图像投影装置的制造方法_2

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0 的图像。例如,根据操作者活动手的方向进行将所显示的图像滚动地、逐张发送地或者切换 滑动(slide)那样的控制。另外,外部设备6只要是向投影装置1供给图像信号的装置,就 可以为任何设备。例如也可以为插入至设置于投影装置1的卡接口的卡片状的存储介质。
[0078] 接着,对投影部4进行说明。投影部4具有图像控制部4a、光源部4b、光控制部 4c、投影透镜4d和投影反射镜4e。图像控制部4a与从外部设备6供给的图像信号相应地 向光源部4b、光控制部4c输出控制信号。光源部4b包括卤素灯、LED、激光器等出射光的光 源,与图像控制部4a的输出信号相应地调整光量。在光源部4b包括R、G、B三色的情况下, 也可以与图像信号相应地、各自独立地进行光量的控制。光控制部4c具有反射镜、透镜、棱 镜、成像装置(例如液晶面板和微反射镜器件那样的显示器件)等光学系统构成要素,使用 从光源部4b出射的光,生成基于从外部设备6供给的图像信号的光学图像。投影透镜4d 将从光控制部4c输出的光学图像放大。投影反射镜4e将从投影透镜4d射出的光反射,将 图像例如投影到前面的屏幕10。投影反射镜4e使用非球面反射镜,在对相同尺寸的图像进 行投影的情况下,与一般的投影装置相比较能够缩短投影距离。在本实施例中,说明使用投 影反射镜4e的投影部4的一个例子,但是并不限定于该结构,只要能够实现图像投影,也可 以为其它结构。另外,在以下的说明中,有时也将投影透镜4d和投影反射镜4e合称为投影 光学部。
[0079] 接着,对检测范围切换部5进行说明。此处说明检测范围切换部5的结构,特别说 明检测范围的切换部、检测灵敏度的设定。
[0080] 首先,对检测范围切换部5的结构进行说明。检测范围切换部5具有检测范围切 换信号生成部5a和检测元件控制部5b。检测范围切换信号生成部5a检测投影装置1的 设置状态,输出与该设置状态相应的信号。检测范围切换信号生成部5a具有检测至设置场 所、屏幕10位置的投影距离等投影状态(桌上投影、壁面投影等)的传感器。作为传感器, 能够使用操作者进行切换的机械开关、检测投影装置1的倾斜的陀螺仪传感器和用于检测 与投影装置配置台11的接触的压力传感器。此外,也可以使用照度传感器,在这种情况下, 在壁面投影时或桌上投影时,如果以照度传感器的检测面朝向投影装置配置台11侧的方 式配置,则能够从检测到的光的照度进行状态检测。此外,也可以为如下方式:操作者利用 电遥控器等向检测范围切换信号生成部5a发送信号,操作者手动地输入投影装置1的设置 状态。
[0081] 另外,投影状态并不限定于壁面投影、桌上投影时,通过使用上述的传感器,在投 影装置1倾斜地配置的情况下也能够进行检测。此外,在检测元件2作为姿势检测用的光 源具有激光光源的情况下,通过使该激光光源朝向屏幕10进行投影,能够基于投影光与反 射光的时间差对至屏幕10的投影距离进行测定。与由检测元件2检测到距离信息相应的 信号,从信号检测部3a输出至检测范围切换信号生成部5a。
[0082] 检测元件2作为检测用的元件例如具有以用于检测激光的光电二极管或用于检 测人体产生的红外线的热释电型传感器为代表的传感元件。与作为检测用的电磁波使用哪 一种电磁波相应地,使用的传感器当然要改变,检测元件2是否具有光源也要改变。
[0083] 检测元件控制部5b根据从检测范围切换信号生成部5a供给的信号控制检测元件 2的检测范围2a。
[0084] 接着,对检测范围的切换部进行说明。图4是表示对检测元件2的倾斜进行调整 的机构的图。检测元件2配置在投影装置1具有的旋转台12上。旋转台12根据检测元件 控制部5b的信号控制检测元件2的设定角度。这样,能够对检测范围2a的位置或朝向进 行切换。
[0085] 为了放大或缩小检测范围2a,也可以在检测元件2上设置可动透镜。可动透镜根 据投影装置1的投影方向变更与检测元件2的距离,调整检测范围2a。在检测元件2为对 例如以红外线为代表的电磁波的强度的变化进行检测的热释电型传感器的情况下,还能够 通过使热释电型传感器上部的孔或菲涅耳透镜的位置活动来放大缩小检测范围。
[0086]图5是表示使用激光扫描的检测范围的调整方法的图。检测元件2具有激光光源 7、角度可变反射镜8、受光元件9。检测元件控制部5b向激光光源7、角度可变反射镜8输 出控制信号。角度可变反射镜8接收检测元件控制部5b的信号,其角度被控制为设定角度。 此外,当然也能够通过将激光光源7设置在图4中所示那样的旋转台12上,进行检测范围 2a的控制。
[0087] 接着,对进行姿势时的检测范围的设定进行说明。图6是表示桌上投影时的检测 范围设定的例子的图,表示检测元件2的检测范围(角度)2 0、投影装置1的法线方向与检 测元件2的检测中心线所成的角度巾(以下,称为"检测中心角度")、从检测元件2至姿势 位置为止的距离Lg(此处,为检测元件2的检测面与中指的中心之间的距离,以下称为"姿 势位置")、从投影装置配置台11至检测元件2的中心为止的铅垂方向的距离hs、操作区域 H的关系。检测范围2 0、检测中心角度巾与各参数的关系以以下的式1和式2表示。
[0088] 2 0 =ArcTan((H~hs)/Lg)+ArcTan(hs/Lg)(式1)
[0089] <}) = (1/2)(ArcTan((H_hs)/Lg)-ArcTan(hs/Lg))(式2)
[0090] 如上式所示,检测范围20和检测中心角度<i>根据姿势位置Lg、检测元件2的高 度hs、操作区域H确定。操作范围H根据投影部1的投影状态变化。在图2的说明中,在 之前进行了说明,在壁面投影时操作范围H大,在桌上投影时操作区域H小。当设想实际使 用环境时,桌上投影时的操作区域H被设想为几cm~10cm左右,壁面投影时被设想为几 cm~几十cm。姿势位置Lg例如也可以采用离投影装置1最远的画面尺寸端部的距离。此 外,在检测元件2使用激光光源的情况下,考虑到安全性,也可以在照射不到人的眼睛的区 域设置操作范围H。桌上投影时,也可以使得在投影装置1的正面坐着人时、激光不照射到 人的眼睛地设定检测范围2 0、检测中心角度小。
[0091] 接着,对检测灵敏度的设定进行说明。在检测元件2使用不具有姿势检测用的光 源的无源型的传感器(例如热释电型传感器)的情况下,为了实现高精度的姿势检测,如以 下所述那样设定成使得检测范围与桌上或壁面不重叠是有效的。
[0092] 图7(a)和图7(b)分别是表示使用无源型的传感器的情况下的检测方法的图。在 列举热释电型传感器作为无源型的传感器的例子时,热释电型传感器的检测量根据占据检 测范围的热源的比例和热量确定。即,在姿势(人的手势的宽度或范围)在检测范围所占 的比例越大检测量就越大。另一方面,在检测范围如图7(a)所示那样重叠于投影装置配置 台11上的情况下,存在不能做出姿势的区域。因此,在这样的情况下难以获得大的检测量。 为了使检测量大,例如如图7 (b)所示那样在检测范围下侧设置非灵敏带hg,以将不能做出 姿势的区域除外的方式使检测范围变窄而最佳化。由此,能够获得大的检测量。
[0093] 此外,不仅如上述那样根据投影装置1的设置状态、而且也可以根据操作者和操 作者或投影装置1的周围环境调整灵敏度。例如,在考虑热释电型传感器的检测量的情况 下、以相同条件做出姿势的情况下,也根据操作者的不同而手的温度不同,所以检测量也不 同。另外,即使是同一个操作者也会因环境温度而检测量不同。此外,在利用激光进行检测 的情况下,检测量也根据操作者的手的反射率的不同而不同。因此,也可以根据操作者和环 境而调整检测区域,提高灵敏度。例如,在使用热释电型传感器的情况下,在人的手的温度 低的情况下也可以提高热释电型传感器的灵敏度。此外,例如在使用具有激光光源的传感 器的情况下,在操作者的手的反射率低的情况下也可以使激光的强度变强或将利用激光的 扫描范围限定,部分地提高灵敏度。
[0094] 图8是表示投影装置1的图像为多画面的情况的图。在图8中,映射3个画面,1个 是主画面,其它2个是子画面。在观看主画面并且通过对在子画面显示的例如图标(icon) 做出姿势进行操作的情况下,不需要将主画面设定于检测范围,所以将检测范围缩小于仅2 个子画面。当检测范围被缩小时,检测元件2的检测量变大,检测灵敏度变高。此外,在子 画面彼此中也可以设置激光强度、检测范围之差。
[0095] 此外,关于传感器的灵敏度,操作者侧也可以设定或调整。此外,也可以在投影装 置1侧准备测试模式,在该测试模式中保持某种条件下的检测结果,参照该检测结果自动 地进行灵敏度调整。进一步,例如在检测元件2为具有光源的传感器的情况下,根据操作者 的手的反射率进行检测的反射光的量不同,检测灵敏度发生变化。为了应对这一点,也可以 在测试模式中采用如下方式:光源产生规定的亮度的光,检测来自操作者的手的反射光,根 据该反射光量决定适合于操作者的传感器的光源的亮度。
[0096] 这样,在本实施例中,利用检测范围切换信号生成部5a检测投影装置1的设置状 态(是壁面投影还是桌上投影),检测元件控制部5b根据所检测到的设置状态,控制检测元 件2的作为能够检测姿势的范围的检测范围,所以能够赋予与投影装置1的设置状态相应 的检测范围。例如在壁面投影的情况下,使检测元件2的检测范围广,在桌上投影的情况下 使检测范围窄。因此,根据本实施例,能够提高利用姿势对投影装置的投影图像进行控制多 操作时的操作性。
[0097] (实施例2)
[0098] 在本实施例中,对在检测元件2使用激光光源、利用线扫描检测姿势的方法 进行说明。在以下的说明中,首先说明利用激光的线扫描进行的姿势检测中使用的 Time-Of-Flight方式(以下,TOF方式)的原理和使用激光光源的线扫描的结构,并且对检 测区域2的控制进行说明。
[0099] 首先对T0F方式的原理进行说明。图9是表示T0F方式的原理的图。T0F方式是 使用激光光源7的光的出射时间与利用受光元件9接收屏幕10的反射光的时间之差的距 离测定方式。当令该时间差为t[s]时,距离L[m]根据光速3.OX10~8[m/s]如下述式3那 样表不。
[0100] L[m] = 3. 0X10~8Xt/2 (式 3)
[0101] 接着,对使用激光的线扫描的结构进行说明。
[0102] 图10是表示实现使用激光光源的线扫描的结构的概略外观图。线扫描使用激光 光源7、角度可变反射镜8、受光元件9、柱面透镜13实现。
[0103] 首先,从激光光源7出射的光通过在一定方向(x方向)上往复可动的角度可变反 射镜8向任意的角度反射。被角度可变反射镜8反射的光,入射到柱面透镜13,成为在Z方 向上具有宽度的线光源。通过将该线光源向X方向上进行扫描,能够实现在Z方向上具有 扩展且能够进行X方向的活动检测的线扫描。而且,当被进行线扫描的激光照射至人的手 时,激光从人的手被反射,该反射光被受光元件9接收。通过使用此时的受光时刻和利用上 述T0F进行的距离的计算,能够检测姿势。
[0104] 角度可变反射镜8使用仅在图10中所示的X方向进行扫描的反射镜。在实施例 1的使用激光的检测元件2中,由于使用二维地进行扫描的反射镜所以成本变高,但是能够 检测三轴方向的信息。另一方面,本实施例的一维地进行扫描的反射镜与实施例1相比较 成为仅二轴方向的检测,但是成本变低。本实施例展示通过使用一维地进行扫描的反射镜 8和柱面透镜13、成本变低并且获得与使用二维地进行扫描的反射镜的情况相同的功能的 方法。
[0105] 接着,参照图11对检测区域2的控制进行说明。图11(a)和图11(b)分别是表示 从+y轴方向看时的检测元件2的激光照射范围的图。另外,xyz轴用之前的图10表示。图 11(a)是表示从某个xz平面上看时的激光照射范围的情形的图。以检测元件2的正上部和 线扫描范围的两端部的x坐标分别为x0 ( = 0)、x+n和x-n。即,从坐标x+n至x-n为止成 为线扫描的范围。图中的在横方向(z方向)上长的长方形,其长边的长度表示照射范围, 短边的长度表示光的强度。在坐标x〇,从检测元件2至xz平面的距离短,所以激光照射范 围窄。另一方面,在坐标x+n和x-n,从检测元件2至xz平面为止的距离长,所以激光照射 范围广。因此,在线扫描范围的检测元件2的正上部和端部,激光的强度不同,随着线扫描 范围的从检测元件2的正上部向端部离去而检测灵敏度降低。即,有可能在屏幕10的端部 即使做出姿势也不能获得充分的灵敏度。因此,需要不依赖于场所地令激光强度为一定,以 使得在屏幕10的任何位置做出姿势均能够获得同等的灵敏度。
[0106] 图11(b)是表示为了在线扫描范围的任何位置均令光强度为一定而将线扫描范 围的各位置的激光照射范围控制为一定的例子的图。在本实施例中,为了令线扫描范围的 各位置的激光照射范围为一定,在柱面透镜13 (参照图10)的检测元件2正上部和端部变 更透镜面的曲率。例如,使柱面透镜13的与检测元件2正上部对应的位置的透镜面的曲率 小,随着从检测元件2正上部向柱面透镜13的端部去而逐渐变大。此外,为了进一步使光 强度均匀,令线扫描范围端部的激光照射范围比检测元件2正上部小是有效的。在某个xz 平面,在x方向的端部来自检测元件的激光倾斜地进行照射,即使激光的强度为一定,从受 光元件9看时的估计角也比检测元件2的正上部小。因此,在线扫描范围的端部,受光强度 相对变小,灵敏度降低。与此相对,只要使线扫描范围的端部的照射范围小,在屏幕10的任 何位置做出姿势均能够获得同等的灵敏度。
[0107] 另外,此处对在激光照射范围内调整强度的结构进行了说明,也可以根据是将在 激光光源7产生的
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