JP2012103496A - プロジェクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】異なる領域に互いに異なる画像を表示することが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】このプロジェクタは、入力される画像信号21および画像信号22にそれぞれ対応するレーザ光41およびレーザ光42を出力するレーザ光発生部101と、レーザ光41およびレーザ光42を走査する1つの走査部102とを備え、走査部102により走査される走査区間ごと、または、走査部102により走査されるフレームごとに、レーザ光41およびレーザ光42を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成されている。
【選択図】図2

Description

この発明は、プロジェクタに関し、特に、異なる領域に画像を投影可能なプロジェクタに関する。
従来、異なる領域に画像を投影可能な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では、投影光(投影用レーザ光)をハーフミラーで分光することによって異なる2つの領域に同一の画像を表示するプロジェクタが開示されている。
特開2007−108570号公報
しかしながら、上記特許文献1によるプロジェクタでは、投影光をハーフミラーで分光することによって異なる2つの領域に同一の画像を表示することが可能である一方、2つの異なる領域に互いに異なる画像を表示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、異なる領域に互いに異なる画像を表示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、入力される第1の画像信号および第1の画像信号とは異なる第2の画像信号にそれぞれ対応する第1の投影用レーザ光および第2の投影用レーザ光を出力する投影用レーザ光発生部と、第1の投影用レーザ光および第2の投影用レーザ光を走査する1つの走査部とを備え、走査部により走査される走査区間ごと、または、走査部により走査されるフレームごとに、第1の投影用レーザ光および第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および第1の領域とは重ならない第2の領域に振り分けて投影するように構成されている。
この一の局面によるプロジェクタでは、上記のように、走査部により走査される走査区間ごと、または、走査部により走査されるフレームごとに、第1の画像信号に対応する第1の投影用レーザ光および第2の画像信号に対応する第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および第1の領域とは重ならない第2の領域に振り分けて投影するように構成することによって、入力された互いに異なる画像信号に基づく投影用レーザ光が互いに異なる領域に投影されるので、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、第1の投影用レーザ光の偏光および第2の投影用レーザ光の偏光を、それぞれ、第1偏光および第2偏光に切り替える偏光切り替え部と、第1偏光および第2偏光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影する偏光振り分け部とをさらに備える。このように構成すれば、偏光振り分け部により、偏光に応じて第1の投影用レーザ光および第2の投影用レーザ光が、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けられるので、容易に、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、第1の画像信号および第2の画像信号に基づいて合成画像を生成する画像合成部をさらに備え、合成画像に基づいて、走査部により走査される走査区間ごと、または、走査部により走査されるフレームごとに、第1の投影用レーザ光および第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影するように構成されている。このように構成すれば、画像合成部により、異なる画像が1つの画像に合成されるので、容易に1つの走査部を用いて異なる画像の投影用レーザ光を走査することができる。
この場合、好ましくは、画像合成部は、第1の画像信号に対応する画像を偶数行に配置するとともに、第2の画像信号に対応する画像を奇数行に配置することにより、合成画像を生成するように構成されており、走査部は、インタレース方式で走査するように構成されており、偶数行の走査区間において走査される第1の投影用レーザ光および奇数行の走査区間において走査される第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影するように構成されている。このように構成すれば、1つの画像の走査線の全ての奇数行(偶数行)を走査した後に、偶数行(奇数行)の走査を開始するインタレース方式の走査において、1つの合成画像の奇数行に配置された第2の画像信号に対応する画像(第1の画像信号に対応する画像)の走査を全て終えた後に、偶数行に配置された第1の画像信号に対応する画像(第2の画像信号に対応する画像)の走査が開始されるので、1つの合成画像について、1回の振り分け動作を行うだけでよく、容易に、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
上記走査部がインタレース方式で走査する構成において、好ましくは、第1の投影用レーザ光の偏光および第2の投影用レーザ光の偏光を、それぞれ、第1偏光および第2偏光に切り替える偏光切り替え部と、第1偏光および第2偏光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影する偏光振り分け部とをさらに備え、偏光切り替え部により垂直ブランキング期間に第1偏光と第2偏光とを切り替えるとともに、偏光振り分け部により偶数行の走査区間において走査される第1偏光からなる第1の投影用レーザ光および奇数行の走査区間において走査される第2偏光からなる第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影するように構成されている。このように構成すれば、偏光切り替え部により、走査中ではなく、垂直ブランキング期間を利用して偏光が切り替えられるので、偏光を切り替えるための期間を別個に設けることなく第1の投影用レーザ光と第2の投影用レーザ光とを振り分けることができる。
上記画像合成部を備える構成において、好ましくは、画像合成部は、第1の画像信号に対応する画像を下部に配置するとともに、第2の画像信号に対応する画像を上部に配置することにより、合成画像を生成するように構成されており、走査部は、プログレッシブ方式で走査するように構成されており、合成画像の下部の走査区間において走査される第1の投影用レーザ光および合成画像の上部の走査区間において走査される第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影するように構成されている。このように構成すれば、1つの画像を走査する際に1行ずつ偶数行と奇数行を交互に走査するプログレッシブ方式の走査において、1つの合成画像の上部に配置された第2の画像信号に対応する画像(第1の画像信号に対応する画像)の走査を全て終えた後に、下部に配置された第1の画像信号に対応する画像(第2の画像信号に対応する画像)の走査が開始されるので、1つの合成画像について、1回の振り分け動作を行うだけでよく、容易に、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
この場合、好ましくは、第1の投影用レーザ光の偏光および第2の投影用レーザ光の偏光を、それぞれ、第1偏光および第2偏光に切り替える偏光切り替え部と、第1偏光および第2偏光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影する偏光振り分け部とをさらに備え、画像合成部は、下部に配置した画像と上部に配置した画像の間にブランク領域を配置した状態で画像を合成するように構成されており、偏光切り替え部によりブランク領域を走査している期間に第1偏光と第2偏光とを切り替えるとともに、偏光振り分け部により画像下部の走査区間において走査される第1偏光からなる第1の投影用レーザ光および画像上部の走査区間において走査される第2偏光からなる第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および第2の領域に振り分けて投影するように構成されている。このように構成すれば、偏光切り替え部により、ブランク領域を走査している間に偏光が切り替えられるので、第1の投影用レーザ光と第2の投影用レーザ光とを確実に振り分けることができる。
上記画像合成部を備える構成において、好ましくは、合成画像を第1の領域および第2の領域に振り分けて投影する際、投影される画像を上下方向に圧縮する画像圧縮手段をさらに備える。このように構成すれば、たとえば、第1の画像信号に対応する画像を偶数行にだけ配置するとともに、第2の画像信号に対応する画像を奇数行にだけ配置して合成画像を生成した場合に、走査線の間隔が広がりそれぞれの画像が上下方向に間延びするので、画像圧縮手段によりその間延びされた画像を圧縮して入力された画像信号に応じたもとの画像の状態に近づけて画像を表示することができる。
この場合、好ましくは、画像圧縮手段は、投影される画像を上下方向に圧縮することが可能な光学部材、または、投影される画像を上下方向に圧縮するよう走査部の駆動を制御する走査制御部を含む、このように構成すれば、光学部材を用いる場合には、簡易な構成の光学部材により容易に画像を上下方向に圧縮して投影することができる。また、走査部の駆動を制御する場合には、光学部材などの部材を別途設けることなく走査部の制御のみにより画像を上下方向に圧縮して投影することができる。
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、第1の領域には操作用画像を投影するように構成されており、第1の領域において、ユーザが操作をする際、操作のための検出対象物により反射される投影用レーザ光を検知するための検知部をさらに備える。このように構成すれば、たとえば、プレゼンテーションを行う際、第1の領域の操作用画像においてユーザがプレゼンテーションのスライドを送る操作を行うと、検知部によりユーザ操作が検知されるので、その検知結果に基づいて第2の領域に次のスライドを表示させることができる。すなわち、手元の第1の領域で操作した操作結果を第2の領域に反映させることができる。
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画像合成部による画像合成について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レンズを示した図である。 本発明の第1実施形態によるプロジェクタに入力されるもとの画像を示した図である。 本発明の第1実施形態によるプロジェクタに入力された画像が上下方向に間延びされた状態を示した図である。 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2実施形態によるプロジェクタの画像合成部による画像合成について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走査部の駆動感度が大きい状態を示した図である。 本発明の第1実施形態によるプロジェクタの走査部の駆動感度が小さい状態を示した図である。 本発明の第1および第2実施形態の第1変形例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および第2実施形態の第2変形例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実施形態の第3変形例の画像合成部による画像合成について説明するための図である。 本発明の第1および第2実施形態の第4変形例の画像合成部による画像合成について説明するための図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
まず、図1〜図3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について説明する。
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。プロジェクタ100には、2つの画像出力装置2および3が接続されている。画像出力装置2および3は、プロジェクタ100に互いに異なる画像信号を送信するように構成されている。また、プロジェクタ100は、異なる領域に互いに異なる画像を表示可能に構成されている。たとえば、プロジェクタ100は、テーブル1の上面の投影領域に対して、画像出力装置2から入力された操作用投影画像11を表示するように構成されている。また、プロジェクタ100は、スクリーン4などの投影領域に向けて画像出力装置3から入力されたスクリーン用投影画像12を表示するように構成されている。また、プロジェクタ100の操作用投影画像11が投影される側の側面には、検知部107が設けられている。なお、テーブル1の上面およびスクリーン4は、それぞれ、本発明の「第1の領域」および「第2の領域」の一例である。
また、図2に示すように、プロジェクタ100は、レーザ光発生部101と、走査部102と、偏光ビームスプリッタ103と、偏光切り替え素子104と、制御部105と、画像合成部106と、検知部107と、アクチュエータ108と、レンズ109aおよび109bとを主に備えている。なお、レーザ光発生部101は、本発明の「投影用レーザ光発生部」の一例であり、偏光ビームスプリッタ103は、本発明の「偏光振り分け部」の一例である。また、偏光切り替え素子104は、本発明の「偏光切り替え部」の一例であり、レンズ109aおよび109bは、本発明の「光学部材」の一例である。
レーザ光発生部101は、画像出力装置2から入力される画像信号21および画像出力装置3から入力される画像信号22にそれぞれ対応するレーザ光41およびレーザ光42を出力するように構成されている。レーザ光発生部101は、レーザ光41およびレーザ光42をP偏光で出力するように構成されている。なお、画像信号21および画像信号22は、それぞれ、本発明の「第1の画像信号」および「第2の画像信号」の一例である。また、レーザ光41およびレーザ光42は、それぞれ、本発明の「第1の投影用レーザ光」および「第2の投影用レーザ光」の一例である。
走査部102は、レーザ光41およびレーザ光42を走査するように構成されている。走査部102は、MEMSミラーを含み、MEMSミラーを水平方向および垂直方向に駆動させることにより、レーザ光41およびレーザ光42を走査するように構成されている。走査部102は、アクチュエータ108により、水平方向および垂直方向に駆動されるように構成されている。また、走査部102は、レーザ光41およびレーザ光42を、水平方向および垂直方向に走査するように構成されている。また、走査部102は、1つの画像の走査線の全ての奇数行(偶数行)を走査した後に、偶数行(奇数行)の走査を開始するインタレース方式で走査するように構成されている。
偏光ビームスプリッタ103は、レーザ光41およびレーザ光42を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成されている。具体的には、偏光ビームスプリッタ103は、入射するレーザ光の偏光に応じて、レーザ光を透過または反射することによって、レーザ光41およびレーザ光42を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成されている。偏光ビームスプリッタ103は、入射するP偏光のレーザ光を透過し、S偏光のレーザ光を反射する。また、第1実施形態では、後述の偏光切り替え素子104により、レーザ光41がP偏光に、レーザ光42がS偏光に切り替えられている。なお、偏光ビームスプリッタ103は、本発明の「偏光振り分け部」の一例であり、P偏光およびS偏光は、それぞれ、本発明の「第1偏光」および「第2偏光」の一例である。
偏光切り替え素子104は、レーザ光41およびレーザ光42の偏光を、それぞれ、P偏光およびS偏光に切り替えるように構成されている。偏光切り替え素子104は、液晶素子やファラデー素子からなる。また、偏光切り替え素子104は、レーザ光発生部101によりP偏光として出力されたレーザ光41をP偏光のまま通過させ、レーザ光発生部101によりP偏光として出力されたレーザ光42をS偏光に変更して通過させるように構成されている。なお、偏光切り替え素子104は、本発明の「偏光切り替え部」の一例である。
制御部105は、プロジェクタ100の各部を制御するように構成されている。また、制御部105は、合成画像33に対応するレーザ光を出力するようにレーザ光発生部101を制御する。また、制御部105は、アクチュエータ108を制御することにより、走査部102の駆動を制御するように構成されている。また、制御部105は、レーザ光41およびレーザ光42を、それぞれ、P偏光およびS偏光に切り替えるように偏光切り替え素子104を制御する。
画像合成部106は、画像信号21および画像信号22に基づいて合成画像を生成するように構成されている。図3に示すように、画像合成部106は、画像出力装置2から出力される操作用画像31に対応した画像信号21および画像出力装置3から出力されるスクリーン用画像32に対応した画像信号22に基づいて合成画像33を生成するように構成されている。具体的には、画像合成部106は、画像出力装置2の操作用画像31を走査線の偶数行に配置するとともに、画像出力装置3のスクリーン用画像32を走査線の奇数行に配置することにより合成画像33を生成する。
検知部107は、テーブル1の上面において、操作を行うユーザの指により反射されるレーザ光41を検知するように構成されている。具体的には、検知部107は、テーブル1の上面の操作用投影画像11上におけるユーザの指によりレーザ光41が反射されることに基づいてユーザの指の位置情報を検知し、検知した位置情報を制御部105に送信するように構成されている。なお、ユーザの指は、本発明の「検出対象物」の一例である。
レンズ109aおよび109bは、合成画像33をテーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影する際、投影する画像を上下方向に圧縮するために設けられている。また、レンズ109aおよび109bは、図示しないアクチュエータにより移動可能に構成されている。走査線の間隔が広がり表示される画像が上下方向に間延びする場合、レンズ109aおよび109bは、それぞれ、レーザ光41およびレーザ光42の光軸に挿入されるように構成されている。
次に、図1〜図6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の動作について説明する。
まず、画像出力装置2からプロジェクタ100に操作用画像31に対応する画像信号21が入力される。また、画像出力装置3からプロジェクタ100にスクリーン用画像32に対応する画像信号22が入力される。次に、画像合成部106により、操作用画像31およびスクリーン用画像32から合成画像33が生成される。この際、合成画像33は、画像合成部106により、操作用画像31が走査線の偶数行に配置され、スクリーン用画像32が走査線の奇数行に配置されることにより生成される。
次に、制御部105により、1つの合成画像33の走査線の全ての奇数行(偶数行)を走査した後に、偶数行(奇数行)の走査を開始するインタレース方式で走査するように走査部102が制御される。また、これに並行して、制御部105により、P偏光のレーザ光を出力させるようにレーザ光発生部101が制御される。
レーザ光発生部101により、合成画像33の全ての奇数行を走査するための画像信号22に対応するレーザ光42が出力される。次に、垂直ブランキング期間を挟んで、合成画像33の全ての偶数行を走査するための画像信号21に対応するレーザ光41が出力される。この際、レーザ光42およびレーザ光41はどちらもP偏光で出力される。
偏光切り替え素子104により、レーザ光42がP偏光からS偏光に変更される。一方、レーザ光41はP偏光のまま偏光切り替え素子104を通過する。詳細には、制御部105により、奇数行の走査と偶数行の走査の間の垂直ブランキング期間に、偏光切り替え素子104の偏光が切り替えられることによって、奇数行において走査されるレーザ光42はS偏光になるように制御され、偶数行において走査されるレーザ光41はP偏光になるように制御される。
次に、走査部102により、偏光切り替え素子104を通過したレーザ光41およびレーザ光42が、それぞれ、偶数行の走査区間および奇数行の走査区間において走査される。
その後、偏光ビームスプリッタ103により、S偏光のレーザ光42とP偏光のレーザ光41は振り分けられる。具体的には、偏光ビームスプリッタ103において、S偏光のレーザ光42は反射し、一方、P偏光のレーザ光41は透過する。これにより、偏光ビームスプリッタ103により、P偏光からなるレーザ光41およびS偏光からなるレーザ光42は、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に投影されるように振り分けられる。
図4に示すように、偏光ビームスプリッタ103により振り分けられたレーザ光42は、画像を上下方向に圧縮するレンズ109bを通過してスクリーン4に投影される。また、偏光ビームスプリッタ103により振り分けられたレーザ光41は、画像を上下方向に圧縮するレンズ109aを通過してテーブル1の上面に投影される。ここで、図5に示すような画像51を操作用画像31(スクリーン用画像32)として画像合成部106で合成した場合、画像51の走査線間隔に比べ、合成画像の偶数行(奇数行)の走査線間隔は大きいので、そのまま投影すると、図6に示す画像52のように上下方向に画像が間延びする。そのため、レーザ光41(42)を画像を上下方向に圧縮するレンズ109a(109b)を通過させてから投影する必要がある。
また、その後も同様にして、連続する画像信号21に基づく操作用画像31および連続する画像信号22に基づくスクリーン用画像32が、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に連続して表示される。
第1実施形態では、上記のように、入力される画像信号21および画像信号22にそれぞれ対応するレーザ光41およびレーザ光42を出力するレーザ光発生部101と、レーザ光41およびレーザ光42を走査する1つの走査部102とを設け、走査部102により走査される走査区間ごと、または、走査部102により走査されるフレームごとに、レーザ光41およびレーザ光42を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影することによって、入力された互いに異なる画像信号に基づく投影用レーザ光が互いに異なる領域に投影されるので、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、レーザ光41の偏光およびレーザ光42の偏光を、それぞれ、P偏光およびS偏光に切り替える偏光切り替え素子104と、P偏光およびS偏光を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影する偏光ビームスプリッタ103とを設けることによって、偏光ビームスプリッタ103により、偏光に応じてレーザ光41およびレーザ光42が、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けられるので、容易に、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、画像信号21および画像信号22に基づいて合成画像33を生成する画像合成部106を設け、合成画像33に基づいて、走査部102により走査される走査区間ごとに、レーザ光41およびレーザ光42を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成することによって、画像合成部106により、異なる画像が1つの画像に合成されるので、容易に1つの走査部102を用いて異なる画像の投影用レーザ光を走査することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、画像合成部106は、画像信号21に対応する画像を偶数行に配置するとともに、画像信号22に対応する画像を奇数行に配置することにより、合成画像33を生成するように構成されており、走査部102は、インタレース方式で走査するように構成されており、偶数行の走査区間において走査されるレーザ光41および奇数行の走査区間において走査されるレーザ光42を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成することによって、1つの画像の走査線の全ての奇数行(偶数行)を走査した後に、偶数行(奇数行)の走査を開始するインタレース方式の走査において、1つの合成画像33の奇数行に配置された画像信号22に対応するスクリーン用画像32(画像信号21に対応する操作用画像31)の走査を全て終えた後に、偶数行に配置された画像信号21に対応する操作用画像31(画像信号22に対応するスクリーン用画像32)の走査が開始されるので、1つの合成画像33について、1回の振り分け動作を行うだけでよく、容易に、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、レーザ光41の偏光およびレーザ光42の偏光を、それぞれ、P偏光およびS偏光に切り替える偏光切り替え素子104と、P偏光およびS偏光を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影する偏光ビームスプリッタ103とを設け、偏光切り替え素子104により垂直ブランキング期間にP偏光とS偏光とを切り替えるとともに、偏光ビームスプリッタ103により偶数行の走査区間において走査されるP偏光からなるレーザ光41および奇数行の走査区間において走査されるS偏光からなるレーザ光42を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成することによって、偏光切り替え素子104により、走査中ではなく、垂直ブランキング期間を利用して偏光が切り替えられるので、偏光を切り替えるための期間を別個に設けることなくレーザ光41とレーザ光42とを振り分けることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、合成画像33をテーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影する際、投影される画像を上下方向に圧縮する画像圧縮手段を設けることによって、走査線の間隔が広がりそれぞれの画像が上下方向に間延びするので、レンズ109aおよび109bによりその間延びされた画像を圧縮して入力された画像信号に応じたもとの画像の状態に近づけて画像を表示することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、画像圧縮手段は、投影される画像を上下方向に圧縮することが可能なレンズ109aおよびレンズ109b、または、投影される画像を上下方向に圧縮するよう走査部102の駆動を制御する制御部105を含むことによって、レンズ109aおよび109bを用いる場合には、簡易な構成のレンズ109aおよび109bにより容易に画像を上下方向に圧縮して投影することができる。また、走査部102の駆動を制御する場合には、光学部材などの部材を別途設けることなく走査部102の制御のみにより画像を上下方向に圧縮して投影することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、テーブル1の上面には操作用画像31を投影するように構成されており、テーブル1の上面において、ユーザが操作をする際、操作のためのユーザの指により反射されるレーザ光41を検知するための検知部107を設けることによって、たとえば、プレゼンテーションを行う際、テーブル1の上面においてユーザがプレゼンテーションのスライドを送る操作を行うと、検知部によりユーザ操作が検知されるので、その検知結果に基づいてスクリーン4に次のスライドを表示させることができる。すなわち、手元のテーブル1の上面で操作した操作結果をスクリーン4に反映させることができる。
(第2実施形態)
次に、図7および図8を参照して、本発明の第2実施形態によるプロジェクタ200について説明する。この第2実施形態では、互いに異なる2つの画像を偶数行および奇数行に配置することにより画像合成を行った第1実施形態と異なり、互いに異なる2つの画像を上部および下部に配置することにより画像合成を行う例について説明する。
本発明の第2実施形態によるプロジェクタ200は、図7に示すように、レーザ光発生部101と、走査部202と、偏光ビームスプリッタ103と、偏光切り替え素子104と、制御部205と、画像合成部206と、検知部107と、アクチュエータ208とを主に備える。なお、レーザ光発生部101は、本発明の「投影用レーザ光発生部」の一例であり、偏光ビームスプリッタ103は、本発明の「偏光振り分け部」の一例である。また、偏光切り替え素子104は、本発明の「偏光切り替え部」の一例である。
レーザ光発生部101は、画像出力装置2から入力される画像信号61および画像出力装置3から入力される画像信号62にそれぞれ対応するレーザ光81およびレーザ光82を出力するように構成されている。レーザ光発生部101は、レーザ光81およびレーザ光82をP偏光で出力するように構成されている。なお、画像信号61および画像信号62は、それぞれ、本発明の「第1の画像信号」および「第2の画像信号」の一例である。また、レーザ光81およびレーザ光82は、それぞれ、本発明の「第1の投影用レーザ光」および「第2の投影用レーザ光」の一例である。
走査部202は、レーザ光81およびレーザ光82を走査するように構成されている。走査部202は、MEMSミラーを含み、MEMSミラーを水平方向および垂直方向に駆動させることにより、レーザ光81およびレーザ光82を走査するように構成されている。走査部202は、アクチュエータ208により、水平方向および垂直方向に駆動されるように構成されている。また、走査部202は、レーザ光81およびレーザ光82を、水平方向および垂直方向に走査するように構成されている。また、走査部202は、レーザ光81およびレーザ光82を、1つの画像の走査線を上から順に1行ずつ走査するプログレッシブ方式で走査するように構成されている。
偏光ビームスプリッタ103は、レーザ光81およびレーザ光82を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成されている。具体的には、偏光ビームスプリッタ103は、入射するレーザ光の偏光に応じて、レーザ光を透過または反射することによって、レーザ光81およびレーザ光82を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成されている。偏光ビームスプリッタ103は、入射するP偏光のレーザ光を透過し、S偏光のレーザ光を反射する。また、第2実施形態では、後述の偏光切り替え素子104により、レーザ光81がP偏光に、レーザ光82がS偏光に切り替えられている。なお、偏光ビームスプリッタ103は、本発明の「偏光振り分け部」の一例であり、P偏光およびS偏光は、それぞれ、本発明の「第1偏光」および「第2偏光」の一例である。
偏光切り替え素子104は、レーザ光81およびレーザ光82の偏光を、それぞれ、P偏光およびS偏光に切り替えるように構成されている。偏光切り替え素子104は、液晶素子やファラデー素子からなる。また、偏光切り替え素子104は、レーザ光発生部101によりP偏光として出力されたレーザ光81をP偏光のまま通過させ、レーザ光発生部101によりP偏光として出力されたレーザ光82をS偏光に変更して通過させるように構成されている。なお、偏光切り替え素子104は、本発明の「偏光切り替え部」の一例である。
制御部205は、プロジェクタ200の各部を制御するように構成されている。また、制御部205は、合成画像33に対応するレーザ光を出力するようにレーザ光発生部101を制御する。また、制御部205は、アクチュエータ208を制御することにより、走査部202の駆動を制御するように構成されている。また、制御部205は、レーザ光81およびレーザ光82を、それぞれ、P偏光およびS偏光に切り替えるように偏光切り替え素子104を制御する。
ここで、第2実施形態では、画像合成部206は、画像信号61および画像信号62に基づいて合成画像を生成するように構成されている。図8に示すように画像合成部206は、画像出力装置2から出力される操作用画像71に対応した画像信号61および画像出力装置3から出力されるスクリーン用画像72に対応した画像信号62に基づいて合成画像73を生成するように構成されている。具体的には、画像合成部206は、画像出力装置2の操作用画像71を下部に配置し、ブランク領域74を挟んで、画像出力装置3のスクリーン用画像72を上部に配置することにより合成画像73を生成する。ここで、操作用画像71(スクリーン用画像72)と合成画像73における下部(上部)との走査線間隔は、どちらも1行ずつで変わらない。よって、投影された場合でも上下方向に画像が間延びすることがない。
検知部107は、テーブル1の上面において、操作を行うユーザの指により反射されるレーザ光81を検知するように構成されている。具体的には、検知部107は、テーブル1の上面の操作用投影画像11上におけるユーザの指によりレーザ光81が反射されることに基づいてユーザの指の位置情報を検知し、検知した位置情報を制御部205に送信するように構成されている。なお、ユーザの指は、本発明の「検出対象物」の一例である。
次に、図1、図7および図8を参照して、本発明の第2実施形態によるプロジェクタ200の動作について説明する。
まず、画像出力装置2からプロジェクタ200に操作用画像71に対応する画像信号61が入力される。また、画像出力装置3からプロジェクタ200にスクリーン用画像72に対応する画像信号62が入力される。次に、画像合成部206により、操作用画像71およびスクリーン用画像72から合成画像73が生成される。この際、合成画像73は、画像合成部206により、操作用画像71が下部に配置され、スクリーン用画像72が上部に配置されることにより生成される。また、合成画像73は上部に配置した画像と下部に配置した画像の間にブランク領域74が配置された状態で生成される。
次に、制御部205により、1つの合成画像73の走査線を上から順に1行ずつ走査するプログレッシブ方式で走査するように走査部202が制御される。また、これに並行して、制御部205により、P偏光のレーザ光を出力させるようにレーザ光発生部101が制御される。
レーザ光発生部101により、合成画像73の上部を走査するための画像信号62に対応するレーザ光82が出力される。次に、ブランク領域が走査される期間を挟んで、合成画像73の下部を走査するための画像信号61に対応するレーザ光81が出力される。この際、レーザ光42およびレーザ光41はどちらもP偏光で出力される。
偏光切り替え素子104により、レーザ光82がP偏光からS偏光に変更される。一方、レーザ光81はP偏光のまま偏光切り替え素子104を通過する。詳細には、制御部205により、上部の走査と下部の走査の間のブランク領域74を走査している期間に、偏光切り替え素子104の偏光が切り替えられることによって、上部において走査されるレーザ光82はS偏光になるように制御され、下部において走査されるレーザ光81はP偏光になるように制御される。
次に、走査部202により、偏光切り替え素子104を通過したレーザ光81およびレーザ光82が、それぞれ、画像の下部の走査区間および上部の走査区間において走査される。
その後、偏光ビームスプリッタ103により、S偏光のレーザ光82とP偏光のレーザ光81は振り分けられる。具体的には、偏光ビームスプリッタ103において、S偏光のレーザ光82は反射し、一方、P偏光のレーザ光81は透過する。これにより、偏光ビームスプリッタ103により、P偏光からなるレーザ光81およびS偏光からなるレーザ光82は、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に投影されるように振り分けられる。
また、その後も同様にして、連続する画像信号61に基づく操作用画像71および連続する画像信号62に基づくスクリーン用画像72が、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に連続して表示される。
第2実施形態では、上記のように、画像合成部206は、画像信号61に対応する操作用画像71を下部に配置するとともに、画像信号62に対応するスクリーン用画像72を上部に配置することにより、合成画像73を生成するように構成されており、走査部202は、プログレッシブ方式で走査するように構成されており、合成画像73の下部の走査区間において走査されるレーザ光81および合成画像73の上部の走査区間において走査されるレーザ光82を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成することによって、1つの画像を走査する際に1行ずつ偶数行と奇数行を交互に走査するプログレッシブ方式の走査において、1つの合成画像73の上部に配置された画像信号62に対応するスクリーン用画像72(画像信号61に対応する操作用画像71)の走査を全て終えた後に、下部に配置された画像信号61に対応する操作用画像71(画像信号62に対応するスクリーン用画像72)の走査が開始されるので、1つの合成画像73について、1回の振り分け動作を行うだけでよく、容易に、異なる領域に互いに異なる画像を表示することができる。
第2実施形態では、上記のように、レーザ光81の偏光およびレーザ光82の偏光を、それぞれ、P偏光およびS偏光に切り替える偏光切り替え素子104と、P偏光およびS偏光を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影する偏光ビームスプリッタ103とを設け、画像合成部206は、上部に配置した画像と下部に配置した画像の間にブランク領域74を配置した状態で画像を合成するように構成されており、偏光切り替え素子104により、ブランク領域74を走査している間にS偏光とP偏光とを切り替えるとともに、偏光ビームスプリッタ103により画像下部の走査区間において走査されるP偏光からなるレーザ光81および画像上部の走査区間において走査されるS偏光からなるレーザ光82を、それぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に振り分けて投影するように構成することによって、偏光切り替え素子104によりブランク領域74を走査している間に偏光が切り替えられるので、レーザ光81とレーザ光82とを確実に振り分けることができる。
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実施形態では、上下方向に間延びした画像を圧縮するために、レンズ109aおよび109bを使用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、レンズ109aおよび109bの代わりに、凹ミラーを使用してもよい。
また、上記第1実施形態では、上下方向に間延びした画像を圧縮するために、レンズ109aおよび109bを使用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図9および図10に示すように、画像を上下方向に圧縮するよう走査部102の駆動を制御するよう制御部105を構成して、制御部105により電圧の時間変化の割合を変更することにより走査部102の駆動感度を制御し、上下方向に画像を圧縮するようにしてもよい。この場合、制御部105は、本発明の「走査制御部」の一例である。
また、上記第1および第2実施形態では、レーザ光41(81)およびレーザ光42(82)を振り分けて投影するために、偏光切り替え素子104および偏光ビームスプリッタ103を使用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図11に示すように、偏光切り替え素子104および偏光ビームスプリッタ103の代わりに、ポリゴンミラー303使用し、レーザ光41(81)およびレーザ光42(82)ごとにポリゴンミラー303により反射する方向を変えてレーザ光41(81)およびレーザ光42(82)を振り分けて投影してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、レーザ光41(81)およびレーザ光42(82)を振り分けて投影するために、偏光ビームスプリッタ103を使用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ハーフミラーを使用してレーザ光41(81)およびレーザ光42(82)を振り分けてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、レーザ光41(81)およびレーザ光42(82)を振り分けて投影するために、偏光切り替え素子104(204)および偏光ビームスプリッタ103(203)を使用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図12に示すように、2つのレーザ光発生部401aおよび402bを設けて、それぞれが発生するレーザ光41(81)およびレーザ光42(82)の波長を異ならせることによって、波長の違いを利用して回折格子403においてレーザ光41(81)およびレーザ光42(82)を振り分けて投影してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、画像合成部106(206)により、合成画像33(73)を生成する際、異なる2つの画像を、画像の偶数行および奇数行、または、上部および下部に、配置することにより合成画像33(73)を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像合成部により、異なる2つの画像を、偶数行および奇数行、または、上部および下部以外の走査区間ごとに配置して合成画像を生成してもよい。
また、上記第1実施形態では、各合成画像が操作用画像31とスクリーン用画像32とにより構成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図13に示すように、スクリーン4に表示するスクリーン用画像の奇数行に対応する画像34a、偶数行に対応する画像34b、および、テーブル1の上面に表示する操作用画像35を、各表示モードに応じて異なる組み合わせで合成するように構成してもよい。たとえば、ユーザが手元で操作を行わない操作なしモードでは、画像34aと画像34bとで構成された複数の合成画像の間に、1秒間に1画像の割合で、画像34aまたは画像34bと画像35とで合成画像を作成する構成であってもよい。これにより、1秒間に1回という少ない割合で操作用画像35がテーブル1の上面に表示される。また、ユーザが手元で操作を行う操作ありモードでは、各合成画像を画像34aまたは画像34bと画像35とで構成して、常時画像35が表示されるようにしてもよい。また、操作ありモードのうち、スクリーン表示を重視する場合には、合成画像に画像35を組み込む割合を調整して、スクリーン用画像をより鮮明に表示するようにしてもよい。また、この場合、スクリーン用画像を上下方向に圧縮する必要がない。
また、上記第2実施形態では、画像合成部206により、合成画像73を生成する際、異なる2つの画像を上部および下部に配置することにより合成画像73を常に生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、操作モードおよび操作なしモードが切り替え可能であり、操作モード時には、スクリーン用画像72および操作用画像71を、それぞれ、上部および下部に配置して常に画像を合成し、操作なしモード時には、スクリーン用画像をスクリーン4に表示しつつ、1秒間に1画像程度の割合でスクリーン用画像72および操作用画像71を、それぞれ、上部および下部に配置して画像を合成するように構成してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、操作用画像31(71)とスクリーン用画像32(72)を走査区間ごとに合成し、走査区間ごとにレーザ光41(81)およびレーザ光42(82)を振り分けて投影する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図14に示すように、フレームごとにレーザ光を振り分けることにより、操作用画像92(94)およびスクリーン用画像91(93)をそれぞれ、テーブル1の上面およびスクリーン4に表示するようにしてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、テーブル1の上面に操作用画像31(71)を表示し、スクリーン4にスクリーン用画像32(72)を表示させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、対戦ゲーム用に2つのスクリーンにそれぞれのプレイヤー用の異なる画像を表示させてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、2つの領域に異なる2つの画像を表示させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、3つ以上の領域に異なる3つ以上の画像を表示させてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、ユーザの指を使用して操作を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ペンや指示棒等を使用して操作を行ってもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、第1の領域をテーブル1の上面、第2の領域をスクリーン4とする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1の領域および第2の領域を両方ともテーブルの上面にしてもよいし、両方ともスクリーンにしてもよい。また、テーブルの上面やスクリーンの代わりとして壁等でもよい。
1 テーブル(第1の領域)
4 スクリーン(第2の領域)
21、61 画像信号(第1の画像信号)
22、62 画像信号(第2の画像信号)
33、73 合成画像
41、81 レーザ光(第1の投影用レーザ光)
42、82 レーザ光(第2の投影用レーザ光)
74 ブランク領域
100、200 プロジェクタ
101、401a、401b レーザ光発生部(投影用レーザ光発生部)
102、202 走査部
103 偏光ビームスプリッタ(偏光振り分け部)
104 偏光切り替え素子(偏光切り替え部)
105、205 制御部(走査制御部)
106、206 画像合成部
107 検知部
109a、109b レンズ(光学部材)

Claims (10)

  1. 入力される第1の画像信号および前記第1の画像信号とは異なる第2の画像信号にそれぞれ対応する第1の投影用レーザ光および第2の投影用レーザ光を出力する投影用レーザ光発生部と、
    前記第1の投影用レーザ光および前記第2の投影用レーザ光を走査する1つの走査部とを備え、
    前記走査部により走査される走査区間ごと、または、前記走査部により走査されるフレームごとに、前記第1の投影用レーザ光および前記第2の投影用レーザ光を、それぞれ、第1の領域および前記第1の領域とは重ならない第2の領域に振り分けて投影するように構成されている、プロジェクタ。
  2. 前記第1の投影用レーザ光の偏光および前記第2の投影用レーザ光の偏光を、それぞれ、第1偏光および第2偏光に切り替える偏光切り替え部と、
    前記第1偏光および前記第2偏光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影する偏光振り分け部とをさらに備える、請求項1に記載のプロジェクタ。
  3. 前記第1の画像信号および前記第2の画像信号に基づいて合成画像を生成する画像合成部をさらに備え、
    前記合成画像に基づいて、前記走査部により走査される走査区間ごと、または、前記走査部により走査されるフレームごとに、前記第1の投影用レーザ光および前記第2の投影用レーザ光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影するように構成されている、請求項1または2に記載のプロジェクタ。
  4. 前記画像合成部は、前記第1の画像信号に対応する画像を偶数行に配置するとともに、前記第2の画像信号に対応する画像を奇数行に配置することにより、前記合成画像を生成するように構成されており、
    前記走査部は、インタレース方式で走査するように構成されており、
    偶数行の走査区間において走査される前記第1の投影用レーザ光および奇数行の走査区間において走査される前記第2の投影用レーザ光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影するように構成されている、請求項3に記載のプロジェクタ。
  5. 前記第1の投影用レーザ光の偏光および前記第2の投影用レーザ光の偏光を、それぞれ、第1偏光および第2偏光に切り替える偏光切り替え部と、
    前記第1偏光および前記第2偏光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影する偏光振り分け部とをさらに備え、
    前記偏光切り替え部により垂直ブランキング期間に前記第1偏光と前記第2偏光とを切り替えるとともに、前記偏光振り分け部により偶数行の走査区間において走査される前記第1偏光からなる前記第1の投影用レーザ光および奇数行の走査区間において走査される前記第2偏光からなる前記第2の投影用レーザ光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影するように構成されている、請求項4に記載のプロジェクタ。
  6. 前記画像合成部は、前記第1の画像信号に対応する画像を下部に配置するとともに、前記第2の画像信号に対応する画像を上部に配置することにより、前記合成画像を生成するように構成されており、
    前記走査部は、プログレッシブ方式で走査するように構成されており、
    前記合成画像の下部の走査区間において走査される前記第1の投影用レーザ光および前記合成画像の上部の走査区間において走査される前記第2の投影用レーザ光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影するように構成されている、請求項3に記載のプロジェクタ。
  7. 前記第1の投影用レーザ光の偏光および前記第2の投影用レーザ光の偏光を、それぞれ、第1偏光と第2偏光に切り替える偏光切り替え部と、
    前記第1偏光および前記第2偏光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影する偏光振り分け部とをさらに備え、
    前記画像合成部は、上部に配置した画像と下部に配置した画像の間にブランク領域を配置した状態で画像を合成するように構成されており、
    前記偏光切り替え部により前記ブランク領域を走査している期間に前記第1偏光と前記第2偏光とを切り替えるとともに、前記偏光振り分け部により前記合成画像の下部の走査区間において走査される前記第1偏光からなる前記第1の投影用レーザ光および前記合成画像の上部の走査区間において走査される前記第2偏光からなる前記第2の投影用レーザ光を、それぞれ、前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影するように構成されている、請求項6に記載のプロジェクタ。
  8. 前記合成画像を前記第1の領域および前記第2の領域に振り分けて投影する際、投影する画像を上下方向に圧縮する画像圧縮手段をさらに備える、請求項3〜7のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
  9. 前記画像圧縮手段は、投影される画像を上下方向に圧縮することが可能な光学部材、または、投影される画像を上下方向に圧縮するよう走査部の駆動を制御する走査制御部を含む、請求項8に記載のプロジェクタ。
  10. 前記第1の領域には操作用画像を投影するように構成されており、
    前記第1の領域において、ユーザが操作をする際、操作のための検出対象物により反射される前記第1の投影用レーザ光を検知するための検知部をさらに備える、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
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