JP2015084073A - 投影システム、光路切換装置及び投影制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易なシステム構成により複数のスクリーンを用いて環境に適した多様な映像表現を可能とする。
【解決手段】投影システム１は、画像を投影する投影系(11〜16)、及び画像の投影方向を切換える切換信号を出力する切換信号出力部(通信部)(SO)を有する投影装置10と、入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段を有し、環境に関する情報に基づく切換信号により、入射光を第１の方向または第２の方向に切り換えて出射させる光路切換装置50とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、より多様な映像表現を実現するための投影システム、光路切換装置及び投影制御方法に関する。

従来、広い投影画角により狭い空間でも簡単に設置でき、歪みなく良好な大画面の映像を表示することが可能な投写型映像表示システムを実現するための技術が提案されている。（例えば、特許文献１）

特開２００９−２８８８０３号公報

上記特許文献に記載された技術では、投写型映像表示装置とスクリーンとを組にして複数組を連続した同一平面状、またはコ字状に配置することでマルチスクリーン画面による表示を実現している。

しかしながら、複数面のスクリーンに画像を投影させる場合、それらスクリーンの数分だけ投写型映像表示装置が必要となる。また、複数の投写型映像表示装置を用いてマルチスクリーン画面による表示を実現するような場合、各表示装置で投影する画像の同期をとる必要があるなど、システム化する上で制御が複雑化し、実現が容易ではないという問題もあった。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易なシステム構成により複数のスクリーンを用いて環境に適した多様な映像表現が可能な投影システム、光路切換装置及び投影制御方法を提供することにある。

本発明の一態様は、画像を投影する投影部を有する投影装置と、上記投影装置の投影部からの入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段と、画像が投影される環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、上記環境情報取得手段で得た環境に関する情報に基づいて、上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する切換制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡易なシステム構成により複数のスクリーンを用いて環境に適した多様な映像表現が可能となる。

本発明の一実施形態に係る投影システムの使用環境を示す図。 同実施形態に係る投影装置の概略機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る投影装置と光路切換装置、及びスクリーンの設置環境例を示す図。 同実施形態に係る投影装置での設置環境の一例に対応した処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る投影装置から光路切換装置に供給される切換信号の波形と動作の関係を示す図。 本発明の他の実施形態に係る投影システムの使用環境を示す図。 同実施形態に係る光路切換装置５０′の第１の構成例を示す図。 同実施形態に係る光路切換装置５０′の第２の構成例を示す図。 同実施形態に係る光路切換装置５０′の第３の構成例を示す図。 同実施形態に係る光路切換装置５０′の第４の構成例を示す図。

以下、本発明をＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式の投影装置を含む投影システムに適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る投影システム１の使用環境を例示する図である。同図で、１０は投影装置である。この投影装置１０から出射される画像が、光路切換装置５０を介して透過または反射し、第１のスクリーンＳＣ１、第２のスクリーンＳＣ２のいずれかに投影される。

光路切換装置５０は、後述する調光構造体により、入射光に対する透過と反射とを電気的に切換可能となる。光路切換装置５０は、上記投影装置１０とＵＳＢケーブルＵＣで接続され、投影装置１０から上記ＵＳＢケーブルＵＣを介して与えられる切換信号により、上記第１のスクリーンＳＣ１及び第２のスクリーンＳＣ２のいずれか一方に画像を投影する。

上記図１に示すような位置関係での投影を行なう場合、人物ＷＣは、フロント投射となる第１のスクリーンＳＣ１に投影された画像または、その手前に位置するリア投射となる第２のスクリーンＳＣ２に投影された画像のいずれか一方を鑑賞できる。

上記光路切換装置５０を構成する調光構造体としては、例えばスイッチング回析格子を用いたものや、偏光変換素子を用いたものなどが考えられる。
スイッチング回析格子を用いる方法では、例えば「ＤｉｇｉＬｅｎｓ（登録商標）」（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｂｇｌａｂｓ．ｃｏｍ／）の商品名で販売されている、電気的に透過経路を切換える（光路を曲げる）素子を用い、一方の光路を透過した光を全反射ミラーで反射させることにより、全体として入射光に対する透過と反射とを電気的に切換可能となる。

偏光変換素子を用いる方法では、例えば「カラースイッチ」（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｌｏｒｌｉｎｋ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）の名称で販売されている、電気的に偏光方向（Ｐ相とＳ相）を切換える素子を用い、当該素子の出口側に反射側の偏光板を組み合わせて構成し、上記投影装置１０の投影レンズの後段に、偏光ビームスプリッタを配置して、特定の偏光方向のみを透過／反射することにより、上記光路切換装置５０に入射させる光の偏光方向を揃えることで、全体として入射光に対する透過と反射とを電気的に切換可能となる。

次に図２により、本実施形態に係る投影装置１０の主として電子回路の機能構成を説明する。同図中、入力処理部ＩＰに入力された画像データが、この入力処理部ＩＰで必要に応じてデジタル化された後に、システムバスＳＢを介して画像駆動部１１に送られる。

この画像駆動部１１は、送られてきた画像データに応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、表示素子であるマイクロミラー素子１２を表示駆動する。

このマイクロミラー素子１２は、アレイ状に配列された複数、例えばＷＸＧＡ（横１２８０画素×縦７６８画素）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作して表示動作することで、その反射光により光像を形成する。

一方で、光源部１３から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光が循環的に出射される。光源部１３は、半導体発光素子であるＬＥＤを有し、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色光を時分割で繰返し出射する。光源部１３が有するＬＥＤは、広義でのＬＥＤとして、ＬＤ（半導体レーザ）や有機ＥＬ素子を含むものとしても良い。

また、ＬＥＤから出射された光を蛍光体に照射することで励起される、元の光とは波長が異なる原色光を用いるものとしても良い。この光源部１３からの原色光が、ミラー１４で全反射して上記マイクロミラー素子１２に照射される。

そして、マイクロミラー素子１２での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズ部１５を介して外部に投射される。

上記投影レンズ部１５は、内部のレンズ光学系中に、フォーカス位置を移動するためのフォーカスレンズ及びズーム（投影）画角を可変するためのズームレンズを含み、それら各レンズはレンズモータ（Ｍ）１６により図示しないギヤ機構を介して光軸方向に沿った位置が選択的に駆動される。

また、投影レンズ部１５に近接して、検知範囲を設定するための光学レンズ１７と人感センサ１８とが組み合わせて設けられる。この人感センサ１８は、赤外線センサにより構成され、光学レンズ１７で設定される範囲内に人体が存在する場合に当該人物から放射される赤外線を検知して検出信号を人体取得部１９へ出力する。

またこの人体取得部１９は、図示しない外付けの人感センサからの検出信号も受付け可能となるもので、入力された人感センサからの検出信号に対する、予め設定したしきい値との比較により人体を検知したか否かを判断し、その判断結果を、システムバスＳＢを介して、後述するＣＰＵ２０へ出力する。

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ２０が制御する。このＣＰＵ２０は、内部に例えばＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）を用いた計時部２０ａを有し、メインメモリ２１及びプログラムメモリ２２と直接接続される。メインメモリ２１は、例えばＳＲＡＭで構成され、ＣＰＵ２０のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ２２は、電気的書換可能な不揮発性メモリ、例えばフラッシュＲＯＭで構成され、ＣＰＵ２０が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。

ＣＰＵ２０は、上記プログラムメモリ２２に記憶されている動作プログラムや定型データ等を読出し、メインメモリ２１に展開して記憶させた上で当該プログラムを実行することにより、この投影装置１０を統括して制御する。

上記ＣＰＵ２０は、操作部２３からの操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部２３は、投影装置１０の本体に備えるいくつかの操作キーのキー操作信号、またはこの投影装置１０専用の図示しないリモートコントローラからのキー操作信号を受付け、受付けたキー操作信号に応じた信号を上記ＣＰＵ２０へ送出する。

操作部２３で受け付ける操作キーとしては、例えば投影装置１０の電源のオン／オフを操作する電源キー、ズームキー＋／−キー、フォーカス＋／−キー、音量＋／−キー、メニューキー、十字キー、決定キー等の投影条件に関連した操作キー等があるものとする。

上記ＣＰＵ２０はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部２４、及び切換信号出力部（通信部）ＳＯと接続される。
音声処理部２４は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声信号をアナログ化し、スピーカ部２５を駆動して放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

切換信号出力部ＳＯは、ＣＰＵ２０から与えられる、上記画像駆動部１１でのマイクロミラー素子１２に対する駆動に同期した切換信号を、例えばＵＳＢ端子から上記ＵＳＢケーブルＵＣを介して上記光路切換装置５０へ出力する。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図３は、本投影システム１を、商店のショーウィンドウに設置した環境での使用例を示す。同図ではショーウィンドウ空間ＷＳをその側面から見た状態を示しており、ショーウィンドウ空間ＷＳを挟んで左側が店外、右側が店内となる。ショーウィンドウ空間ＷＳの下部には、例えば商品陳列台ＣＤが配設されるものとする。

店内側のガラス面ＩＧの内側近傍の比較的高い位置に、上記図１の第１のスクリーンＳＣ１に相当するスクリーンＳＣ１′を平行に設置する。一方、店外側のガラス面ＯＧの内側近傍に、上記スクリーンＳＣ１′と同じ高さ位置となるように上記図１の第２のスクリーンＳＣ２に相当するスクリーンＳＣ２′を平行に設置する。

ショーウィンドウ空間ＷＳの天井面で、上記スクリーンＳＣ１′及びスクリーンＳＣ２′の双方と略等距離となる位置に、光路切換装置５０及び投影装置１０を天吊り状態で設置し、これらをＵＳＢケーブルＵＣで接続する。ここでは、投影装置１０は光路切換装置５０に対して、より店外側に位置する例を示している。投影装置１０から出射した光像は、光路切換装置５０を透過することで店内側のスクリーンＳＣ１′に投影され、スクリーンＳＣ１′はリア投影スクリーンとして機能して、店内側に存在する図示しない顧客等は、上記ガラス面ＩＧを介してスクリーンＳＣ１′に投影された画像を視認できる。

また、投影装置１０から出射した光像が、光路切換装置５０で反射されると店外側のスクリーンＳＣ２′に投影され、スクリーンＳＣ２′もリア投影スクリーンとして機能して、店外側を通過する図示しない通行者等は、上記ガラス面ＯＧを介してスクリーンＳＣ２′に投影された画像を視認できる。

また、図示はしないが、スクリーンＳＣ１′を良く視認できる位置に外付けの人感センサを配置し、その外付けの人感センサを上記図２の人体取得部１９に接続するものとする。

上記のような投影環境とした本実施形態の動作において、スクリーンＳＣ１′またはスクリーンＳＣ２′への画像投影の切換要因としては、当該商店の営業時間帯、及び上記した外付けの人感センサによる顧客の存在の２つを用いる場合について以下に説明する。

以下に示す動作は、上述した如く投影装置１０において、ＣＰＵ２０がプログラムメモリ２２から読出した動作プログラム等をメインメモリ２１に展開した上で実行するものである。プログラムメモリ２２に記憶される動作プログラム等は、この投影装置１０の工場出荷時にプログラムメモリ２２に記憶されていたもののみならず、ユーザがこの投影装置１０を購入後にバージョンアップ用のプログラム等をインストールした内容を含む。

図４は、投影装置１０のＣＰＵ２０が実行する、投影切換処理の内容を示すフローチャートである。その当初にＣＰＵ２０は、計時部２０ａにより現在の時刻が、予め設定された営業時間帯を外れているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。

ここで営業時間帯を外れておらず、営業時間内であると判断した場合、ＣＰＵ２０は次に上記人体取得部１９から得られる、外付けの人感センサの検知出力が一定のしきい値以上であるか否かの結果により、店内の上記スクリーンＳＣ１′の近傍に顧客が存在するか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

顧客が存在すると判断した場合、ＣＰＵ２０は店内側に顧客が存在するものとして、切換信号出力部ＳＯから光路切換装置５０に対して出力させる切換信号を“Ｈ”レベルとさせ、光路切換装置５０を透過状態に切換えさせると共に、店内の顧客用に予め用意した画像を上記マイクロミラー素子１２で再生させて、投影レンズ部１５から出射する光像をスクリーンＳＣ１′に投影させ（ステップＳ１０３）、その後に上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

また上記ステップＳ１０１で現在の時刻が営業時間外であると判断した場合、及び営業時間内であっても上記ステップＳ１０２で店内の上記スクリーンＳＣ１′の近傍に顧客が存在しないと判断した場合、ＣＰＵ２０は切換信号出力部ＳＯから光路切換装置５０に対して出力させる切換信号を“Ｌ”レベルとさせ、光路切換装置５０を反射状態に切換えさせると共に、店外のショーウィンドウ空間ＷＳ前を通過する通行客向けに予め用意した画像を上記マイクロミラー素子１２で再生させて、投影レンズ部１５から出射する光像をスクリーンＳＣ２′に投影させ（ステップＳ１０４）、その後に上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

図５は、店内側での投影状態から店外側への投影状態に移行する過程での各信号波形等を示すものである。営業時間内で、且つスクリーンＳＣ１′の近傍に顧客が存在する場合、投影装置１０から光路切換装置５０への切換信号は図５（Ｃ）に示すように“Ｈ”レベルとなる。この切換信号により、図５では図５（Ｄ）に示すように透過状態となる。

このとき投影装置１０では、図５（Ａ）に示すように店内用画像をマイクロミラー素子１２で再生して表示させ、その光像を投影レンズ部１５より出射する。したがって、投影装置１０からの光像は、光路切換装置５０を透過して店内側のスクリーンＳＣ１′に投影される。

その後、営業時間が終了するか、あるいは営業時間内であってもスクリーンＳＣ１′の近傍に顧客が存在しない状態となった場合、投影装置１０から光路切換装置５０への切換信号は図５（Ｃ）に示すように“Ｌ”レベルとなる。この切換信号により、図５では図５（Ｄ）に示すように反射状態に切換えられる。

このとき投影装置１０では、それまでの店内用画像に代えて、図５（Ｂ）に示すように店外用画像をマイクロミラー素子１２で再生して表示させ、その光像を投影レンズ部１５より出射する。したがって、投影装置１０からの光像は、光路切換装置５０を反射して店外側のスクリーンＳＣ２′に投影される。

このとき、店内用画像と、店外用画像は別々の画像であっても、同じ画像であってもよいが、図３のように共に背面投射で同じ画像を投影するような場合、スクリーンＳＣ１′に投影される画像とスクリーンＳＣ２′に投影される画像は、互いに左右反転の関係になる。

したがって、特に抽象画像ではない、文字等が含まれる画像においては、切換信号に応じて、左右反転の切り換えを適切に行うようにすることが必要である。

また、例えば、予めユーザ操作により、切換信号をどちらか一方に固定した上で、図示しない距離センサにより、２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′のそれぞれ直線上にない３つの点以上までの距離を取得し、取得された距離に基づいて、これら２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′に投影される画像の台形補正するための条件を求め（設定）、記憶しておく。

そして、実際の投影時に、切換信号に基づいて、それぞれの条件を読み出し、これら２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′に投影される画像の台形補正がそれぞれ適切に行なわれるようにする。

これにより、実際にスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′の双方で投影される画像は、いずれも台形歪みのない矩形の画像となる。

また、上記図３で示した如く、光路切換装置５０を２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′に対して略等距離となるように配置し、光路切換装置５０の調光構造体の反射面を中心として、透過光と反射光の各投影光路に沿った投影面までの各断面形状が対称となる位置に設置することにより、これら２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′に投影される画像の台形補正の条件は同等となり、条件を記憶する容量、補正処理の負荷を減らすことができる。

この点は、光路切換装置５０から２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′までの距離が異なる場合であっても、光路切換装置５０の調光構造体の反射面を中心として、透過光と反射光の各投影光路に沿った投影面までの各断面形状が反転した相似形となるような位置に設置されていれば、台形補正の設定を共有でき、同様の効果を奏するものである。

また、例えば、予めユーザ操作により、切換信号をどちらか一方に固定した上で、２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′に投影される双方の画像に対して、フォーカスの合う条件を求め（設定）、記憶しておく。

そして、実際の投影時に、切換信号に基づいて、それぞれの条件を読み出し、これら２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′に投影される画像のそれぞれにフォーカスが合うようにする。

これにより、実際にスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′の双方で投影される画像は、いずれもフォーカスのあった精鋭な画像となる。

また図５では、光路切換装置５０を２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′に対して略等距離となるように配置するものとしたので、予めスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′の一方に合わせてフォーカスが合うように設定しておくことにより、スクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′の双方でフォーカスのあった精鋭な画像を投影させることができる。

この点で、光路切換装置５０から光路切換装置５０から２つのスクリーンＳＣ１′，ＳＣ２′までの距離が異なる場合では、店内用画像と店外用画像のいずれか一方、例えば文字情報などを含むより精鋭な合焦状態が必要とされる側の画像に対してフォーカスが合うように選択的に自動合焦機能を設定しておくことで、必要な画像を対象と人物に向けて確実に提示できるとともに、他方の画像への切り換え時のフォーカス切り換えの動作を省略することができる。

さらに上記実施形態において、図１の第１のスクリーンＳＣ１はフロント投影、第２のスクリーンＳＣ２はリア投影、図３のスクリーンＳＣ１′，スクリーンＳＣ２′は共にリア投影で対象となる人物に向けて投影を行なうものとして説明したが、上述のように、各設置環境において投影する画像の左右の正転または反転の状態を事前に投影装置１０側に設定しておくことにより、対象となる人物に対して左右が正転状態にある画像を確実に提示できる。

以上詳述した如く本実施形態によれば、簡易なシステム構成により複数のスクリーンを用いて環境に適した多様な映像表現が可能となる。

特に上記実施形態では、上記投影装置１０から出射される画像が投影される環境に関する情報を取得した上で、その情報に基づいて投影する画像の位置を切換えるようにしたので、投影環境に適した位置への自動切換が可能となり、多様な映像表現が可能となる。

上記実施形態では、投影される環境として、画像が投影される時刻の情報を用いる場合の動作を説明した。このように投影環境が時間帯によって変化する、例えば営業時間が決まっている商店などで利用する場合、自動的に投影の切り換えを行うことができ、適切な、広告、集客、あるいは店舗のイメージ作りが可能となる。

加えて上記実施形態では、投影される環境として、画像が投影される周囲での視認者の存在に関する情報を用いる場合の動作を説明した。このように視認者の有無に応じて投影する方向を切換えることにより、無駄な投影を減らして効率的な画像の投影を実現できる。

特に上記実施形態では、人感センサを用いて視認者の存在を検知するようにしたため、例えば、簡易なＣＭＯＳイメージセンサと赤外線透過フィルタ等を組み合わせた廉価な構成での実現が可能であり、機能を低減させることなく装置の構成をより簡略化できる。

また上記実施形態では説明しなかったが、画像が投影される環境として、照度センサ等により明るさを検知して投影する方向を切換えることで、例えば晴天時と曇天時及び雨天時、昼と夜、室内でも照明の点灯の有無等によって投影方向を切換えることにより、多彩な映像表現を適切に設定できる。

さらに上記実施形態では説明しなかったが、投影される周囲の画像を撮影するカメラ部を設けるものとした場合、撮影した画像中に写り込んでいる人物の顔認識処理を行なうことにより、当該人物がスクリーンを向いているタイミング等を判断することで、より効率的に投影方向の切換えを行なうことができる。

上記実施形態では、切換信号出力部（通信部）ＳＯが、投影装置１０に設けられ、切換信号が光路切換装置５０に出力されるとして説明したが、切換信号出力部ＳＯ（通信部）が、光路切換装置５０に設けられ、切換信号が投影装置１０に出力されるような構成であってもよい。

その場合、投影装置１０は、切換信号に応じて、適切な店内用画像と、店外用画像を適切な条件（左右反転等の条件）で出力されるようにすればよい。

また、図６に示すように、投影装置１０と光路切換装置５０の両者を制御するＰＣ等の切換制御装置６０が別途設けられるようなシステム１′とした構成であってもよい。

なお、上記実施形態では、各装置間の通信は、ＵＳＢケーブルＵＣ等を用いる有線で行なわれる例で説明したが、無線で行なわれるようにしてもよいことは言うまでもない。

なお上記実施形態では、光路切換装置５０が例えば調光構造体としてスイッチング回析格子を用いる場合について説明したが、スイッチング回析格子を用いることで、部品点数が少ない、簡易な構成で高速な時分割切換動作が可能な光路切換装置を実現できる。

またこれに代えて、調光構造体に偏向変換素子と偏光ビームスプリッタを用いるものとした場合でも、高速な時分割切換動作が可能な光路切換装置を実現できる。

なお上記実施形態では、光路切換装置５０として、スイッチング回析格子や偏光変換素子など、素子自体が電気的な特性の制御により反射の有無等を切換えることが可能な調光構造体を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、入射光を全反射するミラーを用いて機械的に投影に基いるスクリーンを切換えるような構成とすることも考えられる。

以下、他の実施形態として光路切換装置５０に代わる種々の構成についても例示しておく。
図７は、上記図３の光路切換装置５０に代えて、光路切換装置５０′を設置した第１の構成を示す。同図において光路切換装置５０′では、１枚構成のミラー６１が、天井吊下げ式のミラー保持部６２により保持される。このミラー保持部６２は、内蔵したモータ駆動により上記ミラー６１を図中に破線で示す如く、略９０°跳ね上げた状態で保持することも可能とする。

ミラー６１は、例えばポリカーボネート等の合成樹脂の板体の一面にアルミニウムを蒸着してミラー面を構成するものであり、同図中では投影装置１０の存在する左側の面にミラー面を構成すると共に、ミラー保持部６２により投影装置１０が存在しない右側に略９０°跳ね上げ可能とする。

したがって、図中に破線で示すようにミラー６１を跳ね上げた状態では、投影装置１０が出射する投影光路からミラー６１が退避し、投影光が直接スクリーンＳＣ１′に照射されて、スクリーンＳＣ１′で画像の投影が実行される。

一方、図中に実線で示すようにミラー６１を鉛直に吊り下げた状態では、投影装置１０からの投影光がミラー６１で反射してスクリーンＳＣ２′に照射され、スクリーンＳＣ２′で画像の投影が実行される。

ミラー６１を投影装置１０が存在しない方向に跳ね上げる構成としたため、光路切換装置５０′に対する投影装置１０の設置位置を制限することがなく、且つ跳ね上げた状態ではミラー６１のミラー面が下方に向いているため、ホコリ等が付着するのを回避できる。

このように、簡易な機構により多様な映像表現が可能となる。

図８は、上記図３の光路切換装置５０に代えて、光路切換装置５０′を設置した第２の構成を示す。同図において光路切換装置５０′では、前記ミラー６１を上下２分割したような、２枚のミラー７１Ａ，７１Ｂを天井吊下げ式のミラー保持部７２により保持させる。このミラー保持部７２は、コ字状のフレームの、（図では記載を省略している）中央の辺を上部とし、破線で示す両端の辺７３Ａ，７３Ｂを鉛直方向に吊り下げて、当該両端の辺７３Ａ，７３Ｂの上端及び下端側にそれぞれ設けたモータ７４Ａ，７４Ｂの駆動により、上記ミラー７１Ａ，７１Ｂを図中に破線で示す如く、それぞれ略９０°回動して板面をほぼ水平にさせた状態で保持することも可能とする。

ミラー７１Ａ，７１Ｂは、例えばポリカーボネート等の合成樹脂の板体の一面にアルミニウムを蒸着してミラー面を構成するものであり、同図中では投影装置１０の存在する左側の面にミラー面を構成する。上側のミラー７１Ａは、モータ７４Ａの駆動により投影装置１０が存在しない右側に略９０°回動させることができる。一方、下側のミラー７１Ｂは、モータ７４Ｂの駆動により投影装置１０が存在する左側に略９０°回動させることができる。

したがって、図中に破線で示すように両ミラー７１Ａ，７１Ｂの各板面をほぼ水平にさせた状態では、投影装置１０からの投影光が光路切換装置５０′を透過してスクリーンＳＣ１′（不図示）に照射されて画像の投影が実行される。

一方、図中に実線で示すよう両ミラー７１Ａ，７１Ｂの板面を垂直に位置させて一枚のミラーとして機能させた状態では、投影装置１０からの投影光がミラー７１Ａ，７１Ｂで反射してスクリーンＳＣ２′（不図示）に照射されて画像の投影が実行される。

上側のミラー７１Ａを投影装置１０が存在しない方向に回動させる構成としたため、光路切換装置５０′に対する投影装置１０の設置位置を制限することがなく、また下側のミラー７１Ｂを投影装置１０が存在する方向に回動させる構成としたため、光路切換装置５０′を透過した光を遮ってしまうのを回避できる。

加えてミラーを複数に分割する構成としたことで、個々のミラーの質量を抑えて、モータ７４Ａ，７４Ｂの負荷を低減させることができる。
さらに両ミラー７１Ａ，７１Ｂの板面が水平となるように回動させた状態では、ミラー７１Ａ，７１Ｂの各ミラー面が共に下方に向いているため、ホコリ等が付着するのを回避できる。

また、上記実施形態では、ミラー７１Ａ，７１Ｂの回転軸が水平方向である例で説明しが、ミラー７１Ａ，７１Ｂの回転軸が鉛直方向であって、その軸を中心に回転されるような構造としてもよい。

図９は、上記図３の光路切換装置５０に代えて、光路切換装置５０′を設置した第３の構成を示す。同図において光路切換装置５０′では、前記ミラー６１を上下に多分割、例えば６分割したような、短冊状の６枚のミラー８１Ａ〜８１Ｆを、天井吊下げ式のミラー保持部８２により保持させる。このミラー保持部８２は、コ字状のフレームの、（図では記載を省略している）中央の辺を上部とし、破線で示す両端の辺８３Ａ，８３Ｂを鉛直方向に吊り下げて、当該両端の辺８３Ａ，８３Ｂに沿って設けたモータ８４Ａ〜８４Ｆの駆動により、ベネチアンブラインドのように、上記ミラー８１Ａ〜８１Ｆを図中に破線で示す如く、それぞれ任意の角度に回動させた状態で保持することも可能とする。

短冊状のミラー８１Ａ〜８１Ｆは、いずれも例えばポリカーボネート等の合成樹脂の板体の一面にアルミニウムを蒸着してミラー面を構成するものであり、同図中では投影装置１０の存在する左側の面にミラー面を構成する。各ミラー８１Ａ〜８１Ｆは、モータ８４Ａ〜８４Ｆの駆動によりそれぞれ任意の角度に回動可能であるものとする。

したがって、スクリーンＳＣ１′に画像を投影したい場合には、ミラー８１Ａ〜８１Ｆの回動角度を制御し、投影装置１０の出射する投影光路から退避できる角度を有するミラーにおいてはその角度を設定し、いずれの回動角度でも光路から退避できないミラーでは投影光束と板面の方向が一致するような角度に設定することにより、投影装置１０からの投影光のほとんどが光路切換装置５０′を透過してスクリーンＳＣ１′（不図示）に照射されて画像の投影が実行される。

この場合、投影装置１０の出射する投影光は拡散光であり、ミラーの位置によって光束の方向が少しずつ異なるため、当該投影光のより多くを透過させるために必要な各ミラー８１Ａ〜８１Ｆの回動角度も位置によって異なる。

したがって、光路切換装置５０′の設置時に投影装置１０との位置関係で各ミラー８１Ａ〜８１Ｆの回動角度を設定しておくことで、各ミラー８１Ａ〜８１Ｆ自体はミラー面を除いて透明体で構成できるので、上述したように投影光のほとんどを透過させることができる。

一方、図中に実線で示すよう短冊状に配置された各ミラー８１Ａ〜８１Ｆの板面を垂直に位置させて一枚のミラーとして機能させた状態では、投影装置１０からの投影光がミラー８１Ａ〜８１Ｆで反射してスクリーンＳＣ２′（不図示）に照射されて画像の投影が実行される。

各ミラー８１Ａ〜８１Ｆを回動させた状態では、ミラー８１Ａ〜８１Ｆのミラー面がいずれも斜め下方に向くため、ミラー面にホコリ等が付着するのを回避できる。

また、ベネチアンブラインドのようにミラーを短冊状に多分割化して構成することで、個々のミラーの質量を下げ、それらを駆動するモータの負荷を軽減できる。

また、上記実施形態では、短冊状のミラーを上下方向に分割して設ける例で説明しが、短冊状のミラーが左右方向に分割して設けられ、各ミラーが鉛直軸を回転軸として、回転されるような構造としてもよい。

図１０は、上記図３の光路切換装置５０に代えて、光路切換装置５０′のみを抽出した第４の構成を示す斜視図である。同図では、光路切換装置５０′を挟んで図の左下側に投影装置１０とスクリーンＳＣ２′が位置し、図の右上側にスクリーンＳＣ１′が位置する。光路切換装置５０′は、コ字状のフレーム９１をミラー保持部として、その中央の辺が天井面に配設されると共に、両端の短辺が鉛直方向に位置し、ロール状のミラー９２に対してその軸が水平方向となるように保持する。

ミラー９２は、可撓性を有する合成樹脂、例えばポリエステルのシートの一面にアルミ等を蒸着してミラー面を形成し、当該シートを上記ミラー面が内面となるように巻回してロール状のミラーを構成するものである。

上記フレーム９１の両端辺の下部でミラー９２を軸支する部分にはモータ９３Ａ，９３Ｂが設けられ、図中に矢印Ｘで示すようにミラー９２の巻き上げと繰り出しが可能となる。またミラー９２の吊り下げられた下端辺には棒状のウェイトバー９４が取付けられ、その質量によって、繰出されている部分のミラー面の平滑度を高める構成となっている。

したがって、スクリーンＳＣ１′に画像を投影したい場合には、ミラー９２をモータ９３Ａ，９３Ｂにより完全に巻き上げ、投影装置１０が出射する投影光路からミラー９２を退避させることで、投影光が直接スクリーンＳＣ１′に照射されて、スクリーンＳＣ１′で画像の投影が実行される。

一方、図中に示すようにミラー９２を繰出した状態では、投影装置１０からの投影光がミラー９２で反射してスクリーンＳＣ２′に照射され、スクリーンＳＣ２′で画像の投影が実行される。

ミラー９２をロール状に巻き上げる構成としたため、光路切換装置５０′のコンパクト化を図ると共に、投影装置１０の設置位置を制限することがなく、且つ巻き上げた状態ではミラー９２のミラー面を形成した内周面が露出しないため、ホコリ等が付着するのを回避できる。
このように、簡易な機構により多様な映像表現が可能となる。

また、上記実施形態では、ミラー９２の巻回方向を上下方向である例で説明したが、ミラー９２の巻回方向が左右方向であるような構造としてもよい。ただし、その場合は、繰り出し機構も必要になる。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
請求項１記載の発明は、画像を投影する投影部を有する投影装置と、上記投影装置の投影部からの入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段と、画像が投影される環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、上記環境情報取得手段で得た環境に関する情報に基づいて、上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する切換制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記環境情報取得手段は、画像が投影される時刻の情報を取得し、上記切換制御手段は、上記環境情報取得手段で得た時刻の情報に基づいて上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記環境情報取得手段は、上記第１の方向または第２の方向の少なくとも一方の明るさの情報を取得し、上記切換制御手段は、上記明るさの情報に基づいて上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至３いずれか記載の発明において、上記環境情報取得手段は、第１の方向または第２の方向の少なくとも一方における画像を視認する視認者に関する情報を取得し、上記切換制御手段は、上記視認者に関する情報に基づいて上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至４いずれか記載の発明において、上記環境情報取得手段は、上記視認者の有無に関する情報を取得し、上記切換制御手段は、上記視認者が存在する方向に上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御することを特徴とする。

請求項６記載間発明は、上記請求項５記載の発明において、上記環境情報取得手段は、上記視認者の顔の向きに関する情報を取得し、上記切換制御手段は、上記視認者が向いている方向に上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至６いずれか記載の発明において、上記方向変換手段はスイッチング回析格子を含んでいることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、上記請求項１乃至６いずれか記載の発明において、上記方向変換手段は偏光変換素子を含んでいることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、上記請求項１乃至６いずれか記載の発明において、上記方向変換手段は、１枚のミラーと、上記投影部からの入射光に対する上記ミラーの位置及び角度の少なくとも一方を可変する駆動機構とを含んでいることを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、上記請求項１乃至６いずれか記載の発明において、上記方向変換手段は、組み合わせて１枚のミラーとして機能する複数枚のミラーと、上記投影部からの入射光に対する上記複数枚のミラーそれぞれの位置及び角度の少なくとも一方を可変する駆動機構とを含むことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、上記複数枚のミラーは短冊状に形成され、上記駆動機構は、上記複数枚のミラーそれぞれの回動角度を可変することを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、上記請求項１乃至６いずれか記載の発明において、上記方向変換手段は、可撓性を有するミラーと、上記ミラーの巻き上げまたは繰り出しにより、上記投影部からの入射光路から上記ミラーを脱出させ、または上記入射光路に上記ミラーを挿入させる駆動機構とを含むことを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、上記請求項１乃至１２いずれか記載の発明において、上記投影装置は、上記切換制御手段により、上記方向変換手段の切り換えをどちらか一方に固定した上で、上記第１及び第２の方向の投影光路に沿った投影面までの複数の距離を取得し、取得された距離に基づいて、上記投影手段で投影する矩形の画像を台形補正する台形補正手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、上記請求項１亜ぬ記載の発明において、上記投影装置は、上記方向変換手段を、当該方向変換手段の反射面を中心とした、上記第１及び第２の方向の投影光路に沿った投影面までの各断面形状が対称または反転して相似となる位置に設置した場合に、上記台形補正手段は、台形補正の条件を共用することを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、上記請求項１乃至１４いずれか記載の発明において、上記投影装置は、上記第１及び第２の方向の各投影面までの距離が異なる場合に、上記投影手段で投影する画像の合焦距離を上記第１及び第２の方向の投影面までの距離のいずれか一方に切換える自動合焦手段をさらに備えたことを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、上記請求項１乃至１５いずれか記載の発明において、上記投影装置は、上記方向変換手段の出射方向の切り換えに応じて、上記投影手段で出射する投影画像を左右反転させる投影制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、画像を投影する投影部を含む投影装置と協働し、投影方向を切り換えて投影させる光路切換装置であって、上記投影装置の投影部からの入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段と、画像が投影される環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、上記環境情報取得手段で得た環境に関する情報に基づいて、上記調光構造体の切り換えを制御する切換制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１８記載の発明は、画像を投影する投影部を有する投影装置と、入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段と、画像が投影される環境に関する情報を取得する環境情報取部とを備える投影システムで実行される投影制御方法であって、上記環境情報取得部により環境に関する情報を取得する環境情報取得工程と、上記環境情報取得工程で得た環境に関する情報に基づいて、上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する切換制御工程とを含むことを特徴とする。

１，１′…投影システム、１０…投影装置、１１…画像駆動部、１２…マイクロミラー素子、１３…光源部、１４…ミラー、１５…投影レンズ部、１６…レンズモータ、１７…光学レンズ、１８…人感センサ、１９…人体取得部、２０…ＣＰＵ、２０ａ…計時部、２１…メインメモリ、２２…プログラムメモリ、２３…操作部、２４…音声処理部、２５…スピーカ部、５０，５０′…光路切換装置、６１…ミラー、６２…ミラー保持部、７１Ａ，７１Ｂ…ミラー、７２…ミラー保持部、７４Ａ，７４Ｂ…モータ、８１Ａ〜８１Ｆ…ミラー、８２…ミラー保持部、９１…フレーム、９２…ミラー、９３Ａ，９３Ｂ…モータ、９４…ウェイトバー、ＣＤ…商品陳列台、ＩＰ…入力処理部、ＳＢ…システムバス、ＳＣ１，ＳＣ１′…第１のスクリーン、ＳＣ２，ＳＣ２′…第２のスクリーン、ＳＯ…切換信号出力部（通信部）、ＵＣ…ＵＳＢケーブル、ＷＣ…人物。

Claims (18)

1. 画像を投影する投影部を有する投影装置と、
   上記投影装置の投影部からの入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段と、
   画像が投影される環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、
   上記環境情報取得手段で得た環境に関する情報に基づいて、上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する切換制御手段と
   を備えることを特徴とする投影システム。
2. 上記環境情報取得手段は、画像が投影される時刻の情報を取得し、
   上記切換制御手段は、上記環境情報取得手段で得た時刻の情報に基づいて上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の投影システム。
3. 上記環境情報取得手段は、上記第１の方向または第２の方向の少なくとも一方の明るさの情報を取得し、
   上記切換制御手段は、上記明るさの情報に基づいて上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の投影システム。
4. 上記環境情報取得手段は、第１の方向または第２の方向の少なくとも一方における画像を視認する視認者に関する情報を取得し、
   上記切換制御手段は、上記視認者に関する情報に基づいて上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の投影システム。
5. 上記環境情報取得手段は、上記視認者の有無に関する情報を取得し、
   上記切換制御手段は、上記視認者が存在する方向に上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の投影システム。
6. 上記環境情報取得手段は、上記視認者の顔の向きに関する情報を取得し、
   上記切換制御手段は、上記視認者が向いている方向に上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する
   ことを特徴とする請求項５記載の投影システム。
7. 上記方向変換手段はスイッチング回析格子を含んでいることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の投影システム。
8. 上記方向変換手段は偏光変換素子を含んでいることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の投影システム。
9. 上記方向変換手段は、
   １枚のミラーと、
   上記投影部からの入射光に対する上記ミラーの位置及び角度の少なくとも一方を可変する駆動機構と
   を含んでいることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の投影システム。
10. 上記方向変換手段は、
    組み合わせて１枚のミラーとして機能する複数枚のミラーと、
    上記投影部からの入射光に対する上記複数枚のミラーそれぞれの位置及び角度の少なくとも一方を可変する駆動機構と
    を含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の投影システム。
11. 上記複数枚のミラーは短冊状に形成され、
    上記駆動機構は、上記複数枚のミラーそれぞれの回動角度を可変する
    ことを特徴とする請求項１０記載の投影システム。
12. 上記方向変換手段は、
    可撓性を有するミラーと、
    上記ミラーの巻き上げまたは繰り出しにより、上記投影部からの入射光路から上記ミラーを脱出させ、または上記入射光路に上記ミラーを挿入させる駆動機構と
    を含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の投影システム。
13. 上記投影装置は、
    上記切換制御手段により、上記方向変換手段の切り換えをどちらか一方に固定した上で、上記第１及び第２の方向の投影光路に沿った投影面までの複数の距離を取得し、取得された距離に基づいて、上記投影手段で投影する矩形の画像を台形補正する台形補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか記載の投影システム。
14. 上記投影装置は、
    上記方向変換手段を、当該方向変換手段の反射面を中心とした、上記第１及び第２の方向の投影光路に沿った投影面までの各断面形状が対称または反転して相似となる位置に設置した場合に、上記台形補正手段は、台形補正の条件を共用することを特徴とする請求項１３記載の投影システム。
15. 上記投影装置は、
    上記第１及び第２の方向の各投影面までの距離が異なる場合に、上記投影手段で投影する画像の合焦距離を上記第１及び第２の方向の投影面までの距離のいずれか一方に切換える自動合焦手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至１４いずれか記載の投影システム。
16. 上記投影装置は、
    上記方向変換手段の出射方向の切り換えに応じて、上記投影手段で出射する投影画像を左右反転させる投影制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至１５いずれか記載の投影システム。
17. 画像を投影する投影部を含む投影装置と協働し、投影方向を切り換えて投影させる光路切換装置であって、
    上記投影装置の投影部からの入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段と、
    画像が投影される環境に関する情報を取得する環境情報取得手段と、
    上記環境情報取得手段で得た環境に関する情報に基づいて、上記調光構造体の切り換えを制御する切換制御手段と
    を備えたことを特徴とする光路切換装置。
18. 画像を投影する投影部を有する投影装置と、入射光を第１の方向またはこの第１の方向と異なる第２の方向のいずれか一方に出射させる方向変換手段と、画像が投影される環境に関する情報を取得する環境情報取部とを備える投影システムで実行される投影制御方法であって、
    上記環境情報取得部により環境に関する情報を取得する環境情報取得工程と、
    上記環境情報取得工程で得た環境に関する情報に基づいて、上記方向変換手段の出射方向の切り換えを制御する切換制御工程と
    を含むことを特徴とする投影制御方法。