JP2016071864A - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの意図する位置に対して誤差を生じさせることなくタッチ操作することが可能なプロジェクタ装置を提供する。
【解決手段】プロジェクタ装置は、出力画像を投影する投影部と、出力画像が投影される投影面から投影部までの距離情報を検出し、かつ、ユーザによる指示操作を空間的に検出する検出部と、距離情報を基に、原画像の各画素が投影される空間的な位置を算出し、原画像を出力画像に幾何補正する制御部と、を備える。制御部は、算出結果を基に、指示操作によって指示された位置と原画像における画素の位置を対応づける。
【選択図】図１

Description

本開示は、ジェスチャ操作可能なプロジェクタ装置に関する。

特許文献１は、複数のカメラを設けて、フォーカス調整やあおり投射や投射対象物の表面の形状により生ずる投射画像の歪みの補正を行うことができ、スクリーンに対して、その外形に投射画像を合わせる形で補正を行うプロジェクタを開示する。また、指差し位置を検出し、投影したアイコンに応じた動作を行うことができるプロジェクタを開示する。

特開２００５−２２９４１５号公報

しかしながら、特許文献１は、スクリーンに複数の対象点を投影して、指差し位置から最も近い対象点を指差し位置の座標として近似的に決定しているため、ユーザが意図する指差し位置とプロジェクタが認識する指差し位置に誤差が生じる。

本開示は、タッチした位置と原画像の位置を１対１で対応させることにより、ユーザの意図する位置に対して誤差を生じさせることなくタッチ操作することが可能なプロジェクタ装置を提供する。

本開示におけるプロジェクタ装置は、出力画像を投影する投影部と、出力画像が投影される投影面から投影部までの距離情報を検出し、かつ、ユーザによる指示操作を空間的に検出する検出部と、距離情報を基に、原画像の各画素が投影される空間的な位置を算出し、原画像を出力画像に幾何補正する制御部と、を備える。制御部は、算出結果を基に、指示操作によって指示された位置と原画像における画素の位置とを対応づける。

本開示におけるプロジェクタ装置は、幾何補正された投影画像であってもユーザの意図する位置に対して誤差を生じさせることなくタッチ操作可能である。

プロジェクタ装置が壁に画像を投影するイメージ図 プロジェクタ装置がテーブルに画像を投影するイメージ図 プロジェクタ装置の電気的構成を示すブロック図 距離検出部の電気的構成を示すブロック図 距離検出部により取得された距離情報を説明するための図 プロジェクタ装置の光学的構成を示すブロック図 プロジェクタ装置の動作を説明するための図 プロジェクタ装置の動作を説明するためのフローチャート プロジェクタ装置の動作を説明するためのフローチャート プロジェクタ装置の動作を説明するためのフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
以下、図１〜９を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
［１−１−１．全体構成］
本開示に係るユーザインターフェース装置２００を搭載したプロジェクタ装置１００を説明する。

図１及び図２を用いて、プロジェクタ装置１００による画像投影動作の概要を説明する。図１は、プロジェクタ装置１００が投影面１４０としての壁１４０ａに画像を投影するイメージ図である。図２は、プロジェクタ装置１００が投影面１４０としてのテーブル１４０ｂに画像を投影するイメージ図である。

図１及び図２に示すように、プロジェクタ装置１００は、投影部１７０と、駆動部１１０と、電源部１２０とを備える。投影部１７０と電源部１２０は、駆動部１１０を介して接続される。電源部１２０は、配線ダクト１３０に固定される。投影部１７０及び駆動部１１０を構成する各部と電気的に接続される配線は、電源部１２０及び配線ダクト１３０を介してコンセント等の電源と接続される。これにより、プロジェクタ装置１００及び駆動部１１０に対して電力が供給される。投影部１７０は、開口部１０１を有している。投影部１７０は、開口部１０１を介して画像の投影を行う。

駆動部１１０は、投影部１７０の投影方向を変更するよう駆動することができる。駆動部１１０は、図１に示すように投影部１７０の投影方向を壁１４０ａの方向になるよう駆動することができる。これにより、投影部１７０は、壁１４０ａに対して投影画像１５２を投影することができる。同様に、駆動部１１０は、図２に示すように投影部１７０の投影方向をテーブル１４０ｂの方向になるよう駆動することができる。これにより、投影部１７０は、テーブル１４０ｂに対して投影画像１５２を投影することができる。駆動部１１０は、ユーザのマニュアル操作に基づいて駆動してもよいし、所定のセンサの検出結果に応じて自動的に駆動してもよい。また、壁１４０ａに投影する画像と、テーブル１４０ｂに投影する画像とは、内容を異ならせてもよいし、同一のものにしてもよい。

プロジェクタ装置１００は、ユーザインターフェース装置２００を搭載している。これにより、プロジェクタ装置１００は、投影面１４０（壁１４０ａ、テーブル１４０ｂ）に投影された画像の投影領域１４１があたかもタッチパネルであるかのような操作感覚をユーザに提供することができる。すなわち、ユーザは、投影面１４０に投影された画像を指などでタッチ等して、ポインティング動作をすることができる。

［１−１−２．プロジェクタ装置の構成］
図３は、プロジェクタ装置１００の電気的構成を示すブロック図である。プロジェクタ装置１００は、ユーザインターフェース装置２００、光源部３００、画像生成部４００、投影光学系５００を備えている。ユーザインターフェース装置２００は、制御部２１０、メモリ２２０、距離検出部２３０を備えている。

制御部２１０は、プロジェクタ装置１００全体を制御する半導体素子である。すなわち、制御部２１０は、ユーザインターフェース装置２００を構成する各部（メモリ２２０、距離検出部２３０）及び、光源部３００、画像生成部４００、投影光学系５００の動作を制御する。制御部２１０は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。

メモリ２２０は、各種の情報を記憶する記憶素子である。メモリ２２０は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどで構成される。メモリ２２０は、プロジェクタ装置１００（ユーザインターフェース装置２００を含む）を制御するための制御プログラム等を記憶する。また、メモリ２２０は、制御部２１０から供給された各種の情報を記憶する。

距離検出部２３０は、例えば、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）センサから構成され、対向する面までの距離を直線的に検出する。距離検出部２３０が壁１４０ａと対向しているときは、距離検出部２３０から壁１４０ａまでの距離を検出する。同様に、距離検出部２３０がテーブル１４０ｂと対向しているときは、距離検出部２３０からテーブル１４０ｂまでの距離を検出する。

図４Ａは、距離検出部２３０の電気的構成を示すブロック図である。図４Ａに示すように、距離検出部２３０は、赤外検出光を照射する赤外光源部２３１と、対向する面で反射した赤外検出光を受光する赤外受光部２３２とから構成される。赤外光源部２３１は、開口部１０１を介して、赤外検出光を周囲一面に拡散されるように照射する。赤外光源部２３１は、例えば、８５０ｎｍ〜９５０ｎｍの波長の赤外光を、赤外検出光として用いる。

制御部２１０は、赤外光源部２３１が照射した赤外検出光の位相をメモリ２２０に記憶しておく。対向する面が距離検出部２３０から等距離になく、傾きや形状を有する場合、赤外受光部２３２の撮像面上に配列された複数の画素は、それぞれ別々のタイミングで反射光を受光する。別々のタイミングで受光するため、赤外受光部２３２で受光する赤外検出光は、各画素で位相が異なってくる。制御部２１０は、赤外受光部２３２が各画素で受光した赤外検出光の位相をメモリ２２０に記憶する。

制御部２１０は、赤外光源部２３１が照射した赤外検出光の位相と、赤外受光部２３２が各画素で受光した赤外検出光の位相とをメモリ２２０から読み出す。制御部２１０は、距離検出部２３０が照射した赤外検出光と、受光した赤外検出光との位相差に基づいて、距離検出部２３０から対向する面までの距離を測定することができる。

図４Ｂは、距離検出部２３０（赤外受光部２３２）により取得された距離情報を説明するための図である。距離検出部２３０は、受光した赤外検出光による赤外画像１５３を構成する画素の一つ一つについて距離を検出する。これにより、制御部２１０は、距離検出部２３０が受光した赤外画像１５３の画角全域対する距離の検出結果を画素単位で得ることができる。以下の説明では、図４Ｂに示すように、赤外画像１５３の横方向にＸ軸をとり、縦方向にＹ軸をとる。そして、検出した距離方向にＺ軸をとる。制御部２１０は、距離検出部２３０の検出結果に基づいて、赤外画像１５３を構成する各画素について、ＸＹＺの三軸の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を取得できる。すなわち、制御部２１０は、距離検出部２３０の検出結果に基づいて、距離情報を取得できる。

上記では、距離検出部２３０としてＴＯＦセンサを例示したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、ランダムドットパターンのように、既知のパターンを投光してそのパターンのズレから距離を算出するものであっても良いし、ステレオカメラによる視差を利用したものであってもよい。

続いて、プロジェクタ装置１００に搭載された部材のうち、ユーザインターフェース装置２００以外の部材である光源部３００、画像生成部４００、投影光学系５００の構成について、図５を用いて説明する。図５は、プロジェクタ装置１００の光学的構成を示すブロック図である。図５に示すように、光源部３００は、投影画像１５２を生成するために必要な光を、画像生成部４００に対して供給する。画像生成部４００は生成した画像を投影光学系５００に供給する。投影光学系５００は、画像生成部４００から供給された画像に対してフォーカシング、ズーミング等の光学的変換を行う。投影光学系５００は、開口部１０１と対向しており、開口部１０１から画像が投影される。投影光学系５００は、図１及び図２に示す投影部１７０に対応する。

まず、光源部３００の構成について説明する。図５に示すように、光源部３００は、半導体レーザー３１０、ダイクロイックミラー３３０、λ／４板３４０、蛍光体ホイール３６０などを備えている。

半導体レーザー３１０は、例えば、波長４４０ｎｍ〜４５５ｎｍのＳ偏光の青色光を発光する固体光源である。半導体レーザー３１０から出射されたＳ偏光の青色光は、導光光学系３２０を介してダイクロイックミラー３３０に入射される。

ダイクロイックミラー３３０は、例えば、波長４４０ｎｍ〜４５５ｎｍのＳ偏光の青色光に対しては９８％以上の高い反射率を有する一方、波長４４０ｎｍ〜４５５ｎｍのＰ偏光の青色光及び、波長４９０ｎｍ〜７００ｎｍの緑色光〜赤色光に対しては偏光状態に関わらず９５％以上の高い透過率を有する光学素子である。ダイクロイックミラー３３０は、半導体レーザー３１０から出射されたＳ偏光の青色光を、λ／４板３４０の方向に反射する。

λ／４板３４０は、直線偏光を円偏光に変換又は、円偏光を直線偏光に変換する偏光素子である。λ／４板３４０は、ダイクロイックミラー３３０と蛍光体ホイール３６０との間に配置される。λ／４板３４０に入射したＳ偏光の青色光は、円偏光の青色光に変換された後、レンズ３５０を介して蛍光体ホイール３６０に照射される。

蛍光体ホイール３６０は、高速回転が可能なように構成されたアルミ平板である。蛍光体ホイール３６０の表面には、拡散反射面の領域であるＢ領域と、緑色光を発光する蛍光体が塗付されたＧ領域と、赤色光を発光する蛍光体が塗付されたＲ領域とが複数形成されている。蛍光体ホイール３６０のＢ領域に照射された円偏光の青色光は拡散反射されて、円偏光の青色光として再びλ／４板３４０に入射する。λ／４板３４０に入射した円偏光の青色光は、Ｐ偏光の青色光に変換された後、再びダイクロイックミラー３３０に入射する。このときダイクロイックミラー３３０に入射した青色光は、Ｐ偏光であるためダイクロイックミラー３３０を透過して、導光光学系３７０を介して画像生成部４００に入射する。

蛍光体ホイール３６０のＧ領域に照射された青色光は、Ｇ領域上に塗付された蛍光体を励起して緑色光を発光させる。Ｇ領域上から発光された緑色光は、ダイクロイックミラー３３０に入射する。このときダイクロイックミラー３３０に入射した緑色光は、ダイクロイックミラー３３０を透過して、導光光学系３７０を介して画像生成部４００に入射する。同様に、蛍光体ホイール３６０のＲ領域に照射された青色光は、Ｒ領域上に塗付された蛍光体を励起して赤色光を発光させる。Ｒ領域上から発光された赤色光は、ダイクロイックミラー３３０に入射する。このときダイクロイックミラー３３０に入射した赤色光は、ダイクロイックミラー３３０を透過して、導光光学系３７０を介して画像生成部４００に入射する。

蛍光体ホイール３６０は高速回転しているため、光源部３００から画像生成部４００へは、青色光、緑色光、赤色光が時分割されて出射する。

画像生成部４００は、制御部２１０から供給される映像信号に応じた投影画像を生成する。画像生成部４００は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｍｉｒｒｏｒ−Ｄｅｖｉｃｅ）４２０などを備えている。ＤＭＤ４２０は、多数のマイクロミラーを平面に配列した表示素子である。ＤＭＤ４２０は、制御部２１０から供給される映像信号に応じて、配列したマイクロミラーのそれぞれを偏向させて、入射する光を空間的に変調させる。

光源部３００から画像生成部４００へは、青色光、緑色光、赤色光が時分割で出射してくる。ＤＭＤ４２０は、導光光学系４１０を介して、時分割に出射されてくる青色光、緑色光、赤色光を順に繰り返し受光する。ＤＭＤ４２０は、それぞれの色の光が出射されてくるタイミングに同期して、マイクロミラーのそれぞれを偏向させる。これにより、画像生成部４００は、映像信号に応じた投影画像１５２を生成する。ＤＭＤ４２０は、映像信号に応じて、投影光学系５００に進行させる光と、投影光学系５００の有効範囲外へと進行させる光とにマイクロミラーを偏向させる。これにより、画像生成部４００は、生成した投影画像１５２を、投影光学系５００に対して供給することができる。

投影光学系５００は、フォーカスレンズやズームレンズなどの光学部材５１０を備える。投影光学系５００は、画像生成部４００から進行してきた光を拡大して投影面１４０へ投影する。

上記では、プロジェクタ装置１００の一例として、ＤＭＤ４２０を用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ―Ｌｉｇｈｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式による構成を説明したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、プロジェクタ装置１００として、液晶方式による構成を採用しても構わない。

上記では、プロジェクタ装置１００の一例として、蛍光体ホイール３６０を用いて光源を時分割させた単板方式による構成を説明したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、プロジェクタ装置１００として、青色光、緑色光、赤色光の各種光源を備えた三板方式による構成を採用しても構わない。

上記では、投影画像１５２を生成するための青色光の光源と、距離を測定するための赤外光の光源とを別ユニットとする構成を説明したが、本開示はこれに限定されない。すなわち、投影画像１５２を生成するための青色光の光源と、距離を測定するための赤外光の光源とを統合したユニットとしても構わない。三板方式を採用する場合であれば、各色の光源と赤外光の光源とを統合したユニットとしても構わない。

［１−２．動作及び効果］
以上のように構成されたプロジェクタ装置１００に搭載されたユーザインターフェース装置２００について、その動作を以下説明する。

プロジェクタ装置１００が、プロジェクタ装置１００と正対しない面に対して画像を投影する場合、幾何的な補正を施さず投影すると画像に歪みが生じる。原画像１５０（制御部２１０に入力される画像）の形状と相似関係にある画像を投影する場合には、制御部２１０において、原画像１５０に幾何学的な補正処理をする必要がある。さらにユーザが、ユーザ自身の指をポインティング手段として、幾何学的な補正処理を施された投影画像１５２をタッチ操作する際には、タッチした位置（タッチ位置）と原画像１５０の面内における位置の正確な対応関係を算出する必要がある。

以下、図６から図９に従ってプロジェクタ装置１００の動作を説明する。

［１−２−１．原画像を幾何補正して投影画像に変換するプロセス］
＜センサ座標系における赤外画像を表す方程式の算出＞
図６は、プロジェクタ装置１００のユーザインターフェース装置２００の動作を説明するための図であり、図７は、その動作のフローチャートである。まず、制御部２１０は、投影画像１５２（投影領域１４１）の中心点Ｏを示す距離検出部２３０における赤外画像１５３上の点Ａの平面座標を決定し、点Ａから一定間隔（等距離）にある赤外画像１５３上の３つの目標点を決定する。この目標点は、３以上の数であっても良い。そして、制御部２１０は、距離検出部２３０を原点（基準）とした座標系（センサ座標系）における３つの目標点のそれぞれの３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、距離検出部２３０から得られる深度情報（距離情報）により算出する（ステップＳ１）。ここで、赤外画像１５３上の平面座標は、図４Ｂに示す赤外画像１５３を構成する画素の座標を意味しており、センサ座標系の３次元座標は、距離検出部２３０を基準とした場合の投影面１４０上の座標を意味している。

次に、制御部２１０は、ステップＳ１で算出された３つの目標点の３次元座標から、センサ座標系において、プロジェクタ装置１００が投影する投影面１４０を、法線ベクトルｎを持つ面の方程式として表す（ステップＳ２）。

＜センサ座標系における投影領域の算出＞
制御部２１０は、投影画像の幅方向を示すベクトルを算出するために、赤外画像１５３上の所定の２点Ｂ，Ｃを決定し、その平面座標をメモリ２２０に保存する（ステップＳ３）。ただし、この所定の２点は、プロジェクタ装置１００の任意のアプリケーションによって制御部２１０が決定する。

次に、制御部２１０は、メモリ２２０に保存された赤外画像１５３上の２点Ｂ，Ｃの平面座標及び距離検出部２３０から得られる深度情報を入力値として、２点Ｂ，Ｃの３次元座標を算出する（ステップＳ４）。

制御部２１０は、図６に示すように、ステップＳ４で求めた２点Ｂ，Ｃの３次元座標により、投影画像１５２の幅方向を示す３次元の単位ベクトルｗを算出する。制御部２１０は、ベクトルｗとステップＳ２において算出した投影面１４０の法線ベクトルｎの外積から、投影画像１５２の高さ方向を示す３次元の単位ベクトルｈを算出する（ステップＳ５）。なお、制御部２１０は、２点Ｂ，Ｃの３次元座標により、先に、高さ方向を示す３次元の単位ベクトルｈを算出してもよい。その場合には、制御部２１０は、投影画像１５２の高さ方向を示す３次元の単位ベクトルｈと投影面１４０の法線ベクトルｎの外積から、投影画像１５２の幅方向を示す３次元の単位ベクトルｗを算出する。

制御部２１０は、投影画像１５２の中心点Ｏに対応する赤外画像１５３上の点Ａの平面座標及び投影画像１５２（投影領域１４１）の幅方向のサイズＷ０と高さ方向のサイズＨ０をメモリ２２０に保存する。この点Ａの座標及び幅方向のサイズＷ０、高さ方向のサイズＨ０は、プロジェクタ装置１００の任意のアプリケーションによって制御部２１０が決定する。制御部２１０は、距離検出部２３０から得られる深度情報により、メモリ２２０に保存された赤外画像１５３上の点Ａの平面座標をセンサ座標系の３次元座標として算出する（ステップＳ６）。

制御部２１０は、点Ａの３次元座標を起点に、単位ベクトルｗ及び単位ベクトルｈ、幅方向のサイズＷ０及び高さ方向のサイズＨ０から、センサ座標系における画像の投影領域１４１を形成する４頂点の３次元座標を算出する（ステップＳ７）。

＜センサ座標系からプロジェクタ座標系への変換＞
プロジェクタ装置１００は、原画像１５０を幾何補正した出力画像１５１を、投影部１７０から投影面１４０に出力する。そのため、制御部２１０は、ステップＳ７で算出されたセンサ座標系における投影領域１４１を示す４頂点の座標をプロジェクタ座標系に変換し、プロジェクタ座標系において原画像１５０から出力画像１５１を生成する必要がある。

メモリ２２０は、予めプロジェクタ座標系とセンサ座標系との相対的な姿勢関係を示すパラメータを保有している。制御部２１０は、図７に示すステップＳ７で算出したセンサ座標系における投影領域を規定する４頂点の座標をプロジェクタ座標系の座標に変換する（ステップＳ８）。

［１−２−２．出力画像生成プロセス］
次に、プロジェクタ装置１００が投影するための出力画像１５１を生成するステップを、図８を用いて説明する。

制御部２１０は、プロジェクタ座標系において、プロジェクタ装置１００が保有する幅方向と高さ方向の画素数及び画角に基づいて、任意の幅及び高さを持つ仮想のプロジェクタ面１４２を設定する（ステップＳ９）。プロジェクタ面１４２は出力画像１５１を設定するための面である。

次に、制御部２１０は、図７のステップＳ８で得られたプロジェクタ座標系における投影領域１４１を示す４頂点の座標から、プロジェクタ座標系における投影面１４０の方程式を算出する（ステップＳ１０）。

次に、プロジェクタ面１４２の各画素ＰＰ（ｉ，ｊ）をプロジェクタ座標系の３次元座標（ｉ，ｊ，ｋ）に変換する。そして、プロジェクタ座標系の座標に変換された各画素に対する３次元座標（ｉ，ｊ，ｋ）を、逆投影変換して、それに対応する投影面１４０における各点Ｐｒｊ（ｓ，ｔ，ｕ）の３次元座標を算出する。そして、出力画像１５１の各画素ＰＰ（ｉ，ｊ）の座標が、投影面１４０におけるプロジェクタ座標系の３次元座標（ｓ，ｔ，ｕ）と対応付けられる（ステップＳ１１）。

次に、制御部２１０は、図７のステップＳ８で算出した投影領域１４１の４頂点のうちの１つの頂点と投影面１４０上の点Ｐｒｊ（ｓ，ｔ，ｕ）との幅方向の距離Ｗ１及び高さ方向の距離Ｈ１と、ステップＳ８で算出した４頂点で形成する投影領域の幅方向のサイズＷ０及び高さ方向のサイズＨ０のそれぞれの比率Ｗｒ及びＨｒを算出する。即ち、比率Ｗｒ＝幅方向の距離Ｗ１／幅方向のサイズＷ０、比率Ｈｒ＝高さ方向の距離Ｈ１／高さ方向のサイズＨ０、である。４頂点で囲まれた投影領域１４１には、原画像１５０を配置するように投影されることから、制御部２１０は、比率Ｗｒ及びＨｒと原画像１５０の幅方向及び高さ方向の画素数により投影面１４０上の点Ｐｒｊ（ｓ，ｔ，ｕ）と原画像１５０の画素Ｐｉｎ（ｘ，ｙ）とを対応付ける（ステップＳ１２）。

そして、制御部２１０は、出力画像１５１の画素ＰＰ（ｉ，ｊ）と原画像１５０の画素Ｐｉｎ（ｘ，ｙ）との対応関係を得る（ステップＳ１３）。制御部２１０は、出力画像１５１の画素ＰＰ（ｉ，ｊ）のＲＧＢレベル（画素値）に、対応する原画像１５０の画素Ｐｉｎ（ｘ，ｙ）のＲＧＢレベルを代入することにより、原画像１５０に対して幾何的に補正処理を施した出力画像１５１を生成する。

これにより、正対しない投影面に対しても、歪みのない画像を投影することが可能となる。

［１−２−３．タッチ操作におけるタッチ位置の座標算出］
図９のフローチャートを用いて、ユーザが投影面１４０に投影された画像に対してタッチする等の指示操作をする場合の動作を説明する。

制御部２１０は、ユーザが、ユーザ自身の指をポインティング手段としてタッチ操作した位置に対応する赤外画像における指示点Ｓｉｒ（Ｘ，Ｙ）の座標を取得する。そして、制御部２１０は、距離検出部２３０から得られる深度情報により、タッチ位置を表す赤外画像の指示点Ｓｉｒ（Ｘ，Ｙ）からセンサ座標系における３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する（ステップＳ１４）。

次に、制御部２１０は、センサ座標系における指示点Ｓｉｒ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、プロジェクタ座標系における指示点Ｓｐ（Ｓ，Ｔ，Ｕ）に座標変換する（ステップＳ１５）。

次に、制御部２１０は、ステップＳ１５で得られた指示点Ｓｐ（Ｓ，Ｔ，Ｕ）と図７のステップＳ８で算出したプロジェクタ座標系における投影領域を示す４頂点のうちの１頂点との幅方向の距離Ｗ２及び高さ方向の距離Ｈ２を算出する。そして、制御部２１０は、算出した幅方向の距離Ｗ２及び高さ方向の距離Ｈ２と投影領域１４１の幅方向のサイズＷ０及び高さ方向のサイズＨ０のそれぞれの比率Ｗｓ及びＨｓを算出する。即ち、比率Ｗｓ＝幅方向の距離Ｗ２／幅方向のサイズＷ０、比率Ｈｓ＝高さ方向の距離Ｈ２／高さ方向のサイズＨ０、である。４頂点で囲まれた投影領域１４１には、制御部２１０へ入力する原画像１５０が配置されることから、制御部２１０は、上記比率Ｗｓ及びＨｓと原画像１５０の幅方向及び高さ方向の画素数とにより、タッチ位置を表す指示点Ｓｐ（Ｓ，Ｔ，Ｕ）と原画像１５０の画素Ｐｉｎ（ｘ，ｙ）とを対応付ける（ステップＳ１６）。

投影画像１５２をタッチ操作した位置と原画像１５０における位置（画素）を１対１で対応させることにより、プロジェクタ装置１００は、ユーザの意図する位置に対して誤差を生じさせることなく指示操作を認識することが可能となる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

本開示は、幾何補正を行った画像に対してもユーザによる指示操作が可能なプロジェクタ装置に適用可能である。

１００ プロジェクタ装置
１０１ 開口部
１１０ 駆動部
１２０ 電源部
１３０ 配線ダクト
１４０ 投影面
１４０ａ 壁
１４０ｂ テーブル
１４１ 投影領域
１４２ プロジェクタ面
１５０ 原画像
１５１ 出力画像
１５２ 投影画像
１５３ 赤外画像
１７０ 投影部
２００ ユーザインターフェース装置
２１０ 制御部
２２０ メモリ
２３０ 距離検出部
２３１ 赤外光源部
２３２ 赤外受光部
３００ 光源部
３１０ 半導体レーザー
３２０、３７０、４１０ 導光光学系
３３０ ダイクロイックミラー
３４０ λ／４板
３５０ レンズ
３６０ 蛍光体ホイール
４００ 画像生成部
４２０ ＤＭＤ
５００ 投影光学系
５１０ 光学部材

Claims (4)

1. 出力画像を投影する投影部と、
   前記出力画像が投影される投影面から前記投影部までの距離情報を検出し、かつ、ユーザによる指示操作を空間的に検出する検出部と
   前記距離情報を基に、原画像の各画素が投影される空間的な位置を算出し、前記原画像を前記出力画像に幾何補正する制御部と、を備え、
   前記制御部は、算出結果を基に、前記指示操作によって指示された位置と前記原画像における前記画素の位置とを対応づける、
   プロジェクタ装置。
2. 前記制御部は、前記検出部から得られる前記距離情報により、前記指示操作された位置を表す３次元座標を算出する、
   請求項１に記載のプロジェクタ装置。
3. 前記制御部は、前記投影面における前記出力画像が投影される投影領域を規定する４つの頂点の３次元座標を算出する、
   請求項２に記載のプロジェクタ装置。
4. 前記制御部は、前記投影領域の４つ頂点のうちの任意の１つの頂点から前記指示操作された位置までの幅及び高さ方向の距離を算出し、
   算出された幅及び高さ方向の距離と前記投影領域の幅及び高さ方向のサイズとの比率から、前記指示操作された位置を前記原画像における前記画素の位置に対応付ける、
   請求項３に記載のプロジェクタ装置。

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