控制装置、投影系统、控制方法及控制程序与流程

1.本发明涉及一种控制装置、投影系统、控制方法及控制程序。


背景技术：

2.提出有一种将摄像装置与投影装置组合而成的系统(例如，参考专利文献1、2)。在专利文献1中记载有通过使用多个相机来测定直到投影面与装置之间的障碍物为止的距离。在专利文献2中记载有使用红外线等来检测投影面上的手指的触摸位置。
3.以往技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2005-229415号公报
6.专利文献2：日本特开2016-139396号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的技术课题
8.本发明的技术所涉及的一种实施方式提供一种可以以低成本来判定直到存在于将图像投影到投影对象物上的光学系统与该投影对象物之间的物体为止的距离的控制装置、投影系统、控制方法及控制程序。
9.用于解决技术课题的手段
10.本发明的控制装置为投影系统的控制装置，上述投影系统具有：光学系统，将根据输入图像数据在显示部生成的图像投影到投影对象物上；及摄像部，拍摄上述投影对象物，上述控制装置具备距离判定部，上述距离判定部从上述摄像部获取投影到上述投影对象物上的上述图像的第一摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据的一部分或全部的第一清晰度和上述输入图像数据的第二清晰度，判定从存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体到上述光学系统为止的距离。
11.本发明的投影系统具备上述控制装置、上述光学系统及上述摄像部。
12.本发明的控制方法为投影系统的控制方法，上述投影系统具有：光学系统，将根据输入图像数据在显示部生成的图像投影到投影对象物上；及摄像部，拍摄上述投影对象物，上述控制方法包括距离判定步骤，上述距离判定步骤中，从上述摄像部获取投影到上述投影对象物上的上述图像的第一摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据的一部分或全部的第一清晰度和上述输入图像数据的第二清晰度，判定从存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体到上述光学系统为止的距离。
13.本发明的控制程序为投影系统的控制程序，上述投影系统具有：光学系统，将根据输入图像数据在显示部生成的图像投影到投影对象物上；及摄像部，拍摄上述投影对象物，上述控制程序包用于使计算机执行距离判定步骤，上述距离判定步骤中，从上述摄像部获取投影到上述投影对象物上的上述图像的第一摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据的一部分或全部的第一清晰度和上述输入图像数据的第二清晰度，判定从存在于上述投
影对象物与上述光学系统之间的物体到上述光学系统为止的距离。
14.发明效果
15.根据本发明，能够提供一种可以以低成本来判定直到存在于将图像投影到投影对象物上的光学系统与该投影对象物之间的物体为止的距离的控制装置、投影系统、控制方法及控制程序。
附图说明
16.图1是表示作为本发明的投影系统的一实施方式的投影仪100的外观结构的示意图。
17.图2是表示图1的光源单元11的内部结构的一例的示意图。
18.图3是图1所示的投影仪100的光学单元6的截面示意图。
19.图4是表示图1所示的投影仪100的内部块结构的示意图。
20.图5是图4所示的系统控制部14的功能框图。
21.图6是用于说明距离判定部14a对直到物体为止的距离的判定原理的示意图。
22.图7是表示输入图像数据g1和基于输入图像数据g1的图像g1的一例的示意图。
23.图8是表示由成像元件38拍摄图7所示的图像g1而得到的摄像图像数据ip的例子的示意图。
24.图9是用于说明投影仪100的手势检测动作的流程图。
25.图10是用于说明投影仪100的手势检测动作的变形例的流程图。
26.图11是表示在步骤s22中获取的第二摄像图像数据ip2、在步骤s3中获取的第一摄像图像数据ip1、在步骤s23中生成的第三摄像图像数据ip3的例子的图。
27.图12是表示图4所示的系统控制部14的功能块的第一变形例的图。
28.图13是用于说明基于图12所示的系统控制部14的手势检测动作的流程图。
29.图14是用于说明基于图12所示的系统控制部14的手势检测动作的变形例的流程图。
30.图15是表示图4所示的系统控制部14的功能块的第二变形例的图。
31.图16是用于说明基于图15所示的系统控制部14的手势检测动作的流程图。
具体实施方式
32.以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。
33.图1是表示作为本发明的投影系统的一实施方式的投影仪100的外观结构的示意图。图2是表示图1的光源单元11的内部结构的一例的示意图。图3是图1所示的投影仪100的光学单元6的截面示意图。图3示出沿着从主体部1射出的光的光路的面上的截面。
34.如图1所示，投影仪100具备主体部1和从主体部1突出设置的光学单元6。光学单元6具备支撑于主体部1上的第一部件2和支撑于第一部件2上的第二部件3。另外，第二部件3可以以可旋转的状态固定于第一部件2。并且，第一部件2和第二部件3可以是设为一体的部件。光学单元6可以装卸自如地构成(换言之，可更换地构成)于主体部1。
35.主体部1具有框体15，该框体15在与光学单元6连结的部分形成有用于使光通过的开口15a(参考图3)。
36.如图1所示，在主体部1的框体15的内部设置有光源单元11和光调制单元12，所述光调制单元12包括根据输入图像数据对从光源单元11射出的光进行空间调制而生成图像的光调制元件12a(参考图2)。由光源单元11和光调制单元12构成显示部。
37.在图2所示例中，光源单元11具备射出白色光的光源41、色轮42及照明光学系统43。光源41包括激光或led(light emitting diode：发光二极管)等发光元件而构成。色轮42配置于光源41与照明光学系统43之间。色轮42是圆板状部件，沿着其周向设置有透射红色光的r滤光器、透射绿色光的g滤光器及透射蓝色光的b滤光器。色轮42绕轴旋转，将从光源41射出的白色光以时分方式分光成红色光、绿色光及蓝色光并引导到照明光学系统43。从照明光学系统43射出的光入射到光调制元件12a。
38.若为图2的光源单元11的结构，则光调制单元12中包括的光调制元件12a例如可使用dmd(digital micromirror devices：数字微镜器件)。作为光调制元件12a，也能够使用lcos(liquid crystal on silicon：硅基液晶)、mems(micro electro mechanical systems：微机电系统)元件或液晶显示元件等。如图3所示，通过由光调制单元12空间调制的光而形成的图像g1穿过框体15的开口15a入射到光学单元6，并投影到作为投影对象物的屏幕sc上(参考图3)。
39.如图3所示，光学单元6具备：具有与主体部1的内部连接的中空部2a的第一部件2；具有与中空部2a连接的中空部3a的第二部件3；配置于中空部2a中的第一光学系统21及反射部件22；及配置于中空部3a中的第二光学系统31、分支部件32、第三光学系统33、第四光学系统37、成像元件38及透镜34。
40.第一部件2是截面外形例如为矩形的部件，开口2a和开口2b形成于彼此垂直的面上。第一部件2以在与主体部1的开口15a对置的位置上配置开口2a的状态由主体部1支撑。从主体部1的光调制单元12的光调制元件12a射出的光通过开口15a及开口2a入射到第一部件2的中空部2a。
41.将从主体部1入射到中空部2a的光的入射方向记载为方向x1，将方向x1的反方向记载为方向x2，将方向x1和方向x2统称并记载为方向x。并且，在图3中，将从纸面近前朝向里侧的方向和其反方向记载为方向z。并且，将与方向x及方向z垂直的方向记载为方向y，在方向y中，将图3中朝向上方的方向记载为方向y1，将图3中朝向下方的方向记载为方向y2。
42.第一光学系统21、反射部件22、第二光学系统31、分支部件32、第三光学系统33及透镜34构成将由光调制元件12a形成的图像(在显示部生成的图像)投影到屏幕sc上的光学系统。图3中示出该光学系统的光轴k。第一光学系统21、反射部件22、第二光学系统31、分支部件32、第三光学系统33及透镜34，从光调制元件12a侧依次沿着光轴k配置。
43.第一光学系统21包括至少一个透镜，并将从主体部1入射到第一部件2的在方向x1上行进的光引导到反射部件22。
44.反射部件22使从第一光学系统21入射的光向方向y1反射。反射部件22例如由反射镜等构成。在第一部件2中，在由反射部件22反射的光的光路上形成有开口2b，该反射的光通过开口2b进入到第二部件3的中空部3a。
45.第二部件3是截面外形例如为大致t字形的部件，在与第一部件2的开口2b对置的位置上形成有开口3a。穿过第一部件2的开口2b的来自主体部1的光通过该开口3a入射到第二部件3的中空部3a。
46.第二光学系统31包括至少一个透镜，并将从第一部件2入射的光引导到分支部件32。
47.分支部件32使从第二光学系统31入射的光向方向x2反射并引导到第三光学系统33。并且，分支部件32使从屏幕sc侧入射到透镜34并穿过第三光学系统33的被摄体光透射，并引导到第四光学系统37。分支部件32例如由半反射镜、光束分离器或偏振部件等构成。
48.第三光学系统33包括至少一个透镜，并将由分支部件32反射的光引导到透镜34。在第三光学系统33中，例如可以包括用于调节光学系统的焦点位置(投影到屏幕sc上的图像的焦点位置)的聚焦透镜、用于调节光学系统的焦距的变焦透镜、或透射光量可变的可变光圈等。聚焦透镜构成焦点位置可变的焦点位置调节光学系统。另外，聚焦透镜可以设为不是包括在第三光学系统33中，而是包括在第一光学系统21或第二光学系统31中的结构。
49.透镜34以堵塞在第二部件3的方向x2侧的端部形成的开口3c的形式配置于该端部。透镜34将从第三光学系统33入射的光投影到屏幕sc上。
50.第四光学系统37相邻配置在分支部件32的方向x1侧，并且将透射分支部件32在方向x1上行进的被摄体光引导到成像元件38。第四光学系统37的光轴与透镜34及第三光学系统33的光轴大致一致。
51.成像元件38是ccd(charge coupled device：电荷耦合器件)图像传感器或cmos(complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等。成像元件38通过透镜34、第三光学系统33、分支部件32及第四光学系统37来拍摄屏幕sc。成像元件38的摄像图像信号输入到后述图像处理部39。透镜34、第三光学系统33及分支部件32构成光学系统的一部分。
52.图4是表示图1所示的投影仪100的内部块结构的示意图。在投影仪100的主体部1中设置有光源单元11、包括光调制元件12a及驱动光调制元件12a的光调制元件驱动部12b的光调制单元12、以及统一控制整体的系统控制部14。在光学单元6中设置有成像元件38和图像处理部39，该图像处理部39处理从成像元件38输入的摄像图像信号而生成摄像图像数据。由图像处理部39生成的摄像图像数据输入到系统控制部14。由成像元件38和图像处理部39构成摄像部。
53.光调制元件驱动部12b根据从系统控制部14输入的输入图像数据来驱动光调制元件12a，使来自光源单元11的光通过该输入图像数据而空间调制。输入图像数据并不限定于从个人电脑、智能手机、平板终端等外部装置输入的图像数据，也可以是在投影仪100的内部生成的输入图像数据。并且，输入图像数据的数据形式可以是数字数据、数字模拟转换后的模拟数据中的任一种。
54.系统控制部14具备各种处理器、rom(read only memory：只读存储器)及ram(random access memory：随机存取存储器)。
55.作为各种处理器，执行程序而进行各种处理的通用的处理器即cpu(central processing unit：中央处理单元)、fpga(field programmable gate array：现场可编程门阵列)等在制造后可以变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(programmable logic device：pld)、或者asic(application specific integrated circuit：专用集成电路)等具有为了执行特定处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。更具体而言，这些各种处理器的结构是将半导体元件等电路元件组合而成的电路。
56.系统控制部14的处理器可以由各种处理器中的一个构成，也可以通过相同类型或不同类型的两个以上处理器的组合(例如多个fpga的组合或cpu和fpga的组合)构成。
57.图5是图4所示的系统控制部14的功能框图。系统控制部14的处理器通过执行控制程序而作为具备距离判定部14a及图像控制部14b的控制装置发挥作用。
58.距离判定部14a从摄像部(聚特容易，图像处理部39)获取投影到屏幕sc上的图像g1的第一摄像图像数据，并根据该第一摄像图像数据全部的清晰度(第一清晰度)和成为图像g1源的输入图像数据的清晰度(第二清晰度)，判定从存在于屏幕sc与光学单元6的光学系统之间的物体(例如。人的头部或手等)到该光学系统为止的距离。
59.图像数据的清晰度是表示该图像数据的清晰度(sharpness)，换言之，表示模糊程度的指标，例如能够使用图像数据的对比度值等各种评价值。
60.在第一摄像图像数据中包括图像g1和投影了该图像g1的背景部分(屏幕sc或
や
物体)。第一摄像图像数据中包括的图像g1构成第一摄像图像数据的一部分。第一摄像图像数据中包括的图像g1和背景部分构成第一摄像图像数据的全部。
61.图像控制部14b根据从由距离判定部14a判定的光学系统到物体为止的距离，控制输入到光调制元件12a的输入图像数据。具体而言，在该距离为表示在屏幕sc的附近存在物体的距离的情况下，图像控制部14b判断为对屏幕sc进行了触摸操作，从而进行与该触摸操作对应的控制，即输入图像数据的变更。由此，能够将通过触摸操作投影到屏幕sc上的图像g1变更为另一图像。
62.图6是用于说明距离判定部14a对直到物体为止的距离的判定原理的示意图。图6中示出屏幕sc和位于光学单元6的光学系统中最靠近屏幕sc侧的透镜34。并且，图6中示出方向x上的透镜34的屏幕sc侧的端部的位置p1和方向x上的屏幕sc的透镜34侧的端部的位置p3。并且，图6中示出位置p3和位置p1之间且位置p3附近的位置p2。从光学单元6投影到屏幕sc上的图像g1的对焦位置设定于位置p3。
63.图7是表示输入图像数据g1和基于输入图像数据g1的图像g1的一例的示意图。若图7所示的输入图像数据g1输入到光调制元件12a，则基于该输入图像数据g1的图像g1投影到屏幕sc上。在此，如图6所示，若在图像g1的穿过路径上存在人的手指等物体ob，则如图7所示，图像g1中的一部分成为不是投影到屏幕sc上而投影到物体ob上的状态。从而，由成像元件38拍摄图7所示的图像g1而得到的摄像图像数据ip成为如图8所示的数据(包括与物体ob对应的物体区域ob的数据)。
64.在此，假设物体ob存在于图6所示的位置p2与位置p1之间的情况。在该情况下，在远离图像g1的对焦位置的位置上存在物体ob。因此，图8所示的摄像图像数据ip中的物体区域ob的清晰度相对于与输入图像数据g1中的与物体区域ob对应的区域的清晰度大幅降低。即，输入图像数据g1的清晰度c1与摄像图像数据ip的清晰度c2之差成为大值(例如，后述第二阈值th2以上)。
65.并且，假设物体ob存在于图6所示的位置p3与位置p2之间的情况。在该情况下，在图像g1的对焦位置附近存在物体ob。因此，图8所示的摄像图像数据ip中的物体区域ob的清晰度相对于与输入图像数据g1中的与物体区域ob对应的区域的清晰度稍微降低。即，输入图像数据g1的清晰度c1与摄像图像数据ip的清晰度c2之差成为比物体ob存在于位置p2与位置p1之间时更小的值(例如，后述第一阈值th1以上且小于第二阈值th2的范围的值)。
66.此外，假设图6所示的物体ob不存在的情况。在该情况下，输入图像数据g1的清晰度c1和摄像图像数据ip的清晰度c2成为大致相同的值。即，清晰度c1与清晰度c2之差成为比物体ob存在于位置p3和位置p2之间时更小的值(例如，小于后述第一阈值th1)。
67.如此，距离判定部14a根据输入图像数据g1的清晰度与在将图像g1投影到屏幕sc上的状态下拍摄该图像g1而得到的第一摄像图像数据的清晰度之差的大小，判定物体ob的存在与否、从光学系统到物体ob为止的距离的大小。
68.图9是用于说明投影仪100的手势检测动作的流程图。系统控制部14的图像控制部14b获取输入图像数据g1，并将其输入到光调制元件12a，使基于输入图像数据g1的图像g1投影到屏幕sc上(步骤s1)。
69.接着，系统控制部14的距离判定部14a驱动成像元件38，以拍摄投影了图像g1的屏幕sc(步骤s2)。若在步骤s2的拍摄中从成像元件38输出摄像图像信号，则该摄像图像信号由图像处理部39处理而生成摄像图像数据。距离判定部14a从图像处理部39获取该摄像图像数据中的与图像g1对应的部分即第一摄像图像数据(步骤s3)。
70.接着，距离判定部14a进行使输入图像数据g1和第一摄像图像数据的尺寸一致的处理(步骤s4)。在该步骤s4中，距离判定部14a还可以进行使输入图像数据g1和第一摄像图像数据的明度一致的处理。
71.接着，距离判定部14a分别导出输入图像数据g1的清晰度c1和第一摄像图像数据的清晰度c2，并计算清晰度c1和清晰度c2的差值δc(绝对值)(步骤s5)。
72.接着，距离判定部14a判定差值δc是否小于第一阈值th1(步骤s6)。在差值δc小于第一阈值th1的情况下(步骤s6：是)，距离判定部14a判定不存在遮挡投影中的图像g1的物体(步骤s7)，并作为手势非检测而结束处理。
73.在差值δc为第一阈值th1以上的情况下(步骤s6：否)，距离判定部14a判定为存在遮挡投影中的图像g1的物体，并判定差值δc是否为第二阈值th2以上(步骤s8)。
74.在差值δc为第二阈值th2以上的情况下(步骤s8：是)，距离判定部14a判定为从光学系统到物体为止的距离小于图6所示的位置p1与位置p2之间的距离即第一距离l1，换言之，在屏幕sc附近不存在物体(步骤s9)，并作为手势非检测而结束处理。
75.在差值δc小于第二阈值th2的情况下(步骤s8：否)，距离判定部14a判定为从光学系统到物体为止的距离为第一距离l1以上，换言之，在屏幕sc附近存在物体(即，正在进行手势(对屏幕sc的触摸操作))(步骤s10)。
76.在步骤s10之后，图像控制部14b根据第一摄像图像数据中的物体区域的位置，例如进行更新输入图像数据g1的一部分、或者将输入图像数据g1变更为其他输入图像数据的控制(步骤s11)。
77.另外，距离判定部14a可以在图9的步骤s5中计算两个清晰度之比，并根据该比率判定从光学系统到物体为止的距离。例如，距离判定部14a将输入图像数据g1的清晰度c1除以第一摄像图像数据的清晰度c2而得到的值设为上述比率，若该比率为“1”，则将处理转移到步骤s7。并且，若该比率大于“1”且小于阈值th1，则距离判定部14a将处理转移到步骤s10。并且，若该比率为阈值th1以上，则距离判定部14a将处理转移到步骤s9。
78.如上所述，根据投影仪100，能够根据输入图像数据g1的清晰度和第一摄像图像数据的清晰度来判定从光学系统到遮挡图像g1的物体为止的距离。该判定中不需要红外线、
立体摄影机等昂贵的硬件或复杂的运算。因此，能够以低成本且轻负载判定直到物体为止的距离。
79.图10是用于说明投影仪100的手势检测动作的变形例的流程图。图10中对与图9相同的处理标注相同符号并省略说明。
80.在步骤s1之前，距离判定部14a在图像g1未投影到屏幕sc上的状态下，驱动成像元件38以拍摄屏幕sc(步骤s21)。若在步骤s21的拍摄中从成像元件38输出摄像图像信号，则该摄像图像信号由图像处理部39处理而生成摄像图像数据。距离判定部14a从图像处理部39获取该摄像图像数据中与图像g1的投影范围对应的部分即第二摄像图像数据(步骤s22)。
81.在步骤s22之后，若进行从步骤s1到步骤s3的处理，则距离判定部14a从第一摄像图像数据减去第二摄像图像数据而生成第三摄像图像数据(步骤s23)。
82.图11是表示在步骤s22中获取的第二摄像图像数据ip2、在步骤s3中获取的第一摄像图像数据ip1、在步骤s23中生成的第三摄像图像数据ip3的例子的图。
83.图11所示的第一摄像图像数据ip1中的物体区域ob以图像g1的一部分与物体ob重叠的状态得到。因此，若在物体ob本身存在复杂的花纹(例如，假设如花纹西服的一部分遮挡图像g1那样的情况)，则该复杂的花纹与图像g1的一部分以重叠的状态被拍摄。在该情况下，即使物体ob存在于屏幕sc附近，第一摄像图像数据ip1全部的清晰度有可能大于输入图像数据g1的清晰度。
84.若从图11所示的第一摄像图像数据ip1减去第二摄像图像数据ip2，则能够得到去除了物体ob的第三摄像图像数据ip3。另一方面，第三摄像图像数据ip3中的区域ob1是在比屏幕sc更靠近前侧投影了图像g1的部分。因此，与第三摄像图像数据ip3的其他区域相比，该区域ob1的清晰度降低。因此，能够根据第一摄像图像数据ip1的清晰度和第三摄像图像数据的清晰度来判定直到物体ob为止的距离。
85.若在步骤s23中生成第三摄像图像数据，则距离判定部14a进行使输入图像数据g1和第三摄像图像数据的尺寸一致的处理(步骤s4a)。
86.接着，距离判定部14a分别导出输入图像数据g1的清晰度c1和第三摄像图像数据的清晰度c3，并计算清晰度c1与清晰度c3之差ca(绝对值)(步骤s5a)。在本变形例中，清晰度c3构成第一清晰度。
87.接着，距离判定部14a判定差值δca是否小于第一阈值th1(步骤s6a)。在差值δca小于第一阈值th1的情况下(步骤s6a：是)，距离判定部14a将处理转移到步骤s7。
88.在差值δc为第一阈值th1以上的情况下(步骤s6a：否)，距离判定部14a判定存在遮挡投影中的图像g1的物体，并判定差值δca是否为第二阈值th2以上(步骤s8a)。
89.在差值δca为第二阈值th2以上的情况下(步骤s8a：是)，距离判定部14a将处理转移到步骤s9，在差值δca小于第二阈值th2的情况下(步骤s8a：否)，将处理转移到步骤s10。
90.如上所述，能够根据输入图像数据g1的清晰度和第三摄像图像数据的清晰度来判定从光学系统到遮挡图像g1的物体为止的距离。通过使用第三摄像图像数据，即使在物体ob中包括对比度变高的花纹的情况下，也能够准确地判定直到该物体ob为止的距离。在此已说明的第三摄像图像数据是在第一摄像图像数据ip1中去除了物体ob的部分和屏幕sc的部分(即，上述背景部分)的图像数据。即，第三摄像图像数据能够设为第一摄像图像数据的
一部分。
91.另外，即使在图10所示变形例中，也能够代替差值δca而使用输入图像数据g1的清晰度与第三摄像图像数据的清晰度之比。
92.并且，在图10的说明中，从第一摄像图像数据减去第二摄像图像数据而生成第三摄像图像数据。然而，第三摄像图像数据只要是去除了包括在第一摄像图像数据中的背景部分的数据即可，例如可以求出第一摄像图像数据的各像素与第二摄像图像数据的各像素的亮度比，并将该亮度比与第一摄像图像数据的各像素相乘，由此生成去除了背景部分的第三摄像图像数据。
93.图12是表示图4所示的系统控制部14的功能块的第一变形例的图。系统控制部14的处理器通过执行控制程序而作为具备距离判定部14a、图像控制部14b、物体判定部14c的控制装置发挥作用。
94.物体判定部14c在由距离判定部14a进行距离判定处理之前，根据从图像处理部39输出的摄像图像数据，判定存在与屏幕sc与光学系统之间的物体的有无。
95.图12所示的距离判定部14a和图像控制部14b的功能与上述相同。然而，距离判定部14a仅在由物体判定部14c判定为在屏幕sc和光学系统之间存在物体的情况下，进行直到上述物体为止的距离的判定。
96.图13是用于说明基于图12所示的系统控制部14的手势检测动作的流程图。
97.若接通投影仪100的电源，则首先物体判定部14c在图像g1未投影到屏幕sc上的状态下，驱动成像元件38以拍摄屏幕sc(步骤s31)。若在步骤s31的拍摄中从成像元件38输出摄像图像信号，则该摄像图像信号由图像处理部39处理而生成摄像图像数据。物体判定部14c从图像处理部39获取该摄像图像数据中的与图像g1的投影范围对应的部分的图像数据，将该图像数据设定为基准图像数据并存储于ram(步骤s32)。
98.接着，图像控制部14b获取输入图像数据g1，并将其输入到光调制元件12a，使基于输入图像数据g1的图像g1投影到屏幕sc上(步骤s33)。
99.接着，物体判定部14c使图像g1的投影临时停止(步骤s34)。然后，物体判定部14c在图像g1的投影停止的状态下，驱动成像元件38以拍摄屏幕sc(步骤s35)。若在步骤s35的拍摄中从成像元件38输出摄像图像信号，则该摄像图像信号由图像处理部39处理而生成摄像图像数据。物体判定部14c从图像处理部39获取该摄像图像数据中的与图像g1的投影范围对应的部分，并比较该部分与基准图像数据(步骤s36)。
100.经比较的结果，在两个图像数据的亮度差小于阈值的情况下(步骤s37：否)，处理返回到步骤s33。另外，从进行步骤s34的处理到进行步骤s33的处理为止的时间，在人无法检测程度的短时间内进行。
101.在两个图像数据的亮度差为该阈值以上的情况下(步骤s37：是)，处理转移到步骤s38。在步骤s38中，物体判定部14c判定为有可能存在遮挡图像g1的物体。然后，若进行步骤s38的处理，则开始图9的步骤s1之后的处理或图10的步骤s21之后的处理。
102.另外，在步骤s37和步骤s38中，根据两个图像数据的亮度差的大小来判定物体的有无，但是例如也可以生成两个图像数据的差分图像数据，在该差分图像数据中包括边缘的情况下，判定为在由该边缘包围的部分中存在物体。
103.如上所述，仅在有可能存在遮挡图像g1的物体的情况下，进行图9或图10所示的处
理，由此能够防止系统控制部14的处理量增大。
104.在图13的步骤s37的判定成为“否”的情况下，物体判定部14c可以将存储于ram中的基准图像数据改写为在步骤s36中获取的摄像图像数据，并将该摄像图像数据重新设定为基准图像数据。由此，在投影仪100起动之后，即使在放置有屏幕sc的环境的明度发生了变化的情况下，也能够以高精度来判定物体的有无。
105.并且，在图13中，通过在图像未投影的状态且在不同时刻拍摄屏幕sc而得到的两个摄像图像数据的比较来判定遮挡被投影图像的物体的有无。作为该变形例，物体判定部14c可以通过投影了图像的状态且在不同时刻拍摄屏幕sc而得到的两个摄像图像数据的比较来判定遮挡被投影图像的物体的有无。
106.图14是用于说明基于图12所示的系统控制部14的手势检测动作的变形例的流程图。图14所示的流程图添加了步骤s39，除了这一点以外，与图13所示的流程图相同。在图14中，对与图13相同的处理标注相同符号并省略说明。
107.物体判定部14c若在步骤s38中判定为有可能存在物体，则判定该物体的特征是否满足特定条件(步骤s39)。
108.具体而言，物体判定部14c生成在步骤s37的比较中使用的两个摄像图像数据的差分图像数据。该差分图像数据成为表示物体的图像数据。物体判定部14c求出该差分图像数据的频率(空间频率)，在频率成为规定值以上时判定为物体的特征不满足特定条件，在频率成为小于规定值时判定为物体的特征满足特定条件。在该例中，频率是物体的特征，频率小于规定值(换言之，不包括精细花纹的物体)是特定条件。
109.在步骤s39中，若判定为物体的特征满足特定条件，则进行图10的步骤s21之后的处理。根据图14所示的动作，仅在遮挡投影到屏幕sc上的图像的物体中不包括空间频率变高的复杂的花纹的情况下，进行图10的处理。图10的处理能够排除物体花纹的影响，但是通过进行图14的步骤s39的处理，可以更强力地排除该影响。
110.即使在图14的流程图中，也可以适用图13中已说明的变形例(在步骤s37的判定成为“否”时更新基准图像数据这一点、通过在投影了图像的状态且在不同时刻拍摄屏幕sc而得到的两个摄像图像数据的比较来判定遮挡被投影图像的物体的有无这一点)。
111.图15是表示图4所示的系统控制部14的功能块的第二变形例的图。系统控制部14的处理器通过执行控制程序而作为具备距离判定部14a、图像控制部14b、物体判定部14c及焦点控制部14d的控制装置发挥作用。在该第二变形例中，以在光学单元6中包括的光学系统中包括上述聚焦透镜作为前提。
112.图15所示的距离判定部14a、图像控制部14b、物体判定部14c的功能由于与图12相同，因此省略说明。
113.焦点控制部14d在由物体判定部14c判定为物体不存在的情况下，控制聚焦透镜以控制光学系统的焦点位置。
114.图16是用于说明基于图15所示的系统控制部14的手势检测动作的流程图。图16所示的流程图添加了步骤s41和步骤s42，除了这一点以外，与图13所示的流程图相同。在图16中，对与图13相同的处理标注相同符号并省略说明。
115.在步骤s37的判定成为“否”的情况下，焦点控制部14d根据在步骤s36中获取的摄像图像得数据来判定是否需要光学系统的调焦(步骤s41)。例如，焦点控制部14d求出该摄
像图像数据的清晰度，在该清晰度成为规定值以下的情况下，判定为需要调焦。
116.焦点控制部14d在判定为需要调焦的情况下(步骤s41：是)，通过对比度af(auto focus：自动调焦)方式、相位差af方式等来决定聚焦透镜的驱动量，并按照该驱动量而驱动聚焦透镜以调节焦点位置(步骤s42)。在步骤s42之后，处理转移到步骤s33。在步骤s41的判定成为“否”的情况下，处理也转移到步骤s33。
117.另外，在图14所示的流程图中，在步骤s37的判定成为“否”的情况和步骤s39的判定成为“否”的情况下，可以进行图16的步骤s41及步骤s42的处理。
118.即使在图16的流程图中，可以适用图13中已说明的变形例(在步骤s37的判定成为“否”时更新基准图像数据这一点、通过在投影了图像的状态且在不同时刻拍摄屏幕sc而得到的两个摄像图像数据的比较来判定遮挡被投影图像的物体的有无这一点)。
119.根据图16所示的动作，在由物体判定部14c判定为物体不存在的状态下，进行光学系统的调焦。因此，可以防止导致聚焦在屏幕sc前方的物体上，从而可以将聚焦的图像投影到屏幕sc上。
120.在图16所示的动作中，在步骤s37的判定成为“否”的情况下，系统控制部14自动进行调焦。作为该变形例，在步骤s37的判定成为“否”且步骤s41的判定成为“是”的情况下，系统控制部14可以发出督促调节光学系统的焦点位置的信息。此时的系统控制部14作为信息产生部发挥作用。系统控制部14例如通过在省略图示的液晶显示器等显示部上显示消息，或者从省略图示的扬声器输出消息，发出督促调节光学系统的焦点位置的信息。
121.如以上说明，在本说明书中公开有以下事项。
122.(1)一种控制装置，其为投影系统的控制装置，上述投影系统具有：
123.光学系统，将根据输入图像数据在显示部生成的图像投影到投影对象物上；及摄像部，拍摄上述投影对象物，
124.上述控制装置具备距离判定部，上述距离判定部从上述摄像部获取投影到上述投影对象物上的上述图像的第一摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据的一部分或全部的第一清晰度和上述输入图像数据的第二清晰度，判定从存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体到上述光学系统为止的距离。
125.(2)根据(1)所述的控制装置，其中，
126.上述距离判定部根据上述第一清晰度与上述第二清晰度之差判定上述距离。
127.(3)根据(2)所述的控制装置，其中，
128.上述距离判定部在上述差值为第一阈值以上且小于第二阈值的状态下，判定上述距离为第一距离以上，在上述差值为上述第二阈值以上的状态下，判定上述距离小于上述第一距离。
129.(4)根据(1)所述的控制装置，其中，
130.上述距离判定部根据上述第一清晰度与上述第二清晰度之比判定上述距离。
131.(5)根据(1)至(4)中任一项所述的控制装置，其具备图像控制部，上述图像控制部根据上述距离控制上述输入图像数据。
132.(6)根据(3)所述的控制装置，其具备图像控制部，上述图像控制部根据上述距离控制上述输入图像数据，
133.上述图像控制部在上述距离为上述第一距离以上的状态下，变更上述输入图像数
据。
134.(7)根据(1)至(6)中任一项所述的控制装置，其中，
135.上述距离判定部将上述第一摄像图像数据的上述全部的清晰度设为上述第一清晰度。
136.(8)根据(1)至(6)中任一项所述的控制装置，其中，
137.上述距离判定部从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的第二摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据和上述第二摄像图像数据生成上述第一摄像图像数据的上述一部分即第三摄像图像数据，将上述第三摄像图像数据的清晰度设为上述第一清晰度。
138.(9)根据(8)所述的控制装置，其中，
139.上述距离判定部从上述第一摄像图像数据减去上述第二摄像图像数据而生成上述第三摄像图像数据。
140.(10)根据(1)至(9)中任一项所述的控制装置，其还具备物体判定部，上述物体判定部根据从上述摄像部输出的摄像图像数据，判定存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体的有无，
141.上述距离判定部在由上述物体判定部判定为物体存在的情况下，进行上述距离的判定。
142.(11)根据(10)所述的控制装置，其中，
143.上述物体判定部从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据而设定为基准图像数据，从上述摄像部获取设定有上述基准图像数据的状态且上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据该摄像图像数据和上述基准图像数据的比较来判定上述物体的有无。
144.(12)根据(10)所述的控制装置，其中，
145.上述物体判定部从上述摄像部在不同时刻获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据在第一时刻获取的上述摄像图像数据与在上述第一时刻之前的第二时刻获取的上述摄像图像数据的比较来判定上述物体的有无。
146.(13)根据(10)所述的控制装置，其中，
147.上述物体判定部从上述摄像部在不同时刻获取上述图像投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据在第一时刻获取的上述摄像图像数据与在上述第一时刻之前的第二时刻获取的上述摄像图像数据的比较来判定上述物体的有无。
148.(14)根据(1)至(6)中任一项所述的控制装置，其中，
149.上述距离判定部从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的第二摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据和上述第二摄像图像数据生成上述第一摄像图像数据的上述一部分即第三摄像图像数据，将上述第三摄像图像数据的清晰度设为上述第一清晰度，
150.还具备物体判定部，上述物体判定部根据从上述摄像部输出的摄像图像数据，判
定存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体的有无，
151.上述距离判定部在由上述物体判定部判定为物体存在且该物体的特征满足特定条件的情况下，进行上述距离的判定。
152.(15)根据(14)所述的控制装置，其中，
153.上述物体判定部从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据而设定为基准图像数据，从上述摄像部获取设定有上述基准图像数据的状态且上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据该摄像图像数据和上述基准图像数据的比较来判定上述物体的有无，
154.上述距离判定部在由上述物体判定部判定为物体存在的情况下，将通过上述摄像图像数据和上述基准图像数据的比较而求出的该物体的频率设为上述特征。
155.(16)根据(14)所述的控制装置，其中，
156.上述物体判定部从上述摄像部在不同时刻获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据在第一时刻获取的上述摄像图像数据与在上述第一时刻之前的第二时刻获取的上述摄像图像数据的比较来判定上述物体的有无，
157.上述距离判定部在由上述物体判定部判定为物体存在的情况下，将通过两个上述摄像图像数据的上述比较而求出的该物体的频率设为上述特征。
158.(17)根据(10)至(16)中任一项所述的控制装置，其中，
159.上述光学系统包括焦点位置可变的焦点位置调整光学系统。
160.(18)根据(17)所述的控制装置，其还具备焦点控制部，上述焦点控制部在由上述物体判定部判定为物体不存在的情况下，控制上述焦点位置调整光学系统的焦点位置。
161.(19)根据(17)所述的控制装置，其还具备信息产生部，上述信息产生部在由上述物体判定部判定为物体不存在的情况下，发出督促调节上述焦点位置调整光学系统的焦点位置的信息。
162.(20)根据(19)所述的控制装置，其中，
163.上述信息产生部使上述信息显示于显示部。
164.(21)根据(1)至(20)中任一项所述的控制装置，其中，
165.上述摄像部通过上述光学系统的一部分来拍摄上述投影对象物。
166.(22)一种投影系统，其具备：
167.(1)至(21)中任一项所述的控制装置；
168.上述光学系统；及
169.上述摄像部。
170.(23)一种控制方法，其为投影系统的控制方法，上述投影系统具有：
171.光学系统，将根据输入图像数据在显示部生成的图像投影到投影对象物上；及摄像部，拍摄上述投影对象物，
172.上述控制装置包括距离判定步骤，上述距离判定步骤中，从上述摄像部获取投影到上述投影对象物上的上述图像的第一摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据的一部分或全部的第一清晰度和上述输入图像数据的第二清晰度，判定从存在于上述投影对象
物与上述光学系统之间的物体到上述光学系统为止的距离。
173.(24)根据(23)所述的控制方法，其中，
174.上述距离判定步骤中，根据上述第一清晰度与上述第二清晰度之差判定上述距离。
175.(25)根据(24)所述的控制方法，其中，
176.上述距离判定步骤中，在上述差值为第一阈值以上且小于第二阈值的状态下，判定上述距离为第一距离以上，在上述差值为上述第二阈值以上的状态下，判定上述距离小于上述第一距离。
177.(26)根据(23)所述的控制方法，其中，
178.上述距离判定步骤中，根据上述第一清晰度与上述第二清晰度之比判定上述距离。
179.(27)根据(23)至(26)中任一项所述的控制方法，其包括图像控制步骤，上述图像控制步骤中，根据上述距离控制上述输入图像数据。
180.(28)根据(25)所述的控制方法，其包括图像控制步骤，上述图像控制步骤中，根据上述距离控制上述输入图像数据，
181.在上述图像控制步骤中，在上述距离为上述第一距离以上的状态下，变更上述输入图像数据。
182.(29)根据(23)至(28)中任一项所述的控制方法，其中，
183.上述距离判定步骤将上述第一摄像图像数据的上述全部的清晰度设为上述第一清晰度。
184.(30)根据(23)至(28)中任一项所述的控制方法，其中，
185.上述距离判定步骤中，从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的第二摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据和上述第二摄像图像数据生成上述第一摄像图像数据的上述一部分即第三摄像图像数据，将上述第三摄像图像数据的清晰度设为上述第一清晰度。
186.(31)根据(30)所述的控制方法，其中，
187.上述距离判定步骤中，从上述第一摄像图像数据减去上述第二摄像图像数据而生成上述第三摄像图像数据。
188.(32)根据(23)至(31)中任一项所述的控制方法，其还具备物体判定步骤，上述物体判定步骤中，根据从上述摄像部输出的摄像图像数据来判定存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体的有无，
189.上述距离判定步骤中，在通过上述物体判定步骤判定为物体存在的情况下，进行上述距离的判定。
190.(33)根据(32)所述的控制方法，其中，
191.上述物体判定步骤中，从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据而设定为基准图像数据，从上述摄像部获取设定有上述基准图像数据的状态且上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据该摄像图像数据和上述基准图像数据的比较来判定上述物体的有无。
192.(34)根据(32)所述的控制方法，其中，
193.上述物体判定步骤中，从上述摄像部在不同时刻获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据在第一时刻获取的上述摄像图像数据与在上述第一时刻之前的第二时刻获取的上述摄像图像数据的比较来判定上述物体的有无。
194.(35)根据(32)所述的控制方法，其中，
195.上述物体判定步骤中，从上述摄像部在不同时刻获取上述图像投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据在第一时刻获取的上述摄像图像数据与在上述第一时刻之前的第二时刻获取的上述摄像图像数据的比较来判定上述物体的有无。
196.(36)根据(23)至(28)中任一项所述的控制方法，其中，
197.上述距离判定步骤中，从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的第二摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据和上述第二摄像图像数据生成上述第一摄像图像数据的上述一部分即第三摄像图像数据，将上述第三摄像图像数据的清晰度设为上述第一清晰度，
198.还具备物体判定步骤，上述物体判定步骤中，根据从上述摄像部输出的摄像图像数据来判定存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体的有无，
199.上述距离判定步骤中，在通过上述物体判定步骤判定为物体存在且该物体的特征满足特定条件的情况下，进行上述距离的判定。
200.(37)根据(36)所述的控制方法，其中，
201.上述物体判定步骤中，从上述摄像部获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据而设定为基准图像数据，从上述摄像部获取设定有上述基准图像数据的状态且上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据该摄像图像数据和上述基准图像数据的比较来判定上述物体的有无，
202.上述距离判定步骤中，在通过上述物体判定步骤判定为物体存在的情况下，将通过上述摄像图像数据和上述基准图像数据的比较而求出的该物体的频率设为上述特征。
203.(38)根据(36)所述的控制方法，其中，
204.上述物体判定步骤中，从上述摄像部在不同时刻获取上述图像未投影到上述投影对象物上的状态下的上述投影对象物的摄像图像数据，并根据在第一时刻获取的上述摄像图像数据与在上述第一时刻之前的第二时刻获取的上述摄像图像数据的比较来判定上述物体的有无，
205.上述距离判定步骤中，在通过上述物体判定步骤判定为物体存在的情况下，将通过两个上述摄像图像数据的上述比较而求出的该物体的频率设为上述特征。
206.(39)根据(32)至(38)中任一项所述的控制方法，其中，
207.上述光学系统包括焦点位置可变的焦点位置调整光学系统。
208.(40)根据(39)所述的控制方法，其还具备焦点控制步骤，上述焦点控制步骤中，在通过上述物体判定步骤判定为物体不存在的情况下，控制上述焦点位置调整光学系统的焦点位置。
209.(41)根据(39)所述的控制方法，其还具备信息产生步骤，上述信息产生步骤中，在通过上述物体判定步骤判定为物体不存在的情况下，发出督促调节上述焦点位置调整光学系统的焦点位置的信息。
210.(42)根据(41)所述的控制方法，其中，
211.上述信息产生步骤使上述信息显示于显示部。
212.(43)根据(23)至(42)中任一项所述的控制方法，其中，
213.上述摄像部通过上述光学系统的一部分来拍摄上述投影对象物。
214.(44)一种控制程序，其为投影系统的控制程序，上述投影系统具有：
215.光学系统，将根据输入图像数据在显示部生成的图像投影到投影对象物上；及摄像部，拍摄上述投影对象物，
216.上述控制程序用于使计算机执行距离判定步骤，上述距离判定步骤中，从上述摄像部获取投影到上述投影对象物上的上述图像的第一摄像图像数据，并根据上述第一摄像图像数据的一部分或全部的第一清晰度和上述输入图像数据的第二清晰度，判定从存在于上述投影对象物与上述光学系统之间的物体到上述光学系统为止的距离。
217.以上，参考附图，对各种实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于这些例子是理所当然的。若为本领域技术人员，则很显然可以想到在权利要求书中记载的范围内进行各种变更例或修正例，可知这些例子当然也属于本发明的技术范围。并且，在不脱离本发明主旨的范围内，也可以任意组合上述实施方式中的各构成要件。
218.另外，本技术主张基于2019年7月26日申请的日本专利申请(特愿2019-138118)，其内容作为参考援用于本技术中。
219.符号说明
220.1-主体部，2-第一部件，2a、3a-中空部，2a、2b、3a、3c、15a-开口，3-第二部件，6-光学单元，11-光源单元，12-光调制单元，12a-光调制元件，12b-光调制元件驱动部，14-系统控制部，14a-距离判定部，14b-图像控制部，14c-物体判定部，14d-焦点控制部，15-框体，21-第一光学系统，22-反射部件，31-第二光学系统，32-分支部件，33-第三光学系统，34-透镜，37-第四光学系统，38-成像元件，39-图像处理部，41-光源，42-色轮，43-照明光学系统，100-投影仪，g1-图像，g1-输入图像数据，ip-摄像图像数据，ip1-第一摄像图像数据，ip2-第二摄像图像数据，ip3-第三摄像图像数据，k-光轴，sc-屏幕，ob-物体，ob-物体区域。