(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投影装置であって、
前記画像投影装置から投影面までの距離を測定する測定手段と、
前記投影面に投影されている画像の領域であって、物体により指示された領域を検出する領域検出手段と、
ユーザによる操作を受け付ける操作手段と、
前記測定された距離が閾値未満の場合は前記領域検出手段に対応する第１の操作画像を生成し、前記測定された距離が前記閾値以上の場合は前記第１の操作画像とは異なる前記操作手段に対応する第２の操作画像を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した操作画像を前記投影面に投影する投影手段と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記第１の操作画像の投影中は前記検出された領域に応じた処理を実行する処理手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記処理手段は、前記第２の操作画像の投影中は前記操作手段により受け付けた操作に応じた処理を実行する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記第１の操作画像の投影中に前記処理手段が実行した処理の内容と、前記第２の操作画像の投影中に前記処理手段が実行した処理の内容とを記憶する記憶手段を更に備え、
前記生成手段は、前記第２の操作画像の投影中に前記処理手段が実行した処理の内容に基づいて前記第１の操作画像を生成し、前記第１の操作画像の投影中に前記処理手段が実行した処理の内容に基づいて前記第２の操作画像を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記画像投影装置の移動を検出する移動検出手段を更に備え、
前記移動が検出された場合、前記測定手段は前記測定を実行する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像投影装置。
【請求項６】
外部と通信を行う通信手段を更に有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像投影装置。
【請求項７】
画像投影装置の制御方法であって、
前記画像投影装置から投影面までの距離を測定する測定工程と、
前記投影面に投影されている画像の領域であって、物体により指示された領域を検出する領域検出工程と、
ユーザによる操作を受け付ける操作工程と、
前記測定された距離が閾値未満の場合は前記領域検出工程に対応する第１の操作画像を生成し、前記測定された距離が前記閾値以上の場合は前記第１の操作画像とは異なる前記操作工程に対応する第２の操作画像を生成する生成工程と、
前記生成工程で生成した操作画像を前記投影面に投影する投影工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項８】
前記第１の操作画像の投影中は前記検出された領域に応じた処理を実行する処理工程を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
前記処理工程では、前記第２の操作画像の投影中は前記操作工程において受け付けた操作に応じた処理を実行する、
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記第１の操作画像の投影中に前記処理工程で実行した処理の内容と、前記第２の操作画像の投影中に前記処理工程で実行した処理の内容とを記憶する記憶工程を更に備え、
前記生成工程では、前記第２の操作画像の投影中に前記処理工程で実行した処理の内容に基づいて前記第１の操作画像を生成し、前記第１の操作画像の投影中に前記処理工程で実行した処理の内容に基づいて前記第２の操作画像を生成する
ことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記画像投影装置の移動を検出する移動検出工程を更に備え、
前記移動が検出された場合、前記測定工程において前記測定を実行する
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、机や壁などの投影面に画像を投影するプロジェクタ（画像投影装置）が知られている（特許文献１）。また、投影された画像の所望の領域を指などで指示可能とする技術が知られている（特許文献２）。特許文献１及び特許文献２によれば、プロジェクタは、投影する画像を生成する際に、投影面までの距離を考慮しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３６７４６号公報
【特許文献２】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】
プロジェクタから投影面までの距離が変化すると、投影面上の画像のサイズも変化する。また、ユーザがプロジェクタを手に持っている場合などは、プロジェクタから投影面までの距離の変化に応じて、ユーザから投影面までの距離も変化する。従って、ユーザにとって利便性の高い投影画像の種類は、プロジェクタから投影面までの距離に応じて変化する。しかしながら、特許文献１及び特許文献２によれば、プロジェクタが投影画像を生成する際に、投影面までの距離は考慮されない。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、投影面までの距離を考慮して生成された画像を投影する画像投影装置、及びその制御方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、画像投影装置であって、前記画像投影装置から投影面までの距離を測定する測定手段と、前記投影面に投影されている画像の領域であって、物体により指示された領域を検出する領域検出手段と、ユーザによる操作を受け付ける操作手段と、前記測定された距離が閾値未満の場合は前記領域検出手段に対応する第１の操作画像を生成し、前記測定された距離が前記閾値以上の場合は前記第１の操作画像とは異なる前記操作手段に対応する第２の操作画像を生成する生成手段と、前記生成手段が生成した操作画像を前記投影面に投影する投影手段と、を備えることを特徴とする画像投影装置を提供する。
【０００７】
なお、その他の本発明の特徴は、添付図面及び以下の発明を実施するための形態における記載によって更に明らかになるものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上の構成により、本発明によれば、投影面までの距離を考慮して生成された画像を投影する画像投影装置、及びその制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】プロジェクタの基本的な構成を示すブロック図。
【図２】プロジェクタから投影面までの距離を求めるための外測三角測距方式の原理を示す図。
【図３】図１のプロジェクタが行うフォーカス調整処理の流れを示すフローチャート。
【図４】図１のプロジェクタが行う指検出処理の流れを示すフローチャート。
【図５】実施例１に係る移動電話５０１の外観を示す図。
【図６】移動電話５０１の構成を示す機能ブロック図。
【図７】移動電話５０１が実行する画像投影処理の流れを示すフローチャート。
【図８】指操作用ＧＵＩ及び釦操作用ＧＵＩの一例を示す図。
【図９】実施例１の変形例１に係る移動電話９０１の構成を示す機能ブロック図。
【図１０】図７のＳ７０９の処理に置き換わる処理を示す図。
【図１１】指操作用ＧＵＩ（左手による操作用）の一例を示す図。
【図１２】実施例１の変形例２に係る移動電話１２０１の構成を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施例によって限定されるわけではない。また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが、本発明に必須とは限らない。
【００１１】
まず、図１乃至図４を参照して、プロジェクタ（画像投影装置）の基本的な構成について説明する。図１は、プロジェクタの基本的な構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１０８は、表示メモリ１０７上に表示データ（投影用の画像）を作成する。表示データは、表示メモリ１０７から液晶パネル１０４に供給されて、液晶パネル１０４に表示される。液晶パネル１０４の背面には、ランプ１０５が配置されている。ランプ１０５が液晶パネル１０４を照射すると、液晶パネル１０４に表示された画像は、液晶パネル１０４の前面に配置された光学系１０１を通って、投影面（スクリーン）に投影される。
【００１２】
光学系１０１は、投影される画像（投影画像）のフォーカスを調節するためのフォーカスレンズ１０２と、投影される画像を変倍するためのズームレンズ１０３とを含む。フォーカスレンズ１０２の位置情報はフォーカスエンコーダ１１１を用いて検出され、ズームレンズ１０３のズーム情報はズームエンコーダ１１２を用いて検出される。モータ１１０は、フォーカスレンズ１０２を光軸方向に駆動する。
【００１３】
プロジェクタから投影面までの距離は、測距センサ１０６で検出される被対象物（被検出物）の画像情報（光強度分布）から求まる位相差情報を用いて算出される。ＣＰＵ１０８は、この位相差情報に基づいて投影画像が合焦するようなフォーカスレンズ１０２の駆動目標位置（合焦位置）を算出する。ＣＰＵ１０８は更に、この駆動目標位置とフォーカスエンコーダ１１１で検出された位置情報とを用いてモータ１１０の駆動量を求め、この結果をモータ１１０に送信する。モータ１１０は駆動量に応じてフォーカスレンズ１０２を合焦位置まで駆動する。
【００１４】
図２は、プロジェクタから投影面までの距離を求めるための外測三角測距方式の原理を示す図である。２０１は画像が投影される投影面、２０４及び２０５はそれぞれ、光電変換センサが複数並んで配置された光電変換センサアレイである。この光電変換センサアレイ２０４及び２０５は、例えばＣＣＤ等のエリアセンサ又はラインセンサである。
【００１５】
光電変換センサアレイ２０４及び２０５の前面には、それぞれフォーカスセンサレンズ２０２及び２０３が配置されている。投影面２０１に投影された被検出物の像はそれぞれの検出光路を通り、フォーカスセンサレンズ２０２又は２０３を介して、光電変換センサアレイ２０４又は２０５で検出される。ここでは、これらフォーカスセンサレンズ２０２及び２０３、並びに光電変換センサアレイ２０４及び２０５をまとめて、フォーカスセンサユニット２０６と呼ぶ。フォーカスセンサユニット２０６は、図１の測距センサ１０６に対応する。
【００１６】
フォーカスセンサユニット２０６から投影面２０１までの距離Ｓは、フォーカスセンサユニット２０６の基線長をＢ、焦点距離をＦ、光電変換センサアレイ２０５を基準とした光電変換センサアレイ２０４の位相差をＸとしたとき、
Ｓ＝Ｂ×Ｆ／Ｘ
で求めることができる。
【００１７】
図３は、図１のプロジェクタが行うフォーカス調整処理の流れを示すフローチャートである。
【００１８】
Ｓ３０１で、ＣＰＵ１０８は、光電変換センサアレイ２０４及び２０５に結像した被検出物像による出力信号を読み込み、出力信号に基づいて光電変換センサアレイ２０４及び２０５それぞれにおける光強度分布を求められる。求められた光強度分布はＣＰＵ１０８内の記憶部に保存される。
【００１９】
Ｓ３０２で、ＣＰＵ１０８は、光電変換センサアレイ２０４及び２０５の光強度分布から位相差を求める。位相差を求める方法としては、光電変換センサアレイ２０４及び２０５の光強度分布の類似度を評価する評価値を相関演算により算出し、評価値と光電変換センサアレイ２０４及び２０５で検出された像のズレの関係から位相差を求める方法がある。次に、ＣＰＵ１０８は、外測三角測距方式に基づいて、投影面２０１までの距離を求める。
【００２０】
Ｓ３０３で、ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０２で求められた距離に基づき、フォーカスレンズ１０２の合焦位置までの繰り出し量を算出する。無限距離への投影時を基準とした場合、フォーカスレンズ１０２の繰り出し量Ｄは、投影面２０１までの距離をＳ、フォーカスレンズ１０２の焦点距離をＦとすると、
Ｄ＝１／（１／Ｆ−１／Ｓ）−Ｆ
で算出される。
【００２１】
次に、投影された画像の指による指示について説明する。図４は、図１のプロジェクタが行う指検出処理の流れを示すフローチャートである。
【００２２】
Ｓ４０１で、ＣＰＵ１０８は、プロジェクタから投影している画像データを取得する。Ｓ４０２で、ＣＰＵ１０８は、カメラ（不図示）で撮影した投影面２０１の画像データを取得する。Ｓ４０３で、ＣＰＵ１０８は、Ｓ４０１で取得した画像データとＳ４０２で取得した画像データとを比較し、指検出（指先位置の検出を含む）処理を行う（指検出処理については、例えば特許文献２に記載の技術を利用可能である）。Ｓ４０４で、ＣＰＵ１０８は、Ｓ４０３での検出結果を出力する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の画像投影装置を移動電話に適用した実施例について説明する。図５は、実施例１に係る移動電話５０１の外観を示す図である。移動電話５０１は、プロジェクタ部５０３を備える。移動電話５０１はまた、一般的な電話機操作に使う操作釦５０８に加えて、プロジェクタ釦５０４とフォーカス調整釦５０２とを備える。プロジェクタ釦５０４はプロジェクタ部５０３のＯＮ／ＯＦＦを行うための釦である。フォーカス調整釦５０２は投影された画像のフォーカス調整を行う操作に用いる釦である。移動電話５０１はまた、投影面までの距離を測定するための測距センサ５０６と、指検出処理のために利用されるカメラ５０７とを備える。
【００２４】
図６は、移動電話５０１の構成を示す機能ブロック図である。図６において、図５で示した要素と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。フォーカス調整部６０５は、測距センサ５０６からの入力を利用してプロジェクタ部５０３を制御することにより、フォーカスを調整する。指操作検出部６０６（領域検出手段）は、カメラ５０７で撮影された画像と、プロジェクタ部５０３による投影対象の画像とを比較することにより、投影面上の画像の、投影面において指により指示された領域を検出する処理（指検出処理）を行う。なお、検出対象は指に限定されず、例えば、指示棒などの物体であってもよい。ユーザ入力処理部６１０は、フォーカス調整釦５０２やプロジェクタ釦５０４などの釦の操作を受け付け、操作された釦に応じた処理を行う。
【００２５】
ＧＵＩ制御部６０７は、プロジェクタ部５０３による投影対象の画像（投影用画像）を生成する。表示メモリ６０４は、ＧＵＩ制御部６０７が生成した投影用画像を格納する。通信制御部６０８は、アンテナ６０９を介して音声やデータなどの通信を行う。
【００２６】
図７は、移動電話５０１が実行する画像投影処理の流れを示すフローチャートである。プロジェクタ釦５０４が押下されるとプロジェクタ部５０３が起動し、その起動中に釦操作が行われると本フローチャートの処理が開始する。また、釦操作が行われなくても、例えばプロジェクタ部５０３の起動時などに本フローチャートの処理がＳ７０６から開始してもよい。
【００２７】
Ｓ７０２で、ユーザ入力処理部６１０は、操作された釦がフォーカス調整釦５０２であるか否かを判定する。判定結果が「Ｙｅｓ」であればＳ７０６に進み、「Ｎｏ」であればＳ７０３に進む。
【００２８】
Ｓ７０６で、フォーカス調整部６０５は、測距センサ５０６を用いて投影面までの距離を測定し、フォーカス調整を行う（詳細については、図３及びその説明を参照）。Ｓ７０７で、ＧＵＩ制御部６０７は、測定された距離が閾値未満であるか否かを判定する。閾値未満である場合はＳ７０８に進み、そうでない場合はＳ７１２に進む。この閾値は、ユーザが投影面に手が届くか否かを判断する指標として用いられる。即ち、投影面までの距離が閾値未満の場合はユーザが投影面に手が届く可能性が高いので、後述するように指操作用ＧＵＩが投影される。閾値は例えば７０ｃｍであるが、ユーザが閾値を設定可能なように移動電話５０１が構成されていてもよい。
【００２９】
Ｓ７０８で、ＧＵＩ制御部６０７は、プロジェクタ部５０３が指操作用ＧＵＩ（第１画像）を投影中であるか否かを判定する。判定結果が「Ｙｅｓ」であればＳ７１１に進み、「Ｎｏ」であればＳ７０９に進む。
【００３０】
Ｓ７０９で、ＧＵＩ制御部６０７は、投影用画像として指操作用ＧＵＩを生成して表示メモリ６０４に格納する。Ｓ７１０で、ＧＵＩ制御部６０７は、指操作検出部６０６を有効化する。
【００３１】
図８の指操作用ＧＵＩ８０１は、Ｓ７０９で生成される指操作用ＧＵＩの一例である。投影面までの距離が小さい場合は投影面上に表れる画像のサイズが比較的小さくなるので、視認性や操作性の向上を目的として、「終了」釦などの領域は比較的大きく生成される。図７には示されていないが、指操作検出部６０６は、図４に示した要領で指が指示する領域を検出し、ユーザ入力処理部６１０は、検出された領域に応じた処理（例えば、テレビ番組表８１１のスクロール）を実行する。また、ＧＵＩ制御部６０７は、ユーザ入力処理部６１０による処理内容に基づいて、更新された指操作用ＧＵＩを生成する。
【００３２】
Ｓ７１１で、プロジェクタ部５０３は、表示メモリ６０４に格納されている投影用画像（Ｓ７０９を経由した場合は指操作用ＧＵＩ）を投影する。
【００３３】
Ｓ７０７において距離が閾値以上であると判定された場合、Ｓ７１２で、ＧＵＩ制御部６０７は、プロジェクタ部５０３が釦操作用ＧＵＩ（第２画像）を投影中であるか否かを判定する。判定結果が「Ｙｅｓ」であればＳ７１１に進み、「Ｎｏ」であればＳ７１３に進む。
【００３４】
Ｓ７１３で、ＧＵＩ制御部６０７は、投影用画像として釦操作用ＧＵＩを生成して表示メモリ６０４に格納する。Ｓ７１４で、ＧＵＩ制御部６０７は、指操作検出部６０６を無効化する。図８の釦操作用ＧＵＩ８０２は、Ｓ７１３で生成される釦操作用ＧＵＩの一例である。釦操作用ＧＵＩ８０２は、操作釦５０８などの釦の操作により移動するカーソルを持つ。また、投影面までの距離が大きい場合は投影面上に表れる画像のサイズが比較的大きくなるので、釦操作用ＧＵＩ８０２は一般的に、指操作用ＧＵＩ８０１よりも多くの情報を含む。
【００３５】
Ｓ７０２においてフォーカス調整釦５０２以外の釦が操作されたと判定された場合、Ｓ７０３で、ユーザ入力処理部６１０は、プロジェクタ部５０３が釦操作用ＧＵＩを投影中であるか否かを判定する。判定結果が「Ｙｅｓ」であればＳ７０４に進み、「Ｎｏ」であれば処理を終了する。
【００３６】
Ｓ７０４で、ユーザ入力処理部６１０は、釦操作に応じた処理（例えば、カーソルの移動）を実行する。Ｓ７０５で、ＧＵＩ制御部６０７は、Ｓ７０４における処理内容に基づいて、更新された釦操作用ＧＵＩを生成する。
【００３７】
ところで、Ｓ７０５において、ＧＵＩ制御部６０７は、ユーザ入力処理部６１０による処理内容（即ち、更新された釦操作用ＧＵＩの状態）を記憶してもよい。同様に、ＧＵＩ制御部６０７は、指操作用ＧＵＩの投影中にユーザ入力処理部６１０が実行した処理の内容も記憶してもよい。この場合、Ｓ７０９で、ＧＵＩ制御部６０７は、釦操作用ＧＵＩの投影中に実行された処理の内容に基づいて指操作用ＧＵＩを生成することができる。また、Ｓ７１３で、ＧＵＩ制御部６０７は、指操作用ＧＵＩの投影中に実行された処理の内容に基づいて釦操作用ＧＵＩを生成することができる。
【００３８】
これにより、ＧＵＩの種類が切り替わる場合に、切り替わりの前後でＧＵＩの内容の連続性を維持することができる。例えば、図８の釦操作用ＧＵＩ８０２では「ＰＭ３」の行、「ＢＳ１０３」の列にカーソルが存在する。そこで、この状態で切り替わりが発生すると、指操作用ＧＵＩ８０１に示すように、「ＰＭ３」の行が上に、「ＢＳ１０３」の列が左に表れるように、指操作用ＧＵＩが生成される。
【００３９】
また、Ｓ７１０で指操作検出部６０６の有効化が行われ、Ｓ７１４で指操作検出部６０６の無効化が行われたが、指操作検出部６０６は常に有効であってもよい。即ち、移動電話５０１は、釦操作用ＧＵＩの投影中も、指による操作を受け付けてもよい。同様に、移動電話５０１は、指操作用ＧＵＩの投影中も、釦による操作を受け付けてもよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施例によれば、移動電話５０１は投影面までの距離を考慮した画像を投影するので、ユーザの利便性が向上する。特に、画像投影装置から投影された画像に対する操作をユーザが行う場合に、ユーザに近い位置に投影した場合と、その場合に比べて遠い位置に投影した場合とでは、その投影面までの距離によって操作しやすい画像は異なる。上述したように、近い位置に投影した場合は、ユーザが指を使って画像に対する操作入力を行い、指が届かない位置に投影した場合には、何らかのポインティングデバイスを利用して画像に対する操作入力を行うのが好適である。従来の技術では、このような課題を解決できなかったが、本発明は上述した構成を採用したことで、画像投影装置から投影した画像を用いて操作入力を行う場合、投影面までの距離に応じた画像を生成して表示することで、当該課題を解決することができる。
【００４１】
（変形例１）
図９は、実施例１の変形例１に係る移動電話９０１の構成を示す機能ブロック図である。図９において、図６に示す要素と同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。移動電話９０１は、持ち手センサ９０２を備える。持ち手センサ９０２は、ユーザが移動電話９０１を右手で持っているか左手で持っているかを判定する。
【００４２】
上述した画像投影処理では、変形例１では、図１０を参照して以下に説明するように、ＧＵＩ制御部６０７は、指操作用ＧＵＩを生成する際にユーザがどちらの手で移動電話９０１を持っているかを考慮する。
【００４３】
図１０は、図７のＳ７０９の処理に置き換わる処理を示す図である。また、図１０の処理は、指操作用ＧＵＩの投影中に持ち手が変化したことを持ち手センサ９０２が検出した場合にも実行される。
【００４４】
Ｓ１００１で、ＧＵＩ制御部６０７は、持ち手が右手であるか否かを判定する。右手であればＳ１００２に進み、そうでなければＳ１００３に進む。Ｓ１００２で、ＧＵＩ制御部６０７は、図１１に示す指操作用ＧＵＩ１１０１を生成する。指操作用ＧＵＩ１１０１は、左手による操作に適したように構成されている。Ｓ１００３で、ＧＵＩ制御部６０７は、図８に示す指操作用ＧＵＩ８０１を生成する。指操作用ＧＵＩ８０１は、右手による操作に適したように構成されている。これにより、ユーザの利便性が更に向上する。
【００４５】
（変形例２）
図１２は、実施例１の変形例２に係る移動電話１２０１の構成を示す機能ブロック図である。図１２において、図６に示す要素と同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。移動電話１２０１は、投影方向検出部１２０２（移動検出手段）、及び加速度センサ１２０３を備える。投影方向検出部１２０２は、加速度センサ１２０３からの情報に基づき、移動電話１２０１の移動を検出する。
【００４６】
投影方向検出部１２０２が移動を検出した場合、図７に示す画像投影処理が、Ｓ７０６から開始される。移動電話１２０１が移動すると投影面までの距離が変化する可能性があるが、変形例２によれば、変化後の距離に応じた画像が投影されるので、ユーザの利便性が更に向上する。
【００４７】
［その他の実施例］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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