JP5609605B2 - 画像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を被投射面に拡大投射する画像投射装置に関する。

近年、大画面のディスプレイ装置が急速に普及してきており、それらを用いた会議やプレゼンテーション、研修などが一般的になっている。ディスプレイとしては液晶やプラズマなど様々な種類があり、場所の広さや参加人数の規模によって適当に選択されているが、中でもプロジェクタ（以降、画像投射装置とする）は比較的安価で可搬性にも優れているため（すなわち、小型軽量で持ち運びやすいため）、最も広く普及している大画面ディスプレイと言える。

そのような背景の中で、最近ではコミュニケーションの必要な場面や状況が益々増えており、例えばオフィスにおいても、小さな会議室やパーテイション等で仕切られた打合せスペースが数多く設けられ、画像投射装置を使った会議や打合せなどが頻繁に行われるようになった。それに伴って専用のスクリーンがなくても、壁やホワイトボードなどに投射するシーンなども多く見られるようになりつつある。

このように画像投射装置が広く普及してくると、従来の一般の画像投射装置では被表示媒体であるスクリーンや壁等の被投射面との間に数メートルの投射距離が必要となり、使い勝手の悪い場面も多くなってくる。そこで、このような不便さを解消するために、非常に短い投射距離で大画面の表示が得られる、いわゆる超短焦点型の画像投射装置が市場に投入されるようになった。

しかしながら、このような超短焦点型の画像投射装置においては、投射光の光軸と被投射面との垂直性に僅かな誤差があると大きな台形歪みが発生したり、投射位置が所望の位置から外れたりする問題がある。そこで、このような問題を解決するために、例えば、画像投射装置から複数本の突起物を出してそれを被投射面に突き当てることにより、画像が歪まないように画像投射装置を簡単に設置できるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、例えば、天井との境界から床との境界まで一様に平坦な壁等では問題ないが、例えば、図１に示すような場合には問題となる。図１は、従来の画像投射装置の問題点を説明するための図であり、図１（ａ）は背面図、図１（ｂ）は側面図である。図１において、１００はホワイトボード、１０１は特許文献１に開示された画像投射装置、１０２は設置台を示している。図１に示すような形態のホワイトボード１００と画像投射装置１０１の位置関係でホワイトボード１００上に画像を表示しようとする場合には、画像投射装置１０１から出る突起物１０１ｘがホワイトボード１００の下側の隙間を突き抜けるような位置関係になるため被投射面に突き当てることができず、機能を果たすことができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、被投射面の状態によらず良好な状態に設置可能な画像投射装置を提供することを課題とする。

本画像投射装置は、画像を被投射面に拡大投射する画像投射装置であって、前記画像投射装置が搭載される搭載面に接して、前記搭載面上を移動することで、前記被投射面に対して前記画像の水平方向の投射角度を調節する可動部と、前記可動部の動きやすさを制御する可動部制御手段と、を有することを要件とする。

開示の技術によれば、被投射面の状態によらず良好な状態に設置可能な画像投射装置を提供できる。

従来の画像投射装置の問題点を説明するための図である。 第１の実施の形態に係る画像投射装置を例示する図である。 第１の実施の形態に係る画像投射装置のキャスターとブレーキ機構の一例を概略的に示す図である。 第２の実施の形態に係る画像投射装置を例示する図である。 第２の実施の形態に係る画像投射装置のブロック図の例である。 第３の実施の形態に係る画像投射装置のブロック図の例である。 スクリーンに表示される投射角度情報の一例を示す図である。 第４の実施の形態に係る画像投射装置のキャスターとブレーキ機構の一例を概略的に示す背面図である。 第４の実施の形態に係る画像投射装置のブロック図の例である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１の実施の形態〉
図２は、第１の実施の形態に係る画像投射装置を例示する図であり、図２（ａ）は背面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は底面図である。なお、図２において、便宜上、スクリーン９０の長軸方向をＸ、法線方向をＹ、短軸方向をＺとしている（以降の図も同様）。又、便宜上、画像投射装置１０において、スクリーン９０と対向する面を正面、正面の反対面でありスクリーン９０への投射方向から見える面を背面、画像投射装置１０を載置する面と対向する面を底面、正面、背面及び底面を繋ぐ面を側面と称する（以降の図も同様）。

図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照するに、画像投射装置１０は、主要な構成要素として、本体１１と、投射ミラー１２を含む投射部と、制動用ツマミ１３と、本体支持部１４と、キャスター１５とを有する。画像投射装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報機器（図示せず）と接続して、入力される画像信号を投射光に変換し、スクリーン９０や壁等の被投射面に拡大投射して表示する機能を有する。投射ミラー１２は投射部の一部で、画像を至近距離にあるスクリーン９０や壁等の被投射面に拡大表示するためのものとして特に示している。

本体１１は、本体支持部１４とキャスター１５で支えられている。キャスター１５は本体１１の内部に取り付けられ、開口部１１ｘを通してその一部が本体１１の底面から外側に突出している。キャスター１５は、矢印Ａで示す方向に回転可能に構成され、更に、矢印Ｂで示す方向にも回転可能に構成されている。これにより、画像投射装置１０を矢印Ｃで示す方向に容易に回動させることが可能となり、画像投射装置１０の水平方向の投射角度を調整できる。なお、キャスター１５は、本発明に係る可動部の代表的な一例である。

但し、画像投射装置１０が設置されるテーブル等の搭載面の表面状態等によっては、キャスター１５の動きが軽すぎて、かえって水平方向の投射角度の調整がし難い場合がある。そのような場合には、逆にキャスター１５を動き難くした方が容易に水平方向の投射角度を調整できる。そのために、本実施の形態では、制動用ツマミ１３を操作してキャスター１５に適度な制動をかけるブレーキ機構が本体１１の内部に備えられている。すなわち、ユーザーは制動用ツマミ１３を操作してキャスター１５に適度な制動をかけ、自身にあった力加減で水平方向の投射角度を調整することが可能となり、設置の煩わしさが軽減され簡単に画像投射装置１０を良好な状態に設置できる。

図３は、第１の実施の形態に係る画像投射装置のキャスターとブレーキ機構の一例を概略的に示す図であり、図３（ａ）はキャスターの平面図、図３（ｂ）はキャスターの側面図、図３（ｃ）はキャスターとブレーキ機構の背面図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照するに、キャスター１５において、支持体１５ａを貫通するシャフト１５ｂが設けられ、２つの車輪１５ｃがそれぞれのホイール１５ｄに取り付けられ、ホイール１５ｄ同士がシャフト１５ｂで連結されている。これにより、図２の矢印Ａで示された方向に車輪１５ｃを回転することができる。

支柱１５ｅの一端は、画像投射装置１０の本体１１内部の所定位置（図示せず）に固定されている。支柱１５ｅの他端は、支持体１５ａの略半球状の端面１５ｆで受けられている。これにより、図２の矢印Ｂの方向にキャスター１５の向きを変えることができる。

このように、可動部であるキャスター１５は、画像投射装置１０の本体１１に回転可能な状態で取り付けられ、本体１１が搭載される搭載面に平行な面内で回転可能であると共に、本体１１が搭載される搭載面に垂直な面内でも回転可能である。可動部であるキャスター１５が回転すると、スクリーン９０等の被投射面と対向する本体１１の正面側に対して、本体１１の背面側が回動する（図２（ｃ）の矢印Ｃで示す方向に回動する）。これにより、画像投射装置１０の水平方向の投射角度を調整できる。

次に、ブレーキ機構２０について説明する。制動用ツマミ１３は、本体１１の側面に取り付けられており、ユーザーが操作可能である。制動用ツマミ１３は、ブレーキ機構２０を介して、キャスター１５の動きを制御する。

ブレーキ機構２０は、ねじ部２１と、ばね部２２と、伝達系２３と、ブレーキシュー２４とを有する。制動用ツマミ１３は、ねじ部２１と直結し、ねじ部２１と一体的に回転し、その先に連結されているばね部２２を押す力を制御する。ばね部２２に加わった力はその先に連結されている伝達系２３を通してブレーキシュー２４に伝えられ、ブレーキシュー２４と車輪１５ｃが接触する際の摩擦力を可変してキャスター１５の動きやすさが制御される。なお、ブレーキシュー２４は、本発明に係る接触部の代表的な一例である。

つまり、制動用ツマミ１３及びねじ部２１を一体的に回転させて、制動用ツマミ１３を本体１１に近づける方向に移動させると、ばね部２２を押す力が大きくなり、ブレーキシュー２４と車輪１５ｃとの摩擦力が増加するため、キャスター１５は動き難くなる。一方、制動用ツマミ１３及びねじ部２１を一体的に回転させて、制動用ツマミ１３を本体１１から遠ざける方向に移動させると、ばね部２２を押す力が小さくなり、ブレーキシュー２４と車輪１５ｃとの摩擦力が低下するため、キャスター１５は動き易くなる。なお、ブレーキ機構２０は、本発明に係る可動部制御手段の代表的な一例である。

なお、前述のように、キャスター１５は図２のＢ方向に回転するが、ブレーキシュー２４の大きさがある程度大きければ、キャスター１５が図２のＢ方向に回転しても、ブレーキシュー２４と車輪１５ｃとが接触するため、キャスター１５の動きやすさを制御できる。又、キャスター１５が図２のＢ方向に回転した場合に、ブレーキシュー２４も車輪１５ｃと一緒にＢ方向に回転する機構を設けておけば、より好ましい。

このように、第１の実施の形態によれば、画像投射装置１０に可動部となるキャスター１５及びブレーキ機構２０を設け、制動用ツマミ１３を用いてブレーキ機構２０を介してキャスター１５の動きやすさを制御できるようにした。そのため、ユーザーが自身の感覚に合った力加減で画像投射装置１０の水平方向の投射角度を調整可能となり、画像投射装置１０の使い勝手を向上することができる。

〈第２の実施の形態〉
図４は、第２の実施の形態に係る画像投射装置を例示する図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は側面図である。図４を参照するに、画像投射装置３０は、撮像手段３１と、表示部３２とが追加された点が画像投射装置１０（図２参照）と相違する。撮像手段３１は、本体１１の少なくとも表示画像の処理に必要な領域が撮像可能な位置に配置されており、撮像用開口部１１ｙを通して表示画像を撮る。

表示部３２は、例えば、３つのＬＥＤ（発光ダイオード）で構成されている。表示部３２において、例えば、ユーザーが歪みを認識できない程度に水平方向の投射角度が調整されたときに"０"の位置のＬＥＤが点灯し、それに近い所定範囲内に入ったときにその方向に対応して"−"或いは"＋"の位置のＬＥＤが点灯するようにできる。"−"及び"＋"については、例えば、スクリーン９０に向かって左側に水平方向の投射角度がずれている場合には"−"、右側に水平方向の投射角度がずれている場合には"＋"と決めることもできるし、勿論その反対でもよい。

図５は、第２の実施の形態に係る画像投射装置のブロック図の例である。図５において、入力画像処理回路２００は、例えばパーソナルコンピュータ等の画像ソースから入力される入力画像データを画像投射装置３０の特性に合わせて適当に処理し、表示画像データとして出力する。具体的な処理としては、例えば画像投射装置３０で投影可能な画素数と入力画像データの画素数が異なる場合にそれを一致させる解像度変換処理や、画像投射装置３０の色表現特性に合わせてデータを変換するγ特性処理等が考えられるが、これらに限定されるものではない。

通常の使用状態では表示画像データは次段の画像切替回路２０１をそのまま通過して、投射画像データとして画像投影系２０２に伝送される。画像投影系２０３は、図示しない画像表示パネルや、投射レンズや投射ミラー１２等の投射部等を含み、投射画像データを投射光に変換してスクリーン９０に投射する。

画像投射装置３０の水平方向の投射角度を調整したい場合には、例えばリモコン等の操作手段を用いてＣＰＵ２０３に対して調整開始指示信号を送る。ＣＰＵ２０３は調整開始指示信号を受けると、画像切替回路２０１に対して画像切替指示信号を出力する。テスト画像生成回路２０４は、水平方向の投射角度を調整するためのテスト画像データを生成し、画像切替回路２０１に対して出力する。画像切替回路２０１はＣＰＵ２０３からの画像切替指示信号を受け取ると投射画像データをテスト画像データに切り替える。なお、テスト画像生成回路２０４は、本発明に係るテスト画像生成手段の代表的な一例である。

撮像手段３１は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等を用いることができ、テスト画像データの表示画像を受光して撮像画像データとして出力する。撮像画像処理回路２０５は、入力される撮像画像データから表示画像の外形を把握し、その結果に基づいて水平方向の投射角度データを出力する。撮像画像処理回路２０５は、例えば、把握した表示画像の外形の歪みを算出し、算出した歪を水平方向の投射角度データに換算することができる。この際、歪を水平方向の投射角度データに換算するテーブルや変換関数等を用いることができる。なお、撮像画像処理回路２０５は、本発明に係る撮像画像処理手段の代表的な一例である。又、本実施の形態では、撮像手段３１と撮像画像処理回路２０５で投射角度検知手段を実現しているが、これに限定されるものではなく、他の方法を用いても良い。

ＣＰＵ２０３は水平方向の投射角度データが入力されると、その値に基づいてＬＥＤ駆動回路２０６に対してＬＥＤ駆動信号を出力し、ＬＥＤ駆動回路２０６はそれを受けて表示部３２のＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動電流を出力する。その結果、表示部３２の何れかのＬＥＤが点灯し、ユーザーは水平方向の投射角度がずれている方向を容易に知ることができる。なお、表示部３２は、本発明に係る投射角度情報表示手段の代表的な一例である。

このように、第２の実施の形態によれば、スクリーン９０に対する画像投射装置３０の水平方向の投射角度を検知して表示部３２に表示するので、ユーザーが表示部３２に表示された情報を見ながら画像投射装置３０の水平方向の投射角度を調整することが可能となり、画像投射装置３０の使い勝手をより一層向上することができる。

〈第３の実施の形態〉
図６は、第３の実施の形態に係る画像投射装置のブロック図の例である。図６を参照するに、第３の実施の形態に係る画像投射装置（以降、画像投射装置４０とする）は、画像投射装置３０のようなＬＥＤ駆動回路２０６及び表示部３２を有していない。その代わり、画像投射装置４０は、ＯＳＤ生成回路２１０と、画像合成回路２１１とを有する。

画像投射装置４０は、明るさやコントラスト等の情報を表示し、明るさやコントラスト等を調整するための操作について案内する所謂ＯＳＤメニューをスクリーン９０上に表示する機能を有する。画像投射装置４０の水平方向の投射角度情報もＯＳＤメニューに含まれており、スクリーン９０上に表示される。

画像投射装置４０において、ＣＰＵ２０３は撮像画像処理回路２０５から水平方向の投射角度データを受信すると、ＯＳＤ生成回路２１０に対して表示指示信号を出力し、現在の投射角度情報をスクリーン９０上に表示するよう指示する。水平方向の投射角度データは、ＣＰＵ２０３に入力されると同時にＯＳＤ生成回路２１０にも入力され、ＯＳＤ生成回路２１０はリアルタイムに投射角度情報のＯＳＤデータを生成し、画像合成回路２１１に対して出力する。画像合成回路２１１は、選択画像データとＯＳＤデータを合成して投射画像データとして画像投影系２０２に出力する。画像投影系２０３は、投射画像データを投射光に変換してスクリーン９０に投射する。

図７は、スクリーンに表示される投射角度情報の一例を示す図である。図７に示すような投射角度情報が投射画像と合成されてスクリーン９０上にＯＳＤメニューの一部として表示される。

このように、第３の実施の形態によれば、スクリーン９０に対する画像投射装置４０の水平方向の投射角度を検知して投射角度情報をＯＳＤメニューの一部としてスクリーン９０上に表示するので、ユーザーがスクリーン９０上に表示された投射角度情報を見ながら画像投射装置４０の水平方向の投射角度を調整することが可能となり、画像投射装置４０の使い勝手をより一層向上することができる。

〈第４の実施の形態〉
図８は、第４の実施の形態に係る画像投射装置のキャスターとブレーキ機構の一例を概略的に示す背面図である。図８を参照するに、第４の実施の形態に係る画像投射装置（以降、画像投射装置５０とする）は、画像投射装置１０等のような制動用ツマミ１３を有していない。その代わり、画像投射装置５０は、第１の歯車２５と、第２の歯車２６と、回転軸２７と、モータ２８とを有する。つまり、画像投射装置５０では、制動用ツマミ１３に代えて、第１の歯車２５、第２の歯車２６、回転軸２７、モータ２８を含む駆動系でブレーキ制御する構成とされている。

すなわち、図３で説明したねじ部２１が第１の歯車２５に同心的に取り付けられており、第１の歯車２５によって調整用ツマミ１３と同様に駆動される。第１の歯車２５は、モータ２８の回転軸２７に取り付けられた第２の歯車２６と噛合しており、第２の歯車２６を介してモータ２８からの駆動力が伝えられ、回転することができる。モータ２８としては、ＤＣモータやパルスモータ等を用いることができる。

図９は、第４の実施の形態に係る画像投射装置のブロック図の例である。図９を参照するに、画像投射装置５０は、画像投射装置３０のようなＬＥＤ駆動回路２０６及び表示部３２を有していない。その代わり、画像投射装置５０は、モータ駆動回路２２０を有する。図９において、ＣＰＵ２０３が撮像画像処理回路２０５から水平方向の投射角度データを受信すると、その値に基づいてモータ駆動信号を生成し、モータ駆動回路２２０に対して出力する。モータ駆動回路２２０はＣＰＵ２０３から入力されたモータ駆動信号に基づいて、モータ２８に対してモータ駆動電流を出力する。

例えば、モータ２８がＤＣモータであれば、適切な制動力が車輪にかかるようにモータ駆動電流の出力時間が制御され、モータ２８がパルスモータであれば、モータ２８に出力されるパルス数が制御される。水平方向の投射角度のずれが大きい範囲では制動力を小さくして水平方向の投射角度を大きく動かせるようにし、水平方向の投射角度のずれ量が小さくなるに従って制動力を大きくして細かい動きができるようにし、歪みが認識されない領域で制動力を最大にしてその状態を維持するように制御すると好適である。

このように、第４の実施の形態によれば、スクリーン９０に対する画像投射装置５０の水平方向の投射角度に応じた最適な制動負荷を可動部となるキャスター１５に自動的にかけるので、ユーザーは容易に水平方向の投射角度を調整可能となり、画像投射装置５０の使い勝手をより一層向上することができる。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、第４の実施の形態は、第２の実施の形態や第３の実施の形態と組み合わせも構わない。

１０、３０ 画像投射装置
１１ 本体
１１ｘ 開口部
１１ｙ 撮像用開口部
１２ 投射ミラー
１３ 制動用ツマミ
１４ 本体支持部
１５ キャスター
１５ａ 支持体
１５ｂ シャフト
１５ｃ 車輪
１５ｄ ホイール
１５ｆ 端面
２０ ブレーキ機
２１ ねじ部
２２ ばね部
２３ 伝達系
２４ ブレーキシュー
２５ 第１の歯車
２６ 第２の歯車
２７ 回転軸
２８ モータ
３１ 撮像手段
３２ 表示部
９０ スクリーン
２００ 入力画像処理回路
２０１ 画像切替回路
２０２ 画像投影系
２０３ ＣＰＵ
２０４ テスト画像生成回路
２０５ 撮像画像処理回路
２０６ ＬＥＤ駆動回路
２１０ ＯＳＤ生成回路
２１１ 画像合成回路
２２０ モータ駆動回路

特開２００９−２５１２０４号公報

Claims (8)

1. 画像を被投射面に拡大投射する画像投射装置であって、
   前記画像投射装置が搭載される搭載面に接して、前記搭載面上を移動することで、前記被投射面に対して前記画像の水平方向の投射角度を調節する可動部と、
   前記可動部の動きやすさを制御する可動部制御手段と、を有することを特徴とする画像投射装置。
2. 前記水平方向の投射角度を検知する投射角度検知手段を更に有し、
   前記可動部制御手段は前記投射角度検知手段に検知された投射角度情報に基づいて、前記可動部の動きやすさを制御することを特徴とする請求項１記載の画像投射装置。
3. 前記水平方向の投射角度を調整するためのテスト画像データを生成するテスト画像生成手段を更に有し、
   前記投射角度検知手段は、前記被投射面に表示された前記テスト画像データの撮像画像を受光して撮像画像データとして出力する撮像手段と、前記撮像画像データに基づいて前記水平方向の投射角度を出力する撮像画像処理手段と、を更に有する請求項２記載の画像投射装置。
4. 前記投射角度検知手段に検知された投射角度情報を表示する投射角度情報表示手段を更に有することを特徴とする請求項２又は３記載の画像投射装置。
5. 前記投射角度情報は、前記画像と合成されて前記被投射面上に表示されることを特徴とする請求項４記載の画像投射装置。
6. 前記可動部は、前記画像投射装置の本体に回転可能な状態で取り付けられ、前記本体が搭載される搭載面に平行な面内で回転可能であると共に、前記搭載面に垂直な面内でも回転可能である請求項１乃至５の何れか一項記載の画像投射装置。
7. 前記可動部が回転すると、前記被投射面と対向する前記本体の正面側に対して、前記本体の背面側が回動する請求項６記載の画像投射装置。
8. 前記可動部制御手段は、前記可動部と接触可能に構成された接触部を有し、
   前記可動部制御手段は、前記可動部と前記接触部とが接触する際の摩擦力を可変して前記可動部の動きやすさを制御する請求項１乃至７の何れか一項記載の画像投射装置。

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