(57)【要約】 【課題】プロジェクタ部と撮像部との各光軸を一致でき、プロジェクタ部の投影位置が移動したとしても、この移動する投影位置に対して撮像部の撮像領域がずれることがないこと。【解決手段】光像を出力して投影対象に投影するためのプロジェクタ部と、プロジェクタ部から投影出力された光像を投影対象上に向けて反射し、かつ投影対象上に投影された光像からの光のうち当該光像に含まれる第１の波長領域以外の第２の波長領域の光の少なくとも一部を透過する波長選別光学系と、波長選別光学系を透過した第２の波長領域の光を撮像する撮像部とを具備するプロジェクタ装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光像を出力して投影対象に投影するためのプロジェクタ部と、
前記プロジェクタ部から投影出力された前記光像を前記投影対象上に向けて反射し、かつ前記投影対象上に投影された前記光像からの光のうち当該光像に含まれる第１の波長領域以外の第２の波長領域の光の少なくとも一部を透過する波長選別光学系と、
前記波長選別光学系を透過した前記第２の波長領域の光を撮像する撮像部と、
を具備することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
前記プロジェクタ部は、前記光像として少なくとも前記赤、前記緑、前記青を含む複数色の光により形成されるカラー光像を出力し、
前記波長選別光学系は、前記プロジェクタ部の持つ前記赤、前記緑、前記青を含む複数色の光の前記第１の波長領域により成る投影分光特性のうち、前記第１の波長領域の光を反射し、前記第１の波長領域以外の前記第２の波長領域の光を透過する、
ことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記波長選別光学系は、ダイクロイックミラーを含むことを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
前記プロジェクタ部から投影出力された前記カラー光像を前記ダイクロイックミラーで反射して前記投影対象に導く第１の光軸と、前記カラー光像が前記投影対象に投影されたときの前記投影対象からの光像を前記ダイクロイックミラーを透過して前記撮像部に導く第２の光軸とが一致し、
前記撮像部は、その撮像光軸を前記第１及び前記第２の光軸に一致して配置される、
ことを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ装置。
【請求項５】
前記撮像部の撮像により取得された前記第２の波長領域の光を含む画像データに基づいて前記プロジェクタ部を制御し、当該プロジェクタ部から投影出力される前記光像を操作する投影制御部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載のプロジェクタ装置。
【請求項６】
前記投影制御部は、前記画像データを解析して前記投影画像に対する操作指示を行う部位の動きを認識し、この認識結果に基づいて前記プロジェクタ部を制御し、少なくとも前記光像を前記投影対象上で移動させることを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば投影面上に投影したカラー光像を移動する等の操作を行う機能を備えたプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるプロジェクタ装置は、投影出力したカラー光像をスクリーン等の投影面上に投影する。このプロジェクタ装置では、投影面上に投影されたカラー光像上に例えば操作者の手等を配置することにより、投影面上に投影されたカラー光像を操作者の要望する位置に移動させたり、又はカラー光像を拡大・縮小処理することが可能なものがある。かかるプロジェクタ装置の技術としては、例えば特許文献１がある。
【０００３】
この特許文献１は、投影手段と撮像手段とを設け、投影手段によって画像を被投影領域に投影し、撮像手段により被投影領域に投影された画像を撮像し、ユーザの指装着された赤外線発光装置から被投影領域に照射された光点を撮像手段により撮像し、制御部によって光点の位置を認識し、この光点の位置に基づいて画像を移動させることを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４３８７６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、特許文献１では、投影手段と撮像手段とを別々に設けていることから投影手段の光軸と撮像手段の光軸とが別々に配置されており、このために投影手段の光軸と撮像手段の光軸とがシフトしたり、チルトした場合には、投影手段の被投影領域と撮像手段の被投影領域とがずれしまうことがある。
【０００６】
本発明の目的は、プロジェクタ部と撮像部との各光軸を一致でき、プロジェクタ部の投影位置が移動したとしても、この移動する投影位置に対して撮像部の撮像領域がずれることがないプロジェクタ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】
本発明の主要な局面に係るプロジェクタ装置は、光像を出力して投影対象に投影するためのプロジェクタ部と、前記プロジェクタ部から投影出力された前記光像を前記投影対象上に向けて反射し、かつ前記投影対象上に投影された前記光像からの光のうち当該光像に含まれる第１の波長領域以外の第２の波長領域の光の少なくとも一部を透過する波長選別光学系と、前記波長選別光学系を透過した前記第２の波長領域の光を撮像する撮像部とを具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プロジェクタ部と撮像部との各光軸を一致でき、プロジェクタ部の投影位置が移動したとしても、この移動する投影位置に対して撮像部の撮像領域がずれることがないプロジェクタ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るプロジェクタ装置の一実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置におけるプロジェクタ部の持つ投影分光特性を示す図。
【図３】同装置における投影動作フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１はプロジェクタ装置の構成図を示す。このプロジェクタ装置は、プロジェクタ部１と、撮像部２と、波長選別光学系としてのダイクロイックミラー３とを有する。  
プロジェクタ部１は、光像として少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を含む複数色の光により形成されるカラー光像を出力して投影対象である投影面４上に投影するためのものである。このプロジェクタ部１は、表示素子１０と、投影レンズ１１と、投影制御部１２とを備えている。表示素子１０は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を含む複数色の光によりカラー光像を形成する。なお、表示素子１０は、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）の各色別の光像を時分割で形成するものであってもよいし、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）の各色別の光像を合成したカラー光像を形成するものであってもよい。
【００１１】
このプロジェクタ部１は、例えば図２に示すような投影分光特性を持っている。この投影分光特性は、プロジェクタ部１から投影出力されるカラー光像に含む赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長領域を示す。例えば、赤（Ｒ）は、６２０〜６６０ｎｍの波長領域を有する。緑（Ｇ）は、５００ｎｍ〜５９０ｎｍの波長領域を有する。青（Ｂ）は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長領域を有する。なお、図２はプロジェクタ部１の持つ固有の投影分光特性であるので、別のプロジェクタ部であれば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長領域は別の波長領域値を示す。
【００１２】
投影レンズ１１は、表示素子１０により形成されたカラー光像をプロジェクタ部１の外部に投影出力する。これら表示素子１０と投影レンズ１１とは、投影光軸Ｐ１上に配置されている。  
投影制御部１２は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するコンピュータから成り、表示素子１０を動作制御して例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長領域を含むカラー光像を形成され、このカラー光像を投影レンズ１１を通して投影出力するための制御を行う。
【００１３】
又、投影制御部１２は、撮像部２から出力される画像信号を入力し、この画像信号を解析して投影面４上の投影画像に対する操作指示を行う部位の動き、例えば操作者の手によりジャスチャー等の動きや、予め設定された波長の光を発する光源を先端に設けた指示部材等の動きを認識し、この認識結果に基づいてプロジェクタ部１を制御し、カラー光像を投影面４上で移動させたり、又は投影面４上に投影される投影画像を拡大・縮小等する。
【００１４】
撮像部２は、ダイクロイックミラー３を透過して入射した投影面４上の投影画像を撮像し、その撮像信号を出力する。この撮像部２は、撮像レンズ２０と、撮像素子２１とを備えている。撮像レンズ２０は、投影面４上に投影されている投影画像を撮像素子２１に結像する。撮像素子２１は、撮像素子２１により結像された投影面４上の投影画像を撮像して撮像信号を出力する。
【００１５】
ダイクロイックミラー３は、プロジェクタ部１から投影出力されたカラー光像を投影面４上に向けて反射し、かつ投影面４上に投影されたカラー光像からの光のうち当該カラー光像に含まれる第１の波長領域、例えば上記図２に示すように青（Ｂ）の波長領域（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）、緑（Ｇ）の波長領域（５００ｎｍ〜５９０ｎｍ）、赤（Ｒ）の波長領域（６２０〜６６０ｎｍ）以外の第２の波長領域、例えば青（Ｂ）の波長領域（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）と緑（Ｇ）の波長領域（５００ｎｍ〜５９０ｎｍ）との間の波長領域Ｈ１（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）、又は赤（Ｒ）の波長領域（６２０〜６６０ｎｍ）よりも長い波長領域Ｈ２の光の少なくとも一部を透過する。
【００１６】
ここで、プロジェクタ部１から投影出力されるカラー光像の光軸を上記の通りＰ１とする。ダイクロイックミラー３で反射して投影面４上に投影されるカラー光像の光軸をＰ２とする。投影面４上に投影されるカラー光像からの光すなわちカラー光像の反射光は、光軸Ｐ２上を戻ってダイクロイックミラー３に入射し、このダイクロイックミラー３を透過して撮像部２に入射する。  
又、カラー光像の光軸Ｐ２のうちダイクロイックミラー３で反射してカラー光像を投影面４上に導く光軸を第１の光軸Ｐ２−１とし、カラー光像が投影面４に投影されたときの投影面４からのカラー光像の反射光がダイクロイックミラー３を透過して撮像部２に導く光軸を第２の光軸Ｐ２−２とすると、撮像部２は、当該撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させて配置されている。  
又、プロジェクタ部１と撮像部２とダイクロイックミラー３とは、上記の通り撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させた状態で一体的に設けてもよい。
【００１７】
このように撮像部２は、当該撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させて配置され、かつプロジェクタ部１と撮像部２とダイクロイックミラー３とは、上記撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させた状態で一体的に設けているので、プロジェクタ部１の投影位置が移動したとしても、この移動する投影位置に対して撮像部２の撮像領域がずれることはない。
【００１８】
次に、上記の如く構成された装置の動作について図３に示す投影動作フローチャートに従って説明する。  
プロジェクタ部１の投影制御部１２は、ステップＳ１において、投影動作を行うか否かを判定する。この判定の結果、操作者が例えば投影開始等のスイッチを操作すると、投影制御部１２は、投影動作を行うことを判定し、ステップＳ２において、表示素子１０を動作させ、この表示素子１０によって例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を含む複数色の光によりカラー光像を形成する。この表示素子１０は、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）の各色別の光像を時分割で形成したり、又は赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）の各色別の光像を合成したカラー光像を形成する。このカラー光像は、投影レンズ１１を通して投影出力される。
【００１９】
このプロジェクタ部１から投影出力されたカラー光像は、光軸Ｐ１を通ってダイクロイックミラー３に入射し、このダイクロイックミラー３で反射して光軸Ｐ２を通り、投影面４上に投影される。  
この投影面４上にカラー光像が投影されると、この投影面４上からのカラー光像の反射光は、光軸Ｐ２上を戻ってダイクロイックミラー３に入射し、このダイクロイックミラー３を透過して撮像部２に入射する。  
ここで、ダイクロイックミラー３は、投影面４上に投影されたカラー光像からの光のうち当該カラー光像に含まれる第１の波長領域、例えば上記図２に示すように青（Ｂ）の波長領域、緑（Ｇ）の波長領域、赤（Ｒ）の波長領域以外の第２の波長領域、例えば青（Ｂ）の波長領域と緑（Ｇ）の波長領域との間の波長領域Ｈ１（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）、又は赤（Ｒ）の波長領域よりも長い波長領域Ｈ２の光の少なくとも一部を透過する。
【００２０】
撮像部２は、ステップＳ３において、ダイクロイックミラー３を透過して入射した光、すなわち例えば青（Ｂ）の波長領域と緑（Ｇ）の波長領域との間の波長領域Ｈ１（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）、又は赤（Ｒ）の波長領域よりも長い波長領域Ｈ２の光の少なくとも一部である投影面４上の投影画像を撮像し、その撮像信号を出力する。この撮像信号は、プロジェクタ部１の投影制御部１２に送られる。
【００２１】
この投影制御部１２は、ステップＳ４において、撮像部２から出力される画像信号を入力して解析し、ステップＳ５において、投影面４上の投影画像に対する操作指示を行う部位の動き、例えば操作者の手の動きや、予め設定された波長の光を発する光源を先端に設けた指示部材等の動きが有るのか否かを認識する。
【００２２】
例えば、投影画像が投影面４上に、例えば操作者の手の動きや、予め設定された波長の光を発する光源が存在すると、これら操作者の手又は光源から発せられる光には、例えば上記図２に示すように青（Ｂ）の波長領域と緑（Ｇ）の波長領域との間の波長領域Ｈ１（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）、又は赤（Ｒ）の波長領域（６２０〜６６０ｎｍ）よりも長い波長領域Ｈ２の光が含まれる。この波長領域Ｈ１又はＨ２の光は、投影面４上にカラー光像が投影されたときの当該投影面４上からのカラー光像の反射光に含まれ、光軸Ｐ２上を戻ってダイクロイックミラー３に入射し、このダイクロイックミラー３を透過して撮像部２に入射する。例えば、操作者の手からは、赤外線が放射されているので、この赤外線が投影面４上からのカラー光像の反射光に含まれ、この反射光が光軸Ｐ２上を戻ってダイクロイックミラー３に入射し、このダイクロイックミラー３を透過して撮像部２に入射する。
【００２３】
撮像部２は、波長領域Ｈ１（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）、又は赤（Ｒ）の波長領域よりも長い波長領域Ｈ２の光を含む投影面４上の投影画像を撮像し、その撮像信号を出力する。この撮像信号は、プロジェクタ部１の投影制御部１２に送られる。  
投影制御部１２は、撮像部２から出力される画像信号を入力し、この画像信号を解析し、波長領域Ｈ１（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）、又は赤（Ｒ）の波長領域よりも長い波長領域Ｈ２の光成分の像、すなわち例えば操作者の手や、予め設定された波長の光を発する指示部材等の動きの方向を認識する。
【００２４】
これら操作者の手や、予め設定された波長の光を発する指示部材等の動きの方向を認識すると、投影制御部１２は、ステップＳ６において、当該認識した操作者の手や指示部材等の動きの方向に沿って投影面４上に投影されているカラー光像の投影位置を移動させるようにプロジェクタ部１を制御する。又、例えば操作者の手や、予め設定された波長の光を発する指示部材等が投影面４上で移動せずに一定時間停止していると、投影制御部１２は、投影面４上に投影される投影画像を例えば拡大又は縮小等する。なお、操作者の手や指示部材等の動きと、投影制御部１２による投影面４上の投影画像に対する移動、拡大又は縮小等の処理との関係は、予め投影制御部１２に記憶させておけばよい。  
投影制御部１２は、ステップＳ７において、投影終了であるか否かを判定し、投影終了でなければ、ステップＳ４に戻り、撮像部２から出力される画像信号を解析する。
【００２５】
一方、撮像部２は、当該撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させて配置され、かつプロジェクタ部１と撮像部２とダイクロイックミラー３とは、上記撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させた状態で一体的に設けている。これにより、プロジェクタ部１の投影位置が移動したとしても、この移動する投影位置に対して撮像部２の撮像領域がずれることはない。
【００２６】
このように上記一実施の形態によれば、撮像部２は、当該撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させて配置され、かつプロジェクタ部１と撮像部２とダイクロイックミラー３とは、上記撮像部２の撮像光軸を第１の光軸Ｐ２−１と第２の光軸Ｐ２−２とを一致させた状態で一体的に設けているので、プロジェクタ部１の光軸Ｐ１と撮像部２の光軸Ｐ２とがシフトしたり、チルトした場合でも、プロジェクタ部１の被投影領域と撮像部２の被投影領域とがずれることがなく、かつプロジェクタ部１の投影位置が移動したとしても、この移動する投影位置に対して撮像部２の撮像領域がずれることはない。
【００２７】
又、撮像部２から出力される画像信号を解析して投影面４上の投影画像に対する操作指示を行う部位の動き、例えば操作者の手の動きや、予め設定された波長の光を発する光源等の指示部材の動きを認識し、この認識結果に基づいてプロジェクタ部１を制御し、カラー光像を投影面４上で移動させたり、又は投影面４上に投影される投影画像を拡大・縮小等できる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００２９】
以下、本発明の出願当初の特徴点について説明する。  
請求項１に対応する発明は、光像を出力して投影対象に投影するためのプロジェクタ部と、前記プロジェクタ部から投影出力された前記光像を前記投影対象上に向けて反射し、かつ前記投影対象上に投影された前記光像からの光のうち当該光像に含まれる第１の波長領域以外の第２の波長領域の光の少なくとも一部を透過する波長選別光学系と、前記波長選別光学系を透過した前記第２の波長領域の光を撮像する撮像部とを具備することを特徴とするプロジェクタ装置である。
【００３０】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応するプロジェクタ装置において、前記プロジェクタ部は、前記光像として少なくとも前記赤、前記緑、前記青を含む複数色の光により形成されるカラー光像を出力し、前記波長選別光学系は、前記プロジェクタ部の持つ前記赤、前記緑、前記青を含む複数色の光の前記第１の波長領域により成る投影分光特性のうち、前記第１の波長領域の光を反射し、前記第１の波長領域以外の前記第２の波長領域の光を透過することを特徴とする。  
請求項３に対応する発明は、請求項２に対応するプロジェクタ装置において、前記波長選別光学系は、ダイクロイックミラーを含むことを特徴とする。
【００３１】
請求項４に対応する発明は、請求項３に対応するプロジェクタ装置において、前記プロジェクタ部から投影出力された前記カラー光像を前記ダイクロイックミラーで反射して前記投影対象に導く第１の光軸と、前記カラー光像が前記投影対象に投影されたときの前記投影対象からの光像を前記ダイクロイックミラーを透過して前記撮像部に導く第２の光軸とが一致し、前記撮像部は、その撮像光軸を前記第１及び前記第２の光軸に一致して配置されることを特徴とする。
【００３２】
請求項５に対応する発明は、請求項１乃至４のうちいずれか１項に対応するプロジェクタ装置において、前記撮像部の撮像により取得された前記第２の波長領域の光を含む画像データに基づいて前記プロジェクタ部を制御し、当該プロジェクタ部から投影出力される前記光像を操作する投影制御部を備えたことを特徴とする。  
請求項６に対応する発明は、請求項５に対応するプロジェクタ装置において、前記投影制御部は、前記画像データを解析して前記投影画像に対する操作指示を行う部位の動きを認識し、この認識結果に基づいて前記プロジェクタ部を制御し、少なくとも前記光像を前記投影対象上で移動させることを特徴とする。
【符号の説明】
【００３３】
１：プロジェクタ部、２：撮像部、３：ダイクロイックミラー、４：投影面、１０：表示素子、１１：投影レンズ、１２：投影制御部、Ｐ１：投影光軸、Ｐ２：投影されるカラー光像の光軸、Ｐ２−１：第１の光軸、Ｐ２−２：第２の光軸。
【図１】
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【図２】
2013073199.tif 000004
【図３】
2013073199.tif 000005