JP2010197784A - プロジェクター、その制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度の反射光が鑑賞している人の目に入ることを抑止して、眩しくなく、見易い画像投写を実現することができるプロジェクターを提供すること。
【解決手段】取得手段３５によってユーザー位置を取得すると共に、投写画像における輝度ピーク位置を輝度ピーク位置検出手段３９により検出して、ユーザー位置と輝度ピーク位置とをずらすようにレンズシフト手段４１によって投写レンズ１１をシフトすることによって、ユーザー位置にいる人物の眼に高輝度の反射光が入ることを抑止して、眩しくなく、見易い画像投写を実現することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高輝度の反射光が鑑賞している人の目に入ることを抑止して、眩しくなく、見易い画像投写を実現することのできるプロジェクター、その制御方法並びにプログラムに関する。

プロジェクターが画像の投写に使う投写光は、高輝度で、投写画像を鑑賞している人物の眼に直接入ると、眩しいだけでなく、強い刺激で眼や神経に影響を及ぼす危険がある。

また、プロジェクターには、投写面であるスクリーンに画像を投影しているときにレーザポインターで投写面上の操作用画像上にレーザ光を照射すると、レーザ光の照射位置をプロジェクター本体に装備した検出装置で検知し、レーザ光を照射した操作用画像に割り当てられた操作を実現するようにしたものがある。この場合、レーザポインターから射出されるレーザ光は、鑑賞者の眼に入らないようにする必要がある。

そこで、プロジェクターの投写光を遮る人物の有無を検出して、投写光を遮る人物が存在する時には、人物に照射される投写光の輝度を下げて、高輝度の光が鑑賞者の目に入ることを抑止する技術（特許文献１参照）や、レーザ光が周囲の鑑賞者に当たることを防止するために、レーザポインターでレーザ光を照射する位置を投写面上の狭い領域に制限する技術（特許文献２参照）が提案されている。

特開２００４−２５４１４５号公報 特開平１１−２８２０８３号公報

ところで、近年プロジェクターの輝度は飛躍的に向上していて、高輝度タイプの商品が製品ラインナップの大半を占めるまでになってきている。ユーザーは、高輝度タイプのプロジェクターを用いることで、室内の明るさに左右されることなく、快適に画像を見ることが可能となっている。しかしながら、高輝度ゆえに画像を投写する際、非常に強い投写光が投写面で反射することによって、ユーザーが画像を見る位置によっては、眩しくて目が疲れたり痛くなることがある。このような不都合は、例えば、会議室等に設置されているホワイトボードのように反射率が高い投写面に投射した場合などに発生し易い。

前述した各特許文献１，２の技術は、高輝度の投写光やレーザ光がユーザーの目に直接入ることを回避することを目的としたもので、投写面での反射光に対してはなんらの対策もなく、上記の不都合を解消することができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、高輝度の反射光がユーザーの目に入ることを抑止して、眩しくなく、見易い画像投写を実現することのできるプロジェクター、その制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決することのできる本発明は、プロジェクター本体に対するユーザー位置を取得する取得手段と、画像を投写する投写部と、前記投写部による投写画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって得られた第１の撮像データに基づき前記投写画像における輝度ピーク位置を検出する輝度ピーク位置検出手段と、前記ユーザー位置と、前記輝度ピーク位置とをずらすように投写レンズをシフトするレンズシフト手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、取得手段によってユーザーの存在位置であるユーザー位置が取得されると共に、投写画像における輝度ピーク位置が輝度ピーク位置検出手段により検出され、ユーザー位置と輝度ピーク位置とをずらすようにレンズシフト手段によって投写レンズがシフトされる。
そして、投写面から高輝度の反射光が出射される領域は、投写面上の輝度ピーク位置から比較的狭い反射角の範囲に限られるため、ユーザー位置が輝度ピーク位置からずれるように投写レンズをシフトすることで、ユーザーが高輝度の反射光を受けることを防止することができる。
したがって、高輝度の反射光がユーザーの目に入ることを抑止して、眩しくなく、見易い画像投写を実現することができる。

また、本発明のプロジェクターにおいて、前記取得手段は、前記ユーザー位置から前記投写画像を撮像した第２の撮像データに基づき前記ユーザー位置を取得することを特徴とする。
上記構成によれば、第２の撮像データに生じている画像の歪の程度を解析することにより、プロジェクターに対するユーザー位置（方向や離間距離）の割り出しができ、特別にユーザー位置の入力操作等がなくとも、ユーザー位置を取得することができる。
なお、第２の撮像データを取得する方式には、第２の撮像データを撮影する専用の撮像手段（カメラ）をプロジェクターにケーブル接続しておく方式の他に、無線通信で画像転送する機能を有する市販の撮像機器（例えば、カメラ付きの携帯電話等でも良い）から無線通信で転送する方式も採用することが可能である。

また、本発明のプロジェクターにおいて、前記投写部は、前記ユーザーと前記プロジェクター本体との位置関係を示す位置情報の入力を受け付ける位置情報受付画像を投写し、前記取得手段は、投写された前記位置情報受付画像を介して入力された前記位置情報に基づき前記ユーザー位置を取得することを特徴とする。
上記構成によれば、ユーザーは、例えばポインターや操作キーなどのプロジェクターに付属のユーザインタフェースを使って、位置情報受付画像上に自己の位置を指示することで、簡単にユーザー位置を指定でき、プロジェクターにおけるユーザー位置の取得を容易にすることができる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係るプロジェクターの制御方法は、画像を投写する投写ステップと、眩しさを感じたユーザーからの位置情報の入力を受け付ける受付ステップと、前記位置情報に基づき、プロジェクター本体に対するユーザー位置を取得する取得ステップと、投写画像を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにおいて得られた第１の撮像データに基づき前記投写画像における輝度ピーク位置を検出する輝度ピーク位置検出ステップと、前記ユーザー位置と、前記輝度ピーク位置とをずらすように投写レンズをシフトするレンズシフトステップと、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、受付ステップ及び取得ステップによってユーザーの存在位置であるユーザー位置が取得されると共に、投写画像における輝度ピーク位置が輝度ピーク位置検出ステップにより検出され、ユーザー位置と輝度ピーク位置とをずらすようにレンズシフトステップによって投写レンズがシフトされる。
そして、投写面から高輝度の反射光が射出される領域は、投写面上の輝度ピーク位置から比較的狭い反射角の範囲に限られるため、レンズシフトステップによりユーザー位置が輝度ピーク位置からずれるように投写レンズをシフトすることで、ユーザー位置にいる人物が高輝度の反射光を受けることを防止することができる。
したがって、上記構成のプロジェクターの制御方法では、高輝度の反射光が鑑賞している人の目に入ることを抑止して、眩しくなく、見易い画像投写を実現することができる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係るプログラムは、上記の投写ステップ、受付ステップ、取得ステップ、撮像ステップ、輝度ピーク位置検出ステップ及びレンズシフトステップと、を前記プロジェクターが備えるコンピューターに実行させることを特徴とする。
上記構成によれば、プロジェクターに備えられているコンピューターに本発明のプログラムをインストールすることで、上記のプロジェクターの制御方法が実施可能になり、プロジェクターの制御方法の普及・利用を容易にすることができる。

本発明に係るプロジェクターの一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）は、図１に示したプロジェクター本体に搭載されたカメラによって撮像された投写画像の撮像データであり、（ｂ）は、ユーザーが位置する場所から撮像された投写画像の撮像データである。 図１のプロジェクターの投写部が投写する位置情報受付画像の構成図である。 図１に示したプロジェクターの制御方法を示すフローチャートである。 投写面における輝度ピーク位置と投写画像を鑑賞する人々の位置関係の説明図である。 図５に示した配置におけるプロジェクターの光軸を基準とした角座標系に受光量をマッピングした図である。 投写面に対してプロジェクターが傾いて設置された場合の投写面における輝度ピーク位置と投写画像を鑑賞する人々の位置関係の説明図である。 図７に示した配置におけるプロジェクターの光軸を基準とした角座標系に受光量をマッピングした図である。

以下、本発明に係るプロジェクター、その制御方法及びプログラムの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜プロジェクターの構成について＞
本実施形態のプロジェクター１は、図１に示すように、プロジェクター１とは別体の投写面３に画面の投写を行う表示部５（投写部）として、光源７（例えば、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、固体光源など）と、光源７からの光を変調して投写画像を形成する画像形成部９と、画像形成部９で形成された画像を投写面３に投写するための光学系である投写レンズ１１と、を備えている。また、投写面３に投写された投写画像を撮像する撮像部（例えば、撮像部１３など）を備えている。

また、このプロジェクター１は、撮像部１３の動作を制御する撮像制御部２１と、撮像部１３が撮像した画像を保存する撮像画像記憶部２３（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ記憶部、ＵＳＢ記憶部、ＨＤＤなど）と、光源７を駆動するための光源電源２５と、光源電源２５から光源７に給電して光源７を所定の輝度に発光させる光源駆動部２７と、外部より入力される映像信号入力部３１と、映像信号入力部３１に入力された映像信号を処理して画像形成部９に送る映像信号処理部３３と、ユーザーのプロジェクター本体１ａに対する相対位置であるユーザー位置を取得するユーザー位置情報取得部３５と、撮像画像記憶部２３に保存された投写画像の撮像データである第１の撮像データ３７（図２（ａ）参照）から投写画像における輝度ピーク位置を検出する輝度ピーク位置検出部３９と、ユーザー位置情報取得部３５が取得したユーザー位置と輝度ピーク位置検出部３９が検出した輝度ピーク位置とに基づいて、ユーザー位置と輝度ピーク位置とをずらすように投写レンズ１１をシフトするレンズシフト部４１とを備えている。

本実施形態の場合、撮像制御部２１と撮像部１３とによって、投写面３に投写された投写画像を撮像する撮像手段２２が構成される。

また、本実施形態の場合、プロジェクター本体１ａに対する相対位置であるユーザー位置を取得するユーザー位置情報取得部３５は、例えば次に示す方法でユーザー位置を取得することができる。

１つの方法は、現在の投写画像に対して眩しさを感じるユーザー位置に所在しているユーザーが、そのユーザー位置から投写面３上の投写画像を撮像し、撮像した投射画像をプロジェクター１に送信し、プロジェクター１が、受信した撮像画像である第２の撮像データ３８（図２（ｂ）参照）に基づいてユーザーを取得する方法である。例えば、撮像部１３とは別に設けられた専用の撮像手段（カメラ）をプロジェクター１にケーブル接続しておき、専用の撮像手段によって撮像された第２の撮像データを有線通信を介してユーザー位置情報取得部３５へ送信する。また、カメラ付きの携帯電話等によって第２の撮像データを撮像し、無線通信を介してユーザー位置情報取得部３５へ送信してもよい。

ユーザー位置情報取得部３５は、第２の撮像データ３８を受信すると、ユーザー位置情報取得部３５が備える不図示の画像解析部が第２の撮像データ３８に基づきユーザー位置を取得する。具体的には、取得した第２の撮像データに表れる歪状況によって推定することができる。例えば、図２（ｂ）に示すように台形の右辺Ｒが左辺Ｌより長い場合、ユーザーは投写面３に向かってプロジェクター１の左側に位置するところから撮像したと推定できる。一方、台形の左辺Ｌが右辺Ｒより長い場合、ユーザーは投写面３に向かってプロジェクター１の右側に位置するところから撮像したと推定できる。

ユーザー位置を取得するもう一つの方法は、図３に示すように、図３に示す位置情報受付画像４５を投写面３に投写し、ユーザーにポインター等により位置情報受付画像４５上にユーザー位置を指示させることで、ユーザー位置を取得する方法である。

位置情報受付画像４５には、図３に示したように、複数のユーザーの位置を示すユーザー画像Ｙ１，Ｙ２……と、プロジェクター本体１ａの位置を示すプロジェクター画像４６と、画像内の各ユーザー画像Ｙ１，Ｙ２……の位置をプロジェクター画像４６に対して相対移動させ、移動させた位置の決定を指示する入力ボタン画像４７とが表示されている。

位置情報受付画像４５上のユーザー画像Ｙ１，Ｙ２……の位置は、画像上の入力ボタン画像４７をリモートコントローラー等で操作するか、この入力ボタン画像４７に対応したプロジェクター本体１ａ側の入力操作部（不図示）を操作することで、画像内の任意位置に移動させることができる。ユーザー位置情報取得部３５は、位置情報受付画像４５を介して入力されたユーザー位置情報に基づきユーザー位置を取得する。

＜輝度ピーク位置に基づくレンズシフト処理について＞
本実施の形態の場合、以上に説明したプロジェクター１の動作制御は、図４に示したフローによって実施される。
まず、ユーザーは、投写面３に映し出された投写画像が眩しいと感じた場合、プロジェクター１に対して自己が位置するユーザー位置情報の入力処理を行う。
上述したように、撮像部１３とは別に設けられた専用のカメラやカメラ付きの携帯電話等によって投写画像を撮像し、撮像した第２の撮像データを有線通信あるいは無線通信によってプロジェクター１に対して送信する。また、上述した通り、位置情報受付画像４５を介して、ユーザー位置情報を入力してもよい。

プロジェクター１は位置情報を取得すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ユーザー位置情報取得部３５が第２の撮像データあるいはユーザー位置情報に基づいて、プロジェクター１に対するユーザー位置を取得する（ステップＳ１２）。上述したように、第２の撮像データを取得した場合は、撮像データに現れる歪状態から、プロジェクター１に対してユーザーは右側に居るのか、左側に居るのかを解析する。また、ユーザー位置情報を取得した場合も、プロジェクター１に対してユーザーは右側に居るのか、左側に居るのかを解析することができる。

次に、投写面３における輝度ピーク位置を検出する処理を実行する。
映像信号処理部３３は、予め保持している全白パターン画像からなる角度計測用画像を画像形成部９によって変調し投写する（ステップＳ１３）。撮像制御部２１は撮像部１３を制御し、投写された全白パターン画像を撮像する（ステップＳ１４）。この撮像処理は、角度計測用画像が投影された領域のうち所定の撮像領域からの光量を計測する処理である。
次に、プロジェクター１０は、全白パターン画像に変えて全黒パターン画像を投写面３に投写する（ステップＳ１５）。全黒パターン画像は、画像形成部９を形成する液晶パネルの透過光量を最小値とするように構成された画像である。撮像制御部２１は撮像部１３を制御し、全黒パターン画像を撮像する（ステップＳ１６）。ここで、全黒パターン画像を撮像するのは、全白パターン画像からなる角度計測用画像との差分を求めて環境光による影響を抑制するためである。

次に輝度ピーク位置検出部３９は、センサー受光量解析処理を行う（ステップＳ１７）。センサー受光量解析処理とは、全白パターン画像の撮像データ（第１の撮像データ）と全黒パターン画像の撮像データ（第１の撮像データ）とに基づき、２つの撮像データの受光量の差を図示しない撮像センサーの瞬時視野毎に取得するとともに、画像形成部９を構成する投写光学系の光学的中心である光軸を基準とした角座標系にマッピングする処理である。

図５及び図６に示すように、観測対象位置０［ｄｅｇ］に受光量のピークがくる場合は、投写面３に対してプロジェクター１の光軸が垂直で傾いていない状態であり、図７及び図８に示すように、観測対象位置−１５［ｄｅｇ］に受光量のピークがくる場合は、投写面３に対してプロジェクター１の光軸が少なくとも水平方向に−１５［ｄｅｇ］傾いていることがわかる。このように、角座標系にマッピングすることによって、受光量のピーク、すなわち輝度ピークを検出することができる。本実施形態では、検出した輝度ピークに対応する観測対象位置（θ）を水平方向の輝度ピーク位置とすると、投写面３に対する水平方向の傾きを算出することができる（ステップＳ１８）。

次に、レンズシフト部４１はステップＳ１２において取得したユーザー位置と、ステップＳ１８において検出した輝度ピーク位置と、をずらすようレンズシフトを行う（ステップＳ１９）。
通常、ユーザーが投写面３からの反射光が眩しいと感じる場合は、投写面３の輝度ピーク位置の近傍に位置していると判断することができるため、そのユーザー位置から輝度ピーク位置を遠ざけるよう、光軸を移動させるためにレンズシフトする。
例えば、図５に示すように投写面３に対してプロジェクター１が垂直に設置されている状態でユーザーｙ１から位置情報の入力があった場合、ユーザー位置情報取得部３５は投写面３に向かってプロジェクター１の光軸Ｘより左側に位置しているとするユーザー位置を取得する。すると、レンズシフト部４１は輝度ピーク位置１００をユーザーｙ１の位置から遠ざけるよう投写画像を矢印Ｐ方向に移動させるためレンズシフトを行う。

また、ユーザーｙ２及びユーザーｙ３からそれぞれ位置情報の入力があった場合、ユーザー位置情報取得部３５は投写面３に向かってプロジェクター１の光軸Ｘより右側に位置しているとするユーザー位置をそれぞれ取得する。すると、レンズシフト部４１は輝度ピーク位置１００をユーザーｙ２及びユーザーｙ３の両方の位置から遠ざけるよう投写画像を矢印Ｑ方向に移動させるためレンズシフトを行う。

さらに、図７に示すように投写面３に対してプロジェクター１の光軸が水平方向に例えば−１５［ｄｅｇ］ずれて設置されている状態において、ユーザーｙ１及びユーザーｙ３から位置情報の入力があったとする。この場合、ユーザー位置情報取得部３５は投写面３に向かってプロジェクター１の光軸Ｘより左側に位置しているとするユーザー位置をそれぞれ取得する。レンズシフト部４１は、輝度ピーク位置検出部３９が検出した水平方向の傾き角からプロジェクター１がどの方向に傾いているかを考慮して、輝度ピーク位置２００をユーザーｙ１及びユーザーｙ３の位置から遠ざけるよう投写画像を矢印Ｐ方向に移動させるためレンズシフトを行う。

また、ユーザーｙ２から位置情報の入力があった場合、ユーザー位置情報取得部３５は投写面３に向かってプロジェクター１の光軸Ｘより右側に位置しているとするユーザー位置を取得する。すると、レンズシフト部４１は輝度ピーク位置２００をユーザーｙ２の位置から遠ざけるよう投写画像を矢印Ｑ方向に移動させるためレンズシフトを行う。

なお、レンズシフトする際のシフト量は、所定量刻みでシフトするよう設計することができる。具体的には図７からわかるように、光軸Ｘが±１［ｄｅｇ］ずれると、投射面３における輝度ピーク位置２００がどの程度移動するかは計算することができる。例えば、光軸を５［ｄｅｇ］刻みで変化するようレンズシフトする等に設定することができる。

本実施の形態において、以上の図４に示した制御処理の各ステップは、プロジェクター１が備えるコンピューターである制御部にインストールされたプログラムが、図１に示した各機能部に実行させる処理である。

以上に説明した本実施の形態のプロジェクター１及びその制御方法では、取得手段であるユーザー位置情報取得部３５が実施する受付ステップＳ１１及び取得ステップＳ１２によってユーザーの存在位置であるユーザー位置が取得されると共に、投写画像における輝度ピーク位置が輝度ピーク位置検出ステップＳ１８により検出され、ユーザー位置と輝度ピーク位置とをずらすようにレンズシフトステップＳ１９によって投写レンズ１１がシフトされる。

そして、投写面３から高輝度の反射光が出射される領域は、投写面３上の輝度ピーク位置から比較的狭い反射角の範囲に限られるため、ユーザー位置が輝度ピーク位置からずれるよう投写レンズ１１をシフトすることで、ユーザー位置にいる人物が高輝度の反射光を受けることを防止することができる。
従って、高輝度の反射光が鑑賞している人の目に入ることを抑止して、眩しくなく、見易い画像投写を実現することができる。

また、本実施の形態のプロジェクター１の場合、投写部である表示部５は、図３に示したようにユーザーとプロジェクター本体１ａとの位置関係を示す位置情報の入力を受け付ける位置情報受付画像４５を投写面３に投写することができる。
それに対応して、ユーザー位置を取得する取得手段であるユーザー位置情報取得部３５は、投写面３に投写された位置情報受付画像４５を介して入力された位置情報に基づきユーザー位置を取得することができるようになっている。

そのため、ユーザーは、例えばポインターや操作キーなどのプロジェクターに付属のユーザインタフェースを使って、位置情報受付画像４５上に自己の位置を指示することで、簡単にユーザー位置を指定でき、プロジェクター１におけるユーザー位置の取得を容易にすることもできる。

また、ユーザー位置情報取得部３５はユーザー位置から投写画像を撮像した第２の撮像データ３８に基づいてユーザー位置を取得する機能を備えることもできる。
このような構成の場合、第２の撮像データ３８に生じている画像の歪を検出して、台形の右辺Ｒと左辺Ｌとの長さの違いによって、ユーザーは投写面３に向かってプロジェクター１の左右どちらから撮像したかを推定できる。したがって、特別にユーザー位置の入力操作等がなくとも、ユーザー位置を取得することができ、ユーザーの入力操作を軽減して、取り扱い性を向上させることもできる。

また、本実施の形態の場合、図４に示した制御方法における投写ステップＳ１３，ステップＳ１５、受付ステップＳ１１、取得ステップＳ１２、撮像ステップＳ１４，ステップＳ１６、輝度ピーク位置検出ステップＳ１８及びレンズシフトステップＳ１９などの各ステップは、プロジェクター１が備えるコンピューターがプログラムに基づいて実行する処理である。
従って、プロジェクターに備えられているコンピューターに図４の処理を行うプログラムをインストールすることで、図４に記載のプロジェクターの制御方法が実施可能になり、図４に記載のプロジェクターの制御方法の普及・利用を容易にすることができる。

１：プロジェクター、３：投写面、５：表示部（投写部）、７：光源（光源ランプ）、９：画像形成部、１１：投写レンズ、１３：撮像部（撮像手段）、２１：撮像制御部、２２：撮像手段、３１：映像信号入力部、３３：映像信号処理部、３５：ユーザー位置情報取得部（取得手段）、３７：第１の撮像データ、３８：第２の撮像データ、３９：輝度ピーク位置検出部（輝度ピーク位置検出手段）、４１：レンズシフト部（レンズシフト手段）。

Claims (5)

1. プロジェクター本体に対するユーザー位置を取得する取得手段と、
   画像を投写する投写部と、
   前記投写部による投写画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって得られた第１の撮像データに基づき前記投写画像における輝度ピーク位置を検出する輝度ピーク位置検出手段と、
   前記ユーザー位置と、前記輝度ピーク位置とをずらすように投写レンズをシフトするレンズシフト手段と、を備えるプロジェクター。
2. 前記取得手段は、前記ユーザー位置から前記投写画像を撮像した第２の撮像データに基づき前記ユーザー位置を取得することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記投写部は、前記ユーザーと前記プロジェクター本体との位置関係を示す位置情報の入力を受け付ける位置情報受付画像を投写し、
   前記取得手段は、投写された前記位置情報受付画像を介して入力された前記位置情報に基づき前記ユーザー位置を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクター。
4. 画像を投写する投写ステップと、
   眩しさを感じたユーザーからの位置情報の入力を受け付ける受付ステップと、
   前記位置情報に基づき、プロジェクター本体に対するユーザー位置を取得する取得ステップと、
   投写画像を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにおいて得られた第１の撮像データに基づき前記投写画像における輝度ピーク位置を検出する輝度ピーク位置検出ステップと、
   前記ユーザー位置と、前記輝度ピーク位置とをずらすように投写レンズをシフトするレンズシフトステップと、を含むプロジェクターの制御方法。
5. 請求項４に記載の投写ステップ、受付ステップ、取得ステップ、撮像ステップ、輝度ピーク位置検出ステップ及びレンズシフトステップと、を前記プロジェクターが備えるコンピューターに実行させることを特徴とするプログラム。

Images