JP4661161B2 - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、自動合焦機能及び自動台形補正機能を有する投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

従来、プロジェクタ装置に備えられたイメージセンサが投影対象のスクリーンの位置及び形状を認識し、スクリーン内に投影画像が収まるように画像を自動的に補正することで、プロジェクタ装置設置時に必要となる、煩雑なセッティングの手間を軽減できるようにした技術が考えられている。（例えば非特許文献１）
また、これとは別に、電動ズームレンズを用いて撮影した資料の映像を表示手段に出力する資料提示装置において、様々な大きさや形状を有する資料に応じてカメラのズームポジションを最適な位置へ設定する操作を簡易化するべく、カメラがステージ上を撮影した画像の周縁部の画像のコントラストレベルをモニタして資料の有無を判断することで、その判断結果に基づいて資料全体が表示画面内に収まるようにレンズのズームポジションを自動設定するようにした技術が考えられている。（例えば、特許文献１）
［平成１６年８月２５日検索］＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｖｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｊｓ／ｎｅｗｆｅａｔｕｒｅ／ａ＿ｓｑｓｈｏｔ．ｈｔｍｌ＞ 特開２００２−２７１６７８号公報

しかしながら、上記非特許文献１に記載された内容は、外枠付きの専用のスクリーンを使用しなければならないという制限事項があるため、一般的な部屋の壁や、横に長いホワイトボードの一部を用いて投影するなど、ユーザが希望する位置に任意に投影させることができない。

また、上記特許文献１に記載された技術は、プロジェクタ装置に接続される、所謂書画カメラにおいて、ステージ上に載置された資料を撮影する側のカメラのズーム角度を最適な位置とするように制御するものであって、投影される画像の位置や大きさ等を調整するものではない。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、設置初期時の煩雑なセッティング操作を簡略化して適正な大きさ及び形状の画像を容易に投影させることが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。

請求項１記載の投影装置の発明は、画像を投影する投影手段と、上記投影手段で投影する画像中の１点を位置指定する指示を受付ける受付手段と、上記受付手段によって受付けられた１点に対応するマークを投影するマーク画像投影手段と、上記受付手段で投影される範囲内の１点が位置指定された場合にその位置を検出する検出手段と、上記投影手段で投影する矩形の画像を投影対象面上で同一アスペクト比の矩形となるように台形補正させるとともに、この検出手段で検出した位置に基づいて上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させる投影制御手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記投影制御手段は、上記検出手段で検出した位置に基づいて上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させる際に、上記マーク画像投影手段で投影されたマークの投影対象面上での投影位置を維持させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記投影制御手段は、上記検出手段で検出した位置が中心となるように上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１乃至３いずれか記載の発明において、上記投影手段で投影する画像を投影対象に自動合焦させる自動合焦手段を更に備えることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、上記投影手段は、投影画角を可変するズーム機能を有し、上記投影制御手段は、上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させた後に上記ズーム機能により投影画角が可変された際には上記自動合焦手段による自動合焦動作を自動的に起動することを特徴とする。

請求項６記載の投影方法の発明は、画像を投影する投影工程と、上記投影工程で投影する画像中の１点を位置指定する指示を受付ける受付工程と、上記投影工程で投影される画像中の上記受付手段によって受付けられた１点に対応するマークを投影するマーク画像投影工程と、上記受付工程で投影される範囲内の１点が位置指定された場合にその位置を検出する検出工程と、投影する矩形の画像を投影対象面上で同一アスペクト比の矩形となるように台形補正させるとともに、この検出工程で検出した位置に基づいて上記投影工程による投影対象面上の投影範囲を移動させる投影制御工程とを有したことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、画像を投影する投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、上記投影ステップで投影する画像中の１点を位置指定する指示を受付ける受付ステップと、投影される画像中の１点を位置指定するマークを投影するマーク画像投影ステップと、投影される範囲内の１点が位置指定された場合にその位置を検出する検出ステップと、投影する矩形の画像を投影対象面上で同一アスペクト比の矩形となるように台形補正させるとともに、この検出ステップで検出した位置に基づいて投影対象面上の投影範囲を移動させる投影制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本願発明によれば、１点を位置指定するだけのきわめて簡単な操作で、自動台形補正を伴い、指定した位置に投影範囲を移動して画像を投影させることが可能となるので、設置初期時の煩雑なセッティング操作を大幅に簡略化することが可能となる。

（第１の実施の形態）
以下本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置１０の主として筐体前面及び上面の外観構成を示すものである。同図に示すように、直方体状の本体ケーシング１１の前面に、投影レンズ１２、測距センサ１３、及びＩｒ受信部１４が配設される。

投影レンズ１２は、後述するマイクロミラー素子でなる空間的光変調素子で形成された光像をスクリーン等の対象に投影するためのものであり、ここでは合焦位置及びズーム位置（投影画角）を任意に可変できるものとする。

測距センサ１３は、２対の位相差センサの一方が水平方向、他方が垂直方向となるように互いに直交する方向に配置され、それぞれ被写体像に対する視差から三角測距の原理に基づいて所定の明暗パターンまでの距離を一次元的な検出ラインに沿って測定する。

Ｉｒ受信部１４は、図示しないこのプロジェクタ装置１０のリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光（Ｉｒ）信号を受信する。

また、本体ケーシング１１の上面には、キースイッチ部１５及びスピーカ１６が配設される。
キースイッチ部１５は、例えば電源キー、ＡＦ／ＡＫ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ／Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｋｅｙ−ｓｔｏｎｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：自動合焦／自動台形補正）キー、ズームキー、入力選択キー、カーソル（「↑」「↓」「←」「→」）キー、「Ｅｎｔｅｒ」キー等からなるもので、同様のキーがこのプロジェクタ装置１０のリモートコントローラにも配設されるものとする。

スピーカ１６は、入力された音声信号及び動作時のビープ音等を拡声放音する。

また、図示はしないが本体ケーシング１１の背面には、入出力コネクタ部、Ｉｒ受信部、及びＡＣアダプタ接続部が配設される。
入出力コネクタ部は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置との接続のためのＵＳＢ端子、映像入力用のミニＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、及びＲＣＡ端子と、音声入力用のステレオミニ端子等からなる。

Ｉｒ受信部は、上記Ｉｒ受信部１４と同様に、図示しないリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光（Ｉｒ）信号を受信する。
ＡＣアダプタ接続部は、電源となる図示しないＡＣアダプタからのケーブルを接続する。

次に図２により上記プロジェクタ装置１０の電子回路の機能構成について説明する。図中、入出力コネクタ部２１より入力された各種規格の画像信号が、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２、システムバスＳＢを介して画像変換部２３で所定のフォーマットの画像信号に統一された後に、投影エンコーダ２４へ送られる。

投影エンコーダ２４は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して投影駆動部２６に出力する。

この投影駆動部２６は、送られてきた画像信号に対応して適宜フレームレート、例えば例えば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動で空間的光変調素子（ＳＯＭ）である例えばマイクロミラー素子２７を表示駆動する。

このマイクロミラー素子２７に対して、リフレクタ２８内に配置された光源ランプ２９が出射する高輝度の白色光を、カラーホイール３０を介して適宜原色に着色し、インテグレータ３１、ミラー３２を介して照射することで、その反射光で光像が形成され、上記投影レンズ１２を介してここでは図示しないスクリーンに投影表示される。

しかるに、光源ランプ２９の点灯駆動と、カラーホイール３０を回転駆動するモータ（Ｍ）３３はいずれも投影光処理部３４からの供給電圧値に基づいて動作する。

上記各回路のすべての動作制御を司るのが制御部３５である。この制御部３５は、ＣＰＵと、後述する投影動作の初期設定の処理を含む該ＣＰＵで実行される動作プログラムを記憶した不揮発性メモリ、及びワークメモリ等により構成される。

この制御部３５にはまた、システムバスＳＢを介して測距処理部３６及び音声処理部３７が接続される。

測距処理部３６は、上記２対の位相差センサからなる測距センサ１３を制御駆動し、それらの検出出力から任意の点位置までの距離を算出するもので、算出された距離値データは上記制御部３５へ送られる。

音声処理部３７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ１６を駆動して拡声放音し、あるいは必要によりビープ音を発生させる。

なお、上記キースイッチ（ＳＷ）部１５における各キー操作信号が直接制御部３５に入力されると共に、Ｉｒ受信部３８からの信号も直接入力される。このＩｒ受信部３８は、上記Ｉｒ受信部１４及び本体ケーシング１１の背面側に設けられるＩｒ受信部を含み、その赤外光受信信号をコード信号化して制御部３５に送出する。

次に上記実施の形態の動作について説明する。
図３は、ユーザの電源キー操作に伴う電源オン当初に制御部３５が実行する、初期設定の動作プログラムの具体的な処理内容を示すものである。

その当初に制御部３５は、画像中にカーソルのみを表示した白画像を投影表示させるものとする（ステップＡ０１）。

図４は、この初期の白画像の投影状態を例示するものである。ここでＷＢは投影対象となるホワイトボードであり、このホワイトボードＷＢに向かってプロジェクタ装置１０を左下方向に設置した状態で投影光を照射することにより、図示する如く投影範囲ＰＡが本来の例えば３：４のアスペクト比を有する矩形に比して、大きく歪んだものとなっている。投影範囲ＰＡ中には上述した如くカーソルＣが表示される。

この状態で制御部３５は、キースイッチ部１５またはリモートコントローラからＡＦ／ＡＫキーまたはカーソルキーの操作によるキー操作信号が入力されたか否かを繰返し判断することで（ステップＡ０２，Ａ０３）、これらの入力を待機する。

しかして、カーソルキーの操作がなされた場合にはステップＡ０３でこれを判断し、操作されたキーの方向に対応してカーソルＣの位置を所定量だけ移動させた上で（ステップＡ０４）、再び上記待機状態に戻る。

こうしてユーザはカーソルキーの操作により、投影範囲ＰＡの中心位置となる任意の１点を位置指定し、ホワイトボードＷＢにおけるカーソルＣの位置を移動させるもので、所望する位置となったと判断した時点で今度はＡＦ／ＡＫキーを操作する。

しかしてＡＦ／ＡＫキーが操作されると制御部３５はステップＡ０２でこれを判断し、この時点でのカーソルＣの投影位置座標をその投影方向から取得する（ステップＡ０５）。

その後、測距用の図示しないチャートを投影し、測距処理部３６により測距センサ１３で投影範囲ＰＡを走査させて距離値データを得、それにしたがって投影レンズ１２内のフォーカスレンズを駆動制御する自動合焦処理を実行させ（ステップＡ０６）、得た距離値データから投影光軸に対する投影範囲ＰＡの傾きを判断してマイクロミラー素子２７で表示させる画像を各座標軸に沿って適宜縮小させる自動台形補正処理（ＡＫＳ補正）を実行することで、ホワイトボードＷＢ上で投影範囲ＰＡが本来のアスペクト比の矩形となるようにする（ステップＡ０７）。

このとき、併せて自動合焦及び自動台形補正を施した状態での投影範囲ＰＡをホワイトボードＷＢ上に投影表示させてもよい（ステップＡ０８）。
図５は、このときの白画像の表示状態を例示するもので、投影範囲ＰＡが縮小されてホワイトボードＷＢ上に限られ、且つ正確なアスペクト比の矩形となって合焦された状態で投影表示される。この時点では、投影範囲ＰＡ中のカーソルＣの位置は上記ステップＡ０２でＡＦ／ＡＫキーが操作されたと判断した時点から変わっていない。

その後、上記ステップＡ０５で取得したカーソルＣの位置座標を中心位置とするべく必要により投影範囲ＰＡを縮小しながら移動させる（ステップＡ０９）。

図６は、この投影範囲ＰＡの移動によりカーソルＣが投影範囲ＰＡの中心となった状態を例示するもので、上記図５で示した投影範囲ＰＡに比して、下端部分の位置を変えず、且つ正確なアスペクト比を維持したままの状態でカーソルＣが中心となるように投影範囲ＰＡを移動させることにより、結果として投影範囲ＰＡが著しく縮小された状態となっている。

このとき併せて、上記図５で示した状態と投影範囲ＰＡの大きさが同じになるように投影レンズ１２中のズームレンズを駆動して投影画角を可変するものとしてもよい。

このカーソルＣが中心に位置するように投影範囲ＰＡを移動させて投影表示している状態で（ステップＡ１０）、キースイッチ部１５またはリモートコントローラの「Ｅｎｔｅｒ」キーが操作されたか否か（ステップＡ１１）、ズームキーが操作されたか否か（ステップＡ１２）を繰返し判断することでこれらのキー入力を待機する。

ここでズームアップまたはズームダウンを指示するためのズームキーが操作されるとステップＡ１３でこれを判断し、その操作時間に対応して投影レンズ１２の投影画角を拡大または縮小設定する共に（ステップＡ１３）、この投影画角の可変設定に伴って再度測距処理部３６により測距センサ１３を駆動して新たな投影範囲ＰＡを走査してその距離値データを得、それにしたがって投影レンズ１２内のフォーカスレンズを駆動制御する自動合焦処理を実行させた後に（ステップＡ１４）、再び上記ステップＡ１０からの待機処理に戻る。

図７は、上記図６の状態からズームアップを指示するズームキーの操作により投影画角を拡大した場合を例示するもので、ユーザは投影範囲ＰＡの大きさを任意可変設定するべく適宜ズームアップまたはズームダウンを指示することができ、そのズーム動作とそれに伴う自動合焦処理とが適宜実行される。

しかして、この待機状態からキースイッチ部１５またはリモートコントローラの「Ｅｎｔｅｒ」キーが操作されると、その時点の投影範囲ＰＡでユーザが納得したものとなるので、ステップＡ１１でこれを判断して投影範囲ＰＡの中心に位置しているカーソルＣの表示を停止させ（ステップＡ１５）、以上でこの図３による一連の初期設定の処理を終了して、通常の入力画像の投影状態に移行する。

このように、カーソルキーと「Ｅｎｔｅｒ」キーの操作により１点を位置指定するだけのきわめて簡単な操作で、自動合焦及び自動台形補正を伴い、指定した位置に投影範囲ＰＡを移動して画像を投影させることが可能となるので、設置初期時の煩雑なセッティング操作を大幅に簡略化することが可能となる。

この場合、位置指定の仕方としては、例えば矩形の端点４点のうちの一点、例えば左上の１点を指定するものとしてもよいが、上記実施の形態の如く投影範囲ＰＡの中心位置となる１点を位置指定することで、ユーザが移動後の投影範囲ＰＡをより理解し易く、使い勝手のよいものとすることができる。

また、投影範囲ＰＡの移動に際してはズームキーの操作も受付け、そのズームキーの操作に伴って自動的に自動合焦により投影画角が可変される毎に正確なピントを維持するものとしたため、プロジェクタ装置１０のセッティング時の操作をより簡易化することができる。

加えて、投影画像中のカーソルＣをキー操作に応じて移動させることで、プロジェクタ装置１０とその付属物であるリモートコントローラ以外の部材を使用する必要がなく、その投影のオン／オフの制御も容易であるため、より使い勝手を向上することができる。

（第２の実施の形態）
以下本発明をプロジェクタ装置に適用した場合の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。

図８は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置４０の主として筐体前面及び上面の外観構成を示すものである。同図に示すように、直方体状の本体ケーシング４１の前面に、投影レンズ４２、撮影レンズ４３、及びＩｒ受信部４４が配設される。

投影レンズ４２は、後述するマイクロミラー素子でなる空間的光変調素子で形成された光像をスクリーン等の対象に投影するためのものであり、ここでは合焦位置及びズーム位置（投影画角）を任意に可変できるものとする。

撮影レンズ４３は、上記投影レンズ４２により投影表示される画像を撮影するためのものであり、この撮影レンズ４３も合焦位置及びズーム位置を可変可能で、特にズーム位置は上記投影レンズ４２のズーム位置に連動して制御され、常に投影レンズ４２より投影される画像の大きさに対応した撮影範囲となるように制御されるものとする。

Ｉｒ受信部４４は、図示しないこのプロジェクタ装置４０のリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光（Ｉｒ）信号を受信する。

また、本体ケーシング４１の上面には、キースイッチ部４５及びスピーカ４６が配設される。
キースイッチ部４５は、例えば電源キー、ＡＦ／ＡＫ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ／Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｋｅｙ−ｓｔｏｎｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：自動合焦／自動台形補正）キー、入力選択キー、「Ｅｎｔｅｒ」キー等からなるもので、同様のキーがこのプロジェクタ装置４０の図示しないリモートコントローラにも配設されるものとする。

スピーカ４６は、入力された音声信号及び動作時のビープ音等を拡声放音する。

また、図示はしないが本体ケーシング４１の背面には、入出力コネクタ部、Ｉｒ受信部、及びＡＣアダプタ接続部が配設される。
入出力コネクタ部は、例えばパーソナルコンピュータ等の外部装置との接続のためのＵＳＢ端子、映像入力用のミニＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、及びＲＣＡ端子と、音声入力用のステレオミニ端子等からなる。

Ｉｒ受信部は、上記Ｉｒ受信部４４と同様に、図示しないリモートコントローラからのキー操作信号が重畳された赤外光（Ｉｒ）信号を受信する。
ＡＣアダプタ接続部は、電源となる図示しないＡＣアダプタからのケーブルを接続する。

次に図９により上記プロジェクタ装置４０の電子回路の機能構成について説明する。
図中、入出力コネクタ部５１より入力された各種規格の画像信号が、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）５２、システムバスＳＢを介して画像変換部５３で所定のフォーマットの画像信号に統一された後に、投影エンコーダ５４へ送られる。

投影エンコーダ５４は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ５５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ５５の記憶内容からビデオ信号を生成して投影駆動部５６に出力する。

この投影駆動部５６は、送られてきた画像信号に対応して適宜フレームレート、例えば例えば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動で空間的光変調素子（ＳＯＭ）である例えばマイクロミラー素子５７を表示駆動する。

このマイクロミラー素子５７に対して、リフレクタ５８内に配置された光源ランプ５９が出射する高輝度の白色光を、カラーホイール６０を介して適宜原色に着色し、インテグレータ６１、ミラー６２を介して照射することで、その反射光で光像が形成され、上記投影レンズ４２を介してここでは図示しないスクリーンに投影表示される。

しかるに、光源ランプ５９の点灯駆動と、カラーホイール６０を回転駆動するモータ（Ｍ）６３はいずれも投影光処理部６４からの供給電圧値に基づいて動作する。

上記各回路のすべての動作制御を司るのが制御部６５である。この制御部６５は、ＣＰＵと、後述する投影動作、撮影動作の処理を含む該ＣＰＵで実行される動作プログラムを記憶した不揮発性メモリ、及びワークメモリ等により構成される。

この制御部６５にはまた、システムバスＳＢを介してプロセス回路６６、画像記録部６７、及び音声処理部６８が接続される。

プロセス回路６６は、上記撮影レンズ４３の撮影光軸後方にあって撮影レンズ４３で結像される光像を光電変換する、撮像素子としてのＣＣＤ６９の出力を受け、このＣＣＤ６９からのアナログ値の画像信号をデジタル化し、画素補間処理及びγ補正処理を含むカラープロセス処理を実施した上でデジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを生成し、システムバスＳＢを介して上記画像変換部５３に出力する。

画像変換部５３は、輝度及び色差信号をＡＤＣＴ、ハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮し、得た画像データを、このプロジェクタ装置４０の記録媒体として装着される画像記録部６７に書込む。画像記録部６７は、例えばフラッシュメモリ等でなり、撮影により得た画像データを記憶する。

音声処理部６８は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ４６を駆動して拡声放音し、あるいは必要によりビープ音を発生させる。

なお、上記キースイッチ部４５における各キー操作信号が直接制御部６５に入力されると共に、Ｉｒ受信部７０からの信号も直接入力される。このＩｒ受信部７０は、上記Ｉｒ受信部４４及び本体ケーシング４１の背面側に設けられるＩｒ受信部を含み、その赤外光受信信号をコード信号化して制御部６５に送出する。

次に上記実施の形態の動作について説明する。
ここでは、横方向に長いホワイトボードの一部、例えば左側の一部に、非常に大まかな投影範囲を指定するべく、ユーザが例えばマグネット式の再帰性反射材によるポイントマーカーを１つ、その磁力によって貼着するものとする。

ここでポイントマーカーは、表面側がカプセルレンズ型（高輝度型）の再帰性反射シート、裏面側がマグネットシートとなってこれらが一体に形成された、例えば直径１［ｃｍ］程度の略円盤状部材でなり、その磁力によりホワイトボード盤面上の任意の位置に貼着し、あるいは取外すことが可能となるものとする。

こうしてホワイトボードでの投影範囲を１点の位置指定により実行する一方で、投影レンズ４２の光軸をほぼ上記ホワイトボードの指定した投影範囲の方向に向けるようにプロジェクタ装置４０を設置して電源投入その他を整えた状態でユーザは、キースイッチ部４５または図示しないリモートコントローラの自動合焦と自動台形補正とを指示する「ＡＦ／ＡＫ」キーを操作する。

図１０は、この「ＡＦ／ＡＫ」キーの操作に対して制御部６５が実行する動作プログラムの一部の具体的な処理内容を示すものである。

その当初に制御部６５は、マイクロミラー素子５７で各原色成分ともフル階調となるように画像表示駆動することで光源ランプ５９からの光を全反射させ、投影レンズ４２より白一色の画像が投影されるように設定する一方で（ステップＢ０１）、キースイッチ部４５またはリモートコントローラにより「ＡＦ／ＡＫ」キーが操作されたか否かを判断する（ステップＢ０２）という処理を繰返すことで、「ＡＦ／ＡＫ」キーが操作されるのを待機する。

図１１は、この投影レンズ４２からの白画像による、上記ポイントマーカーＰＭの貼着部位を含むホワイトボードＷＢ上での投影範囲ＰＡの状態を例示するもので、このホワイトボードＷＢに向かってプロジェクタ装置４０を左下方向に設置した状態で投影光を照射することにより、図示する如く投影範囲ＰＡが本来の例えば３：４のアスペクト比を有する矩形に比して、大きく歪んだものとなっている。

この投影状態で「ＡＦ／ＡＫ」キーが操作されると、ステップＢ０２でこれを判断して、まず撮影レンズ４３の撮影画角をその時点での上記投影レンズ４２の投影画角に連動させてズームさせてからコントラスト方式の自動合焦（ＡＦ）処理を実行する（ステップＢ０３）。

コントラスト方式の自動合焦処理自体はきわめて一般的な技術であるのでその詳細な説明は省略するが、上記のように投影範囲全体に渡って白色光を照射しているため、ポイントマーカーＰＭ部分ではその入射光をほぼすべてプロジェクタ装置４０側に反射させることになる。

したがって、撮影系で得られる画像中、ポイントマーカーＰＭのある部分とない部分とでは大きく輝度値が異なり、得られるコントラストが大きくなるため、ホワイトボードＷＢのポイントマーカーＰＭ部分までの距離を確実に検出することができる。

この自動合焦処理後、その内容に基づいて自動台形（ＡＫＳ）補正処理を実行する（ステップＢ０４）。
この自動台形補正処理についての手法も従来から周知であるのでその詳細な説明は省略するが、上記ポイントマーカーＰＭを中心としてそれぞれ所定角度だけ離れた複数の点位置までの距離値データから投影光軸に対するホワイトボードＷＢ盤面の傾きを算出し、その傾きに応じてマイクロミラー素子５７で表示駆動する画像を２次元各方向で変形縮小するものである。

自動台形補正処理後、あらためてこの投影範囲ＰＡを撮影レンズ４３及びＣＣＤ６９により撮影して画像データを得（ステップＢ０５）、得た画像データ中のポイントマーカーＰＭの位置座標を検出し（ステップＢ０６）、その検出した位置座標とその時点の投影範囲ＰＡの中心位置とのずれの量及び方向を算出する（ステップＢ０７）。

そして、算出したずれの量及び方向に基づき、マイクロミラー素子５７で表示する画像の位置を移動させて白画像を投影表示する（ステップＢ０８）。

このような白画像の投影表示状態において、キースイッチ部１５またはリモートコントローラにより「Ｅｎｔｅｒ」キーが操作されたか否か（ステップＢ０９）、再度の投影範囲ＰＡの移動を行なうべく「ＡＦ／ＡＫ」キーが操作されたか否か（ステップＢ１０）を繰返し判断することで、それらのキー入力を待機する。

しかして、「Ｅｎｔｅｒ」キーが操作された場合、上記投影範囲ＰＡの移動がユーザに納得されたことになるので、ステップＢ０９でこれを判断し、以上でこの図１０による一連の初期設定の処理を終了して、通常の入力画像の投影状態に移行する。

また、「ＡＦ／ＡＫ」キーが操作された場合、上記投影範囲ＰＡの移動にユーザが納得していないことになるので、再び同様の処理を実行するべく上記ステップＢ０３からの処理に戻る。

このように、ポイントマーカーＰＭを用いてホワイトボードＷＢ上の１点の位置を指定するだけの簡単な操作で、自動合焦及び自動台形補正を伴い、その点位置を中心とするように投影範囲ＰＡを移動して画像を投影させることが可能となるので、設置初期時の煩雑なセッティング操作を大幅に簡略化することが可能となる。

なお、上記実施の形態では、中心位置の指定を投影範囲ＰＡ中に貼着するポイントマーカーＰＭにより行なうものとしたが、本発明はこれに限らず、ホワイトボードＷＢにホワイトボード用のマーカーペン等により１点、周囲の白色とは異なる色、例えば黒色で何らかのマークを書込む方法等も考えられる。

また、上記実施の形態では、あえて投影レンズ４２と撮影レンズ４３の配設位置の相違によるパララックス（視差）が生じないものとしてその基本的な動作を説明したが、実際には図１２に示すように投影レンズ４２を介して投影する投影範囲ＰＡの位置と、これを撮影レンズ４３を介して撮影して得た画像中の投影範囲ＰＡの位置とに多少ながらずれを生じるものであり、プロジェクタ装置４０と投影対象となるホワイトボードＷＢとの距離及び角度によっては、そのずれ量が無視できない程度に大きくなる可能性もある。

したがって、そのような場合には上記図１０で説明した初期設定の動作に先立って以下に示すずれ量の算出を実行し、算出したずれ量により上記ステップＢ０７で移動量及び移動方向を算出する際にそれらの数値を補正するものとしてもよい。

図１３は、初期設定時に上記図１０の「ＡＦ／ＡＫ」キーの操作に先立って実行する、例えばカスタマイズ処理の１つとしてのずれ量算出の処理内容を示すもので、その処理内容は主に制御部６５が予め記憶された動作プログラムに基づいて実行する。

この場合、予め図１４（Ａ）に示すように投影を行ないたいホワイトボードＷＢの盤面上に複数、例えば４個のポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥をおおよその間隔で貼着させておく。

その当初に制御部６５は、マイクロミラー素子５７で各原色成分ともフル階調となるように画像表示駆動することで光源ランプ５９からの光を全反射させ、投影レンズ４２より白一色の画像が投影されるように設定する（ステップＳ０１）。

続いて制御部６５は、撮影レンズ４３の撮影画角をその時点での上記投影レンズ４２の投影画角に連動させてズームさせてからコントラスト方式の自動合焦処理を実行する（ステップＳ０２）。
コントラスト方式の自動合焦処理自体はきわめて一般的な技術であるのでその詳細な説明は省略するが、上記のようにポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥を貼付した投影範囲ＰＡ部分ではその入射光をほぼすべてプロジェクタ装置４０側に反射させることになる。

したがって、撮影系で得られる画像中、ポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥のある部分とない部分とでは大きく輝度値が異なり、得られるコントラストが大きくなるため、ホワイトボードＷＢの各ポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥部分までの距離を確実に検出することができる。

この自動合焦処理後、あらためてこの投影範囲ＰＡを撮影レンズ４３及びＣＣＤ６９により撮影して画像データを得る（ステップＳ０３）。

図１４はこの投影範囲ＰＡを撮影した撮影レンズ４３、ＣＣＤ６９で得られる撮影画像ＩＭを例示するものである。

上記図１２でも示したように投影レンズ４２と撮影レンズ４３とは当然ながらその配設位置に応じてパララックス（視差）を生じるため、投影レンズ４２の投影光軸と撮影レンズ４３の撮影光軸とが平行となるように設定されている場合、必ず図中に実線で示す投影範囲ＰＡと破線で示すその撮影画像ＩＭの範囲とでは位置にずれを生じる。

これは、投影レンズ４２の投影光軸と撮影レンズ４３の撮影光軸とが平行ではなく、所定の距離位置で交差するように設定されている場合も、特に当該所定の距離位置に投影面がある際を除いて同様である。

上記パララックスにより、投影範囲ＰＡ中のポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥の位置とこれを撮影した画像中のポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥の位置には、ずれを生じることとなる。

図１４（Ｂ）に示す撮影画像ＩＭ中のポイントマーカーＰＭ′，ＰＭ′，‥‥の位置は、したがって上記図１４（Ａ）に記した投影範囲ＰＡ中のポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥の位置とずれを生じており、投影レンズ４２で上記ポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥を含む正確な投影範囲ＰＡを得るためにはそのずれを補正する必要がある。

そこで上記撮影画像ＩＭ中のポイントマーカーＰＭ′，ＰＭ′，‥‥の各中心位置座標を取得し（ステップＳ０４）、取得した各中心位置が認識できるようなマーク、例えば十字マークＣＰ，ＣＰ，‥‥の画像を作成して投影レンズ４２より投影させるものとする（ステップＳ０５）。

図１４（Ｃ）はこのとき投影レンズ４２より投影表示する十字マークＣＰ，ＣＰ，‥‥を含んだ画像を例示するものであり、上記図１４（Ｂ）に示したポイントマーカーＰＭ′，ＰＭ′，‥‥の位置に十字マークＣＰ，ＣＰ，‥‥の各交点位置が一致するものとなっている。

そのため、実際の投影範囲ＰＡにあっては図１４（Ｄ）に示すようにポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥と十字マークＣＰ，ＣＰ，‥‥とが投影系と撮像系のパララックス分だけ、ずれを生じた状態で並設配置されることとなる。

この図１４（Ｄ）に示した投影状態で再度投影範囲ＰＡを撮影レンズ４３及びＣＣＤ６９により撮影して画像データを得る（ステップＳ０６）。

得た画像データに対し、各ポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥と各十字マークＣＰ，ＣＰ，‥‥の交点位置とを取得し、それぞれ最寄りのものどうしのずれ量とその方向を算出する（ステップＳ０７）。

こうして得た４点それぞれのずれ量とその方向を平均化処理した上で（ステップＳ０７）、制御部６５が内部メモリに記憶し（ステップＳ０８）、以上でこの図１３の処理を終了する。

この制御部６５に記憶されたずれ量及び方向のデータは、上述した如く図１０のステップＢ０７の処理で投影範囲ＰＡの移動量及び移動方向を算出する際にそれらの数値を補正するものとして使用される。

このように、ポイントマーカーＰＭ，ＰＭ，‥‥を用いてホワイトボードＷＢ上の複数の点位置を指定するだけの簡単な操作で、投影レンズ４２の配設位置及び投影光軸の方向と、撮影レンズ４３の配設位置及び撮影光軸の方向投影と、投影対象との距離に応じて生じるパララックスによるずれを勘案して、投影範囲ＰＡの移動方向及び移動量を補正させることができるので、必要によってより正確に投影画像の位置を調整することができる。

なお、上記実施の形態においては、投影対象のスクリーンをホワイトボードＷＢとし、複数の点位置を指定する方法として再帰性反射材を用いたマグネット式のポイントマーカーＰＭをその磁力により貼着させるものとして説明したが、ホワイトボードＷＢに対してホワイトボード用のマーカーペンにより周囲の白色とは異なる色、例えば黒色で何らかのマークを書込む方法も考えられ、また投影対象のスクリーンはホワイトボードＷＢに限るものでもない。

その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。

さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 同実施の形態に係る装置の機能回路構成を示すブロック図。 同実施の形態に係る初期設定時の処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る投影範囲の初期設定動作を段階的に示す図。 同実施の形態に係る投影範囲の初期設定動作を段階的に示す図。 同実施の形態に係る投影範囲の初期設定動作を段階的に示す図。 同実施の形態に係る投影範囲の初期設定動作を段階的に示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 同実施の形態に係る装置の機能回路構成を示すブロック図。 同実施の形態に係る初期設定時の処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る投影範囲の初期設定動作を段階的に示す図。 同実施の形態に係る投影光学系と撮影光学系とのパララックスを説明する図。 同実施の形態に係る初期設定前に予め実行するパララックス補正の処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る投影範囲のパララックス補正動作を説明する図。

符号の説明

１０…プロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ、１３…測距センサ、１４…Ｉｒ受信部、１５…スイッチ部、１６…スピーカ、２１…入出力コネクタ部、２２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、２３…画像変換部、２４…投影エンコーダ、２５…ビデオＲＡＭ、２６…投影駆動部、２７…マイクロミラー素子、２８…リフレクタ、２９…光源ランプ、３０…カラーホイール、３１…インテグレータ、３２…ミラー、３３…モータ（Ｍ）、３４…投影光処理部、３５…制御部、３６…測距処理部、３７…音声処理部、３８…Ｉｒ受信部、４０…プロジェクタ装置、４１…本体ケーシング、４２…投影レンズ、４３…撮影レンズ、４４…Ｉｒ受信部、４５…キースイッチ部、４６…スピーカ、５１…入出力コネクタ部、５２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、５３…画像変換部、５４…投影エンコーダ、５５…ビデオＲＡＭ、５６…投影駆動部、５７…マイクロミラー素子、５８…リフレクタ、５９…光源ランプ、６０…カラーホイール、６１…インテグレータ、６２…ミラー、６３…モータ（Ｍ）、６４…投影光処理部、６５…制御部、６６…プロセス回路、６７…画像記録部、６８…音声処理部、６９…ＣＣＤ、７０…Ｉｒ受信部、Ｃ…カーソル、ＩＭ…撮影画像、ＰＡ…投影範囲、ＳＢ…システムバス、ＷＢ…ホワイトボード。

Claims (7)

1. 画像を投影する投影手段と、
   上記投影手段で投影する画像中の１点を位置指定する指示を受付ける受付手段と、
   上記受付手段によって受付けられた１点に対応するマークを投影するマーク画像投影手段と、
   上記受付手段で投影される範囲内の１点が位置指定された場合にその位置を検出する検出手段と、
   上記投影手段で投影する矩形の画像を投影対象面上で同一アスペクト比の矩形となるように台形補正させるとともに、この検出手段で検出した位置に基づいて上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させる投影制御手段と
   を具備したことを特徴とする投影装置。
2. 上記投影制御手段は、上記検出手段で検出した位置に基づいて上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させる際に、上記マーク画像投影手段で投影されたマークの投影対象面上での投影位置を維持させる
   ことを特徴とする請求項１記載の投影装置。
3. 上記投影制御手段は、上記検出手段で検出した位置が中心となるように上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させることを特徴とする請求項１または２記載の投影装置。
4. 上記投影手段で投影する画像を投影対象に自動合焦させる自動合焦手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の投影装置。
5. 上記投影手段は、投影画角を可変するズーム機能を有し、
   上記投影制御手段は、上記投影手段による投影対象面上の投影範囲を移動させた後に上記ズーム機能により投影画角が可変された際には上記自動合焦手段による自動合焦動作を自動的に起動する
   ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
6. 画像を投影する投影工程と、
   上記投影工程で投影する画像中の１点を位置指定する指示を受付ける受付工程と、
   上記投影工程で投影される画像中の上記受付手段によって受付けられた１点に対応するマークを投影するマーク画像投影工程と、
   上記受付工程で投影される範囲内の１点が位置指定された場合にその位置を検出する検出工程と、
   投影する矩形の画像を投影対象面上で同一アスペクト比の矩形となるように台形補正させるとともに、この検出工程で検出した位置に基づいて上記投影工程による投影対象面上の投影範囲を移動させる投影制御工程と
   を有したことを特徴とする投影方法。
7. 画像を投影する投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
   上記投影ステップで投影する画像中の１点を位置指定する指示を受付ける受付ステップと、
   投影される画像中の１点を位置指定するマークを投影するマーク画像投影ステップと、
   投影される範囲内の１点が位置指定された場合にその位置を検出する検出ステップと、
   投影する矩形の画像を投影対象面上で同一アスペクト比の矩形となるように台形補正させるとともに、この検出ステップで検出した位置に基づいて投影対象面上の投影範囲を移動させる投影制御ステップと
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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