JP2009115984A - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】書画の画像を読取るための構成を極力簡略化しながらも、取扱いが容易で読取った画像を即時投影内容に反映する。
【解決手段】入力画像に応じた光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影系21〜34，12と、投影系21〜34，12で投影する画像を撮影する撮影系12，44，41と、投影系21〜34，12での投影画像と撮影系12，44，41での撮影画像とから投影対象方向での画像の不一致を検出し、その検出結果に応じて投影系21〜34，12により白色画像を投影させた上で撮影系12，44，41による撮影を実行させ、得た撮影画像を入力画像に代えて投影系21〜34，12で投影させる制御部35とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えばプレゼンテーションに用いるデータプロジェクタ等に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

従来、データプロジェクタ及びパーソナルコンピュータと接続して、プレゼンテーション時に各種書類等を画像信号化し、データプロジェクタより投影させる書画カメラ装置が一般に製品化されていた。

例えば、原稿台と、原稿台に揺動可能に軸支される支持柱と、支持柱の上部にカメラ取付け台及び照明装置を有し、照明装置の近傍に撮像装置を配置するように撮像装置を固定した書画カメラが後述する特許文献に記載されている。（特許文献１）
特開２００６−２７９８２８号公報

上記特許文献１に記載された技術を含めた単体の装置としての書画カメラ装置は、データプロジェクタ装置と併用することで書類等の画像情報をその場で入力する入力装置として機能するものである。したがって、画像情報を入力するための書類等が少ない場合などには、書画カメラ装置を用意する必要性が低く、設置場所まで携帯すること自体が煩わしいこともあり得る。

また、データプロジェクタ装置で書画カメラ機能を有する機種も考えられており、例えばプロジェクタ装置本体からアームを引き出してその先端のＣＣＤカメラ及び照明部を撮影対象の書類に向けるものや、プロジェクタ装置本体の筐体上面が一般的なフラットベッドスキャナの如く透明板による書類の載置台となっており、装置内で一体にスキャナヘッド及び照明部が移動するものなど、多くの構造が考えられている。

しかしながら、書画カメラ機能を備えたデータプロジェクタ装置はいずれも、単体のデータプロジェクタ装置に比して構造が非常に複雑で製造コストが高くなってしまうという不具合があった。

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、書画の画像を読取るための構成を極力簡略化しながらも、取扱いが容易で読取った画像を即時投影内容に反映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。

請求項１記載の発明は、入力画像に応じた光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影手段と、上記投影手段の投影する画像を撮影する撮影手段と、上記投影手段の投影画像と上記撮影手段の撮影画像とから投影対象方向での画像の不一致を検出する検出手段と、上記検出手段での検出に応じて上記投影手段により白色画像を投影させる第１の投影制御手段と、上記第１の投影制御手段による制御下で上記撮影手段による撮影を実行させる撮影制御手段と、上記撮影制御手段で得た撮影画像を上記投影手段で投影させる第２の投影制御手段とを具備したことを特徴とする。

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、上記撮影制御手段は、上記第１の投影制御手段による制御下で被写体となる投影対象方向の静止を判断した上で上記撮影手段による撮影を実行させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、上記投影対象方向の静止は、所定時間連続して被写体が静止した場合に静止したと判断することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記第１の投影制御手段は、上記撮影手段による撮影領域を含む範囲で部分白色画像を投影させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、上記撮影制御手段は、上記第１の投影制御手段で投影した部分白色画像を投影した領域の撮影を行ない、上記第２の投影制御手段は、上記撮影制御手段で得た部分白色画像を投影した領域の撮影画像を拡大して全画面で投影させることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記第２の投影制御手段は、撮影制御手段で得た撮影画像を上記入力画像中にはめ込んだ合成画像を作成して上記投影手段で投影させることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、入力画像に応じた光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影部と、上記投影部の投影する画像を撮影する撮影部とを備えた投影装置での投影方法であって、上記投影部の投影画像と上記撮影部の撮影画像とから投影対象方向での画像の不一致を検出する検出工程と、上記検出工程での検出に応じて上記投影部により白色画像を投影させる第１の投影制御工程と、上記第１の投影制御工程での動作下で上記撮影部による撮影を実行させる撮影制御工程と、上記撮影制御工程で得た撮影画像を上記投影部で投影させる第２の投影制御工程とを有したことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、入力画像に応じた光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影部と、上記投影部の投影する画像を撮影する撮影部とを備えた投影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、上記投影部の投影画像と上記撮影部の撮影画像とから投影対象方向での画像の不一致を検出する検出ステップと、上記検出ステップでの検出に応じて上記投影部により白色画像を投影させる第１の投影制御ステップと、上記第１の投影制御ステップでの動作下で上記撮影部による撮影を実行させる撮影制御ステップと、上記撮影制御ステップで得た撮影画像を上記投影部で投影させる第２の投影制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、書画の画像を読取るための構成を極力簡略化しながらも、取扱いが容易で読取った画像を即時投影内容に反映することが可能となる。

（第１の実施形態）
以下本発明をＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の第１の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、同実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０の外観構成を示す。同図で、データプロジェクタ装置１０は、直方体状の本体ケーシング１１の前面に投影レンズ部１２、撮影レンズ部１３、及びＩｒ受信部１４を配設する。

また、同本体ケーシング１１の上面には、スピーカ１５、インジケータ部１６、及びキー操作部１７を配設する。

投影レンズ部１２は、内部で作成された光像を拡大してスクリーン等に投影するものであり、合焦位置及びズーム画角（投影画角）を任意に可変できるものとする。

撮影レンズ部１３は、このデータプロジェクタ装置１０の標準投影距離、例えば投影レンズ部１２の前方６［ｍ］の位置で投影レンズ部１２の投影光軸と交差するような撮影光軸を有するもので、投影レンズ部１２での投影画像範囲を撮影するために設けられる。この撮影レンズ部１３も、投影レンズ部１２と同様に合焦位置及び光学的なズーム画角（撮影画角）を任意に可変できるものとし、ＡＦ（自動合焦）機能を有する。

Ｉｒ受信部１４は、図示しないこのデータプロジェクタ装置１０専用のリモートコントローラからの赤外線変調信号を受信する。

上記スピーカ１５は、画像信号と共に入力される音声信号や予めデータプロジェクタ装置１０内に記憶されている音声メッセージ、ビープ音等を拡声放音する。

インジケータ部１６は、電源の投入／切断状態、後述する光源ランプの温度が異常となった場合などを内部に設けたＬＥＤ（発光ダイオード）の点灯／点滅などで表示する。

キー操作部１７は、直接ユーザのキー操作を受付けて各種投影動作を制御するためのもので、例えば電源キー、入力切換えキー、ズームアップ／ダウンキー、ＡＦＫ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ／ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｋｅｙｓｔｏｎｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：自動合焦／自動台形補正）キー、メニューキー、カーソルキー（「↑」「↓」「←」「→」）、エンターキー、キャンセルキー等を備える。

また、本体ケーシング１１の下面前端側の左右両端部には一対の調整脚部１８Ａ，１８Ｂが設けられる。図示はしないが、本体ケーシング１１の下面後端側中央にはもう１本の固定脚部が設けられるもので、計３本の脚部によりデータプロジェクタ装置１０の本体ケーシング１１を支持すると共に、前側に位置する上記調整脚部１８Ａ，１８Ｂの各脚長をそれぞれ調整することにより、投影レンズ部１２での投影光軸の仰角、及び左右の傾きを調整することが可能となる。

なお、ここでは図示しないが、本体ケーシング１１の背面には各種画像信号を入出力するための入出力コネクタ部、上記Ｉｒ受信部１４と同様のＩｒ受信部、盗難防止金具取付部等を備えている。

図２は、上記データプロジェクタ装置１０が備える電子回路の機能構成を示すブロック図である。
同図で、２１は入出力コネクタ部であり、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、ＲＧＢ入力端子、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子からなる。

入出力コネクタ部２１より入力される各種規格の画像信号は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２、システムバスＳＢを介して画像変換部２３で投影に適した所定のフォーマットの画像信号として認識し、必要に応じて適宜変換された後に、投影駆動部２４へ送られる。

この際、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用の各種キャラクタやポインタ等の記号も必要に応じて画像信号上に重畳加工された状態で投影駆動部２４へ送られる。

投影駆動部２４は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開して記憶させた上で、このビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成する。投影駆動部２４は、このビデオ信号のフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と画像サイズ、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、空間的光変調素子（ＳＯＭ）であるマイクロミラー素子２６を表示駆動する。

一方、リフレクタ２７内に配置された、例えば超高圧水銀灯を用いた光源ランプ２８が高輝度の白色光を出射する。光源ランプ２８の出射した白色光は、カラーホイール２９を介して時分割で原色に着色され、インテグレータ３０で輝度分布が均一な光束とされた後にミラー３１で全反射して上記マイクロミラー素子２６に照射される。

そして、マイクロミラー素子２６での反射光で光像が形成され、形成された光像が上記投影レンズ部１２を介して、投影対象となるここでは図示しないスクリーンに投影表示される。

投影レンズ部１２は、図示しないレンズ光学系中にフォーカスレンズ及びズームレンズを有し、それらは共に光軸方向に沿って前後に移動することで制御される。

また、上記光源ランプ２８の点灯駆動、及び上記カラーホイール２９用のモータ（Ｍ）３３の回転駆動をいずれも投影光処理部３４が実行する。

上記各回路の動作すべてを制御部３５が統括して制御する。この制御部３５はＣＰＵで構成されるものであり、動作プログラムや各種定型データ等を記憶した不揮発性メモリでなるプログラムメモリ３６、ワークメモリとして使用するＳＤＲＡＭ（シンクロナスＤＲＡＭ）でなるメインメモリ３７を用いてこのデータプロジェクタ装置１０内の制御動作を実行する。

この制御部３５に対し、操作部３８が接続される。操作部３８は、上記キー入力部１７と、上記Ｉｒ受信部１４及び図示しなかった本体ケーシング１１背面側のＩｒ受信部を含み、ユーザが直接またはリモートコントローラを介して操作したキーに基づくキーコード信号を制御部３５へ直接出力する。

上記制御部３５にはさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３９、無線ＬＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）４０、プロセス回路４１、インジケータ部１６、及び画像記憶部４２が接続される。

音声処理部３９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データをアナログ化し、このデータプロジェクタ装置１０の本体ケーシング１１の上面に設けられた上記スピーカ１５を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

無線ＬＡＮインタフェース４０は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ規格に則り、上記制御部３５の制御の下に、無線ＬＡＮアンテナ４３を介して無線ＬＡＮを構成する他の外部機器、例えばパーソナルコンピュータなどから送られてくる画像信号等を選択的に受付けて上記画像変換部２３へ送出する。

プロセス回路４１は、上記撮影レンズ部１３のレンズ光軸上の結像位置に配置された個体撮像素子としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）４４からの出力を受け、ＡＧＣ（自動利得制御）、Ａ／Ｄ変換を施した後にガンマ補正、輝度色差系へのマトリックス演算等のカラープロセス処理を実行して撮影画像データを得るもので、得た画像データは制御部３５の制御の下に画像記憶部４２に記憶される。

次に上記実施形態の動作について説明する。
以下に示す動作は、制御部３５がプログラムメモリ３６から読出した動作プログラムをメインメモリ３７に展開した上で実行するものである。

図３は、外部機器、例えばパーソナルコンピュータを入出力コネクタ部２１に接続したデータプロジェクタ装置１０で、電源を投入した後に実行する基本的な投影動作を示すものである。

その当初には、入出力コネクタ部２１より入力される外部機器からの画像信号によりマイクロミラー素子２６で光像を形成し、投影レンズ部１２より投影対象となるスクリーンに向けて照射する（ステップＳ１０１）。

次いで、撮影レンズ部１３を介して上記投影画像を撮影し、その画像データを画像記憶部４２に一時的に保持する（ステップＳ１０２）。撮影レンズ部１３は、上述した如くズーム機能と例えばコントラスト方式のＡＦ（自動合焦）機能を有しており、動作当初には投影レンズ部１２の投影画角に合わせた若干広めの撮影画角を設定しているものとする。

したがって、投影レンズ部１２と投影対象となるスクリーンとの間に何も存在しない状態であれば、投影レンズ部１２より照射した投影画像をそのまま撮影画像として取得することができる。

そこで、上記投影レンズ部１２より照射した投影画像と撮影レンズ部１３を介して取得した撮影画像とをパターンマッチング等の処理により比較し、投影画像範囲内での一致比較を行なう（ステップＳ１０３）。

その比較の結果、投影画像範囲内で不一致が合ったか否か、換言すれば投影画像範囲内に投影画像以外の何らかの画像が写り込んでいるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

ここで、両画像に不一致する点がなく、投影している通りの画像が撮影されていると判断した場合には、そのまま上記ステップＳ１０１からの処理に戻り、同様に入力画像にしたがった投影とその撮影とを繰返す。

また、上記ステップＳ１０４で投影画像と撮影画像とが一致せず、投影画像範囲内に投影画像以外の何らかの画像が写り込んでいると判断した場合には、次にその時点で投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致しているか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

ここで投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致していないと判断した場合には、撮影レンズ部１３での撮影範囲が投影レンズ部１２での投影範囲より狭くなっているものとして、ＣＣＤ４４で取得する撮影画像データの解像度を１段階上昇させる（すでに最大解像度となっている場合はそのまま）と共に撮影レンズ部１３でのズーム画角を一定量広げる（ズームダウン）（ステップＳ１０６）。

その後、上記ズームダウンにより投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致したか否かを判断し（ステップＳ１０７）、まだ一致していないと判断すると再び上記ステップＳ１０６からの処理に戻る。

そして、必要な回数だけ上記ステップＳ１０７，Ｓ１０８の処理を繰返した後にステップＳ１０７で投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致したと判断した場合、及び上記ステップＳ１０５で当初から投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致していたと判断した場合に、次いで投影画像として一時的に画面全面が白一色の画像を投影レンズ部１２より投影させる（ステップＳ１０８）。

これは、マイクロミラー素子２６でＲＧＢの各原色画像とも全面でフル階調となる光像を形成することにより実現されるもので、この全面白画像の投影を行なうことで、投影対象となるスクリーン前に位置している何らかの画像、具体的にはこのデータプロジェクタ装置１０のユーザその他がスクリーン上に一時的に貼付したドキュメント用紙や新聞紙等、あるいはスクリーン前に載置された何らかの立体物に対する照明光を照射するものである。

この状態でＣＣＤ４４から得られる撮影画像データをモニタリングし、被写体が静止したか否かを前後の画像データ間で比較して繰返し判断することで（ステップＳ１０９）、被写体が静止するのを待機する。

この場合、具体的には一定時間、例えば１秒間連続して被写体が静止した場合に静止したと判断することで、本来は被写体ではない、投影方向での単なる通過物を被写体として認識してしまうことがなく、確実に被写体の判断を行なうことができる。

そして、被写体が静止した時点でこれを判断し、被写体を含む投影範囲全面を撮影レンズ部１３を介して撮影し、その画像データを画像記憶部４２に一時的に保持する（ステップＳ１１０）。

この画像記憶部４２に保持した撮影画像データに基づき、上記ステップＳ１０１での入出力コネクタ部２１への入力信号に基づいた画像の投影に代えて、撮影した画像データの光像をマイクロミラー素子２６で作成して投影レンズ部１２により投影対象となるスクリーンに照射する（ステップＳ１１１）。

このように撮影画像をそのまま投影することで、スクリーン前に何らかのドキュメント用紙類等を一時的に提示するだけの簡易な書画カメラの機能を実現することができる。

この撮影画像の投影状態を維持しながら、例えばキー操作部１７のキャンセルキーあるいは図示しないリモートコントローラの同キーが操作されるか否かにより、同撮影画像の投影状態を解除するキー操作がなされたか否かを判断し（ステップＳ１１２）、そうでなければ再び上記ステップＳ１１１からの処理に戻る。

こうして撮影画像を投影する状態を維持しながら、ユーザによる解除操作がなされるのを待機する。

そして、撮影画像の投影状態を解除するためのキー操作がなされた時点でステップＳ１１２においてそれを判断し、再び上記ステップＳ１０１からの処理に戻って、入出力コネクタ部２１より入力される画像信号に基づいた投影を行なう状態に復帰する。

このように本実施形態によれば、ユーザは単に投影範囲内に所望のドキュメント用紙類等を提示し、あるいはスクリーンがホワイトボードであればスクリーン上にマグネット等で一時的にドキュメント用紙類をピンアップする、という動作だけで、読取った画像を即時投影内容に反映することが可能となる。

また、撮影レンズ部１３、ＣＣＤ４４及びプロセス回路４１を含む撮影系は、投影レンズ部１２での投影方向に対応したものであり、当然ながらこのデータプロジェクタ装置１０が投影画像の自動合焦機能及び自動台形補正機能を有する場合のスクリーン面との距離を含む相対的な位置関係を取得する場合にも利用することができる。

そのため、データプロジェクタ装置１０全体で特に書画取得専用の撮影系部材の構造を設ける必要がなく、より簡易な構成で書画カメラ機能を実現できる。

加えて、上記実施形態では、画面全体で白画像を投影している状態で、被写体の静止を判断した上でその被写体の撮影を行なうものとした。すなわち、モニタ画像上での時間方向の前後の一致を判断し、一定時間以上静止した場合に被写体の静止と判断してその撮影を行なうものとした。

これにより、本来は被写体ではない、投影方向での単なる通過物を被写体として認識してしまうのを回避して、確実に被写体の特定を行なうことができる。

（第２の実施形態）
以下本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の第２の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、同実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０の、外観構成については上記図１と、電子回路の機能構成については上記図２と、それぞれ基本的に同様であるものとして、同一部分には同一符号を用いてその図示と説明とを省略するものとする。

次に上記実施形態の動作について説明する。
以下に示す動作は、制御部３５がプログラムメモリ３６から読出した動作プログラムをメインメモリ３７に展開した上で実行するものである。

図４は、外部機器、例えばパーソナルコンピュータを入出力コネクタ部２１に接続したデータプロジェクタ装置１０で、電源を投入した後に実行する基本的な投影動作を示すものである。

その当初には、入出力コネクタ部２１より入力される外部機器からの画像信号によりマイクロミラー素子２６で光像を形成し、投影レンズ部１２より投影対象となるスクリーンに向けて照射する（ステップＳ２０１）。

次いで、撮影レンズ部１３を介して上記投影画像を撮影し、その画像データを画像記憶部４２に一時的に保持する（ステップＳ２０２）。撮影レンズ部１３は、上述した如くズーム機能と例えばコントラスト方式のＡＦ（自動合焦）機能を有しており、動作当初には投影レンズ部１２の投影画角に合わせた若干広めの撮影画角を設定しているものとする。

したがって、投影レンズ部１２と投影対象となるスクリーンとの間に何も存在しない状態であれば、投影レンズ部１２より照射した投影画像をそのまま撮影画像として取得することができる。

そこで、上記投影レンズ部１２より照射した投影画像と撮影レンズ部１３を介して取得した撮影画像とをパターンマッチング等の処理により比較し、投影画像範囲内での一致比較を行なう（ステップＳ２０３）。

その比較の結果、投影画像範囲内で不一致が合ったか否か、換言すれば投影画像範囲内に投影画像以外の何らかの画像が写り込んでいるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。

ここで、両画像に不一致する点がなく、投影している通りの画像が撮影されていると判断した場合には、そのまま上記ステップＳ２０１からの処理に戻り、同様に入力画像にしたがった投影とその撮影とを繰返す。

また、上記ステップＳ２０４で投影画像と撮影画像とが一致せず、投影画像範囲内に投影画像以外の何らかの画像が写り込んでいると判断した場合には、次にその時点で投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致しているか否かを判断する（ステップＳ２０５）。

ここで投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致していないと判断した場合には、撮影レンズ部１３での撮影範囲が投影レンズ部１２での投影範囲より狭くなっているものとして、次いで投影画像として全画像中、上記不一致であると判断した領域を含む、近傍領域のみが一時的に白色、その周囲は黒色となるような画像を投影レンズ部１２より投影させる（ステップＳ２０７）。

これは、白部分がマイクロミラー素子２６でＲＧＢの各原色画像ともフル階調となる光像を形成することにより実現されるもので、この特定領域のみ白画像の投影を行なうことで、投影対象となるスクリーン前に位置している何らかの画像、具体的にはこのデータプロジェクタ装置１０のユーザその他がスクリーン上に一時的に貼付したドキュメント用紙や新聞紙等、あるいはスクリーン前に載置された何らかの立体物に対し、その大きさに対応した照明光を照射することができる。

図５は、上記ステップＳ２０４で投影画像と撮影画像とで不一致であると判断した場合の、投影レンズ部１２による投影範囲ＰＪと撮影レンズ部１３での撮影範囲ＤＣとの位置関係を例示するものである。

このように投影範囲ＰＪに比して撮影範囲ＤＣがその一部のみである場合には、上記ステップＳ２０５でそれを判断し、撮影範囲ＤＣをカバーするように上記ステップＳ２０７で当該部分を含む近傍領域のみ白色画像となるような部分的な白色画像を照明光として投影レンズ部１２より照射する。

図６は、そのとき投影レンズ部１２より照射される部分的な白色画像ＷＬを投影範囲ＰＪ及び撮影範囲ＤＣと共に示すものである。このように撮影範囲ＤＣをカバーするような部分的な白色画像を意図的に投影することで、ユーザに対して投影したいドキュメント用紙類をどこに位置させるべきかを視覚的に明示するものとした。

なお、上記ステップＳ２０５で投影レンズ部１２での投影範囲と撮影レンズ部１３での撮影範囲とが略一致していると判断した場合には、上記第１の実施形態と同様に投影画像として一時的に画面全面が白一色の画像を投影レンズ部１２より投影させる（ステップＳ２０６）。

上記ステップＳ２０７またはＳ２０６による部分的あるいは全面の白色光の照射状態からＣＣＤ４４から得られる撮影画像データをモニタリングし、被写体が静止したか否かを前後の画像データ間で比較して繰返し判断することで（ステップＳ２０８）、被写体が静止するのを待機する。

この場合、具体的には一定時間、例えば１秒間連続して被写体が静止した場合に静止したと判断することで、本来は被写体ではない、投影方向での単なる通過物を被写体として認識してしまうことがなく、確実に被写体の判断を行なうことができる。

そして、被写体が静止した時点でこれを判断し、その時点で設定されている撮影レンズ部１３のズーム角度での撮影を実行し、画像データを取得して画像記憶部４２に一時的に保持する（ステップＳ２０９）。

この画像記憶部４２に保持した撮影画像データに基づき、上記ステップＳ２０１での入出力コネクタ部２１への入力信号に基づいた画像の投影に代えて、撮影した画像データの光像をマイクロミラー素子２６で作成して投影レンズ部１２により投影対象となるスクリーンに投影範囲ＰＪ全面で照射する（ステップＳ２１０）。

このように撮影画像をそのまま投影することで、スクリーン前に何らかのドキュメント用紙類等を一時的に提示するだけの簡易な書画カメラの機能を実現することができる。

この撮影画像の投影状態を維持しながら、例えばキー操作部１７のキャンセルキーあるいは図示しないリモートコントローラの同キーが操作されるか否かにより、同撮影画像の投影状態を解除するキー操作がなされたか否かを判断し（ステップＳ２１１）、そうでなければ再び上記ステップＳ２１０からの処理に戻る。

こうして撮影画像を投影する状態を維持しながら、ユーザによる解除操作がなされるのを待機する。

そして、撮影画像の投影状態を解除するためのキー操作がなされた時点でステップＳ２１１においてそれを判断し、再び上記ステップＳ２０１からの処理に戻って、入出力コネクタ部２１より入力される画像信号に基づいた投影を行なう状態に復帰する。

このように本実施形態によれば、特に投影レンズ部１２での投影範囲ＰＪに比して撮影レンズ部１３による撮影範囲ＤＣが小さくなっている状態、すなわち撮影レンズ部１３のズーム角度がより望遠側にセットされている場合には、意図的にその撮影範囲ＤＣのみが白色となるように照明光を部分的なものとする。

したがって、上述した如くユーザに対して投影したいドキュメント用紙類をどこに位置させるべきかを視覚的に明示することができる。

加えて、このように撮影レンズ部１３が望遠側にセットされた撮影範囲ＤＣでの画像を後に投影範囲ＰＪ全面で拡大して投影することとなるので、投影範囲ＰＪの大きさを活かしてドキュメント用紙類の内容をより大きく投影させることができる。

（第３の実施形態）
以下本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の第３の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、同実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０の、外観構成については上記図１と、電子回路の機能構成については上記図２と、それぞれ基本的に同様であるものとして、同一部分には同一符号を用いてその図示と説明とを省略するものとする。

次に上記実施形態の動作について説明する。
以下に示す動作は、制御部３５がプログラムメモリ３６から読出した動作プログラムをメインメモリ３７に展開した上で実行するものである。

図７は、外部機器、例えばパーソナルコンピュータを入出力コネクタ部２１に接続したデータプロジェクタ装置１０で、電源を投入した後に実行する基本的な投影動作を示すものである。

その当初には、後述する合成画像の投影モードが設定されているか否かを判断し（ステップＳ３０１）、そうでないと判断すると、その時点で入出力コネクタ部２１より入力される外部機器からの画像信号によりマイクロミラー素子２６で光像を形成し、投影レンズ部１２より投影対象となるスクリーンに向けて照射する（ステップＳ３０２）。

次いで、撮影レンズ部１３を介して上記投影画像を撮影し、その画像データを画像記憶部４２に一時的に保持する（ステップＳ３０３）。撮影レンズ部１３は、上述した如くズーム機能と例えばコントラスト方式のＡＦ（自動合焦）機能を有しており、動作当初には投影レンズ部１２の投影画角に合わせた若干広めの撮影画角を設定しているものとする。

したがって、投影レンズ部１２と投影対象となるスクリーンとの間に何も存在しない状態であれば、投影レンズ部１２より照射した投影画像をそのまま撮影画像として取得することができる。

そこで、上記投影レンズ部１２より照射した投影画像と撮影レンズ部１３を介して取得した撮影画像とをパターンマッチング等の処理により比較し、投影画像範囲内での一致比較を行なう（ステップＳ３０４）。

その比較の結果、投影画像範囲内で不一致があったか否か、換言すれば投影画像範囲内に投影画像以外の何らかの画像が写り込んでいるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。

ここで、両画像に不一致する点がなく、投影している通りの画像が撮影されていると判断した場合には、そのまま上記ステップＳ３０１からの処理に戻り、同様にステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理を繰返すことで、入力画像にしたがった投影とその撮影とを繰返す。

図８は、投影対象となるスクリーン（図示せず）上の投影範囲ＰＪとその脇に用意されたドキュメント書類Ｐとを例示するものである。図９に示すようにこのドキュメント書類Ｐを投影範囲ＰＪ内に位置させた場合、その画像を上記ステップＳ３０２で撮影した後にステップＳ３０３で投影画像と比較することで、続くステップＳ３０５で両画像が不一致であると判断することとなる。

その場合、次にその時点で撮影レンズ部１３での撮影範囲が、ドキュメント書類Ｐの範囲を示す不一致となった領域と略一致しているか否かを判断する（ステップＳ３０６）。

ここで撮影レンズ部１３での撮影範囲がドキュメント書類Ｐの範囲を示す不一致となった領域と略一致していないと判断した場合には、撮影レンズ部１３での撮影範囲がなるべく不一致となった領域に近づくように撮影レンズ部１３でのズーム画角を一定量狭める（ズームアップ）か、または広げる（ズームダウン）かすると共に、ＣＣＤ４４で取得する撮影画像データの解像度を１段階上昇させる（すでに最大解像度となっている場合はそのまま）（ステップＳ１０６）。

その上で、再度撮影レンズ部１３での撮影範囲が不一致となった領域と略一致しているか否かを再度判断し（ステップＳ３０８）、まだ一致していないと判断すると再び上記ステップＳ３０７からの処理に戻る。

そして、必要な回数だけ上記ステップＳ３０７，Ｓ３０８の処理を繰返した後にステップＳ３０８で撮影レンズ部１３での撮影範囲とドキュメント書類Ｐの範囲を示す不一致となった領域とが略一致したと判断した場合、あるいは上記ステップＳ３０６で当初から撮影レンズ部１３での撮影範囲とドキュメント書類Ｐの範囲を示す不一致となった領域とが略一致していたと判断した場合に、次いで投影画像として全画像中、上記不一致であると判断したドキュメント書類Ｐの領域を含む近傍領域のみを一時的に白色、その周囲は直前の上記ステップＳ３０２で投影していた入力画像となるような画像を作成し、投影レンズ部１２より投影させる（ステップＳ３０９）。

図１０は、このとき投影レンズ部１２より投影される画像の内容を例示するものである。同図に示す如く、上記図８で示した投影範囲ＰＪ内の画像中、図９のドキュメント書類Ｐの領域に該当する部分を白色画像として投影している状態を示す。したがって、投影範囲ＰＪ中のドキュメント書類Ｐに対応する領域に対しては白色の照明光が照射されることになる。

この状態で撮影レンズ部１３を介してドキュメント書類Ｐの領域の画像をＣＣＤ４４から得られる撮影画像データでモニタリングし、被写体であるドキュメント書類Ｐが静止したか否かを前後の画像データ間で比較して繰返し判断することで（ステップＳ３１０）、被写体が静止するのを待機する。

この場合、具体的には一定時間、例えば１秒間連続して被写体が静止した場合に静止したと判断することで、本来は被写体ではない、投影方向での単なる通過物を被写体として認識してしまうことがなく、確実に被写体の判断を行なうことができる。

そして、被写体が静止した時点でこれを判断し、その時点で設定されている撮影レンズ部１３のズーム角度、解像度での撮影を実行し、画像データを取得して画像記憶部４２に一時的に保持する（ステップＳ３１１）。

ここで合成画像の投影モードを設定した後（ステップＳ３１２）、上記ステップＳ３０１からの処理に戻る。

そしてステップＳ３０１において、上記ステップＳ３１２で設定した合成画像の投影モードであることを確認すると、次いで画像記憶部４２に保持した撮影画像データに基づき、入出力コネクタ部２１に入力される画像信号中のドキュメント書類Ｐに該当する領域に、撮影した画像データをはめ込んだ合成画像を作成し、その光像をマイクロミラー素子２６で形成して投影レンズ部１２により投影対象となるスクリーンに照射する（ステップＳ３１４）。

図１１は、このとき投影レンズ部１２より投影される合成画像の内容を例示するものである。同図に示す如く、上記図１０で示した投影範囲ＰＪ内の画像に加えて、ドキュメント書類Ｐの領域を撮影して得た撮影画像ＰＩを合成して投影している状態を示す。

このように元の入力画像に対し、撮影により得た画像をはめ込み合成した画像を投影することで、ドキュメント書類Ｐをずっと保持しておらずともよく、また元の入力画像部分がドキュメント書類Ｐに映り込んで判読が困難となってしまうこともないため、スクリーン前に何らかのドキュメント用紙類等を一時的に提示するだけで元の入力画像中にそれを反映する、簡易な書画カメラの機能を実現することができる。

この合成画像の投影状態を維持しながら、例えばキー操作部１７のキャンセルキーあるいは図示しないリモートコントローラの同キーが操作されるか否かにより、同撮影画像の投影状態を解除するキー操作がなされたか否かを判断し（ステップＳ３１５）、そうでなければ再び上記ステップＳ３０１からの処理に戻る。

こうして撮影画像を投影する状態を維持しながら、ユーザによる解除操作がなされるのを待機する。

そして、撮影画像の投影状態を解除するためのキー操作がなされた時点でステップＳ３１５においてそれを判断し、合成画像の投影モードの設定を解除した後（ステップＳ３１６）、上記ステップＳ３０１からの処理に戻ることで、再び入出力コネクタ部２１より入力される画像信号のみに基づいた投影を行なう状態に復帰する。

このように本実施形態によれば、元の入力画像に対し、撮影により得た画像をはめ込み合成した画像を投影することで、ドキュメント書類Ｐをずっと保持しておらずともよく、また元の入力画像部分がドキュメント書類Ｐに映り込んで判読が困難となってしまうこともないため、スクリーン前に何らかのドキュメント用紙類等を一時的に提示するだけで元の入力画像中にそれを反映する、簡易な書画カメラの機能を実現することができる。

なお、上記第１乃至第３の実施形態はいずれも本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合について説明したものであるが、本発明は光像を形成するプロジェクタ方式を限定するものではなく、例えば透過式あるいは反射式のカラー液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ等でも同様に実現可能である。

また、投影画像範囲を撮影するための撮影系を構成する上記撮影レンズ部１３は、自動合焦機能及び光学的なズーム機能を有するものとして説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば固定焦点でデジタル的なズーム処理を行なうことによっても同様の機能を実現することができる。

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り適宜の組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。

本発明の第１の実施形態に係るデータプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図 同実施形態に係る電子回路の概略機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る電源投入後の投影動作時の処理内容を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る電源投入後の投影動作時の処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る投影範囲と撮影範囲との位置関係を例示する図。 同実施形態に係る上記図５の状態で照射される部分的な白色画像を例示する図。 本発明の第３の実施形態に係る電源投入後の投影動作時の処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る投影内容等を例示する図。 同実施形態に係る投影内容等を例示する図。 同実施形態に係る投影内容等を例示する図。 同実施形態に係る投影内容等を例示する図。

符号の説明

１０…データプロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ部、１３…撮影レンズ部、１４…Ｉｒ受信部、１５…スピーカ、１６…インジケータ部、１７…キー操作部、１８Ａ，１８Ｂ…調整脚部、２１…入出力コネクタ部、２２…入出力インタフェース２（Ｉ／Ｆ）、２３…画像変換部、２４…投影駆動部、２５…ビデオＲＡＭ、２６…マイクロミラー素子（ＳＯＭ）、２７…リフレクタ、２８…光源ランプ、２９…カラーホイール、３０…インテグレータ、３１…ミラー、３３…モータ（Ｍ）、３４…投影光処理部、３５…制御部（ＣＰＵ）、３６…プログラムメモリ、３７…メインメモリ、３８…操作部、３９…音声処理部、４０…無線ＬＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）、４１…プロセス回路、４２…画像記憶部、４３…無線ＬＡＮアンテナ、４４…ＣＣＤ、ＤＣ…撮影範囲、ＰＩ…撮影画像、ＰＪ…投影範囲、ＳＢ…システムバス、ＷＬ…白色画像。

Claims (8)

1. 入力画像に応じた光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影手段と、
   上記投影手段の投影する画像を撮影する撮影手段と、
   上記投影手段の投影画像と上記撮影手段の撮影画像とから投影対象方向での画像の不一致を検出する検出手段と、
   上記検出手段での検出に応じて上記投影手段により白色画像を投影させる第１の投影制御手段と、
   上記第１の投影制御手段による制御下で上記撮影手段による撮影を実行させる撮影制御手段と、
   上記撮影制御手段で得た撮影画像を上記投影手段で投影させる第２の投影制御手段と
   を具備したことを特徴とする投影装置。
2. 上記撮影制御手段は、上記第１の投影制御手段による制御下で被写体となる投影対象方向の静止を判断した上で上記撮影手段による撮影を実行させることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
3. 上記投影対象方向の静止は、所定時間連続して被写体が静止した場合に静止したと判断することを特徴とする請求項２記載の投影装置。
4. 上記第１の投影制御手段は、上記撮影手段による撮影領域を含む範囲で部分白色画像を投影させることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
5. 上記撮影制御手段は、上記第１の投影制御手段で投影した部分白色画像を投影した領域の撮影を行ない、
   上記第２の投影制御手段は、上記撮影制御手段で得た部分白色画像を投影した領域の撮影画像を拡大して全画面で投影させる
   ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
6. 上記第２の投影制御手段は、撮影制御手段で得た撮影画像を上記入力画像中にはめ込んだ合成画像を作成して上記投影手段で投影させることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
7. 入力画像に応じた光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影部と、上記投影部の投影する画像を撮影する撮影部とを備えた投影装置での投影方法であって、
   上記投影部の投影画像と上記撮影部の撮影画像とから投影対象方向での画像の不一致を検出する検出工程と、
   上記検出工程での検出に応じて上記投影部により白色画像を投影させる第１の投影制御工程と、
   上記第１の投影制御工程での動作下で上記撮影部による撮影を実行させる撮影制御工程と、
   上記撮影制御工程で得た撮影画像を上記投影部で投影させる第２の投影制御工程と
   を有したことを特徴とする投影方法。
8. 入力画像に応じた光像を形成し、投影対象に向けて投影する投影部と、上記投影部の投影する画像を撮影する撮影部とを備えた投影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、
   上記投影部の投影画像と上記撮影部の撮影画像とから投影対象方向での画像の不一致を検出する検出ステップと、
   上記検出ステップでの検出に応じて上記投影部により白色画像を投影させる第１の投影制御ステップと、
   上記第１の投影制御ステップでの動作下で上記撮影部による撮影を実行させる撮影制御ステップと、
   上記撮影制御ステップで得た撮影画像を上記投影部で投影させる第２の投影制御ステップと
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

Images