CN109100903A - 投影装置、投影方法以及存储程序的存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影装置、投影方法以及存储介质。该投影装置具备：投影部，其对图像进行投影；投影图像取得部，其取得由上述投影部投影到被投影对象面上的投影图像的从多个角度拍摄的拍摄图像；校正信息取得部，其从由上述投影图像取得部取得的上述拍摄图像取得多个校正信息；角度决定部，其决定上述被投影对象面上的上述投影图像的观察角度；投影面信息选择部，其基于由上述角度决定部决定的上述观察角度，从由上述校正信息取得部取得的多个校正信息中选择上述被投影对象面的校正信息；以及投影控制部，其基于由上述投影面信息选择部选择的上述被投影对象面的校正信息，对由上述投影部投影的图像进行校正。

Description

投影装置、投影方法以及存储程序的存储介质

本申请主张以2017年6月21日申请的日本特愿2017-121160为基楚的优先权，将该基础申请的内容全部引入本申请。

技术领域

本发明涉及适于将图像投影到专用的屏幕以外的被投影对象的情况的投影装置、投影方法以及存储程序的存储介质。

背景技术

在投射彩色图像的投影仪中，由于在墙壁等投射面有颜色的情况下不能进行正确的颜色再现，因此已提出如下技术：使用投射面的分光反射率或光源下的颜色信息将原色的混合量通过变换矩阵进行校正后进行投影。(例如，特开2007-259472号公报)

上述专利文献记载的技术是假设整个投射面是平板状且是单一颜色的情况而提出的，不能应对朝向例如带图案的幕帘等在表面具有凹凸、起伏所致的曲面且不是单一颜色的被投影对象投射图像的情况。

而且，在如上述这样在被投影对象表面有凹凸的情况下，根据观赏被投影的图像的观赏者和被投影对象的面的相对位置关系，被投影的图像看上去也会不同。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供能尽量排除被投影对象带来的影响而投影易于观看的图像的投影装置、投影方法以及存储程序的存储介质。

发明内容

本发明的一方式是一种投影装置，具备：投影部，其对图像进行投影；投影图像取得部，其取得由上述投影部投影到被投影对象面上的投影图像的从多个角度拍摄的拍摄图像；校正信息取得部，其从由上述投影图像取得部取得的上述拍摄图像取得多个校正信息；角度决定部，其决定上述被投影对象面上的上述投影图像的观察角度；投影面信息选择部，其基于由上述角度决定部决定的上述观察角度，从由上述校正信息取得部取得的多个校正信息中选择上述被投影对象面的校正信息；以及投影控制部，其基于由上述投影面信息选择部选择的上述被投影对象面的校正信息，对由上述投影部投影的图像进行校正。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的投影范围的设定环境的图。

图2是示出该实施方式的投影仪的电子电路的功能构成的框图。

图3是示出该实施方式的屏幕的颜色分布设定的处理内容的流程图。

图4是示出该实施方式的校正模式设定的处理内容的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明将本发明应用于投影仪的情况下的一实施方式。

图1是例示在本实施方式的投影仪10的设置之初执行的投影环境的设定时的图。

在该图中，投影仪10不是朝向屏幕而是朝向在表面具有凹凸的幕帘CT设置。

该幕帘CT安装到壁面WL中的窗WD部，优选是具有遮光性的淡色系的。

投影仪10在主体箱体的除了设置有投影透镜部的侧面以外的其它3个侧面设置有多个设为例如30°至45°程度的指向性的作为人感传感器的红外线传感器27、27、…，当用户US存在于投影仪10的周围时，利用从人体释放的红外线，能检测用户US存在的方向。

这样，在设置有投影仪10，从投影仪10将例如全白的测试用图像投影到幕帘CT的状态下，以投影仪10为中心从多个角度，例如如图所示从5个方向对被投影面上的投影图像进行拍摄。

在该情况下，可以准备多台，例如如图所示准备5台数码相机CMa～CMe并列地执行拍摄动作，也可以仅利用1台数码相机CMa，移动位置来连续地执行拍摄动作。

在由数码相机CMa(～CMe)进行拍摄动作时，在投影仪10中，如上所述能在投影仪10侧利用Ir受光部检测进行拍摄的用户US存在的方向，并且能通过例如无线LAN功能接收通过拍摄得到的拍摄图像数据。

接着，根据图2说明上述投影仪10的主要电子电路的功能构成。

在该图中，图像输入部11包括例如管脚插孔(RCA)型视频输入端子、D sub15型RGB输入端子、HDMI(注册商标)(High-Definition Multimedia Interface：高清多媒体接口)端子、USB端子等。

输入到图像输入部11或存储在USB存储器中而选择性地读出的各种标准的模拟或数字的图像信号由图像输入部11根据需要数字化后，经由总线B发送给投影图像处理部12。

投影图像处理部12根据发送来的图像数据，通过将按照规定的格式的帧率，例如如果输入的图像数据的帧率为60[帧/秒]则是将作为其2倍的120[帧/秒]，乘以颜色成分的分割数以及显示灰度级数而得到的更高速的分时驱动，驱动作为显示元件的微镜元件13进行显示。

微镜元件13通过使排列为阵列状的例如横1280像素×纵960像素的量的多个微小镜子的各倾斜角度分别以高速打开/关闭来进行显示动作，从而由其反射光形成光像。

另一方面，从光源部14分时地循环出射R、G、B的原色光。

光源部14具有作为半导体发光元件的LED，分时地反复出射R、G、B的原色光。

光源部14具有的LED作为广义上的LED也可以包含LD(半导体激光器)、有机EL元件。

来自该光源部14的原色光由镜子15全反射而照射到上述微镜元件13。

然后，由微镜元件13的反射光形成光像，所形成的光像经由投影透镜部16投射到外部而进行显示。

投影部17包含上述投影图像处理部12、微镜元件13、光源部14、镜子15以及投影透镜部16而构成。

另外，在从上述图像输入部11输入的图像信号中包含声音信号的情况下，该声音信号通过图像输入部11从图像信号分离，经由总线B发送给声音处理部18。

声音处理部18具备PCM声源等声源电路，将投影动作时提供的声音信号模拟化，驱动扬声器部19进行放音或者根据需要产生蜂鸣声等。

CPU20(投影面信息选择部、投影控制部)控制上述各电路的全部动作。

该CPU20连接到主存储器21和SSD(Solid State Drive：固态硬盘)22。

主存储器21包括例如SRAM，作为CPU20的工作存储器发挥功能。

SSD22包括电可重写的非易失性存储器例如闪存ROM，存储CPU20执行的包含后述的投影图像修正程序22A在内的各种动作程序、在作为基础的图像上叠加的OSD(On ScreenDisplay：屏幕视控系统)用图像等各种常规数据等。

CPU20通过读出存储在上述SSD22中的动作程序、常规数据等，将其展开并存储在主存储器21后执行该程序，从而统一控制该投影仪10。

上述CPU20根据经由总线B来自操作部23的操作信号执行各种投影动作。

该操作部23包含投影仪10的主体箱体所具备的键操作部或者接收来自该投影仪10专用的未图示的遥控器(remote controller)的红外线调制信号的具有量子型(冷却型)的例如由光电晶体管构成的红外线传感器的受光部，接受键操作信号，将与所接受的键操作信号相应的信号经由总线B发送给上述CPU20。

上述CPU20还经由上述总线B与无线LAN接口(I/F)(投影图像取得部)24、Ir受光部25(角度决定部)连接。

无线LAN接口24经由无线LAN天线26，通过遵循例如IEEE802.11a/11b/11g/11n标准的无线通信连接与包含上述数码相机CMa～CMe在内的外部的设备进行数据的发送接收。

作为设置在投影仪10的主体箱体的内部的电路的Ir受光部25通过接受来自设置在投影仪10的主体箱体侧面的多个热型(非冷却型)的例如由热释电元件构成的红外线传感器(角度决定部)27、27、…的检测信号，来根据这些检测信号判断上述用户US存在的方向。

在该情况下，通过将相邻的红外线传感器27、27、…的各探测角度范围设定为相互有一部分重复，能消除检测用户US的位置时的死角，并且能根据相邻的红外线传感器27、27、…的各检测信号的电平之比，更准确地推断用户US存在的方向的角度。

接着，说明上述实施方式的动作例。

在此，首先说明投影装置10开始任意的图像的投影前的初始设定时的动作。

在该初始设定时，如上述图1所示在设置有投影仪10，将图像的整个面为白色的测试用图像朝向幕帘CT进行了投影的状态下，执行用于取得作为屏幕的幕帘CT的颜色分布(颜色信息)的屏幕设定。

图3是示出构成上述SSD22存储的投影图像修正程序22A的一部分的、屏幕设定的处理内容的流程图。

在该处理之初，CPU20将用于对投影图像的拍摄数进行计数的变量n设定为初始值“1”(步骤S101)。

在此，CPU20利用Ir受光部25接受红外线传感器27、27、…的各检测信号(步骤S102)。

CPU20基于这样接受到的红外线传感器27、27、…的各检测信号，算出持有数码相机CMa(～CMe)的用户US存在的与投影仪10箱体对应的相对角度(步骤S103)。

在该情况下，CPU20在红外线传感器27、27、…的其中1个检测信号的输出电平突出地高的情况下，推断为用户US是在该红外线传感器27的大致检测角度范围的中央方向进行操作。

另外，在相邻的2个红外线传感器27、27的检测信号的输出电平高于其它红外线传感器27的检测信号的输出电平的情况下，CPU20根据这2个红外线传感器27、27的检测信号的输出电平之比，算出推断为存在着用户US的方向的角度。

另一方面，CPU20经由无线LAN天线26、无线LAN接口24接收并接受从数码相机CMa(～CMe)发送来的拍入有投影图像的、幕帘CT的拍摄图像(步骤S104)。

CPU20在提取出在上述步骤S104中接受的拍摄图像中的投影图像部分作为表示颜色分布的图像之后，将其与上述变量n的数值以及在上述步骤S104中算出的相对角度的信息关联起来保存在SSD22中(步骤S105)。

在此，作为表示颜色分布的图像，是在对原来以使整个面成为白色的方式投影的图像进行拍摄所得到的拍摄图像中的相应区域内，取得按每个原色成分R、G、B分别将灰度级值分成例如255个等级而进行了分布化的图像并进行保存。

然后，为了准备下一个表示颜色分布的图像的保存，CPU20对变量n的数值进行“+1”更新设定(步骤S106)。

CPU20根据是否利用操作部23进行了用于结束上述一连串的设定的键操作，判断是否结束该设定(步骤S107)。

在此，在判断为未进行用于结束一连串的设定的键操作的情况下(步骤S107的“否”)，CPU20返回到自上述步骤S102起的处理，为了取得从另一拍摄角度的表示颜色分布的图像，再次执行同样的处理。

这样反复执行步骤S102～S107的处理，取得多个表示颜色分布的图像。

之后，在上述步骤S107中，在判断为进行了用于结束上述一连串的设定的键操作的时点(步骤S107的“是”)，CPU20将包含上述保存的n-1个表示颜色分布的图像在内的数据进行文件化并再次记录设定在SSD22中(步骤S108)，至此结束该图3的处理。

此外，在上述说明中，说明了每次都将推断为存在用户US的方向的角度信息和拍摄图像的信息关联起来进行保存，但是也可以考虑采取如下处理步骤：在上述步骤S108中进行文件化并进行记录设定之前，根据所得到的多个拍摄图像中的投影图像部分的特别是左右的边的尺寸比，推断并分配拍摄图像的相互间的位置关系，然后进行文件化并进行记录设定。

接着，说明在如上所述进行了与作为被投影对象的幕帘CT的颜色分布有关的设定的状态下，实际上一边对幕帘CT进行所需要的颜色校正一边对图像进行投影的情况下的动作。

在本实施方式中，投影仪10能根据被投影对象并根据操作部23的键操作，任意选择3种颜色分布校正模式(在下文和附图中称为“第1校正模式”～“第3校正模式”)中的1种。

在第1校正模式中，检测一个用户US的位置，根据认为存在着检测到的用户US的方向的角度，执行对投影的图像的颜色分布的校正。

在第2校正模式中，检测人密集的方向和范围，基于检测到的结果求出进行校正的方向和范围以及校正系数，执行对投影的图像的颜色分布的校正。

在第3校正模式中，将在上述图3的屏幕设定的处理中得到的所有方向的信息平均化，在由上述数码相机CMa(～CMe)进行了拍摄的全部方向上均衡地执行对投影的图像的颜色分布的校正。

图4是示出构成上述SSD22存储的投影图像修正程序22A的一部分的、校正模式设定的处理内容的流程图。

在该处理之初，CPU20等待从操作部23输入表示校正模式的变更指示的键操作信号(步骤S201)。

在判断为出现了表示校正模式的变更指示的键操作信号的时点(步骤S201的“是”)，CPU20根据键操作的内容，首先判断是否指定了第1校正模式(步骤S202)。

在此，在判断为指定了第1校正模式的情况下(步骤S202的“是”)，CPU20在该时点利用Ir受光部25，基于输出的是信号电平最高的检测信号的由热释电元件等构成的红外线传感器27的内容，检测推断为存在着用户US的位置的角度，或者根据具有接收来自遥控器的红外线调制信号的光电晶体管等红外线传感器的受光部中的受光结果，检测遥控器的相对角度(步骤S203)。

如果表示与检测到的角度准确地对应的角度的颜色分布的图像的数据已记录在SSD22中，则CPU20使用该数据算出用于按每个分布区域进行同样的颜色校正的图像校正数据(步骤S204)。

另外，在表示与上述检测到的角度准确地对应的角度的颜色分布的图像数据未记录在SSD22中的情况下，CPU20从SSD22中读出表示与夹着检测到的角度的最近的2个角度对应的颜色分布的图像的数据，通过实施与角度相应的插值处理，得到表示伪(pseudo)颜色分布的图像的数据。

然后，使用所得到的图像的数据，算出用于按每个分布区域进行同样的颜色校正的图像校正数据。

接着，基于所算出的颜色校正数据，设定成在以后的投影动作时按每个分布区域执行对由投影部17投影的图像的颜色校正(准确地，对由投影图像处理部12驱动微镜元件13进行显示的图像的颜色校正)(步骤S205)，之后为下一个变更校正模式的变更指示做准备，而返回到自上述步骤S201起的处理。

另外，在上述步骤S202中，在判断为键操作的内容不是指定第1校正模式的情况下(步骤S202的“否”)，CPU20接着判断键操作的内容是否为指定第2校正模式(步骤S206)。

在此，在判断为指定了第2校正模式的情况下(步骤S206的“是”)，CPU20在该时点利用Ir受光部25对所输出的检测信号在作为预先设定的阈值的信号电平以上的红外线传感器27的方向和范围进行检测，由此检测推断为存在着包含用户US在内的人们的方向的角度范围(步骤S207)。

CPU20从SSD22中读出表示与检测到的角度的范围对应的颜色分布的多个图像的数据，实施将它们平均化的运算处理，由此得到表示该角度范围的伪颜色分布的图像的数据。

然后，使用所得到的图像的数据，算出用于按每个分布区域进行同样的颜色校正的图像校正数据(步骤S208)。

然后，基于所算出的颜色校正数据，进入上述步骤S205，设定成在以后的投影动作时按每个分布区域执行对由投影部17投影的图像的颜色校正，之后为下一个变更校正模式的变更指示做准备，而返回到自上述步骤S201起的处理。

另外，在上述步骤S206中，在判断为键操作的内容也不是指定第2校正模式的情况下(步骤S206的“否”)，视为必然是指定了第3校正模式，CPU20从SSD22中将表示与记录在SSD22中的所有角度对应的颜色分布的多个图像的数据一并读出，实施将它们平均化的运算处理，由此得到表示与全部方向对应的伪颜色分布的图像的数据。

然后，使用所得到的图像的数据，算出用于按每个分布区域进行同样的颜色校正的图像校正数据(步骤S209)。

然后，基于算出的颜色校正数据，进入上述步骤S205，设定成在以后的投影动作时以按每个分布区域执行对由投影部17投影的图像的颜色校正，之后为下一次的校正模式的变更指示做准备，而返回到自上述步骤S201起的处理。

这样，即使作为屏幕使用的被投影对象的幕帘CT不是纯白色的，也能根据用户US所指定的校正模式，可靠地执行对投影于幕帘CT的图像的颜色校正，能提供易于观看的图像。

此外，根据如以上详细描述的本实施方式，投影装置具备：无线LAN接口(I/F)(投影图像取得部)24和无线LAN天线(投影图像取得部)26，其取得由投影部17投影到被投影对象面上的投影图像的从多个角度拍摄的拍摄图像；CPU(校正信息取得部)20，其从由无线LAN接口(I/F)(投影图像取得部)24和无线LAN天线(投影图像取得部)26取得的上述拍摄图像取得多个校正信息；红外线传感器(角度决定部)27，其决定被投影对象面上的投影图像的观察角度；CPU(投影面信息选择部)20，其基于由红外线传感器27决定的观察角度，从由CPU(校正信息取得部)20取得的上述多个校正信息取得被投影对象面的颜色信息；以及CPU(投影控制部)20，其基于由CPU20取得的被投影对象面的颜色信息，对由投影部17投影的图像进行颜色校正。

但是，CPU(投影面信息选择部)20取得的被投影对象面的校正信息不限于颜色信息。

例如，CPU(投影面信息选择部)20也可以取得被投影对象面的形状信息。

根据如以上详细描述的本实施方式，能尽量排除被投影对象带来的影响而投影易于观看的图像。

此外，在上述实施方式中，取得的是执行投影仪10的遥控器(未图示)的操作、数码相机CMa(～CMe)的拍摄的用户US存在的方向的角度，因此容易与它们的输入定时关联起来确定出角度，并且能简化用户US侧的复杂的操作，能提高与各种操作有关的可用性。

另外，在上述实施方式中，说明了在例如投影仪10的主体箱体侧面设置具有指向性的热释电元件等热型(非冷却型)的多个红外线传感器27、27、…，与Ir受光部25一起构成人感传感器部，由此检测包含用户US在内的人物存在的方向的角度。

但是，本发明不限于此，也可以在例如投影仪10的箱体的每个侧面设置图像尺寸比较小的摄像部，或者在投影仪10的主体箱体的上部设置全天体型的摄像部，从通过拍摄得到的图像中实施轮廓提取处理和人脸识别处理等图像处理，检测人物存在的方向的角度。

在该情况下，与自动对焦功能联动地同时取得到各人物的距离信息，并且根据投影透镜部16中的聚焦透镜位置也取得投影距离的信息，由此能准确地把握被投影对象上的投影位置和投影仪10以及投影仪10的周边存在的人物的配置状况，能更精细地对投影的图像进行颜色校正，使其易于观看而没有不适感。

而且，除了红外线传感器27以外，也可以考虑利用通过电波、超声波的反射来检测运动物体的位置的多普勒传感器等，检测用户US等存在的方向的角度。

另外，在上述实施方式中，也说明了在第2校正模式中，基于用户US等存在的角度的范围，对从该范围能看到的图像执行平均的颜色校正处理的情况。

通过这样将角度设定为范围，该范围内的多个人能分享易于观看的投影图像。

而且，在上述实施方式中，也说明了在第3校正模式中，基于能看到投影在幕帘CT上的图像的整个范围，执行平均的颜色校正处理的情况。

通过这样设定能看到图像的整个范围，即使在非特定多数的人物混杂存在的环境下在背景中投影图像时等，多个人也能分享容易观看的投影图像。

这样，能根据投影环境任意地选择进行颜色校正的模式，由此能按照投影仪10的使用环境，每次都投影最佳的易于观看的图像。

另外，本发明不限定于上述实施方式，能在实施阶段中在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。

另外，各实施方式也可以适当组合进行实施，在该情况下能得到组合的效果。而且，上述实施方式中包含各种发明，通过从公开的多个构成要件选择出的组合能提取出各种发明。

例如，即使从实施方式中示出的全部构成要件中删除几个构成要件，在能解决问题并得到效果的情况下，删除该构成要件后的构成也能被提取为发明。

Claims (8)

1.一种投影装置，其特征在于，具备：

投影部，其对图像进行投影；

投影图像取得部，其取得由上述投影部投影到被投影对象面上的投影图像的从多个角度拍摄的拍摄图像；

校正信息取得部，其从由上述投影图像取得部取得的上述拍摄图像取得多个校正信息；

角度决定部，其决定上述被投影对象面上的上述投影图像的观察角度；

投影面信息选择部，其基于由上述角度决定部决定的上述观察角度，从由上述校正信息取得部取得的多个校正信息中选择上述被投影对象面的校正信息；以及

投影控制部，其基于由上述投影面信息选择部选择的上述被投影对象面的校正信息，对由上述投影部投影的图像进行校正。

2.根据权利要求1所述的投影装置，

上述校正信息是颜色信息或形状信息。

3.根据权利要求1所述的投影装置，

还具备取得人所存在的角度的角度取得部，

上述角度决定部将由上述角度取得部取得的角度作为决定的观察角度。

4.根据权利要求2所述的投影装置，

还具备取得人所存在的角度的角度取得部，

上述角度决定部将由上述角度取得部取得的角度作为决定的观察角度。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的投影装置，

上述角度决定部以范围决定上述被投影对象面上的投影图像的观察角度，

上述投影面信息选择部基于由上述角度决定部决定的观察角度的范围，从由上述投影图像取得部取得的拍摄图像选择上述被投影对象面的校正信息。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的投影装置，

上述角度决定部决定能看到上述被投影对象面上的投影图像的整个观察范围，

上述投影面信息选择部基于由上述角度决定部决定的观察角度的范围，从由上述投影图像取得部取得的拍摄图像选择上述被投影对象面的校正信息的平均值。

7.一种投影方法，是具备对图像进行投影的投影部的装置的投影方法，其特征在于，具有：

投影图像取得步骤，取得由上述投影部投影到被投影对象面上的投影图像的从多个角度拍摄的拍摄图像；

校正信息取得步骤，从在上述投影图像取得步骤中取得的上述拍摄图像取得多个校正信息；

角度决定步骤，决定上述被投影对象面上的上述投影图像的观察角度；

投影面信息选择步骤，基于在上述角度决定步骤中决定的上述观察角度，从在上述校正信息取得步骤中取得的上述多个校正信息中选择上述被投影对象面的校正信息；以及

投影控制步骤，基于在上述投影面信息选择步骤中选择的上述被投影对象面的校正信息，对由上述投影部投影的图像进行校正。

8.一种存储介质，存储具备对图像进行投影的投影部的装置所内置的计算机执行的程序，其特征在于，上述程序使上述计算机作为如下各部发挥功能：

投影图像取得部，其取得由上述投影部投影到被投影对象面上的投影图像的从多个角度拍摄的拍摄图像；

校正信息取得部，其从由上述投影图像取得部取得的上述拍摄图像取得多个校正信息；

角度决定部，其决定上述被投影对象面上的上述投影图像的观察角度；

投影面信息选择部，其基于由上述角度决定部决定的上述观察角度，从由上述校正信息取得部取得的上述多个校正信息中选择上述被投影对象面的校正信息；以及

投影控制部，其基于由上述投影面信息选择部选择的上述被投影对象面的校正信息，对由上述投影部投影的图像进行校正。