JP4730136B2 - 映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーンなどの投射面に映像を表示するプロジェクタなどの映像表示装置に関する。

プロジェクタなどの映像表示装置は、たとえば、ＯＨＰ、スライドなどの静止画像や動画などの映像をスクリーンなどの投射面に投影するためのものである。このようなプロジェクタを用いて投射面に映像を表示する場合に、投射面に凹凸があったり、投射面上あるいは投射光の光路途中に障害物があったりすると、投射した映像が歪んだり、投射面に障害物の影が投影されたりするといった不具合が生ずる。そこで、従来から、このような不具合の発生を防止する方法が種々提案されている。

たとえば、従来のプロジェクタとしては、投射光がスクリーンに対して斜め方向であるか否かを検出するものがある。そして、斜め方向である場合には、斜め方向であることによって生じる台形状の歪みを自動的に補正するようになっている（特許文献１参照）。

また、赤外線等の検出波をスクリーンに向けて出射し、スクリーン側から返ってくる反射波を検出することで障害物の有無を検出する画像投射装置がある。そして、障害物を検出した場合には、その障害物が人間である場合を考慮して投射光の光量を低減したり、照射を中断したりするようになっている（特許文献２参照）。

ところが、いずれのプロジェクタや画像投射装置においても、スクリーン表面に部分的に存在する凹凸によって生ずる映像の歪みを防止できない。そして、前者のプロジェクタでは、投射光の光路途中に存在する障害物を検出することができず、したがって障害物の影が投影されることを防止できない。また、後者の画像投射装置では、光路途中の障害物を検出することはできるが、障害物を検出すると投射光量を低減し、あるいは投射を中断するので、画像が表示されなくなったり、光量不足で画像が見にくくなったりする。
特開平４−３５５７４０号公報 特開２００４−７０２９８号公報

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、映像の表示を行うために適した投射領域を検出し、検出した投射領域に映像を表示する映像表示装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下のような映像表示装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、投射エリア内の投射面に光を投射して映像を表示する映像表示装置であって、前記投射エリアを３つ以上の分割領域の集合とし、各分割領域における投射面としての適性値を検出する適性値検出手段と、前記適性値に基づいて、前記３つ以上の分割領域の中から１以上の分割領域を、投射領域として選択する領域選択手段と、前記投射面に表示する映像が選択した１以上の投射領域内に収まるように前記投射光を制御する投射制御手段と、を有し、前記適性値検出手段は、前記各分割領域に向けて出射された電磁波または超音波の反射波に基づいて、少なくとも前記電磁波または超音波の反射点の位置を検出し、同反射点の位置に基づいて、対応する分割領域の適性値を検出するものであり、前記分割領域内にある１つ以上の反射点の位置に基づいて定められる位置を、対応する分割領域の評価用位置とすると共に３つ以上の分割領域を選択し、選択した３つ以上の分割領域の前記評価用位置が一平面上にある場合には、選択した前記３つ以上の分割領域について、前記投射候補領域として決定される適性値を検出する映像表示装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の映像表示装置であって、前記適性値検出手段は、前記評価用位置として、前記分割領域内の１つの反射点の位置を用いるものであると共に、前記評価用位置に用いられる反射点に入射する前記電磁波または超音波の出射方向が同一平面上である分割領域の中から前記３つ以上の分割領域を選択するものであり、選択した３つ以上の分割領域の前記評価用位置に用いられる反射点の位置が一直線上にある場合には、選択した前記３つ以上の分割領域について、前記投射候補領域として決定される適性値を検出するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の映像表示装置であって、前記電磁波は、赤外線であることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の映像表示装置であって、前記電磁波は、可視光であることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の映像表示装置であって、前記適性値検出手段は、少なくとも前記各分割領域に向けて投射した前記可視光としての白色光の反射光に基づいて対応する分割領域の色を検出するものであり、前記色に基づいて対応する分割領域の前記適性値を検出するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の映像表示装置であって、前記適性値検出手段は、少なくとも前記各分割領域に向けて投射した前記可視光としての白色光の反射光に基づいて対応する分割領域の輝度を検出するものであり、前記輝度に基づいて対応する分割領域の前記適性値を検出するものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の映像表示装置であって、前記領域選択手段は、前記適性値に基づいて、前記複数の分割領域の中から１以上の分割領域を投射候補領域として決定し、前記投射候補領域の前記投射エリア内における位置および／または配置に基づいて、前記投射候補領域の中から１以上の投射候補領域を前記投射領域として選択するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の映像表示装置であって、前記領域選択手段は、前記投射候補領域の一つとして前記投射エリアの中央位置を含む分割領域が含まれている場合には、前記中央位置を含む分割領域を前記投射領域の１つとして選択するものである。

請求項９に記載の発明は、請求項７または請求項８に記載の映像表示装置であって、前記領域選択手段は、前記投射光の投射範囲の形状と相似する相似形のうち前記１以上の投射候補領域内に収まる最大のものを前記１以上の投射候補領域に重ねた場合に、前記相似形と重なる１以上の投射候補領域を前記投射領域として選択するものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９いずれか１項に記載の映像表示装置であって、机上に配置する台座と、机上に向けて光を投射する光源および投射レンズを備えるとともに、前記台座に対して垂直軸または水平軸を回転軸として回転可能、又は、台座に対して上下動可能に取り付けたプロジェクタ本体と、を備えることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明では、適性値検出手段によって、各分割領域における投射面としての適性値を検出し、この適性値に基づいて、３つ以上の分割領域の中から１以上の分割領域を投射領域として領域選択手段で選択する。投射領域の投射面としての適性としては、分割領域における障害物の有無、投射面表面の凹凸、画像表示装置からの投射面までの距離、投射面の色など、種々のものを挙げることができる。適性値検出手段は、これらを検出して各分割領域の投射面としての適性値を求める。そして、投射面に表示しようとしている映像が、選択した１以上の投射領域内に収まるように、投射制御手段によって投射光を制御する。具体的にいえば、例えば、投射面上における投射範囲を拡大・縮小したり、投射領域の位置を移動させたりするようなことを行う。このように、本発明によれば、投射エリア内から投射面として適する領域を特定し、その領域に自動的に光を投射して映像を表示するので、投射面に投射された映像は見やすいものとなる。また、適性値検出手段により、まず、各分割領域に向けて出射された電磁波または超音波の反射波に基づいて、電磁波または超音波の反射点の位置と、反射点を含む反射面の表面形状のうちの少なくともいずれか一方を検出する。つまり、反射波を用いて反射点の位置や反射面の表面状態を検出する。反射点の位置がわかると、投射領域における投射面としての適性値のうち、例えば、投射面（または障害物）までの距離に関する値を検出できる。そして、別の投射領域の反射点の位置との位置関係に基づいて投射面の凹凸に関する値を検出できる。これらの適性は、投射領域における投射面としての適値として重要なものであるところ、本発明によれば、これらの適性に基づいて、投射領域を選択できるので、映像の投射に適した投射面を確実に選択できる。また、投射エリアを３つ以上の分割領域の集合として扱う。そして、適性値検出手段は、少なくとも前記反射点の位置に基づいて前記適性値を検出する。より具体的に説明すると、分割領域内にある１つ以上の反射点の位置に基づいて、その分割領域の評価用位置を定める。例えば、１つの反射点の位置を用いる場合はその反射点の位置が評価用位置となる。また、２つ以上の反射点の位置を用いる場合は、例えば、それらの反射点の位置の平均値を評価用位置として定める。そして、適性値検出手段は、評価用位置が定められた分割領域のうちから３つ以上の分割領域を選択し、選択した３つ以上の分割領域の評価用位置が一平面上にある場合には、選択した分割領域の投射面は凹凸がなく投射候補領域として適当であると判断して、各分割領域について、投射候補領域に決定されるような適性値を検出する。このように、本発明によれば、投射面の表面の凹凸が考慮された適性値が検出される。この適性値に基づけば、平面性に優れる投射面を有する分割領域を投射候補領域として特定できる。

請求項２に記載の発明の領域選択手段では、適性値検出手段は、分割領域内の１つの反射点の位置を用いて評価用位置を定める。つまり、その反射点の位置が評価用位置である。そして、本発明の適性値検出手段は、３つ以上の分割領域を選択するとき、次のように分割領域を選択する。つまり、選択した各分割領域の評価用位置として用いられる反射点に入射する電磁波または超音波の反射波の出射方向に着目し、着目した反射波の出射方向が全て同一平面上にあるものの中から３つ以上の分割領域を選択する。そして、選択した３つ以上の分割領域の評価用位置に用いられる反射点の位置が一直線上にある場合には、選択した３つ以上の分割領域は投射候補領域として適当であり、各分割領域について、投射候補領域として決定される適性値を検出する。このように、本発明によれば、投射面の表面の凹凸が考慮された適性値が検出される。この適性値に基づけば、平面性に優れる投射面を有する分割領域を投射候補領域として特定できる。

請求項３に記載の発明では、前記電磁波は、赤外線であることとしている。したがって、出射した赤外線の反射光により、前記適性値検出手段に反射点の位置を検出させることができる。

請求項４に記載の発明では、前記電磁波は、可視光であることとしている。したがって、出射した可視光の反射光により、前記適性値検出手段に反射点の位置を検出させることができる。

請求項５に記載の発明では、適性値検出手段は、少なくとも前記各分割領域に向けて投射した可視光としての白色光の反射光に基づいて、対応する分割領域の色を検出し、色に基づいて対応する分割領域の適性値を検出する。ここでいう色とは、色の三属性のうちの色相のことである。カラー画像投射時に画像本来の色を再現するためには、投射面としては、色成分を含む（有彩色の）面よりも白色などの無彩色に近い面の方が適しているということができる。色成分を含む色の投射面は、カラー画像を投射したときに色バランスが崩れるという点で好ましくない。そして、無彩色であるか否か、あるいは無彩色に近いか否かは、色相に基づいて判断できるものである。本発明によれば、色すなわち色相を考慮した適性値を検出できるので、投射面として適した色の投射面、例えばより白色などの無彩色に近い投射面を有する分割領域を投射領域として選択できる。

請求項６に記載の発明では、適性値検出手段は、少なくとも各分割領域に向けて投射した可視光としての白色光の反射光に基づいて、対応する分割領域の輝度を検出し、輝度に基づいて対応する分割領域の前記適性値を検出する。なお、ここでいう輝度とは、明暗を表すものであり、色の三属性のうちの明度のことである。画像の投射面としては、輝度の高い面すなわち光をより強く反射する（いわゆる白っぽい）面が適しているということができる。特に、プロジェクタは、通常のブラウン管ディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示手段と比較して輝度が乏しため、より一層輝度の高い面が好ましい。そして、輝度が高いか否かは、明度に基づいて判断できるものである。本発明によれば、投射面の輝度を考慮した適性値を検出できるので、投射面として適した輝度の投射面を有する分割領域を投射候補領域として特定できる。

請求項７に記載の発明によれば、領域選択手段では、まず各分割領域の投射面としての適性値に基づいて、複数の分割領域の中から１以上の分割領域を投射候補領域として決定する。そして、投射候補領域の前記投射エリア内における位置および／または配置に基づいて、投射候補領域の中から１以上の投射候補領域を投射領域として選択する。このように、本発明によれば、領域選択手段で投射領域を選択するときに、投射候補領域の位置や配置を考慮するので、実際に映像を表示する投射領域としてより適切な領域が選択される。したがって、映像はより見やすい状態で投射面に表示される。

請求項８に記載の発明では、領域選択手段は、投射候補領域の一つとして投射エリアの中央位置を含む分割領域が含まれている場合には、中央位置を含む分割領域を投射領域の１つとして選択する。つまり、投射エリア内の中央部に投射面として適した投射候補領域がある場合には、投射エリアの中央部に映像を投射する。投射エリア内の中央部に投射される映像は、投射レンズのうち光学的性能が最も優れたレンズ中央部を通過した投射光によって投射面に表示されたものである。このように、本発明によれば、より鮮明に映像を表示できる。また、投射エリアの中央部は、映像を見る者にとって見やすい位置であり、この点でも優れた領域であるということができる。

請求項９に記載の発明では、領域選択手段は、投射光の投射範囲の形状および１以上の投射候補領域の全ての位置を認識した上で、投射光の投射範囲の形状と相似する相似形であって、１以上の投射候補領域内（より具体的には投射候補領域内の投射面）に収まる最大の相似形を検出する。そして、検出した最大の相似形を、投射領域内に収まるように投射候補領域（投射候補領域内の投射面）に重ねたときに、この最大相似形と重なる１以上の投射候補領域を投射領域として選択する。このように、本発明によれば、可能な範囲で最大の映像を投射面に表示できる。
請求項１０に記載の発明では、プロジェクタを机上に設置した後、プロジェクタ本体を垂直軸や水平軸を回転軸として回転させることで、よりよい投射面を容易に選択することができる。また、プロジェクタ本体を上下動させることでスクリーンに投射される映像の範囲の大きさを容易に調整することができる。

以下、本発明に係る映像表示装置の実施形態であるプロジェクタについて図面を用いて詳細に説明する。各図面に付した符号は、同一の機能を有するものは同一とした。

図１に示されるように、プロジェクタ１０は、そのプロジェクタ本体内に備えられた光源ユニット１２と、プロジェクタ本体１１の前面に取り付けられた投射レンズ部１３とを備えている。光源ユニット１２は、映像を表示するための投射光Ｌ（図２参照）を投射する光源１２ａと、後述する映像処理部２７からの信号に基づいて光源１２ａを制御する光源制御部１２ｂとを備えている。そして、投射レンズ部１３は、投射レンズ１４を備えており、投射光Ｌは投射レンズ１４によってスクリーンＳなどに投射されるようになっている。

図２に示されるように、投射光Ｌによって映像を投射できるエリアの形状すなわち投射エリアＡの形状は横長の長方形である。そして、この投射エリアＡは、後述するコントローラ２０（図４参照）によって、図３（Ａ）に示されるように複数の分割領域Ｂの集合として認識される。具体的には、投射エリアＡは上下４段、左右４列の、合計１６区画の分割領域Ｂの集合として認識される。各分割領域Ｂの形状は、横長の長方形であり、投射エリアＡの形状と相似形である。個々の分割領域Ｂを特定する場合は、分割領域Ｂの位置を示す添え字を付す。たとえば、「分割領域Ｂ２１」は、プロジェクタ１０の光源１２ａからスクリーンＳに向かって左側から、第２列目で上から第１段目に位置する分割領域Ｂを示す。

なお、投射エリアＡとは、実際には、光源１２ａからの投射光Ｌが進行する空間のことであるが、ここでは、投射光Ｌの投射方向Ｘに直交している平面を設置したと仮定した場合に、当該平面に投射される投射光Ｌの投射範囲の形状を投射エリアＡの形状としている（図２参照）。また、分割領域Ｂや後述する投射候補領域Ｃおよび投射領域Ｄも、光源１２ａからの投射光Ｌが進行する所定空間のことであるが、投射エリアＡと同様、投射光Ｌの投射方向Ｘに直交している平面に投射された分割領域Ｂ等の各領域の形状を分割領域Ｂの形状としている。

また、図１に示されるように、プロジェクタ１０は、投射レンズ部１３に設けられたズームユニット１５およびフォーカスユニット１６と、プロジェクタ本体１１内に設置された光量調節器１７と、プロジェクタ本体１１の前面に設置されたセンサユニット１８と、プロジェクタ１０のオンオフスイッチおよび電源ユニット（いずれも不図示）とを備えている。また、プロジェクタ１０は、動作制御用のコントローラ２０をプロジェクタ本体１１内に備えている。なお、電源から各機器への電力供給用の配線などは省略した。

ズームユニット１５は、スクリーンＳに投射する映像を拡大したり縮小したりするためのものであり、ズーム機構１５ａと当該ズーム機構１５ａを動作させるためのズーム用モータ１５ｂとを備えている（図４参照）。また、フォーカスユニット１６は、いわゆるヘリコイド機構を用いたフォーカス調整機構１６ａと、当該調整機構を動作させるフォーカス用モータ１６ｂを備えている（図４参照）。これらのモータ１５ｂ，１６ｂでズーム機構１５ａやフォーカス調整機構１６ａを動作させることで、投射レンズ１４のズームやフォーカス調整を行う。なお、これらの機構は公知のものであり、その詳細な説明を省略した。

光量調節器１７は、電圧可変式のものであり、光源１２ａに供給する電力の電圧を調整することで光量を調整するものである。これにより、スクリーンＳに適切な明るさの映像を表示できる。なお、光量調節方法は、電圧可変式に限られず、絞りやフィルタを用いる方法など、種々の方法を用いることができる。

センサユニット１８は、プロジェクタ１０からの距離を測定する距離センサ１９を複数備えている。具体的には、分割領域Ｂの数に等しい１６個の距離センサ１９を備えている。各距離センサ１９は、プロジェクタ１０の投射エリアＡ内に向けて赤外線（検出波）Ｉｒを出射する出射部１９ａと、赤外線Ｉｒの反射波を検出する反射波検出部１９ｂとを備えている。また、センサユニット１８は、検出した情報に基づいて赤外線Ｉｒの反射点Ｐｒ（図３（Ｂ）参照）までの距離を求める反射点距離演算部１８ａ（図４参照）を備えている。

図３（Ａ）に示されるように、各距離センサ１９の出射部１９ａは、それぞれ、対応する分割領域Ｂの中央Ｂｃに向けて赤外線Ｉｒを出射している。したがって、投射光Ｌの投射方向にスクリーンＳがある場合、距離センサ１９から出射された赤外線Ｉｒは、対応する分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置であってスクリーンＳの表面において反射される。そして、赤外線Ｉｒの反射波（以下、反射赤外線）Ｒｒが距離センサ１９の反射波検出部１９ｂで検出される。

なお、投射光Ｌを投射する投射レンズ１４の位置と、赤外線Ｉｒを出射する距離センサ１９の出射部１９ａの位置は異なる位置である。したがって、図３（Ｂ）に示されるように、赤外線Ｉｒの実際の反射点Ｐｒの位置が対応する分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置からずれることがある。ただし、投射レンズ１４と距離センサ１９との間の距離はプロジェクタ１０から反射点Ｐｒまでの距離に比べて小さい距離であり、反射点Ｐｒの中央Ｂｃからのズレは僅かである。そこで、ここでは、各距離センサ１９の赤外線Ｉｒの出射方向は対応する分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置の方向と説明する。

センサユニット１８の反射点距離演算部１８ａ（図４参照）は、各距離センサ１９における赤外線Ｉｒの出射方向と、反射点Ｐｒからの反射赤外線Ｒｒの入射方向とに基づいて、距離センサ１９から反射点Ｐｒまでの距離を求める。また、反射点距離演算部１８ａは、求めた反射点Ｐｒまでの距離と、赤外線Ｉｒの出射方向および／または反射赤外線Ｒｒの入射方向とに基づいて、距離センサ１９の位置に対する各反射点Ｐｒの位置を求める。距離センサ１９から反射点Ｐｒまでの距離と、距離センサ１９に対する反射点Ｐｒの位置は、コントローラ２０を介して、後述するメモリ２０ｂの中央位置記憶部４２に記憶させる。距離センサ１９から反射点Ｐｒまでの距離は、赤外線Ｉｒの出射方向と反射点Ｐｒからの反射赤外線Ｒｒの入射方向とが解れば、三角測量の原理などを用いることで求められるものであるので、ここでは求める方法についての説明を省略する。

なお、先に説明したが、図３（Ｂ）に示されるように、実際の反射点Ｐｒの位置は必ずしも分割領域Ｂの中央Ｂｃに位置するとは限らない。したがって、実際の反射点Ｐｒの位置に対して補正を施してもよい。たとえば、反射点が分割領域Ｂの中央Ｂｃに位置していたと仮定した場合の反射点位置を補正により求めることができるのであれば、補正によって求めた補正反射点位置を中央位置記憶部４２に記憶させてもよい。

次にコントローラ２０について説明する。

図４に示されるように、コントローラ２０は、各種の処理を行う演算処理部２０ａと、各種のデータが記憶されるメモリ２０ｂを備えている。

演算処理部２０ａは、投射エリアＡを複数の分割領域Ｂの集合として認識する分割領域認識部２１と、距離センサ１９で測定した反射点の位置に基づいて各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅ（図５等参照）を求める評価用位置演算部２２と、各分割領域Ｂに存在する障害物Ｗや凹凸を検出する障害物検出部２３と、各分割領域Ｂについて、投射面としての適性値Ｒを求める適性値演算部２４と、分割領域Ｂの中から投射候補領域Ｃを決定する候補領域判断部２５と、投射候補領域Ｃの中から投射領域Ｄを選択する投射領域判断部２６と、選択された投射領域Ｄ内に映像を表示できるように映像処理を行う映像処理部２７と、投射レンズ１４のフォーカス用モータ１６ｂの制御を行うフォーカス制御部２８と、光源の光量調節器の制御を行う光量制御部２９とを備えている。

また、メモリ２０ｂは、投射エリアＡを複数の分割領域Ｂに区分する分割線についての情報が記憶された分割線記憶部４１と、各距離センサ１９で測定した反射点Ｐｒの位置が記憶される中央位置記憶部４２と、各分割領域Ｂについて求められた評価用位置Ｐｅが記憶される評価用位置記憶部４３と、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅまでの距離Ｌｅが記憶される評価用距離記憶部４４と、各分割領域Ｂに障害物Ｗや凹凸が存在するかに関する情報が記憶される障害物情報記憶部４５と、各分割領域Ｂについて求められた適性値Ｒが記憶される適性値記憶部４６と、各分割領域Ｂについて、投射候補領域Ｃとして決定されたか否かの情報が記憶される候補領域記憶部４７と、各投射候補領域Ｃについて、投射領域Ｄとして選択されたか否かの情報が記憶される投射領域記憶部４８と、演算処理部２０ａでの演算で用いられるデータやテーブルが記憶されている基礎情報記憶部４９とを備えている。

コントローラ２０は、分割領域認識部２１において、先に説明したように、分割線記憶部４１に記憶された分割情報に基づき、投射エリアＡを複数の分割領域Ｂの集合として認識する。図３（Ａ）に示されるように、投射エリアＡは、上下４段、左右４列に分割されており、合計１６区画の分割領域Ｂの集合として認識される。したがって、投射光Ｌの投射方向Ｘに直交している平面に、投射光Ｌを投射したとき、投射エリアＡの上下方向に並ぶ分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置は一直線上に位置し、同様に、左右方向に並ぶ分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置も一直線上に位置する。なお、分割線記憶部４１に記憶されている分割情報とは、たとえば、投射エリアＡを分割する格子状の分割線の位置情報である。

評価用位置演算部２２は、各距離センサ１９で測定された各分割領域Ｂの反射点Ｐｒの位置に基づいて、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを求めるものである。距離センサ１９で測定した反射点Ｐｒの位置は、距離センサ１９の位置に対する相対位置として中央位置記憶部４２に記憶されている。記憶されている反射点Ｐｒの位置をそのまま評価用位置として用いてもよく、その場合、この評価用位置演算部２２は必要ない。本実施形態では、評価用位置演算部２２を用いて、各反射点Ｐｒの位置を、投射レンズ１４の位置に対する相対位置として表されるように変換し、変換後の位置を各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅとしている。このように、各評価用位置Ｐｅを特定するための基準を共通にしておくと、その後の演算が容易である。なお、後述する距離センサ１９の位置などの各種位置は、特に説明がなければ、投射レンズ１４の位置に対する位置である。

評価用位置演算部２２では、まず、演算対象の分割領域Ｂを選び、選んだ分割領域Ｂに対応する反射点Ｐｒの位置を中央位置記憶部４２から読み取る。また、選んだ分割領域Ｂの反射点Ｐｒの位置を測定する距離センサ１９の位置および投射レンズ１４の位置を、メモリ２０ｂの基礎情報記憶部４９から読み取る。これらの位置に基づいて各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを求める。そして、求めた評価用位置Ｐｅを、対応する分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅとして評価用位置記憶部４３に記憶させる。また、評価用位置演算部２２では、投射レンズ１４から各評価用位置Ｐｅまでの距離を求めている。そして、求めた距離を、対応する分割領域Ｂまでの評価用距離Ｌｅとして評価用距離記憶部４４に記憶させる。このような処理を全ての分割領域Ｂについて行う。なお、反射点Ｐｒの位置と、距離センサ１９の位置と、投射レンズ１４の位置が解れば、評価用位置Ｐｅや評価用距離Ｌｅは、三角測量の原理などを用いることによって求められるものであるので、ここではその説明を省略する。

障害物検出部２３は、各分割領域Ｂ内の障害物Ｗや凹凸を検出する処理を実行する（Ｓ０３、図１２参照）。

図１３のフローチャートに示されるように、障害物検出部２３では、投射エリアＡを複数の分割領域Ｂとして認識し（Ｓ０３−１）、認識した分割領域Ｂから３つの分割領域Ｂを選択する（Ｓ０３−２）。選択方法は種々考えられるが、本実施形態では、上下方向または左右方向に並んだ３つの分割領域Ｂを選択する。次に、選択した３つの分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを評価用位置記憶部４３から読み取る（Ｓ０３−３）。そして、読み取った３つの評価用位置Ｐｅが一直線上（すなわち一平面上）に位置するか否かを判断し（Ｓ０３−４）、その判断結果を障害物情報記憶部４５に記憶させる。その後、選択されていない分割領域Ｂがあるか否かを判断し（Ｓ０３−５）、存在していれば、それらの中から３つの分割領域Ｂを選択するステップ（Ｓ０３−２）に戻り、全ての分割領域Ｂについての評価が 完了（Ｓ０３−５）するまで繰り返す。なお、全ての分割領域Ｂについての評価が完了するまでに、同じ分割領域Ｂが複数回選択することがあってもよいし、重複しないように選択できればそれでもよい。また、図１３のフローチャートをはじめとする各フローチャートでは、検出や判断などの処理の流れを説明しており、記憶部に記憶させる処理などについては省略している。

ところで、先に説明したように、投射光Ｌがその投射方向Ｘに直交する平面に投射されたとき、上下方向に並ぶ分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置あるいは左右方向に並ぶ分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置は一直線上に位置する。そして、本実施形態では、各分割領域Ｂの中央Ｂｃに位置する反射点Ｐｒの位置を各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅとして用いている。したがって、投射光Ｌが投射されたスクリーンＳが平面であれば３つの評価用位置Ｐｅは一直線上に位置し、障害物Ｗ（図５参照）や凹凸があれば一直線上に位置しない。この説明から解るように、３つの評価用位置Ｐｅが一直線上に位置するか否かの判断は、３つの評価用位置Ｐｅが投射方向Ｘに前後しているか否かを判断するものであるということができ、障害物や凹凸を検出する判断手法として適しているということができる。

３つの評価用位置Ｐｅが一直線上に位置するか否かの判断方法としては、種々の方法が考えられる。ここでは、投射エリアＡの左から第１列目に位置する３つの分割領域Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３（図３（Ａ）参照）を選択した場合を例に挙げて基本的な判断方法を説明する。図５（Ａ）に示されるように、例えば、真ん中に位置する分割領域Ｂ１２の評価用位置Ｐｅ２の座標（ｘ２，ｙ２）は、次の式２に示されるように、対応する距離センサ１９の位置から当該評価用位置Ｐｅ２までの距離Ｌ２と、当該評価用位置Ｐｅ２の方向と投射方向Ｘとのなす角度θ２とで特定される。そして、他の分割領域Ｂ１１，Ｂ１３の評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ３の座標も、同様に、次の式１，３によって特定される。

このように特定される３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３から２つを選び、選んだ２つを結ぶ直線上に残る１つが位置するか否かを判断する。これにより３つの評価用位置Ｐｅが同一直線上に位置するか否かを判断できる。例えば、図５（Ｂ）に示されるように、分割領域Ｂ１２内に障害物Ｗがあれば、分割領域Ｂ１２の評価用位置Ｐｅ２は、他の評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ３を結んで得られる線分よりも前方に位置すると判断されるので、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３は一直線上に位置しないと判断される。

本実施形態のプロジェクタ１０では、次のような方法で判断する。図１４のフローチャートに示されるように、まず、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３から選んだ２つを結んで得られる合計３本の線分の延在方向を求める（Ｓ０３−４−１）。具体的には、図６に示されるように、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３のうちの両端に位置する評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ３を結んで得られる長線分ＦＬと、真ん中に位置する評価用位置Ｐｅ２と残るいずれかの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ３とを結んで得られる２本の短線分ＦＳ１，ＦＳ２を特定し、各線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２の位置および延在方向を求める。次に、各線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２の延びる方向と投射光Ｌの投射方向Ｘとの関係を判断する（Ｓ０３−４−２，４，６，７）。本説明の例のように、上下方向に並ぶ３つの分割領域Ｂを選択した場合は、投射方向Ｘと直交する第１基準線Ｖと平行か否かを判断する。左右方向に並ぶ３つの分割領域を選択した場合は、投射方向Ｘと直交する第２基準線Ｈと平行であるか否かを判断する。なお、ここでは、第１基準線Ｖとして投射方向Ｘと直交する第１基準線を用い、第２基準線Ｈとして第２基準線を用いる状態を図示したが、基準線は必ずしも垂直や水平ではなくてもよい。

判断の結果、全ての線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２が第１基準線Ｖと平行である場合（Ｓ０３−４−２）、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３が一直線（一平面）上に位置するとの検出結果を得る。選択した分割領域Ｂに障害物や凹凸がないときにこのような結果になる。そして、検出結果を得ると、各評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３から第１基準線Ｖと平行な線分までの離間距離Ｇ（図６参照）を求め、障害物情報記憶部４５記憶させる。ただし、全ての線分が第１基準線Ｖと平行である場合、各評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３から第１基準線Ｖと平行な線分までの離間距離Ｇは０であると求められ（Ｓ０３−４−３）、これが障害物情報記憶部４５に記憶される。

また、長線分ＦＬと一方の短線分ＦＳ１（ＦＳ２）は第１基準線Ｖと平行であるが、他方の短線分ＦＳ２（ＦＳ１）は第１基準線Ｖと平行でない場合（Ｓ０３−３−４）、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３は一直線上に位置していないとの判断結果を得る。例えば、図６に示されるように、真ん中の分割領域Ｂ１２に障害物Ｗがあるときこのような結果になる。この場合、評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ３についての離間距離Ｇは０である。そして、真ん中の評価用位置Ｐｅ２から第１基準線Ｖと平行な線分ＦＬまでの離間距離Ｇが求められ（Ｓ０３−４−５）、障害物情報記憶部４５に記憶される。

また、長線分ＦＬは第１基準線Ｖと平行であるが、２つの短線分ＦＳ１，ＦＳ２は第１基準線Ｖと平行でない場合（Ｓ０３−４−６）、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３は一直線上に位置していないとの検出結果を得る。真ん中に位置する分割領域Ｂ１２に障害物Ｗがあるときこのような結果になる（図６参照）。この場合、評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ３についての離間距離Ｇは０である。そして、真ん中の評価用位置Ｐｅ２から第１基準線Ｖと平行な線分ＦＬまでの離間距離Ｇが求められ（Ｓ０３−４−５）、障害物情報記憶部４５に記憶される。ただし、一方の短線分が第１基準線Ｖと平行でなければ、通常は、他方の短線分も第１基準線Ｖと平行でない。したがって、一方の短線分が第１基準線Ｖと平行でない場合と、両方の短線分が第１基準線Ｖと平行でない場合とを区別することなく、いずれか一方の場合について判断するようにしてもよい。

また、一方の短線分ＦＳ１（ＦＳ２）は第１基準線Ｖと平行であるが、他方の短線分ＦＳ２（ＦＳ１）と長線分ＦＬは第１基準線Ｖと平行でない場合（Ｓ０３−４−７）、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３は一直線上に位置していないとの判断結果を得る。例えば、分割領域Ｂ１３に障害物または凹凸が存在し、短線分ＦＳ２が第１基準線Ｖと平行でない状態であるときこのような結果になる。この場合、評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２についての離間距離Ｇは０である。そして、評価用位置Ｐｅ３から第１基準線Ｖと平行な線分ＦＳ１までの離間距離Ｇが求められ（Ｓ０３−４−８）、障害物情報記憶部４５に記憶される。

また、全ての線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２が第１基準線Ｖと平行でない場合、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３は一直線上に位置していないと検出結果を得る。例えば、全ての分割領域Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３にまたがるような障害物や凹凸があるときこのような検出結果になる。この場合、全ての評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３について、第１基準線Ｖと平行な線分までの離間距離Ｇは測定不能であることが求められ（Ｓ０３−４−９）、全ての評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３について測定不能であることが障害物情報記憶部４５に記憶される。

なお、３つの評価用位置Ｐｅが一直線上に位置するか否かの判断では、必要に応じて誤差を考慮する。誤差を考慮する方法としては、種々の方法が考えられる。たとえば、各線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２と第１基準線Ｖなどの基準線とが平行か否かを判断するときに、判断基準に許容範囲を設ける方法を挙げることができる。具体的に説明すると、各線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２と基準線とのなす角度が正確に０°でない場合であっても±１５°であれば平行であると判断するというような方法である。

適性値演算部２４は、評価用距離記憶部４４および障害物情報記憶部４５の記憶データに基づいて、各分割領域Ｂの適性値Ｒを検出するものである。評価用距離記憶部４４には、投射レンズ１４から各評価用位置Ｐｅまでの距離（評価用距離）Ｌｅが記憶されている。そして、障害物情報記憶部４５には、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅについて、基準線Ｖ，Ｈ（図６参照）と平行な線分までの離間距離Ｇが記憶されている。離間距離Ｇを測定できなかった場合は、測定不能であることが記憶されている。

また、適性値演算部２４では、適性値Ｒを求めるときに、メモリ２０ｂの基礎情報記憶部４９に記憶された評価用距離テーブルＴ１と、離間距離テーブルＴ２を用いる。評価用距離テーブルＴ１は、図７（Ａ）に示されるようなものであり、各分割領域Ｂについて求めた評価用距離Ｌｅを適性値演算用の数値Ｒ１に換算するためのものである。なお、このテーブルＴ１において、「すこし離れている」は、投射距離が仕様投射距離の半分以上、仕様投射距離未満のことであり、「たくさん離れている」は、投射距離が仕様投射距離以上のことである。そして、離間距離テーブルＴ２は、図７（Ｂ）に示されるようなものであり、障害物情報記憶部４５に記憶された離間距離Ｇを適性値Ｒに演算用の数値Ｒ２に換算するものためのものである。なお、このテーブルＴ２において、「すこし離れている」は、離間距離Ｇが５ｍｍ以上、２０ｍｍ未満のことであり、「たくさん離れている」は、離間距離が２０ｍｍ以上のことである。

図１５のフローチャートに示されるように、適性値演算部２４では、まず、適性値Ｒを算出する分割領域Ｂを選び、選んだ分割領域Ｂの評価用距離Ｌｅを評価用距離記憶部４４から読み取る（Ｓ０４−１）。そして、読み取った評価用距離Ｌｅを図７（Ａ）に示される評価用距離テーブルＴ１に参照して適性値演算用の数値Ｒ１を求める（Ｓ０４−２）。例えば、評価用距離Ｌｅが仕様投射距離以上であれば、この数値Ｒ１は２点になる。次に、障害物情報記憶部４５から、対応する分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅについての離間距離Ｇを読み取る（Ｓ０４−３）。そして、読み取った離間距離Ｇを図７（Ｂ）に示される離間距離テーブルＴ２に参照して適性値演算用の数値Ｒ２を求める（Ｓ０４−４）。たとえば、離間距離Ｇが１０ｍｍであれば、この数値Ｒ２は３点になる。そして、両数値Ｒ１，Ｒ２を合計して適性値Ｒを求める（Ｓ０４−５）。この例であれば、適性値Ｒは５点になる。そして、求めた適性値Ｒを対応する分割領域Ｂの適性値として、適性値記憶部４６に記憶させる。これを全分割領域Ｂについて行う（Ｓ０４−６）。なお、図８は、全ての分割領域Ｂについて求めた適性値Ｒを各分割領域Ｂの位置に記載して示した具体例である。

候補領域判断部２５は、適性値記憶部４６に記憶されている適性値Ｒに基づいて、全ての分割領域Ｂの中から投射候補領域Ｃを決定するものである。この決定では、分割領域Ｂが投射候補領域Ｃとして適するか否かの判断基準になる基準適性値Ｒｃを用いる。この基準適性値Ｒｃは、メモリ２０ｂの基礎情報記憶部４９に記憶されている。なお、本実施形態における基準適性値Ｒｃは５点である。

候補領域判断部２５では、まず、基礎情報記憶部から基準適性値Ｒｃを読み取る。次に、１つの分割領域Ｂを選び、選んだ分割領域Ｂの適性値Ｒを適性値記憶部４６から読み取る。そして、読み取った適性値Ｒが基準適性値Ｒｃ以上の値であるか否かを判断し、基準適性値Ｒｃ以上であれば、判断対象の分割領域Ｂは投射候補領域Ｃであると決定され、そのことが候補領域記憶部４７に記憶される。他方、適性値Ｒが基準適性値Ｒｃ未満であれば、判断対象の分割領域Ｂは投射候補領域Ｃでないということが候補領域記憶部４７に記憶される。このような処理を全ての分割領域Ｂについて行って、０個以上の投射候補領域Ｃを決定する。例えば、図８に示した例の場合、候補領域記憶部４７には、点数（基準適性値Ｒｃの数値）に丸印が付された複数の分割領域（５点の分割領域）Ｂについて、投射候補領域Ｃとして決定されていることが記憶されることになる。

なお、基準適性値Ｒｃに照らした結果、投射候補領域Ｃが全くないと決定された場合（投射候補領域Ｃが０個の場合）、本実施形態では、全ての分割領域Ｂを投射候補領域Ｃとする。投射候補領域Ｃが全くない場合、映像を投射しないという処理をしてもよいが、それでは映像を全く見ることができない。そこで、このような場合に、任意のまたは適当な１以上の分割領域Ｂを投射領域Ｄとして選択することが考えられる。本実施形態では、最終的に、投射エリアＡ全体が投射領域Ｄとして選択する。このようにすると、投射エリアＡ全体に映像が表示されることとなり、映像を見ることができる。

投射領域判断部２６は、投射候補領域Ｃの中から実際に映像を表示させる投射領域Ｄを選択するものである。ところで、実際に表示される映像は、拡大または縮小されて表示されるとしても、映像を表示できる最大範囲である投射エリアＡの形状とアスペクト比は同じである。そこで、投射領域Ｄの選択方法は種々考えられるが、本実施形態では、次に説明するように、投射エリアＡの形状と相似する相似形のうち投射候補領域Ｃからなる領域に収まる最大の相似形を、投射候補領域Ｃからなるエリアに重ねたときに、この最大の相似形と重なる投射候補領域Ｃを前記投射領域Ｄとして選択している。なお、投射エリアＡの形状は、投射光Ｌの投射範囲の形状として、メモリ２０ｂの基礎情報記憶部４９に記憶されている。

図１６のフローチャートに示されるように、投射領域判断部２６では、まず、投射候補領域Ｃでない分割領域（以下、非投射候補領域）ＵＣがあるか否かを候補領域記憶部４７から読み取る（Ｓ０６−１）。そして、全ての分割領域Ｂが投射候補領域Ｃであれば（Ｓ０６−２）、全投射候補領域Ｃを投射領域Ｄとして選択する（Ｓ０６−３）。他方、非投射候補領域ＵＣがある場合は、次のようにして、映像を表示する範囲の中心になる投射候補領域Ｃを検出する。これについて、図９および図１０を参照しつつ説明する。

まず、全ての非投射候補領域ＵＣについて、各非投射候補領域ＵＣを中心とする図１０（Ａ）に示されるような第１除外領域Ｅ１を求める。そのために、まず、基礎情報記憶部４９から第１除外候補領域Ｅｄ１の初期設定を読み込む（Ｓ０６−４）。第１除外候補領域Ｅｄ１の形状は投射エリアＡの形状と相似形であり、大きさは、投射エリアＡの最外周に位置する分割領域Ｂが非投射候補領域ＵＣであった場合であっても、投射エリアＡの中心を覆うことができる大きさに設定されている。本実施形態では、図９（Ａ）において斜線で示されるものであり、分割領域Ｂ１１を取り囲む２層分の分割領域Ｂの範囲と一致する。

また、第１除外領域Ｅ１を求めるのと合わせて、投射エリアＡの外周縁から所定厚さ内側に広がる図１０（Ｂ）に示されるような枠形状の第２除外領域Ｅ２を求める。そのために、まず、基礎情報記憶部４９から第２除外候補領域Ｅｄ２の初期設定を読み込む（Ｓ０６−４）。初期設定の第２除外候補領域Ｅｄ２の大きさは、本実施形態では、図９（Ｂ）に斜線で示される大きさである。投射エリアＡの外周側２層分の分割領域Ｂの範囲と一致するということができるが、投射エリアＡの全範囲を覆う大きさである。

次に、両除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２を投射エリアＡに重ねて、いずれの領域Ｅｄ１，Ｅｄ２にも含まれない投射候補領域Ｃを検出する（Ｓ０６−５）。そして、そのような投射候補領域Ｃが存在すれば、そのうちの１つを投射範囲の中心になるものとして検出する（Ｓ０６−６）。説明の例では、図９（Ｃ）に示されるように、全分割領域Ｂはいずれかの領域Ｅｄ１，Ｅｄ２に含まれているので、そのような投射候補領域Ｃは存在していない。

この場合、続けて、分割領域Ｂの分割線の交点Ｐｘを対象として、映像を表示する範囲の中心になるものを検出する。より具体的に説明すると、交点Ｐｘのうちでいずれの除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２にも含まれないものを検出する（Ｓ０６−７）。そして、そのような交点Ｐｘが存在すれば、そのうちの１つを投射領域Ｄの中心になるものとして検出する（Ｓ０６−８）。しかし、説明の例ではこのような交点Ｐｘも存在しない。

中心になる投射候補領域Ｃおよび交点Ｐｘを検出できなかった場合は、今の処理で用いた除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２よりも、一段階小さい大きさの除外領域を用意して、これを除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２として読み込む（Ｓ０６−９）。そして、第１除外候補領域Ｅｄ１が１つの分割領域Ｂの大きさでなく（Ｓ０６−１０）、または、第１除外候補領域Ｅｄ１が１つの分割領域Ｂの大きさであっても第２除外候補領域Ｅｄ２の大きさが０でなければ（Ｓ０６−１１）、新たに読み込んだ除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２を用いて、上記処理と同じ処理を行い、中心になる投射候補領域Ｃまたは交点Ｐｘを検出する。このような処理を、中心になる投射候補領域Ｃまたは交点Ｐｘを検出できるまで繰り返す（Ｓ０６−５、７、９〜１１）。

説明の例では、一段階小さい大きさの第１除外候補領域Ｅｄ１として、図１０（Ａ）に斜線で示される領域を用意する。これは、分割領域Ｂ１１を取り囲む１層分の分割領域Ｂの範囲である。なお、小さくする割合は適宜選択できるが、新たに用意した第１除外候補領域Ｅｄ１が投射エリアＡの形状と相似形になるようにする。また、一段階小さい第２除外候補領域Ｅｄ２として、図１０（Ｂ）に斜線で示される領域を用意する。これは、投射エリアＡの外周側１層分の分割領域Ｂの範囲である。小さくする割合は適宜選択できるが、用意した第２除外候補領域Ｅｄ２は、これに取り囲まれる内側の領域の形成が投射エリアＡの形状と相似形になるようにする。

このようにして、必要に応じ、徐々に小さい除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２を用意する。そして、中心になる投射候補領域Ｃまたは交点Ｐｘを検出する前に、第１除外候補領域Ｅｄ１の範囲が投射候補領域Ｃではない分割領域Ｂすなわち非投射候補領域ＵＣのみになり（Ｓ０６−１０）、かつ第２除外候補領域Ｅｄ２の範囲が０になったときは（Ｓ０６−１１）、投射候補領域Ｃのいずれか１つを投射領域Ｄとして選択する（Ｓ０６−１２）。

図１０（Ｃ）に示されるように、一段階小さい除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２を投射エリアＡに重ねると、いずれの除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２にも含まれていない投射候補領域Ｃとして、３つの分割領域Ｂ２３，Ｂ３２，Ｂ３３があるので（Ｓ０６−５）、そのうちの1つを投射範囲の中心になるものとして選択する（Ｓ０６−６）。この例では、分割領域Ｂ３３を選択した。なお、いずれの除外候補領域Ｅｄ１，Ｅｄ２にも含まれていない交点Ｐｘとは、例えば、図１０（Ｃ）に示される交点Ｐｘのことである。本説明の例では、投射範囲の中心になる投射候補領域Ｃを先に検出したので、交点Ｐｘを検出する処理は行わない。

次に、選択した分割領域Ｂ３３が中心に位置しており、投射エリアＡの形状と相似形であり、しかも非投射候補領域ＵＣと重ならないという条件で、最大の大きさの投射領域選択用領域Ｄｄを検出する（Ｓ０６−１３）。本説明の例では、分割領域Ｂ１１を取り囲む分割領域Ｂを何層まで増やすことができるかによって定めることができる。そして、図１１において斜線で示される領域が投射領域選択用領域Ｄｄとして検出される。

そして、この投射領域選択用領域Ｄｄと重なる投射候補領域Ｃを投射領域Ｄとして選択し（Ｓ０６−１４）、選択された分割領域Ｂを投射領域Ｄであるとして投射領域記憶部４８に記憶させる。図１１に示される例では、９つの分割領域Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４，Ｂ３２、Ｂ３３，Ｂ３４，Ｂ４２、Ｂ４３，Ｂ４４が投射領域Ｄとして投射領域記憶部４８に記憶される。このように、本実施形態のプロジェクタ１０では、候補領域判断部２５および投射領域判断部２６の全体が領域選択手段に該当すると考えることができる。

なお、投射範囲の中心になるものとして、投射候補領域Ｃではなく、交点Ｐｘを検出した場合も、同様の手順で投射領域Ｄが選択される。この場合、図１６のフローチャートのステップ「Ｓ０６−１３」に対応するステップでは、検出された交点Ｐｘの中から１つの交点Ｐｘを選択し、選択した交点Ｐｘを取り囲む分割領域Ｂを何層まで増やせるかを検討して、投射領域選択用領域Ｄｄを検出する。そして、ステップ「Ｓ０６−１４」に対応するステップでは、投射領域選択用領域Ｄｄと重なる投射候補領域Ｃを投射領域Ｄに選択して、そのことを投射領域記憶部４８に記憶させる。なお、基本的なフローチャートは、図１６のフローチャートと同様であるので、その説明を省略する。

映像処理部２７は、選択された投射領域Ｄからなる投射範囲に映像が表示されるように、映像の拡大・縮小率を求める映像サイズ制御部２７ａと、投射光Ｌの投射方向Ｘを求める投射方向制御部２７ｂとからなるものである。そして、拡大・縮小率や投射方向Ｘを求めるために、まず投射領域記憶部４８から投射領域Ｄとして選択された分割領域Ｂを読み取る。

映像サイズ制御部２７ａでは、読み取った投射領域Ｄから構成される投射範囲の大きさを求める。そして、求めた投射範囲の大きさと、投射エリアＡの大きさとを比較して、投射する映像の拡大率あるいは縮小率を求め、求めた拡大・縮小率を基礎情報記憶部４９に記憶ささせる。投射エリアＡ内であって映像が投射されない範囲には純黒の映像を表示させるように画像処理を行う。このようにすることで、映像に、その周囲から余分な光が入り込んでくることが防止され、表示した映像がより見やすくなる。なお、本実施例では、ここで求めた拡大率または縮小率は、投射レンズ部１３のズームユニット１５のズーム用モータ１５ｂの制御に用いられる。

投射方向制御部２７ｂでは、読み取った投射領域Ｄから構成される投射範囲の中心位置を求め、求めた中心位置に映像を投射する投射方向Ｘを求める。求めた投射方向Ｘは、光源ユニット１２の光源制御部１２ｂの制御に用いられる。

フォーカス制御部２８は、投射レンズ１４のフォーカスを制御するものである。フォーカス制御部２８では、評価用距離記憶部４４から投射領域Ｄの中心または中心付近に位置する分割領域Ｂの評価用距離Ｌｅを読み取ると共に、基礎情報記憶部４９から拡大・縮小率を読み取る。そして、これらのデータに基づいて、スクリーンＳに表示される映像が鮮明なものとなる投射レンズ１４のポジションを求め、求めたポジションを基礎情報記憶部４９に記憶させる。なお、求めたポジションはフォーカスユニット１６の制御に用いられる。

光量制御部２９は、光源１２ａの光量を調節するものである。光量制御部２９では、まず、投射領域Ｄのうち、実際に映像を表示する投射範囲の最も中心に近い分割領域Ｂの評価用距離Ｌｅを評価用距離記憶部４４から読み取る。そして、この評価用距離Ｌｅに基づいて、スクリーンＳに表示される映像が見やすい明るさになる光量を求め、求めた光量は基礎情報記憶部４９に記憶させる。求めた光量は、光源１２ａの光量の制御に用いられる。なお、基礎情報記憶部４９に記憶されている映像の拡大・縮小率をも考慮して光量を制御してもよい。

このようなプロジェクタ１０でスクリーンＳに映像を投射する場合の動作を、図１２のフローチャートを参照しつつ説明する。

プロジェクタ１０の電源スイッチがオンされると、まず、図１などに示されるセンサユニット１８の各距離センサ１９によって、投射エリアＡ内の各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置を測定する（Ｓ０１）。

各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置を測定すると、図４に示されるコントローラ２０の評価用位置演算部２２で、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅおよび評価用距離Ｌｅを求める（Ｓ０２）。ここでは、各分割領域Ｂの中央Ｂｃに向けて出射した距離検出用の赤外線センサＩｒによって中央Ｂｃの位置（反射点位置）を測定し、測定した位置に基づいて、評価用位置Ｐｅおよび評価用距離Ｌｅを求める。この評価用位置Ｐｅおよび評価用距離Ｌｅは、投射レンズ１４に対する位置および距離として表されるように変換されている。

評価用位置Ｐｅおよび評価用距離Ｌｅを求めると、次に、障害物検出部２３で、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを用いて各分割領域Ｂの障害物Ｗや凹凸を検出する。概略的には、選択した３つの評価用位置Ｐｅが一直線上に位置するか否かの判断を行なうと共に、当該判断の際に求められる基準となる線分から各評価用位置Ｐｅまでの離間距離Ｇを求める（Ｓ０３）。離間距離Ｇを求める手順は、図１４のフローチャートで詳細に説明しているのでここでは詳細な説明を省略する。

全ての評価用位置Ｐｅについて離間距離Ｇを求めると、適性値演算部２４で、離間距離Ｇおよび評価用距離Ｌｅを用いて、各分割領域Ｂの投射面としての適性値Ｒを求める（Ｓ０４）。離間距離Ｇは、対応する分割領域Ｂ内に障害物があるか否かや、対応する分割領域Ｂに凹凸があるか否かを判断する数値として適している。また、評価用距離Ｌｅは、スクリーンＳの位置がプロジェクタ１０にとって適切な範囲内か否かを判断するための数値として適している。したがって、このような数値を用いることで、対応する分割領域Ｂについて、投射面としての適性値Ｒを的確に求めることができる。なお、適性値Ｒを求める手順は、図１５に示されるフローチャートを用いて詳細に説明している。

各分割領域Ｂの適性値Ｒを求めると、次に、候補領域判断部２５によって、適性値Ｒを用いて１６区画ある分割領域Ｂの中から投射候補領域Ｃを決定する（Ｓ０５）。具体的には、各分割領域Ｂの適性値Ｒと基準適性値Ｒｃとを比較し、適性値Ｒが基準適性値Ｒｃ以上である分割領域Ｂを投射候補領域Ｃと決定する。

投射候補領域Ｃを決定すると、投射領域判断部２６で、投射候補領域Ｃに決定された分割領域Ｂの中から、実際に映像を表示する投射領域Ｄを選択する（Ｓ０６）。投射候補領域Ｃは、投射エリアＡのうち投射面として適性を一応有する部分である。ただし、全ての投射候補領域Ｃが映像を表示する投射範囲に含まれるとは限らない。この点、本実施形態のプロジェクタ１０では、投射候補領域Ｃの中から実際に映像を投射する投射領域Ｄを自動的に選択するので、障害物や凹凸がないエリアだけに、迅速かつ確実に映像を表示できる。なお、投射領域Ｄを選択する手順は、図１６に示されるフローチャートを用いて詳細に説明している。

投射領域Ｄを選択すると、映像処理部２７で、選択された投射領域Ｄから構成される投射範囲に表示対象の映像を表示できるように、映像処理を行う（Ｓ０７）。具体的には、映像サイズ制御部２７ａによって、表示する映像を拡大・縮小するなどして変形し、また映像を投射範囲に表示できるように、投射方向制御部２７ｂで、表示する映像の投射方向Ｘを決定する。これにより、選択した投射領域Ｄからなる投射範囲に、適切な大きさの映像を確実に表示できる。

たとえば、図１７（Ｂ）に示されるように、水平に広がるスクリーンＳに向けてその上方に設置されたプロジェクタ１０から映像を投射する場合、投射エリアＡの左上隅にノートパソコンＷｐが置かれている場合を考える。このとき、分割領域Ｂ１１の障害物ＷとしてノートパソコンＷｐを検出すれば、図１１に斜線で示される分割領域Ｂが投射領域Ｄに選ばれることとなり、図１７（Ｂ）に示されるような状態で、映像が表示される。そして、全ての分割領域Ｂが投射領域Ｄとして選択されている場合は、図１７（Ａ）に示されるように、投射エリアＡ全体に映像が表示される。また、投射エリア内に、ノートパソコンＷｐなどの障害物Ｗが複数ある場合は、図１７（Ｃ）に示されるように、投射エリアＡの一部に映像が表示される。

そして、スクリーンＳ上に鮮明な映像が表示されるように、フォーカス制御部２８で投射レンズ１４のフォーカスを調整する（Ｓ０８）。また、スクリーンＳ上に見やすい明るさの映像が表示されるように、光量制御部２９で光源１２ａからの光量を調整する（Ｓ０９）。このような制御を行うことで、スクリーンＳ上の投射範囲に、鮮明で適切な明るさの映像を確実に表示できる。

以上のように、本実施形態のプロジェクタ１０によれば、プロジェクタの投射エリアのうち、障害物Ｗや凹凸がなく投射面としての適正を有する範囲を検出できる。そして、投射面としての適正を有する範囲に向けて投射光Ｌを投射し、この投射範囲に映像を表示できる。障害物Ｗや凹凸がある領域に映像を表示すると、映像が歪んだ状態で表示されたり、映像の途中に段差が生じたりしてしまい、映像を正確に視認できないことがある。この点、本実施形態のプロジェクタ１０によれば、障害物Ｗや凹凸がなく投射面として適した範囲に映像を表示できるので、映像に歪みや段差が生ずるようなことが防止され、見やすい映像を表示できる。

なお、本実施形態のプロジェクタ１０では、検出波として赤外線Ｉｒを用いたが、これに限られるものではなく、たとえばレーザ光や超音波などを用いることができる。

また、上記実施形態のプロジェクタ１０では、各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置に向けて距離センサ１９の距離検出用の赤外線Ｉｒを出射して、対応する分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを求めているが、評価用位置Ｐｅは、分割領域Ｂの中央Ｂｃに関するものでなくてもよい。例えば、対応する分割領域Ｂ内の任意の位置について求めた評価用位置を用いてもよい。そして、上記実施形態では、位置測定箇所は各分割領域Ｂにつき中央Ｂｃの１箇所だけであり、その１箇所に基づいて各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを求めているが、評価用位置Ｐｅを求める方法はこれに限られるものではない。たとえば、各分割領域Ｂの複数個所の位置を測定し、測定した複数箇所の位置に基づいて、対応する分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを求めるようにしてもよいし、測定した複数位置の平均位置を評価用位置として用いるようなことを行ってもよい。

次に、本発明に係るプロジェクタの第２実施形態について説明する。

第２実施形態の説明では、上記実施形態のプロジェクタ１０と異なる構成を中心に説明することとし、共通の構成については同一の符号を付し、その説明を省略することとする。

図１８に示されるように、第２実施形態のプロジェクタ６０は、投射エリアＡの分割領域Ｂまでの距離を測定する手段として、ＣＣＤカメラ６１ａ，６１ｂを備えた撮像ユニット６１を有しており、この点で上記実施形態と異なっている。そして、第２実施形態のプロジェクタ６０は、後述するように、投射エリアＡ内の各分割領域Ｂの色を検出する色検出器６２と、この色検出器６２で検出した色に関するデータを記憶するための色記憶部８１とを備えており、この点で上記実施形態と異なっている（図１９参照）。

また、後述するように、本実施形態では、各分割領域Ｂの投射面としての適性値Ｒを求めるときに、色を考慮するようになっており、各分割領域Ｂの色を検出する色演算部７１を備えている。そして、本実施形態では、適性値Ｒを求める方法が上記実施形態とは異なっており、コントローラ７０は、上記実施形態とは異なる適性値演算部７２を備えている。

図１８および図１９に示されるように、撮像ユニット６１は、右側ＣＣＤカメラ６１ａと、左側ＣＣＤカメラ６１ｂと、撮像範囲の所定位置について位置や距離を演算する撮像点位置演算部６１ｃとを備えている。

右側ＣＣＤカメラ６１ａおよび左側ＣＣＤカメラ６１ｂは、投射レンズ部１３を挟んでその両側に位置するように設置されている。そして、両ＣＣＤカメラ６１ａ，６１ｂは、いずれも、スクリーンＳなどの投射面がプロジェクタ６０の投射適正距離の範囲内に設置されているとき、投射面上の投射エリアＡ全体を撮影できる向きに向けられている。投射適正距離は、通常、プロジェクタの光源の出力等に基づいて、プロジェクタごとに予め定められている。また、両ＣＣＤカメラ６１ａ，６１ｂで撮影された映像は、撮像点位置演算部６１ｃに入力される。

撮像点位置演算部６１ｃは、視差映像に基づいて距離を検出する検出方法を用いて投射エリアＡ内の障害物Ｗや凹凸を検出するものである。この検出方法は、概略的には、異なる視点から被写体を見た場合に得られる複数の視差映像に基づいて視差映像間の視差を検出し、検出した視差に基づいて被写体の凹凸などの奥行きを検出する方法であり、映像処理や映像認識の分野において広く一般に知られた方法である。したがって詳細な説明については省略する。

撮像ユニット６１では、まず、入力された２つの映像を視差映像として用いてマッチングを行い、視差映像間の視差量を検出する。具体的に説明すると、例えば右側ＣＣＤカメラ６１ａで撮影した映像上で、投射エリアＡ内の各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置に対応する一方の特定点を求め、左側ＣＣＤカメラ６１ｂで撮影した映像上で、一方の特定点に対応する他方の特定点を求める。このようにして相互に対応する両特定点を求めると、各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置について、視差映像上の移動距離すなわち視差量を求める。

そして、求めた視差量に基づき、三角測量の原理を利用して、各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置を求めると共に、各分割領域Ｂの中央Ｂｃ（図３（Ａ）参照）と右側ＣＣＤカメラ６１ａ（および／または左側ＣＣＤカメラ６２ａ）との間の距離を求める。求められた位置および距離は、コントローラ７０を介して、後述するメモリ７０ｂの中央位置記憶部４２に記憶される。

撮像ユニット６１は、各分割領域Ｂの色を検出する色検出器６２の一部を構成する。

色検出器６２は、プロジェクタ６０の光源１２ａと、投射エリアＡを撮影するための右側ＣＣＤカメラ６１ａと、演算処理部７０ａに備わる色演算部７１とからなるものである。

光源１２ａは、投射エリアＡ内に向けて白色光を投射する手段として用いられる。そして、右側ＣＣＤカメラ６１ａは、白色光が投射された状態の各分割領域Ｂを撮影し、撮影した映像を色演算部７１に入力する。なお、色検出器６２を構成するＣＣＤカメラとして左側ＣＣＤカメラ６１ｂを用いてもよいし両ＣＣＤカメラ６１ａ，６１ｂを用いてもよい。

また、色演算部７１は、右側ＣＣＤカメラ６１ａが出力する映像についての信号に基づいて各分割領域Ｂの色を求める。色には、明度、色相および彩度という三属性があり、この色演算部７１では、これらのうちの明度Ｍと色相Ｎとを求める。そして、各分割領域Ｂについて求められた明度Ｍおよび色相Ｎは、メモリ７０ｂの色記憶部８１に記憶される。ＣＣＤカメラとしては種々のものを用いることができるが、本実施形態では、ＲＧＢ信号を出力するものを用いた。したがって、色演算部７１では、出力されたＲＧＢ信号に基づいて、明度Ｍおよび色相Ｎを求めている。明度Ｍや色相Ｎを求める方法としては、たとえばＲＧＢ参照テーブルを用いる方法など映像機器の分野では様々な周知の方法が存在するので、ここでは、その説明を省略する。なお、ここでは、明度Ｍを１００（純白）から０（純黒）の間の数値で特定し、色相Ｎの色彩の度合いを１００（無彩色）から０（いずれかの三原色そのものの色）の間の数値で特定した。そして、各分割領域Ｂについて求めた明度Ｍおよび色相Ｎをメモリ７０ｂの色記憶部８１に記憶させるようにした。

なお、本実施形態は、色演算部７１がコントローラ７０に備えられた構成であるが、このような構成に限られない。例えば、色（相）信号および輝度信号を出力するＣＣＤカメラなどの撮像手段を用いる場合であれば、コントローラ７０の色演算部７１は、簡易的に、色信号の強度により色相を求め輝度信号の強度で明度を求めてもよい。

適性値演算部７２は、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅについて求めた離間距離Ｇ、明度Ｍおよび色相Ｎに基づいて、各分割領域Ｂの適性値Ｒを求めるものである。

図２３のフローチャートに示されるように、適性値Ｒを求めるときは、対応する分割領域Ｂの離間距離Ｇを障害物情報記憶部４５から読み取る（Ｓ１５−１）。そして、離間距離テーブルＴ２（図７（Ｂ）参照）を基礎情報記憶部４９から読み取り、読み取った離間距離Ｇを離間距離テーブルＴ２に参照して、適性値算出用の数値Ｒ２を求める（Ｓ１５−１）。また、各分割領域Ｂの明度Ｍおよび色相Ｎを色記憶部８１から読み取る（Ｓ１５−３）。基礎情報記憶部４９には、図２０に示されるような色テーブルＴ３が記憶されており、適性値演算部７２は、この色テーブルＴ３を読み取る。そして、読み取っていた明度Ｍおよび色相Ｎの各数値を掛け合わせて１００で割った値をテーブルＴ３に参照して適性値演算用の数値Ｒ３を求める（Ｓ１５−４）。そして、両数値Ｒ２，Ｒ３を合計して選んだ分割領域Ｂの適性値Ｒを求める（Ｓ１５−５）。例えば、「たくさん離れている」が白色の面であるある場合、Ｒ２は２点であり、Ｒ３は５点であるので、適性値Ｒは７点になる。そして、求めた適性値Ｒを適性値記憶部４６に記憶させる。このような処理を、全ての分割領域Ｂについて行う（Ｓ１５−６）。なお、図２１は、全ての分割領域Ｂについて求めた適性値Ｒを各分割領域Ｂのところに記載して示したものの具体例である。

このような異なる構成を有する第２実施形態のプロジェクタ６０でスクリーンＳに映像を投射する場合の動作を、図２２のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図１２と共通の処理については、説明を省略している。

プロジェクタ１０の電源スイッチがオンされると、撮像ユニット６１の両ＣＣＤカメラ６１ａ，６１ｂによって投射エリアＡを撮影し、撮影した映像に基づいて各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置を測定する（Ｓ１１）。測定された中央Ｂｃの位置と、当該位置までの距離は、中央位置記憶部４２に記憶される。

次に、図１９に示されるコントローラ７０の評価用位置演算部２２において、中央位置記憶部４２に記憶された位置を、投射レンズ１４に対する位置で表される位置に変換し、変換により求めた位置を対応する分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅとして（Ｓ１２）、評価用位置記憶部４３に記憶させる。なお、同時に評価用距離Ｌｅを求めて適当な記憶部に記憶させてもよい。

評価用位置Ｐｅを求めると、次に、障害物検出部２３で、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅについて、基準となる線分からの離間距離Ｇを求める（Ｓ１３）。離間距離Ｇは、対応する分割領域Ｂ内に障害物Ｗがあるか否か、また、対応する分割領域Ｂに凹凸があるか否かを判断する数値として適している。なお、離間距離Ｇを求める手順は、先の実施形態の説明で用いた図１４に示されるフローチャートを用いて詳細に説明している。したがって、ここでは詳細な説明を省略する。

また、色演算部７１で、各分割領域Ｂの明度Ｍおよび色相Ｎを求める（Ｓ１４）。明度Ｍおよび色相Ｎは、スクリーンＳ表面が投射面として適しているか否かを判断する数値として適している。

評価用位置Ｐｅの離間距離Ｇ、明度Ｍおよび色相Ｎを求めると、適性値演算部２４で、まず、離間距離Ｇに基づいて適性値演算用の数値Ｒ２を求め、明度Ｍおよび色相Ｎに基づいて適性値演算用の数値Ｒ３を求める（Ｓ１５）。そして、これらの数値Ｒ２，Ｒ３に基づいて、各分割領域Ｂの投射面としての適性値Ｒを求める。なお、適性値Ｒを求める手順は、図２３のフローチャートを用いて説明したので、説明を省略する。

各分割領域Ｂの適性値Ｒを求めると、次に、候補領域判断部２５で、適性値Ｒを用いて、１６区画ある分割領域Ｂの中から投射候補領域Ｃを決定する（Ｓ１６）。次に、投射領域判断部２６で、投射候補領域Ｃに決定された分割領域Ｂの中から、実際に映像を表示する投射領域Ｄを選択する（Ｓ１７）。そして、映像処理部２７で、選択された投射領域Ｄからなる投射範囲に映像を表示できるように映像処理を行う（Ｓ１８）。そして、スクリーンＳ上に鮮明な映像が表示されるように、フォーカス制御部２８で投射レンズ１４のフォーカスを調整し（Ｓ１９）、スクリーンＳ上に見やすい明るさの映像が表示されるように、光量制御部２９で光源１２ａからの光量を調整する（Ｓ２０）。

このようにすることで、障害物Ｗや凹凸がなく投射面として適した領域に、歪みや段差のない見やすい映像を表示できる。各分割領域Ｂの適性値Ｒに基づいて、投射候補領域Ｃを決定した後、光量を調整するまでの処理（Ｓ１６〜Ｓ２０）は、第１実施形態のプロジェクタ１０における処理と同じであるので、ここではその説明を省略する。

なお、上記第２実施形態のプロジェクタ６０では、撮像点位置演算部６１ｃは撮像ユニットに備えられているが、例えば、コントローラ７０に備えられていてもよい。そして、上記第２実施形態のプロジェクタ６０では、視差量を求める方法として、いわゆるマッチング処理法を用いているが、この方法に限られず、たとえば対応点決定処理を必要としないハフ変換処理法など、種々の方法を用いることができる。

また、以下の点については、上記２つの実施形態のプロジェクタ１０，６０のいずれにも適用することができる。

たとえば、上記実施形態では、投射エリアＡの形状（図２、３参照）および分割領域Ｂの形状は横長の長方形であったが、このような形状に限られるものではなく、円形をはじめとする種々の形状を採用することができる。ただし、分割領域Ｂの形状については、投射エリアＡの有効利用の観点から、投射エリアＡの形状と相似形が好ましく、四角形特に長方形や正方形が好ましい。複数の分割領域Ｂの数は１６区画であったが、その数に上限はなく必要に応じて適宜決定することができる。

そして、上記実施形態では、位置を測定した箇所の数は各分割領域Ｂにつき中央Ｂｃの１箇所だけであり、その１箇所に基づいて各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅを求めているが、評価用位置Ｐｅを求める方法はこれに限られるものではない。たとえば、各分割領域Ｂの複数個所の位置を測定し、測定した複数箇所の位置に基づいて、対応する分割領域Ｂの評価用位置を求めるようにしてもよいし、測定した複数位置の平均位置を評価用位置Ｐｅとして用いるようなことを行ってもよい。

第１実施形態では、分割領域Ｂの数と同数の距離センサ１９を設け、各距離センサ１９で対応する分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置（反射点位置）を測定しているが、このような構成に限られず、例えば、スキャニングによって多数の位置について距離測定できる距離センサを設け、これにより各分割領域Ｂの中央Ｂｃの位置までの距離を測定するようにしてもよい。また、第２実施形態の場合は、視差量を求める位置の数を複数にしてもよい。そして、評価用位置Ｐｅは、投射レンズ１４の位置を基準位置とする位置として表されるものであるが、基準位置は投射レンズ１４の位置に限られず、例えば、光源１２ａの位置など種々の位置を用いることができる。

また、上記実施形態の障害物検出部２３では、先に説明したように、全ての線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２が第１基準線Ｖと平行でないとき、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３について離間距離Ｇは測定不能であると判断している（図１４、Ｓ０３−３−９参照）。そして、測定不能の場合、図７（Ｂ）の離間距離テーブルＴ２に示されるように、適性値Ｒを算出するための数値Ｒ１は「１」と低くなっており、障害物Ｗや凹凸が存在する場合と同様に扱われている。例えば、スクリーンＳ全体の向きが投射方向Ｘと直交する状態になるようにスクリーンＳを設置した後、障害物検出部２３で障害物Ｗや凹凸を検出する装置では、測定不能であれば、選択した３つの分割領域Ｂの全てに障害物Ｗや凹凸が存在している可能性が高い。したがって、測定不能である場合と障害物Ｗや凹凸が存在する場合とを同様に扱うことができる。しかし、スクリーンＳの設置状態を検出することなく障害物Ｗや凹凸を検出する場合は、スクリーンＳ全体が投射方向Ｘに対して傾いた状態である場合があることを考慮する必要がある。つまり、スクリーンＳ全体が投射方向Ｘに対して傾いている場合、仮に全ての線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２が第１基準線Ｖと平行でない場合であっても、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３だけに着目すると一直線上に位置しているという場合があり得る。

したがって、スクリーンＳの設置状態を検出することなく障害物検出部２３で障害物Ｗや凹凸の有無を検出するときは、図２４のフローチャートに示されるように、３つの評価用位置Ｐｅ１，Ｐｅ２，Ｐｅ３を選んで３本の線分ＦＬ，ＦＳ１，ＦＳ２の延在方向を特定する処理（Ｓ０３−４−１）を行う前に、まず、スクリーンＳ全体の向きが投射方向Ｘに対して直交しているか否かを判断するスクリーン状態判断処理を行う（Ｓ０３−４−Ａ）。判断方法としては、種々の方法が考えられるが、例えば、投射エリアＡの四隅の分割領域Ｂ１１，Ｂ１４，Ｂ４１，Ｂ４４の評価用位置Ｐｅに基づいてスクリーンＳ全体の向きを求める方法などを挙げることができる。

判断の結果、スクリーンＳ全体が投射方向Ｘと直交していれば、先に説明したようにして、３つの評価用位置Ｐｅが一直線上に位置するか否か判断する（Ｓ０３−４−１以降）。他方、スクリーンＳ全体が投射方向Ｘに対して直交していなければ、スクリーンＳ全体が投射方向Ｘに対して直交するように修正し（Ｓ０３−４−Ｂ）、再びスクリーンＳの状態を判断する（Ｓ０３−４−Ａ）。修正方法は、自動的であってもよいし、プロジェクタ設置作業の一環として設置者が行うようにしてもよい。このような修正を必要に応じて行うようになっていれば、スクリーンＳの設置状態を問わないプロジェクタにおいても、上記障害物検出部２３を用いることができる。

また、上記実施形態では、障害物ＷとスクリーンＳ上の凹凸の両方を同一の基準で検出しているが、それぞれ異なるものとして検出してもよい。障害物Ｗと凹凸は、適切な映像表示を妨げるものであるという点で共通しているが、映像に与える影響は異なる。したがって、適性値Ｒを求めるときに、それぞれ別の基準を用いることが考えられる。それぞれ異なるものとして検出する方法としては種々の方法が考えられるが、例えば、上記実施形態において、各分割領域Ｂの評価用位置Ｐｅについて求めた離間距離Ｇが２０ｍｍ以上のときは障害物を検出したと判断し、２０ｍｍ未満のときはスクリーンＳ上の凹凸を検出したと判断することが考えられる。また、このように、それぞれ異なるものとして検出すれば、重み付けをする場合にも、より適切な重み付けを行うことができるという利点がある。

上記実施形態では、求めた適性値演算用の数値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３をそのまま合計して適性値Ｒを求めているが、各適性の重要度に応じた重み付けを加えた数値を用いて適性値Ｒを求めるようにしてもよい。例えば、離間距離Ｇに基づいて求められる適性値演算用の数値Ｒ２に重み付けをするのであれば、求めた数値Ｒ２に重み係数を乗じた値を、実際に用いる適性値演算用の数値Ｒ２とする。これにより、より実用的な適性値を求めることができ、投射候補領域Ｃをより実用的な基準で決定することができる。

各分割領域Ｂの投射面としての適性値Ｒを求める方法であるが、上記２つの実施形態のプロジェクタ１０，６０で用いた方法に限られず、評価用距離Ｌｅに基づいて求めた適性値演算用の数値Ｒ１と、離間距離Ｇに基づいて求めた適性値演算用の数値Ｒ２と、明度に基づいて求めた適性値演算用の数値Ｒ３とに基づいて求める方法でもよい。この場合、３数値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を求めるためのテーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３と、当該方法に対応した基準適性値Ｒｃを用意する。

上記実施形態では、投射候補領域Ｃから投射領域Ｄを選択するとき、実際に映像を表示する投射範囲ができるだけ広くなるように投射領域Ｄを選択したが、これ以外の選択基準を用いてもよい。たとえば、投射範囲ができるだけ投射エリアＡの中心を含む範囲になるように、そして、中心を含まない場合でもできるだけ中心寄りになるように投射領域Ｄを選択するという選択基準を用いてもよい。広い投射範囲を確保できれば、より大きい映像を表示することで、より見やすい映像を表示できる。他方、投射範囲の位置ができるだけ投射エリアＡの中央寄りになるように投射領域Ｄを選択するという選択基準を用いれば、投射レンズ部１３の光学系の中心部を使って、映像を含む投射光Ｌを投射できる。光学系では、一般に中心部分ほど光学性能が優れているところ、光学系の中心部を遣って映像を含む投射光Ｌを投射できれば、より見やすい映像を表示できる。いずれの選択基準を採用してもよいし、両選択基準を採用しても良い。両選択基準を採用する場合、いずれの選択基準を優先させてもよい。

投射範囲ができるだけ投射エリアＡの中心に位置するように投射領域Ｄを選択する方法としては、例えば次のような方法を挙げることができる。全ての分割領域Ｂが投射候補領域Ｃである場合は投射エリアＡ全体に映像を表示させればよいので、この方法は、投射候補領域Ｃでない分割領域Ｂが存在するときに用いられる。まず、投射候補領域Ｃのうちから投射エリアＡの最も中心寄りに位置する投射候補領域Ｃを検出する。そして、この投射候補領域Ｃを含んでおり、投射エリアＡの形状と相似形であり、しかも非投射候補領域ＵＣと重ならないという条件で、最も大きいサイズの投射領域選択用領域Ｄｄを検出する。そして、この投射領域選択用領域Ｄｄと重なる投射候補領域Ｃを投射領域Ｄとして選択すればよい。

投射領域Ｄによって定められた投射範囲に映像が投射されるように投射光Ｌの投射方向を制御する方法としては、上記投射方向制御部２７ｂを用いて行う方法に限られず、種々の方法を用いることができる。例えば、光源１２ａおよび投射レンズ部１３を含むプロジェクタ１０の投射レンズ部１３の光学系を、投射方向Ｘを変更可能な状態でプロジェクタ本体１１に設置すると共に、投射レンズ部１３を移動させるアクチュエータなどの駆動手段を設置し、必要に応じアクチュエータなどの駆動手段を作動させて投射方向を変更するようにしてもよい。

上記実施形態のプロジェクタ１０，６０は、可搬タイプであり、垂直に広がったスクリーンＳなどの投射面に映像を表示させるものであるが、据付タイプのプロジェクタなど、可搬タイプ以外のタイプのプロジェクタであってもよい。

たとえば、図２５に示されるように、机上Ｔａに設置されて用いられるものであり、机上Ｔａに水平に広がるスクリーンＳに映像を表示するタイプのプロジェクタ９０にも適用できる。また、このタイプのプロジェクタ９０では、図２５に示されるように、必要に応じて、スクリーンＳが広がる方向と平行である方向に赤外線Ｉｒなどの検出波を出射するセンサ９１を設置してスクリーンＳ上の障害物Ｗを検出するようにしてもよい。

図２６（Ａ）に示されるように、机上Ｔａに設置するタイプのプロジェクタ９０では、机上Ｔａ上のスクリーンＳに向けて光を投射する光源１２ａおよび投射レンズ１４を備えたプロジェクタ本体１１を台座９２に対して垂直軸Ｖａを回転軸として回転できるように取り付けたり、水平軸Ｈａを回転軸として回転できるように取り付けたりしてもよい。このように取り付けておけば、プロジェクタ９０を机上Ｔａに設置した後、プロジェクタ本体１１を垂直軸Ｖａや水平軸Ｈａを回転軸として回転させることで、よりよい投射面を容易に選択することができる。

図２６（Ｂ）に示されるように、プロジェクタ本体１１を台座９２に対して上下動可能に取り付けてもよい。このように取り付けておけば、プロジェクタ９０を机上Ｔａに設置した後、プロジェクタ本体１１を上下動させることでスクリーンＳに投射される映像の範囲の大きさを容易に調整することができる。

図２７に示されるように、天井から下方に延びる支持部材９５によって吊り下げられた状態で設置されるタイプのプロジェクタ９６があり、プロジェクタとしては、このタイプのものでもよい。図２７のプロジェクタ９６は、障害物Ｗや凹凸を検出ための手段として、下端用距離センサ９６ａと、中段用距離センサ９６ｂと、上端用距離センサ９６ｃとを備えるものである。そして、図２７に示されるように、スクリーンＳ上の映像を、投射光Ｌを投射した側から見るタイプのスクリーンＳに映像を投射するプロジェクタであってもよいし、スクリーンＳ上の映像を、投射光Ｌを投射した側とは反対側から見るタイプのスクリーンＳに映像を投射するプロジェクタでもよい。

本発明に係る第１実施形態の映像表示装置を示す斜視図である。 図１に示される映像表示装置の投射エリアを示す斜視図である。 （Ａ）は、投射エリアの形状および分割領域を示す正面図であり、（Ｂ）は、分割領域の中央位置および反射点について説明する説明図である。 図１に示される映像表示装置のコントローラの機能を説明する説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は、コントローラの演算処理部の障害物検出部の処理を説明するための説明図である。 コントローラの演算処理部の障害物検出部の処理を説明するための説明図である。 （Ａ）は、適性値を求めるときに用いられる評価用距離テーブルを示す表であり、（Ｂ）は離間距離テーブルを示す表である。 第１実施形態について、各分割領域について求めた適性値の一例を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、投射領域判断部の処理を説明するための説明図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、投射領域判断部の処理を説明するための説明図である。 投射領域判断部の処理を説明するための説明図である。 第１実施形態の映像表示装置の動作を示すフローチャート図である。 障害物検出部の処理を示すフローチャート図である。 障害物検出部の処理のうちの一直線上に位置するか否かの処理を示すフローチャート図である。 適性値演算部の処理を示すフローチャート図である。 投射領域判断部の処理を示すフローチャート図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、具体的に表示した状態を説明するための説明図である。 本発明に係る第２実施形態の映像表示装置の概略を示す平面図である。 図１８に示される映像表示装置のコントローラの機能を説明する説明図である。 適性値を求めるときに用いられる明度テーブルを示す表である。 第２実施形態について、各分割領域について求めた適性値の一例を示す説明図である。 第２実施形態の映像表示装置の動作を示すフローチャート図である。 適性値演算部の処理を示すフローチャート図である。 障害物検出部の処理のうちの一直線上に位置するか否かの処理を示すフローチャート図である。 他の実施形態の映像表示装置を示す側面図である。 さらに他の実施形態の映像表示装置を示す側面図である。 さらに他の実施形態の映像表示装置を示す側面図である。

符号の説明

１０ プロジェクタ
１２ 光源ユニット
１１ プロジェクタ本体
１４ 投射レンズ
１７ 光量調節器
１８ センサユニット
１９ 距離センサ
２０ コントローラ
２０ａ 演算処理部
２０ｂ メモリ
２２ 評価用位置演算部
２３ 障害物検出部
２４ 適性値演算部（適性値検出手段）
２５ 候補領域判断部（領域選択手段）
２６ 投射領域判断部（領域選択手段）
２７ 映像処理部（投射制御手段）
６１撮像ユニット
６１ａ，６１ｂ ＣＣＤカメラ
６１ｃ 撮像点位置演算部
６２ 色検出器
７０ コントローラ
７０ａ 演算処理部
７０ｂ メモリ
７１ 色演算部
７２ 適性値演算部
Ａ 投射エリア
Ｂ 分割領域
Ｃ 投射候補領域
Ｄ 投射領域
Ｌ 投射光
Ｍ 明度Ｍ
Ｐｅ 評価用位置
Ｒ 適性値
Ｓ スクリーン
Ｘ 投射方向
Ｗ 障害物

Claims (10)

1. 投射エリア内の投射面に光を投射して映像を表示する映像表示装置であって、
   前記投射エリアを３つ以上の分割領域の集合とし、各分割領域における投射面としての適性値を検出する適性値検出手段と、
   前記適性値に基づいて、前記３つ以上の分割領域の中から１以上の分割領域を、投射領域として選択する領域選択手段と、
   前記投射面に表示する映像が選択した１以上の投射領域内に収まるように前記投射光を制御する投射制御手段と、を有し、
   前記適性値検出手段は、前記各分割領域に向けて出射された電磁波または超音波の反射波に基づいて、少なくとも前記電磁波または超音波の反射点の位置を検出し、同反射点の位置に基づいて、対応する分割領域の適性値を検出するものであり、
   前記分割領域内にある１つ以上の反射点の位置に基づいて定められる位置を、対応する分割領域の評価用位置とすると共に３つ以上の分割領域を選択し、選択した３つ以上の分割領域の前記評価用位置が一平面上にある場合には、選択した前記３つ以上の分割領域について、前記投射候補領域として決定される適性値を検出することを特徴とする映像表示装置。
2. 前記適性値検出手段は、前記評価用位置として、前記分割領域内の１つの反射点の位置を用いるものであると共に、前記評価用位置に用いられる反射点に入射する前記電磁波または超音波の出射方向が同一平面上である分割領域の中から前記３つ以上の分割領域を選択するものであり、
   選択した３つ以上の分割領域の前記評価用位置に用いられる反射点の位置が一直線上にある場合には、選択した前記３つ以上の分割領域について、前記投射候補領域として決定される適性値を検出する請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記電磁波は、赤外線であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記電磁波は、可視光であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示装置。
5. 前記適性値検出手段は、少なくとも前記各分割領域に向けて投射した前記可視光としての白色光の反射光に基づいて対応する分割領域の色を検出するものであり、
   前記色に基づいて対応する分割領域の前記適性値を検出する請求項４に記載の映像表示装置。
6. 前記適性値検出手段は、少なくとも前記各分割領域に向けて投射した前記可視光としての白色光の反射光に基づいて対応する分割領域の輝度を検出するものであり、
   前記輝度に基づいて対応する分割領域の前記適性値を検出する請求項４に記載の映像表示装置。
7. 前記領域選択手段は、前記適性値に基づいて、前記複数の分割領域の中から１以上の分割領域を投射候補領域として決定し、前記投射候補領域の前記投射エリア内における位置および／または配置に基づいて、前記投射候補領域の中から１以上の投射候補領域を前記投射領域として選択する請求項１〜６いずれか１項に記載の映像表示装置。
8. 前記領域選択手段は、前記投射候補領域の一つとして前記投射エリアの中央位置を含む分割領域が含まれている場合には、前記中央位置を含む分割領域を前記投射領域の１つとして選択する請求項７に記載の映像表示装置。
9. 前記領域選択手段は、前記投射光の投射範囲の形状と相似する相似形のうち前記１以上の投射候補領域内に収まる最大のものを前記１以上の投射候補領域に重ねた場合に、前記相似形と重なる１以上の投射候補領域を前記投射領域として選択する請求項７または請求項８に記載の映像表示装置。
10. 机上に配置する台座と、
    机上に向けて光を投射する光源および投射レンズを備えるとともに、前記台座に対して垂直軸または水平軸を回転軸として回転可能、又は、台座に対して上下動可能に取り付けたプロジェクタ本体と、を備えることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の映像表示装置。

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