KR100936689B1

KR100936689B1 - 투영 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR100936689B1
Application number: KR1020077030801A
Authority: KR
Inventors: 게이이치로 히라하라; 아키라 사쿠라이
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: KR20080020650A; EP1898260A1; US20090207383A1; EP1898260A4; WO2007004502A1; JP4695645B2; CN101213487A; US7959300B2; CN101213487B; JPWO2007004502A1

Abstract

화상을 표시하는 표시면(10)과, 화상을 표시면(10)에 투영하는 투영 수단(12)과, 투영 수단(12)과 표시면(10)의 동일면측에 배치되는 표시면(10)을 촬상하는 촬상 수단(11)을 갖고, 투영 수단(12)의 표시면에 관해서 대칭인 위치(12a)가 촬상 수단(11)의 화각의 범위 밖이 되는 위치에, 촬상 수단(11)을 배치하는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치를 제공한다. 투영 수단(12) 광원의 직접 반사광이 들어가지 않는 위치에 촬상 수단(11)을 배치함으로써 핫스폿의 발생을 회피한다.

Description

투영 화상 표시 장치{PROJECTION IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 투영 화상 표시 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 스크린에 투영된 화상의 화상 데이터에 스크린 전면의 기록 정보 등의 피사체를 촬영하여 취득된 묘화 데이터를 중첩시켜 스크린의 배면으로부터 투영하고, 묘화 데이터를 화상 데이터에 묶어 보존하는 묘화 데이터 보존 방법, 묘화 데이터 보존 장치 및 투영 화상 표시 장치에 관한 것이다.

종래로부터 투과형 스크린의 관찰자가 관찰하는 면(전면)과는 반대의 이면(배면)으로부터 프로젝터에 의해 화상을 스크린에 투영하는 배면 투영형의 투영 화상 표시 장치가 이용되고 있다.

그 투영 화상 표시 장치의 예를 도 1에 도시한다. 도 1에는 2개의 투영 화상 표시 장치(1, 2)가 도시되어 있다. 투영 화상 표시 장치(1)는 종형 타입이며, 투영 화상 표시 장치(2)는 테이블 타입의 투영 화상 표시 장치이다.

이러한 투영 화상 표시 장치에 있어서, 스크린(3)의 배면측으로부터 카메라에 의해 스크린(3) 전면에 존재하는 피사체를 촬영 가능한 것이 있다.

촬영에는, 프로젝터의 콘트라스트비의 영향을 받는다. 프로젝터의 콘트라스트비는 전면 백(白) 투영: 흑(黑) 투영의 밝기의 비로 나타낸다. 램프의 밝기가 일 정할 때는, 콘트라스트가 낮다는 것은 흑 투영의 밝기가 높다는 것으로, 흑 투영하였을 때의 램프의 투과율도 높아진다.

최근 DLP 방식의 프로젝터는 고콘트라스트인 것이 많고, 이 경우는 램프 중심 광의 영향은 비교적 적다. 그러나 종래의 프로젝터의 콘트라스트로 50:1∼10 00:1 정도의 것에 관해서는 흑 투영에 있어서도 램프의 영향은 무시할 수 없다(특허 문헌 1∼6 참조).

또한, 최근, 이벤트나 회의 등의 데몬스트레이션에서 이 배면 투영형 디스플레이가 이용되고, 스크린의 전면(全面)측에 기록된 묘화를 스크린에 투영되는 화상과 합성시켜 스크린에 표시하는 기능과, 스크린 전면에 직접 손을 댐으로써, 스크린에 투영된 화상을 조작하는 기능에 대한 요구가 뿌리깊다.

이들의 필요성을 만족시키는 하나의 수법으로서, 스크린의 배면측으로부터 CCD 고체 촬상 소자를 이용한 카메라 등에 의해 스크린 전면에 존재하는 피사체를 촬영하고, 촬영 화상으로부터 필요한 정보를 추출하는 수법이 있다.

그러나, 스크린 배면으로부터 촬영하는 경우, 종래로부터 이용되고 있는 배면 투영형 디스플레이용 스크린은 전면으로부터 관찰할 때의 시인성(visibiliter)에 중점을 두어 프로젝터 투영광을 전면으로부터 관찰할 때의 광량을 균일하게 하기 위한 프레넬 렌즈(Fresnel lens)나, 시인성을 향상시키기 위한 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)를 설치하는 것이 일반적이지만, 이들을 이용한 스크린에 대하여, 배면으로부터 촬영을 행하면 화상이 왜곡되어 버린다. 또한, 양질의 화상을 얻기 위해서는 스크린 전면으로부터의 외광(外光)이 배면측에 충분히 투과하여야 하 는 데 대하여, 배면으로부터 투영되는 광의 산란 성능을 높이면 투과 성능은 저하된다는 문제가 있다.

그래서, 예컨대 프로젝터와 스크린 사이에 마스크를 설치하여, 투사 표시 기간은 마스크를 투과 상태로 하고, 촬영 기간은 광 차단 상태 또는 광 산란 상태로 한 것이 있다(특허 문헌 7 참조).

또한, 렌티큘러 렌즈와 프레넬 렌즈 사이에 액정을 끼워 스크린을 구성하고, 액정에 전계를 인가하여, 액정은 촬상시에 굴절률을 렌티큘러 렌즈에 일치시킴으로써 광투과 상태로 하고, 표시시는 굴절률을 렌티큘러 렌즈에 불일치시킴으로써 광산란 상태로 하는 것이 있다(특허문헌 8 참조).

그러나, 이것들의 수법으로서는, 스크린의 제조는 고가인 것이 되고, 전면으로부터 투영면을 관찰하고 있는 이용자에게 위화감을 부여하지 않도록 하기 위해 스크린의 상태나 카메라, 프로젝터를 고정밀도로, 고속도로 제어하여야 하며, 시스템 구성이나 제어가 복잡화된다.

이것에 대하여, 광을 확산하는 영역과 전면으로부터의 광을 투과하는 영역을 격자형으로 설치하고, 투영 화상의 시인성과, 배면 카메라의 촬영 화상의 화질 향상을 도모하고 있는 것이 있다(특허문헌 9 참조).

이 방법에 의하면, 외광을 효율적으로 도입하고, 또한 투영 화상의 시인성 저하를 막아, 장치 이용 중에 상태를 전환하지 않아도 된다는 이점이 있다. 그러나, 스크린 전면의 관찰자에게 양질의 투영 화상을 표시하고, 또한, 배면으로부터 촬영하는 촬상의 화질을 고려하면, 스크린의 확산 영역과 투과 영역은 고정밀도로 배치되어야 하며, 기술적 난이도가 높아, 비용이 든다는 과제가 있다.

또한, 전기적으로 산란 상태와 투과 상태와의 2 상태로 선택 설정되는 스크린을 이용하여, 스크린 배면으로부터 영상을 투영하고, 스크린의 전면에 배치된 원고나 참가자 등을 스크린 배면으로부터 촬영함으로써, 영상 정보 및 회의 화상 정보를 보관 혹은 원격지에 전송 가능하게 한 것이 있다(특허문헌 10 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2004-109402호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 2003-094886호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허 공개 2004-032665호 공보

[특허문헌 4] 일본 특허 공개 2003-153136호 공보

[특허문헌 5] 일본 특허 공개 평성 09-326981호 공보

[특허문헌 6] 일본 특허 제3171955호 공보

[특허문헌 7] 일본 특허 공개 평성 06-269002호 공보

[특허문헌 8] 일본 특허 제2940716호 공보

[특허문헌 9] 일본 특허 공개 2000-101981호 공보

[특허문헌 10] 일본 특허 공개 2003-94886호 공보

촬영시에 흑색 표시를 하였을 때, 관찰자로부터는 전체 화면을 흑색으로 관찰할 수 있지만, 카메라로 촬영된 화상에는 도 2에 도시되는 바와 같이, 프로젝터의 핫스폿(hot spot)(5)이 비친다. 핫스폿(5)은 프로젝터의 광원(램프)이 스폿형으로 보이는 현상이다. 핫스폿(5)은 프로젝터의 광이 직접 반사하는 각도에서 보아 1점만이 밝게 빛나는 현상을 말한다. 이러한 핫스폿(5)의 비침을 핫스폿(5)의 발생으로 표현하는 것으로 한다. 이 핫스폿(5)의 발생은 스크린(3)이 투영광을 표시하고, 동시에 경면의 역할도 하기 때문에 발생한다.

또한, 촬영은 외광을 이용하여 행해지기 때문에, 조명이 적은 환경하에서는 스크린면의 정보를 촬영하는 것이 곤란하며, 이 때는 프로젝터 투영광의 색을 변경함으로써, 카메라의 스트로보적(stroboscope) 역할을 하게 할 수 있다. 예컨대, 전체 화면을 백색으로 표시하여 촬영을 행한 경우는 도 3에 도시되는 바와 같이, 핫스폿(5)에 의한 화질의 저하는 현저하다.

또한, 인용 문헌 7∼10에 개시된 기술은 모두 스크린에 화상 데이터에 의한 화상을 투영하는 것이며, 예컨대 회의 등의 장면에서, 스크린 상에 수기로 정보가 기록된 경우에, 기록된 수기 정보를 투영된 화상의 데이터와 함께 보존하거나, 보존된 정보를 편집하거나 할 수 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여, 핫스폿의 발생을 회피하는 투영 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 화상을 표시하는 표시면과, 화상을 상기 표시면에 투영하는 투영 수단과, 상기 투영 수단과 상기 표시면의 동일면측에 배치되는 상기 표시면을 촬상하는 촬상 수단을 갖고, 상기 투영 수단의 상기 표시면에 관해서 대칭인 위치가 상기 촬상 수단의 화각(畵角)의 범위 밖이 되는 위치에, 상기 촬상 수단을 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 화상을 표시하는 표시면과, 화상을 상기 표시면에 투영하는 투영 수단과, 상기 투영 수단과 상기 표시면의 동일면측에 배치되는 상기 표시면을 촬상하는 촬상 수단을 갖고, 상기 촬상 수단의 상기 표시면에 관해서 대칭인 위치가 상기 투영 수단의 화각의 범위 밖이 되는 위치에 상기 투영 수단을 배치하는 것을 특징으로 한다.

상기 투영 화상 표시 장치는, 상기 투영 수단의 광로 및 상기 촬상 수단의 광로를 변경하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 변경 수단은 광을 반사하는 반사면에 의해, 상기 투영 수단의 광로 및 상기 촬상 수단의 광로를 변경하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 변경 수단은 상기 표시면을 통과하도록 상기 투영 수단의 광로 및 상기 촬상 수단의 광로를 변경하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 촬상 수단의 광로와 상기 투영 수단의 광로가 상기 변경하는 수단의 반사면 상에서 겹치지 않도록 상기 촬상 수단을 배치하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 촬상 수단의 광로와 상기 투영 수단의 광로가 상기 반사 수단의 반사면 상에서 겹치지 않도록 상기 투영 수단을 배치하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 투영 수단의 광로를 상기 표시면을 통과하도록 변경하는 투영용 변경 수단과, 상기 촬상 수단의 광로를 상기 표시면을 통과하도록 변경하는 촬상용 변경 수단을 포함하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 투영 수단은 상기 촬상 수단으로 촬상된 화상의 왜곡을 보정한 화상을 상기 표시면에 표시하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 촬상 수단은 이 촬상 수단이 갖는 렌즈를 시프트 혹은 틸트하는 것이 가능한 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 투영 수단은 이 투영 수단이 갖는 렌즈를 시프트 혹은 틸트하는 것이 가능한 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 촬상 수단은 상기 표시면 상에 형성되는 기록이나, 상기 표시면에 접면하고 있는 화상을 촬영하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

상기 투영 수단의 상기 표시면에서의 투영 영역이 상기 촬상 수단의 촬상 영역과 대략 동일인 것을 특징으로 하여도 좋다.

도 1은 투영 화상 표시 장치를 도시한 도면.

도 2는 핫스폿을 도시한 제1 도면.

도 3은 핫스폿을 도시한 제2 도면.

도 4는 본 실시형태에 있어서의 투영 화상 표시 장치의 기본 구성을 도시한 도면.

도 5는 정지 화상을 촬영하는 동작을 도시한 흐름도.

도 6은 핫스폿이 발생하는 경우의 투영 화상 표시 장치의 구성을 도시한 도면.

도 7은 프로젝터를 화각 내에 포함하지 않는 카메라의 배치를 도시한 제1 도면.

도 8은 카메라를 화각 내에 포함하지 않는 프로젝터의 배치를 도시한 도면.

도 9는 핫스폿을 포함하지 않는 스크린을 도시한 제1 도면.

도 10은 스크린에 대한 결상면의 경사를 도시한 도면.

도 11은 렌즈 시프트에 의한 왜곡 보정을 도시한 도면.

도 12는 렌즈 틸트에 의한 핀트면의 조정을 도시한 도면.

도 13은 미러에 의한 광로 변경을 도시한 도면.

도 14는 미러를 이용한 투영 화상 표시 장치의 구성의 전개도.

도 15는 프로젝터를 화각 내에 포함하지 않는 카메라의 배치를 도시한 제2 도면.

도 16은 난반사의 형태를 도시한 도면.

도 17은 핫스폿을 포함하지 않는 스크린을 도시한 제2 도면.

도 18은 미러 2장을 이용한 투영 화상 표시 장치의 구성을 도시한 도면.

도 19는 스크린의 틸트를 도시한 도면.

도 20은 배면 투영 표시 장치의 일례를 도시한 도면.

도 21은 배면 투영 표시 장치의 다른 예를 도시한 도면.

도 22는 배면 투영 표시 장치에 이용되는 스크린을 도시한 모식도.

도 23은 배면 투영 표시 장치에 이용되는 스크린을 도시한 모식도.

도 24는 배면 투영 표시 장치의 화상 표시 수단을 일례로서 도시한 도면.

도 25는 프로젝터로부터 스크린에 투영되는 합성 화상을 도시한 도면.

도 26은 투영 파일의 내부 데이터로서 보존하는 상황을 도시한 도면.

도 27은 배면 투영 표시 장치의 화상 표시 수단을 다른 예로서 도시한 도면.

도 28은 가상 프린터 드라이버에 의해 변환함으로써 계층 구조를 갖는 화상파일이 작성되는 것을 도시한 도면.

도 29는 묘화 데이터로부터 기록된 묘화 자체의 데이터를 추출하고(상단), 문서 화상 및 묘화상으로서 중첩시켜 화면 표시하는(하단) 것을 도시한 도면.

도 30은 변환된 화상 파일 중 묘화 데이터를 접합하는 페이지 상에 그 묘화 데이터를 겹쳐 묶여진 상태로 보존하는 것을 도시한 도면.

도 31은 배면측에 프레넬 렌즈가 설치된 비교예의 스크린 구조를 도시한 개략도.

도 32는 스크린의 구조를 설명한 도면.

도 33은 스크린에 외광의 비침을 방지하기 위해 반사 방지막을 실시하였을 때의 광의 투과 특성을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2 : 투영 화상 표시 장치

3, 10 : 스크린

5 : 핫스폿

11, 11a, 11b : 카메라

12, 12a, 12b : 프로젝터

13: PC

14 : 스위치

15 : 관찰자

20 : 렌즈

21 : 결상면

22 : 핀트면

23, 23a, 23b : 미러

31 : 영역

101 : 스크린

101a : 표시면측

101b : 배면측

102 : 프로젝터

102a, 103a : 렌즈면

103 : 디지털 카메라

104 : 케이스

104b : 바닥면

105 : 미러

110 : 배면 투영 표시 장치

130 : 화상 표시 수단

131 : 화상 추출부

132 : 화상 취득부

133 : 데이터 부가부

134 : 전환 수단

135 : 투영 파일

140 : 가상 프린터 드라이버

150 : 유리

151 : 확산 시트

152 : 프레넬 렌즈

153 : 광원

155 : 평행한 광로

201 : 확산 입자층

202 : 아크릴층

203, 207 : 투명한 박막

204 : 투명 부재

205 : 평판 부재

206 : 접착제

208 : 공기층

210 : 묘화상

220 : 문서 화상

230 : 화상 파일

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 본 실 시형태에 있어서, 한번 설명한 부호에 대한 설명은 생략되는 경우가 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 화각은, 카메라의 렌즈로 촬영 가능한 범위, 또는 프로젝터가 투영 가능한 범위를 나타내는 것으로 한다.

일반적으로 카메라의 촬상 소자의 종횡비가 다르기 때문에, 카메라의 화각에는 수평 방향에 대한 화각과 수직 방향에 대한 화각이 있다. 마찬가지로, 프로젝터의 화각에도 수평 방향에 대한 화각과 수직 방향에 대한 화각이 있다. 본 실시형태의 설명에 있어서, 화각은 수평 방향에 대한 화각과 수직 방향에 대한 화각을 의미하고 있다.

도 4는 본 실시형태에 있어서의 투영 화상 표시 장치의 기본 구성을 도시한 도면이다. 도 4에는 스크린(10)과, 카메라(11)와, 프로젝터(12)와, PC(Personal Computer)(13)와, 스위치(14)가 도시되어 있다. 또한, 이 투영 화상 표시 장치를 어떤 방향에서 관찰할지를 설명하기 위한 관찰자(5) 도시되어 있다.

이 관찰자(15)가 관찰하는 스크린(10) 측을 전면(표시면)으로 하면, 프로젝터(12)와 카메라(11)는 스크린(10)의 배면으로부터 투영 혹은 촬상하도록 되어 있다.

투영 수단인 프로젝터(12)는 PC(13)에 접속되어 있으며, PC(13)로부터의 화상이 투영된다. PC(13)는 장치에 내장되어 있는 것이어도 밖으로부터 접속되어 있어도 좋다. 또한, PC(13)는 화상 처리가 가능한 정보 처리 장치이면 좋고, PC에만 한정되는 것은 아니다.

관찰자(15)측에는 처리 명령을 위한 스위치(14)가 설치되지만, 이것은 PC(13)을 조작하는 마우스여도 좋고, 특정한 처리 신호를 발하는 스위치(14)여도 좋으며, 스위치(14)의 경우는 각 처리에 따른 신호를 발하는 복수 버튼을 포함하는 구성의 것, 예컨대 텐키(ten key)여도 좋고, 장치에 특화한 복수의 버튼을 설치하여도 좋다.

표시면인 스크린(10)은 배면 투영형 프로젝터용 스크린에 일반적인 화이트 보드용 마커로 기록이 가능하도록 보호 시트 또는 가공이 실시된 것이다.

촬상 수단인 카메라(11)는 투영 화상 표시 장치에 내장되어 있다. 이 카메라(11)는 스크린(10)에 투영된 화상과, 카메라(11)의 화각이 맞도록 설치된다. 또한, 카메라(11)에 의해 촬상되는 표시면 영역과, 프로젝터(12)에 의해 투영되는 표시면 영역과의 관계가 전혀 동일하지 않아도 좋다. 예컨대 기록 영역이 프로젝터(12)에 의해 투영되는 표시면 전역이 아니어도 좋은 경우는 기록 영역이 카메라(11)에 의해 촬상되는 표시면 영역으로 하여도 좋다.

그리고, 카메라(11)는 스크린(10)에 투영된 화상에 추가하여, 스크린(10)에 관찰자(15)에 의해 형성되는 기록이나, 표시면에 접면하고 있는 화상을 촬영한다. 또한, 카메라(11)는 본 실시형태에서는 CCD 카메라이다.

전술한 투영 화상 표시 장치의 전체 구성은 어디까지나 구성을 도시하는 것이며, 본 실시형태에 있어서의 카메라(11)와 프로젝터(12)는 후술하는 바와 같이, 여러 가지의 위치를 취한다.

이 투영 화상 표시 장치에 대하여, 관찰자는 스크린(10) 상의 투영 화상을 관찰하면서 화이트 보드용 마커로 추기 사항 등을 기록한다. 기록 종료 후에 관찰 자가 스위치(14)에 의해 처리 명령을 함으로써, 카메라(11)가 촬영을 행한다. 이 촬영은 스크린에 기록된 문자나 도면 등의 촬영이 목적이기 때문에, 투영 화상의 비침을 피하기 위해 촬영시는 프로젝터(12)의 투영광을 일단 차광 상태로 한다. 이 차광 상태는 투영 화상을 전체 화면 흑색으로 하는 것, 예컨대 PC(13)를 전체 화면 흑색 표시 등의 방법으로 실현한다.

구체적으로 이 투영 화상 표시 장치에 있어서의 정지 화상을 촬영하는 동작을 도 5의 흐름도를 이용하여 설명한다. 단계 S101에서 사용자에 의해 스위치(14)를 누른다. 단계 S102에서 전체 화면 흑색 표시가 행하여진다. 다음에, 단계 S103에서 카메라(11)에 의한 촬영이 행하여진다. 촬영 후의 단계 S104에서 통상 화상이 프로젝터(12)에 의해 재투영된다. 그 후, 조금 전에 촬영한 화상에 대한 처리가 단계 S105에서 행하여진다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 사용자로부터의 조작에 따라 카메라(11)에 의한 촬영이 행하여지는 것으로서 설명하지만, 미리 정해진 임의의 시간이 경과할 때마다 카메라(11)에 의한 촬영이 행하여지는 것으로 하여도 좋다.

이하, 핫스폿의 발생을 회피하는 구성에 대해서 설명하지만, 이 설명에 앞서, 우선 핫스폿이 발생하는 원인에 대해서 설명한다.

도 6은 핫스폿이 발생하는 경우의 투영 화상 표시 장치의 구성을 도시하는 것이다. 도 6에는 카메라(11)와 카메라(11a)가, 스크린(10)을 대칭축으로 한 면대칭 위치에 도시되어 있다. 이하, 이러한 어떤 대칭축과 면대칭 위치에 있는 카메라(11) 또는 프로젝터(12)를 대칭 카메라 또는 대칭 프로젝터로 표현하는 경우가 있다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 카메라(11a)의 화각 내에 프로젝터(12)가 존재한다. 또한, 도면에는 도시하지 않지만, 대칭 프로젝터의 화각 내에 카메라(11)가 존재한다.

이와 같이, 스크린(10)을 대칭축으로 하는 면대칭 위치에 있는 대칭 카메라(11a)의 화각 내에 프로젝터(12)가 존재하는 경우, 핫스폿이 발생하게 된다. 또한, 스크린(11)을 대칭축으로 하는 면대칭 위치에 있는 도시하고 있지 않는 대칭 프로젝터의 화각 내에 카메라(11)가 존재하는 경우에도 핫스폿이 발생하게 된다.

가장, 투영 화상 표시 장치와 같은 스크린 상에서 동일한 화각을 갖는 구성의 경우, 한쪽이 화각 내에 존재하지 않으면, 다른 한쪽도 화각 내에 존재하지 않는다. 따라서, 핫스폿의 발생은 카메라(11a)의 화각과 면대칭 범위에 프로젝터(12)가 포함되지 않는지, 도시하고 있지 않는 대칭 프로젝터의 화각과 면대칭 범위에 카메라(11)가 포함되지 않도록 함으로써 회피할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는 프로젝터(12) 광원의 직접 반사광이 들어가지 않는 위치에 카메라(11)를 배치함으로써 핫스폿의 발생을 회피한다. 본 실시형태에서는 스크린(10)을 거울로 본 경우에, 프로젝터(12)의 광원이 카메라(11)의 화각(촬영 범위)에 들어가지 않게 되며, 발생한 핫스폿이 카메라(11)로 촬상하는 화상에 비치는 것을 방지하도록 카메라(11)와 프로젝터(12)와의 위치 관계를 정함으로써, 핫스폿에 의한 영향을 받지 않게 된다.

도 7은 카메라(11a)의 화각 내로부터 프로젝터(12)가 벗어나도록 구성한 투영 화상 표시 장치를 도시한다. 도 7에 도시되는 바와 같이 카메라(11a)의 화각으 로부터 프로젝터(12)는 벗어나 있다.

도 8은 반대로 프로젝터(12a)의 화각 내로부터 카메라(11)가 벗어나도록 구성한 투영 화상 표시 장치를 도시한다. 도 8에 도시되는 바와 같이 프로젝터(12a)의 화각으로부터 카메라(11)는 벗어나 있다.

이 상태에서 촬영한 화상은 도 9에 도시되는 바와 같이, 핫스폿의 발생이 회피된 화상이 된다. 그러나, 도 7, 도 8에 도시되는 카메라 혹은 프로젝터의 배치로서는 스크린면에 대하여 광축은 경사져 있기 때문에, 그 촬영 화상에는 왜곡이 발생하게 된다. 구체적으로는, 스크린면의 직사각형은 촬영 화상 내로부터 사다리꼴로 왜곡된다. 이 사다리꼴 왜곡은 사영 변환을 이용함으로써 보정할 수 있다.

또한, 이 변형은 도 10에 도시되는 바와 같이, 결상면(21)과, 렌즈(20)를 통해 촬영하는 스크린(10)이 평행이 아니기 때문에 발생한다. 따라서, 도 11에 도시하는 바와 같이 렌즈(20)의 광축과 결상면(21)의 광축을 어긋나게 하는 시프트 보정을 행함으로써, 이 사다리꼴 왜곡을 광학적으로 보정할 수 있다.

또한, 렌즈에 대하여 스크린은 경사진 형태로 되어 있기 때문에, 경사 정도에 따라서는 스크린면의 각 점에서의 촬상 렌즈의 피사계 심도(depth of field)는 통상의 피사계 심도보다도 얕아지는 경우가 있다.

이 경우, 도 12에 도시되는 바와 같이, 결상면(21)에 대하여 렌즈(20)를 비스듬하게, 즉 렌즈(20)를 틸트시킴으로써, 핀트면(22)에 대하여 핀트를 맞출 수 있게 된다.

이상과 같이 카메라의 화각 내에 프로젝터가 들어가지 않는 구성으로 하기 위해, 카메라의 배치를 결정한 경우에 발생하는 화상의 왜곡은 카메라 렌즈의 시프트와 틸트를 조합시킴으로써 광학적으로 보정하는 것이 가능하다.

렌즈의 틸트와 시프트는 카메라에 한하지 않고, 프로젝터에 대해서도 가능하다. 즉, 프로젝터의 배치를 결정한 경우에 발생하는 화상의 왜곡은 프로젝터 렌즈의 시프트와 틸트를 조합시킴으로써 광학적으로 보정하는 것이 가능하다. 물론, 프로젝터의 경우는 프로젝터의 키스톤 보정(keystone correction)을 이용하도록 하여도 좋다.

다음에 설명하는 것은, 도 1에서 소개한 프로젝터(1, 2)의 경우의 핫스폿 발생의 회피에 대해서이다. 도 13은 프로젝터(1, 2) 구성의 일례이다. 카메라(11), 프로젝터(12)와 함께 하나의 미러(23)를 통해 스크린(10)에 화각을 합치고 있다.

프로젝터(1, 2)에 있어서는 설계시, 장치의 공간 절약성 등의 실사용상의 관점으로부터 프로젝터나 카메라를 위한 충분한 광로 길이의 확보가 곤란한 경우가 많다. 그래서 일반적으로는 미러(23)를 통해 광로 길이를 확보하는 구조가 취해지고 있다.

도 13에 도시되는 투영 화상 표시 장치의 카메라와 프로젝터 배치의 전개도를 도 14에 도시한다. 도 14에는 미러(23)를 대칭축으로 한 면대칭 위치에 카메라(11b), 프로젝터(12b)가 도시되어 있다. 또한, 카메라(11b)와 스크린(10)을 대칭축으로 한 면대칭 위치에 카메라(11a)가 도시되어 있다.

이 도 14에 도시되는 바와 같이, 카메라(11a)의 화각 내에 프로젝터(12)가 포함된다. 따라서, 도 13에 도시되는 투영 화상 표시 장치에 있어서는, 핫스폿이 발생하게 된다.

그리고, 도 15에 도시되는 바와 같이 카메라(11)와 프로젝터(12)를 배치함으로써, 핫스폿의 발생을 회피할 수 있다. 도 15에는 미러(23)를 대칭축으로 한 면대칭 위치에 카메라(11b), 프로젝터(12b)가 도시되어 있다. 또한, 카메라(11b)와 스크린(10)을 대칭축으로 한 면대칭 위치에 카메라(11a)가 도시되어 있다. 또한, 도 15에는 카메라(11)의 광로와 프로젝터(12)의 광로가 겹치는 부분(30)이 존재하고 있다.

이 도 15에 도시되는 바와 같이, 카메라(11a)의 화각 내에 프로젝터(12b)는 포함되지 않는다. 따라서, 도 15에 도시되는 투영 화상 표시 장치에 있어서는 핫스폿의 발생을 회피할 수 있다.

그러나, 부분(30)에 의해 미러(23)에 부착된 먼지 등에 의해 프로젝터 광이 난반사를 일으키고, 이 반사광이 카메라 화상에 비친다. 도 16은 촬영시에 보조광으로서 프로젝터로부터 백화상을 투영하였을 때의 것이다. 도 16의 상부에 있는 영역(31)은 미러에 부착된 먼지에 의해 프로젝터광이 난반사된 상태를 도시하고 있다.

이 난반사광은 화질이 저하되는 요인으로 되어 있기 때문에, 미러를 통해 장치를 구성하는 경우, 프로젝터의 광로와 카메라의 광로가 미러 상에서 겹치지 않는 것이 바람직하다. 따라서 프로젝터의 핫스폿의 발생을 회피하고, 프로젝터와 카메라의 광로가 미러면 상에서 겹치지 않는 배치(미러면에 부착된 이물의 난반사광에 의한 하이라이트부의 제거)를 함으로써, 도 17과 같은 고화질 화상을 촬영하는 것 이 가능해진다. 또한, 프로젝터와 카메라 양자의 광로가 겹치지 않는 구성으로써, 미러의 유지 보수 빈도의 저하에 시키고, 실사용상의 메리트도 된다.

이와 같이, 카메라의 화각 내에 프로젝터가 들어가지 않고, 또한, 미러면 상에서 양자의 광로가 겹치는 부분이 없는 구성을 1장의 미러로 실현하면, 미러의 면적은 커지며, 실용상 공간 절약 설계 등을 고려하면 바람직하지 않는 케이스라고도 생각할 수 있다.

또한, 미러 자체가 자신의 중량에 의해 왜곡을 일으켜 투영 화상에 왜곡을 발생시키는 경우도 있다. 미러면의 왜곡에 의한 변형은 프로젝터의 키스톤 보정 등으로서는 보정은 할 수 없기 때문에, 미러 면적은 가능한 한 작은 것이 바람직하다.

그래서, 도 18에 도시되는 바와 같이 미러를 2장 이용하는 것이 바람직하다. 도 18에는 2장의 미러(23a, 23b)를 이용한 구성이 도시되어 있다. 즉, 프로젝터(12)와 카메라(11)가, 각각 개별로 스크린면에 화각을 맞추는 미러(23a, 23b)를 사용함으로써 광학계에 의한 하이라이트 문제, 미러면에 부착되는 먼지 등에 의한 하이라이트 문제를 해소할 수 있다. 미러 면적도 축소되기 때문에, 실용상의 공간 절약 등, 설계상의 자유도도 높아진다.

또한, 도 1에 도시한 테이블 타입의 투영 화상 표시 장치를 상정하면, 그 높이에도 한도가 있으며, 큰 미러나 화질 저하를 막는 배치 등으로 데드 스페이스(dead space)가 증가하는 것도 바람직하지 않기 때문에, 도 19에 도시하는 바와 같이, 2장의 미러(23a, 23b)를 사용함에 따른 설계의 메리트는 매우 크다.

또한, 테이블 타입의 투영 화상 표시 장치의 구성은 그 스페이스가 좁기 때문에, 카메라의 광축과 스크린면이 수직으로는 되지 않고, 경사질 가능성이 매우 높으며, 미러면에 부착되는 먼지 등에 의한 화질 저하를 방지하기 위한 구성으로서는 사다리꼴 왜곡이 발생한다.

이 대책으로서 전술한 바와 같은, 카메라 렌즈의 시프트, 틸트를 이용한 광학적 보정쪽은 유효하지만, 이러한 경우는 특별한 렌즈를 사용한다는 문제도 있으며, 사다리꼴 왜곡을 피하기 위해서는 카메라측의 경사각(tilt angle)을 매우 작게 하는 배치가 바람직하다. 그 때문에, 도 19에 도시되는 바와 같이, 개별로 미러(23a, 23b)를 이용하여 배치의 자유도를 높게 함으로써, 카메라(11)의 경사를 작게 한 구성을 취할 수도 있다.

또한, 상기한 스크린(10)은 카메라(11)에 의한 촬상을 위해, 기재가 평활면이어야 하지만, 이하와 같은 실시형태를 생각할 수 있다. 이하, 스크린(10)의 실시형태를 중심으로 묘화 데이터 보존 방법, 묘화 데이터 보존 장치 및 투영 화상 표시 장치의 실시형태에 대해서 설명한다.

(제1 실시형태)

도 20 및 도 21은 배면 투영 표시 장치의 일례를 도시하는 도면이다. 도 20a, 도 21a는 외관도이며, 도 20b, 도 21b는 측단면도이다.

도 20에 일례를 도시하는 본 실시형태의 배면 투영 표시 장치(110)는 화상을 투영하는 스크린(101)과, 화상을 스크린(101)에 투영하는 프로젝터(102)와, 스크린(101)의 배면 후방으로부터 스크린(101) 방향의 피사체를 촬영하고, 피사체의 촬 상을 취득하는 디지털 카메라(103)와, 스크린(101)의 배면(101b) 후방에 스크린(101)의 표시면(101a)에 대하여 비스듬히 배치된 미러(105)와, 케이스(104)와, 도시하지 않는 컴퓨터(이하, 「PC」라고 칭함)에 의해 구성되어 있다.

또한, 프로젝터(102) 및 디지털 카메라(103)에는 PC에 접속되어 있다.

프로젝터(102)의 화상이 투영되는 렌즈면(102a) 및 디지털 카메라(103)의 피사체를 촬영하는 렌즈면(103a)은 모두 미러(105) 방향을 향하고 있으며, 프로젝터(102)로부터 투영된 광은 미러(105)에서 반사되어, 스크린(101)에 수직인 방향으로 광로가 향하여진다. 또한, 스크린의 표시면(101a)에 기록된 묘화 혹은 스크린의 표시면(101a)에 접촉하는 물체의 접촉면에서 반사 혹은 투과된 광은 미러(105)에서 반사되고, 디지털 카메라(103)의 렌즈(103a)에서 집광되며, 디지털 카메라(103)에 내장된 고체 촬상 소자(예컨대, CCD 촬상 소자)로 촬영되어 촬상 데이터가 된다.

PC는 표시 화면을 갖고, 소정의 소프트웨어(화상 표시 수단에 해당)를 이용하여 생성된 화상 데이터, 카메라나 스캐너 등의 외부 입력된 화상 데이터에 기초하여 표시면에 화상을 표시하는 한편, 표시시킨 화상을 나타내는 화상 데이터를 프로젝터(102)에 전송하고, 그 화상 데이터에 의해, 표시면에 표시된 화상의 서로 닮은 화상을 프로젝터(102)로부터 스크린(101)에 투영할 수 있다. 또한, 화상 표시 수단에 대해서는 후술한다.

여기서, 케이스(104)는 반드시 종치형(vertical type)일 필요는 없으며, 측면을 상하로 한 횡치형(horizontal type)이어도 좋다.

또한, 본 실시형태의 배면 투영 표시 장치(110)는 스크린의 표시면에 기록되 는 묘화를 촬영하여 묘화 데이터를 취득하는 디지털 카메라(103)를 구비하고 있지만, 디지털 카메라(103) 대신에, 예컨대 스크린(101)에 기록되는 묘화로부터 전자적 방법 혹은 적외선에 의한 위치 검출 등에 의해 묘화 데이터를 취득할 수 있는 공지한 디지타이저(digitizer)를 구비하여도 좋다.

도 21에 도시하는 다른 예의 배면 투영 표시 장치(110)는 테이블형이며, 스크린(101)이 테이블 상면에 수평으로 배치되고, 프로젝터(102)와 디지털 카메라(103)는 함께 케이스의 바닥부(104b)에 그 렌즈면(102a, 103a)이 스크린(101)을 향하게 배치되어 있다. 따라서, 도 21의 배면 투영 표시 장치(110)에는 미러(105)가 설치되어 있지 않다.

도 22 및 도 23은 본 실시형태의 배면 투영 표시 장치에 이용되는 스크린을 도시하는 모식도이다.

도 22 및 도 23에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 스크린(101)은, 투명한 아크릴재에 의해 형성되고 화상을 표시하는 표시면(101a)에 광을 확산시키는 확산 가공이 실시된 확산 입자층(201)과 확산 가공이 실시되어 있지 않는 아크릴층(202)을 갖는다. 확산 가공은 아크릴재 표면에 광을 확산하는 미립자를 포함하는 투명 도료를 도포함으로써 이루어진다.

도 22a에 도시하는 바와 같이, 확산 가공이 실시된 본 실시형태의 스크린(101)의 배면(101b)측으로부터 프로젝터(102)의 광이 투영되면, 배면(101b)의 확산 가공이 실시되어 있지 않는 아크릴층(202)을 통과한 광이 확산 입자층(201)에 이르면, 도 22a의 파선으로 둘러싼 부분을 확대한 도 22b에 도시하는 바와 같이, 확산 입자층(201)의 확산 입자에 의해 확산된다. 따라서, 스크린(101)의 배면(101b)측으로부터 투영된 화상을 표시면(101a)측으로부터 관찰하는 관찰자는 관찰 위치에 의존하지 않고 투영된 화상을 관찰할 수 있다.

도 23에 도시하는 바와 같이, 스크린(101)의 표시면(101a)측으로부터 스크린(101)에 입사하는 광은 확산 입자층(201)을 거쳐 아크릴층(202)을 통과하여 배면(101b)측으로 진행될 때에, 확산 입자층(201)에 있어서, 여러 가지의 각도로부터 입사된 광이 산란함으로써 불균일이 없어지며, 배면(101b)측의 디지털 카메라(103)로 스크린의 배면(101b)을 촬영하면, 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있다.

여기서, 표시면(101a)의 확산 입자층(201)에는 투명한 박막이 첨부되어 있다. 또한, 이 투명 박막에는 반사 방지막이 코팅되고, 카메라에 입사하는 광량을 높이는 작용을 하고 있다. 반사 방지막은 입사각이 0°일 때, 반사율이 1% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 박막을 포함하는 막 두께는 프로젝터로부터 투영된 광의 투과율, 기록 정보의 콘트라스트 등을 고려하면 0.25 mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 투명한 박막이 확산 입자층(201)에 첨부되어 있기 때문에, 스크린(101)에 투영된 화상에 중첩시켜 마커로 문자나 도형 등을 기록하였을 때에, 기록한 문자나 도형 등을 용이하게 소거할 수 있다. 또한, 반사 방지막이 코팅됨으로써, 스크린면에서의 광의 반사가 억제되고, 주위 배경의 비침을 없애어 투영된 화상 시인성을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 배면 투영 표시 장치는 이러한 구성의 스크린(101)을 이용하 기 때문에, 스크린(101)의 표시면에 기록된 묘화(문자나 도형 등)는 원래부터 스크린(101)의 표시면측에 배치된 물체에 대해서도 비춰진 외광을 이용하여 촬영할 수 있다. 즉, 투과성이 나쁜 것은 그림자로서, 약간 투과성이 있는 마커 등은 색깔이 있는 모양으로서 촬영할 수 있다. 또한, 스크린(101)의 표시면에 중첩된 원고는 외광을 이용할 수 없기 때문에, 프로젝터(102)로부터 단색을 투영하고, 그 광을 조명광으로 함으로써, 촬영할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 아크릴 표면에 확산 입자를 도포함으로써 확산 입자층(201)을 형성하여, 통과하는 광의 확산 효과를 얻고 있지만, 이러한 확산 입자의 도포에 의한 방법은 생산성이나 비용면에서 유리하지만, 반드시 이 방법에 한정되는 것은 아니며, 아크릴을 직접 절삭, 연마 등에 의한 가공에 의해 확산 효과를 얻을 수도 있다.

또한, 스크린(101)의 투명한 기재로서는, 가공성, 비용 점으로부터 아크릴은 바람직하지만, 이것에 한정될 필요는 없고, 굴절률이 공기에 가깝고, 투명한 것이면 좋다.

도 24 및 도 25는 본 실시형태의 배면 투영 표시 장치의 화상 표시 수단을 도시하는 도면이다.

도 24에 일례를 도시하는 화상 표시 수단(130)은, 디지털 카메라(103)에 의해 취득된 묘화 데이터 중 스크린(101)에 기록된 묘화 자체의 것을 추출하는 화상 추출부(131)와, 추출된 묘화 데이터를 붙이는 화상 사이즈 및 위치를 결정하는 화상 취득부(132)와, 화상 취득부(132)에 의해 붙이는 위치 등이 결정된 묘화 데이터 를 생성된 또는 외부 입력되어 투영 파일에 기초하는 화상 데이터에 붙여 합성 데이터를 작성하는 데이터 부가부(133)와, 디지털 카메라(103)를 이용하여, 스크린(101)의 표시면에 기록된 묘화를 촬영하는 경우와 스크린(101)에 비춰진 물체의 그림자를 촬영하는 경우와 표시면에 중첩된 원고를 촬영하는 경우에 따라 프로젝터(102)에 의해 스크린(101)에 투영되는 화상을 조명광으로 전환하는 전환 수단(134)을 구비하고 있다.

스크린(101)에 중첩된 원고를 디지털 카메라(103)로 촬영하는 경우에는, 원고면에는 외광이 닿지 않기 때문에, 전환 수단(134)은 화상의 투영을 정지하고, 프로젝터(102)로부터 조명광을 조사한다.

화상 표시 수단(130)은 프로젝터(102) 및 디지털 카메라(103)에 접속되는 PC에 인스톨되고, 예컨대 PC의 애플리케이션 프로그램을 이용하여 생성된 투영 파일(135)에 디지털 카메라(103)로 촬영된 묘화 데이터를 접착하여, 합성 데이터를 작성하는 기능을 갖는 프로그램이며, 작성된 합성 데이터에 의해 도 25에 도시하는 바와 같이, 프로젝터(102)로부터 스크린(101)에 원래 투영되어 있던 화상에 묘화 데이터에 의해 표시되는 묘화상(210)이 첨부된 합성 화상이 투영된다.

도 26에 도시하는 투영 파일을 작성하기 위해 이용한 프로그램으로서는, API(Aplication Programing Interface)가 공개되어 있다. 따라서, 디지털 카메라(103)에 의해 촬영된 묘화 데이터를, 스크린(101)에 투영되어 있고 API가 공개된 프로그램을 이용하여 작성된 투영 파일에 기초하는 화상 데이터에 접착하고, 그 투영된 화상의 투영 파일의 내부 데이터로서 보존할 수 있다.

이것에 의해, 스크린(101)에 원래 투영되어 있던 투영 파일에 묘화 데이터가 접착되고, 그것을 스크린(101) 상에서 확인할 수 있으며, 또한, 묘화 데이터가 묶여진 상태의 투영 파일을 보존할 수 있기 때문에, 뒤에 재편집하는 것이나, 붙여넣은 묘화 데이터를 오려두기 등이 가능해진다.

또한, 디지털 카메라(103)에 의해 촬영되는 것은 반드시 수기한 묘화일 필요는 없고, 인쇄된 원고여도 좋으며, 종이 자료의 내용을 묘화 데이터로서 취입하고, 전자 자료와 함께 이것을 이용할 수도 있다.

도 27에 다른 예를 도시하는 화상 표시 수단(130)은, 디지털 카메라(103)에 의해 취득된 묘화 데이터 중 스크린(101)에 기록된 묘화 자체의 것을 추출하는 화상 추출부(131)와, 추출된 묘화 데이터를 붙이는 화상 사이즈 및 위치를 결정하는 화상 취득부(132)와, 화상 취득부(132)에 의해 붙여지는 위치 등이 결정된 묘화 데이터를 비트 도표 데이터로 변환된 투영 파일에 붙여 합성 데이터를 작성하는 데이터 부가부(133)와, 카메라(103)에 의해 스크린(101)의 표시면에 기록된 묘화를 촬영하는 경우와 스크린(101)에 비친 물체의 그림자를 촬영하는 경우와 표시면에 중첩된 원고를 촬영하는 경우에 따라 프로젝터(102)에 의해 스크린(101)에 투영되는 화상을 조명광으로 전환하는 전환 수단(134)을 구비하고 있다.

전환 수단(134)은 스크린(101)에 중첩된 원고를 디지털 카메라(103)로 촬영하는 경우에는, 원고면에는 외광이 닿지 않기 때문에, 화상의 투영을 정지하고, 프로젝터(102)로부터 조명광을 조사한다.

본 예에서는 API가 공개되어 있지 않는 프로그램으로 작성된 투영 파일의 화 상(문서)이 투영되기 때문에, 가상 프린터 드라이버(140)에 의해 계층 구조를 갖는 파일로 일단 변환된 비트 도표 데이터가 데이터 부가부(133)에 입력된다. 또한, 가상 프린터 드라이버(140)에 의해 변환된 비트 도표 데이터가 입력되는 점을 제외하면 도 24에 도시하는 화상 표시 수단(130)이 동일하다.

여기서, 프린터 드라이버는, 통상, 애플리케이션의 인쇄 정보를 종이에 인쇄하기 위한 프로그램이지만, 가상 프린터 드라이버(140)는 인쇄 정보를 실제의 프린터 이외에 화상으로서 출력하기 위한 프로그램이다. 따라서, 애플리케이션이 인쇄기능을 갖고 있는 경우, 출력처 드라이버에 이 가상 프린터 드라이버(140)를 설정함으로써 파일 정보는 화상 정보로서 출력된다.

도 28에 도시하는 바와 같이, API가 공개되어 있지 않는 프로그램으로 작성된 투영 파일의 문서 화상(220)은 가상 프린터 드라이버(140)에 의해 변환함으로써, 계층 구조를 갖는 화상 파일(230)을 작성할 수 있다.

API가 공개되어 있지 않는 프로그램으로 작성된 문서 화상(220)은 인쇄 기능에 의해 가상 프린터 드라이버(140)를 통해 계층 구조의 화상 파일에 전개된다. 또한, 이 화상 파일에는 임의의 화상 데이터를 부가할 수 있기 때문에, 애플리케이션에 구속되지 않고 정보를 부가할 수 있다.

따라서, API가 공개되어 있지 않는 프로그램으로 작성된 투영 파일의 경우에는 도 29에 도시하는 바와 같이, 스크린(101)에 프로젝터(102)로부터 투영된 파일에 겹쳐 기록을 행하였을 때는 기록된 묘화를 디지털 카메라(103)로 촬영하고, 취득된 묘화 데이터로부터 기록된 묘화 자체의 데이터를 추출하여(상단), 가상 프린 터 드라이버(140)를 통해 전개된 계층 구조의 화상 파일(230)에 추출된 묘화 데이터를 부가하고, PC에 문서 화상(220) 및 묘화상(210)으로서 중첩시켜 화면 표시할 수 있다(하단).

도 30에 도시하는 투영 파일을 작성하기 위해 이용하는 프로그램은 API가 공개되어 있지 않기 때문에, 디지털 카메라(103)로 촬영된 묘화 데이터를 스크린(101)에 투영되는 투영 파일의 내부 데이터로서 부칠 수 없다. 한편, 스크린(101)에 합성 화상을 표시하기 위해 데이터를 합성하면, 합성된 부분의 데이터는 소실된다. 그래서, 본 예에 있어서는 투영 파일을 일단 가상 프린터 드라이버(140)로 페이지마다 화상 파일로 변환하고, 변환된 화상 파일 중 묘화 데이터를 접합하는 페이지 상에 그 묘화 데이터를 중첩함으로써 본래의 투영 파일은 잃지 않고, 묘화 데이터와 변환된 화상 파일을 링크시켜 묶여진 상태로 보존할 수 있다.

이와 같이, 가상 프린터 드라이버(140)를 통해 계층 구조의 파일을 작성함으로써, 인쇄 기능을 갖는 애플리케이션이면, 애플리케이션 문서와, 기록된 묘화 등의 부가 정보를 뒤에 편집 가능하게 관리할 수 있다.

(제2 실시형태)

제2 실시형태는 제1 실시형태에 비하여, 배면 투영 표시 장치(110)에 이용되는 스크린(101)의 확산 가공이 실시된 표시면의 이면측에 접착제에 의해 투명한 평판 부재가 접착되어 있는 등, 스크린(101)의 구조는 상위하지만, 그 이외의 점은 공통된다. 따라서, 상위하는 스크린(101) 구조 등에 대해서 설명한다.

우선, 처음에, 비교예로서, 배면측에 프레넬 렌즈가 설치된 종래로부터 이용 되고 있는 스크린(101)의 구조에 대해서 설명한다.

도 31은 배면측에 프레넬 렌즈가 설치된 비교예의 스크린 구조를 도시하는 개략도이다.

도 31에 도시하는 스크린(101)은 배면측으로부터 표시면측을 향하여, 프레넬 렌즈(152), 확산 시트(151) 및 보강용 유리(150)가 층 구조를 이루고 있다. 광원(153)으로부터 배면측에 투영된 광은 광량 불균일을 없애기 위해, 다른 각도로 입사된 광은 프레넬 렌즈(152)에 의해 평행한 광로(155)가 되고, 확산 시트(151)에 투영되어 표시면측으로부터 투영된 화상이 시인된다.

이와 같이, 이 구조의 스크린(101)은 표시면측의 관찰자에 대한 투영 화상의 시인성을 중시한 구성으로 되어 있다. 따라서, 이러한 구조의 스크린(101)의 배면측으로부터 스크린면을 촬영한 경우는 프레넬 렌즈(152)의 영향에 의해 스크린(101)의 표시면측 피사체는 희미한 것이 된다. 또한, 광원(153)으로부터 투영된 상태로 디지털 카메라(103)에 의한 촬영을 행하면, 예컨대 단색 표시로 함으로써, 디지털 카메라(103)에 의한 촬영의 보조광으로서 이용한 경우에는 프레넬 렌즈(152)면에서의 투영광 반사광이 간섭 촬영된 화상에 노이즈가 혼입된다.

도 32는 스크린 구조를 설명하는 도면이며, 도 32a는 접착제에 의해 접합시킨 구조, 도 32b는 접착제에 의해 접합시키지 않는 구조를 도시한다.

배면 화상 투영 장치의 외관은 제1 실시형태에 있어서 도 20 및 도 21을 이용하여 예시한 것과 마찬가지다. 특히, 도 21에 도시하는 테이블 타입의 것은 이용자가 주위를 둘러싸고 회의 등을 행할 때에, 스크린면에 손을 대거나, 물건을 올려 두거나 하는 것을 생각할 수 있다. 그래서, 스크린면에는 이것에 견딜 수 있는 강도가 필요해지는 것이나, 프레젠테이션이나 회의 등에서 사용하도록 대형 스크린에 있어서는 당연히 강도가 필요한 경우가 많다.

따라서, 표시면측의 이면에 보강판을 설치할 필요가 있지만, 단지, 보강판을 부착한 상태일 때는 표시면을 구성하는 아크릴 부재와 보강용 아크릴 부재 사이에는 공기층이 발생하고 있다.

도 32에 있어서, 스크린은 확산 가공이 실시된 확산 입자층(201)과 아크릴층(202)을 갖는 투영상이 표시되는 표시면측의 투명 부재(204)와, 투영상이 투영되는 배면측이 투명한 평판 부재(205)로 이루어진다.

표시면측의 투명 부재(204)는 아크릴 평판재의 표면에 확산 입자가 도포됨으로써, 확산 입자층(202)이 형성된다.

또한, 표시면측의 투명 부재(204) 및 배면측의 평판 부재(205)는 모두 투명한 박막(203, 207)이 첨부되고, 그 박막(203, 207)에는 반사 방지막이 코팅되어 있다.

또한, 반사 방지막은 입사각이 0°일 때, 반사율이 1% 이하가 되도록 설정되어 있다.

표시면측의 투명 부재(204)와 배면측의 투명한 평판 부재(205)가 접착제(206)에 의해 접합되어 있는 구조의 스크린은 표시면측의 투명 부재(204) 및 배면측의 투명 부재(205)가 아크릴재이며, 굴절률이 모두 예컨대 1.4인 것으로 구성되고, 접착제(206)의 굴절률은 아크릴재의 굴절률과 동등하거나, 혹은 그 이상이 되도록 재료가 선택된다.

예컨대, 접착제로서, 아크릴계 자외선 경화 접착제를 이용할 수 있지만, 반드시 이것에 한정되지 않으며, 평판 부재(205)에 굴절률이 근접한 것으로서, 경화 후의 색이 투명해지는 성질의 것이면 좋다.

일반적으로, 광은 굴절률이 높은 물질에서 낮은 물질로 진입할 때에 전반사를 일으킨다. 이 성질로부터, 도 32a에 도시하는 바와 같이, 스크린의 전면으로부터 배면까지 아크릴 부재와 공기와의 접촉면이 2면인 경우에는, 전반사가 2면에서 발생할 수 있다(1),(2). 이것으로는 스크린 전면으로부터 입사된 외광이 배면에 도달하는 비율이 반감한다.

그러나, 아크릴 부재의 굴절률보다 높고, 또한, 아크릴 부재의 굴절률에 가까운 물질에 의해 표시면측의 투명 부재(204)와 배면측의 투명 부재(205)를 접착함으로써, 제1 면 경계에서의 전반사는 없어지기 때문에(3),(4), 배면에 진입하는 광은 공기층이 있는 경우에 비해서 증가하고, 스크린 배면의 광량이 증가하며, 배면측으로부터 카메라로 촬영하였을 때의 촬상의 콘트라스트가 높아진다.

이것에 의해, 표시면측에서의 피사체를 스크린의 배면측으로부터 카메라로 촬영하는 경우에, 보다 명도가 높고, 해상도가 높은 묘화 데이터를 얻을 수 있다.

또한, 배면측의 투명 부재(205)에는 반사 방지막(207)이 코팅되어 있기 때문에, 프로젝터로부터 투영된 광의 반사가 억제되고, 카메라로, 예컨대 기록된 문자 등을 촬영하는 경우의 투영 화상에 의한 노이즈를 억제할 수 있다.

도 33은 본 실시형태의 스크린에 외광의 비침을 방지하기 위해 반사 방지막 을 실시하였을 때의 광의 투과 특성을 도시하는 도면이고, 도 33a는 피크 게인을 높게 한 것, 도 33b는 피크 게인을 약간 높게 한 것, 도 33c는 게인을 플랫으로 한 것을 도시한다.

도 33에 있어서, 횡축은 관찰자의 스크린면을 관찰하는 각도, 종축은 게인을 나타낸다.

이와 같이, 각도가 다른 각종 틴팅(tinting) 가공을 실시함으로써, 프로젝터로부터 투영되는 화상의 화질을 저하시키지 않고, 또한, 양질의 배면으로부터 촬영 화상을 취득할 수 있는 용도에 따른 스크린을 구성할 수 있다.

본 실시형태의 스크린은 배면측에 보강판을 구비하고 있기 때문에, 스크린의 사이즈를 크게 하는 것이 가능하다. 따라서, 회의나, 프레젠테이션 등에 있어서의 배면 투영형 디스플레이용으로서 활용하여, PC의 전자 자료를 스크린에 표시시키는 한편, 스크린의 표시 내용에 변경이나 추가가 있는 경우는 스크린에 화이트 보드 감각으로 수성 마커를 이용하여 표시 내용에 중첩시켜 직접 기록을 행할 수 있다.

본 실시형태의 스크린은 표시면에 투명한 박막이 첨부되어 있기 때문에, 화이트 보드 감각으로 마커를 이용하여 용이하게 기록을 행하고, 후에 소거하는 것도 용이하게 할 수 있다. 또한, 투영 화상을 보면서 중첩하여 기록된 묘화를, 배면으로부터 카메라로 촬영하고, 기록된 정보를 추출하여 투영 화상에 접착하여 접착된 합성 화상을 스크린에 투영하여 확인하고, 기록된 묘화 정보를 본래의 투영 파일의 데이터와 묶어 보존하거나 뒤에 편집할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 묘화 데이터 보존 방법은 스크린에 투영된 화상에 중 첩시켜 기록된 묘화로부터 취득된 묘화 데이터를 화상을 나타내는 화상 데이터에 묶어 보존하는 묘화 데이터 보존 방법에 있어서, 화상 표시 수단에 입력된 화상 데이터에 의한 화상을 스크린에, 이 스크린의 표시면과는 반대측의 배면 후방으로부터 프로젝터를 이용하여 투영하고, 상기 화상이 투영된 상기 스크린 표시면에 기록된 묘화를 이 스크린의 상기 배면 후방으로부터 카메라를 이용하여 촬영함으로써 묘화 데이터를 취득하고, 상기 화상 표시 수단에 입력된 상기 화상 데이터에 취득된 상기 묘화 데이터를 붙이고, 붙인 합성 데이터에 의한 합성 화상을 상기 스크린에 상기 배면 후방으로부터 상기 프로젝터를 이용하여 투영하고, 취득된 이 묘화 데이터를 이 화상 데이터에 묶어 보존하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

이와 같이, 화상이 투영된 스크린에 기록된 묘화를 카메라로 촬영하여 묘화데이터를 취득하고, 취득된 묘화 데이터를 화상을 나타내는 화상 데이터와 머지한 합성 데이터를 보존하기 때문에 묘화 데이터의 관리가 용이하다.

또한, 본 발명에 의한 묘화 데이터 보존 장치는 스크린에 투영된 화상에 중첩시켜 기록된 묘화로부터 취득된 묘화 데이터를 화상을 나타내는 화상 데이터에 묶어 보존하는 묘화 데이터 보존 장치에 있어서, 소정의 화상 데이터에 의한 화상을 스크린에 이 스크린의 표시면과는 반대측의 배면 후방으로부터 투영하는 프로젝터와, 상기 화상이 투영된 상기 스크린의 표시면측 피사체를 이 스크린의 상기 배면 후방으로부터 촬영하여 묘화 데이터를 취득하는 카메라와, 상기 프로젝터에 생성된 화상 데이터를 보내고 상기 카메라로부터 이 카메라로 취득한 상기 묘화 데이터가 입력되었을 때는, 이 화상 데이터에 입력된 이 묘화 데이터의 전부 또는 일부 를 붙인 합성 데이터를 이 프로젝터에 보내는 화상 표시 수단을 구비하고, 상기 화상 표시 수단은 상기 묘화 데이터와 상기 화상 데이터를 묶어 보존하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

이와 같이, 프로젝터로부터 투영하는 화상 데이터에, 카메라로 촬영하여 취득한 묘화 데이터의 전부 또는 일부를 접착하는 화상 표시 수단을 구비하고 있기 때문에, 붙인 합성 데이터에 의한 합성 화상을 확인하여 보존할 수 있다.

본 발명에 의한 투영 화상 표시 장치는 스크린과, 이 스크린의 표시면과는 반대측의 배면 후방으로부터 이 스크린에 화상 표시 수단으로부터 입력된 화상 데이터에 의한 투영상을 투영하는 프로젝터와, 이 스크린 방향의 피사체를 이 배면 후방으로부터 촬영하여 촬상 데이터를 취득하는 카메라를 구비하고, 프로젝터는 취득된 이 촬상 데이터를 이 화상 데이터에 붙인 합성 데이터에 의한 투영상을 이 스크린에 투영하는 투영 화상 표시 장치로서, 상기 스크린은 광의 확산 가공이 실시된 상기 표시면에 투명한 박막이 첨부된 투명한 부재로 이루어지는 것이며, 상기카메라는 상기 스크린의 상기 박막에 소거 가능하게 기록된 묘화 또는 이 스크린에 접촉하는 물체의 접촉면을 촬영하여 상기 촬상 데이터를 취득하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

이와 같이, 스크린이 확산 가공되고, 투명한 박막이 첨부되어 있기 때문에, 마커에 의한 기록이나 소거가 용이하다.

상기한 묘화 데이터 보존 방법이나 묘화 데이터 보존 장치에 의하면, 스크린에 투영된 화상 데이터와 스크린의 표시면에서의 형태나 기록된 문자, 도형에 관한 묘화 데이터를 묶어, 편집 가능한 상태로 보존하는 것이 가능하다.

또한, 상기한 투영 화상 표시 장치에 의하면, 스크린의 표시면에서의 투영 화상의 시인성을 향상시키는 것이 가능하고, 스크린의 배면으로부터 스크린의 표시면측 피사체를 촬영하는데 필요한 광량을 확보하여, 촬영에 의해 해상도가 높은 데이터를 취득할 수 있다.

본국 출원시에는 2005년 6월 30일에 출원한 일본 특허 출원 2005-192511호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 2005-192511호의 모든 내용을 본국 출원시에 원용한다.

본 발명에 의하면, 핫스폿의 발생을 회피하는 투영 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims

화상을 표시하는 표시면과,

화상을 상기 표시면에 투영하는 투영 수단과,

상기 투영 수단과 상기 표시면의 동일면측에 배치되는, 상기 표시면을 촬상하는 촬상 수단

을 포함하고,

상기 투영 수단의 상기 표시면에 관해서 대칭인 위치가 상기 촬상 수단의 화각(畵角)의 범위 밖이 되는 위치에, 상기 촬상 수단을 배치하며,

상기 투영 수단의 광로 및 상기 촬상 수단의 광로를 변경하는 수단의 반사면을 더 포함하고,

상기 촬상 수단의 광로와 상기 투영 수단의 광로가 상기 변경하는 수단의 반사면 상에서 겹치지 않도록 상기 촬상 수단을 배치하는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
화상을 표시하는 표시면과,

화상을 상기 표시면에 투영하는 투영 수단과,

상기 투영 수단과 상기 표시면의 동일면측에 배치되는, 상기 표시면을 촬상하는 촬상 수단

을 포함하고,

상기 촬상 수단의 상기 표시면에 관해서 대칭인 위치가 상기 투영 수단의 화각의 범위 밖이 되는 위치에, 상기 투영 수단을 배치하며,

상기 투영 수단의 광로 및 상기 촬상 수단의 광로를 변경하는 수단의 반사면을 더 포함하고,

상기 촬상 수단의 광로와 상기 투영 수단의 광로가 상기 변경하는 수단의 반사면 상에서 겹치지 않도록 상기 투영 수단을 배치하는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
화상을 표시하는 표시면과,

화상을 상기 표시면에 투영하는 투영 수단과,

상기 투영 수단과 상기 표시면의 동일면측에 배치되는, 상기 표시면을 촬상하는 촬상 수단

을 포함하고,

상기 촬상 수단의 상기 표시면에 관해서 대칭인 위치가 상기 투영 수단의 화각의 범위 밖이 되는 위치에, 상기 촬상 수단을 배치하며,

상기 촬상 수단과 상기 투영 수단은, 상기 촬상 수단의 광로를 변경하는 수단의 반사면과 상기 투영 수단의 광로를 변경하는 수단의 반사면을 각각 개별적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상 수단과 상기 투영 수단은 동일한 하우징에 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변경하는 수단은, 상기 표시면을 통과하도록, 상기 투영 수단의 광로 및 상기 촬상 수단의 광로를 변경하는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
삭제
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삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투영 수단은 상기 촬상 수단으로 촬상된 화상의 왜곡을 보정한 화상을 상기 표시면에 표시하는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상 수단은 상기 촬상 수단이 갖는 렌즈를 시프트 혹은 틸트(tilt)하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투영 수단은 상기 투영 수단이 갖는 렌즈를 시프트 혹은 틸트하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촬상 수단은 상기 표시면 상에 형성되는 기록이나, 상기 표시면에 접면하고 있는 화상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투영 수단의 상기 표시면에서의 투영 영역은 상기 촬상 수단의 촬상 영역과 동일한 것을 특징으로 하는 투영 화상 표시 장치.