特許 6102079 投影装置、投影方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6102079

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】投影装置、投影方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20170316BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20170316BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 Z

   G03B21/00 F

   H04N5/74 Z

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-86349(P2012-86349)

(22)【出願日】2012年4月5日

(65)【公開番号】特開2013-218019(P2013-218019A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2015年4月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100159651

【弁理士】

【氏名又は名称】高倉 成男

(74)【代理人】

【識別番号】100091351

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100084618

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 貞男

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】柴田 克幸

(72)【発明者】

【氏名】松江 若菜

(72)【発明者】

【氏名】三崎 直昭

【審査官】 角田 光法

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２９５３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３４０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６３５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４８６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４５７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３５２８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０８９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５９３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４８３７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ２１／００−２１／１０

２１／１２−２１／１３

２１／１３４−２１／３０

３３／００−３３／１６

Ｇ０６Ｔ１／００−１／４０

３／００−５／５０

９／００−９／４０

Ｈ０４Ｎ５／２２２−５／２５７

５／６６−５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被投影物に投影する投影手段と、
画像情報を予め記憶する画像記憶手段と、
上記投影手段での投影方向からの画像を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理手段と、
上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトに基づいて上記画像記憶手段から画像情報と上記オブジェクトに対応する投影位置とを選択する画像選択手段と、
上記オブジェクトに対応する上記投影位置に、上記画像選択手段で選択した上記画像情報を上記投影手段により投影させる投影制御手段と、
を具備し、
上記画像選択手段は、上記投影位置が、上記オブジェクトの周囲の一部又は上記オブジェクトの周囲全体の何れであるかを選択することを特徴とする投影装置。

【請求項2】

上記画像記憶手段が予め記憶する上記画像情報、及び上記画像選択手段が選択する上記画像情報は、オブジェクトと関連付けられていることを特徴とする請求項１記載の投影装置。

【請求項3】

上記画像記憶手段は、上記オブジェクトの形状、模様、または色の少なくとも１つと関連付けて画像情報を記憶することを特徴とする請求項１又は２記載の投影装置。

【請求項4】

上記投影制御手段は、上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトの形状に対応する位置に画像が投影されるように上記画像選択手段で選択した画像情報を上記投影手段に与えることを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の投影装置。

【請求項5】

上記投影制御手段は、上記投影手段により上記画像情報に基づいた画像を、上記オブジェクトの背景側を含めて投影させることを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の投影装置。

【請求項6】

上記投影手段は、投影する画像の合焦距離を可変する自動フォーカス機能を有し、
上記撮影手段は、撮影する画像中の任意の位置までの距離を取得する距離取得機能を有し、
上記投影制御手段は、上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトまたはその背景側までの距離を上記撮影手段の距離取得機能で取得し、取得した距離に応じて上記投影手段の自動フォーカス機能で合焦距離を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の投影装置。

【請求項7】

上記投影手段は、投影する画像の画角を可変する自動ズーム機能を有し、
上記投影制御手段は、上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトの画像中の位置により上記投影手段の自動ズーム機能で投影画角を設定する
ことを特徴とする請求項１乃至６何れか記載の投影装置。

【請求項8】

被投影物に投影する投影部、及び上記投影部での投影方向からの画像を撮影する撮影部を備えた装置での投影方法であって、
画像情報を予め記憶する画像記憶工程と、
上記撮影部で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理工程と、
上記画像処理工程で抽出したオブジェクトに基づいて上記画像記憶工程で記憶した内容から画像情報と上記オブジェクトに対応する投影位置とを選択する画像選択工程と、
上記画像選択工程で選択した画像情報を上記投影部に与え、当該投影部により上記オブジェクトに対応する上記投影位置に、上記被投影物に画像情報を投影させる投影制御工程と、
を有し、
上記画像選択工程は、上記投影位置が、上記オブジェクトの周囲の一部又は上記オブジェクトの周囲全体の何れであるかを選択することを特徴とする投影方法。

【請求項9】

被投影物に投影する投影部、及び上記投影部での投影方向からの画像を撮影する撮影部を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、
上記コンピュータを、
画像情報を予め記憶する画像記憶手段、
上記撮影部で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理手段、
上記画像処理手段で抽出したオブジェクトに基づいて上記画像記憶手段で記憶した内容から画像情報と上記オブジェクトに対応する投影位置とを選択する画像選択手段、及び
上記画像選択手段で選択した画像情報を上記投影部に与え、当該投影部により上記オブジェクトに対応する上記投影位置に、上記被投影物に画像情報を投影させる投影制御手段として機能させ、
上記画像選択手段は、上記投影位置が、上記オブジェクトの周囲の一部又は上記オブジェクトの周囲全体の何れであるかを選択することを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影装置、投影制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

任意形状の被照射物体を高い精度で照射光によってコーティングすることができる照明装置についての技術が考えられている。（例えば、特許文献１）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−０４９００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献に記載された技術では、被照射物体の形状に合わせてコーティング光の輪郭をカットすると共に、位置関係に応じてコーティング光の輪郭を補正するものとしている。

【0005】

この特許文献に記載された技術も含めて、投影対象に向けて投影する画像自体はユーザが自ら選択しなくてはならない。すなわち、ユーザは投影環境に応じて上記画像の選択や投影位置、投影距離に応じた合焦調整など、画像の選択を含む各種煩雑な設定を行なう必要がある。

【0006】

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ユーザの設定操作を極力簡略化して環境に適した画像を投影することが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、被投影物に投影する投影手段と、画像情報を予め記憶する画像記憶手段と、上記投影手段での投影方向からの画像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理手段と、上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトに基づいて上記画像記憶手段から画像情報と上記オブジェクトに対応する投影位置とを選択する画像選択手段と、上記オブジェクトに対応する上記投影位置に、上記画像選択手段で選択した上記画像情報を上記投影手段により投影させる投影制御手段と、を具備し、上記画像選択手段は、上記投影位置が、上記オブジェクトの周囲の一部又は上記オブジェクトの周囲全体の何れであるかを選択することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ユーザの設定操作を極力簡略化して環境に適した画像を投影することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る投影装置の使用環境を例示する図。

【図2】同実施形態に係る投影装置の機能回路構成を示すブロック図。

【図3】同実施形態に係る図２のプログラムメモリ内に記憶される画像選択テーブルの内容を例示する図。

【図4】同実施形態に係る特にオブジェクト投影モード選択時の処理内容を示すフローチャート。

【図5】本発明の他の実施形態に係る形態照明装置の使用環境を例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を投影装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0011】

図１は、本発明に係る投影装置１０の使用環境を例示する図である。同図では、テーブルＴＢ上に、脚部ＦＴを伸ばして投影方向を調整した投影装置１０を載置している。この投影装置１０により予め形状を設定した何らかのオブジェクト（対象物）ＯＪ、例えば花ビンを照らした場合、ノーマル投影モードを設定している状態では、通常の投影駆動、すなわち、花ビンの表面にも一部画像が投影された状態で画像信号に基いた画像を投影する一方で、オブジェクト投影モードを設定している状態では、オブジェクトＯＪの位置に対応して、例えば背景ＢＧ上のオブジェクトＯＪに対応する位置、例えば直上位置に投影画像ＰＩを投影する。

【0012】

投影装置１０は、投影レンズ系内にズームレンズ及びフォーカスレンズを備え、オブジェクト投影モード時の特にオブジェクトＯＪを認識した状態では、必要な投影角度を自動的に選択してオブジェクトＯＪまたは背景ＢＧ位置に合焦して画像ＰＩを投影する。

【0013】

図２は、本実施形態に係る投影装置１０の主として電子回路の機能構成を説明する図である。同図中、入力処理部ＩＰで入力された画像データが、この入力処理部ＩＰで必要によりデジタル化された後に、システムバスＳＢを介して投影画像駆動部１１に送られる。

【0014】

この投影画像駆動部１１は、送られてきた画像データに応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、マイクロミラー素子１２を表示駆動する。

【0015】

このマイクロミラー素子１２は、アレイ状に配列された複数、例えばＷＸＧＡ（横１２８０画素×縦７６８画素）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作して表示動作することで、その反射光により光像を形成する。

【0016】

一方で、光源部１３から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光が循環的に出射される。光源部１３は、半導体発光素子であるＬＥＤを有し、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色光を時分割で繰返し出射する。光源部１３が有するＬＥＤは、広義でのＬＥＤとして、ＬＤ（半導体レーザ）や有機ＥＬ素子を含むものとしても良い。この光源部１３からの原色光が、ミラー１４で全反射して上記マイクロミラー素子１２に照射される。

【0017】

そして、マイクロミラー素子１２での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズ部１５を介して外部に投射して表示される。

【0018】

上記投影レンズ部１５は、内部のレンズ光学系中に、フォーカス位置を移動するためのフォーカスレンズ及びズーム（投影）画角を可変するためのズームレンズを含み、それら各レンズはレンズモータ（Ｍ）１６により図示しないギヤ機構を介して光軸方向に沿った位置が選択的に駆動される。

【0019】

また、上記投影レンズ部１５と隣接するようにして撮影レンズ部１７を配設する。この撮影レンズ部１７は、フォーカス位置を移動するためのフォーカスレンズを含み、上記投影レンズ部１５の最広角での投影画角をカバーするような撮影画角を有する。撮影レンズ部１７に入光する外部の光像は、固体撮像素子であるＣＭＯＳイメージセンサ１８上に結像される。

【0020】

ＣＭＯＳイメージセンサ１８での結像により得られる画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１９でデジタル化された後、撮影画像処理部２０に送られる。

【0021】

この撮影画像処理部２０は、上記ＣＭＯＳイメージセンサ１８を走査駆動して撮影動作を実行させ、撮影により得た画像データに対する輪郭抽出等の画像処理を実施することで、後述するように画像中から上記図１のオブジェクトＯＪ、背景ＢＧの位置、形状を抽出する。

【0022】

加えて撮影画像処理部２０は、上記撮影レンズ部１７のフォーカスレンズ位置を移動させるためのレンズモータ（Ｍ）２１を駆動する。

【0023】

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ２２が制御する。このＣＰＵ２２は、メインメモリ２３及びプログラムメモリ２４と直接接続される。メインメモリ２３は、例えばＳＲＡＭで構成され、ＣＰＵ２２のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ２４は、電気的書換可能な不揮発性メモリ、例えばフラッシュＲＯＭで構成され、ＣＰＵ２２が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。

【0024】

プログラムメモリ２４には、図示する如く画像選択テーブル記憶部２４Ａ及び画像記憶部２４Ｂが含まれる。
図３は、上記画像選択テーブル記憶部２４Ａに記憶されるテーブルの内容の概念を例示したものである。同図に示すように「抽出形状」「画像番号」及び「（オブジェクトに対する）投影位置」を１組のデータとして関連付けて複数組のデータを予め登録している。
画像記憶部２４Ｂは、上記画像選択テーブル記憶部２４Ａで記憶した画像番号で関連付けられた複数の画像データを予め登録している。

【0025】

ＣＰＵ２２は、上記プログラムメモリ２４に記憶されている動作プログラムや定型データ等を読出し、メインメモリ２３に展開して記憶させた上で当該プログラムを実行することにより、この投影装置１０を統括して制御する。

【0026】

上記ＣＰＵ２２は、操作部２５からの操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部２５は、投影装置１０の本体に備えるいくつかの操作キーのキー操作信号を受付け、受付けたキー操作信号に応じた信号を上記ＣＰＵ２２へ送出する。

【0027】

操作部２５が備える操作キーとしては、例えば投影装置１０の電源のオン／オフを操作する電源キー、ノーマル投影モードとオブジェクト投影モードとを切換えるモード切換キー等を含む。

【0028】

上記ＣＰＵ２２はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部２６と接続される。
音声処理部２６は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声信号をアナログ化し、スピーカ部２８を駆動して放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

【0029】

次に上記実施形態の動作について説明する。
なお以下に示す動作は、上述した如くＣＰＵ２２がプログラムメモリ２４から読出した動作プログラムや定型データ等をメインメモリ２３に展開した上で実行するものである。プログラムメモリ２４に記憶される動作プログラム等は、この投影装置１０の工場出荷時にプログラムメモリ２４に記憶されていたもののみならず、ユーザがこの投影装置１０を購入後にバージョンアップ用のプログラム等をインストールした内容を含む。

【0030】

図４は、ＣＰＵ２２が実行する特にオブジェクト投影モード時の動作の処理内容を示す。その当初にＣＰＵ２２は、動作モードがオブジェクト投影モード側に選択されているか否かを操作部２５でのモードキーの操作状態によって判断する（ステップＳ１０１）。

【0031】

ここでオブジェクト投影モードが選択されていないと判断した場合、ＣＰＵ２２はノーマル投影モードが選択されているものと判断し、画像信号に対応した画像を投影した上で（ステップＳ１０２）、上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

【0032】

また上記ステップＳ１０１でオブジェクト投影モードが選択されていると判断した場合、ＣＰＵ２２はまだオブジェクトを認識できていない状態であり、白色光を投影させた状態でＣＭＯＳイメージセンサ１８により投影方向の画像を撮影させる（ステップＳ１０３）。

【0033】

この撮影時に撮影画像処理部２０は、合わせて撮影画像中の上記白色光を照射している範囲に関し、自動合焦機能による走査を行なって少なくとも数十点位置の距離情報マップを作成する。

【0034】

撮影により得られた画像データに対し、ＣＰＵ２２は撮影画像処理部２０により輪郭抽出等の画像処理を実行させて、撮影画像中の上記白色光照射範囲内でオブジェクトとなり得る対象の形状を抽出する（ステップＳ１０４）。

【0035】

この撮影画像処理部２０での抽出処理に対してＣＰＵ２２は、何らかの形状抽出ができたか否かにより、オブジェクトとなり得る候補が抽出できたかどうかを判断する（ステップＳ１０５）。

【0036】

ここで何ら形状抽出ができず、オブジェクトの候補が抽出できなかったと判断した場合、ＣＰＵ２２は再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

【0037】

また上記ステップＳ１０５でオブジェクトの候補が抽出できたと判断した場合、ＣＰＵ２２は次いで抽出したオブジェクトの形状が、プログラムメモリ２４の画像選択テーブル記憶部２４Ａに記憶されている内容と一致するか否かを判断する（ステップＳ１０６）。

【0038】

ここで画像選択テーブル記憶部２４Ａに記憶されているオブジェクトの形状で一致するものがないと判断した場合、ＣＰＵ２２は再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

【0039】

上記ステップＳ１０６で抽出したオブジェクトの形状が、プログラムメモリ２４の画像選択テーブル記憶部２４Ａに記憶されている内容と一致すると判断した場合、ＣＰＵ２２はその一致した形状と関連付けられた画像番号に基づき、画像記憶部２４Ｂから対応する画像データを読出す（ステップＳ１０７）。

【0040】

この読出した画像データを用い、さらに上記画像選択テーブル記憶部２４Ａでオブジェクトに対応する撮影位置を読出した上で、ＣＰＵ２２は撮影画像と当該画像中のオブジェクト形状の位置と大きさ、上記画像選択テーブル記憶部２４Ａのテーブルで読出した投影位置、上記撮影画像中の距離情報マップで得られる現在の姿勢から算出する投影方向の上下により、最適な投影位置と投影画像の拡大率、投影合焦位置となるような投影条件を設定し（ステップＳ１０８）、設定した投影条件に基づいた投影を開始する（ステップＳ１０９）。

【0041】

例えば上記図１に示した環境下では、携帯照明装置１０によりオブジェクト投影モードを選択している状態でオブジェクトＯＪを照射した場合、撮影画像中からオブジェクトＯＪの形状を抽出することで、ユーザＵＳから見てオブジェクトＯＪの上部に「ウグイスがとまっている梅の枝」の投影画像ＰＩを投影している状態を示す。

【0042】

このとき、撮影した画像中のオブジェクトＯＪの位置と大きさとにより、投影する投影画像ＰＩの位置と投影レンズ部１５のズームレンズ位置を制御し、最大限投影画角を絞って投影画像ＰＩを投影するように自動的に設定する。

【0043】

またＣＰＵ２２は、投影画像ＰＩを投影する距離についても、上記距離情報マップからオブジェクトＯＪの上位置の距離情報を読出すことで、投影レンズ部１５のフォーカスレンズを移動させて投影画像ＰＩが正確に合焦する距離を自動的に設定する。

【0044】

ここで、画像中のオブジェクト形状に対応する画像を投影する位置について詳述する。

【0045】

上記ステップＳ１０３では、撮影画像範囲に関し数十点位置の距離情報マップを作成しているが、この距離情報マップを利用して、個々のオブジェクト形状のそれぞれに設定されているオブジェクト基準点（例えば、図３における点Ｐ）の撮影画像範囲における座標を調べる。

【0046】

なお、オブジェクト形状に対応するそれぞれの画像にも画像基準点（例えば、図１における点Ｑ）が設定されている。そして、画像選択テーブル記憶部２４Ａに記憶される「（オブジェクトに対する）投影位置」の情報とは、オブジェクト基準点を原点としたときに、画像基準点を、どの座標に一致させて画像を投影するかを示す投影箇所の座標情報となっている。なお、オブジェクト基準点と画像基準点とは使用者により、予め自由に設定し記憶させることができる。

【0047】

そして、この「（オブジェクトに対する）投影位置」の情報から画像の投影箇所の座標情報を読出し、上述したオブジェクト基準点を原点として、「（オブジェクトに対する）投影位置」の情報から得た画像の投影箇所の座標と画像基準点とを一致させるように画像を投影する。

【0048】

具体的には、例えば図３を参照すると、抽出形状が花瓶であった場合、投影位置座標は（０，０）であって、オブジェクト基準点Ｐと、画像番号１に対応する画像の画像基準点Ｑとが一致するように画像を投影することとなる。

【0049】

このように投影位置を決定することで、図１に示したように、オブジェクトＯＪの上部に「ウグイスがとまっている梅の枝」の投影画像ＰＩを投影するといった、オブジェクト形状に対応する画像を当該オブジェクト形状に対して適した位置に投影することができる。

【0050】

そして本実施形態では、投影画像をオブジェクト自身には投影されないようにスクリーンに投影しており、このように表示することで、スクリーンに映った画像を実際にスクリーン前方に配置してあるオブジェクトの背景として利用することができる。

【0051】

その他の投影例として、例えば「船」の形状のオブジェクトに対して、抽出した形状自体の内部を除いて（黒画像投影）、その周囲四方全面を用いて「海」の画像を投影するなど、プログラムメモリ２４の画像選択テーブル記憶部２４Ａ及び画像記憶部２４Ｂに記憶させるデータ次第で、より多彩な表現が可能となる。

【0052】

こうしてオブジェクトの形状に応じた投影画像ＰＩを投影した状態でＣＰＵ２２は、その投影を解除するためのキー操作、例えばモード切換キーの操作がなされるのを待機する（ステップＳ１１０）。

【0053】

そしてオブジェクト投影モードを解除するためのキー操作がなされた時点で、上記ステップＳ１１０でＣＰＵ２２がそれを判断し、それまで実行していたオブジェクトに対する画像の投影を解除した後（ステップＳ１１１）、再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻る。

【0054】

なお本実施形態では、画像選択テーブル記憶部２４Ａに記憶されるテーブルの内容はオブジェクトの「抽出形状」と、「画像番号」及び「（オブジェクトに対する）投影位置」とを１組のデータとして関連付けて予め登録しているが、それに限らず、例えばオブジェクトの「模様」や「色」等と「画像番号」及び「（オブジェクトに対する）投影位置」とを関連付けて予め登録しておいても良いし、これら、オブジェクトの「形状」、「模様」及び「色」の組み合わせと、「画像番号」及び「（オブジェクトに対する）投影位置」とを関連付けて予め登録しておいても良い。

【0055】

このように、オブジェクトの形状だけでなく、オブジェクトの他の因子についても投影画像の選択に用いることができるので、バリエーションに富んだ画像投影を提供できる。

【0056】

以上詳述した如く本実施形態によれば、ユーザの設定操作を極力簡略化して環境に適した画像を投影することが可能となる。

【0057】

また上記実施形態では、抽出したオブジェクトの形状によっては、そのオブジェクトに直接画像を投影するのではなく、オブジェクトの背景側の適切な位置に画像を投影するように自動設定できるため、より表現力を増してオブジェクトに適した多彩な画像を投影できる。

【0058】

特に上記実施形態では、撮影系の撮影レンズ部１７と投影系の投影レンズ部１５が共にオートフォーカス機能を有するものとして、撮影画像中の複数点に対する合焦距離を取得するものとしたので、投影面に正確に合焦した状態で画像を投影させることができ、ユーザにとって違和感なく自然で高画質の画像が投影できる。

【0059】

さらに上記実施形態では、投影レンズ部１５が投影画角を可変するズーム機能を有するものとして、できるだけ投影画角を絞った状態で画像を投影するような構成としたので、光源部１３から得られる光とマイクロミラー素子１２で形成する光像をより有効に利用し、明るく精密な画像を投影できる。

【0060】

また上記実施形態では、据え置いて使用する投影装置１０の場合について説明したが、本発明の他の実施形態として、プロジェクタ機能を有する携帯照明装置１０′に適した場合についても説明しておく。

【0061】

図５は、本発明の他の実施形態に係る携帯照明装置１０′の使用環境を例示する図である。同図で、ユーザＵＳが所持して携帯する携帯照明装置１０′により予め形状を設定した何らかのオブジェクトＯＪ、例えば花ビンを照らした場合、その時点でフラッシュライト（懐中電灯）モードを設定している状態では、単に円形の白色光を照射するに止まる一方で、オブジェクト投影モードを設定している状態では、オブジェクトＯＪの位置に対応して、例えば背景ＢＧ上のオブジェクトＯＪに対応する位置、例えば直上位置に投影画像ＰＩを投影する。

【0062】

携帯照明装置１０′は、投影レンズ系内にズームレンズ及びフォーカスレンズを備え、フラッシュライトモードでは一定の照射角度範囲、例えば５°〜３０°中のユーザＵＳが設定した角度で無限遠方向に合焦するべく白色光を照射する一方で、オブジェクト投影モード時の特にオブジェクトＯＪを認識した状態では、必要な投影角度を自動的に選択して背景ＢＧ位置に合焦して画像ＰＩを投影する。

【0063】

このような携帯照明装置１０′内部の機能回路構成について、基本的には上記図２に示したものと同様に構成できる。

【0064】

しかるに携帯照明装置１０′では、画像信号を入力してリアルタイムで対応する画像の投影を行なうのではなく、通常のフラッシュライトモードで全面白色の白色光を照射するため、上記図２中の入力処理部ＩＰの構成を省略できる。

【0065】

一方で携帯照明装置１０′では、オブジェクト投影モード時に撮影画像から抽出したオブジェクトに対する正しい投影位置を認識する必要があるため、携帯照明装置１０′の姿勢を検出する構成として、例えば３次元加速度センサを設けるものとする。

【0066】

この３軸加速度センサを設けることにより、重力加速度を含むこの携帯照明装置１０′の３次元空間内での姿勢角度の変化を検出することが可能となり、オブジェクトに対する正しい投影位置を認識して投影させることができる。

【0067】

なお上記実施形態では説明しなかったが、プログラムメモリ２４の画像選択テーブル記憶部２４Ａで抽出したオブジェクトの形状と関連付けて音声情報を選択可能とし、投影する画像を選択した時点で合わせて対応する音声、例えば「ウグイスの鳴き声」「潮騒とカモメの鳴き声」あるいは種々のクラシック音楽の楽曲などをスピーカ部２８により出力させるものとしてもよい。

【0068】

また上記実施形態は、投影レンズ部１５が半導体発光素子を用いたＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタ機能を有する投影装置について説明したが、本発明は発光素子やプロジェクタ方式等を限定するものではない。

【0069】

また上記実施形態では、撮影レンズ部１７は、上記投影レンズ部１５の最広角での投影画角をカバーするような撮影画角を有するように構成し、ＣＭＯＳイメージセンサ１８により投影方向の画像を撮影させる構成であるが、例えば撮像レンズ部１７は投影方向ではなく、その他の方向の画像を撮影させる構成であってもよく、また、例えばその撮像レンズ部１７を複数有しており投影装置の周囲を撮影するものであってもよい。

【0070】

なお、上記実施形態では、対応する投影画像をオブジェクト自身には投影されないようにスクリーンに投影するものであるが、同時に上記対応する投影画像をオブジェクトに一部投影するようにすることで、さらに多彩な表現が可能となる。

【0071】

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【0072】

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
請求項１記載の発明は、与えられる画像情報に応じた画像を形成して被投影物に投影する投影手段と、オブジェクトと関連付けた画像情報を予め記憶する画像記憶手段と、上記投影手段での投影方向を含む画像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理手段と、上記画像処理手段で抽出したオブジェクトに基づいて上記画像記憶手段から関連付けられた画像情報を選択する画像選択手段と、上記画像選択手段で選択した画像情報を上記投影手段に与え、当該投影手段により上記オブジェクト以外の被投影物に対して画像を投影させる投影制御手段とを具備したことを特徴とする。

【0073】

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記画像記憶手段は、上記オブジェクトの形状、模様、または色の少なくとも１つと関連付けて画像情報を記憶することを特徴とする。

【0074】

請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記投影制御手段は、上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトの形状に対応する位置に画像が投影されるように上記画像選択手段で選択した画像情報を上記投影手段に与えることを特徴とする。

【0075】

請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至３何れか記載の発明において、上記投影制御手段は、上記投影手段により上記画像情報に基づいた画像を、上記オブジェクトを含めて投影させることを特徴とする。

【0076】

請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至４何れか記載の発明において、上記投影手段は、投影する画像の合焦距離を可変する自動フォーカス機能を有し、上記撮影手段は、撮影する画像中の任意の位置までの距離を取得する距離取得機能を有し、上記投影制御手段は、上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトまたはその背景側までの距離を上記撮影手段の距離取得機能で取得し、取得した距離に応じて上記投影手段の自動フォーカス機能で合焦距離を設定することを特徴とする。

【0077】

請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至５何れか記載の発明において、上記投影手段は、投影する画像の画角を可変する自動ズーム機能を有し、上記投影制御手段は、上記画像処理手段で抽出した上記オブジェクトの画像中の位置により上記投影手段の自動ズーム機能で投影画角を設定することを特徴とする。

【0078】

請求項７記載の発明は、与えられる画像情報に応じた画像を形成して被投影物に投影する投影部、及び上記投影部での投影方向を含む画像を撮影する撮影部を備えた装置での投影方法であって、オブジェクトと関連付けた画像情報を予め記憶する画像記憶工程と、上記撮影部で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理工程と、上記画像処理工程で抽出したオブジェクトに基づいて上記画像記憶工程で記憶した内容から関連付けられた画像情報を選択する画像選択工程と、上記画像選択工程で選択した画像情報を上記投影部に与え、当該投影部により上記オブジェクト以外の被投影物に対して画像を投影させる投影制御工程とを有したことを特徴とする。

【0079】

請求項８記載の発明は、与えられる画像情報に応じた画像を形成して被投影物に投影する投影部、及び上記投影部での投影方向を含む画像を撮影する撮影部を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、オブジェクトと関連付けた画像情報を予め記憶する画像記憶手段、上記撮影部で得た画像からオブジェクトを抽出する画像処理手段、上記画像処理手段で抽出したオブジェクトに基づいて上記画像記憶手段で記憶した内容から関連付けられた画像情報を選択する画像選択手段、及び上記画像選択手段で選択した画像情報を上記投影部に与え、当該投影部により上記オブジェクト以外の被投影物に対して画像を投影させる投影制御手段として機能させることを特徴とする。

【符号の説明】

【0080】

１０…投影装置、１０′…携帯照明装置、１１…投影画像駆動部、１２…マイクロミラー素子、１３…光源部、１４…ミラー、１５…投影レンズ部、１６…レンズモータ（Ｍ）、１７…撮影レンズ部、１８…ＣＭＯＳイメージセンサ、１９…Ａ／Ｄ変換器、２０…撮影画像処理部、２１…レンズモータ（Ｍ）、２２…ＣＰＵ、２３…メインメモリ、２４…プログラムメモリ、２４Ａ…画像選択テーブル記憶部、２４Ｂ…画像記憶部、２５…操作部、２６…音声処理部、２８…スピーカ部、ＢＧ…背景、ＦＴ…（投影装置）脚部、ＩＰ…入力処理部、ＯＪ…オブジェクト、ＰＩ…投影画像、ＳＢ…システムバス、ＴＢ…テーブル、ＵＳ…ユーザ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】