(57)【要約】【課題】撮像画像から視差情報を取得して行う位置検知を高精度に維持しつつ、撮像部間の距離の増大を抑制できるプロジェクターシステムを提供すること。【解決手段】撮像システム５０を構成する４つの撮像部であるカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄによって撮像範囲の異なる２組の視差画像に基づいた視差情報を取得可能とすることで、視差情報を、各カメラ間の距離をより短いものとしつつ取得する。取得した視差情報を利用して投射画面である被照射領域ＰＬａ上の指示体ＯＢを検出し、インタラクティブな画像投射を実現する。【選択図】図１
2018152022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像光を投射するプロジェクター本体部と、
前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域において、撮像範囲の異なる２組の視差画像を撮像可能とする第１撮像部、第２撮像部、第３撮像部及び第４撮像部と
を備えるプロジェクターシステム。
【請求項２】
前記第１撮像部は、前記プロジェクター本体部の投射光軸に対して、前記プロジェクター本体部の投射方向に垂直な第１方向に離間した位置に配置され、
前記第２撮像部は、前記投射光軸に対して、前記第１方向と反対の方向である第２方向に離間した位置に配置され、
前記第１撮像部と前記第２撮像部とにおいて、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が異なっており、
前記第１撮像部と前記第２撮像部とは、１組の視差画像を撮像する、請求項１に記載のプロジェクターシステム。
【請求項３】
前記第３撮像部は、前記投射光軸に対して前記第２方向に離間した位置に配置され、
前記第４撮像部は、前記投射光軸に対して前記第１方向に離間した位置に配置され、
前記第３撮像部と前記第４撮像部とにおいて、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が異なっており、
前記第３撮像部と前記第４撮像部とは、前記第１撮像部と前記第２撮像部とによる１組の視差画像とは別の１組の視差画像を撮像する、請求項２に記載のプロジェクターシステム。
【請求項４】
前記第１撮像部および前記第３撮像部は、前記第２撮像部および前記第４撮像部よりも投影領域に近い側に配置されている、請求項３に記載のプロジェクターシステム。
【請求項５】
前記第１〜第４撮像部は、所定角度範囲内のあおり角で傾いており、
前記第１撮像部は、前記第２撮像部よりもあおり角が大きく、
前記第３撮像部は、前記第４撮像部よりもあおり角が大きい、請求項４に記載のプロジェクターシステム。
【請求項６】
前記第１撮像部と前記第３撮像部とにおいて、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が等しい、請求項３〜５のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【請求項７】
前記第２撮像部と前記第４撮像部とにおいて、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が等しい、請求項３〜６に記載のプロジェクターシステム。
【請求項８】
前記第１〜第４撮像部は、前記プロジェクター本体部を収納する筐体の四隅に配置されている、請求項１及び２のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【請求項９】
前記第１撮像部及び第２撮像部は、前記プロジェクター本体部を収納する筐体の四隅の対角位置に配置され、
前記第３撮像部及び第４撮像部は、前記筐体の四隅のうち前記第１撮像部及び第２撮像部とは別の対角位置に配置されている、請求項３に記載のプロジェクターシステム。
【請求項１０】
前記第１撮像部及び第２撮像部は、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域のうち少なくとも半分の領域について撮像し、
前記第３撮像部及び第４撮像部は、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域のうち前記第１撮像部及び第２撮像部において撮像されない残りの領域を含む少なくとも半分の領域について撮像する、請求項３〜９のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【請求項１１】
前記第１撮像部及び第２撮像部は、画像光の投影領域のうち、前記第１方向と前記第２方向とのうちの一方向側の端の領域を含む少なくとも半分の領域を撮像し、
前記第３撮像部及び第４撮像部は、画像光の投影領域のうち、前記第１方向と前記第２方向とのうちの他方向側の端の領域を含む少なくとも半分の領域を撮像する、請求項３〜９のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【請求項１２】
プロジェクター本体部は、画像光を斜方投射する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【請求項１３】
前記第１〜第４撮像部は、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域について撮像する範囲に対応してそれぞれ傾いている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【請求項１４】
前記第１〜第４撮像部は、前記プロジェクター本体部からの画像光の投影領域を含む撮像領域を撮像して前記撮像領域に存する指示体を検出可能にする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【請求項１５】
前記第１〜第４撮像部で取得した画像光の情報に基づく画像投射位置と、前記第１〜第４撮像部により検出された指示体の位置とを特定し、特定された指示体の位置の情報を反映した画像投射を行う、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のプロジェクターシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射画面上にある指等の立体的な指示体を検出可能なプロジェクターシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
投射画面上にある指等の立体的な指示体を検出可能なプロジェクターとして、例えば、複数のカメラから取得された複数の撮像画像情報の視差情報に基づいて指等の指示体の形状を認識して指示位置を検出するものが知られている（例えば特許文献１参照。）。なお、指示位置の検出を利用することで、投射画像の内容に反映させて書き込みができるいわゆるインタラクティブなプロジェクターが実現できる。しかしながら、上記のような視差情報を利用する場合、指の形状を高精度に認識しようとすると、視差をより大きくする、すなわちカメラ間の距離を大きくする必要があり、プロジェクターの本体部分の大きさに比べてカメラ間の距離が非常に大きくなってしまう可能性がある。別の解決方法として、例えばカメラの解像度やレンズ性能を高くするといったカメラの性能を上げることも考えられるが、コストの増大を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５０６３６号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、撮像画像から視差情報を取得して行う位置検知を高精度に維持しつつ、撮像部間の距離の増大を抑制できるプロジェクターシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係るプロジェクターシステムは、画像光を投射するプロジェクター本体部と、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域において、撮像範囲の異なる２組の視差画像を撮像可能とする第１撮像部、第２撮像部、第３撮像部及び第４撮像部とを備える。
【０００６】
上記プロジェクターシステムでは、４つの撮像部によって撮像範囲の異なる２組の視差画像（ステレオ画像）を撮像可能とすることで、例えば２つの撮像部によって取得される視差情報と比較して、同等の精度の位置検知を可能にする視差情報を、撮像部間の距離をより短いものとしつつ取得できる。これにより、例えば視差情報を利用して投射画面上の指示体を検出することで、インタラクティブな画像投射を実現できるプロジェクターシステムにおいて、装置の小型化を図ることができる。
【０００７】
本発明の具体的な側面によれば、第１撮像部は、プロジェクター本体部の投射光軸に対して、プロジェクター本体部の投射方向に垂直な第１方向に離間した位置に配置され、第２撮像部は、投射光軸に対して、第１方向と反対の方向である第２方向に離間した位置に配置され、第１撮像部と第２撮像部とにおいて、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が異なっており、第１撮像部と第２撮像部とは、１組の視差画像を撮像する。この場合、第１撮像部と第２撮像部との間において視差を生じさせやすくなり、撮像部間の距離の増大を抑えつつ投射画面上の指示体を検出において必要に足る視差情報を視差画像から得ることができる。
【０００８】
本発明の別の側面によれば、第３撮像部は、投射光軸に対して第２方向に離間した位置に配置され、第４撮像部は、投射光軸に対して第１方向に離間した位置に配置され、第３撮像部と第４撮像部とにおいて、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が異なっており、第３撮像部と第４撮像部とは、第１撮像部と第２撮像部とによる１組の視差画像とは別の１組の視差画像を撮像する。この場合、第３撮像部と第４撮像部との間において視差を生じさせやすくなり、撮像部間の距離の増大を抑えつつ投射画面上の指示体を検出において必要に足る視差情報を視差画像から得ることができる。
【０００９】
本発明のさらに別の側面によれば、第１撮像部および第３撮像部は、第２撮像部および第４撮像部よりも投影領域に近い側に配置されている。この場合、投影領域に対する距離の差を利用して、第１撮像部および第３撮像部と第２撮像部および第４撮像部との間において、それぞれ視差のある状態にできる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面によれば、第１〜第４撮像部は、所定角度範囲内のあおり角で傾いており、第１撮像部は、第２撮像部よりもあおり角が大きく、第３撮像部は、第４撮像部よりもあおり角が大きい。この場合、あおり角を設けることであおり角を設けないものと比べて撮像部の広画角化を抑制できる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面によれば、第１撮像部と第３撮像部とにおいて、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が等しい。この場合、第１撮像部側と第３撮像部側とで、投影領域までの距離が等しい状態で撮像できる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、第２撮像部と第４撮像部とにおいて、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域までの距離が等しい。この場合、第２撮像部側と第４撮像部側とで、投影領域までの距離が等しい状態で撮像できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面によれば、第１〜第４撮像部は、プロジェクター本体部を収納する筐体の四隅に配置されている。この場合、筐体の四隅に配置することで、プロジェクター本体部を筐体内に収めつつ、４つの撮像部を筐体から大きく飛び出させることなく視差画像に基づく視差情報を効率的に得ることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面によれば、第１撮像部及び第２撮像部は、プロジェクター本体部を収納する筐体の四隅の対角位置に配置され、第３撮像部及び第４撮像部は、筐体の四隅のうち第１撮像部及び第２撮像部とは別の対角位置に配置されている。この場合、第１撮像部及び第２撮像部による視差画像と第３撮像部及び第４撮像部による視差画像とを組み合わせることで、視差情報を得ることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面によれば、第１撮像部及び第２撮像部は、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域のうち少なくとも半分の領域について撮像し、第３撮像部及び第４撮像部は、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域のうち第１撮像部及び第２撮像部において撮像されない残りの領域を含む少なくとも半分の領域について撮像する。この場合、視差画像を組み合わせて画像光の投影領域全体について、投射画面上の指示体を検出するための視差情報を得ることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面によれば、第１撮像部及び第２撮像部は、画像光の投影領域のうち、第１方向と第２方向とのうちの一方向側の端の領域を含む少なくとも半分の領域を撮像し、第３撮像部及び第４撮像部は、画像光の投影領域のうち、第１方向と第２方向とのうちの他方向側の端の領域を含む少なくとも半分の領域を撮像する。この場合、第１撮像部及び第２撮像部によって、画像光の投影領域のうち投射方向に垂直な方向についての一方の端の領域を含む半分の領域が撮像され、第３撮像部及び第４撮像部によって画像光の投影領域のうち投射方向に垂直な方向についての他方の端の領域を含む残りの半分の領域が撮像される。
【００１７】
本発明のさらに別の側面によれば、プロジェクター本体部は、画像光を斜方投射する。この場合、スクリーン等の被照射領域に向けて近接投射をする短焦点タイプでの画像投射を行うことができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面によれば、第１〜第４撮像部は、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域について撮像する範囲に対応してそれぞれ傾いている。この場合、各撮像部での画角をより狭めることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面によれば、第１〜第４撮像部は、プロジェクター本体部からの画像光の投影領域を含む撮像領域を撮像して撮像領域に存する指示体を検出可能にする。この場合、取得した視差情報を利用することで、指示体を立体的形状として捉えることが可能となる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によれば、第１〜第４撮像部で取得した画像光の情報に基づく画像投射位置と、第１〜第４撮像部により検出された指示体の位置とを特定し、特定された指示体の位置の情報を反映した画像投射を行う。この場合、指示体による指示位置の情報を反映させたインタラクティブな画像投射が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態のプロジェクターシステムの概略構成を示す図である。
【図２】キャリブレーション時のパターン画像の投影の様子を示す図である。
【図３】プロジェクターシステムの構成を示す平面図である。
【図４】撮像部のあおり角について説明するための図である。
【図５】一対の撮像部による視差画像（ステレオ画像）の取得とその撮像範囲について説明するための図である。
【図６】視差情報に関する精度について対象とする撮像位置と投影位置との一例を示す図である。
【図７】視差情報に関する精度の指標について説明するための図である。
【図８】視差情報に関する精度と撮像性能との関係について説明するための図である。
【図９】一実施例における視差情報の指標について説明するための図である。
【図１０Ａ】撮像部を構成する撮像素子について一具体例を示すための図である。
【図１０Ｂ】一具体例における撮像部の像高と微小角度との関係を示すグラフである。
【図１１】第２実施形態のプロジェクターシステムの構成を示す平面図である。
【図１２】１組の撮像部による視差画像（ステレオ画像）とその撮像範囲について説明するための図である。
【図１３】第１実施形態と第２実施形態とでのプロジェクターシステムについて比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るプロジェクターシステムについて説明する。
【００２３】
図１等に示すプロジェクターシステム５００は、天井に吊るされた状態で取り付けられて画像光である投射光ＰＬを投射（斜方投射）して画像投射を行うプロジェクター１００で構成されている。なお、投射光ＰＬの被照射領域ＰＬａは、例えばスクリーンＳＣ上に形成される。被照射領域ＰＬａは、プロジェクター１００からの投射光（画像光）ＰＬの投影領域に相当する。また、図示を省略するが、プロジェクターシステム５００は、プロジェクター１００のほか、例えばＰＣ等が接続されることで構成され、必要に応じて当該ＰＣが各種処理をすることで被照射領域ＰＬａでの表示画面上への書込みを受け付けるインタラクティブな状況での画像動作を可能にしている。プロジェクターシステム５００のうち、プロジェクター１００は、上記のように、スクリーンＳＣの斜め上方に設置され、斜め下方のスクリーンＳＣに向けて近接投射をする短焦点タイプ（ここでは、いわゆる超短焦点近接投射となっている。）のプロジェクターであり、画像投射を行うための本体部分であるプロジェクター本体部１００ｐと、撮像システム５０とで構成されている。特に、本実施形態では、撮像システム５０がプロジェクター１００の筐体ＣＡの四隅にそれぞれ配置される４つの撮像部（カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）で構成されている。４つのカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄによって、高精度な指示体ＯＢの位置検知が可能となっている。なお、本実施形態では、垂直下向きをＹ方向（＋Ｙ方向）とし、スクリーンＳＣの表面がＸＹ面内に平行で、プロジェクター１００は、＋Ｚ方向を正面方向としてスクリーンＳＣに対して設置されているものとして説明する。
【００２４】
プロジェクター本体部１００ｐは、スクリーンＳＣに向けて可視光波長帯域の光を合成して構成される画像光である投射光ＰＬを投射して投影画像（カラー画像）の形成を行う。プロジェクターシステム５００において、インタラクティブな画像投射を可能にするためには、投射画面上における指示体の位置を特定するための位置合わせ（キャリブレーション）がなされていることが前提となる。
【００２５】
以下、図２を参照して、インタラクティブな画像投射を可能にするための前提となる位置合わせの処理であるキャリブレーションについて説明する。図２は、プロジェクター本体部１００ｐによる画像投影のうち、特に、上述のようなキャリブレーションの処理を行うために、キャリブレーション時のパターン画像を投影する様子を示している。本実施形態では、まず、プロジェクター本体部１００ｐによる画像投射（投影）によってスクリーンＳＣ上に映し出される映像の範囲を示すパターン画像ＰＴを、例えば画像光である投射光ＰＬに含まれる可視光波長帯域の成分のうち緑色波長帯域の光で構成されるパターン画像光ＧＬによって投影する。パターン画像光ＧＬの一部の成分を撮像システム５０で受光することで、パターン画像ＰＴに関する画像情報が取得され、この情報に基づき画像投射位置の特定がなされる。具体的には、まず、撮像システム５０は、撮像したパターン画像ＰＴの画像情報をプロジェクター本体部１００ｐに対して送信する。次に、プロジェクター本体部１００ｐは、撮像システム５０で取得したパターン画像ＰＴの情報と、光変調における画素マトリクスの情報との対応付けを行う。すなわち、撮像システム５０で撮像されたパターン画像ＰＴの受光用のセンサー上での各位置とプロジェクター本体部１００ｐの光変調における画素マトリクス状の各位置すなわち投影された画像上の位置とを対応付ける。対応付けは、例えば、ピクセル単位で行うものとしてもよい（例えば対応するテーブルを作成するものとしてもよい）が、例えば対応付ける関数を定めることで、対応付けの処理を可能にするものとしてもよい。以上のように、プロジェクター本体部１００ｐは、撮像システム５０で取得したパターン画像ＰＴの情報に基づく画像投射位置と、光変調の画素の位置とを対応付けることで、キャリブレーション（位置合わせ）を行っている。キャリブレーション後は、キャリブレーションでの対応付けに基づいて、撮像システム５０で位置検出された指示体ＯＢによるパターン画像ＰＴ上での指示位置の特定が可能となり、特定された指示体ＯＢの位置の情報を反映したインタラクティブな画像投射ができる。
【００２６】
ここで、上記のようなインタラクティブな画像投射を行うための前提として、指示体ＯＢについての高精度な位置検出が必要である。本実施形態では、撮像システム５０を構成する４つのカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄにより、各カメラ間の距離の増大を抑えつつカメラの解像度やレンズ性能を上げなくても必要に足る視差情報を取得して指示体ＯＢについての高精度な位置検出を可能にしている。
【００２７】
以下、図１や図３等を参照して、プロジェクター本体部１００ｐや撮像システム５０等の構成について説明する。なお、図１、図３等では、説明を分かりやすくするため、撮像システム５０を構成するカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを筐体ＣＡの下側に飛び出したように描いているが、筐体ＣＡの下側において飛び出さないあるいはほとんど飛び出さないような態様としたり、或いは筐体ＣＡに内蔵させたりすることも可能である。
【００２８】
プロジェクター本体部１００ｐは、全ての構成についての詳細な図示を省略するが、光源や光変調装置、投射光学系等を備え、スクリーンＳＣに対する画像投影を行う。ここでは、例えば図３に示すように、筐体ＣＡの内部に収納される投射光学系である投射レンズ４０から、画像光としての投射光ＰＬが射出される。また、筐体ＣＡの中央に配置される投射レンズ４０の投射光軸を光軸ＰＸとする。プロジェクター本体部１００ｐは、上記のほか、画像投影部やプロジェクター制御部を有し、画像投射等の各種動作制御を行う。例えば、プロジェクター制御部は、撮像システム５０からの情報を受け付け可能とし、プロジェクター本体部１００ｐを構成する画像形成部（光変調における画素マトリクス）の画素と撮像システム５０を構成する各カメラにそれぞれ内蔵される撮像素子（受光用のセンサー）の画素との位置関係を対応付けるキャリブレーションに基づいて、撮像システム５０からの情報を加味して投射させる画像の内容を修正することで画面上に書込みができるものとなっている、すなわちインタラクティブな画像投射を可能としている。
【００２９】
なお、プロジェクター本体部１００ｐを構成する光学系については、種々の態様が可能であるが、例えば光源等については、種々の構成のものが適用可能であり、例えばレーザー光源やＬＥＤ光源、さらに有機ＥＬ（Ｏ−ＬＥＤ）を利用することも可能である。特に、有機ＥＬ素子等の自発光型の光源を適用した場合、光源が光変調の役割も兼ねた映像装置として構成できる。なお、光源（バックライト）と光変調とを個別の構成とする場合、光変調装置については、例えば透過型の液晶パネルとすることができる。
【００３０】
撮像システム５０は、プロジェクター本体部１００ｐにより投射された投射画像を撮像して画像情報を取得するセンサー装置である。本実施形態では、特に、撮像システム５０は、離間して配置された４つの撮像部で構成されている。具体的には、撮像システム５０は、第１撮像部である第１カメラ５０ａと、第２撮像部である第２カメラ５０ｂと、第３撮像部である第３カメラ５０ｃと、第４撮像部である第４カメラ５０ｄとで構成されている。各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、同一規格で、第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとで一対構成となり、第３カメラ５０ｃと第４カメラ５０ｄとで一対構成となって、プロジェクター本体部１００ｐによる投射光ＰＬの投射位置に関して左右対称な位置に配置されている。各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、例えば撮像レンズ系のほか、受光素子（撮像素子）すなわち受光用のセンサーや通信部による他の装置への送信等を含む各種制御を行う制御装置といったものを備える。以上のような複数のカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ（ステレオカメラ）を有することで、プロジェクター１００は、視差画像（或いはステレオ画像）に基づく視差情報を取得可能となっている。すなわち、立体視によるより高度な位置検出が可能となっている。特に、本実施形態では、筐体ＣＡの四隅において対角位置にある第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとによって１組の視差画像を撮像し、別の対角位置にある第３カメラ５０ｃと第４カメラ５０ｄとによってもう１組の視差画像を撮像することで、撮像範囲の異なる２組の視差画像に基づいた視差情報を取得可能となっている。つまり、撮像した２組の視差画像からそれぞれ視差情報を抽出することで、指示体の位置検知を可能としている。
【００３１】
なお、本実施形態では、検出対象である指示体（指先）ＯＢを複数のカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ、５０ｄによって視差を利用した立体的な検出を可能としているものであるため、例えばスクリーンＳＣをタッチする利用者の指手を奥行きのある立体的形状として捉える必要がある。このため、正確には、スクリーンＳＣ上の投影領域である被照射領域ＰＬａに加え、被照射領域ＰＬａを含む立体的領域までが撮像領域に含まれるように撮像を行っている。したがって、本実施形態では、例えば指の先端から手首くらいまでを撮像できるように、実際には、被照射領域ＰＬａから１６ｃｍ程度の厚みを有する直方体状の立体的領域ＣＤを撮像領域の範囲に含むものとする。ただし、以後の説明においては、説明の簡略化のため、厚みのある立体的領域ＣＤまでも含めて被照射領域ＰＬａと捉えてこれを撮像範囲の対象としているものとする。
【００３２】
以下、図３を参照して、プロジェクター１００のうち、特に撮像システム５０の第１〜第４撮像部を構成するカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの配置等について説明する。なお、図３は、ＸＹＺ方向で示す関係から明らかなように、図１のように天井（上方）に吊るした状態にあるプロジェクター１００を下方側から見た図となっている。ここでは、撮像システム５０のうち、一対構成の第１カメラ５０ａと、第２カメラ５０ｂとの関係について説明し、もう１つの一対構成である第３カメラ５０ｃと、第４カメラ５０ｄとについては、対称性により同様であることから、詳しい説明を省略する。
【００３３】
まず、図示のように、第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとは、筐体ＣＡの四隅において対角位置に配置されている。より具体的には、第１カメラ５０ａは、プロジェクター本体部１００ｐの投射方向Ｐ１に対して垂直な方向の１つである第１方向Ｄ１（−Ｘ方向）について投射レンズ４０等を含むプロジェクター本体部１００ｐの投射光軸である光軸ＰＸから離間した位置に配置されている一方、第２カメラ５０ｂは、第１方向Ｄ１（−Ｘ方向）の反対方向である第２方向Ｄ２（＋Ｘ方向）について投射レンズ４０等を含むプロジェクター本体部１００ｐの光軸ＰＸから離間した位置に配置されている。つまり、第１カメラ５０ａは、光軸ＰＸに対して、投射方向Ｐ１に垂直な第１方向Ｄ１に離間した位置に配置され、第２カメラ５０ｂは、光軸ＰＸに対して、投射方向Ｐ１に垂直で第１方向Ｄ１と反対の方向である第２方向Ｄ２に離間した位置に配置されている。さらに、第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとでは、プロジェクター本体部１００ｐからの画像光の投影領域までの距離すなわち被照射領域ＰＬａやスクリーンＳＣまでの距離が互いに異なっている。言い換えると、投射方向Ｐ１に関して第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとは、ずれた位置に配置されている。図示の例では、第１カメラ５０ａが、第２カメラ５０ｂよりもスクリーンＳＣに近い側に配置されている。なお、同様に、第３カメラ５０ｃと、第４カメラ５０ｄとについては、第３カメラ５０ｃが第２方向Ｄ２についてプロジェクター本体部１００ｐの光軸ＰＸから離間し、第４カメラ５０ｄが第１方向Ｄ１についてプロジェクター本体部１００ｐの光軸ＰＸから離間し、第３カメラ５０ｃが、第４カメラ５０ｄよりもスクリーンＳＣに近い側に配置されている。すなわち、第１カメラ５０ａおよび第３カメラ５０ｃは、第２カメラ５０ｂおよび第４カメラ５０ｄよりも投影領域に近い側に配置されている。また、第１カメラ５０ａと第３カメラ５０ｃとの位置関係については、第１方向Ｄ１とその反対方向である第２方向Ｄ２とについて互いに離間し、かつ、プロジェクター本体部１００からの画像光の投影領域までの距離が等しくなる位置に配置されている。また、これに対応して、第２カメラ５０ｂと第４カメラ５０ｄとの位置関係についても、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とについて互いに離間し、かつ、プロジェクター本体部１００からの画像光の投影領域までの距離が等しくなる位置に配置されている。
【００３４】
以上のような配置から、本実施形態では、図３に示す各寸法について例えば以下のようになっている。まず、プロジェクター１００のサイズを規定する筐体ＣＡについては横方向（Ｘ方向）についての横幅Ｗ１＝３６７ｍｍ、奥行き方向（Ｚ方向）についての奥行き幅Ｔ１＝４００ｍｍ、横方向（Ｘ方向）についてのカメラ間の距離Ｖ１＝２４０ｍｍ、奥行き方向（Ｚ方向）についてのカメラ間の距離Ｖ２＝２５０ｍｍとなっている。さらに、距離Ｖ１と距離Ｖ２との関係から、対角位置にあるカメラ間の距離Ｖ３＝３４７ｍｍとなる。
【００３５】
また、各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの光軸ＡＸ１〜ＡＸ４と、プロジェクター本体部１００ｐの光軸ＰＸとは、図３に示すように、ＸＺ面に平行な面について射影してみた場合において、平行となっている。ただし、既述のように、プロジェクター本体部１００ｐは、画像光を斜め下方に向けて投射するため、例えばあおり投射がなされており、各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄにおいても、撮像対象である被照射領域ＰＬａが斜め下方にあるため、所定角度範囲内のあおり角で傾いている。
【００３６】
以下、図４を参照して、各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄのあおり角について説明する。
【００３７】
図４は、本実施形態のプロジェクターシステムにおける撮像システム５０の姿勢及び撮影範囲ついて説明するための図である。なお、撮像システム５０を構成する４つのカメラのうち、カメラ５０ａ，５０ｂを示しているが、カメラ５０ｃ，５０ｄについても同様である。図示から明らかなように、この場合、第１カメラ５０ａの光軸ＡＸ１は、スクリーンＳＣに対して垂直ではなく、下方にあおり角α１だけ傾いている。また、第２カメラ５０ｂの光軸ＡＸ２も、スクリーンＳＣに対して垂直ではなく、下方にあおり角α２だけ傾いている。さらに、あおり角α１とあおり角α２とを比較すると、あおり角α１の方が大きい。すなわち、スクリーンＳＣに相対的に近い第１カメラ５０ａのほうが、スクリーンＳＣに相対的に遠い第２カメラ５０ｂよりもあおり角が大きくなっている。同様に、第３カメラ５０ｃのほうが、第４カメラ５０ｄよりもあおり角が大きくなっている。なお、各あおり角α１，α２の具体的数値例としては、α１＝２７°、α２＝１５°とすることが考えらえる。
【００３８】
ここで、本実施形態では、さらに、例えば第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとで構成される一対の撮像部は、スクリーンＳＣ上の投影領域である被照射領域ＰＬａの全体ではなく、一部の領域を撮像対象範囲としている。
【００３９】
以下、図５を参照して、一対の撮像部による視差画像の取得とその撮像範囲について説明する。なお、図５は、天井（上方）に吊るした状態にあるプロジェクター１００をさらに上方側から見た図となっている。つまり、図３の場合とは反対側から見た図である。この場合、例えば各カメラ５０ａ等は、筐体ＣＡの内部あるいは筐体ＣＡよりも下方側に位置することになるため、図中において破線で示している。また、ここでは、撮像システム５０を構成する二対の撮像部のうちの一対である第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとにおける撮像範囲について説明する。図示のように、第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとは、それぞれの位置から被照射領域ＰＬａのうち少なくとも右半分の領域すなわち＋Ｘ側の半分以上の領域について撮像し、この範囲での視差画像の取得延いては視差情報の取得を可能にしている。言い換えると、第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとは、第１方向Ｄ１とその反対の方向である第２方向Ｄ２とのうちの一方向である第２方向Ｄ２の側の端の領域ＥＧ２を含む少なくとも半分の領域を撮像可能にしている。同様に、もう一方の一対の撮像部である第３カメラ５０ｃと第４カメラ５０ｄとが、それぞれの位置から被照射領域ＰＬａのうち少なくとも左半分の領域すなわち−Ｘ側の半分以上の領域（第１カメラ５０ａ及び第２カメラ５０ｂによっては撮像されない残りの領域を含む領域）について撮像することで、必要な残りの視差情報を得ることができる。言い換えると、第３カメラ５０ｃと第４カメラ５０ｄとは、第１方向Ｄ１とその反対の方向である第２方向Ｄ２とのうちの他方向である第１方向Ｄ１の側の端の領域ＥＧ１（図１等参照）を含む少なくとも半分の領域を撮像して、必要な残りの視差情報を取得可能にしている。すなわち、撮像システム５０において、４つのカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが協働することで、被照射領域ＰＬａの全体についての視差画像を取得できる。なお、４つのカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの受光素子（撮像素子）において、センサー上のエリアＳＥのうち有効撮像範囲であるアクティブエリアＡＥ内において、被照射領域ＰＬａの一部に対応する映像画像ＰＬｉが撮像される。したがって、スクリーンＳＣ上の被照射領域ＰＬａの全体を撮像可能とするためには、一対のカメラ５０ａ，５０ｂのアクティブエリアＡＥ内に共通する映像画像ＰＬｉと、一対のカメラ５０ｃ，５０ｄのアクティブエリアＡＥ内に共通する映像画像ＰＬｉとを繋ぎ合わせたものが被照射領域ＰＬａの全体に相当する画像となっているようにする必要がある。
【００４０】
この場合、一対の第１カメラ５０ａ及び第２カメラ５０ｂは、被照射領域ＰＬａに相対的に近い位置にある第１カメラ５０ａが−Ｘ側にあり、相対的に遠い位置にある第２カメラ５０ｂが＋Ｘ側にある上で、被照射領域ＰＬａの＋Ｘ側の領域を撮像することで、第１カメラ５０ａ及び第２カメラ５０ｂ間での視差がよりつきやすくなっている。これは、対称性により、もう一対の第３カメラ５０ｃ及び第４カメラ５０ｄの配置関係についても同様である。
【００４１】
なお、第１カメラ５０ａ及び第２カメラ５０ｂの撮像範囲と第３カメラ５０ｃ及び第４カメラ５０ｄの撮像範囲とが重複する中央側の範囲については、例えばプロジェクター本体部１００ｐのプロジェクター制御部側において、場所ごとに優先順位を決める等により衝突が生じないように適宜処理をすればよい。
【００４２】
また、上記の場合、各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄにおいて被照射領域ＰＬａの全体を取り込む必要がない。見方を変えると、各カメラにおいて被写体の像を大きくすることができる。さらに、上記の場合、被照射領域ＰＬａの全体を取り込む場合と比較すると、スクリーンの端側をカメラの正面側に寄せた状態とすることができる。したがって、指示体の位置検知における誤差を小さくすることができると考えられる。
【００４３】
以上のように、４つのカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄについて、平面視矩形の筐体の四隅に配置し、対角位置にあるものを一対とし、かつ、撮像範囲を全体の半分程度であってさらにより視差がつきやすい範囲として取得された視差画像に基づいて視差情報を取得する構成とすることで、撮像システム５０を筐体ＣＡから大きくはみ出すことのないような構成としつつも、高精度に指示体ＯＢの位置検知を行うことが可能になる。
【００４４】
また、本実施形態のプロジェクターシステム５００では、上記のように、いわゆる超短焦点近接投射を行っている。このため、プロジェクター本体部１００ｐに近接して取り付けられる撮像システム５０（カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）の撮影範囲をある程度広くすることが望ましい。さらに、ステレオカメラ方式で、指示体である指について３次元位置を取得するという観点からも広画角なものとする必要がある。このような場合、通常のレンズを適用することが難しい可能性が高く、魚眼レンズを利用することが考えられる。魚眼レンズとしては、例えばｆθレンズと呼ばれるレンズを用いた等距離射影方式を採用すること等が考えられる。さらに、次式で示される特性のレンズを用いて撮像を行う（立体射影方式）ものとしてもよい。
2018152022.tif 000003
ここで、焦点距離をｆ、半画角（あるいは単に画角）をθ、像高をｙとする。
この場合、等距離射影方式に比べて、撮像画像において、特に周辺側での歪み（圧縮）を抑制できる。
【００４５】
以下、図６等を参照して、撮像システム５０による位置検知の精度の評価方法に関して考察する。図６〜図８は、視差情報に関する精度についての指標の一例として、ステレオカメラの誤差領域を算出する方法について説明するための図である。
【００４６】
まず、図６は、上記した第１カメラ５０ａ及び第２カメラ５０ｂにおいて対象となる撮像範囲について考察したものであり、例えば図中の点Ｃ１，Ｃ２は、それぞれプロジェクター１００における第１及び第２カメラ５０ａ，５０ｂの設置位置を示す。上記のように、一対の第１カメラ５０ａ及び第２カメラ５０ｂによって被照射領域ＰＬａのうち＋Ｘ側の半分の領域を撮像しようとすると、被照射領域ＰＬａの右下隅の位置である点Ｃ３が２つのカメラ５０ａ，５０ｂから最も距離が離れているため、視差が小さく検出精度が最も低い位置になる。すなわち、当該箇所における指示体の検出が確実に行えるものとする必要があることになる。そこで、ここでは、点Ｃ１，Ｃ２及び点Ｃ３の３点を通る平面ＥＰ１を基準面として、点Ｃ３及びその近辺についての位置検知に際して、各カメラ５０ａ，５０ｂで生じる誤差について考察する。なお、図示のように、ここでは、平面ＥＰ１上において、点Ｃ１と点Ｃ２とを通る直線の方向をｘ方向とするとともに、平面ＥＰ１上においてｘ方向に垂直な方向であって点Ｃ３側を＋とする方向をｙ方向とし、ｘ方向とｙ方向とについて、点Ｃ１，Ｃ２の中点を基準としてｘ軸及びｙ軸を定める。
【００４７】
上記の場合において、図７に示すように、点Ｃ１からｘ軸に対して仰角θ１で延びる軸Ｘ１と、点Ｃ２からｘ軸に対して仰角θ２で延びる軸Ｘ２とが点Ｃ３で交わっているものとする。この場合、軸Ｘ１と軸Ｘ２とがなす角の角度θ３が点Ｃ３における第１カメラ５０ａと第２カメラ５０ｂとの角度差（視差）に相当する。角度θ３は、上記のように、３つの点Ｃ１，Ｃ２及び点Ｃ３の位置関係すなわち第１及び第２カメラ５０ａ，５０ｂと被照射領域ＰＬａとの配置で定まる値であり、角度θ３が大きいほど、視差がつけやすいことを示すものである。
【００４８】
また、一方で、図中において、各点Ｃ１，Ｃ２から各軸Ｘ１，Ｘ２を中心に広がる微小角度Δθ１，Δθ２が示されている。これらの微小角度Δθ１，Δθ２は、各カメラ５０ａ，５０ｂの性能を示すものである。
【００４９】
図８は、微小角度Δθ１，Δθ２に相当する微小角度Δθの性質について説明するための図である。図８に示すように、カメラ５０ａ（あるいはカメラ５０ｂ）を構成する受光素子ＲＥやレンズＬＳに関して、微小角度Δθは、レンズＬＳを通して受光素子ＲＥの１つ分の画素のピッチＰＨに取り込まれる光の範囲に相当するものである。すなわち、この範囲にあるものは、受光素子ＲＥ上同一の点とみなされる限界を示している。つまり、図７における微小角度Δθ１，Δθ２は、各カメラ５０ａ，５０ｂの性能に伴う解像の限界を示している。言い換えると、この角度以下の範囲ついては各カメラ５０ａ，５０ｂにおいて全て一画素と扱われ識別されず全て誤差の範囲内として取り扱われることになる。以上のことから、図７に示すように、各軸Ｘ１，Ｘ２を中心に広がる微小角度Δθ１，Δθ２と角度θ３とで定まる四角形の領域を誤差領域ＥＲとする。誤差領域ＥＲの形状は、微小角度Δθ１，Δθ２及び角度θ３で定まり、上記のように、微小角度Δθ１，Δθ２が小さいほど、また、角度θ３が大きいほど高精度な位置検出が行えることを示すものとなる。このことは、誤差領域ＥＲの形状で考えてみると、微小角度Δθ１，Δθ２が大きいほど、大きくなり、また、角度θ３が小さいほど細長くなると考えらえる。すなわち、誤差領域ＥＲが、細長く大きくなるほど位置検出の精度が悪く、小さく縦横のバランスが取れた形状となるほど位置検出の精度が良くなっていると考えることができる。そこで、誤差領域ＥＲを内包する最小の円ＭＣの大きさ（円ＭＣの半径）をもって位置検出の精度の指標とすることが考えられる。なお、画像処理を施すことで、上記のような一画素よりも小さい単位で識別を行うことも可能であるが、上記が位置検知の精度の指標の１つである点については変わりない。
【００５０】
図９等は、本実施形態のプロジェクター１００について具体的一構成例について指標を検討したものであり、例えば図９の上段側において、具体的一構成例における点Ｃ１，Ｃ２及び点Ｃ３の３点を通る基準面を示している。具体的に説明すると、上記したプロジェクター１００において、筐体ＣＡは、横幅Ｗ１＝３６７ｍｍ、奥行き幅Ｔ１＝４００ｍｍであり、その中央に投射レンズ４０を配置して下方斜め投射する。ここでは、プロジェクター１００の投射距離（Ｚ方向の距離）は７２２ｍｍであるものとし、被照射領域ＰＬａのサイズは、１２０インチ（アスペクト比１６：１０）とする。投射距離と、被照射領域ＰＬａの横サイズとで表されるスローレシオは、約０．２８とする。一方、筐体ＣＡの四隅に配置される各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、既述のように、横方向（Ｘ方向）についてのカメラ間の距離Ｖ１＝２４０ｍｍ、奥行き方向（Ｚ方向）についてのカメラ間の距離Ｖ２＝２５０ｍｍとなっており、距離Ｖ１と距離Ｖ２との関係から、対角位置にあるカメラ間の距離Ｖ３＝３４７ｍｍとなるものとする。さらに、第１及び第３カメラ５０ａ，５０ｃのあおり角α１は、α１＝２７°、第２及び第４カメラ５０ｂ，５０ｄのあおり角α２は、α２＝１５°とする。なお、角度θ３は、仰角θ２と仰角θ１との差で定まるが、上記の場合において定まる仰角θ１，θ２の値から、角度θ３は、約８．１°となる。
【００５１】
また、各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、同一の規格であり、ここでは、一例として、撮像レンズ系については、立体射影方式のものであって、その焦点距離ｆを、ｆ＝２．８２ｍｍとする。また、受光素子（撮像素子）については、図１０Ａに示すように、エリアＳＥの横サイズＷＳ１を縦サイズＨＳ１とし、アクティブエリアＡＥの横サイズＷＳ２を縦サイズＨＳ２とする。ここでは、横サイズＷＳ１＝５．１２ｍｍ、縦サイズＨＳ１＝３．８４ｍｍ、横サイズＷＳ２＝４．４８ｍｍ、縦サイズＨＳ２＝３．２０ｍｍとする。さらに、受光素子（撮像素子）の画素数を２０４８×１５３６とする。この場合、図８に示す画素ピッチＰＨの値は、２．５μｍとなる。
【００５２】
以上のような構成の各カメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄでは、まず、撮像レンズ系について、立体射影方式であることから、既述のように、下記の式（１）
2018152022.tif 000004
ここで、焦点距離をｆ、半画角（あるいは単に画角）をθ、像高をｙとする。
を満たす。上式（１）を変形すると、
2018152022.tif 000005
となる。上式（２）を参照して、図８に示す微小角度Δθを規定すると、
2018152022.tif 000006
ここで、ＰＨは画素ピッチを示す。
と表されることになる。なお、図１０Ｂは、上式（３）について、横軸を像高ｙ、縦軸を微小角度Δθとしたときのグラフである。ここで、上記のような各数値での設計の場合、点Ｃ１に設置されたカメラ５０ａがスクリーンＳＣの右隅の位置に相当する点Ｃ３を撮影するときの画角は、約５７．９°となる。この場合、上式（１）から、像高ｙが約３．１ｍｍとなり、さらに、画素ピッチＰＨの値が２．５μｍであることから、上式（３）あるいはこれに対応する図１０Ｂのグラフより、微小角度Δθ１は、約０．０３９°となる。また、点Ｃ２に設置されたカメラ５０ｂが点Ｃ３を撮影するときの画角は、約５９．７°となる。この場合、同様の計算により、像高ｙが約３．２ｍｍとなり、微小角度Δθ２は、約０．０３８°となる。
【００５３】
以上のような場合、すなわち角度θ３＝８．１°、微小角度Δθ１＝０．０３９°、微小角度Δθ２＝０．０３８°となる場合、図９中において下段で示すような誤差領域ＥＲ及びこれを内包する最小円ＭＣとなった。
【００５４】
なお、これと同程度の大きさの誤差領域ＥＲ及び最小円ＭＣに収まるような撮像システムを、仮に、上記カメラ５０ａ等を同等の性能を有する２つのカメラをＸ方向に並べることによって構成しようとすると、カメラ間の距離（横幅の間隔）を６００ｍｍ程度としなくてはならないことが分かっている。この場合、上記のようなサイズの筐体ＣＡでは、撮像部（カメラ）が大きくはみ出してしまうことになる。むろん、２つのカメラ間の距離を６００ｍｍ以下、例えば上記と同じく２４０ｍｍ程度とすると、十分な視差情報が取得できない。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係るプロジェクターシステム５００では、撮像システム５０を構成する４つの撮像部であるカメラ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄによって撮像範囲の異なる２組の視差画像を撮像可能とすることで、高い精度での位置検知を可能にする視差情報を、各カメラ間の距離をより短いものとしつつ取得できる。これにより、例えば視差情報を利用して投射画面である被照射領域ＰＬａ上の指示体ＯＢを検出することで、インタラクティブな画像投射を実現するにあたって、装置の小型化を図ることができる。
【００５６】
〔第２実施形態〕
以下、図１１等を参照して、第１実施形態を変形した第２実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るプロジェクターシステム６００は、撮像システム２５０の姿勢を変化させる構成となっていることを除いて、第１実施形態と同様の構成であるので、プロジェクターシステム全体の説明を省略する。また、具体的一構成例（具体的仕様）についても第１実施形態において示した場合と同様であるものとする。
【００５７】
図１１は、本実施形態のプロジェクターシステム６００を構成するプロジェクター２００における撮像システム２５０の姿勢について示す図であり、図３に対応する図である。また、図１２は、撮像システム２５０を構成する第１〜第４カメラ２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄのうち、一対の第１カメラ２５０ａと第２カメラ２５０ｂによる視差画像の取得とその撮像範囲について説明するための図であり、図５に対応する図である。
【００５８】
まず、図１１に示すように、第１実施形態と異なり、第１〜第４カメラ２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄの光軸ＡＸ１〜ＡＸ４は、ＸＺ面に平行な面について射影してみた場合においても、プロジェクター本体部１００ｐの光軸ＰＸに対して平行となっておらず、傾いている。さらに、第１実施形態と同様に、各カメラ２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄは、所定角度範囲内のあおり角で傾いている。
【００５９】
ただし、一対構成となっている第１カメラ２５０ａと第２カメラ２５０ｂとは、ＸＺ面に平行な面について射影してみた場合において平行となるように同程度で撮像範囲である＋Ｘ側に傾いている。同様に、もう一方の一対構成となっている第３カメラ２５０ｃと第４カメラ２５０ｄとは、ＸＺ面に平行な面について射影してみた場合において平行となるように同程度で撮像範囲である−Ｘ側に傾いている。つまり、各カメラ２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄは、被照射領域ＰＬａのうち撮像する範囲に対応してそれぞれ傾いている。また、見方を変えると、被照射領域ＰＬａ側すなわちスクリーンＳＣ側の第１カメラ２５０ａ及び第３カメラ２５０ｃは、内側に傾き、スクリーンＳＣから遠い側の第２カメラ２５０ｂ及び第４カメラ２５０ｄは、外側に傾いている。ここでは、一例として、ＸＺ面に平行な面について射影してみた場合において、各光軸ＡＸ１〜ＡＸ４は、光軸ＰＸに対して２０°傾いているものとする。
【００６０】
この場合、図１２に示すように、例えば一対構成の第１カメラ２５０ａ及び第２カメラ２５０ｂは、第１実施形態の場合（図５参照）と比べて、やや傾いた状態で撮像が行われることになる。これは、第３カメラ２５０ｃ及び第４カメラ２５０ｄにおいても同様である。
【００６１】
図１３では、第１実施形態の場合での第１カメラ５０ａ及び第２カメラ５０ｂによる撮像の様子を上段に示し、第２実施形態の場合での第１カメラ２５０ａ及び第２カメラ２５０ｂによる撮像の様子を下段に示し、これらを比較する図である。図中において、実線の円ＣＲ１は、画角８０度に相当するラインを示すものであり、破線の円ＣＲ２は、必要最大画角を示すラインである。円ＣＲ２は、図中に示す被照射領域ＰＬａの半分の領域に相当する必須撮像範囲ＥＩのうち、最も大きな画角を要する位置ＥＥを通る画角のラインである。円ＣＲ１を基準に図１３の上段と下段とを比較すると、下段の円ＣＲ２の方が小さいことが分かる。すなわち、本実施形態の場合、カメラの画角をより小さくできることが分かる。なお、本実施形態の場合も、具体的一構成例（具体的仕様）における誤差領域ＥＲ及びこれを内包する最小円ＭＣを規定する微小角度Δθ１，Δθ２や角度θ３の値については、第１実施形態の場合と差が見られなかった。
【００６２】
本実施形態においても、撮像システム２５０を構成する４つの撮像部であるカメラ２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄによって撮像範囲の異なる２組の視差画像を撮像可能とすることで、高い精度での位置検知を可能にする視差情報を、各カメラ間の距離をより短いものとしつつ取得できる。これにより、例えば視差情報を利用して投射画面である被照射領域ＰＬａ上の指示体を検出することで、インタラクティブな画像投射を実現するにあたって、装置の小型化を図ることができる。
【００６３】
〔その他〕
この発明は、上記の各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００６４】
上記では、撮像システム５０，２５０は、プロジェクター１００，２００を構成する一部として組み込まれるものとすることもできるが、例えば、撮像システム５０，２５０は、プロジェクター１００，２００とは別体の撮像装置として存在するものとしてもよい。
【００６５】
また、上記では、具体的一構成例（具体的仕様）に即して説明しているが、これはあくまで一例であり、構成例については種々の多様な場合が考えられる。
【００６６】
また、上記では、プロジェクター制御部や、プロジェクター１００に接続可能なＰＣ等において各種処理をなすものとして記載しているが、担わせる処理については、種々の態様が可能である。例えば、各種制御の一部又は全部をＰＣ等の外部接続機器で行う（ＰＣ等がプロジェクター制御部を構成する）ものとしてもよい。また、逆に、ＰＣレスとすることも可能である。
【００６７】
また、上記では、キャリブレーションにおいて、パターン画像ＰＴを緑色波長帯域の光で構成されるパターン画像光ＧＬによって投影するものとしているが、パターン画像ＰＴの投影については、緑色波長帯域の光に限らず、他の波長帯域の光を利用することも考えられる。
【００６８】
また、上記では、プロジェクター本体部１００ｐを構成する光源や光変調装置、投射光学系等については、図示や詳細な説明を一部省略しているが、種々の態様が適用可能であり、例えば光源に関しては、上記のほか、例えば高圧水銀ランプ等を利用し、３色の光源に分離して適用することも可能である。光変調装置については、上記のほか、例えば光変調装置についても液晶パネルにカラーフィルターを利用したものや、反射型液晶パネル、デジタル・マイクロミラー・デバイス等により構成するといった種々の態様が考えられる。
【符号の説明】
【００６９】
ＡＥ…アクティブエリア、ＡＸ１-ＡＸ４…光軸、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…点、ＣＡ…筐体、ＣＤ…立体的領域、ＣＲ１，ＣＲ２…円、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、ＥＥ…位置、ＥＩ…必須撮像範囲、ＥＰ１…平面、ＥＲ…誤差領域、ＧＬ…パターン画像光、ＬＳ…レンズ、ＭＣ…円、ＯＢ…指示体、Ｐ１…投射方向、ＰＨ…ピッチ、ＰＬ…投射光、ＰＬａ…被照射領域、ＰＬｉ…映像画像、ＰＴ…パターン画像、ＰＸ…光軸、ＲＥ…受光素子、ＳＣ…スクリーン、ＳＥ…エリア、Ｔ１…幅、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…距離、Ｗ１…横幅、Ｘ１，Ｘ２…軸、ｆ…焦点距離、Δθ，Δθ１，Δθ２…微小角度、α１，α２…あおり角、θ１，θ２…仰角、θ３…角度、４０…投射レンズ、５０…撮像システム、５０ａ…第１カメラ（第１撮像部）、５０ｂ…第２カメラ（第２撮像部）、５０ｃ…第３カメラ（第３撮像部）、５０ｄ…第４カメラ（第４撮像部）、１００…プロジェクター、１００ｐ…プロジェクター本体部、２００…プロジェクター、２５０…撮像システム、２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄ…第１〜第４カメラ（第１〜第４撮像部）、５００…プロジェクターシステム、６００…プロジェクターシステム
【図１】
2018152022.tif 000007
【図２】
2018152022.tif 000008
【図３】
2018152022.tif 000009
【図４】
2018152022.tif 000010
【図５】
2018152022.tif 000011
【図６】
2018152022.tif 000012
【図７】
2018152022.tif 000013
【図８】
2018152022.tif 000014
【図９】
2018152022.tif 000015
【図１０Ａ】
2018152022.tif 000016
【図１０Ｂ】
2018152022.tif 000017
【図１１】
2018152022.tif 000018
【図１２】
2018152022.tif 000019
【図１３】
2018152022.tif 000020