(57)【要約】【課題】照射装置からの光の照射点を安定して検出できるようにする。【解決手段】  カラーホイールが備える複数の色のフィルタセグメントを介して投影された投影画像に、レーザポインタを介してポインタを指し示す場合において、そのレーザポインタの色に近いフィルタセグメントからの投影光が投影面に投影されていない間、例えばＴｉｍｉｎｇＡの間、特に設定露光時間１、及び設定露光時間２の間にカメラ部を介して投影面の画像を撮影する。【選択図】図７
2015037250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像信号に対し、各画像を複数の色成分毎に時分割して投影表示する投影手段と、
前記投影面上の投影画像を撮影する撮影手段と、
前記投影面に照射装置から光が照射された照射点の検出モードが設定された場合、前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングに対する同期状態から幾分ずれたタイミングで、前記撮影手段に前記撮影を実行させる撮影制御手段と、
前記撮影手段で撮影された投影画像から当該画像上での前記照射点の位置を検出する照射点検出手段と、
を備える画像投影装置。
【請求項２】
前記投影手段は、複数のカラーフィルタを同一円周上に分割配置し、その回転駆動により光源からの白色光から択一的に色成分の光を透過させるカラーホイールと、該カラーホイールの回転位置を検出する検出手段とを有し、
前記撮影制御手段は、前記検出手段からの検出信号に基づいて前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングに対する同期状態から幾分ずれたタイミングで、前記撮影手段による撮影を実行させる請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記撮影制御手段は、前記照射点と異なる色の色セグメント内の任意の時点に前記撮影が開始され、当該色セグメント内で露光が終了するように、前記照射装置からの光の色に応じて露光時間とシャッタータイミングを設定する請求項２に記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記照射点位置検出手段で検出された照射点の位置に対応する画像データ上の位置に照射点位置表示用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手段を、さらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項５】
前記照射画像生成手段は、前記照射点の位置に所定の強調表示画像を表示させるための画像処理、又は前記照射点の位置の周囲の一部の領域の画像データに対応する画像を拡大表示させるための画像処理を行う請求項４に記載の画像投影装置。
【請求項６】
前記照射点位置検出手段は、複数の異なる色の光の照射点の位置を検出可能である請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項７】
前記撮影手段は、同一又は異なる照射装置から照射される複数の異なる色の光に個別に対応して複数設けられ、
前記撮影制御手段は、前記照射点の検出モードが設定された場合に、使用されている光の色に対応した撮影手段に前記撮影を実行させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像投影装置。
【請求項８】
入力される画像信号に対し、各画像を複数の色成分毎に時分割して投影面上に投影表示する投影手段と、
前記投影面上の投影画像を撮影する撮影手段と、
前記投影面に光を照射して照射点を形成する照射装置と、
前記照射点の検出モードが設定された場合、前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングに対する同期状態から幾分ずれたタイミングで、前記撮影手段による撮影を実行させる撮影制御手段と、
前記撮影手段で撮影された投影画像から当該画像上での前記照射点の位置を検出する照射点位置検出手段と、
を備えるプレゼンテーションシステム。
【請求項９】
前記撮影制御手段は、無線又は有線通信により前記照射装置の電源の投入、切断を検知することで、前記検出モードの設定、非設定を判断する請求項８に記載のプレゼンテーションシステム。
【請求項１０】
前記照射点位置検出手段で検出された照射点の位置に対応する画像データ上の位置に照射点位置表示用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手段を、さらに備える請求項８又は９に記載のプレゼンテーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投影装置及びプレゼンテーションシステムに係り、さらに詳しくは、画像データを光学画像に変換し投影面（スクリーン）に拡大投影する画像投影装置、及び例えば投影面上の投影画像に照射装置（レーザポインタなど）から光を照射指示してプレゼンテーションを行うためのプレゼンテーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ装置は、スクリーン（投影面）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使用されている。このプレゼンテーションの際に、プレゼンター（使用者）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、レーザポインタ又は赤外線ポインタなどを使用して指し示す場合がある。しかしながら、このような場合、ポインタで指示している箇所はポインタを操作する手の動きとともに移動するので、投影画像を見ている者は、指示された正確な場所がわからない場合があった。かかる不都合を改善するものとして、使用者が赤外線ポインタによって照射した地点を、プロジェクタ装置に内蔵されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラが検知し、この照射地点（照射位置）と同じ地点（位置）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（例えば特許文献１参照）。
【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、レーザポインタを用いる場合に、特許文献１と同様に、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、投影内容によってはレーザポインタの照射点が検知できなくなる可能性があった。特に、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（登録商標）方式のプロジェクタ装置では、カラーホイールの隣の異なる色のフィルタセグメントからの漏れ光などの影響で照射点を安定して検知できなくなるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、入力される画像信号に対し、各画像を複数の色成分毎に時分割して投影表示する投影手段と、前記投影面上の投影画像を撮影する撮影手段と、前記投影面に照射装置から光が照射された照射点の検出モードが設定された場合、前記投影手段での色成分毎の時分割タイミングに対する同期状態から幾分ずれたタイミングで、前記撮影手段に前記撮影を実行させる撮影制御手段と、前記撮影手段で撮影された投影画像から当該画像上での前記照射点の位置を検出する照射点検出手段と、を備える画像投影装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の画像投影装置は、照射装置からの光の照射点を安定して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】
【０００６】
【図１】一実施形態に係るプレゼンテーションシステムの構成を示す図である。
【図２】図１のプレゼンテーションシステムの一部を構成するプロジェクタ装置の光学エンジンの構成を示す図である。
【図３】上記プロジェクタ装置の構成を示すブロック図であって、特に基盤制御部を構成する機能を示すブロック図である。
【図４】射影変換用の投影パターンの一例を示す図である。
【図５】カラーホイールを構成するＣｙ−Ｗ−Ｒ−Ｍ−Ｙ−Ｇ−Ｂの７セグメントを示す図である。
【図６】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（Ａ）は、カラーホイールの７つの色セグメント（１周期）と投影光色との関係を示す図、図７（Ｂ）は、カラーホイールの周期とカメラ部の露光時間との関係を説明するための図である。
【図８】ある投影画像に対し、赤色、緑色、青色のレーザポインタからのレーザ光を照射した場合の画像データの一例を示す図である
【図９】ＴｉｍｉｎｇＡ，Ｂ，Ｃで赤色、緑色、青色のレーザポインタからのレーザ光がそれぞれ照射された投影画像を撮影した場合における、検出されるレーザ光の照射点の像を示す図である。
【図１０】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カメラ部の撮影周期とシャッター／露光タイミングの関係を示す図である。
【図１１】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／露光タイミングの関係を示す図である。
【図１２】プロジェクタ装置の駆動制御部の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１３】一実施形態のプロジェクタ装置における照射点強調のための一投射態様を示す図である。
【図１４】一実施形態のプロジェクタ装置における照射点強調のための他の投射態様を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明に係るプレゼンテーションシステムの他の構成を説明するための図であって、プロジェクタ装置におけるカメラを取り外し可能とした場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るプレゼンテーションシステム１００の構成が示されている。
【０００８】
プレゼンテーションシステム１００は、一例として、図１に示されるように、画像投影装置としてのプロジェクタ装置１０、該プロジェクタ装置１０にケーブル（ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル、ＶＧＡケーブル、あるいはアナログＲＧＢコンポーネント映像信号ケーブル）などを介して接続され、プレゼンテーション用画像データの出力元になるパーソナルコンピュータ（以下、「外部ＰＣ」と略記する）２０等を備えている。
【０００９】
プロジェクタ装置１０は、外部ＰＣ２０から入力された静止画及び動画などの画像データを光学画像に変換し、投影面であるスクリーン３０上に投影する。プロジェクタ装置１０は、外部ＰＣ２０に限らず、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＳＤ（Secure Digital）カード等の記憶デバイスから静止画及び動画などが入力されても良い。
【００１０】
また、プレゼンテーションシステム１００では、スクリーン３０上にその投影範囲３５として投影表示された画像を撮影するための撮像手段としてのカメラ部２２をプロジェクタ装置１０が一体的に備えている。
【００１１】
そして、このプレゼンテーションシステム１００のプロジェクタ装置１０は、ユーザ操作に応じて、外部ＰＣ２０からのプレゼンテーション用画像データを光学画像に変換して投影表示するだけでなく、カメラ部２２により一定フレームレート（例えば、３０フレーム／秒）で撮影された投影範囲３５の画像に基づき当該投影範囲３５上でのレーザポインタ４０によるレーザ光の照射点の位置を解析検出し、この照射点の位置に基づいたプレゼンテーション用画像データ内の適切な部分にポインタ画像、その他の強調画像を合成して投影表示させるためのプレゼンテーション制御プログラムを記憶する。強調画像としては、例えばアンダーラインあるいは囲みラインなどが挙げられる。
【００１２】
ここで、カメラ部２２によるスクリーン３０上での投影画像の撮像範囲は、当該投影画像の投影範囲３５が十分収まる範囲とすればよく、撮像範囲を投影範囲に必ずしも合わせる必要はない。
【００１３】
プロジェクタ装置１０は、その内部に光学エンジン部１０ａ（図２参照）と、映像信号の制御及び光学エンジン部１０ａの制御を行う基盤制御部１０ｂ（図３参照）と、を備えている。
【００１４】
光学エンジン部１０ａは、図２に示されるように、光学系３ａ、及び投射系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、及び画像形成部２を備えている。これらの各部は、プロジェクタ装置１０の本体部内に設けられている。
【００１５】
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。ここで、光源４としては、例えば高圧水銀ランプが用いられている。光源４は、光学系３ａ（カラーホイール５）に向けて白色光を照射する。本実施形態では、ランプ電源１７を介した光源４の点灯駆動と、カラーホイール５を回転駆動するモータ１８（図３参照）は、いずれも後述する駆動制御部１４によって制御される（図３参照）。
【００１６】
カラーホイール５には、その回転位置を検出するための指標となる黒色シールが設けられ、その周端面に近接配置した検知手段としてのマーカセンサ１９（図３参照）により黒色シールが検知されることで、所定の回転位置が検出される。その検出信号は駆動制御部１４に入力される。なお、カラーホイール５の詳細な構成については、さらに後述する。
【００１７】
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。
【００１８】
リレーレンズ７は、２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て平面ミラー８の反射面に送光する。
【００１９】
平面ミラー８、及び凹面ミラー９は、リレーレンズ７により出射される光を順次反射して、画像形成部２へと導く。
【００２０】
すなわち、光学系３ａ内においては、上述のようにして、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。
【００２１】
画像形成部２は、それぞれオン（ＯＮ）位置とオフ（ＯＦＦ）位置との２つの角度にその傾斜方向の位置が切り換え設定可能な複数のマイクロミラーからなり、全体として矩形状のミラー面を構成可能なマイクロミラーアレイを有する。マイクロミラーアレイとして、ここでは、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ；テキサスインスツルメンツ社の登録商標）素子が用いられている。画像形成部２では、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。画像形成部２は、変調信号に応じて画像形成を行う。
【００２２】
また、図２に示される画像形成部２の図中紙面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して吸収する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系３ｂに向けて反射され、捨てる光はＯＦＦ光板に向けて反射される。
【００２３】
投射系３ｂは、複数のレンズから成り、画像形成部２からの映像光を複数のレンズで拡大してスクリーン３０上に投射する。
【００２４】
基盤制御部１０ｂは、図３のプロジェクタ装置１０のブロック図に示されるように、映像処理部１２、映像信号入力処理部１３、駆動制御部１４、照射点位置検出手段としての照射点検出部２４、変換処理部２５、変換係数演算部２６、及びポインタ生成部２７などの各機能部を備えている。
【００２５】
これらの各機能部は、実際には、カメラ部２２を構成するＣＣＤカメラモジュールとともにプロジェクタ装置１０を構成するハードウェア構成及びプログラムによって実現される。上記ハードウェア構成は、プロジェクタ装置１０全体の動作を制御するＣＰＵ（プロセッサ）、ＣＰＵで実行される各種プログラムを記憶したＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ、プロジェクタ装置用のプログラム等の各種データを記憶する記憶装置(例えばＨＤＤ、ＳＳＤなど)等を含む。図３において、太い実線の矢印は、画像データ等の情報（データ）の流れを示し、細い実線の矢印は、制御情報（命令情報等）を示す。
【００２６】
映像信号入力処理部１３には、ＨＤＭＩ（登録商標）端子３２、ＶＧＡ端子３３、及びコンポーネント信号端子３４などの種々の入力端子が接続されている。これらの入力端子を介して、ＨＤＭＩ（登録商標）信号などのデジタル信号、ＶＧＡ信号あるいはアナログＲＧＢコンポーネント映像信号等のアナログ信号が、各入力端子に接続された外部機器又はカメラ部２２から映像信号入力処理部１３に入力される。映像信号入力処理部１３は、一例として、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、映像信号入力処理部１３は、入力された映像信号がアナログ信号の場合は、アナログ信号をデジタルサンプリングするＡＤＣ処理等を行い、ＲＧＢ又は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、映像信号入力処理部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。
【００２７】
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、及び駆動制御部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、任意に指定された、又は登録されたレイアウトの画像信号を生成する事もできる。映像処理部１２は、図４に示された投影パターン（射影変換用の画像パターン）の画像信号も生成する。なお、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、グリッドパターン、あるいは円パターンなどを用いるようにしても良い。
【００２８】
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、光の出捨を選択する画像形成部２、及び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を回転駆動するモータ１８、画像形成部２、及びランプ電源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。
【００２９】
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。なお、カメラ部２２を介した撮影のタイミングに関しては後述する。本実施形態では駆動制御部１４が撮影制御部（撮影制御手段）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良い。カメラ部２２が撮影した画像が映像信号入力処理部１３へと入力される場合、映像信号入力処理部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。
【００３０】
駆動制御部１４は、さらに、プロジェクタ装置１０からスクリーン３０上に投影された投影パターン（投影画像）をカメラ部２２を用いて撮影し、撮影した投影パターン（投影画像）上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と、レーザポインタ４０からのレーザ光の照射点を検出する処理とを行う。駆動制御部１４が行う処理の詳細については、後述する。
【００３１】
カメラ部２２は、前述の如くＣＣＤカメラモジュールを含み、図４に示された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及び時間の撮影に必要なシャッター速度を決定して、制御する。
【００３２】
変換処理部２５は、後述の変換係数演算部２６が演算した射影変換係数Ｈを用いて、照射点の座標（ｘ‘，ｙ’）を、画像データ上の座標（ｘ，ｙ）へと射影変換する。
【００３３】
変換係数演算部２６は、カメラ部２２で撮影した投影画像の画像データが、映像信号入力処理部１３に入力された場合に、撮影された画像のデータを元に、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へ射影変換係数Ｈをセットする。
【００３４】
ポインタ生成部２７は、座標（ｘ，ｙ）に照射点画像データ（強調画像データ）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画素分の円形画像（すなわち、前述した囲み線のデータ、又は予め登録されたポインタ画像、あるいはアンダーラインなどを任意の生成の仕方で生成して良い。ポインタ生成部２７は、これらの計算を実行し、投影用画像信号を生成して、映像処理部１２に送る。
【００３５】
再び、映像処理部１２の説明に戻る。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後、画像処理後の信号を駆動制御部１４へ送出する。画像処理後の信号が駆動制御部１４に出力された場合、駆動制御部１４により、上記の画像処理後の信号に基づいて、画像形成部２、ランプ電源１７及びモータ１８が制御され、ポインタ画像が重畳された投影像が、投射系３ｂから投影される。
【００３６】
次に、照射点検出部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詳細について説明する。図５には、カラーホイールを構成する複数色のフィルタセグメント、一例としてＣｙ（シアン）−Ｗ（ホワイト）−Ｒ（レッド）−Ｍ（マゼンタ）−Ｙ（イエロー）−Ｇ（グリーン）−Ｂ（ブルー）の７色のフィルタセグメント（領域）が示されている。以下では、フィルタセグメントを、セグメント又は色セグメントと略記する。
【００３７】
また、図６には、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が示されている。駆動制御部１４は、入力された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、画像データの色を実現させる。例えば、Ｒｅｄセグメント（レッドセグメント）では、Ｒｅｄ（Ｒ）の光（波長成分）の透過率が大きく、ＲＧＢデータでもＲｅｄ（Ｒ）のデータが大半を占め、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）とＢｌｕｅ（Ｂ）の透過率が小さくこれらの色の光は制限される。
【００３８】
同様に、Ｇｒｅｅｎ（グリーン）セグメントでは、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）のデータが大半を占め、Ｂｌｕｅ（Ｂ）とＲｅｄ（Ｒ）の光（波長成分）は制限される。同様に、Ｂｌｕｅ（ブルー）セグメントでは、Ｂｌｕｅ（Ｂ）のデータが大半を占め、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）とＲｅｄ（Ｒ）の光（波長成分）は制限される。
【００３９】
また、２次色のＣｙａｎ（シアン）セグメント、Ｍａｇｅｎｔａ（マゼンタ）セグメント、及びＹｅｌｌｏｗ（イエロー）セグメントでは、それぞれ、ＢｌｕｅとＧｒｅｅｎの光、ＢｌｕｅとＲｅｄの光、及びＧｒｅｅｎとＲｅｄの光を、透過させる。また、３次色のＷｈｉｔｅ（ホワイト）セグメントではＲＧＢ全ての光を透過させる。
【００４０】
図７（Ａ）には、カラーホイール５の７つの色セグメントと投影光色との関係が示されている。カラーホイール５が１回転する間に７つの色セグメントの円周方向全域に光源からの光が照射される。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７（Ａ）中に、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。
【００４１】
例えば投影光色Ｒｅｄに注目するとＲｅｄに分類される成分はＲｅｄセグメント，Ｍａｇｅｎｔａセグメント、Ｙｅｌｌｏｗセグメントの区間、及びＷｈｉｔｅセグメントの区間である。一方、ＴｉｍｉｎｇＡの破線の矢印で示された区間はＲｅｄの映像信号に対応する光学画像が投影されない区間である。すなわち、このＴｉｍｉｎｇＡの区間に対応するカラーホイール５のＧｒｅｅｎセグメント，Ｂｌｕｅセグメント，及びＣｙａｎセグメントに該当する区間では、投影光色がＲｅｄであっても、実際に映像信号に対応する光学画像が投影がされていないことから、レーザポインタからの赤色のレーザ光でも検出し易くなる。同様に、ＴｉｍｉｎｇＢの区間及びＴｉｍｉｎｇＣの区間それぞれに対応するカラーホイール５の各色セグメントに該当する区間では、それぞれレーザポインタからの緑色、青色のレーザ光が検出し易くなる。
【００４２】
従って、本実施形態では、レーザポインタ４０として赤色のレーザ光を照射するレーザポインタ（以下、赤色のレーザポインタと称する）が用いられる場合には、そのレーザ光の照射点の位置検出に際し、タイミングＡの間にスクリーン３０に照射された赤色のレーザ光（照射画像）の撮影、及び検出が行われる。
【００４３】
ただし、ＴｉｍｉｎｇＡの区間の始まり及び終わりとカメラ部２２による撮影タイミングとを完全に同期させると、隣接する色セグメントである例えばＹｅｌｌｏｗセグメント又はＲｅｄセグメントからの漏れ光がカメラ部２２の撮像結果に影響を与えるおそれがある。また、経時劣化、すなわち熱によるカメラ部２２が備えるレンズあるいはセンサの劣化（撮影タイミングのずれ、色味の変化など）、カラーホイール５の色セグメントの劣化（色味の変化など）、及び電子部品が老朽化したことによる電気信号の遅れなどが発生する可能性がある。
【００４４】
そのため、本実施形態では、赤色のレーザ光が照射された投影面をカメラ部２２が撮影を行うタイミング（露光時間）は、例えば図７（Ｂ）中に示されている、設定露光時間１及び設定露光時間２のように、ＴｉｍｉｎｇＡの始まりから幾分遅れた時点からＴｉｍｉｎｇＡの終わりよりも幾分早い時点までの時間に設定される。設定露光時間１及び設定露光時間２で示されるように、赤色のレーザ光の照射点位置を検出する際、カメラ部２２は、カラーホイール５のセグメント（従って該セグメントを介して色付けされた投影光の色）が、Ｙｅｌｌｏｗの終了時点から幾分経過した時点とＷｈｉｔｅの開始時点の幾分前の時点との間の期間（時間）が露光時間（撮影時間）となるように設定される。この期間（時間）内で撮影が行われるのであれば、シャッタスピードは、任意に選択（設定）することができる。
【００４５】
同様に、レーザポインタ４０として緑色のレーザ光を照射するレーザポインタ（以下、緑色のレーザポインタと称する）が用いられる場合には、そのレーザ光の照射点の位置を検出する場合、カメラ部２２の撮影タイミング（露光時間）は、ＴｉｍｉｎｇＢの始まりから幾分遅れた時点からＴｉｍｉｎｇＢの終わりよりも幾分早い時点までの時間に設定される。すなわち、Ｗｈｉｔｅの終了時点から幾分経過した時点とＹｅｌｌｏｗの開始時点の幾分前の時点との間の期間（時間）、又はＧｒｅｅｎの終了時点から幾分経過した時点とＣｙａｎの開始時点の幾分前の時点との間の期間（時間）が露光時間（撮影時間）となるように設定される。この期間（時間）内で撮影が行われるのであれば、シャッタスピードは、任意に選択（設定）することができる。
【００４６】
同様に、レーザポインタ４０として青色のレーザ光を照射するレーザポインタ（以下、青色のレーザポインタと称する）が用いられる場合には、そのレーザ光の照射点の位置を検出する場合、カメラ部２２の撮影タイミング（露光時間）は、ＴｉｍｉｎｇＣの始まりから幾分遅れた時点からＴｉｍｉｎｇＢの終わりよりも幾分早い時点までの時間に設定される。すなわち、Ｗｈｉｔｅの終了時点から幾分経過した時点とＭａｇｅｎｔａの開始時点の幾分前の時点との間の期間（時間）、又はＭａｇｅｎｔａの終了時点から幾分経過した時点とＢｌｕｅの開始時点の幾分前の時点との間の期間（時間）が露光時間（撮影時間）となるように設定される。この期間（時間）内で撮影が行われるのであれば、シャッタスピードは、任意に選択（設定）することができる。
【００４７】
図８には、ある投影画像に対し、赤色、緑色、青色のレーザポインタからのレーザ光を照射した場合の画像データが示されている。また、図９には、ＴｉｍｉｎｇＡ，Ｂ，Ｃで赤色、緑色、青色のレーザポインタからのレーザ光がそれぞれ照射された投影画像を撮影した場合における、検出されるレーザポインタからのレーザ光の照射点の像が示されている。例えば、図９のＴｉｍｉｎｇＡ  Ｒｅｄ  ｓｈｏｔ  ｉｍａｇｅには、カメラ部２２がＴｉｍｉｎｇＡの区間の間にスクリーン３０を撮影し、取得した画像データの一例が示されている。
【００４８】
図９では、カメラ部２２の撮影タイミングは、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に同期している。例えば、カメラ部２２が赤色のレーザポインタからのレーザ光の照射点の位置を検出する場合で、ＴｉｍｉｎｇＡに合わせて撮影が行われる場合、カラーホイール５は、固定の周波数（本実施形態では１２０Ｈｚ）で回転されるため、カラーホイール５がＴｉｍｉｎｇＡ内の所定の期間に相当するタイミングで、駆動制御部１４によって、カメラ部２２の撮影時間を制御するための同期信号が設定される。
【００４９】
ＴｉｍｉｎｇＡの区間ではＲｅｄの映像信号に対応する光が確実に照射されていないので、赤色のレーザポインタからのレーザ光の照射点の検出が容易になる。従って、赤色のポインタからの照射光（レーザ光）を検知する場合は、上記同期信号に基づき、ＴｉｍｉｎｇＡ内の所定の期間と同期してカメラ部２２で撮影が行われる。これにより、赤色のレーザポインタからのレーザ光の照射点の検出精度、ひいてはその照射点の位置の検出精度が向上する。
【００５０】
同様に、ＴｉｍｉｎｇＢにおけるＴｉｍｉｎｇＢ  Ｇｒｅｅｎ  ｓｈｏｔ  ｉｍａｇｅではＧｒｅｅｎ版の映像信号に対応する光が照射されていないので、緑色のレーザポインタからのレーザ光の照射点及びその位置の検出精度が向上する。また、ＴｉｍｉｎｇＣにおけるＴｉｍｉｎｇＣ  Ｂｌｕｅ  ｓｈｏｔ  ｉｍａｇｅ  ではＢｌｕｅ版の映像信号に対応する光が照射されていないため、青色のレーザポインタからのレーザ光の照射点の検出が容易となる。このように、タイミング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色のレーザ光の照射点を同時に検出する事もできる。
【００５１】
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。駆動制御部１４は、前述のマーカセンサ１９から所定位置の検出信号を取得することによって、その検出タイミングを基準として、カメラ部２２の撮影タイミングを制御するための同期信号を生成する（あるいは不図示の同期信号生成部にその発生を指示する）。ここで、カメラ部２２の撮影タイミングを制御するための同期信号とは、映像信号（画像信号）中の垂直同期信号に基づいて生成される映像信号（画像信号）に応じたカラーホイール５の制御のための同期信号とは異なる。
【００５２】
そして、生成される同期信号は、設定されたレーザポインタの色に最も近い色の光が投影されていない期間のうちの所定期間と同期するように決定される。これにより、カメラ部２２はカラーホイール５の所定の回転位置を検知するマーカセンサ１９からの検知信号を基準として、撮影のシャッタータイミングを制御することが可能になる。なお、レーザポインタの色は、例えばユーザがプロジェクタ装置１０の操作用のインタフェース（不図示）から入力することによって設定される。
【００５３】
図１０及び図１１には、カラーホイールの回転周期とカメラ部２２の撮影周期とシャッター／露光タイミングの関係の一例が、それぞれ示されている。例えばカラーホイール５は、１２０Ｈｚの周期で回転し、カメラ部２２は、３０Ｈｚの周期でスクリーン３０を撮影する。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。図１０には、レーザポインタ４０から照射されるレーザ光が赤系の色を含む場合にカラーホイール５の回転と撮影とを同期させる場合のシャッター／露光タイミングの一例が示されている。図１０では、Ｃの区間がＲｅｄのブランク期間、すなわちＴｉｍｉｎｇＡ（カラーホイール５のＧｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ｃｙａｎに相当）内の所定区間（例えば、前述の図７（Ｂ）の設定露光時間１）であるものとする。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からのレーザ光の照射点を検出することができるようになる。
【００５４】
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。すなわち、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ことができるようになる。
【００５５】
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、撮影する。Ａの区間は、ここではＴｉｍｉｎｇＡ内の所定区間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のレーザポインタからのレーザ光の照射点が検出される。カメラ部２２は、２周期目でＢの区間に対して露光して撮影する。Ｂの区間はＴｉｍｉｎｇＢ内の所定区間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のレーザポインタからのレーザ光の照射点が検出される。カメラ部２２は、３周期目でＣの区間に対して露光して撮影する。Ｃの区間はＴｉｍｉｎｇＣ内の所定区間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Ｂｌｕｅのレーザポインタからのレーザ光の照射点が検出される。
【００５６】
以降は、同様に制御が行われ、赤色、緑色、青色の照射点が順次検出される。以上の場合、同期信号には１周期目のＴｉｍｉｎｇＡ内の所定区間、２周期目のＴｉｍｉｎｇＢ内の所定区間、３週目のＴｉｍｉｎｇＣ内の所定区間の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、画面内の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。
【００５７】
次に、本実施形態に係るプロジェクタ装置１０で行われる、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について、図１２に基づいて説明する。図１２は、プロジェクタ装置１０の駆動制御部１４の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。図１２のフローチャートに対応する処理は、入力された映像信号の１フレーム単位で行われる。
【００５８】
このフローチャートが、スタートするのは、一例として、外部ＰＣ２０がケーブルを介してプロジェクタ装置１０に接続され、プロジェクタ装置１０の電源が投入されたときである。
【００５９】
まず、ステップＳ１０１において、駆動制御部１４は、前述の入力端子３２、３３、３４のいずれかを介して入力された映像信号の入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）からの映像信号を投射するための処理を行う（ステップＳ１０１）。この処理は、映像信号に応じたカラーホイール５を回転駆動するモータ１８、画像形成部２、及びランプ電源１７の駆動制御を含む。
【００６０】
次のステップＳ１０２で、駆動制御部１４は、照射点検出モードが設定されているか否かを判断する。ここで、照射点検出モードとは、照射装置、例えばレーザポインタ４０によってスクリーン３０に照射されたレーザ光の照射点を検出するモードである。照射点検出モードは、一例として、ユーザがレーザポインタ４０を使用する場合などに、プロジェクタ装置１０の操作画面やボタンなどを操作することで起動される。このステップＳ１０２における判断が否定された場合、すなわち照射点検出モードでないと判断された場合は、ステップＳ１０１に戻る。これにより、処理は、次の映像信号のフレームへと移行する。そして、ステップＳ１０２における判断が肯定されるまで、すなわち照射点検出モードが設定されるまで、ステップＳ１０１、Ｓ１０２の処理、判断が繰り返される。
【００６１】
一方、ステップＳ１０２における判断が肯定された場合、すなわち照射点検出モードが設定されていると判断された場合には、駆動制御部１４は、ステップＳ１０３で、初期設定モードか否かを判断する。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モードであり、照射点検出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。例えば、初期設定モード設定専用のフラグを設け、そのフラグが降ろされている（リセットされている）場合に、初期設定モードと判断し、そのフラグを立てるなどすることが考えられる。この他、初期設定モードか否かは、例えば射影変換係数がセットされているか否か、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されても良い。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。
【００６２】
ステップＳ１０３における判断が肯定された場合、すなわち初期設定モードであると判定された場合には、駆動制御部１４は、ステップＳ１０４で、画像形成部２等を駆動して、映像処理部１２で生成された射影変換用の画像パターン（図４参照）をスクリーン３０上に投影する（ステップＳ１０４）。
【００６３】
次のステップＳ１０５で、駆動制御部１４は、カメラ部２２に指示を与えて上記の画像パターンが投影されたスクリーン３０上の投影範囲３５を撮影させる。この撮影は、駆動制御部１４からの指令に応じて、カメラ部２２によって行われる。
【００６４】
次のステップＳ１０６で、駆動制御部１４は、変換係数演算部２６に指示を与えて射影変換係数を算出させる。この射影変換係数の算出は、変換係数演算部２６により、次のようにして行われる。すなわち、変換係数演算部２６は、映像信号入力処理部１３を介し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。算出が完了した射影変換係数は、保存され、ステップＳ１０３の処理へと移行する。ここで、射影変換係数の算出のためのステップＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０６の一連の処理は、映像信号の１フレームの処理時間より短い僅かな時間に行われる。
【００６５】
この一方、ステップＳ１０３における判断が否定された場合、すなわち、初期設定モードでないと判定された場合には、ステップＳ１０７に進み、駆動制御部１４は、カメラ部２２に指示を与えてスクリーン３０上の投影範囲３５を撮影させる。このとき、スクリーン３０上には、ステップＳ１０１で投影されている映像とともにレーザポインタ４０からのレーザ光が照射されている。このステップＳ１０７における撮影は、先に詳述したタイミングで駆動制御部１４から送られてくる撮影用の同期信号に従って、カメラ部２２によって実行される。
【００６６】
次のステップＳ１０８で、駆動制御部１４は、照射点検出部２４に指示を与えて照射点を検出させる。ここで、上記ステップＳ１０７における撮影のタイミングは、前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。従って、照射点検出部２４は、撮影された画像データからレーザポインタ４０からのレーザ光の照射点を検出することができる。
【００６７】
次のステップＳ１０９では、駆動制御部１４は、変換処理部２５に指示を与えて検出された照射点の射影変換を行わせる。すなわち、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、先に変換係数演算部２６によって算出され、保存されている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。
【００６８】
次のステップＳ１１０では、駆動制御部１４は、ポインタ生成部２７に指示を与えて、ポインタ生成、すなわち射影変換後の照射点へのポインタ画像（照射点表示画像）を生成させる。ポインタ生成部２７は、変換処理部２５からの射影変換された座標のデータに基づき、元の映像信号データ中のその座標位置に表示するためのポインタの画像データを生成する。
【００６９】
次のステップＳ１１１では、駆動制御部１４は、映像処理部１２に指示を与えて映像信号とポインタの画像データとを合成させる。指示に応じて、映像処理部１２により、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。
【００７０】
しかる後、処理は、ステップＳ１０１に戻る。この結果、照射点検出モードが設定されている間、プレゼンターがレーザポインタ４０を操作して、その指示箇所（照射点）を移動させても、その移動に従ってポインタ画像を移動させつつ表示することが可能になる。
【００７１】
なお、上記ステップＳ１１０で生成し、ステップＳ１１１で映像信号のデータに対して合成する強調画像のデータとしては、上記のポインタ画像に代えて、その視認性をよくするために例えば、図１３に示されるように、算出された照射点を中心に、取り囲むリング状の画像（強調画像の一種）を表示することとしても良いし、照射点を示す円形の画像を、算出された照射点を中心にその半径を拡大して投影することとしても良い。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。強調画像として、前述したアンダーラインあるいは囲みラインを表示することとしても良い。この他、図１４に示されるように、ポインタを拡大するのではなく、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良い。かかる拡大表示などは、本実施形態では、駆動制御部１４が、映像処理部１２を用いて、画像処理の一部として、投影対象である画像データを加工することで、行われる。
【００７２】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、画像形成部２、光学系３ａ、投射系３ｂ、光源４、映像処理部１２、駆動制御部１４、ランプ電源１７、及びモータ１８等を含んで、投影手段が構成されている。また、ポインタ生成部２７と映像処理部１２とを含んで、照射画像生成手段が構成されている。
【００７３】
なお、上記実施形態では、複数の色のレーザポインタからのレーザ光（の照射点）を検出する場合、カメラ１個で複数の色レーザ光を検出する例について説明したが、これに限らず、検出する色毎にカメラを個別に搭載し、色毎に検出制御するようにしても良い。このようにすれば、カメラ部２２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２２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。
【００７４】
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良い。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こともできる。
【００７５】
なお、上記実施形態では、カメラ部２２は、プロジェクタ装置１０に設けられているものとしたが、これに限らず、例えば図１５に示されるように取り外し可能なカメラ部２２’としても良い。あるいは、プロジェクタ装置及び外部ＰＣとは別にカメラ部２２を構成するＣＣＤカメラ等が撮像手段として設けられていても良い。また、上記実施形態では、プロジェクタ装置１０の駆動制御部１４が、撮影制御手段を兼ねる場合について説明したが、これに限らず、外部ＰＣ２０がカメラ部２２を制御する機能を有していても良い。すなわち、撮影制御手段が外部ＰＣ内に設けられていても良い。また、上記実施形態で説明したプロジェクタ装置１０の駆動制御部１４が有する種々の機能の一部を、別の制御装置によって実現しても良く、外部ＰＣによって実現しても良い。従って、本発明に係るプレゼンテーションシステムでは、撮影制御手段、位置検出手段などがその構成要素として含まれていれば足りる。
【００７６】
また、上記実施形態では、照射点検出モードの設定を、ユーザがプロジェクタ装置１０の操作画面やボタンなどを操作することで行う場合について例示したが、これに限らず、レーザポインタなどの照射装置と、プロジェクタ装置１０とを無線回線（又は有線回線）で接続し、電源の投入、切断を無線又は有線通信により、プロジェクタ装置１０の駆動制御部１４（撮影制御手段）が検知する構成を採用しても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、プロジェクタ装置１０がカラーホイールを用いるＤＬＰ方式である場合について説明したが、これに限らず、例えばフィールドシーケンシャル方式と呼称される液晶表示パネルを介したプロジェクタ装置又は該プロジェクタ装置を含むプレゼンテーションシステムにも、本発明を適用することができる。
【００７８】
なお、上記本実施形態のプロジェクタ装置１０で実行されるプログラム（例えば、図１２のフローチャートに対応する処理アルゴリズムをＣＰＵに実行させるためのプログラム）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良い。
【００７９】
さらに、本実施形態のプロジェクタ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。
【００８０】
本実施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、プロジェクタ装置１０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良いし、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良い。
【符号の説明】
【００８１】
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、１０…プロジェクタ装置（画像投影装置）、１２…映像処理部、１４…駆動制御部（撮影制御手段）、１７…ランプ電源、１８…モータ、１９…マーカセンサ（検出手段）、２２…カメラ部（撮像手段）、２４…照射点検出部（照射点位置検出手段）、３０…スクリーン（投影面）、４０…レーザポインタ（照射装置）、１００…プレゼンテーションシステム。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開平１１−２７１６７５号公報
【図２】
2015037250.tif 000003
【図３】
2015037250.tif 000004
【図４】
2015037250.tif 000005
【図５】
2015037250.tif 000006
【図６】
2015037250.tif 000007
【図７】
2015037250.tif 000008
【図８】
2015037250.tif 000009
【図９】
2015037250.tif 000010
【図１０】
2015037250.tif 000011
【図１１】
2015037250.tif 000012
【図１２】
2015037250.tif 000013
【図１】
2015037250.tif 000014
【図１３】
2015037250.tif 000015
【図１４】
2015037250.tif 000016
【図１５】
2015037250.tif 000017