説明

プロジェクタ

【課題】投影される画像の色による光検出部の検出精度のばらつきを抑制することが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】このプロジェクタ100は、入力される画像信号に基づいてレーザ光を照射するレーザ光源60と、レーザ光源60から照射されるレーザ光を走査させることにより任意の投影領域に画像を投影するMEMSミラー68aと、レーザ光源60から照射されて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出するシリコンフォトダイオード10aと、入力される画像信号の階調を解析するとともに、少なくとも階調の解析結果に基づいて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際のシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定する制御部31とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、プロジェクタに関し、特に、レーザ光発生部から照射されて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する光検出部を備えるプロジェクタに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、レーザ光発生部から照射されて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する光検出部を備えるプロジェクタが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、入力される画像信号に基づいてレーザ光を照射するレーザ光源(レーザ光発生部)と、レーザ光源から照射されるレーザ光を走査させることにより任意の投影領域に画像を投影する走査部(投影部)と、レーザ光源から照射されて、外部障害物(検出対象物)により反射されたレーザ光を検出する受光センサ(光検出部)とを備えたプロジェクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−123006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、上記特許文献1に記載のような従来のプロジェクタでは、同じ階調であっても投影される画像の色(赤(R)、緑(G)、青(B))によりレーザ出力値などが異なる場合があり、このような場合には、レーザ出力値などの違いに起因して投影される画像の色によって受光センサ(光検出部)の検出精度がばらつくという問題点があると考えられる。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、投影される画像の色による光検出部の検出精度のばらつきを抑制することが可能なプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【0007】
この発明の一の局面によるプロジェクタは、入力される画像信号に基づいてレーザ光を照射するレーザ光発生部と、レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより任意の投影領域に画像を投影する投影部と、レーザ光発生部から照射されて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する光検出部と、入力される画像信号の色情報を解析するとともに、少なくとも色情報の解析結果に基づいて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際の光検出部の検出閾値を設定する検出閾値設定部とを備える。
【0008】
この発明の一の局面によるプロジェクタでは、上記のように、入力される画像信号の色情報を解析するとともに、少なくとも色情報の解析結果に基づいて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際の光検出部の検出閾値を設定する検出閾値設定部を設けることによって、投影される画像の色のレーザ出力値などの違いに起因して検出し難い色の画像および検出し易い色の画像が存在する場合に、画像信号の色情報の解析結果に基づいて各々の画像に適した検出閾値を設定することができるので、投影される画像の色による検出精度のばらつきを抑制することができる。
【0009】
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、検出閾値設定部は、色情報の解析結果に加えて、光検出部の検出感度特性にも基づいて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際の光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、入力される画像信号の色情報に加えて、光検出部の各色に対する検出感度特性にも基づいて、投影される画像の色により適した検出閾値を設定することができるので、投影される画像の色による検出精度のばらつきをより抑制することができる。
【0010】
この場合、好ましくは、検出閾値設定部は、色情報の解析結果および光検出部の検出感度特性に基づいて、検出期待値を算出し、検出期待値に基づいて光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、検出閾値設定部により、色情報の解析結果および光検出部の検出感度特性から算出した検出期待値を用いて容易に検出閾値を設定することができる。
【0011】
上記色情報の解析結果に加えて、光検出部の検出感度特性にも基づいて光検出部の検出閾値を設定する構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、光検出部の波長別の検出感度特性に基づいて光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、波長の異なる複数のレーザ光を用いて投影画像を形成する場合にも、波長別の検出感度特性を用いて、投影される画像の色に適した光検出部の検出閾値を精度よく設定することができる。
【0012】
上記色情報の解析結果に加えて、光検出部の検出感度特性にも基づいて、光検出部の検出閾値を設定する構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、色情報の解析結果および光検出部の検出感度特性に加えて、検出対象物のレーザ光の反射率にも基づいて、光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、色情報の解析結果および光検出部の検出感度特性に加えて、検出対象物のレーザ光の反射率も考慮して光検出部の検出閾値を設定することができるので、レーザ光の色によって検出対象物のレーザ光の反射率が異なる場合に投影される画像の色に適した検出閾値をより精度よく設定することができる。
【0013】
上記色情報の解析結果に加えて、光検出部の検出感度特性にも基づいて、光検出部の検出閾値を設定する構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、色情報の解析結果および光検出部の検出感度特性に加えて、光学系に対するレーザ光の透過率にも基づいて、光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、色情報の解析結果および光検出部の検出感度特性に加えて、光学系に対するレーザ光の透過率も考慮して光検出部の検出閾値を算出することができるので、レーザ光の色によって光学系に対するレーザ光の透過率が異なる場合に投影される画像の色に適した検出閾値をより精度よく算出することができる。
【0014】
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、レーザ光発生部は、赤色レーザ光を照射する赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光を照射する緑色レーザ光発生部および青色レーザ光を照射する青色レーザ光発生部を含み、検出閾値設定部は、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々の色情報の解析結果に基づいて、光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々の色情報の解析結果に基づいて投影される画像の色に適した検出閾値を容易に設定することができる。
【0015】
この場合、好ましくは、検出閾値設定部は、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々の色情報の解析結果としてのレーザ出力値に基づいて、光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々の色情報の解析結果としてのレーザ出力値に基づいて、より容易に、投影される画像の色に適した検出閾値を設定することができる。特に、レーザの最高出力が色毎に異なる場合に、投影される画像の色に適した検出閾値を有効に設定することができる。
【0016】
上記レーザ出力値に基づいて光検出部の検出閾値を設定する構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々のレーザ出力値および光検出部の検出感度特性に基づいて検出期待値を算出し、検出期待値に基づいて光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、投影される画像の色のレーザ出力値が異なるとともに波長の異なる複数のレーザ光を用いて投影画像を形成する場合にも、検出閾値設定部により、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々のレーザ出力値および光検出部の検出感度特性から算出した検出期待値を用いて、さらに精度よく検出閾値を設定することができる。
【0017】
上記レーザ出力値および光検出部の検出感度特性に基づいて検出期待値を算出する構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部における各々のレーザ出力値および光検出部の検出感度特性に加えて、検出対象物における赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる反射率に基づいて、光検出部の検出期待値を算出するように構成されている。このように構成すれば、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部における各々のレーザ出力値および光検出部の検出感度特性に加えて、検出対象物の赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる反射率も考慮して光検出部の検出期待値を精度よく算出することができるので、投影される画像の色に適した検出閾値をより精度よく設定することができる。
【0018】
上記レーザ出力値および光検出部の検出感度特性に基づいて検出期待値を算出する構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々のレーザ出力値、光検出部の検出感度特性に加えて、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとに対する異なる光学系の透過率に基づいて、光検出部の検出期待値を算出するように構成されている。このように構成すれば、赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光発生部および青色レーザ光発生部の各々のレーザ出力値、光検出部の検出感度特性に加えて、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる光学系の透過率も考慮して光検出部の検出期待値を精度よく算出することができるので、投影される画像の色に適した検出閾値をより精度よく設定することができる。
【0019】
上記レーザ出力値および光検出部の検出感度特性に基づいて検出期待値を算出する構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、検出期待値に所定の割合を乗じて得られた値を光検出部の検出閾値として設定するように構成されている。このように構成すれば、所定の割合を検出期待値に乗じるだけで投影される画像の色に適した検出閾値を容易に設定することができる。
【0020】
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、検出閾値設定部は、投影領域内の異なる領域ごとに色情報の解析を行うとともに、異なる領域ごとの色情報の解析結果に基づいて、異なる領域ごとに光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、投影領域内の異なる領域ごとに色情報が異なる場合でも、領域ごとにその領域の色情報の解析結果に基づいて領域ごとに適した検出閾値を設定することができるので、異なる領域ごとの検出精度のばらつきを抑制することができる。
【0021】
この場合、好ましくは、検出閾値設定部は、投影領域内の格子状に分割された異なる領域ごとに色情報の解析を行うとともに、異なる領域ごとの色情報の解析結果に基づいて、異なる領域ごとに光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、撮影領域を複数の異なる領域に容易に分割することができるので、異なる領域ごとの検出精度のばらつきを容易に抑制することができる。
【0022】
上記分割された異なる領域ごとに色情報の解析を行う構成において、好ましくは、検出閾値設定部は、投影領域内の色情報に基づいて分割された異なる領域ごとに色情報の解析を行うとともに、異なる領域ごとの色情報の解析結果に基づいて、異なる領域ごとの光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、近い色情報を持つ領域ごとに分割することができるので、単純に格子状に分割する場合とは異なり、分割された各領域内で検出精度がばらつくのを抑制することができる。
【0023】
上記一の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、検出閾値設定部は、異なる画像信号が入力される度に色情報を解析するとともに、異なる画像信号が入力されるごとに、色情報の解析結果に基づいて光検出部の検出閾値を設定するように構成されている。このように構成すれば、異なる画像信号が入力されるごとに光検出部の検出閾値が設定し直されるので、投影される画像の色に適した検出閾値を確実に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの使用状態を示した模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの構成を示したブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの光検出部の検出感度特性を示した図である。
【図4】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの検出期待電圧への算出方法を説明するための図である。
【図5】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの投影領域を格子状に16分割した状態を示した図である。
【図6】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの光検出部に設定する検出閾値(大)および検出閾値(小)を説明するための図である。
【図7】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの検出閾値設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図8】本発明の第1実施形態によるプロジェクタの検出対象物の座標算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図9】本発明の第2実施形態による投影領域を色情報に基づいて分割した状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
(第1実施形態)
図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態によるプロジェクタ100の構成を説明する。
【0027】
本発明の第1実施形態によるプロジェクタ100は、図1に示すように、テーブル1上に配置して使用されるように構成されている。そして、プロジェクタ100は、スクリーン2などの投影領域に向けてプレゼンテーション用(表示用)の画像2aが投影されるように構成されている。また、プロジェクタ100は、テーブル1などの投影領域の上面に対して、プレゼンテーション用の画像2aと同様の画像1aが投影されるように構成されている。なお、テーブル1上に投影される画像1aの大きさは、スクリーン2に投影される画像2aの大きさよりも小さくなるように投影される。テーブル1およびスクリーン2は、本発明の「投影領域」の一例である。
【0028】
また、プロジェクタ100の画像1aが投影される側の側面には、ユーザの指またはタッチペンにより反射されたレーザ光を検出するためのシリコンフォトダイオード10aが設けられている。シリコンフォトダイオード10aは、受光したレーザ光を電流に変換することによりレーザ光を検出する機能を有する。また、シリコンフォトダイオード10aは、図3に示すように、受光する光の波長(色)により検出感度が異なるという検出感度特性を有している。具体的には、シリコンフォトダイオード10aは、赤色(650nm)、緑色(520nm)、青色(440nm)の順で検出感度が高く、青色から赤色に近づくにつれ徐々に検出感度が高くなるよう特性を有している。なお、シリコンフォトダイオード10aは、本発明の「光検出部」の一例である。
【0029】
また、プロジェクタ100のシリコンフォトダイオード10aの上方には、図1に示すように、赤色、緑色および青色の可視光のレーザ光が照射されるレーザ投影口10bが設けられている。
【0030】
プロジェクタ100は、図2に示すように、操作パネル20と、制御処理ブロック30と、データ処理ブロック40と、デジタル信号プロセッサ(DSP)50と、レーザ光源60と、Video RAM71と、ビームスプリッタ80と、2つの拡大レンズ90および91とを含む。なお、レーザ光源60は、本発明の「レーザ光発生部」の一例である。また、ビームスプリッタ80、拡大レンズ90および91は、本発明の「光学系」の一例である。
【0031】
制御処理ブロック30は、プロジェクタ100全体の制御を司る制御部31と、外部ビデオ信号を受信するためのインターフェース(I/F)であるVideo I/F32と、RAM33と、外部I/F34とを含む。
【0032】
データ処理ブロック40は、データ/階調変換器41と、ビットデータ変換器42と、タイミングコントローラ43と、データコントローラ44とを含んでいる。
【0033】
デジタル信号プロセッサ50は、ミラーサーボブロック51と、変換器52とを含んでいる。
【0034】
また、レーザ光源60は、赤色レーザ制御回路61と、緑色レーザ制御回路62と、青色レーザ制御回路63とを含んでいる。また、赤色レーザ制御回路61と、緑色レーザ制御回路62と、青色レーザ制御回路63とには、それぞれ、赤色レーザ光(可視光のレーザ光)を照射する赤色LD(レーザダイオード)61aと、緑色レーザ光(可視光のレーザ光)を照射する緑色LD62aと、青色レーザ光(可視光のレーザ光)を照射する青色LD63aとが接続されている。レーザ光源60は、後述するプロジェクタ100に入力される外部ビデオ信号または可搬型メモリ92に記憶されたデータに基づいてレーザ光を照射するように構成されている。なお、赤色LD61aは、本発明の「赤色レーザ光発生部」の一例である。また、緑色LD62aは、本発明の「緑色レーザ光発生部」の一例である。また、青色LD63aは、本発明の「青色レーザ光発生部」の一例である。
【0035】
また、レーザ光源60は、3つのコリメートレンズ64と、3つの偏光ビームスプリッタ65a、65bおよび65cと、光検出器66と、レンズ67と、レーザ光を水平方向および垂直方向に走査するためのMEMSミラー68aと、MEMSミラー68aを水平方向および垂直方向に駆動させるためのアクチュエータ70とを含んでいる。なお、MEMSミラー68aは、本発明の「投影部」の一例である。また、コリメートレンズ64、偏光ビームスプリッタ65a、65b、65cおよびレンズ67、本発明の「光学系」の一例である。
【0036】
また、赤色LD61aと、緑色LD62aと、青色LD63aとがそれぞれ照射するレーザ光は、共通のMEMSミラー68aに入射されるように構成されている。また、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aからそれぞれ照射される赤色、緑色および青色のレーザ光がMEMSミラー68aに走査されることにより、テーブル1およびスクリーン2にそれぞれ画像1aおよび2aが投影される。MEMSミラー68aは、レーザ光源60から照射されるレーザ光を走査させることにより任意の投影領域に画像を投影するように構成されている。
【0037】
また、図2に示すように、操作パネル20は、プロジェクタ100の筐体の表面または側面に設けられている。操作パネル20は、たとえば、操作内容を表示するためのディスプレイ装置(図示せず)や、プロジェクタ100に対する操作入力を受け付けるスイッチなどを含む。操作パネル20は、使用者からの操作を受け付けると、操作内容に応じた信号を制御処理ブロック30の制御部31に送信するように構成されている。
【0038】
また、プロジェクタ100の外部から与えられた外部ビデオ信号は、Video I/F32に入力されるように構成されている。また、外部I/F34は、たとえば、SDカードやUSBメモリなどの可搬型メモリ92を装着することが可能に構成されている。なお、外部I/F34には、ケーブルなどを介してPCなどが接続可能であり、外部I/F34は、ユーザの把持するタッチペンの位置情報などをPCに送信可能な出力部として機能するように構成されている。そして、制御部31は、可搬型メモリ92からデータを読み出し、読み出されたデータは、Video RAM71に格納されるように構成されている。
【0039】
また、制御部31は、データ処理ブロック40のタイミングコントローラ43と相互に通信することにより、Video RAM71に一時的に保持されている画像データに基づく映像の表示を制御するように構成されている。
【0040】
また、データ処理ブロック40では、タイミングコントローラ43は、制御部31から出力される信号に基づいて、データコントローラ44を介してVideo RAM71に保持されているデータを読み出すように構成されている。データコントローラ44は、読み出したデータをビットデータ変換器42に送信するように構成されている。ビットデータ変換器42は、タイミングコントローラ43からの信号に基づいて、データをデータ/階調変換器41に送信するように構成されている。ビットデータ変換器42は、外部から与えられた画像データをレーザ光により投影可能な形式に適合したデータに変換する機能を有する。
【0041】
データ/階調変換器41は、ビットデータ変換器42から出力されたデータを赤色(R:Red)、緑色(G:Green)および青色(B:Blue)の3色の階調に変換し、変換後の階調データを赤色レーザ制御回路61と、緑色レーザ制御回路62と、青色レーザ制御回路63とにそれぞれ送信するように構成されている。
【0042】
また、赤色レーザ制御回路61は、データ/階調変換器41からの階調データに基づいて赤色LD61aが階調に対応するレーザ出力値になるように制御するように構成されている。また、緑色レーザ制御回路62は、データ/階調変換器41からの階調データに基づいて緑色LD62aが階調に対応するレーザ出力値になるように制御するように構成されている。また、青色レーザ制御回路63は、データ/階調変換器41からの階調データに基づいて青色LD63aが階調に対応するレーザ出力値になるように制御するように構成されている。
【0043】
また、プロジェクタ100の画像1aが投影される側の側面に設けられるシリコンフォトダイオード10aは、レーザ光源60から照射されて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出するように構成されている。シリコンフォトダイオード10aにより受信された信号は、変換器52を介して、制御部31に入力されるように構成されている。
【0044】
ここで、第1実施形態では、制御部31は、入力される画像情報の階調を解析するとともに、階調の解析結果としてのレーザ出力値と、検出対象物の反射率と、光学系の透過率と、シリコンフォトダイオード10aの検出感度特性とに基づいて、シリコンフォトダイオード10aの検出期待電圧を算出し、検出期待電圧に基づいて検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際のシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように構成されている。
【0045】
具体的には、制御部31は、Video I/F32を介して入力された外部ビデオ信号または外部I/F34を介して接続された可搬型メモリ92から入力された画像信号から階調に関する情報を読み込み、階調の解析結果として赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aのレーザ出力値を取得するように構成されている。また、制御部31は、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々についてレーザ出力値を算出する。たとえば、図4に示すように、白色を投影する場合には、赤、緑、青のいずれもが最大階調である256階調で出力され、その際の赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aのレーザ出力値は、それぞれ235(mW)、200(mW)および80(mW)である。このように、赤色、緑色、青色によって最大階調の出力値が異なる。投影する色が白色以外の場合には、白色に対する赤、緑、青の各色の階調の変化割合に応じて赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各レーザ出力値が変動される。また、検出対象物の反射率は、赤色、緑色、青色の各レーザ光で互いに異なる。また、光学系の透過率は、コリメートレンズ64、偏光ビームスプリッタ65a、65b、65c、レンズ67、ビームスプリッタ80および拡大レンズ90、91に対するレーザ光の透過率であり、赤色、緑色、青色の各レーザ光で互いに異なっている。なお、階調は、本発明の「色情報」の一例である。また、制御部31は、本発明の「検出閾値設定部」の一例である。
【0046】
制御部31は、プロジェクタ100に画像が入力される前に、検出対象物における赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとに異なる反射率と、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとに異なる光学系の透過率との測定(オフセット計算)を行うように構成されている。また、制御部31は、図3に示すシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に基づいて得られる赤色、緑色、青色のそれぞれの感度係数を用いて検出期待電圧を算出する。第1実施形態では、シリコンフォトダイオード10aによる赤色、緑色および青色の感度係数は、それぞれ、0.00045(mA/mW)、0.00027(mA/mW)および0.00018(mA/mW)である。制御部31は、シリコンフォトダイオード10aの検出感度特性の情報をRAM33から読み込むように構成されている。
【0047】
そして、制御部31は、図4に示すように、赤色(R)、緑色(G)および青色(B)のそれぞれで、階調の解析結果としてのレーザ出力値と、検出対象物の反射率と、光学系の透過率と、感度係数とを乗じて出力電流を算出し、各色の出力電流を加算して総出力電流(0.08154mA)を算出する。その後、制御部31は、総出力電流に電気アナログI/Vゲイン(40000倍)を乗じて検出期待電圧(3.2616V)を算出する。第1実施形態では、制御部31は、算出された検出期待電圧(3.2616V)に所定の割合(たとえば50%)を乗じた値を検出閾値(1.6308V)として設定するように構成されている。これにより、図6に示すように、シリコンフォトダイオード10aによる検出期待電圧の大きさに応じて、設定される検出閾値が変化される。すなわち、シリコンフォトダイオード10aの検出期待電圧が大きい場合(検出期待電圧(大)の場合)には、検出期待電圧(大)に応じて大きい検出閾値(大)が設定され、シリコンフォトダイオード10aの検出期待電圧が検出期待電圧(大)よりも小さい場合(検出期待電圧(小)の場合)には、検出期待電圧(小)に応じて小さい検出閾値(小)が設定される。なお、検出期待電圧は、本発明の「検出期待値」の一例である。また、制御部31は、異なる画像信号が入力されるごとにレーザ出力値を解析するとともに、異なる画像信号が入力されるごとに、レーザ出力値の解析結果に基づいてシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように構成されている。
【0048】
また、第1実施形態では、制御部31は、図5に示すように、投影領域内の格子状に16分割された異なる領域(領域1〜領域16)ごとにその領域の平均の階調を算出し、平均の階調に基づいて領域ごとの検出閾値を設定するように構成されている。詳細には、制御部31は、各領域の平均の階調から赤色、緑色、青色のそれぞれのレーザ出力値を算出し、その算出値と、検出対象物の反射率と、光学系の透過率と、感度係数とに基づいて対応する領域の検出期待電圧を算出するように構成されている。そして、制御部31は、領域ごとに異なる検出期待電圧を用いて領域ごとの検出閾値を設定するように構成されている。
【0049】
次に、図7を参照して、第1実施形態のプロジェクタ100の制御部31によるシリコンフォトダイオード10aの検出閾値設定処理ついて説明する。
【0050】
まず、プロジェクタ100に電源が投入されると、図7に示すシリコンフォトダイオード10aの検出閾値設定処理が開始される。
【0051】
ステップS1において、制御部31は、検出対象物における赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる反射率と、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる光学系(コリメートレンズ64、偏光ビームスプリッタ65a、65b、65c、レンズ67、ビームスプリッタ80および拡大レンズ90、91)の透過率とを計測(オフセット計算)する。これにより、各色のレーザ光の検出対象物における反射率および光学系の透過率が取得される。なお、第1実施形態では、制御部31は、プロジェクタ100に電源が投入された後1回だけオフセット計算を行い、プロジェクタ100の電源が切られるまで同じ反射率および透過率を用いる。
【0052】
次に、ステップS2において、Video I/F32または外部I/F34を介してプロジェクタ100に新たな画像が入力されたか否かが判断される。プロジェクタ100に新たな画像が入力されるまでこの判断が繰り返され、プロジェクタ100に新たな画像が入力された場合には、ステップS3に進む。
【0053】
ステップS3において、Video I/F32を介して入力された外部ビデオ信号または外部I/F34を介して接続された可搬型メモリ92から入力された画像信号から階調に関する情報が読み取られる。そして、制御部31は、図5に示す領域ごとに平均の階調を算出する。たとえば、領域10では、第1の色(たとえば緑色に近い色)、第2の色(たとえば黄色に近い色)および第3の色(たとえば赤色に近い色)が混在するので、これらの色におけるR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の階調と、各々の面積比率(ドット数)とから領域10の平均の色の階調が求められる。一方、領域2には、第1の色(たとえば緑色に近い色)しか存在しないので、領域2の平均の階調は、第1の色(たとえば緑色に近い色)を構成するR、G、Bの階調の平均値になる。その後、制御部31は、平均の階調を用いて領域ごとに階調の解析結果としての赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aそれぞれのレーザ出力値を取得する。
【0054】
次に、ステップS4において、取得されたレーザ出力値と各色の反射率と、各色の光学系の透過率と、各色の感度係数とに基づいて、領域ごとに検出期待電圧を算出する。
【0055】
次に、ステップS5において、制御部31は、領域ごとに算出された検出期待電圧に所定の割合(たとえば50%)を乗じることにより得られる値を対応する領域のシリコンフォトダイオード10aの検出閾値として設定する。その後、ステップS2に戻り、新たな画像信号が入力される度に検出閾値の設定を行う。
【0056】
次に、図8を参照して、第1実施形態のプロジェクタ100の制御部31による検出対象物の座標算出処理について説明する。
【0057】
ステップS11において、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aから照射され、検出対象物(ユーザの指やタッチペン)により反射される赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光がシリコンフォトダイオード10aによって検出されたか否かが判断される。この際、上記の検出閾値設定処理により設定された領域ごとの検出閾値に基づいて判断される。たとえば、図5の領域1〜領域16のうちのある領域に検出対象物が位置する場合に、上記領域に対して設定された検出閾値よりもシリコンフォトダイオード10aから変換器52を介して入力される電圧値が大きければ検出対象物が検出されたと判断し、電圧値が検出閾値以下であれば検出されていないと判断する。なお、検出対象物により反射される赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光がシリコンフォトダイオード10aによって検出されない場合は、ステップS11の動作が繰り返される。
【0058】
そして、ステップS11において、検出対象物により反射される赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光がシリコンフォトダイオード10aによって検出されたと判断された場合、ステップS12に進む。ステップS12において、制御部31は、シリコンフォトダイオード10aが検出対象物からの反射光を検出したタイミングと、MEMSミラー68aによる走査位置とに基づいて検出対象物のテーブル1上の座標を算出する。
【0059】
第1実施形態では、上記のように、入力される画像信号の階調を解析するとともに、少なくとも階調の解析結果に基づいて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際のシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定する制御部31を設けることによって、投影される画像の色のレーザ出力値などの違いに起因して検出し難い色の画像および検出し易い色の画像が存在する場合に、画像信号の階調の解析結果に基づいて各々の画像に適した検出閾値を設定することができるので、投影される画像による検出精度のばらつきを抑制することができる。
【0060】
第1実施形態では、上記のように、階調の解析結果に加えて、シリコンフォトダイオード10aの検出感度特性にも基づいて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際のシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、入力される画像信号の階調に加えて、シリコンフォトダイオード10aの赤色、緑色および青色に対する検出感度特性にも基づいて、投影される画像により適した検出閾値を設定することができるので、投影される画像による検出精度のばらつきをより抑制することができる。
【0061】
第1実施形態では、上記のように、階調の解析結果およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に基づいて、検出期待電圧を算出し、検出期待電圧に基づいてシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、制御部31により、階調の解析結果およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性から算出した検出期待電圧を用いて容易に検出閾値を設定することができる。
【0062】
第1実施形態では、上記のように、シリコンフォトダイオード10aの波長別の検出感度特性に基づいてシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、波長の異なる複数の赤色、緑色および青色のレーザ光を用いて投影画像を形成する場合にも、波長別の検出感度特性を用いて、投影される画像に適したシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を精度よく設定することができる。
【0063】
第1実施形態では、上記のように、階調の解析結果およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に加えて、検出対象物のレーザ光の反射率にも基づいて、シリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、
階調の解析結果およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に加えて、検出対象物の反射率も考慮してシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定することができるので、レーザ光の色によって検出対象物のレーザ光の反射率が異なる場合に、投影される画像に適した検出閾値をより精度よく設定することができる。
【0064】
第1実施形態では、上記のように、階調の解析結果およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に加えて、コリメートレンズ64、偏光ビームスプリッタ65a、65b、65c、レンズ67、ビームスプリッタ80および拡大レンズ90、91に対するレーザ光の透過率にも基づいて、シリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、階調の解析結果およびシリコンフォトダイオード10aの感度係数に加えて、光学系に対するレーザ光の透過率も考慮して検出閾値を算出することができるので、レーザ光の色によって光学系に対するレーザ光の透過率が異なる場合に、投影される画像に適した検出閾値をより精度よく算出することができる。
【0065】
第1実施形態では、上記のように、赤色レーザ光を照射する赤色LD61a、緑色レーザ光を照射する緑色LD62aおよび青色レーザ光を照射する青色LD63aを含むレーザ光源60を設けるとともに、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々の階調の解析結果に基づいて、シリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するよう制御部31を構成することによって、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々の階調の解析結果に基づいて投影される画像に適した検出閾値を容易に設定することができる。
【0066】
第1実施形態では、上記のように、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々の階調の解析結果としてのレーザ出力値に基づいて、シリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々の階調の解析結果としてのレーザ出力値に基づいて、より容易に、投影される画像に適した検出閾値を設定することができる。特に、レーザの最高出力が赤色、緑色および青色毎に異なる場合に、投影される画像の色に適した検出閾値を有効に設定することができる。
【0067】
第1実施形態では、上記のように、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々のレーザ出力値およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に基づいて検出期待電圧を算出し、検出期待電圧に基づいてシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、投影される画像の色のレーザ出力値が異なるとともに波長の異なる複数の赤色、緑色および青色のレーザ光を用いて投影画像を形成する場合にも、制御部31により、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々のレーザ出力値およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性から算出した検出期待電圧を用いて、さらに精度よく検出閾値を設定することができる。
【0068】
第1実施形態では、上記のように、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aにおける各々のレーザ出力値およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に加えて、検出対象物における赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる反射率に基づいて、シリコンフォトダイオード10aの検出期待電圧を算出するように制御部31を構成することによって、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aにおける各々のレーザ出力値およびシリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に加えて、検出対象物のレーザ光ごとの異なる反射率も考慮してシリコンフォトダイオード10aの検出期待電圧を精度よく算出することができるので、投影される画像に適した検出閾値をより精度よく設定することができる。
【0069】
第1実施形態では、上記のように、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々のレーザ出力値、シリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に加えて、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとに対する異なるコリメートレンズ64、偏光ビームスプリッタ65a、65b、65c、レンズ67、ビームスプリッタ80および拡大レンズ90、91の透過率に基づいて、シリコンフォトダイオード10aの検出期待電圧を算出するように制御部31を構成することによって、赤色LD61a、緑色LD62aおよび青色LD63aの各々のレーザ出力値、シリコンフォトダイオード10aの検出感度特性に加えて、レーザ光ごとの異なる光学系の透過率も考慮して検出期待電圧を精度よく算出することができるので、投影される画像に適した検出閾値をより精度よく設定することができる。
【0070】
第1実施形態では、上記のように、検出期待電圧に所定の割合(50%)を乗じて得られた値をシリコンフォトダイオード10aの検出閾値として設定するように制御部31を構成することによって、所定の割合(たとえば50%)を検出期待電圧に乗じるだけで投影される画像に適した検出閾値を容易に設定することができる。
【0071】
第1実施形態では、上記のように、投影領域内の格子状に16分割された異なる領域1〜領域16ごとに階調の解析を行うとともに、異なる領域1〜領域16ごとの階調の解析結果に基づいて、異なる領域1〜領域16ごとにシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、撮影領域を複数の異なる領域1〜領域16に容易に分割することができるので、異なる領域1〜領域16ごとの検出精度のばらつきを容易に抑制することができる。
【0072】
第1実施形態では、上記のように、異なる画像信号が入力される度に階調を解析するとともに、異なる画像信号が入力されるごとに、階調の解析結果に基づいてシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、異なる画像信号が入力されるごとにシリコンフォトダイオード10aの検出閾値が設定し直されるので、投影される画像に適した検出閾値を確実に設定することができる。
【0073】
(第2実施形態)
以下、図9を参照して、本発明の第2実施形態のプロジェクタ200について説明する。
【0074】
この第2実施形態では、上記した第1実施形態とは異なり、制御部31は投影領域内の階調に基づいて分割された異なる領域ごとに検出閾値を設定する構成ついて説明する。
【0075】
また、この第2実施形態では、制御部31は、図9に示すように、投影領域内の階調に基づいて分割された異なる領域(領域201〜領域203)ごとにその領域の平均の階調を算出し、平均の階調に基づいて領域ごとの検出閾値を設定するように構成されている。第2実施形態では、制御部31は、異なる色ごとに領域を分割し、上記第1実施形態と同様に、領域ごとに検出閾値を決定するように構成されている。詳細には、制御部31は、各領域の色におけるR、B、Gの階調を解析して赤色、緑色、青色のそれぞれのレーザ出力値を算出し、その算出値に基づいて対応する領域の検出期待電圧を算出するように構成されている。そして、制御部31は、領域ごとに異なる検出期待電圧を用いて領域ごとの検出閾値を設定するように構成されている。
【0076】
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
【0077】
第2実施形態では、上記のように、投影領域内の色ごとに分割された異なる領域201〜領域203ごとに階調の解析を行うとともに、異なる領域201〜領域203ごとの階調の解析結果に基づいて、異なる領域201〜領域203ごとのシリコンフォトダイオード10aの検出閾値を設定するように制御部31を構成することによって、単純に格子状に分割する上記第1実施形態とは異なり、分割された各領域201〜領域203内で検出精度がばらつくのを抑制することができる。
【0078】
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
【0079】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0080】
上記第1および第2実施形態では、本発明の色情報が階調である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、階調以外の色情報であってもよい。
【0081】
上記第1および第2実施形態では、色情報の解析結果および光検出部(シリコンフォトダイオード10a)の検出感度特性に加えて、検出対象物の反射率および光学系の透過率との両方を考慮して検出期待電圧を算出する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、検出対象物の反射率および光学系の透過率のいずれか一方のみを用いて検出期待電圧を算出してもよいし、検出対象物の反射率および光学系の透過率の両方を考慮せずに色情報の解析結果および光検出部(シリコンフォトダイオード10a)の検出感度特性のみに基づいて検出期待電圧を算出してもよい。また、本発明では、光検出部の検出感度特性を考慮せずに色情報(階調)の解析結果のみに基づいて、検出閾値を設定してもよい。
【0082】
上記第1および第2実施形態では、本発明の検出期待値として、シリコンフォトダイオード10aの検出期待電圧を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検出期待値として、シリコンフォトダイオード10aの総出力電流を用いてもよい。
【0083】
上記第1および第2実施形態では、投影領域が分割された異なる領域ごとに検出閾値を設定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、投影領域を分割することなく、投影領域全体で1つの検出閾値を設定してもよいし、ドット単位で検出閾値を設定してもよい。
【0084】
上記第1および第2実施形態では、光検出部の一例として、シリコンフォトダイオードを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、シリコンフォトダイオード以外の光検出部であってもよい。
【0085】
上記第1および第2実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作をスタート時はイベント駆動的に記載し、スタート以降の処理動作はフロー駆動的に記載したフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。制御部の処理動作を完全なイベント駆動型で行ってもよいし、完全なフロー駆動型で行ってもよいし、並行処理的に行ってもよい。
【0086】
上記第2実施形態では、投影領域の階調に基づいて分割する構成として、異なる色ごとに領域を分割する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、階調に基づいて、1〜20階調、21〜40階調のように、階調の範囲ごとに領域を分割してもよい。
【符号の説明】
【0087】
10a シリコンフォトダイオード(光検出部)
31 制御部(検出閾値設定部)
60 レーザ光源(レーザ光発生部)
61a 赤色LD(赤色レーザ光発生部)
62a 緑色LD(緑色レーザ光発生部)
63a 青色LD(青色レーザ光発生部)
64 コリメートレンズ(光学系)
65a、65b、65c 偏光ビームスプリッタ(光学系)
67 レンズ(光学系)
68a MEMSミラー(投影部)
80 ビームスプリッタ(光学系)
90、91 拡大レンズ(光学系)
100、200 プロジェクタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力される画像信号に基づいてレーザ光を照射するレーザ光発生部と、
前記レーザ光発生部から照射されるレーザ光を走査させることにより任意の投影領域に画像を投影する投影部と、
前記レーザ光発生部から照射されて、検出対象物により反射されたレーザ光を検出する光検出部と、
入力される画像信号の色情報を解析するとともに、少なくとも色情報の解析結果に基づいて、前記検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際の前記光検出部の検出閾値を設定する検出閾値設定部とを備えた、プロジェクタ。
【請求項2】
前記検出閾値設定部は、色情報の解析結果に加えて、前記光検出部の検出感度特性にも基づいて、前記検出対象物により反射されたレーザ光を検出する際の前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項1に記載のプロジェクタ。
【請求項3】
前記検出閾値設定部は、色情報の解析結果および前記光検出部の検出感度特性に基づいて、検出期待値を算出し、前記検出期待値に基づいて前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項2に記載のプロジェクタ。
【請求項4】
前記検出閾値設定部は、前記光検出部の波長別の検出感度特性に基づいて前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項2または3に記載のプロジェクタ。
【請求項5】
前記検出閾値設定部は、色情報の解析結果および前記光検出部の検出感度特性に加えて、前記検出対象物のレーザ光の反射率にも基づいて、前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
【請求項6】
前記検出閾値設定部は、色情報の解析結果および前記光検出部の検出感度特性に加えて、光学系に対するレーザ光の透過率にも基づいて、前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項2〜5のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
【請求項7】
前記レーザ光発生部は、赤色レーザ光を照射する赤色レーザ光発生部、緑色レーザ光を照射する緑色レーザ光発生部および青色レーザ光を照射する青色レーザ光発生部を含み、
前記検出閾値設定部は、前記赤色レーザ光発生部、前記緑色レーザ光発生部および前記青色レーザ光発生部の各々の色情報の解析結果に基づいて、前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
【請求項8】
前記検出閾値設定部は、前記赤色レーザ光発生部、前記緑色レーザ光発生部および前記青色レーザ光発生部の各々の色情報の解析結果としてのレーザ出力値に基づいて、前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項7に記載のプロジェクタ。
【請求項9】
前記検出閾値設定部は、前記赤色レーザ光発生部、前記緑色レーザ光発生部および前記青色レーザ光発生部の各々の前記レーザ出力値および前記光検出部の検出感度特性に基づいて検出期待値を算出し、前記検出期待値に基づいて前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項8に記載のプロジェクタ。
【請求項10】
前記検出閾値設定部は、前記赤色レーザ光発生部、前記緑色レーザ光発生部および前記青色レーザ光発生部の各々の前記レーザ出力値および前記光検出部の検出感度特性に加えて、前記検出対象物における赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる反射率に基づいて、前記光検出部の検出期待値を算出するように構成されている、請求項9に記載のプロジェクタ。
【請求項11】
前記検出閾値設定部は、前記赤色レーザ光発生部、前記緑色レーザ光発生部および前記青色レーザ光発生部の各々の前記レーザ出力値、前記光検出部の検出感度特性に加えて、赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光のレーザ光ごとの異なる光学系の透過率に基づいて、前記光検出部の検出期待値を算出するように構成されている、請求項9に記載のプロジェクタ。
【請求項12】
前記検出閾値設定部は、前記検出期待値に所定の割合を乗じて得られた値を前記光検出部の検出閾値として設定するように構成されている、請求項9〜11のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
【請求項13】
前記検出閾値設定部は、前記投影領域内の異なる領域ごとに色情報の解析を行うとともに、異なる領域ごとの色情報の解析結果に基づいて、異なる領域ごとに前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載のプロジェクタ。
【請求項14】
前記検出閾値設定部は、前記投影領域内の格子状に分割された異なる領域ごとに色情報の解析を行うとともに、異なる領域ごとの色情報の解析結果に基づいて、異なる領域ごとに前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項13に記載のプロジェクタ。
【請求項15】
前記検出閾値設定部は、前記投影領域内の色情報に基づいて分割された異なる領域ごとに色情報の解析を行うとともに、異なる領域ごとの色情報の解析結果に基づいて、異なる領域ごとの前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項13に記載のプロジェクタ。
【請求項16】
前記検出閾値設定部は、異なる画像信号が入力されるごとに色情報を解析するとともに、前記異なる画像信号が入力されるごとに、色情報の解析結果に基づいて前記光検出部の検出閾値を設定するように構成されている、請求項1〜15のいずれか1項に記載のプロジェクタ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−62769(P2013−62769A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−201645(P2011−201645)
【出願日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【出願人】(000201113)船井電機株式会社 (7,855)
【Fターム(参考)】