プロジェクタ
【課題】３Ｄ画像の外部スクリーンへの投影時におけるステレオ表示効果を変更する。
【解決手段】本発明によるプロジェクタ１００は、マイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイ１２２と、互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素が、マイクロレンズに対応して配列される表示素子１２１と、マイクロレンズアレイ１２２を透過した複数の表示画素からの光束を、一対の表示画像を形成する一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂとして投影する投影光学系１２３と、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂに対して互いに異なる偏光特性を与える偏光板１２４および１２５と、視差が可変となるように複数の表示画素を決定する制御装置１３０とを有する。
【解決手段】本発明によるプロジェクタ１００は、マイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイ１２２と、互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素が、マイクロレンズに対応して配列される表示素子１２１と、マイクロレンズアレイ１２２を透過した複数の表示画素からの光束を、一対の表示画像を形成する一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂとして投影する投影光学系１２３と、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂに対して互いに異なる偏光特性を与える偏光板１２４および１２５と、視差が可変となるように複数の表示画素を決定する制御装置１３０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影板に画像を投影するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
視差を利用して、看者が偏光眼鏡を着用すると立体視が可能となる３Ｄ画像を外部スクリーンに投影するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５２７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のプロジェクタによると、外部スクリーンに投影される３Ｄ画像の視差を変更することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるプロジェクタは、複数の第１マイクロレンズが配列された第１マイクロレンズアレイと、互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素が、複数の第１マイクロレンズの各々に対応して配列される表示素子と、第１マイクロレンズアレイを透過した複数の表示画素からの光束を、一対の表示画像を形成する一対の投影光束として投影する投影光学系と、一対の投影光束に対して互いに異なる偏光特性を与える偏光手段と、視差が可変となるように複数の表示画素を決定する決定手段とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、３Ｄ画像の外部スクリーンへの投影時におけるステレオ表示効果を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタの全体構成を示した断面図である。
【図２】投影装置の予定結像面から見たマイクロレンズと、そのマイクロレンズに対応する複数の表示画素を示した図である。
【図３】投影装置の予定結像面から見たマイクロレンズと、そのマイクロレンズに対応する複数の表示画素を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるプロジェクタの全体構成を示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態におけるプロジェクタの全体構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−−−第１の実施の形態−−−
本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタを説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタ１００の全体構成を示した断面図である。図１において、プロジェクタ１００は、撮像装置１１０、投影装置１２０、制御装置１３０、および記憶装置１４０を含む。
【０００９】
撮像装置１１０は、撮影レンズおよび絞りを含む撮影光学系１１１、複数の受光素子が配列されて構成される撮像素子１１３、および撮影光学系１１１と撮像素子１１３との間に配置され、複数のマイクロレンズが配列されて構成されるマイクロレンズアレイ１１２とを含む。撮影光学系１１１と撮像素子１１３とは、マイクロレンズアレイ１１２に関して略共役である。撮像装置１１０は、特開２００７−４４７１号公報に開示された画像合成方法による画像データの合成に用いられる撮像データを出力する。
【００１０】
撮影光学系１１１は、被写体からの被写体光束を透過し、撮影光学系１１１から被写体までの被写体距離に応じた位置に規定される予定結像面１１６に被写体像を結像させる。図１においては、予定結像面１１６はマイクロレンズアレイ１１２から距離ｈ１の位置に規定され、例えば、被写体光束のうちの光線１１４ａおよび１１４ｂは、予定結像面１１６上に規定される複数の仮想的な画素のうち、ハッチングを付した仮想的な画素１１６ａに被写体像の一部を結像する。
【００１１】
マイクロレンズアレイ１１２は、予定結像面１１６を通過した被写体光束を透過させる。マイクロレンズアレイ１１２を透過した被写体光束は、撮像素子１１３上の受光素子に受光され、受光データは光電変換される。例えば、仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像の一部を形成する光線１１４ａは、マイクロレンズアレイ１１２に含まれるマイクロレンズ１１２ａを透過して、マイクロレンズ１１２ａに覆われた受光素子１１３ｂによって受光され、受光データは光電変換される。仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像の一部を形成する光線１１４ｂは、マイクロレンズアレイ１１２に含まれるマイクロレンズ１１２ａを透過して、マイクロレンズ１１２ａに覆われた受光素子１１３ａによって受光され、受光データは光電変換される。
【００１２】
図１に示す光線１１４ａと撮影光学系１１１の光軸１１７との間に規定される部分光束１１５ａは、仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像を形成する透過光束のうち、撮影光学系１１１の上半分を透過する部分光束を示している。撮影光学系１１１の上半分を透過する部分光束１１５ａとは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見て撮影光学系１１１の右半分を透過する部分光束である。部分光束１１５ａと部分光束１１５ｂとは互いに対をなす光束である。図１に示す光線１１４ｂと撮影光学系１１１の光軸１１７との間に規定される部分光束１１５ｂは、仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像を形成する透過光束のうち、撮影光学系１１１の下半分を透過する部分光束を示している。撮影光学系１１１の下半分を透過する部分光束１１５ｂとは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見て撮影光学系１１１の左半分を透過する部分光束である。
【００１３】
上述したように、撮影光学系１１１と撮像素子１１３とは、マイクロレンズアレイ１１２に関して略共役であるから、部分光束１１５ａは、マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ｂを含む下半分の受光素子によって受光される。マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ｂを含む下半分の受光素子とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見てマイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうちの右半分の受光素子である。部分光束１１５ｂは、マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ａを含む上半分の受光素子によって受光される。マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ａを含む上半分の受光素子とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見てマイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうちの左半分の受光素子である。
【００１４】
特開２００７−４４７１号公報に開示されている通り、距離ｈ１が図１に示すよりも大きい場合に、一対の部分光束１１５ａおよび１１５ｂはマイクロレンズアレイ１１２に含まれる複数のマイクロレンズの各々に対応する受光素子によって受光される場合がある。こうした場合であっても、部分光束１１５ａを受光する受光素子は、各マイクロレンズに覆われた複数の受光素子のうちの右半分の範囲に含まれ、部分光束１１５ｂを受光する受光素子は、各マイクロレンズに覆われた複数の受光素子のうちの左半分の範囲に含まれる。
【００１５】
一対の部分光束１１５ａと１１５ｂとの間には、撮影光学系１１１の左半分を透過したか右半分を透過したかに起因する視差が生じている。したがって、部分光束１１５ａを受光する受光素子の受光データと、部分光束１１５ｂを受光する受光素子の受光データとの間には、視差データが生じている。
【００１６】
撮像素子１１３は、受光素子による受光データに対する光電変換によって得られた被写体像の撮像データを出力する。上述したように、一対の部分光束１１５ａと１１５ｂを受光する一対の受光素子による一対の受光データには視差データが含まれるので、撮像データにも視差データが含まれている。撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データは、制御装置１３０によって、記憶装置１４０に記録される。
【００１７】
投影装置１２０は、複数の表示画素が配列されて構成される表示素子１２１、投影レンズおよび絞りを含む投影光学系１２３、および表示素子１２１と投影光学系１２３との間に配置され、複数のマイクロレンズが配列されて構成されるマイクロレンズアレイ１２２とを含む。表示素子１２１と投影光学系１２３とは、マイクロレンズアレイ１２２に関して略共役である。以下に述べる投影装置１２０による投影処理は、上述した撮像装置１１０による撮像処理を逆にたどる処理に相当する。
【００１８】
投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとの対応関係に基づき、制御装置１３０は以下のような制御を行う。制御装置１３０は、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力されて記憶装置１４０に記録された撮像データに基づく画像データを、撮像素子１１３上における各受光素子の配置位置が表示素子１２１上における各表示画素の配置位置に対応づけて、投影装置１２０の表示素子１２１へ入力する。
【００１９】
表示素子１２１は、入力された画像データに基づき投影画像を表示し、表示した投影画像を内包するバックライトによって照射することによって、投影画像を形成する投影光束が射出される。
【００２０】
マイクロレンズアレイ１２２は、表示素子１２１から射出された投影光束を透過させる。マイクロレンズアレイ１２２を透過した投影光束は、所定の位置に規定される予定結像面１２８に投影画像を結像させる。図１においては、予定結像面１２８はマイクロレンズアレイ１２２から距離ｈ２の位置に規定されている。距離ｈ２は、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとの対応関係に基づいて定まる。例えば、表示素子１２１上の表示画素１２１ａから射出された光線１２６ａおよび表示画素１２１ｂから射出された光線１２６ｂは、ともにマイクロレンズアレイ１２２に含まれるマイクロレンズ１２２ａを透過し、予定結像面１２８上のハッチングを付した仮想的な画素１２８ａに結像され、投影画像の一部を形成する。
【００２１】
図１に示す光線１２６ａと投影光学系１２３の光軸１２９との間に規定される部分光束１２７ａは、仮想的な画素１２８ａに結像される被写体像を形成する投影光束に含まれる。部分光束１２７ａは、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ａを含む上半分の表示画素によって射出される。マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ａを含む上半分の表示画素とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすればマイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの右半分の表示画素であり、範囲Ｐ２に含まれる。図１に示す光線１２６ｂと投影光学系１２３の光軸１２９との間に規定される部分光束１２７ｂは、仮想的な画素１２８ａに結像される被写体像を形成する投影光束に含まれる。部分光束１２７ｂは、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ｂを含む下半分の表示画素によって射出される。マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ｂを含む下半分の表示画素とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすればマイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左半分の表示画素であり、範囲Ｐ１に含まれる。部分光束１２７ａと１２７ｂとは互いに対をなす光束である。一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂは、一対の範囲Ｐ１およびＰ２に含まれる複数の表示画素が表示する一対の表示画像に対応し、仮想的な画素１２８ａに結像され、投影画像の一部を形成する。上述したように、表示素子１２１と投影光学系１２３とは、マイクロレンズアレイ１２２に関して略共役であるから、部分光束１２７ａは投影光学系１２３の右半分を透過し、部分光束１２７ｂは投影光学系１２３の左半分を透過する。
【００２２】
上述した撮像装置１１０と同様に、距離ｈ２が図１に示すよりも大きい場合に、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂはマイクロレンズアレイ１２２に含まれる複数のマイクロレンズの各々に対応する表示画素によって射出される場合がある。こうした場合であっても、部分光束１２７ａを射出する表示画素は、各マイクロレンズに覆われた複数の表示画素のうちの右半分の範囲に含まれ、部分光束１２７ｂを射出する表示画素は、各マイクロレンズに覆われた複数の表示画素のうちの左半分の範囲に含まれる。
【００２３】
上述したように、表示素子１２１に入力された画像データは、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データに基づいて生成されたものであり、撮像データには視差データが含まれていることから、表示素子１２１に入力された画像データには視差データが含まれている。したがって、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間には視差が生じている。
【００２４】
予定結像面１２８を通過した投影光束は、投影光学系１２３を透過し、偏光板１２４および１２５によって偏光制御された後、外部スクリーン２００に入射して投影画像を形成する。投影光学系１２３の右半分を透過した部分光束１２７ｂの偏光板１２４による偏光と、投影光学系１２３の左半分を透過した部分光束１２７ａの偏光板１２５による偏光とは互いに直交する。偏光眼鏡を着用した看者は、外部スクリーン上に投影された投影画像について、偏光板１２４によって偏光制御された部分光束１２７ｂによる投影画像を右眼で感知し、偏光板１２５によって偏光制御された部分光束１２７ａによる投影画像を左眼で感知する。上述したように、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間には視差が生じているため、投影画像を３Ｄ画像として立体視することができる。
【００２５】
図２および図３を用いて、上述した表示画素の範囲Ｐ１およびＰ２を変化させることにより、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間の視差を異ならせることが可能となることを説明する。図２および図３は、ともに、投影装置１２０の予定結像面１２８から見たマイクロレンズ１２２ａと、そのマイクロレンズ１２２ａに対応する複数の表示画素１２１１および１２１２を示した図である。
【００２６】
マイクロレンズ１２２ａは、マイクロレンズアレイ１２２に含まれる。複数の表示画素１２１１および１２１２は、ともに表示素子１２１に含まれる。複数の表示画素１２１１は、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左半分の表示画素であり、範囲Ｐ１に含まれる。複数の表示画素１２１２は、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの右半分の表示画素であり、範囲Ｐ２に含まれる。基線長ｇは、範囲Ｐ１の重心Ｇ１と範囲Ｐ２の重心Ｇ２との間の重心間距離に等しい。図３に示す一対の範囲Ｐ１およびＰ２は、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左右両端の表示画素のみを含むため、図２に示す一対の範囲Ｐ１およびＰ２と比べて、基線長ｇが大きい。なお、図３において、一対の範囲Ｐ１またはＰ２に含まれない表示画素には、画像データが入力されないため、何も表示されない。
【００２７】
例えば、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが等しい場合を想定する。その場合、表示素子１２１へ入力する画像データを、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データと一致させても良いので、図２および図３に示した表示素子１２１における一対の範囲Ｐ１およびＰ２に対応する撮像素子１１３上の範囲に含まれる受光素子の出力データを表示素子１２１への入力画像データとすることができる。撮像素子１１３上の全ての受光素子が撮影光学系１１１の透過光束を受光して撮像データが生成されている場合であっても、マイクロレンズアレイ１１２に含まれる各マイクロレンズについて、制御装置１３０が基線長ｇが大きくなるように１組の受光素子の出力データを選択して決定し、表示素子１２１へ入力することによって、大きな視差が含まれる投影画像が得られる。
【００２８】
図２に示すような、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素の全てが一対の範囲Ｐ１またはＰ２に含まれる場合において、基線長ｇの算出式を示す。投影光学系１２３の絞り値と、マイクロレンズアレイ１２２に含まれる各マイクロレンズの絞り値とが等しいとき、基線長ｇは投影光学系１２３の口径Ｄを用いて式（１）のように表される。
ｇ＝πＤ／１２ （１）
【００２９】
投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが等しい場合、撮像素子１１３における基線長と撮影光学系１１１の口径との関係も、式（１）と同様に表される。
【００３０】
式（１）によれば、投影光学系１２３または撮影光学系１１１として、特性が１００ｍｍＦ／２のレンズを用いると、口径は５０ｍｍなので、基線長はおよそ１３ｍｍとなる。
【００３１】
なお、図３に示すような、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左右両端の表示画素のみが範囲Ｐ１またはＰ２に含まれる場合においては、投影光学系１２３または撮影光学系１１１として、特性が１００ｍｍＦ／２のレンズを用いると、口径は５０ｍｍなので、基線長もおよそ５０ｍｍとなる。このようにして、制御装置１３０が表示画素の範囲Ｐ１およびＰ２を変化させることにより、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間の視差を異ならせることが可能となる。
【００３２】
上述した第１の実施の形態におけるプロジェクタ１００は、以下の作用効果を奏する。
（１）マイクロレンズ１２２ａを含むマイクロレンズアレイ１２２と、互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素１２１１および１２１２が、マイクロレンズ１２２ａに対応して配列される表示素子１２１と、マイクロレンズアレイ１２２を透過した複数の表示画素１２１１および１２１２からの、一対の表示画像を形成する一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂを投影する投影光学系１２３と、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂに対して互いに異なる偏光特性を与える偏光板１２４および１２５と、視差が可変となるように複数の表示画素１２１１および１２１２を決定する制御装置１３０とを含む。これにより、３Ｄ画像の外部スクリーンへの投影時におけるステレオ表示効果を変更することができる。
【００３３】
（２）偏光板１２４および１２５は、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂの偏光を互いに直交させるので、看者は、偏光眼鏡を着用することにより、外部スクリーン上に投影された投影画像を３Ｄ画像として立体視することができる。
【００３４】
−−−第２の実施の形態−−−
本発明の第２の実施の形態におけるプロジェクタを説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態におけるプロジェクタ４００の全体構成を示した断面図である。図４において、プロジェクタ４００は、第１の実施の形態におけるプロジェクタ１００と同様に、投影装置１２０、制御装置１３０、および記憶装置１４０を含むが、撮像装置１１０の代わりにデータ入力装置１５０を含む。
【００３５】
視差データを含む画像データがデータ入力装置１５０を介してプロジェクタ４００に入力されると、入力された画像データが、制御装置１３０によって記憶装置１４０に記録される。データ入力装置１５０を介してプロジェクタ４００に入力される画像データは、例えば、特開２００７−４４７１号公報に開示された画像合成方法による画像データの合成に用いられる撮像データである。
【００３６】
投影装置１２０の構成および投影装置１２０による投影処理は、上述した第１の実施の形態によるプロジェクタ１００と同様である。
【００３７】
上述した第２の実施の形態におけるプロジェクタ４００は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００３８】
−−−変形例−−−
（１）偏光板１２４および１２５として、１／４λ位相板（四分の一波長位相板）を用いても良い。これにより、偏光板１２４によって偏光制御された部分光束１２７ｂと、偏光板１２５によって偏光制御された部分光束１２７ａとの間の位相差が９０度となるため、偏光制御された部分光束１２７ａおよび１２７ｂの光量を大きく保つことができる。
【００３９】
（２）範囲Ｐ１に含まれる複数の表示画素１２２１における投影画像表示と、範囲Ｐ２に含まれる複数の表示画素１２２２における投影画像表示とを交互に表示しても良い。この場合、看者は、自己の左右の眼を交互に遮蔽する眼鏡を着用すれば、偏光板１２４および１２５を用いることなく投影画像を３Ｄ画像として立体視することができる。
【００４０】
（３）基線長ｇが小さくなるように１組の入力画素データを選択して表示素子１２１へ入力しても良い。これにより、立体感を緩和した投影画像が得られる。
【００４１】
（４）第１の実施の形態においては、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが等しい場合を想定している。その場合、表示素子１２１へ入力する画像データを、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データと一致させても良い。
【００４２】
しかし、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが異なっても良い。特開２００９−２９０１５７号公報に開示されるように、撮像素子１１３において撮影光学系１１１の光軸１１７から離れた領域ほど、撮影光学系１１１の透過光束を受光する受光素子の位置が、その受光素子を覆うマイクロレンズの光軸の位置から離間する。同様に、表示素子１２１において投影光学系１２３の光軸１２９から離れた領域ほど、投影光束を射出する表示画素の位置が、その表示画素を覆うマイクロレンズの光軸の位置から離間する。
【００４３】
それぞれの離間の程度を考慮して、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとの対応関係を予め測定しておくことが好ましい。この場合、撮影装置１１０のマイクロレンズアレイ１１２に含まれる各マイクロレンズの絞り値ＦＴおよび焦点距離ｆｔと、投影装置１２０のマイクロレンズアレイ１２２に含まれる各マイクロレンズの絞り値ＦＰおよび焦点距離ｆｐとにおいて、ｆｔ／ＦＴがｆｐ／ＦＰに等しくなるような、すなわち投影に好適となるような撮像データが取得されるのが好ましい。
【００４４】
（５）第２の実施の形態において、データ入力装置１５０を介してプロジェクタ４００に入力される、視差データを含む画像データは、従来のステレオ写真に基づく一対の入力画像データであっても良い。
【００４５】
（６）基線長ｇが大きくなるように１組の入力画素データを選択して表示素子１２１へ入力する際に、その１組の入力画素データの一方を図２に示す範囲Ｐ１に含まれる複数の表示画素１２１１の全てに表示し、その１組の入力画素データの他方を図２に示す範囲Ｐ２に含まれる複数の表示画素１２１２の全てに表示するようにしても良い。１組の入力画素データに含まれる基線長ｇは大きいので、大きな視差が含まれる投影画像が得られるとともに、その１組の入力画素データのを図３に示す範囲Ｐ１および範囲Ｐ２に含まれる複数の表示画素に表示するよりも大きな光量を有する投影画像が得られる。
【００４６】
（７）図５に示すように、第１の実施の形態のプロジェクタ１００が有する撮像装置１１０と、第２の実施の形態のプロジェクタが有するデータ入力装置１５０とをともに有しても良い。図５に示すプロジェクタ５００において、制御回路１３０は、撮像装置１１０から出力されて記憶装置１４０に記憶される撮像データと、データ入力装置１５０を介して入力されて記憶装置１４０に記憶される画像データとのうちから、投影装置１２０へ入力する画像データを選択する。
【００４７】
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００４８】
本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。
【符号の説明】
【００４９】
１００、４００、５００ プロジェクタ、
１１０ 撮像装置、
１１１ 撮影光学系、１１２ マイクロレンズアレイ、１１３ 撮像素子、
１１４ 光線、１１５ 部分光束、１１６ 予定結像面、１１７ 光軸、
１２０ 投影装置、
１２１ 表示素子、１２２ マイクロレンズアレイ、１２３ 投影光学系、
１２４、１２５ 偏光板、１２６ 光線、１２７ 部分光束、
１２８ 予定結像面、１２９ 光軸、
１３０ 制御装置、１４０ 記憶装置、１５０データ入力装置、
１２１１、１２１２ 表示画素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影板に画像を投影するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
視差を利用して、看者が偏光眼鏡を着用すると立体視が可能となる３Ｄ画像を外部スクリーンに投影するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５２７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のプロジェクタによると、外部スクリーンに投影される３Ｄ画像の視差を変更することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるプロジェクタは、複数の第１マイクロレンズが配列された第１マイクロレンズアレイと、互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素が、複数の第１マイクロレンズの各々に対応して配列される表示素子と、第１マイクロレンズアレイを透過した複数の表示画素からの光束を、一対の表示画像を形成する一対の投影光束として投影する投影光学系と、一対の投影光束に対して互いに異なる偏光特性を与える偏光手段と、視差が可変となるように複数の表示画素を決定する決定手段とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、３Ｄ画像の外部スクリーンへの投影時におけるステレオ表示効果を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタの全体構成を示した断面図である。
【図２】投影装置の予定結像面から見たマイクロレンズと、そのマイクロレンズに対応する複数の表示画素を示した図である。
【図３】投影装置の予定結像面から見たマイクロレンズと、そのマイクロレンズに対応する複数の表示画素を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるプロジェクタの全体構成を示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態におけるプロジェクタの全体構成を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−−−第１の実施の形態−−−
本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタを説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタ１００の全体構成を示した断面図である。図１において、プロジェクタ１００は、撮像装置１１０、投影装置１２０、制御装置１３０、および記憶装置１４０を含む。
【０００９】
撮像装置１１０は、撮影レンズおよび絞りを含む撮影光学系１１１、複数の受光素子が配列されて構成される撮像素子１１３、および撮影光学系１１１と撮像素子１１３との間に配置され、複数のマイクロレンズが配列されて構成されるマイクロレンズアレイ１１２とを含む。撮影光学系１１１と撮像素子１１３とは、マイクロレンズアレイ１１２に関して略共役である。撮像装置１１０は、特開２００７−４４７１号公報に開示された画像合成方法による画像データの合成に用いられる撮像データを出力する。
【００１０】
撮影光学系１１１は、被写体からの被写体光束を透過し、撮影光学系１１１から被写体までの被写体距離に応じた位置に規定される予定結像面１１６に被写体像を結像させる。図１においては、予定結像面１１６はマイクロレンズアレイ１１２から距離ｈ１の位置に規定され、例えば、被写体光束のうちの光線１１４ａおよび１１４ｂは、予定結像面１１６上に規定される複数の仮想的な画素のうち、ハッチングを付した仮想的な画素１１６ａに被写体像の一部を結像する。
【００１１】
マイクロレンズアレイ１１２は、予定結像面１１６を通過した被写体光束を透過させる。マイクロレンズアレイ１１２を透過した被写体光束は、撮像素子１１３上の受光素子に受光され、受光データは光電変換される。例えば、仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像の一部を形成する光線１１４ａは、マイクロレンズアレイ１１２に含まれるマイクロレンズ１１２ａを透過して、マイクロレンズ１１２ａに覆われた受光素子１１３ｂによって受光され、受光データは光電変換される。仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像の一部を形成する光線１１４ｂは、マイクロレンズアレイ１１２に含まれるマイクロレンズ１１２ａを透過して、マイクロレンズ１１２ａに覆われた受光素子１１３ａによって受光され、受光データは光電変換される。
【００１２】
図１に示す光線１１４ａと撮影光学系１１１の光軸１１７との間に規定される部分光束１１５ａは、仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像を形成する透過光束のうち、撮影光学系１１１の上半分を透過する部分光束を示している。撮影光学系１１１の上半分を透過する部分光束１１５ａとは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見て撮影光学系１１１の右半分を透過する部分光束である。部分光束１１５ａと部分光束１１５ｂとは互いに対をなす光束である。図１に示す光線１１４ｂと撮影光学系１１１の光軸１１７との間に規定される部分光束１１５ｂは、仮想的な画素１１６ａに結像される被写体像を形成する透過光束のうち、撮影光学系１１１の下半分を透過する部分光束を示している。撮影光学系１１１の下半分を透過する部分光束１１５ｂとは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見て撮影光学系１１１の左半分を透過する部分光束である。
【００１３】
上述したように、撮影光学系１１１と撮像素子１１３とは、マイクロレンズアレイ１１２に関して略共役であるから、部分光束１１５ａは、マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ｂを含む下半分の受光素子によって受光される。マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ｂを含む下半分の受光素子とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見てマイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうちの右半分の受光素子である。部分光束１１５ｂは、マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ａを含む上半分の受光素子によって受光される。マイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうち、受光素子１１３ａを含む上半分の受光素子とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすれば予定結像面１１６から見てマイクロレンズ１１２ａに覆われた複数の受光素子のうちの左半分の受光素子である。
【００１４】
特開２００７−４４７１号公報に開示されている通り、距離ｈ１が図１に示すよりも大きい場合に、一対の部分光束１１５ａおよび１１５ｂはマイクロレンズアレイ１１２に含まれる複数のマイクロレンズの各々に対応する受光素子によって受光される場合がある。こうした場合であっても、部分光束１１５ａを受光する受光素子は、各マイクロレンズに覆われた複数の受光素子のうちの右半分の範囲に含まれ、部分光束１１５ｂを受光する受光素子は、各マイクロレンズに覆われた複数の受光素子のうちの左半分の範囲に含まれる。
【００１５】
一対の部分光束１１５ａと１１５ｂとの間には、撮影光学系１１１の左半分を透過したか右半分を透過したかに起因する視差が生じている。したがって、部分光束１１５ａを受光する受光素子の受光データと、部分光束１１５ｂを受光する受光素子の受光データとの間には、視差データが生じている。
【００１６】
撮像素子１１３は、受光素子による受光データに対する光電変換によって得られた被写体像の撮像データを出力する。上述したように、一対の部分光束１１５ａと１１５ｂを受光する一対の受光素子による一対の受光データには視差データが含まれるので、撮像データにも視差データが含まれている。撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データは、制御装置１３０によって、記憶装置１４０に記録される。
【００１７】
投影装置１２０は、複数の表示画素が配列されて構成される表示素子１２１、投影レンズおよび絞りを含む投影光学系１２３、および表示素子１２１と投影光学系１２３との間に配置され、複数のマイクロレンズが配列されて構成されるマイクロレンズアレイ１２２とを含む。表示素子１２１と投影光学系１２３とは、マイクロレンズアレイ１２２に関して略共役である。以下に述べる投影装置１２０による投影処理は、上述した撮像装置１１０による撮像処理を逆にたどる処理に相当する。
【００１８】
投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとの対応関係に基づき、制御装置１３０は以下のような制御を行う。制御装置１３０は、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力されて記憶装置１４０に記録された撮像データに基づく画像データを、撮像素子１１３上における各受光素子の配置位置が表示素子１２１上における各表示画素の配置位置に対応づけて、投影装置１２０の表示素子１２１へ入力する。
【００１９】
表示素子１２１は、入力された画像データに基づき投影画像を表示し、表示した投影画像を内包するバックライトによって照射することによって、投影画像を形成する投影光束が射出される。
【００２０】
マイクロレンズアレイ１２２は、表示素子１２１から射出された投影光束を透過させる。マイクロレンズアレイ１２２を透過した投影光束は、所定の位置に規定される予定結像面１２８に投影画像を結像させる。図１においては、予定結像面１２８はマイクロレンズアレイ１２２から距離ｈ２の位置に規定されている。距離ｈ２は、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとの対応関係に基づいて定まる。例えば、表示素子１２１上の表示画素１２１ａから射出された光線１２６ａおよび表示画素１２１ｂから射出された光線１２６ｂは、ともにマイクロレンズアレイ１２２に含まれるマイクロレンズ１２２ａを透過し、予定結像面１２８上のハッチングを付した仮想的な画素１２８ａに結像され、投影画像の一部を形成する。
【００２１】
図１に示す光線１２６ａと投影光学系１２３の光軸１２９との間に規定される部分光束１２７ａは、仮想的な画素１２８ａに結像される被写体像を形成する投影光束に含まれる。部分光束１２７ａは、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ａを含む上半分の表示画素によって射出される。マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ａを含む上半分の表示画素とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすればマイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの右半分の表示画素であり、範囲Ｐ２に含まれる。図１に示す光線１２６ｂと投影光学系１２３の光軸１２９との間に規定される部分光束１２７ｂは、仮想的な画素１２８ａに結像される被写体像を形成する投影光束に含まれる。部分光束１２７ｂは、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ｂを含む下半分の表示画素によって射出される。マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうち、表示画素１２１ｂを含む下半分の表示画素とは、すなわち図１がプロジェクタ１００を上から見た平面図であるとすればマイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左半分の表示画素であり、範囲Ｐ１に含まれる。部分光束１２７ａと１２７ｂとは互いに対をなす光束である。一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂは、一対の範囲Ｐ１およびＰ２に含まれる複数の表示画素が表示する一対の表示画像に対応し、仮想的な画素１２８ａに結像され、投影画像の一部を形成する。上述したように、表示素子１２１と投影光学系１２３とは、マイクロレンズアレイ１２２に関して略共役であるから、部分光束１２７ａは投影光学系１２３の右半分を透過し、部分光束１２７ｂは投影光学系１２３の左半分を透過する。
【００２２】
上述した撮像装置１１０と同様に、距離ｈ２が図１に示すよりも大きい場合に、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂはマイクロレンズアレイ１２２に含まれる複数のマイクロレンズの各々に対応する表示画素によって射出される場合がある。こうした場合であっても、部分光束１２７ａを射出する表示画素は、各マイクロレンズに覆われた複数の表示画素のうちの右半分の範囲に含まれ、部分光束１２７ｂを射出する表示画素は、各マイクロレンズに覆われた複数の表示画素のうちの左半分の範囲に含まれる。
【００２３】
上述したように、表示素子１２１に入力された画像データは、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データに基づいて生成されたものであり、撮像データには視差データが含まれていることから、表示素子１２１に入力された画像データには視差データが含まれている。したがって、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間には視差が生じている。
【００２４】
予定結像面１２８を通過した投影光束は、投影光学系１２３を透過し、偏光板１２４および１２５によって偏光制御された後、外部スクリーン２００に入射して投影画像を形成する。投影光学系１２３の右半分を透過した部分光束１２７ｂの偏光板１２４による偏光と、投影光学系１２３の左半分を透過した部分光束１２７ａの偏光板１２５による偏光とは互いに直交する。偏光眼鏡を着用した看者は、外部スクリーン上に投影された投影画像について、偏光板１２４によって偏光制御された部分光束１２７ｂによる投影画像を右眼で感知し、偏光板１２５によって偏光制御された部分光束１２７ａによる投影画像を左眼で感知する。上述したように、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間には視差が生じているため、投影画像を３Ｄ画像として立体視することができる。
【００２５】
図２および図３を用いて、上述した表示画素の範囲Ｐ１およびＰ２を変化させることにより、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間の視差を異ならせることが可能となることを説明する。図２および図３は、ともに、投影装置１２０の予定結像面１２８から見たマイクロレンズ１２２ａと、そのマイクロレンズ１２２ａに対応する複数の表示画素１２１１および１２１２を示した図である。
【００２６】
マイクロレンズ１２２ａは、マイクロレンズアレイ１２２に含まれる。複数の表示画素１２１１および１２１２は、ともに表示素子１２１に含まれる。複数の表示画素１２１１は、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左半分の表示画素であり、範囲Ｐ１に含まれる。複数の表示画素１２１２は、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの右半分の表示画素であり、範囲Ｐ２に含まれる。基線長ｇは、範囲Ｐ１の重心Ｇ１と範囲Ｐ２の重心Ｇ２との間の重心間距離に等しい。図３に示す一対の範囲Ｐ１およびＰ２は、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左右両端の表示画素のみを含むため、図２に示す一対の範囲Ｐ１およびＰ２と比べて、基線長ｇが大きい。なお、図３において、一対の範囲Ｐ１またはＰ２に含まれない表示画素には、画像データが入力されないため、何も表示されない。
【００２７】
例えば、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが等しい場合を想定する。その場合、表示素子１２１へ入力する画像データを、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データと一致させても良いので、図２および図３に示した表示素子１２１における一対の範囲Ｐ１およびＰ２に対応する撮像素子１１３上の範囲に含まれる受光素子の出力データを表示素子１２１への入力画像データとすることができる。撮像素子１１３上の全ての受光素子が撮影光学系１１１の透過光束を受光して撮像データが生成されている場合であっても、マイクロレンズアレイ１１２に含まれる各マイクロレンズについて、制御装置１３０が基線長ｇが大きくなるように１組の受光素子の出力データを選択して決定し、表示素子１２１へ入力することによって、大きな視差が含まれる投影画像が得られる。
【００２８】
図２に示すような、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素の全てが一対の範囲Ｐ１またはＰ２に含まれる場合において、基線長ｇの算出式を示す。投影光学系１２３の絞り値と、マイクロレンズアレイ１２２に含まれる各マイクロレンズの絞り値とが等しいとき、基線長ｇは投影光学系１２３の口径Ｄを用いて式（１）のように表される。
ｇ＝πＤ／１２ （１）
【００２９】
投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが等しい場合、撮像素子１１３における基線長と撮影光学系１１１の口径との関係も、式（１）と同様に表される。
【００３０】
式（１）によれば、投影光学系１２３または撮影光学系１１１として、特性が１００ｍｍＦ／２のレンズを用いると、口径は５０ｍｍなので、基線長はおよそ１３ｍｍとなる。
【００３１】
なお、図３に示すような、マイクロレンズ１２２ａに覆われた複数の表示画素のうちの左右両端の表示画素のみが範囲Ｐ１またはＰ２に含まれる場合においては、投影光学系１２３または撮影光学系１１１として、特性が１００ｍｍＦ／２のレンズを用いると、口径は５０ｍｍなので、基線長もおよそ５０ｍｍとなる。このようにして、制御装置１３０が表示画素の範囲Ｐ１およびＰ２を変化させることにより、一対の部分光束１２７ａと１２７ｂとの間の視差を異ならせることが可能となる。
【００３２】
上述した第１の実施の形態におけるプロジェクタ１００は、以下の作用効果を奏する。
（１）マイクロレンズ１２２ａを含むマイクロレンズアレイ１２２と、互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素１２１１および１２１２が、マイクロレンズ１２２ａに対応して配列される表示素子１２１と、マイクロレンズアレイ１２２を透過した複数の表示画素１２１１および１２１２からの、一対の表示画像を形成する一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂを投影する投影光学系１２３と、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂに対して互いに異なる偏光特性を与える偏光板１２４および１２５と、視差が可変となるように複数の表示画素１２１１および１２１２を決定する制御装置１３０とを含む。これにより、３Ｄ画像の外部スクリーンへの投影時におけるステレオ表示効果を変更することができる。
【００３３】
（２）偏光板１２４および１２５は、一対の部分光束１２７ａおよび１２７ｂの偏光を互いに直交させるので、看者は、偏光眼鏡を着用することにより、外部スクリーン上に投影された投影画像を３Ｄ画像として立体視することができる。
【００３４】
−−−第２の実施の形態−−−
本発明の第２の実施の形態におけるプロジェクタを説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態におけるプロジェクタ４００の全体構成を示した断面図である。図４において、プロジェクタ４００は、第１の実施の形態におけるプロジェクタ１００と同様に、投影装置１２０、制御装置１３０、および記憶装置１４０を含むが、撮像装置１１０の代わりにデータ入力装置１５０を含む。
【００３５】
視差データを含む画像データがデータ入力装置１５０を介してプロジェクタ４００に入力されると、入力された画像データが、制御装置１３０によって記憶装置１４０に記録される。データ入力装置１５０を介してプロジェクタ４００に入力される画像データは、例えば、特開２００７−４４７１号公報に開示された画像合成方法による画像データの合成に用いられる撮像データである。
【００３６】
投影装置１２０の構成および投影装置１２０による投影処理は、上述した第１の実施の形態によるプロジェクタ１００と同様である。
【００３７】
上述した第２の実施の形態におけるプロジェクタ４００は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００３８】
−−−変形例−−−
（１）偏光板１２４および１２５として、１／４λ位相板（四分の一波長位相板）を用いても良い。これにより、偏光板１２４によって偏光制御された部分光束１２７ｂと、偏光板１２５によって偏光制御された部分光束１２７ａとの間の位相差が９０度となるため、偏光制御された部分光束１２７ａおよび１２７ｂの光量を大きく保つことができる。
【００３９】
（２）範囲Ｐ１に含まれる複数の表示画素１２２１における投影画像表示と、範囲Ｐ２に含まれる複数の表示画素１２２２における投影画像表示とを交互に表示しても良い。この場合、看者は、自己の左右の眼を交互に遮蔽する眼鏡を着用すれば、偏光板１２４および１２５を用いることなく投影画像を３Ｄ画像として立体視することができる。
【００４０】
（３）基線長ｇが小さくなるように１組の入力画素データを選択して表示素子１２１へ入力しても良い。これにより、立体感を緩和した投影画像が得られる。
【００４１】
（４）第１の実施の形態においては、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが等しい場合を想定している。その場合、表示素子１２１へ入力する画像データを、撮像装置１１０の撮像素子１１３から出力された撮像データと一致させても良い。
【００４２】
しかし、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとが異なっても良い。特開２００９−２９０１５７号公報に開示されるように、撮像素子１１３において撮影光学系１１１の光軸１１７から離れた領域ほど、撮影光学系１１１の透過光束を受光する受光素子の位置が、その受光素子を覆うマイクロレンズの光軸の位置から離間する。同様に、表示素子１２１において投影光学系１２３の光軸１２９から離れた領域ほど、投影光束を射出する表示画素の位置が、その表示画素を覆うマイクロレンズの光軸の位置から離間する。
【００４３】
それぞれの離間の程度を考慮して、投影装置１２０に含まれる表示素子１２１、マイクロレンズアレイ１２２、および投影光学系１２３の光学的配置および光学パラメータと、撮影装置１１０に含まれる撮像素子１１３、マイクロレンズアレイ１１２、および撮影光学系１１１の光学的配置および光学パラメータとの対応関係を予め測定しておくことが好ましい。この場合、撮影装置１１０のマイクロレンズアレイ１１２に含まれる各マイクロレンズの絞り値ＦＴおよび焦点距離ｆｔと、投影装置１２０のマイクロレンズアレイ１２２に含まれる各マイクロレンズの絞り値ＦＰおよび焦点距離ｆｐとにおいて、ｆｔ／ＦＴがｆｐ／ＦＰに等しくなるような、すなわち投影に好適となるような撮像データが取得されるのが好ましい。
【００４４】
（５）第２の実施の形態において、データ入力装置１５０を介してプロジェクタ４００に入力される、視差データを含む画像データは、従来のステレオ写真に基づく一対の入力画像データであっても良い。
【００４５】
（６）基線長ｇが大きくなるように１組の入力画素データを選択して表示素子１２１へ入力する際に、その１組の入力画素データの一方を図２に示す範囲Ｐ１に含まれる複数の表示画素１２１１の全てに表示し、その１組の入力画素データの他方を図２に示す範囲Ｐ２に含まれる複数の表示画素１２１２の全てに表示するようにしても良い。１組の入力画素データに含まれる基線長ｇは大きいので、大きな視差が含まれる投影画像が得られるとともに、その１組の入力画素データのを図３に示す範囲Ｐ１および範囲Ｐ２に含まれる複数の表示画素に表示するよりも大きな光量を有する投影画像が得られる。
【００４６】
（７）図５に示すように、第１の実施の形態のプロジェクタ１００が有する撮像装置１１０と、第２の実施の形態のプロジェクタが有するデータ入力装置１５０とをともに有しても良い。図５に示すプロジェクタ５００において、制御回路１３０は、撮像装置１１０から出力されて記憶装置１４０に記憶される撮像データと、データ入力装置１５０を介して入力されて記憶装置１４０に記憶される画像データとのうちから、投影装置１２０へ入力する画像データを選択する。
【００４７】
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００４８】
本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。
【符号の説明】
【００４９】
１００、４００、５００ プロジェクタ、
１１０ 撮像装置、
１１１ 撮影光学系、１１２ マイクロレンズアレイ、１１３ 撮像素子、
１１４ 光線、１１５ 部分光束、１１６ 予定結像面、１１７ 光軸、
１２０ 投影装置、
１２１ 表示素子、１２２ マイクロレンズアレイ、１２３ 投影光学系、
１２４、１２５ 偏光板、１２６ 光線、１２７ 部分光束、
１２８ 予定結像面、１２９ 光軸、
１３０ 制御装置、１４０ 記憶装置、１５０データ入力装置、
１２１１、１２１２ 表示画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１マイクロレンズが配列された第１マイクロレンズアレイと、
互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素が、前記複数の第１マイクロレンズの各々に対応して配列される表示素子と、
前記第１マイクロレンズアレイを透過した前記複数の表示画素からの光束を、前記一対の表示画像を形成する一対の投影光束として投影する投影光学系と、
前記一対の投影光束に対して互いに異なる偏光特性を与える偏光手段と、
前記視差が可変となるように前記複数の表示画素を決定する決定手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光手段は、前記一対の投影光束の偏光を互いに直交させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光手段は、四分の一波長位相板であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
被写体像を形成する被写体光束を透過する撮影光学系と、
複数の第２マイクロレンズが配列された第２マイクロレンズアレイと、
前記第２マイクロレンズアレイを介して前記被写体光束を受光する複数の受光素子が配列され、前記被写体光束のうちの一部の光束によって形成される第１部分被写体像に対応する第１の受光信号と、前記被写体光束のうちの残部の光束によって形成される第２部分被写体像に対応する第２の受光信号とを出力する撮像素子と、
前記第１の受光信号と前記第２の受光信号とに基づいて視差データを含む撮像データを生成する生成手段と、
前記撮像データに基づいて、前記複数の表示画素に前記一対の表示画像を表示させるための画像データを前記表示素子へ入力する制御手段とをさらに備え、
前記第１部分被写体像は、前記第２部分被写体像に対して、前記視差を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
外部装置から視差を有する入力画像データが入力される入力手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記画像データとして、前記入力手段へ入力される前記入力画像データと、前記生成手段によって生成される前記撮像データとを択一的に前記表示素子へ入力することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
複数の第１マイクロレンズが配列された第１マイクロレンズアレイと、
互いに視差を有する一対の表示画像を表示する複数の表示画素が、前記複数の第１マイクロレンズの各々に対応して配列される表示素子と、
前記第１マイクロレンズアレイを透過した前記複数の表示画素からの光束を、前記一対の表示画像を形成する一対の投影光束として投影する投影光学系と、
前記一対の投影光束に対して互いに異なる偏光特性を与える偏光手段と、
前記視差が可変となるように前記複数の表示画素を決定する決定手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光手段は、前記一対の投影光束の偏光を互いに直交させることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光手段は、四分の一波長位相板であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
被写体像を形成する被写体光束を透過する撮影光学系と、
複数の第２マイクロレンズが配列された第２マイクロレンズアレイと、
前記第２マイクロレンズアレイを介して前記被写体光束を受光する複数の受光素子が配列され、前記被写体光束のうちの一部の光束によって形成される第１部分被写体像に対応する第１の受光信号と、前記被写体光束のうちの残部の光束によって形成される第２部分被写体像に対応する第２の受光信号とを出力する撮像素子と、
前記第１の受光信号と前記第２の受光信号とに基づいて視差データを含む撮像データを生成する生成手段と、
前記撮像データに基づいて、前記複数の表示画素に前記一対の表示画像を表示させるための画像データを前記表示素子へ入力する制御手段とをさらに備え、
前記第１部分被写体像は、前記第２部分被写体像に対して、前記視差を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
外部装置から視差を有する入力画像データが入力される入力手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記画像データとして、前記入力手段へ入力される前記入力画像データと、前記生成手段によって生成される前記撮像データとを択一的に前記表示素子へ入力することを特徴とするプロジェクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３３１７３（Ｐ２０１２−１３３１７３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８５７９５（Ｐ２０１０−２８５７９５）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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