WO2012014689A1 - プロジェクタ - Google Patents

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WO2012014689A1
WO2012014689A1 PCT/JP2011/066048 JP2011066048W WO2012014689A1 WO 2012014689 A1 WO2012014689 A1 WO 2012014689A1 JP 2011066048 W JP2011066048 W JP 2011066048W WO 2012014689 A1 WO2012014689 A1 WO 2012014689A1
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Inventor
長島　賢治
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船井電機株式会社
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    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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Definitions

  • the present invention relates to a projector, and more particularly, to a projector provided with a laser light generator.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2009-258569 discloses a plurality of laser diodes (laser light generation units) that respectively generate laser beams of three colors of red, green, and blue, and a laser diode (laser light generation unit) that generates infrared laser beams. ), A rotatable MEMS mirror, and a photodiode that detects the reflected light of the infrared laser light is disclosed.
  • red, green, and blue laser beams respectively generated from a plurality of laser diodes are reflected by a MEMS mirror and scanned by rotating the MEMS mirror, whereby an image is projected on a wall surface or the like. It is configured to project.
  • this laser scanning projector is configured to irradiate the vicinity of the wall surface (1 mm above the wall surface) along the surface of the wall surface with the infrared laser beam generated from the laser diode.
  • the infrared laser light is configured to be scanned horizontally on the wall surface by the rotation of the MEMS mirror.
  • the coordinates on the wall surface touched by the finger are obtained. Thereby, for example, when an icon or the like is projected by laser light of three colors of red, green, and blue, it is possible to detect that the finger touches the icon based on the coordinates on the wall surface touched by the finger. .
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to detect the coordinates of a detection object at a height position somewhat apart from the projection area. It is to provide a possible projector.
  • a projector includes a laser light generation unit that emits laser light, a projection unit that projects an image on an arbitrary projection region by scanning the laser light emitted from the laser light generation unit, A height detection unit configured to detect a height of the detection object from the projection area by the light reflected by the detection object.
  • the projection region of the detection target object includes the height detection unit that detects the height from the projection region of the detection target object by the light reflected by the detection target object.
  • the height from can be detected.
  • the coordinates in the horizontal plane of the image projected by the laser light when the light is reflected by the detection target and the projection of the detection target Based on the height from the region, it is possible to detect the coordinates of the detection target at a height position that is somewhat distant from the projection region.
  • the height detection unit preferably includes a light detector for detecting light reflected by the detection object, and the light detector detects light reflected by the detection object.
  • the height of the detection target object from the projection area is calculated based on the difference in light intensity at each portion. If comprised in this way, while the intensity of the light reflected by a detection target will change according to the height from the projection area of a detection target, the intensity of the light reflected by a detection target will be light detection. Since the detector is different for each part that detects light, the height of the detection object from the projection area can be easily detected by calculation based on the difference in light intensity in each part that the light detector detects light. it can.
  • the light detector includes a first light detector and a second light detector whose height from the projection region is higher than that of the first light detector, and is detected by the first light detector.
  • the height of the detection object from the projection area is calculated based on the magnitude of the difference between the intensity of the detected light and the intensity of the light detected by the second photodetector. If comprised in this way, when the height from the projection area
  • the first light detector preferably further includes a subtractor connected to the first light detector and the second light detector.
  • the height of the detection object from the projection area is calculated based on the magnitude of the value obtained by subtracting the intensity of the light detected by the subtractor from the intensity of the light detected by the second photodetector. It is configured. If comprised in this way, the difference of the intensity
  • the intensity of light detected by the first photodetector is the intensity of light detected by the second photodetector. If the value is smaller than the intensity of the light detected by the first photodetector and the intensity of the light detected by the second photodetector is larger, the height of the detection object is larger. It is configured to be judged. If comprised in this way, based on the magnitude
  • the projector further includes an adder connected to the first photodetector and the second photodetector.
  • the coordinates of the image projected from the laser beam generator at the time when the intensity of the added reflected light is the highest by adding the intensity of the reflected light from the detection object detected by the second light detector and the second light detector by the adder are determined as the coordinates of the detection object.
  • the laser light generation unit is preferably substantially the same as the first laser light generation unit that emits visible light and the laser light that is emitted from the first laser light generation unit.
  • a second laser beam generator that emits light other than visible light that has the same optical axis and that is scanned in synchronization with the laser beam emitted from the first laser beam generator; By scanning the laser beam emitted from the part, an image is projected onto an arbitrary projection area, the intensity of the light emitted from the second laser light generation part and reflected by the detection target for each part of the photodetector Based on the difference, the height of the detection object from the projection area is calculated. With this configuration, even when the color of the detection target is black, light other than visible light is reflected from the detection target, so that the height of the detection target from the projection region can be detected. .
  • the first laser light generator radiates red, green, and blue visible light
  • the second laser light generator radiates infrared rays. If comprised in this way, the height from the projection area
  • the photodetector for detecting light reflected by the detection target is infrared light
  • the detector includes a detector, and the infrared detector is configured to calculate the height of the detection object from the projection region based on the difference in the intensity of the infrared rays for each portion where the infrared light reflected by the detection object is detected. . If comprised in this way, the infrared rays reflected by the detection target object can be easily detected by the infrared detector.
  • the first laser light generation unit emits visible light
  • the second laser light generation unit emits infrared light
  • the amount of light changes according to the projected image, and the amount of infrared light emitted from the second laser light generator is substantially constant. If comprised in this way, while the light quantity of visible light can change, the image which has a light and shade can be projected, and since the light quantity of infrared rays is substantially constant, control for irradiating infrared rays is made easy. be able to.
  • the laser light generation unit is configured to emit visible light, and scans the visible light emitted from the laser light generation unit.
  • the projection area of the detection object is projected based on the difference in intensity between the portions of the photodetector of visible light that is projected from the laser light generation unit and reflected by the detection object while the image is projected onto an arbitrary projection area It is comprised so that the height from may be calculated.
  • the photodetector for detecting the light reflected by the detection object includes a visible light detector, and the visible light detector detects each visible light reflected by the detection object.
  • the height of the detection object from the projection area is calculated based on the difference in the intensity of visible light. If comprised in this way, the visible light reflected by the detection target object can be easily detected with a visible light detector.
  • the projector preferably further includes a control unit that performs a predetermined operation based on the height of the detection object detected by the height detection unit from the projection area. If comprised in this way, in addition to the operation
  • the image corresponding to the icon is projected onto the projection area by scanning the laser beam emitted from the laser beam generation unit, and the height detection unit detects the control unit. Based on the height of the detection object to be projected from the projection area, the action of dragging the icon and the action of moving the detection object away from the icon are discriminated, and the icon is dragged when it is determined that the icon is dragged. At the same time, it is configured to project an image for moving the icon in conjunction with the movement of the detection object. With this configuration, in addition to the operation on the projection area where the icon is selected, an operation at a certain height away from the projection area where the icon is dragged can be performed. The number of operation types can be increased.
  • the control unit determines the projection area of the detection object based on the height from the projection area of the detection object detected by the height detection unit. After determining that the height from the surface is substantially zero and then determining that the detection object is separated from the surface of the projection area, the height at which the detection object is separated from the surface of the projection area is less than a predetermined height. In this case, it is determined that the detection object has dragged the icon projected on the projection area. If comprised in this way, the image
  • the control unit determines that the detection target object has dragged the icon projected on the projection region, and then, based on the height from the projection region of the detection target detected by the height detection unit, When it is determined that the height of the detection target object from the surface of the projection area is substantially zero, it is determined that the detection target object has dropped the icon projected onto the projection area. If comprised in this way, the image
  • the control unit determines the projection area of the detection object based on the height from the projection area of the detection object detected by the height detection unit. After determining that the height from the surface is substantially zero and then determining that the detection object is separated from the surface of the projection area, the height at which the detection object is separated from the surface of the projection area is greater than or equal to a predetermined height. In this case, it is determined that the detection object has released the icon projected on the projection area. If comprised in this way, the image
  • the laser beam emitted from the laser beam generation unit is scanned, thereby causing the projection area to be a pointer.
  • the control unit is configured to project a corresponding image, and the control unit determines the height of the detection target object from the surface of the projection region based on the height of the detection target object detected by the height detection unit. If it is determined that the detection object has moved in the horizontal direction on the surface of the projection area while the height from the surface of the projection area is substantially zero, the detection object is moved. An image in which the pointer is moved in conjunction with is projected. If comprised in this way, the image
  • the laser light generation unit preferably includes a laser beam corresponding to the right-eye image and the left-eye image.
  • the control unit includes: Based on the height from the projection area of the detection object detected by the height detection unit, it is determined whether or not the detection object is in contact with the three-dimensional image, and the detection object is in contact with the three-dimensional image. When it is determined that, a video for moving the three-dimensional image is projected in conjunction with the movement of the detection target.
  • the control unit projects the laser beam when the laser beam is reflected by the detection target.
  • the three-dimensional coordinates of the detection object are obtained, and the detection object is displayed in the three-dimensional image based on the obtained three-dimensional coordinates. It is comprised so that it may discriminate
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a projector according to a first embodiment of the present invention. It is the flowchart which showed operation
  • the projector 100 is configured to be used on the table 1 as shown in FIG.
  • the projector 100 is configured to project (2D display (planar display)) an image 2a for presentation (display) toward a projection area such as the screen 2.
  • the table 1 and the screen 2 are examples of the “projection area” in the present invention.
  • the projector 100 is configured such that an image 1a similar to the presentation image 2a is projected (2D display (planar display)) on the upper surface of a projection area such as the table 1.
  • the size of the image 1a projected on the table 1 is projected so as to be smaller than the size of the image 2a projected on the screen 2.
  • two infrared detectors 10a and 10b for detecting infrared rays are provided on the side surface of the projector 100 on the side where the image 1a is projected.
  • the infrared detector 10b is arranged so that the height of the infrared detector 10b from the surface of the table 1 is larger than the height of the infrared detector 10a from the surface of the table 1.
  • the infrared detector 10a is an example of the “photodetector”, “first photodetector”, and “height detector” of the present invention.
  • the infrared detector 10b is an example of the “photodetector”, “second photodetector”, and “height detector” of the present invention.
  • the projector 100 includes an operation panel 20, a control processing block 30, a data processing block 40, a digital signal processor (DSP) 50, a laser light source 60, a video RAM (SD RAM) 71, Beam splitter 80 and two magnifying lenses 90 and 91.
  • DSP digital signal processor
  • SD RAM video RAM
  • the control processing block 30 includes a control unit 31 that controls the entire projector 100, a video I / F 32 that is an interface (I / F) for receiving an external video signal, an SD-RAM 33, and an external I / F 34. including.
  • the data processing block 40 includes a data / gradation converter 41, a bit data converter 42, a timing controller 43, and a data controller 44.
  • the digital signal processor 50 includes a mirror servo block 51 and a converter 52.
  • the laser light source 60 includes a red laser control circuit 61, a green laser control circuit 62, a blue laser control circuit 63, and an infrared laser control circuit 64.
  • the red laser control circuit 61, the green laser control circuit 62, the blue laser control circuit 63, and the infrared laser control circuit 64 are each irradiated with red laser light.
  • a (laser diode) 61a, a green LD 62a that emits green laser light, a blue LD 63a that emits blue laser light, and an infrared LD 64a that emits infrared laser light are connected.
  • the optical axes when the red LD 61a, the green LD 62a, the blue LD 63a, and the infrared LD 64a are incident on the MEMS mirror 69a of the laser light are configured to substantially coincide with each other.
  • the red LD 61a, the green LD 62a, the blue LD 63a, and the infrared LD 64a are configured to operate in synchronization.
  • the red, green, and blue laser beams emitted from the red LD 61a, green LD 62a, and blue LD 63a are scanned to project images 1a and 2a on the table 1 and the screen 2, respectively.
  • the light irradiated from the infrared LD 64a and reflected by the detection target is detected by the infrared detectors 10a and 10b.
  • the light amounts of the red, green, and blue laser beams emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a change according to the projected image, while the light amounts of the infrared laser beams emitted from the infrared LD 64a. Is substantially constant.
  • the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a are an example of the “laser light generation unit” and an example of the “first laser light generation unit” in the present invention.
  • the infrared LD 64a is an example of the “laser light generator” and an example of the “second laser light generator” in the present invention.
  • the laser light source 60 includes four collimating lenses 65, three polarizing beam splitters 66a, 66b and 66c, a photodetector 67, a lens 68, and a MEMS mirror 69a for scanning the laser light in the horizontal direction. , A MEMS mirror 69b for scanning the laser beam in the vertical direction, and an actuator 70 for driving the MEMS mirror 69a and the MEMS mirror 69b in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the MEMS mirrors 69a and 69b are an example of the “projection unit” in the present invention.
  • the operation panel 20 is provided on the surface or side surface of the casing of the projector 100.
  • Operation panel 20 includes, for example, a display device (not shown) for displaying operation details, a switch for receiving an operation input to projector 100, and the like.
  • the operation panel 20 is configured to transmit a signal corresponding to the operation content to the control unit 31 of the control processing block 30 when receiving an operation from the user.
  • the external video signal given from the outside of the projector 100 is configured to be input to the Video I / F 32.
  • the external I / F 34 is configured to be capable of mounting a memory such as an SD card 92, for example.
  • the control unit 31 is configured to read data from the SD card 92 and store the read data in the video RAM 71.
  • control unit 31 is configured to control display of video based on image data temporarily held in the Video RAM 71 by communicating with the timing controller 43 of the data processing block 40.
  • the timing controller 43 is configured to read data held in the video RAM 71 via the data controller 44 based on a signal output from the control unit 31.
  • the data controller 44 is configured to transmit the read data to the bit data converter 42.
  • the bit data converter 42 is configured to transmit data to the data / gradation converter 41 based on a signal from the timing controller 43.
  • the bit data converter 42 has a function of converting image data given from the outside into data suitable for a format that can be projected by laser light.
  • the timing controller 43 is connected to the infrared laser control circuit 64, and controls the infrared laser so that the laser light is emitted from the infrared LD 64a in synchronization with the laser light emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a. A signal is transmitted to the circuit 64.
  • the data / gradation converter 41 converts the data output from the bit data converter 42 into gradations of three colors of red (R: Red), green (G: Green), and blue (B: Blue), The converted data is transmitted to the red laser control circuit 61, the green laser control circuit 62, and the blue laser control circuit 63, respectively.
  • the red laser control circuit 61 is configured to transmit data from the data / gradation converter 41 to the red LD 61a.
  • the green laser control circuit 62 is configured to transmit data from the data / gradation converter 41 to the green LD 62a.
  • the blue laser control circuit 63 is configured to transmit data from the data / gradation converter 41 to the blue LD 63a.
  • an adder 11 and a subtracter 12 are connected to the two infrared detectors 10a and 10b provided on the side surface of the projector 100 on which the image 1a is projected.
  • the adder 11 has a function of adding the intensity of light detected by the infrared detector 10a and the intensity of light detected by the infrared detector 10b.
  • the subtractor 12 has a function of subtracting the light intensity detected by the infrared detector 10a and the light intensity detected by the infrared detector 10b.
  • the signals output from the adder 11 and the subtractor 12 are configured to be input to the control unit 31 via the converter 52.
  • the subtractor 12 is an example of the “height detection unit” in the present invention.
  • the control part 31 is based on the intensity difference of the reflected light from the detection target object (user's finger
  • the height is calculated and a predetermined operation is performed.
  • the control unit 31 performs an operation of dragging the icon and an operation of moving the detection object away from the icon based on the height of the detection object detected by the infrared detectors 10a and 10b from the table 1.
  • the icon is dragged and an image for moving the icon in conjunction with the movement of the detection target is projected.
  • control unit 31 when the projector 100 detects the detection target will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 10.
  • red, green, and blue laser beams are emitted from red LD 61a, green LD 62a, and blue LD 63a (see FIG. 2), respectively, and the laser beam is scanned to scan table 1 and screen 2 Images 1a and 2a are projected on the top, respectively. For example, an image such as an icon is projected on the table 1 and the screen 2. Further, in synchronization with the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a, the infrared laser beam is irradiated from the infrared LD 64a and the laser beam is scanned. As shown in FIG.
  • step S1 whether or not the infrared laser light emitted from the infrared LD 64a and reflected by the detection target (for example, the user's finger) is detected by the infrared detectors 10a and 10b. To be judged. If the infrared laser light reflected by the detection target is not detected by the infrared detectors 10a and 10b, the operation of step S1 is repeated.
  • step S1 If it is determined in step S1 that the infrared laser light reflected by the detection target is detected by the infrared detectors 10a and 10b, the process proceeds to step S2.
  • step S2 the coordinates of the image 1a (coordinates of the table 1) scanned by the laser light emitted from the red LD 61a at the time when the infrared detectors 10a and 10b detect the reflected light from the detection target object, It is determined as the coordinates on the table 1 of the detection object.
  • the intensity of the reflected light from the fingernail is greater than the intensity of the reflected light from the finger skin.
  • the intensity of the reflected light from the detection objects detected by the infrared detectors 10a and 10b is added by the adder 11 (see FIG. 2), and the added reflected light has the highest intensity (reflected from the finger).
  • the adder 11 By determining the coordinates of the image 1a irradiated from the red LD 61a at the time) as the coordinates on the table 1 of the detection object, it is possible to specify the part of the image touched by the user's finger. .
  • the height of the detection object from the table 1 is calculated based on the intensity difference of the reflected light from the detection object detected by the infrared detectors 10a and 10b.
  • the intensity of the reflected light from the detection target detected by the infrared detector 10a is The incident angle of the reflected light to the infrared detector 10a is larger than the intensity of the reflected light from the detection object detected by the infrared detector 10b provided at a position higher than the infrared detector 10a, as the angle is near vertical. .
  • the height of a detection target object is so large that the value which differed the intensity of the reflected light detected by infrared detector 10a and the intensity of the reflected light detected by infrared detector 10b is large.
  • the intensity of the reflected light from the detection target detected by the infrared detector 10b is infrared.
  • the incident angle of the reflected light to the infrared detector 10b is larger than the intensity of the reflected light from the detection object detected by the infrared detector 10a provided at a position lower than the detector 10b, as the angle is near vertical.
  • the intensity of the reflected light detected by the infrared detectors 10a and 10b is different. Therefore, the reflected light detected by the infrared detectors 10a and 10b is different.
  • the height of the detection object from the surface of the table 1 can be calculated based on the magnitude of the difference in intensity.
  • step S4 it is determined whether or not the detection object touches the surface of the table 1 (whether or not the height of the detection object from the surface of the table 1 is zero). If it is determined in step S4 that the detection object does not touch the surface of the table 1, the process returns to step S1. That is, the operations of Steps S1 to S4 are repeated until the detection object touches the surface of the table 1. If it is determined in step S4 that the detection object has touched the surface of the table 1, the process proceeds to step S5 to determine whether or not the detection object has moved in the horizontal direction on the surface of the table 1. . That is, as shown in FIG. 6, it is determined whether or not the detection object has moved on the surface of the table 1 while the height from the surface of the table 1 remains zero.
  • step S6 If it is determined that the detection target has moved horizontally on the surface of the table 1, the process proceeds to step S6, and the pointer is moved in conjunction with the movement of the detection target as shown in FIG. The image to be projected is projected onto the table 1 and the screen 2. Then, it returns to step S1.
  • step S5 If it is determined in step S5 that the detection object does not move in the horizontal direction on the surface of the table 1, the process proceeds to step S7 to determine whether or not the detection object has moved away from the surface of the table 1 (detection object). Whether or not the height of the object from the surface of the table 1 is greater than zero). It is assumed that the coordinates of the detection object on the table 1 correspond to the icon image. If it is determined in step S7 that the detection target is separated from the surface of the table 1, the process proceeds to step S8, and whether or not the distance that the detection target is separated from the surface of the table 1 is a predetermined distance or more. Is judged.
  • step S8 when it is determined that the distance that the detection target is separated from the surface of the table 1 is less than a predetermined distance (see state A in FIG. 8), the process proceeds to step S9 and the detection target (user's finger ) Is dragged on the icon projected on the table 1. Then, as shown in FIG. 9, a video for dragging the icon is projected on the table 1 (screen 2). Thereafter, the icon image is moved in conjunction with the movement of the detection target (state B in FIG. 8).
  • step S10 if it is determined that the detection target has touched the surface of the table 1, it is determined that the icon has been dropped.
  • step S11 an image for dropping the icon is projected on the table 1 (screen 2). Then, it returns to step S1.
  • step S8 when it is determined that the distance that the detection target is separated from the surface of the table 1 is a predetermined distance or more (see FIG. 10), the detection target (user's finger) is projected on the table 1. It is determined that the icon is released. Then, it returns to step S1.
  • the detection target is provided by including the infrared detectors 10a and 10b and the subtractor 12 that detect the height of the detection target from the table 1 by the light reflected by the detection target.
  • the height of the object from the table 1 can be detected.
  • the detection object table 1 is used. The height is calculated. Thereby, the intensity of the light reflected by the detection object changes in accordance with the height of the detection object from the table 1, and the intensity of the light reflected by the detection object is different for each portion where the light is detected.
  • the height of the detection object from the table 1 can be easily calculated by calculation based on the difference in light intensity in each portion (infrared detector 10a or 10b) that detects light. Can be detected.
  • detection is performed based on the magnitude of a value obtained by subtracting the intensity of light detected by the infrared detector 10a and the intensity of light detected by the infrared detector 10b.
  • the height of the object from the table 1 is calculated. Thereby, when the height of the detection object from the table 1 is relatively high, the intensity of the light reflected by the detection object is larger in the infrared detector 10b, and from the detection object table 1. When the height of the infrared detector 10 is relatively low, the infrared detector 10a is larger. Thereby, the height of the detection object from the table 1 can be easily detected by obtaining the difference between the intensity of the light detected by the infrared detector 10a and the intensity of the light detected by the infrared detector 10b. can do.
  • the infrared detector 10a and the subtractor 12 connected to the infrared detector 10b are provided, the intensity of light detected by the infrared detector 10a, and the infrared detector 10b.
  • the height of the detection object from the table 1 is calculated based on the magnitude of the value obtained by subtracting the light intensity detected by the subtractor 12.
  • the subtracter 12 can easily calculate the difference between the light intensity detected by the infrared detector 10a and the light intensity detected by the infrared detector 10b.
  • the light is detected by the infrared detector 10a. It is determined that the height of the detection target is larger as the difference between the intensity of the detected light and the intensity of the light detected by the infrared detector 10b is larger. Thereby, the height of the detection target is calculated in detail based on the magnitude of the value obtained by subtracting the intensity of the light detected by the infrared detector 10a and the intensity of the light detected by the infrared detector 10b. be able to.
  • the adder 11 connected to the infrared detector 10a and the infrared detector 10b is provided, and it detects from the detection target object which the infrared detector 10a and the infrared detector 10b detect, respectively.
  • the adder 11 are added by the adder 11, and the coordinates of the image projected from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a at the time when the intensity of the added reflected light is the highest are determined as the coordinates of the detection object.
  • the intensity of the reflected light from the fingernail of the user is larger than the intensity of the reflected light from the skin of the finger, so that the part of the image touched by the user's finger can be accurately specified. .
  • the laser beams having substantially the same optical axis as the laser beams emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a that emit visible light, and the laser beams emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a.
  • An image 1a is projected on the table 1 by providing an infrared LD 64a that emits infrared laser light that is scanned in synchronization with the light, and by scanning the laser light emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a.
  • the height of the detection object from the table 1 is calculated based on the intensity difference between the light irradiated from the infrared LD 64a and reflected by the detection object received by the infrared detectors 10a and 10b. Thereby, even when the color of the detection target is black, infrared rays are reflected from the detection target, so that the height of the detection target from the table 1 can be detected.
  • the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a that emit red, green, and blue visible light are provided, and the infrared LD 64a that emits infrared light is provided. Accordingly, the height of the detection target object from the table 1 can be calculated from the infrared rays reflected by the detection target object while displaying the image on the table 1 with visible light of red, green, and blue.
  • the amount of red, green, and blue visible light emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a is changed according to the projected image, and the infrared LD 64a.
  • the amount of infrared light emitted from the head is made substantially constant.
  • an image having light and shade can be projected by changing the amount of visible light, and the control for irradiating infrared rays can be facilitated because the amount of infrared rays is substantially constant.
  • projection is performed by providing the control unit 31 that performs a predetermined operation based on the height of the detection target detected by the infrared detectors 10a and 10b from the table 1.
  • the control unit 31 can easily perform an operation at a height position somewhat away from the table 1 on the image.
  • an image corresponding to the icon is projected on the table 1, and the infrared detector 10a.
  • a control unit for discriminating between an operation of dragging an icon and an operation of moving the detection object away from the icon based on the height of the detection object from the table 1 calculated based on the difference in light intensity detected by 10b 31 is provided, and after determining that the icon has been dragged, the control unit 31 drags the icon and projects an image that moves the icon in conjunction with the movement of the detection target.
  • an operation at a certain height away from the table 1 for dragging the icon can be performed. Can do a lot.
  • the control unit 31 is configured to determine that the detection target object has dragged the icon projected on the table 1 when the detection object is separated from the surface of the table 1 by less than a predetermined distance. Thereby, the image
  • the control unit 31 is configured to determine that the detection target object has dropped the icon projected on the table 1. Thereby, the image
  • the control unit 31 is configured to determine that the detection target has released the icon projected on the table 1 when the detection target is separated from the surface of the table 1 by a predetermined distance or more. Thereby, the image
  • the detection object after determining that the height of the detection object from the surface of the table 1 is substantially zero, the detection object has a height from the surface of the table 1 of approximately zero.
  • the control unit 31 is configured to project an image in which the pointer is moved in conjunction with the movement of the detection target. Thereby, the image
  • a projector 100a according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the light is emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a.
  • the light reflected by the detection object is detected by visible light detectors 13a and 13b.
  • two visible light detectors 13a and 13b for detecting visible light are provided on the side surface of the projector 100a on the side on which the image 1a is projected.
  • the visible light detector 13b is arranged so that the height of the visible light detector 13b from the surface of the table 1 is larger than the height of the visible light detector 13a from the surface of the table 1.
  • the visible light detector 13a is an example of the “photo detector”, “first photo detector”, and “height detector” of the present invention.
  • the visible light detector 13b is an example of the “photo detector”, “second photo detector”, and “height detector” of the present invention.
  • the laser light source 60a includes a red laser control circuit 61, a green laser control circuit 62, and a blue laser control circuit 63.
  • the red laser control circuit 61, the green laser control circuit 62, and the blue laser control circuit 63 are respectively provided with a red LD 61a that emits red laser light, a green LD 62a that emits green laser light, and a blue laser light. Is connected to a blue LD 63a that emits a laser beam.
  • the control unit 31 reflects the reflected light (red LD 61a, green LD 62a, and blue LD 63a) from the detection target (user's finger) detected by the visible light detectors 13a and 13b.
  • the height of the detection object from the table 1 is calculated based on the intensity difference of the reflected light).
  • the control part 31 discriminate
  • the other structure of 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.
  • the operation and effect of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the visible light emitted from the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a is scanned to project an image on the table 1, and the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue light are projected.
  • the height of the detection object from the table 1 is calculated based on the difference in intensity between the visible light detectors 13a and 13b of the visible light irradiated from the LD 63a and reflected by the detection object.
  • a projector 100b according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
  • a planar image such as an icon is projected on the table 1 and the screen 2
  • a three-dimensional image is projected on the table 1 and the screen 2.
  • the laser light source 60b includes a red laser control circuit 61, a green laser control circuit 62, and a blue laser control circuit 63.
  • the red laser control circuit 61 is connected to a red LD 61a that emits red P-wave laser light and a red LD 61b that emits red S-wave laser light.
  • the green laser control circuit 62 is connected to a green LD 62a that emits green P-wave laser light and a green LD 62b that emits green S-wave laser light.
  • the blue laser control circuit 63 is connected to a blue LD 63a that emits blue P-wave laser light and a blue LD 63b that emits blue S-wave laser light.
  • the optical axes when the red LD 61a, the red LD 61b, the green LD 62a, the green LD 62b, the blue LD 63a, and the blue LD 63b are incident on the MEMS mirror 69a of the laser light are configured to substantially coincide with each other.
  • the red LD 61a, the red LD 61b, the green LD 62a, the green LD 62b, the blue LD 63a, and the blue LD 63b are an example of the “laser light generation unit” and an example of the “first laser light generation unit” in the present invention.
  • the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a irradiate one of the right-eye image and the left-eye image
  • the red LD 61b, the green LD 62b, and the blue LD 63b are the right-eye image and the left-eye image. It is comprised so that the other may be irradiated.
  • the control part 31 is based on the intensity difference of the reflected light from the detection target object (user's finger
  • the height of the detection object from the table 1 is calculated, and a predetermined operation is performed.
  • the control unit 31 determines whether or not the detection target object is in contact with the three-dimensional image based on the height of the detection target object detected by the visible light detectors 13a and 13b from the table 1.
  • a video for moving the three-dimensional image in conjunction with the movement of the detection target object is projected.
  • the laser light source 60b includes six collimating lenses 65, three polarizing beam splitters 66d, 66e and 66f, photodetectors 67 and 67a, and a spatial modulator 68a.
  • the spatial modulator 68a transmits the P-wave laser beam and the S-wave laser beam as they are, and rotates the polarization direction of the P-wave laser beam and the polarization direction of the S-wave laser beam by 90 degrees. It can be switched to the state to be made.
  • the other structure of 3rd Embodiment is the same as that of the said 2nd Embodiment.
  • one of the right-eye image and the left-eye image is irradiated by the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a
  • the other of the right-eye image and the left-eye image is irradiated by the red LD 61b, the green LD 62b, and the blue LD 63b.
  • both the right-eye image and the left-eye image may be irradiated at the same time, or may be irradiated alternately one by one.
  • the user views the right-eye image and the left-eye image projected on the table 1 (screen 2) using polarized glasses, the user can view the three-dimensional image A as shown in FIG. It becomes possible.
  • the control unit 31 determines whether or not the detection object touches the three-dimensional image A.
  • an image for moving the three-dimensional image horizontally is projected.
  • FIG. 14 it is also possible to project an image that moves the three-dimensional image A obliquely downward in conjunction with the movement of the detection target.
  • the detection object has a height smaller than the height from the table 1.
  • the detection object passes through the 3D image B without touching, and the 3D image C falls after the detection object touches the 3D image C having a height higher than the height of the detection object from the table 1. It is also possible to project such an image.
  • the red LD 61a, the green LD 62a, and the blue LD 63a, the red LD 61b, the green LD 62b, and the blue LD 63b are respectively supplied with the laser beams corresponding to the right-eye image and the left-eye image, respectively. It is configured to project a three-dimensional image on the table 1 by irradiating and scanning with laser light. Moreover, the control part 31 which discriminate
  • control unit 31 After the control unit 31 determines that the detection target object has contacted the three-dimensional image A (C), the control unit 31 projects an image for moving the three-dimensional image A (C) in conjunction with the movement of the detection target object. Like that. Accordingly, in addition to the operation on the table 1 for selecting an icon, an operation at a certain height away from the table 1 for moving the three-dimensional image A (C) can be performed. The number of possible actions can be increased.
  • the control unit 31 is configured to determine whether or not the detection target object has touched the image. As a result, whether or not the detection object has contacted the three-dimensional image more accurately than in the case where it is determined whether or not the detection object has contacted the three-dimensional image only with the height of the detection object from the table 1. It can be determined whether or not.
  • an example is shown in which an image is projected by irradiating laser beams of three colors of red, green, and blue, but the present invention is not limited to this.
  • an image may be projected with laser light of one color or two colors, or an image may be projected with laser light of four or more colors.
  • the projector is provided with two infrared detectors (visible light detectors).
  • the present invention is not limited to this.
  • the projector may be provided with one or more infrared detectors (visible light detectors).
  • the example in which the height from the table of the detection object is calculated based on the difference in the intensity of the light detected by the infrared detector (visible light detector) is shown.
  • the present invention is not limited to this. In this invention, you may obtain
  • an infrared detector or a visible light detector is used as the photodetector of the present invention.
  • the present invention is not limited to this.
  • a CCD sensor or a CMOS sensor may be used as the photodetector of the present invention.
  • the CCD sensor and the CMOS sensor since the photodiodes are arranged in a matrix, the reflected light from the detection target is received by the surface.
  • the intensity of the reflected light received by the CCD sensor (CMOS sensor) differs for each portion of the surface of the CCD sensor (CMOS sensor).
  • the height of the detection object from the table may be calculated based on the difference in intensity of the reflected light that differs from part to part.
  • the projector projects an icon, a pointer, and a three-dimensional image on the table.
  • the projector may be connected to an electronic device that does not have a keyboard, and the projector may project a keyboard image onto the projection area. Then, when the user's finger touches the projected keyboard image, a key corresponding to the touched position may be input to the electronic device.
  • the projector may be connected to the notebook computer via a USB cable or the like, and the projector may project an image displayed on the notebook computer on the table. Then, when the user's finger touches the projected image of the notebook computer, an operation (such as dragging or dropping an icon) corresponding to the touched position may be input to the notebook computer.

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Abstract

　投影領域上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出することが可能なプロジェクタを提供する。このプロジェクタ（１００）は、レーザ光を照射するレーザ光発生部（６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ）と、任意の投影領域に画像を投影する投影部（６９ａ、６９ｂ）と、検出対象物により反射された光により検出対象物の投影領域からの高さを検出する高さ検出部（１０ａ、１０ｂ、１２）とを備える。

Description

プロジェクタ
　この発明は、プロジェクタに関し、特に、レーザ光発生部を備えるプロジェクタに関する。
　従来、レーザ光発生部を備えるプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタは、たとえば、特開２００９－２５８５６９号公報に開示されている。
　特開２００９－２５８５６９号公報には、赤、緑および青の３色のレーザ光をそれぞれ発生させる複数のレーザダイオード（レーザ光発生部）と、赤外線レーザ光を発生させるレーザダイオード（レーザ光発生部）と、回転可能なＭＥＭＳミラーと、赤外線レーザ光の反射光を検出するフォトダイオードとを備えるレーザ走査型プロジェクタが開示されている。このレーザ走査型プロジェクタは、複数のレーザダイオードからそれぞれ発生される赤、緑および青の３色のレーザ光をＭＥＭＳミラーによって反射させるとともに、ＭＥＭＳミラーの回転によって走査させることにより、壁面などに画像を投影するように構成されている。
　また、このレーザ走査型プロジェクタでは、レーザダイオードから発生される赤外線レーザ光が、壁面上の近傍（壁面から１ｍｍ上）を壁面の表面に沿って照射させるように構成されている。なお、赤外線レーザ光は、ＭＥＭＳミラーの回転により、壁面上を水平に走査されるように構成されている。これにより、壁面上をユーザの指が触れた場合に、指により反射される光をフォトダイオードで検出することにより、指とフォトダイオードとの間の距離を測定するように構成されている。そして、指とフォトダイオードとの間の距離と、指から反射される光が検出された時点での赤、緑および青の３色のレーザ光が照射する画像の水平面内の座標とに基づいて、指が触れた壁面上の座標が求められる。これにより、たとえば赤、緑および青の３色のレーザ光によりアイコンなどを投影した場合、指が触れた壁面上の座標に基づいて、指がアイコンを触れたことを検出することが可能となる。
特開２００９－２５８５６９号公報
　しかしながら、上記特開２００９－２５８５６９号公報に記載のレーザ走査型プロジェクタでは、検出対象物（指）の壁面上の座標（水平面内の座標）を検出することが可能である一方、壁面上（投影領域上）からある程度離れた高さ位置での指の座標を検出することができないという問題点がある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、投影領域上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出することが可能なプロジェクタを提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
　この発明の一の局面によるプロジェクタは、レーザ光を照射するレーザ光発生部と、レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像を投影する投影部と、検出対象物により反射された光により検出対象物の投影領域からの高さを検出する高さ検出部とを備える。
　この一の局面によるプロジェクタでは、上記のように、検出対象物により反射された光により検出対象物の投影領域からの高さを検出する高さ検出部を備えることによって、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。これにより、たとえばレーザ光の走査によって投影領域上に画像を投影している場合、検出対象物により光が反射された時点のレーザ光が投影する画像の水平面内の座標と、検出対象物の投影領域からの高さとに基づいて、投影領域上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出することができる。
　上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、高さ検出部は、検出対象物により反射された光を検出するための光検出器を含み、光検出器が検出対象物により反射された光を検出する部分毎における光の強度差に基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物の投影領域からの高さに応じて変化するとともに、検出対象物により反射される光の強度は、光検出器が光を検出する部分毎に異なるので、光検出器が光を検出する部分毎における光の強度差に基づく算出により、容易に、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。
　この場合、好ましくは、光検出器は、第１光検出器と、投影領域からの高さが第１光検出器よりも高い第２光検出器とを含み、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物の投影領域からの高さが比較的高い場合には、第２光検出器の方が大きくなり、検出対象物の投影領域からの高さが比較的低い場合には、第１光検出器の方が大きくなる。これにより、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度との差分を求めることにより、容易に、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。
　上記検出器が第１光検出器と第２光検出器とを含むプロジェクタにおいて、好ましくは、第１光検出器および第２光検出器に接続される減算器をさらに備え、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度とを減算器により差分した値の大きさに基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、減算器により、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度との差分を容易に算出することができる。
　上記検出器が第１光検出器と第２光検出器とを含むプロジェクタにおいて、好ましくは、第１光検出器により検出される光の強度が、第２光検出器により検出される光の強度よりも小さくなる場合、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度とを差分した値が大きいほど、検出対象物の高さが大きいと判断されるように構成されている。このように構成すれば、第１光検出器により検出される光の強度と、第２光検出器により検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、検出対象物の高さを詳細に算出することができる。
　上記検出器が第１光検出器と第２光検出器とを含むプロジェクタにおいて、好ましくは、第１光検出器および第２光検出器に接続される加算器をさらに備え、第１光検出器および第２光検出器がそれぞれ検出する検出対象物からの反射光の強度を加算器によって加算して、加算された反射光の強度が最も大きい時点のレーザ光発生部から投影される画像の座標を、検出対象物の座標として判断するように構成されている。このように構成すれば、たとえば検出対象物がユーザの指である場合には、指の爪からの反射光の強さが、指の皮膚からの反射光の強さよりも大きくなるので、ユーザの指が触れている画像の部分を正確に特定することができる。
　上記高さ検出部が光検出器を含むプロジェクタにおいて、好ましくは、レーザ光発生部は、可視光を照射する第１レーザ光発生部と、第１レーザ光発生部から照射されるレーザ光と略同一の光軸を有し、第１レーザ光発生部から照射されるレーザ光と同期して走査される可視光以外の光を照射する第２レーザ光発生部とを含み、第１レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像が投影され、第２レーザ光発生部から照射され、検出対象物により反射された光の光検出器の部分毎における強度差に基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物の色が黒である場合でも、検出対象物から可視光以外の光が反射されるので、検出対象物の投影領域からの高さを検出することができる。
　この場合、好ましくは、第１レーザ光発生部は、赤色、緑色および青色の可視光を照射するとともに、第２レーザ光発生部は、赤外線を照射するように構成されている。このように構成すれば、赤色、緑色および青色の可視光により投影領域に画像を表示しながら、検出対象物により反射された赤外線により検出対象物の投影領域からの高さを算出することができる。
　上記第１レーザ光発生部が可視光を照射するとともに第２レーザ光発生部が赤外線を照射するプロジェクタにおいて、好ましくは、検出対象物により反射された光を検出するための光検出器は、赤外線検出器を含み、赤外線検出器が検出対象物により反射された赤外線を検出する部分毎における赤外線の強度差に基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物により反射された赤外線を赤外線検出器により容易に検出することができる。
　上記第１レーザ光発生部が可視光を照射するとともに第２レーザ光発生部が赤外線を照射するプロジェクタにおいて、好ましくは、第１レーザ光発生部から照射される赤色、緑色および青色の可視光の光量は、投影される画像に応じて変化するとともに、第２レーザ光発生部から照射される赤外線の光量は、略一定である。このように構成すれば、可視光の光量が変化することにより濃淡を有する画像を投影することができるとともに、赤外線の光量が略一定であることにより、赤外線を照射するための制御を容易にすることができる。
　上記高さ検出部が光検出器を含むプロジェクタにおいて、好ましくは、レーザ光発生部は、可視光を照射するように構成されており、レーザ光発生部から照射される可視光を走査させることにより、任意の投影領域に画像が投影されるとともに、レーザ光発生部から照射され、検出対象物により反射された可視光の光検出器の部分毎における強度差に基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、たとえば可視光以外の光を照射するレーザ光発生部を別途設けて、可視光以外の光により検出対象物の投影領域からの高さを算出する場合と異なり、プロジェクタの構成を簡略化することができる。
　この場合、好ましくは、検出対象物により反射された光を検出するための光検出器は、可視光検出器を含み、可視光検出器が検出対象物により反射された可視光を検出する部分毎における可視光の強度差に基づいて、検出対象物の投影領域からの高さを算出するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物により反射された可視光を可視光検出器により容易に検出することができる。
　上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、所定の操作を行う制御部をさらに備える。このように構成すれば、投影画像に対して、投影領域上の動作に加えて、投影領域からある程度離れた高さ位置での動作も制御部により容易に行うことができる。
　この場合、好ましくは、レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、投影領域にアイコンに対応する画像を投影するように構成されており、制御部は、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別するとともに、アイコンをドラッグしたと判別した場合に、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成されている。このように構成すれば、アイコンを選択するような投影領域上の動作に加えて、アイコンをドラッグするような投影領域からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。
　上記投影領域にアイコンに対応する画像を投影するプロジェクタにおいて、好ましくは、制御部は、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、検出対象物の投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、検出対象物が投影領域の表面から離れたと判断した際、検出対象物が投影領域の表面から離れた高さが所定の高さ未満の場合には、検出対象物が投影領域に投影されるアイコンをドラッグしたと判断するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物の動作に基づいて容易にアイコンをドラッグした映像を投影することができる。
　この場合、好ましくは、制御部は、検出対象物が投影領域に投影されるアイコンをドラッグしたと判断した後、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、検出対象物の投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した場合には、検出対象物が投影領域に投影されるアイコンをドロップしたと判断するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物の動作に基づいて容易にアイコンをドロップした映像を投影することができる。
　上記投影領域にアイコンに対応する画像を投影するプロジェクタにおいて、好ましくは、制御部は、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、検出対象物の投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、検出対象物が投影領域の表面から離れたと判断した際、検出対象物が投影領域の表面から離れた高さが所定の高さ以上の場合には、検出対象物が投影領域に投影されるアイコンを離したと判断するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物の動作に基づいて容易にアイコンを離した映像を投影することができる。
　上記検出対象物の投影領域からの高さに基づいて所定の操作を行う制御部を備えるプロジェクタにおいて、好ましくは、レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、投影領域にポインタに対応する画像を投影するように構成されており、制御部は、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、検出対象物の投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、検出対象物が、投影領域の表面からの高さが略ゼロのまま投影領域の表面を水平方向に移動したと判断した場合には、検出対象物の移動に連動してポインタを移動する画像を投影するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物の動作に基づいて容易にポインタを移動させる映像を投影することができる。
　上記検出対象物の投影領域からの高さに基づいて所定の操作を行う制御部を備えるプロジェクタにおいて、好ましくは、レーザ光発生部は、右目用の画像と左目用の画像とに対応するレーザ光を各々照射する複数のレーザ光発生部を含み、複数のレーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより、投影領域に３次元画像を投影するように構成されており、制御部は、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに基づいて、３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別するとともに、３次元画像に検出対象物が接触したと判別した場合に、検出対象物の移動に連動して３次元画像を移動させる映像を投影するように構成されている。このように構成すれば、アイコンを選択するような投影領域上の動作に加えて、３次元画像を移動させるような投影領域からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。
　この場合、好ましくは、制御部は、高さ検出部が検出する検出対象物の投影領域からの高さに加えて、検出対象物によりレーザ光が反射された時点でのレーザ光が走査する投影領域上の座標に基づいて検出対象物の水平面内の座標を求めることにより、検出対象物の３次元の座標を求めるとともに、求められた３次元の座標に基づいて３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別するように構成されている。このように構成すれば、検出対象物の投影領域からの高さのみで３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別する場合と比べて、より正確に３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別することができる。
本発明の第１実施形態によるプロジェクタの使用状態を示した模式図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの制御部の動作を示したフロー図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの比較的低い位置にある検出対象物の高さを検出する動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの比較的高い位置にある検出対象物の高さを検出する動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタのポインタを移動させる動作を説明するための図である。 図６に示すポインタを移動させる動作を説明するための平面図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタのドラッグおよびドロップの動作を説明するための図である。 図８に示すドラッグおよびドロップの動作を説明するための平面図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタのアイコンから指を離す動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの３次元画像を水平方向に移動させる動作を説明するため図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの３次元画像を斜め下方向に移動させる動作を説明するため図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの３次元画像を倒す動作を説明するため図である。
　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
　（第１実施形態）
　図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００の構成を説明する。
　本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００は、図１に示すように、テーブル１上に配置して使用されるように構成されている。そして、プロジェクタ１００は、スクリーン２などの投影領域に向けてプレゼンテーション用（表示用）の画像２ａが投影（２Ｄ表示（平面表示））されるように構成されている。なお、テーブル１およびスクリーン２は、本発明の「投影領域」の一例である。また、プロジェクタ１００は、テーブル１などの投影領域の上面に対して、プレゼンテーション用の画像２ａと同様の画像１ａが投影（２Ｄ表示（平面表示））されるように構成されている。なお、テーブル１上に投影される画像１ａの大きさは、スクリーン２に投影される画像２ａの大きさよりも小さくなるように投影される。ここで、第１実施形態では、プロジェクタ１００の画像１ａが投影される側の側面には、赤外線を検出するための２つの赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが設けられている。なお、赤外線検出器１０ｂのテーブル１の表面上からの高さが、赤外線検出器１０ａのテーブル１の表面上からの高さよりも大きくなるように赤外線検出器１０ｂが配置されている。なお、赤外線検出器１０ａは、本発明の「光検出器」、「第１光検出器」および「高さ検出部」の一例である。また、赤外線検出器１０ｂは、本発明の「光検出器」、「第２光検出器」および「高さ検出部」の一例である。
　図２に示すように、プロジェクタ１００は、操作パネル２０と、制御処理ブロック３０と、データ処理ブロック４０と、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５０と、レーザ光源６０と、Ｖｉｄｅｏ　ＲＡＭ（ＳＤ　ＲＡＭ）７１と、ビームスプリッタ８０と、２つの拡大レンズ９０および９１とを含む。
　制御処理ブロック３０は、プロジェクタ１００全体の制御を司る制御部３１と、外部ビデオ信号を受信するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）であるＶｉｄｅｏ　Ｉ／Ｆ３２と、ＳＤ－ＲＡＭ３３と、外部Ｉ／Ｆ３４とを含む。
　データ処理ブロック４０は、データ／階調変換器４１と、ビットデータ変換器４２と、タイミングコントローラ４３と、データコントローラ４４とを含んでいる。
　デジタル信号プロセッサ５０は、ミラーサーボブロック５１と、変換器５２とを含んでいる。
　また、レーザ光源６０は、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３と、赤外線レーザ制御回路６４とを含んでいる。ここで、第１実施形態では、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３と、赤外線レーザ制御回路６４とには、それぞれ、赤色のレーザ光を照射する赤色ＬＤ（レーザダイオード）６１ａと、緑色のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ａと、青色のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ａと、赤外線のレーザ光を照射する赤外線ＬＤ６４ａとが接続されている。なお、赤色ＬＤ６１ａと、緑色ＬＤ６２ａと、青色ＬＤ６３ａと、赤外線ＬＤ６４ａとが各々照射するレーザ光のＭＥＭＳミラー６９ａに入射する際の光軸は、略一致するように構成されている。また、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａと、赤外線ＬＤ６４ａとは、同期して動作するように構成されている。なお、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａからそれぞれ照射される赤色、緑色および青色のレーザ光が走査されることにより、テーブル１およびスクリーン２にそれぞれ画像１ａおよび２ａが投影される。また、赤外線ＬＤ６４ａから照射され、検出対象物により反射された光は、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂにより検出される。また、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａからそれぞれ照射される赤色、緑色および青色のレーザ光の光量は、投影される画像に応じて変化する一方、赤外線ＬＤ６４ａから照射される赤外線のレーザ光の光量は、略一定である。なお、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａは、本発明の「レーザ光発生部」の一例であるとともに、「第１レーザ光発生部」の一例である。また、赤外線ＬＤ６４ａは、本発明の「レーザ光発生部」の一例であるとともに、「第２レーザ光発生部」の一例である。
　また、レーザ光源６０は、４つのコリメートレンズ６５と、３つの偏光ビームスプリッタ６６ａ、６６ｂおよび６６ｃと、光検出器６７と、レンズ６８と、レーザ光を水平方向に走査するためのＭＥＭＳミラー６９ａと、レーザ光を垂直方向に走査するためのＭＥＭＳミラー６９ｂと、ＭＥＭＳミラー６９ａおよびＭＥＭＳミラー６９ｂを水平方向および垂直方向に駆動させるためのアクチュエータ７０とを含んでいる。なお、ＭＥＭＳミラー６９ａおよび６９ｂは、本発明の「投影部」の一例である。
　操作パネル２０は、プロジェクタ１００の筐体の表面または側面に設けられている。操作パネル２０は、たとえば、操作内容を表示するためのディスプレイ装置（図示せず）や、プロジェクタ１００に対する操作入力を受け付けるスイッチなどを含む。操作パネル２０は、使用者からの操作を受け付けると、操作内容に応じた信号を制御処理ブロック３０の制御部３１に送信するように構成されている。
　また、プロジェクタ１００の外部から与えられた外部ビデオ信号は、Ｖｉｄｅｏ　Ｉ／Ｆ３２に入力されるように構成されている。また、外部Ｉ／Ｆ３４は、たとえば、ＳＤカード９２などのメモリを装着することが可能に構成されている。そして、制御部３１は、ＳＤカード９２からデータを読み出し、読み出されたデータは、Ｖｉｄｅｏ　ＲＡＭ７１に格納されるように構成されている。
　また、制御部３１は、データ処理ブロック４０のタイミングコントローラ４３と相互に通信することにより、Ｖｉｄｅｏ　ＲＡＭ７１に一時的に保持されている画像データに基づく映像の表示を制御するように構成されている。
　また、データ処理ブロック４０では、タイミングコントローラ４３は、制御部３１から出力される信号に基づいて、データコントローラ４４を介してＶｉｄｅｏ　ＲＡＭ７１に保持されているデータを読み出すように構成されている。データコントローラ４４は、読み出したデータをビットデータ変換器４２に送信するように構成されている。ビットデータ変換器４２は、タイミングコントローラ４３からの信号に基づいて、データをデータ／階調変換器４１に送信するように構成されている。ビットデータ変換器４２は、外部から与えられた画像データをレーザ光により投影可能な形式に適合したデータに変換する機能を有する。また、タイミングコントローラ４３は、赤外線レーザ制御回路６４に接続されており、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光に同期して、赤外線ＬＤ６４ａからレーザ光を照射するように赤外線レーザ制御回路６４に信号を送信するように構成されている。
　データ／階調変換器４１は、ビットデータ変換器４２から出力されたデータを赤色（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑色（Ｇ：Ｇｒｅｅｎ）および青色（Ｂ：Ｂｌｕｅ）の３色の階調に変換し、変換後のデータを赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とにそれぞれ送信するように構成されている。
　また、赤色レーザ制御回路６１は、データ／階調変換器４１からのデータを赤色ＬＤ６１ａに送信するように構成されている。また、緑色レーザ制御回路６２は、データ／階調変換器４１からのデータを緑色ＬＤ６２ａに送信するように構成されている。また、青色レーザ制御回路６３は、データ／階調変換器４１からのデータを青色ＬＤ６３ａに送信するように構成されている。
　また、プロジェクタ１００の画像１ａが投影される側の側面に設けられる２つの赤外線検出器１０ａおよび１０ｂには、それぞれ、加算器１１と減算器１２とが接続されている。加算器１１は、赤外線検出器１０ａが検出した光の強度と赤外線検出器１０ｂが検出した光の強度とを加算する機能を有する。また、減算器１２は、赤外線検出器１０ａが検出した光の強度と赤外線検出器１０ｂが検出した光の強度とを減算する機能を有する。また、加算器１１および減算器１２から出力された信号は、変換器５２を介して、制御部３１に入力されるように構成されている。なお、減算器１２は、本発明の「高さ検出部」の一例である。
　ここで、第１実施形態では、制御部３１は、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する検出対象物（ユーザの指）からの反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するとともに、所定の操作を行うように構成されている。具体的には、制御部３１は、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別するとともに、アイコンをドラッグしたと判別した場合に、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成されている。
　次に、図１および図３～図１０を参照して、プロジェクタ１００が検出対象物を検出する際の制御部３１の動作について説明する。
　図１に示すように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａ（図２参照）からそれぞれ赤色、緑色および青色のレーザ光が照射されるとともに、レーザ光が走査されることにより、テーブル１およびスクリーン２上にそれぞれ画像１ａおよび２ａが投影される。たとえば、テーブル１およびスクリーン２上には、アイコンなどの画像が投影されている。また、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａに同期して、赤外線ＬＤ６４ａから赤外線のレーザ光が照射されるとともに、レーザ光が走査される。そして、図３に示すように、ステップＳ１において、赤外線ＬＤ６４ａから照射され、検出対象物（たとえばユーザの指）により反射される赤外線のレーザ光が赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出されたか否かが判断される。なお、検出対象物により反射される赤外線のレーザ光が赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出されない場合は、ステップＳ１の動作が繰り返される。
　そして、ステップＳ１において、検出対象物により反射される赤外線のレーザ光が赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出されたと判断された場合、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出対象物からの反射光を検出した時点での、赤色ＬＤ６１ａから照射されるレーザ光が走査している画像１ａの座標（テーブル１の座標）を、検出対象物のテーブル１上の座標として判断する。なお、検出対象物がユーザの指である場合には、指の爪からの反射光の強さが、指の皮膚からの反射光の強さよりも大きくなる。そこで、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂがそれぞれ検出する検出対象物からの反射光の強度を加算器１１（図２参照）によって加算して、加算された反射光の強度が最も大きい時点（指から反射された時点）の赤色ＬＤ６１ａから照射される画像１ａの座標を、検出対象物のテーブル１上の座標として判断することにより、ユーザの指が触れている画像の部分を特定することが可能となる。
　次に、ステップＳ３に進んで、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出された検出対象物からの反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さが算出される。具体的には、たとえば図４に示すように、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１の表面に触れている場合では、赤外線検出器１０ａが検出する検出対象物からの反射光の強度は、赤外線検出器１０ａよりも高い位置に設けられる赤外線検出器１０ｂが検出する検出対象物からの反射光の強度よりも、反射光の赤外線検出器１０ａへの入射角度が垂直に近い分、大きくなる。そして、赤外線検出器１０ａにより検出される反射光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される反射光の強度とを差分した値が大きいほど、検出対象物の高さが大きいと判断される。一方、図５に示すように、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１の表面から離れた位置にある場合では、赤外線検出器１０ｂが検出する検出対象物からの反射光の強度は、赤外線検出器１０ｂよりも低い位置に設けられる赤外線検出器１０ａが検出する検出対象物からの反射光の強度よりも、反射光の赤外線検出器１０ｂへの入射角度が垂直に近い分、大きくなる。このように、検出対象物のテーブル１の表面からの高さが異なることにより、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する反射光の強度がそれぞれ異なるので、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する反射光の強度の差分の大きさにより、検出対象物のテーブル１の表面からの高さを算出することが可能となる。
　次に、ステップＳ４に進んで、検出対象物がテーブル１の表面に触れたか否か（検出対象物のテーブル１の表面からの高さがゼロか否か）が判断される。なお、ステップＳ４において、検出対象物がテーブル１の表面に触れていないと判断された場合には、ステップＳ１に戻る。つまり、検出対象物がテーブル１の表面に触れるまで、ステップＳ１～ステップＳ４の動作が繰り返される。ステップＳ４において、検出対象物がテーブル１の表面に触れたと判断された場合には、ステップＳ５に進んで、検出対象物が、テーブル１の表面を水平方向に移動したか否かが判断される。つまり、図６に示すように、検出対象物のテーブル１の表面からの高さがゼロのまま、テーブル１の表面上を移動したか否かが判断される。そして、検出対象物がテーブル１の表面上を水平方向に移動したと判断された場合には、ステップＳ６に進んで、図７に示すように、検出対象物の移動に連動してポインタを移動する映像をテーブル１およびスクリーン２に投影する。その後、ステップＳ１に戻る。
　また、ステップＳ５において、検出対象物がテーブル１の表面を水平方向に移動しないと判断された場合には、ステップＳ７に進んで、検出対象物がテーブル１の表面から離れたか否か（検出対象物のテーブル１の表面からの高さがゼロよりも大きいか否か）が判断される。なお、検出対象物のテーブル１上の座標は、アイコンの画像に対応しているとする。そして、ステップＳ７において、検出対象物がテーブル１の表面から離れたと判断された場合には、ステップＳ８に進んで、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離以上か否かが判断される。ステップＳ８において、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離未満（図８の状態Ａ参照）と判断された場合には、ステップＳ９に進んで、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１に投影されるアイコンをドラッグしたと判断される。そして、図９に示すように、アイコンをドラッグする映像がテーブル１（スクリーン２）に投影される。その後、検出対象物の移動（図８の状態Ｂ）に連動して、アイコンの画像を移動させる。そして、ステップＳ１０において、検出対象物がテーブル１の表面に触れたと判断された場合には、アイコンをドロップしたと判断される。そして、ステップＳ１１において、アイコンをドロップする映像がテーブル１（スクリーン２）に投影される。その後、ステップＳ１に戻る。
　また、ステップＳ８において、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離以上（図１０参照）と判断された場合には、検出対象物（ユーザの指）がテーブル１に投影されるアイコンを離したと判断される。その後、ステップＳ１に戻る。
　第１実施形態では、上記のように、検出対象物により反射された光により検出対象物のテーブル１からの高さを検出する赤外線検出器１０ａ、１０ｂおよび減算器１２を備えることによって、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。これにより、レーザ光の走査によってテーブル１上に画像１ａを投影している場合、検出対象物により光が反射された時点のレーザ光が投影する画像１ａの水平面内の座標と、検出対象物のテーブル１からの高さとに基づいて、テーブル１上からある程度離れた高さ位置での検出対象物の座標を検出することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、検出対象物により反射された光を検出する部分毎（赤外線検出器１０ａまたは１０ｂ）における光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するように構成する。これにより、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物のテーブル１からの高さに応じて変化するとともに、検出対象物により反射される光の強度は、光を検出する部分毎（赤外線検出器１０ａまたは１０ｂ）に異なるので、光を検出する部分毎（赤外線検出器１０ａまたは１０ｂ）における光の強度差に基づく算出により、容易に、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出する。これにより、検出対象物により反射される光の強度は、検出対象物のテーブル１からの高さが比較的高い場合には、赤外線検出器１０ｂの方が大きくなり、検出対象物のテーブル１からの高さが比較的低い場合には、赤外線検出器１０ａの方が大きくなる。これにより、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度との差分を求めることにより、容易に、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤外線検出器１０ａおよび赤外線検出器１０ｂに接続される減算器１２を設けて、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度とを減算器１２により差分した値の大きさに基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出する。これにより、減算器１２により、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度との差分を容易に算出することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度が、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度よりも小さくなる場合、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度とを差分した値が大きいほど、検出対象物の高さが大きいと判断する。これにより、赤外線検出器１０ａにより検出される光の強度と、赤外線検出器１０ｂにより検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、検出対象物の高さを詳細に算出することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤外線検出器１０ａおよび赤外線検出器１０ｂに接続される加算器１１を設けて、赤外線検出器１０ａおよび赤外線検出器１０ｂがそれぞれ検出する検出対象物からの反射光の強度を加算器１１によって加算して、加算された反射光の強度が最も大きい時点の赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから投影される画像の座標を、検出対象物の座標として判断する。これにより、ユーザの指の爪からの反射光の強さが、指の皮膚からの反射光の強さよりも大きくなるので、ユーザの指が触れている画像の部分を正確に特定することができる。
　また、第１実施形態では、可視光を照射する赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光と略同一の光軸を有し、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光と同期して走査される赤外線のレーザ光を照射する赤外線ＬＤ６４ａを設けて、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光を走査させることにより、テーブル１に画像１ａが投影され、赤外線ＬＤ６４ａから照射され、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが受光する検出対象物により反射された光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出する。これにより、検出対象物の色が黒である場合でも、検出対象物から赤外線が反射されるので、検出対象物のテーブル１からの高さを検出することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤色、緑色および青色の可視光を照射する赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａを設けるとともに、赤外線を照射する赤外線ＬＤ６４ａを設ける。これにより、赤色、緑色および青色の可視光によりテーブル１に画像を表示しながら、検出対象物により反射された赤外線により検出対象物のテーブル１からの高さを算出することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射される赤色、緑色および青色の可視光の光量を、投影される画像に応じて変化させるとともに、赤外線ＬＤ６４ａから照射される赤外線の光量を、略一定にする。これにより、可視光の光量が変化することにより濃淡を有する画像を投影することができるとともに、赤外線の光量が略一定であることにより、赤外線を照射するための制御を容易にすることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、所定の操作を行う制御部３１を設けることによって、投影画像に対して、テーブル１上の動作に加えて、テーブル１からある程度離れた高さ位置での動作も制御部３１により容易に行うことができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光を走査させることにより、テーブル１にアイコンに対応する画像を投影して、赤外線検出器１０ａおよび１０ｂが検出する光の強度差に基づいて算出される検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別する制御部３１を設けて、制御部３１が、アイコンをドラッグしたと判別した後、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成する。これにより、アイコンを選択するようなテーブル１上の動作に加えて、アイコンをドラッグするようなテーブル１からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、検出対象物のテーブル１の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、検出対象物がテーブル１の表面から離れたと判断した際、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離未満の場合には、検出対象物がテーブル１に投影されるアイコンをドラッグしたと判断するように制御部３１を構成する。これにより、検出対象物の動作に基づいて容易にアイコンをドラッグした映像を投影することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、検出対象物がテーブル１に投影されるアイコンをドラッグしたと判断した後、検出対象物のテーブル１の表面からの高さが略ゼロであると判断した場合には、検出対象物がテーブル１に投影されるアイコンをドロップしたと判断するように制御部３１を構成する。これにより、検出対象物の動作に基づいて容易にアイコンをドロップした映像を投影することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、検出対象物のテーブル１の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、検出対象物がテーブル１の表面から離れたと判断した際、検出対象物がテーブル１の表面から離れた距離が所定の距離以上の場合には、検出対象物がテーブル１に投影されるアイコンを離したと判断するように制御部３１を構成する。これにより、検出対象物の動作に基づいて容易にアイコンを離した映像を投影することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、検出対象物のテーブル１の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、検出対象物が、テーブル１の表面からの高さが略ゼロのままテーブル１の表面を水平方向に移動したと判断した場合には、検出対象物の移動に連動してポインタを移動する画像を投影するように制御部３１を構成する。これにより、検出対象物の動作に基づいて容易にポインタを移動させる映像を投影することができる。
　（第２実施形態）
　次に、図１１を参照して、第２実施形態のプロジェクタ１００ａについて説明する。この第２実施形態では、上記赤外線ＬＤ６４ａから照射され、検出対象物により反射される光を赤外線検出器１０ａおよび１０ｂによって検出する第１実施形態と異なり、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射され、検出対象物により反射される光を可視光検出器１３ａおよび１３ｂによって検出する。
　図１１に示すように、第２実施形態では、プロジェクタ１００ａの画像１ａが投影される側の側面には、可視光を検出する２つの可視光検出器１３ａおよび１３ｂが設けられている。なお、可視光検出器１３ｂのテーブル１の表面上からの高さが、可視光検出器１３ａのテーブル１の表面上からの高さよりも大きくなるように可視光検出器１３ｂが配置されている。なお、可視光検出器１３ａは、本発明の「光検出器」、「第１光検出器」および「高さ検出部」の一例である。また、可視光検出器１３ｂは、本発明の「光検出器」、「第２光検出器」および「高さ検出部」の一例である。
　また、レーザ光源６０ａは、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とを含んでいる。また、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とには、それぞれ、赤色のレーザ光を照射する赤色ＬＤ６１ａと、緑色のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ａと、青色のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ａとが接続されている。
　ここで、第２実施形態では、制御部３１は、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物（ユーザの指）からの反射光（赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射されるレーザ光の反射光）の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するように構成されている。そして、制御部３１は、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、アイコンをドラッグする動作と、アイコンから検出対象物が離れる動作とを判別して、アイコンをドラッグしたと判別した後、アイコンをドラッグするとともに検出対象物の移動に連動してアイコンを移動する映像を投影するように構成されている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、第２実施形態の動作および効果は、上記第１実施形態と同様である。
　また、第２実施形態では、上記のように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射される可視光を走査させることにより、テーブル１に画像が投影されるとともに、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａから照射され、検出対象物により反射された可視光の可視光検出器１３ａおよび１３ｂにおける強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するように構成する。これにより、たとえば可視光以外の光を照射するレーザ光発生部を別途設けて、可視光以外の光により検出対象物のテーブル１からの高さを算出する場合と異なり、プロジェクタ１００ａの構成を簡略化することができる。
　（第３実施形態）
　次に、図１２を参照して、第３実施形態のプロジェクタ１００ｂについて説明する。この第３実施形態では、上記テーブル１およびスクリーン２にアイコンなどの平面的な画像が投影されていた第１および第２実施形態と異なり、テーブル１およびスクリーン２に３次元画像が投影される。
　図１２に示すように、レーザ光源６０ｂは、赤色レーザ制御回路６１と、緑色レーザ制御回路６２と、青色レーザ制御回路６３とを含んでいる。赤色レーザ制御回路６１には、赤色のＰ波のレーザ光を照射する赤色ＬＤ６１ａと、赤色のＳ波のレーザ光を照射する赤色ＬＤ６１ｂとが接続されている。また、緑色レーザ制御回路６２には、緑色のＰ波のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ａと、緑色のＳ波のレーザ光を照射する緑色ＬＤ６２ｂとが接続されている。また、青色レーザ制御回路６３には、青色のＰ波のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ａと、青色のＳ波のレーザ光を照射する青色ＬＤ６３ｂとが接続されている。なお、赤色ＬＤ６１ａ、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ａ、緑色ＬＤ６２ｂ、青色ＬＤ６３ａおよび青色ＬＤ６３ｂが各々照射するレーザ光のＭＥＭＳミラー６９ａに入射する際の光軸は、略一致するように構成されている。また、赤色ＬＤ６１ａ、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ａ、緑色ＬＤ６２ｂ、青色ＬＤ６３ａおよび青色ＬＤ６３ｂは、本発明の「レーザ光発生部」の一例であるとともに、「第１レーザ光発生部」の一例である。ここで、第３実施形態では、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａは、右目用画像および左目用画像の一方を照射するとともに、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ｂおよび青色ＬＤ６３ｂは、右目用画像および左目用画像の他方を照射するように構成されている。
　また、第３実施形態では、制御部３１は、上記第２実施形態と同様に、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物（ユーザの指）からの反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブル１からの高さを算出するとともに、所定の操作を行うように構成されている。具体的には、制御部３１は、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別するとともに、３次元画像に検出対象物が接触したと判別した場合に、検出対象物の移動に連動して３次元画像を移動させる映像を投影するように構成されている。
　また、レーザ光源６０ｂは、６つのコリメートレンズ６５と、３つの偏光ビームスプリッタ６６ｄ、６６ｅおよび６６ｆ、と、光検出器６７および６７ａと、空間変調器６８ａとを含んでいる。なお、空間変調器６８ａは、Ｐ波のレーザ光およびＳ波のレーザ光をそのまま透過させる状態と、Ｐ波のレーザ光の偏光方向およびＳ波のレーザ光の偏光方向を９０度回転させて透過させる状態とに切り替え可能に構成されている。なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第２実施形態と同様である。
　次に、図１３～図１５を参照して、３次元画像を投影する動作と、検出対象物の移動に連動して３次元画像を移動させる動作とについて説明する。
　まず、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａにより、右目用画像および左目用画像の一方が照射されるとともに、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ｂおよび青色ＬＤ６３ｂにより、右目用画像および左目用画像の他方が照射される。なお、右目用画像と左目用画像とは、両方同時に照射されてもよいし、片方ずつ交互に照射されてもよい。そして、テーブル１（スクリーン２）に投影される右目用画像および左目用画像をユーザが偏光眼鏡を用いて鑑賞することにより、図１３に示すように、ユーザが３次元画像Ａを鑑賞することが可能となる。
　次に、検出対象物（ユーザの指）が、テーブル１上に配置されると、検出対象物により反射される光が可視光検出器１３ａおよび１３ｂによって検出される。そして、可視光検出器１３ａおよび１３ｂによって検出される反射光の強度差に基づいて検出対象物のテーブル１からの高さが算出される。また、検出対象物によりレーザ光が反射された時点でのレーザ光が走査する画像１ａの水平面内の座標に基づいて検出対象物の水平面内の座標が求められる。その結果、検出対象物の３次元の座標が求められる。この３次元の座標に基づいて、検出対象物が３次元画像Ａに触れたか否かが制御部３１によって判断される。そして、制御部３１により、図１３の状態Ａに示すように３次元画像Ａに検出対象物が接触したと判別された後、図１３の状態Ｂに示すように、検出対象物の移動に連動して３次元画像を水平に移動させる映像を投影する。また、図１４に示すように、検出対象物の移動に連動して、斜め下方に３次元画像Ａを移動させるような画像を投影することも可能である。さらに、検出対象物の３次元の座標が求められることにより、図１５に示すように、検出対象物が水平に移動する場合に、検出対象物のテーブル１からの高さよりも小さい高さを有する３次元画像Ｂには検出対象物は触れずに素通りし、検出対象物のテーブル１からの高さよりも大きい高さを有する３次元画像Ｃに検出対処物が触れた後に３次元画像Ｃが倒れるような画像を投影することも可能である。
　第３実施形態では、上記のように、赤色ＬＤ６１ａ、緑色ＬＤ６２ａおよび青色ＬＤ６３ａと、赤色ＬＤ６１ｂ、緑色ＬＤ６２ｂおよび青色ＬＤ６３ｂとを、それぞれ、右目用の画像または左目用の画像に対応するレーザ光を各々照射して、レーザ光を走査させることにより、テーブル１に３次元画像を投影するように構成する。また、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに基づいて、３次元画像Ａ（Ｃ）に検出対象物が接触したか否かを判別する制御部３１を設けて、制御部３１を、３次元画像Ａ（Ｃ）に検出対象物が接触したと判別した後、検出対象物の移動に連動して３次元画像Ａ（Ｃ）を移動させる映像を投影するようにする。これにより、アイコンを選択するようなテーブル１上の動作に加えて、３次元画像Ａ（Ｃ）を移動させるようなテーブル１からある程度離れた高さ位置での動作も行うことができるので、操作可能な動作の種類を多くすることができる。
　また、第３実施形態では、上記のように、可視光検出器１３ａおよび１３ｂが検出する検出対象物のテーブル１からの高さに加えて、検出対象物によりレーザ光が反射された時点でのレーザ光が走査するテーブル１上の座標に基づいて検出対象物の水平面内の座標を求めることにより、検出対象物の３次元の座標を求めるとともに、求められた３次元の座標に基づいて３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別するように制御部３１を構成する。これにより、検出対象物のテーブル１からの高さのみで３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別する場合と比べて、より正確に３次元画像に検出対象物が接触したか否かを判別することができる。
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　たとえば、上記第１～第３実施形態では、赤色、緑色および青色の３色のレーザ光を照射することにより画像を投影する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、１色または２色のレーザ光により画像を投影してもよいし、４色以上のレーザ光により画像を投影してもよい。
　また、上記第１～第３実施形態では、プロジェクタに赤外線検出器（可視光検出器）が２つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、プロジェクタに赤外線検出器（可視光検出器）を１つまたは３つ以上設けてもよい。
　また、上記第１～第３実施形態では、赤外線検出器（可視光検出器）が検出する光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブルからの高さを算出する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、赤外線検出器（可視光検出器）が検出する光の強度差に基づく算出以外の方法によって、検出対象物のテーブルからの高さを求めてもよい。
　また、上記第１～第３実施形態では、本発明の光検出器として赤外線検出器または可視光検出器を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、本発明の光検出器として、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを用いてもよい。ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサは、フォトダイオードがマトリクス状に配置されているので、検出対象物からの反射光を面で受光する。これにより、ＣＣＤセンサ（ＣＭＯＳセンサ）が受光する反射光の強度は、ＣＣＤセンサ（ＣＭＯＳセンサ）の表面の部分毎に異なる。そして、部分毎に異なる反射光の強度差に基づいて、検出対象物のテーブルからの高さを算出するようにしてもよい。
　また、上記第１～第３実施形態では、プロジェクタがテーブルに、アイコン、ポインタおよび３次元画像を投影する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、プロジェクタをキーボードを有しない電子機器に接続するとともに、プロジェクタが投影領域にキーボードの画像を投影するようにしてもよい。そして、投影されたキーボードの画像をユーザの指が触れることにより、触れた位置に対応するキーを電子機器に入力するようにしてもよい。また、プロジェクタをノートパソコンにＵＳＢケーブルなどを介して接続するとともに、プロジェクタがテーブルにノートパソコンに表示される画像を投影するようにしてもよい。そして、投影されたノートパソコンの画像をユーザの指が触れることにより、触れた位置に対応する操作（アイコンのドラッグ、ドロップなど）をノートパソコンに入力するようにしてもよい。

Claims (20)

  1. 　レーザ光を照射するレーザ光発生部（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ、６４ａ）と、
    　前記レーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像を投影する投影部（６９ａ、６９ｂ）と、
    　検出対象物により反射された光により前記検出対象物の前記投影領域からの高さを検出する高さ検出部（１０ａ、１０ｂ、１２、１３ａ、１３ｂ）とを備える、プロジェクタ。
  2. 　前記高さ検出部は、前記検出対象物により反射された光を検出するための光検出器（１０ａ、１０ｂ、１３ａ、１３ｂ）を含み、
    　前記光検出器が前記検出対象物により反射された光を検出する部分毎における光の強度差に基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出するように構成されている、請求項１に記載のプロジェクタ。
  3. 　前記光検出器は、第１光検出器（１０ａ、１３ａ）と、前記投影領域からの高さが前記第１光検出器よりも高い第２光検出器（１０ｂ、１３ｂ）とを含み、
    　前記第１光検出器により検出される光の強度と、前記第２光検出器により検出される光の強度とを差分した値の大きさに基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出するように構成されている、請求項２に記載のプロジェクタ。
  4. 　前記第１光検出器および前記第２光検出器に接続される減算器（１２）をさらに備え、
    　前記第１光検出器により検出される光の強度と、前記第２光検出器により検出される光の強度とを前記減算器により差分した値の大きさに基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出するように構成されている、請求項３に記載のプロジェクタ。
  5. 　前記第１光検出器により検出される光の強度が、前記第２光検出器により検出される光の強度よりも小さくなる場合、前記第１光検出器により検出される光の強度と、前記第２光検出器により検出される光の強度とを差分した値が大きいほど、前記検出対象物の高さが大きいと判断されるように構成されている、請求項３に記載のプロジェクタ。
  6. 　前記第１光検出器および前記第２光検出器に接続される加算器（１１）をさらに備え、
    　前記第１光検出器および前記第２光検出器がそれぞれ検出する前記検出対象物からの反射光の強度を前記加算器によって加算して、加算された反射光の強度が最も大きい時点の前記レーザ光発生部から投影される画像の座標を、前記検出対象物の座標として判断するように構成されている、請求項３に記載のプロジェクタ。
  7. 　前記レーザ光発生部は、可視光を照射する第１レーザ光発生部（６１ａ、６２ａ、６３ａ）と、前記第１レーザ光発生部から照射される前記レーザ光と略同一の光軸を有し、前記第１レーザ光発生部から照射される前記レーザ光と同期して走査される可視光以外の光を照射する第２レーザ光発生部（６４ａ）とを含み、
    　前記第１レーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、任意の投影領域に画像が投影され、
    　前記第２レーザ光発生部から照射され、前記検出対象物により反射された光の前記光検出器の部分毎における強度差に基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出するように構成されている、請求項２に記載のプロジェクタ。
  8. 　前記第１レーザ光発生部は、赤色、緑色および青色の可視光を照射するとともに、前記第２レーザ光発生部は、赤外線を照射するように構成されている、請求項７に記載のプロジェクタ。
  9. 　前記検出対象物により反射された光を検出するための前記光検出器は、赤外線検出器（１０ａ、１０ｂ）を含み、
    　前記赤外線検出器が前記検出対象物により反射された赤外線を検出する部分毎における赤外線の強度差に基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出するように構成されている、請求項８に記載のプロジェクタ。
  10. 　前記第１レーザ光発生部から照射される赤色、緑色および青色の可視光の光量は、投影される画像に応じて変化するとともに、前記第２レーザ光発生部から照射される赤外線の光量は、略一定である、請求項８に記載のプロジェクタ。
  11. 　前記レーザ光発生部は、可視光を照射するように構成されており、
    　前記レーザ光発生部から照射される可視光を走査させることにより、任意の投影領域に画像が投影されるとともに、前記レーザ光発生部から照射され、前記検出対象物により反射された可視光の前記光検出器の部分毎における強度差に基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出するように構成されている、請求項２に記載のプロジェクタ。
  12. 　前記検出対象物により反射された光を検出するための前記光検出器は、可視光検出器（１３ａ、１３ｂ）を含み、
    　前記可視光検出器が前記検出対象物により反射された可視光を検出する部分毎における可視光の強度差に基づいて、前記検出対象物の前記投影領域からの高さを算出するように構成されている、請求項１１に記載のプロジェクタ。
  13. 　前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、所定の操作を行う制御部（３１）をさらに備える、請求項１に記載のプロジェクタ。
  14. 　前記レーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、前記投影領域にアイコンに対応する画像を投影するように構成されており、
    　前記制御部は、前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記アイコンをドラッグする動作と、前記アイコンから前記検出対象物が離れる動作とを判別するとともに、前記アイコンをドラッグしたと判別した場合に、前記アイコンをドラッグするとともに前記検出対象物の移動に連動して前記アイコンを移動する映像を投影するように構成されている、請求項１３に記載のプロジェクタ。
  15. 　前記制御部は、前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記検出対象物の前記投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、前記検出対象物が前記投影領域の表面から離れたと判断した際、前記検出対象物が前記投影領域の表面から離れた高さが所定の高さ未満の場合には、前記検出対象物が前記投影領域に投影されるアイコンをドラッグしたと判断するように構成されている、請求項１４に記載のプロジェクタ。
  16. 　前記制御部は、前記検出対象物が前記投影領域に投影されるアイコンをドラッグしたと判断した後、前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記検出対象物の前記投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した場合には、前記検出対象物が前記投影領域に投影されるアイコンをドロップしたと判断するように構成されている、請求項１５に記載のプロジェクタ。
  17. 　前記制御部は、前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記検出対象物の前記投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、前記検出対象物が前記投影領域の表面から離れたと判断した際、前記検出対象物が前記投影領域の表面から離れた高さが所定の高さ以上の場合には、前記検出対象物が前記投影領域に投影されるアイコンを離したと判断するように構成されている、請求項１４に記載のプロジェクタ。
  18. 　前記レーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、前記投影領域にポインタに対応する画像を投影するように構成されており、
    　前記制御部は、前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記検出対象物の前記投影領域の表面からの高さが略ゼロであると判断した後、前記検出対象物が、前記投影領域の表面からの高さが略ゼロのまま前記投影領域の表面を水平方向に移動したと判断した場合には、前記検出対象物の移動に連動してポインタを移動する画像を投影するように構成されている、請求項１３に記載のプロジェクタ。
  19. 　前記レーザ光発生部は、右目用の画像と左目用の画像とに対応するレーザ光を各々照射する複数のレーザ光発生部（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ）を含み、前記複数のレーザ光発生部から照射される前記レーザ光を走査させることにより、前記投影領域に３次元画像を投影するように構成されており、
    　前記制御部は、前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに基づいて、前記３次元画像に前記検出対象物が接触したか否かを判別するとともに、前記３次元画像に前記検出対象物が接触したと判別した場合に、前記検出対象物の移動に連動して前記３次元画像を移動させる映像を投影するように構成されている、請求項１３に記載のプロジェクタ。
  20. 　前記制御部は、前記高さ検出部が検出する前記検出対象物の前記投影領域からの高さに加えて、前記検出対象物によりレーザ光が反射された時点でのレーザ光が走査する前記投影領域上の座標に基づいて前記検出対象物の水平面内の座標を求めることにより、前記検出対象物の３次元の座標を求めるとともに、求められた前記３次元の座標に基づいて前記３次元画像に前記検出対象物が接触したか否かを判別するように構成されている、請求項１９に記載のプロジェクタ。
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