(57)【要約】【課題】半透光性の筐体をスクリーンとして用いる投影装置において、スクリーンに投影される画像の品質を維持する。【解決手段】投影装置（１）は、プロジェクタ（１０）により画像が投影される筐体（２ａ）の投影領域（５）とは異なる非投影領域に、プロジェクタ（１０）からの光が到達することを抑制する遮光部材（１２Ｌ、１２Ｒ）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部から外部へ光の一部が透過する半透光性の筐体と、
該筐体に内部から画像を投影する投影ユニットと、
該投影ユニットにより前記画像が投影される前記筐体の投影領域とは異なる前記筐体の非投影領域に、前記投影ユニットからの光が到達することを抑制する遮光部材とを備えることを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記投影ユニットからの光を前記筐体の方へ屈曲する屈曲部材をさらに備えており、
前記遮光部材は、前記屈曲部材の前記投影領域の側から背後側へと進む光を遮るように前記屈曲部材の周縁部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記屈曲部材は、前記光を反射する反射部材であり、
該反射部材は、前記筐体内において、前記投影領域の側とは反対側に設けられており、
前記遮光部材は、前記屈曲部材の端部から前記筐体の前記投影領域の方に突出していることを特徴とする請求項２に記載の投影装置。
【請求項４】
前記屈曲部材の一端部に設けられた第１遮光部材と、該屈曲部材の他端部に設けられた第２遮光部材との間は、前記筐体の前記投影領域に近づくにつれて広くなっていることを特徴とする請求項３に記載の投影装置。
【請求項５】
前記筐体の内部に格納されている内部部材の色は、前記筐体と同じまたは類似の色であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投影ユニットからの映像を投影表示する投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間との高度なコミュニケーションが可能なロボット技術の開発が進んでいる。人間同士のコミュニケーションにおいて、互いの顔の表情などが重要である。それゆえ、人間とのコミュニケーション機能を備えるロボットの顔の表情を適切に制御することにより、人間とのコミュニケーションを、より高度で円滑なものにすることができる。
【０００３】
ロボットの表情を変化させることができるロボット装置に関する技術の一例としては、特許文献１に記載の技術が挙げられる。特許文献１に記載のロボット装置は、透光性の球形状のスクリーン部材からなる頭部を胴体部に取り付け、この胴体部の内部に顔の表情を投影するためのプロジェクタ（投影ユニット）を設けている。そして、スクリーン部材の内周面にプロジェクタから映像光を出射し、頭部に表情映像を投影するとともに、プロジェクタに与える映像を変化させることで顔の表情及び／または向きを変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１２７１７号公報（２００６年  ８月１７日公開）
【特許文献２】特開２００６−０４３７８０号公報（２００６年  ２月１６日公開）
【特許文献３】特開平８−３１４４０１号公報（１９９６年１１月２９日公開）
【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、上述のような従来技術は、プロジェクタから出射された光がスクリーン部材およびその他の部材に当たって反射すると、スクリーン部材とは異なる位置に光が到達して光ったり、ロボット装置の内部の部材の色や形状が、ロボット装置の外部から透けて見えたりしてしまい、スクリーン部に投影される画像の品質を損ねる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、半透光性の筐体をスクリーンとして用いる投影装置において、上記スクリーンに投影される画像の品質を維持することができる投影装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る投影装置は、内部から外部へ光の一部が透過する半透光性の筐体と、該筐体に内部から画像を投影する投影ユニットと、該投影ユニットにより前記画像が投影される前記筐体の投影領域とは異なる前記筐体の非投影領域に、前記投影ユニットからの光が到達することを抑制する遮光部材とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、スクリーンに投影される画像の品質を維持することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における対話型ロボットの外観の一例を示す正面図である。
【図２】対話型ロボットの内部の要部構成の一例を示す断面図である。
【図３】対話型ロボットが備える光学系支持部材の構造を説明するための図である。
【図４】対話型ロボットが備える遮光部材の形状の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１１】
〔実施形態１〕
まず、本発明の一実施形態について、図１〜３を用いて詳細に説明する。
【００１２】
（対話型ロボット１の外観）
図１は、本実施形態における対話型ロボット１（投影装置）の外観の一例を示す正面図である。
【００１３】
対話型ロボット１は、雪だるまの形状（曲面を有する形状）をしており、雪だるまの頭部に相当する半球状の筐体２ａ、および雪だるまの胴部に相当する半球状の筐体２ｂ、および雪だるまの首巻に相当する装飾部材３を具備している。筐体２ａは内部から外部への光の一部を透過する半透光性の材料からなり、一方、筐体２ｂは遮光性の材料からなる。なお、筐体２ｂも筐体２ａと同様に半透光性の材料を用いて形成されていてもよい。
【００１４】
筐体２ａと筐体２ｂとは、それぞれ一体成型されており、開口部２０ａと開口部２０ｂとを介して、互いに嵌合させることにより、図示のような雪だるま形状を構成してもよい。そして、雪だるまの首に相当する部分には、装飾部材３が配されており、筐体２ａと筐体２ｂとが嵌合する部分が外部から見えないように隠していてもよい。なお、装飾部材３は、筐体２ａおよび筐体２ｂに配された他の構造（吸気孔、排気孔など）を外部から見えないように隠す役割を果たしてもよい。
【００１５】
筐体２ａは、内側から投影された画像が表示される投影領域５を有している。図１では、雪だるまの顔の画像が投影領域５に投影された様子が示されている。この顔は、筐体２ａの内側（裏側）から投影されているため、投影する画像を変更するだけで、簡単に笑顔、泣き顔、および怒った顔などに切り替えることができる。
【００１６】
筐体２ａの投影領域５の外側は画像を投影する領域ではない非投影領域である。すなわち、図示の対話型ロボット１において、非投影領域とは、投影領域５に対向する領域（雪だるまの後頭部の相当する領域）、投影領域５の左右両側の領域、および投影領域５の上側の領域（雪だるまの後頭部の相当する領域）などである。
【００１７】
（対話型ロボット１の内部構成）
次に、対話型ロボット１の内部構成について図２を用いて説明する。図２は、対話型ロボット１の内部の要部構成の一例を示す断面図である。なお、プロジェクタ１０からの光の方向を屈曲させる屈曲部材として反射部材１１（屈曲部材）を適用した例を示しているがこれに限定されない。図２では、対話型ロボット１が備える電源部、ファン、動作制御部などの配置は、本発明に直接関係が無いため、その図示と説明とを省略する。
【００１８】
対話型ロボット１は、筐体２ａおよび２ｂによって覆われる空間内にプロジェクタ１０（投影ユニット）を内蔵している。図示の対話型ロボット１では、プロジェクタ１０は、雪だるまの胸部の中心あたりに配置されており、反射部材１１を支持する光学系支持部材１２は、筐体２ｂに格納されている支持部材（図示せず）の上側に配置されている。プロジェクタ１０からの光（図中破線矢印で示す）は、光学系支持部材１２によって支持されている反射部材１１の反射面にて反射（屈曲）して、投影領域５へ到達することにより、画像が投影領域５に投影される。なお、光学系支持部材１２の構造については、後に具体例を挙げて説明する。
【００１９】
なお、プロジェクタ１０と、光学系支持部材１２にて支持されている反射部材１１とを上下方向の軸を中心として回転させることにより、筐体２ａ全体を投影領域５として利用することも可能ある。
【００２０】
光学系支持部材１２およびプロジェクタ１０は挿脱可能に筐体２ｂに収容されていてもよい。プロジェクタ１０のランプの光量が低下したり、ランプが切れたりした場合、交換する必要がある。また、反射部材１１も必要に応じて表面に付着した塵埃などをふき取ることが望ましい。そこで、例えば、筐体２ａを筐体２ｂから上方へ取り外すと、光学系支持部材１２が上に露出し、光学系支持部材１２およびプロジェクタ１０を対話型ロボット１から容易に取り出したり、装着させたりできるように構成してもよい。これにより、対話型ロボット１の組み立て作業、および部品の交換作業を簡単化することができる。
【００２１】
ここではプロジェクタ１０を内蔵する対話型ロボット１の要部構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、さまざまな光学系を組み合わせることにより、プロジェクタ１０から出た光を投影領域５へと導くことが可能である。
【００２２】
（光学系支持部材１２の構造）
続いて、対話型ロボット１が備える光学系の構造について、図３を用いて説明する。図３は、対話型ロボット１が備える光学系支持部材１２の構造を説明するための図である。
【００２３】
図３の（ａ）は、光学系支持部材１２の斜視図である。図示のように、光学系支持部材１２は、反射部材１１を支持しており、該反射部材１１の周縁部、すなわち左側、右側、および下側の端部には、それぞれ遮光部材１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｄが設けられている。遮光部材１２Ｌ、１２Ｒ、および１２Ｄは、いずれも光を透過しない材料からなる。光学系支持部材１２は、反射部材１１を支持しており、該反射部材１１の左側、右側、下側には、それぞれ遮光部材１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｄが設けられている。光学系支持部材１２は、前側に開口部Ｋを有している。
【００２４】
なお、図３の（ａ）では、反射部材１１の下側に遮光部材１２Ｄが設けられている光学系支持部材１２の例をしているが、光学系支持部材１２が、図示した例よりも上下に長い反射部材１１を支持する構成であれば、遮光部材１２Ｄは不要である。
【００２５】
遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒ（第１遮光部材、第２遮光部材）は、反射部材１１の両側端部（周縁部）から投影領域５の方に突出している。これにより、（１）プロジェクタ１０から非投影領域に向かう光、（２）反射部材１１にて屈曲した光のうち、反射部材の両側端部から筐体２ａの非投影領域に向かう光、および（３）投影領域５に到達した後に該投影領域５にて反射して非投影領域に向かう光、の一部を遮光することができる。
【００２６】
遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒが、反射部材１１の両側端部から投影領域５の方に加えて、投影領域５の方とは反対の方へも突出していてもよい。反射部材１１の両側端部から投影領域５の方に（前方へ）突出している遮光部材１２Ｌおよび遮光部材１２Ｒによって遮られなかった光の一部が、光学系支持部材１２の後ろ側（すなわち、筐体２ａの後頭部に相当する部分）の非投影領域へ向かうことを抑制することができる。
【００２７】
なお、図示では遮光部材１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｄが平らな板形状を有している例を示しているが、これに限定されない。また、遮光部材１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｄには、その遮光性を向上させるため、プロジェクタ１０が位置する側（例えば、光学系支持部材１２の内側）に、光透過率が低い黒色の樹脂材料などを貼り付けてもよい。なお、遮光部材１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｄの遮光性を向上させる材料であればよく、黒色の樹脂材料に限定されるものではない。
【００２８】
次に、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の図中、一点鎖線で示す位置で光学系支持部材１２を切断し矢印方向に見たときの断面図を示す。図示のように、遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒは、反射部材１１の左右の端部から前方に突出している。それゆえ、プロジェクタ１０から角度αだけ広がって反射部材１１にて反射して筐体２ａに向かう光は、遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒによって遮られる。仮に、プロジェクタ１０からの光が角度αよりも広がって空間ＭおよびＮに向かう光も、遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒによって遮る（遮蔽する）ことができる。なお、上述のように、筐体２ａを筐体２ｂから上方へ取り外す構成の場合、光学系支持部材１２など、筐体２ａの内部に収容される内部部材は、筐体２ａの開口部２０ａを通過できる寸法に制約されることになる。
【００２９】
なお、図３の（ｃ）は、後方から対話型ロボット１を見たときの背面図である。プロジェクタ１０から空間ＭおよびＮに向かう光が充分に抑制できなかった場合、図示のように半透光性の筐体２ａの内部に格納されている光学系支持部材１２が濃い色（黒、青、赤など）であれば、外側から透けてしまう虞がある。
【００３０】
そこで、光学系支持部材１２など、筐体２ａに格納されている内部部材の色は、筐体２ａと同じまたは類似の色とすることが望ましい。これにより、筐体２ａの外部から光学系支持部材１２などの内部部材の色および形状などが透けて見えることを防ぐことができる。
【００３１】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図４（ａ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒは、図４の（ａ）に示すような構造を有していてもよい。
【００３２】
図４の（ａ）は、対話型ロボット１が備える遮光部材１２Ｌ、１２Ｒの形状の他の例を示す図であり、図３の（ｂ）と同様の断面図である。反射部材１１の左端部に遮光部材１２Ｌ、および反射部材１１の右端部に１２Ｒが設けられている。遮光部材１２Ｌと遮光部材１２Ｌとの間隔は、前方に行くにつれて広くなっている。すなわち、遮光部材１２Ｌと１２Ｒとの間隔は、投影領域５に近づくにつれて反射部材１１の左右の幅よりも広くなるように配置されている。
【００３３】
この構成によれば、反射部材１１の左右の両側端部に設けられた遮光部材１２Ｌ、１２Ｒが、プロジェクタ１０からの光が角度αよりも広がって空間ＭおよびＮ（図３の（ｂ）参照）に向かう光、および筐体２ａの投影領域に到達した後に筐体２ａにて反射して非投影領域に向かう光、などを効果的に遮ることができる。さらに、図３に示す遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒに比べて、投影領域５の左右幅を広くすることができると共に、遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒの前方への長さを長くすることができる。その結果、非投影領域に向かう光をさらに効果的に遮ることができる。
【００３４】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図４（ｂ）に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒは、図４の（ｂ）に示すような構造を有していてもよい。
【００３５】
図４の（ｂ）は、対話型ロボット１が備える遮光部材の形状の他の例を示す図である。反射部材１１の左端部に遮光部材１２Ｌ、および反射部材１１の右端部に１２Ｒが設けられている。遮光部材１２Ｌおよび遮光部材１２Ｌの、筐体２ａの投影領域５に近い側の端部は、互いに離れる方向に折れ曲がっていてもよい。
【００３６】
なお、遮光部材１２Ｌおよび遮光部材１２Ｌのうち少なくとも一方のみが、折れ曲がっていてもよい。すなわち、遮光部材１２Ｌと１２Ｒとは、その断面が、アルファベットの「Ｌ」の字となるように配置されている。
【００３７】
この構成によれば、反射部材１１の左右の両側端部に設けられた遮光部材１２Ｌおよび１２Ｒが、プロジェクタ１０からの光が角度αよりも広がって空間ＭまたはＮ（図３の（ｂ）参照）に向かう光、および筐体２ａの投影領域に到達した後に筐体２ａにて反射して非投影領域に向かう光、などを効果的に遮ることができる。
【００３８】
〔変形例〕
上述の例では、プロジェクタ１０からの光を、反射部材１１によって反射させて、投影領域５の方へ向かわせる構成を記載したが、これに限定されない。例えば、反射部材１１は、光を屈曲させるプリズム、レンズ、またはこれらの組み合わせによって代用させることが可能である。
【００３９】
また、プロジェクタ１０および光学系支持部材１２の配置や位置関係は、適宜変更可能である。例えば、プロジェクタ１０は対話型ロボット１の筐体２ａまたは２ｂ内に格納されてもよいし、筐体２ａおよび２ｂの外部に設けられてもよい。
【００４０】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る投影装置（対話型ロボット１）は、内部から外部へ光の一部が透過する半透光性の筐体２ａと、該筐体に内部から画像を投影する投影ユニット（プロジェクタ１０）と、該投影ユニットにより前記画像が投影される前記筐体の投影領域５とは異なる前記筐体の非投影領域に、前記投影ユニットからの光が到達することを抑制する遮光部材１２Ｌ、１２Ｒとを備えている。
【００４１】
筐体の内側から画像を投影する投影装置では、半透光性の筐体が用いられる。投影ユニットにより筐体に画像を投影したとき、画像が投影される投影領域ではない非投影領域に前記投影ユニットからの光が到達すると、投影領域のみならず非投影領域までもが筐体の内側から照らされてしまい、投影された画像の視角効果が低下したり、視認性に悪影響を与えたりする虞がある。
【００４２】
上記の構成によれば、遮光部材が、前記画像が投影される前記投影領域とは異なる前記筐体の非投影領域に前記投影ユニットからの光が到達することを抑制する。これにより、投影装置は、筐体の非投影領域を照らす光を低減して、筐体の投影領域に投影される画像の品質を維持することができる。よって、ユーザは、投影された画像とは無関係の非投影領域に気をとられることなく、投影領域に投影された画像を視認することができる。
【００４３】
本発明の態様２に係る投影装置は、上記態様１において、前記投影ユニットからの光を前記筐体の方へ屈曲する屈曲部材をさらに備えており、前記遮光部材は、前記屈曲部材の前記投影領域の側から背後側へと進む光を遮るように前記屈曲部材の周縁部に設けられていてもよい。
【００４４】
このように構成した場合、前記遮光部材は、前記屈曲部材に支持されるので、前記遮光部材を支持する新たな支持部材が不要である。
【００４５】
本発明の態様３に係る投影装置は、上記態様２において、前記筐体は曲面を有し、該筐体に前記遮光部材および前記屈曲部材が挿脱可能に収容されていてもよい。
【００４６】
筐体が曲面を有することにより、投影装置を、丸みを帯びた親しみやすい形状とすることができる。また、屈曲部材および遮光部材を筐体内部に挿脱可能に収容すれば、投影装置の組み立て作業、および部品の交換作業を簡単化することができる。
【００４７】
なお、筐体が曲面を有している場合、筐体に到達した光が該筐体において反射すると、筐体内部に光が広がる虞がある。遮光部材は、このような光のうち、非投影領域に到達する光を低減することができる。
【００４８】
本発明の態様４に係る投影装置は、上記態様２において、前記屈曲部材は、前記光を反射する反射部材１１であり、該反射部材は、前記筐体内において、前記投影領域の側とは反対側に設けられており、前記遮光部材は、前記屈曲部材の端部から前記筐体の前記投影領域の方に突出していてもよい。
【００４９】
上記のように遮光部材を設けることにより、投影ユニットから非投影領域に向かう光、屈曲部材が投影ユニットからの光を屈曲させた光のうち、該屈曲部材の端部から筐体の非投影領域に向かう光、および、筐体の投影領域に到達した後に筐体において反射して非投影領域に向かう光などを、遮光部材によって抑制することができる。これにより、投影ユニットからの光が非投影領域に到達することを抑制することができる。
【００５０】
本発明の態様５に係る投影装置は、上記態様４において、前記屈曲部材の一端部に設けられた第１遮光部材と、該屈曲部材の他端部に設けられた第２遮光部材との間は、前記筐体の前記投影領域に近づくにつれて広くなっていてもよい。
【００５１】
上記の構成によれば、屈曲部材の両端部に遮光部材が設けられており、両遮光部材間の間隔は、筐体の投影領域に近づくにつれて広くなっている。これにより、例えば、筐体の投影領域に到達した後、筐体にて反射して広がり、非投影領域に向かう光を効果的に遮ることができる。
【００５２】
本発明の態様６に係る投影装置は、上記態様４において、前記屈曲部材の端部に設けられた第１遮光部材と、該屈曲部材の他方の端部に設けられた第２遮光部材とは、前記筐体の前記投影領域に近い側の端部が、互いに離れる方向に折れ曲がっていてもよい。上記の構成によれば、上記態様４と同様の効果を奏する。
【００５３】
本発明の態様７に係る投影装置は、上記態様１から６のいずれかにおいて、上記筐体の内部に格納されている内部部材の色は、上記筐体と同じまたは類似の色であってもよい。
【００５４】
半透光性の筐体の色は、白色および乳白色など、光を透過する割合が高い淡色系である場合が多い。このような色の筐体に格納されている内部部材の色が濃い色（黒、青、赤など）であれば、内部部材の色および形状などが筐体の外部から透けて見える虞がある。
【００５５】
上記のように内部部材の色を筐体と同じまたは類似の色とすれば、筐体の外部から内部部材の色および形状などが透けて見えることを防ぐことができる。
【００５６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  対話型ロボット（投影装置）
２ａ、２ｂ  筐体
５  投影領域
１０  プロジェクタ（投影ユニット）
１１  反射部材（屈曲部材）
１２  光学系支持部材（内部部材）
１２Ｒ、１２Ｌ  遮光部材（第１遮光部材、第２遮光部材）
【図１】
2017058474.tif 000003
【図２】
2017058474.tif 000004
【図３】
2017058474.tif 000005
【図４】
2017058474.tif 000006