JP4708743B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、スクリーンに映像を投写するプロジェクタに関する。

従来のプロジェクタには、操作者がプロジェクタに接続されたマウスを操作することで、あたかも“ホワイトボードにチョークで図形を描く”ように、プロジェクタが投写する映像上にフリーハンド（自由曲線）の図形を重ね書きする機能を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。以下では、この重ね書きの機能をチョークボード機能と称し、重ね書きされる映像をチョーク画と称する。

従来のプロジェクタの信号生成部の構成について説明する。

図７は従来のプロジェクタの信号生成部の一構成例を示すブロック図である。

図７に示すように、プロジェクタの信号生成部は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと表記する）等から入力されるアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器１と、デジタル映像信号を一時保管するためのバッファ部１０６と、バッファ部１０６を制御するコントローラ１０５と、バッファ部１０６のデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換して投写手段（不図示）に送出するＤＡ変換器３と、チョーク画に用いられる色の情報を保存するＣＬＵＴ（Ｃｏｌｏｒ Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）１０４とを有する構成である。

バッファ部１０６は、デジタル映像信号を格納するためのＲＧＢ（Ｒｅｄ／Ｇｒｅｅｎ／Ｂｌｕｅ）用フレームバッファ６１と、チョーク画の色を指定するための情報であるチョークボード（ＣＢ）データが格納されるチョークボード用フレームバッファ６２とを備えている。ＲＧＢ用フレームバッファ６１とチョークボード用フレームバッファ６２のそれぞれには、各画素のアドレスを示すテーブルが設けられている。そして、ＲＧＢ用フレームバッファ６１では画素のアドレスに対応してＲＧＢデータが格納され、チョークボード用フレームバッファ６２では画素のアドレスに対応してＣＢデータが格納される。なお、ＲＧＢデータおよびＣＢデータのそれぞれを送受信するためのフレームには画素のアドレスを示す情報が含まれている。

ＡＤ変換器１は、アナログ映像信号について、映像を構成する最小単位である画素毎に色情報を量子化してデジタル映像信号に変換する。色情報とは、赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）および青（Ｂｌｕｅ）の３原色についてそれぞれの色階調を示す情報である。色階調を示す情報は、無色から最も濃い色の間までの色の明るさの度合が所定の段階数で分割されたうち、何段階にあるかを示す数値である。フルカラー方式における色情報は段階数が各色について８ｂｉｔ分ずつあり、３原色分の段階数の２４ｂｉｔが量子化ビット数となる。この量子化ビット数が１画素の色情報を保存するための記憶容量に一致する。

ＲＧＢ用フレームバッファ６１に格納されるデジタル映像信号は、上述したように、１画素の色情報が２４ｂｉｔのフルカラー方式で構成されている。赤、緑および青のＲＧＢについてそれぞれの色階調が８ｂｉｔずつ割り当てられているため、色情報はＲＧＢの各色が２５６段階で表現されている。以下では、色情報をＲＧＢデータと称する。

ＣＬＵＴ１０４には、インデックス番号とＲＧＢデータが１対１で対応するインデックスカラー方式によるテーブルが格納されている。このテーブルはパレットとも言われている。インデックス番号の情報は全部で８ｂｉｔ分あるため、インデックス番号が０から２５５まで設けられている。各ｉｎｄｅｘ番号に対応してＲＧＢそれぞれの色階調が予め設定されている。ｉｎｄｅｘ＝０ではＲＧＢの全てが無色であるため透過色（固定）が指定され、ｉｎｄｅｘ＝１〜２５５では任意の色が指定される。チョークボード用フレームバッファ６２に格納されるＣＢデータがｉｎｄｅｘ番号となる。

コントローラ１０５は、操作者によりチョークボード使用の指示が入力され、操作者がマウスを操作してチョーク画を書くと、チョーク画が重ね書きされた画素のＣＢデータとアドレスが入力され、チョーク画のＣＢデータとアドレスをチョークボード用フレームバッファ６２に格納する。

ＤＡ変換器３は、チョークボード用フレームバッファ６２に格納されたＣＢデータに一致するｉｎｄｅｘ番号をＣＬＵＴ１０４のテーブルで見つけ出し、ｉｎｄｅｘ番号に対応するＲＧＢデータを読み出す。そして、ＲＧＢ用フレームバッファ６１に格納されたデジタル映像信号のＲＧＢデータとチョーク画のＲＧＢデータをアナログ映像信号に変換して投写手段（不図示）に送出する。

上述の構成によるプロジェクタの画像処理の動作について簡単に説明する。ここでは、操作者がチョークボードを使用する場合について説明する。

ＡＤ変換器１は、ＰＣから入力されるアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してＲＧＢ用フレームバッファ６１に格納する。操作者がチョークボード使用の指示を入力し、色を指定する情報を入力し、さらにマウスを操作してスクリーンを見ながらチョーク画を描くと、画素に対応してチョーク画が重ね書きされた画素のアドレスとＣＢデータが入力されると、コントローラ１０５はＣＢデータをチョークボード用フレームバッファ６２に格納する。ＤＡ変換器３は、チョークボード用フレームバッファ６２に格納されたＣＢデータを読み出すと、ＣＬＵＴ１０４のテーブルを参照してＣＢデータのｉｎｄｅｘ番号に対応するＲＧＢデータを読み出す。そして、ＲＧＢ用フレームバッファ６１に格納されたデジタル映像信号のＲＧＢデータとチョーク画のＲＧＢデータをアナログ映像信号に変換して投写手段（不図示）に送出する。投写手段はアナログ映像信号による映像を光学レンズを介して出力する。出力された映像はスクリーンに投写される。
特開２００１−３５６４０５号公報

従来のプロジェクタのバッファ部には、デジタル映像信号による２４ｂｉｔ分の情報とＣＢデータの８ｂｉｔ分の情報を画素毎に格納するための記憶容量が確保されていた。そして、ＲＧＢ用フレームバッファとチョークボード用フレームバッファとを別々に備えていたため、チョークボード機能が動作しないときでも、チョークボード用フレームバッファの記憶領域が確保され、その分のメモリが使用されていなかった。

また、従来のプロジェクタがチョークボード機能を動作させたとき、投写される映像のどの部分についてもフリーハンドの画を描けるようにするために、チョークボード用フレームバッファには、映像全体の画素数に対応した記憶容量が必要となる。そのため、大容量のメモリを必要としていた。

本発明は上述したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、元の映像とこの映像に重ね書きされる映像とを保存するためのメモリ容量を低減したプロジェクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のプロジェクタは、所定の映像に該所定の映像と異なる重ね書き映像を重ね合わせた投写映像を投写可能なプロジェクタであって、
前記所定の映像を示すアナログ映像信号についてデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器出力を含む前記投写映像を示すデータを格納するバッファと、
前記ＡＤ変換器における変換動作および前記バッファにおけるデータの格納動作を制御し、重ね書きを行う旨の指示入力を受付け可能に構成され、重ね書きを行わない場合には、前記ＡＤ変換器に、前記アナログ映像信号に含まれる画素毎の色情報を示す画素色情報を所定の量子化ビット数のデジタル映像信号に変換させ、重ね書きを行う場合には、前記ＡＤ変換器に、前記画素色情報を前記所定のビット数よりも少ない量子化ビット数のデジタル映像信号に変換させるとともに、前記重ね書きを行わない場合に変換される前記所定の量子化ビット数と前記重ね書きを行う場合に変換される前記デジタル映像信号の量子化ビット数との差分となるビット数により、重ね書き映像を示すデータを前記バッファに書き込むコントローラと、
前記バッファに格納されたデータに基づいて前記投写映像を出力する投写手段と、
を有する構成である。

本発明では、投写される映像に重ね書きしない場合には、元の映像が所定のビット数で量子化されたデジタル信号に変換される。そして、重ね書きする場合には、元の映像をデジタル信号に変換する際、所定のビット数よりも少ない量子化ビット数で変換され、差分のビットが重ね書き映像を示すデータを格納するための記憶容量に用いられる。そのため、バッファに格納される全体の情報量は重ね書きをする場合としない場合とで変わらない。

本発明では、プロジェクタが重ね書き機能を動作する際、入力される映像をアナログ信号からデジタル信号に変換するための量子化ビット数を減らし、その減らした分のビット数で重ね書きの色を指定するためのデータがバッファに格納される。そのため、従来のプロジェクタに必要だった重ね書き用のフレームバッファを設ける必要が無く、重ね書き用に確保していたメモリを他の信号処理のための記憶領域として利用することが可能となる。

本発明のプロジェクタは、チョークボード機能を動作する際、入力される映像のアナログ信号をデジタル信号に変換するための量子化ビット数を減らすことで、余ったビット数にチョーク画の色を示す情報をもたせることを特徴とする。

本発明のプロジェクタの構成について説明する。なお、従来と同様な構成については同一の符号を付し、従来と同様な動作についての詳細な説明を省略する。また、投写手段の構成および動作については、従来と同様なためその説明を省略する。

図１は本発明のプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、本発明のプロジェクタは、信号生成部１０と、操作者からの指示を入力するための操作部１２と、信号生成部１０から受信する映像の信号をスクリーンに投写する投写手段１３とを有する構成である。操作部１２は、チョークボード機能を動作させたときにチョーク画を書くためのマウスを備えている。

図２は本発明のプロジェクタの信号生成部１０の一構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、信号生成部１０は、従来の技術で説明したＡＤ変換器１およびＤＡ変換器３の他に、画素のアドレスとともにデジタル映像信号およびＣＢデータを格納するためのフレームバッファ２と、ＣＢデータに対応する色情報を保存するＣＬＵＴ４と、ＡＤ変換器１およびフレームバッファ２を制御するコントローラ５とを備えている。

ＣＬＵＴ４は、従来と同様にインデックス番号とＲＧＢデータが１対１で対応するインデックスカラー方式によるテーブルが格納されているが、本実施例では、インデックス番号の情報が全部で３ｂｉｔ分である。３ｂｉｔで表せる８色のうち、ｉｎｄｅｘ＝０では透過色（固定）が指定され、ｉｎｄｅｘ＝１〜７では任意の色が指定される。

コントローラ５は、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムを格納するためのメモリとを備えている。コントローラ１０５は、操作者によりチョークボード使用の指示が入力されると、ＡＤ変換器１に対して画素毎の色情報について量子化ビット数を２４ｂｉｔからＣＢデータのビット数となる３ｂｉｔ分減らさせるために、量子化ビット数の変更を指示する旨の量子化変更信号をＡＤ変換器１に送出する。そして、操作者が操作部１２のマウスを操作してチョーク画を書くことで、重ね書きされた画素のＣＢデータとアドレスが入力されると、アドレスが一致するデジタル映像信号とともにＣＢデータをフレームバッファ２に格納する。なお、ＣＢデータのビット数は予めプログラムに記述されている。

ＡＤ変換器１は、コントローラ５からの指示にしたがって量子化ビット数を変更する。コントローラ５から量子化変更信号を受け取ると、２４ｂｉｔから３ｂｉｔ分引いた結果の２１ｂｉｔの量子化ビット数で画素毎にアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換してフレームバッファ２に送出する。

次に、フレームバッファ２に格納される色情報について説明する。

図３はフレームバッファに格納される色情報を説明するための図である。図３（ａ）は従来の場合を示し、図３（ｂ）は本実施例の場合を示す。

図３（ａ）に示すように、従来の場合では、１画素につき２４ｂｉｔのデジタル映像信号のＲＧＢデータと、このＲＧＢデータとは別に８ｂｉｔのＣＢデータが設けられていた。これに対して、図３（ｂ）に示すように、本実施例では、１画素につきデジタル映像信号のＲＧＢデータを各色から１ｂｉｔずつ減らして２１ｂｉｔにし、ＣＢデータを３ｂｉｔにして合計２４ｂｉｔのデータにしている。そのため、従来のＲＧＢデータの情報量にＣＢデータも含むことになり、各画素について８ｂｉｔ分の記憶容量が必要なくなる。また、デジタル映像信号の１画素のＲＧＢデータを各色から均等に１ｂｉｔずつ減らしているため、スクリーンに投写される映像の色のバランスが元の映像により近い状態に保たれる。

次に、上述した構成のプロジェクタにおける通常使用時の動作手順について説明する。

図４は通常使用時のプロジェクタの動作を説明するための図である。

ＡＤ変換器１は、入力されるアナログ映像信号を画素毎にＲＧＢ各２５６階調の２４ｂｉｔのデジタル映像信号に変換してフレームバッファ２に格納する。フレームバッファ２では、デジタル映像信号が１画素あたり２４ｂｉｔのデータとして画素のアドレスとともに格納される。ＤＡ変換器３は、フレームバッファ２から１画素あたり２４ｂｉｔのデジタル映像信号を読み出し、ＲＧＢ各２５６階調のデータとしてアナログ映像信号に変換して投写手段１３に送出する。

次に、チョークボード使用時の動作手順について説明する。

図５はチョークボード使用時のプロジェクタの動作を説明するための図である。

操作者が重ね書きするためにチョークボード使用の指示を操作部１２を介して入力すると、コントローラ５はＡＤ変換器１に対して量子化変更信号を送出する。ＡＤ変換器１は、コントローラ５から量子化変更信号を受け取ると、入力されるアナログ映像信号の１画素あたりのＲＧＢをそれぞれ１２８階調の２１ｂｉｔのデジタル映像信号に変換してフレームバッファ２に格納する。フレームバッファ２では、デジタル映像信号が１画素あたり２１ｂｉｔのデータとして画素のアドレスとともに格納される。そして、操作者が操作部１２のマウスを操作してチョーク画を書くことで、コントローラ５は、重ね書きされた画素のＣＢデータとアドレスが入力されると、ＣＢデータの画素のアドレスに一致するアドレスが添付されたデジタル映像信号を探して、アドレスの一致するデジタル映像信号を見つけると、そのデジタル映像信号とともにＣＢデータをフレームバッファ２に格納する。

図６はチョークボード使用時のＤＡ変換器の動作を説明するための図である。

ＤＡ変換器３は、フレームバッファ２から画素のアドレス毎に２１ｂｉｔのデジタル映像信号のＲＧＢデータと３ｂｉｔのＣＢデータを読み出し、ＣＢデータが“０”か否かを判定する。ＣＢデータが“０”である場合、デジタル映像信号のＲＧＢデータをＲＧＢ各１２８階調のデータとしてアナログ映像信号に変換する。この画素については、チョーク画が重ね書きされていないため、デジタル映像信号がそのまま変換されたアナログ映像信号が投写手段１３に送出される。

一方、ＣＢデータが“０”でない場合、ＤＡ変換器３はＣＬＵＴ４からＣＢデータに対応するＲＧＢデータを読み出す。この画素については、チョーク画が重ね書きされているため、ＤＡ変換器３は、デジタル映像信号によるＲＧＢデータとＣＢデータに対応するＲＧＢデータとを合わせて、アナログ映像信号に変換して投写手段１３に送出する。

本発明のプロジェクタでは、チョークボード機能を動作する際に、アナログ映像信号の量子化ビット数を減らしているため、ＣＢデータがバッファに格納されても、バッファに格納される全体の情報量は重ね書きをしない場合と変わらない。このようにして、フレームバッファに格納される画素の情報の構成を変化させることで、従来必要だったチョークボード用フレームバッファを設ける必要がない。そのため、従来チョークボード用に確保していたメモリを他の信号処理のための記憶領域として利用することが可能となる。

また、チョークボード機能を動作しないとき、従来ではバッファ内に利用されないチョークボード用フレームバッファが存在していたが、本発明では、バッファ内の全てのメモリが利用され、資源の有効利用が図れる。

なお、本実施例では、量子化ビット数について３原色の各色から均等にビット数を減らしたが、均等でなくてもよい。例えば、人の目に敏感な緑色だけを８ｂｉｔのままにして、青色と赤色から１ｂｉｔずつ減らすようにしてもよい。この場合、チョーク画で指定できる色の種類は、透過色を含めて４色となる。

また、量子化ビット数を２４ｂｉｔから３ｂｉｔ減らした場合に限らず、４ｂｉｔ以上減らしてＣＢデータの情報ビット数をさらに増やしてもよい。この場合、チョーク画の色の種類を増やすことができる。ただし、量子化ビット数が小さくなるほど、入力されるアナログ映像信号の画素毎の階調数が小さくなるため、元になるアナログ映像信号と比較してスクリーンに投写される映像の画質が劣化する。そのため、量子化ビット数は少なくとも１５ｂｉｔ以上あることが望ましい。

また、本実施例では、投写手段１３はアナログ映像信号によりスクリーンに投写する投写映像を出力していたが、デジタル映像信号による投写映像を出力可能な投写手段を用いてもよい。この場合、コントローラ５は、投写映像を示すデータを投写手段に送出する際、ＣＬＵＴ４を参照してＣＢデータに対応するＲＧＢデータを読み出す。

さらに、チョーク画の画素を指定するためのデバイスとしてマウスを用いたが、他のポインティングデバイスであってもよい。

本発明のプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。 本発明のプロジェクタの信号生成部の一構成例を示すブロック図である。 フレームバッファに格納されるデータを説明するための図である。 通常使用時の動作を説明するための図である。 チョークボード使用時の動作を説明するための図である。 チョークボード使用時のＤＡ変換器の動作を説明するための図である。 従来のプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ ＡＤ変換器
２ フレームバッファ
３ ＤＡ変換器
４ ＣＬＵＴ
５ コントローラ
１０ 信号生成部
１２ 操作部
１３ 投写手段

Claims (5)

1. 所定の映像に該所定の映像と異なる重ね書き映像を重ね合わせた投写映像を投写可能なプロジェクタであって、
   前記所定の映像を示すアナログ映像信号についてデジタル映像信号に変換するＡＤ変換器と、
   前記ＡＤ変換器出力を含む前記投写映像を示すデータを格納するバッファと、
   前記ＡＤ変換器における変換動作および前記バッファにおけるデータの格納動作を制御し、重ね書きを行う旨の指示入力を受付け可能に構成され、重ね書きを行わない場合には、前記ＡＤ変換器に、前記アナログ映像信号に含まれる画素毎の色情報を示す画素色情報を所定の量子化ビット数のデジタル映像信号に変換させ、重ね書きを行う場合には、前記ＡＤ変換器に、前記画素色情報を前記所定のビット数よりも少ない量子化ビット数のデジタル映像信号に変換させるとともに、前記重ね書きを行わない場合に変換される前記所定の量子化ビット数と前記重ね書きを行う場合に変換される前記デジタル映像信号の量子化ビット数との差分となるビット数により、重ね書き映像を示すデータを前記バッファに書き込むコントローラと、
   前記バッファに格納されたデータに基づいて前記投写映像を出力する投写手段と、
   を有するプロジェクタ。
2. 前記重ね書き映像を示すデータは該重ね書き映像の色を示す色指定情報を含み、
   前記色指定情報に対応して前記色情報が記述された表を備え、
   前記コントローラは、
   前記投写映像を示すデータを前記投写手段に送出する際、前記表を参照して前記色指定情報に一致する色情報を特定する請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記画素色情報は３原色の色階調を示す情報を有し、
   前記コントローラは、
   前記ＡＤ変換器の変換動作を制御して前記量子化ビット数を少なくする際、前記３原色の各色について前記色階調を示す情報のビット数を均等に減らす制御を行う請求項１または２記載のプロジェクタ。
4. 前記画素色情報は３原色の色階調を示す情報を有し、
   前記コントローラは、
   前記ＡＤ変換器の変換動作を制御して前記量子化ビット数を少なくする際、前記３原色の前記色階調を示す情報のビット数を少なくとも２ビット以上減らす制御を行う請求項１または２記載のプロジェクタ。
5. 前記投写映像を示すデータを前記バッファから読み出してデジタル映像信号からアナログ映像信号に変換するＤＡ変換器を備えた請求項１から４のいずれか１項記載のプロジェクタ。

Images