JP2011090432A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】ポインターが投射画像のどこを指しているのかをより視認し易くなる。
【解決手段】画像データに基づく投射画像を投射面に投射する画像投射部１２０と、前記投射面に投射された前記投射画像を撮像する撮像部１１８と、前記撮像部１１８が前記投射画像を撮像して取得した撮像画像からポインターにより特定される特定領域の位置を検出する特定領域検出部２３２と、前記投射画像における前記特定領域の位置に対応する領域の周辺領域の表示状態を変化させる特定領域強調部２７０と、を備えるプロジェクターを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクターに関し、特に、スクリーンへ投射する画像上の特定位置をレーザーポインターで指し示した際に、その照射位置の周辺領域の表示状態を変化させることのできるプロジェクターに関する。

プレゼンテーション画面が投射されているスクリーン上にレーザーポインターから射出された光によって形成されるレーザースポットの動き（ジェスチャー）に応じて当該プレゼンテーション画面を制御するプレゼンテーション制御システムが知られている（例えば特許文献１参照）。このシステムでは、ジェスチャーを解析（パターンマッチング）して当該ジェスチャーに対応する制御信号をＰＣに送信し、当該ジェスチャーに応じたコマンドをＰＣから受け取ったプロジェクターによってプレゼンテーション画像に様々な変更を加えることができる。

特開２００１−１２５７３８号公報

ところで、プレゼンテーション画像の特定位置をレーザーポインターで指し示しながら説明する場合、レーザースポットの位置がプレゼンテーション画像を見ている者に見えにくいことが課題であった。

上記課題を解決することを目的とし、本発明は、画像データに基づく投射画像を投射面に投射する画像投射部と、前記投射面に投射された前記投射画像を撮像する撮像部と、前記撮像部が前記投射画像を撮像して取得した撮像画像からポインターにより特定される特定領域の位置を検出する特定領域検出部と、前記投射画像における前記特定領域の位置に対応する領域の周辺領域の表示状態を変化させる特定領域強調部と、を備えるプロジェクターを提供する。

このようなプロジェクターによれば、ポインターが投射画像のどこを指しているのかをより視認し易くなる。

また、上記プロジェクターにおいて、前記特定領域強調部は、前記周辺領域を単色にしてもよい。

これにより、特定領域の位置をより視認し易くなる。

また、上記プロジェクターにおいて、前記特定領域強調部は、前記投射画像における前記周辺領域の輝度値をオフセットしてもよい。

これにより、ポインターにより示される特定領域が視認し易くなるだけでなく、強調表示されている上記周辺領域内の投射画像の内容も確認することができる。

また、上記プロジェクターは、前記特定領域の位置に対応する前記画像データにおける位置を算出する演算部を更に備えてもよい。

また、上記プロジェクターにおいて、前記画像データに対して所定の座標変換により台形補正が行われた画像が投射されている場合に、前記演算部は、前記座標変換の変換式に基づいて、検出された前記特定領域から前記画像データ上における前記位置を算出してもよい。

また、上記プロジェクターにおいて、前記投射画像は、レーザーポインターから射出されるレーザー光を前記投射面に照射することによって生じる輝点を含み、前記特定領域検出部は、前記撮像画像における前記輝点を含む領域を検出してもよい。

これにより、投射画像上におけるレーザーポインターの指し示す位置をより視認し易くなる。

また、上記プロジェクターにおいて、前記画像データは、ポインターカーソルを有するグラフィカルユーザーインターフェースを備えた画像表示装置から供給され、前記特定領域検出部は、前記撮像画像に含まれる前記ポインターカーソルを含む領域を検出してもよい。

これにより、投射画像上におけるポインターカーソルの位置をより視認し易くなる。

本発明の実施形態に係るプロジェクターシステム１０の概略構成図である。 画像処理部２００の機能ブロック図である。 プロジェクターシステム１０を用いてレーザーポインターにより照射されている特定領域を強調表示する処理の一例を示すフローチャートである。 撮像部１１８で撮像された画像の一例を示す。 撮像された画像から抽出された投射画像を示す。 投射画像の画像データを示す。 台形補正された画像データを示す。 ポインターの照射位置の周辺領域の表示状態を変化させた投射画像の一例を示す。 ポインターカーソルの周辺領域の表示状態を変化させた投射画像の一例を示す。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態について説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態における特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクターシステム１０の概略構成図である。本実施形態のプロジェクターシステム１０は、図１に示すように、プロジェクター１００およびプロジェクター１００を制御するパーソナルコンピューター（ＰＣ）５０で構成される。なお、ＰＣ５０は、本発明における画像表示装置の一例である。

プロジェクター１００は、光源であるランプ１１０が放射した光を、光の３原色成分（赤色光、青色光、緑色光）に分離し、ＰＣ５０からの映像信号に応じて、光学部１１１に含まれる光変調素子である各色光用の液晶ライトバルブ（図示せず）により、各色の光を変調し、再度合成してスクリーンなどの投射面に投射する、いわゆる「液晶３板式プロジェクター」である。

プロジェクター１００は、プロジェクター１００の本体上面に、プロジェクター１００を操作するための複数の操作用ボタンを備えた操作パネル（図示せず）を備える。また、プロジェクター１００は、上記操作パネルと同様な複数の操作用ボタンを備えたリモコン３１０により遠隔操作することができる。

プロジェクター１００は、ランプ１１０、画像処理部２００、光学部１１１、液晶パネル駆動部１１２、操作受付部１１３、電源部１１４、Ｉ／Ｏブリッジ部１１５、記憶部１１６、制御部１１７、撮像部１１８、ランプ駆動部１１９、および通信部１６０などから構成されている。なお、ランプ１１０、光学部１１１、液晶パネル駆動部１１２、およびランプ駆動部１１９は、本発明における画像投射部の一例であり、以下においてこれらをまとめて示す際は画像投射部１２０と称する。

ランプ１１０は、例えば、高圧水銀ランプや、メタルハライドランプ及びハロゲンランプなどの高輝度が得られる放電式ランプである。光学部１１１は、ランプ１１０が放射する白色光を輝度分布の安定した略平行光に変換するインテグレーター光学系と、輝度分布の安定した白色光を光の３原色である赤色、緑色、青色の各色光成分に分離して各色光用の液晶ライトバルブに供給する分離光学系と、液晶ライトバルブにて各色光毎に画像信号に応じて変調された各色光を、再度合成する合成光学系（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。光学部１１１は、合成光学系から射出されるフルカラーで略平行な変調光を内蔵する投写レンズで拡大した投写光により、スクリーンにフルカラー映像を投写する。

液晶パネル駆動部１１２は、光学部１１１の液晶ライトバルブ（図示せず）に対して画像処理部２００から入力する画像信号とともに駆動電圧などを供給し、液晶ライトバルブに投射画像を写し出す。操作受付部１１３は、リモコン３１０による操作を受付け、制御部１１７へ各種動作のトリガとなる操作信号を送る。

電源部１１４は、外部電源３２０からの交流電力をプラグから導き、内蔵するＡＣ／ＤＣ変換部（いずれも図示せず）にて変圧、整流および平滑するなどの処理を施すことにより安定化させた直流電圧をプロジェクター１００の各部に供給する。ランプ駆動部１１９は、電源部１１４からの電力供給を受け、放電式ランプであるランプ１１０を点灯するために高電圧を発生して放電経路を形成するイグナイター回路（図示せず）と、点灯後の安定した点灯状態を維持するためのバラスト回路（図示せず）とを備えている。

Ｉ／Ｏブリッジ部１１５は、サウスブリッジであり、通信部１６０の無線ＬＡＮカードを制御するためのＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memory Card International Association）に対応したカードコントローラを搭載している。

記憶部１１６は、例えば、フラッシュメモリーなどデータの書き換えが可能な不揮発性のメモリーおよびＩＤＥに対応したハードディスクにより構成されている。記憶部１１６は、例えば、プロジェクター１００を起動させるときの起動ルーチンなど、プロジェクター１００の動作を制御するための様々なプログラムおよび付随するデータを記憶する。また、記憶部１１６は、画像投射部１２０によりスクリーンに投射させる投射画像の画像データ（以下、「投射データ」と称する）をＰＣ５０から受け取って記憶する。

制御部１１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、バスラインＢｕｓを介して、各部との信号のやり取りを行う。撮像部１１８は、画像投射部によりスクリーンに投射されている投射画像を撮像する。そして、撮像部１１８は、撮像した投射画像の画像データ（以下、「撮像データ」と称する）を画像処理部２００へと出力する。なお、撮像部１１８は、撮像データを記憶部１１６へ記憶させてもよい。通信部１６０は、例えばIEEE 802.11a、IEEE 802.11b、またはIEEE 802.11gの少なくとも何れかの無線ＬＡＮ規格に対応した無線ＬＡＮカードであり、ＰＣ５０における後述のＰＣ通信部５１との間で各種のデータを送受信することができる。

画像処理部２００は、ＰＣ５０から通信部１６０を介して供給される画像データに後述する様々な処理を施してスクリーンに投射させるための画像信号を出力する。

続いて、ＰＣ５０の概略構成について説明する。ＰＣ５０は、ＰＣ通信部５１、ＰＣ表示部５２、ＰＣ電源部５３、ＰＣＩ／Ｏブリッジ部５４、ＰＣハードディスク５５、ＰＣ制御部５６、ＰＣ記憶部５７、ＰＣ操作部５８、ＰＣ操作受付部５９などから構成されている。なお、プロジェクター１００の構成部位名と区別するため、上記のように、ＰＣ５０の構成部位には「ＰＣ」を附した。

ＰＣ通信部５１は、プロジェクター１００の通信部１６０との間で各種データの送受信を行う。ＰＣ表示部５２は、例えばプロジェクター１００でスクリーンに表示させている投射画像などを表示する。また、ＰＣ表示部５２は、各種のコマンドやアイコンなどを表示してもよい。

ＰＣ電源部５３は、例えば充電式のリチウムイオン電池であり、外部電源から供給された電力を蓄え、直流電圧をＰＣ５０の各部に供給する。ＰＣＩ／Ｏブリッジ部５４は、サウスブリッジであり、ＰＣ通信部５１（無線ＬＡＮカード）を制御するためのＰＣＭＣＩＡに対応したカードコントローラや、ＰＣハードディスク５５を制御するためのＩＤＥコントローラなどの各種デバイスコントローラを搭載している。

ＰＣハードディスク５５は、例えばＩＤＥに対応したハードディスクであり、基本ソフトであるＯＳ（Operating System）や、ブラウザ、文書作成やプレゼンテーションに用いられる各種ビジネス用ソフトなどのプログラムを記憶している。

ＰＣ制御部５６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、バスラインＢｕｓを介して、各部との信号のやり取りや、各部の動作を制御する。例えば、ＰＣ制御部５６は、プロジェクター１００と接続するための接続プログラム、および、ＰＣ通信部５１により通信を行うための各種プロトコルプログラムなどのＰＣ５０の動作を制御するための様々なプログラムを実行する。

ＰＣ記憶部５７は、例えばフラッシュメモリーなどデータの書き換えが可能な不揮発性のメモリーにより構成されている。ＰＣ記憶部５７は、ＰＣ制御部５６で実行されるプログラムなどのＰＣ５０の動作を制御するための様々なプログラムや、当該プログラムに付随するデータ類を記憶している。なお、これらのプログラムおよびデータは、ＰＣハードディスク５５に記憶されていても良い。

ＰＣ操作部５８は、キーボードおよびマウスであり、例えば、ＰＣ５０を起動およびシャットダウン、あるいはプレゼンテーション用の資料を表示させるための各種の操作がなされる。ＰＣ操作受付部５９は、ＰＣ操作部５８への操作がなされると、その操作を受付け、ＰＣ制御部５６へ各種動作のトリガとなる操作信号を送る。

次に、プロジェクター１００の画像処理部２００における処理内容をより具体的に説明する。

図２は、画像処理部２００の機能ブロック図である。画像処理部２００は、図２に示すように、出力フレームメモリー２１０と、入力フレームメモリー２２０と、特定領域検出部２３０と、演算部２４０と、画像信号生成部２５０と、台形補正部２６０と、特定領域強調部２７０とを有する。

出力フレームメモリー２１０は、本発明における画像データ記憶部の一例であり、フラッシュメモリーなどデータの書き換えが可能な不揮発性のメモリーが好ましく用いられる。この出力フレームメモリー２１０は、記憶部１１６に記憶されている投射データをフレーム単位で読み出して順次に記憶する。そして、出力フレームメモリー２１０は、記憶する投射データを順次に画像信号生成部２５０へと送る。また、出力フレームメモリー２１０は、記憶する投射データを特定領域検出部２３０へも出力する。

入力フレームメモリー２２０は、撮像部１１８からの撮像データを受け取り、フレーム単位で記憶する。そして、撮像部１１８からの撮像データを順次に特定領域検出部２３０へ出力する。

特定領域検出部２３０は、撮像部１１８からの撮像データ上におけるポインターにより特定される特定領域の位置を検出する。具体的には、特定領域検出部２３０は、撮像データを入力フレームメモリー２２０から受け取り、当該撮像データ上に一定以上の輝度値の部分が存在するか否かを検出する。そして、一定以上の輝度値の領域が存在していた場合に、その領域を、レーザーポインターから射出されるレーザー光が投射面に照射されることによって生じる輝点、すなわち、レーザーポインターにより照射されている領域（特定領域）と判別する。なお、特定領域は、本例ではレーザーポインターにより照射されている領域であるが、後述のように、画像として撮像データ上に示されてマウスの操作により移動するポインターカーソルであってもよい。

演算部２４０は、特定領域検出部２３０において撮像データから検出された特定領域に基づいて、特定領域に対応する投射データ上の位置を算出する。具体的には、演算部２４０は、投射データを出力フレームメモリー２１０から受け取り、また、撮像データおよび特定領域検出部２３０において検出された特定領域に関する情報を特定領域検出部２３０から受け取る。そして、演算部２４０は、投射データと撮像データとをフレーム単位で比較することにより、レーザーポインターにより照射されている特定領域が、投射データにおけるどの位置にあたるかを算出する。

例えば投射画像が静止画であり、台形補正等の補正もされていない（投射画像と撮像画像とが略等しい）場合、演算部２４０は、投射データと撮像データとの輝度の差分をとり、その差が一定以上である部分が存在した場合に、その部分を投射データにおけるレーザーポインターにより照射されている特定領域の位置に対応する位置として検出する。そして、演算部２４０は、算出した上記位置に関する情報を特定領域強調部２７０へと出力する。

なお、演算部２４０は、後述の台形補正部２６０により投射データに対して所定の座標変換により台形補正が行われた画像が投射されている場合は、当該座標変換の変換式に基づいて、特定領域検出部２３０において検出された特定領域に対応する投射データの位置を算出する。

画像信号生成部２５０は、出力フレームメモリー２１０から入力される投射データに基づいて、画像投射部１２０に表示させる投射画像の画像信号を生成する。ここで、画像信号生成部２５０は、入力される投射データにスケーリング処理を行うことにより、液晶ライトバルブの持つ解像度に合わせた画像信号を生成してもよく、また、入力される投射データにγ補正処理を行うことにより、液晶ライトバルブで表示するのに適した階調値に変換された画像信号を生成してもよい。また、画像信号生成部２５０は、リモコン３１０が操作されたことにより制御部１１７から入力される操作信号に応じて、投射データのパラメータ設定値などを変更した画像信号を生成してもよい。

台形補正部２６０は、プロジェクター１００が傾けて設置された場合に、画像投射部１２０に表示させる表示画像について台形補正を行う。具体的には、例えばリモコン３１０によりプロジェクター１００のスクリーンに対する仰角（設置角度）が入力されると、台形補正部２７０は、その情報を操作受付部１１３を介して受け取る。そして、台形補正部２７０は、その情報に基づいて、スクリーンに表示される投射画像の台形歪がより小さくなるように、画像信号生成部２５０が生成する画像信号を補正するとともに、台形補正を行った旨の情報を演算部２４０へと出力する。

特定領域強調部２７０は、画像信号生成部２５０から台形補正部２６０を介して入力される投射画像の画像信号における特定領域に対応する領域の周辺領域の表示状態を変化させる。具体的には、照射位置強調部２７０は、画像信号生成部２５０から入力される投射画像の画像信号と、演算部２４０から入力される上記位置に関する情報とに基づいて、投射画像における特定領域の位置に対応する位置を中心とする周辺領域を設定し、当該領域内の輝度値を低下させるべく上記画像信号を補正する。ここで、上記周辺領域は、例えばレーザーポインターにより照射されている特定領域の位置を中心とする円内の領域である。これにより、スクリーンに投射されている投射画像における上記特定領域がより強調されて表示されるので、レーザーポインターが投射画像のどこを指しているのかをより視認し易くなる。

なお、照射位置強調部２７０は、周辺領域を例えば黒色などの輝度値の低い色で単色表示させるべく上記画像信号を補正してもよい。これにより、特定領域をより視認し易くなる。また、特定領域強調部２７０は、特定領域の周辺領域に投射画像の文字などが重なる場合は、当該周辺領域の輝度値を一定の幅だけ低下させるなどのオフセット処理を施して表示してもよい。これにより、周辺領域内の投射画像の内容も確認することができる。

図３は、プロジェクターシステム１０を用いてレーザーポインターにより照射されている特定領域を強調表示する処理の一例を示すフローチャートである。本フローでは、まず、プロジェクター１００によりスクリーンに投射画像を表示する（ステップＳ１０）。そして、撮像部１１８でスクリーンに表示されている投射画像を撮像する（ステップＳ２０）。撮像部１１８で撮像された画像の一例を図４に示す。ここで、図４に示すように、撮像部１１８による撮像範囲５１０が投射画像５２０よりも大きいので、撮像部１１８は、投射画像５２０を除く部分をフィルタリング処理により削除した撮像データを生成する。撮像部１１８で生成された撮像データの一例を図５に示す。

次に、特定領域検出部２３０においてレーザーポインターにより照射されている特定領域の有無を検出する（ステップＳ３０）。ここで、特定領域が検出されなかった場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、本フローは終了する。一方、特定領域が検出された場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、特定領域検出部２３０は、さらに、特定領域の位置を検出する（ステップＳ４０）。例えば、図５に示すように、レーザーポインターにより照射されている特定領域Ｐが投射画像の中央付近のやや上方に存在する場合、その位置は座標（Ｘ，Ｙ）として特定される。

次に、演算部２４０は、投射データを出力フレームメモリー２１０から取得する（ステップＳ５０）。また、演算部２４０は、投射データに対して台形補正をかけているか否かを示す情報を台形補正部２６０から取得する（ステップＳ６０）。そして、演算部２４０は、投射データが台形補正されていない場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、撮像データ５２０および投射データのフレームサイズの違いを補正しつつ、投射データ上の当該特定領域の位置に対応する座標を特定する（ステップＳ８０）。これにより、例えば図６に示すように、撮像データ５２０上で座標（Ｘ，Ｙ）と特定された特定領域Ｐの位置は、投射データ５３０上では座標（Ｘ’，Ｙ’）の位置Ｑであることが特定される。

一方、演算部２４０は、投射データが台形補正されている場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、台形補正における座標変換の変換式に基づいて、特定領域の位置を座標変換し（ステップＳ７０）、投射データ上の当該特定領域の位置に対応する座標を特定する（ステップＳ８０）。この場合、例えば図７に示すように、撮像データ５２０上で座標（Ｘ，Ｙ）と特定された特定領域の位置は、投射データ５３０’上では座標（Ｘ’’，Ｙ’’）の位置Ｑ’であることが特定される。

そして、例えば図８に示すように、スクリーンに表示されている投射画像５２０における特定領域Ｐの周辺領域５４０が強調表示される（ステップＳ９０）。周辺領域５４０は、特定領域Ｐの移動につれて移動し、周辺領域５４０と重なった投射画像５２０の輝度値を、周辺領域５４０の輝度値よりも大幅に小さい一定の値として表示する。

このように、本実施形態のプロジェクターシステム１０によれば、スクリーンに投射されている投射画像５２０におけるレーザーポインターにより照射されている特定領域Ｐの位置がより強調されて表示されるので、レーザーポインターが投射画像５２０のどこを指しているのかをより視認し易くなる。

図９は、本実施形態の他の例として、ポインターカーソルの周辺領域の表示状態を変化させた投射画像の一例を示す。本例では、ＰＣ５０は、図９に示すように、例えばマウスの操作により移動するポインターカーソルＣによって特定位置を指し示す画像データをプロジェクター１００へ供給する。そして、プロジェクター１００では、ポインターカーソルＣを特定領域として検出し、その周辺領域５４１の輝度値を変化させることによりポインターカーソルＣ（特定領域）が強調される。

なお、本例では、特定領域検出部２３０および演算部２４０は、レーザーポインターの場合と同様に撮像部１１８からの撮像データに基づいて特定領域の位置を検出してもよいが、ポインターカーソルＣを含む画像データから当該ポインターカーソルＣ（特定領域）の位置を直接算出してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。

１０…プロジェクターシステム、１００…プロジェクター、１１０…ランプ、１１１…光学部、１１２…液晶パネル駆動部、１１３…操作受付部、１１４…電源部、１１５…Ｉ／Ｏブリッジ部、１１６…記憶部、１１７…制御部、１１８…撮像部、１１９…ランプ駆動部、１６０…通信部、２００…画像処理部、２１０…出力フレームメモリー、２２０…入力フレームメモリー、２３０…特定領域検出部、２４０…演算部、２５０…画像信号生成部、２６０…台形補正部、２７０…特定領域強調部

Claims (7)

1. 画像データに基づく投射画像を投射面に投射する画像投射部と、
   前記投射面に投射された前記投射画像を撮像する撮像部と、
   前記撮像部が前記投射画像を撮像して取得した撮像画像からポインターにより特定される特定領域の位置を検出する特定領域検出部と、
   前記投射画像における前記特定領域の位置に対応する領域の周辺領域の表示状態を変化させる特定領域強調部と、
   を備えるプロジェクター。
2. 前記特定領域強調部は、前記周辺領域を単色にすることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記特定領域強調部は、前記投射画像における前記周辺領域の輝度値をオフセットすることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
4. 前記特定領域の位置に対応する前記画像データにおける位置を算出する演算部を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載のプロジェクター。
5. 前記画像データに対して所定の座標変換により台形補正が行われた画像が投射されている場合に、
   前記演算部は、前記座標変換の変換式に基づいて、検出された前記特定領域から前記画像データ上における前記位置を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプロジェクター。
6. 前記投射画像は、レーザーポインターから射出されるレーザー光を前記投射面に照射することによって生じる輝点を含み、
   前記特定領域検出部は、前記撮像画像に含まれる前記輝点を含む領域を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプロジェクター。
7. 前記画像データは、ポインターカーソルを有するグラフィカルユーザーインターフェースを備えた画像表示装置から供給され、
   前記特定領域検出部は、前記撮像画像に含まれる前記ポインターカーソルを含む領域を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクター。
   

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