(57)【要約】【課題】書画カメラにおいて、原稿を斜め位置から撮像する際に、ズーム時にも台形歪みを補正し、また表示中心位置をも調整可能とする。【解決手段】レンズユニット１内のズームレンズのズーム拡大率を、拡大率検出器１０１で取得し、この検出拡大率に基づいて、ＣＰＵ１２３で、ＲＯＭ１２４を検索し、拡大地理に対応した台形歪み補正処理に必要なパラメータと、表示中心位置調整に必要なパラメータとを読出し、前者のパラメータを台形歪み補正回路１２１に渡して台形歪み補正処理を行う。また後者のパラメータをシフト処理回路１２２に渡して表示画面の中心位置の調整（シフト）を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像するレンズユニットを有し、このレンズユニットによってズーム機能が可能な書画カメラであって、前記ズーム機能による拡大率を検出する拡大率検出手段を含むことを特徴とする書画カメラ。
【請求項２】
前記レンズユニットを前記被写体の真上から所定量だけオフセットを持ってずらして配置する手段と、前記レンズユニットによる撮像画像の台形歪みを、前記拡大率に応じて補正する台形歪み補正手段とを、更に含むことを特徴とする請求項１記載の書画カメラ。
【請求項３】
前記台形歪み補正手段は、前記拡大率の各々に対応して前記台形歪み補正処理に必要なパラメータを予め格納した記憶手段と、この記憶手段から前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記台形歪み補正処理をなす手段とを有することを特徴とする請求項２記載の書画カメラ。
【請求項４】
前記台形歪み補正手段による補正後の出力に対して、前記オフセットであるずれ量に応じた表示位置のシフト処理をなすシフト処理手段を、更に含むことを特徴とする請求項２または３記載の書画カメラ。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記ずれ量及び前記拡大率に対応して前記シフト処理に必要なパラメータを予め格納しており、前記シフト処理手段は、前記記憶手段から前記ずれ量及び前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記シフト処理をなすようにしたことを特徴とする請求項２〜４いずれか記載の書画カメラ。
【請求項６】
被写体を撮像するレンズユニットを有し、このレンズユニットによってズーム機能が可能な書画カメラの動作制御方法であって、前記ズーム機能による拡大率を検出するステップを含むことを特徴とする動作制御方法。
【請求項７】
前記書画カメラは、前記レンズユニットを前記被写体の真上から所定量だけオフセットを持ってずらして配置する様構成されており、
前記レンズユニットによる撮像画像の台形歪みを、前記拡大率に応じて補正する台形歪み補正ステップを、更に含むことを特徴とする請求項６記載の動作制御方法。
【請求項８】
前記拡大率の各々に対応して前記台形歪み補正処理に必要なパラメータを予め格納した記憶手段を設け、
前記台形歪み補正ステップは、この記憶手段から前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記台形歪み補正処理をなすようにしたことを特徴とする請求項７記載の動作制御方法。
【請求項９】
前記台形歪み補正処理後の出力に対して、前記オフセットであるずれ量に応じた表示位置のシフト処理をなすシフト処理ステップを、更に含むことを特徴とする請求項７または９記載の動作制御方法。
【請求項１０】
前記記憶手段は、前記ずれ量及び前記拡大率に対応して前記シフト処理に必要なパラメータを予め格納しており、
前記シフト処理ステップは、前記記憶手段から前記ずれ量及び前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記シフト処理をなすようにしたことを特徴とする請求項７〜９いずれか記載の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は書画カメラ及びその動作制御方法に関し、特に被写体となる平面原稿や立体物またはスライドフィルムなどの資料を撮像して、プロジェクタやモニタテレビション等の表示装置に出力する書画カメラ及びその動作制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
会議や学会、展示会等におけるプレゼンテーション等においては、普通紙等の書画原稿や立体物、またはスライドフィルム等の資料を撮像して映像信号に変換し、この映像信号によって資料の画像をプロジェクタやモニタテレビジョン等の表示装置に表示する書画カメラが、広く用いられている。
【０００３】
基本的な書画カメラにおいては、レンズユニットを被撮像用の資料の垂直上部に位置させて、台形歪みのない画像を撮像するようになっている。このとき、操作者の資料交換等の操作が阻害されたり、またプレゼンテーションを行う発表者の顔が、このレンズユニットにより隠されて聴衆から見えにくくなることを防止するために、レンズユニットを、資料の真上の位置から所定量だけずらしていわゆるオフセットをもって配置することができるようになっている。このオフセットをもって配置されたレンズユニットにより撮影された画像は、台形歪みを生じることになる。この台形歪みを補正する技術が特許文献１や２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３２５２００号公報（第４〜５頁、図１〜３）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００３−１８３６９号公報（第４〜５頁、図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この様な書画カメラを使用してプレゼンテーション等を行う場合、資料全面を表示して説明する場合の他に、資料の一部を拡大表示して説明する場合がある。上述した特許文献１，２に開示された技術では、資料全面を表示した場合における台形歪み補正を行うことはできるが、資料の一部を拡大表示（ズーム表示）した場合の台形歪み補正については考慮されておらず、適用することはできない。拡大表示（  ズーム表示）  の場合には、ズーム位置量（ズームによる拡大率に相当）に応じて台形歪みの状態が異なるためである。
【０００７】
また、資料の真上からの読取りでは、レンズユニットの光軸と撮像画像の表示位置の中心とが同じであるが、真上以外の位置（オフセット位置）からの読取りでは、斜め方向からの読取りとなるために、レンズユニットの光軸と画像の表示位置の中心とがずれるために、ズーム表示を行うと、拡大した部分とはずれた撮像画像が表示されることになり、操作者はズーム表示の度にそれに合わせて資料の位置をずらずことが必要であり、操作性が悪いという問題もある。
【０００８】
本発明の目的は、資料の一部を拡大表示するためにズーム操作を行った場合に、どのズーム位置（拡大率）においても台形歪みを補正することが可能な書画カメラを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、同じくどのズーム位置においてもズーム前と同じ中心画像を維持して操作者の欲する拡大画像を表示することができる書画カメラを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による書画カメラは、被写体を撮像するレンズユニットを有し、このレンズユニットによってズーム機能が可能な書画カメラであって、前記ズーム機能による拡大率を検出する拡大率検出手段を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、前記レンズユニットを前記被写体の真上から所定量だけオフセットを持ってずらして配置する手段と、前記レンズユニットによる撮像画像の台形歪みを、前記拡大率に応じて補正する台形歪み補正手段とを、更に含むことを特徴とする。
【００１２】
そして、前記台形歪み補正手段は、前記拡大率の各々に対応して前記台形歪み補正処理に必要なパラメータを予め格納した記憶手段と、この記憶手段から前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記台形歪み補正処理をなす手段とを有することを特徴とする。また、前記台形歪み補正手段による補正後の出力に対して、前記オフセットであるずれ量に応じた表示位置のシフト処理をなすシフト処理手段を、更に含むことを特徴とする。
【００１３】
また、前記記憶手段は、前記ずれ量及び前記拡大率に対応して前記シフト処理に必要なパラメータを予め格納しており、前記シフト処理手段は、前記記憶手段から前記ずれ量及び前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記シフト処理をなすようにしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明による書画カメラの動作制御方法は、被写体を撮像するレンズユニットを有し、このレンズユニットによってズーム機能が可能な書画カメラの動作制御方法であって、前記ズーム機能による拡大率を検出するステップを含むことを特徴とする。
【００１５】
更に、前記書画カメラは、前記レンズユニットを前記被写体の真上から所定量だけオフセットを持ってずらして配置する様構成されており、前記レンズユニットによる撮像画像の台形歪みを、前記拡大率に応じて補正する台形歪み補正ステップを、更に含むことを特徴とする。また、前記拡大率の各々に対応して前記台形歪み補正処理に必要なパラメータを予め格納した記憶手段を設け、前記台形歪み補正ステップは、この記憶手段から前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記台形歪み補正処理をなすようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記台形歪み補正処理後の出力に対して、前記オフセットであるずれ量に応じた表示位置のシフト処理をなすシフト処理ステップを、更に含むことを特徴とする。そして、前記記憶手段は、前記ずれ量及び前記拡大率に対応して前記シフト処理に必要なパラメータを予め格納しており、前記シフト処理ステップは、前記記憶手段から前記ずれ量及び前記拡大率に対応するパラメータを読出して前記シフト処理をなすようにしたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の作用を述べる。ズーム機能を有する書画カメラにおいて、ズームによる拡大率を検出する機能を設ける。原稿を斜めから撮像する際に、ズーム機能を動作させた場合に、拡大率検出機能によりズームの拡大率を検出して、この検出拡大率に応じて、台形歪みの補正処理を実行する。このとき、ズーム拡大率に応じて台形歪みの状態が変化するので、拡大率の各々に対応して、台形歪み補正処理のためのパラメータをＲＯＭテーブルに格納しておき、実際の拡大率に応じてこのＲＯＭテーブルから対応するパラメータを読出して台形歪みの補正処理を行う。
【００１８】
また、表示中心位置がずれるので、表示位置を補正するために表示図形のシフト処理を行うが、このとき、ズームによる拡大率によりこのずれ量も変化するので、ＲＯＭテーブルには、拡大率に対応してシフト処理のためのパラメータをも予め格納しておくのである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例のブロック図である。図１を参照すると、原稿等の資料である被写体１００はズーム機能を有するレンズユニット１により、撮像されて電気信号に変換され、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１１によりデジタル信号となる。このデジタル信号は信号処理部１２に入力され、台形歪み補正回路１２１及びシフト処理回路１２２において、台形歪み補正処理及びシフト処理が行われ、Ｄ／Ａ変換器１３へ入力されてアナログ信号となって出力される。
【００２０】
レンズユニット１はズームの拡大率検出器１０１とＣＣＤセンサ１０２を有している。信号処理部１２はＣＰＵ１２３とＲＯＭ１２４とを有しており、ＣＰＵ１２３はＲＯＭ１２４に予め格納されている信号処理用パラメータを、拡大率検出器１０１によるズームの拡大率に応じて読出し、台形歪み補正処理回路１２１及びシフト処理回路１２２の動作制御を行う。
【００２１】
なお、図１において、撮像カメラ（ＣＣＤセンサ２）からの画像のうち、Ａはズーム前の台形歪みを有する画像であり、Ｂはズーム後の台形歪みを有する画像である。台形歪み補正後の画像はＣで示している。
【００２２】
図２は本発明を適用した書画カメラの例を示す外観図であり（Ａ）はレンズユニット１を原稿台４上の資料（図示せず）の真上に設けて、資料真上より撮影を行っている場合の側面図である。（Ｂ）はレンズユニット１を（Ａ）の位置から所定量オフセットを持たせて、斜めから撮影を行っている場合の側面図である。
【００２３】
図２（Ａ），（Ｂ）において、２はレンズユニット１を取付けたアームであり、３はレンズユニット１の光軸を示し、５は表示画面の中心位置であってかつ図示せぬ資料の中心位置である。（Ａ）に示す様に、レンズユニット１にオフセットを持たせない場合には、レンズユニット１の光軸３は表示画面の中心位置５を通る。しかしながら、（Ｂ）に示す様に、レンズユニット１にオフセットを持たせた場合には、レンズユニット１の光軸３は表示画面の中心位置５からずれた位置を通る。このずれ量が（Ｂ）において６で示されている。
【００２４】
図３は、図２（Ａ）の場合における撮影画像の例を示しており、図４は、図２（Ｂ）の場合における撮影画像の例を示す。図４に示す如く、レンズユニット１にオフセットを持たせた場合には、台形歪みが生じることになる。なお、これ等図において、歪みの状態が判るように、撮影画像を、縦横の複数の直線で区切って（格子状に区切って）、複数の正方形の単位図形の集合として示している。
【００２５】
図４に示した台形歪みを有する画像を補正する必要があるが、この台形歪みの補正処理は上記特許文献１，２においても公知であり、また市販されている画像処理用アプリケーションプログラムの「遠近法」等の「変形コマンド」としても公知であるために、以下簡単に説明する。
【００２６】
図５はこの台形歪み補正処理の概略フローチャートである。図４に示す台形状の画像の平行な２辺のうち短辺の長さに、各長辺の長さが一致するように、各水平ライン毎に縮小を施す（ステップＳ１）。このとき、縦方向の間隔は、上側と下側でレンズからの距離が異なるために、短辺側（上側とする）が長辺側（下側）より縮んで表示される（図６参照）。この図６に示す様に、このときの表示画像は左右が斜めとなっている。そこで、左右斜めの部分を削除して長方形の表示画像とする（図７参照）（ステップＳ２）。
【００２７】
次に、縦方向の処理を行う。すなわち、上側の単位図形の間隔（縦方向）に合わせるように、１ライン単位で、縦方向の縮小処理を行う。この場合、図８（Ａ）は縦方向の処理を行う前の画像であり、図７と同じものであり、図８（Ｂ）は縦方向の縮小処理を行った後の画像である。図中の番号は、単位図形に付した通し番号である。この縦方向の縮小処理を行うと、図８（Ｂ）に示すように、上方向に片寄った画像となる。そこで、逆に、下側の単位図形の間隔（縦方向）に合わせるように、拡大処理を行うと、図８（Ｃ）の様な拡大画像となる。この様な縦方向の縮小または拡大処理が図５のステップＳ３に示されている。
【００２８】
なお、拡大と縮小の両機能をサポートしている装置では、中心部分の単位図形の間隔（縦方向）に合わせるように、上側を拡大し、下側を縮小する処理を行うこともでき、この場合には、図８（Ｄ）に示す画像が得られる。
【００２９】
ステップＳ３における縦方向の画像変換を行うと、画像は縦長になったり、縮んだりすることになる。そこで、縦方向の尺度に合わせた横方向の画像変換が必要になる。この横方向の画像変換に関しては、各単位図形において、縦方向の間隔と横方向の間隔との比率が１対１になるように、縦長の画像には、横方向の拡大処理を、逆の画像には、横方向の縮小処理を、それぞれ行う（ステップＳ４）。以上の処理により、台形歪みの補正処理が完了することになる。
【００３０】
この図５に示した台形歪み補正処理は図１の台形歪み補正回路１２１により実行される。この場合の処理は、レンズユニット１におけるズーム機能を使用しない場合の処理であって、前述した如く、周知の処理方法が用いられる。
【００３１】
次に、ズーム機能を用いた場合における画像処理について説明する。図２（Ｂ）に示したレンズユニット１にオフセットを持たせて斜めから撮像した画像では、ズーム前とズーム後とにおいて、台形歪みの角度が変化し、図１の撮像カメラからの画像Ａ，Ｂに示す如く、ズーム前の角度が鋭く、ズーム後のそれが鈍くなる。ズーム位置（ズームの拡大率に相当）にかかわらず台形歪み補正を行うために、ズーム位置量（拡大率）を取得する必要がある。
【００３２】
そこで、レンズユニット部１に拡大率検出器１０１を設けている。この検出器１０１の例としては、図９に示す如く、ズームレンズ１１１内の可動レンズ１１２の位置を検出するための検出器（センサ）１１３を、ズーム基準位置に取付けておき、可動レンズ１１２に移動量により、ズームの拡大率（ズーム位置量）の検出を行うものである。すなわち、可動レンズ１１２の突起部１１４がセンサ１１３を横切った位置を基準位置とし、この基準位置から、可動レンズ１１２駆動用のステップモータ（図示せず）が何ステップ移動したかにより拡大率の検出を行うのである。この場合のセンサ１１３としてはフォトインタラプタを用いるのが良い。また、可動レンズ駆動用のＤＣモータやステップモータの駆動信号により、直接拡大率を把握できれば、その信号を用いるようにしても良いものである。
【００３３】
こうして検出された拡大率は、ＣＰＵ１２３へ入力されてＲＯＭ１２４の読出しアドレスとして用いられる。ＲＯＭ１２４には、拡大率に対応して、台形歪み補正回路１２１で行う台形歪み補正処理に必要なパラメータと、シフト処理回路１２２で行う表示画面の中心位置のずれに伴う画像シフト処理に必要なパラメータとが、予めＲＯＭテーブルとして格納されている。
【００３４】
先ず、ズーム時における台形歪み補正処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。ズーム動作に伴って、拡大率検出器１０１により検出されてＣＰＵ１２３へ入力される（ステップＳ２１）。ＣＰＵ１２３はこの拡大率に対応した台形歪み補正処理用パラメータをＲＯＭテーブルから読出す（ステップＳ２２）。この場合のパラメータは、台形の平行な二辺の長さデータと、この平行な二辺に対する他の二辺の交叉角度データと、垂直方向の各ライン毎の拡大、縮小率データと、水平方向の拡大、縮小率データである。
【００３５】
台形は、平行な二辺の長さと、この二辺に対する他の二辺の交叉角度と、高さとが定まれが、一義的に決定されるが、書画カメラにおける台形の高さは一定であるために、本例では、台形を特定するパラメータとして、上記の長さデータと角度データとしている。台形が一義的に定まれば、図５に示した台形歪み補正処理が実行可能であるが、本例では、処理をより高速にするために、ＲＯＭテーブルのパラメータとして、更に、図５のステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４等において必要な垂直や水平方向の拡大、縮小率データをも用いている。
【００３６】
なお、図２に示したレンズユニット１のオフセット量によっても、台形歪みの状態は変化するが、このオフセット量はステップ的に数段階に変化するものとすれば、上記ＲＯＭテーブルとしては、この変化ステップ数に対応する数のテーブルを準備しておけば良い。
【００３７】
ＲＯＭテーブルから読出したパラメータを、ＣＰＵ１２３は台形歪み補正回路１２１へ渡し（ステップＳ２３）、台形歪み補正回路１２１では、図５に示したフローに従って台形歪みの補正処理を実行することになる（ステップＳ２４）。
【００３８】
ここで、図２（Ｂ）に示した様に、レンズユニット１にオフセットを持たせて斜めから被写体を撮像する場合には、レンズの光軸３と撮像画像の中心位置とが異なる。そのために、台形歪み補正後の表示画像をみると、ズーム前の画像は図１１（Ａ）であり、ズーム処理（台形歪み補正処理）後の画像は図１１（Ｂ）となり、図１１（Ｂ）では、表示位置がずれていることになる。従って、シフト処理回路１２２において、表示位置をシフトさせて中心位置を図１１（Ａ）と同じにする必要がある。図１１（Ｃ）はシフト処理後の画像を示している。
【００３９】
このシフト処理の動作を、図１２のフローチャートに示している。図１２を参照すると、拡大率検出器１０１により拡大率が検出されてＣＰＵ１２３へ入力され（ステップＳ３１）、ＲＯＭ１２４の読出しアドレスとして用いられる。ＲＯＭ１２４のＲＯＭテーブルから、対応するシフト処理に必要なパラメータが読出され（ステップＳ３２）、シフト処理回路１２２へ渡される（ステップＳ３３）。そして、このパラメータを用いてシフト処理が行われる（ステップＳ３４）。
【００４０】
シフト処理回路１２２でのシフト処理は、台形歪み補正回路１２１にて処理された信号から、表示した位置の信号の切出し処理であり、図１３にその切出し処理の状態を示している。
【００４１】
図１３において、台形歪み補正回路１２１からの信号は、ＣＣＤセンサ１０２により撮影された全ての領域のデータ２００である。このデータは水平（Ｈ）方向と垂直（Ｖ）方向の信号と同期しており、Ｈ方向の先頭位置及びＶ方向の先頭位置を指定すると共に、Ｈ方向のデータ長及びＶ方向のデータ長を指定することによって、切出し範囲の指定が可能である。よって、このときのパラメータとしては、Ｈ及びＶ方向位置とＨ及びＶ方向のデータ長である。
【００４２】
図１３においては、２０１がシフト処理を行わない場合の切出し範囲であり、Ｈ方向の“ｃｃ”、Ｖ方向の“ｄｄ”から切出しを開始し、Ｈ方向の“ｅｅ”、Ｖ方向の“ｆｆ”までのデータをＤ／Ａ変換器１３へ送信する。シフト処理を行う場合には、この切出し位置を変更するのである。つまり、Ｈ方向の“ｃｃ”、Ｖ方向の“ｄｄ´”から切出しを開始し、Ｈ方向の“ｅｅ”、Ｖ方向の“ｆｆ´”までのデータをＤ／Ａ変換器１３へ送信する。これにより、２０１で示す画像が２０２で示す画像にシフトされたことになる。
【００４３】
なお、このシフト処理のシフト量も、レンズユニット１のオフセット量によっても変化するが、オフセット量をステップ的に変化させるとすれば、この変化ステップ数に対応する数のテーブルを準備しておけば良いことは明らかである。
【００４４】
また、図１の例では、台形歪み補正回路１２１及びシフト処理回路１２２をＣＰＵ１２３とは別に設けているが、ＲＯＭ１２４にこれ等の全ての処理手順を予めプログラムとして格納しておき、ＣＰＵ（  コンピュータ）  １２３によりこれを読取らせて実行させるようにしても良いものである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による第１の効果は、ズーム時においても、原稿等の被写体を斜めから撮影したときの画像を、真上から撮影したときの画像と遜色のない画像を表示することができることである。その理由は、ズーム時における拡大率を検出して、これを用いて台形歪み補正処理や中心位置ずれ補正処理が可能であるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】本発明の実施例を適用した書画カメラの外観図であり、（Ａ）はカメラユニット１を資料（被写体）の真上に設置した場合のもの、（Ｂ）はカメラユニット１を所定オフセット量だけずらして斜めに設置した場合のものである。
【図３】図２（Ａ）における撮像画像を示す図である。
【図４】図２（Ｂ）における撮像画像を示す図である。
【図５】台形歪み補正処理の動作フロー図である。
【図６】台形歪み補正処理の一過程における補正画像を示す図である。
【図７】台形歪み補正処理の他の過程における補正画像を示す図である。
【図８】台形歪み補正処理の更に他の過程における補正画像の各例を示す図である。
【図９】ズームの拡大率検出器の例を示す図である。
【図１０】ズーム時の台形歪み補正処理を示す動作フロー図である。
【図１１】ズーム時の台形歪み補正処理後の位置調整例を説明するための図である。
【図１２】シフト処理の動作を示すフロー図である。
【図１３】シフト処理の例を説明するための図である。
【符号の説明】
１  レンズユニット
２  アーム
３  光軸
４  原稿台
５  表示画面の中心位置
６  中心位置のずれ量
１１  Ａ／Ｄ変換器
１２  信号処理部
１３  Ｄ／Ａ変換器
１００  被写体
１０１  ズームの拡大率検出器
１０２  ＣＣＤセンサ
１２１  台形歪み補正回路
１２２  シフト処理回路
１２３  ＣＰＵ
１２４  ＲＯＭ
【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】
2005005920.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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