(57)【要約】      （修正有）【課題】所定の光を出力する制御装置の消費電力を低減する。【解決手段】制御装置（検知装置１５００）は、所定の光の出力領域を決定する決定手段（領域決定部１６０５）と、所定の光を出力領域に出力する出力手段（光源制御部１６０６）と、所定の光を検知することにより、出力領域に対するオブジェクトの侵入を検知する検知手段（ＣＰＵ１６０１）と、を備える。決定手段は、検知手段の検知結果に応じて、出力領域を第１領域から第１領域より広い第２領域に変更する。【選択図】図１６
2020053009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の光の出力領域を決定する決定手段と、
前記所定の光を前記出力領域に出力する出力手段と、
前記所定の光を検知することにより、前記出力領域に対するオブジェクトの侵入を検知する検知手段と、
を備え、
前記決定手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記出力領域を第１領域から前記第１領域より広い第２領域に変更する、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記所定の光は、ピーク波長を不可視光の波長領域に有する不可視光である、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１領域は、操作オブジェクトを含む領域の外周の一部の領域であり、
前記第２領域は、前記操作オブジェクトを含む領域である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
可視光を用いて画像を投影面の投影領域に投影する投影手段をさらに備え、
前記第１領域は、前記投影領域の外枠の少なくとも一部に対応する領域であり、
前記第２領域は、前記投影領域のうち、前記画像に含まれる操作オブジェクトに対応する領域である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記投影手段によって投影される前記画像のうちＵＩ（ユ―ザインタフェース）の位置を取得する位置取得手段をさらに有し、
前記決定手段は、前記ＵＩが投影される領域を前記第２領域として決定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記ＵＩを含む画像データを生成する生成手段をさらに有し
前記位置取得手段は、前記生成手段によって生成される前記画像データに基づいて前記ＵＩの位置を取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
画像データを外部装置から受信する受信手段をさらに有し、
前記位置取得手段は、前記画像データに基づいて前記ＵＩの位置を取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項８】
画像データおよび前記画像データに対応する前記ＵＩの位置情報を外部装置から受信する受信手段をさらに有し、
前記位置取得手段は、前記受信手段によって受信される位置情報を前記ＵＩの位置情報として取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項９】
前記出力手段が前記第２領域に前記所定の光を出力している状態で、前記検知手段が前記第２領域に対してオブジェクトの侵入を検知したことに応じて、所定の処理を実行する処理手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記検知手段は、前記出力手段が前記所定の光を出力したタイミングと、前記検知手段
が前記所定の光を検知したタイミングとの時間差に基づいて、前記出力手段が前記所定の光を出力している領域におけるオブジェクトの侵入を検知する、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記決定手段は、前記出力手段が前記第２領域に対して前記所定の光を出力しているときに、前記検知手段が所定の時間以上、オブジェクトの侵入を検知しない場合、前記出力領域を前記第１領域に変更する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
所定の光の出力領域を決定する決定ステップと、
前記所定の光を前記出力領域に出力する出力ステップと、
前記所定の光を検知することにより、前記出力領域に対するオブジェクトの侵入を検知する検知ステップと、
を有し、
前記決定ステップでは、前記検知ステップの検知結果に応じて、前記出力領域を第１領域から前記第１領域より広い第２領域に変更する、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
前記所定の光は、ピーク波長を不可視光の波長領域に有する不可視光である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記第１領域は、操作オブジェクトを含む領域の外周の一部の領域であり、
前記第２領域は、前記操作オブジェクトを含む領域である、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の制御方法。
【請求項１５】
可視光を用いて画像を投影面の投影領域に投影する投影ステップをさらに有し、
前記第１領域は、前記投影領域の外枠の少なくとも一部に対応する領域であり、
前記第２領域は、前記投影領域のうち、前記画像に含まれる操作オブジェクトに対応する領域である、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記投影ステップで投影される前記画像のうちＵＩ（ユ―ザインタフェース）の位置を取得する位置取得ステップをさらに有し、
前記決定ステップでは、前記ＵＩが投影される領域を前記第２領域として決定する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記ＵＩを含む画像データを生成する生成ステップをさらに有し
前記位置取得ステップでは、前記生成ステップで生成される前記画像データに基づいて前記ＵＩの位置を取得する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の制御方法。
【請求項１８】
画像データを外部装置から受信する受信ステップをさらに有し、
前記位置取得ステップは、前記画像データに基づいて前記ＵＩの位置を取得する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の制御方法。
【請求項１９】
画像データおよび前記画像データに対応する前記ＵＩの位置情報を外部装置から受信する受信ステップをさらに有し、
前記位置取得ステップでは、前記受信ステップで受信される位置情報を前記ＵＩの位置情報として取得する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の制御方法。
【請求項２０】
前記第２領域に前記所定の光を出力している状態で、前記第２領域に対してオブジェクトの侵入を検知したことに応じて、所定の処理を実行する処理ステップをさらに有する、
ことを特徴とする請求項１５から１９のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項２１】
前記検知ステップでは、前記出力ステップで前記所定の光を出力したタイミングと、前記検知ステップで前記所定の光を検知したタイミングとの時間差に基づいて、前記所定の光を出力している領域におけるオブジェクトの侵入を検知する、
ことを特徴とする請求項１２から２０のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項２２】
前記決定ステップでは、前記第２領域に対して前記所定の光を出力しているときに、前記検知ステップで所定の時間以上、オブジェクトの侵入を検知しない場合、前記出力領域を前記第１領域に変更する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の制御方法。
【請求項２３】
請求項１２から２２のいずれか一項に記載の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２４】
請求項１２から２２のいずれか一項に記載の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶するコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御方法、プログラム、および記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影装置（プロジェクタ）によって投影された画像の近傍で行われるユーザの操作を検出することが可能な投影装置がある。
【０００３】
特許文献１では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）などの可視光をそれぞれ発するレーザー光源と、赤外光などの不可視光を発するレーザー光源とを搭載したレーザー走査型のプロジェクタが開示されている。このようなプロジェクタでは、投影された不可視光の反射光を検出することによりユーザの操作等を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５８５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、操作を検出するために、常に画面全体へ赤外光を投影することから、ユーザ操作の有無に関係なく不可視光を投影しているため消費電力が増加してしまうという問題がある。特に、近年では、プロジェクタと接続する電子機器のバッテリでプロジェクタを駆動することが行われており、消費電力の削減に対する需要が高まってきている。
【０００６】
そこで、本発明は、所定の光を出力する制御装置の消費電力を低減することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、
所定の光の出力領域を決定する決定手段と、
前記所定の光を前記出力領域に出力する出力手段と、
前記所定の光を検知することにより、前記出力領域に対するオブジェクトの侵入を検知する検知手段と、
を備え、
前記決定手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記出力領域を第１領域から前記第１領域より広い第２領域に変更する、
ことを特徴とする制御装置である。
【０００８】
本発明の一態様は、
所定の光の出力領域を決定する決定ステップと、
前記所定の光を前記出力領域に出力する出力ステップと、
前記所定の光を検知することにより、前記出力領域に対するオブジェクトの侵入を検知する検知ステップと、
を有し、
前記決定ステップでは、前記検知ステップの検知結果に応じて、前記出力領域を第１領域から前記第１領域より広い第２領域に変更する、
ことを特徴とする制御方法である。
【０００９】
本発明の一態様は、コンピュータを、上記の投影装置の各手段として機能させるためのプログラムである。
【００１０】
本発明の一態様は、上記プログラムを記憶するコンピュータが読み取り可能な記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所定の光を出力する制御装置の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る投影装置の一例を示すブロック図
【図２】実施形態１に係る画像投影処理の一例を示すフローチャート
【図３】実施形態１に係る画像投影処理の一例を示すフローチャート
【図４】実施形態１に係る不可視光投影領域の算出方法を説明する概念図
【図５】実施形態１に係る不可視光投影領域を示す概念図
【図６】実施形態１に係る不可視光を用いた距離算出方法を示す図
【図７Ａ】実施形態１に係る基準の距離画像を説明する概念図
【図７Ｂ】実施形態１に係る距離画像を説明する概念図
【図７Ｃ】実施形態１に係る差分画像を説明する概念図
【図７Ｄ】実施形態１に係るＵＩ操作画像を説明する概念図
【図８】実施形態２に係る投影装置及び外部機器の一例を示すブロック図
【図９】実施形態２に係る画像投影処理の一例を示すフローチャート
【図１０】実施形態３に係る投影装置及び外部機器の一例を示すブロック図
【図１１】実施形態４に係る投影装置の一例を示すブロック図
【図１２】実施形態４に係る画像投影処理の一例を示すフローチャート
【図１３】実施形態４に係る不可視光投影領域の一例を示す図
【図１４】実施形態５に係る不可視光投影領域の一例を示す図
【図１５】実施形態６に係る検知装置の模式図
【図１６】実施形態６に係る検知装置の機能ブロック図
【図１７】実施形態６に係る検出処理のフローチャート
【図１８】実施形態６に係る不可視光の照射領域を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
＜概要＞
以下、本実施形態に係る投影装置１００について説明する。本実施形態に係る投影装置１００は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の可視光を用いて、投影面の投影領域に画像（投影画像）を投影することが可能な電子機器である。また、投影装置１００は、投影画像に含まれるＵＩ（ユ―ザインタフェース；Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が表示される領域に赤外レーザー光（不可視光）を照射（投影）する。また、投影装置１００は、不可視光の照射タイミングと、不可視光が投影面や対象物（ユーザなど）に反射した光（反射光）を受光するタイミングとに基づいて、ユーザの有無、ユーザ操作、ジェスチャ等を検知する。投影装置１００は、検知した結果に基づいて、所定の処理を実行する。
【００１４】
本実施形態に係る投影装置１００は、可視光を用いて投影画像が投影される領域（投影領域）よりも不可視光が投影される領域が小さくなるように、投影画像のＵＩの位置を示す情報に基づいて、不可視光を投影する領域を制御する。以下、本実施形態に係る投影装置１００の全体構成、処理内容について順に説明する。
【００１５】
＜全体構成＞
図１は、本実施形態に係る投影装置１００のブロック図を示す。投影装置１００は、演算装置（プロセッサ）、メモリ、記憶装置、入出力装置等を含む情報処理装置（コンピュータ）である。記憶装置に格納されたプログラムを投影装置１００が実行することで、投影装置１００の後述する機能が提供される。それらの機能の一部または全部は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの専用の論理回路により実装されてもよい。また、投影装置１００は、例えば、パーソナルコンピュータや、スマートフォンなどの機能を内蔵するプロジェクタ（電子機器）と捉えることもできる。
【００１６】
ＣＰＵ１０１は、後述するメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、投影装置１００の各機能の動作を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に記憶されたアプリケーションを実行する。
【００１７】
メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムや画像データなどを記憶する記憶媒体である。
【００１８】
画像生成部１０３は、ＣＰＵ１０１の要求に応じて投影画像データを生成する機能部である。本実施形態では、投影画像には、ユーザが操作を行うためのユーザインターフェース画像（以下、ＵＩ画像と称する）が含まれている例について説明する。
【００１９】
ＵＩ位置取得部１０４は、投影画像データにおけるＵＩ画像の位置を特定するための情報（ＵＩ位置情報）を取得する機能部である。また、ＵＩ位置取得部１０４はＵＩ画像の形状情報を抽出する。
【００２０】
領域決定部１０５は、赤外レーザー光を投影する領域（赤外投影領域）を決定する機能部である。また、領域決定部１０５は、決定した赤外投影領域に関する情報（赤外投影領域情報）を、後述する光源制御部１０６に出力する。領域決定部１０５は、投影画像データにおけるＵＩ画像の位置を特定するための情報（ＵＩ位置情報）をＵＩ位置取得部１０４から取得する。ＵＩ位置情報は、画像生成部１０３から取得することができる。なお、赤外投影領域情報の方法に関する詳細は後述する。また、本実施形態に係る投影装置１００は、投影画像にＵＩ画像が存在する（位置情報等を取得できる）場合に、不可視光を投影する。
【００２１】
光源制御部１０６は、投影画像データおよび赤外投影領域情報に基づいて、可視光を出力するレーザー光源１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂおよび赤外レーザー光源ＩＲを制御するための光源制御信号を生成する。なお、投影画像データは、メモリ１０２から読み出された投影画像データでもよい。光源制御部１０６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの可視光源と、赤外（ＩＲ）の非可視光源とのそれぞれに対する光源制御信号を生成する。また、光源制御部１０６は、各レーザー光源から出力されたレーザー光を投影面上で走査するために走査ミラー（ＭＥＭＳ）を制御する同期信号（垂直同期信号、水平同期信号）を生成してミラー制御部１１２に出力する。
【００２２】
レーザードライバ１０７は、光源制御部１０６から出力された光源制御信号に基づいて、各レーザー光源の駆動電流を出力する。具体的には、レーザードライバ１０７は、各光制御信号に対応するレーザー光源の駆動電流を変調して、レーザー光源１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂおよび赤外レーザー光源１１０に対してそれぞれ駆動電流を出力する。
【００２３】
レーザー光源１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂは、レーザードライバ１０７から供給される駆動電流に基づいてレーザー光を出射する可視光源である。レーザー光源１０８Ｒは赤
色レーザー光（Ｒ）、レーザー光源１０８Ｇは緑色レーザー光（Ｇ）、レーザー光源１０８Ｂは青色レーザー光（Ｂ）を出射する。
【００２４】
ダイクロイックミラー１０９は、特定波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する性質を有する。本実施形態に係るダイクロイックミラー１０９は、上記性質を利用して、３つのレーザー光源であるレーザー光源１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂより出射された各色のレーザー光を合成して、赤色光、緑色光、青色光成分を含むレーザー光を出力する。
【００２５】
赤外レーザー光源１１０は、レーザードライバ１０７から供給される駆動電流に基づいて赤外レーザー光を出射する不可視光源である。
【００２６】
ダイクロイックミラー１１１は、ダイクロイックミラー１０９で合成したレーザー光と、赤外レーザー光源１１０より出射される赤外レーザー光とを合成して、赤色光、緑色光、青色光、赤外光成分を含むレーザー光を出力する。
【００２７】
ミラー制御部１１２は、光源制御部１０６より出力される水平および垂直同期信号に基づいて、水平方向および垂直方向について予め定められた角度範囲で走査ミラーを駆動するための駆動信号を生成し、走査ミラー１１３に供給する機能部である。角度範囲は固定値とし、メモリ１０２に予め記憶しておくことができる。
【００２８】
走査ミラー１１３は、ダイクロイックミラー１１１から出射されたレーザー光を反射して、投影面方向に光路を変更する反射部材である。ミラー制御部１１２によって走査ミラー１１３の反射面の角度を変化させることにより、走査ミラー１１３が反射したレーザー光を投影面上に走査（２次元スキャン走査）することができる。なお、本実施形態に係る投影装置１００は、レーザー走査方式で画像投影を行っているが、画像の投影方法は特に限定されず、例えば、レーザー投射方式や、液晶パネルを用いて画像投影を行ってもよい。投影装置は、レーザー光源、レーザードライバ、ダイクロイックミラー、ミラー制御部、および走査ミラー等を用いているが、これらの代わりに光源部、光源制御部、液晶制御部、液晶素子等を用いて投影を行ってもよい。
【００２９】
設定部１２０は、投影装置１００の設定を変更するための機能部である。本実施形態では、設定部１２０は、ユーザ操作に基づく操作信号を入力して、投影装置１００の設定を変更する。
【００３０】
受光部１３０は、赤外レーザー光源１１０から出射され、投写面（投影面や対象物）において反射された赤外レーザー光を検出する機能部である。受光部１３０は例えばフォトダイオード、２次元センサ等を用いることができる。
【００３１】
距離検出部１３１は、赤外レーザー光源１１０によって出射される赤外レーザー光と、受光部１３０によって検出される赤外レーザー光（反射光）とに基づいて、投写面までの距離を算出する機能部である。例えば、距離検出部１３１は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）法によって距離の検出を行う。具体的には、赤外レーザー光源１１０が赤外レーザー光を出射してから受光部１３０が赤外レーザー光を検知するまでの時間差を測定することにより上記距離を算出する。なお、距離検出部１３１は、投影装置１００と投写面との距離を算出することができればよく、測距方法については上記に限定されない。距離算出の詳細は後述する。
【００３２】
なお、画像生成部１０３、ＵＩ位置取得部１０４、領域決定部１０５等は、ＣＰＵ１０１によって実現される機能部であってもよい。
【００３３】
＜処理内容＞
図２は、本実施形態に係る投影装置１００の処理内容を示すフローチャートである。図２に示す処理は、投影装置１００が起動され、初期設定が完了すると開始される。
【００３４】
Ｓ２０１で、ＣＰＵ１０１は、ユーザの操作を検出するモードである操作検出モードが有効であるか否かを判断する。操作検出モードが有効である場合は、Ｓ２０２へ移行し、そうでない場合はＳ２１１へ移行する。操作検出モードのＯＮ（有効）／ＯＦＦ（無効）を示す情報はメモリ１０２から読み出すことができる。なお、操作検出モードの設定は、ユーザが操作部（不図示）を介して設定することができる。
【００３５】
Ｓ２０２で、画像生成部１０３は、投影面に可視光画像を投影するための投影画像データを取得（生成）する。なお、本実施形態では、投影画像データは、メモリ１０２から読み出した画像データであるが、外部装置から入力された画像でもよい。ここで、投影装置１００が操作用の画像であるＵＩ画像（操作画像）を重畳して投影する場合、投影画像データにＵＩ画像データを合成する処理を実行する。
【００３６】
Ｓ２０３で、ＵＩ位置取得部１０４は、投影画像データにおけるＵＩ画像の位置を特定するためのＵＩ位置情報を取得する。ここで、ＵＩ画像に対応する領域とは、投影画像のうちＵＩ画像が表示される領域を示す。ＵＩ位置情報は、例えば、投影画像データにおけるＵＩ画像の中心位置を示す座標情報と、ＵＩ画像の形状を示すパターン情報である。また、ＵＩ位置情報は、ＵＩ画像に対応する領域を所定の階調値とし、他の領域の階調値を０とした画像データ（不可視光画像データ）であってもよい。
【００３７】
Ｓ２０４で、光源制御部１０６、レーザードライバ１０７、およびミラー制御部１１２は、投影画像データに基づく投影画像を、可視光を用いて投影面に投影する。光源制御部１０６は、投影画像データの各画素のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの階調値に基づいて、レーザー光源１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂそれぞれに対応するレーザー光の強度を示す光源制御信号を決定する。光源制御部１０６は、投影画像データに基づいて同期信号を生成してミラー制御部１１２に出力する。レーザードライバ１０７は、光源制御信号に基づいて、各レーザー光源１０８の駆動信号を生成して、各レーザー光源１０８に出力する。各レーザー光源１０８は、入力された駆動信号に基づいて、レーザー光を出力する。
【００３８】
ミラー制御部１１２は、各画素の位置に応じた投影面の位置に、当該画素の画素値に対応する出力で出射されたレーザー光が照射されるように走査ミラー１１３の角度（反射角度）を制御する。走査ミラー１１３は、共振周波数で周期的に画像の水平方向に対する反射角が振動し、フレームレートに対応する周波数で周期的に画像の垂直方向に対する反射角が振動するように制御される。走査ミラー１１３の垂直方向の振動は、光源制御部１０６から取得した同期信号に同期するように制御される。また、光源制御部１０６およびレーザードライバ１０７は、走査ミラーの１１３が水平方向に振動する共振周波数に同期して、水平方向の１ライン分の画素に対応する出力が完了するように、レーザー光の出力タイミングと強度とを制御する。上述のようにして、投影画像データに基づいて、各レーザ光の出力強度、出力タイミング、および走査方向を制御することによって、可視光による投影画像が投影面の投影領域に投影される。
【００３９】
Ｓ２０５で、光源制御部１０６、レーザードライバ１０７、およびミラー制御部１１２は、赤外投影領域情報に基づいて不可視光を投影面に投影する。光源制御部１０６は、赤外投影領域情報に基づいて、投影領域に投影される投影画像のうちＵＩ画像を含む領域に不可視光が投影されるように、赤外レーザー光源１１０の出力強度、出力タイミング、走査方向を制御する。光源制御部１０６は、投影面の投影領域のうち、投影領域よりも（例
えば、面積が）狭いＵＩ画像に対応する領域のみに不可視光が照射されるように、不可視光のレーザー光の出力タイミングと強度とを制御する。上述したように、不可視光画像データを生成した場合には、不可視光画像データに基づいて赤外レーザー光の出力強度を制御してもよい。投影画像が投影される投影領域よりも狭い領域のみに不可視光を照射することにより、投影画像（投影領域）全面に対して不可視光を照射するよりも消費電力が低減される。不可視光を照射する領域は、ＵＩ画像が存在する領域のみではなく、ＵＩ画像とその近傍を含む領域であってもよい。
【００４０】
Ｓ２０６で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作を検出（検知）する。本実施形態に係る投影装置１００は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）法によって投影装置１００と投影面または対象物との距離を検出し、当該距離の変化に基づいてユーザ操作を検出する。ユーザ操作の検出方法は後述する。
【００４１】
Ｓ２０７で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作が行われたか否かを判断する。Ｓ２０６においてユーザ操作が検出された場合はＳ２０８へ進み、そうでない場合は、Ｓ２０９へ進む。
【００４２】
Ｓ２０８で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作の検出に応じて、ユーザ操作に対応する処理を実行するための操作信号を出力する。操作信号は、投影されるＵＩ画像に対応付けられてあらかじめ定められるとする。例えば、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作があった場合に、投影画像を切り換える（投影画像データを切り替える）処理を実行するように、画像生成部１０３を制御する信号を出力する。また、ＣＰＵ１０１は、投影装置１００の設定を変更するための操作信号を設定部に出力する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、投影装置１００が実行可能な所定の処理に関連付けられた操作画像であるＵＩ画像に対してユーザの所定の操作が実行された場合、ＵＩ画像にあらかじめ対応付けられた所定の処理を実行する。
【００４３】
また、操作信号は、外部装置に対して出力されてもよい。例えば、外部装置から入力された画像データに基づいて、画像を投影している場合、外部装置に対してページ送り／戻し等の指示を行う操作信号を出力することも可能である。
【００４４】
上記の説明では、可視光画像の投影処理、不可視光の照射処理、ユーザ操作の検出処理の順に実行する例について説明したが、実行順は特に限定されない。例えば、可視光レーザー光と不可視光レーザー光とを共通の走査ミラーのスキャンに同期して出力してもよい。前者の場合、フレームレートの４倍の周波数で垂直方向のスキャンを実行することになるが、後者の場合、ミラーのスキャンはフレームレートに対応した周波数で制御することができる。
【００４５】
Ｓ２０９で、ＣＰＵ１０１は、画像投影中にユーザ操作によって、検出モードが有効から無効へ切り替えられたか否かを判断する。検出モードが切り替えられた場合はＳ２０１へ移行し、そうでない場合はＳ２１０へ進む。
【００４６】
Ｓ２１０で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作によって、画像投影を終了する操作がなされたか否かを判断する。終了操作がなされた場合は本処理を終了し、そうでない場合はＳ２０２へ移行する。ＣＰＵ１０１は、例えば、画像投影を終了する指示や、電源をオフにする指示等をユーザから受け付けた場合に終了操作がなされたと判断する。
【００４７】
Ｓ２１１，Ｓ２１２は、それぞれＳ２０２，Ｓ２０４と同様の処理を行うので説明を省略する。
【００４８】
Ｓ２１３で、ＣＰＵ１０１は、画像投影中にユーザ操作によって、検出モードが無効か
ら有効へ切り替えられたか否かを判断する。検出モードが切り替えられた場合はＳ２０１へ移行し、そうでない場合はＳ２１４へ進む。
【００４９】
Ｓ２１４で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作によって、画像投影を終了する操作がなされたか否かを判断する。終了操作がなされた場合は本処理を終了し、そうでない場合はＳ２１１へ移行する。ＣＰＵ１０１は、例えば、画像投影を終了する指示や、電源をオフにする指示等をユーザから受け付けた場合に終了操作がなされたと判断する。
【００５０】
≪ユーザ操作の抽出処理≫
次に、図３に示すフローチャートを用いて、ユーザ操作を抽出する処理について説明する。
【００５１】
Ｓ３０１で、距離検出部１３１は、投影装置１００と投影面との間に障害物（対象物）がない状態で投影画像の各画素に対して測距を行う。具体的には、投影された赤外レーザー光の反射光を検出することにより距離を検出する。そして、距離検出部１３１は、投影画像の各画素に対応する距離情報を示す画像である基準距離画像を生成する。基準距離画像の各画素値は、距離検出部１３１が検出した距離である（図７Ａ）。生成された基準距離画像は、メモリ１０２に記憶される。なお、基準距離画像の生成は、投影装置１００の起動時に１度だけ行われてもよい。また、距離検出部１３１は、投影画像の各画素のうち一部の画素に対して測距を行ってもよい。
【００５２】
Ｓ３０２で、ＣＰＵ１０１は、投影画像にＵＩ画像が含まれるか否かを判断する。投影画像にＵＩ画像が含まれると判断した場合はＳ３０３に進み、そでない場合は、Ｓ３０７に進む。
【００５３】
Ｓ３０３で、距離検出部１３１は、上述のＳ３０１の処理と同様に投影装置１００から投影面または障害物までの距離を検出する。
【００５４】
Ｓ３０４で、ＣＰＵ１０１は、距離検出部１３１が求めた距離に基づいて、距離画像を生成する。距離画像の生成については後述する。
【００５５】
Ｓ３０５で、ＣＰＵ１０１は、距離画像と基準距離画像の各画素値とを比較して、差分画像（差分データ）を生成する。
【００５６】
Ｓ３０６で、ＣＰＵ１０１は、差分画像と投影画像とに基づいて、ＵＩ画像に該当する領域におけるユーザ操作を検出する。例えば、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作として投影画像に表示されるボタンへのタッチ操作等を検出する。例えば、ＣＰＵ１０１は、差分画像におけるＵＩ画像に該当する領域における距離が、小さくなった後に大きくなり、さらに小さくなるような場合にタッチ操作が行われたと判断する。
【００５７】
Ｓ３０７で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作（ＵＩ操作）の抽出処理を終了するか否かを判断する。本処理を継続すると判断した場合はＳ３０２へ戻り、そうでない場合は本処理を終了する。なお、ユーザ操作の抽出処理は、画像投影処理とは別の処理として同時に行われてもよい。
【００５８】
≪赤外投影領域の算出方法≫
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、本実施形態に係る赤外投影領域の算出方法を説明する概念図である。
【００５９】
図４（Ａ）は、投影画像データを示す模式図である。投影画像データは、水平方向に３
２画素、垂直方向に１８画素の複数の画素からなる画像データである。投影画像４００は、ＵＩ４０１とＵＩ４０２とを含む。ＵＩ４０１とＵＩ４０２はあらかじめ画像生成部１０３によって生成される。投影画像４００において、最左上の画素の座標を（０，０）、最右下の画素の座標を（１７，３１）とする。
【００６０】
図４（Ｂ）は、投影画像４００のうち赤外レーザー光が照射される領域を示す赤外投影領域情報４５０を示す。本実施形態では、赤外投影領域情報４５０は、不可視光を照射する領域を示す画像データである。領域決定部１０５は、ＵＩ位置取得部１０４からＵＩ４０１とＵＩ４０２の中心位置を示す座標と、ＵＩ画像の形状情報を受け取る。例えば、ＵＩ４０１の中心位置は、座標（１４，５）であり、形状情報は５×５の矩形である。また、ＵＩ４０１の中心位置は、座標（１４，２６）であり、形状情報は５×５の矩形である。そして、領域決定部１０５は、ＵＩ４０１とＵＩ４０２の位置に相当する領域（図４（Ｂ）の斜線部）の画素の値を１に設定し、それ以外の画素の値を０に設定することで赤外投影領域情報４５０を生成する。すなわち、赤外投影領域情報４５０のうち画素値が１の部分が赤外投影領域である。
【００６１】
図５は、本実施形態に係る赤外レーザー光の投影領域を示す概念図である。走査ミラー１１３はレーザー光源１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂと赤外レーザー光源１１０を合成したレーザー光を２次元走査線５０１上に走査して投影する。なお、図５の２次元走査線５０１は説明のために走査線の間隔を大きく示しているが実際は画像の解像度を投影できる程度に小さい間隔である。
【００６２】
光源制御部１０６は、投影画像５００に基づいてレーザー光源１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂを変調して画像に対応する２次元走査線５０１上でレーザー光を点灯させる。また、光源制御部１０６は赤外投影領域情報４５０を用いて２次元走査線５０１と、ＵＩ画像が表示される領域を示すＵＩ領域５０２とが重なる点である点５０３に対して赤外光を照射するように赤外レーザー光源１１０を制御する。このようにして、投影装置１００は、ＵＩ領域５０２のみに赤外レーザー光を投影する。
【００６３】
≪距離算出方法≫
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本実施形態に係る赤外レーザー光を用いた距離算出方法を示す。
【００６４】
図６（Ａ）は、投影された赤外レーザー光に対応する反射光の検出を示す図である。赤外レーザー光源１１０から出力された赤外レーザー光は、走査ミラー１１３を介して投影面６００に投影される。そして、投影面６００または障害物６０１（例えば、ユーザの手）に反射した赤外レーザー光は、受光部１３０で検出される。
【００６５】
図６（Ｂ）は、赤外レーザー光源１１０から出力された赤外レーザー光と、受光部１３０で受光された反射光とを示す。波形６２０は、横軸が時間、縦軸が赤外光の強度を示し、赤外レーザー光源１１０から出力された赤外レーザー光の点灯タイミングを示した波形である。波形６２１は、波形６２０と同様に横軸が時間、縦軸が強度を示し、受光部１３０で受光される赤外レーザー光の受光タイミングを示した波形である。Δｔは赤外レーザー光源１１０の点灯したレーザー光が投影面又は障害物に反射して戻ってくるまでの時間を示す。
【００６６】
距離検出部１３１は、波形６２０および波形６２１の波形の立ち上がり時間差（出射した光と反射光との位相差）から下記の式（１）を用いて投影装置１００と、投影面６００または障害物６０１との距離を算出する。
（数１）
ｄ＝ｃ×Δｔ／２      ・・・（１）
ここで、ｄは距離、ｃは光速を示す。なお、上記の時間差は、不可視光が照射されてから反射光として検出されるまでの時間差と捉えることもできる。
【００６７】
距離検出部１３１は、投影画像の画素数分の測距を繰り返した後に赤外投影領域情報と同じ画素数の距離画像を生成する。
【００６８】
≪ＵＩ操作情報の生成≫
図７Ａ〜図７Ｄは、本実施形態に係るＵＩ操作情報の生成を説明する概念図である。
【００６９】
図７Ａは、投影装置１００と投影面６００との距離（以下、基準距離とも称する。）を示す基準距離画像７００を示す。基準距離画像７００は、投影装置１００と投影面６００までの間に障害物がない状態で距離検出部１３１によって取得される距離画像である。基準距離画像７００における各画素値は、投影装置１００と投影面６００との距離を示す値である。本実施形態では、ＵＩ画像が表示される領域（図４（Ｂ））に対してのみ距離検出を行うため、対応する画素のみに距離を示す値（図７Ａの例では「１０」）が取得されている。なお、基準距離を取得する対象の画素については特に限定されず、すべての画素について測距を行ってもよい。
【００７０】
図７Ｂは、投影装置１００と、投影面６００または障害物６０１との距離を示す距離画像７１０を示す。距離画像７１０は、投影装置１００と投影面６００までの間に障害物がある状態で距離検出部１３１によって取得される距離画像である。また、距離検出部１３１は、本実施形態では、ＵＩ画像が表示される領域に含まれる画素に対して測距を行う。測距対象ではない画素に関しては基準距離画像７００の値を用いて距離画像７１０を生成する。なお、測距対象の画素については特に限定されず、すべての画素について測距を行ってもよい。
【００７１】
図７Ｃは、基準距離画像７００および距離画像７１０の各画素値を比較して得られる差分画像７２０を示す。
【００７２】
図７Ｄは、差分画像７２０と、上述の赤外投影領域情報４５０との各画素の積を算出して得られるＵＩ操作画像７３０を示す。ＣＰＵ１０１は、ＵＩ領域７３１およびＵＩ領域７３２を解析して、ＵＩ４０１およびＵＩ４０２に対するユーザ操作を検出する。例えば、ＣＰＵ１０１は、ＵＩ領域７３１またはＵＩ領域７３２の各画素値の平均と所定の値とを比較してＵＩに対するユーザ操作を検出することができる。ここで、所定の値とは、距離検出部１３１によって取得される距離と上記基準距離との差がユーザ操作に基づくものか否かを判別するための値であって、例えば、２とすることができる。この場合、図７Ｄに示すＵＩ領域７３２における各画素値の平均値は５．６４であり、所定の値よりもＵＩ領域７３２の平均値が大きいので、ＣＰＵ１０１はＵＩ４０２に対するユーザ操作が行われたと判断する。ＣＰＵ１０１はＵＩ操作の判断結果を用いてアプリケーションの操作を行う。また、ＵＩ領域７３１の平均値は０なのでＣＰＵ１０１は、ＵＩ４０１に対するユーザ操作は行われていないと判断する。なお、上記所定の値は特に限定されない。また、ＣＰＵ１０１は、所定の値を用いずに、ＵＩ操作画像７３０のうち０以外であればユーザ操作が行われたと判断してもよい。
【００７３】
＜本実施形態の有利な効果＞
以上の通り、投影画像に含まれるＵＩ画像に対するユーザ操作の検出において、ＵＩ画像のみに赤外レーザー光を照射することで、不要な赤外レーザー光の投影を抑えて投影装置１００の電力消費を削減することができる。
【００７４】
（実施形態２）
＜概要＞
上述の実施形態１では、投影装置の内部で投影画像の生成を行う例について説明した。本実施形態に係る投影装置は、外部機器上で実行されるアプリケーションが表示する画面に含まれるＵＩ画像に対するユーザ操作を検出する。本実施形態における投影装置２００の構成について、上述の実施形態１と同様の機能部については同様の番号を付して説明を省略する。
【００７５】
＜全体構成＞
図８は、本実施形態に係る投影装置２００および外部機器２５０の構成を示すブロック図である。
【００７６】
≪投影装置２００≫
投影装置２００は、外部機器２５０から出力された投影画像を液晶パネルを用いて投影する。また、投影装置２００は、赤外レーザー光を走査ミラー１１３を用いて２次元走査を行うことで投影する。
【００７７】
ＵＩ画像解析部２０４は、外部機器２５０から入力された投影画像にＵＩが含まれるか否かを解析する機能部である。また、ＵＩ画像解析部２０４は、上記投影画像にＵＩが含まれる場合、投影画像データにおけるＵＩ画像の位置を特定するための情報を取得する。
【００７８】
光源制御部２０６は、赤外投影領域情報に基づいて、赤外レーザー光源ＩＲを制御するための光源制御信号を生成する機能部である。なお、本実施形態では、レーザー走査方式で不可視光の投影を行っているが、画像投影方法は特に限定されず、例えば、液晶パネルを用いた画像投影でもよい。
【００７９】
レーザードライバ２０７は、光源制御部２０６によって出力された光源制御信号に基づいて、赤外レーザー光源１１０の駆動電流を変調して赤外レーザー光源１１０に出力する機能部である。
【００８０】
通信部２１４は、投影装置２００と外部機器２５０と通信を行う機能部である。本実施形態では、通信部２１４は、外部機器２５０から投影画像データを受信（入力）する。また、通信部２１４は、投影装置２００によって検出されたＵＩ操作情報を外部機器２５０に送信（出力）する。
【００８１】
光源制御部２１５は、後述する光源部２１６のオン／オフの制御や明るさの制御を行う機能部である。光源制御部２１５は、例えば、制御用のマイクロプロセッサである。なお、光源制御部２１５は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ＣＰＵ１０１が光源制御部２１５と同様の処理を実行しても良い。
【００８２】
光源部２１６は、画像を投影するための光を出力する機能部であり、例えば、レーザー、ＬＥＤハロゲンランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプなどで構成される。
【００８３】
液晶制御部２１７は、入力された投影画像データに基づいて、後述する液晶素子部２１８の各画素（Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素）の液晶に印可する電圧を制御して、液晶素子の反射率もしくは透過率を調整する機能部である。
【００８４】
液晶素子部２１８は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のフィルタが設けられた液晶素子に投影画像の画素値に応じた電圧を印加して赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を変調する機能部である。
【００８５】
投影部２１９は、液晶素子部２１８を透過した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を合成する機能部である。例えば、投影部２１９は、ダイクロイックミラーやプリズムなどである。そして、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の成分を合成した光は、不図示の投影光学系に送られる。このとき、液晶素子部２１８は、入力された投影画像データに対応する光の透過率となるように、液晶制御部２１７により制御される。そのため、投影部２１９により合成された光は、投影光学系により投影されると、入力された投影画像に対応する画像が投影面上に表示されることになる。なお、本実施形態では、液晶パネルを用いて画像投影を行っているが、画像投影方法は特に限定されず、例えば、実施形態１と同様にレーザー走査方式で画像投影を行ってもよい。
【００８６】
≪外部機器２５０≫
外部機器２５０は、演算装置（プロセッサ）、メモリ、記憶装置、入出力装置等を含む情報処理装置（コンピュータ）である。記憶装置に格納されたプログラムを外部機器２５０が実行することで、外部機器２５０の後述する機能が提供される。それらの機能の一部または全部は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの専用の論理回路により実装されてもよい。外部機器２５０は、具体的にはパーソナルコンピュータ、スマートフォン、デジタルカメラなどである。外部機器２５０は、投影する画像データを投影装置２００に送信（出力）する。なお、外部機器２５０の代わりネットワーク上のデータベースを用いて、不図示のネットワークを介して投影装置２００を上記データベースと接続して、投影装置２００はネットワーク上のデータベースから画像を取得してもよい。
【００８７】
ＣＰＵ２５１は、後述するメモリ２５２に記憶されたプログラムを実行することにより、外部機器２５０の各機能の動作を制御する。また、ＣＰＵ２５１は、メモリ２５２に記憶された外部機器２５０内のアプリケーションを実行する。
【００８８】
メモリ２５２は、ＣＰＵ２５１が実行するプログラムコード、画像データなどを記憶する。
【００８９】
ＵＩ合成部２５３は、ＣＰＵ２５１が生成した画像にＵＩ画像を合成して得られた画像を通信部２５４に出力する機能部である。
【００９０】
通信部２５４は、投影画像データを投影装置２００に出力する。また、ＣＰＵ２５１は通信部２５４を介して投影装置２００からＵＩ操作情報を受信してアプリケーションの操作を行う。
【００９１】
＜処理内容＞
図９は、本実施形態に係る投影装置２００および外部機器２５０の処理を示すフローチャートである。最初に外部機器２５０の動作を説明する。
【００９２】
≪外部機器２５０≫
Ｓ９５１で、ＣＰＵ２５１は、外部機器２５０と投影装置２００とを接続するための要求（リクエスト）を行い接続を確立させる。外部機器２５０は、投影装置２００に対して画像を投影するための許可を得た後にＳ９５２に進む。
【００９３】
Ｓ９５２で、ＣＰＵ２５１は、通信部２５４を介して投影装置２００に対して投影画像データを出力する。
【００９４】
Ｓ９５３で、ＣＰＵ２５１は、投影画像に重畳されたＵＩ画像の操作情報を受け取る。例えば、ＣＰＵ２５１は、通信部２５４の割り込みまたは通信部２５４の状態を定期的に
確認してＵＩ画像の操作情報を受け取る。
【００９５】
Ｓ９５４で、ＣＰＵ２５１は、画像の投影を継続するか否かを判断する。画像の投影を継続する場合はＳ９５２に戻り、そうでない場合は本処理を終了する。続いて、投影装置２００の動作を説明する。
【００９６】
≪投影装置２００≫
Ｓ９０１で、ＣＰＵ１０１は、外部機器２５０から接続要求（リクエスト）を待つ。ＣＰＵ１０１は、接続要求を受信すると外部機器２５０に対して接続の許可を送信してステップ９０２へ進む。Ｓ９０２の処理は、上述のＳ２０１と同様のため説明を省略する。
【００９７】
Ｓ９０３で、ＣＰＵ１０１は、外部機器２５０から投影画像データを取得する。
【００９８】
Ｓ９０４で、ＣＰＵ１０１は、投影画像データを解析して、投影画像のうちＵＩ画像が表示される位置等を取得する。本実施形態では、ＣＰＵ１０１は、ＵＩ画像解析部２０４が投影画像データを解析して投影画像データにおけるＵＩ画像の位置やサイズ等を検出する。例えば、ＵＩ画像解析部２０４は、階調変化の少ない矩形部分を検出して、内部に文字が含まれている部分をＵＩ画像として検出することができる。また、ＵＩ画像解析部２０４は、ディープラーニング等の人工知能アルゴリズムを用いてＵＩ画像の位置等を取得してもよい。具体的には、ＵＩ画像解析部２０４は、あらかじめＵＩ画像を学習させて得られる識別器を用いて、投影画像内のＵＩ画像に該当する部分を取得（検出）してもよい。また、ＣＰＵ１０１は、ＵＩ画像解析部２０４によって得られたＵＩ画像の位置、サイズ等を領域決定部１０５に出力する。Ｓ９０５〜Ｓ９０８の処理は、それぞれＳ２０４〜Ｓ２０７と同様のため説明を省略する。
【００９９】
Ｓ９０９で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作の検出信号を受信したことに応じて、対応する処理を実行するための操作信号を外部機器２５０へ出力する。例えば、外部機器２５０に対してページ送り／戻し等の指示を行うためのボタン等のＵＩ画像に対する操作信号を出力することも可能である。Ｓ９１０〜Ｓ９１１の処理は、それぞれＳ２０９〜Ｓ２１０と同様のため説明を省略する。
【０１００】
Ｓ９１２で、ＣＰＵ１０１は、外部機器２５０から投影画像データを取得する。Ｓ９１３〜Ｓ９１５の処理は、それぞれＳ２１２〜Ｓ２１４と同様のため説明を省略する。
【０１０１】
以上、外部機器と投影装置とを接続して外部機器上で実行するアプリケーションのＵＩ操作に関しても、ＵＩの操作性を犠牲にすることなくＵＩ操作に不要な赤外レーザー光の投影を抑えて投影装置の電力消費を削減することが可能になる。
【０１０２】
（実施形態３）
＜概要＞
上述の実施形態２では、投影装置が外部機器より投影画像データを取得して、投影装置内でＵＩ画像の位置等を取得する例について説明した。本実施形態に係る投影装置では、外部機器から投影画像データおよびＵＩ画像の位置情報等を取得する。本実施形態における投影装置３００の構成について、上述の実施形態１または２と同様の機能部については同様の番号を付して説明を省略する。
【０１０３】
＜全体構成＞
図１０は、本実施形態に係る投影装置３００および外部機器３５０の構成を示すブロック図である。
【０１０４】
≪投影装置３００≫
画像入力部３２０は、外部機器３５０から投影画像データを入力する機能部である。
【０１０５】
通信部３１４は、投影画像データに合成するＵＩ画像データと、ＵＩ画像の位置情報とを外部機器３５０から入力する機能部である。
【０１０６】
ＵＩ合成部３２１は、投影画像データにＵＩ画像データを合成する機能部である。合成した後の画像データはメモリ１０２に記憶することができる。
【０１０７】
≪外部機器３５０≫
画像出力部３５５は、投影画像データを投影装置３００へ出力する機能部である。
【０１０８】
通信部３５４は、ＵＩ画像データとＵＩ画像の位置情報とを投影装置３００に出力する機能部である。また、通信部３５４は、投影装置３００からＵＩ操作情報を取得する。ＣＰＵ２５１は、取得したＵＩ操作情報を用いて実行するアプリケーションの操作を行う。
【０１０９】
以上、外部機器と投影装置を接続して外部機器上で実行するアプリケーションのＵＩ操作に関しても、ＵＩの操作性を犠牲にすることなくＵＩ操作に不要な赤外レーザー光の投影を抑えて投影装置の電力消費を削減することが可能になる。
【０１１０】
（実施形態４）
＜概要＞
上述の実施形態１では、投影画像のＵＩ画像に対して赤外レーザー光を投影することで、投影装置の電力消費を削減する例について説明した。本実施形態では、赤外レーザー光の投影において、２つのモードを有する例について説明する。本実施形態では、投影画像の近傍にユーザがいる場合には上述の実施形態と同様にＵＩ画像に対して赤外レーザー光を投影し（第１の投影モード）、ユーザがいない場合には投影画像の外枠に赤外レーザー光を投影する（第２の投影モード）。また、投影画像の外枠として、投影画像における上下左右の端部領域に対して不可視光を投影する例について説明する。本実施形態における投影装置４００の構成について、上述の実施形態１と同様の機能部については同様の番号を付して説明を省略する。
【０１１１】
＜全体構成＞
図１１は、本実施形態に係る投影装置４００の構成を示すブロック図である。
【０１１２】
赤外投影モード設定部４２２は、投影面の近傍にユーザが存在するか否かを判断して、判断結果に応じて赤外レーザー光の投影モードを設定する機能部である。ユーザが存在するか否かの判断については後述する。赤外投影モード設定部４２２は、投影面の近傍にユーザが存在する場合は赤外レーザー光をＵＩ部分に投影するモードである第１の投影モードに設定する。また、赤外投影モード設定部４２２は、投影面の近傍にユーザが存在しない場合は赤外レーザー光を投影画像の外枠に投影するモードである第２の投影モードに設定する。
【０１１３】
領域決定部４０５は、赤外レーザー光を投影する領域（赤外投影領域）を決定する機能部である。ここで、領域決定部４０５は、投影モード設定情報を赤外投影モード設定部４２２から取得する。そして、領域決定部４０５は、第１の投影モードの場合は赤外レーザー光をＵＩ領域に該当する部分に投影するように赤外投影領域を決定する。また、領域決定部４０５は、第２の投影モードの場合は赤外レーザー光を投影面の外枠に投影するように赤外投影領域を決定する。領域決定部４０５は、投影画像データにおけるＵＩ画像の位置を特定するための情報（ＵＩ位置情報）をＵＩ位置取得部１０４から取得する。
【０１１４】
＜処理内容＞
図１２は、本実施形態に係る投影処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る投影装置１００は、操作検出モードが有効であって、かつ、ユーザの操作（手や指示体等の挿入を含む）がない場合には、投影画像の外枠に沿って不可視光を照射する（第２の投影モード）。第２の投影モードにおける不可視光は、ユーザが投影面に近づいたことを検出するための画像と捉えることもできる。また、本実施形態に係る投影装置１００は、投影画像の外枠に沿って投影された不可視光に対してユーザの手や指示体の挿入がなされた場合には、実施形態１と同様に、ＵＩ画像に対応する領域に不可視光を照射する処理を行う（第１の投影モード）。
【０１１５】
Ｓ１２０１〜Ｓ１２０２の処理は、Ｓ２０１〜Ｓ２０２の処理と同様のため説明を省略する。
【０１１６】
Ｓ１２０３で、ＣＰＵ１０１は、投影モードが第１の投影モードであるか否かを判断する。本実施形態では、投影モードが第１の投影モードではない場合とは、第２の投影モードである場合である。投影モードが第１の投影モードである場合は、Ｓ１２０４へ進み、そうでない場合はＳＳ１２１２へ進む。なお、本実施形態では、２つの投影モードが設定可能である例について説明するが、投影モードは３つ以上あってもよい。なお、ユーザの操作が発生することが予測される状態か否かを示すフラグ（０または１等）である操作フラグを用いてもよい。操作フラグが０である場合とは、例えば、投影領域内にユーザや指示体が挿入されておらず、かつ、その状態が所定期間（閾値）より長く継続されている場合である（上記の第２のモードに相当）。操作フラグが１である場合とは、投影領域内にユーザや指示体が挿入された場合である。また、ユーザや指示体の挿入がなくなってから経過時間が所定期間以下である場合も含む。Ｓ１２０４〜Ｓ１２０９の処理は、Ｓ２０３〜Ｓ２０８の処理と同様のため説明を省略する。
【０１１７】
Ｓ１２１０で、ＣＰＵ１０１は、ユーザ操作が行われていない時間が所定の時間（閾値）より大きいか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、所定の時間以上ユーザ操作を検出しない場合、ユーザが存在しないと判断してＳ１２１７へ進む。ユーザが存在すると判断する場合はＳ１２１１に進む。
【０１１８】
Ｓ１２１１で、ＣＰＵ１０１は、投影モードを第２の投影モードに設定する。なお、ＣＰＵ１０１は、投影装置４００と投影面との間にユーザが存在しない場合や指示体がない場合に投影モードを第２のモードに変更してもよい。なお、Ｓ１２０７〜Ｓ１２１１において、本実施形態では、ユーザ操作を検出してユーザ操作が所定期間行われない場合に投影モードを変更しているが、ユーザや指示体等の有無を検出してユーザ等が存在しない場合に投影モードを変更してもよい。この場合も同様に、所定期間、ユーザ等が存在しない場合に投影モードを変更してもよい。Ｓ１２１２の処理は、Ｓ２０４の処理と同様のため説明を省略する。
【０１１９】
Ｓ１２１３で、ＣＰＵ１０１は、第２の投影モードで不可視光を投影する。本実施形態では、ＣＰＵ１０１は、投影領域の外周に沿って不可視光を投影する。なお、不可視光は、投影領域の外周以外でもよく、例えば、投影領域の左右端の領域にそれぞれ投影されてもよい。第２の投影モードにおける不可視光は、ユーザ等が投影領域に侵入することを検出できればよく形状は問わない。なお、不可視光は、常に投影されなくてもよく、所定の時間間隔ごとに投影されてもよい。
【０１２０】
Ｓ１２１４で、ＣＰＵ１０１は、投影領域内におけるユーザの有無を検出する。具体的には、Ｓ１２１３で投影された不可視光の反射光を受光することにより、ユーザの有無を
検出する。なお、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１２０７と同様にユーザ操作を検出してもよい。
【０１２１】
Ｓ１２１５で、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１２１４における検出結果に基づいて投影領域内にユーザが存在するか否かを判断する。ユーザが存在すると判断する場合はＳ１２１６に進み、そうでない場合はＳ１２１７に進む。
【０１２２】
Ｓ１２１６で、ＣＰＵ１０１は、赤外レーザー光の投影モードを第１の投影モードに設定する。Ｓ１２１７〜Ｓ１２２２の処理は、Ｓ２０９〜Ｓ２１４の処理と同様のため説明を省略する。
【０１２３】
本実施形態では、以上の処理を実行することにより、投影領域にユーザが存在しない場合には不可視光を外枠投影して不可視光の出力を低減することで消費電力を抑えている。
【０１２４】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、本実施形態に係る赤外レーザー光の投影形状を示す。図１３（Ａ）は、第１の投影モードで赤外レーザー光を投影する場合の概念図である。投影画像１３００は、投影装置４００によって投影された画像である。図１３（Ａ）の例では、投影画像１３００の一部にユーザが投影画像の操作を行うためのＵＩ画像であるＵＩ１３０１が含まれている。投影装置４００は、投影モードが第１の投影モードである場合は、ＵＩ１３０１部分に赤外レーザー光を投影してユーザのＵＩ操作を検出する。
【０１２５】
図１３（Ｂ）は、第２の投影モードで赤外レーザー光を投影する場合の概念図である。領域１３０２は、投影装置４００が投影した赤外レーザー光の投影形状を示す。投影装置４００は、投影画像の領域１３０２に限定して赤外レーザー光を投影することでユーザ操作の待機時における消費電力を低減させる。なお、領域１３０２の投影を行う際に画素を間引いて投影することで消費電力を削減してもよい。また、上述の処理では、投影面の形状が変化することが考えられるため不可視光を定期的に投影しているが、処理の最初に一度だけ行われてもよい。また、可視光の投影がなされていないときに、不可視光のみ投影を行ってもよい。なお、本実施形態では、投影画像の外枠として、投影画像における上下左右の端部領域に対して不可視光を投影する例について説明したが、外枠はユーザの有無を検出するために不可視光を投影する領域を示すものであればよい。例えば、外枠としてＵＩ画像の周辺に不可視光を投影してもよい。
【０１２６】
（実施形態５）
上述の実施形態４では、第２の投影モードの場合、投影画像における上下左右の端部領域に対して不可視光を投影する例について説明した。本実施形態では、第２の投影モードの場合、投影画像の外枠として、投影画像よりも外側に赤外レーザー光を投影する例について説明する。本実施形態における投影装置４００の構成については、上述の実施形態４と同様のため説明を省略する。
【０１２７】
図１４は、本実施形態に係る投影画像及び赤外レーザー光の概念図である。本実施形態に係る投影装置４００は投影画像１３００よりも外側に赤外レーザー光の領域１４０２を投影する。これは、投影画像の外側でユーザを検出（検知）することによって、ユーザがＵＩ操作を行うまでの時間内に第２の投影モードから第１の投影モードの切り替え処理を完了させるためである。
【０１２８】
また、領域１４０２は、走査ミラー１１３における走査線のうち有効画素として使用していない部分を用いて投影することも可能である。例えば、走査ミラー１１３は投影領域の左右端に画素密度が不均一の部分を有しているため、走査ミラー１１３の投影領域の左右端を使用することで画像投影面の外側に領域１４０２を投影してもよい。
【０１２９】
（実施形態６）
実施形態１から実施形態５では、赤外レーザー光と可視レーザー光（ＲＧＢ）とをそれぞれ投影面に走査する投影装置に関して説明した。実施形態６では、投影面上のオブジェクト（操作オブジェクト）に対して、赤外レーザー光（所定の光）を照射し、オブジェクトに対するユーザ操作を検出する装置について説明する。
【０１３０】
図１５は、オブジェクト上に赤外光を照射して、ユーザのオブジェクトに対する操作を検知する検知装置１５００を示す模式図である。検知装置１５００は、壁面に設けられたオブジェクト（ボタン）１５０１に対して赤外レーザー光を照射し、反射波を検知することによってオブジェクト１５０１に対するユーザ操作を検知する。検知の方法は、実施形態１等に記載した方法と同様であることから、詳細な説明を省略する。
【０１３１】
検知装置１５００は、オブジェクト１５０１に対するユーザ操作を検知したことに応じて、検知結果を示す情報をプロジェクタ１５０２に送信する。プロジェクタ１５０２は、受信した検知結果を示す情報に応じて、処理を実行する。例えば、プロジェクタ１５０２は、ユーザ操作が検知されたオブジェクト１５０１に対して、付加情報を示す画像を投影する。また、プロジェクタ１５０２は、ユーザ操作が検知されたオブジェクト１５０１に対してあらかじめ投影している画像を、ユーザ操作を検知したことに応じて変更する。
【０１３２】
なお、図１５に示した検知システムは、例示であって、上述の例に限らない。検知結果を出力する装置は、プロジェクタに限らず、管理サーバーやパーソナルコンピュータ、タブレット、およびスマートフォンのいずれかであってもよい。赤外光が照射される領域は、図１５に示すように壁面に限らない。
【０１３３】
図１６は、検知装置１５００の機能ブロックを示すブロック図である。検知装置１５００は、ＣＰＵ１６０１、メモリ１６０２、画像生成部１６０３、領域決定部１６０５、光源制御部１６０６、レーザードライバ１６０７、赤外レーザー光源１６０８、ミラー制御部１６１２、および走査ミラー１６１３を備える。また、検知装置１５００は、操作部１６１４、タイマー１６１５、受光部１６３０、および検出部１６３１を備える。検知装置１５００の各ブロックは、実施形態１〜５に示した同名のブロックと同様の機能を発揮する。以降では、実施形態１〜５の同名のブロックとの差分について説明する。
【０１３４】
＜処理内容＞
図１７は、検知装置１５００がユーザ操作の検知処理の実行を指示されたことに応じて開始される検知処理を示すフローチャートである。
【０１３５】
検知装置１５００が起動し、ユーザが操作部１６１４を操作して検知処理の実行を指示したことに応じて、検知処理が開始される。なお、検知装置１５００の起動に応じて、自動的に検知処理の実行が開始されてもよい。
【０１３６】
Ｓ１７０１で、検知装置１５００は、基準距離画像を生成する。この処理は、Ｓ３０１の処理と同様である。検知処理が開始された直後は、検知装置１５００とオブジェクト１５０１を含む検知可能領域との間には、侵入物がない状態であるものとする。領域決定部１６０５は、検知可能領域の全域を赤外レーザー光の照射領域（出力領域）として決定する。レーザードライバ１６０７およびミラー制御部１６１２は、検知可能領域の全域に赤外レーザー光が照射されるように、赤外レーザー光源１６０８と走査ミラー１６１３との動作を制御する。ＣＰＵ１６０１は、赤外レーザー光が出力されたタイミングと、受光部１６３０が反射波を受光したタイミングとの時間差を、各照射位置に対する基準のパラメータとしてメモリ１６０２に記憶する。
【０１３７】
Ｓ１７０２で、領域決定部１６０５は、赤外レーザー光の照射領域を、ユーザの侵入検知用の領域である監視領域（第１領域）に決定する。本実施形態では、領域決定部１６０５は、検知可能領域の四辺に対応する枠状の領域を監視領域として決定する。
【０１３８】
図１８（Ａ）〜図１８（Ｅ）は、赤外レーザー光の照射領域を示す模式図である。図１８（Ａ）は、侵入検知用の領域と設定された、検知可能領域の四辺に対応する枠状の領域を示す模式図である。なお、監視領域は、他の形状であってもよい。オブジェクト１５０１が壁面に設けられ、ユーザがオブジェクト１５０１に対して左右から侵入する可能性が高い場合は、検知可能領域の左右の二辺に対応する領域を監視領域としてもよい。図１８（Ｂ）は、侵入検知用の領域と設定された、検知可能領域の左右の二辺に対応する枠状の領域を示す模式図である。また、ユーザがオブジェクト１５０１に対して上下から侵入する可能性が高い場合は、検知可能領域の左右の二辺に対応する領域を監視領域としてもよい。図１８（Ｃ）は、侵入検知用の領域と設定された、検知可能領域の上下の二辺に対応する枠状の領域を示す模式図である。少なくとも監視領域は、検知可能領域よりも狭い領域である。また、監視領域は、後述する検知領域（第２領域）よりも狭い領域である。
【０１３９】
Ｓ１７０３で、レーザードライバ１６０７およびミラー制御部１６１２は、決定された監視領域に赤外レーザー光が照射されるように、赤外レーザー光源１６０８と走査ミラー１６１３との動作を制御する。
【０１４０】
Ｓ１７０４で、受光部１６３０は、赤外レーザー光を受光する。また、検出部１６３１は、受光部１６３０が赤外レーザー光を受光したタイミングと、赤外レーザー光を出力したタイミングとの時間差と、Ｓ１７０１で取得した時間差とを比較して、ユーザもしくは物体の侵入の有無を検出する。なお、Ｓ１７０３とＳ１７０４との処理は、赤外レーザー光の出力ごとに実行される。
【０１４１】
Ｓ１７０５で、ＣＰＵ１６０１は、監視領域に対してユーザもしくは指示棒等の操作入力のための物体（指示オブジェクト）の侵入の有無を判定する。ここで、侵入の判定方法は、Ｓ１２１４，Ｓ１２１５と同様である。侵入がない場合はＳ１７１５に進み、侵入が有る場合はＳ１７０６に進む。なお、ＣＰＵ１６０１は、不可視光を検知することにより、人や物体の侵入を検知する検知部と捉えることもできる。
【０１４２】
Ｓ１７１５で、ＣＰＵ１６０１は、検知処理の終了指示が入力されたか否かを判定する。例えば、ユーザから操作部１６１４に対する終了指示、もしくは検知装置１５００の起動停止指示が入力された場合、検知処理の終了指示が入力されたと判定する。ここで、終了指示が入力された場合は、検知処理を終了する。検知処理の終了指示が入力されない場合は、Ｓ１７０３に進む。
【０１４３】
Ｓ１７０６で、領域決定部１６０５は、赤外レーザー光の照射領域を検知領域に決定する。検知領域（第２領域）は、ユーザ操作の有無を検知するための領域であって、上述の監視領域よりも広い領域である。
【０１４４】
図１８（Ｄ）は、検知領域として決定された検知可能領域の全域を示す模式図である。また、メモリ１６０２にあらかじめ検知対象のオブジェクト１５０１の位置を示す情報が格納されている場合、領域決定部１６０５は、検知対象のオブジェクト１５０１を含む領域を検知領域に決定する。図１８（Ｅ）は、検知領域として決定された検知対象のオブジェクト１５０１を含む領域を示す模式図である。本検出フローでは、検出可能領域の全域を検知領域とする。
【０１４５】
Ｓ１７０７で、ＣＰＵ１６０１は、タイマー１６１５のカウントをリセットし、時間計
測を開始する。
【０１４６】
Ｓ１７０８で、レーザードライバ１６０７およびミラー制御部１６１２は、決定された検知領域に赤外レーザー光が照射されるように、赤外レーザー光源１６０８と走査ミラー１６１３との動作を制御する。
【０１４７】
Ｓ１７０９で、受光部１６３０は、赤外レーザー光を受光する。また、検出部１６３１は、受光部１６３０が赤外レーザー光を受光したタイミングと、赤外レーザー光を出力したタイミングとの時間差と、Ｓ１７０１で取得した時間差とを比較して、ユーザもしくは物体の侵入の有無を検出する。なお、Ｓ１７０８とＳ１７０９との処理は、赤外レーザー光の出力ごとに実行される。
【０１４８】
Ｓ１７１０で、ＣＰＵ１６０１は、検知領域に対する操作の有無を判定する。ＣＰＵ１６０１は、オブジェクト１５０１を含む領域に何らかの物体の侵入を検知した場合、当該オブジェクト１５０１に対する操作がなされたと判定する。操作を検知した場合（Ｓ１７１０−Ｙｅｓ）はＳ１７１１へ進み、そうでない場合（Ｓ１７１０−Ｎｏ）はＳ１７１２へ進む。
【０１４９】
Ｓ１７１１で、ＣＰＵ１６０１は、操作が検知されたオブジェクト１５０１に対応する検知情報を、通信部１６２０を介して他の機能部または外部装置等へ出力する。そして、処理はＳ１７０７に戻る。
【０１５０】
Ｓ１７１２で、ＣＰＵ１６０１は、タイマー１６１５で計測された経過時間があらかじめ定められた閾値を超えたか否かを判定する。経過時間が閾値を超えた場合はＳ１７１３に進み、そうでない場合はＳ１７１４へ進む。
【０１５１】
Ｓ１７１３で、領域決定部１６０５は、赤外レーザー光の照射領域を監視領域に決定する。Ｓ１７１３の処理は、Ｓ１７０２と同様の処理であるので説明を省略する。Ｓ１７１３の処理後、Ｓ１７１５に進む。この一連の処理は、赤外レーザー光の照射領域を監視領域から検知領域に変更したのちに、所定の期間、検知領域に対する操作が行われなかった場合に、赤外レーザー光の照射領域を監視領域に戻して、ユーザの侵入を検知するモードに戻る処理である。いわゆる無操作によるタイムアウトに対する処理である。
【０１５２】
Ｓ１７１４で、ＣＰＵ１６０１は、Ｓ１７１５と同様に、検知処理の終了指示が入力されたか否かを判定する。Ｓ１７１４で、検知処理の終了指示が入力されたと判定された場合は検知処理を終了する。Ｓ１７１４で、検知処理の終了指示が入力されていないと判定された場合はＳ１７０８に戻る。
【０１５３】
上述の一連の処理により、ユーザおよび指示オブジェクトが検知可能領域に侵入していない場合に、赤外レーザー光の照射領域を監視領域に制限し、かつ、侵入を検知したことに応じて、検知対象のオブジェクトに赤外レーザー光を照射することが可能となる。これにより、ユーザおよび指示オブジェクトによる操作の可能性が低い状況で、赤外レーザー光を広範囲に出力することがなく、検知装置の消費電力を低減することが可能となる。
【０１５４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１５５】
（変形例）
上述の投影装置は、投影画像にＵＩ画像が含まれない場合は、投影モードに関わらず赤外レーザー光を投影画像の外枠に投影してもよい。これは、投影画像が切り替わる場合や
、動画像を投影する場合等で特に有効である。また、投影画像にＵＩ画像が含まれない場合は、赤外レーザー光の点灯間隔を間引くことで消費電力を低減させてもよい。また、投影画像において、ＵＩ画像がない状態からＵＩ画像を最初に投影する際に、最初に赤外レーザー光を外枠部に投影してもよい。
【０１５６】
上述の実施形態では、不可視光の投影形状が矩形である例について説明したが、投影形状は特に限定されず、例えば円形や楕円形でもよい。また、不可視光の投影領域も特に限定されず、例えば、第２の投影モードにおいて、投影画像の上端、下端、左端、右端のいずれかのみや、左右の端部のみに不可視光が投影されてもよい。また、投影画像が矩形である場合、角部に不可視光が投影されてもよい。さらに、第２の投影モードにおいて、ＵＩ画像を囲むような矩形または楕円形等の不可視光が投影されてもよい。
【０１５７】
上述の実施形態では、投影装置は、ＵＩ画像に対して不可視光を投影するモードと、投影画像の外枠（枠状領域）に対して不可視光を投影するモードとを有する例について説明したが、投影画像全体に不可視光を投影する投影モードを有していてもよい。これにより、例えば、不可視光の投影領域を投影画像の外枠または投影画像全体に切り替えたり、不可視光の投影領域をＵＩ画像または投影画像全体に切り替えることができる。さらに、投影装置は上記３つのモードすべてを有していてもよい。
【０１５８】
実施形態１から実施形態７では、操作を検知するための光として、赤外レーザー光（不可視光）を用いたが、検知に用いる光の色（波長）は、これに限らない。例えば、ピーク波長を不可視光の波長領域（範囲）に有する赤外光以外のレーザー光でもよく、ピーク波長を可視光の波長範囲に有するレーザー光を用いてもよい。
【０１５９】
また、いわゆるＲａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙと呼ばれる高周波帯の電磁波を照射し、その反射波に基づいて、ユーザおよび指示オブジェクトの検知を行う検知装置においても、本実施形態の思想を利用することが可能である。より具体的には、検知領域の外周の少なくとも一部を侵入検知用の照射領域（監視領域）として設定する。そして、監視領域に対して高周波帯の電磁波を照射した状態で当該監視領域に対する何らかの物体の侵入を検知したことに応じて、照射領域を変更する。変更後の照射領域は、監視領域を含んでも含まなくてもよい。変更後の照射領域はあらかじめ定められた検知対象のオブジェクトを含む領域である。監視領域に対する侵入の前後で、照射領域のほか、照射する光（電磁波）の波長を変更してもよい。例えば、ＲＦの電磁波で監視領域に対する侵入を検知したあとで、赤外光の照射に切り替えることも可能である。
【０１６０】
（その他）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１６１】
１５００：検知装置      １６０１：ＣＰＵ      １６０５：領域決定部
１６０８：赤外レーザー光源
【図１】
2020053009.tif 000003
【図２】
2020053009.tif 000004
【図３】
2020053009.tif 000005
【図４】
2020053009.tif 000006
【図５】
2020053009.tif 000007
【図６】
2020053009.tif 000008
【図７Ａ】
2020053009.tif 000009
【図７Ｂ】
2020053009.tif 000010
【図７Ｃ】
2020053009.tif 000011
【図７Ｄ】
2020053009.tif 000012
【図８】
2020053009.tif 000013
【図９】
2020053009.tif 000014
【図１０】
2020053009.tif 000015
【図１１】
2020053009.tif 000016
【図１２】
2020053009.tif 000017
【図１３】
2020053009.tif 000018
【図１４】
2020053009.tif 000019
【図１５】
2020053009.tif 000020
【図１６】
2020053009.tif 000021
【図１７】
2020053009.tif 000022
【図１８】
2020053009.tif 000023