JP2004348078A - 投射型映像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】投射型映像表示装置において、人物等に対し強力な投射光が眼に入らないようにするとともに、視聴者に対しても不快な印象を与えないようにする技術の提供。
【解決手段】映像表示素子を領域を複数の領域に分けた状態で駆動し、スクリーン面の投射領域内に入った人などを、複数の検知手段の少なくともいずれかで検知し、該検知情報に基づき上記映像表示素子の上記複数の領域毎に別個にデータの置換えを行い、該人などの位置に対応したスクリーン面位置の表示状態を変化させる構成とする。
【選択図】 図1
【解決手段】映像表示素子を領域を複数の領域に分けた状態で駆動し、スクリーン面の投射領域内に入った人などを、複数の検知手段の少なくともいずれかで検知し、該検知情報に基づき上記映像表示素子の上記複数の領域毎に別個にデータの置換えを行い、該人などの位置に対応したスクリーン面位置の表示状態を変化させる構成とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタ等の投射型映像表示装置に係り、特に投射光の明るさを制御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、前方のスクリーン面に光を投射する液晶プロジェクタ等の投射型映像表示装置においては、スクリーン面までの投射光路内に説明者等が進入し、投射側に顔を向けた場合には、強力な光が眼中に入る結果、視覚系にダメージを与える危険性があるが、これに対しては、注意喚起表示を施す等により対応している。
また、本発明に関連した従来技術であって特許文献に記載された技術としては、例えば、特開2000−19636号公報(特許文献1)、特開2000−305481号公報(特許文献2)及び特開2001−75170号公報(特許文献3)に記載されたものがある。特開2000−19636号公報には、投射領域内に人等の物体があるとき、超音波センサにより該物体を検出し、投射面の全体につき明るさを暗くする投射型表示装置の構成が記載され、特開2000−305481号公報には、投射型表示装置内に設けた撮像手段でディスプレイ領域を撮像し、人物が位置するディスプレイ領域の映像光の明るさを制御する構成が記載され、特開2001−75170号公報には、投影光の通過する投影空間領域の外部に、該投影空間領域の外縁に沿う局所的な空間を検出対象領域とした複数の検出装置を備え、該検出装置により該検出対象領域内の物体を検出したとき、発光源であるランプユニットの電源をオフして投影を停止させる構成が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−19636号公報
【特許文献2】
特開2000−305481号公報
【特許文献3】
特開2001−75170号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のうち、危険性を示す表示を設ける場合は、該表示が見落とされてしまう場合も多い。また、特許文献のうち特開2000−19636号公報や特開2001−75170号公報に記載の技術では、例えば人物等が投射面(スクリーン面)の端部に少し入り込んだ場合であっても画像全体の光強度を減少させてしまうため、視聴者に対しては不快な印象を与えるおそれが高い。また、特開2000−305481号公報記載の技術では、高価な撮像素子を必要とし、回路構成も複雑になると考えられる。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、投射型映像表示装置において、低コストかつ簡易な構成下で、スクリーン面への投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の状態を部分的に変えられるようにし、人物等に対し強力な投射光が眼に入らないようにできるとともに、視聴者に対しても不快な印象を与えないようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、投射型映像表示装置として、上記映像表示素子を該素子上の領域を複数の領域に分けた状態で駆動し、スクリーン面の領域内に入った人または物を、異なる位置の複数の検知手段の少なくともいずれかで検知し、該検知情報に基づき上記映像表示素子の上記複数の領域毎に別個にデータの置換えを行い、該人または物の位置に対応したスクリーン面位置の表示状態を変化させる構成とする。上記データは、特定均一色データ、黒色データ、輝度レベルを低減した映像信号に基づくデータなどである
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図1〜図5は、本発明の第1の実施例の説明図である。図1は、本発明の第1の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図、図2は、図1の装置の動作信号のタイミング説明図、図3は、図1の装置の制御動作の手順の説明図、図4は、図1の装置の投射画像例を示す図、図5は、本発明の投射型映像表示装置における他の投射画像例を示す図である。
図1において、1aは、本発明の第1の実施例としての投射型映像表示装置、2はスクリーン、3aは制御手段としてのCPU、4は表示素子駆動手段としての信号処理部、5は光源側からの光を光学的に処理する光学部、6、7は、スクリーン2の光投射面(以下、スクリーン面という)の領域内に入った人または物を検知する検知手段としての複数の超音波センサ、10、11は、超音波センサ6、7の駆動と検知信号の処理などを行うセンサ駆動処理部である。投射型映像表示装置1aは、上記複数の超音波センサ6、7、センサ駆動処理部10、11、CPU3a、信号処理部4及び光学部5を備えて構成される。センサ駆動処理部10、11はそれぞれ互いに同様の構成を有し、40kHz発生部101、第1増幅部102、第2増幅部103、パルス生成部104を備えて構成される。
光学部5は、照明光学系51、映像表示素子52及び投射レンズ53を備えて構成され、照明光学系51は、ランプ511、リフレクタ512、コンデンサレンズ513から成る。超音波センサ6、7は、本第1の実施例では、投射型映像表示装置1a内においてスクリーン面と対向する水平方向の複数箇所すなわち投射レンズ53をはさむ左右の位置に配され、投射光路の最外郭に沿って超音波を発生させるようになっている。該超音波センサ6、7は、それぞれが送受信兼用型構成を有し、センサ40kHzのパルスが入力されると超音波を発生するとともに、超音波を受信するようになっている。40kHzパルスの発生は40kHz発生部101で行う。信号処理部4は、映像信号に基づき映像表示素子52を、該素子52上の領域を複数の領域に分けた状態で駆動するようになっている。制御手段としてのCPU3aは、センサ駆動処理部10、11側から入力される超音波センサ6、7の検知情報(検知信号)に基づき信号処理部4を制御して、映像表示素子52の複数の領域毎にデータを、特定均一色データ、黒色データ、輝度レベルを低減した映像信号に基づくデータ(明るさを低くした映像データ)などのデータへの置換えを行わせるようになっている。該CPU3aで用いる制御用データや制御用プログラムはメモリ(図示なし)に記憶されるものとする。また、映像表示素子52としては、例えば透過型液晶パネルを用いる。
【0007】
上記構成において、ランプ511とリフレクタ512から成る光源ユニットから出射された光は、コンデンサレンズ513によりコリメートされ映像表示素子52に照射される。該映像表示素子52に照射された光は、信号処理部4を介して該映像表示素子52に入力される映像信号に基づき光変調され、該映像信号に対応した映像光として出射される。該映像光はプリズム等(図示なし)により色合成された後、投射レンズ53から、色合成された光学像の映像光としてスクリーン2に拡大投射される。スクリーン面の領域に例えば人が入った場合には、超音波センサ6、7のいずれか一方または両方がこれを検知し、センサ駆動処理部10、11で処理された検知信号がCPU3aに入力される。CPU3aは、該検知信号に基づき信号処理部4を制御して、映像表示素子52の複数の領域のうち該進入した人の位置のスクリーン面に対応した領域のデータを、予め設定してある特定均一色データ、黒色データ、輝度レベルを低減した映像信号に基づくデータ(明るさを低くした映像データ)などへ置換えさせる。
【0008】
図2は、図1の構成における超音波センサ6、7及びセンサ駆動処理部10、11の動作信号のタイミングを説明する図である。
センサ駆動処理部10、11では、40kHz発生部101において40kHzのパルスを例えば20Hz間隔で間欠発振させる(波形▲1▼)。該状態でのパルス発生は、ロジックICまたプログラマブルロジックデバイス(以下、PLDという)などのデバイスを用いて行うとする。該発生された40kHzのパルスは、第1増幅部102で増幅されて振幅を数十Vpp以上にされた後、超音波センサ6、7に入力される。該第1増幅部102は、例えば高耐圧トランジスタやトランスで構成される。超音波センサ6、7は、上記入力された40kHzパルスにより超音波を発生する。発生した超音波はスクリーン2側の所定の方向に発信される。該超音波はスクリーン2で反射して、超音波センサ6、7にて受信される。超音波センサ6、7は、受信した超音波に基づき40kHzのパルスを発生して出力する。該超音波センサ6、7で発生する40kHzのパルスは、センサ駆動処理部10、11内の第2増幅器103で増幅される(波形▲2▼、波形▲3▼)。波形▲2▼は超音波センサ6(左センサ)からの40kHzパルスの増幅波形、波形▲3▼は超音波センサ7(右センサ)からの40kHzパルスの増幅波形である。波形▲2▼、波形▲3▼ともそれぞれ、波形▲1▼に対し、発信後反射されて戻るまでの時間分遅れた位置に発生する。超音波センサ6(左センサ)からの40kHzパルスはスクリーン2で反射して再び超音波センサ6(左センサ)に戻り、超音波センサ7(右センサ)からの40kHzパルスはスクリーン2のスクリーン面の投射領域内にいる人物8で反射して再び超音波センサ7(右センサ)に戻るものとする。超音波センサ7(右センサ)から人物8までの距離は、超音波センサ6(左センサ)からスクリーン2までの距離よりも短い。このため、波形▲3▼は波形▲2▼よりも、波形▲1▼に対する遅れ時間が少ない位置に発生する。センサ駆動処理部10、11内のパルス生成部104では、波形▲1▼と波形▲2▼、または、波形▲1▼と波形▲3▼を取り込み、波形▲4▼または波形▲5▼のように超音波の発生から受信までの期間のみLowレベルとなるパルスを発生させる。該パルス生成部104はPLDのような回路で構成可能である。該波形▲4▼または波形▲5▼のパルスは、CPU3aに入力される。CPU3aでは、該パルスに基づき演算を行い、信号処理部4を制御する。
【0009】
図3は図1の構成におけるCPU3aによる制御動作手順の説明図である。図4は、該制御動作による投射画像例を示す図である。
図3において、
(1)まず、投射型映像表示装置1aとスクリーン2の間に人物8が割り込まない(進入しない)状態(初期状態)における受信波の遅延時間を測定する(ステップS30)。受信波の遅延時間測定方法は、CPU3aのカウンタ機能を用いて、図2の波形▲4▼、▲5▼で示されるパルスのLowレベルの時間を測定する。CPU3aはLowレベルの期間のカウント数を計測し、該カウント数を時間に変換する。例えば1カウントが0.1×10−6sであれば、カウント数に10−6sを乗じて遅延時間を算出する。カウント機能のないCPU3aの場合は、例えばパルス生成部104でカウントを行い、パルスのLowレベル期間のカウント数をCPU3aに送るようにする。
(2)次に、通常状態において超音波センサ6の受信波遅延時間を測定し、初期状態より遅延時間が短いか否かを判別する(ステップS31)。
(3)同様に,超音波センサ7の受信波遅延時間を測定し、初期状態より遅延時間が短いか否かを判別する(ステップS32、ステップS33)。
(4)上記ステップS31〜ステップS33の結果の組み合せにより、4つの状態に遷移する。例えば、超音波センサ6、7両方の遅延時間が短くなった場合は、人物8がスクリーン中央に位置すると判断し、スクリーン面全体の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する(ステップS34)。例えばスクリーン面の全面を黒にマスクするよう信号処理部4へ命令する。
(5)超音波センサ6のみ遅延時間が短くなった場合は、人物8はスクリーン左側(超音波センサ6側)に位置すると判断し、図4に示すようにスクリーン面の左半分(超音波センサ6側)の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する(ステップS35)。
(6)超音波センサ7のみ遅延時間が短くなった場合は、人物8はスクリーン右側(超音波センサ7側)に位置すると判断し、スクリーン面の右半分(超音波センサ7側)の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する(ステップS36)。
(7)超音波センサ6、7両方の遅延時間が変化しなかった場合は、スクリーン全面の黒マスクを停止するよう信号処理部4を制御する(ステップS37)。
【0010】
これらステップS31〜ステップS37の一連の制御を繰り返すことにより、人物8が割り込んだ側のスクリーン面の光強度を減少させることができる。
上記では超音波センサを2個用いた場合につき説明したが、超音波センサは3個以上用いてもよい。例えば図5のように画面を4つに分割して制御するようにし、それぞれに対応して4個の超音波センサを配置させる構成としてもよい。該構成とした場合も、投射型映像表示装置の基本構成及び動作は、上記図1〜図4の場合と同様である。
【0011】
上記第1の実施例によれば、低コストかつ簡易な構成下で、スクリーン面の投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の画面状態を部分的に変えられるため、該人物等は強力な光が眼中に入ることもないし、また視聴者に対して不快な印象を与えるおそれもなくせる。
【0012】
図6、図7は本発明の第2の実施例の説明図である。本第2の実施例では、人または物を検知する検知手段として赤外線センサを用いる。図6は、本発明の第2の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図、図7は赤外線距離センサの説明図である。
図6において、1bは、本発明の第2の実施例としての投射型映像表示装置、61、71は検知手段としての赤外線距離センサ、3bは制御手段としてのCPUである。その他上記図1の構成要素と同じものには図1の場合と同じ符号を付しその説明を省略する。赤外線距離センサ61、71としては、例えば図7に示す構成のPSD(Position Sensitive Detector)型赤外線距離センサを用いる。図7において、610は赤外発光ダイオード、611は位置検出素子(PSD)、612、613はレンズである。赤外線距離センサ61(赤外線距離センサ71も同じ)内において、赤外発光ダイオード610からレンズ613を通して出射された光は、物体8で反射し、反射光がレンズ612を通して位置検出素子(PSD)611に入射する。位置検出素子611は、例えばPIN型フォトダイオードで構成され、反射光の当たる位置に依存して出力電圧値が変化する。これによって、赤外線が反射される位置までの距離を計測する。
【0013】
図6の構成において、赤外線距離センサ61、71は、投射型映像表示装置1bとスクリーン2との間に人物8が割り込まない状態(初期状態)におけるスクリーン2までの距離を測定し、アナログ電圧値に変換する。CPU3bは該アナログ電圧値を取り込み、内部のAD変換部により該アナログ電圧値をデジタル値に変換して記憶する。CPU3b内にAD変換部がない場合は、外部にAD変換部を設ければよい。以降の動作は上記図3の場合とほぼ同様の手順で行われるとする。CPU3bは、赤外線距離センサ61、71からの距離情報がスクリーン2までの距離より短くなった場合には、人物8は投射型映像表示装置1bとスクリーン2との間にいると判断し、スクリーン面上の対応する領域の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する。
【0014】
上記第2の実施例によっても、上記第1の実施例と同様、低コストかつ簡易な構成下で、スクリーン面の投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の画面状態を部分的に変えられるため、該人物等は強力な光が眼中に入ることもないし、また視聴者に対して不快な印象を与えるおそれもなくせる。特に、赤外線距離センサ61、71からの距離情報を直接取得できるため、装置構成を一層簡略化することができる。
【0015】
なお、上記各実施例では、検知手段からの検知信号に基づき信号処理部4を制御して、映像表示素子52の複数の領域のうち進入した人などの位置のスクリーン面に対応した領域のデータを置換えて、スクリーン面を水平方向に分割した状態で表示状態を変化させる構成としたが、本発明はこれには限定されず、例えば、スクリーン面を垂直方向に分割した状態で表示状態を変化させる構成としてもよいし、または、スクリーン面を水平方向と垂直方向の両方に分割した状態で表示状態を変化させる構成としてもよい。また、検知手段も、超音波センサや赤外線距離センサに限定されず、例えばレーザセンサなどの距離センサや、人物の発する赤外線を感知する焦電型赤外線センサなどであってもよい。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、投射型映像表示装置において、スクリーン面の投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の画面状態を部分的に変えられ、該人物等に対し強力な投射光が眼に入らないようにできるとともに、視聴者に対しても不快な印象を与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図である。
【図2】図1の装置における検知動作のタイミング説明図である。
【図3】図1の装置における制御動作手順の説明図である。
【図4】図1の装置の投射画像例を示す図である。
【図5】本発明の投射型映像表示装置における他の投射画像例を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図である。
【図7】図6の装置における赤外線距離センサの説明図である。
【符号の説明】
1a、1b…投射型映像表示装置、 2…スクリーン、 3a、3b…CPU、 4…信号処理部、 5…光学部、 6、7…超音波センサ、 10、11…センサ駆動処理部、 101…40kHz発生部、 102…第1増幅部、 103…第2増幅部、 104…パルス生成部、 51…照明光学系、 52…映像表示素子、 53…投射レンズ、 511…ランプ、 512…リフレクタ、
513…コンデンサレンズ、 61、71…赤外線距離センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタ等の投射型映像表示装置に係り、特に投射光の明るさを制御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、前方のスクリーン面に光を投射する液晶プロジェクタ等の投射型映像表示装置においては、スクリーン面までの投射光路内に説明者等が進入し、投射側に顔を向けた場合には、強力な光が眼中に入る結果、視覚系にダメージを与える危険性があるが、これに対しては、注意喚起表示を施す等により対応している。
また、本発明に関連した従来技術であって特許文献に記載された技術としては、例えば、特開2000−19636号公報(特許文献1)、特開2000−305481号公報(特許文献2)及び特開2001−75170号公報(特許文献3)に記載されたものがある。特開2000−19636号公報には、投射領域内に人等の物体があるとき、超音波センサにより該物体を検出し、投射面の全体につき明るさを暗くする投射型表示装置の構成が記載され、特開2000−305481号公報には、投射型表示装置内に設けた撮像手段でディスプレイ領域を撮像し、人物が位置するディスプレイ領域の映像光の明るさを制御する構成が記載され、特開2001−75170号公報には、投影光の通過する投影空間領域の外部に、該投影空間領域の外縁に沿う局所的な空間を検出対象領域とした複数の検出装置を備え、該検出装置により該検出対象領域内の物体を検出したとき、発光源であるランプユニットの電源をオフして投影を停止させる構成が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−19636号公報
【特許文献2】
特開2000−305481号公報
【特許文献3】
特開2001−75170号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のうち、危険性を示す表示を設ける場合は、該表示が見落とされてしまう場合も多い。また、特許文献のうち特開2000−19636号公報や特開2001−75170号公報に記載の技術では、例えば人物等が投射面(スクリーン面)の端部に少し入り込んだ場合であっても画像全体の光強度を減少させてしまうため、視聴者に対しては不快な印象を与えるおそれが高い。また、特開2000−305481号公報記載の技術では、高価な撮像素子を必要とし、回路構成も複雑になると考えられる。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、投射型映像表示装置において、低コストかつ簡易な構成下で、スクリーン面への投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の状態を部分的に変えられるようにし、人物等に対し強力な投射光が眼に入らないようにできるとともに、視聴者に対しても不快な印象を与えないようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、投射型映像表示装置として、上記映像表示素子を該素子上の領域を複数の領域に分けた状態で駆動し、スクリーン面の領域内に入った人または物を、異なる位置の複数の検知手段の少なくともいずれかで検知し、該検知情報に基づき上記映像表示素子の上記複数の領域毎に別個にデータの置換えを行い、該人または物の位置に対応したスクリーン面位置の表示状態を変化させる構成とする。上記データは、特定均一色データ、黒色データ、輝度レベルを低減した映像信号に基づくデータなどである
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図1〜図5は、本発明の第1の実施例の説明図である。図1は、本発明の第1の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図、図2は、図1の装置の動作信号のタイミング説明図、図3は、図1の装置の制御動作の手順の説明図、図4は、図1の装置の投射画像例を示す図、図5は、本発明の投射型映像表示装置における他の投射画像例を示す図である。
図1において、1aは、本発明の第1の実施例としての投射型映像表示装置、2はスクリーン、3aは制御手段としてのCPU、4は表示素子駆動手段としての信号処理部、5は光源側からの光を光学的に処理する光学部、6、7は、スクリーン2の光投射面(以下、スクリーン面という)の領域内に入った人または物を検知する検知手段としての複数の超音波センサ、10、11は、超音波センサ6、7の駆動と検知信号の処理などを行うセンサ駆動処理部である。投射型映像表示装置1aは、上記複数の超音波センサ6、7、センサ駆動処理部10、11、CPU3a、信号処理部4及び光学部5を備えて構成される。センサ駆動処理部10、11はそれぞれ互いに同様の構成を有し、40kHz発生部101、第1増幅部102、第2増幅部103、パルス生成部104を備えて構成される。
光学部5は、照明光学系51、映像表示素子52及び投射レンズ53を備えて構成され、照明光学系51は、ランプ511、リフレクタ512、コンデンサレンズ513から成る。超音波センサ6、7は、本第1の実施例では、投射型映像表示装置1a内においてスクリーン面と対向する水平方向の複数箇所すなわち投射レンズ53をはさむ左右の位置に配され、投射光路の最外郭に沿って超音波を発生させるようになっている。該超音波センサ6、7は、それぞれが送受信兼用型構成を有し、センサ40kHzのパルスが入力されると超音波を発生するとともに、超音波を受信するようになっている。40kHzパルスの発生は40kHz発生部101で行う。信号処理部4は、映像信号に基づき映像表示素子52を、該素子52上の領域を複数の領域に分けた状態で駆動するようになっている。制御手段としてのCPU3aは、センサ駆動処理部10、11側から入力される超音波センサ6、7の検知情報(検知信号)に基づき信号処理部4を制御して、映像表示素子52の複数の領域毎にデータを、特定均一色データ、黒色データ、輝度レベルを低減した映像信号に基づくデータ(明るさを低くした映像データ)などのデータへの置換えを行わせるようになっている。該CPU3aで用いる制御用データや制御用プログラムはメモリ(図示なし)に記憶されるものとする。また、映像表示素子52としては、例えば透過型液晶パネルを用いる。
【0007】
上記構成において、ランプ511とリフレクタ512から成る光源ユニットから出射された光は、コンデンサレンズ513によりコリメートされ映像表示素子52に照射される。該映像表示素子52に照射された光は、信号処理部4を介して該映像表示素子52に入力される映像信号に基づき光変調され、該映像信号に対応した映像光として出射される。該映像光はプリズム等(図示なし)により色合成された後、投射レンズ53から、色合成された光学像の映像光としてスクリーン2に拡大投射される。スクリーン面の領域に例えば人が入った場合には、超音波センサ6、7のいずれか一方または両方がこれを検知し、センサ駆動処理部10、11で処理された検知信号がCPU3aに入力される。CPU3aは、該検知信号に基づき信号処理部4を制御して、映像表示素子52の複数の領域のうち該進入した人の位置のスクリーン面に対応した領域のデータを、予め設定してある特定均一色データ、黒色データ、輝度レベルを低減した映像信号に基づくデータ(明るさを低くした映像データ)などへ置換えさせる。
【0008】
図2は、図1の構成における超音波センサ6、7及びセンサ駆動処理部10、11の動作信号のタイミングを説明する図である。
センサ駆動処理部10、11では、40kHz発生部101において40kHzのパルスを例えば20Hz間隔で間欠発振させる(波形▲1▼)。該状態でのパルス発生は、ロジックICまたプログラマブルロジックデバイス(以下、PLDという)などのデバイスを用いて行うとする。該発生された40kHzのパルスは、第1増幅部102で増幅されて振幅を数十Vpp以上にされた後、超音波センサ6、7に入力される。該第1増幅部102は、例えば高耐圧トランジスタやトランスで構成される。超音波センサ6、7は、上記入力された40kHzパルスにより超音波を発生する。発生した超音波はスクリーン2側の所定の方向に発信される。該超音波はスクリーン2で反射して、超音波センサ6、7にて受信される。超音波センサ6、7は、受信した超音波に基づき40kHzのパルスを発生して出力する。該超音波センサ6、7で発生する40kHzのパルスは、センサ駆動処理部10、11内の第2増幅器103で増幅される(波形▲2▼、波形▲3▼)。波形▲2▼は超音波センサ6(左センサ)からの40kHzパルスの増幅波形、波形▲3▼は超音波センサ7(右センサ)からの40kHzパルスの増幅波形である。波形▲2▼、波形▲3▼ともそれぞれ、波形▲1▼に対し、発信後反射されて戻るまでの時間分遅れた位置に発生する。超音波センサ6(左センサ)からの40kHzパルスはスクリーン2で反射して再び超音波センサ6(左センサ)に戻り、超音波センサ7(右センサ)からの40kHzパルスはスクリーン2のスクリーン面の投射領域内にいる人物8で反射して再び超音波センサ7(右センサ)に戻るものとする。超音波センサ7(右センサ)から人物8までの距離は、超音波センサ6(左センサ)からスクリーン2までの距離よりも短い。このため、波形▲3▼は波形▲2▼よりも、波形▲1▼に対する遅れ時間が少ない位置に発生する。センサ駆動処理部10、11内のパルス生成部104では、波形▲1▼と波形▲2▼、または、波形▲1▼と波形▲3▼を取り込み、波形▲4▼または波形▲5▼のように超音波の発生から受信までの期間のみLowレベルとなるパルスを発生させる。該パルス生成部104はPLDのような回路で構成可能である。該波形▲4▼または波形▲5▼のパルスは、CPU3aに入力される。CPU3aでは、該パルスに基づき演算を行い、信号処理部4を制御する。
【0009】
図3は図1の構成におけるCPU3aによる制御動作手順の説明図である。図4は、該制御動作による投射画像例を示す図である。
図3において、
(1)まず、投射型映像表示装置1aとスクリーン2の間に人物8が割り込まない(進入しない)状態(初期状態)における受信波の遅延時間を測定する(ステップS30)。受信波の遅延時間測定方法は、CPU3aのカウンタ機能を用いて、図2の波形▲4▼、▲5▼で示されるパルスのLowレベルの時間を測定する。CPU3aはLowレベルの期間のカウント数を計測し、該カウント数を時間に変換する。例えば1カウントが0.1×10−6sであれば、カウント数に10−6sを乗じて遅延時間を算出する。カウント機能のないCPU3aの場合は、例えばパルス生成部104でカウントを行い、パルスのLowレベル期間のカウント数をCPU3aに送るようにする。
(2)次に、通常状態において超音波センサ6の受信波遅延時間を測定し、初期状態より遅延時間が短いか否かを判別する(ステップS31)。
(3)同様に,超音波センサ7の受信波遅延時間を測定し、初期状態より遅延時間が短いか否かを判別する(ステップS32、ステップS33)。
(4)上記ステップS31〜ステップS33の結果の組み合せにより、4つの状態に遷移する。例えば、超音波センサ6、7両方の遅延時間が短くなった場合は、人物8がスクリーン中央に位置すると判断し、スクリーン面全体の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する(ステップS34)。例えばスクリーン面の全面を黒にマスクするよう信号処理部4へ命令する。
(5)超音波センサ6のみ遅延時間が短くなった場合は、人物8はスクリーン左側(超音波センサ6側)に位置すると判断し、図4に示すようにスクリーン面の左半分(超音波センサ6側)の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する(ステップS35)。
(6)超音波センサ7のみ遅延時間が短くなった場合は、人物8はスクリーン右側(超音波センサ7側)に位置すると判断し、スクリーン面の右半分(超音波センサ7側)の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する(ステップS36)。
(7)超音波センサ6、7両方の遅延時間が変化しなかった場合は、スクリーン全面の黒マスクを停止するよう信号処理部4を制御する(ステップS37)。
【0010】
これらステップS31〜ステップS37の一連の制御を繰り返すことにより、人物8が割り込んだ側のスクリーン面の光強度を減少させることができる。
上記では超音波センサを2個用いた場合につき説明したが、超音波センサは3個以上用いてもよい。例えば図5のように画面を4つに分割して制御するようにし、それぞれに対応して4個の超音波センサを配置させる構成としてもよい。該構成とした場合も、投射型映像表示装置の基本構成及び動作は、上記図1〜図4の場合と同様である。
【0011】
上記第1の実施例によれば、低コストかつ簡易な構成下で、スクリーン面の投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の画面状態を部分的に変えられるため、該人物等は強力な光が眼中に入ることもないし、また視聴者に対して不快な印象を与えるおそれもなくせる。
【0012】
図6、図7は本発明の第2の実施例の説明図である。本第2の実施例では、人または物を検知する検知手段として赤外線センサを用いる。図6は、本発明の第2の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図、図7は赤外線距離センサの説明図である。
図6において、1bは、本発明の第2の実施例としての投射型映像表示装置、61、71は検知手段としての赤外線距離センサ、3bは制御手段としてのCPUである。その他上記図1の構成要素と同じものには図1の場合と同じ符号を付しその説明を省略する。赤外線距離センサ61、71としては、例えば図7に示す構成のPSD(Position Sensitive Detector)型赤外線距離センサを用いる。図7において、610は赤外発光ダイオード、611は位置検出素子(PSD)、612、613はレンズである。赤外線距離センサ61(赤外線距離センサ71も同じ)内において、赤外発光ダイオード610からレンズ613を通して出射された光は、物体8で反射し、反射光がレンズ612を通して位置検出素子(PSD)611に入射する。位置検出素子611は、例えばPIN型フォトダイオードで構成され、反射光の当たる位置に依存して出力電圧値が変化する。これによって、赤外線が反射される位置までの距離を計測する。
【0013】
図6の構成において、赤外線距離センサ61、71は、投射型映像表示装置1bとスクリーン2との間に人物8が割り込まない状態(初期状態)におけるスクリーン2までの距離を測定し、アナログ電圧値に変換する。CPU3bは該アナログ電圧値を取り込み、内部のAD変換部により該アナログ電圧値をデジタル値に変換して記憶する。CPU3b内にAD変換部がない場合は、外部にAD変換部を設ければよい。以降の動作は上記図3の場合とほぼ同様の手順で行われるとする。CPU3bは、赤外線距離センサ61、71からの距離情報がスクリーン2までの距離より短くなった場合には、人物8は投射型映像表示装置1bとスクリーン2との間にいると判断し、スクリーン面上の対応する領域の光強度を減少させるよう信号処理部4を制御する。
【0014】
上記第2の実施例によっても、上記第1の実施例と同様、低コストかつ簡易な構成下で、スクリーン面の投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の画面状態を部分的に変えられるため、該人物等は強力な光が眼中に入ることもないし、また視聴者に対して不快な印象を与えるおそれもなくせる。特に、赤外線距離センサ61、71からの距離情報を直接取得できるため、装置構成を一層簡略化することができる。
【0015】
なお、上記各実施例では、検知手段からの検知信号に基づき信号処理部4を制御して、映像表示素子52の複数の領域のうち進入した人などの位置のスクリーン面に対応した領域のデータを置換えて、スクリーン面を水平方向に分割した状態で表示状態を変化させる構成としたが、本発明はこれには限定されず、例えば、スクリーン面を垂直方向に分割した状態で表示状態を変化させる構成としてもよいし、または、スクリーン面を水平方向と垂直方向の両方に分割した状態で表示状態を変化させる構成としてもよい。また、検知手段も、超音波センサや赤外線距離センサに限定されず、例えばレーザセンサなどの距離センサや、人物の発する赤外線を感知する焦電型赤外線センサなどであってもよい。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、投射型映像表示装置において、スクリーン面の投射領域内に入り込んだ人物等の位置に応じスクリーン面の明るさ等の画面状態を部分的に変えられ、該人物等に対し強力な投射光が眼に入らないようにできるとともに、視聴者に対しても不快な印象を与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図である。
【図2】図1の装置における検知動作のタイミング説明図である。
【図3】図1の装置における制御動作手順の説明図である。
【図4】図1の装置の投射画像例を示す図である。
【図5】本発明の投射型映像表示装置における他の投射画像例を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施例としての投射型映像表示装置の構成例図である。
【図7】図6の装置における赤外線距離センサの説明図である。
【符号の説明】
1a、1b…投射型映像表示装置、 2…スクリーン、 3a、3b…CPU、 4…信号処理部、 5…光学部、 6、7…超音波センサ、 10、11…センサ駆動処理部、 101…40kHz発生部、 102…第1増幅部、 103…第2増幅部、 104…パルス生成部、 51…照明光学系、 52…映像表示素子、 53…投射レンズ、 511…ランプ、 512…リフレクタ、
513…コンデンサレンズ、 61、71…赤外線距離センサ。
Claims (6)
- 光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成してスクリーン面に拡大投射し映像表示する投射型映像表示装置であって、
映像信号に基づき上記映像表示素子を、該素子上の領域を複数の領域に分けた状態で駆動する表示素子駆動手段と、
上記スクリーン面と対向する複数箇所に配され、該スクリーン面の領域内に入った人または物を検知する複数の検知手段と、
上記各検知手段の検知情報に基づき上記表示素子駆動手段を制御し、上記映像表示素子の複数の領域毎にデータの置換えを行わせる制御手段と、
を備え、上記複数の検知手段の少なくともいずれかが人または物を検知したとき、上記制御手段は、上記映像表示素子上の該検知した検知手段に対応する領域のデータの置換えを行わせるように上記表示素子駆動手段を制御し、該人または物の位置に対応したスクリーン面位置の表示状態を変化させる構成としたことを特徴とする投射型映像表示装置。 - 上記検知手段の数は、上記映像表示素子上で分割される領域の数と等しくされる請求項1に記載の投射型映像表示装置。
- 上記映像表示素子上で複数に分割される領域は、上記スクリーン面上で水平方向または垂直方向に複数に分割された領域を形成する請求項1に記載の投射型映像表示装置。
- 上記映像表示素子の複数の領域毎に置換えられるデータは、特定均一色データ、黒色データ、輝度レベルを低減した映像信号に基づくデータのいずれかである請求項1に記載の投射型映像表示装置。
- 上記検知手段は、超音波または光を上記スクリーン面に照射し、該スクリーン面から反射した超音波または光を受信する構成である請求項1に記載の投射型映像表示装置。
- 上記検知手段は、焦電型赤外線センサで構成される請求項1に記載の投射型映像表示装置。
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