JP2004101622A - プロジェクタ、プロジェクタの制御方法および制御プログラム - Google Patents

プロジェクタ、プロジェクタの制御方法および制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】投写光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制するために、投写光の射出光束を抑制するプロジェクタ等を提供すること。
【解決手段】光を供給するLED101と、LED101からの光を画像信号に応じて変調して射出する透過型ライトバルブ103と、透過型ライトバルブ103で変調された光をスクリーン105に投写する投写レンズ104とを有するプロジェクタ100において、プロジェクタ100の動きを検出する加速度センサ106と、加速度センサ106からの信号に応じて、透過型ライトバルブ103から射出されて投写される投写光の光量を制御する光量制御部107とを有する。
【選択図】   図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ、プロジェクタの制御方法および制御プログラムに関するものであって、特に、光源部として発光ダイオード素子を用いるプロジェクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プレゼンテーションに多く利用されているプロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された画像信号に応じて画像を表す光(投写光)を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。ユーザは、スクリーン上に投写された画像を指し示しながらプレゼンテーションを実行することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタの光源部としては、古くはハロゲンランプ、近年は超高圧水銀ランプが主として用いられている。近年、光源部の主流となっている超高圧水銀ランプは、明るく高輝度な光を供給できる。しかし、超高圧水銀ランプは、大型で重い駆動回路を必要とする。このため、プロジェクタ本体の小型化、軽量化の妨げとなる。
【0004】
発光ダイオード素子(以下、適宜「LED」という。)は超小型、超軽量である。そして、LEDの発光効率は、著しく進歩してきている。このため、LEDはプロジェクタの光源部として好適な素子である。しかしながら、プロジェクタが小型であれば、投写光が出力されている場合であっても、プロジェクタが移動させられる可能性が高くなり、そしてその結果、視聴者に直接投写光が入射する可能性が高くなることが予測される。
また、近年の著しい技術革新によりLEDは高輝度化しているため、レーザと同様に安全規制の対象となっている。
【0005】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、発光ダイオード素子などの固体発光素子を光源とするプロジェクタを提供することを目的とする。さらに、そのようなプロジェクタからの投写光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制するために、投写光の射出光束を抑制するプロジェクタ、プロジェクタの制御方法および制御プログラムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタにおいて、前記プロジェクタの動き、又は前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する検出部と、前記検出部からの信号に応じて、前記投写レンズから投写される投写光の光量を制御する光量制御部とを有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、投写光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制できる。
【0007】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記検出部は、前記プロジェクタの動きを検出する加速度センサを有し、前記光量制御部は、前記加速度センサからの出力に応じて前記投写光の光量を制御することが望ましい。これにより、プロジェクタが動かされた場合に、投写光の光量が制御される。このため、プロジェクタを動かしたことにより投写光が人の視界に直接入射することを防止できる。
【0008】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記検出部は、前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサからの信号に基づいて、前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を判定する物体判定部とを有し、前記光量制御部は、前記物体判定部からの出力に応じて前記投写光の光量を制御することが望ましい。これにより、投写レンズとスクリーンとの間の空間を移動する物体、とくに人を検出できる。このため、プロジェクタの投写光の光路内を人が横切った場合に、投写光の光量を制御できる。
【0009】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部は、発光ダイオード素子からなり、前記発光ダイオード素子を駆動する発光ダイオード素子駆動回路をさらに有し、前記光量制御部は、前記発光ダイオード素子駆動回路を制御することが望ましい。これにより、発光ダイオード素子の高輝度な光を容易に制御できる。
【0010】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記発光ダイオード素子駆動回路は、前記発光ダイオード素子の出力をON又はOFFすることが望ましい。これにより、発光ダイオード素子の高輝度な光を瞬時にシャットダウンできる。
【0011】
また、本発明によれば、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタにおいて、さらに、前記投写レンズからの投写光を通過又は遮光する開閉可能なシャッタ羽根部を有し、前記シャッタ羽根部は、所定軸を中心に回動自在であり、前記プロジェクタが略静止した状態では前記投写光を通過させる位置へ付勢され、前記プロジェクタが動いている状態では前記シャッタ羽根部の慣性モーメントにより投写光を遮光する位置へ回動することを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、プロジェクタを急に動かした場合にシャッタ羽根部が遮光位置へ閉じる。また、プロジェクタが略静止すると、付勢されている力によりシャッタ羽根部が通過位置へ開く。よって、プロジェクタを動かしている状態では、投写光は投写されない。このため、人の視界に不用意に投写光が入射することを防止できる。また、シャッタ羽根部はプロジェクタとは別体の機構として構成できる。従って、既存のプロジェクタに対して別体のシャッタ羽根部機構を容易に外付けできる。
【0012】
また、本発明によれば、光を供給する発光ダイオード素子を備える光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタの制御方法において、前記プロジェクタの動き、又は前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する検出工程と、前記検出工程の検出結果に基づいて、前記投写レンズから投写される投写光の光量を制御する光量制御工程とを含むことを特徴とするプロジェクタの制御方法を提供できる。これにより、投写光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制するようにプロジェクタを制御できる。
【0013】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光量制御工程は、前記検出結果に基づいて、前記投写光の光量を一度に全て略ゼロにするシャットダウン工程を含むことが望ましい。発光ダイオード素子は、瞬時にON又はOFFできることが特徴の一つである。このため、光源部として発光ダイオード素子を用いた場合に、発光ダイオード素子をOFFして、瞬時にシャットダウンできる。
【0014】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光量制御工程は、前記検出結果に基づいて、前記投写光の光量を減少させる調光工程を含むことが望ましい。これにより、人の視界に投写光が入射しても不快感を生じない程度に減光できる。
【0015】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記シャットダウン工程により前記投写光の光量が一度に全て略ゼロにされた状態又は前記調光工程により前記投写光の光量が減少された状態から、所定時間経過後に、前記投写光の光量を前記略ゼロにされる前の光量又は前記減少される前の光量へ増加させる光量復帰工程をさらに含むことが望ましい。これにより、プロジェクタの動きが止まってから、所定時間経過した後に再び元の光量へ復帰する。このため、プロジェクタが静止して安定してから、再度投写光を投写できる。
【0016】
また、本発明では、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタの制御プログラムにおいて、前記プロジェクタの動き量、又は前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する検出手段と、前記検出手段からの信号に応じて、前記投写レンズから投写される投写光の光量を制御する光量制御手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラムを提供できる。これにより、投写光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図である。光源部であるLED101から供給された光は、シャッタ102に入射する。シャッタ102は、後述する光量制御部107からの出力信号に基づいて、入射した光を通過又は遮断する。シャッタ102を通過した光は、空間光変調装置である透過型ライトバルブ103に入射する。透過型ライトバルブ103は、画像信号に応じて入射光を変調して射出する。投写レンズ104は、透過型ライトバルブ103を射出した変調光をスクリーン105に投写する。
【0018】
また、検出部である加速度センサ106は、プロジェクタ100の動きを検出する。例えば、プロジェクタ100のユーザが、プロジェクタ100を動かした場合に、その加速度が検出される。加速度センサ106からの出力信号は、光量制御部107に入力される。光量制御部107は、後述する手順に従って、LED駆動回路108と、シャッタ駆動回路109と、透過型ライトバルブ駆動回路110とのいずれかの回路に制御信号を出力する。
【0019】
図2は、加速度センサ106からLED駆動回路108までのブロック図である。まず、加速度センサ106からの出力信号は、出力判定回路202に入力される。出力判定回路202は、基準値と加速度センサ106の出力信号とを比較する。そして、出力判定回路202は、出力信号が基準値よりも大きい場合にプロジェクタ100が動いた状態にあると判定する。この場合、出力判定回路202は、負の所定値である異常信号を出力する。また、出力判定回路202は、出力信号が基準値よりも小さい場合には、プロジェクタ100は動いていないと判定する。この場合、出力判定回路202は、正の所定値である正常信号を出力する。
【0020】
また、目標値設定回路201は、LED101を点灯させる目標値、シャッタ102を開けるための目標値、又は透過型ライトバルブ103を動作させる目標値を設定する。これら、目標値はいずれも正の所定値である。目標値設定回路201と出力判定回路202は、光量制御部107内に設けられている。
【0021】
出力判定回路202が正常信号(正の所定値)を出力した場合は、目標値(正の所定値)と加算されて、LED駆動回路108に出力される。そして、LED101は点灯状態となる。この結果、スクリーン105に光が投写される。
【0022】
これに対して、出力判定回路202が異常信号(負の所定値)を出力した場合は、目標値(正の所定値)と加算されて、制御信号の信号レベルが略ゼロとなる。この制御信号は、LED駆動回路108に出力される。そして、LED101が消灯状態となる。この結果、スクリーン105に光が投写されない。
【0023】
図2では、制御信号により、LED駆動回路108を制御している。しかし、これに限られず、例えば、シャッタ駆動回路109又は透過型ライトバルブ駆動回路110を制御しても良い。シャッタ駆動回路109を制御する場合、正常信号のときはシャッタ102を通過状態に、異常信号のときはシャッタ102を遮光状態にする。また、透過型ライトバルブ駆動回路110を制御する場合、正常信号のときは透過型ライトバルブ103を動作状態、異常信号のときは非動作状態(遮光状態)にする。
【0024】
図3は、LED101を点灯又は消灯する場合の手順を説明するフローチャートである。ステップS301において、出力判定回路202は上述のように、プロジェクタ100が動いてない正常状態(正常信号を出力する状態)であるか否かを判定する。判定結果が真の場合、ステップS302に進みLED101は点灯される。判定結果が偽の場合、ステップS303へ進みLED101は消灯される。LED101を消灯する場合は、投写光の光量を一度に略ゼロにする、いわゆるシャットダウンを行う。また、シャットダウンする場合に限られず、LED101の発光量を減少させて、投写光の光量を減らすような調光を行っても良い。この場合、人の不快度の大きさ、即ち視界に入射する光量の大きさに応じて、減光量を調整することが望ましい。
【0025】
そして、LED101が消灯(シャットダウン)又は減光(調光)されると、次にステップS304において、タイマーが動作(ON)する。タイマーは、所定時間の経過を計時する。所定時間経過後、ステップS305において、LED101の光量が、一度に略ゼロにされる前、又は減少される前の光量へ増加される。これにより、投写光の光量は、正常状態の時の光量へ復帰する。この手順によれば、ステップS304により、異常状態が終了しても、すぐに光量復帰しない。このため、例えば、プロジェクタ100の動きが止まって、静止状態で安定してから再び投写を始めることができる。
【0026】
上述の手順は、ソフトウエア(制御プログラム)として記述できる。この制御プログラムは、コンピュータを介してプロジェクタを制御する。また、制御プログラムに限られず、論理回路(ハードロジック)やアナログ回路で実現することもできる。
【0027】
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図である。本実施形態は、検出部として赤外線センサ401を用いている点が上記第1実施形態と異なる。その他の上記第1実施形態と同じ部分には、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【0028】
赤外線センサ401は、焦電型赤外線センサである。焦電型赤外線センサは、強誘電体の焦電効果を利用して人体などから発せられるわずかな赤外線を鋭く感知する。このため、投写レンズ104とスクリーン105との間の空間を移動する物体、特に人間を検出できる。
【0029】
光量制御部107内の出力判定回路202(図2)は、投写レンズ104とスクリーン105との間の空間に人間が進入した場合は、異常状態と判定し、異常信号を出力する。また、この空間に人間が存在しない場合は正常状態と判定し正常信号を出力する。
【0030】
これにより、上記第1実施形態と同様に、異常状態の場合には光がスクリーン105に投写されない。これに対して、正常状態の場合は、光がスクリーン105に投写される。この結果、投写像を観察している人間の視界にLED101の高輝度な光が入射することを防止し、不快感を低減できる。
【0031】
また、赤外線センサ401の代わりに、画像センサを用いることもできる。画像センサを用いる構成では、撮像した像情報を画像認識する。これにより、投写光の射出方向における人間の存在の有無、スクリーン105の前を横切る人間の有無、又は投写光がスクリーン105を外れたか否かの認識を行うことができる。
【0032】
(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態に係るプロジェクタ500の概略構成を示す図である。上記第1実施形態と同じ部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。本プロジェクタ500は、投写レンズ104の射出側に複数の機械的な開閉シャッタ羽根部501aを有している。各シャッタ羽根部501aは、端部の所定軸AXを中心として図5に示す状態から時計回りに回転できる。また、各シャッタ羽根部501aは所定の重量を有している。そして、シャッタ羽根部501aは、矢印A方向に不図示のばね等で付勢されている。プロジェクタ500が略静止している状態において、シャッタ羽根部501aは、その自重により、所定軸AXを中心に時計回りに回転しようとする。ここで、シャッタ羽根部501aは、その回転を止めるために必要な最低限の付勢力で支えられている。プロジェクタ500が動かされると、シャッタ羽根部501aには慣性モーメントが発生する。慣性モーメントが付勢力よりも大きい場合、シャッタ羽根部501aは、時計回りに回転する。そして、破線で示す位置501bでプロジェクタ500本体に当接して回転が止まる。シャッタ羽根部501aは、この位置501bの状態にある場合、投写光を全て遮光する。また、プロジェクタ500の動きが止まり慣性モーメントが無くなると、ばね等の付勢力で各シャッタ羽根部501aは、図5で示す状態へ戻る。この状態では、全ての投写光を通過させる。
【0033】
上述の機械的なシャッタ構成によれば、プロジェクタ500が動かされている場合には、シャッタ羽根部501aが閉じて光は投写されない。そして、プロジェクタ500が略静止するとシャッタ羽根部501aは開いて光が投写される。よって、プロジェクタ500を動かすと投写光がOFF、止めるとONとすることができる。
【0034】
上記各実施形態で述べた技術的構成は、LEDのような高輝度光が人の視界に入り不快感を生ずるという事態を回避できるだけではなく、さらに以下に述べる効果を発揮する。例えば、懐中電灯と同じ程度に小型なプロジェクタの場合、電源として電池を用いることが考えられる。一般に、プロジェクでは、光源駆動のために大半の電力が消費される。本発明では、スクリーン105に向けて光を積極的に投写している状態以外(即ち、プロジェクタを急に動かした場合など)では、LEDの駆動電流をOFFにしてシャットダウンできる。これにより、電力の浪費を防止できるため、平均的な消費電力が大幅に低減できる。よって、電池などを電源とした場合でも、長時間の投写が可能となる。
【0035】
また、小型のビデオカメラ(いわゆるカムコーダ)の液晶バックライトにも本発明を適用できる。ビデオカメラによる撮影中は、カメラ本体は静止している状態、又はゆっくりした動きの状態であることが多い。よって、この状態のときのみ、液晶モニターを観察できるように液晶バックライトをONにする。これとは反対に、ビデオカメラ本体が急激に動いた場合は、液晶バックライトをOFFにする。これにより、不要な消費電力を低減でき、電池を長持ちさせることができる。
【0036】
さらに、本発明をレーザポインタにも適用することができる。この場合、レーザポインタを振り回した場合(急激に動いた場合)に、レーザ光をシャットダウンできる。よって、聴衆等の人の視界にレーザ光が照射され、人が不快感を感じる事態を防止できる。
上記実施の形態では、本発明における空間光変調装置として透過型ライトバルブ103が説明された。しかしながら、本発明の空間光変調装置は反射型ライトバルブであってもよい。特に、反射型ライトバルブがチルトミラーをマトリク状に配列した装置(チルトミラーデバイス)であってもよい。
【0037】
チルトミラーデバイスを有するプロジェクタにおいて、光源部からの光束を吸収する要素の数は、液晶ライトバルブを有するプロジェクタにおける要素の数よりも少ない。このため、同じ出力性能の光源であっても、チルトミラーデバイスのプロジェクタからの投写光の輝度は、液晶ライトバルブのプロジェクタからの出力光の輝度より高くなり得る。この理由から、空間光変調装置がチルトミラーデバイスである場合には、本願発明の効果はより大きくなり得る。なお、チルトミラーデバイスの例は、テキサス・インツルメンツ社のDMDである(「DMD」は、テキサス・インスツルメンツ社の登録商標)。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、投写光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制するために、投写光の射出光束を抑制するプロジェクタ、プロジェクタの制御方法および制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかるプロジェクタの概略構成を示す図である。
【図2】上記第1実施形態における加速度センサからLED駆動回路までのブロック図である。
【図3】上記第1実施形態におけるLEDを点灯又は消灯する場合の手順を説明するフローチャートである。
【図4】本発明の第2実施形態にかかるプロジェクタの概略構成を示す図である。
【図5】本発明の第3実施形態にかかるプロジェクタの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
100 プロジェクタ
102 シャッタ
103 透過型ライトバルブ
104 投写レンズ
105 スクリーン
106 加速度センサ
107 光量制御部
108 LED駆動回路
109 シャッタ駆動回路
110 透過型ライトバルブ駆動回路
201 目標値設定回路
202 出力判定回路
401 赤外線センサ
500 プロジェクタ
501a シャッタ羽根部
501b 位置

Claims (11)

  1. 光を供給する光源部と、
    前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、
    前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタにおいて、
    前記プロジェクタの動き、又は前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する検出部と、
    前記検出部からの信号に応じて、前記投写レンズから投写される投写光の光量を制御する光量制御部とを有することを特徴とするプロジェクタ。
  2. 前記検出部は、
    前記プロジェクタの動きを検出する加速度センサを有し、
    前記光量制御部は、前記加速度センサからの出力に応じて前記投写光の光量を制御することを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。
  3. 前記検出部は、
    前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する赤外線センサと、
    前記赤外線センサからの信号に基づいて、前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を判定する物体判定部とを有し、
    前記光量制御部は、前記物体判定部からの出力に応じて前記投写光の光量を制御することを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。
  4. 前記光源部は、発光ダイオード素子からなり、
    前記発光ダイオード素子を駆動する発光ダイオード素子駆動回路をさらに有し、
    前記光量制御部は、前記発光ダイオード素子駆動回路を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
  5. 前記発光ダイオード素子駆動回路は、前記発光ダイオード素子の出力をON又はOFFすることを特徴とする請求項4に記載のプロジェクタ。
  6. 光を供給する光源部と、
    前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、
    前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタにおいて、
    さらに、前記投写レンズからの投写光を通過又は遮光する開閉可能なシャッタ羽根部を有し、
    前記シャッタ羽根部は、所定軸を中心に回動自在であり、前記プロジェクタが略静止した状態では前記投写光を通過させる位置へ付勢され、前記プロジェクタが動いている状態では前記シャッタ羽根部の慣性モーメントにより投写光を遮光する位置へ回動することを特徴とするプロジェクタ。
  7. 光を供給する発光ダイオード素子を備える光源部と、
    前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、
    前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタの制御方法において、
    前記プロジェクタの動き、又は前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する検出工程と、
    前記検出工程の検出結果に基づいて、前記投写レンズから投写される投写光の光量を制御する光量制御工程とを含むことを特徴とするプロジェクタの制御方法。
  8. 前記光量制御工程は、前記検出結果に基づいて、前記投写光の光量を一度に全て略ゼロにするシャットダウン工程を含むことを特徴とする請求項7に記載のプロジェクタの制御方法。
  9. 前記光量制御工程は、前記検出結果に基づいて、前記投写光の光量を減少させる調光工程を含むことを特徴とする請求項7に記載のプロジェクタの制御方法。
  10. 前記シャットダウン工程により前記投写光の光量が一度に全て略ゼロにされた状態又は前記調光工程により前記投写光の光量が減少された状態から、所定時間経過後に、前記投写光の光量を前記略ゼロにされる前の光量又は前記減少される前の光量へ増加させる光量復帰工程をさらに含むことを特徴とする請求項8又は9に記載のプロジェクタの制御方法。
  11. 光を供給する光源部と、
    前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する空間光変調装置と、
    前記空間光変調装置で変調された光をスクリーンに投写する投写レンズとを有するプロジェクタの制御プログラムにおいて、
    前記プロジェクタの動き量、又は前記投写レンズと前記スクリーンとの間の空間を移動する物体を検出する検出手段と、
    前記検出手段からの信号に応じて、前記投写レンズから投写される投写光の光量を制御する光量制御手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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