JP2013074455A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テレビにおいて、リモコンが無くてもリモコン操作を可能にする。
【解決手段】テレビ（映像表示装置１）にMEMSを用いた画像投写装置（投射部２）と、前記画像投写装置の投写方向を制御する回転手段と、テレビ前面の視聴者の動作を撮像する撮像手段（センサ部３）と、を備え、前記撮像手段によりテレビ視聴者の動作を検知して、前記画像投写装置によりリモコン画像を投写し、視聴者のリモコン画像に対する動作を撮像して、操作指示を判別して当該テレビを制御するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等の画像投写装置を用いた映像表示装置に関するものである。

近年、一般家庭で視聴するためのテレビにおいては、画面サイズの大型化より視聴距離が増大しており、遠隔操作が必須となってきている。また、テレビが多くの機能をもつようになり、リモコンによる操作が必須の状況にある。

表示技術の分野においては、例えば、特許文献１に開示されているように、MEMSと半導体レーザ光源を用いた小型プロジェクタが普及している。この小型プロジェクタでは、2軸のMEMSミラーを水平及び垂直方向にスキャンすると同時にレーザ光源を変調することで映像を投射することができる。このレーザ光源は略平行光であるため、どのような投射距離でもフォーカスがあった映像が表示できるという特徴があり、例えばスクリーン面が傾斜していてもフォーカスのあったボケのない映像が表示できる。

特開2006−343397号公報

一般家庭で視聴するためのテレビにおいては、リモコンによる操作が必要であり、リモコンが無くなったり、電池が切れると操作できなくなるという問題があった。
本発明の目的は、リモコンにかわる遠隔操作手段をもつテレビ等の画像表示装置を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するため、ＭＥＭＳを用いた投射手段を水平及び垂直方向に回転させる回転手段と、テレビ前面の視聴者の動作を撮像する撮像手段と、前記回転手段と撮像手段を制御する制御手段とを設け、前記制御手段は視聴者の動作を検知してリモコン画像を投射するように前記投射手段と前記回転手段を制御し、さらに視聴者が指示したリモコン画像に対応するリモコンコマンドによりテレビ画面を制御する。

本発明によれば、従来のリモコンと同様が操作が可能であるとともに、より自由度が向上し、使い勝手がよくなる。

本実施例の映像表示装置１の基本構成を示した説明図である。 本実施例の映像表示装置１の内部構成を示した説明図である。 映像表示装置１の前面をセンサ部３で撮影した図である。 本実施例の投射部３の基本構造を示した説明図である。 本実施例のMEMSプロジェクタ２１の内部構成を示した説明図である。 本実施例の映像表示装置１の別の構成を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明における映像表示装置の基本構成を示すブロック図である。映像表示装置１は例えば液晶やプラズマ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、有機EL（Electro Luminescence）などのテレビジョン受像機（以下テレビ）である。映像表示装置１は投射部２、センサ部３、制御部４、表示部５で構成される。また映像表示装置１の表示部５の前方にはテーブル６が設置されているものとする。

まず図１を用いて本発明の動作の概要を説明する。映像表示装置１の映像を見ている視聴者がチャンネル切り替えや音量調整を行いたくなった場合、視聴者は近くにあるテーブル６を２箇所指差す。センサ３は映像表示装置１の前方全体を映像として常に撮影し、その映像を制御部４に送る。

制御部４は前記映像を分析し、視聴者による2度の指差し動作８a及び８ｂを検知し、その場所を映像空間内のＸＹ座標に変換する。制御部４はそのＸＹ座標に応じて投射部２内のモータを制御し、投射部２による投射映像が前記ＸＹ座標位置になるよう調整する。投射部２はモータによるＸＹ座標調整後にリモコン画像７を投射する。

その後、制御部４はリモコン画像７への視聴者の指差し動作を検知し、指差しされたボタン画像に対応するリモコンコマンドを生成し、表示部５へ送信する。リモコン動作を終了したい場合は、例えば手を振る動作９を制御部４が検知し、リモコン画像７を消す。以上が本発明の動作の概要である。

なお、表示部５は例えば液晶やプラズマ、ＣＲＴ、有機ELなどのテレビ表示部及び駆動部であり、その動作は一般的なものであるため説明は省略する。

制御部４の詳細ブロック図である。投射部２はMEMSプロジェクタ２１、X軸モータ２２、Y軸モータ２３で構成されている。センサ部３はCMOSカメラ３１、映像IF部３２で構成されている。制御部４はＣＰＵ４１、モータ用ドライバ４２及び４３で構成されている。CMOSカメラ３１は図３のように映像表示装置１の前方全体を撮影している。

図３ではテーブル６と、図１では図示しなかったソファ１１、及び図示しない視聴者が撮影されているものとする。映像IF部３２はCMOSカメラ３１からのアナログ映像をデジタル値に変換して出力する。

ＣＰＵ４１は映像IF部３２からのデジタル映像信号を入力し、各種画像解析を行う。具体的には図３のように視聴者による１回目の指差し動作８ａを検知し、たとえばその指先のＸＹ座標を（X1,Y1）とし、２回目の指差し動作８ｂを検知し、その指先のＹ座標を（Y2）と決定する。ＣＰＵ４１はＸＹ座標が決定すると、その場所にリモコン画像が投射されるようにX軸モータ２２、Y軸モータ２３を調整する。

なお、一般的にはＣＰＵ４１は直接モータを駆動できないため、間にモータ用ドライバ４２及び４３を挿入し、電流増幅させる必要がある。X軸モータ２２、Y軸モータ２３の調整量は、予めＸＹ座標に対応する投射位置を決めておけば、ＸＹ座標に対するテーブルデータとして決定しておくことが可能である。

MEMSプロジェクタ２１は制御部４からの指示に従い、リモコン画像の表示を行う。またＣＰＵ４１はリモコン画像の表示中の視聴者の指差し動作（図示せず）を検知してＸＹ座標に変換し、そのＸＹ座標に対応するリモコンボタンのコマンドを生成し、表示部５へ送信する。更にＣＰＵ４１はリモコン画像の表示中の視聴者が手を振る動作９を検知してリモコン画像の表示をＯＦＦするようMEMSプロジェクタ２１を制御する。

なお、MEMSプロジェクタ２１によるリモコン画像の大きさは、検知したＸＹ座標（X1,Y1,Y2）で決定する。即ちリモコン画像の始点（上部）を（X1,Y1）、終点（下部）をY2としてリモコン画像の長さ（Y1-Y2）を決定し、幅はその長さから比例計算すればよい。またボタン画像のＸＹ座標も（X1,Y1,Y2）から比例計算で一義的に決定できる。

次に投射部２の可動部の具体的な構造例を図４に示す。MEMSプロジェクタ２１、X軸モータ２２、Y軸モータ２３の構成は同じで、更に固定台座２４、水平回転台座２５、垂直回転軸２６a及び２６ｂ、垂直回転軸受け２７a及び２７ｂを追加している。固定台座２４は映像表示装置１に固定されており、水平回転台座２５より上部の構造物（X軸モータ２２以外）を支える台座である。

水平回転台座２５はX軸モータ２２により水平方向に回転され、水平回転台座２５上部に固定されている構造物（水平回転台座２５、X軸モータ２２以外）もいっしょに回転される。

MEMSプロジェクタ２１とY軸モータ２３は垂直回転軸２６でつながっており、垂直回転軸受け２７にて水平回転台座２５に固定されている。よってMEMSプロジェクタ２１はY軸モータ２３により垂直方向に回転される。これによりMEMSプロジェクタ２１の投射口２８から投射される光はX軸モータ２２、Y軸モータ２３の制御により自由に水平垂直方向に可動させることができる。

最後にMEMSプロジェクタ２１の一般的な内部構成例を図５に示す。MEMSプロジェクタ２１はＭＥＭＳ211、レーザ212、反射ミラー213、レーザドライバ214、ＭＥＭＳドライバ215、画像生成部216で構成される。画像生成部216は投射するリモコン画像信号とそれに同期した水平同期信号及び垂直同期信号を生成する。レーザドライバ214は画像生成部216のリモコン画像信号を受け、それに応じてレーザ212を変調する。レーザ212は例えばＲＧＢ用に３個（212a、212b、212c）用い、画像信号のＲＧＢ毎に変調が行われ、ＲＧＢのレーザ光を出力する。

ＲＧＢのレーザ光は反射ミラー213により合成される。なお、反射ミラー213は特定の波長を反射しそれ以外の波長を透過するような特殊な光学素子が用いられており、一般的にはタイクロイックミラーと呼ばれている。例えば反射ミラー213aは全反射、反射ミラー213bはレーザ212aのレーザ光を透過しレーザ212bのレーザ光を反射、反射ミラー213cはレーザ212aお呼び212bのレーザ光を透過しレーザ212cのレーザ光を反射する特性である。これによりＲＧＢのレーザ光を１本に合成することができる。

合成されたレーザ光はＭＥＭＳ211に入射される。ＭＥＭＳ211は一つの素子に２軸の回転機構があり、中央のミラーがその２軸で水平垂直方向に振動させることができ、その制御はＭＥＭＳドライバ215により行われる。ＭＥＭＳドライバ215は画像生成部216からの水平同期信号に同期して正弦波を生成し、また垂直同期信号に同期してノコギリ波を生成してＭＥＭＳ211を駆動する。ＭＥＭＳ211は前記正弦波を受けて水平方向に正弦波運動を行うと同時に前記ノコギリ波を受けて垂直方向の一方向に等速運動を行う。これにより、図５のような軌跡でレーザ光は走査され、その走査がレーザドライバ214による変調動作と同期することで、リモコン画像が投射されることになる。

以上が本実施例の基本的な動作である。
なお、本実施例では図１のようにテーブル６の上に投射した例で説明したが、投射される位置や対象物はなんでもよい。レーザ光は先に述べたように略平行光であるためどこでもフォーカスが合う。従って例えば図６のように視聴者の手のひら１０上でもよい。図６におけるリモコン画像の投射手順は図１の場合と同じであるため省略するが、手のひら１０上で２度の指差し動作８を行えばよい。

また本実施例ではリモコン用途で説明したが、投射する画像やセンシング動作はそれに限る必要はない。例えば、投射する画像はデータ放送の映像や裏番組でもよく、データ放送なら対応する画面内ボタンを指差し動作するとそれに応じたリンク先の情報に変えるなど、リモコンで行っていた動作を行わせればよい。

そのシーケンスはリモコン画像時と同じなので省略するが、データ放送の表示を開始させる動作を例えば指１本を上向きに立てる、裏番組の表示を開始させる動作を例えば指２本を上向きに立てる、など予め複数の指による開始動作を決めておけばよい。もちろん開始動作は指による動作だけでなく、例えば視聴者の声による指示などでもよい。

また本実施例ではセンサ３にCMOSカメラを用いて説明したが、それに限らずCCDカメラや赤外線カメラなど2次元空間を撮像できる手段であればよい。

１…画像表示装置、２…投射部、３…センサ部、４…制御部、５…表示部、
６…テーブル、７…リモコン画像、８…指差し動作、９…手を振る動作、
10…手のひら、11…ソファ、21…MEMSプロジェクタ、22…X軸モータ、
23…Y軸モータ、24…固定台座、25…水平回転台座、26…垂直回転軸、
27…垂直回転軸受け、31…CMOSカメラ、32…映像IF部、41…ＣＰＵ、
42…モータ用ドライバ、43…モータ用ドライバ、
211…ＭＥＭＳ、212…レーザ、213…反射ミラー、214…レーザドライバ、
215…ＭＥＭＳドライバ、216…画像生成部

Claims (8)

1. 映像表示装置において、
   光源と、前記光源を駆動する光源駆動手段と、前記光源からの出射光を反射し対象物に投射する反射ミラーと、前記反射ミラーを駆動するミラー駆動手段と、特定画像を生成する画像生成手段と、を有する投射手段と、
   映像を表示する表示手段と、
   前記投射手段を水平及び垂直方向に回転させる回転手段と、
   前記映像表示装置の前面の視聴者の動作を撮像する撮像手段と、
   少なくとも前記回転手段と撮像手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は視聴者の動作を検知して特定画像を投射するように前記投射手段と前記回転手段を制御すると共に前記表示手段を制御することを特徴とする映像表示装置
2. 請求項１の映像表示装置において、前記投射手段が投射する画像は映像表示装置のリモコンのボタンを描画し、前記制御手段は視聴者の動作で指示された前記リモコンボタン画像のボタン位置に対応するリモコンコマンドを表示手段に送ることを特徴とする映像表示装置
3. 請求項１の映像表示装置において、前記投射手段が投射する画像は地上放送波のデータ放送画面を表示し、前記制御手段は視聴者の動作で指示された前記データ放送画面のボタン位置に対応するコマンドを表示手段に送ることを特徴とする映像表示装置
4. 請求項１の映像表示装置において、前記投射手段が投射する画像は裏番組を表示することを特徴とする映像表示装置
5. 映像表示装置において、
   光源と、前記光源を駆動する光源駆動手段と、前記光源からの出射光を反射し対象物に投射する反射ミラーと、前記反射ミラーを駆動するミラー駆動手段と、
   特定画像を生成する画像生成手段と、を有する投射手段と、
   映像を表示する表示手段と、
   前記投射手段を水平及び垂直方向に回転させる回転手段と、
   前記映像表示装置の前面の視聴者の動作を撮像する撮像手段と、
   少なくとも前記回転手段と撮像手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は視聴者の第一動作を検知しその２次元位置に特定画像を投射するように前記投射手段と前記回転手段を制御し、
   記制御手段は視聴者の第二動作を検知しその２次元位置に基づいて前記表示手段を制御し、
   前記制御手段は視聴者の第三動作を検知し特定画像の投射を終了するように前記投射手段を制御することを特徴とする映像表示装置
6. 請求項５の映像表示装置において、前記投射手段が投射する画像は映像表示装置のリモコンのボタンを描画し、前記制御手段は視聴者の第二動作で指示された前記リモコンボタン画像のボタン位置に対応するリモコンコマンドを表示手段に送ることを特徴とする映像表示装置
7. 請求項５の映像表示装置において、前記投射手段が投射する画像は地上放送波のデータ放送画面を表示し、前記制御手段は視聴者の第二動作で指示された前記データ放送画面のボタン位置に対応するコマンドを表示手段に送ることを特徴とする映像表示装置
8. 請求項５の映像表示装置において、前記投射手段が投射する画像は裏番組を表示することを特徴とする映像表示装置

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