(57)【要約】【課題】照射装置の光点の検出の精度を高める。【解決手段】画像データの光色によって決定される複数色の領域に時間単位で光を透過させる制御を行って画像データの光色を生成させる駆動制御部と、設定された照射装置の光点の光色にあっては、複数色の領域のうち光が投影されていないタイミングとして指定した同期信号を駆動制御部から受信し、同期信号において指定されたタイミングに従い、撮像部の露光、および撮影を制御して、投影された画像データを撮影させる撮影制御部と、を備える。【選択図】図３
2015053675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順に色を生成させる駆動制御部と、
照射画像の色を設定する設定部と、
設定された前記照射画像の色に最も近い色の光が投影されていないタイミングとして指定した同期信号を前記駆動制御部から受信し、前記同期信号において指定された前記タイミングに従い、投影面を撮影させる撮影制御部と、
撮影された画像データから照射装置が前記投影面に対して照射した照射画像を検出する照射画像検出部と、
前記照射画像が検出された位置に所定の画像データを合成した投影用画像データを生成する照射画像生成部と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記照射装置の前記照射画像が複数の色調の光を含んでいる場合、前記同期信号は、設定された前記照射画像に含まれる複数の色に最も近い色の光それぞれが投影されていない期間を、前記投影面を撮影するタイミングとして複数指定しており、
前記撮影制御部は、前記同期信号が指定する複数の前記タイミングそれぞれに従い、前記投影面を撮影させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
複数の撮像部をさらに備え、
前記撮影制御部は、複数の前記撮像部を、前記照射画像の複数の色ごとに指定された前記タイミングとそれぞれ対応付け、各タイミングに従って、複数の前記撮像部に個別に撮影させる制御を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記照射画像生成部は、前記照射画像検出部で検出された前記照射画像の座標に、前記照射画像の座標に従って決定される所定の前記画像データの領域の拡大画像を前記投影用画像データとして生成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記照射画像生成部は、前記照射画像検出部で検出された前記照射画像の座標に、前記座標の周囲に算出された座標点以上の大きさの前記照射画像を前記投影用画像データとして生成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項６】
順に色を生成させる駆動制御部と、
照射画像の色を設定する設定部と、
設定された前記照射画像の色に最も近い色の光が投影されていないタイミングとして指定した同期信号を前記駆動制御部から受信し、前記同期信号において指定された前記タイミングに従い、前記投影面を撮影させる撮影制御部と、
撮影された前記画像データから投影面付近に光点を発生させる光点装置と、
前記光点装置付近に生成した光点を検出する光点検出部と、
前記光点が検出された位置に所定の画像データを合成した投影用画像データを生成する光点画像生成部と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。
【請求項７】
前記光点画像が複数の色調の光を含んでいる場合、前記同期信号は、設定された前記光点画像に含まれる複数の色に最も近い色の光それぞれが投影されていない期間を、前記投影面を撮影するタイミングとして複数指定しており、
前記撮影制御部は、前記同期信号が指定する複数の前記タイミングそれぞれに従い、前記投影面を撮影させる
ことを特徴とする請求項６に記載の画像投影装置。
【請求項８】
複数の撮像部をさらに備え、
前記撮影制御部は、複数の前記撮像部を、前記光点画像の複数の色ごとに指定された前記タイミングとそれぞれ対応付け、各タイミングに従って、複数の前記撮像部に個別に撮影させる制御を行う
ことを特徴とする請求項７に記載の画像投影装置。
【請求項９】
前記光点画像生成部は、前記光点検出部で検出された前記光点の座標に、前記光点の座標に従って決定される所定の前記画像データの領域の拡大画像を前記投影用画像データとして生成する
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項１０】
前記光点画像生成部は、前記光点検出部で検出された前記光点の座標に、前記座標の周囲に算出された座標点以上の大きさの前記光点画像を前記投影用画像データとして生成する
ことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタは、スクリーンに文字やグラフなどの画像を拡大投影するので、多人数に対するプレゼンテーションなどに広く用いられている。このプレゼンテーションの際に、プレゼンターが説明を判りやすくするために、スクリーンに投影された画像を、レーザポインタなどを用いて指し示す場合がある。しかしながら、レーザポインタで投影画像を直接的に指し示すのは、手振れによって所望の場所を正確に指せないといった問題があった。そこで、特許文献１のように、使用者がレーザポインタによって照射した地点を、プロジェクタに内蔵されたＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）カメラが検知し、この照射地点と同じ地点にポインタ画像を表示する、という技術が既に知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のようにレーザポインタによって照射した地点をカメラが撮影した映像から検出する事を考えた場合、レーザポインタの色と投影映像の色や輝度感が似通っている場合、投影内容に応じてレーザポインタが検知できなくなる可能性があるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、精度良くレーザポインタなどの照射装置の照射点を検出することのできる画像投影装置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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は画像データを投影面へ投影する際に、前記画像データの光色によって決定される複数色の領域に時間単位で光を透過させる制御を行って前記画像データの光色を生成させる駆動制御部と、前記投影面に照射点を照射する照射装置の光色を設定する設定部と、設定された前記照射装置の照射点の光色にあっては、前記複数色の領域のうち光が投影されていないタイミングとして指定した同期信号を前記駆動制御部から受信し、前記同期信号において指定された前記タイミングに従い、撮像部の露光、および撮影を制御して、投影された前記画像データを撮影させる撮影制御部と、撮影された前記画像データから照射装置が前記投影面に対して照射した照射点を検出する照射点検出部と、前記投影面に対して投影された前記画像データと、投影前の前記画像データとのずれから算出される射影変換係数を用いて、検出された前記照射点の座標を前記画像データにおける前記照射点の座標へと変換する変換処理部と、変換された前記照射点の座標に前記照射点を合成した照射点画像データを生成する照射点生成部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の画像投影装置は、映像信号の影響を受けることなく精度良くポインタを検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態の画像投影装置の使用態様を示す全体図である。
【図２】図２は、実施形態の画像投影装置のハードウェアの内部構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態の画像投影装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態の投影パターンの一例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態のカラーホイールＣｙ−Ｗ−Ｒ−Ｍ−Ｙ−Ｇ−Ｂの７セグメントを示す図である。
【図６】図６は、実施形態のカラーホイールの７セグメントと、各セグメントが投影面に表示された時のカメラ撮影画像との相関関係を示す図である。
【図７】図７は、カラーホイールの一周期に対する投影光色との関係を示す図である。
【図８】図８は、ある投影画像に対し、Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅのレーザポインタを照射した場合の画像データを示す図である。
【図９】図９は、ＴｉｍｉｎｇＡ，Ｂ，Ｃで投影画像に対して投影されたレーザポインタを撮影した場合の、検出されるレーザポインタを示す図である。
【図１０】図１０は、単色のレーザポインタを検出するための、カラーホイールの回転周期と撮影カメラの撮影周期とシャッタータイミングの関係を示している図である。
【図１１】図１１は、複数色のレーザポインタを検出するための、カラーホイールの回転周期と撮影カメラの撮影周期とシャッタータイミングの関係を示している図である。
【図１２】図１２は、射影変換係数の算出と、レーザポインタの検出の処理の流れを示すフロー図である。
【図１３】図１３は、実施形態の画像投影装置におけるポインタの投射態様の一例を示す全体図である。
【図１４】図１４は、実施形態の画像投影装置におけるポインタの投射態様の一例を示す全体図である。
【図１５】図１５は、実施形態の投影パターンの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、変形例のスクリーンの一例を説明する図である。
【図１７】図１７は、変形例の画像投影装置におけるポインタの投射態様の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の画像投影装置を具体化した実施形態について説明する。図１は、画像投影装置を含む画像投影システムの示す全体図である。画像投影装置１０は、外部ＰＣ２０と接続されて、外部ＰＣ２０から入力された静止画や動画などの画像データを投影面であるスクリーン３０に対して投影する。また、ユーザは照射装置としてレーザポインタ４０を用いた場合を示している。また、画像投影装置１０にはカメラ部２２が接続されている。カメラ部２２は、外付けのハードウェアとして設けてもよいし、画像投影装置１０に内蔵されていてもよい。
【０００９】
図２は、画像投影装置のハードウェアの内部構成を示す図である。図２に示されるように、画像投影装置１０は、光学系３ａ、および投射系３ｂを備える。光学系３ａは、カラーホイール５、ライトトンネル６、リレーレンズ７、平面ミラー８、凹面ミラー９を備えている。これらの各部材は、画像投影装置１０の本体部内に設けられている。また、画像投影装置１０には、画像形成部２が設けられている。画像形成部２は、画像を形成する画像形成素子であるＤＭＤ素子により構成されている。
【００１０】
円盤状のカラーホイール５は、光源４からの白色光を単位時間ごとにＲＧＢの各色が繰り返す光に変換してライトトンネル６に向けて出射する。本実施形態では、カラーホイール５が用いられる画像投影装置１０において、レーザポインタを検出する構成について説明する。なお、カラーホイール５の詳細な構成については後述する。ライトトンネル６は、板ガラスを張り合わせて筒状に構成されており、カラーホイール５から出射された光をリレーレンズ７へと導出する。リレーレンズ７は、二枚のレンズを組み合わせて構成されており、ライトトンネル６から出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光する。平面ミラー８、および凹面ミラー９は、リレーレンズ７により出射される光を反射して、画像形成部２へと案内して、集光させる。画像形成部２は、複数のマイクロミラーからなる矩形状のミラー面を有し、映像や画像のデータに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像データを形成するように投射光を加工して反射するＤＭＤ素子を備えている。
【００１１】
また、光源４は、例えば高圧水銀ランプなどが用いられる。光源４は光学系３ａに向けて白色光を照射する。光学系３ａ内においては、光源４から照射された白色光がＲＧＢに分光され、画像形成部２へと導出される。画像形成部２は、変調信号に応じて画像形成を行う。投射系３ｂは、形成された画像を拡大投射する。
【００１２】
また、図２で示される画像形成部２の図中手前側となる鉛直方向上方には、画像形成部２に入射した光のうち、投射光としては使用しない不要な光を受光するＯＦＦ光板が設けられている。画像形成部２に光が入射すると、ＤＭＤ素子の働きにより時分割で映像データに基づいて複数のマイクロミラーが作動し、このマイクロミラーによって使用する光は投射レンズへと反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へと反射される。画像形成部２では、投射画像に使用する光は投射系３ｂへと反射され、複数の投射レンズを通って拡大され、拡大された映像光が拡大されて投射される。
【００１３】
図３は、画像投影装置１０の機能構成を示すブロック図である。画像投影装置１０は、映像信号の入力を制御し、投射系３ｂ、および光学系３ａの駆動を同期するように制御を行う。図３に示されるように、画像投影装置１０には、映像処理部１２、映像信号入力部１３、駆動制御部１４、カメラ部２２（撮像部）、光点検出部２４（照射画像検出部）、変換処理部２５、変換係数演算部２６、ポインタ生成部２７を備えている。
【００１４】
まず、画像投影装置１０の映像信号入力部１３には、ＨＤＭＩ(登録商標)などのデジタル信号や、ＶＧＡやコンポーネント信号等のアナログ信号が入力される。映像信号入力部１３は、入力信号に応じてＲＧＢやＹＰｂＰｒ信号等へと映像を加工する処理を行う。なお、映像信号入力部１３は、入力された映像信号がデジタル信号の場合は、入力信号のビット数に応じて映像処理部１２が規定するビットフォーマットに変換する。また、映像信号入力部１３は、入力された映像信号が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あるいはＹＰｂＰｒのフォーマット信号を映像処理部１２へと入力する。さらには、映像信号入力部１３には、カメラ部２２で撮影した投影画像の画像データも入力される。
【００１５】
映像処理部１２は、入力信号に応じてデジタル画像処理等を行う。具体的には、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、あるいは駆動制御部１４の特性に応じて適切な画像処理を行う。デジタル画像処理後の入力信号は駆動制御部１４に渡される。また、映像処理部１２は、任意に指定した、あるいは登録したレイアウトの画像信号を生成する事もできる。
【００１６】
駆動制御部１４は、入力信号に応じて白色光に色をつけるカラーホイール５や光の出捨を選択する画像形成部２、ランプの駆動電流をコントロールするランプ電源１７の駆動条件を決定し、カラーホイール５や画像形成部２、ランプ電源１７に駆動の指示を出す。駆動制御部１４は、カラーホイール５を制御して、順に色を生成させる。
【００１７】
駆動制御部１４が行う処理としては、画像投影装置１０から投影された投影パターンを撮影し、撮影した投影データの座標と画像データ上の座標との位置のずれから射影変換係数を算出する処理の流れと、照射された照射点を検出する処理の流れとが存在する。まずは、投影された投影パターンを撮影する処理の流れについて説明する。
【００１８】
駆動制御部１４は、画像投影のタイミングに合わせて同期信号に従い、カメラ部２２に撮影指示を出す。すなわち、本実施形態では駆動制御部１４が撮影制御部を兼ねる構成であるが、それぞれを別に設けるようにしてもよい。カメラ部２２が撮影した画像が映像信号入力部１３へと入力される場合、映像信号入力部１３は撮影したカメラ画像に、シェーディング補正、ベイヤー変換、色補正等を行いＲＧＢ信号を生成する。映像処理部１２は、図４に示した投影パターンを生成し、画像投影装置１０にて投影する。
【００１９】
カメラ部２２は、投影パターンを投影したシーンを撮影する。カメラ部２２の撮影方式としては、グローバルシャッター方式と、ローリングシャッター方式とがある。グローバルシャッター方式では、全画素の同時感光が行われ、それぞれの画素に対して、ローリングシャッター方式よりも複雑な回路を必要とするが、全画素を一気に感光させ、撮像することができるという利点がある。ローリングシャッター方式では、順次走査型の感光が行われ、シンプルな回路で実装でき、走査する形で撮像することができる。しかし、１つの画素ごとに、撮像タイミングが違うので、高速移動する物体を撮影した際には、歪みなどが発生することがある。カメラ部２２のシャッター速度は、駆動制御部１４によって制御されることが望ましい。駆動制御部１４は、例えばカラーホイールの回転速度から、同期信号で指定されたタイミングの時間の長さの撮影に必要なシャッター速度を決定して、制御する。
【００２０】
撮影された画像を元に、光点検出部２４は、現在投影している投影面上での各格子点の座標を取得する。変換係数演算部２６は、投影パターンの映像信号上における座標（ｘ，ｙ）と撮影画像上での座標（ｘ‘，ｙ’）の関係を紐付ける射影変換係数Ｈを算出し、変換処理部２５へパラメータＨをセットする。光点検出部２４は、投影面に照射された座標を抽出する。検出された照射点座標（ｘ’，ｙ‘）は変換処理部２５によって対応する格子点のパラメータＨを用いて射影変換を行い、照射点の映像信号上の座標（ｘ，ｙ）に変換される。次にポインタ生成部２７（照射画像生成部）は、座標（ｘ，ｙ）に照射点画像データを生成する。照射点画像データは、例えば座標（ｘ，ｙ）を中心に半径ｚ画素分の円形や、予め登録されたポインタ画像などを任意の生成の仕方で生成してよい。これらの計算をポインタ生成部２７が実行し、投影用画像信号を生成して、映像信号伝送部２８に送られる。画像投影装置１０の映像処理部１２は、映像信号にポインタ生成部２７で生成された映像信号を重畳し、任意の画像処理を行ったのち駆動制御部１４へ制御信号を出力する。そして、ポインタ画像が重畳された投影像が画像投影装置１０から投影されることとなる。
【００２１】
続いて、光点検出部２４による投影面に照射されたポインタの座標を検出する処理の流れについて説明する。図５はカラーホイールＣｙ−Ｗ−Ｒ−Ｍ−Ｙ−Ｇ−Ｂの複数色の７つのセグメント（領域）を示す図である。また、図６は、カラーホイールの７セグメントと、各セグメントが投影面に表示された時のカメラ撮影画像、すなわちＲＧＢデータとの相関関係を示している。駆動制御部１４は、画像データの光色によって決定されるカラーホイール５の複数色の領域に時間単位で光を透過させる制御を行い、画像データを実現させる。例えば、ＲｅｄセグメントであればＲＧＢでもＲｅｄのデータの値が大半を占めている。また、Ｒｅｄセグメントにおいては、ＧｒｅｅｎとＢｌｕｅの透過率が小さくこれらの色の光は制限される。同様に２次色のＣｙａｎセグメントであれば、ＢｌｕｅとＧｒｅｅｎの光が透過され、３次色のＷｈｉｔｅはＲＧＢ全ての光が透過される。
【００２２】
図７は、カラーホイールの一周期に対する投影光色との関係を示す図である。なお、光色とは、光源のランプそのものの光の色と、装置から投射された光から視覚的に認識できる色の双方を含む概念である。図中で実線の矢印で示される該当期間の区間はその発光色において、該当するカラーホイール５のセグメントを通じて画像信号が投影されている領域であることを示している。例えば投影光色Ｒｅｄに注目するとＲｅｄに分類される成分はセグメントＲｅｄ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗの区間、およびＷｈｉｔｅの区間である。一方、ＴｉｍｉｎｇＡの破線の矢印で示された区間は映像信号が投影されない区間である。すなわち、このＴｉｍｉｎｇＡのタイミングであるＧｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ，およびＣｙａｎに該当するカラーホイール５のタイミングでは、投影光色がＲｅｄであっても、実際に映像信号の投影がされていないことから、赤色のレーザポインタであっても検出しやすくなる。
【００２３】
したがって、本実施形態では、このタイミングに同期させて投影パターンに照射されたＲとＧとＢのレーザポインタの撮影、および検出が行われる。図８は、ある投影画像に対し、Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅのレーザポインタを照射した場合の画像データを示す図である。また、図９は、ＴｉｍｉｎｇＡ，Ｂ，Ｃで投影画像に対して投影されたレーザポインタを撮影した場合の、検出されるレーザポインタを示す図である。図９のＴｉｍｉｎｇＡ  Ｒｅｄ  ｓｈｏｔ  ｉｍａｇｅは、カメラ部２２でＴｉｍｉｎｇＡの区間と同期をとって撮影し、取得した画像データを示したものである。このＴｉｍｉｎｇＡとの同期は、画像投影装置１０の駆動制御部１４がカラーホイール５を駆動するタイミングとあわせて同期信号を設定することで実現される。すなわち、カラーホイール５は、固定の周波数（本実施形態では１２０Ｈｚ）で回転するため、カラーホイール５がＴｉｍｉｎｇＡになるタイミングで、同期信号が設定される。
【００２４】
このＴｉｍｉｎｇＡの区間ではＲｅｄ版の映像信号が照射されていないので、赤色のレーザポインタの照射点の検出が容易になる。よって、赤色のポインタの照射光を検知する場合は、ＴｉｍｉｎｇＡと同期してカメラ部２２で撮影すれば検出の精度が向上する。同様にＴｉｍｉｎｇＢにおけるＴｉｍｉｎｇＢ  Ｇｒｅｅｎ  ｓｈｏｔ  ｉｍａｇｅではＧｒｅｅｎ版の映像信号が照射されていないので、緑色のレーザポインタの検出の精度が向上する。そして、ＴｉｍｉｎｇＣにおけるＴｉｍｉｎｇＣ  Ｂｌｕｅ  ｓｈｏｔ  ｉｍａｇｅ  ではＢｌｕｅ版の映像信号が照射されていないため、青色のレーザポインタの照射点の検出が容易となる。このように、タイミングごとによって検出しやすい色があり、また各Ｔｉｍｉｎｇを有効活用することによって複数の照射点を同時に検出する事もできる。
【００２５】
次にカメラ部２２による撮影を、カラーホイール５の駆動と同期させる方法について説明する。カラーホイール５自体に回転検出するための指標となる黒色シールと、カラーホイール５のホルダーに黒色シールを検知するためのセンサーが設けられている。駆動制御部１４は、この黒色シールが検出されるタイミングをセンサーから取得することによって同期信号の生成指示を行う。そして、生成される同期信号は、設定されたレーザーポインタの照射点の色に最も近い色が投影されていない期間と同期するように決定される。よって、撮影を行うカメラ部２２はカラーホイールの同期信号に合わせて撮影のシャッタータイミングを制御する事ができる。
【００２６】
図１０と図１１はカラーホイールの回転周期と撮影カメラの撮影周期とシャッタータイミングの関係を示している。カラーホイール５は１２０Ｈｚの周期で回転し、カラーカメラは３０Ｈｚの周期で撮影する。本例ではカラーホイール５が４回転するのに対してカメラ部２２が１回撮影することができる。図１０はレーザポインタが赤系の色を持つ場合の撮影を同期させるタイミングを示す例である。なお、レーザポインタの色は、例えばユーザが画像投影装置１０の操作用のインタフェースから入力することによって設定される（設定部）。ここで、本実施形態の場合、Ｃの区間がＲｅｄのブランク期間、すなわちＴｉｍｉｎｇＡに相当するカラーホイール５のＧｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ，Ｃｙａｎに相当するものとする。この場合、カメラ部２２は１周期目で１つのＣの区間に対して露光して、撮影することで、この時に撮影した画像を観測すると赤色のレーザポインタの照射点を検出することができるようになる。
【００２７】
通常、画像形成部２がＯＮの時は光がスクリーン３０に照射され、Ｏｆｆの時は照射されないが、上述の例ではＯＮの時でも対応するタイミングに同期して撮影を行うことで、ＲＧＢいずれかの色版データからも照射点が検出できるようになる。つまり、映像の内容に依存せずレーザポインタ４０からの照射点を検出する事ができるようになる。
【００２８】
図１１はレーザポインタが複数の色を持つ場合の同期の方法を示す図である。カメラ部２２は１周期目で１つのＡの区間に対して露光して、撮影がされる。Ａの区間は、ここではＴｉｍｉｎｇＡに相当する区間であり、このタイミングで撮影された画像データを観測するとＲｅｄのレーザポインタの照射点が検出できる。２周期目についてもＢの区間に対して露光して撮影される。Ｂの区間はＴｉｍｉｎｇＢに相当する区間であり、このタイミングで撮影された画像データを観測することでＧｒｅｅｎのレーザポインタの照射点が検出できる。３周期目では同様にＢｌｕｅの照射点が検出できる。以降は、同様に制御が行われる。以上の場合、同期信号には１周期目のＴｉｍｉｎｇＡ、２周期目のＴｉｍｉｎｇＢ、３周期目のＴｉｍｉｎｇＣの３つのタイミングが含まれている。なお、同じ色で複数のポインタを使用する場合においては画面内に複数の点として検出される事になるので問題なく検出できる。
【００２９】
また、複数の色のレーザポインタを検出する場合、カメラ１個で複数の色を検出する例を記載したが、検出する色ごとにカメラを別個搭載し、それぞれの色ごとに検出制御するようにすることで、カメラ側の撮影タスクが他の色に占有される時間がなくなり、各単色の検出区間を短くする事ができるようになる。この場合、カメラ部それぞれに対して、どのタイミングが対応しているかを予め設定しておくことが望ましい。すなわち、例えばＲＧＢの３色の色に対応して、３台のカメラ部を設けるようにすると、１周期ごとに各色のレーザポインタの照射点を検出することができるようになる。
【００３０】
また、上記以外にも中間色の色を検出したい場合においてはＴｉｍｉｎｇＡ，Ｂ，Ｃの領域をさらに細かく色ごとに分割すればよい。この場合、検出したい中間色に相当するタイミングで撮影を行うことで、カラーホイール５のセグメントごとに検出する事もできる。
【００３１】
次に、射影変換係数の算出と、レーザポインタの検出の処理の流れを図１２を参照して説明する。図１２で示した処理は、入力された映像信号の１フレーム単位で行われる処理である。図１２に示されるように、まず駆動制御部１４は、映像信号の入力Ｉ／Ｆから入力された映像信号を投射するための処理を行う（ステップＳ１０１）。次いで、駆動制御部１４は、照射点検出モードであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。照射点検出モードとは、照射装置によってスクリーン３０に照射された照射点を検出するモードである。照射点検出モードは、例えばユーザがレーザポインタを使用する場合などに、操作画面やボタンなどを操作することで起動される。照射点検出モードでないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０１へと戻り次の映像信号のフレームへと移行する。
【００３２】
一方、照射点検出モードであると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、駆動制御部１４は、初期設定モードか否かを判定する（ステップＳ１０３）。初期設定モードとは、投影環境が変わった場合に射影変換係数を演算する処理であり、照射点モードを最初に起動した場合には初期設定モードとなっている。また、例えば射影変換係数がセットされているか否かや、射影変換係数がセットされてから一定時間経過しているか否かなどによって判断してもよい。射影変換係数とは、投影前の画像信号と、投影した際の画像パターンとの座標のずれを補正するための係数である。
【００３３】
初期設定モードであると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、駆動制御部１４は、画像形成部２等を駆動して、射影変換用の画像パターン（図４参照）を照射させる（ステップＳ１０４）。次いで、駆動制御部１４は、同期信号に従って、駆動制御部１４によって照射された画像パターンを撮影する（ステップＳ１０５）。そして、変換係数演算部２６は、映像信号入力部１３を通じて入力されたカメラ部２２が撮影した画像パターンにおける座標と、照射された画像パターンのデータにおける座標とのずれを測定し、この２つのデータ間における座標が一致するように射影変換係数を算出する（ステップＳ１０６）。算出が完了した射影変換係数は保存されて、ステップＳ１０３へと移行する。
【００３４】
一方、射影変換係数が設定され、初期設定モードでないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、駆動制御部１４は、同期信号で指定された撮影タイミングにあわせて、照射パターンを撮影する（ステップＳ１０７）。この撮影のタイミングは、上述したように照射されているレーザポインタの色に応じて決定されている。したがって、光点検出部２４は、撮影された画像データからレーザポインタの照射点を検出することができる（ステップＳ１０８）。検出された照射点の座標は変換処理部２５に入力され、変換処理部２５は、変換係数演算部２６が演算した射影変換係数を用いて、照射点の座標を、画像データ上の座標へと射影変換する（ステップＳ１０９）。射影変換された座標のデータは画像投影装置１０へと送信され、映像処理部１２は、投射する元の映像信号に対して、受信した座標において合成するポインタの画像データを生成し（ステップＳ１１０）、映像信号とポインタの画像データとを合成する（ステップＳ１１１）。すなわち、検出された照射点の位置に応じて所定の画像が付加された投影用画像データが生成される。
【００３５】
この際、合成するポインタである照射点画像データとしては、視認性をよくするために例えば、図１３に示されるように、レーザポインタ４０が、元のサイズよりも算出された照射点を中心に拡大されて投影されるようにすることもできる。この場合、ポインタが大きくなるため、映像におけるポインタがより見やすくなる。また、図１４では、ポインタを拡大するのではなく、映像処理部１２は、算出された照射点の座標を基準に、周囲の一部の画像データの領域を拡大表示して投影するようにしてもよい。
【００３６】
また、射影変換係数を演算する際に投影する投影パターンの一例としては、図４で示したもののほか、例えば図１５で示したように、グリッドパターンや、円パターンを用いるようにしてもよい。円パターンの投影パターンを用いる場合、射影変形があっても重心を取ることで、座標がずれていても正確な座標を入手することができるようになる。また、グリッドパターンを用いれば、座標のずれ自体を抑制しつつ、環境光による外乱がないことを想定できれば、より精度の高いパターン抽出が実現可能である。
【００３７】
また、情報処理装置である外部ＰＣ２０は、画像投影装置１０とローカルに接続されているが、ネットワークを通じて接続された情報処理装置によって演算や、撮影の同期を行うようにしてもよい。例えば、ネットワーク上におかれた、高機能な演算処理サーバを用いて、初期の射影変換行列演算を行ったり、重畳するコンテンツ等をダウンロードし、画像処理時に用いたりするようにしてもよい。
【００３８】
（変形例）
上記の実施形態では、照射装置による照射光が投影面にあたった照射点を撮影し、その点の位置により画像処理を行っているが、自発光物が発光する光点を検出してもよい。図１６は、変形例のスクリーンの一例を説明する図である。
【００３９】
例えば、押し込む力（応力）を加えると発光する物質（応力発光体）が知られている。このような物質をスクリーンに塗布することで、応力に反応して、発光するスクリーン（光点を発生させる光点装置の一例）を構成できる。図１６は、ユーザがスクリーンを押下した箇所が発光した様子を示している。
【００４０】
本変形例では、光点検出部２４が、上記の照射点の代わりに図１６のようなスクリーン上の発光点（光点）を検出する。これにより、上記実施形態と同様の処理を実現することができる。
【００４１】
図１７は、本変形例の画像投影装置におけるポインタの投射態様の一例を示す図である。図１７では、投影画像を画像処理することにより、発光点の箇所に新たな画像（図１７では花の画像）が表示される例が示されている。
【００４２】
発光するスクリーンを用いる代わりに、自発光物である、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等を用いたＬＥＤ内蔵ボールペンなどの道具（光点を発生させる光点装置の一例）を用いてもよい。例えば、光点検出部２４が、上記の照射点の代わりに、スクリーン上を押下したときに発光するＬＥＤ内蔵ボールペンの発光を検出する。これにより、上記実施形態と同様の処理を実現することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【００４４】
なお、本実施の形態の画像投影装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。本実施の形態の画像投影装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００４５】
さらに、本実施の形態の画像投影装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の画像投影装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００４６】
本実施の形態の画像投影装置で実行されるプログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。また、画像投影装置における各部はプログラムによってソフトウェアとして実現されてもよいし、所定の電子回路の組み合わせでハードウェアとして実現されてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
２  画像形成部
３ａ  光学系
３ｂ  投射系
４  光源
５  カラーホイール
６  ライトトンネル
７  リレーレンズ
８  平面ミラー
９  凹面ミラー
１０  画像投影装置
１２  映像処理部
１３  映像信号入力部
１４  駆動制御部
１７  ランプ電源
２２  カメラ部
２４  光点検出部
２５  変換処理部
２６  変換係数演算部
２７  ポインタ生成部
３０  スクリーン
４０  レーザポインタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開平１１−２７１６７５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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