JP2005316248A - 投影表示システムおよび投影表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射媒体上に配置された印刷物の画像と、この印刷物の画像を形成するために用いた輝度情報に基づく反射媒体上の投影画像とを高精度で比較対照する。
【解決手段】印刷物１３の画像を形成するために用いた輝度情報と、反射媒体１１上における印刷物１３の配置位置の輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、印刷物１３の位置に対応する輝度情報を演算するとともに、印刷物１３の位置に対応する輝度情報と投影位置における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、投影位置に対応する輝度情報を演算し、この投影位置９に対応する輝度情報を投影装置に入力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、輝度情報を投影装置に入力して、反射媒体の所定の投影位置に画像を投影する投影表示システムおよび投影表示方法に関するものである。

従来、印刷の依頼者（顧客）が印刷会社に印刷を依頼する場合には、図８に示すように、依頼者から見本刷りされた印刷物２０１とその印刷物２０１の印刷に使用したデータの記憶媒体２０３が印刷会社に送られる。印刷会社では、上記データに基づいて印刷版を作成するとともに、その印刷版によって刷った印刷物２０５を依頼者に提示し、その印刷物２０５の仕上がりに対しての依頼者の許諾が得られるまで印刷品質を修正する。

この場合、依頼者が見本刷り印刷物２０１を印刷会社に送付する手間を必要とし、しかも、依頼者と印刷会社との間で修正のためのやり取りが繰り返されるという時間的な無駄を生じる。
上記印刷に使用するデータに基づいてＣＲＴ等の画像表示器に表示した画像が、印刷物を評価するための比較基準（見本）に成り得るなら、見本刷り印刷物を印刷会社に送付する手間が不要になり、また、上記修正の回数を低減することが可能になる。
しかし、ＣＲＴ等の画像表示器は、自発光表示器であることから、つまり、反射光として画像を認識させるものではないので、本質的に印刷物の見本を表示する手段としては不適当である。

そこで、上記印刷に使用するデータを投影装置に入力して、見本となる印刷画像（形状、階調）を投影画像として表示することが考えられる。
上記投影装置は、自発光表示器ではないので、上記印刷物の見本を表示する手段として有効であるものの、投影面の壁の色や観察周辺光による物理的な影響を受けるという欠点を有する。そこで、このような観察状況のもとでも、再現画像が所望の色の見えとなるように画像の色補正を行う技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平２０００−３２３６１０号公報

しかしながら、上記従来の技術は、反射媒体おける輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性が考慮されていないので、信頼性の高い画像を再現することが困難である。このため、反射媒体上に配置された印刷物の画像と、この印刷物を形成するために用いられる輝度情報に基づいて投影装置で投影した画像とを比較対照する用途に用いた場合に、信頼性の高い比較結果が得らないという問題があった。

本発明の目的は、このような実状に鑑み、反射媒体上に配置された印刷物の画像と、この印刷物を形成するために用いられる輝度情報に基づいて投影装置で投影した画像とを、高精度で比較対照することができる投影表示システムおよび投影表示方法を提供することにある。

本発明は、印刷物の画像を形成するために用いられる輝度情報を投影装置に入力して、反射媒体の所定の投影位置に前記印刷物の画像に対応する画像を投影する投影表示システムであって、前記反射媒体上における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性を記憶させた記憶手段と、前記反射媒体における前記印刷物の位置を検出する位置検出手段と、前記輝度情報と前記印刷物の位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、該印刷物の位置に対応する輝度情報を演算する第１の演算手段と、前記印刷物の位置に対応する輝度情報と前記投影位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、前記投影位置に対応する輝度情報を演算する第２の演算手段と、を備え、前記投影位置に対応する輝度情報を前記投影装置に入力するようにしている。

この投影表示システムの実施例では、前記反射媒体の周辺における環境光の変化を検出する手段と、前記環境光の変化に基づいて、前記第１の演算手段および前記第２の演算手段で使用する前記輝度分布特性を補正する手段と、を更に備えている。

また、この投影表示システムの実施例では、前記投影表示システムを複数設置し、前記印刷物を形成するために用いられる輝度情報を前記各投影表示システムの少なくとも１つのシステムから他のシステムに伝送するようにしている。

本発明は、印刷物の画像を形成するために用いられる輝度情報を投影装置に入力して、反射媒体の所定の投影位置に前記印刷物の画像に対応する画像を投影する投影表示方法であって、前記反射媒体上における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性を記憶するステップと、前記反射媒体おける前記印刷物の位置を検出するステップと、前記輝度情報と前記印刷物の位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、該印刷物の位置に対応する輝度情報を演算する第１の演算ステップと、前記印刷物の位置に対応する輝度情報と前記投影位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、前記投影位置に対応する輝度情報を演算する第２の演算ステップと、前記投影位置に対応する輝度情報を前記投影装置に入力するステップと、を含んでいる。

この投影表示方法の実施例では、前記反射媒体の周辺における環境光の変化を検出するステップと、前記環境光の変化に基づいて、前記第１の演算ステップおよび前記第２の演算ステップで使用する前記輝度分布特性を補正するステップと、を更に含んでいる。
なお、画像が投影される反射媒体の面は平面に限定されず、例えば曲面であっても良い。ただし、投影面が平面であれば、前記輝度分布特性等の計測や上記輝度情報の演算の容易化を図る上で有利である。

投影装置から投影される画像は、投影面に紙などの反射媒体を設置することにより、この反射媒体上からの反射光に基づいて観察者の目に画像として届くことになる。そして、通常の印刷物の画像は、投影画像と同様に、この印刷物の表面からの反射光に基づいて観察者の目に画像として認識される。したがって、投影によって表示される画像と印刷物の画像とを比較照合する場合と、ＣＲＴなどの自発光表示手段によって表示される画像と印刷物の画像とを比較照合する場合とを考えると、前者の比較照合の結果の方が後者のそれよりも信頼性が高いことになる。
本発明によれば、上記投影画像に基づく比較照合が可能であり、しかも、反射媒体上に配置された印刷物の画像と、この印刷物を形成するために用いられる輝度情報に基づいて投影装置で投影した画像とを、上記反射媒体における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性によらず高精度で比較照合することができるので、極めて信頼性の高い比較照合結果を得ることができる。
この結果、従来の印刷物流業界で行われていたデータと印刷物見本の送付がデータのみの送付で完結できることになり、その物流にかかる費用や時間を格段に低減することができる。

以下，図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１において、投影表示システム１は、コンピュータ３、データベース５、投影装置７、撮像装置（カメラ）９及び反射媒体１１を備えている。投影装置７は、反射媒体１１のほぼ全域を投射域とするように配設されているので、該反射媒体１１の全域を照明する光源としての機能も有している。なお、この実施の形態では、平坦な反射面を有する反射媒体１１を使用しているが、本発明は平坦でない曲面等の反射面を有する反射媒体を用いた場合でも実施可能である。

図２は、上記投影表示システム１のコンピュータ３において実行される手順を例示している。
この手順では、まず、反射媒体１１に投影すべき画像の輝度情報（絵柄形状や階調等の情報を含む）を入手する（ステップ１０１）。この輝度情報は、上記反射媒体１１上の見本観察位置に配置された見本印刷物１３を印刷する際に用いたものであり、例えば、図示していない上流側のコンピュータから入手する。上記見本印刷物１３は、例えば、図８に示した見本刷り印刷物２０１に相当する。
なお、撮像装置９は、所定の輝度情報が入力された場合に、その輝度情報に対応する適正輝度の画像を反射媒体１１に投影するように予めキャリブレーションされている。したがって、ステップ１０１において入手した輝度情報を投影装置９に入力した場合には、見本印刷物１３と同等な画像が投影位置に投影されることになる。

ところで、投影装置９は、固有の輝度分布特性およびフレア特性を有する。また、投影装置９から投射された光に基づく反射媒体１１からの反射光の強度は、該反射媒体１１の面に対する投影装置９の光軸の傾き等のために、反射位置に依存する。この輝度分布特性、フレア特性および反射位置依存性は、いずれも計測可能である。

まず、輝度分布特性の計測法について説明する。図３に示すように、投影装置９によって反射媒体１１を照明した場合、この投影装置９の光学系の特性から、反射媒体１１の中央部ほど輝度が高くなる傾向を示す。そこで、反射媒体１１の各位置の輝度を輝度測定装置１５によって測定することによって、反射媒体１１の輝度分布特性を得ることができる。

図４は、反射光の位置依存性の計測法を例示している。この反射位置依存性の計測では、輝度測定装置１５によって反射媒体１１の各位置におけるＲ、Ｇ、Ｂについての輝度が、反射光の位置依存性を示す情報として計測される。

フレア特性は、図５に示すように、例えば、円形パッチ１９の中央部１９ａの輝度を測定することによって得られる。すなわち、フレア特性は、図６に示すように、円形パッチ１９の径を増加させながら、該円形パッチ１９の注目画素（中央部の画素）の輝度を輝度測定装置１５で測定することによって得られ、図７にはその計測結果の一例が示されている。この計測結果から明らかなように、フレアの度合いは円形パッチ１９の径が大きくなるに伴って低下する。
なお、上記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性は、図１に示すデータベース５に格納される。

再び、図２を参照する。ステップ１０３では、撮像装置７によって上記反射媒体１１における上記見本印刷物１３の位置を検出し、またステップ１０５では、データベース５の記憶内容と上記見本印刷物１３の位置（見本観察位置）とに基づいて、該見本観察位置の輝度分布特性情報、反射位置依存性情報およびフレア特性情報を取得する。そして、ステップ１０７では、取得した諸情報と、前記ステップ１０１において入手した投影すべき輝度情報と、下式（１）とに基づいて、輝度情報Bprintを演算する。
輝度情報Bprint ＝（投影すべき画像の輝度情報）×（見本観察位置での輝度分布情報）×（見本観察位置での反射位置依存性情報）×（見本観察位置でのフレアによる影響率） ・・・（１）

上記演算によって得られる輝度情報Bprintは、上記投影すべき画像の輝度情報に基づいて投影装置９で見本印刷物１３の配置位置に画像を投影したと仮定した場合のその投影画像の推定輝度、すなわち、見本印刷物１３の配置位置における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性を加味した投影画像の推定輝度を意味している。
次に、反射媒体１１における投影位置の情報を取得する（ステップ１０９）。この投影位置は、投影装置９と反射媒体１１の幾何的関係により予め設定されている。なお、この投影位置を撮像装置９によって検出することも可能である。

次のステップ１１１では、データベース５の記憶内容と上記投影位置の情報とに基づいて、該投影位置の輝度分布情報、反射位置依存情報およびフレア特性情報を取得する。そして、ステップ１１３では、取得した上記諸情報と、ステップ１０７において演算された輝度情報Bprintと、下式（２）とに基づいて、修正輝度情報（修正階調情報）を演算する。
修正輝度情報＝（輝度情報Bprint）／〔（投影位置での輝度分布情報）×（投影位置での反射位置依存性情報）×（投影位置でのフレアによる影響率）〕・・・（２）
ステップ１１５では、この修正輝度情報に基づいて投影装置９が上記投影位置に画像を投影する。

見本印刷物１３の配置位置における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性と、投影位置におけるそれとが一致している保障はなく、これは、観察者２１が見本印刷物１３の画像と投影画像とを比較照合した場合の照合結果に影響を与える。
すなわち、たとえば、見本印刷物１３の画像と投影画像が同じである場合でも、上記見本印刷物１３の配置位置における輝度分布特性等と投影位置におけるそれとの相違のために、観察者２１が画像に相違があると誤認識する虞がある。これとは逆に、上記両画像が相違している場合でも、該両画像を同じであると誤認識することがあり得る。
上記修正輝度情報は、見本印刷物１３の配置位置における投影画像の推定輝度を表す前記輝度情報Bprintを前記投影位置における輝度情報として修正したものである。したがって、この修正輝度情報に基づく投影画像は、投影位置における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性を見本印刷物１３の配置位置のそれに置き換えて投影した画像であると見做し得る。

この結果、この実施の形態によれば、投影画像と見本印刷物１３の画像とが、実質的に同等の光学的条件下で視認され、しかも、投影装置９が自発光画像表示装置でないことから、投影画像が見本印刷物１３の画像と同様に、反射光像として視認されることになる。したがって、作業者２１は、見本印刷物１３の画像と投影画像２３とをきわめて精度良く比較照合することができる。
なお、この比較照合は、前記投影すべき輝度情報が見本印刷物１３に該当する正しい情報であることのチェックや、見本印刷物１３とすべきでない印刷物が採用されていることのチェック等のために実行される。

ところで、前記反射媒体１１の周辺における環境光の変化は、上記比較照合の精度に影響する。この環境光の変化は、撮像装置９の画像出力から検出することが可能である。そこで、この実施の形態では、撮像装置９によって環境光の変化を検出し、この変化に対応できるように、上記式（１），（２）で用いられている輝度分布を補正するようにしている。なお、この輝度分布の補正処理は、図２のステップ７１０５，１０７間およびステップ１１１，１１３間で実行される。

図１に示す他方の投影表示システム１’は、上記投影表示システム１の各構成要素１、３、５、７、９および１１に対応する構成要素１’、３’、５’、７’、９’および１１’を備えている。この投影表示システム１’は、例えば、図８に示した印刷会社に配置される。
投影表示システム１’のサーバ２５’には、投影表示システム１のサーバ２５から図１のステップ１０１において入手される投影すべき輝度情報と同じ輝度情報が転送されてくる。そこで、印刷会社では、送られてきた輝度情報に基づいて印刷版を作成するとともに、その印刷版によるテスト印刷を開始する。

上記テスト印刷によって得られた印刷物２７の画像は、反射媒体１１’上において後述の投影画像２９と比較照合される。この照合に際しては、投影表示システム１’のコンピュータ３’において図２に示した手順に準じた手順が実行される。すなわち、投影表示システム１から転送されてきた投影すべき輝度情報を入手し、ついで、反射媒体１１’上における印刷物２７の配置位置を撮像装置７’の画像出力に基づいて入手する。そして、データベース５’の記憶内容（反射媒体１１’上での輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性）と、印刷物２７の配置位置とに基づいて、この印刷物２７の配置位置での輝度分布特性情報、反射位置依存性情報およびフレア特性情報を取得する。

以後、図２のステップ１０７〜１１５に準じた手順が実行される。したがって、投影装置９’の投影画像２９は、投影位置における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性を印刷物２７の配置位置のそれに置き換えて投影した画像であると見做し得る。
かくして、この投影表示システム１’においても、投影画像２９と印刷物２７の画像とが、実質的に同等の光学的条件下で視認され、しかも、投影装置９が自発光画像表示装置でないことから、投影画像２９が見本印刷物２７の画像と同様に、反射光像として視認されることになる。したがって、作業者２１’は、印刷物２７の画像とその見本となる投影画像２９とをきわめて精度良く比較照合することができる。

上記比較照合の結果、印刷物２７の品質が良好でないと評価された場合には、図示していない印刷機械の調整操作が実行され、かつ、その調整操作後に得られる印刷物に対して上記の比較照合作業が再度行われる。そして、比較照合の結果、適正であると評価された印刷物が顧客に提示され、そこで、顧客側から印刷物の品質についての承認が得られると、印刷会社側での本印刷が開始される。
なお、この投影表示システム１’においても、周辺環境光の変化に対する前述した輝度分布の補正処理を実行することができる。また、上記投影表示システム１’を他の印刷会社にも配置するようにすれば、顧客側が希望とする印刷物のデータを複数の印刷会社に依頼することが可能になる。

以上の説明から明らかなように、複数の投影表示システム１、１’、・・・を用いた実施の形態によれば、印刷会社は顧客（印刷依頼主）側の投影表示システム１から適宜な通信手段を介して転送されてくる見本画像データに基づいて、顧客の希望する印刷物を印刷することが可能になる。つまり、顧客側から印刷会社側へ実際の印刷物見本を送付する手間が不要になる。
このことは、本発明に係る投影表示システムが、印刷物の代わりとなる情報の伝達手段として機能することを意味している。したがって、本発明に係る投影表示システムは、画像の高い再現性を要求される電子商取引や、画像データの相互間通信を利用する商業、工場生産などの分野にも活用することが可能である。

本発明に係る投影表示システムの実施の形態を示す概念図である。 本発明に係る投影表示システムにおいて実行される処理の手順を例示したフローチャートである。 輝度分布特性の計測方法を例示した斜視図である。 反射位置依存性の計測方法を例示した斜視図である。 フレア特性の計測方法を例示した斜視図である。 フレア特性の具体的な計測方法を例示した概念図である。 フレア特性の計測結果を例示したグラフである。 顧客と印刷会社間でのやり取りの形態を例示した概念図である。

符号の説明

１，１’ 投影表示システム
３，３’ コンピュータ
５，５’ データベース
７，７’ 投影装置
１１，１１’ 反射媒体
１３，２７ 印刷物
２３，２９ 投影画像

Claims (5)

1. 印刷物の画像を形成するために用いられる輝度情報を投影装置に入力して、反射媒体の所定の投影位置に前記印刷物の画像に対応する画像を投影する投影表示システムであって、
   前記反射媒体上における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性を記憶させた記憶手段と、
   前記反射媒体における前記印刷物の位置を検出する位置検出手段と、
   前記輝度情報と前記印刷物の位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、該印刷物の位置に対応する輝度情報を演算する第１の演算手段と、
   前記印刷物の位置に対応する輝度情報と前記投影位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、前記投影位置に対応する輝度情報を演算する第２の演算手段と、
   を備え、前記投影位置に対応する輝度情報を前記投影装置に入力するようにしたことを特徴とする投影表示システム。
2. 前記反射媒体の周辺における環境光の変化を検出する手段と、
   前記環境光の変化に基づいて、前記第１の演算手段および前記第２の演算手段で使用する前記輝度分布特性を補正する手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の投影表示システム。
3. 前記投影表示システムを複数設置し、前記印刷物を形成するために用いられる輝度情報を前記各投影表示システムの少なくとも１つのシステムから他のシステムに伝送するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の投影表示システム。
4. 印刷物の画像を形成するために用いられる輝度情報を投影装置に入力して、反射媒体の所定の投影位置に前記印刷物の画像に対応する画像を投影する投影表示方法であって、
   前記反射媒体上における輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性を記憶するステップと、
   前記反射媒体おける前記印刷物の位置を検出するステップと、
   前記輝度情報と前記印刷物の位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、該印刷物の位置に対応する輝度情報を演算する第１の演算ステップと、
   前記印刷物の位置に対応する輝度情報と前記投影位置における前記輝度分布特性、反射位置依存性およびフレア特性とに基づいて、前記投影位置に対応する輝度情報を演算する第２の演算ステップと、
   前記投影位置に対応する輝度情報を前記投影装置に入力するステップと、
   を含むことを特徴とする投影表示方法。
5. 前記反射媒体の周辺における環境光の変化を検出するステップと、
   前記環境光の変化に基づいて、前記第１の演算ステップおよび前記第２の演算ステップで使用する前記輝度分布特性を補正するステップと、
   を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の投影表示方法。

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