JP2008148089A - 投影装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】人のみに反応して発光輝度を制御する投影装置を提供する。
【解決手段】投影装置は、像を形成する素子２２２を発光部２２３で照明して光学像を投影する投射ユニット２００と、被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像ユニット１００と、画像から顔を検出する顔検出手段１０１と、投射ユニット２００による投影中に光学像の少なくとも一部または光学像の近傍を含む領域を撮像ユニット１００に撮像させ、撮像ユニット１００が出力する画像信号から顔検出するように顔検出手段１０１を制御するとともに、顔検出手段１０１による検出結果を用いて光学像の輝度を制御する制御手段１０１とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、投影装置およびカメラに関する。

投射型表示装置による投影中に物体を検出すると、投影像を暗転させる技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−１９６３７号公報

従来の技術では、人以外の物が投影領域に入った場合にも反応してしまう問題があった。

（１）請求項１に記載の発明による投影装置は、像を形成する素子を発光部で照明して光学像を投影する投射ユニットと、被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像ユニットと、画像から顔を検出する顔検出手段と、投射ユニットによる投影中に光学像の少なくとも一部または光学像の近傍を含む領域を撮像ユニットに撮像させ、撮像ユニットが出力する画像信号から顔検出するように顔検出手段を制御するとともに、顔検出手段による検出結果を用いて光学像の輝度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項１に記載の投影装置において、制御手段は、顔検出手段が検出した画像中の顔位置に応じて光学像の輝度を制御することもできる。
（３）請求項２に記載の投影装置において、制御手段は、顔位置が投射ユニットによる投影範囲内に対応する場合に光学像の輝度を通常輝度より下げることが好ましい。
（４）請求項１に記載の投影装置はさらに、被写体までの距離情報を取得する測距手段を備えてもよい。この場合の制御手段は、顔検出手段が検出した顔について取得された距離情報に応じて光学像の輝度を制御することもできる。
（５）請求項４に記載の投影装置において、制御手段は、距離情報が所定距離以下を示す場合に光学像の輝度を通常輝度より下げることが好ましい。
（６）請求項１に記載の投影装置はさらに、被写体までの距離情報を取得する測距手段を備えてもよい。この場合の制御手段は、顔検出手段が検出した画像中の顔位置および顔検出手段が検出した顔について取得された距離情報に応じて光学像の輝度を制御することもできる。
（７）請求項６に記載の投影装置において、制御手段は、顔位置が投射ユニットによる投影範囲に対応し、かつ距離情報が所定距離以下を示す場合に光学像の輝度を通常輝度より下げることが好ましい。
（８）請求項４〜７のいずれか一項に記載の投影装置において、制御手段は、測距手段で距離情報を取得不能の場合、光学像の投影を停止させることもできる。
（９）請求項９に記載の発明による投影装置は、像を形成する素子を発光部で照明して光学像を投影する投射ユニットと、被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像ユニットと、画像から顔を検出する顔検出手段と、投射ユニットによる投影像の少なくとも一部を含むように撮像ユニットに撮像させ、投射ユニットが投影する画像、および撮像ユニットが出力する画像信号からそれぞれ顔検出するように顔検出手段を制御するとともに、顔検出手段が、投影する画像から検出していない顔を画像信号から検出するか否かに応じて光学像の輝度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
（１０）請求項９に記載の投影装置において、制御手段は、顔検出手段が、投影する画像から検出していない顔を画像信号から検出した場合に光学像の輝度を通常輝度より下げることが好ましい。
（１１）請求項９または１０に記載の投影装置において、投射ユニットの開口および撮像ユニットの開口を縦に並べて配設するのが好ましい。
（１２）請求項１〜１１のいずれか一項に記載の投影装置において、制御手段は、顔検出手段が顔検出を実行後、撮像ユニットが出力する画像信号において投射ユニットによる投影像の外側に対応する画像信号で輝度変化が生じた場合、顔検出手段に再度顔検出を実行させることが好ましい。
（１３）請求項１２に記載の投影装置において、制御手段は、顔検出手段が顔検出を実行してから所定時間が経過した場合、顔検出手段に再度顔検出を実行させることが好ましい。
（１４）請求項１〜１３のいずれか一項に記載の投影装置において、制御手段は、素子に形成する像のうち、顔検出手段が検出した顔に対応する領域の光学像の輝度が低くなるように投射ユニットをさらに制御することもできる。
（１５）本発明によるカメラは、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の投影装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、人のみに反応して発光輝度を制御できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるプロジェクタ付き電子カメラ（以下、ＰＪ内蔵電子カメラと呼ぶ）を前方から見た図である。図１において、ＰＪ内蔵電子カメラの正面には、撮像光学系１２１と、投影光学系２２１と、照明光窓１０６Ａとが設けられている。ＰＪ内蔵電子カメラは、机上などに載置された状態、または不図示のクレードル上に載置された状態で、ＰＪ内蔵電子カメラの前方のスクリーンなどに向けて、内蔵する投射ユニット２００（プロジェクタ）によって画像などの投影情報を投影する。ＰＪ内蔵電子カメラの上面には、レリーズボタン１０３Ａが設けられている。後述するカメラユニット１００（図２）の撮像光学系１２１と、投射ユニット２００の投影光学系２２１とは縦方向に並べて配設される。

図２は、ＰＪ内蔵電子カメラの構成を説明するブロック図である。図２においてＰＪ内蔵電子カメラは、投射ユニット２００と、カメラユニット１００と、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、操作部材１０３と、液晶モニタ１０５と、外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路１０４と、照明装置１０６とを備え、着脱可能なメモリカード１５０が実装される。

ＣＰＵ１０１は、制御プログラムに基づいて、カメラ内各部から入力される信号を用いて所定の演算を行うなどして、カメラ内各部に対する制御信号を送出することにより、ＰＪ内蔵電子カメラの撮影動作および投影動作をそれぞれ制御する。なお、制御プログラムはＣＰＵ１０１内の不図示の不揮発性メモリに格納される。

メモリ１０２はＣＰＵ１０１の作業用メモリとして使用される。操作部材１０３はレリーズボタン１０３Ａを含み、操作されたボタンやスイッチに対応する操作信号をＣＰＵ１０１へ送出する。メモリカード１５０は不揮発性メモリによって構成され、ＣＰＵ１０１の指示によりデータの書き込み、保存および読み出しが可能である。

液晶モニタ１０５は、ＣＰＵ１０１からの指示により画像やテキストなどの情報を表示する。テキスト情報は、ＰＪ内蔵電子カメラの操作メニュー、メッセージなどである。外部インターフェイス回路１０４は、ＣＰＵ１０１からの指示により不図示のケーブルまたは無線通信ユニットを介して外部機器（パーソナルコンピュータ、クレードルなど）との間でコマンドおよびデータを送受信する。

カメラユニット１００は撮像光学系１２１、撮像素子１２２および撮像制御回路１２３を有し、ＣＰＵ１０１からの指示に応じて撮影を行う。撮像光学系１２１は、撮像素子１２２の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像素子１２２としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子などが用いられる。撮像制御回路１２３は、ＣＰＵ１０１からの指示により撮像素子１２２を駆動制御するとともに、撮像素子１２２から出力される画像信号に対して所定の信号処理を行う。信号処理後の画像のデータは、所定形式の画像ファイルとしてメモリカード１５０に記録される。

照明装置１０６は、撮影時にＣＰＵ１０１から発光指示された場合に所定光量で閃光発光し、被写体を照明する。照明光は照明光窓１０６Ａを介してカメラ前方へ射出される。

投射ユニット２００は、投影光学系２２１、液晶パネル２２２、ＬＥＤ光源２２３、および投射制御回路２２４を含む。ＬＥＤ光源２２３は、供給電流に応じた明るさで液晶パネル２２２を照明する。液晶パネル２２２は、投射制御回路２２４からの駆動信号に応じて光像を生成する。投影光学系２２１は、液晶パネル２２２から射出される光像を投射する。投射制御回路２２４は、ＣＰＵ１０１からの指示により、ＬＥＤ光源２２３および液晶パネル２２２へ制御信号を送出する。

投射ユニット２００は、メモリカード１５０内に保存されている画像データの他、外部インターフェイス回路１０４を介して外部機器から供給される画像データによる再生画像を投影可能に構成され、ＣＰＵ１０１から指示された画像を投影する。

ＰＪ内蔵電子カメラは、カメラユニット１００で撮影を行う撮影モードと、投射ユニット２００から情報を投影する投影モードとを有する。本実施形態は、投影モードにおいて「安全モード」が指示された場合の動作に特徴を有するので、この動作を中心に説明する。「安全モード」は、投影範囲にプレゼンターなどの「顔」を検出すると光源輝度を抑制するモードである。

＜顔検出＞
ＰＪ内蔵電子カメラは、撮影モード時にオートフォーカス調節の対象とするフォーカスエリアを決定するため、「顔検出」処理を実行可能に構成されている。顔検出は、撮影時の撮影準備画像（いわゆるスルー画像）の中から人物の顔に対応する画像領域を抽出するものである。スルー画像は、撮影指示前に撮像素子１２２で逐次撮像され、液晶モニタ１０５に再生表示される画像である。

ＣＰＵ１０１は、スルー画像の中から以下のように顔領域を抽出する。抽出方法としては、特開平９−１３８４７０号公報に開示されるように、特定色を抽出する方法、特定形状パターンを抽出する方法、背景に相当すると推定される領域を除去する方法等の複数の異なる抽出方法をあらかじめ評価して重みを定め、各抽出方法で主要な被写体像（主要部）を抽出し、抽出された主要部を定めた重みで重み付けし、その結果に応じて主要部を判定および抽出する。

また、別の主要部抽出方法としては、特開平９−１３８４７１号公報に開示されるように、画像中の複数点の濃度または輝度を測定してその変化量を求め、変化量が所定値以上の点を基準点として設定した後に、基準点から所定範囲内で濃度等の変化量等を用いて検索範囲および検索方向パターンを設定し、検索範囲内で検索方向パターンが示す方向における濃度等の変化量が所定値以上の箇所を検索し、次いでこの箇所を基準として検索を行うことを繰り返し、検索・設定した基準点を結んで主要部を抽出する。

ＣＰＵ１０１は、液晶モニタ１０５に表示しているスルー画像について顔領域を抽出し、液晶モニタ１０５に抽出した顔領域を示す表示を行わせる。図３は、この場合における液晶モニタ１０５の表示画面を例示する図である。図３において、顔３０が認識され、認識した顔（上記抽出した顔）を示す枠３１がスルー画像に重ねてオーバーレイ表示される。

ＣＰＵ１０１は、このように認識した顔を示す枠３１内に対応する画像データを用いてフォーカス調節を行うことにより、認識した顔にピント合わせを行う。複数の顔を認識した場合には、たとえばカメラに最至近の顔を対象にピント合わせを行う。撮像光学系１２１を構成するフォーカスレンズのピント合わせ後の位置（合焦位置）は、カメラから被写体（顔）までの距離に応じて異なる。

本実施形態のＰＪ内蔵電子カメラは、投影モード時にも上記顔認識を行うことにより、ＬＥＤ光源２２３の発光量を制御する安全モードの動作を行う。

図４および図５は、安全モードの場合にＣＰＵ１０１が実行する光量制御処理の流れを説明するフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、投影モード時に操作部材１０３を構成する不図示の安全スイッチからオン操作信号が入力されると、図４による処理を起動する。図４および図５による処理は、不図示の安全スイッチからオフ操作信号が入力されるまで繰り返し行われる。

図４のステップＳ１において、ＣＰＵ１０１はレンズ位置がWIDEか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、撮像光学系１２１を構成するズームレンズの位置が所定位置よりWIDE側にある場合にステップＳ１を肯定判定してステップＳ３へ進み、所定位置よりTELE側にある場合にはステップＳ１を否定判定してステップＳ２へ進む。

ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は撮像制御回路１２３へ指示を送り、ズームレンズを所定のWIDE位置へ移動させてステップＳ３へ進む。これにより、ＰＪ内蔵電子カメラは、投射ユニット２００が投影する投影範囲より広い範囲をカメラユニット１００で撮影するように撮影画角が制御される。

ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は投射制御回路２２４へ指示を送り、ＬＥＤ光源２２３を低輝度で点灯させてステップＳ４へ進む。低輝度は、ＬＥＤ光源２２３による通常の点灯輝度（高輝度点灯）に比べて、たとえば半分の輝度に発光量を絞った状態である。これにより、指示されている投影ソース（たとえば、メモリカード１５０に記録されている画像ファイル）の再生画像が、投射ユニット２００からスクリーン（不図示）へ低輝度で投影される。

ステップＳ４において、ＣＰＵ１０１は投影面（スクリーン）に焦点合わせが可能か否かを判定する。図６は、カメラユニット１００で撮影される撮影画面を例示する図である。図６において、ＰＪ内蔵電子カメラは、投影範囲６１より広い撮影範囲６０を撮影する。投射ユニット２００が低輝度で投影を行うため、撮影範囲６０において投影範囲６１の外側には枠状に投影範囲外領域６２が存在する。投影範囲６１は投影範囲外領域６２より明るく撮像されることから、ＣＰＵ１０１は投影範囲６１と投影範囲外領域６２との間でコントラスト検出が可能である。

ＣＰＵ１０１は、カメラユニット１００で取得された画像からコントラストを検出した場合にステップＳ４を肯定判定してステップＳ５へ進み、カメラユニット１００で取得された画像からコントラストを検出できない場合には当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ５へ進む場合は、ＣＰＵ１０１がスクリーンに対してコントラスト方式による焦点調節を行う。具体的には、撮像光学系１２１のフォーカスレンズを光軸方向に進退移動させながら、撮像素子１２２から出力される撮像信号に基づいて周知の焦点評価値演算を行うことにより、画像の高周波成分を尖鋭度に置き換えた焦点評価値（コントラスト情報と呼ぶ）を算出する。コントラスト情報は、撮像光学系１２１が撮像素子１２２上に尖鋭像を結ぶ合焦状態で最大になるため、コントラスト情報を最大にする位置へフォーカスレンズを移動させる。

ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は合焦位置（合焦後のフォーカスレンズ位置）を示すデータをメモリ１０２の所定領域に記録してステップＳ６へ進む。ステップＳ６において、ＣＰＵ１０１は顔認識データがあるか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、投影中の画像ファイル内に顔領域を示すデータが記録されている場合、当該データを読み出してステップＳ６を肯定判定し、図５のステップＳ１３へ進む。ＣＰＵ１０１は、投影中の画像ファイル内に顔領域を示すデータが記録されていない場合、ステップＳ６を否定判定してステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、ＣＰＵ１０１は、投影中の画像データを対象に顔認識処理を開始してステップＳ８へ進む。ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は顔認識に必要な特徴点を抽出してステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、ＣＰＵ１０１は顔認識可能か否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、顔認識できた場合にステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０へ進み、顔認識できなかった場合にはステップＳ９を否定判定し、図５のステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ１０１は、認識した顔の位置および領域（大きさ）を示すデータを投影中の画像ファイル内に記録して図５のステップＳ１３へ進む。記録データは、たとえば、メモリ１０２内に展開した画像データ中で顔を示す枠３１に対応するデータの座標と範囲を表す。

図５のステップＳ２２を肯定判定した場合、またはステップＳ２５を肯定判定した場合に進むステップＳ１１において、ＣＰＵ１０１は投影している画像が同じか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、前回顔認識を行った時点と同じ画像を投影している場合はステップＳ１１を肯定判定して図５のステップＳ１３へ進む。ＣＰＵ１０１は、同じ画像を投影していない場合にはステップＳ１１を否定判定し、ステップＳ４へ戻る。

上記ステップＳ１１の判定処理では、静止画像を投影している場合またはスライドショー投影している場合において、顔認識を行った時点と同じコマの画像を投影していればステップＳ１３へ進む。一方、静止画像またはスライドショー投影している場合において顔認識を行った時点と異なるコマの画像を投影している場合、および動画像を投影している場合は、いずれもステップＳ４へ戻る。ステップＳ４へ戻る場合は投影中の画像を対象に顔認識処理を再び行い、ステップＳ１３へ進む場合はスルー画像を対象に顔認識処理を行う。

図５のステップＳ１３において、ＣＰＵ１０１は、撮影データ（投影中の投影画像を撮像したスルー画像）を対象に顔認識処理を開始してステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ１０１は顔認識に必要な特徴点を抽出してステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、ＣＰＵ１０１は顔認識可能か否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、顔認識できた場合にステップＳ１５を肯定判定してステップＳ１６へ進み、顔認識できなかった場合にはステップＳ１５を否定判定し、ステップＳ２１へ進む。

ステップＳ１６において、ＣＰＵ１０１は投影データと撮影データ（スルー画像）とを比較判定してステップＳ１７へ進む。比較判定は、両画像において認識した顔の位置および領域を対象にする。ステップＳ１７において、ＣＰＵ１０１は、投影データから認識されていない顔が撮影データから認識されたか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０において記録したデータに対応しない顔がスルー画像から認識された場合にステップＳ１７を肯定判定してステップＳ１８へ進む。一方、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０において記録したデータに対応する顔のみがスルー画像から認識された場合にステップＳ１７を否定判定してステップＳ２１へ進む。

図６に例示したスルー画像において、顔３０Ａが認識されている。認識した顔を示す枠３１Ａは、投影データにおいて認識された顔枠３１（図３）に対応する。スルー画像において他に顔が認識されない場合、ＣＰＵ１０１はステップＳ１７を否定判定する。

ステップＳ１８において、ＣＰＵ１０１は一番手前（ＰＪ内蔵電子カメラに近い）顔に対して焦点調節を行ってステップＳ１９へ進む。具体的には、当該顔領域に対応する撮像信号に基づいてコントラスト情報を算出し、このコントラストを最大にする位置へフォーカスレンズを移動させる。

ステップＳ１９において、ＣＰＵ１０１は、一番手前の顔に対する合焦位置が投影面（スクリーン）に対する合焦位置と同じか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２の所定領域に記録した（ステップＳ５）合焦位置と一番手前の顔に対する合焦位置とが合致する（一番手前の顔までの距離がスクリーンまでの距離と同じ）場合はステップＳ１９を肯定判定してステップＳ２１へ進み、合致しない（一番手前の顔までの距離がスクリーンまでの距離より短い）場合にはステップＳ１９を否定判定してステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ１０１は投射制御回路２２４へ指示を送り、ＬＥＤ光源２２３を低輝度で点灯させてステップＳ２２へ進む。なお、既に低輝度で点灯している場合は低輝度状態を維持させる。

ステップＳ２１において、ＣＰＵ１０１は投射制御回路２２４へ指示を送り、ＬＥＤ光源２２３を高輝度で点灯させてステップＳ２２へ進む。高輝度は、ＬＥＤ光源２２３による点灯輝度を低輝度の２倍（通常輝度）に高めた状態をいう。

ステップＳ２２において、ＣＰＵ１０１は、投影範囲外で輝度変化があるか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、図６に例示した投影範囲外領域６２に対応する画素信号の信号値が所定値以上変化した場合にステップＳ２２を肯定判定し、図４のステップＳ１１へ進む。ＣＰＵ１０１は、投影範囲外領域６２に対応する画素信号の信号値の変化が所定値未満の場合にはステップＳ２２を否定判定し、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３において、ＣＰＵ１０１は１秒待機してステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４において、ＣＰＵ１０１はカウンタに１を加算してステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５において、ＣＰＵ１０１はカウント値＝１０か否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、カウンタの値が１０の場合にステップＳ２５を肯定判定し、図４のステップＳ１１へ進む。ＣＰＵ１０１は、カウント値が１０でない場合にはステップＳ２５を否定判定し、ステップＳ２２へ戻る。

以上説明した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。

（１）ＰＪ内蔵電子カメラは、投射ユニット２００から投影中にカメラユニット１００によりスルー画像を取得する。さらに、スルー画像を対象に顔認識を行い、顔認識結果を用いて投射ユニット２００の光源部の輝度を制御するので、スルー画像から顔を認識した場合にのみ投影光の輝度を変えることができる。

（２）ＰＪ内蔵電子カメラは、スルー画像において認識した顔の位置に応じて投射ユニット２００の光源部の輝度を制御するので、スルー画像の所定領域内に顔を認識した場合にのみ投影光の輝度を変えることができる。
（３）投射ユニット２００による投影範囲に対応する領域内に顔を認識した場合に投影光の輝度を通常輝度より下げたので、投影範囲に位置する顔を対象に防眩動作を行うことができる。

（４）ＰＪ内蔵電子カメラは、スルー画像において認識した顔までの距離情報に応じて投射ユニット２００の光源部の輝度を制御するので、ＰＪ内蔵電子カメラから所定距離内に顔を認識した場合にのみ投影光の輝度を変えることができる。
（５）一番手前の顔までの距離がスクリーンまでの距離より短い、すなわち、顔認識した顔がＰＪ内蔵電子カメラから所定距離内の場合に投影光の輝度を通常輝度より下げたので、近距離の顔を対象に防眩動作を行うことができる。

（６）ＰＪ内蔵電子カメラは、スルー画像において認識した顔の位置、および当該顔までの距離情報に応じて投射ユニット２００の光源部の輝度を制御するので、スルー画像の所定領域内であり、ＰＪ内蔵電子カメラから所定距離内に顔を認識した場合にのみ投影光の輝度を変えることができる。
（７）投射ユニット２００による投影範囲に対応する領域内であり、かつＰＪ内蔵電子カメラから所定距離内に顔を認識した場合に投影光の輝度を通常輝度より下げたので、投影範囲内で近距離の顔を対象に防眩動作を行うことができる。

（８）ＰＪ内蔵電子カメラは、投射ユニット２００による投影像を含むようにカメラユニット１００でスルー画像を取得する。さらに、投射ユニット２００が投影する画像データ、およびスルー画像を対象にそれぞれ顔認識を行い、投影する画像データから認識されない顔がスルー画像から認識されるか否かに応じて投射ユニット２００の光源部の輝度を制御する。これにより、投影像と異なる顔に向かう投影光の輝度を変えることができる上に、投影像に含まれる顔を防眩動作の対象にすることがない。
（９）投影像と異なる顔を認識した場合に投影光の輝度を通常輝度より下げたので、投影像と異なる顔を対象に防眩動作を行うことができる。

（１０）ＰＪ内蔵電子カメラの通常姿勢における投射ユニット２００の投影光学系２２１の開口と、カメラユニット１００の撮像光学系１２１の開口とを縦に並べて配設した。これにより、投影像より左右に広いスルー画像が得られ、かつ距離によらず水平方向の位置ずれがなくなるため、投影像の左右において投影像と異なる顔や輝度変化を認識しやすくなる。

（１１）顔認識を行った後、スルー画像において投影像の外側で輝度変化が生じた場合に再び顔認識を行うようにしたので、投影像の外側から投影範囲内に物体が進入する場合に、再び顔認識させることができる。
（１２）顔認識を行った後、所定時間が経過すると再び顔認識を行うようにしたので、上記輝度変化が検出できない場合に、再度顔認識させることができる。

（変形例１）
上記（１０）において、投影光学系２２１の開口と撮像光学系１２１の開口とを縦に並べて、両者の視差の影響を水平方向において抑える例を説明した。しかしながら、垂直方向については、ＰＪ内蔵電子カメラから投影面（スクリーン）までの距離が短い場合に視差の影響を受ける場合がある。具体的には、投影範囲６１が必ずしも撮影範囲６０内で同じ位置とならない。

図７は、投影面（スクリーン）までの距離と、その距離における投影範囲６１および撮影範囲６０を説明する図である。図７において、投影光学系２２１の光軸と撮像光学系１２１の光軸とを平行とし、両光軸間の距離をｄとする。位置Ａ（ＰＪ内蔵電子カメラからの距離Ｌａ）、位置Ｂ（ＰＪ内蔵電子カメラからの距離Ｌｂ）、位置Ｃ（ＰＪ内蔵電子カメラからの距離Ｌｃ）にそれぞれスクリーンを設けた場合、当該スクリーン上の投影範囲６１と撮影範囲６０との相対位置は距離に応じて変化する。なお、３つの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃにおける投影範囲６１および撮影範囲６０の大きさは、同じ大きさで図示するように比率を変えている。

図７によれば、ＰＪ内蔵電子カメラと投影面（スクリーン）までの距離が短いほど、撮影範囲６０の中心と投影範囲６１の中心とのずれが大きくなる。両者の垂直方向の距離をｙとすると、位置Ａの場合の距離ｙａは、ｙａ＝Ｙ×ｄ／(２×Ｌａ×tanθ)である。ただし、撮影画像の高さをＹとし、撮影画角を(２×θ)とする。同様に、位置Ｂの場合の距離ｙｂは、ｙｂ＝Ｙ×ｄ／(２×Ｌｂ×tanθ)であり、位置Ｃの場合の距離ｙｃは、ｙｃ＝Ｙ×ｄ／(２×Ｌｃ×tanθ)である。

距離ｄはカメラボディの設計情報から既知であり、角度θは撮像光学系１２１の設計情報から既知である（撮像光学系１２１がズーム光学系の場合は、ズーム繰出し量から換算すればよい）。したがって、合焦動作によって投影面（スクリーン）までの距離Ｌが得られれば、ＣＰＵ１０１に上式を演算させることによって撮影範囲６０内における投影範囲６１の位置を予測させることができる。

以上説明したように、投影光学系２２１と撮像光学系１２１との視差の影響がある場合でも、撮影範囲６０内で投影範囲６１の位置を予測できる。このような予測演算をステップＳ１６において投影データと撮影データ（スルー画像）とを比較する際に用いることにより、スルー画像から比較対象の顔部分を速く認識することができる。

（変形例２）
ＰＪ内蔵電子カメラから一番手前の顔までの距離がＰＪ内蔵電子カメラからスクリーンまでの距離より短い場合、すなわち、ステップＳ１９を否定判定する場合にＬＥＤ光源２２３を低輝度で点灯させる例を説明した。ＬＥＤ光源２２３を低輝度点灯する代わりに、ＬＥＤ光源２２３を消灯させるようにしてもよい。

（変形例３）
コントラスト方式による焦点調節を行った際にコントラスト情報を検出できなかった場合にも、ステップＳ１９を否定判定させるとよい。この場合、コントラスト情報が得られずに焦点調節できない状況でＬＥＤ光源２２３を低輝度で点灯させるので、ＰＪ内蔵電子カメラに極めて近い空間内に顔が存在するおそれがある場合にも防眩動作を行わせることができる。

（変形例４）
変形例３の代わりに、焦点調節できない状況でＬＥＤ光源２２３を消灯させてもよい。ＰＪ内蔵電子カメラに極めて近い空間内に顔が存在するおそれがある場合にＬＥＤ光源２２３を消灯させることで、より安全な投影装置が得られる。

（変形例５）
認識した顔を含む領域へ向かう投影光を選択的に減光するように構成してもよい。この場合のＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３〜ステップＳ１５においてスルー画像から新たに認識した顔領域（すなわち、ステップＳ１０において記録したデータに対応しない顔）に対応する方向へ投射ユニット２００が射出する投影光を部分的に減衰させる。具体的には、ＣＰＵ１０１が投射制御回路２２４へ指示を送り、液晶パネル２２２が生成する光像のうち、該当する領域の画素の透過率を通常時より抑え（たとえば１／２）、液晶パネル２２２の画素濃度を高めるように制御する。これにより、新たに認識された顔に向けて投射ユニット２００から投影される投影光が選択的に減光される。スクリーンに投影されている画像が白基調の場合、ＬＥＤ光源２２３を低輝度で点灯させても投影像が十分に暗くならない場合がある。このような場面で変形例５の制御を行うことによって投影像を部分的に暗くすれば、顔に向けて射出される光を部分的に弱めることができる。

（変形例６）
ＬＥＤ光源２２３を低輝度で点灯させる場合、通常輝度の１／２に低減する例を説明した。この代わりに、スルー画像において認識した顔までの距離情報に応じてＬＥＤ光源２２３の点灯輝度を異ならせてもよい。ＰＪ内蔵電子カメラから顔までの距離が短いほど発光輝度の低減率を高め（発光輝度は低い）、ＰＪ内蔵電子カメラから顔までの距離が長いほど発光輝度の低減率を低く（発光輝度は高い）する。低輝度点灯時の発光輝度の変化は、距離の２乗に比例させる。

（変形例７）
ＬＥＤ光源２２３を低輝度で点灯させる場合に、これを報知する警告用ＬＥＤを設けてもよい。この警告用ＬＥＤには、不図示の電源ランプやＡＦ補助光源を流用してもよい。また、液晶モニタ１０５にアラームメッセージやマークを表示させたり、不図示のスピーカから電子音を発生させて知らせるように構成してもよい。

（変形例８）
上述した説明では、スルー画像において認識した顔の位置および領域に応じて行う判定（ステップＳ１６、Ｓ１７）、ＰＪ内蔵電子カメラから認識した顔までの距離情報に応じて行う判定（ステップＳ１８、Ｓ１９）、および投影する画像データから認識されない顔がスルー画像から認識されるか否かに応じて行う判定（ステップ１０、ステップＳ１６、Ｓ１７）を組み合わせて行う例を示した。この代わりに、３つの判定を単独で行ったり、いずれか２つの判定を組み合わせる構成にしてもよい。

（変形例９）
上記の説明では、ＰＪ内蔵電子カメラから被写体（顔、スクリーンなど）までの距離情報を取得する例としてコントラスト検出を行う焦点調節方式を例示した。焦点調節方式は、コントラスト検出方式に限らず位相差検出方式であってもよい。

（変形例１０）
ＰＪ内蔵電子カメラの通常姿勢における投射ユニット２００の投影光学系２２１の開口、およびカメラユニット１００の撮像光学系１２１の開口の配置は、横に並べて配設してもよい。この場合は投影像より上下に広いスルー画像が得られ、投影像の上下において投影像と異なる顔や輝度変化などを検出しやすくなる。

（変形例１１）
カメラユニット１００で撮像する範囲が、投射ユニット２００で投射する範囲より広い場合について説明したが、カメラユニット１００で撮像する範囲は、投射ユニット２００で投射する投影像の範囲の少なくとも一部を含む領域でも構わない。また、カメラユニット１００の撮像範囲に投射ユニット２００で投射する投影像を全く含まず、投影像の近傍を撮像し、この撮像範囲に人がいるかどうかを判断して投影像の輝度を変化させてもよい。投影像の近傍に人がいる場合、この人が投影領域に入ってくる可能性があるためである。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

本発明の一実施の形態によるＰＪ内蔵電子カメラを前方から見た図である。 ＰＪ内蔵電子カメラの構成を説明するブロック図である。 抽出した顔領域を示す表示を例示する図である。 ＣＰＵが実行する光量制御処理の流れを説明するフローチャートである。 ＣＰＵが実行する光量制御処理の流れを説明するフローチャートである。 カメラユニットで撮影される撮影画面を例示する図である。 投影面までの距離と、その距離における投影範囲および撮影範囲を説明する図である。

符号の説明

１００…カメラユニット
１０１…ＣＰＵ
１０３…操作部材
１２１…撮影光学系
２００…投射ユニット
２２１…投影光学系
２２２…液晶パネル
２２３…ＬＥＤ光源
２２４…投射制御回路

Claims (15)

1. 像を形成する素子を発光部で照明して光学像を投影する投射ユニットと、
   被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像ユニットと、
   画像から顔を検出する顔検出手段と、
   前記投射ユニットによる投影中に前記光学像の少なくとも一部または前記光学像の近傍を含む領域を前記撮像ユニットに撮像させ、前記撮像ユニットが出力する画像信号から顔検出するように前記顔検出手段を制御するとともに、前記顔検出手段による検出結果を用いて前記光学像の輝度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする投影装置。
2. 請求項１に記載の投影装置において、
   前記制御手段は、前記顔検出手段が検出した画像中の顔位置に応じて前記光学像の輝度を制御することを特徴とする投影装置。
3. 請求項２に記載の投影装置において、
   前記制御手段は、前記顔位置が前記投射ユニットによる投影範囲内に対応する場合に前記光学像の輝度を通常輝度より下げることを特徴とする投影装置。
4. 請求項１に記載の投影装置において、
   被写体までの距離情報を取得する測距手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記顔検出手段が検出した顔について取得された前記距離情報に応じて前記光学像の輝度を制御することを特徴とする投影装置。
5. 請求項４に記載の投影装置において、
   前記制御手段は、前記距離情報が所定距離以下を示す場合に前記光学像の輝度を通常輝度より下げることを特徴とする投影装置。
6. 請求項１に記載の投影装置において、
   被写体までの距離情報を取得する測距手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記顔検出手段が検出した画像中の顔位置および前記顔検出手段が検出した顔について取得された前記距離情報に応じて前記光学像の輝度を制御することを特徴とする投影装置。
7. 請求項６に記載の投影装置において、
   前記制御手段は、前記顔位置が前記投射ユニットによる投影範囲に対応し、かつ前記距離情報が所定距離以下を示す場合に前記光学像の輝度を通常輝度より下げることを特徴とする投影装置。
8. 請求項４〜７のいずれか一項に記載の投影装置において、
   前記制御手段は、前記測距手段で距離情報を取得不能の場合、前記光学像の投影を停止させることを特徴とする投影装置。
9. 像を形成する素子を発光部で照明して光学像を投影する投射ユニットと、
   被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像ユニットと、
   画像から顔を検出する顔検出手段と、
   前記投射ユニットによる投影像の少なくとも一部を含むように前記撮像ユニットに撮像させ、前記投射ユニットが投影する画像、および前記撮像ユニットが出力する画像信号からそれぞれ顔検出するように前記顔検出手段を制御するとともに、前記顔検出手段が、前記投影する画像から検出していない顔を前記画像信号から検出するか否かに応じて前記光学像の輝度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする投影装置。
10. 請求項９に記載の投影装置において、
    前記制御手段は、前記顔検出手段が、前記投影する画像から検出していない顔を前記画像信号から検出した場合に前記光学像の輝度を通常輝度より下げることを特徴とする投影装置。
11. 請求項９または１０に記載の投影装置において、
    前記投射ユニットの開口および前記撮像ユニットの開口を縦に並べて配設したことを特徴とする投影装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の投影装置において、
    前記制御手段は、前記顔検出手段が顔検出を実行後、前記撮像ユニットが出力する画像信号において前記投射ユニットによる投影像の外側に対応する画像信号で輝度変化が生じた場合、前記顔検出手段に再度顔検出を実行させることを特徴とする投影装置。
13. 請求項１２に記載の投影装置において、
    前記制御手段は、前記顔検出手段が顔検出を実行してから所定時間が経過した場合、前記顔検出手段に再度顔検出を実行させることを特徴とする投影装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の投影装置において、
    前記制御手段は、前記素子に形成する像のうち、前記顔検出手段が検出した顔に対応する領域の前記光学像の輝度が低くなるように前記投射ユニットをさらに制御することを特徴とする投影装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の投影装置を備えることを特徴とするカメラ。

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