WO2018173739A1 - プロジェクターおよびプロジェクターの制御方法 - Google Patents

プロジェクターおよびプロジェクターの制御方法 Download PDF

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WO2018173739A1
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projection
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projector
captured image
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博行 市枝
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セイコーエプソン株式会社
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    • G03B5/02—Lateral adjustment of lens

Definitions

  • the present invention relates to a projector and a projector control method.
  • Patent Document 1 describes a projector that corrects trapezoidal distortion of a projected image. Upon receiving an instruction transmitted in response to a remote control operation by a user, the projector described in Patent Literature 1 detects a frame of the screen serving as a projection surface, and trapezoidal distortion so that the projected image fits in the frame (projection area). Perform correction.
  • This invention is made in view of the situation mentioned above, and makes it a solution subject to provide the technique which can reduce the user's effort for projecting a projection image on the projection area
  • An aspect of the projector includes a projection unit that projects a projection image on a projection surface, an imaging unit that captures the projection surface and generates a captured image, and the projection surface that is disposed on the projection surface based on the captured image. And a detection unit that detects a position of the detachable object that is attached and an adjustment unit that adjusts a projection position of the projection image on the projection surface based on the position of the object.
  • the projection position can be automatically adjusted according to the position of the detachable object arranged on the projection surface. For this reason, it becomes possible to reduce a user's effort for projecting a projection image on the projection area of a projection surface.
  • the detection unit further detects the movement of the object on the captured image based on the captured image
  • the adjustment unit detects the object on the captured image. It is desirable to adjust the projection position when movement is detected.
  • the position of the projector or the projection surface is shifted, the relative positional relationship between the projector and the projection surface changes, and the projection position of the projection image is shifted on the projection surface. Further, when the relative positional relationship between the projector and the projection surface changes, the object moves on the captured image.
  • the projection position is adjusted when the movement of the object on the captured image is detected. For this reason, according to this aspect, when the projection position is shifted on the projection surface, the projection position can be automatically adjusted.
  • the detection unit detects positions of a plurality of detachable objects arranged on the projection surface
  • the adjustment unit is configured to detect the projection image based on the positions of the plurality of objects. It is desirable to determine a projection range and adjust the projection position so that the projection image is projected within the projection range. According to this aspect, it becomes possible to project a projection image in the projection range determined based on the positions of a plurality of objects.
  • the adjustment unit adjusts the projection position by controlling driving of a position changing unit that changes the projection position. According to this aspect, it is possible to adjust the projection position using the position changing unit.
  • the position changing unit changes the projection position by changing a projection direction of the projection image. According to this aspect, it is possible to adjust the projection position by changing the projection direction of the projection image.
  • the projection unit includes a projection lens, and a lens shift unit that shifts the projection lens in a direction intersecting the optical axis of the projection lens, and the position changing unit includes A lens shift unit is desirable. According to this aspect, it is possible to adjust the projection position using the lens shift unit.
  • the position changing unit changes the projection position by shifting the projection unit.
  • the projection position can be adjusted by shifting the projection unit.
  • the position changing unit changes the projection position by rotating the projection unit.
  • the projection position can be adjusted by rotating the projection unit.
  • the projection unit preferably includes a zoom lens and a lens driving unit that changes a zoom state of the zoom lens, and the position changing unit is preferably the lens driving unit. According to this aspect, it is possible to adjust the projection position by changing the zoom state of the zoom lens.
  • the adjustment unit adjusts the projection position by adjusting image information indicating the projection image. According to this aspect, it is possible to adjust the projection position by adjusting the image information.
  • the object is preferably a retroreflective member.
  • the light reflected by the retroreflective member is reflected in the direction of the incident light.
  • the imaging part provided with the projection part in the projector becomes easy to receive this reflected light.
  • the object is easily displayed on the captured image, and the position of the object is easily detected.
  • One aspect of the projector control method includes a step of projecting a projection image onto a projection surface, a step of capturing the projection surface to generate a captured image, and the projection surface based on the captured image.
  • the method includes a step of detecting a position of an object arranged detachably, and a step of adjusting a projection position of the projection image on the projection surface based on the position of the object. According to this aspect, it becomes possible to reduce a user's effort for projecting a projection image on the projection area of a projection surface.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a projector 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an imaging unit.
  • FIG. It is the figure which showed the installation guide image I1. It is the figure which showed the pattern 12 for position detection. It is the figure which showed the 1st pattern I3. It is the figure which showed the 2nd pattern I4. It is the figure which showed the 3rd pattern I5. It is a flowchart for demonstrating the operation
  • FIG. It is the figure which showed the further another example by which the projection image was projected on the projection area
  • FIG. It is a flowchart for demonstrating a tracking process. It is the figure which showed the condition when the projection surface 5 rotated. It is the figure which showed the captured image when the projection surface 5 rotated. It is the flowchart which showed the operation
  • FIG. 1 is a diagram showing a projector 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied.
  • the projector 1 is supported by a support device 3 installed on the ceiling 2.
  • the support device 3 may be installed not on the ceiling 2 but on a wall or the like.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the support device 3.
  • the support device 3 includes a base part 31, a first arm part 32, a second arm part 33, a holding part 34, an arm driving part 35, and a rotation driving part 36.
  • the base portion 31 is fixed to the ceiling 2 and supports the first arm portion 32.
  • the second arm portion 33 is configured to be slidable in the direction of arrow E (the optical axis direction of the projection image of the projector 1) with respect to the first arm portion 32.
  • the first arm portion 32 is provided with an arm driving portion 35 that adjusts the sliding amount of the second arm portion 33. Driving by the arm driving unit 35 is controlled by the projector 1.
  • the arm drive unit 35 is an example of a position change unit that changes the projection position of the projection image of the projector 1 by shifting the projector 1 (particularly, the projection unit 104).
  • the second arm unit 33 supports a holding unit 34 that holds the projector 1.
  • the holding portion 34 is configured to be rotatable in the direction of arrow F with the shaft 34a as a rotation axis.
  • the second arm portion 33 is provided with a rotation driving portion 36 that adjusts the rotation amount of the holding portion 34.
  • the driving by the rotation driving unit 36 is controlled by the projector 1.
  • the rotation driving unit 36 is an example of a position changing unit that changes the projection position by changing the projection direction of the projection image of the projector 1.
  • the rotation drive unit 36 is an example of a position changing unit that changes the projection position of the projection image of the projector 1 by rotating the projector 1 (in particular, the projection unit 104).
  • the projector 1 can adjust the attitude of the projector 1 by controlling the drive of the arm drive unit 35 and the rotation drive unit 36 of the support device 3.
  • the projector 1 receives image information from a PC (personal computer) 4 and projects a projection image corresponding to the image information from the projection unit 104 onto the projection surface 5.
  • the projection surface 5 is, for example, a projection surface of a magnet screen.
  • the magnet screen has a projection surface and a magnet surface that face each other.
  • a projection image is projected from the projector 1 onto the projection surface of the magnet screen with the magnet surface attached to a blackboard or the like.
  • the projection surface 5 is not limited to the projection surface of the magnet screen, and may be a white board, for example, and can be changed as appropriate.
  • the user arranges the object 7 on the projection surface 5 to set the projection area 6 on which the user wants to project a projection image on the projection surface 5.
  • a rectangular projection area 6 is set by four objects 7. Specifically, the object 7 is arranged at each of the four vertices A to D of the projection area 6.
  • the object 7 is detachable from the projection surface 5.
  • a retroreflective member provided with a magnet is used as the object 7.
  • the object 7 is not limited to the retroreflective member provided with a magnet, and can be changed as appropriate.
  • the projector 1 captures the projection surface 5 on which the object 7 is arranged with the image capturing unit 108 and generates a captured image.
  • the projector 1 detects the position of the object 7 arranged on the projection surface 5 based on the captured image.
  • the projector 1 determines the projection area 6 based on the position of the object 7 and projects a projection image on the projection area 6.
  • the projector 1 when the projector 1 repeatedly generates captured images and detects the movement of the object 7 on the captured image (for example, when the projector 1, the projection surface 5, or the object 7 is moved), the movement of the object 7 is performed.
  • the projection area 6 is determined based on the later position, and a projection image is projected onto the projection area 6.
  • the projector 1 controls both or one of the arm driving unit 35 and the rotation driving unit 36 of the support device 3 to determine the position of the projector 1 relative to the projection surface 5.
  • a method of projecting a projected image on the projection area 6 by changing the posture is mentioned.
  • the projector 1 performs trapezoidal distortion correction on the projection image so that the projection image is projected onto the projection region 6.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the projector 1.
  • the projector 1 includes an operation unit 101, an image processing unit 102, a light valve driving unit 103, a projection unit 104, a light source driving unit 105, a lens driving unit 106, a lens shift unit 107, an imaging unit 108, A storage unit 109, a control unit 110, and a bus 111 are included.
  • the image processing unit 102 includes an image composition unit 102a and a trapezoidal distortion correction unit 102b.
  • the projection unit 104 includes a light source 11, three liquid crystal light valves 12 (12 R, 12 G, and 12 B) that are examples of a light modulation device, and a projection optical system 13.
  • the projection optical system 13 includes a zoom lens 13a and a projection lens 13b.
  • optical axis of the zoom lens 13a coincides with the optical axis of the projection lens 13b.
  • optical axis 13c the optical axis of the zoom lens 13a and the optical axis of the projection lens 13b are indicated by “optical axis 13c”.
  • the operation unit 101 is, for example, various operation buttons, operation keys, or a touch panel.
  • the operation unit 101 receives a user's input operation.
  • the operation unit 101 may be a remote controller or the like that transmits information according to an input operation wirelessly or by wire.
  • the projector 1 includes a receiving unit that receives information transmitted by the remote controller.
  • the remote controller includes various operation buttons, operation keys, or a touch panel that receives an input operation.
  • the image processing unit 102 performs image processing on the image information to generate an image signal.
  • the image processing unit 102 performs image processing on image information (hereinafter also referred to as “received image information”) received from the PC 4 (see FIG. 1) to generate an image signal.
  • image information hereinafter also referred to as “received image information”
  • the image composition unit 102a composes a plurality of pieces of image information or outputs a single piece of image information. Specifically, the image composition unit 102a synthesizes or outputs image information written in an image memory (hereinafter also referred to as “layer”). The layer may or may not be built in the image composition unit 102a.
  • the image composition unit 102a includes two layers, specifically, a first layer and a second layer.
  • received image information is written in the first layer.
  • the second layer for example, installation guide image information indicating an image for guiding the installation of the projector 1 (hereinafter referred to as “installation guide image”), position detection pattern information indicating a pattern for detecting the position of the object 7 (Image information) and matrix generation pattern information (image information) indicating a pattern for generating a projective transformation matrix are alternatively written.
  • the first to third pattern information is used as the matrix generation pattern information.
  • the projective transformation matrix will be described later.
  • the image composition unit 102a When the image information is written in the first layer and the image information is not written in the second layer, the image composition unit 102a outputs the image information written in the first layer. When the image information is not written in the first layer and the image information is written in the second layer, the image composition unit 102a outputs the image information written in the second layer. When image information is written in both the first layer and the second layer, the image composition unit 102a combines the image information written in the first layer and the image information written in the second layer. Composite image information is generated, and composite image information (image information) is output.
  • the trapezoidal distortion correction unit 102b performs trapezoidal distortion correction on the image information output from the image synthesis unit 102a to generate an image signal.
  • the trapezoidal distortion correcting unit 102b generates an image signal corresponding to the image information output from the image combining unit 102a when the keystone distortion correction is not performed on the image information output from the image combining unit 102a.
  • the light valve driving unit 103 drives the liquid crystal light valve 12 (12R, 12G, 12B) based on the image signal.
  • Projection unit 104 projects a projection image on projection surface 5.
  • the liquid crystal light valve 12 modulates the light emitted from the light source 11 to form projection image light (projection image), and this projection image light is enlarged and projected from the projection optical system 13.
  • the light source 11 is a xenon lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, an LED (Light Emitting Diode), or a laser light source.
  • the light emitted from the light source 11 is reduced in variation in luminance distribution by an integrator optical system (not shown), and then red (R), green (G), which are the three primary colors of light by a color separation optical system (not shown), It is separated into blue (B) color light components.
  • the color light components of R, G, and B are incident on the liquid crystal light valves 12R, 12G, and 12B, respectively.
  • the liquid crystal light valve 12 is composed of a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates.
  • the liquid crystal light valve 12 is formed with a rectangular pixel region 12a composed of a plurality of pixels 12p arranged in a matrix.
  • a driving voltage can be applied to the liquid crystal for each pixel 12p.
  • each pixel 12p is set to a light transmittance corresponding to the image signal. For this reason, the light emitted from the light source 11 is modulated by transmitting through the pixel region 12a, and an image corresponding to the image signal is formed for each color light.
  • the image of each color is synthesized for each pixel 12p by a color synthesis optical system (not shown), and projection image light (projection image) that is color image light (color image) is generated.
  • projection image projection image
  • color image color image
  • the projected image light is enlarged and projected onto the projection surface 5 by the projection optical system 13.
  • the light source driving unit 105 drives the light source 11.
  • the light source driving unit 105 causes the light source 11 to emit light when the operation unit 101 receives a power-on operation.
  • the lens driving unit 106 changes the zoom state of the zoom lens 13a. Specifically, the lens driving unit 106 changes the zoom state of the zoom lens 13a by moving the zoom lens 13a in the direction G along the optical axis 13c.
  • the lens driving unit 106 is an example of a position changing unit.
  • the lens shift unit 107 can shift the projection optical system 13, more specifically, the projection lens 13b, in a direction H (for example, a direction orthogonal to the optical axis 13c) intersecting the optical axis 13c.
  • the lens shift unit 107 can further shift the projection lens 13b in a direction perpendicular to both the optical axis 13c and the direction H.
  • the lens shift unit 107 is an example of a position changing unit that changes the projection position by changing the projection direction of the projection image.
  • the imaging unit 108 captures the projection surface 5 and generates a captured image.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the imaging unit 108.
  • the imaging unit 108 is a camera that includes an optical system 21 such as a lens and an imaging element 22 that converts light collected by the optical system 21 into an electrical signal.
  • the imaging element 22 is, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the imaging unit 108 repeatedly captures the projection surface 5 and generates captured images in time series.
  • the storage unit 109 is a computer-readable recording medium.
  • the storage unit 109 stores a program that defines the operation of the projector 1 and various information (for example, image information used in the image composition unit 102a).
  • the image information used in the image composition unit 102a is, for example, installation guide image information, position detection pattern image information, and first to third pattern information. Note that these pieces of information are not limited to the configuration stored in advance in the storage unit 109, and may be generated each time by a program.
  • FIG. 5 shows the installation guide image I1 according to the installation guide image information.
  • guide information for guiding the installation of the projector 1 to the user is shown.
  • FIG. 6 is a diagram showing a position detection pattern I2 corresponding to the position detection pattern image information.
  • the position detection pattern I2 is used to detect the object 7 arranged on the projection surface 5.
  • the position detection pattern image is, for example, a white image as a whole.
  • FIG. 7 shows the first pattern I3 corresponding to the first pattern information.
  • the white rectangular pattern I3b is superimposed on the black background I3a.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a second pattern I4 corresponding to the second pattern information.
  • the second pattern I4 is a black image as a whole.
  • FIG. 9 is a diagram showing a third pattern I5 corresponding to the third pattern information.
  • white dots I5b are superimposed at the same positions as the positions of the four vertices of the rectangular pattern I3b shown in FIG.
  • the first pattern I3, the second pattern I4, and the third pattern I5 are used to generate a projective transformation matrix.
  • the projective transformation matrix is a matrix for projectively transforming an image in the liquid crystal light valve 12 into a captured image. That is, the projective transformation matrix is information that associates a position between the projection image projected by the projection unit 104 and the captured image obtained by capturing the projection image.
  • control unit 110 is a computer such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 110 reads and executes a program stored in the storage unit 109 to thereby execute a projection control unit 41, an imaging control unit 42, a position detection unit 43, an adjustment unit 44, a conversion matrix generation unit 45, and the like. Is realized.
  • the projection control unit 41 controls the light source driving unit 105 to control the projection image projected by the projection unit 104.
  • the imaging control unit 42 controls imaging by the imaging unit 108.
  • the position detection unit 43 detects the position of the object 7 arranged on the projection surface 5 based on the captured image. Further, the position detection unit 43 detects the movement of the object 7 on the captured image based on the captured image.
  • the position detection unit 43 is an example of a detection unit.
  • the adjustment unit 44 adjusts the projection position of the projection image on the projection surface 5 based on the position of the object 7. For example, when the movement of the object 7 is detected, the adjustment unit 44 adjusts the projection position of the projection image on the projection surface 5 based on the position after the movement of the object 7.
  • the adjustment unit 44 controls the operation of the trapezoidal distortion correction unit 102b, the lens driving unit 106, the lens shift unit 107, the arm driving unit 35 (see FIG. 2), or the rotation driving unit 36 (see FIG. 2) to control the projection surface. 5 adjusts the projection position of the projected image. For example, the adjustment unit 44 adjusts the projection amount by adjusting the image information by adjusting the correction amount in the trapezoidal distortion correction unit 102b.
  • the transformation matrix generation unit 45 generates a projective transformation matrix.
  • the transformation matrix generation unit 45 stores the projective transformation matrix in the storage unit 109.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an operation associated with power-on.
  • the projection surface 5 such as a magnet screen
  • the user sets a plurality of objects 7 (in this embodiment, 4 Two objects 7) are arranged on the projection surface 5 (see FIG. 12).
  • the user operates the operation unit (for example, a remote controller) 101 of the projector 1 supported by the support device 3 to turn on the power of the projector 1.
  • the projection control unit 41 controls the light source driving unit 105 to turn on the light source 11.
  • the user operates the operation unit 101 to input a correction start instruction to start automatic adjustment of the projection position.
  • the adjustment unit 44 reads the installation guide image information from the storage unit 109, writes the installation guide image information to the second layer, and further sets the correction amount in the trapezoidal distortion correction unit 102b to zero.
  • the image processing unit 102 generates an image signal corresponding to the installation guide image information
  • the projection unit 104 projects the installation guide image I1 (see FIG. 5) on the projection surface 5 according to the image signal. (Step S1).
  • FIG. 13 is a diagram showing a projection example of the installation guide image I1.
  • the guide information shown in the area I1a is “adjust the position of the projector or the like so that the object enters the blue part”. Is used. The guide information is changed as appropriate.
  • trapezoidal distortion occurs in the installation guide image I ⁇ b> 1.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which manual adjustment has been completed.
  • step S2 the adjustment unit 44 starts projection of each pattern and detection of each pattern in order to automatically adjust the projection position.
  • the adjustment unit 44 reads the position detection pattern information from the storage unit 109 and writes the position detection pattern information to the second layer. Thereby, the image processing unit 102 generates an image signal corresponding to the position detection pattern information, and the projection unit 104 converts the position detection pattern I2 (see FIG. 6) into the projection surface 5 according to the image signal. (Step S3).
  • FIG. 15 is a diagram showing a projection example of the position detection pattern I2.
  • the position detection pattern I2 is used to detect light reflected by the object 7.
  • a white image is used as the position detection pattern I2 in order to easily detect the reflected light from the object 7.
  • the imaging control unit 42 causes the imaging unit 108 to capture the projection surface 5 and generate a captured image (step S4). At this time, the imaging control unit 42 performs exposure control so that the captured image is generated with appropriate brightness.
  • the position detection unit 43 analyzes the captured image and detects the position of the object 7 on the captured image (step S5).
  • step S5 the following processing is executed. Since the object 7 has a retroreflective member, the brightness of the object 7 is higher than that of the surrounding area on the captured image. For this reason, the position detection unit 43 first detects an area having a higher brightness than the surrounding area on the captured image as an “area where the object 7 exists”. Subsequently, the position detection unit 43 detects, for each object 7, the barycentric position (the barycentric coordinate) of the “region where the object 7 exists” as the “position of the object 7”.
  • the object 7 preferably has a shape and reflection characteristics (for example, a characteristic such that the object 7 has a circular shape in plan view and has a higher reflectance as it is closer to the position of the center of gravity). .
  • the position of the object 7 is not limited to the position of the center of gravity of the object 7 and can be changed as appropriate.
  • the vertex of the object 7 may be used as the position of the object 7.
  • the object 7 has a thick three-dimensional shape (such as a sphere or a rectangular parallelepiped)
  • the position of the object 7 may be obtained in consideration of an offset amount corresponding to the thickness.
  • step S5 the transformation matrix generation unit 45 reads the first pattern information from the storage unit 109 and writes the first pattern information to the second layer. Thereby, the image processing unit 102 generates an image signal corresponding to the first pattern information, and the projection unit 104 projects the first pattern I3 (see FIG. 7) onto the projection surface 5 according to the image signal.
  • Step S6 the transformation matrix generation unit 45 reads the first pattern information from the storage unit 109 and writes the first pattern information to the second layer.
  • the image processing unit 102 generates an image signal corresponding to the first pattern information
  • the projection unit 104 projects the first pattern I3 (see FIG. 7) onto the projection surface 5 according to the image signal.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a projection example of the first pattern I3.
  • the imaging control unit 42 causes the imaging unit 108 to image the projection surface 5 to generate a first captured image (step S7). Subsequently, the imaging unit 108 outputs the first captured image to the conversion matrix generation unit 45.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a projection example of the second pattern I4.
  • the imaging control unit 42 causes the imaging unit 108 to image the projection surface 5 to generate a second captured image (step S9). Subsequently, the imaging unit 108 outputs the second captured image to the conversion matrix generation unit 45.
  • the conversion matrix generation unit 45 detects the rectangular pattern I3b by taking the difference between the first captured image and the second captured image. Subsequently, the transformation matrix generation unit 45 detects the positions of the four vertices of the rectangular pattern I3b on the captured image (step S10).
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a projection example of the third pattern I5.
  • the imaging control unit 42 causes the imaging unit 108 to image the projection surface 5 to generate a third captured image (step S12). Subsequently, the imaging unit 108 outputs the third captured image to the conversion matrix generation unit 45.
  • the transformation matrix generation unit 45 uses the positions of the four vertices detected in step S10 as the search start position of the dot I5b, and “a region where the dot I5b exists” for each dot I5b. Is detected. Subsequently, the conversion matrix generation unit 45 detects, for each dot I5b, the centroid position (centroid coordinates) of the “region where the dot I5b exists” as the “position of the dot I5b” (step S13).
  • the transformation matrix generation unit 45 detects the center of gravity of the dots that can be detected with high accuracy based on the vertices of the rectangular pattern that is easy to detect, and thus quickly identifies a predetermined position with high accuracy. be able to.
  • the transformation matrix generation unit 45 calculates a projective transformation matrix based on the positional relationship between the barycentric coordinates of the four dots I5b specified by the third pattern information and the barycentric coordinates of the four dots I5b in the captured image. Calculate (step S14). Subsequently, the transformation matrix generation unit 45 stores the projective transformation matrix in the storage unit 109. Note that, when the position accuracy is not so high, the projective transformation matrix may be calculated based on the positions of the four vertices of the rectangular pattern I3b without using the third pattern I5 (dot I5b). In the third pattern I5, a cross mark or the like may be arranged instead of the dot I5b, and the projective transformation matrix may be calculated based on the position of this intersection.
  • the position detection unit 43 calculates an inverse matrix of the projective transformation matrix, and converts the position of the object 7 on the captured image into a position on the liquid crystal light valve 12 using this matrix.
  • the adjustment unit 44 uses a quadrangular area (an area corresponding to the projection area 6 in the liquid crystal light valve 12) whose apex is the position of the four objects 7 on the liquid crystal light valve 12 as a projection range of the projection image. decide.
  • the adjustment unit 44 calculates a trapezoidal distortion correction amount for accommodating the projection image within the projection range of the projection image (step S15).
  • the adjustment unit 44 sets the trapezoidal distortion correction amount calculated in step S15 in the trapezoidal distortion correction unit 102b.
  • the trapezoidal distortion correction unit 102b executes trapezoidal distortion correction on the output (image information) of the image composition unit 102a based on the trapezoidal distortion correction amount (step S16). For this reason, for example, as shown in FIG. 19, a projection image (for example, an image corresponding to the received image information) is projected onto the projection area 6 specified by the position of the object 7.
  • the adjustment unit 44 may calculate a trapezoidal distortion correction amount for storing the projection image in the projection area while maintaining the aspect ratio of the projection image based on the image information. For example, as shown in FIG. 20, the adjustment unit 44 has a trapezoidal shape so that the entire projection image P is within the projection region 6 and the region 6 a of the projection region 6 where the projection image P does not exist is displayed in black. A distortion correction amount is calculated. In this case, it is possible to suppress the disturbance of the aspect ratio of the projection image P.
  • the adjustment unit 44 may calculate the trapezoidal distortion correction amount so that the projection image P is projected on the entire projection region 6 while maintaining the aspect ratio of the projection image P as shown in FIG. .
  • the adjustment unit 44 makes the vertical length of the projection image P and the vertical length of the projection area 6 match, or the horizontal length of the projection image P and the horizontal length of the projection area 6 match.
  • the trapezoidal distortion correction amount is calculated.
  • the size of the projection image P can be increased while suppressing the disturbance of the aspect ratio of the projection image P. It should be noted that it is desirable that the mode of projection image P in FIGS. 19 to 21 can be selected by the user through a menu operation or the like before or after the start of automatic adjustment of the projection position.
  • FIG. 22 is a flowchart for explaining the tracking process.
  • the same processes as those shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.
  • processes different from the processes shown in FIG. 10 will be mainly described.
  • the tracking process illustrated in FIG. 22 is periodically performed.
  • the period (frequency) of the tracking process for example, the user may be able to determine a desired period by menu operation or the like from among hourly, daily, weekly, or monthly units.
  • the position detection unit 43 detects the object 7 from the captured image generated by the imaging unit 108 and compares the position of the object 7 detected in the current tracking process with the position of the object 7 detected in the previous tracking process. Then, it is determined whether or not the object 7 has moved (step S21). In the first tracking process after the tracking mode is turned on, since the previous captured image does not exist, the position detection unit 43 determines that the object 7 has not moved. Alternatively, when the tracking mode is turned on, the process shown in FIG. 10 may be executed and the initial position of the object 7 may be stored. In step S21, the following processing is executed.
  • the position of each of the four objects 7 on the captured image is moved by moving the magnet screen (projection surface 5), moving the projector 1, or moving the position of the object 7 on the projection surface 5.
  • the position detection unit 43 determines that the object 7 has moved. Note that the threshold for determining the movement of the object 7 may be a different threshold depending on the position of the object 7.
  • the position detection unit 43 determines that there is no movement of the object 7. For this reason, for example, even if the object 7 moves within a range of a predetermined threshold value or less on the captured image due to vibration of the projection surface 5 or the like, the position detection unit 43 does not move the object 7 substantially. Judge that there is no. Further, for example, a person crosses between the object 7 and the projector 1, and due to the influence, some objects 7 cannot be detected, or only the movement amount of some objects 7 exceeds a predetermined threshold. In addition, the position detection unit 43 determines that the object 7 has not substantially moved.
  • the position detection unit 43 may determine that the object 7 has moved when the amount of movement of the object 7 exceeds a predetermined threshold continuously for a predetermined number of times. In this way, for example, when the position of the object 7 moves on the captured image due to temporary vibration, it can be determined that the object 7 has not moved substantially. Further, the position detection unit 43 may determine whether or not the object 7 has moved on the captured image by another method (for example, a combination of the methods described above). For example, when the movement of the positions of at least two objects 7 exceeds a predetermined threshold, the position detection unit 43 may determine that the object 7 has moved.
  • step S21: NO If the position detection unit 43 does not detect the movement of the object 7 (step S21: NO), the current tracking process ends.
  • step S21 when the position detection unit 43 detects the movement of the object 7 (step S21: YES), first, processing for generating a projective transformation matrix is executed (steps S6 to S14).
  • the adjustment unit 44 determines whether or not the position of the object 7 is within the projectable region (step S22). Specifically, the adjustment unit 44 first estimates the position of the pixel area 12a (projectable area) of the liquid crystal light valve 12 on the captured image based on the newly generated projective transformation matrix. Subsequently, when the position of the object 7 is included in the pixel area 12a (projectable area) in the captured image, the adjustment unit 44 determines that the position of the object 7 is within the projectable area. On the other hand, when the position of the object 7 is not included in the pixel area 12a (projectable area) in the captured image, the adjustment unit 44 determines that the position of the object 7 is outside the projectable area.
  • steps S15 and S16 are executed, and a projection image is projected onto the projection region 6.
  • the adjustment unit 44 drives at least one of the lens driving unit 106, the lens shift unit 107, the arm driving unit 35, and the rotation driving unit 36 in accordance with the movement of the object 7 on the captured image, so that the projector The positional relationship between 1 and the projection surface 5 is changed (step S23).
  • the adjustment unit 44 causes the projection lens 13b to move in an amount corresponding to the movement amount in a direction corresponding to the movement.
  • the lens shift unit 107 is driven.
  • the adjustment unit 44 is narrowed by an amount corresponding to the increase in the interval between the objects 7 on the captured image. As described above (to increase the distance between the projector 1 and the object 7), both or one of the arm driving unit 35 and the lens driving unit 106 is driven.
  • the adjustment unit 44 increases the interval between the objects 7 on the captured image. Then, both or one of the arm driving unit 35 and the lens driving unit 106 is driven. For example, when the interval between the objects 7 on the captured image is narrowed, the adjustment unit 44 increases the distance between the objects 7 on the captured image by a predetermined amount (projector 1 and object 7). The arm driving unit 35 and / or the lens driving unit 106 are driven so that the distance of the lens driving unit 35 is shortened.
  • the adjustment unit 44 drives the rotation driving unit 36 so that the distance between the object 7a and the object 7d is shortened and the distance between the object 7b and the object 7c is increased in the captured image 9.
  • steps S3 to S5 are executed, and then the process returns to step S22.
  • the projection position can be automatically adjusted according to the position of the detachable object 7 arranged on the projection surface 5. Even if the positional relationship between the projector 1 and the projection surface 5 changes, the projection position can be automatically adjusted to the projection area. For this reason, it becomes possible to reduce a user's effort.
  • the position detection unit 43 may detect the amount of movement of the object 7 on the captured image.
  • the adjustment unit 44 moves the lens drive unit 106, the lens shift unit 107, and the arm drive unit so that the projection unit 104 moves by an amount corresponding to the movement amount of the object 7 on the captured image.
  • At least one of 35 and the rotation drive unit 36 may be driven.
  • the trapezoidal distortion correction is performed using the projective transformation matrix, but the arm is used until the positional relationship between the position of the object 7 and the four vertices of the projection image becomes a predetermined positional relationship based on the captured image. You may perform control which drives the drive part 35 and the rotation drive part 36 little by little.
  • the configuration including the lens driving unit 106 that changes the zoom state of the zoom lens 13a and the lens shift unit 107 that shifts the projection lens 13b as the position changing unit is exemplified.
  • the position may be changed.
  • the image processing unit 102 forms a image in a range smaller than the pixel area 12a of the liquid crystal light valve 12, and the digital zoom that reduces the image, or the digital shift that moves the image reduced by the digital zoom in the pixel area 12a. May be performed.
  • the resolution decreases when digital zoom is used it is desirable to lower the priority of adjustment using digital zoom.
  • the configuration in which the projector 1 is slid in the optical axis direction (front-rear direction) by the arm driving unit 35 as the position changing unit is exemplified. Further, it may be configured to be able to slide in a plurality of directions among the front-rear direction, the left-right direction, and the vertical direction. Further, in the above embodiment, the configuration in which the projector 1 is horizontally rotated by the rotation driving unit 36 as the position changing unit is exemplified. However, a configuration in which vertical tilt or horizontal roll rotation is possible, horizontal rotation, vertical It is good also as a structure which can be rotated among a tilt and a horizontal roll.
  • the rotation drive unit 36 includes a mechanism capable of horizontal rotation, vertical tilt and horizontal roll rotation, the horizontal roll is adjusted after the horizontal rotation and vertical tilt are adjusted to make the projection image rectangular. It is desirable to make adjustments.
  • the adjustment unit 44 may adjust the projection position by combining a plurality of position change units, or may perform adjustment using only one position change unit.
  • the adjustment unit 44 rotates the three axes of the projector 1 in accordance with the measured inclination by providing a measurement unit that can measure the inclination of the projector 1 with respect to the projection surface 5 using a technique such as triangulation. You may make it the structure which adjusts.
  • the number of objects 7 may be greater than four.
  • the object 7 is used to specify the projection area and is used to detect movement on the captured image.
  • the object used for specifying the projection area and the object used for detecting movement on the captured image may be different.
  • each object in the captured image Can be identified.
  • the number of objects used for detecting movement on the captured image is not limited to four and can be changed as appropriate.
  • the number of objects used for specifying the projection area is not limited to four, and may be two or more. For example, when the number of objects used for specifying the projection area is 2, these two objects are installed at diagonal positions of the rectangular projection area.
  • the object 7 has a reflection characteristic different from the reflection characteristic of the projection surface 5. Further, if the reflection characteristics of the object 7 can be changed by switching the reflection surface itself or switching the optical filter, the object 7 can be easily detected on various projection surfaces 5. In this case, if the object 7 includes means for receiving a control signal by wireless communication or infrared communication and means for changing the reflection characteristic based on the received control signal, the user can obtain the reflection characteristic by operating the remote controller. Can be changed. Further, the projector 1 may transmit a control signal based on the image captured by the imaging unit 108 to the object 7 so that the reflection characteristics are automatically switched.
  • FIG. 25 is a flowchart showing an operation example when the tracking process shown in FIG. 22 is performed instead of the manual adjustment.
  • FIG. 25 the same processes as those shown in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals.
  • the image composition unit 102a may use the image information stored in the storage unit 109 instead of the received image information.
  • All or part of the elements realized by the control unit 110 executing the program may be realized by hardware by an electronic circuit such as an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (Application Specific IC). It may be realized by cooperation of software and hardware.
  • an electronic circuit such as an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (Application Specific IC). It may be realized by cooperation of software and hardware.
  • a liquid crystal light valve is used as the light modulation device, but the light modulation device is not limited to the liquid crystal light valve and can be changed as appropriate.
  • the light modulation device is composed of a system combining one liquid crystal panel and a color wheel, a system using three digital mirror devices (DMD), and a system combining one digital mirror device and a color wheel. It may be.
  • DMD digital mirror devices
  • a configuration capable of modulating the light emitted from the light source can be employed as the light modulation device.

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Abstract

投射面の投射領域に投射画像を投射させるための使用者の手間を低減できる技術を提供する。　プロジェクターは、投射画像を投射面に投射する投射部と、投射面を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、撮像画像に基づいて、投射面に配置された着脱自在のオブジェクトの位置を検出する検出部と、オブジェクトの位置に基づいて、投射面における投射画像の投射位置を調整する調整部と、を有する。

Description

プロジェクターおよびプロジェクターの制御方法
　本発明は、プロジェクターおよびプロジェクターの制御方法に関する。
　特許文献１には、投射画像の台形歪を補正するプロジェクターが記載されている。特許文献１に記載のプロジェクターは、使用者によるリモコン操作に応じて送信される指示を受信すると、投射面となるスクリーンの枠を検出し、投射画像が枠（投射領域）に収まるように台形歪補正を実行する。
特開２００６－６０４４７号公報
　ところで、投射面に着脱自在に配置されるオブジェクト（例えば、マグネット付き部材）を使って、投射面に投射画像の投射領域を設定することが考えられる。
　この場合、特許文献１に記載のプロジェクターの使用者は、オブジェクトを使って投射面に投射領域を設定するごとにリモコンを操作する必要があり、手間がかかってしまう。また、投射面とプロジェクターとの位置関係が変化した場合にも、使用者はリモコンを操作する必要があり、手間がかかってしまう。
　本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、投射面の投射領域に投射画像を投射させるための使用者の手間を低減できる技術を提供することを解決課題とする。
　本発明に係るプロジェクターの一態様は、投射画像を投射面に投射する投射部と、前記投射面を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、前記撮像画像に基づいて、前記投射面に配置された着脱自在のオブジェクトの位置を検出する検出部と、前記オブジェクトの位置に基づいて、前記投射面における前記投射画像の投射位置を調整する調整部と、を有することを特徴とする。
　この態様によれば、投射面に配置された着脱自在のオブジェクトの位置に応じて投射位置を自動的に調整することが可能になる。このため、投射面の投射領域に投射画像を投射させるための使用者の手間を低減することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記検出部は、さらに、前記撮像画像に基づいて、前記撮像画像上での前記オブジェクトの移動を検出し、前記調整部は、前記撮像画像上での前記オブジェクトの移動が検出された場合に、前記投射位置を調整することが望ましい。
　プロジェクターまたは投射面の位置がずれると、プロジェクターと投射面との相対的な位置関係が変化して、投射面において投射画像の投射位置がずれる。また、プロジェクターと投射面との相対的な位置関係が変化すると、撮像画像上でオブジェクトが移動する。
　この態様によれば、撮像画像上でのオブジェクトの移動が検出された場合に、投射位置が調整される。このため、この態様によれば、投射面において投射位置がずれた場合に、投射位置を自動的に調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記検出部は、前記投射面に配置された着脱自在の複数のオブジェクトの位置を検出し、前記調整部は、前記複数のオブジェクトの位置に基づいて前記投射画像の投射範囲を決定し、前記投射画像が前記投射範囲内に投射されるように前記投射位置を調整することが望ましい。この態様によれば、複数のオブジェクトの位置に基づいて決定された投射範囲に、投射画像を投射することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記調整部は、前記投射位置を変更する位置変更部の駆動を制御することによって前記投射位置を調整することが望ましい。この態様によれば、位置変更部を用いて投射位置を調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記位置変更部は、前記投射画像の投射方向を変更することによって前記投射位置を変更することが望ましい。この態様によれば、投射画像の投射方向を変更して投射位置を調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記投射部は、投射レンズと、前記投射レンズを前記投射レンズの光軸と交差する方向にシフトするレンズシフト部と、を有し、前記位置変更部は、前記レンズシフト部であることが望ましい。この態様によれば、レンズシフト部を用いて投射位置を調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記位置変更部は、前記投射部をシフトすることによって前記投射位置を変更することが望ましい。この態様によれば、投射部をシフトして投射位置を調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記位置変更部は、前記投射部を回転させることによって前記投射位置を変更することが望ましい。この態様によれば、投射部を回転して投射位置を調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記投射部は、ズームレンズと、前記ズームレンズのズーム状態を変更するレンズ駆動部と、を有し、前記位置変更部は、前記レンズ駆動部であることが望ましい。この態様によれば、ズームレンズのズーム状態を変更して投射位置を調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記調整部は、前記投射画像を示す画像情報を調整することによって前記投射位置を調整することが望ましい。この態様によれば、画像情報を調整して投射位置を調整することが可能になる。
　上述したプロジェクターの一態様において、前記オブジェクトは、再帰性反射部材であることが望ましい。再帰性反射部材で反射された光は、入射した光の方向に反射される。このため、プロジェクターに投射部と共に設けられた撮像部は、この反射光を受光しやすくなる。このため、この態様によれば、撮像画像にオブジェクトが表示されやすくなり、オブジェクトの位置を検出しやすくなる。
　本発明に係るプロジェクターの制御方法の一態様は、投射画像を投射面に投射するステップと、前記投射面を撮像して撮像画像を生成するステップと、前記撮像画像に基づいて、前記投射面に着脱自在に配置されたオブジェクトの位置を検出するステップと、前記オブジェクトの位置に基づいて、前記投射面における前記投射画像の投射位置を調整するステップと、を有することを特徴する。
　この態様によれば、投射面の投射領域に投射画像を投射させるための使用者の手間を低減することが可能になる。
本発明を適用した第１実施形態に係るプロジェクター１を示した図である。 支持装置３の一例を示した図である。 プロジェクター１を模式的に示した図である。 撮像部１０８の一例を示した図である。 設置ガイド画像Ｉ１を示した図である。 位置検出用パターンＩ２を示した図である。 第１パターンＩ３を示した図である。 第２パターンＩ４を示した図である。 第３パターンＩ５を示した図である。 電源投入に伴う動作を説明するためのフローチャートである。 投射面５が黒板８に設置されている状況を示した図である。 オブジェクト７が配置された投射面５を示した図である。 設置ガイド画像Ｉ１の投射例を示した図である。 手動での調整が完了した状態を示した図である。 位置検出用パターンＩ２の投射例を示した図である。 第１パターンＩ３の投射例を示した図である。 第２パターンＩ４の投射例を示した図である。 第３パターンＩ５の投射例を示した図である。 投射領域６に投射画像が投射された例を示した図である。 投射領域６に投射画像が投射された他の例を示した図である。 投射領域６に投射画像が投射されたさらに他の例を示した図である。 追跡処理を説明するためのフローチャートである。 投射面５が回転したときの状況を示した図である。 投射面５が回転したときの撮像画像を示した図である。 手動調整に代えて追跡処理を行う場合の動作を示したフローチャートである。
　以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際のものと適宜異なる。また、以下に記載する実施の形態は、本発明の好適な具体例である。このため、本実施形態には、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
＜第１実施形態＞
　図１は、本発明を適用した第１実施形態に係るプロジェクター１を示した図である。プロジェクター１は、天井２に設置された支持装置３によって支持されている。なお、支持装置３は、天井２ではなく、壁等に設置されてもよい。
　図２は、支持装置３の一例を示した図である。支持装置３は、ベース部３１と、第１アーム部３２と、第２アーム部３３と、保持部３４と、アーム駆動部３５と、回転駆動部３６と、を含む。
　ベース部３１は、天井２に固定され、第１アーム部３２を支持する。第２アーム部３３は、第１アーム部３２に対して矢印Ｅ方向（プロジェクター１の投射画像の光軸方向）にスライド可能に構成されている。第１アーム部３２には、第２アーム部３３のスライド量を調整するアーム駆動部３５が設けられている。アーム駆動部３５による駆動は、プロジェクター１によって制御される。アーム駆動部３５は、プロジェクター１（特には、投射部１０４）をシフトすることによってプロジェクター１の投射画像の投射位置を変更する位置変更部の一例である。第２アーム部３３は、プロジェクター１を保持する保持部３４を支持する。保持部３４は、軸３４ａを回転軸として矢印Ｆ方向に回転可能に構成されている。第２アーム部３３には、保持部３４の回転量を調整する回転駆動部３６が設けられている。回転駆動部３６による駆動は、プロジェクター１によって制御される。回転駆動部３６は、プロジェクター１の投射画像の投射方向を変更することによって投射位置を変更する位置変更部の一例である。さらに言えば、回転駆動部３６は、プロジェクター１（特には、投射部１０４）を回転させることによってプロジェクター１の投射画像の投射位置を変更する位置変更部の一例である。
　プロジェクター１は、支持装置３のアーム駆動部３５および回転駆動部３６の駆動を制御することで、プロジェクター１の姿勢を調整できる。図１に戻って、プロジェクター１は、ＰＣ（パーソナルコンピューター）４から画像情報を受け取り、その画像情報に応じた投射画像を投射部１０４から投射面５に投射する。
　投射面５は、例えば、マグネットスクリーンの投射面である。マグネットスクリーンは、互いに対向する投射面とマグネット面とを有している。マグネットスクリーンの使用の一態様としては、マグネット面が黒板等に張り付けられた状態で、プロジェクター１から、マグネットスクリーンの投射面に投射画像が投射される。なお、投射面５は、マグネットスクリーンの投射面に限らず、例えば、ホワイトボードでもよく適宜変更可能である。
　使用者は、投射面５にオブジェクト７を配置することで、投射面５において使用者が投射画像を投射させたい投射領域６を設定する。図１では、４つのオブジェクト７によって四角形の投射領域６が設定されている。具体的には、投射領域６の４つの頂点Ａ～Ｄの各々の位置にオブジェクト７が配置されている。オブジェクト７は、投射面５に対して着脱自在である。本実施形態では、オブジェクト７として、マグネットを備えた再帰性反射部材が用いられている。なお、オブジェクト７は、マグネットを備えた再帰性反射部材に限らず適宜変更可能である。
　プロジェクター１は、オブジェクト７が配置された投射面５を撮像部１０８で撮像して撮像画像を生成する。プロジェクター１は、撮像画像に基づいて、投射面５に配置されたオブジェクト７の位置を検出する。プロジェクター１は、オブジェクト７の位置に基づいて投射領域６を決定し、投射領域６に投射画像を投射する。
　例えば、プロジェクター１は、撮像画像を繰り返し生成し、撮像画像上でのオブジェクト７の移動を検出した場合（例えば、プロジェクター１、投射面５またはオブジェクト７が動かされた場合）に、オブジェクト７の移動後の位置に基づいて投射領域６を決定し、投射領域６に投射画像を投射する。
　投射領域６に投射画像を投射する１つの手法としては、プロジェクター１が、支持装置３のアーム駆動部３５と回転駆動部３６との両方または一方を制御してプロジェクター１の投射面５に対する位置や姿勢を変更することによって投射領域６に投射画像を投射する手法が挙げられる。
　他の手法としては、プロジェクター１が、投射領域６に投射画像が投射されるように投射画像に対し台形歪補正を実行する手法が挙げられる。
　図３は、プロジェクター１を模式的に示した図である。プロジェクター１は、操作部１０１と、画像処理部１０２と、ライトバルブ駆動部１０３と、投射部１０４と、光源駆動部１０５と、レンズ駆動部１０６と、レンズシフト部１０７と、撮像部１０８と、記憶部１０９と、制御部１１０と、バス１１１と、を含む。画像処理部１０２は、画像合成部１０２ａと、台形歪補正部１０２ｂと、を含む。投射部１０４は、光源１１と、光変調装置の一例である３つの液晶ライトバルブ１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）と、投射光学系１３と、を含む。投射光学系１３は、ズームレンズ１３ａと、投射レンズ１３ｂと、を含む。ズームレンズ１３ａの光軸は、投射レンズ１３ｂの光軸と一致している。図３では、ズームレンズ１３ａの光軸と投射レンズ１３ｂの光軸とを「光軸１３ｃ」で示している。
　操作部１０１は、例えば、各種の操作ボタン、操作キーまたはタッチパネルである。操作部１０１は、使用者の入力操作を受け取る。なお、操作部１０１は、入力操作に応じた情報を無線または有線で送信するリモートコントローラー等であってもよい。その場合、プロジェクター１は、リモートコントローラーが送信した情報を受信する受信部を備える。リモートコントローラーは、入力操作を受け取る各種の操作ボタン、操作キーまたはタッチパネルを備える。
　画像処理部１０２は、画像情報に画像処理を施して画像信号を生成する。例えば、画像処理部１０２は、ＰＣ４（図１参照）から受信した画像情報（以下「受信画像情報」とも称する）に画像処理を施して画像信号を生成する。
　画像合成部１０２ａは、複数の画像情報を合成したり、単一の画像情報を出力したりする。具体的には、画像合成部１０２ａは、画像メモリー（以下「レイヤー」とも称する）に書き込まれた画像情報を合成したり出力したりする。レイヤーは、画像合成部１０２ａに内蔵されてもよいし内蔵されていなくてもよい。
　画像合成部１０２ａは、２つのレイヤー、具体的には、第１レイヤーと第２レイヤーとを備えている。第１レイヤーには、例えば、受信画像情報が書き込まれる。第２レイヤーには、例えば、プロジェクター１の設置をガイドする画像（以下「設置ガイド画像」と称する）を示す設置ガイド画像情報、オブジェクト７の位置を検出するためのパターンを示す位置検出用パターン情報（画像情報）、および射影変換行列を生成するためのパターンを示す行列生成用パターン情報（画像情報）が択一的に書き込まれる。本実施形態では、行列生成用パターン情報として、第１～第３パターン情報が用いられる。射影変換行列については後述する。
　第１レイヤーに画像情報が書き込まれており、第２レイヤーに画像情報が書き込まれていない場合、画像合成部１０２ａは、第１レイヤーに書き込まれた画像情報を出力する。第１レイヤーに画像情報が書き込まれておらず、第２レイヤーに画像情報が書き込まれている場合、画像合成部１０２ａは、第２レイヤーに書き込まれた画像情報を出力する。第１レイヤーと第２レイヤーとの双方に画像情報が書き込まれている場合、画像合成部１０２ａは、第１レイヤーに書き込まれた画像情報と、第２レイヤーに書き込まれた画像情報とを合成して合成画像情報を生成し、合成画像情報（画像情報）を出力する。
　台形歪補正部１０２ｂは、画像合成部１０２ａが出力した画像情報に台形歪補正を施して画像信号を生成する。台形歪補正部１０２ｂは、画像合成部１０２ａが出力した画像情報に台形歪補正を施さない場合、画像合成部１０２ａが出力した画像情報に応じた画像信号を生成する。
　ライトバルブ駆動部１０３は、画像信号に基づいて液晶ライトバルブ１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）を駆動する。
　投射部１０４は、投射面５に投射画像を投射する。投射部１０４では、光源１１から射出された光を液晶ライトバルブ１２が変調して投射画像光（投射画像）を形成し、この投射画像光が投射光学系１３から拡大投射される。
　光源１１は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、またはレーザー光源等である。光源１１から射出された光は、不図示のインテグレーター光学系によって輝度分布のばらつきが低減され、その後、不図示の色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色光成分に分離される。Ｒ，Ｇ，Ｂの色光成分は、それぞれ液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射する。
　液晶ライトバルブ１２は、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル等によって構成される。液晶ライトバルブ１２には、マトリクス状に配列された複数の画素１２ｐからなる矩形の画素領域１２ａが形成されている。液晶ライトバルブ１２では、液晶に対して画素１２ｐごとに駆動電圧を印加することができる。ライトバルブ駆動部１０３が、画像処理部１０２から入力される画像信号に応じた駆動電圧を各画素１２ｐに印加すると、各画素１２ｐは、画像信号に応じた光透過率に設定される。このため、光源１１から射出された光は、画素領域１２ａを透過することで変調され、画像信号に応じた画像が色光ごとに形成される。
　各色の画像は、図示しない色合成光学系によって画素１２ｐごとに合成され、カラー画像光（カラー画像）である投射画像光（投射画像）が生成される。投射画像光は、投射光学系１３によって投射面５に拡大投射される。
　光源駆動部１０５は、光源１１を駆動する。例えば、光源駆動部１０５は、操作部１０１が電源オン操作を受け取ると、光源１１を発光させる。
　レンズ駆動部１０６は、ズームレンズ１３ａのズーム状態を変更する。具体的には、レンズ駆動部１０６は、光軸１３ｃに沿ってズームレンズ１３ａを方向Ｇに移動することでズームレンズ１３ａのズーム状態を変更する。レンズ駆動部１０６は、位置変更部の一例である。
　レンズシフト部１０７は、投射光学系１３、さらに言えば投射レンズ１３ｂを、光軸１３ｃと交差する方向Ｈ（例えば、光軸１３ｃと直交する方向）にシフトできる。レンズシフト部１０７は、さらに、投射レンズ１３ｂを、光軸１３ｃと方向Ｈとの両方に垂直な方向にシフトできる。レンズシフト部１０７は、投射画像の投射方向を変更することによって投射位置を変更する位置変更部の一例である。
　撮像部１０８は、投射面５を撮像して撮像画像を生成する。
　図４は、撮像部１０８の一例を示した図である。撮像部１０８は、レンズ等の光学系２１と、光学系２１にて集光された光を電気信号に変換する撮像素子２２等を備えたカメラである。撮像素子２２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサーである。撮像部１０８は、投射面５を繰り返し撮像して撮像画像を時系列で生成する。
　図３に戻って、記憶部１０９は、コンピューターが読み取り可能な記録媒体である。記憶部１０９は、プロジェクター１の動作を規定するプログラムと、種々の情報（例えば、画像合成部１０２ａで使用される画像情報）とを記憶している。画像合成部１０２ａで使用される画像情報は、例えば、設置ガイド画像情報と、位置検出用パターン画像情報と、第１～第３パターン情報である。なお、これらの情報は、記憶部１０９に予め記憶されている構成に限定されず、プログラムにより都度生成される構成であってもよい。
　図５は、設置ガイド画像情報に応じて設置ガイド画像Ｉ１を示した図である。設置ガイド画像Ｉ１の領域Ｉ１ａには、使用者にプロジェクター１の設置をガイドするガイド情報が示される。
　図６は、位置検出用パターン画像情報に応じた位置検出用パターンＩ２を示した図である。位置検出用パターンＩ２は、投射面５に配置されたオブジェクト７を検出するために用いられる。位置検出用パターン画像は、例えば、全体が白色の画像である。
　図７は、第１パターン情報に応じた第１パターンＩ３を示した図である。第１パターンＩ３では、黒色の背景Ｉ３ａの上に、白色の矩形パターンＩ３ｂが重畳されている。図８は、第２パターン情報に応じた第２パターンＩ４を示した図である。第２パターンＩ４は、全体が黒色の画像である。図９は、第３パターン情報に応じた第３パターンＩ５を示した図である。第３パターンＩ５では、黒色の背景Ｉ５ａの上において、図７に示した矩形パターンＩ３ｂの４つの頂点の位置と同じ位置に白色のドットＩ５ｂが重畳されている。
　第１パターンＩ３と第２パターンＩ４と第３パターンＩ５は、射影変換行列を生成するために用いられる。射影変換行列は、液晶ライトバルブ１２における画像を撮像画像に射影変換するための行列である。すなわち、射影変換行列は、投射部１０４が投射した投射画像と、投射画像を撮像した撮像画像との間で位置を対応づける情報である。
　図３に戻って、制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のコンピューターである。制御部１１０は、記憶部１０９に記憶されているプログラムを読み取り実行することによって、投射制御部４１と、撮像制御部４２と、位置検出部４３と、調整部４４と、変換行列生成部４５とを実現する。
　投射制御部４１は、光源駆動部１０５を制御して投射部１０４による投射画像の投射を制御する。撮像制御部４２は、撮像部１０８による撮像を制御する。
　位置検出部４３は、投射面５に配置されたオブジェクト７の位置を、撮像画像に基づいて検出する。また、位置検出部４３は、撮像画像に基づいて、撮像画像上でのオブジェクト７の移動を検出する。位置検出部４３は、検出部の一例である。
　調整部４４は、オブジェクト７の位置に基づいて、投射面５における投射画像の投射位置を調整する。例えば、調整部４４は、オブジェクト７の移動が検出された場合、オブジェクト７の移動後の位置に基づいて、投射面５における投射画像の投射位置を調整する。調整部４４は、台形歪補正部１０２ｂ、レンズ駆動部１０６、レンズシフト部１０７、アーム駆動部３５（図２参照）、または回転駆動部３６（図２参照）の動作を制御して、投射面５における投射画像の投射位置を調整する。例えば、調整部４４は、台形歪補正部１０２ｂでの補正量を調整することで画像情報を調整して投射位置を調整する。
　変換行列生成部４５は、射影変換行列を生成する。変換行列生成部４５は、射影変換行列を記憶部１０９に記憶する。
　次に、動作を説明する。
　まず、電源投入時の動作について説明する。図１０は、電源投入に伴う動作を説明するためのフローチャートである。以下では、第１レイヤーに画像情報が書き込まれていないとする。
　図１１に示したように、マグネットスクリーン等の投射面５が、黒板８に設置されている状況で、使用者は、投射領域６を設定するために複数のオブジェクト７（本実施形態では、４つのオブジェクト７）を投射面５に配置する（図１２参照）。
　続いて、使用者は、支持装置３に支持されているプロジェクター１の操作部（例えば、リモコン）１０１を操作してプロジェクター１の電源をオンする。プロジェクター１が電源オンに伴い起動すると、投射制御部４１は、光源駆動部１０５を制御して光源１１を点灯させる。
　続いて、使用者は、操作部１０１を操作して、投射位置の自動調整を開始する旨の補正開始指示を入力する。補正開始指示が入力されると、調整部４４は、記憶部１０９から設置ガイド画像情報を読み取り、設置ガイド画像情報を第２レイヤーに書き込み、さらに台形歪補正部１０２ｂでの補正量をゼロにする。これにより、画像処理部１０２は、設置ガイド画像情報に応じた画像信号を生成し、投射部１０４は、この画像信号に応じて設置ガイド画像Ｉ１（図５参照）を、投射面５に投射する（ステップＳ１）。
　図１３は、設置ガイド画像Ｉ１の投射例を示した図である。例えば、設置ガイド画像Ｉ１の斜線領域が「青色」である場合、領域Ｉ１ａに示されるガイド情報として、「青色部分にオブジェクトが入るように、プロジェクター等の位置を調整してください」という旨の情報が用いられる。ガイド情報は、適宜変更である。なお、図１３では、プロジェクター１と投射面５との相対的な位置関係に起因して、設置ガイド画像Ｉ１に台形歪が生じている。
　使用者は、ガイド情報に従い、プロジェクター１の向きまたは位置、または、オブジェクト７の位置を手動で調整する。図１４は、手動での調整が完了した状態を示した図である。
　使用者は、手動での調整を終了すると、操作部１０１を操作して実行開始指示を入力する。操作部１０１が実行開始指示を受け取ると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、調整部４４は、自動的に投射位置の調整を行うために、各パターンの投射と各パターンの検出を開始する。
　まず、調整部４４は、記憶部１０９から位置検出用パターン情報を読み取り、位置検出用パターン情報を第２レイヤーに書き込む。これにより、画像処理部１０２は、位置検出用パターン情報に応じた画像信号を生成し、投射部１０４は、この画像信号に応じて、位置検出用パターンＩ２（図６参照）を、投射面５に投射する（ステップＳ３）。
　図１５は、位置検出用パターンＩ２の投射例を示した図である。位置検出用パターンＩ２は、オブジェクト７で反射された光を検出するために使用される。本実施形態では、オブジェクト７での反射光を検出しやすくするために、位置検出用パターンＩ２として、白色の画像が用いられる。
　続いて、撮像制御部４２は、撮像部１０８に投射面５を撮像させて撮像画像を生成させる（ステップＳ４）。このとき、撮像制御部４２は、撮像画像が適切な明るさで生成されるように露出制御を行う。
　続いて、位置検出部４３は、撮像画像を解析して、撮像画像上でのオブジェクト７の位置を検出する（ステップＳ５）。ステップＳ５では、以下の処理が実行される。
　オブジェクト７は再帰性反射部材を有しているため、撮像画像上では、オブジェクト７は周囲と比べて輝度が高くなる。このため、位置検出部４３は、まず、撮像画像上で周囲と比べて輝度が高くなっている領域を、「オブジェクト７が存在する領域」として検出する。続いて、位置検出部４３は、オブジェクト７ごとに、「オブジェクト７が存在する領域」の重心位置（重心座標）を、「オブジェクト７の位置」として検出する。
　なお、オブジェクト７は、重心位置の検出精度が高くなるような形状および反射特性（例えば、（例えば、平面視で円形であって、重心位置に近いほど反射率が高い特性）であることが望ましい。
　また、オブジェクト７の位置は、オブジェクト７の重心位置に限らず適宜変更可能である。例えば、オブジェクト７が多角形である場合、オブジェクト７の位置として、オブジェクト７の頂点が用いられてもよい。また、オブジェクト７が厚みのある立体形状（球体、直方体等）の場合には、その厚み分のオフセット量を加味して、オブジェクト７の位置を求めてもよい。
　ステップＳ５が完了すると、変換行列生成部４５は、記憶部１０９から第１パターン情報を読み取り、第１パターン情報を第２レイヤーに書き込む。これにより、画像処理部１０２は、第１パターン情報に応じた画像信号を生成し、投射部１０４は、この画像信号に応じて、第１パターンＩ３（図７参照）を、投射面５に投射する（ステップＳ６）。図１６は、第１パターンＩ３の投射例を示した図である。
　続いて、撮像制御部４２は、撮像部１０８に投射面５を撮像させて第１撮像画像を生成させる（ステップＳ７）。続いて、撮像部１０８は、第１撮像画像を変換行列生成部４５に出力する。
　続いて、変換行列生成部４５は、記憶部１０９から第２パターン情報を読み取り、第２パターン情報を第２レイヤーに書き込む。これにより、画像処理部１０２は、第２パターン情報に応じた画像信号を生成し、投射部１０４は、この画像信号に応じて、第２パターンＩ４（図８参照）を、投射面５に投射する（ステップＳ８）。図１７は、第２パターンＩ４の投射例を示した図である。
　続いて、撮像制御部４２は、撮像部１０８に投射面５を撮像させて第２撮像画像を生成させる（ステップＳ９）。続いて、撮像部１０８は、第２撮像画像を変換行列生成部４５に出力する。
　続いて、変換行列生成部４５は、第１撮像画像と第２撮像画像との差分を取って矩形パターンＩ３ｂを検出する。続いて、変換行列生成部４５は、撮像画像上における矩形パターンＩ３ｂの４つの頂点の位置を検出する（ステップＳ１０）。
　続いて、変換行列生成部４５は、記憶部１０９から第３パターン情報を読み取り、第３パターン情報を第２レイヤーに書き込む。これにより、画像処理部１０２は、第３パターン情報に応じた画像信号を生成し、投射部１０４は、この画像信号に応じて、第３パターンＩ５（図９参照）を、投射面５に投射する（ステップＳ１１）。図１８は、第３パターンＩ５の投射例を示した図である。
　続いて、撮像制御部４２は、撮像部１０８に投射面５を撮像させて第３撮像画像を生成させる（ステップＳ１２）。続いて、撮像部１０８は、第３撮像画像を変換行列生成部４５に出力する。
　続いて、変換行列生成部４５は、第３撮像画像において、ステップＳ１０で検出した４つの頂点の位置をドットＩ５ｂの探索開始位置として用いて、ドットＩ５ｂごとに、「ドットＩ５ｂが存在する領域」を検出する。続いて、変換行列生成部４５は、ドットＩ５ｂごとに、「ドットＩ５ｂが存在する領域」の重心位置（重心座標）を、「ドットＩ５ｂの位置」として検出する（ステップＳ１３）。このように、変換行列生成部４５は、高い精度で検出が可能なドットの重心を、検出が容易な矩形パターンの頂点に基づいて検出しているため、所定の位置を高い精度で素早く特定することができる。
　続いて、変換行列生成部４５は、第３パターン情報で特定される４つのドットＩ５ｂの重心座標と、撮像画像における４つのドットＩ５ｂの重心座標と、の位置関係に基づいて、射影変換行列を算出する（ステップＳ１４）。続いて、変換行列生成部４５は、射影変換行列を記憶部１０９に記憶する。なお、それほど高い位置精度が要求されない場合には、第３パターンＩ５（ドットＩ５ｂ）を用いることなく、矩形パターンＩ３ｂの４つの頂点の位置に基づいて射影変換行列を算出してもよい。また、第３パターンＩ５において、ドットＩ５ｂの代わりに十字マーク等を配置して、この交点の位置に基づいて射影変換行列を算出するようにしてもよい。
　続いて、位置検出部４３は、射影変換行列の逆行列を算出し、この行列を用いて、撮像画像上でのオブジェクト７の位置を、液晶ライトバルブ１２上の位置に変換する。
　続いて、調整部４４は、液晶ライトバルブ１２上での４つのオブジェクト７の位置を頂点とする四角形の領域（液晶ライトバルブ１２において投射領域６に対応する領域）を、投射画像の投射範囲として決定する。続いて、調整部４４は、投射画像の投射範囲に投射画像を収めるための台形歪補正量を算出する（ステップＳ１５）。
　続いて、調整部４４は、ステップＳ１５で算出した台形歪補正量を台形歪補正部１０２ｂに設定する。台形歪補正部１０２ｂは、台形歪補正量が設定されると、この台形歪補正量に基づいて、画像合成部１０２ａの出力（画像情報）に対して台形歪補正を実行する（ステップＳ１６）。このため、例えば、図１９に示したように、オブジェクト７の位置にて特定される投射領域６に投射画像（例えば、受信画像情報に応じた画像）が投射される。
　なお、ステップＳ１５において、調整部４４は、画像情報に基づいた投射画像のアスペクト比を維持しつつ投射領域に投射画像を収めるための台形歪補正量を算出してもよい。例えば、調整部４４は、図２０に示すように、投射画像Ｐ全体が投射領域６に収まっており、投射領域６のうち投射画像Ｐが存在しない領域６ａが黒で表示されるように、台形歪補正量を算出する。この場合、投射画像Ｐの縦横比の乱れを抑制することが可能になる。
　また、調整部４４は、例えば図２１に示すように投射画像Ｐのアスペクト比を維持しつつ、投射領域６全体に投射画像Ｐが投射されるように、台形歪補正量を算出してもよい。この際、調整部４４は、投射画像Ｐの縦の長さと投射領域６の縦の長さが一致するか、投射画像Ｐの横の長さと投射領域６の横の長さが一致するように、台形歪補正量を算出する。この場合、投射画像Ｐの縦横比の乱れを抑制しつつ、投射画像Ｐのサイズを大きくすることができる。なお、図１９～図２１のどの態様で投射画像Ｐを投射するかについては、投射位置の自動調整の開始前または開始後に、使用者がメニュー操作等により選択できるようにすることが望ましい。
　次に、撮像画像上でのオブジェクト７の移動を検出した場合（例えば、プロジェクター１、投射面５またはオブジェクト７が動かされた場合）に、オブジェクト７の移動後の位置に基づいて投射領域６を決定し、投射領域６に投射画像を投射する処理（以下「追跡処理」と称する）について説明する。以下では、プロジェクター１が追跡処理を実行する追跡モードを有しているとする。
　図２２は、追跡処理を説明するためのフローチャートである。図２２に示した処理のうち、図１０に示した処理と同様の処理には同一符号を付してある。以下、図２２に示した処理のうち、図１０に示した処理と異なる処理を中心に説明する。
　操作部１０１が、追跡モードをオンにする入力操作を受け取ると、図２２に示した追跡処理が定期的に実行される。なお、追跡処理の周期（頻度）については、例えば、時間単位、日単位、週単位または月単位等の中から、使用者がメニュー操作等により所望の周期を決定できるようにしてもよい。
　位置検出部４３は、撮像部１０８が生成した撮像画像からオブジェクト７を検出し、今回の追跡処理で検出されたオブジェクト７の位置と、前回の追跡処理で検出されたオブジェクト７の位置とを比較し、オブジェクト７が移動したか否かを判断する（ステップＳ２１）。なお、追跡モードがオンになってから最初の追跡処理では、前回の撮像画像は存在しないため、位置検出部４３は、オブジェクト７の移動がないと判断する。または、追跡モードをオンにすると、図１０に示した処理が実行され、オブジェクト７の初期位置を記憶しておくような構成にしてもよい。ステップＳ２１では、以下の処理が実行される。
　マグネットスクリーン（投射面５）が移動されたり、プロジェクター１が移動されたり、投射面５上のオブジェクト７の位置が移動されたりして、撮像画像上の４つのオブジェクト７の各々の位置の移動が所定の閾値を超えた場合、位置検出部４３は、オブジェクト７が移動したと判断する。なお、オブジェクト７の移動を判断する閾値は、オブジェクト７の位置に応じて異なる閾値を採用してもよい。
　一方、撮像画像上の４つのオブジェクト７の少なくとも１つの位置の移動が所定の閾値を超えない場合、位置検出部４３は、オブジェクト７の移動がないと判断する。
　このため、例えば、投射面５の振動等に起因して撮像画像上でオブジェクト７が所定の閾値以下の範囲で移動しても、位置検出部４３は、オブジェクト７は実質的には移動していないと判断する。
　また、例えば、オブジェクト７とプロジェクター１との間を人が横切り、その影響で、一部のオブジェクト７が検出できなかったり、一部のオブジェクト７の移動量のみが所定の閾値を超えたりしても、位置検出部４３は、オブジェクト７は実質的には移動していないと判断する。
　なお、位置検出部４３は、オブジェクト７の移動量が所定回数連続して所定の閾値を超えた場合に移動したと判断してもよい。このようにすれば、例えば、一時的な振動によって撮像画像上でオブジェクト７の位置が移動した場合に、オブジェクト７は実質的には移動していないと判断することができる。
　また、位置検出部４３は、他の手法（例えば、上述した手法の組合せ）で、撮像画像上でオブジェクト７が移動したか否かを判断してもよい。例えば、少なくとも２つのオブジェクト７の位置の移動が所定の閾値を超えた場合、位置検出部４３は、オブジェクト７が移動したと判断してもよい。
　位置検出部４３が、オブジェクト７の移動を検出しなかった場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、今回の追跡処理が終了する。
　一方、位置検出部４３がオブジェクト７の移動を検出した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、まず、射影変換行列を生成するための処理が実行される（ステップＳ６～Ｓ１４）。
　続いて、調整部４４は、オブジェクト７の位置が投射可能領域内であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。
　具体的には、調整部４４は、まず、新たに生成された射影変換行列に基づいて、液晶ライトバルブ１２の画素領域１２ａ（投射可能領域）の撮像画像上での位置を推定する。続いて、調整部４４は、撮像画像において、オブジェクト７の位置が画素領域１２ａ（投射可能領域）に含まれている場合には、オブジェクト７の位置が投射可能領域内であると判断する。
　一方、撮像画像において、オブジェクト７の位置が画素領域１２ａ（投射可能領域）に含まれていない場合には、調整部４４は、オブジェクト７の位置が投射可能領域外であると判断する。
　オブジェクト７の位置が投射可能領域内である場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ１５およびＳ１６が実行され、投射領域６に投射画像が投射される。
　オブジェクト７の位置が投射可能領域外である場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、投射画像に対する台形歪補正では、投射領域６に投射画像を収めることができない。
　そこで、調整部４４は、撮像画像上でのオブジェクト７の移動に応じて、レンズ駆動部１０６、レンズシフト部１０７、アーム駆動部３５および回転駆動部３６のうち少なくとも１つを駆動して、プロジェクター１と投射面５との位置関係を変更する（ステップＳ２３）。
　例えば、撮像画像に基づいてオブジェクト７が平行に移動したと判断された場合には、調整部４４は、その移動に応じた方向に、移動量に応じた量だけ投射レンズ１３ｂが移動するように、レンズシフト部１０７を駆動する。
　プロジェクター１とオブジェクト７との距離が短くなって、撮像画像上での各オブジェクト７の間隔が広がった場合、調整部４４は、撮像画像上での各オブジェクト７の間隔が広がった分だけ狭くなるように（プロジェクター１とオブジェクト７との距離が長くなるように）、アーム駆動部３５とレンズ駆動部１０６の両方または一方を駆動する。
　また、プロジェクター１とオブジェクト７との距離が長くなって、撮像画像上での各オブジェクト７の間隔が狭くなった場合、調整部４４は、撮像画像上での各オブジェクト７の間隔が広がるように、アーム駆動部３５とレンズ駆動部１０６の両方または一方を駆動する。一例を挙げると、撮像画像上での各オブジェクト７の間隔が狭くなった場合、調整部４４は、撮像画像上での各オブジェクト７の間隔が所定量だけ広がるように（プロジェクター１とオブジェクト７との距離が短くなるように）、アーム駆動部３５とレンズ駆動部１０６の両方または一方を駆動する。
　また、図２３に示したように投射面５が回転して、図２４に示したように撮像画像９において、オブジェクト７ａとオブジェクト７ｄの距離が長くなり、オブジェクト７ｂとオブジェクト７ｃの距離が短くなった場合、調整部４４は、撮像画像９において、オブジェクト７ａとオブジェクト７ｄの距離が短くなり、オブジェクト７ｂとオブジェクト７ｃの距離が長くなるように、回転駆動部３６を駆動する。
　プロジェクター１と投射面５との位置関係が変更されると、ステップＳ３～Ｓ５が実行され、その後、処理がステップＳ２２に戻る。
　本実施形態のプロジェクター１およびプロジェクター１の制御方法によれば、投射面５に配置された着脱自在のオブジェクト７の位置に応じて投射位置を自動的に調整することが可能になる。また、プロジェクター１と投射面５との位置関係が変化しても、投射位置を自動的に投射領域に合わせることが可能になる。このため、使用者の手間を低減することが可能になる。
＜変形例＞
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様の中から任意に選択された一または複数の変形を適宜組み合わせることもできる。
＜変形例１＞
　位置検出部４３が、撮像画像上でのオブジェクト７の移動量を検出してもよい。この場合、調整部４４は、ステップＳ２３において、撮像画像上でのオブジェクト７の移動量に応じた量だけ、投射部１０４が移動するように、レンズ駆動部１０６、レンズシフト部１０７、アーム駆動部３５および回転駆動部３６の少なくともいずれかを駆動してもよい。
＜変形例２＞
　上記実施形態では、射影変換行列を用いて台形歪み補正を行っているが、撮像画像に基づいて、オブジェクト７の位置と投射画像の４つの頂点の位置関係が所定の位置関係になるまで、アーム駆動部３５および回転駆動部３６を少しずつ駆動させるような制御を行ってもよい。
＜変形例３＞
　上記実施形態では、位置変更部として、ズームレンズ１３ａのズーム状態を変更するレンズ駆動部１０６と、投射レンズ１３ｂをシフトさせるレンズシフト部１０７を備えた構成を例示したが、画像処理部１０２によって投射位置を変更するようにしてもよい。例えば、画像処理部１０２が、液晶ライトバルブ１２の画素領域１２ａよりも小さい範囲に画像を形成することにより画像を縮小させるデジタルズームや、デジタルズームにより縮小された画像を画素領域１２ａ内で移動させるデジタルシフトを行うようにしてもよい。ただし、デジタルズームを使用すると解像度が低下するため、デジタルズームによる調整は優先順位を低くすることが望ましい。
＜変形例４＞
　上記実施形態では、位置変更部としてのアーム駆動部３５により、プロジェクター１を光軸方向（前後方向）にスライドさせる構成を例示したが、左右方向または上下方向のスライドが可能な構成としてもよいし、前後方向、左右方向および上下方向のうち、複数の方向にスライドが可能な構成としてもよい。
　また、上記実施形態では、位置変更部としての回転駆動部３６により、プロジェクター１を水平回転させる構成を例示したが、上下チルトまたは水平ロールの回転が可能な構成としてもよいし、水平回転、上下チルトおよび水平ロールのうち、複数の回転が可能な構成としてもよい。
　なお、上記実施形態のようにプロジェクター１をスライドさせる機構と、回転させる機構の両方を備える場合には、回転による調整を行って投射画像を矩形にした後にスライドによる調整を行うことが望ましい。また、回転駆動部３６が、水平回転、上下チルトおよび水平ロールの３軸の回転が可能な機構を備える場合には、水平回転、上下チルトの調整を行って投射画像を矩形にした後に水平ロールの調整を行うことが望ましい。
　また、調整部４４は、複数の位置変更部を組み合わせて投射位置を調整するようにしてもよいし、１つの位置変更部のみを用いて調整を行うようにしてもよい。
＜変形例５＞
　投射面５に対するプロジェクター１の傾きを、三角測量等の技術を用いて三次元計測できる計測部を備えるようにして、調整部４４が、計測された傾きに応じてプロジェクター１の３軸の回転を調整するような構成にしてもよい。
＜変形例６＞
　上記実施形態では、追跡モードをオンにすると、図２２に示した追跡処理を定期的に実行し、ステップＳ２１でオブジェクト７の移動が検出された場合に、投射位置を調整する処理を行うようにしているが、この態様に限定されない。例えば、オブジェクト７の移動を検出することなく、図１０に示した調整処理を定期的に実行するようにしてもよい。
＜変形例７＞
　オブジェクト７の数は４より多くてもよい。特に、投射面５が平面でなく歪んでいる場合には、投射画像の４つの頂点以外の位置にもオブジェクト７を配置することにより、投射面５の歪みに応じた補正を行うことが可能になる。
＜変形例８＞
　上記実施形態では、オブジェクト７は、投射領域を特定するために使用され、撮像画像上での移動を検出するために使用されている。
　しかしながら、投射領域を特定するために使用されるオブジェクトと、撮像画像上での移動を検出するために使用されるオブジェクトとは、別々であってもよい。
　この場合、投射領域を特定するために使用されるオブジェクトの反射特性と、撮像画像上での移動を検出するために使用されるオブジェクトの反射特性とを、互いに異ならせれば、撮像画像において各オブジェクトを識別することが可能となる。
　また、この場合、撮像画像上での移動を検出するために使用されるオブジェクトの数は、４に限らず適宜変更可能である。また、投射領域を特定するために使用されるオブジェクトの数も４に限らず、２以上であってもよい。例えば、投射領域を特定するために使用されるオブジェクトの数が２である場合、この２つのオブジェクトは、矩形の投射領域の対角の位置に設置される。
＜変形例９＞
　オブジェクト７を検出しやすくするために、オブジェクト７は、投射面５の反射特性とは異なる反射特性を有することが望ましい。また、オブジェクト７を、反射面そのものの切り替えや光学フィルターの切り替え等によって反射特性を変更可能な構成とすれば、様々な投射面５上でオブジェクト７を容易に検出することが可能となる。この場合、オブジェクト７が、無線通信や赤外線通信により制御信号を受信する手段と、受信した制御信号に基づいて反射特性を変更する手段を備えるようにすれば、使用者がリモコン操作で反射特性を変更することができる。また、プロジェクター１が撮像部１０８での撮像画像に基づく制御信号をオブジェクト７に送信し、自動で反射特性を切り替えるようにしてもよい。
＜変形例１０＞
　図１０に示した処理では、最初に、設置ガイド画像が表示されて、使用者がガイド情報に従いプロジェクター１の向きまたはオブジェクト７の位置を手動で調整した。この手動調整は、図２２に示した追跡処理を行うことで自動化されてもよい。図２５は、この手動調整の代わりに、図２２に示した追跡処理が行われる場合の動作例を示したフローチャートである。なお、図２５において、図２２に示した処理と同一の処理には同一符号を付してある。
＜変形例１１＞
　記憶部１０９が画像情報を記憶している場合には、画像合成部１０２ａは、受信画像情報の代わりに、記憶部１０９が記憶している画像情報を用いてもよい。
＜変形例１２＞
　制御部１１０がプログラムを実行することによって実現される要素の全部または一部は、例えばＦＰＧＡ（field programmable gate array）またはＡＳＩＣ（Application Specific IC）等の電子回路によりハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現されてもよい。
＜変形例１３＞
　投射部１０４では、光変調装置として液晶ライトバルブが用いられたが、光変調装置は液晶ライトバルブに限らず適宜変更可能である。例えば、光変調装置として、３枚の反射型の液晶パネルを用いた構成であってもよい。また、光変調装置は、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、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の構成であってもよい。光変調装置として１枚のみの液晶パネルまたはＤＭＤが用いられる場合には、色分離光学系や色合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネルおよびＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な構成は、光変調装置として採用できる。
　１…プロジェクター、４１…投射制御部、４２…撮像制御部、４３…位置検出部、４４…調整部、４５…変換行列生成部、１０１…操作部、１０２…画像処理部、１０２ａ…画像合成部、台形歪補正部、１０３…ライトバルブ駆動部、１０４…投射部、１０５…光源駆動部、１０６…レンズ駆動部、１０７…レンズシフト部、１０８…撮像部、１０９…記憶部、１１０…制御部、１１１…バス。

Claims (12)

  1. 　投射画像を投射面に投射する投射部と、
    　前記投射面を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、
    　前記撮像画像に基づいて、前記投射面に配置された着脱自在のオブジェクトの位置を検出する検出部と、
    　前記オブジェクトの位置に基づいて、前記投射面における前記投射画像の投射位置を調整する調整部と、
    　を有することを特徴とするプロジェクター。
  2. 　前記検出部は、さらに、前記撮像画像に基づいて、前記撮像画像上での前記オブジェクトの移動を検出し、
    　前記調整部は、前記撮像画像上での前記オブジェクトの移動が検出された場合に、前記投射位置を調整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. 　前記検出部は、前記投射面に配置された着脱自在の複数のオブジェクトの位置を検出し、
    　前記調整部は、前記複数のオブジェクトの位置に基づいて前記投射画像の投射範囲を決定し、前記投射画像が前記投射範囲内に投射されるように前記投射位置を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のプロジェクター。
  4. 　前記調整部は、前記投射位置を変更する位置変更部の駆動を制御することによって前記投射位置を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクター。
  5. 　前記位置変更部は、前記投射画像の投射方向を変更することによって前記投射位置を変更することを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
  6. 　前記投射部は、投射レンズと、前記投射レンズを前記投射レンズの光軸と交差する方向にシフトするレンズシフト部と、を有し、
    　前記位置変更部は、前記レンズシフト部であることを特徴とする請求項４または５に記載のプロジェクター。
  7. 　前記位置変更部は、前記投射部をシフトすることによって前記投射位置を変更することを特徴とする請求項４または５に記載のプロジェクター。
  8. 　前記位置変更部は、前記投射部を回転させることによって前記投射位置を変更することを特徴とする請求項４または５に記載のプロジェクター。
  9. 　前記投射部は、ズームレンズと、前記ズームレンズのズーム状態を変更するレンズ駆動部と、を有し、
    　前記位置変更部は、前記レンズ駆動部であることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクター。
  10. 　前記調整部は、前記投射画像を示す画像情報を調整することによって前記投射位置を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクター。
  11. 　前記オブジェクトは、再帰性反射部材を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のプロジェクター。
  12. 　投射画像を投射面に投射するステップと、
    　前記投射面を撮像して撮像画像を生成するステップと、
    　前記撮像画像に基づいて、前記投射面に着脱自在に配置されたオブジェクトの位置を検出するステップと、
    　前記オブジェクトの位置に基づいて、前記投射面における前記投射画像の投射位置を調整するステップと、
    　を有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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