JP7177936B2

JP7177936B2 - 投射型映像表示装置

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Publication number: JP7177936B2
Application number: JP2021530398A
Authority: JP
Inventors: 周平小林; 拓也清水
Original assignee: Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: US20220308312A1; WO2021005711A1; JPWO2021005711A1; CN114424118A

Description

本発明は、撮像機能を備えた投射型映像表示装置に関する。

撮像機能を備えた投射型映像表示装置の背景技術として特許文献１がある。特許文献１では、モニタカメラによりプロジェクタから投射したスクリーン上のテストパターンを撮像して、そのデータを解析し、解析結果によりプロジェクタのフォーカス調整の外にも、スクリーン枠までのズーミング調整、及び台形歪調整を自動的に行う点が開示されている。

特開２０００－２４１８７４号公報

特許文献１では、カメラによりプロジェクタのフォーカス調整以外の調整を自動的に行うことができる。しかしながら、プロジェクタには、投射レンズの焦点距離によって、長焦点、中焦点、超短焦点等のタイプがあり、投射距離の異なるプロジェクタに対して、最適なカメラの撮像レンズを交換するという点について考慮されていなかった。

本発明は、投射レンズの焦点距離に応じて撮像レンズを交換できる投射型映像表示装置を提供すること目的とする。

本発明は、上記背景技術及び課題に鑑み、その一例を挙げるならば、投射型映像表示装置であって、光源と、光源からの光を表示素子に導く照明光学系と、表示素子を透過または反射した光を投射する投射レンズを装着可能であり、複数の交換式の投射レンズのうち１つの交換式の投射レンズを選択的に投射型映像表示装置に装着可能な投射レンズ装着部と、複数の交換式の撮像レンズのうち１つの撮像レンズを選択的に投射型映像表示装置に装着可能な撮像レンズ装着部とを備える構成とする。

本発明によれば、投射レンズの焦点距離に応じて撮像レンズを交換できる投射型映像表示装置を提供できる。

実施例１における投射型映像表示装置の構成ブロック図である。実施例１における投射型映像表示装置の別の変形例の構成ブロック図である。実施例１における投射型映像表示装置のさらに別の変形例の構成ブロック図である。実施例１における投射型映像表示装置のさらに別の変形例の構成ブロック図である。実施例１における投射型映像表示装置の動作の一例を説明する図である。実施例１における投射型映像表示装置の動作の別の一例を説明する図である。実施例１における投射型映像表示装置の動作のさらに別の一例を説明する図である。実施例１における投射型映像表示装置の投射レンズと撮像レンズの組み合わせについて説明する図である。実施例１における投射型映像表示装置の撮像レンズ（またはカメラユニット）と投射レンズの着脱の説明図である。実施例１における投射型映像表示装置の撮像レンズ（またはカメラユニット）と投射レンズの着脱の他の例の説明図である。実施例１における、撮像レンズ（またはカメラユニット）の交換後の識別方法を説明する図である。実施例１における、撮像レンズ（またはカメラユニット）の交換後の識別方法の別の一例を説明する図である。実施例１における、撮像レンズ（またはカメラユニット）の交換後の識別方法のさらに別の一例を説明する図である。実施例１における、投射レンズと撮像レンズの組み合わせを説明する図である。実施例１における、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体のレンズユニットとして着脱可能とする構成の説明図である。実施例１における、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体のレンズユニットとして着脱可能とする構成の他の例の説明図である。実施例２における、投射レンズによるレンズシフト機能の動作原理の説明図である。実施例２における、撮像範囲がレンズシフト機能による全ての投射範囲を含む構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合の、図１１Ａを広角側端とした場合の望遠側端の使用状態を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合に、撮像レンズもズームレンズとして投射レンズのズームに合わせて撮像レンズもズームを調整する構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズと撮像レンズを連動してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合の、投射レンズと撮像レンズを連動してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合に、撮像レンズもズームレンズとして投射レンズと撮像レンズを連動してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズと撮像レンズを連動するとともにシフト量を変倍してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合の、投射レンズと撮像レンズを連動するとともにシフト量を変倍してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合に、撮像レンズもズームレンズとして投射レンズと撮像レンズを連動するとともにシフト量を変倍してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズの光軸位置のシフトと撮像カメラの光軸の角度の変換とが連動してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合の、投射レンズの光軸位置のシフトと撮像カメラの光軸の角度の変換とが連動してレンズシフトを行う構成を説明する図である。実施例２における、投射レンズがズームレンズである場合に、撮像レンズもズームレンズとして投射レンズの光軸位置のシフトと撮像カメラの光軸の角度の変換とが連動してレンズシフトを行う構成を説明する図である。

以下、本発明に係る実施例について、図面を参照して説明する。

図１Ａは、本実施例における投射型映像表示装置の構成ブロック図である。図１Ａにおいて、投射型映像表示装置１００は、投射光学系（投射レンズ）１０１、表示素子１０２、表示素子駆動部１０３、照明光学系１０４、光源１０５、電源１０６、操作入力部１０７、不揮発性メモリ１０８、メモリ１０９、および制御部１１０を備える。さらに、投射型映像表示装置１００は、撮像レンズ１９１、撮像センサ１９２、撮像レンズ識別部１９３、投射レンズ識別部１９４、冷却部１１５、通信部１３１、映像信号入力部１３２、音声信号入力部１３３、映像信号出力部１３４、音声信号出力部１３５、スピーカ１４０、画像調整部１６０、ストレージ部１７０および姿勢センサ１８０などを備える。

光源１０５は、映像投射用の光を発生するもので、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ光源、レーザ光源またはこれらの組み合わせなどを用いる。電源１０６は、外部から入力されるＡＣ電流をＤＣ電流に変換して、光源１０５に電力を供給する。さらに電源１０６は、その他各部にそれぞれ必要なＤＣ電流を供給する。照明光学系１０４は、光源１０５で発生した光を集光し、より均一化して表示素子１０２に照射する。冷却部１１５は、光源１０５、電源１０６または表示素子１０２など、高温状態になる各部位を空冷方式や液冷方式で必要に応じて冷却する。

表示素子１０２は、照明光学系１０４からの光を透過または反射し、その際に光を変調して映像を生成する素子で、例えば、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device：登録商標）パネルなどを用いる。表示素子駆動部１０３は、表示素子１０２に対して映像信号に応じた駆動信号を送る。

投射光学系１０１は、映像を表示面（スクリーン）２００へ投射する拡大投射光学系で、レンズおよび／またはミラーを含む。

ここで、表示素子駆動部１０３が参照する映像信号は、映像信号入力部１３２を介して外部から入力される入力映像信号でもよく、当該入力映像信号に対して画像調整部１６０が画像調整を行った映像信号でもよく、これらの映像信号に不揮発性メモリ１０８やストレージ部１７０に格納された画像を用いて制御部１１０が生成するＯＳＤ画像信号を重畳した信号を参照してもよい。表示素子駆動部１０３がこれらの入力映像信号を参照して生成した駆動信号に応じて、表示素子１０２が光を変調して生成される光学像が投射光学系１０１により表示映像として表示面２００へ投射される。

姿勢センサ１８０は、重力センサまたはジャイロセンサ等により構成され、投射型映像表示装置１００の設置姿勢を検出する。制御部１１０が、検出した設置姿勢に関する情報を用いることができる。具体的には、制御部１１０が、検出した設置姿勢に関する情報を用いて、表示素子１０２に表示する映像の方向を回転し、自動的に設置状態と違和感のない表示方向とする制御を行ってもよい。また、制御部１１０が、検出した設置姿勢に関する情報を用いて冷却部１１５を制御し、検出した設置姿勢に適するように、冷却の局所的な強度などの制御や、冷却エラー検知の閾値の変更制御などを行ってもよい。

撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２は、いわゆるカメラ（撮像カメラ）を構成し、カメラユニットとしても構成される。撮像センサ１９２は可視光用センサでもよく、赤外線用センサでもよい。用途により適宜選択すればよい。撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２が構成するカメラを用いて、投射映像または投射映像を含む映像投射領域を撮像する。カメラは、赤外線を主な検出波長とする赤外線カメラとして構成してもよい。赤外線カメラとして構成する場合は、ポインタ装置によりポインティング位置が赤外線を発光または反射により光学的に指定され、赤外線カメラが当該赤外線の発光または反射を含む表示面２００を撮像する。制御部１１０が実行するプログラムにより、当該撮像結果に基づいてポインティング位置を検出する。検出したポインティング位置に基づいて映像やＧＵＩを変化させる制御を行うことにより、各種インタラクティブ機能を実現できる。

また、赤外線カメラの撮像映像に基づいて、制御部１１０が実行するプログラムにより、表示面２００の前に立つ人物の検出等を行って、投射映像の光出力を下げるなどの防眩制御等に用いてもよい。

また、撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２とを含むカメラは、可視光カメラとして構成してもよい。この場合は、表示面２００周辺の映像を記録または外部に出力するために撮像する処理に用いてもよい。

また、撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２とを含むカメラにより投射映像を撮像し、当該撮像映像に基づいて投射レンズのオートフォーカス機能を実現してもよい。当該オートフォーカス機能については後述する。

また、撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２とを含むカメラにより複数の投射型映像表示装置の複数の投射映像を撮像し、当該撮像映像に基づいて当該複数の投射映像の自動重ね合わせ制御を行ってもよい。当該複数の投射映像の自動重ね合わせ機能については後述する。

操作入力部１０７は、操作ボタンやリモコンの受光部であり、ユーザからの操作信号を入力する。

スピーカ１４０は、音声信号入力部１３３に入力された音声データに基づいた音声出力を行うことが可能である。また、スピーカ１４０は、内蔵の操作音やエラー警告音を出力してもよい。

通信部１３１は、有線または無線のインターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して外部機器、ネットワーク、またはサーバ等と制御データやコンテンツなどの各種データを通信する。

不揮発性メモリ１０８は、プロジェクタ機能で用いる各種データを格納する。メモリ１０９は、投射する映像データや装置の制御用データを記憶する。ＧＵＩ画像の生成に用いられる画像データを記憶しておいてもよい。制御部１１０は、接続される各部の動作を制御する。

画像調整部１６０は、映像信号入力部１３２で入力した映像データに対して画像処理を行うものである。当該画像処理としては、例えば、画像の拡大、縮小、変形などを行うスケーリング処理、輝度を変更するブライト調整処理、画像のコントラストカーブを変更するコントラスト調整処理、画像の階調特性を示すガンマカーブを変更するガンマ調整処理、画像を光の成分に分解して成分ごとの重みづけを変更するレティネックス処理などがある。

ストレージ部１７０は、映像、画像、音声、各種データなどを記録するものである。例えば、製品出荷時に予め映像、画像、音声、各種データなどを記録しておいてもよく、通信部１３１を介して外部機器や外部のサーバなどから取得した映像データ、画像データ、音声データ、その他データなどの各種データを記録してもよい。ストレージ部１７０に記録された映像、画像、各種データなどは、表示素子１０２と投射光学系１０１を介して投射映像として出力してもよい。ストレージ部１７０に記録された音声は、スピーカ１４０から音声として出力してもよい。

映像信号入力部１３２は有線または無線のＩ／Ｆを介して外部機器から映像信号を入力する。音声信号入力部１３３は有線または無線のＩ／Ｆを介して外部機器から音声信号を入力する。

映像信号出力部１３４は有線または無線のＩ／Ｆを介して外部機器へ映像信号を出力する。映像信号出力部１３４は、映像信号入力部１３２を介して第１の外部機器から入力された映像信号をそのまま第２の外部機器に出力する機能を有してもよい。映像信号出力部１３４は、ストレージ部１７０に記録されている映像データにもとづく映像信号を外部機器に出力する機能を有してもよい。映像信号出力部１３４は、カメラで撮像した映像にもとづく映像信号を外部機器に出力する機能を有してもよい。

音声信号出力部１３５は有線または無線のＩ／Ｆを介して外部機器へ音声信号を出力する。音声信号出力部１３５は、音声信号入力部１３３を介して第１の外部機器から入力された音声信号をそのまま第２の外部機器に出力する機能を有してもよい。音声信号出力部１３５は、ストレージ部１７０に記録されている音声データにもとづく音声信号を外部機器に出力する機能を有してもよい。

ここで、映像信号入力部１３２と音声信号入力部１３３は、図では別体の例を示しているが一体型の信号入力Ｉ／Ｆを構成してもよい。また、映像信号出力部１３４と音声信号出力部１３５も、同様に一体型の信号出力Ｉ／Ｆを構成してもよい。また、映像信号入力部１３２と音声信号入力部１３３と映像信号出力部１３４と音声信号出力部１３５も、同様に一体型の信号入出力Ｉ／Ｆを構成してもよい。これらの一体型Ｉ／Ｆでは制御信号を双方向に通信する通信機能を有してもよい。当該通信機能は通信部１３１とは別に設けても良い。

また、図１Ａの投射型映像表示装置１００は、一点鎖線１２２で示した部分で撮像レンズ１９１が投射型映像表示装置１００から着脱可能に構成されている。ここで、撮像レンズ識別部１９３は、投射型映像表示装置１００に装着された撮像レンズ１９１の種類および／または性能を識別するものである。撮像レンズ識別部１９３の構成および撮像レンズ１９１の着脱時の撮像レンズ識別部１９３の処理については後述する。

また、図１Ａの投射型映像表示装置１００は、一点鎖線１２１で示した部分で投射光学系（投射レンズ）１０１を投射型映像表示装置１００から着脱可能に構成されている。ここで、投射レンズ識別部１９４は、投射型映像表示装置１００に装着された投射レンズ１０１の種類および／または性能を識別するものである。投射レンズ識別部１９４の構成および投射光学系（投射レンズ）１０１の着脱時の投射レンズ識別部１９４の処理については後述する。

なお、撮像レンズ１９１の投射型映像表示装置１００からの着脱が異なる別の変形例として、図１Ｂのように構成してもよい。すなわち、図１Ｂにおいて、撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２が含まれる一点鎖線で示した部分はカメラユニット１２３であり、カメラユニット１２３が投射型映像表示装置１００から着脱可能に構成されている。この場合、撮像レンズ識別部１９３は、投射型映像表示装置１００に装着されたカメラユニットの種類および／または性能を識別する。撮像レンズ識別部１９３の構成およびカメラユニットの着脱時の撮像レンズ識別部１９３の処理については後述する。なお、図１Ｂにおいて、投射光学系（投射レンズ）１０１を投射型映像表示装置１００から着脱する構成は図１Ａと同様であるためその説明は省略する。

また、撮像レンズ１９１の投射型映像表示装置１００からの着脱が異なるさらに別の変形例として、図１Ｃのように構成してもよい。すなわち、図１Ｃにおいて、撮像レンズ１９１と投射光学系（投射レンズ）１０１とが含まれる一点鎖線で示した部分はレンズユニット１２４であり、レンズユニット１２４が投射型映像表示装置１００から着脱可能に構成されている。この場合、撮像レンズ識別部１９３は、投射型映像表示装置１００に装着された撮像レンズ１９１の種類および／または性能を識別する。投射レンズ識別部１９４は、投射型映像表示装置１００に装着された投射レンズ１０１の種類および／または性能を識別する。

撮像レンズ識別部１９３の構成、投射レンズ識別部１９４の構成、レンズユニットの着脱時の撮像レンズ識別部１９３および投射レンズ識別部１９４の処理については後述する。

なお、図１Ｃのように撮像レンズ１９１と投射光学系（投射レンズ）１０１とをレンズユニット単位で投射型映像表示装置１００から着脱可能に構成する場合、撮像レンズ識別部１９３および投射レンズ識別部１９４を個別に設ける必要はなく、両者を一体化してレンズユニット識別部としてもよい。当該レンズユニット識別部が、レンズユニットの種類、撮像レンズの種類、および／または投射レンズの種類を識別すればよい。

また、撮像レンズ１９１の投射型映像表示装置１００からの着脱が異なるさらに別の変形例として、図１Ｄのように構成してもよい。すなわち、図１Ｄに示すように、撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２と投射光学系（投射レンズ）１０１とが含まれる一点鎖線で示した部分はレンズユニット１２５であり、レンズユニット１２５が投射型映像表示装置１００から着脱可能に構成されている。この場合、撮像レンズ識別部１９３は、投射型映像表示装置１００に装着された撮像レンズ１９１の種類および／または性能を識別する。投射レンズ識別部１９４は、投射型映像表示装置１００に装着された投射レンズ１０１の種類および／または性能を識別する。

なお、図１Ｄのように撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２と投射光学系（投射レンズ）１０１とをレンズユニット単位で投射型映像表示装置１００から着脱可能に構成する場合、撮像レンズ識別部１９３および投射レンズ識別部１９４を個別に設ける必要はなく、両者を一体化してレンズユニット識別部としてもよい。当該レンズユニット識別部が、レンズユニットの種類、撮像レンズの種類、撮像センサの種類および／または投射レンズの種類を識別すればよい。

以上説明したように、投射型映像表示装置１００には様々な機能を搭載することが可能である。

図２Ａは、本実施例における投射型映像表示装置１００の動作の一例を説明する図である。図２Ａに示すように、投射型映像表示装置１００は、撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２を含むカメラユニット１２３を備える。その動作の一例として、撮像センサ１９２で投射映像を撮像し、その撮像結果を用いて投射レンズ１０１のスクリーン上のフォーカス合掌処理を行ってもよい。このようにすれば、ユーザの手動ではなく、撮像センサを用いたオートフォーカス機能を有する投射型映像表示装置を実現することができる。詳細な動作は、各種公知技術を用いればよい。

図２Ｂは、本実施例における投射型映像表示装置１００の他の動作の一例を説明する図である。図２Ｂに示すように、投射型映像表示装置１００は、表示面（スクリーン）２００上にペン状のデバイス等でユーザが描画した軌跡をカメラユニット１２３によりトラッキングし、当該軌跡を投射映像上に表示する。これにより、インタラクティブ機能を有する投射型映像表示装置を実現することができる。トラッキングは、ペン状デバイスに赤外線発光機能を搭載したり、ペン状デバイスが表示面（スクリーン）に接すると赤外線を反射する赤外線レーザーカーテン方式など、各種公知技術を用いればよい。

図２Ｃは、本実施例における投射型映像表示装置１００のさらに他の動作の一例を説明する図である。図２Ｃに示すように、投射映像の位置を調整できるレンズシフト機能を有する複数の投射型映像表示装置１００による複数の投射映像をカメラユニット１２３により撮像し、当該撮像結果を用いて、当該複数の投射映像が所望の状態で重なるように、投射映像の位置を調整する。たとえは、所望の状態には、複数の投射映像の端部を互いに重ねて、大きな一つの投射映像にするブレンディング投影の状態、または複数の投射映像のほぼ全体を同じ位置に重ねるスタック投影の状態などがある。この撮像と位置調整を繰り返すことで投射映像の自動重ね合わせ調整機能を有する投射型映像表示装置を実現することができる。投射映像の重ね合わせ調整機能はエッジブレンディング機能とも呼ばれるので、自動重ね合わせ調整機能は、自動エッジブレンディング機能とも呼ばれる。

自動重ね合わせ調整機能を行う場合には、例えば、複数の投射型映像表示装置のうち、少なくとも一つの投射型映像表示装置において、カメラユニットの撮像映像に基づく分析処理を行う。当該一つの投射型映像表示装置は当該分析処理により、例えば、複数の投射映像の形状の差、位置の差、明るさの差、または色の差、またはこれらの組み合わせを検出する。当該一つの投射型映像表示装置は、検出結果に基づいて、複数の投射映像の形状の差、位置の差、明るさの差、または色の差が小さくなるように、自装置および／または他の投射型映像表示装置の投射映像の形状、位置、明るさ、色を制御すればよい。他の投射型映像表示装置に対する制御を行う場合には、有線通信Ｉ／Ｆまたは無線通信Ｉ／Ｆを介して当該複数の投射型映像表示装置を接続しておき、当該有線通信Ｉ／Ｆまたは当該無線通信Ｉ／Ｆを介して制御情報を通信すればよい。なお、投射映像の形状、明るさ、色の制御は、投射映像全体を制御してもよく、投射映像の端部など部分的な範囲を制御してもよい。投射映像の形状の制御には、線形、非線形の変形制御などが含まれる。また、投射映像の明るさまたは色の制御には、投射映像全体または投射映像の所定の部分において均一な明るさまたは色の制御も含まれるが、投射映像全体または投射映像の所定の部分における位置に応じて線形、非線形に変化する明るさまたは色の制御などが含まれる。詳細な動作は、各種公知技術を用いればよい。

図３は本実施例における投射型映像表示装置の投射レンズと撮像レンズの組み合わせについて説明する図である。図３に示すように、本実施例における投射型映像表示装置は、スクリーンサイズと投射距離をユーザが選択できるように、焦点距離の異なる複数種類の投射レンズ（交換レンズ）を選んで着脱できる構成を有する。すなわち、図３において、（Ａ）は、投射レンズとして長焦点レンズ２０１を用いた場合、（Ｂ）は、投射レンズとして中焦点レンズ３０１を用いた場合、（Ｃ）は、投射レンズとして超短焦点レンズ４０１を用いた場合を示している。

本実施例の投射型映像表示装置では、投射レンズ（交換レンズ）を着脱できる構成にするとともに、カメラユニット（または撮像レンズ）も着脱可能に構成することにより、焦点距離の異なる複数の投射レンズのうちから一つの投射レンズを選択して装着するときに、当該選択した投射レンズに適した撮像レンズを装着して使用することで、より好適な投射レンズと撮像レンズの組み合わせで投射型映像表示装置を使用できるようにする。

具体的には、図３（Ｂ）のように、投射レンズが広角な中焦点レンズ３０１である場合、カメラユニット３０３は投射映像よりさらに広い範囲を撮像できる必要がある。よって、投射レンズの中焦点レンズ３０１よりもさらに広角な中焦点用撮像レンズ３０２を必ず使用しなければならない。この状態で、図３（Ａ）のように、投射レンズを長焦点レンズ２０１に交換した場合、中焦点レンズ３０１の投射レンズよりも広角な撮像レンズ３０２を用いたカメラユニット３０３のままでも、投射映像を包含して撮像することは可能であるが、撮像範囲に対する投射映像の比率が小さくなる。この場合、投射映像範囲を撮像する実質的な解像度が低下してしまう。

これに対し、本実施例における投射型映像表示装置のように、カメラユニットも（または撮像レンズ）も着脱して交換可能とすれば、図３（Ａ）のように、投射レンズを長焦点レンズ２０１に交換した場合、中焦点レンズ３０１使用時の中焦点用撮像レンズ３０２よりも長焦点の長焦点用撮像レンズ２０２を有するカメラユニット２０３に交換することができる。これにより、撮像範囲に対する投射映像の比率をより適切なものにすることができ、上記の実質的な解像度の低下をより好適に抑えることができる。すなわち、本実施例における投射型映像表示装置では、投射レンズを着脱して交換可能とし、かつカメラユニットまたは撮像レンズも着脱して交換可能とすることにより、それぞれの投射レンズの焦点距離により好適な撮像レンズを使用することが可能となる。

また、図３（Ｃ）に示す超短焦点レンズ４０１は、長焦点レンズ２０１や中焦点レンズ３０１と異なる、投射型映像表示装置の正面方向（長焦点レンズや中焦点レンズの光軸方向）に対する仰角が大きい急峻な方向に映像を投射する場合がある。すると、撮像レンズの撮像範囲の角度も、長焦点レンズ２０１に対する撮像センサの撮像範囲や中焦点レンズ３０１に対する撮像センサの撮像範囲では全くカバ―できない可能性が高い。本実施例における投射型映像表示装置では、投射レンズを超短焦点レンズ４０１に交換する場合でも、カメラユニットまたは撮像レンズを超短焦点投射レンズ用のカメラユニット４０３または超短焦点用撮像レンズ４０２に交換可能とすることにより、超短焦点レンズ４０１により好適な超短焦点用撮像レンズ４０２を使用することが可能となる。

さらに、交換可能な複数の撮像レンズにおいて、Ｆ値、透過率、透過光の色バランス、レンズの光学的歪みを、すべての撮像レンズで合わせることは困難である。よって、本実施例における投射型映像表示装置では、カメラユニットまたは撮像レンズを交換した場合、カメラユニットまたは制御部で行う、撮像画像に対する明るさ補正、色補正、光学的歪みの補正の設定を交換後の撮像レンズの特性に合わせて変更することが望ましい。これにより、カメラユニットまたは撮像レンズの交換による誤制御の可能性を、より抑制することが可能となる。なお、光学的歪みの補正には、撮像映像に幾何学補正を行うことにより、撮像された投射映像を適切な形状に変換する補正が含まれる。

図４は、本実施例における投射型映像表示装置の撮像レンズ（またはカメラユニット）と投射レンズの着脱の説明図である。図４において、（Ａ）は、投射レンズ１０１と撮像レンズ１９１がそれぞれ投射型映像表示装置１００に対して装着されている状態を示し、（Ｂ）は、投射レンズ１０１と撮像レンズ１９１が個別に着脱可能となる構成を示している。なお、撮像レンズは、カメラユニットごと交換してもよい。また、２９１は、複数の交換式の投射レンズのうち１つの交換式の投射レンズを選択的に投射型映像表示装置に装着可能な投射レンズ装着部、２９２は、複数の交換式の撮像レンズ（カメラユニット）のうち１つの撮像レンズ（カメラユニット）を選択的に投射型映像表示装置に装着可能な撮像レンズ装着部（カメラユニット装着部）である。また、（Ｃ）は（Ａ）の側面図、（Ｄ）は（Ｂ）の側面図である。

図５は、本実施例における投射型映像表示装置の撮像レンズ（またはカメラユニット）と投射レンズを個別に着脱する他の例の説明図である。図５は、着脱する投射レンズとして超短焦点レンズを用いる例を示している。図５において、図４と同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。

図５において、（Ａ）は、超短焦点レンズ４０１と超短焦点用撮像レンズ４０２がそれぞれ投射型映像表示装置１００に対して装着されている状態を示し、（Ｂ）は、超短焦点レンズ４０１と超短焦点用撮像レンズ４０２が個別に着脱可能となる構成を示している。また、（Ｃ）は（Ａ）の側面図、（Ｄ）は（Ｂ）の側面図である。超短焦点レンズを投射型映像表示装置に装着する場合、撮像レンズ（またはカメラユニット）も、超短焦点レンズ用の撮像レンズ（またはカメラユニット）を装着する必要がある。

ここで、撮像レンズ（またはカメラユニット）の交換後の識別方法について説明する。撮像レンズ（またはカメラユニット）の交換後の識別方法の最も簡便な方法は、交換後にユーザがメニューを介して、交換後の撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類を選択する方法がある。以降の図６Ａ～６Ｃでは、ユーザによるメニューを介した選択がなくとも、投射型映像表示装置が交換後の撮像レンズを自動的に識別できる方法について説明する。

図６Ａは、本実施例における投射型映像表示装置において、通信を用いて撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別する方法の一例の説明図である。図６Ａにおいて、投射型映像表示装置１００は撮像レンズ１９１（またはカメラユニット）の識別部（以下撮像レンズ識別部１９３）を備え、撮像レンズ１９１（またはカメラユニット）は、例えば固有のＩＤナンバーや撮像レンズ（またはカメラユニット）のモデル名等、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別する為の情報を持つＩＣ（Integrated Circuit）１９７を備える。

投射型映像表示装置１００は、撮像レンズ１９１（またはカメラユニット）が装着された時、撮像レンズ（またはカメラユニット）のＩＣ１９７から撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別するための情報を取得し、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別することができる。

また、投射型映像表示装置は、識別結果にもとづいて、撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類に応じて、図３で説明した撮像画像に対する補正の設定を変更してもよい。

なお、撮像レンズ（またはカメラユニット）の特性の情報は、映像投射装置が識別した撮像レンズ（またはカメラユニット）の情報から判断してもよい。また、他の方式として、ＩＣに撮像レンズの特性そのものの情報を持たせておき、識別情報の代わりに撮像レンズ（またはカメラユニット）の特性自体を示す情報を取得するように構成してもよい。

また、撮像レンズ識別部は、ＩＣから情報を読み取るハードウェアであるＩＣ情報リーダーを含むように構成すればよい。単にＩＣ情報リーダーを備え、ＩＣ情報リーダーが読み取った情報を制御部が処理して、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別するように構成してもよい。

図６Ｂは、本実施例における投射型映像表示装置において、撮像レンズ（またはカメラユニット）の接合端子により撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別する方法の説明図である。図６Ｂにおいて、投射型映像表示装置１００は撮像レンズ識別部１９３を備え、撮像レンズ（またはカメラユニット）は例えば投射型映像表示装置との接続部に撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別する為のスイッチ１９８を持ち、投射型映像表示装置の撮像レンズ識別部はスイッチのＯＮ／ＯＦＦのパターンで接続された撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類を識別する。

スイッチは物理的な接続の有無以外に、例えば複数の電気的な端子で接続し、一部の端子を接地して、電気的なスイッチのパターンで接続の有無を判断しても良い。

なお、撮像レンズ識別部はスイッチのＯＮ／ＯＦＦのパターンを読み取るスイッチ判別部を含むように構成すればよい。単にスイッチ判別部を備え、スイッチ判別部が判別したスイッチの状態の情報を制御部が処理して、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別するように構成してもよい。

図６Ｃは、本実施例における投射型映像表示装置と撮像レンズ（またはカメラユニット）の接続部分に電気回路を設け、電圧、電流、抵抗値、または電力などの電気的特性に基づいて撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別する方法の説明図である。

図６Ｃにおいて、撮像レンズ（またはカメラユニット）は、投射型映像表示装置との接続部に、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別するための種類ごとに固有の抵抗を持つ。投射型映像表示装置は撮像レンズ識別部１９３を備え、さらに、撮像レンズ（またはカメラユニット）との接続部の電気的特性を測定する測定部を備える。撮像レンズ（またはカメラユニット）が接続された場合に、測定部が端子の電気的特性を測定し、当該測定結果を用いて撮像レンズ識別部が、接続された撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別する。

識別に用いる電気的特性は、電圧、電流、抵抗値、または電力のいずれかでよい。もしくはこれらの組み合わせを用いても良い。

なお、単に測定部を備え、測定部が測定した端子の電気的特性の情報を制御部が処理して、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別するように構成してもよい。

以上のように、図６Ａ～６Ｃを用いて、投射型映像表示装置に装着（接続）される撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類を識別する構成および方法を説明した。投射型映像表示装置は、さらに、投射型映像表示装置に装着（接続）される投射レンズの種類を識別する構成を搭載してもよい。投射レンズの種類を識別する構成も、図６Ａ～６Ｃで説明した構成を、撮像レンズ（またはカメラユニット）の代わりに投射レンズに設けて、投射型映像表示装置の撮像レンズ識別部の代わりに投射レンズ識別部を設ければよい。その動作は、図６Ａ～６Ｃで説明した撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類の識別の処理を、投射レンズの種類の識別の処理に読み替えれば良いので、再度の説明を省略する。

なお、撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類の識別と、投射レンズの種類の識別の両者を実装する場合は、撮像レンズ識別部の機能と投射レンズ識別部の機能の両者を有する識別部を備えてもよい。または、撮像レンズ識別部の撮像レンズ識別処理と投射レンズ識別部の投射レンズ識別処理の両者を制御部が実行しても良い。

図４、図５で説明したような、撮像レンズ（またはカメラユニット）と投射レンズを個別に着脱する例では、所望の投射レンズを投射型映像表示装置に装着した場合、ユーザが当該投射レンズに好適な撮像レンズ（またはカメラユニット）を選択して装着する必要がある。そのため、本実施例における投射型映像表示装置では、それぞれの投射レンズに対する好適な撮像レンズの組み合わせを「推奨する組み合わせ」と設定して、投射型映像表示装置のメモリに当該「推奨する組み合わせ」の情報を格納しておく。実際にユーザが装着した投射レンズの種類と、撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類を識別して、識別された組み合わせに応じて、例えば図７に示すような投射型映像表示装置の動作と警告処理を行ってもよい。

図７は、本実施例における、投射レンズと撮像レンズの組み合わせを説明する図である。図７において、推奨される組み合わせは、（１）超短焦点投射レンズと超短焦点レンズ用撮像レンズ（またはカメラユニット）、（２）中焦点投射レンズと中焦点レンズ用撮像レンズ（またはカメラユニット）、（３）長焦点投射レンズと長焦点レンズ用撮像レンズ（またはカメラユニット）である。

図７には、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）の組み合わせと投射型映像表示装置の動作および警告の有無の例が示されている。

図７及び以下の説明における「警告する」とは、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）の組み合わせが推奨される組み合わせではない旨をメッセージまたはマークで投射映像中に表示する、またはその旨を示す音声をスピーカから発するなどの処理である。このとき、装着されている投射レンズとともに使用することが推奨される撮像レンズ（またはカメラユニット）の型式番号をメッセージまたはマークで投射映像中に表示したり、当該型式番号を音声でスピーカから発する処理を行ってもよい。また、当該警告処理と共に、ユーザに対してそのままの状態を続行するか否かを問い合わせる問い合わせ画面または音声出力を行って、ユーザの操作入力を促してもよい。

また、図７及び以下の説明における「動作する」「動作しない」との概念は、撮像レンズ（またはカメラユニット）を用いる投射型映像表示装置の動作が対象となる。例えば、図２Ａで説明した撮像レンズ（またはカメラユニット）を用いたオートフォーカス機能や、図２Ｂで説明した撮像レンズ（またはカメラユニット）を用いたインタラクティブ機能や、図２Ｃで説明した撮像レンズ（またはカメラユニット）を用いた自動エッジブレンディング機能が動作しない場合を想定している。

以下、図７における各組み合わせでの警告と動作について説明する。
組み合わせ［Ａ］：推奨される組み合わせなので、警告なしで動作する。
組み合わせ［Ｂ］：推奨される組み合わせではないので警告する。超短焦点レンズ用撮像レンズは超短焦点レンズ用以外との組み合わせでは動作しない。
組み合わせ［Ｃ］：推奨される組み合わせではないので警告する。超短焦点レンズ用撮像レンズは超短焦点レンズ用以外との組み合わせでは動作しない。すなわち、超短焦点レンズは画角が異なるので、撮像する画像が変形する可能性がある。
組み合わせ［Ｄ］：推奨される組み合わせではないので警告する。超短焦点レンズは超短焦点レンズ用撮像レンズ以外との組み合わせでは動作しない。
組み合わせ［Ｅ］：推奨される組み合わせなので、警告なしで動作する。
組み合わせ［Ｆ］：推奨される組み合わせではないので警告する。ただし、長焦点レンズの投射範囲は中焦点レンズ用撮像センサの撮像範囲に含まれるので当該組み合わせは、警告ＯＫであれば精度が落ちるが動作可能とする。
組み合わせ［Ｇ］：推奨される組み合わせではないので警告する。超短焦点レンズは超短焦点レンズ用撮像レンズ以外との組み合わせでは動作しない。
組み合わせ［Ｈ］：推奨される組み合わせではないので警告する。ただし、中焦点レンズの投射範囲は長焦点レンズ用撮像センサの撮像範囲からはみ出すので当該組み合わせは、動作しないようにする。
組み合わせ［Ｉ］：推奨される組み合わせなので、警告なしで動作する。
以上の組み合わせの警告と動作は制御部が各部を制御して行えばよい。

以上のように、本実施例における投射型映像表示装置は、ユーザが装着した投射レンズの種類と、撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類を識別して、識別された組み合わせに応じて、投射型映像表示装置の動作と警告処理を切り替えることにより、推奨される組み合わせの場合はそのまま動作し、推奨されない組み合わせの場合に警告を行うとともに、撮像レンズ（またはカメラユニット）を用いる一部の機能を動作しないようにする（動作を制限する、と表現してもよい。）。これにより、推奨されない投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）の組み合わせのまま、ユーザが投射型映像表示装置を使用して一部の機能が誤動作することを抑制することができる。

なお、図７に示す動作において「動作しない」という組み合わせと識別され、制御部の制御により「動作しない」状態にされた機能について、ユーザが手動で「動作する」状態に切り替える設定を有するメニュー画面を設けてもよい。これは、撮像レンズ（またはカメラユニット）の識別機能および／または投射レンズの識別機能が、なんらかの理由でエラー状態となり、正しい識別結果を出力できなくなる場合もあり得るからである。このようなエラー状態であっても、ユーザが正しく推奨組み合わせの投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を装着していれば、当該メニューを介して手動により、撮像レンズ（またはカメラユニット）を用いた上記一部の機能をそのまま動作させることができる。

次に、本実施例における投射型映像表示装置の変形例として、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体のレンズユニットとして構成し、当該レンズユニット単位で投射型映像表示装置に対して着脱可能に構成した例を説明する。

図８は、本実施例における、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体のレンズユニットとして構成し、レンズユニット単位で着脱可能とする構成の説明図である。図８において、（Ａ）は、投射レンズ１０１と撮像レンズ１９１が一体のレンズユニットとして投射型映像表示装置１００に装着されている状態を示し、（Ｂ）は、投射レンズ１０１と撮像レンズ１９１が一体のレンズユニット単位で着脱可能となる構成を示している。なお、２９３は、複数の交換式のレンズユニットのうち１つの交換式のレンズユニットを選択的に投射型映像表示装置に装着可能なレンズユニット装着部である。また、（Ｃ）は（Ａ）の側面図、（Ｄ）は（Ｂ）の側面図である。

図８に示す投射型映像表示装置では、投射レンズを交換するときに、それぞれの投射レンズの焦点距離により好適な撮像レンズを使用することができる。そこで、所定の焦点距離の投射レンズと当該投射レンズに好適な撮像レンズ（またはカメラユニット）を予め一体のレンズユニットとして構成しておく。このようにすれば、ユーザが所望の投射レンズに交換するときに、既に当該投射レンズに好適な撮像レンズ（またはカメラユニット）が一体化して接続されているため、ユーザが所定の焦点距離の投射レンズに好適な撮像レンズ（またはカメラユニット）を調べて選ぶ必要はない。この場合、ユーザの投射型映像表示装置の設置における手間が省けて好適である。

なお、撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類の識別処理は、図６Ａ～６Ｃで説明した撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類の識別処理を搭載すればよい。

図８では、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体のレンズユニット単位で着脱可能とするが、投射レンズの識別処理は、図６Ａ～６Ｃで説明したように、撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類の識別処理と別に搭載してもよい。この場合、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体としたレンズユニットに、投射レンズを識別するための構成と、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別するための構成が別々に搭載されることとなる。

また、投射型映像表示装置のメモリに予め、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）の組み合わせ情報を格納しておけば、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）が一体のレンズユニット側は、投射レンズまたは撮像レンズ（またはカメラユニット）のいずれか一方を識別する構成だけを備えていればよい。このようにすれば、投射型映像表示装置は、当該いずれか一方についての識別処理をおこない、当該識別処理の結果にもとづいて、前記メモリに格納された投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）の組み合わせ情報を参照し、投射レンズの種類と撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類の両者を識別するように構成してもよい。

具体的には、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）が一体のレンズユニット側は、撮像レンズ（またはカメラユニット）を識別する構成だけを備えておき、投射型映像表示装置は、図６Ａ～６Ｃで説明した方法により、接続された撮像レンズ（またはカメラユニット）の識別処理をおこなう。さらに、識別された撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類と、メモリに格納された投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）の組み合わせ情報を参照し、投射レンズの種類も識別すればよい。また、別の構成としては、投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）が一体のレンズユニット側は、投射レンズを識別する構成だけを備えておき、投射型映像表示装置は、接続された投射レンズの識別処理をおこなう。さらに、識別された投射レンズの種類と、メモリに格納された投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）の組み合わせ情報を参照し、撮像レンズ（またはカメラユニット）の種類も識別すればよい。

図９は、本実施例における投射型映像表示装置の撮像レンズ（またはカメラユニット）と投射レンズをレンズユニットとして一体で着脱する他の例の説明図である。図９は、着脱する投射レンズとして超短焦点レンズを用いる例を示している。図９において、図８と同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図９において、（Ａ）は、超短焦点レンズ４０１と超短焦点用撮像レンズ４０２が一体のレンズユニット１２４として投射型映像表示装置１００に装着されている状態を示し、（Ｂ）は、超短焦点レンズ４０１と超短焦点用撮像レンズ４０２が一体のレンズユニット単位で着脱可能となる構成を示している。また、（Ｃ）は（Ａ）の側面図、（Ｄ）は（Ｂ）の側面図である。

図９に示すように、超短焦点レンズのレンズユニットには、超短焦点レンズ用の撮像レンズ（またはカメラユニット）が一体化されている。ユーザが投射型映像表示装置の投射レンズを超短焦点レンズに交換する場合、現状のレンズユニットを外して、超短焦点レンズである投射レンズと超短焦点レンズ用の撮像レンズ（またはカメラユニット）とが一体となったレンズユニットに交換すればよく、簡便に交換できる。なお、撮像レンズ（またはカメラユニット）の識別処理や投射レンズの識別処理に関する構成及び処理は、図８と同様であるので、その説明は省略する。

以上のように、本実施例によれば、投射レンズの焦点距離に応じて撮像レンズを交換できる投射型映像表示装置を提供できる。

本実施例は、撮像機能を備えた投射型映像表示装置において、正面のスクリーンに投射する投射レンズでレンズシフト機能を実現する場合について説明する。

図１０は、本実施例の前提となる、中焦点レンズや長焦点レンズなど正面のスクリーンに投射する投射レンズでレンズシフト機能を行う動作原理の説明図である。

図１０において、（Ａ）は、投射型映像表示装置が有する表示素子１０２の中心軸１１に対して、投射レンズ１０１の光軸１２が一致している場合の、正面のスクリーン２００上に映像を投射している状態を示している。これに対して、（Ｂ）は、表示素子１０２の中心軸１１に対して、投射レンズ１０１の光軸１２が当該光軸に垂直な方向に変位している場合の、正面のスクリーン２００上に映像を投射している状態を示している。その場合、（Ｂ）に示すように、スクリーン２００上の投射映像の投射位置が（Ａ）に比べて変位（シフト）している。

このように、表示素子１０２の中心軸１１に対して、投射レンズ１０１の光軸１２を当該光軸に垂直な方向に相対的に変位（シフト）することにより、投射映像の投射位置を変更することができる。このとき、レンズの光軸の角度を変える必要はない。本実施例ではこのレンズ位置可変機構をレンズシフト機能と称する。

図１１Ａは、本実施例における、撮像範囲がレンズシフト機能による全ての投射位置の投射映像の投射範囲を含む構成を説明する図である。すなわち、図１１Ａは、水平方向に投射レンズ１０１の光軸を表示素子１０２の中心から±Ｄだけシフトする例を示しており、（Ａ）がーＤシフト、（Ｂ）がシフトゼロ、（Ｃ）が＋Ｄシフトした場合の、撮像レンズ１９１と投射レンズ１０１とスクリーン２００上の投射範囲２１０と撮像範囲２２０の関係を示した図である。

図１１Ａではシフト機構の例として、水平方向に変位可能なスライダ１５０で投射レンズを保持する例を示している。これは一例であり、投射レンズの光軸のシフトが可能であれば他のシフト機構を用いてもよい。スクリーン上では、投射レンズの倍率Ｍにより、±約Ｄ×Ｍだけ投射映像がシフトする。

なお、スクリーン上の投射映像の大きさは、投射レンズの倍率Ｍにより、表示素子上の表示映像のＭ倍の大きさである。

図１１Ａでは、投射レンズのレンズシフト機能の状態に応じた撮像レンズの光軸位置や角度の変更は行わない。すなわち、レンズシフト機能が備えるスライド機構により、投射レンズの光軸を投射型映像表示装置本体に対して±Ｄだけシフトさせる。表示素子１０２は投射型映像表示装置本体に対する相対位置が固定されている。撮像レンズ１９１と撮像センサ１９２も投射型映像表示装置本体に対する相対位置が固定されている。なお、スライダの駆動は、回転トルクをスライダの変位量に変換できる図示しない手動回転ギヤ等によるものでも良い。また、スライダをステッピングモータ駆動とし、変位量を電子的に制御するように制御してもよい。

図１１Ａに示すように、中焦点レンズや長焦点レンズなど正面のスクリーンに投射する投射レンズでレンズシフト機能を有する場合に、撮像レンズの焦点距離を十分に広角しておくことで、レンズシフト機能による全ての投射位置の投射範囲２１０を含む撮像範囲２２０を有するようにする。

ただし、図１１Ａの例では、投射範囲２１０に対して撮像範囲２２０を非常に大きくする必要がある。例えば、レンズシフト無しの適切な撮像範囲が映像投射範囲の１．１倍～１．７倍程度だとすると、これにレンズシフトのスクリーン上でのシフト量分を加える必要があるので、例えば、図１１の例のように、左右に１画面分シフトできるように構成する場合、撮像範囲は投射範囲の２．１（＝１．１＋１．０）倍～２．７（＝１．７＋１．０）倍程度必要になり、非常に大きな撮像範囲となる。これにより、大きな撮像センサが必要になり、広角の撮像レンズを用意する必要があり、必ずしも低コストにはならない。

また、撮像範囲に対する投射範囲（インタラクティブ有効機能対象範囲）の比率が小さいので、インタラクティブ機能用の撮像センサに用いるには、撮像センサの解像度効率が悪くなることになる。

図１１Ｂは、投射レンズがズームレンズである場合、図１１Ａを広角側端とした場合の望遠側端の使用状態である。図１１Ｂにおいて、図１１Ａと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１１Ｂに示すように、広角側端である図１１Ａで既にレンズシフト機能による全ての投射位置の投射映像の範囲を含む撮像範囲を有しているので、投射レンズのズームを望遠側端にした場合も、必ず撮像範囲２２０がレンズシフト機能による全ての投射位置の投射範囲２１０を含む状態が維持される。

しかしながら、望遠側端では、撮像範囲２２０に対する投射範囲２１０（インタラクティブ有効機能対象範囲）の比率がより小さくなるので、インタラクティブ機能用の撮像センサに用いるには、撮像センサの解像度効率はさらに悪くなる。このように、撮像センサの撮像範囲が固定の場合、投射レンズの望遠側端では、広角側端よりも撮像センサの有効解像度効率は悪くなる。

そこで、図１１Ｃのように、撮像レンズもズームレンズとし、投射レンズのズームに合わせて撮像レンズもズームを調整すればよい。図１１Ｃは、投射レンズのズームが望遠側端の状態で、撮像レンズのズームも望遠側端の状態とした例である。図１１Ｃにおいて、図１１Ｂと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。

図１１Ｃに示すように、撮像レンズのズームと投射レンズのズームを同じ比率が変化させることで、撮像センサの有効解像度効率を図１１Ｂの例よりも向上させ、図１１Ａの例と同等としている。

撮像レンズのズームは投射レンズのズームと同様、手動でもオートでもよい。オートであれば、撮像レンズのズームは投射レンズのズームと連動する制御を行えばよい。手動の場合は、ユーザや設置業者が手動で適切な位置に調整すればよい。

図１１Ａ～図１１Ｃの例では、説明を簡単にするため、水平方向のレンズシフトのみの例を説明したが、垂直方向のレンズシフトの場合、および水平方向と垂直方向の二方向のレンズシフトを備える場合も、図１１Ａ～図１１Ｃの例の考え方を適用できる。

図１２Ａは、中焦点レンズや長焦点レンズなど正面のスクリーンに投射する投射レンズでレンズシフト機能を有する場合に、投射レンズと撮像レンズを連動してレンズシフトを行う構成を説明する図である。図１２Ａにおいて、図１１Ａと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１２Ａでは、投射レンズ１０１と撮像レンズ１９１を連動してレンズシフトを行う。具体的には、水平方向に投射レンズの光軸を表示素子の中心から±Ｄだけシフトする。同時に、撮像レンズの光軸を撮像センサの中心に対して同じ量だけ水平方向にシフトする。

図１２Ａにおいては、シフト機構として、水平方向に変位可能なスライダ１５１で投射レンズ１０１と撮像レンズ１９１の両者を保持するスライド機構の例を示している。これは一例であり、シフトが可能であれば他のシフト機構を用いてもよい。このようにすれば、投射レンズ１０１と撮像レンズ１９１のシフト量は常に同じになる。図１２Ａでは、レンズシフト機能が備えるスライド機構により、投射レンズ１０１の光軸と撮像レンズ１９１の光軸とが投射型映像表示装置本体に対して±Ｄだけシフトする。表示素子１０２と撮像センサ１９２とは投射型映像表示装置本体に対する相対位置が固定されている。なお、スライダ１５１の駆動は、回転トルクをスライダの変位量に変換できる図示しない手動回転ギヤ等によるものでも良い。また、スライダをステッピングモータ駆動とし、変位量を電子的に制御するように制御してもよい。

ここで、スクリーン上の投射映像の大きさは、投射レンズの倍率Ｍにより、表示素子上の表示映像のＭ倍の大きさである。ここで、撮像レンズによる撮像範囲２２０は、例えば、図１２Ａに示すように、スクリーン上の投射映像の投射範囲２１０をすべて包含し、かつ所定のマージンを確保した大きさにすればよい。例えば、投射範囲の１．１倍～１．７倍程度が望ましい。さらに余裕を持たせてもよいが、撮像センサをインタラクティブ機能に用いる場合、撮像範囲に対する投射範囲（インタラクティブ有効機能対象範囲）の比率が小さくなるので、撮像センサの有効解像度効率を考慮すると、２倍程度までとした方が効率がよい。

図１２Ａの構成では、投射レンズの光軸と撮像レンズの光軸とでシフト機構によるシフト量が同じなので、図１２Ａに示すように、スクリーン上で投射範囲２１０を撮像範囲２２０に包含させたままシフトさせるためには、撮像レンズの倍率も投射レンズの倍率（ズームレンズの場合は広角端の倍率）と同じＭにすることが好適である。すると、撮像レンズの倍率と投射レンズの倍率とが同じである場合、スクリーン上の投射範囲と撮像範囲の関係は、撮像センサの撮像範囲の大きさと表示素子上の表示範囲の大きさに比例することになる。よって、撮像レンズによる撮像範囲をスクリーン上の投射範囲に対して、１．１倍～１．７倍程度にする場合は、撮像センサの撮像範囲の大きさと表示素子上の表示範囲の大きさも同様に１．１倍～１．７倍程度になるように、撮像センサと表示素子との組み合わせを決定すればよい。

撮像レンズ、撮像センサ、投射レンズ、表示素子およびシフト機構を、このように構成することにより、スクリーン上では、投射レンズの倍率Ｍにより、±約Ｄ×Ｍだけ投射映像がシフトする。同様に、スクリーン上では、撮像レンズの倍率Ｍにより、±約Ｄ×Ｍだけ撮像範囲がシフトする。

なお、図１２Ａの構成では、撮像レンズと撮像センサの投射型映像表示装置本体に対する相対位置を固定する場合に比べて、大きな撮像センサが必要になり、広角の撮像レンズを用意する必要があり、必ずしも低コストにはならない。

また、撮像範囲に対する映像投射範囲（インタラクティブ有効機能対象範囲）の比率が小さいので、インタラクティブ機能用の撮像センサに用いるには、撮像センサの解像度効率が悪くなることになる。

図１２Ｂは、投射レンズがズームレンズである場合、図１２Ａを広角側端とした場合の望遠側端の使用状態である。図１２Ｂにおいて、図１２Ａと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１２Ｂに示すように、広角側端である図１２Ａで既に全ての投射位置の投射映像の範囲を含む撮像範囲を有しているので、投射レンズのズームを望遠側端にした場合も、必ず撮像範囲２２０がレンズシフト機能による全ての投射位置の投射映像の投射範囲２１０を含む状態が維持される。

しかしながら、望遠側端では、撮像範囲２２０に対する投射範囲２１０（インタラクティブ有効機能対象範囲）の比率がより小さくなるので、インタラクティブ機能用の撮像センサに用いるには、撮像センサの解像度効率は比較的悪くなる。すなわち、投射レンズの望遠側端では、広角側端よりも、撮像センサの有効解像度効率は悪くなる。

そこで、図１２Ｃのように、撮像レンズ１９１もズームレンズとし、投射レンズ１０１のズームに合わせて撮像レンズもズームを調整すればよい。図１２Ｃは投射レンズのズームが望遠側端の状態で、撮像レンズのズームも望遠側端の状態とした例である。図１２Ｃにおいて、図１２Ｂと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１２Ｃに示すように、撮像センサの有効解像度効率を図１２Ｂの例よりも向上させ、図１２Ａの例と同等としている。

図１２Ａ～図１２Ｃの例では、説明を簡単にするため、水平方向のレンズシフトのみの例を説明したが、垂直方向のレンズシフトの場合、および水平方向と垂直方向の二方向のレンズシフトを備える場合も、図１２Ａ～図１２Ｃの例の考え方を適用できる。

また、図１２Ａ～図１２Ｃにおいて、撮像レンズの光軸を光軸と垂直な方向に動かす代わりに、撮像センサを逆方向に動かしてもよい。すなわち、撮像センサと撮像レンズの相対的な位置を変更すればよいので、投射レンズの変位に連動して、撮像レンズを介した光を受光する撮像センサと撮像レンズの相対的な位置を変更する位置可変機構を備えてもよい。その場合、位置可変機構による相対的な位置を変更する変更量は投射レンズの変位量と等しくする。

また、図１２Ａ～図１２Ｃの構成例は、図８で説明した構成（投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体のレンズユニットとして構成し、レンズユニット単位で着脱する構成）に採用できる。すなわち、図８に示すレンズユニットに、図１２Ａ～図１２Ｃで説明したレンズシフト機能についてのスライダおよび各種機構を含めればよい。

図１２Ａの例では、中焦点レンズや長焦点レンズなど正面のスクリーンに投射する投射レンズでレンズシフト機能を有する場合に、投射レンズとの光軸と撮像レンズの光軸のシフト量を同じにするシフト機構を用いる例を説明した。しかしながら、投射レンズの光軸と撮像レンズの光軸のシフト量が同じになってしまうので、投射レンズの倍率（ズームレンズの場合は最大倍率）と撮像レンズの倍率（ズームレンズの場合は最大倍率）をほぼ同等にする必要があった。また、撮像レンズによる撮像範囲がスクリーン上の投射範囲をすべて包含する必要があるため、表示素子よりも小型の撮像センサを用いることができないという制約がある。撮像センサが小型化できない場合、撮像レンズの小型化も容易ではない。

そこで、図１２Ａの構成の機能を実現しつつ、撮像センサと撮像レンズの小型化を実現するために、図１３Ａの構成を用いる。図１３Ａにおいて、図１２Ａと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。

図１３Ａは、投射レンズの光軸と撮像レンズの光軸とを連動してシフトするレンズシフトを行うが、投射レンズ光軸のシフト量に対して撮像レンズの光軸のシフト量を変倍するレンズシフト機能を有する。

具体的には、図１３Ａにおいて、水平方向に投射レンズ１０１の光軸を表示素子１０２の中心から±Ｄだけシフトし、同時に、撮像レンズ１９１の光軸を撮像センサ１９２の中心に対して±Ｄ／Ｎだけ水平方向にシフトする。すなわち、撮像レンズ１９１の光軸のシフト量は、投射レンズ１０１の光軸のシフト量に対して、１／Ｎ倍している。

図１３Ａは、１／Ｎ倍の変位量変換を実現するシフト機構として、例えば以下の構成を有する。すなわち、投射レンズの光軸の位置を水平方向に変位可能な第１のスライダ１５２と、撮像レンズの光軸の位置を水平方向に変位可能な第２のスライダ１５３の両者を用意し、それぞれのスライダの変位とギヤの回転を連動させるラックアンドピニオン機構を構成する複数のギヤを設け、当該複数のギヤを変速ギヤ１５４の関係とする。なお、これらのスライダの少なくとも一方の駆動は、回転トルクをスライダの変位量に変換できる図示しない手動回転ギヤ等によるものでも良い。また、少なくとも一方のスライダをステッピングモータ駆動とし、変位量を電子的に制御するように制御してもよい。当該複数のギヤを用いた変速ギヤ１５４の構成は様々な公知技術があるのでそれらを用いればよいため、詳細な説明は省略する。

なお、上記の構成は一例であり、１／Ｎ倍の変位量変換を実現するシフトであれば他のシフト機構を用いてもよい。例えば、上述の変速ギヤを設けずに、２つのスライダをそれぞれステッピングモータ駆動とし、変位量を電子的に制御して、撮像レンズの光軸のシフト量は常に投射レンズの光軸のシフト量の１／Ｎ倍となるように制御してもよい。

図１３Ａの構成では、レンズシフト機構が備える上述のスライド機構により、投射レンズの光軸が投射型映像表示装置本体に対して±Ｄだけシフトする。撮像レンズの光軸は投射型映像表示装置本体に対して±Ｄ／Ｎだけシフトする。表示素子と撮像センサとは投射型映像表示装置本体に対する相対位置が固定されている。

ここで、投射レンズの倍率が図１２Ａと同じＭだとした場合、撮像センサは図１２Ａの大きさよりも長さ方向で１／Ｎ倍のサイズ（面積では１／Ｎ二乗のサイズ）を用い、撮像レンズの倍率をＭ×Ｎとすれば、スクリーン上の投射範囲と撮像範囲の関係は図１２Ａと同じになる。ここで、撮像レンズの大きさは、撮像センサのサイズが小さいほど小型化できる。そのため、図１３Ａの構成では、撮像センサは図１２Ａの場合の大きさよりも長さ方向で１／Ｎ倍のサイズとなっているので、図１３Ａにおける撮像レンズは、図１２Ａの撮像レンズよりも小型化を実現することが可能である。撮像レンズおよび撮像センサはともに小型なほど低コストに作成できるので、図１３Ａの構成は、図１２Ａの構成に比べて低コスト化を実現できる。

図１３Ａの構成では、撮像レンズ、撮像センサ、投射レンズ、表示素子およびシフト機構を、上記のように構成することで、投射レンズの光軸のシフト量が±Ｄであるとき、スクリーン上では投射レンズの倍率Ｍにより、±約Ｄ×Ｍだけ投射映像がシフトする。同様に、撮像レンズの光軸のシフト量が±Ｄ／Ｎであり、スクリーン上では、撮像レンズの倍率Ｍ×Ｎにより、±約Ｄ×Ｍだけ撮像範囲がシフトする。

スクリーン上の投射範囲に対するスクリーン上の撮像範囲のマージンの確保の考え方は図１２Ａの場合と同様なので、その説明は省略する。いずれにしても、撮像センサの大きさは、図１２Ａの場合の１／Ｎ倍とすればよい。

以上、図１３Ａの構成では、撮像レンズの光軸のシフト量は常に投射レンズの光軸のシフト量の１／Ｎ倍とすることにより、図１２Ａの場合と同様の効果を得ながら、撮像レンズおよび撮像センサをより小型にし、より低コストにすることができる。

図１３Ｂは、投射レンズがズームレンズである場合、図１３Ａを広角側端とした場合の望遠側端の使用状態である。図１３Ｂにおいて、図１３Ａと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１３Ｂに示すように、広角側端である図１３Ａで既に全ての投射位置の投射映像の範囲を含む撮像範囲を有しているので、投射レンズ１０１のズームを望遠側端にした場合も、必ず撮像範囲２２０がレンズシフト機能による全ての投射位置の投射範囲２１０を含む状態が維持される。但し、望遠側端では、撮像範囲に対する投射範囲（インタラクティブ有効機能対象範囲）の比率がより小さくなるので、インタラクティブ機能用の撮像センサに用いるには、撮像センサの解像度効率は比較的悪くなる。すなわち、投射レンズの望遠側端では、広角側端よりも、撮像センサの有効解像度効率は悪くなる。

そこで、図１３Ｃのように、撮像レンズ１９１もズームレンズとし、投射レンズ１０１のズームに合わせて撮像レンズもズームを調整すればよい。図１３Ｃにおいて、図１３Ｂと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１３Ｃは、投射レンズのズームが望遠側端の状態で、撮像レンズのズームも望遠側端の状態とした例である。これにより、撮像センサの有効解像度効率を図１３Ｂの場合よりも向上させ、図１３Ａの場合と同等としている。

図１３Ａ～図１３Ｃでは、説明を簡単にするため、水平方向のレンズシフトのみの例を説明したが、垂直方向のレンズシフトの場合、および水平方向と垂直方向の二方向のレンズシフトを備える場合も、図１３Ａ～図１３Ｃの考え方を適用できる。

また、図１３Ａ～図１３Ｃにおいて、撮像レンズの光軸の動かす代わりに、撮像センサを動かしてもよい。すなわち、撮像センサと撮像レンズの相対的な位置を変更すればよいので、投射レンズの変位に連動して、撮像レンズを介した光を受光する撮像センサと撮像レンズの相対的な位置を変更する位置可変機構を備えてもよい。その場合、位置可変機構による相対的な位置を変更する変更量は投射レンズの変位量の１／Ｎ倍とする。

また、図１３Ａ～図１３Ｃの構成例は、図８で説明した構成（投射レンズと撮像レンズ（またはカメラユニット）を一体のレンズユニットとして構成し、レンズユニット単位で着脱する構成）に採用できる。すなわち、図８に示すレンズユニットに、図１３Ａ～図１３Ｃで説明したレンズシフト機能についてのスライダおよび各種機構を含めればよい。

なお、図１３Ａ～図１３Ｃの構成例では、撮像センサを二つのスライダの間に配置している例を説明した。しかしながら、撮像センサの配置例はこれに限定されない。例えば、二つのスライダのいずれかに光学的に撮像を妨げない開口を設けて、二つのスライダの外に撮像センサを配置しても構わない。

図１４Ａは、図１３Ａの構成の機能を実現しつつ、撮像センサと撮像レンズの小型化と低コスト化を図る別の例を説明する図である。図１４Ａにおいて、図１３Ａと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１４Ａは、スライダを用いて投射レンズの光軸を水平方向に±Ｄシフトする際に、当該投射レンズの光軸のシフトに連動して、撮像センサと撮像レンズを含む撮像カメラの角度が水平方向に±α°可変するシフト機構を用いる。すなわち撮像レンズの光軸を±α°可変する。

具体的には、図１４Ａに示すように、撮像カメラ１９５と投射型映像表示装置本体に固定された部材とを例えばボールジョイントなどの自由継手で繋ぐ。そして当該ボールジョイントを支点１５６として、撮像カメラ１９５の角度を変更可能に構成する。さらに、当該支点１５６よりも映像投射方向側の位置に、スライダ１５５と撮像カメラ１９５の接続部１５７を設け、例えば、当該接続部１５７をボールジョイント軸受けで構成する。当該ボールジョイント軸受けを撮像カメラ１９５の胴部分が摺動可能とする。このように構成すれば、スライダ１５５を用いて投射レンズの光軸を水平方向に±Ｄシフトする際に、当該シフトに連動して、撮像センサと撮像レンズを含む撮像カメラ１９５の角度を水平方向に±α°可変することが可能となる。当該接続部１５７とボールジョイント軸受けとを変位角度変換機構と称してもよい。

図１４Ａではレンズシフト機構が備える上記のスライド機構により、投射レンズ１０１の光軸が投射型映像表示装置本体に対して±Ｄだけシフトする。表示素子１０２は投射型映像表示装置本体に対する相対位置が固定されている。撮像レンズの光軸は投射レンズの光軸に対して±αだけ角度が可変する。撮像センサは撮像レンズの光軸可変と連動して回転する。すなわち、撮像レンズに対する撮像センサの相対位置は変わらず、撮像レンズと撮像センサとを含む撮像カメラ１９５全体が投射レンズ１０１の光軸に対して±αだけ角度可変となる。撮像カメラ１９５全体が投射型映像表示装置の所定の設置方向（例えば投射型映像表示装置の正面方向）から±αだけ角度可変となると表現してもよい。

なお、図１４Ａのレンズシフト機構のスライダ１５５の駆動は、回転トルクをスライダの変位量に変換できる図示しない手動回転ギヤ等によるものでも良い。また、当該スライダ１５５をステッピングモータ等のモータ駆動とし、変位量を電子的に制御するように制御してもよい。スライダ１５５をステッピングモータ等のモータ駆動とする場合は、撮像カメラの角度変更もステッピングモータ等のモータ駆動とし、スライダ１５５の変位と撮像カメラ１９５の角度変更とが連動するように制御してもよい。

図１４Ａの構成では、撮像センサと撮像レンズを含む撮像カメラ１９５全体をスクリーンに対して垂直でない角度に変更して用いるため、図に示したように、撮像レンズの撮像範囲２２０がスクリーン上で台形に歪んだ形となる。そこで、撮像カメラ１９５を用いて投射範囲２１０を認識する際に、幾何学変換補正処理を行う必要がある。このような投射映像を含むスクリーンを撮像して、撮像された投射範囲の歪みを補正して矩形の投射範囲として認識する方法は各種公知技術があり、これらを用いればよいので説明を省略する。具体的には、投射型映像表示装置を設置して、シフト機構の投射レンズ位置を所望の位置に固定したあとに、投射したテストパターンを撮像してキャリブレーションを行う技術を用いればよい。

なお、可変回転角αは、撮像レンズの倍率、投射レンズのシフト量±Ｄと、表示素子のサイズと投射レンズの倍率（ズームレンズの場合は広角端の倍率）に応じて、スクリーン上で投射レンズの投射範囲が、常に撮像レンズの撮像範囲に包含されるように適宜決定すればよい。スライダのシフト量を±Ｄに固定したまま可変回転角αを所定の角度に設定するためには、支点（撮像カメラを投射型映像表示装置本体に固定された部材と繋ぐ自由継手）とスライダと撮像カメラの胴体を接続する接続部（ボールジョイント軸受け）との投射レンズ光軸方向の距離Ｌの設定を適宜変更すればよい。

図１４Ａの構成では、スクリーン上で投射レンズの投射範囲が常に撮像レンズの撮像範囲に包含されるように構成するためには、適切な可変回転角αを設定すること、スクリーン上の台形歪後のスクリーン上の撮像範囲が投射範囲を包含していること、の２点を満たせばよい。前者の点は、投射レンズのシフト量±Ｄと上記距離Ｌの設定（第１の設定）で決まる。後者の点は、撮像センサと撮像レンズの倍率の設定（第２の設定）で決まる。第２の設定は第１の設定と独立して設定可能であるので、撮像センサのサイズ、撮像レンズの倍率が現実的な範囲であれば比較的自由に設定することが可能となる。これにより、図１１Ａ～１１Ｃの例および図１２Ａ～１２Ｃの例に比べて小型の撮像センサを用いることが可能となり、低コスト化を実現することができる。

以上のように投射レンズの光軸位置のシフトと撮像カメラの光軸の角度の変換とが連動するシフト機構を用いれば、図１３Ａ～１３Ｃの例と同様に、図１２Ａ～１２Ｃの例に比べて小型の撮像センサを用いることが可能となり、低コスト化を実現することができる。

図１４Ｂは、投射レンズがズームレンズである場合、図１４Ａを広角側端とした場合の望遠側端の使用状態である。図１４Ｂにおいて、図１４Ａと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１４Ｂに示すように、広角側端である図１４Ａで既に全ての投射位置の投射範囲２１０を含む撮像範囲２２０を有しているので、投射レンズ１０１のズームを望遠側端にした場合も、必ず撮像範囲２２０がレンズシフト機能による全ての投射位置の投射範囲２１０を含む状態が維持される。但し、望遠側端では、撮像範囲に対する投射範囲（インタラクティブ有効機能対象範囲）の比率がより小さくなるので、インタラクティブ機能用の撮像センサに用いるには、撮像センサの解像度効率は比較的悪くなる。すなわち、投射レンズの望遠側端では、広角側端よりも、撮像センサの有効解像度効率は悪くなる。

そこで、図１４Ｃのように、撮像レンズもズームレンズとし、投射レンズのズームに合わせて撮像レンズもズームを調整すればよい。図１４Ｃにおいて、図１４Ｂと同じ構成については同じ符号を付し、その説明は省略する。図１４Ｃは、投射レンズのズームが望遠側端の状態で、撮像レンズのズームも望遠側端の状態とした例である。これにより、撮像センサの有効解像度効率を図１４Ｂの例よりも向上させ、図１４Ａの例と同等としている。

なお、撮像レンズのズームは投射レンズのズームと同様、手動でもオートでもよい。オートであれば、撮像レンズのズームは投射レンズのズームと連動する制御を行えばよい。手動の場合は、ユーザや設置業者が手動で適切な位置に調整すればよい。

図１４Ａ～図１４Ｃの例では、説明を簡単にするため、水平方向の投射レンズのレンズシフトと水平方向の撮像レンズの光軸の角度変更のみの例を説明したが、垂直方向の投射レンズのレンズシフトと垂直方向の撮像レンズの光軸の角度変更の場合、および水平方向と垂直方向の二方向の投射レンズのレンズシフトと撮像レンズの光軸の角度変更とを備える場合も、図１４Ａ～図１４Ｃの例の考え方を適用できる。

図１４Ａ～図１４Ｃの構成例は、図８で説明した構成のうち、投射レンズとカメラユニットを一体のレンズユニットとして構成し、レンズユニット単位で着脱する構成に採用できる。すなわち、図８に示すレンズユニットに、図１４Ａ～図１４Ｃで説明したレンズシフト機能についてのスライダおよび各種機構を含めればよい。

なお、以上説明した本発明の実施例において、撮像センサの解像度効率について、インタラクティブ機能用の撮像センサに用いる場合の影響に言及した。これは、撮像センサをインタラクティブ機能用の撮像センサとして用いる場合、撮像センサの解像度効率が高い方がより好適であることを説明するものである。撮像センサの解像度効率の影響は、撮像センサのインタラクティブ機能用途に限られず、フォーカス調整用途に撮像センサを用いる場合も、撮像センサの解像度効率が高い方がより好適である。すなわち、以上説明した本発明の実施例において、撮像センサの解像度効率をより高める例は、フォーカス調整用途に撮像センサを用いる場合にもより好適であることとなる。

以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１１：表示素子の中心軸、１２：投射レンズの光軸、１００：投射型映像表示装置、１０１：投射光学系（投射レンズ）、１０２：表示素子、１２３：カメラユニット、１２４，１２５：レンズユニット、１５０、１５１、１５２、１５３、１５５：スライダ、１５４：変速ギヤ、１５６：支点、１５７：接続部、１９１：撮像レンズ、１９２：撮像センサ、１９３：撮像レンズ識別部、１９４：投射レンズ識別部、１９５：撮像カメラ、１９７：ＩＣ、１９８：スイッチ、２００：表示面（スクリーン）、２０１：長焦点レンズ、２０２：長焦点用撮像レンズ、２１０：投射範囲、２２０：撮像範囲、２９１：投射レンズ装着部、２９２：撮像レンズ装着部（カメラユニット接続部）、２９３：レンズユニット装着部、３０１：中焦点レンズ、３０２：中焦点用撮像レンズ、４０１：超短焦点レンズ、４０２：超短焦点用撮像レンズ。

Claims

投射型映像表示装置であって、
光源と、
光源からの光を表示素子に導く照明光学系と、
前記表示素子を透過または反射した光を投射する投射レンズを装着可能であり、複数の交換式の投射レンズのうち１つの交換式の投射レンズを選択的に前記投射型映像表示装置に装着可能な投射レンズ装着部と、
複数の交換式の撮像レンズのうち１つの撮像レンズを選択的に前記投射型映像表示装置に装着可能な撮像レンズ装着部と、
を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記撮像レンズ装着部に装着された撮像レンズを識別する撮像レンズ識別部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記撮像レンズ識別部の識別結果に応じて、前記撮像レンズを介して撮像する撮像画像の明るさ補正、色補正および／または幾何学補正の設定を変更することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記撮像レンズ装着部に装着された撮像レンズを識別する撮像レンズ識別部を備え、
前記撮像レンズ識別部は、前記撮像レンズに備えられたＩＣからの情報取得、前記撮像レンズと前記撮像レンズ装着部の接点のスイッチ、または前記撮像レンズが有する接続部に備えられた電気回路における電圧、電流、抵抗値、または電力に基づいて、前記撮像レンズ装着部に装着された前記撮像レンズを識別することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記撮像レンズ装着部に装着された撮像レンズを識別する撮像レンズ識別部と、
前記投射レンズ装着部に装着された投射レンズを識別する投射レンズ識別部を備え、
前記撮像レンズ装着部に装着された前記撮像レンズと前記投射レンズ装着部に装着された投射レンズの組み合わせに関する警告を、前記投射レンズを介して投射する映像中に表示するか否かを、前記撮像レンズ識別部で識別された撮像レンズと前記投射レンズ識別部で識別された投射レンズの組み合わせに応じて決定することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記撮像レンズ装着部に装着された撮像レンズを識別する撮像レンズ識別部と、
前記投射レンズ装着部に装着された投射レンズを識別する投射レンズ識別部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記撮像レンズ識別部で識別された撮像レンズと前記投射レンズ識別部で識別された投射レンズの組み合わせに応じて、前記投射型映像表示装置における前記撮像レンズ装着部に装着された撮像レンズを用いて行う機能について、動作するように制御するか、動作しないように制御するかを決定することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記撮像レンズ装着部に接続された撮像レンズを介して撮像した撮像映像に基づいて前記投射レンズのオートフォーカス処理を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記撮像レンズ装着部に接続された撮像レンズを介して撮像した撮像映像に基づいて、ユーザがペン状のデバイスで描画した軌跡をトラッキングし、該軌跡を、前記投射レンズにより投射される投射映像上に表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記撮像レンズ装着部に接続された撮像レンズを介して、複数の投射型映像表示装置により投射される投射映像を撮像し、該撮像した撮像映像に基づいて、当該複数の投射型映像表示装置の投射映像の自動重ね合わせ調整制御を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。
投射型映像表示装置であって、
光源と、
光源からの光を表示素子に導く照明光学系と、
前記表示素子を透過または反射した光を投射する投射レンズを装着可能であり、複数の交換式の投射レンズのうち１つの交換式の投射レンズを選択的に前記投射型映像表示装置に装着可能な投射レンズ装着部と、
複数の交換式のカメラのうち１つのカメラを選択的に前記投射型映像表示装置に装着可能なカメラ装着部と、
を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に装着されるカメラは、撮像レンズと撮像センサを有することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に装着されたカメラを識別するカメラ識別部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラ識別部の識別結果に応じて、前記カメラを介して撮像する撮像画像の明るさ補正、色補正および／または幾何学補正の設定を変更することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に装着されたカメラを識別するカメラ識別部を備え、
前記カメラ識別部は、前記カメラに備えられたＩＣからの情報取得、前記カメラと前記カメラ装着部の接点のスイッチ、または前記カメラが有する接続部に備えられた電気回路における電圧、電流、抵抗値、または電力に基づいて、前記カメラ装着部に装着された前記カメラを識別することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に装着されたカメラを識別するカメラ識別部と、
前記投射レンズ装着部に装着された投射レンズを識別する投射レンズ識別部を備え、
前記カメラ装着部に装着された前記カメラと前記投射レンズ装着部に装着された投射レンズの組み合わせに関する警告を、前記投射レンズを介して投射する映像中に表示するか否かを、前記カメラ識別部で識別されたカメラと前記投射レンズ識別部で識別された投射レンズの組み合わせに応じて決定することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に装着されたカメラを識別するカメラ識別部と、
前記投射レンズ装着部に装着された投射レンズを識別する投射レンズ識別部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラ識別部で識別されたカメラと前記投射レンズ識別部で識別された投射レンズの組み合わせに応じて、前記投射型映像表示装置における前記カメラ装着部に装着された撮像レンズを用いて行う機能について、動作するように制御するか、動作しないように制御するかを決定することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に接続されたカメラを介して撮像した撮像映像に基づいて前記投射レンズのオートフォーカス処理を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に接続されたカメラを介して撮像した撮像映像に基づいて、ユーザがペン状のデバイスで描画した軌跡をトラッキングし、該軌跡を、前記投射レンズにより投射される投射映像上に表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項９に記載の投射型映像表示装置であって、
前記カメラ装着部に接続されたカメラを介して、複数の投射型映像表示装置により投射される投射映像を撮像し、該撮像した撮像映像に基づいて、当該複数の投射型映像表示装置の投射映像の自動重ね合わせ調整制御を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。
投射型映像表示装置であって、
光源と、
光源からの光を映像表示素子に導く照明光学系と、
前記映像表示素子を透過または反射した光を投射する投射レンズと前記投射型映像表示装置の外部を撮像する撮像レンズとを含むレンズユニットを装着可能であり、複数の交換式のレンズユニットのうち１つの交換式のレンズユニットを選択的に前記投射型映像表示装置に装着可能なレンズユニット装着部と、
を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に装着されるレンズユニットは、前記撮像レンズに対応する撮像センサを有することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に装着されるレンズユニットが有する撮像レンズに対応する撮像センサは、前記レンズユニット側ではなく前記投射型映像表示装置側に設けられることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に装着されるレンズユニットに、前記投射レンズの光軸に垂直な方向に前記投射レンズを変位させる機構であって、前記投射レンズの変位に連動して前記撮像レンズを介した光を受光する撮像センサと前記撮像レンズの相対的な位置を変更する位置可変機構が備えられていることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項２１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記位置可変機構による前記相対的な位置を変更する変更量は前記投射レンズの変位量と等しいことを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項２１に記載の投射型映像表示装置であって、
前記位置可変機構による前記相対的な位置を変更する変更量は、前記投射レンズの変位量に比例し、かつ、前記投射レンズの変位量よりも小さい量であることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に装着されるレンズユニットに、前記投射レンズの光軸に垂直な方向に前記投射レンズを変位させる機構であって、前記投射レンズの変位に連動して前記撮像レンズの光軸の角度を可変させる機構が備えられていることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に装着されたレンズユニットを識別するレンズユニット識別部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記レンズユニット識別部の識別結果に応じて、前記レンズユニットの撮像レンズを介して撮像する撮像画像の明るさ補正、色補正および／または幾何学補正の設定を変更することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に装着されたレンズユニットを識別するレンズユニット識別部を備え、
記レンズユニット識別部は、前記レンズユニットに備えられたＩＣからの情報取得、前記レンズユニットと前記レンズユニット装着部の接点のスイッチ、または前記レンズユニットが有する接続部に備えられた電気回路における電圧、電流、抵抗値、または電力に基づいて、前記レンズユニット装着部に装着された前記レンズユニットを識別することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に接続された前記レンズユニットの撮像レンズを介して撮像した撮像映像に基づいて前記投射レンズのオートフォーカス処理を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に接続された前記レンズユニットの撮像レンズを介して撮像した撮像映像に基づいて、ユーザがペン状のデバイスで描画した軌跡をトラッキングし、該軌跡を、前記投射レンズにより投射される投射映像上に表示することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１８に記載の投射型映像表示装置であって、
前記レンズユニット装着部に接続された前記レンズユニットの撮像レンズを介して、複数の投射型映像表示装置により投射される投射映像を撮像し、該撮像した撮像映像に基づいて、当該複数の投射型映像表示装置の投射映像の自動重ね合わせ調整制御を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。