(57)【要約】【課題】書き出し位置の視認性を向上することができ、書き出し位置を合わせ易くすることができる。【解決手段】画像情報を出力するパーソナルコンピュータＰＣ１３と、画像情報を入力してスクリーン上に投影するプロジェクタ３と、スクリーン上にレーザ光を照射するレーザポインタ８と、を備え、レーザポインタ８は、レーザ光の発光モードを切り替える指し棒ボタン１０、書き出しボタン１１を備え、発光モードには、レーザ光を照射することによりスクリーン上の所望の位置に発光部位を形成するための指し棒モードと、レーザ光を照射することによりスクリーン上の所望の位置に線図のストロークを描画するための描画モードと、を含み、描画モードでは、ストロークの出発位置に移動するまでのレーザ光の発光色を第１色とし、ストロークの出発位置から終了位置に至るレーザ光の発光色を第１色とは異なる第２色とすることを特徴とする。【選択図】図１
2015106111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を出力する画像制御装置と、前記画像情報を入力してスクリーン上に投影するプロジェクタと、前記スクリーン上にレーザ光を照射するレーザポインタと、を備えるプロジェクションシステムにおいて、
前記レーザポインタは、
前記レーザ光の発光モードを切り替える切替手段を備え、
前記発光モードには、
前記レーザ光を照射することにより前記スクリーン上の所望の位置に発光部位を形成するための指し棒モードと、
前記レーザ光を照射することにより前記スクリーン上の所望の位置に線図のストロークを描画するための描画モードと、を含み、
前記描画モードでは、前記ストロークの出発位置に移動するまでの前記レーザ光の発光色を第１色とし、前記ストロークの出発位置から終了位置に至る前記レーザ光の発光色を前記第１色とは異なる第２色とすることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項２】
前記プロジェクタは、
複数色のセグメントを有するカラーホイールと、
前記レーザ光による発光部位の色が際立つセグメントの色を用いて前記画像情報が投影されている期間に、前記レーザ光による前記スクリーン上の発光部位を撮影する撮影手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載のプロジェクションシステム。
【請求項３】
前記画像制御装置は、
前記プロジェクタから出力される前記カラーホイールのセグメント位置を示す同期信号の期間に、前記撮影手段により撮影された画像情報を取得し、該画像情報に基づいて前記スクリーン上に投影された発光部位を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された発光部位が示すレーザ光の色に基づいて、前記レーザポインタのモード状態を判定するモード状態判定手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載のプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記画像制御装置は、
前記描画モードにおいて、前記撮影手段により撮影された画像に基づいて、前記スクリーン上に照射された発光部位の位置座標を検出する座標検出手段と、
前記座標検出手段により検出された発光部位の位置座標に基づいて、前記ストロークを示すストローク画像を生成する画像生成手段と、
前記画像情報に前記ストローク画像を合成する画像合成手段と、
前記画像合成手段により合成された合成画像を前記プロジェクタに伝送する伝送手段と、を備えることを特徴とする請求項２記載のプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記レーザポインタに備えられた前記切替手段は、
前記指し棒モードへ移行するための第１スイッチと、
前記描画モードへ移行するための第２スイッチと、を備えることを特徴とする請求項１記載のプロジェクションシステム。
【請求項６】
前記レーザポインタに備えられた前記切替手段は、
前記描画モードへの移行又は解除するための前記レーザ光の発光色として、前記第１色及び前記第２色とは異なる第３色とすることを特徴とする請求項１記載のプロジェクションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタからスクリーンに投影された画面上に、レーザポインタによる発光部位を用いて文字や図形等の線図を書き出すのに好適なプロジェクションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクションシステムとしては、壁やボード等のスクリーンに投影した画面上に、電子ペンを用いて文字や図形等の線図（以下、線図という）を書き込めるインタラクティブ機能（電子黒板機能）を搭載したものが知られており、教育現場やオフィス等で広く利用されている。また、電子ペンに代わって、近距離からレーザポインタを用いて照射した発光部位により画面上に線図を書くという技術も既に知られている。
特許文献１には、透明又は半透明のボードに描画する目的で、ポイントモードと描画モードとを切り替える手段を備え、レーザポインタがポイントモードのときにポイント画像を投影し、描画モードのときに上記光の軌跡をトレースした画像を投影するという技術が開示されている。
【０００３】
ここで、プロジェクタからスクリーンに投影された画面上にレーザポインタを用いて線図を書く手順について説明する。
（１）レーザポインタが差し棒の状態である場合に、画面上の描画アイコンを選択して、描画モードに移行する。
（２）レーザポインタに設けられたボタンが押された場合に、レーザポインタからレーザ光が照射され、ほぼ同時にプロジェクタにより画面上に色が付き始める。
しかし、レーザポインタに設けられたボタンから一度指を離すと、レーザ光の照射が停止して画面上から発光部位が消えるため、次の書き出し位置の目視確認ができなくなる。
（３）そこで、レーザ光の停止時に、画面から近距離において、レーザポインタの照射予定の方向をおおよその書き出し位置に合わせ、レーザポインタに設けられたボタンが押されると、スクリーンの画面上に次の線図が書かれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、ポイントモードと描画モードを切り替えることが開示されている。しかし、上述したように、描画モードでは透明又は半透明のボードが必要になるため、レーザポインタからボードまでの距離が近い場合には描画が有効であるが、この距離が遠くなるに従って描画の書き出し位置があいまいになるという問題があった。
また、従来、プロジェクタから投影された画面上にレーザポインタを用いて線図を書く場合、線図の書き出し位置を目視確認できないため、書き出し位置が正確ではない。このため、スクリーンに投影された画面上に映し出される書き出し位置が、ユーザの所望する位置とずれてしまうため、描かれた線図の視認性が低下するといった問題があった。
そこで、簡単な構成を採用して、レーザポインタを用いた際に書き出し位置を合わせ易くすることが切望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、書き出し位置の視認性を向上することができ、書き出し位置を合わせ易くすることが可能なプロジェクションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、画像情報を出力する画像制御装置と、前記画像情報を入力してスクリーン上に投影するプロジェクタと、前記スクリーン上にレーザ光を照射するレーザポインタと、を備えるプロジェクションシステムにおいて、前記レーザポインタは、前記レーザ光の発光モードを切り替える切替手段を備え、前記発光モードには、前記レーザ光を照射することにより前記スクリーン上の所望の位置に発光部位を形成するための指し棒モードと、前記レーザ光を照射することにより前記スクリーン上の所望の位置に線図のストロークを描画するための描画モードと、を含み、前記描画モードでは、前記ストロークの出発位置に移動するまでの前記レーザ光の発光色を第１色とし、前記ストロークの出発位置から終了位置に至る前記レーザ光の発光色を前記第１色とは異なる第２色とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、描画モードでは、ストロークの出発位置に移動するまでのレーザ光の発光色を第１色とし、ストロークの出発位置から終了位置に至るレーザ光の発光色を第１色とは異なる第２色とすることで、書き出し位置の視認性を向上することができ、書き出し位置を合わせ易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタシステムの全体構成を示す図である。
【図２】図１に示すレーザポインタの外観図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、レーザポインタが有する指し棒モードと描画モードについて説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るプロジェクタシステムに用いるハードウエアの概略的な接続関係を示す図である。
【図５】図４に示すプロジェクタとパーソナルコンピュータに設けられた画像処理ボードの構成を示すブロック図である。
【図６】図４に示す単板式ＤＬＰプロジェクタに用いる光学系の概要的な断面図である。
【図７】図６に示すカラーホイールの概略的な構造を示す斜視図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は、図７に示すカラーホイールのフィルタ色と、カメラの撮影タイミングの関係を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、パーソナルコンピュータに設けられた画像処理ボードの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態について説明する。本発明は、レーザポインタを用いたプロジェクタで投影されたスクリーンに線図を書くに際して、レーザポインタに書き出しボタンを設けることで書き出しが分かり易くて線図が見やすくなることを特徴としている。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１に示す全体構成図を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムの全体構成について説明する。
図１に示すように、プロジェクションシステム１は、単板式ＤＬＰプロジェクタ３、スクリーン４、カメラ６、レーザポインタ８を備えている。
単板式ＤＬＰプロジェクタ（以下、プロジェクタという）３は、パーソナルコンピュータ（図示しない）から入力された画像データに基づいて画像を生成し、この画像を前方に設けられたスクリーン４に投影する。
カメラ６は、プロジェクタ３に設けられたカラーホイール（図７参照）に同期してスクリーン４に投影された画面、及びレーザポインタによる画面５上に形成される発光部位を撮影する。
レーザポインタ８は、ユーザ７のボタン操作に応じてレーザ光を照射し、プロジェクタ３からスクリーン４に投影された画面５上に線図を書く際に用いる。
なお、スクリーン４に投影された画面５の中央領域には線図の一例である文字「三」という画像を表す３つのストローク画像が投影されている。
【００１０】
次に、図２に示す外観図を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムに用いるレーザポインタについて説明する。
図２に示すように、レーザポインタ８は、電源スイッチ９、指し棒ボタン１０、書き出しボタン１１を備えている。
電源スイッチ９は、ユーザ操作に応じて当該スイッチが１度押されると、内部に設けられた制御部（図示しない）およびレーザダイオード駆動部（図示しない）にバッテリ（図示しない）からの直流電力が供給される。
制御部には、電源スイッチ９、指し棒ボタン１０、書き出しボタン１１が接続されており、電源スイッチ９がＯＮ操作されると、指し棒ボタン１０、書き出しボタン１１のスイッチ状態に応じて、発光モードである指し棒モード又は描画モードへの移行、解除を制御する。これにより、レーザダイオード駆動部を介してレーザダイオードをＯＮ−ＯＦＦ制御することができる。
レーザダイオードとしては、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光色を夫々に単独で発光可能なレーザダイオードを３個備えている。
指し棒ボタン１０は、通常の指し棒モードに移行するために用いるボタンであり、ユーザ操作に応じて当該ボタンが押されると、制御部は、レーザダイオード（図示しない）から赤（Ｒ）色のレーザ光を照射するように制御する。一方、制御部は、当該ボタンの押し状態が解除されると赤（Ｒ）色のレーザ光の照射を停止するように制御する。
【００１１】
書き出しボタン１１は、描画モードに移行するために用いるボタンであり、ユーザ操作に応じて書き出しボタン１１が１度押されると、制御部は、レーザダイオード（図示しない）から青（Ｂ）色のレーザ光を一旦照射するように制御し、描画モードに移行する。
次いで、制御部は、赤（Ｒ）色のレーザ光が連続して照射するように制御し、当該ボタンの押し状態が解除されてもレーザ光の照射は停止されない。さらに、もう一度、書き出しボタン１１が押されると、制御部は、レーザダイオードからの赤（Ｒ）色のレーザ光の照射が停止するように制御し、描画モードが解除される。
上述したように書き出しボタン１１を押して描画モードに移行した後に、赤（Ｒ）色のレーザ光が照射されている際に、指し棒ボタン１０を押すと、制御部は、緑（Ｇ）色のレーザ光を照射するように切り替わる。この結果、線図のストロークを書くことが可能な状態になる。
このように、描画モードへの移行又は解除するためのレーザ光の発光色として、青（Ｂ）色とすることで、描画モードへの移行又は解除を確実に行うことができる。
また、ユーザの選択操作に応じて、レーザポインタ８が指し棒モードと描画モードの切替を行うことができる。
【００１２】
次に、図３（ａ）（ｂ）に示すタイミングチャートを参照して、レーザポインタによる指し棒モードと描画モードについて説明する。図３（ａ）（ｂ）は、レーザポインタが有する指し棒モードと描画モードについて説明するためのタイミングチャートである。
図３（ａ）において、指し棒モード（指し棒機能）を使う場合、ユーザは指し棒ボタン１０を押し（ＯＮ）続けることで、赤（Ｒ）色のレーザ光を照射させる。レーザ光を消したい場合は、ユーザが指し棒ボタン１０から指を離せばよい（ＯＦＦ）。
一方、図３（ｂ）において、描画モード（ペン機能）を使う場合、ユーザが書き出しボタン１１を指で一回押してＯＮ状態にすることで、青（Ｂ）色のレーザ光を照射させる。次いで、ユーザが書き出しボタン１１から指を離す（ＯＦＦ）と、レーザポインタは赤（Ｒ）色のレーザ光を持続して照射する。
【００１３】
そして、赤（Ｒ）色のレーザ光の発光部位を所望の書き出し位置（出発位置）まで移動操作して位置合わせを行った後に、ユーザが指し棒ボタン１０を押す（ＯＮ）と、緑（Ｇ）色のレーザ光に切り替わる。これにより、ユーザがレーザポインタを用いて書き出し位置（出発位置）から終了位置に至る１つのストローク画像を描画することが可能になる。
１つのストローク画像が書き終わった場合、ユーザが指し棒ボタン１０から指を離す（ＯＦＦ）と、レーザ光が赤（Ｒ）色に切り替わる。次に、レーザ光の発光部位（Ｒ）を次のストロークの書き出し位置に合わせて、指し棒ボタン１０を押し（ＯＮ）続けることでレーザ光の発光部位（Ｇ）でストローク画像を書くことができる。
描画モードを終了する場合、書き出しボタン１１を再度押す（ＯＮ）と、青色（Ｂ）のレーザ光が一旦照射された後にレーザ光が消え、描画モードを終了する。
このように、描画モードでは、ストロークの出発位置に移動するまでのレーザ光の発光色を赤色とし、ストロークの出発位置から終了位置に至るレーザ光の発光色を赤色とは異なる緑色とすることで、書き出し位置の視認性を向上することができ、書き出し位置を合わせ易くすることができる。
【００１４】
図４に示すブロック図を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムの概略的な接続関係の一例について説明する。
図４に示すように、プロジェクタ３は、ＤＬＰ光学系３ａ、ＤＬＰ用画像処理部３ｂを備えている。プロジェクタ３は、カラーホイール（図示しない）の回転タイミングを示す同期信号をパーソナルコンピュータＰＣ１３（画像制御装置）に出力する。パーソナルコンピュータＰＣは、画像処理ボード１３ａを例えば拡張スロットに備えている。
画像処理ボード１３ａは、プロジェクタ３から受け付けた同期信号に応じてカメラ６のシャッタタイミングを制御する。カメラ６は、レーザポインタから照射されたレーザ光による発光部位の色が際立つセグメントの色を用いて画像情報が投影されている期間に、レーザ光によるスクリーン上の発光部位を撮影することができる。
画像処理ボード１３ａは、カメラ６で撮影された画像データに基づいて、スクリーン４上に照射されたレーザ光による発光部位の位置座標を検出し、検出された発光部位の位置座標に基づいて、ストロークを示すストローク画像を生成する。さらに、画像処理ボード１３ａは、画像情報にストローク画像を合成し、合成された合成画像をプロジェクタに伝送する。
【００１５】
図５に示すブロック図を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムに用いるプロジェクタ及びパーソナルコンピュータＰＣに設けられた画像処理ボード１３ａのブロック構成について説明する。
図５において、プロジェクタ３のＤＬＰ用画像処理部３ｂには、デジタル信号を入力可能なＨＤＭＩ（登録商標）端子１９ａ、ＶＧＡ端子１９ｂ、コンポーネント信号等のアナログ信号を入力可能なコンポーネント端子１９ｃが備えられている。何れかの端子を介して映像信号が映像信号入力処理部２０に入力される。
映像信号入力処理部２０では、入力信号に応じてＲＧＢ信号やＹＰｂＰｒ信号等を信号成分とする映像信号に加工するための処理を行う。映像信号入力処理部２０では、デジタル信号の場合は入力信号のビット数に応じて規定のビットフォーマットに変換する。また、映像信号入力処理部２０では、例えば、アナログ信号入力の場合はアナログ信号をデジタルサンプリングするＤＡＣ処理等を行い、ＲＧＢ信号あるいはＹＰｂＰｒ信号のフォーマット信号を映像処理部２１に出力する。
【００１６】
映像処理部２１では、入力信号に応じてデジタル画像処理等を行う。詳しくは、映像処理部２１では、入力信号に対して、コントラスト、明るさ、彩度、色相、ＲＧＢゲイン、シャープネス、拡大縮小等のスケーラー機能等を施し、或いは後述する駆動系の特性に応じて適切な画像処理を行う。また、映像処理部２１では、任意に指定した、或いは予めメモリ（図示しない）に登録してあるレイアウトの画像信号を生成することも可能である。映像処理部２１は、デジタル画像処理後の出力信号をデバイス駆動制御部２２に出力する。
デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される出力信号に応じて、カラーホイールの回転を制御するための駆動信号をカラーホイール駆動部２３に出力する。デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される出力信号に応じて、ＤＭＤ２４に供給するための映像信号をＤＭＤ２４に出力する。デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される出力信号に応じて、ランプの駆動電流を制御するＬａｍｐＢａｌｌａｓｔ２５（ランプ電源）に駆動信号を出力する。デバイス駆動制御部２２では、カラーホイール駆動部２３から入力されるマーカ信号を同期信号出力部２７に出力する。同期信号出力部２７は、デバイス駆動制御部２２から入力されるマーカ信号に同期した同期信号を生成し、位相が異なるタイミング信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ（図８参照）を生成してパーソナルコンピュータに設けられた撮影制御部２８に出力する。
【００１７】
画像処理ボード１３ａに設けられた撮影制御部２８は、プロジェクタ３に設けられた同期信号出力部２７から同期信号であるタイミング信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓを受け取り、カメラモジュールに撮影指示信号を出力する。
映像信号入力処理部２９は、カメラモジュール６ａから入力されたカメラ画像に、シェーディング補正処理、ベイヤー変換処理、色補正処理等を行ってＲＧＢ信号を生成する。
射影変換係数演算部３０では、複数の縦線及び横線が等間隔で交差した状態になっている格子状の投影パターンを有する格子画像を生成し、格子画像を画像合成部３１に出力する。
画像合成部３１は、フレームメモリ３１ａを有し、パーソナルコンピュータに設けられたマザーボード（図示しない）側から出力される画像データＤｖをフレームメモリ３１ａに記憶しておく。そして、画像合成部３１は、フレームメモリ３１ａからビデオレートで読み出した画像データＤｖに基づいて、画像を生成する。
【００１８】
また、画像合成部３１は、射影変換係数演算部３０から出力される格子画像をフレームメモリ３１ａに記憶しておき、フレームメモリ１３ａからビデオレートで読み出した格子画像に基づいて、格子配列を有するパターン画像を生成する。
さらに、画像合成部３１は、上述したマザーボード（図示しない）側から出力される画像データＤｖをフレームメモリ１３ａに記憶しておき、かつ、ポインタ生成部３４から出力される書き込み映像信号をフレームメモリ１３ａに記憶しておく。画像合成部３１は、フレームメモリ１３ａ上で画像データＤｖと書き込み映像信号を合成し、合成画像データを生成する。画像合成部３１は、生成した合成画像データを映像信号伝送部３５に出力する。
【００１９】
発光部位検出部３２は、映像信号入力処理部２９から出力された画像信号に基づいて、発光体の発光部位を検出することにより発光部位座標を抽出する。発光部位検出部３２は、抽出した発光部位座標（ｘ’，ｙ’）を射影変換処理部３３及び撮影制御部２８に出力する。
発光部位検出部３２は、カメラモジュール６ａから取得したＲＧＢからなる画像データのうち検出対象となる色成分のみを用いて当該色のレーザ光による発光部位があるか否かを判断する。
射影変換処理部３３は、予め設定しておいた格子点の射影変換係数Ｈを用いて射影変換を行い、抽出された発光部位座標（ｘ’，ｙ’）を発光部位の映像信号上の座標（ｘ，ｙ）に変換し、ポインタ生成部３４に出力する。
ポインタ生成部３４では、発光部位の映像信号上の座標（ｘ，ｙ）に基づいて、座標の軌跡であるストロークを示す書き込み映像信号を生成し、書き込み映像信号を画像合成部３１に出力する。この書き込み映像信号は、例えば座標（ｘ，ｙ）を中心にｚ画素分の半径を有する円形形状の画像、或いは予め登録されたポインタ画像等の任意の画像でもよい。
映像信号伝送部３５は、画像合成部３１から入力された画像を、ＨＤＭＩ（登録商標）信号、ＶＧＡ信号或いはアナログＲＧＢコンポーネント信号に変換してＶＧＡ端子、或いはコンポーネント端子に出力する。
画像処理ボード１３ａ側のＨＤＭＩ（登録商標）端子、ＶＧＡ端子、コンポーネント端子は、プロジェクタ側の端子との間で夫々に専用ケーブルを介して接続されている。
【００２０】
図６に示す断面図を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムに用いる光学系の構成について説明する。図６は周知の単板式プロジェクタの概略的な構成を示す断面図である。
図６に示すように、光源２６から発光された光は、カラーホイール２３を透過した後に、ライトトンネル４０、リレーレンズ４１、シリンダミラー４２、凹面ミラー４３を経て、ＤＭＤ２４に集光される。映像素子であるＤＭＤ２４により映像が生成され、映像が投射レンズ４５を経由してスクリーン４上に投射される。
【００２１】
図７に示す斜視図を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムに用いるカラーホイールの構成について説明する。図７はカラーホイールの概略的な構成を示す斜視図である。
図７に示すように、カラーホイール２３は、セグメント５１、マーカ５２、モータ５３、同期信号センサ５４を備えている。
カラーホイール２３は高速回転しており、光源から発光された光が回転中の各セグメントに設けられたフィルタを順次に通過する。カラーホイール２３を透過した光は、順次に各色のセグメントが切り替わるため、肉眼では全てのセグメントの色が積算された映像として目視確認できる。
カラーホイール２３には、セグメントの回転を検出するためのマーカ５２が赤色のセグメントに設けられ、回転中のマーカ５２が同期信号センサ５４の前方位置にある場合に、センサが検出信号を発生し、この検出信号を同期信号として生成する。
【００２２】
図８（ａ）（ｂ）に示す図表を参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムに用いるカラーホイールについて説明する。図８（ａ）はカラーホイール２３のフィルタ色とカメラ６の撮影タイミングの関係を示す図である。
なお、カラーホイールのセグメント数、色順番は、プロジェクタによって異なるが本実施形態では、レーザポインタ８から照射されるレーザ光によるスクリーン上の発光体による発光色が赤色の場合を例として説明する。
カラーホイールのセグメント色で赤色波長領域を含む色は、赤、マゼンダ、黄、白である。逆に緑、青、シアンのセグメント色については、赤色領域の波長を含まない。
そこで、カラーホイールの回転とカメラの撮影タイミングを同期させ、緑、青、シアンの区間の同期信号（タイミングＡ）でカメラによる撮影を行えば、プロジェクタの投射光よりも微弱な発光体である赤色発光も検出することができる。
また、発光体の発光色が別の色だった場合でも、同様にその発光波長領域を含まない区間で撮影を行えば、当該色の発光部位を検出することが可能となる。
なお、図８（ｂ）は同期信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓを示すタイミングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｓである。
このように、レーザ光による発光部位の色が際立つセグメント５１の色を用いて画像情報が投影されているタイミングに、レーザ光によるスクリーン上の発光部位を撮影するので、レーザ光による発光部位の色に基づいて、レーザポインタのモードを確認することができる。
【００２３】
図９（ａ）（ｂ）に示すフローチャートを参照して、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムを構成する各装置の動作について説明する。
図９（ａ）において、ステップＳ１０では、撮影制御部２８は、投影パターンを投影するように射影変換係数演算部３０を制御する。射影変換係数演算部３０は、複数の縦線及び横線が等間隔で交差した状態になっている格子状の投影パターンを有する格子画像を生成し、この格子画像を画像合成部３１に出力する。
画像合成部３１は、射影変換係数演算部３０から受け付けた投影パターンをフレームメモリに記憶しておき、フレームメモリからビデオレートで読み出した投影パターンを画像データとして映像信号伝送部３５に出力する。
映像信号伝送部３５は、画像合成部３１から入力された投影パターンの画像データを、ＨＤＭＩ（登録商標）信号、ＶＧＡ信号、或いはアナログＲＧＢコンポーネント信号に変換してＶＧＡ端子、或いはコンポーネント端子に出力する。
【００２４】
この結果、プロジェクタ３ｂにおいて、映像信号入力処理部２０は、フォーマット信号に変換された投影パターンの画像データを映像処理部２１に出力する。
映像処理部２１では、投影パターンの画像に応じてデジタル画像処理等を行い、デバイス駆動制御部２２に出力する。デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される投影パターンの画像信号に応じて、ＤＭＤ２４に供給するための画像信号としてＲ画像データ、Ｇ画像データ、Ｂ画像データを順次にＤＭＤに出力する。
そして、光源から発光された光は、回転中のカラーホイールを透過した後に、ライトトンネル、リレーレンズ、シリンダミラー、凹面ミラーを経て、ＤＭＤに集光される。映像素子であるＤＭＤによりＲＧＢの順に映像が切り替わりながら生成され、映像が投射レンズを経由してスクリーン上に投射される。
スクリーン４に投影された画面５には、格子状の投影パターンを有する格子画像が表示される。
【００２５】
次いで、ステップＳ１５では、投影パターンを有する格子画像がスクリーン上に投影されたシーンをカメラモジュールにおいて撮影する。カメラモジュールは撮影したシーンの画像を映像信号入力処理部２０に出力する。映像信号入力処理部２０は入力される画像に上述した各種の処理を行ってＲＧＢ信号を生成し、射影変換係数演算部３０に出力する。
次いで、ステップＳ２０では、射影変換係数演算部３０は、撮影された画像のＲＧＢ信号に基づいて、現在投影しているスクリーン（投影面）上での各格子点の座標を取得する。射影変換係数演算部３０は、元になった投影パターンの座標（ｘ，ｙ）とスクリーン上での座標（ｘ‘，ｙ’）の関係を紐付けるための射影変換係数Ｈを算出する。そして、射影変換係数演算部３０は、算出結果の射影変換係数Ｈを射影変換処理部３３に出力し、射影変換係数Ｈを射影変換処理部３３にセットする。
なお、ステップＳ１０〜Ｓ２０に示す各ステップは、投影パターンをスクリーン上に投影した場合にのみ演算処理が行われ、通常はこれらの処理は行わないこととする。
【００２６】
図９（ｂ）において、ステップＳ５０では、映像信号伝送部３５に映像信号を出力する。すなわち、撮影制御部２８は、画像データＤｖを画像合成部３１に出力する。画像合成部３１は、画像データＤｖをフレームメモリに記憶しておき、フレームメモリからビデオレートで読み出した画像データＤｖに基づいて、画像を生成する。映像信号伝送部３５は、画像合成部３１から入力された画像を、ＨＤＭＩ（登録商標）信号、ＶＧＡ信号或いはアナログＲＧＢコンポーネント信号に変換してＶＧＡ端子、或いはコンポーネント端子に出力する。
ＨＤＭＩ（登録商標）端子等の入力Ｉ／Ｆ群から入力された映像信号は、映像信号入力処理部２０において、入力信号に応じてＲＧＢ信号やＹＰｂＰｒ信号等を信号成分とする映像信号に加工するための処理を行う。映像信号入力処理部２０では、デジタル信号の場合は入力信号のビット数に応じて規定のビットフォーマットに変換する。また、映像信号入力処理部２０では、例えば、アナログ信号入力の場合はアナログ信号をデジタルサンプリングするＤＡＣ処理等を行い、ＲＧＢ信号あるいはＹＰｂＰｒ信号のフォーマット信号を映像処理部２１に出力する。
映像処理部２１では、入力信号に応じてデジタル画像処理等を行う。詳しくは、映像処理部２１では、入力信号に対して、コントラスト、明るさ、彩度、色相、ＲＧＢゲイン、シャープネス、拡大縮小等のスケーラー機能等を施し、或いは後述する駆動系の特性に応じて適切な画像処理を行う。映像処理部２１は、デジタル画像処理後の出力信号をデバイス駆動制御部２２に出力する。
【００２７】
デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される出力信号に応じて、カラーホイールの回転を制御するための駆動信号をカラーホイール駆動部２３に出力する。デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される出力信号に応じて、ＤＭＤ２４に供給するための映像信号をＤＭＤに出力する。デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される出力信号に応じて、ランプの駆動電流を制御するＬａｍｐＢａｌｌａｓｔ（ランプ電源）に駆動信号を出力する。デバイス駆動制御部２２では、カラーホイール駆動部２３から入力されるマーカ信号を同期信号出力部２７に出力する。同期信号出力部２７は、デバイス駆動制御部２２から入力されるマーカ信号に同期した同期信号を生成し、位相が異なるタイミング信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｓ（図８参照）を生成してパーソナルコンピュータに設けられた撮影制御部２８に出力する。
この結果、図６に示すように、光源から発光された光は、カラーホイールを透過した後に、ライトトンネル、リレーレンズ、シリンダミラー、凹面ミラーを経て、ＤＭＤに集光される。映像素子であるＤＭＤにより映像が生成され、映像が投射レンズを経由してスクリーン上に投射される。図１に示すように、スクリーン４に投影された画面５には画像が投影される。
【００２８】
ここで、ユーザがレーザポインタの電源ボタンをＯＮ操作すると、レーザポインタに電源が投入される。
図９（ｂ）において、ステップＳ５５では、撮影制御部２８は、スクリーン上の発光部位を含む画像をタイミングＣの期間に撮影するようにカメラモジュール６ａを制御する。この結果、カメラモジュール６ａによりタイミングＣの期間に撮影された画像が映像信号入力処理部２９に入力される。映像信号入力処理部２９は、入力されている画像信号を発光部位検出部３２に出力する。このとき、タイミングＣでは、青色（Ｂ）のレーザ光による発光部位の有無を検出することが可能になる。
ステップＳ６０では、撮影制御部２８は、書き出しボタン（Ｂ）がＯＮか否かを判断する。すなわち、タイミングＣで青色（Ｂ）のレーザ光による発光部位がある場合、発光部位検出部３２において発光部位が検出される。
なお、発光部位検出部３２では、カメラモジュール６ａから取得したＲＧＢからなる画像データのうちＢ成分のみを用いて青色（Ｂ）レーザ光による発光部位があるか否かを判断することとする。
ここで、撮影制御部２８は、書き出しボタン（Ｂ）がＯＮである場合（Ｓ６０、Ｙｅｓ）には、ユーザがレーザポインタ８を用いて複数のストローク画像を描画するため、描画モードを設定したので、ステップＳ６５に進む。一方、撮影制御部２８は、書き出しボタン（Ｇ）がＯＮではない場合（Ｓ６０、Ｎｏ）には、ステップＳ５０に戻る。
【００２９】
次いで、ステップＳ６５では、撮影制御部２８は、スクリーン上の発光部位を含む画像をタイミングＢの期間に撮影するようにカメラモジュール６ａを制御する。この結果、カメラモジュール６ａによりタイミングＢの期間に撮影された画像が映像信号入力処理部２９に入力される。映像信号入力処理部２９は、入力されている画像信号を発光部位検出部３２に出力する。このとき、タイミングＢでは、ストロークを書き出していることを示す緑色（Ｇ）のレーザ光による発光部位の有無を検出することが可能になる。
次いで、ステップＳ７０では、撮影制御部２８は、書き出し中（Ｇ）か否かを判断する。すなわち、タイミングＢで緑色（Ｇ）レーザ光による発光部位がある場合、発光部位検出部３２において発光部位が検出される。
なお、発光部位検出部３２では、カメラモジュール６ａから取得したＲＧＢからなる画像データのうちＧ成分のみを用いて緑色（Ｇ）レーザ光による発光部位があるか否かを判断することとする。
【００３０】
ここで、撮影制御部２８は、書き出し中（Ｇ）である場合（Ｓ７０、Ｙｅｓ）には、描画モードにおいて指し棒ボタンをＯＮ（Ｇ）してレーザポインタ８によりストローク操作を行っているので、ステップＳ１５０に進む。一方、撮影制御部２８は、書き出し中（Ｇ）ではない場合（Ｓ７０、Ｎｏ）には、描画モードにおいて指し棒ボタンをＯＦＦ（Ｒ）してレーザポインタ８の赤色（Ｒ）により発光部位の移動中であるか、或いは描画モードを終了（Ｂ）するための操作を受け付けるため、ステップＳ７５に進む。
【００３１】
次いで、ステップＳ７５では、撮影制御部２８は、スクリーン上の発光部位を含む画像をタイミングＣの期間に撮影するようにカメラモジュール６ａを制御する。この結果、カメラモジュール６ａによりタイミングＣの期間に撮影された画像が映像信号入力処理部２９に入力される。映像信号入力処理部２９は、入力されている画像信号を発光部位検出部３２に出力する。このとき、タイミングＣでは、青色（Ｂ）のレーザ光による発光部位の有無を検出することが可能になる。
ステップＳ８０では、撮影制御部２８は、書き出しボタン（Ｂ）がＯＮか否かを判断する。すなわち、タイミングＣで青色（Ｂ）のレーザ光による発光部位がある場合、発光部位検出部３２において発光部位が検出される。
ここで、撮影制御部２８は、書き出しボタン（Ｂ）がＯＮである場合（Ｓ８０、Ｙｅｓ）には、ユーザがレーザポインタ８を用いて描画モードを終了するためのＯＦＦ操作をしたので、ステップＳ５０に進む。一方、撮影制御部２８は、書き出しボタン（Ｂ）がＯＮではない場合（Ｓ８０、Ｎｏ）には、今後もストローク操作に移行する可能性があるためステップＳ６５に戻る。
このように、プロジェクタ３から出力されるカラーホイール２３のセグメント位置を示す同期信号の期間に、撮影された画像情報を取得し、該画像情報に基づいてスクリーン上に投影された発光部位が示すレーザ光の色に基づいて、レーザポインタ８のモード状態を判定するので、レーザポインタのモードを確認することができる。
【００３２】
次いで、ステップＳ１５０では、撮影制御部２８は、スクリーン上の発光部位を含む画像をタイミングＡの期間に撮影するようにカメラモジュール６ａを制御する。この結果、カメラモジュール６ａによりタイミングＡの期間に撮影された画像が映像信号入力処理部２９に入力される。映像信号入力処理部２９は、入力されている画像信号を発光部位検出部３２に出力する。
次いで、ステップＳ１５５では、撮影制御部２８は、発光部位を検出するように発光部位検出部３２を制御する。発光部位検出部３２は、発光体の発光部位を検出することにより発光部位座標を抽出し、抽出した発光部位座標（ｘ’，ｙ’）を射影変換処理部３３及び撮影制御部２８に出力する。
次いで、ステップＳ１６０では、撮影制御部２８は、発光部位を投影変換するように射影変換処理部３３を制御する。射影変換処理部３３は、予め設定しておいた格子点の射影変換係数Ｈを用いて射影変換を行い、抽出された発光部位座標（ｘ’，ｙ’）を発光部位の映像信号上の座標（ｘ，ｙ）に変換し、ポインタ生成部に出力する。
【００３３】
次いで、ステップＳ１６５では、撮影制御部２８は、書き込み画像を生成するようにポインタ生成部３４を制御する。
ポインタ生成部３４では、描画モードであるので、発光部位の映像信号上の座標（ｘ，ｙ）に基づいて、座標の軌跡であるストロークを示す書き込み映像信号を生成し、書き込み映像信号を画像合成部３１に出力する。この書き込み映像信号は、例えば座標（ｘ，ｙ）を中心にｚ画素分の半径を有する円形形状の画像、或いは予め登録されたポインタ画像等の任意の画像の軌跡でもよい。
【００３４】
次いで、ステップＳ１７０では、撮影制御部２８は、映像信号と書き込み画像を合成するように画像合成部３１を制御する。画像合成部３１は、上述したマザーボード（図示しない）側から出力される画像データＤｖをフレームメモリに記憶しておき、かつ、ポインタ生成部３４から出力される書き込み映像信号をフレームメモリに記憶しておく。そして、画像合成部３１は、フレームメモリ上で画像データＤｖと書き込み映像信号を合成し、合成画像データを生成する。さらに、画像合成部３１は、生成した合成画像データを映像信号伝送部３５に出力する。
次いで、ステップＳ１７５では、撮影制御部２８は、映像信号を出力するように映像信号伝送部３５を制御する。映像信号伝送部３５は、画像合成部３１から入力された合成画像データを、ＨＤＭＩ（登録商標）信号、ＶＧＡ信号或いはアナログＲＧＢコンポーネント信号に変換してＶＧＡ端子、或いはコンポーネント端子に出力する。
次いで、撮影制御部２８は、処理ステップをステップＳ６５に戻る。
【００３５】
この結果、プロジェクタ３ｂにおいて、映像信号入力処理部２０は、フォーマット信号に変換された合成画像を映像処理部２１に出力する。
映像処理部２１では、合成画像に応じてデジタル画像処理等を行い、デバイス駆動制御部２２に出力する。デバイス駆動制御部２２では、映像処理部２１から出力される合成画像信号に応じて、ＤＭＤ２４に供給するための合成画像信号をＤＭＤに出力する。
そして、光源から発光された光は、カラーホイールを透過した後に、ライトトンネル、リレーレンズ、シリンダミラー、凹面ミラーを経て、ＤＭＤに集光される。映像素子であるＤＭＤにより映像が生成され、映像が投射レンズを経由してスクリーン上に投射される。
上述した描画モードに移行した状態である場合、図１に示すように、スクリーン４に投影された画面５の例えば中央領域には、文字「三」を示すストローク画像が合成されて表示される。
このように、描画モードにおいて、撮影された画像に基づいて、スクリーン上に照射された発光部位の位置座標に基づいて、ストロークを示すストローク画像を生成し、画像情報にストローク画像を合成した合成画像をプロジェクタに伝送することで、ユーザが描いたストローク画像をプロジェクタからスクリーン上に投影することができる。
【００３６】
＜本発明の実施態様例と効果＞
＜第１態様＞
本態様のプロジェクションシステム１は、画像情報を出力する画像制御装置（パーソナルコンピュータＰＣ１３）と、画像情報を入力してスクリーン上に投影するプロジェクタ３と、スクリーン上にレーザ光を照射するレーザポインタ８と、を備え、レーザポインタ８は、レーザ光の発光モードを切り替える切替手段（指し棒ボタン１０、書き出しボタン１１）を備え、発光モードには、レーザ光を照射することによりスクリーン上の所望の位置に発光部位を形成するための指し棒モードと、レーザ光を照射することによりスクリーン上の所望の位置に線図のストロークを描画するための描画モードと、を含み、描画モードでは、ストロークの出発位置に移動するまでのレーザ光の発光色を第１色とし、ストロークの出発位置から終了位置に至るレーザ光の発光色を第１色とは異なる第２色とすることを特徴とする。
本態様によれば、描画モードでは、ストロークの出発位置に移動するまでのレーザ光の発光色を第１色とし、ストロークの出発位置から終了位置に至るレーザ光の発光色を第１色とは異なる第２色とすることで、書き出し位置の視認性を向上することができ、書き出し位置を合わせ易くすることができる。
【００３７】
＜第２態様＞
本態様のプロジェクタは、複数色のセグメントを有するカラーホイール２３と、レーザ光による発光部位の色が際立つセグメント５１の色を用いて画像情報が投影されている期間に、レーザ光によるスクリーン上の発光部位を撮影する撮影手段（カメラ６）と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、レーザ光による発光部位の色が際立つセグメント５１の色を用いて画像情報が投影されている期間に、レーザ光によるスクリーン上の発光部位を撮影するので、レーザ光による発光部位の色に基づいて、レーザポインタのモードを確認することができる。
【００３８】
＜第３態様＞
本態様の画像制御装置は、プロジェクタ３から出力されるカラーホイール２３のセグメント位置を示す同期信号の期間に、撮影手段（カメラ６）により撮影された画像情報を取得し、該画像情報に基づいてスクリーン上に投影された発光部位を検出する検出手段（発光部位検出部３２）と、検出手段により検出された発光部位が示すレーザ光の色に基づいて、レーザポインタ８のモード状態を判定するモード状態判定手段（撮影制御部２８）と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、プロジェクタ３から出力されるカラーホイール２３のセグメント位置を示す同期信号の期間に、撮影された画像情報を取得し、該画像情報に基づいてスクリーン上に投影された発光部位が示すレーザ光の色に基づいて、レーザポインタ８のモード状態を判定するので、レーザポインタのモードを確認することができる。
【００３９】
＜第４態様＞
本態様の画像制御装置は、描画モードにおいて、撮影手段（カメラ６）により撮影された画像に基づいて、スクリーン上に照射された発光部位の位置座標を検出する座標検出手段（照射変換処理部３３）と、座標検出手段により検出された発光部位の位置座標に基づいて、ストロークを示すストローク画像を生成する画像生成手段（ポインタ生成部３４）と、画像情報にストローク画像を合成する画像合成手段（画像合成部３１）と、画像合成手段により合成された合成画像をプロジェクタに伝送する伝送手段（映像信号伝送部３５）と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、描画モードにおいて、撮影された画像に基づいて、スクリーン上に照射された発光部位の位置座標に基づいて、ストロークを示すストローク画像を生成し、画像情報にストローク画像を合成した合成画像をプロジェクタに伝送することで、ユーザが描いたストローク画像をプロジェクタからスクリーン上に投影することができる。
【００４０】
＜第５態様＞
本態様のレーザポインタ８に備えられた切替手段は、指し棒モードへ移行するための第１スイッチ（指し棒ボタン１０）と、描画モードへ移行するための第２スイッチ（書き出しボタン１１）と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、ユーザの選択操作に応じて、レーザポインタ８が指し棒モードと描画モードの切替を行うことができる。
【００４１】
＜第６態様＞
本態様のレーザポインタ８に備えられた切替手段は、描画モードへの移行又は解除するためのレーザ光の発光色として、第１色及び第２色とは異なる第３色とすることを特徴とする。
本態様によれば、描画モードへの移行又は解除するためのレーザ光の発光色として、第１色及び第２色とは異なる第３色とすることで、描画モードへの移行又は解除を確実に行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…プロジェクションシステム、３…単板式ＤＬＰプロジェクタ、４…スクリーン、６…カメラ、８…レーザポインタ、３…プロジェクタ、５…画面、７…ユーザ、９…電源スイッチ、１０…指し棒ボタン、１１…書き出しボタン、１３…パーソナルコンピュータＰＣ（画像制御装置）、２０…映像信号入力処理部、２１…映像処理部、２２…デバイス駆動制御部、２３…カラーホイール、２３ａ…カラーホイール駆動部、２４…ＤＭＤ、２５…ＬＢ、２６…光源、２７…同期信号出力部、２８…撮影制御部、３０…射影変換係数演算部、３１…画像合成部、３２…発光部位検出部、３３…射影変換処理部、３４…ポインタ生成部、３５…映像信号伝送部、４０…ライトトンネル、４１…リレーレンズ、４２…シリンダミラー、４３…凹面ミラー、４５…投射レンズ、５１…セグメント、５２…マーカ、５３…モータ、５４…同期信号センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特許第４００１４８７号
【図１】
2015106111.tif 000003
【図２】
2015106111.tif 000004
【図３】
2015106111.tif 000005
【図４】
2015106111.tif 000006
【図５】
2015106111.tif 000007
【図６】
2015106111.tif 000008
【図７】
2015106111.tif 000009
【図８】
2015106111.tif 000010
【図９】
2015106111.tif 000011