JP2014115488A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像表示装置１と投影面Ａとの間の空間に入り込んでしまった人が光線の眩しさによって不快を感じるという不具合を防止する。
【解決手段】 光線により画像を投影して表示する画像表示装置１において、画像を投影する光線の照射範囲２０内の音を検出するマイク１３と、マイク１３により音が検出された場合に、画像を投影する光線のレベルを抑制するレベル制御部１２と、を有する。好適な例としては、指向性マイク１３が検出した音声を認識する認識部１２ａと、認識部が音声認識した言葉が予め設定した言葉に一致するかを判定する判定部１２ｂとを有し、レベル制御部１２は、判定部が一致を判定したことに応じて、光線のレベルを抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光等の光線により画像を投影表示する画像表示装置に関する。

例えばレーザプロジェクタといった画像表示装置は、例えば、走査ミラー等の走査装置でレーザ光線を垂直及び水平方向に走査することで、レーザ光により画像を投影表示する。
このような画像表示装置は例えばプレゼンテーションに利用され、画像表示装置により映像や資料画像をスクリーンに投影表示して出席者に提示し、発表者が映像や資料画像に基づいて説明を行なうことがなされている。

特許文献１には、質問者がマイクを介して音声認識処理部にポイント画像の移動や停止等を促す特定音声を入力すると、音声認識処理部がその特定音声に応じたポインタ制御信号を生成し、画像処理部がポインタ制御信号に応じた可視像上でのポイント座標を演算し、そのポイント座標に応じたポイント画像を生成して投影画像と合成し、この合成画像を液晶プロジェクタからスクリーンに投影するプレゼンテーションシステムが記載されている。
しかしながら、特許文献１には、投影光の照射領域との関係で音声を検出する思想は開示されていない。

特許文献２には、マイク装置と、プロジェクタ制御装置と、プロジェクタとを備え、マイク装置は、音声を取り込む音声入力部と、取り込んだ音声の音声データを出力する第１の出力部としての通信部とを備え、プロジェクタ制御装置は、音声データを入力する第１の入力部と、音声データを音声認識データに変換し、音声認識データを用いてキーワードを認識する音声認識部と、認識されたキーワードに対応したコマンドを生成するコマンド生成部と、生成されたコマンドをプロジェクタに出力する第２の出力部とを備え、プロジェクタは、コマンドを入力する第２の入力部としての通信部と、入力したコマンドに基づいてプロジェクタを制御するプロジェクタ制御部と、プロジェクタとしての動作を行うプロジェクタ機能動作部とを備えるプロジェクタシステムが記載されている。
しかしながら、特許文献２には、投影光の照射領域との関係で音声を検出する思想は開示されていない。

特許文献３には、デジタルカメラが教室内の各生徒を被写体に含めた撮影を行ない、オプティカルフォローを用いて、発言者となるべき生徒が椅子から立ち上がる動作や口を動かす動作を検出することで撮影画像上における発言者の位置を特定し、発言者の顔部分の画像データを抽出し、ＰＣがプロジェクトを用いてスクリーン上に教材を表示させ、デジタルカメラから抽出画像データが伝送された際、その抽出画像データに基づきスクリーン上に発言者の顔の画像を重畳表示させるプレゼンテーションシステムが記載されている。
しかしながら、特許文献３には、投影光の照射領域との関係で音声を検出する思想は開示されていない。

特開２００３−４４０７６号公報 特開２００５−２４１９７１号公報 国際公開ＷＯ２０１１−０１３６０５号公報

レーザ光等の光線により画像を投影する画像表示装置では、光線を発する画像表示装置と当該光線により画像が投影されるスクリーン等の投影面との間に空間が形成され、この空間は画像表示装置から投影面へ至る光線の照射領域となる。
このような画像表示装置を例えばプレゼンテーションに用いた場合、出席者や発表者等が上記空間に入り込んでしまうことがあり、出席者や発表者等が光線の眩しさによって不快を感じるという不具合があった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、上記不具合を防止することを目的とする。

本発明は、光線により画像を投影して表示する画像表示装置であり、画像を投影する前記光線の照射範囲内の音を検出するマイクと、前記マイクにより音が検出された場合に、画像を投影する前記光線のレベルを抑制するレベル制御部と、を有する。
したがって、光線の照射範囲内に人が入り込んだことによる何らかの音（例えば、物音、足音、声など）によって、光線のレベルが抑制される。

ここに、光線のレベルを抑制する方法として、光線の輝度や光量を低下させる、光線の輝度や光量をゼロにする、光源の発光出力を低下させる、光源の発光出力を停止させる、フィルタをかけるなどして投影画像を暗くする、等といった種々な方法を採用することができ、要は、照射領域内に入り込んだ人にとって光線が問題とならないようにすればよい。
また、マイクは典型的には音声を検出するが、光線の照射範囲内に人が入り込んだことを示す何らかの音を検出して、光線のレベルが抑制されればよい。

本発明に係る画像表示装置は、前記マイクが検出した音から音声を認識する認識部と、前記認識部が音声を認識したかを判定する判定部と、を有し、前記レベル制御部は、前記判定部が前記音声の認識を判定したことに応じて、画像を投影する前記光線のレベルを抑制するようにしてもよい。
これにより、光線の照射範囲内への人の立ち入りを声（音声）で検出して、光線のレベルが抑制される。

更に、本発明に係る画像表示装置では、前記判定部は、前記認識部が認識した音声が予め設定した言葉に一致するかを判定し、前記レベル制御部は、前記判定部が前記一致を判定したことに応じて、画像を投影する前記光線のレベルを抑制するようにしてもよい。
これにより、例えば「わっ」「眩しい」等といった緊急時に発する言葉を予め設定しておくことにより、光線の照射範囲内に人が入り込んだ緊急時に、当該音声によって光線のレベルが抑制される。

本発明に係る画像表示装置は、種々なマイクを用いることができるが、集音領域が前記光線の照射範囲とほぼ同じ指向性マイクを用いるのが好ましく、これにより、照射領域内の音による光線レベルの抑制精度を向上させることができる。

本発明に係る画像表示装置は、種々なマイクを用いることができるが、集音領域の高さが人の存在し得る高さ範囲とほぼ同じ指向性マイクを用いるのが好ましく、これにより、照射領域内の音による光線レベルの抑制精度を向上させることができる。

本発明は、レーザ光は輝度等の光線レベルがかなり高いことから、レーザ光により画像を投影表示するレーザプロジェクタに適用して好適であるが、他の種類の光線により画像を投影表示する画像表示装置にも適用することができる。
なお、レーザプロジェクタは、走査手段として、小型化、低消費電力化、処理の高速化などで有利なＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)型の走査ミラーを用いるものが好ましい。

本発明によると、画像表示装置と投影面との間の空間に入り込んでしまった人が光線の眩しさによって不快を感じるという不具合を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の照射範囲と集音範囲を説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の照射範囲と集音範囲を説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置のレベル抑制処理を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の使用状況を説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の集音範囲の形成例を説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の集音範囲の形成例を説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の応用例を説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の応用例を説明する概念図である。

本発明を、レーザプロジェクタに適用した一実施形態に基づいて、具体的に説明する。
本発明は、種々な画像表示装置に適用できるものであるが、本実施形態として、レーザ光を反射するＭＥＭＳミラーを備えたレーザプロジェクタの一構成例を説明する。

図１に示すレーザプロジェクタ１は、レーザ光源２ａ〜２ｃと、各種の光学素子３〜５と、ＭＥＭＳ走査ミラー６と、各種の駆動・制御ユニット７〜１２、指向性マイク１３，１４を主体に構成されている。
レーザプロジェクタ１は、赤青緑の各色成分のレーザ光を合成した上で、スクリーンや壁などの投影面Ａに投影することによって、映像信号に応じたカラー画像を投影面Ａ上に表示する。

それぞれのレーザ光源２ａ〜２ｃは、レーザドライバ１１から個別に供給される駆動電流によって互いに独立して駆動する。これによって、レーザ光源２ａからは青成分（Ｂ）、レーザ光源２ｂからは緑成分（Ｇ）、レーザ光源２ｃからは赤成分（Ｒ）といったように、特定の波長のレーザ光が出射される。

ダイクロイックミラー３，４は、特定波長のレーザ光のみを透過し、それ以外を反射することによって、レーザ光源２ａ〜２ｃから出射された各色成分のレーザ光を合成する。具体的には、レーザ光源２ａ，２ｂから出射された青成分および緑成分のレーザ光は、光路上流側のダイクロイックミラー３において合成された上で、光路下流側のダイクロイックミラー４に出射される。この出射された合成光は、ダイクロイックミラー４においてレーザ光源２ｃから出射された赤成分のレーザ光と更に合成され、目標となる最終的なカラー光として出射される。この出射されたカラー光は、レンズ５を介して走査ミラー６に入射される。

ＭＥＭＳ走査ミラー６は、走査ミラー制御部８から駆動信号が入力される走査ミラードライバ７によって走査変位され、自己に入射したカラー光を、自己の振れ角に応じて反射して投影面Ａ上に投射する。この走査ミラー６は、投影面Ａの水平方向Ｘおよび垂直方向Ｙに対応した二次元的な自由度を有しており、その二次元的な変位に対応した線順次走査によって、投影面Ａ上に画像を形成する。この線順次走査は、投影面Ａ上におけるある水平ラインで一方向にレーザスポットｐを進め、次の直下の水平ラインで逆方向にレーザスポットｐを戻すことの繰り返しによって、１フレーム内で連続して行われる。

走査ミラードライバ７は、走査ミラー６に駆動電流を供給することによって、所定の走査順序にしたがって走査ミラー６を駆動させる。それとともに、走査ミラードライバ７は、走査ミラー６におけるミラーの位置（振れ角）を検出する。この検出された位置情報は、位置検出信号として走査ミラー制御部８に通知される。

走査ミラー制御部８は、走査ミラー６に入射されるレーザ光が所定の画像領域を所定の周波数で走査するように、走査ミラー６を制御する。この制御は、走査ミラー制御部８が走査ミラードライバ７に駆動信号を出力することによって行われる。また、走査ミラー制御部８は、走査ミラードライバ７からの位置検出信号に基づいて、水平同期信号ＨＳＮＣおよび垂直同期信号ＶＳＮＣを生成し、これらを映像処理部９に出力する。レーザ光源２ａ〜２ｃからのレーザ光の出射タイミングは、走査ミラー６の位相制御と同期して行う必要があり、この同期を取るために水平／垂直同期信号ＨＳＮＣ，ＶＳＮＣが用いられる。

映像処理部９は、ＰＣ等の外部装置から供給された入力映像信号（映像データ）を、外部装置から供給された同期信号によって規定されたタイミングで、図示しないフレームバッファに随時書き込む。また、映像処理部９は、走査ミラー制御部８から供給された水平／垂直同期信号ＨＳＮＣ，ＶＳＮＣによって規定されたタイミングで、フレームバッファに格納された映像データを順次読み出し、これをレーザ制御部１０に転送する。

レーザ制御部１０は、映像処理部９から順次転送された映像データに基づいて、それぞれの画素に関する駆動電流と、これに適用すべき波形パターンとを決定する。それぞれのレーザ光源２ａ〜２ｃは、色成分毎に設定された駆動電流および波形パターンに基づき、レーザドライバ１１を介して個別に制御・駆動される。

レーザドライバ１１は、それぞれの色成分に関して、レーザ制御部１０から出力された波形パターンを用いて駆動電流を変調し、変調された駆動電流をレーザ光源２ａ〜２ｃに出力する。これにより、レーザ光源２ａ〜２ｃは、表示すべき階調に応じた出力レベルのレーザ光を波形パターンにしたがって出射する。各色成分の出射光を合成した最終的なカラー光は、レーザ光の出射と同期して位置制御される走査ミラー６に導かれて、投影面Ａ上の所望の画素位置に投射される。

図２に示すように、指向性マイク１３は、レーザプロジェクタ１の前面側に設けられており、投影光が射出される窓１ａとほぼ同方向を指向して設けられている。
すなわち、指向性マイク１３は、投影面Ａへ向いて、窓１ａから射出される投影レーザ光とほぼ同方向を指向して設けられている。
本実施形態では指向性マイク１４が設けられており、指向性マイク１４は、レーザプロジェクタ１の後面側に設けられている。

図３及び図４には、レーザプロジェクタ１の窓１ａから射出される投影レーザ光の照射領域２０と、指向性マイク１３による集音領域２１との関係を示してある。
窓１ａから射出されるレーザ光は、投影面Ａに至る空間で、窓１ａから投影面Ａ側へ広がる照射領域２０を呈するが、指向性マイク１３は、その集音領域２１が照射領域２０とほぼ同じとなるように設定されている。

すなわち、指向性マイク１３は、レーザ光が存在する照射領域２０内で発せられた音声を検出し、当該領域２０外で発せられた音声は検出しないようになっている。このように集音領域２１を照射領域２０とほぼ同じくすることで、照射領域２０外の人が発した音声が指向性マイク１３で検出されないようにして、対象とする音声が精度良く指向性マイク１３で検出されるようにしている。
なお、本発明では、照射領域２０内に人が立ち入ることを音声により検出できればよいので、集音領域２１と照射領域２０とは厳密に同じである必要はなく、或る程度のずれは許容される。

更に、本実施形態では、指向性マイク１３の集音領域２１の床面からの高さＨを抑えた態様としている。すなわち、集音領域２１の高さＨを人が存在し得る高さ（例えば、２ｍ）とほぼ同じとすることで、仮に照射領域２０の高さが集音領域２１の高さより高いとしても、集音領域２１の高さをＨに抑えることで、人の立ち入り以外の原因による音声が指向性マイク１３で検出されないようにして、対象とする音が精度良く指向性マイク１３で検出されるようにしている。

また、本実施形態では指向性マイク１４が設けられており、この指向性マイク１４はレーザプロジェクタ１の後方に指向する集音領域２２を有している。
本実施形態では、このような指向性マイク１４を設けることで、レーザプロジェクタ１の後方に位置する人（レーザプロジェクタ１を利用する発表者、レーザプロジェクタ１を走査する操作者など）が発した音声を検出することができるようになっている。

レベル制御部１２は、指向性マイク１３及び指向性マイク１４が検出した音声信号が入力され、この入力された音声信号に基づいて音声認識を行なう認識部１２ａと、認識部１２ａで音声認識された言葉が予め設定した言葉に一致するかを判定する判定部１２ｂとを有している。判定部１２ｂには、「あっ」「わっ」「ストップ」等といった、人が緊急時に咄嗟に発する言葉が予め設定されている。

したがって、このような設定された言葉に一致する音声が指向性マイク１３又は指向性マイク１４で検出されたと判定部１２ｂが判定したことに応じて、レベル制御部１２は、レーザ制御部１０へレーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルを抑制する指示信号を出力する。
レーザ制御部１０は、上記音声に基づく割込み指示信号が入力されると、駆動電流を低下させてレーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルを抑制する。

ここで、本実施形態では、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光を停止させることで、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルを抑制するが、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光量や輝度を、例えば人が眩しく感じない程度といった所定のレベル以下に低下させることによって、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルを抑制するようにしてもよい。
また、本実施形態では、指向性マイクにより音声が検出された場合に、画像を投影する光線のレベルを抑制するために、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルを抑制するが、本発明では、例えば、映像処理部９やレーザ制御部１０が投影する画像の画素値を低下させることで、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルを抑制するようにしてもよい。

図５には、本実施形態に係るレーザプロジェクタ１の画像表示処理の手順を示してある。
レーザプロジェクタ１の画像表示処理が開始されると、上記のように、映像処理部９が外部から入力される映像信号の入力処理及び映像処理を行ない（ステップＳ１，Ｓ２）、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光及び走査ミラー６の走査がなされて（ステップＳ３）、投影面Ａにレーザ光により画像が投影表示される。

画像表示処理がなされているときに、指向性マイク１３又は指向性マイク１４から予め設定された音声（割込み音声）が検出されると（ステップＳ４）、レベル制御部１２がレーザ制御部１０を制御して、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルを抑制する（ステップＳ５）。
そして、このような発光抑制は、操作者などにより再開指示が入力されると解除され（ステップＳ６）、通常の画像表示処理に復帰する。

例えば、図６に示すように、判定部１２ｂに「わっ」「あっ」「ストップ」が設定されている場合、照射領域２０内に立ち入ってしまった人Ｐ１が咄嗟に発した言葉「わっ」が指向性マイク１３により検出され、これによって、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルが抑制される。
また、レーザプロジェクタ１の後部にいる発表者や操作者Ｐ２が、照射領域２０内に人Ｐ１が立ち入ったので、言葉「あっ」や「ストップ」を発すると、この音声が指向性マイク１４により検出され、これによって、レーザ光源２ａ〜２ｃの発光レベルが抑制される。

上記の実施形態では、音声を指向性マイクで検出し、この音声から所定の言葉が認識されたことに応じて光源の発光レベルを抑制したが、特段の指向性を有しないマイクを用いて、当該マイクにより照射領域２０（すなわち、集音領域２１）内で発せられた何らかの音を検出したことに応じて、レベル制御部が光源の発光レベル（光線のレベル）を抑制するようにしてもよい。すなわち、本発明は、制御精度や製品設計等の必要に応じて、上記のような認識部１２ａや判定部１２ｂを設けずとも実施することができる。

また、上記の実施形態では、音声を指向性マイクで検出し、この音声から所定の言葉が認識されたことに応じて光源の発光レベルを抑制したが、特段の指向性を有しないマイクを用いて、当該マイクにより照射領域２０（すなわち、集音領域２１）内で検出された音から音声を認識したことに応じて、レベル制御部が光源の発光レベルを抑制するようにしてもよい。すなわち、本発明は、制御精度や製品設計等の必要に応じて、判定部１２ｂは認識部１２ａが何らかの音声を認識したか否かを判定し、レベル制御部１２は、判定部１２ｂがこの音声認識がなされたと判定したことに応じて、光源の発光レベル（光線のレベル）を抑制するようにしてもよい。

上記の実施形態では、照射領域２０とほぼ同じ集音領域２１をプロジェクタ１に設けた１つの指向性マイク１３で形成したが、例えば、図７に示すように照射領域２０の３つの隅にそれぞれ指向性マイク１３，１３ａ，１３ｂを設けて照射領域２０とほぼ同じ集音領域２１を形成する、または、図８に示すように比較的集音領域が小さい指向性マイク１３を多数設けて照射領域２０をカバーするといったように、種々な態様を採用することができる。

本発明の応用例として、プレゼンテーションにおける発表者や質問者の位置を指向性マイクによって認識し、位置と発言内容を音声認識し、認識された言葉によって処理内容を変更することができる。
例えば、図９に示すように、質問者Ｐ３からの「発光」や「発光開始」の発言を指向性マイク１３や１４が検出して、これに応じてプロジェクタ１が起動して、画像を投影するようにすることができる。更に、この場合、指向性マイク１３や１４が検出するレベルに閾値を設定して、小さな音を検出しないようにするのが好ましく、これによって、小声や比較的遠くにいる出席者Ｐ４の声によって、レーザプロジェクタ１が誤操作されることが防止できる。

また、図１０に示すように、質問者Ｐ５や発表者Ｐ６からの「上」「下」「右」「左」といった発言に応じて投影先を変更し、また、「広く」「狭く」の発言に応じて投影範囲を変更し、また、「明るく」「暗く」の発言に応じて輝度を変更し、また、発表者Ｐ６の「次へ」などの発言の際にマウスのクリックと同等の働きを持たせ次のスライドに相当する外部映像信号を表示させるようにすることもできる。

１：レーザプロジェクタ、 ２ａ〜２ｃ：レーザ光源素子、
１０：レーザ制御部、 １２レベル制御部、
１２ａ：認識部、 １２ｂ：判定部、
１３，１４：指向性マイク、 ２０：照射領域、
２１：集音領域、 Ａ：投影面、

Claims (6)

1. 光線により画像を投影して表示する画像表示装置において、
   画像を投影する前記光線の照射範囲内の音を検出するマイクと、
   前記マイクにより音が検出された場合に、画像を投影する前記光線のレベルを抑制するレベル制御部と、を有することを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置において、
   前記マイクが検出した音から音声を認識する認識部と、
   前記認識部が音声を認識したかを判定する判定部と、を有し、
   前記レベル制御部は、前記判定部が前記音声の認識を判定したことに応じて、画像を投影する前記光線のレベルを抑制することを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項２に記載の画像表示装置において、
   前記判定部は、前記認識部が認識した音声が予め設定した言葉に一致するかを判定し、
   前記レベル制御部は、前記判定部が前記一致を判定したことに応じて、画像を投影する前記光線のレベルを抑制することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
   前記光線を発光する光源を有し、
   前記レベル制御部は、前記光源の発光出力を抑制することで、画像を投影する前記光線のレベルを抑制することを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
   前記マイクは、その集音領域が前記光線の照射範囲とほぼ同じ指向性マイクであることを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
   前記マイクは、その集音領域の高さは人が存在し得る高さ範囲とほぼ同じ指向性マイクであることを特徴とする画像表示装置。

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