JP2016114626A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画像の利用者から離れた位置を指示しようとする場合に、画像の視認性の低下を抑制することができる画像表示装置を提供する。【解決手段】表示面に画像を表示する画像表示装置であって、表示面に画像を表示する表示手段と、前記表示面における利用者の影の領域を検出する影領域検出手段と、前記影領域検出手段による前記影の領域の検出結果に基づいて、前記表示面に表示する表示対象の画像を変化させる制御手段と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、画像表示装置に関するものである。

従来、表示面に表示された表示画像における特定の位置が利用者によって指示された場合に、その指示位置を検出する機能を有する画像表示装置が知られている。

特許文献１には、表示画像において利用者が指示体で指示した位置を検出する画像表示装置において、使用者の身長の高さを検出し、その身長の高さに応じて表示画像の形状又は表示位置を変更する構成が開示されている。

上記従来の指示位置を検出する画像表示装置において、表示画像の利用者から離れた位置を利用者が指示しようとするとき、その指示のために利用者が表示画像の前を横切る場合がある。この場合、表示画像の前を横切る利用者の体全体で表示画像が遮られ、表示画像の視認性が低下するおそれがある。このような表示画像の視認性の低下は、上記特許文献１の画像表示装置のように使用者の身長の高さに応じて表示画像の形状又は表示位置を変更したとしても発生するおそれがある。

上記課題を解決するために、本発明は、表示面に画像を表示する画像表示装置であって、表示面に画像を表示する表示手段と、前記表示面において利用者の影の領域を検出する影領域検出手段と、前記影領域検出手段による前記影の領域の検出結果に基づいて、前記表示面に表示する表示対象の画像を変化させる制御手段と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、表示画像の利用者から離れた位置を利用者が指示しようとする場合に、画像の視認性の低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタを含む表示システムの全体構成の一例を示す説明図。 本実施形態に係るプロジェクタで画像を投写している様子を示す説明図。 本実施形態に係るプロジェクタに接続される情報処理装置の内部構成の一例を示すブロック図。 本実施形態に係るプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図。 本実施形態に係るプロジェクタのシステム制御ユニットの内部構成の一例を示す機能ブロック図。 本実施形態に係るプロジェクタにおいて指示体の座標を出力する処理の一例を示すフローチャート。 投写画像に利用者の影が重なった場合の様子の一例を示す説明図。 本実施形態に係るプロジェクタにおいて投写画像に利用者の影が重なった場合に投写画像を縮小して表示する様子の一例を示す説明図。 本実施形態に係るプロジェクタにおいて投写画像を縮小して表示する処理の一例を示すフローチャート。 本実施形態に係るプロジェクタにおいて投写画像を元に戻す処理の一例を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係るプロジェクタにおいて投写画像に影が重なった場合に投写画像の表示位置を変えて表示する様子の一例を示す説明図。 本発明の第３の実施形態に係るプロジェクタにおいて投写画像を縮小または表示位置を変えて表示する場合の処理の一例を示すフローチャート。 本発明の第４の実施形態に係るプロジェクタにおいて投写画像を縮小または表示位置を変えて表示する場合の処理の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
〔実施形態１〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタ１を含む表示システム１００の全体構成の一例を示す説明図である。
図１において、表示システム１００は、画像表示装置としてのプロジェクタ１と、情報処理手段としての情報処理装置３とを備える。プロジェクタ１には映像ケーブル４を介して情報処理装置３が接続されている。また、プロジェクタ１には、撮像手段としてのカメラ９が組み込まれている。

なお、本実施形態では、プロジェクタ１及び情報処理装置３が物理的に互いに分離された別体の装置として設けられた場合について説明するが、プロジェクタ１及び情報処理装置３を一体的に構成してもよい。例えば、プロジェクタ１に情報処理装置３を組み込んだ構成であってもよい。また、本実施形態では、カメラ９がプロジェクタ１に組み込まれた構成の場合について説明するが、プロジェクタ１及びカメラ９は物理的に互いに分離された別体の装置として設けてもよい。

情報処理装置３は、映像ケーブル４を介してプロジェクタ１に投写対象の画像の画像信号を入力する。ここで、映像ケーブル４は、画像信号を伝送するためのケーブルであり、例えばＲＢＧケーブルやＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルである。プロジェクタ１は、情報処理装置３から入力された画像信号を用いて、スクリーンの表面などの表示面（投写面）９００に画像（以下、適宜「投写画像」ともいう。）２を投写する。

プロジェクタ１と情報処理装置３とは通信ケーブル５を介して互いに接続されており、相互に通信することができる。通信ケーブル５は、例えばＵＳＢケーブルやシリアルケーブル、ＬＡＮケーブル、無線ＬＡＮ通信網といったものである。なお、プロジェクタ１が画像データから画像信号を生成する機能を有する場合は、通信ケーブル５を介して情報処理装置３からプロジェクタ１に画像データを送信するようにしてもよい。

また、本実施形態の表示システム１００では、利用者Ｕが指示体７を手に持って、プロジェクタ１で投写されている投写画像２上の位置を指示する操作を行うことができる。指示体７は、ペン型や棒形状の操作デバイスであり、投写画像２の上の任意の位置Ｌ，Ｒを指し示すために用いられる。プロジェクタ１は、後述するように指示体７の先端位置を検出する機能を有し、検出した指示位置Ｌ，Ｒの座標データを情報処理装置３に出力する。

情報処理装置３は、表示面９００に表示する表示対象の画像の画像データ又は画像信号をプロジェクタ１に供給する画像供給手段としても機能する。また、プロジェクタ１は座標情報出力手段としても機能する。すなわち、プロジェクタ１は、表示面９００に投写された投写画像２上で検出された指示位置を示す画像要素を、当該指示位置に対応する表示領域に表示するように指示位置の座標情報を情報処理装置３に出力する。情報処理装置３は、入力された指示位置Ｌ，Ｒの座標を示すデータを元に、投写対象の画像の画像データに変更を加え、プロジェクタ１に入力する。

ここで、情報処理装置３は、投写画像に上記指示位置を示す画像要素としてのポインターのような画像要素を重ね合わせるように当該画像要素を投写用画像データ上に描画し、投写画像上に指示体７の先端の位置を表示するようにしてもよい。また、情報処理装置３は、線などの図形を描画するプログラムを起動しておき、指示体７の先端の軌跡に沿って線や円などの上記指示位置を示す画像要素としての図形を投写用画像データ上に描画し、投写画像上に当該図形を表示するようにしてもよい。

上記構成のプロジェクタ１を備えた表示システム１００において、図１に示すように利用者Ｕが指示体７を手に持って投写画像２の右側に立っていたとする。利用者Ｕが投写画像２の右端部にあるＲ点を指示体７で示す場合、投写画像２をほとんど遮ることがないため、画像の視認性が低下することはない。これに対し、利用者Ｕが投写画像２の左端部にあるＬ点を指示体７で示す場合、投写画像と利用者Ｕの体（利用者の手や腕など、あるいは、利用者が体全体）とが重なり、投写画像２上に利用者Ｕの影が発生し、画像の視認性が低下する。

図２は、本実施形態に係るプロジェクタ１で画像を投写している様子を示す説明図である。図２に示すように、プロジェクタ１は、表示面（投写面）９００を撮影可能な撮像装置としてのカメラ９を有する。カメラ９は、画像２が投写される投写領域を含む撮影領域９１０を撮影することができる。

図３は、本実施形態に係る表示システム１００を構成する情報処理装置３の内部構成の一例を示すブロック図である。
情報処理装置３は、出力部１１、操作部１２、表示部１３、通信部１４、記憶部１５及び制御部１６を備える。各部１１〜１６は、システムバス１７を介して互いに通信可能に接続されている。

出力部１１は、映像ケーブル４を介して、プロジェクタ１に投写対象の画像などの画像信号（映像信号）を出力するものである。出力部１１は、例えば映像信号の分配機などにより実現できる。画像信号（映像信号）としては、例えば、ＨＤＭＩ信号、ＲＧＢ信号及びビデオ信号などが挙げられる。

操作部１２は、各種操作の入力を行うものであり、キーボード、マウス、タッチパッド、及びタッチパネルなどの入力装置により実現できる。

表示部１３は、各種画面を表示するものであり、液晶ディスプレイ及びタッチパネル式ディスプレイなどの表示装置により実現できる。

通信部１４は、通信ケーブル５を介してプロジェクタ１と通信するものである。例えば、通信ケーブル５がＵＳＢケーブルである場合、通信部１４はＵＳＢコントローラーなどの通信装置により実現できる。プロジェクタ１から出力された指示体７の座標データは、通信部１４を通して情報処理装置３に入力される。

記憶部１５は、情報処理装置３で実行される各種プログラム、及び情報処理装置３で行われる各種処理に使用されるデータなどを記憶する。記憶部１５は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、メモリカード、光ディスク、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）などの磁気的、光学的及び電気的に記憶可能な記憶装置の少なくともいずれかにより実現できる。

制御部１６は、情報処理装置３の各部を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御装置により実現できる。なお、制御部１６は、投写画像上で指示されている指示位置の移動方向などを算出する算出手段としても機能する。

図４は、本実施形態に係るプロジェクタ１の内部構成の一例を示すブロック図である。プロジェクタ１は、表示手段としての画像投写手段である画像投写部２００を備える。画像投写部２００は、光源としてのランプ２４、照明光学系２３、光変調器２２、投射光学系２１等を有する。

ランプ２４から出た光は、照明光学系２３のレンズやミラーを介して、光変調器２２に照射される。光変調器２２は、例えば液晶パネル又はＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等により構成される。光変調器２２は、外部から入力された画像信号（映像信号）に基づいて、照明光学系２３で照射された光を変調し、表示面９００に画像を投写するための光を生成する。

光変調器２２で変調されて生成された光は、投射光学系２１のレンズやミラーを介して、表示面９００に向けて投射される。

外部からの画像信号としての映像信号は、信号入力端子２８を介してプロジェクタに入力される。ここで、映像信号とは、ＲＧＢ信号、ＨＤＭＩ信号、ビデオ信号などである。映像信号は、信号入力端子２８から映像信号処理ユニット２７を経て、画像処理ユニット２６に送られる。画像処理ユニット２６では、各種の画像処理が実行される。処理後の画像は、画像処理ユニット２６から光変調器制御ユニット２５に送られ、光変調器２２の動作に反映される。

システム制御ユニット３５は、ＣＰＵやメモリなどで構成され、各種入力情報を元にプロジェクタ１の全体の動作を制御するものである。また、システム制御ユニット３５は、ＲＯＭ３８が接続されており、各種情報をＲＯＭ３８に保存し、必要なときにＲＯＭ３８から読み出す処理を行うことができる。

システム制御ユニット３５は、画像２が表示されている表示面９００において利用者Ｕの影の領域（以下「影領域」という。）Ｓを検出する影領域検出手段として機能する。また、画像処理ユニット２６及びシステム制御ユニット３５は、影領域Ｓの検出結果に基づいて、表示面９００に表示する表示対象の画像を変化させる制御手段として機能する。

利用者がプロジェクタ１を操作する場合、操作パネル３２もしくはリモコン３４を使用する。操作パネル３２での操作は直接システム制御ユニット３５に通知される。またリモコン３４での操作は、リモコン受信機３３を介してシステム制御ユニット３５に通知される。これらの通知を受けたシステム制御ユニット３５は、その通知に対応した処理を実施する。

また、利用者は、表示装置３１を介してプロジェクタ１の状態を知ることができる。表示装置３１は例えばＬＥＤなどで構成されている。表示装置３１は、プロジェクタ１の電源ＯＮ／ＯＦＦやエラー発生などに応じて、システム制御ユニット３５からの通知を受け、ＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦすることで利用者に機器状態を通知することができる。

また、プロジェクタ１は、カメラユニット２９とカメラ画像処理ユニット３０とを備えている。カメラユニット２９は、プロジェクタ１に搭載されたカメラ９を制御し、画像が投写される投写面（表示面）９００を撮影するためのものである。カメラユニット２９で撮影した画像はカメラ画像処理ユニット３０に送られ、種々の画像処理および画像解析を施すことができる。指示体７を検出する場合、カメラユニット２９で投写面を撮影し、カメラ画像処理ユニット３０で撮影画像データを解析し、撮影画像上での指示体７の先端の座標情報を算出する。

カメラ９、カメラユニット２９及びカメラ画像処理ユニット３０は、表示面９００における利用者Ｕによる指示位置を検出する指示位置検出手段として機能する。

なお、カメラ９は、可視光を撮影するものであってもよいし、非可視光（赤外光など）を撮影するものであってもよい。カメラ９が可視光を撮影する場合は、撮影した画像を解析して指示体７を検出すればよい。また、カメラ９が非可視光を撮影する場合は、指示体７が非可視光を出射し、その指示体７から射出された非可視光をカメラ９が撮影するようにすればよい。非可視光を撮影して指示体７を検出する場合、投写画像を解析するには可視光での撮影も必要である。その場合、非可視光を撮影する際はフィルタ（例えば赤外線フィルタなど）を介して非可視光のみ撮影するようにし、可視光を撮影する場合はフィルタを外して可視光を撮影するようにすればよい。

また、プロジェクタ１は、通信ケーブル５が接続された通信端子３７及び通信制御ユニット３６を備えており、通信ケーブル５で接続された機器と互いに通信することができる。カメラ画像処理ユニット３０で算出された指示体７の先端の座標情報は、システム制御ユニット３５で座標変換処理が行われた後、通信制御ユニット３６、通信端子３７及び通信ケーブル５を介して、情報処理装置３に出力される。

図５は、本実施形態に係るプロジェクタ１のシステム制御ユニット３５の内部構成の一例を示す機能ブロック図である。システム制御ユニット３５の内部には、キャリブレーション実行部３９と記憶部４０と座標変換部４１と座標出力部４２とを備える。

キャリブレーション実行部３９は、キャリブレーション処理を実行するための制御を行う。また、記憶部４０は、キャリブレーション処理を実行して算出した補正値やプロジェクタの動作を規定する各種設定値などを、ＲＯＭ３８に保存する。

ここで、キャリブレーション処理とは、カメラ９で撮影した撮影画像データにおける座標と、プロジェクタ１の投写画像の座標との対応関係（座標変換パラメータ）を求めるための処理である。キャリブレーション処理としては、オートキャリブレーションとマニュアルキャリブレーションの２種類があり、いずれの処理を実行してもよい。

オートキャリブレーションの場合、プロジェクタ１は画像処理ユニット２６によりオートキャリブレーション用の画像を表示面９００に投写する。オートキャリブレーション用の画像は、画像上の特徴的な位置（４隅や中心など）に特徴的な図形（円や線など）が表示されている画像である。このキャリブレーション用の画像が投写された状態で、カメラユニット２９によりカメラ９を制御して表示面の撮影を実行する。この撮影で得られた撮影画像データをカメラ画像処理ユニット３０で解析し、投写画像の輪郭やキャリブレーション用の画像に含まれる特徴的な図形を検出する。これにより、キャリブレーション実行部３９は、投写画像と撮影画像との対応関係（座標変換パラメータ）を算出して求める。算出して求めた座標変換パラメータは、記憶部４０によりＲＯＭ３８に保存される。

マニュアルキャリブレーションの場合、プロジェクタ１は画像処理ユニット２６によりマニュアルキャリブレーション用の画像を投写する。マニュアルキャリブレーション用の画像は画面上の特徴的な位置（角や中心など）にマークが表示されているものである。利用者Ｕは、このキャリブレーション用の画像が投写された状態で、マークの位置に指示体７の先端を合わせる。このようにキャリブレーション用の画像が投写され、マークの位置に指示体７の先端を合わせられた状態で、カメラユニット２９によりカメラ９を制御して表示面の撮影を実行する。この撮影で得られた撮影画像データをカメラ画像処理ユニット３０で解析し、撮影画像上での指示体７の座標情報を算出する。キャリブレーション実行部３９は、撮影画像上での指示体７の座標情報と投写画像上でのマークの座標情報との対応関係を求める。マークの位置を変えて、何回かこのような作業を繰り返すことにより、キャリブレーション実行部３９は投写画像と撮影画像との対応関係（座標変換パラメータ）を算出して求める。算出して求めた座標変換パラメータは、記憶部４０によりＲＯＭ３８に保存される。

キャリブレーション処理は、プロジェクタ１を使用する前に一度実施しておけばよく、プロジェクタ１の使用中は実施する必要はない。但し、プロジェクタ１の設置位置を動かしたり、プロジェクタ１のフォーカスやズームの状態が変わったりして、投写画像と撮影画像との対応関係が変化した場合には、キャリブレーションを再度実行する必要がある。

座標変換部４１は、カメラ画像処理ユニット３０から送られてきた座標情報に対し、キャリブレーション処理を実行して算出した補正値の情報を元に、座標変換処理を行う。座標出力部４２は、座標変換処理を行った座標情報を情報処理装置３に対して出力する。

図６は、本実施形態に係るプロジェクタ１において指示体７の座標を出力する処理の一例を示すフローチャートである。この図６に示す動作は、プロジェクタ１において、キャリブレーション処理実行後、一定時間ごとに繰り返される処理である。

図６において、まず、カメラユニット２９は、システム制御ユニット３５の制御により投写画像を含む撮影領域９１０（図２参照）に対して撮影を行い、撮影画像データを取得する（ステップＳ５１）。

次に、カメラ画像処理ユニット３０は、撮影画像データを解析し、指示体７の指示位置を検出する。検出できた場合はステップＳ５３に進み、検出できない場合は処理を終了する（ステップＳ５２）。

カメラ画像処理ユニット３０は、検出された指示位置の撮影画像上の座標情報を算出し、システム制御ユニット３５に送信する（ステップＳ５３）。

システム制御ユニット３５では、座標変換部４１が、キャリブレーション処理時に算出した補正値を用いて、撮影画像上の座標情報を投写画像上の座標情報に変換する（ステップＳ５４）。

最後に、座標出力部４２が変換後の座標情報を情報処理装置３に出力する（ステップＳ５５）。

情報処理装置３は、プロジェクタ１から入力される座標データを汎用的なポインティングデバイスが出力する座標データと同等に扱う。これにより、情報処理装置３は、オペレーティングシステム（ＯＳ）の一部の機能として予めインストールされた汎用のデバイスドライバープログラムを用いて、指示体７による指示操作をポインティングデバイスの操作として処理できる。例えば、指示体７の指示位置に追従するようにポインター８を表示し、これらの表示位置を移動させる処理を行うことができる。

また、情報処理装置３は、例えば、情報処理装置３のＯＳの機能の一部として又はＯＳとともに標準的なアプリケーションプログラムが組み込まれている。この標準的なアプリケーションプログラムのうち画像を描く描画機能を有するアプリケーションプログラムにより、プロジェクタ１から入力される座標データに基づいて、線や円などの図形を描画することができる。

図７は、表示面９００上に投写された投写画像２に利用者の影が重なった場合の様子の一例を示す説明図である。図７に示すように、利用者Ｕが投写画像２のＬ点を指示体７で指示しようとした場合、利用者Ｕの体がプロジェクタ１とスクリーン９００との間に入るため、投写画像２に影領域Ｓが発生する。

図８は、本実施形態に係るプロジェクタ１において投写画像に利用者の影が重なった場合に投写画像を縮小して表示する様子の一例を示す説明図である。図８に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、投写画像２に影領域Ｓが発生したことを検出した場合、発生した影領域Ｓの位置や面積に応じて画像２を縮小して表示する。

前述の図７では、利用者Ｕが投写画像２の右側にいて、Ｌ点を指示体７で指示するため、表示面９００の投写画像２が投写された画面の右半分に大きな影領域Ｓが発生していた。そこで、図８に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、投写画像２を半分に縮小し、右端に寄せて投写している。これにより、利用者Ｕは容易にＬ点を指示体７で指示することができ、かつ、影領域Ｓを小さくすることができる。また、利用者Ｕが指示体７による指示を終了したら、プロジェクタ１は投写画像２の縮小を止め、投写画像２を元の状態に戻すことができる。

図９は、本実施形態に係るプロジェクタ１において投写画像２を縮小して表示する処理の一例を示すフローチャートである。この図９に示す処理動作は、プロジェクタ１において、画像投写中に一定時間ごとに繰り返し実行する処理である。

図９において、まず、プロジェクタ１は、前述の図６で説明した、指示体７の座標を検出し投写画像２上の座標データとして出力する処理を行う（ステップＳ６１）。

次に、カメラユニット２９は、システム制御ユニット３５の制御により投写画像を含む撮影領域９１０（図２参照）の撮影を行い、撮影画像データを取得する（ステップＳ６２）。

カメラ画像処理ユニット３０は、撮影画像データを解析し、影領域Ｓが存在するかどうか判定する。影領域Ｓが検出された場合はステップＳ６４に進み、検出できない場合は何もせず処理を終了する（ステップＳ６３）。

次に、カメラ画像処理ユニット３０は、投写画像２の右半分の領域において、影領域Ｓの占める割合を計算する。また同様に、左半分の領域において、影領域Ｓの占める割合を計算する。計算結果のデータは、カメラ画像処理ユニット３０からシステム制御ユニット３５に送信される（ステップＳ６４）。

システム制御ユニット３５は、カメラ画像処理ユニット３０から受信したデータを元に、投写画像２の左半分の領域において、影領域Ｓの占める割合（％）が閾値（例えば、３０％）を超えていた場合、ステップＳ６６に進む。また、投写画像２の右半分の領域において、影領域Ｓの占める割合（％）が閾値（例えば、３０％）を超えていた場合、ステップＳ６７に進む。投写画像２の左半分及び右半分どちらの領域においても、影領域Ｓの占める割合が閾値を超えていない場合、何もせず処理を終了する（ステップＳ６５）。

投写画像２の左半分の領域において、影領域Ｓの占める割合（％）が閾値（例えば、３０％）を超えていた場合、システム制御ユニット３５は、投写画像２を半分に縮小し左端に移動するため、画像処理ユニット２６に対し、画像処理を指示する。画像処理ユニット２６は、投写画像２を半分に縮小し左端に移動する処理を行う（ステップＳ６６）。

同様に、投写画像２の右半分の領域において、影領域Ｓの占める割合（％）が閾値（例えば、３０％）を超えていた場合、システム制御ユニット３５は、投写画像２を半分に縮小し右端に移動するため、画像処理ユニット２６に対し、画像処理を指示する。画像処理ユニット２６は、投写画像２を半分に縮小し右端に移動する処理を行う（ステップＳ６７）。

以上の処理を行うことにより、プロジェクタ１は投写画像２を半分に縮小し、左端もしくは右端に寄せて投写することができる。

なお、図９の例では、影領域Ｓの占める割合が閾値を超えているか否かを判断しているが、その判断に代えて、影領域Ｓの占める割合が閾値以上であるか否かを判断してもよい。

次に、利用者Ｕが指示体７による指示を終了した後、プロジェクタ１が投写画像２の縮小を止め、投写画像２を元の状態に戻す処理について説明する。

図１０は、本実施形態に係るプロジェクタ１において投写画像を元に戻す処理の一例を示すフローチャートである。この図１０に示す動作は、プロジェクタ１において、投写画像を縮小している間、一定時間ごとに繰り返し実行する処理である。

図１０において、まず、プロジェクタ１は、前述の図６で説明した、指示体７の座標を検出し、投写画像２上の座標データとして出力する処理を行う。このとき、投写画像２は縮小されているため、縮小した投写画像２の位置に合わせて座標情報を出力する。指示体７の座標が検出されない場合は、座標データは出力しない（ステップＳ７１）。

次に、システム制御ユニット３５は、指示位置の検出が一定時間（例えば、３秒間）の間行われていないかどうか判定する。一定時間行われていない場合、指示体での指示が終了したと考えられるため、ステップＳ７３に進む。指示位置の検出が継続して行われている場合、利用者は何らかの操作を行っていると考えられるため、何もせずに処理を終了する（ステップＳ７２）。

システム制御ユニット３５は、指示体７の検出が一定時間行われていない場合、画像を元の大きさと位置に戻すため、画像処理ユニット２６に対し、画像処理の終了を指示する。画像処理ユニット２６は投写画像２を縮小する処理を終了する（ステップＳ７３）。

以上の処理により、利用者Ｕが指示体７による指示を終了したら、プロジェクタ１は投写画像２の縮小を止め、投写画像２を元の状態に戻すことができる。

〔実施形態２〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るプロジェクタ１及びそれを含む表示システム１００について説明する。なお、本実施形態に係るプロジェクタ１及び表示システム１００の基本的な構成及び処理動作は、前述の図１〜図１０に示した実施形態１のプロジェクタ１及び表示システム１００と同様にあるため、それらの共通する部分の説明は省略する。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係るプロジェクタ１において投写画像２に影が重なった場合に投写画像２の表示位置を変えて表示する様子の一例を示す説明図である。前述の実施形態１の画像表示制御例の場合は投写画像を縮小して表示したが、本実施形態のように投写画像２の表示位置を変更することで対応することもできる。

図１１の処理フローは、前述の実施形態１における処理フローとほとんど同じであるが、図１１の処理フローの場合、システム制御ユニット３５は、画像処理ユニット２６に対し、画像の表示位置の移動を指示する。図１１の場合、投写画像２の左端が表示面９００における画像投写領域の中心に来るように、投写画像２の表示位置を移動している。

投写画像２の表示位置をどちらに移動するかは、前述の実施形態１と同様に、投写画像２の右半分または左半分の領域において、影領域Ｓの占める割合を計算して判定すればよい。

また、前述の前述の実施形態１と同様に、図１１の処理フローにおいても、指示体７が検出されなくなったら、投写画像２を元の位置に戻すように制御する。

〔実施形態３〕
次に、本発明の第３の実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態に係るプロジェクタ１及びそれを含む表示システム１００の基本的な構成及び処理動作は、前述の図１〜図１０に示した実施形態１のプロジェクタ１及び表示システム１００と同様にあるため、それらの共通する部分の説明は省略する。

図１２は、本発明の第３の実施形態に係るプロジェクタ１において投写画像を縮小または表示位置を変えて表示する場合の処理の一例を示すフローチャートである。
投写画像２自体に黒い帯状の画像部分があった場合、その画像部分を影領域Ｓと誤認識する可能性がある。そこで、本実施形態３では、入力画像の画像データに基づいて入力画像の黒領域の情報を取得する処理と、撮影画像の影領域Ｓと入力画像の黒領域の情報とを比較する処理を実行している。具体的には、図１２に示すように、前述の実施形態１における図９の処理フローに対して、入力画像の黒領域の情報を取得する処理（ステップＳ８１）と、撮影画像の影領域Ｓと入力画像の黒領域の情報との比較処理（ステップＳ８１）を追加している。

図１２のステップＳ８１では、入力画像データ内の黒領域の位置や面積などの情報を取得する。これらの情報は、システム制御ユニット３５が画像処理ユニット２６から取得できる。

次に、ステップＳ８２では、ステップＳ６３で検出した影領域Ｓの情報（位置や面積など）と、ステップＳ８１で取得した入力画像の黒領域の情報（位置や面積など）とを比較する。比較した結果、影領域Ｓと黒領域とが一致しない場合、黒領域を影領域Ｓと誤判断しているわけではないので、前述の実施形態１で説明したステップＳ６４以降の処理を継続する。一方、影領域Ｓと黒領域とが一致する場合、黒領域を影領域Ｓと誤判断している可能性があるため、何もせず処理を終了する。

〔実施形態４〕
次に、本発明の第４の実施形態に係るプロジェクタについて説明する。なお、本実施形態に係るプロジェクタ１及びそれを含む表示システム１００の基本的な構成及び処理動作は、前述の図１〜図１０に示した実施形態１のプロジェクタ１及び表示システム１００と同様にあるため、それらの共通する部分の説明は省略する。

図１３は、本発明の第４の実施形態に係るプロジェクタ１画像表示装置において投写画像を縮小または表示位置を変えて表示する場合の処理の一例を示すフローチャートである。
前述の実施形態１及び実施形態２では、投写画像２の右半分または左半分の領域において、影領域Ｓの占める割合を計算している。そして、その影領域Ｓの占める割合が閾値を超えていた場合、右半分または左半分の領域のうち上記割合が閾値を超えている方の領域に画像を縮小して表示する、または、超えている方の領域に表示位置を移動して表示する処理としていた。

本実施形態４では、投写画像２を縮小して表示、又は、表示位置を移動して表示することは同じであるが、左右どちらに表示するかを、指示体７の検出履歴から判断している。具体的には、図１３のステップＳ９１とＳ９２〜Ｓ９７を、前述の実施形態１における図９の処理フローに対して追加している。

図１３のステップＳ９１では、システム制御ユニット３５内の記憶部４０は座標データをＲＯＭ３８に保存する。ＲＯＭ３８には、過去の一定時間内に検出した複数の座標データが保存される。このように過去の座標データを保存するのは、後述するように、座標データの履歴を元に指示位置の移動方向を算出するためである。

次に、投写画像２から影領域Ｓが存在するかどうか判定する。影領域Ｓが存在する場合、ステップＳ９２に進む（ステップＳ６２、Ｓ６３）。

次に、カメラ画像処理ユニット３０は投写画像２内において影領域Ｓの占める割合を計算する。その計算結果のデータは、カメラ画像処理ユニット３０からシステム制御ユニット３５に送信される（ステップＳ９２）。

システム制御ユニット３５は、カメラ画像処理ユニット３０から受信した計算結果のデータを元に、投写画像２内において影領域Ｓの占める割合（％）が閾値（例えば、３０％）を超えていた場合、ステップＳ９４に進む。影領域Ｓの占める割合が閾値を超えていない場合、何もせず処理を終了する（ステップＳ９３）。

次に、システム制御ユニット３５は、ステップＳ９１で保存した座標データの情報から、指示位置の移動方向を算出する。例えば、座標データのＸ成分が増加している場合、指示位置が左から右に移動していると言える。逆に、Ｘ成分が減少している場合、指示位置が右から左に移動している（ステップＳ９４）

システム制御ユニット３５は、上記算出した指示位置の移動方向により、次の処理を選択する（ステップＳ９５）。

例えば、指示位置が左から右に移動している場合、システム制御ユニット３５は、投写画像２を半分に縮小し左端に移動させるため、画像処理ユニット２６に対し、画像処理を指示する。画像処理ユニット２６は、投写画像２を半分に縮小し左端に移動する処理を行う。または、投写画像２の右端が表示面９００の投写領域の中心に来るように表示位置を左に移動する（ステップＳ９６）。

まあ、指示位置が右から左に移動している場合、システム制御ユニット３５は、投写画像２を半分に縮小し右端に移動させる、画像処理ユニット２６に対し、画像処理を指示する。画像処理ユニット２６は、投写画像２を半分に縮小し右端に移動する処理を行う。または、投写画像２の左端が表示面の投写領域の中心に来るように表示位置を右に移動する（ステップＳ９７）。

以上の処理を行うことにより、本実施形態のプロジェクタ１は投写画像２を左右どちらに表示するかを指示体７の検出履歴から判断することができる。このように指示位置の検出履歴から判断することで、影領域Ｓが投写画像２の全体にわたっている場合でも利用者が左右どちらにいるかを判断することができる。

なお、図１３の例では、影領域Ｓの占める割合が閾値を超えているか否かを判断しているが、その判断に代えて、影領域Ｓの占める割合が閾値以上であるか否かを判断してもよい。

なお、上記各実施形態では、表示手段が画像を投写する画像投影手段（画像投写部２００）であるプロジェクタ１の場合について説明したが、本発明は、画像投影手段以外の表示手段を備えた画像表示装置にも同様に適用できる。例えば、本発明は、利用者から見て障害物が位置する可能性がある表示面に画像を表示する表示手段を備えているものであれば、比較的大きな表示面を有する液晶表示装置などの他の画像表示装置にも同様に適用できる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
表示面に画像を表示するプロジェクタ１等の画像表示装置であって、表示面に画像を表示する画像投写部２００等の表示手段と、表示面における利用者の影の領域を検出するカメラ９及びシステム制御ユニット３５等の影領域検出手段と、前記影領域検出手段による影の領域の検出結果に基づいて、表示面に表示する表示対象の画像を変化させる画像処理ユニット２６及びシステム制御ユニット３５等の制御手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、表示画像の利用者から離れた位置を利用者が指示しようとする場合に、表示面における利用者の影の領域を検出する。この利用者の影の領域の検出結果により、その利用者の影によって表示面上の画像の視認性の低下が発生していると判断したとき、その視認性の低下を抑制するように表示対象の画像を変化させることができる。このように表示対象の画像を変化させることで、当該画像の視認性の低下を抑制することができる。以上のように、表示画像の利用者から離れた位置を利用者が指示しようとする場合に、画像の視認性の低下を抑制することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記制御手段は、前記影の領域の面積及び位置に応じて、前記表示面に表示する表示対象の画像の形状及び表示位置の少なくとも一方を変更する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、影の領域の面積及び位置に応じて表示対象の画像の形状及び表示位置の少なくとも一方を変更するという簡易な処理により、上記画像の視認性の低下をより確実に抑制することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又は態様Ｂにおいて、前記制御手段は、表示画像の右半分または左半分に占める前記影の領域の割合を算出し、その割合が閾値を超えていた場合に、表示対象の画像を変化させる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、表示対象の画像を変化させる制御を行うか否かを簡易に判断することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、前記制御手段は、前記影の領域の検出結果に基づいて、前記表示対象の画像を前記表示面の右端部又は左端部に移動して表示するように制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記画像の変化が画像の表示位置の移動だけであるので、画像がつぶれず画像の視認性を維持することができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、前記制御手段は、前記影の領域の検出結果に基づいて、前記表示対象の画像を縮小し、前記表示面の右端部又は左端部に寄せて表示するように制御する。これによれば、上記実施形態について説明したように、表示対象の画像を縮小するので、画像全体の情報が失われない。
（態様Ｆ）
上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかにおいて、前記影領域検出手段は、前記表示対象の画像における黒領域の情報に基づいて、前記利用者の影の領域の有無を判断する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、表示対象の画像の黒領域を影の領域と誤判定するのを防止できる。
（態様Ｇ）
上記態様Ａ乃至Ｆのいずれかにおいて、前記制御手段は、前記指示位置の移動方向を算出し、その算出結果に基づいて、前記表示対象の画像を移動させるように変化させるときの移動方向を決める。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記影の領域が表示画像の全体にわたっている場合でも、画像を移動させる方向を判断することができる。
（態様Ｈ）
上記態様Ａ乃至Ｇのいずれかにおいて、表示面における利用者による指示位置を検出するカメラ９などの指示位置検出手段を備え、前記制御手段は、表示対象の画像を変化させた後、前記指示位置の検出が一定時間行われなかった場合、表示画像を変更前の状態に戻すように制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、表示画像の利用者から離れた位置を指示しようとして利用者で表示画像が遮られた状態が解消されたときに、表示画像を変更前の元の状態に戻すことができる。
（態様Ｉ）
上記態様Ａ乃至Ｈのいずれかにおいて、前記指示位置検出手段によって検出した指示位置を示す画像要素を、前記表示面の指示位置に対応する表示領域に表示する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、投写画像２の利用者から離れた位置を指示しようとする場合に、投写画像２の視認性の低下を抑制しつつ投写画像２上で利用者の指示位置を示すことができる。
（態様Ｊ）
上記態様Ａ乃至Ｉのいずれかにおいて、前記表示手段は、スクリーン等の表示面９００に表示対象の画像を投写する画像投写部２００などの画像投写手段である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、投写画像２の利用者から離れた位置を指示しようとする場合に、投写画像２の視認性の低下を抑制しつつ投写画像２上で指示位置を示すことができる。

１ プロジェクタ（画像投写装置）
２ 投写画像（表示画像）
３ 情報処理装置
４ 映像ケーブル
５ 通信ケーブル
７ 指示体
９ カメラ
１００ 表示システム
９００ 表示面（投写対象面）

特開２０１４−１３４６１３号公報

Claims (10)

1. 表示面に画像を表示する画像表示装置であって、
   表示面に画像を表示する表示手段と、
   前記表示面における利用者の影の領域を検出する影領域検出手段と、
   前記影領域検出手段による前記影の領域の検出結果に基づいて、前記表示面に表示する表示対象の画像を変化させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１の画像表示装置において、
   前記制御手段は、前記影の領域の面積及び位置に応じて、前記表示面に表示する表示対象の画像の形状及び表示位置の少なくとも一方を変更することを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１又は２の画像表示装置において、
   前記制御手段は、前記表示画像の右半分または左半分に占める前記影の領域の割合を算出し、その割合が閾値を超えていた場合又は前記閾値以上の場合に、前記表示対象の画像を変化させることを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかの画像表示装置において、
   前記制御手段は、前記影の領域の検出結果に基づいて、前記表示対象の画像を前記表示面の右端部又は左端部に移動して表示するように制御することを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１乃至３のいずれかの画像表示装置において、
   前記制御手段は、前記影の領域の検出結果に基づいて、前記表示対象の画像を縮小し、前記表示面の右端部又は左端部に寄せて表示するように制御することを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかの画像表示装置において、
   前記影領域検出手段は、前記表示対象の画像における黒領域の情報に基づいて、前記利用者の影の領域の有無を判断することを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかの画像表示装置において、
   前記制御手段は、前記指示位置の移動方向を算出し、その算出結果に基づいて、前記表示対象の画像を移動させるように変化させるときの移動方向を決めることを特徴とする画像表示装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかの画像表示装置において、
   前記表示面における利用者による指示位置を検出する指示位置検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記表示対象の画像を変化させた後、前記指示位置の検出が一定時間行われなかった場合、前記表示画像を変更前の状態に戻すように制御することを特徴とする画像表示装置。
9. 請求項８の画像表示装置において、
   前記表示手段は、前記指示位置検出手段によって検出した指示位置を示す画像要素を、前記表示面の指示位置に対応する表示領域に表示することを特徴とする画像表示装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかの画像表示装置において、
    前記表示手段は、前記表示面に前記表示対象の画像を投写して表示する画像投写手段であることを特徴とする画像表示装置。

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