JP6586891B2 - プロジェクター及びプロジェクターの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクター及びプロジェクターの制御方法に関する。

指示体をポインティングデバイスとして利用する発明として、例えば特許文献１に開示されたプロジェクターがある。このプロジェクターは、撮像素子を備えており、指示体を撮像素子で撮影する。そしてプロジェクターは、撮影で得られた映像から投写領域における指示体の座標を特定し、特定した座標に基づいて描画の処理を行う。また、プロジェクターにおいては、ＰＣ（Personal Computer）の画像を投写する場合、指示体をマウスと同様に扱い、指示体によってＰＣを操作する機能を備えたものがある。

特開２０１３−２４７４８６号公報

指示体を映像が投写されている表示面に近づけていった場合、表示面に指示体が接触する前に座標を検出すると、検知してから指示体が表示面に接触するまでの間において、表示面に沿った方向の座標が変化することがある。ここで、表示面上で指示体を動かしたときの処理を座標の変化に応じて行うと、例えば、ドラッグの操作を実行しようとした場合、ユーザーとしては、表示面に沿った方向へ指示体を移動させる操作を行っていないにも係わらず、アイコンなどのオブジェクトが移動してしまう。また、この場合、投写される映像のサイズが小さくなると、表示面に沿った方向の座標の変化量が大きくなってしまう。

本発明は、投写する映像のサイズが変わっても、指示体を表示面に近づけたときの座標のブレを抑える技術を提供する。

本発明は、画像を表示面に投写する投写部と、前記表示面を撮像し、撮像により得られた撮像画像を出力する撮像部と、前記撮像画像に基づいて、前記表示面に投写された前記画像の大きさを特定するサイズ特定部と、前記撮像画像に基づいて、前記表示面に対する指示体の位置の座標を周期的に特定する位置特定部と、前記サイズ特定部が特定した前記画像の大きさに応じて前記座標の補正範囲を決定し、前記位置特定部が新たに特定した座標が、当該座標より前に特定された第１座標から前記補正範囲内にある場合、前記指示体の位置の座標を前記第１座標に補正して出力する補正部と、前記補正部が出力した座標を外部装置へ出力する処理部とを備え、前記補正部は、前記サイズ特定部が特定した前記画像の大きさが第１の大きさの場合には、前記補正範囲を第１の補正範囲とし、前記サイズ特定部が特定した前記画像の大きさが前記第１の大きさよりも大きい第２の大きさである場合には、前記補正範囲を前記第１の補正範囲よりも狭い第２の補正範囲とするプロジェクターを提供する。
このプロジェクターによれば、投写する映像のサイズが変わっても、指示体を表示面に近づけたときに出力する座標のブレを抑えることができる。

本発明においては、前記表示面に沿った光の層を形成する発光装置を有し、前記撮像部は、前記指示体が反射した前記光を撮像し、前記位置特定部は、前記撮像部が出力した画像中に映る前記光の位置により、前記座標を特定する構成としてもよい。
この構成によれば、自ら発光しない指などの指示体について、指示体の位置の座標を特定し、出力することができる。

また、本発明においては、前記サイズ特定部は、前記画像の一部を有効領域として特定し、前記補正部は、前記サイズ特定部が特定した大きさと、前記サイズ特定部が特定した前記有効領域の大きさの比に応じて前記補正範囲を決定する構成としてもよい。
この構成によれば、投写される画像の内容に応じて補正範囲を変更することができる。

また、本発明においては、前記補正部は、前記大きさと前記補正範囲とを対応付けたテーブルを有し、前記テーブルにおいて前記サイズ特定部が特定した大きさに対応付けられた補正範囲を前記補正範囲として決定する構成としてもよい。
この構成によれば、投写された映像の大きさに応じた補正範囲を容易に得ることができる。

また、本発明においては、前記補正部は、前記サイズ特定部が特定した大きさが前記テーブルにない場合、前記テーブルにある大きさのうち前記サイズ特定部が特定した大きさより小さい大きさに対応付けられた補正範囲を前記位置の補正範囲とする構成としてもよい。
この構成によれば、投写された映像の大きさに応じた補正範囲がテーブルになくとも補正範囲を決定することができる。

また、本発明においては、前記第１座標は、前記指示体の位置の座標が特定されていない状態から特定された状態に移行したときの座標である構成としてもよい。
この構成によれば、指示体を表示面に近づけたときの指示体の位置の座標のブレを抑えることができる。

また、本発明においては、前記補正部は、前記位置特定部が新たに特定した位置の座標が、前記第１座標から前記補正範囲内にない場合、新たに特定した位置の座標を出力する構成としてもよい。
この構成によれば、指示体の位置の座標が補正範囲から外れた後は、新たに特定した位置の座標を出力することができる。

また、本発明は、画像を表示面に投写する投写部と、前記表示面を撮像し、撮像により得られた撮像画像を出力する撮像部とを有するプロジェクターの制御方法であって、前記撮像部が出力した画像に基づいて、前記表示面に投写された画像の大きさを特定するサイズ特定ステップと、前記撮像画像に基づいて、前記表示面に対する指示体の位置の座標を周期的に特定する位置特定ステップと、前記サイズ特定ステップで特定した前記画像の大きさに応じて前記座標の補正範囲を決定し、前記位置特定ステップで新たに特定した座標が、当該座標より前に特定された第１座標から前記補正範囲内にある場合、前記指示体の位置の座標を前記第１座標に補正して出力する補正ステップと、前記補正ステップが出力した座標を外部装置へ出力する処理ステップとを備え、前記補正ステップは、前記サイズ特定ステップで特定した前記画像の大きさが第１の大きさの場合には、前記補正範囲を第１の補正範囲とし、前記サイズ特定ステップで特定した前記画像の大きさが前記第１の大きさよりも大きい第２の大きさである場合には、前記補正範囲を前記第１の補正範囲よりも狭い第２の補正範囲とするプロジェクターの制御方法を提供する。
この方法によれば、投写する映像のサイズが変わっても、指示体を表示面に近づけたときに出力する座標のブレを抑えることができる。

表示システム１を構成する装置を示した図。 プロジェクター１０と指示体２０のハードウェア構成を示した図。 制御部１１０と制御部２１０の機能ブロック図。 指示体を検出するタイムチャートの一例を示した図。 テーブルＴＢ１の一例を示した図。 指の位置を補正する処理の流れを示したフローチャート。 スクリーンＳＣの一部を上方から見て模式的に示した図。 補正部１１２による補正の動作を説明するための図。 変形例に係るテーブルＴＢ１の一例を示した図。 スクリーンＳＣに投写される映像の一例を示した図。

図１は、本発明の一実施形態に係る表示システム１を構成する装置を示した図である。表示システム１は、画像の表示面となるスクリーンＳＣに画像を投写するプロジェクター１０、指示体２０及び発光装置３０を備える。

表示装置の一例であるプロジェクター１０は、ＰＣ（Personal Computer）などの外部装置に接続され、外部装置から供給された映像信号が表す画像をスクリーンＳＣへ投写する。また、プロジェクター１０は、指示体２０や指が指示した位置に画像を描画する描画機能や、接続されているＰＣのポインティングデバイスとして指示体２０や指を使用するＰＣ操作機能を備えている。

本実施形態に係るプロジェクター１０は、スクリーンＳＣの斜め上方に設置され、スクリーンＳＣに向けて映像を投写する。本実施形態においては、プロジェクター１０は、スクリーンＳＣへ映像を投写するが、スクリーンＳＣの替わりに壁面（表示面）に映像を投写してもよい。また、本実施形態においては、プロジェクター１０は、金具によって壁面に設置される構成となっているが、天井に設置してもよい。

ペン型の指示体２０は、上述した描画機能やＰＣ操作機能を使用するときのポインティングデバイスとして機能し、プロジェクター１０が投写するＰＣのＧＵＩ（Graphical User Interface）をユーザーが操作するときや、投写された画像へユーザーが書き込みを行うときなどに使用される。

発光装置３０は、スクリーンＳＣ上にある指に光（本実施形態では赤外光）を照射する発光部を有する。発光装置３０はスクリーンＳＣの上端より上に設置され、下向きに角度θの範囲に光を拡散させて出射する。発光装置３０から出射された光は、スクリーンＳＣに沿う光の層を形成する。本実施形態では、角度θは、ほぼ１８０度に達し、スクリーンＳＣのほぼ全体に、光の層が形成される。スクリーンＳＣの表面と、発光装置３０により形成される光の層とは近接していることが好ましい。スクリーンＳＣの表面から離れた位置にある指も照射できるように光の層は厚みを持っている。または、発光部を積層することにより離れた位置にある指を照射してもよい。発光装置３０からの光の出射は、プロジェクター１０により制御される。

図２は、プロジェクター１０及び指示体２０のハードウェア構成を示した図である。指示体２０は、制御部２１０、通信部２２０、発光部２３０、操作部２４０、電源２５０を有する。電源２５０は、例えば乾電池又は二次電池であり、制御部２１０、通信部２２０、発光部２３０及び操作部２４０へ電力を供給する。操作部２４０は、電源２５０から各部への電力供給を制御するスイッチ（図示略）を備えている。操作部２４０のスイッチがオンとなると、電源２５０から各部へ電力が供給され、操作部２４０のスイッチがオフとなると、電源２５０から各部へ電力の供給が停止される。発光部２３０は、赤外光を発する発光ダイオードを有しており、指示体２０の先端に設けられている。発光部２３０の点灯及び消灯は、制御部２１０により制御される。発光部２３０は、点光源であり、発光部２３０が発する光は、指示体２０の先端から球面上に広がる。通信部２２０は、赤外光を受光する受光素子を備えている。通信部２２０は、プロジェクター１０から赤外光で送られる各種信号を受信する。通信部２２０は、受信した各種信号を電気信号に変換して制御部２１０へ供給する。制御部２１０は、発光部２３０及び通信部２２０に接続されている。制御部２１０は、通信部２２０から供給される信号に応じて発光部２３０の制御を開始し、発光部２３０の発光ダイオードの点灯及び消灯を制御する。

プロジェクター１０は、制御部１１０、記憶部１２０、操作部１３０、投写部１４０を備える。また、プロジェクター１０は、映像処理部１５０、映像インターフェース１６０、撮像部１７０Ａ、撮像部１７０Ｂ、通信部１８０を備える。制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたマイクロコンピューターである。ＲＯＭに記憶されているプログラムをＣＰＵが実行すると、プロジェクター１０においては、制御部１１０が各部を制御し、映像をスクリーンＳＣに投写する機能や、指や指示体２０をポインティングデバイスとして利用する機能、描画機能、ＰＣ操作機能などが実現する。

映像インターフェース１６０は、ＲＣＡ、Ｄ−Ｓｕｂ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）など、映像信号が供給されるコネクターを複数有し、外部装置からコネクターに供給された映像信号を映像処理部１５０へ供給する。映像インターフェース１６０は、複数の映像信号を取得する映像取得手段の一例である。映像インターフェース１６０は、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信のインターフェースを有し、無線通信により映像信号を取得してもよい。

記憶部１２０は、投写する映像の画質に係る設定値や、各種機能に係る情報を記憶する。操作部１３０は、プロジェクター１０を操作するための複数のボタンを備えている。操作されたボタンに応じて制御部１１０が各部を制御することにより、スクリーンＳＣに投写される映像の調整や、プロジェクター１０が有する各種機能の設定などが行われる。また、操作部１３０は、リモートコントローラー（図示略）からの赤外光の信号を受光する受光部（図示略）を備えている。操作部１３０は、リモートコントローラーから送信された信号を電気信号に変換して制御部１１０へ供給し、制御部１１０は、供給される信号に応じて各部を制御する。

投写部１４０と映像処理部１５０は協働し、画像を表示する表示手段として機能する。映像処理部１５０は、映像インターフェース１６０から供給される映像信号を取得する。また、映像処理部１５０は、プロジェクター１０を操作するためのＧＵＩや指示体２０が指し示す位置を表すカーソル、描画機能で描画する画像などのオンスクリーン画像の信号を制御部１１０から取得する。映像処理部１５０は、各種の画像処理機能を備えており、映像インターフェース１６０から供給された映像信号に画像処理を施し、投写する映像の画質を調整する。映像処理部１５０は、制御部１１０からオンスクリーン画像の信号が供給された場合には、オンスクリーン画像の信号を重畳した映像信号を投写部１４０へ供給する。

映像を投写する投写部１４０は、光源１４１、ライトバルブ１４２、駆動回路１４４及び投写光学系１４３を有している。光源１４１は、光を発するランプであり、光源１４１が発した光は、図示省略した複数のダイクロイックミラーやミラーによって赤、緑、青の光に分光され、分光された赤、緑、青のそれぞれの光はライトバルブ１４２に導かれる。なお、光源１４１は、ランプではなく、発光ダイオード又はレーザー光を発する半導体レーザー装置であってもよい。

駆動回路１４４は、映像処理部１５０から供給される映像信号を取得する。駆動回路１４４に供給される映像信号は、投写する画像における赤の成分の階調を表す階調データ、投写する画像における緑の成分の階調を表す階調データ及び投写する画像における青の成分の階調を表す階調データを有する。駆動回路１４４は、赤、緑、青の各色の階調データを抽出し、抽出した各色の階調データに基づいてライトバルブ１４２を駆動する。

ライトバルブ１４２は、前述の赤の光が入射する液晶ライトバルブ、前述の緑の光が入射する液晶ライトバルブ、及び前述の青の光が入射する液晶ライトバルブを有している。液晶ライトバルブは、透過型の液晶パネルであり、複数行複数列でマトリクス状に配置された画素を備えている。赤の光が入射する液晶ライトバルブは赤の階調データに基づいて駆動され、緑の光が入射する液晶ライトバルブは緑の階調データに基づいて駆動され、青の光が入射する液晶ライトバルブは青の階調データに基づいて駆動される。各液晶ライトバルブは、駆動回路１４４によって各画素が制御されて画素の透過率が変化する。画素の透過率が制御されることにより、液晶ライトバルブを透過した各色の光は、各階調データに対応した画像となる。液晶ライトバルブを透過した赤、緑、青の光の画像は、図示省略したダイクロイックプリズムにより合成されて投写光学系１４３に入射する。投写光学系１４３は、入射した画像を拡大する光学系であり、入射した画像をレンズやミラーによって拡大してスクリーンＳＣに投写する。スクリーンＳＣに画像が投写されると、表示面であるスクリーンＳＣに画像が表示される。なお、透過型の液晶パネルの替わりに反射型の液晶パネルを採用してもよいし、デジタルミラーデバイスなどを用いてもかまわない。

プロジェクター１０は、ステレオ方式により、指示体２０や指の位置およびスクリーンＳＣまでの距離を特定するために、２つの撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂを有している。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂは、発光部２３０が発する赤外光や、発光装置３０から出射されて指で反射した赤外光を受光する撮像素子（ＣＭＯＳやＣＣＤなど）、撮像素子に像を結像する光学系、撮像素子へ入射する光を制限する絞りなどを備えている。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂは、スクリーンＳＣを含む範囲を撮像範囲とし、撮像した範囲の画像を生成し、生成した画像を表す画像信号を出力する。なお、本実施形態においては、プロジェクター１０がスクリーンＳＣの斜め上方に設置されるため、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂは、スクリーンＳＣを含む範囲を斜め上方から撮像することになる。通信部１８０は、赤外光を発する発光ダイオードを備えている。通信部１８０は、制御部１１０により、発光ダイオードの点灯及び消灯が制御され、発光部２３０の点灯及び消灯を制御するための赤外光の信号を送信する。また、通信部１８０は、ＰＣと通信を行うための通信インターフェースを有し、例えば、ＵＳＢやＬＡＮの通信インターフェースを備える。

図３は、制御部１１０がプログラムを実行することにより実現する機能と、制御部２１０において実現する機能の構成を示した機能ブロック図である。
まず、プロジェクター１０の制御部１１０において実現する機能について説明する。サイズ特定部１１１は、ライトバルブ１４２の全領域が光源１４１の光を透過したときにスクリーンＳＣに投写された映像のサイズ（大きさ）を特定する。具体的には、サイズ特定部１１１は、予め定められたパターンの画像を映像処理部１５０へ供給し、当該パターンをスクリーンＳＣに投写させる。サイズ特定部１１１は、スクリーンＳＣに投写されたパターンの画像を撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂに撮像させ、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂから供給される画像を解析し、撮像されたパターンの画像の大きさに基づいて、プロジェクター１０からスクリーンＳＣまでの距離や、スクリーンＳＣに投写された画像のサイズを特定する。なお、サイズ特定部１１１は、ユーザーがリモートコントローラーや操作部１３０を操作することによって入力した距離やサイズに係る情報を取得するようにしてもよい。ここで、サイズ特定部１１１が取得すべき情報は、距離やサイズそのものに限定されず、距離やサイズに係る情報（距離に対応する情報やサイズに対応する情報）であればよい。また、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂから表示面までの距離については、距離センサーをプロジェクター１０に設け、距離センサーの測定結果から、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂから表示面までの距離を得てもよい。

位置特定部１１３は、画像の投写領域において指示体２０の発光部２３０の位置や指示体の一例である指の位置を、例えば図４に示したタイムチャートで周期的に特定する。指の位置や発光部２３０の位置を特定する期間は、図４に示したようにフェーズＰ１１からフェーズＰ１４までの４つのフェーズを有する。指の位置や発光部２３０の位置を検出する際には、フェーズＰ１１からフェーズＰ１４までが繰り返される。フェーズＰ１１は、プロジェクター１０が撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂで撮像を行うタイミングと、指示体２０が発光するタイミング及び発光装置３０が赤外光を出射するタイミングを同期させるためのフェーズである。フェーズＰ１１においては、位置特定部１１３は、所定期間ｔｅ１で赤外光の同期信号が出力されるように通信部１８０を制御する。

指示体２０においては、通信部２２０が同期信号を受光し、同期信号を受光してから所定時間が経過すると、予め設定された期間ｔｅ２で発光部２３０が点灯するように、制御部２１０が発光部２３０を制御する。本実施形態においては、フェーズＰ１２、フェーズＰ１３及びフェーズＰ１４の開始時点から発光部２３０が点灯するように制御される。また、位置特定部１１３は、フェーズＰ１２及びフェーズＰ１４の開始時間から期間ｔｅ２で発光装置３０が赤外光を出射するように、発光装置３０を制御する。

位置特定部１１３は、フェーズＰ１２〜フェーズＰ１４において、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂを制御し、設定されているシャッタースピードでスクリーンＳＣを含む所定範囲を撮像する。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂにおいて電子シャッター機能により露光が行われる露光期間は、フェーズＰ１２〜フェーズＰ１４の開始時点から始まり、露光が終了する時点は、設定されているシャッタースピードにより定まる。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０ＢがフェーズＰ１２〜フェーズＰ１４の露光期間で撮像した画像の画像信号は、位置特定部１１３へ供給される。

位置特定部１１３は、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂから供給された画像信号が表す画像を用いて、投写された画像上にある指や発光部２３０の位置、スクリーンＳＣから発光部２３０までの距離を特定する。具体的には、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において、発光装置３０が発した赤外光が指に照射されている場合には、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂで得られた画像に発光装置３０から出射されて指で反射した赤外光が映る。また、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において、発光部２３０が撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂの撮像範囲内にあると、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂで得られた画像に発光部２３０が発した赤外光も映る。フェーズＰ１３においては、発光装置３０は光を出射しないため、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂで得られた画像には、発光部２３０が発した赤外光が映る。

位置特定部１１３は、フェーズＰ１２〜フェーズＰ１４において、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂで得られた画像に映る赤外光の位置およびスクリーンＳＣまでの距離をステレオ法により特定する。位置特定部１１３は、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において位置を特定した赤外光のうち、フェーズＰ１３において位置を特定した赤外光の位置に近い位置の赤外光を特定し、特定した赤外光の位置を発光部２３０の位置とする。また、位置特定部１１３は、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において位置を特定した赤外光のうち、フェーズＰ１３において位置を特定した赤外光から遠い赤外光の位置を指の位置とする。なお、位置特定部１１３は、フェーズＰ１３において赤外光が撮像範囲内に無い場合には、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において特定した位置を指の位置とする。これらの特定した位置は、指や指示体２０をポインティングデバイスとして用いるときや各種機能を実行するときに使用される。

補正部１１２は、位置特定部１１３が特定した位置を補正する。補正部１１２は、指の位置を検知していない状態から検知した状態に移行すると、移行したときの位置を記憶する。補正部１１２は、周期的に特定される指の新たな位置が、記憶した位置から予め定められた補正範囲内にある場合には、指の位置を新たに特定した位置ではなく、記憶している位置に補正する。また、補正部１１２は、周期的に特定される指の新たな位置が、記憶した位置から予め定められた補正範囲内にない場合には、指の位置の検知がされなくなるまでは、周期的に特定される新たな位置を指の位置とする。

なお、補正部１１２は、上記の範囲を決定するテーブルＴＢ１を有する。図５は、テーブルＴＢ１の一例を示した図である。図５に示したように、本実施形態においては、位置を補正する補正範囲は、サイズ特定部１１１が特定した映像サイズが大きくなるにつれて小さくしている。例えば、サイズ特定部１１１が特定した映像サイズが５０インチ（第１の大きさ）である場合、補正部１１２は、記憶した位置を中心とし、中心の座標から１０以内の座標の範囲内（第１の補正範囲内）に指の新たな位置がある場合には、指の位置を記憶している位置に補正する。また、サイズ特定部１１１が特定した映像サイズが１００インチ以上（第２の大きさ）である場合、補正部１１２は、記憶した位置を中心とし、中心の座標から５以内の座標の範囲内（第２の補正範囲内）に指の新たな位置がある場合には、指の位置を記憶している位置に補正する。

処理部１１４は、位置特定部１１３が特定した位置に応じた処理を行う。特定した位置に応じた処理としては、例えば、描画機能を使用している場合、投写される画像において、特定した位置に描画を行う処理や、描画されている画像を消去する処理を行う。また、ＰＣ操作機能を使用している場合、特定した位置を表す情報をＰＣへ送信する処理などがある。

次に、指示体２０の制御部２１０において実現する機能について説明する。信号取得部２１１は、通信部２２０が受信した同期信号を取得する。発光制御部２１２は、信号取得部２１１から同期信号を取得し、同期信号を取得してから所定時間が経過すると、フェーズＰ１２及びフェーズＰ１４において期間ｔｅ２で発光部２３０が点灯するように、発光部２３０を制御する。

（実施形態の動作例）
次に本実施形態の動作例について説明する。まず、ユーザーは、プロジェクター１０を使用するにあたり、初期設定として、スクリーンＳＣに投写された映像のサイズの特定を指示する操作を行う。この操作が行われると、サイズ特定部１１１は、上述した予め定められたパターンの画像がスクリーンＳＣに投写されるように、映像処理部１５０を制御する。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂは、スクリーンＳＣを含む領域を撮像する。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂは、撮像した範囲の画像を生成し、生成した画像を表す画像信号を制御部１１０へ出力する。サイズ特定部１１１は、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂから出力された画像信号が表す画像を解析し、当該画像に含まれる上述のパターンの大きさに基づいて、プロジェクター１０からスクリーンＳＣまでの距離や、スクリーンＳＣに投写された画像のサイズを特定する。サイズ特定部１１１は、投写された映像のサイズを特定すると、特定したサイズを記憶部１２０に記憶させる。

次に、プロジェクター１０がＰＣの画面を投写しており、プロジェクター１０がＰＣ操作機能をオンにしている状態において、ユーザーの指をポインティングデバイスとして使用するときの動作例について、図６のフローチャートを用いて説明する。

図６は、指の位置を補正する処理の流れを示したフローチャートである。また、図７は、スクリーンＳＣの一部を上方から見て模式的に示した図である。図７においては、発光装置３０によってスクリーンＳＣに沿って形成される赤外光の層（以下、説明の便宜上、この層をライトカーテンＬＣと称する）を破線で示している。

プロジェクター１０においては、ＰＣ操作機能を使用している状態である場合、位置特定部１１３が指示体２０や指の位置の特定を行う。図７の（ａ）は、指がライトカーテンＬＣに接触していない状態を示した図である。この状態においては、ライトカーテンＬＣを形成する赤外光が指で反射しないため、位置特定部１１３は、指の位置を特定しない。

図７の（ａ）の状態から指をスクリーンＳＣへ近づけるように動かし、図７の（ｂ）に示したように指の先端がライトカーテンＬＣに接触すると、指の先端で反射した赤外光を撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂが撮影する。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂは、指で反射した赤外光が映る画像の画像信号を制御部１１０へ出力する。位置特定部１１３は、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂから出力された画像信号を取得する。位置特定部１１３は、取得した画像信号を解析し（ステップＳＡ１）、画像信号が表す画像に赤外光が映っている場合（ステップＳＡ２でＹＥＳ）、赤外光が映っている位置の座標を指の位置として特定する（ステップＳＡ３）。例えば、本実施形態の場合、図７の（ｂ）に示したＰ１の位置の座標を指の位置として特定する。

なお、本実施形態においては、制御部１１０は、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂが生成した画像において、画像の投写領域の左上の頂点を原点とし、原点から右方向をｘ軸の正方向とし、原点から下方向をｙ軸の正方向としてｘｙ座標を設定しているが、座標の設定は、この態様に限定されるものではなく他の態様であってもよい。

位置特定部１１３は、特定した位置の座標を補正部１１２へ供給する。補正部１１２は、指の位置が図７の（ａ）の状態から図７の（ｂ）の状態に変化したことより、指の位置を検知していない状態から検知した状態に移行すると（ステップＳＡ４でＹＥＳ）、移行したときの位置（第１位置）の座標を記憶部１２０に記憶させる（ステップＳＡ５）。位置特定部１１３は、座標の記憶を終了すると、特定した位置の座標を処理部１１４へ出力し、処理の流れをステップＳＡ１０へ移す。

次に処理部１１４は、ＰＣ操作機能を使用している場合、指の位置の座標を表す情報を通信部１８０からＰＣへ出力する（ステップＳＡ１０）。座標を表す情報を取得したＰＣは、取得した座標に応じた処理を行う。例えば、プロジェクター１０から出力された座標が、ＰＣの画面内にあるアイコンの位置である場合、ＰＣは、タッチパネルにおいてアイコンの位置に指で触れたときと同様の処理を行う。

次に図７の（ｂ）の状態からさらに指をスクリーンＳＣへ近づけるように動かし、指が図７の（ｃ）に示したようにスクリーンＳＣに接触すると、指で反射する赤外光が変化する。撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂは、指で反射した赤外光を撮影し、撮影した画像の画像信号を制御部１１０へ出力する。位置特定部１１３は、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂから出力された画像信号を取得する。位置特定部１１３は、取得した画像信号を解析し、画像信号が表す画像に赤外光が映っている場合（ステップＳＡ２でＹＥＳ）、赤外光が映っている位置の座標を指の位置として特定する（ステップＳＡ３）。図７の（ｃ）に示した状態では、図７の（ｃ）に示したＰ２の位置の座標を指の位置として特定する。

位置特定部１１３は、特定した位置の座標を補正部１１２へ供給する。補正部１１２は、指の位置を検知した状態が続くと（ステップＳＡ４でＮＯ）、記憶部１２０に記憶した映像のサイズを記憶部１２０から取得する（ステップＳＡ６）。補正部１１２は、投写されている映像のサイズを取得すると、テーブルＴＢ１を参照し、取得したサイズに対応付けられている補正範囲を取得する（ステップＳＡ７）。例えば、取得した映像のサイズが５０インチである場合、補正部１１２は、補正範囲として「１０」を取得する。

図８は、補正部１１２による補正の動作を説明するための図である。補正部１１２は、テーブルＴＢ１から範囲を取得すると、ステップＳＡ５で記憶した座標を中心とし、中心の座標から取得した補正範囲内にステップＳＡ３で特定した指の位置の座標がある場合には（ステップＳＡ８でＹＥＳ）、指の位置を記憶部１２０に記憶されている位置に補正する（ステップＳＡ９）。例えば、映像のサイズが５０インチであり、取得した補正範囲が「１０」である場合、図８の（ａ）に示したように、Ｐ２の座標がステップＳＡ５で記憶したＰ１の座標から「１０」の補正範囲内にある場合、指の位置の座標をＰ１の座標に補正する。また、映像のサイズが１００インチであり、取得した補正範囲が「５」である場合、図８の（ｂ）に示したように、Ｐ２の座標がステップＳＡ５で記憶したＰ１の座標から「５」の補正範囲内にある場合、指の位置の座標をＰ１の座標に補正する。補正部１１２は、補正後の指の位置の座標を処理部１１４へ出力する。

処理部１１４は、補正後の座標を指の位置の座標とし、補正後の座標を表す情報を通信部１８０からＰＣへ出力する（ステップＳＡ１０）。座標を表す情報を取得したＰＣは、取得した座標に応じた処理を行う。上述したように、座標がＰ１に補正された場合、最初に取得した座標から座標が変化していないため、ＰＣは、ドラッグの処理を行わず、アイコンの位置を移動させない。

次に図７の（ｄ）に示したように、図７の（ｃ）の状態から指をスクリーンＳＣに沿って移動させると、撮像部１７０Ａ及び撮像部１７０Ｂが出力する画像信号が表す画像において、指で反射した赤外光の位置が変化する。位置特定部１１３は、取得した画像信号を解析し、画像信号が表す画像に赤外光が映っている場合（ステップＳＡ２でＹＥＳ）、赤外光が映っている位置の座標を指の位置として特定する（ステップＳＡ３）。図７の（ｄ）に示した状態では、図７の（ｄ）に示したＰ３の位置の座標を指の位置として特定する。

位置特定部１１３は、特定した位置の座標を補正部１１２へ供給する。補正部１１２は、指の位置を検知した状態が続くと（ステップＳＡ４でＮＯ）、記憶部１２０に記憶した映像のサイズを記憶部１２０から取得する（ステップＳＡ６）。補正部１１２は、投写されている映像のサイズを取得すると、テーブルＴＢ１を参照し、取得したサイズに対応付けられている補正範囲を取得する（ステップＳＡ７）。例えば、取得した映像のサイズが５０インチである場合、補正部１１２は、補正範囲として「１０」を取得する。

補正部１１２は、テーブルＴＢ１から範囲を取得すると、ステップＳＡ５で記憶した座標を中心とし、中心の座標から取得した補正範囲内にステップＳＡ３で特定した指の位置の座標がない場合には（ステップＳＡ８でＮＯ）、指の位置の座標を補正せず、指の位置をステップＳＡ３で特定した位置の座標のままとする。例えば、映像のサイズが５０インチであり、取得した補正範囲が「１０」である場合、図８の（ｃ）に示したように、Ｐ３の座標がステップＳＡ５で記憶したＰ１の座標から「１０」の補正範囲の外にある場合、指の位置の座標を補正せず、指の位置をＰ３の位置の座標のままとする。この場合、補正部１１２は、Ｐ３の位置の座標を処理部１１４へ出力する。

次に処理部１１４は、特定した指の位置の座標を表す情報を通信部１８０からＰＣへ出力する（ステップＳＡ１０）。座標を表す情報を取得したＰＣは、取得した座標に応じた処理を行う。上述したように、座標がＰ３となった場合、最初に取得した座標から座標が変化したため、ＰＣは、ドラッグの処理を行い、アイコンの位置を移動させる。

補正部１１２による補正を行わなかった場合、図７の（ｂ）の状態から図７の（ｃ）の状態に移行すると、指の位置の座標がＰ１からＰ２に変化するため、Ｐ１の座標の後にＰ２の座標を取得したＰＣは、Ｐ１の位置にあったアイコンをＰ２の位置に移動させる処理を行う。この場合、ユーザーは、スクリーンＳＣへ向けて指を移動させただけであり、表示面に沿った方向へ指を動かしていないにも係わらず、アイコンが移動してしまうこととなる。
一方、本発明では、上述したように補正部１１２によって指の位置の座標を補正する。この場合、図７の（ｂ）の状態から図７の（ｃ）の状態に移行しても、Ｐ２の位置の座標はＰ１の位置の座標に補正されるため、スクリーンＳＣへ向けて指を移動させたときに指の位置の座標が変化せず、アイコンが移動してしまうことがない。

なお、補正部１１２は、指の位置がＰ１から補正範囲外となった後は、指の位置を特定し続けている間は、指の位置を補正せず、ステップＳＡ３で特定した位置の座標を処理部１１４へ出力する。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した各実施形態及び以下の変形例は、一つ又は複数を適宜組み合わせて実施してもよい。

本発明においては、テーブルＴＢ１を記憶部１２０に記憶させ、補正部１１２は、記憶部１２０に記憶されたテーブルＴＢ１を参照するようにしてもよい。

本発明においては、指示体２０についても、指を用いるときと同様に特定した位置の座標を補正してもよい。例えば、位置特定部１１３は、スクリーンＳＣに対する垂線の方向をｚ軸の方向とし、ｘｙｚ座標を設定する。補正部１１２は、発光部２３０がスクリーンＳＣに近づき、発光部２３０のｚ軸方向の座標が予め定められた座標となったときの発光部２３０のｘ軸方向とｙ軸方向の座標を記憶部１２０に記憶する。補正部１１２は、次に特定した発光部２３０のｘ軸方向とｙ軸方向の座標が、テーブルＴＢ１から取得した補正範囲内である場合、位置特定部１１３が特定した座標を、記憶部１２０に記憶した座標に補正する。この変形例によれば、指示体２０を使用したときにおいても、指示体２０をスクリーンＳＣに近づけただけではドラッグの処理が行われず、アイコンやオブジェクトが移動することがない。

上述した実施形態においては、テーブルＴＢ１において、映像サイズの範囲に対応付けて補正範囲を格納しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図９に示したように、映像のサイズと補正範囲を対応付けるようにしてもよい。なお、図９に示したテーブルＴＢ１を使用する場合、テーブルに格納されていない映像サイズについては、特定した映像サイズの一桁目を切り捨て、一桁目を切り捨てた後の映像サイズに対応する補正範囲を用いるようにしてもよい。例えば、サイズ特定部１１１が特定した映像サイズが５５インチである場合、補正部１１２は、映像サイズの一桁目を切り捨てた５０インチを映像のサイズとし、５０インチに対応付けられている補正範囲「１０」を取得する。

上述した実施形態においては、ライトバルブ１４２の全領域をスクリーンＳＣに投写したときの映像のサイズをサイズ特定部１１１で特定するが、特定するサイズは、このサイズに限定されるものではない。

図１０は、スクリーンＳＣに投写される映像の一例を示した図である。図１０において外側の矩形の領域Ａは、ライトバルブ１４２の全領域が光源１４１の光を透過したときにスクリーンＳＣに投写される映像の領域を表している。この領域Ａのサイズは、上述した予め定められたパターンの映像を投写することにより、サイズ特定部１１１により特定される。
プロジェクター１０に供給される映像信号においては、映像がある領域が領域Ａより狭い場合があり、この場合には、図１０に示したように有効な映像がある領域Ｂ（有効領域）の外側の部分（ハッチングで示した部分）には黒帯が生じる。このような映像が投写される場合、サイズ特定部１１１は、投写されている画像を解析し、領域Ｂのサイズを特定する。そして補正部１１２は、領域Ａ及び領域Ｂのサイズを用いて、テーブルＴＢ１から取得する補正範囲を変更する。具体的には、「補正範囲＝テーブルＴＢ１から取得した補正範囲×（領域Ａの幅÷領域Ｂの幅）」とする。本変形例によれば、映像がある領域のサイズに応じて補正範囲を変更し、表示面に沿った方向へ指を動かしていないにも係わらず、アイコンが移動してしまうことを防ぐことができる。

１…表示システム、１０…プロジェクター、２０…指示体、３０…発光装置、１１０…制御部、１１１…サイズ特定部、１１２…補正部、１１３…位置特定部、１１４…処理部、１２０…記憶部、１３０…操作部、１４０…投写部、１５０…映像処理部、１６０…映像インターフェース、１７０Ａ、１７０Ｂ…撮像部、１８０…通信部、２１０…制御部、２１１…信号取得部、２１２…発光制御部、２２０…通信部、２３０…発光部、２４０…操作部、２５０…電源、ＬＣ…ライトカーテン、ＳＣ…スクリーン。

Claims (8)

1. 画像を表示面に投写する投写部と、
   前記表示面を撮像し、撮像により得られた撮像画像を出力する撮像部と、
   前記撮像画像に基づいて、前記表示面に投写された前記画像の大きさを特定するサイズ特定部と、
   前記撮像画像に基づいて、前記表示面に対する指示体の位置の座標を周期的に特定する位置特定部と、
   前記サイズ特定部が特定した前記画像の大きさに応じて前記座標の補正範囲を決定し、前記位置特定部が新たに特定した座標が、当該座標より前に特定された第１座標から前記補正範囲内にある場合、前記指示体の位置の座標を前記第１座標に補正して出力する補正部と、
   前記補正部が出力した座標を外部装置へ出力する処理部と
   を備え、
   前記補正部は、前記サイズ特定部が特定した前記画像の大きさが第１の大きさの場合には、前記補正範囲を第１の補正範囲とし、前記サイズ特定部が特定した前記画像の大きさが前記第１の大きさよりも大きい第２の大きさである場合には、前記補正範囲を前記第１の補正範囲よりも狭い第２の補正範囲とするプロジェクター。
2. 前記表示面に沿った光の層を形成する発光装置を有し、
   前記撮像部は、前記指示体が反射した前記光を撮像し、
   前記位置特定部は、前記撮像部が出力した画像中に映る前記光の位置により、前記座標を特定する
   請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記サイズ特定部は、前記画像の一部を有効領域として特定し、
   前記補正部は、前記サイズ特定部が特定した大きさと、前記サイズ特定部が特定した前記有効領域の大きさの比に応じて前記補正範囲を決定する
   請求項１又は請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記補正部は、前記大きさと前記補正範囲とを対応付けたテーブルを有し、
   前記テーブルにおいて前記サイズ特定部が特定した大きさに対応付けられた補正範囲を前記補正範囲として決定する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記補正部は、前記サイズ特定部が特定した大きさが前記テーブルにない場合、前記テーブルにある大きさのうち前記サイズ特定部が特定した大きさより小さい大きさに対応付けられた補正範囲を前記位置の補正範囲とする
   請求項４に記載のプロジェクター。
6. 前記第１座標は、前記指示体の位置の座標が特定されていない状態から特定された状態に移行したときの座標である
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロジェクター。
7. 前記補正部は、前記位置特定部が新たに特定した位置の座標が、前記第１座標から前記補正範囲内にない場合、新たに特定した位置の座標を出力する
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクター。
8. 画像を表示面に投写する投写部と、前記表示面を撮像し、撮像により得られた撮像画像を出力する撮像部とを有するプロジェクターの制御方法であって、
   前記撮像部が出力した画像に基づいて、前記表示面に投写された画像の大きさを特定するサイズ特定ステップと、
   前記撮像画像に基づいて、前記表示面に対する指示体の位置の座標を周期的に特定する位置特定ステップと、
   前記サイズ特定ステップで特定した前記画像の大きさに応じて前記座標の補正範囲を決定し、前記位置特定ステップで新たに特定した座標が、当該座標より前に特定された第１座標から前記補正範囲内にある場合、前記指示体の位置の座標を前記第１座標に補正して出力する補正ステップと、
   前記補正ステップが出力した座標を外部装置へ出力する処理ステップと
   を備え、
   前記補正ステップは、前記サイズ特定ステップで特定した前記画像の大きさが第１の大きさの場合には、前記補正範囲を第１の補正範囲とし、前記サイズ特定ステップで特定した前記画像の大きさが前記第１の大きさよりも大きい第２の大きさである場合には、前記補正範囲を前記第１の補正範囲よりも狭い第２の補正範囲とする
   プロジェクターの制御方法。

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