(57)【要約】【課題】操作物以外の物体を操作物として誤検出することを抑制できる画像投影装置を提供する。【解決手段】光ビームを２次元的に走査して画像を投影する投影部と、前記光ビームが反射物で反射した反射光を検出する光検出器と、前記光検出器によって検出された前記反射光の元となる前記光ビームの投影領域における照射位置である光検出位置の座標値の差分値に所定値以上のものが含まれるか否かによって前記反射物が操作物であるか否かを判定する判定部と、を備える画像投影装置とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを２次元的に走査して画像を投影する投影部と、
前記光ビームが反射物で反射した反射光を検出する光検出器と、
前記光検出器によって検出された前記反射光の元となる前記光ビームの投影領域における照射位置である光検出位置の座標値の差分値に所定値以上のものが含まれるか否かによって前記反射物が操作物であるか否かを判定する判定部と、
を備える画像投影装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記投影領域の外周部を走査する光ビームの反射光を前記光検出器により検出可能な領域に前記光検出位置が位置するか否かに応じて、前記所定値を変化させ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】
前記投影部は、可視光ビームによって投影する画像の周囲に所定の光ビームによって検出用画像を投影することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記投影部が可視光ビームによって画像を投影した結果、得られた前記光検出位置の周囲を囲むような領域の検出用画像を前記投影部は所定の光ビームによって投影することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記所定の光ビームは、非可視光ビームであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記所定の光ビームは、可視光ビームであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記投影部が可視光ビームによって画像を投影した結果、得られた前記光検出位置の複数の群が存在し、一方の前記群が他方の前記群を含む所定範囲内に位置し、前記複数の群のうち端部に位置する前記群を含む所定範囲が前記投影領域外に位置することを判定した場合に、前記反射物は操作物であると判定する第２判定部を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像投影装置。
【請求項８】
前記第２判定部は、前記複数の群が一つの直線上に並ぶと判定した場合に、前記反射物は操作物であると判定することを特徴とする請求項７に記載の画像投影装置。
【請求項９】
光ビームを２次元的に走査して画像を投影するステップと、
前記光ビームが反射物で反射した反射光を検出するステップと、
検出された前記反射光の元となる前記光ビームの投影領域における照射位置である光検出位置の座標値の差分値に所定値以上のものが含まれるか否かによって前記反射物が操作物であるか否かを判定するステップと、
を有する操作物検出方法。
【請求項１０】
前記投影領域の外周部を走査する光ビームの反射光を検出可能な領域に前記光検出位置が位置するか否かを判定するステップを更に有し、当該判定結果に応じて前記所定値を変化させることを特徴とする請求項９に操作物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、指などの操作物による操作入力を検出可能なプロジェクタが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された従来のプロジェクタでは、光源から出射された赤外線レーザを２次元画像を投影するプロジェクタ走査手段の一部によって走査し、反射ミラーでの反射より投影面に対して平行とする。そして、投影画像を指がタッチすると、指で反射された赤外線レーザはフォトダイオードに入射し、測距手段によりＴＯＦ法で指の距離が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５８５６９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、上記特許文献１のプロジェクタでは、指以外の物体が投影面に位置し、その物体が赤外線レーザを反射可能な程度の高さを有している場合、その物体を指であると誤検出してしまうといった問題があった。
【０００６】
上記問題点に鑑み、本発明は、操作物以外の物体を操作物として誤検出することを抑制できる画像投影装置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】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像投影装置は、光ビームを２次元的に走査して画像を投影する投影部と、投影光が投影領域中に位置する反射物で反射した反射光を検出する光検出器と、前記投影領域における前記反射光の光検出位置の座標値の差分値が所定の距離以上であるか否かによって前記反射物が操作物であるか否かを判定する判定部と、を備える構成としている。
【０００８】
このような構成によれば、投影領域外部より投影領域に挿入される操作物が投影領域に位置する場合、光検出位置の座標値の差分値が所定の距離以上となるので、操作物であることを検出できる。そして、操作物以外の反射物が投影領域に位置する場合は、光検出位置の座標値の差分値が所定の距離より小さくなるので、反射物が操作物以外であると判定される。従って、操作物以外の物体を操作物として誤検出することを抑制できる。
【０００９】
また、上記構成において、前記判定部は、前記投影領域の外周部を走査する光ビームの反射光を前記光検出器により検出可能な領域に前記光検出位置が位置するか否かに応じて、前記所定の距離を変化させることとしてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、光検出器の検出範囲を狭くした場合でも、投影領域の外周部を検出不可能な領域に位置する反射物が操作物であると判定することが可能となる。また、光検出器を投影領域に近付けることもできるので、画像投影装置の小型化を図れる。
【００１１】
また、上記いずれかの構成において、前記投影部は、可視光ビームによって投影する画像の周囲に所定の光ビームによって検出用画像を投影することとしてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、可視光ビームによって投影する画像は一部が黒色となって反射物の一部で光検出できない場合があるが、このような場合でも可視光ビームによる画像の周囲に所定の光ビームによって投影された検出用画像によって反射物からの反射光を確実に検出できる。従って、反射物が操作物であると確実に判定することができる。
【００１３】
また、上記いずれかの構成において、前記投影部が可視光ビームによって画像を投影した結果、得られた前記光検出位置の周囲を囲むような領域の検出用画像を前記投影部は所定の光ビームによって投影することとしてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、可視光ビームによって投影する画像は一部が黒色となって反射物の一部で光検出できない場合があるが、このような場合でも、反射物の周囲を囲むような領域の検出用画像が所定の光ビームによって投影されるので、反射物からの反射光を確実に検出できる。従って、反射物が操作物であると確実に判定することができる。
【００１５】
また、上記いずれかの構成において、前記所定の光ビームは、非可視光ビームであることとしてもよい。このような構成によれば、検出用画像が非可視光ビームによって投影されるので、可視光ビームによる画像の見え方には影響しない。
【００１６】
また、上記いずれかの構成において、前記所定の光ビームは、可視光ビームであることとしてもよい。このような構成によれば、非可視光ビームを出力する構成が不要となるので、コストアップを抑制できる。
【００１７】
また、上記いずれかの構成において、前記投影部が可視光ビームによって画像を投影した結果、得られた前記光検出位置の複数の群が存在し、一方の前記群が他方の前記群を含む所定範囲内に位置し、前記複数の群のうち端部に位置する前記群を含む所定範囲が前記投影領域外に位置することを判定した場合に、前記反射物は操作物であると判定する第２判定部を更に備えることとしてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、可視光ビームによって投影する画像は一部が黒色となって反射物の一部で光検出できない場合があるが、このような場合でも、複数の光検出位置の群によって反射物が操作物であると判定することができる。
【００１９】
また、上記構成において、前記第２判定部は、前記複数の群が一つの直線上に並ぶと判定した場合に、前記反射物は操作物であると判定することとしてもよい。このような構成によれば、例えばタッチペンや指などの直線的な形状の操作物を検出可能となり、折れ曲がった形状の操作物以外の反射物の誤検出を抑制できる。
【００２０】
また、上記目的を達成するために本発明の一態様に係る操作物検出方法は、光ビームを２次元的に走査して画像を投影するステップと、前記光ビームが反射物で反射した反射光を検出するステップと、検出された前記反射光の元となる前記光ビームの投影領域における照射位置である光検出位置の座標値の差分値に所定値以上のものが含まれるか否かによって前記反射物が操作物であるか否かを判定するステップと、を有する構成としている。
【００２１】
また、上記構成において、前記投影領域の外周部を走査する光ビームの反射光を検出可能な領域に前記光検出位置が位置するか否かを判定するステップを更に有し、当該判定結果に応じて前記所定値を変化させることとしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、操作物以外の物体を操作物として誤検出することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの外観を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタのブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタによる画像投影の様子を示す上面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタによる反射レーザ光の検出を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光検出器周辺の構成図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光検出器の斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る光検出器の検出範囲を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る操作物検出処理に関するフローチャートである。
【図９】操作物が投影範囲に位置する場合の検出処理について説明するための図である。
【図１０】操作物以外の物体が投影範囲に位置する場合の検出処理について説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る画像投影の様子を示す上面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタのブロック構成図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る画像投影の様子を示す上面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る画像投影処理に関するフローチャートである。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る操作物検出処理を説明するための上面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る操作物検出処理に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ（画像投影装置）の外観を示す概略斜視図を図１に示す。
【００２５】
図１に示す本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１は、テーブル等のスクリーン１００上に設置され、レーザ光の走査により投影画像１０１をスクリーン１００上面である投影面に投影する。プロジェクタ１の筐体に設けられた窓１Ａからレーザ光をスクリーン１００に照射することで投影画像１０１が投影される。
【００２６】
図１に示すように操作物であるタッチペン５０により投影画像１０１の一部をタッチすると、レーザ光がタッチペン５０で拡散反射され、プロジェクタ１の筐体の下方に高さを違えて設けられた窓部１Ｂ及び１Ｃから筐体内部へ入射される。そして、入射されたレーザ光を筐体内部の光検出器（図１で不図示）で受光することにより、タッチペン５０によるタッチを検出する。即ち、プロジェクタ１は、仮想的な入力インタフェースとして機能する。
【００２７】
なお、操作物としてはタッチペン５０に限らず、例えば指を投影画像１０１にタッチしても、レーザ光が指で拡散反射するので指によるタッチを検出することが可能である。
【００２８】
プロジェクタ１の筐体内部の構成を示すブロック図を図２に示す。図２に示すように、プロジェクタ１は、可視レーザ光を出力するレーザユニット２と、画像データ処理部３と、制御部４と、記憶部５を備えている。
【００２９】
レーザユニット２は、赤色ＬＤ（レーザダイオード）２Ａと、コリメータレンズ２Ｂと、緑色ＬＤ２Ｃと、青色ＬＤ２Ｄと、コリメータレンズ２Ｅ及び２Ｆと、ビームスプリッタ２Ｇ及び２Ｈと、水平ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー２Ｉと、垂直ＭＥＭＳミラー２Ｊと、赤色レーザ制御回路２Ｋと、緑色レーザ制御回路２Ｌと、青色レーザ制御回路２Ｍと、ミラーサーボ部２Ｎと、アクチュエータ２Ｏと、を備えている。
【００３０】
赤色レーザ制御回路２Ｋによって制御されたパワーで赤色ＬＤ２Ａは赤色レーザ光を出射する。出射された赤色レーザ光は、コリメータレンズ２Ｂにより平行光とされ、ビームスプリッタ２Ｇ及び２Ｈを透過して水平ＭＥＭＳミラー２Ｉへ向かう。
【００３１】
緑色レーザ制御回路２Ｌによって制御されたパワーで緑色ＬＤ２Ｃは緑色レーザ光を出射する。出射された緑色レーザ光は、コリメータレンズ２Ｅにより平行光とされ、ビームスプリッタ２Ｇで反射され、ビームスプリッタ２Ｈを透過して水平ＭＥＭＳミラー２Ｉへ向かう。
【００３２】
青色レーザ制御回路２Ｍによって制御されたパワーで青色ＬＤ２Ｄは青色レーザ光を出射する。出射された青色レーザ光は、コリメータレンズ２Ｆにより平行光とされ、ビームスプリッタ２Ｈで反射されて水平ＭＥＭＳミラー２Ｉへ向かう。
【００３３】
レーザ光を水平方向に走査するよう偏向可能な水平ＭＥＭＳミラー２Ｉに入射されて反射されたレーザ光は、レーザ光を垂直方向に走査するよう偏向可能な垂直ＭＥＭＳミラー２Ｊに入射されて反射し、プロジェクタ１筐体の窓部１Ａ（図１）を介して外部へ出射される。
【００３４】
水平ＭＥＭＳミラー２Ｉ及び垂直ＭＥＭＳミラー２Ｊの偏向により、レーザユニット２から出射される可視レーザ光（カラー合成レーザ光）は２次元的に走査される。
【００３５】
また、記憶部５には画像データが記憶される。記憶部５を例えばＲＯＭとして、ＲＯＭに画像データが記憶されるようにしてもよい。また、記憶部５を例えば書き換え可能なフラッシュメモリとして、プロジェクタ１の外部から入力される画像データをフラッシュメモリに格納するようにしてもよい。
【００３６】
制御部４によって記憶部５から読み出された画像データは、画像データ処理部３によって赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色のデータに変換され、変換後のデータが赤色レーザ制御回路２Ｋ、緑色レーザ制御回路２Ｌ、及び青色レーザ制御回路２Ｍのそれぞれに送信される。
【００３７】
また、ミラーサーボ部２Ｎは、制御部４からの水平同期信号に応じてアクチュエータ２Ｏを駆動して水平ＭＥＭＳミラー２Ｉを偏向させ、制御部４からの垂直同期信号に応じてアクチュエータ２Ｏを駆動して垂直ＭＥＭＳミラー２Ｊを偏向させる。
【００３８】
水平同期信号は例えばのこぎり波状の信号であり、垂直同期信号は例えば階段状の信号である。このような同期信号を用いた場合のレーザ光の２次元走査の様子を図３に示す。図３は、プロジェクタ１の上面から見た図である。
【００３９】
図３では、プロジェクタ１による投影画像１０１の投影範囲の一つの隅に座標原点をとり、水平方向にＸ軸を、垂直方向にＹ軸をとっている（なお、以降の図面における座標も同様）。図３において一点鎖線の軌跡で示すよう、プロジェクタ１から出射されたレーザ光は、垂直方向の位置は固定のまま水平方向に走査され、水平方向の走査が終わると、垂直方向に変位した水平方向の初期位置まで斜め方向に走査され、再び水平方向の走査が開始される。このような走査の繰り返しにより、１フレーム分の投影画像１０１が形成される。
【００４０】
図４に示すように、ユーザによってタッチペン５０が投影画像１０１の一部をタッチすると、窓部１Ａから出射される可視レーザ光はタッチペン５０で拡散反射され、反射レーザ光が窓部１Ｂ及び１Ｃに入射する。プロジェクタ１の筐体内部には、窓部１Ｂに対応して光検出器６が、窓部１Ｃに対応して光検出器７がそれぞれ設けられている。
【００４１】
ここで、光検出器６及び７の具体的な構成を図５に示す。図５に示すように、光検出器６及び７は、プロジェクタ１に内蔵されるケース８に、窓部１Ｂ及び１Ｃに対応して高さを違えて設けられる。
【００４２】
光検出器６は、投影画像１０１に位置する物体がタッチペン５０などの操作物であるか否かを検出するためのものであり、反射レーザ光の照射を検出する受光素子６Ａと、窓部１Ｂから入射した反射レーザ光を集光して受光素子６Ａに導く集光レンズ６Ｂと、受光素子６Ａと集光レンズ６Ｂの間に配置されて受光素子６Ａの下方を覆う高さを有した板状のマスキング部材６Ｃと、を備えている。
【００４３】
光検出器７は、タッチペン５０などの操作物による投影画像１０１のタッチを検出するためのものであり、光検出器６と同様に、受光素子７Ａと、窓部１Ｃから入射した反射レーザ光を集光して受光素子７Ａに導く集光レンズ７Ｂと、受光素子７Ａと集光レンズ７Ｂの間に配置されて受光素子７Ａの下方を覆う高さを有した板状のマスキング部材７Ｃと、を備えている。
【００４４】
なお、受光素子６Ａ及び７Ａは、図２に示すように、それぞれ制御部４に接続されており、受光素子６Ａ及び７Ａによる検出信号が制御部４に送られる。
【００４５】
光検出器６の斜視図を図６に示す。なお、光検出器７も光検出器６と同様の構成である。マスキング部材６Ｃと７Ｃは同様な形状をしており、投影画像１０１の幅方向（Ｘ方向）に幅を有した受光素子６Ａ及び７Ａに対応して同方向に幅を有する。そして、図６に光検出器６を代表して記載するように、マスキング部材６Ｃは、その両端部が中央部より集光レンズ６Ｂ側へ近づいた湾曲形状をしており、受光素子６Ａへの入射角に応じて反射レーザ光を遮蔽して受光素子６Ａに照射されるのを規制する。
【００４６】
投影画像１０１の端部からの反射レーザ光は中央部に比べて、集光レンズ６Ｂにより集光されて受光素子６Ａに照射されるスポットの径が大きくなる。従って、マスキング部材により遮蔽されるべきところが、スポット径の拡大により全てが遮蔽されずに受光素子６Ａで受光されて誤検出の懸念がある。そこで、マスキング部材６Ｃを湾曲形状とすることで、スポット径の大きい端部の反射レーザ光をスポット径が小さいうちに遮蔽できる。
【００４７】
このようなマスキング部材６Ｃ及び７Ｃの寸法の調整により、光検出器６及び７の検出範囲の調整が可能である。光検出器６及び７の検出範囲の設定例を図７の一点鎖線に示す。図７に示すように、下段に位置する光検出器７の検出範囲の上限Ｕ１は、タッチペン５０などの操作物による投影画像１０１のタッチを検出するために、投影面とほぼ平行としている。
【００４８】
また、投影画像１０１の投影範囲のうちプロジェクタ１から遠い側の水平方向（Ｘ方向）に伸びる一辺である外周部Ｅ（図３も参照）を走査するレーザ光ｌｓがタッチペン５０などの操作物により反射された反射レーザ光をなるべく検出すべく、上段に位置する光検出器６の検出範囲の上限Ｕ２は、投影画像１０１の垂直方向（Ｙ方向）にプロジェクタ１から遠くなる程、投影面から離れるよう広げている。なお、光検出器６の検出範囲の上限を、光検出器７と同様に投影面にほぼ平行とすることも可能である。
【００４９】
次に、本実施形態のプロジェクタ１における投影画像に位置する物体が操作物であるか否かの判定処理について、図８〜図１０を用いながら説明する。なお、図９及び図１０では、便宜上、タッチ検出用の光検出器７及び窓部１Ｃは図示を省略している。
【００５０】
図８に示すフローチャートが開始されると、まずステップＳ１で、制御部４（図２）は、１フレームの画像をレーザ光の走査により投影した結果、光検出器６により反射レーザ光が検出されたか否かを判定する。即ち、投影画像に反射物が位置するかを検出する。もし、反射レーザ光が検出されていない場合は（ステップＳ１のＮ）、ステップＳ１へ戻る。
【００５１】
一方、１フレーム内で反射レーザ光を検出している場合は（ステップＳ１のＹ）、ステップＳ２に進む。制御部４は、光検出器６からの検出信号と水平及び垂直同期信号に基づき、光検出位置を把握できる。ここで、光検出位置とは、検出された反射レーザ光の元となるレーザ光の投影画像１０１（投影領域）における照射位置のことであり、Ｘ座標値とＹ座標値で表される。
【００５２】
ステップＳ２で、制御部４は、１フレーム内で把握した光検出位置が連続しているか、即ち光検出位置が一群となっているか否かを判定する。もし連続していない場合は（ステップＳ２のＮ）、ステップＳ１へ戻る。一方、光検出位置が連続している場合は（ステップＳ２のＹ）、ステップＳ３に進む。
【００５３】
ここで、図９に示すように、投影画像１０１の外周部Ｅを走査するレーザ光ｌｓの軌跡と、光検出器６の検出範囲の上限Ｕ２との交差する箇所のＹ座標値よりも、Ｙ座標値がプロジェクタ１より離れる方向の領域Ｒ１は、レーザ光ｌｓが反射物により反射された場合に光検出器６によって反射レーザ光を検出できる領域である。即ち、領域Ｒ１は、投影範囲外周部の検出可能領域である。Ｙ座標値が正の値を取るものとすると（図９の右方へ行くほど値が大きくなる）、上記交差する箇所のＹ座標値（以下、境界Ｙ座標値）よりもＹ座標値が大きくなる領域が領域Ｒ１となる。以下、Ｙ座標値は正の値を取るものとして説明する。
【００５４】
一方、境界Ｙ座標値よりも、Ｙ座標値がプロジェクタ１に近づく方向の領域Ｒ２は、レーザ光ｌｓが反射物により反射された場合でも検出範囲外であるので光検出器６によって反射レーザ光を検出できない領域である。境界Ｙ座標値よりもＹ座標値が小さくなる領域が領域Ｒ２となる。
【００５５】
ステップＳ３で、制御部４は、検出された反射物の先端部が領域Ｒ１に位置するか否かを判定する。具体的には、制御部４は、把握された光検出位置のＹ座標値のうち最小値が境界Ｙ座標値よりも大きいか否かを判定し、大きければ領域Ｒ１に位置すると判定する。
【００５６】
もし領域Ｒ１に位置すると判定された場合は（ステップＳ３のＹ）、ステップＳ４に進む。ステップＳ４で、制御部４は、光検出位置のＹ座標値の最小値と投影範囲の外周部ＥのＹ座標値との差分値を第１判定基準距離ＬＢ１として、光検出位置のＹ座標値の最小値と最大値の差分値である検出距離Ｌ１が第１判定基準距離ＬＢ１以上であるか否かを判定する。もし検出距離Ｌ１が第１判定基準距離ＬＢ１以上である場合は（ステップＳ４のＹ）、検出された反射物がタッチペンなどの操作物であると判定する（ステップＳ６）。そうでない場合は（ステップＳ４のＮ）、反射物は操作物ではないと判定し、ステップＳ１に戻る。
【００５７】
例えば図９では、反射物がタッチペン５０の場合であり、検出距離Ｌ１と第１判定基準距離ＬＢ１が等しくなっているので、反射物は操作物であると判定される。一方、図１０では、反射物は操作物以外の物体５１であり、検出距離Ｌ１が第１判定基準距離ＬＢ１より小さくなるので、反射物は操作物でないと判定される。
【００５８】
一方、ステップＳ３で、検出された反射物の先端部が領域Ｒ２に位置する場合（ステップＳ３のＮ）、ステップＳ５に進む。ここで、光検出位置のＹ座標値の最小値と、検出された反射物の先端位置に操作物を投影面に対して垂直に配置した場合に検出できる光検出位置のＹ座標値の最大値との差分値を第２判定基準距離ＬＢ２とする（図９では、破線で示したタッチペン５０が投影面に対して垂直に配置した場合を示す）。
【００５９】
ステップＳ５で、制御部４は、光検出位置のＹ座標値の最小値と最大値の差分値である検出距離Ｌ２が第２判定基準距離ＬＢ２以上であるか否かを判定する。もし検出距離Ｌ２が第２判定基準距離ＬＢ２以上である場合は（ステップＳ５のＹ）、検出された反射物がタッチペンなどの操作物であると判定する（ステップＳ６）。そうでない場合は（ステップＳ５のＮ）、反射物は操作物ではないと判定し、ステップＳ１に戻る。
【００６０】
例えば図９では、反射物がタッチペン５０の場合であり、検出距離Ｌ２は第２判定基準距離ＬＢ２以上となっているので、反射物は操作物であると判定される。一方、図１０では、反射物は操作物以外の物体５１であり、検出距離Ｌ２が第２判定基準距離ＬＢ２より小さくなるので、反射物は操作物でないと判定される。
【００６１】
このように反射物が操作物であるか否かが判定され、操作物である場合に、光検出器７によって反射レーザ光が検出される場合は、操作物によって投影画像１０１がタッチされたと判定される。
【００６２】
以上のように、本実施形態のプロジェクタ１は、可視光ビームを２次元的に走査して画像を投影するレーザユニット２と、可視光ビームが反射物で反射した反射光を検出する光検出器６と、光検出位置の座標値の差分値が所定値（第１判定基準距離又は第２判定基準距離）以上であるか否かによって反射物が操作物であるか否かを判定する制御部４と、を備える構成としている。
【００６３】
これにより、投影領域外部より挿入されるタッチペン５０などの操作物が投影領域に位置する場合、光検出位置の座標値の差分値が所定値（第１判定基準距離又は第２判定基準距離）以上となるので、操作物であることを検出できる。そして、操作物以外の反射物（図１０の物体５１など）が投影領域に位置する場合は、光検出位置の座標値の差分値が所定値より小さくなるので、反射物が操作物以外であると判定される。従って、操作物以外の物体を操作物として誤検出することを抑制できる。
【００６４】
また、本実施形態では、制御部４は、投影領域の外周部Ｅを走査する光ビームの反射光を光検出器６により検出可能な領域Ｒ１に光検出位置が位置するか否かに応じて、上記所定値を第１判定基準距離又は第２判定基準距離に変化させる。
【００６５】
これにより、光検出器６の検出範囲を狭くした場合でも、投影領域の外周部Ｅを検出不可能な領域Ｒ２に位置する反射物が操作物であると判定することが可能となる。また、光検出器６を投影領域に近付けることができるので、プロジェクタ１の小型化を図れる。
【００６６】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、可視レーザ光を操作物に反射させて反射光を検出していたので、投影画像の一部が黒色となる場合、領域Ｒ１に位置する操作物の一部で光検出できない場合がある。その場合、光検出位置が連続していないと判定されたり（図８のステップＳ２）、検出距離Ｌ１が第１判定基準距離ＬＢ１より小さくなってしまい（図８のステップＳ４）、操作物であると判定されないことが起こりうる。
【００６７】
そこで、第２実施形態では、このような場合でも確実に操作物を検出するため、図１１に示すように、可視レーザ光による投影画像１０１の外周に検出用画像１０２（ハッチング部）を投影させる。投影画像１０１と検出用画像１０２から成る投影画像全体は、本実施形態に係るプロジェクタ１’から２次元走査されて出射されるレーザ光により投影される。
【００６８】
プロジェクタ１’のブロック構成を図１２に示す。プロジェクタ１’は、第１実施形態のプロジェクタ１（図２）との相違点として、赤外レーザ光を出力できるレーザユニット２’を備えている。レーザユニット２’は、赤外ＬＤ２’Ａと、コリメータレンズ２’Ｂと、赤色ＬＤ２’Ｃと、緑色ＬＤ２’Ｄと、青色ＬＤ２’Ｅと、コリメータレンズ２’Ｆ〜２’Ｈと、ビームスプリッタ２’Ｉ〜２’Ｋと、水平ＭＥＭＳミラー２’Ｌと、垂直ＭＥＭＳミラー２’Ｍと、赤外線レーザ制御回路２’Ｎと、赤色レーザ制御回路２’Ｏと、緑色レーザ制御回路２’Ｐと、青色レーザ制御回路２’Ｑと、ミラーサーボ部２’Ｒと、アクチュエータ２’Ｓと、を備えている。
【００６９】
赤外線レーザ制御回路２’Ｎによって制御されたパワーで赤外ＬＤ２’Ａは赤外レーザ光を出射する。出射された赤外レーザ光は、コリメータレンズ２’Ｂにより平行光とされ、ビームスプリッタ２’Ｉ〜２’Ｋを透過して水平ＭＥＭＳミラー２’Ｌへ向かう。
【００７０】
赤色レーザ制御回路２’Ｏによって制御されたパワーで赤色ＬＤ２’Ｃは赤色レーザ光を出射する。出射された赤色レーザ光は、コリメータレンズ２Ｆ’により平行光とされ、ビームスプリッタ２’Ｉで反射され、ビームスプリッタ２’Ｊ及び２’Ｋを透過して水平ＭＥＭＳミラー２’Ｌへ向かう。
【００７１】
緑色レーザ制御回路２’Ｐによって制御されたパワーで緑色ＬＤ２’Ｄは緑色レーザ光を出射する。出射された緑色レーザ光は、コリメータレンズ２’Ｇにより平行光とされ、ビームスプリッタ２’Ｊで反射され、ビームスプリッタ２’Ｋを透過して水平ＭＥＭＳミラー２’Ｌへ向かう。
【００７２】
青色レーザ制御回路２’Ｑによって制御されたパワーで青色ＬＤ２’Ｅは青色レーザ光を出射する。出射された青色レーザ光は、コリメータレンズ２’Ｈにより平行光とされ、ビームスプリッタ２’Ｋで反射され、水平ＭＥＭＳミラー２’Ｌへ向かう。
【００７３】
レーザ光を水平方向に走査するよう偏向可能な水平ＭＥＭＳミラー２’Ｌに入射されて反射されたレーザ光は、レーザ光を垂直方向に走査するよう偏向可能な垂直ＭＥＭＳミラー２’Ｍに入射されて反射し、プロジェクタ１’筐体の窓部を介して外部へ出射される。
【００７４】
投影画像１０１を投影する際は、赤外ＬＤ２’Ａは消灯して赤色ＬＤ２’Ｃ、緑色ＬＤ２’Ｄ及び青色ＬＤ２’Ｅによるカラー合成光である可視レーザ光を走査させる。赤外ＬＤ２’Ａの消灯により、消費電力を削減できる。また、検出用画像１０２を投影する際は、赤色ＬＤ２’Ｃ、緑色ＬＤ２’Ｄ及び青色ＬＤ２’Ｅを消灯して赤外ＬＤ２’Ａによる赤外レーザ光を走査させる。
【００７５】
本実施形態のプロジェクタ１’による操作物の判定処理については、制御部４が、投影画像１０１と検出用画像１０２から成る投影画像全体を１フレームとして、第１実施形態（図８）での処理と同様の処理を行う。
【００７６】
それに加え、本実施形態では、制御部４は、光検出器６による光検出位置が検出用画像１０２に含まれる場合は、反射物が操作物であると判定する。可視レーザ光による投影画像１０１の一部が黒色となり、操作物の一部で光検出できない場合でも、検出用画像１０２を投影する赤外レーザ光は操作物で反射されて確実に検出される。従って、操作物の検出精度を高めることができる。
【００７７】
上記のように検出用画像１０２の投影に赤外レーザ光を用いると、非可視光であるためユーザには検出用画像１０２は見えないという利点がある。しかしながら、検出用画像１０２の投影に可視レーザ光を用いることも可能である。この場合、検出用画像１０２を例えば白色や赤色などの一色とすれば、投影画像１０２を投影する可視光は反射物で反射して確実に検出できる。
【００７８】
またこの場合、赤外光を出力するための構成が不要となり、例えば第１実施形態（図２）と同様の構成で対応可能となるので、コストアップを抑制することができる。
【００７９】
このように本実施形態では、レーザユニット２’は、可視光ビームによって投影する投影画像１０１の周囲に赤外レーザ光によって検出用画像１０２を投影する。
【００８０】
これにより、可視光ビームによって投影する投影画像１０１は一部が黒色となって反射物の一部で光検出できない場合があるが、このような場合でも投影画像１０１の周囲に投影された検出用画像１０２によって反射物からの反射光を確実に検出できる。従って、反射物が操作物であると確実に判定することができる。
【００８１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について述べる。本実施形態では、第２実施形態のプロジェクタ１’（図１２）と同様の構成を用いることができる。本実施形態の特徴となる画像投影処理について図１３及び図１４を用いて説明する。
【００８２】
図１４のフローチャートが開始すると、まずステップＳ１１で、プロジェクタ１’は、可視レーザ光（カラー合成光）によって１フレーム分の投影画像１０１（図１３）を投影する。そして、ステップＳ１２で、制御部４は、１フレーム分の画像投影の結果、光検出器６により反射レーザ光を検出したか否かを判定する。
【００８３】
もし反射レーザ光を検出した場合は（ステップＳ１２のＹ）、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、制御部４の制御により、次の１フレーム分の投影画像１０１を可視レーザ光により投影する際、反射レーザ光の光検出位置周辺を囲む領域は赤外ＬＤ２’Ａによる赤外レーザ光により検出用画像として投影される。
【００８４】
図１３の例では、操作物である指で反射された反射レーザ光の光検出位置周辺を囲む領域Ｓは検出用画像として赤外レーザ光により投影される。操作物がタッチペンの場合も同様である。
【００８５】
ステップＳ１３の後は、ステップＳ１２に戻る。また、ステップＳ１２で、１フレーム内で反射レーザ光を検出しなかった場合は（ステップＳ１２のＮ）、ステップＳ１４に進み、次の１フレーム分の画像投影の際、検出用画像は投影せずに通常の可視レーザ光による投影を行う。
【００８６】
本実施形態では、操作物の検出処理として、第１実施形態（図８）と同様の処理を行う。通常の可視光による１フレーム分の投影で、投影画像の一部に黒色があり、反射物の一部で光検出できなかった場合でも、次の１フレーム分の投影の際に反射物を囲むような赤外光による検出用画像が投影される。赤外光は反射物で反射して確実に光検出器６により検出されるので、操作物の検出処理によって確実に操作物が検出される。
【００８７】
なお、検出用画像は可視レーザ光を用いて投影してもよい。この場合は、検出用画像を例えば白色や赤色などの一色で投影すればよい。また、この場合、赤外光を出力する構成が不要となり、コストアップを抑制できる。
【００８８】
このように、本実施形態では、レーザユニット２’が可視光ビームによって投影画像１０１を投影した結果、得られた光検出位置の周囲を囲むような領域（例えば図１３の領域Ｓ）の検出用画像をレーザユニット２’は赤外レーザ光によって投影する。
【００８９】
これにより、可視光ビームによって投影する投影画像１０１は一部が黒色となって反射物の一部で光検出できない場合があるが、このような場合でも、反射物の周囲を囲むような領域の検出用画像が赤外レーザ光によって投影されるので、反射物からの反射光を確実に検出できる。従って、反射物が操作物であると確実に判定することができる。
【００９０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について図１５及び図１６を用いて説明する。本実施形態では、第１実施形態に係るプロジェクタ１（図２）と同様の構成のプロジェクタによって可視レーザ光を２次元走査することで投影画像１０１（図１５）を投影する。そして、操作物の検出処理として第１実施形態（図８）と同様の処理を行う。
【００９１】
この場合、投影画像１０１によっては一部が黒色で投影され、反射物の一部で反射レーザ光を検出できない場合がある。このとき、図８に示す処理において、光検出位置が連続していないこととなり（ステップＳ２）、操作物を検出できない。
【００９２】
そこで、このような場合に対処するため、本実施形態では図１６に示す操作物の検出処理も行われる。図１６に示すフローチャートでは、まずステップＳ２１で、制御部４は、１フレーム分の投影画像１０１の投影の結果、把握された光検出位置に基づき、一方の光検出位置の群が他方の光検出位置の群を含む所定範囲内に位置するような光検出位置の群が複数あるか否かを判定する。もしそのような群が複数あれば（ステップＳ２１のＹ）、ステップＳ２２に進み、そうでない場合は（ステップＳ２１のＮ）、ステップＳ２１に再度戻る。
【００９３】
図１５の例であれば、光検出位置の群が群Ｇ１〜Ｇ３の複数存在し、群Ｇ２は他方の群Ｇ１を含む所定範囲Ｔ内に位置し、群Ｇ３は他方の群Ｇ２を含む所定範囲Ｔ内に位置しているので、ステップＳ２２に進む。なお、図１５では、所定範囲Ｔは、光検出位置の群の代表点を中心とする所定半径の円領域としているが、所定範囲はこれに限ることはない。また、群は、一つの光検出位置から成る場合も含まれる。
【００９４】
ステップＳ２２で、制御部４は、ステップＳ２１で判定された複数の光検出位置の群が一つの直線上に並ぶか否かを判定する。もし一つの直線上に並ぶ場合は（ステップＳ２２のＹ）、ステップＳ２３に進み、そうでない場合は（ステップＳ２２のＮ）、ステップＳ２１に戻る。
【００９５】
図１５の例であれば、群Ｇ１〜Ｇ３は、一つの直線Ｌｎ上に並んでいるので、ステップＳ２３に進む。
【００９６】
ステップＳ２３で、制御部４は、複数の光検出位置の群のうち端部に位置する群を含む所定範囲が投影画像１０１の投影範囲外に位置するか否かを判定する。もし投影範囲外に位置すれば（ステップＳ２３のＹ）、ステップＳ２４に進み、制御部４は、反射物が操作物であると判定する。そうでない場合は（ステップＳ２３のＮ）、ステップＳ２１に戻る。
【００９７】
図１５の例であれば、端部に位置する群Ｇ３を含む所定範囲Ｔは投影範囲外に位置するので、反射物が操作物であると判定される。
【００９８】
このように、本実施形態では、制御部４は、レーザユニット２が可視光ビームによって投影画像１０１を投影した結果、得られた光検出位置の複数の群（例えば図１５の群Ｇ１〜Ｇ３）が存在し、一方の群が他方の群を含む所定範囲内に位置し、複数の群のうち端部に位置する群を含む所定範囲が投影領域外に位置することを判定した場合に、反射物は操作物であると判定する。
【００９９】
これにより、可視光ビームによって投影する投影画像１０１は一部が黒色となって反射物の一部で光検出できない場合があるが、このような場合でも、複数の光検出位置の群によって反射物が操作物であると判定することができる。
【０１００】
また、本実施形態では、制御部４は、複数の群が一つの直線上に並ぶと判定した場合に、反射物は操作物であると判定する。これにより、例えばタッチペンや指などの直線的な形状の操作物を検出可能となり、折れ曲がった形状の操作物以外の反射物の誤検出を抑制できる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々変形が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１’  プロジェクタ
１Ａ〜１Ｃ  窓部
２、２’  レーザユニット
２Ａ  赤色ＬＤ
２Ｂ  コリメータレンズ
２Ｃ  緑色ＬＤ
２Ｄ  青色ＬＤ
２Ｅ、２Ｆ  コリメータレンズ
２Ｇ、２Ｈ  ビームスプリッタ
２Ｉ  水平ＭＥＭＳミラー
２Ｊ  垂直ＭＥＭＳミラー
２’Ａ  赤外ＬＤ
２’Ｂ  コリメータレンズ
２’Ｃ  赤色ＬＤ
２’Ｄ  緑色ＬＤ
２’Ｅ  青色ＬＤ
２’Ｆ〜２’Ｈ  コリメータレンズ
２’Ｉ〜２’Ｋ  ビームスプリッタ
２’Ｌ  水平ＭＥＭＳミラー
２’Ｍ  垂直ＭＥＭＳミラー
３  画像データ処理部
４  制御部
５  記憶部
６  光検出器
６Ａ  受光素子
６Ｂ  集光レンズ
６Ｃ  マスキング部材
７  光検出器
７Ａ  受光素子
７Ｂ  集光レンズ
７Ｃ  マスキング部材
８  ケース
５０  タッチペン
５１  操作物以外の物体
１００  スクリーン
１０１  投影画像
１０２  検出用画像
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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