JP2018147361A - 画像投影システム - Google Patents

Abstract

【課題】机上投影の際に画像投影装置を投影面に対して平行移動させても、インタラクティブ機能を実現する。
【解決手段】被投影面に投影画像１４０を投影する画像投影装置１と、被投影面に投影された投影画像１４０を撮像する撮像装置７０と、被投影面に平行な光を射出するレーザ光射出装置６０と、を備えた画像投影システム１００において、撮像装置７０およびレーザ光射出装置６０は、画像投影装置１に取り付けられているとともに、レーザ光射出装置６０を被投影面に対して押圧する押圧機構８０を備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、画像投影システムに関する。

画像投影装置として広く知られたプロジェクタは、プレゼンテーション、会議、教育現場、サイネージなどに広く用いられているとともに、液晶パネルの高解像化、ランプの高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。

また、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を利用したＤＬＰ（Digital Light Processing）方式の画像投影装置が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くこれら画像投影装置が利用されるようになってきている。また、スクリーンなどの被投影面までの投影距離を短くした、短焦点型の画像投影装置の開発が盛んである。

近年、画像投影装置や、画像投影装置とパーソナルコンピュータなどの映像供給装置（情報処理装置）とを接続した画像投影システムにおいて、画像投影装置から被投影面に投影されている投影画像に対して、ユーザが自身の指や、電子ペンなどのポインティングデバイスを用いて、投影画像上のポインタ操作や、文字や図形の手書き入力操作などを可能としたインタラクティブ機能を有する画像投影装置、画像投影システムが知られている。

画像投影装置からの投影画像に対し、インタラクティブ機能を実現する方式として、撮像装置にてポインティングデバイスによる照射位置を撮像して位置情報を検出する照射位置検出方式や、投影画像中にポインティングデバイスが読み込むための位置情報を埋め込む位置情報読取方式、等の方式の他、被投影面の周縁部に赤外線レーザなどを射出する光射出装置を配置し、スクリーンからわずかに離れた距離（例えば、２〜３ｍｍ）で、スクリーンと平行方向に光を照射し、その光が指やポインティングデバイスによって遮られた位置を撮像装置（赤外線カメラなど）で撮影して、位置情報を検出する方式（レーザカーテン方式という）が知られている。

例えば、特許文献１には、映像光を投写面に投写する投写部と、投写面に向けて不可視光を出射可能に構成され、かつ、不可視光の照射範囲が映像光の投写領域と投写領域外の所定の領域とを含むように配置された不可視光発光部と、映像光を構成する複数の色光のうちの少なくとも１つと不可視光とを受光可能に構成され、投写面を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、撮像画像に基づいて、所定の領域内に侵入した物体の位置を検出する侵入物検出部と、を備えた投写型映像表示装置が開示されている。

これらの方式では、ポインティングデバイスの操作位置を画像投影装置または映像供給装置で認識することで、または、ポインティングデバイスから位置情報が画像投影装置または映像供給装置に送信されることで、画像投影装置または映像供給装置は、ポインティングデバイスの操作位置を認識することができる。

また、近年、投影画像をスクリーンや壁面に投影するのではなく、机の上に投影することができる形式（以下、机上投影という）の画像投影装置も知られている。机上投影は、画像投影装置を吊り下げて上から投影する場合の他、画像投影装置を机上に設置部材等を介して間接的に、または机上に直接に設置して、投射角度を大きくとり、斜め横から投影することで実現することが知られている。また、机の近傍に位置する構造物（壁など）に画像投影装置を取り付けて、机上投影を実現することも知られている。

しかしながら、これまでの画像投影装置による机上投影において、レーザカーテン方式によるインタラクティブ機能を実現する場合、レーザカーテンが照射される領域は固定されているため、画像投影装置を机（すなわち、投影面）に対して平行方向に移動させた場合、投影範囲とレーザカーテンが照射される領域が一致しなくなり、インタラクティブ機能を使用することができなかった。

そこで本発明は、机上投影の際に画像投影装置を投影面に対して平行移動させても、インタラクティブ機能を実現可能な画像投影システムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影システムは、被投影面に画像を投影する画像投影装置と、前記被投影面に投影された画像を撮像する撮像装置と、前記被投影面に平行な光を射出する光射出装置と、を備えた画像投影システムにおいて、前記撮像装置および前記光射出装置は、前記画像投影装置に取り付けられているとともに、前記光射出装置を前記被投影面に対して押圧する押圧手段を備えるものである。

本発明によれば、机上投影の際に画像投影装置を投影面に対して平行移動させても、インタラクティブ機能を実現することができる。

画像投影システムの一例を示す概略構成図である。 画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。 画像投影装置の側面図であって、被投影面への投影状態を示した図である。 （Ａ）画像投影装置の外装カバーを外した状態を示す斜視図、（Ｂ）（Ａ）の丸囲み部分の拡大構成図である。 照明ユニット、投影ユニット、画像表示素子ユニット、および光源ユニットの断面図である。 画像投影装置の機能ブロック図である。 電子ペンの機能ブロック図である。 映像供給装置の機能ブロック図である。 天吊り投影の場合のレーザカーテン方式の画像投影システムの説明図である。 レーザ光射出装置の内部構成の一例を示す概略構成図である。 画像投影装置による机上投影の説明図である。 机上投影の場合のレーザカーテン方式の画像投影システムの説明図である。 レーザ光射出装置を有する画像投影装置による机上投影の説明図である。 本実施形態に係る画像投影システムによる机上投影の斜視説明図である。 本実施形態に係る画像投影システムによる机上投影の横視図である。 押圧機構の構成例を示す説明図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１６に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（画像投影システム）
図１は、画像投影システム１００の一例を示す概略構成図である。画像投影システム１００は、画像投影装置（プロジェクタ）１と、映像信号（投影情報）を画像投影装置１に供給する映像供給装置１１０と、を含んで構成されており、画像投影装置１と映像供給装置１１０とは、ケーブル１２０によって接続されている。なお、映像信号には静止画表示のための画像信号も含まれる。

画像投影装置１は、映像供給装置１１０が提供する映像信号を基に映像を生成し、スクリーン等の被投影面１３０に投影するプロジェクタである。図１では、被投影面１３０上に画像投影装置１から投影画像１４０が投影されている。

画像投影装置１は、映像信号を入力するインタフェースとして、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）端子、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ端子、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ端子、ＶＧＡ（Video Graphics Array）入力端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等の画像入力端子を備えている。また、画像投影装置１は、複数の画像入力端子を備えていることが好ましい。画像入力端子に接続されたケーブル１２０を介して映像供給装置１１０から映像信号を受信する。ケーブル１２０は、通信インタフェースに準拠したケーブルであって、例えば、ＨＤＭＩケーブルである。

また、画像投影装置１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）等の無線通信プロトコルに準拠した無線通信により、映像供給装置１１０から映像信号を受信してもよい。

映像供給装置１１０は、画像投影装置１が投影すべき画像を提供する装置である。映像供給装置１１０は、映像信号を出力するインタフェースを備えており、映像供給装置１１０の表示画像を形成する映像信号を所定の転送レート（例えば、３０ｆｐｓ（frame per second）〜６０ｆｐｓ）で画像投影装置１に送信する。

映像供給装置１１０も同様に、映像信号を出力するインタフェースとして、ＨＤＭＩ端子、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ端子、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ端子、ＶＧＡ入力端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等の画像出力端子を備えており、これらの端子に接続されたケーブル１２０を介して画像投影装置１に送信することができる。また、映像供給装置１１０は、無線通信により、画像投影装置１に映像信号を送信してもよい。

映像供給装置１１０としては、例えば、ノート型ＰＣ、デスクトップ型ＰＣやタブレット型ＰＣ、スマートフォン等の映像信号を供給可能な情報処理装置を用いることができる。なお、図１に示す例では、画像投影装置１に１つの映像供給装置１１０が接続されているが、画像投影装置１に複数の映像供給装置１１０を接続するものであってもよい。

また、画像投影システム１００は、ユーザが握持した状態で被投影面１３０上で操作することで、種々の操作を実行することができるポインティングデバイスである電子ペン５０を備えている。電子ペン５０は、画像投影装置１および映像供給装置１１０、または映像供給装置１１０に無線通信により接続され、信号の送信が可能となっている。

なお、画像投影装置１が投影する投影画像１４０の基となる投影情報は、映像供給装置１１０から提供されるものに限られず、画像投影装置１の記憶部に記憶されているものであっても、画像投影装置１に外部接続可能なＵＳＢメモリなどの補助記憶装置に記憶されているものであってもよい。

（画像投影装置）
図２は、画像投影装置１の一実施形態を示す外観斜視図である。また、図３は、画像投影装置１の側面図であって、被投影面１３０への投影状態を示した図である。

なお、本実施形態では、画像投影装置１は、ＤＭＤを用いたＤＬＰ(Digital Light Processing)方式のプロジェクタを例に説明するが、本発明を適用可能な画像投影装置１はこれに限られるものではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）方式等であってもよい。また、光源が単色光源であって、カラーホイールにより分光する画像投影装置を例に説明するが、光源として複数のレーザ光源を有し、該レーザ光源からのレーザ光を画像表示素子に導く画像投影装置であってもよい。

画像投影装置１は、装置内部に光源としてのランプや多数の電子基板を備えており、起動時には、装置の内部温度が上昇する。このため、画像投影装置１には、内部の構成部品が耐熱温度を超えないように、吸気口１１および排気口１２が設けられている。

図４（Ａ）は、画像投影装置１の外装カバー２を外した状態を示す斜視図である。また、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の丸囲み部分で示す光学エンジン３と光源ユニット４の拡大構成図である。図４に示すように、画像投影装置１は、光学エンジン３および光源ユニット４を備えている。また、図５は、照明装置である照明ユニット３ａ（照明光学系）、投影ユニット３ｂ（投影光学系）、画像表示素子ユニット１０、および光源ユニット４の上面から見た断面図である。光学エンジン３は、照明ユニット３ａおよび投影ユニット３ｂからなる。

図４に示すように、吸気口１１、排気口１２の内側には、それぞれ吸気ファン１３、排気ファン１４が設けられており、吸気ファン１３から吸入した外気を排気ファン１４から排出することで、装置内の強制気流による空冷がなされる。

画像投影装置１においては、光源ユニット４の光源からの光（白色光）が光学エンジン３の照明ユニット３ａに照射される。照明ユニット３ａ内では、照射された白色光をＲＧＢに分光した後、レンズ、ミラー等により画像表示素子ユニット１０へ導き、変調信号に応じて画像形成する画像表示素子ユニット１０とその画像を投影ユニット３ｂにより被投影面１３０へ拡大投影する構成となっている。

光源ユニット４の光源であるランプ１５としては、種々のランプを用いることができるが、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプなどのアークランプを用いることができる。例えば、高圧水銀ランプを用いることが好ましい。

また、光源ユニット４の側面の一方向側には光源を冷却するファン１６が設けられている。ファン１６は、光源ユニット４の各部が設定された定格温度範囲内の温度となるように、その回転数が制御される。また、光源ユニット４からの光の出射方向と投影ユニット３ｂからの画像光の出射方向は、図５に示すように、略９０°の関係となっている。

また、光学エンジン３の照明ユニット３ａは、光源から照射された光を分光するカラーホイール５（回転色フィルター）と、カラーホイール５から出射した光を導くライトトンネル６と、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９と、を備えている。また、照明ユニット３ａ内には、画像表示素子ユニット１０が設けられる。

照明ユニット３ａでは、先ず、光源からの出射光である白色光が、円盤状のカラーホイール５で単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換され出射される。カラーホイール５から出射された色分離された光は、ライトトンネル６に導かれる。ライトトンネル６は、入射された光がその内部（内壁）で複数回反射され合成されることで均一化する照明均一変換光学部材である。

次いで、ライトトンネル６から出射された光は、２枚のレンズを組み合わせてなるリレーレンズ７により、光の軸上色収差を補正しつつ集光される。また、リレーレンズ７から出射される光は、平面ミラー８および凹面ミラー９によって反射されて、画像表示素子ユニット１０に集光される。画像表示素子ユニット１０は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、画像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像を形成するように投影光を加工して反射する画像表示素子（光変調素子）としてのＤＭＤ１０ａを備えている。

画像表示素子ユニット１０は、入力信号に応じてマイクロミラーのオンオフを切り替えることで投影ユニットへ光を出力する光を選別するとともに階調を表現する。すなわち、ＤＭＤ１０ａにより、時分割で画像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影レンズへ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。画像表示素子ユニット１０で使用する光は投影ユニット３ｂへ反射し、投影ユニット３ｂ内の複数の投影レンズを通り拡大された画像光は被投影面１３０上へ拡大投影される。

図６に画像投影装置１の機能ブロック図を示す。画像投影装置１は、光学エンジン３、画像表示素子ユニット１０、ランプ１５、ファン１６、映像入力端子部２０、映像音声処理部２１、音声出力ユニット２２、ランプ制御部２３、光学制御部２４、操作部２５、操作受付部２７、入出力インタフェース２８、無線通信部２９、主制御部３０、ファン制御部３５等を備えている。

映像入力端子部２０は、映像供給装置１１０にケーブル１２０にて接続される端子部であって、ＨＤＭＩ端子、ビデオ端子、ＲＧＢ端子などである。

映像音声処理部２１は、入力された映像信号をＲＧＢのデジタル映像データに変換し、主制御部３０に転送する。また、映像入力端子部２０、主制御部３０から入力された音声データをＤ／Ａ変換してスピーカーなどの音声出力ユニット２２に出力する。

主制御部３０は、メインプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）と、各処理におけるデータを一時的に格納しておくメモリデバイス（例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等）と、電源ＯＦＦ時にも設定情報等を記録しておく不揮発性メモリであるＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）等がバスで接続された制御手段である。ＮＶＲＡＭに替えて、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の種々の不揮発性メモリを用いてもよい。また、投影情報は、撮像データと比較可能なデータ形式として記憶される。

主制御部３０は、映像音声処理部２１より転送されるＲＧＢ映像データを表示すべく、ランプ制御部２３および光学制御部２４を制御する。ランプ制御部２３は、主制御部３０からの制御に基づいて、光源としてのランプ１５を制御する。また、光学制御部２４は、主制御部３０からの制御に基づいて、光学エンジン３、画像表示素子ユニット１０を制御する。また、ファン制御部３５は、主制御部３０からの制御に基づいて、ファン１６を制御する。

また、主制御部３０は、撮像装置７０（後述する）を制御して撮像タイミングを制御するとともに、撮像装置７０で撮像した被投影面１３０の撮像データを取得する撮像制御部３１と、撮像装置７０で撮像した被投影面１３０の撮像データに基づいて、レーザ光射出装置６０（後述する）から射出された光が遮られた位置を検知する位置検知部３２（位置検知手段）を備えている。

操作部２５は、ユーザからの種々の操作要求を受け付けるものであり、画像投影装置１の外面に設けられるキーボタン（本体キー）によって構成される。例えば、各種設定や選択を行うためのメニュー画面を表示させるメニューキーなどを備えている。また、操作要求には、メニュー画面等のＯＳＤ画面の表示指示、投影している画像のアスペクト比の変更要求、画像投影装置１の電源ＯＦＦ要求、ランプ１５の光量を変更するランプパワー変更要求、などが含まれる。操作部２５は、操作要求を受け付けると、当該操作要求を主制御部３０に通知する。

また、遠隔操作手段としてのリモコン２６には、操作部２５と同様のキーボタンが備えられており、操作部２５と同様の操作が可能である。リモコン２６からの操作要求は、赤外線データで操作受付部２７に送信され、操作受付部２７は、リモコン２６からの信号を受信すると、主制御部３０へ通知する。

無線通信部２９は、電子ペン５０から送信されるクリック情報などの情報を受信して、これを主制御部３０に通知する。

入出力インタフェース２８は、映像供給装置１１０と接続する通信インタフェースであって、電子ペン５０からのクリック情報や、電子ペン５０の位置情報などが画像投影装置１から映像供給装置１１０に送信される。例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの通信インタフェースである。

（電子ペン）
図７に電子ペン５０の機能ブロック図を示す。電子ペン５０は、第１ボタン５１、第２ボタン５２、ペン先ボタン５３、操作受付部５４、電子ペン制御部５５、および無線通信部５６を備え、投影画像１４０上で各種のクリック操作が可能となっている。

操作受付部５４は、第１ボタン５１、第２ボタン５２、ペン先ボタン５３が押下されたことを検知して、これを電子ペン制御部５５へ通知する。ペン先ボタン５３は、電子ペン５０の先端部を被投影面１３０上に押し付けることで押下することが可能となっている。

ここでは、第１ボタン５１がマウスの左ボタン、第２ボタン５２がマウスの右ボタン、ペン先ボタン５３がマウスの左ボタンに割り当てられているものとし、ダブルクリック操作は、第１ボタン５１またはペン先ボタン５３が連続で押下されることで実行されるものとする。なお、ボタンの数および機能の割り当てについては、特に限られるものではない。

無線通信部５６は、画像投影装置１または映像供給装置１１０に対して、クリック情報などの各情報を送信する。

電子ペン制御部５５は、操作受付部５４からいずれかのボタンがクリックされた情報を受けた時は、該クリック情報を、無線通信部５６を介して画像投影装置１または映像供給装置１１０に送信する。

（映像供給装置）
図８に映像供給装置１１０の機能ブロック図を示す。映像供給装置１１０は、データを入力するための入力部１１１と、ディスプレイなどの表示部１１２と、データ通信を行うための通信部１１３と、装置全体の制御を司る制御手段としてのＣＰＵ１１４と、ＣＰＵ１１４のワークエリアとして使用されるＲＡＭ１１５と、ＣＰＵ１１４を動作させるための各種プログラム等を記憶した記憶部１１６とから構成されている。

映像供給装置１１０側でインタラクティブ機能を実現するための構成を備える場合、映像供給装置１１０は、撮像装置７０を制御して撮像タイミングを制御するとともに、撮像装置７０で撮像した被投影面１３０の撮像データを取得する撮像制御部３１や、撮像装置７０で撮像した被投影面１３０の撮像データに基づいて、レーザ光射出装置６０から射出された光が遮られた位置を検知する位置検知部３２を備えるものである。

（レーザカーテン方式（天吊り投影））
次に、レーザカーテン方式の画像投影システム１００について説明する。図９は、天吊りに配置された画像投影装置１から投影画像１４０を被投影面１３０に投影する画像投影システム１００の構成図である。図９の例では、画像投影装置１は、天井に設けられる保持部材により保持され、天吊り状態で固設されている。

この画像投影システム１００は、被投影面１３０の上部にレーザ光射出装置６０が設けられており、レーザ光射出装置６０は、レーザ光６１の平行光線を、被投影面１３０の平行方向に被投影面１３０から所定の間隔を有するように射出する。

また、画像投影システム１００は、投影画像を撮像する撮像装置７０を備えており、撮像装置７０は、画像投影装置１と接続されている。撮像装置７０は、撮像制御部３１により制御されて、被投影面１３０上の投影画像１４０を撮像し、撮像データ（撮像情報）を撮像制御部３１へ渡す撮像装置である。撮像装置７０は、例えば、赤外線カメラである。なお、撮像装置７０は、画像投影装置１の内部に設けられていてもよい。また、撮像装置７０は、映像供給装置１１０と接続されて、映像供給装置１１０で制御されるものであってもよい。

レーザカーテン方式の画像投影システム１００では、レーザ光射出装置６０から照射されたレーザ光６１が遮られた位置を検知すること指やポインティングデバイスの位置を検知するとともに、ポインティングデバイスによる操作を可能としたインタラクティブ機能を実現する。

図１０は、レーザ光射出装置６０の内部構成の一例を示す概略構成図である。レーザ光射出装置６０は、光源６２として、例えば、半導体レーザを有している。光源６２から射出されたレーザ光６１は、レーザ光６１の光路に設けられたコリメータレンズ６３により平行光に変換される。平行光は、次いで、シリンドリカルレンズ６４により直線上に集光され、直線状のレーザ光６１を射出する。

レーザ光射出装置６０は、光源６２、コリメータレンズ６３、およびシリンドリカルレンズ６４の組み合わせを複数有することで、カーテン状のレーザ光６１を射出している。なお、レーザ光射出装置６０の構成は、図１０の例に限られるものではなく、例えば、回転可能に設けられたポリゴンミラーにレーザ光を入射させて、ポリゴンミラーを回転させつつ複数のミラー面で反射させて、カーテン状にレーザ光６１を射出するものであってもよい。

（レーザカーテン方式（机上投影））
図１１は、画像投影装置１による机上投影の説明図である。図１１では、画像投影装置１は、机１５０を被投影面１３０として、投影画像１４０を投影した様子を示している。机１５０の周囲には、３人のユーザ１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃがおり、机上の投影画像１４０を視認可能となっている。

以下、本実施形態では、画像投影装置１は、机１５０に対して、図示しない設置部材等を介して間接的に設置されて、机上投影を行う例について説明するが、画像投影装置１を机１５０に直接載置して机１５０に投影可能な短焦点型の画像投影装置１であれば、机１５０上に直接載置してもよい。また、机１５０の近傍に画像投影装置１を取り付け部材を介して設置可能な構造物がある場合は、これに取り付けるようにしても良い。なお、いずれの場合も画像投影装置１は、机１５０の面に対して平行方向に移動可能に設置される。

図１２は、机１５０に間接的に配置された画像投影装置１から、投影画像１４０を机１５０に投影する画像投影システム１００の構成図である。図１２に示すように、机上投影では、レーザ光射出装置６０は机１５０に載置される。レーザ光射出装置６０から照射されるレーザ光６１の光軸は、机１５０と平行であって、机１５０から、例えば、２〜３ｍｍの間隔を有する位置となるように射出される。

レーザカーテン方式の画像投影システム１００による机上投影では、レーザ光６１が机に対して平行に照射されない場合であって、レーザ光６１が机１５０に当たってしまう場合、机１５０をポインティングデバイスとして検出してしまうおそれがある。また、反対にレーザ光６１が机１５０から離れる方向に向いていると、ポインティングデバイスでレーザ光６１を遮る場所が、机１５０から遠くなるため感度が悪くなる。また、いずれの場合も座標ずれが生じてしまうため、正確な位置検知ができなくなってしまう。

ここで、レーザ光射出装置６０によるレーザ光６１の射出範囲は、画像投影装置１による投影画像１４０の投影範囲と対応するように較正処理（キャリブレーション）がされているものである。このため、図１２に示すような状態から、例えば、画像投影装置１を机１５０と平行方向に図中の左側にずらすと、現在のレーザ光射出装置６０の配置位置では、レーザ光６１を照射できないため、レーザ光射出装置６０も配置位置を変更するとともに、較正処理が必要となる。また、例えば、画像投影装置１を机１５０と平行方向に図中の右側にずらすと、投影画像１４０の投影範囲は、レーザ光射出装置６０から離れた位置となり感度が悪くなる。

そこで、本実施形態に係る画像投影システム（画像投影システム１００）は、被投影面（被投影面１３０（机１５０））に画像（投影画像１４０）を投影する画像投影装置（画像投影装置１）と、被投影面に投影された画像を撮像する撮像装置（撮像装置７０）と、被投影面に平行な光を射出する光射出装置（レーザ光射出装置６０）と、を備えた画像投影システムにおいて、撮像装置および光射出装置は、画像投影装置に取り付けられているとともに、光射出装置を被投影面に対して押圧する押圧手段（押圧機構８０）を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

すなわち、図１３に示すように、画像投影装置１に対し、取付部材９０を介して、レーザ光射出装置６０を備えつけて一体として移動するようにすれば、画像投影装置１を机１５０に対して、平行方向に移動させても、レーザ光射出装置６０を追従させて移動させることが可能となる。

ここで、レーザ光射出装置６０は、机１５０に置いた状態を使用状態として、この状態（すなわち、レーザ光射出装置６０と机１５０との間隔が０）にて、机１５０から所定の間隔で光が照射されるようにレーザ光６１を調整している。

このとき、レーザ光射出装置６０と机１５０との間隔は、レーザ光射出装置６０と机１５０との平行度に依存するため、例えば、図１３に示すように机１５０の平行度が低い状態では、動かした箇所によっては、レーザ光が机１５０から所定距離以上浮いてしまい、インタラクティブ機能の性能が劣化してしまう。

そこで、本実施形態に係る画像投影システム１００は、さらに、取付部材９０を、レーザ光射出装置６０を被投影面１３０（机１５０）に押圧させるための押圧機構８０とするものである。これにより、レーザ光射出装置６０を被投影面１３０（机１５０）に安定して接触させた状態で、平行移動させることが可能となる。

図１４は、本実施形態に係る画像投影システム１００による机上投影の斜視説明図である。また、図１５は、本実施形態に係る画像投影システム１００による机上投影の横視図である。なお、画像投影装置１は、上述のように、設置部材等を介して間接的に設置されており、机１５０面に対して、平行方向に動かせるようになっている。

この画像投影システム１００では、画像投影装置１に撮像装置７０とレーザ光射出装置６０が取り付けられており、画像投影装置１を動かすと、撮像装置７０およびレーザ光射出装置６０も一体として動くようになっている。また、レーザ光射出装置６０は、押圧機構８０により、被投影面１３０である机１５０に押し付けられている。

これにより、画像投影装置１を机１５０面に平行方向に移動させた場合であっても、撮像装置７０およびレーザ光射出装置６０も一体として動くため、較正処理（キャリブレーション）をやり直す必要なくインタラクティブ機能を維持することができる。さらに、レーザ光射出装置６０は、押圧機構８０により常に机１５０側に押し付けられているので、机１５０の平行度が低い場合であっても、レーザ光射出装置６０と机１５０の隙間を０として、レーザ光６１を規定の位置（被投影面１３０からの間隔）で照射することができ、インタラクティブ機能を高精度で実現することができる。

図１６は、押圧機構８０の構成例を示す説明図である。押圧機構８０は、画像投影装置１に接続された第１部材８１と、レーザ光射出装置６０を保持する第２部材８２と、を有し、第１部材８１と第２部材８２とは、収容部８４に設けられた弾性部材であるバネ８３を介して連結されている。バネ８３の下端が第１部材８１に取り付けられ、上端が第２部材８２に取り付けられている。

このとき、第１部材８１は、画像投影装置１に接続され固定されるが、第２部材８２は自由端であるため、レーザ光射出装置６０が机１５０に置かれて、バネ８３に対してバネ８３を引くＦ１方向の力が加わると、バネ８３には弾性力Ｆ２が発生する。この時、バネ８３に取り付けられた第２部材８２、および第２部材８２に保持されるレーザ光射出装置６０には、机１５０側にレーザ光射出装置６０を押圧する力Ｆ３が発生する。

また、レーザ光射出装置６０の底面側（被投影面１３０側）には摩擦低減部材として低摩擦シート６５を貼付することが好ましい。低摩擦シート６５を介することで、レーザ光射出装置６０を机１５０上で平行移動させる際の摺動抵抗を低減して、平行移動をより滑らかにすることができる。

なお、図１６の押圧機構８０の例では、バネの付勢力によりレーザ光射出装置６０を被投影面１３０に押し付ける作用を有するようにしているが、押圧機構８０の構成は、図１６に示すものに限られるものではなく、レーザ光射出装置６０を被投影面１３０に押圧する作用を有するものであればよい。例えば、磁石の磁気力により、レーザ光射出装置６０を被投影面１３０に押し付ける作用を有するようにしてもよい。

また、画像投影装置１が机１５０に直接載置可能な構成である場合は、押圧機構８０の画像投影装置１側の端部は、画像投影装置１に収容される構造を有していればよい。

以上説明した本実施形態に係る画像投影システム１００によれば、机上投影の際に画像投影装置１を被投影面１３０に対して平行移動させても、インタラクティブ機能をそのまま実現することができる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ 画像投影装置
２ 外装カバー
３ 光学エンジン
３ａ 照明ユニット
３ｂ 投影ユニット
４ 光源ユニット
５ カラーホイール
６ ライトトンネル
７ リレーレンズ
８ 平面ミラー
９ 凹面ミラー
１０ 画像表示素子ユニット
１０ａ ＤＭＤ
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ 吸気ファン
１４ 排気ファン
１５ ランプ
１６ ファン
２０ 映像入力端子部
２１ 映像音声処理部
２２ 音声出力ユニット
２３ ランプ制御部
２４ 光学制御部
２５ 操作部
２６ リモコン
２７ 操作受付部
２８ 入出力インタフェース
２９ 無線通信部
３０ 主制御部
３１ 撮像制御部
３２ 位置検出部
３５ ファン制御部
５０ 電子ペン
５１ 第１ボタン
５２ 第２ボタン
５３ ペン先ボタン
５４ 操作受付部
５５ 電子ペン制御部
５６ 無線通信部
６０ レーザ光射出装置
６１ レーザ光
６２ 光源
６３ コリメータレンズ
６４ シリンドリカルレンズ
６５ 低摩擦シート
７０ 撮像装置
８０ 押圧機構
８１ 第１部材
８２ 第２部材
８３ バネ
８４ 収容部
９０ 取付部材
１００ 画像投影システム
１１０ 映像供給装置
１１１ 入力部
１１２ 表示部
１１３ 通信部
１１４ ＣＰＵ
１１５ ＲＡＭ
１１６ 記録部
１２０ ケーブル
１３０ 被投影面
１４０ 投影画像
１５０ 机（被投影面）
１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ ユーザ

特開２０１２−２５６０００号公報

Claims (7)

1. 被投影面に画像を投影する画像投影装置と、
   前記被投影面に投影された画像を撮像する撮像装置と、
   前記被投影面に平行な光を射出する光射出装置と、を備えた画像投影システムにおいて、
   前記撮像装置および前記光射出装置は、前記画像投影装置に取り付けられているとともに、
   前記光射出装置を前記被投影面に対して押圧する押圧手段を備えることを特徴とする画像投影システム。
2. 前記押圧手段は、前記画像投影装置に固設された第１部材と、前記光射出装置に固設された第２部材と、を弾性部材を介して接続してなり、
   該弾性部材の弾性力により、前記光射出装置を前記被投影面に対して押圧することを特徴とする請求項１に記載の画像投影システム。
3. 前記押圧手段は、磁石を有し、
   該磁石の磁気力により、前記光射出装置を前記被投影面に対して押圧することを特徴とする請求項１に記載の画像投影システム。
4. 前記光射出装置の前記被投影面側の面に摩擦低減部材を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影システム。
5. 前記光射出装置は、光源と光学素子を有し、
   前記光学素子は、前記光源からの光を平行光に変換するコリメータレンズを含んでなることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の画像投影システム。
6. 前記画像投影装置は、
   前記撮像装置で前記被投影面に投影された画像を撮像した撮像情報に基づいて、前記光射出装置から射出された光が遮られた位置を検知する位置検知手段を備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の画像投影システム。
7. 前記画像投影装置に投影情報を供給する映像供給装置を備え、
   前記映像供給装置は、
   前記撮像装置で前記被投影面に投影された画像を撮像した撮像情報に基づいて、前記光射出装置から射出された光が遮られた位置を検知する位置検知手段を備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の画像投影システム。