JP2020003754A - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】操作ボタンを用いることなく、簡易な構成ながら投影動作に関する各種操作を実現する。【解決手段】画像を投影する投影部14と、装置本体と投影対象物との距離を取得するフォーカス処理部13と、投影部14の投影光軸と略平行な測距軸を有するＴｏＦセンサ10Ｄ，10Ｅと、フォーカス処理部13で取得した距離を基準としたＴｏＦセンサ10Ｄ，10Ｅの測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御部11とを備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、特にウェアラブルな超小型のプロジェクタ等に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

プロジェクタ本体に操作ボタンを配置せずに画像を投射することができる小型のプロジェクタを提供するための技術が提案されている。（例えば、特許文献１）

特開２０１１−１７５０５１号公報

上記特許文献１に記載された技術は、例えばテーブルや卓上等にプロジェクタを設置して、その接地面に画像を投影することを前提としている。そのため、設置面上で操作される装置の動きを検出し、検出結果から操作に対応した処理を実行するものとしている。

一方で、近年は非常に小型で持ち運びが容易なモバイルプロジェクタが種々製品化されている。この種のモバイルプロジェクタは、バッテリ駆動により、例えば胸ポケットに装着することで、装着者自身が胸の前にかざした掌に画像を投影することが可能となる。

このようなモバイルプロジェクタでは、装置本体が小型であるが故に、投影に関する各種の操作を行なうための複数のボタンを装備したとしても、それらの操作が煩雑となり、特に投影動作中に投影される画像の乱れ等を誘発することなくボタンを操作することはきわめて困難となる。

そのため、プロジェクタとは別体のリモートコントローラを用いる方法や、投影画角をカバーするような撮影画角を有する撮像系の部材を投影面に併設して、その撮影画像から、画像を投影している掌による、操作を指示するための動きを認識する方法などが考えられる。

しかしながら、上記前者の別体のリモートコントローラを用いる方法は、小型のモバイルプロジェクタ自体の携帯の容易さを阻害する要因となり得る。

また上記後者の、投影系に対して撮像系の部材を併設して、操作を指示するための掌の動きを認識させる方法は、固体撮像素子や撮影レンズ光学系を含む複雑なハードウェア回路が必要となり、モバイルプロジェクタの製造コストや消費電力等も含めて、実用的ではない。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成ながら投影動作に関する各種操作を実現することが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の一態様は、画像を投影する投影部と、装置本体と投影対象物との距離を取得する取得部と、上記投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部と、上記取得部が取得した距離を基準とした上記測距部の測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、簡易な構成ながら投影動作に関する各種操作を実現することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る小型モバイルプロジェクタ装置の外観構成と装着方法とを示す図。 同実施形態に係る基本的なジェスチャ操作の概要を示す図。 同実施形態に係る電子回路の機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係るユーザのジェスチャ操作に対応した処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係るＴｏＦセンサ（ＴｏＦ−Ａ，ＴｏＦ−Ｂ）の検知出力の経時変化特性を例示する図。 同実施形態に係る「掌投影モード」での投影環境とジェスチャ判定内容とを説明する図。 同実施形態に係る「壁面投影モード」での投影環境を説明する図。 同実施形態に係る「壁面投影モード」での投影環境とジェスチャ判定内容とを投影環境を説明する図。 同実施形態に係る「静置投影モード」でのジェスチャ判定内容を説明する図。 同実施形態に係る「挟所投影モード」での投影環境とジェスチャ判定内容とを投影環境を説明する図。

以下、本発明をウェアラブルタイプの小型モバイルプロジェクタに適用した場合の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る小型モバイルプロジェクタ１０の外観構成と装着例とを示す図である。同図（Ａ）に示すように、小型モバイルプロジェクタ１０は、筐体１０Ａと筐体１０Ｂとがヒンジを介して開閉自在に接続された二つ折り構造となっており、筐体１０Ａの外面側に、投影レンズ部１０Ｃと、この投影レンズ部１０Ｃを挟んで２つのＴｏＦセンサ１０Ｄ（ＴｏＦ−Ａ），１０Ｅ（ＴｏＦ−Ｂ）とが配設される。

投影レンズ部１０Ｃは、内部の図示しない半導体発光素子による光源と表示素子であるマイクロミラー素子とにより形成された光像を、筐体１０Ａの盤面と直交する方向に出射して、被投影対象に画像を投影する。

ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅは共に、投影レンズ部１０Ｃの投影光軸と平行となる軸方向に沿って極小出力の不可視レーザ光を出射し、その反射光の受信タイミングとの時間差により、上記軸方向上に存在する外部物体との距離を測定するセンサである。

２つのＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの各検知出力と、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの配列方向とを勘案することで、上記配列方向に沿った外部物体の動きを検出できる。

加えて、筐体１０Ａの側面には、投影レンズ部１０Ｃの焦点距離を調整するためのフォーカスダイヤル１０Ｆが配設される。マニュアルフォーカスレンズ（取得部）のレンズ位置に応じた被写体距離を検出することで、小型モバイルプロジェクタ１０（装置本体）と投影対象物との距離を取得することができる。一方の筐体１０Ｂの側面には、電源のオン／オフを指示する電源キー１０Ｇが配設される。

図１（Ｂ）は、筐体１０Ａ，１０Ｂを折り畳んだ状態の小型モバイルプロジェクタ１０の外観を示す。

図１（Ｃ）は、シャツＳＴの胸ポケットＰＫに小型モバイルプロジェクタ１０を装着した状態を例示している。筐体１０Ａと筐体１０Ｂとで胸ポケットＰＫを挟み、且つ筐体１０Ａ側を胸ポケットＰＫの外側として、シャツＳＴを着たユーザの前方を向くように小型モバイルプロジェクタ１０を装着することで、この小型モバイルプロジェクタ１０の投影状態となる。

図２（Ａ）は、上記図１（Ｃ）のように装着した小型モバイルプロジェクタ１０から、同ユーザの手ＨＤに画像を投影している状態を例示している。

加えて図２（Ｂ）に示すように、本実施形態における小型モバイルプロジェクタ１０では、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力により、ユーザの手ＨＤによるハンドジェスチャを基本的な操作指示として受け付ける。

すなわち、小型モバイルプロジェクタ１０に対してユーザの手ＨＤを近付ける場合（ｎｅａｒ）、遠ざける場合（ｆａｒ）、上げる場合（ｕｐ）、下げる場合（ｄｏｗｎ）の４つの移動を操作指示として受け付けることが可能であるものとする。

このうち、上げる場合（ｕｐ）及び下げる場合（ｄｏｗｎ）に関しては、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの配列方向に沿ってユーザの手ＨＤを移動させることで、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの一方の検知結果が他方の検知結果より急に距離が「大」となった場合に、ユーザの手ＨＤの上げ下げされた方向を判断するものである。

図３は、小型モバイルプロジェクタ１０内に設けられる電子回路の機能構成を示すブロック図である。同図において、小型モバイルプロジェクタ１０全体の制御を司る制御部１１に対して、メモリ１２が直接接続されると共に、バスＢを介して、フォーカス処理部１３、投影部１４、キー操作部１５、測距部１６、及び通信部１７が接続される。

メモリ１２は、ＲＡＭで構成されるワークメモリ１２Ａと、不揮発性のメモリ、例えばフラッシュＲＯＭで構成されるプログラムメモリ１２Ｂ、及びコンテンツメモリ１２Ｃとを有する。

制御部１１は、ＣＰＵ等のプロセッサで構成され、プログラムメモリ１２Ｂに記憶される動作プログラムを読み出し、ワークメモリ１２Ａで展開した上で実行することにより、小型モバイルプロジェクタ１０内での投影動作を制御する。

投影部１４は、上記投影レンズ部１０Ｃに加え、図示しない半導体発光素子による光源、表示素子であるマイクロミラー素子を含み、コンテンツメモリ１２Ｃに記憶される画像コンテンツを用いて光像を形成させ、投影レンズ部１０Ｃにより出射して投影させる。

フォーカス処理部１３は、制御部１１の制御の下に、投影レンズ部１０Ｃ中の図示しないフォーカスレンズの位置を駆動制御する。

キー操作部１５は、フォーカスダイヤル１０Ｆ、電源キー１０Ｇを含み、それらの操作に応じた操作信号を制御部１１へ送出する。

測距部１６は、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅを所定のサンプリング周期、例えば０．２［ミリ秒］〜０．３５［ミリ秒］（サンプリング周波数：約２８５０［Ｈｚ］〜５０００［Ｈｚ］）で駆動して、それぞれの検知出力から距離データを取得し、取得した距離データを制御部１１へ送出する。

通信部１７は、例えば無線ＬＡＮインタフェイス（Ｉ／Ｆ）１８、ブルートゥース（登録商標）インタフェイス（Ｉ／Ｆ）１９、ＵＳＢインタフェイス（Ｉ／Ｆ）２０を介して、この小型モバイルプロジェクタ１０と無線または有線で外部接続される機器との間のデータの送受を制御する。

無線ＬＡＮインタフェイス１８は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／１１ｂ／１１ｇ／１１ｎ規格に則って外部機器と無線データの送受を行なう。

ブルートゥースインタフェイス１９は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＢＲ／ＥＤＲバージョン５．０に対応し、比較的低い消費電力で画像コンテンツ等包括線の無線データの送受を行なう。

ＵＳＢインタフェイス２０は、ここでは図示しないＵＳＢケーブルを介して接続された外部機器と画像コンテンツ等のデータの送受を行なう。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図４は、主として制御部１１が周期的に実行する、ユーザのジェスチャ操作に対応した処理内容を示すフローチャートである。

処理当初に制御部１１は、フォーカスダイヤル１０Ｆの操作位置に対応した現在の画像投影の焦点距離ｆをフォーカス処理部１３から取得する（ステップＳ１０１）。

次に制御部１１は、現在の使用状況を、主として直前の一定時間分のＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力として取得する（ステップＳ１０２）。

図５は、例えばサンプリング周期を０．３［ミリ秒］とした場合のＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力の経時変化特性を例示する図である。同図において、例えば実線で示す特性図がＴｏＦセンサ１０Ｄ（ＴｏＦ−Ａ）の出力、破線で示す特性図がＴｏＦセンサ１０Ｅ（ＴｏＦ−Ｂ）の出力であるものとする。

焦点距離ｆを中心として、その上下で閾値として第１検知線、第２検知線を設定して、所定時間内の変化の度合いを判定するものとしている。

図５（Ａ）は、例えば小型モバイルプロジェクタ１０を上記図１（Ｃ）で示したようにシャツＳＴの胸ポケットＰＫに装着し、投影面としてユーザの手ＨＤを用いる場合のように、小型モバイルプロジェクタ１０本体も投影面も共に揺れている「ケースI」状態のＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの出力を例示している。

制御部１１では、一定時間中で焦点距離ｆに対してより乖離の大きい閾値である第２検知線を越えた回数をカウントして、この「ケースI」状態となっていることを判定する。

図５（Ｂ）は、例えば小型モバイルプロジェクタ１０を上記図１（Ｃ）で示したようにシャツＳＴの胸ポケットＰＫに装着し、投影面として壁面など固定された被投影対象を用いる場合のように、小型モバイルプロジェクタ１０本体のみが揺れている「ケースII」状態のＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの出力を例示している。

制御部１１では、一定時間中で焦点距離ｆに対してより乖離の大きい閾値である第２検知線を越えていないものの、より乖離の小さい閾値である第１検知線を越えている場合には、その第１検知線を超えた回数をカウントして、この「ケースII」状態となっていることを判定する。

図５（Ｃ）は、例えば小型モバイルプロジェクタ１０を三脚等により固定化し、且つ投影面としても壁面など固定された被投影対象を用いる場合のように、小型モバイルプロジェクタ１０と投影面が共に固定化されている「ケースIII」状態のＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの出力を例示している。

制御部１１では、一定時間中で焦点距離ｆに対してより乖離の大きい閾値である第２検知線、乖離の小さい閾値である第１検知線のいずれも越えていないことから、この「ケースIII」状態となっていることを判定する。

上記ステップＳ１０２において、現在の使用状況としてＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力を取得した上で、次に制御部１１は、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力の直近の一定時間分から使用状況が、「ケースI」「ケースII」「ケースIII」「挟所」「非投影中」のいずれであるかの判定を行なう（ステップＳ１０３）。

使用状況が「ケースI」であると判定した場合、次に制御部１１は、「掌投影モード」に対応したジェスチャ判定テーブルを選定する（ステップＳ１０５）。

図６は、「掌投影モード」での投影環境とジェスチャ判定内容とを説明する図である。図６（Ａ）に示すように、フォーカスダイヤル１０Ｆの操作位置に応じて焦点距離ｆが求まるもので、ここでは図示する如く掌上に投影面が位置するものとなっている。

この焦点距離ｆを基準として、小型モバイルプロジェクタ１０からの距離に応じて、
エリア３：０以上、且つａ（＝ｆ−０．３０ｆ）以下、
エリア２：ａ（＝ｆ−０．３０ｆ）以上、且つｂ（＝ｆ＋０．３０ｆ）以下、
エリア１：ｂ（＝ｆ＋０．３０ｆ）以上、且つｃ（＝ｆ＋０．５ｆ）以下、
エリア０：ｃ（＝ｆ＋０．５ｆ）以上、
の計４つのエリアに分割する。

制御部１１では、図６（Ｂ）に示すように掌投影モードでのジェスチャ判定テーブルをプログラムメモリ１２Ｂから読み出してワークメモリ１２Ａにセットした上で、以後のジェスチャ操作に備える。

すなわち、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力から得られる、ユーザの手の位置の遷移状態から、ここでは７種類のジェスチャ操作を検知するものである。同テーブルにおいては、例えばＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの各出力から得たエリア３〜エリア０いずれかの値を組として（ｘ，ｙ）のように判定している。テーブル中の変数Ｎ（＝１〜３）は、エリア０以外のエリア１〜エリア３のいずれかに位置していることを示す。

例えば、内部記憶媒体であるコンテンツメモリ１２Ｃに保存されていた画像ファイルを閲覧するビューワモードにおいて、一連の画像ファイル中のファイル「Ｉｍａｇｅ００１」を投影動作中に、２番目のジェスチャコマンド「Ｄｏｗｎ」が検知されると、そのジェスチャに関連付けされた操作指示「ＳｌｉｄｅＢａｃｋ」により、１つ前の画像「Ｉｍａｇｅ０００」を投影する。

その状態からさらに、３番目のジェスチャコマンド「Ｕｐ」が検知されると、そのジェスチャに関連付けされた操作指示「ＳｌｉｄｅＦＷＤ」により、１つ次の画像「Ｉｍａｇｅ００１」を投影する。

上記図２（Ｂ）に示した、４つの基本的なジェスチャ操作「Ｕｐ」「Ｄｏｗｎ」「Ｎｅａｒ」「Ｆａｒ」を、特に画像投影時での使用頻度の高い操作指示、例えば「Ｎｅａｒ」を投影画角を増大させる拡大投影、「Ｆａｒ」を投影画角を減少させる縮小投影のように、関連付けて設定しておくことで、より操作性を向上させることができる。

加えて、１番目のジェスチャコマンド「Ｏｕｔ」（外側へ大きく逃げるような手の動き）を、操作指示「焦点距離ｆの延長」に関連付けて設定していた場合、当該ジェスチャを検知することで、フォーカスダイヤル１０Ｆの操作に代えて、焦点距離ｆの一定分の延長を実行させることができる。

また上記ステップＳ１０３において、使用状況が「ケースII」であると判定した場合、次に制御部１１は、「壁面投影モード」に対応したジェスチャ判定テーブルを選定する（ステップＳ１０６）。

図７は、「壁面投影モード」での投影環境を説明する図である。この場合、投影レンズ部１０Ｃの焦点距離ｆは、図中に実際の投影面を示すように、壁ＷＬの表面もしくはその近傍にあって、上記図６（Ａ）におけるエリア２の奥側、エリア１及びエリア０に相当する、焦点距離ｆ以遠の位置では、掌によるジェスチャ操作を行なうことができないことになる。

したがって本実施形態では、ジェスチャ操作の基準位置を、焦点距離ｆよりも手前側、例えば焦点距離ｆ′＝ｆ／２として、ジェスチャ操作に対する制御を行なうものとする。

図８は、上記のように代理となる基準位置を設定した状態での「壁面投影モード」での投影環境とジェスチャ判定内容とを説明する図である。図８（Ａ）に示すように、フォーカスダイヤル１０Ｆの操作位置に応じた焦点距離ｆの半値ｆ′を基準として、小型モバイルプロジェクタ１０からの距離に応じて、
エリア３：０以上、且つａ′（＝ｆ′−0.30ｆ′）以下、
エリア２：ａ′(＝ｆ′−0.30ｆ′)以上、且つｂ′(＝ｆ′＋0.30ｆ′)以下、
エリア１：ｂ′(＝ｆ′＋0.30ｆ′)以上、且つｃ′(＝ｆ′＋0.50ｆ′)以下、
エリア０：ｃ′(＝ｆ′＋0.50ｆ′）以上、ｆまで
の計４つのエリアに分割する。

図８（Ｂ）に示すジェスチャ判定テーブル自体は、上記図６（Ｂ）に示した内容と同様となる。

また上記ステップＳ１０３において、使用状況が「ケースIII」であると判定した場合、次に制御部１１は、「静置投影モード」に対応したジェスチャ判定テーブルを選定する（ステップＳ１０７）。

この「ケースIII」においては、小型モバイルプロジェクタ１０と投影面の壁面が共に固定された設置環境であるものと思われるため、エリアの分割に関しては上記図８（Ａ）に示した「ケースII」と同様に、焦点距離ｆの半値ｆ′を基準としたエリアを分割してジェスチャの判定を行なうものとする。

図９（Ａ）における、エリア分割後の、ジェスチャ判定テーブルの内容に関しては、上記「掌投影モード」「壁面投影モード」の内容と同様であるものとし、さらにこの「静置投影モード」においては、８番目のジェスチャ操作「Ｔｉｌｔ−１」、９番目のジェスチャ操作「Ｔｉｌｔ−２」を追加するものとする。

図９（Ｂ）は、これらのジェスチャ操作「Ｔｉｌｔ−１」「Ｔｉｌｔ−２」の掌の動きを示すもので、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの測距軸に直交する掌の面を０°とした場合に、傾きが前後４５°未満から、前側（Ｔｉｌｔ−１）、または後ろ側（Ｔｉｌｔ−２）に４５°以上傾いたことを検知する。

具体的には、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの出力から、掌の位置がエリア内で移動しておらず、且つ、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅで得られる距離値の差が、２つのＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの配列間隔と等しい距離値ｄ以上となった否かにより判断する。

また上記ステップＳ１０３において、使用状況が「挟所」であると判定した場合、次に制御部１１は、「挟所投影モード」に対応したジェスチャ判定テーブルを選定する（ステップＳ１０８）。

なお、「挟所投影モード」に関しては、ユーザによる特定の操作、例えば電源キー１０Ｇを一定時間０．２［秒］以内の短い時間のみ１回操作することで、強制的に当該モードに移行するものとしても良い。

図１０は、「挟所投影モード」での投影環境とジェスチャ判定内容とを説明する図である。図１０（Ａ）に示すように、非常に短い焦点距離ｆで掌に投影を行なっている状態で、壁ＷＬ等の存在によりジェスチャ操作を行なう空間的な余裕があまりない場合に、上述した如く当該モードを指定することで、小さなジェスチャ操作による指示を行なうことを可能とする。

この場合、焦点距離ｆを基準として、小型モバイルプロジェクタ１０からの距離に応じて、
エリア３：０以上、且つａ（＝ｆ−０．１５ｆ）以下、
エリア２：ａ（＝ｆ−０．１５ｆ）以上、且つｂ（＝ｆ＋０．１５ｆ）以下、
エリア１：ｂ（＝ｆ＋０．１５ｆ）以上、且つｃ（＝ｆ＋０．２５ｆ）以下、
エリア０：ｃ（＝ｆ＋０．２５ｆ）以上、
の計４つのエリアに分割する。

制御部１１では、図１０（Ｂ）に示すように挟所投影モードでのジェスチャ判定テーブルをプログラムメモリ１２Ｂから読み出してワークメモリ１２Ａにセットした上で、以後のジェスチャ操作に備える。

また上記ステップＳ１０３において、その時点で投影部１４による画像の投影動作を行なっていない場合には、無条件に使用状況が「被投影中」であるものと判定して、次に制御部１１は、暫定的に「掌投影モード」に対応したジェスチャ判定テーブルを選定する（ステップＳ１０４）。

この場合、ジェスチャ操作による指示を受け付けることで、コンテンツメモリ１２Ｃに記憶している画像ファイルの選択や通信部１７を介しての外部からの画像ファイルの入力を設定しての投影動作の開始に移行できるようにする。

上記ステップＳ１０４〜Ｓ１０８のいずれかの処理により、ジェスチャ判定テーブルの選定を終えると、続いて実際にＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力に応じて、ジェスチャ操作によるコマンド指示がなされたか否かを判断する（ステップＳ１０９）。

ジェスチャ操作によるコマンド指示がなされたと判断した場合（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、制御部１１は、その時点で選定しているジェスチャ判定テーブルを用いてジェスチャコマンドを判定し、判定した結果に基づいた投影動作上の制御を実行し（ステップＳ１１０）、以上で一連の処理を一旦終了して、再び未上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

また上記ステップＳ１０９において、ジェスチャ判定テーブルを選定した状態から、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力により、何ら具体的なジェスチャ操作によるコマンド指示がなされていないと判断した場合（ステップＳ１０９のＮｏ）、制御部１１は、上記ステップＳ１１０での投影動作上の制御を行なうことなく、以上で一連の処理を一旦終了して、再び未上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

以上詳述した如く本実施形態によれば、それぞれ軸方向のみに測距する単純な構造のＴｏＦセンサを少なくとも一対用いることで、簡易なジェスチャ操作を検知可能としたので、簡易な構成ながら投影動作に関する各種操作を実現することが可能となる。

また上記実施形態では、ＴｏＦセンサの検知出力の経時変化に応じたものとしたことにより、ジェスチャ操作として検知可能なバリエーションが多く、より複雑な操作を指示できる。

また上記実施形態では、その時点で画像を投影している焦点距離を基準とした、投影光軸に沿った遠近の複数範囲をエリア分けしてジェスチャ操作を勘案するものとしたので、投影環境に即した、きわめて直感的なジェスチャ操作による制御が実現できる。

加えて上記実施形態では、ＴｏＦセンサの検知出力の経時変化の度合いにより、投影装置及び投影面の状態の少なくとも一方が固定化されている場合や、双方が固定化されている場合などによって、ジェスチャ操作として受け付ける内容を増減させるものとしたので、不安定な投影環境では判定できないジェスチャ操作を適宜受け付けることを可能とした。

なお上記実施形態は、本発明を、内部にコンテンツ用のメモリを内蔵する一方で、外部機器との通信機能を有する、ウェアラブルタイプの小型モバイルプロジェクタに適用した場合の一実施形態について説明したものであるが、本発明は投影装置としての用途や、発光光源、表示装置等に応じたプロジェクタ方式、投影対象とする画像情報の入力系統などを限定するものではない。

また、上記実施形態において、小型モバイルプロジェクタ１０は、筐体１０Ａの外面側に、投影レンズ部１０Ｃを挟んでＴｏＦセンサ１０Ｄ（ＴｏＦ−Ａ）とＴｏＦセンサ１０Ｅ（ＴｏＦ−Ｂ）とが配設されるとした。しかし、この構成には限らない。ＴｏＦセンサは複数個ではなく１個でも構わない。ＴｏＦセンサが、筐体１０Ａの外面側に１個のみ配設された場合は、小型モバイルプロジェクタ１０に対して、複数のジェスチャコマンド、具体的には、ユーザの手ＨＤが焦点付近から外へ逃げる動き（Ｏｕｔ）、ユーザの手ＨＤを近付ける動き（ｎｅａｒ）、ユーザの手ＨＤを遠ざける動き（ｆａｒ）、ユーザの手ＨＤを焦点付近にかざした状態（Ｓｅｔ）、ユーザの手ＨＤが３秒以上エリア１〜エリア３のいずれかの位置にもいない状態（Ｃｌｅａｒ）、を操作指示として受け付けることが可能である。

さらに、測距部として、ＴｏＦセンサ１０Ｄ、１０Ｅ以外を用いても良い。例えば、筐体１０Ａの外面側にレーザ光線の発信孔を配設し、微弱な赤外線のレーザ光線を対象物に当てて、その反射の状況を検知して対象物迄の距離を測るレーザオートフォーカスを用いることができる。あるいは、撮影する画像の情報からピントを合わせる方式を用いることができる。具体的には、オートフォーカス用にセパレーターレンズや位相差センサを設け、画像のピントが正しく合っていると、撮像用センサの後ろにセパレーターレンズを置いて画像を２つに分けたとき、２つの像の位置は一定になるという考えに基づいた位相差オートフォーカスを使用できる。また、記録画像用の撮像素子を活用し、焦点をずらして複数枚撮像するコントラストオートフォーカスを使用できる。

さらに、２つのカメラを平行に並べて同時に撮影し、画像処理を行なうことで、撮影した物体の奥行き情報を取得するステレオカメラを用いて距離を測定することもできる。他には、ストライプまたは格子状のパターンを物体に投影し、それを別の角度のカメラで撮影し、投影されたパターンは物体の形によって歪むため、その歪み方から物体の形や奥行きを求めるストラクチャードライトにより距離を測定しても良い。

上記実施形態において、マニュアルフォーカスレンズ（取得部）のレンズ位置に応じた被写体距離を検出することで、小型モバイルプロジェクタ１０（装置本体）と投影対象物との距離を取得するとしたが、この構成に限らない。投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部の測距結果を、取得部が取得しても良い。

その他、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［請求項１］
画像を投影する投影部と、
装置本体と投影対象物との距離を取得する取得部と、
上記投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部と、
上記取得部が取得した距離を基準とした上記測距部の測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御部と、
を備える投影装置。
［請求項２］
上記測距部は、上記投影部と近接配置された複数のＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサであり、
上記制御部は、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力の所定時間内の変化の度合に応じて上記投影部による投影動作を制御する、
請求項１記載の投影装置。
［請求項３］
上記測距部は、上記投影部と近接配置された複数のＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサであり、
上記制御部は、上記投影部の合焦位置を基準として投影光軸上の距離範囲を複数に分割し、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力と、上記分割した複数の距離範囲とに応じて、上記投影部による投影動作を制御する、
請求項１または２記載の投影装置。
［請求項４］
上記制御部は、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力の所定時間内の変化の度合いにより、投影装置及び投影面の状態の少なくとも一方を判定し、判定結果に応じて、その後の上記ＴｏＦセンサの検知出力に応じた投影動作の制御内容を制限する、請求項２または３記載の投影装置。
［請求項５］
上記制御部は、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力の直近の一定時間分から使用状況を判定し、判定した使用状況に対応した投影モードを選択する、請求項２乃至４いずれか記載の投影装置。
［請求項６］
上記制御部は、上記投影モードに対応したジェスチャ判定テーブルを選定する、請求項５記載の投影装置。
［請求項７］
画像を投影する投影部と、装置本体と投影対象物との距離を取得する取得部と、上記投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部と、を備えた装置での投影方法であって、
上記取得部が取得した距離を基準とした上記測距部の測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御工程を有する投影方法。
［請求項８］
画像を投影する投影部と、装置本体と投影対象物との距離を取得する取得部と、上記投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部と、を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、
上記取得部が取得した距離を基準とした上記測距部の測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御部として機能させるプログラム。

１０…小型モバイルプロジェクタ、
１０Ａ，１０Ｂ…筐体、
１０Ｃ…投影レンズ部、
１０Ｄ…ＴｏＦセンサ（ＴｏＦ−Ａ）、
１０Ｅ…ＴｏＦセンサ（ＴｏＦ−Ｂ）、
１０Ｆ…フォーカスダイヤル、
１０Ｇ…電源キー、
１１…制御部、
１２…メモリ、
１２Ａ…ワークメモリ、
１２Ｂ…プログラムメモリ、
１２Ｃ…コンテンツメモリ、
１３…フォーカス処理部、
１４…投影部、
１５…キー操作部、
１６…測距部、
１７…通信部、
１８…無線ＬＡＮインタフェイス（Ｉ／Ｆ）、
１９…ブルートゥースインタフェイス（Ｉ／Ｆ）、
２０…ＵＳＢインタフェイス（Ｉ／Ｆ）、
Ｂ…バス、
ＨＤ…ユーザの手、
ＳＴ…シャツ

ブルートゥースインタフェイス１９は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＢＲ／ＥＤＲバージョン５．０に対応し、比較的低い消費電力で画像コンテンツ等の無線データの送受を行なう。

また上記ステップＳ１０３において、その時点で投影部１４による画像の投影動作を行なっていない場合には、無条件に使用状況が「非投影中」であるものと判定して、次に制御部１１は、暫定的に「掌投影モード」に対応したジェスチャ判定テーブルを選定する（ステップＳ１０４）。

ジェスチャ操作によるコマンド指示がなされたと判断した場合（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、制御部１１は、その時点で選定しているジェスチャ判定テーブルを用いてジェスチャコマンドを判定し、判定した結果に基づいた投影動作上の制御を実行し（ステップＳ１１０）、以上で一連の処理を一旦終了して、再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

また上記ステップＳ１０９において、ジェスチャ判定テーブルを選定した状態から、ＴｏＦセンサ１０Ｄ，１０Ｅの検知出力により、何ら具体的なジェスチャ操作によるコマンド指示がなされていないと判断した場合（ステップＳ１０９のＮｏ）、制御部１１は、上記ステップＳ１１０での投影動作上の制御を行なうことなく、以上で一連の処理を一旦終了して、再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

また上記実施形態では、ジェスチャ操作をＴｏＦセンサの検知出力の経時変化に応じたものとしたことにより、ジェスチャ操作として検知可能なバリエーションが多く、より複雑な操作を指示できる。

Claims (8)

1. 画像を投影する投影部と、
   装置本体と投影対象物との距離を取得する取得部と、
   上記投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部と、
   上記取得部が取得した距離を基準とした上記測距部の測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御部と、
   を備える投影装置。
2. 上記測距部は、上記投影部と近接配置された複数のＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサであり、
   上記制御部は、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力の所定時間内の変化の度合に応じて上記投影部による投影動作を制御する、
   請求項１記載の投影装置。
3. 上記測距部は、上記投影部と近接配置された複数のＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサであり、
   上記制御部は、上記投影部の合焦位置を基準として投影光軸上の距離範囲を複数に分割し、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力と、上記分割した複数の距離範囲とに応じて、上記投影部による投影動作を制御する、
   請求項１または２記載の投影装置。
4. 上記制御部は、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力の所定時間内の変化の度合いにより、投影装置及び投影面の状態の少なくとも一方を判定し、判定結果に応じて、その後の上記ＴｏＦセンサの検知出力に応じた投影動作の制御内容を制限する、請求項２または３記載の投影装置。
5. 上記制御部は、上記複数のＴｏＦセンサの検知出力の直近の一定時間分から使用状況を判定し、判定した使用状況に対応した投影モードを選択する、請求項２乃至４いずれか記載の投影装置。
6. 上記制御部は、上記投影モードに対応したジェスチャ判定テーブルを選定する、請求項５記載の投影装置。
7. 画像を投影する投影部と、装置本体と投影対象物との距離を取得する取得部と、上記投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部と、を備えた装置での投影方法であって、
   上記取得部が取得した距離を基準とした上記測距部の測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御工程を有する投影方法。
8. 画像を投影する投影部と、装置本体と投影対象物との距離を取得する取得部と、上記投影部の投影光軸と略平行な測距軸を有する測距部と、を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、
   上記取得部が取得した距離を基準とした上記測距部の測距結果に基づいて、投影動作を制御する制御部として機能させるプログラム。