(57)【要約】【課題】投影型表示装置を利用する環境において、高い精度で効果的な防眩機能を提供する。【解決手段】スクリーンに映像光を投影する映像光投影手段と、スクリーンまでの距離を測定する測距手段と、測距手段によって得られた距離情報に基づき、スクリーンと映像光投影手段との間の障害物を検知し、該検知の結果に応じて投影する映像光の調整領域を決定する障害物検知手段と、調整領域の映像光を調整する投影調整手段と、を有する。【選択図】図７
2013033206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに映像光を投影する映像光投影手段と、
前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段と、
前記測距手段によって得られた距離情報に基づき、前記スクリーンと映像光投影手段との間の障害物を検知し、該検知の結果に応じて投影する映像光の調整領域を決定する障害物検知手段と、
前記調整領域の映像光を調整する投影調整手段と、
を有することを特徴とする投影型表示装置。
【請求項２】
前記投影調整手段は、前記映像光の調整領域における映像光の輝度を黒レベルとすることを特徴とする請求項１に記載の投影型表示装置。
【請求項３】
複数の画像から複数点の距離情報を算出する距離情報算出手段と、
前記距離情報算出手段で算出された前記距離情報から投影面に相当する平面を近似的に推定する平面推定手段と、
前記平面推定手段で推定された平面と前記距離情報算出手段で算出された距離情報を元に人物の位置を推定する人物位置推定手段と、
前記人物位置推定手段で推定された人物の位置の投影光を調整する投影光調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の投影型表示装置。
【請求項４】
前記投影光調整手段は、
測距装置と投影装置の位置関係に応じて、その位置を調整する位置調整手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の投影型表示装置。
【請求項５】
前記投影光調整手段は、
人物の動きを検知する人物動き検知手段と、
前記人物動き検知手段で検知された人物の動きに応じて投影光を調整する投影光調整手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の投影型表示装置。
【請求項６】
さらに、前記人物の動きが速い場合は、より広く、遅い場合はより狭く、人物領域を調整する人物領域調整手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の投影型表示装置。
【請求項７】
投影型表示装置からスクリーンまでの距離情報に基づき障害物を検知し、該検知の結果に応じて前記投影型表示装置が投影する映像光の調整領域を決定する障害物検知手段と、
前記調整領域の映像光を調整し、前記投影型表示装置に調整済みの映像光を投影させる投影調整手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項８】
投影型表示装置からスクリーンまでの測距情報に基づき障害物を検知し、該検知の結果に応じて投影する映像光の調整領域を決定し、決定した調整領域の情報を、該調整領域の映像光を調整する投影調整手段を有する前記投影型表示装置に提供する障害物検出手段を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項９】
スクリーンに映像光を投影する映像光投影手段および前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段を有する投影型表示装置と、
前記測距手段によって得られた距離情報に基づき、前記スクリーンと映像光投影手段の間の障害物を検知し、該検知の結果に応じて投影する映像光の調整領域を決定する障害物検知手段および前記調整領域の映像光を調整する投影調整手段を有する情報処理装置と、
をネットワーク手段で接続したことを特徴とする投影型表示システム。
【請求項１０】
スクリーンに映像光を投影する映像光投影手段、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段、および調整領域とされた領域の映像光を調整する投影調整手段を有する投影型表示装置と、
前記測距手段によって得られた距離情報に基づき、前記スクリーンと映像光投影手段の間の障害物を検知し、該検知の結果に応じて前記調整領域を決定する障害物検知手段を有する情報処理装置と、
をネットワーク手段で接続したことを特徴とする投影型表示システム。
【請求項１１】
投影型表示装置からスクリーンまでの距離情報に基づき障害物を検知し、該検知の結果に応じて前記投影型表示装置が投影する映像光の調整領域を決定する障害物検知ステップと、
前記調整領域の映像光を調整し、前記投影型表示装置に調整済みの映像光を投影させる投影調整ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
投影型表示装置からスクリーンまでの測距情報に基づき障害物を検知し、該検知の結果に応じて投影する映像光の調整領域を決定し、決定した調整領域の情報を、該調整領域の映像光を調整する投影調整手段を有する前記投影型表示装置に提供する障害物検出ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影型表示装置、情報処理装置、投影型表示システム、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多数の参加者が参加する会議等では、プレゼンテーションのために使用されるプロジェクタの重要性が増している。プロジェクタを利用する場合、発表者は、通常、スクリーンに投影された映像を参加者に参照してもらって、その内容を説明する、ということを行う。その際、プロジェクタとスクリーン間に、人や物など投影映像を遮る障害物が現われる場合がある。例えば、発表者が説明のためにスクリーンの前に立つと、この発表者自身が障害物となる。また、光を反射する障害物（ＰＣやペットボトルなど）があると、プロジェクタの投影方向とは異なる方向に光が反射することになる。
【０００３】
障害物としての発表者は、プロジェクタからの光を直接眼に受けることになり、また、光を反射する障害物からの反射光を眼に受けることになるが、こうした事態は好ましくない。そのため、投影領域への人や物の侵入があった場合に、投影光を低減させたり、遮断する技術が提案されている（特許文献１、２参照）。
【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に開示の技術では、映像情報から人物の位置情報を検出しており、プロジェクタシステムの場合、投写されている映像に人物が含まれていると、それが投影されている映像なのか、実在する発表者なのかなどの区別を行うことが非常に難しく、人物の抽出精度が低いという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２に開示の技術では、赤外光を用いて投射領域への侵入の検知とその際の投射光の低減、遮断処理が行われているが、この技術では、投射光全体をカットしてしまうので、侵入した人物とは関係のない部分の投射もストップしてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、投影型表示装置を利用する環境において、高い精度で効果的な防眩機能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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、スクリーンに映像光を投影する映像光投影手段と、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段と、前記測距手段によって得られた距離情報に基づき、前記スクリーンと映像光投影手段との間の障害物を検知し、該検知の結果に応じて投影する映像光の調整領域を決定する障害物検知手段と、前記調整領域の映像光を調整する投影調整手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、投影面であるスクリーンまでの距離を測定し、その測定結果から障害物を検知し、検出された障害物を含む領域単位での投影の調整を行うので、高い精度で効果的な防眩機能を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施の形態の投影型表示システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、投影型表示システムの他の構成を示す図である。
【図３】図３は、投影型表示システムの他の構成を示す図である。
【図４】図４は、同実施の形態の投影型表示システムにおける処理の流れ（概略）を示す図である。
【図５】図５は、基準面情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、距離データの一例を示す図である。
【図７】図７は、同実施の形態の投影型表示システムにおいて実施される一連の動作を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、ビットマップＡおよびビットマップＢとその関係を示す図である。
【図９】図９は、ビットマップＡで黒画素にする領域を広くまたは狭く設定する処理を説明する図である。
【図１０】図１０は、同実施の形態の投影型表示システムの使用例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態の投影型表示システムにおいて実施される一連の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、同実施の形態において、ビットマップＡで黒画素にする領域を狭く設定する処理を説明する図である。
【図１３】図１３は、同実施の形態において、ビットマップＡで黒画素にする領域を広く設定する処理を説明する図である。
【図１４】図１４は、１点からスクリーンと照射口との距離を測定する例を示す説明図である。
【図１５】図１５は、３次元位置推定と平面推定例を示す説明図である。
【図１６】図１６は、右側がカメラ配置の場合における撮影画像の様子を示す説明図である。
【図１７】図１７は、左側がカメラ配置の場合における撮影画像の様子を示す説明図である。
【図１８】図１８は、第３の実施の形態にかかるプロジェクタの機能構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、第３の実施の形態にかかる光線カット画像の処理例を示す説明図である。
【図２０−１】図２０−１は、第３の実施の形態にかかる動作例１（事前準備処理）を示すフローチャートである。
【図２０−２】図２０−２は、第３の実施の形態にかかる動作例１（運用処理）を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、第３の実施の形態にかかるパターン投影の様子を示す説明図である。
【図２２】図２２は、第３の実施の形態にかかるスクリーン平面の様子を示す説明図である。
【図２３】図２３は、第３の実施の形態にかかる人物領域例を示す説明図である。
【図２４】図２４は、第３の実施の形態にかかる動作例２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】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる投影型表示装置、情報処理装置、投影型表示システム、およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、投影型表示システムの構成を示す図である。図１に示すように、投影型表示システ１３０ムは、映像データを元にスクリーン１３０に映像を投影する映像光投影部１と、スクリーン１３０との距離およびスクリーン１３０の前に存在する障害物との距離を測距する測距部２と、測距部２から測距の結果である距離データを受け、この距離データを基に障害物を検出する障害物検出部３と、映像データが入力され、この映像データを基に映像光投影部１に映像光を投影させるとともに、映像光投影部１が投影する投影光を調整する投影調整部４とから構成される。
【００１２】
図１に示した投影型表示システムは、第１の形態として、映像光投影部１と測距部２と障害物検出部３と投影調整部４とを一体として構成した投影型表示装置（プロジェクタ）として構成することができる。また、第２の形態として、図２に示すように映像光投影部１と測距部２をプロジェクタ１００（投影型表示装置）に設け、障害物検出部３と投影調整部４とをネットワーク等（例えば、ＬＡＮやインターネット）を介してプロジェクタ１００に接続されるホストコンピュータ２００（情報処理装置）側に設けた構成とすることもできる。また、第３の形態として、図３に示すように、映像光投影部１と測距部２と投影調整部４とをプロジェクタ１００に設け、障害物検出部３を、ネットワーク等を介してプロジェクタ（投影型表示装置）１００に接続されるホストコンピュータ２００側に設けた構成とすることもできる。
【００１３】
なお、測距部２における「測距」の手法は、周知の任意の手法を用いることができる。代表的な方法として、２つのカメラを用いて視差を利用し距離を測定する方法、赤外線などを照射してから、対象物から反射光を受けるまでの時間を測定する方法などがある。また、障害物検出部３および投影調整部４の機能（詳細は後述）は、それらが設けられる投影型表示装置またはホストコンピュータに備わるＣＰＵおよびメモリならびにその制御プログラムからなる制御手段により達成することができる。
【００１４】
なお、本実施の形態において、投影対象となる映像データはビットマップデータとする。また、本実施の形態で使用する距離データ（後述）もビットマップデータとして取得できるものとする。これらビットマップデータは必ずしもそのサイズは一致しない。例えば、距離データのビットマップデータの方が、解像度が低い場合もある。本実施の形態ではこれらの区別のため、投影対象の映像データのビットマップをビットマップＡ（ＢＡ）、測距の結果（距離データ）を格納したビットマップをビットマップＢ（ＢＢ）と呼ぶことにする（図８参照）。また、ＢＢ上の点も、ここでは画素と称し、ＢＡ上の画素をＢＡ画素、ＢＢ上の画素をＢＢ画素と記す。
【００１５】
図４に、投影型表示システムにおける処理の流れ（概略）を示す。
【００１６】
「電源投入時」や、所定の「初期設定ボタン」が押された場合や、後述の各ケースなど、初期設定が必要な場合に初期設定を行う。この初期設定では、測距部２によるスクリーン１３０までの距離のデータ（距離データ）を基準面情報（図５）として取得し（ｔ１）、測距部２またはプロジェクタ１００に備わるメモリ（図示せず）等の記憶手段に設定する（ｔ２）。
【００１７】
初期設定は、このように自動で行っても構わないが、ユーザーに初期設定を行うか確認を求め、ユーザーが初期設定を許可した場合のみ初期設定を行うようにしてもよい。また、初期設定時には、測距部２で、直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸（ここで、Ｘ軸は水平方向、Ｙ軸は垂直方向、Ｚ軸は奥行き方向とする）からなる３次元空間における３次元の情報を取得し、基準面情報として保持する。具体的には、図５に示すように、領域内の任意のＸ，Ｙの位置で、奥行き情報（距離情報）をもつ。図５の例は、概ね１００ｃｍの距離にスクリーン１３０が置かれていることを示す例になっている。
【００１８】
次いで、映像光投影部１による映像光が投影されると（ｔ３）、測距部２によりその時点での測距がなされる（ｔ４）。例えば、図５に示した基準面情報に対して、図６に示すような距離データが得られる。
【００１９】
障害物検出部３は、測距部２により測距された距離データと、初期設定されている基準面情報（距離データ）とから障害物を検出する（ｔ５）。その際、検知の結果に応じて投影する映像光の調整領域を決定する（詳細は後述）。
【００２０】
投影調整部４は、障害物検出部３による検出結果（決定された調整領域）に応じて投影光を調整し（ｔ６）、映像光投影部１は、調整された映像光を投影する（ｔ７）。そして、上記ｔ４に戻る。
【００２１】
ところで、本実施の形態の投影型表示システムでは、映像光投影部１とスクリーン１３０の位置関係が大きく変わったと判断される場合にも上記初期設定を行う。この場合は、具体的には次の３つのケースが考えられる。（１）映像光投影部１を移動させた場合、（２）測距部２を移動させた場合、（３）スクリーンン１３０が移動したり風などにより動いた場合、の３つである。
【００２２】
本実施の形態の障害物検出部３では、障害物の検知を行うが、この障害物の検知とあわせて、映像光投影部１とスクリーン１３０の位置関係の動き（変化）についてもその判断を行う。従って、この障害物検出部３により映像光投影部１とスクリーン１３０の位置関係の動きがあったと判断された場合、上記初期設定を行う。なお、この障害物検出部３で検出される動きは、上記（１）、（３）のケースに対応し、映像光投影部１と測距部２とが一体として構成される場合は、（２）にも対応する。（１）〜（３）のケースのその他の検知方法としては、例えば、映像光投影部１や、測距部２や、スクリーン１３０に、加速度センサーなどの動き検知手段を設置しそれぞれの動きを検知することにより、その動きの有無を判断するという方法を採用することもできる。
【００２３】
障害物検出部３による映像光投影部１とスクリーン１３０の位置関係の動きの検知は、具体的には、障害物検知時とは異なる閾値を予め設定し、その閾値内であれば位置関係の動きがあったと判断する。図６の例で障害物を検知する場合は、図６の距離データの値と図５の基準面情報の値の差の絶対値を距離差分としてとり、後述のように障害物検知の閾値として「３０」ｃｍを設定しておけば、図６の点線で囲まれる部分を障害物として抽出することができる。一方、この距離差分に対して、例えば閾値「１０」ｃｍを設定し、Ｘ，Ｙ座標での距離差分が１０ｃｍ以下であれば映像光投影部１とスクリーン１３０の位置関係の動きがあったと判断する。なお、距離差分が１ｃｍ以下の場合は測定誤差を考慮して位置関係の動きがあったとは判断しないようにする。なお、障害物検出部３による障害物検出は、人間の動きなどに追従する必要があることから、最低でも１秒間に数回、できれば１秒回に１０回以上の頻度で行うことが望ましい。
【００２４】
次に、投影型表示システムにおいて実施される一連の動作を、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
「電源投入時」（電源ＯＮ）や、所定の「初期設定ボタン」が押された場合や、上記（１）〜（３）のケースで動きを検知した場合に、初期設定を行う。具体的には、ＢＢ全画素についてスクリーン１３０までの対応する空間に対し測距部２により距離測定を行い、得られた値を初期値として設定する（ステップＳ０１）。
【００２６】
次に、投影を開始する操作がなされると、投影調整部４は、映像データ（ＢＡ）を読み込む（ステップＳ０２）。
【００２７】
次いで、測距部２がＢＢ全画素についてスクリーン１３０までの対応する空間に対しこの時点での距離測定（測距）を行う（ステップＳ０３）。
【００２８】
次いで、障害物検出部３は、あるＢＢ画素について距離差分（前述）を算出する（ステップＳ０４）。
【００２９】
そして、その距離差分が閾値である３０ｃｍ以上である場合（この場合、障害物検出部３により障害物が存在すると判断され、その点は投影する映像光の調整領域を構成する）（ステップＳ０５でＹｅｓ）、投影調整部４が当該ＢＢの画素に対応するＢＡの画素の映像データを、例えば黒に変換（投影光調整）する（これにより、投影する映像光の輝度は黒レベルとなる）（ステップＳ０６）。そうでない場合は（ステップＳ０５でＮｏ）、ステップＳ０７へ移行する。なお、ここでは、画素単位に距離差分を算出し、それが閾値である３０ｃｍ以上である場合に、ＢＡの該当画素の映像データを変換しているが、距離差分を一通り算出した後に、距離差分が閾値である３０ｃｍ以上である場合に、ＢＡの画素の映像データを変換するようにしてもよい。
【００３０】
そして、すべてのＢＢ画素を吟味し終わるまで、（ステップＳ０７でＮｏと判定されステップＳ０４へ移行し）ステップＳ０４〜ステップＳ０７の処理を繰り返す。そして、すべてのＢＢ画素を吟味し終わると（ステップＳ０７でＹｅｓ）、ステップＳ０８へ移行する。
【００３１】
次いで、映像光投影部１が、調整済みのＢＡ映像を投影する（ステップＳ０８）。
【００３２】
次に、障害物検出部３は、ステップＳ０４で算出した距離差分を元に、距離差分が３０ｃｍ以上の点（ＢＢ画素）がなく、距離差分が１０ｃｍ以下かつ２以上の点（ＢＢ画素）があったか判断し、該当の画素があった場合（ステップＳ０９でＹｅｓ）、ステップＳ０１に戻り初期設定を行う。
【００３３】
一方、ステップＳ０９でＮｏの場合、前述のように、動き検知手段として加速度センサーを設けている場合は、さらに、加速度センサーで大きな動きを検知したか判断し、大きな動きが検知された場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ステップＳ０１に戻り初期設定以降の処理を行う。そうでない場合は（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ０２に戻り、映像データの読み込み以降の処理を行う。
【００３４】
ここで、障害物検出部３による障害物の検出と、投影調整部４による投影光の調整について、さらに説明する。
【００３５】
人物がスクリーン１３０と映像光投影部１の間に立つと、測距部２からの信号は図６のように変化する。すなわち、人物がスクリーン１３０と映像光投影部１の間に立つことにより、映像光投影部１から、間にたった人物までの距離が短くなり、図４の例では概ね５０ｃｍ前後の距離が測距部２により測定されるようになる。そこで、図５で示した基準面情報との差分（距離差分）をとり、所定の閾値で障害物であるか否かの判断をすることで、障害物を抽出している。図６の例では、閾値を３０ｃｍに設定することで障害物の抽出が可能になる。人物のみでなく、スクリーン１３０と映像光投影部１との間にＰＣやペットボトルなどが置かれた場合の検出も可能になる。このように検知された障害物の領域について投影調整部４により映像入力（ＢＡ）を調整する。上記ステップＳ０６では、投影調整部４で、障害物検出部３により検知された障害物の領域の画素を黒に変換することにより映像入力（ＢＡ）を調整するが、上記のように該当の画素を黒で投影するようにする他、投影光の強度を小さくなるように該当画素のデータを変換するようにしてもよい。このようにしても、防眩効果を得ることができる。また、ＰＣやペットボトルなどの障害物からの反射光も抑制することができる。
【００３６】
また、ＢＡとＢＢの位置の対応付けは、図８の例では分解能（解像度）が、ＢＡの方がＢＢの倍あるので、ＢＢ上のある１画素のＢＡ上の位置は、２×２の４つの画素に相当する。従って、閾値となる距離３０ｃｍよりも近いＢＢ上の画素が検知された場合は、ＢＡ上の画素は、対応する４画素を黒色に設定することになる。
【００３７】
また、抽出された障害物の周囲をさらに少し広めにした領域、あるいは少し狭くした領域について投影光の調整を行っても構わない。例えばステップＳ０６で黒にする領域を該当画素の周りの数画素まで広げれば、広めにした領域となる。この場合、障害物である人物の周りに少しマージンができるのでより防眩効果が高まる。逆に狭くしてもよい。
【００３８】
狭くする場合は、図９に示すように、一旦黒にする画素（障害物に対応する画素）を決めておき、それを周知のｅｒｏｓｉｏｎ処理で狭く設定することで実現できる。また、ここで周知のｄｉｌａｔｉｏｎ処理を使用すれば上記のように、広く設定することも可能である。
【００３９】
以上のようにして、障害物を検出し、障害物に応じて投影光を調整することにより、障害物を避けて映像光を投影することができるようになる（図１０参照）。これにより、防眩効果を得ることができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、投影型表示システムの第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の投影型表示システムのハードウェア構成は、上述した第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略し、ここでは異なる点について説明する。
【００４１】
本実施の形態では、ＢＡと同じ解像度のマスク画像ＢＣを用いる。図１１のフローチャートに示した処理が、その場合の処理である。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２７に示す処理は、図７を用いて前述したフローチャートのステップＳ０３の次に行い、ステップＳ２７の次には図７のステップＳ０８以降の処理を行うものとなっている。
【００４２】
前述のステップＳ０３の処理の後、投影調整部４は、マスク画像ＢＣのすべての画素を白画素に初期化する（ステップＳ２１）。
【００４３】
次いで、障害物検出部３は、あるＢＢ画素について距離差分を算出する（ステップＳ２２）。
【００４４】
そして、距離差分が閾値である３０ｃｍ以上である場合（この場合、障害物検出部３により障害物が存在すると判断され）（ステップＳ２３でＹｅｓ）、投影調整部４がＢＣの該当位置を黒画素に置換し（ステップＳ２４）、そうでない場合は（ステップＳ２３でＮｏ）、ステップＳ２５へ移行する。
【００４５】
そして、すべてのＢＢ画素を吟味し終わるまで、（ステップＳ２５でＮｏと判定されステップＳ２２へ移行することになり）ステップＳ２２〜ステップＳ２５の処理を繰り返す。そして、すべてのＢＢ画素を吟味し終わると（ステップＳ２５でＹｅｓ）、ステップＳ２６へ移行する。
【００４６】
すべてのＢＢ画素を吟味し必要箇所を黒画素に置換してできたマスク画像ＢＣに対し、ｄｉｌａｔｉｏｎ処理またはｅｒｏｓｉｏｎ処理を行う（ステップＳ２６）。
【００４７】
次いで、処理後のＢＣの黒画素（黒のＢＣ画素）に対応する位置のＢＡ画素の画素値を黒に変換する（ステップＳ２７）。その後は前述の図７のステップＳ０８以降の処理となる。
【００４８】
図１２は、ＢＣに対するｅｒｏｓｉｏｎ処理の概念を表わし、図１３は、ＢＣに対するｄｉｌａｔｉｏｎ処理の概念を表している。本実施の形態では、上述のように、人物検知領域に対応したマスク画像ＢＣをまず作り、ｄｉｌａｔｉｏｎ処理やｅｒｏｓｉｏｎ処理を行ってできたＢＣを元に、ＢＡで黒画素化する領域を決定していく。
【００４９】
以上、投影型表示システムの諸実施の形態を説明した。上述したように、投影型表示システムで、プロジェクタ１００（投影型表示装置）とスクリーン１３０間の障害物（＝発表者、発表者の顔領域・目の領域、会議参加者、ＰＣやペットボトルなど）を検知し、障害物部分の投影を調整した上で映像光を投影するようにしている。これにより、発表者や会議参加者に眩しくないプレゼンテーション環境を提供することができる。また、投影型表示装置からの光が障害物としてＰＣやペットボトルに反射し、投影方向ではない方向に光が反射することも防ぐことができる。また、今後投影型表示装置の光源として、レーザなどが用いられることも検討されており、眩しくないというだけでなく、より安全なプレゼンテーション環境の提供が可能となる。
【００５０】
（第３の実施の形態）
ところで、図１４に示すように、１点からスクリーン１３０面とプロジェクタ１００との距離を測定すると、スクリーン１３０までの距離（図１４の下部参照）が場所によって異なるので、特に短焦点プロジェクタの場合は人物とスクリーンの区別がつきにくくなる。図１４では、１点位置でカメラ（センサー）によるスクリーン１３０に投影された画像を撮影し、その撮影した画像からセンサーとスクリーン１３０までの距離、すなわちスクリーン１３０上同じ高さの位置での距離の分布は下部の図のようになる。そこで投影、測距された点の３次元座標（図１５の下部参照）を求め、平面推定を行うと、図１５のように測距領域内の多くの面積を占める平面とそれ以外が識別できるため、投影対象領域を平面の境界部に設定することができる。図１５では異なる２点の位置のカメラによるスクリーン１３０に投影された画像を撮影し、その撮影した画像からセンサーとスクリーン１３０までの距離を取得し、スクリーン１３０上同じ高さの位置での距離の分布を平面推定し、人物領域の境界位置を推定する。この場合、平面からの距離がある一定値（たとえば５センチ）以上離れたところをスクリーン１３０外と定義し、その境界を投影境界位置とすればよい。
【００５１】
また、投影光が出る位置とカメラ（測距センサー）がある位置にずれがある場合、光線カット領域にずれが生じる。図１６，図１７に示すように、投影口１０３ａ（投影光が出る位置、図１８参照）がある側は光線カット領域を狭め、カメラ（測距センサー）がある側は、カット領域を広げる。図１６，図１７では左右にずれている場合だが、上下でも同様である。
【００５２】
また、上記処理に、動き検知機能を追加し、動きの方向の光線カット領域を広げ、逆側を狭めることでより適切な光線カットを行う。
【００５３】
次に、上述した動作例の概要についての具体的な構成、動作について説明する。図１８は、第３の実施の形態にかかるプロジェクタの機能構成例を示すブロック図である。図示するように、映像光投影部として光源１０１、投影光加工部１０２、先端に投影口（照射口）１０３ａを有する投影用レンズ１０３、レンズ駆動部１０４などを有し、これらは投影光制御部１０５によって制御される。
【００５４】
距離測定部としてのカメラ１０６はカメラ画像に写った交点から測距基点までの距離を求めるためにプロジェクタ１００に内蔵された何らかの測距手段、本例では画像撮影部Ａ，画像撮影部Ｂのステレオカメラを有する。ＣＰＵ１０７はＲＯＭ１０８に格納されている制御プログラムにしたがって投影画像取得部１１０、距離情報算出部１１１、画像加工部１１２、平面推定部１１３、人物位置推定部１１４、投影光調整部１１５、人物動き検知部１１６、位置調整部１１７、人物領域調整部１１８、光線カット画像生成部１１９などの機能を実行する。ＲＡＭ１０９はＣＰＵ１０７の制御時におけるワーキングメモリとして使用される。また、格納手段として投影画像格納部１２１、距離情報格納部１２２、校正パターン格納部１２３、撮影画像格納部１２４、平面方程式格納部１２５、光線カット画像格納部１２６などを有する。また、符号１２０は操作パネルである。
【００５５】
カメラ１０６は、スクリーン１３０面に投影された画像を画像撮像部Ａ，画像撮像部Ｂのステレオカメラで撮影し、投影面を含む領域からプロジェクタ１３０までの距離を測定する。距離情報算出部１１１は、複数の画像から複数点の距離情報を算出する。画像加工部１１２は、撮影した投影画像と光線カット画像からその投影画像を加工する。平面推定部１１３は、前記距離情報から投影面に相当する平面を近似的に推定する。人物位置推定部１１４は、前記平面と前記距離情報を元に人物の位置を推定する。投影光調整部１１５は、前記人物の位置の投影光を調整する。これらの機能により、後述するように平面推定による人物検知および防眩を実現する。
【００５６】
また、人物の位置の投影光を調整する投影光調整部１１５は、測距装置と投影装置の位置関係に応じて、その位置を調整する位置調整部１１７の機能を有する。投影口１０３ａと測距口の位置関係に応じて、光線カットの位置を調整する。
【００５７】
また、人物の位置の投影光を調整する投影光調整部１１５は、人物の動きを検知する人物動き検知部１１６の機能を有し、前記人物の動きに応じて投影光を調整する。すなわち、人物の動き検知結果に応じて、光線カットの位置を調整する。
【００５８】
また、人物領域調整部１１８は、動きが速い場合は、より広く、遅い場合はより狭く、人物領域を調整する。すなわち、人物の動きが速い場合はより広く光線カットする。
【００５９】
光線カット画像生成部１１９は、光線カット（人物領域）の画像を生成し、光線カット画像格納部１２６に格納する。
【００６０】
投影画像格納部１２１には、投影画像取得部１１０がホストコンピュータ２００などを介して外部入力された投影画像を格納する。距離情報格納部１２２には、スクリーン１３０面とプロジェクタ１００の投影口１０３ａ（照射口）との距離情報を格納する。校正パターン格納部１２３には、校正時に用いる校正パターンを格納しておく。撮影画像格納部１２４には、撮影したスクリーン画像を格納する。平面方程式格納部１２５には、後述するように撮影した画像の平面推定処理時の方程式（計算式）を格納する。
【００６１】
［動作例１］
図１９は、この第３の実施の形態にかかる光線カット画像処理例を示す説明図である。この図１９における（Ａ）は投影画像、（Ｂ）は光線カット画像、（Ｃ）は加工した投影画像、（Ｄ）は撮影した画像、それぞれについて示している。この光線カット画像処理例を下記フローチャートに示す。
【００６２】
図２０は、この第３の実施の形態にかかる動作例１を示すフローチャートである。本動作例１では、使用前に事前準備処理（図２０−１）を行う例を示す。
【００６３】
＜事前準備処理＞
図２０−１において、まず、あらかじめ用意されたメッシュ状のデジタル画像データを投影し、カメラ１０６で撮影する（ステップＳ１０１）。この撮影例を図２１に示す。この図２１において、（Ａ）はスクリーン１３０を撮影した様子、（Ｂ）はカメラ１０６による撮影画像、（Ｃ）はプロジェクタ画像（投影元の画像）についてそれぞれ示している。
【００６４】
さらに、ステップＳ１０１を実行した後、距離情報算出部１１１は、それぞれの交点を求め、カメラ画像とプロジェクタ画像の対応付けを行い、測距し（ステップＳ１０２）、カメラ１０６からの向きと距離により、交点の３次元座標を求める（ステップＳ１０３）。続いて、平面推定部１１３は、上記交点の３次元座標から、これらを通る平面の式を求める（ステップＳ１０４）。このとき、平面方程式格納部１２５に平面の式の例：ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０を記録しておく。続いて、スクリーン位置を決定し（ステップＳ１０５）、プロジェクタ画像の位置とスクリーン１３０の位置の対応関係を求める（ステップＳ１０６）。
【００６５】
＜運用処理＞
次に、上記図２０−１の事前準備処理を行った後、図２０−２の運用処理を実行する。図２０−２において、まず、初期人部領域画像の設定を行う（ステップＳ１１１）。この場合、投影対象画像と同じ画素数（縦横）で、投影対象が１、光線カット対象が０の二値画像とする。初期値は全画素が１とする。
【００６６】
続いて、画像加工部１１２は、光線カット画像に従い、投影対象画像を加工し（ステップＳ１１２）、投影（画像出力）を行う（ステップＳ１１３）。つぎに、あらかじめ定義された枚数の画像の規定回数繰り返したか否かを判断する（ステップＳ１１４）。ここであらかじめ定義された枚数の画像を加工したら（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４以降の処理を実行する。この枚数は人物検知（光線カット）のサンプリング間隔に相当し、枚数を減らせば頻繁に人物検知を行うことになる。
【００６７】
ステップＳ１１４以降の処理から人物検知を以下のように実施する。まず、カメラ１０６などの測距手段でスクリーン１３０や人物表面までの距離を求め（ステップＳ１１５）、３次元座標を算出する（ステップＳ１１６）。さらにあらかじめ求めておいた、スクリーン平面の式と比較し、各点と平面までの距離を求める（ステップＳ１１７）。
【００６８】
距離の式：空間上の点(ｘ０,ｙ０,ｚ０)から、平面ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０までの距離は、
｜ａｘ０＋ｂｙ０＋ｃｚ０＋ｄ｜／√（ａ2＋ｂ2＋ｃ2）
であり、平面までの距離が遠い（スクリーン１３０内であればプロジェクタ１００までの距離が近い）点の集合を求める。
【００６９】
続いて、光線カット画像生成部１１９は、距離が遠い領域の点集合を囲む図形を求め、求めておいた対応点を元にプロジェクタ画像上の位置を求め、光線カット領域の原型とする。これを人物領域（図２３参照）とする（ステップＳ１１８）。さらに、プロジェクタ１００の投影口１０３ａと測距口の位置関係から、測距口がある側の領域を広げ（ステップＳ１１９）、そうでない側を狭める（ステップＳ１２０）。この処理例を図１６，図１７,図２３に示す。
【００７０】
図２２にスクリーン平面画像例、図２３に人物領域の例について示す。図２２で×印がスクリーン平面上の点、△印がスクリーン平面より後ろの点、ひし形がスクリーン平面より前の点についてそれぞれ示している。また、図２３において×印がスクリーン平面上の点、△印がスクリーン平面より後ろの点、ひし形がスクリーン平面より前の点、実線が人物領域の外郭を結んだ点（人物領域）、破線が広げ・狭めを行った人物領域、一点鎖線がデフォルトのｄｉｌａｔｉｏｎを行った領域、二点鎖線が動き方向による補正がされた人物位置についてそれぞれ示している。
【００７１】
続いて、デフォルトの領域調整をおこなう（ステップＳ１２１）。前述の実施の形態におけるｄｉｌｔａｉｏｎ,ｅｒｏｓｉｏｎなどを行うのであれば、ここで行う（図２３参照）。ここで人物領域の保存を実施（この処理を［１］とする）する。つぎに、直前の人物位置［１］と現在の［１］との比較を行って差分抽出して（ステップＳ１２２）、重心の動きを求め、重心方向に領域をシフトする（ステップＳ１２３）。動きが速ければより人物領域を広く取ると、誤って人物に投影光があたってしまうことを防ぎやすい。人物領域（光線カット）の更新を行う（ステップＳ１２４）。具体的には光線カット画像を更新する（図１９参照）。その後、ステップＳ１１２の処理に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
【００７２】
［動作例２］
図２４は、この第３の実施の形態にかかる動作例２を示すフローチャートである。ここでは、前述の事前準備処理が不要な例を示す。以下、図２０−２と重複する処理を含め、説明する。
【００７３】
＜運用処理＞
図２４において、図２０−２と同様に、まず、初期投影領域の設定を行う（ステップＳ１３１）。この場合、投影対象画像と同じ画素数（縦横）で、投影対象が１、光線カット対象が０の二値画像とする。初期値は全画素が１とする。
【００７４】
続いて、画像加工部１１２は、光線カット画像に従い、投影対象画像を加工し（ステップＳ１３２）、投影（画像出力）を行う（ステップＳ１３３）。つぎに、あらかじめ定義された枚数の画像の規定回数繰り返したか否かを判断する（ステップＳ１３４）。ここであらかじめ定義された枚数の画像を加工したら（ステップＳ１３４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１３５の処理を実行する。この枚数は人物検知（光線カット）のサンプリング間隔に相当し、枚数を減らせば頻繁に人物検知を行うことになる。
【００７５】
ステップＳ１３５の処理からから人物検知を以下のように実施する。まず、カメラ１０６などの測距手段でスクリーン１３０や人物表面までの距離を求め（ステップＳ１３５）、３次元座標を算出する（ステップＳ１３６）。続いて、平面推定部１１３は、撮影画像の平面推定を行い（ステップＳ１３７）、平面から外れた点は除外する。そして、平面を構成する点の外郭を結び、これを投影領域（図２３参照）とする（ステップＳ１３８）。
【００７６】
続いて、プロジェクタ１００の投影口１０３ａと測距口の位置関係から、測距口がある側の領域を広げ（ステップＳ１３９）、そうでない側を狭める（ステップＳ１４０）。この処理例を図１６，図１７,図２３に示す。
【００７７】
続いて、デフォルトの領域調整をおこなう（ステップＳ１４１）。前述の実施の形態におけるｄｉｌａｔｉｏｎ,ｅｒｏｓｉｏｎなどを行うのであれば、ここで行う（図２３参照）。ここで人物領域の保存を実施（この処理を［１］とする）する。つぎに、直前の人物位置［１］と現在の［１］との比較を行って差分抽出する（ステップＳ１４２）。非投影位置は、投影対象でない位置のうち、スクリーン１３０よりも前面にある領域に相当する。この重心の動きを求め、重心方向に領域をシフトする（ステップＳ１４３）。さらに投影領域（光線投影位置）の更新を行う（ステップＳ１４４）。具体的には光線カット画像を更新する。（図１９参照）。その後、ステップＳ１３２の処理に戻って以降の処理を繰り返し実行する。
【００７８】
なお、本実施形態の投影型表示システムの障害物検出部３および投影調整部４の機能を実現させる各部の制御プログラムは、障害物検出部３および投影調整部４のそれぞれに備わるＮＶ−ＲＡＭやＲＯＭやその他の不揮発性記憶媒体に予め組み込まれて提供される以外に、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録し提供することも可能である。
【００７９】
または、上記制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供または配布するように構成してもよい。
【００８０】
以上、発明を実施するための諸実施の形態について説明を行ったが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  映像光投影部
２  測距部
３  障害物検出部
４  投影調整部
１００  プロジェクタ
１０５  投影光制御部
１０６  カメラ
１０７  ＣＰＵ
１０８  ＲＯＭ
１０９  ＲＡＭ
１１０  投影画像取得部
１１１  距離情報算出部
１１２  画像加工部
１１３  平面推定部
１１４  人物位置推定部
１１５  投影光調整部
１１６  人物動き検知部
１１７  位置調整部
１１８  人物領域調整部
１１９  光線カット画像生成部
１３０  スクリーン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特許第３６３００１５号公報
【特許文献２】特許第４３６６６３１号公報
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０−１】
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【図２０−２】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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