JPWO2016035500A1 - 検出機能付き投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
1.第1の実施の形態(タッチ検出機能を有する投射型表示装置)
1.1 投射型表示装置の光学系の全体構成および動作(図1〜図6)
1.1.1 投射型表示装置の光学系の全体構成例
1.1.2 投射型表示装置の基本動作
1.1.3 偏光子の作用
1.1.4 光学系の変形例(図6)
1.1.5 光学系のその他の変形例
1.2 制御系の構成および動作(図7〜図9)
1.2.1 制御系の構成例
1.2.2 省電力制御の動作
1.3 効果
2.第2の実施の形態(ジェスチャー動作に応じた省電力機能を有する投射型表示装置)(図10)
2.1 制御系の構成および動作
3.第3の実施の形態(検出部のフレームレートを制御する省電力機能を有する投射型表示装置)(図11〜図12)
3.1 制御系の構成および動作
4.第4の実施の形態(カメラを用いた省電力機能を有する投射型表示装置)(図13)
4.1 制御系の構成および動作
5.その他の実施の形態
[1.1 投射型表示装置の光学系の全体構成および動作]
(1.1.1 投射型表示装置の光学系の全体構成例)
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る投射型表示装置(プロジェクタ)の光学系の全体構成の一例を示している。この投射型表示装置は、映像表示と共に、近赤外光を用いて、アクティブに物体検出を行う機能(タッチ検出機能)を有している。図2は、投射型表示装置において映像表示および物体検出をしている状態の一例を示している。図3は、図2に示した投射型表示装置を側面方向から見た状態の一例を示している。図4は、図1に示した投射型表示装置において、ライトバルブ21と撮像素子22とに入射する光の一例を示している。図5は、この投射型表示装置による映像表示および物体検出の概念を模式的に示している。
この投射型表示装置では、図1および図5に示したように、ライトバルブ21に形成された映像情報V1を投射レンズ24によってスクリーン30の投影面30A上に投影し、投影画像V2として拡大表示する。この投射型表示装置はまた、投影面30A上における物体の位置、例えば人の指やポインタ等の指示物(物体)71の特徴点の位置P1を撮像素子22を用いて検出する。撮像素子22は、投影面30A上の投影エリア31と略同一のエリアを撮影エリア32とした撮影を行う。
次に、図4を参照して、偏光子25Sの作用について説明する。ワイヤグリッド27に入射される検出光L2には偏光成分としてS偏光成分Ls3とP偏光成分Lp3とが含まれている。ワイヤグリッド27は、P偏光成分Lp3の多くを第3の方向Z3に反射する。偏光子25Sを、S偏光成分を除去するものとすれば、反射されたP偏光成分Lp3のほぼすべてが撮像素子22に到達する。また、ワイヤグリッド27に入射される照明光L1のうち、S偏光成分Ls1が第3の方向Z3に出射される。このS偏光成分Ls1は、検出光L2に対してノイズ成分となり、撮像素子22に入射すると、検出の際のS/N比が小さくなり、検出精度を悪化させる。偏光子25Sを配置してS偏光成分Ls1を除去することで、S/N比を大きくして検出精度を上げることができる。
図1および図4には、偏光分離素子としてワイヤグリッド27を用いた構成例を示したが、図6に示したようにワイヤグリッド27に代えて偏光ビームスプリッタ23を用いた構成であっても良い。また、この変形例では、S偏光成分を除去する偏光子25Sに代えてP偏光成分を除去する偏光子25を備えている。
図1の構成における照明部1において、第1のフライアイレンズ151および第2のフライアイレンズ152は、どちらか一方であってもよい。第2のフライアイレンズ152のみにする場合、第1のコンデンサレンズ161および第2のコンデンサレンズ162は不要となる。第1のフライアイレンズ151のみにする場合、第3のコンデンサレンズ163および第4のコンデンサレンズ164は不要となる。
次に、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の構成および動作を説明する。なお、以下では、上述の光学系と同様の構成および作用を有する部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図7は、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の一構成例を示している。
本実施の形態に係る投射型表示装置は、上述したように、照明光L1によって映像を投影面30Aに投影する部分(投射表示部110)と、投影面30A上もしくは投影面30A近傍における物体を検出する部分(検出部120)とを備えている。
次に、省電力制御に関する動作例を説明する。
本実施の形態に係る投射型表示装置では、所定の期間(例えば10分程度)、タッチ入力(物体の検出)がなされなかった場合に、省電力モード(sleepモード)へ移行して表示用光源を消灯することで省電力化を図る。その一方で、検出用光源は省電力モードにおいても点灯させ続けることで、タッチ入力の監視動作(物体の検出動作)は続行できるようにする。これにより、表示用光源が消灯して投影面30Aに映像が表示されていない状態であっても、タッチ入力があった場合には、再び表示用光源を点灯して投影面30Aに映像を表示できる。以下、図8および図9を参照して、このような省電力制御を行う場合の動作例を説明する。
以上のように、本実施の形態によれば、物体の検出状態に応じて検出部120から出力された省電力指示信号(sleep信号=H)に基づいて、投射表示部110が表示用光源を消灯させるようにしたので、省電力化を図ることができる。これにより、タッチ検出機能を有する投射型表示装置において、例えば本体の電源スイッチやリモコン等を触ることなく、映像の投射面である壁面等を触るという直感的な動作で表示用光源のオン/オフ制御ができる。
次に、本開示の第2の実施の形態について説明する。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
図10は、本実施の形態の投射型表示装置における検出部120の画像処理/タッチ検出部123による省電力制御の動作フローの一例を示している。なお、本実施の形態において、投射型表示装置の光学系の全体構成は図1と略同様であっても良い。また、制御系の構成は図7と略同様であっても良い。また、投射表示部110の制御部112による省電力制御の動作フローは、図9と略同様であっても良い。また、図10の動作フローにおいて、図8と同一のステップ番号を付した部分では、図8の動作フローと略同様の動作を行ってもよい。
次に、本開示の第3の実施の形態について説明する。以下では、上記第1または第2の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
図11は、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の一構成例を示している。図12は、本実施の形態における投射表示部110の制御部112による省電力制御の動作フローの一例を示している。なお、本実施の形態において、投射型表示装置の光学系の全体構成は図1と略同様であっても良い。また、検出部120の画像処理/タッチ検出部123による省電力制御の動作フローは、図8または図10と略同様であっても良い。また、図12の動作フローにおいて、図9と同一のステップ番号を付した部分では、図9の動作フローと略同様の動作を行ってもよい。
次に、本開示の第4の実施の形態について説明する。以下では、上記第1ないし第3の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
図13は、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の一構成例を示している。なお、本実施の形態において、投射型表示装置の光学系の全体構成は図1と略同様であっても良い。また、検出部120の画像処理/タッチ検出部123による省電力制御の動作フローは、図8または図10と略同様であっても良い。また、投射表示部110の制御部112による省電力制御の動作フローは、図9または図12と略同様であっても良い。
本開示による技術は、上記各実施の形態および変形例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
(1)
照明光となる光を発する表示用光源を有し、前記照明光によって映像を投影面に投影する投射表示部と、
検出用の光を発する検出用光源を有し、前記投影面上もしくは前記投影面近傍における物体を検出する検出部と
を備え、
前記検出部は、前記物体の検出状態に応じて、省電力モードへの移行を指示する省電力指示信号を前記投射表示部に出力し、
前記投射表示部は、前記省電力指示信号に基づいて、前記表示用光源を消灯させる
検出機能付き投射型表示装置。
(2)
前記検出部は、前記省電力モードへの移行後においても、前記検出用光源を点灯させ、前記物体の検出を続行する
上記(1)に記載の検出機能付き投射型表示装置。
(3)
前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に前記物体の検出がなされた場合には、前記物体の検出状態に応じて、前記省電力モードの解除を指示する解除指示信号を前記投射表示部に出力し、
前記投射表示部は、前記解除指示信号に基づいて、前記表示用光源を点灯させる
上記(2)に記載の検出機能付き投射型表示装置。
(4)
前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に、前記物体の検出状態として前記省電力モードの解除を指示する解除ジェスチャー動作を検出した場合に、前記解除指示信号を前記投射表示部に出力する
上記(3)に記載の検出機能付き投射型表示装置。
(5)
前記検出部は、少なくとも、所定の期間、前記物体の検出がなされなかった場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
上記(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
(6)
前記検出部は、少なくとも、前記物体の検出状態として前記省電力モードへの移行を指示する省電力ジェスチャー動作を検出した場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
上記(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
(7)
前記検出部は、前記物体を検出する撮像素子をさらに有し、前記省電力モードにおける前記撮像素子のフレームレートを、前記省電力モードではない場合のフレームレートに比べて低くする
上記(1)ないし(6)のいずれか1つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
(8)
前記投射表示部は、前記照明光を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブと、前記ライトバルブからの前記変調光を前記投影面上に投影すると共に、前記変調光の進行方向とは逆方向から前記物体の検出光が入射される投射レンズとをさらに有し、
前記検出部は、前記ライトバルブと光学的に共役な位置に配置された撮像素子をさらに有し、
前記撮像素子には、前記検出用の光が前記物体に当たって拡散された光が、前記物体の検出光として、前記投射レンズを介して入射される
上記(1)ないし(7)のいずれか1つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
(9)
前記検出用の光は、前記投影面から所定の高さにおいて、少なくとも映像の投影エリアに対応するエリアを覆うように出射される
上記(1)ないし(8)のいずれか1つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
(10)
前記検出用の光は、赤外光である
上記(1)ないし(9)のいずれか1つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
Claims (10)
- 照明光となる光を発する表示用光源を有し、前記照明光によって映像を投影面に投影する投射表示部と、
検出用の光を発する検出用光源を有し、前記投影面上もしくは前記投影面近傍における物体を検出する検出部と
を備え、
前記検出部は、前記物体の検出状態に応じて、省電力モードへの移行を指示する省電力指示信号を前記投射表示部に出力し、
前記投射表示部は、前記省電力指示信号に基づいて、前記表示用光源を消灯させる
検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出部は、前記省電力モードへの移行後においても、前記検出用光源を点灯させ、前記物体の検出を続行する
請求項1に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に前記物体の検出がなされた場合には、前記物体の検出状態に応じて、前記省電力モードの解除を指示する解除指示信号を前記投射表示部に出力し、
前記投射表示部は、前記解除指示信号に基づいて、前記表示用光源を点灯させる
請求項2に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に、前記物体の検出状態として前記省電力モードの解除を指示する解除ジェスチャー動作を検出した場合に、前記解除指示信号を前記投射表示部に出力する
請求項3に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出部は、少なくとも、所定の期間、前記物体の検出がなされなかった場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
請求項1に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出部は、少なくとも、前記物体の検出状態として前記省電力モードへの移行を指示する省電力ジェスチャー動作を検出した場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
請求項1に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出部は、前記物体を検出する撮像素子をさらに有し、前記省電力モードにおける前記撮像素子のフレームレートを、前記省電力モードではない場合のフレームレートに比べて低くする
請求項1に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記投射表示部は、前記照明光を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブと、前記ライトバルブからの前記変調光を前記投影面上に投影すると共に、前記変調光の進行方向とは逆方向から前記物体の検出光が入射される投射レンズとをさらに有し、
前記検出部は、前記ライトバルブと光学的に共役な位置に配置された撮像素子をさらに有し、
前記撮像素子には、前記検出用の光が前記物体に当たって拡散された光が、前記物体の検出光として、前記投射レンズを介して入射される
請求項1に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出用の光は、前記投影面から所定の高さにおいて、少なくとも映像の投影エリアに対応するエリアを覆うように出射される
請求項1に記載の検出機能付き投射型表示装置。 - 前記検出用の光は、赤外光である
請求項1に記載の検出機能付き投射型表示装置。
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