| 【発明の名称】 |
プロジェクタから射出される投射光の経路内に人が進入した場合の光束制御 |
| 【発明者】 |
【氏名】米野 邦夫
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| 【要約】 |
【課題】プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制するために、投射光の射出光束を抑制する。
【解決手段】本発明のプロジェクタは、与えられる画像信号に応じて変調された光を射出する電気光学装置と、前記画像信号を前記電気光学装置に供給する画像処理部と、前記電気光学装置から射出されて投射される投射光の射出光束を制御する光束制御装置とを有しており、前記光束制御装置は、前記投射光の経路内に進入した人を検知する検知部と、前記検知部によって前記人の進入が検知されたときに、前記投射光の射出光束を抑制する抑制制御部と、を備えることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 与えられる画像信号に応じて変調された光を射出する電気光学装置と、前記画像信号を前記電気光学装置に供給する画像処理部と、前記電気光学装置から射出されて投射される投射光の射出光束を制御する光束制御装置とを有するプロジェクタであって、前記光束制御装置は、前記投射光の経路内に進入した人を検知する検知部と、前記検知部によって前記人の進入が検知されたときに、前記投射光の射出光束を抑制する抑制制御部と、を備えることを特徴とする、プロジェクタ。
【請求項２】 請求項１記載のプロジェクタであって、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられ、前記投射光に応じた反射光を受光する受光部を有し、前記受光部で受光された反射光の反射輝度を反射輝度信号として出力する輝度検出部と、前記投射光に相当する画像信号の輝度信号レベルに応じた基準輝度を求め、求められた基準輝度を基準輝度信号として出力する基準輝度レベル生成部と、前記反射輝度信号と前記基準輝度信号とを比較する輝度比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記輝度比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制する、プロジェクタ。
【請求項３】 請求項１記載のプロジェクタであって、前記画像処理部は、所定の輝度信号レベルに対応する投射光を射出させるための基準画像信号を生成し、前記電気光学装置に供給する基準画像信号生成部を備え、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられ、前記投射光に応じた反射光を受光する受光部を有し、前記受光部で受光された反射光の反射輝度を反射輝度信号として出力する輝度検出部と、前記基準画像信号に応じて前記所定の輝度信号レベルに対応する投射光が射出されたときに、前記輝度検出部から出力される反射輝度を基準輝度信号として記憶する基準輝度レベル生成部と、前記反射輝度信号と前記基準輝度信号とを比較する輝度比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記輝度比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制する、プロジェクタ。
【請求項４】 請求項１記載のプロジェクタであって、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられた赤外線発光部および赤外線受光部を有し、前記赤外線発光部から射出された赤外線の反射光を前記赤外線受光部で受光し、受光された赤外線の反射輝度を反射輝度信号として出力する輝度検出部と、前記反射輝度信号と所定の基準輝度信号とを比較する輝度比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記輝度比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制する、プロジェクタ。
【請求項５】 請求項１記載のプロジェクタであって、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられた超音波発信部および超音波受信部を有し、前記超音波送信部から射出された超音波の反射波を受信し、受信された超音波受信強度を超音波受信信号として出力する超音波検出部と、前記超音波受信強度と所定の基準超音波受信強度とを比較する超音波比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記超音波比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制する、プロジェクタ。
【請求項６】 請求項１記載のプロジェクタであって、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられた超音波発信部と、前記投射レンズの近傍に設けられ、前記超音発信部から射出された超音波の反射波を受信する超音波受信部と、前記超音波発信部から出力された超音波が前記超音波受信部で受信されるまでの時間を測定する時間測定部と、前記時間測定部で測定された時間と所定の基準時間とを比較する時間比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記時間比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制する、プロジェクタ。
【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のプロジェクタであって、前記光束制御装置は、さらに、前記抑制制御部が前記投射光の射出光束を抑制する場合に、前記投射光の射出光束が抑制されていることを前記人に通知するための通知部を備える、プロジェクタ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プロジェクタから射出される投射光の経路内に人が進入した場合の光量制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】プレゼンテーションに多く利用されているプロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された画像信号に応じて画像を表す光（投射光）を投射することにより、画像を表示する画像表示装置である。ユーザは、スクリーン上に投射された画像を指し示しながらプレゼンテーションを実行することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】スクリーンの前面に配置したプロジェクタからスクリーン上に画像を投射する場合（このような投射を「前面投射」と呼ぶ。）、プロジェクタとスクリーンとの間には、投射光の通過する空間が存在し、ユーザやその他の人は投射光の経路内に進入することができる。このとき、これらの人がプロジェクタの方に視線を移すと、その人の視界に投射光が直接入射することになる。例えば、プロジェクタが正常に起動しているかを確認するために、人が投射レンズを直接覗き見てしまう場合がある。このとき、人は、例えば、「まぶしい」というような、不快感を持つ場合がある。プロジェクタの投射光の設計光束は次第に増大する傾向にあり、これに応じてユーザがより不快感を持つ可能性が大きい。
【０００４】この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制するために、投射光の射出光束を抑制する技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の装置は、与えられる画像信号に応じて変調された光を射出する電気光学装置と、前記画像信号を前記電気光学装置に供給する画像処理部と、前記電気光学装置から射出されて投射される投射光の射出光束を制御する光束制御装置とを有するプロジェクタであって、前記光束制御装置は、前記投射光の経路内に進入した人を検知する検知部と、前記検知部によって前記人の進入が検知されたときに、前記投射光の射出光束を抑制する抑制制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】本発明のプロジェクタによれば、人が投射光の経路内に進入して、投射光が人の視界に直接入射するような場合に、人の進入を検知して、投射光の射出光束を抑制することができる。これにより、プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射した場合に発生する不快感を抑制することが可能となる。
【０００７】上記プロジェクタにおける光束制御装置の第１の態様として、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられ、前記投射光に応じた反射光を受光する受光部を有し、前記受光部で受光された反射光の反射輝度を反射輝度信号として出力する輝度検出部と、前記投射光に相当する画像信号の輝度信号レベルに応じた基準輝度を求め、求められた基準輝度を基準輝度信号として出力する基準輝度レベル生成部と、前記反射輝度信号と前記基準輝度信号とを比較する輝度比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記輝度比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制することが好ましい。
【０００８】このようにすれば、光束制御装置の検知部および抑制制御部を容易に構成することができる。
【０００９】ここで、輝度検出部で検出される反射光の反射輝度は、投射光の射出光束変化に依存して変化するため、基準輝度レベル生成部から出力される基準輝度は、投射光の射出光束変化に応じて変化するほうが望ましい。上記構成の基準輝度レベル生成部は、投射光に相当する画像信号の輝度信号レベルに応じた基準輝度を求めているので、出力する基準輝度信号を投射光の射出光束変化に依存して変化させることができる。
【００１０】また、上記プロジェクタにおける光束制御装置の第２の態様として、前記画像処理部は、所定の輝度信号レベルに対応する投射光を射出させるための基準画像信号を生成し、前記電気光学装置に供給する基準画像信号生成部を備え、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられ、前記投射光に応じた反射光を受光する受光部を有し、前記受光部で受光された反射光の反射輝度を反射輝度信号として出力する輝度検出部と、前記基準画像信号に応じて前記所定の輝度信号レベルに対応する投射光が射出されたときに、前記輝度検出部から出力される反射輝度を基準輝度信号として記憶する基準輝度レベル生成部と、前記反射輝度信号と前記基準輝度信号とを比較する輝度比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記輝度比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制するようにしてもよい。
【００１１】このようにしても、第１の態様と同様に、検知部および抑制制御部を容易に構成することができる。なお、第２の態様における基準輝度レベル生成部は、第１の態様における基準輝度レベル生成部のように投射光の射出光束変化に依存して基準輝度信号を変化させる構成とは異なり、所定の輝度信号レベルに対応する所定の反射輝度信号を基準輝度信号とする構成としているが、第１の態様による場合と同様の作用・効果を有有することができる。
【００１２】さらに、上記プロジェクタにおける光束制御装置の第３の態様として、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられた赤外線発光部および赤外線受光部を有し、前記赤外線発光部から射出された赤外線の反射光を前記赤外線受光部で受光し、受光された赤外線の反射輝度を反射輝度信号として出力する輝度検出部と、前記反射輝度信号と所定の基準輝度信号とを比較する輝度比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記輝度比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制するようにしてもよい。
【００１３】また、上記プロジェクタにおける光束制御装置の第４の態様として、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられた超音波発信部および超音波受信部を有し、前記超音波送信部から射出された超音波の反射波を受信し、受信された超音波受信強度を超音波受信信号として出力する超音波検出部と、前記超音波受信強度と所定の基準超音波受信強度とを比較する超音波比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記超音波比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制するようにしてもよい。
【００１４】あるいは、上記プロジェクタにおける光束制御装置の第５の態様として、前記検知部は、前記投射光を射出する投射レンズの近傍に設けられた超音波発信部と、前記投射レンズの近傍に設けられ、前記超音発信部から射出された超音波の反射波を受信する超音波受信部と、前記超音波発信部から出力された超音波が前記超音波受信部で受信されるまでの時間を測定する時間測定部と、前記時間測定部で測定された時間と所定の基準時間とを比較する時間比較部と、を備え、前記抑制制御部は、前記時間比較部の出力に応じて前記投射光の射出光束を抑制するようにしてもよい。
【００１５】上記第３ないし５の態様のいずれのようにしてもよく、第１、第２の態様と同様に、検知部および抑制制御部を容易に構成することができる。
【００１６】なお、上記プロジェクタにおいて、前記光束制御装置は、さらに、前記抑制制御部が前記投射光の射出光束を抑制する場合に、前記投射光の射出光束が抑制されていることを前記人に通知するため通知部を備えることが好ましい。
【００１７】このようにすれば、投射光の経路内に進入して投射光の射出光束が抑制されていることを、人に容易に通知することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は、本発明のプロジェクタを用いた投射表示システムを示す説明図である。本発明のプロジェクタＰＪは、コンピュータＰＣから供給された画像を表す光（投射光）を投射レンズＰＬを介してスクリーンＳＣ上の投射面ＤＩに投射することにより、画像を表示する。
【００１９】Ａ．第１実施例：図２は、本発明の第１実施例としてのプロジェクタＰＪ１の外観を示す概略斜視図である。このプロジェクタＰＪ１の投射レンズＰＬの近傍には、投射レンズの射出面方向に向かってフォトダイオードＰＤが設けられ、プロジェクタＰＪ１の筐体上面には、発光ダイオードＮＬおよびリセットボタンＲＢが設けられている。
【００２０】図３は、プロジェクタＰＪ１の概略構成を示す説明図である。このプロジェクタＰＪ１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色信号（以下、３つの色信号をまとめて「ＲＧＢ信号」とも呼ぶ。）を処理する画像信号処理部１００と、各色信号に対応する３つの液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂと、コントラスト制御回路１２０と、検知部１３０とを備えている。
【００２１】画像信号処理部１００は、３つの増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂと、画像処理回路２２０とを有している。３つの増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、入力されるＲ、Ｇ、Ｂの各色信号をそれぞれ増幅する。３つの増幅回路２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂは可変利得増幅回路で構成され、後述するコントラスト制御回路１２０から供給される利得制御信号ＳＧの信号レベルに応じてそれぞれの増幅率Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂが調整される。
【００２２】画像処理回路２２０は、各増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂから出力される色信号に種々の画像処理、例えば、ガンマ補正や、拡大縮小処理等を行う。種々の画像処理が行われた各色信号は、それぞれに対応する液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに供給される。
【００２３】ところで、プロジェクタＰＪ１は、図示しない、画像を投射するための光学系を備えている。この光学系としては、照明装置と、照明装置による照明光を、３つの液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂのそれぞれの色に対応する３色の光に分離する色光分離光学系と、３つの液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂから射出される３色の光を合成する合成光学系と、投射レンズＰＬ（図２）とを有している。なお、このような光学系の構成については、例えば本出願人により開示された特開平１０−１７１０４５号公報に詳述されているので、ここではその説明は省略する。
【００２４】各液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、供給された各色信号に応じて、上述した色光分離光学系から射出される色光をそれぞれ変調して、各色信号に対応する画像光を射出する。各色の画像光は、合成光学系で合成されて投射レンズＰＬを介してスクリーンＳＣ（図１）上に投射される。
【００２５】検知部１３０は、輝度検出部３１０と、輝度比較部３２０と、基準輝度レベル生成部３３０と、通知部３４０とを有している。輝度検出部３１０は、フォトダイオードＰＤ（図２）を利用した受光部３１２と、受光部３１２から出力される信号を増幅する増幅回路３１４とを有している。輝度検出部３１０は、スクリーンＳＣ（図１）や投射光の経路内に進入した人の体で反射した投射光（反射光）を受光し、受光した反射光の輝度（反射輝度）を反射輝度信号Ｓｐｄとして出力する。なお、増幅回路３１４は増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂと同様に、可変利得増幅回路が用いられ、増幅率Ｋｙは図示しない制御信号によって調整可能である。
【００２６】基準輝度レベル生成部３３０は、Ｙ変換回路３３２とローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３４とを有している。Ｙ変換回路３３２は、ＲＧＢ信号を輝度信号（Ｙ信号）ＳＹに変換する。ＬＰＦ３３４は、輝度信号ＳＹを平滑化することにより、基準輝度信号Ｓｒｙとして出力する。
【００２７】輝度比較部３２０は、コンパレータ３２２により構成されている。反射輝度信号Ｓｐｄは、抵抗３２８を介してコンパレータ３２２の正入力端子Ｉ＋に入力され、基準輝度信号Ｓｒｙは、抵抗３６６を介して負入力端子Ｉ−に入力される。コンパレータ３２２は、出力端子ＣＯと正入力端子Ｉ＋とがスイッチ３２４とダイオード３２６とを介して接続されており、これにより正帰還回路が構成されている。従って、コンパレータ３２２の出力端子ＣＯは、正入力端子Ｉ＋の信号レベルが負入力端子Ｉ−の信号レベルよりも小さい場合には、出力端子ＣＯの信号レベルはロウレベルとなり、正入力端子Ｉ＋の信号レベルが負入力端子Ｉ−の信号レベルよりも大きい場合には、出力端子ＣＯの信号レベルはハイレベルとなる。出力端子ＣＯの信号レベルが一旦ハイレベルとなると、正帰還の効果により、ハイレベルが維持される。従って、輝度検出部３１０から出力される反射輝度信号Ｓｐｄの信号レベルが、負入力端子Ｉ−の信号レベルより小さくなっても、正入力端子Ｉ＋がハイレベルに維持され、コンパレータ３２２による比較動作は実行されない。リセットボタンＲＢ（図１）を押すと、リセット制御回路３５０からリセット信号Ｓｒｓｔとして１ショットパルス信号が出力され、スイッチ３２４が一旦オフされて正帰還が解除される。これにより、コンパレータ３２２の比較動作が再開される。
【００２８】以上の構成により輝度比較部３２０は、輝度検出部３１０から出力される反射輝度信号Ｓｐｄの表す反射輝度と、基準輝度生成部３３０から出力される基準輝度信号Ｓｒｙの表す基準輝度とを比較し、その比較結果を検知信号Ｓｃｏとして出力する。
【００２９】なお、コンパレータ３２２の負入力端子Ｉ−にはリミッタ回路３６０が設けられている。リミッタ回路３６０は、負入力端子Ｉ−に入力される信号レベルがあまり低くなって、周囲の照明光などによって誤動作しないように制限する。図３には、制限レベルＶｒｙ（ｌ）と負入力端子Ｉ−との間を抵抗３６４とダイオード３６２を介して接続する構成の例が示されている。なお、抵抗３６４は、抵抗３６６に比べて十分小さな値に設定されていることが好ましい。このとき、基準輝度生成部３３０から出力される基準輝度信号Ｓｒｙが制限レベルＶｒｙ（ｌ）以下になっても、入力端子Ｉ−の信号レベルはほぼ制限レベルＶｒｙ（ｌ）に固定される。なお、リミッタ回路３６０の構成は本実施例の構成に限られず、種々のリミッタ回路により構成することができる。
【００３０】コントラスト制御回路１２０は、検知部１３０から出力される検知信号Ｓｃｏに応じて、第１の信号レベルＮＹＧと第２の信号レベルＬＹＧのいずれか一方を利得制御信号ＳＧとして選択する。検知信号Ｓｃｏを出力するコンパレータ３２２の出力端子ＣＯがロウレベルの場合には、第１の信号レベルＮＹＧが利得制御信号ＳＧとして選択され、ハイレベルの場合には第２のレベル信号ＬＹＧが選択される。第１の信号レベルＮＹＧは、通常画像を投射している場合における各増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂの増幅率Ｋｒ（ｎ）、Ｋｇ（ｎ）、Ｋｂ（ｎ）を決定する。第２の信号レベルＬＹＧは、投射光の射出光束を抑制する場合における各増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂの増幅率Ｋｒ（ｌ）、Ｋｇ（ｌ）、Ｋｂ（ｌ）を決定する。なお、第１の信号レベルＮＹＧおよび第２の信号レベルＬＹＧは、可変利得増幅回路の種類に応じて、一般的な電圧源回路や電流源回路を用いることにより容易に生成することができる。また、一般的な可変電圧源回路や可変電流源回路を用いることにより容易に信号レベルの調整を行うようにすることもできる。
【００３１】通知部３４０は、コンパレータ３２２の出力端子ＣＯと電源（グランド）との間に直列に接続された抵抗３４２と発光ダイオードＮＬとを有している。コンパレータ３２２の出力端子ＣＯから出力される検知信号Ｓｃｏのレベルがハイレベルに変化すると、発光ダイオードＮＬが発光する。なお、通知部としては、音声通知部や画像通知部等の種々の構成とすることもできる。
【００３２】図４は、第１実施例のプロジェクタＰＪ１を用いて画像を投射している場合において、投射光の経路内への人の進入に応じて投射光の射出光束が抑制されることを示す説明図である。輝度検出部３１０の受光部３１２で受光される反射光は、投射光の一部であるので、投射光の射出光束変化に応じて変化する。従って、図４（ｂ）に示すように、輝度検出部３１０から出力される反射輝度信号Ｓｐｄは、図４（ａ）に示す輝度信号ＳＹに応じて変化する。人が投射光の経路内に進入すると、投射光の一部は、人の体で反射される。輝度検出部３１０で検出される反射輝度は、投射レンズＰＬからフォトダイオードＰＤまでの経路の長さに依存するため、反射光の経路の長さが大きいほど反射輝度は小さくなる。従って、人が投射光の経路内に進入すると、図４（ｂ）に示すように、反射輝度信号Ｓｐｄの信号レベルが、非進入時に比べて大きくなる。また、信号レベルの大きさは、人の進入位置がプロジェクタＰＪ１に近いほど大きくなる。そこで、基準輝度信号Ｓｒｙの信号レベルが、非進入時における反射輝度信号Ｓｐｄのレベルよりも大きく、投射レンズＰＬから所定の距離に人が進入した場合（進入時）における反射輝度信号Ｓｐｄのレベルよりも小さくなるように、あらかじめ増幅回路３１４の増幅率Ｋｙを調整しておく。
【００３３】増幅率Ｋｙの設定は、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、全白の画像表示を行い、人の進入を検知したい位置（プロジェクタＰＪ１の投射レンズＰＬからの所定の距離）の近傍位置に、顔の反射率に相当する反射板を置く。そして、増幅回路３１４の増幅率Ｋｙを徐々に大きくして検知信号Ｓｃｏの信号レベルがロウレベルＶＬからハイレベルＶＨに変化する増幅率Ｋｙを求める。以上のようにして、増幅率Ｋｙの設定を行うことができる。
【００３４】人が所定の距離よりも近くに進入した場合には、輝度比較部３２０の出力である検知信号Ｓｃｏの信号レベルが、図４（ｃ）に示すように、ロウレベルＶＬからハイレベルＶＨに変化して、ハイレベルＶＨに固定される。そして、利得制御信号ＳＧの信号レベルを第１の信号レベルＮＹＧから第２の信号レベルＬＹＧに変化させることにより、増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ（図３）の増幅率Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂを小さくすることができる。これにより、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに供給される色信号の信号レベルを小さくすることができるので、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂから射出される各色の光量を抑制することができる。この結果、人の進入が検知される場合に、投射光の射出光束を抑制することができる。
【００３５】また、検知信号ＳｃｏがハイレベルＶＨに固定されると、通知部３４０の発光ダイオードＮＬに電流が流れて発光するので、人は、投射光の経路内に進入したために、投射光の射出光束が抑制されていることを確認することができる。これにより、人が投射光の経路外へ移動するように促すことができる。
【００３６】一旦実行された光量の抑制を解除するには、人が投射光の経路外に移動後（非進入状態）、リセットボタンＲＢ（図１）を押せばよい。このとき、リセット制御回路３５０はリセット信号Ｓｒｓｔとして図４（ｄ）に示すようなロウレベルＶＬから一旦ハイレベルＶＨに変化する１ショットパルス信号を出力する。これにより、ハイレベルＶＨに固定されていた検知信号Ｓｃｏの信号レベルがロウレベルＶＬに戻されて、コントラスト制御回路１２０は利得制御信号ＳＧの信号レベルとして第１の信号レベルＮＹＧを選択する。この結果、増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂの増幅率が通常の増幅率Ｋｒ（ｎ）、Ｋｇ（ｎ）、Ｋｂ（ｎ）に設定されて、投射光の射出光束の抑制が解除される。
【００３７】本実施例では、基準輝度信号Ｓｒｙを、輝度信号ＳＹｙを平滑化することにより生成している。これは、次のような理由による。普通に投射している場合の投射光の射出光束が全体的に少ない場合と多い場合とでは、人の体による反射輝度が変化し、反射輝度信号Ｓｐｄのレベルが変化してしまう。そこで、投射光の射出光束の全体的な変化に応じて、基準輝度信号Ｓｒｙとしての信号レベルＶｒｙを輝度信号ＳＹの変化に応じて変化させることにより、投射光の射出光束の変化に依存して反射輝度の検出マージンが変化することを抑制するためである。
【００３８】以上説明したように本実施例のプロジェクタＰＪ１では、投射光の経路内で投射レンズＰＬから所定の距離以内の位置に人が進入した場合に、投射光の射出光束を抑制させることができるので、プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制することができる。
【００３９】なお、以上説明からわかるように、検知部１３０とコントラスト制御回路１２０とが本発明の光束制御装置に相当する。
【００４０】Ｂ．第２実施例：図５は、第２実施例としてのプロジェクタＰＪ２の概略構成を示す説明図である。なお、このプロジェクタＰＪ２は、第１実施例のプロジェクタＰＪ１と同様の外観を有しているので図示を省略する。このプロジェクタＰＪ２の第１実施例におけるプロジェクタＰＪ１との主な相違点は、検知部１３０（図３）の輝度検出部３１０と輝度比較部３２０と基準輝度レベル生成部３３０とを、輝度検出部３１０Ａと輝度比較部３２０Ａと基準輝度レベル生成部３３０Ａとに置き換えて、検出部１３０を検知部１３０Ａに置き換えるとともに、画像信号処理部１００（図３）の３つの増幅回路２１０，Ｒ２１０Ｇ，２１０Ｂの出力と画像処理回路２２０の入力との間に新たに基準輝度信号生成部１４０を設けた点である。
【００４１】輝度比較部３２０Ａは、輝度比較部３２０（図３）のアナログのコンパレータ３２２をデジタルコンパレータ３２２Ａに置き換えた構成を示している。デジタルコンパレータ３２２Ａは、デジタルの反射輝度信号Ｓｐｄと基準輝度信号Ｓｒｙとを比較してその比較結果を比較信号Ｓｃｍｐとして出力する。比較信号Ｓｃｍｐは、反射輝度信号Ｓｐｄが基準輝度信号Ｓｒｙよりも小さい場合にはロウレベルであり、反射輝度信号Ｓｐｄが基準輝度信号Ｓｒｙよりも大きい場合にはハイレベルとなる。比較信号Ｓｃｍｐは、１ショットパルス回路３２３に入力される。１ショットパルス回路３２３は、比較信号Ｓｃｍｐの信号レベルがロウレベルからハイレベルに変化したときに１ショットパルスを出力する。１ショットパルス回路３２３からの出力信号は、フリップフロップ（ＦＦ）回路３２５のセット入力（Ｓ）に入力される。ＦＦ回路３２５の出力（Ｑ）のレベルは、１ショットパルス回路３２３から出力されるパルス信号の立ち上がりエッジタイミングでロウレベルからハイレベルに変化し、ハイレベルに固定される。これにより、投射光の経路内に人が進入することにより反射輝度信号Ｓｐｄが基準輝度信号Ｓｒｙよりも大きくなったことを検出して、ＦＦ回路３２５の出力（Ｑ）から検知信号Ｓｃｏがコントラスト制御回路１２０に出力される。リセット制御回路３５０からＦＦ回路３２５のリセット入力（Ｒ）にリセット信号Ｓｒｓｔが入力されると、ＦＦ回路３２５の出力（Ｑ）はロウレベルに変化し、ハイレベル固定の状態が解除される。これにより、人の進入の検知を再び開始することができる。
【００４２】輝度検出部３１０Ａは、輝度比較部３２０Ａのデジタルコンパレータ３２２Ａへの入力がデジタルであるのに対応させるため、輝度検出部３１０（図３）の受光部３１２および増幅回路３１４に加えて、増幅回路３１４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路３１６を備えている。従って、輝度検出部３１０Ａから出力される反射輝度信号Ｓｐｄはデジタル信号である。
【００４３】基準輝度レベル生成部３３０Ａは、レジスタ３３６と調整制御回路３３８とを有している。レジスタ３３６は、調整制御回路３３８からのストローブ信号発生時における反射輝度信号Ｓｐｄの信号レベルを基準輝度信号Ｓｒｙの信号レベルとして記憶する。
【００４４】基準輝度信号生成部１４０は、全白信号発生回路１４２とセレクタ１４４とを有している。全白信号発生回路１４２は全白信号に相当する基準画像信号を出力する。セレクタ１４４は、基準輝度レベル生成部３３０Ａの調整制御回路３３８から出力されるセレクト信号ＳＥＬに応じて各増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂから出力される色信号と基準輝度信号のどちらか一方を選択する。
【００４５】基準輝度信号Ｓｒｙとしての基準信号レベルをレジスタ３３６に記憶する場合には、以下のようにして行われる。まず、調整制御回路３３８からのセレクト信号ＳＥＬによって全白信号発生回路１４２から出力される基準輝度信号が各色信号として選択される。選択された基準輝度信号は、画像処理回路２２０を経て各色の液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに供給される。これにより全白の画像が投射される。このとき、輝度検出部３１０Ａから出力される反射輝度信号Ｓｐｄの信号レベルが、調整制御回路３３８から出力されるストローブ信号に同期してレジスタ３３６に記憶される。なお、輝度検出部３１０Ａの増幅回路３１４は、増幅率Ｋｙが特定の値、例えば、中間値に設定される。以上のようにしてレジスタ３３６に基準輝度信号Ｓｒｙとしての基準信号レベルが記憶される。
【００４６】以上説明したように、本実施例は全白画像を投射した場合に検出される反射輝度を基準輝度として設定する場合を示している。第１実施例とは異なり基準輝度を投射光の射出光束変化に応じて変化させることなく一定の値としているが、本実施例においても第１実施例と同様に、投射レンズＰＬから所定の距離以内の投射光の経路内に人が進入した場合に、投射光の射出光束を抑制させることができるので、プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制することができる。
【００４７】なお、本実施例では輝度比較部３２０Ａのコンパレータとしてデジタルコンパレータ３２２Ａを用いた場合を例に説明しているが第１実施例と同様にアナログコンパレータ３２２を用いるようにしてもよい。この場合、基準輝度生成部としては電圧源を利用すればよい。
【００４８】以上説明からわかるように、検知部１３０Ａとコントラスト制御回路１２０とが本発明の光束制御装置に相当する。
【００４９】Ｃ．第３実施例：図６は、第３実施例としてのプロジェクタＰＪ３の外観を示す概略斜視図である。このプロジェクタＰＪ３の投射レンズＰＬの近傍には、投射レンズＰＬの射出面方向に向かって赤外線発光ダイオードＩＲＤおよび赤外線フォトダイオードＩＲＰＤが設けられている。また、プロジェクタＰＪ３の筐体上面には、発光ダイオードＮＬが設けられている。
【００５０】図７は、プロジェクタＰＪ３の概略構成を示す説明図である。このプロジェクタＰＪ３の第１実施例におけるプロジェクタＰＪ１との相違点は、検知部１３０を検知部１３０Ｂに置き換えた点である。
【００５１】検知部１３０Ｂは、赤外線発光部４１０と赤外線検出部４２０と、赤外線基準輝度レベル生成部４３０と、コンパレータ３２２と、通知部３４０とを有している。
【００５２】赤外線発光部４１０は、赤外線発光ダイオードＩＲＤによって赤外線を発光する。赤外線検出部４２０は、赤外線フォトダイオードＩＲＰＤを利用した赤外線受光部４２２と、赤外線受光部４２２から出力される信号を増幅する増幅回路４２４とを有している。赤外線検出部４２０は、赤外線発光部４１０から射出された赤外線がスクリーンＳＣ（図１）や投射光の経路内に進入した人の体で反射した赤外線（赤外線反射光）を受光し、受光した赤外線反射光の輝度（赤外線反射輝度）を反射輝度信号Ｓｐｄとして出力する。なお、増幅回路４２４は、増幅回路３１４（図３）と同様に構成できる。
【００５３】基準輝度レベル生成部４３０は基準レベルＶｒを発生する電圧源により構成され、発生した基準レベルＶｒを基準輝度信号Ｓｒｙとして出力する。
【００５４】コンパレータ３２２は、反射輝度信号Ｓｐｄの表す赤外線反射輝度と基準輝度信号Ｓｒｙの表す赤外線基準輝度とを比較してその比較結果を検知信号Ｓｃｏとして出力する。
【００５５】赤外線発光部４１０から射出された赤外線のうち、いずれかの反射面で反射されて赤外線受光部４２２で受光される赤外線反射光も、第１実施例の輝度検出部３１０（図３）において検出される投射光の反射光の光量と同様に、赤外線発光ダイオードＩＲＤから赤外線フォトダイオードＩＲＰＤまでの経路の長さに依存し、経路の長さが大きいほど反射輝度は小さくなる。人が投射光の経路内に進入すると、赤外線の一部は、人の体で反射される。人の体で反射する赤外線反射光の経路の長さは、スクリーンＳＣで反射する赤外線反射光のそれに比べて小さくなる。従って、人が投射光の経路内中に進入すると、赤外線検出部４２０で検出される赤外線反射輝度を表す反射輝度信号Ｓｐｄの信号レベルが、非進入時に比べて大きくなる。また、反射輝度の大きさは、人の進入位置がプロジェクタＰＪ３に近いほど大きい。
【００５６】そこで、基準輝度信号Ｓｒｙの信号レベルＶｒが、非進入時における反射輝度のレベルよりも大きく、投射レンズＰＬから所定の距離に人が進入した進入時における反射光のレベルよりも小さくなるように、あらかじめ基準信号Ｓｒｙの信号レベルＶｒおよび増幅回路３１４の増幅率Ｋｉを調整しておく。
【００５７】増幅率Ｋｉの設定は、例えば、以下のようにして行うことができる。検知したい位置（所定の距離）の近傍位置に顔の反射率に相当する反射板を置く。そして、基準レベルＶｒを適当な値に設定し、増幅回路４２４の増幅率Ｋｉを徐々に大きくして検知信号Ｓｃｏの信号レベルがロウレベルＶＬからハイレベルＶＨに変化する増幅率Ｋｉを求める。以上のようにして、増幅率Ｋｉの設定を行うことができる。
【００５８】人が所定の距離よりも近くに進入した場合には、コンパレータ３２２の出力である検知信号Ｓｃｏの信号レベルが、ロウレベルからハイレベルに変化し、人が投射光の経路内の所定の距離よりも近くに進入し続けている間は、反射輝度信号Ｓｐｄが基準信号Ｓｒｙよりも大きくなり、検知信号Ｓｃｏの信号レベルがハイレベルに維持される。これにより人の進入を検知することができる。そして、コントラスト制御回路１２０により増幅回路２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ（図３）の増幅率Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂが制御されて、液晶パネル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂから射出される各色の光量を抑制することができる。この結果、投射光の射出光束を抑制することができる。
【００５９】以上説明したように本実施例のプロジェクタＰＪ３も、投射レンズＰＬから所定の距離以内の投射光の経路内に人が進入した場合に、投射光の射出光束を抑制させることができるので、プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制することができる。また、本実施例では、第１、第２実施例のプロジェクタＰＪ１、ＰＪ２とは異なり、投射光の反射を利用するのではなく、人の進入を検知するために専用の赤外線を利用した実施例を示しており、人の進入の検知が投射光の射出光束変化に依存するようなことがない。このため、本実施例のプロジェクタＰＪ３には、図３および図５に示すようなリセット制御回路３５０がなくてもよい。
【００６０】なお、以上の説明からわかるように赤外線発光部４１０および赤外線検出部４２０が本発明の輝度検出部に相当し、コンパレータ３２２が輝度比較部に相当する。また、検知部１３０Ｂとコントラスト制御回路１２０とが本発明の光束制御装置に相当する。
【００６１】Ｄ．第４実施例：図８は、第４実施例としてのプロジェクタＰＪ４の外観を示す概略斜視図である。このプロジェクタＰＪ４の投射レンズＰＬの近傍には、投射レンズＰＬの射出面方向に向かって超音波送信素子ＳＷＴおよび超音波受信素子ＳＷＲが設けられている。また、プロジェクタＰＪ３の筐体上面には、発光ダイオードＮＬが設けられている。
【００６２】図９は、プロジェクタＰＪ４の概略構成を示す説明図である。このプロジェクタＰＪ４の第３実施例におけるプロジェクタＰＪ３との相違点は、検知部１３０Ｂの赤外線発光部４１０および赤外線検出部４２０を超音波発信部５１０および超音波受信部５２０に置き換えた点である。
【００６３】検知部１３０Ｃの超音波発信部５１０は、超音波発振回路５１２で発生した超音波信号を増幅回路５１４で増幅し、超音波送信素子ＳＷＴを介して発信する。超音波受信部５２０は、超音波発信部５１０から発信された超音波がスクリーンＳＣや投射光の経路内に進入した人の体で反射した超音波（反射超音波）を受信し、受信した反射超音波の受信強度（超音波受信強度）を超音波受信信号Ｓｓｗとして出力する。
【００６４】超音波基準レベル生成部５３０は基準レベルＶｒを発生する電圧源により構成され、発生した基準レベルＶｒ（基準超音波受信強度）を基準超音波受信信号Ｓｓｒとして出力する。
【００６５】コンパレータ３２２は、超音波受信信号Ｓｓｗの表す超音波受信強度と基準超音波受信信号Ｓｓｒの表す基準超音波受信強度とを比較してその比較結果を検知信号Ｓｃｏとして出力する。
【００６６】本実施例は、第３実施例のプロジェクタＰＪ３の赤外線発光部４１０および赤外線検出部４２０を超音波発信部５１０および超音波受信部５２０に置き換えて、投射光の経路内への人の進入を赤外線反射光の輝度変化ではなく超音波の受信強度変化を利用して検知する構成を示している。本実施例のプロジェクタＰＪ４も、投射レンズＰＬから所定の距離以内の投射光の経路内に人が進入した場合に、投射光の射出光束を抑制させることができるので、プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制することができる。
【００６７】なお、以上の説明からわかるように超音波発信部５１０および超音波受信部５２０が本発明の超音波検出部に相当し、コンパレータ３２２が本発明の超音波比較部に相当する。また、検知部１３０Ｃとコントラスト制御回路１２０とが本発明の光束制御装置に相当する。
【００６８】Ｅ．第５実施例：図１０は、第５実施例としてのプロジェクタＰＪ５の概略構成を示す説明図である。なお、このプロジェクタＰＪ５は、第４実施例のプロジェクタＰＪ４と同様の外観を有しているので図示を省略する。このプロジェクタＰＪ５の第４実施例におけるプロジェクタＰＪ４との相違点は、検知部１３０Ｃを検知部１３０Ｄに置き換えた点である。
【００６９】検知部１３０Ｄは、超音波発信部５１０と、超音波受信部５２０と、コンパレータ３２２と、超音波基準レベル生成部５３０と、時間測定部５４０と、レジスタ５５０と、デジタルコンパレータ５６０と、通知部３４０とを有している。超音波発信部５１０は、時間測定部５４０の時間測定制御回路５４２から出力されるスタート信号ＳＴに同期して、超音波発振回路５１２において超音波信号を発生する。発生した超音波信号は増幅回路５１４で増幅され、超音波送信素子ＳＷＴを介して発信される。超音波受信部５２０は、超音波発信部５１０から発信された超音波がスクリーンＳＣや投射光の経路内に進入した人の体の一部で反射された超音波（反射超音波）を受信し、受信した反射超音波の受信強度（超音波受信強度）を超音波受信信号Ｓｓｗとして出力する。
【００７０】超音波基準レベル生成部５３０は基準レベルＶｒを発生する電圧源により構成され、発生した基準レベルＶｒ（基準超音波受信強度）を基準超音波受信信号Ｓｓｒとして出力する。
【００７１】コンパレータ３２２は、超音波受信信号Ｓｓｗの表す超音波受信強度と基準超音波受信信号Ｓｓｒの表す基準超音波受信強度とを比較してその比較結果を超音波検出信号ＳＰ（Ｓｓｐ）として出力する。
【００７２】時間測定部５４０のカウンタ５４４は、スタート信号ＳＴが入力されて超音波検出信号ＳＰが入力されるまでの間、クロック信号ＣＫのクロック数を内部でカウントし、超音波検出信号ＳＰが入力される前にフルカウントになれば、その状態のまま停止するように構成されている。また、カウンタ５４４の出力は、図示しないレジスタにより、超音波検出信号ＳＰが入力されるかフルカウントになると、その時点でのカウント値を出力し、更新されるまで保持している。カウンタ５４４から出力される信号は受信時間信号Ｔｓｗとしてデジタルコンパレータ５６０に入力される。レジスタ５５０にはあらかじめ時間測定制御回路５４２から基準のカウント値が記憶され、基準時間信号Ｔｒとしてデジタルコンパレータ５６０に入力される。デジタルコンパレータ５６０の出力は、受信時間信号Ｔｓｗと基準時間信号Ｔｒとを比較して、受信時間信号Ｔｓｗのほうが小さい場合にロウレベルからハイレベルに変化する。
【００７３】超音波発信部５１０で発信されてから超音波受信部５２０で受信されるまでの時間（受信時間）は、受信される超音波信号の伝送路の長さに依存して変化する。伝送路の長さが長いほど時間は長くなる。人が投射光の経路内に進入した場合に、人の体で反射した超音波の受信時間は、スクリーンＳＣで反射した場合の受信時間に比べて短くなる。検知したい位置（投射レンズＰＬから所定の距離だけ離れた位置）で超音波が反射された場合の受信時間をレジスタ５５０に設定しておけば、時間測定部５４０で測定される受信時間が小さい場合に、デジタルコンパレータ５６０の出力である検知信号Ｓｃｏの信号レベルがロウレベルからハイレベルに変化して、人が投射光の経路内で投射レンズＰＬから所定の距離だけ離れた位置以内に進入していることを検知することができる。
【００７４】以上説明したように、本実施例は、超音波が発信されて受信されるまでの時間（受信時間）の変化を利用して、投射光の経路内への人の進入を検知する実施例を示している。本実施例においても他の実施例と同様に、投射レンズＰＬから所定の距離以内の投射光の経路内に人が進入した場合に、投射光の射出光束を抑制させることができるので、プロジェクタから射出される投射光が人の視界に直接入射するような場合に発生する不快感を抑制することができる。
【００７５】なお、デジタルコンパレータ５６０が本発明の時間比較部に相当する。また、検知部１３０Ｄとコントラスト制御回路１２０とが本発明の光束制御装置に相当する。
【００７６】なお、本発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２３６９
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月２５日（２０００．４．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６８１７
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 孝雄 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３０５６５０（Ｐ２００１−３０５６５０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２日（２００１．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１２３８６３（Ｐ２０００−１２３８６３） |
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