JP2005184106A - 資料提示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 資料を撮影する撮像部を、撮影画像の歪みを極力抑制しながら邪魔にならない位置に配置することができる資料提示装置を提供する。
【解決手段】 資料載置台１０上の奥側の角部に撮影方向を上に向けた撮像部２０を配置し、その上方に自由曲面ミラー２１を配置して、撮像部２０が自由曲面ミラー２１の反射面２１ａを介して資料Ｄを撮影する。設置される角度等に基づき、自由曲面ミラー２１の反射面２１ａを、撮像部２０による撮影画像が資料Ｄの表面の画と同一になるように歪みを補正する曲面に形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、資料を撮影し、その撮影画像をＣＲＴや液晶ディスプレイ等のモニタやスクリーン等に表示する資料提示装置に関する。

モニタ等に原稿等の資料を表示し、その画像を参照しながら聴衆に対して資料の内容をプレゼンターが説明するプレゼンテーションを行う場合、近年では、資料提示装置が用いられている。資料提示装置は、資料載置台に載置した資料を上方に配置した動画用のカメラで撮影し、資料画像をモニタ等に出力する構成を基本としている（例えば、特許文献１参照）。本出願人も、特願２００３−５２３８４等で、このような基本構成を備えた資料提示装置を提案している。

特開２００３−８９４９

上記本出願人の提案による資料提示装置は、使用者（プレゼンター）用のモニタを備えており、資料を撮影する撮像部や撮像部を支持するアームを、使用者から見た場合にモニタに重ならないように配置してモニタの視認性を確保したものである。具体的には、正面に配されたモニタの側方に撮像部を配置して、資料載置台上の資料を斜め上方から撮影したり、モニタを資料載置台の側方に配して資料を上方の撮像部で撮影したりするなどの構成としている。ところが、資料載置台の上方に撮像部を配置すると（これは一般的な構成であるが）、撮像部やアームの存在が、資料載置台上の資料を見る使用者の視線を遮ったり、資料の交換等の操作を行いにくくしたりすることになる。また、斜め上方に配置した撮像部により資料を撮影すると、撮影画像に歪みが生じ、その歪みが許容できないものであると、画像処理による歪みの補正が必要となる。

よって本発明は、資料を撮影する撮像部を、撮影画像の歪みを極力抑制しながら邪魔にならない位置に配置することができる資料提示装置を提供することを目的としている。

本発明は、資料が載置される資料載置台と、この資料載置台に置かれる資料を撮影する撮像部と、この撮像部による撮影画像を表示装置に出力する画像出力部とを備えた資料提示装置において、撮像部と資料載置台との間の撮影光路中に、被写体の一端部または一隅部から他端部または他隅部にわたって被写体と撮像部との距離が異なるための画像歪みを補正する反射曲面形状を成す自由曲面ミラーが配されていることを特徴としている。

本発明によれば、資料載置台に置かれた資料を、自由曲面ミラーを介して撮像部が撮影し、その撮影画像が画像出力部から出力されることにより、資料が画像表示装置に表示される。撮像部の配置位置の自由度が高まるので、撮像部を、使用者が資料を見るにあたって邪魔にならない位置に配置することができる。自由曲面ミラーの反射面は、被写体の撮影画像の歪みを補正する曲面に形成することになり、このため、撮影画像の歪みを極力抑制することができる。

図１および図２を参照して、本発明の原理を説明すると、図１では、水平に置いた資料（矩形の用紙）Ｄを、水平な状態から図中右下がりに設置した上方の平面ミラー１００の反射面を介して、撮影方向を上に向けた撮像部１１０が撮影している。この場合、撮像部１１０による撮影画像は、図１の左上に示すように、台形歪みが生じたものとする。一方、図２は、図１の平面ミラー１００に代えて本発明の自由曲面ミラー１０１を配置した場合を示している。この自由曲面ミラー１０１の反射面は、撮像部１１０から見た場合に、図１で示した台形歪みを補正する凸曲面に形成されており、その像は、図２の左上で示す矩形の資料であって、この矩形の資料の像が撮像部１１０で撮影される。

次に、本発明は、資料が載置される資料載置台と、この資料載置台に置かれる資料を撮影する撮像部と、この撮像部による撮影画像を外部表示装置に出力する画像出力部と、撮像部による撮影画像が表示されるモニタと、このモニタを撮影してその撮影画像が画像出力部に供給されるモニタ撮像部とを備えた資料提示装置において、モニタ撮像部とモニタとの間の撮影光路中に、被写体の一端部または一隅部から他端部または他隅部にわたって被写体と撮像部との距離が異なるための画像歪みを補正する反射曲面形状を成す自由曲面ミラーがそれぞれ配されていることを特徴としている。この発明では、モニタは資料載置台にヒンジを介して開閉自在に取り付けられ、モニタ撮像部および自由曲面ミラーが資料載置台に取り付けられ、撮像部および自由曲面ミラーがモニタに取り付けられており、モニタの開き角度を、モニタ撮像部の撮影画像および撮像部の撮影画像が歪みの補正された画像となる所定角度に保持するストッパを備えたものとすることができる。

本発明では、撮像部を被写体の一端部または一隅部に近接させ、資料載置台またはモニタと一体的に支持する形態を含む。また、撮像部が、該撮像部の光軸が被写体面と略直角の方向に上向きとなる姿勢になるよう資料載置台に設置されている形態を含む。

本発明によれば、資料を撮影する撮像部と資料載置台との間の撮影光路中に自由曲面ミラーを配したので、撮像部を、撮影画像の歪みを極力抑制しながら邪魔にならない位置に配置することができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
（１）第１実施形態：図３
図３は本発明の第１実施形態の資料提示装置１を示しており、該装置１は、上面に資料Ｄが置かれる資料載置台１０を備えている。資料載置台１０は矩形状で、その上面中央には資料載置エリアが設定されている。図３ではその資料載置エリアに資料Ｄが置かれた状態を示している。資料載置台１０の奥側における一端側（この場合、左側の端部）の隅部には、撮像部２０および自由曲面ミラー２１が配置されている。

撮像部２０は、カメラヘッドが円筒状のカメラを備えており、撮影方向（光軸）を上方に向けて上記隅部に配置されている。この撮像部２０による撮影画像は、液晶プロジェクタ（表示装置）８０に出力され、この液晶プロジェクタ８０からは、撮像部２０の撮影画像が図示せぬスクリーンに投影される。自由曲面ミラー２１は矩形の板状であり、撮像部２０の直上に近接して配置されている。自由曲面ミラー２１は、その反射面２１ａを、撮像部２０および資料載置エリアに向けた斜めの状態にセットされている。撮像部２０および自由曲面ミラー２１は、ブラケット等を介して互いの相対位置が変位不能にセットされた資料撮影ユニット２５として構成されている。

上記資料撮影ユニット２５の光学系によれば、撮像部２０と資料載置エリアとの間の撮影光路中に、自由曲面ミラー２１が配されている。資料Ｄは、自由曲面ミラー２１の反射面２１ａを介して撮像部２０により撮影され、その撮影画像、すなわち資料画像が液晶プロジェクタ８０に出力される。ここで、自由曲面ミラー２１の反射面２１ａは、撮像部２０による撮影画像が平面の資料Ｄの表面の像と同一になるように歪みを補正する曲面に形成されている。その歪みは、被写体の一端部または一隅部から他端部または他隅部にわたって被写体と撮像部２０との距離が異なるために生じるわけであるが、自由曲面ミラー２１の反射面によりその歪みが補正される。したがって、自由曲面ミラー２１が資料Ｄの側方に配置されていても、該ミラー２１を撮影する撮像部２０の撮影画像は、歪みが抑制された資料Ｄの画像となる。

上記第１実施形態の資料提示装置１によれば、撮像部２０が資料載置台１０の奥側の端部に配置されているので、使用者（プレゼンター）は、撮像部２０が全く邪魔になることなく、しかも自由曲面ミラー２１も邪魔になることなく、資料載置台１０上の資料Ｄを見たり、資料Ｄの交換等の作業を行うことができる。これは、撮像部２０が自由曲面ミラー２１の反射面２１ａを介して資料Ｄを撮影するからであり、しかも、自由曲面ミラー２１の反射面２１ａは歪みを補正する曲面に形成されているから、撮影画像の歪みは極力抑制される。

次いで、本発明の第２〜第５実施形態を説明する。なお、図面で第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
（２）第２実施形態：図４
図４に示す第２実施形態の資料提示装置２では、上記隅部の背面側に真っ直ぐな棒状のアーム（支持部材）４０が立設されており、このアーム４０の上端に、資料撮影ユニット２５のうちの自由曲面ミラー２１が、反射面２１ａを撮像部２０および資料載置エリアに向けた斜めの状態に固定されている。この資料提示装置２では、第１実施形態の資料提示装置１よりも自由曲面ミラー２１が高い位置に配置されて被写体（資料Ｄ）に対する撮影角度が直角に近づいているので、自由曲面ミラー２１の反射面２１ａの歪み補正量が少ない。これによって歪みの補正精度が向上し、この点から製造コストが低減するといった利点がある。

（３）第３実施形態：図５
図５に示す第３実施形態の資料提示装置３では、上記隅部に代えて、資料載置台１０の奥側の端縁の中央に撮像部２０が設置され、この背面側に、第２実施形態と同様のアーム４０が立設され、このアーム４０の上端に、自由曲面ミラー２１が反射面２１ａを撮像部２０および資料載置エリアに向けた斜めの状態に固定されている。この実施形態では、自由曲面ミラー２１が高い位置にあることに加え、自由曲面ミラー２１の反射面２１ａの歪み補正を左右対称に処理することができるので、歪みの補正精度が一層向上するといった利点がある。

（４）第４実施形態：図６、図７
図６に示す第４実施形態の資料提示装置４は、上記第１実施形態と同様に資料撮影ユニット２５が資料載置台１０にセットされており、さらに、資料載置台１０には、資料撮影ユニット２５の撮影画像が表示されるモニタ５０が取り付けられている。このモニタ５０は、後述する仮想スクリーン式のポインティングシステムに利用されるもので、図示せぬヒンジを介して資料載置台１０の奥端部に開閉自在に取り付けられており、図６に示す開いた状態で、画面が手前側を向き、使用者はその画面を視認する。モニタ５０の開き角度は、手動で適宜に調整でき、かつ、ヒンジに設けられたフリーストップ機構によって任意の位置で保持させることができるようになっている。そして、開いた状態でのモニタ５０の左上の隅部には、上記資料撮影ユニット２５と同様の構成を備えたモニタ撮影ユニット３５が、着脱可能にセットされる。

モニタ撮影ユニット３５は、モニタ５０の画面を撮影するもので、その画面に直交する前方に撮影方向（光軸）を向けたモニタ撮像部３０と、自由曲面ミラー３１とを備えている。自由曲面ミラー３１は、モニタ撮像部３０の前方に近接して配置され、その反射面（図６では見えない）を、モニタ撮像部３０およびモニタ５０の画面に向けた斜めの状態にセットされている。モニタ撮影ユニット３５も、撮像部３０および自由曲面ミラー３１の相対位置が変位不能にセットされている。モニタ撮影ユニット３５は、開いた状態でのモニタ５０に適宜な位置決め手段を利用してセットされ、モニタ５０と閉じる際には取り外される。

モニタ撮影ユニット３５によれば、モニタ撮像部３０とモニタ５０との間の撮影光路中に自由曲面ミラー３１が配されており、その反射面を介してモニタ５０の画面がモニタ撮像部３０により撮影される。自由曲面ミラー３１の反射面は、モニタ撮像部３０による撮影画像がモニタ５０の表面の像と同一になるように歪みを補正する曲面に形成されている。したがって、自由曲面ミラー３１がモニタ５０の隅部に配置されていても、該ミラー３１を撮影するモニタ撮像部３０の撮影画像は、歪みが抑制されたモニタ５０の表面の画像となる。

次に、前述の仮想スクリーン式のポインティングシステムを説明する。
図７は、このシステムのブロック図であり、同図に示すように、撮像部２０の撮影画像は制御部６０に入力され、画像合成部６１、画像出力部６２を経て、モニタ５０と液晶プロジェクタ８０に出力される。また、モニタ撮像部３０は、光学フィルタ３２を備えている。この光学フィルタ３２は、不可視光である赤外光のみを撮影可能とするフィルタであり、撮影光路中に挿入されている。なお、制御部６０は、例えば資料載置台１０に内蔵される。

制御部６０は、一般的な画像処理の方式により、モニタ撮影ユニット３５で撮影しているモニタ５０の表面に、仮想スクリーンＳのＸＹ座標を生成する。仮想スクリーンＳの生成法としては、モニタ５０の四隅で赤外光を発光させ、これら４点の発光点を、モニタ撮影ユニット３５で撮影し、その画像データから各発光点の位置を認識するといった方法が挙げられる。また、仮想スクリーンＳは、予め固定的に設定されていてもよい。

図６の７０は、プレゼンターが手に持って使用するポインティング用のライトペンである。このライトペン７０の先端部には、赤外光を含む光が発光するＬＥＤが設けられている。このＬＥＤは、スイッチ（例えばライトペン７０の先端を押し付けるとＯＮになる筆圧スイッチ）によって発光／消光する。この場合、プレゼンターは仮想スクリーンＳが生成されたモニタ５０の表面にライトペン７０の先端を当てて発光させ、この発光指示によって、液晶プロジェクタ８０からのスクリーンへの投影画像中の同じ位置にポイント画像を表示するポインティングを行うことができる。

すなわち、仮想スクリーンＳが生成されたモニタ５０にライトペン７０の先端を当ててＬＥＤを発光させると、その発光位置がモニタ撮像部３０で撮影される。その画像データは制御部６０に入力され、座標生成部６３において仮想スクリーンＳの座標上でのＬＥＤの位置の座標が逐一算出される。そして、算出されたＬＥＤの位置の座標にポイント画像生成部６４でポイント画像が生成される。このポイント画像は画像合成部６１に入力され、ここで資料画像と合成される。資料画像にポイント画像が合成された画像は、画像出力部６２からモニタ５０に出力されてモニタ５０に表示されるとともに、液晶プロジェクタ８０にも出力されてスクリーンに投影される。これによって、スクリーンに表示される資料画像に対し、レーザポインタのようにポインティングすることができる。

（５）第５実施形態：図８
図８に示す第５実施形態の資料提示装置５は、上記第４実施形態の変形例であって、資料Ｄを撮影する資料撮影ユニット２５が、第４実施形態のモニタ撮影ユニット３５の位置にセットされており、一方、モニタ５０を撮影するモニタ撮影ユニット３５は、資料載置台１０の手前側における一端側（この場合、左側の端部）の隅部にセットされている。つまり、この資料提示装置５では、第４実施形態とは逆に、資料撮影ユニット２５がモニタ５０側に、モニタ撮影ユニット３５が資料載置台１０側に、それぞれ配置されている。

モニタ５０にセットされた資料撮影ユニット２５の撮像部２０は、撮影方向（光軸）をモニタ５０の画面に沿った上方（モニタ５０の縦方向に沿った端部方向）に向けて配置され、自由曲面ミラー２１は、撮像部２０の直上に近接して配置されている。自由曲面ミラー２１は、その反射面２１ａを、撮像部２０および資料載置台１０の資料載置エリアに向けた斜めの状態にセットされている。また、モニタ撮影ユニット３５のモニタ撮像部３０は、撮影方向（光軸）を上方に向けて配置され、自由曲面ミラー３１は、その反射面（図８では見えない）を、モニタ撮像部３０およびモニタ５０に向けた斜めの状態にセットされている。

モニタ５０は、その側面に、資料載置台１０の側面に一端部が回転自在にピン結合されたストッパリンク１５の他端部が係合されることにより、所定角度に開いた状態を保持され、このストッパリンク１５でモニタ５０が保持された角度において、撮像部２０の撮影画像（資料画像）およびモニタ撮像部３０の撮影画像（モニタ５０の画像）は、各自由曲面ミラー２１，３１による歪みの補正された画像となり得る。なお、ストッパリンク１５はモニタ５０に対して係脱可能で、外した際には資料載置台１０側に保持されるように構成するとよい。この実施形態では、第４実施形態と比べると、各撮影ユニット２５，３５の被写体に対する撮影角度が直角に近づいているので、各自由曲面ミラー２１，３１の反射面の歪み補正量を少ないものにすることができ、これによって、歪みの補正精度が向上するとともに、製造コストが低減するといった利点がある。

なお、上記第４、第５実施形態では、仮想スクリーンＳをモニタ５０に重ねて生成しているが、資料載置台１０にも仮想スクリーンを生成し、資料Ｄに対して同様にライトペン７０でポインティングすることも可能である。その場合には、撮像部２０に赤外光のみを撮影可能とする光学フィルタを撮影光路に対して挿脱自在にセットし、資料Ｄの撮影時にはその光学フィルタを外して資料Ｄを撮影し、その撮影画像を静止画像に処理してから、光学フィルタを挿入してライトペン７０によって資料Ｄに対しポインティングする。

本発明の原理を説明するための図であって、通常の平面ミラーによる台形歪みが起こる場合の図である。 自由曲面ミラーを用いた本発明の原理を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。 第４実施形態に係る資料提示装置の構成ならびに機能を表すブロック図である。 本発明の第５実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。

符号の説明

１〜５…資料提示装置、１０…資料載置台、１５…ストッパリンク、２０…撮像部、
２１，３１…自由曲面ミラー、３０…モニタ撮像部、４０…アーム（支持部材）、
５０…モニタ、６２…画像出力部、８０…液晶プロジェクタ（表示装置）、Ｄ…資料。

Claims (5)

1. 資料が載置される資料載置台と、この資料載置台に置かれる資料を撮影する撮像部と、この撮像部による撮影画像を表示装置に出力する画像出力部とを備えた資料提示装置において、
   前記撮像部と前記資料載置台との間の撮影光路中に、被写体の一端部または一隅部から他端部または他隅部にわたって被写体と撮像部との距離が異なるための画像歪みを補正する反射曲面形状を成す自由曲面ミラーが配されていることを特徴とする資料提示装置。
2. 資料が載置される資料載置台と、この資料載置台に置かれる資料を撮影する撮像部と、この撮像部による撮影画像を外部表示装置に出力する画像出力部と、撮像部による撮影画像が表示されるモニタと、このモニタを撮影してその撮影画像が前記画像出力部に供給されるモニタ撮像部とを備えた資料提示装置において、
   前記モニタ撮像部と前記モニタとの間の撮影光路中に、被写体の一端部または一隅部から他端部または他隅部にわたって被写体と撮像部との距離が異なるための画像歪みを補正する反射曲面形状を成す自由曲面ミラーが配されていることを特徴とする資料提示装置。
3. 前記撮像部を被写体の一端部または一隅部に近接させ、前記資料載置台または前記モニタと一体的に支持することを特徴とする請求項１または２に記載の資料提示装置。
4. 前記撮像部が、該撮像部の光軸が被写体面と略直角の方向に上向きとなる姿勢になるよう前記資料載置台に設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の資料提示装置。
5. 前記モニタは前記資料載置台にヒンジを介して開閉自在に取り付けられ、
   前記モニタ撮像部および前記自由曲面ミラーが前記資料載置台に取り付けられ、
   前記撮像部および前記自由曲面ミラーが前記モニタに取り付けられており、
   前記モニタの開き角度を、前記撮像部の撮影画像および前記モニタ撮像部の撮影画像が歪みの補正された画像となる所定角度に保持するストッパを備えることを特徴とする請求項２に記載の資料提示装置。
   
   

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