JP2015099522A - プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影画像に基づいて処理を行うプロジェクターにより、撮影画像に基づいて高精度の処理を実行可能とし、処理負荷の増大を抑える。
【解決手段】プロジェクター１００は、撮像部１８０の撮影画像データに基づいて操作検出処理を行う操作検出部１２７と、撮影画像データに基づいて歪み補正処理を実行する補正制御部１２２とを備える。撮像制御部１２８は、撮像部１８０の撮影解像度を、操作検出部１２７が操作検出処理を行う場合と補正制御部１２２が歪み補正処理を行う場合とで異なる解像度に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、投射面に画像を投射するプロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法に関する。

従来、投射面に画像を投射するプロジェクターにおいて、投射した画像を撮影するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１記載の装置は、複数の撮影画像の差分を抽出する処理を実行することにより、投射した画像上の操作を検出する。

特開２００９−６４１１０号公報

ところで、撮影画像に基づいて操作の検出等を行う場合、解像度を高めると、撮影範囲の細かい変化を検出可能になるなど、高精度の処理を実行できる。しかしながら、撮影画像のデータ量が大きくなるため処理の負荷が増すため、高負荷の画像処理に耐えるハードウェア性能を確保するなどの対策が必要であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、撮影画像に基づいて処理を行うプロジェクターにより、撮影画像に基づいて高精度の処理を実行可能とし、処理負荷の増大を抑えることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のプロジェクターは、投射面を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像結果に基づいて前記投射面上でなされた操作を検出し、検出した操作に対応する第１の処理を行う第１処理部と、前記撮像部の撮像結果に基づいて前記第１の処理とは異なる第２の処理を実行する第２処理部と、前記撮像部の撮影解像度を、前記第１処理部が前記第１の処理を行う場合と前記第２処理部が前記第２の処理を実行する場合とで異なる解像度に設定する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、撮像結果に基づいて実行する処理に適合するように、撮像部の撮影解像度を設定できる。例えば、高精細の撮影画像を要する処理を実行する場合は撮影解像度を高解像度に設定し、そうでない処理を実行する場合に撮影解像度を低解像度に設定できる。これにより、撮像結果に基づく高精度の処理を実行でき、処理負荷の増大を抑えることができる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記制御部は、前記プロジェクターが前記第１処理部により前記第１の処理を実行する第１動作状態と、前記第２処理部により前記第２の処理を実行する第２動作状態とを切り替える制御を実行し、前記第１動作状態と前記第２動作状態とを切り替える際に前記撮像部の撮影解像度を変更することを特徴とする。
本発明によれば、第１の処理と第２の処理を実行する動作状態を切り替えて、切り替えをする際に撮影解像度を変更するので、第１の処理と第２の処理のどちらも、処理に適した解像度で実行できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記第１処理部が実行する前記第１の処理は、前記投射面における指示操作を検出する検出処理を含むことを特徴とする。
本発明によれば、投射面における指示操作を検出する検出処理を、好適な解像度の撮像結果に基づいて実行できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記第２処理部が実行する前記第２の処理は、前記投射面に投射される投射画像の歪みを補正する処理を含むことを特徴とする。
本発明によれば、撮像部の撮像結果に基づいて投射画像の歪みを補正する場合に、歪み補正に適した撮影解像度を設定することにより、高精度で歪みを補正できる。また、この第２の処理とは異なる第１の処理を実行する場合に、撮影解像度をより低解像度にすれば、処理の負荷を軽減できる。このため、高精度の歪み補正を可能にしながら、処理負荷の増大を抑制できる。

また、本発明は、上記プロジェクターにおいて、前記第１処理部が実行する前記第１の処理は、前記検出処理で検出された指示操作が予め設定された操作に該当することを判定する判定処理を含み、前記制御部は、前記第１処理部が前記第１の処理を実行する場合の前記撮像部の撮影解像度を、前記第２処理部が前記第２の処理を行う場合よりも低い解像度に設定することを特徴とする。
本発明によれば、投射面における指示操作を検出して予め設定された処理に該当するかどうかを判定する処理を、低解像度の撮像結果を用いて高速に処理を実行できる。また、この判定処理とは異なる第２の処理を、より高解像度の撮像結果に基づいて実行できる。

また、上記目的を達成するために、本発明のプロジェクターの制御方法は、投射面を撮像する撮像部を備えたプロジェクターを制御し、前記撮像部の撮像結果に基づいて前記投射面上でなされた操作を検出し、検出した操作に対応する第１の処理を行う場合と、前記撮像部の撮像結果に基づいて前記第１の処理とは異なる第２の処理を実行する場合とで、前記撮像部の撮影解像度を異なる解像度に設定すること、を特徴とする。
本発明によれば、撮像結果に基づいて実行する処理に適合するように、撮像部の撮影解像度を設定できる。例えば、高精細の撮影画像を要する処理を実行する場合は撮影解像度を高解像度に設定し、そうでない処理を実行する場合に撮影解像度を低解像度に設定できる。これにより、撮像結果に基づく高精度の処理を実行でき、処理負荷の増大を抑えることができる。

本発明によれば、撮像結果に基づく高精度の処理を実行でき、処理負荷の増大を抑えることができる。

実施形態に係るプロジェクターの構成を示すブロック図である。 位置指示操作に対応する動作例を示す説明図である。 プロジェクターの動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るプロジェクター１００の全体構成を示すブロック図である。プロジェクター１００は、内蔵する画像記憶部１７１に記憶した画像データに基づいて、スクリーンＳＣ（投射面）に画像を投射する。また、プロジェクター１００は、パーソナルコンピューターや各種映像プレーヤー等の外部の図示しない画像供給装置（図示略）から入力される画像データに基づいてスクリーンＳＣに画像を投射することもできる。上記画像データは動画像（映像）のデータであっても静止画像のデータであってもよい。
本実施形態では、反射幕を備えるスクリーンＳＣに対しプロジェクター１００が前面投射する構成を例示する。スクリーンＳＣはほぼ直立しており、スクリーン面は矩形形状である。なお、プロジェクター１００が画像を投射する投射面は建物の壁面または天井面或いは床面を利用してもよい。また、スクリーンＳＣが透過式の幕を備え、このスクリーンＳＣの背面からプロジェクター１００が画像を投射してもよい。

プロジェクター１００は、その本体に、光学的な画像の形成を行う投射部１０１を備える。
投射部１０１は、光源１４０、光変調装置１３０、投射光学系１５０から構成される。光源１４０としては、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、レーザー光源等を使用できる。なお、投射部１０１が、光源１４０が発した光を光変調装置１３０に導くリフレクターや、光源１４０が発した光を減光させる調光部（図示略）等を備えてもよい。

光変調装置１３０は、光源１４０が発した光を変調して画像光を生成する。光変調装置１３０には、例えば、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型液晶ライトバルブを用いた方式を採用できる。この場合、光源１４０が発した光がダイクロイックミラー等によりＲ、Ｇ、Ｂの各色光に分離されて光変調装置１３０に入射する。そして、光変調装置１３０が備える３色の液晶パネルによって３つの色光が変調され、変調された光がクロスダイクロイックプリズムにより合成される。光変調装置１３０は、光変調装置駆動部１３４によって駆動され、マトリクス状に配置された各画素における光の透過率を変化させることにより、画像を形成する。

投射光学系１５０は、投射する画像の拡大・縮小及び焦点の調整を行うズームレンズ１５１、ズームの度合いを調整するズーム調整用モーター１５２、フォーカスの調整を行うフォーカス調整用モーター１５３を備える。投射光学系１５０は、光変調装置１３０で変調された光をスクリーンＳＣ上に投射する。これによりスクリーンＳＣに投射画像が結像する。ズームレンズ１５１は、複数のレンズを含むレンズ群により構成され、ズーム調整用モーター１５２とフォーカス調整用モーター１５３がズームレンズ１５１のレンズ群を駆動する。この動作により、スクリーンＳＣ上の投射画像を拡大・縮小、及び、フォーカス調整が行われる。

また、プロジェクター１００の本体は、プロジェクター１００全体の動作を制御して画像信号を電気的に処理する画像処理系を備える。画像処理系は、プロジェクター１００全体を制御するＣＰＵ１２０、画像用プロセッサー１３１、ＲＡＭ１６０及びＲＯＭ１７０を備えている。ＣＰＵ１２０は、ＲＯＭ１７０に記憶されたプログラムを実行して、制御機能および画像処理機能を実現する。
ＲＡＭ１６０は、ＣＰＵ１２０や画像用プロセッサー１３１が実行するプログラムやデータを一時的に格納するワークエリアを形成する。なお、画像用プロセッサー１３１は、自身が行う画像の表示状態の調整処理など、各処理の実行の際に必要となるワークエリアを、内蔵ＲＡＭとして備えてもよい。
ＲＯＭ１７０は、ＣＰＵ１２０が実行するプログラム、及び、ＣＰＵ１２０が実行するプログラムで処理されるデータを記憶する。また、ＲＯＭ１７０は、画像記憶部１７１、設定値記憶部１７２、及び条件記憶部１７３を備える。

また、プロジェクター１００の画像処理系は、光変調装置駆動部１３４、光源駆動部１４１、レンズ駆動部１５４、撮像部１８０、撮影画像メモリー１８２、動き検出部１８５、リモコン制御部１９０、リモコン１９１、操作部１９５を備える。ＣＰＵ１２０、画像用プロセッサー１３１、及び上記の各部は、バス１０２により相互接続されている。

画像用プロセッサー１３１には、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１１０が接続される。Ｉ／Ｆ１１０には、上述した外部の画像供給装置（図示略）から画像データが入力される。Ｉ／Ｆ１１０は画像供給装置に有線接続されるコネクターや、画像供給装置との間で無線通信を行う無線通信装置を備えている。Ｉ／Ｆ１１０には、複数の画像供給装置を接続可能であり、複数系統の画像データが入力される。Ｉ／Ｆ１１０は、ＣＰＵ１２０の制御に従って、画像データの入力系統を切り替えて、画像用プロセッサー１３１に画像データを出力する。本実施形態ではＩ／Ｆ１１０に入力系統ＩＮ１、ＩＮ２の２系統の画像データが入力される。
Ｉ／Ｆ１１０は、デジタル画像データ（デジタル映像データを含む）が入力され、このデジタル画像データを画像用プロセッサー１３１に出力するデジタルインターフェイスである。Ｉ／Ｆ１１０は、入力系統ＩＮ１、ＩＮ２から入力される画像データのフレーム変換、解像度変換、３Ｄ／２Ｄ変換等のデータ変換処理を行う機能を備えていてもよい。また、Ｉ／Ｆ１１０は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換機能を備え、画像供給装置からアナログ映像信号を入力可能なものであってもよい。

ＣＰＵ１２０は、投射制御部１２１、補正制御部１２２、ズーム比算出部１２３、焦点距離算出部１２４、三次元測量部１２５、投射角算出部１２６、操作検出部１２７、及び撮像制御部１２８を備えている。これらの各部は、ＣＰＵ１２０がＲＯＭ１７０に記憶したプログラムを実行することにより実現される。ＣＰＵ１２０の各部の機能は後述する。

画像用プロセッサー１３１は、台形歪み補正部１３２、及び重畳処理部１３３を備える。画像用プロセッサー１３１は、ＣＰＵ１２０の制御に従って、Ｉ／Ｆ１１０から入力される画像データを処理し、画像信号を生成して、光変調装置駆動部１３４に出力する。また、プロジェクター１００が画像記憶部１７１に記憶した画像データを投射する場合、画像用プロセッサー１３１はこの画像データに対し上記の処理を行う。
画像用プロセッサー１３１は、台形歪み補正用や画像処理用のＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサー）として販売されている汎用のプロセッサーを用いることができ、専用のＡＳＩＣを用いることもできる。

台形歪み補正部１３２は、ＣＰＵ１２０から入力される補正パラメーターをもとに、ＣＰＵ１２０の制御に従って画像を補正する。台形歪み補正部１３２は、プロジェクター１００がスクリーンＳＣに投射する投射画像の台形歪みを補正し、補正後の画像データを重畳処理部１３３に出力する。
重畳処理部１３３は、台形歪み補正部１３２により補正された画像データに、プロジェクター１００の操作用のメニュー画面等をＯＳＤ画像として重畳する処理を実行する。重畳処理部１３３は、処理後の画像データを表示するための画像信号を生成し、光変調装置駆動部１３４に出力する。
また、画像用プロセッサー１３１は、台形歪み補正部１３２及び重畳処理部１３３の機能により、Ｉ／Ｆ１１０から入力される画像データに対して、輝度、コントラスト、色の濃さ、色合い等の画像の表示状態を調整する処理を行ってもよい。

光変調装置駆動部１３４は、画像用プロセッサー１３１から入力される画像信号に基づいて、光変調装置１３０を駆動する。これにより、Ｉ／Ｆ１１０に入力された画像データに基づく画像が、光変調装置１３０の画像形成領域に形成される。光変調装置１３０に形成された画像が投射光学系１５０を介して、スクリーンＳＣ上に投射画像として形成される。

光源駆動部１４１は、ＣＰＵ１２０から入力される指示信号に応じて、光源１４０に電圧を印加し、光源１４０を点灯及び消灯させる。
レンズ駆動部１５４は、ＣＰＵ１２０の制御に従ってズーム調整用モーター１５２及びフォーカス調整用モーター１５３を駆動して、ズーム調整及びフォーカス調整を行う。

撮像部１８０は、周知のイメージセンサーであるＣＣＤを用いたＣＣＤカメラ１８１と、ＣＣＤカメラ１８１の前方に配置されたカメラレンズ１８３とを備える。ＣＣＤカメラ１８１は、ＣＣＤの他、ＣＣＤから画像信号を読み出す制御回路等の図示しない周辺回路を備える。撮像部１８０は、プロジェクター１００の前面、即ち、投射光学系１５０がスクリーンＳＣに向けて画像を投射する方向をＣＣＤカメラ１８１により撮影可能な位置に設けられる。つまり、撮像部１８０は、投射光学系１５０の投射方向と同じ方向を撮影するよう設けられる。ＣＣＤカメラ１８１の撮影方向及び画角は、推奨された投射距離においてスクリーンＳＣ上に投射された投射画像の全体が少なくとも撮像範囲内に入るように設定される。

ＣＣＤカメラ１８１が撮影した撮影画像のデータは、撮像部１８０から撮影画像メモリー１８２に出力され、撮影画像メモリー１８２の所定の領域に記録される。撮影画像メモリー１８２は、１画面分の画像データの書き込みが完了すると、所定の領域のフラグを順次反転するので、ＣＰＵ１２０は、このフラグを参照することにより、撮像部１８０を用いた撮像が完了したか否かを知ることができる。ＣＰＵ１２０は、このフラグを参照し、撮影画像メモリー１８２にアクセスして、必要な撮影画像データを取得する。

動き検出部１８５は、ジャイロセンサーや加速度センサーを備え、プロジェクター１００の本体の動きを検出して、検出値をＣＰＵ１２０に出力する。動き検出部１８５の検出値には予め閾値が設定され、ＣＰＵ１２０は、閾値を超える動きが動き検出部１８５によって検出された場合に、プロジェクター１００が動いたと判定する。また、ＣＰＵ１２０は、動き検出部１８５によって検出される動きが閾値以下となり、この状態が予め設定された待機時間を超えて継続した場合に、プロジェクター１００が静止したと判定する。
なお、動き検出部１８５に閾値が設定され、動き検出部１８５の検出値が閾値を超えた場合、及び、動き検出部１８５の検出値が閾値以下となって待機時間が経過した場合に、動き検出部１８５がＣＰＵ１２０に検出信号を出力する構成としてもよい。この場合、ＣＰＵ１２０の処理負荷を軽減できる。
また、動き検出部１８５は、撮像部１８０の撮影画像の変化に基づいて動きを検出してもよい。この場合、動き検出部１８５は、撮影画像メモリー１８２から撮影画像データを取得し、取得した撮影画像データとは異なる時に撮影された撮影画像データと比較し、撮影画像データの差分が所定以上の場合に動きを検出する。この場合、撮像部１８０を利用して動きを検出できる。

リモコン制御部１９０は、プロジェクター１００の外部のリモコン１９１から送信される無線信号を受信する。リモコン１９１は、ユーザーによって操作される操作子（図示略）を備え、操作子に対する操作に応じた操作信号を赤外線信号等の無線信号として送信する。リモコン制御部１９０は、赤外線信号等を受信する受信部（図示略）を備える。リモコン制御部１９０、リモコン１９１から送信された信号を受信し、解析して、ユーザーによる操作の内容を示す信号を生成してＣＰＵ１２０に出力する。
操作部１９５は、例えばプロジェクター１００の本体に配置された操作パネルの操作子（図示略）により構成される。操作部１９５は、上記操作子に対する操作を検出すると、操作子に対応する操作信号をＣＰＵ１２０に出力する。

ＣＰＵ１２０が備える投射制御部１２１は、Ｉ／Ｆ１１０が出力する画像データに基づいて、投射部１０１により画像を投射する動作を制御する。投射制御部１２１は、プロジェクター１００の電源オン／オフに伴い光源駆動部１４１によって光源１４０を点灯／消灯させる制御、Ｉ／Ｆ１１０が出力する画像データを画像用プロセッサー１３１により処理させる制御等を行う。
補正制御部１２２は、台形歪み補正部１３２を制御して、台形歪みを補正する歪み補正処理（第２の処理）を実行させる。補正制御部１２２は、台形歪み補正部１３２と協働して、第２処理部として機能する。

補正制御部１２２は、撮影画像メモリー１８２から撮影画像データを取得し、撮影画像データの形状を解析することにより投射画像の歪みを補正するためのパラメーターを算出する。ここで、補正制御部１２２は、ＲＯＭ１７０に記憶した補正用パターン（図示略）を投射制御部１２１の制御によりスクリーンＳＣに投射させてもよい。この場合、補正制御部１２２は、撮像部１８０の撮影画像データから補正用パターンを抽出し、補正用パターンの形状を解析して、パラメーターを算出する。補正制御部１２２は、算出したパラメーターを台形歪み補正部１３２に出力し、このパラメーターに従って台形歪み補正を実行させる。

ズーム比算出部１２３は、リモコン１９１の操作または操作部１９５における操作に対応して、ズームレンズ１５１により投射画像を拡大または縮小するためのズーム比を算出する。投射角算出部１２６は、撮影画像メモリー１８２に記憶された撮影画像データに基づいてスクリーンＳＣの平面に対するズームレンズ１５１の光軸の傾き、すなわち投射角を算出する。また、三次元測量部１２５は、ズーム比算出部１２３が算出したズーム比および投射角算出部１２６が算出した投射角をもとに、撮影画像メモリー１８２に記憶された撮影画像データを解析して、ズームレンズ１５１の基準位置からスクリーンＳＣまでの距離（投射距離）を算出する。焦点距離算出部１２４は、三次元測量部１２５が算出した距離に基づきフォーカス調整用モーター１５３を駆動する駆動量を算出してレンズ駆動部１５４を制御し、フォーカス調整を実行させる。
補正制御部１２２は、ズーム比算出部１２３、焦点距離算出部１２４、三次元測量部１２５、及び投射角算出部１２６が算出した投射距離及び投射角等に基づき、補正用のパラメーターを算出する。このパラメーターは、光変調装置１３０により描画される画像を、スクリーンＳＣ上の投射画像の歪みを補償するように変形させるためのパラメーターである。例えば、変形の方向、変形量等を定義するデータを含むパラメーターである。補正制御部１２２は、このパラメーターを、他の算出結果等とともにＲＯＭ１７０に記憶する。

操作検出部１２７（第１処理部）は、操作検出処理（第１の処理）を実行し、スクリーンＳＣにおいて指示体を用いて行われる位置指示操作を検出する。位置指示操作は、プロジェクター１００の動作中に、撮像部１８０の画角内で指示体が位置を指し示す操作である。指示体は、撮像部１８０の撮影画像データに写り、プロジェクター１００の投射画像を識別できるものであれば、具体的態様は限定されない。例えば、指示体はユーザーが手に持って使う棒状のデバイスであってもよいし、他の形状の器具であってもよい。このデバイスや器具は、発光する機能や無線信号を送信する機能を持っていてもよいし、この種の機能を持たないものであってもよい。また、ユーザーの身体の一部（例えば、手や指）が指示体であってもよい。また、レーザーポインター等の発光装置（図示略）がスクリーンＳＣに光を照射することにより、スクリーンＳＣ上に形成される輝点が指示体であってもよい。

操作検出部１２７は、撮影画像メモリー１８２に記憶された撮影画像データに基づいて位置指示操作があったことを検出する。操作検出部１２７は、操作検出処理で、指示体が指示した位置を特定し、指示位置の座標を出力してもよい。また、操作検出部１２７は、操作検出処理で、位置指示操作により指示された操作位置を検出するだけでなく、検出された位置が予め設定された条件に該当するか否かを判定できる。さらに、操作検出部１２７は、検出された位置の軌跡が予め設定された条件に該当するか否かを判定できる。ここで、位置の軌跡とは、操作検出部１２７が時間差をおいて検出した複数回の位置指示操作の指示位置を結んで形成される図形である。操作検出部１２７が判定を行う条件は、ＲＯＭ１７０の条件記憶部１７３に記憶される。条件記憶部１７３には、操作検出部１２７が判定する条件と、その条件に該当する操作が検出された場合に実行する処理とが対応付けて設定されている。

本実施形態では、指示体によってスクリーンＳＣ上の特定の位置が指示されたことを条件とし、この条件に該当する操作を検出した場合の動作として、入力ソースの切り替えを実行する。入力ソースの切り替えとは、Ｉ／Ｆ１１０に接続された画像供給装置（画像ソース）を切り替える動作であり、具体的には、ＣＰＵ１２０の制御によりＩ／Ｆ１１０が入力系統ＩＮ１と入力系統ＩＮ２を切り替える動作である。

図２（Ａ）〜（Ｄ）は、位置指示操作に対応する動作例を示す説明図である。
図２（Ａ）に示す状態では、スクリーンＳＣに投射画像６１が投射されている。投射画像６１は、Ｉ／Ｆ１１０の入力系統ＩＮ１から入力される画像データに基づいて投射される画像である。つまり、図２（Ａ）の状態ではＩ／Ｆ１１０が入力系統ＩＮ１を選択している。投射画像６１は、オブジェクト６２を含んでいる。
操作検出部１２７は、位置指示操作を検出する検出動作を開始すると、重畳処理部１３３を制御して、投射画像６１に検出用画像６３を重畳して投射させる。重畳処理部１３３は、予めＲＯＭ１７０に記憶された検出用画像６３の画像を台形歪み補正部１３２から入力される画像に重畳して、光変調装置駆動部１３４により描画させる。これにより検出用画像６３がスクリーンＳＣに投射される。検出用画像６３は、オブジェクト６２を遮るおそれが少なく、かつ操作しやすい場所になるように、スクリーンＳＣの端部に配置される。図２（Ａ）の例では検出用画像６３は予め設定されたサイズの略矩形である。

操作検出部１２７は、撮影画像上における検出用画像６３の位置およびサイズを特定する。例えば、操作検出部１２７は、パネル上（光変調装置１３０の画像形成領域）における検出用画像６３の位置およびサイズを、ＲＯＭ１７０から読み出したり、計算したりして取得する。例えば、検出用画像６３を入力画像に重畳する場合の位置及びサイズを示すデータ、或いは、パネル上における検出用画像６３の位置およびサイズを示すデータを、検出用画像６３の画像データとともにＲＯＭ１７０に記憶していてもよい。
そして、操作検出部１２７は、撮像画像における補正用パターンの位置と、三次元測量部１２５および投射角算出部１２６で算出された投写距離および投射角と、投射画像の歪みの補正量（補正用のパラメーター）のうち、少なくとも１つ以上のパラメーターに基づいて、パネル上における検出用画像６３の位置およびサイズから、撮影画像上における検出用画像６３の位置およびサイズを導く。或いは、撮影画像上における検出用画像６３の位置は、検出用画像６３の表示前後で撮影画像の差分をとって特定したり、パターンマッチングによって特定したりすることも可能である。
操作検出部１２７は、検出用画像６３に重なる範囲を、検出領域として設定する。操作検出部１２７は、撮像部１８０の撮影画像データに基づき指示体の指示位置を特定し、指示位置が検出領域内であった場合に、特定の操作がなされたと判定する。
一例として、ユーザーの手が指示体２として使われる場合を説明する。

検出用画像６３が投射された状態で、図２（Ｂ）に示すように指示体２が検出用画像６３に重なると、操作検出部１２７は、撮像部１８０の撮影画像データに基づいて、指示体２が検出用画像６３に重なったと判定する。指示体２が検出用画像６３に重なると、投射部１０１が投射した光がスクリーンＳＣの前で指示体２により遮られる。このため、撮像部１８０の撮影画像データでは、指示体２が重なった部分で検出用画像６３の明るさ、色、見え方等が変化する。操作検出部１２７は、撮影画像データから検出用画像６３の画像、すなわち検出領域の画像を抽出して解析し、明るさや色の変化を検出することで、指示体２の操作の有無を判定する。
操作検出部１２７は、検出用画像６３の位置を、補正制御部１２２が投射させた補正用のパターンの位置と歪みの補正量（パラメーター）とをもとに、特定してもよい。この場合、より正確に検出用画像６３の位置を特定し、操作を検出できる。さらに、操作検出部１２７は、撮影画像メモリー１８２から撮像部１８０の撮影画像データを取得してから、検出領域である検出用画像６３及びその周辺の画像のみを抽出して、抽出した画像を解析してもよい。この場合、操作検出部１２７が指示体２の画像を抽出する処理、検出用画像６３の画像を比較する処理等において処理するデータ量を減らすことができ、処理負荷を軽減できる。

操作検出部１２７が検出用画像６３への操作の有無を判定する条件は、例えば次の通りである。
操作検出部１２７は、検出用画像６３の上（検出領域）に、予め設定された時間以上、指示体２が存在している場合に、操作ありと判定する。具体的には、撮影画像データにおける検出領域内の少なくとも一部の画素に対し、下記式（１）または（２）のいずれかが、予め設定された時間以上継続した場合に、操作ありと判定する。
画素の輝度値＞第１の閾値 …（１）
画素の輝度値＜第２の閾値 …（２）

また、操作検出部１２７は、撮影画像データから検出用画像６３の画像を抽出し、非操作時の撮影画像データにおける検出用画像６３の画像と比較して、検出用画像６３の画像の形状の変化を検出してもよい。この場合、検出用画像６３の形状変化が所定時間成立した場合に、操作ありと判定する。
また、操作検出部１２７は、撮影画像データから指示体２の画像を抽出し、指示体２の画像の位置と検出用画像６３の位置とを比較して、検出用画像６３への操作の有無を判定してもよい。
これらの条件、及び、条件の判定に要する第１及び第２の閾値や検出用画像６３の位置、サイズ、形状等に関するデータは、予め設定され、条件記憶部１７３に記憶される。

また、操作検出部１２７は、上記の判定を行う場合に、検出用画像６３の少なくとも一部が撮影画像データに表れていることを条件としてもよい。この場合、例えば撮像部１８０の近くや検出用画像６３の近くにユーザーやユーザー以外の人が立ったことで、検出用画像６３が隠されたことと、指示体２による操作とを識別できる。そして、指示体２によって意図的に検出用画像６３が操作された場合に、操作を検出し、意図しない誤操作の検出を防止できる。

図２（Ｂ）に示すように、指示体２によって検出用画像６３が操作されたことを検出した場合、操作検出部１２７は、操作に対応付けて予め設定された動作を実行する。本実施形態では、上述のようにソース切り替えを実行し、操作検出部１２７がＩ／Ｆ１１０を制御して、入力系統ＩＮ１から入力系統ＩＮ２への切り替えが行われる。
これにより、図２（Ｃ）に示すように、スクリーンＳＣに投射される画像が、入力系統ＩＮ１の投射画像６１から、入力系統ＩＮ２の投射画像６５に切り替わる。投射画像６５はオブジェクト６６を含む画像である。

操作検出部１２７が操作検出処理を継続している間は、投射画像６１から投射画像６５への切り替え後も、図２（Ｃ）に示すように、検出用画像６３が投射される。ここで、図２（Ｄ）に示すように、検出用画像６３に対して指示体２による操作が行われると、この操作を操作検出部１２７が検出して、Ｉ／Ｆ１１０のソースを切り替えさせる。

図２（Ａ）〜（Ｄ）には検出用画像６３をスクリーンＳＣ上に１つだけ投射する例を示したが、検出領域の数は任意であり、例えば複数の検出領域を設定し、それぞれの検出領域を示す検出用画像が投射してもよい。この場合、それぞれの検出領域に同一の動作を対応付けてもよいし、異なる動作を対応付けてもよい。つまり、複数の検出領域のいずれかに対する操作を検出した場合に、設定された１つの動作を実行してもよく、操作を検出した検出領域に対応付けられた動作を実行してもよい。さらに、複数の操作領域の組合せに対応付けて動作を設定し、操作された操作領域の組合せに対応する動作を実行してもよい。スクリーンＳＣに設けられる投射領域の数、及び、投射領域に対応付けて設定される動作は、予め設定され、条件記憶部１７３に記憶される。

また、操作検出部１２７が指示体の指示位置を特定可能な場合、指示位置の軌跡に対してプロジェクター１００の動作（機能）を割り当ててもよい。また、形状の異なる複数の指示体が使用され、操作検出部１２７が撮影画像データに基づき指示体の形状を識別可能な場合に、操作を検出した指示体の形状に対応付けて動作を割り当ててもよい。この場合、指示体により操作を行うと、操作に用いた指示体の形状に対応した動作が実行される。また、指示体がポインターにより形成されるスクリーンＳＣ上の輝点である場合や、指示体が発光機能を有する場合に、輝点や指示体の明滅の回数、速度、点灯時間、明滅パターン等に対応付けて動作を割り当ててもよい。

検出領域の操作に対応して実行される動作は、ソース切り替えに限らず、例えば、スクリーンＳＣ上の投射映像の拡大、縮小、回転、移動等の投射制御処理を割り当ててもよい。また、投射中の画像の投射を停止し音声出力も停止するミュート機能を割り当ててもよい。また、入力系統ＩＮ１と入力系統ＩＮ２のいずれか一方の画像データに基づく画像を投射するシングル表示と、複数系統の画像データに基づく複数の画像を並べてスクリーンＳＣに投射するマルチ表示とを切り替える動作であってもよい。さらに、プロジェクター１００の電源をオフにする動作、指示体の指示位置に追従して図形を描く動作、図示しない外部記憶媒体に記憶された画像データを選択して表示する動作等を割り当ててもよい。

撮像制御部１２８（制御部）は、撮像部１８０が撮影を実行する場合の撮影解像度を設定し、撮像部１８０を制御して撮影を実行させる。ここで、ＣＣＤカメラ１８１が備える受光素子の数は決まっている。このため、撮像制御部１２８は、ＣＣＤカメラ１８１が出力する撮影画像データを、特定の解像度の画像データに変換して、撮影画像メモリー１８２に記憶させる。この場合、撮像制御部１２８が撮影画像メモリー１８２に記憶させる撮影画像データの解像度が、撮像部１８０の撮影解像度に相当する。また、ＣＣＤカメラ１８１が備える周辺回路（図示略）の機能により、ＣＣＤカメラ１８１の撮像素子が出力する信号に基づき、撮像制御部１２８が指定した解像度の撮影画像データを生成してもよい。このような方法により、撮像制御部１２８は、ＣＣＤカメラ１８１により撮影を実行して得られる撮影画像データの解像度を、任意の解像度に調整することが可能である。本実施形態の撮像制御部１２８は、一例として、ＱＶＧＡ（320画素×240画素）とＶＧＡ（640画素×480画素）の２段階の撮影解像度を設定可能である。撮像制御部１２８が設定可能な解像度は、例えばＲＯＭ１７０の設定値記憶部１７２に記憶されている。

撮像制御部１２８は、補正制御部１２２が歪み補正処理を実行する場合、撮像部１８０の撮影解像度を、高画質（高解像度）のＶＧＡに設定する。歪み補正処理では、歪み補正用のパターンやスクリーンＳＣ上の投射画像の外形を高精度で検出できると、高精度の歪み補正を行うことができるので、好ましい。
また、撮像制御部１２８は、操作検出部１２７が操作検出処理を実行する場合、撮像部１８０の撮影解像度をＱＶＧＡに設定する。操作検出部１２７の操作検出処理では低解像度の画像であっても指示体の操作を検出可能である。また、低解像度の画像データを利用すると処理するデータ量が小さいため処理負荷が軽く、高速に処理できるので、指示体の操作を速やかに検出できるという利点がある。

撮像制御部１２８は、１つの撮像部１８０を活用するため、補正制御部１２２が歪み補正処理を行う動作状態と、操作検出部１２７が操作検出処理を行う動作状態とを切り替える制御を実行し、動作状態に対応した撮影解像度を撮像部１８０に設定する。
補正制御部１２２の歪み補正処理は、プロジェクター１００とスクリーンＳＣとの相対位置に合わせて実行すれば、その後は相対位置が変化しない限り実行しなくてもよい。このため、撮像制御部１２８は、動き検出部１８５によりプロジェクター１００の動きを検出し、動作状態を切り替える制御を行う。この動作についてフローチャートを参照して説明する。

図３は、プロジェクター１００の動作を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１２０は、リモコン１９１または操作部１９５の操作に従って、投射制御部１２１の制御により画像の投射を開始する（ステップＳ１１）。
投射開始後、補正制御部１２２は、前回プロジェクター１００を使用した際に用いられた補正用のパラメーターをＲＯＭ１７０から読み出し、このパラメーターを用いて台形歪み補正を行う（ステップＳ１２）。なお、前回のパラメーターに代えて、既定のパラメーター（初期設定値）を用いて台形歪み補正を行うようにしてもよい。

その後、動き検出部１８５が動き検出を開始する（ステップＳ１３）。
撮像制御部１２８は、動き検出部１８５の出力に基づきプロジェクター１００の動きの有無を判定する（ステップＳ１４）。プロジェクター１００が動いている場合、またはプロジェクター１００の動きが止まってから所定時間以上経過していない場合、撮像制御部１２８はプロジェクター１００が動いていると判定する。プロジェクター１００が動いていると判定した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、撮像制御部１２８は、プロジェクター１００の動作状態の切り替えが済んでいるか否かを判定する（ステップＳ１５）。上記のように、プロジェクター１００の動きを検出した場合は補正制御部１２２が歪み補正処理を行う動作状態が設定される。ステップＳ１５で、撮像制御部１２８は、動作状態が既に歪み補正処理を行う動作状態に設定されているか、操作検出部１２７が操作検出処理を行う動作状態であるかを判定する。

プロジェクター１００の動作状態が歪み補正処理を行う動作状態に設定されていない場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、撮像制御部１２８は歪み補正処理を実行する動作状態に切り替える。すなわち、検出用画像の投射を停止させ（ステップＳ１６）、撮像部１８０の撮影解像度をＶＧＡに設定し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に移行する。
また、プロジェクター１００の動作状態が歪み補正処理を行う動作状態に設定されている場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、撮像制御部１２８はステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８で、撮像制御部１２８は撮像部１８０による撮影を実行させる。続いて、補正制御部１２２は、撮像部１８０の撮影画像データに基づいて歪み補正用のパラメーターを新たに算出して、台形歪み補正部１３２が使用するパラメーターを更新する（ステップＳ１９）。この更新されたパラメーターを用いて、台形歪み補正部１３２が台形歪み補正処理を実行する（ステップＳ２０）。
撮像制御部１２８は、操作部１９５またはリモコン１９１によりプロジェクター１００の動作終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２１）。終了の指示がなされた場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１２０は投射を停止して本処理を終了する（ステップＳ２２）。また、終了の指示がなされていない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻って動きを検出する。

一方、プロジェクター１００が動いていないと判定した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、撮像制御部１２８は、プロジェクター１００の動作状態の切り替えが済んでいるか否かを判定する（ステップＳ２３）。プロジェクター１００の静止を検出した場合は操作検出部１２７が操作検出処理を行う動作状態が設定される。ここのステップＳ２３で、撮像制御部１２８は、動作状態が既に操作検出処理を行う動作状態に設定されているか、歪み補正処理を行う動作状態であるかを判定する。

プロジェクター１００の動作状態が操作検出処理を行う動作状態に設定されていない場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、撮像制御部１２８は操作検出処理を実行する動作状態に切り替える。すなわち、撮像制御部１２８が撮像部１８０の撮影解像度をＱＶＧＡに設定し（ステップＳ２４）、操作検出部１２７が、図２（Ａ）〜（Ｄ）に示したように検出用画像をスクリーンＳＣに投射させる制御を行い（ステップＳ２５）、ステップＳ２６に移行する。
また、プロジェクター１００の動作状態が操作検出処理を行う動作状態に設定されている場合（ステップ２３；Ｙｅｓ）、撮像制御部１２８はステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、操作検出部１２７が撮像部１８０に撮影を実行させ（ステップＳ２０）、撮影画像データを解析して操作を検出する（ステップＳ２７）。
ここで、操作検出部１２７は、予め設定された条件に該当する操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ２８）。条件に該当する操作が行われたと判定した場合（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、操作検出部１２７は、条件に対応付けて設定された動作を実行する（ステップＳ２９）。例えば、上述したソース切り替えを実行し、ステップＳ３０に移行する。
また、操作検出部１２７は、予め設定された条件に該当する操作が行われなかったと判定した場合（ステップＳ２８；Ｎｏ）、操作検出部１２７は、そのままステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０で、撮像制御部１２８は、操作部１９５またはリモコン１９１によりプロジェクター１００の動作終了が指示されたか否かを判定する。終了の指示がなされた場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１２０はステップＳ２２に移行して投射を停止し、本処理を終了する。また、終了の指示がなされていない場合（ステップＳ３０；Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻って操作検出処理を続行する。

なお、撮像制御部１２８の動作は図３に示したフロー制御に限定されない。撮像制御部１２８は、ステップＳ１２でプロジェクター１００の動きの判定を開始し、プロジェクター１００の動きが止まったと判定した時点で、割り込み制御により、ステップＳ１６、Ｓ２４相当の判定を行ってもよい。この場合、撮像制御部１２８は、プロジェクター１００が動いた場合、及び動きが止まった場合に、速やかに動作状態を切り替えることができる。また、リモコン１９１または操作部１９５によって投射終了が指示される場合も同様であり、図３に示したフロー制御に限定されず、操作を検出してステップＳ２７と同様の処理を割り込み制御により行ってもよい。

以上説明したように、プロジェクター１００は、撮影画像データに基づいて投射面上でなされた操作を検出する操作検出処理を行う操作検出部１２７と、プロジェクター１００は、撮影画像データに基づいて歪み補正処理を行う補正制御部１２２とを備える。また、プロジェクター１００は、撮像部１８０の撮影解像度を、補正制御部１２２が歪み補正処理を行う場合と操作検出部１２７が操作検出処理を実行する場合とで異なる解像度に設定する。これにより、撮影画像データに基づいて実行する処理に適合するように、撮像部１８０の撮影解像度を設定できるので、撮影画像データ（撮像結果）に基づく高精度の処理を実行でき、処理負荷の増大を抑えることができる。
撮像制御部１２８は、操作検出部１２７により操作検出処理を実行する第１動作状態と、補正制御部１２２により歪み補正処理を実行する第２動作状態と、を切り替える制御を実行する。そして、第１動作状態と第２動作状態とを切り替える際に撮像部１８０の撮影解像度を変更する。このようにプロジェクター１００の動作状態を切り替えて、切り替えをする際に撮影解像度を変更するので、操作検出処理と歪み補正処理のどちらも、処理に適した解像度で実行できる。

また、操作検出部１２７が実行する操作検出処理は、検出された操作が予め設定された操作に該当することを判定する判定処理を含む。撮像制御部１２８は、操作検出部１２７が操作検出処理を実行する場合の撮像部１８０の撮影解像度を、補正制御部１２２が歪み補正処理を行う場合よりも低い解像度に設定する。このため、操作検出処理を、低解像度の撮影画像データを用いて高速に実行できる。また、この判定処理とは異なる歪み補正処理を、より高解像度の撮像結果に基づいて実行し、高精度の歪み補正を行える。

なお、上述した実施形態は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態とは異なる態様として本発明を適用することも可能である。例えば、上記実施形態では、Ｉ／Ｆ１１０に入力される複数系統の入力系統ＩＮ１、ＩＮ２を切り替えて、入力画像データに基づく画像を投射する場合を例に挙げて説明した。つまり、操作検出部１２７が検出した操作に対応して、Ｉ／Ｆ１１０が入力系統ＩＮ１と入力系統ＩＮ２とを切り替える例を説明した。本発明はこれに限定されるものではなく、Ｉ／Ｆ１１０に入力される画像データと、ＲＯＭ１７０に記憶された画像データとを切り替えて投射する構成としてもよいし、プロジェクター１００に接続された外部記憶装置が記憶する画像データを利用してもよい。
また、予め設定された処理は、Ｉ／Ｆ１１０の入力系統ＩＮ１，ＩＮ２を切り替えるソース切り替え処理に限定されない。例えば、予め設定された処理として、上述したミュート機能を実行し、プロジェクター１００の画像、または画像と音声の出力を一時的に停止する処理、または再開する処理を行ってもよい。或いは、光変調装置１３０が描画する画像を拡大または縮小する電子ズーム処理や、プロジェクター１００が出力する音声の音量制御処理等を行ってもよい。
さらに、上記実施形態では、一例として、操作検出部１２７が撮影画像データにおける検出用画像６３の明るさが変化した場合に、指示体２による操作ありと判定し、ソース切り替えを実行する構成を説明した。つまり、検出用画像６３に指示体２を重ねたときにソース切り替えが実行される例であった。本発明はこれに限定されず、撮影画像データにおける検出用画像６３の明るさが変化して、それが元に戻ったときに、操作検出部１２７が指示体２による操作があったと判定してもよい。つまり、スクリーンＳＣ上の検出用画像６３に重ねられた指示体２が検出用画像６３から離れたときに、予め設定された処理が実行される構成としてもよい。
また、上記実施形態ではプロジェクター１００の各部の動作を規定する時間や閾値等に関する設定値は、ＲＯＭ１７０に予め記憶されているが、本発明はこれに限定されない。上記の設定値を、プロジェクター１００の外部の記憶媒体や記憶装置に記憶しておき、必要に応じてプロジェクター１００により設定値が取得される構成としてもよい。また、リモコン１９１や操作部１９５の操作によってその都度設定値が入力される構成としてもよい。

また、上記実施形態では、プロジェクター１００の本体に投射部１０１と撮像部１８０とが固定された構成として説明したが、投射部１０１と撮像部１８０とを、プロジェクター１００の本体とは別体として構成することも可能である。また、上記実施形態では、補正制御部１２２が投射画像の台形歪みを補正する場合を説明したが、例えば、いわゆる樽型歪みや糸巻き歪みと呼ばれる歪みを補正する処理を行ってもよい。
また、上記実施形態では、撮像部１８０はＣＣＤイメージセンサーを備えたＣＣＤカメラ１８１を有する構成として説明したが、イメージセンサーとしてＣＭＯＳセンサーを用いても良い。また、上記実施形態では、光変調装置として、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型の液晶パネルを用いた構成を例に挙げて説明したが、反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、例えば、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式、ＲＧＢ各色の色光を変調する３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせた方式等により構成してもよい。
また、図１に示した各機能部は、プロジェクター１００の機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。

１００…プロジェクター、１０１…投射部、１２０…ＣＰＵ、１２１…投射制御部、１２２…補正制御部（第２処理部）、１２７…操作検出部（第１処理部）、１２８…撮像制御部（制御部）、１３０…光変調装置、１３１…画像用プロセッサー、１３２…台形歪み補正部（第２処理部）、１３４…光変調装置駆動部、１５０…投射光学系、１８０…撮像部、１８３…カメラレンズ、１８５…動き検出部、ＳＣ…スクリーン（投射面）。

Claims (6)

1. 投射面を撮像する撮像部と、
   前記撮像部の撮像結果に基づいて前記投射面上でなされた操作を検出し、検出した操作に対応する第１の処理を行う第１処理部と、
   前記撮像部の撮像結果に基づいて前記第１の処理とは異なる第２の処理を実行する第２処理部と、
   前記撮像部の撮影解像度を、前記第１処理部が前記第１の処理を行う場合と前記第２処理部が前記第２の処理を実行する場合とで異なる解像度に設定する制御部と、
   を備えることを特徴とするプロジェクター。
2. 前記制御部は、前記プロジェクターが前記第１処理部により前記第１の処理を実行する第１動作状態と、前記第２処理部により前記第２の処理を実行する第２動作状態とを切り替える制御を実行し、
   前記第１動作状態と前記第２動作状態とを切り替える際に前記撮像部の撮影解像度を変更することを特徴とする請求項１記載のプロジェクター。
3. 前記第１処理部が実行する前記第１の処理は、前記投射面における指示操作を検出する検出処理を含むことを特徴とする請求項１または２記載のプロジェクター。
4. 前記第２処理部が実行する前記第２の処理は、前記投射面に投射される投射画像の歪みを補正する処理を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロジェクター。
5. 前記第１処理部が実行する前記第１の処理は、前記検出処理で検出された指示操作が予め設定された操作に該当することを判定する判定処理を含み、
   前記制御部は、前記第１処理部が前記第１の処理を実行する場合の前記撮像部の撮影解像度を、前記第２処理部が前記第２の処理を行う場合よりも低い解像度に設定することを特徴とする請求項４記載のプロジェクター。
6. 投射面を撮像する撮像部を備えたプロジェクターを制御し、
   前記撮像部の撮像結果に基づいて前記投射面上でなされた操作を検出し、検出した操作に対応する第１の処理を行う場合と、前記撮像部の撮像結果に基づいて前記第１の処理とは異なる第２の処理を実行する場合とで、前記撮像部の撮影解像度を異なる解像度に設定すること、
   を特徴とするプロジェクターの制御方法。

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