JP5533015B2

JP5533015B2 - プロジェクタ

Info

Publication number: JP5533015B2
Application number: JP2010038101A
Authority: JP
Inventors: 静二 ▲高▼野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP2011175051A

Description

本発明は、プロジェクタに関するものである。

机上等の設置面に画像を投射するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このプロジェクタにおいては、観察者は、設置面の上方から投射された画像を鑑賞することができる。

特開２００３−２８００９１号公報

しかし、このプロジェクタは小型でありプロジェクタ本体に操作ボタンを配置するための面積が十分ではなく、また、軽量であるため操作ボタンを操作する際に転倒する虞があった。

本発明の目的は、プロジェクタ本体に操作ボタンを配置せずに画像を投射することができる小型のプロジェクタを提供することである。

本発明のプロジェクタは、画像を投射する投射部と、設置面に設置された状態での前後方向または左右方向の少なくとも１方向に対する装置本体の傾きを検出する傾き検出部と、前記装置本体の傾きに応じて、前記投射部で投射される画像に対する処理を行う制御部と、前記装置本体の設置面に対向する面に設けられた凸状の曲面部とを備えることを特徴とする。

また、本発明のプロジェクタは、画像を投射する投射部と、設置面に設置された状態での上下方向の回転軸に対する装置本体の回転を検出する回転検出部と、前記装置本体の回転に応じて、前記投射部で投射される画像に対する処理を行う制御部と、前記装置本体の設置面に対向する面に設けられた凸状の曲面部とを備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクタによれば、小型であって、プロジェクタ本体に操作ボタンを配置せずに画像の投射を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタユニットの構成を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタを示す図である。本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの動き検出処理について説明する図である。本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの動き検出処理について説明する図である。本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの動き検出処理について説明する図である。本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタの垂直面への投射を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタを示す図である。本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの動き検出処理について説明する図である。本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの動き検出処理について説明する図である。本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタの他の構成を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。図１は、第１の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。プロジェクタ２は、ＣＰＵ４を備え、ＣＰＵ４には、プロジェクタユニット６、電源スイッチ８、投射画像の画像データを記憶する画像記憶部１０、プロジェクタユニット６や動き検出部１４等に電源の供給を行うバッテリ１２、プロジェクタ２の動きを検出する動き検出部１４、動き検出部１４により検出された動きに応じてＬＣＯＳ３０に表示する投射画像に対して後述する移動、拡大及び縮小、画像の選択等の処理を行う画像処理部１６が接続されている。なお、プロジェクタ２は、机上等の水平面である設置面Ｇに載置され、設置面Ｇ上の投射領域Ｒに投射画像の投射を行う。

図２は実施の形態に係るプロジェクタユニットの構成を示す断面図である。光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）２４から射出された光は、集光レンズ２６により略平行とされ、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２８に入射する。

例えば、図２に示すようにＰＢＳ２８に入射光の進行方向に対して４５°の角度で設けられた偏光分離膜２８ａがＰ偏光光のみを透過する場合には、ＬＣＯＳ３０にＰ偏光光のみが入射する。ここで、ＬＣＯＳ３０の図示しない液晶層は、電圧が印加されると入射光に対して位相板として機能する。即ち、ＬＣＯＳ３０の図示しない液晶層のうち電圧が印加された画素領域を透過した光はＰ偏光からＳ偏光に変換され、電圧が印加されていない画素領域を透過した光はＰ偏光のまま進行する。

そして、ＬＣＯＳ３０に入射した光は、ＬＣＯＳ３０により反射され、ＰＢＳ２８に再度入射する。Ｐ偏光とＳ偏光との混合光としてＰＢＳ２８に再度入射した光のうち、ＬＣＯＳ３０の電圧が印加された画素領域を透過したＳ偏光の光のみが偏光分離膜２８ａで反射され、Ｐ偏光と分離される。当該Ｓ偏光光は、ＰＢＳ２８から上方へ向かって射出された後に、投射画像を投射するための投射レンズ３２及び投射レンズ３２から射出された投射画像の投射方向を偏向させる投射ミラー３４を介して投射窓３６（図１参照）から投射される。

ここで、投射ミラー３４は投射面に投射される画像に対して台形補正を施すことができるように、所定の曲率を有する自由曲面ミラーから構成されている。また、本実施の形態に係るプロジェクタ２においては、プロジェクタ２を机上等の水平面である設置面Ｇに設置したときに、投射窓３６から設置面Ｇまでの画像の投射距離が一義的に定まるため、当該投射距離だけ離れた位置において投射領域Ｒに鮮明な投射画像を結像できるようにプロジェクタユニット６を構成する光学部材を所定の位置にあらかじめ固定しておくことができる。

図３は、第１の実施の形態に係るプロジェクタを示す図であり、図３（ａ）は投射を行っている状態を示す外観図、図３（ｂ）はプロジェクタを設置面側から視た図である。

図３（ａ）に示すように、プロジェクタ２は、机上等の水平面である設置面Ｇに載置され、設置面Ｇ上に投射画像の投射を行う。また、図３（ｂ）に示すように、ボールを使った機械式センサとして、プロジェクタ２の設置面Ｇと対向する面には穴３８が設けられ、穴３８には設置面Ｇとの摩擦回転により設置面Ｇとの相対動作を検出するボール４０が嵌めこまれている。設置面Ｇとの相対動作としては設置面Ｇに対する移動方向及び移動量の検出を行う。なお、ボール４０の直径は、設置面Ｇ上に載置した場合には穴３８からわずかに設置面Ｇ側に突出するように設計されている。

図３（ａ）に示す矢印の方向へプロジェクタ２が移動すると動き検出部１４は、ボール４０の移動方向に基づいてそれぞれ左方向、右方向、前方向、後方向へ移動したことを検出する。

次に図４〜図６を参照して第１の実施の形態に係るプロジェクタの動き検出処理について説明する。図４（ａ）に示すように投射領域Ｒに１枚の画像「画像８」が投射されている場合において、動き検出部１４によりボール４０の動きを検出し、プロジェクタ２が移動し始めたことを検出すると図４（ｂ）に示すようにサムネイル表示に切り替える。また、このとき画像処理部１６は現在選択されている画像に太枠で示されるカーソル４１を表示する。

次に、図４（ｂ）に示すようにサムネイル表示で投射を行っている場合において、動き検出部１４はボール４０の動きに基づいてプロジェクタ２が右方向へ１ｃｍ動いたことを検出すると、例えば１ｃｍの移動を１サムネイルの移動に置き換え、画像処理部１６は図５（ａ）に矢印で示すようにカーソル４１を表示する画像を「画像８」から「画像９」へ移動する。

また、図５（ａ）に示すように「画像９」にカーソル４１を表示している場合において、動き検出部１４はボール４０の動きに基づいてプロジェクタ２が左方向へ２ｃｍ、後方向へ２ｃｍ動いたことを検出すると、画像処理部１６は図５（ｂ）に矢印で示すようにカーソル４１を表示する画像を「画像９」から「画像１７」へ移動する。

また、図６に示すように「画像１７」にカーソル４１を表示している場合において、投射窓３６が一定方向を向いたままボール４０の動きに基づいてプロジェクタ２が円を描くように１回転したことを動き検出部１４が検出すると、サムネイル表示から１枚の画像投射に切り替える。このとき、サムネイル表示においてカーソル４１が表示されている「画像１７」を選択し１枚の画像として投射する。

本実施の形態に係るプロジェクタによれば、装置本体の移動方向にカーソルを移動させるため、操作スイッチを配置することなく直感的な操作を行うことができる。

なお、上述の実施の形態においてはボールを用いてプロジェクタ２の移動方向及び移動量を検出する構成としたが、光学式センサを用いて移動方向及び移動量を検出する構成としてもよい。

また、移動したプロジェクタ２を元の位置に戻す場合には、動き検出部１４により検出した動きに基づく処理を行わなくてもよい。例えば、プロジェクタ２の動きに基づく処理を開始してから、所定の時間内（例えば１分間）は、動き検出部１４がプロジェクタ２の動きの検出を行わないようにするか、または、所定の時間内は、動き検出部１４により検出した動きに基づく処理を行わないようにしてもよい。また、処理を行うために、動き検出部１４で検出されたプロジェクタ２の動きを憶えておき、動き検出部１４がその動きと逆の動きを検出した場合は、その逆の動きに基づく処理を行わないようにしてもよい。

また、ユーザの意図しない操作による誤動作を防ぐため動き検出部１４により検出された動きが所定の閾値以下である場合には、動き検出部１４により検出した動きに基づく処理を行わなくてもよい。

また、動き検出部１４により動きが検出されている場合、即ちプロジェクタ２の移動中においては、ＬＥＤ２４から射出される光を消灯してもよい。この場合には、プロジェクタ２の移動に従って投射領域Ｒが移動することによって鑑賞者が投射領域Ｒを目で追うこととなる負担を低減することができる。

また、プロジェクタ２の移動中において画像処理部１６により画像処理を行うことにより、設置面Ｇに対してサムネイル表示の画像が投射される位置を固定してもよい。例えば、図４（ｂ）に示すようにサムネイル表示の画像が投射されている場合において、動き検出部１４はボール４０の動きに基づいてプロジェクタ２が右方向へ１ｃｍ動いたことを検出すると、設置面Ｇ上に対する画像２〜５、画像７〜１０、画像１２〜１５、画像１７〜２０のサムネイル画像が表示される位置は移動せず、投射領域Ｒは右に１サムネイル分移動する。従って、画像１，６，１１，１６のサムネイル画像は投射されないこととなる。なお、このとき画像５，１０，１５，２０の右側に新たなサムネイル画像を表示してもよい。

また、上述の実施の形態においては、プロジェクタ２の１ｃｍの移動を１サムネイルの移動に置き換える構成を例に説明したが、プロジェクタ２の所定量の移動を１サムネイルの移動に置き換える構成であればよい。

また、上述の実施の形態においては、設置面を机上等の水平面とし、設置面である水平面に対して投射する構成を例に説明したが、図７に示すように設置面を水平面Ｈとし、水平面Ｈに対して垂直である壁等の垂直面Ｗに投射する構成であってもよい。この場合にはプロジェクタ２が移動すると動き検出部１４は、ボール４０の移動方向に基づいてそれぞれ左方向、右方向、上方向、下方向へ移動したことを検出し、画像処理部１６は検出した動きに応じた処理を行う。

次に、図面を参照して本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。この第２の実施の形態に係るプロジェクタは、第１の実施の形態に係るプロジェクタにおいて用いた機械式センサまたは光学式センサの代わりに、装置本体の傾きを検出する傾き検出部として加速度センサを用いている。従って、第１の実施の形態と同一の構成についての詳細な説明は省略し、異なる部分のみについて詳細に説明する。また、第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付して説明する。

図８は、第２の実施の形態に係るプロジェクタを示す図であり、図８（ａ）は投射を行っている状態を示す外観図、図８（ｂ）は設置面に対する相対動作を検出する動き検出部について説明するための図である。

図８（ａ）に示すようにプロジェクタ４２は机上等の水平面である設置面Ｇの投射領域Ｒに投射画像の投射を行う。また、プロジェクタ４２は、装置本体４４、装置本体４４の設置面Ｇに対向する面に設けられた凸状の曲面部４６を備えている。プロジェクタ４２は、ユーザが設置面Ｇに対して傾けた後、手を離した場合でも転倒せずに直立状態に戻る。

また、図８（ｂ）に示すように装置本体４４には矢印で示す左右方向及び前後方向の２軸の加速度を計測する加速度センサが設けられ、プロジェクタ４２が傾くと図８（ｂ）に示す左方向、右方向、前方向、後方向への傾きを検出する。

次に図９及び図１０を参照して第２の実施の形態に係るプロジェクタの動き検出処理について説明する。図９（ａ）に示すように１枚の画像が投射されている場合において、投射窓３６が一定方向を向いたまま加速度センサにより計測された加速度に基づいてプロジェクタ４２の本体の軌道が逆の円錐を描くように右に１回転したことを動き検出部１４が検出すると画像処理部１６はズーム処理を開始する。このとき、例えば図９（ｂ）に示すようにズーム位置を投射画像Ｑの中心とし、ズーム倍率を３倍等固定して投射を行う。このとき、ズーム位置を設定するズーム位置設定モードとしてズーム処理を開始する。

次に動き検出部１４は、加速度センサにより計測された加速度に基づいてプロジェクタ４２の傾き方向を検出する。例えば、図１０（ａ）に示すように右に傾いている場合には投射領域Ｒに投射している投射画像Ｑのズーム位置を右方向へ移動する。また、この移動は一定速度で行い、また、動き検出部１４により傾きが検出されている間行う。ここで、動き検出部１４により傾きが検出されている間においては、画像処理部１６は投射画像に対して台形補正を行い適切な画像を投射するようにしてもよい。

また、ズーム位置設定モードにおいて投射窓３６が一定方向を向いたまま加速度センサにより計測された加速度に基づいてプロジェクタ４２の本体の軌道が逆の円錐を描くように左に１回転したことを動き検出部１４が検出すると、倍率変更モードとしてもよい。倍率変更モードにおいては、例えば、動き検出部１４によりプロジェクタ４２が前方向に傾いたことを検出すると画像処理部１６はズーム倍率を上げ、後方向に傾いたことを検出するとズーム倍率を下げる処理を行う。倍率変更モードにおいてさらに投射窓３６が一定方向を向いたまま加速度センサにより計測された加速度に基づいてプロジェクタ４２の本体の軌道が逆の円錐を描くように左に１回転したことを動き検出部１４が検出すると、その直前のズーム倍率に設定し上述のズーム位置設定モードに戻る。

次に、右に傾いたプロジェクタ４２が直立状態に戻った場合、即ち加速度センサにより計測される加速度が左右方向、前後方向共に０ｍ／ｓ^２となった場合には、直立状態に戻る直前のズーム位置で拡大した投射画像Ｑの投射を行う。次に、図１０（ｂ）に示すように直立状態において投射窓３６が一定方向を向いたまま加速度センサにより計測された加速度に基づいてプロジェクタ２の本体の移動した軌道が逆の円錐を描くように右に１回転したことを動き検出部１４が検出すると、画像処理部１６はズーム処理を終了する。ズーム処理を行っている場合には、画像処理部１６は投射画像に対して例えば、左に１回転させると倍率変更モードに切り替える等のガイドを図形や文字を用いて表示してもよい。

本実施の形態に係るプロジェクタによれば、装置本体の傾き方向に拡大した投射画像の移動を行うため、装置本体に操作ボタンを配置することなく直感的な操作を行うことができる。

なお、上述の実施の形態においては、動き検出部１４によりプロジェクタ４２の傾きが検出されている時間、一定速度で拡大した投射画像の移動を行うことによりズーム位置を移動する構成を例に説明したが、加速度センサにより計測された加速度に基づき検出された最大の傾斜角に応じてズーム位置を設定する構成としてもよい。例えば、動き検出部１４によりプロジェクタ４２が右方向に３０°傾いていることが検出された場合に、画像処理部１６はズームの中心位置を投射画像の中心から右に１００ピクセル移動する等の処理を行う。また、プロジェクタ４２の傾き角度に応じて倍率を変更する構成としてもよい。例えば、動き検出部１４によりプロジェクタ４２が右方向に３０°傾いていることが検出された場合に、画像処理部１６は投射画像を５倍拡大する等の処理を行う。

また、上述の実施の形態において、ズーム処理の開始を投射窓３６が一定方向を向いたまま加速度センサにより計測された加速度に基づいてプロジェクタ４２の本体の移動した軌道が逆の円錐を描くように右に１回転したことを動き検出部１４が検出するとズーム処理を開始する構成を例に説明したが、プロジェクタ４２が傾き始めたことを動き検出部１４により検出した場合にズーム処理を開始する構成としてもよい。

また、上述の実施の形態において、２軸の加速度センサを例に説明したが、さらに上下方向の加速度についても計測する３軸の加速度センサとしてもよい。この場合にはさらに精度よく加速度を計測することができる。

また、上述の実施の形態において、プロジェクタ４２の傾きを計測する動き検出部置として加速度センサを用いる構成を例に説明したが、ジャイロセンサを用いてもよい。この場合には、図１１（ａ）に示すようにジャイロセンサは前後方向の回転軸及び左右方向の回転軸に対する回転運動を検出し、動き検出部１４は検出された回転運動に基づいてプロジェクタ４２の傾きを検出する。また、画像処理部１６は傾きに応じた処理を投射画像に対して行う。

また、図１１（ｂ）に示すように上下方向のジャイロセンサを追加して、上下方向の回転軸に対するプロジェクタ４２の回転運動（自転運動）を検出するように設置しても良い。この場合には、プロジェクタ４２が上下方向の回転軸に対して１回転したことをジャイロセンサが検出したら、例えばサムネイル表示から１枚の画像投影に切り替える。なお、１回転ではなく、プロジェクタ４２を半回転させてから、逆方向に半回転させて元の向きに戻したことをジャイロセンサが検出したら、例えばサムネイル表示から１枚の画像投影に切り替えるようにしてもよい。

また、上述の各実施の形態においては、プロジェクタの移動、傾き、回転のいずれかを検出したら、投影する画像に対する処理を行うが、プロジェクタの移動、傾き、回転のうちの少なくとも２つ以上の動きを同時、又は時間的に連続して検出したら、投影する画像に対する所定の処理を行うようにしてもよい。このことによって、プロジェクタの動きによって投影する画像に対して行う処理の種類を増やすことができる。

なお、上述の各実施の形態において、プロジェクタは投射レンズ３２から射出された投射画像の投射方向を偏向させる投射ミラー３４を備え投射窓３６から設置面に投射する構成を例に説明したが、投射ミラー３４を設けない構成としてもよい。即ち、投射窓３６が設けられた面に対向する壁やホワイトボード等の垂直面に対して投射を行うプロジェクタであってもよい。

上述の各実施の形態に係る形態に係るプロジェクタによれば、ユーザが本体の近くにいるにもかかわらずリモコンを使わなくてよく、装置本体を直接操作できるため、ユーザが直感的な操作を行うことができる。さらに、操作ボタンを装置本体に配置していないので、操作中に転倒することもない。

また、上述の各実施の形態に係るプロジェクタによれば、３次元空間を自由に動かすことができ３次元空間の動きを検出することで投射画像に対する操作を受け付けるプロジェクタと比較して、処理負荷が軽減され、また、誤動作を回避することができる。

また、上述の各実施の形態に係るプロジェクタによれば、投射画像上のユーザの指による操作をカメラにより検出するプロジェクタと比較してカメラを省略することができるため、コストの削減を図ることができる。

２・・・プロジェクタ、４…ＣＰＵ、６…プロジェクタユニット、２４…ＬＥＤ、３０…ＬＣＯＳ、３４…投射ミラー、４６…曲面部

Claims

画像を投射する投射部と、
設置面に設置された状態での前後方向または左右方向の少なくとも１方向に対する装置本体の傾きを検出する傾き検出部と、
前記装置本体の傾きに応じて、前記投射部で投射される画像に対する処理を行う制御部と、
前記装置本体の設置面に対向する面に設けられた凸状の曲面部と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
前記制御部は、前記装置本体の傾きの履歴に応じて処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
前記制御部は、前記装置本体の傾きの大きさが所定の閾値以下である場合は、前記処理を行わないことを特徴とする請求項１または２に記載のプロジェクタ。
前記装置本体が斜めに傾いた状態になったときに、前記装置本体が直立状態に戻るための力が発生することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のプロジェクタ。
画像を投射する投射部と、
設置面に設置された状態での上下方向の回転軸に対する装置本体の回転を検出する回転検出部と、
前記装置本体の回転に応じて、前記投射部で投射される画像に対する処理を行う制御部と、
前記装置本体の設置面に対向する面に設けられた凸状の曲面部と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
前記投射部は、
前記画像の投射方向を前記設置面方向に偏向するミラーを備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のプロジェクタ。
前記制御部は、前記装置本体が動いた場合、傾いた場合にも、前記設置面上で前記画像が投射されている位置を固定するように画像処理を行うことを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。
前記処理は、サムネイル表示の画像上のカーソル位置の移動、サムネイル表示から１画面表示への切り替え、ズーム倍率の変更、画面の移動のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のプロジェクタ。
前記制御部は、前記設置面に対する前記装置本体の動き、前記装置本体の傾き、および前記装置本体の回転のうちの少なくとも２つが、同時、又は時間的に連続して検出されたときに、前記処理を行うことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のプロジェクタ。