CN104735378B - 投影装置以及投影方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供投影装置以及投影方法，能够容易地设定放置要投射的资料的场所并容易地指示作为投射对象的资料。投影仪(100)具备：在白板(200)上投图像射的投影部(50)；摄像白板(200)的摄像部(30)；以及控制部(10)，其根据摄像部(30)所摄像的白板(200)的显示状况来设定表示提取在白板(200)上添加的对象物(260)的图像的范围的摄像区域，在白板(200)上投射示出摄像区域的摄像区域图像(250)。

Description

投影装置以及投影方法
技术领域
本发明涉及投影装置以及投影方法。
背景技术
目前，如下述专利文献1所示，公知这样的投影装置：内置有数字照相机等摄像单元，摄像单元对放置在原稿台上的资料进行拍摄，将所拍摄的图像投射到投影面。
在这样的投影装置中，当希望对放置在原稿台上的资料进行放大投影时，用户需要指定拍摄的区域。例如，用户通过在包含期望的位置的对角的两个位置处配置预先决定的标记，来指示要放大的地方。
专利文献1：日本特开2004-187140号公报
但是，当在原稿台上放置了大量的资料、或者在原稿台的板面上利用规定的笔等手写了信息时，为了对放大投影的资料与其它资料进行区别，需要变更资料的放置位置，或者将手写信息誊写到其它区域而进行移动，耗费大量的劳力和时间。另外，在投影的资料的大小不同的情况下，每次都要移动标记进行指示，非常麻烦。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供容易地设定放置作为投影对象的资料的原稿台的区域并简便地指示资料的投影的投影装置。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，可作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]本应用例的投影装置的特征是具备：投影部，其投射图像，显示在显示面上；摄像部，其拍摄所述显示面；以及控制部，其根据所述摄像部所拍摄的所述显示面的显示状况来设定第1区域，利用所述投影部将示出所设定的所述第1区域的区域图像显示在所述显示面上，所述第1区域表示提取在所述显示面上添加的对象物的图像的范围。
根据这样的结构，基于摄像部所拍摄的显示面的显示状况来设定表示提取对象物的图像的范围的第1区域，利用投影部在显示面上显示示出所设定的第1区域的区域图像。因此，明示为了提取对象物的图像而应该添加的区域，在明示的区域内添加对象物，由此，容易地提取对象物的图像。
[应用例2]在上述应用例的投影装置中优选的是，所述控制部将所述显示面中超过规定面积且与所述摄像部接近的空白区域设定为所述第1区域。
根据这样的结构，因为将空白区域设定为第1区域，所以，在提取对象物的图像时能够排除背景区域的影响，另外，第1区域与摄像部接近，从而使拍摄第1区域的摄像距离变短，从而能够抑制所拍摄的图像的分辨率降低。
[应用例3]在上述应用例的投影装置中优选的是，该投影装置具备存储所述摄像部所拍摄的图像的存储部，所述控制部比较所述摄像部拍摄所述第1区域而得的第1图像与存储在所述存储部中的所述第1区域的第2图像，检测是否在所述第1区域中添加了所述对象物。
根据这样的结构，能够根据所拍摄的第1图像与存储在存储部中的第2图像的之间的比较，检测是否添加了对象物。
[应用例4]在上述应用例的投影装置中优选的是，所述控制部在检测到在所述第1区域中添加了所述对象物时，根据所述第1图像与所述第2图像的差异，从所述第1图像中提取所述对象物的图像。
根据这样的结构，可根据第1图像与第2图像的差异来容易地提取对象物的图像。
[应用例5]在上述应用例的投影装置中优选的是，所述控制部生成基于所提取的所述对象物的第3图像，以能够进行指示的方式将所生成的所述第3图像显示在所述显示面的第2区域中，在指示了所述第3图像时，将所述对象物的图像显示在第3区域中。
根据这样的结构，利用第3图像在显示面上通知提取了对象物的图像的情况，并指示第3图像，由此能够在显示面上显示对象物的图像。
[应用例6]在上述应用例的投影装置中，所述区域图像是利用规定的图案填充所述第1区域而得的图像、或是描绘所述第1区域的外框而得的图像。
[应用例7]本应用例的投影方法的其特征是包括以下步骤：摄像步骤，投射图像，拍摄显示所述图像的显示面；设定步骤，根据在所述摄像步骤中拍摄的所述显示面的显示状况来设定第1区域，该第1区域表示提取在所述显示面上添加的对象物的图像的范围；以及区域投射步骤，将示出所设定的所述第1区域的区域图像显示在所述显示面上。
根据这样的方法，基于摄像部所拍摄的显示面的显示状况来设定表示提取对象物的图像的范围的第1区域，投影部在显示面上显示示出所设定的第1区域的区域图像。因此，明示为了提取对象物的图像而应该添加的区域，在明示的区域内添加对象物，由此，容易地提取对象物的图像。
附图说明
图1是示出本发明实施方式的投影仪和白板一体化的方式的外观图。
图2是示出投影仪的功能结构的框图。
图3是示意性示出投影部的光学系统的图。
图4是示出投影处理的流程图。
图5是示出白板的显示状况的转变的图。
标号说明
10控制部；12摄像区域设定部；14图像处理部；16对象图像提取部；18图像数据存储部；20缩略图像生成部；22放大操作识别部；24投射图像生成部；30摄像部；40操作部；45图像输入部；50投影部；51光学单元；52光学部件用壳体；55光源装置；56发光管；57反射镜；60照明光学装置；61；62透镜阵列；63偏光转换元件；64重叠透镜；65色分离光学装置；66、67分色镜；68反射镜；69场透镜(field lens)；70中继光学装置；72入射侧透镜；74、78反射镜；76中继透镜；80光调制装置；84入射侧偏光板；85R、85G、85B液晶装置；86射出侧偏光板；88正交分光棱镜；90投影光学装置；92投影透镜；94反射镜；100投影仪；200白板；220腿部；230操作面板；240轮脚；250摄像区域图像；260对象物；270缩略图像；280支承件；285投影图像。
具体实施方式
以下，附参照图来说明本发明的实施方式。
(实施方式)
图1是示出作为投影装置的投影仪100与可使用油笔等书写的白板200经由作为保持机构的支承件280而一体化的方式的外观图。在白板200的上部安装有支承件280，支承件280以悬挂投影仪100的方式进行保持。
投影仪100具备利用反射镜对投射的光束进行广角化而进行投射的功能，在白板200的一个面(显示面)上对投影图像进行放大投影。此外，在本实施方式中假定投影仪100从白板200的上部投射的方式，但不限于此。例如，还可以假定投影仪100固定在白板200的下部并从下部投射的方式。
另外，白板200被设置为从正面观察时是上下方向比左右方向长的长方形状，但形状没有限定。例如，也可以是左右方向比上下方向长的长方形状，还可以是上下方向与左右方向相等的正方形状。
白板200被腿部220支承，在腿部220的底面设置有轮脚240。
另外，在白板200的显示面的下方设置有用于操作投影仪100的操作面板230，用户可通过来自操作面板230的操作来在显示面上放大或缩小期望的图像而进行投影。而且，在用户握持规定的电子笔(未图示)来指示由投影仪100投射到白板200上的菜单画面等的情况下，投影仪100能够识别电子笔的指示位置，执行与菜单画面对应的操作。
另外，在白板200的显示面上显示有摄像区域图像250。用户能够利用磁体等在该摄像区域图像250所显示的区域上以粘贴的方式添加文档等，由此，能够作为文档等的图像数据由投影仪100取得。
图2是示出投影仪100的功能结构的框图。投影仪100具备控制部10、摄像部30、操作部40、图像输入部45以及投影部50。另外，控制部10具备摄像区域设定部12、图像处理部14、对象图像提取部16、图像数据存储部18、缩略图像生成部20、放大操作识别部22以及投射图像生成部24。
控制部10控制投影仪100的动作。摄像部30假定为数字照相机，对在白板200的显示面上显示的图像、添加到显示面上的文档、用户利用油笔等在白板200的显示面上书写的文字及图形等进行拍摄，将拍摄的图像数据发送到控制部10。
操作部40假定为操作面板230，由用户指示规定的操作。另外，图像输入部45经由省略图示的存储卡或通信，以规定的文件形式被输入用于供投影部50投影的图像数据。
投影部50在白板200的显示面上对基于从图像处理部14输出的图像信号的图像进行放大投影。
接着，说明控制部10的各功能部。摄像区域设定部12对摄像部30所拍摄的白板200的显示面的图像数据进行分析，根据显示面的显示状况来设定摄像区域(第1区域)，该摄像区域表示添加到白板200上的对象物260(图5)的提取范围。作为一例，摄像区域被设定为没有用油笔等写入白板200的空白区域(无色区域)、且超过规定面积的区域。
在本实施方式中，摄像区域设定部12在检测出2个以上的可设定为摄像区域的区域时，为了维持所拍摄的图像数据的质量，将与摄像部30的距离短的区域决定为摄像区域。
而且，摄像区域设定部12生成表示所设定的摄像区域的摄像区域图像250，将所生成的摄像区域图像250的图像数据发送到图像处理部14，在白板200上进行显示。摄像区域图像250例如可以是利用规定的颜色或图形填充相应的范围而进行显示的方式，另外，也可以是仅描绘外框而进行显示的方式。
对象图像提取部16检测是否在摄像区域图像250所示的摄像区域内粘贴了对象物260(图5)，在检测到的情况下提取对象物260的图像。此外，对象物260假定为包含图形或照片等的图像、写入或印刷有文章等文本信息的资料或原稿等模拟素材，但不限于此。
在本实施方式中，对象图像提取部16以规定的时间间隔向摄像部30指示摄像区域图像250的拍摄，取得摄像部30所拍摄的图像数据，存储到图像数据存储部18内。然后，比较摄像时刻不同的多个图像而提取图像的差异，由此，取得在摄像区域内添加的对象物260的图像。将所取得的对象物260的图像数据存储在图像数据存储部18中，并且发送到缩略图像生成部20。
缩略图像生成部20根据从对象图像提取部16发送的对象物260的图像数据，生成对象物260的缩略图像270(图5)，将所生成的缩略图像270的图像数据发送到图像处理部14，在白板200上进行显示。
当在摄像区域内添加了多个对象物260时，对象图像提取部16可分别提取对象物260，缩略图像生成部20生成各个缩略图像270，另外，对象图像提取部16也可以将多个对象物260提取为1个对象物260，缩略图像生成部20生成包含多个对象物260的1个缩略图像270。
放大操作识别部22识别用户对在白板200上显示的缩略图像270进行的放大操作指示。在本实施方式中，假定利用电子笔对缩略图像270进行规定的操作或者从操作部40指示放大显示的方式。放大操作识别部22在识别出放大操作指示的情况下，将缩略图像270的放大显示指示发送到投射图像生成部24。
投射图像生成部24根据从放大操作识别部22发送的放大显示指示，从图像数据存储部18中读出与缩略图像270对应的对象物260的图像数据，将读出的对象物260的图像数据发送到图像处理部14，作为对象物的投影图像285(图5)显示在白板200上。
图像处理部14对从摄像区域设定部12、缩略图像生成部20或投射图像生成部24发送的各个图像数据实施图像处理，生成投影部50可投射的图像信号，将所生成的图像信号发送到投影部50。
在本实施方式中，图像处理部14根据所输入的图像数据进行调整大小处理，并且生成用亮度值表示R(红)、G(绿)以及B(蓝)的各灰度的图像信号以及亮度信号。而且，图像处理部14根据亮度信号算出特征量，基于根据所算出的特征量而计算的膨胀系数对图像信号进行膨胀处理，将膨胀处理后的图像信号分别发送到投影部50的液晶装置85R、85G、85B(图3)。
此外，控制部10具备都省略图示的CPU(Central Processing Unit)、ROM(ReadOnly Memory)以及RAM(Random Access Memory)等作为硬件。CPU是进行各种运算处理的中央处理装置，通过与各部进行信号的输入输出来统一控制投影仪100。ROM存储用于供CPU进行各种运算处理的控制程序以及控制数据。在该控制程序中包含在图像处理部14中使用的图像处理程序。另外，在ROM中还存储有各种程序等。RAM作为CPU进行各种运算处理时的作业区域进行使用。
通过这些硬件与程序进行协作来实现上述控制部10的各功能部的功能。
图3是示意性示出投影部50的光学系统的图。参照该图3说明光学系统的概括结构。
投影部50的光学系统构成为具有光学单元51。光学单元51具备光学部件用壳体52、光源装置55、照明光学装置60、色分离光学装置65、中继光学装置70、光调制装置80以及投影光学装置90。构成这些各个装置的光学部件收纳在光学部件用壳体52中。
光源装置55具备射出光束的发光管56以及反射镜57。光源装置55使从发光管56射出的光束经由反射镜57进行反射而使射出方向一致，射向照明光学装置60。照明光轴OC是从光源装置55向被照明区域侧射出的光束的中心轴。光源可假定为LED或激光器等固体光源。
照明光学装置60具备透镜阵列61、62、偏光转换元件63、重叠透镜64以及场透镜69，具有针对从光源装置55射出的光束使得与照明光轴OC正交的面内的照明度均匀化的功能。
色分离光学装置65具备分色镜66、67、反射镜68，将从照明光学装置60射出的光束分离为红色(R)光、绿色(G)光、蓝色(B)光这3色的色光，向3个液晶装置85R、85G、85B进行导光。
中继光学装置70具备入射侧透镜72、中继透镜76以及反射镜74、78。该中继光学装置70针对由色分离光学装置65分离的色光(在本实施方式中为R光)，使光路的长度比其它色光的光路的长度长，所以，防止由于光的发散等而引起的光利用效率降低，并传导到液晶装置(在本实施方式中为液晶装置85R)。
光调制装置80具备3个入射侧偏光板84、3个液晶装置85R、85G、85B、3个射出侧偏光板86以及正交分光棱镜(Cross Dichroic Prism)88。液晶装置85R、85G、85B根据图像信号来调制由色分离光学装置65分离的各色光。正交分光棱镜88合成由液晶装置85R、85G、85B调制的各色光，射出到投影光学装置90侧。光调制装置80也可以假定为采用数字镜器件(DMD)的调制方式。
投影光学装置90具备超短焦点的投影透镜92以及具有曲面的反射镜94。该投影光学装置90利用投影透镜92来放大由光调制装置80调制并合成的光束，利用反射镜94进行反射而向白板200的显示面进行放大投影，由此，在显示面上显示基于图像信号的图像。
接着，图4是示出投射粘贴在白板200上的对象物260的图像的投射处理(投影方法)的流程图，还参照表示图5所示的白板200中的转变的图进行说明。
例如，如图5的(a)所示，假定在白板200的大致中央部手写了文字的状态。用户对操作部40进行操作来开始投影处理。
开始投射处理后，控制部10使摄像部30拍摄白板200的显示面的全部区域(步骤S300)<摄像步骤>。
接着，控制部10根据摄像部30拍摄的显示面的图像数据来决定摄像区域(步骤S302)<设定步骤>。例如，在图5的(a)的情况下，控制部10在白板200的上方决定摄像区域，作为与摄像部30接近、且空白区域超过规定基准面积的场所。
接着，如图5的(b)所示，控制部10向白板200投射表示摄像区域的摄像区域图像250，由此，向用户示教摄像区域(步骤S304)<区域投射步骤>。此外，可通过用户对操作部40进行操作，来重新决定摄像区域。因此，在用户没有获得期望的摄像区域时，用户可在重新配置显示面的空白区域之后指示重新决定摄像区域。另外，还可以假定用户经由操作部40或电子笔等的操作来指示摄像区域的位置或大小的方式。
接着，控制部10使摄像部30拍摄摄像区域，存储所拍摄的图像(步骤S306)。也可以在决定摄像区域之后，自动地开始摄像区域的拍摄，另外，还可以通过用户从操作部40进行规定的操作来开始摄像区域的拍摄。
接着，控制部10从所存储的图像中比较摄像时刻不同的多个图像，判定在摄像区域内是否粘贴了对象物260(步骤S308)。
这里，当多个图像中的摄像区域内的状态没有变化而判定为没有粘贴对象物260时(在步骤S308中为“否”)，返回至步骤S306。
另一方面，当显示面的状态从图5的(b)转变为图5的(c)、摄像区域内的状态发生变化时，判定为粘贴了对象物260(在步骤S308中为“是”)，控制部10根据变化前的图像(第2图像)与变化后的图像(第1图像)的差异来提取对象物260的图像(步骤S310)。
接着，控制部10存储所提取的对象物260的图像(步骤S312)，生成所提取的对象物260的缩略图像270(第3图像)(步骤S314)。
接着，控制部10将已生成的缩略图像270投射到白板200的第2区域进行显示(步骤S316)。此外，在本实施方式中，如图5的(d)所示，决定白板200下方的空白区域作为第2区域，但不限于此。
另外，该缩略图像270是表示已生成对象物260的数字图像的符号图像，以用户能够进行指示的方式显示。此外，不限于缩略形式，也可以是规定的符号标记或文本信息。
接着，控制部10判定是否由用户对已显示的缩略图像270指示了放大显示(步骤S318)。
这里，在判定为用户没有指示放大显示的情况下(在步骤S318中为“否”)，返回至步骤S316。
另一方面，在判定为用户指示了放大显示的情况下(在步骤S318中为“是”)，控制部10读出与缩略图像270对应的对象物260的图像数据(步骤S320)。
接着，控制部10将基于读出的图像数据的对象物260的投影图像285放大投影到白板200的第3区域(步骤S322)，结束一连串的处理。此外，在本实施方式中，如图5的(e)所示，假定将显示摄像区域图像250的区域作为第3区域、显示对象物260的投影图像285来替代摄像区域图像250的显示的方式，但不限于此。例如，还可以假定用户经由操作部40的操作来指示第3区域的位置和投影图像285的大小的方式。
根据以上叙述的实施方式，实现以下的效果。
(1)投影仪100在白板200的显示面内搜索空白的区域，决定适合的区域作为摄像区域向用户进行示教，所以，不需要用户决定摄像区域并通知给投影仪100的麻烦，所以能够实现对象物260的图像取得的迅速化。
(2)通过在摄像区域图像250所示的区域内添加对象物260，自动生成对象物260的数字图像，所以，用户不需要用于明示对象物260的标记等的设定，可专心于使用投影图像285进行的展示等的其它作业。
实施以上方法的装置有时可利用单独的装置来实现，有时可通过组合多个装置来实现，包含各种的方式。例如，投影仪100不限于控制部10、投影部50以及摄像部30为一体的结构，还可以假定在各部分离的状态下进行配置的方式。
另外，还可以假定在地板面上平行配置显示面并从设置在上方的投影仪100向下方投射的方式。在此情况下，显示面不限于白板200，也可以是能够投射图像的原稿台。
另外，不限于白板200，还可以假定是透过型的板，投影仪100将板的背面侧作为显示面进行投射的所谓背投的方式。
实施方式中的各结构以及它们的组合仅为一例，在不脱离本发明主旨的范围内，可进行结构的附加、省略、置换以及其它变更。另外，本发明不由实施方式限定，而由权利要求的范围限定。

Claims (6)

1.一种投影装置，其特征在于，其具备：
投影部，其投射图像，显示在显示面上；
摄像部，其拍摄所述显示面；以及
控制部，其根据所述摄像部所拍摄的所述显示面的显示状况来设定第1区域，利用所述投影部将示出所设定的所述第1区域的区域图像显示在所述显示面上，所述第1区域表示提取在所述显示面上添加的对象物的图像的范围，
所述控制部将所述显示面中超过规定面积且与所述摄像部接近的空白区域设定为所述第1区域。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
该投影装置具备存储所述摄像部所拍摄的图像的存储部，
所述控制部比较所述摄像部拍摄所述第1区域而得的第1图像与存储在所述存储部中的所述第1区域的第2图像，检测是否在所述第1区域中添加了所述对象物。
3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，
所述控制部在检测到在所述第1区域中添加了所述对象物时，根据所述第1图像与所述第2图像的差异，从所述第1图像中提取所述对象物的图像。
4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，
所述控制部生成基于所提取的所述对象物的第3图像，以能够进行指示的方式将所生成的所述第3图像显示在所述显示面的第2区域中，在指示了所述第3图像时，将所述对象物的图像显示在第3区域中。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的投影装置，其特征在于，
所述区域图像是利用规定的图案填充所述第1区域而得的图像、或是描绘所述第1区域的外框而得的图像。
6.一种投影方法，其特征在于，包括以下步骤：
摄像步骤，投影部投射图像，摄像部拍摄显示所述图像的显示面；
设定步骤，控制部根据在所述摄像步骤中拍摄的所述显示面的显示状况来设定第1区域，该第1区域表示提取在所述显示面上添加的对象物的图像的范围；以及
区域投射步骤，所述控制部利用所述投影部将示出所设定的所述第1区域的区域图像显示在所述显示面上，
其中，所述显示面中超过规定面积且与所述摄像部接近的空白区域被设定为所述第1区域。
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