JP2011248041A - 取り付け装置及び投写型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】取り付け装置は、取り付け対象400に対して取り付け装置を取り付けるための第1の取り付け部31と、投射面22に画像を投射する画像投射装置10を取り付けるための第2の取り付け部32と、投射面22に沿って設定された検出領域RDETにおいて対象物OBを検出する光学式検出装置40を取り付けるための第3の取り付け部33を有する。
【選択図】図1
Description
図1に本実施形態の取り付け装置及びこの取り付け装置に取り付けられた画像投射装置10を含む投写型表示装置の構成例を示す。図1は本実施形態の取り付け装置(狭義には天吊り金具)を、液晶プロジェクター或いはデジタル・マイクロミラー・デバイスと呼ばれる画像投射装置10の取り付け装置として使用した場合の例である。そして、この取り付け装置と、この取り付け装置に取り付けられた画像投射装置10により、投写型表示装置が構成される。なお図1では、互いに交差(直交)する軸をX軸、Y軸、Z軸(広義には第1、第2、第3の座標軸)としている。具体的には、画像投射装置10が画像を投射する投射面22(スクリーン)に平行な面がX軸、Y軸により規定されるXY平面になり、XY平面に交差(直交)する方向がZ軸の方向になる。
画像投射装置10では、図2に示すように筺体の内部に溜まった熱を放熱するための放熱部14が設けられている。具体的には、筺体内部の空気を排出するためのファンや排気口が放熱部14として設けられている。
図4(A)では、例えば単焦点型の画像投射装置10が取り付け装置により天井400に取り付けられている。そして、この画像投射装置10から投射された投射光が、スクリーン等の投射面22で反射され、反射された光に含まれる赤外光が、光学式検出装置40に入射されている。このように、ユーザーの指やタッチペンなどの対象物からの反射光以外の光が、光学式検出装置40の受光素子に入射されると、検出位置のズレが発生するおそれがある。特に、図1に示すように光学式検出装置40の検出領域RDETは、投射面22の直ぐ近くの前方領域に設定されるため、投射面22で反射された光が光学式検出装置40に入射される可能性が高い。
次に光学式検出装置の構成例について説明する。図8の光学式検出装置は、照射部EUと受光部RUと検出部50を含む。また制御部60を含むことができる。
次に本実施形態による対象物の検出手法について詳細に説明する。
Eb=k・Ib (2)
また光源部LS1からの光源光(第1の光源光)の減衰係数をfaとし、この光源光に対応する反射光(第1の反射光)の検出受光量をGaとする。また光源部LS2からの光源光(第2の光源光)の減衰係数をfbとし、この光源光に対応する反射光(第2の反射光)の検出受光量をGbとする。すると下式(3)、(4)が成立する。
Gb=fb・Eb=fb・k・Ib (4)
従って、検出受光量Ga、Gbの比は下式(5)のように表せる。
ここでGa/Gbは、受光部RUでの受光結果から特定することができ、Ia/Ibは、制御部60による照射部EUの制御量から特定することができる。そして図10(A)の強度INTa、INTbと減衰係数fa、fbとは一意の関係にある。例えば減衰係数fa、fbが小さな値となり、減衰量が大きい場合は、強度INTa、INTbが小さいことを意味する。一方、減衰係数fa、fbが大きな値となり、減衰量が小さい場合は、強度INTa、INTbが大きいことを意味する。従って、上式(5)から減衰率の比fa/fbを求めることで、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。
Im=Ia+Ib (7)
上式(6)、(7)を上式(5)に代入すると下式(8)が成立する。
=(fa/fb)・{(Im−Ib)/Ib} (8)
上式(8)より、Ibは下式(9)のように表される。
ここでα=fa/(fa+fb)とおくと、上式(9)は下式(10)のように表され、減衰係数の比fa/fbは、αを用いて下式(11)のように表される。
fa/fb=α/(1−α) (11)
従って、Ga/Gb=1になると共にIaとIbの和が一定値Imになるように制御すれば、そのときのIb、Imから上式(10)によりαを求め、求められたαを上式(11)に代入することで、減衰係数の比fa/fbを求めることができる。これにより、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。そしてGa/Gb=1になると共にIaとIbの和が一定になるように制御することで、外乱光の影響等を相殺することが可能になり、検出精度の向上を図れる。
次に光学式検出装置の具体的な構成例について図11を用いて説明する。
次に本実施形態の光学式検出装置を用いて対象物の位置を検出する手法の一例について説明する。図12(A)は、光源部LS1、LS2の発光制御についての信号波形例である。信号SLS1は、光源部LS1の発光制御信号であり、信号SLS2は、光源部LS2の発光制御信号であり、これらの信号SLS1、SLS2は逆相の信号になっている。また信号SRCは受光信号である。
そして第1の期間T1に続く第2の期間T2では、受光部RUでの受光結果に基づいて対象物OBまでの距離(方向DDBに沿った方向での距離)を検出する。そして、検出された距離と、対象物OBの方向DDBとに基づいて、対象物の位置を検出する。即ち図10(B)において、光学式検出装置の配置位置PEから対象物OBまでの距離と、対象物OBの位置する方向DDBを求めれば、図8のXY平面での対象物OBのX、Y座標位置を特定できる。このように、光源の点灯タイミングと受光タイミングの時間のずれから距離を求め、これと角度結果を併せることで、対象物OBの位置を特定できる。
さて、検出領域を設定して、ユーザーの指等の対象物を検出する場合に、照射部EUからの照射光が、図8のZ方向において広がった光になってしまうと、誤った検出が行われてしまうおそれがある。即ち、検出対象がユーザーの指であるのに、ユーザーの体の方を検出してしまうおそれがある。例えば図8において、ユーザーの体がスクリーン20の方に近づいただけで、検出領域RDETに、検出対象であるユーザーの指が存在すると誤検出されてしまうおそれがある。
次に本実施形態の取り付け装置の詳細な構造例について図15、図16を用いて説明する。
さて、光学式検出装置40においては、対象物の適正な位置検出を実現するために、位置検出のためのキャリブレーションを行うことが望ましい。このために図17では、光学式検出装置40に対して、画像投射装置10等との間のインターフェース処理を行うI/F(インターフェース)部42を設けている。そして光学式検出装置40は、このI/F部42を介してキャリブレーション用情報を画像投射装置10に送信する。或いは、通常検出期間では、検出された位置情報をI/F部42を介して画像投射装置10に送信する。
LG、LG1、LG2 ライトガイド、LS1、LS2、LS11〜LS22 光源部、
RS、RS1、RS2 反射シート、PS、PS1、PS2 プリズムシート、
LF、LF1、LF2 ルーバーフィルム、LE、LE1、LE2 照射方向設定部、
LT 照射光、LID1 第1の照射光強度分布、LID2 第2の照射光強度分布、
SLB 入射光用スリット、SLB1 第1のスリット面、
SLB2 第2のスリット面、SL 照射光用スリット、
SFL1 第1のスリット面、SFL2 第2のスリット面、
10 画像投射装置、12 投射部、14 放熱部、16 I/F部、18 通信部、
20 スクリーン、22 投射面、31 第1の取り付け部、32 第2の取り付け部、
33 第3の取り付け部、34 連結部、40 光学式検出装置、42 I/F部、
50 検出部、60 制御部、
100、102、104、106、112、114 取り付け用金具、400 天井
Claims (16)
- 画像投射装置の取り付け装置であって、
取り付け対象に対して取り付け装置を取り付けるための第1の取り付け部と、
投射面に画像を投射する前記画像投射装置を取り付けるための第2の取り付け部と、
前記投射面に沿って設定された検出領域において対象物を検出する光学式検出装置を取り付けるための第3の取り付け部と、
を有することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項1において、
前記画像投射装置は、熱を外部に放熱するための放熱部を有し、
前記光学式検出装置は、前記第3の取り付け部により、前記放熱部を避けた領域に取り付けられることを特徴とする取り付け装置。 - 請求項1又は2において、
前記検出領域の面に交差する入射方向の光が前記光学式検出装置に入射されるのを規制する入射光規制部を有することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項3において、
前記入射光規制部は、
前記画像投射装置からの投射光が前記投射面で反射されることによる反射光又は前記光学式検出装置からの照射光が前記投射面又は前記画像投射装置で反射されることによる反射光が、前記光学式検出装置に入射されるのを規制することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項3又は4において、
前記入射光規制部は、
前記検出領域の面に沿った方向のスリット面を有する入射光用スリットであることを特徴とする取り付け装置。 - 請求項5において、
前記スリット面には反射防止層又は凹部が設けられていることを特徴とする取り付け装置。 - 請求項5又は6において、
前記入射光用スリットは、前記スリット面として、前記光学式検出装置を挟むように設けられる第1のスリット面及び第2のスリット面を有することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記光学式検出装置は、前記光学式検出装置から出射される前記対象物の検出用の照射光を、前記検出領域の面に沿った方向に規制する照射光用スリットを有し、
前記第3の取り付け部から前記入射光用スリットの端部までの高さをHS1とし、前記第3の取り付け部から前記照射光用スリットの端部までの高さをHS2とした場合に、HS1>HS2であることを特徴とする取り付け装置。 - 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記第3の取り付け部により取り付けられる前記光学式検出装置を更に有し、
前記光学式検出装置は、
前記検出領域に対して前記対象物の検出用の照射光を出射する照射部と、
前記照射光が前記対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部での受光結果に基づいて、前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含むことを特徴とする取り付け装置。 - 請求項9において、
前記照射部は、
前記検出領域の各位置に応じて強度が異なる照射光を出射することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項9又は10において、
前記照射部は、
光源光を出射する光源部と、
前記光源部からの前記光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状のライトガイドと、
前記ライトガイドの外周側から出射される前記光源光を受け、曲線形状の前記ライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向に前記照射光の照射方向を設定する照射方向設定部を含むことを特徴とする取り付け装置。 - 請求項9又は10において、
前記光学式検出装置は、前記照射部として第1の照射部及び第2の照射部を有し、
前記第1の照射部は、
照射方向に応じて強度が異なる第1の照射光を放射状に出射し、
前記第2の照射部は、
照射方向に応じて強度が異なる第2の照射光を放射状に出射し、
前記受光部は、
前記第1の照射部からの前記第1の照射光が前記対象物に反射されることによる第1の反射光と、前記第2の照射部からの前記第2の照射光が前記対象物に反射されることによる第2の反射光を受光し、
前記検出部は、
前記受光部での受光結果に基づいて、前記対象物の位置を検出することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項1乃至12のいずれかにおいて、
前記検出部は、
前記画像投射装置が前記投射面に対してキャリブレーション用画面の画像を投射した後に、前記検出領域での前記対象物の位置情報を検出し、
前記光学式検出装置は、
検出された前記対象物の位置情報を、前記画像投射装置又は前記画像投射装置を制御する情報処理装置に対して送信することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項13において、
前記光学式検出装置は、インターフェース部を含み、
前記光学式検出装置は、前記インターフェース部を介してキャリブレーション用情報を送信することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項14において、
前記光学式検出装置は、前記インターフェース部を介して前記画像投射装置から電源を受電することを特徴とする取り付け装置。 - 請求項1乃至15のいずれかに記載の取り付け装置と、
前記取り付け装置に取り付けられた前記画像投射装置と、
を含むことを特徴とする投写型表示装置。
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