JP2008122749A - プロジェクタ及びその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像画像に含まれるべき投写画像を良好な画質で再現することが可能なプロジェクタ及びその制御方法、並びにプログラムを提供する。
【解決手段】画像投写部１０からの投写された画像が、ホワイトボードＷＢのように筆記可能な面上に画像が投写されている場合には、投写画像と重畳するように加筆された文字や図等（加筆画像）を撮像部２７により撮像し、記憶媒体ＵＭに保存することができる。画像を撮像する際、プロジェクタ１は、入力される画像信号に応じた画像（入力画像）の代わりに白色無地の画像（無地画像）を投写した状態で撮像を行って、入力画像を含まない撮像画像を取得するとともに、表示メモリに記憶されている画像データから入力画像を再現して、撮像画像と合成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ及びその制御方法、並びにプログラムに関する。

プレゼンテーション用のコンテンツを投影装置（プロジェクタ）によってホワイトボードに投写可能であるとともに、ホワイトボードに投写されているコンテンツ（投写画像）と、補足説明等を行うためにホワイトボードに加筆（手書き）された画像（文字や図等）とをデジタルカメラで撮像可能なプレゼンテーションシステムが提案されている（特許文献１参照）。
このプレゼンテーションシステムによれば、投写画像と加筆画像とを１つの画像として記録するため、ホワイトボード上の加筆画像を消去した後でも、加筆画像付きの投写画像を参照することが可能となり、プレゼンテーションの後でコンテンツを修正したりする際に有用となる。

特開平１１−３０５３３５号公報

しかしながら、このようなプレゼンテーションシステムによって撮像された画像（撮像画像）に含まれる投写画像は、本来の画像（投影装置に供給された画像）に比べて画質が低下してしまうという問題を有している。特に、ホワイトボードの表面は高反射特性を有する場合が多いため、周辺物の写り込みや、投影装置の光源光が局所的に高輝度で反射してしまうホットスポットの発生によって、撮像画像に含まれる投写画像の視認性を低下させてしまう恐れがある。また、ホワイトボードに加筆する際には、周囲を明るくする場合が多く、投写画像のコントラストが低下した状態となる。この結果、投写画像を良好な画質で撮像することは困難であった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像画像に含まれるべき投写画像を良好な画質で再現することが可能なプロジェクタ及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。

本発明のプロジェクタは、入力される画像信号に基づく画像データをフレーム単位で記憶する表示メモリと、前記表示メモリに記憶されている前記画像データに応じた画像を投写する画像投写部と、前記画像が投写される投写範囲を撮像し、撮像結果を表す画像データを生成する撮像部と、前記撮像部に撮像を行わせるための指示を受け付ける指示入力部と、前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記表示メモリに記憶されている画像データを読み出す画像読出部と、前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させる画像制御部と、前記画像投写部が前記無地画像を投写している間に、前記撮像部に撮像を行わせる撮像指示部と、前記撮像部が生成した画像データ、及び前記画像読出部が読み出した画像データを合成する画像合成部とを備えたことを特徴とする。

このプロジェクタによれば、指示入力部が撮像の指示を受けたとき、画像制御部は、画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させ、撮像指示部は、この無地画像が投写されている間に撮像部に撮像を行わせる。このため、撮像部が撮像する画像（撮像画像）には、指示を受ける前に投写していた投写画像、即ち入力された画像信号に基づく画像（入力画像）が含まれないことになる。一方、指示入力部が撮像の指示を受けたとき、画像読出部が、表示メモリから画像データを読み出すため、撮像画像から除外された投写画像を、画像読出部が読み出した画像データで再現することが可能となる。この結果、撮像画像に含まれるべき投写画像を、撮像部の性能や周辺環境の影響を受けることなく、良好な画質で再現することが可能となる。
また、このプロジェクタによれば、撮像画像を表す画像データと投写画像を再現可能な画像データとを合成する画像合成部を備えているため、撮像の指示を受ける前の状態、即ち入力画像を投写していた際の状態を、１つの画像として再現することが可能となる。

例えば、ホワイトボードのように筆記可能な面上に画像を投写し、この投写画像に重畳するように文字や図を加筆した後で撮像の指示を行うと、撮像部による撮像画像には、加筆した文字や図（加筆画像）が含まれるが、投写画像は含まれない。この投写画像を、画像読出部が読み出した画像データで再現して撮像画像と合成すれば、投写画像上に加筆画像が重畳された状態を、良好な画質で再現することが可能となる。

このプロジェクタにおいて、前記画像投写部は、光源と、前記光源から射出された光を前記画像データに基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学系とを有し、前記投写光学系の投写状態を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記撮像部の撮像範囲を変更する撮像範囲変更部とをさらに備えることが望ましい。

このプロジェクタによれば、投写光学系の投写状態を検出し、この検出結果に応じて撮像部の撮像範囲を変更するようにしているため、投写状態に応じた撮像範囲を撮像することが可能になる。
ここで、投写光学系は、例えば投写レンズであり、検出部は、投写光学系の投写状態として、例えば、ズーム状態、フォーカス状態、レンズシフト状態等を検出するものである。撮像範囲変更部が、これらの状態に応じて撮像範囲を変更することにより、投写範囲を適切な大きさで撮像することが可能となる。

本発明のプロジェクタの制御方法は、入力される画像信号に基づく画像データをフレーム単位で記憶する表示メモリと、前記表示メモリに記憶されている前記画像データに応じた画像を投写する画像投写部と、前記画像が投写される投写範囲を撮像し、撮像結果を表す画像データを生成する撮像部と、前記撮像部に撮像を行わせるための指示を受け付ける指示入力部とを備えたプロジェクタの制御方法であって、前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記表示メモリに記憶されている画像データを読み出すステップと、前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させるステップと、前記画像投写部が前記無地画像を投写している間に、前記撮像部に撮像を行わせるステップと、前記撮像部が生成した画像データ、及び前記表示メモリから読み出した画像データを合成するステップとを備えたことを特徴とする。

この制御方法によれば、指示入力部が撮像の指示を受けたとき、画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させ、この無地画像が投写されている間に撮像部による撮像を行う。このため、撮像部が撮像する画像（撮像画像）には、指示を受ける前に投写していた投写画像、即ち入力された画像信号に基づく画像（入力画像）が含まれないことになる。一方、指示入力部が撮像の指示を受けたとき、表示メモリから画像データを読み出すため、撮像画像から除外された投写画像を、読み出した画像データで再現することが可能となる。この結果、撮像画像に含まれるべき投写画像を、撮像部の性能や周辺環境の影響を受けることなく、良好な画質で再現することが可能となる。
また、この制御方法によれば、撮像画像を表す画像データと投写画像を再現可能な画像データとを合成するステップを備えているため、撮像の指示を受ける前の状態、即ち入力画像を投写していた際の状態を、１つの画像として再現することが可能となる。

本発明のプログラムは、入力される画像信号に基づく画像データをフレーム単位で記憶する表示メモリと、前記表示メモリに記憶されている前記画像データに応じた画像を投写する画像投写部と、前記画像が投写される投写範囲を撮像し、撮像結果を表す画像データを生成する撮像部と、前記撮像部に撮像を行わせるための指示を受け付ける指示入力部とを備えたプロジェクタを制御するプログラムであって、コンピュータに、前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記表示メモリに記憶されている画像データを読み出すステップと、前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させるステップと、前記画像投写部が前記無地画像を投写している間に、前記撮像部に撮像を行わせるステップと、前記撮像部が生成した画像データ、及び前記表示メモリから読み出した画像データを合成するステップとを実行させることを特徴とする。

このプログラムによれば、指示入力部が撮像の指示を受けたとき、画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させ、この無地画像が投写されている間に撮像部による撮像を行う。このため、撮像部が撮像する画像（撮像画像）には、指示を受ける前に投写していた投写画像、即ち入力された画像信号に基づく画像（入力画像）が含まれないことになる。一方、指示入力部が撮像の指示を受けたとき、表示メモリから画像データを読み出すため、撮像画像から除外された投写画像を、読み出した画像データで再現することが可能となる。この結果、撮像画像に含まれるべき投写画像を、撮像部の性能や周辺環境の影響を受けることなく、良好な画質で再現することが可能となる。
また、このプログラムによれば、撮像画像を表す画像データと投写画像を再現可能な画像データとを合成するステップを実行させるため、撮像の指示を受ける前の状態、即ち入力画像を投写していた際の状態を、１つの画像として再現することが可能となる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタについて、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、プロジェクタ１は、画像投写部１０、制御部２０、記憶部２１、操作部２２、操作信号受信部２３、画像信号入力部２４、画像信号処理部２５、ライトバルブ駆動部２６、撮像部２７、撮像制御部２８、画像合成部２９、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部３０、リモコンＲＣ等で構成されており、画像投写部１０には、光源部１１、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、投写光学系としての投写レンズ１３等が含まれている。

光源部１１は、高圧水銀ランプや、メタルハライドランプ等の放電ランプ１１ａと、放電ランプ１１ａが放射した光を液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ側に反射するリフレクタ１１ｂとを含んで構成されている。光源部１１から射出された光は、図示しないインテグレータ光学系によって輝度分布が略均一な光に変換され、図示しない色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色光成分に分離された後、それぞれ液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル等によって構成され、各透明基板の内面には、液晶に対して微小領域（画素）毎に駆動電圧を印加可能な透明電極（画素電極）がマトリクス状に形成されている。
ライトバルブ駆動部２６が、外部から入力される画像信号に応じた駆動電圧を各画素に印加することにより、各画素は、画像信号に応じた光透過率に設定される。つまり、光源部１１から射出された光は、この液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを透過することによって変調され、画像信号に応じた画像光が色光毎に形成される。形成された各色の画像光は、図示しない色合成光学系によって画素毎に合成されてカラー画像を表す画像光となった後、投写レンズ１３によってホワイトボードＷＢやスクリーン（図示せず）等に拡大投写される。

制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、各種データ等の一時記憶に用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピュータとして機能するものである。制御部２０は、記憶部２１に記憶されている制御プログラムに従って動作することにより、バス３１を介して接続されている前記各部２１〜２３，２５，２８〜３０の動作を統括制御する。

記憶部２１は、マスクＲＯＭ（Read Only Memory）や、フラッシュメモリ、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric RAM：強誘電体メモリ）等の不揮発性のメモリにより構成されている。記憶部２１には、プロジェクタ１の動作を制御するための様々な制御プログラムや各種データ等が記憶されている。

操作部２２及びリモコンＲＣは、ユーザの各種指示を受け付けるための複数の操作ボタンを備えている。操作部２２及びリモコンＲＣが備える操作ボタンとしては、電源のオン・オフを行うための「電源ボタン」、設定メニューを投写させる「メニューボタン」、撮像部２７による撮像を指示するための「シャッタボタン」等がある。ユーザが操作部２２の各種操作ボタンを操作すると、操作部２２は、ユーザの操作内容に応じた操作信号を制御部２０に出力する。また、ユーザがリモコンＲＣの各種操作ボタンを操作すると、リモコンＲＣは、ユーザの操作内容に応じた赤外線の操作信号を発し、操作信号受信部２３がこれを受信して制御部２０に伝達する。

画像信号入力部２４には、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）や映像再生装置等、図示しない外部の画像供給装置とケーブルを介した接続を行うための各種接続端子が備えられ、画像供給装置から各種形式の画像信号が入力される。画像信号入力部２４は、この画像信号を画像信号処理部２５で処理可能な形式の画像信号に変換し、変換後の画像信号を画像信号処理部２５に出力する。

画像信号処理部２５は、制御部２０の指示に従って、画像信号入力部２４から順次入力される画像信号に対して信号処理を施し、液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの各画素に印加する駆動電圧を規定するための画像データを生成する。生成された画像データは、フレーム単位（画面単位）で表示メモリ（フレームメモリ）２５ａに記憶され、フレーム単位でライトバルブ駆動部２６に出力される。なお、画像信号処理部２５は、所定のフレーム周波数（例えば、６０Ｈｚ）で画面が切り替わるように、順次入力される画像信号に応じて表示メモリ２５ａの内容を書き換える。

ライトバルブ駆動部２６は、画像信号処理部２５から入力されるフレーム単位の画像データに基づいて、３つの液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを駆動する。この結果、表示メモリ２５ａに記憶されている画像データに応じた画像（画像光）が画像投写部１０から投写される。

撮像部２７は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等からなり、撮像制御部２８の制御により投写レンズ１３の投写範囲全体を撮像し、撮像結果（撮像画像）を表す画像データを生成する。撮像制御部２８は、制御部２０からの指示に基づいて撮像部２７を制御するとともに、撮像部２７が生成した画像データを画像合成部２９に出力する。

画像合成部２９は、制御部２０の指示に基づいて、撮像部２７で撮像された画像データと、表示メモリ２５ａに記憶されている画像データとを合成して合成画像データを生成する。生成された合成画像データは、ＵＳＢインターフェイス部３０に出力される。

ＵＳＢインターフェイス部３０には、ＵＳＢ接続型のデバイスを接続可能な図示しないＵＳＢ端子（ＴｙｐｅＡ端子）が備えられている。ＵＳＢインターフェイス部３０は、制御部２０の指示に基づいて、ＵＳＢ端子に接続された外部の記憶媒体（ＵＳＢストレージデバイス）ＵＭとの間でデータの入出力を行うことが可能であり、本実施形態では、画像合成部２９で生成された合成画像データを記憶媒体ＵＭに記憶する。

本実施形態のプロジェクタ１は、上記のような構成を有しており、画像信号入力部２４に入力された画像信号に基づく画像（入力画像）を、画像投写部１０からスクリーンや壁面等に投写することができる。また、ホワイトボードＷＢのように筆記可能な面上に画像が投写されている場合には、投写されている入力画像（投写画像）と重畳するように加筆された文字や図等（以下、加筆画像という）を撮像部２７により撮像し、記憶媒体ＵＭに保存することができる。

図２は、ホワイトボードに入力画像を投写している様子を示す説明図であり、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、上方から見た平面図である。なお、本図において、ホワイトボードＷＢの筆記面Ｗｐ上には、プロジェクタ１によって投写された入力画像Ｇｐとともに、入力画像Ｇｐの補足説明等を行うためにユーザ（例えば、プレゼンテーションの説明者）が書き込んだ加筆画像Ｇｈが含まれている。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、撮像部２７の撮像範囲Ａｃは、プロジェクタ１の投写範囲Ａｐ、即ち入力画像Ｇｐを含むように調整されている。ユーザは、操作部２２又はリモコンＲＣのシャッタボタンを操作することにより、入力画像Ｇｐに加筆画像Ｇｈが重畳された状態の画像を取得することができる。ここで、本実施形態のプロジェクタ１は、画像を撮像する際、入力画像Ｇｐの代わりに白色無地の画像を投写した状態で撮像を行って入力画像Ｇｐを含まない撮像画像を取得するとともに、表示メモリ２５ａに記憶されている画像データから入力画像Ｇｐを再現して、撮像画像と合成するようになっている。

図３は、撮像部２７による撮像を行う際の動作を表すフローチャートであり、図４は、この動作を説明するための説明図である。
制御部２０は、入力画像Ｇｐを画像投写部１０から投写している間、操作部２２及び操作信号受信部２３からの操作信号を監視しており、シャッタボタンが操作されたことを示す操作信号が入力されると、図３に示すフローに従って動作する。

図３に示すように、シャッタボタンが操作されてステップＳ１０１に移行すると、制御部２０は、その時点で表示メモリ２５ａに記憶されている１フレーム分の画像データ、即ち、投写中の入力画像Ｇｐを表す画像データを読み出して画像合成部２９に出力する。

ステップＳ１０２では、制御部２０は、画像信号処理部２５に指示をして、各液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのすべての画素の光透過率が最大となるような画像データ、即ち、白色無地の無地画像Ｇｓを表す画像データを表示メモリ２５ａに書き込ませる。この結果、図４に示すように、入力画像Ｇｐの代わりに無地画像Ｇｓが画像投写部１０から投写され、ホワイトボードＷＢの筆記面Ｗｐ上には、加筆画像Ｇｈのみが表示された状態となる。

ステップＳ１０３では、制御部２０は、撮像制御部２８に対して撮像部２７による撮像を指示する。撮像制御部２８は、この指示に従って、撮像範囲Ａｃ内を撮像部２７に撮像させ、撮像画像を表す画像データを画像合成部２９に出力する。

ステップＳ１０４では、制御部２０は、画像信号処理部２５に指示をして、画像信号入力部２４からの画像信号に基づく画像データを表示メモリ２５ａに書き込ませる。この結果、ホワイトボードＷＢの筆記面Ｗｐ上には入力画像Ｇｐが投写され、図２（ａ）に示した状態に復帰する。

ステップＳ１０５では、制御部２０は、画像合成部２９に指示をして、ステップＳ１０３で撮像部２７から得られた画像データ（撮像画像を表す画像データ）と、ステップＳ１０１で表示メモリ２５ａから読み出された画像データ（入力画像Ｇｐを表す画像データ）とを合成させる。画像合成部２９は、この指示に従って２つの画像データを合成する処理を施し、合成画像データを生成する。

ここで、ステップＳ１０５における画像合成処理の詳細について説明する。
図５（ａ）〜（ｅ）は、画像合成部２９による合成処理を説明するための説明図であり、（ａ）は、撮像画像を示す図、（ｂ）及び（ｃ）は、処理経過を説明するための図、（ｄ）は、表示メモリ２５ａから読み出された画像データに基づく画像を示す図、（ｅ）は、合成後の画像を示す図である。

制御部２０から画像合成の指示を受けると、画像合成部２９は、まず、図５（ｂ）に示すように、撮像画像Ｇｃ（図５（ａ）参照）に２値化処理を施して、撮像画像Ｇｃにおける略白色の部位（白色部）と非白色の部位（有色部）とに区分された２値化画像Ｇ１を生成する。２値化画像Ｇ１における投写範囲Ａｐは、加筆画像Ｇｈを表す有色部と、ホワイトボードＷＢの筆記面Ｗｐが露出した部位を表す白色部とに分けられる。なお、投写範囲Ａｐ内の白色部は、ホットスポットの発生等により輝度むらを有した状態で撮像された場合であっても、２値化画像Ｇ１内では、均一の輝度を有する領域となる。また、画像合成部２９は、生成した２値化画像Ｇ１から、撮像画像Ｇｃにおける投写範囲Ａｐの位置（Ｐｘ，Ｐｙ）及びサイズ（Ｓｘ，Ｓｙ）を導出する。

その後、画像合成部２９は、２値化画像Ｇ１における白色部をマスクにして撮像画像Ｇｃから色情報を取得する。この結果、図５（ｃ）に示すように、色情報を有する加筆画像Ｇｈが白色部上に配置された中間画像Ｇ２が生成される。

続いて、画像合成部２９は、表示メモリ２５ａから読み出された入力画像Ｇｐを表す画像データ（図５（ｄ）参照）に対して、投写範囲Ａｐのサイズ（Ｓｘ，Ｓｙ）に合わせる変倍（拡大又は縮小）処理を行い、さらに、変倍処理を施した入力画像Ｇｐを、投写範囲Ａｐの位置（Ｐｘ，Ｐｙ）に合わせて中間画像Ｇ２の白色部に合成させる。この結果、図５（ｅ）に示すように、中間画像Ｇ２の有色部、即ち加筆画像Ｇｈが入力画像Ｇｐ上に重畳された合成画像Ｇｗを表す合成画像データが生成される。

図３に戻って、ステップＳ１０６では、制御部２０は、画像合成部２９により生成された合成画像データを、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式等の画像形式に変換した後、ＵＳＢインターフェイス部３０に接続されている記憶媒体ＵＭに記憶（保存）して、処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のプロジェクタ１によれば、操作部２２又はリモコンＲＣのシャッタボタンが操作されると、制御部２０は、画像投写部１０から白色無地の無地画像Ｇｓを投写させ、この無地画像Ｇｓが投写されている間に撮像部２７に撮像を行わせる。このため、撮像画像Ｇｃには、指示を受ける前に投写していた投写画像、即ち入力された画像信号に基づく画像（入力画像Ｇｐ）が含まれず、加筆画像Ｇｈのみが含まれることになる。一方、操作部２２又はリモコンＲＣのシャッタボタンが操作されたときに、制御部２０が表示メモリから画像データを読み出すため、撮像画像Ｇｃから除外された入力画像Ｇｐを、読み出した画像データで再現することが可能となる。この結果、撮像画像Ｇｃに含まれるべき入力画像Ｇｐを、撮像部２７の性能や周辺環境の影響を受けることなく、良好な画質で再現することが可能となる。

（２）本実施形態のプロジェクタ１によれば、撮像画像Ｇｃを表す画像データと入力画像Ｇｐを表す画像データとを合成する画像合成部２９を備えているため、シャッタボタンが操作される前の投写状態、即ち入力画像Ｇｐを投写していた際の状態を、１つの画像（合成画像Ｇｗ）として再現することが可能となる。

なお、本実施形態において、撮像を指示するためのシャッタボタンを備えた操作部２２及びリモコンＲＣは、本発明の指示入力部に相当する。また、ステップＳ１０１を実行する際の制御部２０が、本発明の画像読出部に相当し、ステップＳ１０２を実行する際の制御部２０及び画像信号処理部２５が、本発明の画像制御部に相当する。また、ステップＳ１０３を実行する際の制御部２０及び撮像制御部２８は、本発明の撮像指示部に相当する。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタ１は、投写レンズ１３がズーム機構及びフォーカス機構を備えており、投写レンズ１３を構成する複数のレンズ群の光軸方向の位置関係を変化させることにより、ズーム（変倍）動作やフォーカシング（焦点位置調整動作）を行うことが可能になっている。さらに、本実施形態のプロジェクタ１は、投写レンズ１３を光軸の垂直方向にずらすことにより、画像の投写位置を移動させるレンズシフト機構を備えている。

図６は、本実施形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。
図６に示すように、本実施形態のプロジェクタ１は、投写レンズ１３の動作を制御するレンズ制御部４１と、投写レンズ１３を駆動するレンズ駆動部４２と、投写レンズの状態を検出する検出部としてのレンズ検出部４３とを備えている。

レンズ駆動部４２は、ズーム機構を駆動するズーム駆動部と、フォーカス機構を駆動するフォーカス駆動部と、レンズシフト機構を駆動するレンズシフト駆動部とを含んでおり（いずれも図示せず）、これらの駆動部は、ステッピングモータ等によって構成されている。

レンズ検出部４３は、ズーム状態を検出するズーム状態検出部と、フォーカス状態を検出するフォーカス状態検出部と、レンズシフト機構の状態を検出するシフト状態検出部とを備えており（いずれも図示せず）、それぞれの状態を検出して、検出結果を表す検出信号を出力する。これらの検出部としては、レンズ（レンズ群）を移動させるための回転カム機構（図示せず）の回転量を検出するロータリエンコーダやポテンショメータ等の検出手段を用いることができる。また、各駆動部のステッピングモータのステップ数に基づいて各種状態を検出する回路を用いることも可能である。

また、本実施形態の操作部２２及びリモコンＲＣには、投写レンズ１３の駆動を指示するための各種ボタン、即ち、ズーム状態を変更する「ズームボタン」、フォーカス状態を変更するための「フォーカスボタン」、及びレンズシフト状態を変更するための「レンズシフトボタン」が備えられており、ユーザがこれらのボタンを操作すると、制御部２０は、レンズ制御部４１に対して、操作内容に応じた制御信号を出力する。

レンズ制御部４１は、制御部２０から制御信号を受けると、レンズ検出部４３によって各種状態を検出しつつ、投写レンズ１３が制御信号に応じた状態となるまでレンズ駆動部４２に投写レンズ１３を駆動させる。

また、本実施形態の撮像部２７は、ズーム機構及びフォーカス機構を備えた撮像レンズ２７ａを備えるとともに、撮像部２７の向き（撮像方向）を変更可能な首振り機構（図示せず）を備えている。撮像制御部２８は、これらの各機構を駆動するための図示しない駆動手段を有しており、制御部２０の指示に従って、撮像部２７のズーム状態、フォーカス状態、及び撮像方向を変更することができる。

本実施形態のプロジェクタ１は、上記のような構成になっており、操作部２２やリモコンＲＣのシャッタボタンが操作されると、制御部２０は、ステップＳ１０３（図３参照）において撮像を実施するのに先立って、レンズ検出部４３からの検出信号をレンズ制御部４１を介して取得して、投写レンズ１３のズーム状態、フォーカス状態、レンズシフト状態を認識する。その後、制御部２０は、認識したそれぞれの状態に基づいて、投写範囲Ａｐの位置（光軸からのシフト量）や大きさ（画角）、投写面までの距離等を推定し、この推定結果に基づいて、投写範囲Ａｐが適度な大きさで且つピントが合った状態で撮像されるように、撮像部２７のズーム状態、フォーカス状態、及び撮像方向を特定するためのパラメータを決定する。制御部２０が、決定したパラメータを制御信号として撮像制御部２８に出力すると、撮像制御部２８は、制御信号に基づいて撮像レンズ２７ａの状態（ズーム状態、フォーカス状態、撮像方向）を変更させる。その後、制御部２０は、撮像制御部２８に対して撮像を指示し、無地画像Ｇｓが投写された状態の投写範囲Ａｐを撮像部２７に撮像させる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、投写レンズ１３のレンズ状態と撮像範囲Ａｃの関係を例示するための説明図であり、プロジェクタ１を上方から見た平面図である。なお、本実施形態では、撮像部２７の撮像範囲Ａｃを、画像投写部１０の投写範囲Ａｐと一致させるようにしている。

図７（ａ）は、投写レンズ１３のズーム状態と撮像範囲の関係を示す図であり、投写レンズ１３のズーム状態がワイド端の場合の撮像範囲Ａｃ１と、テレ端の場合の撮像範囲Ａｃ２とを示している。
図７（ａ）に示すように、投写レンズ１３のズーム状態がワイド側（広角側）であるほど撮像範囲Ａｃを広くする必要がある。このため、制御部２０は、レンズ検出部４３（ズーム状態検出部）によって検出されたズーム状態から投写範囲Ａｐの大きさを推定し、この推定結果に応じて撮像部２７のズーム状態を変更する。

図７（ｂ）は、投写レンズ１３のフォーカス状態と撮像範囲の関係を示す図であり、比較的長距離に画像を投写している場合の撮像範囲Ａｃ３と、比較的近距離に画像を投写している場合の撮像範囲Ａｃ４とを示している。
図７（ｂ）に示すように、制御部２０は、レンズ検出部４３（フォーカス状態検出部）によって検出された投写レンズ１３のフォーカス状態から投写面までの距離を推定し、この推定結果に応じて撮像部２７のフォーカス状態や撮像方向を変更する。

図７（ｃ）は、投写レンズ１３のレンズシフト状態と撮像範囲の関係を示す図であり、画像の投写位置が右側にシフトしている場合の撮像範囲Ａｃ５と、左側にシフトしている場合の撮像範囲Ａｃ６とを示している。
図７（ｃ）に示すように、制御部２０は、レンズ検出部４３（シフト状態検出部）によって検出されたレンズシフト状態から投写範囲Ａｐの位置を推定し、この推定結果に応じて撮像部２７の撮像方向を変更する。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ１によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のプロジェクタ１によれば、投写レンズ１３のレンズ状態（ズーム状態、フォーカス状態、レンズシフト状態）に応じて、撮像部２７の撮像範囲Ａｃやフォーカス状態を定めるようにしているため、投写レンズ１３のレンズ状態に拘わらず、常に投写範囲Ａｐを適度な大きさで撮像することが可能になるとともに、ピントのあった良質な撮像画像Ｇｃを得ることが可能となる。

なお、本実施形態の制御部２０及び撮像制御部２８は、レンズ検出部４３の検出結果に応じて撮像部２７のズーム状態や撮像方向を変更することにより、撮像部２７の撮像範囲Ａｃを変更するものであるから、本発明の撮像範囲変更部に相当する。

（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記第１及び第２実施形態において、撮像部２７による撮像を行う際に、白色無地の無地画像Ｇｓを投写しているが、投写する無地画像Ｇｓは、白色無地に限られず、加筆画像Ｇｈを認識可能であれば、他の色であってもよいし、完全に無地である必要もない。

前記第２実施形態において、撮像部２７が十分に大きな解像度を有する場合には、投写レンズ１３のレンズ状態に拘わらず、ほとんどのケース（レンズ状態）で投写範囲をカバーし得る広い範囲を撮像範囲Ａｃとして撮像し、撮像後に、ズーム状態、フォーカス状態、レンズシフト状態に応じた範囲を撮像画像Ｇｃから切り出すようにしてもよい。なお、この場合には、撮像部２７にズーム機構や首振り機構を備える必要がなくなるため、構成の簡略化や低コスト化が可能となる。

前記第１及び第２実施形態では、生成した合成画像データを記憶媒体ＵＭに記憶するようにしているが、プロジェクタ１がプリンタに接続可能な構成である場合には、合成画像データをプリンタに出力することにより合成画像Ｇｗを印刷できるようにしてもよい。また、プロジェクタ１がＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続可能な構成である場合には、ネットワーク経由で他の装置（パーソナルコンピュータ、プリンタ、他のプロジェクタ等）に合成画像データを転送できるようにしてもよい。

前記第１及び第２実施形態では、光変調装置として、透過型の液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを用いているが、反射型の液晶ライトバルブ等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の出射方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源から出射した光を変調する微小ミラーアレイデバイス等を用いることもできる。

前記第１及び第２実施形態では、光源部１１として放電型光源ランプを用いているが、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）光源等の固体光源や、その他の光源を用いることもできる。

第１実施形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図。 ホワイトボードに入力画像を投写している様子を示す説明図であり、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、上方から見た平面図。 撮像部による撮像を行う際の動作を表すフローチャート。 撮像部による撮像を行う際の動作を説明するための説明図。 画像合成部による合成処理を説明するための説明図であり、（ａ）は、撮像画像を示す図、（ｂ）及び（ｃ）は、処理経過を説明するための図、（ｄ）は、表示メモリから読み出された画像データに基づく画像を示す図、（ｅ）は、合成後の画像を示す図。 第２実施形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図。 投写レンズのレンズ状態と撮像範囲の関係を例示するための説明図であり、（ａ）は、投写レンズのズーム状態と撮像範囲の関係を示す図、（ｂ）は、投写レンズのフォーカス状態と撮像範囲の関係を示す図、（ｃ）は、投写レンズのレンズシフト状態と撮像範囲の関係を示す図。

符号の説明

１…プロジェクタ、１０…画像投写部、１１…光源部、１１ａ…放電ランプ、１１ｂ…リフレクタ、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…液晶ライトバルブ、１３…投写レンズ、２０…制御部、２１…記憶部、２２…操作部、２３…操作信号受信部、２４…画像信号入力部、２５…画像信号処理部、２５ａ…表示メモリ、２６…ライトバルブ駆動部、２７…撮像部、２７ａ…撮像レンズ、２８…撮像制御部、２９…画像合成部、３０…ＵＳＢインターフェイス部、３１…バス、４１…レンズ制御部、４２…レンズ駆動部、４３…レンズ検出部、Ａｃ，Ａｃ１〜Ａｃ６…撮像範囲、Ａｐ…投写範囲、Ｇ２…中間画像、Ｇｃ…撮像画像、Ｇｈ…加筆画像、Ｇｐ…入力画像、Ｇｓ…無地画像、Ｇｗ…合成画像、ＲＣ…リモコン、ＵＭ…記憶媒体、ＷＢ…ホワイトボード、Ｗｐ…筆記面。

Claims (4)

1. 入力される画像信号に基づく画像データをフレーム単位で記憶する表示メモリと、
   前記表示メモリに記憶されている前記画像データに応じた画像を投写する画像投写部と、
   前記画像が投写される投写範囲を撮像し、撮像結果を表す画像データを生成する撮像部と、
   前記撮像部に撮像を行わせるための指示を受け付ける指示入力部と、
   前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記表示メモリに記憶されている画像データを読み出す画像読出部と、
   前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させる画像制御部と、
   前記画像投写部が前記無地画像を投写している間に、前記撮像部に撮像を行わせる撮像指示部と、
   前記撮像部が生成した画像データ、及び前記画像読出部が読み出した画像データを合成する画像合成部と、
   を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記画像投写部は、光源と、前記光源から射出された光を前記画像データに基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学系とを有し、
   前記投写光学系の投写状態を検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果に基づいて、前記撮像部の撮像範囲を変更する撮像範囲変更部と、
   をさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
3. 入力される画像信号に基づく画像データをフレーム単位で記憶する表示メモリと、
   前記表示メモリに記憶されている前記画像データに応じた画像を投写する画像投写部と、
   前記画像が投写される投写範囲を撮像し、撮像結果を表す画像データを生成する撮像部と、
   前記撮像部に撮像を行わせるための指示を受け付ける指示入力部と、
   を備えたプロジェクタの制御方法であって、
   前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記表示メモリに記憶されている画像データを読み出すステップと、
   前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させるステップと、
   前記画像投写部が前記無地画像を投写している間に、前記撮像部に撮像を行わせるステップと、
   前記撮像部が生成した画像データ、及び前記表示メモリから読み出した画像データを合成するステップと、を備えたことを特徴とするプロジェクタの制御方法。
4. 入力される画像信号に基づく画像データをフレーム単位で記憶する表示メモリと、
   前記表示メモリに記憶されている前記画像データに応じた画像を投写する画像投写部と、
   前記画像が投写される投写範囲を撮像し、撮像結果を表す画像データを生成する撮像部と、
   前記撮像部に撮像を行わせるための指示を受け付ける指示入力部と、
   を備えたプロジェクタを制御するプログラムであって、
   コンピュータに、
   前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記表示メモリに記憶されている画像データを読み出すステップと、
   前記指示入力部が前記指示を受けたときに、前記画像投写部から略全面が無地の無地画像を投写させるステップと、
   前記画像投写部が前記無地画像を投写している間に、前記撮像部に撮像を行わせるステップと、
   前記撮像部が生成した画像データ、及び前記表示メモリから読み出した画像データを合成するステップと、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

Images