JP2009042690A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】遮蔽物に映像光を直接照射しないように構成しながら、映像光を投影しない領域を縮小することができ、かつ、投影領域中の遮蔽物に遮蔽されない領域を視聴者にとって見やすくすることが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】このプロジェクタ１は、装置本体５０と、映像をスクリーン１００に投影するためのＤＭＤ１４と、スクリーン１００に投影される、装置本体５０とスクリーン１００との間に位置する遮蔽物の影の輪郭を検知するためのＣＣＤ１６と、ＣＣＤ１６によって検知された遮蔽物の影の輪郭の情報に基づいて、遮蔽物の影の輪郭の内側を除いた状態で投影するようにＤＭＤ１４を制御する第１制御部４１とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、プロジェクタに関する。

従来、スクリーンに映像光を投影するプロジェクタが知られている（たとえば、特許文献１〜５参照）。

上記特許文献１には、スクリーンに映像光を投影するためのレンズと、レンズとスクリーンとの間に位置する人などの遮蔽物を検知するための第１人検知センサーと、第２人検知センサーとを備える投射型映像表示装置（プロジェクタ）が開示されている。この投射型映像表示装置では、第１人検知センサーのみが遮蔽物を検知すると、レンズからの映像光を、投影領域の左側約３分の１の長方形から下側を除いた領域を黒画面として投影する。また、第２人検知センサーのみが遮蔽物を検知すると、レンズからの映像光を、投影領域の右側約３分の１の長方形から下側を除いた領域を黒画面として投影する。また、第１人検知センサーと第２人検知センサーとの両方が遮蔽物を検知すると、レンズからの映像光を、投影領域の中央部の約３分の１の長方形から下側を除いた領域を黒画面として投影する。これにより、この投射型映像表示装置は、映像光が遮蔽物に直接照射されるのを抑制されるように構成されている。

また、上記特許文献２には、スクリーンに映像光を投影するためのレンズと、レンズの左右に設けられ、レンズとスクリーンとの間に位置する遮蔽物を検知するための一対のセンサとを備える投射型映像表示装置（プロジェクタ）が開示されている。この投射型映像表示装置では、レンズの左側に設けられたセンサがレンズとスクリーンとの間に遮蔽物を検知すると、レンズからの映像光の投影範囲の左半分が黒画面になるように投影する。また、レンズの右側に設けられたセンサが遮蔽物を検知すると、レンズからの映像光の投影範囲の右半分が黒画面になるように投影する。また、両方のセンサが遮蔽物を検知すると、レンズからの映像光の投影範囲の全体を黒画面になるように投影する。これにより、この投射型映像表示装置は、映像光が遮蔽物に直接照射されるのを抑制されるように構成されている。

また、上記特許文献３には、受動ＩＲセンサなどの検出器を備えた、表示面（スクリーン）に画像を投影する画像プロジェクタ（プロジェクタ）が開示されている。この画像プロジェクタでは、検出器が画像プロジェクタと表示面との間に遮蔽物を検知すると、画像プロジェクタが投影する映像光の輝度を、この画像プロジェクタの最大輝度の約１０％にすることにより、遮蔽物に輝度の大きい映像光が直接照射されるのを抑制するように構成されている。

また、上記特許文献４には、光源（光源ランプ）からの光をスクリーンに投影するレンズと、光源からの光の光路に配置される光量調節装置とを備えるプロジェクタ装置（プロジェクタ）が開示されている。このプロジェクタ装置は、投影方向である前方以外の方向に人物が存在するか否かを検知する人物検知手段をさらに備える。この人物検知手段は、プロジェクタ装置がスクリーンに投影する映像の視聴者の有無を検知するように構成されている。また、光量調節装置は、光源からの光を通過させる光路開口の大きさを調節することにより、光源からの光の光量を調節するように構成されている。これにより、人物検知手段によってスクリーンに投影される映像の視聴者の有無に対応して、光量調節装置の光路開口の大きさを調節することにより、光源からの光の光量を調節するように構成されている。その結果、視聴者の有無に応じて、スクリーンに投影される映像光の光量を調節することが可能になる。

また、上記特許文献５では、装置本体とスクリーンとの間に位置する障害物（遮蔽物）を検知するための赤外線発光部と赤外線受光部とを備えるプロジェクション装置（プロジェクタ）の障害物検出システムが開示されている。このプロジェクション装置の障害物検出システムを３管式（ＣＲＴ）プロジェクション装置に適用した場合においては、赤外線受光部が障害物を検知すると、投射光を減光するように構成される。また、液晶プロジェクション装置に適用した場合においては、液晶パネルを最大黒の状態にして投射光をスクリーンに向かわないように構成される。これにより、この障害物検出システムを適用したプロジェクション装置は、投射光が障害物に直接照射するのを抑制されるように構成されている。

特開２００６−９１１２１号公報 特開２００４−３４８０７８号公報 特開２００６−２１５５６０号公報 特開２００６−１８９４６７号公報 実開平３−９２８７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の投射型映像表示装置では、レンズとスクリーンとの間に位置する遮光物に映像光が直接照射されるのを抑制するために、第１人検知センサーと第２人検知センサーとによる検知結果に基づいて、映像光の投影範囲の左側、中央部および右側のいずれかの約３分の１を、下側を除いた長方形の黒画面として投影するので、遮蔽物が投影範囲の３分の１よりもはるかに小さい物体の場合にも、投影範囲の約３分の１の領域が黒画面となる。そのため、遮蔽物が小さい場合にも、映像光が投影されない黒画面が大きくなってしまう。その結果、映像光が投影されない領域を縮小するのが困難であるという問題点がある。

また、上記特許文献２に記載の投射型映像表示装置では、レンズとスクリーンとの間に位置する遮光物に、映像光が直接照射されるのを抑制するために、レンズの左右に設けられたセンサによる検知結果に基づいて、映像光の投影範囲の左半分、右半分および全体を黒画面として投影するので、遮蔽物が投影範囲の半分よりもはるかに小さい物体の場合にも、投影範囲の半分の領域、または、全体が黒画面となる。そのため、遮蔽物が小さい場合にも、映像光が投影されない黒画面が大きくなってしまう。その結果、映像光が投影されない領域を縮小するのが困難であるという問題点がある。

また、上記特許文献３に記載の画像プロジェクタでは、画像プロジェクタと表示面との間に位置する遮蔽物に映像光が直接照射されるのを抑制するために、検出器が遮蔽物を検知すると、映像光の輝度を約１０％に調節する構成であるので、遮蔽物により遮蔽されない領域についても映像光の輝度が下がる。このため、画像プロジェクタと表示面との間に遮蔽物が位置する場合、映像光の投影領域中の遮蔽物に遮蔽されない領域が、視聴者にとって見えにくくなるという問題点がある。

また、上記特許文献４に記載のプロジェクタ装置では、人物検知センサがプロジェクタ装置によりスクリーンに投影された映像の視聴者の有無を検知し、その検知結果に基づいて、光源からの光の光路に位置する光量調節装置の光路開口の大きさを調節することによって、スクリーンに投影される映像光の光量を調節するように構成されている。このため、プロジェクタ装置とスクリーンとの間に位置する遮蔽物が存在した場合、遮蔽物を検知して、遮蔽物に映像光が直接照射されないように投影することが困難である、という問題点がある。

また、上記特許文献５に記載のプロジェクション装置における障害物検出システムでは、装置本体とスクリーンとの間に障害物に映像光が直接照射されるのを抑制するために、赤外線受光部が装置本体とスクリーンとの間に障害物を検知すると、投射光全体を減光、または、遮光するように構成されている。このため、装置本体とスクリーンのとの間に障害物が位置している場合、映像光の投影領域中の障害物に遮蔽されない領域が、視聴者にとって見えにくいか全く見えないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、遮蔽物に映像光を直接照射しないように構成しながら、映像光を投影しない領域を縮小することができ、かつ、投影領域中の遮蔽物に遮蔽されない領域を視聴者にとって見やすくすることが可能なプロジェクタを提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の一の局面によるプロジェクタは、装置本体と、映像をスクリーンに投影するための光変調素子と、スクリーンに投影される、装置本体とスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の輪郭を検知するための輪郭検知手段と、輪郭検知手段によって検知された遮蔽物の影の輪郭の情報に基づいて、遮蔽物の影の輪郭の内側を除いた状態で投影するように光変調素子を制御する制御部とを備える。

この一の局面によるプロジェクタでは、上記のように、装置本体とスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の輪郭を検知するための輪郭検知手段を設けるとともに、輪郭検知手段によって検知された装置本体とスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の輪郭の情報に基づいて、遮蔽物の影の輪郭の内側を除いた状態で投影するように光変調素子を制御する制御部を設けることによって、輪郭検知手段によって検知された装置本体とスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の輪郭に沿って、影の輪郭の内側のみを映像光を投影しないように制御することができる。これにより、映像光を遮蔽物に直接照射することなく、映像光を投影しない領域を必要最小限に縮小することができ、かつ、投影領域中の遮蔽物に遮蔽されない領域については、映像光がそのまま投影されるため、投影領域中の遮蔽物に遮蔽されない領域を視聴者にとって見やすくすることができる。

上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、輪郭検知手段は、赤外光照射部を含み、赤外光照射部は、装置本体のスクリーンと対向する面の両端部近傍に１つずつ配置され、スクリーンに向かって赤外光を照射する第１赤外光照射部と第２赤外光照射部とを有し、制御部は、輪郭検知手段により検知された第１赤外光照射部による影の輪郭と第２赤外光照射部による影の輪郭とを比較することによって、装置本体とスクリーンとの間の遮蔽物の有無を判断するように構成されている。このように構成すれば、輪郭検知手段により、可視光ではない赤外光が作る遮蔽物の影の輪郭が検知されるので、遮蔽物の検知によって、スクリーンへの映像光の投影が妨げられないようにすることができる。また、プロジェクタのスクリーンと対向する面の両端部に１つずつ赤外光照射部を設けることによって、２つの赤外線照射部が照射する赤外光が作る遮蔽物の２つの影の輪郭を検知することができる。これにより、輪郭検知手段によって検知された第１赤外光照射部による影の輪郭と第２赤外光照射部による影の輪郭とを比較することにより、装置本体とスクリーンとの間の遮蔽物の有無を正確に判断することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、輪郭検知手段により検知された第１赤外光照射部による遮蔽物の影の輪郭と第２赤外光照射部による遮蔽物の影の輪郭とを合成した輪郭の内側を除いた状態で映像光を投影するように光変調素子を制御するように構成されている。このように構成すれば、遮蔽物の位置に関わらず、遮蔽物の影以外の領域に映像光を投影することができるので、映像光が遮蔽物に直接照射されるのをより正確に抑制することができる。

上記赤外光照射部を備えるプロジェクタにおいて、好ましくは、輪郭検知手段により検知された第１赤外光照射部による影の輪郭を記録する記憶部をさらに備え、制御部は、記憶部に記録された第１赤外光照射部による影の輪郭と、輪郭検知手段により検知された第２赤外光照射部による影の輪郭とを比較するように構成されている。このように構成すれば、予め記憶部により記録された第１赤外光照射部による影の輪郭と、輪郭検知手段によって検知された第２赤外光照射部による影の輪郭とを比較することができるので、容易に、第１赤外光照射部による影の輪郭と、第２赤外光照射部とを比較することができる。

上記赤外光照射部を備えるプロジェクタにおいて、好ましくは、スクリーンを投影するための光源である光源ランプと、光源ランプから光変調素子を介して映像光化された光を投影するとともに、赤外光照射部から照射されてスクリーンによって反射された赤外光を入射させるための１つのレンズとをさらに備え、制御部は、光変調素子を光源ランプから照射された光を１つのレンズに映像光として反射させるとともに、１つのレンズを介して入射した赤外光照射部から照射された赤外光を輪郭検知手段の方向に向かって反射させるように制御するように構成されている。このように構成すれば、光源ランプからの光を映像光化するための光変調素子を用いて、１つのレンズから入射するスクリーンで反射された赤外光を輪郭検知手段の方向に向かって反射させることができる。これにより、赤外光を輪郭検知手段の方向に向かって反射させるための部品を別途設ける必要がないため、部品点数を削減することができる。また、光変調素子からの映像光を投影するとともに、スクリーンによって反射された赤外光を入射させる１つのレンズを設けることによって、赤外光を入射させるためのレンズを投影のためのレンズとは別個に設ける必要がないので、これによっても、部品点数を削減することができる。

上記赤外光照射部を備えるプロジェクタにおいて、好ましくは、光源ランプと光変調素子との間に配置され、光源ランプから出射された光を所定の色に着色するために複数の色領域と遮光領域からなり、回転するカラーホイールをさらに備え、制御部は、光源ランプからの光の光路に回転するカラーホイールの遮光領域が位置する毎に、赤外光照射部により赤外光が照射されて、輪郭検知手段が赤外光によってできる影の輪郭を検知するように制御するように構成されている。このように構成すれば、光源ランプからの光の光路に、回転するカラーホイールに設けられた遮光領域が位置するカラーホイールの１回転毎に、装置本体とスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の輪郭を検知することができるので、遮蔽物が動いても、遮蔽物の動きを輪郭検知手段により検知することができる。これにより、映像光を投影しない遮蔽物の影の内側の領域を、遮蔽物の動きに合わせて追従させることができる。その結果、遮蔽物が動いても、映像光が遮蔽物に直接照射されるのを抑制することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるプロジェクタの全体構造を示した斜視図である。また、図２は、図１のプロジェクタの内部構造を示した平面図である。図３〜図８は、図１に示した本発明の一実施形態によるプロジェクタの構成を示した図である。なお、本実施形態では、プロジェクタの一例として、ＤＭＤにより光源ランプからの光を映像光化して投影するＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）型のプロジェクタについて説明する。まず、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態によるプロジェクタ１の構成について説明する。

本発明の一実施形態によるプロジェクタ１の筐体２は、図１に示すように、前部筐体３、後部筐体４、上部筐体５、および下部筐体６を含んでいる。前部筐体３の矢印Ｘ１方向の端部側には、レンズ挿入部３ａが形成されている。

また、このレンズ挿入穴３ａには、映像を投影するとともに、外部からの光を入射させるための１つのレンズ７が挿入されている。また、上部筐体５の上面の後方（矢印Ｙ２方向）には、押下によりプロジェクタ１の動作を指示する複数の操作ボタン８が設けられている。

ここで、本実施形態では、前部筐体３には第１赤外線ＬＥＤ９ａと第２赤外線ＬＥＤ９ｂとが配置されている。具体的には、前部筐体３の上部の矢印Ｘ１方向側の端部近傍には、第１赤外線ＬＥＤ９ａが配置されている。また、前部筐体３の上部の矢印Ｘ２方向側の端部近傍には、第２赤外線ＬＥＤ９ｂが配置されている。この第１赤外線ＬＥＤ９ａおよび第２赤外線ＬＥＤ９ｂは、赤外光３００（４００）を発光することにより、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に位置する遮蔽物の影をスクリーン１００（図８参照）に作るために設けられている。なお、第１赤外線ＬＥＤ９ａは、本発明の「赤外光照射手段」、「第１赤外光照射手段」および「輪郭検知手段」の一例であり、第２赤外線ＬＥＤ９ｂは、本発明の「赤外光照射手段」、「第２赤外光照射手段」および「輪郭検知手段」の一例である。

また、図２に示すように、プロジェクタ１の装置本体５０には、光源であるバルブ１０ａと、バルブ１０ａから照射される光を反射して集光するためのリフレクタ１０ｂとから構成される光源ランプ１０が配置されている。この光源ランプ１０の矢印Ｘ１方向側には、光源ランプ１０から照射された光を赤色、青色、緑色および白色光に順次変化させるためのカラーホイール２０が配置されている。このカラーホイール２０については、後に詳しく説明する。このカラーホイール２０の光源ランプ１０からの光の進行方向（矢印Ｘ１方向）側には、カラーホイール２０を透過した光を集光した状態でミラー１１に到達させるためのライトトンネル１２とリレーレンズ１３とが配置されている。このミラー１１は、リレーレンズ１３によって集光された光をＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）１４の方向に反射されるために設けられている。

ここで、本実施形態では、図２に示すように、ＤＭＤ１４は、ミラー１１によって反射されて、集光レンズ１５によって集光された光をレンズ７の方向に反射させるとともに、スクリーン１００に反射して、レンズ７を介して入射した赤外光２００を撮像できるように可視光を入射させない赤外線フィルムを貼付したＣＣＤ１６（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）の方向に反射させるために設けられている。このＣＣＤ１６は、プロジェクタ１とスクリーン１００（図８参照）との間に位置する遮蔽物が赤外線ＬＥＤ９によりスクリーン１００に作る影の輪郭を検知するために設けられている。なお、ＤＭＤ１４は、本発明の「光変調素子」の一例であり、ＣＣＤ１６は、本発明の「輪郭検知手段」の一例である。また、下部筐体６の後部（矢印Ｙ２方向側）には、配線基板からなる回路部４０が設置されている。

また、カラーホイール２０は、図３〜図５に示すように、金属製（板金製）のカラーホイール支持部２１に固定されたモータ２２のモータ軸２２ａ（図５参照）に回転可能に取り付けられている。具体的には、図５に示すように、カラーホイール２０は、モータ軸２２ａに嵌め込まれた複数のカラーフィルタ部２３と、樹脂製のカラーフィルタ部２３をモータ２２と反対側から固定する金属製の第１固定部材２４および第２固定部材２５と、カラーフィルタ部２３に金属製のスペーサ２６を介して固定されているホイール部２７とを含んでいる。これにより、カラーホイール２０は、モータ２２のモータ軸２２ａの回転にともなって回転するように構成されている。また、図３および図４に示すように、カラーホイール２０のホイール部２７には、カラーホイール２０の回転角度位置を検知するための黒色の吸光部２７ａが設けられている。また、カラーホイール支持部２１には、配線基板２８が固定されている。この配線基板２８上には、ホイール部２７の吸光部２７ａを検知することによりカラーホイール２０の回転角度位置を検知するための光反射型センサからなるセンサ２９が設けられている。

また、図４に示すように、カラーホイール支持部２１には、モータ逃がし穴２１ａと、３つのネジ挿入穴２１ｂとが設けられている。また、図５に示すように、モータ２２は、カラーホイール支持部２１に固定するための取付部２２ｂを含んでいる。また、取付部２２ｂは、カラーホイール支持部２１のネジ挿入穴２１ｂに対応する位置にネジ挿入穴２２ｃを有している。このカラーホイール支持部２１のネジ挿入穴２１ｂとモータ２２の取付部２２ｂのネジ挿入穴２２ｃとのそれぞれに、カラーホイール支持部２１側からネジ３０を挿入した状態で、ナット３１によってモータ２２側から締結されることによって、モータ２２は、カラーホイール支持部２１に固定されている。

また、本実施形態では、カラーホイール２０の複数のカラーフィルタ部２３は、図３に示すように、光源ランプ１０（図２参照）からの光を透過させるように構成されているとともに、赤色領域２３ａ、青色領域２３ｂ、緑色領域２３ｃ、白色領域２３ｄおよび遮光領域２３ｅから形成されている。このカラーフィルタ部２３は、高速（約７２００ｒｐｍ）で回転することにより、透過させる光源ランプ１０（図２参照）からの光の色を高速で順次変化させることによって、プロジェクタ１のレンズ７（図２参照）から投影される映像を、彩色（混色）されたように人間の目に見えるように投影させることが可能である。

また、回路部４０には、図６および図７に示すように、ＤＭＤ１４やモータ２２などの制御を行うＣＰＵからなる第１制御部４１と、ＣＣＤ１６をＣＣＤドライバ４２を介して制御するＣＰＵからなる第２制御部４３とが配置されている。この第１制御部４１は、センサ２９によって検知されたカラーホイール２０の回転角度位置情報および投影する映像信号に基づいて、ＤＭＤ１４をＯＮ状態（光源ランプ１０からの光をレンズ７の方向へ反射させる状態）とＯＦＦ状態（レンズ７から入射する光をＣＣＤ１６の方向へ反射させる状態）とに変化させるように構成されている。なお、第１制御部４１および第２制御部４３は、本発明の「制御部」の一例である。

また、第１制御部４１は、カラーホイール２０のホイール部２７の吸光部２７ａをセンサ２９が検知した後の経過時間によってカラーホイール２０のカラーフィルタ部２３のどの領域が光源ランプ１０からの光の光路に位置しているかを判断するように構成されている。これにより、第１制御部４１は、カラーフィルタ部２３の赤色領域２３ａ、青色領域２３ｂ、緑色領域２３ｃ、白色領域２３ｄに加えて遮光領域２３ｅが光の経路に位置している期間を判別することが可能になる。また、第１制御部４１は、カラーフィルタ部２３の遮光領域２３ｅが光の経路に位置している期間にのみ、第１赤外線ＬＥＤ９ａおよび第２赤外線ＬＥＤ９ｂを発光させるように構成されている。この点に関しては、後に詳しく説明する。

また、第２制御部４３は、ＣＣＤドライバ４２を介してＣＣＤ１６を制御している。また、ＣＣＤ１６によって撮影された映像は、ＣＣＤドライバ４２によって画像処理された後に第２制御部４３に伝達される。このとき、第２制御部４３は、第１赤外線ＬＥＤ９ａが発光している期間において、ＣＣＤ１６により撮影された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる映像をメモリ４４に記録するように制御するように構成されている。なお、メモリ４４は、本発明の「記憶部」の一例である。また、回路部４０には、アナログ情報をデジタル情報に変換するためのＡ／Ｄコンバータ４５が設けられている。このＡ／Ｄコンバータ４５は、プロジェクタ１が投影するデジタル映像信号を第２制御部４３に伝達するために設けられている。

図９は、カラーフィルタの各領域が光源ランプからの光の光路に位置している際の、ＤＭＤの状態と発光する第１赤外線ＬＥＤおよび第２赤外線ＬＥＤとを説明するための図である。また、図１０は、本発明の一実施形態によるプロジェクタがプロジェクタとスクリーンとの間に遮蔽物が位置する際の投影動作を説明するためのフローチャートである。また、図１１〜図１３は、プロジェクタとスクリーンとの間に遮蔽物が存在するときのスクリーンに投影される遮蔽物の影を説明するための図である。次に、図３、図４および図６〜図１３を参照して、本実施形態によるプロジェクタ１の動作について説明する。

まず、図３および図４に示すように、カラーホイール２０がモータ２２により高速（約７２００ｒｐｍ）で回転させることによって、カラーフィルタ部２３の各領域が光源ランプ１０（図６参照）からの光２００の光路に順次位置する。具体的には、光源ランプ１０からの光の光路に位置するカラーフィルタ部２３（図３参照）の色領域は、図９に示すように、赤色領域２３ａ、青色領域２３ｂ、緑色領域２３ｃ、白色領域２３ｄ、遮光領域２３ｅの順番で時分割で変化する。また、各色領域が光源ランプ１０からの光２００の光路に位置する時間は、カラーフィルタ部２３（図３参照）の各色領域の大きさ（角度範囲）に対応している。この赤色領域２３ａ、青色領域２３ｂ、緑色領域２３ｃおよび白色領域２３ｄの色領域の変化に同期させて、投影する画像の映像信号に基づいてＤＭＤ１４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことにより、各色毎に明るさ（階調）を制御する。これによって、スクリーン上に映像信号に対応したカラーの映像を投影することが可能になる。

また、図９に示すように、遮光領域２３ｅ（図３参照）を除く色領域（赤色領域２３ａ、青色領域２３ｂ、緑色領域２３ｃおよび白色領域２３ｄ）が光源ランプ１０（図６参照）からの光２００の光路に位置すると第１制御部４１に判断された際に、映像信号に応じてＤＭＤ１４は、ＯＮ状態になるように制御されている。そして、所定の色領域と次の色領域との境界領域近傍が光源ランプ１０からの光２００の光路に位置すると判断された際には、ＤＭＤ１４は、一定時間ＯＦＦ状態になる。なお、図９では、説明の便宜上、赤色領域２３ａ、青色領域２３ｂ、緑色領域２３ｃおよび白色領域２３ｄの各境界領域以外の期間の全てでＤＭＤ１４がＯＮ状態になるように図示したが、実際には、各色の映像信号（明るさの階調）に応じてＤＭＤ１４がＯＮする期間とＯＦＦする期間との比を調整することにより、各色の明るさを制御するように構成されている。

ここで、本実施形態では、図９に示すように、白色領域２３ｄから遮光領域２３ｅ（図３参照）に移行する際には、ＤＭＤ１４（図７参照）は、ＯＦＦ状態になるように制御され、遮光領域２３ｅに移行したと判断された後も、ＯＦＦ状態が維持される。また、白色領域２３ｄから遮光領域２３ｅに移行する際には、ＤＭＤ１４（図７参照）がＯＦＦ状態になるように制御されるとともに、第１赤外線ＬＥＤ９ａが発光するように制御される。そして、遮光領域２３ｅの角度範囲の半分の角度位置に到達したと判断されたときには、第１赤外線ＬＥＤ９ａは発光を停止するように制御されるとともに、第２赤外線ＬＥＤ９ｂが発光するように制御される。そして赤色領域２３ａに移行した後、一定時間経過して、遮光領域２３ｅと赤色領域２３ａとの境界領域を通過したと判断されたときに、ＤＭＤ１４（図７参照）は、ＯＮ状態になるように制御されるとともに、第２赤外線ＬＥＤ９ｂは発光を停止するように制御される。

次に、プロジェクタ１の遮蔽物検知動作および投影動作について説明する。まず、図１０に示すように、第１制御部４１では、ステップＳ１において、センサ２９がカラーホイール２０のホイール部２７の吸光部２７ａを検知したか否かが第１制御部４１により判断され、センサ２９が吸光部２７ａを検知するまでこの判断が繰り返される。そして、第１制御部４１によりセンサ２９が吸光部２７ａを検知したと判断されると、ステップＳ２に移行する。

そして、ステップＳ２において、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから第１の時間が経過したか否かが判断され、第１の時間が経過するまでこの判断が繰り返される。この第１の時間とは、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから、カラーフィルタ部２３の遮光領域２３ｅが光源ランプ１０からの光の光路に位置するまでの時間である。このステップＳ３では、第１制御部４１は、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから第１の時間が経過したか否かを判断することによって、カラーフィルタ部２３の遮光領域２３ｅが光源ランプ１０からの光の光路に位置しているか否かを判断している。そして、第１制御部４１によりセンサ２９が吸光部２７ａを検知してから第１の時間が経過したと判断された場合には、ステップＳ３に移行して、ＤＭＤ１４はＯＦＦ状態になるように制御されて、ステップＳ４に移行する。

そして、ステップＳ４において、第１赤外線ＬＥＤ９ａが発光するように制御されてステップＳ５に移行する。そして、ステップＳ５において、第１制御部４１は、第１赤外線ＬＥＤ９ａによって発光されて、スクリーン１００によって反射された赤外光３００を映像としてメモリ４４に記録するように第２制御部４３に記録指示信号を送信してステップＳ６に移行する。

そして、第２制御部４３では、ステップＳ２１において、ステップＳ５で送信された記録指示信号が受信されたか否かが判断され、受信されたと判断されるまでこの判断が繰り返される。そして記録指示信号を受信したと判断された場合には、ステップＳ２２に移行して、第１赤外線ＬＥＤ９ａから発光され、スクリーン１００に反射してレンズ７を介して入射した後、ＣＣＤ１６によって撮影された赤外光３００による影の映像は、メモリ４４により記録される。

そして、第１制御部４１では、ステップＳ６において、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから第２の時間が経過したか否かが判断され、第２の時間が経過するまでこの判断が繰り返される。この第２の時間とは、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから、光源ランプ１０からの光の光路に位置した遮光領域２３ｅの半分がカラーホイール２０の回転
により通過するまでの時間である。そして、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから第２の時間が経過したと判断された場合には、ステップＳ７に移行して、第１赤外線ＬＥＤ９ａの発光を停止して、ステップＳ８に移行する。そして、ステップＳ８において、第２制御部４３に記録終了信号を送信してステップＳ９に移行して、第２赤外線ＬＥＤ９ｂを発光させて、ステップＳ１０に移行する。

そして、第２制御部４３では、ステップＳ２３において、ステップＳ８で送信された記録終了信号を受信したか否かが判断され、受信されるまでこの判断が繰り返される。そして、記録終了信号を受信したと判断された場合には、ステップＳ２４に移行して、メモリ４４による記憶を終了して、ステップＳ２５に移行する。そして、ステップＳ２５では、第２赤外線ＬＥＤ９ｂから発光され、スクリーン１００に反射してレンズ７を介して入射した後、ＣＣＤ１６によって撮影された赤外光４００による影の映像と、メモリ４４に記録された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の映像とを比較して、ステップＳ２６に移行する。

ここで、ステップＳ２６において、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に遮蔽物が存在するか否かを判断する。この判断は、ステップＳ２５における、第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の映像と、第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の映像との比較によって行われる。具体的には、メモリ４４に記録された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の映像と、第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の映像にずれがなければ、２つの影の映像は、スクリーン１００から反射した赤外光を撮影したものと判断される。これにより、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に遮蔽物が存在しないと判断されて、ステップＳ２９に移行する。また、メモリ４４に記録された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の映像と、第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の映像とにずれがあれば、２つの影は、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に存在する遮蔽物の影と判断されて、プロジェクタ１とスクリーン１００との間には、遮蔽物が存在すると判断されて、ステップＳ２７に移行する。

そして、ステップＳ２７において、メモリ４４に記録された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる遮蔽物の影の映像と、第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる遮蔽物の影の映像とを合成して、ステップＳ２８に移行する。なお、この影の合成については、後に詳しく説明する。そして、ステップ２８において、Ａ／Ｄコンバータからの映像投影信号に、ステップＳ２７で合成した遮蔽物の影の部分を黒画面として投影するように合成加工した映像信号を第１制御部４１に送信する。また、ステップＳ２６において、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に遮蔽物が存在しないと判断された場合、ステップＳ２９において、Ａ／Ｄコンバータからの映像投影信号を加工せずにそのまま第１制御部４１に送信する。

そして、第１制御部４１側では、ステップＳ１０において、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから第３の時間が経過したか否かが判断され、第３の時間が経過するまでこの判断が繰り返される。この第３の時間とは、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから、光源ランプ１０からの光の光路に位置するカラーフィルタ部２３の色領域が遮光領域２３ｅから赤色領域２３ａに移行するまでの時間である。そして、センサ２９が吸光部２７ａを検知してから第３の時間が経過したと判断された場合には、ステップＳ１１に移行して、第２赤外線ＬＥＤ９ｂの発光を停止して、ステップＳ１２に移行する。

そして、ステップＳ１２では、ステップＳ２８およびステップＳ２９において送信された映像信号を受信したか否かが判断され、受信したと判断されるまでこの判断が繰り返される。そして、ステップＳ２８およびステップＳ２９において送信された映像信号を受信したと判断された場合、ステップＳ１３に移行して、ＤＭＤ１４をＯＮ状態にして第２制御部から受信した映像信号に基づいて投影する。具体的には、ステップＳ１２において、ステップＳ２８において送信された映像信号を受信した場合には、ステップＳ１３において、ステップＳ２７おいて合成された影の情報に基づいて、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に位置する遮蔽物の影の部分を黒画面として投影するようにＤＭＤ１４を制御する。また、ステップＳ１２において、ステップＳ２９において送信された映像信号を受信した場合には、ステップＳ１３において、Ａ／Ｄコンバータ４５からの投影信号を加工せずに投影するようにＤＭＤ１４を制御する。

次に、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に遮蔽物が存在するとき（図８参照）の赤外線ＬＥＤ９による影の輪郭の検知について説明する。まず、図１１に示すように、プロジェクタ１の正面に遮蔽物としての人が位置している場合、第１赤外線ＬＥＤ９ａによって発光される赤外光３００による影の領域は、斜線領域Ｈ１である。また、第２赤外線ＬＥＤ９ｂによって発光される赤外光４００による影の領域は、斜線領域Ｈ２である。また、第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の領域と第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の領域とが重複する領域は、斜線交差領域Ｈ３である。このように、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に遮蔽物が存在すると、２つの赤外線ＬＥＤ９により、影にずれが生じるため、遮蔽物の存在を検知することが可能である。この場合、プロジェクタ１は、斜線領域Ｈ１と斜線領域Ｈ２とを合わせた領域の最外線によって囲まれる内側を黒画面として投影するので、プロジェクタ１からの映像光が遮蔽物に直接照射されることはない。その結果、遮蔽物が人である場合、映像光がプロジェクタ１とスクリーン１００との間に位置する人の目に入らないようにすることが可能である。

また、図１２および図１３に示すように、プロジェクタ１とスクリーン１００との間の左右にずれた位置に遮蔽物が存在する場合、第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影と第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影との共通部分である実線部Ｌ１と破線部Ｌ２とに囲まれた領域を遮蔽物の影と検知して、この領域を黒画面として映像光を投影すると、遮蔽物の一部に映像光が直接照射される領域が生じる。このため、第１赤外線ＬＥＤ９ａによる斜線領域Ｈ４と、第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影領域の斜線領域Ｈ５とを合わせた領域の最外線によって囲まれる内側を黒画面として投影する本実施形態は、遮蔽物に映像光が直接照射されることを、より正確に、避けることが可能である。

本実施形態では、上記のように、ＣＣＤ１６によって検知されたプロジェクタ１とスクリーン１００との間に位置する遮蔽物の影の輪郭の情報に基づいて、第１制御部４３は、遮蔽物の影の輪郭の内側を除いた状態で投影するようにＤＭＤ１４を制御する構成によって、ＣＣＤ１６によって検知されたプロジェクタ１とスクリーン１００との間に位置する遮蔽物の影の輪郭に沿って、影の輪郭の内側のみを映像光を投影しないように制御することができる。これにより、映像光を遮蔽物に直接照射することなく、映像光を投影しない領域を必要最小限に縮小することができ、かつ、投影領域中の遮蔽物に遮蔽されない領域については、映像光がそのまま投影されるため、投影領域中の遮蔽物に遮蔽されない領域を視聴者によって見やすくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ＣＣＤ１６は、赤外線ＬＥＤ９を含み、赤外線ＬＥＤ９は、プロジェクタ１のスクリーン１００と対向する面の両端部近傍に１つずつ配置され、スクリーン１００に向かって赤外光を照射する第１赤外線ＬＥＤ９ａと第２赤外光９ｂとを有し、第２制御部４３を、ＣＣＤ１６により検知された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の輪郭と第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の輪郭とを比較することによって、プロジェクタ１とスクリーン１００との間の遮蔽物の有無を判断するように構成することによって、ＣＣＤ１６により、可視光ではない赤外光による遮蔽物の影の輪郭が検知されるので、遮蔽物の検知によって、スクリーン１００への映像光の投影が妨げられないようにすることができる。また、プロジェクタのスクリーンと対向する面の両端部に第１赤外線ＬＥＤ９ａおよび第２赤外線ＬＥＤ９ｂを設けることによって、遮蔽物の影の輪郭のずれを検知することができるので、ＣＣＤ１６によって検知された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の輪郭と第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の輪郭とを比較することにより、プロジェクタ１とスクリーン１００との間の遮蔽物の有無を正確に判断することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１制御部４１を、ＣＣＤ１６により検知された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる遮蔽物の影の輪郭と第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる遮蔽物の影の輪郭とを合成した輪郭の内側を除いた状態で映像光を投影するようにＤＭＤ１４を制御するように構成することによって、遮蔽物の位置に関わらず、遮蔽物の影以外の領域に映像光を投影することができるので、映像光が遮蔽物に直接照射されるのをより正確に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ＣＣＤ１６により検知された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の輪郭を記録するメモリ４４をさらに備え、第２制御部４３は、メモリに記録された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の輪郭と、ＣＣＤ１６により検知された第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の輪郭とを比較するように構成することによって、予めメモリ４４により記録された第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の輪郭と、ＣＣＤ１６によって検知された第２赤外線ＬＥＤ９ｂによる影の輪郭とを比較することができるので、容易に、第１赤外線ＬＥＤ９ａによる影の輪郭と、第２赤外線９ｂによる影の輪郭とを比較することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スクリーン１００を投影するための光源である光源ランプ１０と、光源ランプ１０からＤＭＤを介して映像光化された光を投影するとともに、赤外線ＬＥＤ９から照射されてスクリーン１００で反射された赤外光を入射させるための１つのレンズ７とをさらに備え、第１制御部４１を、ＤＭＤ１４を光源ランプ１０から照射された光を１つのレンズ７に映像光として反射させるとともに、１つのレンズ７を介して入射した赤外線ＬＥＤ９から照射された赤外光をＣＣＤ１６の方向に向かって反射させるように制御するように構成することによって、光源ランプ１０からの光を映像光化するためのＤＭＤ１４を用いて、１つのレンズ７から入射するスクリーン１００で反射された赤外光をＣＣＤ１６の方向に向かって反射させることができる。これにより、赤外光をＣＣＤ１６の方向に向かって反射させるための部品を別途設ける必要がないため、部品点数を削減することができる。また、ＤＭＤ１４からの映像光を投影するとともに、スクリーン１００によって反射された赤外光３００（４００）を入射させる１つのレンズ７を設けることによって、赤外光３００（４００）を入射させるためのレンズを投影のためのレンズとは別個に設ける必要がないので、部品点数を削減することができる。

また、本実施形態では、上記のように、光源ランプ１０とＤＭＤ１４との間に配置され、光源ランプ１０から出射された光を所定の色に着色するために複数の色領域と遮光領域２３ｅからなり、高速で回転するカラーホイール２０をさらに備え、第１制御部４１を、光源ランプ１０からの光の光路高速で回転するカラーホイール２０の遮光領域２３ｅが位置するカラーホイール２０の１回転毎に、赤外線ＬＥＤ９により赤外光が照射されて、ＣＣＤ１６が赤外光によってできる影の輪郭を検知するように制御するように構成することによって、光源ランプ１０からの光の光路に高速で回転するカラーホイールに設けられた遮光領域が位置する毎に、プロジェクタ１とスクリーン１００との間に位置する遮蔽物の影の輪郭を検知することができるので、遮蔽物が動いても、遮蔽物の動きをＣＣＤ１６によって検知することができる。これにより、映像光を投影しない遮蔽物の影の内側の領域を、遮蔽物の動きに合わせて追従させることができる。その結果、遮蔽物が動いても、映像光が遮蔽物に直接照射されるのを抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、輪郭検知手段の一例としてＣＣＤを示したが、本発明はこれに限らず、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの他のイメージセンサに赤外線フィルムを貼付したものを用いてもよい。

また、上記実施形態では、輪郭検知手段および赤外光照射部の一例として赤外線ＬＥＤを示したが、本発明はこれに限らず、赤外線ランプを用いてもよい。

また、上記実施形態では、光変調素子の一例としてＤＭＤを示したが、本発明はこれに限らず、ＤＭＤに代えて、液晶パネルを用いてもよい。

また、上記実施形態では、装置本体の動作を司る制御部として第１制御部と第２制御部とを設ける一例を示しが、本発明はこれに限らず、１つの制御部を用いて装置本体を制御するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、遮光手段をカラーホイールのカラーフィルタに形成された遮光領域により構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、遮光手段を、光源ランプとミラーとの間にカラーホイールとは別個に設けた遮光部材により構成してもよい。

本発明の一実施形態によるプロジェクタの全体構造を示した斜視図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタの内部構造を説明するための平面図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタのカラーホイールの構造を説明するための斜視図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタのカラーホイールの構造を説明するための斜視図である。 図３に示した一実施形態によるカラーホイールの構造を説明するための断面図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタの構成を説明するための図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタの回路部の構成を説明するためのブロック図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタとスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の検知を説明するための図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタのカラーホイールのカラーフィルタの順次変化と、カラーフィルタの順次変化に対応したＤＭＤの状態変化と赤外線ＬＥＤの発光を説明するための図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタの動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタとスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の検知を説明するための図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタとスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の検知を説明するための図である。 図１に示した一実施形態によるプロジェクタとスクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の検知を説明するための図である。

符号の説明

１ プロジェクタ
７ レンズ
９ａ 第１赤外線ＬＥＤ（輪郭検知手段、赤外光照射部、第１赤外光照射部）
９ｂ 第２赤外線ＬＥＤ（輪郭検知手段、赤外光照射部、第２赤外光照射部）
１０ 光源ランプ
１４ ＤＭＤ（光変調素子）
１６ ＣＣＤ（輪郭検知手段）
２０ カラーホイール
２３ｅ 遮光領域（遮光手段）
４１ 第１制御部（制御部）
４３ 第２制御部（制御部）
４４ メモリ（記憶部）
５０ 装置本体
１００ スクリーン

Claims (6)

1. 装置本体と、
   映像をスクリーンに投影するための光変調素子と、
   前記スクリーンに投影される、前記装置本体と前記スクリーンとの間に位置する遮蔽物の影の輪郭を検知するための輪郭検知手段と、
   前記輪郭検知手段によって検知された前記遮蔽物の影の輪郭の情報に基づいて、前記遮蔽物の影の輪郭の内側を除いた状態で投影するように前記光変調素子を制御する制御部とを備えた、プロジェクタ。
2. 前記輪郭検知手段は、赤外光照射部を含み、
   前記赤外光照射部は、前記装置本体の前記スクリーンと対向する面の両端部近傍に１つずつ配置され、前記スクリーンに向かって赤外光を照射する第１赤外光照射部と第２赤外光照射部とを有し、
   前記制御部は、前記輪郭検知手段により検知された前記第１赤外光照射部による影の輪郭と前記第２赤外光照射部による影の輪郭とを比較することによって、前記装置本体と前記スクリーンとの間の遮蔽物の有無を判断するように構成されている、請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記制御部は、前記輪郭検知手段により検知された前記第１赤外光照射部による前記遮蔽物の影の輪郭と前記第２赤外光照射部による前記遮蔽物の影の輪郭とを合成した輪郭の内側を除いた状態で映像光を投影するように前記光変調素子を制御するように構成されている、請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記輪郭検知手段により検知された前記第１赤外光照射部による影の輪郭を記録する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記録された前記第１赤外光照射部による影の輪郭と、前記輪郭検知手段により検知された前記第２赤外光照射部による影の輪郭とを比較するように構成されている、請求項２または３に記載のプロジェクタ。
5. 光源ランプと、
   前記光源ランプから前記光変調素子を介して映像光化された光を投影するとともに、前記赤外光照射部から照射されて前記スクリーンによって反射された赤外光を入射させるための１つのレンズとをさらに備え、
   前記制御部は、前記光変調素子を前記光源ランプから照射された光を前記１つのレンズに映像光として反射させるとともに、前記１つのレンズを介して入射した前記赤外光照射部から照射された赤外光を前記輪郭検知手段の方向に向かって反射させるように制御するように構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
6. 前記光源ランプと前記光変調素子との間に配置され、前記光源ランプから出射された光を所定の色に着色するために複数の色領域と遮光領域とからなり、回転するカラーホイールをさらに備え、
   前記制御部は、前記光源ランプからの光の光路に回転する前記カラーホイールの遮光領域が位置する毎に、前記赤外光照射部により赤外光が照射されて、前記輪郭検知手段が赤外光によってできる影の輪郭を検知するように制御するように構成されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載のプロジェクタ。

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