光源６１からの放射光と紫外光検出器６６への入射光の位相差をカウントすることにより、紫外光が反射した点までの距離を算出する。位相差のカウント及び距離の算出は、距離算出手段６７により行われる。この中空モーター６４が回転することでプリズム６５も回転し、紫外光光源６１から放射された紫外光は、画像投射装置１０１の周囲に走査され、周囲にある物体までの距離が得られる。中空モーター６４には、ロータリーエンコーダ６９が取り付けられており、角度情報も得られる。少なくとも紫外光光源６１とハーフミラー６２とダイクロイックプリズム６３と中空モーター６４と紫外光検出器６６と距離算出手段６７と赤外光検出器６８は、筐体７０に取り付けられている。

測距手段５１における走査手段は、中空モーター６４とプリズム６５とから構成される。

測距手段５１における筐体７０を回転させる回動機構については、本実施の形態１の図３で説明したように、プリズム６５で光を略直角に反射させている付近（回転中心２１）を中心に任意の回転半径で回転方向２３に回転する。これにより、画像投射領域５の高さ方向（Ｙ方向）に対してプリズム１４から反射された光を走査している。

よって、走査手段と回動機構によって、画像投射装置１０１の周囲を画像投射領域５の高さ方向に対して測距が可能となる。

画像投射装置１０１の周囲で放射されている赤外光もプリズム６５及びダイクロイックプリズム６３で反射され赤外光検出器６８で検出され、温度分布検出手段５２によって画像投射装置１０１の周囲の温度分布を把握することができる。

これにより、画像投射装置１０１の周囲にある物体までの距離と温度分布情報が得られることにより、人物検出をより正確に行うことができる。

画像投射装置１０１における制御部５３が画像変調手段４を制御するまでの信号の流れについて説明する。傾斜センサー７から得られる角度情報は測距手段５１に入力され、その角度情報と測距手段５１から得られる測距情報と、温度分布検出手段５２から得られる温度分布情報とが制御部５３に入力される。画像投射装置１０１に入力される画像信号３も制御部５３に入力される。制御部５３は、角度情報と測距情報と温度分布情報から画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物の位置関係を算出し、画像信号３に画像歪み補正を行った画像情報を制御信号として、画像変調手段４に入力される。

図９の測距手段５１を分かり易くするために、紫外光光源６１から放射された光は実線で、物体から反射された光は鎖線で、物体から放射されている赤外光は点線で表示し、更に実線と鎖線と点線はずらして表示している。

画像投射装置１０１における正面の外観は、本発明の実施の形態１で図４（ａ）を用いて説明したように、画像投射装置１０１から投射される画像の光が出射する窓の開口２５は、画像投射装置１０１の正面外観上、測距手段５１と開口２５との左右に対する中心位置は、画像投射領域５の検出を簡易的に行うために一致していることが好ましい。測距手段５１より走査される走査光は、画像投射装置１０１の周囲にある物体を測距するために、画像投射装置１０１の上面よりも上を走査される。測距手段５１は、測距手段保護カバー２６で保護されている。画像投射装置１０１の外観上は、測距手段保護カバー２６が画像投射装置１０１の上面から突起している。画像投射装置１０１における側面外観は、本発明の実施の形態１で図４（ｂ）を用いて説明したように、画像投射装置１０１の一般的な設置状況として、略水平面である画像投射装置設置面２７より上向きに傾斜される頃が多く、この傾斜角をθとする。測距手段５１は、画像投射装置１０１の周囲にある物体を測距するために、画像投射装置１０１の上面から突起しており、測距手段保護カバー２６で覆われている。測距手段保護カバー２６が突起する量を抑えるために、画像投射装置１０１の正面により近い位置にあることが好ましい。測距手段５１で測距する点を結ぶ平面は、水平面と略平行面である必要があるので、測距手段５１の筐体７０を傾斜センサー７で検出される画像投射装置１０１の傾斜角θに応じて回動機構により略水平位置を維持している。

画像投射装置１０１を使用して、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を人物３１が見ている状況は、本発明の実施の形態１で図５（ａ）のイメージ図を用いて説明したように、簡単に画像歪み補正を説明するために、画像投射装置１０１は、上向きの傾斜はしておらず水平に設置されていて、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されている。画像投射スクリーン６は、画像投射装置１０１が設置されている設置面に対して垂直に設置されている。画像投射装置１０１から画像投射領域中心５ａに照射されている光軸と、画像投射領域５が形成されている画像投射スクリーン表面６ａとが成す角をθ１とし、人物３１が画像投射領域中心５ａに対して最も近い位置と、画像投射領域中心５ａを結ぶ直線と画像投射スクリーン表面６ａとが成す角をθ２とすると、θ１、θ２は画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１の相対関係から得られる相対角度である。画像投射領域中心５ａに対して人物３１及び画像投射装置１０１が正対している場合は、θ１＝θ２＝９０度となり、画像歪み補正を行う必要はない。画像投射領スクリーン６に対して、画像投射装置１０１が斜めに配置されていると、θ１は９０度より小さな値となり、画像歪み補正が必要となる。同様に、画像投射領域中心５ａに対して人物３１が正対していない場合もθ２は９０度より小さな値となり、画像歪み補正が必要となる。θ１またはθ２の角度が小さくなればなるほど、画像歪み補正の度合は増加する。実際の使用状況において、画像投射領域５が概ね矩形状になるように設置して、画像投射装置１０１の画像歪み補正機能を利用するのが一般的である。また、人物３１は、画像投射領域５に対して正対している場合は少ない。

画像投射装置１０１を使用して、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を簡略的に再現したイメージ図は、本発明の実施の形態１で図５（ｂ）を用いて説明したように、画像投射装置１０１と画像投射スクリーン６並びに画像投射領域５と人物３１の位置関係は、図５（ａ）に対応していて、画像投射装置１０１は、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されていので、画像投射スクリーン６上の画像は、点線で示す台形状画像投射領域３２となる。画像投射装置１０１と台形状画像投射領域３２までの距離に応じた画像歪み補正を行うことにより、台形状画像投射領域３２は、破線で示す矩形状画像投射領域３３となる。水平に設置された画像投射装置１０１と人物３１の瞳の位置が、概ね同一の水平面内であるとしても、人物３１は、矩形状画像投射領域３３に対して正対しておらず、斜めの方向から見ているので、人物３１と矩形状画像投射領域３３の四隅（４点）までの位置関係は、近い２点が概ね同一で遠い２点が概ね同一となる。概ね同一である各２点間において遠近関係が生じることにより、遠い位置の画像は小さく見える。従って、画像投射スクリーン６上で矩形状画像投射領域３３になるように画像歪み補正を行っても、人物３１から矩形状画像投射領域３３は歪みが発生してしまう。この画像の歪みを補正するために、本発明は測距手段５１により人物３１の位置も検出し、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１の位置関係に応じた画像歪み補正を行い、画像投射スクリーン６の正面から見ると台形状に歪んだ画像投射領域となるが、人物３１の位置から見ると、台形形状補正画像投射領域３４は、略矩形状の画像投射領域となる。

また、図１０は、実際の使用状況として、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を複数の人物３１が測距手段５１との位置関係として重なって見られていることも多く、測距手段５１に対して人物７１ｂと人物７１ｃが測距手段５１との位置関係として重なっている場合のイメージ図である。測距手段５１より得られる測距情報と温度分布検出手段５２より得られる温度分布の情報から人物７１ａと、測距情報としては重なっているが温度分布の情報から人物７１ｂと人物７１ｃであることが検出され、人物７１ａと人物７１ｂと人物７１ｃの３人における人物群中心４２が制御部５３より算出される。３人の人物群中心４２を算出するほうほうは、本発明の実施の形態１で図７（ａ）を用いて説明したように、人物７１ａと人物７１ｂと人物７１ｃにおいて、画像投射領域５の中心に対して最も近い位置（点）の３点を結ぶ三角形の中心位置を人物群中心４２として制御部５１より算出される。人物群中心４２が算出された場合は、人物群中心４２と画像投射領域中心５ａを結ぶ直線と画像投射スクリーン表面６ａとが成す角をθ２とする。複数の人が画像投射領域を見ている場合の画像歪み補正に必要な人の位置を人物群中心４２として、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物群中心４２の位置関係に対応した画像歪み補正についても、本発明の実施の形態１の図７（ｂ）で説明したように、画像投射装置１０１は、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されていので、画像投射スクリーン６上の画像は、点線で示す台形状画像投射領域４３となる。台形状画像投射領域４３までの距離に応じた画像歪み補正を行うことにより、台形状画像投射領域４３は、破線で示す矩形状画像投射領域４４となる。水平に設置された画像投射装置１０１と人物群中心４２の位置が、概ね同一の水平面内であるとしても、人物群中心４２は、矩形状画像投射領域４４に対して正対しておらず、斜めの方向から見ているので、人物群中心４２と矩形状画像投射領域４４の四隅（４点）までの位置関係は、近い２点が概ね同一で、遠い２点が概ね同一となる。概ね同一である各２点間において遠近関係が生じることにより、遠い位置の画像は小さく見える。従って、画像投射スクリーン６上で矩形状画像投射領域４４になるように画像歪み補正を行っても、人物群中心４２から矩形状画像投射領域４４は歪みが発生してしまう。この画像の歪みを補正するために、本発明は測距手段５１の測距情報により人物群中心４２の位置も制御部５３により算出され、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物群中心４２の位置関係に応じた画像歪み補正を行い、画像投射スクリーン６の正面から見ると台形状に歪んだ画像投射領域となるが、人物群中心４２の位置から見ると、台形形状補正画像投射領域４５は、略矩形状の画像投射領域となる。

このように、本実施の形態によれば、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１の位置関係に応じた画像歪み補正が行われるので、人物３１が画像投射領域５に正対しておらず、斜めの方向から見ている場合においても、略矩形状の画像投射領域５として投射画像を見ることができる。

また、複数の人物７１ｂと７１ｃが測距手段５１との位置関係として重なっている場合でも、測距手段５１より得られる測距情報と温度分布検出手段５２より得られる温度分布の情報から、人物７１ｂと人物７１ｃであることが算出られ、人物群中心４２を算出することができる。よって、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物群中心４２の位置関係に応じた画像歪み補正が行われるので、人物群中心４２が画像投射領域５に正対しておらず、斜めの方向から見ている場合においても、平均的な画像歪み補正が行われ略矩形状の画像投射領域５として投射画像を見ることができる。

また、画像投射スクリーン６に投射された画像投射領域５を３人（人物７１ａと人物７１ｂと人物７１ｃ）が見ている場合、画像投射領域５の中心に対して最も近い位置（点）の３点を結ぶ三角形の中心位置が人物群中心４２であると説明したが、人物群中心４２を分かりやすく説明するためであり、この実施の形態に限定されるものではない。

また、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１（人物７１ａと人物７１ｂと人物７１ｃ）の位置関係を把握するために行われる測距と、人物群中心４２を算出する制御部２の処理は、起動時（画像投射前）と画像投射中に行われ、画像投射領域５を形成（補正）している。

また、人物群中心４２は、制御部５３により算出される以外に任意に決めることもできる。任意に人物群中心４２の位置を決める方法としては、例えば、画像投射装置１０１にリモコンが装備されている場合、リモコンの位置を人物群中心４２の位置とすることも可能である。

また、人物３１（人物群中心４２）の位置を、画像投射装置１０１のリモコンのような小型な物で任意に決められるとすると、移動しながら投射領域を見る場合にリモコンを携帯しておくことで、移動に応じて台形形状補正画像投射領域３４（台形形状補正画像投射領域４５）が常に変化し、略矩形状の画像投射領域を見ることができる。

また、人物３１（人物群中心４２）の位置に応じて台形形状補正画像投射領域３４（台形形状補正画像投射領域４５）が常に変化し、略矩形状の画像投射領域を見ることができるとしたが、人物３１から台形形状補正画像投射領域３４を形成（補正）するタイミング（補正を行う時間間隔）は任意に設定することも可能で、この実施の形態に限定されるものではない。

また、簡単に画像歪み補正を説明するために、画像投射装置１０１は、上向きの傾斜はしておらず水平に設置し、画像投射スクリーン６に対して斜めに配置されている状況としたが、実際の使用上としては、画像投射装置１０１を上向きに傾斜して使用されることもあり、画像投射領域５の画像歪みは、水平方向と垂直方向の２方向に発生するので、人物３１（人物群中心４２）の位置を考慮した画像歪み補正も水平方向と垂直方向の２方向に対して行われ、この実施の形態に限定されるものではない。

また、測距手段５１の赤外光検出器６８は、画像検出器、さらには、全方位カメラでも良く、この実施の形態に限定されるものではない。

また、画像変調手段４において、光源に半導体レーザを使用している場合は、測距手段５１用の紫外光光源６１としても使用することが可能である。これによって、画像投射装置１０１に搭載する光源の数量を減らすことができるので、コストダウンと消費電力を抑えることができる。但し、紫外光検出器６６を測距光に合わせて変更する必要がある。

また、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１の相対位置から得られる相対角度θ１、θ２は、直接測定される必要はなく、間接的に算出することも可能で、本発明の実施の形態１で図６を用いて説明したように、画像投射装置１０１を点Ａ、画像投射領域５を線分ＤＥ（線分ＤＥの両端の点をそれぞれ点Ｄ、点Ｅ）、画像投射領域中心５ａを点Ｂ、人物を点Ｃとする。画像投射装置１０１の画像投射角度であるθ３は、画像投射装置１０１として決められている値である。測距手段５１より、点Ａから画像投射領域５の端点Ｄまで（線分ＡＤ）の距離と、点Ａから画像投射領域５の端点Ｅまで（線分ＡＥ）の距離と、点Ａから点Ｂまで（線分ＡＢ）の距離が得られる。θ３の角度の半分である線分ＡＤと線分ＡＢが成す角θ４と線分ＡＤと線分ＡＢの距離が得られることで、線分ＢＤの距離が算出すされる。三角形ＡＢＤの３辺（線分ＡＢ、線分ＢＤ、線分ＤＡ）の距離が得られることで、線分ＢＤと線分ＢＡが成す角θ１の角度が算出される。測距手段１より、点Ａから点Ｃまでの距離と線分ＡＤと線分ＡＣが成す角θ５の角度が得られる。θ４とθ５の角度が得られているので線分ＡＢと線分ＡＣが成す角θ６の角度が算出される。線分ＡＢと線分ＡＣの距離とその成す角θ６が得られることで、線分ＢＣの距離が算出すされる。三角形ＡＢＣの３辺（線分ＡＢ、線分ＢＣ、線分ＣＡ）の距離が得られることで、線分ＢＡと線分ＢＣの成す角θ７の角度が算出される。θ１とθ７の角度が得られることで線分ＢＣと線分ＢＥが成す角θ２の角度が算出される。

なお、θ１〜θ７は画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１の相対位置から得られる相対角度で、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１の相対位置に応じた画像歪み補正を行うために考慮すべき角度が、θ１とθ２の２箇所とする必要はなく、画像投射装置１０１に補正量算出テーブルが記憶されており、画像投射角度θ３と、測距手段５１によって測定される画像投射装置１００（点Ａ）から画像投射領域５の両端点（点Ｄ、点Ｅ）までの距離と、点Ａから人物（点Ｃ）までの距離と、点Ａの所定の位置（線分ＡＤまたは線分ＡＥ）と線分ＡＣが成す角度によって、補正量算出テーブルが参照され画像歪み補正量を算出することも可能で、この実施の形態に限定されるものではない。

なお、図５（ｂ）において、台形状画像投射領域３２と矩形状画像投射領域３３と台形形状補正画像投射領域３４の各画像投射領域を順に小さく図示しているが、各画像投射領域を分かり易く説明するためであり、この実施の形態に限定されるものではない。

また、図７（ｂ）において、台形状画像投射領域４３と矩形状画像投射領域４４と台形形状補正画像投射領域４５の各画像投射領域を順に小さく図示しているが、各画像投射領域を分かり易く説明するためであり、この実施の形態に限定されるものではない。

また、例えば、画像投射装置１０１の起動時に測距手段５１の測距結果から画像投射装置１０１の周囲５０ｃｍ以内に物体がある場合は、入力信号３に対応した画像の投射は行わず警告を表示し、更には、その物体がある状態で入力信号３に対応した画像の投射を行うか否かの選択を行う機能を有することが好ましい。

また、画像投射装置１０１の周囲５０ｃｍ以内に物体がある場合、入力信号３に対応した画像の投射を行わず警告表示を行うとしたが、これはレーザ光走査型の画像投射装置において、レーザ光が人の瞳へ入射した場合の安全性を考慮して算出した距離である。算出条件は、一般的なオフィスの明るさである４００ルクスの部屋で視認可能である明るさを５００ルクスとし、レーザ光走査型の画像投射装置において画像投射領域（画像投射サイズ）を１９インチ（表示解像度：ＸＧＡ）とすると、ピーク放射パワーは２８０ｍＷとなる。このパワーにおいて、４０ｃｍ以上はなれると人の瞳への入射エネルギーは安全なレベルとなることから、５０ｃｍ以内は警告表示を行う対象距離とした。よって、レーザ光走査型の画像投射装置のピーク放射パワーに応じて、警告表示を行う対象距離は変更されるので、この実施の形態に限定されるものではない。対象距離の算出方法については、本実施の形態１で説明したように、操作条件と式（１）〜（６）より算出することができる。

また、画像投射領域５に警告を投射（表示）させる方法以外に、画像投射装置１０１のＬＥＤランプ等を点滅さたり、画像投射装置１０１から警告音を出したりすることでも可能である。

また、本発明の画像投射装置１０１は、画像投射装置１０１の周囲にある物体までの距離を検出することができ、人物３１（７１ａ、人物７１ｂ、人物７１ｃ）の位置を把握することができるので、画像投射領域５と画像投射領域５を形成する画像の投射光内、または画像投射装置１０１の警告表示を行う対象距離内に人物３１の一部が入った場合は、画像投射を中止するか安全な投射レベル（例えば、クラス１レーザ製品レベル）まで光量を低下させることが可能となり、画像の投射光に対する安全対策としても有効である。

また、画像の歪み補正以外にも、例えば、画像の輝度調整についても、画像投射装置１０１と画像投射領域５と人物３１（人物群中心４２）の位置関係に応じて行うことも可能であり、この実施の形態に限定されるものではない。

（実施の形態３）
図１１は、本発明の画像投射スクリーンに画像を投射した場合のイメージ図である。

図１２は、本発明の画像投射スクリーンに画像を投射した場合の別のイメージ図である。

図１１において、画像投射スクリーン６は、例えば、少なくとも表面が凹凸構造で色が白色からなるプロジェクター用の反射型画像投射スクリーン構造を有している。

画像投射装置１００（図示せず）は、測距手段１から得られる測距情報より制御部２が画像投射スクリーン６の位置を算出する。画像投射装置１００から投射され形成される画像投射領域５が、算出された画像投射スクリーン６の画像投射可能領域８１内に形成されているか算出し、画像投射可能領域８１内に形成されている場合は、その画像投射領域５を維持する（但し、画像歪み補正または画像輝度補正は行われる）。画像投射可能領域８１の一部を含み外側に形成されている場合（未補正画像投射領域８２）は、画像投射可能領域８１内に形成されるように画像投射領域が補正される（補正画像投射領域８３）。

このように、本実施の形態によれば、画像投射装置１００から投射され形成される画像投射領域５が、画像投射スクリーン６の画像投射可能領域８１の一部を含み外側に形成されている場合は、画像投射可能領域８１内に形成されるように画像投射領域５の補正が行われるので、画像投射スクリーン６の画像投射可能領域８１における上下または左右の少なくとも１つに対して、投射される画像投射領域５が像投射可能領域８１の一部を含み外側に形成されるように画像投射装置１００を配置すると、画像投射可能領域８１内に形成されるように画像投射領域が補正される。

また、画像投射装置１００から投射され形成される画像投射領域５が、画像投射可能領域８１内に形成されている場合は、その画像投射領域５を維持するとしたが、画像投射装置１００に投射レンズを有し、画像投射領域５を拡大可能な状況（ズームアップ可能）であるなら、画像投射領域５を拡大することは可能であり、この実施の形態に限定されるものではない。

また、図１２は、画像投射スクリーン６の画像投射面における外周に、不可視光に対する高反射膜８４を塗布し、高反射膜の内側を像投射可能領域８１としている。この高反射膜により、画像投射装置１００が像投射可能領域８１を容易に検出可能とすることができる。

また、画像投射装置１００を用いて説明したが、画像投射装置１０１でも可能であり、この実施の形態に限定されるものではない。

画像を投射し映像情報を表示するプロジェクションタイプの画像投射装置において、投射画像の歪み補正が画像投射装置と画像投射領域と人物の位置関係に応じて行われるので、見ている人物の位置が考慮された画像歪み補正が行われ、高画質な画像を投射する画像投射装置及び画像投射スクリーンを含む画像表示システムとして有用である。

本発明の実施の形態１における画像投射装置の構成図 本発明の画像投射装置における測距手段の構成図 本発明の測距手段における回動のイメージ図 （ａ）本発明の画像投射装置における正面外観図（ｂ）本発明の画像投射装置における側面外観図 （ａ）画像投射装置を使用している状況を再現したイメージ図（ｂ）画像投射装置を使用している状況での画像投射領域を再現したイメージ図 画像投射装置と画像投射領域と人物の相対位置と相対角度を表した図 （ａ）画像投射装置を使用している状況を再現した別のイメージ図（ｂ）画像投射装置を使用している状況での画像投射領域を再現した別のイメージ図 本発明の実施の形態２における画像投射装置の構成図 本発明の画像投射装置における別の測距手段の構成図 画像投射装置を使用している状況を再現した別のイメージ図 本発明の画像投射スクリーンに画像を投射した場合のイメージ図 本発明の画像投射スクリーンに画像を投射した場合の別のイメージ図

符号の説明

１，５１ 測距手段
２，５３ 制御部
３ 画像信号
４ 画像変調手段
５ 画像投射領域
５ａ 画像投射領域中心
６ 画像投射スクリーン
６ａ 画像投射スクリーン表面
７ 傾斜センサー
１１ 光源
１２，６２ ハーフミラー
１３，６４ 中空モーター
１４，６５ プリズム
１５ 光検出器
１６，６７ 距離算出手段
１７，６９ ロータリーエンコーダ
１８，７０ 筐体
２１ 回転中心
２２ 回動半径
２３ 回転方向
２５ 開口
２６ 測距手段保護カバー
２７ 画像投射装置設置面
３１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，７１ａ，７１ｂ，７１ｃ 人物
３２，４３ 台形状画像投射領域
３３，４４ 矩形状画像投射領域
３４，４５ 台形形状補正画像投射領域
４２ 人物群中心
５２ 温度分布検出手段
６１ 紫外光光源
６３ ダイクロイックプリズム
６６ 紫外光検出器
６８ 赤外線検出器
８１ 画像投射可能領域
８２ 未補正画像投射領域
８３ 補正画像投射領域
８４ 高反射膜
１００，１０１ 画像投射装置
１００ａ 画像投射装置上面
１００ｂ 画像投射装置正面
θ１，θ２，θ３，θ４，θ５，θ６，θ７ 角度

Claims (8)

1. 画像歪み補正を行う画像投射装置であって、
   前記画像投射装置から投射される画像投射領域の位置と、
   人物の位置と
   を検出する手段を備え、
   前記画像投射装置と前記画像投射領域と前記人物との位置関係に応じた画像歪み補正を行う画像投射装置。
2. 前記画像投射装置と前記画像投射領域との相対角度に関連した情報、及び、前記画像投射領域と前記人物の相対角度に関連した情報、に基づいて画像歪み補正を行う請求項１記載の画像投射装置。
3. 前記画像投射装置から前記画像投射領域までの距離、及び、前記画像投射領域から前記人物のまでの距離を検出する手段として測距手段を備え、
   前記測距手段として少なくとも光源と光検出器を備えた請求項１または２記載の画像投射装置。
4. 前記画像投射領域の位置または前記人物の位置を検出する手段として、
   赤外線検出器または画像検出器を備えた請求項１〜３のいずれか記載の画像投射装置。
5. 前記人物が複数の場合は前記複数の人物の中心位置を前記人物の位置とする請求項１〜４のいずれか記載の画像投射装置。
6. 前記画像投射装置と前記画像投射領域と前記画像投射装置をリモートコントロールするコントロール手段との位置関係に応じた画像歪み補正を行う請求項１〜５のいずれか記載の画像投射装置。
7. 画像投射用光源に半導体レーザを備えた前記画像投射装置において、
   前記半導体レーザが前記測距手段の前記光源を兼用している請求項１〜３、５、６のいずれか記載の画像投射装置。
8. 請求項１〜７のいずれか記載の画像投射装置と、
   請求項１〜７のいずれか記載の画像投射領域を含む画像投射スクリーンと
   を備えた画像表示システム。

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