JP5504570B2

JP5504570B2 - カメラ内蔵プロジェクタ及びカメラ内蔵プロジェクタの撮影方法

Info

Publication number: JP5504570B2
Application number: JP2008082916A
Authority: JP
Inventors: 正敏綿貫; 邦雄佐藤
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: JP2009239598A

Description

本発明は、カメラを内蔵したプロジェクタ及びカメラ内蔵プロジェクタの撮影方法に関する。

プロジェクタにカメラ機能を内蔵させることにより、ホワイトボード等の白色平面形状な投影面に画像を投影できると共に、投影面に手書きで記載された文字や図形等を撮影して取込むことができるカメラ内蔵プロジェクタがある。

このようなカメラ内蔵プロジェクタは、プレゼンテーション時に投影面上に手書きで記載された文字や図形をプロジェクタで撮影でき非常に便利なものであるが、プロジェクタの投影面は白色平面形状であり、すべての光を反射してしまうため、蛍光灯からの射出光といったような外光の影響によって投影面の明るさが均一とならず、撮影画像においても明るさが不均一となるため濃淡が発生してしまい、質の高い撮影画像を撮影できないという問題点があった。

このような問題点を解決する方法として、特開２００４−２３９９６７号公報（特許文献１）では、撮影面にプロジェクタの投影エンジンで外光よりも輝度が高い白色光を投影することにより外光の影響を除去し、品質の高い撮影画像を撮影する提案がなされている。又、撮影画像を画像補正処理することによって濃淡を除去する方法もあった。
特開２００４−２３９９６７号公報

従来のカメラ内蔵プロジェクタにおいて投影面を撮影する場合、白色部分が外光の影響を受けるため、撮影画像に濃淡部分が発生していた。このような撮影画像の濃淡部を除去する方法として、投影面にプロジェクタで白色光を投影することによって除去する方法や、撮影画像を補正処理することによって除去する方法があった。

しかしながら、投影面にプロジェクタで白色光を投影して撮影した場合、投影レンズと撮影レンズが物理的に近接しているため、投影面に正面方向から白色光を投影すると投影面に対する投影光の入射角及び反射角の関係で明度に差が出てしまい、撮影画像における白色部分にも同様の明度差が発生してしまうという問題点があった。

又、撮影画像を補正処理することによって均一化を図る場合、撮影画像における白色部分の明度差が余りに大きい時には均一化できないという問題点があった。又、明るさの均一化が図れる場合においても、白色部分の均一化が図れる一方で記載されている文字や図形にぼやけが発生してしまうことがあり、品質の高い撮影画像とするためには複雑な画像補正処理が必要になるため、高価な演算装置等を必要としてしまうといった問題点もあった。

本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、撮影画像における白色部分の均一化が図れる均一化手段を備えることによって品質の高い撮影画像を撮影可能なカメラ内蔵プロジェクタ及びカメラ内蔵プロジェクタの撮影方法を提供することを目的としている。

本発明のカメラ内蔵プロジェクタは、投影部と、該投影部の近傍に配置される撮影部と、該投影部及び撮影部の制御及びデータ処理を実行するデータ処理部とを有し、該データ処理部は、前記投影部により投影面へ白色光を投影する第１の投影手段と、該白色光投影時の投影面を前記撮影部により撮影する第1の撮影手段と、該白色投影面撮影時の撮影データを解析して白色部分の明度差をデータ化する解析手段と、該解析手段で解析されたデータにより投影画像における白色部分の明度の均一化を図る均一化投影画像データを生成する生成手段と、前記均一化投影画像データを前記投影部により投影面へ投影する第２の投影手段と、を備え、前記解析手段は、解析するエリアの明度が特定の閾値以下である場合には、解析対象外とした上で、白色部分の明度差をデータ化するものである。

又、前記データ処理部は、前記第２の投影手段で投影された前記均一化投影画像データの投影面を前記撮影部により撮影する第２の撮影手段を更に備えるものである。

更に、前記データ処理部は、主記憶装置を有し、前記生成手段が生成した前記均一化投影画像データは、該主記憶装置に一時的に記憶されるものである。

又、前記生成手段は、前記投影画像データの明度が高い部分に対応する位置の輝度を抑えるようにして均一化するものである。

そして、前記生成手段は、エリア、ライン、ドットのいずれかの一定面積毎に明度の解析を行うものである。
又、本発明のカメラ内蔵プロジェクタの撮影方法は、カメラ内蔵プロジェクタが、投影部と、該投影部の近傍に配置される撮影部とを有し、前記投影部により投影面へ白色光を投影する第１の投影ステップと、該白色光投影時の投影面を前記撮影部により撮影する第１の撮影ステップと、該白色投影面撮影時の撮影データを解析して白色部分の明度差をデータ化する解析ステップと、該解析ステップで解析されたデータにより投影画像における白色部分の明度の均一化を図る投影画像データを生成する生成ステップと、前記均一化投影画像データを前記投影部により投影面へ投影する第２の投影ステップと、を含み、前記解析ステップは、解析するエリアの明度が特定の閾値以下である場合には、解析対象外とした上で、白色部分の明度差をデータ化するものである。
又、前記第２の投影ステップで投影された前記均一化投影画像データの投影面を前記撮影部により撮影する第２の撮影ステップを更に含むものである。

本発明によれば、撮影画像における白色部分の均一化が図れる均一化手段を備えることによって品質の高い撮影画像を撮影可能なカメラ内蔵プロジェクタ及びカメラ内蔵プロジェクタの撮影方法を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態のカメラ内蔵プロジェクタ1は、投影部21と、該投影部21の近傍に配置される撮影部31と、該投影部21及び撮影部31の制御及びデータ処理を実行するデータ処理部11とを有し、データ処理部11は、撮影画像における白色部の明度の均一化を図る均一化手段19を備えるものである。

そして、データ処理部11は、演算装置12と、主記憶装置13と、補助記憶装置15とを有し、均一化手段19は、投影部21によって投影面に白色光を投影する白色光投影処理と、該白色光投影処理によって白色光が照射された投影面を撮影部31によって撮影する白色投影面撮影処理と、該白色投影面撮影処理によって撮影された撮影データを主記憶装置13及び補助記憶装置15に記憶し演算装置12によって該撮影データを解析して投影画像における白色部分の明度差をデータ化する撮影画像データ解析処理と、該撮影画像データ解析処理によって解析されたデータを元に投影画像における白色部分の明度の均一化が図れる投影画像データを演算装置12によって生成する画像データ生成処理と、該画像データ生成処理によって生成された投影画像データを投影部21によって投影面に投射する均一化画像投影処理と、を行うものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本実施例におけるカメラ内蔵プロジェクタ1は、図１に示すように、データ処理部11と、投影部21と、撮影部31とを備えるものであり、パーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づく画像をホワイトボード等に拡大して投影する投影装置としての機能と、ホワイトボード等に記載された情報を画像データとして取り込む撮影装置としての機能とを兼ね備え、更に、撮影画像データを解析し、解析したデータに基づいてホワイトボード等の投影面の明度を調整して均一な明度の撮影画像を撮影可能とする均一化手段19を有するものである。

そして、データ処理部11は、演算装置12と、主記憶装置13と、入出力インターフェース14と、補助記憶装置15と、メモリーカードスロット16と、モード切替スイッチ17とを備えるものである。この演算装置12は、主記憶装置13に記憶されたプログラムを実行し、各装置の制御やデータ演算、データ加工等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって形成され、投影面の明度を調整して均一な明度の撮影画像を撮影可能とする均一化手段19を備えるものである。又、主記憶装置13は、投影データ及び撮影データや演算装置12の処理データを一時的に記憶する半導体メモリ等によって形成されているものである。

又、入出力インターフェース14は、パーソナルコンピュータ等の外部機器と接続又は無線でデータの送受信を行なうものであり、補助記憶装置15は、投影データ及び撮影データを記憶すると共に各種のプログラムを記憶するハードディスク等によって形成されているものである。更に、メモリーカードスロット16は、投影画像が記憶された又は撮影画像を記憶するための取り外し可能なメモリーカードが挿入されるものであり、モード切替スイッチ17は、投影モードと撮影モードを切り替えるスイッチであって、使用者が行う作業に応じてこのモード切替スイッチ17を切り替えると、切替信号が演算装置12に出力され、演算装置12は、モードを切り替えるものである。尚、データ処理部11が備える各装置は、システムバスSBを介して接続されている。

投影部21は、投影制御装置22と、表示素子23と、投影光学系24とを備えるものである。この投影制御装置22は、データ処理部11から出力された画像データをもとに表示素子23や投影光学系24を制御するものであり、表示素子23は、ＤＭＤ（Digital micromirror Device）や液晶板等であって投影制御装置22に制御されて投影画像を生成するものであり、投影光学系24は、可動レンズ群や固定レンズ群を有し、投影制御装置22によって焦点調整や倍率調整を制御され、表示素子23で生成された投影画像をホワイトボード等の投射対象上に画像を拡大して投影するものである。尚、投影制御装置22及び表示素子23は、システムバスSBを介してデータ処理部11と接続されている。

撮影部31は、撮影制御装置32と、撮像素子33と、撮像光学系34とを備えるものである。この撮影制御装置32は、撮像素子33から出力された電気信号を画像データとしてデータ処理部11に出力すると共に撮像光学系34を制御するものであり、撮像素子33は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等であって光を電気信号に変換するものであり、撮像光学系34は、固定レンズ群及び可動レンズ群を有し、撮影制御装置32によって焦点調整や倍率調整を制御され、被写体からの反射光を撮像素子33に入射させるものであり、投影部21の投影光学系24の近傍に配置されるものである。尚、撮影制御装置32及び撮像素子33は、システムバスSBを介してデータ処理部11と接続されている。

この撮影部31は、プレゼンテーション時にホワイトボード上に手書きで記載された文章又は貼付された資料等を撮影部31で撮影し、カメラ内蔵プロジェクタ1のデータ処理部11が備える補助記憶装置15やメモリーカードに記憶させるといった書画カメラとして用いられるものであるが、ホワイトボード等の平面形状で白色の被写体は全ての光を反射するため、平面の白色部分は外光の影響を強く受けてしまい、撮影画像においても白色部分に明度差が発生し、質の高い撮影画像を提供することが困難であった。

本実施例における均一化手段19は、このような問題を解決するため、撮影時に撮影画像の白色部分の明度を均一化するための投影画像を投影面に投影することにより質の高い撮影画像を撮影可能とするものである。以下、この均一化手段19について図２に示すフローチャートを用いて述べる。

使用者が撮影を開始するために図１に示したモード切替スイッチ17を撮影モードに切り替えると、均一化手段19は、まず投影面の手書きで文字や図形が記載された撮影エリアへ投影部21によって白色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）を投影する白色光投影処理を行い（ステップＳ１０）、この白色光投影処理（ステップＳ１０）によって白色光が照射された投影面を撮影部31によって撮影する白色投影面撮影処理（ステップＳ１２）を行う。撮影画像の手書き部分は、黒若しくは明度が低いものであれば、白色光を当てても吸収するので、投影光の影響は受けない。この白色投影面撮影処理（ステップＳ１２）において撮影した撮影画像は、図３に示すように、文字以外の白色部分の明度差が大きく表れた画像となる。具体的には、撮影画像の手書き部分以外は、明度の高い白色部分と、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１２８，１２８，１２８）より明るい明度の灰色部分が表れる。

次に、均一化手段19は、投影画像データ解析処理（ステップＳ１４）を行う。この投影画像データ解析処理（ステップＳ１４）は、白色投影面撮影処理を行った後、図１に示したように、白色投影面撮影処理によって撮影された撮影データを主記憶装置13及び補助記憶装置15に記憶し、演算装置12によってこの撮影データを解析して投影画像における白色部分の明度差をデータ化するものである。投影画像データ解析処理として、具体的には、エリア、ライン、ドット毎等、一定の面積毎に明度の解析を行う。次に、均一化手段19は、画像データ生成処理（ステップＳ１６）を行う。この画像データ生成処理（ステップＳ１６）は、撮影画像データ解析処理（ステップＳ１４）によって解析されたデータを元にして投影画像における白色部分の明度の均一化が図れる投影画像データを演算装置12によって生成するものである。又、この撮影画像データ解析処理（ステップＳ１４）及び画像データ生成処理（ステップＳ１６）は、白色投影面撮影処理（ステップＳ１２）で撮影した撮影画像の中で、投影部21によって投影した白色光におけるどの部分が明るく反射しているかつまり明度が高くなっているかを検索し、この明度が高い部分に対応する位置の輝度を抑えるようにする投影画像データを生成するものである。すなわち、投影面の撮影データの中で明度の低い部分に合わせ、全面が均一になるように調整を行うことで、投影光の反射が撮像光学系34の撮影レンズの位置から均一に見えるような投影光のデータを作成する。ただし、文字等の手書き部分は、黒若しくは紺色等明度が低いものを用いているため、解析するエリアの明度が特定の閾値以下である場合には、解析対象外とする。

更に、均一化手段19は、画像データ生成処理（ステップＳ１６）によって生成された投影画像データを投影部21によって投影面に投射する均一化画像投影処理（ステップＳ１８）を行い、均一化画像投影処理（ステップＳ１８）によって均一化された投影面を撮影する均一化投影面撮影処理（ステップＳ２０）を行う。このように画像データ生成処理（ステップＳ１６）によって生成されたデータを投影面に投影することにより、白色光のみを投影した場合には明度が高かった部分の明度を下げることができ、撮影画像における明度差を抑えることができるものである。そして、均一化投影面撮影処理（ステップＳ２０）によって撮影された撮影画像は、図４に示すように、白色部分の明度差が少ない均一化された画像となり、質の高い撮影画像となる。

そして、使用者が撮影を終了するために図１に示したモード切替スイッチ17を投影モードに切り替えると、画像データ生成処理（ステップＳ１６）によって生成し、均一化画像投影処理（ステップＳ１８）によって投影していた画像の投影を終了して、補助記憶装置15やメモリーカードスロット16に挿入されたメモリーカードに記憶された投影画像の投影を開始するものである。

本実施例のカメラ内蔵プロジェクタによれば、均一化手段19を備えることにより撮影画像の白色部分の明度を均一化することができるため、質の高い画像を撮影することができることになる。

又、白色光を投影面に投影し、この白色光を投影した投影面を撮影した撮影画像の画像データを元に白色部分の明度の均一化が図れる投影画像データを生成し、この投影画像データを投影面に投影することによって投影画像における白色部分の明度の均一化を図ることができ、更に、撮影画像を画像補正する場合よりも演算装置12に掛かる負荷を軽減でき、データ上で画像を変化させるよりも質の高い撮影画像を提供できるものである。

尚、上述した実施例における均一化手段19において、画像データ生成処理（ステップＳ１６）で生成した画像データを補助記憶装置15に一時的に記憶しておくことにより、一度均一化手段19によって均一化可能な画像データを生成すれば、その後撮影の度に均一化手段19を用いる必要が無くなるため、演算装置12の負荷を軽減でき、質の高い撮影画像を連続で撮影することができる。

又、本発明は、以上の実施例の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

本発明の実施例に係るカメラ内蔵プロジェクタの機能を示すブロック図。本発明の実施例に係る均一化手段を説明するフローチャート。本発明の実施例に係る均一化手段において白色投影面撮影処理によって撮影された撮影画像の一例を示す図。本発明の実施例に係る均一化手段を用いて撮影された撮影画像の一例を示す図。

符号の説明

1 カメラ内蔵プロジェクタ
11 データ処理部 12 演算装置
13 主記憶装置 14 入出力インターフェース
15 補助記憶装置 16 メモリーカードスロット
17 モード切替スイッチ 19 均一化手段
21 投影部 22 投影制御装置
23 表示素子 24 投影光学系
31 撮影部 32 撮影制御装置
33 撮像素子 34 撮像光学系
SB システムバス

Claims

投影部と、該投影部の近傍に配置される撮影部と、該投影部及び撮影部の制御及びデータ処理を実行するデータ処理部とを有し、
該データ処理部は、
前記投影部により投影面へ白色光を投影する第１の投影手段と、
該白色光投影時の投影面を前記撮影部により撮影する第1の撮影手段と、
該白色投影面撮影時の撮影データを解析して白色部分の明度差をデータ化する解析手段と、
該解析手段で解析されたデータにより投影画像における白色部分の明度の均一化を図る均一化投影画像データを生成する生成手段と、
前記均一化投影画像データを前記投影部により投影面へ投影する第２の投影手段と、
を備え、
前記解析手段は、解析するエリアの明度が特定の閾値以下である場合には、解析対象外とした上で、白色部分の明度差をデータ化する
ことを特徴とするカメラ内蔵プロジェクタ。
前記データ処理部は、
前記第２の投影手段で投影された前記均一化投影画像データの投影面を前記撮影部により撮影する第２の撮影手段
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ内蔵プロジェクタ。
前記データ処理部は、主記憶装置を有し、
前記生成手段が生成した前記均一化投影画像データは、該主記憶装置に一時的に記憶されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラ内蔵プロジェクタ。
前記生成手段は、前記投影画像データの明度が高い部分に対応する位置の輝度を抑えるようにして均一化することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカメラ内蔵プロジェクタ。
前記解析手段は、エリア、ライン、ドットのいずれかの一定面積毎に明度の解析を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカメラ内蔵プロジェクタ。
カメラ内蔵プロジェクタの撮影方法であって、
カメラ内蔵プロジェクタは、投影部と、該投影部の近傍に配置される撮影部とを有し、
前記投影部により投影面へ白色光を投影する第１の投影ステップと、
該白色光投影時の投影面を前記撮影部により撮影する第１の撮影ステップと、
該白色投影面撮影時の撮影データを解析して白色部分の明度差をデータ化する解析ステップと、
該解析ステップで解析されたデータにより投影画像における白色部分の明度の均一化を図る投影画像データを生成する生成ステップと、
前記均一化投影画像データを前記投影部により投影面へ投影する第２の投影ステップと、
を含み、
前記解析ステップは、解析するエリアの明度が特定の閾値以下である場合には、解析対象外とした上で、白色部分の明度差をデータ化する
ことを特徴とするカメラ内蔵プロジェクタの撮影方法。
前記第２の投影ステップで投影された前記均一化投影画像データの投影面を前記撮影部により撮影する第２の撮影ステップを更に含むことを特徴とする請求項６に記載のカメラ内蔵プロジェクタの撮影方法。