JP7406082B2 - 遠隔操作型移動体、及び、遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法 - Google Patents

Description

本開示は、遠隔操作型移動体、及び、遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法に関する。

近年、小型の遠隔操作型移動体（ドローン）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この遠隔操作型移動体は、投影装置を搭載して映像を表示することができる。

特開２０１７－４７８７８号公報

しかし、前記した遠隔操作型移動体では、投影装置の光源が発熱し、その影響により投影映像が安定しないことがある。

本開示に係る実施形態は、安定した映像を投影可能な遠隔操作型移動体、及び、遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本開示の実施形態に係る遠隔操作型移動体は、投影映像を外部の投影面に表示する投影装置と、前記投影装置に使用する光源と、前記投影映像を補正する投影映像補正部と、前記投影装置と前記光源と前記投影映像補正部とを内蔵し、前記光源を冷却するための空気流路を備えるフレーム体と、を備える遠隔操作型移動体であって、前記遠隔操作型移動体は、前記空気流路の方向に沿って移動し、前記投影映像補正部は、前記遠隔操作型移動体の移動により前記投影映像が拡大若しくは縮小、又は、変形する場合において、前記遠隔操作型移動体から前記投影面までの距離及び前記投影面に対する角度に応じて、前記投影面で所定の大きさ及び形状となるように前記投影映像を補正するように構成した。

また、上記課題を解決するために、本開示の実施形態に係る遠隔操作型移動体は、投影映像を外部の投影面に表示する投影装置と、前記投影装置に使用する光源と、前記光源を冷却する冷却機構と、をフレーム体に内蔵した遠隔操作型移動体であって、前記フレーム体は、前記冷却機構に連通する空気流路を有し、前記投影面に表示された投影映像を撮影映像として撮影する撮影カメラと、前記遠隔操作型移動体の所定個所の温度を測定する温度センサと、前記遠隔操作型移動体から前記投影面までの距離を測定する距離センサと、前記温度センサで測定した温度が所定の閾値を越えたときに、前記空気流路の方向に沿って前記遠隔操作型移動体を移動させる移動制御部と、前記距離センサで測定した距離に基づいて、前記投影映像が前記投影面に合焦するように前記投影装置を制御するフォーカス制御部と、前記撮影カメラで撮影された撮影映像のサイズ及びアスペクト比が所望の値となるように、前記投影映像を補正する投影映像補正部と、を有するように構成した。

また、上記課題を解決するために、本開示の実施形態に係る遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法は、投影映像を外部の投影面に表示する投影装置と、前記投影装置に使用する光源と、前記光源を冷却する冷却機構と、をフレーム体に内蔵し、前記冷却機構に連通する空気流路が前記フレーム体に設けられ、前記投影面に表示された投影映像を撮影映像として撮影する撮影カメラと、前記光源の温度を測定する温度センサと、前記投影面までの距離を測定する距離センサと、を備える遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法であって、移動制御部が、前記温度センサで測定した温度が所定の閾値を越えたときに、前記空気流路の方向に沿って前記遠隔操作型移動体を移動させ、フォーカス制御部が、前記距離センサで測定した距離に基づいて、前記投影映像が前記投影面に合焦するように前記投影装置を制御し、投影映像補正部が、前記撮影カメラで撮影された撮影映像のサイズ及びアスペクト比が所望の値となるように、前記投影映像を補正する。

本開示の実施形態に係る遠隔操作側移動体、及び、遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法によれば、安定した映像を投影できる。

本開示の実施形態に係るドローンを上側から見たときの外観図である。 ドローンを下側から見たときの外観図である。 筐体内部を説明する図である。 図３の冷却機構の断面図である。 ドローンの構成を示すブロック図である。 ドローンが水平のときの投影映像を説明する説明図である。 ドローンが前傾しているときの投影映像を説明する説明図である。 ドローンの姿勢と、投影前の投影映像と、投影後の投影映像と、撮影カメラの撮影映像との関係を説明する説明図である。 歪みのない投影映像が含まれる撮影映像を説明する説明図である。 歪みのある投影映像が含まれる撮影映像を説明する説明図である。 最大矩形領域を説明する説明図である。 投影映像のズームを説明する説明図である。 投影映像の補正を説明する説明図である。 ドローンが前傾しているときの補正後の投影映像を説明する説明図である。 ドローンが投影装置を冷却するときの動作を示すフローチャートである。 ドローンが投影映像を補正するときの動作を示すフローチャートである。

以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

なお、以下の説明では、図１の投影装置２０の投影方向、つまり、投影装置２０がフレーム体１０に取り付けられている方向をドローン１の前進方向とし、この前進方向の反対方向をドローン１の後退方向とする。

（ドローンの全体構造）
図１、図２及び図５に示すように、ドローン（遠隔操作型移動体）１は、投影映像を外部の投影面に表示する投影装置２０と、投影装置２０に使用する光源３０と、投影映像を補正する投影映像補正部１５０と、投影装置２０と光源３０と投影映像補正部１５０とを内蔵し、光源３０を冷却するための空気流路を備えるフレーム体１０と、を備え、空気流路αの方向に沿って移動し、投影映像補正部１５０は、ドローン１の移動により投影映像が拡大若しくは縮小、又は、変形する場合において、ドローン１から投影面までの距離及び投影面に対する角度に応じて、投影面で所定の大きさ及び形状となるように投影映像を補正する。

つまり、ドローン１は、投影装置２０で映像を投影するマルチコプタであり、投影装置２０で使用する光源３０が所定温度まで昇温した場合、冷却機構４０に空気を流入させて光源３０を冷却するために、例えば前後に移動（往復）する。さらに、ドローン１は、移動時において、投影映像が台形に歪まないように投影映像を補正する。ここで、ドローン１は、主として、フレーム体１０と、投影装置２０と、光源３０と、冷却機構４０と、撮影カメラ５０と、温度センサ６０と、距離センサ７０と、プロペラ８０と、ＥＳＣ（Electric Speed Controller）９０と、制御部１００とを備える。

フレーム体１０は、ドローン１の骨格となる部材であり、例えば、カーボン、ナイロン等の素材を十字状に形成したものである。また、フレーム体１０は、投影装置２０、光源３０及び冷却機構４０を収容する箱状の筐体１１が中央に形成され、冷却機構４０に連通する空気流路αが筐体１１に設けられている。筐体１１は、ドローン１の前進方向に撮影カメラ５０及び距離センサ７０が配置されている。また、筐体１１は、着陸時にＥＳＣ９０等が地面に接触しないように、下面の四隅に脚部１２が設けられている。
なお、図１では、筐体１１の内側が見えるように天井板（天板）１４を二点鎖線で図示した。

フレーム体１０は、一組のプロペラ８０及びモータ（駆動部）８１を支持する支持アーム１３が外周部に複数本設けられている。支持アーム１３は、フレーム体１０の中央から等間隔で周方向に４本形成され、同一長さとなっている。前後方向の支持アーム１３は、後記するＥＳＣ９０が下面中央に取り付けられている。また、左右方向の支持アーム１３は、ＥＳＣ９０が上面中央に取り付けられている。

プロペラ８０は、モータ８１の回転軸に取り付けられており、例えば、２枚羽根のプロペラである。ＥＳＣ９０と同様、前後方向のプロペラ８０は、支持アーム１３の下面先端に取り付けられている。また、左右方向のプロペラ８０は、支持アーム１３の上面先端に取り付けられている。隣り合うプロペラ８０同士は、回転方向が逆になる。例えば、前後方向のプロペラ８０が時計回りに回転し、左右方向のプロペラ８０が反時計回りに回転すする。

モータ８１は、ＥＳＣ９０からの駆動信号（駆動電圧）に従って、プロペラ８０を回転させるモータである。つまり、ＥＳＣ９０からの駆動電圧が高くなるほど、モータ８１の回転数も高くなる。例えば、モータ８１は、一般的なブラシレスモータである。

ＥＳＣ９０は、後記する制御部１００からの制御信号に従って、モータ８１の回転数を制御するものである。つまり、ＥＳＣ９０は、制御部１００からの制御信号に応じた駆動電圧を駆動信号としてモータ８１に印可する。
制御部１００は、ドローン１の各種制御を行うものであり、例えば、回路基板上に実装されている。

撮影カメラ５０は、投影装置２０により投影面に表示された投影映像を撮影映像として撮影し、撮影映像を制御部１００に出力するものである。また、撮影カメラ５０は、投影装置２０の投影映像の全範囲が撮影映像に収まるように、撮影画角が投影装置２０の投影画角よりも十分に広くなっている。例えば、撮影カメラ５０としては、小型のＣＣＤ（Charged Coupled Devices）カメラがある。

温度センサ６０は、光源３０の温度を測定し、測定した温度を制御部１００に出力するものである。また、温度センサ６０は、光源３０（レーザ光源モジュール）の温度検出ポイントに配置されている。例えば、温度センサ６０としては、サーミスタ、熱電対又は白金測温抵抗体がある。

距離センサ７０は、ドローン１から投影面（例えば、壁）までの距離を測定し、測定した距離を制御部１００に出力するものである。例えば、距離センサ７０としては、レーザセンサ又はフォトダイオードがある。

（筐体内部）
図３及び図４を参照し、筐体１１の内部を詳細に説明する。
筐体１１は、投影装置２０、光源３０及び冷却機構４０を内部に収容している。また、筐体１１は、光源３０を冷却するために、冷却機構４０に連通する空気流路αを有する（破線で図示）。空気流路αは、筐体１１を覆う天井板１４の内側で、筐体１１を２分する位置に形成されている。筐体１１は、ドローン１が移動する方向（例えば前後方向）に沿って空気の流れが形成されるように、空気流路αの一端に第１開口１１Ｆが設けられる。筐体１１は、第１開口１１Ｆに対向する空気流路αの他端に第２開口１１Ｂが設けられる。すなわち、第１開口１１Ｆが筐体１１の前面に設けられ、第２開口１１Ｂが筐体１１の後面に設けられ、前後方向に空気流路αが形成される。筐体１１は、第１開口１１Ｆから空気流路αと沿うように前後方向に延長された内壁１１Ｎを有する。

投影装置２０は、内壁１１Ｎで囲われた小区画に収まるように、筐体１１の一側に配置される。例えば、投影装置２０は、空間光変調器２１と、投射レンズ２２と、レンズ調整機構２３（図５参照）とを備える。空間光変調器２１は、光源３０から送られてくる光を映像となるように変調するものであり、例えば、デジタルマイクロミラーディバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）である。このＤＭＤは、可動式の微小な反射鏡が２次元方向に整列しており、制御部１００からの制御信号に基づいての反射鏡の角度を映像に合わせて駆動する。投射レンズ２２は、空間光変調器２１からの光を投影面に送る（投影する）ものであり、例えば、単レンズ又はレンズ群である。また、投射レンズ２２は、対物レンズ面の一部を筐体１１から露出させるように設置している。レンズ調整機構２３は、投射レンズ２２の位置を光軸に沿って移動させてフォーカスを調整すると共に、映像のズームを調整するものである。

光源３０は、投影装置２０と対向するように、筐体１１の他側に配置されている。例えば、光源３０は、投影装置２０に光を出射する半導体レーザ３１（図４）をパッケージ化したレーザ光源モジュールである。この光源３０は、ＬＥＤを用いたＬＥＤ光源モジュールであってもよい。

冷却機構４０は、前後方向の空気流路αと直交するように左右方向に設置されている。また、冷却機構４０は、光源３０から伝わった熱を放熱できるように、一端が光源３０に接着している。例えば、冷却機構４０は、２本のヒートパイプ４１と、ヒートシンク４２と、カバー４３とを備える。ヒートパイプ４１は、左右方向に所定長さで形成された棒状部材を中央で折り返してＵ字状に形成されている。ヒートパイプ４１は、Ｕ字状の直線部分がヒートシンク４２に接触し、中央の部分が光源３０の裏面側に接触しており、光源３０の熱をヒートシンク４２に伝える。ヒートシンク４２は、ヒートパイプ４１から伝わる光源３０の熱を放熱する部材であり、上下２段に形成されている。そして、ヒートシンク４２は、上段側の凹部及び下段側の凹部のそれぞれにヒートパイプ４１が配置されている。例えば、ヒートシンク４２は、表面積を広くして効率よく放熱できるように、一定間隔で配列された薄板で構成されている。ヒートパイプ４１及びヒートシンク４２には、アルミニウム、銅といった熱伝導率が高い素材を用いることが好ましい。

図４に示すように、カバー４３は、ヒートシンク４２の一端側を覆う板状部材であり、ヒートシンク４２の一端側を支持している。また、カバー４３は、上下２段のヒートシンク４２の間に配置され、角筒部材４４の一端を支持する角穴４３ａが形成されている。さらに、冷却機構４０には、光源３０（半導体レーザ３１）からの光を空間光変調器２１に到達させるため、角筒部材４４と、ロッドレンズ４５とが設置されている。角筒部材４４は、中空構造であり、ヒートシンク４２の中央を貫通するように配置されている。ロッドレンズ４５は、光源３０からの光を空間光変調器２１に送るガラスロッドレンズであり、角筒部材４４に挿入されている。

従って、光源３０の出射光β１は、ロッドレンズ４５を通過し、空間光変調器２１により変調される。そして、空間光変調器２１で変調された光は、投射レンズ２２を介して、投影映像β２として投影される。
また、光源３０で発生した熱は、ヒートパイプ４１を経由してヒートシンク４２に伝わって放熱される。また、ヒートシンク４２を通過する空気流量が多くなる程、ヒートシンク４２の放熱効率も高くなる。そこで、制御部１００は、光源３０の過熱を抑制するため、ドローン１を前後に移動させるように制御する。

（制御部の構成）
図５を参照し、制御部１００の構成を詳細に説明する。
図５に示すように、制御部１００は、メモリ１１０と、操作信号受信部１２０と、移動制御部１３０と、フォーカス制御部１４０と、投影映像補正部１５０とを備える。

メモリ１１０は、ドローン１が必要とする各種情報を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置である。例えば、メモリ１１０は、ドローン１が外部に投影する投影映像を記憶する。このメモリ１１０は、後記する移動制御部１３０、フォーカス制御部１４０及び投影映像補正部１５０によって参照される。

操作信号受信部１２０は、無線通信により、ドローン１を移動させる操作信号を送信機（不図示）から受信し、受信した操作信号を移動制御部１３０に出力するものである。例えば、ドローン１の移動操作としては、ドローン１を上昇又は下降させるスロットル、ドローン１を前進又は後退させるエレベータ、ドローン１を左右に移動させるエルロン、及び、ドローン１を時計回り又は反時計回りに回転させるラダーがある。
また、操作信号受信部１２０は、無線通信により、投影装置２０を操作する操作信号を送信機から受信し、受信した操作信号をフォーカス制御部１４０に出力する。例えば、投影装置２０の操作としては、撮影の開始及び終了がある。

移動制御部１３０は、操作信号受信部１２０から入力された操作信号に基づいて、ドローン１の移動を制御するものである。ドローン１は、各プロペラ８０の回転数の差によりその姿勢が変化して前後左右に移動する。従って、移動制御部１３０は、操作信号に応じてドローン１が移動するように、各ＥＳＣ９０に制御信号を出力する。また、移動制御部１３０は、ジャイロセンサ１７０の姿勢情報によりドローン１の姿勢を安定させてもよい。このように、移動制御部１３０は、一般的なフライトコントローラと同様の機能を有する。

また、移動制御部１３０は、温度センサ６０から光源３０の温度が入力され、入力された温度を閾値判定する。そして、移動制御部１３０は、温度センサ６０で測定された温度が閾値を超えている間、空気流路αの方向に沿ってドローン１を前後に移動させる。なお、移動制御部１３０では、この閾値を任意に設定でき、例えば、光源３０の耐熱特性以下に閾値を設定する。また、移動制御部１３０では、ドローン１を往復させる距離も任意に設定できる。このようにして、移動制御部１３０は、ドローン１を前後に移動させて、光源３０の過熱を抑制できる。この移動制御部１３０に入力される温度は、光源３０の温度と相関のある温度であればよく、光源３０の温度そのものである必要はない。
なお、移動制御部１３０は、ドローン１を前後に移動させている最中、操作信号受信部１２０から操作信号が入力された場合、操作信号を優先してもよい。

なお、ドローン１が自律飛行を行う場合、操作信号受信部１２０は、操作信号を受信する必要はない。この場合、メモリ１１０には、ドローン１の飛行経路を示す経路情報を予め記憶させておく。そして、移動制御部１３０は、メモリ１１０の経路情報及びＧＰＳ１６０の位置情報を参照し、その飛行経路に沿ってドローン１を移動させる。

フォーカス制御部１４０は、距離センサ７０から距離が入力され、入力された距離に基づいて、投影映像が投影面に合焦するように投影装置２０を制御するものである。つまり、フォーカス制御部１４０は、投影装置２０が投影面にフォーカスするようにレンズ調整機構２３を制御する。また、フォーカス制御部１４０は、操作信号受信部１２０から操作信号を受信した場合、その信号に応じて投影装置２０を制御して、投影映像を合焦させている。

投影映像補正部１５０は、撮影カメラ５０で撮影された撮影映像のサイズ及びアスペクト比が所望の値となるように、投影映像を補正するものである。すなわち、投影映像補正部１５０は、ドローン１の移動により投影映像が拡大若しくは縮小、又は、変形する場合において、ドローン１から投影面までの距離及び投影面に対する角度に応じて、投影面で所定の大きさ及び形状となるように投影映像を補正する。そして、投影映像補正部１５０は、補正した投影映像を投影装置２０に出力する。
なお、投影映像補正部１５０は、ジャイロセンサ１７０の姿勢情報からドローン１が傾斜しているか否かを判定し、ドローン１が傾斜していない場合、投影映像を補正せずともよい。

＜フォーカスの調整、投影映像の補正＞
図６～図１０を参照し、フォーカスの調整及び投影映像の補正を詳細に説明する。
図６に示すように、ドローン１は、静止時には水平姿勢を保っている。距離センサ７０がドローン１から壁Ｗまでの距離Ｌ１を測定しており、フォーカス制御部１４０が投影装置２０のフォーカスを壁Ｗに合わせる。ここでは、ドローン１が傾斜していないので、投影装置２０は、歪みがない矩形状の投影映像Ｐ０を壁Ｗに投影する。

なお、図６では、投影映像Ｐの投影範囲を破線で図示した。また、撮影カメラ５０の撮影映像を符号Ｃで表した。つまり、撮影映像Ｃには、壁Ｗに投影された投影映像Ｐの全範囲が収まっている。

図７に示すように、ドローン１は、前進時には前傾姿勢となる。図６の静止時と同様、距離センサ７０は、ドローン１から壁Ｗまでの距離Ｌ１を測定している。このとき、フォーカス制御部１４０は、ジャイロセンサ１７０で測定されたドローン１の傾斜角θに応じて、距離センサ７０が測定した距離Ｌ１を三角関数により補正してもよい。なお、図７では、補正後の距離を符号Ｌ２で図示した。また、ドローン１が前傾しているので、投影装置２０は、台形状に歪んだ投影映像Ｐ１を壁Ｗに投影することになる。

図８上段には、ドローン１の水平時において、投影前の投影映像Ｐと、投影後の投影映像Ｐ０と、撮影カメラ５０の撮影映像Ｃとを図示した。また、図８下段には、ドローン１の前傾時において、投影前の投影映像Ｐと、投影後の投影映像Ｐ１と、撮影カメラ５０の撮影映像Ｃとを図示した。

図８に示すように、壁Ｗに投影される前の投影映像Ｐは、ドローン１の姿勢に関わらず歪んでいない。ドローン１の水平時、実際に壁Ｗに投影された投影映像Ｐ０は歪んでいないが、ドローン１の前傾時には、壁Ｗに投影された投影映像Ｐ１が台形状に歪んでしまう。従って、ドローン１の撮影カメラ５０は、ドローン１の水平時には歪みのない投影映像Ｐ０を撮影する一方、ドローン１の前傾時には歪みがある投影映像Ｐ１を撮影する。そこで、以下で説明するように、撮影映像Ｃを用いて投影映像Ｐ１の歪みを補正する。

図９Ａには、ドローン１の水平時において、歪みのない投影映像Ｐ０が含まれる撮影映像Ｃを図示した。また、図９Ｂには、ドローン１の前傾時において、歪みのある投影映像Ｐ１が含まれる撮影映像Ｃを図示した。ここで、歪みのない投影映像Ｐ０と歪みのある投影映像Ｐ１とを比べると、投影映像Ｐ１が投影映像Ｐ０よりも下側に表示されており、面積が狭くなる。

まず、投影映像補正部１５０は、図９Ｃに示すように、ドローン１の前進時に撮影された台形状の投影映像Ｐ１のうち、ドローン１の水平時に撮影された四角形状の投影映像Ｐ０に重なる最大矩形領域Ｍを求める。なお、最大矩形領域Ｍは、投影映像Ｐ０，Ｐ１が重なる領域に内接する最大の矩形領域のことである。例えば、投影映像補正部１５０は、ドローン１が水平時の撮影映像Ｃから投影映像Ｐ０を表す四角形領域を検出し、ドローン１が前進時の撮影映像Ｃから投影映像Ｐ１を表す台形領域を検出する。そして、投影映像補正部１５０は、検出した四角形領域と台形領域とが重なる領域に内接する最大矩形領域Ｍを求める。
次に、投影映像補正部１５０は、投影映像Ｐ０のうち、最大矩形領域Ｍ以外の余剰領域Ｄを求める。なお、図９Ｃでは、余剰領域Ｄをハッチングで図示した。

次に、投影映像補正部１５０は、余剰領域Ｄが投影映像Ｐから除去され、かつ、除去後の投影映像Ｐが四角形状の投影映像Ｐ０のサイズに応じてズームするように投影映像Ｐを補正する。例えば、投影映像補正部１５０は、メモリ１１０の投影映像Ｐから余剰領域Ｄをトリミングする。そして、投影映像補正部１５０は、図９Ｄに示すように、トリミング後の投影映像Ｐから、投影映像Ｐ０のサイズ及びアスペクト比（例えば、１６：９、４：３）に一致するようにズームした投影映像Ｐ２を生成する。このとき、投影映像補正部１５０は、投影映像Ｐを補間拡大する電子ズーム、又は、レンズ調整機構２３による光学ズームの何れを行ってもよい。さらに、投影映像補正部１５０は、図９Ｅに示すように、ドローン１の前進時には投影映像Ｐ１が台形状に歪むことを考慮して、投影映像Ｐ２を逆台形状に補正（射影変換）する。なお、図９において、投影映像Ｐの投影位置は上下に多少ずれても構わない。

以上より、ドローン１は、図１０に示すように、投影映像Ｐの補正を移動時に行うので、基準位置から移動する前進時においても、歪みのない四角形状の投影映像Ｐ０を表示することができる。
なお、図７～図１０では、ドローン１が前進（前傾）することとして説明したが、ドローン１が後退（後傾）する場合も、同様に映像を補正すればよい。

［ドローンの動作：投影装置の冷却］
図１１を参照し、ドローン１が投影装置２０を冷却する動作を説明する。
ステップＳ１において、光源３０は、点灯する。
ステップＳ２において、温度センサ６０は、光源３０の温度を測定する。
ステップＳ３において、移動制御部１３０は、ステップＳ２で測定した光源３０の温度が閾値を越えたか否かを判定する。

光源３０の温度が閾値を越えた場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、移動制御部１３０は、ドローン１を、予め設定された基準位置から前後に移動させると判定する（ステップＳ４）。
光源３０の温度が閾値を越えない場合（ステップＳ３でＮｏ）、移動制御部１３０は、ドローン１を基準位置に待機させると判定する（ステップＳ５）。
ステップＳ６において、移動制御部１３０は、ステップＳ４又はステップＳ５の判定結果に応じた制御信号をＥＳＣ９０に出力する。

［ドローンの動作：投影映像の補正］
図１２を参照し、ドローン１が投影映像を補正する動作を説明する。
ステップＳ１０において、投影装置２０は、映像を投影する。
ステップＳ１１において、距離センサ７０は、ドローン１から投影面までの距離を測定する。

ステップＳ１２において、フォーカス制御部１４０は、ステップＳ１１で測定した距離に基づいて、投影映像が投影面に合焦するように投影装置２０のフォーカスを制御する。
ステップＳ１３において、撮影カメラ５０は、投影面に投影された映像を撮影する。
ステップＳ１４において、投影映像補正部１５０は、ステップＳ１３で撮影された撮影映像のサイズ及びアスペクト比が所望の値となるように、投影映像を補正する。

以上のように、ドローン１は、光源３０が所定の温度を超えた場合、前後に移動するので、光源３０の過熱を抑制し、安定した映像を投影することができる。このとき、ドローン１は、前傾又は後傾している場合であっても、台形に歪んだ投影映像を補正するので、視聴者が見やすい映像を投影できる。

［光源の温度と冷却効果との関係］
一例として、光源３０の温度とドローン１の移動により生じる冷却効果との関係を説明する。
例えば、光源３０がレーザ光源モジュールであり、その発光効率が投入電力に対して３０％である。投入電力が１０００Ｗの場合、光源３０は、１０００ｌｍ以上の明るさで映像を投影することが可能であり、その際、７０Ｗの熱が発生して温度が１０℃上昇する。この場合、光源３０の温度上昇を抑えるためには、温度を１０℃低下させなければならず、以下の式（１）で示す風量Ｑ１が必要となる。
風量Ｑ１＝７０／２０×１０＝０．３５ｍ³／ｍｉｎ …（１）

ここで、光源３０の発光効率に大きな影響を与える温度は、光源３０のジャンクション温度Ｔｊであり、温度センサ６０が温度Ｔｍを測定する。そして、移動制御部１３０は、測定した温度Ｔｍとジャンクション温度Ｔｊとの間の熱抵抗により、測定した温度Ｔｍからジャンクション温度Ｔｊを算出する。その後、移動制御部１３０は、設定した閾値とジャンクション温度Ｔｊとを比較し、ジャンクション温度Ｔｊが閾値を超えている場合、ドローン１を前後に移動させる。

例えば、温度Ｔｍとジャンクション温度Ｔｊとの間の熱抵抗Ｒｊｍが６℃／Ｗであり、ヒートシンク４２の大きさが４０ｍｍ×９０ｍｍであることとする。そして、移動制御部１３０が２ｍ／ｓｅｃの速度でドローン１を前後に移動させた場合、風速Ｖが以下の式（２）で表される。
風速Ｖ＝ドローン１の移動速度＝２［ｍ／ｓｅｃ］＝７．２［ｋｍ／ｈ］ …（２）

風速Ｖの風を４０ｍｍ×９０ｍｍのヒートシンク４２が受ける場合、風量Ｑ２が以下の式（３）で表される。以上のように、風量Ｑ２＝０．４３ｍ³／ｍｉｎが風量Ｑ１＝０．３５ｍ³／ｍｉｎを上回っているため、移動制御部１３０が投影装置２０を冷却できる。

風量Ｑ２＝風速Ｖ×ヒートシンク４２の表面積
＝２×（４０×９０／１０－６）
＝０．４３ｍ³／ｍｉｎ …（３）

（変形例）
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
また、ドローンは、５組以上のプロペラ及びモータを備えてもよい。
温度センサは、光源の温度を直接測定せずとも、光源の温度に相関した個所の温度を測定すればよい。

１ ドローン
１０ フレーム体
１１ 筐体
１１Ｂ 第２開口
１１Ｆ 第１開口
２０ 投影装置
２１ 空間光変調器
２２ 投射レンズ
２３ レンズ調整機構
３０ 光源
３１ 半導体レーザ
４０ 冷却機構
４１ ヒートパイプ
４２ ヒートシンク
４３ カバー
４４ 角筒部材
４５ ロッドレンズ
５０ 撮影カメラ
６０ 温度センサ
７０ 距離センサ
８０ プロペラ
９０ ＥＳＣ
１００ 制御部
１１０ メモリ
１２０ 操作信号受信部
１３０ 移動制御部
１４０ フォーカス制御部
１５０ 投影映像補正部
１６０ ＧＰＳ
１７０ ジャイロセンサ

Claims (10)

1. 投影映像を外部の投影面に表示する投影装置と、前記投影装置に使用する光源と、前記投影映像を補正する投影映像補正部と、前記投影装置と前記光源と前記投影映像補正部とを内蔵し、前記光源を冷却するための空気流路を備えるフレーム体と、を備える遠隔操作型移動体であって、
   前記投影装置の投影方向は、前記遠隔操作型移動体の前進方向であり、
   前記遠隔操作型移動体は、前記空気流路の方向に沿って前進又は後退し、
   前記投影映像補正部は、前記遠隔操作型移動体の前進又は後退により前記投影映像が変形する場合において、前記遠隔操作型移動体から前記投影面までの距離及び前記投影面に対する角度に応じて、前記投影面で所定の大きさ及び形状となるように前記投影映像を補正する遠隔操作型移動体。
2. 投影映像を外部の投影面に表示する投影装置と、前記投影装置に使用する光源と、前記光源を冷却する冷却機構と、をフレーム体に内蔵した遠隔操作型移動体であって、
   前記フレーム体は、前記冷却機構に連通する空気流路を有し、
   前記投影面に表示された投影映像を撮影映像として撮影する撮影カメラと、
   前記遠隔操作型移動体の所定個所の温度を測定する温度センサと、
   前記遠隔操作型移動体から前記投影面までの距離を測定する距離センサと、
   前記温度センサで測定した温度が所定の閾値を越えたときに、前記空気流路の方向に沿って前記遠隔操作型移動体を移動させる移動制御部と、
   前記距離センサで測定した距離に基づいて、前記投影映像が前記投影面に合焦するように前記投影装置を制御するフォーカス制御部と、
   前記撮影カメラで撮影された撮影映像のサイズ及びアスペクト比が所望の値となるように、前記投影映像を補正する投影映像補正部と、
   を有する遠隔操作型移動体。
3. 前記投影映像補正部は、前記遠隔操作型移動体の移動時に撮影された台形状の撮影映像のうち、前記遠隔操作型移動体が水平時に撮影された四角形状の撮影映像に重なる最大矩形領域を求め、前記四角形状の撮影映像で前記最大矩形領域以外の余剰領域を求め、前記余剰領域が前記投影映像から除去され、かつ、除去後の当該投影映像が前記四角形状の撮影映像のサイズに応じてズームするように前記投影映像を補正する請求項２に記載の遠隔操作型移動体。
4. 前記フレーム体は、前記遠隔操作型移動体が移動する方向に沿って空気の流れが形成されるように前記空気流路の一端に第１開口を設けると共に、前記第１開口に対向する前記空気流路の他端に第２開口を設ける請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の遠隔操作型移動体。
5. 前記フレーム体は、プロペラ及び前記プロペラの駆動部を支持する支持アームを外周部に備える請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の遠隔操作型移動体。
6. 前記支持アームは、前記フレーム体の外周部において周方向に等間隔で複数本形成されている請求項５に記載の遠隔操作型移動体。
7. 前記投影装置は、前記光源から送られてくる光を映像となるように変調する空間光変調器と、前記空間光変調器からの光を前記投影面に送る投射レンズとを備え、
   前記フレーム体は、プロペラ及び前記プロペラの駆動部を支持する支持アームを外周部に設けると共に、前記投影装置と前記光源と前記冷却機構を収容する筐体を中央に備え、
   前記空気流路は、前記筐体を覆う天板の内側で前記筐体を２分する位置に形成され、
   ２分された前記筐体の一側に前記光源を配置すると共に、２分された前記筐体の他側に、前記撮影カメラと前記空間光変調器と前記投射レンズとを収納し、
   前記冷却機構は、前記空気流路に直交するように設置され、前記冷却機構の中央を貫通して前記光源からの光を前記空間光変調器に送るロッドレンズを備える請求項２に記載の遠隔操作型移動体。
8. 前記投影装置は、前記冷却機構の中央を貫通するように設けられ前記光源からの光を送るロッドレンズと、前記ロッドレンズからの光を変調する空間光変調器と、前記空間光変調器で変調され前記投影映像となる光を投影面に送る投射レンズと、前記投射レンズの位置を光軸に沿って移動させてフォーカスを調整するレンズ調整機構とを備える請求項２に記載の遠隔操作型移動体。
9. 前記空間光変調器は、反射鏡を整列させてその反射鏡の角度を映像に合わせて制御するデジタルマイクロミラーディバイスである請求項８に記載の遠隔操作型移動体。
10. 投影映像を外部の投影面に表示する投影装置と、前記投影装置に使用する光源と、前記光源を冷却する冷却機構と、をフレーム体に内蔵し、前記冷却機構に連通する空気流路が前記フレーム体に設けられ、前記投影面に表示された投影映像を撮影映像として撮影する撮影カメラと、前記光源の温度を測定する温度センサと、前記投影面までの距離を測定する距離センサと、を備える遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法であって、
    移動制御部が、前記温度センサで測定した温度が所定の閾値を越えたときに、前記空気流路の方向に沿って前記遠隔操作型移動体を移動させ、
    フォーカス制御部が、前記距離センサで測定した距離に基づいて、前記投影映像が前記投影面に合焦するように前記投影装置を制御し、
    投影映像補正部が、前記撮影カメラで撮影された撮影映像のサイズ及びアスペクト比が所望の値となるように、前記投影映像を補正する遠隔操作型移動体に搭載された投影装置の冷却方法。

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