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WO2016035500A1 - 検出機能付き投射型表示装置 - Google Patents

検出機能付き投射型表示装置 Download PDF

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WO2016035500A1
WO2016035500A1 PCT/JP2015/072258 JP2015072258W WO2016035500A1 WO 2016035500 A1 WO2016035500 A1 WO 2016035500A1 JP 2015072258 W JP2015072258 W JP 2015072258W WO 2016035500 A1 WO2016035500 A1 WO 2016035500A1
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WO
WIPO (PCT)
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detection
light
projection
power saving
projection display
Prior art date
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Application number
PCT/JP2015/072258
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English (en)
French (fr)
Inventor
寺岡　善之
松田　幹憲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to US15/505,692 priority patent/US10805586B2/en
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Definitions

  • the present disclosure relates to a projection display device with a detection function having a function of detecting an object on or near a projection surface.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133620 proposes a power saving method by disposing a proximity sensor in the vicinity of the touch panel in a display device having a touch panel and shutting off the power supply to the touch panel according to the detection result of the proximity sensor. Yes.
  • a projector also performs a pointing operation such that a projected image is operated by a hand according to a person's intuition like a tablet terminal.
  • handy-type small projectors have recently appeared on the market, and it is desired to perform pointing operations on projected images projected on the order of 20 inches to 30 inches. Since the touch panel is not incorporated, it is necessary to detect a manual operation by another means.
  • some projectors can move an image by operating a remote controller (remote controller) or the like.
  • remote controller remote controller
  • the device itself is small and the operation by the remote controller is not smart.
  • a projection display device with a detection function includes a display light source that emits light that serves as illumination light, a projection display unit that projects an image on a projection surface using the illumination light, and a detection display A light source for detection that emits light, and a detection unit that detects an object on or near the projection surface, and the detection unit instructs the shift to the power saving mode according to the detection state of the object.
  • a power instruction signal is output to the projection display unit, and the projection display unit turns off the light source for display based on the power saving instruction signal.
  • the detection unit outputs a power saving instruction signal instructing a shift to the power saving mode to the projection display unit according to the detection state of the object. .
  • the projection display unit turns off the display light source based on the power saving instruction signal.
  • the projection display unit turns off the display light source based on the power saving instruction signal output from the detection unit according to the detection state of the object. Therefore, power saving can be achieved.
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • First embodiment projection type display device having a touch detection function
  • FIGS. 1 to 6 Overall configuration and operation of the projection display optical system
  • FIG. 6 Example of overall configuration of optical system of projection display device 1.1.2
  • Other Modified Examples of Optical System 1.2 Configuration and Operation of Control System (FIGS. 7 to 9) 1.2.1 Configuration example of control system 1.2.2 Power-saving control operation 1.3 Effects Second embodiment (projection type display device having a power saving function according to gesture operation) (FIG.
  • FIG. 1 shows an example of the overall configuration of an optical system of a projection display device (projector) according to the first embodiment of the present disclosure.
  • This projection type display device has a function (touch detection function) for performing active object detection using near infrared light as well as video display.
  • FIG. 2 shows an example of a state where video display and object detection are performed in the projection display device.
  • FIG. 3 shows an example of a state in which the projection display device shown in FIG. 2 is viewed from the side surface direction.
  • FIG. 4 shows an example of light incident on the light valve 21 and the image sensor 22 in the projection display device shown in FIG.
  • FIG. 5 schematically shows the concept of image display and object detection by the projection display device.
  • the projection display device includes an illumination unit 1, a light valve 21, an image sensor 22, a wire grid 27 as a polarization separation element, a projection lens 24, and a polarization as a polarization member.
  • a child 25S, an image processing / touch detection unit 123, and an LD (Laser Diode) driver 122 for detection are provided.
  • the illumination unit 1 emits the illumination light L1 from the first direction Z1 toward the wire grid 27 as shown in FIG.
  • the illumination unit 1 includes a light source for display and a plurality of illumination optical members that generate illumination light L1 based on light from the light source and guide the illumination light L1 to the light valve 21.
  • the light source for display may be a plurality of light sources arranged on different optical paths.
  • the illumination unit 1 also includes an optical path combining element that combines optical paths of two or more light sources among the plurality of light sources.
  • the illumination unit 1 includes a blue laser 11B, a green laser 11G, and a red laser 11R as a plurality of light sources arranged on different optical paths.
  • the illumination unit 1 also includes a first coupling lens 12B, a second coupling lens 12G, a third coupling lens 12R, a drive optical element 14, and a mirror 18 as a plurality of illumination optical members.
  • the third condenser lens 163 and the fourth condenser lens 164 are provided.
  • the blue laser 11B is a laser light source that emits blue light having a wavelength of about 450 nm, for example.
  • the green laser 11G is a laser light source that emits green light having a wavelength of about 520 nm, for example.
  • the red laser 11R is a laser light source that emits red light having a wavelength of about 640 nm, for example.
  • the detection LD driver 122 performs light emission control of the first light source (for example, the blue laser 11B), the second light source (for example, the green laser 11G), and the third light source (for example, the red laser 11R). For example, the detection LD driver 122 controls light emission of the first to third light sources by a field sequential method.
  • the first light source for example, the blue laser 11B
  • the second light source for example, the green laser 11G
  • the third light source for example, the red laser 11R.
  • the detection LD driver 122 controls light emission of the first to third light sources by a field sequential method.
  • the second coupling lens 12G is a lens (coupled lens) for collimating the green light emitted from the green laser 11G (as parallel light) and coupling it with the first dichroic prism 131.
  • the first coupling lens 12B is a lens (coupling lens) for collimating the blue light emitted from the blue laser 11B and coupling it with the first dichroic prism 131.
  • the third coupling lens 12R is a lens (coupling lens) for collimating the red light emitted from the red laser 11R and coupling it with the second dichroic prism 132.
  • Each of the first dichroic prism 131 and the second dichroic prism 132 is an optical path combining element that combines optical paths of two or more light sources.
  • the first dichroic prism 131 selectively transmits the blue light incident through the first coupling lens 12B while selectively transmitting the green light incident through the second coupling lens 12G. It is a reflecting prism.
  • the second dichroic prism 132 selectively transmits the blue light and the green light emitted from the first dichroic prism 131, while selectively transmitting the red light incident through the third coupling lens 12R. It is a reflecting prism.
  • color synthesis optical path synthesis
  • the drive optical element 14 is an optical element for reducing speckle noise and interference fringes in the illumination light L ⁇ b> 1, and is disposed on the optical path between the first condenser lens 161 and the second condenser lens 162. .
  • the drive optical element 14 changes the state of the light beam passing therethrough, for example, by microvibration in a direction along the optical axis or in a direction perpendicular to the optical axis, thereby reducing speckle noise and interference fringes in the illumination light L1. It is possible to make it.
  • Each of the first fly-eye lens 151 and the second fly-eye lens 152 is an optical member (integrator) in which a plurality of lenses are two-dimensionally arranged on a substrate. Are divided and emitted.
  • the first fly-eye lens 151 is disposed on the optical path between the second dichroic prism 132 and the first condenser lens 161.
  • the second fly-eye lens 152 is disposed on the optical path between the second condenser lens 162 and the third condenser lens 163.
  • the mirror 18 is an element that bends the optical path of the illumination light L1.
  • the mirror 18 is disposed on the optical path between the first condenser lens 161 and the drive optical element 14.
  • the first condenser lens 161 is a lens that collects the light emitted from the first fly-eye lens 151 and makes it incident on the drive optical element 14 via the mirror 18.
  • the second condenser lens 162 is a lens that collects the light emitted from the drive optical element 14 and makes it incident on the second fly-eye lens 152.
  • the third condenser lens 163 and the fourth condenser lens 164 are lenses for collecting the emitted light from the second fly-eye lens 152 and emitting it as the illumination light L1 toward the wire grid 27.
  • the wire grid 27 is formed, for example, by forming a metal lattice on a glass substrate at a minute interval. As shown in FIG. 4, the illumination light L1 is incident on the wire grid 27 from the first direction Z1. A light valve 21 is arranged in the second direction Z2. In the third direction Z3, the polarizer 25S and the image sensor 22 are arranged. The projection lens 24 is disposed in the fourth direction Z4.
  • the wire grid 27 is a polarization separation element that separates incident light into a first polarization component (for example, a P polarization component) and a second polarization component (for example, an S polarization component) and emits them in different directions. .
  • the wire grid 27 selectively reflects a specific first polarization component and selectively transmits a specific second polarization component.
  • the wire grid 27 emits (reflects) most of the P-polarized component Lp1 included in the illumination light L1 incident from the first direction Z1 in the second direction Z2 and also S-polarized light. Most of the component Ls1 is emitted (transmitted) in the third direction Z3.
  • the wire grid 27 also emits (reflects) most of the P-polarized component Lp3 contained in the detection light L2 incident from the direction opposite to the fourth direction Z4 in the third direction Z3. It is like that.
  • the light valve 21 is a reflective liquid crystal element such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon).
  • the light valve 21 images the first polarization component (for example, the P polarization component Lp1) included in the illumination light L1 that is incident from the second direction Z2 via the wire grid 27. Modulation is based on the data.
  • the light valve 21 also emits the modulated light through the wire grid 27 in the fourth direction Z4.
  • the light valve 21 emits, for example, an S-polarized component Ls2 whose polarization state has been rotated as incident light as modulated light. Note that the light valve 21 can perform black display by returning the incident P-polarized component Lp1 to the wire grid 27 in the polarization state as it is.
  • the projection lens 24 projects the modulated light from the light valve 21 incident from the fourth direction Z4 via the wire grid 27 onto the projection surface 30A of the screen 30. Further, as shown in FIG. 4, the detection light L2 is incident on the projection lens 24 from the direction opposite to the traveling direction of the modulated light.
  • the projection lens 24 is a projection optical system for projecting an image and functions as an imaging optical system for object detection.
  • the image sensor 22 is composed of a solid-state image sensor such as a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device).
  • the image sensor 22 is disposed at a position optically conjugate with the light valve 21. More specifically, when the light valve 21 is a reflective liquid crystal element, the display surface (liquid crystal surface) for creating an image and the image pickup surface of the image pickup element 22 are arranged at an optically conjugate position. As shown in FIG. 4, the detection light L ⁇ b> 2 is incident on the image sensor 22 from the third direction Z ⁇ b> 3 via the projection lens 24 and the wire grid 27.
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • the polarizer 25S is a polarizing member that is one of the optical members that reduces the second polarization component contained in the illumination light L1.
  • the polarizer 25 ⁇ / b> S is disposed between the image sensor 22 and the wire grid 27.
  • the polarizer 25S removes a second polarization component (for example, an S polarization component) included in the incident light.
  • the polarizer 25 ⁇ / b> S removes at least the S-polarized component Ls ⁇ b> 1 included in the illumination light L ⁇ b> 1 incident through the wire grid 27 as the second polarized component.
  • the image processing / touch detection unit 123 based on the detection signal from the image sensor 22 (photographing result by the image sensor 22), for example, as shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG.
  • the position P1 of the feature point of the indicator (object) 71 is detected in association with the coordinates of the projection image V2 projected on the projection plane 30A.
  • 2, 3, and 5 show the position of the tip of the human finger as an example of the feature point, but the present invention is not limited to this, and the center of gravity of the human finger, the center of gravity of the hand, and the like can be selected as appropriate.
  • FIG. 2 and FIG. 3 show configurations assuming that the projection display device is a short focus type.
  • the projection display device includes a near-infrared light projector 40 at the bottom of the main body 100.
  • the projection surface 30A is, for example, a flat floor surface.
  • the near-infrared light projecting unit 40 is a detection light source unit that emits detection near-infrared light 41 as invisible light for detection from a predetermined height h with respect to the projection surface 30A.
  • the near-infrared light projector 40 may include an infrared laser 121 shown in FIG. 7 to be described later as a detection light source.
  • Near-infrared light projector 40 emits detection near-infrared light 41 at a predetermined height h from projection surface 30A so as to cover at least an area corresponding to video projection area 31.
  • Near-infrared scattered light La diffused by the indicator 71 is incident on the image sensor 22 as detection light L ⁇ b> 2 through the projection lens 24 and the wire grid 27.
  • the near-infrared light projecting unit 40 may irradiate the projection surface 30A with detection near-infrared light 41 having a thickness in the height h direction as invisible light for detection.
  • the near-infrared light for detection 41 and the projection surface 30A do not necessarily have to be completely separated at a predetermined height h.
  • the projection lens 24 may be an ultra short focus lens having a throw ratio of 0.38 or less.
  • the slow ratio is represented by L / H, where L is the distance from the projection lens 24 to the projection surface 30A and H is the width of the projection area, as shown in FIGS.
  • the projection surface 30A does not have to be a special screen. Further, the projection surface 30A is not limited to the floor surface as shown in FIGS. 2 and 3, and may be a wall surface or the like.
  • the image information V1 formed on the light valve 21 is projected onto the projection surface 30A of the screen 30 by the projection lens 24, and is enlarged and displayed as a projection image V2.
  • the projection display apparatus also detects the position of an object on the projection surface 30 ⁇ / b> A, for example, the position P ⁇ b> 1 of a feature point of an indicator (object) 71 such as a human finger or a pointer, using the imaging element 22.
  • the imaging element 22 performs imaging using an imaging area 32 that is substantially the same area as the projection area 31 on the projection surface 30A.
  • the first polarization component may be 99% or more, more preferably 99.5% or more.
  • the dominant first polarization component either the S-polarization component Ls1 or the P-polarization component Lp1 can be selected in accordance with the characteristics of the polarization conversion element.
  • the wire grid 27 reflects most of the P-polarized component and transmits most of the S-polarized component when the first polarized component is the P-polarized component and the second polarized component is the S-polarized component. For this reason, for example, 99.5% of the illumination light L1 is set to be the P polarization component Lp1, and the remaining 0.5% is set to the S polarization component Ls1. For example, as shown in FIG. 4, the wire grid 27 reflects most of the dominant P-polarized light component Lp ⁇ b> 1 and emits it to the light valve 21.
  • the P-polarized light component Lp1 incident on the light valve 21 is modulated (rotated) by the light valve 21 to become modulated light of the S-polarized light component Ls2, and then enters the projection lens 24 via the wire grid 27.
  • the S-polarized light component Ls2 that is the modulated light is projected as a projected image V2 onto the projection surface 30A of the screen 30 via the projection lens 24 as shown in FIG.
  • the image sensor 22 is disposed at a position optically conjugate with the light valve 21.
  • the projection lens 24 is a projection optical system for projecting an image and functions as an imaging optical system for object detection. For this reason, as shown in FIG. 5, it is possible to take an image with the imaging element 22 with the same area as the projection area 31 as the imaging area 32. Since the light valve 21 and the image sensor 22 are conjugate positions, the position P1 of the feature point of the indicator 71 such as a human finger or a pointer on the projection surface 30A is superimposed on the projection image V2 via the projection lens 24. Can be monitored.
  • the image processing / touch detection unit 123 performs image processing on the shape of the pointing object 71 and detects the coordinates of the position P1 of the feature point of the pointing object 71, thereby enabling the pointing operation of the projection image V2.
  • the coordinate of the detection position P2 on the image sensor 22 side is the position of the feature point position P1 of the indicator 71
  • the indicator 71 may be two or more. For example, the coordinates of the tips of the fingers of both hands can be detected.
  • the projection area 31 has a predetermined height h of several millimeters to several tens of millimeters from the projection surface 30A, the height direction is 2 to 3 mm, and the area direction. Applies a film-like near-infrared barrier to a range covering the projection area 31. Then, since the projection surface 30A is generally flat, the film of the emitted near-infrared light goes straight without being interrupted in the middle if there is no indicator 71 such as a shield, a finger, or a pointer. Therefore, the image is not captured on the image pickup device 22 that is monitoring the projection surface 30A.
  • the position can be detected. Further, in the case of the ultra short focus type, the projection light passes through the vicinity of the projection surface 30A, and a part of the operating human body is difficult to block the projection light, so that there is an advantage that the screen is easy to see when operating.
  • the detection light L2 incident on the wire grid 27 includes an S-polarized component Ls3 and a P-polarized component Lp3 as polarized components.
  • the wire grid 27 reflects most of the P-polarized component Lp3 in the third direction Z3. If the polarizer 25S removes the S-polarized light component, almost all of the reflected P-polarized light component Lp3 reaches the image sensor 22. In addition, of the illumination light L1 incident on the wire grid 27, the S-polarized component Ls1 is emitted in the third direction Z3.
  • the S-polarized component Ls1 becomes a noise component with respect to the detection light L2, and when incident on the image sensor 22, the S / N ratio at the time of detection is reduced, and the detection accuracy is deteriorated.
  • the polarizer 25S and removing the S-polarized component Ls1 it is possible to increase the S / N ratio and increase the detection accuracy.
  • the P-polarized component Lp1 in the illumination light L1 is reflected by the wire grid 27 in a direction different from that of the imaging device 22, and the S-polarized component Ls1 is removed by the polarizer 25S, so that the imaging device ideally. Only the detection light L ⁇ b> 2 can be incident on 22.
  • the polarizing beam splitter 23 may have a configuration in which prisms coated with a multilayer film are bonded together, or may be a beam splitter similar to a prism in which an element having polarization characteristics is sanded.
  • the wire grid 27 in the configuration of FIG. 4 uses the first polarization component as the P polarization component, the second polarization component as the S polarization component, reflects the P polarization component, and transmits the S polarization component.
  • the beam splitter 23 has the opposite characteristic.
  • the polarizing beam splitter 23 has four optical surfaces. Here, the two surfaces facing in the horizontal direction in FIG. 6 are described as the first optical surface and the third optical surface, and the two surfaces facing in the vertical direction are described as the second optical surface and the fourth optical surface. To do. As shown in FIG. 6, the illumination light L1 is incident on the first optical surface of the polarization beam splitter 23 from the first direction Z1. A light valve 21 is arranged in the second direction Z2 with respect to the second optical surface of the polarization beam splitter 23. With respect to the third optical surface of the polarization beam splitter 23, the polarizer 25 and the imaging device 22 are arranged in the third direction Z3. A projection lens 24 is disposed in the fourth direction Z4 with respect to the fourth optical surface of the polarization beam splitter 23.
  • the polarization beam splitter 23 is a polarization separation element that separates incident light into a first polarization component (for example, an S polarization component) and a second polarization component (for example, a P polarization component) and emits them in different directions. is there.
  • the polarization beam splitter 23 selectively reflects the specific first polarization component and selectively transmits the specific second polarization component.
  • the polarization beam splitter 23 emits (reflects) almost all of the S-polarized component Ls1 included in the illumination light L1 incident from the first direction Z1 in the second direction Z2.
  • Almost all of the P-polarized light component Lp1 is emitted (transmitted) in the third direction Z3.
  • the polarization beam splitter 23 also emits (reflects) almost all of the S-polarized component Ls3 included in the detection light L2 incident from the direction opposite to the fourth direction Z4 in the third direction Z3. ).
  • the polarization beam splitter 23 reflects most of the S polarization component and transmits most of the P polarization component. . For this reason, for example, 99.5% of the illumination light L1 can be made dominant by using the S-polarized component Ls1, and the remaining 0.5% can be made the P-polarized component Lp1. As shown in FIG. 6, the polarization beam splitter 23 reflects almost all the dominant S-polarized component Ls ⁇ b> 1 and emits it to the light valve 21.
  • the S-polarized component Ls1 incident on the light valve 21 is modulated (rotated) by the light valve 21 to become modulated light of the P-polarized component Lp2, and then enters the projection lens 24 via the polarizing beam splitter 23.
  • the P-polarized light component Lp2 that is the modulated light is projected as a projection image V2 onto the projection surface 30A of the screen 30 via the projection lens 24 as shown in FIG.
  • the detection light L2 incident on the polarization beam splitter 23 includes an S polarization component Ls3 and a P polarization component Lp3 as polarization components.
  • the polarization beam splitter 23 reflects almost all of the S-polarized component Ls3 in the third direction Z3. If the polarizer 25 removes the P-polarized component, almost all of the S-polarized component Ls3 reaches the image sensor 22.
  • the P-polarized component Lp1 is emitted in the third direction Z3.
  • the P-polarized component Lp1 becomes a noise component with respect to the detection light L2, and when incident on the image sensor 22, the S / N ratio at the time of detection is reduced, and the detection accuracy is deteriorated.
  • the S / N ratio can be increased and the detection accuracy can be increased.
  • the S-polarized component Ls1 in the illumination light L1 is reflected by the polarizing beam splitter 23 in a direction different from that of the imaging element 22, and the P-polarized component Lp1 is removed by the polarizer 25, so that ideal imaging is performed.
  • Only the detection light L2 can be incident on the element 22, but depending on the incident angle of the light to the polarization beam splitter 23 and the optical performance of the polarization beam splitter 23 and the polarizer 25, unnecessary light included in the illumination light L1 is necessary.
  • a noise component enters the image sensor 22. Therefore, as shown in FIG. 6, it is desirable to have a configuration in which the noise component with respect to the detection light is reduced inside the illumination unit 1.
  • either the first fly-eye lens 151 or the second fly-eye lens 152 may be one.
  • the first condenser lens 161 and the second condenser lens 162 are not necessary.
  • the third condenser lens 163 and the fourth condenser lens 164 are not necessary.
  • the polarizer 25S in the configuration of FIG. 1 may be omitted.
  • This technology is also applicable as a digital mirror device type projector.
  • infrared band light is taken as an example of the detection light L2
  • the ultraviolet light may be the detection light L2.
  • FIG. 7 shows a configuration example of a control system in the projection display apparatus of the present embodiment.
  • the projection display device projects a portion (projection display unit 110) that projects an image on the projection surface 30A with the illumination light L1, and an object on or near the projection surface 30A.
  • a detection portion detection unit 120.
  • the projection display unit 110 includes a light valve 21 and a blue laser 11B, a green laser 11G, and a red laser 11R as display light sources that emit light serving as illumination light L1.
  • the projection display unit 110 also includes a display LD driver 111, a control unit 112, a display element controller 113, and a video processing unit 114.
  • the detection unit 120 includes an image sensor 22 and an infrared laser 121 as a light source for detection that emits light for detection.
  • the detection unit 120 also includes a detection LD driver 122 and an image processing / touch detection unit 123.
  • the video processing unit 114 generates a video signal for display based on the input video data.
  • the display element controller 113 generates a display control signal based on the video signal from the video processing unit 114, and performs drive control of the light valve 21 as a display element.
  • the image processing / touch detection unit 123 analyzes the detection signal from the image sensor 22 as described above and outputs position data (coordinate data) of the detected object.
  • the image processing / touch detection unit 123 may have a function of analyzing not only the position of the object but also the movement of the object such as a gesture operation.
  • FIG. The image processing / touch detection unit 123 also, when an object is detected after shifting to the power saving mode, a cancellation instruction that instructs to cancel the power saving mode to shift to the normal operation mode (wakeup mode).
  • the detection LD driver 122 controls lighting of the detection light source in accordance with a lighting control signal (LD enable (IR) signal) from the control unit 112.
  • the display LD driver 111 controls lighting of the display light source according to a lighting control signal (LD enable (RGB) signal) from the control unit 112.
  • the control unit 112 is composed of, for example, a microcomputer.
  • the control unit 112 performs on / off control of the detection light source via the detection LD driver 122.
  • the control unit 112 also performs on (lighting) / off (non-lighting) control of the display light source via the display LD driver 111.
  • the detection light source and the display light source can be separately turned on (lighted) / off (not lighted) by the control unit 112.
  • FIG. 8 shows an example of an operation flow of power saving control by the image processing / touch detection unit 123 of the detection unit 120.
  • the image processing / touch detection unit 123 always counts the time since the object is detected.
  • the threshold value of the time for shifting to the power saving mode is “t_sleep”.
  • a sleep signal is output from the image processing / touch detection unit 123 to the control unit 112.
  • the sleep signal is H (High)
  • the sleep signal is L (Low)
  • the sleep signal is switched from L to H when no object is detected for a predetermined period (time equal to or longer than t_sleep).
  • the sleep signal is immediately set to L.
  • the threshold value (t_sleep) for the time to shift to the power saving mode may be changeable according to the user's preference.
  • the image processing / touch detection unit 123 first determines whether or not the sleep signal is L (step S11). Thereby, it is determined whether or not the status of the current operation mode is the power saving mode.
  • the image processing / touch detection unit 123 determines that the current operation mode is not the power saving mode but the normal operation mode, and then the previous object It is determined whether or not the time since the detection is equal to or greater than a predetermined threshold (t_sleep) (step S12). If it is equal to or greater than the predetermined threshold (step S12; Y), the image processing / touch detection unit 123 switches the sleep signal from L to H so as to shift to the power saving mode and outputs it (step S14). If the predetermined threshold value has not been reached (step S12; N), the image processing / touch detection unit 123 keeps the sleep signal at L and continues the normal operation mode.
  • t_sleep a predetermined threshold
  • the image processing / touch detection unit 123 determines that the power saving mode is currently set, and then detects the previous object. It is determined whether or not the time from is less than a predetermined threshold (t_sleep) (step S13). If it is less than the predetermined threshold (step S13; Y), the image processing / touch detection unit 123 switches the sleep signal from H to L so as to cancel the power saving mode and shift to the normal operation mode. Output (step S15). If it is equal to or greater than the predetermined threshold (step S13; N), the image processing / touch detection unit 123 keeps the sleep signal at H and continues the power saving mode.
  • t_sleep a predetermined threshold
  • FIG. 9 shows an example of an operation flow of power saving control by the control unit 112 of the projection display unit 110.
  • the control unit 112 performs on / off control of the display light source based on the sleep signal from the image processing / touch detection unit 123.
  • the on / off control of the display light source is performed by outputting a lighting control signal (LD enable (RGB) signal) to the display LD driver 111.
  • LD enable (RGB) signal when the LD enable (RGB) signal is H (High), it means lighting.
  • the LD enable (RGB) signal is L (Low), it means that the light is turned off.
  • control unit 112 first determines whether or not the LD enable (RGB) signal is H (step S21). Thereby, it is determined whether or not the display light source is currently lit.
  • the control unit 112 determines that the display light source is currently in a normal operation mode, and then displays an image. It is determined whether or not the sleep signal from the processing / touch detection unit 123 is H (step S22). When the sleep signal is H (step S22; Y), the control unit 112 switches the LD enable (RGB) signal from H to L so as to shift to the power saving mode (step S24). As a result, the light source for display is turned off. When the sleep signal is not H (step S22; N), the control unit 112 keeps the LD enable (RGB) signal at H and continues the normal operation mode. Thereby, the lighting of the display light source continues.
  • the control unit 112 determines that the display light source is currently in the power saving mode, and then It is determined whether or not the sleep signal from the image processing / touch detection unit 123 is L (step S23).
  • the sleep signal is L (step S23; Y)
  • the control unit 112 switches the LD enable (RGB) signal from L to H so as to shift to the normal operation mode and outputs it (step S25).
  • the light source for display is turned on.
  • the control unit 112 keeps the LD enable (RGB) signal at L and continues the power saving mode. Thereby, the extinguishing state of the light source for display continues.
  • the projection display unit 110 uses the display light source. Since the light is turned off, power saving can be achieved. As a result, in a projection display device having a touch detection function, for example, the display light source can be turned on / off with an intuitive operation of touching the wall surface, which is the projection surface of the image, without touching the power switch or remote control of the main body, for example. Can control.
  • FIG. 10 shows an example of an operation flow of power saving control by the image processing / touch detection unit 123 of the detection unit 120 in the projection display device of the present embodiment.
  • the overall configuration of the optical system of the projection display apparatus may be substantially the same as that shown in FIG.
  • the configuration of the control system may be substantially the same as in FIG.
  • the operation flow of power saving control by the control unit 112 of the projection display unit 110 may be substantially the same as that in FIG.
  • substantially the same operation as the operation flow of FIG. 8 may be performed.
  • the transition between the power saving mode (sleep mode) and the normal operation mode (wakeup mode) is simply performed according to the presence or absence of object detection. You may make it perform electric power control.
  • the image processing / touch detection unit 123 may have an advanced image processing function that analyzes not only the coordinates of the detected object but also the movement locus of the object.
  • the gesture operation recognized by the image processing / touch detection unit 123 may be, for example, a double tap or a swipe.
  • the image processing / touch detection unit 123 detects a power-saving gesture operation (sleep gesture) when the sleep signal is L in step S11 (step S11; Y). It may be determined whether or not (step S16). When the power saving gesture operation is detected (step S16; Y), the sleep signal may be switched from L to H so as to shift to the power saving mode (step S14). When the power saving gesture operation is not detected (step S16; N), the sleep signal may remain L and the normal operation mode may be continued.
  • a power-saving gesture operation swipe gesture
  • step S11 the image processing / touch detection unit 123 determines whether or not a release gesture operation (wakeup gesture) has been detected when the sleep signal is not L (step S11; N). It is also possible (step S17).
  • the sleep signal may be switched from H to L so as to cancel the power saving mode and shift to the normal operation mode (step S15).
  • the image processing / touch detection unit 123 may keep the sleep signal at H and continue the power saving mode.
  • power saving control may be performed depending on whether or not an object is detected at a specific coordinate position.
  • FIG. 11 shows an example of the configuration of a control system in the projection display apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 12 shows an example of an operation flow of power saving control by the control unit 112 of the projection display unit 110 in the present embodiment.
  • the overall configuration of the optical system of the projection display apparatus may be substantially the same as that shown in FIG.
  • the operation flow of power saving control by the image processing / touch detection unit 123 of the detection unit 120 may be substantially the same as that in FIG. 8 or FIG.
  • the operation similar to the operation flow of FIG. 9 may be performed.
  • the case where the power saving control target is only the display light source is taken as an example, but other portions may be the power saving control target.
  • the image sensor 22 of the detection unit 120 and the infrared laser 121 that is a light source for detection may be targeted for power saving control.
  • the control unit 112 may perform control so that the frame rate of the image sensor 22 in the power saving mode is lower than the frame rate in the normal operation mode.
  • the frame rate in the normal operation mode may be 60 fps (frame per second), for example, and the frame rate in the power saving mode may be 15 fps, for example.
  • the detection light source may be intermittently turned on in synchronization with the frame rate of the image sensor 22.
  • the control unit 112 outputs an LD enable (RGB) signal by switching from H to L so as to shift to the power saving mode in step S24, and further controls the frame rate.
  • the signal (Frame Rate signal) may be set to L and output (step S26). Thereby, the frame rate of the image sensor 22 in the power saving mode is lowered.
  • control unit 112 may switch the LD enable (RGB) signal from L to H so as to shift to the normal operation mode, and may further output the frame rate signal by setting the frame rate signal to H ( Step S27). Thereby, the frame rate of the image sensor 22 in the normal operation mode becomes a normal state.
  • LD enable RGB
  • Step S27 the frame rate of the image sensor 22 in the normal operation mode becomes a normal state.
  • FIG. 13 shows a configuration example of a control system in the projection display apparatus of the present embodiment.
  • the overall configuration of the optical system of the projection display apparatus may be substantially the same as that shown in FIG.
  • the operation flow of power saving control by the image processing / touch detection unit 123 of the detection unit 120 may be substantially the same as that in FIG. 8 or FIG.
  • the operation flow of power saving control by the control unit 112 of the projection display unit 110 may be substantially the same as that in FIG. 9 or FIG.
  • the detection of the object and the output of the sleep signal are performed by the detection unit 120.
  • An image processing / touch detection unit 125 may be added to detect an object and output a sleep signal.
  • the camera 124 may be installed, for example, so as to photograph the vicinity of the image projection plane.
  • the image processing / touch detection unit 125 may perform object detection at a detection level that is necessary for power saving control.
  • the operation of power saving control by the image processing / touch detection unit 125 may be substantially the same as in FIG.
  • the present technology can take the following configurations.
  • a projection display unit that has a display light source that emits light to be illumination light, and projects an image on a projection surface by the illumination light;
  • a detection light source that emits detection light, and a detection unit that detects an object on or near the projection surface,
  • the detection unit outputs, to the projection display unit, a power saving instruction signal instructing transition to a power saving mode according to a detection state of the object.
  • the projection display unit turns off the display light source based on the power saving instruction signal.
  • the detection unit When the object is detected after shifting to the power saving mode, the detection unit outputs a release instruction signal for instructing to release the power saving mode according to a detection state of the object. Output to The projection display unit turns on the light source for display based on the release instruction signal.
  • the detection unit outputs the release instruction signal to the projection display unit when detecting a release gesture operation for instructing release of the power saving mode as the detection state of the object after transition to the power saving mode.
  • the detection unit outputs the power saving instruction signal to the projection display unit at least when the detection of the object is not performed for a predetermined period. Any one of (1) to (4) Projection type display device with detection function.
  • the detection unit outputs the power saving instruction signal to the projection display unit when detecting a power saving gesture operation that instructs to shift to the power saving mode as at least the detection state of the object. Thru
  • the detection unit further includes an image sensor that detects the object, and lowers a frame rate of the image sensor in the power saving mode as compared with a frame rate in a case where the power saving mode is not set.
  • the projection display device with a detection function according to any one of (6).
  • the projection display unit modulates the illumination light based on video data, emits the modulated light, projects the modulated light from the light valve onto the projection plane, and transmits the modulated light.
  • the detection unit further includes an image sensor arranged at a position optically conjugate with the light valve, The light that is diffused when the detection light hits the object is incident on the imaging element as detection light of the object through the projection lens.
  • a projection display device with a detection function described in 1. (9) The detection light according to any one of (1) to (8), wherein the detection light is emitted so as to cover at least an area corresponding to a projection area of an image at a predetermined height from the projection plane.
  • Projection type display device with function (10) The projection display device with a detection function according to any one of (1) to (9), wherein the detection light is infrared light.

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Abstract

　本開示の検出機能付き投射型表示装置は、照明光となる光を発する表示用光源を有し、照明光によって映像を投影面に投影する投射表示部（１１０）と、検出用の光を発する検出用光源を有し、投影面上もしくは投影面近傍における物体を検出する検出部（１２０）とを備える。検出部（１２０）は、物体の検出状態に応じて、省電力モードへの移行を指示する省電力指示信号を投射表示部（１１０）に出力し、投射表示部（１１０）は、省電力指示信号に基づいて、表示用光源を消灯させる。

Description

検出機能付き投射型表示装置
　本開示は、投影面またはその近傍における物体の検出機能を有する検出機能付き投射型表示装置に関する。
　近年、スマートフォンやタブレット端末等では、タッチパネルを用いることにより、画面に表示される映像のページ送りや拡大縮小を、人の直感に応じたポインティング操作で可能にしている。一方、映像をスクリーン上に投影することによって表示する表示装置がプロジェクタとして古くから知られている。
特開２０１３－２０６０５８号公報
　特許文献１には、タッチパネルを有する表示装置において、タッチパネルの近辺に近接センサを配置し、近接センサの検出結果に応じてタッチパネルへの電源供給を遮断することで省電力化を図る提案がなされている。
　ところで、近年では、プロジェクタにおいても、タブレット端末等のように、投影される映像を人の直感に応じる形でタッチパネルを手で操作するようにポインティング操作することが望まれている。特に、ハンディタイプの小型プロジェクタが近年市場に現れ、２０インチ～３０インチ程度で投影された投影エリアの映像をポインティング操作することが望まれているが、映像が投影されるスクリーンや壁などにはタッチパネルが組み込まれていないため、手による操作を別の手段で検出する必要がある。また、この方法以外にプロジェクタではリモコン（リモートコントローラ）等を操作することで映像を動かすことが可能なものもあるが、小型のプロジェクタでは装置自体が小さく、リモコン等による操作はスマートでない。
　また、プロジェクタにおいて、省電のためには、プロジェクタを使っていない時に、プロジェクタの光源を消すことが有効である。そのために光源をオン／オフするためのスイッチ等を本体に付けることで対応できるが、プロジェクタが壁や天井等、手の届かないところに配置されている場合は、簡単にスイッチ操作をすることは難しい。リモコン等でも対応可能であるが、やはりリモコン操作の煩雑さは避けられない。
　また、プロジェクタの場合、本体と映像の投影面とが離れているため、特許文献１に記載のような近接センサを本体に配置する手法では、プロジェクタを使用しているか否かを判断したり、省電のために光源をオフして良いか否かの判断は困難である。
　従って、省電力化を図ることができるようにした検出機能付き投射型表示装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態に係る検出機能付き投射型表示装置は、照明光となる光を発する表示用光源を有し、照明光によって映像を投影面に投影する投射表示部と、検出用の光を発する検出用光源を有し、投影面上もしくは投影面近傍における物体を検出する検出部とを備え、検出部が、物体の検出状態に応じて、省電力モードへの移行を指示する省電力指示信号を投射表示部に出力し、投射表示部が、省電力指示信号に基づいて、表示用光源を消灯させるようにしたものである。
　本開示の一実施の形態に係る検出機能付き投射型表示装置では、物体の検出状態に応じて、検出部が、省電力モードへの移行を指示する省電力指示信号を投射表示部に出力する。投射表示部は、省電力指示信号に基づいて、表示用光源を消灯させる。
　本開示の一実施の形態に係る検出機能付き投射型表示装置によれば、物体の検出状態に応じて検出部から出力された省電力指示信号に基づいて、投射表示部が表示用光源を消灯させるようにしたので、省電力化を図ることができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示の第１の実施の形態に係る投射型表示装置の光学系の全体構成の一例を示す構成図である。 投射型表示装置において映像表示および物体検出をしている状態の一例を示す外観図である。 図２に示した投射型表示装置を側面方向から見た状態の一例を示す構成図である。 ライトバルブと撮像素子とに入射する光の一例を示す要部断面図である。 映像表示および物体検出の概念を模式的に示す説明図である。 偏光分離素子として偏光ビームスプリッタを用いた変形例を示す要部断面図である。 第１の実施の形態に係る投射型表示装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における検出部の省電力制御の動作フローの一例を示す流れ図である。 第１の実施の形態における投射表示部の省電力制御の動作フローの一例を示す流れ図である。 第２の実施の形態における投射表示部の省電力制御の動作フローの一例を示す流れ図である。 第３の実施の形態に係る投射型表示装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 第３の実施の形態における投射表示部の省電力制御の動作フローの一例を示す流れ図である。 第４の実施の形態に係る投射型表示装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態（タッチ検出機能を有する投射型表示装置）
　　１．１　投射型表示装置の光学系の全体構成および動作（図１～図６）
　　　１．１．１　投射型表示装置の光学系の全体構成例
　　　１．１．２　投射型表示装置の基本動作
　　　１．１．３　偏光子の作用
　　　１．１．４　光学系の変形例（図６）
　　　１．１．５　光学系のその他の変形例
　　１．２　制御系の構成および動作（図７～図９）
　　　１．２．１　制御系の構成例
　　　１．２．２　省電力制御の動作
　　１．３　効果
　２．第２の実施の形態（ジェスチャー動作に応じた省電力機能を有する投射型表示装置）（図１０）
　　２．１　制御系の構成および動作
　３．第３の実施の形態（検出部のフレームレートを制御する省電力機能を有する投射型表示装置）（図１１～図１２）
　　３．１　制御系の構成および動作
　４．第４の実施の形態（カメラを用いた省電力機能を有する投射型表示装置）（図１３）
　　４．１　制御系の構成および動作
　５．その他の実施の形態
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１　投射型表示装置の光学系の全体構成および動作］
　（１．１．１　投射型表示装置の光学系の全体構成例）
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る投射型表示装置（プロジェクタ）の光学系の全体構成の一例を示している。この投射型表示装置は、映像表示と共に、近赤外光を用いて、アクティブに物体検出を行う機能（タッチ検出機能）を有している。図２は、投射型表示装置において映像表示および物体検出をしている状態の一例を示している。図３は、図２に示した投射型表示装置を側面方向から見た状態の一例を示している。図４は、図１に示した投射型表示装置において、ライトバルブ２１と撮像素子２２とに入射する光の一例を示している。図５は、この投射型表示装置による映像表示および物体検出の概念を模式的に示している。
　この投射型表示装置は、図１に示したように、照明部１と、ライトバルブ２１と、撮像素子２２と、偏光分離素子としてのワイヤグリッド２７と、投射レンズ２４と、偏光部材としての偏光子２５Ｓと、画像処理／タッチ検出部１２３と、検出用ＬＤ（Laser Diode）ドライバ１２２とを備えている。
　照明部１は、照明光Ｌ１を図４に示したように第１の方向Ｚ１からワイヤグリッド２７に向けて出射するものである。照明部１は、表示用の光源と、光源からの光に基づいて照明光Ｌ１を生成し、照明光Ｌ１をライトバルブ２１へと導く複数の照明用光学部材とを有している。表示用の光源としては、それぞれが異なる光路上に配置された複数の光源であってもよい。照明部１はまた、複数の光源のうちの２以上の光源の光路を合成する光路合成素子を有している。
　より具体的には、照明部１は、それぞれが異なる光路上に配置された複数の光源として、青色レーザ１１Ｂと、緑色レーザ１１Ｇと、赤色レーザ１１Ｒとを有している。照明部１はまた、複数の照明用光学部材として、第１のカップリングレンズ１２Ｂと、第２のカップリングレンズ１２Ｇと，第３のカップリングレンズ１２Ｒと、駆動光学素子１４と、ミラー１８と、第１のダイクロイックプリズム１３１と、第２のダイクロイックプリズム１３２と、第１のフライアイレンズ１５１と、第２のフライアイレンズ１５２と、第１のコンデンサレンズ１６１と、第２のコンデンサレンズ１６２と、第３のコンデンサレンズ１６３と、第４のコンデンサレンズ１６４とを有している。
　青色レーザ１１Ｂは例えば波長４５０ｎｍ程度の青色光を発するレーザ光源である。緑色レーザ１１Ｇは例えば波長５２０ｎｍ程度の緑色光を発するレーザ光源である。赤色レーザ１１Ｒは例えば波長６４０ｎｍ程度の赤色光を発するレーザ光源である。
　検出用ＬＤドライバ１２２は、第１の光源（例えば青色レーザ１１Ｂ）、第２の光源（例えば緑色レーザ１１Ｇ）、および第３の光源（例えば赤色レーザ１１Ｒ）の発光制御を行うものである。検出用ＬＤドライバ１２２は例えば、第１乃至第３の光源をそれぞれフィールドシーケンシャル方式で発光制御するようになっている。
　第２のカップリングレンズ１２Ｇは、緑色レーザ１１Ｇから出射された緑色光をコリメートして（平行光として）、第１のダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。同様に、第１のカップリングレンズ１２Ｂは、青色レーザ１１Ｂから出射された青色光をコリメートして、第１のダイクロイックプリズム１３１と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。また、第３のカップリングレンズ１２Ｒは、赤色レーザ１１Ｒから出射された赤色光をコリメートして、第２のダイクロイックプリズム１３２と結合するためのレンズ（結合レンズ）である。なお、これらのカップリングレンズ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂによって、入射した各レーザ光をコリメートする（平行光にする）ことが好ましい。
　第１のダイクロイックプリズム１３１および第２のダイクロイックプリズム１３２はそれぞれ、２以上の光源の光路を合成する光路合成素子である。第１のダイクロイックプリズム１３１は、第１のカップリングレンズ１２Ｂを介して入射された青色光を選択的に透過させる一方、第２のカップリングレンズ１２Ｇを介して入射された緑色光を選択的に反射させるプリズムである。第２のダイクロイックプリズム１３２は、第１のダイクロイックプリズム１３１から出射された青色光および緑色光を選択的に透過させる一方、第３のカップリングレンズ１２Ｒを介して入射された赤色光を選択的に反射させるプリズムである。これにより、赤色光、緑色光および青色光に対する色合成（光路合成）がなされるようになっている。
　駆動光学素子１４は、照明光Ｌ１におけるスペックルノイズおよび干渉縞を低減するための光学素子であり、第１のコンデンサレンズ１６１と第２のコンデンサレンズ１６２との間の光路上に配置されている。駆動光学素子１４は、例えば光軸に沿った方向や、光軸に対して垂直方向に微小振動することで、通過する光束の状態を変化させ、照明光Ｌ１におけるスペックルノイズおよび干渉縞を低減させることが可能となっている。
　第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２はそれぞれ、基板上に複数のレンズが２次元配置された光学部材（インテグレータ）であり、複数のレンズの配列に応じて入射光束を空間的に分割して出射させるものである。第１のフライアイレンズ１５１は、第２のダイクロイックプリズム１３２と第１のコンデンサレンズ１６１との間の光路上に配置されている。第２のフライアイレンズ１５２は、第２のコンデンサレンズ１６２と第３のコンデンサレンズ１６３との間の光路上に配置されている。第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２によって、照明光Ｌ１の面内の光量分布の均一化が図られるようになっている。
　ミラー１８は、照明光Ｌ１の光路を折り曲げる素子である。ミラー１８は、第１のコンデンサレンズ１６１と駆動光学素子１４との間の光路上に配置されている。第１のコンデンサレンズ１６１は、第１のフライアイレンズ１５１からの出射光を集光し、ミラー１８を介して駆動光学素子１４へ入射させるためのレンズである。第２のコンデンサレンズ１６２は、駆動光学素子１４からの出射光を集光し、第２のフライアイレンズ１５２へ入射させるためのレンズである。
　第３のコンデンサレンズ１６３および第４のコンデンサレンズ１６４は、第２のフライアイレンズ１５２からの出射光を集光し、照明光Ｌ１としてワイヤグリッド２７に向けて出射させるためのレンズである。
　ワイヤグリッド２７は、例えばガラス基板上に金属の格子を微小間隔をおいて形成したものである。ワイヤグリッド２７には、図４に示したように、第１の方向Ｚ１から照明光Ｌ１が入射されるようになっている。第２の方向Ｚ２にはライトバルブ２１が配置されている。第３の方向Ｚ３には偏光子２５Ｓおよび撮像素子２２が配置されている。第４の方向Ｚ４には投射レンズ２４が配置されている。
　ワイヤグリッド２７は、入射した光を第１の偏光成分（例えばＰ偏光成分）と第２の偏光成分（例えばＳ偏光成分）とに分離し、それぞれを互いに異なる方向に出射する偏光分離素子である。ワイヤグリッド２７は、特定の第１の偏光成分を選択的に反射させると共に、特定の第２の偏光成分を選択的に透過させるようになっている。ワイヤグリッド２７は例えば、図４に示したように、第１の方向Ｚ１から入射した照明光Ｌ１に含まれるＰ偏光成分Ｌｐ１の多くを第２の方向Ｚ２に出射（反射）すると共に、Ｓ偏光成分Ｌｓ１の多くを第３の方向Ｚ３に出射（透過）するようになっている。ワイヤグリッド２７はまた、図４に示したように、第４の方向Ｚ４とは逆方向から入射した検出光Ｌ２に含まれるＰ偏光成分Ｌｐ３の多くを第３の方向Ｚ３に出射（反射）するようになっている。
　ライトバルブ２１は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の反射型の液晶素子である。ライトバルブ２１は例えば、図４に示したように、ワイヤグリッド２７を介して第２の方向Ｚ２から入射された、照明光Ｌ１に含まれる第１の偏光成分（例えばＰ偏光成分Ｌｐ１）を映像データに基づいて変調するようになっている。ライトバルブ２１はまた、その変調光をワイヤグリッド２７を介して第４の方向Ｚ４に向けて出射するようになっている。ライトバルブ２１からは、図４に示したように、入射時とは偏光状態が回転された例えばＳ偏光成分Ｌｓ２が変調光として出射されるようになっている。なお、ライトバルブ２１では、入射したＰ偏光成分Ｌｐ１をそのままの偏光状態でワイヤグリッド２７に戻すことで黒表示を行うことが可能である。
　投射レンズ２４は、ワイヤグリッド２７を介して第４の方向Ｚ４から入射されたライトバルブ２１からの変調光を、スクリーンの３０の投影面３０Ａ上に投影するものである。また、投射レンズ２４には、図４に示したように、変調光の進行方向とは逆方向から検出光Ｌ２が入射されるようになっている。投射レンズ２４は、映像を投影するための投影光学系であると共に、物体検出のための結像光学系として機能する。
　撮像素子２２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子で構成されている。撮像素子２２は、ライトバルブ２１と光学的に共役な位置に配置されている。より具体的には、ライトバルブ２１が反射型の液晶素子である場合、映像を作り出す表示面（液晶面）と撮像素子２２の撮像面とが光学的に共役な位置となるように配置する。撮像素子２２には、投射レンズ２４およびワイヤグリッド２７を介して、図４に示したように、第３の方向Ｚ３から検出光Ｌ２が入射されるようになっている。
　偏光子２５Ｓは、照明光Ｌ１に含まれる第２の偏光成分を低減させる光学部材の１つである偏光部材である。偏光子２５Ｓは、撮像素子２２とワイヤグリッド２７との間に配置されている。偏光子２５Ｓは、入射した光に含まれる第２の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を除去する。偏光子２５Ｓは、第２の偏光成分として、図４に示したように、少なくともワイヤグリッド２７を介して入射された照明光Ｌ１に含まれるＳ偏光成分Ｌｓ１を除去するようになっている。
　画像処理／タッチ検出部１２３は、撮像素子２２からの検出信号（撮像素子２２による撮影結果）に基づいて、図２、図３、および図５に示したように、例えば人の指やポインタ等の指示物（物体）７１の特徴点の位置Ｐ１を、投影面３０Ａ上に投影された投影画像Ｖ２の座標に対応付けて検出するものである。特徴点の例として図２、図３、および図５では人の指の先端の位置を示しているが、これに限られず人の指の重心、手の重心などを適宜選択することができる。
　図２および図３では、投射型表示装置が短焦点タイプである場合を想定した構成を示している。この投射型表示装置は、図２および図３に示したように、本体１００の下部に近赤外光投光部４０を備えている。投影面３０Ａは例えば平坦な床面となっている。近赤外光投光部４０は、投影面３０Ａに対して所定の高さｈから検出用の非可視光としての検出用近赤外光４１を出射する検出用光源部である。近赤外光投光部４０は、検出用光源として、後述する図７に示す赤外レーザ１２１を有していてもよい。近赤外光投光部４０は、投影面３０Ａから所定の高さｈにおいて、少なくとも映像の投影エリア３１に対応するエリアを覆うように、検出用近赤外光４１を出射する。撮像素子２２には、指示物７１によって拡散された近赤外散乱光Ｌａが検出光Ｌ２として、投射レンズ２４およびワイヤグリッド２７を介して入射される。なお、近赤外光投光部４０は、検出用の非可視光として、高さｈ方向に厚みのある検出用近赤外光４１を投影面３０Ａに照射しても良い。この場合、必ずしも検出用近赤外光４１と投影面３０Ａとが所定の高さｈで完全に離間している必要はなく、例えば検出用近赤外光４１の厚み方向（高さｈ方向）の一部の光（高さｈ＝０の光）が投影面３０Ａに触れる（重なる）ような状態となっていてもよい。
　この投射型表示装置において、投射レンズ２４は、スローレシオ（Throw Ratio）が０．３８以下の超短焦点レンズであってもよい。ここで、スローレシオとは、図２および図３に示したように、投射レンズ２４から投影面３０Ａまでの距離をＬ、投影エリアの幅をＨとすると、Ｌ／Ｈで表される。
　なお、投影面３０Ａは特別なスクリーンでなくともよい。また、投影面３０Ａは図２および図３に示したような床面に限らず、壁面などであってもよい。
　（１．１．２　投射型表示装置の基本動作）
　この投射型表示装置では、図１および図５に示したように、ライトバルブ２１に形成された映像情報Ｖ１を投射レンズ２４によってスクリーン３０の投影面３０Ａ上に投影し、投影画像Ｖ２として拡大表示する。この投射型表示装置はまた、投影面３０Ａ上における物体の位置、例えば人の指やポインタ等の指示物（物体）７１の特徴点の位置Ｐ１を撮像素子２２を用いて検出する。撮像素子２２は、投影面３０Ａ上の投影エリア３１と略同一のエリアを撮影エリア３２とした撮影を行う。
　この投射型表示装置では、照明部１においてレーザ光源を用いていることで、照明光Ｌ１の偏光成分が支配的となるように揃えることができる。具体的には第１の偏光成分が９９％以上、より好ましくは９９．５％以上となるようにするとよい。ここで支配的とする第１の偏光成分は、偏光変換素子の特性に合わせて、Ｓ偏光成分Ｌｓ１、Ｐ偏光成分Ｌｐ１のいずれかを選択できる。
　ワイヤグリッド２７は、第１の偏光成分をＰ偏光成分、第２の偏光成分をＳ偏光成分とすると、Ｐ偏光成分の多くを反射し、Ｓ偏光成分の多くを透過させるものとなっている。このため、例えば、照明光Ｌ１の９９．５％をＰ偏光成分Ｌｐ１にして支配的とし、残りの０．５％をＳ偏光成分Ｌｓ１にする。ワイヤグリッド２７は、例えば図４に示したように、支配的なＰ偏光成分Ｌｐ１の多くを反射してライトバルブ２１へ出射する。ライトバルブ２１に入射されたＰ偏光成分Ｌｐ１は、ライトバルブ２１で変調（回転）されてＳ偏光成分Ｌｓ２の変調光となった後、ワイヤグリッド２７を介して投射レンズ２４に入射される。変調光であるＳ偏光成分Ｌｓ２が、図５に示したように投射レンズ２４を介してスクリーン３０の投影面３０Ａ上に投影画像Ｖ２として投影される。
　この投射型表示装置では、撮像素子２２が、ライトバルブ２１と光学的に共役な位置に配置されている。また、投射レンズ２４が、映像を投影するための投影光学系であると共に、物体検出のための結像光学系として機能している。このため、図５に示したように、投影エリア３１と同じエリアを撮影エリア３２として撮像素子２２で撮影することが可能となる。ライトバルブ２１と撮像素子２２とが共役な位置であるがゆえに、投影面３０Ａ上における人の指やポインタ等の指示物７１の特徴点の位置Ｐ１を投射レンズ２４を介して投影画像Ｖ２に重ねてモニタすることが可能となる。また例えば、画像処理／タッチ検出部１２３において、指示物７１の形状を画像処理し、指示物７１の特徴点の位置Ｐ１の座標を検出することで、投影画像Ｖ２のポインティング操作が可能となる。この際、投影エリア３１内の任意の座標位置が撮影エリア３２内の座標位置に１対１で対応するので、撮像素子２２側の検出位置Ｐ２の座標が指示物７１の特徴点の位置Ｐ１の座標に対応する。なお、指示物７１は２以上であってもよく、例えば両手の指の先端の座標を検出することができる。このようにして検出された指示物７１の特徴点の位置を用いることで、プロジェクタの投影画像Ｖ２にあたかもタッチパネルが組み込まれているような直観的な操作が可能となる。
　この投射型表示装置では、図２および図３に示すように、投影エリア３１に、投影面３０Ａから例えば数ｍｍ～数１０ｍｍの所定の高さｈに、高さ方向は２～３ｍｍでエリア方向は投影エリア３１をカバーする範囲に膜状の近赤外バリアを張る。そうすると、通常、投影面３０Ａは平坦であるため、遮蔽物や、指、指示棒など何かしらの指示物７１が無ければ、放出された近赤外光の膜は途中で遮られることなく、直進するため、投影面３０Ａをモニタしている撮像素子２２には写らない。この状態で、指などを、近赤外光バリアのある投影面３０Ａから数ｍｍまで近づけるか、または、投影面３０Ａ上をタッチするなどの動作をすると、バリアの光が指で遮られ、そのポイントで拡散することとなる。指に当たり拡散した光は四方八方に向かい、その一部が投射レンズ２４の開口に戻る光が存在する。その戻る光は投射レンズ２４を通過し、ワイヤグリッド２７で反射され、撮像素子２２上に到達する。この時、映像を作るライトバルブ２１と撮像素子２２とが共役の位置に配置されているため、投影面３０Ａ上で点状に発生した輝点拡散ポイントは撮像素子２２上で結像し、投影された映像に１：１にあたる位置で結像する。そうすることで、位置を検出することが可能となる。また超短焦点タイプの場合は投射光が投影面３０Ａの近傍を通り、操作する人の体の一部が投射光を遮りにくいため、操作する際に画面が見やすいというメリットがある。
　（１．１．３　偏光子の作用）
　次に、図４を参照して、偏光子２５Ｓの作用について説明する。ワイヤグリッド２７に入射される検出光Ｌ２には偏光成分としてＳ偏光成分Ｌｓ３とＰ偏光成分Ｌｐ３とが含まれている。ワイヤグリッド２７は、Ｐ偏光成分Ｌｐ３の多くを第３の方向Ｚ３に反射する。偏光子２５Ｓを、Ｓ偏光成分を除去するものとすれば、反射されたＰ偏光成分Ｌｐ３のほぼすべてが撮像素子２２に到達する。また、ワイヤグリッド２７に入射される照明光Ｌ１のうち、Ｓ偏光成分Ｌｓ１が第３の方向Ｚ３に出射される。このＳ偏光成分Ｌｓ１は、検出光Ｌ２に対してノイズ成分となり、撮像素子２２に入射すると、検出の際のＳ／Ｎ比が小さくなり、検出精度を悪化させる。偏光子２５Ｓを配置してＳ偏光成分Ｌｓ１を除去することで、Ｓ／Ｎ比を大きくして検出精度を上げることができる。
　このように、照明光Ｌ１のうちＰ偏光成分Ｌｐ１がワイヤグリッド２７で撮像素子２２とは異なる方向に反射され、Ｓ偏光成分Ｌｓ１は偏光子２５Ｓによって除去されることで、理想的には撮像素子２２には検出光Ｌ２のみを入射させることができる。
　（１．１．４　光学系の変形例）
　図１および図４には、偏光分離素子としてワイヤグリッド２７を用いた構成例を示したが、図６に示したようにワイヤグリッド２７に代えて偏光ビームスプリッタ２３を用いた構成であっても良い。また、この変形例では、Ｓ偏光成分を除去する偏光子２５Ｓに代えてＰ偏光成分を除去する偏光子２５を備えている。
　偏光ビームスプリッタ２３は、多層膜がコートされたプリズムを貼り合わせた構成であってもよいし、偏光特性を有する素子をサンドしたプリズムに類するビームスプリッタでもよい。
　図４の構成におけるワイヤグリッド２７は、第１の偏光成分をＰ偏光成分、第２の偏光成分をＳ偏光成分とし、Ｐ偏光成分を反射し、Ｓ偏光成分を透過させるものとしたが、偏光ビームスプリッタ２３はこれとは逆の特性を持っている。
　偏光ビームスプリッタ２３は、４つの光学面を有している。ここでは、図６における水平方向に対向する２つの面を第１の光学面および第３の光学面とし、垂直方向に対向する２つの面を第２の光学面および第４の光学面として説明する。図６に示したように、偏光ビームスプリッタ２３の第１の光学面には、第１の方向Ｚ１から照明光Ｌ１が入射されるようになっている。偏光ビームスプリッタ２３の第２の光学面に対して、第２の方向Ｚ２にはライトバルブ２１が配置されている。偏光ビームスプリッタ２３の第３の光学面に対して、第３の方向Ｚ３には偏光子２５および撮像素子２２が配置されている。偏光ビームスプリッタ２３の第４の光学面に対して、第４の方向Ｚ４には投射レンズ２４が配置されている。
　偏光ビームスプリッタ２３は、入射した光を第１の偏光成分（例えばＳ偏光成分）と第２の偏光成分（例えばＰ偏光成分）とに分離し、それぞれを互いに異なる方向に出射する偏光分離素子である。偏光ビームスプリッタ２３は、特定の第１の偏光成分を選択的に反射させると共に、特定の第２の偏光成分を選択的に透過させるようになっている。偏光ビームスプリッタ２３は例えば、図６に示したように、第１の方向Ｚ１から入射した照明光Ｌ１に含まれるＳ偏光成分Ｌｓ１のほぼすべてを第２の方向Ｚ２に出射（反射）すると共に、Ｐ偏光成分Ｌｐ１のほぼすべてを第３の方向Ｚ３に出射（透過）するようになっている。偏光ビームスプリッタ２３はまた、図６に示したように、第４の方向Ｚ４とは逆方向から入射した検出光Ｌ２に含まれるＳ偏光成分Ｌｓ３のほぼすべてを第３の方向Ｚ３に出射（反射）するようになっている。
　偏光ビームスプリッタ２３は、第１の偏光成分をＳ偏光成分、第２の偏光成分をＰ偏光成分とすると、Ｓ偏光成分の多くを反射し、Ｐ偏光成分の多くを透過させるものとなっている。このため、例えば、照明光Ｌ１の９９．５％をＳ偏光成分Ｌｓ１にして支配的とし、残りの０．５％をＰ偏光成分Ｌｐ１にすることができる。偏光ビームスプリッタ２３は、図６に示したように、支配的なＳ偏光成分Ｌｓ１をほぼすべて反射してライトバルブ２１へ出射する。ライトバルブ２１に入射されたＳ偏光成分Ｌｓ１は、ライトバルブ２１で変調（回転）されてＰ偏光成分Ｌｐ２の変調光となった後、偏光ビームスプリッタ２３を介して投射レンズ２４に入射される。変調光であるＰ偏光成分Ｌｐ２が、図５に示したように投射レンズ２４を介してスクリーン３０の投影面３０Ａ上に投影画像Ｖ２として投影される。
　一方、偏光ビームスプリッタ２３に入射される検出光Ｌ２には偏光成分としてＳ偏光成分Ｌｓ３とＰ偏光成分Ｌｐ３とが含まれている。偏光ビームスプリッタ２３は、Ｓ偏光成分Ｌｓ３のほぼすべてを第３の方向Ｚ３に反射する。偏光子２５を、Ｐ偏光成分を除去するものとすれば、Ｓ偏光成分Ｌｓ３のほぼすべてが撮像素子２２に到達する。一方、偏光ビームスプリッタ２３に入射される照明光Ｌ１のうち、Ｐ偏光成分Ｌｐ１が第３の方向Ｚ３に出射される。このＰ偏光成分Ｌｐ１は、検出光Ｌ２に対してノイズ成分となり、撮像素子２２に入射すると、検出の際のＳ／Ｎ比が小さくなり、検出精度を悪化させる。偏光子２５を配置してＰ偏光成分Ｌｐ１を除去することで、Ｓ／Ｎ比を大きくして検出精度を上げることができる。
　このように、照明光Ｌ１のうちＳ偏光成分Ｌｓ１が偏光ビームスプリッタ２３で撮像素子２２とは異なる方向に反射され、Ｐ偏光成分Ｌｐ１は偏光子２５によって除去されることで、理想的には撮像素子２２には検出光Ｌ２のみを入射させることができるが、偏光ビームスプリッタ２３への光の入射角や、偏光ビームスプリッタ２３および偏光子２５の光学性能によっては、照明光Ｌ１に含まれる不要なノイズ成分が、撮像素子２２に入射するおそれがある。そこで、図６に示したように、照明部１の内部で、検出光に対するノイズ成分を低減させる構成にしておくことが望ましい。
　（１．１．５　光学系のその他の変形例）
　図１の構成における照明部１において、第１のフライアイレンズ１５１および第２のフライアイレンズ１５２は、どちらか一方であってもよい。第２のフライアイレンズ１５２のみにする場合、第１のコンデンサレンズ１６１および第２のコンデンサレンズ１６２は不要となる。第１のフライアイレンズ１５１のみにする場合、第３のコンデンサレンズ１６３および第４のコンデンサレンズ１６４は不要となる。
　また、十分に良好な偏光特性が得られる場合には、図１の構成における偏光子２５Ｓを省略しても良い。
　また、本技術はデジタルミラーデバイス方式のプロジェクタとしても適用可能である。
　また、検出光Ｌ２として赤外帯域の光を例にしたが、紫外域の光が検出光Ｌ２であってもよい。
［１．２　制御系の構成および動作］
　次に、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の構成および動作を説明する。なお、以下では、上述の光学系と同様の構成および作用を有する部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　（１．２．１　制御系の構成例）
　図７は、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の一構成例を示している。
　本実施の形態に係る投射型表示装置は、上述したように、照明光Ｌ１によって映像を投影面３０Ａに投影する部分（投射表示部１１０）と、投影面３０Ａ上もしくは投影面３０Ａ近傍における物体を検出する部分（検出部１２０）とを備えている。
　投射表示部１１０は、ライトバルブ２１と、照明光Ｌ１となる光を発する表示用光源としての青色レーザ１１Ｂ、緑色レーザ１１Ｇ、および赤色レーザ１１Ｒとを有している。投射表示部１１０はまた、表示用ＬＤドライバ１１１と、制御部１１２と、表示素子コントローラ１１３と、映像処理部１１４とを有している。
　検出部１２０は、撮像素子２２と、検出用の光を発する検出用光源としての赤外レーザ１２１とを有している。検出部１２０はまた、検出用ＬＤドライバ１２２と、画像処理／タッチ検出部１２３とを有している。
　映像処理部１１４は、入力された映像データに基づいて表示用の映像信号を生成するものである。表示素子コントローラ１１３は、映像処理部１１４からの映像信号に基づいて、表示制御信号を生成し、表示素子としてのライトバルブ２１の駆動制御を行うものである。
　画像処理／タッチ検出部１２３は、上述したように撮像素子２２からの検出信号を解析して、検出された物体の位置データ（座標データ）を出力するものである。画像処理／タッチ検出部１２３は、物体の位置だけでなく、ジェスチャー動作等の物体の動きを解析する機能を有していてもよい。
　画像処理／タッチ検出部１２３は、後述するように、物体の検出状態に応じて、省電力モード（ｓｌｅｅｐモード）への移行を指示する省電力指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｈ（Ｈｉｇｈ））を、投射表示部１１０の制御部１１２に出力するようになっている。画像処理／タッチ検出部１２３はまた、省電力モードへの移行後に物体の検出がなされた場合には、通常の動作モード（ｗａｋｅｕｐモード）に移行するべく、省電力モードの解除を指示する解除指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｌ（Ｌｏｗ））を投射表示部１１０の制御部１１２に出力するようになっている。画像処理／タッチ検出部１２３は、所定の期間、物体の検出がなされなかった場合に、省電力指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｈ）を投射表示部１１０の制御部１１２に出力するようになっている。
　検出用ＬＤドライバ１２２は、制御部１１２からの点灯制御信号（ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＩＲ）信号）に応じて検出用光源を点灯制御するものである。表示用ＬＤドライバ１１１は、制御部１１２からの点灯制御信号（ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号）に応じて表示用光源を点灯制御するものである。
　制御部１１２は、例えばマイクロコンピュータ（マイコン）で構成されている。制御部１１２は、検出用ＬＤドライバ１２２を介して検出用光源のオン／オフ制御を行うようになっている。制御部１１２はまた、表示用ＬＤドライバ１１１を介して表示用光源のオン（点灯）／オフ（非点灯）制御を行うようになっている。このように、検出用光源と表示用光源は、制御部１１２によって別々にオン（点灯）／オフ（非点灯）制御が可能とされている。
　制御部１１２は、画像処理／タッチ検出部１２３からの省電力指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｈ）に基づいて、省電力モードへ移行し、表示用光源を消灯させるようになっている。また、制御部１１２は、画像処理／タッチ検出部１２３からの解除指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｌ）に基づいて省電力モードを解除して、通常の動作モードに移行し、表示用光源を点灯させるようになっている。なお、制御部１１２は、省電力モードへの移行後においても、検出部１２０において通常の動作モードと略同様の検出動作が続行できるように、検出用光源を点灯させ続ける制御を行うようになっている。
　（１．２．２　省電力制御の動作）
　次に、省電力制御に関する動作例を説明する。
　本実施の形態に係る投射型表示装置では、所定の期間（例えば１０分程度）、タッチ入力（物体の検出）がなされなかった場合に、省電力モード（ｓｌｅｅｐモード）へ移行して表示用光源を消灯することで省電力化を図る。その一方で、検出用光源は省電力モードにおいても点灯させ続けることで、タッチ入力の監視動作（物体の検出動作）は続行できるようにする。これにより、表示用光源が消灯して投影面３０Ａに映像が表示されていない状態であっても、タッチ入力があった場合には、再び表示用光源を点灯して投影面３０Ａに映像を表示できる。以下、図８および図９を参照して、このような省電力制御を行う場合の動作例を説明する。
　図８は、検出部１２０の画像処理／タッチ検出部１２３による省電力制御の動作フローの一例を示している。画像処理／タッチ検出部１２３では、物体を検出してからの時間を常時、カウントしている。ここでは、省電力モード（ｓｌｅｅｐモード）へ移行する時間の閾値を「ｔ＿ｓｌｅｅｐ」とする。また、画像処理／タッチ検出部１２３から制御部１１２にｓｌｅｅｐ信号を出力する。ｓｌｅｅｐ信号がＨ（Ｈｉｇｈ）のときは省電力モード（ｓｌｅｅｐモード）への移行を指示する省電力指示信号を意味するものとする。ｓｌｅｅｐ信号がＬ（Ｌｏｗ）のときは省電力モードを解除して通常の動作モード（ｗａｋｅｕｐモード）に移行するための解除指示信号を意味するものとする。図８の動作により、所定の期間（ｔ＿ｓｌｅｅｐ以上の時間）、物体の検出がない場合にはｓｌｅｅｐ信号がＬからＨに切り替わる。次に、ｓｌｅｅｐ信号がＨの時に、物体の検出があった場合には、即座にｓｌｅｅｐ信号をＬにする。なお、省電力モードへ移行する時間の閾値（ｔ＿ｓｌｅｅｐ）は、使用者の好みに応じて変更可能であってもよい。
　例えば図８に示したように、画像処理／タッチ検出部１２３は、まず、ｓｌｅｅｐ信号がＬになっているか否かを判定する（ステップＳ１１）。これにより、現状の動作モードのステータスが省電力モードであるか否かを判定する。
　ｓｌｅｅｐ信号がＬになっている場合（ステップＳ１１；Ｙ）には、画像処理／タッチ検出部１２３は、今現在、省電力モードではなく通常の動作モードであると判定し、次に、前回物体を検出してからの時間が所定の閾値（ｔ＿ｓｌｅｅｐ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。所定の閾値以上である場合（ステップＳ１２；Ｙ）には、画像処理／タッチ検出部１２３は、省電力モードに移行するよう、ｓｌｅｅｐ信号をＬからＨに切り替えて出力する（ステップＳ１４）。所定の閾値に達していない場合（ステップＳ１２；Ｎ）には、画像処理／タッチ検出部１２３は、ｓｌｅｅｐ信号をＬのままとし、通常の動作モードを継続させる。
　ｓｌｅｅｐ信号がＬになっていない場合（ステップＳ１１；Ｎ）には、画像処理／タッチ検出部１２３は、今現在、省電力モードになっていると判定し、次に、前回物体を検出してからの時間が所定の閾値（ｔ＿ｓｌｅｅｐ）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。所定の閾値未満である場合（ステップＳ１３；Ｙ）には、画像処理／タッチ検出部１２３は、省電力モードを解除して通常の動作モードに移行するよう、ｓｌｅｅｐ信号をＨからＬに切り替えて出力する（ステップＳ１５）。所定の閾値以上である場合（ステップＳ１３；Ｎ）には、画像処理／タッチ検出部１２３は、ｓｌｅｅｐ信号をＨのままとし、省電力モードを継続させる。
　図９は、投射表示部１１０の制御部１１２による省電力制御の動作フローの一例を示している。制御部１１２は、画像処理／タッチ検出部１２３からのｓｌｅｅｐ信号に基づいて、表示用光源のオン／オフ制御を行う。表示用光源のオン／オフ制御は、表示用ＬＤドライバ１１１に、点灯制御信号（ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号）を出力することで行う。ここで、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号がＨ（Ｈｉｇｈ）のときは点灯を意味するものとする。また、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号がＬ（Ｌｏｗ）のときは、消灯を意味するものとする。
　例えば図９に示したように、制御部１１２は、まず、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号がＨになっているか否かを判定する（ステップＳ２１）。これにより、現状、表示用光源が点灯している否かを判定する。
　ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号がＨになっている場合（ステップＳ２１；Ｙ）、制御部１１２は、今現在、表示用光源が点灯している通常の動作モードであると判定し、次に、画像処理／タッチ検出部１２３からのｓｌｅｅｐ信号がＨになっているか否かを判定する（ステップＳ２２）。ｓｌｅｅｐ信号がＨになっている場合（ステップＳ２２；Ｙ）、制御部１１２は、省電力モードに移行するよう、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号をＨからＬに切り替えて出力する（ステップＳ２４）。これにより、表示用光源を消灯させる。ｓｌｅｅｐ信号がＨになっていない場合（ステップＳ２２；Ｎ）には、制御部１１２は、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号をＨのままとし、通常の動作モードを継続させる。これにより、表示用光源の点灯が継続する。
　ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号がＨになっていない場合（ステップＳ２１；Ｎ）、制御部１１２は、今現在、表示用光源が消灯している省電力モードになっていると判定し、次に、画像処理／タッチ検出部１２３からのｓｌｅｅｐ信号がＬになっているか否かを判定する（ステップＳ２３）。ｓｌｅｅｐ信号がＬになっている場合（ステップＳ２３；Ｙ）、制御部１１２は、通常の動作モードに移行するよう、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号をＬからＨに切り替えて出力する（ステップＳ２５）。これにより、表示用光源を点灯させる。ｓｌｅｅｐ信号がＬになっていない場合（ステップＳ２３；Ｎ）には、制御部１１２は、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号をＬのままとし、省電力モードを継続させる。これにより、表示用光源の消灯状態が継続する。
［１．３　効果］
　以上のように、本実施の形態によれば、物体の検出状態に応じて検出部１２０から出力された省電力指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｈ）に基づいて、投射表示部１１０が表示用光源を消灯させるようにしたので、省電力化を図ることができる。これにより、タッチ検出機能を有する投射型表示装置において、例えば本体の電源スイッチやリモコン等を触ることなく、映像の投射面である壁面等を触るという直感的な動作で表示用光源のオン／オフ制御ができる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態および変形例についても同様である。
＜２．第２の実施の形態＞
　次に、本開示の第２の実施の形態について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
［２．１　制御系の構成および動作］
　図１０は、本実施の形態の投射型表示装置における検出部１２０の画像処理／タッチ検出部１２３による省電力制御の動作フローの一例を示している。なお、本実施の形態において、投射型表示装置の光学系の全体構成は図１と略同様であっても良い。また、制御系の構成は図７と略同様であっても良い。また、投射表示部１１０の制御部１１２による省電力制御の動作フローは、図９と略同様であっても良い。また、図１０の動作フローにおいて、図８と同一のステップ番号を付した部分では、図８の動作フローと略同様の動作を行ってもよい。
　上記第１の実施の形態では、省電力モード（ｓｌｅｅｐモード）と通常の動作モード（ｗａｋｅｕｐモード）との移行を単純に物体検出の有無に応じて行うようにしたが、ジェスチャー動作に応じた省電力制御を行うようにしてもよい。この場合、画像処理／タッチ検出部１２３には、検出された物体の座標だけでなく、物体の移動軌跡等を解析するような高度な画像処理機能を持たせればよい。画像処理／タッチ検出部１２３で認識するジェスチャー動作は例えばダブルタップやスワイプ等であってもよい。
　例えば、画像処理／タッチ検出部１２３は、省電力モードへの移行後に、物体の検出状態として省電力モードの解除を指示する解除ジェスチャー動作（ｗａｋｅｕｐジェスチャー）を検出した場合に、解除指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｌ）を制御部１１２に出力してもよい。また、画像処理／タッチ検出部１２３は、物体の検出状態として省電力モードへの移行を指示する省電力ジェスチャー動作（ｓｌｅｅｐジェスチャー）を検出した場合に、省電力指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｈ）を制御部１１２に出力してもよい。
　例えば図１０に示したように、画像処理／タッチ検出部１２３は、ステップＳ１１において、ｓｌｅｅｐ信号がＬになっている場合（ステップＳ１１；Ｙ）には、省電力ジェスチャー動作（ｓｌｅｅｐジェスチャー）を検出したか否かを判定してもよい（ステップＳ１６）。省電力ジェスチャー動作を検出した場合（ステップＳ１６；Ｙ）には、省電力モードに移行するよう、ｓｌｅｅｐ信号をＬからＨに切り替えて出力してもよい（ステップＳ１４）。省電力ジェスチャー動作を検出しなかった場合（ステップＳ１６；Ｎ）には、ｓｌｅｅｐ信号をＬのままとし、通常の動作モードを継続させてもよい。
　また、画像処理／タッチ検出部１２３は、ステップＳ１１において、ｓｌｅｅｐ信号がＬになっていない場合（ステップＳ１１；Ｎ）には、解除ジェスチャー動作（ｗａｋｅｕｐジェスチャー）を検出したか否かを判定してもよい（ステップＳ１７）。解除ジェスチャー動作を検出した場合（ステップＳ１７；Ｙ）には、省電力モードを解除して通常の動作モードに移行するよう、ｓｌｅｅｐ信号をＨからＬに切り替えて出力してもよい（ステップＳ１５）。解除ジェスチャー動作を検出しなかった場合（ステップＳ１７；Ｎ）には、画像処理／タッチ検出部１２３は、ｓｌｅｅｐ信号をＨのままとし、省電力モードを継続させてもよい。
　なお、その他、特定の座標位置における物体検出の有無によって、省電力制御を行うようにしてもよい。例えば、画像処理／タッチ検出部１２３は、省電力モードへの移行後に、特定の第１の座標位置において物体の検出がなされた場合に、解除指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｌ）を制御部１１２に出力してもよい。また、画像処理／タッチ検出部１２３は、特定の第２の座標位置において物体の検出がなされた場合に、省電力指示信号（ｓｌｅｅｐ信号＝Ｈ）を制御部１１２に出力してもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
　次に、本開示の第３の実施の形態について説明する。以下では、上記第１または第２の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
［３．１　制御系の構成および動作］
　図１１は、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の一構成例を示している。図１２は、本実施の形態における投射表示部１１０の制御部１１２による省電力制御の動作フローの一例を示している。なお、本実施の形態において、投射型表示装置の光学系の全体構成は図１と略同様であっても良い。また、検出部１２０の画像処理／タッチ検出部１２３による省電力制御の動作フローは、図８または図１０と略同様であっても良い。また、図１２の動作フローにおいて、図９と同一のステップ番号を付した部分では、図９の動作フローと略同様の動作を行ってもよい。
　上記第１および第２の実施の形態では、省電力制御の対象が表示用光源のみである場合を例にしたが、その他の部分を省電力制御の対象にしてもよい。例えば、検出部１２０の撮像素子２２と検出用光源である赤外レーザ１２１とを省電力制御の対象にしてもよい。例えば、制御部１１２は、省電力モードにおける撮像素子２２のフレームレートを、通常の動作モードにおけるフレームレートに比べて低くする制御を行ってもよい。この場合、通常の動作モードのフレームレートは例えば６０ｆｐｓ（frame per second）、省電力モードにおけるフレームレートは例えば１５ｆｐｓであってもよい。また、省電力モード時には、撮像素子２２のフレームレートに同期するように、検出用光源を間欠的に点灯動作させるようにしてもよい。
　例えば図１２に示したように、制御部１１２は、ステップＳ２４において、省電力モードに移行するよう、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号をＨからＬに切り替えて出力し、さらにフレームレートを制御するｆｐｓ制御信号（Ｆｒａｍｅ　Ｒａｔｅ信号）をＬにして出力してもよい（ステップＳ２６）。これにより、省電力モードにおける撮像素子２２のフレームレートが低くなる。
　また、制御部１１２は、ステップＳ２５において、通常の動作モードに移行するよう、ＬＤ　ｅｎａｂｌｅ（ＲＧＢ）信号をＬからＨに切り替えて出力し、さらにＦｒａｍｅ　Ｒａｔｅ信号をＨにして出力してもよい（ステップＳ２７）。これにより、通常の動作モードにおける撮像素子２２のフレームレートが通常の状態となる。
＜４．第４の実施の形態＞
　次に、本開示の第４の実施の形態について説明する。以下では、上記第１ないし第３の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
［４．１　制御系の構成および動作］
　図１３は、本実施の形態の投射型表示装置における制御系の一構成例を示している。なお、本実施の形態において、投射型表示装置の光学系の全体構成は図１と略同様であっても良い。また、検出部１２０の画像処理／タッチ検出部１２３による省電力制御の動作フローは、図８または図１０と略同様であっても良い。また、投射表示部１１０の制御部１１２による省電力制御の動作フローは、図９または図１２と略同様であっても良い。
　上記第１ないし第３の実施の形態では、物体の検出とｓｌｅｅｐ信号の出力とを検出部１２０において行うようにしたが、図１３に示したように、検出部１２０とは別に、カメラ１２４と画像処理／タッチ検出部１２５とを追加して、物体の検出とｓｌｅｅｐ信号の出力とを行うようにしてもよい。
　カメラ１２４は、例えば映像の投影面近辺を撮影するように設置してもよい。画像処理／タッチ検出部１２５は、省電力制御に必要とされる程度の検出レベルで物体検出を行ってもよい。画像処理／タッチ検出部１２５による省電力制御の動作は、図８または図１０と略同様であっても良い。
　なお、検出部１２０とカメラ１２４のいずれの検出結果に基づいて省電力制御を行うかを使用者の好みに応じて選択可能にしてもよい。
＜５．その他の実施の形態＞
　本開示による技術は、上記各実施の形態および変形例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
　例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
　照明光となる光を発する表示用光源を有し、前記照明光によって映像を投影面に投影する投射表示部と、
　検出用の光を発する検出用光源を有し、前記投影面上もしくは前記投影面近傍における物体を検出する検出部と
　を備え、
　前記検出部は、前記物体の検出状態に応じて、省電力モードへの移行を指示する省電力指示信号を前記投射表示部に出力し、
　前記投射表示部は、前記省電力指示信号に基づいて、前記表示用光源を消灯させる
　検出機能付き投射型表示装置。
（２）
　前記検出部は、前記省電力モードへの移行後においても、前記検出用光源を点灯させ、前記物体の検出を続行する
　上記（１）に記載の検出機能付き投射型表示装置。
（３）
　前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に前記物体の検出がなされた場合には、前記物体の検出状態に応じて、前記省電力モードの解除を指示する解除指示信号を前記投射表示部に出力し、
　前記投射表示部は、前記解除指示信号に基づいて、前記表示用光源を点灯させる
　上記（２）に記載の検出機能付き投射型表示装置。
（４）
　前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に、前記物体の検出状態として前記省電力モードの解除を指示する解除ジェスチャー動作を検出した場合に、前記解除指示信号を前記投射表示部に出力する
　上記（３）に記載の検出機能付き投射型表示装置。
（５）
　前記検出部は、少なくとも、所定の期間、前記物体の検出がなされなかった場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
　上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
（６）
　前記検出部は、少なくとも、前記物体の検出状態として前記省電力モードへの移行を指示する省電力ジェスチャー動作を検出した場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
　上記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
（７）
　前記検出部は、前記物体を検出する撮像素子をさらに有し、前記省電力モードにおける前記撮像素子のフレームレートを、前記省電力モードではない場合のフレームレートに比べて低くする
　上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
（８）
　前記投射表示部は、前記照明光を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブと、前記ライトバルブからの前記変調光を前記投影面上に投影すると共に、前記変調光の進行方向とは逆方向から前記物体の検出光が入射される投射レンズとをさらに有し、
　前記検出部は、前記ライトバルブと光学的に共役な位置に配置された撮像素子をさらに有し、
　前記撮像素子には、前記検出用の光が前記物体に当たって拡散された光が、前記物体の検出光として、前記投射レンズを介して入射される
　上記（１）ないし（７）のいずれか１つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
（９）
　前記検出用の光は、前記投影面から所定の高さにおいて、少なくとも映像の投影エリアに対応するエリアを覆うように出射される
　上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
（１０）
　前記検出用の光は、赤外光である
　上記（１）ないし（９）のいずれか１つに記載の検出機能付き投射型表示装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０１４年９月３日に出願された日本特許出願番号第２０１４－１７８９６３号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (10)

  1. 　照明光となる光を発する表示用光源を有し、前記照明光によって映像を投影面に投影する投射表示部と、
    　検出用の光を発する検出用光源を有し、前記投影面上もしくは前記投影面近傍における物体を検出する検出部と
    　を備え、
    　前記検出部は、前記物体の検出状態に応じて、省電力モードへの移行を指示する省電力指示信号を前記投射表示部に出力し、
    　前記投射表示部は、前記省電力指示信号に基づいて、前記表示用光源を消灯させる
    　検出機能付き投射型表示装置。
  2. 　前記検出部は、前記省電力モードへの移行後においても、前記検出用光源を点灯させ、前記物体の検出を続行する
    　請求項１に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  3. 　前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に前記物体の検出がなされた場合には、前記物体の検出状態に応じて、前記省電力モードの解除を指示する解除指示信号を前記投射表示部に出力し、
    　前記投射表示部は、前記解除指示信号に基づいて、前記表示用光源を点灯させる
    　請求項２に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  4. 　前記検出部は、前記省電力モードへの移行後に、前記物体の検出状態として前記省電力モードの解除を指示する解除ジェスチャー動作を検出した場合に、前記解除指示信号を前記投射表示部に出力する
    　請求項３に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  5. 　前記検出部は、少なくとも、所定の期間、前記物体の検出がなされなかった場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
    　請求項１に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  6. 　前記検出部は、少なくとも、前記物体の検出状態として前記省電力モードへの移行を指示する省電力ジェスチャー動作を検出した場合に、前記省電力指示信号を前記投射表示部に出力する
    　請求項１に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  7. 　前記検出部は、前記物体を検出する撮像素子をさらに有し、前記省電力モードにおける前記撮像素子のフレームレートを、前記省電力モードではない場合のフレームレートに比べて低くする
    　請求項１に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  8. 　前記投射表示部は、前記照明光を映像データに基づいて変調し、その変調光を出射するライトバルブと、前記ライトバルブからの前記変調光を前記投影面上に投影すると共に、前記変調光の進行方向とは逆方向から前記物体の検出光が入射される投射レンズとをさらに有し、
    　前記検出部は、前記ライトバルブと光学的に共役な位置に配置された撮像素子をさらに有し、
    　前記撮像素子には、前記検出用の光が前記物体に当たって拡散された光が、前記物体の検出光として、前記投射レンズを介して入射される
    　請求項１に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  9. 　前記検出用の光は、前記投影面から所定の高さにおいて、少なくとも映像の投影エリアに対応するエリアを覆うように出射される
    　請求項１に記載の検出機能付き投射型表示装置。
  10. 　前記検出用の光は、赤外光である
    　請求項１に記載の検出機能付き投射型表示装置。
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