(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投写するプロジェクターであって、
画像を投写する投写部と、
前記画像が投写される投写面を撮像し、撮像により得た画像を出力する撮像部と、
前記撮像部が出力した画像に基づいて、前記投写面において前記画像が投写される投写領域を特定する特定部と、
前記撮像部が出力した画像に対し、前記特定部が特定した投写領域を含む領域の外側をマスキングするマスク処理部と、
当該プロジェクターを単独で使用する第１状態と、当該プロジェクターと他のプロジェクターが画像を並べて投写する第２状態のいずれであるかを判別する判別部と、
前記判別部の判別結果に応じて、前記マスク処理部がマスキングする領域を設定する設定部と、
前記投射面に投写される前記画像を指示する指示体を前記マスク処理部でマスキングされた画像に基づいて検出する検出部と
を備えるプロジェクター。
【請求項２】
前記設定部は、前記判別部の判別結果が第２状態である場合、前記他のプロジェクターが投写する画像側でマスキングされる領域を前記第１状態のときより狭くする
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記設定部は、前記マスク処理部がマスキングする領域の形状を、自プロジェクターが投写する画像と前記他のプロジェクターが投写する画像との位置関係によって設定する
請求項１又は請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記設定部は、前記判別部の判別結果が第２状態である場合、前記他のプロジェクターが投写した画像の一部の領域をマスキングの範囲から外し、前記第１状態のときよりマスキングされる領域を狭くする
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記第２状態は、自プロジェクターが投写する画像と前記他のプロジェクターが投写する画像が接する又は重なる状態である
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
画像を投写する投写部と、前記画像が投写される投写面を撮像し、撮像により得た画像を出力する撮像部とを有するプロジェクターの制御方法であって、
前記撮像部が出力した画像に基づいて、前記投写面において前記画像が投写される投写領域を特定する特定ステップと、
前記撮像部が出力した画像に対し、前記特定ステップで特定した投写領域を含む領域の外側をマスキングするマスク処理ステップと、
当該プロジェクターを単独で使用する第１状態と、当該プロジェクターと他のプロジェクターが画像を並べて投写する第２状態のいずれであるかを判別する判別ステップと、
前記判別ステップの判別結果に応じて、前記マスク処理ステップでマスキングする領域を設定する設定ステップと、
前記投射面に投写される前記画像を指示する指示体を前記マスク処理ステップでマスキングされた画像に基づいて検出する検出ステップと
を備えるプロジェクターの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター及びプロジェクターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターが投写した画像上にある指示体の位置を検出する発明として特許文献１に開示されたプロジェクターがある。このプロジェクターは、プロジェクターが画像を投写する面をカメラで撮影し、撮影で得られた画像において、プロジェクターにより画像が表示される領域以外をマスキングする。プロジェクターは、カメラで得られた画像のうちマスキングされていない領域において指示体が発する光を検出し、投写された画像上にある指示体の位置を特定する。特定した位置は、指示体の移動軌跡に応じた線を描画する描画機能などで使用される。この構成によれば、画像が投写されない領域にある外光や照明光を検出しなくなるので、指示体以外からの光を検知することを抑え、指示体の位置を精度良く検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５８８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクターを用いて画像を投写する際には、プロジェクターを複数台並べ、投写される画像を複数並べることにより、一台のプロジェクターで投写するより大きな画像を投写する、所謂タイリングという技術がある。タイリングで表示を行う際には、それぞれのプロジェクターの投写範囲を跨って指示体を動かし、指示体の移動軌跡に応じた線を描画することがある。この場合、それぞれのプロジェクターにおいて上述のマスキングを行うと、各プロジェクターにおいては、自プロジェクターが投写する画像の領域内に入ってから指示体の位置の特定が行われる。ここで、指示体の移動が速いと、プロジェクターは、自プロジェクターが投写する画像と他のプロジェクターが投写する画像との境界から離れた位置を特定し、この位置から描画を行ってしまい、描画する線が他のプロジェクターが描画した線とつながらず、連続した線とならなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、複数のプロジェクターで画像を並べて投写する際に、画像を跨って移動する指示体に応じた処理の不具合を解消する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、画像を投写するプロジェクターであって、画像を投写する投写部と、前記画像が投写される投写面を撮像し、撮像により得た画像を出力する撮像部と、前記撮像部が出力した画像に基づいて、前記投写面において前記画像が投写される投写領域を特定する特定部と、前記撮像部が出力した画像に対し、前記特定部が特定した投写領域を含む領域の外側をマスキングするマスク処理部と、当該プロジェクターを単独で使用する第１状態と、当該プロジェクターと他のプロジェクターが画像を並べて投写する第２状態のいずれであるかを判別する判別部と、前記判別部の判別結果に応じて、前記マスク処理部がマスキングする領域を設定する設定部とを備えるプロジェクターを提供する。
本発明によれば、複数のプロジェクターで画像を並べて投写する際に、画像を跨って移動する指示体に応じた処理の不具合を解消することができる。
【０００７】
本発明においては、前記設定部は、前記判別部の判別結果が第２状態である場合、前記他のプロジェクターが投写する画像側でマスキングされる領域を前記第１状態のときより狭くする構成としてもよい。
この構成によれば、複数のプロジェクターで画像を並べて投写する場合、他のプロジェクターが投写する画像の領域内にある指示体の位置を特定することができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記設定部は、前記マスク処理部がマスキングする領域の形状を、自プロジェクターが投写する画像と前記他のプロジェクターが投写する画像との位置関係によって設定する構成としてもよい。
この構成によれば、複数のプロジェクターで画像を並べて投写する場合、他のプロジェクターが投写する画像の領域内にある指示体の位置を特定することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記設定部は、前記判別部の判別結果が第２状態である場合、前記他のプロジェクターが投写した画像の一部の領域をマスキングの範囲から外し、前記第１状態のときよりマスキングされる領域を狭くする構成としてもよい。
この構成によれば、複数のプロジェクターで画像を並べて投写する場合、他のプロジェクターが投写する画像の領域内にある指示体の位置を特定することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記第２状態は、自プロジェクターが投写する画像と前記他のプロジェクターが投写する画像が接する又は重なる状態である構成としてもよい。
この構成によれば、複数のプロジェクターで画像を並べて投写する場合、自プロジェクターが投写する画像と隣り合う画像の領域内にある指示体の位置を特定することができる。
【００１１】
また、本発明は、画像を投写する投写部と、前記画像が投写される投写面を撮像し、撮像により得た画像を出力する撮像部とを有するプロジェクターの制御方法であって、前記撮像部が出力した画像に基づいて、前記投写面において前記画像が投写される投写領域を特定する特定ステップと、前記撮像部が出力した画像に対し、前記特定ステップで特定した投写領域を含む領域の外側をマスキングするマスク処理ステップと、当該プロジェクターを単独で使用する第１状態と、当該プロジェクターと他のプロジェクターが画像を並べて投写する第２状態のいずれであるかを判別する判別ステップと、前記判別ステップの判別結果に応じて、前記マスク処理ステップでマスキングする領域を設定する設定ステップとを備えるプロジェクターの制御方法を提供する。
本発明によれば、複数のプロジェクターで画像を並べて投写する際に、画像を跨って移動する指示体に応じた処理の不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】表示システム１を構成する装置を示した図。
【図２】プロジェクター１０Ａ、１０Ｂと指示体２０のハードウェア構成を示した図。
【図３】制御部１１０において実現する機能の機能ブロック図。
【図４】指示体を検出するタイムチャートの一例を示した図。
【図５】キャリブレーション処理の流れを示したフローチャート。
【図６】キャリブレーション画像の一例を示した図。
【図７】撮影画像の一例を示した図。
【図８】撮影画像の一例を示した図。
【図９】マスク画像の一例を示した図。
【図１０】マスキングされた撮影画像の一例を示した図。
【図１１】設定画面の一例を示した図。
【図１２】マスク画像の一例を示した図。
【図１３】マスキングされた撮影画像の一例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態］
（実施形態の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る表示システム１を構成する装置を示した図である。表示システム１は、表示面となるスクリーンＳＣに画像を投写するプロジェクター１０Ａ、プロジェクター１０Ｂ、指示体２０、発光装置５０Ａ、発光装置５０Ｂ、情報処理装置３０及び分配装置４０で構成されている。
【００１４】
表示装置の一例であるプロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、他の装置から供給された映像信号が表す画像をスクリーンＳＣへ投写する。この映像信号は、画像を表す画像情報の一例である。また、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、指示体２０を情報処理装置３０のポインティングデバイス（デジタイザー）として使用するためのＰＣ操作機能や、指示体２０が指示した位置に画像を描画する描画機能などを備えている。プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、スクリーンＳＣの斜め上方に設置され、スクリーンＳＣに向けて映像を投写する。なお、本実施形態においては、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、スクリーンＳＣへ映像を投写するが、スクリーンＳＣの替わりに壁面（表示面）に映像を投写してもよい。また、本実施形態においては、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、金具によって壁面に設置される構成となっているが、天井や机上に設置してもよい。また、スクリーンＳＣの替わりに机上に映像を投写してもよい。
【００１５】
ペン型の指示体２０は、上述した描画機能やＰＣ操作機能を使用するときのポインティングデバイスとして機能し、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂが投写する情報処理装置３０のＧＵＩ（Graphical User Interface）をユーザーが操作するときや、投写された画像に重ねてユーザーが描画を行うときなどに使用される。
情報処理装置３０は、本実施形態においては、パーソナルコンピューターである。
【００１６】
分配装置４０は、情報処理装置３０から供給される映像信号をプロジェクター１０Ａ、１０Ｂへ分配する装置である。分配装置４０は、情報処理装置３０から供給される映像信号からプロジェクター１０Ａに供給する映像信号及びプロジェクター１０Ｂへ供給する映像信号を生成し、生成した各映像信号を、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂへ供給する。本実施形態においては、分配装置４０は、情報処理装置３０から供給される映像信号が表す画像を左右２つの画像に分割し、左側の画像（第１部分）の映像信号をプロジェクター１０Ａへ供給し、右側の画像（第２部分）の映像信号をプロジェクター１０Ｂへ供給する。なお、分配装置４０は、自機が備えるボタンの操作により、情報処理装置３０から供給される映像信号をそのままプロジェクター１０Ａ又はプロジェクター１０Ｂの一方にのみ供給することも可能となっている。
【００１７】
プロジェクター１０Ａは、第１部分の映像信号が分配装置４０から供給されると、供給された映像信号が表す左側の画像を投写し、プロジェクター１０Ｂは、第２部分の映像信号が分配装置４０から供給されると、供給された映像信号が表す右側の画像を投写する。プロジェクター１０Ａが投写する左側の画像とプロジェクター１０Ｂが投写する右側の画像を左右に並べて表示（所謂タイリング表示）することにより、情報処理装置３０が供給する映像信号の画像を、一台のプロジェクターで投写する場合より大きく表示できる。
また、情報処理装置３０から供給された映像信号を分配装置４０がそのままプロジェクター１０Ａ又はプロジェクター１０Ｂの一方にのみ供給した場合、プロジェクター１０Ａ又はプロジェクター１０Ｂの一方が、情報処理装置３０が供給した映像信号の画像を投写する。
【００１８】
発光装置５０Ａ、５０Ｂは、スクリーンＳＣ上にある指に光（本実施形態では赤外光）を照射する発光部を有する。発光装置５０Ａ、５０ＢはスクリーンＳＣの上端より上に設置され、下向きに角度θの範囲に光を拡散させて出射する。発光装置５０Ａ、５０Ｂから出射された光は、スクリーンＳＣに沿う光の層を形成する。本実施形態では、角度θは、ほぼ１８０度に達し、スクリーンＳＣのほぼ全体に、光の層が形成される。スクリーンＳＣの表面と、発光装置５０Ａ、５０Ｂにより形成される光の層とは近接していることが好ましい。スクリーンＳＣの表面から離れた位置にある指も照射できるように光の層は厚みを持っている。また、発光部を積層することにより離れた位置にある指を照射してもよい。発光装置５０Ａからの光の出射は、プロジェクター１０Ａにより制御され、発光装置５０Ｂからの光の出射は、プロジェクター１０Ｂにより制御される。
【００１９】
図２は、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂ及び指示体２０のハードウェア構成を示した図である。指示体２０は、制御部２１０、通信部２２０、発光部２３０、操作部２４０、電源２５０を有する。電源２５０は、例えば乾電池又は二次電池であり、制御部２１０、発光部２３０及び操作部２４０へ電力を供給する。操作部２４０は、電源２５０から各部への電力供給を制御するスイッチ（図示略）を備えている。操作部２４０のスイッチがオンとなると、電源２５０から各部へ電力が供給され、操作部２４０のスイッチがオフとなると、電源２５０から各部へ電力の供給が停止される。発光部２３０は、赤外光を発する発光ダイオードを有しており、指示体２０の先端に設けられている。発光部２３０の点灯及び消灯は、制御部２１０により制御される。発光部２３０は、点光源であり、発光部２３０が発する光は、指示体２０の先端から球面状に広がる。通信部２２０は、プロジェクター１０から赤外光で送られる各種信号を受信する。通信部２２０は、受信した各種信号を電気信号に変換して制御部２１０へ供給する。制御部２１０は、発光部２３０及び通信部２２０に接続されている。制御部２１０は、通信部２２０から供給される信号に応じて発光部２３０の制御を開始し、発光部２３０の発光ダイオードの点灯及び消灯を制御する。
【００２０】
プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、制御部１１０、記憶部１２０、操作部１３０、投写部１４０を備える。また、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、映像処理部１５０、インターフェース１６０、撮像部１７０を備える。本実施形態においては、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂのハードウェア構成は同じである。以下、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂの各部を区別する必要がある場合、説明の便宜上、プロジェクター１０Ａの各部の符号の末尾には「Ａ」を付し、プロジェクター１０Ｂの各部の符号の末尾には「Ｂ」を付し、各部を区別する必要がない場合、符号の末尾への「Ａ」、「Ｂ」の付加を省略して説明を行う。また、プロジェクター１０Ａとプロジェクター１０Ｂの区別が必要ない場合、プロジェクター１０と称して説明を行う。
【００２１】
インターフェース１６０は、ＲＣＡ、Ｄ−Ｓｕｂ、ＨＤＭＩ（登録商標）など、映像信号が供給されるコネクターを複数有し、他の装置からコネクターに供給された映像信号を映像処理部１５０へ供給する。また、インターフェース１６０は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信のインターフェースや、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）や有線のＬＡＮなどの有線通信のインターフェースを有する。インターフェース１６０は、情報処理装置３０や分配装置４０等と通信を行う。また、インターフェース１６０は、赤外光を発する発光ダイオードを備えている。インターフェース１６０は、制御部１１０により、発光ダイオードの点灯及び消灯が制御され、指示体２０の発光部２３０の点灯及び消灯を制御するための赤外光の信号を送信する。また、インターフェース１６０は、図示省略したリモートコントローラーが送信する赤外光の信号を受信する受光部を備えている。
【００２２】
記憶部１２０は、投写する映像の画質に係る設定値や、各種機能に係る情報を記憶する。操作部１３０は、プロジェクター１０を操作するための複数のボタンを備えている。操作されたボタンに応じて制御部１１０が各部を制御することにより、スクリーンＳＣに投写される映像の調整や、プロジェクター１０が有する各種機能の設定などが行われる。
【００２３】
映像処理部１５０は、インターフェース１６０から供給される映像信号を取得する。また、映像処理部１５０は、描画機能で表示するオンスクリーン画像や、プロジェクター１０を操作するためのＧＵＩなどのオンスクリーン画像の信号を制御部１１０から取得する。映像処理部１５０は、各種の画像処理機能を備えており、インターフェース１６０から供給された映像信号に画像処理を施し、投写する映像の画質を調整する。映像処理部１５０は、制御部１１０からオンスクリーン画像の信号が供給された場合には、オンスクリーン画像の信号を重畳した映像信号を投写部１４０へ供給する。
【００２４】
映像を投写する投写部１４０は、光源１４１、ライトバルブ１４２、駆動回路１４４及び投写光学系１４３を有している。光源１４１は、光を発するランプであり、光源１４１が発した光は、図示省略した複数のダイクロイックミラーやミラーによって赤、緑、青の光に分光され、分光された赤、緑、青のそれぞれの光はライトバルブ１４２に導かれる。なお、光源１４１は、ランプではなく、発光ダイオード又はレーザー光を発する半導体レーザー装置であってもよい。
【００２５】
駆動回路１４４は、映像処理部１５０から供給される映像信号を取得する。駆動回路１４４に供給される映像信号は、投写する画像における赤の成分の階調を表す階調データ、投写する画像における緑の成分の階調を表す階調データ及び投写する画像における青の成分の階調を表す階調データを有する。駆動回路１４４は、赤、緑、青の各色の階調データを抽出し、抽出した各色の階調データに基づいてライトバルブ１４２を駆動する。
【００２６】
ライトバルブ１４２は、前述の赤の光が入射する液晶ライトバルブ、前述の緑の光が入射する液晶ライトバルブ、及び前述の青の光が入射する液晶ライトバルブを有している。液晶ライトバルブは、透過型の液晶パネルであり、複数行複数列でマトリクス状に配置された画素を備えている。赤の光が入射する液晶ライトバルブは赤の階調データに基づいて駆動され、緑の光が入射する液晶ライトバルブは緑の階調データに基づいて駆動され、青の光が入射する液晶ライトバルブは青の階調データに基づいて駆動される。各液晶ライトバルブは、駆動回路１４４によって各画素が制御されて画素の透過率が変化する。画素の透過率が制御されることにより、液晶ライトバルブを透過した各色の光は、各階調データに対応した画像となる。液晶ライトバルブを透過した赤、緑、青の光の画像は、図示省略したダイクロイックプリズムにより合成されて投写光学系１４３に入射する。投写光学系１４３は、入射した画像を拡大する光学系であり、入射した画像をレンズやミラーによって拡大してスクリーンＳＣに投写する。スクリーンＳＣに画像が投写されると、表示面であるスクリーンＳＣに画像が表示される。なお、透過型の液晶パネルの替わりに反射型の液晶パネルを採用してもよいし、デジタルミラーデバイスなどを用いてもよい。
【００２７】
プロジェクター１０は、指示体２０の位置を特定するために、撮像部１７０を有している。撮像部１７０は、発光部２３０が発する赤外光を受光する撮像素子（ＣＭＯＳやＣＣＤなど）、撮像素子に像を結像する光学系、撮像素子へ入射する光を制限する絞りなどを備えている。撮像部１７０は、投写部１４０の投写範囲を撮像範囲とし、撮像した範囲の画像を生成し、生成した画像を表す画像信号を出力する。なお、本実施形態においては、プロジェクター１０Ａ、１０ＢがスクリーンＳＣの斜め上方に設置されるため、撮像部１７０は、投写範囲を斜め上方から撮像することになる。
【００２８】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたマイクロコンピューターである。ＲＯＭに記憶されているプログラムをＣＰＵが実行すると、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂにおいては、制御部１１０が各部を制御し、映像をスクリーンＳＣに投写する機能や上述のＰＣ操作機能、描画機能などが実現する。
【００２９】
図３は、制御部１１０がプログラムを実行することにより実現する機能と、制御部２１０において実現する機能の構成を示した機能ブロック図である。まず、プロジェクター１０の制御部１１０において実現する機能について説明する。
【００３０】
投写領域特定部１１５は、撮像部が出力した画像を解析し、プロジェクター１０により画像が投写された投写面において画像が投写される投写領域を特定する。マスク処理部１１６は、撮像部が出力した画像に対し、投写領域特定部１１５が特定した投写領域を含む領域の外側をマスキングする。判別部１１７は、自プロジェクターを単独で使用する第１状態と、自プロジェクターと他のプロジェクターが画像を並べて投写する第２状態のいずれであるかを判別する。設定部１１８は、判別部１１７の判別結果に応じて、マスク処理部１１６がマスキングする領域を設定する。
【００３１】
位置特定部１１３は、マスク処理部１１６でマスキングされた画像において指示体２０の発光部２３０の位置を、例えば図４に示したタイムチャートで周期的に特定する。指の位置や発光部２３０の位置を特定する期間は、図４に示したようにフェーズＰ１１からフェーズＰ１４までの４つのフェーズを有する。指の位置や発光部２３０の位置を検出する際には、フェーズＰ１１からフェーズＰ１４までが繰り返される。フェーズＰ１１は、プロジェクター１０が撮像部１７０で撮像を行うタイミングと、指示体２０が発光するタイミング及び発光装置５０が赤外光を出射するタイミングを同期させるためのフェーズである。フェーズＰ１１においては、位置特定部１１３は、所定期間ｔｅ１で赤外光の同期信号が出力されるようにインターフェース１６０の発光ダイオードを制御する。
【００３２】
指示体２０においては、通信部２２０が同期信号を受光し、同期信号を受光してから所定時間が経過すると、予め設定された期間ｔｅ２で発光部２３０が点灯するように、制御部２１０が発光部２３０を制御する。本実施形態においては、フェーズＰ１２、フェーズＰ１３及びフェーズＰ１４の開始時点から発光部２３０が点灯するように制御される。また、位置特定部１１３は、フェーズＰ１２及びフェーズＰ１４の開始時間から期間ｔｅ２で発光装置５０が赤外光を出射するように、発光装置５０を制御する。
【００３３】
位置特定部１１３は、フェーズＰ１２〜フェーズＰ１４において、撮像部１７０を制御し、設定されているシャッタースピードでスクリーンＳＣを含む所定範囲を撮像する。撮像部１７０において電子シャッター機能により露光が行われる露光期間は、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４の開始時点から始まり、露光が終了する時点は、設定されているシャッタースピードにより定まる。撮像部１７０がフェーズＰ１２〜フェーズＰ１４の露光期間で撮像し、マスク処理部１１６でマスキングされた画像の画像信号は、位置特定部１１３へ供給される。
【００３４】
位置特定部１１３は、マスク処理部１１６でマスキングされた画像を用いて、投写された画像上にある指や発光部２３０の位置を特定する。具体的には、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において、発光装置５０が発した赤外光が指に照射されている場合には、撮像部１７０で得られた画像に発光装置５０から出射されて指で反射した赤外光が映る。また、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において、投写された画像上に発光部２３０があると、撮像部１７０で得られた画像に発光部２３０が発した赤外光も映る。フェーズＰ１３においては、発光装置５０は光を出射しないため、撮像部１７０で得られた画像には、発光部２３０が発した赤外光が映る。
【００３５】
位置特定部１１３は、フェーズＰ１２〜フェーズＰ１４において、撮像部１７０で得られた画像に映る赤外光の位置を特定する。位置特定部１１３は、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において位置を特定した赤外光のうち、フェーズＰ１３において位置を特定した赤外光の位置に近い位置の赤外光を特定し、特定した赤外光の位置を発光部２３０の位置とする。また、位置特定部１１３は、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において位置を特定した赤外光のうち、フェーズＰ１３において位置を特定した赤外光から遠い赤外光の位置を指の位置とする。なお、位置特定部１１３は、フェーズＰ１３において赤外光が投写された画像上に無い場合には、フェーズＰ１２とフェーズＰ１４において特定した位置を指の位置とする。これらの特定した位置は、描画機能やＰＣ操作機能などの各種機能を実行するときに使用される。
【００３６】
描画部１１２は、投写している画像に対し、位置特定部１１３が検知した位置に応じて描画を行う。
【００３７】
次に、指示体２０の制御部２１０において実現する機能について説明する。信号取得部２１１は、通信部２２０が受信した同期信号を取得する。発光制御部２１２は、信号取得部２１１から同期信号を取得し、同期信号を取得してから所定時間が経過すると、フェーズＰ１２〜フェーズＰ１４において期間ｔｅ２で発光部２３０が点灯するように、発光部２３０を制御する。
【００３８】
（実施形態の動作例）
次に本実施形態の動作例について説明する。ユーザーは、上述したＰＣ操作機能や描画機能などの指示体２０を用いる機能を使用する際に、まずキャリブレーション処理をプロジェクター１０に実行させる。キャリブレーション処理は、例えば、特開２０１５−１５８８８４号公報に開示されているキャリブレーションの処理である。キャリブレーション処理は、投写部１４０が投写する画像における位置と、撮像部１７０から供給される画像信号が表す画像（以下、説明の便宜上、撮影画像と称する）上の位置とを対応付ける処理である。
【００３９】
撮影画像から位置特定部１１３が特定する指示体２０の位置は、撮影画像上の位置であり、撮影画像に設定される座標系における座標で示される。ユーザーは、スクリーンＳＣに投写された画像（以下、説明の便宜上、投写画像と称する）に対して指示体２０を操作し、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、描画機能がオンとなっているときは、指示体２０の位置に応じて描画を行うため、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、投写画像に対する指示体２０の位置を特定する必要がある。
【００４０】
そこでプロジェクター１０Ａ、１０Ｂは、キャリブレーション処理により、撮影画像で特定された指示体２０の座標を投写画像の座標に変換するためのキャリブレーションデータを生成する。キャリブレーションデータは、撮影画像に設定されている座標と投写画像に設定されている座標とを対応付けるデータであり、例えば、撮影画像の座標と投写画像の座標とを１対１で対応付けるテーブルであってもよいし、撮影画像の座標を投写画像の座標に変換する関数であってもよい。
【００４１】
図５は、キャリブレーション処理の流れを示したフローチャートである。制御部１１０は、まず、キャリブレーション処理で使用するキャリブレーション画像を記憶部１２０から取得する（ステップＳＡ１）。制御部１１０は、記憶部１２０から取得したキャリブレーション画像を映像処理部１５０へ供給する。映像処理部１５０は、供給されたキャリブレーション画像を表す映像信号を投写部１４０へ供給する。投写部１４０は、供給された映像信号が表すキャリブレーション画像を投写する。
【００４２】
制御部１１０は、撮像部１７０を制御し、投写した画像を撮像部１７０に撮影させる。撮像部１７０は、投写されたキャリブレーション画像と、キャリブレーション画像の周囲を撮影し、撮像した範囲の画像を表す画像信号を出力する。
【００４３】
図６は、キャリブレーション画像の一例を示した図である。キャリブレーション画像には、複数のマークが所定の間隔で配置されている。キャリブレーション画像中のマークは、撮影画像から検出可能な図形や記号であり、その形状やサイズは特に限定されない。
【００４４】
図７は、キャリブレーション画像を撮影した撮像部１７０から供給される画像信号が表す撮影画像の一例を示した図である。プロジェクター１０をスクリーンＳＣの斜め上方に設置した場合、撮像部１７０は、スクリーンＳＣを斜め上方から撮影するため、撮影画像は、投写画像に対して歪んだ画像となる。投写画像は、図６に示したように、等間隔でマークが並ぶ矩形のキャリブレーション画像であるが、撮影画像においては、図７に示したように投写画像が歪んだ状態で写っており、撮影画像に並ぶマークの間隔は、マークの位置によって異なっている。
【００４５】
次に制御部１１０（投写領域特定部１１５）は、キャリブレーションデータを生成する（ステップＳＡ２）。具体的には、制御部１１０は、撮像部１７０から供給される画像信号を取得する。制御部１１０は、取得した画像信号が表す撮影画像からマークを検出し、各マークの重心位置をマークの座標値として取得する。制御部１１０は、撮影画像から検出したマークと、投写された画像、すなわちキャリブレーション画像のマークとを対応付ける。制御部１１０は、撮影画像におけるマークの座標値と、投写画像におけるマークの座標値とを対応付けることにより、テーブル形式又は関数形式のキャリブレーションデータを作成する。キャリブレーション画像におけるマークの座標値は、予めキャリブレーション画像とともに、或いはキャリブレーション画像に含まれて記憶部１２０に記憶されている。制御部１１０は、既にキャリブレーションデータが記憶されている場合、この記憶されているキャリブレーションデータを更新する。また、制御部１１０は、撮影画像におけるマークの座標値に基づいて、撮影画像における投写領域（投写画像）を特定する。
【００４６】
次に制御部１１０（マスク処理部１１６）は、マスク処理を実行する（ステップＳＡ３）。マスク処理は、撮影画像において投写画像を含む領域の外側を予め定められた階調値にするためのマスク画像を生成する処理である。撮影画像にマスク画像を重畳することにより、撮影画像において投写画像を含む領域の外側がマスキングされ、制御部１１０が指示体２０の位置を特定する際に、画像が投写されない領域にある外光や照明光を検出しなくなる。
【００４７】
図８を用いてマスク処理について説明する。図８は、撮影画像の一例を示した図である。制御部１１０は、キャリブレーション画像に含まれるマークのうち、上下左右の各方向で最も外側に位置するマーク列がどのマーク列であるかを示すデータを取得する。このデータは、例えばキャリブレーション画像に対応付けて記憶部１２０に記憶されている。図８に示す例では、キャリブレーション画像の左側で、最も外側に位置するマーク列は、マーク列Ｔである。制御部１１０は、マーク列Ｔに含まれる各マークの中心座標を、キャリブレーションデータから取得する。制御部１１０は、取得した各マークの中心座標に予め定められた値を加算し、指示体２０の位置を検知する領域（以下、説明の便宜上、検知領域と称する）の端を決定する。
【００４８】
例えば、マーク列Ｔは、キャリブレーション画像の左側で、最も外側に位置するマーク列であるため、各マークのＹ座標値から、予め定められた値を減算して検知領域の左端の座標値とする。図８に示すマーク列ＴのマークＴ３（Ｘ３、Ｙ３）の場合、Ｙ座標値Ｙ３から予め定められた値αを減算した座標（Ｘ３、Ｙ３−α）が、Ｘ軸方向の座標がＸ３のときの検知領域の左端となる。なお、αの値は、検知領域が投写領域を包含するように設定されている。
【００４９】
制御部１１０は、投写画像の上下左右それぞれの方向で、検知領域の端の座標値を求める。なお、マークが存在しない領域については、補完処理によって端の座標値を求めてもよい。制御部１１０は、求めた、辺Ｈ１、辺Ｈ２、辺Ｈ３及び辺Ｈ４の座標値を記憶部１２０に保存する。
【００５０】
次に、制御部１１０は、求めた検知領域の座標値を使用してマスク画像を作成する。ここで制御部１１０は、検知領域の範囲外の領域で階調値が０になるように設定したマスク画像を生成する。制御部１１０は、生成したマスク画像を記憶部１２０に記憶させる。
【００５１】
キャリブレーション処理を終了した制御部１１０（マスク処理部１１６）は、指示体２０の位置を特定する際には、記憶部１２０に記憶されたマスク画像を取得し、撮影画像をマスク画像でマスキングする。
【００５２】
図９は、マスク画像の一例を示した図である。図９において白の領域は、検知領域となる。また、図１０は、マスク画像でマスキングされた撮影画像の一例を示した図である。図１０において、ハッチングされている領域は、投写画像Ｇ１の領域を表しており、黒の領域は、マスク画像の領域を表している。また、撮影画像において投写画像とマスク画像との間の領域には、投写領域の外側の部分が写る。制御部１１０は、指示体２０の位置を特定する際に、図１０に示したように撮影画像をマスク画像でマスキングすることにより、投写領域外にある外光や照明光を検出しなくなる。
【００５３】
次に、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂでタイリング表示を行うときの動作例について説明する。ユーザーは、タイリング表示を行う前に、まず検知領域を拡張する操作を行う。具体的には、ユーザーは、検知領域を設定するための設定画面の表示を指示する操作をリモートコントローラーで行う。この操作がリモートコントローラーで行われると、制御部１１０は、検知領域を設定する設定画面のオンスクリーン画像の信号を映像処理部１５０へ供給する。映像処理部１５０が、このオンスクリーン画像の信号を投写部１４０へ供給すると、検知領域を設定する設定画面がスクリーンＳＣに投写される。
【００５４】
図１１は、設定画面の一例を示した図である。ユーザーは、リモートコントローラーを操作し、タイリング表示を行う際に、設定画面を表示しているプロジェクターと共にタイリング表示を行うプロジェクターの投写画像が、設定画面を表示しているプロジェクターの投写画像に対してどの位置に表示されるか設定する。例えば、図１に示したようにプロジェクター１０Ａの投写画像の隣にプロジェクター１０Ｂの投写画像が投写される場合、ユーザーは、プロジェクター１０Ａにおいては、図１１の設定画面において右側を選択し、プロジェクター１０Ｂにおいては、図１１の設定画面において左側を選択する。
【００５５】
プロジェクター１０Ａの制御部１１０Ａは、図１１の設定画面で右側が選択され、ＯＫボタンを押下する操作が行われた場合、記憶部１２０Ａに記憶されているマスク画像を取得する。制御部１１０Ａは、取得したマスク画像において検知領域が右側に拡張されるようにマスク画像を変形し、変形したマスク画像を記憶部１２０Ａに記憶させる。
また、プロジェクター１０Ｂの制御部１１０Ｂは、図１１の設定画面で左側が選択され、ＯＫボタンを押下する操作が行われた場合、記憶部１２０Ｂに記憶されているマスク画像を取得する。制御部１１０Ｂは、取得したマスク画像において検知領域が左側に拡張されるようにマスク画像を変形し、変形したマスク画像を記憶部１２０Ｂに記憶させる。
【００５６】
図１２の（ａ）は、検知領域を右側に拡張したマスク画像の一例を示した図であり、図１２の（ｂ）は、検知領域を左側に拡張したマスク画像の一例を示した図である。制御部１１０Ａ（設定部１１８）は、タイリング表示の機能がオンとなっている場合、変形したマスク画像を記憶部１２０Ａから取得する。制御部１１０Ａ（マスク処理部１１６）は、取得したマスク画像で撮影画像をマスキングする。また、制御部１１０Ｂ（設定部１１８）は、タイリング表示の機能がオンとなっている場合、変形したマスク画像を記憶部１２０Ｂから取得する。制御部１１０Ｂ（マスク処理部１１６）は、取得したマスク画像で撮影画像をマスキングする。なお、タイリング表示の機能のオン／オフの設定は、ユーザーがリモートコントローラーを操作することにより設定される。制御部１１０（判別部１１７）は、ユーザーの設定の結果に応じて、プロジェクターを単独で使用する状態（第１状態）であるか、タイリング表示を行う状態（第２状態）であるか判別する。
【００５７】
図１３の（ａ）は、撮像部１７０Ａで得られた撮影画像を図１２の（ａ）に示したマスク画像でマスキングしたときの一例を示した図である。図１３の（ａ）において、ハッチングされている領域は、プロジェクター１０Ａの投写画像Ｇ１Ａの全部と、プロジェクター１０Ｂの投写画像Ｇ１Ｂの少なくとも一部が写る領域を表しており、黒の領域は、マスク画像の領域を表している。また、撮影画像において投写画像とマスク画像との間の領域には、投写領域の外側の部分が写る。
【００５８】
プロジェクター１０Ａにおいては、プロジェクター１０Ｂの投写画像の一部が検知領域内に入るため、指示体２０がプロジェクター１０Ｂの投写画像の領域内からプロジェクター１０Ａの投写画像の方向へ移動した場合、プロジェクター１０Ａの投写画像の領域内へ指示体２０が入る前に指示体２０の位置を特定することができる。
【００５９】
制御部１１０Ａは、描画機能がオンであり、プロジェクター１０Ｂの投写画像の領域内からプロジェクター１０Ａの投写画像の領域内へ指示体２０が移動した場合、プロジェクター１０Ａの投写画像の領域内へ入る前の指示体２０の位置と、プロジェクター１０Ａの投写画像の領域内へ入ったときの指示体２０の位置とを結ぶ線の画像を投写する。これにより、指示体２０がプロジェクター１０Ａの投写画像とプロジェクター１０Ｂの投写画像とを跨いで移動しても、プロジェクター１０Ａで描画された線と、プロジェクター１０Ｂが描画した線とを繋げて投写することができる。
【００６０】
また、図１３の（ｂ）は、撮像部１７０Ｂで得られた撮影画像を図１２の（ｂ）に示したマスク画像でマスキングしたときの一例を示した図である。図１３の（ｂ）において、ハッチングされている領域は、プロジェクター１０Ａの投写画像Ｇ１Ａの少なくとも一部と、プロジェクター１０Ｂの投写画像Ｇ１Ｂの全部が写る領域を表しており、黒の領域は、マスク画像の領域を表している。また、撮影画像において投写画像とマスク画像との間の領域には、投写領域の外側の部分が写る。
【００６１】
プロジェクター１０Ｂにおいては、プロジェクター１０Ａの投写画像の一部が検知領域内に入るため、指示体２０がプロジェクター１０Ａの投写画像の領域内からプロジェクター１０Ｂの投写画像の方向へ移動した場合、プロジェクター１０Ｂの投写画像の領域内へ指示体２０が入る前に指示体２０の位置を特定することができる。
【００６２】
制御部１１０Ｂは、描画機能がオンであり、プロジェクター１０Ａの投写画像の領域内からプロジェクター１０Ｂの投写画像の領域内へ指示体２０が移動した場合、プロジェクター１０Ｂの投写画像の領域内へ入る前の指示体２０の位置と、プロジェクター１０Ｂの投写画像の領域内へ入ったときの指示体２０の位置とを結ぶ線の画像を投写する。これにより、指示体２０がプロジェクター１０Ａの投写画像とプロジェクター１０Ｂの投写画像とを跨いで移動しても、プロジェクター１０Ａで描画された線と、プロジェクター１０Ｂが描画した線とを繋げて投写することができる。
【００６３】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した各実施形態及び以下の変形例は、一つ又は複数を適宜組み合わせて実施してもよい。
【００６４】
上述した実施形態においては、プロジェクター１０Ａの投写画像とプロジェクター１０Ｂの投写画像が接するように投写されているが、プロジェクター１０Ａの投写画像とプロジェクター１０Ｂの投写画像とを離して投写してもよい。
【００６５】
本発明においては、３台以上のプロジェクター１０で画像を並べて投写してもよい。この場合、投写する画像の左右両側に他のプロジェクターの画像が投写されるプロジェクター１０においては、図１１の設定画面において、「両側」を選択する。プロジェクター１０は、図１１の設定画面で「両側」が選択されると、キャリブレーション処理で生成したマスク画像において検知領域が左右両側に拡張されるようにマスク画像を変形し、変形したマスク画像を記憶部１２０に記憶させる。制御部１１０は、指示体２０の位置を特定する必要がある場合、変形したマスク画像を記憶部１２０から取得し、取得したマスク画像で撮影画像をマスキングする。
【００６６】
上述した実施形態においては、キャリブレーション処理で生成されたマスク画像を変形するタイミングは、図１１の設定画面で設定が行われた後であるが、このタイミングに限定されるものではない。例えば、ステップＳＡ３でマスク画像を生成するときに、検知領域を右側に拡張したマスク画像と、検知領域を左側に拡張したマスク画像を生成しておく構成としてもよい。そして、ユーザーによって図１１の設定画面で設定が行われたときに、行われた設定に対応したマスク画像を使用するようにしてもよい。
【００６７】
上述した実施形態においては、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂを左右に並べ、プロジェクター１０Ａ、１０Ｂが投写する映像を左右に並べているが、この態様に限定されない。例えば、上下に並べた２台のプロジェクターのそれぞれから横方向に映像を投写することにより映像を上下に並べ、上側の映像を投写するプロジェクターにおいては、上側の映像の全部と下側の映像のうち上側に近い部分とを含む領域の外側をマスク画像の領域とし、下側の映像を投写するプロジェクターにおいては、下側の映像の全部と上側の映像のうち下側に近い部分とを含む領域の外側をマスク画像の領域としてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…表示システム、１０、１０Ａ、１０Ｂ…プロジェクター、２０…指示体、３０…情報処理装置、４０…分配装置、５０、５０Ａ、５０Ｂ…発光装置、１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ…制御部、１１２…描画部、１１３…位置特定部、１１５…投写領域特定部、１１６…マスク処理部、１１７…判別部、１１８…設定部、１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ…記憶部、１３０…操作部、１４０…投写部、１４１…光源、１４２…ライトバルブ、１４３…投写光学系、１４４…駆動回路、１５０…映像処理部、１６０…インターフェース、１７０、１７０Ａ、１７０Ｂ…撮像部、２１０…制御部、２１１…信号取得部、２１２…発光制御部、２２０…通信部、２３０…発光部、２４０…操作部、２５０…電源
【図１】
0006642032.tif 000002
【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】
0006642032.tif 000008
【図８】
0006642032.tif 000009
【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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