(57)【要約】  映像を投射する位置を直観的な操作で指示する。表示装置（１００）は、撮像部（２）が撮像した撮像画像から、映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置を特定する指示位置決定部（１２）と、上記指示位置決定部が決定した位置に映像が投射されるように、映像を投射する位置を調節する投射位置制御部（１４）とを備えている。
2016129489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を投射する位置を調節可能な投影部を備える表示装置であって、
撮像部が撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置を特定する指示位置決定部と、
上記指示位置決定部が決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御部とを備える
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記投射位置制御部は、上記指示位置決定部が特定した位置に、上記投影部が上記映像を投射する投射範囲にあらかじめ設定された基準位置が一致するように、上記投射範囲の位置を調節する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記投射位置制御部は、上記撮像部が上記撮像画像を撮像する撮像範囲における上記指示位置決定部が特定した上記指示体の相対位置と、上記投影部が上記映像を投射する投射範囲における上記指示位置決定部が特定した上記指示体の相対位置とが一致するように、上記投射範囲の位置を調節する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
上記撮像部は、上記投影部が上記映像を投射することが可能な全領域を撮像可能であるように、撮像方向が可変である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
上記指示位置決定部が上記映像を投射する位置を決定できなかった場合に、上記指示体の提示を促す指示体提示指示を発する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
上記投影部は、上記投射位置制御部によって、上記映像を投射する位置が調節された後、上記映像の投射を開始する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
上記投射位置制御部によって、上記映像を投射する位置が調節された後、ユーザの投射開始の指示を取得する投射指示取得部をさらに備え、
上記投影部は、上記投射指示取得部が上記投射開始の指示を取得したときに、上記映像の投射を開始する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
上記撮像部と上記投影部とが、一体として動くように配置されている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
上記撮像部と上記投影部とが、それぞれ独立して動くように配置されている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
映像を投射する位置を調節可能な投影部を備える表示装置の制御方法であって、
撮像部が撮像する撮像ステップと、
上記撮像ステップで撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置を特定する指示位置決定ステップと、
上記指示位置決定ステップで決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御ステップとを含む
ことを特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の表示装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記指示位置決定部および上記投射位置制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像を所望の位置に投射して表示することが可能な表示装置およびその制御方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
投射位置を移動ことができるプロジェクターが従来技術として知られている。例えば、特許文献１に記載のプロジェクターは、投射画面を含んでカメラが撮像した画像から、指示体を抽出して指示体の指示方向を検出し、プロジェクターの投射画面を、検出した指示方向に移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１０−１６０４０３号公報（公開日：２０１０年  ７月２２日）
【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、特許文献１に記載のプロジェクターは、ユーザが指示する方向にプロジェクターの投射画面を移動させることはできるものの、移動を指示する指示体の検出が可能な領域は、投射画面を含めて撮像した領域内に設けられた所定の検出領域に制限されるため、投射画面の移動を円滑に指示することができない、という問題があった。【０００５】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、映像を投射する位置を直観的な操作で指示することができる表示装置等を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、映像を投射する位置を調節可能な投影部を備える表示装置であって、撮像部が撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置を特定する指示位置決定部と、上記指示位置決定部が決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御部とを備える。【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置の制御方法は、映像を投射する位置を調節可能な投影部を備える表示装置の制御方法であって、撮像部が撮像する撮像ステップと、上記撮像ステップで撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置を特定する指示位置決定ステップと、上記指示位置決定ステップで決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御ステップとを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、映像を投射する位置を直観的な操作で指示することにより、円滑に所望の位置に映像を投射することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】表示装置の外観の一例を示す図であり、（ａ）は撮像部および投射部を一体として移動制御する例、（ｂ）は撮像部および投射部を別々に移動制御する例である。
【図４】（ａ）は撮像部が撮像する撮像範囲について説明する図であり、（ｂ）は投射部が映像を投射する投射範囲について説明する図である。
【図５】（ａ）は、画像検出部が抽出する指示体の画像の例を示す図であり、（ｂ）は、画像検出部が抽出する形状パターンから外れた指示体の画像の例を示す図である。
【図６】撮像画像から抽出された指示体の位置に映像を投射するときの目標角度を算出する方法の一例を示す図であり、（ａ）は撮像範囲と投射範囲とが一致する場合、（ｂ）は撮像範囲と投射範囲とが一致しない場合の例である。
【図７】撮像画像から抽出された指示体の位置に映像を投射するときの目標角度を算出する方法の別の例を示す図であり、（ａ）は撮像範囲と投射範囲とが一致する場合、（ｂ）は撮像範囲と投射範囲とが一致しない場合の例である。
【図８】表示装置が、指示体が指示する位置に映像を投射する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】実施形態２に係る表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】実施形態２に係る表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】表示装置が、指示体が指示する位置に映像の投射を開始する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態３に係る表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】表示装置が、指示体が指示する位置に映像を投射してフォーカスを制御する処理の流れの一例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】
【００１０】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１１】
（表示装置１００の外観）
表示装置１００は、映像を投射する位置を調節可能な投射部３（投影部）を備えており、撮像部２が撮像した撮像画像から、映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、指示体が指示する所望の位置に映像を投射する。
【００１２】
はじめに、表示装置１００の外観について、図３を用いて説明する。図３は、表示装置１００の外観の一例を示す図であり、（ａ）は撮像部２および投射部３を一体として移動制御する例、（ｂ）は撮像部２および投射部３を別々に移動制御する例である。ここでは、表示装置１００が、頭部１０および胴体部２０を備えるヒト型ロボットの形状である場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、直方体、円柱形、球形、円錐形、およびこれらを組合せた形状など、如何なる形状であってもよい。
【００１３】
図３の（ａ）に示す表示装置１００は、撮像部２と投射部３とを一体として移動制御しており、例えば、撮像部２と投射部３とが常に同じ方向（撮像方向、投射方向）を向くように配置されている。すなわち、撮像部２および投射部３が頭部１０に設けられており、撮像部２および投射部３は共にｙ軸方向を向いている。頭部１０は、ｚ軸に平行な回転軸を有する回転、およびｘｙ平面に平行な回転軸を有する回転が可能であり、これにより、撮像部２の撮像範囲Ｋおよび投射部３が映像を投射する投射範囲Ｌを同時に上下左右に移動させることができる。
【００１４】
図３の（ｂ）に示す表示装置１００は、撮像部２と投射部３とを別々に移動制御しており、それぞれが独立して方向（撮像方向、投射方向）を変えることができる。すなわち、撮像部２が頭部１０に設けられ、投射部３が胴体部２０に設けられている。図３の（ｂ）は、撮像部２および投射部３が共にｙ軸方向を向いている様子を図示しているが、頭部１０および胴体部２０の双方が、ｚ軸に平行な回転軸を有する回転、およびｘｙ平面に平行な回転軸を有する回転が可能であり、これにより、撮像部２の撮像範囲および投射部３が映像を投射する投射範囲Ｌを、別々に移動させることができる。
【００１５】
（表示装置１００のハードウェア構成）
続いて、表示装置１００のハードウェア構成について図２を用いて説明する。図２は、表示装置１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図示のように、表示装置１００は、制御部１、撮像部２、投射部３、警告部４、およびモーター部５を備えている。
【００１６】
表示装置１００は、撮像した画像から指示体の画像を抽出して該指示体の位置を検出し、検出した指示体の位置に画像を表示する。制御部１は、表示装置１００が、映像を所望の位置に投射して表示するように、表示装置１００が備える各機能を制御する。
【００１７】
撮像部２は、投射部３が映像を投射可能な領域を含む撮像範囲Ｋを撮像するカメラである。図３に示すように、撮像部２の方向を制御することが可能であり、撮像範囲Ｋを移動させながら撮像することができる。例えば、図３に示す表示装置１００において、ｚ軸に平行な軸を回転軸として、９０°回転する毎に１回撮像してもよい。また、撮像部２が３６０°旋回して複数枚の画像を撮像し、これらの画像から１枚の全方位パノラマ画像を生成してもよい。なお、投射部３が映像を投射可能な範囲を含む撮像範囲Ｋが撮像可能であれば、撮像部２の向きが可変でなくてもよい。例えば、投射部３が映像を投射可能な全領域を撮像できる画角を有するものである場合、撮像部２の向きは固定されていてもよい。
【００１８】
投射部３は、映像データが示す映像を、制御部１が指示する投射位置に映像を投射して表示する。なお、説明を簡略化するために、映像を投射するための照明、投射範囲Ｌに投射する光量の調節やフォーカス調整を行うレンズなどは図示していない。
【００１９】
警告部４は、表示装置１００が映像を投射する位置を指示する指示体を検出できなかった場合に、ユーザに対して警告（指示体提示指示）を発する部材である。例えば、ユーザに対して音声で警告を発する場合であれば、警告部４はスピーカである。なお、警告部４が発する警告は音声に限定されない。例えば、警告がランプの点灯（点滅）であれば、警告部４は表示灯である。あるいは、表示装置１００を遠隔操作するためのリモコン装置（図示せず）をユーザが把持する場合、警告を提示するように指示する警告指示を表示装置１００からリモコン装置へ送信する通信部であってもよい。
【００２０】
モーター部５は、撮像部２が撮像する撮像範囲Ｋを移動させたり、投射部３が映像を投射する投射範囲Ｌを移動させたりするときに、制御部１によって制御される機構である。例えば、制御部１から取得した回転指示に従って、回転指示に含まれる回転角度だけ、図３に示す頭部１０や胴体部２０を回転させる。なお、表示装置１００は、モーター部５を複数備えていてもよい。すなわち、撮像部２が撮像する撮像範囲Ｋの移動、および投射部３が映像を投射する投射範囲Ｌの移動を１つのモーター部５によって制御してもよいし（図３の（ａ）参照）、それぞれ別のモーター部５によって制御してもよい（図３の（ｂ）参照）。
【００２１】
（表示装置１００の構成）
次に、表示装置１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る表示装置１００の概略構成の一例を示すブロック図である。なお、説明の便宜上、図２で説明した部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００２２】
表示装置１００は、制御部１、撮像部２、投射部３（投影部）、警告部４、およびモーター部５を備えている。制御部１は、さらに、画像検出部１１（指示位置決定部）、指示位置決定部１２（指示位置決定部）、投射角度決定部１３、および投射位置制御部１４を備えている。なお、表示装置１００が投射して表示する映像データ、および表示装置１００が実行する各種動作の制御情報などを格納する記憶部は、説明を簡略化するために、ここでは図示していない。
【００２３】
画像検出部１１は、撮像部２が撮像した撮像画像を取得し、撮像画像に含まれている指示体の画像を検出（抽出）する。この指示体とは、映像を投射する位置を指示するためのものであり、例えば、所望の投射する位置を指示するユーザの手であってもよいし、特定の形状を有する指示棒のような器具であってもよい。あるいは、光を発する発光体を備える器具であってもよい。以下では、指示体が、ユーザの手（のひら）である場合を例に挙げて説明する。
【００２４】
指示位置決定部１２は、画像検出部１１が検出した指示体の画像を解析し、該指示体が指示する位置を特定する。なお、撮像画像から検出された指示体（の画像）が指示する位置を特定する方法については、後に具体例を挙げて説明する。
【００２５】
投射角度決定部１３は、投射部３が、指示位置決定部１２が特定した位置に映像を投射するために必要な移動角度である目標角度を算出する。目標角度とは、投射部３が映像を投射して表示する投射範囲を、指示された位置に移動させるときに、投射部３の方向を制御するために用いる角度である。具体的には、投射角度決定部１３は、撮像画像の撮像範囲Ｋにおけるユーザの手（指示体）の位置と、投射部３が映像を投射する投射範囲Ｌの所定の位置とを一致させるために必要な目標角度を算出する。なお、投射角度決定部１３が目標角度を算出する方法については、後に具体例を挙げて説明する。
【００２６】
投射位置制御部１４は、投射角度決定部１３が算出した目標角度を取得して、該目的角度だけ投射部３の向きを回転するようにモーター部５を制御する。
【００２７】
このような構成によれば、映像を投射する位置を調節可能な投射部３を備える表示装置１００は、撮像部２が撮像した撮像画像から、映像を投射する位置を指示する手の画像を抽出して、このユーザの手が指示する位置を決定する指示位置決定部１２と、上記指示位置決定部１２が決定した位置に映像が投射されるように、映像を投射する位置を調節する。これにより、所望の位置に映像を投射するように表示装置１００の投射部３の向き（方向）を制御することができる。また、撮像した撮像画像に含まれるユーザの手の画像の位置に基づいて、映像を投射する位置を決定するため、映像を投射する位置を直観的な操作で指示することにより、円滑に所望の位置に映像を投射することができる。
【００２８】
（撮像範囲Ｋと投射範囲Ｌ）
ここでは、撮像部２が撮像する撮像範囲Ｋ、および投射部３が映像を投射して表示する投射範囲Ｌについて、図４を用いて説明する。図４の（ａ）は撮像部２が撮像する撮像範囲Ｋについて説明する図であり、（ｂ）は投射部３が映像を投射する投射範囲Ｌについて説明する図である。
【００２９】
撮像範囲Ｋおよび投射範囲Ｌは、互いに対応付けられた座標系を有しており、投射角度決定部１３は、撮像画像の撮像範囲Ｋにおけるユーザの手（指示体）の位置に対応する座標と、投射部３が映像を投射する投射範囲Ｌの所定の位置の座標とを一致させるために必要な目標角度を算出する。
【００３０】
図４に示す例では、撮像範囲Ｋの四隅に相当する位置Ｋ１、Ｋ３、Ｋ７、Ｋ９、四隅の位置を結ぶ各辺の中点の位置に相当する位置Ｋ２、Ｋ４、Ｋ６、Ｋ８、および撮像範囲Ｋの中心点に相当する位置Ｋ５は、それぞれ、投射範囲Ｌの四隅の位置Ｌ１、Ｌ３、Ｌ７、Ｌ９、四隅の位置を結ぶ各辺の中点の位置に相当する位置Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６、ｌ８、および投射範囲Ｌの中心点に相当する位置Ｌ５にそれぞれ対応している。
【００３１】
なお、ここでは撮像範囲Ｋおよび投射範囲Ｌの形状が長方形である場合を例に挙げて説明したが、円形、多角形など、任意の形状であってもよい。また撮像範囲Ｋの形状と投射範囲Ｌの形状とは必ずしも同じでなくてもよく、各位置の対応関係が規定されているのであれば、如何なる形状であってもよい。
【００３２】
（画像検出部１１による指示体の画像の抽出）
次に、撮像画像から抽出される指示体の画像によって示される投射位置の例について図５を用いて説明する。図５の（ａ）は画像検出部１１が抽出する指示体の画像の例を示す図であり、（ｂ）は画像検出部が抽出する形状パターンから外れた指示体の画像の例を示す図である。
【００３３】
例えば、指示体の画像Ｄ１の場合、画像検出部１１は、手の指を検出して、手のひらの形状の指示体の画像Ｄ１を抽出することができる。そして、指示位置決定部１２は、その手のひらを囲むように仮想的な矩形を生成して、指示体の画像Ｄ１の中心点Ｐ１を特定し、中心点Ｐ１を、投射位置を指示する指示位置として決定してもよい。
【００３４】
指示体の画像Ｄ２の場合、画像検出部１１は、人差し指を用いて指差す形状パターンに基づいて、指示体の画像Ｄ２を抽出することができる。そして、指示位置決定部１２は、人差し指の先端Ｐ２を特定し、先端Ｐ２を、投射位置を指示する指示位置として決定してもよい。指示体の画像Ｄ３の場合、画像検出部１１は、指示棒の先端（発光部Ｐ３）が光を発していることを検出することができる。そして、指示位置決定部１２は、指示棒の先端の発光部Ｐ３の位置を、投射位置を指示する指示位置として決定してもよい。なお、ここに挙げた例に限定されず、さまざまな指示体の画像を抽出するように設定することができる。
【００３５】
例えば、画像検出部１１が、手の指を検出して、手のひらの形状の指示体の画像Ｄ１を指示体の画像として抽出することが設定されている場合、図５の（ｂ）の示す画像Ｅ１〜Ｅ３は、手のひらの形状の指示体の画像Ｄ１の形状パターンに当てはまらず、指示体の画像として抽出されない。
【００３６】
映像を投射する前に撮像された撮像画像から指示体が検出されない場合、表示装置１００は投射を開始することができない。このような場合、表示装置１００は、映像を投射する位置を決定できるまで、警告部４からユーザに対して警告を発し、画像検出部１１は、警告を発した後に撮像部２が撮像した撮像画像から指示体の画像を検出することができる。例えば、警告を受けたユーザは、画像検出部１１が検出する指示体の画像となるように、手の指同士が接触しないように開いたり、手の向きを変更したりすることによって、映像を投射する位置の指示をやりなおすことができる。
【００３７】
（目標角度の算出）
続いて、投射角度決定部１３が、目標角度を算出する方法について、図６および図７を用いて説明する。図６は、撮像画像から抽出された指示体の位置に映像を投射するときの目標角度を算出する方法の一例を示す図であり、（ａ）は撮像範囲Ｋと投射範囲Ｌとが一致する場合、（ｂ）は撮像範囲Ｋと投射範囲Ｌとが一致しない場合の例である。
【００３８】
図６の（ａ）は、表示装置１００が、撮像部２および投射部３を一体として移動制御する場合において、手のひらの画像が撮像画像から抽出されたときに、手のひらの中心点Ｐ１の位置に、投射範囲Ｌの位置Ｌ５（基準位置）が一致するように制御する方法を示している。ここでは、投射範囲Ｌの位置Ｌ５が、撮像範囲Ｋにおける手のひらの中心点Ｐ１の位置と一致させる位置として予め設定されている場合を例に挙げて説明する。具体的には、ユーザの手の画像が検出された撮像画像の撮像画像の中心の位置Ｋ５を原点とし、位置Ｋ５（原点）からの、手のひらの中心点Ｐ１の座標までの差を用いて、投射部３の方向を変更するための目標角度を算出する。より具体的には、投射角度決定部１３は、撮像部２から位置Ｋ５への方向と、撮像部２から手のひらの中心点Ｐ１への方向とを一致させるために必要な角度を目標角度として算出する。なお、撮像部２と投射部３との相対的な位置関係に起因して、撮像範囲Ｋの中心の位置Ｋ５と、投射範囲Ｌの中心の位置Ｌ５との間にずれがある場合には、このずれの補正を考慮して目標角度を算出してもよい。
【００３９】
一方、図６の（ｂ）は、表示装置１００が、撮像部２および投射部３を別々に移動制御する場合において、手のひらの画像が撮像画像から抽出されたときに、該撮像画像の撮像範囲Ｋにおける手のひらの中心点Ｐ１の位置（相対位置）が、投射範囲Ｌの対応する位置（相対位置）に一致するように制御する方法を示している。なお、投射部３の方向を変更して、投射範囲Ｌを移動する間、撮像部２の向きは固定されていることが望ましい。
【００４０】
なお、図６の（ａ）では、撮像画像から検出されたユーザの手のひらの中心点Ｐ１の位置を、映像を投射する投射範囲Ｌの中心の位置Ｌ５と一致させるように制御する例を説明したが、これに限定されない。例えば、撮像画像から検出されたユーザの手のひらの中心点Ｐ１の位置を、映像を投射する投射範囲Ｌの任意の位置（例えば、位置Ｌ１：基準位置）と一致させるように制御してもよい。
【００４１】
図７は、撮像画像から抽出された指示体の位置に映像を投射するときの目標角度を算出する方法の一例を示す図であり、（ａ）は撮像範囲Ｋと投射範囲Ｌとが一致する場合、（ｂ）は撮像範囲Ｋと投射範囲Ｌとが一致しない場合の例である。すなわち、図７の（ａ）および（ｂ）のいずれの場合においても、ユーザの手の画像が検出された撮像画像の撮像画像の中心の位置Ｋ１を原点とし、位置Ｋ１（原点）からの、手のひらの中心点Ｐ１の座標までの差を用いて、投射部３の方向を変更するための目標角度を算出してもよい。
【００４２】
なお、撮像部２と投射部３との相対的な位置関係に起因する、撮像範囲Ｋの位置Ｋ１と、投射範囲Ｌの位置Ｌ１との間にずれがある場合には、このずれの補正を考慮して目標角度を算出すればよい。
【００４３】
（表示装置１００が映像を投射する位置を制御して表示する処理の流れ）
表示装置１００が設置され電源がＯＮになり、起動指示が入力されると、撮像部２は、投射部３が映像を投射可能な領域を含む撮像領域を監視して撮像範囲Ｋの撮像を行う（Ｓ１：撮像ステップ）。画像検出部１１は、撮像部２が撮像した撮像画像を取得し、該撮像画像にユーザの手のひら（指示体）が含まれているか否かを判定する（Ｓ２）。
【００４４】
撮像画像にユーザの手のひらが含まれている場合（Ｓ２にてＹｅｓ）、画像検出部１１は、該撮像画像と、撮像画像にユーザの手のひらの画像が検出された旨を示す画像認識情報とを、指示位置決定部１２に送る。一方、撮像画像にユーザの手のひらが検出されない場合（Ｓ２にてＮｏ）、警告部４からユーザに対して警告を発し（Ｓ６）、その後、Ｓ１に戻り、警告を発した後に撮像部２が撮像した撮像画像から指示体を検出する。
【００４５】
次に、投射角度決定部１３は、撮像画像から検出されたユーザの手のひらの画像に基づいて、指示位置決定部１２が決定した（指示位置決定ステップ）、ユーザの手のひらが指し示す位置（例えば、手のひらの中心点Ｐ１）の位置に映像を投射するように、投射範囲Ｌの位置を制御するために用いる目標角度を算出する（Ｓ３：指示位置決定ステップ）。
【００４６】
そして、投射位置制御部１４は、投射角度決定部１３が算出した目標角度に基づいて、投射部３の向きを変更するようにモーター部５を制御して、投射部３の投射角度を制御する（Ｓ４：投射位置制御ステップ）。
【００４７】
投射位置制御部１４が投射部３が映像を投射する位置を制御した後に、映像の投射を開始する（Ｓ５）。
【００４８】
このように、表示装置１００は、撮像部２が撮像した撮像画像から映像を投射する位置を指示するユーザの手を抽出して、該抽出したユーザの手が指示する位置に映像が投射されるように、映像を投射する位置を調節する。これにより、所望の位置に映像を投射するように表示装置１００の投射部３の向き（方向）を制御することができる。また、映像を投射する位置を直観的な操作で指示することにより、円滑に所望の位置に映像を投射することができる。
【００４９】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図９〜図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５０】
はじめに、実施形態２に係る表示装置１００ａのハードウェア構成について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施形態２に係る表示装置１００ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図示のように、表示装置１００ａは、映像の投射開始を指示するユーザからの音声の入力を受け付ける集音部６（投射指示取得部）をさらに備えている点で、表示装置１００と異なっている。集音部６は、例えばマイクである。なお、ここでは、映像の投射開始を指示するユーザからの指示の入力を音声として受け付ける場合について例を挙げたが、これに限定されない。例えば、集音部６の代わりに、受光部を備え、ユーザからの、映像の投射開始を赤外線などの光によって入力させる構成であってもよい。
【００５１】
表示装置１００ａの構成について、図９を用いて説明する。図９は、表示装置１００ａの概略構成の一例を示すブロック図である。図示のように、表示装置１００ａの制御部１ａは、集音部６に入力したユーザの発話音声に、所定の音声パターンに合致する音声（投射開始契機となる音声）を検出したときに、映像の投射を開始する投射指示検出部１５（投射指示取得部）をさらに備えている。予め設定された音声パターンは、例えば、「スタート」、「ＯＫ」など、予め設定されている発話音声であってもよい。
【００５２】
続いて、表示装置１００ａが映像を投射する位置を制御して表示する処理の流れについて、図１１を用いて説明する。図１１は、表示装置１００ａが、指示体が指示する位置に映像の投射を開始する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１１のＳ１１〜Ｓ１４およびＳ１７は、図８のＳ１〜Ｓ４およびＳ６にそれぞれ対応する処理であり、重複を避けるためここでは説明を省略する。
【００５３】
投射位置制御部１４が投射部３が映像を投射する位置を制御した後に、投射開始契機の集音を受け付けた場合（Ｓ１５にてＹｅｓ）、投射指示検出部１５は、映像の投射を開始する（Ｓ１６）。一方、投射開始契機の集音を受け付けるまで、映像の投射は開始しない（Ｓ１５にてＮｏ）。なお、投射位置制御部１４が、映像を投射する位置の制御を完了したときに、その旨をユーザに通知してもよい。これにより、投射開始契機となる音声の受付を開始したことをユーザに知らせることができる。
【００５４】
この構成によれば、映像の投射位置が決定した後に、ユーザからの投射開始の指示に応じて、映像の投射を開始する。これにより、所望のタイミングで、映像の投射を開始することができる。よって、ユーザが意図しないタイミングで映像が投射されることを防ぐことができる。
【００５５】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図１２および図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５６】
はじめに、実施形態３に係る表示装置１００ｂの概略構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、表示装置１００ｂの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００５７】
図示のように、表示装置１００ｂは、フォーカス制御部１６を備えている。表示装置１００ｂの制御部１ｂのフォーカス制御部１６は、投射された映像が明瞭に表示されるように、投射部３から投射される映像が通過するレンズを制御して、フォーカスを制御する。
【００５８】
続いて、表示装置１００ｂが映像を投射する位置を制御して表示する処理の流れについて、図１３を用いて説明する。図１３は、表示装置１００ｂが、指示体が指示する位置に映像の投射を開始する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１３のＳ２１〜Ｓ２５およびＳ２７は、図８のＳ１〜Ｓ５およびＳ６にそれぞれ対応する処理であり、重複を避けるためここでは説明を省略する。
【００５９】
投射位置制御部１４が投射部３が映像を投射する位置を制御した後に、フォーカス制御部１６は、投射した映像のフォーカスを制御する（Ｓ３６）。
【００６０】
投射部３の光源として、レーザを用いていない表示装置１００ｂの場合、投射された映像の焦点（フォーカス）を調整する処理が必要である。上記の構成によれば、映像の投影位置が開始されると、明瞭な映像として投射されるように、自動的にフォーカスを制御する。
【００６１】
〔ソフトウェアによる実現例〕
表示装置１００、１００ａ、１００ｂの制御ブロック（特に画像検出部１１、指示位置決定部１２、投射角度決定部１３、投射位置制御部１４、投射指示検出部１５、およびフォーカス制御部１６）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００６２】
後者の場合、表示装置１００、１００ａ、１００ｂは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００６３】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る表示装置１００、１００ａ、１００ｂは、映像を投射する位置を調節可能な投影部（投射部３）を備える表示装置であって、撮像部２が撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置を特定する指示位置決定部（画像検出部１１、指示位置決定部１２）と、上記指示位置決定部が決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御部１４とを備えている。
【００６４】
上記の構成によれば、撮像部が撮像した撮像画像から映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置に映像が投射されるように、映像を投射する位置を調節する。これにより、手で指示された位置に映像を投射するように、投射部の向きを制御することができる。よって、映像を投射する位置を直観的な操作で指示することにより、円滑に所望の位置に映像を投射することができる。
【００６５】
本発明の態様２に係る表示装置は、上記態様１において、上記投射位置制御部は、上記指示位置決定部が特定した位置に、上記投影部が上記映像を投射する投射範囲にあらかじめ設定された基準位置が一致するように、上記投射範囲の位置を調節してもよい。
【００６６】
上記の構成によれば、指示体が指示する位置に、予め設定された基準位置が一致するように投射範囲の位置を制御する。これにより、映像を投射する位置を違和感なく円滑に調節することができる。
【００６７】
本発明の態様３に係る表示装置は、上記態様１において、上記投射位置制御部は、上記撮像部が上記撮像画像を撮像する撮像範囲における上記指示位置決定部が特定した上記指示体の相対位置と、上記投影部が上記映像を投射する投射範囲における上記指示位置決定部が特定した上記指示体の相対位置とが一致するように、上記投射範囲の位置を調節してもよい。
【００６８】
上記の構成によれば、撮像範囲における指示体の相対位置と、投射範囲における指示体の相対位置とが一致するように投射範囲の位置を制御する。これにより、映像を投射する位置を違和感なく円滑に調節することができる。
【００６９】
本発明の態様４に係る表示装置は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記撮像部は、上記投影部が上記映像を投射することが可能な全領域を撮像可能であるように、撮像方向が可変であってもよい。
【００７０】
これにより、投影部が映像を投射することが可能な全領域を指示対象とすることができる。
【００７１】
本発明の態様５に係る表示装置は、上記態様１から４のいずれかにおいて、上記指示位置決定部が上記映像を投射する位置を決定できなかった場合に、上記指示体の提示を促す指示体提示指示を発してもよい。
【００７２】
これにより、映像を投射する位置を指示する指示体の提示を適切に促して、指示するように映像を円滑に投射することができる。また、指示体提示指示をユーザに対して発することにより、映像を投射する位置を決定する工程であることをユーザに知らせることができる。
【００７３】
本発明の態様６に係る表示装置は、上記態様１から５のいずれかにおいて、上記投影部は、上記投射位置制御部によって、上記映像を投射する位置が調節された後、上記映像の投射を開始してもよい。
【００７４】
これにより、指示された位置に映像を投射する準備ができ次第、円滑に映像の投射を開始することができる。
【００７５】
本発明の態様７に係る表示装置は、上記態様１から５のいずれかにおいて、上記投射位置制御部によって、上記映像を投射する位置が調節された後、ユーザの投射開始の指示を取得する投射指示取得部をさらに備え、上記投影部は、上記投射指示取得部が上記投射開始の指示を取得したときに、上記映像の投射を開始してもよい。
【００７６】
上記の構成によれば、上記投射指示取得部が投射開始の指示を取得したときに映像の投射を開始する。これにより、所望のタイミングで、映像の投射を開始することができる。よって、ユーザが意図しないタイミングで映像が投射されることを防ぐことができる。
【００７７】
本発明の態様８に係る表示装置は、上記態様１から７のいずれかにおいて、上記撮像部と上記投影部とが、一体として動くように配置されていてもよい。
【００７８】
本発明の態様９に係る表示装置は、上記態様１から７のいずれかにおいて、上記撮像部と上記投影部とが、それぞれ独立して動くように配置されていてもよい。
【００７９】
本発明の態様１０に係る表示装置の制御方法は、映像を投射する位置を調節可能な投影部を備える表示装置の制御方法であって、撮像部が撮像する撮像ステップ（Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ２１）と、上記撮像ステップで撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体の画像を抽出して、該指示体が指示する位置を特定する指示位置決定ステップ（Ｓ３、Ｓ１３、Ｓ２３）と、上記指示位置決定ステップで決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御ステップ（Ｓ４、Ｓ１４、Ｓ２４）とを含む。上記の構成によれば、上記態様１と同様の効果を奏する。
【００８０】
本発明の各態様に係る表示装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記表示装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記表示装置をコンピュータにて実現させる表示装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【００８１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、映像を投射して表示するプロジェクターなどに利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１、１ａ、１ｂ  制御部、２  撮像部、３  投射部（投影部）、６  集音部（投射指示取得部）、１１  画像検出部（指示位置決定部）、１２  指示位置決定部、１４  投射位置制御部、１５  投射指示検出部（投射指示取得部）、１００、１００ａ、１００ｂ  表示装置、Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ２１：撮像ステップ、Ｓ３、Ｓ１３、Ｓ２３：指示位置決定ステップ、Ｓ４、Ｓ１４、Ｓ２４：投射位置制御ステップ
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月1日(2017.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を投射する位置を調節可能な投影部を備える表示装置であって、
撮像部が撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体として、手のひらの形状、手の指の形状、または、指示棒の形状の画像を抽出して、上記手のひらの中心位置、上記手の指の先端位置、または、上記指示棒の先端位置を特定し、その特定した位置を該指示体が指示する位置として決定する指示位置決定部と、
上記指示位置決定部が決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御部とを備える
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記投射位置制御部は、上記指示位置決定部が特定した位置に、上記投影部が上記映像を投射する投射範囲にあらかじめ設定された基準位置が一致するように、上記投射範囲の位置を調節する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記投射位置制御部は、上記撮像部が上記撮像画像を撮像する撮像範囲における上記指示位置決定部が特定した上記指示体の相対位置と、上記投影部が上記映像を投射する投射範囲における上記指示位置決定部が特定した上記指示体の相対位置とが一致するように、上記投射範囲の位置を調節する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
上記撮像部は、上記投影部が上記映像を投射することが可能な全領域を撮像可能であるように、撮像方向が可変である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
上記指示位置決定部が上記映像を投射する位置を決定できなかった場合に、上記指示体の提示を促す指示体提示指示を発する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
上記投影部は、上記投射位置制御部によって、上記映像を投射する位置が調節された後、上記映像の投射を開始する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
上記投射位置制御部によって、上記映像を投射する位置が調節された後、ユーザの投射開始の指示を取得する投射指示取得部をさらに備え、
上記投影部は、上記投射指示取得部が上記投射開始の指示を取得したときに、上記映像の投射を開始する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
上記撮像部と上記投影部とが、一体として動くように配置されている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
上記撮像部と上記投影部とが、それぞれ独立して動くように配置されている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
映像を投射する位置を調節可能な投影部を備える表示装置の制御方法であって、
撮像部が撮像する撮像ステップと、
上記撮像ステップで撮像した撮像画像から、上記映像を投射する位置を指示する指示体として、手のひらの形状、手の指の形状、または、指示棒の形状の画像を抽出して、上記手のひらの中心位置、上記手の指の先端位置、または、上記指示棒の先端位置を特定し、その特定した位置を該指示体が指示する位置として決定する指示位置決定ステップと、
上記指示位置決定ステップで決定した位置に上記映像が投射されるように、上記投影部が上記映像を投射する位置を調節する投射位置制御ステップとを含む
ことを特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の表示装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記指示位置決定部および上記投射位置制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【国際調査報告】
2016129489.tif 000016
2016129489.tif 000017
2016129489.tif 000018
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