CN115086624A - 投影控制装置、空间投影装置、空间投影系统以及空间投影方法 - Google Patents

投影控制装置、空间投影装置、空间投影系统以及空间投影方法 Download PDF

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CN115086624A CN202210235702.2A CN202210235702A CN115086624A CN 115086624 A CN115086624 A CN 115086624A CN 202210235702 A CN202210235702 A CN 202210235702A CN 115086624 A CN115086624 A CN 115086624A
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Abstract

提供能够以在影像中无不良情况的状态实现视觉效果高的空间投影的投影控制装置、空间投影装置、空间投影系统以及空间投影方法。投影控制装置，具备：取得部，取得与由投影装置(10)投影并成像于成像介质(20)的第一投影图像(2a)相关的信息；以及修正部，根据所取得的与第一投影图像(2a)相关的信息，修正作为通过导光光学系统(30)而在空间成像部(40)中再成像的投影光而成像于成像介质(20)的第二投影图像(2a)的信息。

Description

投影控制装置、空间投影装置、空间投影系统以及空间投影 方法
本申请基于2021年3月11日提出申请的日本专利申请第2021-038823号主张优先权，这里引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及投影控制装置、空间投影装置、空间投影系统以及空间投影方法。
背景技术
以往，公开了在空间中使投影光成像而进行投影的空间投影技术。例如，日本特开2006-317708号公报中公开了通过在下部腔室中配置显示图像或实物等投影对象并且包含第1菲涅尔透镜、分束器、表面反射镜以及第2菲涅尔透镜的结构将影像向空间投射的空中浮置影像投影装置。
发明内容
在如专利文献1那样利用显示图像或实物作为投影对象并利用分束器、表面反射镜将光进行导光的结构下，有时无法以在影像中没有变形等不良情况的状态将空间投影图像以任意的形状进行投影。
本发明的目的在于，提供能够以在影像中没有不良情况的状态进行视觉效果高的空间投影的投影控制装置、空间投影装置、空间投影系统以及空间投影方法。
一种投影控制装置，具备：取得部，取得与由投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；以及修正部，根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正作为通过导光光学系统而在空间成像部中再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像的信息。
一种空间投影装置，具备：投影装置；取得部，取得与由上述投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；以及修正部，根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正作为由导光光学系统在空间成像部中再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像的信息。
一种空间投影系统，具备：投影装置；取得部，取得与由上述投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；以及修正部，根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正与作为由导光光学系统在空间成像部上再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像相关的信息。
一种空间投影方法，取得与由投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正与作为由导光光学系统在空间成像部上再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像相关的信息，将上述第二投影图像通过上述投影装置进行投影。
根据本发明，能够提供能够以在影像中没有不良情况的状态进行视觉效果高的空间投影的投影控制装置、空间投影装置、空间投影系统以及空间投影方法。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的空间投影装置的平面示意图。
图2是表示本发明的实施方式1的投影装置以及拍摄装置的结构的图。
图3是本发明的实施方式1的配置有圆弧面状的成像介质的空间投影装置的平面示意图。
图4表示本发明的实施方式1的空间投影装置的动作流程图。
图5A～图5C是表示本发明的实施方式1的修正用图像的图，图5A～图5C是变形修正用的修正用图像。
图6表示本发明的实施方式2的空间投影装置的动作流程图。
图7是能够应用于本发明的各实施方式的具有导光光学系统的空间投影装置的平面示意图。
图8是表示能够应用于本发明的各实施方式的空间投影装置的其他结构例的平面示意图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，描述用于实施本发明的形态。图1是空间投影系统1中的空间投影装置100的平面示意图。空间投影装置100具备投影装置10(投影仪、投影控制装置)、从投影装置10出射的投影光P1所照射的成像介质20、将被投影到成像介质20上的光进行导光的导光光学系统30、将被导光光学系统30导光的光再成像的空间成像部40、以及拍摄在成像介质20上所投影的投影图像2a的拍摄装置80。空间投影装置100中，从投影装置10出射且在成像介质20上成像的投影图像2a从成像介质20扩散透射并向导光光学系统30入射，利用导光光学系统30而在空间成像部40再成像，从而能够使视听者50视觉识别在空中悬浮的空间投影图像4a。
由投影装置10投影的投影图像2a存在由于投影面(第一面21)的形状等的影响、投影光P1(以及空间投影光P2、P3)倾斜地投影于作为被投影面的成像介质20等的影响从而以与原始的图像数据(图2所示的投影图像112)不同的或者非预期的形状从视听者50的视点被视觉识别的情况。因此，本实施方式中，为了能够从视听者50的视点适当地视觉识别空间投影图像4a，处理部12进行投影图像112的修正。基于由投影装置10投影的修正用图像70与由拍摄装置80拍摄的拍摄图像60中的修正用图像70之间的偏差，求出图像修正信息111、841(参照图2)来进行修正。因而，投影装置10能够将图像进行投影，以使得基于图像修正信息111，原始的投影图像112对于视听者50而言以预期的形态被视觉识别。
参照图2对投影装置10以及拍摄装置80的结构进行说明。投影装置10具备存储部11、处理部12、投影部13、操作部14、通信部15(取得部)以及声音处理部16，分别通过内部总线而连接。存储部11例如由SSD(Solid State Drive)、SRAM(Static Random AccessMemory)构成。在存储部11中，存储有修正用图像70(70a～70c)、图像修正信息111、作为观赏用图像的投影图像112(包括图像数据或动态图像数据)以及控制程序等数据。处理部12由CPU、微型计算机等构成，将存储部11中存储的控制程序读出，对投影装置10进行控制。
投影部13将从处理部12送来的投影图像112以按照预先设定的图像格式的帧速率形成图像，将该图像作为投影光P1向外部出射。本实施方式的投影装置10是DLP(DigitalLight Processing)方式的投影装置。投影部13例如将由内部的光源装置出射的蓝色波段光、绿色波段光以及红色波段光向作为显示元件的DMD(数字微镜器件)照射，该DMD按每个微镜(或每个像素)将蓝色波段光、绿色波段光以及红色波段光分时地反射从而能够形成彩色的图像光。图像光经由投影部13内的投影透镜而作为投影装置10的投影光P1向外部出射。从投影部13出射的投影光P1(图像光)被向图1的成像介质20投影。
操作部14从设置在投影装置10的壳体上的操作键等受理操作信号，将该操作信号经由总线向处理部12发送。处理部12根据来自操作部14的操作信号，执行投影处理等各种功能。
通信部15无线接收来自未图示的遥控器的基于红外线调制信号等的操作信号，将该操作信号向处理部12发送。此外，通信部15利用有线线缆101而与拍摄装置80的通信部85连接，能够进行数据的收发。通信部15也可以具备外部输入端子，能够使图像数据从外部设备输入。
声音处理部16具备PCM音源等音源电路，驱动扬声器17而使声音扩散放出。声音处理部16在所投影的图像数据中包含声音信号的情况下，在投影动作时将该声音信号进行模拟变换并经由扬声器17输出声音，
拍摄装置80具备拍摄部81、处理部82、输入输出控制部83、存储部84、通信部85，分别通过内部总线而连接。拍摄部81拍摄被投影于图1的成像介质20的投影图像2a。
处理部82具有对拍摄装置80进行控制的功能，由CPU、微型计算机等构成。处理部82对由拍摄部81拍摄到的包含修正用图像70的拍摄图像60进行解析。处理部82将修正用图像70的解析结果作为图像修正信息841而经由通信部85向投影装置10发送。此外，处理部82根据拍摄图像60的解析结果，经由通信部85向投影装置10发送投影指示85a。
输入输出控制部83向处理部82发送与由视听者50等从操作键钮831输入的操作指示对应的信息。显示装置832是显示从输入输出控制部83输出的图像的画面、显示灯等。存储部84存储拍摄装置80的控制程序、拍摄部81拍摄的拍摄图像60以及图像修正信息841等。
回到图1，成像介质20具有包含投影光P1的投影范围的程度的任意形状及大小。或者，成像介质20配置在包含投影光P1的投影范围的任意位置。图1的成像介质20作为设置为平坦状的板状或膜状的透射型膜而构成。成像介质20是在向投影装置10侧的第一面21侧照射从投影装置10出射的投影光P1(包含光L1)的情况下从第一面21的相反面即第二面22侧朝向导光光学系统30使空间投影光P2(也包含光L2)扩散出射的透射部件。
导光光学系统30设置在成像介质20的第二面22侧，具备分束器31和回射部件32(回射镜)。回射部件32相对于成像介质20的配置面S(包含图1的Y方向(前后方向)以及Z方向(上下方向)的面)垂直配置。此外，分束器31形成为平板状，相对于成像介质20的配置面S以及回射部件32倾斜45度配置。本实施方式的分束器31是将入射的光的一部分反射并将另一部分透射的半反射镜。回射部件32具有将入射的光向与入射方向反向的相反方向反射的镜面。
空间成像部40是被投影到成像介质20上的投影图像2a作为空间投影光P2(P3)出射后、利用导光光学系统30再成像而显示空间投影图像4a的空间区域。
接着，对空间投影装置100(空间投影系统1)的空间投影方法进行说明。投影装置10从相对于投影光P1整体的光轴和成像介质20的法线方向(X方向)倾斜的倾斜方向对成像介质20照射光。从投影装置10内(投影部13内)的点光源(DMD(显示元件)中的微镜上的任意点)经由投影透镜出射的光L1成像于成像介质20上的成像点F1。成像介质20在投影光P1的照射范围中被照射以光L1所例示的光路从投影装置10内的点光源出射并成像的光。由此，投影图像2a被投影在成像介质20上。
构成形成于成像介质20的投影图像2a的任意的点的光从第二面22以规定的扩散角度扩散透射而出射。例如，成像于成像点F1的上述的光L1作为光L2而以规定的扩散角度扩散并向分束器31入射。光L2的一部分光被分束器31向回射部件32侧反射。即，从投影图像2a的点光源出射的光L2在从成像介质20到回射部件32的光路中作为扩散光被导光。回射部件32将入射的光向与入射方向反向的相反方向反射，所以入射到回射部件32中的光L2作为以与扩散角度相同的角度聚光的汇聚光而朝向分束器31反射。被回射部件32反射了的光L3在分束器31中一部分透射而被向空间成像部40侧导光。并且，在空间成像部40中，光L3在成像点F2再成像。另外，光L2的光路长和光L3的光路长大致相同。
并且，在空间成像部40的成像点F2成像了的光L3作为具有与光L3的聚光角度及光L2的扩散角度相同的扩散角度的光L4而被导光。
以上那样的来自投影装置10内的显示元件的点光源的光L1～L4在成像介质20及导光光学系统30的光路的有效区域内被导光。即，从投影装置10出射的来自点光源的光L1的集合即投影光P1被从成像介质20的第一面21侧照射，并在成像介质20中成像。被照射到成像介质20上的投影光P1作为光L2的集合即空间投影光P2而被从第二面22向分束器31侧出射。照射到分束器31的空间投影光P2的一部分光向回射部件32侧反射。回射部件32将被从分束器31侧导光的空间投影光P2作为空间投影光P3(光L3的集合)进行反射。被回射部件32反射了的空间投影光P3的一部分光透射过分束器31而被向空间成像部40侧导光。
这样，构成在成像介质20上成像的投影图像2a的光(点光源的集合)在作为空间投影面的空间成像部40上再成像，向视听者50侧出射。因此，视听者50能够视觉识别空间成像部40上的空中成像的空间投影图像4a。此外，视听者50即使使观测点移动也能够视觉识别空间投影图像4a。例如，从成像点F2出射的光L4能够在图1所示的光L4的扩散角度范围内(出射角度范围内)的位置视觉识别。
此外，从视听者50侧从空间成像部40侧的方向即A方向观察到的空间投影图像4a的上下方向(Z方向)以及左右方向(X方向)的朝向与从B方向观察到的投影图像2a的上下方向(Z方向)以及前后方向(Y方向)大致相同。另一方面，光L2和光L3的光路长大致相同，因此从A方向观察到的空间投影图像4a的深度位置(depth position)与从B方向观察到的投影图像2a的深度位置为相反的关系(在图3中后述)。在使用图1的设为平坦状的成像介质20的情况下，空间投影图像4a也显示为平坦的平面图像。
接着，参照图3，说明代替图1所示的成像介质20而使用圆弧面状的成像介质20A的情况的结构。成像介质20A的凹凸程度构成为，被限制在从投影装置10出射的投影光P1(光L1)的景深内。因此，在成像介质20A上显示合焦了的投影图像2a(或者以可视为合焦的程度成像的投影图像2a)。
如上述那样，被导光光学系统30导光的光L2和光L3的光路长大致相同，从A方向观察到的空间投影图像4a的深度位置与从B方向观察到的投影图像2a的深度位置为相反的关系。即，如图3所示，从B方向观察到的弯曲的投影图像2a的靠后侧的成像点F1对应于从A方向观察到的空间投影图像4a的近前侧的成像点F2。因此，通过使成像介质20A形成为包含凹凸的立体面状，能够将立体的空间投影图像4a向空间成像部40投影。
接着，利用图4及图5说明对投影图像进行修正的处理方法。空间投影装置100拍摄在成像介质20上投影的投影图像2a，根据取得的拍摄图像60求出在投影图像112的修正中使用的图像修正信息111(变形参数)。图4表示在观赏用的投影图像112的投影前预先计算图像修正信息111的处理例。投影装置10的处理部12当开始图像修正信息111的测定(步骤S201)则在步骤S202中对成像介质20进行修正用图像70的图案投影。
图5A、图5B以及图5C分别是表示变形修正用的修正用图像70a～70c的图。修正用图像70a、修正用图像70b及修正用图像70c具有在大致整面的测定图像72中沿纵向及横向交替地配置有大致正方形的白四边形及黑四边形的棋盘格图样。修正用图像70a～70c能够根据棋盘格图样的大小而以不同的分辨率检测第一面21的变形情况。投影装置10将修正用图像70a～70c向第一面21投影，使未图示的拍摄装置进行拍摄。拍摄装置能够组合多个修正用图像70a～70c而精度良好地检测成像介质20的第一面21整体的变形。
本实施方式中，投影装置10以大型的棋盘格图样的修正用图像70a、中型的棋盘格图样的修正用图像70b以及小型的棋盘格图样的修正用图像70c的顺序向成像介质20投影。此时，尺寸不同的棋盘格图样的各修正用图像70a、70b、70c的四边形的角部配置于在投影时不相互重叠的位置。
步骤S203中，拍摄装置80的处理部82将被投影的修正用图像70(70a～70c)通过拍摄部81从投影装置10侧拍摄而取得。本实施方式的拍摄装置80作为投影装置10外的不同的装置而设置。
步骤S204中，处理部12判断是否全部的修正用图像70a～70c的图案被投影并由拍摄装置80进行了拍摄。另外，处理部12将表示拍摄装置80取得了全部的与修正用图像70对应的拍摄图像60的通知经由通信部85、15进行接收，从而能够进行步骤S204的判断。处理部12在全部的修正用图像70a～70c的图案已被投影及拍摄的情况下(S204的“是”)前进至步骤S205的处理，在不是全部的修正用图像70的图案已被投影及拍摄的情况下(S204的“否”)返回至步骤S202的处理。本实施方式中，投影装置10将修正用图像70a～70c依次投影，直至3个修正用图像70a～70c的投影及拍摄被执行。
步骤S205中，拍摄装置80的处理部82根据从各拍摄图像60a～60c(分别拍摄修正用图像70a～70c而得到的图像)检测出的标记71位置，确定各修正用图像70a～70c的位置。具体而言，本实施方式中，图5A～图5C所示的修正用图像70a～70c均在图像的四角的相同位置配置有标记71，所以拍摄装置通过检测各修正用图像70a～70c间的标记71的位置偏差而检测修正用图像70a～70c的平行成分及旋转成分的位置偏差。处理部82检测多个修正用图像70a～70c的位置偏差并进行偏移修正。由此，能够修正由手抖等引起的拍摄图像60a～60c间的位置偏差。处理部82能够检测拍摄图像60a～60c中的修正用图像70a～70c中的棋盘格图样的交点(角部)的坐标，求出成像介质20的变形程度。拍摄装置80根据变形程度的信息，生成图像修正信息841。
并且，在步骤S206中，处理部82经由通信部15、85使投影装置10取得所求出的图像修正信息841。投影装置10的处理部12将取得的图像修正信息841作为图像修正信息111存储到存储部11中，能够根据图像修正信息111对观赏用的投影图像112(内容信息(content)的图像数据)进行图像修正处理。即，处理部12作为修正部发挥功能。然后，处理部12将通过图像修正信息111进行了变形修正的投影图像112从投影部13作为投影光P1出射。这样，投影装置10能够通过投影光P1投影基于与所成像的投影图像2a(作为第一投影图像的修正用图像70)的拍摄图像60关联的信息(例如，包含显示元件上的坐标与拍摄图像60上的坐标的差分信息(变形程度)等的图像修正信息841)进行了修正的投影图像2a(修正后的投影图像112(第二投影图像))。因而，投影装置10能够进行空间投影以使预期的空间投影图像4a被视听者50视觉识别。
如以上那样，本实施方式的空间投影装置100通过投影图像2a形成了作为空间投影图像4a投影的投影对象。因此，与利用作为投影对象的显示图像或实物的情况相比能够显示高亮度的投影图像2a，空间投影图像4a也能够以高亮度鲜明地显示。此外，投影装置10所投影的投影图像2a通过增大成像介质20、20A的形状、适当空出投影装置10与成像介质20、20A的距离，还能够容易地增大空间投影图像4a。因此，空间投影装置100能够不较大地改变整体结构地投影较大的空间投影图像4a。进而，在将投影光P1相对于成像介质20倾斜照射的情况下或将成像介质20形成为任意的立体面状的情况下，也能够将成像介质20上的投影图像2a进行变形修正，从视听者50来看显示所预期的空间投影图像4a。这样，能够通过使用空间投影装置100(空间投影系统1)的空间投影方法，以简易的结构实现视觉效果高的空间投影。
(实施方式2)
接着，对实施方式2进行说明。图6表示实施方式1的空间投影系统1中的空间投影装置100在投影图像112的投影处理中对图像修正信息111(变形参数)进行计算的处理例。另外，在实施方式2的空间投影装置100中，对于与实施方式1相同的结构，将说明省略或简化。
步骤S301中，处理部12在任意的投影图像112的图像投影中以包含能够进行坐标检测的修正用图像(未图示)的方式重叠地向成像介质20投影。作为投影图像112中包含的修正用图像，例如能够设为内容信息内容中包含的图像中的、能够通过二值化处理容易地进行变形检测(位置检测)的部位。
步骤S302中，上述的拍摄装置80的处理部82利用拍摄装置81从投影装置10侧拍摄包含修正用图像的投影图像112而取得拍摄图像60。此外，处理部82使投影装置10经由通信部85及通信部15取得拍摄图像60。步骤S303中，投影装置10中的处理部12对包含修正用图像的投影图像112和从拍摄装置80取得的拍摄图像60进行比较。
步骤S304中，处理部12通过包含修正用图像的投影图像112与拍摄图像60的比较，判断图像变形是否有变化(是否需要图像修正信息111的变更)。例如，处理部12在投影图像112与拍摄图像60的形状变形了预先规定的阈值以上的情况下，能够判断为图像变形有变化。处理部12在判断为图像变形有变化的情况下(S304，是)前进至步骤S305的处理，在不是判断为图像变形有变化的情况下(S304，否)返回到步骤S302的处理。作为图像变形发生变化的例子，例如可以举出更换(切换)了成像介质20的情况、或在投影图像112的投影处理中成像介质20与投影装置10的相对位置发生了变化的情况。
步骤S305中，处理部12能够检测拍摄图像60中的修正用图像的坐标，求出成像介质20的变形程度。处理部12根据变形程度的信息生成图像修正信息111。
并且，步骤S306中，处理部12能够根据图像修正信息111对观赏用的投影图像112(内容信息的图像数据)进行图像修正处理。然后，处理部12将通过图像修正信息111进行了变形修正的投影图像112从投影部13作为投影光P1出射。这样，投影装置10能够通过投影光P1投影根据与所成像的投影图像2a(包含修正用图像的修正前的投影图像112(第一投影图像))的拍摄图像60相关联的信息(例如，包含显示元件上的坐标与拍摄图像60上的坐标的差分信息(变形程度)等的图像修正信息841)进行了修正的投影图像2a(修正后的投影图像112(第二投影图像))。因而，投影装置10能够进行空间投影以使所预期的空间投影图像4a被视听者50视觉识别。
实施方式2的空间投影装置100能够根据内容信息等的投影图像112中包含的修正用图像将投影图像2a修正。因而，能够省略对图像修正信息111进行计算的初始动作，能够以简单的结构实现视觉效果高的空间投影。
如以上那样，各实施方式1及实施方式2的空间投影装置100通过投影装置10形成了作为空间投影图像4a投影的投影图像2a。因而，与使用作为投影对象的显示图像或实物的情况相比能够显示高亮度的投影图像2a，空间投影图像4a也能够以高亮度鲜明地显示。此外，通过投影装置10投影的投影图像2a通过使成像介质20、20A的形状较大、适当空出投影装置10与成像介质20、20A的距离，还能够容易地使空间投影图像4a较大。因而，空间投影装置100能够不较大地改变整体结构地投影较大的空间投影图像4a。这样，能够通过使用空间投影装置100(空间投影系统1)的空间投影方法，以简单的结构实现视觉效果高的空间投影。
另外，在以上的实施方式1及实施方式2中说明的导光光学系统30也可以采用与分束器31及回射部件32不同的结构。例如，图7所示的空间投影系统1A中的空间投影装置100A，代替实施方式1及实施方式2的空间投影装置100中的导光光学系统30而具备包含光反射部件33的导光光学系统30A。光反射部件33是使在成像介质20上成像的各点光源(例如来自成像点F1的光)在作为面对称位置的空间成像部40中再成像的光学部件。
光反射部件33能够采用任意的结构，例如，如C部放大图所示，使包含多个第一镜331a的第一镜层331和包含多个第二镜332a的第二镜层332相邻而构成。第一镜331a配置为，镜面相对于XY面平行。此外，多个第一镜331a以相互平行的方式在Z方向上以等间隔排列(还参照XII－XII剖面图)。第二镜332a配置为，镜面与第一镜331a的镜面正交。此外，多个第二镜332a以相互平行的方式，在与第一镜331a的排列方向正交的方向上以等间隔排列。光反射部件33配置为，第二镜332a相对于成像介质20的配置面S(在图7的例子中，相对于YZ面和ZX面)45度倾斜。
此外，在C部放大图中，示出了从成像点F1出射且平行于XY平面的光L21、L22向光反射部件33入射的情况的光路。光L21及光L22不照射到平行于XY平面地配置的第一镜331a的镜面，向第二镜332a的镜面入射。光L21及光L22分别以与向第二镜332a入射时的入射角相同的反射角反射。光L21以比光L22大的入射角向第二镜332a(光反射部件33)入射，所以光L21以比光L22大的反射角反射。因此，从成像点F1出射的具有规定的扩散角度的光L2从光反射部件33作为具有与光L2的扩散角度相同的聚光角度的光L3而被反射，在相对于光反射部件33为面对称位置的成像点F2再成像。另外，从成像点F1出射的光L2的Z方向的扩散成分也被第一镜331a反射所以在成像点F2再成像。
另外，光反射部件33的结构不限于C部放大图所示的结构，也可以使用使在成像介质20上成像的各点光源在作为面对称位置的空间成像部40中再成像的其他光反射部件。例如，光反射部件也可以构成为，设置多个微细的棱镜，将以规定的扩散角度入射的光作为以与该扩散角度大致相同的聚光角度聚光的光进行反射，将从点光源入射的光以在面对称位置上成像的方式出射。
以上，在图7的空间投影装置100A以及空间投影系统1A中，相比于实施方式1的图1及图3所示的导光光学系统30，能够减少零件个数而使结构简单，所以能够使整体小型化。因而，能够以简单的结构实现视觉效果高的空间投影。
另外，各实施方式中说明的空间投影装置100、100A也可以将投影装置10、拍摄装置80、成像介质20、导光光学系统30、30A以及空间成像部40配置于一个装置而构成，也可以分散配置于多个装置而构成。例如，空间投影装置100、100A能够在投影装置10中包含成像介质20(20A～20E)、导光光学系统30、30A以及空间成像部40的一部分功能而构成。
此外，本实施方式中，作为具备取得与由投影装置10投影而成像于成像介质20的第一投影图像相关联的信息的取得部、以及根据所取得的与第一投影图像相关联的信息来修正作为利用导光光学系统30而在空间成像部340中再成像的投影光而成像于成像介质20的第二投影图像的信息的修正部的投影控制装置，说明了设置投影装置10的例子，但也可以设置与投影装置10不同的装置。图8是表示空间投影装置100的其他结构例的平面示意图。空间投影装置100除了图1的空间投影装置100的结构以外还具备投影控制装置90。投影控制装置90具有上述修正部、取得拍摄图像60等的信息的通信部(取得部)、以及存储与投影图像有关的数据(图2所示的修正用图像70、图像修正信息111以及投影图像112)的存储部。投影控制装置90例如能够设为个人计算机等通用装置或专用装置。投影控制装置90经由通信部从拍摄装置80取得拍摄图像60、图像修正信息841，由修正部对投影图像112进行修正，将进行了该修正的投影图像112向投影装置10发送。因而，投影控制装置90能够进行控制以使修正后的投影图像112(第二投影图像)从投影装置10投影。另外，投影控制装置90也可以设置于图7所示的空间投影装置100A。
此外，拍摄装置80也可以将成像于成像介质20、20A的投影图像2a从第一面21或第二面22的一方拍摄，也可以将成像于空间成像部40的投影图像(空间投影图像4a)从出射侧(视听者50侧)拍摄。拍摄装置80不限于与空间投影装置100、100A内的投影装置10分体地设置，也可以作为投影装置10的一部分而设置，也可以设为不包含在空间投影装置100、100A中的结构。投影装置10与拍摄装置80的通信能够通过有线或无线的任意方法进行。
此外，空间投影装置100也可以组合图4所示的处理和图6所示的处理来执行。
此外，图4及图6中的拍摄以后的处理(S204～S206以及S303～S306)可以由投影装置10及拍摄装置80的某一方进行，也可以由与投影装置10及拍摄装置80不同的其他装置进行。
此外，取得与由投影装置10投影且成像于成像介质20的第一投影图像相关联的信息的方法也可以是拍摄以外的其他方法。
此外，投影装置10不限于上述DLP方式，也可以是其他方式。作为投影装置10，也可以使用LCP(liquid crystal panel，液晶面板)方式的投影装置。LCP方式的投影装置，通过液晶滤波器(液晶板)按每个像素来控制蓝色波段光、绿色波段光以及红色波段光的透射率，将透射过液晶滤波器的各像素的蓝色波段光、绿色波段光以及红色波段光合成而作为投影光来出射。
此外，作为投影装置10，也可以使用LCoS(Liquid Crystal on Silicon)方式的投影装置。LCoS方式的投影装置中，代替DLP方式的投影装置10中的DMD，在反射层之上配置具有能够按每个像素对应地使光的透射率可变(也包括遮光)的液晶滤波器(液晶层)的显示元件。因此，投影装置能够将照射到显示元件中的光源光一边按每个像素进行光量控制一边反射而形成图像光，将该图像光作为投影光向外部出射而将投影图像2a向成像介质20、20A投影。
此外，在作为投影装置10而使用上述的LCP方式、LCoS方式的投影装置的例子中，透射过液晶滤波器的各光(蓝色波段光、绿色波段光、红色波段光)是具有规定的偏振方向的偏振光。因此，例如在实施方式1中，可以是，作为分束器31而配置将S偏振光及P偏振光的光的一方反射而将另一方透射的偏振镜，在分束器31与回射部件32之间的光路上配置1/4波片。由此，分束器31将从成像介质20、20A出射的光中的S偏振光及P偏振光的一方即第一偏振方向的光向回射部件32侧反射，在透射1/4波片而变换为圆偏振光后，由回射部件32反射。被回射部件32反射了的圆偏振光再次透射1/4波片而被变换为与第一偏振方向正交的第二偏振方向的光，并透射分束器31。这样，在作为分束器31而使用偏振镜的情况下，能够将一次被分束器反射的大部分光通过回射部件32反射后透射分束器31，所以与使用半反射镜的情况相比，能够提高光的利用效率。
此外，作为投影装置10，也可以使用激光扫描方式的投影装置。在激光扫描方式的投影装置中，将由蓝色波段光、绿色波段光以及红色波段光颜色合成为所希望的颜色的激光向显示元件照射，显示元件分时地将激光控制反射角度并进行反射而向作为被投影体的成像介质20、20A照射。此时，显示元件能够对于成像介质20、20A以在垂直方向及水平方向上二维地扫描的方式照射激光，将投影图像2a向成像介质20、20A投影。激光扫描方式的投影装置中，能够省略使从显示元件出射的光聚光的投影透镜，所以能够使投影装置整体小型化。此外，该投影装置能够通过激光形成图像，所以在使用凹凸大的立体面状的成像介质的情况下也能够投影所预期的鲜明的投影图像2a。
此外，作为成像介质20、20A，例示了板状或膜状的结构，但也可以使用烟(smoke)或水等流体。在对成像介质20、20A使用流体的情况下，可以配置将该流体封入的透光性容器。
此外，可以对成像介质20进行着色。由此，能够使空间投影图像4a的色彩变化，或任意地调整色调。在使用流体作为成像介质20、20A的情况下，也可以将该流体着色。成像介质20、20A的着色可以按时间序列经时性地变化。由此，能够呈现各种各样的表现效果。
此外，导光光学系统30、30A也可以是利用菲涅尔透镜使从成像介质20、20A出射的光在空间成像部40中再成像的结构。
此外，各实施方式中，以向成像介质20、20A投影的投影光P1从成像介质20、20A的第一面21侧入射、从与第一面21相反侧的第二面22侧出射、作为空间投影光P2向导光光学系统30、30A导光的透射型的成像介质为例进行了说明，但也可以使用出射投影光P1的面与出射空间投影光P2的面为相同面的反射型的成像介质(投影仪屏幕、壁面等被投影介质)。
此外，通过投影光P1成像于成像介质20、20A的投影图像2a不限于由从投影装置10出射的投影光形成的图像，也可以设为从其他光源装置作为投影光而出射的任意的光源光、照明光、LED光或激光所形成的光像。此外，投影图像2a通过使用任意的光源，可以由可视光形成，也可以由非可视光(例如，数字水印等用途)形成。
如以上说明的那样，在各实施方式中说明的空间投影系统1、1A以及空间投影装置100、100A具备投影装置10以及通过导光光学系统30、30A在空间成像部40中再成像的投影光所成像的成像介质20、20A。此外，投影装置10通过投影光P1投影根据与所成像的第一投影图像(作为投影图像2a及空间投影图像4a投影的包含实施方式1的修正用图像70或实施方式2的修正用图像的投影图像112)的拍摄图像60相关的信息进行修正后的第二投影图像(作为投影图像2a及空间投影图像4a投影的修正后的投影图像112)。进而，对空间投影系统1、1A以及空间投影装置100、100A的投影处理进行控制的投影控制装置，具备：取得部，取得与通过投影装置10投影并成像于成像介质20的第一投影图像(2a)相关的信息；以及修正部，根据所取得的与第一投影图像(2a)相关的信息，修正作为通过导光光学系统30在空间成像部40中再成像的投影光而成像于成像介质20的第二投影图像(2a)的信息。由此，在将投影光P1相对于成像介质20、20A倾斜地照射的情况、或将成像介质20、20A形成为任意的立体面状的情况下，也能够将成像介质20、20A上的投影图像2a进行变形修正，从视听者50来看显示所预期的空间投影图像4a。因而，能够以影像中没有不良情况的状态实现视觉效果高的空间投影。
此外，取得部取得成像于成像介质20的第一投影图像(2a)的拍摄图像60作为与第一投影图像(2a)相关的信息的投影控制装置能够容易地取得用于第一投影图像(2a)的相关信息。
此外，从投影装置10侧拍摄成像介质20而取得拍摄图像60的空间投影装置100、100A能够减轻向视听者50露出拍摄装置80的情况，并且能够在投影装置10侧检测投影图像2a的变形情况。
此外，在作为观赏用图像的投影图像112的投影前将求出成像介质20、20A的变形程度的修正用图像70进行投影而取得拍摄图像60的空间投影装置100、100A，在成像介质20、20A的形状、投影装置10与成像介质20、20A的位置关系变更了的情况下也能够以所预期的形状等将空间投影图像4a投影。
此外，在包含能够进行位置检测的修正用图像的作为观赏用图像的投影图像112的投影中取得拍摄图像60的空间投影装置100、100A，在投影图像112的投影中成像介质20、20A的形状、投影装置10与成像介质20、20A的位置关系变更了的情况下，也能够以所预期的形状等将空间投影图像4a投影。
此外，作为投影图像112的修正而进行变形修正的空间投影装置100、100A，修正由投影光P1的投影方向或作为被投影面的成像介质20、20A的形状所带来的变形，能够投影视觉效果高的空间投影图像。
此外，具有导光光学系统30、30A、导光光学系统30、30A将在成像介质20、20A上成像的光导光而在空间成像部40中再成像的空间投影装置100、100A能够使整体结构小型化。
此外，成像介质20、20A是在第一面21侧被照射投影光P1、从第一面21的相反面即第二面22侧向导光光学系统30、30A使光扩散出射的透射部件。由此，能够使包含成像介质20、20A以及导光光学系统30、30A的结构小型化。
此外，说明了导光光学系统30、30A具有分束器31及回射部件32、分束器31使从成像介质20、20A出射的光向回射部件32侧反射、使被回射部件32反射了的光向空间成像部40侧透射的结构。由此，能够简易地构成从投影图像2a上的各点光源出射的广角光。
此外，说明了以下空间投影方法，即：取得与由投影装置10投影并成像于成像介质20、20A的第一投影图像(作为投影图像2a及空间投影图像4a投影的包含实施方式1的修正用图像70或实施方式2的修正用图像的投影图像112)相关的信息，根据所取得的与第一投影图像相关的信息，修正作为由导光光学系统30在空间成像部40中再成像的投影光而成像于成像介质20、20A的第二投影图像(作为投影图像2a及空间投影图像4a投影的修正后的投影图像112)的信息，将第二投影图像通过投影装置10投影。由此，在将投影光P1相对于成像介质20、20A倾斜地照射的情况、或者将成像介质20、20A形成为任意的立体面状的情况下，也能够将成像介质20、20A上的投影图像2a进行变形修正，从视听者50来看显示所预期的空间投影图像4a。因而，能够以影像中无不良情况的状态实现视觉效果高的空间投影。
另外，以上说明的实施方式是作为例子提示的，并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求所记载的发明及其等同范围内。

Claims (12)

1.一种投影控制装置，其特征在于，
具备：
取得部，取得与由投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；以及
修正部，根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正作为由导光光学系统在空间成像部中再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像的信息。
2.如权利要求1所述的投影控制装置，其特征在于，
上述取得部，作为与上述第一投影图像相关的信息而取得成像于上述成像介质的上述第一投影图像的拍摄图像。
3.如权利要求2所述的投影控制装置，其特征在于，
从上述投影装置侧拍摄上述成像介质而取得上述拍摄图像。
4.如权利要求3所述的投影控制装置，其特征在于，
在作为观赏用图像的投影图像的投影前，将求出上述成像介质的变形程度的修正用图像投影而取得上述拍摄图像。
5.如权利要求3所述的投影控制装置，其特征在于，
上述拍摄图像在包含能够进行位置检测的修正用图像的作为观赏用图像的投影图像的投影中被取得。
6.如权利要求1～5中任一项所述的投影控制装置，其特征在于，
上述修正是变形修正。
7.如权利要求1～6中任一项所述的投影控制装置，其特征在于，
具有上述导光光学系统，
上述导光光学系统将在上述成像介质上成像了的光进行导光并使其在上述空间成像部中再成像。
8.如权利要求1～7中任一项所述的投影控制装置，其特征在于，
具有上述成像介质，
上述成像介质是在第一面侧被照射上述投影光、从上述第一面的相反面即第二面侧向上述导光光学系统使光扩散出射的透射部件。
9.如权利要求1～8中任一项所述的投影控制装置，其特征在于，
上述导光光学系统具有分束器及回射部件，
上述分束器，使从上述成像介质出射的光向上述回射部件侧反射，使被上述回射部件反射了的光向上述空间成像部侧透射。
10.一种空间投影装置，其特征在于，
具备：
投影装置；
取得部，取得与由上述投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；以及
修正部，根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正作为由导光光学系统在空间成像部中再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像的信息。
11.一种空间投影系统，其特征在于，
具备：
投影装置；
取得部，取得与由上述投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；以及
修正部，根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正作为由导光光学系统在空间成像部中再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像的信息。
12.一种空间投影方法，其特征在于，
取得与由投影装置投影并成像于成像介质的第一投影图像相关的信息；
根据所取得的与上述第一投影图像相关的信息，修正作为由导光光学系统在空间成像部中再成像的投影光而成像于上述成像介质的第二投影图像的信息，将上述第二投影图像通过上述投影装置进行投影。
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