JP2004265185A - デジタイザ付きカメラ付き画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】遠隔ミーティングや電子会議などにおいて紙データや参考品などの画像データを電子データと同様に扱えるようにする卓上のカメラ・デジタイザ付き投影装置。
【解決手段】スタンド状の台にカメラと投影装置を具えテーブル上の任意の編集領域に対し斜め投射を補正した投影画像ないし斜め透視を補正しての画像取得を行うことができ、通常デジタイザ装置、編集領域のオブジェクトを外部モニターにデジタイザのエコーバック付きで標示する、オブジェクトを画像データとして1動作で取得することができる装置。
【選択図】 図1−1
【解決手段】スタンド状の台にカメラと投影装置を具えテーブル上の任意の編集領域に対し斜め投射を補正した投影画像ないし斜め透視を補正しての画像取得を行うことができ、通常デジタイザ装置、編集領域のオブジェクトを外部モニターにデジタイザのエコーバック付きで標示する、オブジェクトを画像データとして1動作で取得することができる装置。
【選択図】 図1−1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文書の編集を行う、電子会議などでプレゼンテーションを行う、遠隔地との間でミーティングを行う、等の場合における、操作入力、電子データ入力、紙データ入力の道具であるデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、文書の編集を行う、電子会議などでプレゼンテーションを行う、遠隔地との間でミーティングを行う、等の場合、操作入力の道具としては、キーボード、マウス、液晶表示機能つきデジタイザなどを主として用い、電子データ入力の道具としては、まず、電子データの場合、ネットワークからのダウンロード、フロッピー(R)ディスク、CDROM、等の記録メディアを用いる。
【0003】
紙データの場合は、スキャナーで取り込む、書画カメラで静止画として撮影するなどの手段を、それぞれ独立して用いていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況においては、特に操作入力、電子データ入力に対して、紙データの入力が独立して行われるため、紙データがかかわる編集作業、プレゼンテーション作業などにおいては、該紙データを一旦電子データに変換してから、前記作業を行うこととなり、時間と手間が掛かるのみでなく、リアルタイムで進行する作業に支障をきたすなどの問題があった。
【0005】
本発明は、主としてコンピューターに接続して用いる入出力手段である。
【0006】
本発明は、使用者がテーブルの上、等に適宜選択した編集作業領域に歪みのない画像を表示する投影装置と前記編集領域を撮影し歪みのない画像を得る動画静止画カメラ、さらに先端に赤外線発光素子を具える指示具からなり、この3者によりエコーバックのある光学式座標入力装置を構成するものである。
【0007】
またこのような構成であるので、例えば本や書類のような紙のデータを前記編集領域に置くことにより画像データとしてリアルタイムに入力することができ、かつ該書類の上面においても前記光学式座標入力装置が成り立っているので、例えば、前記、紙のデータに対してそれを汚すことなくリアルタイムで電子的な追加書きが可能である。
【0008】
また、本方式の場合、立体形状のオブジェクトも画像データとしてリアルタイムで取り込むことができ、例えば動きのある立体物をデータとして保存しつつ外部モニターで表示ないしネット上に発送するなども可能である。
【0009】
本発明のもう一つの効果は簡便性である。
【0010】
本発明は、主として電気スタンドのような形状をしており、スタンド台の上に前記動画静止画カメラ、画像投影機が設置され、また、両者は一体化され、なおかつ方向はある程度自由に変えられるようになっている。
【0011】
すなわち、本発明装置の設置位置、設置の方向を適宜えらぶことにより、使用者は机上の任意領域を任意の大きさで編集領域として選ぶことができる。
【0012】
実際、本発明においては、例えば使用者が右利きの場合、本発明装置は編集領域左前方に置かれることにより有効となり、例えば使用者が左利きの場合、本発明装置は編集領域右前方に置かれることにより有効となる。
【0013】
このようにして前記動画静止画カメラおよび画像投影機は各々の位置から、前記編集領域を斜めに見る事となる。
【0014】
本発明は、この「斜めに見る」ことの補正すなわち斜め投射、斜め透視の補正の手順をも提案する物である。
【0015】
ここで、斜め投射、斜め透視の補正をともなった装置という意味では、本発明に類似した先行発明、特開平6−89085号公報、特開2001−169211号公報などがある。
【0016】
しかしながら前者は、投影手段によるエコーバックを提案しておらず、後者は同調して機能する座標入力装置を提案していない。
【0017】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、遠隔ミーティングや電子会議などにおいて、紙データや参考品などの画像データを電子データと同様に扱えるようにするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【0019】
(1)テーブル上の任意の位置に任意の角度に設置可能なスタンド状のユニットと、先端に赤外線発光機能を備える座標入力用指示具とからなる装置であって、該スタンド状のユニットは、コンピューターから送られた画像をテーブル上の任意の編集領域に投影することが可能な画像投影手段と、該画像投影手段によって投影される画像に歪の無いように、予め斜め投射歪を補正する第1の画像補正手段と、前記画像投影手段によってテーブル上に投影された画像と、該テーブル上の編集領域に存在するオブジェクトの画像と、前記座標入力用指示具から発する赤外光によって形成される赤外画像とを、撮影する動画静止画撮影手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した可視光画像から斜め透視歪を、補正した画像を得るための第2の画像補正手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した赤外線画像から前記第2の画像補正手段と同一の画像補正を行って、座標演算用画像を得る手段と、外部に画像出力を行う第1,第2の画像出力手段と、を備えることを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0020】
(2)前記(1)の動画静止画撮影手段と画像投影手段は互いに固定されることにより、概同一の方向を向いていて、該画像投影手段から発するスポット光を、テーブル上に設定した所定のエリアにあわせることにより、前記(1)のスタンド状のユニットの方向、位置を設定することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0021】
(3)前記(1)の第2の画像補正手段は、テーブル上に一時的に置かれるカメラ構成パターンを前記動画静止画撮影手段によって撮影することにより得られるところの、該動画静止画撮影手段の位置、方向に起因するところの透視歪パラメータ行列Aの逆行列である、透視歪補正パラメータ行A(invert)にもとづいて画像補正することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0022】
(4)前記(1)の第1の画像補正手段は、予め前記(3)の透視歪パラメータ行列Aと等しい補正を施した画像を、前記(1)の画像投影手段によって投影し、該投影画像と前記(3)のカメラ構成パターンを前記(1)の動画静止画撮影手段で撮影し、該投影画像と該カメラ構成パターンの差異より求められるところの、前記動画静止画撮影装置と前記画像投影装置との間の視差歪を表す行列をBとしたときA×B(inv)で表される行列にもとづいて画像補正することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0023】
(5)前記(1)の座標入力用指示具は、ペンアップダウン信号、ペン上のスイッチ信号を該赤外発光に時系列信号として重畳することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0024】
(6)前記(1)のユニットは動画静止画カメラの近傍にフォトセンサーを備え、該フォトセンサーが前記(5)の赤外発光にともなう時系列信号を抽出することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0025】
(7)前記(1)の第1の画像出力手段は、前記(1)の第2の画像補正手段の出力画像から、前記(1)のコンピューターから送られた画像を遅延補正して差し引いた第1の出力画像を出力することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0026】
(8)前記(1)の第2の画像出力手段は、前記(1)の第2の画像補正手段の出力画像と、前記(1)のコンピューターから送られた画像との何れかを切り替えて第2の画像出力として出力することが可能なことを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0027】
(9)前記(1)のユニットは画像投影手段で投影する画像として前記(1)のコンピューターから送られる画像と、前記編集領域を照明するための照明用画像との何れかを選択可能なことを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0028】
(10)テーブル上の任意の位置に任意の角度に、設置可能なスタンド状のユニットと、先端に赤外線発光機能を備える座標入力用指示具とからなる装置であって、該スタンド状のユニットは、コンピューターから送られた画像をテーブル上の任意の編集領域に投影することが可能な画像投影手段と、該画像投影手段によって投影される画像に歪の無いように、予め斜め投射歪を補正する第一の画像補正手段と、前記画像投影手段によってテーブル上に投影された画像と、該テーブル上の編集領域に存在するオブジェクトの画像と、前記座標入力用指示具から発する赤外光によって形成される赤外画像とを、撮影する動画静止画撮影手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した可視光画像から斜め透視歪を補正した画像を得るための第2の画像補正手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した赤外線画像から、前記第2の画像補正手段と同一の画像補正を行って座標演算用画像を得る手段と、外部に画像出力を行う第1,第2の画像出力手段とを備えるデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置であって、第1のモード(通常デジタイザモード)においては前記画像投影手段は、コンピューターから送られるエコーバックを含む画像を投影し、第2の画像出力手段もコンピューターから送られるエコーバックを含む画像を投影し、第2のモード(オブジェクト撮り込みモード)においては前記画像投影手段は、編集領域を照明するための無地の画像を投影し、第2の画像出力機能は、コンピューターから送られるエコーバックを含む画像を出力し、第1の画像出力手段から前記コンピューターに編集領域のオブジェクトの画像データが送信され、第3のモード(直接標示モード)においては前記画像投影手段は、コンピューターから送られる無地の信号とエコーバックとの合成画像を投影し、第2の画像出力機能は動画静止画取得手段によって取得した画像を出力する、ことを特徴とする、デジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0029】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
以下、図をもとに本発明の実施例の説明を行う。
【0030】
図1−2は本発明を最もよく表す図である。
【0031】
本実施例は動画静止画カメラ1、投影機2(1,2の組み合わせからなるユニット3)、机上で所定の編集領域を選択しうる平面8、先端に赤外線発光素子を備えるペン型指示具6からなる。
【0032】
図1−1,1−2,1−3はそれぞれ異なった使用状況を表現したものである。図1−1は動画静止画カメラ1の斜め透視補正、投影機2の斜め投射補正、該カメラと投影機の視差補正を行った後の投影状況外観図である。この状態で編集領域には歪みの少ない画像が投影されている。
【0033】
図1−2は前記補正が成り立っている上で、赤外線発光による軌跡入力を行うとともにその結果が正しくエコーバックされている様子である。
【0034】
図1−3はさらに編集領域に書類13を置き、その上にペン形状の指示具によって軌跡12を電子的に描いている様子である。
【0035】
次に、図2を基に本実施例の流れを説明する。
【0036】
本発明においては、編集領域に対し斜めの位置からカメラで撮影、投影機で投影している。従って、それぞれにおいて斜め透視歪、斜め投影歪が発生する。
【0037】
ここで、前記カメラと投影機は一体であるからそれらの向いている方向はほぼ同じである。このため前記斜め透視歪と斜め投影歪はおよそ逆行列の関係となる。
【0038】
しかしながら、前記カメラと投影機は同一位置にあるのではなく短い距離ではあるが、所定の距離離れている、このため両者の視差が発生する。そこで下記のように各歪を分類する(これらはいずれも行列である)。
【0039】
編集領域の画像がカメラで撮影される場合の透視歪:A
カメラと投影機の視差による歪:B
また、このように定義すると、
投影機によって編集領域に投影される画像の歪:A(invert)×B
と書くことができる。
【0040】
従って、カメラで撮影される可視光画像と赤外線画像に対して、
撮像後に行うべき斜め透視歪補正は A(invert)であり、
また、投影機で投影される画像に対して予め成されるべき補正は、
A×B(invert) である。
【0041】
本発明では、まず後述する手段により前記A,Bを求めるが、ここでは、これが既に求められているとして、以下、図2をもとに本実施例の流れを説明する。
【0042】
本実施例1は主としてコンピューター用入出力機器である。
【0043】
投影用画像手段は、本実施例に対してコンピューターより送られる。通常の表示画像38もしくは照明用画像41をスイッチ2で選択し、これに投影用画像補正処理手段によって投射歪補正A、視差歪補正B(invert)を施し、投影機2で編集領域に投影する、このとき編集領域においては歪の少ない投影画像が再現されている。
【0044】
動画静止画カメラ5は該編集領域の風景と、投影機から投影される投影画像と、ワイヤレスペンからの赤外線画像を撮像する。
【0045】
ここで該編集領域の風景とは、該編集領域に置かれている書類、写真等の紙データないし、立体的なオブジェクトの存在を表現している。
【0046】
動画静止画カメラ5においては、赤外線ハーフミラーによって赤外線画像と、可視光画像を分離し、該可視光画像は撮像素子aで、該赤外線画像は撮像素子bで夫々撮像される。
【0047】
前記、可視光画像は投影画像補正処理部で斜め透視歪補正A(invert
)が施され、歪の少ない補正済み撮影画像となる、ここで該補正済み撮影画像は編集領域にある書類、写真などのオブジェクトの映像と、投影機によって投影された映像との合成された映像である、
本実施例ではこの部分においては、前記合成画像のうち前者を入力情報としてメモリーに格納する事のみが必要で、後者(投影画像)は不要であり、取り除く必要がある。
【0048】
そこで投影画像減算処理部35にて投影画像の補正前の画像を減算する。またこの減算は時間的に減算画像と被減算画像の時間が一致している必要がある。このため減算画像には遅延処理部において、時間的な遅延を持たせている。このようにして投影画像を取り除かれたオブジェクト画像はコンピューター本体に第1の出力画像37として送られ、メモリーに格納される。
【0049】
一方、ペン型指示具から発せられ撮像素子bで撮像された前記赤外線画像は、座標データ補正処理部33で前記可視光画像と同様に斜め透視歪補正A(in
vert)が施され補正済み赤外線画像となる、さらに座標演算部34でこれをもとに実際の座標値が算出される。
【0050】
ここでワイヤレスペンから発せられる赤外光はペンアップダウンデータ、モードデータ等を時系列情報として含んでいる。フォトセンサー30では指示具から発せられる赤外光を、前記時系列情報として受光することによりペンアップダウンデータ、モードデータ等を取得する。これらのデータは座標演算部34で座標値と合成され座標データとしてコンピューターのUSBポート等に送られる。
【0051】
本実施例においては出力画像として前記第1の出力画像37と第2の出力画像40がある。第1の出力画像は前述したように編集領域にあるオブジェクトをデータとして取り込むための画像であり、投影画像は取り除かれている。
【0052】
第2の画像は外部モニターへの出力用の画像である。
【0053】
<本実施例における3つのモードに関する説明>
本発明はその用途によって三つの動作モードを持っている。
【0054】
第1のモードは「通常デジタイザモード」、第2のモードは「オブジェクトとり込みモード」、第3のモードは「直接表示モード」である。
【0055】
「通常でデジタイザモード」はオブジェクトの撮り込みを行わず、第2の画像出力、投影画像ともコンピューター出力画像に等しい通常のデジタイザのモードである。
【0056】
「オブジェクトとり込みモード」は編集領域にあるオブジェクト(文書、書類、物体等)を動画像データまたは静止画像データとして取り込むためのモードであり、投影機は照明装置の機能を果たす。
【0057】
また外部モニターには何らかの通常のコンピューター出力画像が表示される。
【0058】
「直接表示モード」は編集領域にある書類や物体に電子的なエコーバックを投影しながら、その様子をそのまま外部モニターに表示するモードであり、物体や紙の書類を用いてプレゼンテーションなどを行う場合にもちいる。
【0059】
この場合、コンピューター上のアプリケーションは例えばラスタなどの画像にペンのエコーバックのみを合成した画像を本実施例におくり、本実施例はこれを歪補正したのち編集領域のオブジェクトの上に投影する。
【0060】
この様子をそのまま外部モニターに標示する、従ってこのとき、第1の画像の取り込みは行わない。座標データのとりこみは行う。
【0061】
以下に、各モードにおける動作をまとめて記述する。
【0062】
<本実施例における斜め投射補正、斜め透視補正、デジタイザ補正の説明>
編集領域の画像がカメラで撮影される場合の斜め透視歪 :A
カメラと投影機の視差による歪 :B
を求めるための,構成手段を図5−1,5−2のフローチャートに示す。
【0063】
また、ここで投影機の斜め投影歪はA(invert)と近似し、このとき
投影機によって編集領域に投影される画像の歪:A(invert)×Bと
書くことができるという前提で該構成手段は成り立っている。
【0064】
図5−1,5−2の各ステップは図中に示すように、図3−1,3−2,4−2,4−3,4−4に夫々対応している。
【0065】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によって、例えば本や書類のような紙のデータを編集領域に置くことにより画像データとしてリアルタイムに入力することができ、かつ該書類の上面においても前記光学式座標入力装置が成り立っているので、例えば、前記、紙のデータに対してそれを汚すことなくリアルタイムで電子的な追加書きが可能である。
【0066】
また、本方式の場合、立体形状のオブジェクトも画像データとしてリアルタイムで取り込むことができ、例えば動きのある立体物をデータとして保存しつつ外部モニターで表示ないしネット上に発送するなども可能である。
【0067】
また、本発明装置の設置位置、設置の方向を適宜えらぶことにより、使用者は机上の任意領域を任意の大きさで編集領域として選ぶことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1−1】実施例外観図
【図1−2】実施例外観図
【図1−3】実施例外観図
【図2−1】本発明の構成図
【図3−1】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図3−2】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−1】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−2】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−3】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−4】座標入力機能較正説明の図
【図5−1】斜め透視補正、斜め投影補正、座標入力機能較正説明の流れ図
【図5−2】斜め透視補正、斜め投影補正、座標入力機能較正説明の流れ図
【符号の説明】
1 動画静止画カメラ
2 投影機
3 動画静止画カメラ1,投影機2の組み合わせからなるユニット
8 平面
6 ペン型指示具
13 書類
12 軌跡
【発明の属する技術分野】
本発明は、文書の編集を行う、電子会議などでプレゼンテーションを行う、遠隔地との間でミーティングを行う、等の場合における、操作入力、電子データ入力、紙データ入力の道具であるデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、文書の編集を行う、電子会議などでプレゼンテーションを行う、遠隔地との間でミーティングを行う、等の場合、操作入力の道具としては、キーボード、マウス、液晶表示機能つきデジタイザなどを主として用い、電子データ入力の道具としては、まず、電子データの場合、ネットワークからのダウンロード、フロッピー(R)ディスク、CDROM、等の記録メディアを用いる。
【0003】
紙データの場合は、スキャナーで取り込む、書画カメラで静止画として撮影するなどの手段を、それぞれ独立して用いていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況においては、特に操作入力、電子データ入力に対して、紙データの入力が独立して行われるため、紙データがかかわる編集作業、プレゼンテーション作業などにおいては、該紙データを一旦電子データに変換してから、前記作業を行うこととなり、時間と手間が掛かるのみでなく、リアルタイムで進行する作業に支障をきたすなどの問題があった。
【0005】
本発明は、主としてコンピューターに接続して用いる入出力手段である。
【0006】
本発明は、使用者がテーブルの上、等に適宜選択した編集作業領域に歪みのない画像を表示する投影装置と前記編集領域を撮影し歪みのない画像を得る動画静止画カメラ、さらに先端に赤外線発光素子を具える指示具からなり、この3者によりエコーバックのある光学式座標入力装置を構成するものである。
【0007】
またこのような構成であるので、例えば本や書類のような紙のデータを前記編集領域に置くことにより画像データとしてリアルタイムに入力することができ、かつ該書類の上面においても前記光学式座標入力装置が成り立っているので、例えば、前記、紙のデータに対してそれを汚すことなくリアルタイムで電子的な追加書きが可能である。
【0008】
また、本方式の場合、立体形状のオブジェクトも画像データとしてリアルタイムで取り込むことができ、例えば動きのある立体物をデータとして保存しつつ外部モニターで表示ないしネット上に発送するなども可能である。
【0009】
本発明のもう一つの効果は簡便性である。
【0010】
本発明は、主として電気スタンドのような形状をしており、スタンド台の上に前記動画静止画カメラ、画像投影機が設置され、また、両者は一体化され、なおかつ方向はある程度自由に変えられるようになっている。
【0011】
すなわち、本発明装置の設置位置、設置の方向を適宜えらぶことにより、使用者は机上の任意領域を任意の大きさで編集領域として選ぶことができる。
【0012】
実際、本発明においては、例えば使用者が右利きの場合、本発明装置は編集領域左前方に置かれることにより有効となり、例えば使用者が左利きの場合、本発明装置は編集領域右前方に置かれることにより有効となる。
【0013】
このようにして前記動画静止画カメラおよび画像投影機は各々の位置から、前記編集領域を斜めに見る事となる。
【0014】
本発明は、この「斜めに見る」ことの補正すなわち斜め投射、斜め透視の補正の手順をも提案する物である。
【0015】
ここで、斜め投射、斜め透視の補正をともなった装置という意味では、本発明に類似した先行発明、特開平6−89085号公報、特開2001−169211号公報などがある。
【0016】
しかしながら前者は、投影手段によるエコーバックを提案しておらず、後者は同調して機能する座標入力装置を提案していない。
【0017】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、遠隔ミーティングや電子会議などにおいて、紙データや参考品などの画像データを電子データと同様に扱えるようにするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【0019】
(1)テーブル上の任意の位置に任意の角度に設置可能なスタンド状のユニットと、先端に赤外線発光機能を備える座標入力用指示具とからなる装置であって、該スタンド状のユニットは、コンピューターから送られた画像をテーブル上の任意の編集領域に投影することが可能な画像投影手段と、該画像投影手段によって投影される画像に歪の無いように、予め斜め投射歪を補正する第1の画像補正手段と、前記画像投影手段によってテーブル上に投影された画像と、該テーブル上の編集領域に存在するオブジェクトの画像と、前記座標入力用指示具から発する赤外光によって形成される赤外画像とを、撮影する動画静止画撮影手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した可視光画像から斜め透視歪を、補正した画像を得るための第2の画像補正手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した赤外線画像から前記第2の画像補正手段と同一の画像補正を行って、座標演算用画像を得る手段と、外部に画像出力を行う第1,第2の画像出力手段と、を備えることを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0020】
(2)前記(1)の動画静止画撮影手段と画像投影手段は互いに固定されることにより、概同一の方向を向いていて、該画像投影手段から発するスポット光を、テーブル上に設定した所定のエリアにあわせることにより、前記(1)のスタンド状のユニットの方向、位置を設定することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0021】
(3)前記(1)の第2の画像補正手段は、テーブル上に一時的に置かれるカメラ構成パターンを前記動画静止画撮影手段によって撮影することにより得られるところの、該動画静止画撮影手段の位置、方向に起因するところの透視歪パラメータ行列Aの逆行列である、透視歪補正パラメータ行A(invert)にもとづいて画像補正することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0022】
(4)前記(1)の第1の画像補正手段は、予め前記(3)の透視歪パラメータ行列Aと等しい補正を施した画像を、前記(1)の画像投影手段によって投影し、該投影画像と前記(3)のカメラ構成パターンを前記(1)の動画静止画撮影手段で撮影し、該投影画像と該カメラ構成パターンの差異より求められるところの、前記動画静止画撮影装置と前記画像投影装置との間の視差歪を表す行列をBとしたときA×B(inv)で表される行列にもとづいて画像補正することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0023】
(5)前記(1)の座標入力用指示具は、ペンアップダウン信号、ペン上のスイッチ信号を該赤外発光に時系列信号として重畳することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0024】
(6)前記(1)のユニットは動画静止画カメラの近傍にフォトセンサーを備え、該フォトセンサーが前記(5)の赤外発光にともなう時系列信号を抽出することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0025】
(7)前記(1)の第1の画像出力手段は、前記(1)の第2の画像補正手段の出力画像から、前記(1)のコンピューターから送られた画像を遅延補正して差し引いた第1の出力画像を出力することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0026】
(8)前記(1)の第2の画像出力手段は、前記(1)の第2の画像補正手段の出力画像と、前記(1)のコンピューターから送られた画像との何れかを切り替えて第2の画像出力として出力することが可能なことを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0027】
(9)前記(1)のユニットは画像投影手段で投影する画像として前記(1)のコンピューターから送られる画像と、前記編集領域を照明するための照明用画像との何れかを選択可能なことを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0028】
(10)テーブル上の任意の位置に任意の角度に、設置可能なスタンド状のユニットと、先端に赤外線発光機能を備える座標入力用指示具とからなる装置であって、該スタンド状のユニットは、コンピューターから送られた画像をテーブル上の任意の編集領域に投影することが可能な画像投影手段と、該画像投影手段によって投影される画像に歪の無いように、予め斜め投射歪を補正する第一の画像補正手段と、前記画像投影手段によってテーブル上に投影された画像と、該テーブル上の編集領域に存在するオブジェクトの画像と、前記座標入力用指示具から発する赤外光によって形成される赤外画像とを、撮影する動画静止画撮影手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した可視光画像から斜め透視歪を補正した画像を得るための第2の画像補正手段と、前記動画静止画撮影手段によって撮影した赤外線画像から、前記第2の画像補正手段と同一の画像補正を行って座標演算用画像を得る手段と、外部に画像出力を行う第1,第2の画像出力手段とを備えるデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置であって、第1のモード(通常デジタイザモード)においては前記画像投影手段は、コンピューターから送られるエコーバックを含む画像を投影し、第2の画像出力手段もコンピューターから送られるエコーバックを含む画像を投影し、第2のモード(オブジェクト撮り込みモード)においては前記画像投影手段は、編集領域を照明するための無地の画像を投影し、第2の画像出力機能は、コンピューターから送られるエコーバックを含む画像を出力し、第1の画像出力手段から前記コンピューターに編集領域のオブジェクトの画像データが送信され、第3のモード(直接標示モード)においては前記画像投影手段は、コンピューターから送られる無地の信号とエコーバックとの合成画像を投影し、第2の画像出力機能は動画静止画取得手段によって取得した画像を出力する、ことを特徴とする、デジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
【0029】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
以下、図をもとに本発明の実施例の説明を行う。
【0030】
図1−2は本発明を最もよく表す図である。
【0031】
本実施例は動画静止画カメラ1、投影機2(1,2の組み合わせからなるユニット3)、机上で所定の編集領域を選択しうる平面8、先端に赤外線発光素子を備えるペン型指示具6からなる。
【0032】
図1−1,1−2,1−3はそれぞれ異なった使用状況を表現したものである。図1−1は動画静止画カメラ1の斜め透視補正、投影機2の斜め投射補正、該カメラと投影機の視差補正を行った後の投影状況外観図である。この状態で編集領域には歪みの少ない画像が投影されている。
【0033】
図1−2は前記補正が成り立っている上で、赤外線発光による軌跡入力を行うとともにその結果が正しくエコーバックされている様子である。
【0034】
図1−3はさらに編集領域に書類13を置き、その上にペン形状の指示具によって軌跡12を電子的に描いている様子である。
【0035】
次に、図2を基に本実施例の流れを説明する。
【0036】
本発明においては、編集領域に対し斜めの位置からカメラで撮影、投影機で投影している。従って、それぞれにおいて斜め透視歪、斜め投影歪が発生する。
【0037】
ここで、前記カメラと投影機は一体であるからそれらの向いている方向はほぼ同じである。このため前記斜め透視歪と斜め投影歪はおよそ逆行列の関係となる。
【0038】
しかしながら、前記カメラと投影機は同一位置にあるのではなく短い距離ではあるが、所定の距離離れている、このため両者の視差が発生する。そこで下記のように各歪を分類する(これらはいずれも行列である)。
【0039】
編集領域の画像がカメラで撮影される場合の透視歪:A
カメラと投影機の視差による歪:B
また、このように定義すると、
投影機によって編集領域に投影される画像の歪:A(invert)×B
と書くことができる。
【0040】
従って、カメラで撮影される可視光画像と赤外線画像に対して、
撮像後に行うべき斜め透視歪補正は A(invert)であり、
また、投影機で投影される画像に対して予め成されるべき補正は、
A×B(invert) である。
【0041】
本発明では、まず後述する手段により前記A,Bを求めるが、ここでは、これが既に求められているとして、以下、図2をもとに本実施例の流れを説明する。
【0042】
本実施例1は主としてコンピューター用入出力機器である。
【0043】
投影用画像手段は、本実施例に対してコンピューターより送られる。通常の表示画像38もしくは照明用画像41をスイッチ2で選択し、これに投影用画像補正処理手段によって投射歪補正A、視差歪補正B(invert)を施し、投影機2で編集領域に投影する、このとき編集領域においては歪の少ない投影画像が再現されている。
【0044】
動画静止画カメラ5は該編集領域の風景と、投影機から投影される投影画像と、ワイヤレスペンからの赤外線画像を撮像する。
【0045】
ここで該編集領域の風景とは、該編集領域に置かれている書類、写真等の紙データないし、立体的なオブジェクトの存在を表現している。
【0046】
動画静止画カメラ5においては、赤外線ハーフミラーによって赤外線画像と、可視光画像を分離し、該可視光画像は撮像素子aで、該赤外線画像は撮像素子bで夫々撮像される。
【0047】
前記、可視光画像は投影画像補正処理部で斜め透視歪補正A(invert
)が施され、歪の少ない補正済み撮影画像となる、ここで該補正済み撮影画像は編集領域にある書類、写真などのオブジェクトの映像と、投影機によって投影された映像との合成された映像である、
本実施例ではこの部分においては、前記合成画像のうち前者を入力情報としてメモリーに格納する事のみが必要で、後者(投影画像)は不要であり、取り除く必要がある。
【0048】
そこで投影画像減算処理部35にて投影画像の補正前の画像を減算する。またこの減算は時間的に減算画像と被減算画像の時間が一致している必要がある。このため減算画像には遅延処理部において、時間的な遅延を持たせている。このようにして投影画像を取り除かれたオブジェクト画像はコンピューター本体に第1の出力画像37として送られ、メモリーに格納される。
【0049】
一方、ペン型指示具から発せられ撮像素子bで撮像された前記赤外線画像は、座標データ補正処理部33で前記可視光画像と同様に斜め透視歪補正A(in
vert)が施され補正済み赤外線画像となる、さらに座標演算部34でこれをもとに実際の座標値が算出される。
【0050】
ここでワイヤレスペンから発せられる赤外光はペンアップダウンデータ、モードデータ等を時系列情報として含んでいる。フォトセンサー30では指示具から発せられる赤外光を、前記時系列情報として受光することによりペンアップダウンデータ、モードデータ等を取得する。これらのデータは座標演算部34で座標値と合成され座標データとしてコンピューターのUSBポート等に送られる。
【0051】
本実施例においては出力画像として前記第1の出力画像37と第2の出力画像40がある。第1の出力画像は前述したように編集領域にあるオブジェクトをデータとして取り込むための画像であり、投影画像は取り除かれている。
【0052】
第2の画像は外部モニターへの出力用の画像である。
【0053】
<本実施例における3つのモードに関する説明>
本発明はその用途によって三つの動作モードを持っている。
【0054】
第1のモードは「通常デジタイザモード」、第2のモードは「オブジェクトとり込みモード」、第3のモードは「直接表示モード」である。
【0055】
「通常でデジタイザモード」はオブジェクトの撮り込みを行わず、第2の画像出力、投影画像ともコンピューター出力画像に等しい通常のデジタイザのモードである。
【0056】
「オブジェクトとり込みモード」は編集領域にあるオブジェクト(文書、書類、物体等)を動画像データまたは静止画像データとして取り込むためのモードであり、投影機は照明装置の機能を果たす。
【0057】
また外部モニターには何らかの通常のコンピューター出力画像が表示される。
【0058】
「直接表示モード」は編集領域にある書類や物体に電子的なエコーバックを投影しながら、その様子をそのまま外部モニターに表示するモードであり、物体や紙の書類を用いてプレゼンテーションなどを行う場合にもちいる。
【0059】
この場合、コンピューター上のアプリケーションは例えばラスタなどの画像にペンのエコーバックのみを合成した画像を本実施例におくり、本実施例はこれを歪補正したのち編集領域のオブジェクトの上に投影する。
【0060】
この様子をそのまま外部モニターに標示する、従ってこのとき、第1の画像の取り込みは行わない。座標データのとりこみは行う。
【0061】
以下に、各モードにおける動作をまとめて記述する。
【0062】
<本実施例における斜め投射補正、斜め透視補正、デジタイザ補正の説明>
編集領域の画像がカメラで撮影される場合の斜め透視歪 :A
カメラと投影機の視差による歪 :B
を求めるための,構成手段を図5−1,5−2のフローチャートに示す。
【0063】
また、ここで投影機の斜め投影歪はA(invert)と近似し、このとき
投影機によって編集領域に投影される画像の歪:A(invert)×Bと
書くことができるという前提で該構成手段は成り立っている。
【0064】
図5−1,5−2の各ステップは図中に示すように、図3−1,3−2,4−2,4−3,4−4に夫々対応している。
【0065】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によって、例えば本や書類のような紙のデータを編集領域に置くことにより画像データとしてリアルタイムに入力することができ、かつ該書類の上面においても前記光学式座標入力装置が成り立っているので、例えば、前記、紙のデータに対してそれを汚すことなくリアルタイムで電子的な追加書きが可能である。
【0066】
また、本方式の場合、立体形状のオブジェクトも画像データとしてリアルタイムで取り込むことができ、例えば動きのある立体物をデータとして保存しつつ外部モニターで表示ないしネット上に発送するなども可能である。
【0067】
また、本発明装置の設置位置、設置の方向を適宜えらぶことにより、使用者は机上の任意領域を任意の大きさで編集領域として選ぶことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1−1】実施例外観図
【図1−2】実施例外観図
【図1−3】実施例外観図
【図2−1】本発明の構成図
【図3−1】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図3−2】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−1】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−2】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−3】斜め透視補正、斜め投影補正説明の図
【図4−4】座標入力機能較正説明の図
【図5−1】斜め透視補正、斜め投影補正、座標入力機能較正説明の流れ図
【図5−2】斜め透視補正、斜め投影補正、座標入力機能較正説明の流れ図
【符号の説明】
1 動画静止画カメラ
2 投影機
3 動画静止画カメラ1,投影機2の組み合わせからなるユニット
8 平面
6 ペン型指示具
13 書類
12 軌跡
Claims (10)
- テーブル上の任意の位置に任意の角度に設置可能なスタンド状のユニットと、
先端に赤外線発光機能を備える座標入力用指示具とからなる装置であって、
該スタンド状のユニットは、コンピューターから送られた画像をテーブル上の任意の編集領域に投影することが可能な画像投影手段と、
該画像投影手段によって投影される画像に歪の無いように、予め斜め投射歪を補正する第1の画像補正手段と、
前記画像投影手段によってテーブル上に投影された画像と、
該テーブル上の編集領域に存在するオブジェクトの画像と、
前記座標入力用指示具から発する赤外光によって形成される赤外画像とを、
撮影する動画静止画撮影手段と、
前記動画静止画撮影手段によって撮影した可視光画像から斜め透視歪を、補正した画像を得るための第2の画像補正手段と、
前記動画静止画撮影手段によって撮影した赤外線画像から前記第2の画像補正手段と同一の画像補正を行って、座標演算用画像を得る手段と、
外部に画像出力を行う第1,第2の画像出力手段と、
を備えることを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。 - 請求項1の動画静止画撮影手段と画像投影手段は互いに固定されることにより、概同一の方向を向いていて、該画像投影手段から発するスポット光を、テーブル上に設定した所定のエリアにあわせることにより請求項1のスタンド状のユニットの方向、位置を設定することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
- 請求項1の第2の画像補正手段は、テーブル上に一時的に置かれるカメラ構成パターンを前記動画静止画撮影手段によって撮影することにより得られるところの、該動画静止画撮影手段の位置、方向に起因するところの透視歪パラメータ行列Aの逆行列である、透視歪補正パラメータ行A(inv
ert)にもとづいて画像補正することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。 - 請求項1の第1の画像補正手段は、予め請求項3の透視歪パラメータ行列Aと等しい補正を施した画像を請求項1の画像投影手段によって投影し、該投影画像と請求項3のカメラ構成パターンを請求項1の動画静止画撮影手段で撮影し、該投影画像と該カメラ構成パターンの差異より求められるところの、前記動画静止画撮影装置と前記画像投影装置との間の視差歪を表す行列をBとしたときA×B(inv)で表される行列にもとづいて画像補正することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
- 請求項1の座標入力用指示具は、ペンアップダウン信号、ペン上のスイッチ信号を該赤外発光に時系列信号として重畳することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
- 請求項1のユニットは動画静止画カメラの近傍にフォトセンサーを備え、該フォトセンサーが請求項5の赤外発光にともなう時系列信号を抽出することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
- 請求項1の第1の画像出力手段は、請求項1の第2の画像補正手段の出力画像から、請求項1のコンピューターから送られた画像を遅延補正して差し引いた第1の出力画像を出力することを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
- 請求項1の第2の画像出力手段は、請求項1の第2の画像補正手段の出力画像と、請求項1のコンピューターから送られた画像との何れかを切り替えて第2の画像出力として出力することが可能なことを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
- 請求項1のユニットは画像投影手段で投影する画像として請求項1のコンピューターから送られる画像と、前記編集領域を照明するための照明用画像との何れかを選択可能なことを特徴とするデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
- テーブル上の任意の位置に任意の角度に、設置可能なスタンド状のユニットと、
先端に赤外線発光機能を備える座標入力用指示具とからなる装置であって、
該スタンド状のユニットは、コンピューターから送られた画像をテーブル上の任意の編集領域に投影することが可能な画像投影手段と、
該画像投影手段によって投影される画像に歪の無いように、予め斜め投射歪を補正する第一の画像補正手段と、
前記画像投影手段によってテーブル上に投影された画像と、
該テーブル上の編集領域に存在するオブジェクトの画像と、
前記座標入力用指示具から発する赤外光によって形成される赤外画像とを、
撮影する動画静止画撮影手段と、
前記動画静止画撮影手段によって撮影した可視光画像から斜め透視歪を補正した画像を得るための第2の画像補正手段と、
前記動画静止画撮影手段によって撮影した赤外線画像から、前記第2の画像補正手段と同一の画像補正を行って座標演算用画像を得る手段と、
外部に画像出力を行う第1,第2の画像出力手段とを備えるデジタイザ付きカメラ付き画像投影装置であって、
第1のモード(通常デジタイザモード)においては前記画像投影手段は、コンピューターから送られるエコーバックを含む画像を投影し、
第2の画像出力手段もコンピューターから送られるエコーバックを含む画像を投影し、
第2のモード(オブジェクト撮り込みモード)においては前記画像投影手段は、編集領域を照明するための無地の画像を投影し、
第2の画像出力機能は、コンピューターから送られるエコーバックを含む画像を出力し、
第1の画像出力手段から前記コンピューターに編集領域のオブジェクトの画像データが送信され、
第3のモード(直接標示モード)においては前記画像投影手段は、コンピューターから送られる無地の信号とエコーバックとの合成画像を投影し、
第2の画像出力機能は動画静止画取得手段によって取得した画像を出力する、ことを特徴とする、デジタイザ付きカメラ付き画像投影装置。
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