JP2012032465A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】投影領域上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出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１００は、レーザ光を照射する赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａ、青色ＬＤ６３ａおよび赤外線ＬＤ６４ａと、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光を走査させることにより、テーブル１およびスクリーン２に画像を投影するＭＥＭＳミラー６９ａおよび６９ｂと、検出対象物により反射された光により検出対象物の投影領域からの高さを検出する赤外線検出器１０ａ、赤外線検出器１０ｂ、および、減算器１２とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、プロジェクタに関し、特に、レーザ光発生部を備えるプロジェクタに関する。

従来、レーザ光発生部を備えるプロジェクタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、赤、緑および青の３色のレーザ光をそれぞれ発生させる複数のレーザダイオード（レーザ光発生部）と、赤外線レーザ光を発生させるレーザダイオード（レーザ光発生部）と、回転可能なＭＥＭＳミラーと、赤外線レーザ光の反射光を検出するフォトダイオードとを備えるレーザ走査型プロジェクタが開示されている。このレーザ走査型プロジェクタは、複数のレーザダイオードからそれぞれ発生される赤、緑および青の３色のレーザ光をＭＥＭＳミラーによって反射させるとともに、ＭＥＭＳミラーの回転によって走査させることにより、壁面などに画像を投影するように構成されている。

また、このレーザ走査型プロジェクタでは、レーザダイオードから発生される赤外線レーザ光が、壁面上の近傍（壁面から１ｍｍ上）を壁面の表面に沿って照射させるように構成されている。なお、赤外線レーザ光は、ＭＥＭＳミラーの回転により、壁面上を水平に走査されるように構成されている。これにより、壁面上をユーザの指が触れた場合に、指により反射される光をフォトダイオードで検出することにより、指とフォトダイオードとの間の距離を測定するように構成されている。そして、指とフォトダイオードとの間の距離と、指から反射される光が検出された時点での赤、緑および青の３色のレーザ光が照射する画像の水平面内の座標とに基づいて、指が触れた壁面上の座標が求められる。これにより、たとえば赤、緑および青の３色のレーザ光によりアイコンなどを投影した場合、指が触れた壁面上の座標に基づいて、指がアイコンを触れたことを検出することが可能となる。

特開２００９−２５８５６９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のレーザ走査型プロジェクタでは、検出対象物（指）の壁面上の座標（水平面内の座標）を検出することが可能である一方、壁面上（投影領域上）からある程度離れた高さ位置での指の座標を検出することができ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、投影領域上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出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、レーザ光を照射するレーザ光発生部と、レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像を投影する投影部と、検出対象物により反射された光により検出対象物の投影領域からの高さを検出する高さ検出手段とを備える。

この一の局面によるプロジェクタでは、上記のように、検出対象物により反射された光により検出対象物の投影領域からの高さを検出する高さ検出手段を備えることによって、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。これにより、たとえばレーザ光の走査によって投影領域上に画像を投影している場合、検出対象物により光が反射された時点のレーザ光が投影する画像の水平面内の座標と、検出対象物の投影領域からの高さとに基づいて、投影領域上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出することができる。

上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、高さ検出手段は、検出対象物により反射された光を検出するための光検出器を含み、光検出器が検出対象物により反射された光を検出する部分毎における光の強度差に基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物の投影領域からの高さに応じて変化するとともに、検出対象物により反射される光の強度は、光検出器が光を検出する部分毎に異なるので、光検出器が光を検出する部分毎における光の強度差に基づく算出により、容易に、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。

この場合、好ましくは、光検出器は、第１光検出器と、投影領域からの高さが第１光検出器よりも高い第２光検出器とを含み、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物の投影領域からの高さが比較的高い場合には、第２光検出器の方が大きくなり、検出対象物の投影領域からの高さが比較的低い場合には、第１光検出器の方が大きくなる。これにより、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度との差分を求めることにより、容易に、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。

上記高さ検出手段が光検出器を含むプロジェクタにおいて、好ましくは、レーザ光発生部は、可視光を照射する第１レーザ光発生部と、第１レーザ光発生部から照射されるレーザ光と略同一の光軸を有し、第１レーザ光発生部から照射されるレーザ光と同期して走査される可視光以外の光を照射する第２レーザ光発生部とを含み、第１レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像が投影され、第２レーザ光発生部から照射され、検出対象物により反射された光の光検出器の部分毎における強度差に基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物の色が黒である場合でも、検出対象物から可視光以外の光が反射されるので、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。

上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、高さ検出手段が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、所定の操作を行う制御部をさらに備える。このように構成すれば、投影画像に対して、投影領域上の動作に加えて、投影領域からある程度離れた高さ位置での動作も制御部により容易に行うことができる。

この場合、好ましくは、レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、投影領域にアイコンに対応する画像を投影するように構成されており、制御部は、高さ検出手段が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別するとともに、アイコンをドラッグしたと判別した場合に、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成されている。このように構成すれば、アイコンを選択するような投影領域上の動作に加えて、アイコンをドラッグするような投影領域からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。

上記検出対象物の投影領域からの高さに基づいて所定の操作を行う制御部を備えるプロジェクタにおいて、好ましくは、レーザ光発生部は、右目用の画像と左目用の画像とに対応するレーザ光を各々照射する複数のレーザ光発生部を含み、複数のレーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、投影領域に３次元画像を投影するように構成されており、制御部は、高さ検出手段が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別するとともに、３次元画像に検出対象物が接触したと判別した場合に、検出対象物の移動に連動して３次元画像を移動させる映像を投影するように構成されている。このように構成すれば、アイコンを選択するような投影領域上の動作に加えて、３次元画像を移動させるような投影領域からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。

本発明の第１実施形態によるプロジェクタの使用状態を示した模式図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの制御部の動作を示したフロー図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの比較的低い位置にある検出対象物の高さを検出する動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの比較的高い位置にある検出対象物の高さを検出する動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタのポインタを移動させる動作を説明するための図である。 図６に示すポインタを移動させる動作を説明するための平面図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタのドラッグおよびドロップの動作を説明するための図である。 図８に示すドラッグおよびドロップの動作を説明するための平面図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタのアイコンから指を離す動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの３次元画像を水平方向に移動させる動作を説明するため図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの３次元画像を斜め下方向に移動させる動作を説明するため図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの３次元画像を倒す動作を説明するため図である。

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。

（第１実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００の構成を説明する。

本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００は、図１に示すように、テーブル１上に配置して使用されるように構成されている。そして、プロジェクタ１００は、スクリーン２などの投影領域に向けてプレゼンテーション用（表示用）の画像２ａが投影（２Ｄ表示（平面表示））されるように構成されている。なお、テーブル１およびスクリーン２は、本発明の「投影領域」の一例である。また、プロジェクタ１００は、テーブル１などの投影領域の上面に対して、プレゼンテーション用の画像２ａと同様の画像１ａが投影（２Ｄ表示（平面表示））されるように構成されている。なお、テーブル１上に投影される画像１ａの大きさは、スクリーン２に投影される画像２ａの大きさよりも小さくなるように投影される。ここで、第１実施形態では、プロジェクタ１００の画像１ａが投影される側の側面には、赤外線を検出するための２つの赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが設けられている。なお、赤外線検出器１０ｂのテーブル１の表面上からの高さが、赤外線検出器１０ａのテーブル１の表面上からの高さよりも大きくなるように赤外線検出器１０ｂが配置されている。なお、赤外線検出器１０ａは、本発明の「光検出器」、「第１光検出器」および「高さ検出手段」の一例である。また、赤外線検出器１０ｂは、本発明の「光検出器」、「第２光検出器」および「高さ検出手段」の一例である。

図２に示すように、プロジェクタ１００は、操作パネル２０と、制御処理ブロック３０と、データ処理ブロック４０と、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５０と、レーザ光源６０と、Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ（ＳＤ ＲＡＭ）７１と、ビームスプリッタ８０と、２つの拡大レンズ９０および９１とを含む。

制御処理ブロック３０は、プロジェクタ１００全体の制御を司る制御部３１と、外部ビデオ信号を受信するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）であるＶｉｄｅｏ Ｉ／Ｆ３２と、ＳＤ−ＲＡＭ３３と、外部Ｉ／Ｆ３４とを含む。

データ処理ブロック４０は、データ／階調変換器４１と、ビットデータ変換器４２と、タイミングコントローラ４３と、データコントローラ４４とを含んでいる。

デジタル信号プロセッサ５０は、ミラーサーボブロック５１と、変換器５２とを含んでいる。

また、レーザ光源６０は、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３と、赤外線レーザ制御回路６４とを含んでいる。ここで、第１実施形態では、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３と、赤外線レーザ制御回路６４とには、それぞれ、赤色のレーザ光を照射する赤色ＬＤ（レーザダイオード）６１ａと、緑色のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ａと、青色のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ａと、赤外線のレーザ光を照射する赤外線ＬＤ６４ａとが接続されている。なお、赤色ＬＤ６１ａと、緑色ＬＤ６２ａと、青色ＬＤ６３ａと、赤外線ＬＤ６４ａとが各々照射するレーザ光のＭＥＭＳミラー６９ａに入射する際の光軸は、略一致するように構成されている。また、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａと、赤外線ＬＤ６４ａとは、同期して動作するように構成されている。なお、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａからそれぞれ照射される赤色、緑色および青色のレーザ光が走査されることにより、テーブル１およびスクリーン２にそれぞれ画像１ａおよび２ａが投影される。また、赤外線ＬＤ６４ａから照射され、検出対象物により反射された光は、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂにより検出される。また、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａからそれぞれ照射される赤色、緑色および青色のレーザ光の光量は、投影される画像に応じて変化する一方、赤外線ＬＤ６４ａから照射される赤外線のレーザ光の光量は、略一定である。なお、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａは、本発明の「レーザ光発生部」の一例であるとともに、「第１レーザ光発生部」の一例である。また、赤外線ＬＤ６４ａは、本発明の「レーザ光発生部」の一例であるとともに、「第２レーザ光発生部」の一例である。

また、レーザ光源６０は、４つのコリメートレンズ６５と、３つの偏光ビームスプリッタ６６ａ、６６ｂおよび６６ｃと、光検出器６７と、レンズ６８と、レーザ光を水平方向に走査するためのＭＥＭＳミラー６９ａと、レーザ光を垂直方向に走査するためのＭＥＭＳミラー６９ｂと、ＭＥＭＳミラー６９ａおよびＭＥＭＳミラー６９ｂを水平方向および垂直方向に駆動させるためのアクチュエータ７０とを含んでいる。なお、ＭＥＭＳミラー６９ａおよび６９ｂは、本発明の「投影部」の一例である。

操作パネル２０は、プロジェクタ１００の筐体の表面または側面に設けられている。操作パネル２０は、たとえば、操作内容を表示するためのディスプレイ装置（図示せず）や、プロジェクタ１００に対する操作入力を受け付けるスイッチなどを含む。操作パネル２０は、使用者からの操作を受け付けると、操作内容に応じた信号を制御処理ブロック３０の制御部３１に送信するように構成されている。

また、プロジェクタ１００の外部から与えられた外部ビデオ信号は、Ｖｉｄｅｏ Ｉ／Ｆ３２に入力されるように構成されている。また、外部Ｉ／Ｆ３４は、たとえば、ＳＤカード９２などのメモリを装着することが可能に構成されている。そして、制御部３１は、ＳＤカード９２からデータを読み出し、読み出されたデータは、Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ７１に格納されるように構成されている。

また、制御部３１は、データ処理ブロック４０のタイミングコントローラ４３と相互に通信することにより、Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ７１に一時的に保持されている画像データに基づく映像の表示を制御するように構成されている。

また、データ処理ブロック４０では、タイミングコントローラ４３は、制御部３１から出力される信号に基づいて、データコントローラ４４を介してＶｉｄｅｏ ＲＡＭ７１に保持されているデータを読み出すように構成されている。データコントローラ４４は、読み出したデータをビットデータ変換器４２に送信するように構成されている。ビットデータ変換器４２は、タイミングコントローラ４３からの信号に基づいて、データをデータ／階調変換器４１に送信するように構成されている。ビットデータ変換器４２は、外部から与えられた画像データをレーザ光により投影可能な形式に適合したデータに変換する機能を有する。また、タイミングコントローラ４３は、赤外線レーザ制御回路６４に接続されており、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光に同期して、赤外線ＬＤ６４ａからレーザ光を照射するように赤外線レーザ制御回路６４に信号を送信するように構成されている。

データ／階調変換器４１は、ビットデータ変換器４２から出力されたデータを赤色（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑色（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）および青色（Ｂ：Ｂｌｕｅ）の３色の階調に変換し、変換後のデータを赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とにそれぞれ送信するように構成されている。

また、赤色レーザ制御回路６１は、データ／階調変換器４１からのデータを赤色ＬＤ６１ａに送信するように構成されている。また、緑色レーザ制御回路６２は、データ／階調変換器４１からのデータを緑色ＬＤ６２ａに送信するように構成されている。また、青色レーザ制御回路６３は、データ／階調変換器４１からのデータを青色ＬＤ６３ａに送信するように構成されている。

また、プロジェクタ１００の画像１ａが投影される側の側面に設けられる２つの赤外線検出器１０ａおよび１０ｂには、それぞれ、加算器１１と減算器１２とが接続されている。加算器１１は、赤外線検出器１０ａが検出した光の強度と赤外線検出器１０ｂが検出した光の強度とを加算する機能を有する。また、減算器１２は、赤外線検出器１０ａが検出した光の強度と赤外線検出器１０ｂが検出した光の強度とを減算する機能を有する。また、加算器１１および減算器１２から出力された信号は、変換器５２を介して、制御部３１に入力されるように構成されている。なお、減算器１２は、本発明の「高さ検出手段」の一例である。

ここで、第１実施形態では、制御部３１は、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する検出対象物（ユーザの指）からの反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するとともに、所定の操作を行うように構成されている。具体的には、制御部３１は、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別するとともに、アイコンをドラッグしたと判別した場合に、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成されている。

次に、図１および図３〜図１０を参照して、プロジェクタ１００が検出対象物を検出する際の制御部３１の動作について説明する。

図１に示すように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａ（図２参照）からそれぞれ赤色、緑色および青色のレーザ光が照射されるとともに、レーザ光が走査されることにより、テーブル１およびスクリーン２上にそれぞれ画像１ａおよび２ａが投影される。たとえば、テーブル１およびスクリーン２上には、アイコンなどの画像が投影されている。また、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａに同期して、赤外線ＬＤ６４ａから赤外線のレーザ光が照射されるとともに、レーザ光が走査される。そして、図３に示すように、ステップＳ１において、赤外線ＬＤ６４ａから照射され、検出対象物（たとえばユーザの指）により反射される赤外線のレーザ光が赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出されたか否かが判断される。なお、検出対象物により反射される赤外線のレーザ光が赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出されない場合は、ステップＳ１の動作が繰り返される。

そして、ステップＳ１において、検出対象物により反射される赤外線のレーザ光が赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出されたと判断された場合、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出対象物からの反射光を検出した時点での、赤色ＬＤ６１ａから照射されるレーザ光が走査している画像１ａの座標（テーブル１の座標）を、検出対象物のテーブル１上の座標として判断する。なお、検出対象物がユーザの指である場合には、指の爪からの反射光の強さが、指の皮膚からの反射光の強さよりも大きくなる。そこで、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂがそれぞれ検出する検出対象物からの反射光の強度を加算器１１（図２参照）によって加算して、加算された反射光の強度が最も大きい時点（指から反射された時点）の赤色ＬＤ６１ａから照射される画像１ａの座標を、検出対象物のテーブル１上の座標として判断することにより、ユーザの指が触れている画像の部分を特定することが可能となる。

次に、ステップＳ３に進んで、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出された検出対象物からの反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さが算出される。具体的には、たとえば図４に示すように、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１の表面に触れている場合では、赤外線検出器１０ａが検出する検出対象物からの反射光の強度は、赤外線検出器１０ａよりも高い位置に設けられる赤外線検出器１０ｂが検出する検出対象物からの反射光の強度よりも、反射光の赤外線検出器１０ａへの入射角度が垂直に近い分、大きくなる。一方、図５に示すように、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１の表面から離れた位置にある場合では、赤外線検出器１０ｂが検出する検出対象物からの反射光の強度は、赤外線検出器１０ｂよりも低い位置に設けられる赤外線検出器１０ａが検出する検出対象物からの反射光の強度よりも、反射光の赤外線検出器１０ｂへの入射角度が垂直に近い分、大きくなる。このように、検出対象物のテーブル１の表面からの高さが異なることにより、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する反射光の強度がそれぞれ異なるので、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する反射光の強度の差分の大きさにより、検出対象物のテーブル１の表面からの高さを算出することが可能となる。

次に、ステップＳ４に進んで、検出対象物がテーブル１の表面に触れたか否か（検出対象物のテーブル１の表面からの高さがゼロか否か）が判断される。なお、ステップＳ４において、検出対象物がテーブル１の表面に触れていないと判断された場合には、ステップＳ１に戻る。つまり、検出対象物がテーブル１の表面に触れるまで、ステップＳ１〜ステップＳ４の動作が繰り返される。ステップＳ４において、検出対象物がテーブル１の表面に触れたと判断された場合には、ステップＳ５に進んで、検出対象物が、テーブル１の表面を水平方向に移動したか否かが判断される。つまり、図６に示すように、検出対象物のテーブル１の表面からの高さがゼロのまま、テーブル１の表面上を移動したか否かが判断される。そして、検出対象物がテーブル１の表面上を水平方向に移動したと判断された場合には、ステップＳ６に進んで、図７に示すように、検出対象物の移動に連動してポインタを移動する映像をテーブル１およびスクリーン２に投影する。その後、ステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ５において、検出対象物がテーブル１の表面を水平方向に移動しないと判断された場合には、ステップＳ７に進んで、検出対象物がテーブル１の表面から離れたか否か（検出対象物のテーブル１の表面からの高さがゼロよりも大きいか否か）が判断される。なお、検出対象物のテーブル１上の座標は、アイコンの画像に対応しているとする。そして、ステップＳ７において、検出対象物がテーブル１の表面から離れたと判断された場合には、ステップＳ８に進んで、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離以上か否かが判断される。ステップＳ８において、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離未満（図８の状態Ａ参照）と判断された場合には、ステップＳ９に進んで、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１に投影されるアイコンをドラッグしたと判断される。そして、図９に示すように、アイコンをドラッグする映像がテーブル１（スクリーン２）に投影される。その後、検出対象物の移動（図８の状態Ｂ）に連動して、アイコンの画像を移動させる。そして、ステップＳ１０において、検出対象物がテーブル１の表面に触れたと判断された場合には、アイコンをドロップしたと判断される。そして、ステップＳ１１において、アイコンをドロップする映像がテーブル１（スクリーン２）に投影される。その後、ステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ８において、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離以上（図１０参照）と判断された場合には、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１に投影されるアイコンを離したと判断される。その後、ステップＳ１に戻る。

第１実施形態では、上記のように、検出対象物により反射された光により検出対象物のテーブル１からの高さを検出する赤外線検出器１０ａ、１０ｂおよび減算器１２を備えることによって、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。これにより、レーザ光の走査によってテーブル１上に画像１ａを投影している場合、検出対象物により光が反射された時点のレーザ光が投影する画像１ａの水平面内の座標と、検出対象物のテーブル１からの高さとに基づいて、テーブル１上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、検出対象物により反射された光を検出する部分毎（赤外線検出器１０ａまたは１０ｂ）における光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するように構成する。これにより、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物のテーブル１からの高さに応じて変化するとともに、検出対象物により反射される光の強度は、光を検出する部分毎（赤外線検出器１０ａまたは１０ｂ）に異なるので、光を検出する部分毎（赤外線検出器１０ａまたは１０ｂ）における光の強度差に基づく算出により、容易に、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出する。これにより、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物のテーブル１からの高さが比較的高い場合には、赤外線検出器１０ｂの方が大きくなり、検出対象物のテーブル１からの高さが比較的低い場合には、赤外線検出器１０ａの方が大きくなる。これにより、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度との差分を求めることにより、容易に、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。

また、第１実施形態では、可視光を照射する赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光と略同一の光軸を有し、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光と同期して走査される赤外線のレーザ光を照射する赤外線ＬＤ６４ａを設けて、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光を走査させることにより、テーブル１に画像１ａが投影され、赤外線ＬＤ６４ａから照射され、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが受光する検出対象物により反射された光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出する。これにより、検出対象物の色が黒である場合でも、検出対象物から赤外線が反射されるので、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、所定の操作を行う制御部３１を設けることによって、投影画像に対して、テーブル１上の動作に加えて、テーブル１からある程度離れた高さ位置での動作も制御部３１により容易に行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光を走査させることにより、テーブル１にアイコンに対応する画像を投影して、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する光の強度差に基づいて算出される検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別する制御部３１を設けて、制御部３１が、アイコンをドラッグしたと判別した後、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成する。これにより、アイコンを選択するようなテーブル１上の動作に加えて、アイコンをドラッグするようなテーブル１からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。

（第２実施形態）
次に、図１１を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記赤外線ＬＤ６４ａから照射され、検出対象物により反射される光を赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出する第１実施形態と異なり、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射され、検出対象物により反射される光を可視光検出器１３ａおよび１３ｂによって検出する。

図１１に示すように、第２実施形態では、プロジェクタ１００ａの画像１ａが投影される側の側面には、可視光を検出する２つの可視光検出器１３ａおよび１３ｂが設けられている。なお、可視光検出器１３ｂのテーブル１の表面上からの高さが、可視光検出器１３ａのテーブル１の表面上からの高さよりも大きくなるように可視光検出器１３ｂが配置されている。なお、可視光検出器１３ａは、本発明の「光検出器」、「第１光検出器」および「高さ検出手段」の一例である。また、可視光検出器１３ｂは、本発明の「光検出器」、「第２光検出器」および「高さ検出手段」の一例である。

また、レーザ光源６０ａは、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とを含んでいる。また、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とには、それぞれ、赤色のレーザ光を照射する赤色ＬＤ６１ａと、緑色のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ａと、青色のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ａとが接続されている。

ここで、第２実施形態では、制御部３１は、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物（ユーザの指）からの反射光（赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光の反射光）の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するように構成されている。そして、制御部３１は、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別して、アイコンをドラッグしたと判別した後、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成されている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、第２実施形態の動作および効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図１２を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記テーブル１およびスクリーン２にアイコンなどの平面的な画像が投影されていた第１および第２実施形態と異なり、テーブル１およびスクリーン２に３次元画像が投影される。

図１２に示すように、レーザ光源６０ｂは、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とを含んでいる。赤色レーザ制御回路６１には、赤色のＰ波のレーザ光を照射する赤色ＬＤ６１ａと、赤色のＳ波のレーザ光を照射する赤色ＬＤ６１ｂとが接続されている。また、緑色レーザ制御回路６２には、緑色のＰ波のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ａと、緑色のＳ波のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ｂとが接続されている。また、青色レーザ制御回路６３には、青色のＰ波のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ａと、青色のＳ波のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ｂとが接続されている。なお、赤色ＬＤ６１ａ、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ａ、緑色ＬＤ６２ｂ、青色ＬＤ６３ａおよび青色ＬＤ６３ｂが各々照射するレーザ光のＭＥＭＳミラー６９ａに入射する際の光軸は、略一致するように構成されている。また、赤色ＬＤ６１ａ、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ａ、緑色ＬＤ６２ｂ、青色ＬＤ６３ａおよび青色ＬＤ６３ｂは、本発明の「レーザ光発生部」の一例であるとともに、「第１レーザ光発生部」の一例である。ここで、第３実施形態では、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａは、右目用画像および左目用画像の一方を照射するとともに、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ｂおよび青色ＬＤ６３ｂは、右目用画像および左目用画像の他方を照射するように構成されている。

また、第３実施形態では、制御部３１は、上記第２実施形態と同様に、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物（ユーザの指）からの反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するとともに、所定の操作を行うように構成されている。具体的には、制御部３１は、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別するとともに、３次元画像に検出対象物が接触したと判別した場合に、検出対象物の移動に連動して３次元画像を移動させる映像を投影するように構成されている。

また、レーザ光源６０ｂは、６つのコリメートレンズ６５と、３つの偏光ビームスプリッタ６６ｄ、６６ｅおよび６６ｆ、と、光検出器６７および６７ａと、空間変調器６８ａとを含んでいる。なお、空間変調器６８ａは、Ｐ波のレーザ光およびＳ波のレーザ光をそのまま透過させる状態と、Ｐ波のレーザ光の偏光方向およびＳ波のレーザ光の偏光方向を９０度回転させて透過させる状態とに切り替え可能に構成されている。なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。

次に、図１３〜図１５を参照して、３次元画像を投影する動作と、検出対象物の移動に連動して３次元画像を移動させる動作とについて説明する。

まず、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａにより、右目用画像および左目用画像の一方が照射されるとともに、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ｂおよび青色ＬＤ６３ｂにより、右目用画像および左目用画像の他方が照射される。なお、右目用画像と左目用画像とは、両方同時に照射されてもよいし、片方ずつ交互に照射されてもよい。そして、テーブル１（スクリーン２）に投影される右目用画像および左目用画像をユーザが偏光眼鏡を用いて鑑賞することにより、図１３に示すように、ユーザが３次元画像Ａを鑑賞することが可能となる。

次に、検出対象物（ユーザの指）が、テーブル１上に配置されると、検出対象物により反射される光が可視光検出器１３ａおよび１３ｂによって検出される。そして、可視光検出器１３ａおよび１３ｂによって検出される反射光の強度差に基づいて検出対象物のテーブル１からの高さが算出される。また、検出対象物によりレーザ光が反射された時点でのレーザ光が走査する画像１ａの水平面内の座標に基づいて検出対象物の水平面内の座標が求められる。その結果、検出対象物の３次元の座標が求められる。この３次元の座標に基づいて、検出対象物が３次元画像Ａに触れたか否かが制御部３１によって判断される。そして、制御部３１により、図１３の状態Ａに示すように３次元画像Ａに検出対象物が接触したと判別された後、図１３の状態Ｂに示すように、検出対象物の移動に連動して３次元画像を水平に移動させる映像を投影する。また、図１４に示すように、検出対象物の移動に連動して、斜め下方に３次元画像Ａを移動させるような画像を投影することも可能である。さらに、検出対象物の３次元の座標が求められることにより、図１５に示すように、検出対象物が水平に移動する場合に、検出対象物のテーブル１からの高さよりも小さい高さを有する３次元画像Ｂには検出対象物は触れずに素通りし、検出対象物のテーブル１からの高さよりも大きい高さを有する３次元画像Ｃに検出対処物が触れた後に３次元画像Ｃが倒れるような画像を投影することも可能である。

第３実施形態では、上記のように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａと、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ｂおよび青色ＬＤ６３ｂとを、それぞれ、右目用の画像または左目用の画像に対応するレーザ光を各々照射して、レーザ光を走査させることにより、テーブル１に３次元画像を投影するように構成する。また、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、３次元画像Ａ（Ｃ）に検出対象物が接触したか否かを判別する制御部３１を設けて、制御部３１を、３次元画像Ａ（Ｃ）に検出対象物が接触したと判別した後、検出対象物の移動に連動して３次元画像Ａ（Ｃ）を移動させる映像を投影するようにする。これにより、アイコンを選択するようなテーブル１上の動作に加えて、３次元画像Ａ（Ｃ）を移動させるようなテーブル１からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。

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、上記第１〜第３実施形態では、赤色、緑色および青色の３色のレーザ光を照射することにより画像を投影する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、１色または２色のレーザ光により画像を投影してもよいし、４色以上のレーザ光により画像を投影してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、プロジェクタに赤外線検出器（可視光検出器）が２つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、プロジェクタに赤外線検出器（可視光検出器）を１つまたは３つ以上設けてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、赤外線検出器（可視光検出器）が検出する光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブルからの高さを算出する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、赤外線検出器（可視光検出器）が検出する光の強度差に基づく算出以外の方法によって、検出対象物のテーブルからの高さを求めてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、本発明の光検出器として赤外線検出器または可視光検出器を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、本発明の光検出器として、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを用いてもよい。ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサは、フォトダイオードがマトリクス状に配置されているので、検出対象物からの反射光を面で受光する。これにより、ＣＣＤセンサ（ＣＭＯＳセンサ）が受光する反射光の強度は、ＣＣＤセンサ（ＣＭＯＳセンサ）の表面の部分毎に異なる。そして、部分毎に異なる反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブルからの高さを算出するようにしてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、プロジェクタがテーブルに、アイコン、ポインタおよび３次元画像を投影する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、プロジェクタをキーボードを有しない電子機器に接続するとともに、プロジェクタが投影領域にキーボードの画像を投影するようにしてもよい。そして、投影されたキーボードの画像をユーザの指が触れることにより、触れた位置に対応するキーを電子機器に入力するようにしてもよい。また、プロジェクタをノートパソコンにＵＳＢケーブルなどを介して接続するとともに、プロジェクタがテーブルにノートパソコンに表示される画像を投影するようにしてもよい。そして、投影されたノートパソコンの画像をユーザの指が触れることにより、触れた位置に対応する操作（アイコンのドラッグ、ドロップなど）をノートパソコンに入力するようにしてもよい。

１ テーブル（投影領域）
２ スクリーン（投影領域）
１０ａ 赤外線検出器（光検出器、第１光検出器、高さ検出手段）
１０ｂ 赤外線検出器（光検出器、第２光検出器、高さ検出手段）
１２ 減算器（高さ検出手段）
１３ａ 可視光検出器（光検出器、第１光検出器、高さ検出手段）
１３ｂ 可視光検出器（光検出器、第２光検出器、高さ検出手段）
３１ 制御部
６１ａ、６１ｂ 赤色ＬＤ（レーザ光発生部、第１レーザ光発生部）
６２ａ、６２ｂ 緑色ＬＤ（レーザ光発生部、第１レーザ光発生部）
６３ａ、６３ｂ 青色ＬＤ（レーザ光発生部、第１レーザ光発生部）
６４ａ 赤外線ＬＤ（レーザ光発生部、第２レーザ光発生部）
６９ａ、６９ｂ ＭＥＭＳミラー（投影部）

Claims (7)

1. レーザ光を照射するレーザ光発生部と、
   前記レーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像を投影する投影部と、
   検出対象物により反射された光により前記検出対象物の前記投影領域からの高さを検出する高さ検出手段とを備える、プロジェクタ。
2. 前記高さ検出手段は、前記検出対象物により反射された光を検出するための光検出器を含み、
   前記光検出器が前記検出対象物により反射された光を検出する部分毎における光の強度差に基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出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. 前記光検出器は、第１光検出器と、前記投影領域からの高さが前記第１光検出器よりも高い第２光検出器とを含み、
   前記第１光検出器により検出される光の強度と、前記第２光検出器により検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出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. 前記レーザ光発生部は、可視光を照射する第１レーザ光発生部と、前記第１レーザ光発生部から照射される前記レーザ光と略同一の光軸を有し、前記第１レーザ光発生部から照射される前記レーザ光と同期して走査される可視光以外の光を照射する第２レーザ光発生部とを含み、
   前記第１レーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像が投影され、
   前記第２レーザ光発生部から照射され、前記検出対象物により反射された光の前記光検出器の部分毎における強度差に基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出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. 前記高さ検出手段が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、所定の操作を行う制御部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
6. 前記レーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、前記投影領域にアイコンに対応する画像を投影するように構成されており、
   前記制御部は、前記高さ検出手段が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記アイコンをドラッグする動作と、前記アイコンから前記検出対象物が離れる動作とを判別するとともに、前記アイコンをドラッグしたと判別した場合に、前記アイコンをドラッグするとともに前記検出対象物の移動に連動して前記アイコンを移動する映像を投影するように構成されている、請求項５に記載のプロジェクタ。
7. 前記レーザ光発生部は、右目用の画像と左目用の画像とに対応するレーザ光を各々照射する複数のレーザ光発生部を含み、前記複数のレーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、前記投影領域に３次元画像を投影するように構成されており、
   前記制御部は、前記高さ検出手段が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記３次元画像に前記検出対象物が接触したか否かを判別するとともに、前記３次元画像に前記検出対象物が接触したと判別した場合に、前記検出対象物の移動に連動して前記３次元画像を移動させる映像を投影するように構成されている、請求項５に記載のプロジェクタ。

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