JP2008520165A - 画像投影システム及び方法 - Google Patents

Abstract

一実施形態において、装置は、画像含有ビームを投影するための投影サブシステムと、画像調整構成要素とを含む。画像調整構成要素は、基準物体に対する装置の相対的な動きを検出するのに応答して、画像含有ビームを調整する。一実施形態において、方法は、投影システムの実質的な相対的動きが検出されたか否かを判定することを含む。一実施形態において、実質的な相対的動きが検出されると、その方法は、制御入力を生成すること、制御入力に応答して、１つ又は複数の画像調整構成要素の動作を変更すること、及び／又は画像データを変更することをさらに含む。
【選択図】図２

Description

本発明の主題は投影システムに関し、より詳細には、投影システムが投影面又は投影画像に対して動かされることがある条件下において、又はそのような環境において動作することができる投影システムに関する。

投影面（たとえば、スクリーン又は壁面）上に画像を表示するために、投影装置（すなわち「プロジェクタ」）を用いることができる。従来のプロジェクタは、たとえば、天井又はテーブルのような、安定した表面上に取り付けることができるか、又は配置されることができる。通常の条件では、従来のプロジェクタは、大きく動かされたり、振動を受けたりする可能性はなく、プロジェクタと投影面との間の相対的な位置は一定であろう。したがって、プロジェクタが投影する画像は、投影面上で相対的に静止しており、且つ安定しているように見える。

従来のプロジェクタ又はその投影面が相対的に動かされるか、又は振動を受ける条件が存在する場合には、投影画像は不安定に見えることになり、その画像は、ちらついて見えることがあるか、又は焦点が外れて見えることがある。たとえば、投影面に対して、プロジェクタがわずかに動く場合であっても、結果として生成される画像が、著しく不安定になることがあり、そのような不安定になった画像の中にある細かい部分が視認できなくなることがある。プレゼンテーションの最中に画像が表示されている場合には、画像が不安定になると、プレゼンテーションの効果が大幅に損なわれることもある。したがって、従来のプロジェクタは、実用上、表面に振動がなく、安定しており、プロジェクタと投影面との間の距離が相対的に一定である用途に限られる。

図面全体を通して、類似の参照番号は類似の構成要素を指している。

（詳細な説明）
種々の実施形態を、投影システムによって投影される静止画像及び／又は動画像の不明瞭化（たとえば、ぼけ、歪み及び／又は手ぶれ）を低減することができる構成要素を含む投影システムにおいて実施することができる。本明細書中で使用する場合の「画像」は、視認することができる、情報の静的又は動的な表現を意味する。したがって、画像は、限定はしないが、テキストで表現した情報、絵で表現した情報，写真、グラフ又は図表、プレゼンテーションスライド、一連の画像（たとえば、動画）、これらの要素の組み合わせ、及び情報を伝達する他の視覚的な表現を含むことがある。以下の記述が示すように、本発明の主題の実施形態は、低減できなければ、投影面又は投影画像に対する投影システムの振動、向きの変化又は動きに起因して視認されることになっていた、投影画像内で視認されるぼけ、歪み及び／又はぶれを低減することができる。

限定はしないが、数例を挙げると、ポータブルプロジェクタ及び／又はハンドヘルドプロジェクタ、乗り物（たとえば、航空機、列車、自動車、船舶、宇宙船等）において用いられるプロジェクタ、前面投影式又は背面投影式の計器盤、前面投影式又は背面投影式の娯楽装置、他の振動環境及び／又は移動環境において用いられるプロジェクタ及び表面設置プロジェクタを含む、多数の投影システムタイプの中に、種々の実施形態が含まれることがある。また、机上、卓上、天井又は壁面に取り付けられるプロジェクタのような、大きな振動又は動きを受けないことがある環境又は応用形態において用いられる投影システムの中に、種々の実施形態を組み込むことができる。本明細書中で使用する場合の用語「取り付ける」は、或る表面にプロジェクタを固着することによって取り付けること、及び或る表面上にプロジェクタを設置することによって取り付けることを含む。

さらに、種々の実施形態を、前面投影式システム及び背面投影式システムに組み込むことができる。限定を意図するものではないが、例を挙げると、前面投影式システムは、壁面、不透明なスクリーン又は別の概ね平坦な表面を含むことができる表面上に画像を投影するように構成することができる。背面投影式システムは、完全に又は不完全に透明なガラススクリーン又はプラスチックスクリーンを含むことができる表面上に画像を投影するように構成することができる。

図１は、一実施形態による、ハンドヘルド投影システム１００を用いる人の概略図である。一実施形態では、投影システム１００は、種々の処理構成要素及び光学素子を備え、それにより、１つ又は複数の画像（たとえば、画像１０２）が、壁面１０４のような投影面上に投影されるようにすることができる。後に詳述されるように、投影システム１００は、画像１０２に対する、及び／又は投影面に対する投影システム１００の「相対的な動き」を検出するための種々の機構も備えることができる。さらに、種々の実施形態は、結果として投影画像１０２を生成する画像含有ビームを調整することによって、相対的な動きを補償するための機構を含むこともできる。本明細書中で使用する場合の用語「相対的な動き」は、投影システム１００と画像１０２又は投影面との間の相対的な位置、向き又は距離の変化を意味する。

投影画像１０２を調整する結果として、もし調整しなければ、投影面又は投影画像に対してプロジェクタが相対的に動くことから生じることがある、投影画像１０２への視覚的な悪影響を低減することができる。したがって、本発明の主題の実施形態を用いれば、それらの実施形態がプロジェクタシステムに組み込まれなかった場合よりも、振動又は相対的な動きを受ける環境において、画像１０２が鮮明に見えるであろう。したがって、種々の実施形態の利点は、プロジェクタが振動する環境で、及び／又はプロジェクタと投影面又は投影画像との間で相対的な動きが生じる環境で投影システムが用いられる応用形態において、最も容易に認識されるであろう。

図２は、一実施形態による、投影システム２００の簡略化したブロック図である。システム２００は、一実施形態では、画像データ記憶機構２０２と、イメージングパイプライン２０８と、投影サブシステム２１２と、光源２１４と、電源２２０と、相対移動検出器２２２と、画像調整コントローラ２２６と、画像調整構成要素２２８とを備える。一実施形態では、システム２００はさらに、照明光学サブシステム２１６を備えるが、後にさらに詳述されるように、代わりに、１つ又は複数のコヒーレント光源を備えるシステムでは、このサブシステムは含まれないこともある。またシステム２００は、実行される結果として、画像を安定させるための方法が実行されるようにするソフトウエアを格納するための記憶機構（図示せず）を備えることもある。

電源２２０は、たとえば、電源コード及びプラグのような、絶えず電源を供給してもらうための機構を含むことができる。それに加えて、又は代替的に、一実施形態では、電源２２０は、１つ又は複数の充電式電池又は使い捨て電池を収容するための機構を含むこともできる。そのような実施形態では、電源２２０によって、投影システム２００は、モバイル、ポータブル及び／又はハンドヘルドデバイスのように持ち運び可能な方式で使用できるようになる。

一実施形態では、画像データ記憶機構２０２が、画像データを生成する。一実施形態では、画像データは、デジタル化されたピクセルデータ又は他の画像描画データの形をとることができる。たとえば、画像データ記憶機構２０２は、１つ又は複数の揮発性又は不揮発性記憶デバイス又は記憶領域を含むことができ、それにより、短時間、又は長期にわたって画像データを格納することができる。一実施形態では、たとえば、コンピュータ又はメモリコンポーネント（図示せず）、挿入式メモリカード（たとえば、携帯電話、カメラ等からの）、テレビ信号受信機、衛星受信機、ケーブルボックス、ビデオプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、デジタルカメラ、デジタルビデオカセットレコーダ、及び／又は投影システム２００に接続されて投影システム２００によって読み出すことができる概ね任意の互換性のある画像データ源（たとえば、ディスク、メモリカートリッジ等）、のような外部の画像データ源へのリンク２０４を介して、画像データが受信される。

受信された画像データは、リアルタイムで又は直ちに投影するために、一時的に格納されるか、又はキューに入れられることがある。別法では、受信された画像データは、後の時点で投影するために、ダウンロードされ、格納されることがある。したがって、画像データ記憶機構２０２は、プロセッサ又は他のデバイス内にある１つ又は複数の記憶機構（たとえば、メモリキャッシュ、レジスタ等）、及び／又は１つ又は複数の専用のメモリデバイス（たとえば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等）を含むことができる。

投影時、又は投影直前に、画像データ２０６を、イメージングパイプライン２０８に与えることができる。イメージングパイプライン２０８は、受信された画像データ２０６を投影できるようにするための１つ又は複数の構成要素を含み、結果として、変更された画像データ２１０が生成される。限定を意図するものではないが、例を挙げると、イメージングパイプライン２０８は、色調整構成要素（たとえば、色相又は色較正）及び画像整形構成要素（たとえば、キーストーン補正、幅及びアスペクト比調整等）を含む構成要素のグループから選択される１つ又は複数の機能構成要素を含むことができる。他の実施形態では、イメージングパイプライン２０８は、それよりも多くの構成要素、それよりも少ない構成要素、或いはそれとは異なる構成要素を含むことがある。

たとえば、一実施形態では、イメージングパイプライン２０８は、画像調整構成要素２２８に動作可能に接続されることができ、画像調整構成要素２２８は、低減しなければ、プロジェクタと投影画像又は投影面との間の相対的な動きから生じることがある画像不明瞭化を低減するために生成される制御入力に応答する。画像調整構成要素２２８が物体（たとえば、レンズ、ミラー、変調器、光学素子等）を物理的に動かす実施形態の場合、画像調整構成要素２２８は、１つ又は複数のモータ（たとえば、ステッパモータ）、ギア、コネクタ及び／又は他の機械的構成要素を含むことができる。

一実施形態では、画像調整コントローラ２２６が、画像調整構成要素２２８に制御入力を与える。一実施形態では、画像調整コントローラ２２６は、相対移動検出器２２２から受信された情報に応答して制御入力を生成する。別の実施形態では、画像調整コントローラ２２６及び／又は画像調整構成要素２２８は、画像をどこでどのように調整するかを判定する際に、それに加えて、又はその代わりに、他の情報を考慮することができる。他の情報は、たとえば、投影システムと投影面又は画像との間の距離、向き及び／又は角度、及び／又は投影システムのレンズ設定（たとえば、光学キーストーン補正のための焦点、ズーム及びシフトであり、その設定値は、投影システムと投影面又は画像との間の距離、向き及び／又は角度を指示することができる）を含むことができる。一実施形態によれば、画像調整は、図１１に関連して後にさらに詳述される。

イメージングパイプライン２０８は、変更された画像データ２１０を生成し、それは、投影サブシステム２１２によって受信され、使用される。投影サブシステム２１２はさらに、光源２１４によって生成される光を受光する。光源２１４は、たとえば、高圧水銀球、又は１つ又は複数のコヒーレント光源（たとえば、レーザ）を含むことができるが、別法では、システム２００内に、他の光源を収容することもできる。

光源２１４が非コヒーレント光を生成する実施形態では、光源２１４によって生成された光２１３は、照明光学サブシステム２１６によって処理されることができ、照明光学サブシステム２１６は光源２１４と投影サブシステム２１２との間に配置され、処理された光２１５を生成する。照明光学サブシステム２１６は、光源２１４によって生成された光２１３を集光して、処理された光２１５を光変調器に誘導する。照明光学サブシステム２１６は、たとえば、１つ又は複数の反射板、カラーフィルタホイール、カラーホモジナイザ、紫外線及び／又は赤外線放射フィルタ、光フィルタ、及び／又は合焦機構を含むことができる。他の実施形態では、照明光学サブシステム２１６は、それよりも多くの構成要素、それよりも少ない構成要素、又は異なる構成要素を含むことができる。

種々の実施形態において、投影サブシステム２１２は、１つ又は複数の空間光変調器、ミラー、レンズ及び／又は他の構成要素を含み、それらは後にさらに詳述されるであろう。一実施形態では、投影サブシステム２１２内の空間光変調器（図２には図示せず）は、画像データ２１０に応じて照明光学サブシステム２１６から受光される光２１５を適応的に反射又は透過することができる。別の実施形態では、変調器は、光源（たとえば、コヒーレント光源）から直に受光される光（たとえば、コヒーレント光）を反射又は透過することができる。その変調器は、たとえば、「ＤＭＤ」（デジタルミラーデバイス）変調器、「ＬＣＤ」（液晶デバイス）変調器、コヒーレント光変調器（たとえば、１つ又は複数のビームステアリングミラーを含む変調器）、又は別のタイプの変調器を含むことができる。

変調器からの変調された光は「被変調ビーム」を生成することができ、一実施形態では、そのビームはさらに、１つ又は複数のミラー（図２には図示せず）に向かって誘導され、それらミラーによって反射される。それらのミラーは、たとえば、被変調ビームを、１つ又は複数の異なる方向に、一度だけ、又は何度も誘導するために使用される。別の実施形態では、投影サブシステム２１２は、付加的なミラーを含まないことがあるか、又は光源とプロジェクタ出力との間の経路内の他の場所に配置されたミラーを含むことがある。

一実施形態では、最終的には、被変調ビームは、投影サブシステム２１２内の１つ又は複数の投影レンズ（図２には図示せず）によって受光され、その中を通り抜ける。これらのレンズはさらに、被変調ビームを合焦及び誘導して、最終的には、投影システム２００から投影面に向かって、画像含有ビーム２１８を投影することができる。１つ又は複数のコヒーレント光源及び１つ又は複数のコヒーレント光変調器を含む実施形態のような代替の実施形態では、投影レンズは、そのシステムには含まれないことがあり、代わりに、画像含有ビーム２１８は、１つ又は複数の光変調器を通って、投影システム２００から投影面に向かって投影されることができる。

種々の実施形態では、画像調整コントローラ２２６からの制御入力に応答して、画像調整構成要素２２８によって、投影システム２００の１つ又は複数の構成要素が、画像含有ビーム２１８を変更する。一実施形態では、画像調整コントローラ２２６は、投影システム２００と投影画像及び／又は投影面との間の相対的な動きを検出するのに応答して、制御入力を生成する。画像調整構成要素２２８は、変調器移動機構、ミラー移動機構、及び／又はレンズ移動機構を含むことができ、それらの機構は、種々の実施形態において、画像調整コントローラ２２６によって生成された制御入力に応答する。代替の実施形態では、画像調整コントローラ２２６からの制御入力は、それに加えて又は代替的に、イメージングパイプライン２０８によって受信されることがある。受信された制御入力に応答して、イメージングパイプライン２０８は、画像データを変更することができる。

画像調整コントローラ２２６は、低減しなければ、プロジェクタと投影画像又は投影面との間の相対的な動きから生じることがある画像不明瞭化を低減するために制御入力を生成する。種々の実施形態において、これらの制御入力は、相対移動検出器２２２から受信される情報に応答して、画像調整コントローラ２２６によって与えられる。別の実施形態では、画像調整コントローラ２２６、イメージングパイプライン２０８、及び／又は画像調整構成要素２２８は、画像をどこでどのように調整するかを決定するために、他の情報を考慮することができる。

種々の実施形態による、変調器、ミラー、及び／又はレンズの移動は、図５〜図７、図９及び図１０に関連して後にさらに詳述される。コヒーレント光タイプのプロジェクタに関連する画像調整は、図８に関連して後にさらに詳述される。種々の実施形態による、画像データ変更は、図１１に関連して後にさらに詳述される。種々の実施形態において、画像調整は、１つ又は複数の画像調整機構及び／又は画像データ変更を用いて実行することができる。限定を意図するものではないが、例を挙げると、画像調整は、１つ又は複数のレンズを動かすのに合わせて画像データを変更することによって達成することができる。

これまでの説明が示すように、種々の実施形態が、投影画像又は投影面に対する投影システムの相対的な動きを検出するための装置、検出された相対的な動きに基づいて制御入力を生成するための構成要素、及び制御入力に基づいて投影画像を調整する画像調整構成要素を含む。

後に説明される図３及び図４では、相対移動検出装置の２つの実施形態が示される。後に説明される図５〜図１３では、画像調整構成要素の種々の実施形態が示される。最後に、後に説明される図１４では、投影画像を安定させるための方法の一実施形態が示される。

図３は、一実施形態による、相対移動検出器３００（たとえば、図２の検出器２２２）の簡略化したブロック図である。一実施形態では、移動検出器３００は、動きセンサ３０２及び変換器３０６を含む。

動きセンサ３０２は、基準物体に対する投影システムの相対的な動きを検出し、検出された動きを指示するセンサ出力３０４を生成するように構成される。用語「基準物体」は、投影画像、投影された基準要素、１つ又は複数の物理的な物体、又は座標系を含むことを意図している。たとえば、基準物体は、プロジェクタシステムによって投影された画像又は基準要素を含むことができる。別法では、基準物体は、プロジェクタシステムに隣接する１つ又は複数の物理的な物体を含むことができる。

種々の実施形態において、相対的な動きは、検出される動きの所望の次元数に対応する動きセンサを組み込むことによって、１次元、２次元又は３次元において検出することができる。相対的な動きは、たとえば、振動、位置変化、向き又は姿勢変化、及び／又は基準物体に対する他の位置変化を含むことがある。

一実施形態では、動きセンサ３０２は、限定を意図するものではないが、例を挙げると、１つ又は複数のジャイロスコープ及び／又は加速度計を含むことができる。代替的には、種々の他のタイプの動きセンサを用いて投影システムの相対的な動きを検出することができ、それは、本明細書の説明に基づいて、当業者には明らかになるであろう。

一実施形態では、動きセンサ３０２によって生成されたセンサ出力３０４は、変換器３０６によって受信される。変換器３０６は、センサ出力３０４をデジタル又はアナログ動き情報３０８に変換することができ、その情報は基準物体に対する動きを指示する。

図５〜図１３においてさらに説明されるように、一実施形態では、動き情報３０８は、画像調整コントローラ（たとえば、図２のコントローラ２２６）によって受信されることができる。一実施形態では、画像調整コントローラは、動き情報３０８を解析して、制御信号を生成する。これらの制御信号は、１つ又は複数の画像調整構成要素（すなわち、投影画像に対する、検出された相対的な動きの影響を緩和又は低減するために、投影画像を調整することができる機構又は処理構成要素）が機能するように指示することができる。

図４は、別の実施形態による、相対移動検出器４００（たとえば、図２の検出器２２２）の簡略化したブロック図である。一実施形態では、移動検出器４００は、１つ又は複数の画像取込みデバイス４０２及び変換器４０８を含む。

画像取込みデバイス４０２は、投影システムから離隔して配置された視認可能な基準物体に対する投影システムの相対的な動きを検出し、検出された動きを指示する出力４０４を生成するように構成される。種々の実施形態において、検出される動きの所望の次元数に対応する多数の画像取込みデバイス４０２を組み込むことによって、１次元、２次元又は３次元において動きを検出することができる。

一実施形態では、画像取込みデバイス４０２は、投影システムの外部から視覚情報４０４を受信する。たとえば、画像取込みデバイス４０２は、投影画像又は投影された要素（たとえば、点、形状、１つ又は複数の画像エッジ又は境界）の反射を受光することができる。それに加えて、又は代替的に、１つ又は複数の画像取込みデバイス４０２が、投影システムの外部にあるが、隣接して配置された物理的な物体（たとえば、壁面コンセント、投影面特徴、背もたれ等）からの反射を受光することができる。検出される動きは、たとえば、投影画像、及び／又は投影システムの外部にある他の物体に対する、投影システムの振動及び／又は相対的な位置変化を含むことができる。

種々の機構を用いて、外部の画像又は物体反射を取り込むことができる。限定を意図するものではないが、例を挙げると、１つ又は複数のカメラ、又は外向きのモーションセンサを用いて、画像又は物体反射を視覚的に検出することができる。代替的に、種々の他のタイプの画像取込み又は他のデバイスを用いて、外部の画像又は物体の特徴を検出及び／又は解釈することができ、それは、本明細書の説明に基づいて、当業者には明らかになるであろう。限定を意図するものではないが、例を挙げると、１つ又は複数の距離センサが組み込まれることがあり、それにより、投影システムと投影面又は別の物体との間の距離を検出することができる。別の実施形態では、オートフォーカス機構が組み込まれることがあり、オートフォーカス機構の設定から、投影システムと投影面との間の距離を推測することができる。

一実施形態では、画像取込みデバイス（複数可）４０２によって生成された出力４０６は、変換器４０８によって受信される。変換器４０８は、外部の画像又は物体の外見と、以前に格納された外見との間の差を求めることができる。限定を意図するものではないが、例を挙げると、変換器４０８は、基準物体の以前に格納された外見と、つい最近に取り込まれた外見との間の相関演算を実行することができる。別の実施形態では、変換器４０８は、２つ以上の基準物体間の相対的な差を求めることができる。限定を意図するものではないが、例を挙げると、変換器４０８は、画像の縁と、壁面ソケット、又は投影スクリーンの縁との間の相対的な差を求めることができる。これらの差に基づいて、変換器４０８は、出力４０６を相対移動情報４１０に変換することができ、その情報が、基準物体に対する投影システムの相対的な動きを指示する。一実施形態では、ユーザが、較正手順を実行して、画像形状、画像外見、投影面上の画像位置、又は別の基準物体に対する画像位置を初期化することができる。

再び、図５〜図１３においてさらに説明されるように、一実施形態では、相対移動情報４１０は、画像調整コントローラ（たとえば、図２のコントローラ２２６）によって受信されることができ、そのコントローラは移動情報４１０を解析して、制御信号を生成する。これらの制御信号は、１つ又は複数の画像調整構成要素が機能するように指示することができ、且つ／又はイメージングパイプラインによって受信されることができる。

本明細書中で使用する場合の用語「画像調整」（及び類似の用語）は、平行移動（すなわち、画像を左右及び／又は上下に動かすこと）、拡大縮小（すなわち、画像サイズを変更すること、及び／又はズームすること）、及び／又はワーピング（すなわち、画像全体又は一部に対して不均一なスケール調整をもたらすこと）によって、画像の外見を調整することを意味する。たとえば、一実施形態では、投影システムは自動車で使用され、画像及び／又は映画を背もたれ画面に投影することができる。背もたれ画面は、投影画像を歪ませる、膨らみ又は他の表面欠陥を有することがある。自動車が動いているとき、背もたれ画面は上下に弾むことがあるので、画像に対する膨らみの位置が動く。一実施形態では、画像を取り込み、以前の画像取込み物と相関をとり、変更して、膨らみの相対的な動きを補償することができる。

一実施形態では、１つのタイプの画像調整構成要素はレンズ移動機構であり、それは、１つ又は複数の投影レンズを動かす。図５は、一実施形態による、投影システムのうちの、レンズ移動機構５０２を含む部分の簡略化したブロック図である。レンズ移動機構５０２は画像調整構成要素であり、それは、画像調整コントローラ５０６（たとえば、図２の画像調整コントローラ２２６）からの制御入力５０４に応答して、１つ又は複数の投影レンズを動かすことによって、投影画像の調整を達成する。

一実施形態では、レンズ移動機構５０２は、投影サブシステム５０８（たとえば、図２の投影サブシステム２１２）の中に含まれる。一実施形態では、投影サブシステム５０８は空間光変調器５１０と、１つ又は複数の投影レンズ５１２とをさらに含む。

変調器５１０は、たとえば、前述のように、ＤＭＤ、ＬＣＤ、コヒーレント光変調器、又は他のタイプの変調器であってもよい。変調器５１０は、イメージングパイプライン５１６（たとえば、図２のイメージングパイプライン２０８）から、画像データ５１４を受信する。変調器５１０は、照明光学系５２０（たとえば、図２の照明光学系２１６）から、処理された光５１８も受光する。これらの入力５１４、５１８に基づいて、変調器５１０は、投影レンズ５１２に向かって、ビーム５２２を投影する。投影レンズ５１２は、屈折及び／又は反射レンズを含むことができる。一実施形態では、そのビームは、レンズのサイズ、形状、位置及び他の特徴に応じて、各レンズによって光学的に変換されながら、投影レンズ５１２の中を通り抜け、且つ／又は投影レンズ５１２によって反射される。最終的には、画像含有ビーム５２４が、投影レンズ５１２から現われる。

一実施形態では、レンズ移動機構５０２が、画像調整コントローラ５０６から制御入力５０４を受信し、画像調整コントローラ５０６が、投影画像に対する、投影システムと投影画像又は投影面との間の相対的な動きの影響を潜在的に低減するために、レンズ移動機構５０２が投影レンズ５１２又はレンズ構成要素のうちの１つ又は複数を（仮に動かすなら）如何に動かすべきであるかを指示する。レンズ移動機構５０２は、レンズを動かすのを容易にする、機械的なデバイスを含むことができる。

一実施形態では、レンズ移動機構５０２は、１つ又は複数のレンズを、ｘ方向に、ｙ方向に、ｚ方向に、又はこれらの方向への組み合わせでスライドさせることができる。別の実施形態では、レンズ移動機構５０２は、ｘ軸を中心して、ｙ軸を中心にして、ｚ軸を中心にして、又はこれらの軸の組み合わせで、１つ又は複数のレンズを旋回及び／又は回転させることができる。さらに別の実施形態では、レンズ移動機構５０２は、１つ又は複数のレンズをスライドさせること、回転させること、及び／又は旋回させることの組み合わせをもたらすことができる。図６及び図７は、レンズ移動機構５０２が２つの方向に１つのレンズ（図６）又は２つのレンズ（図７）をスライドさせることができる２つの実施形態を示す。

図６は、一実施形態による、一連の投影レンズ６００及びレンズ移動機構の斜視図である。一連の投影レンズ要素は、１つないし多数のレンズを含むことができる。例示される実施形態では、一連のレンズは８個のレンズを含む。他の実施形態では、それよりも多くのレンズ、又は少ないレンズが含まれることがある。

ビーム６０６（たとえば、図５のビーム５２２）を、一連のレンズ６００に向かって誘導することができる。ビーム６０６は、レンズ６００の中を通り抜け、画像含有ビーム６０８（たとえば、図５のビーム５２４）が、一連のレンズのうちの最後のレンズから現われる。一連のレンズ６００内の各レンズがビームを変更することができ、その変更は他のレンズに対するレンズのサイズ、形状及び場所によるであろう。

一実施形態では、画像含有ビーム６０８を変更するために、１つ又は複数のレンズの相対的な位置又は向きを変更することができる。一実施形態では、位置変更は、投影システムと投影画像又は投影面との間で検出される相対的な動きに応答する。

図６では、レンズ移動機構は、１つ又は複数のスライディング機構６１０、６１４を含むことができる。第１の機構６１０によって、レンズ６０２が第１の方向６１２に沿ってスライドして行き来できるようになり、第２の機構６１４によって、レンズ６０２が第２の方向６１６に沿ってスライドして行き来できるようになる。代替の実施形態では、ただ１つの機構によって、１つのレンズが、複数の方向及び／又は軸に沿って、スライドし、且つ／又は旋回できるようになる。それに加えて、又はそれとは別に、レンズを回転させることができる。レンズ６０２を動かし、旋回させ、且つ／又は回転させる結果として、投影画像を変更することができ、一実施形態では、この変更によって、投影システムと、投影画像又は投影面との間の相対的な動きから視認されることがある不明瞭化の影響を低減することができる。

別の実施形態では、投影画像を変更するために、一連のレンズの中の複数のレンズをスライド、回転及び／又は旋回させることができる。図７は、別の実施形態による、一連の投影レンズ７００及びレンズ移動機構の斜視図である。

ビーム７０６（たとえば、図５のビーム５２２）を、一連のレンズ７００に向かって誘導することができる。ビーム７０６は、レンズ７００の中を通り抜け、一連のレンズの中の最後のレンズから、画像含有ビーム７０８（たとえば、図５のビーム５２４）が現われる。図６の例と同様に、一連のレンズ７００内の各レンズがビームを変更することができ、その変更は、他のレンズに対するレンズのサイズ、形状及び位置によるであろう。

一実施形態では、画像含有ビーム７０８を変更するために、２つ以上のレンズの相対的な位置及び／又は向きを変更することができる。一実施形態では、レンズ変更は、投影システムと投影画像又は投影面との間の検出された相対的な動きに応答する。

図７では、第１のレンズ移動機構によって、第１のレンズ７０４が、第１の方向７１２に沿ってスライドして行き来できるようになり、第２の機構７１４によって、第２のレンズ７０２が、第２の方向７１６に沿ってスライドして行き来できるようになる。レンズ７０２、７０４を動かし、回転させ、且つ／又は旋回させる結果として、投影画像を変更することができ、一実施形態では、この変更によって、投影画像及び／又は投影面に対する投影システムの相対的な動きから視認されることがある不明瞭化の影響を低減することができる。

図６及び図７に示される例は、限定することを意図していない。代わりに、１つ又は複数の投影レンズが、図示される例とは異なるように動くことができ、回転することができ、又は旋回することができることは、当業者には明らかであろう。さらに、図６及び図７において、一連の投影レンズの中の第１及び／又は第２のレンズが動かされるように示されるが、本明細書中の説明に基づいて、いずれか１つ又は複数の他のレンズを動かすか、回転させるか、又は旋回させて、同じ効果を達成することができることは当業者には明らかであろう。さらに、１つのレンズ又は２つの隣接するレンズが動かされるように示されるが、３つ以上のレンズを動かし、回転させ、且つ／又は旋回させることができるか、又はレンズは隣接していなくてもよい（たとえば、それらのレンズは１つ又は複数の中間のレンズを有することもできる）。さらに、図６及び図７の例は、２つの直交する方向に沿ってレンズを動かすことを示すが、レンズをそれよりも多くの方向、少ない方向、又は異なる方向に動かすこともでき、それらの方向は直交していても、していなくてもよい。さらに、代替の実施形態では、レンズを１つ又は複数の軸を中心にして旋回させ、且つ／又は回転させることができる。さらに、代替の実施形態では、所望の結果を達成するために、一連の投影レンズとは物理的に異なるレンズを投影レンズの前又は後ろで用いることができる。

図５〜図７では、画像調整コントローラからの制御入力に応答してレンズを動かすことで画像調整を達成することができる。代替の実施形態では、図８に関連して説明されるように、１つ又は複数のコヒーレント光源及び／又は１つ又は複数のコヒーレント光源変調器の動作を調整することによって、１つ又は複数のコヒーレント光源（たとえば、レーザ）を利用するシステムにおいて画像調整を達成することができる。

図８は、１つの例示的な実施形態による、投影システムのうちの、１つ又は複数のコヒーレント光源から生成される画像含有ビームを変更するための構成要素を含む部分の簡略化したブロック図である。そのような投影システムでは、１つ又は複数のコヒーレント光源８３２が、１つ又は複数のコヒーレント光ビーム８１８（たとえば、レーザビーム）を生成する。

一実施形態では、各光ビーム８１８は、ビームステアリング光学系（たとえば、ミラー）を含むことがあるコヒーレント光変調器８１０によって受光されることができる。コヒーレント光変調器８１０（たとえば、ミラーを含む）はビーム８２２を反射して、投影システムから投影する。一実施形態では、コヒーレント光変調器８１０は、上下左右に（たとえば、ラスターパターンで）迅速に動き、それにより、ビーム８２２が投影システムから出射する角度を変更する。一実施形態では、ビーム８２２は、極めて迅速に走査され、それにより、或るエリア（たとえば、長方形の画像エリア）にわたってビーム８２２が連続して投影されていると知覚される。ビーム８２２が走査されるのに応じて、コヒーレント光源８３２も、イメージングパイプライン８１６から受信される画像データに従って、その強度を迅速に変更する。これにより、走査されるエリア内の選択された場所において、ビームの明度が変化する。この結果として、投影画像を視認できるようになる。

ただ１つのコヒーレント光源（たとえば、赤色レーザ）を含む一実施形態では、このようにしてモノクロの投影画像を生成することができる。複数のコヒーレント光源（たとえば、赤色、緑色及び青色レーザ）及び複数のビームステアリング構成要素（たとえば、ミラー）を含む一実施形態では、複数の色を混合して視認することから、カラーの投影画像を生成することができる。任意の時点において投影システムから投影されるビーム８２２は、１つ又は複数のレーザビームだけから構成されることがあり、その時点では視認可能な画像を形成しないこともあるが、用語「画像含有ビーム」はコヒーレント光を用いる実施形態にも適用することを意図している。そのような実施形態では、画像含有ビームは１つの時間相を有し、それは連続した時間（たとえば、１つのビームが一度だけラスターパターンにわたって走査される時間の長さ）にわたって分布する１組のビーム出力を含むことを意味する。

一実施形態では、相対的な動きが検出されると、画像調整コントローラ８０６が、複数の方法で、画像含有ビーム８２２を調整することができる。たとえば、画像調整コントローラ８０６がイメージングパイプライン８１６に制御入力を送信することができ、それにより、イメージングパイプラインが画像形成データを変更することができる。変更された画像データに基づいて、相対的な動きを補償するために、１つ又は複数のコヒーレント光源８３２が、そのレーザの強度を様々に変更することができる。

画像調整コントローラ８０６は、１つ又は複数のコヒーレント光変調器８１０に制御入力を送信することもできる。たとえば、その制御入力によって、１つ又は複数のコヒーレント光変調器８１０は、より大きなエリアにわたって画像を走査することができるか（たとえば、投影システムと投影画像との間の相対的な距離が小さくなる場合）、又は画像を投影システムから異なる角度で誘導することができる。

図８では、画像調整コントローラからの制御入力に応答して、１つ又は複数のコヒーレント光源及び／又は１つ又は複数のコヒーレント光源変調器を可変制御することによって、画像調整を達成することができる。代替の実施形態では、図９に関連して説明されるように、１つ又は複数のミラーを動かすことによって、画像調整を達成することができる。したがって、代替の実施形態では、別のタイプの画像調整構成要素はミラー移動機構であり、それは投影システム内で１つ又は複数のミラーを動かす。

図９は、一実施形態による、投影システムのうちの、ミラー移動機構９０２を含む部分の簡略化したブロック図である。ミラー移動機構９０２は、画像調整構成要素であり、それは、画像調整コントローラ９０６（たとえば、図２の画像調整コントローラ２２６）からの制御入力９０４に応答して、１つ又は複数のミラーを動かすことによって、投影画像の調整を達成する。種々の実施形態において、１つ又は複数の光学素子（たとえば、レンズ、図示せず）が変調器９１０と中間ミラー（複数可）９３０との間に配置されることができる。種々の実施形態において、ミラー（複数可）は、投影レンズ９１２の下流に配置されることがある。

一実施形態では、ミラー移動機構９０２は投影サブシステム９０８（たとえば、図２の投影サブシステム２１２）の中に収容される。一実施形態では、投影サブシステム９０８は、１つの変調器９１０及び１つ又は複数の投影レンズ９１２をさらに備える。

変調器９１０は、たとえば、前述のように、ＤＭＤ，ＬＣＤ、コヒーレント光変調器又は他のタイプの変調器であってもよい。変調器９１０は、イメージングパイプライン９１６（たとえば、図２のイメージングパイプライン２０８）から画像データ９１４を受信する。また変調器９１０は、照明光学系９２０（たとえば、図２の照明光学系２１６）から、処理された光９１８を受光することができる。これらの入力９１４、９１８に基づいて、変調器９１０は、１つ又は複数の中間ミラー９３０に向かって、内部の画像含有ビーム９２２を投影することができる。

種々の実施形態において、ミラー９３０は、いくつかの目的のうちのいずれか１つ又は複数の目的を果たすことができる。限定を意図するものではないが、例を挙げると、ミラー９３０は、投影システムと投影画像又は投影面との間で検出される相対的な動きに基づいて、投影画像の位置を変更するための役割を果たすことができる。さらに、種々の実施形態において、ミラー９３０は、内部ビーム９２２を、一度だけ、又は何度も異なる角度に誘導し直す役割を果たし、反射ビーム９３２を生成する。

一実施形態では、ミラー移動機構９０２は、画像調整コントローラ９０６から制御入力９０４を受信し、その制御入力は、投影画像に対する、投影システムと投影画像又は投影面との間の相対的な動きの影響を潜在的に低減するために、ミラー移動機構９０２がミラー９３０うちの１つ又は複数を（仮に動かすなら）如何に動かすべきであるかを指示する。ミラー移動機構９０２は、ミラーを動かすのを容易にする機械的なデバイスを含むことができる。

一実施形態では、ミラー移動機構９０２は、１つ又は複数のミラーを、ｘ方向に、ｙ方向に、ｚ方向に、又はこれらの方向への組み合わせでスライドさせることができる。別の実施形態では、ミラー移動機構９０２は、ｘ軸を中心にして、ｙ軸を中心にして、ｚ軸を中心にして、又はこれらの軸の組み合わせで、１つ又は複数のミラーを旋回させることができる。さらに別の実施形態では、ミラー移動機構９０２は、１つ又は複数のミラーをスライドさせ、且つ旋回させることができる。

ミラー９３０は、反射ビーム９３２を、投影レンズ９１２に向かって誘導する。そのビームは各レンズによって光学的に変換されながら、投影レンズ９１２の中を通り抜け、且つ／又は投影レンズ９１２によって反射される。ミラーを動かす結果として、反射ビーム９３２が投影レンズ９１２に入射する方向が変更される。したがって、投影レンズ９１２から、外部への画像含有ビーム９２４が現われ、異なる位置、ワープ、スケール又は焦点において、投影面上に突き当たるか、又は衝突する。

図９では、画像調整コントローラからの制御入力に応答して、ミラーを動かすことによって、画像調整を達成することができる。代替の実施形態では、図１０に関連して説明されるように、１つ又は複数の変調器を動かすことによって、画像調整を達成することができる。したがって、代替の実施形態では、別タイプの画像調整構成要素は、変調器移動機構であり、それは投影システム内の変調器を動かす。

図１０は、一実施形態による、投影システムのうちの、１つ又は複数の変調器移動機構１００２を含む部分の簡略化したブロック図である。変調器移動機構１００２は、画像調整構成要素であり、それは、画像調整コントローラ１００６（たとえば、図２の画像調整コントローラ２２６）からの制御入力１００４に応答して１つ又は複数の変調器を動かすことによって、投影画像の調整を達成する。

一実施形態では、１つ又は複数の変調器移動機構１００２は投影サブシステム１００８（たとえば、図２の投影サブシステム２１２）の中に収容される。一実施形態では、投影サブシステム１００８は、１つ又は複数の投影レンズ１０１２をさらに備えることができる。

システム１０００は、１つ又は複数の変調器１０１０をさらに備える。変調器１０１０は、たとえば、前述のように、ＤＭＤ、ＬＣＤ、コヒーレント光変調器、又は他のタイプの変調器を含むことができる。用語「変調器」は、説明において、単数の意味で用いられることがある。しかしながら、「変調器」は実際には、複数の変調器要素又は個別の変調器を含むことがあり、それらの変調器は、個別に又はグループとして、制御されるか又は動かされることがあることが理解されよう。限定を意図するものではないが、例を挙げると、ＬＣＤ変調器又はコヒーレント光変調器は実際には、１つないし３つ（又はそれ以上の）変調器要素又は個別の変調器を含むことができる。モノクロ画像投影の場合、ただ１つの変調器要素で十分であるかもしれない。赤色光、緑色光及び青色光の混合物を含む画像を投影する場合、複数（たとえば、３つ）の変調器要素が含まれることがある。複数の変調器又は変調器要素を含む実施形態では、各変調器は１つのビームを生成することができ、そのビームが合成されるときに、結果として多色の画像含有ビーム１０２４を生成することができる。複数の変調器を含むシステムでは、変調器毎に、同じ照明光学系を備えることができる。

変調器１０１０は、イメージングパイプライン１０１６（たとえば、図２のイメージングパイプライン２０８）から画像データ１０１４を受信する。変調器１０１０は、照明光学系１０２０（たとえば、図２の照明光学系２１６）から、処理された光１０１８もまた受光する。これらの入力１０１４、１０１８に基づいて、変調器１０１０は、投影レンズ１０１２に向かって、ビーム１０２２を投影する。そのビームは各レンズによって光学的に変換されながら、投影レンズ１０１２の中を通り抜け、且つ／又は投影レンズ１０１２によって反射される。最終的には、投影レンズ１０１２から、画像含有ビーム１０２４が現われる。

一実施形態では、変調器移動機構１００２は、画像調整コントローラ１００６から制御入力１００４を受信し、画像調整コントローラ１００６は、投影画像に対する投影システムと投影画像又は投影面との間の相対的な動きの影響を潜在的に低減するために、変調器移動機構１００２が変調器１０１０を（仮に動かすなら）如何に動かすべきであるかを指示する。再び、変調器移動機構１００２及び変調器１０１０は、本明細書では単数の意味で用いられるが、種々の実施形態において、複数の変調器移動機構１００２及び／又は変調器１０１０が含まれることがある。変調器移動機構１００２は、変調器を動かすのを容易にする、機械的なデバイスを含むことができる。

一実施形態では、変調器移動機構１００２は、変調器１０１０を、ｘ方向に、ｙ方向に、ｚ方向に、又はこれらの方向への組み合わせでスライドさせることができる。別の実施形態では、変調器移動機構１００２は、ｘ軸を中心して、ｙ軸を中心にして、ｚ軸を中心にして、又はこれらの軸の組み合わせで、変調器１０１０を旋回及び／又は回転させることができる。さらに別の実施形態では、変調器移動機構１００２は、変調器１０１０のスライド、回転、及び／又は旋回の組み合わせをもたらすことができる。

このように動かす結果として、光ビーム１０２２が投影レンズ１０１２に向かって集束される方向が変更される。変調器ビーム１０２２が投影レンズ１０１２に入射する方向を変更することによって、画像含有ビーム１０２４が投影レンズ１０１２から変更された状態で現われ、異なる位置、ワープ、スケール又は焦点において、投影面上に突き当たるか、又は衝突する。

図１０では、画像調整コントローラからの制御入力に応答して変調器を動かすことによって、画像調整を達成することができる。代替の実施形態では、図１１に関連して説明されるように、画像データを変更することによって、デジタル領域において画像調整を達成することができる。したがって、代替の実施形態では、別のタイプの画像調整構成要素は画像データを変更する画像データ変更構成要素である。

図１１は、一実施形態による、投影システムのうちの、画像をデジタル処理で変更するための構成要素１１０２を含む部分の簡略化したブロック図である。画像データ変更構成要素１１０２は画像調整構成要素であり、それは、画像調整コントローラ１１０６（たとえば、図２の画像調整コントローラ２２６）からの制御入力１１０４に応答して、画像データをデジタル処理で変換、ワープ、又は拡大縮小することによって、投影画像の調整を達成する。

一実施形態では、画像データ変更構成要素１１０２は、イメージングパイプライン１１１６（たとえば、図２のイメージングパイプライン２０８）の中に収容される。イメージングパイプライン１１１６はたとえば、色処理構成要素１１３２のような１つ又は複数の他の処理構成要素と、受信した画像データ１１３０（たとえば、図２の画像データ２０６）を処理する画像整形構成要素１１３４とをさらに備えることができる。他の実施形態では、イメージングパイプライン１１１６は、それよりも多くの構成要素、少ない構成要素又は異なる構成要素を含むことができる。さらに、色処理構成要素１１３２、画像整形構成要素１１３４及び画像データ変更構成要素１１０２の順序は、図１１に示される順序とは異なってもよい。

イメージングパイプライン１１１６は、処理された画像データ１１１４を生成し、そのデータは、投影サブシステム１１０８（たとえば、図２のサブシステム２１２）の変調器１１１０に与えられる。また変調器１１１０は、照明光学系１１２０（たとえば、図２の照明光学系２１６）から、処理された光ビーム１１１８を受光する。変調器１１１０は、それらの入力１１１４、１１１８を用いて、被変調ビーム１１２２を生成し、そのビームは投影レンズ１１１２に向かって投影される。

一実施形態では、画像データ変更構成要素１１０２は、画像調整コントローラ１１０６から制御入力１１０４を受信し、その制御入力は、投影画像に対する投影システムと投影画像又は投影面との間の相対的な動きの影響を潜在的に低減するために、画像データ変更構成要素１１０２が画像データを（仮に変更するなら）如何に変更すべきであるかを指示する。一実施形態では、画像データ変更構成要素１１０２は、画像データ内に表現されるピクセルの相対的な位置を変換する効果を生み出す。たとえば、画像データ変更構成要素１１０２は、画像の全て又は一部を平行移動（すなわちスライド）させ、ワープさせ（すなわち歪ませ）、且つ／又は拡大縮小する（すなわち、より大きく又はより小さくする）ことができる。これは実効的には、１つないし多数のピクセル位置からの画像の１つ又は複数の部分を、上下且つ／又は左右に動かす。したがって、画像データ変更構成要素１１０２は実効的に、画像の複数の部分を、１つ又は複数のピクセルだけ、ｘ方向、ｙ方向、又はこれらの方向の組み合わせで平行移動させることができる。種々の実施形態において、画像が平行移動されているか、ワープされているか、拡大縮小されているか、又はこれらの効果の任意の組み合わせであるかに応じて、画像の複数の部分が、同じ方向に動かされるか、異なる方向に動かされるか、又は動かされないことがある。

これらのデジタルピクセル変換（たとえば、平行移動、ワーピング、拡大縮小又はそれらの組み合わせ）の結果として、変調器１１１０の動作が変更され、それにより、変換が行われない場合に解釈されるのとは異なるように、ピクセルのうちのいくつか、又は全てが解釈されるであろう。変調器１１１０の動作を変更することによって、変調器ビーム１１２２内に表現されるいくつか、又は全てのピクセルが投影レンズ１１１２に入射する位置も変更される。したがって、画像含有ビーム１１２４の全て又は一部が、投影レンズ１１１２から、変更された状態で現われ、異なる位置、ワープ、スケール又は焦点において、投影面上に突き当たるか、又は衝突する。

前述の図面は、投影システムと投影画像又は投影面との間で検出される相対的な動きに基づいて画像を調整するための複数の方法があることを示す。上記の例は限定することを意図するものではなく、本明細書の説明に基づいて、画像を調整するために、投影システムの他の構成要素が如何に動かされることがあるか、又は別の方法で如何にその動作を変更するかが当業者には明らかであろう。

画像不明瞭化を低減するために、投影画像を種々の方法で変更することができる。一実施形態では、画像が画像フィールドの一部の中に投影され、投影画像及び／又は投影面に対する投影システムの動きの影響を緩和するために、その画像は、その画像フィールド内であちこち動かされ得る。

図１２は、一実施形態による、投影面上の画像フィールド１２０４の中心に配置される、投影画像１２０２を示す概念図である。画像フィールド１２０４は、投影システムが画像を投影することができるエリアを表す。

一実施形態では、実際の画像サイズは、画像フィールドサイズよりも小さい。したがって、投影画像１２０２が画像フィールド１２０４の中心に配置されるとき、画像フィールドの高さの上側部分及び下側部分は使用されず、その部分の高さ１２０６、１２０８は互いに概ね等しくすることができる。同様に、画像フィールドの幅の左側部分及び右側部分も使用されず、その部分の幅１２１０、１２１２も、互いに概ね等しくすることができる。種々の実施形態において、投影システムと投影画像又は投影面との間の相対的な動きによる不明瞭化の影響を低減するために、投影画像が画像フィールド１２０２内で（前述のように）あちこち動かされ得る。

図１３は、一実施形態による、画像フィールド１３０４の中心から外れて配置される画像１３０２を示す概念図である。再び、画像フィールド１３０４は、投影システムが画像を投影することができるエリアを表す。

投影画像１３０２が、画像フィールド１３０４の中心から外れて配置されるとき、画像フィールドの高さの上側部分及び／又は下側部分は用いられないことがあり、それらの部分の高さ１３０６、１３０８は互いに等しくないことがある。同様に、画像フィールドの幅の左側部分及び右側部分も用いられないことがあり、それらの部分の幅１３１０、１３１２も互いに等しくないことがある。図１３は、投影システムと投影画像及び／又は投影面との間の相対的な動きによる不明瞭化の影響を低減するために、中心の位置（たとえば、図１２の場合）から動かされている画像１３０２を示す。

画像を平面的に（たとえば、比較的な平坦な投影面にわたって）変更する他に、種々の実施形態を用いて、投影システムの動きに基づいて、画像を近くの方に又は遠くの方に合焦させることができる。さらに、投影システムと投影画像及び／又は投影面との間の相対的な動きを補償するために、複数の実施形態を用いて、画像を「傾ける」か又はそれ以外の方法で歪ませる（たとえば、画像の１つのエッジ又は角を、別のエッジ又は角よりも近くに合焦させるか、又は画像に台形歪みを引き起こす）ことができる。

投影システムとともに用いることができる装置のいくつかの実施形態が、これまでに説明されてきた。種々の上記の装置が相対的な動きによって引き起こされる画像不明瞭化を低減する所望の効果を達成するために、手順を踏んで種々の処理が行われる。

図１４は、一実施形態による、投影画像を安定させるための方法の流れ図である。その方法は、ブロック１４０２において、投影システムが画像データを受信することによって開始する。一実施形態では、画像データは、コンピュータ又は他のデバイスから、有線リンク又は無線リンクを介して、投影システムによって受信されることができる。別法では、画像データは、投影システムと接続することができる種々の記憶媒体のうちのいずれかから受信することができる。

受信された画像データは格納することができる（たとえば、図２の画像データ記憶機構２０２内）。種々の実施形態において、画像データは、短時間だけ、又は長期にわたって格納することができる。たとえば、受信された画像データが、直ちに又はリアルタイムで表示されるべきである場合には、そのデータは短時間だけキューに入れられ且つ／又はキャッシュされることができる。別法では、受信された画像データが、後の時点で表示されるべきである場合には、ダウンロードされ、投影システムに格納されてよい。

ブロック１４０４では、特定の画像に対応する画像データが、イメージングパイプライン（たとえば、図２のイメージングパイプライン２０８）に与えられる。一旦、パイプラインに与えられると、その画像データは処理され、最終的にはそのデータに対応する画像が表示されるであろう。

ブロック１４０６では、投影システム内に内蔵されることがある、１つ又は複数の移動検出器によって、投影システムが相対的に大きく動いたことが検出されたか否かの判定が行われる。相対的な動きは、物理的な物体、投影画像、投影面、及び／又は投影システムの外部にある１つ又は複数の他の物体を含む、１つ又は複数の基準物体に対する投影システムの変位又は姿勢変化を含む。投影システムと基準物体との間の相対的な距離、向き又は角度の、大きさ、速度又は周波数が閾値に達しているか、又は閾値を超えている場合には、相対的な動きは、「検出される」のに実質的な十分さであると見なすことができる。

相対的な動きが検出される場合には、相対移動検出器が、相対的な動きが生じていることを指示する動き情報を生成する。一実施形態では、移動検出器は、動きの特徴（たとえば、大きさ、方向、周波数、角度等）についての他の情報を提供することもできる。一実施形態では、移動検出器は、実質的な動きが検出されると、割込みを行う。別の実施形態では、移動検出器は、動きが生じているか否かを画像調整コントローラが判定できるようにする出力を連続して、又は周期的に生成する。

一実施形態では、その動き情報は、画像調整コントローラによって受信される。ブロック１４０８では、画像調整コントローラが、移動検出器の出力に基づいて、制御入力を生成する。その制御入力は、プロジェクタシステムの動きと、投影画像又は投影面との間の相対的な動きの影響を低減するために、１つ又は複数の画像調整構成要素の動作を変更するための情報を含む。

制御入力は、１つ又は複数の画像調整構成要素によって受信される。ブロック１４１０では、１つ又は複数の画像調整構成要素が、制御入力内の情報を用いて、投影画像を変更又は調整することができる。画像調整構成要素は、投影システムの１つ又は複数の物理的な構成要素を動かすか、又はその動作を変更すること、及び／又は投影画像の全て又は一部を実効的に変更するために画像データを変更することを含む、種々の動作のうちの１つ又は複数の動作を実行することができる。所与の時点において、画像は変更されることもされないこともあるので、これ以降、「潜在的に変更される」画像と呼ばれる。

ブロック１４１２では、潜在的に調整された画像が投影システムによって投影される。ブロック１４１４では、新たな画像（又は現在表示されている画像の新たな一部分）が投影されるべきであるか否かの判定が行われる。投影されない場合には、現在の画像を表示し続けながら、その方法が図示されるように繰り返される。投影される場合には、新たな画像（又はその一部分）に対応する画像データがイメージングパイプラインに与えられ、その過程が続けられる。最終的には、たとえば、プロジェクタをオフにすることによって、ユーザが投影セッションを終了することができる。

図１４は、或る特定のシーケンスにおいて行われるような種々の過程を示すが、依然として同じ結果を達成しながら、その処理ブロックの順序を変更できることは当業者には明らかであろう。したがって、処理ブロックのシーケンスの変更は、本発明の主題の範囲内に入ることが意図されている。

本明細書において説明される種々の手順は、ハードウエア、ファームウエア及び／又はソフトウエアの組み合わせにおいて実施することができる。ソフトウエアにおいて実施される部分は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、又はさらに高級な言語コードを用いることができる。そのコードは、実行中に、又は他の時点において、１つ又は複数の揮発性又は不揮発性コンピュータ読取り可能媒体に格納されることができる。これらのコンピュータ読取り可能媒体は、ハードディスク、取出し可能磁気ディスク、取出し可能光ディスク、磁気カートリッジ又はカセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、ベルヌーイカートリッジ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むことができる。

これまで、投影システムと投影画像及び／又は投影面との間に相対的な動きがある場合に、投影画像を安定させることができるようにする方法、装置及びシステムの種々の実施形態が説明されてきた。具体的な実施形態のこれまでの説明は、一般的概念から逸脱することなく、現在の知識を適用することによって、他の人が種々の応用形態に合わせて容易に変更、且つ／又は改変することができるほど十分に、本発明の主題に汎用性があることを明らかにする。それゆえ、そのような改変及び変更は、開示される実施形態の均等物の意味及び範囲内にある。

本明細書において用いられる術語又は用語は、説明することを目的としており、限定することは意図していない。したがって、本発明の主題は、添付の特許請求の範囲の精神及び広範な範囲内に入るような全ての代替形態、変更形態、均等形態及び変形形態を含む。

一実施形態による、ハンドヘルド投影システムを用いる人の概略図である。 一実施形態による、投影システムの簡略化したブロック図である。 一実施形態による、相対移動検出器の簡略化したブロック図である。 別の実施形態による、相対移動検出器の簡略化したブロック図である。 一実施形態による、投影システムのうちの、レンズ移動機構を含む部分の簡略化したブロック図である。 一実施形態による、一連の投影レンズ及びレンズ移動機構の斜視図である。 別の実施形態による、一連の投影レンズ及びレンズ移動機構の斜視図である。 一実施形態による、投影システムのうちの、１つ又は複数のコヒーレント光源から生成される画像含有ビームを変更するための構成要素を含む部分の簡略化したブロック図である。 一実施形態による、投影システムのうちの、ミラー移動機構を含む部分の簡略化したブロック図である。 一実施形態による、投影システムのうちの、変調器移動機構を含む部分の簡略化したブロック図である。 一実施形態による、投影システムのうちの、画像をデジタル処理で変更するための構成要素を含む部分の簡略化したブロック図である。 一実施形態による、投影面上の画像フィールドの中心に配置される投影画像を示す概念図である。 一実施形態による、投影面上の画像フィールドの中心から外れて配置される投影画像を示す概念図である。 一実施形態による、投影画像を安定させるための方法の流れ図である。

符号の説明

２００：投影システム
２０２：画像データ記憶機構
２０８：イメージングパイプライン
２１２：投影サブシステム
２１４：光源
２１６：照明光学サブシステム
２２０：電源
２２２：相対移動検出器
２２６：画像調整コントローラ
２２８：画像調整構成要素

Claims (35)

1. 装置であって、
   画像含有ビームを投影し、結果として投影画像を生成するための投影サブシステムと、
   前記装置と基準物体との間の相対的な動きの検出に応答して、前記画像含有ビームを調整するための画像調整構成要素と、
   を備えている、装置。
2. 前記装置と前記基準物体との間の前記相対的な動きを検出し、さらに該相対的な動きを示す動き情報を生成するための相対移動検出器をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
3. 前記基準物体が前記投影画像を含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記相対的な動きを検出し、さらに該相対的な動きを示す動き情報を生成するための相対移動検出器と、
   前記動き情報に応答して、制御入力を生成し、前記画像調整構成要素の動作を制御するためのコントローラと、
   をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
5. 前記画像調整構成要素が、
   前記制御入力に応答して、前記投影サブシステムのうちの１つ又は複数のレンズを動かすためのレンズ移動機構を含む、請求項４に記載の装置。
6. 前記画像調整構成要素が、
   前記制御入力に基づいて画像を出力するためのコヒーレント光変調器を含む、請求項４に記載の装置。
7. 前記画像調整構成要素が、
   前記制御入力に応答して１つ又は複数のミラーを動かすためのミラー移動機構を含む、請求項４に記載の装置。
8. 前記画像調整構成要素が、
   前記制御入力に応答して１つ又は複数の変調器を動かすための変調器移動機構を含む、請求項４に記載の装置。
9. 前記画像調整構成要素が、
   前記制御入力に応答して画像データを変更するための画像データ変更構成要素を含む、請求項４に記載の装置。
10. １つ又は複数のバッテリを収容して、前記装置をポータブルデバイス内で使用できるようにするための機構をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
11. 投影システムであって、
    光を受光し、且つ画像データによって定義される画像含有ビームを投影するための少なくとも１つの投影レンズと、
    相対的な動きを検出し、動き情報を生成するための相対移動検出器と、
    前記少なくとも１つの投影レンズに動作可能に接続され、前記動き情報に応答して該少なくとも１つの投影レンズのうちの１つ又は複数の投影レンズを動かすためのレンズ移動機構と、
    を備えている、投影システム。
12. 前記レンズ移動機構が、
    １つ又は複数のレンズを１つ又は複数の方向に動かすための機構を備えている、請求項１１に記載の投影システム。
13. 前記レンズ移動機構が、
    １つ又は複数の軸に沿って１つ又は複数のレンズを旋回又は回転させるための機構を備えている、請求項１１に記載の投影システム。
14. 投影システムであって、
    相対的な動きを検出し、動き情報を生成するための相対移動検出器と、
    前記移動検出器に動作可能に接続され、前記動き情報に応答して制御入力を生成するためのコントローラと、
    前記制御入力に基づいて投影するための画像データを準備し、結果として、変更された画像データを生成するためのイメージングパイプラインと、
    前記変更された画像データに基づいて、強度が時間とともに変化する１つ又は複数のコヒーレント光ビームを出力するための１つ又は複数のコヒーレント光源と、
    前記投影システムから出射する前記１つ又は複数のコヒーレント光ビームを走査するためのコヒーレント光変調器と、
    を備えている、投影システム。
15. 投影システムであって、
    相対的な動きを検出し、動き情報を生成するための相対移動検出器と、
    前記移動検出器に動作可能に接続され、前記動き情報に応答して制御入力を生成するためのコントローラと、
    投影するための画像データを準備し、結果として、変更された画像データを生成するためのイメージングパイプラインと、
    前記変更された画像データに基づいて、強度が時間とともに変化する１つ又は複数のコヒーレント光ビームを出力するための１つ又は複数のコヒーレント光源と、
    前記制御入力に基づいて、前記投影システムから出射する前記１つ又は複数のコヒーレント光ビームを走査するためのコヒーレント光変調器と、
    を備えている、投影システム。
16. 投影システムであって、
    相対的な動きを検出し、動き情報を生成するための相対移動検出器と、
    前記移動検出器に動作可能に接続され、前記動き情報に応答して制御入力を生成するためのコントローラと、
    前記制御入力に基づいて投影するための画像データを準備し、結果として、変更された画像データを生成するためのイメージングパイプラインと、
    前記変更された画像データに基づいて、強度が時間とともに変化する１つ又は複数のコヒーレント光ビームを出力するための１つ又は複数のコヒーレント光源と、
    前記制御入力に基づいて、前記投影システムから出射する前記１つ又は複数のコヒーレント光ビームを走査するためのコヒーレント光変調器と、
    を備えている、投影システム。
17. 投影システムであって、
    光及び画像データを受信し、さらに、該画像データに従って内部の画像含有ビームを生成するための変調器と、
    前記内部の画像含有ビームを受信及び反射し、結果として反射ビームを生成するための少なくとも１つのミラーと、
    前記反射ビームを受信し、外部への画像含有ビームを生成するための少なくとも１つの投影レンズと、
    相対的な動きを検出し、動き情報を生成するための相対移動検出器と、
    前記少なくとも１つのミラーに動作可能に接続され、前記動き情報に応答して、該少なくとも１つのミラーのうちの１つ又は複数のミラーを動かすためのミラー移動機構と、
    を備えている、投影システム。
18. 前記ミラー移動機構が、
    １つ又は複数のミラーを１つ又は複数の方向に動かすための機構を含む、請求項１７に記載の投影システム。
19. 前記ミラー移動機構が、
    １つ又は複数のミラーを１つ又は複数の軸に沿って旋回させるための機構を含む、請求項１７に記載の投影システム。
20. 投影システムであって、
    光及び画像データを受信し、さらに、該画像データに従って、内部の画像含有ビームを生成するための変調器と、
    外部への画像含有ビームを生成するための少なくとも１つの投影レンズと、
    相対的な動きを検出し、動き情報を生成するための相対移動検出器と、
    前記変調器に動作可能に接続され、前記動き情報に応答して該変調器を動かすための変調器移動機構と、
    を備えている、投影システム。
21. 前記変調器が、デジタルミラーデバイス変調器を含む、請求項２０に記載の投影システム。
22. 前記変調器が、液晶デバイス変調器を含む、請求項２０に記載の投影システム。
23. 投影システムであって、
    光及び画像データを受信し、且つ該画像データによって定義される画像含有ビームを投影するための投影サブシステムと、
    相対的な動きを検出し、動き情報を生成するための相対移動検出器と、
    前記投影サブシステムに動作可能に接続され、前記画像データを該投影サブシステムに与える前に、前記動き情報に応答して、前記画像データを変更する画像データ変更構成要素を含むイメージングパイプラインと、
    を備えている、投影システム。
24. 前記画像データ変更構成要素が、前記画像データをデジタル処理でシフトすることによって、該画像データを調整する、請求項２３に記載の投影システム。
25. 前記イメージングパイプラインが、
    色処理構成要素と、
    画像整形構成要素と、
    をさらに含む、請求項２３に記載の投影システム。
26. 装置であって、
    投影システムの実質的な相対的動きが検出されたか否かを判定するための移動検出器と、
    前記実質的な相対的動きが検出されると制御入力を生成するための画像調整コントローラと、
    前記制御入力に応答して画像含有ビームを調整し、結果として投影画像を生成するための画像調整構成要素と、
    を備えている、装置。
27. 投影システムの実質的な相対的動きが検出されたか否かを判定するステップと、
    前記実質的な相対的動きが検出されると制御入力を生成するステップと、
    前記制御入力に応答して１つ又は複数の画像調整構成要素の動作を変更するステップと、
    を含む、方法。
28. 前記判定するステップが、
    前記投影システムが、投影画像に対して前記実質的な相対的動きを受けたか否かを感知するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
29. 前記判定するステップが、
    前記投影システムが、投影面に対して前記実質的な相対的動きを受けたか否かを感知するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
30. 前記動作を変更するステップが、
    前記制御入力に応答して投影サブシステムの１つ又は複数のレンズを動かすステップを含む、請求項２７に記載の方法。
31. 前記動作を変更するステップが、
    前記制御入力に応答して１つ又は複数のコヒーレント光変調器の動作を変更するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
32. 前記動作を変更するステップが、
    前記制御入力に応答して１つ又は複数のミラーを動かすステップを含む、請求項２７に記載の方法。
33. 前記動作を変更するステップが、
    前記制御入力に応答して１つ又は複数の変調器を動かすステップを含む、請求項２７に記載の方法。
34. 前記動作を変更するステップが、
    前記制御入力に応答して画像データを変更するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
35. 方法を実行するためのプログラム命令を格納するコンピュータ読取り可能媒体であって、該命令が実行されると、結果として、
    投影システムの実質的な相対的動きが検出されたか否かが判定され、
    前記実質的な相対的動きが検出されると、制御入力が生成され、
    前記制御入力に応答して１つ又は複数の画像調整構成要素の動作が変更される、
    コンピュータ読取り可能媒体。

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