JP2016123074A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定のオブジェクトの動きに追従して映像を投影する投影装置において、さらに演出効果を付加した画像投影を実現できる投影装置を提供する。【解決手段】投影装置は、特定のオブジェクトを検出する検出部と、映像信号が示す投影画像を投影する投影部と、投影画像の投影位置を変更するために投影部の向きを変更する駆動部と、駆動部を制御する制御部とを備える。制御部は、検出部で検出した特定のオブジェクトの動きに追従した位置に投影画像を投影させる第１の制御に加えて、映像信号に応じて投影画像の投影位置を変化させる第２の制御を行うように駆動部を制御する。【選択図】図９

Description

本開示は、所定の対象物を検出し、検出した対象物に追従して映像を投影する投影装置に関する。

近年、移動している人に対し、広告、案内等の情報を発信する方法として、液晶表示装置やプロジェクタなどの表示装置を用いた広告宣伝方法（デジタルサイネージ）が普及している。さらに、移動する人を検出し、検出した人に対して個別に情報を表示する液晶表示装置も研究、開発されている（例えば、特許文献１、２等参照）。

特許文献１は、一定枠内を背景とする壁面もしくは床面に対して通過する移動体を撮像するビデオカメラと、ビデオカメラにより順次撮像した現在画像内に進入してきた移動体の位置座標を順次抽出し、抽出された各位置座標に基づいて当該各位置座標と離れたそれぞれの表示用位置座標を算出し、算出された各表示用位置座標にテキストおよび画像等の情報を所定の表示サイズで順次挿入して映像情報として出力するイメージプロセッサと、壁面もしくは床面に表示画面を有し、当該表示画面上に所定の表示サイズのテキストおよび画像等の映像情報を移動体の移動に従って表示する映像表示装置と、を備えた移動体付随情報表示装置を開示する。この映像表示装置によれば、ビデオカメラで移動体（例えば、人）を認識し、認識した移動体に情報を個別に表示できる。

特開２００５−１１５２７０号公報 特開２０１２−１１８１２１号公報

特許文献１の表示装置のように、移動中の人を検出し、検出した人に個別に情報を提示することは、その人に対してより確実に情報を伝えられる可能性が高まり効果的である。さらに効果的に情報を伝えるためには、情報の表示方法において様々な演出効果を付加することが有効と考えられる。

本開示は、特定のオブジェクト（例えば、人）に対して演出効果を付加した投影画像を提示できる投影装置を提供する。

本開示の一の態様において投影装置が提供される。投影装置は、特定のオブジェクトを検出する検出部と、映像信号が示す投影画像を投影する投影部と、投影画像の投影位置を変更するために投影部の向きを変更する駆動部と、検出部で検出した特定のオブジェクトの動きに追従した位置に投影画像を投影させる第１の制御に加えて、映像信号に応じて投影画像の投影位置を変化させる第２の制御を行うように駆動部を制御する制御部と、を備える。

本開示によれば、投影画像の投影位置を映像信号の内容に応じて変化させるため、映像の投影方法において様々な演出効果を付加することができる。

プロジェクタ装置が壁面に映像を投影する状況を示す模式図である。 プロジェクタ装置が床面に映像を投影する状況を示す模式図である。 プロジェクタ装置の電気的構成を示すブロック図である。 距離検出部の電気的構成を示すブロック図である。 距離検出部により取得された距離情報を説明するための図である。 プロジェクタ装置の光学的構成を示すブロック図である。 プロジェクタ装置の利用例を説明した図である。 速い動きの映像を示す図である。 速い動きの映像に応じて変化する駆動部の動きを説明した図である。 遅い動きの映像を示す図である。 遅い動きの映像に応じて変化する駆動部の動きを説明した図である。 実施の形態１におけるプロジェクタ装置の制御部の機能的構成を示すブロック図である。 実施の形態２における演出用に付加される投影画像の軌道を説明した図である。 実施の形態２におけるプロジェクタ装置の制御部の機能的構成を示すブロック図である。 実施の形態３におけるプロジェクタ装置の制御部の機能的構成を示すブロック図である。

なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、添付の図面を用いて実施の形態１を説明する。以下では、本開示にかかる投影装置の具体的な実施の形態としてプロジェクタ装置を説明する。

［１−１．概要］
図１及び図２を用いて、プロジェクタ装置１００による映像投影動作の概要を説明する。図１は、プロジェクタ装置１００が壁１４０に映像を投影するイメージ図である。図２は、プロジェクタ装置１００が床面１５０に映像を投影するイメージ図である。

図１及び図２に示すように、プロジェクタ装置１００は、駆動部１１０とともに筐体１２０に固定されている。プロジェクタ本体部１００ｂ及び駆動部１１０を構成する各部と電気的に接続される配線は、筐体１２０及び配線ダクト１３０を介して電源と接続される。これにより、プロジェクタ本体部１００ｂ及び駆動部１１０に対して電力が供給される。プロジェクタ装置１００は、プロジェクタ本体部１００ｂに開口部１０１を有している。プロジェクタ装置１００は、開口部１０１を介して映像の投影を行う。

駆動部１１０は、プロジェクタ本体部１００ｂの向きを変更するよう駆動することにより、プロジェクタ装置１００の投影方向を変更することができる。駆動部１１０は、図１に示すようにプロジェクタ装置１００の投影方向を壁１４０の方向になるよう駆動することができる。これにより、プロジェクタ装置１００は、壁１４０に対して映像１４１を投影することができる。同様に、駆動部１１０は、図２に示すようにプロジェクタ装置１００の投影方向を床面１５０の方向になるよう駆動することができる。これにより、プロジェクタ装置１００は、床面１５０に対して映像１５１を投影することができる。駆動部１１０は、ユーザのマニュアル操作に基づいて駆動してもよいし、所定のセンサの検出結果に応じて自動的に駆動してもよい。また、壁１４０に投影する映像１４１と、床面１５０に投影する映像１５１とは、内容を異ならせてもよいし、同一にしてもよい。駆動部１１０は電動モータを含み、プロジェクタ本体部１００ｂを水平方向（パン方向）及び垂直方向（チルト方向）に回動することにより、プロジェクタ装置１００の向き（姿勢）を変更し、映像の投影方向や投影位置を変化させることができる。

プロジェクタ装置１００は、特定のオブジェクトを検出し、検出したオブジェクトの動きに追従して、特定のオブジェクトの位置を基準とした所定の位置関係を有する位置または領域に映像（コンテンツ）を投影することができる。なお、以下の説明では、特定のオブジェクトとして「人」を検出し、検出した人の動きに追従して映像を投影させる制御を「人追従制御」という。

［１−２．構成］
以下、プロジェクタ装置１００の構成及び動作について詳細を説明する。

図３は、プロジェクタ装置１００の電気的構成を示すブロック図である。プロジェクタ装置１００は、駆動制御部２００と、光源部３００と、映像生成部４００と、投影光学系５００とを備えている。以下、順にプロジェクタ装置１００を構成する各部の構成について説明する。

駆動制御部２００は、制御部２１０と、メモリ２２０と、距離検出部２３０とを備えている。

制御部２１０は、プロジェクタ装置１００全体を制御する半導体素子である。すなわち、制御部２１０は、駆動制御部２００を構成する距離検出部２３０、メモリ２２０等の各部の動作と、光源部３００、映像生成部４００、投影光学系５００の動作を制御する。また、制御部２１０は、投影画像を映像信号処理により縮小・拡大するデジタルズーム制御や、投影面の向きを考慮して投影映像に対し幾何補正を行うことができる。また、制御部２１０は、プロジェクタ装置１００からの投影光の投影方向や投影位置を変更するために駆動部１１０を制御する。制御部２１０は、駆動部１１０のパン方向及びチルト方向における現在の制御位置に関する情報と、駆動部１１０がパン方向及びチルト方向におけるプロジェクタ本体部１００ｂの向きを変更する際の速度に関する情報を駆動部１１０から取得する。制御部２１０は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組合せることにより実現してもよい。例えば、制御部２１０は、１つまたは複数のＣＰＵ，ＭＰＵなどで構成することができる。

メモリ２２０は、各種の情報を記憶する記憶素子である。メモリ２２０は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどで構成される。メモリ２２０は、プロジェクタ装置１００を制御するための制御プログラム等を記憶する。また、メモリ２２０は、制御部２１０から供給された各種の情報を記憶する。更に、メモリ２２０は、投影すべき静止画や動画の画像データや、映像を投影すべき位置や投影サイズなど設定を含んだ参照テーブルや、物体検出の対象物体の形状のデータなどを記憶している。

距離検出部２３０は、例えば、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）方式の距離画像センサ（以下、ＴＯＦセンサ）から構成され、対向する投影面や物体までの距離を直線的に検出する。距離検出部２３０が壁１４０と対向しているときは、距離検出部２３０から壁１４０までの距離を検出する。壁１４０に絵画が吊り掛けられていれば、距離検出部２３０は、絵画の表面までの距離を検出することができる。同様に、距離検出部２３０が床面１５０と対向しているときは、距離検出部２３０から床面１５０までの距離を検出する。床面１５０に物体が載置されていれば、距離検出部２３０は、物体の表面までの距離を検出することができる。

図４Ａは、距離検出部２３０の電気的構成を示すブロック図である。図４Ａに示すように、距離検出部２３０は、赤外検出光を照射する赤外光源部２３１と、対向する面（又は物体）で反射した赤外検出光を受光する赤外受光部２３２と、センサ制御部２３３とから構成される。赤外光源部２３１は、開口部１０１を介して、赤外検出光を周囲一面に拡散されるように照射する。赤外光源部２３１は、例えば、８５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長の赤外光を、赤外検出光として用いる。制御部２１０は、赤外光源部２３１が照射した赤外検出光の位相を内部のメモリに記憶しておく。対向する面が距離検出部２３０から等距離になく、傾きや形状を有する場合、赤外受光部２３２の撮像面上に配列された複数の画素は、それぞれ別々のタイミングで反射光を受光する。別々のタイミングで受光するため、赤外受光部２３２で受光する赤外検出光は、各画素で位相が異なってくる。センサ制御部２３３は、赤外受光部２３２が各画素で受光した赤外検出光の位相をメモリに記憶する。

センサ制御部２３３は、赤外光源部２３１が照射した赤外検出光の位相と、赤外受光部２３２が各画素で受光した赤外検出光の位相とをメモリから読出す。センサ制御部２３３は、距離検出部２３０が照射した赤外検出光と、受光した赤外検出光との位相差に基づいて、距離検出部２３０から対向する面までの距離を測定し、距離情報（距離画像）を生成することができる。

図４Ｂは、距離検出部２３０の赤外受光部２３２により生成された距離情報を説明するための図である。距離検出部２３０は、受光した赤外検出光による赤外画像を構成する画素の一つ一つについて上述した位相差に基づいて赤外検出光を反射した物体との距離を検出する。これにより、センサ制御部２３３は、距離検出部２３０が受光した赤外画像の画角全域についての距離の検出結果を画素単位で得ることができる。制御部２１０は、距離検出部２３０から距離情報を取得できる。

制御部２１０は、距離情報に基づいて、壁１４０、床面１５０等の投影面や、人、物等の特定の物体を検出できる。

上記では、距離検出部２３０としてＴＯＦセンサを例示したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、ランダムドットパターンのように、既知のパターンを投光してそのパターンのズレから距離を算出するものであっても良いし、ステレオカメラによる視差を利用したものであってもよい。また、プロジェクタ装置１００は、距離検出部２３０とともに、図示しないＲＧＢカメラを備えてもよい。その場合、プロジェクタ装置１００は、ＴＯＦセンサが出力する距離情報と併せてＲＧＢカメラが出力する画像情報を用いて、物体の検出を行ってよい。ＲＧＢカメラを併用することにより、距離情報から得られる物体の三次元形状の情報に加え、物体が有する色彩や物体に記載された文字等の情報を利用して物体検出を行うことができる。

続いて、プロジェクタ装置１００の光学的な構成を説明する。すなわち、プロジェクタ装置１００における、光源部３００、映像生成部４００および投影光学系５００の構成について説明する。図５は、プロジェクタ装置１００の光学的構成を示すブロック図である。図５に示すように、光源部３００は、投影映像を生成するために必要な光を映像生成部４００に供給する。映像生成部４００は生成した映像を投影光学系５００に供給する。投影光学系５００は、映像生成部４００から供給された映像に対してフォーカシング、ズーミング等の光学的変換を行う。投影光学系５００は、開口部１０１と対向しており、開口部１０１から映像を投影する。

光源部３００の構成について説明する。図５に示すように、光源部３００は、半導体レーザー３１０、ダイクロイックミラー３３０、λ／４板３４０、蛍光体ホイール３６０などを備えている。

半導体レーザー３１０は、例えば、波長４４０ｎｍ〜４５５ｎｍのＳ偏光の青色光を発光する固体光源である。半導体レーザー３１０から出射されたＳ偏光の青色光は、導光光学系３２０を介してダイクロイックミラー３３０に入射される。

ダイクロイックミラー３３０は、例えば、波長４４０ｎｍ〜４５５ｎｍのＳ偏光の青色光に対しては９８％以上の高い反射率を有する一方、波長４４０ｎｍ〜４５５ｎｍのＰ偏光の青色光及び、波長４９０ｎｍ〜７００ｎｍの緑色光〜赤色光に対しては偏光状態に関わらず９５％以上の高い透過率を有する光学素子である。ダイクロイックミラー３３０は、半導体レーザー３１０から出射されたＳ偏光の青色光を、λ／４板３４０の方向に反射する。

λ／４板３４０は、直線偏光を円偏光に変換又は、円偏光を直線偏光に変換する偏光素子である。λ／４板３４０は、ダイクロイックミラー３３０と蛍光体ホイール３６０との間に配置される。λ／４板３４０に入射したＳ偏光の青色光は、円偏光の青色光に変換された後、レンズ３５０を介して蛍光体ホイール３６０に照射される。

蛍光体ホイール３６０は、高速回転が可能なように構成されたアルミ平板である。蛍光体ホイール３６０の表面には、拡散反射面の領域であるＢ領域と、緑色光を発光する蛍光体が塗付されたＧ領域と、赤色光を発光する蛍光体が塗付されたＲ領域とが複数形成されている。蛍光体ホイール３６０のＢ領域に照射された円偏光の青色光は拡散反射されて、円偏光の青色光として再びλ／４板３４０に入射する。λ／４板３４０に入射した円偏光の青色光は、Ｐ偏光の青色光に変換された後、再びダイクロイックミラー３３０に入射する。このときダイクロイックミラー３３０に入射した青色光は、Ｐ偏光であるためダイクロイックミラー３３０を透過して、導光光学系３７０を介して映像生成部４００に入射する。

蛍光体ホイール３６０のＧ領域又はＲ領域上に照射された青色光又は赤色光は、Ｇ領域又はＲ領域上に塗付された蛍光体を励起して緑色光又は赤色光を発光させる。Ｇ領域又はＲ領域上から発光された緑色光又は赤色光は、ダイクロイックミラー３３０に入射する。このときダイクロイックミラー３３０に入射した緑色光又は赤色光は、ダイクロイックミラー３３０を透過して、導光光学系３７０を介して映像生成部４００に入射する。

蛍光体ホイール３６０は高速回転しているため、光源部３００から映像生成部４００へは、青色光、緑色光、赤色光が時分割されて出射する。

映像生成部４００は、制御部２１０から供給される映像信号に応じた投影映像を生成する。映像生成部４００は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｍｉｒｒｏｒ−Ｄｅｖｉｃｅ）４２０などを備えている。ＤＭＤ４２０は、多数のマイクロミラーを平面に配列した表示素子である。ＤＭＤ４２０は、制御部２１０から供給される映像信号に応じて、配列したマイクロミラーのそれぞれを偏向させて、入射する光を空間的に変調させる。光源部３００は、青色光、緑色光、赤色光を時分割で出射する。ＤＭＤ４２０は、導光光学系４１０を介して、時分割に出射されてくる青色光、緑色光、赤色光を順に繰り返し受光する。ＤＭＤ４２０は、それぞれの色の光が出射されてくるタイミングに同期して、マイクロミラーのそれぞれを偏向させる。これにより、映像生成部４００は、映像信号に応じた投影映像を生成する。ＤＭＤ４２０は、映像信号に応じて、投影光学系５００に進行させる光と、投影光学系５００の有効範囲外へと進行させる光とにマイクロミラーを偏向させる。これにより、映像生成部４００は、生成した投影映像を、投影光学系５００に供給することができる。

投影光学系５００は、ズームレンズ５１０やフォーカスレンズ５２０などの光学部材を備える。投影光学系５００は、映像生成部４００から入射した光を拡大して投影面へ投影する。制御部２１０は、ズームレンズ５１０の位置を調整することで、所望のズーム値になるよう投影対象に対して投影領域を制御できる。ズーム値を大きくする場合、制御部２１０は、ズームレンズ５１０の位置を画角が狭くなる方向へ移動させて、投影領域を狭くする。一方、ズーム値を小さくする場合、制御部２１０は、ズームレンズ５１０の位置を画角が広くなる方向に移動させて、投影領域を広くする。また、制御部２１０は、ズームレンズ５１０の移動に追従するよう、所定のズームトラッキングデータに基づきフォーカスレンズ５２０の位置を調整することで、投影映像のフォーカスを合わせることができる。

上記では、プロジェクタ装置１００の一例として、ＤＭＤ４２０を用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｌｉｇｈｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式による構成を説明したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、プロジェクタ装置１００として、液晶方式による構成を採用しても構わない。

上記では、プロジェクタ装置１００の一例として、蛍光体ホイール３６０を用いた光源を時分割させた単板方式による構成を説明したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、プロジェクタ装置１００として、青色光、緑色光、赤色光の各種光源を備えた三板方式による構成を採用しても構わない。

上記では、投影映像を生成するための青色光の光源と、距離を測定するための赤外光の光源とを別ユニットとする構成を説明したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、投影映像を生成するための青色光の光源と、距離を測定するための赤外光の光源とを統合したユニットとしても構わない。三板方式を採用するのであれば、各色の光源と赤外光の光源とを統合したユニットとしても構わない。

［１−３．動作］
以下、上記の構成を有するプロジェクタ装置１００の動作を説明する。本実施形態のプロジェクタ装置１００は、特定のオブジェクトとして人を検出し、検出した人の動きに追従し、人の位置と所定の位置関係にある位置（例えば、検知した人の位置から進行方向において１ｍ前の位置）に、所定の映像を投影させることができる。

具体的には、距離検出部２３０は、ある領域（例えば、店舗や建物の入り口）に向けて赤外検出光を照射して、その領域における距離情報を取得する。制御部２１０は、距離検出部２３０により取得された距離情報に基づき、人とその人の位置及び進行方向、速度等を検出する。尚、進行方向及び速度は複数フレームの距離情報から検出する。制御部２１０は、検知した人の位置や進行方向等に基づいて、投影画像を投影する位置を決定する。制御部２１０は、その決定した位置に投影画像を投影するように駆動部１１０を制御し、プロジェクタ本体部１００ｂをパン方向やチルト方向に移動させる。制御部２１０は、所定期間（例えば１／６０秒）毎に人物の位置を検出し、検出した人物の位置に基づき、投影画像を人物に追従させるように映像を投影する。

例えば、図６に示すように、プロジェクタ装置１００は、建物内の通路やホール等の天井や壁などに設置され、人６を検出すると、その人６の動きに追従して投影画像８を投影する。投影画像（コンテンツ画像）８は、例えば、人６を所定の場所や店舗に誘導、案内する矢印等の図形やメッセージ、人６を歓迎するメッセージ、宣伝広告のテキスト、レッドカーペットなどの人６の移動を演出する図形や画像を含む。投影画像８は静止画であってもよいし、動画であってもよい。これにより、検出した人６に対して、所望の情報を、検出した人６の動きに応じて常に見やすい位置に提示することができ、所望の情報を確実にその人６に伝えることが可能となる。

さらに、本実施形態のプロジェクタ装置１００は、人追従制御による投影画像の軌道制御に加えて、映像信号が示すコンテンツ画像の内容に応じて映像の投影位置を制御する。

具体的には、映像信号の周波数、映像信号が示す映像に含まれるオブジェクトの動き等に応じて、駆動部１１０の軌道を制御する。例えば、映像信号が示す映像がめまぐるしく変化する映像であれば、駆動部１１０を速く動かす。映像信号が示す映像がゆったりした映像であれば、駆動部１１０を遅く動かす。または、映像信号の内容（コンテンツ）によって、人を誘導したい方向に駆動部１１０を動かす。または、映像信号が示す映像がクルクルまわる映像であれば、駆動部１１０もクルクル回るように移動させてもよい。映像信号が示す映像が、人が右へ歩く映像であれば、駆動部１１０を右へ動かしてもよい。

例えば、図７Ａに示すように、映像信号がサッカーボールを示し、そのサッカーボールの動きが速い場合、プロジェクタ装置１００の制御部２１０は、図７Ｂに示すように、サッカーボールの動きの速さに応じて駆動部１１０を速く動かす。一方、図８Ａに示すように、映像信号が示すサッカーボールの動きが遅い場合、プロジェクタ装置１００の制御部２１０は、図８Ｂに示すように、サッカーボールの動きの遅さに応じて駆動部１１０の向きをゆっくりと動かす。

このように、プロジェクタ装置１００は、映像信号の内容に応じて、駆動部１１０の駆動方法（すなわち、映像の投影軌道）を変化させる。すなわち、本実施形態のプロジェクタ装置１００は、駆動部１１０の駆動に関して、人追従制御による動作（駆動）に対して、演出による動作（駆動）を加算する。以下、プロジェクタ装置１００の動作を詳細に説明する。

図９は、制御部２１０の機能的な構成を示した図である。制御部２１０は、人追従制御を行う制御ブロック１０と、演出動作のための制御を行う制御ブロック２０とを含む。制御部２１０は、制御ブロック１０で生成された駆動指令（電圧）と制御ブロック２０で生成された駆動指令（電圧）とを加算部１７で加算して最終的な駆動指令（電圧）を生成する。この駆動指令（電圧）は駆動部１１０に出力されて駆動部１１０が制御される。

［１−３−１．人追従制御］
最初に、人追従制御のための駆動指令を生成する制御ブロック１０の動作を説明する。なお、以下の説明において、位置、速度は大きさと方向を持った２次元ベクトルである。

人位置検出部１１は、距離検出部２３０からの距離情報（距離画像）により、人を検出する。人の検出は、予め人を示す特徴量をメモリ２２０に記憶しておき、その特徴量を示すオブジェクトを距離情報（距離画像）から検出することにより行う。人位置検出部１１は、さらに検出した人の位置（相対位置）を算出する。ここでの「相対位置」とは、駆動部１１０の位置を中心とした座標系での位置をいう。投影目標位置算出部１３は、検出した人の位置を基準として投影画像の目標投影位置（相対位置）を算出する。例えば、検出した人の位置から進行方向において所定距離（例えば、１ｍ）だけ離れた位置が、目標投影位置として算出される。駆動指令算出部１５は、プロジェクタ装置１００からの投影画像が目標投影位置（相対位置）に投影されるような向きにプロジェクタ装置１００の向きを制御するように、駆動部１１０を駆動するための駆動指令（電圧）を算出する。

［１−３−２．演出のための駆動制御］
次に、演出のための駆動指令を生成する制御ブロック２０の動作を説明する。位置・速度取得部２３は、距離検出部２３０から距離情報を取得し、その距離情報に基づき、現在投影している画像についての投影位置を算出する。

投影サイズ算出部２５は、位置・速度取得部２３から投影画像の位置を取得し、取得した投影画像の位置に基づき映像信号が示す映像に含まれるオブジェクトのサイズを算出する。ここで、投影された場所でのオブジェクトのサイズが常に一定となるように、映像信号内のオブジェクトのサイズは投影位置が遠くなるほど、小さく設定される。

背景画像速度検出部２９は、映像信号が示すコンテンツ画像２７の中から、コンテンツ画像２７に含まれる主オブジェクト以外の画像である背景画像の速度を検出する。この速度はpixel/sの単位で検出される。

背景画像速度算出部３０は、コンテンツ画像２７内の背景画像の速度から、コンテンツ画像２７が実際に投影された場所での背景画像の速度(m/s)を、投影サイズ算出部２５で算出された画像サイズを用いて算出する。

プロジェクタ装置１００は、メモリ２２０内に演出用軌道情報３７を格納している。演出用軌道情報３７は、駆動部１１０の軌道における移動可能な範囲を示す情報である。駆動部１１０はその移動可能な範囲を超えて移動（回動）することはできない。投影範囲判定部３９は、人追従制御において算出された投影目標位置が移動可能な範囲を超えているか否かを判定し、判定結果を速度算出部３１に出力する。

速度算出部３１は、背景画像の速度に基づいて投影画像の投影位置の移動速度を算出する。具体的には、速度算出部３１は、背景画像が静止して見えるように投影画像の投影位置の移動速度を算出する。すなわち、速度算出部３１は、投影画像に含まれる主オブジェクトが動く方向とは逆方向に、かつ、背景画像の速度に等価な大きさの速度で投影画像を進めるように速度（向き、大きさ）を算出する。なお、速度算出部３１は、投影範囲判定部３９から、投影目標位置が移動可能な範囲を超えていることを示す判定結果を受けた場合、投影画像の投影位置の移動速度を０に設定する。

角加速度算出部３３は、速度算出部３１により算出された投影画像の投影位置の移動速度から、駆動部１１０の駆動に関する角加速度を算出する。続いて、駆動指令算出部３５は、この角加速度に基づき、駆動部１１０を駆動するための駆動指令（電圧）を算出する。このようにして、制御ブロック２０により、演出動作のための駆動部１１０の駆動に関する駆動指令を算出する。

加算部１７は、制御ブロック１０により算出された人追従制御のための駆動指令（電圧）と、制御ブロック２０により算出された演出動作のための駆動指令（電圧）とを加算して、駆動部１１０に対する駆動指令（電圧）を生成して出力する。駆動部１１０は、駆動指令（電圧）に基づいてパン方向、チルト方向に回動する。

以上のように本実施形態のプロジェクタ装置１００によれば、人追従制御により決定された画像の駆動速度に対して、映像信号の内容に応じた演出のための速度が追加される。これにより、プロジェクタ装置１００は、人に追従させながら投影画像を投影しつつ、さらに、演出効果を持たせた投影画像の投影が可能となる。

［１−４．効果、等］
以上のように、本実施形態のプロジェクタ装置１００は、人（特定のオブジェクトの一例）を検出する人位置検出部１１と、映像信号が示す投影画像を投影する投影部（映像生成部４００及び投影光学系５００）と、投影画像の投影位置を変更するために投影部の向きを変更する駆動部１１０と、人位置検出部１１で検出した人の動きに追従した位置に投影画像を投影させる第１の制御（制御ブロック１０）に加えて、映像信号に応じて、投影画像の投影位置を変化させる第２の制御（制御ブロック２０）を行うように駆動部１１０を制御する制御部２１０と、を備える。

上記の構成により、人追従の軌道に加えて、投影画像の軌道（投影する映像の内容に応じて駆動部１１０の軌道）を変化させることができるため、見ている人にとって印象深い映像を提示することができ、所望の場所、店舗等についての誘導、案内、宣伝を効果的に行うことができる。

（実施の形態２）
映像信号の内容に応じた演出制御の別の例を説明する。本実施形態では、投影画像の軌道に関して、図１０に示すように、人追従による軌道９０に加えて、演出のための所定の軌道（例えば、円状の軌道）９１を追加する。さらに、映像信号の時間的な変化量（周波数）に応じて投影画像の投影位置の移動速度を制御する。

本実施形態のプロジェクタ装置の構成は、図１〜図５を参照して説明した実施の形態１のものと基本的に同様であるが、制御部２１０の機能、動作が前述のものと異なる。

図１１を用いて、本実施形態における制御部２１０の具体的な動作を説明する。図１１は、本実施形態における制御部２１０の機能的な構成を示した図である。人追従制御を行う制御ブロック１０の動作は前述と同様である。以下、演出制御を行う制御ブロック２０ｂの動作について説明する。

画像変化量検出部４１は、映像信号が示すコンテンツ画像２７から画像の時間的な変化量（周波数）を検出する。

投影速度値算出部４３は、時間的な変化量に応じて、投影画像を投影するときの投影位置の移動速度の絶対値を決定する。具体的には、投影速度値算出部４３は、時間的な変化量（周波数）が高いほど、投影画像の投影位置の移動速度の絶対値を大きい値に設定する。これにより、映像信号が示す映像がめまぐるしく変化する映像であれば、投影画像が速く動かされ、映像信号が示す映像がゆったり変化する映像であれば、投影画像が遅く動かされる。但し、映像の時間的な変化量が所定の閾値（上限値）を超える場合は、投影画像の投影位置の移動速度を上限値以下に制限する。これは、画像の時間的な変化量（周波数）が大きいと、画像を速く動かしたときに視認性が悪くなる場合があるからである。

演出用軌道情報４５は、投影画像の演出用の軌道を示す情報であり、例えば、図１０に示す軌道９１を示す情報を含む。演出用軌道情報４５はメモリ２２０に格納されている。

速度算出部３１は、人追従制御で求められた投影目標位置と、投影速度値算出部４３で求められた速度の絶対値と、演出用軌道情報４５とを取得し、これらの情報に基づいて、例えば、床面や壁面において投影画像を移動させる速度を算出する。

角加速度算出部３３は、速度算出部３１で算出した投影画像の速度から、駆動部１１０の駆動に関する角加速度を算出する。駆動指令算出部３５は、角加速度算出部３３で算出された角加速度に基づき、駆動部１１０を駆動するための駆動指令（電圧）を算出する。このようにして、制御ブロック２０ｂにより、演出動作のための駆動部１１０の駆動に関する駆動指令を算出する。

制御ブロック１０により生成された駆動指令と制御ブロック２０により生成された駆動指令とが加算部１７で加算されて駆動部１１０へ出力され、駆動部１１０が制御される。

以上のように、本実施形態の制御によれば、投影画像の投影軌道について、人追従の軌道９０に加えて演出用の軌道９１を付加できる。また、本実施形態の制御によれば、画像の時間的な変化量を検出し、変化量が大きいときには、演出用の画像の動きの速度（絶対値）を低下させている。これにより、時間的にめまぐるしく変化する画像について、投影画像の動きによる投影位置の変化によって視認性が低下することを低減している。

なお、上記の例では、画像の時間的な変化量に基づき演出制御による画像の移動速度を設定したが、画像の時間的な変化量に代えて、又は、画像の時間的な変化量とともに、画像の空間周波数に基づいて演出制御による画像の速度を設定してもよい。例えば、空間周波数が高いほど、演出制御による画像の移動速度を大きく設定してもよい。

上記の例では、演出用軌道として円状の軌道を例として説明したが、軌道の形状はそれに限定されない。例えば、８の字状でもよい。

また、メモリ２２０には、演出用軌道情報４５として複数種類の軌道情報が格納されており、投影画像の内容に応じて複数種類の軌道情報の中から１つの軌道情報を選択するようにしてもよい。例えば、画像の周波数、映像信号の輝度、オブジェクトの動き、オブジェクトの形状等に基づいて１つの軌道情報を選択し、人追従軌道に加算するようにしてもよい。

（実施の形態３）
本実施形態のプロジェクタ装置１００は、投影画像の追従対象である人が、所定の位置に近づいたときに、投影画像の追従対象である人に投影画像をより近づけて投影するようにする。これにより、投影画像を視認させたい人に対して、その投影画像に注意を向けさせることができ、その位置に関連する情報をより確実に伝達することができる。

本実施形態のプロジェクタ装置の構成は、図１〜図５を参照して説明した実施の形態１、２のものと基本的に同様であるが、制御部２１０の機能、動作が前述のものと異なる。

図１２を用いて、本実施形態における制御部２１０の具体的な動作を説明する。図１２は、本実施形態における制御部２１０の機能的な構成を示した図である。人追従制御を行う制御ブロック１０の動作は前述と同様である。以下、演出制御を行う制御ブロック２０ｃの動作について説明する。

コンテンツ画像２７は、店舗毎にその店舗の宣伝用等に作成された画像を含む。コンテンツ画像２７は、複数の店舗に対する宣伝用等の画像を含み、店舗毎にその店舗の画像が切替えながら表示されるように構成されている。

対応店舗位置情報５５は、コンテンツ画像に含まれる各店舗の位置情報（例えば、各店舗の店先の位置情報）を格納している。対応店舗位置情報５５はメモリ２２０に格納されている。

位置・速度取得部２３は距離検出部２３０から距離情報を取得する。また、位置・速度取得部２３は、駆動部１１０から、駆動部１１０の位置（パン・チルト方向の位置）及び駆動速度に関する情報を取得する。位置・速度取得部２３は、距離検出部２３０及び駆動部１１０からそれぞれ取得した情報に基づき、投影画像の現在の投影位置及び投影画像の移動速度を算出する。

距離算出部５１は、投影画像の現在の投影位置（換言すれば、投影画像の追従対象である人の位置）と、コンテンツ画像２７に対応した店舗の位置との間の距離を算出する。具体的には、距離算出部５１は、コンテンツ画像２７から対応する店舗を特定し、特定した店舗の位置を、対応店舗位置情報５５を参照して求める。距離算出部５１は、投影画像の現在の投影位置と、特定した店舗の位置との間の距離を算出する。

修正距離設定部５３は、距離算出部５１で算出された投影画像の現在の投影位置と、特定した店舗の位置との間の距離に基づき、投影画像の現在の投影位置が、特定した店舗から所定範囲内にあるか否かを判断する。ここで、所定範囲とは、人が店舗に近づいたと判断されるような範囲であり、例えば、特定した店舗の位置から半径２ｍ〜３ｍの範囲内に設定される。

投影画像の現在の投影位置が、特定した店舗から所定範囲内にないと判断したときは、修正距離設定部５３は、投影画像を追従させる人と投影画像の間の距離の修正値をゼロに設定する。一方、投影画像の現在の投影位置が、特定した店舗から所定範囲内にあると判断したときは、修正距離設定部５３は、投影画像を追従させる人と投影画像の間の距離が、人追従制御において設定されている所定距離（例えば１ｍ）よりも短くなるように距離の修正値を設定する。そして、修正距離設定部５３は、距離の修正値に基づき投影画像の修正位置（人の位置を基準にした相対的な位置）を設定する。すなわち、人追従制御において設定されている所定距離よりも人に近い位置に投影画像が投影されるように、投影画像の修正位置（相対的な位置）が設定され、速度算出部３１に出力される。

以後、速度算出部３１，角加速度算出部３３及び駆動指令算出部３５により演出制御による駆動指令が求められる。加算部１７において人追従制御による駆動指令と、演出制御による駆動指令とが加算され、駆動部１１０に出力される。

以上の制御により、投影するコンテンツ画像に対応した店舗の近くに、情報を提示したい人が移動してきたときに、投影画像と情報を提示したい人との間の距離を縮めて投影することができる。投影画像が情報を提示したい人により近づいて投影されることで、情報を提示したい人の注意がその投影画像に向きやすくなり、店舗の存在の報知、店舗への誘導、宣伝等を効果的に行うことが可能となる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜３で説明した各構成要素を組合せて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
（１）本開示におけるプロジェクタ装置１００は投影装置の一例である。本開示における人位置検出部１１は特定のオブジェクトを検出する検出部の一例である。本開示における映像生成部４００と投影光学系５００は投影部の一例である。本開示における駆動部１１０は、投影部の向きを変更する駆動部の一例である。本開示における制御部２１０は、駆動部を制御する制御部の一例である。
（２）上記の実施の形態では、演出制御における投影画像の投影位置の移動速度を、画像中の主オブジェクト（すなわち背景画像）の速度や画像の周波数に基づいて決定したが、画像の他の属性に基づいて決定してもよい。例えば、映像信号の輝度に基づき、演出制御における投影画像の投影位置の移動速度を制御してもよい。「明るいシーン」や「暗いシーン」など映像信号の輝度が高いほど、演出制御による投影画像の投影位置の移動速度を速くしてもよい。或いは、映像信号の輝度の変化が大きく、かつ、投影映像の速度が速いと視認性が下がるため、映像信号の輝度の変化が大きいほど、演出制御による投影画像の投影位置の移動速度を遅くしてもよい。
（３）実施の形態１、２では、画像中のオブジェクトの速度または時間変化量（周波数）が高いほど、演出制御による投影画像の投影位置の移動速度を速い値に設定した。しかし、視認性を確保する点を重視するのであれば、画像中のオブジェクトの速度または時間変化量（周波数）が高いほど、演出制御による画像の投影映像の投影位置の移動速度を遅い値に設定するようにしてもよい。その理由は、画像中の速度と投影画像の移動速度が加算されて、必要以上な速度になり視認性が下がるのを回避するためである。
（４)上記の実施形態では、特定のオブジェクトとして人を検出し、人の動きに追従して所定の画像（コンテンツ）を表示させたが、特定のオブジェクトは人に限定されない。例えば、自動車や動物等の人以外の動くものであってもよい。
（５）上記の実施形態では、特定のオブジェクトの検出のために距離情報を用いたが、特定のオブジェクトの検出手段はこれに限定されない。距離検出部２３０の代わりに、ＲＧＢ光による画像を撮像可能な撮像装置を用いても良い。撮像装置により撮像された画像から特定のオブジェクトを検出し、さらに、特定オブジェクトの位置、速度等を検出してもよい。
（６)上記の実施形態１〜３にそれぞれ開示した技術は適宜組合せることが可能である。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置換、付加、省略などを行うことができる。

本開示における投影装置は、投影面へと映像を投影する種々の用途に適用可能である。

６ 人
８ 投影画像
１０，２０，２０ｂ，２０ｃ 制御ブロック
１１ 人位置検出部
１３ 投影目標位置算出部
１５ 駆動指令算出部
１７ 加算部
２３ 位置・速度取得部
２５ 投影サイズ算出部
２７ コンテンツ画像
２９ 背景画像速度検出部
３０ 背景画像速度算出部
３１ 速度算出部
３３ 角加速度算出部
３５ 駆動指令算出部
３７ 演出用軌道情報
３９ 投影範囲判定部
４１ 画像変化量検出部
４３ 投影速度値算出部
４５ 演出用軌道情報
５１ 距離算出部
５３ 修正距離設定部
５５ 対応店舗位置情報
９０，９１ 軌道
１００ プロジェクタ装置
１００ｂ プロジェクタ本体部
１０１ 開口部
１１０ 駆動部
１２０ 筐体
１３０ 配線ダクト
１４０ 壁
１４１，１５１ 映像
１５０ 床面
２００ 駆動制御部
２１０ 制御部
２２０ メモリ
２３０ 距離検出部
２３１ 赤外光源部
２３２ 赤外受光部
２３３ センサ制御部
３００ 光源部
３１０ 半導体レーザー
３２０ 導光光学系
３３０ ダイクロイックミラー
３４０ λ／４板
３５０ レンズ
３６０ 蛍光体ホイール
３７０ 導光光学系
４００ 映像生成部
４１０ 導光光学系
４２０ ＤＭＤ
５００ 投影光学系

Claims (6)

1. 特定のオブジェクトを検出する検出部と、
   映像信号が示す投影画像を投影する投影部と、
   投影画像の投影位置を変更するために前記投影部の向きを変更する駆動部と、
   前記検出部で検出した特定のオブジェクトの動きに追従した位置に前記投影画像を投影させる第１の制御に加えて、前記映像信号に応じて前記投影画像の投影位置を変化させる第２の制御を行うように前記駆動部を制御する制御部と、を備える、投影装置。
2. 前記制御部は、前記第２の制御において、前記映像信号が示す投影画像に含まれるオブジェクトの動きに応じて前記投影画像の投影位置の移動速度を制御する、請求項１記載の投影装置。
3. 前記制御部は、前記オブジェクトの動きが速いほど、前記投影画像の投影位置の移動速度を速くする、請求項２記載の投影装置。
4. 前記制御部は、前記第２の制御において、前記映像信号が示す画像の時間的な変化量に応じて前記投影画像の投影位置の移動速度を制御する、請求項１記載の投影装置。
5. 前記制御部は、前記オブジェクトの画像の時間的な変化量が大きいほど、前記投影画像の投影位置の移動速度を速くする、請求項４記載の投影装置。
6. 前記制御部は、前記投影画像が、前記映像信号が示すコンテンツに対応した位置から所定範囲内に投影されている場合、前記所定範囲内に投影されていない場合と比べて、前記特定のオブジェクトにより近い位置に前記投影画像を投影するように前記駆動部を制御する、請求項１記載の投影装置。

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