(57)【要約】【課題】  撮像している資料を動かしながらのポイント画像によるポインティングを行う場合において、提示画像をフリーズ状態にしなくてすむようにする。【解決手段】  撮像装置１１３により資料１１６を撮像し、その撮像画像をスクリーン１０３に投影表示する場合において、ライトペン１１８先端の輝点１１９によって指し示した位置に対応した場所にポイント画像１１７を表示する。この際、撮像装置１１３が行う３０フレーム／秒の撮像画像の内、数フレームを資料１１６の表示内容の撮像に用い、他の２０数フレームを輝点１１９の撮像に用いる。この場合、提示画像の更新が１秒間に数回行われるので、資料１１６の画像表示をフリーズ状態にしなくてよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
毎秒複数のフレームを撮像する撮像手段と、
前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得装置と
を備えることを特徴とするポイント画像の制御装置。
【請求項２】
前記輝点の波長を選択的に透過する光学フィルタと、
前記複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、前記撮像手段の光軸上への前記光学フィルタの配置を行う制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のポイント画像の制御装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、ＣＣＤ撮像装置を含み、
前記輝点画像の取得は、前記複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、前記ＣＣＤ撮像装置から、所定の色成分の輝度信号を選択的に得る処理を含むことを特徴とする請求項１に記載のポイント画像の制御装置。
【請求項４】
前記複数のフレームの一部に基づいて前記被撮像対象の撮像画像を生成し、前記複数のフレームの他部に基づいてポイント画像の表示位置を決める輝度信号を生成する画像生成手段と、
画素の表示タイミングに従って、前記撮像画像の画像データ信号と前記輝度信号に基づくポイント画像データ信号の何れかを順次選択するセレクタと
を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のポイント画像の制御装置。
【請求項５】
毎秒複数のフレームを撮像する撮像ステップと、
前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得ステップと
を備えることを特徴とするポイント画像の制御方法。
【請求項６】
前記撮像ステップは、前記複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、前記輝点の波長を選択的に透過する光学フィルタを介した撮像を行う選択撮像ステップを含むことを特徴とする請求項５に記載のポイント画像の制御方法。
【請求項７】
前記画像取得ステップは、
前記複数のフレームの一部に対応したＲＧＢ各成分の信号を取得する第１のサブステップと、
前記複数のフレームの他部に対応した所定の色成分の信号を取得する第２のサブステップと
を含むことを特徴とする請求項５に記載のポイント画像の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を提示してのプレゼンテーションや教育を行う際において、提示画像中にポイント画像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図表等の資料をスクリーンに投影し、それを指し示しながらプレゼンテーションを行う手法が知られている。この手法は、会議での説明や授業において多用されている。この手法においては、資料を撮像するための装置として資料提示装置が利用される。
【０００３】
資料提示装置は、書画カメラとも呼ばれている。資料提示装置の基本的な機能は、セットした資料を撮像装置で撮像する点にある。この撮像された画像は、スクリーンに投影され、その投影した画像を視聴者に見せながらプレゼンテーションが行われる。
【０００４】
この技術において、スクリーン上にポイント画像を更に重ねて表示する技術が知られている。ポイント画像というのは、投影した画像の特定の部分を指し示すための矢印等の表示である。説明者は、このポイント画像の表示位置を制御しながら、表示した画像の所定の部分を指し示し、プレゼンテーションを行う。
【０００５】
この技術に関連して、例えば特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１には、赤外光を選択的に透過する光学フィルタを用いて、赤外光を発するライトペンの輝点の光を選択的に透過させ、画像処理によりその位置を算出し、それに基づきポイント画像を表示する技術について記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４８３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の技術においては、提示画像（例えば提示する資料の画像）を動かしながら同時にポイント画像によるポインティングを行うことは不可能であった。これは、資料を撮像した画像を表示した後に、表示画像を一旦静止（フリーズ）させ、その後に赤外光の輝点を認識するための撮像を行う動作形態を取るからである。
【０００８】
提示画像を用いたプレゼンテーションにおいて、スクリーン上における表示位置を中央等の見易い位置に動かすために、撮像している資料を動かす場合がある。このような場合、上述した理由により、提示資料を動かしている間はポイント画像の表示が行えず、資料を動かし終わった後に、再度提示画像の静止処理を行い、その後にポイント画像の表示を行わなくてはならなかった。
【０００９】
このような提示資料およびポイント画像の表示を行う際の制限により、説明者は、提示画像のフリーズ状態を考慮してプレゼンテーションを行わなくてはならず、一方視聴者は、スムーズでない画像表示を見なければならなかった。
【００１０】
そこで本発明は、撮像している資料を動かしながらのポイント画像の表示を行う際に、提示画像をフリーズ状態にしなくてすむ技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のポイント画像の制御装置は、毎秒複数のフレームを撮像する撮像手段と、前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得装置とを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成において、毎秒複数のフレームというのは、１秒間当たりに撮像される複数のフレームのことをいう。例えば、３０フレーム／秒の規格であれば、毎秒３０枚のフレームが撮像される。
【００１３】
複数のフレームの一部というのは、１秒間当たりに撮像される複数のフレームの中の一部のフレームのことをいう。また、複数のフレームの他部というのは、１秒間当たりに撮像される複数のフレームの中から前記一部のフレームを除いた他のフレームのことをいう。例えば、３０フレーム／秒の規格の場合において、複数のフレームの一部が４個のフレームである場合、複数のフレームの他部は、残りの２６個のフレームとなる。
【００１４】
上記の構成によれば、例えば３０フレーム／秒の規格である場合、ｎ個のフレームを資料の撮像に利用し、残りの３０−ｎ個のフレームをライトペンが指した輝点の検出に用いる。この場合、資料の撮像が１秒間にｎ回撮像されるので、資料の表示画像をフリーズする必要はなく、コマは粗いとしても動画表示が可能となる。したがって、ポイント画像によるポインティングを行いながら、撮像中の資料を動かすと、表示されている資料の画像がそれに応じて動く表示を行わせることができる。
【００１５】
本発明のポイント画像の制御装置において、輝点の波長を選択的に透過する光学フィルタと、複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、撮像手段の光軸上への前記光学フィルタの配置を行う制御手段とを備えることは好ましい。
【００１６】
ここで、撮像手段の光軸というのは、撮像手段の対物レンズの中心への垂線のことをいう。撮像手段の光軸上への光学フィルタの配置が行われると、撮像がこの光学フィルタを介して行われることになる。また、撮像手段の光軸上への光学フィルタの配置が行われない場合、撮像はこの光学フィルタを介さずに行われる。
【００１７】
この態様によれば、光学フィルタを用いることで、フレームの使い分けが行われる。例えば、３０フレーム／秒の規格である場合に、３０−ｎ個のフレームの撮像タイミングに合わせて、撮像装置の光軸に光学フィルタを配置することで、この３０−ｎ個のフレームを用いて、ライトペンで指し示した輝点からの反射光の選択的な取得が行われる。なおこの場合におけるｎは、３０未満の０を含まない自然数とする。
【００１８】
具体的な組合せとしては、赤外光を発光するライトペンと、この赤外光の波長を選択的に透過するバンドパスフィルタ特性の光学フィルタとを用いる例を挙げることができる。この場合、この光学フィルタを３０−ｎ個のフレームの撮像タイミングに合わせて撮像手段の光軸に挿入する。
【００１９】
この光学フィルタを介して、赤外光の輝点が存在する被撮像対象物（例えば提示する資料）を撮像すると、被撮像対象物からの光のうちの赤外光の波長以外の波長の光が光学フィルタによって遮断されるので、赤外光の輝点の画像が優先的に撮像されることになる。
【００２０】
こうして、３０−ｎ個のフレームにおいては、輝点からの光が選択的に光学フィルタを透過し、輝点の位置を明確に決めることができる画像を取得することができる。
【００２１】
また、ｎ個のフレームにおいては、この光学フィルタが撮像手段の光軸から退避するので、光学フィルタを介さない撮像が行われ、被撮像対象（例えば提示する資料）の撮像画像を得ることができる。
【００２２】
本発明のポイント画像の制御装置において、撮像手段は、ＣＣＤ撮像装置を含み、輝点画像の取得は、複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、前記ＣＣＤ撮像装置から、所定の色成分の輝度信号を選択的に得る処理を含む構成とすることは好ましい。
【００２３】
この態様によれば、例えば３０フレーム／秒の規格である場合に、ｎ個のフレームの撮像タイミングに対応させて、ＲＧＢの各色成分の画像データを取得（通常画像の取得）し、３０−ｎ個のフレームの撮像タイミングに合わせて、所定の色成分（例えばＲＧＢの中の何れか一つの色成分）の画像データを取得する。この態様においては、所定の色成分をライトペンの発光波長に合わせることで、３０−ｎ個のフレームにおいて、ライトペンの発光点の輝点位置を特定するための画像データを選択的に取得することができる。
【００２４】
例えば、赤を発光するライトペンである場合、上記の３０−ｎ個のフレームにおいて、Ｒ成分のみをＣＣＤ撮像装置から出力させ、赤成分に関する画像データを得る。この画像中においては、赤の輝点の位置が明確に現れているので、輝度の一番明るい部分を容易に取得することができ、ライトペンによってポインティングした位置を求めることができる。
【００２５】
本発明のポイント画像の制御装置において、複数のフレームの一部に基づいて被撮像対象の撮像画像を生成し、複数のフレームの他部に基づいてポイント画像の表示位置を決める輝度信号を生成する画像生成手段と、画素の表示タイミングに従って、撮像画像の画像データ信号と前記輝度信号に基づくポイント画像データ信号の何れかを順次選択するセレクタとを備えることは好ましい。
【００２６】
この態様によれば、例えば３０フレーム／秒の規格である場合に、ｎ個のフレームに基づいて被撮像画像（例えば提示する資料の画像）が作成され、３０−ｎ個のフレームに基づいてポイント画像の位置情報が作成される。またこのポイント画像の位置情報に基づいてポイント画像データが作成される。
【００２７】
セレクタは、撮像画像の画像データ信号とポイント画像データ信号のどちらかを画素表示のタイミングに合わせて順次選択する。例えば、ｍ×ｎ個のマトリクス表示であれば、（ｍ，ｎ）＝（１，１）の画素データとして撮像画像の画像データ信号を選択し、（ｍ，ｎ）＝（１，２）の画素データとしてポイント画像データ信号を選択し、といった信号の選択処理を行う。
【００２８】
この処理によれば、例えば図１に示すように、資料１１６の投影画像中にポイント画像１１７を表示するようなポイント画像の制御を行うことができる。この際、資料１１６の画像の取得が１秒間にｎ回あるので、撮像中に資料１１６を動かしたとしても、資料１１６のスクリーン１０３への投影画像はその動きに追従する。これにより、従来技術において問題となる提示画像のフリーズ状態を伴わないプレゼンテーションを行うことができる。
【００２９】
本発明のポイント画像の制御装置の動作は、ポイント画像の制御方法の発明として把握することもできる。すなわち、本発明のポイント画像の制御方法は、毎秒複数のフレームを撮像する撮像ステップと、前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得ステップとを備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明のポイント画像の制御方法において、撮像ステップは、複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、輝点の波長を選択的に透過する光学フィルタを介した撮像を行う選択撮像ステップを含んでいることは好ましい。
【００３１】
また、本発明のポイント画像の制御方法において、画像取得ステップは、複数のフレームの一部に対応したＲＧＢ各成分の信号を取得する第１のサブステップと、複数のフレームの他部に対応した所定の色成分の信号を取得する第２のサブステップとを含むことは好ましい。
【００３２】
また、本発明のポイント画像の制御方法において、複数のフレームの一部に基づいて被撮像対象の撮像画像を生成し、複数のフレームの他部に基づいてポイント画像の表示位置を決める輝度信号を生成する画像生成ステップと、画素の表示タイミングに従って、前記撮像画像の画像データ信号と前記輝度信号に基づくポイント画像データ信号の何れかを順次選択する選択ステップとを備えることは好ましい。
【００３３】
これらのポイント画像の制御方法の発明においても、上述したポイント画像の制御装置において得られたのと同様な作用効果を得ることができる。
【００３４】
本明細書において、資料を示しながら説明を行う行為をプレゼンテーションといっているが、本発明は、資料の画像を提示しながらの授業、勉強会、報告等に利用することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、撮像画像を構成するフレームを資料の撮像画像を得るためのフレームと、ポインティングされた輝点の位置を検出するためのフレームとに分け、提示資料の撮像を行いつつ輝点の検出を行う。こうすることで、撮像している資料を動かしながらのポイント画像の表示を行う際に、提示画像をフリーズ状態にしなくてすむ技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（１）第１の実施形態
１−１．第１の実施形態の構成
図１は、発明を利用したプレゼンテーションシステムの概要を示す概念図である。図１には、資料提示装置１０１、投影装置１０２、スクリーン１０３、画像伝送ケーブル１０４、撮像対象となる資料１１６、ポイント画像１１７、説明者１２０が手にしたライトペン（ポインタあるいはポインティング装置）１１８、および説明者（プレゼンター）１２０が示されている。
【００３７】
資料提示装置１０１は、ディスプレイ１１１、ディスプレイ支持アーム１１２、撮像装置１１３、カメラ支持アーム１１４、操作手段１１５を供えている。
【００３８】
撮像装置１１３は、ＣＣＤカメラと、そのＣＣＤカメラの光軸に適宜挿入可能な赤外光透過フィルタ（後述する図２の符号２０１）を備えている。赤外光透過フィルタは、ライトペン１１８が発光する赤外光を選択的に透過する光学フィルタである。
【００３９】
資料提示装置１０１は、撮像装置１１３によって資料１１６を撮像し、その撮像画像を画像伝送ケーブル１０４を介して投影装置１０２に送る。投影装置１０２は、撮像装置１１３によって撮像した画像をスクリーン１０３に投影する。
【００４０】
ディスプレイ１１１は、表示面の仰角が制御できるようにディスプレイ支持アーム１１２によって支持されている。またディスプレイ１１１は、撮像装置１１３が撮像した画像を表示すると共に、各種の操作を行うためのタッチパネルとしての機能を備える。撮像装置１１３は、撮像装置支持アーム１１４によって、撮像方向や画角を調整することができるように支持されている。
【００４１】
資料提示装置１０１の操作は、操作手段１１５を操作して行うこともできるが、ディスプレイ１１１上のタッチパネルによって行うこともできる。
【００４２】
ライトペン１１８は、その先端部が赤外光（例えば波長８００ｎｍ〜１０００ｎｍ）を発光する機能を有し、図示するように資料１１６にその先端を接触あるいは近接させることで、資料１１６の任意の部分を指し示すことができる。例えば、ライトペン１１８の先端には、押されると発光するスイッチ機能が配置されており、資料１１６の任意の部分をその先端で押すと、先端部が赤外光を発光する。
【００４３】
図２は、図１に示す資料提示装置１０１の概要を示すブロック図の一例である。図２に示す資料提示装置１０１は、赤外光透過フィルタ２０１、フィルタ制御装置２０２、ＣＣＤカメラ２０３、ＣＣＤ制御回路２０４、ポイント画像制御回路２０５、ＣＰＵ２０６、セレクタ２０７、およびＤ／Ａコンバータ２０８を備えている。
【００４４】
この構成においては、図１に示す画像撮像装置１１３が、赤外光透過フィルタ２０１、ＣＣＤカメラ２０３を含んだ構造を備えている。
【００４５】
赤外光透過フィルタ２０１は、図１のライトペン１１８が発する赤外光を選択的に透過するバンドパス特性を有する光学フィルタである。フィルタ制御装置２０２は、赤外光透過フィルタ２０１のＣＣＤカメラ２０３の光軸上への配置あるいは非配置を選択する機構である。ここで、ＣＣＤカメラ２０１の光軸とは、ＣＣＤカメラ２０１の対物レンズの中心に垂直な軸のことをいう。
【００４６】
赤外光透過フィルタ２０１が、ＣＣＤカメラ２０３の光軸上に配置されると、ＣＣＤカメラ２０３は、赤外光透過フィルタ２０１を介して撮像を行うことになる。例えば、図１に示す様な状態において、赤外光透過フィルタ２０１を介して資料１１６を撮像した場合、ライトペン１１８の先端部分の輝点１１９からの赤外光のみが選択的に赤外光透過フィルタ２０１によってフィルタリングされ撮像される。
【００４７】
また、赤外光透過フィルタ２０１が、ＣＣＤカメラ２０３の光軸上に配置されないと、ＣＣＤカメラ２０１は、赤外光透過フィルタ２０１を介さずに撮像を行うことになる。例えば、図１に示す様な状態において、赤外光透過フィルタ２０１を介さずに資料１１６を撮像した場合、ＣＣＤカメラ２０１に入射する光は、赤外光透過フィルタ２０１によるフィルタリングを受けないので、資料１１６に表示された画像とライトペン１１８先端部分の輝点１１９からの赤外光の両方が撮像画像に含まれることになる。
【００４８】
フィルタ制御装置２０２は、赤外光透過フィルタ２０１をＣＣＤカメラ２０１の光軸上に対する配置／非配置を選択する機構およびその制御回路を含んでいる。この機構は、シャッタ機構の一種であり、ソレノイド機構を用いて行われる。この機構としては、モータを用いた構成を採用することもできる。
【００４９】
ＣＣＤカメラ２０３は、撮像画像の画像データを取り込み、その画像データはＣＣＤ制御回路２０４によって読み出される。ＣＣＤ制御回路２０４によって読み出された画像データは、デジタルＲＧＢ出力信号としてセレクタ２０７に出力される。また、ＣＣＤ制御回路２０４からは、水平垂直同期信号、輝度信号および画素クロックが出力される。
【００５０】
輝度信号というのは、ＣＣＤカメラ２０３が撮像したライトペン１１８先端の発光部分の輝点１１９を撮像した撮像画像の画像信号である。赤外光透過フィルタ２０１の機能により、この画像には資料１１６の表示内容は含まれていない。この輝度信号を解析することで、撮像画像中における輝度の最も明るい場所を算出することができる。
【００５１】
また、ＣＣＤ制御回路２０４は、撮像したフレームを一時的に保持する機能を有し、さらにこの機能を利用した欠落フレーム補填処理（詳細は後述する）を行う機能を備えている。
【００５２】
ポイント画像制御回路２０５は、輝度信号の中から輝度値がピークを示す位置（画像中における座標）を探しだし、それに基づいたポイント画像データ信号をセレクタ２０７に出力する。このポイント画像データ信号は、図１のスクリーン１０３に投影する画像中におけるポイント画像１１７に関する画素データ信号である。
【００５３】
また、ポイント画像制御回路２０５は、輝度信号、水平垂直同期信号および画素クロックに基づいて、ポイント画像制御信号を生成し、それをセレクタ２０７に送る。ポイント画像制御信号は、ポイント画像を構成する画素データを表示する位置を選択するタイミングを決める制御信号である。
【００５４】
また、ポイント画像制御回路２０５は、ＣＣＤ制御回路から出力された水平垂直同期信号に含まれる垂直同期信号に基づいて、赤外光透過フィルタ２０１のＣＣＤカメラ２０３の光軸上への配置／非配置のタイミングを決める赤外光透過フィルタ制御信号を生成し、それをフィルタ制御装置２０２に送る。
【００５５】
ＣＰＵ２０６は、ポイント画像制御回路２０５の動作、およびフィルタ制御装置２０２の動作を制御する。セレクタ２０７は、デジタルＲＧＢ信号とポイント画像データ信号の何れか一方をポイント画像制御信号に基づいて、順次選択する。例えば、ｍ×ｎ個の画素がマトリクス状に配置された画素構造である場合、セレクタ２０７は、（ｍ，ｎ）＝（１，１）の画素に表示する画像の画素データとして、撮像画像の画像データ信号を選択し、次に（ｍ，ｎ）＝（１，２）の画素に表示する画像の画像データとして、ポイント画像データ信号を選択し、といった信号の選択処理を行う。
【００５６】
Ｄ／Ａコンバータ２０８は、セレクタ２０７の出力をアナログＲＧＢ信号に変換し、それを投影装置１０２に送る。投影装置１０２は、セレクタ２０７から出力されたアナログＲＧＢ信号に基づいた画像をスクリーン１０３に投影する。
【００５７】
１−２．第１の実施形態の動作
ここでは、図１に示すシステムにおいて、図２に例示する資料提示装置１０１を用いて、資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影表示する場合における動作例を説明する。この例においては、ＣＣＤカメラ２０３が１秒間に３０フレームの撮像を行う場合を説明する。
【００５８】
まず、資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影表示するだけの場合の動作を説明する。この場合、赤外光透過フィルタ２０１は、ＣＣＤカメラ２０３の光軸上から退避した状態で固定される。
【００５９】
この動作において、資料１１６は、撮像装置１１３によって撮像され、その撮像画像のデジタルＲＧＢ信号は、図２のＣＣＤ制御回路２０４からセレクタ２０７に送られる。この場合、赤外光透過フィルタの機能による輝点１１９の選択的な読み取りはできず、ＣＣＤ制御回路２０４からの輝度信号の出力は行われない。したがって、ポイント画像制御回路２０５からのポイント画像データ信号およびポイント画像制御信号の出力も行われない。
【００６０】
このため、デジタルＲＧＢ信号はセレクタ２０７をそのまま通過し、Ｄ／Ａコンバータ２０８に送られ、そこでアナログＲＧＢ信号に変換される。このアナログＲＧＢ信号は、図１の投影装置１０２に送られ、投影装置１０２は、このアナログＲＧＢ信号に基づいて資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影する。こうして、ポイント画像１１７の表示が行われない投影表示がスクリーン１０３に対して行われる。
【００６１】
次に資料１１６の投影画像に重ねてポイント画像１１７をスクリーン１０３に表示する場合の動作を説明する。ここでは、資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影表示している状態において、説明者１２０がライトペン１１８を用いて、資料１１６の任意の点を指し示し、スクリーン１０３に投影表示されている画像の所定部分に対するポインティング（投影画像の一部を指し示す行為）を行う場合を想定する。
【００６２】
この例においては、ＣＣＤカメラ２０３が撮像する毎秒３０フレームの内、３フレームを資料１１６および輝点１１９の撮像に割り当て、残りの２７フレームを輝点１１９の撮像に割り当てる。
【００６３】
具体的には、１フレーム目、１０フレーム目、２０フレーム目の３フレームの撮像タイミングにおいては、赤外光透過フィルタ２０１のＣＣＤカメラ２０３の光軸上への配置を行わない。そして、２〜９フレーム目、１１〜１９フレーム目、および２１〜３０フレーム目の撮像においては、赤外光透過フィルタ２０１のＣＣＤカメラ２０３の光軸上への配置を行う。
【００６４】
つまり、ＣＣＤ制御回路２０４は、毎秒３０フレームの撮像画像をＣＣＤカメラ２０３から読み出すが、その内の３フレームが赤外光透過フィルタ２０１を用いずに資料１１６を撮像した画像のフレームであり、２７フレームが資料１１６の表示内容を赤外光透過フィルタ２０１によってカットし、輝点１１９を選択的に撮像した画像のフレームとなる。
【００６５】
ここでＣＣＤ制御回路２０４は、欠落フレーム補填処理を行う。すなわち、赤外光透過フィルタ２０１を用いずに資料１１６を撮像した画像のフレームは、１秒間に３フレームしか得られないので、残りの２７フレームの画像をこの３フレームの画像を用いて代用する。例えば、欠落した２〜９フレーム目に相当するタイミングに３フレーム中の第１のフレームを割り当て、欠落した１１〜１９フレーム目に相当するタイミングに３フレーム中の第２のフレームを割り当て、欠落した２１〜３０フレーム目に相当するタイミングに３フレーム中の第３のフレームを割り当てる。
【００６６】
このようにして、ＣＣＤ制御回路２０４において、３０フレーム／秒で構成されるデジタルＲＧＢ信号が生成される。このデジタルＲＧＢ信号は、資料１１６の撮像画像であり、セレクタ２０７に送られる。
【００６７】
また、赤外光透過フィルタ２０１を用いて資料１１６を撮像した画像のフレームは、１秒間に２７フレームであり、３フレーム欠落しているので、この３フレームには、前後のタイミングのフレームのいずれかを割り当てる。例えば、欠落した３０フレーム中の１フレーム目に相当するタイミングに２フレーム目のフレームを割り当て、欠落した１０フレーム目に相当するタイミングに９フレーム目のフレームを割り当て、欠落した２０フレーム目に相当するタイミングに１９フレーム目のフレームを割り当てる。
【００６８】
このようにして、ＣＣＤ制御回路２０４において、３０フレーム／秒で構成される輝度信号が生成される。この輝度信号は、輝点１１９の撮像画像であり、ポイント画像制御回路２０５に送られる。
【００６９】
ポイント画像制御回路２０５は、輝度信号の中から輝度の最も大きい位置（画面中の位置）を検出する。そしてこの検出位置にポイント画像（例えば矢印の画像）を表示する旨のポイント画像データ信号を生成する。
【００７０】
また、ポイント画像制御回路２０５は、輝度信号の解析結果から、ポイント画像の画素データを表示させるべき画素位置を特定するポイント画像制御信号を生成し、それを水平垂直同期信号および画素クロックに基づいて所定のタイミングでセレクタ２０７に出力する。
【００７１】
セレクタ２０７に送られたＲＧＢデジタル信号とポイント画像データ信号は、ポイント画像制御信号に基づいて、どちらかが順次選択される。ここでは、例えば、１行目の１列目の画素に表示する画像データとしてＲＧＢデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、次に１行目の２列目の画素に表示する画像データとしてＲＧＢデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、といった選択処理が行われる。
【００７２】
この結果、スクリーン１０３に投影表示されているような、資料１１６の撮像画像にポイント画像１１７が合成された画像の画像データ信号がセレクタ２０７において生成される。
【００７３】
セレクタ２０７の出力信号は、Ｄ／Ａコンバータ２０８においてアナログＲＧＢ信号に変換され、そのアナログＲＧＢ信号は、画像伝送ケーブル１０３を介して投影装置１０２に出力される。そして、投影装置１０２は、そのアナログＲＧＢ信号に基づいた画像をスクリーン１０３に投影する。
【００７４】
こうして、資料１１６の画像をスクリーン１０３に投影表示した状態において、ライトペン１１８によって指し示した資料１１６上の輝点部分に対応したスクリーン１０３上にポイント画像１１７を表示させることができる。
【００７５】
この動作において、説明者１２０がライトペン１１８の指し示す位置を変え、輝点１１９の位置を変化させると、輝度信号を介して輝点位置の変化がポイント画像制御回路２０５に伝わり、ポイント画像制御回路２０５は、その輝点１１９の位置の変化に対応したポイント画像データ信号およびポイント画像制御信号を生成する。これにより、ライトペン１１８を動かしての輝点１１９の位置制御を反映したポイント画像１１７の表示位置の制御が行われる。こうして、ライトペン１１８によって指し示す位置により、ポイント画像１１７の表示位置が決まる制御が行われる。
【００７６】
この動作においては、資料１１６の撮像画像が１秒間に３回更新されるので、やや不自然になるとはいえ、資料１１６を動かした際にその動きに追従した状態でスクリーン１０３上に資料１１６の撮像画像の表示が行われる。
【００７７】
また、ポイント画像１１７は、３０フレーム／秒中の２７フレームを用いて作成されるので、輝点１１９の素早い動きにも十分に対応することができる。
【００７８】
こうして、撮像している資料１１６を動かしながらのポイント画像１１７の表示を行う際に、説明者１２０が提示画像のフリーズ状態を意識しなくて済み、同時に視聴者もそのことが気にならないようなプレゼンテーションを行うことができる。
【００７９】
なお、フレームの割り振りは、ＣＣＤカメラ２０３の性能が３０フレーム／秒である場合、資料１１６の撮像に１〜１０フレーム（好ましくは１〜４フレーム）、ポインティング位置（輝点１１９）の撮像に２０〜２９フレーム（好ましくは２６〜２９フレーム）を割り当てるのが適当である。
【００８０】
なお、資料１１６の撮像に割り当てるフレーム数を５フレーム以上とすると、資料１１６を動かした際における表示画像の追従性の自然さがより高まるが、逆にポイント画像１１７を素早く動かした際における不自然さは増大する。もちろん、このフレーム数の割り振りは、用途や要求される性能に応じて適宜設定することができる。また、このフレーム数の割り振りをユーザが調整できるようにしてもよい。
【００８１】
１−３．第１の実施形態の変形
上述した第１の実施形態の動作においては、赤外光透過フィルタ２０１が光軸上から外される３フレームにおいて、輝点１１９が撮像画像中に画像として取り込まれる。
【００８２】
この光は、ＣＣＤカメラ２０３が認識できてしまうため、輝点１１９がスクリーン１１７上に表示されてしまう。輝点１１９の表示寸法より、ポイント画像１１７の表示寸法が大きい場合、輝点１１９の表示画像がポイント画像１１７によって隠されるが、ライトペン１１８による資料１１６への指示状態によっては、輝点１１９がスクリーン１０３上で目立ってしまう場合がある。
【００８３】
この現象を防止する方法として、ライトペン１１８の発光を、光学フィルタの利用が行われるフレームに対応させて行う方法を挙げることができる。この場合、画像データをＣＣＤ素子から読み出す同期信号をＣＣＤ制御回路２０４からもらい、ライトペン１１８に備えた発光素子の発光タイミングを制御する。
【００８４】
例えば上記の例でいうと、３０フレーム／秒で行われる画像撮像における２７フレームの撮像タイミングにおいて発光を行い、残りの３フレームの撮像タイミングにおいて発光を停止する。こうすることで、デジタルＲＧＢ信号に輝点１１９の画像データが含まれないようにすることができ、スクリーン１０３に輝点１１９が表示されないようにすることができる。
【００８５】
なお、この態様を実現するには、ＣＣＤ制御回路２０４からライトペン１１８に制御信号を送る手段が必要となる。この制御信号を送る手段としては、有線や無線を用いた方法を挙げることができる。
【００８６】
（２）第２の実施形態
２−１．第２の実施形態の構成
以下において、図１に例示する資料提示装置１０１の他の構成を説明する。図３は、資料提示装置１０１の他の例を示すブロック図である。図３に示す資料提示装置１０１は、ＣＣＤカメラ２０３を備えた撮像装置１１３、ＣＣＤ制御回路２０４、ポイント画像制御回路２０５、ＣＰＵ２０６、セレクタ２０７、Ｄ／Ａコンバータ２０８を備えている。
【００８７】
図３において、図２示す構成と異なるのは、撮像装置１１３が赤外光透過フィルタ２０１を備えていない点、ポイント画像制御回路２０５がＲチャンネルの輝度信号に基づいてＲ成分の輝度が最大である点を算出し、そこをポイント画像の表示位置とする制御を行う点、ポイント画像制御回路２０５がライトペン１１８（図１参照）の点灯タイミングを制御する機能を有する点、およびポイント画像制御回路２０５の動作に関連してＣＰＵ２０６が行う制御内容が異なる点である。また、本実施形態においては、ライトペン１１８は、赤の波長（６５０ｎｍ）の可視光を発光するＬＥＤを先端に備えている。
【００８８】
図３に示す態様においては、資料提示装置１０１からライトペン１１８に点灯タイミングを制御する信号が出力される。この制御信号の伝送は、有線あるいは無線によって行われる。なお、図３において、図１および図２と符号が同一の部位の機能は、図１および図２において説明したものと同じである。
【００８９】
本実施形態において、ライトペン１１８の輝度は、ＣＣＤ素子カメラ２０３に内蔵されたＣＣＤ素子の飽和光量に達するように前もって設定しておく。また、ＣＣＤ制御回路２０５には、最大輝度信号の９０％の値を有効ポイント位置信号として認識するスレッシュホールド値（閾値）を設定しておく。
【００９０】
２−２．第２の実施形態の動作
ここでは、図１に示すシステムを用いたプレゼンテーションにおいて、資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影表示する場合における図３に例示する資料提示装置１０１の動作を説明する。この例においては、ＣＣＤカメラ２０３が１秒間に３０フレームの撮像を行う場合を説明する。
【００９１】
まず、資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影表示するだけの場合の動作を説明する。この場合、ＣＣＤ制御回路２０４によって、ＣＣＤカメラ２０３から通常のＲＧＢに対応する画像データが読み出され、それがセレクタ２０７に出力される。
【００９２】
この場合、ポイント画像制御回路２０５は特に動作せず、セレクタ２０７におけるポイント画像データ信号とデジタルＲＧＢ信号の選択切り換えは行われない。そのため、デジタルＲＧＢ信号はセレクタ２０７を通過し、Ｄ／Ａコンバータ２０８に送られ、そこでアナログＲＧＢ信号に変換される。このアナログＲＧＢ信号は、図１の投影装置１０２に送られ、投影装置１０２は、このアナログＲＧＢ信号に基づいて資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影する。こうして、ポイント画像１１７の表示が行われない投影表示がスクリーン１０３に対して行われる。
【００９３】
次に資料１１６の投影画像に重ねてポイント画像１１７をスクリーン１０３に表示する場合の動作を説明する。ここでは、資料１１６の撮像画像をスクリーン１０３に投影表示している状態において、説明者１２０がライトペン１１８を用いて、資料１１６の任意の点を指し示し、スクリーン１０３に投影表示されている画像の所定部分に対するポインティング（投影画像の一部を指し示す行為）を行う場合を説明する。
【００９４】
この例においては、ＣＣＤカメラ２０３が撮像する３０フレームの内、３フレームを資料１１６の画像取得に割り当て、残りの２７フレームを輝点１１９の画像取得に割り当てる。具体的には、１秒間の３０フレーム中の１フレーム目、１０フレーム目、および２０フレーム目の３フレームにおいて、資料１１６の画像取得を行い、残りのフレームにおいて、輝点１１９の画像取得を行う。
【００９５】
この際、ポイント画像制御回路２０５は、ライトペン１１８（図１参照）に対して、２〜９フレーム、１１〜１９フレーム、および２１〜３０フレームの撮像タイミングにおいて点灯を行うためのライトペン制御信号を出力し、そのタイミングに対応させてライトペン１１８を点灯させる。なお、このライトペン制御信号は、ＣＣＤ素子の垂直同期信号に基づいて生成される。
【００９６】
ＣＣＤ制御回路２０４は、１フレーム目、１０フレーム目、および２０フレーム目において、通常のＲＧＢ画像データを取得する。さらにＣＣＤ制御回路２０４は、この３フレーム／秒の画像データに対して、前述した欠落フレーム補填処理を行い、３０フレーム／秒で構成されるデジタルＲＧＢ信号を生成し、それをセレクタ２０７に出力する。
【００９７】
また、ＣＣＤ制御回路２０４は、２〜９フレーム、１１〜１９フレーム、および２１〜３０フレームのタイミングにおいて、ＣＣＤカメラから読み出したＲＧＢ信号から、Ｒ成分だけを抽出する。そして、ＣＣＤ制御回路２０４は、この２７フレーム／秒のＲ成分の画像データに対して、前述した欠落フレーム補填処理を行い、３０フレーム／秒で構成されるＲチャネル輝度信号を生成し、それをポイント画像制御回路２０５に出力する。
【００９８】
ポイント画像制御回路２０５は、このＲチャネル輝度信号に基づいて、ライトペン１１８先端の輝点１１９（図１参照）の位置データを算出する。すなわち、ＣＣＤ制御回路２０５には、最大輝度信号の９０％の値を有効ポイント位置信号として認識するスレッシュホールド値（閾値）が設定されており、またライトペン１１７はＣＣＤ素子の飽和強度に発光強度が設定されているので、ＣＣＤ制御回路２０５は、ライトペン１１８先端の輝点の位置データを、通常の画像内にある赤色成分から区別して、有効ポイント位置信号情報として取得することができる。
【００９９】
ポイント画像制御回路２０５は、この有効ポイント位置信号情報から、最大輝度の位置を算出し、それに基づいてポイント画像（例えば矢印の画像）を表示するためのポイント画像データ信号を生成する。
【０１００】
また、ポイント画像制御回路２０５は、Ｒチャネル輝度信号の解析結果から、ポイント画像の画素データを表示させるべき画素位置を特定するポイント画像制御信号を生成し、それを水平垂直同期信号および画素クロックに基づいて所定のタイミングでセレクタ２０７に出力する。
【０１０１】
セレクタ２０７に送られたＲＧＢデジタル信号とポイント画像データ信号は、ポイント画像制御信号に基づいて、どちらかが順次選択される。ここでは、例えば、１行目の１列目の画素に表示する画像データとしてＲＧＢデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、次に１行目の２列目の画素に表示する画像データとしてＲＧＢデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、といった選択処理が行われる。
【０１０２】
この結果、図１に示すスクリーン１０３に投影表示されているような、資料１１６の画像とポイント画像１１７の画像とが合成された画像の画像データ信号がセレクタ２０７において生成される。
【０１０３】
セレクタ２０７の出力信号は、Ｄ／Ａコンバータ２０８においてアナログＲＧＢ信号に変換され、そのアナログＲＧＢ信号は、画像伝送ケーブル１０３を介して投影装置１０２に出力される。そして、投影装置１０２は、そのアナログＲＧＢ信号に基づいた画像をスクリーン１０３に投影する。
【０１０４】
こうして、資料１１６の画像をスクリーン１０３に投影表示した状態において、ライトペン１１８によって指し示した資料１１６上の位置に、ポイント画像１１７を表示させることができる。
【０１０５】
この動作形態においては、ライトペン１１８によるポインティングが行われている最中中において、資料１１６に対する画像取得が１秒間に３回の割合で行われるので、資料１１６を動かしたとしても、３回／秒の割合で資料１１６の投影画像の書き換えが行われる。このため、多少不自然になるとはいえ、資料１１６を動かしながらのライトペン１１８を用いたポインティングを行うことができる。
【０１０６】
こうして、撮像している資料１１６を動かしながらのポイント画像１１７の表示を行う際に、説明者１２０が提示画像のフリーズ状態を意識しなくて済み、同時に視聴者もそのことが気にならないようなプレゼンテーションを行うことができる。なお、フレームの割り振りの割合に関しては、第１の実施形態の場合と同じであり、ある程度の自由度がある。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、講演会、セミナー、各種の授業において、資料を画像として提示する資料提示技術に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】プレゼンテーションシステムの概要を示す概念図である。
【図２】資料提示装置の一例を示すブロック図である。
【図３】資料提示装置の他の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０１…資料提示装置、１０２…投影装置、１０３…スクリーン、１０４…画像伝送ケーブル、１１１…タッチパネル式ディスプレイ、１１２…ディスプレイ支持アーム、１１３…撮像装置、１１４…撮像装置支持アーム、１１５…操作手段、１１６…撮像対象となる資料、１１７…ポイント画像、１１８…ライトペン、１１９…ライトペン先端の輝点、１２０…説明者（プレゼンター）、２０１…赤外光透過フィルタ、２０２…フィルタ制御回路、２０３…ＣＣＤカメラ、２０４…ＣＣＤ制御回路、２０５…ポイント画像制御回路、２０６…ＣＰＵ、２０７…セレクタ、２０８…Ｄ／Ａコンバータ、３０１…ゲインアンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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