(57)【要約】  画像がプレゼンターの上に投影されず、またプレゼンターが影を落とさずに正面投影型スクリーン上に画像を投影するための方法。画像の左右の直線補正が、両方の投影が単一の画像として整合するように、スクリーンの中心線の両側で軸外しの２つの位置のそれぞれからスクリーン上に同時に投影される。プレゼンターの輪郭の質量中心が得られる。垂直接合線がスクリーン上で前記プレゼンターの質量中心のすぐ後ろに配置される。接合線の右に広がる、左のプロジェクタから投影画像の部分が禁止される。接合線の左に広がる、右のプロジェクタから投影画像の部分も同様に禁止され、それによって、どちらの画像セグメントもプレゼンターの上に前記画像を投影せずに、またプレゼンターの影をスクリーン上に落とさずに左右のセグメントからスクリーン上に完全な投影画像をもたらす。
2007520945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影スクリーンの前を動きまわるプレゼンターの上に画像が投影されず、また前記プレゼンターが影を落とさずに前記スクリーンの上に前記画像を投影する方法であって、
ａ）前記スクリーンの中心線の両側で軸外しの２つの位置のそれぞれから、前記スクリーンに同時に投影された画像の左右を、前記画像の両方の投影が単一の画像として前記スクリーン上で整合するように補正するステップと、
ｂ）前記プレゼンターの輪郭の質量中心を得るステップと、
ｃ）前記プレゼンターの質量中心のすぐ後ろの前記スクリーン上の垂直接合線の位置を特定するステップと、
ｄ)前記接合線の右に広がる、左のプロジェクタからの投影画像の部分を禁止するステップと、
ｅ）前記接合線の左に広がる、右のプロジェクタからの投影画像の部分を禁止するステップとからなり、どちらの画像セグメントも前記画像を前記プレゼンターに投影せずに、また前記プレゼンターの影をスクリーン上に落とさずに左右のセグメントからスクリーン上に完全な投影画像をもたらす方法。
【請求項２】
前記補正が直線的なものである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プレゼンターが、前記スクリーンから少なくとも１８インチ（約４５．７２ｃｍ）だけ離れている請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プロジェクタが、視聴者の上、および前記投影スクリーンの左右の縁部を越えて配置される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プレゼンターの前記質量中心が、前記２つの画像プロジェクタのそれぞれに近接した赤外線照明装置と赤外線カメラによって得られる、プレゼンターの２つの赤外線画像から決定された２つの質量中心の平均である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記質量中心が、スクリーンの中心に配置された赤外線カメラから得られる単一の赤外線の輪郭から得られる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記質量中心が、前記投影スクリーンの左右の縁部のうちの１つに配置された距離計によって決定される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プレゼンターの質量中心の位置を特定することの正確さを向上させるために、距離計が前記スクリーンの左右の縁部の両方に配置される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プレゼンターの輪郭が左右の投影位置の両方にある赤外線カメラから得られ、投影ビームの中に伸びる前記プレゼンターの部分の上に投影されるのを防止するために、前記輪郭内の画素が全て連続的に禁止される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記輪郭内で禁止された画素が全て、薄暗く照明された講堂内でプレゼンターに照明を補助するためのＲＧＢレベルを割り当てられる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記割り当てられたＲＧＢレベルが白色光と着色光のうちの１つを表わす請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロジェクタが、前記スクリーンの中心の左右に対して前記スクリーンから軸外しになっており、前記スクリーンの中心から垂直方向に軸外しになっている請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記直線補正が、両方の投影画像に水平軸にも、垂直軸にも加えられる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記投影画像の左右のセグメントの両方が、接合線をディゾルブとして重ね合わされ、それによって前記２つの画像セグメントの接合をより目立たなくする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記直線補正によって、また前記投影スクリーンの近い側と遠い側の間の軸外しの投影距離と、プロジェクタの光学的諸特性で発生した輝度差に関して補償するための各直線補正画像に対して輝度補正がなされる請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記画像が投影される前に前記輝度補正が直線補正画像に対してなされ、前記輝度補正が、白色のフィールドを投影するときのプロジェクタのスクリーン上の輝度分布パターンのＲＧＢの差の逆である請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記輝度補正が、各プロジェクタに対して個別になされた全フィールドの補正である請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
米国特許第６，３６１，１７３号は、プレゼンターが投影スクリーンの前を歩くときに物体（プレゼンター）上に投影しないように、投影画像の選択画素が禁止される投影システムを記載している。プレゼンターの上に投影される画像の画素の位置を特定する好ましい手段は、赤外線照射によってスクリーンをあふれ照射する赤外線ランプと結合した赤外線カメラを使用することである。プレゼンターとスクリーンの間の赤外線反射の差は、プレゼンターの領域にある画素を特定する。
【０００２】
投影画像がプレゼンターを照射しないよう禁止することにより、プレゼンターがプロジェクタによって眩しさを感じないで自身の聴衆に目を向けることができるようになる。画像がプレゼンターの体に投影されないように防止することは、聴衆を非常に困惑させることになる画像のその部分の歪みも解消する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
選択的に禁止することにより、プレゼンターは動作を快適かつ自由に行なうことが出来るようになる。プレゼンターは、既に視野からスクリーン画像の一部分を妨害しており、プレゼンターの影によって別の領域が多くの視聴者に対して妨げられている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
プレゼンターの影は、スクリーンの中心線の両側の約４５°、かつスクリーンの中央の上に位置する２つの電子プロジェクタから画像を投影することによって消去される。各プロジェクタは、両方の画像がスクリーン上で重なり合い、整合するように直線的に補正するを備える。
【０００５】
赤外線カメラがプレゼンターの輪郭の位置を特定し、その輪郭からプレゼンターの質量中心が計算される。左のプロジェクタからの画像は、スクリーン上のプレゼンターの中心の真後ろの接合線の右に画像を投影しないように選択的に禁止される。右のプロジェクタは、接合線の左に画像を投影しないように同様に禁止される。２つのイメージ・セグメントは、プレゼンターの後ろで接合し、１つの完全な投影画像を形成する。
【０００６】
プレゼンターがスクリーンを横切って移動すると、画像の接合線がプレゼンターを追跡し、プレゼンターの後ろの位置を保つ。プレゼンターが少なくとも１８インチ（約４５．７２ｃｍ）だけスクリーンから空間をとると、プレゼンターは全く影を落とさない。どちらのプロジェクタによっても照射される（眩しさを感じさせられる）ことのないプレゼンターは、楽に聴衆に直接目を向けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、１つの電子画像プロジェクタが赤外線カメラと照明装置とともに点１に配置されている。第２の電子画像プロジェクタが赤外線カメラと照明装置とともに点６に配置されている。点１と６にある赤外線カメラと照明装置は、画像プロジェクタのすぐ下、またはすぐ上のごく接近したところに配置されている。プレゼンター７は、投影スクリーンから約１８インチ（約４５．７２ｃｍ）以上離れている。図１では、点１と６の装置は、スクリーンの中央から約４５°の角度で示され、天井に向かって持ち上げられている。部屋の形状と天井の高さによって、プロジェクタとカメラの配置のための点１と６の実際の位置が決められる。
【０００８】
２つの画像プロジェクタ（点１と６）は、水平面でスクリーンの中心から外れ、垂直方向にも偏心して部屋の天井付近に配置される。したがって、投影画像の直線補正(rectilinear correction)は両方の軸になされる。 
【０００９】
写真技術では、偏心したカメラの直線補正は、物理的に正方形の物体の、物理的に正方形の写真画像を得るために、カメラレンズを水平面と垂直面で移動させることによって達成される。
【００１０】
電子プロジェクタの場合には、軸外し投影に対して補償する要求される画像の歪みは、画像が投影される前に画像を予め歪ませることによって電子的に達成される。
【００１１】
赤外線照明装置は、近赤外線によって位置１と６から投影スクリーンを照明する小さな赤外線ランプと赤外線リフレクタである。位置１と６にある赤外線カメラは、位置１と６のそれぞれから認識されるプレゼンターの輪郭を定義する画素の検出を行なう。これらの２つの輪郭を使用して、その近似の中心の位置を特定するために、各輪郭の質量中心が計算される。この計算は、左右のカメラ・ビューから行なわれ、その２つの質量中心の平均は、プレゼンターの近似の質量中心になる。プレゼンターの近似の中心は、垂直接合線(vertical join line)の位置を特定するために使用される。
【００１２】
２つのプロジェクタは、スクリーンのそれぞれの側に１つあり、それぞれが同じ画像をスクリーン上に投影する。直線補正を使用して、左画像は右のプロジェクタからの画像と重なり合い、整合する。左プロジェクタからの画像の一部は禁止される。残りの画像セグメントは、スクリーン上でプレゼンターの中心の後ろの垂直接合線の左のみに現れる。
【００１３】
右のプロジェクタは、その画像セグメントがスクリーン上で垂直接合線の右のみに現れるように同様に禁止される。２つの画像セグメントは、プレゼンターの後ろの接合線のところで接する。
【００１４】
図１で理解できるように、プレゼンターがほぼ自身の体の幅でスクリーンの前に位置する場合、投影画像の左右のセグメントがプレゼンターの後ろで接合し、影を作らずに完全な画像を形成する。プレゼンターがスクリーンの前であちこちに移動すると、赤外線カメラがプレゼンターの位置を追跡する。したがって、２つの軸外しプロジェクタの接合線はプレゼンターの後を追い、後ろの位置を保つ。２つの画像は、プレゼンターの頭の上のスクリーン上でも接合する。
【００１５】
各プロジェクタは、接合線を越えて投影しないように禁止されている。２つの赤外線カメラはそれぞれ、その個別の視点からプレゼンターの輪郭を生成する。各プロジェクタは、プレゼンターの輪郭領域内でも禁止されている。各画像セグメントの軸外し投影のため、両方の画像セグメントは、その画像をプレゼンターの上に投影しない。したがって、プレゼンターの輪郭領域内でどちらのプロジェクタも禁止する必要がないように見える。
【００１６】
しかし、プレゼンターは、投影されたスクリーン画像のアイテムを特定するために指さす場合、いつでも自身の手や腕を伸ばして、どちらの投影ビーム（１〜３〜２、および６〜３〜５）にも入れることができる。しかし、プレゼンターの輪郭内で常に機能している禁止機能は、広げた手や腕の上に投影するのを防止する。スクリーンに近い手や腕は、大部分それ自体の影を覆う。
【００１７】
軸外し投影用の直線補正を得るプロセスでは、広い軸外し投影角度のために、スクリーンの左右の縁部においての輝度は、等しくならない可能性があり、したがって、プレゼンターの頭部の上の接合線が目立つのを強調する。
【００１８】
同一色であるが異なる輝度の２つの領域の接合は、２つの領域の間の輝度の差が１％のように小さい場合でも目立つ。輝度の不均一性は、直線補正、近くおよび遠くのスクリーン縁部に対する距離の違いがある広角の軸外し投影や、プロジェクタそれ自体の光学的緒特性により生じる。こうした全ての輝度の差異が結びついて、スクリーン上の輝度分布パターンと目立つ接合線を形成する。
【００１９】
均一なスクリーン輝度は、プロジェクタに供給される電子信号に白いフィールドを投影するときに、輝度分布パターンの逆(inverse)を加えることによって得られる。残存する、目立つ接合線があれば、一方の画像セグメントから他方への短いディゾルブ(dissolve)によって低減させることができる。
【００２０】
投影スクリーンは、その表面が半艶消し仕上げの場合、目立った接合線を生じる可能性もある。艶消しの白いスクリーンは、１８０°の均一の輝度分布をもたらし、接合線を生じない。
【００２１】
上述の手順により、プレゼンターがどちらの投影ビームも遮らずに、投影スクリーンの前でステージの両端の間を完全に自由に動けるようになる。２つのプロジェクタが各プロジェクタから確認されるプレゼンターの輪郭の内部で選択的に禁止されているので、投影画像は、プレゼンターの上に映されることはない。これは、プレゼンターにプロジェクタ・レンズの眩しく感じさせるグレアを見ないことも意味する。プレゼンターは、眩しく感じさせる投影のグレアなしに、自身の聴衆に向かって楽に目を向けることができる。
【００２２】
視聴者は、中心から外れて着座すると、通常はプレゼンターの影を認識する。二重投影により、聴衆は影を全く認識しない。プレゼンターが投影スクリーンの前に立ち入ると、視聴者は通常は、投影画像の気になる歪みを認識する。偏心投影や選択的な禁止により、プレゼンターがどちらの投影ビームの中に腕を伸ばした場合にも、投影画像はプレゼンターの上に全く映されない。
【００２３】
プレゼンターの輪郭は、それぞれのプロジェクタから認識されるように正確にプレゼンターの領域を定義し、これらの画素は禁止される（すなわち黒色にされる）。次いで、これらの同じ画素は、選択された照明信号を割り当てられる。この信号は、暗くされた講堂内でプレゼンターの低レベルの補助照明を与える。この補助照明はある輝度レベルを割り当てられ、所望であれば色を割り当てられる。この補助照明は、プレゼンターを越えて広がることはなく、したがって投影されたスクリーン画像に色あせを与えることがない。
【００２４】
２つのプロジェクタが部屋の側面に対して高く、良好に配置された場合、プレゼンターは、２つのプロジェクタから補助照明を受け取る場合でも、自分の聴衆に比較的楽に目を向けることができる。
【００２５】
代替形態
影のない投影を実現する好ましい方法を上記に説明してきた。１つのみの赤外線カメラと照明装置を使用する別の実施形態が図２に示されている。赤外線カメラ９は、質量中心を計算するためのプレゼンターの輪郭を検出する。プレゼンターの中央のすぐ後ろの投影スクリーン上の点３の位置を特定するのに使用されるのはこの質量中心である。投影画像の左右の部分は、スクリーン上のプレゼンターの後ろの点３で接合し、この接合線は、プレゼンターがスクリーンの前であちこちに移動するとプレゼンターを追跡する。
【００２６】
この単一のカメラ９は、プレゼンターの位置を追跡するのに満足のいくものであり、投影の接合線３を確立する。位置９から生成された禁止信号は、プロジェクタの位置１と６から認識されるプレゼンターの輪郭とは一致しない。したがって、単一の中央の赤外線カメラ９から認識されるプレゼンターの輪郭は、プレゼンターの腕がどちらの投影ビームの中に伸ばされた場合にも、腕の上への投影を禁止するのに使用できない。
【００２７】
１つだけの赤外線カメラと照明装置を有するこのシステムは、より費用がかからず、ほとんどの用途に対して非常に満足のいくものである。プレゼンターの体にプロジェクタの光が全く映されないので、プレゼンターは、プロジェクタの眩しいグレアに悩まされずに、自身の聴衆に直接目を向けることができる。
【００２８】
図３は、自動的に焦点距離を決定するためにある種のカメラに使用されるような、スクリーンの一方の縁部にある距離計１０の使用を示す。このデバイスは、スクリーン縁部に対してプレゼンター７の近い縁部に対する距離を検出するために適している。距離計の示す距離にプレゼンターの体の半分の幅を加えることは、近似の質量中心の位置を特定し、プレゼンターの後ろの接合線の位置を特定するために許容できる。
【００２９】
距離計オプションは、プレゼンターの後ろの接合線の位置を特定するために、図２の単一の赤外線カメラよりも費用がかからない可能性がある。スクリーンの反対側の縁部に配置された第２の距離計は、非常に広いスクリーンのための距離の正確さを向上させる。距離計は、その中では測定しない最小の距離範囲を有するので、距離計は少なくともその距離だけスクリーン縁部を越えて配置されるべきである。
【００３０】
図２の中央の単一の赤外線カメラの場合のように、図３の距離計オプションは、スクリーンに影を作らない改善された投影システムをもたらす。距離計は、プレゼンターがスクリーンの前をあちこちに移動すると二重プロジェクタがプレゼンターを追跡し、プレゼンターの後ろでその投影画像セグメントを接合することができるようにする。プロジェクタの光がプレゼンターに全く映されないので、プレゼンターは、プロジェクタの眩しいグレアに悩まされずに自身の聴衆にまっすぐに目を向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】正面投影型スクリーンの前のプレゼンターの位置、ならびに２つの電子画像プロジェクタおよび赤外線カメラの配置を示す平面図である。
【図２】正面投影型スクリーンの前のプレゼンターの位置、ならびに２つの電子プロジェクタおよび１つの中央の赤外線カメラの配置を示す平面図である。
【図３】正面投影型スクリーンの前のプレゼンター、および投影スクリーンの一方の縁部にある距離計の位置を示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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