投射型影像显示装置的制作方法

1.本发明涉及具有摄像功能的投射型影像显示装置。


背景技术：

2.作为具有摄像功能的投射型影像显示装置的背景技术，有专利文献1。在专利文献1中公开了如下内容：通过监视摄像机对从投射仪投射的屏幕上的测试图案进行拍摄，对其数据进行分析，根据分析结果，除了投射仪的聚焦调整之外，还自动地进行到屏幕框为止的变焦调整和梯形畸变调整。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2000-241874号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.在专利文献1中，能够通过摄像机自动地进行投射仪的聚焦调整以外的调整。然而，投射仪根据投射透镜的焦点距离而具有长焦点、中焦点、超短焦点等类型，对于投射距离不同的投射仪，没有考虑更换最佳的摄像机的摄像透镜这一点。
8.本发明的目的在于提供一种能够根据投射透镜的焦点距离来更换摄像透镜的投射型影像显示装置。
9.用于解决课题的技术方案
10.本发明鉴于上述背景技术和课题，举出其一例，是投射型影像显示装置，其构成为包括：光源；将来自光源的光引导至显示元件的照明光学系统；投射透镜安装部，其能够安装对从显示元件透射或被显示元件反射的光进行投射的投射透镜，能够将多个可更换式的投射透镜中的1个可更换式的投射透镜选择性地安装于投射型影像显示装置；和摄像透镜安装部，其能够将多个更换式的摄像透镜中的1个摄像透镜选择性地安装于投射型影像显示装置。
11.发明效果
12.根据本发明，能够提供一种能够根据投射透镜的焦点距离来更换摄像透镜的投射型影像显示装置。
附图说明
13.图1a是实施例1中的投射型影像显示装置的结构框图。
14.图1b是实施例1中的投射型影像显示装的另一变形例的结构框图。
15.图1c是实施例1中的投射型影像显示装的又一变形例的结构框图。
16.图1d是实施例1中的投射型影像显示装的又一变形例的结构框图。
17.图2a是说明实施例1中的投射型影像显示装置的动作的一例的图。
18.图2b是说明实施例1中的投射型影像显示装置的动作的另一例的图。
19.图2c是说明实施例1中的投射型影像显示装置的动作的又一例的图。
20.图3是对实施例1中的投射型影像显示装置的投射透镜和摄像透镜的组合进行说明的图。
21.图4是实施例1中的投射型影像显示装置的摄像透镜(或摄像机单元)和投射透镜的拆装的说明图。
22.图5是实施例1中的投射型影像显示装置的摄像透镜(或摄像机单元)和投射透镜的拆装的另一例的说明图。
23.图6a是说明实施例1中的摄像透镜(或摄像机单元)的更换后的识别方法的图。
24.图6b是说明实施例1中的摄像透镜(或摄像机单元)的更换后的识别方法的另一例的图。
25.图6c是说明实施例1中的摄像透镜(或摄像机单元)的更换后的识别方法的又一例的图。
26.图7是说明实施例1中的投射透镜和摄像透镜的组合的图。
27.图8是实施例1中的将投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)作为一体的透镜单元可拆装的结构的说明图。
28.图9是实施例1中的、将投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)作为一体的透镜单元可拆装的结构的另一例的说明图。
29.图10是实施例2中的投射透镜的透镜移位功能的动作原理的说明图。
30.图11a是说明实施例2中的拍摄范围包含基于透镜移位功能的全部投射范围的结构的图。
31.图11b是说明实施例2中的投射透镜为变焦透镜的情况下的、将图11a设为广角侧端的情况下的望远侧端的使用状态的图。
32.图11c是说明在实施例2中的投射透镜是变焦透镜的情况下，摄像透镜也作为变焦透镜，与投射透镜的变焦对应地，摄像透镜也调整变焦的结构的图。
33.图12a是说明实施例2中的、使投射透镜和摄像透镜联动而进行透镜移位的结构的图。
34.图12b是说明实施例2中的投射透镜是变焦透镜的情况下的、使投射透镜和摄像透镜联动而进行透镜移位的结构的图。
35.图12c是说明在实施例2中的投射透镜是变焦透镜的情况下，摄像透镜也作为变焦透镜，使投射透镜和摄像透镜联动而进行透镜移位的结构的图。
36.图13a是说明实施例2中的、使投射透镜和摄像透镜联动并且改变移位量来进行透镜移位的结构的图。
37.图13b是说明实施例2中的投射透镜是变焦透镜的情况下的、使投射透镜和摄像透镜联动并且使移位量变倍来进行透镜移位的结构的图。
38.图13c是说明实施例2中的、在投射透镜是变焦透镜的情况下，摄像透镜也作为变焦透镜，使投射透镜和摄像透镜联动，并且改变移位量而进行透镜移位的结构的图。
39.图14a是说明实施例2中的、投射透镜的光轴位置的移位与拍摄摄像机的光轴的角度的转换联动地进行透镜移位的结构的图。
40.图14b是说明实施例2中的、投射透镜是变焦透镜的情况下的、投射透镜的光轴位置的移位和拍摄摄像机的光轴的角度的转换联动地进行透镜移位的结构的图。
41.图14c是说明实施例2中的、在投射透镜是变焦透镜的情况下，摄像透镜也作为变焦透镜，投射透镜的光轴位置的移位和拍摄摄像机的光轴的角度的转换联动地进行透镜移位的结构的图。
具体实施方式
42.以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
43.实施例1
44.图1a是本实施例中的投射型影像显示装的结构框图。在图1a中，投射型影像显示装置100包括投射光学系统(投射透镜)101、显示元件102、显示元件驱动部103、照明光学系统104、光源105、电源106、操作输入部107、非易失性存储器108、存储器109和控制部110。进而，投射型影像显示装置100包括摄像透镜191、摄像传感器192、摄像透镜识别部193、投射透镜识别部194、冷却部115、通信部131、影像信号输入部132、声音信号输入部133、影像信号输出部134、声音信号输出部135、扬声器140、图像调整部160、存储部170和姿态传感器180等。
45.光源105产生影像投射用的光，使用高压水银灯、氙气灯、led光源、激光光源或它们的组合等。电源106将从外部输入的ac电流转换为dc电流，向光源105供电。进而，电源106向其他各部分别供给所需的dc电流。照明光学系统104对由光源105产生的光进行聚光，使其更均匀化而向显示元件102照射。冷却部115根据需要以空冷方式或液冷方式对光源105、电源106或显示元件102等成为高温状态的各部位进行冷却。
46.显示元件102是使来自照明光学系统104的光透射或反射，此时对光进行调制而生成影像的元件，例如使用透射型液晶面板、反射型液晶面板、dmd(digital micro mirror device：数字微镜器件：注册商标)面板等。显示元件驱动部103对显示元件102发送与影像信号对应的驱动信号。
47.投射光学系统101是将影像投射到显示面(屏幕)200的放大投射光学系统，包括透镜和/或反射镜。
48.这里，显示元件驱动部103参照的影像信号可以是经由影像信号输入部132从外部输入的输入影像信号，也可以是图像调整部160对该输入影像信号进行了图像调整的影像信号，还可以参照在这些影像信号上叠加了控制部110使用保存在非易失性存储器108或存储部170中的图像而生成的osd图像信号的信号。根据显示元件驱动部103参照这些输入影像信号而生成的驱动信号，显示元件102对光进行调制而生成的光学像被投射光学系统101作为显示影像向显示面200投射。
49.姿态传感器180由重力传感器或陀螺仪传感器等构成，检测投射型影像显示装置100的设置姿态。控制部110能够使用关于检测出的设置姿态的信息。具体而言，控制部110也可以使用关于检测出的设置姿态的信息，进行使显示于显示元件102的影像的方向旋转，自动地成为与设置状态没有不协调感的显示方向的控制。另外，控制部110也可以使用关于检测出的设置姿态的信息来控制冷却部115，进行冷却的局部强度等的控制、冷却错误检测的阈值的改变控制等，以适合于检测出的设置姿态。
50.摄像透镜191和摄像传感器192构成所谓的摄像机(拍摄摄像机)，也构成为摄像机单元。摄像传感器192可以是可见光用传感器，也可以是红外线用传感器。根据用途适当选择即可。使用摄像透镜191和摄像传感器192构成的摄像机，对投射影像或包含投射影像的影像投射区域进行拍摄。摄像机也可以构成为以红外线为主要的检测波长的红外线摄像机。在构成为红外线摄像机的情况下，利用指示器装置通过发出红外线或反射来光学地指定指示位置，红外线摄像机对包含该红外线的发光或反射的显示面200进行拍摄。由控制部110执行的程序基于该拍摄结果来检测指示位置。通过执行基于检测到的指示位置来改变影像和gui的控制，能够实现各种交互功能。
51.另外，也可以根据红外线摄像机的拍摄影像，通过控制部110执行的程序，进行站立在显示面200前的人物的检测等，用于降低投射影像的光输出等的防眩控制等。
52.此外，包括摄像透镜191和摄像传感器192的摄像机可以构成为可见光摄像机。在该情况下，也可以用于为了记录或向外部输出显示面200周边的影像而进行拍摄的处理。
53.另外，也可以通过包含摄像透镜191和摄像传感器192的摄像机来拍摄投射影像，基于该拍摄影像来实现投射透镜的自动对焦功能。关于该自动对焦功能在后面叙述。
54.另外，也可以通过包含摄像透镜191和摄像传感器192的摄像机拍摄多个投射型影像显示装置的多个投射影像，基于该拍摄影像进行该多个投射影像的自动叠加控制。关于该多个投射影像的自动叠加功能，在后面叙述。
55.操作输入部107是操作按钮或遥控器的受光部，输入来自用户的操作信号。
56.扬声器140能够进行基于输入到声音信号输入部133的声音数据的声音输出。另外，扬声器140也可以输出内置的操作音、错误警告音。
57.通信部131经由有线或无线的接口(i/f)与外部设备、网络或服务器等进行控制数据、内容等各种数据的通信。
58.非易失性存储器108保存用于投射仪功能的各种数据。存储器109存储投射的影像数据、装置的控制用数据。也可以存储在gui图像的生成中使用的图像数据。控制部110控制所连接的各部的动作。
59.图像调整部160对由影像信号输入部132输入的影像数据进行图像处理。作为该图像处理，例如有进行图像的放大、缩小、变形等的缩放处理、改变亮度的亮度调整处理、改变图像的对比度曲线的对比度调整处理、改变表示图像的灰阶特性的伽玛曲线的伽玛调整处理、将图像分解成光的成分而改变每个成分的加权的retinex处理等。
60.存储部170记录影像、图像、声音、各种数据等。例如，可以在产品出厂时预先记录影像、图像、声音、各种数据等，也可以记录经由通信部131从外部设备或外部的服务器等取得的影像数据、图像数据、声音数据、其他数据等各种数据。存储部170中记录的影像、图像、各种数据等也可以经由显示元件102和投射光学系统101作为投射影像输出。存储部170中记录的声音也可以作为声音从扬声器140输出。
61.影像信号输入部132经由有线或无线的i/f从外部设备输入影像信号。声音信号输入部133经由有线或无线的i/f从外部设备输入声音信号。
62.影像信号输出部134经由有线或无线的i/f向外部设备输出影像信号。影像信号输出部134也可以具有将经由影像信号输入部132从第1外部设备输入的影像信号直接输出到第2外部设备的功能。影像信号输出部134也可以具有将基于存储部170中记录的影像数据
的影像信号输出到外部设备的功能。影像信号输出部134也可以具有将基于由摄像机拍摄到的影像的影像信号向外部设备输出的功能。
63.声音信号输出部135经由有线或无线的i/f向外部设备输出声音信号。声音信号输出部135也可以具有将经由声音信号输入部133从第1外部设备输入的声音信号直接输出到第2外部设备的功能。声音信号输出部135也可以具有将基于记录在存储部170中的声音数据的声音信号输出到外部设备的功能。
64.在此，影像信号输入部132和声音信号输入部133在图中表示了分体的例子，但也可以构成一体型的信号输入i/f。另外，影像信号输出部134和声音信号输出部135也可以同样地构成一体型的信号输出i/f。另外，影像信号输入部132、声音信号输入部133、影像信号输出部134和声音信号输出部135也可以同样地构成一体型的信号输入输出i/f。在这些一体型i/f中，也可以具有对控制信号进行双向通信的通信功能。该通信功能也可以与通信部131分开设置。
65.另外，图1a的投射型影像显示装置100构成为，摄像透镜191能够在单点划线122所示的部分从投射型影像显示装置100拆装。这里，摄像透镜识别部193识别安装于投射型影像显示装置100的摄像透镜191的种类和/或性能。关于摄像透镜识别部193的结构和摄像透镜191的拆装时的摄像透镜识别部193的处理在后面叙述。
66.另外，图1a的投射型影像显示装置100构成为能够在单点划线121所示的部分将投射光学系统(投射透镜)101相对于投射型影像显示装置100拆装。在此，投射透镜识别部194识别安装于投射型影像显示装置100的投射透镜101的种类和/或性能。关于投射透镜识别部194的结构和投射光学系统(投射透镜)101拆装时的投射透镜识别部194的处理在后面叙述。
67.另外，作为摄像透镜191相对于投射型影像显示装置100的拆装不同的另一变形例，也可以如图1b那样构成。即，在图1b中，包含摄像透镜191和摄像传感器192的单点划线所示的部分是摄像机单元123，摄像机单元123构成为能够从投射型影像显示装置100拆装。在该情况下，摄像透镜识别部193识别安装于投射型影像显示装置100的摄像机单元的种类和/或性能。关于摄像透镜识别部193的结构和摄像机单元拆装时的摄像透镜识别部193的处理在后面叙述。另外，在图1b中，从投射型影像显示装置100拆装投射光学系统(投射透镜)101的结构与图1a相同，所以省略其说明。
68.另外，作为摄像透镜191相对于投射型影像显示装置100的拆装不同的又一变形例，也可以如图1c那样构成。即，在图1c中，包含摄像透镜191和投射光学系统(投射透镜)101的单点划线所示的部分是透镜单元124，透镜单元124构成为能够从投射型影像显示装置100拆装。在该情况下，摄像透镜识别部193识别安装于投射型影像显示装置100的摄像透镜191的种类和/或性能。投射透镜识别部194识别安装于投射型影像显示装置100的投射透镜101的种类和/或性能。
69.关于摄像透镜识别部193的结构、投射透镜识别部194的结构、透镜单元拆装时的摄像透镜识别部193和投射透镜识别部194的处理，在后面叙述。
70.另外，如图1c所示，在将摄像透镜191和投射光学系统(投射透镜)101构成为能够以透镜单元为单位从投射型影像显示装置100拆装的情况下，不需要分别设置摄像透镜识别部193和投射透镜识别部194，也可以将两者一体化而作为透镜单元识别部。该透镜单元
识别部只要识别透镜单元的种类、摄像透镜的种类和/或投射透镜的种类即可。
71.另外，作为摄像透镜191相对于投射型影像显示装置100的拆装不同的又一变形例，也可以如图1d那样构成。即，如图1d所示，包含摄像透镜191、摄像传感器192和投射光学系统(投射透镜)101的点划线所示的部分是透镜单元125，透镜单元125构成为能够从投射型影像显示装置100拆装。在该情况下，摄像透镜识别部193识别安装于投射型影像显示装置100的摄像透镜191的种类和/或性能。投射透镜识别部194识别安装于投射型影像显示装置100的投射透镜101的种类和/或性能。
72.关于摄像透镜识别部193的结构、投射透镜识别部194的结构、透镜单元的拆装时的摄像透镜识别部193和投射透镜识别部194的处理，在后面叙述。
73.另外，如图1d所示，在将摄像透镜191、摄像传感器192和投射光学系统(投射透镜)101构成为能够以透镜单元为单位从投射型影像显示装置100拆装的情况下，不需要单独设置摄像透镜识别部193和投射透镜识别部194，也可以将两者一体化而作为透镜单元识别部。该透镜单元识别部只要识别透镜单元的种类、摄像透镜的种类、摄像传感器的种类和/或投射透镜的种类即可。
74.如以上说明的那样，在投射型影像显示装置100中能够装载各种功能。
75.图2a是说明本实施例中的投射型影像显示装置100的动作的一例的图。如图2a所示，投射型影像显示装置100包括包括摄像透镜191和摄像传感器192的摄像机单元123。作为其动作的一例，也可以由摄像传感器192拍摄投射影像，使用其拍摄结果进行投射透镜101的屏幕上的对焦处理。这样，能够实现不具有用户的手动功能而具有使用了摄像传感器的自动对焦功能的投射型影像显示装置。详细的动作使用各种公知技术即可。
76.图2b是说明本实施例中的投射型影像显示装置100的其他动作的一例的图。如图2b所示，投射型影像显示装置100通过摄像机单元123追踪用户在显示面(屏幕)200上通过笔状的设备等描绘的轨迹，将该轨迹显示在投射影像上。由此，能够实现具有交互功能的投射型影像显示装置。跟踪可以使用在笔状设备上装载红外线发光功能、或在笔状设备与显示面(屏幕)接触时反射红外线的红外线激光幕方式等各种公知技术。
77.图2c是说明本实施例中的投射型影像显示装置100的又一动作的一例的图。如图2c所示，通过摄像机单元123拍摄具有能够调整投射影像的位置的透镜移位功能的多个投射型影像显示装置100的多个投射影像，使用该拍摄结果，调整投射影像的位置，使得该多个投射影像在期望的状态下叠加。例如，在期望的状态中，存在将多个投射影像的端部相互叠加而形成较大的一个投射影像的混合投射的状态、或者将多个投射影像的大致整体叠加在相同的位置的叠加投射的状态等。通过反复进行该拍摄和位置调整，能够实现具有投射影像的自动叠加调整功能的投射型影像显示装置。投射影像的叠加调整功能也被称为边缘融合功能，所以自动叠加调整功能也被称为自动边缘融合功能。
78.在进行自动叠加调整功能的情况下，例如，在多个投射型影像显示装置中的少一个投射型影像显示装置中，进行基于摄像机单元的拍摄影像的分析处理。该一个投射型影像显示装置通过该分析处理，例如检测多个投射影像的形状之差、位置之差、明亮度之差、或者颜色之差、或者它们的组合。该一个投射型影像显示装置基于检测结果，控制本装置和/或其他投射型影像显示装置的投射影像的形状、位置、明亮度、颜色，以使多个投射影像的形状之差、位置之差、明亮度之差、或颜色之差变小即可。在对其他投射型影像显示装置
进行控制的情况下，经由有线通信i/f或无线通信i/f连接该多个投射影像，经由该有线通信i/f或该无线通信i/f对控制信息进行通信即可。另外，投射影像的形状、明亮度、颜色的控制可以控制投射影像整体，也可以控制投射影像的端部等部分范围。投射影像的形状的控制包括线性、非线性的变形控制等。另外，在投射影像的明亮度或颜色的控制中，还包括在投射影像整体或投射影像的规定的部分中均匀的明亮度或颜色的控制，但包括根据投射影像整体或投射影像的规定的部分中的位置而线性、非线性地变化的明亮度或颜色的控制等。详细的动作使用各种公知技术即可。
79.图3是说明本实施例的投射型影像显示装置的投射透镜和摄像透镜的组合的图。如图3所示，本实施例中的投射型影像显示装置具有能够选择焦点距离不同的多种投射透镜(更换透镜)进行拆装的结构，以使用户能够选择屏幕尺寸和投射距离。即，在图3中，(a)表示使用长焦点透镜201作为投射透镜的情况，(b)表示使用中焦点透镜301作为投射透镜的情况，(c)表示使用超短焦点透镜401作为投射透镜的情况。
80.在本实施例的投射型影像显示装置中，采用能够拆装投射透镜(更换透镜)的结构，并且还构成为能够拆装摄像机单元(或摄像透镜)，由此，在从焦点距离不同的多个投射透镜中选择一个投射透镜进行安装时，通过安装并使用适合于该选择出的投射透镜的摄像透镜，能够以更合适的投射透镜和摄像透镜的组合来使用投射型影像显示装置。
81.具体而言，如图3的(b)所示，在投射透镜是广角的中焦点透镜301的情况下，摄像机单元303需要能够拍摄比投射影像更宽的范围。因此，必须使用比投射透镜的中焦点透镜更广角的中焦点用摄像透镜302。在该状态下，如图3的(a)所示，在将投射透镜更换为长焦点透镜201的情况下，即使是使用了比中焦点透镜的投射透镜广角的摄像透镜302的摄像机单元303，也能够包含投射影像地进行拍摄，但投射影像相对于拍摄范围的比率变小。在这种情况下，拍摄投射影像范围的实质上的分辨率降低。
82.与此相对，如果如本实施例的投射型影像显示装置那样，摄像机单元(或者摄像透镜)也能够拆装而更换，则如图3的(a)所示，在将投射透镜更换为长焦点透镜201的情况下，能够更换为具有比短焦点的投射透镜301使用时的中焦点用摄像透镜302长焦点的长焦点用摄像透镜202的摄像机单元203。由此，能够使投射影像相对于拍摄范围的比率更适当，能够更适当地抑制上述实质上的分辨率的降低。即，在本实施例的投射型影像显示装置中，能够拆装投射透镜而进行更换，并且也能够拆装摄像机单元或摄像透镜而进行更换，由此能够使用更适合于各个投射透镜的焦点距离的摄像透镜。
83.另外，图3的(c)所示的超短焦点透镜401有时向与长焦点透镜201、中焦点透镜301不同的、相对于投射型影像显示装置的正面方向(长焦点透镜、中焦点透镜的光轴方向)的仰角大的陡峭的方向投射影像。于是，摄像透镜的拍摄范围的角度在摄像传感器相对于长焦点透镜201的拍摄范围或摄像传感器相对于中焦点透镜301的拍摄范围内也完全无法覆盖的可能性高。在本实施例的投射型影像显示装置中，即使在将投射透镜更换为超短焦点透镜401的情况下，也能够将摄像机单元或摄像透镜更换为超短焦点投射透镜用的摄像机单元403或超短焦点用摄像透镜402，从而能够使用更适合于超短焦点透镜401的超短焦点用摄像透镜402。
84.进而，在可更换的多个摄像透镜中，难以使f值、透射率、透射光的色平衡、透镜的光学畸变在所有摄像透镜中一致。因此，在本实施例的投射型影像显示装置中，在更换了摄
像机单元或摄像透镜的情况下，优选根据更换后的摄像透镜的特性来改变由摄像机单元或控制部进行的对于拍摄图像的明亮度修正、颜色修正、光学畸变的修正的设定。由此，能够进一步抑制因摄像机单元或摄像透镜的更换而导致的误控制的可能性。另外，光学畸变的修正包括通过对拍摄影像进行几何学修正而将拍摄到的投射影像转换为适当的形状的修正。
85.图4是本实施例中的投射型影像显示装置的摄像透镜(或摄像机单元)和投射透镜的拆装的说明图。在图4中，(a)表示投射透镜101和摄像透镜191分别安装于投射型影像显示装置100的状态，(b)表示投射透镜101和摄像透镜191能够单独拆装的结构。另外，摄像透镜也可以按照摄像机单元进行更换。另外，291是能够将多个可更换式的投射透镜中的1个可更换式的投射透镜选择性地安装于投射型影像显示装置的投射透镜安装部，292是能够将多个可更换式的摄像透镜(摄像机单元)中的1个摄像透镜(摄像机单元)选择性地安装于投射型影像显示装置的摄像透镜安装部(摄像机单元安装部)。另外，(c)是(a)的侧视图，(d)是(b)的侧视图。
86.图5是将本实施例中的投射型影像显示装置的摄像透镜(或摄像机单元)和投射透镜单独拆装的另一例的说明图。图5表示了使用超短焦点透镜作为可拆装的投射透镜的例子。在图5中，对与图4相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
87.在图5中，(a)表示超短焦点透镜401和超短焦点用摄像透镜402分别安装于投射型影像显示装置100的状态，(b)表示超短焦点透镜401和超短焦点用摄像透镜402能够单独拆装的结构。另外，(c)是(a)的侧视图，(d)是(b)的侧视图。在将超短焦点透镜安装于投射型影像显示装置的情况下，摄像透镜(或摄像机单元)也需要安装超短焦点透镜用的摄像透镜(或摄像机单元)。
88.在此，对摄像透镜(或摄像机单元)的更换后的识别方法进行说明。更换摄像透镜(或摄像机单元)后的识别方法的最简便的方法有在更换后用户经由菜单选择更换后的摄像透镜(或摄像机单元)的种类的方法。在以后的图6a～6c中，说明即使没有用户经由菜单的选择，投射型影像显示装置也能够自动识别更换后的摄像透镜的方法。
89.图6a是在本实施例的投射型影像显示装置中通过通信来识别摄像透镜(或摄像机单元)的方法的一例的说明图。在图6a中，投射型影像显示装置100具有摄像透镜191(或摄像机单元)的识别部(以下称为摄像透镜识别部193)，摄像透镜191(或摄像机单元)具有ic(integrated circuit：集成电路)197，其具有例如固有的id号、摄像透镜(或摄像机单元)的型号名等用于识别摄像透镜(或摄像机单元)的信息。
90.投射型影像显示装置100在安装了摄像透镜191(或摄像机单元)时，能够从摄像透镜(或摄像机单元)的ic197取得用于识别摄像透镜(或摄像机单元)的信息，识别摄像透镜(或摄像机单元)。
91.此外，投射型影像显示装置也可以基于识别结果，根据摄像透镜(或摄像机单元)的种类，改变在图3中说明的对于拍摄图像的修正的设定。
92.另外，摄像透镜(或摄像机单元)的特性的信息也可以根据影像投射装置识别出的摄像透镜(或摄像机单元)的信息来判断。另外，作为其他方式，也可以构成为使ic具有摄像透镜的特性本身的信息，代替识别信息而取得表示摄像透镜(或者摄像机单元)的特性本身的信息。
93.另外，摄像透镜识别部构成为包括作为从ic读取信息的硬件的ic信息读取器即可。也可以构成为仅包括ic信息读取器，控制部对ic信息读取器读取到的信息进行处理，来识别摄像透镜(或者摄像机单元)。
94.图6b是在本实施例的投射型影像显示装置中，通过摄像透镜(或摄像机单元)的接合端子来识别摄像透镜(或摄像机单元)的方法的说明图。在图6b中，投射型影像显示装置100包括摄像透镜识别部193，摄像透镜(或摄像机单元)例如在与投射型影像显示装置的连接部具有用于识别摄像透镜(或摄像机单元)的开关198，投射型影像显示装置的摄像透镜识别部识别以开关的on/off的图案连接的摄像透镜(或摄像机单元)的种类。
95.开关除了有无物理连接以外，例如也可以通过多个电端子连接，将一部分端子接地，通过电开关的图案来判断有无连接。
96.此外，投射型影像显示装置也可以基于识别结果，根据摄像透镜(或摄像机单元)的种类，改变在图3中说明的对于拍摄图像的修正的设定。
97.另外，摄像透镜识别部构成为包含读取开关的on/off的模式的开关判别部即可。也可以构成为，仅包括开关判别部，控制部对开关判别部判别出的开关的状态的信息进行处理，来识别摄像透镜(或摄像机单元)。
98.图6c是在本实施例中的投射型影像显示装置与摄像透镜(或摄像机单元)的连接部分设置电路，根据电压、电流、电阻值或电功率等电特性来识别摄像透镜(或摄像机单元)的方法的说明图。
99.在图6c中，摄像透镜(或摄像机单元)在与投射型影像显示装置的连接部，针对用于识别摄像透镜(或摄像机单元)的每个种类具有固有的电阻。投射型影像显示装置包括摄像透镜识别部193，还包括测量与摄像透镜(或摄像机单元)的连接部的电特性的测量部。在连接了摄像透镜(或摄像机单元)的情况下，测量部测量端子的电特性，摄像透镜识别部使用该测量结果来识别所连接的摄像透镜(或摄像机单元)。
100.用于识别的电特性可以是电压、电流、电阻值或电力中的任一种。或者也可以使用它们的组合。
101.此外，投射型影像显示装置也可以基于识别结果，根据摄像透镜(或摄像机单元)的种类，改变在图3中说明的对于拍摄图像的修正的设定。
102.此外，也可以构成为，仅包括测量部，控制部对测量部测量出的端子的电特性的信息进行处理，来识别摄像透镜(或者摄像机单元)。
103.如上所述，使用图6a～6c，对识别安装(连接)于投射型影像显示装置的摄像透镜(或摄像机单元)的种类的结构和方法进行了说明。投射型影像显示装置还可以装载对安装(连接)于投射型影像显示装置的投射透镜的种类进行识别的结构。识别投射透镜的种类的结构也是代替摄像透镜(或摄像机单元)而在投射透镜中设置图6a～6c中说明的结构，只要代替投射型影像显示装置的摄像透镜识别部而设置投射透镜识别部即可。关于该动作，只要将在图6a～6c中说明的摄像透镜(或者摄像机单元)的种类的识别的处理替换为投射透镜的种类的识别的处理即可，所以省略再次的说明。
104.另外，在安装摄像透镜(或摄像机单元)的种类的识别和投射透镜的种类的识别这两者的情况下，也可以包括具有摄像透镜识别部的功能和投射透镜识别部的功能这两者的识别部。或者，控制部也可以执行摄像透镜识别部的摄像透镜识别处理和投射透镜识别部
的投射透镜识别处理这两者。
105.在图4、图5中说明的摄像透镜(或摄像机单元)和投射透镜分别拆装的例子中，在将期望的投射透镜安装到投射型影像显示装置的情况下，用户需要选择适合该投射透镜的摄像透镜(或摄像机单元)来进行安装。因此，在本实施例的投射型影像显示装置中，将适合于各个投射透镜的摄像透镜的组合设定为“推荐的组合”，并在投射型影像显示装置的存储器中保存该“推荐的组合”的信息。也可以识别用户实际佩戴的投射透镜的种类和摄像透镜(或摄像机单元)的种类，根据识别出的组合，进行例如图7所示的投射型影像显示装置的动作和警告处理。
106.图7是说明本实施例中的投射透镜和摄像透镜的组合的图。在图7中，推荐的组合是(1)超短焦距投射透镜和超短焦点透镜摄像透镜(或摄像机单元)、(2)中焦点投射透镜和中焦点透镜摄像透镜(或摄像机单元)、和(3)长焦点投射透镜和长焦点透镜摄像透镜(或摄像机单元)。
107.在图7中，表示了投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)的组合、投射型影像显示装置的动作和有无警告的例子。
108.图7和以下的说明中的“警告”是通过消息或者标记在投射影像中显示投射透镜与摄像透镜(或者摄像机单元)的组合不是推荐的组合的意思、或者从扬声器发出表示该意思的声音等的处理。此时，也可以进行如下处理：用消息或标记在投射影像中显示推荐与所安装的投射透镜一起使用的摄像透镜(或摄像机单元)的型号编号，或者用声音从扬声器发出该型号编号。另外，也可以与该警告处理一起，对用户进行询问是否继续进行原来的状态的询问画面或者声音输出，催促用户的操作输入。
109.另外，图7和以下的说明中的“动作”、“不动作”的概念以使用摄像透镜(或者摄像机单元)的投射型影像显示装置的动作为对象。例如，设想使用图2a中说明的摄像透镜(或摄像机单元)的自动对焦功能、使用图2b中说明的摄像透镜(或摄像机单元)的交互功能、使用图2c中说明的摄像透镜(或摄像机单元)的自动边缘融合功能不动作的情况。
110.以下，对图7中的各组合中的警告和动作进行说明。
111.组合[a]：由于是推荐的组合，所以无警告地进行动作。
[0112]
组合[b]：由于不是推荐的组合，所以进行警告。短单焦点透镜用摄像透镜在与短单焦点透镜用以外的组合中不动作。
[0113]
组合[c]：由于不是推荐的组合，所以进行警告。短单焦点透镜用摄像透镜在与短单焦点透镜用以外的组合中不动作。即，短单焦点透镜的视角不同，所以拍摄的图像有可能变形。
[0114]
组合[d]：由于不是推荐的组合，所以进行警告。短单焦点透镜在与短单焦点透镜用摄像透镜以外的组合中不动作。
[0115]
组合[e]：由于是推荐的组合，所以无警告地进行动作。
[0116]
组合[f]：由于不是推荐的组合，所以进行警告。但是，由于长焦点透镜的投射范围包含在中焦点透镜用摄像传感器的拍摄范围内，所以该组合如果是警告ok则精度下降，但能够进行动作。
[0117]
组合[g]：由于不是推荐的组合，所以进行警告。短单焦点透镜在与短单焦点透镜用摄像透镜以外的组合中不动作。
[0118]
组合[h]：由于不是推荐的组合，所以进行警告。但是，中焦点透镜的投射范围从长焦点透镜用摄像传感器的拍摄范围超出，所以该组合不进行动作。
[0119]
组合[i]：由于是推荐的组合，所以无警告地进行动作。
[0120]
以上的组合的警告和动作只要由控制部控制各部来进行即可。
[0121]
如上所述，本实施例中的投射型影像显示装置识别用户佩戴的投射透镜的种类和摄像透镜(或摄像机单元)的种类，根据识别出的组合，切换投射型影像显示装置的动作和警告处理，由此，可以表现为在推荐的组合的情况下直接动作，在不推荐的组合的情况下进行警告，并且不使使用摄像透镜(或摄像机单元)的一部分功能动作(限制动作)。由此，能够抑制在不推荐的投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)的组合的状态下，用户使用投射型影像显示装置而一部分功能误动作。
[0122]
另外，关于在图7所示的动作中被识别为“不动作”这一组合、且通过控制部的控制而成为“不动作”状态的功能，也可以设置具有用户手动切换为“动作”状态的设定的菜单画面。这是因为，摄像透镜(或摄像机单元)的识别功能和/或投射透镜的识别功能由于某些理由而成为错误状态，有时无法输出正确的识别结果。即使在这样的错误状态下，如果用户正确地安装了推荐组合的投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)，则也能够经由该菜单通过手动使使用了摄像透镜(或摄像机单元)的上述一部分功能直接动作。
[0123]
接着，作为本实施例中的投射型影像显示装置的变形例，说明将投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)构成为一体的透镜单元，并构成为能够以该透镜单元为单位相对于投射型影像显示装置拆装的例子。
[0124]
图8是将本实施例中的投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)构成为一体的透镜单元，并能够以透镜单元为单位进行拆装的结构的说明图。在图8中，(a)表示投射透镜101和摄像透镜191作为一体的透镜单元安装于投射型影像显示装置100的状态，(b)表示投射透镜101和摄像透镜191能够以一体的透镜单元为单位进行拆装的结构。另外，293是能够将多个可更换式透镜单元中的1个可更换式透镜单元选择性地安装到投射型影像显示装置上的透镜单元安装部。另外，(c)是(a)的侧视图，(d)是(b)的侧视图。
[0125]
在图8所示的投射型影像显示装置中，在更换投射透镜时，能够使用更适合于各个投射透镜的焦点距离的摄像透镜。因此，预先将规定的焦点距离的投射透镜和适合于该投射透镜的摄像透镜(或摄像机单元)构成为一体的透镜单元。这样，在用户更换为期望的投射透镜时，由于已经一体化地连接了适合于该投射透镜的摄像透镜(或摄像机单元)，所以用户不需要调查并选择适合于规定的焦点距离的投射透镜的摄像透镜(或摄像机单元)。在该情况下，能够节省用户的投射型影像显示装置的设置中的工夫，是优选的。
[0126]
另外，摄像透镜(或摄像机单元)的种类的识别处理只要装载图6a～6c中说明的摄像透镜(或摄像机单元)的种类的识别处理即可。
[0127]
在图8中，投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)能够以一体的透镜单元为单位进行拆装，但投射透镜的识别处理也可以如图6a～6c中说明的那样，与摄像透镜(或摄像机单元)的种类的识别处理分开装载。在该情况下，在将投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)设为一体的透镜单元中，分别装载用于识别投射透镜的结构和用于识别摄像透镜(或摄像机单元)的结构。
[0128]
另外，如果在投射型影像显示装置的存储器中预先保存投射透镜和摄像透镜(或
摄像机单元)的组合信息，则投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)为一体的透镜单元侧仅包括识别投射透镜或摄像透镜(或摄像机单元)中的任一者的结构即可。这样，投射型影像显示装置也可以构成为，进行针对该任一者的识别处理，基于该识别处理的结果，参照保存在所述存储器中的投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)的组合信息，识别投射透镜的种类和摄像透镜(或摄像机单元)的种类这两者。
[0129]
具体而言，投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)一体的透镜单元侧仅包括识别摄像透镜(或摄像机单元)的结构，投射型影像显示装置通过图6a～6c中说明的方法，进行所连接的摄像透镜(或摄像机单元)的识别处理。进而，参照识别出的摄像透镜(或摄像机单元)的种类、和保存在存储器中的投射透镜与摄像透镜(或摄像机单元)的组合信息，也识别投射透镜的种类即可。另外，作为其他结构，投射透镜和摄像透镜(或摄像机单元)一体的透镜单元侧仅包括识别投射透镜的结构，投射型影像显示装置进行所连接的投射透镜的识别处理。并且，参照识别出的投射透镜的种类和保存在存储器中的投射透镜与摄像透镜(或摄像机单元)的组合信息，也识别摄像透镜(或摄像机单元)的种类即可。
[0130]
图9是将本实施例中的投射型影像显示装置的摄像透镜(或摄像机单元)和投射透镜作为透镜单元而一体地拆装的另一例的说明图。图9表示了使用超短焦点透镜作为可拆装的投射透镜的例子。在图9中，对与图8相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。在图9中，(a)表示超短焦点透镜401和超短焦点用摄像透镜402作为一体的透镜单元124安装在投射型影像显示装置100上的状态，(b)表示超短焦点透镜401和超短焦点用摄像透镜402能够以一体的透镜单元为单位进行拆装的结构。另外，(c)是(a)的侧视图，(d)是(b)的侧视图。
[0131]
如图9所示，超短焦点透镜的透镜单元与用于超短焦点透镜的摄像透镜(或摄像机单元)一体化。在用户将投射型影像显示装置的投射透镜更换为超短焦点透镜的情况下，只要卸下当前的透镜单元，更换为作为超短焦点透镜的投射透镜和超短焦点透镜用的摄像透镜(或摄像机单元)成为一体的透镜单元即可，能够简便地进行更换。另外，关于摄像透镜(或摄像机单元)的识别处理和投射透镜的识别处理的结构和处理与图8相同，所以省略其说明。
[0132]
如上所述，根据本实施例，能够提供能够根据投射透镜的焦点距离更换摄像透镜的投射型影像显示装置。
[0133]
(实施例2)
[0134]
本实施例说明在具有摄像功能的投射型影像显示装置中，通过向正面的屏幕投射的投射透镜实现透镜移位功能的情况。
[0135]
图10是成为本实施例的前提的、利用中焦点透镜或长焦点透镜等投射到正面的屏幕上的投射透镜进行透镜移位功能的动作原理的说明图。
[0136]
在图10中，(a)表示投射透镜101的光轴12与投射型影像显示装置所具有的显示元件102的中心轴11一致的情况下的、向正面的屏幕200上投射影像的状态。与此相对，(b)表示投射透镜101的光轴12相对于显示元件102的中心轴11向与该光轴垂直的方向位移的情况下的、向正面的屏幕200上投射影像的状态。在该情况下，如(b)所示，屏幕200上的投射影像的投射位置与(a)相比发生了位移(移位)。
[0137]
这样，通过使投射透镜101的光轴12相对于显示元件102的中心轴11在与该光轴垂
直的方向上相对地位移(移位)，能够改变投射影像的投射位置。此时，不需要改变透镜的光轴的角度。在本实施例中，将该透镜位置可变机构称为透镜移位功能。
[0138]
图11a是说明本实施例中的拍摄范围包含基于透镜移位功能的全部投射位置的投射影像的投射范围的结构的图。即，图11a表示在水平方向上使投射透镜101的光轴从显示元件102的中心移位
±
d的例子，是表示(a)移位-d、(b)移位零、(c)移位 d的情况下的、摄像透镜191、投射透镜101、屏幕200上的投射范围210和拍摄范围220的关系的图。
[0139]
在图11a中，作为移位机构的例子，表示了利用能够在水平方向上移位的滑动件150保持投射透镜的例子。这是一个例子，只要能够进行投射透镜的光轴的移位，也可以使用其他移位机构。在屏幕上，根据投射透镜的倍率m，投射影像移位
±
约d
×
m。
[0140]
另外，屏幕上的投射影像的大小根据投射透镜的倍率m，是显示元件上的显示影像的m倍的大小。
[0141]
在图11a中，不进行与投射透镜的透镜移位功能的状态对应的摄像透镜的光轴位置、角度的改变。即，通过具有透镜移位功能的滑动机构，使投射透镜的光轴相对于投射型影像装置主体移位
±
d。显示元件102相对于投射型影像装置主体的相对位置被固定。摄像透镜191和摄像传感器192相对于投射型影像装置主体的相对位置也被固定。另外，滑动件的驱动也可以是能够将旋转扭矩转换为滑动件的位移量的未图示的手动旋转齿轮等。另外，也可以将滑动件设为步进电机的驱动，以对位移量进行电子控制的方式进行控制。
[0142]
如图11a所示，在中焦点透镜或长焦点透镜等向正面的屏幕投射的投射透镜具有透镜移位功能的情况下，通过使摄像透镜的焦点距离充分地广角，从而具有包含基于透镜移位功能的全部投射位置的投射范围210的拍摄范围220。
[0143]
但是，在图11a的例子中，需要使拍摄范围220相对于投射范围210非常大。例如，如果没有透镜移位的适当的拍摄范围是影像投射范围的1.1倍～1.7倍程度，则需要对其加上透镜移位在屏幕上的移位量，所以例如，如图11的例子那样，在构成为能够向左右移位1个画面的情况下，拍摄范围需要是投射范围的2.1(＝1.1 1.0)倍～2.7(＝1.7 1.0)倍程度，成为非常大的拍摄范围。由此，需要大的摄像传感器，需要准备广角的摄像透镜，未必成为低成本。
[0144]
另外，由于投射范围(交互有效功能对象范围)相对于拍摄范围的比率小，所以在用于交互功能用的摄像传感器时，摄像传感器的分辨率效率变差。
[0145]
图11b是在投射透镜为变焦透镜的情况下，将图11a设为广角侧端时的望远侧端的使用状态。在图11b中，对与图11a相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。如图11b所示，由于在作为广角侧端的图11a中已经具有包含基于透镜移位功能的全部投射位置的投射影像的范围的拍摄范围，所以在将投射透镜的变焦设为望远侧端的情况下，也一定维持拍摄范围220包含基于透镜移位功能的全部投射位置的投射范围210的状态。
[0146]
但是，在望远侧端，投射范围210(交互有效功能对象范围)相对于拍摄范围220的比率变得更小，所以在用于交互功能用的摄像传感器时，摄像传感器的分辨率效率进一步变差。这样，在摄像传感器的拍摄范围固定的情况下，在投射透镜的望远侧端，与广角侧端相比，摄像传感器的有效分辨率效率变差。
[0147]
因此，如图11c所示，摄像透镜也设为变焦透镜，与投射透镜的变焦相应地摄像透镜也调整变焦即可。图11c是投射透镜的变焦为望远侧端的状态、摄像透镜的变焦也为望远
侧端的状态的例子。在图11c中，对与图11b相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
[0148]
如图11c所示，通过使摄像透镜的变焦和投射透镜的变焦的相同比率变化，使摄像传感器的有效分辨率效率比图11b的例子提高，与图11a的例子相同。
[0149]
摄像透镜的变焦与投射透镜的变焦同样，可以是手动也可以是自动。如果是自动的，则摄像透镜的变焦只要进行与投射透镜的变焦联动的控制即可。在手动的情况下，用户、设置业者通过手动调整到适当的位置即可。
[0150]
在图11a～图11c的例子中，为了简化说明，仅说明了水平方向的透镜移位的例子，但在垂直方向的透镜移位的情况下、和包括水平方向和垂直方向这两个方向的透镜移位的情况下，也能够应用图11a～图11c的例子的想法。
[0151]
图12a是说明在中焦点透镜或长焦点透镜等向正面的屏幕投射的投射透镜具有透镜移位功能的情况下，使投射透镜和摄像透镜联动而进行透镜移位的结构的图。在图12a中，对与图11a相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。在图12a中，使投射透镜101和摄像透镜191联动地进行透镜移位。具体而言，使投射透镜的光轴在水平方向上从显示元件的中心移位
±
d。同时，使摄像透镜的光轴相对于摄像传感器的中心在水平方向上移位相同的量。
[0152]
在图12a中，作为移位机构，表示了利用能够在水平方向上移位的滑动件151来保持投射透镜101和摄像透镜191这两者的滑动机构的例子。这是一个例子，只要能够进行移位，也可以使用其他移位机构。这样，投射透镜101和摄像透镜191的移位量始终相同。在图12a中，通过透镜移位功能所包括的滑动机构，投射透镜101的光轴和摄像透镜191的光轴相对于投射型影像装置主体移位
±
d。显示元件102和摄像传感器192相对于投射型影像装置主体的相对位置被固定。另外，滑动件151的驱动也可以是能够将旋转扭矩转换为滑动件的位移量的未图示的手动旋转齿轮等。另外，也可以将滑动件设为步进电机的驱动，以对位移量进行电子控制的方式进行控制。
[0153]
这里，屏幕上的投射影像的大小根据投射透镜的倍率m，是显示元件上的显示影像的m倍的大小。这里，摄像透镜的拍摄范围220例如如图12a所示，只要是包含屏幕上的投射影像的全部投射范围210且确保了规定的余裕的大小即可。例如，优选为投射范围的1.1倍～1.7倍程度。进而，也可以具有余裕，但在将摄像传感器用于交互功能的情况下，投射范围(交互有效功能对象范围)相对于拍摄范围的比率变小，所以如果考虑摄像传感器的有效分辨率效率，则设为2倍程度的效率较好。
[0154]
在图12a的结构中，由于在投射透镜的光轴和摄像透镜的光轴上由移位机构产生的移位量相同，所以如图12a所示，为了在屏幕上使投射范围210包含在拍摄范围220中的状态下进行移位，优选将摄像透镜的倍率也设为与投射透镜的倍率(在变焦透镜的情况下为广角端的倍率)相同的m。于是，在摄像透镜的倍率与投射透镜的倍率相同的情况下，屏幕上的投射范围与拍摄范围的关系与摄像传感器的拍摄范围的大小和显示元件上的显示范围的大小成比例。因此，在使摄像透镜的拍摄范围相对于屏幕上的投射范围为1.1倍～1.7倍程度的情况下，只要以摄像传感器的拍摄范围的大小和显示元件上的显示范围的大小也同样为1.1倍～1.7倍程度的方式决定摄像传感器和显示元件的组合即可。
[0155]
通过这样构成摄像透镜、摄像传感器、投射透镜、显示元件和移位机构，在屏幕上，
投射影像根据投射透镜的倍率m而移位
±
约d
×
m。同样地，在屏幕上，根据摄像透镜的倍率m，拍摄范围移位
±
约d
×
m。
[0156]
另外，在图12a的结构中，与固定摄像透镜和摄像传感器相对于投射型影像装置主体的相对位置的情况相比，需要较大的摄像传感器，需要准备广角的摄像透镜，未必成为低成本。
[0157]
另外，由于影像投射范围(交互有效功能对象范围)相对于拍摄范围的比率小，所以在用于交互功能用的摄像传感器时，摄像传感器的分辨率效率变差。
[0158]
图12b是在投射透镜为变焦透镜的情况下，将图12a作为广角侧端的情况下的望远侧端的使用状态。在图12b中，对与图12a相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。如图12b所示，由于在作为广角侧端的图12a中已经具有包含全部的投射位置的投射影像的范围的拍摄范围，所以在将投射透镜的变焦设为望远侧端的情况下，也一定维持拍摄范围220包含基于透镜移位功能的全部的投射位置的投射影像的投射范围210的状态。
[0159]
但是，在望远侧端，投射范围210(交互有效功能对象范围)相对于拍摄范围220的比率变得更小，所以在用于交互功能用的摄像传感器时，摄像传感器的分辨率效率变得比较差。即，在投射透镜的望远侧端，与广角侧端相比，摄像传感器的有效分辨率效率变差。
[0160]
因此，如图12c所示，摄像透镜191也为变焦透镜，与投射透镜101的变焦相应地摄像透镜也调整变焦即可。图12c是投射透镜的变焦为望远侧端的状态、摄像透镜的变焦也为望远侧端的状态的例子。在图12c中，对与图12b相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。如图12c所示，使摄像传感器的有效分辨率效率比图12b的例子提高，与图12a的例子同等。
[0161]
摄像透镜的变焦与投射透镜的变焦同样，可以是手动也可以是自动。如果是自动的，则摄像透镜的变焦只要进行与投射透镜的变焦联动的控制即可。在手动的情况下，用户、设置业者通过手动调整到适当的位置即可。
[0162]
在图12a～图12c的例子中，为了简化说明，仅说明了水平方向的透镜移位的例子，但在垂直方向的透镜移位的情况和包括水平方向和垂直方向这两个方向的透镜移位的情况下，也能够应用图12a～图12c的例子的想法。
[0163]
另外，在图12a～图12c中，也可以代替使摄像透镜的光轴在与光轴垂直的方向上移动，而使摄像传感器在反方向上移动。即，只要改变摄像传感器与摄像透镜的相对位置即可，所以也可以包括位置可变机构，该位置可变机构与投射透镜的位移联动地改变接收经由摄像透镜的光的摄像传感器与摄像透镜的相对位置。在该情况下，由位置可变机构改变相对位置的改变量与投射透镜的位移量相等。
[0164]
另外，图12a～图12c的结构例能够用于在图8中说明的结构(将投射透镜和摄像透镜(或者摄像机单元)构成为一体的透镜单元，以透镜单元为单位进行拆装的结构)。即，只要在图8所示的透镜单元中包含图12a～图12c中说明的关于透镜移位功能的滑动件和各种机构即可。
[0165]
在图12a的例子中，说明了在中焦点透镜、长焦点透镜等向正面的屏幕投射的投射透镜具有透镜移位功能的情况下，使用使投射透镜的光轴与摄像透镜的光轴的移位量相同的移位机构的例子。但是，由于投射透镜的光轴与摄像透镜的光轴的移位量相同，所以需要使投射透镜的倍率(在变焦透镜的情况下为最大倍率)与摄像透镜的倍率(在变焦透镜的情
况下为最大倍率)大致相等。另外，由于摄像透镜的拍摄范围需要包含屏幕上的全部投射范围，所以存在无法使用比显示元件小型的摄像传感器的制约。在摄像传感器无法小型化的情况下，摄像透镜的小型化也不容易。
[0166]
因此，为了实现图12a的结构的功能，并且实现摄像传感器和摄像透镜的小型化，使用图13a的结构。在图13a中，对与图12a相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
[0167]
图13a进行使投射透镜的光轴与摄像透镜的光轴联动地移位的透镜移位，但具有使摄像透镜的光轴的移位量相对于投射透镜光轴的移位量进行变倍的透镜移位功能。
[0168]
具体地，在图13a中，投射透镜101的光轴在水平方向上从显示元件102的中心移位
±
d，同时，摄像透镜191的光轴在水平方向上相对于摄像传感器192的中心移位
±
d/n。即，摄像透镜191的光轴的移位量相对于投射透镜101的光轴的移位量为1/n倍。
[0169]
图13a作为实现1/n倍的位移量转换的移位机构，例如具有以下的结构。即，准备能够使投射透镜的光轴的位置在水平方向上位移的第1滑动件152和能够使摄像透镜的光轴的位置在水平方向上位移的第2滑动件153这两者，设置构成使各个滑动件的位移和齿轮的旋转联动的齿轮齿条机构的多个齿轮，将该多个齿轮设为变速齿轮154的关系。此外，这些滑动件的至少一个的驱动也可以是基于能够将旋转扭矩转换为滑动件的位移量的未图示的手动旋转齿轮等的驱动。另外，也可以将至少一个的滑动件设为步进电机驱动，以对位移量进行电子控制的方式进行控制。使用了该多个齿轮的变速齿轮154的结构存在各种公知技术，所以使用它们即可，所以省略详细的说明。
[0170]
此外，上述的结构是一个例子，只要是实现1/n倍的位移量转换的移位，也可以使用其他的移位机构。例如，也可以不设置上述的变速度齿轮，而将2个滑动件分别设为步进电机驱动，对位移量进行电子控制，将摄像透镜的光轴的移位量控制为始终为投射透镜的光轴的移位量的1/n倍。
[0171]
在图13a的结构中，通过透镜移位机构所包括的上述滑动机构，投射透镜的光轴相对于投射型影像装置主体移位
±
d。摄像透镜的光轴相对于投射型影像装置主体移位
±
d/n。显示元件和摄像传感器相对于投射型影像装置主体的相对位置被固定。
[0172]
在此，在投射透镜的倍率为与图12a相同的m倍的情况下，如果摄像传感器使用与图12a的大小相比在长度方向上为1/n倍的尺寸(面积为1/n平方的尺寸)，将摄像透镜的倍率设为m
×
n，则屏幕上的投射范围与拍摄范围的关系与图12a相同。在此，摄像传感器的尺寸越小，摄像透镜的大小越能够小型化。因此，在图13a的结构中，摄像传感器与图12a的情况下的大小相比在长度方向上成为1/n倍的尺寸，所以图13a中的摄像透镜与图12a的摄像透镜相比能够实现小型化。摄像透镜和摄像传感器都越小型越能够以低成本制作，所以图13a的结构与图12a的结构相比能够实现低成本化。
[0173]
在图13a的结构中，通过如上述那样构成摄像透镜、摄像传感器、投射透镜、显示元件和移位机构，在投射透镜的光轴的移位量为
±
d时，在屏幕上，投射影像根据投射透镜的倍率m而移位
±
约d
×
m。同样地，摄像透镜的光轴的移位量为
±
d/n，在屏幕上，根据摄像透镜的倍率m
×
n，拍摄范围移位
±
约d
×
m。
[0174]
确保屏幕上的拍摄范围相对于屏幕上的投射范围的余裕的概念与图12a的情况相同，所以将省略其说明。总之，摄像传感器的大小为图12a的情况下的1/n倍即可。
[0175]
以上，在图13a的结构中，通过将摄像透镜的光轴的移位量始终设为投射透镜的光
轴的移位量的1/n倍，能够得到与图12a的情况相同的效果，并且使摄像透镜和摄像传感器更小型，能够实现更低成本。
[0176]
图13b是在投射透镜为变焦透镜的情况下，将图13a作为广角侧端的情况下的望远侧端的使用状态。在图13b中，对与图13a相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。如图13b所示，由于在作为广角侧端的图13a中已经具有包含全部的投射位置的投射影像的范围的拍摄范围，所以在将投射透镜101的变焦设为望远侧端的情况下，也一定维持拍摄范围220包含基于透镜移位功能的全部的投射位置的投射范围210的状态。但是，在望远侧端，投射范围(交互有效功能对象范围)相对于拍摄范围的比率变得更小，所以在用于交互功能用的摄像传感器时，摄像传感器的分辨率效率变得比较差。即，在投射透镜的望远侧端，与广角侧端相比，摄像传感器的有效分辨率效率变差。
[0177]
因此，如图13c所示，摄像透镜191也为变焦透镜，与投射透镜101的变焦相应地摄像透镜也调整变焦即可。在图13c中，对与图13b相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。图13c是投射透镜的变焦为望远侧端的状态、摄像透镜的变焦也为望远侧端的状态的例子。由此，使摄像传感器的有效分辨率效率比图13b的情况提高，与图13a的情况相同。
[0178]
摄像透镜的变焦与投射透镜的变焦同样，可以是手动也可以是自动。如果是自动的，则摄像透镜的变焦只要进行与投射透镜的变焦联动的控制即可。在手动的情况下，用户、设置业者通过手动调整到适当的位置即可。
[0179]
在图13a～图13c中，为了简化说明，仅说明了水平方向的透镜移位的例子，但在垂直方向的透镜移位的情况下、和包括水平方向和垂直方向这两个方向的透镜移位的情况下，也能够应用图13a～图13c的想法。
[0180]
另外，在图13a～图13c中，也可以代替移动摄像透镜的光轴，而移动摄像传感器。即，只要改变摄像传感器与摄像透镜的相对位置即可，所以也可以包括位置可变机构，该位置可变机构与投射透镜的位移联动地改变接收经由摄像透镜的光的摄像传感器与摄像透镜的相对位置。在该情况下，由位置可变机构改变相对位置的改变量为投射透镜的位移量的1/n倍。
[0181]
另外，图13a～图13c的结构例能够用于在图8中说明的结构(将投射透镜和摄像透镜(或者摄像机单元)构成为一体的透镜单元，以透镜单元为单位进行拆装的结构)。即，只要在图8所示的透镜单元中包含图13a～图13c中说明的关于透镜移位功能的滑动件和各种机构即可。
[0182]
另外，在图13a～图13c的结构例中，说明了将摄像传感器配置在两个滑动件之间的例子。然而，摄像传感器的配置例并不限定于此。例如，也可以在两个滑动件中的任一个上设置光学上不妨碍拍摄的开口，在两个滑动件之外配置摄像传感器。
[0183]
图14a是说明在实现图13a的结构的功能的同时实现摄像传感器和摄像透镜的小型化和低成本化的另一例的图。在图14a中，对与图13a相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。图14a使用移位机构，该移位机构在使用滑动件使投射透镜的光轴在水平方向上进行
±
d移位时，与该投射透镜的光轴的移位联动地，使包含摄像传感器和摄像透镜的拍摄摄像机的角度在水平方向上可变
±
α
°
。即，使摄像透镜的光轴可变
±
α
°
。
[0184]
具体而言，如图14a所示，例如用球形接头等自由接头连接拍摄摄像机195和固定于投射型影像装置主体的部件。并且，构成为能够以该球形接头为支点156来改变拍摄摄像
机195的角度。并且，在比该支点156靠影像投射方向侧的位置设置滑动件155与拍摄摄像机195的连接部157，例如，该连接部157由球形接头轴承构成。使拍摄摄像机195的机身部分能够在该球形接头轴承上滑动。如果这样构成，则在使用滑动件155使投射透镜的光轴在水平方向上移位
±
d时，能够与该移位联动地使包含摄像传感器和摄像透镜的拍摄摄像机195的角度在水平方向上可变
±
α
°
。也可以将该连接部157和球形接头轴承称为位移角度转换机构。
[0185]
在图14a中，通过透镜移位机构所包括的上述滑动机构，投射透镜101的光轴相对于投射型影像装置主体移位
±
d。显示元件102相对于投射型影像装置主体的相对位置被固定。摄像透镜的光轴相对于投射透镜的光轴以
±
α的角度可变。摄像传感器与摄像透镜的光轴可变联动地旋转。即，摄像传感器相对于摄像透镜的相对位置不变，包含摄像透镜和摄像传感器的拍摄摄像机195整体相对于投射透镜101的光轴以
±
α的角度可变。也可以表现为拍摄摄像机195整体从投射型影像显示装置的设定规定的设置方向(例如投射型影像显示装置的正面方向)角度可变
±
α。
[0186]
另外，图14a的透镜移位机构的滑动件155的一方的驱动也可以是基于能够将旋转扭矩转换为滑动件的位移量的未图示的手动旋转齿轮等的驱动。另外，也可以将该滑动件155设为步进电机等的电动机驱动，以对位移量进行电子控制的方式进行控制。在将滑动件155设为步进电机等的电动机驱动的情况下，也可以将摄像机的角度改变设为步进电机等的电动机驱动，以滑动件155的位移与拍摄摄像机195的角度改变联动的方式进行控制。
[0187]
在图14a的结构中，将包含摄像传感器和摄像透镜的拍摄摄像机195整体改变为相对于屏幕不垂直的角度来使用，所以如图所示，摄像透镜的拍摄范围220成为在屏幕上畸变为梯形的形状。因此，在使用拍摄摄像机195识别投射范围210时，需要进行几何学变换修正处理。对包含这样的投射影像的屏幕进行拍摄，对拍摄到的投射范围的畸变进行修正而识别为矩形的投射范围的方法有各种公知技术，使用它们即可，所以省略说明。具体而言，使用如下技术即可：设置投射型影像显示装置，在将移位机构的投射透镜位置固定在期望的位置之后，对投射的测试图案进行拍摄而进行校准。
[0188]
另外，可变旋转角α根据摄像透镜的倍率、投射透镜的移位量
±
d、显示元件的尺寸和投射透镜的倍率(在变焦透镜的情况下为广角端的倍率)，以在屏幕上投射透镜的投射范围始终包含在摄像透镜的拍摄范围内的方式适当决定即可。为了在将滑动件的移位量固定为
±
d的状态下将可变旋转角
±
α设定为规定的角度，只要适当改变支点(将拍摄摄像机与固定于投射型影像装置主体的部件连接的自由接头)与连接滑动件和摄像机的机身的连接部(球形接头轴承)的投射透镜光轴方向的距离l的设定即可。
[0189]
在图14a的结构中，为了构成为在屏幕上投射透镜的投射范围始终包含在摄像透镜的拍摄范围内，只要满足设定适当的可变旋转角α、屏幕上的梯形畸变后的屏幕上的拍摄范围包含投射范围这2点即可。前者的点由投射透镜的移位量
±
d和上述距离l的设定(第1设定)决定。后者的点由摄像传感器和摄像透镜的倍率的设定(第2设定)决定。第2设定能够与第1设定独立地设定，所以只要摄像传感器的尺寸、摄像透镜的倍率在现实的范围内，就能够比较自由地设定。由此，与图11a～11c的例子和图12a～12c的例子相比，能够使用小型的摄像传感器，能够实现低成本化。
[0190]
如以上那样，如果使用投射透镜的光轴位置的移位与拍摄摄像机的光轴的角度的
转换联动的移位机构，则与图13a～13c的例子同样地，与图12a～12c的例子相比，能够使用小型的摄像传感器，能够实现低成本化。
[0191]
图14b是在投射透镜为变焦透镜的情况下，将图14a作为广角侧端的情况下的望远侧端的使用状态。在图14b中，对与图14a相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。如图14b所示，由于在作为广角侧端的图14a中已经具有包含全部的投射位置的投射范围210的拍摄范围220，所以在将投射透镜101的变焦设为望远侧端的情况下，也一定维持拍摄范围220包含基于透镜移位功能的全部的投射位置的投射范围210的状态。但是，在望远侧端，投射范围(交互有效功能对象范围)相对于拍摄范围的比率变得更小，所以在用于交互功能用的摄像传感器时，摄像传感器的分辨率效率变得比较差。即，在投射透镜的望远侧端，与广角侧端相比，摄像传感器的有效分辨率效率变差。
[0192]
因此，如图14c所示，摄像透镜也设为变焦透镜，与投射透镜的变焦相应地摄像透镜也调整变焦即可。在图14c中，对与图14b相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。图14c是投射透镜的变焦为望远侧端的状态、摄像透镜的变焦也为望远侧端的状态的例子。由此，使摄像传感器的有效分辨率效率比图14b的例子提高，与图14a的例子相同。
[0193]
另外，摄像透镜的变焦与投射透镜的变焦同样，可以是手动也可以是自动。如果是自动的，则摄像透镜的变焦只要进行与投射透镜的变焦联动的控制即可。在手动的情况下，用户、设置业者通过手动调整到适当的位置即可。
[0194]
在图14a～图14c的例子中，为了简化说明，说明了仅水平方向的投射透镜的透镜移位和水平方向的摄像透镜的光轴的角度改变的例子，但在垂直方向的投射透镜的透镜移位和垂直方向的摄像透镜的光轴的角度改变的情况、和包括水平方向和垂直方向这两个方向的投射透镜的透镜移位和摄像透镜的光轴的角度改变的情况下，也能够应用图14a～图14c的例子的想法。
[0195]
图14a～图14c的结构例能够用于在图8中说明的结构中，将投射透镜和摄像机单元构成为一体的透镜单元，并以透镜单元为单位进行拆装的结构。即，只要在图8所示的透镜单元中包含图14a～图14c中说明的关于透镜移位功能的滑动件和各种机构即可。
[0196]
另外，在以上说明的本发明的实施例中，关于摄像传感器的分辨率效率，提及了用于交互功能用的摄像传感器的情况下的影响。这说明在将摄像传感器用作交互功能用的摄像传感器的情况下，更优选摄像传感器的分辨率效率高。摄像传感器的分辨率效率的影响不限于摄像传感器的交互功能用途，在聚焦调整用途中使用摄像传感器的情况下，更优选摄像传感器的分辨率效率高。即，在以上说明的本发明的实施例中，进一步提高摄像传感器的分辨率效率的例子在聚焦调整用途中使用摄像传感器的情况下也是更优选的。
[0197]
以上对实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施例，包含各种变形例。另外，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的实施例，并不限定于必须包括所说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
[0198]
附图标记说明
[0199]
11：显示元件的中心轴；12：投射透镜的光轴；100：投射型影像显示装置；101：投射光学系统(投射透镜)；102：显示元件；123：摄像机单元；124、125：透镜单元；150、151、152、
153、155：滑动件；154：变速齿轮；156：支点；157：连接部；191：摄像透镜；192：摄像传感器；193：摄像透镜识别部；194：投射透镜识别部；195：拍摄摄像机；197：ic；198：开关；200：显示面(屏幕)；201：长焦点透镜；202：长焦点用摄像透镜；210：投射范围；220：拍摄范围；291：投射透镜安装部；292：摄像透镜安装部(摄像机单元连接部)；293：透镜单元安装部；301：中焦点透镜；302：中焦点用摄像透镜；401：超短焦点透镜；402：超短焦点用摄像透镜。