JP2010153983A - 投影型映像表示装置および該方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度化した場合でも被写体のサイズが略同一となる投影型映像表示装置および該方法ならびに該装置本体を提供する。
【解決手段】本発明の投影型映像表示装置Ｓａは、映像を提示する映像提示部６と、映像提示部１に映像を提示すべく、映像を投影する映像投影部７と、映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更する駆動部８とを備え、映像投影部７は、映像提示部６に提示された映像のうち、観察者Ｙの注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更し、駆動部８は、高解像度の映像における被写体のサイズが所定領域の映像における被写体のサイズと略一致するように、前記相対位置を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像を例えばスクリーン等の映像提示部に投影することによって映像を映像提示部に提示（表示）する投影型映像表示装置および投影型映像表示方法に関する。

投影型映像表示装置では、映像投影部から射出された映像（映像光）を例えばスクリーン等の映像提示部に投影することによって、映像が映像提示部に表示される。観察者は、この映像提示部に表示された映像を観察することになる。この映像提示部に表示された映像のうち、観察者の注視点を含む所定領域は、観察者が興味を持って観察している映像の領域であると推察され、この映像をより細かなディテールで表現することが望まれる。このため、所定領域の映像における解像度を高解像度化することが望まれる。

例えば、特許文献１には、広視野高解像度映像提示装置が開示されている。この特許文献１に開示の広視野高解像度映像提示装置は、装着者の視線に対応した映像を作成する作画装置と、前記作画装置で作成した映像を装着者に提示する映像提示装置と、前記装着者の視線を検出する視線検出装置とを備え、前記作画装置は、広視野映像を作成する広視野映像作画装置と前記広視野映像よりも狭い視野角で高解像度の狭視野映像を作成する狭視野映像作画装置とを含み、前記映像提示装置は、前記作画装置で作成した映像を表示する表示装置と、前記装着者の眼球の前方に配置されていて前記表示装置に表示された映像を透過する接眼光学系と、前記接眼光学系に入射する狭視野映像の位置を制御する映像位置制御装置とを備え、前記表示装置は、前記広視野映像を表示する広視野映像モニタと前記狭視野映像を表示する狭視野映像モニタとを有し、かつ、前記映像位置制御装置は、直角をなす２軸のまわりに回転可能なミラーと前記ミラーを回転駆動する駆動装置とを有し、前記視線検出装置からの信号によって前記作画装置を制御し、かつ、前記映像位置制御装置を制御するように構成した視線追従方式による装置である。このような構成の広視野高解像度映像提示装置では、モニタの中心領域には高解像度の映像が提示され、その領域の周囲には低解像度の映像が提示され、そして、眼球の動きに対してミラーが操作され、常に、視線がモニタの中心点を見つめるようにされる。このため、視線方向の注視点のみ常に高分解能な映像が提示され、等価的に高画角、高分解能な映像が提示される。
特開平８−３１３８４３号公報

ところで、前記構成の投影型映像表示装置では、例えば、図１１に示すように、映像投影部の解像度が縦方向にＨピクセル（画素）で横方向にＷピクセル（Ｈ×Ｗピクセル）で一定である場合、全映像領域のうちの一部の注目領域Ａｒにおける解像度を高解像度化（高精細化）すると、例えば映像投影部の全映像領域（Ｈ×Ｗピクセルの全画素）を用いてその注目領域Ａｒにおける映像が投影され、注目領域Ａｒに映し出されている被写体（オブジェクト）Ｏｂのサイズ（大きさ）が高解像度前のサイズに較べて大きくなってしまう。例えば、注目領域ＡｒのサイズがＨ／２×Ｗ／２である場合、１画素が４画素に高解像度化され、注目領域ＡｒにおけるオブジェクトＯｂのサイズは、長さで２倍（面積では４倍）になってしまう。

前記特許文献１に開示の広視野高解像度映像提示装置は、広視野映像を表示する広視野映像モニタとは別に狭視野映像モニタを有しており、高解像度の狭視野映像は、この狭視野映像モニタで表示される。したがって、前記特許文献１に開示の広視野高解像度映像提示装置では、前記不都合を考慮する必要がなく、仮に、広視野角映像を高解像度化する場合には、前記不都合が同様に生じてしまう。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度化した場合でも被写体のサイズが略同一となる投影型映像表示装置および投影型映像表示方法を提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる投影型映像表示装置は、映像を提示する映像提示部と、前記映像提示部に前記映像を提示すべく、前記映像を投影する映像投影部と、前記映像提示部と前記映像投影部との相対位置を変更する相対位置変更部とを備え、前記映像投影部は、前記映像提示部に提示された映像のうち、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更し、前記相対位置変更部は、前記高解像度の映像における被写体のサイズが前記所定領域の映像における前記被写体のサイズと略一致するように、前記相対位置を変更することを特徴とする。そして、本発明の他の一態様にかかる投影型映像表示方法は、映像提示部に映像を提示すべく、映像投影部によって前記映像を投影する映像投影ステップと、前記映像提示部と前記映像投影部との相対位置を変更する相対位置変更ステップとを備え、前記映像投影ステップは、前記映像提示部に提示された映像のうち、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更し、前記相対位置変更ステップは、前記高解像度の映像における被写体のサイズが前記所定領域の映像における前記被写体のサイズと略一致するように、前記相対位置を変更することを特徴とする。

このような構成の投影型映像表示装置および投影型映像表示方法では、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更した場合に被写体（オブジェクト）のサイズが拡大するが、映像提示部と映像投影部との相対位置が変更され、前記高解像度の映像における被写体のサイズが前記所定領域の映像における前記被写体のサイズと略一致される。このため、このような構成の投影型映像表示装置および投影型映像表示方法ならびに投影型映像表示装置本体では、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度化した場合でも被写体のサイズが略同一となる。したがって、所定領域の映像における被写体のサイズが変わることなく、略同一であり、解像度変更前後において、観察者に違和感を与えることを軽減することができる。特に、観察者にバーチャルリアリティーを提供する投影型映像表示装置では、バーチャルリアリティー感を損なうことが軽減され、また特に、等身大スケールのバーチャルリアリティを提供するのに好適である。

また、上述の投影型映像表示装置において、前記観察者の視線方向を検出する視線検出部と、前記視線検出部によって検出された前記観察者の視線方向が所定時間以上略一定である場合に、前記観察者の視線方向に当たる前記映像提示部上の点を前記観察者の注視点であると判断する判断部とをさらに備える。

この構成によれば、前記視線検出部と前記判断部とを備えるので、観察者の視線方向に基づいて観察者の注視点を自動的に判断することができる。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、前記相対位置変更部は、前記映像提示部および前記映像投影部のうちの少なくとも一方の位置を移動する駆動部を備えることを特徴とする。

この構成によれば、映像投影部の位置を移動する駆動部を備える場合では、観察者に特に意識させることなく前記所定領域の解像度を高解像度化することができ、映像提示部の位置を移動する駆動部を備える場合では、観察者が乗る観覧部材も同様に移動させることで、例えばテーマパーク等のアミューズメント装置へ適用可能となる。したがって、本投影型映像表示装置の使用用途を広げることが可能となる。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、前記映像投影部から前記映像提示部に至る前記映像の光路を所定角度で折る反射鏡をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、反射鏡（ミラー）によって映像の光路が所定角度で折られるので、前記反射鏡を備えない場合に較べて、映像投影部と映像提示部との間の光学的な距離を同一に維持しつつ、映像投影部と映像提示部との間の物理的な距離を短縮することができる。このため、投影型映像表示装置を小型化することが可能となる。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、前記相対位置を変更する変更指示を前記観察者から受け付ける変更指示入力装置をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、観察者は、例えば音声入力コントローラやリモートコントローラ等の変更指示入力装置を用いて変更指示を投影型映像表示装置へ入力することができるから、高解像度化された領域を観察者が所望する領域に調整することができ、観察者の所望領域をより的確に高解像度化することが可能となる。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、前記高解像度の映像における輝度を補正する輝度補正部をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、映像提示部と映像投影部との相対位置が変更された場合に、所定領域の映像における輝度が変化することがあるが、その変化を輝度補正部によって補正することが可能となる。したがって、所定領域の映像における輝度が変わることなく、略同一であり、解像度変更前後において、観察者に違和感を与えることを軽減することができる。特に、観察者にバーチャルリアリティーを提供する投影型映像表示装置では、バーチャルリアリティー感を損なうことが軽減される。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、前記映像提示部に前記映像を提示すべく、前記映像を投影する第２映像投影部をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、解像度変更後において、映像投影部によって投影される所定領域の高解像度な映像だけでなく、第２映像投影部によって所定領域外の映像も投影可能となる。

また、上述の投影型映像表示装置において、前記輝度補正部は、前記映像投影部による前記高解像度の映像と前記第２映像投影部による前記映像とに重なり部分がある場合に、前記重なり部分の輝度を補正することを特徴とする。

輝度補正することなく映像投影部および第２映像投影部によって映像を映像提示部に投影すると、それらの前記重なり部分では、映像の輝度が高くなってしまう（映像が明るくなってしまう）。この構成によれば、この重なり部分におけるこれら映像の輝度を輝度補正部によって補正することができ、解像度変更前後において、観察者に違和感を与えることを軽減することができる。また、前記重なり部分では、互いに映像が干渉し合うため、観察者にとって見難くなることがある。この構成によれば、この重なり部分における第２映像投影部による映像の輝度を輝度補正部によって略無くす（略０とする）ことによって、すなわち、重なり部分における第２映像投影部による映像を輝度補正部による輝度の補正によって消す（映像提示部に映し出さない）ことによって、前記重なり部分における映像の相互干渉を避けることが可能となる。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、映像データから映像信号を生成して、前記映像を投影させるべく前記映像信号を前記映像投影部へ出力する映像生成部をさらに備え、前記映像データは、前記映像投影部の解像度よりも高解像度であることを特徴とする。

所定領域の映像を高解像度化する場合に、映像データの画素数が不足しており、例えば、補間処理等によって不足画素を補う場合では、高解像度化の効果が低減してしまうことがある。この構成によれば、映像データが映像投影部の解像度よりも高解像度であるので、所定領域の映像を高解像度化する場合に、映像データの画素数が不足することが軽減され、より効果的に所定領域の映像を高解像度化して表示することが可能となる。特に、映像投影部の解像度がＮ画素であり、所定領域のサイズが全画素投影（全映像領域）の１／ｎであるとすると、映像データの解像度がＮ×ｎ画素以上である場合に、所定領域の映像を最も効果的に高解像度化することができる。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、前記映像投影部は、偏光方式の３次元映像を投影することを特徴とする。

この構成によれば、偏光方式で３次元映像を投影することができる投影型映像表示装置が提供される。

また、これら上述の投影型映像表示装置において、前記映像投影部は、時分割方式の３次元映像を投影することを特徴とする。
この構成によれば、時分割方式で３次元映像を投影することができる投影型映像表示装置が提供される。

本発明にかかる投影型映像表示装置および投影型映像表示方法ならびに投影型映像表示装置本体では、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度化した場合でも被写体のサイズを略同一とすることが可能となる。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には、適宜、添え字を付した参照符号で示す。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。図１（Ａ）は、そのブロック図であり、図１（Ｂ）は、その使用状態を示す概略図である。

第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａは、例えば、図１に示すように、映像生成部１と、映像補正部２と、判断部３と、制御部４と、視線センシング部５と、映像提示部６と、映像投影部７と、駆動部８とを備えて構成される。映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像投影部７および駆動部８は、投影型映像表示装置本体の一実施形態を構成する。

映像生成部１は、映像データから映像信号を生成し、映像投影部７に映像を投影させるべく、この生成した映像信号を、映像補正部２を介して映像投影部７へ出力するものである。映像データは、映像データを提供する図略の映像提供部から映像生成部１に入力される。例えば、映像データは、例えばハードディスク装置やメモリ回路等の図略の記憶装置に記憶され、この記憶装置から映像生成部１へ読み込まれてよい。また例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）やＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc Recordable）やメモリカード等の記録媒体に記憶され、例えばＣＤドライブやＤＶＤドライブやメモリカードインタフェース等の図略の外部記憶装置を介してこれら記録媒体から映像生成部１へ読み込まれてもよい。また例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）や公衆回線等のネットワーク（通信網）を介して、映像データを提供するサーバから映像生成部１へ提供されてもよい。ネットワークでは、いわゆるインターネットプロトコル群を用いて通信が行われ、いわゆるイントラネットあるいはインターネットが構成されてもよい。映像は、動画であってもよく、また、静止画であってもよい。また、投影型映像表示装置Ｓａは、複数の静止画を順次に表示するように構成されてもよい。

映像補正部２は、映像生成部１から入力された映像信号に対し、制御部４の制御に従って、映像信号の輝度を補正し、この補正した映像信号を映像投影部７へ出力するものである。図１に示す例では、映像補正部２は、高解像度の映像における輝度を補正するものである。

映像投影部７は、映像提示部６に映像を提示（表示）すべく、映像信号に基づいて映像を映像提示部６に投影するものである。映像投影部７は、例えば、プロジェクタを備えて構成される。そして、映像投影部７は、必要に応じて、映像提示部６に提示された映像のうち、観察者Ｙの注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更する。

映像提示部６は、映像投影部７によって投影された映像を提示（表示）するものである。映像提示部６は、例えば、スクリーンを備えて構成される。

視線センシング部（視線検出部）５は、観察者の視線方向を検出し、この検出した視線方向を判断部３へ出力するものである。視線センシング部５は、例えば、人の眼が感知し難い波長の光を発光する発光部と、その受光カメラとを備え、眼球によって反射された発光部からの光を受光カメラ（例えばＣＣＤカメラ）で受光し、受光カメラの出力に基づいて形成された画像に現れる瞳孔の位置から眼球の向き、すなわち視線方向を検出する。

判断部３は、視線センシング部５から入力された観察者の視線方向に基づいて観察者が注視しているか否かを判断し、この判断結果を制御部４へ出力するものである。より具体的には、例えば、判断部３は、視線センシング部５によって検出された観察者の視線方向が予め設定された所定時間以上の間、予め設定された所定範囲（所定面積）内に存在するか否かを判断し、観察者の視線方向が前記所定時間以上の間、前記所定範囲内に存在する場合に、すなわち、観察者の視線方向が所定時間以上略一定である場合に、観察者が注視していると判断し、一方、観察者の視線方向が前記所定時間以上の間、前記所定範囲内に存在する場合ではない場合に、観察者が注視していないと判断する。判断部３は、観察者が注視していると判断した場合に、観察者の視線方向に当たる映像提示部６表面上の点を観察者の注視点であると判断する。この観察者の視線方向から映像提示部６上における観察者の注視点を算出するために必要なデータ、例えば、観察者から映像提示部６までの距離や、観察者の眼の３次元座標等の諸データは、観察者の立ち位置を予め指定することや観察者が投影型映像表示装置Ｓａに入力することによって、予め投影型映像表示装置Ｓａに与えられる。また例えば、前記必要なデータは、視線センシング部５によって生成された画像から算出される。

制御部４は、映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像投影部７および駆動部８を当該機能に応じてそれぞれ制御し、投影型映像表示装置Ｓａの全体制御を司るものである。

これら映像生成部１、映像補正部２、判断部３および制御部４は、例えば、個別の回路によって構成されてもよく、また例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路等を備えて構成され、制御プログラムを実行することによって前記マイクロプロセッサ上に機能的に実現されてもよい。

駆動部８は、映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更するものであり、相対位置変更部の一実施形態である。駆動部８は、本実施形態では、映像提示部６が固定されており、映像投影部７の位置を移動するものである。映像投影部７の位置を駆動部８で移動することによって、映像提示部６と映像投影部７との相対位置が変更される。そして、この相対位置の変更では、駆動部８は、高解像度の映像における被写体（オブジェクト）Ｏｂのサイズが所定領域の映像における前記被写体のサイズと略一致するように、相対位置を変更する。

このような駆動部８は、例えば、観察者の注視点の移動に応じて映像投影部７の光軸をＸＹＺの各軸方向に移動すべく、図１に示すように、映像投影部７が上部に固定的に配設され映像投影部７をＹ軸方向（上下方向）に移動する上下駆動部８−１と、上下駆動部８−１が上部に固定的に配設され上下駆動部８−１をＸ軸方向（左右方向）に移動する左右駆動部８−２と、左右駆動部８−２が上部に固定的に配設され左右駆動部８−２をＺ軸方向（前後方向）に移動する前後駆動部８−３と備え、前後駆動部８−３は、例えば観覧台や床面等の映像提示部６が固定的に配設されている部材に、固定的に配設される。Ｘ軸方向は、映像提示部６の提示面（例えばスクリーン面）における左右方向であり、Ｙ軸方向は、映像提示部６の提示面（例えばスクリーン面）における上下方向である。そして、Ｚ軸方向は、映像提示部６の提示面（例えばスクリーン面）における法線方向であり、映像投影部７から映像提示部６に至る方向である。

次に、本実施形態の動作について説明する。図２は、第１実施形態における投影型映像表示装置の動作を示すフローチャートである。図３は、所定領域の高解像度化に伴う映像投影部と映像提示部との相対位置を説明するための図である。図３（Ａ）は、所定領域の高解像度化の様子を示し、図３（Ｂ）は、高解像度化の前後における映像投影部と映像提示部との相対位置を示す。図４は、映像投影部の移動量を説明するための図である。図４（Ａ）は、観察者の注視点の移動を説明するための図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す注視点の移動に応じた映像投影部におけるＺ軸方向の移動量を説明するための図である。

図１に示す投影型映像表示装置Ｓａでは、例えば、図略の起動スイッチが投入されることによって、また例えば、図略の起動スイッチが投入され、外部から図略の入力部で映像投影の指示を受け付けることによって、映像の表示が行われる。すなわち、映像データが映像生成部１に入力され、映像生成部１によって映像データから映像信号が生成され、この映像信号が映像補正部２を介して映像投影部７へ出力される。映像補正部２では、必要に応じて、映像信号の輝度が補正される。例えば、後述する場合に、映像信号の輝度が補正される。そして、映像信号が入力されると、映像投影部７によって、この映像信号に基づいて映像が映像提示部６に投影される。このように本実施形態の投影型映像表示装置Ｓａでは、映像提示部６の背面から映像を投影するいわゆるリアプロジェクタ方式によって映像の表示が行われる。

このような映像の表示が行われている際に、図２において、視線センシング部５によって、例えば観覧台や床面等に乗って映像提示部６を見ている映像の観察者Ｙにおける視線方向が検出され、この視線方向が判断部３へ出力される（Ｓ１１）。視線センシング部５から観察者の視線方向が入力されると、判断部３によって、観察者の視線方向に基づいて観察者の注視が判断され、この判断結果が制御部４へ出力される（Ｓ１２）。より具体的には、例えば、判断部３は、この観察者の視線方向が予め設定された所定時間以上の間、予め設定された所定範囲（所定面積）内に存在するか否かを判断し、観察者の視線方向が前記所定時間以上の間、前記所定範囲内に存在する場合に、すなわち、観察者の視線方向が所定時間以上略一定である場合に、観察者が注視していると判断し、一方、観察者の視線方向が前記所定時間以上の間、前記所定範囲内に存在する場合ではない場合に、観察者が注視していないと判断する。そして、観察者の注視と判断されない場合（Ｎｏ）には、処理がステップＳ１１に戻され、一方、観察者の注視と判断された場合（Ｙｅｓ）には、判断部３によって、観察者の視線方向に当たる映像提示部６表面上の点が観察者の注視点であると判断され、この観察者の注視および観察者の注視点が制御部４へ出力され、観察者の注視点が算出される（Ｓ１３）。観察者の注視点は、例えば、観察者の視点（眼の３次元座標）、視線方向および観察者から映像提示部６までの距離に基づいて求められる。より具体的には、視線方向に平行であって観察者の視点を通る線分が観察者から映像提示部６までの距離にあるＸＹ平面（映像提示部６の表面）と交わる交点が、観察者の注視点として算出される。

判断部３から判断結果が入力されると、この判断結果に従って制御すべく、制御部４によって、映像投影部７および駆動部８が制御される（Ｓ１４）。そして、映像補正部２も必要な補正を行うべく制御部４によって制御される（Ｓ１５）。

すなわち、視線センシング部５および判断部３によって観察者の注視が検出されると、映像投影部７によって、映像提示部６に提示された映像のうち、観察者の注視点を含む所定領域の映像が高解像度の映像に変更される。例えば、図４（Ａ）に示すように、映像提示部６の略中央（２対角線の交点）にあった観察者の注視点ＡＰ０が、＋Ｘ方向（紙面右方向）にＸ１移動するとともに−Ｙ方向（紙面下方向）にＹ１移動することによって（Ｘ１＞０、Ｙ１＞０）、三角形の被写体（オブジェクト）Ｏｂ上における注視点ＡＰ１に移動すると、この注視点ＡＰ１を含む所定領域（注目領域）Ａｒの映像が高解像度の映像に変更される。例えば、図３（Ａ）に示す例では、前記所定領域Ａｒは、観察者の注視点ＡＰ１を２対角線の交点とする、映像投影部７における全映像領域の形状と相似な矩形であり、この所定領域Ａｒの映像を映像投影部７の全映像領域（全画素表示）の映像とすることによって高解像度化される。図３（Ａ）および図４（Ａ）に示す例では、映像投影部７の全映像領域がＨ×Ｗピクセルであって、所定領域（注目領域）ＡｒのサイズがＨ／２×Ｗ／２であり、１画素が４画素に高解像度化され、Ｈ×Ｗピクセルの映像となる。

なお、所定領域（注目領域）Ａｒの映像を高解像度化する場合に、必ずしも映像投影部７の全映像領域（全画素表示）の映像とする必要はなく、高解像度化後の映像のサイズが高解像度化前の所定領域（注目領域）Ａｒのサイズよりも大きければよい。また、所定領域（注目領域）Ａｒは、図３（Ａ）および図４（Ａ）に示す例では、矩形であるが、例えば正方形や円形（楕円を含む）等の任意の形状であってよい。

また、映像を高解像度化する場合に、高解像度化前の１画素がより多くの画素に増加されるが、元の映像データの画素数が高解像度化後の映像の画素数よりも不足する場合がある。このような場合では、不足画素は、その周辺画素で補間することによって生成されてもよい。補間処理には、公知の手段が利用され、例えば線形補間処理等が用いられる。したがって、このような観点から、元の映像データ（映像生成部１に入力される映像データ）は、映像投影部７の解像度よりも高解像度であることが好ましい。これによって所定領域Ａｒの映像を高解像度化する場合に、映像データの画素数が不足することが軽減され、より効果的に所定領域Ａｒの映像を高解像度化して表示することが可能となる。特に、映像投影部７の解像度がＮ画素であり、所定領域Ａｒのサイズが全画素投影（全映像領域）の１／ｎであるとすると、映像データ（映像生成部１からの映像信号）の解像度がＮ×ｎ画素以上である場合に、所定領域Ａｒの映像を最も効果的に高解像度化することができる。ここで、このような映像投影部７の解像度よりも高解像度である映像データに基づいて通常の解像度（所定領域Ａｒの映像を高解像度化する前における解像度）で映像提示部６に映像を表示する場合には、間引き処理等によって元の映像データから適宜に画素が間引かれ、解像度が通常の解像度とされる。

そして、このような所定領域Ａｒの映像の高解像度化が映像投影部７によって行われている際に、駆動部８によって、高解像度の映像におけるオブジェクトのサイズが所定領域の映像におけるオブジェクトのサイズと略一致するように、映像提示部６と映像投影部７との相対位置が変更される。例えば、上述した図４（Ａ）に示すように、観察者の注視点ＡＰ０が注視点ＡＰ１に移動すると、この注視点ＡＰの移動に対応すべく、上下駆動部８−１は、映像投影部７をマイナスＹ方向にＹ１移動するとともに、左右駆動部８−２は、映像投影部７をプラスＸ方向にＸ１移動する。そして、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂのサイズが所定領域Ａｒの映像におけるオブジェクトＯｂのサイズと略一致するように、図３（Ｂ）に示すように、映像提示部６と映像投影部７とのＺ方向における相対位置を距離Ｌ１から距離Ｌ２へ変更すべく、前後駆動部８−３は、映像投影部７を距離（Ｌ１−Ｌ２）移動する。この前後駆動部８−３における移動量（Ｌ１−Ｌ２）は、高解像度化後にＨ１×Ｗ１ピクセルのサイズに拡大されたオブジェクトＯｂを高解像度化前における所定領域ＡｒのサイズＨ２×Ｗ２ピクセルに縮小すべく、それらの相似関係を利用することによって、次のように算出される。例えば、図４（Ｂ）に示すように、相似関係から求まる関係式（Ｈ１：Ｈ２＝Ｌ１：Ｌ２）から、Ｌ２＝（Ｈ２／Ｈ１）＊Ｌ１が求められ、前後駆動部８−３における移動量（Ｌ１−Ｌ２）は、（１−Ｈ２／Ｈ１）＊Ｌ１として求められる（＊は、乗算の演算子である）。なお、前後駆動部８−３における移動量（Ｌ１−Ｌ２）は、（１−Ｗ２／Ｗ１）＊Ｌ１として求められてもよい。例えば、映像投影部７の全映像領域がＨ×Ｗピクセルであって、所定領域（注目領域）ＡｒのサイズがＨ／２×Ｗ／２であり、所定領域Ａｒの映像が全映像領域Ｈ×Ｗピクセルの映像に高解像度化される場合には、前後駆動部８−３は、映像投影部７を（（１−１／２／１）＊Ｌ１＝Ｌ１／２）移動する。このように前後駆動部８−３が映像投影部７をＺ方向に移動することによって、高解像度化に伴う映像サイズの拡大が打ち消され、観察者Ｙの注視点ＡＰ１を含む所定領域Ａｒの映像を高解像度化した場合でもオブジェクトＯｂのサイズが略同一となる。

そして、このような所定領域Ａｒの映像に対する高解像度化およびサイズ調整が映像投影部７および駆動部８によって行われている際に、映像補正部２によって映像（映像信号）の輝度が補正される。例えば、図３（Ｂ）に示すように、映像提示部６に表示される所定領域Ａｒの映像のサイズを調整するために、映像投影部７が映像提示部６に距離的に近づくと、その移動量（Ｌ１−Ｌ２）だけ輝度が明るく映像提示部６に表示される。このため、映像補正部２は、その輝度の増加分を打ち消すように、映像（映像信号）の輝度を補正する。

そして、図２に戻って、判断部３によって、観察者の視線方向に基づいて観察者の注視が解除されているか否かが判断される（Ｓ１６）。より具体的には、例えば、判断部３は、この観察者の視線方向が変化したか否か、すなわち、前記所定範囲外に移動したか否かを判断し、前記所定範囲外に移動した場合に、観察者の注視が解除されたと判断し、一方、前記所定範囲内に存在する場合に、観察者の注視が解除されていない（継続している）と判断する。この判断の結果、観察者の注視が解除されていない場合（Ｎｏ）には、処理がステップＳ１６に戻され、観察者の注視が解除されている場合（Ｙｅｓ）には、制御部４によって、注視領域Ａｒの映像の高解像度前の状態に映像投影部７によって映像提示部６に投影されている映像を戻すべく、映像投影部７および駆動部８が制御され（Ｓ１７）、そして、映像補正部２も必要な補正を行うべく制御部４によって制御され（Ｓ１８）、処理がステップＳ１１に戻される。本実施形態では、映像投影部７および駆動部８が制御されることによって、全映像が全投影領域に表示され、その映像の輝度が元の輝度に戻される。

このように投影型映像表示装置Ｓａが動作するので、観察者Ｙの注視点ＡＰを含む所定領域Ａｒの映像を映像投影部７によって高解像度の映像に変更した場合に被写体（オブジェクト）Ｏｂのサイズが拡大するが、映像提示部６と映像投影部７との相対位置が変更され、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂのサイズが所定領域Ａｒの映像におけるオブジェクトＯｂのサイズと略一致される。このため、投影型映像表示装置Ｓａおよびこれに実装されている投影型映像表示方法ならびにその投影型映像表示装置本体では、観察者Ｙの注視点ＡＰを含む所定領域Ａｒの映像を高解像度化した場合でもオブジェクトＯｂのサイズが略同一となる。したがって、所定領域Ａｒの映像におけるオブジェクトＯｂのサイズが変わることなく、略同一であり、解像度変更前後において、観察者Ｙに違和感を与えることを軽減することができる。特に、観察者Ｙにバーチャルリアリティーを提供する投影型映像表示装置Ｓａでは、バーチャルリアリティー感を損なうことが軽減される。

また、投影型映像表示装置Ｓａは、視線センシング部５と判断部３とを備えるので、観察者Ｙの視線方向に基づいて観察者Ｙの注視点ＡＰを自動的に判断することができる。

また、投影型映像表示装置Ｓａは、映像投影部７の位置を移動する駆動部８を備えるので、観察者Ｙに特に意識させることなく所定領域Ａｒの解像度を高解像度化することができる。

また、投影型映像表示装置Ｓａは、輝度補正部２を備えるので、映像提示部６と映像投影部７との相対位置が変更された場合に、所定領域Ａｒの映像における輝度が変化することがあるが、その変化を輝度補正部２によって補正することが可能となる。したがって、所定領域Ａｒの映像における輝度が変わることなく、略同一であり、解像度変更前後において、観察者Ｙに違和感を与えることを軽減することができる。特に、観察者Ｙにバーチャルリアリティーを提供する投影型映像表示装置Ｓａでは、バーチャルリアリティー感を損なうことが軽減される。

次に、別の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａは、映像提示部６の背面から映像を投影するいわゆるリアプロジェクタ方式の装置であったが、第２実施形態の投影型映像表示装置Ｓｂは、映像提示部６の表面から映像を投影するいわゆるフロントプロジェクタ方式の装置であり、そして、この投影型映像表示装置Ｓｂでは、その小型化を図るべく、映像投影部７から映像提示部６に至る映像の光路が反射鏡（ミラー）９−２によって折り返されている。

図５は、第２実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。図１（Ａ）は、そのブロック図であり、図１（Ｂ）は、その使用状態を示す概略図である。

第２実施形態の投影型映像表示装置Ｓｂは、例えば、図５に示すように、映像生成部１と、映像補正部２と、判断部３と、制御部４と、視線センシング部５と、映像提示部６と、映像投影部７と、駆動部９−１と、反射鏡（ミラー）９−２とを備えて構成される。これら第２実施形態の投影型映像表示装置Ｓｂにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および映像投影部７は、第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および映像投影部７と同様であるので、その説明を省略する。

反射鏡９−２は、映像投影部７から映像提示部６に至る映像の光路を所定角度で折る光学部品である。

映像投影部７は、図５に示すように、映像提示部６の略上方に配設されており、映像投影部７から射出された映像の光路が反射鏡９−２によって所定角度で折られることで、映像投影部７から射出された映像が映像提示部６の表面から投影される。

駆動部９−１は、第１実施形態と同様に、映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更するものであり、相対位置変更部の一実施形態である。そして、本実施形態では、映像提示部６および映像投影部７が固定されており、駆動部９−１は、反射鏡９−１の位置を移動するものである。反射鏡９−２の位置を駆動部９−１で移動することによって、映像提示部６と映像投影部７との相対位置が変更される。そして、この相対位置の変更では、駆動部９−１は、高解像度の映像におけるオブジェクトのサイズが所定領域の映像における前記オブジェクトのサイズと略一致するように、相対位置を変更する。

このような駆動部９−１は、例えば、観察者の注視点の移動に応じて映像投影部７の光軸をＸＹＺの各軸方向に移動すべく、図５に示すように、反射鏡９−２が下部に固定的に配設され反射鏡９−２をＹ軸方向（上下方向）に移動する上下駆動部９−１１と、上下駆動部９−１１が下部に固定的に配設され上下駆動部９−１１をＸ軸方向（左右方向）に移動する左右駆動部９−１２と、左右駆動部９−１２が下部に固定的に配設され左右駆動部９−１２をＺ軸方向（前後方向）に移動する前後駆動部９−１３と備え、前後駆動部９−１３は、映像提示部６が固定的に配設されている例えば床面等の部材に対し位置移動しない例えば天井面等の部材に固定的に配設される。Ｚ軸方向は、映像提示部６の提示面（例えばスクリーン面）における法線方向である。

このような第２実施形態の投影型映像表示装置Ｓｂでは、図５に示すように、映像の表示が行われる際に、映像投影部７から射出された映像は、反射鏡９−２でその光路が所定角度で折られて映像提示部６に投影される。このため、第２実施形態の投影型映像表示装置Ｓｂは、第１実施形態と同様に注目領域Ａｒにおける映像の高解像度化前後でオブジェクトＯｂのサイズを略同一とし得るだけでなく、反射鏡９−２を備えない場合に較べて、映像投影部７と映像提示部６との間の光学的な距離を同一に維持しつつ、映像投影部７と映像提示部６との間の物理的な距離を短縮することができる。したがって、投影型映像表示装置Ｓｂを小型化（コンパクト化）することが可能となる。

ここで、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂのサイズを調整する際には、反射鏡９−２でその光路が所定角度で折られているので、反射鏡９−２が移動すると映像投影部７から反射鏡９−２までの距離および反射鏡９−２から映像提示部までの距離の両距離が変更されるから、反射鏡９−２を備えない場合に較べて、その分、反射鏡９−２の移動量が少なくなる。また、映像投影部７から反射鏡９−２に至る映像の光軸と反射鏡９−２の法線とのなす角が反射鏡９−２から映像提示部に至る映像の光軸と反射鏡９−２の法線とのなす角に一致する場合は、必要ないが、それらが一致しない場合には、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂのサイズを調整する際に、反射鏡の角度も適宜に調整される。

また、映像提示部６に表示される映像によっては、映像が歪まないように、映像補正部２によって映像の歪みが補正される。

そして、図５に示す例では、いわゆるフロントプロジェクタ方式の場合に、駆動部９−１および反射鏡９−２が備えられる場合について説明したが、このような駆動部９−１および反射鏡９−２がいわゆるリアプロジェクタ方式に用いられてもよい。この場合、映像投影部７の投影方向が図５に示す場合に較べてＺ方向において逆方向に向けられ、駆動部９−１および反射鏡９−２が映像提示部６に対してＺ方向において対称に配設される。

次に、別の実施形態について説明する。
（第３実施形態）
第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａは、駆動部８が映像投影部７を移動することによって映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更するものであったが、第３実施形態の投影型映像表示装置Ｓｃは、駆動部１０−１が映像提示部６を移動することによって映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更するものである。

図６は、第３実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。図６（Ａ）は、そのブロック図であり、図６（Ｂ）は、その使用状態を示す概略図である。

第３実施形態の投影型映像表示装置Ｓｃは、例えば、図６に示すように、映像生成部１と、映像補正部２と、判断部３と、制御部４と、視線センシング部５と、映像提示部６と、映像投影部７と、駆動部１０−１と、観覧台（ステージ）１０−２とを備えて構成される。これら第３実施形態の投影型映像表示装置Ｓｃにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および映像投影部７は、第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および映像投影部７と同様であるので、その説明を省略する。

観覧台１０−２は、観察者Ｙを乗せるための部材であり、例えば、平板状の部材である。観覧台１０−２の一方主面（上面）には、その一端に映像提示部６が立設され、その他方面（下面）には、駆動部１０−１が配設されている。

駆動部１０−１は、第１実施形態と同様に、映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更するものであり、相対位置変更部の一実施形態である。そして、本実施形態では、映像投影部７が固定されており、駆動部１０−１は、観覧台１０−２の位置を移動するものである。観覧台１０−２の位置を駆動部１０−１で移動することによって、それに立設されている映像提示部６の位置が移動し、映像提示部６と映像投影部７との相対位置が変更される。そして、この相対位置の変更では、駆動部１０−１は、高解像度の映像におけるオブジェクトのサイズが所定領域の映像における前記オブジェクトのサイズと略一致するように、相対位置を変更する。

このような駆動部１０−１は、例えば、観察者の注視点の移動に応じて映像提示部６の位置、例えばその中心点をＸＹＺの各軸方向に移動すべく、図６に示すように、観覧台１０−２が上部に固定的に配設され観覧台１０−２をＹ軸方向（上下方向）に移動する上下駆動部１０−１１と、上下駆動部１０−１１が上部に固定的に配設され上下駆動部１０−１１をＸ軸方向（左右方向）に移動する左右駆動部１０−１２と、左右駆動部１０−１２が上部に固定的に配設され左右駆動部１０−１２をＺ軸方向（前後方向）に移動する前後駆動部１０−１３と備え、前後駆動部１０−１３は、映像投影部７が固定的に配設されている例えば床面等の部材に固定的に配設される。

このような第３実施形態の投影型映像表示装置Ｓｃでは、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂのサイズを調整する際には、第１実施形態で図３および図４を用いて説明したように、映像提示部６と映像投影部７との相対位置が変更される。この場合では、映像投影部７が固定され、映像提示部６が移動される。このため、第３実施形態の投影型映像表示装置Ｓｃは、第１実施形態と同様に注目領域Ａｒにおける映像の高解像度化前後でオブジェクトＯｂのサイズを略同一とし得るだけでなく、映像提示部６を移動させるために、観察者Ｙが乗る観覧台１０−２を移動させるから、例えばテーマパーク等のアミューズメント装置へ適用可能となる。したがって、本投影型映像表示装置の使用用途を広げることが可能となる。アミューズメント装置としては、例えば、車両等の移動体を模したシミュレータ、馬等の動物を模したシミュレータ、スキーやスノーボードやサーフィン等の競技を模したシミュレータ等が挙げられる。

なお、第１実施形態では、映像投影部７が駆動部８によって移動され、第３実施形態では、映像提示部６が観覧台１０−２を介して駆動部１０−１によって移動されたが、映像投影部７および映像提示部６の両方を移動することで、映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更するように、投影型映像表示装置Ｓが構成されてもよい。

次に、別の実施形態について説明する。
（第４実施形態）
第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａは、観察者の注視点を含む注視領域Ａｒにおける映像を高解像度化する１個の映像投影部（第１映像投影部）７を備えるものであったが、第４実施形態の投影型映像表示装置Ｓｄは、第１実施形態の映像投影部７に対応する第１映像投影部７−１に加えて、さらに、映像提示部６に高解像度化前に全投影領域に表示されていた元の映像を提示すべく、前記映像を投影する第２映像投影部７−２をさらに備えるものである。

図７は、第４実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。図７（Ａ）は、そのブロック図であり、図７（Ｂ）は、その使用状態を示す概略図である。

第４実施形態の投影型映像表示装置Ｓｄは、例えば、図７に示すように、映像生成部１と、映像補正部２と、判断部３と、制御部４と、視線センシング部５と、映像提示部６と、第１および第２映像投影部７−１、７−２と、駆動部８とを備えて構成される。これら第４実施形態の投影型映像表示装置Ｓｄにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および駆動部８は、第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および駆動部８と同様であるので、その説明を省略する。

第１映像投影部７−１は、第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａにおける映像投影部７と同様の装置であり、映像提示部６に映像を提示（表示）すべく、映像信号に基づいて映像を映像提示部６に投影するとともに、映像投影部７−１は、必要に応じて、映像提示部６に提示された映像のうち、観察者Ｙの注視点を含む所定領域Ａｒの映像を高解像度の映像に変更する。第１映像投影部７−１は、所定領域Ａｒの映像を高解像度化に伴い第１実施形態で説明したように駆動部８によって移動する。

第２映像投影部７−２は、映像提示部６に映像を提示（表示）すべく、映像信号に基づいて映像を映像提示部６に投影するものである。すなわち、第２映像投影部７−２は、観察者Ｙの注視点を含む所定領域Ａｒの映像を高解像度化する前の映像を映像提示部６に投影するものである。第２映像投影部７−２は、例えば、プロジェクタを備えて構成される。第２映像投影部７−２は、駆動部８による第１映像投影部７−１の移動を妨げないように、また、第１映像投影部７−１による映像提示部６への投影および第２映像投影部７−２による映像提示部６への投影を妨げないように、適宜に配設され、例えば、図７に示すように、第１映像投影部７−１の上方に配設される。このため、第２映像投影部７−２は、映像提示部６の背面に対し斜め方向から映像提示部６へ映像を投影することになることから、公知の画像処理によって、映像提示部６に映像が投影された場合に映像が歪まないように、例えば、映像補正部２によって映像が歪み補正される。

このような第４実施形態の投影型映像表示装置Ｓｄは、第１実施形態と同様に注目領域Ａｒにおける映像の高解像度化前後でオブジェクトＯｂのサイズを略同一とし得るだけでなく、第１映像投影部７−１による映像と第２映像投影部７−２による映像とがスーパーインポーズ（重畳）され、解像度変更後において、第１映像投影部７−１によって投影される所定領域Ａｒの高解像度な映像だけでなく、第２映像投影部７−２によって所定領域Ａｒ外の映像も投影可能となる。

ここで、このような第４実施形態において、第１映像投影部７−１による映像と第２映像投影部７−２による映像とがスーパーインポーズ（重畳）されるため、それらに重なり部分が生じる場合がある。この場合において、輝度補正することなく第１および第２映像投影部７−１、７−２によってそれぞれ映像を映像提示部６に投影すると、それらの重なり部分では、映像の輝度が高くなってしまう（映像が明るくなってしまう）。このため、映像補正部２は、第１映像投影部７−１による高解像度の映像と第２映像投影部７−２による映像とに重なり部分がある場合に、重ねる前後においてその輝度が略一定となるように、その重なり部分の輝度を補正するように構成されてもよい。輝度補正は、公知の画像処理を利用することができるが、例えば、後述の特表２００６−５１６３３３号公報に開示の技術を利用することができる。このように映像補正部２を構成することによって、この重なり部分におけるこれら映像の輝度を補正することができ、解像度変更前後において、観察者に違和感を与えることを軽減することができる。また、この重なり部分では、互いに映像が干渉し合うため、観察者にとって見難くなることがある。このため、この重なり部分における第２映像投影部７−２による映像の輝度を略無くす（略０とする）ように、すなわち、重なり部分における第２映像投影部７−２による映像を輝度の補正によって消す（映像提示部６に映し出さない）ように、映像補正部２が構成されてもよい。これによって、この重なり部分における映像の相互干渉を避けることが可能となる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第５実施形態）
第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａは、観察者の注視点を含む注視領域Ａｒにおける映像を高解像度化する１個の映像投影部７を備えるものであったが、第４実施形態の投影型映像表示装置Ｓｅは、複数の観察者に対応すべく、このような映像投影部７を複数備えるものである。

図８は、第５実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。図８（Ａ）は、そのブロック図であり、図８（Ｂ）は、その使用状態を示す概略図である。

第５実施形態の投影型映像表示装置Ｓｅは、例えば、図８に示すように、映像生成部１と、映像補正部２と、判断部３と、制御部４と、視線センシング部５と、映像提示部６と、映像投影部７（７ａ、７ｂ）と、駆動部８（８ａ、８ｂ）とを備えて構成される。図８に示す投影型映像表示装置Ｓｅは、２人の観察者Ｙａ、Ｙｂに対応すべく、２個の映像投影部７ａ、７ｂを備え、これに対応すべく２個の駆動部８ａ、８ｂを備えている。そして、これら第５実施形態の投影型映像表示装置Ｓｅにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６、映像投影部７（７ａ、７ｂ）および駆動部８（８ａ、８ｂ）は、２人の観察者Ｙａ，Ｙｂに対応するように動作する点を除き、第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および駆動部８と略同様であり、相違点のみを説明し、その余の説明を省略する。

映像投影部７ａ、７ｂは、第１実施形態の映像投影部７と同様に、それぞれ、映像提示部６に映像を提示（表示）すべく、映像信号に基づいて映像を映像提示部６に投影するものである。そして、映像投影部７ａは、一方の観察者Ｙａの注視点に対応するように動作し、必要に応じて、映像提示部６に提示された映像のうち、観察者Ｙａの注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更する。また、映像投影部７ａは、他方の観察者Ｙｂの注視点に対応するように動作し、必要に応じて、映像提示部６に提示された映像のうち、観察者Ｙｂの注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更する。

駆動部８ａ、８ｂは、第１実施形態の映像投影部７と同様に、それぞれ、映像提示部６と映像投影部７との相対位置を変更するものであり、相対位置変更部の一実施形態である。本実施形態では、映像提示部６が固定されており、駆動部８ａ、８ｂは、それぞれ、映像投影部７ａ、７ｂの位置を移動するものである。映像投影部７ａの位置を駆動部８ａで移動することによって、映像提示部６と映像投影部７ａとの相対位置が変更される。そして、この相対位置の変更では、駆動部８ａは、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂａのサイズが所定領域の映像における前記オブジェクトＯｂａのサイズと略一致するように、相対位置を変更する。また、映像投影部７ｂの位置を駆動部８ｂで移動することによって、映像提示部６と映像投影部７ｂとの相対位置が変更される。そして、この相対位置の変更では、駆動部８ｂは、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂｂのサイズが所定領域の映像における前記オブジェクトＯｂｂのサイズと略一致するように、相対位置を変更する。

このような駆動部８ａ、８ｂは、互いに映像投影部７ａ、７ｂの移動を妨げないように、それぞれ配設される。例えば、図８に示す例では、駆動部８ａは、観察者Ｙａの注視点の移動に応じて映像投影部７ａの光軸をＸＹＺの各軸方向に移動すべく、第１実施形態と同様に、映像投影部７ａが上部に固定的に配設され映像投影部７ａをＹ軸方向（上下方向）に移動する上下駆動部８ａ−１と、上下駆動部８ａ−１が上部に固定的に配設され上下駆動部８ａ−１をＸ軸方向（左右方向）に移動する左右駆動部８ａ−２と、左右駆動部８ａ−２が上部に固定的に配設され左右駆動部８ａ−２をＺ軸方向（前後方向）に移動する前後駆動部８ａ−３と備え、前後駆動部８ａ−３は、例えば観覧台や床面等の映像提示部６が固定的に配設されている部材に、固定的に配設される。そして、駆動部８ｂは、観察者Ｙｂの注視点の移動に応じて映像投影部７ｂの光軸をＸＹＺの各軸方向に移動すべく、映像投影部７ｂが下部に固定的に配設され映像投影部７ｂをＹ軸方向に移動する上下駆動部８ｂ−１と、上下駆動部８ｂ−１が下部に固定的に配設され上下駆動部８ｂ−１をＸ軸方向に移動する左右駆動部８ｂ−２と、左右駆動部８ｂ−２が下部に固定的に配設され左右駆動部８ｂ−２をＺ軸方向（前後方向）に移動する前後駆動部８ｂ−３と備え、前後駆動部８ｂ−３は、映像提示部６が固定的に配設されている例えば床面等の部材に対し位置移動しない例えば天井面等の部材に固定的に配設される。

そして、第５実施形態では、判断部３は、視線センシング部５から入力された観察者Ｙａ、Ｙｂの視線方向に基づいて観察者Ｙａ、Ｙｂが注視しているか否かをそれぞれ判断し、これら各判断結果を制御部４へ出力するものである。ここで、人の左右両眼の間隔は、所定の範囲内にあることから、視線センシング部５の画像に現れる各瞳孔から各観察者Ｙａ、Ｙｂの各視線方向を検出することができる。そして、制御部４は、観察者Ｙａの注視点に対応すべく各部を制御するとともに、観察者Ｙｂの注視点に対応すべく各部を制御する。

このような第５実施形態の投影型映像表示装置Ｓｅは、第１実施形態と同様に注目領域Ａｒにおける映像の高解像度化前後でオブジェクトＯｂのサイズを略同一とし得るだけでなく、複数の観察者Ｙに対応することができる。

次に、別の実施形態について説明する。これら上述の第１ないし第５実施形態における投影型映像表示装置Ｓａ〜Ｓｅは、２次元映像を映像提示部６に表示したが、３次元映像を映像提示部６に表示するように構成されてもよい。

３次元映像の表示方式は、大略、偏光方式と時分割方式とがある。これら各方式による投影型３次元映像表示装置について、第６および第７実施形態としてそれぞれ説明する。

（第６実施形態）
図９は、第６実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。図９（Ａ）は、そのブロック図であり、図９（Ｂ）は、その使用状態を示す概略図であり、そして、図９（Ｃ）は、注目領域の映像を高解像度化する場合における映像投影部の水平回転を示す概略図である。

偏光方式は、互いに偏光方向の異なる右眼用映像と左眼用映像とを映像提示部に投影し、右眼用映像を右眼で見るとともに左眼用映像を左眼で見るべく、左右で透過する偏光方向が互いに異なる偏光メガネを介してそれら映像を見る方式である。偏光は、直線偏光（縦横またはハの字）や円偏光等を利用することができる。

このような偏光方式による投影型映像表示装置Ｓｆは、例えば、図９に示すように、映像生成部１と、映像補正部２と、判断部３と、制御部４と、視線センシング部５と、映像提示部６と、偏光フィルタ１１（１１−１、１１−２）と、映像投影部１２（１２−１、１２−２）と、偏光メガネ１３と、駆動部１４とを備えて構成される。これら第６実施形態の投影型映像表示装置Ｓｆにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５および映像提示部６は、第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５および映像提示部６と略同様であるので、その説明を省略する。

映像投影部１２は、第１実施形態の映像投影部７と同様に、映像提示部６に映像を提示（表示）すべく、映像信号に基づいて映像を映像提示部６に投影するものである。そして、偏光方式で３次元映像を映像提示部６に表示すべく、映像投影部１２−１は、映像信号に基づいて右眼用映像を偏光フィルタ１１−１を介して映像提示部６に投影し、映像投影部１２−２は、映像信号に基づいて左眼用映像を偏光フィルタ１１−２を介して映像提示部６に投影する。映像投影部１２−１、１２−２は、映像投影部１２−１による映像提示部６への投影および映像投影部１２−２による映像提示部６への投影を互いに妨げないように、図９（Ｃ）に示すように、互いに所定間隔を空けて配設され、そして、それらの各光軸が映像提示部６の法線方向に対しそれぞれ各所定角度を成すように、それぞれ配設される。このため、観察者Ｙの注視点ＡＰを含む所定領域Ａｒにおける映像を高解像度化する際には、第１実施形態で説明したＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の移動だけでなく、水平回転も必要となる。

ここで、映像提示部６は、映像が投影される面が映像の偏光方向を保持するように構成されている。

偏光フィルタ１１は、入射光のうち、所定の偏光方向の光を射出する光学素子であり、偏光方式で３次元映像を映像提示部６に表示すべく、偏光フィルタ１１−１は、右眼用映像に対応した偏光方向の光を射出し、偏光フィルタ１１−２は、左眼用映像に対応した偏光方向の光を射出する。偏光フィルタ１１−１、１１−２によって映像投影部１２−１、１２−２からそれぞれ射出された各映像から不要成分が除去され、所定の偏光方向成分のみを含む各映像が映像投影部１２−１、１２−２から偏光フィルタ１１−１、１１−２を介して映像提示部６へ投影され、表示される。

駆動部１４は、第１実施形態の駆動部８と同様に、映像提示部６と映像投影部１２（１２−１、１２−２）との相対位置を変更するものであり、相対位置変更部の一実施形態である。駆動部１４は、本実施形態では、映像提示部６が固定されており、映像投影部１２の位置を移動するものである。映像投影部１２の位置を駆動部１４で移動することによって、映像提示部６と映像投影部１２との相対位置が変更される。そして、この相対位置の変更では、駆動部１４は、高解像度の映像におけるオブジェクトＯｂのサイズが所定領域の映像における前記オブジェクトのサイズと略一致するように、相対位置を変更する。

このような駆動部１４は、例えば、観察者の注視点の移動に応じて映像投影部１２の光軸をＸＹＺの各軸方向に移動すべく、上下駆動部１４−１、左右駆動部１４−２および前後駆動部１４−３を備えており、これらは、上下駆動部１４−１の上部に映像投影部１２−１、１２−２が左右方向に所定間隔を空けて固定的に配設されている点を除き、第１実施形態の上下駆動部８−１、左右駆動部８−２および前後駆動部８−３とそれぞれ同様であり、その説明を省略する。

偏光メガネ１３は、観察者Ｙに装着され、右眼用映像を右眼で見るとともに左眼用映像を左眼で見るべく、左右で透過する偏光方向が互いに異なるメガネである。

ここで、映像提示部６に表示される映像によっては、映像が歪まないように、映像補正部２によって映像の歪みが補正される。

このような第６実施形態の投影型映像表示装置Ｓｆは、第１実施形態と同様に注目領域Ａｒにおける映像の高解像度化前後でオブジェクトＯｂのサイズを略同一とし得るだけでなく、偏光方式で３次元映像を投影することができる。

（第７実施形態）
図１０は、第７実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。図１０（Ａ）は、そのブロック図であり、図１０（Ｂ）は、その使用状態を示す概略図である。

時分割方式は、所定の視差が与えられた右眼用映像および左眼用映像を時分割で交互に映像提示部に投影し、右眼用映像を右眼で見るとともに左眼用映像を左眼で見るべく、左右で透過タイミングの異なるシャッタメガネを介してそれら映像を見る方式である。

このような時分割方式による投影型映像表示装置Ｓｇは、例えば、図１０に示すように、映像生成部１と、映像補正部２と、判断部３と、制御部４と、視線センシング部５と、映像提示部６と、同期制御部２１と、映像投影部２２と、シャッタメガネ２３と、駆動部８とを備えて構成される。これら第７実施形態の投影型映像表示装置Ｓｇにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および駆動部８は、第１実施形態の投影型映像表示装置Ｓａにおける映像生成部１、映像補正部２、判断部３、制御部４、視線センシング部５、映像提示部６および駆動部８と略同様であるので、その説明を省略する。

映像投影部２２は、第１実施形態の映像投影部７と同様に、映像提示部６に映像を提示（表示）すべく、映像信号に基づいて映像を映像提示部６に投影するものである。そして、時分割方式で３次元映像を映像提示部６に表示すべく、映像投影部２２は、映像信号に基づいて所定の視差が与えられた右眼用映像および左眼用映像を同期制御部２１の同期制御に従って時分割で交互に映像提示部６に投影する。

シャッタメガネ２３は、観察者Ｙに装着され、右眼用映像を右眼で見るとともに左眼用映像を左眼で見るべく、左右で透過タイミングの異なるメガネであり、この左右の透過タイミングは、同期制御部２１に従って同期制御される。

同期制御部２１は、映像投影部２２による右眼用映像および左眼用映像の投影タイミングとシャッタメガネ２３における左右の透過タイミングとを同期させるべく、これら投影タイミングと透過タイミングとを制御するものである。同期制御部２１は、映像投影部２２によって右眼用映像が映像提示部６に投影されている場合に、観察者Ｙにこの右眼用映像を右眼だけで見せるべく、右側だけが透過するように、シャッタメガネ２３における右側の透過タイミングを制御するとともに、映像投影部２２によって左眼用映像が映像提示部６に投影されている場合に、観察者Ｙにこの左眼用映像を左眼だけで見せるべく、左側だけが透過するように、シャッタメガネ２３における左側の透過タイミングを制御する。

このような第７実施形態の投影型映像表示装置Ｓｇは、第１実施形態と同様に注目領域Ａｒにおける映像の高解像度化前後でオブジェクトＯｂのサイズを略同一とし得るだけでなく、時分割方式で３次元映像を投影することができる。

なお、上述の第１ないし第７実施形態において、投影型映像表示装置Ｓａ〜Ｓｇは、映像投影部７、１２、２２と映像提示部６との相対位置を変更する変更指示を観察者Ｙから受け付ける変更指示入力装置をさらに備えて構成されてもよい。このような変更指示入力装置は、例えば、注視点ＡＰ（注目領域Ａｒ）をＸ方向に移動させる左右一対のＸ方向カーソルキーと、注視点ＡＰ（注目領域Ａｒ）をＹ方向に移動させる上下一対のＹ方向カーソルキーと、Ｘ方向の移動およびＹ方向の移動の変更指示を変更指示入力装置から投影型映像表示装置Ｓａ〜Ｓｇに入力させるべく、変更指示入力装置と投影型映像表示装置Ｓａ〜Ｓｇとの間で例えば赤外線通信等のショートレンジ通信を行う通信インタフェースとを備えている。また例えば、投影型映像表示装置Ｓａ〜Ｓｇは、変更指示入力装置として音声によってＸ方向の移動およびＹ方向の移動の変更指示を入力する音声入力コントローラを備えてもよい。このように構成することによって変更指示入力装置を用いて前記相対位置の変更指示を投影型映像表示装置Ｓａ〜Ｓｇへ入力することができるから、高解像度化された領域を観察者が所望する領域に調整することができ、観察者の所望領域をより的確に高解像度化することが可能となる。

また、本発明は、広視野角の立体映像によって観察者に没入感を与えバーチャルリアリティーを体感させるいわゆるサイバードーム（ＣｙｂｅｒＤｏｍｅ、パナソニック電工社製）に適用可能である。サイバードームは、半球ドーム型スクリーンで等身大の仮想空間を臨場感豊かに略リアルに実現する装置であり、例えば、特開２００２−１４８７１１号公報や特表２００６−５１６３３３号公報等に開示されている。この特開２００２−１４８７１１号公報には、観察者に凹面を向けた球面状で広視野角のスクリーンと、映像を作成する映像作成手段と、スクリーン上に表示されたときに歪みが無くなるように予め映像を歪ませるための歪み補正手段と、歪み補正された映像をスクリーンへ投影するための投影手段とを備え、前記歪み補正手段が、球面に対応して映像を歪ませる第１の歪み補正手段と、投影手段の設置位置に応じてさらに映像を補正する第２の歪み補正手段とから構成される球面形状広視野角映像表示装置が開示されている。また、特表２００６−５１６３３３号公報には、広視野の曲面スクリーンと、１つのつなぎ目のない映像を、前記曲面スクリーンに投影される複数の分割映像に分割する映像生成モジュールと、前記分割映像を互いに一部重複させながら前記曲面スクリーンに投影する複数のプロジェクタと、前記曲面スクリーン上でつなぎ目のない結合映像が得られるように前記各分割画像の輝度を調整する輝度フィルタとを備える仮想空間生成システムが開示されている。このようなサイバードームでは、基本的に、スクリーン上に表示されたときに歪みが無くなるように、このスクリーンの曲面形状に合わせて平面の映像に歪みが与えられるが、本発明をサイバードームに適用する場合、この平面が映像提示部６の表面として取り扱われる。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

第１実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。 第１実施形態における投影型映像表示装置の動作を示すフローチャートである。 所定領域の高解像度化に伴う映像投影部と映像提示部との相対位置を説明するための図である。 映像投影部の移動量を説明するための図である。 第２実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。 第３実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。 第４実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。 第５実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。 第６実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。 第７実施形態における投影型映像表示装置の構成を示す図である。 注目領域の高解像度化の様子を説明するための図である。

符号の説明

Ｓ（Ｓａ〜Ｓｇ） 投影型映像表示装置
ＡＰ 注視点
Ａｒ 注視領域（所定領域）
１ 映像生成部
２ 映像補正部
３ 判断部
４ 制御部
５ 視線センシング部
６ 映像提示部
７（７−１、７−２、７ａ、７ｂ）、１２、２２ 映像投影部
８（８ａ、８ｂ）、９−１、１０−１、１４ 駆動部
９−２ 反射鏡
１０−２ 観覧台
１３ 偏光メガネ
２１ 同期制御部
２３ シャッタメガネ

Claims (12)

1. 映像を提示する映像提示部と、
   前記映像提示部に前記映像を提示すべく、前記映像を投影する映像投影部と、
   前記映像提示部と前記映像投影部との相対位置を変更する相対位置変更部とを備え、
   前記映像投影部は、前記映像提示部に提示された映像のうち、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更し、
   前記相対位置変更部は、前記高解像度の映像における被写体のサイズが前記所定領域の映像における前記被写体のサイズと略一致するように、前記相対位置を変更すること
   を特徴とする投影型映像表示装置。
2. 前記観察者の視線方向を検出する視線検出部と、
   前記視線検出部によって検出された前記観察者の視線方向が所定時間以上略一定である場合に、前記観察者の視線方向に当たる前記映像提示部上の点を前記観察者の注視点であると判断する判断部とをさらに備えること
   を特徴とする請求項１に記載の投影型映像表示装置。
3. 前記相対位置変更部は、前記映像提示部および前記映像投影部のうちの少なくとも一方の位置を移動する駆動部を備えること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影型映像表示装置。
4. 前記映像投影部から前記映像提示部に至る前記映像の光路を所定角度で折る反射鏡をさらに備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の投影型映像表示装置。
5. 前記相対位置を変更する変更指示を前記観察者から受け付ける変更指示入力装置をさらに備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の投影型映像表示装置。
6. 前記高解像度の映像における輝度を補正する輝度補正部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の投影型映像表示装置。
7. 前記映像提示部に前記映像を提示すべく、前記映像を投影する第２映像投影部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の投影型映像表示装置。
8. 前記輝度補正部は、前記映像投影部による前記高解像度の映像と前記第２映像投影部による前記映像とに重なり部分がある場合に、前記重なり部分の輝度を補正すること
   を特徴とする請求項７に記載の投影型映像表示装置。
9. 映像データから映像信号を生成して、前記映像を投影させるべく前記映像信号を前記映像投影部へ出力する映像生成部をさらに備え、
   前記映像データは、前記映像投影部の解像度よりも高解像度であること
   を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の投影型映像表示装置。
10. 前記映像投影部は、偏光方式の３次元映像を投影すること
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の投影型映像表示装置。
11. 前記映像投影部は、時分割方式の３次元映像を投影すること
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の投影型映像表示装置。
12. 映像提示部に映像を提示すべく、映像投影部によって前記映像を投影する映像投影ステップと、
    前記映像提示部と前記映像投影部との相対位置を変更する相対位置変更ステップとを備え、
    前記映像投影ステップは、前記映像提示部に提示された映像のうち、観察者の注視点を含む所定領域の映像を高解像度の映像に変更し、
    前記相対位置変更ステップは、前記高解像度の映像における被写体のサイズが前記所定領域の映像における前記被写体のサイズと略一致するように、前記相対位置を変更すること
    を特徴とする投影型映像表示方法。

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