画像投影装置
【課題】投影される画像の影響を受けず、簡便な処理で容易に投影面上での動作指示の検出ができ、動作応答性の良好な、画像投影装置を提供する。
【解決手段】投影面に画像を投影する投影部と、投影面を撮像する撮像部と、を有し、撮像部は、少なくとも投影部により投影される画像の外側の所定領域が撮像可能に設定されており、撮像部で撮像された撮像画像のうち、所定領域の画像に基づいて、投影部による投影画像を変更する画像投影装置とする。
【解決手段】投影面に画像を投影する投影部と、投影面を撮像する撮像部と、を有し、撮像部は、少なくとも投影部により投影される画像の外側の所定領域が撮像可能に設定されており、撮像部で撮像された撮像画像のうち、所定領域の画像に基づいて、投影部による投影画像を変更する画像投影装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影面に映像を投影する投影部と該投影面を撮像する撮像部とを備えた画像投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プロジェクタで投影画像を投影し、該投影画像を撮影するカメラを配置し、カメラの撮影画像とプロジェクタの投影画像の差分から手領域を検出し、手領域から指先の位置を検出し、その位置をシステムに通知するポインティング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５２６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のポインティング装置は、手に画像が重畳される場合には、画像処理時に手の領域を誤認する可能性があり、更には指の先端を検出するまでの処理が複雑であるため処理時間を要し、手の撮影からシステムの応答動作までの間に時間を要するものとなり、ポインティング装置を含むシステム全体の応答性が悪化する問題がある。さらには、指の動き（例えば、指の移動）を検出することによりシステムの動作を制御しようとする場合には、より複雑となって処理時間を要し、さらにシステムの動作の応答性を悪化させる問題となる。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み、投影される画像の影響を受けず、簡便な処理で容易に投影面上での動作指示の検出ができ、動作応答性の良好な、画像投影装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、下記の構成により達成される。
【０００７】
（１）投影面に画像を投影する投影部と、前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される画像の外側の所定領域が撮像可能に設定されており、前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【０００８】
（２）投影面に、画像と該画像の外側の所定領域に無画像の照明用の光とを、記憶された画像データに基づいて投影する投影部と、前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される前記画像の外側の前記所定領域が撮像可能に設定されており、前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【０００９】
（３）前記所定領域は、前記投影部により投影される画像の四辺の少なくとも一辺に沿って帯状に設定されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の画像投影装置。
【００１０】
（４）前記照明用の光は、白色光であることを特徴とする前記（２）又は（３）に記載の画像投影装置。
【００１１】
（５）前記所定領域の画像の時系列的変化に基づいて前記投影画像を変更することを特徴とする前記（１）から（４）までのいずれかに記載の画像投影装置。
【００１２】
（６）前記所定領域の画像から肌色部を検出し、前記肌色部の時系列的変化に基づいて前記投影部の投影画像を変更することを特徴とする前記（１）から（５）までのいずれかに記載の画像投影装置。
【００１３】
（７）前記撮像部により一般の被写体の撮像が可能となされていることを特徴とする前記（１）から（６）までのいずれかに記載の画像投影装置。
【００１４】
すなわち本願発明は、投影部による投影画像の外側の領域を撮像部で撮像するよう構成することで、この画像の外側の領域では、画像が重畳しないことに着目して、なされた発明である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、投影される画像の影響を受けず、簡便な処理で容易に投影面上での動作指示の検出ができ、動作応答性の良好な、画像投影装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る画像投影装置の使用状態を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る画像投影装置の投影部の一構成例を示す模式図である。
【図３】本実施の形態に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態に係る画像投影装置の投影部による投影画像と、撮像部の撮像範囲と指示部検出領域の位置関係例を示す模式図である。
【図５】本実施の形態に係る画像投影装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る画像投影装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態に係る画像投影装置による画像投影中の状態を示す模式図である。
【図８】レーザポインタによるポインタ位置、指示棒の先端等を動作の指示部とした場合の投影面撮像後の概略動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る画像投影装置１の使用状態を示す図である。
【００１９】
図１に示す本実施の形態に係る画像投影装置１は、投影面２に投影画像３を投影する投影部１０、投影面２に対向して設けられた撮像部２０と、投影部１０と撮像部２０を統括的に制御する不図示の制御部とを有している。撮像部２０は図示の如く、投影画像３の領域を包括するように撮像範囲４（一点鎖線で示す領域）が設定されている。投影面２は、例えばスクリーンや壁面等の略平坦な平面が用いられる。
【００２０】
撮像部２０は、撮像素子と該撮像素子の撮像面上に画像を形成する撮像光学系で構成された公知の撮像装置である。
【００２１】
図１に示すように、撮像部２０の撮像範囲４は、投影画像３の外側の所定の領域（本例では二点鎖線で示す領域）が予め撮像可能に設定されている。本実施の形態に係る画像投影装置１は、投影画像３の外側の所定の領域の、画像として投影されていない部分の撮像画像に基づいて、投影部１０の投影画像を変更するよう構成されているものである。以下、本明細書では、この撮像部２０による撮像画像のうち、画像の投影されていない所定の領域を指示部検出領域５と称している。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る画像投影装置１の投影部１０の一構成例を示す模式図である。本実施の形態に係る画像投影装置１の投影部１０には、透過型液晶を用いたもの、空間光変調素子であるＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）を用いたもの、デジタルマイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を用いたもの、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスを用いた走査型のもの等が適用可能である。本実施の形態では、一例としてＬＣＯＳを用いた投影部１０で説明する。
【００２３】
図２に示すように、投影部１０は、照明光源１１、集光光学系１２、偏光変換素子１３、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、反射型液晶素子１４、投影光学系１５で構成されている。２は投影面である。
【００２４】
照明光源１１は、例えばＬＥＤが用いられる。集光光学系１２は、照明光源１１から射出される光を略平行光に変換するものである。
【００２５】
偏光変換素子１３は、入射した光の光量を低下させずに特定の偏光に変換する光学素子である。例えば、図示のようにＰ偏光を透過する偏光分離膜１３Ｐと、偏光分離膜１３Ｐを透過したＰ偏光をＳ偏光に変換するλ／２波長板１３ａと、偏光分離膜１３Ｐで反射したＳ偏光を、再度反射させて出射させるよう構成されたものである。
【００２６】
偏光ビームスプリッタＰＢＳは、所定の方向に直線偏光した光を反射させる反射面Ｒが斜面に形成された直角プリズムを貼り合わせたものである。これにより、偏光変換素子１３を通過してきた所定の方向に直線偏光した光を反射させる。
【００２７】
反射型液晶素子１４は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）とも称されるマイクロディスプレイであり、シリコンチップの表面に直接液晶が載せられているものである。この反射型液晶素子１４は、液晶層に対し駆動制御部から画像信号に応じた電圧が画素毎に印加され、液晶分子の配列を変化させることで変調し、所望の画像を表示するものである。
【００２８】
投影光学系１５は、照明光源１１で照明され、反射型液晶素子１４から反射された画像を投影面２に結像させるものである。
【００２９】
以下、図２に示す投影部１０の作用を簡単に説明する。なお、以下の説明では、偏光変換素子１３は上述のようにＳ偏光を出射するよう構成され、偏光ビームスプリッタＰＢＳの反射面ＲはＳ偏光を反射するよう構成された例で説明する。
【００３０】
照明光源１１から射出された光束は、偏光変換素子１３によりＳ偏光の光が透過され、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、反射面Ｒで反射型液晶素子１４の方向に反射させられ、反射型液晶素子１４を照明する。
【００３１】
反射型液晶素子１４に入射した光は反射型液晶素子１４で反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳに再度入射する。反射型液晶素子１４を構成する不図示の液晶層は、電圧が印加されると位相板として機能する。従って、反射型液晶素子１４から射出する光のうち、電圧が印加された画素領域を透過した光はＳ偏光からＰ偏光に変換される。一方、反射型液晶素子１４から射出する光のうち、電圧が印加されていない画素領域を透過した光はＳ偏光のままとなる。
【００３２】
反射型液晶素子１４で反射された光のうちＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタＰＢＳに再度入射後、反射面Ｒを透過し投影光学系１５によって投影画像３が投影面２に投影される。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る画像投影装置１の構成例を示すブロック図である。なお、図３は画像投影装置１の本発明の実施に係る部分についてのみ記載し、その他の構成は省略している。
【００３４】
図３に示すように、画像投影装置１は、投影部１０、撮像部２０及び制御部３０で構成されている。
【００３５】
本実施の形態に係る画像投影装置１においては、投影部１０による画像の投影中に投影面を撮像部により撮像するように構成されている。
【００３６】
また、制御部３０は、撮像画像メモリ３２、指示部検出部３３、処理実行部３４、表示画像メモリ３５、投影画像処理部３６を有している。
【００３７】
撮像画像メモリ３２は、撮像部２０が撮像した画像データを記憶する記憶部である。また、表示画像メモリ３５は、投影部１０で投影するための画像データを記憶した記憶部であり、本実施の形態においては複数の画像データが記憶されている。また、後述の画像に付随させて投影する照明のための、白色、単色等の無画像の画像データも記憶されている。
【００３８】
指示部検出部３３は、該撮像画像メモリ３２に記憶された画像データのうち、予め決められている指示部検出領域５（例えば、図１参照）の画像データから、動作の指示部としての手、レーザポインタによるポイント位置、指示棒の先端等を検出するものである。
【００３９】
処理実行部３４は、指示部検出部３３で検出した指示部の位置と前回撮像した画像データとの比較から指示部の移動方向を抽出して判断して、次に投影部１０で投影すべき画像データを表示画像メモリ３５から選択して投影画像処理部３６に送出する。投影画像処理部３６は、該画像データを投影のためのデータに変換し、反射型液晶素子１４を駆動する不図示のドライバに送出するものである。
【００４０】
図４は、本実施の形態に係る画像投影装置１の投影部１０による投影画像３と、撮像部２０の撮像範囲４と指示部検出領域５の位置関係例を示す模式図である。図４（ａ）は指示部検出領域５が投影画像３の外側の下部に帯状に設定されている場合を示し、図４（ｂ）は指示部検出領域５が投影画像３の外側に右部に帯状に設定されている場合を示し、図４（ｃ）は指示部検出領域５が投影画像３の外側の全周に額縁状に設定されている場合を示している。
【００４１】
指示部検出領域５は、図４（ａ）に示すように投影画像３の外側の下部に帯状に設定されていてもよいし、投影画像３の外側の上部、下部に帯状に設定されていてもよい。また、図４（ｂ）に示すように投影画像３の外側の右部に帯状に設定されていてもよいし、投影画像３の外側の右部と左部に帯状に設定されていてもよい。また、図４（ｃ）に示すように投影画像３の外側の全周に額縁状に設定されていてもよい。さらに、指示部検出領域５は、図４に示すように、投影画像３の外側周囲に隣接するように設定しているため、操作者は実際に投影面上での動作指示を行ったかの如くの効果が得られ、装置としての操作性が向上する。
【００４２】
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示す指示部検出領域５に、投影部１０によって画像と共に表示画像メモリ３５に記憶されている無画像の画像データを用いて、均一の照明用の光を投影するよう構成してもよい。照明用の光とは文字通り照明用であり、例えば無画像の白色光を投影面２に投影するものである。なお、照明用の光は白色が好ましいが、単色光又は２色の混合光であってもよい。このように構成することで、暗黒状態で投影がされるような環境下においても、指示部検出領域５内の画像から指示部検出部３３（図３参照）は指示部である手や指示棒を明確に抽出処理できるようになる。
【００４３】
図５及び図６は、本実施の形態に係る画像投影装置１の概略動作を示すフローチャートである。なお本例では、プレゼンテーション等における静止画の投影に際し画像投影装置１の動作の指示部として人の手が用いられる場合で説明する。また、指示部検出領域５として、図４（ａ）に示すような投影画像３の外側の下部に帯状に設定されている場合で説明する。
【００４４】
図５に示すフローにおいて、画像投影装置１は、まず画像の投影を行う（ステップＳ１０１）。
【００４５】
次いで、所定の時間が経過するのを待機する（ステップＳ１０２）。所定時間経過する（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）と、画像の投影に並行して撮像部２０を用いて投影面２を撮像する（ステップＳ１０３）。すなわち、撮像部２０による投影面２の撮像は、所定のインターバルで行われる。このインターバルの時間は、少なくとも撮像部２０の撮像動作の繰り返しが可能な時間以上であって、撮像される指示部の時系列的な変化が確実に認識できるような時間に、予め設定されているものである。
【００４６】
ステップＳ１０３で撮像された画像は、図６に示すフローに従ってパラレル処理が行われる。次いで投影動作の終了か否か判断する（ステップＳ１０４）。投影動作の終了は、画像投影装置１に設けられた不図示のスイッチが操作された場合に終了と判断（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）し、各部の終了動作（ステップＳ１１１）を行って終了する。
【００４７】
一方、該スイッチの操作がされていない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）には、動作が続行され、画像投影のための画像データが以下の図５に示すフローに従い選択（ステップＳ１０７）され、ステップＳ１０１に戻って、上記の動作を繰り返すようになっている。
【００４８】
ステップＳ１０３において、撮像された投影面２の画像は図６に示すパラレル処理のフローにより処理される。以下、図６のフローを説明する。
【００４９】
図６に示すフローにおいて、図５に示すステップＳ１０３で投影面２を撮像した後、撮像画像メモリ３２（図３参照）に撮像した画像データを格納する（ステップＳ２０２）。
【００５０】
次いで、指示部検出部３３（図３参照）により、撮像画像メモリ３２に格納した画像データを読み出し、該画像データ内の指示部検出領域５内の画像データ領域を抽出する。更に、指示部検出領域５を中央部を境に左右の領域に分割し、左右の領域の肌色画素数をそれぞれカウントする（ステップＳ２０３）。
【００５１】
次いで、左右の領域の肌色画素数の合計が閾値以上か否か判断する（ステップＳ２０４）。ここでは、指示部検出領域５内に指示部である手が存在するか否かの判断を行うということである。
【００５２】
左右の領域の肌色画素数の合計が閾値以上でない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）は、指示部検出領域５内に指示部である手が存在しないと判断し、処理実行部３４（図３参照）が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ２５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、所定の数以上の肌色画素が検出されない場合は、同じ画像が選択され投影される。
【００５３】
一方、左右の領域の肌色画素数の合計が閾値以上の場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）は、指示部検出領域５内に指示部である手が存在していると判断し、指示部検出領域５の左領域の肌色画素数が右領域の肌色画素数より多いか否か判断する（ステップＳ２０５）。すなわち、指示部である手が指示部検出領域５内の左右の領域のどちらに偏っているかを判断する。
【００５４】
左領域の肌色画素数が右領域の肌色画素数より多い場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）は、前回のステップＳ２０５における結果と比較し前回と逆の結果か否か判断する（ステップＳ２０６）。前回と同じ結果である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）は、処理実行部３４が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ２５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と同じ左領域で有る場合は、手が移動していないと判断し、同じ画像が選択され投影される。
【００５５】
ステップＳ２０６において、前回と逆の結果である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）は、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より次に投影する画像データを選択（ステップＳ２８１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と逆の右領域で有る場合は、手が左領域から右領域に移動したと判断し、次の画像（コマ送り）が選択され投影される。
【００５６】
一方、ステップＳ２０５において、左領域の肌色画素数が右領域の肌色画素数より少ない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）も、前回のステップＳ２０５における結果と比較し前回と逆の結果か否か判断する（ステップＳ２０７）。前回と同じ結果である場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）は、処理実行部３４が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ２５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と同じ右領域で有る場合は、手が移動していないと判断し、同じ画像が選択され投影される。
【００５７】
ステップＳ２０７において、前回と逆の結果である場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）は、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より前に投影した画像データを選択（ステップＳ２７１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と逆の左領域で有る場合は、手が右領域から左領域に移動したと判断し、前に投影した画像（コマ戻し）が選択され投影される。
【００５８】
すなわち、検出された手（肌色画素）の位置の時系列的変化に対応して、画像が選択され、次に投影されるということである。
【００５９】
図７は、本実施の形態に係る画像投影装置１による画像投影中の状態を示す模式図である。図７（ａ）は指示部である手Ｔが指示部検出領域５の右領域にあるときの状態を示し、図７（ｂ）は指示部である手Ｔが指示部検出領域５の左領域にあるときの状態を示している。
【００６０】
図７（ａ）に示す状態のとき撮像され、次いで図７（ｂ）に示す状態のとき撮像されると、上述のフローにより、手Ｔ（肌色画素）が右領域から左領域に移動したと判断される。
【００６１】
また図７は、投影部１０によって、投影画像３と、投影画像３の鑑賞を妨げない下端部の帯状の指示部検出領域５に無画像の照明用の光を同時に投影した状態を示している。このように構成することで、暗黒状態で投影がされるような環境下においても、あらたに照明光源を設けずとも、指示部検出領域５内の画像から指示部検出部３３（図３参照）は指示部である手や指示棒を明確に抽出処理できるようになる。無画像の照明用の光の投影は、肌色領域を確実に検出するには白色が好ましいが、単色光又は２色の混合光であってもよい。
【００６２】
図７に示すような、画像と共に投影される照明用の光の投影に際しては、以下の何れかのようにすればよい。
【００６３】
１）投影部による投影可能な領域を図示ＡＢＣＤで囲まれた領域とし、照明用の光の投影を行わない場合は、図示ＡＢＦＥで囲まれた領域で画像を表示し、照明用の光の投影を行う場合は、図示ＣＤＥＦで囲まれた領域に、表示画像メモリに予め記憶されている無画像の画像データを付加して投影する。
【００６４】
２）投影部による投影可能な領域を図示ＡＢＣＤで囲まれた領域とし、照明用の光の投影を行わない場合は、図示ＡＢＣＤで囲まれた領域で画像を表示し、照明用の光の投影を行う場合は、図示ＣＤＥＦで囲まれた領域の画像データを表示画像メモリに予め記憶されている無画像の画像データに置き換えて投影する。
【００６５】
３）投影部による投影可能な領域を図示ＡＢＣＤで囲まれた領域とし、照明用の光の投影を行わない場合は、図示ＡＢＣＤで囲まれた領域で画像を表示し、照明用の光の投影を行う場合は、画像を図示ＡＢＦＥで囲まれた領域に入るよう縮小し、図示ＣＤＥＦで囲まれた領域に、表示画像メモリに予め記憶されている無画像の画像データを付加して投影する。
【００６６】
なお、図７では、指示部検出領域を画像の下辺側の例で説明したが、これに限るものでなく、画像の上辺側、左辺側、右辺側或いは、これらの複合もしくは四辺の全てであってもよい。
【００６７】
なお、上記の説明では手の左右方向の移動に基づいてコマ送り及びコマ戻しを行う例で説明したが、これに限るものでなく、図４（ｂ）に示すような指示部検出領域５として、手の上下方向の移動に基づいて投影画像の変更を行うよう構成してもよい。更に、図４（ｃ）にしめすような指示部検出領域５として、手の左右方向の移動でコマ送り及びコマ戻しを行い、手の上下方向の移動により輝度変更或いはズーミング等を行うよう構成してもよい。また、移動方向により何をするかは予め決められているものであり、本例に限るものでないのはもちろんである。
【００６８】
上記では、動作の指示部として人の手の場合を例に取り説明したが、レーザポインタによるポインタ位置、指示棒の先端等を動作の指示部としてもよい。以下に、指示部がこれらの場合のフローを説明する。
【００６９】
図８は、レーザポインタによるポインタ位置、指示棒の先端等を動作の指示部とした場合の投影面撮像後の概略動作を示すフローチャートである。なお、図５に示す動作は同様であるので省略する。
【００７０】
図８に示すフローにおいて、図５に示すステップＳ１０３で投影面２を撮像した後、撮像画像メモリ３２（図３参照）に撮像した画像データを格納する（ステップＳ３０２）。
【００７１】
次いで、指示部検出部３３（図３参照）により、撮像画像メモリ３２に格納した画像データを読み出し、該画像データ内の指示部検出領域５内の画像データ領域を抽出する。更に、指示部検出領域５を中央部を境に左右の領域に分割し、指示部の有無を確認する（ステップＳ３０３）。レーザポインタに適用する場合には、指示部検出部３３は撮像画像から該レーザの発信波長に基づく出力値となる画素領域を探し、ポインタ位置を検出するよう構成すればよい。また、指示棒の場合には、略直線画像を抽出し、その先端を検出するよう構成すればよい。
【００７２】
指示部が検出されない場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）は、処理実行部３４（図３参照）が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ３５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、指示部が検出されない場合は、同じ画像が選択され投影される。
【００７３】
一方、指示部（ポインタ或いは指示棒）が検出された場合（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）は、前回撮像した指示部の位置との変化の有無を比較する（ステップＳ３０５）。次いで、指示部位置に変化があったか否か判断する（ステップＳ３０６）。指示部の位置が前回、今回共に右領域にある場合或いは共に左領域にある場合、すなわち指示部位置に変化がない場合（ステップＳ３０６；Ｎｏ）は、処理実行部３４（図３参照）が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ３５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、指示部が検出されても移動が確認されない場合は、同じ画像が選択され投影される。
【００７４】
指示部の位置に変化がある場合（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、指示部の位置が左領域から右領域に移動したか否か判断する（ステップＳ３０７）。指示部の位置が左領域から右領域に移動と判断された場合（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）には、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より次に投影する画像データを選択（ステップＳ３８１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。
【００７５】
指示部の位置が右領域から左領域に移動と判断された場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）には、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より前に投影した画像データを選択（ステップＳ３７１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。
【００７６】
すなわち、検出されたポインタ或いは指示棒先端の位置の時系列的変化に対応して、画像が選択され、次に投影されるということである。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態に係る画像投影装置１は、投影部１０により投影される画像の外側の指示部検出領域を撮像し、この指示部検出領域内で指示部を検出し、検出された指示部の時系列的変化に基づいて投影画像を変更するよう構成されている。
【００７８】
このように、指示部検出領域を投影部１０により投影される画像の外側とすることにより、指示部検出領域には投影される画像が重畳されないため、指示部を簡便な処理で容易に検出することができるようになる。
【００７９】
さらに、プレゼンテーション中に投影画像内を、説明のためにレーザポインタや指示棒で指示しても、指示部検出領域でないため、不要なコマ送りやコマ戻し等の誤動作を防止することができる。
【００８０】
また、指示棒の場合には、指示部検出領域を、投影部により照明用の光を投影することが好ましく、レーザポインタの場合には投影部による照明用の光は投影しないことが好ましい。
【００８１】
なお、本実施の形態では、指示部検出領域を左右に２分割して判断する例で説明したが、これに限るものでなく、より細かく分割して判断してもよい。また、投影部１０として反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）を用いたもので説明したが、上述のように、これに限るものでなく、多数の微小鏡面を平面に配列した表示素子であるデジタルマイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を用いたものにも適用できる。この場合には、図２に示す反射型液晶素子１４をＤＭＤに置き換え、偏光ビームスプリッタＰＢＳとＤＭＤの間に１／４波長板を配置すればよい。また、特開２０１０−１３９６８７号公報に記載のようなＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスを用いた走査型の投影部を用いたものにも適用できるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８２】
１ 画像投影装置
２ 投影面
３ 投影画像
４ 撮像範囲
５ 指示部検出領域
１０ 投影部
１１ 照明光源
１２ 集光光学系
１３ 偏光変換素子
１３ａ λ／２波長板
１３ｐ 偏光分離膜
１４ 反射型液晶素子
１５ 投影光学系
２０ 撮像部
３０ 制御部
３２ 撮像画像メモリ
３３ 指示部検出部
３４ 処理実行部
３５ 表示画像メモリ
３６ 投影画像処理部
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
Ｒ 反射面
Ｔ 手（指示部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影面に映像を投影する投影部と該投影面を撮像する撮像部とを備えた画像投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プロジェクタで投影画像を投影し、該投影画像を撮影するカメラを配置し、カメラの撮影画像とプロジェクタの投影画像の差分から手領域を検出し、手領域から指先の位置を検出し、その位置をシステムに通知するポインティング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５２６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のポインティング装置は、手に画像が重畳される場合には、画像処理時に手の領域を誤認する可能性があり、更には指の先端を検出するまでの処理が複雑であるため処理時間を要し、手の撮影からシステムの応答動作までの間に時間を要するものとなり、ポインティング装置を含むシステム全体の応答性が悪化する問題がある。さらには、指の動き（例えば、指の移動）を検出することによりシステムの動作を制御しようとする場合には、より複雑となって処理時間を要し、さらにシステムの動作の応答性を悪化させる問題となる。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み、投影される画像の影響を受けず、簡便な処理で容易に投影面上での動作指示の検出ができ、動作応答性の良好な、画像投影装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、下記の構成により達成される。
【０００７】
（１）投影面に画像を投影する投影部と、前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される画像の外側の所定領域が撮像可能に設定されており、前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【０００８】
（２）投影面に、画像と該画像の外側の所定領域に無画像の照明用の光とを、記憶された画像データに基づいて投影する投影部と、前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される前記画像の外側の前記所定領域が撮像可能に設定されており、前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【０００９】
（３）前記所定領域は、前記投影部により投影される画像の四辺の少なくとも一辺に沿って帯状に設定されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の画像投影装置。
【００１０】
（４）前記照明用の光は、白色光であることを特徴とする前記（２）又は（３）に記載の画像投影装置。
【００１１】
（５）前記所定領域の画像の時系列的変化に基づいて前記投影画像を変更することを特徴とする前記（１）から（４）までのいずれかに記載の画像投影装置。
【００１２】
（６）前記所定領域の画像から肌色部を検出し、前記肌色部の時系列的変化に基づいて前記投影部の投影画像を変更することを特徴とする前記（１）から（５）までのいずれかに記載の画像投影装置。
【００１３】
（７）前記撮像部により一般の被写体の撮像が可能となされていることを特徴とする前記（１）から（６）までのいずれかに記載の画像投影装置。
【００１４】
すなわち本願発明は、投影部による投影画像の外側の領域を撮像部で撮像するよう構成することで、この画像の外側の領域では、画像が重畳しないことに着目して、なされた発明である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、投影される画像の影響を受けず、簡便な処理で容易に投影面上での動作指示の検出ができ、動作応答性の良好な、画像投影装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る画像投影装置の使用状態を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る画像投影装置の投影部の一構成例を示す模式図である。
【図３】本実施の形態に係る画像投影装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態に係る画像投影装置の投影部による投影画像と、撮像部の撮像範囲と指示部検出領域の位置関係例を示す模式図である。
【図５】本実施の形態に係る画像投影装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る画像投影装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態に係る画像投影装置による画像投影中の状態を示す模式図である。
【図８】レーザポインタによるポインタ位置、指示棒の先端等を動作の指示部とした場合の投影面撮像後の概略動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る画像投影装置１の使用状態を示す図である。
【００１９】
図１に示す本実施の形態に係る画像投影装置１は、投影面２に投影画像３を投影する投影部１０、投影面２に対向して設けられた撮像部２０と、投影部１０と撮像部２０を統括的に制御する不図示の制御部とを有している。撮像部２０は図示の如く、投影画像３の領域を包括するように撮像範囲４（一点鎖線で示す領域）が設定されている。投影面２は、例えばスクリーンや壁面等の略平坦な平面が用いられる。
【００２０】
撮像部２０は、撮像素子と該撮像素子の撮像面上に画像を形成する撮像光学系で構成された公知の撮像装置である。
【００２１】
図１に示すように、撮像部２０の撮像範囲４は、投影画像３の外側の所定の領域（本例では二点鎖線で示す領域）が予め撮像可能に設定されている。本実施の形態に係る画像投影装置１は、投影画像３の外側の所定の領域の、画像として投影されていない部分の撮像画像に基づいて、投影部１０の投影画像を変更するよう構成されているものである。以下、本明細書では、この撮像部２０による撮像画像のうち、画像の投影されていない所定の領域を指示部検出領域５と称している。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る画像投影装置１の投影部１０の一構成例を示す模式図である。本実施の形態に係る画像投影装置１の投影部１０には、透過型液晶を用いたもの、空間光変調素子であるＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）を用いたもの、デジタルマイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を用いたもの、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスを用いた走査型のもの等が適用可能である。本実施の形態では、一例としてＬＣＯＳを用いた投影部１０で説明する。
【００２３】
図２に示すように、投影部１０は、照明光源１１、集光光学系１２、偏光変換素子１３、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、反射型液晶素子１４、投影光学系１５で構成されている。２は投影面である。
【００２４】
照明光源１１は、例えばＬＥＤが用いられる。集光光学系１２は、照明光源１１から射出される光を略平行光に変換するものである。
【００２５】
偏光変換素子１３は、入射した光の光量を低下させずに特定の偏光に変換する光学素子である。例えば、図示のようにＰ偏光を透過する偏光分離膜１３Ｐと、偏光分離膜１３Ｐを透過したＰ偏光をＳ偏光に変換するλ／２波長板１３ａと、偏光分離膜１３Ｐで反射したＳ偏光を、再度反射させて出射させるよう構成されたものである。
【００２６】
偏光ビームスプリッタＰＢＳは、所定の方向に直線偏光した光を反射させる反射面Ｒが斜面に形成された直角プリズムを貼り合わせたものである。これにより、偏光変換素子１３を通過してきた所定の方向に直線偏光した光を反射させる。
【００２７】
反射型液晶素子１４は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）とも称されるマイクロディスプレイであり、シリコンチップの表面に直接液晶が載せられているものである。この反射型液晶素子１４は、液晶層に対し駆動制御部から画像信号に応じた電圧が画素毎に印加され、液晶分子の配列を変化させることで変調し、所望の画像を表示するものである。
【００２８】
投影光学系１５は、照明光源１１で照明され、反射型液晶素子１４から反射された画像を投影面２に結像させるものである。
【００２９】
以下、図２に示す投影部１０の作用を簡単に説明する。なお、以下の説明では、偏光変換素子１３は上述のようにＳ偏光を出射するよう構成され、偏光ビームスプリッタＰＢＳの反射面ＲはＳ偏光を反射するよう構成された例で説明する。
【００３０】
照明光源１１から射出された光束は、偏光変換素子１３によりＳ偏光の光が透過され、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、反射面Ｒで反射型液晶素子１４の方向に反射させられ、反射型液晶素子１４を照明する。
【００３１】
反射型液晶素子１４に入射した光は反射型液晶素子１４で反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳに再度入射する。反射型液晶素子１４を構成する不図示の液晶層は、電圧が印加されると位相板として機能する。従って、反射型液晶素子１４から射出する光のうち、電圧が印加された画素領域を透過した光はＳ偏光からＰ偏光に変換される。一方、反射型液晶素子１４から射出する光のうち、電圧が印加されていない画素領域を透過した光はＳ偏光のままとなる。
【００３２】
反射型液晶素子１４で反射された光のうちＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタＰＢＳに再度入射後、反射面Ｒを透過し投影光学系１５によって投影画像３が投影面２に投影される。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る画像投影装置１の構成例を示すブロック図である。なお、図３は画像投影装置１の本発明の実施に係る部分についてのみ記載し、その他の構成は省略している。
【００３４】
図３に示すように、画像投影装置１は、投影部１０、撮像部２０及び制御部３０で構成されている。
【００３５】
本実施の形態に係る画像投影装置１においては、投影部１０による画像の投影中に投影面を撮像部により撮像するように構成されている。
【００３６】
また、制御部３０は、撮像画像メモリ３２、指示部検出部３３、処理実行部３４、表示画像メモリ３５、投影画像処理部３６を有している。
【００３７】
撮像画像メモリ３２は、撮像部２０が撮像した画像データを記憶する記憶部である。また、表示画像メモリ３５は、投影部１０で投影するための画像データを記憶した記憶部であり、本実施の形態においては複数の画像データが記憶されている。また、後述の画像に付随させて投影する照明のための、白色、単色等の無画像の画像データも記憶されている。
【００３８】
指示部検出部３３は、該撮像画像メモリ３２に記憶された画像データのうち、予め決められている指示部検出領域５（例えば、図１参照）の画像データから、動作の指示部としての手、レーザポインタによるポイント位置、指示棒の先端等を検出するものである。
【００３９】
処理実行部３４は、指示部検出部３３で検出した指示部の位置と前回撮像した画像データとの比較から指示部の移動方向を抽出して判断して、次に投影部１０で投影すべき画像データを表示画像メモリ３５から選択して投影画像処理部３６に送出する。投影画像処理部３６は、該画像データを投影のためのデータに変換し、反射型液晶素子１４を駆動する不図示のドライバに送出するものである。
【００４０】
図４は、本実施の形態に係る画像投影装置１の投影部１０による投影画像３と、撮像部２０の撮像範囲４と指示部検出領域５の位置関係例を示す模式図である。図４（ａ）は指示部検出領域５が投影画像３の外側の下部に帯状に設定されている場合を示し、図４（ｂ）は指示部検出領域５が投影画像３の外側に右部に帯状に設定されている場合を示し、図４（ｃ）は指示部検出領域５が投影画像３の外側の全周に額縁状に設定されている場合を示している。
【００４１】
指示部検出領域５は、図４（ａ）に示すように投影画像３の外側の下部に帯状に設定されていてもよいし、投影画像３の外側の上部、下部に帯状に設定されていてもよい。また、図４（ｂ）に示すように投影画像３の外側の右部に帯状に設定されていてもよいし、投影画像３の外側の右部と左部に帯状に設定されていてもよい。また、図４（ｃ）に示すように投影画像３の外側の全周に額縁状に設定されていてもよい。さらに、指示部検出領域５は、図４に示すように、投影画像３の外側周囲に隣接するように設定しているため、操作者は実際に投影面上での動作指示を行ったかの如くの効果が得られ、装置としての操作性が向上する。
【００４２】
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示す指示部検出領域５に、投影部１０によって画像と共に表示画像メモリ３５に記憶されている無画像の画像データを用いて、均一の照明用の光を投影するよう構成してもよい。照明用の光とは文字通り照明用であり、例えば無画像の白色光を投影面２に投影するものである。なお、照明用の光は白色が好ましいが、単色光又は２色の混合光であってもよい。このように構成することで、暗黒状態で投影がされるような環境下においても、指示部検出領域５内の画像から指示部検出部３３（図３参照）は指示部である手や指示棒を明確に抽出処理できるようになる。
【００４３】
図５及び図６は、本実施の形態に係る画像投影装置１の概略動作を示すフローチャートである。なお本例では、プレゼンテーション等における静止画の投影に際し画像投影装置１の動作の指示部として人の手が用いられる場合で説明する。また、指示部検出領域５として、図４（ａ）に示すような投影画像３の外側の下部に帯状に設定されている場合で説明する。
【００４４】
図５に示すフローにおいて、画像投影装置１は、まず画像の投影を行う（ステップＳ１０１）。
【００４５】
次いで、所定の時間が経過するのを待機する（ステップＳ１０２）。所定時間経過する（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）と、画像の投影に並行して撮像部２０を用いて投影面２を撮像する（ステップＳ１０３）。すなわち、撮像部２０による投影面２の撮像は、所定のインターバルで行われる。このインターバルの時間は、少なくとも撮像部２０の撮像動作の繰り返しが可能な時間以上であって、撮像される指示部の時系列的な変化が確実に認識できるような時間に、予め設定されているものである。
【００４６】
ステップＳ１０３で撮像された画像は、図６に示すフローに従ってパラレル処理が行われる。次いで投影動作の終了か否か判断する（ステップＳ１０４）。投影動作の終了は、画像投影装置１に設けられた不図示のスイッチが操作された場合に終了と判断（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）し、各部の終了動作（ステップＳ１１１）を行って終了する。
【００４７】
一方、該スイッチの操作がされていない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）には、動作が続行され、画像投影のための画像データが以下の図５に示すフローに従い選択（ステップＳ１０７）され、ステップＳ１０１に戻って、上記の動作を繰り返すようになっている。
【００４８】
ステップＳ１０３において、撮像された投影面２の画像は図６に示すパラレル処理のフローにより処理される。以下、図６のフローを説明する。
【００４９】
図６に示すフローにおいて、図５に示すステップＳ１０３で投影面２を撮像した後、撮像画像メモリ３２（図３参照）に撮像した画像データを格納する（ステップＳ２０２）。
【００５０】
次いで、指示部検出部３３（図３参照）により、撮像画像メモリ３２に格納した画像データを読み出し、該画像データ内の指示部検出領域５内の画像データ領域を抽出する。更に、指示部検出領域５を中央部を境に左右の領域に分割し、左右の領域の肌色画素数をそれぞれカウントする（ステップＳ２０３）。
【００５１】
次いで、左右の領域の肌色画素数の合計が閾値以上か否か判断する（ステップＳ２０４）。ここでは、指示部検出領域５内に指示部である手が存在するか否かの判断を行うということである。
【００５２】
左右の領域の肌色画素数の合計が閾値以上でない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）は、指示部検出領域５内に指示部である手が存在しないと判断し、処理実行部３４（図３参照）が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ２５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、所定の数以上の肌色画素が検出されない場合は、同じ画像が選択され投影される。
【００５３】
一方、左右の領域の肌色画素数の合計が閾値以上の場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）は、指示部検出領域５内に指示部である手が存在していると判断し、指示部検出領域５の左領域の肌色画素数が右領域の肌色画素数より多いか否か判断する（ステップＳ２０５）。すなわち、指示部である手が指示部検出領域５内の左右の領域のどちらに偏っているかを判断する。
【００５４】
左領域の肌色画素数が右領域の肌色画素数より多い場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）は、前回のステップＳ２０５における結果と比較し前回と逆の結果か否か判断する（ステップＳ２０６）。前回と同じ結果である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）は、処理実行部３４が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ２５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と同じ左領域で有る場合は、手が移動していないと判断し、同じ画像が選択され投影される。
【００５５】
ステップＳ２０６において、前回と逆の結果である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）は、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より次に投影する画像データを選択（ステップＳ２８１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と逆の右領域で有る場合は、手が左領域から右領域に移動したと判断し、次の画像（コマ送り）が選択され投影される。
【００５６】
一方、ステップＳ２０５において、左領域の肌色画素数が右領域の肌色画素数より少ない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）も、前回のステップＳ２０５における結果と比較し前回と逆の結果か否か判断する（ステップＳ２０７）。前回と同じ結果である場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）は、処理実行部３４が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ２５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と同じ右領域で有る場合は、手が移動していないと判断し、同じ画像が選択され投影される。
【００５７】
ステップＳ２０７において、前回と逆の結果である場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）は、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より前に投影した画像データを選択（ステップＳ２７１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、肌色画素数の多い領域が前回と逆の左領域で有る場合は、手が右領域から左領域に移動したと判断し、前に投影した画像（コマ戻し）が選択され投影される。
【００５８】
すなわち、検出された手（肌色画素）の位置の時系列的変化に対応して、画像が選択され、次に投影されるということである。
【００５９】
図７は、本実施の形態に係る画像投影装置１による画像投影中の状態を示す模式図である。図７（ａ）は指示部である手Ｔが指示部検出領域５の右領域にあるときの状態を示し、図７（ｂ）は指示部である手Ｔが指示部検出領域５の左領域にあるときの状態を示している。
【００６０】
図７（ａ）に示す状態のとき撮像され、次いで図７（ｂ）に示す状態のとき撮像されると、上述のフローにより、手Ｔ（肌色画素）が右領域から左領域に移動したと判断される。
【００６１】
また図７は、投影部１０によって、投影画像３と、投影画像３の鑑賞を妨げない下端部の帯状の指示部検出領域５に無画像の照明用の光を同時に投影した状態を示している。このように構成することで、暗黒状態で投影がされるような環境下においても、あらたに照明光源を設けずとも、指示部検出領域５内の画像から指示部検出部３３（図３参照）は指示部である手や指示棒を明確に抽出処理できるようになる。無画像の照明用の光の投影は、肌色領域を確実に検出するには白色が好ましいが、単色光又は２色の混合光であってもよい。
【００６２】
図７に示すような、画像と共に投影される照明用の光の投影に際しては、以下の何れかのようにすればよい。
【００６３】
１）投影部による投影可能な領域を図示ＡＢＣＤで囲まれた領域とし、照明用の光の投影を行わない場合は、図示ＡＢＦＥで囲まれた領域で画像を表示し、照明用の光の投影を行う場合は、図示ＣＤＥＦで囲まれた領域に、表示画像メモリに予め記憶されている無画像の画像データを付加して投影する。
【００６４】
２）投影部による投影可能な領域を図示ＡＢＣＤで囲まれた領域とし、照明用の光の投影を行わない場合は、図示ＡＢＣＤで囲まれた領域で画像を表示し、照明用の光の投影を行う場合は、図示ＣＤＥＦで囲まれた領域の画像データを表示画像メモリに予め記憶されている無画像の画像データに置き換えて投影する。
【００６５】
３）投影部による投影可能な領域を図示ＡＢＣＤで囲まれた領域とし、照明用の光の投影を行わない場合は、図示ＡＢＣＤで囲まれた領域で画像を表示し、照明用の光の投影を行う場合は、画像を図示ＡＢＦＥで囲まれた領域に入るよう縮小し、図示ＣＤＥＦで囲まれた領域に、表示画像メモリに予め記憶されている無画像の画像データを付加して投影する。
【００６６】
なお、図７では、指示部検出領域を画像の下辺側の例で説明したが、これに限るものでなく、画像の上辺側、左辺側、右辺側或いは、これらの複合もしくは四辺の全てであってもよい。
【００６７】
なお、上記の説明では手の左右方向の移動に基づいてコマ送り及びコマ戻しを行う例で説明したが、これに限るものでなく、図４（ｂ）に示すような指示部検出領域５として、手の上下方向の移動に基づいて投影画像の変更を行うよう構成してもよい。更に、図４（ｃ）にしめすような指示部検出領域５として、手の左右方向の移動でコマ送り及びコマ戻しを行い、手の上下方向の移動により輝度変更或いはズーミング等を行うよう構成してもよい。また、移動方向により何をするかは予め決められているものであり、本例に限るものでないのはもちろんである。
【００６８】
上記では、動作の指示部として人の手の場合を例に取り説明したが、レーザポインタによるポインタ位置、指示棒の先端等を動作の指示部としてもよい。以下に、指示部がこれらの場合のフローを説明する。
【００６９】
図８は、レーザポインタによるポインタ位置、指示棒の先端等を動作の指示部とした場合の投影面撮像後の概略動作を示すフローチャートである。なお、図５に示す動作は同様であるので省略する。
【００７０】
図８に示すフローにおいて、図５に示すステップＳ１０３で投影面２を撮像した後、撮像画像メモリ３２（図３参照）に撮像した画像データを格納する（ステップＳ３０２）。
【００７１】
次いで、指示部検出部３３（図３参照）により、撮像画像メモリ３２に格納した画像データを読み出し、該画像データ内の指示部検出領域５内の画像データ領域を抽出する。更に、指示部検出領域５を中央部を境に左右の領域に分割し、指示部の有無を確認する（ステップＳ３０３）。レーザポインタに適用する場合には、指示部検出部３３は撮像画像から該レーザの発信波長に基づく出力値となる画素領域を探し、ポインタ位置を検出するよう構成すればよい。また、指示棒の場合には、略直線画像を抽出し、その先端を検出するよう構成すればよい。
【００７２】
指示部が検出されない場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）は、処理実行部３４（図３参照）が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ３５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、指示部が検出されない場合は、同じ画像が選択され投影される。
【００７３】
一方、指示部（ポインタ或いは指示棒）が検出された場合（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）は、前回撮像した指示部の位置との変化の有無を比較する（ステップＳ３０５）。次いで、指示部位置に変化があったか否か判断する（ステップＳ３０６）。指示部の位置が前回、今回共に右領域にある場合或いは共に左領域にある場合、すなわち指示部位置に変化がない場合（ステップＳ３０６；Ｎｏ）は、処理実行部３４（図３参照）が投影中の同じ画像データを選択（ステップＳ３５１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。すなわち、指示部が検出されても移動が確認されない場合は、同じ画像が選択され投影される。
【００７４】
指示部の位置に変化がある場合（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、指示部の位置が左領域から右領域に移動したか否か判断する（ステップＳ３０７）。指示部の位置が左領域から右領域に移動と判断された場合（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）には、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より次に投影する画像データを選択（ステップＳ３８１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。
【００７５】
指示部の位置が右領域から左領域に移動と判断された場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）には、処理実行部３４が表示画像メモリ３５より前に投影した画像データを選択（ステップＳ３７１）し、ステップＳ１０７（図５参照）へ移行する。
【００７６】
すなわち、検出されたポインタ或いは指示棒先端の位置の時系列的変化に対応して、画像が選択され、次に投影されるということである。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態に係る画像投影装置１は、投影部１０により投影される画像の外側の指示部検出領域を撮像し、この指示部検出領域内で指示部を検出し、検出された指示部の時系列的変化に基づいて投影画像を変更するよう構成されている。
【００７８】
このように、指示部検出領域を投影部１０により投影される画像の外側とすることにより、指示部検出領域には投影される画像が重畳されないため、指示部を簡便な処理で容易に検出することができるようになる。
【００７９】
さらに、プレゼンテーション中に投影画像内を、説明のためにレーザポインタや指示棒で指示しても、指示部検出領域でないため、不要なコマ送りやコマ戻し等の誤動作を防止することができる。
【００８０】
また、指示棒の場合には、指示部検出領域を、投影部により照明用の光を投影することが好ましく、レーザポインタの場合には投影部による照明用の光は投影しないことが好ましい。
【００８１】
なお、本実施の形態では、指示部検出領域を左右に２分割して判断する例で説明したが、これに限るものでなく、より細かく分割して判断してもよい。また、投影部１０として反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）を用いたもので説明したが、上述のように、これに限るものでなく、多数の微小鏡面を平面に配列した表示素子であるデジタルマイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を用いたものにも適用できる。この場合には、図２に示す反射型液晶素子１４をＤＭＤに置き換え、偏光ビームスプリッタＰＢＳとＤＭＤの間に１／４波長板を配置すればよい。また、特開２０１０−１３９６８７号公報に記載のようなＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスを用いた走査型の投影部を用いたものにも適用できるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８２】
１ 画像投影装置
２ 投影面
３ 投影画像
４ 撮像範囲
５ 指示部検出領域
１０ 投影部
１１ 照明光源
１２ 集光光学系
１３ 偏光変換素子
１３ａ λ／２波長板
１３ｐ 偏光分離膜
１４ 反射型液晶素子
１５ 投影光学系
２０ 撮像部
３０ 制御部
３２ 撮像画像メモリ
３３ 指示部検出部
３４ 処理実行部
３５ 表示画像メモリ
３６ 投影画像処理部
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
Ｒ 反射面
Ｔ 手（指示部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影面に画像を投影する投影部と、
前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、
前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される画像の外側の所定領域が撮像可能に設定されており、
前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
投影面に、画像と該画像の外側の所定領域に無画像の照明用の光とを、記憶された画像データに基づいて投影する投影部と、
前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、
前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される前記画像の外側の前記所定領域が撮像可能に設定されており、
前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
前記所定領域は、前記投影部により投影される画像の四辺の少なくとも一辺に沿って帯状に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記照明用の光は、白色光であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記所定領域の画像の時系列的変化に基づいて前記投影画像を変更することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記所定領域の画像から肌色部を検出し、前記肌色部の時系列的変化に基づいて前記投影部の投影画像を変更することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記撮像部により一般の被写体の撮像が可能となされていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項１】
投影面に画像を投影する投影部と、
前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、
前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される画像の外側の所定領域が撮像可能に設定されており、
前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
投影面に、画像と該画像の外側の所定領域に無画像の照明用の光とを、記憶された画像データに基づいて投影する投影部と、
前記投影面を撮像する撮像部と、を有し、
前記撮像部は、少なくとも前記投影部により投影される前記画像の外側の前記所定領域が撮像可能に設定されており、
前記撮像部で撮像された撮像画像のうち、前記所定領域の画像に基づいて、前記投影部による投影画像を変更することを特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
前記所定領域は、前記投影部により投影される画像の四辺の少なくとも一辺に沿って帯状に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記照明用の光は、白色光であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記所定領域の画像の時系列的変化に基づいて前記投影画像を変更することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記所定領域の画像から肌色部を検出し、前記肌色部の時系列的変化に基づいて前記投影部の投影画像を変更することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記撮像部により一般の被写体の撮像が可能となされていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の画像投影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６５００５（Ｐ２０１２−６５００５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０５３８２（Ｐ２０１０−２０５３８２）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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