(57)【要約】【課題】  投射領域外の不要な赤外光反射を認識しないことを可能にしたインタラクティブ機能を有する投射型表示装置を提供すること。【解決手段】  光源と、該光源から照射された光を被投射面へ投射する投射部と、所定波長の不可視光を撮影可能な不可視光撮影部と、該被投射面に取り付けられ該所定波長の不可視光を発光する発光部と、該不可視光撮影部で撮影された不可視光を検出する検出部と、該検出部で検出された情報を投射画像に重畳する重畳画像作成部と、を有する投射型表示装置において、該不可視光撮影部で撮影される撮影領域の少なくとも一部を制限する撮影領域制限部を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2020174309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源から照射された光を被投射面へ投射する投射部と、
所定波長の不可視光を撮影可能な不可視光撮影部と、
該被投射面に取り付けられ該所定波長の不可視光を発光する発光部と、
該不可視光撮影部で撮影された不可視光を検出する検出部と、
該検出部で検出された情報を投射画像に重畳する重畳画像作成部と、
を有する投射型表示装置において、
該不可視光撮影部で撮影される撮影領域の少なくとも一部を制限する撮影領域制限手段を有することを特徴とする投射型表示装置システム。
【請求項２】
該撮影領域制限手段は該検出部で検出された不可視光のうち指定された領域内の不可視光のみを投射画像に重畳することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置システム。
【請求項３】
該不可視光撮影部が露出する開口を備えた外装筺体を有する請求項１に記載の投射型表示装置システムにおいて、該撮影領域制限手段は該開口を遮蔽する遮蔽部を有することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置システム。
【請求項４】
該外装筺体には該遮蔽部の移動を案内するガイド部が設けられており、該遮蔽部は該ガイド部に対してばね部材によって圧着されていることを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置システム。
【請求項５】
該外装筺体に固定された駆動モータと、該駆動モータに連結されたギアと、を備え、該遮蔽部の一部に設けられたラックギアが該ギアと噛合することを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置システム。
【請求項６】
該遮蔽部は、平面部と、該平面部から突出した突出部からなり、該外装筺体には該突出部が露出する操作開口部を有することを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射画像装置の投射システムに関し、特にインタラクティブ機能を備えた投射型表示装置の設置性向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射画像に電子ペンや指で直接文字などを書き込むインタラクティブ機能を搭載したプロジェクタが知られている。インタラクティブ機能はプロジェクタ機外に取り付けられた赤外光等の不可視光発信機から照射された不可視光がペンや指に反射した光を不可視光撮影用カメラで撮影することで、その軌跡を元画像に重ね合わせて表示するように構成されている。
【０００３】
特許文献１の投射システムには、投射領域よりも広い範囲に赤外光を照射する赤外光発光部と赤外光を撮影する撮像部（ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ）を備えている。撮像部にてポインタや指が赤外光の照射領域に侵入した際の散乱光を検知し、その位置座標の軌跡を投射画像に重畳させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５６０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に開示された従来技術では、投射領域よりも広い範囲に赤外光を照射しており、且つ撮像部では投射領域よりも広い範囲を撮像している。このとき設置環境によっては投射領域外に意図せずレーザ光を反射する障害物がある場合、撮像部ではこれを認識して誤動作することがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、投射領域外の不要な赤外光反射を認識しないことを可能にしたインタラクティブ機能を有する投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る投射型表示装置システムは、
光源と、
該光源から照射された光を被投射面へ投射する投射部と、
所定波長の不可視光を撮影可能な不可視光撮影部と、
該被投射面に取り付けられ該所定波長の不可視光を発光する発光部と、
該不可視光撮影部で撮影された不可視光を検出する検出部と、
該検出部で検出された情報を投射画像に重畳する重畳画像作成部と、
を有する投射型表示装置において、
該不可視光撮影部で撮影される撮影領域の少なくとも一部を制限する撮影領域制限部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、投射領域外の不要な赤外光反射を認識しないことを可能にしたインタラクティブ機能を有する投射型表示装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に関るプロジェクタの外観図
【図２】本発明に関る赤外カメラの構成図
【図３】本発明に関るプロジェクタシステムの構成図
【図４】本発明に関るプロジェクとＰＣの機能ブロック図
【図５】本発明に関る投射画像とアプリケーション上の表示画像
【図６】本発明に関る投射画像とアプリケーション上の表示画像
【図７】本発明の第一の実施例に関る投射画像とアプリケーション上の操作
【図８】本発明の第一の実施例に関るユーザー操作の手順を示すフローチャート
【図９】本発明の第二の実施例に関る構成図
【図１０】本発明の第二の実施例に関る投射画像とその制限範囲
【図１１】本発明の第二の実施例に関るフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１には、プロジェクタ１００の構成を示している。プロジェクタ１００の外装筺体１０１内部には不図示の光源が搭載されており、外装筺体前面に設けられた投射レンズ開口部１０２からは光源からの光を投射する投射レンズ１０３が露出している。本実施形態の投射レンズ１０３は、特許請求の範囲の投射部に相当する。また外装筺体１０１の投射レンズ１０３が露出する面と同一面には赤外カメラ開口部１０４が設けられており、赤外カメラ開口部１０４から赤外カメラ１０５が露出している。本実施形態の赤外カメラ１０５は、特許請求の範囲の不可視光撮影部に相当する。
【００１２】
図２には、赤外カメラ１０５の構成を示している。赤外カメラ１０５は撮影レンズ１０５２と赤外光の透過率が可視光の透過率よりも高いフィルター１０５３と撮像センサ１０５４から構成されている。本実施形態の撮像センサ１０５４は、特許請求の範囲の検出部に相当する。
【００１３】
次に図３、図４を用いて本発明に関するプロジェクタシステムの構成を説明する。
【００１４】
図３に示すように、プロジェクタ１００はＰＣ２００の入力画像生成部２０１で生成された画像情報２０２をスクリーンＳＣに投射し投射画像３００を形成する。スクリーンＳＣの上部には赤外光照射モジュール４００が取り付けられている。赤外光照射モジュール４００は赤外光をスクリーンＳＣに対して略平行に照射する。本実施形態の赤外光照射モジュールは、特許請求の範囲の発光部に相当する。
【００１５】
このとき赤外光が照射される赤外光照射領域４０１は少なくとも投射画像３００が含まれるように構成される。また赤外カメラ１０５が撮影する赤外カメラ撮影領域１０５１は赤外カメラ１０５が撮影する領域に少なくとも投射画像３００が含まれるように構成される。
【００１６】
赤外光照射モジュール４００から照射された赤外光はユーザーの指やポインタに反射し（４０２１）、その反射光は赤外カメラ１０５で撮影される（４０２２）。赤外カメラ１０５で撮影された画像は赤外カメラ撮影情報２０３としてＰＣ２００に送られる。ＰＣ２００では受け取った赤外光撮影情報２０３をアプリケーションＡＰ内で処理を行う。アプリケーションＡＰでは軌跡情報識別部２０４にて赤外カメラ１０５で撮影された反射光４０２２の投射画像３００における位置（例えばＸＹ座標値など）を識別し、軌跡画像生成部２０５にて各位置に対応した軌跡画像２０６を生成する。一方で撮影画像表示部２０７では赤外カメラ１０５で撮影された画像をアプリケーションＡＰ内でＰＣ２００上に表示する。
【００１７】
ユーザーは撮影画像表示部２０７にてプロジェクタ１００の設置状態による赤外カメラ１０５の撮影画像を確認することができる。そして重畳画像作成部２０８にて入力画像生成部２０１と軌跡画像生成部２０５で生成された画像情報を重畳し画像情報２０２としてプロジェクタ１００から投射することで、投射画面上には軌跡画像２０６´が元の画像に重畳して投射される。
【００１８】
次に図５、図６、図７および図８を用いて本発明の第一の実施例に関わる投射型表示装置システムについて説明する。
【００１９】
図５の（Ａ）は通常の設置状態での投射画像３００とスクリーンＳＣと赤外カメラ撮影領域１０５１を示している。図５の（Ｂ）は通常の設置状態での撮影画像表示部２０７の表示画像を示している。
【００２０】
図６の（Ａ）は赤外カメラ撮影領域１０５１内に障害物５００がある設置状態での投射画像３００とスクリーンＳＣと赤外カメラ撮影領域１０５１を示している。図６の（Ｂ）は障害物５００がある設置状態での撮影画像表示部２０７の表示画像を示している。このとき障害物５００は照明スイッチや空調機の操作パネルなどが挙げられる。また、スクリーンＳＣとしてホワイトボードや黒板などが利用される場合には、ペン受けや平面部と外枠の段差などが挙げられる。
【００２１】
図７の（Ａ）は赤外カメラ撮影領域１０５１内に障害物５００がある設置状態での投射画像３００とスクリーンＳＣと赤外カメラ撮影領域１０５１を示している。図７の（Ｂ）は障害物５００がある状態での撮影画像表示部２０７の表示画像と後述するようにアプリケーションＡＰでのユーザー操作を示している。本実施形態のアプリケーションＡＰは、特許請求の範囲の撮影領域制限手段に相当する。
【００２２】
図５の（Ａ）および（Ｂ）ではユーザーが示す指やポインタの反射光だけが赤外カメラ１０５で撮影される。一方で図６の（Ａ）および（Ｂ）では障害物５００による赤外光の反射光５００´が赤外カメラ１０５で撮影される。このときＰＣ２００には反射光５００´が軌跡情報２０３として送られることとなり、ユーザーの操作として認識されるため、ユーザー操作による意図しない軌跡として誤動作を生じてしまう。
【００２３】
図８には上記問題を解決するためのフローチャートを示す。
【００２４】
ユーザーは赤外カメラ１０５で撮影されている画像を撮影画像表示部２０７にて確認した際に障害物５００による赤外光の反射光５００´を認識する。図８のごとく障害物５００による赤外光の反射光５００´を認識（Ｓ１）したユーザーはアプリケーションＡＰ上で有効領域指示モードに移行する（Ｓ２）。そしてユーザーは図７の（Ｂ）に示すように投射画像３００を含み、障害物５００による赤外光の反射光５００´が含まれない認識許可領域６００を決定するためにアプリケーションＡＰ上で指示点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４を指示する（Ｓ３）。このとき認識許可領域６００はＰ１〜Ｐ４で囲まれた領域内として定義される。アプリケーションＡＰでは軌跡情報識別部２０４にて赤外カメラ撮影領域１０５１のうち認識許可領域６００内の反射光のみをユーザー操作によるものと認識する。
【００２５】
従って図７の（Ｂ）に示す障害物５００による赤外光の反射光５００´はユーザー操作によるものとは認識されず、誤動作を防止することができる。
【実施例２】
【００２６】
第一の実施例では不要な反射光５００´をアプリケーション上の操作により認識不可とする構成としたが、赤外カメラ１０５の撮影領域１０５１を物理的に制限する構成としてもよい。
【００２７】
図９、図１０および図１１を用いて本発明の第二の実施例による赤外カメラ撮影領域１０５１の制限手段について説明する。
【００２８】
図９はプロジェクタ１００の前面部（投射レンズ開口部１０２側）を外装筺体１０１内部から見た図である。図９の（Ａ）は赤外カメラ開口部１０４が遮蔽されていない状態を示している。図９の（Ｂ）は赤外カメラ開口部１０４の一部が遮蔽された状態を示している。
【００２９】
図１０の（Ａ）は赤外カメラ撮影領域１０５１内に障害物５００がある設置状態での投射画像３００とスクリーンＳＣと赤外カメラ撮影領域１０５１を示している。図１０の（Ｂ）は障害物５００がある状態での本実施例の制限手段によって赤外カメラ撮影領域１０５１が制限された状態の撮影画像表示部２０７の表示画像を示している。
【００３０】
図１１は本実施例における赤外カメラ撮影領域の１０５１を制限するためのフローチャートを示す。
【００３１】
プロジェクタ１００の前面部には赤外カメラ開口部１０４を遮蔽するために下側遮蔽板７０１Ｂ、左側遮蔽板７０１Ｌおよび右側遮蔽板７０１Ｒが配置されている。遮蔽板７０１Ｂ、７０１Ｌ、７０１Ｒはプロジェクタ１００の筺体前面に設けられたレール部７０２ａ、７０２ｂ、７０２ｃおよび７０２ｄに対して不図示のばね部材によって圧着して移動可能に保持されている。遮蔽板７０１Ｂ、７０１Ｌおよび７０１Ｒの側面の一部にはラック歯車７０３Ｂ、７０３Ｌおよび７０３Ｒがそれぞれ設けられている。またラック歯車７０３Ｂ、７０３Ｌおよび７０３Ｒと噛合する位置に歯車ユニット７０４Ｂ、７０４Ｌおよび７０４Ｒがそれぞれ配置されている。そして歯車ユニット７０４Ｂ、７０４Ｌおよび７０４Ｒはモータ７０５Ｂ、７０５Ｌおよび７０５Ｒにそれぞれ接続されており、モータの回転力が伝達される。
【００３２】
モータ７０５Ｂ、７０５Ｌおよび７０５Ｒは不図示のモータ駆動基板に接続されており、駆動信号により所定の回転量だけ駆動される。本実施形態の下側遮蔽板７０１Ｂ、左側遮蔽板７０１Ｌ、右側遮蔽板７０１Ｒは、特許請求の範囲の撮影領域制限手段に相当する。
【００３３】
ユーザー操作によりモータの駆動信号が入力されるとモータの７０５Ｂ、７０５Ｌ、７０５Ｒ回転力が歯車ユニット７０４Ｂ、７０４Ｌ、７０４Ｒにそれぞれ伝達される。歯車ユニットと噛合するラック歯車７０３Ｂ、７０３Ｌ、７０３Ｒにより遮蔽板７０１Ｂ、７０１Ｌ、７０１Ｒがレール部７０２ａ、７０２ｂ、７０２ｃおよび７０２ｄに沿って移動する。この動作により赤外カメラ開口部１０４の所定の領域が遮蔽される。
【００３４】
図１１に示すように障害物５００による赤外光の反射光５００´を認識（Ｓ１）したユーザーは、赤外カメラ撮影領域１０５１の制限操作を行う。具体的にはリモコンや操作パネルに上に設けられた操作ボタンにより、赤外カメラ開口部１０４の任意の領域を遮蔽するように遮蔽板７０１Ｂ、７０１Ｌおよび７０１Ｒを駆動する。図１０（Ｂ）に示すように、遮蔽板７０１Ｂ、７０１Ｌおよび７０１Ｒにより赤外カメラ１０５で撮影される赤外カメラ撮影領域１０５１は遮蔽領域８０１Ｂ、８０１Ｌおよび８０１Ｒのように制限される。
【００３５】
障害物５００による赤外光の反射光５００´が遮蔽領域８０１Ｌにより制限されているためアプリケーションＡＰの軌跡情報識別部２０４では障害物５００による赤外光の反射光５００´は認識されず、赤外カメラ撮影領域１０５１内の反射光のみをユーザー操作によるものと認識することができ、誤動作を防止することができる。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３７】
例えば、第一の実施例ではアプリケーションＡＰ上で指定した４点の領域内を有効領域としたが、対角の２点を指示するだけで矩形状に有効領域を形成してもよい。また第二実施例では遮蔽板を三方向に設けているが、上下方向の二方向や左右方向の二方向としてもよいし、上下左右方向の四方向であってもよい。また、遮蔽板の駆動をモータによる電動駆動としたが、プロジェクタの外側から操作可能な操作レバーを突出させ、手動で駆動させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１００  プロジェクタ、１０１  外装筺体、１０２  投射レンズ開口部、
１０３  投射レンズ（投射部）、１０４  赤外カメラ開口部、
１０５  赤外カメラ（不可視光撮影部）、１０５１  赤外カメラ撮影領域、
１０５２  撮影レンズ、１０５３  フィルター、１０５４  撮像センサ（検出部）、
２００  ＰＣ、２０１  入力画像生成部、２０２  画像情報、
２０３  赤外カメラ撮影情報、２０４  軌跡情報識別部、
２０５  軌跡画像生成部、２０６  軌跡画像、２０７  撮影画像表示部、
２０８  重畳画像作成部（重畳画像作成部）、３００  投射画像、
４００  赤外光照射モジュール（発光部）、４０１  赤外光照射領域、
５００  障害物、６００  認識許可領域、７０１Ｂ  下側遮蔽板、
７０１Ｌ  左側遮蔽板、７０１Ｒ  右側遮蔽板、
７０２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄ      レール部、
７０３Ｂ，７０３Ｌ，７０３Ｒ       ラック歯車、
７０４Ｂ，７０４Ｌ，７０４Ｒ       歯車ユニット、
７０５Ｂ，７０５Ｌ，７０５Ｒ       モータ、
８０１Ｂ，８０１Ｌ，８０１Ｒ       遮蔽領域、
ＡＰ  アプリケーション
【図１】
2020174309.tif 000003
【図２】
2020174309.tif 000004
【図３】
2020174309.tif 000005
【図４】
2020174309.tif 000006
【図５】
2020174309.tif 000007
【図６】
2020174309.tif 000008
【図７】
2020174309.tif 000009
【図８】
2020174309.tif 000010
【図９】
2020174309.tif 000011
【図１０】
2020174309.tif 000012
【図１１】
2020174309.tif 000013