JP6101944B2 - 投影装置 - Google Patents

Description

本開示は、所定の対象物を検出し、検出した対象物に追従して映像を投影する投影装置に関する。

近年、移動している人に対し、広告、案内等の情報を発信する方法として、液晶表示装置やプロジェクタなどの表示装置を用いた広告宣伝方法（デジタルサイネージ）が普及している。さらに、移動する人を検出し、検出した人に対して個別に情報を表示する液晶表示装置も研究、開発されている（例えば、特許文献１、２等参照）。

特許文献１は、一定枠内を背景とする壁面もしくは床面に対して通過する移動体を撮像するビデオカメラと、ビデオカメラにより順次撮像した現在画像内に進入してきた移動体の位置座標を順次抽出し、抽出された各位置座標に基づいて当該各位置座標と離れたそれぞれの表示用位置座標を算出し、算出された各表示用位置座標にテキスト及び画像等の情報を所定の表示サイズで順次挿入して映像情報として出力するイメージプロセッサと、表示画面上に所定の表示サイズのテキスト及び画像等の映像情報を移動体の移動に従って表示する映像表示装置と、を備えた移動体付随情報表示装置を開示する。

特開２００５−１１５２７０号公報 特開２０１２−１１８１２１号公報

特許文献１の表示装置のように、移動中の人を検出し、検出した人に個別に情報を提示することは、その人に対してより確実に情報を伝えられる可能性が高まり効果的である。さらに効果的に情報を伝えるためには、情報の表示方法において様々な演出効果を付加することが有効と考えられる。

本開示は、特定のオブジェクト（例えば、人）に対して演出効果を付加した投影画像を提示できる投影装置を提供する。

本開示の一態様において、投影装置は、特定のオブジェクトを検出する検出部と、映像信号が示す投影画像を投影する投影部と、検出部で検出した特定のオブジェクトの動きに追従した位置に投影画像を投影させるように駆動部を制御するとともに、駆動部の動きに応じて投影画像に含まれるイメージオブジェクトの処理内容を制御する制御部と、を備える。

本開示によれば、駆動部の動きに応じて投影画像の内容を変化させることができるため、映像の投影方法において様々な演出効果を付加することができる。

図１は、プロジェクタ装置が壁面に映像を投影する状況を示す模式図である。 図２は、プロジェクタ装置が床面に映像を投影する状況を示す模式図である。 図３は、プロジェクタ装置の電気的構成を示すブロック図である。 図４Ａは、距離検出部の電気的構成を示すブロック図である。 図４Ｂは、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である。 図５は、プロジェクタ装置の光学的構成を示すブロック図である。 図６は、プロジェクタ装置の利用例を説明した図である。 図７Ａは、駆動部の動きを説明した図である。 図７Ｂは、駆動部の動きに応じて回転する投影画像を説明した図である。 図８は、駆動部の動きに応じてブラー処理をする投影画像を説明した図である。 図９は、実施の形態１におけるプロジェクタ装置の制御部の機能的構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態２におけるプロジェクタ装置の制御部の機能的構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態３におけるプロジェクタ装置の制御部の機能的構成を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態３における演出用に付加される足跡の画像を説明した図である。

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、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、添付の図面を用いて実施の形態１を説明する。以下では、本開示にかかる投影装置の具体的な実施の形態としてプロジェクタ装置を説明する。

［１−１．概要］
図１及び図２を用いて、プロジェクタ装置１００による映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が壁１４０に映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が床面１５０に映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、駆動部１１０とともに筐体１２０に固定されている。プロジェクタ本体部１００ｂ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、筐体１２０及び配線ダクト１３０を介して電源と接続される。これにより、プロジェクタ本体部１００ｂ及び駆動部１１０に対して電力が供給される。プロジェクタ装置１００は、プロジェクタ本体部１００ｂに開口部１０１を有している。プロジェクタ装置１００は、開口部１０１を介して映像の投影を行う。

駆動部１１０は、プロジェクタ本体部１００ｂの向きを変更するように駆動することにより、プロジェクタ装置１００の投影方向を変更することができる。駆動部１１０は、図１に示すようにプロジェクタ装置１００の投影方向を壁１４０の方向になるよう駆動することができる。これにより、プロジェクタ装置１００は、壁１４０に対して映像１４１を投影することができる。同様に、駆動部１１０は、図２に示すようにプロジェクタ装置１００の投影方向を床面１５０の方向になるよう駆動することができる。これにより、プロジェクタ装置１００は、床面１５０に対して映像１５１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１４０に投影する映像１４１と、床面１５０に投影する映像１５１とは、内容を異ならせてもよいし、同一にしてもよい。駆動部１１０は電動モータを含み、プロジェクタ本体部１００ｂを水平方向（パン方向）及び垂直方向（チルト方向）に回動することにより、プロジェクタ装置１００の向き（姿勢）を変更し、映像の投影方向や投影位置を変化させることができる。

プロジェクタ装置１００は、特定のオブジェクトを検出し、検出したオブジェクトの動きに追従して、特定のオブジェクトの位置を基準とした所定の位置関係を有する位置または領域に映像（コンテンツ）を投影することができる。なお、以下の説明では、特定のオブジェクトとして「人」を検出し、検出した人の動きに追従して映像を投影させる制御を「人追従制御」という。

［１−２．構成］
以下、プロジェクタ装置１００の構成及び動作について詳細を説明する。

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、駆動制御部２００と、光源部３００と、映像生成部４００と、投影光学系５００とを備えている。以下、順にプロジェクタ装置１００を構成する各部の構成について説明する。

駆動制御部２００は、制御部２１０と、メモリ２２０と、距離検出部２３０とを備えている。

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、駆動制御部２００を構成する距離検出部２３０、メモリ２２０等の各部の動作と、光源部３００、映像生成部４００、投影光学系５００の動作を制御する。また、制御部２１０は、投影画像を映像信号処理により縮小・拡大するデジタルズーム制御や、投影面の向きを考慮して投影映像に対し幾何補正を行うことができる。また、制御部２１０は、プロジェクタ装置１００からの投影光の投影方向や投影位置を変更するために駆動部１１０を制御する。制御部２１０は、駆動部１１０のパン方向及びチルト方向における現在の制御位置に関する情報と、駆動部１１０がパン方向及びチルト方向におけるプロジェクタ本体部１００ｂの向きを変更する際の速度に関する情報を駆動部１１０から取得する。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合せることにより実現してもよい。例えば、制御部２１０は、１つまたは複数のＣＰＵ，ＭＰＵなどで構成することができる。

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。更に、メモリ２２０は、投影すべき静止画や動画等の画像データや、映像を投影すべき位置や投影サイズなど設定を含んだ参照テーブルや、物体検出の対象物体の形状のデータなどを記憶している。

距離検出部２３０は、例えば、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）方式の距離画像センサ（以下、ＴＯＦセンサという）から構成され、対向する投影面や物体までの距離を直線的に検出する。距離検出部２３０が壁１４０と対向しているときは、距離検出部２３０から壁１４０までの距離を検出する。壁１４０に絵画が吊り掛けられていれば、距離検出部２３０は、絵画の表面までの距離を検出することができる。同様に、距離検出部２３０が床面１５０と対向しているときは、距離検出部２３０から床面１５０までの距離を検出する。床面１５０に物体が載置されていれば、距離検出部２３０は、物体の表面までの距離を検出することができる。

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（又は物体）で反射した赤外検出光を受光する赤外受光部２３２と、センサ制御部２３３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内部のメモリに記憶しておく。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。センサ制御部２３３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に記憶する。

センサ制御部２３３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から読出す。センサ制御部２３３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し、距離情報（距離画像）を生成することができる。

図４Ｂは、距離検出部２３０の赤外受光部２３２により生成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を構成する画素の一つ一つについて上述した位相差に基づいて赤外検出光を反射した物体との距離を検出する。これにより、センサ制御部２３３は、距離検出部２３０が受光した赤外画像の画角全域についての距離の検出結果を画素単位で得ることができる。制御部２１０は、距離検出部２３０から距離情報を取得できる。

制御部２１０は、距離情報に基づいて、壁１４０や床面１５０等の投影面や、人や物等の特定の物体を検出できる。

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。また、プロジェクタ装置１００は、距離検出部２３０とともに、図示しないＲＧＢカメラを備えてもよい。その場合、プロジェクタ装置１００は、ＴＯＦセンサが出力する距離情報と併せてＲＧＢカメラが出力する画像情報を用いて、物体の検出を行ってもよい。ＲＧＢカメラを併用することにより、距離情報から得られる物体の三次元形状の情報に加え、物体が有する色彩や物体に記載された文字等の情報を利用して物体検出を行うことができる。

続いて、プロジェクタ装置１００の光学的な構成を説明する。すなわち、プロジェクタ装置１００における、光源部３００、映像生成部４００及び投影光学系５００の構成について説明する。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、投影映像を生成するために必要な光を映像生成部４００に供給する。映像生成部４００は生成した映像を投影光学系５００に供給する。投影光学系５００は、映像生成部４００から供給された映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から映像を投影する。

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を介して映像生成部４００に入射する。

蛍光体ホイール３６０のＧ領域又はＲ領域上に照射された青色光又は赤色光は、Ｇ領域又はＲ領域上に塗付された蛍光体を励起して緑色光又は赤色光を発光させる。Ｇ領域又はＲ領域上から発光された緑色光又は赤色光は、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に入射した緑色光又は赤色光は、ダイクロイックミラー３３０を透過して、導光光学系３７０を介して映像生成部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から映像生成部４００へは、青色光、緑色光、赤色光が時分割されて出射する。

映像生成部４００は、制御部２１０から供給される映像信号に応じた投影映像を生成する。映像生成部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は、青色光、緑色光、赤色光を時分割で出射する。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、映像生成部４００は、映像信号に応じた投影映像を生成する。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、映像生成部４００は、生成した投影映像を、投影光学系５００に供給することができる。

投影光学系５００は、ズームレンズ５１０やフォーカスレンズ５２０などの光学部材を備える。投影光学系５００は、映像生成部４００から入射した光を拡大して投影面へ投影する。制御部２１０は、ズームレンズ５１０の位置を調整することで、所望のズーム値になるよう投影対象に対して投影領域を制御できる。ズーム値を大きくする場合、制御部２１０は、ズームレンズ５１０の位置を画角が狭くなる方向へ移動させて、投影領域を狭くする。一方、ズーム値を小さくする場合、制御部２１０は、ズームレンズ５１０の位置を画角が広くなる方向に移動させて、投影領域を広くする。また、制御部２１０は、ズームレンズ５１０の移動に追従するよう、所定のズームトラッキングデータに基づきフォーカスレンズ５２０の位置を調整することで、投影映像のフォーカスを合わせることができる。

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を用いた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、投影映像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、投影映像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のであれば、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。

［１−３．動作］
以下、上記の構成を有するプロジェクタ装置１００の動作を説明する。本実施形態のプロジェクタ装置１００は、特定のオブジェクトとして人を検出し、検出した人の動きに追従し、人の位置と所定の位置関係にある位置（例えば、検知した人の位置から進行方向において１ｍ前の位置）に、所定の映像を投影させることができる。

具体的には、距離検出部２３０は、ある領域（例えば、店舗や建物の入り口）に向けて赤外検出光を照射して、その領域における距離情報を取得する。制御部２１０は、距離検出部２３０により取得された距離情報に基づき、人とその人の位置及び進行方向、速度等を検出する。尚、進行方向及び速度は、複数フレームの距離情報から検出する。制御部２１０は、検知した人の位置や進行方向等に基づいて、投影画像を投影する位置を決定する。制御部２１０は、その決定した位置に投影画像を投影するように駆動部１１０を制御し、プロジェクタ本体部１００ｂをパン方向やチルト方向に移動させる。制御部２１０は、所定期間（例えば１／６０秒）毎に人物の位置を検出し、検出した人物の位置に基づき、投影画像を人物に追従させるように、画像を投影する。

例えば、図６に示すように、プロジェクタ装置１００は、建物内の通路やホール等の天井や壁などに設置され、人６を検出すると、その人６の動きに追従して投影画像８を投影する。投影画像（コンテンツ画像）８は、例えば、人６を所定の場所や店舗に誘導、案内する矢印等の図形やメッセージ、人６を歓迎するメッセージ、宣伝広告のテキスト、レッドカーペットなどの人６の移動を演出する図形や画像を含む。投影画像８は静止画であってもよいし、動画であってもよい。これにより、検出した人６に対して、所望の情報を、検出した人６の動きに応じて常に見やすい位置に提示することができ、所望の情報を確実にその人６に伝えることが可能となる。

さらに、本実施形態のプロジェクタ装置１００は、人追従制御による駆動部１１０の動きに応じて、投影する画像の内容を変化させる機能を有する。すなわち、人追従制御に基づき、検出された人に追従して画像が投影されるように駆動部１１０が駆動されると、その駆動部１１０の動きから投影画像の動きを算出し、その動きに基づき画像を生成したり、画像に対してエフェクト処理を行ったりする。例えば、駆動部１１０が人追従制御に基づき速く動いている場合、めまぐるしく変化する画像を投影する。一方、駆動部１１０が遅く動いている場合は、ゆっくり変化する画像を投影する。また、駆動部１１０がクルクル回る運動をしている場合、画像中のイメージオブジェクトもクルクル回るように変化させてもよい。また、駆動部１１０の動きの速さに応じた方向、強さで、画像に対して残像（ぼかし）を付加するブラー処理を施してもよい。

例えば、投影画像がサッカーボールを示す場合、人追従制御の結果、プロジェクタ装置１００の駆動部１１０が図７Ａに示すように投影した映像１５１を移動させた場合、図７Ｂに示すように、投影画像の移動の速さ、すなわち、駆動部１１０の動きの速さに応じて回転するサッカーボールを投影する。このとき、サッカーボールの回転速度は投影画像の移動の速さ、すなわち、駆動部１１０の動きの速さに応じて変化させる。または、図８に示すように、投影画像の移動、すなわち、駆動部１１０の動きに応じた方向と強さの残像を付加するブラー処理をサッカーボールの画像に施して投影する。

以上のように、プロジェクタ装置１００は、人の動きに追従する駆動部１１０の動きに応じて、映像信号が示す画像内のイメージオブジェクトの速度、加速度、角速度等のモーションパラメータを変化させる。これにより、投影位置の変化と画像の内容が同期して投影画像が投影され、演出効果が期待できる。以下に、プロジェクタ装置１００の動作を詳細に説明する。

図９は、制御部２１０の機能的な構成を示した図である。制御部２１０は、人追従制御を行う制御ブロック１０と、演出のための映像効果を付加する制御ブロック２０とを含む。制御ブロック１０で生成された駆動指令（電圧）は、駆動部１１０に出力され、駆動部１１０の駆動が制御される。制御ブロック２０で生成された投影画像のデータは映像生成部４００に出力され、投影光学系５００を介して投影画像が投影される。

［１−３−１．人追従制御］
最初に、人追従制御のための駆動指令を生成する制御ブロック１０の動作を説明する。なお、以下の説明において、位置、速度は大きさと方向を持った２次元ベクトルである。

人位置検出部１１は、距離検出部２３０からの距離情報により、人を検出する。人の検出は、予め人を示す特徴量をメモリ２２０に記憶しておき、その特徴量を示す特定のオブジェクトを距離情報から検出することにより行う。人位置検出部１１は、さらに、検出した人の位置（相対位置）を算出する。ここでの「相対位置」とは、駆動部１１０の位置を中心とした座標系での位置をいう。投影目標位置算出部１３は、検出した人の位置を基準として投影画像の目標投影位置（相対位置）を算出する。例えば、検出した人の位置から進行方向において所定距離（例えば、１ｍ）だけ離れた位置が、目標投影位置として算出される。駆動指令算出部１５は、プロジェクタ装置１００からの投影画像が目標投影位置（相対位置）に投影されるように、プロジェクタ装置１００の向きを制御する駆動部１１０を、駆動するための駆動指令（電圧）を算出する。

［１−３−２．演出のための画像制御］
次に、演出のための映像効果を付加するための画像制御を行う制御ブロック２０の動作を説明する。以下では、一例として、投影画像として球体（例えば、サッカーボール）を想定し、人の動きに追従する駆動部１１０の動きに応じて球体の回転速度を変化させるための制御を説明する。

投影位置・速度取得部２２は、距離検出部２３０から距離情報を取得する。また、投影位置・速度取得部２２は、駆動部１１０から、駆動部１１０の位置（パン・チルト方向の位置）及び駆動速度に関する情報を取得する。投影位置・速度取得部２２は、距離検出部２３０及び駆動部１１０から取得した情報に基づき、現在投影している投影画像について、投影位置及び移動速度を算出する。

投影サイズ算出部２３は、投影位置・速度取得部２２から投影画像の位置を取得し、取得した投影画像の位置に基づき、映像信号が示す画像に含まれるイメージオブジェクトのサイズを算出する。一般に、同じ映像信号が示す画像がより遠い位置に投影されるほど、投影された画像のサイズはより大きくなる。そこで、投影された位置に関係なく投影された画像のサイズが一定となるように、画像の投影距離がより遠くなるほど、映像信号が示す画像のサイズをより小さい値に設定する。投影サイズ算出部２３は、投影画像の位置に基づき、投影された画像のサイズが一定値となるようにコンテンツ画像のサイズを決定する。

球体位置・速度算出部２９は、映像信号が示すコンテンツ画像３２から、コンテンツ画像３２内のサッカーボール等の仮想球体の位置と、コンテンツ画像３２内の仮想球体の速度を算出する。加算部２７は、球体位置・速度算出部２９で算出された仮想球体の速度と、投影位置・速度取得部２２から取得された投影画像の移動速度とを加算する。球体半径算出部３３は、映像信号が示すコンテンツ画像３２から、コンテンツ画像３２内の仮想球体の半径を算出する。

球体回転角算出部３１は、加算部２７により加算された速度と、球体半径算出部３３から算出された仮想球体の半径とから、仮想球体の回転角を算出する。球体回転角算出部３１は、仮想球体の速度が速い程、回転角がより大きくなるように回転角を算出する。

球体画像生成部３５は、以上のようにして算出された仮想球体の位置と、仮想球体の半径と、仮想球体の回転角とに基づき、算出された回転角だけ回転する仮想球体の画像を生成する。

投影画像生成部２５は、球体画像生成部３５により生成された仮想球体画像のサイズを、投影サイズ算出部２３で算出されたサイズに設定し、投影画像を生成して映像生成部４００へ出力する。

このようにして生成された投影画像の回転角は、駆動部１１０の速度に応じて決定されるため、駆動部１１０が速く動くほど、より速く回転する球体画像が投影されることになる。

なお、駆動部１１０の動きの速度に応じて動きを変化させる対象は球体に限定されない。例えば、投影画像として、鳥、魚、人等の生物の映像を投影してもよい。この場合、鳥の羽の羽ばたき、魚の尾びれの動き、歩行する人の手足の動き等の速度を、駆動部１１０の動きの速度に応じて変化させてもよい。また、自動車や自転車のような、人や動物以外の動く物を投影してもよい。この場合、駆動部１１０の動きの速度に応じて、タイヤや車輪の回転速度を変化させてもよい。または、ロボットを投影してもよく、この場合、駆動部１１０の動きの速度に応じてロボットの手足の動きの速度を変化させてもよい。

上記の例では、駆動部１１０の動きの速度に応じて投影画像内のイメージオブジェクト（球体）の回転速度を変化させたが、投影画像内のイメージオブジェクトを直線的に動かしても良い。例えば、駆動部１１０の動きの速度に応じて動きを変化させる対象として、床や壁のテクスチャ画像（又は背景画像）を投影してもよい。この場合、進行方向の前または後方向にスクロールしながら投影させてもよい。これにより減速感や加速感を与えることができる。

［１−４．効果、等］
以上のように、本実施形態のプロジェクタ装置１００は、人（特定のオブジェクトの一例）を検出する人位置検出部１１と、映像信号が示す投影画像を投影する投影部（映像生成部４００及び投影光学系５００）と、投影画像の投影位置を変更するために投影部の向きを変更する駆動部１１０と、人位置検出部１１で検出した人の動きに追従した位置に投影画像を投影させるように駆動部１１０の動きを制御するとともに、駆動部１１０の動きに応じて投影画像の内容（例えば、球体の回転速度）を制御する制御部２１０と、を備える。

上記の構成により、プロジェクタ装置１００は、人に追従した駆動部１１０の動きに応じて投影画像に演出効果を付加することができ、見ている人にとって印象深い映像を提示することができ、所望の場所、店舗等についての誘導、案内、宣伝を効果的に行うことができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、駆動部１１０の動きに応じた回転運動による演出効果を付加するための構成、動作について説明した。本実施形態では、駆動部１１０の動きに応じて残像（ぼかし）を付加するブラー処理による演出効果を付加するための構成、動作を説明する。例えば、図８に示すように、駆動部１１０の動きの速さに応じたブラー処理を投影画像に施す。

本実施形態のプロジェクタ装置の構成は、図１〜図５を参照して説明した実施の形態１と基本的に同様であるが、制御部２１０の機能、動作が実施の形態１と異なる。

図１０を用いて、本実施形態における制御部２１０の具体的な動作を説明する。図１０は、本実施形態における制御部２１０の機能的な構成を示した図である。人追従制御を行う制御ブロック１０の動作は実施の形態１と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下では、画像制御を行う制御ブロック２０ｂの動作について説明する。

投影位置・速度取得部２２は、距離検出部２３０及び駆動部１１０のそれぞれから取得した情報に基づき、現在投影している投影画像について、その投影位置、移動速度を算出する。

投影サイズ算出部２３は、投影位置・速度取得部２２から投影画像の位置を取得し、取得した投影画像の位置に基づき、映像信号が示すコンテンツ画像のサイズを算出する。具体的には、投影サイズ算出部２３は、投影画像の位置に基づき、投影された場所において投影された画像のサイズが一定値となるようにコンテンツ画像のサイズを決定する。

ブラー算出部４９は、投影位置・速度取得部２２から投影画像の速度を取得し、取得した投影画像の速度に基づき、投影画像に付加するブラーの方向及びブラーの量を算出する。ブラーの量は、速度が速いほど大きな値に設定する。ブラーの方向は、投影画像の移動の方向と逆方向に設定する。

ブラー処理部５１は、ブラー算出部４９で算出されたブラーの方向及びブラーの量に基づいて、コンテンツ画像５３に対してブラー処理としての画像処理を施す。

投影画像生成部２５は、ブラー処理が施されたコンテンツ画像のサイズを、投影サイズ算出部２３により算出されたサイズに設定し、投影画像を生成して映像生成部４００へ出力する。

投影画像生成部２５で生成された投影画像は、駆動部１１０の動き（速さ、方向）に応じた残像が付加される。このため、駆動部１１０が速く動くほど、図８のように画像がより速く移動しているように見せることができる。

（実施の形態３）
本実施形態では、駆動部１１０の動きに応じた足跡の画像を投影するプロジェクタ装置の構成、動作を説明する。

本実施形態のプロジェクタ装置は、検出した人の動きに追従して足跡の画像を投影する。プロジェクタ装置の構成は、図１〜図５を参照して説明した実施の形態１及び実施の形態２と同様であるが、制御部２１０の機能が実施の形態１及び実施の形態２と異なっている。

図１１は、制御部２１０の機能的な構成を示した図である。人追従制御を行う制御ブロック１０の動作は実施の形態１及び実施の形態２と同様である。以下、画像制御を行う制御ブロック２０ｃの動作について説明する。

投影位置・速度取得部２２は、距離検出部２３０及び駆動部１１０のそれぞれから取得した情報に基づき、現在投影している投影画像について、その投影位置、移動速度を算出する。

投影サイズ算出部２３は、投影位置・速度取得部２２から投影画像の位置を取得し、取得した投影画像の位置に基づき、映像信号が示すコンテンツ画像のサイズを算出する。

画像スクロール量算出部３９は、投影した足跡の画像が止まって見えるように、すなわち、足跡の画像が同じ位置に投影されるように画像内における足跡の画像の位置を変更（スクロール）する際のスクロール方向及びスクロール量を求める。具体的には、画像スクロール量算出部３９は、投影位置・速度取得部２２から入力した投影画像の現在の速度（速さ、方向）に基づき、投影画像の移動分をキャンセルするようにスクロールするためのスクロール量及びスクロール方向を算出する。

歩幅情報３７は、１歩分の歩幅の値に関する情報を格納する。足跡追加判定部４３は、足跡を表示する画像（以下「足跡画像」という）に、新たな個々の足跡の画像を追加するか否かを判定する。足跡追加判定部４３は、投影位置・速度取得部２２からの現在の投影画像の位置と、距離検出部２３０からの距離情報とに基づき人の移動距離を算出し、人の移動距離に基づき新たに個々の足跡の画像を付加すべきか否かを判定する。つまり、足跡追加判定部４３は、歩幅情報３７を参照して、移動距離が、１歩分の歩幅以上であるか否かを判定し、移動距離が、１歩分の歩幅以上である場合、現在の足跡画像に足跡の画像を追加すべきであると判定する。

足跡画像更新部４５は、足跡追加判定部４３からの判定結果を参照し、足跡の画像を付加すべきであると判定された場合、足跡画像に、新たな１つの足跡の画像を追加する。足跡の画像を付加しないと判定された場合、足跡画像は更新されない。

画像スクロール部４１は、足跡画像更新部４５で生成された足跡画像に対して、画像スクロール量算出部３９からのスクロール方向及びスクロール量にしたがいスクロール処理を行う。

投影画像生成部２５は、画像スクロール部４１によって足跡の部分の画像がスクロールされた画像のサイズを、投影サイズ算出部２３により算出されたサイズに設定し、投影画像を生成して映像生成部４００へ出力する。これにより、足跡の画像が検出された人の近傍に投影される。

足跡画像の生成について図１２を用いて説明する。制御部２１０は、図１２に示すような、広い領域をカバーする仮想画像８０を想定する。そして、その仮想画像８０の一部の領域の画像８２のみを人追従にしたがった位置に投影する。画像８２には足跡の画像が含まれる。足跡追加判定部４３により足跡の追加が必要と判定された場合に、足跡が追加される。具体的には、所定の歩幅以上の人の移動が検出されたときに新たに足跡が１つ追加される。図１２の（Ａ）の時刻ｔの状態から、図１２の（Ｂ）の時刻ｔ＋１において新たに足跡９３が追加され、図１２の（Ｃ）の時刻ｔ＋２においてさらに足跡９５が追加されている。画像８２の領域は、画像スクロール部４１によりスクロールされることにより決定される。すなわち、画像スクロール部４１により、人追従による投影画像の移動分をキャンセルするように画像８２の領域がスクロールされる。このようにスクロールすることにより、一旦投影された足跡は、人追従により投影画像の位置が移動しても、常に同じ位置に投影されることになる。

以上の構成により、検出した人の近傍に足跡の画像が投影される。その際、投影画像内において、足跡の画像を、人追従による駆動部１１０の移動方向（すなわち、人の移動方向）とは逆方向にシフトする。このように、足跡の画像を逆方向にシフトすることで、足跡の画像が投影されたときに、足跡が静止しているように見える。すなわち、人追従により投影画像の位置が移動しても、常に同じ位置に足跡が投影され、自然な感じの足跡の表示が可能になる。

なお、本実施形態において、足跡の画像に代えて、例えば、床や壁のテクスチャ画像（又は背景画像）を使用してもよい。床や壁のテクスチャ画像等を、駆動部の動きの速度に合わせて、駆動方向（すなわち、人の移動方向）と逆方向にシフトさせることで、投影面に静止しているように見せ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〜実施の形態３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、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜実施の形態３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。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

（１）本開示におけるプロジェクタ装置１００は投影装置の一例である。本開示における人位置検出部１１は特定のオブジェクトを検出する検出部の一例である。本開示における映像生成部４００と投影光学系５００は投影部の一例である。本開示における駆動部１１０は、投影部の向きを変更する駆動部の一例である。本開示における制御部２１０は、駆動部を制御する制御部の一例である。

（２)上記の実施形態では、特定のオブジェクトとして人を検出し、人の動きに追従した制御を行ったが、特定のオブジェクトは人に限定されない。例えば、自動車や動物等の人以外の動く物であってもよい。

（３）上記の実施形態では、特定のオブジェクトの検出のために距離情報を用いたが、特定のオブジェクトの検出手段はこれに限定されない。距離検出部２３０の代わりに、ＲＧＢ光による画像を撮像可能な撮像装置を用いても良い。撮像装置により撮像された画像から特定のオブジェクトを検出し、さらに、特定オブジェクトの位置、速度、向き、距離等を検出することもできる。

（４)上記の実施の形態１〜実施の形態３にそれぞれ開示した技術は、必要に応じて適宜組み合わせることが可能である。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置換、付加、省略などを行うことができる。

本開示における投影装置は、投影面へと映像を投影する種々の用途に適用可能である。

６ 人
８ 投影画像
１０，２０，２０ｂ，２０ｃ 制御ブロック
１１ 人位置検出部
１３ 投影目標位置算出部
１５ 駆動指令算出部
２２ 投影位置・速度取得部
２３ 投影サイズ算出部
２５ 投影画像生成部
２７ 加算部
２９ 球体位置・速度算出部
３１ 球体回転角算出部
３２，５３ コンテンツ画像
３３ 球体半径算出部
３５ 球体画像生成部
３７ 歩幅情報
３９ 画像スクロール量算出部
４１ 画像スクロール部
４３ 足跡追加判定部
４５ 足跡画像更新部
４９ ブラー算出部
５１ ブラー処理部
８０ 仮想画像
８２ 画像
９３，９５ 足跡
１００ プロジェクタ装置
１００ｂ プロジェクタ本体部
１０１ 開口部
１１０ 駆動部
１２０ 筐体
１３０ 配線ダクト
１４０ 壁
１４１，１５１ 映像
１５０ 床面
２００ 駆動制御部
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
２３３ センサ制御部
３００ 光源部
３１０ 半導体レーザー
３２０ 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
３７０ 導光光学系
４００ 映像生成部
４１０ 導光光学系
４２０ ＤＭＤ
５００ 投影光学系
５１０ ズームレンズ
５２０ フォーカスレンズ

Claims (5)

1. 特定のオブジェクトを検出する検出部と、
   映像信号が示す投影画像を投影する投影部と、
   前記投影画像の投影位置を変更するために前記投影部の向きを変更する駆動部と、
   前記検出部で検出した前記特定のオブジェクトの動きに追従した位置に前記投影画像を投影させるように前記駆動部を制御するとともに、前記駆動部の動きに応じて前記投影画像に含まれるイメージオブジェクトの処理内容を制御する制御部と、を備える、
   投影装置。
2. 前記投影画像に含まれるイメージオブジェクトは球体のオブジェクトであり、
   前記制御部は、前記駆動部の動きに応じて、前記球体のオブジェクトの回転速度を変化させる、
   請求項１記載の投影装置。
3. 前記制御部は、前記投影画像に含まれるイメージオブジェクトに対して、前記駆動部の動きに応じたブラー処理を施す、
   請求項１記載の投影装置。
4. 前記制御部は、前記駆動部の動きに応じて、前記投影画像に含まれるイメージオブジェクトの画像内での移動の速度を変化させる、
   請求項１記載の投影装置。
5. 前記制御部は、前記投影画像内において、前記駆動部の動きの方向に対応する方向と逆方向に前記イメージオブジェクトを移動させる、
   請求項４記載の投影装置。