JP2015011282A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使い勝手がよい投影装置を提供すること。【解決手段】投影装置は、対象物に向けて画像を投影する投影部２０と、投影部２０から画像を投影させる投影制御部１０３と、対象物に付されたマーキングに基づいて、投影部２０から投影される画像の投影位置を決定する決定部１０３と、対象物に付されたマーキングに基づいて、対象物の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出部１０３と、位置ずれ検出部１０３で検出された位置ずれに応じて投影位置を補正する補正部１０３と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、投影装置に関する。

電子黒板の筆記データと、プロジェクタの投影データとを合成する会議システムが知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−３０１４５９号公報

従来技術では、書きこみ対象物の位置が当初位置からずれたかどうかを考慮しておらず、使い勝手がよくなかった。

本発明による投影装置は、対象物に向けて画像を投影する投影部と、投影部から画像を投影させる投影制御部と、対象物に付されたマーキングに基づいて、投影部から投影される画像の投影位置を決定する決定部と、対象物に付されたマーキングに基づいて、対象物の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出部と、位置ずれ検出部で検出された位置ずれに応じて投影位置を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、使い勝手がよい投影装置を提供できる。

本発明の一実施の形態によるカメラ搭載プロジェクタを使用する場面を説明する図である。 カメラ搭載プロジェクタの第一使用状態を説明する図である。 カメラ搭載プロジェクタの非使用状態を説明する図である。 図４(a)は上面図、図４(b)は側面図である。 カメラ搭載プロジェクタの第二使用状態を説明する図である。 カメラ搭載プロジェクタの構成を例示するブロック図である。 ＣＰＵが実行する手本表示プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。 図８(a)は、紙に記載されたマークを例示する図、図８(b)は、あらかじめ定められた形状のマークを例示する図である。 投影制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 図１０(a)は、投影開始当初の紙およびカメラ搭載プロジェクタの位置関係を例示する図、図１０(b)は、紙の位置がずれた場合における紙およびカメラ搭載プロジェクタの位置関係を例示する図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
＜使用場面の説明＞
図１は、本発明の一実施の形態によるカメラ搭載プロジェクタ１を使用する場面を説明する図である。カメラ搭載プロジェクタ１は、机などの載置面に置かれている。カメラ搭載プロジェクタ１は、手本情報５２を載置面に向けて投影（表示）する投影機能に加えて、投影面を撮像する撮影機能を有する。

図１において、破線で囲まれる領域６０は、カメラ搭載プロジェクタ１による投影範囲を示す。上記領域６０の中に、紙５１などの書き込み対象物が載置される。対象物は、紙５１以外に木板、樹脂板、金属板、布などであってもよい。紙５１の四隅には、マーク５３〜５６が付されている。カメラ搭載プロジェクタ１による撮影機能は、上記領域６０より広い範囲を撮像可能に構成されている。

カメラ搭載プロジェクタ１は、机上の紙５１に手本情報５２を投影する。手本情報は、例えば「絵」や「文字」などを含む画像である。手本情報５２として「絵」が投影された場合、ユーザーは、手本に倣って紙５１にペン等（鉛筆、クレパス、筆でもよい）で絵を描く。手本情報５２として「文字」が投影された場合、ユーザーは、手本に倣って紙５１にペン等（鉛筆、毛筆でもよい）で文字を書く。

＜カメラ搭載プロジェクタ１の説明＞
上述したように手本情報５２の表示を行うカメラ搭載プロジェクタ１について、さらに詳細に説明する。カメラ搭載プロジェクタ１は、２通りの使用状態で使用することができる。
（第一使用状態）
図２は、カメラ搭載プロジェクタ１の第一使用状態を説明する図である。第一使用状態では、カメラ搭載プロジェクタ１がスクリーン４０へ手本情報５２を投影する。図２において、カメラ搭載プロジェクタ１は、カメラ搭載プロジェクタ１に対して回動可能に設けられた開閉式のミラー支持部２を有する。ミラー支持部２は、回転軸４の周りに回動することによって開閉する。ミラー支持部２は、投影時に図示する開状態の位置まで開かれ、ミラー支持部２の回動軸部に設けられる不図示のトグル機構によって開状態を維持する。

図２に示すように、ミラー支持部２が開状態になるとカメラ搭載プロジェクタ１の内部に設けられた投射光学系の開口２５が現れる。ミラー支持部２の内側には、反射ミラー２４が設けられる。このカメラ搭載プロジェクタ１は、載置面５０上に載置されている状態で、開口２５から射出される投影光束を反射ミラー２４で反射させてスクリーン４０へ投影する。図２の例では、載置面５０とスクリーン４０とが直交する。

カメラ搭載プロジェクタ１は、本体支持部３を備えることにより、カメラ搭載プロジェクタ１をチルト方向に傾斜させて設置する。本体支持部３は、底面１ａに対して回動可能に設けられた平板状の支持部材であり、底面１ａにおいてミラー支持部２の回転軸４と反対側の端部に位置する回転軸６の周りに回動する。本体支持部３において、上記回転軸６と反対側の端部の両面には、それぞれ幅方向（図２において紙面に垂直方向）の両端において足１５が設けられる。

本体支持部３の幅方向（図２において紙面に垂直方向）の長さは、カメラ搭載プロジェクタ１の幅方向（図２において紙面に垂直方向）の長さと同じである。また、本体支持部３の水平方向（図２において左右方向）の長さは、第一使用状態および後述する第二使用状態におけるカメラ搭載プロジェクタ１の重心を載置面５０へ投影した鉛直投影点を含む長さとする。

本体支持部３は、カメラ搭載プロジェクタ１の第一使用状態において図２に例示した位置まで開かれる。図２に例示する回動位置は、本体のチルト方向の傾斜角度θ１を、例えば略１０度に保つ位置である。本体支持部３の回動軸部に設けられる不図示のクリック機構により、本体支持部３は、カメラ搭載プロジェクタ１の底面１ａと載置面５０との間の角度θ１を略１０度にする位置で固定される。

（非使用状態）
図３に示すように、ミラー支持部２はカメラ搭載プロジェクタ１の非使用時に閉じられ、ミラー支持部２の回動軸部に設けられる上記トグル機構によって開状態を維持する。図３は、図２のカメラ搭載プロジェクタ１の非使用状態（収納状態）を説明する図である。ミラー支持部２が閉じると、閉じたミラー支持部２が投射光学系の開口２５（図２）を覆うことにより、反射ミラー２４を含む投射光学系を閉空間に閉ざす。

図３において、閉状態のミラー支持部２と同様の傾斜を有する側面１ｄには、操作部材１０が設けられる。閉じたミラー支持部２の外側面２ｄと、側面１ｄとは同一平面を形成する。

本体支持部３は、プロジェクタの非使用時に図３に示す位置に畳まれる。本体支持部３は、上記クリック機構によって、カメラ搭載プロジェクタ１の底面１ａに本体支持部３が接する位置（詳しくは足１５が底面１ａに当接する位置）で固定される。ここで、底面１ａと側面１ｂとの間の角度は、(９０−θ１)度に構成されている。これにより、図２の第一使用状態において側面１ｂがスクリーン４０と平行になり、カメラ搭載プロジェクタ１をスクリーン４０に寄せることができる。

図２の投射光学系の要部を説明する。ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などによって構成される変調素子２１が、ＬＥＤ光源２７（図６）からの照明光によって照明される。変調素子２１は、画素に対応する可動微小鏡面（マイクロミラー）が二次元に配列されたものである。マイクロミラーに設けられた電極が駆動されることにより、照明光を軸対称レンズ群２２へ向けて反射する状態と、照明光を内部の吸収体へ向けて反射する状態とを切替える。各マイクロミラーを個別に駆動することにより、表示画素ごとに照明光の反射が制御される。変調素子２１は、以上のように照明光を変調して画像を生成する。

軸対称レンズ群２２を通過した変調光束は、さらに自由曲面レンズ群２３を通過して反射ミラー２４に入射される。反射ミラー２４は自由曲面ミラーによって構成されており、入射された変調光束をスクリーン４０へ向けて折り曲げる。

なお、図２を簡略化するため、軸対称レンズ群２２および自由曲面レンズ群２３を各１個のレンズとして図示したが、これらのレンズ群は、必要に応じて複数のレンズからなる構成としてもよい。

図２において、変調素子２１から自由曲面レンズ群２３に至る光軸ａｘは、載置面５０に対して上方に角度θ１（本例では略１０度）傾けている。また、反射ミラー２４からスクリーン４０へ至る光軸ａｘ’の入射角度θ２は、略６０度に設定してスクリーン４０に対して斜めに投影させている。なお、上記操作部材１０を設ける側面１ｄを、反射ミラー２４からスクリーン４０へ至る光束の下限Ｌ（側面１ｄの最も近くを進む光束）と略平行とするように構成し、投影光束を妨げないようにしている。

一般に、スクリーン４０に対して斜めに投影する光学系では投影像に台形歪みが生じるところ、本実施形態では上記自由曲面レンズ群２３および上記自由曲面ミラーで構成した反射ミラー２４によって台形歪みを補正する。上述した角度θ１および角度θ２は、それぞれ光学設計上必要な台形歪み補正量を軽減する目的で最適化したものである。

このような投射光学系を収納する筐体としては、カメラ搭載プロジェクタ１のように、その底面１ａおよび上面１ｃを光軸ａｘと略平行に構成することが筐体サイズ（特に厚み寸法）を小さくするために有効である。この場合、カメラ搭載プロジェクタ１をチルト方向に傾斜させた設置が必要になる。このため、第一使用状態では、スクリーン４０と直交する載置面５０に対して、カメラ搭載プロジェクタ１の底面１ａを上記角度θ１だけ傾斜させる。

図４(a)は図２のカメラ搭載プロジェクタ１の上面１ｃを見た上面図であり、図４(b)は図２のカメラ搭載プロジェクタ１のミラー支持部２側の側面を見た側面図である。図４(a)において、領域４１は、上記軸対称レンズ群２２、自由曲面レンズ群２３などの投射光学系が配置される領域を表す。また、領域４２は、上記変調素子２１、ＬＥＤ光源２７（図６）が配置される領域を表す。カメラユニット３０（図６）を構成する撮影光学系３１は、図４(b)に示すように、投影光が直接当たらない位置に配されている。

（第二使用状態）
図５は、図２のカメラ搭載プロジェクタ１の第二使用状態を説明する図である。第二使用状態では、カメラ搭載プロジェクタ１が載置面５０へ手本情報５２を投影する。図１に例示した使用場面は、第二使用状態に相当する。本体支持部３は、カメラ搭載プロジェクタ１の第二使用状態において図５に例示した位置まで開かれる。図５に例示する回動位置は、カメラ搭載プロジェクタ１のチルト方向の傾斜角度θ３を略１００度に保つ位置である。この傾斜角度θ３は、底面１ａを載置面５０に直交する直線から上記角度θ１だけ傾けた場合に相当する。この場合、カメラ搭載プロジェクタ１の底面１ａから、本体支持部３までの角度は（θ３＋１８０）＝２８０度である。

上述したように、カメラ搭載プロジェクタ１の底面１ａと側面１ｂとの間の角度が(９０−θ１)度であることから、本体支持部３がカメラ搭載プロジェクタ１の側面１ｂに接する位置まで開いた状態で、載置面５０上に本体支持部３を接するように載置することで、カメラ搭載プロジェクタ１のチルト方向の傾斜角度θ３を略１００度にできる。なお、上記クリック機構によって、本体支持部３はカメラ搭載プロジェクタ１の側面１ｂに接する位置で固定される。

カメラ搭載プロジェクタ１は、投影光束を反射ミラー２４で反射させて載置面５０へ投影する。この場合、反射ミラー２４から載置面５０へ至る光軸ａｘ’の入射角度θ２は、略６０度である。なお、第二使用状態でも、カメラ搭載プロジェクタ１の面１ｄを反射ミラー２４からスクリーン４０へ至る光束の下限Ｌ（側面１ｄの最も近くを進む光束）と略平行とするように構成し、投影光束を妨げないようにしている。

＜ブロック図の説明＞
図６は、上述したカメラ搭載プロジェクタ１の構成を例示するブロック図である。カメラ搭載プロジェクタ１は、プロジェクタユニット２０と、カメラユニット３０と、ＲＡＭ１０１と、フラッシュメモリ１０２と、ＣＰＵ１０３と、メモリカードインターフェース(I/F)１０４と、操作部材１０と、を有する。メモリカードインターフェース(I/F)１０４には、着脱可能なメモリカード９０が装着される。

＜カメラユニット３０＞
カメラユニット３０は、撮影光学系３１と、撮像素子３２と、撮像制御部３３と、光学系駆動部３４と、を含む。撮像素子３２としては、ＣＭＯＳイメージセンサなどが用いられる。撮像制御部３３は、ＣＰＵ１０３からの指示を受けて撮像素子３２および光学系駆動部３４を駆動制御するとともに、撮像素子３２から読み出される画像信号に対して所定の画像処理を行う。画像処理は、ガンマ処理や補間処理、ホワイトバランス調整処理などである。

撮影光学系３１は、撮像素子３２の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像制御部３３は、撮影開始指示に応じて撮像素子３２に撮像を開始させ、撮像終了後に撮像素子３２から画像信号を読出す。撮像制御部３３はさらに、読み出した画像信号に画像処理を施し、画像処理後の画像データをＣＰＵ１０３へ送出する。

光学系駆動部３４は、撮像制御部３３から出力されるフォーカス調節信号に基づいて、撮影光学系３１を構成するフォーカスレンズ（不図示）を光軸方向に進退駆動する。また、光学系駆動部３４は、撮像制御部３３から出力されるズーム調節信号に基づいて、撮影光学系３１を構成するズームレンズ（不図示）を光軸方向（テレ側もしくはワイド側）へ進退駆動する。ズーム位置は、通常、プロジェクタユニット２０による投影範囲６０より広い範囲を撮影する広角位置である。

＜プロジェクタユニット２０＞
プロジェクタユニット２０は、変調素子２１と、軸対称レンズ群２２と、光学系駆動部２６と、ＬＥＤ光源２７と、投影制御部２８と、を含む。投影制御部２８は、ＣＰＵ１０３からの投影指示に応じてＬＥＤ光源２７に駆動電流を供給する。ＬＥＤ光源２７は、供給された電流に応じた明るさで変調素子２１を照明する。

投影制御部２８はさらに、ＣＰＵ１０３から送出される画像データに応じてマイクロミラー駆動信号を生成し、生成した駆動信号で変調素子２１を駆動する。このように、画像信号に応じてＬＥＤ光源２７からの光を変調することにより、変調素子２１が画像を生成する。

投影に用いる画像データとして、メモリカード９０から読み出された画像データや、フラッシュメモリ１０２から読み出された画像データなどを使用できる。

軸対称レンズ群２２は、変調素子２１から射出される光束を反射ミラー２４（図２）の方向へ導く。光学系駆動部２６は、投影制御部２８から出力されるフォーカス調節信号に基づいて、不図示のフォーカスレンズを光軸方向へ進退駆動する。光学系駆動部２６はさらに、投影制御部２８から出力されるズーム調節信号に基づいて、不図示のズームレンズを光軸方向へ進退駆動する。ズームレンズの位置が変わることで、投影サイズが変更される。

＜フローチャートの説明＞
以上説明したカメラ搭載プロジェクタ１のＣＰＵ１０３が実行する手本表示プログラムの処理の流れについて、図７に例示するフローチャートを参照して説明する。図１に例示したように、ユーザーは、四隅にマーク５３〜５６が付された紙５１を、第二使用状態のカメラ搭載プロジェクタ１の前に載置し、操作部材１０を構成するスタートボタンを押下する。ＣＰＵ１０３は、スタートボタンの押下操作に応じて図７によるプログラムを起動させる。

図７のステップＳ１０において、ＣＰＵ１０３は、カメラユニット３０による撮像を開始させてステップＳ２０へ進む。これにより、カメラユニット３０が所定のフレームレート（例えば６０fps）で撮像を繰り返す。ステップＳ２０において、ＣＰＵ１０３は、カメラユニット３０で取得された画像データに基づいて、紙５１におけるマーク５３〜５６の検出を行う。ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６を検出した場合にステップＳ２０を肯定判定してステップＳ２５へ進み、マーク５３〜５６を検出しない場合には、ステップＳ２０を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。なお、判定処理を繰り返す間に、マーク５３〜５６を紙５１の四隅に記載するように促すメッセージをプロジェクタユニット２０から投影させてもよい。図示したマーク５３〜５６の形状は一例であり、ユーザーは、書きやすい任意形状のマークを書くことができる。

図８(a)は、紙５１に記載されたマーク５３〜５６を例示する図である。ＣＰＵ１０３は、４つのマーク５３〜５６が記載されている紙５１を、書きこみしてよい紙であると判断する。ＣＰＵ１０３は、例えばマーク５３〜５６の対角を結ぶ線の交点Ｏを紙５１の中央とみなし、点Ｏを中心に手本情報５２を投影する。一方、ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６が記載されていない無地の紙５１については、書きこみしてはいけない紙であると判断する。なお、ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６以外にも記号、文字または絵が書かれている紙５１について書き込みをしてはいけない紙であると判断してもよい。しかし、途中まで手本等を書いた紙である可能性もあるため、必ずしも書き込みをしてはいけない紙と判断する必要はない。

ＣＰＵ１０３はさらに、図８(b)に示すように、例えばマーク５６が丸で囲まれるなどして、マーク５３〜５６のうち１つがあらかじめ定められた形状のマークと一致する場合は、マーク５３〜５６以外に記号、文字または絵が書かれている紙５１であっても、書きこみしてよい紙であると判断する。文字または絵の記入を途中から再開する場合に対応させるためである。

図７のステップＳ２５において、ＣＰＵ１０３は、再開場面か否かを判定する。ＣＰＵ１０３は、図８(b)のマーク５６のように、マーク５３〜５６のうち少なくとも１つが所定形状のマークである場合にステップＳ２５を肯定判定してステップＳ１５０へ進む。ＣＰＵ１０３はマーク５３〜５６の中に所定形状のマークが含まれない場合には、ステップＳ２５を否定判定してステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０へ進む場合は、書きこみしてよい紙５１に対し、ユーザーが文字または絵を描く場合である。ＣＰＵ１０３は、ステップＳ３０において、マーク５３〜５６の検出位置に基づいて、手本情報５２の投影サイズ、天地方向、および投影基準位置を決める。これは、仮に紙５１がカメラ搭載プロジェクタ１に対して斜めに載置されたとしても、上記点Ｏを中心に、手本情報５２が紙５１の外側へはみ出ないように、紙５１の天地に合わせて手本情報５２を投影するためである。投影基準位置は、例えば点Ｏの位置とする。また、天地は通常、カメラ搭載プロジェクタ１から遠い方を天（上）、カメラ搭載プロジェクタ１に近い方を地（下）とする。

ステップＳ４０において、ＣＰＵ１０３は、プロジェクタユニット２０からメニュー画面を投影させてステップＳ５０へ進む。メニュー画面には、手本情報５２として投影可能なコンテンツが表示される。コンテンツ表示には、例えば、絵（アニメキャラクタ、花、乗り物、風景など）や習字（平仮名、片仮名、漢字、楷書、行書、草書など）が含まれる。

ステップＳ５０において、ＣＰＵ１０３は、メニュー操作が行われたか否かを判定する。ＣＰＵ１０３は、コンテンツを選ぶ操作信号が操作部材１０から入力された場合に、ステップＳ５０を肯定判定してステップＳ６０へ進む。ＣＰＵ１０３は、コンテンツを選ぶ操作信号が操作部材１０から入力されない場合には、ステップＳ５０を否定判定して当該判定処理を繰り返しながら、コンテンツの選択操作を待つ。ステップＳ６０において、ＣＰＵ１０３は、選択操作信号に基づいて、手本情報５２として投影するコンテンツを決定してステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０において、ＣＰＵ１０３は、手本情報５２として投影するコンテンツのデータを、例えばフラッシュメモリ１０２から読み出して投影制御部２８へ送り、手本情報５２をプロジェクタユニット２０から投影させる（図１）。

ステップＳ８０において、ＣＰＵ１０３は、以下のように投影制御を行う。ユーザーが投影された手本情報５２をなぞるようにペン等で書くと、紙５１に筆跡が残る。ＣＰＵ１０３は、カメラユニット３０で取得された画像データに基づいて、手本情報５２のうち筆跡（書かれた内容）と重複する内容を投影データから除外する。これにより、手本情報５２が少しずつユーザーによる筆跡に置き換わる。ＣＰＵ１０３はさらに、マーク５３〜５６の検出位置に基づいて、手本情報５２の天地方向、および投影基準位置のずれの有無をチェックし、ずれがあった場合は手本情報５２の天地方向、および投影基準位置を補正する。このような投影制御処理の詳細について、図９のフローチャートを参照して説明する。

図９は、ステップＳ８０における投影制御処理の詳細を説明するフローチャートである。ステップＳ８１において、ＣＰＵ１０３は投影制御部２８へ指示を送り、手本情報５２のうち筆跡と重複する内容を投影データから除外させる。ステップＳ８２において、ＣＰＵ１０３は、紙５１の縁から所定距離（例えば３cm）以内にペン等が移動した場合に警告処理を行う。

警告処理は、例えば「紙の外側に書かないでね」というメッセージを紙５１の上に投影させる。また、プロジェクタユニット２０による投影範囲６０を紙５１より広くし、紙５１の外側を書き込み禁止領域（紙５１を書き込み許可領域）として、上記メッセージを書き込み禁止領域に投影させてもよい。書き込み禁止領域は、例えば黒色や赤色など、紙５１と区別しやすい色で塗りつぶすように投影させてもよい。

さらにまた、警告処理として、手本情報５２の投影を一時的に停止させて、ユーザーに注意を促してもよい。手本情報５２の投影停止をユーザーが故障と誤認しないように、書き込み領域において投影中の手本情報５２のコントラストを一時的に下げたり、投影中の手本情報５２の輝度を一時的に下げたりすることによって、ユーザーに注意を促してもよい。

なお、ペン等が紙５１の縁から所定距離（例えば３cm）以内に移動した場合に限らず、あらかじめステップＳ７０における投影開始時点から、書き込み禁止領域を示す枠やメッセージ、書き込み禁止領域を示す色を書き込み禁止領域に投影しておくようにしてもよい。

ＣＰＵ１０３は、ユーザーに注意を促す投影をさせるだけでなく、紙５１の縁からペン等が離れるように誘導する投影を行わせてもよい。例えば、ペン等による書き込み位置を紙５１の端から紙５１の中央に近づけさせるように手本情報５２を変更し、変更後の手本情報５２を投影する。

ステップＳ８３において、ＣＰＵ１０３は、終了操作が行われたか否かを判定する。ＣＰＵ１０３は、終了操作信号が操作部材１０から入力された場合に、ステップＳ８３を肯定判定し、図９の処理を終了してステップＳ９０へ進む。ＣＰＵ１０３は、終了操作信号が操作部材１０から入力されない場合には、ステップＳ８３を否定判定してステップＳ８４へ進む。

ステップＳ８４において、ＣＰＵ１０３は、カメラユニット３０で取得された画像データに基づいて、紙５１におけるマーク５３〜５６の検出を行ってステップＳ８５へ進む。ステップＳ８５において、ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６の検出位置に基づいて、手本情報５２の天地方向、および投影基準位置を補正してステップＳ８１へ戻る。これは、仮に紙５１の位置がカメラ搭載プロジェクタ１に対してずれたとしても、紙５１における当初の手本情報５２の投影位置がずれないように、上記点Ｏを中心に、紙５１の天地に合わせて手本情報５２を投影するためである。

図１０(a)は、投影開始（ステップＳ７０）時における当初の紙５１およびカメラ搭載プロジェクタ１の位置関係を例示する図である。図１０(b)は、紙５１の位置が当初の位置からずれた場合における紙５１およびカメラ搭載プロジェクタ１の位置関係を例示する図である。手本情報５２の天地方向、および投影基準位置を補正しながら手本情報５２を投影することにより、紙５１の位置がずれても手本情報５２の投影位置、天地方向（向き）が修正されるので、筆跡と手本情報５２との位置関係が適切に保たれる。

図７のステップＳ９０において、ＣＰＵ１０３は、記録指示が行われたか否かを判定する。ＣＰＵ１０３は、記録操作信号が操作部材１０から入力された場合に、ステップＳ９０を肯定判定してステップＳ１００へ進む。ＣＰＵ１０３は、記録操作信号が操作部材１０から入力されない場合には、ステップＳ９０を否定判定してステップＳ１３０へ進む。

ユーザーは、描画、または習字を途中から再開し得るように記録したい場合は、上述したように、マーク５３〜５６のうち１つを所定形状に記載しておく。ステップＳ１００において、ＣＰＵ１０３は、図８(b)のマーク５６のように、マーク５３〜５６のうち１つが所定形状のマークである場合にステップＳ１００を肯定判定してステップＳ１１０へ進む。ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６の中に所定形状のマークが含まれない場合には、ステップＳ１００を否定判定してステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６および筆跡内容（カメラユニット３０で取得された最新画像）のデータと、プロジェクタユニット２０から投影している手本情報５２であって、筆跡と重複する内容を投影データから除外したデータと、を上記所定形状のマークに関連付けてフラッシュメモリ１０２に記録してステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６および筆跡内容（カメラユニット３０で取得された最新画像）のデータを、フラッシュメモリ１０２に記録してステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０において、ＣＰＵ１０３は、カメラユニット３０による撮像を終了させてステップＳ１４０へ進む。ＣＰＵ１０３は、プロジェクタユニット２０からの投影を終了させて、図７による処理を終了する。

上述したステップＳ２５を肯定判定する場合は、ユーザーが書きこみ途中の紙５１に対し、文字または絵を描く場合である。紙５１には、所定形状のマーク５６が記載されている。ステップＳ１５０において、ＣＰＵ１０３は、上記所定形状のマークに関連付けられているデータであって、マーク５３〜５６および筆跡内容（カメラユニット３０で取得された画像）のデータと、手本情報５２のうち筆跡と重複する内容が除外されたデータと、をフラッシュメモリ１０２から読み出す。ＣＰＵ１０３は、筆跡と重複する内容を除外した手本情報５２を、投影するコンテンツとして決定してステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０において、ＣＰＵ１０３は、マーク５３〜５６の検出位置に基づいて、手本情報５２の投影サイズ、天地方向、および投影基準位置を決めてステップＳ７０へ進む。ステップＳ７０以降の処理は上述した通りである。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）カメラ搭載プロジェクタ１は、紙５１に向けて手本情報５２を投影するプロジェクタユニット２０と、プロジェクタユニット２０から手本情報５２を投影させるＣＰＵ１０３と、紙５１に付されたマーク５３〜５６に基づいて、プロジェクタユニット２０から投影される手本情報５２の投影位置を決定するＣＰＵ１０３と、紙５１に付されたマーク５３〜５６に基づいて、紙５１の位置ずれの有無を検出するＣＰＵ１０３と、ＣＰＵ１０３で検出された位置ずれに応じて投影位置を補正するＣＰＵ１０３と、を備えるようにした。これにより、紙５１がずれた場合でも、筆跡と手本情報５２との位置関係を適切に保つことができるから、使い勝手のよい投影装置が得られる。

（２）紙５１に対する書き込みの可否を判定するＣＰＵ１０３を備え、ＣＰＵ１０３は、書き込みの可否に基づいて、プロジェクタユニット２０の制御を行うようにした。例えば、書き込みしていけない紙の場合は手本情報５２を投影しないように制御することで、書いてはいけない紙へユーザーが書き込むおそれを低減できる。
（３）ＣＰＵ１０３は、紙５１に付されたマーク５３〜５６に基づいて、プロジェクタユニット２０から投影される手本情報５２の投影サイズを決定するので、例えばマーク５３〜５６に囲まれる範囲内に手本情報５２を投影することで、ユーザーが紙５１の外側へ書き込みすることを防止できる。

（４）ＣＰＵ１０３、紙５１に付されたマーク５３〜５６に基づいて、プロジェクタユニット２０から投影される手本情報５２の天地方向を決定するので、例えばカメラ搭載プロジェクタ１から遠いマーク５３、５４を天（上）、カメラ搭載プロジェクタ１に近いマーク５５、５６を地（下）とすることで、ユーザーの腕で手本情報５２の投影光が邪魔されにくくすることができる。

（５）紙５１に対する書き込みを検出し、ＣＰＵ１０３は、検出された書き込みと重複する内容を手本情報５２から除外させるので、投影された情報とユーザーが書き込んだ内容とが重なって見づらくなることが防止される。

（６）紙５１に付されたマーク５３〜５６が所定のマークである場合に、マーク５３〜５６および検出された書き込みの情報と、プロジェクタユニット２０から投影されている手本情報５２と、を記憶するフラッシュメモリ１０２を備えるようにしたので、習字または描画などの書き込みを途中から再開したい場合に必要な情報を保存しておくことができる。

（７）ＣＰＵ１０３は、紙５１に付されたマーク５３〜５６が所定のマークである場合に、プロジェクタユニット２０からフラッシュメモリ１０２に記憶されている手本情報５２を投影させるようにしたので、習字または描画などの書き込みを途中から再開することが可能になる。

（変形例１）
上述した説明では、変調素子２１としてＤＭＤを用いる例を説明したが、ＤＭＤに代わりに、反射型液晶表示素子（ＬＣＯＳ）や透過型の液晶表示素子を用いて構成してもよい。

（変形例２）
上記説明においては、無地の紙５１を使用する場合を説明したが、罫線が印刷されている紙を使用してもよい。この場合には、あらかじめ紙に印刷されている罫線をカメラユニット３０で取得しておき、紙５１におけるマーク５３〜５６の検出を行う際に、マーク５３〜５６を含む画像データから、あらかじめ取得しておいた罫線を示す画像データを減算する。上記減算により、マーク５３〜５６を示す画像データが残るので、マーク５３〜５６の検出処理を行いやすくすることができる。

（変形例３）
ユーザーが書きこみ途中の紙５１に対して途中から習字または描画を再開したい場合において、当該途中の紙５１が紛失等で見つからない場合も想定される。このような状況に対処するため、フラッシュメモリ１０２に記録しているマーク５３〜５６および筆跡内容（カメラユニット３０で取得された画像）のデータに基づいて、マーク５３〜５６および筆跡内容を外部プリンタに印刷させるようにしてもよい。ユーザーは、このようにマーク５３〜５６および筆跡内容が印刷された紙を、カメラ搭載プロジェクタ１の前に載置することにより、途中から習字または描画を再開させる。ＣＰＵ１０３は、印刷紙を紙５１として取り扱い、上記所定形状のマークに関連付けられているデータであって、マーク５３〜５６および筆跡内容（カメラユニット３０で取得された画像）のデータと、手本情報５２のうち筆跡と重複する内容が除外されたデータと、をフラッシュメモリ１０２から読み出す。そして、筆跡と重複する内容を除外した手本情報５２を、投影するコンテンツとして決定してステップＳ１６０（図７）へ進む。ステップＳ１６０以降の処理は上述した通りである。

（変形例４）
マーク５３〜５６の組をあらかじめフラッシュメモリ１０２などに記憶させておき、ステップＳ２０（ステップＳ８４）において紙５１におけるマーク５３〜５６の検出を行う際に使用してもよい。例えば、マーク５３〜５６のうち、いずれか１つのマークの態様（例えば、色、形状など）が他のマークの態様と異なるマーク５３〜５６の組を紙に記載する。そして、マーク５３〜５６を記載した紙をカメラユニット３０で取得し、取得した画像データをフラッシュメモリ１０２に記憶させておく。

ＣＰＵ１０３は、ステップＳ２０（ステップＳ８４）において紙５１におけるマーク５３〜５６の検出を行う際に、上記態様が異なるマークを検出した場合にフラッシュメモリ１０２に記憶されている上記画像データを参照して他の３つのマークの位置を推定する。これにより、マーク５３〜５６の検出処理を行いやすくすることができる。

（変形例５）
上述した説明では、投影する手本情報５２の天地方向を決める際に、カメラ搭載プロジェクタ１から遠い方（マーク５３、５４）を天（上）、カメラ搭載プロジェクタ１に近い方（マーク５５、５６）を地（下）とした。これは、投影光の上流（つまり、カメラ搭載プロジェクタ１へ向かう方向）へ向けてペン等を動かす方が、ユーザーの腕で手本情報５２の投影光が邪魔されにくいという考え方に基づく。この代わりに、ユーザーの利き腕に応じて投影する手本情報５２の天地方向を決めるようにしてもよい。

ＣＰＵ１０３は、カメラユニット３０で取得された画像データに基づいてユーザーの利き腕を判定する。例えば、右手でペン等を持っている場合は右利きと判定し、左手でペン等を持っている場合は左利きと判定する。そして、右利き判定した場合は、ユーザーにとって左手方向が投影光の上流となるように、投影する手本情報５２の天地方向を決める。具体的には、図１０(a)に例示した位置関係の場合、符号Ａ側（マーク５３、５５）を天（上）とし、符号Ｂ側（マーク５４、５６）を地（下）とするように、手本情報５２を左９０度回転して投影する。

一方、ＣＰＵ１０３は、左利き判定した場合は、ユーザーにとって右手方向が投影光の上流となるように、投影する手本情報５２の天地方向を決める。具体的には、図１０(a)に例示した位置関係の場合、符号Ｂ側（マーク５４、５６）を天（上）とし、符号Ａ側（マーク５３、５５）を地（下）とするように、手本情報５２を右９０度回転して投影する。

利き腕に応じて投影する手本情報５２の天地方向を決めることにより、ユーザー自身の腕で手本情報５２を投影する投影光が遮られ、手本がわかりづらくなることを防止できる。

（変形例６）
上記実施形態では、カメラ搭載プロジェクタ１の第二使用状態に相当する使用場面（図１）を例に説明したが、第一使用状態に相当する使用をしてもよい。ユーザーは、マーク５３〜５６を記載した紙５１を、図２のスクリーン４０にマグネットまたはピンなどで留めておく。そして、カメラ搭載プロジェクタ１からスクリーン４０に留められた紙５１に、手本情報５２を投影させればよい。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

１…カメラ搭載プロジェクタ
２…ミラー支持部
３…本体支持部
１０…操作部材
２０…プロジェクタユニット
２４…反射ミラー
３０…カメラユニット
４０…スクリーン
５０…載置面
５１…紙
５２…手本情報
５３〜５６…マーク
１０２…フラッシュメモリ
１０３…ＣＰＵ

Claims (9)

1. 対象物に向けて画像を投影する投影部と、
   前記投影部から前記画像を投影させる投影制御部と、
   前記対象物に付されたマーキングに基づいて、前記投影部から投影される前記画像の投影位置を決定する決定部と、
   前記対象物に付されたマーキングに基づいて、前記対象物の位置ずれの有無を検出する位置ずれ検出部と、
   前記位置ずれ検出部で検出された位置ずれに応じて前記投影位置を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする投影装置。
2. 請求項１に記載の投影装置において、
   前記対象物への書き込みの可否を判定する判定部を備え、
   前記投影制御部は、前記判定部による前記対象物への書き込みの可否に基づいて、前記投影部の制御を行う
   ことを特徴とする投影装置。
3. 請求項１または２に記載の投影装置において、
   前記決定部は、前記対象物に付されたマーキングに基づいて、前記投影部から投影される前記画像の投影サイズを決定することを特徴とする投影装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の投影装置において、
   前記決定部は、前記対象物に付されたマーキングに基づいて、前記投影部から投影される前記画像の天地方向を決定することを特徴とする投影装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の投影装置において、
   前記対象物に対する書き込みを検出する書き込み検出部を備え、
   前記投影制御部は、前記書き込み検出部によって検出された書き込みと重複する内容を前記画像から除外させることを特徴とする投影装置。
6. 請求項５に記載の投影装置において、
   前記対象物に付されたマーキングが所定のマーキングである場合に、当該マーキングおよび前記書き込み検出部で検出された書き込みの情報と、前記投影部から投影されている画像と、を記憶する記憶部を備えることを特徴とする投影装置。
7. 請求項６に記載の投影装置において、
   前記投影制御部は、前記対象物に付されたマーキングが前記所定のマーキングである場合に、前記投影部から前記記憶部に記憶されている画像を投影させることを特徴とする投影装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の投影装置において、
   前記投影部は、前記対象物に対して手本に関する前記画像を投影する
   ことを特徴とする投影装置。
9. 対象物に向けて画像を投影する投影部と、
   前記対象物への書き込みの可否を判定する判定部と、
   前記判定部による前記対象物への書き込みの可否に基づいて、前記投影部の制御を行う投影制御部と、を備える
   ことを特徴とする投影装置。

Images