投影系统及影像投射方法

专利名称：投影系统及影像投射方法
技术领域：
本发明涉及使用了便携式投影仪的投影系统及其影像投射方法。
背景技术：
将小型的投射单元和方位传感器或加速传感器组装到盗形物内的投影仪己为公知(日本专利公开公报特开平7-24140号(以下称作"专利文献r)、日本专利公开公报特开平6-167687号(以下称作"专利文献2"))。这些投影仪利用组装在投影仪内部的传感器检测投影仪的朝向，根据该检测信息适当地改变显示图像并进行投射。
另外，还有一种已为公知的方法，即在其它的投影仪中，通过再次取入从投影仪投射出的图像，根据图像信息谋求投射图像的最佳化(日本专利公开公报特开2005-339269号(以下称作"专利文献3"))。在该方法中，用CCD等取得投影仪投射出的图像的显示信息，根据该信息适当地改变显示图像并进行投射。
而且，还有另一种已为公知的方法，即在屏幕上设置基准点，通过由图像传感器检测基准点来进行投影仪的位置控制(日本专利公开公报特开2005-292563号(以下称作"专利文献4"))。
然而，在专利文献1、 2所示的方法中，由于是利用方位传感器或加速传感器检测使用者的朝向，因此难以正确地检测投影仪相对于投射面的姿势、距离。因此，存在难以根据投影仪相对于投射面的姿势、与投射面之间的距离来恰当地投射显示图像的问题。
另一方面，在专利文献3所示的检测显示图像的结构中，为了用于正确读入显示图像的焦点控制、图像解析而需要时间，因此会出现为了用活动剧烈的移动投影仪(mobileprojector)显示正确的图像而需要时间的问题。并且，在显示面是在拐角、或有凹凸等非平面的情况下，存在无法根据图像信息决定最佳的投射条件的问题。
另外，在专利文献4所示的方法中，由于在无法检测到屏幕上的基准点时就无法进行位置对准，因此存在投影仪的显示画面被限定在有限的场所的问题
发明内容
本发明的目的在于提供一种投影系统，通过检测投影仪相对于在指定空间内的被投射 区域的位置关系，使投影仪向被投射区域投射适于该位置关系的影像。
本发明所提供的投影系统包括可在指定空间内移动的、根据输入的影像信息向包含 在上述指定空间的被投射区域投射影像的至少一个投影仪；具有检测上述投影仪相对于上 述被投射区域的相对位置关系的位置检测部、在上述指定空间以指定的位置关系予以配置 的多个位置传感器；以及根据上述多个位置传感器的位置检测部的检测结果控制从上述投 影仪向上述被投射区域投射的影像的控制装置。
在上述的投影系统中，通过检测可在指定空间内移动的投影仪与从该投影仪投射影像 的被投射区域之间的相对位置关系，根据该位置关系控制从投影仪投射的影像，从而可以 让投影仪投射与投影仪在指定空间内的移动相对应的恰当的影像。其结果，使得投影仪可 将影像投射到指定空间内的任意的被投射区域。


图1是表示本发明实施例1的投影系统的概要结构的示意图。 图？是表示图1的投影系统的功能结构的方框图。 图3是表示基于控制装置的影像投射动作的处理过程的流程图。 图4是表示本发明实施例2的投影系统的概要结构的示意图。 图5是表示本发明实施例3的投影系统的概要结构的示意图。 图6是表示在显示面2c上合成基于多个投影仪的投射图像的情形的示意图。 图7A是表示本发明实施例4的投影系统中所使用的投影仪的概要结构的主视图，图 7B是其侧视剖面图。
图8是表示本发明实施例5的投影系统的概要结构的示意图。
具体实施例方式
下面，参照

本发明的实施方式。此外，在下面的附图记载中，对相同的要素 或类似的要素标注相同或类似的符号，有时省略说明。 (实施例1)
本发明的实施例1中，在通过便携式小型投影仪显示影像时，为了控制投影仪的图像， 在投射影像的空间内设置多个位置传感器。并且，与投影仪分开设置的控制装置根据来自 这些位置传感器的投影仪的位置信息调整投影仪的图像。图l是表示本发明实施例1的投影系统的概要结构的示意图。本实施例所涉及的投影 系统10具备移动投影仪(投影仪)3、设置在利用投影仪3显示影像的三维显示空间2 内的固定位置传感器1、搭载在投影仪3上的位置传感器4以及控制装置5。
在本实施例的投影系统10中，如图1所示，在显示影像的显示空间2内设置有多个 固定位置传感器l。并且，投影仪3也具备位置传感器4。来自投影仪3的影像显示在显 示空间2内的任意位置(例如，图中的照射位置6)。投影仪3的焦点、放大率、影像、 图像修正等投射条件通过与投影仪3分开设置的控制装置5加以控制。
固定位置传感器1设置在影像的显示空间2内。显示空间2是能够在前后、左右、上 下六个方向投射影像的三维空间。设置在显示空间2内的固定位置传感器1检测投影仪3 在显示空间2内的位置。在该位置检测中是利用电磁波，可以由固定位置传感器l检测搭 载在投影仪3上的位置传感器4所产生的电磁波，也可以在从固定位置传感器1产生的电 磁波被投影仪3的位置传感器4反射后，由固定位置传感器1再次检测该反射的电磁波。 而且，还可以由固定位置传感器1通过基于固定位置传感器1所产生的电磁波的电磁感应 来检测从投影仪3的位置传感器4产生的电波。以利用基于位置传感器4的反射为宜。其 原因在于不需要位置传感器4产生电磁波所需要的电力，可以降低投影仪3的功耗。
在本实施例中，为了通过固定位置传感器1正确地把握投影仪3的位置，固定位置传 感器l的配置很重要。在将三维空间作为显示空间2来利用时，为了正确地把握投影仪3 的位置，需要具备至少三个固定位置传感器1，对基于这三个固定位置传感器1的三点进 行测量。通过三点测量，可以用来自三个固定位置传感器1的位置信息把握投影仪3在显 示空间2内的位置。在这种情况下，以三个固定位置传感器1彼此不排列在同一直线上为 宜。其原因在于如果三个固定位置传感器l配置在同一直线上，则无法求出投影仪3在三 维显示空间2内的位置。
在本实施例中，除了上述的投影仪3的位置外，也检测投影仪3在显示空间2内的姿 势状态，执行其姿势控制。为了控制投影仪3的姿势需要在投影仪3上设两个以上的传感 检测部分。传感检测部分是指被位置传感器检测的部分，为了检测投影仪3的倾斜，需要 在投影仪3的前后分离的位置上设置传感检测部分，通过由固定位置传感器1对其进行传 感，可以检测出投影仪3的姿势。
本实施例的固定位置传感器1的设置场所，最好是避开携带投影仪3的用户移动投影 仪3的上下范围、即从用户的眼睛到膝盖的位置，设置在170cm以上或50cm以下的任意 高度。在通过三个固定位置传感器l进行三点测量的情况下，无法决定投影仪3相对于三个固定位置传感器l所形成的平面处于该平面的上下哪一侧。在这种情况下，如果投影仪3相对于固定传感器l所形成的平面的位置总是固定在该平面的上下的某一侧，则投影仪3的位置能够在三维空间加以固定。另一方面，如果投影仪3的位置相对于该平面不固定，则无法决定投影仪3的位置，因此需要再设置另一个固定位置传感器1。通过该追加的另外一个固定位置传感器1，投影仪3处于先前的三个固定位置传感器1所形成的平面的上下哪一侧得以决定。
在本实施例中，即使在使用固定位置传感器l四点以上的情况下，这些多个固定位置传感器1的位置关系也很重要。如上所述，在所有固定位置传感器1处于同一平面内的情况下，通过这些固定位置传感器1无法决定投影仪3的位置存在于上述的固定位置传感器l所形成的平面的上下哪一侧。因而，即使在固定位置传感器l是四个以上的情况下，也必须避免将所有的固定位置传感器l配置在同一平面内。另外，在影像的显示空间2较为复杂时、例如在显示空间2具有复杂的形状时，需翠根据该显示空间2增加固定位置传感器1的数目。控制装置5需要预先识别显示空间2与固定位置传感器1的位置。通过根据该信息与投影仪3的位置和姿势的信息决定投影仪3进行显示的影像，并将影像信息发送给投影仪3，从而能够在显示空间2内显示影像。
接着，对基于本实施例的固定位置传感器1的显示空间2的识别进行说明。本实施例中，在将固定位置传感器1配置在三维显示空间2内而形成显示空间时，以将固定位置传感器1设置在显示空间2的特殊点为宜。所谓特殊点是指房间的拐角、墙壁与天花板或墙壁与地板的边界、门的附近、在空间内成为影像显示的障碍的障碍物的附近等空间连续性不同的位置。通过将固定位置传感器l设置在特殊点，使得显示空间2的特征容易掌握。
在通过固定位置传感器1而构成显示空间时，通过在最初进行映射处理能够高精度地构成显示空间。映射是让控制装置5记忆显示空间的三维信息的过程。通过将固定位置传感器1设置在作为显示空间2的房间的特殊点，并对控制装置5输入固定位置传感器1的位置信息，能够存储显示空间2与固定位置传感器1的关系。在这种情况下，当固定位置传感器l的数量较少、或显示空间2是复杂的空间时，用户需要对显示空间2的信息进行修正或追加。如果进行上述的映射处理则能够正确地把握投影仪3的位置与显示空间2的关系，因此由控制装置5进行的投影仪3的控制变得容易，对投射到空间上的影像的控制更为正确。另外，通过控制装置5根据显示空间2的信息改变投射的影像，使得用户制作显示空间2的影像成为可能。
9另外，在显示空间2是复杂的形状的情况下，需要配合该形状增加固定位置传感器1的数目。在显示空间2是凹凸较多的场所、或具有复杂的地形的情况下，需要增加固定位置传感器l，让控制装置5识别这些场所、地形的信息。
接着，对本实施例中的影像信息的修正进行说明。在本实施例中，通过对被投射影像的投射面的凹凸、颜色进行修正，能够修正影像的变形、或将颜色修正为正确的颜色。首先，说明颜色的修正。在投射RGB三色的光来进行彩色显示时，投射面的影像的颜色由来自投射面的各波长的光的反射光强度来决定。在投射面具有颜色和图案的情况下，通过与其相配合地修正影像的颜色，能够进行颜色修正。在本实施例中，通过在投射图像的期间照射R、 G、 B中任意一种光，由固定位置传感器l获取其反射图像，将投射面的颜色信息发送给控制装置5。通过根据该信息对投射的图像进行修正，能够不受投射面的颜色、图案的影响而正确地投射影像的颜色。同样地，关于投射面的凹凸，也可以通过向投射面投射例如格子状的网格图案，由固定位置传感器l获取该投射影像，根据影像的变形来检测投射面的凹凸信息。控制装置5根据该信息对影像进行修正，由此能够不受投射面的凹凸的影响而投射影像。
在用户一边移动一边投射影像的情况下，通过在投射影像的期间间歇地混入用于测量投射面的颜色、形状的识别影像并进行投射，可以不断地修正影像。为了以用户感觉不到的高速投射这些识别影像，需要高速地切换光源。因此，光源以能够高速切换的激光或LED为宜。特别是激光，具有如下特征可以使细射束投射到远方，能够以与三维扫描仪等同的原理高速输出用于检测投射面的凹凸的扫描射束。通过在影像的间隙进行高速的射束扫描， 一边识别投射面的形状一边修正图像，能够投射没有变形的影像。此外，作为用于检测凹凸形状的光，以使用RGB光中的蓝色为宜。由于蓝色的视觉灵敏度较低，因此能够减小检测用的识别影像对其它影像的影响，从而可以减轻由检测影像引起的影像的劣化。
利用与检测投射面的凹凸同等的方法可以检测用户的位置、姿势。通过用固定位置传感器1检测从投影仪3投射的影像，可以检测投影仪3相对于投射面的位置、姿势。特别是通过检测网格状的识别影像或射束扫描的影像，并由控制装置5根据该信息修正影像，则能够向投射面投射正确的影像。通过用固定位置传感器1高速地检测由投影仪3的移动引起的影像的变形、抖动，可以配合投影仪3的移动来修正影像。通过在投射影像的期间间歇地投射这些识别影像，能够实时地修正由投影仪3的位置、姿势引起的影像的变形。通过用固定位置传感器l检测投射画面来检测由投影仪3的姿势和投射面的凹凸这两者的影响所引起的影像变形，通过控制装置5根据该信息修正影像，则可以投射没有变形的影像。如果采用通过激光光源的射束扫描来投射影像的方式，则因为不需要透镜，所以能够在任意的位置进行对焦。因此，具有不会产生对焦模糊、可以修正图像变形的优点。
作为上述识别影像的取入方法，除上述的利用固定位置传感器l进行检测外，还可以利用安装在投影仪3上的位置传感器4进行检测。在这种情况下，作为位置传感器4以摄像传感器为宜。作为方法，存在同时使用固定位置传感器1和投影仪3的位置传感器4的情况、和分别单独使用固定位置传感器1和投影仪3的位置传感器4的情况。通过利用固定位置传感器l取入识别信号，可以不受投影仪3的位置、姿势的影响，正确地检测投射面和影像的关系，并且通过减小投影仪3的位置传感器4的处理负担，能够实现投影仪3的小型化、低功耗化。
接着，用图2说明本实施例的投影系统10的功能结构。如上所述，在本实施例的投影系统10中，控制装置5利用来自固定位置传感器1和投影仪3的位置传感器4的检测结果来解析投影仪3的位置、姿势，根据该解析结果控制投影仪3，并且生成向投影仪3发送的影像信息。为此，本实施例的投影系统IO具备例如如下的功能结构。图2是表示本实施例的投影系统10的功能结构的方框图。
本实施例的固定位置传感器l，如图2所示，包括传感部ll、控制部12以及通信部13。另外，本实施例的投影仪3包括具有传感部41和控制部42的位置传感器4;利用从控制装置5发送来的影像信息投射影像的影像投射部31，以及通信部32。并且，控制装置5包括通信部51、解析部52、投射条件决定部53、投影仪信息存储部54、影像信息生成部55以及影像信息存储部56。此外，在本实施例的投影系统10中还配置有多个固定位置传感器l，而在图2中，为了使图面简略仅示意了一个固定位置传感器l。
固定位置传感器1中的传感部11检测显示空间2内的投影仪3的位置、姿势。例如，当传感部ll产生电磁波时，该电磁波的一部分被投影仪3反射。传感部ll通过检测该反射波来检测投影仪3的位置。当然，传感部11也可以通过检测从投影仪3发出的电磁波来代替检测自身产生的电磁波，检测投影仪3的位置。为了修正从投影仪3投射的影像信息，传感部11还检测从投影仪3射出的识别影像。传感部ll检测由投射面反射的识别影像，利用通信部13发送给控制装置5。在此，传感部11进行投影仪3的位置检测和来自投影仪3的识别影像的检测这两方，当然也可以分别设置检测投影仪3的位置的传感部和检测来自投影仪3的识别影像的传感部。固定位置传感器1中的控制部12通过控制传感部11，将来自传感部11的检测结果转换为数字信号，利用通信部13发送给控制装置5。通信部13被设为通过有线或无线可与控制装置5进行通信，使固定位置传感器1与控制装置5之间的数据通信成为可能。
投影仪3的位置传感器4中的传感部41反射从固定位置传感器1的传感部11发出的电磁波，或者自身产生电磁波。传感部11通过检测来自传感部41的电磁波来检测投影仪3的位置。并且，在传感部41上连接有两个以上的传感检测部分，当由固定位置传感器l检测投影仪3的姿势时，固定位置传感器1通过检测分别来自两个以上的传感检测部分的电磁波，也能够检测投影仪3的姿势。传感部41与传感部11同样，还检测从投影仪3射出的识别影像。传感部41检测由投射面反射的识别影像，控制部42利用通信部32将该检测结果发送给控制装置5。在此，当然也可以分别设置检测投影仪3的位置的传感部和检测来自投影仪3的识别信息的传感部。
投影仪3的位置传感器4中的控制部42与控制部12同样，通过控制传感部41，将来自传感部41的检测结果转换为数字信号，利用通信部32发送给控制装置5。通信部32被设为通过有线或无线可与控制装置5进行通信，使投影仪3与控制装置5之间的数据通信成为可能。
控制装置5中的通信部51被设为通过有线或无线可与固定位置传感器1的通信部13和投影仪3的通信部32进行通信，使在固定位置传感器1与控制装置5之间、以及投影仪3与控制装置5之间的数据通信成为可能。
控制装置5中的解析部52利用通信部51获取来自固定位置传感器1和投影仪3的位置传感器4的检测结果，用这些结果执行投影仪3的位置、姿势的解析。解析部52还获取由固定位置传感器1和位置传感器4检测出的来自投影仪3的识别影像，对显示从投影仪3投射的影像的投射面的颜色、凹凸、图案等投射面状态进行解析。在此，解析部52进行投影仪3的位置、姿势的解析和投射面的投射面状态的解析这两方，当然也可以分别设置进行投影仪3的位置、姿势解析的解析部和进行投射面的投射面状态解析的解析部。
控制装置5中的投射条件决定部53根据来自解析部52的解析结果设定投影仪3的焦点、放大率、影像、图像修正等投射条件。在投射条件决定部53中设置有投影仪信息存储部54。在投影仪信息存储部54中存储由投射条件决定部53设定的投射条件，并且存储预先获取的固定位置传感器1的位置以及它们之间的位置关系、通过映射处理获取的表示显示空间2的三维形状等的三维信息、从解析部52获取的投影仪3的位置、姿势等。投射条件决定部53通过参照存储在投影仪信息存储部54中的投影仪信息，来设定投影仪3的焦点、放大率、影像修正等投射条件。并且，投射条件决定部53利用通信部51将该 投射条件发送给投影仪3。
控制装置5中的影像信息生成部55根据来自解析部52的解析结果生成应该向投影仪 3发送的影像信息。影像信息生成部55根据来自解析部52的投影仪3的位置、姿势，并 且还根据显示来自投影仪3的影像的投射面的颜色、凹凸、图案等投射面状态，从预先获 取的影像信息(原始的影像信息)生成应该发送给投影仪3的影像信息。在影像信息生成 部55中设置有存储预先获取的影像信息(原始的影像信息)的影像信息存储部56。在影 像信息存储部56中可以预先存储所有的应该由投影仪3投射的影像信息，也可以从控制 装置5的外部酌情发送到影像信息存储部56中。影像信息生成部55利用通信部51将生 成的影像信息发送给投影仪3。
投影仪3利用通信部32获取来自控制装置5的投射条件和影像信息，通过影像投射 部31投射影像。并且，在影像投射部31中设置有识别影像产生部311，投影仪3能够射 出由识别影像产生部311产生的识别影像。
此外，控制装置5中的解析部52、投射条件决定部53以及影像信息生成部55可以 集成在同一半导体基板上。
图3表示本实施例的投影系统10中的控制装置5的影像投射动作的处理过程。在图3 中，控制装置5利用通信部51获取来自固定位置传感器1和投影仪3的位置传感器4的 检测结果(步骤S101)。然后，解析部52用这些检测结果解析投影仪3的位置、姿势(步 骤S102)。
解析部52还使用由固定位置传感器1和位置传感器4检测出的来自投影仪3的识别 影像被投射面反射的反射影像，对显示投影仪3投射的影像的投射面的颜色、凹凸、图案 等投射面状态进行解析(步骤S103)。
投射条件决定部53根据来自解析部52的解析结果决定投影仪3的焦点、放大率、影 像、图像修正等投射条件(步骤S104)。另一方面，影像信息生成部55根据来自解析部 52的解析结果生成应该向投影仪3发送的影像信息(步骤S105)。
投射条件决定部53利用通信部51向投影仪3发送在上述的步骤S104中设定的投射 条件，影像信息生成部55利用通信部51向投影仪3发送在上述的步骤S105中生成的影 像信息(步骤S106)。
由此，控制装置5的影像投射动作予以执行，投影仪3根据这些条件和信息投射影像。
13(实施例2)
接着，对本发明的实施例2进行说明。本实施例是将上述的实施例1的投影仪应用于 用户可携带的移动投影仪中的例子。根据本实施例，通过利用轻量小型的移动投影仪，不 用选择投影仪的设置场所就能够进行任意场所的影像显示。图4示意的是本实施例的投影 系统的概要结构。图4表示移动投影仪的投影的情形。下面，参照图1至3说明本实施例。
如图4所示，本实施例的投影系统10a包括移动投影仪3a、设置在通过投影仪3a 显示影像的三维显示空间内的固定位置传感器1、搭载在投影仪3a上的位置传感器4a以 及控制装置5。
在本实施例的投影系统10a中，映射到显示空间的投射面(照射位置)6a上的影像 根据与固定位置传感器1之间的相对关系来决定，移动投影仪3a根据该相对关系信息投 射图像。因此，即使在投影仪3a抖动、照射位置改变、携带投影仪3a的用户来回移动的 情况下，也可以使影像正确地映射在照射位置上。即，由固定位置传感器l决定投射图像 的大小、位置，根据投影仪3a的位置自动地计算投影仪3a的焦点和放大率。当移动投影 仪3a主体时，随着投影仪3a的位置和姿势不同影像发生变化，作为目标的影像被映射到 投射面6a。通过由控制装置5控制映射在显示空间上的影像，能够与投影仪3a的投射位 置联动地显示预先准备的图像全体。
由于通过固定位置传感器1和控制装置5，在显示空间的显示图像得以控制，因此高 速的处理成为可能，不会产生由于投影仪3a的抖动等引起的图像抖动、对焦模糊。另外， 在一边携带投影仪3a —边使用时，即使在投影仪3a的位置剧烈变动的情况下，也能够瞬 间地检测出投影仪3a的位置、姿势，决定影像，将其发送给投影仪3a并投射影像。而且， 由于在投影仪3a中省略这些检测、解析、图像处理等功能，因此能够实现小型、低功耗 化。
其结果，便携式小型的投影仪的显示场所扩大到三维空间，能够对多个墙壁、天花板、 地板等任意位置投射影像。投影仪3a的显示图像仅在有限的面积上显示，但是通过移动 投影仪3a的显示位置则可以在整个三维显示空间内显示影像。作为以往的方法有用投影 仪读入显示图像来进行图像修正、手抖动修正的方法，但是在以往的方法中，投影仪所具 备的功能增力卩，难以小型、低功耗化，难以实现能够携带的小型投影仪。
与此相对，在本实施例中，利用配置在三维显示空间中的多个固定位置传感器l的检 测结果进行图像修正、焦点修正、姿势控制。并且，通过让与投影仪3a分开设置的控制 装置5执行这些控制，则不需要由投影仪3a本身执行这些控制。其结果，可以大幅减少投影仪3a的功能。由此，能够实现投影仪3a的小型化、轻量化、低功耗化，投影仪3a 可以一边投影(应为移动)一边在三维空间内自由地投影。投影仪3a的低功耗化不仅对投影 仪3a的小型化有效，对减少发热也非常有效。对于移动投影仪，由于是一边挪动一边映 射影像，因此降低设备温度是必须的，其实用效果很大。
在本实施例中，作为检测投影仪3a的位置信息的方法，可以是利用投影仪3a本身所 搭载的位置传感器4(应为4a)检测固定位置传感器l的位置。另外，也可以是由固定位置 传感器1检测投影仪3a的位置。任何一种方式都是可以的，通过同时进行相互检测，可 提高投影仪3a的位置精度。此外，关于这点，其它的实施例也相同。
另外，在本实施例中，通过由设置在显示空间内的固定位置传感器1检测投影仪3a 的位置，并同时检测投影仪3a的投射面6a，也能够检测投影仪3a的姿势状态。根据该 信息进行投影仪3a的图像修正，即使在一边携带投影仪3a—边投射影像的情况下，图像 也不会抖动，从而投射稳定的影像。当然，投影仪3a的投射面6a也可以由搭载在投影仪 3a上的位置传感器4a来检测。
并且，在本实施例中，通过在投影仪3a上搭载红外激光器和位置传感器，投影仪3a 的姿势更易于控制。从投影仪3a射出的红外激光8照射到显示面2a上形成显示点7。根 据显示点7与投影仪3a的位置关系可以检测出投影仪3a的姿势，根据该信息则能够进行 画面修正。另外，还通过利用多个点的红外线激光点或线状的红外线激光，或者通过红外 线激光扫描来观测显示面2a上的红外线点，可以检测投影仪3a的位置、姿势。
(实施例3)
接着，对本发明的实施例3进行说明。本实施例是具备多个上述的实施例1的投影仪 的例子。图5示意的是本实施例的投影系统的概要结构。图5表示利用多个投影仪进行投 射的情形。下面，参照图l至3说明本实施例。
本实施例的投影系统lOb，如图5所示，包括移动投影仪3b、 3c、设置在由投影仪 3b、 3c显示影像的三维显示空间2b内的固定位置传感器l、搭载在投影仪3b上的位置传 感器4b、搭载在投影仪3c上的位置传感器4c以及控制装置5。
在图5所示的投影系统lOb中，在多个投影仪3b、 3c分别向照射位置6b、 6c投射影 像的情况下，投影仪3b、 3c彼此的位置信息变得重要。在本实施例中，如图5所示，通 过分别在投影仪3b、 3c中设置位置传感器4b、 4c来检测投影仪3b、 3c的位置。通过检测投影仪3b、 3c的位置，能够高精度地实现从多个投影仪3b、 3c投射的影像的合成、影 像的干扰等。
图6示意的是实际利用多个投影仪3d、 3e在显示面2c上合成投射图像的情形。在图 6的投影系统10c中，由于是根据固定位置传感器l与投影仪3d、 3e的相对的位置关系， 来决定对显示面2c的显示图像9，因此可以高精度地进行多个投影仪3d、 3e在各自的投 射面6d、 6e上的投射图像的合成。使用多个投影仪3d、 3e的特征在于能够实现图像的合 成、背景图与强调图像的合成、亮度的提高、显示面积的扩大等各种应用。
在此，以下对使用多个投影仪时的各投影仪要具备的特征进行说明。
一台投影仪一次可显示的投射图像的面积依赖于投影仪的亮度。为了显示较大的面积 需要高亮度的投影仪。在便携式投影仪的情况下，由于抑制耗电，很难实现高亮度。在这 种情况下，通过在暗室那样的黑暗显示空间内显示投影仪影像，即使是亮度较小的投影仪 也能享受有魄力的大型影像。为了在黑暗的显示空间内享受移动投影仪投射的影像，用户 自身也需要在某种程度上把握处在显示空间内的位置。此时，通过检测投影仪处于显示空 间内的哪一位置来解决问题。移动投影仪具备根据来自固定位置传感器的信息向用户显示 在显示空间内的位置的功能，因此，即使在黑暗的显示空间内也能安全地享受影像。
在使用多个投影仪的情况下，需要各投影仪的位置关系、各投影仪的照射位置、以及 影像与投影仪之间的个体识别。在使用多个投影仪的情况下，为了从投射图像识别投影仪 的个体，提出一种利用各投影仪投射的RGB光的波长进行识别的方法。在本实施例中， 各投影仪至少具有RGB三原色波长的光，这些三原色波长内至少两者被设定为互不相同。 由此，通过由固定位置传感器检测投射图像的波长，投射影像的投影仪的个体识别成为可 能。投影仪之间的波长差以O.lnm以上为宜。这是因为通过滤光器可识别的波长差约为 O.lnm。另外，作为波长差，以在红色区域为0.5nm以下，在蓝色、绿色区域为5nm以 下为宜。当投影仪之间的波长差变大时，在投影仪之间进行影像合成时色差明显，合成图 像的画质劣化。也为了防止这种现象，最好将投影仪之间的波长差设在5nm以下。
另外，作为利用波长差进行投影仪的个体识别时的RGB光源，以激光光源为宜。由 于激光的波长谱狭窄，因此即使在0.1nm以下的间隔也可以识别振荡波长的差。灯光源、 LED光源具有约10nm的波长幅度，因此需要取大波长差，由波长差引起的色差会变得 明显。
作为用于识别投影仪的光源，以绿色、蓝色中的某一种为宜。由于红色因波长变化引 起的视觉灵敏度的变化较大，因此不同的波长范围被限定在大约数nm。为此，导致多个投影仪的数目受到限定。与此相对，由于绿色、蓝色由波长变化引起的视觉灵敏度的变化 较小，因此波长的使用范围较宽。另外，绿色光源在波长发生变化时，人所识别的颜色的 变化较迟钝。因此，即使在重叠多个波长不同的投影仪的影像的情况下，色差也不会被识 别，可以实现合成图像的高画质。
作为个体识别多个投影仪的其它的方法，还有对影像信号输入个体识别信息的方法。
有在影像之间投射个体识别影像，由固定位置传感器识别该个体识别影像的方法。另外，
通过改变影像信号的频率、相位、RGB的顺序、颜色的排列等，能够根据影像检测投影仪
的个体。
作为波长差的检测方法，使用固定位置传感器和窄带域的波长滤波器，通过用该波长 滤波器挑选透过波长，可以检测投影仪光源的波长差。
在本实施例中，使用了移动投影仪作为多个投影仪，但除了移动投影仪以外，还可以 并用安置型的固定投影仪。由,定投影仪向显示空间投射背景，如果用户在该空间内通过 移动投影仪来投射图像，则可以显示通过合成两个图像而得到的新的图像。
此外，为检测投影仪的照射位置而在投影仪上搭载红外激光器(或LED)，由此能够 检测更正确的姿势状态。对显示空间照射多束红外线射束，通过用固定位置传感器检测照 射到显示面的红外线激光射束的位置，可以检测投影仪的位置信息，并检测投影仪的姿势。 通过利用红外线激光，可以不被用户察觉地检测照射位置。另外，由于红外线与照明等光 的波长差较大，因此具有不被外界光、投射图像所影象，可以正确地进行检测的优点。作 为此时的固定位置传感器，以摄像传感器为宜。
并且，如果不仅在照射方向，还在左右或上下方向等照射多个红外线激光射束，则由 固定位置传感器产生的死角会消失，从而能够更正确地把握投影仪的姿势。
另外，如果使用红外线激光，由于可在照射图像之前得到投影仪的姿势信息，因此具 有能够在投射前调整投影仪的影像的优点。
另外，在使用多个投影仪的情况下，通过分时地进行每个投影仪的红外线射束的照射， 能够分别检测每个投影仪的投影仪的姿势和位置。这些各投影仪的相互关系的控制，可通 过检测各投影仪的位置和姿势并由控制装置根据该信息决定影像来进行。
(实施例4)接着，对本发明的实施例4进行说明。本实施例是应用了作为上述的实施例l至3的
投影仪使用RGB可见光激光器的投影仪的例子。图7A是表示本实施例的投影仪的概要结 构的主视图，图7B是表示本实施例的投影仪的概要结构的侧视剖面图。
在本实施例的投影仪3f中，如图7A所示，搭载有具有两个传感检测部分302的位置 传感器4f，该两个传感检测部分302被配置在投影仪3f的前后。两个传感检测部分302 与固定位置传感器l同样，产生电磁波。或者具有反射来自固定位置传感器l的电磁波的 功能。由于具有两个以上传感检测部302，因此能够由固定位置传感器1检测投影仪3f 的姿势信息。为了提高姿势控制所使用的位置信息的精度，两个传感检测部302的位置以 彼此分离的位置为宜。于是，在本实施例中，将两个传感检测部302配置在投影仪3f的 前后。
另外，在本实施例的投影仪3f中，如图7B所示，光源303使用RGB的激光光源， 在投影仪3f的前部具备投射透镜301,在后部具备用于使光源303散热的风扇304。由于 激光具有较高的电光转换效率，因此可以实现小型、高亮度的投影仪。另外，由于电光转 换效率较高，因此对移动投影仪有用的电池驱动是可能的。并且，还可以大幅度地降低在 用户携带投影仪3f时成为问题的投影仪3f自身的温度上升。并且，由于光源303能够瞬 间启动，因此具有能够在显示空间内立刻显示图像的优点。
风扇304的位置设在投影仪3f的后部，由风扇304引起的空气的流动方向以从投影 仪3f的后部向前部为宜。由于用户携带使用投影仪3f，因此投影仪3f的侧面和上下面由 用户操纵，所以无法设置空气孔。另外，从后部吹出的结构可能会使暖风吹到用户，因此 最好是从后部进气、向前部放出的结构。
在本实施例中，可以利用扫描RGB的激光射束来显示影像的方式。通过用小型的 MEMS镜二维扫描接近高斯光束的激光射束，并调制射束的强度，则能够显示影像。通过 采用射束扫描方式，透镜系统简化，小型的投影仪得以实现。并且，射束扫描方式与距投 影仪的距离无关，在任何距离下都能够投射没有对焦模糊的焦点自由的影像。因此，不需 要控制投影仪与影像投射距离，能够以非常简单的控制来投射没有模糊的影像。并且，具 有不受投射面的凹凸影响的优点。
另外，在本实施例中，通过随时间改变投影仪的位置，能够在更广的区域内投射影像。 通过与投射地点同步地映射影像，能够对整个显示空间迸行投射。另外，在手持投影仪进 行投射时，投射图像随时间发生变化。通过随时间改变投射位置，在使用激光光源的投影 仪的情况下，可以大幅地降低由干涉引起的斑点噪声的产生。由此，实现影像的高画质。作为随时间改变投射位置的手段，可以通过用户手持投影仪投射影像，而使影像位置随时 间改变。另外，通过让投影仪的光学系统随时间变动，还可以减少斑点噪声。在这种情况
下，需要配合光学系统的振动修正图像。此外，以与激光投影仪相同的理由，使用了LED 的投影仪也能够适用。
并且，在本实施例中，作为使用了移动投影仪的影像的投射方法，可以是这样一种影 像投射方法，即准备固定位置传感器、控制装置、可显示影像的空间，在该空间内，携带 移动投影仪的用户自由地投射影像。通过固定位置传感器检测进入影像投射空间的用户所 携带的投影仪的位置和姿势信息。控制装置根据该信息决定影像信息，并将该影像信息发 送给投影仪。投影仪根据来自控制装置的影像信息，可以在显示空间内自由地投射影像。 并且，如果在影像显示空间内有固定投影仪的影像、静止图像、三维立体物、背景等，则 用户可享受自己的投影仪影像与这些影像显示空间所具有的图像或立体物等的合成影像。
当移动投影仪指向海报、广告物、作品等静止物体或动画进行投射时，可以在投射物体上 显示与静止物体相关的动画、静止图像。由于利用固定位置传感器检测投影仪的位置，因 此能够正确地照射静止物体与投影仪的影像的焦点、放大率、图像的位置等，从而能够享 受与静止物体合成的影像。在多个用户处于相同的影像显示空间的情况下，也可以通过控 制装置控制各自的投影仪，合成多个投射图像而创作出新的影像。
此外，搭载在移动投影仪自身上的位置传感器，以用固定位置传感器进行检测的发送 机或红外LED等低功耗的传感器为宜。另外，作为固定位置传感器，可以利用检测投影 仪的位置的接收机或影像传感器、红外传感器等。相反，通过将发送机或红外光源等作为 固定位置传感器来使用，作为搭载在投影仪上的位置传感器设置接收功能，也可以从投影 仪检测固定位置传感器的位置。
另外，作为投影仪的利用方法，也可以是用手电筒照射存在的实物来构成投影仪的影 像的方法。影像在显示空间的位置关系被固定，通过配合投影仪进行显示的位置来改变投 射的影像，能够形成犹如用手电筒部分地观测真实存在的景色那样的影像。
此外，作为固定位置传感器，还能够实现传感摄像机等的图像处理的点追踪。由于移 动投影仪投射激光，因此容易检测亮点，通过配备两个以上的固定位置传感器，可以实时 地测量三维位置。在利用将激光作为光源的移动投影仪的情况下，RGB的单色性强，因此 具有如下特征通过在传感摄像机的全面设置使指定的波长例如红640nm、蓝450nm、 绿530nm的至少其中之一透过的波长滤波器，可以抑制周边的噪声光，从而正确地检测 投影仪的位置。
19此外，作为固定位置传感器，还可以利用使用超声波的传感器。当使用超声波时，能 够跨越障碍物来检测位置。具有如下特征通过在投影仪主体上设置超声波产生部并设置 由固定位置传感器检测投影仪所产生的超声波的功能，能够正确地求出投影仪的位置。从 而能够实现低功耗、廉价的结构。
另外，作为固定位置传感器，组合使用不同的传感器也较为有效。摄像传感器、光传 感器能够以较高的位置精度进行检测，但由于是检测光，因此存在无法检测到的死角。通 过将其与电磁波、超声波传感器进行组合，可以使检测的死角消失且以高精度进行位置检
此外，作为固定位置传感器，通常的检测电磁波的结构也较为有效。投影仪为了从控 制装置获取影像信息而具备无线的发送接收功能。通过由固定位置传感器接收该信号，可 以简单地检测投影仪的位置。另外，也能够检测多个投影仪的位置。
此外，作为固定位置传感器，在使用像传感摄像机、光传感器那样的、检测投影仪的 光的传感器的情况下，会有持有投影仪的用户的身体成为阴影而无法检测位置的情况。为 了防止这种情形，需要在投影仪投射可能的投射面上设置至少一个固定位置传感器。由于 能够从面向投影仪的投射面检测投影仪的光，因此没有用户身体产生的死角，总是能够检 测投影仪的位置。
(实施例5)
接着，对本发明的实施例5进行说明。本实施例是通过利用来自携带移动投影仪的用 户的视觉信息，配合用户视点的移动生成由投影仪投射的影像的例子。图8示意的是本实 施例的投影系统的概要结构。图8是表示用户携带移动投影仪，向投射面投射影像的情形。
本实施例的投影系统10d，如图8所示，包括移动投影仪3g、设置在由投影仪3g显 示影像的三维显示空间内的固定位置传感器1、搭载在投影仪3g上的位置传感器4f、控 制装置5、设置在用户20的头部21的头部传感器22以及搭载在投影仪3g上的扬声器23。
在图8所示的投影系统10d中，在显示面2d上的显示图像由根据固定位置传感器1 与移动投影仪3g的位置关系而决定。除了这样的使用环境外，还具备检测用户20的头部 21的移动的头部传感器22。头部传感器22检测用户20的视点的移动。
例如，对于投射到投射面6g上的图像，在视点的移动按图中A所示的上下方向移动 时，针对该移动，将投射图像的动画设为在视点移动范围以上的移动范围内、按图中B所示的上下方向移动的影像。由此，用户20会陷入空间本身在变动的错觉。通过配合由于
用户20身体的移动等视点发生变化来改变动画，可以实现显示空间大幅变动的体感影像。 检测用户20的头部21移动的头部传感器22的构成方法有几种。第一种方法是加速 度传感器。通过在用户的头部设置小型的加速度传感器可以检测头部的移动。第二种方法 是振荡电磁波的发送器。在用户20的头部21设置小型的发送器，通过由设置在显示空间 内的多个固定位置传感器1进行检测，可以检测头部21的位置。第三种方法是检测红外 激光的照射点的方法。用户带上眼镜，在该眼镜的一部分设置红外激光器，通过由设置在 显示空间内的固定位置传感器检测红外激光照射到显示面上的照射点，可以检测用户20 的头部21的移动。在眼镜上设置，具有能够正确地检测与用户20的视点移动接近的移动 的优点。使用红外线可以与照射在投影仪3g的投射面6g上的可视光分离，从而能够正确 地把握视点的移动。
另外，本实施例的投影仪3g也可以具备扬声器23。控制装置5根据来自固定位置传 感器1的用户20的位置信息操纵流过扬声器23的声音，由此能够让持有投影仪3g的用 户20听到与投射面6g相应的效果音。另外，在多个用户同时进行影像投射的情况下，通 过控制各用户的投影仪的扬声器，能够仅让指定的用户听到声音。由此，通过分割显示空 间，可由多个用户来使用。
(实施例6)
接着，对本发明的实滩例6进行说明。本实施例是使用上述的实施例1至5的投影系 统的体感游戏的实施例。
用户预先在游戏使用的空间内设置多个固定位置传感器，编制游戏空间。 一人或多个 用户携带移动投影仪进入游戏空间内。通过使移动投影仪进行投射来开始游戏。熄灭显示 空间的照明，投影仪的显示画面成为空间的景色。通过由投影仪在三维显示空间内显示动 画，能够使用户体验好像已进入到编制的游戏空间内。随着用户一边用投影仪照射周围一 边进入显示空间，被编制的显示画面发生变化，由此用户可以三维地观察被编制的空间。 并且，当加入动画时，用户还能够体验显示画面随时间发生变化的模拟空间。
并且，通过多个用户进入显示空间、用多个投影仪显示周围，可以实现更为复杂的显 示空间。现在，能够在三维空间内体感到用电视等二维画面享受的滚动播放游戏。在多个 用户在熄灭照明的空间内享受游戏的情况下，通过由设置在周围的固定位置传感器把握各 投影仪的位置关系，用户能够一边把握彼此的位置一边享受游戏。由于通过固定位置传感器决定在显示面上的影像，因此即使用户一边移动一边用移动 投影仪显示图像，也能够减轻手抖动、身体晃动引起的图像晃动的影响。
另外，由于用户一边携带移动投影仪一边享受显示空间的图像，会有因显示面的凹凸、 拐角等图像变形而损坏影像的真实性的问题。在为游戏用而设计的显示空间内，虽然可以 设计没有这种凹凸的显示空间，但是在一般家庭、低成本的显示空间的情况下，很难完全 除去凹凸、拐角。作为这种情况的对策，最好在移动投影仪中具有对凹凸、拐角等显示面 引起的影像的变形进行修正的功能。例如，有时将检测空间的凹凸、变形的影像混入在显 示影像中进行投射，通过检测该影像可以修正影像的变形。通过在移动投影仪中搭载投射 图像修正影像的功能，不需要特别的显示空间，即使在家也能轻松地享受移动投影仪的影 像。如果采用该方法，多个用户彼此持有投影仪进入显示空间，通过将投影仪指向不同的 用户进行照射，能够在对方的身体上显示影像。由此，通过自由地改变对方的服装、颜色 等，可以利用对方用户作为游戏的登场人物。
另外，通过用投影仪照射立体像，将影像映射在立体像上，可以实现立体的影像。并 且，如同射击游戏那样对立体像射击，并投射像被破坏的影像等，由此享受身临其境的立 体的影像。
另外，像使用手电筒那样使用移动投影仪，移动投影仪的投射图像看起来像用手电筒 照射的物体那样。利用该效果，能够体会到将显示空间当作为假想空间、 一边用手电筒照 射那里一边前进的模拟体验。多个用户具备多个投影仪，能够体验同样的假想空间。通过 外部的控制装置和固定位置传感器控制多个投影仪，多个用户能够体感到相同的假想空 间。
并且，通过设置把握用户视点的头部传感器，可以实施利用用户错觉的游戏。与用户 的视点的移动联动地使投射图像比视点移动更快地移动，由此能够带给用户空间发生很大 变动的错觉。并且，通过利用由头部传感器检测出的用户视野的端部投射影像，能够强调 用户心理的不安、错觉。例如，可以在视觉上带来身体下落的错觉、高速移动的错觉，能 够体验身临其境的感觉。
作为修正显示面的凹凸的方法，可以在投影仪的投射图像中混入检测显示面凹凸的影 像进行投射，用CCD等检测该影像。另外，也可以在投影仪上搭载红外激光器，用红外 激光器不断地投射检测显示面凹凸的影像， 一边检测该影像一边控制投射图像。并且，使 用红外激光器作为设置在用户头部的头部传感器，如果在红外激光器的投射图案中包含检测投射面的凹凸的网格状的图案，则能够投射对用户视点集中的画面的凹凸进行了修正的 图像。
投影仪的显示面积根据投影仪相对于周围的明亮度的亮度而被调整。在周围明亮的情 况下，为了产生周围与投影仪画面之间的亮度差，限制显示面积而使画面的亮度提高。另 外，显示面积也可以根据游戏的进行状况、显示内容而改变。表示广阔视野图像的情况与 縮窄视野显示图像的情况被游戏的进行内容所影响。这些情况由控制装置根据显示位置、 时间、游戏内容来控制。如果将黑暗的房间设为显示空间，由于只能观测投影仪投射的显 示物，因此能够自由地编制显示空间，实现所希望的空间。
作为娱乐设施，设计可显示影像的三维空间也较为有效。通过设计影像显示空间，将 固定位置传感器配置在最佳的位置上，进入影像显示空间的用户通过一边利用手持的移动 投影仪对显示空间的墙壁、地板、天花板投射影像一边行进，可以享受编制的显示空间。 另外，也可以将移动投影仪装载在移动车辆中， 一边投射影像一边行进。另外，与固定投 影仪的影像组合来制作出影像显示空间也很有效。通常的娱乐设施在展示内容改变的情况 下需要改造设施，但是，本实施例仅通过改写软件就能够更改娱乐的内容。能够在同一空 间提供多个娱乐，从而可以实现娱乐设施的大幅的低成本化。
另外，作为显示空间，需要将用户与投射面之间的距离保持在一定间隔以上。虽然也 与影像有关，但最好是将移动场所设定成用户能保持lm以上的距离移动。当用户过于接 近投射面时，影像的放大率变得非常小，只能投射较小的影像。为了防止这种情形，最好 使用户与投射面分开一定间隔以上。通过用车辆、皮带传送带或通路限定用户的移动，可 以将投射面与用户之间的距离维持在一定间隔以上，因此能够将影像的大小、焦点等调整 到最佳值。
(实施例7)
接着，对本发明的实施例7进行说明。本实施例是在户外使用上述的实施例1至5的
投影系统时的例子。
在郊外使用移动投影仪，将由公共电波播放的影像信息投射到建筑物的墙壁、对象物 上，能够用比较大的画面进行显示。另外，还可以尝试在美术馆、博物馆、观光地、娱乐 设施等处显示动画构成的说明图像等。当在公共场所自由地投射影像时，根据场所，在禁 止激光照射的场所或给他人带来困扰的情况下，影像的内容会给他人带来不愉快。在这种 情况下，通过设置固定位置传感器可以自动地限制投影仪的可显示区域、内容。通过将固
23定位置传感器设置在允许影像显示的位置，由来自固定位置传感器的信号赋予投影仪的投 射许可，能够仅在限定的场所投射被许可的影像。
另外，固定位置传感器具备通信功能，由此可以通过固定位置传感器将投影仪的信息 发送给控制装置，通过固定位置传感器也可以将来自控制装置的信息发送给投影仪。由于 固定位置传感器具备通信功能，投影仪可以仅用近距离的功能加以使用，从而能够以低功 耗实现高速通信。另外，通过将固定位置传感器的设置场所的信息发送给控制装置，可以 让投影仪在设置固定位置传感器的场所显示最佳的影像。例如，可以在美术馆、CM广告 板、商用展示等指定的场所、对象物上显示影像。
并且，通过在投射场所嵌入被称为条形码、全息的光学识别信息，用投影仪或固定位 置传感器读取识别信号，可以根据该识别信号识别显示场所或投影仪的固体信息，由控制 装置接受符合显示场所的影像的影像信息。在这种情况下，作为光源以使用激光光源为宜。 通过用激光进行射束扫描，能够以较高的分辨率高速地识别远处的条形码和全息等光学识 别。
并且，还可以对投影仪输入费用信息。通过在投影仪的光源的波长、投射图像中载入 信息，由固定位置传感器识别这些信息，可以对投影仪进行个体识别。如果能够进行个体 识别，则由于可以仅对指定的投影仪发送限定的影像信息，因此可以利用这点进行计费。
另外，也可以在户外设定指定的影像显示空间来享受移动投影仪。例如，在对户外较 大的墙壁投射影像进行娱乐的情况下，通过在设为目标的墙壁上设置多个固定位置传感 器，可以简单地投射影像。这种情况的固定位置传感器小型、具备简单的安装功能，也可 以一次性使用。通过在设为目标的场所设置固定位置传感器，控制装置可以判断投影仪的 影像以及距离、姿势，将移动投影仪影像控制在最佳状态。由于移动投影仪的亮度不是很 大，因此在周围较暗的场所使用更有效果。不管是在室内还是在室外，通过设置固定位置 传感器都可以将任意的场所作为投射屏幕来使用。
另外，将传感器设置在用户身体的一部分来控制移动投影仪的显示内容也较为有效。 只有指定的用户可以使用。另外，能够根据用户的位置信息控制移动投影仪的影像。
根据上述的各实施例将本发明归纳如下。即，本发明所提供的投影系统包括可在指 定空间内移动，根据输入的影像信息向包含在上述指定空间内的被投射区域投射影像的至 少一个投影仪；具有检测上述投影仪相对于上述被投射区域的位置关系的位置检测部，在 上述指定空间以指定的位置关系予以配置的多个位置传感器；以及根据上述多个位置传感 器的位置检测部的检测结果控制从上述投影仪向上述被投射区域投射的影像的控制装置。在上述的投影系统中，通过检测可在指定空间内移动的投影仪与从该投影仪投射影像 的被投射区域之间的相对位置关系，根据该位置关系控制投影仪投射的影像，可以让投影 仪投射与投影仪在指定空间内的移动相对应的适当的影像。其结果，使得投影仪可将影象 投射到指定空间内的任意的被投射区域。
上述多个位置传感器最好包含被配置成不位于任意的同一直线上的至少三个位置传 感器。
在这种情况下能够把握投影仪在三维空间内的位置。
上述多个位置传感器最好包含被配置成不位于任意的同一平面上的至少四个位置传 感器。
在这种情况下，即使投影仪的位置没有被固定在四个位置传感器中的三个位置传感器 所形成的平面上时，也能够通过余下的位置传感器把握投影仪处于该平面的上下的哪一 侧。因此，可以更正确地把握投影仪的位置。
最好是，上述控制装置包括根据上述多个位置传感器的位置检测部的检测结果解析 上述投影仪在上述指定空间内的位置关系的解析部；以及根据上述投影仪在上述指定空间 内的位置关系生成应该向上述投影仪输出的影像信息的影像信息生成部，将由上述影像信 息生成部生成的影像信息输出到上述投影仪。
在这种情况下，由于把握投影仪在指定空间内的位置关系，由影像信息生成部根据该 位置关系生成向投影仪输入的影像信息，因此不用增加投影仪自身的处理，就可以从投影 仪投射适合与指定空间内的任意被投射区域的位置关系的影像。
最好是从上述投影仪投射影像的被投射区域根据上述投影仪在上述指定空间内的移 动，随时间而变化。
在这种情况下，由于从投影仪投射影像的被投射区域，根据投影仪的移动随时间而变 化，因此可以将被投射区域扩大到整个指定空间。
上述控制装置最好还包括根据上述投影仪在上述指定空间内的位置关系，决定应该在 上述投影仪中设定的投射条件的投射条件决定部，并在上述投影仪中设定由上述投射条件 决定部决定的投射条件。
在这种情况下，由于把握投影仪在指定空间内的位置关系，由投射条件决定部决定适 合该位置关系的投影仪的投射条件，因此不用增加投影仪自身的处理就可以从投影仪投射 适合与指定空间内的任意被投射区域的位置关系的影像。
上述投射条件最好包含上述投影仪的焦点、放大率以及影像修正的至少其中之一。在这种情况下，由于可以设定适合投影仪在指定空间内的位置关系的投影仪的焦点、 放大率、影像修正，因此可以将来自投影仪的影像正确地投射到被投射区域。
由上述多个位置传感器的位置检测部检测出的上述投影仪的位置关系最好包含上述 投影仪的位置和上述投影仪的姿势的至少其中之一。
在这种情况下，可以正确地把握投影仪在指定空间内的位置、姿势。由此，能够投射 相对于投影仪的移动而稳定的影像。
最好是，上述投影仪具有射出用于识别上述被投射区域的形状和颜色的至少其中之一 的识别影像的识别影像产生部，在根据上述输入的影像信息向上述被投射区域投射影像 时，对上述被投射区域射出上述识别影像，上述多个位置传感器还具有检测从上述识别影 像产生部射出的识别影像通过上述被投射区域而被反射的反射影像的影像检测部，上述解 析部根据由上述多个位置传感器的影像检测部检测出的上述反射影像识别上述被投射区 域的形状和颜色的至少其中之一，上述投射条件决定部根据上述解析部识别出的上述被投 射区域的形状和颜色的至少其中之一决定上述投射条件并进行上述投影仪的影像修正。
在这种情况下，通过识别被投射区域的形状、颜色来决定与该形状、颜色相适应的用 于进行影像修正的投射条件，由此可以不受被投射区域的形状、颜色的影响来投射适合该 被投射区域的影像。
最好是，上述投影仪包括多个投影仪，上述影像信息生成部根据由上述解析部解析出 的上述多个投影仪的每个投影仪的位置关系，生成应该向上述多个投影仪的每个投影仪输 出的影像信息。
在这种情况下，可以将从各个投影仪投射的多个影像进行组合而构成一个影像。由于 可以通过位置传感器把握各投影仪的位置关系，因此能够考虑重叠从各投影仪投射出的影 像来进行投射。
上述多个位置传感器最好包括被配置在上述投影仪上的位置传感器。 在这种情况下，通过在投影仪本身上设置位置传感器，可以更正确地把握与其它投影 仪之间的位置关系。
最好是，上述多个投影仪的每个投影仪将可识别本身的识别信息附加于上述识别影像 中，上述解析部通过根据由上述多个位置传感器的影像检测部检测出的、包含在识别影像 中的识别信息来识别射出上述识别影像的投影仪，来指定上述投影仪。
在这种情况下，可以根据识别信息容易地进行多个投影仪的每个投影仪的个体识别。
上述多个投影仪的每个投影仪的光源最好是LED光源或激光光源。在这种情况下，LED光源、激光光源能够进行高速的切换，可以通过数百KHz以上 的高速切换射出识别影像。
最好是上述多个投影仪的每个投影仪的光源至少射出红、蓝以及绿三色的光，上述多 个投影仪的每个投影仪通过让从上述光源射出的光的上述红、蓝及绿的至少其中之一的光 的波长在上述多个投影仪之间互不相同，将上述识别信息附加于上述识别影像中。
在这种情况下，仅通过检测从投影仪射出的光的波长，就可以进行投影仪的个体识别。
最好是上述多个位置传感器的每个位置传感器还具有窄带域的波长滤波器，上述波长 滤波器让被设定成在上述多个投影仪间具有互不相同的波长的光透过，上述多个位置传感 器的影像检测部通过检测透过上述波长滤波器的光，来检测上述识别信息。
在这种情况下，通过窄带域滤波器可以有选择地检测从投影仪射出的光。从而可以不 受其它的外界光的影响来检测投影仪的识别信息。
最好是，上述多个投影仪的每个投影仪的光源至少射出红、蓝以及绿三色的光，并依 次点亮上述红、蓝以及绿色的光，上述多个投影仪的每个投影仪通过让从上述光源射出的 光的上述红、蓝以及绿的光的点亮周期、点亮相位、点亮间隔以及点亮顺序的至少其中之 一在上述多个投影仪之间互不相同，将识别信息附加于上述识别影像中。
在这种情况下，仅通过检测从投影仪射出的光的点亮周期、点亮相位、点亮间隔、点 亮顺序波长就可以进行投影仪的个体识别。
上述投影系统最好还包括配置在持有上述投影仪的用户处、用来检测上述用户的头部 的位置的头部传感器，上述影像信息生成部生成应该向上述投影仪输出的影像信息，以使 从上述投影仪投向上述被投射区域投射的影像随着由上述头部传感器检测出的上述用户 的头部的位置变化而发生变化。
在这种情况下可以投射配合用户移动的影像。例如，通过赋予与用户的头部移动相反 的影像，可以使用户产生空间变化的错觉。另外，向用户的死角附近投射影像可以带来心 理上的压迫感。
上述影像信息最好包含向持有上述投影仪的用户提供的音响信息。
在这种情况下，根据投影仪在指定空间内的移动可以从投影仪向用户提供适当的音响。
本发明所提供的影像投射方法，其中，投影仪可在指定空间内移动，上述投影仪输入 有影像信息，并将与上述影像信息相对应的影像投射到包含在上述指定空间内的被投射区
域，包括如下步骤利用在上述指定空间以指定位置关系配置的多个位置传感器检测上述
27投影仪相对于上述被投射区域的相对位置关系的检测步骤；根据上述多个位置传感器的检测结果控制从上述投影仪向上述被投射区域投射的影像的控制步骤。
在上述的影像投射方法中，通过检测可在指定空间内移动的投影仪与从该投影仪投射影像的被投射区域之间的相对位置关系，根据该位置关系控制投影仪投射的影像，可以让投影仪投射与投影仪在指定空间内的移动相对应的适当的影像。其结果，使得投影仪可将影象投射到指定空间内的任意的被投射区域。
产业上的利用可能性
本发明的投影系统通过使设置在显示空间内的位置传感器与移动投影仪的图像联动，能够向三维空间进行图像投射。通过利用位置传感器取入投影仪的位置信息，由控制装置控制投影仪的图像，从而可以进行高速的图像控制。
并且，本发明的投影系统还具有容易实现投影仪的影像与静止物体、静止图像等的合成影像的优点。另外，通过将固定位置传感器与控制装置设置在投影仪的外部，可以使投影仪小型化、低功耗化，可以实现充分的小型轻量化，以便能够一边携带投影仪一边使用。
并且，本发明的投影系统通过使用激光或LED光源，可以实现小型化、低功耗化，能够实现超小型的便携投影仪。由此，由于能够一边携带投影仪一边在三维空间内进行显示，因此其实用效果很大。
权利要求
1. 一种投影系统，其特征在于包括至少一个投影仪，可在指定空间内移动，根据所输入的影像信息将影像投射到被包含在所述指定空间的被投射区域；多个位置传感器，具有检测所述投影仪相对于所述被投射区域的位置关系的位置检测部，在所述指定空间以指定的位置关系予以配置；以及控制装置，根据所述多个位置传感器的位置检测部的检测结果，控制从所述投影仪向所述被投射区域投射的影像。
2. 根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于所述多个位置传感器包含被配置 在不位于任意的同一直线上的至少三个位置传感器。
3. 根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于所述多个位置传感器包含被配置 在不位于任意的同一平面上的至少四个位置传感器。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的投影系统，其特征在于，所述控制装置包括解析部，根据所述多个位置传感器的位置检测部的检测结果，解析所述投影仪在所述 指定空间内的位置关系；和.影像信息生成部，根据所述投影仪在所述指定空间内的位置关系，生成应该向所述投 影仪输出的影像信息，其中，将由所述影像信息生成部生成的影像信息输出到所述投影仪。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的投影系统，其特征在于从所述投影仪投 射影像的被投射区域，根据所述投影仪在所述指定空间内的移动，随时间而变化。
6. 根据权利要求4所述的投影系统，其特征在于，所述控制装置还包括投射条件决定部，根据所述投影仪在所述指定空间内的位置关系，决定应该在所述投 影仪中设定的投射条件，其中，在所述投影仪中设定由所述投射条件决定部决定的投射条件。
7. 根据权利要求6所述的投影系统，其特征在于所述投射条件包含所述投影仪的 焦点、放大率以及影像修正的至少其中之一。
8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的投影系统，其特征在于由所述多个位置 传感器的位置检测部检测出的所述投影仪的位置关系，包含所述投影仪的位置和所述投影 仪的姿势的至少其中之一。
9. 根据权利要求7所述的投影系统，其特征在于所述投影仪，具有射出用于识别所述被投射区域的形状和颜色的至少其中之一的识别 影像的识别影像产生部，在根据所述输入的影像信息向所述被投射区域投射影像时，将所 述识别影像射出到所述被投射区域，所述多个位置传感器，还具有检测从所述识别影像产生部射出的识别影像通过所述被 投射区域而被反射的反射影像的影像检测部，所述解析部，根据由所述多个位置传感器的影像检测部检测出的所述反射影像，识别 所述被投射区域的形状和颜色的至少其中之一，所述投射条件决定部，根据由所述解析部识别出的所述被投射区域的形状和颜色的至 少其中之一，决定所述投射条件并进行所述投影仪的影像修正。
10. 根据权利要求9所述的投影系统，其特征在于 所述投影仪包括多个投影仪，所述影像信息生成部，根据由所述解析部解析出的所述多个投影仪的每个投影仪的位 置关系，生成应该向所述多个投影仪的每个投影仪输出的影像信息。
11. 根据权利要求IO所述的投影系统，其特征在于所述多个位置传感器包括配置 在所述投影仪上的位置传感器。
12. 根据权利要求10或11所述的投影系统，其特征在于所述多个投影仪的每个投影仪，将可识别本身的识别信息附加于所述识别影像中，所述解析部，通过根据由所述多个位置传感器的影像检测部检测出的包含在识别影像 中的识别信息来识别射出所述识别影像的投影仪，确定所述投影仪。
13. 根据权利要求9所述的投影系统，其特征在于所述多个投影仪的每个投影仪的光源为LED光源或激光光源。
14. 根据权利要求13所述的投影系统，其特征在于所述多个投影仪的每个投影仪的光源，至少射出红、蓝以及绿三色的光， 所述多个投影仪的每个投影仪，通过让从所述光源射出的光的所述红、蓝和绿的至少其中之一的光的波长在所述多个投影仪之间互不相同，将所述识别信息附加于所述识别影像中。
15. 根据权利要求14所述的投影系统，其特征在于所述多个位置传感器的每个位置传感器还具有窄带域的波长滤波器，其中，所述波长滤波器，让被设定成在所述多个投影仪之间具有互不相同的波长的光透过， 所述多个位置传感器的影像检测部，通过检测透过所述波长滤波器的光来检测所述识别信息。
16. 根据权利要求13所述的投影系统，其特征在于所述多个投影仪的每个投影仪的光源，至少射出红、蓝以及绿三色的光，并依次点亮 所述红、蓝以及绿色的光，所述多个投影仪的每个投彰仪，通过让从所述光源射出的光的所述红、蓝以及绿色的 光的点亮周期、点亮相位、点亮间隔以及点亮顺序的至少其中之一在所述多个投影仪之间 互不相同，将所述识别信息附加于所述识别影像中。
17. 根据权利要求4所述的投影系统，其特征在于还包括配置在持有所述投影仪的用户处、用来检测所述用户的头部的位置的头部传感器，其中，所述影像信息生成部，生成应该向所述投影仪输出的影像信息，以使从所述投影仪投 射到所述被投射区域的影像随着由所述头部传感器检测出的所述用户的头部位置的变化 而发生变化。
18. 根据权利要求l至17中的任一项所述的投影系统，其特征在于所述影像信息 包含向持有所述投影仪的用户提供的音响信息。
19. 一种影像投射方法，其中，投影仪可在指定空间内移动，所述投影仪输入有影像信息，并将与所述影像信息相对应的影像投射到包含在所述指定空间内的被投射区域，其特征在于包括以下步骤利用在所述指定空间以指定位置关系配置的多个位置传感器，检测所述投影仪相对于 所述被投射区域的相对位置关系的检测步骤；和根据所述多个位置传感器的检测结果，控制从所述投影仪向所述被投射区域投射的影 像的控制步骤。
全文摘要
本发明提供一种投影系统，包括可在指定空间内移动、根据所输入的影像信息将影像投射到包含在上述指定空间的被投射区域的至少一个投影仪；具有检测上述投影仪相对于上述被投射区域的位置关系的位置检测部，在上述指定空间以指定的位置关系予以配置的多个位置传感器；以及根据上述多个位置传感器的位置检测部的检测结果，控制从上述投影仪向上述被投射区域投射的影像的控制装置。
文档编号G03B21/14GK101479659SQ20078002427
公开日2009年7月8日 申请日期2007年6月19日 优先权日2006年7月3日
发明者山本和久, 水内公典 申请人:松下电器产业株式会社