JP2004248126A - Arbitrary direction information projector, control program for it, and recording medium recorded with the program - Google Patents

Arbitrary direction information projector, control program for it, and recording medium recorded with the program Download PDF

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JP2004248126A
JP2004248126A JP2003037728A JP2003037728A JP2004248126A JP 2004248126 A JP2004248126 A JP 2004248126A JP 2003037728 A JP2003037728 A JP 2003037728A JP 2003037728 A JP2003037728 A JP 2003037728A JP 2004248126 A JP2004248126 A JP 2004248126A
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Japan
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rotating mirror
projection
projection device
distance measuring
information
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JP2003037728A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Shimamura
潤 島村
Kensaku Fujii
憲作 藤井
Kenichi Arakawa
賢一 荒川
Tomohiko Arikawa
知彦 有川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make the projection direction and the acquisition direction of three-dimensional information changeable and to make the resolution of a corrected image freely changeable. <P>SOLUTION: This arbitrary direction information projector is provided with a projector 2 to project and display an inputted image spottedly or linearly to a projection plane, a range finder 3 to execute range-finding spottedly or linearly to the three-dimensional information of an object, a total reflection rotary mirror 4 capable of rotating relative to one or more shafts and changing a light path of the projector and a range finder to an arbitrary direction by changing angles, and a half mirror 5 to separate inputted light to reflected light and transmitted light. A controller 1 receives a parameter which includes image information to be projected, a mirror angle, and a view angle of the range finder, and a parameter including a view angle of the projector. It executes range-finding control and projection control on the basis of the parameters. It executes the control of the rotary shaft of the rotary mirror so as to change the direction of the mirror to an inputted angle. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影装置が任意方向に像を投影する先に存在する投影面の３次元情報を獲得する任意方向情報投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタ等の面状に像を投影する投影装置を利用してプロジェクタに入力された像を投影する際、凹凸面など投影装置の光軸と投影面（スクリーン）の法線が一致しない部分では、投影された像に歪みが生じることになる。
【０００３】
このため従来から投影先にある投影面の３次元情報を獲得し、この３次元情報を利用して入力された像に補正を行ない、歪みの少ない投影結果を得る方法が採られている。
【０００４】
このための、投影装置の投影先にある投影面の３次元情報を獲得する方法も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この方法では面状に３次元情報を計測する測距装置と投影装置をハーフミラーを介して配置することにより、投影装置の投影先の投影面の３次元情報を獲得することを可能としている。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ Ｃｌａｙ：Ａ３−Ｄ Ｔａｎｇｉｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ」 （Ｂｅｎ Ｐｉｐｅｒ，Ｃａｒｌｏ Ｒａｔｔｉ ａｎｄ Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｉｓｈｉｉ，Ｐｒｏｃ．ＣＨＩ２００２，ｐｐ．３５５−３６２，ＡＣＭ Ｐｒｅｓｓ，Ａｐｒｉｌ ２００２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術は、投影装置の投影先の投影面の３次元情報を獲得する領域は限定されたものとなる。
【０００７】
このため投影装置の投影先の投影面を任意方向に変更しようとした場合、システム全体を動かすなど大掛かりな装置が必要となってしまう。
【０００８】
また、システム全体を動かすことにより、投影装置と測距装置間の光学関係のずれが生じるため、両装置の出力情報に対して、同一点の３次元計測、像情報投影とするためのデータ校正処理が必要となってしまう。
【０００９】
また、補正像投影の際に投影装置の１ピクセルから投影される投影面上での投影領域サイズ（解像度）が、測距装置及び投影装置の解像度の悪い方に制限され、投影される補正像が見た目悪くなってしまうといった問題がある。
【００１０】
本発明は、上述したような従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、投影方向と３次元情報の獲得方向を変更可能で、且つ補正像の解像度を自由に変更可能な任意方向情報投影装置、この制御プログラム、このプログラムを記録した記録媒体を提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の任意方向情報投影装置、制御プログラムおよび記録媒体を特徴とする。
【００１２】
（１）投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーもしくはスポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記投影装置は、投影される像が前記投影装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記測距装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して投影されるように構成され、
前記測距装置は、３次元情報が前記ハーフミラーを透過して計測されるように構成され、
前記第２の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。
【００１３】
（２）投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラー、もしくは外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記測距装置は、３次元情報が前記測距装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記投影装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して計測されるように構成され、
前記投影装置は、投影される像が前記ハーフミラーを透過して投影されるように構成され、
前記第２の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。
【００１４】
（３）投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラー、もしくはスポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラー、もしくは外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第３の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第３の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記投影装置は、投影される像が前記投影装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記測距装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して投影されるように構成され、
前記測距装置は、３次元情報が前記測距装置の光路中に配備された前記第２の回転ミラーで反射し前記ハーフミラーを透過して計測されるように構成され、
前記第３の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。
【００１５】
（４）投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラー、もしくはスポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラー、もしくは外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第３の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第３の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記測距装置は、３次元情報が前記測距装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記投影装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して計測されるように構成され、
前記投影装置は、投影される像が前記投影装置の光路中に配置された前記第２の回転ミラーで反射し前記ハーフミラーを透過して投影されるように構成され、
前記第３の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。
【００１６】
（５）前記投影制御手段は、
像情報、及びミラー角度、少なくとも前記測距装置の画角を含むパラメータと、少なくとも前記投影装置の画角を含むパラメータを受信し、受信した回転ミラー角度に基づき前記回転ミラー駆動手段により前記投影装置と測距装置の重なった光路中に配置された前記回転ミラーを回転させ、受信した前記測距装置のパラメータに基づき前記回転ミラーの回転角度を算出し、前記回転ミラー駆動手段に対して前記測距装置の前方に位置する回転ミラーの回転を指示し、前記測距装置により計測する投影面の３次元情報を取得する測距手段と、
投影面の３次元情報と回転ミラー角度を利用して像情報の補正処理を行ない、受信した前記投影装置のパラメータに基づき前記回転ミラーの回転角度を算出し、前記回転ミラー駆動手段に対して前記投影装置の前方に位置する回転ミラーの回転を指示し、補正処理を行なった像情報を前記投影装置により投影させる補正像情報投影手段と、
を備えることを特徴とする上記の（１）〜（４）のいずれか１項に記載の任意方向情報投影装置。
【００１７】
（６）上記の（１）〜（５）のいずれか１項に記載の制御装置の制御を、コンピュータプログラムで記載してそれを実行可能にしたことを特徴とする任意方向情報投影装置の制御プログラム。
【００１８】
（７）上記の（１）〜（５）のいずれか１項に記載の制御装置の制御を、コンピュータで実行可能に記載したプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【００１９】
以上の装置、プログラムおよび記録媒体により、投影面の測距解像度、投影像解像度を回転ミラーの回転角度の細かさにより自由に変更可能となり、非常に見た目の良い像の投影を可能とする。また、投影装置、測距装置を単純化でき、装置全体の小型化を実現可能とする。また、投影方向と３次元情報の計測方向を回転ミラーの角度変化で可能とし、高速な処理を実現可能とする。また、投影装置、測距装置の２つの装置で扱われるデータを関連付ける際に必要な校正処理を不要にし、効率の良い処理を実現可能とする。また、装置間の主点位置、光軸方向のずれによるオクルージョンの問題を避けることができ、効率の良い処理を実現可能とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明に関わる任意方向情報投影装置は、制御装置１、投影装置２、測距装置３、回転ミラー４とハーフミラー５で構成されている。
【００２２】
投影装置２は、入力された像を投影面に対してスポット状または線状に投影表示する装置であり、例えば、液晶プロジェクタやＬＥＤなどが利用できる。
【００２３】
測距装置３は、対象の３次元情報に対してスポット状または線状に距離計測する装置であり、例えば、能動的光投射方式のレンジファインダや、画像処理を利用した受動的レンジファインダが利用できる。
【００２４】
回転ミラー４は、少なくとも１つ以上の軸に関して回転可能な全反射ミラーで、該回転ミラー４の角度変化により投影装置２と測距装置３の光路を任意方向に変化させる。
【００２５】
ハーフミラー５は、入射された光を反射光と透過光に分離するためにミラー表面に薄膜がコーティングされたものであり、例えばビームスプリッターや、光学フィルタで構成される。本装置において該ハーフミラー５は、投影装置２と測距装置３の光路中に配置されることにより、夫々の装置の光路変更を行なう。
【００２６】
制御装置１は、回転ミラー駆動手段１Ａと投影制御手段１Ｂで構成され、例えば、パーソナルコンピュータにより実現される。制御装置１はユーザからの入力により投影する像情報、ミラー角度、少なくとも測距装置３の画角を含むパラメータと、少なくとも投影装置２の画角を合むパラメータを受信し、これを投影制御手段１Ｂへと転送する。
【００２７】
また、制御装置１により動作する回転ミラー駆動手段１Ａは、入力された角度にミラーの向きを変更するよう回転ミラー４の回転軸制御を行なう。この回転軸制御については、公知の技術や手法を用いることにより実現されるので、ここでの詳細な記述は省略する。
【００２８】
また、投影制御手段１Ｂは、像情報及び回転ミラー角度の入力、及び回転ミラー駆動信号出力及び前記測距装置３から出力される３次元情報の入力、及び像情報の補正処理とその投影出力を行なう。
【００２９】
投影制御手段１Ｂで行なわれる処理フローを図２に示す。同図に示すように、投影制御手段１Ｂは、まず、像情報、及びミラー角度、少なくとも測距装置３の画角を含むパラメータと、少なくとも投影装置２の画角を含むパラメータを受信する（Ｓ１）。続いて、受信した回転ミラー角度に基づき回転ミラー駆動手段１Ａにより投影装置２と測距装置３の重なった光路中に配置された回転ミラー４を回転させる（Ｓ２）。続いて、受信した測距装置３のパラメータに基づき回転ミラー４の回転角度を算出し（Ｓ３）、回転ミラー駆動手段１Ａに対して測距装置３の前方に位置する回転ミラーの回転を指示し（Ｓ４）、測距装置３により計測する投影面の３次元情報を取得する（Ｓ５）。この３次元情報の取得は、スポット状または線状の測距になり、処理Ｓ３〜Ｓ５を繰り返すことで、投影領域の全てについて行う（Ｓ６）。
【００３０】
ここで、ミラー回転角度の算出は、従来から３次元情報計測で利用される回転ミラーとレーザを利用した光切断法等と同様の方法で実現されるのでここでの詳細な記述は省略する。
【００３１】
続いて、投影面の３次元情報と回転ミラー角度を利用して像情報の補正処理を行なう（Ｓ７）。この像情報の補正処理は従来技術（例えば、特開２００１−６１１２１「プロジェクタ装置」記載の方法）と特に変わるところはないので、ここでの詳細な記述は省略する。
【００３２】
続いて、受信した投影装置２のパラメータに基づき回転ミラーの回転角度を算出し（Ｓ８）、回転ミラー駆動手段１Ａに対して投影装置２の前方に位置する回転ミラーの回転を指示し（Ｓ９）、補正処理を行なった像情報を投影装置２により投影させる（Ｓ１０）。これら投影制御は、スポット状または線状の投影になり、処理Ｓ８〜Ｓ１０を繰り返すことで、投影領域全てに投影して処理を終了する（Ｓ１１）。
【００３３】
ここで、投影制御手段１Ｂにおいて測距装置３及び投影装置２の前方に位置する回転ミラー４を変化させる回転角度は、ユーザの指示により変更可能としても良く、これにより投影面の注目領域のみ解像度を細かくして計測することや投影することもできる。
【００３４】
次に、本実施形態を具体的な投影装置を例にして説明する。
【００３５】
図３は、本発明における任意方向情報投影装置の構成の実施形態を示している。図示のように、投影装置２は、それから投影される像の光路中に配置された第１の回転ミラー４Ａと測距装置３の光路中に配置されたハーフミラー５を反射して投影されるように構成される。測距装置３は、３次元情報がハーフミラー５を透過して計測されるように構成される。第２の回転ミラー４Ｂは、投影装置２が投影する方向、及び、測距装置３が計測する方向を制御するよう構成される。
【００３６】
一般に、面状に投影する投影装置２は、解像度が固定（例えば、１０２４×７６８ピクセル等）であるが、このような構成をとることにより、投影装置２の解像度を第１の回転ミラーの回転角度の細かさにより自由に変更可能となり、非常に詳細な補正像の投影が可能となる。
【００３７】
また、図示のように、第２の回転ミラー４Ｂの中心位置と測距装置３の主点間（図面参照）の光路長と、第２の回転ミラー４Ｂの中心位置と投影装置２の主点間の光路長は等しくなるように構成される。このような構成をとることにより、投影装置２、測距装置３の２つの装置で扱われるデータを関連付ける際に必要な校正処理が必要なくなり、かつ装置間の主点位置、光軸方向のずれによるオクルージョンの発生を無くすことが可能となる。
【００３８】
図４は、本発明における任意方向情報投影装置の構成の他の実施形態を示している。測距装置３は、その光路中に配置された第１の回転ミラー４Ａと投影装置２の光路中に配置されたハーフミラー５を反射して３次元情報が計測されるように構成される。投影装置２は、それから投影される像がハーフミラー５を透過して投影されるように構成される。第２の回転ミラー４Ｂは、投影装置２が投影する方向、及び、測距装置３が計測する方向を制御するよう構成される。
【００３９】
このような構成をとることにより、測距装置３の解像度を第１の回転ミラー４Ａの回転角度の細かさにより自由に変更可能となり、非常に詳細な補正像の投影が可能となる。
【００４０】
また、図示のように、第２の回転ミラー４Ｂの中心位置と測距装置３の主点間の光路長と、第２の回転ミラー４Ｂの中心位置と投影装置２の主点間の光路長は等しくなるように構成される。このような構成をとることにより、投影装置２、測距装置３の２つの装置で扱われるデータを関連付ける際に必要な校正処理が必要なくなり、かっ装置間の主点位置、光軸方向のずれによるオクルージョンの発生を無くすことが可能となる。
【００４１】
図５は、本発明における任意方向情報投影装置の構成の他の実施形態を示している。投影装置２は、それから投影される像の光路中に配置された第１の回転ミラー４Ａと測距装置３の光路中に配置されたハーフミラー５を反射して投影されるように構成される。測距装置３は、３次元情報がその光路中に配置された第２の回転ミラー４Ｂで反射し、ハーフミラー５を透過して計測されるように構成される。第３の回転ミラー４Ｃは、投影装置２が投影する方向、及び、測距装置３が計測する方向を制御するよう構成される。
【００４２】
このような構成をとることにより、投影装置２、測距装置３の解像度を夫々第１の回転ミラー４Ａと第２の回転ミラー４Ｂの回転角度の細かさにより自由に変更可能となり、非常に詳細な補正像の投影が可能となる。
【００４３】
また、図示のように、第３の回転ミラー４Ｃの中心位置と測距装置３の主点間の光路長と、第３の回転ミラー４Ｃの中心位置と投影装置２の主点間の光路長は等しくなるように構成される。このような構成をとることにより、投影装置２、測距装置３の２つの装置で扱われるデータを関連付ける際に必要な校正処理が必要なくなり、かつ装置間の主点位置、光軸方向のずれによるオクルージョンの発生を無くすことが可能となる。
【００４４】
図６は、本発明における任意方向情報投影装置の構成の他の実施形態を示している。測距装置３は、その光路中に配置された第１の回転ミラー４Ａと投影装置２の光路中に配置されたハーフミラー５を反射して３次元情報が計測されるように構成される。投影装置２は、それから投影される像がその光路中に配置された第２の回転ミラー４Ｂで反射しハーフミラー５を透過して投影されるように構成される。第３の回転ミラー４Ｃは、投影装置２が投影する方向、及び、測距装置３が計測する方向を制御するよう構成される。
【００４５】
このような構成をとることにより、測距装置３、投影装置２の解像度を夫々第１の回転ミラー４Ａと第２の回転ミラー４Ｂの回転角度の細かさにより自由に変更可能となり、非常に詳細な補正像の投影が可能となる。
【００４６】
また、図示のように、第３の回転ミラー４Ｃの中心位置と測距装置３の主点間の光路長と、第３の回転ミラー４Ｃの中心位置と投影装置２の主点間の光路長は等しくなるように構成される。このような構成をとることにより、投影装置２、測距装置３の２つの装置で扱われるデータを関連付ける際に必要な校正処理が必要なくなり、かつ装置間の主点位置、光軸方向のずれによるオクルージョンの発生を無くすことが可能となる。
【００４７】
なお、上述した実施形態において、投影装置２、測距装置３の光路中に全反射ミラーを加え、その光路を変更したとしても、任意方向の投影面の３次元情報計測及び補正像の投影が可能であることは言うまでもない。
【００４８】
以上、本発明を実施形態例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４９】
なお、本発明は、図１、図３〜図６に示した装置における図２に示した制御機能の一部又は全部をプログラムとして構成してコンピュータに実行させることができる。また、コンピュータでその各部の処理機能を実現するためのプログラム、あるいはコンピュータにその処理手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、提供したりすることが可能であり、また、インターネットのような通信ネットワークを介して配布したりすることが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、投影面の測距解像度、投影像解像度を回転ミラーの回転角度の細かさにより自由に変更可能となり、非常に見た目の良い像の投影が可能となるといった効果がある。
【００５１】
また、本発明によれば、投影装置、測距装置を単純化でき、装置全体の小型化が実現可能となるといった効果がある。
【００５２】
また、本発明によれば、投影方向と３次元情報の計測方向を回転ミラーの角度変化で可能となり、高速な処理が実現できるといった効果がある。
【００５３】
また、本発明によれば、投影装置、測距装置の２つの装置で扱われるデータを関連付ける際に必要な校正処理が必要なくなり、効率の良い処理が実現できるといった効果がある。
【００５４】
また、本発明によれば、装置間の主点位置、光軸方向のずれによるオクルージョンの問題を避けることができ、効率の良い処理が実現できるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の任意方向情報投影装置の構成図。
【図２】本発明における投影制御手段で行なわれる処理フロー。
【図３】本発明の一実施形態における装置構成例。
【図４】本発明の一実施形態における装置構成例。
【図５】本発明の一実施形態における装置構成例。
【図６】本発明の一実施形態における装置構成例。
【符号の説明】
１…制御装置
２…投影装置
３…測距装置
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…回転ミラー
５…ハーフミラー
１Ａ…回転ミラー駆動手段
１Ｂ…投影制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an arbitrary direction information projection apparatus that acquires three-dimensional information of a projection plane existing before an image is projected in an arbitrary direction by the projection apparatus.
[0002]
[Prior art]
When projecting an image input to the projector using a projection device that projects an image on a surface such as a projector, in a portion where the optical axis of the projection device does not match the normal of the projection surface (screen) such as an uneven surface, The projected image will be distorted.
[0003]
For this reason, conventionally, a method has been adopted in which three-dimensional information of a projection plane at a projection destination is obtained, an input image is corrected using the three-dimensional information, and a projection result with less distortion is obtained.
[0004]
For this purpose, a method of acquiring three-dimensional information of a projection plane at a projection destination of a projection device has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1). In this method, a distance measuring device and a projection device that measure three-dimensional information in a planar manner are arranged via a half mirror, thereby making it possible to acquire three-dimensional information on a projection surface to which the projection device projects.
[0005]
[Non-patent document 1]
Illuminating Clay: A3-D Tangible Interface for Landscape Analysis "(Ben Piper, Carlo Ratti and Hiroshi Ishii, Proc. CHI 2002, pp. 355-200, ACM Rep.)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the related art as described above, the area for acquiring the three-dimensional information of the projection plane of the projection destination of the projection device is limited.
[0007]
For this reason, when attempting to change the projection plane of the projection destination of the projection device in an arbitrary direction, a large-scale device such as moving the entire system is required.
[0008]
In addition, moving the entire system causes a shift in the optical relationship between the projection device and the distance measuring device. Therefore, for the output information of both devices, three-dimensional measurement of the same point and data calibration for image information projection Processing is required.
[0009]
Further, the size (resolution) of the projection area on the projection plane projected from one pixel of the projection device at the time of projection of the corrected image is limited to the one with the lower resolution of the distance measuring device and the projection device, and the projected corrected image is projected. However, there is a problem that the appearance becomes worse.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has an arbitrary direction in which a projection direction and a direction in which three-dimensional information is obtained can be changed and the resolution of a corrected image can be freely changed. An object of the present invention is to provide an information projection device, the control program, and a recording medium on which the program is recorded.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by the following arbitrary direction information projection device, control program, and recording medium.
[0012]
(1) An arbitrary direction information projection device for acquiring projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device that projects a spot or linear image and a first rotating mirror that rotates with at least two or more axes as rotation axes or a projection device that projects a spot or linear image with at least one axis as a rotation axis A first rotating mirror that rotates, a distance measuring device that measures spot or linear three-dimensional information specified from the outside, at least one or more half mirrors, and at least one axis as a rotation axis A second rotating mirror and a control device,
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror and the second rotating mirror according to an external instruction; an input of information output from the distance measuring device; and the projection device. Projection control means for controlling the output of image information input to the
The projection device reflects an image to be projected by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the projection device and the half mirror disposed in an optical path of the distance measuring device. Composed,
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured through the half mirror,
The second rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that:
[0013]
(2) An arbitrary direction information projection device for acquiring projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device for projecting an image in the form of a spot or a line, a distance measuring device for measuring externally designated spot or linear three-dimensional information, and a first rotating mirror rotating with at least two axes as rotation axes Or a distance measuring device that measures spot-shaped or linear three-dimensional information specified from the outside, a first rotating mirror that rotates about at least one axis as a rotation axis, at least one or more half mirrors, A second rotating mirror that rotates about one or more axes as a rotation axis, and a control device;
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror and the second rotating mirror according to an external instruction; an input of information output from the distance measuring device; and the projection device. Projection control means for controlling the output of image information input to the
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the distance measuring device and the half mirror disposed in an optical path of the projection device. Composed,
The projection device is configured such that an image to be projected is projected through the half mirror,
The second rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that:
[0014]
(3) An arbitrary direction information projection device for acquiring projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device that projects an image in a spot or line and a first rotating mirror that rotates around at least two axes or a projection device that projects an image in a spot or line and a rotation shaft that has at least one axis A first rotating mirror that rotates as a unit, a distance measuring device that measures spot or linear three-dimensional information specified from the outside, and a second rotating mirror that rotates around at least two axes as a rotation axis, or from the outside A distance measuring device for measuring a specified spot or linear three-dimensional information, a second rotating mirror rotating around at least one axis as a rotation axis, at least one half mirror, and at least one axis A third rotating mirror that rotates as a rotation axis, and a control device;
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror, the second rotating mirror, and the third rotating mirror according to an external instruction; and a controller configured to control information output from the distance measuring device. Input, and projection control means for controlling the output of image information input to the projection device,
The projection device reflects an image to be projected by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the projection device and the half mirror disposed in an optical path of the distance measuring device. Composed,
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured by being reflected by the second rotating mirror provided in the optical path of the distance measuring device and transmitted through the half mirror,
The third rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that:
[0015]
(4) An arbitrary direction information projection device for acquiring projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device that projects an image in a spot or line and a first rotating mirror that rotates around at least two axes or a projection device that projects an image in a spot or line and a rotation shaft that has at least one axis A first rotating mirror that rotates as a unit, a distance measuring device that measures spot or linear three-dimensional information specified from the outside, and a second rotating mirror that rotates around at least two axes as a rotation axis, or from the outside A distance measuring device for measuring a specified spot or linear three-dimensional information, a second rotating mirror rotating around at least one axis as a rotation axis, at least one half mirror, and at least one axis A third rotating mirror that rotates as a rotation axis, and a control device;
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror, the second rotating mirror, and the third rotating mirror according to an external instruction; and a controller configured to control information output from the distance measuring device. Input, and projection control means for controlling the output of image information input to the projection device,
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the distance measuring device and the half mirror disposed in an optical path of the projection device. Composed,
The projection device is configured such that an image to be projected is reflected by the second rotating mirror disposed in an optical path of the projection device, and is transmitted through the half mirror and projected.
The third rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that:
[0016]
(5) The projection control means includes:
Image information and a mirror angle, at least a parameter including an angle of view of the distance measuring device, and a parameter including at least an angle of view of the projection device are received, and the rotating mirror driving unit performs the projection device based on the received rotating mirror angle. And rotating the rotating mirror disposed in the optical path where the distance measuring device overlaps, calculating the rotation angle of the rotating mirror based on the received parameters of the distance measuring device, and measuring the rotation angle with respect to the rotating mirror driving means. Distance measuring means for instructing rotation of a rotating mirror located in front of the distance measuring device and acquiring three-dimensional information of a projection plane measured by the distance measuring device;
The image information is corrected using the three-dimensional information of the projection plane and the rotation mirror angle, and the rotation angle of the rotation mirror is calculated based on the received parameters of the projection device. Correction image information projecting means for instructing the rotation of a rotating mirror located in front of the projection device, and projecting the image information on which the correction process has been performed by the projection device;
The arbitrary direction information projection device according to any one of the above (1) to (4), comprising:
[0017]
(6) A control of an arbitrary direction information projecting device characterized in that the control of the control device according to any one of the above (1) to (5) is described by a computer program so as to be executable. program.
[0018]
(7) A recording medium characterized by recording a program in which the control of the control device according to any one of the above (1) to (5) is executable by a computer.
[0019]
With the above-described apparatus, program, and recording medium, the distance measurement resolution and the projection image resolution of the projection surface can be freely changed depending on the fineness of the rotation angle of the rotating mirror, and a very good-looking image can be projected. Further, the projection device and the distance measuring device can be simplified, and the size of the entire device can be reduced. In addition, the projection direction and the measurement direction of the three-dimensional information can be changed by changing the angle of the rotating mirror, and high-speed processing can be realized. In addition, a calibration process required when associating data handled by the two devices of the projection device and the distance measuring device is unnecessary, and efficient processing can be realized. Further, the problem of occlusion due to the displacement of the principal point between the devices and the optical axis direction can be avoided, and efficient processing can be realized.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
As shown in FIG. 1, the arbitrary direction information projecting device according to the present invention includes a control device 1, a projecting device 2, a distance measuring device 3, a rotating mirror 4, and a half mirror 5.
[0022]
The projection device 2 is a device that projects and displays an input image on a projection surface in a spot shape or a line shape, and for example, a liquid crystal projector or an LED can be used.
[0023]
The distance measuring device 3 is a device that measures a distance in a spot shape or a line shape with respect to three-dimensional information of an object. For example, an active light projection type range finder or a passive range finder using image processing is used. it can.
[0024]
The rotating mirror 4 is a total reflection mirror rotatable about at least one axis, and changes the optical path of the projection device 2 and the distance measuring device 3 in an arbitrary direction by changing the angle of the rotating mirror 4.
[0025]
The half mirror 5 has a mirror surface coated with a thin film in order to separate incident light into reflected light and transmitted light, and is composed of, for example, a beam splitter or an optical filter. In this device, the half mirror 5 is arranged in the optical path of the projection device 2 and the distance measuring device 3 to change the optical path of each device.
[0026]
The control device 1 includes a rotating mirror driving unit 1A and a projection control unit 1B, and is realized by, for example, a personal computer. The control device 1 receives image information to be projected by a user's input, a mirror angle, a parameter including at least an angle of view of the distance measuring device 3, and a parameter matching at least an angle of view of the projection device 2. Transfer to 1B.
[0027]
Further, the rotating mirror driving means 1A operated by the control device 1 controls the rotation axis of the rotating mirror 4 so as to change the direction of the mirror to the input angle. Since the rotation axis control is realized by using a known technique or technique, a detailed description is omitted here.
[0028]
Further, the projection control unit 1B performs the input of the image information and the rotation mirror angle, the input of the rotation mirror driving signal output, the input of the three-dimensional information output from the distance measuring device 3, the correction processing of the image information, and the projection output thereof. Do.
[0029]
FIG. 2 shows a processing flow performed by the projection control means 1B. As shown in the figure, the projection control unit 1B first receives image information, a mirror angle, a parameter including at least the angle of view of the distance measuring device 3, and a parameter including at least the angle of view of the projection device 2 (S1). ). Subsequently, the rotating mirror 4 disposed in the optical path where the projection device 2 and the distance measuring device 3 overlap is rotated by the rotating mirror driving means 1A based on the received rotating mirror angle (S2). Subsequently, the rotation angle of the rotating mirror 4 is calculated based on the received parameters of the distance measuring device 3 (S3), and the rotation mirror driving means 1A is instructed to rotate the rotating mirror located in front of the distance measuring device 3. (S4), three-dimensional information of the projection plane measured by the distance measuring device 3 is obtained (S5). The acquisition of the three-dimensional information is performed by spot or linear distance measurement, and the processes S3 to S5 are repeated to perform the entire projection area (S6).
[0030]
Here, the calculation of the mirror rotation angle is realized by a method similar to a light cutting method using a rotating mirror and a laser conventionally used in three-dimensional information measurement, and a detailed description thereof will be omitted.
[0031]
Subsequently, the image information is corrected using the three-dimensional information of the projection plane and the angle of the rotating mirror (S7). This image information correction processing is not particularly different from the related art (for example, a method described in JP-A-2001-61121 "Projector apparatus"), and therefore detailed description is omitted here.
[0032]
Subsequently, the rotation angle of the rotating mirror is calculated based on the received parameters of the projection device 2 (S8), and the rotation mirror driving means 1A is instructed to rotate the rotating mirror located in front of the projection device 2 (S9). Then, the image information subjected to the correction processing is projected by the projection device 2 (S10). In these projection controls, spot-shaped or linear projection is performed, and by repeating steps S8 to S10, projection is performed on the entire projection area, and the process ends (S11).
[0033]
Here, the rotation angle by which the projection control means 1B changes the rotary mirror 4 located in front of the distance measuring device 3 and the projection device 2 may be changeable by a user's instruction. It is also possible to measure and project the object by making it smaller.
[0034]
Next, the present embodiment will be described using a specific projection device as an example.
[0035]
FIG. 3 shows an embodiment of the configuration of the arbitrary direction information projection device according to the present invention. As shown, the projection device 2 reflects and projects a first rotating mirror 4A disposed in the optical path of an image projected therefrom and a half mirror 5 disposed in the optical path of the distance measuring device 3. It is configured as follows. The distance measuring device 3 is configured so that three-dimensional information is transmitted through the half mirror 5 and measured. The second rotating mirror 4B is configured to control the direction in which the projection device 2 projects and the direction in which the distance measurement device 3 measures.
[0036]
In general, the projection device 2 for projecting in a planar manner has a fixed resolution (for example, 1024 × 768 pixels). By adopting such a configuration, the resolution of the projection device 2 can be reduced by rotating the first rotating mirror. The angle can be freely changed depending on the fineness of the angle, and a very detailed corrected image can be projected.
[0037]
Further, as shown, the optical path length between the center position of the second rotating mirror 4B and the principal point of the distance measuring device 3 (see the drawing), the center position of the second rotating mirror 4B and the principal point of the projection device 2 The optical path lengths between them are configured to be equal. By adopting such a configuration, a calibration process required when associating data handled by the two devices of the projection device 2 and the distance measuring device 3 becomes unnecessary, and the principal point position between the devices and the deviation in the optical axis direction are eliminated. Can eliminate occlusion.
[0038]
FIG. 4 shows another embodiment of the configuration of the arbitrary-direction information projection device according to the present invention. The distance measuring device 3 is configured to reflect three-dimensional information by reflecting the first rotating mirror 4A disposed in the optical path of the distance measuring device 3 and the half mirror 5 disposed in the optical path of the projection device 2. The projection device 2 is configured such that an image projected therefrom is projected through the half mirror 5. The second rotating mirror 4B is configured to control the direction in which the projection device 2 projects and the direction in which the distance measurement device 3 measures.
[0039]
With such a configuration, the resolution of the distance measuring device 3 can be freely changed depending on the fineness of the rotation angle of the first rotating mirror 4A, and a very detailed corrected image can be projected.
[0040]
As shown, the optical path length between the center position of the second rotating mirror 4B and the principal point of the distance measuring device 3 and the optical path length between the center position of the second rotating mirror 4B and the principal point of the projection device 2 Are configured to be equal. By adopting such a configuration, a calibration process required for associating data handled by the two devices, the projection device 2 and the distance measuring device 3, becomes unnecessary, and the principal point position between the devices and the displacement in the optical axis direction are eliminated. Can eliminate occlusion.
[0041]
FIG. 5 shows another embodiment of the configuration of the arbitrary direction information projecting device according to the present invention. The projection device 2 is configured to reflect and project a first rotating mirror 4 </ b> A arranged in the optical path of an image projected therefrom and a half mirror 5 arranged in the optical path of the distance measuring device 3. . The distance measuring device 3 is configured such that the three-dimensional information is reflected by the second rotating mirror 4B disposed in the optical path and transmitted through the half mirror 5 to be measured. The third rotating mirror 4C is configured to control a direction in which the projection device 2 projects and a direction in which the distance measurement device 3 measures.
[0042]
With such a configuration, the resolution of the projection device 2 and the distance measuring device 3 can be freely changed depending on the fineness of the rotation angle of the first rotating mirror 4A and the second rotating mirror 4B, respectively, and very detailed It is possible to project a corrected image.
[0043]
As shown, the optical path length between the center position of the third rotating mirror 4C and the principal point of the distance measuring device 3 and the optical path length between the center position of the third rotating mirror 4C and the principal point of the projection device 2 Are configured to be equal. By adopting such a configuration, a calibration process required when associating data handled by the two devices of the projection device 2 and the distance measuring device 3 becomes unnecessary, and the principal point position between the devices and the deviation in the optical axis direction are eliminated. Can eliminate occlusion.
[0044]
FIG. 6 shows another embodiment of the configuration of the arbitrary-direction information projection device according to the present invention. The distance measuring device 3 is configured to reflect three-dimensional information by reflecting the first rotating mirror 4A arranged in the optical path and the half mirror 5 arranged in the optical path of the projection device 2. The projection device 2 is configured such that an image projected from the projection device 2 is reflected by the second rotating mirror 4B disposed in the optical path and transmitted through the half mirror 5 to be projected. The third rotating mirror 4C is configured to control a direction in which the projection device 2 projects and a direction in which the distance measurement device 3 measures.
[0045]
With such a configuration, the resolutions of the distance measuring device 3 and the projection device 2 can be freely changed by the fineness of the rotation angles of the first rotating mirror 4A and the second rotating mirror 4B, respectively. It is possible to project a corrected image.
[0046]
As shown, the optical path length between the center position of the third rotating mirror 4C and the principal point of the distance measuring device 3 and the optical path length between the center position of the third rotating mirror 4C and the principal point of the projection device 2 Are configured to be equal. By adopting such a configuration, a calibration process required when associating data handled by the two devices, the projection device 2 and the distance measuring device 3, becomes unnecessary, and the principal point position between the devices and the deviation in the optical axis direction are eliminated. Can eliminate occlusion.
[0047]
In the above-described embodiment, even if a total reflection mirror is added to the optical path of the projection device 2 and the distance measuring device 3 and the optical path is changed, the measurement of the three-dimensional information on the projection surface in any direction and the projection of the corrected image can be performed. It goes without saying that it is possible.
[0048]
As described above, the present invention has been specifically described based on the embodiment. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the gist thereof.
[0049]
In the present invention, some or all of the control functions shown in FIG. 2 in the apparatus shown in FIGS. 1 and 3 to 6 can be configured as a program and executed by a computer. Also, a computer-readable recording medium such as a flexible disk, an MO, a ROM, and a memory card may be used to execute a program for realizing the processing function of each unit in the computer or a program for causing the computer to execute the processing procedure. , A CD, a DVD, a removable disk, or the like, and can be stored or provided, and can be distributed via a communication network such as the Internet.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to freely change the distance measurement resolution and the projection image resolution of the projection surface depending on the fineness of the rotation angle of the rotating mirror, and it becomes possible to project an image with a very good appearance. There is such an effect.
[0051]
Further, according to the present invention, the projection device and the distance measuring device can be simplified, and the size of the entire device can be reduced.
[0052]
Further, according to the present invention, the projection direction and the measurement direction of the three-dimensional information can be changed by changing the angle of the rotating mirror, and there is an effect that high-speed processing can be realized.
[0053]
Further, according to the present invention, there is an effect that a calibration process required for associating data handled by the two devices, ie, the projection device and the distance measuring device, is not required, and an efficient process can be realized.
[0054]
Further, according to the present invention, it is possible to avoid the problem of occlusion due to the displacement of the principal point between the devices and the direction of the optical axis, and it is possible to realize an efficient process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an arbitrary direction information projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a processing flow performed by projection control means in the present invention.
FIG. 3 is an example of a device configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an example of a device configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an example of an apparatus configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an example of an apparatus configuration according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control device 2 ... Projection device 3 ... Distance measuring devices 4, 4A, 4B, 4C ... Rotating mirror 5 ... Half mirror 1A ... Rotating mirror driving means 1B ... Projection control means

Claims (7)

投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーもしくはスポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記投影装置は、投影される像が前記投影装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記測距装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して投影されるように構成され、
前記測距装置は、３次元情報が前記ハーフミラーを透過して計測されるように構成され、
前記第２の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。An arbitrary direction information projection device for obtaining projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device that projects a spot or linear image and a first rotating mirror that rotates with at least two or more axes as rotation axes or a projection device that projects a spot or linear image with at least one axis as a rotation axis A first rotating mirror that rotates, a distance measuring device that measures spot or linear three-dimensional information specified from the outside, at least one or more half mirrors, and at least one axis as a rotation axis A second rotating mirror and a control device,
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror and the second rotating mirror according to an external instruction; an input of information output from the distance measuring device; and the projection device. Projection control means for controlling the output of image information input to the
The projection device reflects an image to be projected by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the projection device and the half mirror disposed in an optical path of the distance measuring device. Composed,
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured through the half mirror,
The second rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that: 投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラー、もしくは外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記測距装置は、３次元情報が前記測距装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記投影装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して計測されるように構成され、
前記投影装置は、投影される像が前記ハーフミラーを透過して投影されるように構成され、
前記第２の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。An arbitrary direction information projection device for obtaining projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device for projecting an image in the form of a spot or a line, a distance measuring device for measuring externally designated spot or linear three-dimensional information, and a first rotating mirror rotating with at least two axes as rotation axes Or a distance measuring device that measures spot-shaped or linear three-dimensional information specified from the outside, a first rotating mirror that rotates about at least one axis as a rotation axis, at least one or more half mirrors, A second rotating mirror that rotates about one or more axes as a rotation axis, and a control device;
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror and the second rotating mirror according to an external instruction; an input of information output from the distance measuring device; and the projection device. Projection control means for controlling the output of image information input to the
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the distance measuring device and the half mirror disposed in an optical path of the projection device. Composed,
The projection device is configured such that an image to be projected is projected through the half mirror,
The second rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that: 投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラー、もしくはスポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラー、もしくは外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第３の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第３の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記投影装置は、投影される像が前記投影装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記測距装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して投影されるように構成され、
前記測距装置は、３次元情報が前記測距装置の光路中に配備された前記第２の回転ミラーで反射し前記ハーフミラーを透過して計測されるように構成され、
前記第３の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。An arbitrary direction information projection device for obtaining projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device that projects an image in a spot or line and a first rotating mirror that rotates around at least two axes or a projection device that projects an image in a spot or line and a rotation shaft that has at least one axis A first rotating mirror that rotates as a unit, a distance measuring device that measures spot or linear three-dimensional information specified from the outside, and a second rotating mirror that rotates around at least two axes as a rotation axis, or from the outside A distance measuring device for measuring a specified spot or linear three-dimensional information, a second rotating mirror rotating around at least one axis as a rotation axis, at least one half mirror, and at least one axis A third rotating mirror that rotates as a rotation axis, and a control device;
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror, the second rotating mirror, and the third rotating mirror according to an external instruction; and a controller configured to control information output from the distance measuring device. Input, and projection control means for controlling the output of image information input to the projection device,
The projection device reflects an image to be projected by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the projection device and the half mirror disposed in an optical path of the distance measuring device. Composed,
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured by being reflected by the second rotating mirror provided in the optical path of the distance measuring device and transmitted through the half mirror,
The third rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that: 投影装置が像を投影する先に存在する投影面情報を獲得するための任意方向情報投影装置であって、
スポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラー、もしくはスポット状または線状に像を投影する投影装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第１の回転ミラーと、外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも２軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラー、もしくは外部から指定されたスポット状または線状の３次元情報を計測する測距装置と少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第２の回転ミラーと、少なくとも１つ以上のハーフミラーと、少なくとも１軸以上を回転軸として回転する第３の回転ミラーと、制御装置とから構成され、
前記制御装置は、前記第１の回転ミラーと前記第２の回転ミラーと前記第３の回転ミラーとを外部からの指示に従って回転させる回転ミラー駆動手段と、前記測距装置から出力された情報の入力、及び、前記投影装置に入力される像情報の出力を制御する投影制御手段とを備え、
前記測距装置は、３次元情報が前記測距装置の光路中に配置された前記第１の回転ミラーと前記投影装置の光路中に配置された前記ハーフミラーを反射して計測されるように構成され、
前記投影装置は、投影される像が前記投影装置の光路中に配置された前記第２の回転ミラーで反射し前記ハーフミラーを透過して投影されるように構成され、
前記第３の回転ミラーは、前記投影装置が投影する方向、及び、前記測距装置が計測する方向を制御するよう構成される、
ことを特徴とする任意方向情報投影装置。An arbitrary direction information projection device for obtaining projection plane information existing before the projection device projects an image,
A projection device that projects an image in a spot or line and a first rotating mirror that rotates around at least two axes or a projection device that projects an image in a spot or line and a rotation shaft that has at least one axis A first rotating mirror that rotates as a unit, a distance measuring device that measures spot or linear three-dimensional information specified from the outside, and a second rotating mirror that rotates around at least two axes as a rotation axis, or from the outside A distance measuring device for measuring a specified spot or linear three-dimensional information, a second rotating mirror rotating around at least one axis as a rotation axis, at least one half mirror, and at least one axis A third rotating mirror that rotates as a rotation axis, and a control device;
A rotating mirror driving unit configured to rotate the first rotating mirror, the second rotating mirror, and the third rotating mirror according to an external instruction; and a controller configured to control information output from the distance measuring device. Input, and projection control means for controlling the output of image information input to the projection device,
The distance measuring device is configured such that three-dimensional information is measured by reflecting the first rotating mirror disposed in an optical path of the distance measuring device and the half mirror disposed in an optical path of the projection device. Composed,
The projection device is configured such that an image to be projected is reflected by the second rotating mirror disposed in an optical path of the projection device, and is transmitted through the half mirror and projected.
The third rotating mirror is configured to control a direction in which the projection device projects and a direction in which the distance measurement device measures.
An arbitrary direction information projection device, characterized in that: 前記投影制御手段は、
像情報、及びミラー角度、少なくとも前記測距装置の画角を含むパラメータと、少なくとも前記投影装置の画角を含むパラメータを受信し、受信した回転ミラー角度に基づき前記回転ミラー駆動手段により前記投影装置と測距装置の重なった光路中に配置された前記回転ミラーを回転させ、受信した前記測距装置のパラメータに基づき前記回転ミラーの回転角度を算出し、前記回転ミラー駆動手段に対して前記測距装置の前方に位置する回転ミラーの回転を指示し、前記測距装置により計測する投影面の３次元情報を取得する測距手段と、
投影面の３次元情報と回転ミラー角度を利用して像情報の補正処理を行ない、受信した前記投影装置のパラメータに基づき前記回転ミラーの回転角度を算出し、前記回転ミラー駆動手段に対して前記投影装置の前方に位置する回転ミラーの回転を指示し、補正処理を行なった像情報を前記投影装置により投影させる補正像情報投影手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の任意方向情報投影装置。The projection control means,
Image information and a mirror angle, at least a parameter including an angle of view of the distance measuring device, and a parameter including at least an angle of view of the projection device are received, and the rotating mirror driving unit performs the projection device based on the received rotating mirror angle. And rotating the rotating mirror disposed in the optical path where the distance measuring device overlaps, calculating the rotation angle of the rotating mirror based on the received parameters of the distance measuring device, and measuring the rotation angle with respect to the rotating mirror driving means. Distance measuring means for instructing rotation of a rotating mirror located in front of the distance measuring device and acquiring three-dimensional information of a projection plane measured by the distance measuring device;
The image information is corrected using the three-dimensional information of the projection plane and the rotation mirror angle, and the rotation angle of the rotation mirror is calculated based on the received parameters of the projection device. Correction image information projecting means for instructing the rotation of a rotating mirror located in front of the projection device, and projecting the image information on which the correction process has been performed by the projection device;
The arbitrary direction information projection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 上記の請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置の制御を、コンピュータプログラムで記載してそれを実行可能にしたことを特徴とする任意方向情報投影装置の制御プログラム。A control program for an arbitrary-direction information projection device, wherein the control of the control device according to any one of claims 1 to 5 is described by a computer program so as to be executable. 上記の請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置の制御を、コンピュータで実行可能に記載したプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。A recording medium on which is recorded a program in which the control of the control device according to any one of claims 1 to 5 is executable by a computer.
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