(57)【要約】【課題】投影光の光路上に障害物がある場合でも、好適にインタラクティブな操作を可能とする。【解決手段】投影情報に基づいて被投影面１５０に投影画像１４０を投影する画像投影装置１と、投影画像１４０を撮像する撮像部１７と、投影画像１４０上の位置指定を含む操作が可能な電子ペン５０と、を備えた画像投影システム１００における画像投影装置１であって、撮像部１７が撮像した投影画像１４０の撮像情報を取得する撮像制御部と、撮像情報と投影情報とを比較し、該画像投影装置１から被投影面１５０までの間の障害物２００を検出する映像情報比較部と、映像情報比較部にて障害物２００を検出した場合は、該障害物２００の影響を受ける投影画像１４０上の領域１４１を、電子ペン５０の操作を有効とする領域から除くよう設定するインタラクティブ領域設定部と、を備える。【選択図】図１２
2017009829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影情報に基づいて被投影面に投影画像を投影する画像投影装置と、
前記投影画像を撮像する撮像装置と、
前記投影画像上の位置指定を含む操作が可能なポインティングデバイスと、を備えた画像投影システムにおける前記画像投影装置であって、
前記撮像装置が撮像した前記投影画像の撮像情報を取得する撮像制御部と、
前記撮像情報と前記投影情報とを比較し、該画像投影装置から前記被投影面までの間の障害物を検出する映像情報比較部と、
前記映像情報比較部にて前記障害物を検出した場合は、該障害物の影響を受ける前記投影画像上の領域を、前記ポインティングデバイスの操作を有効とする領域から除くよう設定する領域設定部と、を備えたことを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記投影画像を、該画像投影装置が設置される設置面に投影す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】
前記映像情報比較部は、
前記投影画像において、前記障害物が載置されている領域、および前記障害物により投影光が遮蔽される領域を算出し、
前記領域設定部は、
算出された前記領域を、前記ポインティングデバイスの操作を有効とする領域から除くよう設定することを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記ポインティングデバイスは、前記投影画像上を照射する照射部を備えており、
前記撮像情報から前記照射部の照射位置を検出して、前記ポインティングデバイスの位置情報を取得することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記画像投影システムは、前記被投影面上にシート状の光を伝搬させる射出装置を備えるとともに、
前記ポインティングデバイスは、前記光を反射する反射部を備えており、
前記撮像情報から前記反射部の反射位置を検出して、前記ポインティングデバイスの位置情報を取得することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記投影画像は、前記ポインティングデバイスで検出可能な位置情報を含み、
前記ポインティングデバイスから送信される位置情報に基づいて、前記ポインティングデバイスの位置情報を取得することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投影装置。
【請求項７】
投影情報に基づいて被投影面に投影画像を投影する画像投影装置と、
該画像投影装置に前記投影情報を供給する映像供給装置と、
前記投影画像を撮像する撮像装置と、
前記投影画像上の位置指定を含む操作が可能なポインティングデバイスと、を備えた画像投影システムにおいて、
前記画像投影装置は、請求項１から６までのいずれかに記載の画像投影装置であることを特徴とする画像投影システム。
【請求項８】
投影情報に基づいて被投影面に投影画像を投影する画像投影装置と、
該画像投影装置に前記投影情報を供給する映像供給装置と、
前記投影画像を撮像する撮像装置と、
前記投影画像上の位置指定を含む操作が可能なポインティングデバイスと、を備えた画像投影システムにおける前記映像供給装置であって、
前記撮像装置が撮像した前記投影画像の撮像情報を取得する撮像制御部と、
前記撮像情報と前記投影情報とを比較し、該画像投影装置から前記被投影面までの間の障害物を検出する映像情報比較部と、
前記映像情報比較部にて前記障害物を検出した場合は、該障害物の影響を受ける前記投影画像上の領域を、前記ポインティングデバイスの操作を有効とする領域から除くよう設定する領域設定部と、を備えたことを特徴とする映像供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置、画像投影システムおよび映像供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投影装置として広く知られたプロジェクタは、多人数に対するプレゼンテーション、会議、講演会、教育現場や、サイネージなどに広く用いられているとともに、液晶パネルの高解像化、ランプの高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。
【０００３】
また、ＤＭＤ（Digital  Micro-mirror  Device）を利用したＤＬＰ（Digital  Light  Processing）方式の画像投影装置が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くこれら画像投影装置が利用されるようになってきている。また、スクリーンなどの被投影面までの投影距離を短くした、短焦点型の画像投影装置の開発が盛んである。
【０００４】
近年、画像投影装置や、画像投影装置とパーソナルコンピュータなどの映像供給装置（情報処理装置）とを接続した画像投影システムにおいて、画像投影装置から被投影面に投影されている投影画像に対して、ユーザが付属の電子ペンなどのポインティングデバイスを用いて、投影画像上のポインタ操作や、文字や図形の手書き入力操作などを可能としたインタラクティブな画像投影装置、画像投影システムが知られている。
【０００５】
また、近年、投影画像をスクリーンや壁面に投影するのではなく、机の上に投影することができる形式（以下、机上投影という）の画像投影装置も知られている。机上投影するためには、机の上方向に画像投影装置を吊り下げ、上から投影する場合も考えられるが、短焦点型の画像投影装置を用いて投射角度を大きくとり、斜め横から投影することで画像投影装置を机上に設置して、机上投影を実現することが可能となっている。
【０００６】
画像投影装置からの投影画像に対し、インタラクティブ操作を可能とする場合、画像投影装置から被投影面までの間の投影光の光路上に障害物がある場合が問題となる。
【０００７】
これに対し、例えば、特許文献１には、投写面を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、撮像画像に基づいて、所定の領域内に侵入した物体の位置および挙動の少なくとも一方を検出する侵入物検出部と、侵入物検出部によって検出された物体の位置および挙動の少なくとも一方に基づいて、投写映像を変更する表示制御部と、を備えた投写型映像表示装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、投影範囲を調整して障害物を避けるように投影する方法が提案されているが、この方法では、障害物がない場合に比較して投影範囲が著しく狭くなってしまう。また、この場合インタラクティブ操作領域も併せて狭くなるので操作性も悪化してしまう。
【０００９】
また、特に、画像投影装置が横方向の低い角度から投影する机上投影を行う場合においては、ユーザが机の上に物（障害物）を置いたりすることが通常考えられる。この場合、投影光が障害物に遮られて、投影画像が本来見えるべき状態で視認できず、インタラクティブ操作が誤動作してしまう可能性があった。
【００１０】
そこで本発明は、投影光の光路上に障害物がある場合でも、好適にインタラクティブな操作を可能とす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】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投影装置は、投影情報に基づいて被投影面に投影画像を投影する画像投影装置と、前記投影画像を撮像する撮像装置と、前記投影画像上の位置指定を含む操作が可能なポインティングデバイスと、を備えた画像投影システムにおける前記画像投影装置であって、前記撮像装置が撮像した前記投影画像の撮像情報を取得する撮像制御部と、前記撮像情報と前記投影情報とを比較し、該画像投影装置から前記被投影面までの間の障害物を検出する映像情報比較部と、前記映像情報比較部にて前記障害物を検出した場合は、該障害物の影響を受ける前記投影画像上の領域を、前記ポインティングデバイスの操作を有効とする領域から除くよう設定する領域設定部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、投影光の光路上に障害物がある場合でも、好適にインタラクティブな操作を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像投影システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】画像投影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図３】画像投影装置の側面図であって、被投影面への投影状態を示した図である。
【図４】（Ａ）画像投影装置の外装カバーを外した状態を示す斜視図、（Ｂ）（Ａ）の丸囲み部分の拡大構成図である。
【図５】照明ユニット、投影ユニット、画像表示素子ユニット、および光源ユニットの断面図である。
【図６】画像投影装置の機能ブロック図である。
【図７】電子ペンの機能ブロック図（１）である。
【図８】映像供給装置の機能ブロック図である。
【図９】画像投影装置による机上投影の説明図である。
【図１０】本実施形態に係る画像投影システムによる机上投影の説明図である。
【図１１】机上投影において机上に障害物が載置されている様子を示す説明図である。
【図１２】インタラクティブ領域制御の説明図（１）である。
【図１３】インタラクティブ領域制御の一例を示すフローチャートである。
【図１４】インタラクティブ領域制御の説明図（２）である。
【図１５】電子ペンの機能ブロック図（２）である。
【図１６】障害物がレーザ光を反射する様子を示す説明図である。
【図１７】インタラクティブ領域制御の説明図（３）である。
【図１８】電子ペンの機能ブロック図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る構成を図１から図１８に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
画像投影装置からの投影画像に対し、インタラクティブ操作を可能とする方式として、（１）撮像装置にてポインティングデバイスによる照射位置を撮像して位置情報を検出する照射位置検出方式や、（２）被投影面の周縁部に赤外線発光素子や赤外線レーザを置き、縦横斜めに赤外線を走らせ、遮られた位置を検出することにより、位置情報を検出するライトカーテン方式（レーザカーテン方式、超音波方式）や、（３）投影画像中にポインティングデバイスが読み込むための位置情報を埋め込む位置情報読取方式、等が知られている。これらの方式では、ポインティングデバイスの操作位置を画像投影装置または映像供給装置で認識することで、または、ポインティングデバイスから位置情報が画像投影装置または映像供給装置に送信されることで、画像投影装置または映像供給装置は、ポインティングデバイスの操作位置を認識することができる。
【００１６】
［第１の実施形態］
先ず、第１の実施形態では、照射位置検出方式への適用例について説明する。
【００１７】
（画像投影システム）
図１は、画像投影システム１００の一例を示す概略構成図である。画像投影システム１００は、画像投影装置（プロジェクタ）１と、映像信号（投影情報ともいう）を画像投影装置１に供給する映像供給装置１１０と、を含んで構成されており、画像投影装置１と映像供給装置１１０とは、ケーブル１２０によって接続されている。なお、映像信号には静止画表示のための画像信号も含まれる。
【００１８】
画像投影装置１は、映像供給装置１１０が提供する映像信号を基に映像を生成し、スクリーン等の被投影面１３０に投影するプロジェクタである。図１では、被投影面１３０上に画像投影装置１から投影画像１４０が投影されている。
【００１９】
画像投影装置１は、映像信号を入力するインタフェースとして、ＨＤＭＩ（High-Definition  Multimedia  Interface）（登録商標）端子、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ端子、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ端子、ＶＧＡ（Video  Graphics  Array）入力端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等の画像入力端子を備えている。また、画像投影装置１は、複数の画像入力端子を備えていることが好ましい。画像入力端子に接続されたケーブル１２０を介して映像供給装置１１０から映像信号を受信する。ケーブル１２０は、通信インタフェースに準拠したケーブルであって、例えば、ＨＤＭＩケーブルである。
【００２０】
また、画像投影装置１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）等の無線通信プロトコルに準拠した無線通信により、映像供給装置１１０から映像信号を受信してもよい。
【００２１】
映像供給装置１１０は、画像投影装置１が投影すべき画像を提供する装置である。映像供給装置１１０は、映像信号を出力するインタフェースを備えており、映像供給装置１１０の表示画像を形成する映像信号を所定の転送レート（例えば、３０ｆｐｓ（frame  per  second）〜６０ｆｐｓ）で画像投影装置１に送信する。
【００２２】
映像供給装置１１０も同様に、映像信号を出力するインタフェースとして、ＨＤＭＩ端子、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ端子、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ端子、ＶＧＡ入力端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等の画像出力端子を備えており、これらの端子に接続されたケーブル１２０を介して画像投影装置１に送信することができる。また、映像供給装置１１０は、無線通信により、画像投影装置１に映像信号を送信してもよい。
【００２３】
映像供給装置１１０としては、例えば、ノート型ＰＣ、デスクトップ型ＰＣやタブレット型ＰＣ、スマートフォン等の映像信号を供給可能な情報処理装置を用いることができる。なお、図１に示す例では、画像投影装置１に１つの映像供給装置１１０が接続されているが、画像投影装置１に複数の映像供給装置１１０を接続するものであってもよい。
【００２４】
また、画像投影システム１００は、ユーザが握持した状態で被投影面１３０上または離間した位置から投影画像１４０に向けて操作することで、種々の操作を実行することができるポインティングデバイスである電子ペン５０を備えている。電子ペン５０は、画像投影装置１および映像供給装置１１０、または映像供給装置１１０に無線通信により接続され、信号の送信が可能となっている。
【００２５】
なお、画像投影装置１が投影する投影画像１４０の基となる投影情報は、映像供給装置１１０から提供されるものに限られず、画像投影装置１の記憶部に記憶されているものであっても、画像投影装置１に外部接続可能なＵＳＢメモリなどの補助記憶装置に記憶されているものであってもよい。
【００２６】
（画像投影装置）
図２は、画像投影装置１の一実施形態を示す外観斜視図である。また、図３は、画像投影装置１の側面図であって、被投影面１３０への投影状態を示した図である。
【００２７】
画像投影装置１は、装置内部に光源としてのランプや多数の電子基板を備えており、起動時には、装置の内部温度が上昇する。このため、画像投影装置１には、内部の構成部品が耐熱温度を超えないように、吸気口１１および排気口１２が設けられている。
【００２８】
図４（Ａ）は、画像投影装置１の外装カバー２を外した状態を示す斜視図である。また、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の丸囲み部分で示す光学エンジン３と光源ユニット４の拡大構成図である。図４に示すように、画像投影装置１は、光学エンジン３および光源ユニット４を備えている。また、図５は、照明装置である照明ユニット３ａ（照明光学系）、投影ユニット３ｂ（投影光学系）、画像表示素子ユニット１０、および光源ユニット４の上面から見た断面図である。光学エンジン３は、照明ユニット３ａおよび投影ユニット３ｂからなる。
【００２９】
図４に示すように、吸気口１１、排気口１２の内側には、それぞれ吸気ファン１３、排気ファン１４が設けられており、吸気ファン１３から吸入した外気を排気ファン１４から排出することで、装置内の強制気流による空冷がなされる。
【００３０】
画像投影装置１においては、光源ユニット４の光源からの光（白色光）が光学エンジン３の照明ユニット３ａに照射される。照明ユニット３ａ内では、照射された白色光をＲＧＢに分光した後、レンズ、ミラー等により画像表示素子ユニット１０へ導き、変調信号に応じて画像形成する画像表示素子ユニット１０とその画像を投影ユニット３ｂにより被投影面１３０へ拡大投影する構成となっている。
【００３１】
光源ユニット４の光源であるランプ１５としては、種々のランプを用いることができるが、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプなどのアークランプを用いることができる。例えば、高圧水銀ランプを用いることが好ましい。
【００３２】
また、光源ユニット４の側面の一方向側には光源を冷却するファン１６が設けられている。ファン１６は、光源ユニット４の各部が設定された定格温度範囲内の温度となるように、その回転数が制御される。また、光源ユニット４からの光の出射方向と投影ユニット３ｂからの画像光の出射方向は、図５に示すように、略９０°の関係となっている。
【００３３】
また、光学エンジン３の照明ユニット３ａは、光源から照射された光を分光するカラーホイール５（回転色フィルター）と、カラーホイール５から出射した光を導くライトトンネル６と、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９と、を備えている。また、照明ユニット３ａ内には、画像表示素子ユニット１０が設けられる。
【００３４】
照明ユニット３ａでは、先ず、光源からの出射光である白色光が、円盤状のカラーホイール５で単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換され出射される。カラーホイール５から出射された色分離された光は、ライトトンネル６に導かれる。ライトトンネル６は、入射された光がその内部（内壁）で複数回反射され合成されることで均一化する照明均一変換光学部材である。
【００３５】
次いで、ライトトンネル６から出射された光は、２枚のレンズを組み合わせてなるリレーレンズ７により、光の軸上色収差を補正しつつ集光される。また、リレーレンズ７から出射される光は、平面ミラー８および凹面ミラー９によって反射されて、画像表示素子ユニット１０に集光される。画像表示素子ユニット１０は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、画像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像を形成するように投影光を加工して反射する画像表示素子（光変調素子）としてのＤＭＤ素子１０ａを備えている。
【００３６】
画像表示素子ユニット１０は、入力信号に応じてマイクロミラーのオンオフを切り替えることで投影ユニットへ光を出力する光を選別するとともに階調を表現する。すなわち、ＤＭＤ素子１０ａにより、時分割で画像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投影レンズへ反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へ反射される。画像表示素子ユニット１０で使用する光は投影ユニット３ｂへ反射し、投影ユニット３ｂ内の複数の投影レンズを通り拡大された画像光は被投影面１３０上へ拡大投影される。
【００３７】
図６に画像投影装置１の機能ブロック図を示す。画像投影装置１は、光学エンジン３、画像表示素子ユニット１０、ランプ１５、ファン１６、撮像部１７、映像入力端子部２０、映像音声処理部２１、音声出力ユニット２２、ランプ制御部２３、光学制御部２４、操作部２５、操作受付部２７、入出力インタフェース２８、無線通信部２９、主制御部３０、ファン制御部３５等を備えている。
【００３８】
撮像部１７は、主制御部３０の撮像制御部３１により制御されて、被投影面１３０上の投影画像を撮像し、撮像データ（撮像情報）を撮像制御部３１へ渡す撮像装置である。なお、撮像部１７は、画像投影装置１の外部に設けられて、画像投影装置１または映像供給装置１１０と接続される構成であってもよい。
【００３９】
映像入力端子部２０は、映像供給装置１１０にケーブル１２０にて接続される端子部であって、ＨＤＭＩ端子、ビデオ端子、ＲＧＢ端子などである。
【００４０】
映像音声処理部２１は、入力された映像信号をＲＧＢのデジタル映像データに変換し、主制御部３０に転送する。また、映像入力端子部２０、主制御部３０から入力された音声データをＤ／Ａ変換してスピーカーなどの音声出力ユニット２２に出力する。
【００４１】
主制御部３０は、メインプロセッサであるＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、各処理におけるデータを一時的に格納しておくメモリデバイス（例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等）と、電源ＯＦＦ時にも設定情報等を記録しておく不揮発性メモリであるＮＶＲＡＭ（Non  Volatile  RAM）等がバスで接続された制御手段である。ＮＶＲＡＭに替えて、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の種々の不揮発性メモリを用いてもよい。また、投影情報は、撮像データと比較可能なデータ形式として記憶される。
【００４２】
また、主制御部３０は、撮像部１７を制御して撮像タイミングの制御および撮像部１７で撮像した被投影面１３０の撮像データを取得する撮像制御部３１と、撮像部１７で撮像した撮像データと、画像投影装置１で投影している投影情報と、を比較し、障害物２００の存在を検出して、障害物２００の影響を受ける領域を特定する映像情報比較部３２と、映像情報比較部３２で特定された領域に基づいて、インタラクティブ操作を有効とする領域を設定するインタラクティブ領域設定部３３と、を備えている。
【００４３】
主制御部３０は、映像音声処理部２１より転送されるＲＧＢ映像データを表示すべく、ランプ制御部２３および光学制御部２４を制御する。ランプ制御部２３は、主制御部３０からの制御に基づいて、光源としてのランプ１５を制御する。また、光学制御部２４は、主制御部３０からの制御に基づいて、光学エンジン３、画像表示素子ユニット１０を制御する。また、ファン制御部３５は、主制御部３０からの制御に基づいて、ファン１６を制御する。
【００４４】
操作部２５は、ユーザからの種々の操作要求を受け付けるものであり、画像投影装置１の外面に設けられるキーボタン（本体キー）によって構成される。例えば、各種設定や選択を行うためのメニュー画面を表示させるメニューキーなどを備えている。また、操作要求には、メニュー画面等のＯＳＤ画面の表示指示、投影している画像のアスペクト比の変更要求、画像投影装置１の電源ＯＦＦ要求、ランプ１５の光量を変更するランプパワー変更要求、などが含まれる。操作部２５は、操作要求を受け付けると、当該操作要求を主制御部３０に通知する。
【００４５】
また、遠隔操作手段としてのリモコン２６には、操作部２５と同様のキーボタンが備えられており、操作部２５と同様の操作が可能である。リモコン２６からの操作要求は、赤外線データで操作受付部２７に送信され、操作受付部２７は、リモコン２６からの信号を受信すると、主制御部３０へ通知する。
【００４６】
無線通信部２９は、電子ペン５０から送信されるクリック情報などの情報を受信して、これを主制御部３０に通知する。
【００４７】
入出力インタフェース２８は、映像供給装置１１０と接続する通信インタフェースであって、電子ペン５０からのクリック情報や、電子ペン５０の位置情報、インタラクティブ領域の設定情報などが画像投影装置１から映像供給装置１１０に送信される。例えば、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）などの通信インタフェースである。
【００４８】
（電子ペン）
図７に電子ペン５０の機能ブロック図を示す。電子ペン５０は、第１ボタン５１、第２ボタン５２、ペン先ボタン５３、操作受付部５４、レーザ発光部５５、無線通信部５６、電子ペン制御部６０を備え、投影画像１４０上の位置指定および指定された位置での各種のクリック操作が可能となっている。
【００４９】
操作受付部５４は、第１ボタン５１、第２ボタン５２、ペン先ボタン５３が押下されたことを検知して、これを電子ペン制御部６０へ通知する。ペン先ボタン５３は、電子ペン５０の先端部を被投影面１３０上に押し付けることで押下することが可能となっている。
【００５０】
ここでは、第１ボタン５１がマウスの左ボタン、第２ボタン５２がマウスの右ボタン、ペン先ボタン５３がマウスの左ボタンに割り当てられているものとし、ダブルクリック操作は、第１ボタン５１またはペン先ボタン５３が連続で押下されることで実行されるものとする。なお、ボタンの数および機能の割り当てについては、特に限られるものではない。
【００５１】
レーザ発光部５５は、レーザ光を発光する照射部である。レーザ発光部５５の照射位置を撮像部１７で撮像することで、電子ペン５０の位置情報が検出可能となっている。
【００５２】
無線通信部５６は、画像投影装置１または映像供給装置１１０に対して、クリック情報などの各情報を送信する。
【００５３】
電子ペン制御部６０は、例えば、マイクロコントローラで構成され、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの演算回路および記憶回路を備えている。
【００５４】
電子ペン制御部６０は、操作受付部５４からいずれかのボタンがクリックされた情報を受けた時は、該クリック情報を、無線通信部５６を介して画像投影装置１または映像供給装置１１０に送信する。
【００５５】
（映像供給装置）
図８に映像供給装置１１０の機能ブロック図を示す。映像供給装置１１０は、データを入力するための入力部１１１と、ディスプレイなどの表示部１１２と、データ通信を行うための通信部１１３と、装置全体の制御を司る制御手段としてのＣＰＵ１１４と、ＣＰＵ１１４のワークエリアとして使用されるＲＡＭ１１５と、ＣＰＵ１１４を動作させるための各種プログラム等を記憶した記憶部１１６とから構成されている。
【００５６】
（インタラクティブ領域の制御）
以下に、本実施形態に係る画像投影装置１、画像投影システム１００が実行するインタラクティブ領域の制御について説明する。なお、インタラクティブ領域とは、電子ペン５０によるインタラクティブ操作を有効とする領域をいうものとする。
【００５７】
図９は、画像投影装置１による机上投影の説明図である。図９では、画像投影装置１を机１５０上に設置、または、画像投影装置１を机１５０の天板に取り付けた状態で、机１５０を被投影面１３０として、投影画像１４０を投影した様子を示している。机１５０の周囲には、３人のユーザ１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃがおり、机上の投影画像１４０を視認可能となっている。
【００５８】
図１０は、本実施形態に係る画像投影システム１００による机上投影の説明図である。画像投影装置１は、机１５０上に設置されており、映像供給装置１１０から提供される映像信号に基づいて、机１５０上に投影画像１４０を投影している。また、ユーザが握持した状態で机１５０上の投影画像１４０に操作することで、種々の操作を実行することができるポインティングデバイスである電子ペン５０が設けられている。
【００５９】
画像投影システム１００では、電子ペン５０の指示位置（レーザ発光部５５の照射位置）が投影画像１４０上にポインタ（カーソル）として表示され、ユーザは、どこを指示しているかを知ることができる。そして、ペン先ボタン５３で机上の投影画像１４０上でクリック操作等を行うことができる。また、離れた位置から操作するときには第１ボタン５１等でクリック操作等を行うことができる。
【００６０】
図１１は、図１０に示した机上投影において机上に障害物が載置されている様子を示す説明図である。机１５０上に、何らかの物が予め置かれている、またはユーザにより置かれるというのは当然考えられる状況であり、画像投影装置１の投影中の机１５０上にも予め、または投影開始後に何らかの物が置かれて、これが投影光の光路上にあれば、投影画像１４０の障害物２００となる。そして、障害物２００の存在により、投影画像１４０は一部が正常に視認できない状態となる。
【００６１】
この状態では、障害物２００により操作や位置検出が邪魔されて、視認できない部分についてインタラクティブ操作が正常に反映されず、また、正常に投影されている範囲での操作にも悪影響を与え、誤動作してしまう可能性がある。
【００６２】
この状態を解消し、正常な状態に復帰させるには障害物２００を取り除けばよいのであるが、容易に取り除くことができない場合や、投影範囲内に置かれ投影画像１４０を邪魔してはいるが、その部分には重要な情報は投影されていないので、あえて投影範囲に置かれたままとする場合等も考えられる。
【００６３】
そこで、本実施形態に係る画像投影装置は、投影情報に基づいて被投影面（被投影面１３０、机１５０）に投影画像（投影画像１４０）を投影する画像投影装置（画像投影装置１）と、投影画像を撮像する撮像装置（撮像部１７）と、投影画像上の位置指定を含む操作が可能なポインティングデバイス（電子ペン５０）と、を備えた画像投影システム（画像投影システム１００）における画像投影装置であって、撮像装置が撮像した投影画像の撮像情報を取得する撮像制御部（撮像制御部３１）と、撮像情報と投影情報とを比較し、該画像投影装置から被投影面までの間の障害物（障害物２００）を検出する映像情報比較部（映像情報比較部３２）と、映像情報比較部にて障害物を検出した場合は、該障害物の影響を受ける投影画像上の領域を、ポインティングデバイスの操作を有効とする領域（インタラクティブ領域）から除くよう設定する領域設定部（インタラクティブ領域設定部３３）と、を備えるものである。
【００６４】
これにより、投影範囲を変更することなくインタラクティブ操作可能な範囲を制限することで、操作性の良い画像投影装置１、および画像投影システム１００を実現するものである。
【００６５】
図１２は、本実施形態に係る画像投影装置１によるインタラクティブ領域の制御の説明図である。
【００６６】
本実施形態では、電子ペン５０は、レーザ発光部５５を備えたレーザポインタとして機能し、被投影面１３０である机１５０の指示位置を照射する。このため投影画像１４０の照射位置には、ポインタ（光跡）が表示される。
【００６７】
この画像投影システム１００は、画像投影装置１の内部または外部に撮像部１７を備え、投影画像１４０を撮像した画像中に表示されるレーザ発光部５５からのレーザポインタの照射位置に基づいて、電子ペン５０の操作位置を検出する。撮像したデータは、画像投影装置１を介して、または直接、映像供給装置１１０へ送信することで映像供給装置での操作に反映される。
【００６８】
この方式では、障害物２００が存在すると、撮像データに障害物２００が含まれるため、誤動作してしまうこと場合が考えられる。
【００６９】
映像情報比較部３２では、撮像部１７で撮像した撮像データと、画像投影装置１で投影している投影情報と、を比較し、障害物２００の存在を検出するとともに、障害物２００の影響を受ける領域を特定する。障害物２００の検出には、公知の画像処理アルゴリズムを用いることができる。図１２の例では、領域１４１が、障害物そのものが載置されている領域、および障害物２００の影となっている領域である。
【００７０】
そして、インタラクティブ領域設定部３３では、インタラクティブ領域から領域１４１の部分を除外する。これをインタラクティブ領域の設定情報とする。これにより障害物２００の影響によるインタラクティブ操作での誤動作を抑止することが可能となる。
【００７１】
また、このとき、障害物２００の影響を受ける領域の特定には、撮像データ上で直接判断できる領域よりによりも所定範囲分、大きな領域を除外することが好ましい。これにより、より確実に、インタラクティブ操作での誤動作を抑止することが可能となる。
【００７２】
図１３は、本実施形態に係る画像投影装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【００７３】
先ず、撮像制御部３１は撮像部１７を制御し、投影画像１４０を撮像し、撮像データを取得する（Ｓ１０１）。撮像部１７の撮像および以下の処理は、所定の間隔ごとに実行されるものであればよい。
【００７４】
次いで、映像情報比較部３２は、撮像部１７で撮像した撮像データと、画像投影装置１で投影している投影情報と、を比較して、障害物２００を検出する（Ｓ１０２）。
【００７５】
障害物２００が検出されない場合（Ｓ１０３：なし）は、通常のインタラクティブ領域を設定（Ｓ１０６）、すなわち、投影画像全域をインタラクティブ領域に設定して処理は終了する。
【００７６】
障害物２００が検出された場合（Ｓ１０３：あり）は、撮像データおよび投影情報に基づいて、障害物２００、および障害物の影になる範囲など障害物２００による影響を受ける範囲（図１２の領域１４１）を算出する（Ｓ１０４）。
【００７７】
次いで、インタラクティブ領域設定部３３は、Ｓ１０６で算出された領域を除いた範囲をインタラクティブ領域として設定する。
【００７８】
以上説明した本実施形態に係る画像投影装置および画像投影システムによれば、例えば、机上投影の場合の机の上など、投影画像１４０上に障害物２００が存在する場合であっても、ユーザによりインタラクティブ操作がされる範囲を障害物２００に影響されない範囲に制限することができる。これにより、インタラクティブ操作での誤動作を抑制し、円滑な操作性を得ることができる。
【００７９】
［第２の実施形態］
以下、本発明に係る画像投影装置の他の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ライトカーテン方式への適用例について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
【００８０】
図１４は、本実施形態に係る画像投影装置１によるインタラクティブ領域の制御の説明図である。この画像投影システム１００は、撮像部１７と、ライトカーテン用のレーザ光射出器１８と、を備えている。
【００８１】
この画像投影システム１００では、射出装置としてのレーザ光射出器１８の発光部からシート状に整形されたレーザ光（例えば、赤外線レーザ光）が、机１５０（投影画像１４０）に沿って伝搬することでライトカーテンが形成されている。そして、机１５０上のある位置を、電子ペン５０で触れることにより、その位置でレーザ光が反射し、その反射光を撮像部１７で撮像し、撮像データに基づいて電子ペン５０の位置を検出するものである。
【００８２】
図１５に本実施形態での電子ペン５０の機能ブロック図を示す。本実施形態では、電子ペン５０はレーザ発光部５５を備えることは必要ではなく、これに替えて、レーザ光を反射するためのミラーなどの反射部５７が先端に設けられていることが好ましい。
【００８３】
図１４は、机１５０上に障害物２００が載置されており、レーザ光射出器１８からのレーザ光が遮られた領域（図１４の領域１４２）では、電子ペン５０の操作をしても反射する光がなく操作を行うことができないこととなる。また、障害物２００のレーザ光射出側の面では、常にレーザ光を反射し続けることになり、その近傍では誤動作を招きやすい。
【００８４】
図１６は、図１４の要部上面図であって、障害物２００がレーザ光を反射する様子を示す説明図である。図１６に示すように、障害物２００のレーザ光射出器１８側の壁面２００ａ，２００ｂはライトカーテンの光を反射して線状に連続して光る領域を形成する。これは、障害物２００を移動させない限り動くことはなく、固定された位置で反射を続けることを利用し、障害物２００を特定する。
【００８５】
そこで、本実施形態では、映像情報比較部３２は、撮像データおよび投影情報に基づいて、連続して線状に光線が反射されている領域を検出し、該領域と、該領域に基づいて算出される領域（障害物２００によりレーザ光が遮蔽される領域）からなる領域１４２については、インタラクティブ領域から除外する。
【００８６】
これにより、インタラクティブ操作での誤動作を抑制し、円滑な操作性を得ることができる。
【００８７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態では、位置情報読取方式への適用例について説明する。この方式としては、例えば、テキサスインスツルメンツ社のＰｏｉｎｔｂｌａｎｋという技術が知られており、投影画像中に位置情報が埋め込まれ、該位置情報をポインティングデバイスで読み込み、読み込んだ情報に基づいて、ポインティングデバイスのポイント位置を検出する。
【００８８】
図１７は、本実施形態に係る画像投影装置１によるインタラクティブ領域の制御の説明図である。この画像投影システム１００は、撮像部１７を備えている。
【００８９】
図１８に本実施形態での電子ペン５０の機能ブロック図を示す。本実施形態では、電子ペン５０はレーザ発光部５５を備えることは必要ではなく、これに替えて、投影画像中の位置情報を示す信号を読み取る位置情報検出部５８を備えている。位置情報検出部５８は、例えば、光を受光する光検出センサと、受光した光を電気信号へ変換する光変換部とを備えている。
【００９０】
画像投影装置１からの投影画像には、位置情報が含まれている。電子ペン５０は、投影画像中の位置情報を検出すると、操作可能と判断してしまうので、例えば、障害物２００上に投影されている投影画像にも反応してしまい、誤動作の要因となる。
【００９１】
そこで、撮像部１７で撮像した撮像データを用いて、障害物２００を特定するものである。
【００９２】
映像情報比較部３２では、撮像部１７で撮像した撮像データと、画像投影装置１で投影している投影情報と、を比較し、障害物２００の存在を検出して、障害物２００の影響を受ける領域を特定する。図１７の例では、領域１４３が、障害物そのものが載置されている領域、および障害物２００の影となっている領域である。
【００９３】
そして、インタラクティブ領域設定部３３では、インタラクティブ領域から領域１４３の部分を除外する。これにより障害物２００の影響によるインタラクティブ操作での誤動作を抑止することが可能となる。
【００９４】
［第４の実施形態］
上記第１〜第３の実施形態では、画像投影システム１００において、画像投影装置１がインタラクティブ領域の制御をする場合を説明したが、本実施形態では、インタラクティブ領域の制御に必要な情報（撮像データなど）が、画像投影装置１を介して、または各デバイスから直接、映像供給装置１１０に送信され、映像供給装置１１０にてインタラクティブ制御をするものである。すなわち、上記の撮像制御部３１、映像情報比較部３２、インタラクティブ領域設定部３３の各部を映像供給装置１１０が備えるものであってもよい。
【００９５】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００９６】
例えば、上記実施形態では、画像投影装置１が机上投影を行う場合を例に説明したが、これに限られるものではなく、壁面やスクリーンなどを被投影面１３０とする場合であっても、画像投影装置１の投影ユニット３ｂからの光路上に障害物２００が存在することは想定されるため、同様に適用することができる。この場合の障害物２００は、被投影面１３０上に載置されているものには限られないのは勿論である。
【００９７】
また、ポインティングデバイスとして電子ペンを用いる例を説明したが、照射位置検出方式や、ライトカーテン方式では、ポインティングデバイスとして、ユーザの指を用い、これを検知するようにしてもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、画像投影装置は、ＤＬＰ(Digital Light Processing)方式のプロジェクタを例に説明したが、これに限られるものではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式、ＬＣＯＳ（Liquid  crystal  on  silicon）方式等であってもよい。また、光源としてアークランプを用いる例について説明したが、これに限られるものではなく、レーザ、ＬＥＤ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１  画像投影装置
２  外装カバー
３  光学エンジン
３ａ  照明ユニット
３ｂ  投影ニット
４  光源ユニット
５  カラーホイール
６  ライトトンネル
７  リレーレンズ
８  平面ミラー
９  凹面ミラー
１０  画像表示素子ユニット
１０ａ  ＤＭＤ素子
１１  吸気口
１２  排気口
１３  吸気ファン
１４  排気ファン
１５  ランプ
１６  ファン
１７  撮像部
１８  レーザ光射出器
２０  映像入力端子部
２１  映像音声処理部
２２  音声出力ユニット
２３  ランプ制御部
２４  光学制御部
２５  操作部
２６  リモコン
２７  操作受付部
２８  入出力インタフェース
２９  無線通信部
３０  主制御部
３１  撮像制御部
３２  映像情報比較部
３３  インタラクティブ領域設定部
３５  ファン制御部
５０  電子ペン
５１  第１ボタン
５２  第２ボタン
５３  ペン先ボタン
５４  操作受付部
５５  レーザ発光部
５６  無線通信部
５７  反射部
５８  位置情報検出部
６０  電子ペン制御部
１００  画像投影システム
１１０  映像供給装置
１１１  入力部
１１２  表示部
１１３  通信部
１１４  ＣＰＵ
１１５  ＲＡＭ
１１６  記録部
１２０  ケーブル
１３０  被投影面
１４０  投影画像
１５０  机（被投影面）
１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ  ユーザ
２００  障害物
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１００】
【特許文献１】特開２０１２−２５６０００号公報
【図２】
2017009829.tif 000003
【図３】
2017009829.tif 000004
【図４】
2017009829.tif 000005
【図５】
2017009829.tif 000006
【図６】
2017009829.tif 000007
【図８】
2017009829.tif 000008
【図９】
2017009829.tif 000009
【図１３】
2017009829.tif 000010
【図１６】
2017009829.tif 000011
【図１８】
2017009829.tif 000012
【図１】
2017009829.tif 000013
【図７】
2017009829.tif 000014
【図１０】
2017009829.tif 000015
【図１１】
2017009829.tif 000016
【図１２】
2017009829.tif 000017
【図１４】
2017009829.tif 000018
【図１５】
2017009829.tif 000019
【図１７】
2017009829.tif 000020