JP2005148451A - スペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタを切り替えることで電子ペンの座標取り込みと映像撮影の両方に使用することが可能になり、また、原色のフィルタを切り替えることで撮像素子をより高解像度の撮影画を得られるスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタを提供する。
【解決手段】 このスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、投影レンズ２を有するプロジェクタ１と、撮像素子４への入射光スペクトルを選択する四分割カラーフィルタ３と、この四分割カラーフィルタ３から１つのカラーフィルタを選択する選択機構５であるサーボモータと、選択機構５を制御する制御部６とから構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明はスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタに関する。

従来の撮像装置付きプロジェクタの構成を示す図である図３を参照すると、このプロジェクタは、投写管からの画像を別途に設けたスクリーンに映写するプロジェクタであって、光源１１からの光を受け画像を出力する表示素子１２と、表示素子１２からの画像を通過させる分光器１５と、分光器１５からの画像を光学的に拡大する拡大・縮小光学系１３と、拡大・縮小光学系１３の画像を表示するスクリーン１４と、スクリーン１４上の撮像を、拡大・縮小光学系１３で縮小し、分光器１５を経て取り込む撮像素子１６と、スクリーン１４上の所望の位置をポインタ表示する光線式ポインタ（レーザーポインタ）１７と、表示素子１２からの画像と撮像素子１６からの撮像を比較して差異を抽出し、スクリーン１４上のポインタ表示の絶対座標を特定し、絶対座標を相対座標に変換してパソコンの座標出力部に出力する差異抽出・演算部１８とで構成される（例えば、特許文献１参照）。

差異抽出・演算部１８は、画像入力を受けた表示素子からの画像を記憶する表示像記憶領域と、スクリーンから拡大・縮小光学系１３を経て、さらに分光器１５を経て取り込まれた撮像を撮像素子１６から取り込む撮像記憶領域と、表示像記憶領域の画像と撮像記憶領域の画像を取り込み差異抽出と絶対座標の特定を行う比較演算器と、別途の座標記憶領域に記憶された座標と比較演算器からの絶対座標との差分をとり絶対座標から相対座標への変換を行う座標系変換器とを具備する。

また、座標系変換器にて絶対座標を相対座標に変換せずに、比較演算器からパソコンの座標入力部へ直接出力することもできる。

この従来例は、スクリーンを別途に用意してそこに映写するプロジェクタにおいて、プロジェクタ自体に、光学的な座標入力検出機能を付加したので、従来のセンサを敷き詰めたような高価なスクリーンは不要となり、通常使用されるレーザーポインタで容易にポインタ表示することができ、プレゼンテーション等に非常に効果的である。

特開２００３−７６４９４号公報(第２−４頁、図３)

従来のプロジェクタに搭載されている撮像素子は、図４に示すように、ベイヤー配列と呼ばれるものが多い。このベイヤー配列は、偶数ラインは緑赤緑赤、奇数ラインは青緑青緑と撮影画素が並んでいるもので、単色に注目してみると非常に解像度が低いものである。

例えば、赤外光ポインタの座標を取得する場合は赤の撮影画素を用いることになるが、ベイヤー配列の特性から赤画素は撮像素子の解像度の１／４しか存在せず座標取得には精度が低すぎるという問題がある。

本発明の目的は、カラーフィルタの不可視光部分を使用して、赤外光ポインタに代表される座標入力手段及び自動歪み補正の際に使用する赤外線テストパタン撮影を行うことができるスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタを提供することにある。

また、本発明の目的は、カラーフィルタの赤、緑、青の部分を使用して、投射画像または手書き画像取り込みの際に使われるスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタを提供することにある。

さらに、本発明の目的は、赤、緑、青、不可視光のカラーフィルタで撮像素子に入る光のスペクトルを制限し、撮像素子自体にモノクローム撮像素子を使用することで、赤、緑、青、不可視光のすべてで撮像素子の解像度を引き出すことができるスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタを提供することにある。

本発明のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、撮像素子を持つプロジェクタにおいて、前記撮像素子への入射光スペクトルを選択する複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタから１つのカラーフィルタを選択する選択機構と、前記選択機構を制御する制御部とを備える。

また、本発明のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、前記カラーフィルタが、赤、緑、青、不可視光フィルタからなることを特徴とする。

さらに、本発明のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、前記カラーフィルタが、赤、緑、青、不可視光フィルタを回転中心角を４分割した円形フィルタから成ることを特徴とする。

さらに、本発明のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、前記カラーフィルタの前記不可視光部分が、赤外光ポインタに代表される座標入力手段を使用する際に選択されることを特徴とする。

さらに、本発明のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、前記カラーフィルタの前記不可視光部分が、自動歪み補正の際に使用する赤外線テストパタン撮影時に選択されることを特徴とする。

さらに、本発明のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、前記カラーフィルタの前記赤、緑、青の部分が、投射画像または手書き画像取り込みの際に使われることを特徴とする。

さらに、本発明のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、赤、緑、青、不可視光のカラーフィルタで撮像素子に入る光のスペクトルを制限し、撮像素子自体にモノクローム撮像素子を使用することで、赤、緑、青、不可視光のすべてで前記撮像素子の解像度を引き出すことができることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、フィルタを切り替えることで電子ペンの座標取り込みと映像撮影の両方に使用することが可能になるという効果がある。副次的に、原色のフィルタを切り替えることで一般的なデジタルカメラ用の撮像素子より高解像度の撮影画を得られる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施の形態を（ａ）正面図及び（ｂ）側面図で示す図１を参照すると、この実施の形態のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタは、投影レンズ２を有するプロジェクタ１と、撮像素子４への入射光スペクトルを選択する四分割カラーフィルタ３と、この四分割カラーフィルタ３から１つのカラーフィルタを選択する選択機構５であるサーボモータと、選択機構５を制御する制御部６とから構成される。

図１を参照すると、プロジェクタ１に取り付けられた四分割カラーフィルタ３、撮像素子４、選択機構５であるサーボモータは制御部６によって制御される。

この実施の形態の動作の一例を示す流れ図である図２を参照すると、通常時、制御部６は四分割カラーフィルタ３の不可視光部分が選択されるように選択機構５であるサーボモータを制御し、このとき撮像素子４には不可視光が入射される（Ｓ１１）。この状態においては、赤外光ポインタの座標取得や、赤外光テストパタンによる歪み補正などに用いられる（Ｓ１２）。

ユーザーが投射画像取り込みを行おうとする場合（Ｓ１３）、まず制御部６は四分割カラーフィルタ３の赤部分が選択されるように選択機構５であるサーボモータを制御するので（Ｓ２１）、撮像素子４は画像の赤成分を取得する（Ｓ２２）。次に、制御部６は四分割カラーフィルタ３の緑部分が選択されるように選択機構５であるサーボモータを制御し（Ｓ２３）、撮像素子４は画像の緑成分を取得する（Ｓ２４）。最後に制御部６は四分割カラーフィルタ３の青部分が選択されるように選択機構５であるサーボモータを制御し（Ｓ２５）、撮像素子４は画像の青成分を取得する（Ｓ２６）。その後、制御部６は画像の赤、青、緑の成分を組み合わせ自然色の画像として出力する（Ｓ２７）。この投射画像取り込みの動作は１秒未満に終了しユーザーを煩わすことはない。

上記、投射画像取り込み動作は、例えばホワイトボードにボードマーカーでかかれた映像をプロジェクタに取り込むのに使われる。

スペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタで考えられる用途として、ホワイトボードに向けてパソコンの映像を投射し、パソコンの映像で足りない部分をボードマーカーでホワイトボードに書き込んだりすることが考えられる。この際、ホワイトボードにボードマーカーで書き込まれたものは手書きでメモしておかなければならない。この問題を解決する為に、本発明では、撮像素子を用い上記書き込みを映像として取り込む。

また、上記用途とは別に、ペン先が発光ダイオードでできている電子ペンやレーザーポインターなどを使用した場合、その輝点がどこにあるかを取り込む際にも使用できる。

赤、緑、青、不可視光のカラーフィルタで撮像素子に入る光のスペクトルを制限し、撮像素子自体にモノクローム撮像素子を使用することで、赤、緑、青、不可視光のすべてで撮像素子の解像度を上げることもできる。

この際、赤、緑、青は同一時に撮影されるものではないが、電子黒板機能における投射画像取り込みは静止画を取り込むことを目的としている為問題はない。また、通常は不可視光が選択されており赤外光ポインタなどの動きのあるものをリアルタイムに取り込むことができる。

本発明の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 この実施の形態おける動作の一例を示す流れ図である。 従来例の構成図である。 従来の撮像素子におけるベイヤー配列例を示す図である。

符号の説明

１ プロジェクタ
２ 投影レンズ
３ 四分割カラーフィルタ
４ 撮像素子
５ 選択機構
６ 制御部

Claims (7)

1. 撮像素子を持つプロジェクタにおいて、前記撮像素子への入射光スペクトルを選択する複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタから１つのカラーフィルタを選択する選択機構と、前記選択機構を制御する制御部とを備えることを特徴とするスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ。
2. 前記カラーフィルタが、赤、緑、青、不可視光フィルタからなることを特徴とする請求項１記載のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ。
3. 前記カラーフィルタが、赤、緑、青、不可視光フィルタを回転中心角を４分割した円形フィルタから成ることを特徴とする請求項１記載のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ。
4. 前記カラーフィルタの前記不可視光部分は、赤外光ポインタに代表される座標入力手段を使用する際に選択されることを特徴とする請求項２または３記載のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ。
5. 前記カラーフィルタの前記不可視光部分は、自動歪み補正の際に使用する赤外線テストパタン撮影時に選択されることを特徴とする請求項２または３記載のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ。
6. 前記カラーフィルタの前記赤、緑、青の部分は、投射画像または手書き画像取り込みの際に使われることを特徴とする請求項２または３記載のスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ。
7. 赤、緑、青、不可視光のカラーフィルタで撮像素子に入る光のスペクトルを制限し、撮像素子自体にモノクローム撮像素子を使用することで、赤、緑、青、不可視光のすべてで前記撮像素子の解像度を引き出すことができることを特徴とするスペクトル選択機構付き撮像素子を持つプロジェクタ。
   

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