JP2017090901A - プロジェクタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】大型のミラーを必要とせず、投写映像を広範囲な方向に投写するプロジェクタシステム１を提供する。
【解決手段】映像を投写する投写部と、投写部から投写された映像を反射させ、交差する２軸で傾斜するミラー２０と、ミラーの傾斜角度を検出する角度検出部と、傾斜角度からミラーの反射可能な反射範囲を算出し、反射範囲に対応した投写部の投写可能範囲を算出し、投写可能範囲３４内に映像を配置する映像範囲３１を算出する演算部を備えることにより、ミラーでの反射可能な反射範囲を予め把握することができるので、大型のミラーを必要とせず、投写映像を広範囲な方向に投写することができる。
【選択図】図１

Description

本開示は、ミラーによって投写映像の投写方向を変更し、投写映像を広範囲な方向に投写することができるプロジェクタシステムに関するものである。

従来のプロジェクタシステムは、ミラーによって投写方向を変更し、投写映像の歪を補正することが記載されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２６２１９８号公報

しかしながら、上記従来の構成は、ミラーで投写方向が変更された投写映像の歪を補正する程度で、映像が反射できない領域が発生するまでミラーを傾斜させることは考慮されていない。従って、投写映像を広範囲な方向に投写することができない。また、ミラーの傾斜角度の範囲を拡大して投写映像を広範囲な方向に投写しようとすると、大型サイズのミラーが必要になるという課題を有していた。

本開示は、上記従来の課題を解決するもので、大型のミラーを必要とせず、投写映像を広範囲な方向に投写するプロジェクタシステムを提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本開示のプロジェクタシステムは、映像を投写する投写部と、投写部から投写された映像を反射させ、交差する２軸をそれぞれ回転軸として傾斜するミラーと、ミラーの傾斜角度を検出する角度検出部と、傾斜角度からミラーの反射可能な反射範囲を算出し、反射範囲に対応した投写部の投写可能範囲を算出し、投写可能範囲内に映像を配置する映像範囲を算出する演算部と、を備える。

本構成によって、ミラーでの反射可能な反射範囲を予め把握することができるので、大型のミラーを必要とせず、投写映像を広範囲な方向に投写することができる。

本開示のプロジェクタシステムによれば、大型のミラーを必要とせず、投写映像を広範囲な方向に投写することができる。

実施の形態１におけるプロジェクタシステムの概略図 実施の形態１におけるプロジェクタ及びミラーの詳細図 実施の形態１におけるプロジェクタのブロック図 実施の形態１におけるプロジェクタの本体の投写側の座標を示す図 実施の形態１におけるプロジェクタシステムの投写のフローチャート 実施の形態１におけるミラーにおける反射範囲を示す図 実施の形態１における被投写面の投写可能範囲を示す図 実施の形態１におけるプロジェクタ、ミラー、被投写面に投写される投写映像の位置、ベクトル、座標を示した図 実施の形態１におけるミラーでの反射するベクトルを示した図 実施の形態１における法線ベクトルの算出方法を示した図 実施の形態１におけるミラー上での点の位置を示す図 実施の形態１におけるプロジェクタの前面での投写範囲を示す図 実施の形態１におけるミラーでの反射範囲を示す図 実施の形態１における被投写面での投写可能範囲を示す図 実施の形態１における投写範囲を最大サイズで抽出方法を示す図 実施の形態１におけるプロジェクタの前面と被投写面での映像を示す図 実施の形態２におけるプロジェクタシステムの投写のフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１におけるプロジェクタシステム１の概略図である。図１のように、プロジェクタシステム１は、被投写面３０に矩形形状の投写映像を投写するプロジェクタ１０と、プロジェクタ１０の投写方向に取付けられ、交差する２軸をそれぞれ回転軸として傾斜可能なミラー２０とで構成されている。プロジェクタシステム１は、プロジェクタ１０から投写された映像を、傾斜するミラー２０で反射して投写方向を変更することができる。そして、プロジェクタシステム１は、ミラー２０で変更された投写方向に存在する被投写面３０に、投写映像を投写する。そして、プロジェクタ１０は、被投写面３０の位置情報の検知を位置検出部１２で行い、ミラー２０の傾斜角度及び被投写面３０の位置情報に基づき、投写可能範囲３４内で投写映像が投射される映像範囲３１が矩形形状で最大になるように、投写する映像の補正を行う。

また、図２は実施の形態１におけるプロジェクタ１０及びミラー２０の詳細図である。図２のように、プロジェクタ１０の投写レンズの光軸に一致する方向をｚ軸、ｚ軸に垂直な水平方向をｘ軸、ｚ軸及びｘ軸の両方に垂直な方向をｙ軸と定義する。ミラー２０は、ｚ軸と、ｘ軸をそれぞれ回転軸として回転（傾斜）することができる。また、プロジェクタ１０の前面１８（ｘｙ平面に平行）は、後述する投写範囲１９（図４参照）を定義する面である。

図２のように、ミラー２０は、ｚ軸に配置されたロール回転軸２１を回転中心として、ロール用ステッピングモータ２２によってロール軸受２３を介して回転することができる。また、ミラー２０は、ｘ軸に配置されたチルト回転軸２４を回転中心として、チルト用ステッピングモータ２５によってチルト軸受２６を介して回転することができる。ロール軸受２３とチルト軸受２６とは締結されている。そして、このチルト軸受２６上にチルト回転軸２４を締結して配置している。この構成により、ミラー２０はロール回転軸２１を中心にロール回転可能で、かつチルト回転軸２４を中心にチルト回転可能となる。

ここで、ロール用ステッピングモータ２２及びロール軸受２３が、ｚ軸を中心にミラー２０を可動させてミラー２０の傾斜角度を変動させるｚ軸の角度可動部で、チルト用ステッピングモータ２５及びチルト軸受２６が、ｘ軸を中心にミラー２０を可動させてミラー２０の傾斜角度を変動させるｘ軸の角度可動部である。これらの角度可動部は、ステッピングモータにより、連続的に可動することができる。

また、ロール用ステッピングモータ２２、チルト用ステッピングモータ２５によるステップを検出することによって、常にミラー２０のロール回転角度θＲ、チルト回転角度θＴをリアルタイムで検出することが可能となる。つまり、ロール用ステッピングモータ２２、及びチルト用ステッピングモータ２５は、ミラー２０の傾斜角度を検出する角度検出部でもある。ロール用ステッピングモータ２２、及びチルト用ステッピングモータ２５は、角度可動部と角度検出部を兼ねるので、連続的に可動したとき、ミラーの傾斜角度を連続的に検出することも可能である。

また、ロール回転角度θＲ及びチルト回転角度θＴは、プロジェクタシステムの電源ＯＮ時にチルト軸受２６及びロール軸受２３近傍に取付けられたフォトセンサ２７（図３）により測定され、フォトセンサ２７の測定結果とステッピングモータの可動角度とから、ミラー２０の傾斜角度を常に検出することができる。或いは、プロジェクタシステムは、電源ＯＮ時に、ミラー２０の傾斜角度が０°になるように基準点調整を行うとしてもよい。

図２のように、ロール回転角度θＲは、ミラー２０の短辺がｘ軸と平行な水平方向のときロール回転角度θＲ＝０°と定義され、ロール回転角度θＲの矢印方向（ｚ軸に対する反時計回り）をプラス方向とする。また、チルト回転角度θＴは、ミラー２０の反射面の法線方向がｚ軸のマイナス方向のときチルト回転角度θＴ＝０°と定義され、チルト回転角度θＴの矢印方向をプラス方向（ｘ軸に対する反時計回り）とする。

図３は、実施の形態１におけるプロジェクタシステム１のブロック図である。図３のように、プロジェクタ１０は、投写部１１と、位置検出部１２と、記録部１３と、演算部１４と、制御部１５とで構成されている。

投写部１１は、映像信号を投写される映像に変換して、ミラー２０を介して被投写面３０へ投写映像を投写する。

位置検出部１２は、ミラー２０を介さずに、投写映像が投写される被投写面３０の位置情報（プロジェクタ１０から被投写面３０までの距離とプロジェクタ１０の光軸（Ｚ軸）に対する被投写面３０の角度）を検出する。位置検出部１２は、図１、２に示すように、プロジェクタ１０の下面に取付けられている。また、位置検出部１２は、任意の場所に設置された被投写面検出装置から被投写面３０の位置情報を受信する受信部としてもよい。

記録部１３は、プロジェクタ１０と、ミラー２０と、プロジェクタ１０が配置された場所における投写可能な方向の被投写面３０の位置情報を記録する。また、記録部１３は、演算部１４の演算結果や、位置情報以外の入力情報も記録する。

演算部１４は、ミラー２０の傾斜角度からミラー２０の反射可能な反射範囲を算出し、ミラー２０の反射範囲に対応した投写部１１の投写可能範囲を算出する。そして、演算部１４は、投写可能範囲に投写する映像の全領域を配置する映像範囲３１を算出する。そして、演算部１４は、投写可能範囲の中で、被投写面３０における投写映像が矩形形状で、更には、最大のサイズになる映像範囲３１を算出し、プロジェクタ１０の投写部１１が映像範囲３１に投写する映像を作成する。このとき、演算部１４は、位置検出部１２が検出した被投写面３０の位置情報から、投写する映像が所定の形状（矩形形状）で最大になる映像範囲３１を算出する。

また、演算部１４は、記録部１３に記録された位置情報から映像が矩形形状で最大になる映像範囲３１を算出することもできる。特に、ミラー２０がロール用ステッピングモータ２２、及びチルト用ステッピングモータ２５で連続的に可動されて、投写映像の位置を移動させたとき、演算部１４は、記録部１３に記録された連続的な位置情報から、映像範囲３１がサイズ変化しない最大サイズで移動するように映像範囲３１を算出する。

制御部１５は、ミラー２０のロール用ステッピングモータ２２、チルト用ステッピングモータ２５及びフォトセンサ２７から入手したミラー２０の傾斜角度のデータを基に、記録部１３や演算部１４を制御して、映像範囲３１内の最大サイズの映像を作成し、その映像を投写部１１から投写させる。

次に、プロジェクタ１０から投写映像を投写する方法について説明する。図４は実施の形態１におけるプロジェクタ１０の本体の投写側の座標を示す図である。

図４において、プロジェクタ１０の前面１８の平面（ｚ＝ａ３）での矩形形状の投写範囲１９は、ｘ方向は−ＥからＥまで、ｙ方向は−ＦからＦまでである。ここで、投写の始点を入射瞳Ｌｅとし、投写範囲１９内の任意の点を点Ｕ（ａ１、ａ２、ａ３）とし、投写方向を投写ベクトルｕ（ｕ１、ｕ２、ｕ３）とする。

投写範囲１９内の点Ｕ（ａ１、ａ２、ａ３）に位置する映像を投写するか否かは図５のフローチャートで決定される。図５は、実施の形態１におけるプロジェクタシステム１の投写のフローチャートである。

まず、プロジェクタ１０の制御部１５は、ミラー２０の傾斜角度であるチルト回転角度θＴ、ロール回転角度θＲをロール用ステッピングモータ２２、及びチルト用ステッピングモータ２５から受信する（Ｓ４１）。そして、制御部１５は、投写範囲１９の全領域において映像を投写するか否かを、ｘ方向では調査間隔Δａ１、ｙ方向では調査間隔Δａ２ずつ調査点として点Ｕを移動させることにより判断する。そのため、最初の調査点として点Ｕ（ａ１、ａ２）を図４の投写範囲１９の左下の点（−Ｅ、−Ｆ）に設定する（Ｓ４２）。次に、制御部１５は、調査点がミラー２０で反射することが可能かどうかの第１条件を、チルト回転角度θＴ、ロール回転角度θＲを元に演算部１４に演算させて、判断する（Ｓ４３）。第１条件の詳細は後述する。

ステップＳ４３で調査点がミラー２０で反射可能である場合（Ｓ４３でＹＥＳ）、制御部１５は、位置検出部１２によって検出される被投写面３０の法線ベクトルｈ、座標情報点Ｈを演算部１４に演算させる。更に、制御部１５は、チルト回転角度θＴ、ロール回転角度θＲ、及び、法線ベクトルｈ、座標情報点Ｈを元に投写可能範囲を演算部１４に算出させる（Ｓ４４）。制御部１５は、位置検出部１２又は任意の場所に設置された被投写面検出装置により、被投写面３０のプロジェクタ１０からの距離、及びプロジェクタ１０との角度を知ることができる。

そして、制御部１５は、調査点が被投写面３０の映像範囲３１内に投写されるかどうかの第２条件を判定する（Ｓ４５）。第２条件の詳細は後述する。

ステップＳ４５で調査点が、映像範囲３１内に投写される場合（Ｓ４５でＹＥＳ）、制御部１５は、その調査点の映像を投写させる（Ｓ４６）。そして、その調査点のｘ座標値ａ１がＥ−Δａ１より大きいかどうかを判断する（Ｓ４７）。

ステップＳ４７で調査点のｘ座標値ａ１がＥ−Δａ１より大きい（Ｙｅｓ）場合、その調査点のｙ座標値ａ２がＦ−Δａ２より大きいかどうかを判断する（Ｓ４８）。

ステップＳ４８で調査点のｙ座標値ａ２がＦ−Δａ２より大きい（Ｙｅｓ）場合、このフローを終了する。

ステップＳ４３、Ｓ４５、Ｓ４７でＮｏの場合、調査点のｘ座標値ａ１に調査間隔Δａ１を加えて（Ｓ４９）、ステップＳ４３に戻る。また、ステップＳ４８でＮｏの場合、調査点のｘ座標値ａ１を−Ｅに設定し、調査点のｙ座標値ａ２に調査間隔Δａ２を加えて（Ｓ５０）、ステップＳ４３に戻る。このルーチンにより、投写範囲１９内の全ての調査点についての判断を行う。

図６は実施の形態１におけるミラーにおける反射範囲を示す図である。また、図７は実施の形態１における被投写面の投写可能範囲を示す図である。

ミラー２０で反射されない投写範囲１９の領域が多くなるのは、図６のように、ミラー２０がロール回転軸２１で回転して、投写範囲１９の対角がミラー２０の長辺又は短辺と平行になり、かつ、チルト回転角度θＴが大きい場合である。そのとき、図６においてミラー２０で反射される領域（反射範囲３２）、反射されない領域（非反射範囲３３）は、それぞれ図７のように、被投写面３０に投写できる領域（投写可能範囲３４）、投写できない領域（投写不可能範囲３５）となる。プロジェクタシステム１において、様々な傾斜角度にしたときにミラー２０で反射可能な領域が図６の反射範囲３２であり、ミラー２０の反射範囲３２に対応する被投写面３０での領域が図７の投写可能範囲３４となる。また、演算部１４は、ミラー２０の反射範囲３２及び被投写面３０の投写可能範囲３４に対応する投写範囲１９における領域を算出し、投写可能範囲３４内に映像を配置する映像範囲３１を算出する。

ミラー２０を拡大化することなくプロジェクタ１０が投写する映像の全てをミラー２０で反射するためには、ミラー２０で反射されない領域（非反射範囲３３）を予め把握し、非反射範囲３３には映像を配置しないことが、有効である。また、非反射範囲３３への余分な投光を中止することにより、低消費電力化や投写光の直視による目への影響も予め防ぐことができる。

以下、ステップＳ４３の第１条件、及び、ステップＳ４５の第２条件について説明する。図８は、プロジェクタ１０の前面１８に位置する矩形形状の投写範囲１９の投写映像が、ミラー２０で反射し、ミラー２０で反射した投写映像が被投写面３０に投写されるときの投写映像の位置、ベクトル、座標を示した図である。

具体的には、投写範囲１９上に存在する点Ｕ（ａ１、ａ２、ａ３）が、投写ベクトルｕ（ｕ１、ｕ２、ｕ３）方向に投写ベクトルｕのｔ倍の距離離れたミラー２０へ投写される。ミラー２０は傾斜しており、ミラー２０の法線ベクトルｖ（ｖ１、ｖ２、ｖ３）は投写ベクトルｕに対して傾斜している。投写映像がミラー２０上の点Ｗ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）で反射ベクトルｗ（ｗ１、ｗ２、ｗ３）方向に反射され、被投写面３０上の点Ｍ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）に投写される。

図８におけるｘｙｚ座標系は、図２、及び図４の座標系と同じである。ｘ’ｙ’ｚ’座標系はミラー２０の面上の座標系であり、点０（ｘｙｚ座標系の原点）から距離Ｌ離れた場所に位置する。すなわち、ミラー２０はチルト回転軸２４から距離Ｌ離れた場所に配置されている。ｘ”ｙ”ｚ”座標系は被投写面３０上の座標系であり、位置検出部１２によって検出された被投写面３０上の座標情報点Ｈ（ｃ１、ｃ２、ｃ３）を原点と定義される。また、ｚ”軸は位置検出部１２によって検出された被投写面３０上の法線ベクトルｈ（ｈ１、ｈ２、ｈ３）と定義される。また、実施の形態１では簡単のため、ｙ”軸はｙ軸に平行としている。

点Ｗ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）は数式１で表される。

また、反射ベクトルｗ（ｗ１、ｗ２、ｗ３）は、投写ベクトルｕがミラー２０で反射したベクトルであるので、図９のようにミラー２０に垂直で、かつ投写ベクトルｕのｃｏｓ成分のベクトルをベクトルｖ’と定義すると、数式２で表される。

従って、ｗ１、ｗ２、ｗ３はそれぞれ数式３で表される。

次に、ミラー２０の法線ベクトルｖ（ｖ１、ｖ２、ｖ３）、及び点Ｃ（ｂ１、ｂ２、ｂ３）の算出方法を、図１０を用いて示す。

ミラー２０のチルト回転角度θＴ、ロール回転角度θＲより、ミラー２０の傾斜は図１０のように示される。

従って法線ベクトルｖ（ｖ１、ｖ２、ｖ３）は数式４で示される。

また、点Ｃ（ｂ１、ｂ２、ｂ３）は数式５で示される。

また、図１１に示すように、ミラー２０のｘ’ｙ’平面上での点Ｗの位置を（ｘ’、ｙ’）＝（ｐ、ｑ）と定義すると、ｐ、ｑは数式６で示される。

ここで、ミラー２０の大きさをｘ’方向は−ＡからＡまで、ｙ’方向は−Ｂ２からＢ１までとすると、ミラー２０での反射範囲３２は、点Ｗがミラー２０の平面上にあればよいので、数式７で示される。

数式７が、図５に示したステップＳ４３の第１条件を表す数の式である。

なお、実施の形態１ではミラー２０の形状を長方形としたが、これに限定されるものではなく、楕円形、台形、或いは、角をＲ取りした形状であってもよい。この場合もミラー２０の平面上に（ｘ’、ｙ’）＝（ｐ、ｑ）が存在するための条件式を決定すればよい。

次に、ステップＳ４５の第２条件を表す数式について、以下で説明する。

被投写面３０上の点Ｍ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）は数式８で示される。

ここで図８に示すように、点Ｍ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）のｘ”ｙ”平面上での座標を（ｘ”、ｙ”）＝（ｐ”、ｑ”）とし、ｚ軸とｘ”軸とのなす角度をθＭとすると、ｐ”、ｑ”は数式９で表される。

従って、この（ｘ”、ｙ”）＝（ｐ”、ｑ”）が、後述する被投写面３０での映像範囲３１の内部にあれば投写映像を投写することになる。

次に、被投写面３０での映像範囲３１の決定方法について、ミラー２０のチルト回転角度θＴ＝７０°、ロール回転角度θＲ＝６０°における投写を例にあげて、図１２〜図１４で説明する。図１２〜図１４において、黒丸は第１条件を満足しており、白丸は第１条件を満足していない。

図１２は、実施の形態１におけるプロジェクタ１０の前面１８での投写範囲１９を示す図である。三角形ＢＪＫ、三角形ＤＭＮの範囲は第１条件を満足していない、すなわち、ミラー２０での反射が不可能な範囲である。六角形ＡＪＫＣＭＮの範囲は投写部１１の投写可能領域である。

図１３は、実施の形態１におけるミラー２０での反射範囲３２を示す図で、図１２の投写範囲１９に相当する範囲のミラー２０での反射位置を示した図である。実施の形態１では、ミラー２０の大きさをＡ＝１１０ｍｍ、Ｂ１＝１００ｍｍ、Ｂ２＝１９０ｍｍ（図１１参照）としているので、三角形ＢＪＫ、三角形ＤＭＮの範囲は第１条件を満足していない、すなわちミラー２０での反射が不可能な範囲となる。六角形ＡＪＫＣＭＮの範囲は第１条件を満足している、すなわち図６に示すミラー２０の反射範囲３２に相当する。

図１４は、実施の形態１における被投写面３０での投写可能範囲３４を示す図で、図１２の投写範囲１９に相当する範囲の被投写面３０での投写位置を示した図である。同様に三角形ＢＪＫ、三角形ＤＭＮの範囲は第１条件を満足していない、すなわち、ミラー２０での反射が不可能なため、投写範囲１９からの映像が被投写面３０まで到達しない範囲となる。従って、図１２の投写範囲１９である矩形形状ＡＢＣＤにおいて、被投写面３０まで到達する範囲は、六角形ＡＪＫＣＭＮとなり、図７の投写可能範囲３４に相当する。

実施の形態１では、まず被投写面３０に到達可能な投写可能範囲３４を抽出し、その後で映像範囲３１を決定する。被投写面３０上における映像範囲３１を決定する方法について説明する。

まずは、被投写面３０での第１条件を満足する範囲（六角形ＡＪＫＣＭＮの内部）を式で表す。具体的には、各辺の不等号を確定させる。

図１５に示すように、各点の座標を定義する。

例えば、辺ＡＪの場合、直線ＡＪは数式１０で表される。

第１条件を満足する方向は、点Ａ、点Ｊ以外の点、例えば点Ｃ（ｃ１、ｃ２）が存在する方向となる。具体的には、数式１１の不等号が成立する。

従って、辺ＡＪでは、数式１２が第１条件を満たすこととなる。また、辺ＪＫ、辺ＫＣ、辺ＣＭ、辺ＭＮ、辺ＮＡも同様に、数式１３〜数式１７が第１条件を満たすことになる。

数式１２〜数式１７の全てを満足する点が第１条件を満足することになる。

更に、実施の形態１では、投写範囲１９とアスペクト比が同じで、かつ最大面積になる点を抽出し、その範囲を映像範囲３１とする。そのことについて、以下に説明する。

映像範囲３１の最大面積の抽出方法としては、実施の形態１では図１５に示すように、各辺上にＰ点が存在すると仮定し、投写範囲１９と同じアスペクト比を有し矩形形状となる点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、点Ｔが数式１２〜数式１７を全て満足するか否かを判定する。

点Ｐに対する点Ｑ、点Ｒ、点Ｔの位置は、図１５に示すように不等号の方向、及び辺の傾きの正負に応じて４通り存在する。

具体的には、辺ＡＪ上の点Ｐの場合は、ｙ”軸の正の方向が第１条件を満足し、かつ辺ＡＪの傾きは正なので、点Ｑは点Ｐよりｘ”軸の負の方向、点Ｔは点Ｐよりｙ”軸の正の方向となる。また、辺ＪＫ上の点Ｐの場合も、ｙ”軸の正の方向が第１条件を満足し、かつ辺ＪＫの傾きは正なので、点Ｑは点Ｐよりｘ”軸の負の方向、点Ｔは点Ｐよりｙ”軸の正の方向となる。

辺ＫＣ上の点Ｐの場合は、ｙ”軸の負の方向が第１条件を満足し、かつ辺ＫＣの傾きは負なので、点Ｑは点Ｐよりｘ”軸の負の方向、点Ｔは点Ｐよりｙ”軸の負の方向となる。

辺ＣＭ上の点Ｐの場合は、ｙ”軸の負の方向が第１条件を満足し、かつ辺ＣＭの傾きは正なので、点Ｑは点Ｐよりｘ”軸の正の方向、点Ｔは点Ｐよりｙ”軸の負の方向となる。辺ＭＮ上の点Ｐの場合は、ｙ”軸の負の方向が第１条件を満足し、かつ辺ＭＮの傾きは正なので、点Ｑは点Ｐよりｘ”軸の正の方向、点Ｔは点Ｐよりｙ”軸の負の方向となる。

辺ＮＡ上の点Ｐの場合は、ｙ”軸の正の方向が第１条件を満足し、かつ辺ＮＡの傾きは負なので、点Ｑは点Ｐよりｘ”軸の正の方向、点Ｔは点Ｐよりｙ”軸の正の方向となる。

各辺上の点Ｐに対して、面積を徐々に増加させるように点Ｑ、点Ｒ、点Ｔを配置し、数式１２〜数式１７を全て満足する最大面積を抽出すればよい。

例えば、辺ＡＪ上で点ＰをΔｘずつステップさせ、点Ｐ毎にΔｄずつ面積Ｓを増加させて最大面積を抽出する。ここで、実施の形態１では、アスペクト比を１６対９としている。このような方法を辺ＪＫ、辺ＫＣ、辺ＣＭ、辺ＭＮ、辺ＮＡでも実施し、最大となる面積、及びそのときの点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、点Ｔを抽出すればよい。

以上のような方法で、図７における映像範囲３１を算出することができる。

そして、映像範囲３１を満足しているかどうかを第２条件にて判定し、満足していればプロジェクタ１０から投写映像を投写すればよい。

また、図１６に実施の形態１におけるプロジェクタ１０の前面１８と被投写面３０での映像を示す図を示す。図１６のように、投写範囲１９における映像は、被投写面３０での投写映像（映像範囲３１）が歪まないように、演算部１４でミラー２０の反射による歪成分を取除く補正を行った映像である。

かかる構成によればミラーで反射可能な反射範囲を予め把握して、その範囲に映像を投写するので、大型のミラーを必要とせずに投写映像を広範囲な方向に投写することができる。

なお、本実施の形態において、投写映像は矩形形状としたが、これに限定されるものではなく、例えば、投写映像は円形や楕円形状であってもよい。

また、本実施の形態では投写レンズのズームポジションに関しては記述していないが、投写範囲１９を有効に利用するために、ズームポジションを変更してもよい。例えば、ミラー２０に反射されない範囲が大きいと判定した場合、ズームポジションをテレ側に移動させることでミラー２０での反射されない範囲を小さくすることができる。或いは、プロジェクタ１０とミラー２０の間に、プロジェクタ１０から投写された投写映像を縮小させる収束レンズを配置してもよい。

また、被投写面３０における映像範囲３１を投写可能な最大面積としたが、これに限定されるものではなく、投写可能な最大面積よりも小さい範囲を投写するとしてもよい。勿論、投写範囲を円形、楕円形等、用途に応じた任意の形状にしてもよい。

また、本実施の形態では被投写面３０の情報を、位置検出部１２を用いて検出するとしたが、プロジェクタ１０の設置場所が確定している場合は、予め被投写面３０の情報をプロジェクタ１０の記録部１３で保有させるとしてもよい。

また、本実施の形態では被投写面３０のｙ”軸を投写範囲１９のｙ軸と平行としたが、これに限定されるものではなく、被投写面３０のｙ”軸を任意の方向としてもよい。視聴者が違和感のない範囲、例えば、投写映像の上下方向の軸が垂直方向に対して−５°〜５°の範囲で傾斜するとしてもよい。その場合、演算部１４は、被投写面３０における映像の上下方向の軸が垂直方向に対して−５°〜５°の範囲で所定の形状で最大になる映像範囲３１を算出する。

また、本実施の形態では被投写面３０における映像を傾斜のない映像としたが、所定の傾斜角度を保有した映像を被投写面に投写するとしてもよい。

また、本実施の形態では投写レンズのレンズシフトなし、すなわち投写方向は光軸中心に対称としているが、これに限定されるものではなく、レンズシフトありの場合も含まれる。

（実施の形態２）
実施の形態１は、図５のように第１条件を満足する領域を、投写範囲１９の全領域の点で調査するとした。実施の形態２では、投写範囲１９の外枠の点のみを調査し、第１条件を満足した調査点を接続して描かれた領域を第１条件が満足する領域とする。詳細のフローを図１７で説明する。

図１７は、実施の形態２におけるプロジェクタシステム１の投写のフローチャートで、図４における投写範囲１９で、第１条件が満足するかを調査したときのフローチャートを示す。チルト回転角度θＴ、ロール回転角度θＲを受信（Ｓ４１）した後、制御部１５は投写範囲１９の外枠上のある点を調査点の始点とし、調査距離ｇ＝０とする（Ｓ５１）。そして、図５と同様にステップＳ４３〜Ｓ４６を行い、調査距離ｇが投写範囲１９の外枠の長さ｛＝２×（Ｅ＋Ｆ）｝以上かどうかを判断する（Ｓ５２）。

ステップＳ５２で調査距離ｇが外枠の長さ未満である場合（Ｓ５２でＮｏ）、調査距離ｇに調査間隔Δｇを加えて（Ｓ５３）、ステップＳ４３に戻る。ステップＳ５２で調査距離ｇが外枠の長さ以上である場合（Ｓ５２でＹｅｓ）、第１条件及び第２条件を満足する調査点で囲まれた領域の全ての点の映像を投写する（Ｓ５４）。

この方法で行った結果として、図１２に示す辺ＡＪ、辺ＫＣ、辺ＣＭ、辺ＮＡが第１条件を満足することがわかる。そして、これらの辺を構成する点のうち離れている点Ｊと点Ｋ、点Ｍと点Ｎを各々辺ＪＫ、辺ＭＮとして、六角形ＡＪＫＣＭＮが第１条件を満足する領域であることがわかる。同様に、図１４における被投写面３０での第１条件を満足する範囲も六角形ＡＪＫＣＭＮとなる。

このように、第１条件を満足する形状を投写範囲１９の外枠を抽出するだけで、第１条件を満足する領域（六角形ＡＪＫＣＭＮ）を抽出することができる。つまり、図５のように投写範囲１９の全面で抽出するよりも簡単で、短時間で抽出することが可能となる。

本開示にかかるプロジェクタは、大型のミラーを用いずに、投写映像のサイズを最大限に大きくすることが可能になるので、プロジェクタシステムとして有用である。

１０ プロジェクタ
１１ 投写部
１２ 位置検出部
１３ 記録部
１４ 演算部
１５ 制御部
１８ 前面
１９ 投写範囲
２０ ミラー
２１ ロール回転軸
２２ ロール用ステッピングモータ
２３ ロール軸受
２４ チルト回転軸
２５ チルト用ステッピングモータ
２６ チルト軸受
２７ フォトセンサ
３０ 被投写面
３１ 映像範囲
３２ 反射範囲
３３ 非反射範囲
３４ 投写可能範囲
３５ 投写不可能範囲
θＲ ロール回転角度
θＴ チルト回転角度
Ｌｅ 入射瞳

Claims (8)

1. 映像を投写する投写部と、
   前記投写部から投写された前記映像を反射させ、交差する２軸をそれぞれ回転軸として傾斜するミラーと、
   前記ミラーの傾斜角度を検出する角度検出部と、
   前記傾斜角度から前記ミラーの反射可能な反射範囲を算出し、前記反射範囲に対応した前記投写部の投写可能範囲を算出し、前記投写可能範囲内に前記映像を配置する映像範囲を算出する演算部と、を備える、プロジェクタシステム。
2. 前記演算部は、前記映像が前記ミラーで反射して被投写面に投写される投写映像が所定の形状になるように前記映像範囲を算出する、請求項１に記載のプロジェクタシステム。
3. 前記演算部は、前記投写映像が歪まないように、前記映像に対し前記ミラーの反射による歪を取除く補正を行う、請求項２に記載のプロジェクタシステム。
4. 前記被投写面の位置情報を検出する位置検出部を備え、
   前記演算部は、検出した前記位置情報から前記映像範囲を算出する、請求項２又は３に記載のプロジェクタシステム。
5. 前記投写部、前記ミラー及び前記被投写面の位置情報を記録する記録部を備え、
   前記演算部は、前記位置情報から前記映像範囲を算出する、請求項２又は３に記載のプロジェクタシステム。
6. 前記ミラーを可動させて、前記傾斜角度を変動させる角度可動部を備え、
   前記角度可動部が連続的に可動するとき、
   前記角度検出部は、前記ミラーの前記傾斜角度を連続的に検出し、
   前記演算部は、前記記録部に記録された連続的な前記位置情報から、前記映像が前記所定の形状になる前記映像範囲を算出する、請求項５に記載のプロジェクタシステム。
7. 前記演算部は、前記投写可能範囲の中で最大サイズになるように前記映像範囲を算出する、請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタシステム。
8. 前記演算部は、前記被投写面における前記映像の上下方向の軸が垂直方向に対して−５°〜５°の範囲で最大サイズになる前記映像範囲を算出する、請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクタシステム。

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