JP2010243921A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投写型映像表示装置にて、安全性をより高めたい。
【解決手段】第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂは、スクリーンが存在すべき方向から入射される光を検知する。制御部１８０は、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂからの出力信号をもとに、スクリーンが上記推奨される位置に存在するか否かを判定し、上記推奨される位置に存在する場合、有意な画像を投写可能な状態に制御する。制御部１８０は、当該出力信号をもとにスクリーンが上記推奨される位置に正常な状態で存在するか否かを判定し、上記推奨される位置に正常な状態で存在する場合、有意な画像を投写可能な状態に制御してもよい。
【選択図】図８

Description

本発明は、投影面に画像を投写する投写型映像表示装置に関する。

近年、光源に放射エネルギーが大きいレーザを使用するプロジェクタの開発が進められている。このようなプロジェクタから投写された光が通過する投写空間に、誤って人が侵入してしまわないよう十分な対策を講じる必要がある。そこで、センサなどにより侵入者を検知する手法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００８−１３９７３２号公報

上述したようなセンサを用いて侵入者を検知する手法は、スクリーンが正常な位置に正常な状態で設置されている場合、有効な手法である。しかしながら、スクリーンが正常な位置に設置されていない場合や、スクリーンに穴や凹みがある場合、投写光が想定していない領域に導かれてしまう可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、投写型映像表示装置にて、安全性をより高めることができる技術を提供することにある。

本発明のある態様の投写型映像表示装置は、投影面が存在すべき方向から入射される光を検知する検知部と、検知部からの出力信号をもとに投影面が推奨される位置に存在するか否かを判定し、推奨される位置に存在する場合、有意な画像を投写可能な状態に制御する制御部と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、投写型映像表示装置にて、安全性をより高めることができる。

本発明の実施の形態１に係る短焦点の投写型映像表示装置の設置例を示す図である。 実施の形態１に係る投写型映像表示装置およびスクリーンを上から見た図である。 実施の形態１に係る投写型映像表示装置およびスクリーンの側面断面を、概略的に示す図である。 実施の形態１に係る投写型映像表示装置の光学ユニットの構成例を示す図である。 実施の形態１の変形例１に係る投写型映像表示装置およびスクリーンを上から見た図である。 実施の形態１の変形例２に係る投写型映像表示装置およびスクリーンを上から見た図である。 検知ユニットの構成を示す図である。図７（ａ）は検知ユニットを上から見た図を示し、図７（ｂ）は検知ユニットを正面から見た図を示す。 実施の形態１に係る投写型映像表示装置の主要構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る投写型映像表示装置により投写される画像が投影されるべきスクリーンの状態を示す図である。 図９の五パターンのスクリーンの状態における、第１検知部および第２検知部により検知された光の量を示す図である。 実施の形態１に係る投写型映像表示装置の初期起動処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る投写型映像表示装置およびスクリーンを上から見た図である。 実施の形態２に係る投写型映像表示装置の初期起動処理を示すフローチャートである。 検知用光源、第１検知部および第２検知部が筐体内に設置される投写型映像表示装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、レンズなどの屈折光学系とミラーなどの反射光学系との両方を用いた、所謂、ハイブリット投写光学系を有する投写型映像表示装置を例に説明する。なお、本発明はハイブリット投写光学系を有する投写型映像表示装置に限るものではなく、フロント投写の投写型映像表示装置、レーザ走査の投写型映像表示装置など、いずれの投写型映像表示装置にも適用可能である。

図１は、本発明の実施の形態１に係る短焦点の投写型映像表示装置１００の設置例を示す図である。図１に示す投写型映像表示装置１００の筐体は、高さおよび奥行きより幅が長い、直方体の形状で構成される。当該投写型映像表示装置１００は、スクリーンや壁などの投影面と近距離に設置される。図１では、投影面としてスクリーン２００に画像を投写する例を示している。

投写型映像表示装置１００の筐体の上面には投写口１１０が設けられる。投写型映像表示装置１００は、その投写口１１０から斜め方向に光を出射する。ここでは、スクリーン２００に光が導かれるよう、真上から所定の角度、スクリーン２００の方向に傾いた方向に、光を出射する。投写空間３００は、投写口１１０から出射される光が通過する空間領域を示している。

投写型映像表示装置１００の筐体には、検知用光源１６０および検知部１５０が設置される。検知用光源１６０は、スクリーン２００が存在すべき方向に所定の光を照射する。検知部１５０は、スクリーン２００が存在すべき方向から入射される光を検知する。図１では、一つの検知用光源１６０と、二つの検知部１５０（第１検知部１５０ａ、第２検知部１５０ｂ）が設置される例を示している。

以下、検知用光源１６０として赤外線を照射する赤外線光源、検知部１５０として赤外線を検知する赤外線センサを採用する例を説明する。ここで、当該赤外線光源として赤外線ＬＥＤが、当該赤外線センサとして赤外線フォトダイオードが用いられてもよい。

検知用光源１６０、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂは、上記筐体の出射面上に設置される。検知用光源１６０は、スクリーン２００に画像を投写するための後述する投写部から、投写口１１０を介して出射される投写光の光軸中心線上に設置される。より具体的には、当該出射面の投写方向側の辺と反対側の辺の中心に設置される。

当該出射面にて、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂは、当該投写光の光軸中心線に対して左右対称に設置される。第１検知部１５０ａは、画像が投影されるべき領域の、左領域からの戻り光を検知可能な取り込み角を持つ位置に設置される。第２検知部１５０ｂは、当該投影されるべき領域の右領域からの戻り光を検知可能な取り込み角を持つ位置に設置される。

より具体的には、第１検知部１５０ａは当該出射面の、投写方向側を上辺とした場合の左辺に設置される。さらに具体的には、当該出射面の左下角に設置される。第２検知部１５０ｂは当該出射面の右辺に設置される。さらに具体的には、当該出射面の右下角に設置される。

図２は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００およびスクリーン２００を上から見た図である。照射空間３１０は、検知用光源１６０から照射される赤外線が通過する空間領域を示す。第１検知空間３２０ａは、第１検知部１５０ａにより赤外線を検知可能な空間領域を示す。第２検知空間３２０ｂは、第２検知部１５０ｂにより赤外線を検知可能な空間領域を示す。

検知用光源１６０から照射される光により形成される照射範囲（上記照射空間の広がり角と考えてもよい）は、上記投写部から投写される光により形成される投写範囲（図１に示した投写空間３００の広がり角と考えてもよい）より広く設定されてもよい。

図３は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００およびスクリーン２００の側面断面を、概略的に示す図である。投写型映像表示装置１００内には、光学ユニット９０および反射ミラー８０を含む。後述する投写レンズから出射された光は、当該反射ミラー８０に反射され、投写口１１０を通過してスクリーン２００に導かれる。なお、本明細書では光学ユニット９０および反射ミラー８０を総称して投写部という。

以下、検知用光源１６０および検知部１５０の、より具体的な設置位置および設置角度を説明する。スクリーン２００が正常な位置にあるとき、検知用光源１６０がスクリーン２００上に形成されるべき投影領域の中心を向くように、その設置角度が設定される。図３では、検知用光源１６０と投写型映像表示装置１００の出射面とのなす角θを、下記式１により決定している。

θ＝ｔａｎ^−１（（ａ／２＋（ｂ−ｄ））／ｃ） …（式１）
ここで、ａは投影領域の縦方向の長さ、ｂは床から投影領域の下端までの長さ、ｃはスクリーン２００と投写型映像表示装置１００の背面との距離、およびｄは投写型映像表示装置１００の高さを示す。

第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂは、できるだけ広範囲をカバーするため、つぎのように設置する。
投影領域の横幅≧投写型映像表示装置１００の横幅の２倍のとき、
上述したように、投写型映像表示装置１００の筐体の出射面の、左下角および右下角にそれぞれ設置する。
投影領域の横幅＜投写型映像表示装置１００の横幅の２倍のとき、
投影領域の横幅の１／４および３／４の延長線上にそれぞれ設置する。

第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂは、当該投影領域を左右に２分割した場合の、左領域の中心および右領域の中心をそれぞれ向くように、その設置角度が設定される。第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂのそれぞれと、スクリーン２００とのなす角は、上記式１に示したθと同様に決定することができる。

なお、当然のことながら検知部１５０の取り込み角（第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂの取り込み角の合成であってもよい）が、光を検知すべき領域より十分に大きい場合、検知用光源１６０と投写型映像表示装置１００の出射面とのなす角θ、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂの設置位置、ならびに第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂのそれぞれと、スクリーン２００とのなす角は、上述した制限を考慮することなく、設計者が任意に決定することができる。

図４は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００の光学ユニット９０の構成例を示す図である。光学ユニット９０は、赤色光源１０Ｒ、緑色光源１０Ｇ、青色光源１０Ｂ、色分離合成ユニット９１および投写ユニット９２を備える。色分離合成ユニット９１は、第１ユニット９１ａと、第２ユニット９１ｂとを有する。

第１ユニット９１ａは、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを合成して、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを含む合成光を第２ユニット９１ｂに出射する。

具体的には、第１ユニット９１ａは、複数のロッドインテグレータ（ロッドインテグレータ１１Ｒ、ロッドインテグレータ１１Ｇおよびロッドインテグレータ１１Ｂ）と、レンズ群（レンズ２１Ｒ、レンズ２１Ｇ、レンズ２１Ｂ、レンズ２２およびレンズ２３）と、ミラー群（ミラー３１、ミラー３２、ミラー３３、ミラー３４およびミラー３５）とを有する。

ロッドインテグレータ１１Ｒは、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ１１Ｒは、赤色光源１０Ｒから図示しない光ファイバーを介して入射される赤成分光Ｒを均一化する。すなわち、ロッドインテグレータ１１Ｒは、光反射側面で赤成分光Ｒを反射することによって、赤成分光Ｒを均一化する。ロッドインテグレータ１１Ｇおよびロッドインテグレータ１１Ｂについても同様である。

レンズ２１Ｒは、赤成分光Ｒが光変調素子６０Ｒに照射されるように、赤成分光Ｒを略平行光化するレンズである。レンズ２１Ｇは、緑成分光Ｇが光変調素子６０Ｇに照射されるように、緑成分光Ｇを略平行光化するレンズである。レンズ２１Ｂは、青成分光Ｂが光変調素子６０Ｂに照射されるように、青成分光Ｂを略平行光化するレンズである。

レンズ２２は、赤成分光Ｒおよび緑成分光Ｇの拡大を抑制しながら、光変調素子６０Ｒおよび光変調素子６０Ｇ上に赤成分光Ｒおよび緑成分光Ｇを略結像するためのレンズである。レンズ２３は、青成分光Ｂの拡大を抑制しながら、青成分光Ｂを光変調素子６０Ｂに略結像するためのレンズである。

ミラー３１は、ロッドインテグレータ１１Ｒから出射された赤成分光Ｒを反射する。ミラー３２は、ロッドインテグレータ１１Ｇから出射された緑成分光Ｇを反射して、赤成分光Ｒを透過するダイクロイックミラーである。ミラー３３は、ロッドインテグレータ１１Ｂから出射された青成分光Ｂを透過して、赤成分光Ｒおよび緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。

ミラー３４は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを反射する。ミラー３５は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを第２ユニット９１ｂ側に反射する。なお、図４では、説明を簡易にするために、各構成が平面図で示されているが、ミラー３５は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを高さ方向において斜めに反射する。

第２ユニット９１ｂは、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを含む合成光を分離して、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを変調する。第２ユニット９１ｂは、続いて、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを再合成して、映像光を投写ユニット９２側に出射する。

具体的には、第２ユニット９１ｂは、レンズ４０と、プリズム４１と、プリズム４４と、プリズム４６と、プリズム４９と、プリズム５２と、光変調素子６０Ｒと、光変調素子６０Ｇと、光変調素子６０Ｂとを有する。光変調素子６０には、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を採用することができる。

レンズ４０は、各色成分光が各光変調素子６０に照射されるように、第１ユニット９１ａから出射された光を略平行光化するレンズである。

プリズム４１は、透光性部材によって構成されており、面４２および面４３を有する。プリズム４１（面４２）とプリズム４４（面４５）との間にはエアギャップが設けられており、第１ユニット９１ａから出射される光が面４２に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、第１ユニット９１ａから出射される光は面４２で反射される。一方で、プリズム４１（面４３）とプリズム４６（面４７）との間にはエアギャップが設けられるが、第１ユニット９１ａから出射される光が面４３に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面４２で反射された光は面４３を透過する。

プリズム４４は、透光性部材によって構成されており、面４５を有する。

プリズム４６は、透光性部材によって構成されており、面４７および面４８を有する。プリズム４１（面４３）とプリズム４６（面４７）との間にはエアギャップが設けられており、面４８で反射された青成分光Ｂおよび光変調素子６０Ｂから出射された青成分光Ｂが面４７に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面４８で反射された青成分光Ｂおよび光変調素子６０Ｂから出射された青成分光Ｂは面４７で反射される。

面４８は、赤成分光Ｒおよび緑成分光Ｇを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラー面である。したがって、面４２で反射された光のうち、赤成分光Ｒおよび緑成分光Ｇは面４８を透過し、青成分光Ｂは面４８で反射される。面４７で反射された青成分光Ｂは面４８で反射される。

プリズム４９は、透光性部材によって構成されており、面５０および面５１を有する。プリズム４６（面４８）とプリズム４９（面５０）との間にはエアギャップが設けられており、面５０を透過して面５１で反射された赤成分光Ｒおよび光変調素子６０Ｒから出射された赤成分光Ｒが再び面５０に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面５０を透過して面５１で反射された赤成分光Ｒおよび光変調素子６０から出射された赤成分光Ｒは面５０で反射される。一方で、光変調素子６０Ｒから出射されて面５０で反射された後に面５１で反射された赤成分光Ｒが再び面５０に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、光変調素子６０Ｒから出射されて面５０で反射された後に面５１で反射された赤成分光Ｒは面５０を透過する。

面５１は、緑成分光Ｇを透過して、赤成分光Ｒを反射するダイクロイックミラー面である。したがって、面５０を透過した光のうち、緑成分光Ｇは面５１を透過し、赤成分光Ｒは面５１で反射される。面５０で反射された赤成分光Ｒは面５１で反射される。光変調素子６０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面５１を透過する。

ここで、プリズム４６は、赤成分光Ｒおよび緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面４８によって分離する。プリズム４９は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面５１によって分離する。すなわち、プリズム４６およびプリズム４９は、各色成分光を分離する色分離素子として機能する。

なお、プリズム４６の面４８のカットオフ波長は、緑色に相当する波長帯と青色に相当する波長帯との間に設けられる。プリズム４９の面５１のカットオフ波長は、赤色に相当する波長帯と緑色に相当する波長帯との間に設けられる。

一方で、プリズム４６は、赤成分光Ｒおよび緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを面４８によって合成する。プリズム４９は、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを面５１によって合成する。すなわち、プリズム４６およびプリズム４９は、各色成分光を合成する色合成素子として機能する。

プリズム５２は、透光性部材によって構成されており、面５３を有する。面５３は、緑成分光Ｇを透過するように構成されている。なお、光変調素子６０Ｇへ入射する緑成分光Ｇおよび光変調素子６０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面５３を透過する。

光変調素子６０Ｒ、光変調素子６０Ｇおよび光変調素子６０Ｂは、複数の微少ミラーによって構成されており、複数の微少ミラーは可動式である。各微少ミラーは、基本的に１画素に相当する。光変調素子６０Ｒは、各微少ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット９２側に赤成分光Ｒを反射するか否かを切り替える。同様に、光変調素子６０Ｇおよび光変調素子６０Ｂは、各微少ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット９２側に緑成分光Ｇおよび青成分光Ｂを反射するか否かを切り替える。

投写ユニット９２は、投写レンズ群７０と、反射ミラー８０とを有する。ここでは、反射ミラー８０は凹面ミラーで構成されている。

投写レンズ群７０は、色分離合成ユニット９１から出射された光（映像光）を反射ミラー８０側に出射する。

反射ミラー８０は、投写レンズ群７０から出射された光（映像光）を反射する。反射ミラー８０は、映像光を集光した上で、映像光を広角化する。たとえば、反射ミラー８０は、投写レンズ群７０側に凹面を有する非球面ミラーである。

図５は、実施の形態１の変形例１に係る投写型映像表示装置１００およびスクリーン２００を上から見た図である。変形例１では、投写型映像表示装置１００の筐体の出射面に二つの検知ユニットが設置される。各検知ユニットは一つの検知用光源と一つの検知部を含む。第１検知ユニット１７０ａは第１検知用光源１６０ａと第１検知部１５０ａを含む。第２検知ユニット１７０ｂは第２検知用光源１６０ｂと第２検知部１５０ｂを含む。

第１検知ユニット１７０ａおよび第２検知ユニット１７０ｂは、上記投写光の光軸中心線に対して左右対称に設置される。第１検知ユニット１７０ａの設置位置は図２に示した第１検知部１５０ａの設置位置と、第２検知ユニット１７０ｂの設置位置は第２検知部１５０ｂの設置位置と、同様とする。第１検知ユニット１７０ａおよび第２検知ユニット１７０ｂは、上記投影領域を左右に２分割した場合の、左領域の中心および右領域の中心をそれぞれ向くように、その設置角度が設定される。

より具体的には、第１検知用光源１６０ａおよび第１検知部１５０ａは、当該左領域の中心を向くように、第２検知用光源１６０ｂおよび第２検知部１５０ｂは、当該右領域の中心を向くように、それぞれの設置角度が設定される。第１検知用光源１６０ａ、第１検知部１５０ａ、第２検知用光源１６０ｂおよび第２検知部１５０ｂのそれぞれと、スクリーン２００とのなす角は、上記式１に示したθと同様に決定することができる。

第１照射空間３１０ａは、第１検知用光源１６０ａから照射される赤外線が通過する空間領域を示す。第２照射空間３１０ｂは、第２検知用光源１６０ｂから照射される赤外線が通過する空間領域を示す。第１検知空間３２０ａは、第１検知部１５０ａにより赤外線を検知可能な空間領域を示す。第２検知空間３２０ｂは、第２検知部１５０ｂにより赤外線を検知可能な空間領域を示す。ここでは、第１検知空間３２０ａの広がり角が、第１照射空間３１０ａの広がり角より広く設定されている。第２検知空間３２０ｂと第２照射空間３１０ｂとの関係も同様である。

図６は、実施の形態１の変形例２に係る投写型映像表示装置１００およびスクリーン２００を上から見た図である。変形例２では、投写型映像表示装置１００の筐体の出射面に一つの検知ユニット１７０が設置される。当該検知ユニット１７０は一つの検知用光源１６０と二つの検知部１５０（第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂ）を含む。

検知ユニット１７０の設置位置は、図２に示した検知用光源１６０の設置位置と同様とする。検知用光源１６０は上記投影領域全体の中心を向くよう、第１検知部１５０ａは上記左領域の中心を向くよう、および第２検知部１５０ｂは上記右領域の中心を向くよう、それぞれの設置角度が設定される。検知用光源１６０、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂのそれぞれと、スクリーン２００とのなす角は、上記式１に示したθと同様に決定することができる。

照射空間３１０は、検知用光源１６０から照射される赤外線が通過する空間領域を示す。検知空間３２０は、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂにより赤外線を検知可能な空間領域を示す。

図７は、検知ユニット１７０の構成を示す図である。図７（ａ）は検知ユニット１７０を上から見た図を示し、図７（ｂ）は検知ユニット１７０を正面から見た図を示す。図７（ａ）にて、実線矢印は検知用光源１６０から照射される赤外線の光軸中心を示す。破線矢印は第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂのそれぞれの、検知空間領域の中心軸を示す。

図８は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００の主要構成を示すブロック図である。投写型映像表示装置１００は、検知用光源１６０、第１検知部１５０ａ、第２検知部１５０ｂ、光学ユニット９０、制御部１８０、提示部１９０および操作部１９５を備える。

第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂは、入射光を電気信号に変換し、それぞれ制御部１８０に出力する。検知用光源１６０は、制御部１８０からの指示に応じて、赤外線を照射する。

制御部１８０は、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂからの出力信号をもとにスクリーン２００が推奨される位置に存在するか否かを判定する。この判定は少なくとも、投写型映像表示装置１００の起動時に実行される。制御部１８０は、主電源が投入されると、第１検知部１５０ａ、第２検知部１５０ｂおよび検知用光源１６０の電源をオンするよう制御するが、有意な画像を投写できない状態に制御する。ここで、有意な画像を投写できない状態とは、光学ユニット９０に含まれる光源１０の電源をオフに維持することによりハードウェア的に投写できない状態であってもよいし、光源１０および光変調素子６０の電源がオンしても、光変調素子６０にオフ信号が入力されることにより、黒画像（たとえば、全画素の画素値がゼロ）しか投写できない状態であってもよい。

制御部１８０は、上記判定の結果、スクリーン２００が推奨される位置に存在する場合、有意な画像を投写できない状態から、有意な画像を投写可能な状態に制御する。スクリーン２００が推奨される位置に存在しない場合、有意な画像を投写できない状態を維持する。

また、制御部１８０は、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂからの出力信号をもとにスクリーン２００が正常な状態で存在するか否かを判定してもよい。制御部１８０は、当該判定の結果、スクリーン２００が正常な状態で存在する場合、有意な画像を投写できない状態から、有意な画像を投写可能な状態に制御する。スクリーン２００が正常な状態で存在しない場合、有意な画像を投写できない状態を維持する。ここで、正常な状態で存在するか否かとは、スクリーン２００の向きが正しいか否かであってもよいし、スクリーン２００に穴や凹みが存在しないか否かであってもよい。

また、制御部１８０は、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂからの出力信号をもとにスクリーン２００が推奨される位置に正常な状態で存在するか否かを判定してもよい。制御部１８０は、当該判定の結果、スクリーン２００が推奨される位置に正常な状態で存在する場合、有意な画像を投写できない状態から、有意な画像を投写可能な状態に制御する。スクリーン２００が推奨される位置に正常な状態で存在しない場合、有意な画像を投写できない状態を維持する。

制御部１８０は、第１検知部１５０ａからの出力信号と第２検知部からの出力信号とを比較することにより、スクリーン２００の位置およびスクリーン２００の状態を推定することができる。制御部１８０は、この推定結果にもとづいて、上記判定を実行することができる。

提示部１９０は、制御部１８０からの指示に応じて、所定のアラートやガイダンスを出力する。当該アラートは、アラートランプ点灯であってもよいし、警告音出力であってもよいし、メッセージ表示であってもよいし、音声出力であってもよい。当該ガイダンスは、メッセージ表示であってもよいし、音声出力であってもよい。操作部１９５は、ユーザ操作を受け付け、その操作にもとづく指示を制御部１８０に出力する。

図９は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００により投写される画像が投影されるべきスクリーン２００の状態を示す図である。ここでは、五パターンのスクリーン２００の状態を挙げる。ａ）はスクリーン２００が推奨される位置に正常な向きで設置されている状態を示す。ｂ）はスクリーン２００の中央から少し右にずれた位置に穴が開いている状態を示す。ｃ）はスクリーン２００の向きが推奨される向きより右奥に傾いている状態を示す。ｄ）はスクリーン２００が推奨される位置より奥の方向に離れた位置に設置されている状態を示す。ｅ）はスクリーンが設置されていない状態を示す。

図１０は、図９の五パターンのスクリーン２００の状態における、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂにより検知された光の量を示す図である。図１０にて、左列Ａが第１検知部１５０ａにより検知された光の量を示し、右列Ｂが第２検知部１５０ｂにより検知された光の量を示す。

ａ）の状態では、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂにより検知された両者の光の量がともに所定の第１基準量を超えており、かつ両者の光の量の差分が所定の第２基準量未満であるため、制御部１８０はスクリーン２００が推奨される位置に正常な状態で存在すると判定する。

ｂ）、ｃ）の状態では、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂにより検知された両者の光の量の差分が第２基準量以上であるため、制御部１８０はスクリーン２００の向きが傾いているか、スクリーン２００に穴や凹みが存在すると判定する。すなわち、スクリーン２００が正常な状態にないと判定する。

ｄ）、ｅ）の状態では、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂにより検知された両者の光の量がともに第１基準量以下であるため、制御部１８０はスクリーン２００が存在しないか、距離が離れ過ぎていると判定する。すなわち、推奨される位置に存在しないと判定する。

図１１は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００の初期起動処理を示すフローチャートである。投写型映像表示装置１００の電源が投入されると（Ｓ１００）、制御部１８０は、スクリーン２００の検知処理を実行する（Ｓ１０１）。具体的には、検知用光源１６０にスクリーン２００が存在すべき方向に赤外線を照射させ、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂに、そのスクリーン２００（存在しない場合もある）に反射された赤外線の戻り光を検知させる。

制御部１８０は、第１検知部１５０ａにより検知された光の量Ｔａおよび第２検知部１５０ｂにより検知された光の量Ｔｂがともに第１基準量Ｔ１を超えるか否かを判定する（Ｓ１０２）。第１基準量Ｔ１を超えない場合（Ｓ１０２のＮ）、制御部１８０は、提示部１９０に、スクリーン２００が存在しないか、離れすぎていることを示す第１アラートを出力させる（Ｓ１０５）。操作部１９５に対してユーザにより再検知指示を示す操作がなされた場合（Ｓ１０７のＹ）、制御部１８０は、スクリーン２００の検知処理を再び実行する（Ｓ１０１）。

制御部１８０は、第１検知部１５０ａにより検知された光の量Ｔａおよび第２検知部１５０ｂにより検知された光の量Ｔｂがともに第１基準量Ｔ０を超えた場合（Ｓ１０２のＹ）、光の量Ｔａと光の量Ｔｂとの差分が第２基準量Ｔ２未満であるか否か判定する（Ｓ１０３）。第２基準量Ｔ２未満でない場合（Ｓ１０３のＮ）、制御部１８０は、提示部１９０に、スクリーン２００の向きが正常でないか、スクリーン２００に穴や凹みが存在することを示す第２アラートを出力させる（Ｓ１０６）。操作部１９５に対してユーザにより再検知指示を示す操作がなされた場合（Ｓ１０７のＹ）、制御部１８０は、スクリーン２００の検知処理を再び実行する（Ｓ１０１）。

制御部１８０は、光の量Ｔａと光の量Ｔｂとの差分が第２基準量Ｔ２未満である場合（Ｓ１０３のＹ）、有意な画像を投写可能な状態に遷移させる（Ｓ１０４）。なお、第１基準量Ｔ０および第２基準量Ｔ２は、設計者による実験やシミュレーションを通じて得られる統計データにもとづき設定可能である。

以上説明したように実施の形態１によれば、スクリーン２００が、推奨される位置に設置されていることおよび／または正常な状態で設置されていることを確認してから、有意な画像を投写可能な状態に遷移させることにより、安全性をより高めることができる。すなわち、スクリーン２００が、推奨される位置に設置されていないおよび／または正常な状態で設置されていない場合、投写型映像表示装置１００からの投写光が意図しない方向や位置に導かれてしまうことがあり、その投写光が人間に当たってしまう可能性がある。本実施の形態では、この可能性を低減することができる。

また、検知用光源１６０から照射される光により形成される照射範囲を、上記投写部から投写される光により形成される投写範囲より広く設定することにより、スクリーン２００の状態を、より広範囲および高精度に推定することができる。たとえば、スクリーン２００が横にずれている場合で、どの程度の長さ、ずれているかを推定することができる場合が多くなる。

また、実施の形態１の変形例１によれば、二つの検知用光源を使用することにより、スクリーン２００で反射する戻り光の検知量を増大させることができ、推定精度をより高めることができる。また、実施の形態１の変形例２によれば、一つの検知ユニット１７０に、検知用光源１６０、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂをまとめて設置することにより、部品点数を減少させることができ、コストを削減することができる。

図１２は、実施の形態２に係る投写型映像表示装置１００およびスクリーン２００を上から見た図である。実施の形態２に係る投写型映像表示装置１００は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００に、第１カメラ１５５ａおよび第２カメラ１５５ｂが追加された構成である。これにより、スクリーン検知に加えて、投写空間３００（投写空間３００より広い侵入物検知空間を設定してもよい）への侵入物を検知することができる。

図１２にて、検知用光源１６０、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂの設置位置および設置角度は、図２に示したものと同様である。第１カメラ１５５ａは第１検知部１５０ａと近接する位置に、第２カメラ１５５ｂは第２検知部１５０ｂと近接する位置に設置される。第１カメラ１５５ａは上記投影領域の少なくとも右半分を撮影可能なよう、第２カメラ１５５ｂは上記投影領域の少なくとも左半分を撮影可能なよう、それらの向きが設定される。これにより、広範囲の画像を撮影することができる。

図１３は、実施の形態２に係る投写型映像表示装置１００の初期起動処理を示すフローチャートである。ステップＳ１００〜ステップＳ１０７までの処理は、図１１に示したフローチャートと同様であるため、その説明を省略する。制御部１８０は、操作部１９５に対してユーザにより投写開始指示を示す操作がなされた場合、投写を開始する（Ｓ１０８）。

制御部１８０は、第１カメラ１５５ａおよび第２カメラ１５５ｂにより撮影された画像にもとづいて、侵入物が検知されたか否かを判定する（Ｓ１０９）。たとえば、制御部１８０は、撮影された画像に背景差分法やフレーム間差分を適用することにより、侵入物を検知することができる。

侵入物が検知された場合（Ｓ１０９のＹ）、制御部１８０は、投写光をオフするよう制御する（Ｓ１１１）。たとえば、制御部１８０は、レーザ光源１０の電源をオフしてもよいし、黒画像が投写されるよう制御してもよい。

それとともに、制御部１８０は、提示部１９０に侵入物が検知されたことを示す第３アラートを出力させる（Ｓ１１２）。侵入物が存在しなくなった後、操作部１９５に対してユーザにより投写再開指示を示す操作がなされた場合（Ｓ１１３のＹ）、制御部１８０は、投写を再び開始する（Ｓ１０８）。

侵入物が検知されていない状態で（Ｓ１０９のＮ）、操作部１９５に対してユーザにより投写終了指示を示す操作がなされた場合（Ｓ１１０のＹ）、制御部１０８は投写を終了する。

以上説明したように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。それに加えて、スクリーン２００が、推奨される位置に設置されていることおよび／または正常な状態で設置されていることを確認してから、侵入物検知システムを作動させるため、第１カメラ１５５ａおよび第２カメラ１５５ｂのキャリブレーション処理が不要となる。

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述した実施の形態では、スクリーン２００が推奨される位置に存在しない場合、制御部１８０は、提示部１９０にアラートを出力させた。この点、提示部１９０は、制御部１８０の指示にしたがいスクリーン２００を、制御部１８０により推定された位置から推奨される位置に移動させるよう、ユーザに促すためのガイダンスを出力してもよい。制御部１８０は、投写型映像表示装置１００とスクリーン２００との距離を、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂにより検知された光の量と当該距離との関係を示す関数にもとづき、または検知された光の量と当該距離を規定したテーブルを参照して、推定することができる。この推定した距離にもとづき、スクリーン２００を手前に移動させるか奥に移動させるかをガイダンスすることができる。

また、提示部１９０は、制御部１８０の指示にしたがいスクリーン２００の向きを、制御部１８０により推定された向きから正常な向きに変えるよう、ユーザに促すためのガイダンスを出力してもよい。制御部１８０は、スクリーン２００の向きを、第１検知部１５０ａにより検知された光の量と第２検知部１５０ｂにより検知された光の量との差分と、当該向きの関係を示す関数にもとづき、または当該差分と当該向きを規定したテーブルを参照して、推定することができる。

また、上述した実施の形態では、検知用光源１６０、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂが投写型映像表示装置１００の筐体の表面に取り付けられる例を説明した。この点、当該筐体内にそれらを埋め込んでもよい。

図１４は、検知用光源１６０、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂが筐体内に設置される投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。検知用光源１６０、第１検知部１５０ａおよび第２検知部１５０ｂが設置される筐体部分は、赤外線を透過する透明材料で覆う。これにより、筐体からの突起物をなくすことができ、投写型映像表示装置１００を小型化することができる。

１００ 投写型映像表示装置、 １５０ 検知部、 １５０ａ 第１検知部、 １５０ｂ 第２検知部、 １６０ 検知用光源、 １８０ 制御部、 １９０ 提示部。

Claims (6)

1. 投影面が存在すべき方向から入射される光を検知する検知部と、
   前記検知部からの出力信号をもとに前記投影面が推奨される位置に存在するか否かを判定し、前記推奨される位置に存在する場合、有意な画像を投写可能な状態に制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 前記制御部は、前記出力信号をもとに前記投影面が前記推奨される位置に正常な状態で存在するか否かを判定し、前記推奨される位置に正常な状態で存在する場合、有意な画像を投写可能な状態に制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記投影面に画像を投写するための投写部と、
   前記投影面が存在すべき方向に所定の光を照射する検知用光源と、をさらに備え、
   前記検知部は、前記投写部からの投写光の光軸中心線に対して左右対称に、第１検知部および第２検知部として、二つ設けられ、
   前記第１検知部は、前記画像が投影されるべき領域の、左領域からの戻り光を検知可能な取り込み角を持つ位置に設置され、
   前記第２検知部は、当該画像が投影されるべき領域の右領域からの戻り光を検知可能な取り込み角を持つ位置に設置されることを特徴とする請求項１または２に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記制御部は、前記第１検知部からの出力信号と前記第２検知部からの出力信号とを比較することにより、前記投影面の状態を推定することを特徴とする請求項３に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記投影面に画像を投写するための投写部と、
   前記投影面が存在すべき方向に所定の光を照射する検知用光源と、をさらに備え、
   前記検知用光源から照射される光により形成される照射範囲が、前記投写部から投写される光により形成される投写範囲より広く設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の投写型映像表示装置。
6. 投影面が存在すべき方向から入射される光を検知する検知部と、
   前記検知部からの出力信号をもとに前記投影面の位置を推定する制御部と、
   前記投影面を、前記制御部により推定された位置から推奨される位置に移動させるよう、ユーザに促すためのガイダンスを出力する提示部と、
   を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。

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