JP5374906B2

JP5374906B2 - プロジェクタ

Info

Publication number: JP5374906B2
Application number: JP2008098908A
Authority: JP
Inventors: 展宏藤縄
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-04-07
Also published as: JP2009251257A

Description

本発明は、携帯可能なプロジェクタに関するものである。

小型で携帯可能なプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタにおいては、使用者がプロジェクタを手で保持した状態で、スクリーン、壁等の投影面に対して投影画像の投影を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３２６５５７号公報

しかし、上述のプロジェクタでは、スクリーンや壁等の投影画像の投影を行う場所が必要であり、プロジェクタを携帯して屋外等で使用する場合に、スクリーンや壁等が無ければ投影画像の投影を行うことができない。また、スクリーンや壁等の投影画像の投影を行う場所が存在しない場合に備えて投影部とは別に液晶パネルなどを備えることも考えられるが、この場合には、コストアップ及び装置の大型化の問題が生じる。

本発明の目的は、スクリーンや壁等がない場合でも投影画像の投影を行うことが可能なプロジェクタを提供することである。

本発明のプロジェクタは、投影画像を投影する投影部と、被写体光を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影可能領域としての手のひらを検出する投影可能領域検出部と、前記投影可能領域検出部により検出された前記手のひらに前記投影画像を投影するために前記投影部による前記投影画像の投影位置及び投影サイズを変更すると共に、前記投影可能領域検出部により検出された前記手のひらの色彩に基づいて前記投影画像に黄色から赤を弱く、青を強くする色バランス補正を施し、前記投影可能領域検出部により検出された前記手のひらの傾き及び前記手のひらが左右何れの手であるかに基づいて、前記投影画像に台形補正を施す投影制御部とを備え、前記投影部は、前記投影可能領域検出部により前記手のひらが検出された場合に前記投影画像の投影を開始し、前記投影可能領域検出部により前記手を閉じた状態となり前記手のひらが検出不能となった場合に前記投影画像の投影を終了することを特徴とする。

本発明のプロジェクタによれば、小型で携帯可能でありスクリーンや壁等がない場合でも投影画像を投影することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るプロジェクタについて説明する。図１は、実施の形態に係るプロジェクタの外観を示す図である。プロジェクタ２は、小型の直方体形状を有し、前面の上部にプロジェクタ投影窓４、撮影レンズ６を備え、側面には電源スイッチ８、背面には投影画像の選択等を行う図示しないマルチセレクタが設けられている。

図２は、実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。プロジェクタ２はＣＰＵ１０を備え、ＣＰＵ１０には電源スイッチ８、マルチセレクタ等を備える操作部１２、投影画像を投影する投影部１４、投影部による投影領域を撮影する撮像部１６、投影画像データを記憶するメモリカード１８が接続されている。

投影部１４は、光源であるＬＥＤ２０の点灯及び消灯を行う電源制御部２２、メモリカード１８から投影画像の画像データを読み出し投影画像を表示するＬＣＯＳ（反射型液晶素子）２４、後述する投影可能領域検出部３２により検出された投影可能領域に基づいて投影画像に所定の処理を施す投影画像処理部２６を備えている。また、撮像部１６は、撮影レンズ６を介した被写体光を撮像して撮像信号（蓄積電荷としてのアナログ信号）を生成するＣＣＤ或いはＣＭＯＳ等により構成される撮像素子２８、撮像素子２８から出力された撮像信号を、図示しないＡ／Ｄ変換部においてＡ／Ｄ変換して撮像された画像の画像データを生成し、この画像データを一時的に記憶する画像データ記憶部３０、撮像画像に基づいて投影部１４により画像を投影することができる投影可能領域を検出する投影可能領域検出部３２を備えている。

図３は、実施の形態に係る投影部の構成を示す図である。投影部１４は、画像投影用の光源であるＬＥＤ２０、ＬＥＤ２０から射出された光を略平行とするための集光レンズ３６、入射した光をＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光とに分離する偏光ビームスプリッタ３８、投影画像を表示するＬＣＯＳ２４及び投影用画像を投影するための投影レンズ４０を備えている。なお、偏光ビームスプリッタ３８の図３における左面３８ａには、黒色処理等の無反射処理が施されている。

投影部１４においては、ＬＥＤ２０から射出された光が集光レンズ３６により略平行光とされ、略平行光とされた光は偏光ビームスプリッタ３８に入射する。偏光ビームスプリッタ３８に入射した光のうち、Ｓ偏光成分の光は図３における左方に反射され、偏光ビームスプリッタ３８の無反射処理が施された面３８ａへと向かい、Ｐ偏光成分の光は偏光ビームスプリッタ３８を透過する。偏光ビームスプリッタ３８を透過したＰ偏光成分の光はＬＣＯＳ２４に入射する。ＬＣＯＳ２４に入射したＰ偏光成分の光は、ＬＣＯＳ２４の液晶層を進行し、図示しない反射膜で反射された後、ＬＣＯＳ２４の液晶層を逆方向に進行してＬＣＯＳ２４から射出される。ＬＣＯＳ２４から射出された光は、偏光ビームスプリッタ３８に再度入射する。ＬＣＯＳ２４の液晶層は電圧が印加されると、位相板として機能し、Ｐ偏光成分の光をＳ偏光成分の光に変換する。従って、偏光ビームスプリッタ３８へ再度入射する光は、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との混合光となっている。偏光ビームスプリッタ３８は、再入射された光のうちＳ偏光成分の光のみを偏光分離部で反射し、反射されたＳ偏光成分の光は投影レンズ４０を介してプロジェクタ投影窓４からプロジェクタ２の前方へ投射される。即ち、ＬＣＯＳ２４に表示された画像が投影画像として読み出され、プロジェクタ２の前方の投影可能領域へ投影される。

次に、図４に示すフローチャートを参照して、実施の形態に係るプロジェクタの処理について説明する。上述のように、プロジェクタ２は、小型の直方体形状を有し前面の上部にプロジェクタ投影窓４及び撮影レンズ６が設けられているため、図５に示すように使用者がプロジェクタ２を胸ポケットに入れたときに、プロジェクタ２は、プロジェクタ投影窓４及び撮影レンズ６が胸ポケットから外部へ露出した状態となる。このような状態において、電源スイッチ８によりプロジェクタ２の主電源がオンされると、プロジェクタ２は、撮像部１６により撮影レンズ６を介して図６に示す投影ＭＡＸ領域４２の被写体光を撮像し画像投影の待機を行う待機状態となる（ステップＳ２）。ここで投影ＭＡＸ領域４２は、プロジェクタ２の投影部１４により投影画像を投影することができる最大領域を含む領域である。撮像部１６の撮像素子２８により撮像された被写体光に基づく画像の撮像画像データは画像データ記憶部３０に一時的に記憶される。投影可能領域検出部３２は、画像データ記憶部３０に記憶されている撮像画像データに基づいて、プロジェクタ２から所定の距離内に、投影可能領域である手のひらが存在しているか否かの検出を行い、検出できないときには（ステップＳ３）、待機状態に戻り投影ＭＡＸ領域４２の撮像を続ける（ステップＳ２）。

一方、投影可能領域検出部３２は、画像データ記憶部３０に記憶されている撮像画像データに基づいて、プロジェクタ２から所定の距離内に、投影可能領域である手のひらが存在していることを検出した場合には（ステップＳ３）、撮像画像データに基づいて手のひらの形状、位置、大きさ、色、傾きの認識を行う（ステップＳ４）。

投影部１４の投影画像処理部２６は、認識された手のひらの形状、位置及び大きさに基づいて、ＬＣＯＳ２４に表示される画像が投影部１４により手のひら上に適切に投影されるように、投影画像の表示サイズの変更及び表示位置の変更を行う（ステップＳ５）、また、認識された手のひらの色に基づいて、手のひら上においても適切な色彩で画像の表示が行えるように画像の色バランスの補正を行う。例えば、手のひらの色は黄色から赤がやや強いため、黄色から赤を弱く、青を少し強くする色バランス補正を行う（ステップＳ６）。また、手の外形から手のひらが胸に対して正対しているか、傾いているかを推定し（ステップＳ７）、傾いていると判断した場合には台形補正を施す（ステップＳ８）。そして、投影画像処理部２６により所定の処理が施された投影画像はＬＣＯＳ２４に表示され、ＬＥＤ２０から射出される光により投影画像が読み出され、図６に示すように、投影レンズ４０を介してプロジェクタ投影窓４から手のひらへ投影される（ステップＳ９）。なお、この場合に必要に応じて投影レンズ４０の焦点距離の変更も行われる。ここで投影画像の投影中において、撮像部１６により撮像された画像から投影可能領域検出部３２により手のひらの移動、傾き量の変更などの動きが検出された場合には（ステップＳ１０）、画像データ記憶部３０に記憶されている投影ＭＡＸ領域４２の画像データに基づいて、プロジェクタ２から所定の距離内に、投影可能領域である手のひらが存在しているか否かの検出を行う（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において手のひらが検出された場合には、投影部１４において投影画像の投影を継続したままの状態で、ステップＳ４に戻り、再度、手のひらの形状、位置、大きさ、色、傾きを認識し、ステップＳ５〜Ｓ９に示す処理を繰り返す。即ち、手のひらに投影される投影画像の表示位置・表示サイズ、色バランスの調整を行い、手のひらが傾いている場合には更に台形補正を行って、画像の投影を継続する。

一方、ステップＳ１０において、撮像部１６により撮像された画像データに基づいて、投影可能領域検出部３２により手のひらの動きが検出されない場合には、ＬＣＯＳ２４に表示されている投影画像に調整または補正を加えることなく画像の投影を継続する（ステップＳ９）。

また、ステップＳ１１において、撮像部１６により撮像された画像データに基づいて、投影可能領域検出部３２により手のひらを検出することができない場合には、投影部１４は、投影画像の投影を終了する（ステップＳ１２）。

本実施の形態に係るプロジェクタによれば、スクリーンや壁等が無い場合でも投影画像を投影可能であり、投影画像を投影する際に、手に保持する必要がなく、手ぶれが生じることを防止することができる。また、投影可能領域を検出した場合に画像の投影が開始され、投影可能領域が検出されなくなった場合に画像の投影が停止され、また投影可能領域である手のひらの動きに応じて投影画像の調整または補正を行うため、使用者による投影の開始、停止、投影画像の調整または補正の指示のための手間を削減することができる。

なお、上述の実施の形態において、ステップＳ７において手のひらが傾いていると推定された場合に、ステップＳ８において手のひらの形状から右手であるか左手であるかを判断し、判断結果を台形補正に反映させてもよい。即ち、左手の場合、親指側の方が体に近く、小指側の方が遠くなることが多く、右手の場合はその逆であるため、右手であるか左手であるかを判断し、横方向の台形補正をかけることができる。また、撮像部１６により撮像された画像から手のひらの傾き量を推定し台形補正における補正量に反映させてもよい。

また、上述の実施の形態において、使用者の手のひらの画像を事前に登録しておいて個体認証に用いてもよい。この場合には、投影領域検出部が手のひらを認識する際に、形状、色、手相等の特徴により個体認証を行う。事前に登録された使用者の手のひらであると認識された場合には、手のひらへ投影画像の投影を行う。また、この場合に登録された手のひらに応じた投影画像の色バランス補正等を行うようにしてもよい。

また、上述の実施の形態において、投影可能領域検出部が手のひらが開かれた状態であると検出したときには投影を開始し、手を閉じた状態等、手のひらが開かれた状態でないことを検出したときには投影を終了するようにしてもよい。

また、上述の実施の形態においては、胸ポケットにプロジェクタを入れる胸ポケット装着型について説明したが、図７に示すペンダント型や図８に示すヘッドマウント型としてもよい。これらのプロジェクタも、小型で携帯可能であり、スクリーンや壁等が無い場合でも投影画像を投影可能であり、投影画像を投影する際に、手に保持する必要がなく手ぶれが生じることを防止することができる。

また、上述の実施の形態においては、投影可能領域として手のひらを例に説明したが、スクリーンや壁等であってもよい。また、光源をＬＥＤ、表示部をＬＣＯＳとして説明したが、光源をレーザーとし、表示部には微小ミラーにより構成され、静電効果を利用し微小ミラーを高速でシーソー運動させるＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏ-ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）とを組み合わせて用いてもよく、ＣＭＯＳ半導体上に独立に駆動可能なミラーを敷き詰めたＤＬＰ（登録商標）を表示部に用いてもよい。

また、図９に示すように、本実施の形態に係るプロジェクタを携帯電話機に設けてもよい。この場合には、通話中に投影画像を投影することが可能である。即ち、携帯電話機４４の下面にプロジェクタ投影窓４６、撮影レンズ４８を配置することにより、通話中において投影窓４６から投影画像が手のひら、机上等の投影面に投影される。なお、机の上に置かれた紙等、特定の形状や色等を有するものを投影可能領域として検出するようにしてもよい。

また、プロジェクタに特定の小型スクリーンを付属させ、小型スクリーンを手に保持、または壁に貼り付けて使用してもよい。この場合には、投影可能領域検出部は、あらかじめ小型スクリーンの形状や色等を記憶し、小型スクリーンを検出した場合に画像の投影を開始する。

本発明の実施の形態に係るプロジェクタの外観を示す図である。本発明の実施の形態に係るプロジェクタのシステム構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る投影部の構成を示す図である。本発明の実施の形態に係るプロジェクタの処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係るプロジェクタの使用状態を示す図である。本発明の実施の形態に係るプロジェクタの使用状態を示す図である。本発明の実施の形態に係るプロジェクタの使用状態を示す図である。本発明の実施の形態に係るプロジェクタの使用状態を示す図である。本発明の実施の形態に係るプロジェクタの使用状態を示す図である。

符号の説明

２…プロジェクタ、４…プロジェクタ投影窓、６…撮影レンズ、１０…ＣＰＵ、１４・・・投影部、１６…撮像部、２０…ＬＥＤ、２４…ＬＣＯＳ、２８…撮像素子、３２…投影可能領域検出部、３８…偏光ビームスプリッタ、４０…投影レンズ、４２…投影ＭＡＸ領域。

Claims

投影画像を投影する投影部と、
被写体光を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて前記投影部による前記投影画像の投影可能領域としての手のひらを検出する投影可能領域検出部と、
前記投影可能領域検出部により検出された前記手のひらに前記投影画像を投影するために前記投影部による前記投影画像の投影位置及び投影サイズを変更すると共に、前記投影可能領域検出部により検出された前記手のひらの色彩に基づいて前記投影画像に黄色から赤を弱く、青を強くする色バランス補正を施し、前記投影可能領域検出部により検出された前記手のひらの傾き及び前記手のひらが左右何れの手であるかに基づいて、前記投影画像に台形補正を施す投影制御部とを備え、
前記投影部は、前記投影可能領域検出部により前記手のひらが検出された場合に前記投影画像の投影を開始し、前記投影可能領域検出部により前記手を閉じた状態となり前記手のひらが検出不能となった場合に前記投影画像の投影を終了することを特徴とするプロジェクタ。
前記投影可能領域検出部により検出された前記手のひらの特徴により個体認証を行う個体認証部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。