(57)【要約】【課題】指示体の位置を特定する時間を短くする。【解決手段】プロジェクター１０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て撮像画像を生成し、生成した前記撮像画像を出力する撮像部と、前記撮像部の撮像可能範囲において、前記画像を指示する指示体の検出対象範囲を設定する設定部と、前記撮像部の撮像可能範囲のうち前記設定部で設定された検出対象範囲の画像を用いて前記指示体の位置を特定する位置特定部とを備える。【選択図】図１
2017152765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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て撮像画像を生成し、生成した前記撮像画像を出力する撮像部と、
前記撮像部の撮像可能範囲において、前記画像を指示する指示体の検出対象範囲を設定する設定部と、
前記撮像部の撮像可能範囲のうち前記設定部で設定された検出対象範囲の画像を用いて前記指示体の位置を特定する位置特定部と
を備えるプロジェクター。
【請求項２】
前記撮像部は、前記撮像可能範囲のうち前記検出対象範囲以外の画像を生成しない
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記撮像部は、前記撮像可能範囲のうち前記検出対象範囲内の画像のみを前記撮像画像として出力する
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】
前記位置特定部は、前記撮像部が出力した撮像画像のうち前記検出対象範囲の画像のみを用いて前記指示体の位置を特定する。
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記投写部は、前記投写部が投写する画像上の位置と前記撮像画像上の位置とを対応付けるためのキャリブレーション画像を投写し、
前記設定部は、前記キャリブレーション画像が投写されているときに前記撮像部が出力した撮像画像を用いて前記検出対象範囲を設定する
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て撮像画像を生成し、生成した前記撮像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、
前記撮像部の撮像可能範囲において、前記画像を指示する指示体の検出対象範囲を設定する設定ステップと、
前記撮像部の撮像可能範囲のうち前記設定ステップで設定された検出対象範囲の画像を用いて前記指示体の位置を特定する位置特定ステップと
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領域（投写領域）をカメラで撮影する。プロジェクターは、カメラで得られた画像（撮影画像）を解析し、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５９５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像が投写されている投写面をカメラで撮影して指示体の位置を特定するプロジェクターにおいて、撮影画像内における投写領域の位置や大きさは、プロジェクターの使用状態（投写距離やズーム状態等）に応じて異なるため、カメラは、どのような使用状態であっても投写領域が撮影できるように、広い範囲を撮影する。しかしながら、広い範囲を撮影すると、撮影画像には投写領域から離れた場所など、指示体の位置特定に不要な場所も写り、このような場所についても画像の解析を行うと、指示体の位置の特定に時間を要することとなる。
【０００５】
本発明は、指示体の位置を特定する時間を短く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、画像を投写する投写部と、前記画像が投写される投写面を撮像して撮像画像を生成し、生成した前記撮像画像を出力する撮像部と、前記撮像部の撮像可能範囲において、前記画像を指示する指示体の検出対象範囲を設定する設定部と、前記撮像部の撮像可能範囲のうち前記設定部で設定された検出対象範囲の画像を用いて前記指示体の位置を特定する位置特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、指示体の位置を特定する時間を短くすることができる。
【０００７】
本発明においては、前記撮像部は、前記撮像可能範囲のうち前記検出対象範囲以外の画像を生成しない構成としてもよい。
この構成によれば、撮像部から出力される撮像画像のサイズが小さくなり、指示体の位置を特定する時間を短くすることができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記撮像部は、前記撮像可能範囲のうち前記検出対象範囲内の画像のみを前記撮像画像として出力する構成としてもよい。
この構成によれば、指示体の位置の特定に用いる画像のサイズを小さくし、指示体の位置を特定する時間を短くすることができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記位置特定部は、前記撮像部が出力した撮像画像のうち前記検出対象範囲の画像のみを用いて前記指示体の位置を特定する構成としてもよい。
この構成によれば、指示体の位置の特定に用いる画像のサイズを小さくし、指示体の位置を特定する時間を短くすることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記投写部は、前記投写部が投写する画像上の位置と前記撮像画像上の位置とを対応付けるためのキャリブレーション画像を投写し、前記設定部は、前記キャリブレーション画像が投写されているときに前記撮像部が出力した撮像画像を用いて前記検出対象範囲を設定する構成としてもよい。
この構成によれば、投写された画像のサイズに応じて、指示体の位置の特定に用いる画像のサイズを設定し、指示体の位置を特定する時間を短くすることができる。
【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て撮像画像を生成し、生成した前記撮像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、前記撮像部の撮像可能範囲において、前記画像を指示する指示体の検出対象範囲を設定ステップと、前記撮像部の撮像可能範囲のうち前記設定ステップで設定された検出対象範囲の画像を用いて前記指示体の位置を特定する位置特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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】プロジェクター１０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】制御部１１０が行う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】撮像画像の一例を示した図。
【図８】撮像画像の一例を示した図。
【図９】最適化の動作を説明するための図。
【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、画像の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１０、指示体２０及び発光装置３０を備える。
【００１４】
表示装置の一例であるプロジェクター１０は、外部装置の一例であるＰＣ（Personal Computer）４０に接続され、ＰＣ４０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。また、プロジェクター１０は、指示体２０や指が指示した位置に画像を描画する描画機能や、接続されているＰＣのポインティングデバイスとして指示体２０や指を使用するＰＣ操作機能を備えている。
【００１５】
本実施形態に係るプロジェクター１０は、スクリーンＳＣの斜め上方に設置され、スクリーンＳＣに向けて画像を投写する。本実施形態においては、プロジェクター１０は、スクリーンＳＣへ画像を投写するが、スクリーンＳＣの替わりに壁面（表示面）に画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１０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の替わりに机上に画像を投写してもよい。
【００１６】
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１０が投写するＰＣ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。
【００１７】
発光装置３０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３０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３０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３０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３０からの光の出射は、プロジェクター１０により制御される。
【００１８】
図２は、プロジェクター１０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、通信部２２０、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の先端から球面上に広がる。通信部２２０は、赤外光を受光する受光素子を備えている。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。
【００１９】
プロジェクター１０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１０は、映像処理部１５０、映像インターフェース１６０、撮像部１７０、通信部１８０を備える。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１０においては、制御部１１０が各部を制御し、画像をスクリーンＳＣに投写する機能や、指や指示体２０をポインティングデバイスとして利用する機能、描画機能、ＰＣ操作機能などが実現する。
【００２０】
映像インターフェース１６０は、ＲＣＡ、Ｄ−Ｓｕｂ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）など、映像信号が供給されるコネクターを複数有し、外部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。映像インターフェース１６０は、複数の映像信号を取得する映像取得手段の一例である。映像インターフェース１６０は、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信のインターフェースを有し、無線通信により映像信号を取得してもよい。
【００２１】
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に投写される画像の調整や、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。また、操作部１３０は、リモートコントローラー（図示略）からの赤外光の信号を受光する受光部（図示略）を備えている。操作部１３０は、リモートコントローラーから送信された信号を電気信号に変換して制御部１１０へ供給し、制御部１１０は、供給される信号に応じて各部を制御する。
【００２２】
投写部１４０と映像処理部１５０は協働し、画像を表示する表示部として機能する。映像処理部１５０は、映像インターフェース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、プロジェクター１０を操作するためのＧＵＩや指示体２０が指し示す位置を表すカーソル、描画機能で描画する画像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、ＶＲＡＭ（Video RAM）１５１を備えており、映像信号を展開する領域と、オンスクリーン画像の信号を展開する領域を備えており、各信号をそれぞれの領域に展開する。映像処理部１５０は、各種の画像処理機能を備えており、ＶＲＡＭ１５１に展開された映像信号に画像処理を施し、投写する画像の画質を調整する。また、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。即ち、映像処理部１５０は、外部装置から供給された映像信号の画像にオンスクリーン画像を重畳する重畳部として機能する。
【００２３】
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光を発する半導体レーザ装置であってもよい。
【００２４】
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。
【００２５】
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かまわない。
【００２６】
プロジェクター１０は、指示体２０や指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が発する赤外光や、発光装置３０から出射されて指で反射した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、スクリーンＳＣを含む範囲を撮像し、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。撮像部１７０は、撮像素子で撮像可能な範囲全体（撮像可能範囲）の中から、実際に撮像を行う範囲（撮像範囲）を外部から設定できる構成となっており、外部から設定された範囲のみ、画像を生成して画像信号を出力することが可能となっている。なお、本実施形態においては、プロジェクター１０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、スクリーンＳＣを含む範囲を斜め上方から撮像することになる。
【００２７】
通信部１８０は、赤外光を発する発光ダイオードを備えている。通信部１８０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指示体２０に送信する。また、通信部１８０は、ＰＣと通信を行うための通信インターフェースを有し、例えば、ＵＳＢやＬＡＮの通信インターフェースを備える。
【００２８】
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。
【００２９】
領域特定部１１５は、撮像部１７０から取得した画像信号が表す画像を解析し、当該画像において、プロジェクター１０により投写された画像が写る投写領域を特定する。設定部１１８は、領域特定部１１５が特定した投写領域に応じて、撮像部１７０の撮像範囲を設定する。
【００３０】
位置特定部１１３は、画像の投写領域において指示体２０の発光部２３０の位置や指示体の一例である指の位置を、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３０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通信部１８０を制御する。
【００３１】
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３０が赤外光を出射するように、発光装置３０を制御する。
【００３２】
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〜フェーズＰ１４の各フェーズ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た画像の画像信号は、位置特定部１１３へ供給される。
【００３３】
位置特定部１１３は、撮像部１７０から供給された画像信号が表す画像を用いて、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３０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３０から出射されて指で反射した赤外光が映る。フェーズＰ１３においては、発光装置３０が光を出射しないため、撮像部１７０で得られた画像には、指で反射した赤外光は映らない。また、フェーズＰ１２〜フェーズＰ１４において、発光部２３０が撮像部１７０の撮像範囲内にあると、撮像部１７０で得られた画像に発光部２３０が発した赤外光が映る。
【００３４】
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において赤外光が撮像範囲内に無い場合には、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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、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、撮像画像と称する）上の位置とを対応付ける処理である。
【００３８】
位置特定部１１３が撮像画像から特定する指示体２０の位置は、撮像画像上の位置であり、撮像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１０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、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。
【００３９】
そこでプロジェクター１０は、キャリブレーション処理により、撮像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、撮像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、撮像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、撮像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。
【００４０】
図５は、制御部１１０が行う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、撮像部１７０の撮像範囲を初期化する（ステップＳＡ１）。具体的には、制御部１１０は、撮像部１７０の撮像範囲が最大となるように撮像部１７０へ指示を送る。この指示を受けた撮像部１７０は、撮像素子の撮像範囲を最大とする。
【００４１】
次に制御部１１０は、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から取得し、映像処理部１５０へ供給する（ステップＳＡ２）。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、投写したキャリブレーション画像を撮像部１７０に撮影させる（ステップＳＡ３）。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、撮影で得られた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。本実施形態においては、キャリブレーション画像は、黒の四角形のマークと白の四角形のマークとが交互に配置された市松模様の画像となっている。なお、キャリブレーション画像は、市松模様に限定されるものではなく、スクリーンＳＣに投写された画像の領域を特定できる画像であれば、他の模様であってもよい。
【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像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、撮像画像は、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、市松模様のキャリブレーション画像であるが、撮像画像においては、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、撮像画像に並ぶ市松模様の四角形のマークの間隔は、マークの位置によって異なっている。
【００４５】
次に制御部１１０（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ＳＡ４）。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像画像から市松模様における複数の四角形のマークを検出し、各四角形の重心位置をマークの座標値として取得する。
【００４６】
制御部１１０は、撮像画像から検出した四角形のマークと、投写された画像、すなわちキャリブレーション画像の四角形のマークとを対応付ける。制御部１１０は、撮像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。
【００４７】
次に制御部１１０（設定部１１８）は、最適化処理を実行する（ステップＳＡ５）。最適化処理は、撮像部１７０の撮像素子の撮像範囲を、投写画像が写る範囲に応じて設定する処理である。
【００４８】
図８を用いて最適化処理について説明する。図８は、撮像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。制御部１１０は、最も外側に位置するマーク列に含まれる各マークの中心座標を、撮像画像から取得する。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又は減算し、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。この検知領域は、投写領域と一致するか、投写領域を内包するように決定される。
【００４９】
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。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Ｘ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のうち、重心の座標が（Ｘ４、Ｙ４）であるマークＴ４の場合、Ｘ座標値Ｘ４から予め定められた値αを減算した座標（Ｘ４−α、Ｙ４）が、Ｘ軸方向の座標がＸ４のときの検知領域の左端となる。なお、αの値は、ユーザーが設定できるようにしてもよい。
【００５０】
制御部１１０は、撮像画像において、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、座標値を記憶部１２０に保存する。
【００５１】
次に、制御部１１０は、求めた検知領域の座標値を使用して撮像範囲を最適化する。図９は、この最適化の動作を説明するための図である。図９において台形の領域は、特定した検知領域Ａ１を示し、矩形の領域Ａ０は、撮像範囲を最大としたときの撮像画像の領域（撮像可能範囲）を示す。
【００５２】
制御部１１０は、図９において破線で示したように、検知領域Ａ１を内包する矩形の領域Ａ２を、撮像部１７０の撮像範囲（検出対象範囲）とする。制御部１１０は、撮像画像において、左上の頂点を原点とし、右方向にＸ軸をとり、下方向にＹ軸をとる撮像画像の座標において、領域Ａ２の頂点の座標を特定する。制御部１１０は、特定した領域Ａ２の頂点の座標と、撮像領域の変更指示を撮像部１７０へ送る。撮像部１７０は、撮像領域の変更指示を受け取ると、制御部１１０から送られた座標を頂点とする矩形の領域を撮像素子の撮像範囲として設定する。
【００５３】
撮像部１７０が撮像範囲を設定すると、撮像部１７０から制御部１１０へ供給される画像信号が表す撮像画像は、領域Ａ２のみを含む画像となり、撮像範囲を最大としたときの領域Ａ０よりサイズ（範囲及びデータ量）が小さくなる。制御部１１０は、指示体２０又は指の位置を特定する際には、領域Ａ２のサイズとなった撮像画像を解析し、指示体２０の位置を特定する。
【００５４】
このように、撮像部１７０の撮像範囲を、投写画像が写る範囲に応じて設定することにより、撮像画像においては、投写画像を含む領域の外側が写らなくなり、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。また、撮像範囲を設定することにより、撮像画像のサイズが小さくなり、制御部１１０が撮像画像の画像信号の取得に要する時間が短くなる。また、撮像画像のサイズが小さくなるため、撮像画像において指示体２０の赤外光の位置を検知する時間が短くなる。
【００５５】
［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。
【００５６】
上述した実施形態においては、撮像画像のサイズを変更するために、撮像部１７０において撮像素子の撮像範囲を設定しているが、撮像画像のサイズを変更する方法は、実施形態の方法に限定されるものではない。例えば、撮像部１７０においては、撮像素子の撮像範囲を最大とする。そして、撮像部１７０は、制御部１１０へ撮像画像の画像信号を出力する際に、撮像範囲を最大とした撮像画像において、制御部１１０から送られた座標を頂点とする矩形の領域Ａ２内の画像を抽出し、抽出した画像の画像信号を制御部１１０へ出力する。この変形例においても、撮像部１７０から制御部１１０へ供給される画像信号が表す撮像画像のサイズは領域Ａ２のサイズとなり、撮像素子の撮像範囲を最大としたときの領域Ａ０のサイズより小さくなる。なお、この変形例においては、撮像画像から抽出される領域Ａ２が検出対象範囲となる。
【００５７】
上述した実施形態においては、撮像部１７０を制御することにより、撮像画像のサイズを小さくしているが、撮像画像のサイズを小さくする構成は、実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、制御部１１０は、撮像部１７０の撮像範囲が最大となるように撮像部１７０を制御する。撮像部１７０がスクリーンＳＣを撮影し、撮像画像の画像信号を制御部１１０へ出力すると、制御部１１０は、取得した画像信号が表す画像をＲＡＭに展開する。制御部１１０は、指示体２０の位置を特定する際には、ＲＡＭに展開された撮像画像のうち、領域Ａ２内の画像のみを使用して指示体２０の位置を特定する。この変形例によれば、指示体２０の位置を特定する際に、位置の特定に使用する撮像画像のサイズが領域Ａ０より小さい領域Ａ２であるため、撮像画像において指示体２０の赤外光の位置を検知する時間が短くなる。なお、この変形例においては、ＲＡＭに展開された撮像画像内の領域Ａ２が検出対象範囲となる。
【００５８】
上述した実施形態においては、領域Ａ２の形状は矩形となっているが、矩形に限定されるものではない。例えば、検知領域Ａ１の形状が図９に示したように台形である場合、検知領域Ａ１の形状に合わせて領域Ａ２の形状を台形にしてもよい。また、領域Ａ２は、検知領域Ａ１を内包し得る形状であれば、他の多角形や多角形以外の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…表示システム、１０…プロジェクター、２０…指示体、３０…発光装置、４０…ＰＣ、１１０…制御部、１１２…描画部、１１３…位置特定部、１１５…領域特定部、１１８…設定部、１２０…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…映像インターフェース、１７０…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】
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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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