JP2006031506A - Image input-output apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、被写体に表示された文字、記号または図形等を含む記述情報に関連する関連情報を投影手段によって被写体に投影することにより、記述情報と関連情報の対応を使用者に分かりやすく提示することができる画像入出力装置に関する。 The present invention projects the related information related to the description information including characters, symbols, figures, etc. displayed on the subject onto the subject by the projecting means, thereby presenting the correspondence between the description information and the related information to the user in an easy-to-understand manner. The present invention relates to an image input / output device.
従来より、原稿に印刷されている文字をフラットヘッドスキャナで読み取り、その読み取った文字を、ＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｒｅａｄｅｒ）機能を有するパーソナルコンピュータを利用して認識させる装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus that reads characters printed on a document with a flat head scanner and recognizes the read characters using a personal computer having an OCR (Optical Character Reader) function.
また、特許文献１には、プロジェクタ装置から原稿に対して可視光イメージを投射し、その可視光イメージをユーザが原稿の所望する位置に案内し、その可視光イメージが案内された部分の文字をカメラ装置で捕捉し、その捕捉した文字をＯＣＲにより認識することで、ユーザーが所望する文字を認識させることができる装置が開示されている。
Further, in
また、特許文献２には、ユーザが指し示した範囲の文字をビデオカメラによって捕捉し、その捕捉した範囲の文字をＯＣＲにより認識し、その認識した範囲の文字をプロジェクタ装置によって、ユーザが所望する投影面に配置していくことで、新しい形式の文書を作成することができる装置が開示されている。
しかしながら、上述した何れの装置であってもＯＣＲにより原稿中の文字を認識することは可能であるが、その認識された文字からなる文章、単語等に関し、例えば、文章に対する他言語への翻訳情報や、単語に対する辞典情報や、文章、単語等が誤っている場合の修正指示情報等の関連情報については、その都度、辞典を引いたり、翻訳用ソフトを搭載した装置を別途、利用したりして、取得する必要があり、関連情報を求める事が非常に面倒であり、同時に非効率的であるという問題点があった。 However, any of the above-described devices can recognize characters in a document by OCR. However, for example, translation information of a sentence into another language with respect to sentences, words, and the like made up of the recognized characters. As for related information such as dictionary information for words and correction instruction information when sentences, words, etc. are incorrect, a dictionary is used each time, or a device equipped with translation software is used separately. In addition, there is a problem that it is necessary to obtain the information, and it is very troublesome to obtain related information, and at the same time, it is inefficient.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、被写体に表示された文字、記号または図形等を含む記述情報に関連する関連情報を投影手段によって被写体に投影することにより、記述情報と関連情報の対応を使用者に分かりやすく提示することができる画像入出力装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and by projecting relevant information related to descriptive information including characters, symbols, figures, etc. displayed on the subject by the projecting means, An object of the present invention is to provide an image input / output device capable of presenting the correspondence between description information and related information to a user in an easily understandable manner.
この目的を達成するために請求項１記載の画像入出力装置は、記述情報が表示されている被写体を撮像し、その被写体に関する撮像データを取得する撮像手段と、その撮像手段で取得した撮像データから前記記述情報を認識する記述情報認識手段と、その記述情報認識手段によって認識された前記記述情報に関する関連情報を前記被写体に投影する投影手段とを備えている。 In order to achieve this object, an image input / output device according to claim 1 images an object on which descriptive information is displayed, acquires image data relating to the object, and image data acquired by the image capturing means. Description information recognizing means for recognizing the description information and projecting means for projecting related information related to the description information recognized by the description information recognizing means onto the subject.
この請求項１記載の画像入出力装置によれば、被写体に表示されている記述情報は、撮像手段によって、その被写体を撮像して得られる撮像データから、記述情報認識手段によって認識される。そして、投影手段によって、記述情報認識手段によって認識される記述情報に関する関連情報が被写体に投影される。 According to the image input / output apparatus of the first aspect, the description information displayed on the subject is recognized by the description information recognition unit from the imaging data obtained by imaging the subject by the imaging unit. Then, the projection unit projects the related information regarding the description information recognized by the description information recognition unit onto the subject.
請求項２記載の画像入出力装置は、請求項１記載の画像入出力装置において、前記記述情報に対応した関連情報を予め格納した関連情報格納手段と、前記記述情報認識手段によって認識された記述情報に従って前記関連情報格納手段から関連情報を抽出する関連情報抽出手段とを備えている。
The image input / output device according to
請求項３記載の画像入出力装置は、請求項１又は２記載の画像入出力装置において、前記投影手段によって投影される関連情報の投影位置を、前記記述情報認識手段によって認識される記述情報の近傍に設定する投影位置設定手段を備えている。
The image input / output device according to
請求項４記載の画像入出力装置は、請求項３に記載の画像入出力装置において、前記投影位置設定手段は、異なる記述情報毎に対応する各関連情報の投影位置を、各関連情報に対応する各記述情報の近傍に設定する。
The image input / output device according to
請求項５記載の画像入出力装置は、請求項１から４のいずれかに記載の画像入出力装置において、前記記述情報認識手段に認識させる記述情報を、前記撮像データに含まれる記述情報の全体に特定する第１特定手段を備え、前記投影手段は、その第１特定手段により特定された記述情報に関する関連情報を投影する。
The image input / output device according to
請求項６記載の画像入出力装置は、請求項１から５のいずれかに記載の画像入出力装置において、前記記述情報認識手段に認識させる記述情報を、前記撮像データに含まれる記述情報の一部に特定する第２特定手段を備え、前記投影手段は、その第２特定手段により特定された記述情報に関する関連情報を投影する。 An image input / output device according to a sixth aspect is the image input / output device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the description information to be recognized by the description information recognition unit is one of the description information included in the imaging data. A second specifying unit for specifying the portion, wherein the projecting unit projects related information relating to the description information specified by the second specifying unit.
請求項７記載の画像入出力装置は、請求項６に記載の画像入出力装置において、前記被写体上において指定される指定範囲を検出する指定範囲検出手段を備え、前記第２特定手段は、その指定範囲検出手段によって検出された指定範囲に基づき、前記記述情報認識手段に認識させる記述情報を特定する。 An image input / output device according to a seventh aspect of the invention is the image input / output device according to the sixth aspect, further comprising designated range detecting means for detecting a designated range designated on the subject, wherein the second specifying means includes: Based on the designated range detected by the designated range detecting means, description information to be recognized by the description information recognizing means is specified.
請求項８記載の画像入出力装置は、請求項７に記載の画像入出力装置において、前記投影手段は、前記指定範囲検出手段によって検出される指定範囲と他の被写体上の部分とを区別させる画像を投影する。
The image input / output device according to
請求項９載の画像入出力装置は、請求項８に記載の画像入出力装置において、前記投影手段は、前記指定範囲検出手段によって検出される指定範囲と他の被写体上の部分とを区別させる範囲指定画像を、その指定範囲に向けて投影する。
The image input / output device according to
請求項１０記載の画像入出力装置は、請求項１から９のいずれかに記載の画像入出力装置において、前記被写体に対してパターン光が投影されている状態を前記撮像手段によって撮像して取得される撮像データに基づき、前記被写体の３次元形状に関する３次元情報を検出する３次元情報検出手段と、その３次元情報検出手段によって検出される３次元情報に基づき、前記投影手段によって投影される関連情報を、前記被写体の形状に従って変形させる様にする変形関連情報設定手段とを備えている。
An image input / output device according to
請求項１１記載の画像入出力装置は、請求項１０に記載の画像入出力装置において、前記３次元情報検出手段によって検出される３次元情報に基づき、前記被写体に関する撮像データにおける前記被写体の表面が形成する立体形状を、平面に展開した平面撮像データを生成する平面撮像データ生成手段を備え、前記記述情報認識手段は、その平面撮像データ生成手段によって生成される撮像データから前記記述情報を認識する。 An image input / output device according to an eleventh aspect is the image input / output device according to the tenth aspect, wherein the surface of the subject in the imaging data relating to the subject is based on the three-dimensional information detected by the three-dimensional information detecting means. Planar imaging data generating means for generating planar imaging data in which a three-dimensional shape to be formed is developed on a plane is provided, and the description information recognition means recognizes the description information from imaging data generated by the planar imaging data generation means. .
請求項１２記載の画像入出力装置は、請求項１から１１のいずれかに記載の画像入出力装置において、前記関連情報は、意味情報、翻訳情報、読み方情報、図形情報を含む辞典情報と、記述情報の誤字、誤記に関する修正情報と、郵便番号情報と、住所情報とのいずれかである。
The image input / output device according to
請求項１３記載の画像入出力装置は、請求項１から１２のいずれかに記載の画像入出力装置において、前記投影手段は、光を出射する複数個の半導体発光素子と、その複数個の半導体発光素子から出射された光に対して空間変調を施して画像信号光を出力する空間変調素子と、その空間変調素子から出力される画像信号光を投影面に向けて投影する投影光学系とを備え、前記複数の半導体発光素子は、その複数の半導体発光素子を支持する基板上に千鳥状に配置されている。
The image input / output device according to
請求項１４記載の画像入出力装置は、請求項１３に記載の画像入出力装置において、１の前記半導体発光素子と、その１の半導体発光素子の周辺の半導体発光素子との間隔は、前記半導体発光素子の１つから出射された光によって空間変調素子において形成される照度分布の半値全幅以下となるように配設されている。
The image input / output device according to
請求項１５記載の画像入出力装置は、請求項１３又は１４に記載の画像入出力装置において、前記複数の半導体発光素子の各々は、同一色を発光する。
The image input / output device according to
請求項１６記載の画像入出力装置は、請求項１５に記載の画像入出力装置において、前記複数の半導体発光素子は発光ダイオードであり、その各々から発光される発光色は、アンバー色である。 An image input / output device according to a sixteenth aspect is the image input / output device according to the fifteenth aspect, wherein the plurality of semiconductor light emitting elements are light emitting diodes, and a light emission color emitted from each of the semiconductor light emitting elements is an amber color.
請求項１記載の画像入出力装置によれば、被写体に関する撮像データに含まれる被写体に表示されている記述情報は、記述情報認識手段によって認識され、投影手段によって記述情報に関する関連情報が投影されるので、その投影された投影画像により記述情報と関連情報との対応が使用者に分かりやすく表示される。例えば、記述情報がドイツ語であり、そのの日本語訳を取得したいような場合には、記述情報に関する関連情報として、翻訳情報を投影することで、そのドイツ語に対する日本語訳を、原稿のドイツ語原文の近傍に直接に日本語訳として投影させる事で分かりやすく提示することができるという効果がある。
According to the image input / output apparatus of
請求項２記載の画像入出力装置によれば、請求項１に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、記述情報認識手段によって認識される記述情報に関する関連情報は、予め記述情報に対応つけて格納されている関連情報格納手段から抽出されるので、高速に関連情報を抽出することができ、ストレスなく関連情報を取得することができるという効果がある。
According to the image input / output device described in
請求項３記載の画像入出力装置によれば、請求項１又は２に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、投影手段によって投影される関連情報は、記述情報の近傍に投影されるので、視覚的に記述情報と関連情報との対応付けを容易にすることができるという効果がある。 According to the image input / output device of the third aspect, in addition to the effect produced by the image input / output device according to the first or second aspect, the related information projected by the projection means is projected in the vicinity of the description information. There is an effect that the description information can be easily associated with the related information visually.
請求項４記載の画像入出力装置によれば、請求項３に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、投影位置設定手段は、異なる記述情報毎に対応する各関連情報の投影位置を、各関連情報に対応する各記述情報の近傍に設定するので、異なる記述情報毎に対応する関連情報を容易に把握することができるという効果がある。
According to the image input / output device of
請求項５記載の画像入出力装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、第１特定手段により撮像データに含まれる記述情報の全体を特定し、撮像手段は、その第１特定手段により特定された記述情報に関する関連情報を投影するので、撮像データに含まれている全部の記述情報についての関連情報を取得したいような場合、その記述情報を逐一特定する必要がなく、簡易に撮像データに含まれている全部の記述情報についての関連情報を取得することができるという効果がある。 According to the image input / output device of the fifth aspect, in addition to the effect produced by the image input / output device according to any one of the first to fourth aspects, the entire description information included in the imaging data is specified by the first specifying means. The imaging unit projects the related information related to the description information specified by the first specifying unit. Therefore, when it is desired to acquire the related information about all the description information included in the imaging data, the description information Thus, there is an effect that it is possible to easily obtain related information about all the description information included in the imaging data.
請求項６記載の画像入出力装置によれば、請求項１から５のいずれかに記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、第２特定手段により撮像データに含まれる記述情報の一部を特定し、撮像手段は、その第２特定手段により特定された記述情報に関する関連情報を投影するので、撮像データに含まれる全ての記述情報のうち、第２特定手段により特定された記述情報に関する関連情報だけを認識することができるという効果がある。また、撮像データに含まれる全ての記述情報に関する関連情報を投影する場合に比べて、その処理量が少ないので高速に関連情報を投影することができるという効果がある。 According to the image input / output device of the sixth aspect, in addition to the effect produced by the image input / output device according to any one of the first to fifth aspects, a part of the description information included in the imaging data is obtained by the second specifying means. Since the identification means projects the related information related to the description information specified by the second specification means, the related information related to the description information specified by the second specification means among all the description information included in the imaging data. There is an effect that only information can be recognized. In addition, since the amount of processing is small compared to the case of projecting related information related to all description information included in the imaging data, there is an effect that the related information can be projected at high speed.
請求項７記載の画像入出力装置によれば、請求項６に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、記述情報認識手段によって認識される記述情報は、被写体上において指定される指定範囲に基づき特定されるので、被写体上に多くの記述情報が表示されていたとしても、ユーザの要求する記述情報に対応する関連情報だけを高速に投影することができるという効果がある。
According to the image input / output device described in
請求項８記載の画像入出力装置によれば、請求項７に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、投影手段は、指定範囲検出手段によって検出される指定範囲と他の被写体上の部分とを区別させる画像を投影するので、被写体上において、指定範囲した部分とそれ以外の部分とを明確に区別でき、指定範囲を明確に把握することができるという効果がある。 According to the image input / output device of the eighth aspect, in addition to the effect produced by the image input / output device according to the seventh aspect, the projecting means includes a designated range detected by the designated range detecting means and a portion on another subject. Therefore, there is an effect that the designated range can be clearly distinguished from other parts on the subject, and the designated range can be clearly grasped.
請求項９記載の画像入出力装置によれば、請求項８に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、投影手段は、指定範囲検出手段によって検出される指定範囲と他の被写体上の部分とを区別させる範囲指定画像を、その指定範囲に向けて投影するので、指定範囲を一層明確に把握することができるという効果がある。 According to the image input / output device of the ninth aspect, in addition to the effect produced by the image input / output device according to the eighth aspect, the projecting means includes a designated range detected by the designated range detecting means and a portion on another subject. Since the range designation image that distinguishes between the two is projected toward the designated range, there is an effect that the designated range can be grasped more clearly.
請求項１０記載の画像入出力装置は、請求項１から９のいずれかに記載の画像入出力装置において、投影手段によって投影される関連情報の形態は、変形関連情報設定手段により被写体の形状に従って変形されるので、関連情報を被写体上に投影した場合に、その関連情報の形態を被写体の形状に従った形態にすることができる。よって、被写体上の関連情報を自然な感覚で読み取れることができるという効果がある。
The image input / output device according to
請求項１１記載の画像入出力装置によれば、請求項６に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、記述情報認識手段は、被写体に関する撮像データにおける被写体の表面が形成する立体形状を、撮像手段の光軸と垂直な平面に配置した平面撮像データから記述情報を認識するので、記述情報認識手段による記述情報の認識精度を向上させることができるという効果がある。
According to the image input / output device according to
例えば、湾曲している被写体を撮像したり、被写体を斜め方向から撮像したりした場合には、被写体上の記述情報は、歪んだ状態で捕捉される。しかし、平面撮像データにおいては、被写体に表示されている記述情報は、撮像手段の光軸と垂直な平面に配置されるので、記述情報認識手段は、本来有する姿勢の記述情報を認識することができる。よって、、記述情報認識手段による記述情報の認識精度を向上させることができるという効果がある。 For example, when a curved subject is imaged or the subject is imaged from an oblique direction, the description information on the subject is captured in a distorted state. However, in planar imaging data, the description information displayed on the subject is arranged on a plane perpendicular to the optical axis of the imaging means, so that the description information recognition means can recognize the description information of the original posture. it can. Therefore, it is possible to improve the recognition accuracy of the description information by the description information recognition means.
請求項１２記載の画像入出力装置によれば、請求項１から１１のいずれかに記載の奏する効果に加え、関連情報は、意味情報、翻訳情報、読み方情報、図形情報を含む辞典情報と、記述情報の誤字、誤記に関する修正情報と、郵便番号情報と、住所情報とのいずれかであるので、辞典やアドレス帳等を調べることなく、これらの情報を簡易に取得することができるという効果がある。
According to the image input / output device of
請求項１３記載の画像入出力装置によれば、請求項１から１２のいずれかに記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、複数の半導体発光素子は、その複数の半導体発光素子を支持する基板上に千鳥状に配置されているので、隣接する半導体発光素子間の照度を、その前列又は後列の半導体発光素子によって補うことができる。よって、空間変調素子における照度ムラを抑制することができる。従って、略均一な光を空間変調素子に照射することができ、高品質な投影画像を投影することができるという効果がある。
According to the image input / output device according to
請求項１４記載の画像入出力装置によれば、請求項１３に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、１の前記半導体発光素子と、その１の半導体発光素子の周辺の半導体発光素子との間隔は、前記半導体発光素子の１つから出射された光によって空間変調素子において形成される照度分布の半値全幅以下となるように設定されているので、１の半導体発光素子と、その周りの半導体発光素子との間の照度の低下を抑制することができるという効果がある。
According to the image input / output device according to
請求項１５記載の画像入出力装置によれば、請求項１３又は１４に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、複数の半導体発光素子の各々は、同一色を発光するので、投影手段において複数色の発光色を発光させる場合に生ずる色収差の補正を考慮する必要はなく、色収差を補正するために複雑な色消しレンズを採用する必要がない。よって、簡単な面構成および安価な材料の投影手段を提供することができるという効果がある。 According to the image input / output device of the fifteenth aspect, in addition to the effect exhibited by the image input / output device of the thirteenth or fourteenth aspect, each of the plurality of semiconductor light emitting elements emits the same color. There is no need to consider correction of chromatic aberration that occurs when a plurality of emission colors are emitted, and it is not necessary to employ a complicated achromatic lens to correct chromatic aberration. Therefore, it is possible to provide a simple surface configuration and an inexpensive material projection means.
請求項１６記載の画像入出力装置によれば、請求項１５に記載の画像入出力装置の奏する効果に加え、複数の発光ダイオードの各々から発光される発光色は、アンバー色であるので、他の色を発光させる場合に比べて、電気を光に変換する効率（電気光変換効率）を高めることができる。よって、省電力で駆動でき、節電化、長寿命化を図ることができるという効果がある。 According to the image input / output device of the sixteenth aspect, in addition to the effect achieved by the image input / output device according to the fifteenth aspect, the emission color emitted from each of the plurality of light emitting diodes is an amber color. As compared with the case of emitting light of the color, the efficiency of converting electricity into light (electro-optical conversion efficiency) can be increased. Therefore, it is possible to drive with power saving, and there is an effect that power saving and long life can be achieved.
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、画像入出力装置１の外観斜視図である。尚、本発明の投影装置および３次元形状検出装置は、この画像入出力装置１に含まれる装置である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the image input /
画像入出力装置１は、デジタルカメラとして機能するデジカメモード、ウェブカメラとして機能するｗｅｂｃａｍモード、３次元形状を検出して立体画像を取得するための立体画像モード、湾曲した原稿等を平面化した平面化画像を取得するための平面化画像モード、原稿Ｐに記載されている文字情報についての翻訳情報、修正情報、ルビ情報を取得するための辞典情報モード、郵便番号から住所を取得したり、住所から郵便番号を取得するための郵便情報モード等の各種のモードを備えた装置である。
The image input /
図１では、特に、立体画像モードや平面化画像モードや辞典情報モードにおいて、被写体としての原稿Ｐの３次元形状を検出するために、後述する画像投影部１３から明暗を交互に並べてなる縞状のパターン光を投影している様子を図示している。
In FIG. 1, in particular, in the stereoscopic image mode, the planarized image mode, and the dictionary information mode, in order to detect the three-dimensional shape of the document P as a subject, a stripe shape in which light and dark are alternately arranged from the
画像入出力装置１は、略箱状に形成された撮像ヘッド２と、その撮像ヘッド２と一端が連結されたパイプ状のアーム部材３と、そのアーム部材３の他端と連結され、平面視略Ｌ型に形成されたベース４とを備えている。
The image input /
撮像ヘッド２は、その内部に後述する画像投影部１３や画像撮像部１４を内包するケースである。撮像ヘッド２の正面には、その中央部に筒状の鏡筒５と、鏡筒５の斜め上方にファインダ６と、そのファインダ６の反対側にフラッシュ７とが配置されている。また、ファインダ６とフラッシュ７との間に、後述する画像撮像部１４の一部である撮像光学系２１のレンズの一部が外面に露出しており、この露出部分から被写体の画像が入力される。
The
鏡筒５は、撮像ヘッド２の正面から突出し、その内部に画像投影部１３の一部である投影光学系２０を内包するカバーである。この鏡筒５によって、投影光学系２０が保持され、全体を焦点調節のため移動可能とされ、且つ、傷つくのが防止されている。また、鏡筒５端面からは、画像投影部１３の一部である投影光学系２０のレンズの一部が外面に露出しており、この露出部分から投影面に向かって画像信号光が投影される。
The
ファインダ６は、撮像ヘッド２の背面から正面を通して配設される光学レンズで構成されている。撮像装置１の背面から使用者がのぞき込んだ時に、撮像光学系２１がＣＣＤ２２上に結像する範囲とほぼ一致する範囲が見えるようになっている。
The
フラッシュ７は、例えば、デジカメモードにおいて、必要な光量を補足するための光源であり、キセノンガスが充填された放電管で構成されている。よって、撮像ヘッド２に内蔵されているコンデンサ（図示せず）からの放電により繰り返し使用することができる。
The
また、撮像ヘッド２の上面には、手前側にレリーズボタン８と、そのレリーズボタン８の奥方にモード切替スイッチ９と、モード切替スイッチ９の反対側にモニタＬＣＤ１０とが配置されている。
On the upper surface of the
レリーズボタン８は、「半押し状態」と「全押し状態」との２種類の状態に設定可能な２段階の押しボタン式のスイッチで構成されている。レリーズボタン８の状態は後述するプロセッサ１５に管理されており、「半押し状態」で周知のオートフォーカス（ＡＦ）および自動露出（ＡＥ）機能が起動し、ピント、絞り、シャッタスピードが調節され、「全押し状態」で撮像等が行われる。
The
モード切替スイッチ９は、デジカメモード、ｗｅｂｃａｍモード、立体画像モード、平面化画像モード、辞典情報モード、郵便情報モード、オフモード等の種々のモードに設定可能なスイッチである。モード切替スイッチ９の状態はプロセッサ１５に管理されており、モード切替スイッチ９の状態がプロセッサ１５によって検出されることで各モードの処理が実行される。
The
モニタＬＣＤ１０は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）で構成されており、プロセッサ１５からの画像信号を受けて画像を使用者に表示する。例えば、モニタＬＣＤ１０には、デジカメモードやｗｅｂｃａｍモードにおける撮像画像や、立体画像モードにおける３次元形状検出結果画像、平面化画像モードにおける平面化画像等が表示される。
The
更に、撮像ヘッド２の側面には、その上方にＲＦ（無線）インターフェイスとしてのアンテナ１１と、撮像ヘッド２とアーム部材３とを連結する連結部材１２とが配置されている。
Furthermore, an
アンテナ１１は、後述するＲＦドライバ２４を介してデジカメモードで取得した撮像画像データや立体画像モードで取得した立体画像データ等を外部インターフェイスに無線通信によって送信する。
The
連結部材１２は、内周面に雌ねじが形成されたリング状に形成され、撮像ヘッド２の側面に回動可能に固定されている。また、アーム部材３の一端側には雄ねじが形成されている。この雌ねじと雄ねじとを嵌合させることで、撮像ヘッド２とアーム部材３とを着脱自在に連結することができると共に、撮像ヘッド２を任意の角度で固定することができるようになっている。従って、撮像ヘッド２を取り外し、通常のデジカメ（デジタルカメラ）として使用できる。
The connecting
アーム部材３は、撮像ヘッド２を所定の撮像位置に変化可能に保持するためのものであり、任意の形状に屈曲可能な蛇腹状のパイプで構成されている。よって撮像ヘッド２を任意の位置に向けることができる。
The
ベース４は、机上等の載置台に載置され、撮像ヘッド２とアーム部材３とを支持するものである。平面視略Ｌ字型に形成されているので、安定して撮像ヘッド２等を支持することができる。また、ベース４とアーム部材３とは着脱自在に連結されているので、持ち運びに便利であり、省スペースで収納することもできる。
The
図２は、撮像ヘッド２の内部構成を模式的に示す図である。撮像ヘッド２の内部には、主に、画像投影部１３と、画像撮像部１４と、プロセッサ１５とが内蔵されている。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the internal configuration of the
画像投影部１３は、投影面に任意の投影画像を投影するためのユニットであり、投影方向に沿って、基板１６と、複数個のＬＥＤ１７（その総称として以下「ＬＥＤアレイ１７Ａ」という）と、光源レンズ１８と、投影ＬＣＤ１９と、投影光学系２０とを備えている。尚、この画像投影部１３については、図３において詳細に説明する。
The
画像撮像部１４は、被写体としての原稿Ｐを撮像するためのユニットであり、光の入力方向に沿って、撮像光学系２１と、ＣＣＤ２２とを備えている。
The
撮像光学系２１は、複数枚のレンズで構成され、周知のオートフォーカス機能を有し、自動で焦点距離及び絞りを調整して外部からの光をＣＣＤ２２上に結像する。
The imaging
ＣＣＤ２２は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）素子などの光電変換素子をマトリクス状に配列して構成され、撮像光学系２１を介して表面に結像される画像の光の色及び強さに応じた信号を生成し、これをデジタルデータに変換してプロセッサ１５に出力する。
The
プロセッサ１５には、フラッシュ７、レリーズボタン８、モード切替スイッチ９、モニタＬＣＤドライバ２３を介してモニタＬＣＤ１０、ＲＦドライバ２４を介してアンテナ１１、電源インターフェイス２５を介してバッテリ２６、外部メモリ２７、キャッシュメモリ２８、光源ドライバ２９を介してＬＥＤアレイ１７Ａ、投影ＬＣＤドライバ３０を介して投影ＬＣＤ１９、ＣＣＤインターフェイス３１を介してＣＣＤ２２の各々が電気的に接続され、プロセッサ１５によって管理されている。
The
外部メモリ２７は、着脱自在なフラッシュＲＯＭであり、デジカメモードやｗｅｂｃａｍモード、そして立体画像モードにおいて撮像した撮像画像や３次元情報を記憶する。具体的には、ＳＤカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード等を使用することができる。
The
キャッシュメモリ２８は、高速な記憶装置である。例えば、デジカメモードや辞典情報モードや郵便情報モードにおいて撮像した撮像画像を高速でキャッシュメモリ２８に転送し、プロセッサ１５で画像処理を行ってから外部メモリ２７に格納されるように使われる。具体的には、ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲＲＡＭ等を使用することができる。
The
尚、電源インターフェイス２５はバッテリ２６を、光源ドライバ２９はＬＥＤアレイ１７Ａを、投影ＬＣＤドライバ３０は投影ＬＥＤ１９を、ＣＣＤインターフェイス３１はＣＣＤ２２を各々制御する各種のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）によって構成されている。
The
図３（ａ）は画像投影部１３の拡大図であり、（ｂ）は光源レンズ１８の平面図であり、（ｃ）は投影ＬＣＤ１９とＣＣＤ２２との配置関係を示す図である。
3A is an enlarged view of the
上述した通り、画像投影部１３は、投影方向に沿って、基板１６と、ＬＥＤアレイ１７Ａと、光源レンズ１８と、投影ＬＣＤ１９と、投影光学系２０とを備えている。
As described above, the
基板１６は、ＬＥＤアレイ１７Ａを実装すると共に、ＬＥＤアレイ１７Ａとの電気的な配線をするためのものである。具体的には、アルミ製基板に絶縁樹脂を塗布してから無電解メッキにてパターンを形成したものやカラエポ基材をコアとする単層または多層構造の基板を使用することができる。
The
ＬＥＤアレイ１７Ａは、投影ＬＣＤ１９に向けて放射状の光を発光する光源であり、基板１６上に、複数個のＬＥＤ１７（発光ダイオード）が千鳥状に配列され、銀ペーストを介して接着されている。また、ボンディングワイヤを介して電気的に結線されている。
The LED array 17A is a light source that emits radial light toward the
このように光源として複数個のＬＥＤ１７を使用することで、光源として白熱電球、ハロゲンランプ等を使用する場合に比べて、電気を光に変換する効率（電気光変換効率）を高め、同時に赤外線や紫外線の発生を抑えることができる。よって、省電力で駆動でき、節電化、長寿命化を図ることができる。また、装置の温度上昇を低減させることができる。
By using a plurality of
この様に、ＬＥＤ１７はハロゲンランプ等に比べて熱線の発生が極めて低いので、後述する光源レンズ１８や投影光学系２０として、樹脂製のレンズを採用することができる。よって、ガラス製のレンズを採用する場合に比べて、各レンズ１８，２０を安価で軽量に構成することができる。
As described above, the
また、ＬＥＤアレイ１７Ａを構成する各ＬＥＤ１７は、各々同じ発光色を発光するもので、材料にＡｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐの４元素を用いたアンバー色を発光するもので構成されている。よって、複数色の発光色を発光させる場合に生ずる色収差の補正を考慮する必要はなく、色収差を補正するために投影光学系２０として色消しレンズを採用する必要はないので、簡単な面構成および安価な材料の投影手段を提供することができるという効果がある。
Each
また、他の発光色に比べて電気光変換率が約８０ｌｕｍｅｎ／Ｗと高い４元素材料のアンバー色ＬＥＤを採用することで、一層、高輝度、節電、長寿命化を図ることができる。尚、各ＬＥＤ１７を千鳥状に配置する事に関する効果については、図４を参照して説明する。
In addition, by using an amber LED of a four-element material having an electro-optical conversion rate as high as about 80 lumen / W compared to other luminescent colors, it is possible to achieve higher brightness, power saving, and longer life. The effect related to arranging the
具体的には、ＬＥＤアレイ１７Ａは５９個のＬＥＤ１７からなり、各ＬＥＤ１７は５０ｍＷ（２０ｍＡ，２．５Ｖ）で駆動され、結局、全５９個のＬＥＤ１７は略３Ｗの消費電力で駆動される。また、各ＬＥＤ１７から発光される光が、光源レンズ１８、投影ＬＣＤ１９を通過して投影光学系２０から照射される場合の光束値としての明るさは、全面照射の場合であっても２５ＡＮＳＩルーメン程度に設定されている。
Specifically, the LED array 17A is composed of 59
この明るさを採用することで、例えば、立体画像モードにおいて、人や動物の顔面等の被写体の３次元形状を検出する場合に、人や動物に眩しさを与えず、人や動物が目をつぶっていない状態の３次元形状を検出することができる。 By adopting this brightness, for example, in the stereoscopic image mode, when detecting the three-dimensional shape of a subject such as the face of a person or animal, the person or animal does not give glare to the person or animal. It is possible to detect a three-dimensional shape that is not collapsed.
光源レンズ１８は、ＬＥＤアレイ１７Ａから放射状に発光される光を集光するレンズであり、その材質はアクリルに代表される光学樹脂で構成されている。
The
具体的には、光源レンズ１８は、ＬＥＤアレイ１７Ａの各ＬＥＤ１７に対向する位置に投影ＬＥＤ１９側に向けて凸設された凸状のレンズ部１８ａと、そのレンズ部１８ａを支持するベース部１８ｂと、そのベース部１８ｂの内部空間であってＬＥＤアレイ１７Ａを内包する開口に充填されるＬＥＤ１７の封止および基板１６と光源レンズ１８との接着を目的としたエポキシまたはシリコン樹脂の封止材１８ｃと、ベース部１８ｂから基板１６側に突設され、光源レンズ１８と基板１６とを接続する位置決めピン１８ｄとを備えている。
Specifically, the
光源レンズ１８は、開口の内部にＬＥＤアレイ１７Ａを内包させつつ、基板１６に穿設されている長孔１６に位置決めピン１８ｄを差込み、基板１６上に固定される。
The
よって、省スペースで光源レンズ１８を配置することができる。また、基板１６にＬＥＤアレイ１７Ａを実装するという機能の他に、光源レンズ１８を支持するという機能を兼任させることで、光源レンズ１８を支持する部品を別途必要とせず、部品の点数を削減することができる。
Therefore, the
また、各レンズ部１８ａは、ＬＥＤアレイ１７Ａの各ＬＥＤ１７と１対１の関係で対向する位置に配置されている。
Each
よって、各ＬＥＤ１７から発光される放射状の光は、各ＬＥＤ１７に対向する各レンズ部１８によって効率良く集光され、図に示すような指向性の高い放射光として投影ＬＥＤ１９に照射される。この様に指向性を高めたのは、投影ＬＣＤ１９に略垂直に光を入射することによって、面内の透過率ムラが抑制され得るためである。また同時に、投影光学系２０は、テレセントリック特性を持ち、その入射ＮＡが０．１程度であるため、垂直±５°以内の光のみが内部の絞りを通過できるように規制されているためである。
Therefore, the radial light emitted from each
従って、ＬＥＤ１７からの光を出射角度を垂直に揃え、且つ、±５°にほどんどの光束を入れることが画質向上の要点となる。なぜなら投影ＬＣＤ１９に垂直から外れた光を入射すると、液晶の旋光性により、透過率が入射角度に依存して変わってしまい、透過率ムラとなるからである。
Therefore, it is important to improve the image quality to align the light emitted from the
投影ＬＣＤ１９は、光源レンズ１８を通過して集光された光に空間変調を施して、投影光学系２０に向けて画像信号光を出力する空間変調素子であって、具体的には、縦横の比率の異なる板状の液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）で構成されている。
The
また、（Ｃ）に示すように、この投影ＬＣＤ１９を構成する各画素は、その液晶ディスプレイの長手方向に沿って一直線状に並べられた１の画素列と、その１の画素列とは液晶ディスプレイの長手方向に所定間隔ずれた他の画素列とを交互に並列に並べて配置されている。
Further, as shown in (C), each pixel constituting the
尚、（Ｃ）は紙面手前側に撮像ヘッド２の正面を向け、紙面裏側から光が投影ＬＣＤ１９に向けて照射され、紙面手間側からＣＣＤ２２に被写体像が結像される状態であるとする。
Note that (C) is a state in which the front surface of the
このように、投影ＬＣＤ１９を構成する画素を長手方向に千鳥状に配置することで、長手方向と直交する方向（短手方向）において、投影ＬＣＤ１９によって空間変調が施される光を１／２ピッチで制御することができる。従って、細いピッチで投影パターンを制御でき、分解能を上げて高精度に３次元の形状を検出することができる。
In this way, by arranging the pixels constituting the
特に、後述する立体画像モードや平面化画像モードにおいて、被写体の３次元形状を検出すべく、被写体に向けて明暗を交互に並べてなる縞状のパターン光を投光する場合に、その縞方向を投影ＬＣＤ１９の短手方向に一致させることで、明暗の境界を１／２ピッチで制御することができるので、同様に高精度に３次元の形状を検出することができる。
In particular, in the stereoscopic image mode and planarized image mode, which will be described later, in order to detect a three-dimensional shape of a subject, when projecting a striped pattern light in which light and dark are alternately arranged toward the subject, the direction of the stripe is changed. By matching with the short direction of the
また、撮像ヘッド２の内部において、投影ＬＣＤ１９とＣＣＤ２２とは、（Ｃ）に示すような関係で配置される。具体的には、投影ＬＣＤ１９の幅広面とＣＣＤ２２の幅広面とは略同一の方向に向いて配置されているので、投影ＬＣＤ１９から投影面に投影されている画像をＣＣＤ２２に結像させる場合に、投影画像をハーフミラー等で屈曲させることなく、そのままの状態で投影画像を結像させることができる。
In the
また、ＣＣＤ２２は、投影ＬＣＤ１９の長手方向側（画素列が延びる方向側）に配置されている。よって、特に、立体画像モードや平面化画像モードにおいて、三角測量の原理を利用して被写体の３次元形状を検出する場合には、ＣＣＤ２２と被写体とのなす傾きを１／２ピッチで制御することができるので、同様に高精度に３次元の形状を検出することができる。
The
投影光学系２０は、投影ＬＥＤ１９を通過した画像信号光を投影面に向けて投影する複数のレンズであり、ガラス及び樹脂の組み合わせからなるテレセントリックレンズで構成されている。テレセントリックとは、投影光学系２０を通過する主光線は、入射側の空間では光軸に平行になり、射出瞳の位置は無限になる構成をいう。このようにテレセントリックにすることで、前述のように投影ＬＣＤ１９を垂直±５°で通過する光のみを投影し得るので、画質を向上させることができる。
The projection
図４は、ＬＥＤアレイ１７Ａの配列に関する説明をするための図である。（ａ）は光源レンズ１８を通過した光の照度分布を示す図であり、（ｂ）はＬＥＤアレイ１７Ａの配列状態を示す平面図であり、（ｃ）は投影ＬＣＤ１９面における合成照度分布を示す図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the LED array 17A. (A) is a figure which shows the illumination intensity distribution of the light which passed the
（ａ）に示すように、光源レンズ１８を通過した光は、半値拡がり半角θ（＝略５°）で、（ａ）左側に図示するような照度分布を有する光として投影ＬＣＤ１９の表面に到達するように設計されている。
As shown in (a), the light that has passed through the
また、（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ１７は基板上１６に千鳥状に配列されている。具体的には、複数個のＬＥＤ１７をｄピッチで直列に並べたＬＥＤ列を、√３／２ｄピッチで並列に並べ、更に、そのＬＥＤ列を１列おきに同じ方向に１／２ｄ移動させた状態になるように配置されている。
Further, as shown in (b), the plurality of
換言すれば、１のＬＥＤ１７と、その１のＬＥＤ１７の周辺のＬＣＤ１７との間隔はｄになるように設定されている（三角格子配列）。
In other words, the distance between one
そして、このｄの長さは、ＬＥＤ１７の１つから出射された光によって投影ＬＣＤ１９において形成される照度分布の半値全幅（ＦＷＨＭ（Full Width Half Maximun））以下となる様に決定されている。
The length d is determined to be equal to or less than the full width at half maximum (FWHM) of the illuminance distribution formed in the
よって、光源レンズ１８を通過して投影ＬＣＤ１９の表面に到達する光の合成照度分布は、（ｃ）に示すように小さなリップルを含んだ略直線状になり、投影ＬＣＤ１９の面に略均一に光を照射することができる。従って、投影ＬＣＤ１９における照度ムラを抑制することができ、結果的に、高品質な画像を投影することができる。
Accordingly, the combined illuminance distribution of the light passing through the
図５は、画像入出力装置１の電気的なブロック図である。尚、既に上述した構成ついては、その説明を省略する。プロセッサ１５は、ＣＰＵ３５と、ＲＯＭ３６と、ＲＡＭ３７とを備えている。
FIG. 5 is an electrical block diagram of the image input /
ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３６に記憶されたプログラムによる処理に応じて、ＲＡＭ３７を利用して、レリーズボタン８の押下げ操作の検知、ＣＣＤ２２から画像データの取り込み、その画像データの転送、格納、モード切替スイッチ９の状態の検出等の各種処理を行う。
The
ＲＯＭ３６には、カメラ制御プログラム３６ａと、パターン光撮影プログラム３６ｂと、輝度画像生成プログラム３６ｃと、コード画像生成プログラム３６ｄと、コード境界抽出プログラム３６ｅと、レンズ収差補正プログラム３６ｆと、三角測量演算プログラム３６ｇと、原稿姿勢演算プログラム３６ｈと、平面変換プログラム３６ｉと、検出領域認識プログラム３６ｊと、文字情報認識プログラム３６ｋと、関連情報抽出プログラム３６ｌと、投影画像生成プログラム３６ｍと関連情報格納部３６ｎとが格納されている。
The
カメラ制御プログラム３６ａは、図６に示すメイン処理を含む撮像装置１全体の制御に関するプログラムである。
The camera control program 36a is a program related to the control of the
パターン光撮影プログラム３６ｂは、原稿Ｐの３次元形状を検出するために被写体にパターン光を投影した状態と、投影していない状態とを撮像するプログラムである。 The pattern light imaging program 36b is a program for imaging a state in which pattern light is projected onto a subject and a state in which the original is not projected in order to detect the three-dimensional shape of the document P.
輝度画像生成プログラム３６ｃは、パターン光撮影プログラム３６ｂによってパターン光を投影した状態を撮像したパターン光有画像と、パターン光を投影していない状態を撮像したパターン光無画像との差分をとり、投影されたパターン光の輝度画像を生成するプログラムである。 The luminance image generation program 36c takes the difference between the pattern light presence image obtained by imaging the pattern light projected by the pattern light imaging program 36b and the pattern light no image obtained by imaging the state where the pattern light is not projected. This is a program for generating a luminance image of the patterned light.
また、パターン光は複数種類のものが時系列に投影され各パターン光毎に撮像され、撮像された複数枚のパターン光有画像の各々とパターン光無画像との差分がとられ、複数種類の輝度画像が生成される。 In addition, a plurality of types of pattern light are projected in time series and imaged for each pattern light, and the difference between each of the plurality of captured pattern light images and the pattern light no image is obtained. A luminance image is generated.
コード画像生成プログラム３６ｄは、輝度画像生成プログラム３６ｃによって生成される複数枚の輝度画像を重ね合わせ、各画素毎に所定のコードを割り当てたコード画像を生成するプログラムである。
The code
コード境界抽出プログラム３６ｅは、コード画像生成プログラム３６ｄによっって生成されるコード画像と、輝度画像生成プログラム３６ｃによって生成される輝度画像とを利用して、コードの境界座標をサブピクセル精度で求めるプログラムである。
The code
レンズ収差補正プログラム３６ｆは、コード境界抽出プログラム３６ｅによってサブピクセル精度で求められているコードの境界座標に対して、撮像光学系２０の収差補正を行うプログラムである。
The lens
三角測量演算プログラム３６ｇは、レンズ収差補正プログラム３６ｆによって収差補正がなされたコードの境界座標から、その境界座標に関する実空間の３次元座標を演算するプログラムである。
The triangulation calculation program 36g is a program for calculating the three-dimensional coordinates of the real space related to the boundary coordinates from the boundary coordinates of the code subjected to the aberration correction by the lens
原稿姿勢演算プログラム３６ｈは、三角測量演算プログラム３６ｇで演算された３次元座標から原稿Ｐの３次元形状を推定して求めるプログラムである。 The document orientation calculation program 36h is a program for estimating the three-dimensional shape of the document P from the three-dimensional coordinates calculated by the triangulation calculation program 36g.
平面変換プログラム３６ｉは、原稿姿勢演算プログラム３６ｈで演算される原稿Ｐの３次元形状に基づき、原稿Ｐの正面から撮像したような平面化画像を生成するプログラムである。 The plane conversion program 36i is a program that generates a planarized image that is captured from the front of the document P, based on the three-dimensional shape of the document P calculated by the document orientation calculation program 36h.
検出領域認識プログラム３６ｊは、辞典情報モードや郵便情報モードにおいて、ユーザーが関連情報としての辞典情報（意味情報、翻訳情報、読み方情報）や郵便番号情報や住所情報を取得したい文字情報を指定するために、その文字情報を囲んだ領域を検出するプログラムである。 The detection area recognition program 36j designates character information for which the user wants to acquire dictionary information (semantic information, translation information, reading information), postal code information, and address information as related information in the dictionary information mode and the postal information mode. And a program for detecting an area surrounding the character information.
文字情報認識プログラム３６ｋは、辞典情報モードや郵便情報モードにおいて、検出領域認識プログラム３６ｊによって検出される検出領域内の文字情報を認識するプログラムである。 The character information recognition program 36k is a program for recognizing character information in the detection area detected by the detection area recognition program 36j in the dictionary information mode or the postal information mode.
関連情報抽出プログラム３６ｌは、辞典情報モードや郵便情報モードにおいて、文字情報認識プログラム３６ｋによって認識された文字情報についての関連情報としての辞典情報等を関連情報格納部３６ｎに格納されている関連情報から抽出するプログラムである。 The related information extraction program 36l uses dictionary information as related information on character information recognized by the character information recognition program 36k in the dictionary information mode and the postal information mode from the related information stored in the related information storage unit 36n. This is a program to extract.
投影画像生成プログラム３６ｍは、関連情報抽出プログラム３６ｌによって抽出された関連情報を、原稿Ｐの所定の位置に、所定の形態で投影するための投影画像を生成するプログラムである。 The projection image generation program 36m is a program that generates a projection image for projecting the related information extracted by the related information extraction program 36l onto a predetermined position of the document P in a predetermined form.
関連情報格納部３６ｎは、辞典情報モードや郵便情報モードにおいて関連情報として投影される辞典情報（意味情報、翻訳情報、読み方情報）や郵便番号情報や住所情報が文字情報に関連と付けて記憶されている。 The related information storage unit 36n stores dictionary information (semantic information, translation information, reading information), zip code information, and address information projected as related information in the dictionary information mode and the postal information mode in association with character information. ing.
尚、本実施例では、この関連情報格納部３６ｎに関連情報を格納する場合について説明するが、この関連情報は関連情報格納部６ｎに格納する場合に限られず、これらの関連情報を本装置とは別体の外部装置に格納し、その外部装置に格納したデータベースからアンテナ１１やＲＦドライバ２４を含む無線通信手段や有線通信手段により所定の関連情報を抽出するように構成しても良い。また、本装置をインターネットに接続可能に構成し、そのインターネットから所定の関連情報を抽出するように構成しても良い。
In this embodiment, the case where the related information is stored in the related information storage unit 36n will be described. However, the related information is not limited to the case where the related information is stored in the related information storage unit 6n. May be stored in a separate external device, and predetermined related information may be extracted from a database stored in the external device by wireless communication means including the
ＲＡＭ３７には、パターン光有画像格納部３７ａと、パターン光無画像格納部３７ｂと、輝度画像格納部３７ｃと、コード画像格納部３７ｄと、コード境界座標格納部３７ｅと、ＩＤ格納部３７ｆと、収差補正座標格納部３７ｇと、３次元座標格納部３７ｈと、原稿姿勢演算結果格納部３７ｉと、平面変換結果格納部３７ｊと、投影画像格納部３７ｋと、指差座標格納部３７ｌと、ワーキングエリア３７ｍとが記憶領域として割り当てられている。
The
パターン光有画像格納部３７ａは、パターン光撮影プログラム３６ｂによって原稿Ｐにパターン光を投影した状態を撮像したパターン光有画像を格納する。パターン光無画像格納部３７ｂは、パターン光撮影プログラム３６ｂによって原稿Ｐにパターン光を投影していない状態を撮像したパターン光無画像を格納する。 The pattern light present image storage unit 37a stores a pattern light present image obtained by imaging the state in which the pattern light is projected onto the document P by the pattern light photographing program 36b. The pattern light no image storage unit 37b stores a pattern light no image obtained by imaging the state in which the pattern light is not projected onto the document P by the pattern light photographing program 36b.
輝度画像格納部３７ｃは、輝度画像生成プログラム３６ｃによって生成される輝度画像を格納する。コード画像格納部３７ｄは、コード画像生成プログラム３６ｄによって生成されるコード画像を格納する。コード境界座標格納部３７ｅは、コード境界抽出プログラム３６ｅによって、抽出されるサブピクセル精度で求められた各コードの境界座標を格納する。ＩＤ格納部３７ｆは、境界を有する画素位置において明暗の変化を有する輝度画像に割り当てられるＩＤ等を格納する。収差補正座標格納部３７ｇは、レンズ収差補正プログラム３６ｆによって収差補正がなされたコードの境界座標を格納する。３次元形状座標格納部３７ｈは、三角測量演算プログラム３６ｇによって演算される実空間の３次元座標を格納する。
The luminance image storage unit 37c stores a luminance image generated by the luminance image generation program 36c. The code
原稿姿勢演算結果格納部３７ｉは、原稿姿勢演算プログラム３６ｈによって演算される原稿Ｐの３次元形状に関するパラメータを格納する。平面変換結果格納部３７ｊは、平面変換プログラム３６ｉよって生成される平面変換結果を格納する。投影画像格納部３７ｋは、画像投影部１３から投影する画像情報を格納する。指差座標格納部３７ｌは、辞典情報モードや郵便情報モードにおいてユーザーが人差し指を使って指定した人差し指の先端の座標を格納する。この人差し指の先端の座標の軌跡によりユーザーの指定する検出領域が求められる。ワーキングエリア３７ｍは、ＣＰＵ１５での演算のために一時的に使用するデータを格納する。
The document orientation calculation result storage unit 37i stores parameters relating to the three-dimensional shape of the document P calculated by the document orientation calculation program 36h. The plane conversion result storage unit 37j stores the plane conversion result generated by the plane conversion program 36i. The projection image storage unit 37k stores image information to be projected from the
図６は、メイン処理のフローチャートである。尚、このメイン処理におけるデジカメ処理（Ｓ６０５）、ｗｅｂｃａｍ処理（Ｓ６０７）、立体画像処理（Ｓ６０７）、平面化画像処理（Ｓ６１１）の各処理についての詳細は後述する。 FIG. 6 is a flowchart of the main process. Details of the digital camera processing (S605), webcam processing (S607), stereoscopic image processing (S607), and planarized image processing (S611) in the main processing will be described later.
メイン処理では、まず、電源が起動されると（Ｓ６０１）、プロセッサ１５やその他のインターフェイス等が初期化される（Ｓ６０２）。
In the main process, first, when the power supply is activated (S601), the
そして、モード切替スイッチ９の状態を判別するキースキャンが行われ（Ｓ６０３）、モード切替スイッチ９の設定がデジカメモードか否かが判断され（Ｓ６０４）、デジカメモードであれば（Ｓ６０４：Ｙｅｓ）、後述するデジカメ処理に移行する（Ｓ６０５）。
Then, a key scan for determining the state of the
一方、デジカメモードでなければ（Ｓ６０４：Ｎｏ）、モード切替スイッチ９の設定がｗｅｂｃａｍモードか否かが判断され（Ｓ６０６）、ｗｅｂｃａｍモードであれば（Ｓ６０６：Ｙｅｓ）、後述するｗｅｂｃａｍ処理に移行する（Ｓ６０７）。
On the other hand, if it is not the digital camera mode (S604: No), it is determined whether or not the setting of the
一方、ｗｅｂｃａｍモードでなければ（Ｓ６０５：Ｎｏ）、モード切替スイッチ９の設定が立体画像モードか否かが判断され（Ｓ６０８）、立体画像モードであれば（Ｓ６０８：Ｙｅｓ）、後述する立体画像処理に移行する（Ｓ６０９）。
On the other hand, if it is not the webcam mode (S605: No), it is determined whether the setting of the
一方、立体画像モードでなければ（Ｓ６０８：Ｎｏ）、モード切替スイッチ９の設定が平面化画像モードか否かが判断され（Ｓ６１０）、平面化画像モードであれば（Ｓ６１０：Ｙｅｓ）、後述する平面化画像処理に移行する（Ｓ６１１）。
On the other hand, if it is not the stereoscopic image mode (S608: No), it is determined whether or not the setting of the
一方、平面化画像モードでなければ（Ｓ６１０：Ｎｏ）、モード切替スイッチ９の設定が辞典情報モードか否かが判断され（Ｓ６１２）、辞典情報モードであれば（Ｓ６１２：Ｙｅｓ）、後述する辞典情報処理に移行する（Ｓ６１３）。
On the other hand, if it is not the planar image mode (S610: No), it is determined whether the setting of the
一方、辞典情報モードでなければ（Ｓ６１２：Ｎｏ）、モード切替スイッチ９の設定が郵便情報モードか否かが判断され（Ｓ６１４）、郵便情報モードであれば（Ｓ６１４：Ｙｅｓ）、後述する郵便情報処理に移行する（Ｓ６１５）。
On the other hand, if it is not the dictionary information mode (S612: No), it is determined whether the setting of the
そして、郵便情報モードでなければ（Ｓ６１４：Ｎｏ）、モード切替スイッチ９がオフモードか否かが判断され（Ｓ６１６）、オフモードでなければ（Ｓ６１６：Ｎｏ）、Ｓ６０３からの処理を繰り返し、オフモードであれば（Ｓ６１６：Ｙｅｓ）、当該処理を終了する。
If it is not in the postal information mode (S614: No), it is determined whether or not the
図７は、デジカメ処理（図６のＳ６０５）のフローチャートである。デジカメ処理は、画像撮像部１４によって撮像した画像を取得する処理である。
FIG. 7 is a flowchart of the digital camera process (S605 in FIG. 6). The digital camera process is a process for acquiring an image captured by the
この処理では、まず、ＣＣＤ２２に高解像度設定信号を送信する（Ｓ７０１）。これにより高品質の撮像画像を使用者に提供することができる。 In this process, first, a high resolution setting signal is transmitted to the CCD 22 (S701). Thereby, a high quality captured image can be provided to the user.
次に、モニタＬＣＤ１０にファインダ画像（ファインダ６を介して見える範囲の画像）を表示する（Ｓ７０２）。よって、使用者は、ファインダ６を覗き込むことなく、モニタＬＣＤ１０に表示された画像によって実際の撮像の前に、撮像画像（撮像範囲）を確認することができる。
Next, a finder image (an image in a range visible through the finder 6) is displayed on the monitor LCD 10 (S702). Therefore, the user can confirm the captured image (imaging range) before actual imaging with the image displayed on the
次に、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ７０３ａ）、レリーズボタン８が半押しされたか否かを判断する（Ｓ７０３ｂ）。半押しされていれば（Ｓ７０３ｂ：Ｙｅｓ）、オートフォーカス（ＡＦ）および自動露出（ＡＥ）機能を起動し、ピント、絞り、シャッタスピードを調節する（Ｓ７０３ｃ）。尚、半押しされていなければ（Ｓ７０３ｂ：Ｎｏ）、Ｓ７０３ａからの処理を繰り返す。
Next, the
次に、再び、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ７０３ｄ）、レリーズボタン８が全押しされたか否かを判断する（Ｓ７０３ｅ）。全押しされていれば（Ｓ７０３ｅ：Ｙｅｓ）、フラッシュモードか否かを判断する（Ｓ７０４）。
Next, the
その結果、フラッシュモードであれば（Ｓ７０４：Ｙｅｓ）、フラッシュ７を投光して（Ｓ７０５）、撮影し（Ｓ７０６）、フラッシュモードでなければ（Ｓ７０４：Ｎｏ）、フラッシュ７を投光することなく撮影する（Ｓ７０６）。尚、Ｓ７０３ｅの判断において、全押しされていなければ（Ｓ７０３ｅ：Ｎｏ）、Ｓ７０３ａからの処理を繰り返す。
As a result, if the flash mode is selected (S704: Yes), the
次に、撮影した撮像画像をＣＣＤ２２からキャッシュメモリ２８に転送し（Ｓ７０７）、キャッシュメモリ２８に記憶された撮像画像をモニタＬＣＤ１０に表示する（Ｓ７０８）。このように、撮像画像をキャッシュメモリ２８に転送することでメインメモリに転送する場合に比較して、撮像画像を高速にモニタＬＣＤ１０に表示させることができる。そして、その撮像画像を外部メモリ２７に格納する（Ｓ７０９）。
Next, the captured image is transferred from the
最後に、モード切替スイッチ９に変化が無いか否かを判断し（Ｓ７１０）、変化が無ければ（Ｓ７１０：Ｙｅｓ）、Ｓ７０２からの処理を繰り返し、変化があれば（Ｓ７１０：Ｎｏ）、当該処理を終了する。 Finally, it is determined whether there is no change in the mode changeover switch 9 (S710). If there is no change (S710: Yes), the processing from S702 is repeated. If there is a change (S710: No), the processing is performed. Exit.
図８は、ｗｅｂｃａｍ処理（図６のＳ６０７）のフローチャートである。ｗｅｂｃａｍ処理は、画像撮像部１４で撮像した撮像画像（静止画および動画を含む）を外部ネットワークに送信する処理である。尚、本実施例では、撮像画像として動画を外部ネットワークに送信する場合を想定している。
FIG. 8 is a flowchart of the webcam process (S607 in FIG. 6). The webcam process is a process of transmitting a captured image (including a still image and a moving image) captured by the
この処理では、ます、ＣＣＤ２２に低解像度設定信号を送信し（Ｓ８０１）、周知のオートフォーカス（ＡＦ）及び自動露出（ＡＥ）機能を起動して、ピント、絞り、シャッター速度を調節した後に（Ｓ８０２）、撮影を開始する（Ｓ８０３）。 In this process, a low resolution setting signal is first transmitted to the CCD 22 (S801), the well-known autofocus (AF) and automatic exposure (AE) functions are activated, and the focus, aperture, and shutter speed are adjusted (S802). ), Shooting is started (S803).
そして、撮影された撮像画像をモニタＬＣＤ１０に表示し（Ｓ８０４）、ファインダ画像を投影画像格納部３７ｋに格納し（Ｓ８０５）、後述する投影処理を行い（Ｓ８０６）、投影画像格納部３７ｋに格納されている画像を投影面に投影する。 Then, the captured image is displayed on the monitor LCD 10 (S804), the finder image is stored in the projection image storage unit 37k (S805), the projection process described later is performed (S806), and stored in the projection image storage unit 37k. Project the projected image onto the projection plane.
また、撮像画像をＣＣＤ２２からキャッシュメモリ２８に転送し（Ｓ８０７）、キャッシュメモリ２８に転送された撮像画像をＲＦインターフェイスであるＲＦドライバ２４及びアンテナ１１を介して外部ネットワークに送信する（Ｓ８０８）。
Further, the captured image is transferred from the
そして、最後に、モード切替スイッチ９に変化が無いか否かを判断し（Ｓ８０９）、変化が無ければ（Ｓ８０９：Ｙｅｓ）、Ｓ８０２からの処理を繰り返し、変化があれば（Ｓ８０９：Ｎｏ）、当該処理を終了する。
Finally, it is determined whether or not the
図９は、投影処理（図８のＳ８０６）のフローチャートである。この処理は、投影画像投影部１３から投影画像格納部３７ｋに格納されている画像を投影面に投影する処理である。この処理では、まず、投影画像格納部３７ｋに画像が格納されているか否かを確認する（Ｓ９０１）。格納されていれば（Ｓ９０１：Ｙｅｓ）、投影画像格納部３７ｋに格納されている画像を投影ＬＣＤドライバ３０に転送し（Ｓ９０２）、投影ＬＣＤドライバ３０から、その画像に応じた画像信号を投影ＬＣＤ１９に送り、投影ＬＣＤ１９に画像を表示する（Ｓ９０３）。
FIG. 9 is a flowchart of the projection process (S806 in FIG. 8). This process is a process of projecting the image stored in the projection image storage unit 37k from the projection
次に、光源ドライバ２９を駆動し（Ｓ９０４）、その光源ドライバ２９からの電気信号によってＬＥＤアレイ１７Ａを点灯し（Ｓ９０５）、当該処理を終了する。
Next, the
こうして、ＬＥＤアレイ１７Ａが点灯すると、ＬＥＤアレイ１７Ａから発光する光は、光源レンズ１８を介して投影ＬＣＤ１９に到達し、投影ＬＣＤ１９において、投影ＬＣＤドライバ３０から送信される画像信号に応じた空間変調が施され、画像信号光として出力される。そして、その投影ＬＣＤ１９から出力される画像信号光は、投影光学系２０を介して投影面に投影画像として投影される。
Thus, when the LED array 17A is turned on, the light emitted from the LED array 17A reaches the
図１０は、立体画像処理（図６のＳ６０９）のフローチャートである。立体画像処理は、被写体の３次元形状を検出し、その立体画像としての３次元形状検出結果画像を取得、表示、投影する処理である。 FIG. 10 is a flowchart of the stereoscopic image processing (S609 in FIG. 6). The stereoscopic image processing is processing for detecting a three-dimensional shape of a subject and acquiring, displaying, and projecting a three-dimensional shape detection result image as the stereoscopic image.
この処理では、まず、ＣＣＤ２２に高解像度設定信号を送信し（Ｓ１００１）、モニタＬＣＤ１０にファインダ画像を表示する（Ｓ１００２）。 In this process, first, a high resolution setting signal is transmitted to the CCD 22 (S1001), and a finder image is displayed on the monitor LCD 10 (S1002).
次に、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ１００３ａ）、レリーズボタン８が半押しされたか否かを判断する（Ｓ１００３ｂ）。半押しされていれば（Ｓ１００３ｂ：Ｙｅｓ）、オートフォーカス（ＡＦ）および自動露出（ＡＥ）機能を起動し、ピント、絞り、シャッタスピードを調節する（Ｓ１００３ｃ）。尚、半押しされていなければ（Ｓ１００３ｂ：Ｎｏ）、Ｓ１００３ａからの処理を繰り返す。
Next, the
次に、再び、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ１００３ｄ）、レリーズボタン８が全押しされたか否かを判断する（Ｓ１００３ｅ）。全押しされていれば（Ｓ１００３ｅ：Ｙｅｓ）、フラッシュモードか否かを判断する（Ｓ１００３ｆ）。
Next, the
その結果、フラッシュモードであれば（Ｓ１００３ｆ：Ｙｅｓ）、フラッシュ７を投光して（Ｓ１００３ｇ）、撮影し（Ｓ１００３ｈ）、フラッシュモードでなければ（Ｓ１００３ｆ：Ｎｏ）、フラッシュ７を投光することなく撮影する（Ｓ１００３ｈ）。尚、Ｓ１００３ｅの判断において、全押しされていなければ（Ｓ１００３ｅ：Ｎｏ）、Ｓ１００３ａからの処理を繰り返す。
As a result, if the flash mode is selected (S1003f: Yes), the
次に、後述する３次元形状検出処理を行い、被写体の３次元形状を検出する（Ｓ１００６）。 Next, a three-dimensional shape detection process described later is performed to detect the three-dimensional shape of the subject (S1006).
次に、３次元形状検出処理（Ｓ１００６）における３次元形状検出結果を外部メモリ２７に格納し（Ｓ１００７）、３次元形状検出結果をモニタＬＣＤ１０に表示する（Ｓ１００８）。尚、この３次元形状検出結果とは、各計測頂点の実空間における３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の集合体として表示する。 Next, the three-dimensional shape detection result in the three-dimensional shape detection process (S1006) is stored in the external memory 27 (S1007), and the three-dimensional shape detection result is displayed on the monitor LCD 10 (S1008). The three-dimensional shape detection result is displayed as an aggregate of three-dimensional coordinates (X, Y, Z) in the real space of each measurement vertex.
次に、３次元形状検出結果としての計測頂点をポリゴンで結んでそのサーフェスを表示した立体画像（３ＤのＣＧ画像）としての３次元形状検出結果画像を投影画像格納部３７ｋに格納し（Ｓ１００９）、図８のＳ８０６の投影処理と同様な投影処理を行う（Ｓ１０１０）。尚、この場合には、図１８において説明する投影ＬＣＤ１９上の座標を３次元空間座標に変換する式の逆関数を利用して、求められた３次元座標に対する投影ＬＣＤ１９上の座標を求めることで、３次元形状結果座標を投影面に投影させることができる。
Next, a three-dimensional shape detection result image as a three-dimensional image (3D CG image) displaying the surface by connecting the measurement vertices as a three-dimensional shape detection result with a polygon is stored in the projection image storage unit 37k (S1009). A projection process similar to the projection process of S806 in FIG. 8 is performed (S1010). In this case, the coordinates on the
そして、モード切替スイッチ９に変化が無いか否かを判断し（Ｓ１０１１）、変化が無ければ（Ｓ１０１１：Ｙｅｓ）、Ｓ７０２からの処理を繰り返し、変化があれば（Ｓ１０１１：Ｎｏ）、当該処理を終了する。
Then, it is determined whether or not the
図１１（ａ）は、上述した３次元形状検出処理（図１０のＳ１００６）において、３次元形状を検出するために利用する空間コード法の原理を説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）とは異なるパターン光を示す図である。パターン光にはこれら（ａ）または（ｂ）のいずれを用いても良く、更には、多階調コードであるグレイレベルコードを用いても良い。 FIG. 11A is a diagram for explaining the principle of the spatial code method used to detect a three-dimensional shape in the above-described three-dimensional shape detection process (S1006 in FIG. 10). It is a figure which shows the pattern light different from (a). Either (a) or (b) may be used for the pattern light, and further, a gray level code which is a multi-tone code may be used.
尚、この空間コード法につての詳細は、佐藤宏介、他１名、「空間コード化による距離画像入力」、電子通信学会論文誌、８５／３Ｖｏｌ．Ｊ ６８−Ｄ Ｎｏ３ ｐ３６９〜３７５に詳細に開示されている。 Details of this spatial coding method are described by Kosuke Sato and one other, “Distance Image Input by Spatial Coding”, IEICE Transactions, 85/3 Vol. J 68-D No3 p369-375.
空間コード法は、投影光と観測画像間の三角測量に基づいて被写体の３次元形状を検出する方法の１種であり、（ａ）に示すように、投影光源Ｌと観測器Ｏとを距離Ｄだけ離して設置し、空間を細長い扇状領域に分割しコード化することを特徴とする。 The spatial code method is one type of method for detecting the three-dimensional shape of a subject based on triangulation between projected light and an observed image. As shown in (a), the distance between the projection light source L and the observation device O is determined. It is characterized in that it is set apart by D, and the space is divided into long and narrow fan-shaped regions and coded.
図中の３枚のマスクパターンＡ，Ｂ，ＣをＭＳＢから順番に投影すると、各扇状領域はマスクによって明「１」と暗「０」とにコード化される。例えば、点Ｐを含む領域は、マスクＡ，Ｂでは光が当たらず、マスクＣでは明になるので、００１（Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝１）とコード化される。 When the three mask patterns A, B, and C in the figure are projected in order from the MSB, each fan-shaped area is coded into bright “1” and dark “0” by the mask. For example, since the area including the point P is not exposed to light in the masks A and B and bright in the mask C, it is encoded as 001 (A = 0, B = 0, C = 1).
各扇状の領域には、その方向φに相当するコードが割り当てられ、それぞれを１本のスリット光線とみなすことができる。そこで各マスクごとに情景を観測機器としてのカメラで撮影し、明暗パターンを２値化してメモリの各ビットプレーンを構成していく。 Each fan-shaped region is assigned a code corresponding to the direction φ, and each can be regarded as one slit beam. Therefore, the scene is photographed for each mask with a camera as an observation device, and the bit plane of the memory is constructed by binarizing the light / dark pattern.
こうして、得られた多重ビットプレーン画像の横方向の位置（アドレス）は、観測方向θに相当し、このアドレスのメモリの内容は投影光コード、即ち、φを与える。このθとφとから注目点の座標を決定する。 Thus, the horizontal position (address) of the obtained multiple bit-plane image corresponds to the observation direction θ, and the contents of the memory at this address give the projected light code, that is, φ. The coordinates of the point of interest are determined from θ and φ.
また、この方法で使用するマスクパターンとしては、（ａ）ではマスクパターンＡ，Ｂ，Ｃのような純２進コードを用いる場合を図示しているが、マスクの位置ズレが起こると領域の境界で大きな誤差が生ずる危険性がある。 In addition, as a mask pattern used in this method, a case where a pure binary code such as mask patterns A, B, and C is used is illustrated in FIG. There is a risk that a large error will occur.
例えば、（ａ）の点Ｑは領域３（０１１）と領域４（１００）の境界を示しているが、もしマスクＡの１がずれ込むと領域７（１１１）のコードが生ずる可能性がある。換言すれば、隣接する領域間でハミング距離が２以上のところで、大きな誤差が発生する可能性がある。 For example, the point Q in (a) indicates the boundary between the region 3 (011) and the region 4 (100), but if 1 of the mask A is shifted, the code in the region 7 (111) may be generated. In other words, a large error may occur when the Hamming distance is 2 or more between adjacent regions.
そこで、この方法で使用するマスクパターンとしては、（ｂ）に示すように、隣接する領域間でハミング距離が常に１であるコードを使うことで、上述したようなコード化誤差を避けることができるとされている。 Therefore, as the mask pattern used in this method, as shown in (b), by using a code whose hamming distance is always 1 between adjacent regions, the coding error as described above can be avoided. It is said that.
図１２（ａ）は、３次元形状検出処理（図１０のＳ１００６）のフローチャートである。この処理では、まず、撮像処理を行う（Ｓ１２１０）。この撮像処理は、図１１（ａ）に示す複数枚の純２進コードのマスクパターンを利用して画像投影部１３から、明暗を交互に並べてなる縞状のパターン光（図１参照）を時系列的に被写体に投影し、各パターン光が投影されている状態を撮像したパターン光有画像と、パターン光が投影されていな状態を撮像したパターン光無画像とを取得する処理である。
FIG. 12A is a flowchart of the three-dimensional shape detection process (S1006 in FIG. 10). In this process, first, an imaging process is performed (S1210). This imaging process uses a plurality of pure binary code mask patterns shown in FIG. 11 (a) to emit striped pattern light (see FIG. 1) in which light and dark are alternately arranged from the
撮像処理を終了すると（Ｓ１２１０）、３次元計測処理を行う（Ｓ１２２０）。３次元計測処理は、撮像処理によって取得したパターン光有画像とパターン光無画像とを利用して、実際に被写体の３次元形状を計測する処理である。こうして、３次元計測処理を終了すると（Ｓ１２２０）、当該処理を終了する。 When the imaging process is completed (S1210), a three-dimensional measurement process is performed (S1220). The three-dimensional measurement process is a process of actually measuring the three-dimensional shape of the subject using the pattern light existence image and the pattern light no image acquired by the imaging process. Thus, when the three-dimensional measurement process ends (S1220), the process ends.
図１２（ｂ）は、撮像処理（図１２（ａ）のＳ１２１０）のフローチャートである。この処理は、パターン光撮影プログラム３６ａに基づき実行され、まず、画像投影部１３からパターン光を投影することなく、画像撮像部１４によって被写体を撮像することで、パターン光無画像を取得する（Ｓ１２１１）。尚、取得したパターン光無画像はパターン光無画像格納部３７ｂに格納される。
FIG. 12B is a flowchart of the imaging process (S1210 in FIG. 12A). This process is executed based on the pattern light imaging program 36a. First, the
次に、カウンタｉを初期化し（Ｓ１２１２）、そのカウンタｉの値が最大値ｉｍａｘか否かを判断する（Ｓ１２１３）。尚、最大値ｉｍａｘは使用するマスクパターンの数によって決定される。例えば、８種類のマスクパターンを使用する場合には、最大ｉｍａｘ（＝８）となる。 Next, the counter i is initialized (S1212), and it is determined whether or not the value of the counter i is the maximum value imax (S1213). The maximum value imax is determined by the number of mask patterns to be used. For example, when 8 types of mask patterns are used, the maximum is imax (= 8).
そして、判断の結果、カウンタｉの値が最大値ｉｍａｘより小さい場合には（Ｓ１２１３：Ｙｅｓ）、使用するマスクパターンの内、ｉ番のマスクパターンを投影ＬＣＤ１９に表示し、そのｉ番のマスクパターンによって投影されるｉ番のパターン光を投影面に投影し（Ｓ１２１４）、そのパターン光が投影されている状態を画像撮像部１４によって撮影する（Ｓ１２１５）。
If it is determined that the value of the counter i is smaller than the maximum value imax (S1213: Yes), the i-th mask pattern among the mask patterns to be used is displayed on the
こうして、被写体にｉ番のパターン光が投影された状態を撮像したパターン光有画像を取得する。尚、取得したパターン光有画像は、パターン光有画像格納部３７ａに格納される。 In this way, a pattern light existence image obtained by imaging the state in which the i-th pattern light is projected onto the subject is acquired. The acquired pattern light existence image is stored in the pattern light existence image storage unit 37a.
撮影を終了すると、ｉ番のパターン光の投影を終了し（Ｓ１２１６）、次のパターン光を投影すべく、カウンタｉに「１」を加算して（Ｓ１２１７）、Ｓ１２１３からの処理を繰り返す。 When the photographing is finished, the projection of the i-th pattern light is finished (S1216), "1" is added to the counter i to project the next pattern light (S1217), and the processing from S1213 is repeated.
そして、カウンタｉの値が最大値ｉｍａｘより大きいと判断すると（Ｓ１２１３：Ｎｏ）、当該処理を終了する。即ち、この撮像処理においては、１枚のパターン光無画像と、最大値ｉｍａｘ枚のパターン光有画像とを取得することになる。 If it is determined that the value of the counter i is greater than the maximum value imax (S1213: No), the process ends. That is, in this imaging process, one pattern light no image and the maximum value imax pattern light existence images are acquired.
図１２（ｃ）は、３次元計測処理（図１２（ａ）のＳ１２２０）のフローチャートである。この処理は、輝度画像生成プログラム３６ｃに基づき実行され、まず、輝度画像を生成する（Ｓ１２２１）。ここで、輝度は、ＹＣｂＣｒ空間におけるＹ値であり、各画素のＲＧＢ値よりＹ＝０．２９８９・Ｒ＋０．５８６６・Ｇ＋０．１１４５・Ｂから計算される値である。各画素についてＹ値を求めることにより、各パターン光有及び無し画像に関する輝度画像を生成する。生成した輝度画像は、輝度画像格納部３７ｃに格納される。また、パターン光の番号に対応した番号を各輝度画像に割り付けておく。 FIG. 12C is a flowchart of the three-dimensional measurement process (S1220 in FIG. 12A). This process is executed based on the luminance image generation program 36c, and first generates a luminance image (S1221). Here, the luminance is a Y value in the YCbCr space, and is a value calculated from Y = 0.22989 · R + 0.5866 · G + 0.1145 · B from the RGB value of each pixel. By obtaining the Y value for each pixel, a luminance image relating to the image with and without pattern light is generated. The generated luminance image is stored in the luminance image storage unit 37c. A number corresponding to the pattern light number is assigned to each luminance image.
次に、コード画像生成プログラム３６ｄにより、上述した空間コード法を利用して、生成した輝度画像を組み合わせることで、各画素毎にコード化されたコード画像を生成する（Ｓ１２２２）。
Next, the code
このコード画像は、輝度画像格納部３７ｃに格納したパターン光有り画像に関する輝度画像の各画素について、あらかじめ設定した輝度閾値あるいはパターン光無画像と比較することで２値化し、その結果を図１１（ａ），（ｂ）に説明した様に、ＬＳＢ〜ＭＳＢに割り当てることで生成することができる。生成されたコード画像はコード画像格納部３７ｄに格納される。
This code image is binarized by comparing each pixel of the luminance image related to the image with pattern light stored in the luminance image storage unit 37c with a preset luminance threshold value or no pattern light image, and the result is shown in FIG. As described in a) and (b), it can be generated by assigning to LSB to MSB. The generated code image is stored in the code
次に、コード境界抽出プログラム３６ｅにより、後述するコード境界座標検出処理を行い（Ｓ１２２３）、各画素毎に割り当てられたコードの境界座標をサブピクセル精度で検出する。
Next, a code boundary coordinate detection process described later is performed by the code
次に、レンズ収差補正プログラム３６ｆにより、レンズ収差補正処理を行う（Ｓ１２２４）。この処理によって、撮像光学系２１の歪みなどの影響で誤差を含んでいるＳ１２２３で検出されるコード境界座標の誤差を補正することができる。
Next, lens aberration correction processing is performed by the lens
次に、三角測量演算プログラム３６ｇにより、三角測量原理による実空間変換処理を行う（Ｓ１２２５）。この処理によって収差補正が施された後のＣＣＤ空間上のコード境界座標は、実空間における３次元座標に変換され、３次元形状検出結果としての３次元座標が求められる。 Next, real space conversion processing based on the triangulation principle is performed by the triangulation calculation program 36g (S1225). The code boundary coordinates on the CCD space after the aberration correction is performed by this processing are converted into the three-dimensional coordinates in the real space, and the three-dimensional coordinates as the three-dimensional shape detection result are obtained.
図１３は、コード境界座標検出処理（図１２のＳ１２２３）の概略を説明するための図である。上側の図は、ＣＣＤ空間において実際のパターン光の明暗の境界を境界線Ｋで示し、そのパターン光を上述した空間コード法でコード化し、１のコードと他のコードとの境界を図中太線で示した図である。 FIG. 13 is a diagram for explaining the outline of the code boundary coordinate detection process (S1223 in FIG. 12). In the upper diagram, the bright and dark boundaries of the actual pattern light in the CCD space are indicated by the boundary line K. The pattern light is encoded by the spatial code method described above, and the boundary between one code and another code is indicated by a bold line in the figure. It is the figure shown by.
即ち、上述した空間コード法におけるコード化は、各画素単位で行われるため、実際のパターン光の境界線Ｋと、コード化された境界（図中太線）とではサブピクセル精度の誤差が生ずる。そこで、このコード境界座標検出処理は、コードの境界座標をサブピクセル精度で検出することを目的とする。 That is, since the coding in the spatial coding method described above is performed on a pixel-by-pixel basis, an error in sub-pixel accuracy occurs between the boundary line K of the actual pattern light and the coded boundary (thick line in the figure). Therefore, the purpose of this code boundary coordinate detection process is to detect code boundary coordinates with sub-pixel accuracy.
この処理では、まず、ある検出位置（以下「ｃｕｒＣＣＤＸ」と称す）において、ある着目コード（以下「ｃｕｒＣｏｄｅ」という）から他のコードに変化する第１画素Ｇを検出する（第１画素検出工程）。 In this process, first, at a certain detection position (hereinafter referred to as “curCDX”), a first pixel G that changes from a certain target code (hereinafter referred to as “curCode”) to another code is detected (first pixel detection step). .
例えば、ｃｕｒＣＣＤＸにおいて、上から順番に各画素を検出すると、境界（太線）まではｃｕｒＣｏｄｅを有する画素であるが、境界の次の画素、即ち、第１画素Ｇにおいて、ｃｕｒＣｏｄｅは変化しているので、これを第１画素Ｇとして検出する。 For example, in curCDXX, when each pixel is detected in order from the top, it is a pixel having curCode up to the boundary (thick line), but curCode changes in the pixel next to the boundary, that is, the first pixel G. This is detected as the first pixel G.
次に、その第１画素Ｇの画素位置において、図１２のＳ１２２１において輝度画像格納部３７ｃに格納された輝度画像の内から、明暗の変化を持つ輝度画像の全部を抽出する（輝度画像抽出工程）。 Next, at the pixel position of the first pixel G, all of the luminance images having a change in brightness are extracted from the luminance images stored in the luminance image storage unit 37c in S1221 of FIG. 12 (luminance image extraction step). ).
次に、近似に利用するための画素領域を特定するために検出位置を「２」左側に移動させ、検出位置ｃｕｒＣＣＤＸ−２の位置において、コード画像を参照して、着目コード（ｃｕｒＣｏｄｅ）から他のコードに変化する画素（境界画素（ｃｕｒＣＣＤＸ−２の検出位置では画素Ｈ））を探し、その画素を中心に予め定めた範囲（本実施例の場合Ｙ軸方向に−３画素と＋２画素の範囲）の画素範囲を特定する（画素領域特定工程の一部）。 Next, in order to specify a pixel area to be used for approximation, the detection position is moved to the left by “2”, and the code image is referred to at the position of the detection position curCDXX-2 to change from the target code (curCode). Pixel (boundary pixel (pixel H at the detection position of cur CCDX-2)) is searched for, and a predetermined range centered on that pixel (in the present embodiment, -3 pixels and +2 pixels in the Y-axis direction) Range) is specified (part of the pixel region specifying step).
次に、その予め定めた範囲内において、図中の下側の左側のグラフに示すように、Ｙ方向の画素位置と輝度とに関する近似式（図中実線で示す）を求め、その近似式における輝度閾値ｂＴｈとの交点におけるＹ座標Ｙ１を求める（境界座標検出工程の一部）。 Next, within the predetermined range, as shown in the lower left graph in the figure, an approximate expression (shown by a solid line) in the Y direction is obtained, and the approximate expression The Y coordinate Y1 at the intersection with the luminance threshold value bTh is obtained (part of the boundary coordinate detection step).
尚、輝度閾値ｂＴｈは、予め定められた範囲内から算出（例えば、各画素の輝度の平均の２分の１）しても良く、予め与えられた固定値であっても良い。これにより、明と暗との境界をサブピクセル精度で検出することができる。 Note that the luminance threshold value bTh may be calculated from a predetermined range (for example, one half of the average luminance of each pixel) or may be a fixed value given in advance. As a result, the boundary between light and dark can be detected with sub-pixel accuracy.
次に、検出位置をｃｕｒＣＣＤＸ−２から「１」右側に移動させ、ｃｕｒＣＣＤＸ−１において上述したのと同様な処理を行い、ｃｕｒＣＣＤＸ−１における代表値を求める（境界座標検出工程の一部）。 Next, the detection position is moved to the right side of “1” from curCCDX-2, and the same processing as described above is performed in curCCDX-1 to obtain a representative value in curCCDX-1 (part of the boundary coordinate detection step).
このように、境界画素を中心にＹ軸方向に予め定めた範囲と、Ｘ軸方向におけるｃｕｒＣＣＤＸ−２からｃｕｒＣＣＤＸ＋２の範囲とで構成される画素領域（図中右下がり斜線部参照）において、各検出位置における代表値を求める。 In this manner, each detection is performed in a pixel area (see the lower right hatched portion in the figure) composed of a predetermined range in the Y-axis direction centering on the boundary pixel and a range of curCCDX-2 to curCCDX + 2 in the X-axis direction. Find the representative value at the position.
これまでの処理をｃｕｒＣｏｄｅから他のコードへ変化する画素を持つ輝度画像の全てに行い、各輝度画像についての代表値の加重平均値を最終的にｃｕｒＣｏｄｅにおける境界座標として採用する（境界座標検出工程の一部）。 The above processing is performed on all luminance images having pixels that change from curCode to another code, and a weighted average value of representative values for each luminance image is finally adopted as boundary coordinates in curCode (boundary coordinate detection step) Part of).
これにより、コードの境界座標を高精度にサブピクセル精度で検出することができ、この境界座標を利用して上述した三角測量原理による実空間変換処理（図１２のＳ１２２５）を行うことで、高精度に被写体の３次元形状を検出することができる。 As a result, the boundary coordinates of the code can be detected with high accuracy with sub-pixel precision, and by performing the real space conversion process (S1225 in FIG. 12) based on the above-described triangulation principle using the boundary coordinates, The three-dimensional shape of the subject can be detected with high accuracy.
また、このように輝度画像に基づき算出される近似式を利用して境界座標をサブピクセル精度で検出することができるため、従来のように撮像枚数を増加させることもなく、また、純２進コードで明暗付けられたパターン光であっても良く、特殊なパターン光であるグレイコードを用いる必要はない。 In addition, since the boundary coordinates can be detected with sub-pixel accuracy by using the approximate expression calculated based on the luminance image in this way, the number of images to be captured is not increased as in the prior art, and pure binary. Pattern light brightened and darkened by a code may be used, and it is not necessary to use a gray code which is a special pattern light.
尚、本実施例では、各検出位置において境界画素を中心にＹ軸方向に「−３」から「＋２」の範囲と、Ｘ軸方向における検出位置としてのｃｕｒＣＣＤＸ−２からｃｕｒＣＣＤＸ＋２の範囲とで構成される領域を、近似を求めるための画素領域として説明したが、この画素領域のＹ軸、Ｘ軸の範囲はこれらに限定されるものではない。例えば、ｃｕｒＣＣＤＸの検出位置における境界画素を中心としたＹ軸方向への所定範囲だけを画素領域としても良い。 In this embodiment, each detection position is composed of a range from “−3” to “+2” in the Y-axis direction around the boundary pixel, and a range from curCCDX-2 to curCCDX + 2 as the detection position in the X-axis direction. Although the region to be processed has been described as a pixel region for obtaining approximation, the ranges of the Y axis and the X axis of the pixel region are not limited to these. For example, only a predetermined range in the Y-axis direction centering on the boundary pixel at the curCDX detection position may be set as the pixel region.
図１４は、コード境界座標検出処理（図１２のＳ１２２３）のフローチャートである。この処理は、コード境界抽出プログラム３６ｅに基づき実行され、まず、ＣＣＤ空間におけるコード境界座標列の各要素を初期化し（Ｓ１４０１）、ｃｕｒＣＣＤＸを開始座標に設定する（Ｓ１４０２）。
FIG. 14 is a flowchart of the code boundary coordinate detection process (S1223 in FIG. 12). This process is executed based on the code
次に、ｃｕｒＣＣＤＸが終了座標以下か否かを判断し（Ｓ１４０３）、終了座標以下であれば（Ｓ１４０３：Ｙｅｓ）、ｃｕｒＣｏｄｅを「０」に設定する（Ｓ１４０４）。即ち、ｃｕｒＣｏｄｅは当初、最小値に設定される。 Next, it is determined whether curCCDX is equal to or less than the end coordinate (S1403). If it is equal to or less than the end coordinate (S1403: Yes), curCode is set to “0” (S1404). That is, curCode is initially set to a minimum value.
次に、ｃｕｒＣｏｄｅが最大コードより小さいか否かを判断する（Ｓ１４０５）。ｃｕｒＣｏｄｅが最大コードより小さければ（Ｓ１４０５：Ｙｅｓ）、ｃｕｒＣＣＤＸにおいてコード画像を参照して、ｃｕｒＣｏｄｅの画素を探し（Ｓ１４０６）、ｃｕｒＣｏｄｅの画素が存在するか否かを判断する（Ｓ１４０７）。 Next, it is determined whether curCode is smaller than the maximum code (S1405). If the curCode is smaller than the maximum code (S1405: Yes), the curCCDX refers to the code image to search for the curCode pixel (S1406), and determines whether the curCode pixel exists (S1407).
その結果、ｃｕｒＣｏｄｅの画素が存在していれば（Ｓ１４０７：Ｙｅｓ）、ｃｕｒＣＣＤＸにおいて、そのｃｕｒＣｏｄｅよりも大きなＣｏｄｅの画素をコード画像を参照して探し（Ｓ１４０８）、そのｃｕｒＣｏｄｅよりも大きなｃｕｒＣｏｄｅの画素が存在するか否かを判断する（Ｓ１４０９）。 As a result, if a curCode pixel exists (S1407: Yes), the curCDXX searches for a code pixel larger than the curCode by referring to the code image (S1408), and a curCode pixel larger than the curCode is found. It is determined whether or not it exists (S1409).
その結果、ｃｕｒＣｏｄｅよりも大きなＣｏｄｅの画素が存在していれば（Ｓ１４０９：Ｙｅｓ）、後述する境界をサブピクセル精度で求める処理を行う（Ｓ１４１０）。そして、次のｃｕｒＣｏｄｅについて境界座標を求めるべく、ｃｕｒＣｏｄｅに「１」を加算して（Ｓ１４１１）、Ｓ１４０５からの処理を繰り返す。 As a result, if there is a pixel with a code larger than curCode (S1409: Yes), a process for obtaining a later-described boundary with subpixel accuracy is performed (S1410). Then, in order to obtain boundary coordinates for the next curCode, “1” is added to curCode (S1411), and the processing from S1405 is repeated.
即ち、境界は、ｃｕｒＣｏｄｅを有する画素の画素位置またはｃｕｒＣｏｄｅよりも大きなＣｏｄｅの画素の画素位置に存在しているため、本実施例では、暫定的に境界は、ｃｕｒＣｏｄｅより大きなｃｕｒＣｏｄｅの画素の画素位置にあると仮定して処理を進めるものである。 That is, since the boundary exists at the pixel position of the pixel having the curCode or the pixel position of the pixel of the Code that is larger than the curCode, in the present embodiment, the boundary is temporarily the pixel position of the pixel of the CurCode that is larger than the curCode. It is assumed that the process is in progress.
また、ｃｕｒＣｏｄｅが存在していない場合や（Ｓ１４０７：Ｎｏ）、ｃｕｒＣｏｄｅよりも大きなＣｏｄｅの画素が存在していない場合には（Ｓ１４０９：Ｎｏ）、次のｃｕｒＣｏｄｅについて境界座標を求めるべく、ｃｕｒＣｏｄｅに「１」を加算して（Ｓ１４１１）、Ｓ１４０５からの処理を繰り返す。 In addition, when curCode does not exist (S1407: No), or when a pixel with a code larger than curCode does not exist (S1409: No), in order to obtain boundary coordinates for the next curCode, “ 1 "is added (S1411), and the processing from S1405 is repeated.
こうして、０から最大コードまでのｃｕｒＣｏｄｅについて、Ｓ１４０５からＳ１４１１までの処理を繰り返し、ｃｕｒＣｏｄｅが最大コードより大きくなると（Ｓ１４０５：Ｎｏ）、検出位置を変更すべく、ｃｕｒＣＣＤＸに「ｄＣＣＤＸ」を加算し（Ｓ１４１２）、新たな検出位置において、上述したのと同様にＳ１４０３からの処理を繰り返す。 Thus, for curCode from 0 to the maximum code, the processing from S1405 to S1411 is repeated, and when curCode becomes larger than the maximum code (S1405: No), “dCCDX” is added to curCCDX to change the detection position (S1412). ) The process from S1403 is repeated at the new detection position in the same manner as described above.
そして、ｃｕｒＣＣＤＸを変更してゆき、最終的にｃｕｒＣＣＤＸが終了座標より大きくなると（Ｓ１４０３）、即ち、開始座標から終了座標までの検出が終了すると、当該処理を終了する。 Then, curCDXX is changed, and finally when curCDX becomes larger than the end coordinate (S1403), that is, when the detection from the start coordinate to the end coordinate is completed, the process ends.
図１５は、コード境界座標をサブピクセル精度で求める処理（図１４のＳ１４１０）のフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart of processing (S1410 in FIG. 14) for obtaining code boundary coordinates with subpixel accuracy.
この処理では、まず、図１２のＳ１２２１において輝度画像格納部３７ｃに格納された輝度画像の内から、図１４のＳ１４０９において検出されたｃｕｒＣｏｄｅよりも大きなＣｏｄｅを有する画素の画素位置において、明暗の変化を持つ輝度画像の全部を抽出する（Ｓ１５０１）。 In this process, first, a change in brightness at a pixel position of a pixel having a code larger than the curCode detected in S1409 of FIG. 14 from the luminance image stored in the luminance image storage unit 37c in S1221 of FIG. All the luminance images having are extracted (S1501).
そして、その抽出した輝度画像のマスクパターン番号を配列ＰａｔＩＤ［］へ格納し、その抽出した輝度画像の画像数をｎｏＰａｔＩＤへ格納する（Ｓ１５０２）。尚、配列ＰａｔＩＤ［］とｎｏＰａｔＩＤとはＩＤ格納部３７ｆに格納される。
Then, the mask pattern number of the extracted luminance image is stored in the array PatID [], and the number of extracted luminance images is stored in noPatID (S1502). The arrays PatID [] and noPatID are stored in the
次に、カウンタｉを初期化し（Ｓ１５０３）、カウンタｉの値がｎｏＰａｔＩＤより小さいか否かを判断する（Ｓ１５０４）。その結果、小さいと判断されれば（Ｓ１５０４：Ｙｅｓ）、カウンタｉに対応するＰａｔＩＤ［ｉ］のマスクパターン番号を持つ輝度画像について、境界のＣＣＤＹ値を求め、その値をｆＣＣＤＹ［ｉ］へ格納する（Ｓ１５０５）。 Next, the counter i is initialized (S1503), and it is determined whether or not the value of the counter i is smaller than noPatID (S1504). As a result, if it is determined to be small (S1504: Yes), the CCDY value at the boundary is obtained for the luminance image having the mask pattern number of PatID [i] corresponding to the counter i, and the value is stored in fCDY [i]. (S1505).
このＳ１５０５の処理を終了すると、カウンタｉに「１」を加算し（Ｓ１５０６）、Ｓ１５０４からの処理を繰り返す。そして、Ｓ１５０４において、カウンタｉの値がｎｏＰａｔＩＤより大きいと判断されると（Ｓ１５０４：Ｎｏ）、即ち、Ｓ１５０１で抽出された全部の輝度画像についてＳ１５０５の処理が終了すると、Ｓ１５０５の処理で求めたｆＣＣＤＹ［ｉ］の加重平均値を計算し、その結果を境界値とする（Ｓ１５０７）。 When the processing of S1505 is completed, “1” is added to the counter i (S1506), and the processing from S1504 is repeated. If it is determined in S1504 that the value of the counter i is greater than noPatID (S1504: No), that is, when the processing of S1505 is completed for all the luminance images extracted in S1501, the fCCDY obtained in the processing of S1505 The weighted average value of [i] is calculated, and the result is set as a boundary value (S1507).
尚、加重平均値に代えて、Ｓ１５０５の処理で求めたｆＣＣＤＹ［ｉ］の中央値を計算し、その結果を境界値としたり、統計的な計算により境界値を計算したりすることもできる。 In place of the weighted average value, the median value of fCCDY [i] obtained in the processing of S1505 can be calculated, and the result can be used as a boundary value, or the boundary value can be calculated by statistical calculation.
即ち、境界座標は、ｃｕｒＣＣＤＸの座標と、Ｓ１５０７で求められる加重平均値とで表現され、この境界座標をコード境界座標格納部３７ｅに格納して、当該処理を終了する。
In other words, the boundary coordinates are expressed by the curCDXX coordinates and the weighted average value obtained in S1507. The boundary coordinates are stored in the code boundary coordinate
図１６は、ＰａｔＩＤ［ｉ］のマスクパターン番号を持つ輝度画像について、境界のＣＣＤＹ値を求める処理（図１５のＳ１５０５）のフローチャートである。 FIG. 16 is a flowchart of the process (S1505 in FIG. 15) for obtaining the CCDY value of the boundary for the luminance image having the mask pattern number of PatID [i].
この処理では、まず、「ｃｕｒＣＣＤＸ−ｄｘ」と「０」との内、大きい値をｃｃｄｘとして設定する「ｃｃｄｘ＝ＭＡＸ（ｃｕｒＣＣＤＸ−ｄｘ，０）」で表される処理を行うと共に、カウンタｊを初期化する（Ｓ１６０１）。 In this process, first, a process represented by “ccdx = MAX (curCCDX−dx, 0)” for setting a larger value of “curCDX−dx” and “0” as ccdx is performed, and a counter j is set. Initialization is performed (S1601).
具体的には、Ｓ１６０１でいう「０」はＣＣＤＸ値の最小値を意味し、例えば、今、検出位置としてのｃｕｒＣＣＤＸ値が「１」で、予め設定されているｄｘ値が「２」であったとすると、「ｃｕｒＣＣＤＸ−ｄｘ」は「−１」となり、ＣＣＤＸ値の最小値である「０」よりも小さくなるため、「−１」における以降の処理は、「ｃｃｄｘ＝０」として設定する処理を行う。 Specifically, “0” in S1601 means the minimum value of the CCDX value. For example, the curCDX value as a detection position is “1” and the preset dx value is “2”. Assuming that “curCDXX-dx” is “−1”, which is smaller than “0” which is the minimum value of the CCDX value, the subsequent processing in “−1” is set as “ccdx = 0”. I do.
即ち、ＣＣＤＸ値の最小値よりも小さい位置については、以降の処理を除外する処理を行う。 That is, for a position smaller than the minimum value of the CCDX value, processing for excluding the subsequent processing is performed.
尚、この「ｄｘ」の値は、予め「０」を含む適当な整数に設定することができ、図１３で説明した例では、この「ｄｘ」は「２」に設定されており、図１３の例に従えば、このｃｃｄｘは「ｃｕｒＣＣＤＸ−２」に設定されることになる。 The value of “dx” can be set in advance to an appropriate integer including “0”. In the example described with reference to FIG. 13, this “dx” is set to “2”. According to the example, the ccdx is set to “curCDX-2”.
次に、ｃｃｄｘ＜＝ＭＩＮ（ｃｕｒＣＣＤＸ＋ｄｘ，ｃｃｄＷ−１）であるか否かを判断する（Ｓ１６０２）。つまり、左辺の「ＭＩＮ（ｃｕｒＣＣＤＸ＋ｄｘ，ｃｃｄＷ−１）」は、「ｃｕｒＣＣＤＸ＋ｄｘ」と、ＣＣＤＸ値の最大値「ｃｃｄＷ」から「１」を減算した「ｃｃｄＷ−１」との内、小さい値であることを意味しているので、その値と「ｃｃｄｘ」値との大小を比較する。 Next, it is determined whether or not ccdx <= MIN (curCCDX + dx, ccdW−1) (S1602). That is, “MIN (curCCDX + dx, ccdW−1)” on the left side is a smaller value among “curCDXX + dx” and “ccdW−1” obtained by subtracting “1” from the maximum CCDX value “ccdW”. Therefore, the value is compared with the “ccdx” value.
即ち、ＣＣＤＸ値の最大値よりも大きい位置については、以降の処理を除外する処理を行う。 That is, for a position larger than the maximum value of the CCDX value, processing for excluding the subsequent processing is performed.
そして、判断の結果、ｃｃｄｘがＭＩＮ（ｃｕｒＣＣＤＸ＋ｄｘ，ｃｃｄＷ−１）よりも小さければ（Ｓ１６０２：Ｙｅｓ）、コード画像とＰａｔＩＤ［ｉ］が割り当てられた輝度画像とを参照して、境界の存在する画素の画素位置のｅＣＣＤＹ値を求める（Ｓ１６０３）。 If the result of determination is that ccdx is smaller than MIN (curCCDX + dx, ccdW−1) (S1602: Yes), the code image and the luminance image to which PatID [i] is assigned are referred to and the pixel having the boundary exists. The eCDY value of the pixel position is obtained (S1603).
例えば、検出位置を図１３に示すｃｕｒＣＣＤＸ−１であるとすると、画素Ｉを境界が存在する画素候補として検出し、画素Ｉの位置においてｅＣＣＤＹ値を求める。 For example, if the detection position is curCCDX-1 shown in FIG. 13, the pixel I is detected as a pixel candidate having a boundary, and the eCDY value is obtained at the position of the pixel I.
次に、ＰａｔＩＤ［ｉ］のマスクパターン番号を持つ輝度画像から、ＭＡＸ（ｅＣＣＤＹ−ｄｙ，０）＜＝ｃｃｄｙ＜＝ＭＩＮ（ｅＣＣＤＹ＋ｄｙ−１，ｃｃｄＨ−１）の範囲で、ｃｃｄｙ方向における輝度に関する近似多項式Ｂｔ＝ｆｂ（ｃｃｄｙ）を求める（Ｓ１６０４）。 Next, from the luminance image having the mask pattern number of PatID [i], an approximation regarding the luminance in the ccdy direction within the range of MAX (eCDY-dy, 0) <= ccdy <= MIN (eCCY + dy-1, ccdH-1). A polynomial Bt = fb (ccdy) is obtained (S1604).
次に、その近似多項式Ｂｔと輝度閾値ｂＴｈとの交差するｃｃｄｙ値を求め、その値をｅｆＣＣＤＹ［ｊ］へ格納する（Ｓ１６０５）。このＳ１６０４とＳ１６０５とによって、サブピクセル精度の境界座標の検出をすることができる。 Next, the ccdy value at which the approximate polynomial Bt and the luminance threshold value bTh intersect is obtained, and the value is stored in efCCDY [j] (S1605). By these S1604 and S1605, the boundary coordinates with subpixel accuracy can be detected.
次に、ｃｃｄｘとカウンタｊとに各々「１」を加算し（Ｓ１６０５）、Ｓ１６０２からの処理を繰り返す。即ち、ｃｕｒＣＣＤＸを中心とした左右の所定範囲内における各検出位置において、サブピクセル精度の境界を検出するのである。 Next, “1” is added to each of ccdx and counter j (S1605), and the processing from S1602 is repeated. That is, the boundary of subpixel accuracy is detected at each detection position within a predetermined range on the left and right with the cur CCDX as the center.
そして、Ｓ１６０２において、「ｃｃｄｘ」が「ＭＩＮ（ｃｕｒＣＣＤＸ＋ｄｘ，ｃｃｄＷ−１）」より大きいと判断されると（Ｓ１６０２：Ｎｏ）、ｃｕｒＣＣＤＸ−ｄｘからｃｕｒＣＣＤＸ＋ｄｘの範囲で計算されたｅｆＣＣＤＹ［ｊ］について、ｃｃｄｙ＝ｆｙ（ｃｃｄｘ）の近似多項式を求める（Ｓ１６０６）。この処理によってＳ１６０５において検出された各値を用いるので、１つの検出位置において境界座標を検出しようとする場合に比べて、境界座標の検出精度を向上させることができる。 If it is determined in S1602 that “ccdx” is greater than “MIN (curCCDX + dx, ccdW−1)” (S1602: No), ccCDY [j] calculated in the range of curCCDX−dx to curCCDX + dx is ccdy. = Approximate polynomial of fy (ccdx) is obtained (S1606). Since each value detected in S1605 by this process is used, the detection accuracy of the boundary coordinates can be improved as compared with the case of detecting the boundary coordinates at one detection position.
こうして得られた近似多項式とｃｕｒＣＣＤＸとの交点を、ＰａｔＩＤ［ｉ］のマスクパターン番号を持つ輝度画像についての境界のＣＣＤＹ値として（Ｓ１６０７）、当該処理を終了する。ここまでの処理を図１５のフローチャートに示すように、抽出した全部の輝度画像の１枚、１枚に実行し、求められた境界座標について加重平均値を計算して、その結果を最終的な境界座標としているので（Ｓ１５０７）、更に、境界座標の検出精度を向上させることができる。 The intersection of the approximate polynomial obtained in this way and curCCDX is set as the CCDY value of the boundary for the luminance image having the mask pattern number of PatID [i] (S1607), and the process ends. As shown in the flowchart of FIG. 15, the processing up to this point is executed for each of the extracted luminance images, and a weighted average value is calculated for the obtained boundary coordinates. Since the boundary coordinates are used (S1507), the detection accuracy of the boundary coordinates can be further improved.
図１７は、レンズ収差補正処理（図１２のＳ１２２４）を説明するための図である。レンズ収差補正処理は、図１７（ａ）に示すように、撮像光学系２１の収差により、入射した光束が理想レンズにより結像すべき位置からずれてしまうことに対して、撮像された画素の位置を本来結像すべき位置へ補正する処理である。
FIG. 17 is a diagram for explaining the lens aberration correction process (S1224 in FIG. 12). In the lens aberration correction process, as shown in FIG. 17A, the incident light beam is deviated from the position to be imaged by the ideal lens due to the aberration of the imaging
この収差補正は、例えば、図１７（ｂ）に示すように、撮像光学系２１の撮像範囲において、入射光の角度である半画角ｈｆａをパラメータとして光学系の収差を計算して求めたデータを基に補正する。
For example, as shown in FIG. 17B, this aberration correction is data obtained by calculating the aberration of the optical system in the imaging range of the imaging
この収差補正処理では、レンズ収差補正プログラム３６ｆに基づき実行され、コード境界座標格納部３７ｅに格納されているコード境界座標について行なわれ、収差補正処理がなされたデータは、収差補正座標格納部３７ｇに格納される。
This aberration correction processing is executed based on the lens
具体的には、実画像における任意点座標（ｃｃｄｘ、ｃｃｄｙ）を理想カメラ画像での座標（ｃｃｄｃｘ、ｃｃｄｃｙ）に変換する次の（ａ）から（ｃ）のカメラキャリブレーション（近似式）を用いて補正する。 Specifically, the following camera calibration (approximation) from (a) to (c) for converting arbitrary point coordinates (ccdx, ccdy) in an actual image into coordinates (ccdcx, ccdcy) in an ideal camera image is used. To correct.
本実施例では、収差量ｄｉｓｔ（％）は、半画角ｈｆａ（ｄｅｇ）を用いてｄｉｓｔ＝ｆ（ｈｆａ）と記述する。また、撮像光学系２１の焦点距離をｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈ（ｍｍ）、ｃｃｄ画素長ｐｉｘｅｌｌｅｎｇｔｈ（ｍｍ）、ＣＣＤ２２におけるレンズの中心座標を（Ｃｅｎｔｘ、Ｃｅｎｔｙ）とする。
In this embodiment, the aberration amount dist (%) is described as dist = f (hfa) using a half angle of view hfa (deg). In addition, the focal length of the imaging
（ａ）ｃｃｄｃｘ＝（ｃｃｄｘ−Ｃｅｎｔｘ）／（１＋ｄｉｓｔ／１００）＋Ｃｅｎｔｘ
（ｂ）ｃｃｄｃｙ＝（ｃｃｄｙ−Ｃｅｎｔｙ）／（１＋ｄｉｓｔ／１００）＋Ｃｅｎｔｙ
（ｃ）ｈｆａ＝ａｒｃｔａｎ［（（（ｃｃｄｘ−Ｃｅｎｔｘ）２＋（ｃｃｄｙ−Ｃｅｎｔｙ）２）０．５）×ｐｉｘｅｌｌｅｎｇｔｈ／ｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈ］
図１８は、三角測量原理による実空間変換処理（図１２のＳ１２２５）において、ＣＣＤ空間における座標から、３次元空間における３次元座標を算出する方法を説明するための図である。
(A) ccdcx = (ccdx−Centx) / (1 + dist / 100) + Centx
(B) ccdcy = (ccdy−Centy) / (1 + dist / 100) + Centy
(C) hfa = arctan [(((ccdx-Centx) 2 + (ccdy-Centy) 2 ) 0.5 ) × pixellength / focallength]
FIG. 18 is a diagram for explaining a method of calculating the three-dimensional coordinates in the three-dimensional space from the coordinates in the CCD space in the real space conversion process (S1225 in FIG. 12) based on the triangulation principle.
三角測量原理による実空間変換処理では、三角測量演算プログラム３６ｇによって、収差補正座標格納部３７ｇに格納されている収差補正がなされたコード境界座標についての３次元空間における３次元座標が算出される。こうして算出される３次元座標は、３次元座標格納部３７ｈに格納される。 In the real space conversion process based on the triangulation principle, the triangulation calculation program 36g calculates the three-dimensional coordinates in the three-dimensional space for the code boundary coordinates subjected to the aberration correction stored in the aberration correction coordinate storage unit 37g. The three-dimensional coordinates calculated in this way are stored in the three-dimensional coordinate storage unit 37h.
本実施例では、撮像される横方向に湾曲した原稿Ｐに対する画像入力出力装置１の座標系として、撮像光学系２１の光軸方向をＺ軸、そのＺ軸に沿って撮像レ光学系２１の主点位置からＶＰＺ離れた地点を原点、画像入出力装置１に対して水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする。
In this embodiment, as the coordinate system of the image input /
また、３次元空間（Ｘ，Ｙ，Ｚ）への画像投影部１３からの投影角度θｐ、撮像レンズ光学系２０の光軸と画像投影部１３の光軸との距離をＤ、撮像光学系２１のＹ方向の視野をＹｆｔｏｐからＹｆｂｏｔｔｏｍ、Ｘ方向の視野をＸｆｓｔａｒｔからＸｆｅｎｄ、ＣＣＤ２２のＹ軸方向の長さ（高さ）をＨｃ、Ｘ軸方向の長さ（幅）をＷｃとする。尚、投影角度θｐは、各画素毎に割り当てられたコードに基づき与えられる。
Further, the projection angle θp from the
この場合、ＣＣＤ２２の任意座標（ｃｃｄｘ，ｃｃｄｙ）に対応する３次元空間位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、ＣＣＤ２２の結像面上の点と、パターン光の投影点と、Ｘ−Ｙ平面に交差する点とで形成される三角形について５つの式を解くことで得ることができる。
（１）Ｙ＝−（ｔａｎθｐ）Ｚ＋ＰＰＺ＋ｔａｎθｐ−Ｄ＋ｃｍｐ（Ｘｔａｒｇｅｔ）
（２）Ｙ＝−（Ｙｔａｒｇｅｔ／ＶＰＺ）Ｚ＋Ｙｔａｒｇｅｔ
（３）Ｘ＝−（Ｘｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ＋Ｘｔａｒｇｅｔ
（４）Ｙｔａｒｇｅｔ＝Ｙｆｔｏｐ−（ｃｃｄｃｙ／Ｈｃ）×（Ｙｆｔｏｐ−Ｙｆｂｏｔｔｏｍ）
（５）Ｘｔａｒｇｅｔ＝Ｘｆｓｔａｒｔ＋（ｃｃｄｃｘ／Ｗｃ）×（Ｘｆｅｎｄ−Ｘｆｓｔａｒｔ）
尚、（１）におけるｃｍｐ（Ｘｔａｒｇｅｔ）は、撮像光学系２０と画像投影部１３とのズレを補正する関数であり、ズレが無い理想的な場合にはｃｍｐ（Ｘｔａｒｇｅｔ）＝０とみなすことができる。この式は、湾曲した原稿Ｐに限られるものではなく、任意の三次元形状を有するものに対しても利用できるものである。
In this case, the three-dimensional space position (X, Y, Z) corresponding to the arbitrary coordinates (ccdx, ccdy) of the
(1) Y = − (tan θp) Z + PPZ + tan θp−D + cmp (Xtarget)
(2) Y = − (Ytarget / VPZ) Z + Ytarget
(3) X = − (Xtarget / VP) Z + Xtarget
(4) Ytarget = Yftop− (ccdcy / Hc) × (Yftop−Yfbottom)
(5) Xtarget = Xfstart + (ccdcx / Wc) × (Xfend−Xfstart)
Note that cmp (Xtarget) in (1) is a function for correcting the deviation between the imaging
一方、上述したのと同様に、画像投影部１３に含まれる投影ＬＣＤ１９上の任意座標（ｌｃｄｃｘ、ｌｃｄｃｙ）と３次元空間中の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との関係は次の（６）から（９）の式で表せる。
On the other hand, as described above, the relationship between the arbitrary coordinates (lcdcx, lcdccy) on the
尚、本実施例では、画像投影部１３の主点位置（０，０，ＰＰＺ）、画像投影部１３のＹ方向の視野をＹｐｆｔｏｐからＹｐｆｂｏｔｔｏｍ、Ｘ方向の視野をＸｐｆｓｔａｒｔからＸｐｆｅｎｄ、投影ＬＥＤ１９のＹ軸方向の長さ（高さ）をＨｐ、Ｘ軸方向の長さ（幅）Ｗｐとする。
（６）Ｙ＝−（Ｙｐｔａｒｇｅｔ／ＰＰＺ）Ｚ＋Ｙｐｔａｒｇｅｔ
（７）Ｘ＝−（Ｘｐｔａｒｇｅｔ／ＰＰＺ）Ｚ＋Ｘｐｔａｒｇｅｔ
（８）Ｙｐｔａｒｇｅｔ＝Ｙｐｆｔｏｐ−（ｌｃｄｃｙ／Ｈｐ）×（Ｙｐｆｔｏｐ−Ｙｐｆｂｏｔｔｏｍ）
（９）Ｘｐｔａｒｇｅｔ＝Ｘｐｆｓｔａｒｔ＋（ｌｃｄｃｘ／Ｗｐ）×（Ｘｐｆｅｎｄ−Ｘｐｆｓｔａｒｔ）
この関係式を利用することで、３次元空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を上記（６）から（９）の式に与えることで、ＬＣＤ空間座標を（ｌｃｄｃｘ，ｌｃｄｃｙ）を算出することができる。よって、例えば、３次元空間に任意の形状、文字を投影するためのＬＣＤ素子パターンを算出することができる。
In this embodiment, the principal point position (0, 0, PPZ) of the
(6) Y = − (Yptarget / PPZ) Z + Yptarget
(7) X = − (Xptarget / PPZ) Z + Xptarget
(8) Yptarget = Ypftop− (lcdcy / Hp) × (Ypftop−Ypfbottom)
(9) Xptarget = Xpfstart + (lcdcx / Wp) × (Xpfend−Xpfstart)
By using this relational expression, the LCD spatial coordinates (lcdcx, lcdcy) can be calculated by giving the three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) to the expressions (6) to (9). it can. Therefore, for example, an LCD element pattern for projecting an arbitrary shape and character in a three-dimensional space can be calculated.
図１９は、平面化画像処理（図６のＳ６１１）のフローチャートである。平面化画像処理は、例えば、図１に示すような湾曲した状態の原稿Ｐを撮像した場合や矩形状の原稿を斜め方向から撮像した場合（撮像された画像は台形状になる）であっても、その原稿が湾曲していない状態やその面に対して垂直方向から撮像したような状態に補正された平面化画像を取得、表示する処理である。 FIG. 19 is a flowchart of planarized image processing (S611 in FIG. 6). Planarized image processing is, for example, when a document P in a curved state as shown in FIG. 1 is imaged or when a rectangular document is imaged from an oblique direction (the captured image has a trapezoidal shape). This is a process of acquiring and displaying a flattened image corrected to a state in which the document is not curved or a state in which an image is taken from a direction perpendicular to the surface.
この処理では、まず、ＣＣＤ２２に高解像度設定信号を送信し（Ｓ１９０１）、モニタＬＣＤ１０にファインダ画像を表示する（Ｓ１９０２）。 In this process, first, a high resolution setting signal is transmitted to the CCD 22 (S1901), and a finder image is displayed on the monitor LCD 10 (S1902).
次に、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ１９０３ａ）、レリーズボタン８が半押しされたか否かを判断する（Ｓ１９０３ｂ）。半押しされていれば（Ｓ１９０３ｂ：Ｙｅｓ）、オートフォーカス（ＡＦ）および自動露出（ＡＥ）機能を起動し、ピント、絞り、シャッタスピードを調節する（Ｓ１９０３ｃ）。尚、半押しされていなければ（Ｓ１９０３ｂ：Ｎｏ）、Ｓ１９０３ａからの処理を繰り返す。
Next, the
次に、再び、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ１９０３ｄ）、レリーズボタン８が全押しされたか否かを判断する（Ｓ１９０３ｅ）。全押しされていれば（Ｓ１９０３ｅ：Ｙｅｓ）、フラッシュモードか否かを判断する（Ｓ１９０３ｆ）。
Next, the
その結果、フラッシュモードであれば（Ｓ１９０３ｆ：Ｙｅｓ）、フラッシュ７を投光して（Ｓ１９０３ｇ）、撮影し（Ｓ１９０３ｈ）、フラッシュモードでなければ（Ｓ１９０３ｆ：Ｎｏ）、フラッシュ７を投光することなく撮影する（Ｓ１９０３ｈ）。尚、Ｓ１９０３ｅの判断において、全押しされていなければ（Ｓ１９０３ｅ：Ｎｏ）、Ｓ１９０３ａからの処理を繰り返す。
As a result, if the flash mode is selected (S1903f: Yes), the
次に、上述した３次元形状検出処理（図１０のＳ１００６）と同一の処理である３次元形状検出処理を行い、被写体の３次元形状を検出する（Ｓ１９０６）。 Next, a three-dimensional shape detection process that is the same as the above-described three-dimensional shape detection process (S1006 in FIG. 10) is performed to detect the three-dimensional shape of the subject (S1906).
次に、３次元形状検出処理（Ｓ１９０６）によって得られた３次元形状検出結果に基づき、原稿Ｐの姿勢を演算する原稿姿勢演算処理を行う（Ｓ１９０７）。この処理によって原稿Ｐの姿勢パラメータとして、原稿Ｐの画像入力装置１に対する位置Ｌや角度θ、湾曲φ（ｘ）が演算される。
Next, based on the three-dimensional shape detection result obtained by the three-dimensional shape detection process (S1906), a document attitude calculation process for calculating the attitude of the document P is performed (S1907). With this process, the position L, the angle θ, and the curvature φ (x) of the document P with respect to the
次に、その演算結果に基づき、後述する平面変換処理を行い（Ｓ１９０８）、たとえ、原稿Ｐが湾曲していたとしても湾曲していない状態に平面化された平面化画像を生成する。 Next, based on the calculation result, a plane conversion process to be described later is performed (S1908), and a flattened image flattened in a state where the original P is not curved even if it is curved is generated.
次に、平面変化処理（Ｓ１９０８）によって得られた平面化画像を外部メモリ２７に格納し（Ｓ１９０９）、平面化画像をモニタＬＣＤ１０に表示する（Ｓ１９１０）。 Next, the planarized image obtained by the planar change process (S1908) is stored in the external memory 27 (S1909), and the planarized image is displayed on the monitor LCD 10 (S1910).
そして、モード切替スイッチ９に変化が無いか否かを判断し（Ｓ１９１１）、その結果、変化が無ければ（Ｓ１９１１：Ｙｅｓ）、再び、Ｓ７０２からの処理を繰り返し、変化があれば（Ｓ１９１１：Ｎｏ）、当該処理を終了する。
Then, it is determined whether or not the
図２０は、原稿姿勢演算処理（図１９のＳ１９０７）を説明するための図である。尚、本等の原稿の仮定条件として、原稿Ｐの湾曲はｙ方向に一様であるとする。この原稿姿勢演算処理では、まず、図２０（ａ）に示すように、３次元座標格納部３７ｈに格納されているコード境界に関する座標データから３次元空間位置において２列に並ぶ点を回帰曲線近似した２本の曲線を求める。 FIG. 20 is a diagram for explaining the document orientation calculation process (S1907 in FIG. 19). Note that, as an assumption condition for a document such as a book, it is assumed that the curvature of the document P is uniform in the y direction. In this document orientation calculation process, first, as shown in FIG. 20A, regression line approximation is performed on points arranged in two columns at a three-dimensional space position from the coordinate data related to the code boundary stored in the three-dimensional coordinate storage unit 37h. Obtain the two curves.
例えば、パターン光を投影した範囲の上下それぞれ４分の１の位置情報（コード６３とコード６４の境界と、コード１９１とコード１９２との境界とに関する境界）から求めることができる。
For example, it can be obtained from position information (a boundary relating to the boundary between the
その２本の曲線のＸ軸方向の位置が「０」における点を結ぶ直線を想定し、この直線がＺ軸と交わる点、つまり、光軸が原稿Ｐと交差する点を、原稿Ｐの３次元空間位置（０，０，Ｌ）とし、この直線がＸ−Ｙ平面となす角を原稿ＰのＸ軸まわりの傾きθとする。 Assuming a straight line connecting the points where the positions of the two curves in the X-axis direction are “0”, the point where this straight line intersects the Z-axis, that is, the point where the optical axis intersects the original P is 3 A dimension space position (0, 0, L) is defined, and an angle formed by the straight line with the XY plane is defined as an inclination θ around the X axis of the document P.
次に、図２０（ｂ）に示すように、原稿Ｐを、先に求めたＸ軸まわりの傾きθ分だけ逆方向に回転変換し、つまり、原稿ＰをＸ−Ｙ平面に対して平行にした状態を想定する。 Next, as shown in FIG. 20B, the document P is rotationally converted in the reverse direction by the inclination θ around the X axis obtained earlier, that is, the document P is parallel to the XY plane. Assuming that
そして、図２０（ｃ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面における原稿Ｐの断面について、Ｚ軸方向の変位をＸの関数として湾曲φ（Ｘ）で表すことができる。こうして、原稿姿勢パラメータとして、原稿Ｐの位置Ｌや角度θ、湾曲φ（ｘ）が演算され、当該処理を終了する。 Then, as shown in FIG. 20C, the displacement in the Z-axis direction can be expressed as a curve φ (X) as a function of X for the cross section of the document P in the XZ plane. Thus, the position L, the angle θ, and the curvature φ (x) of the document P are calculated as the document orientation parameters, and the process ends.
図２１は、平面変換処理（図１９のＳ１９０８）のフローチャートである。この処理は、まず、ＲＡＭ３７のワーキングエリア３７ｎに当該処理の処理領域を割り当て、当該処理に用いるカウンタｂの変数を初期値（ｂ＝０）に設定する（Ｓ２１０１）。
FIG. 21 is a flowchart of the plane conversion process (S1908 in FIG. 19). In this process, first, the processing area of the process is assigned to the working area 37n of the
次に、原稿姿勢演算プログラム３６ｈでの演算結果による原稿Ｐの位置Ｌと、傾きθと、湾曲φ（ｘ）とに基づき、パターン光無画像格納部３７ｂに格納されたパターン光無画像の４隅の点を、それぞれ、Ｚ方向に−Ｌ移動し、Ｘ軸方向に−θ回転し、更にφ（ｘ）にする湾曲の逆変換（後述する「湾曲処理」と同等な処理）により求められる点で取成される矩形領域（つまり、原稿Ｐの文字等が書かれた面が略直交方向から観察されたような画像となる矩形領域）を設定すると共に、この矩形領域内に含まれる画素数ａを求める（Ｓ２１０２）。
Next, based on the position L of the original P, the inclination θ, and the curvature φ (x) based on the calculation result in the original attitude calculation program 36h, the pattern light no-
次に、設定された矩形領域を構成する各画素に対応するパターン光無画像上の座標を求めて、この座標周辺の画素情報から、平面化画像の各画素の画素情報を設定する。 Next, coordinates on the non-patterned light image corresponding to each pixel constituting the set rectangular area are obtained, and pixel information of each pixel of the planarized image is set from pixel information around this coordinate.
つまり、まず、カウンタｂが画素数ａに到達したか否かを判断する（Ｓ２１０３）。カウンタｂが画素数ａに到達していなけば（Ｓ２１０３：Ｎｏ）、矩形領域を構成する１つの画素について、Ｙ軸を中心に湾曲φ（ｘ）回転移動させる湾曲計算処理を行い（Ｓ２１０４）、Ｘ軸を中心に傾きθ回転移動させ（Ｓ２１０５）、Ｚ軸方向に距離Ｌだけシフトさせる（Ｓ２１０６）。 That is, first, it is determined whether or not the counter b has reached the pixel number a (S2103). If the counter b has not reached the pixel number a (S2103: No), a curve calculation process is performed in which one pixel constituting the rectangular area is rotated and moved by a curve φ (x) around the Y axis (S2104). A tilt θ is rotated about the X axis (S2105), and is shifted by a distance L in the Z axis direction (S2106).
次に、求められた３次元空間位置を、先の３角測量の逆関数により理想カメラで写されたＣＣＤ画像上の座標（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）を求め（Ｓ２１０７）、使用している撮像光学系２０の収差特性に従って、先のカメラキャリブレーションの逆関数により、実際のカメラで写されたＣＣＤ画像上の座標（ｃｃｄｘ，ｃｃｄｙ）を求め（Ｓ２１０８）、この位置に対応するパターン光無画像の画素の状態を求めて、ＲＡＭ３７のワーキングエリア３７ｎに格納する（Ｓ２１０９）。 Next, the coordinates (ccdcx, ccdcy) on the CCD image obtained by imaging the ideal camera with the inverse function of the previous triangulation are obtained from the obtained three-dimensional spatial position (S2107), and the imaging optical system used According to the aberration characteristics of 20, the coordinates (ccdx, ccdy) on the CCD image captured by the actual camera are obtained by the inverse function of the previous camera calibration (S2108), and the pixel of the pattern light no image corresponding to this position Is stored in the working area 37n of the RAM 37 (S2109).
そして、次の画素について上述したＳ２１０３からＳ２１０９までの処理を実行すべく、カウンタｂに「１」を加算する（Ｓ２１１０）。 Then, “1” is added to the counter b in order to execute the above-described processing from S2103 to S2109 for the next pixel (S2110).
こうして、Ｓ２１０４からＳ２１１０までの処理をカウンタｂが画素数ａになるまで繰り返すと（Ｓ２１０３：Ｙｅｓ）、Ｓ２１０１において、当該処理を実行するためにワーキングエリア３７ｎに割り当てた処理領域を開放して（Ｓ２１１１）、当該処理を終了する。 In this way, when the processing from S2104 to S2110 is repeated until the counter b reaches the number of pixels a (S2103: Yes), in S2101, the processing area allocated to the working area 37n for executing the processing is released (S2111). ), The process ends.
図２２（ａ）は、湾曲処理（図２１のＳ２１０４）についての概略を説明するための図であり、（ｂ）は平面変換処理（図１９のＳ１９０８）によって平面化された原稿Ｐを示している。尚、この湾曲処理についての詳細については、電子情報通信学会論文誌ＤＩＩＶｏｌ.Ｊ８６−Ｄ２ Ｎｏ.３ ｐ４０９「アイスキャナによる湾曲ドキュメント撮影」に詳細に開示されている。 FIG. 22A is a diagram for explaining the outline of the bending process (S2104 in FIG. 21), and FIG. 22B shows the document P flattened by the plane conversion process (S1908 in FIG. 19). Yes. The details of the curving process are disclosed in detail in the IEICE Transactions DIIVol. J86-D2 No. 3 p409 “Curved Document Shooting with an Eye Scanner”.
湾曲Ｚ＝φ（ｘ）は、求められたコード境界座標列（実空間）で構成される３次元形状を、任意のＹ値におけるＸＺ平面に平行な平面切断された断面形状を、最小２乗法により多項式で近似した式で表現される。 The curve Z = φ (x) is obtained by converting a three-dimensional shape constituted by the obtained code boundary coordinate sequence (real space), a cross-sectional shape parallel to the XZ plane at an arbitrary Y value, and a least square method. Is expressed by an equation approximated by a polynomial.
湾曲する曲面を平面化する場合、（ａ）に示すように、Ｚ＝φ（ｘ）上の点に対応する平面化された点は、Ｚ＝φ（０）からＺ＝φ（ｘ）までの曲線の長さによって対応付けられることになる。 When flattening a curved curved surface, as shown in (a), the flattened points corresponding to the points on Z = φ (x) are from Z = φ (0) to Z = φ (x). Are associated with each other according to the length of the curve.
こうした湾曲処理を含む平面変換処理によって、例えば、図１のように湾曲している状態の原稿Ｐを撮像した場合であっても、図２２（ｂ）に示すように、平面化された平面画像を取得することができ、このように平面化された画像を用いればＯＣＲ処理の精度を高めることができるため、その画像によって、原稿に記載された文字や図形等を明確に認識することができる。 For example, even when the document P in a curved state as shown in FIG. 1 is imaged by such plane conversion processing including the bending processing, as shown in FIG. 22B, a planarized planar image is obtained. Since the accuracy of the OCR process can be improved by using the flattened image in this way, it is possible to clearly recognize characters, figures, and the like described in the document. .
図２３は、辞典情報モードにおいて、ユーザが特定した文字情報の翻訳情報を投影する場合におけるユーザーの操作を説明するための図である。辞典情報モードは、関連情報として翻訳情報、修正情報、ルビ情報を原稿Ｐに投影するモードである。辞典情報モードでは、原稿Ｐの下方に向けて画像入出力装置１から翻訳マーク６４と、修正マーク６５と、ルビマーク６６と、範囲マーク６７とが投影される。
FIG. 23 is a diagram for explaining a user operation when projecting translation information of character information specified by the user in the dictionary information mode. The dictionary information mode is a mode for projecting translation information, correction information, and ruby information onto the document P as related information. In the dictionary information mode, a
翻訳マーク６４は関連情報として文字情報に関する翻訳情報の投影を指示するマークであり、修正マーク６５は関連情報として文字情報に関する修正情報の投影を指示するマークであり、ルビマーク６６は関連情報として文字情報に関するルビ情報の投影を指示するマークであり、範囲マーク６７は、文字情報の指定を指示するマークである。
The
原稿Ｐに記載された文字情報の中から特定の文字情報について翻訳情報を取得したい場合、ユーザーは、まず、範囲マーク６７を人差し指６３で指定し、その後で翻訳情報を取得したい特定の文字情報（本実施例では「Ｉｃｈ ｍｏｃｈｔｅ ｉｈｎ ｇａｎｚ ｇｅｒｎ」）を選択する。
When it is desired to obtain translation information for specific character information from the character information described in the document P, the user first designates the
この選択は、例えば、ユーザーが原稿Ｐ上において人差し指６３を使って矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順番で翻訳情報を取得したい文字情報を囲むことにより行われる。文字情報を選択した後は、再び、範囲マーク６７を指定する。この範囲マーク６７の指定により文字情報の選択が終了する。そして、その後で翻訳マーク６４に人差し指６３を移動させる。
This selection is performed, for example, by surrounding the character information for which translation information is desired to be acquired in the order of arrows A, B, C, and D using the
この間、画像入出力装置１は、動画撮影をしており、撮影された各フレーム画像間の差分情報を利用して人差し指６３の動きを検出し、ユーザーが指定したマークやユーザーが指定した検出領域（図中一点鎖線）を認識する。また、特定した検出領域内の文字情報を文字情報認識プログラム３６ｋによって認識する。そして、関連情報格納部３６ｎに格納されているデータベースから認識した文字情報に対応する翻訳情報を抽出し、その抽出した翻訳情報を投影する。
During this time, the image input /
図２４は、画像入出力装置１から翻訳情報が投影されている状態を示す図である。上述したように、選択した文字情報（「Ｉｃｈ ｍｏｃｈｔｅ ｉｈｎ ｇａｎｚ ｇｅｒｎ」）に対応する翻訳情報（「私は彼が大好きだった」）を関連情報格納部３６ｎから抽出すると、画像入出力装置１は、検出領域に含まれる文字情報（「Ｉｃｈ ｍｏｃｈｔｅ ｉｈｎ ｇａｎｚ ｇｅｒｎ」）をハイライト表示しつつ、その翻訳情報を、図に示すように、ユーザーが指定した文字情報の近傍（本実施例では、その文字情報の直下）に投影する。
FIG. 24 is a diagram illustrating a state in which translation information is projected from the image input /
よって、文字情報「Ｉｃｈ ｍｏｃｈｔｅ ｉｈｎ ｇａｎｚ ｇｅｒｎ」に対応する翻訳情報が「私は彼が大好きだった」であるという対応付けを視覚的に容易にすることができる。また、文字情報「Ｉｃｈ ｍｏｃｈｔｅ ｉｈｎ ｇａｎｚ ｇｅｒｎ」がハイライト表示されるので、指定した文字情報を他の文字情報と区別して明確に認識することができる。また、原稿Ｐに投影する翻訳情報は、原稿Ｐの形状に沿うように投影されるので、ユーザーは原稿Ｐ上の翻訳情報を自然な感覚で読み取れることができる。更に、原稿Ｐに記載された文字情報の中からユーザーが指定した文字情報だけについて翻訳情報を投影するので、原稿Ｐに記載された文字情報の全部について翻訳情報を投影する場合に比べて、高速に翻訳情報を投影することができる。 Therefore, the correspondence that the translation information corresponding to the character information “Ich mochte ih ganz gern” is “I loved him” can be visually facilitated. In addition, since the character information “Ich mochte ih ganz gern” is highlighted, the designated character information can be clearly distinguished from other character information. Moreover, since the translation information projected onto the document P is projected along the shape of the document P, the user can read the translation information on the document P with a natural feeling. Further, since the translation information is projected only for the character information designated by the user from the character information described in the document P, the translation information is projected faster than the case where the translation information is projected for all the character information described in the document P. Translation information can be projected onto
図２５は、辞典情報モードにおいて、原稿Ｐに記載された全部の文字情報について翻訳情報をまとめて投影する場合におけるユーザーの操作を説明するための図である。この場合、ユーザーは、上述したように、範囲マーク６７や原稿Ｐに記載されている文字情報の中から特定の文字情報を指定することなく、翻訳マーク６４だけを選択する。
FIG. 25 is a diagram for explaining a user operation when projecting translation information collectively for all character information described in the document P in the dictionary information mode. In this case, as described above, the user selects only the
すると、画像入出力装置１は、原稿Ｐに記載されている全部の文字情報を文字情報認識プログラム３６ｋによって認識し、関連情報格納部３６ｎに格納されているデータベースから認識した文字情報に対応する翻訳情報を抽出し、その抽出した翻訳情報をまとめて投影する。
Then, the image input /
図２６は、画像入出力装置１から翻訳情報がまとめて投影されている状態を示す図である。上述したように、原稿Ｐに記載された全部の文字情報についての翻訳情報を抽出すると、画像入出力装置１は、その翻訳情報を、図に示すように、対応する文字情報の近傍（本実施例では、その文字情報の直下）に投影する。よって、ユーザーは翻訳マーク６４を指定するという簡単な操作をするだけで、原稿Ｐに記載された文字情報についての翻訳情報をまとめて認識することができる。
FIG. 26 is a diagram illustrating a state in which translation information is collectively projected from the image input /
図２７は、辞典情報モードにおいて、ユーザが特定した文字情報の修正情報を投影する場合におけるユーザーの操作を説明するための図である。 FIG. 27 is a diagram for explaining a user operation when projecting correction information of character information specified by the user in the dictionary information mode.
この場合、ユーザーは、まず、範囲マーク６７を人差し指６３で指定し、その後で修正情報を取得したい特定の文字情報（本実施例では「Ｔｈｉｓ ｉｓ ａ ｐｅｎｃｌ」）を選択する。この選択は、上述したのと同様に、修正情報を取得したい文字情報を囲むことにより行われる。文字情報を選択した後は、再び範囲マーク６７を指定する。そして、その後で修正マーク６５を指定する。
In this case, the user first designates the
この間、画像入出力装置１は、動画撮影をしており、上述したのと同様に、人差し指６３の動きを検出し、ユーザーが指定したマークやユーザーが指定した検出領域（図中一点鎖線）を認識する。また、特定した検出領域内の文字情報を文字情報認識プログラム３６ｋによって認識する。そして、関連情報格納部３６ｎに格納されているデータベースから認識した文字情報に対応する修正情報を抽出し、その抽出した修正情報を投影する。
During this time, the image input /
図２８は、画像入出力装置１から修正情報が投影されている状態を示す図である。上述したように、認識した文字情報（「Ｔｈｉｓ ｉｓ ａ ｐｅｎｃｌ」）に対応する修正情報（「ｐｅｎｃｉｌ」、「Ｐｅｎｎａｌ」、「ｐｅｎｃｅ」）を関連情報格納部３６ｎから抽出すると、画像入出力装置１は、検出領域に含まれる文字情報の中から修正情報が検出された文字「Ｐｅｎｃｌ」をハイライト表示しつつ、その修正情報を、図に示すように、その文字情報の直下に投影する。よって、ユーザーは、自ら指定した文字情報の内から誤った文字を認識することができると共に、修正情報から正しい文字情報を把握することができる。
FIG. 28 is a diagram illustrating a state in which correction information is projected from the image input /
図２９は、辞典情報モードにおいて、ユーザが特定した文字情報のルビ情報を投影する場合におけるユーザーの操作を説明するための図である。 FIG. 29 is a diagram for describing a user operation when projecting ruby information of character information specified by the user in the dictionary information mode.
この場合、ユーザーは、まず、範囲マーク６７を人差し指６３で指定し、その後でルビ情報を取得したい特定の文字情報（本実施例では「臥薪嘗胆」）を選択する。この選択は、上述したのと同様に、ルビ情報を取得したい文字情報を囲むことにより行われる。文字情報を選択した後は、再び範囲マーク６７を指定するう。そして、その後、ルビマーク６５を指定する。
In this case, the user first designates the
この間、画像入出力装置１は、動画撮影をしており、上述したのと同様に、人差し指６３の動きを検出し、ユーザーが指定したマークやユーザーが指定した検出領域（図中一点鎖線）を認識する。また、特定した検出領域内の文字情報を文字情報認識プログラム３６ｋによって認識する。そして、関連情報格納部３６ｎに格納されているデータベースから認識した文字情報に対応するルビ情報を抽出し、その抽出したルビ情報を投影する。
During this time, the image input /
図３０は、画像入出力装置１からルビ情報が投影されている状態を示す図である。上述したように、認識した文字情報（「臥薪嘗胆」）に対応するルビ情報（「がしんしょうたん」）を関連情報格納部３６ｎから抽出すると、画像入出力装置１は、検出領域に含まれる文字「臥薪嘗胆」をハイライト表示しつつ、そのルビ情報を、図に示すように、その文字情報の直上に投影する。よって、ユーザーは、自ら指定した文字情報に関するルビ情報を認識することができる。
FIG. 30 is a diagram illustrating a state in which ruby information is projected from the image input /
図３１は、辞典情報処理（図６のＳ６１３）のフローチャートである。この処理では、まず、ＣＣＤ２２に高解像度設定を送信し（Ｓ３１０１）、モニタＬＣＤ１０にファインダ画像を表示する（Ｓ３１０２）。 FIG. 31 is a flowchart of dictionary information processing (S613 in FIG. 6). In this process, first, the high resolution setting is transmitted to the CCD 22 (S3101), and a finder image is displayed on the monitor LCD 10 (S3102).
次に、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ３１０３）、レリーズボタン８が半押しされたか否かを判断する（Ｓ３１０４）。レリーズボタン８が半押しされていなければ（Ｓ３１０４：Ｎｏ）、Ｓ３１０３から処理を繰り返し、半押しされていれば（Ｓ３１０４：Ｙｅｓ）、オートフォーカス（ＡＦ）および自動露出（ＡＥ）機能を起動し、ピント、絞り、シャッタスピードを調節する（Ｓ３１０５）。
Next, the
そして、再び、レリーズボタンをスキャンし（Ｓ３１０５ａ）、レリーズボタン８が全押しされたか否かを判断する（Ｓ３１０６）。全押しされていなければ（Ｓ３１０６：Ｎｏ）、上述したＳ３１０３からの処理を繰り返す。
Then, the release button is scanned again (S3105a), and it is determined whether the
一方、全押しされていれば（Ｓ３１０６：Ｙｅｓ）、フラッシュモードか否か判断し（Ｓ３１０７）、フラッシュモードであれば（Ｓ３１０７：Ｙｅｓ）、フラッシュ７を投光して（Ｓ３１０８）、撮影する（Ｓ３１０９）。一方、フラッシュモードでなけば（Ｓ３１０７：Ｎｏ）、フラッシュ７を投光することなく撮影する（Ｓ３１０９）。
On the other hand, if it is fully pressed (S3106: Yes), it is determined whether or not the flash mode is selected (S3107). If the flash mode is selected (S3107: Yes), the
次に、上述した３次元形状検出処理（図１０のＳ１００６）と同一の処理である３次元形状検出処理を行い、被写体の３次元形状を検出する（Ｓ３１１０）。 Next, a three-dimensional shape detection process that is the same process as the above-described three-dimensional shape detection process (S1006 in FIG. 10) is performed to detect the three-dimensional shape of the subject (S3110).
次に、上述した原稿姿勢演算処理（図１９のＳ１９０７）と同一の処理である原稿姿勢演算処理を行い、３次元形状検出結果に基づき、原稿Ｐの姿勢パラメータとして、原稿Ｐの画像入力装置１に対する位置Ｌや角度θ、湾曲φ（ｘ）が演算する（Ｓ３１１１）。
Next, a document orientation calculation process that is the same as the above-described document orientation calculation process (S1907 in FIG. 19) is performed, and the
次に、上述した平面変換処理（図１９のＳ１９０８）と同一の処理である平面変換処理を行い、平面化された平面化画像を生成し（Ｓ３１１２）、この平面変換処理によって得られた平面化画像を外部メモリ２７に格納する（Ｓ３１１３）。 Next, a plane conversion process which is the same process as the above-described plane conversion process (S1908 in FIG. 19) is performed to generate a planarized planarized image (S3112), and the planarization obtained by this plane conversion process The image is stored in the external memory 27 (S3113).
次に、ＣＣＤ２２に高解像度設定を送信し（Ｓ３１１４）、ＣＣＤ２２の解像度の設定を高解像度から低解像度に切り替える。
Next, the high resolution setting is transmitted to the CCD 22 (S3114), and the resolution setting of the
次に、辞典情報種別マーク（翻訳マーク６４、修正マーク６５、ルビマーク６６、範囲マーク６７）を投影して（Ｓ３１１５）、動画撮影を開始する（Ｓ３１１６）。即ち、この動画撮影された各フレーム画像間の差分情報を利用して人差し指６３の動きを検出する。
Next, a dictionary information type mark (
尚、辞典情報種別マークを投影するのと同時に、ユーザの操作方法に関する所定のメッセージを原稿Ｐ上に投影させるように構成しても良い。このメッセージにより操作方法の未熟なユーザにとっても、操作方法を容易に把握することができる。 A predetermined message regarding the user's operation method may be projected onto the document P at the same time as the dictionary information type mark is projected. This message allows the user who is inexperienced in the operation method to easily grasp the operation method.
動画撮影を開始すると（Ｓ３１１６）、指差座標格納部３７ｌを初期化し（Ｓ３１１７）、範囲マーク６７が指定されたか否かを判断する（Ｓ３１１８）。その結果、範囲マーク６７が指定されたと判断した場合には（Ｓ３１１８：Ｙｅｓ）、指定された指差座標を検出し、検出した指差座標を指差座標格納部３７ｌに格納する（Ｓ３１１９）。
When moving image shooting is started (S3116), the pointing coordinate storage unit 371 is initialized (S3117), and it is determined whether or not the
そして、再び、範囲マーク６７が指定されたか否かを判断し（Ｓ３１２０）、再び、範囲マーク６７が指定された判断した場合には（Ｓ３１２０：Ｙｅｓ）、Ｓ３１１９において指差座標格納部３７ｌに格納した指差座標に基づき、指定された領域を検出領域として設定する（Ｓ３１２１）。尚、Ｓ３１２０の判断において、範囲マーク６７が指定されていない判断した場合には（Ｓ３１２０：Ｎｏ）、再びＳ３１１９からの処理を繰り返す。
Then, it is determined again whether or not the
こうして、原稿Ｐの中から使用者が指定した領域（検出領域）を設定すると、次に、Ｓ３１１５で投影した翻訳マーク６４、修正マーク６５、ルビマーク６６のうちいずれかのマークが指定されたか否かを判断し（Ｓ３１２２）、いずれかのマークが指定された場合には（Ｓ３１２２：Ｙｅｓ）、後述するＳ３１２５の処理に移行し、いずれのマークも指定されない場合には（Ｓ３１２２：Ｎｏ）Ｓ３１２２の処理を繰り返す。
Thus, when an area (detection area) designated by the user is set from the document P, whether or not any of the
一方、Ｓ３１１８の処理において、範囲マーク６７が指定されていないと判断した場合には（Ｓ３１１８：Ｎｏ）、Ｓ３１１５で投影した翻訳マーク６４、修正マーク６５、ルビマーク６６のうちいずれかのマークが指定されたか否かを判断し（Ｓ３１２３）、いずれかのマークが指定された場合には（Ｓ３１２３：Ｙｅｓ）、原稿Ｐの全体を検出領域として設定し（Ｓ３１２４）、後述するＳ３１２５処理に移行する。尚、Ｓ３１２３の処理において、いずれのマークも指定されない場合には（Ｓ３１２３：Ｎｏ）、Ｓ３１１８からの処理を繰り返す。
On the other hand, if it is determined in step S3118 that the
こうして、検出領域と、関連情報として如何なる情報（翻訳情報、修正情報、ルビ情報）を抽出するかとが選択されると、Ｓ３１１２で生成した平面化画像上における検出領域の中から文字情報認識プログラム３６ｋにより、その検出領域内の文字情報を認識する（Ｓ３１２５）。 Thus, when the detection area and what information (translation information, correction information, ruby information) to extract as the related information are selected, the character information recognition program 36k is selected from the detection areas on the planarized image generated in S3112. Thus, the character information in the detection area is recognized (S3125).
このように平面化画像上において文字情報を認識するので、たとえ、原稿Ｐが湾曲し、その湾曲している原稿Ｐを斜め方向から撮像したとしても、平面化画像上では、文字情報の本来の有する姿勢で文字情報を認識することができる。よって、文字情報認識プログラム３６ｋによる文字情報の認識精度を向上させることができる。 Since character information is recognized on the flattened image in this way, even if the original P is curved and the curved original P is imaged from an oblique direction, the original character information is displayed on the flattened image. Character information can be recognized with the posture it has. Therefore, the recognition accuracy of character information by the character information recognition program 36k can be improved.
次に、認識した文字情報に対応する翻訳情報、修正情報、ルビ情報のいずれかを関連情報格納部３６ｎから抽出し（Ｓ３１２６）、その抽出した文字情報について、無歪投影画像変換処理を行う（Ｓ３１２７）。 Next, any one of translation information, correction information, and ruby information corresponding to the recognized character information is extracted from the related information storage unit 36n (S3126), and distortion-free projection image conversion processing is performed on the extracted character information ( S3127).
この処理は、投影画像生成プログラム３６ｍによって実行され、抽出した翻訳情報等が、原稿Ｐの所定位置に、所定の形態で投影されるような投影画像を生成する処理である。尚、生成された投影画像は投影画像格納部３７ｋに格納される。 This process is executed by the projection image generation program 36m and generates a projection image in which the extracted translation information and the like are projected in a predetermined form on a predetermined position of the document P. The generated projection image is stored in the projection image storage unit 37k.
次に、上述した投影処理（図８のＳ８０６）と同様な投影処理を行うことで（Ｓ３１２８）、ユーザが所望する文字情報に関する翻訳情報等が、投影画像として原稿Ｐの所定位置に、所定の形態で投影される。 Next, by performing a projection process similar to the above-described projection process (S806 in FIG. 8) (S3128), the translation information related to the character information desired by the user is placed at a predetermined position on the document P as a projected image. Projected in form.
そして、最後に、モード切替スイッチ９に変化が無いか否かを判断し（Ｓ３１２９）、その結果、変化が無ければ（Ｓ３１２９：Ｙｅｓ）、再び、Ｓ３１０２からの処理を繰り返し、変化があれば（Ｓ３１２９：Ｎｏ）、当該処理を終了する。
Finally, it is determined whether or not the
図３２は、その無歪投影用画像変換処理のフローチャートである。この無歪投影用画像変換処理は、図３１のＳ３１２７の処理において投影する翻訳情報等の投影画像を、原稿Ｐの所定位置に、所定の形態で投影するための投影画像を生成する処理である。 FIG. 32 is a flowchart of the distortion-free projection image conversion processing. The distortion-free image conversion process is a process for generating a projection image for projecting a projection image such as translation information projected in the process of S3127 of FIG. .
この処理では、まず、ＲＡＭ３７のワーキングエリア３７ｎに当該処理の処理領域を割り当て、当該処理に用いるカウンタｑの変数を初期値（ｑ＝０）に設定する（Ｓ３２０１）。具体的には、ＲＡＭ３７内にＣＣＤ領域に相当する領域（図示していない領域）を確保し、その領域に翻訳情報等を表す文字列のビットマップ情報を書き込む処理である。
In this process, first, a process area of the process is assigned to the working area 37n of the
次に、無歪投影用画像（つまり、湾曲した被写体上において無歪である画像）に変換された後の画像となる矩形領域として、ＬＣＤ空間座標（ｌｃｄｃｘ，ｌｃｄｃｙ）の空間に相当するメモリをＲＡＭ３７のワーキングエリア３７ｎに確保し、設定すると共に、この矩形領域内に含まれる画素数Ｑａを求める（Ｓ３２０２）。
Next, a memory corresponding to the space of the LCD space coordinates (lcdcx, lcdcy) is used as a rectangular area that becomes an image after being converted into an image for distortion-free projection (that is, an image that is undistorted on a curved subject). It is secured and set in the working area 37n of the
次に、投影画像格納部３７ｋに格納された翻訳情報等の画像情報の各画素値を、理想カメラ画像座標系（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）の矩形領域（この矩形領域も同様にＲＡＭ３７のワーキングエリア３７ｎに確保する）の各画素に配置する（Ｓ３２０３）。 Next, each pixel value of the image information such as translation information stored in the projection image storage unit 37k is converted into a rectangular area of the ideal camera image coordinate system (ccdcx, ccdcy) (this rectangular area is similarly stored in the working area 37n of the RAM 37). (Reserved) is arranged in each pixel (S3203).
次に、設定された矩形領域を構成するＬＣＤ空間座標（ｌｃｄｃｘ，ｌｃｄｃｙ）上の各画素について、上述した式（６）〜（９）により、３次元座標格納部３７ｈに格納された被写体の表面上の対応点である三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求め、さらに式（１）〜（５）において、（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）について解くことにより、無歪投影用画像の各画素の画素情報を算出し設定する。 Next, for each pixel on the LCD space coordinates (lcdcx, lcdccy) constituting the set rectangular area, the surface of the subject stored in the three-dimensional coordinate storage unit 37h according to the above-described equations (6) to (9). The three-dimensional coordinates (X, Y, Z) which are the corresponding points above are obtained, and further, by solving for (ccdcx, ccdcy) in the equations (1) to (5), the pixel of each pixel of the image for distortion-free projection Calculate and set information.
つまり、まず、カウンタｑが画素数Ｑａに到達したか否かを判断する（Ｓ３２０４）。カウンタｑが画素数Ｑａに到達していなければ（Ｓ３２０４：Ｎｏ）、カウンタｑの値に対応する画素のＬＣＤ空間座標（ｌｃｄｃｘ，ｌｃｄｃｙ）を、式（６）〜（９）により、ワーキングエリア３７ｎに格納された被写体上の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換する（Ｓ３２０５）。 That is, first, it is determined whether or not the counter q has reached the number of pixels Qa (S3204). If the counter q has not reached the number of pixels Qa (S3204: No), the LCD space coordinates (lcdcx, lcdcy) of the pixel corresponding to the value of the counter q are obtained from the equations (6) to (9) according to the working area 37n. Is converted into the coordinates (X, Y, Z) on the subject stored in (S3205).
次に、Ｓ３２０５の処理により変換されて得られた被写体上の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、式（１）〜（５）において、（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）について解いた式を利用して理想カメラ画像上の座標（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）に変換する（Ｓ３２０６）。 Next, the coordinates (X, Y, Z) on the subject obtained by the conversion in the process of S3205 are ideally obtained using the equations solved for (ccdcx, cdccy) in equations (1) to (5). The coordinates (ccdcx, ccdcy) on the camera image are converted (S3206).
次に、Ｓ３２０６の処理により変換されて得られた座標（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）に配置されている画素情報を取得し、その画素情報を、カウンタｑの値に対応するＬＣＤ空間座標（ｌｃｄｃｘ，ｌｃｄｃｙ）に書き込む（Ｓ３２０７）。 Next, the pixel information arranged at the coordinates (ccdcx, ccdcy) obtained by the conversion in S3206 is acquired, and the pixel information is obtained as the LCD space coordinates (lcdcx, lcdcy) corresponding to the value of the counter q. (S3207).
そして、次の画素について上述したＳ３２０４からＳ３２０７までの処理を実行すべく、カウンタｑに「１」を加算する（Ｓ３２０８）。 Then, “1” is added to the counter q to execute the above-described processing from S3204 to S3207 for the next pixel (S3208).
こうして、Ｓ３２０４からＳ３２０８までの処理を、カウンタｑが画素数Ｑａになるまで繰り返すと（Ｓ３２０４：Ｙｅｓ）、設定された矩形領域を構成するＬＣＤ空間座標（ｌｃｄｃｘ，ｌｃｄｃｙ）に対応付けられた画素情報を、投影ＬＣＤドライバ３０に転送する（Ｓ３２０９）。 Thus, when the processing from S3204 to S3208 is repeated until the counter q reaches the number of pixels Qa (S3204: Yes), the pixel information associated with the LCD space coordinates (lcdcx, lcdcy) constituting the set rectangular area Is transferred to the projection LCD driver 30 (S3209).
最後に、Ｓ３２０１において、当該処理を実行するためにワーキングエリア３７ｎに割り当てた処理領域を開放して（Ｓ３２１０）、当該処理を終了する。 Finally, in S3201, the processing area allocated to the working area 37n for executing the process is released (S3210), and the process is terminated.
Ｓ３２０９の処理により、ＬＣＤ空間座標（ｌｃｄｃｘ，ｌｃｄｃｙ）上の画素情報が投影ＬＣＤドライバ３０へ転送されることにより、投影ＬＣＤ１９は、歪曲面上において無歪に投影される投影画像が表示される。よって、被写体上に無歪な画像が投影される。
Through the processing of S3209, pixel information on the LCD space coordinates (lcdcx, lcdccy) is transferred to the
従って、無歪投影用画像変換処理を実行することにより、投影方向が斜めである場合だけでなく、被写体が３次元形状を有し、そのためにその表面が湾曲している場合であっても、無歪な投影画像を投影することができる。その結果として、翻訳情報等を投影する場合に、使用者にその情報を正確に認識させることができる。 Therefore, by executing the image conversion process for distortion-free projection, not only when the projection direction is oblique, but also when the subject has a three-dimensional shape and the surface thereof is curved, A distortion-free projection image can be projected. As a result, when projecting translation information or the like, the user can be made to recognize the information accurately.
上記例では、画像上述した実施例では、画像撮像部１４からの視点で無歪な投影画像に変換したが、任意の視点から無歪な投影画像に変換することも可能である。その場合にも視点に合わせたパラメータに変換した式（６）〜（９）を用いれば良い。
In the above example, the image is converted into an undistorted projection image from the viewpoint from the
図３３は、郵便情報モードにおいて、関連情報としてユーザが特定した住所の郵便番号を投影する場合におけるユーザーの操作を説明するための図である。郵便番号情報モードは、関連情報として住所情報、郵便番号情報を原稿Ｐに投影するモードである。郵便情報モードでは、原稿Ｐの下方に向けて画像入出力装置１から住所マーク６８と、郵便番号マーク６９と、範囲マーク７０とが投影される。
FIG. 33 is a diagram for explaining a user operation when the postal code of the address specified by the user is projected as related information in the postal information mode. The zip code information mode is a mode in which address information and zip code information are projected onto the document P as related information. In the postal information mode, an address mark 68, a postal code mark 69, and a
住所マーク６８は関連情報として住所の投影を指示するマークであり、郵便番号マーク６９は関連情報として郵便番号の投影を指示するマークであり、範囲マーク７０は、文字情報の指定を指示するマークである。
The address mark 68 is a mark for instructing projection of an address as related information, the postal code mark 69 is a mark for instructing projection of a postal code as related information, and the
原稿Ｐとしての官製ハガキに記載された住所についての郵便番号情報を取得したい場合、ユーザーは、まず、範囲マーク７０を人差し指６３で指定し、その後で住所（本実施例では「静岡県浜松市竜禅寺町ＸＸＸ番地」）を選択する。この選択は、上述したのと同様に、郵便番号を取得したい住所を囲むことにより行われる。住所を指定した後は、再び範囲マーク６７を指定する。そして、その後、郵便番号マーク６９を指定する。
When the user wants to obtain postal code information about the address described in the government-made postcard as the manuscript P, the user first designates the
この間、画像入出力装置１は、動画撮影をしており、上述したのと同様に、人差し指６３の動きを検出し、ユーザーが指定したマークやユーザーが指定した検出領域（図中一点鎖線）を認識する。また、特定した検出領域内の住所を文字情報認識プログラム３６ｋによって認識する。そして、関連情報格納部３６ｎに格納されているデータベースから認識した住所に対応する郵便番号を抽出し、その抽出した郵便番号を投影する。
During this time, the image input /
図３４は、画像入出力装置１から郵便番号が投影されている状態を示す図である。上述したように、認識した住所（「静岡県浜松市竜禅寺町ＸＸＸ番地」）に対応する郵便番号（「４３０−０９２４」）を関連情報格納部３６ｎから抽出すると、画像入出力装置１は、検出領域に含まれる住所「静岡県浜松市竜禅寺町ＸＸＸ番地」をハイライト表示しつつ、その郵便番号を、図に示すように、その住所の直上に投影する。よって、ユーザは、住所から郵便番号を簡易に取得することができる。
FIG. 34 is a diagram illustrating a state in which a zip code is projected from the image input /
尚、図３３および図３４では、住所を指定して関連情報として郵便番号を投影する場合について説明したが、郵便番号を指定して関連情報として住所を投影することもできる。 33 and 34, the case where an address is specified and a postal code is projected as related information has been described. However, an address can be projected as related information by specifying a postal code.
また、宛先人の住所と差出人の住所とが官製ハガキに記載されている場合であって、その両方の郵便番号を投影させたい場合には、範囲マーク７０を指定することなく、郵便番号マーク６９を指定するこで、原稿Ｐとしての官製ハガキに記載された宛先人の住所と差出人の住所とが認識され、その両方の住所に関する郵便番号をまとめて投影することもできる。
Further, when the address of the addressee and the address of the sender are described in a public postcard and both postal codes are to be projected, the postal code mark 69 is not specified without specifying the
図３５は、郵便情報処理（図６のＳ６１５）のフローチャートである。この処理では、まず、ＣＣＤ２２に高解像度設定を送信し（Ｓ３５０１）、モニタＬＣＤ１０にファインダ画像を表示する（Ｓ３５０２）。 FIG. 35 is a flowchart of postal information processing (S615 in FIG. 6). In this process, first, the high resolution setting is transmitted to the CCD 22 (S3501), and a finder image is displayed on the monitor LCD 10 (S3502).
次に、レリーズボタン８をスキャンし（Ｓ３５０３）、レリーズボタン８が半押しされたか否かを判断する（Ｓ３５０４）。レリーズボタン８が半押しされていなければ（Ｓ３５０４：Ｎｏ）、Ｓ３５０３から処理を繰り返し、半押しされていれば（Ｓ３５０４：Ｙｅｓ）、オートフォーカス（ＡＦ）および自動露出（ＡＥ）機能を起動し、ピント、絞り、シャッタスピードを調節する（Ｓ３５０５）。
Next, the
そして、再び、レリーズボタンをスキャンし（Ｓ３５０５ａ）、レリーズボタン８が全押しされたか否かを判断する（Ｓ３５０６）。全押しされていなければ（Ｓ３５０６：Ｎｏ）、上述したＳ３５０３からの処理を繰り返す。
Then, the release button is scanned again (S3505a), and it is determined whether the
一方、全押しされていれば（Ｓ３５０６：Ｙｅｓ）、フラッシュモードか否か判断し（Ｓ３５０７）、フラッシュモードであれば（Ｓ３５０７：Ｙｅｓ）、フラッシュ７を投光して（Ｓ３５０８）、撮影する（Ｓ３５０９）。一方、フラッシュモードでなけば（Ｓ３５０７：Ｎｏ）、フラッシュ７を投光することなく撮影する（Ｓ３５０９）。
On the other hand, if it is fully pressed (S3506: Yes), it is determined whether or not the flash mode is selected (S3507). If it is the flash mode (S3507: Yes), the
次に、上述した３次元形状検出処理（図１０のＳ１００６）と同一の処理である３次元形状検出処理を行い、被写体の３次元形状を検出する（Ｓ３５１０）。 Next, a three-dimensional shape detection process that is the same as the above-described three-dimensional shape detection process (S1006 in FIG. 10) is performed to detect the three-dimensional shape of the subject (S3510).
次に、上述した原稿姿勢演算処理（図１９のＳ１９０７）と同一の処理である原稿姿勢演算処理を行い、３次元形状検出結果に基づき、原稿Ｐの姿勢パラメータとして、原稿Ｐの画像入力装置１に対する位置Ｌや角度θ、湾曲φ（ｘ）が演算する（Ｓ３５１１）。
Next, a document orientation calculation process that is the same as the above-described document orientation calculation process (S1907 in FIG. 19) is performed, and the
次に、上述した平面変換処理（図１９のＳ１９０８）と同一の処理である平面変換処理を行い、平面化された平面化画像を生成し（Ｓ３５１２）、この平面変換処理によって得られた平面化画像を外部メモリ２７に格納する（Ｓ３５１３）。 Next, a plane conversion process which is the same process as the above-described plane conversion process (S1908 in FIG. 19) is performed to generate a planarized planarized image (S3512), and the planarization obtained by this plane conversion process The image is stored in the external memory 27 (S3513).
次に、ＣＣＤ２２に高解像度設定を送信し（Ｓ３５１４）、ＣＣＤ２２の解像度の設定を高解像度から低解像度に切り替える。
Next, the high resolution setting is transmitted to the CCD 22 (S3514), and the resolution setting of the
次に、郵便情報種別マーク（住所マーク６８、郵便番号マーク６９、範囲マーク７０）を投影して（Ｓ３５１５）、動画撮影を開始する（Ｓ３５１６）。即ち、この動画撮影された各フレーム画像間の差分情報を利用して人差し指６３の動きを検出する。
Next, a postal information type mark (address mark 68, postal code mark 69, range mark 70) is projected (S3515), and moving image shooting is started (S3516). That is, the movement of the
動画撮影を開始すると（Ｓ３５１６）、指差座標格納部３７ｌを初期化し（Ｓ３５１７）、範囲マーク７０が指定されたか否かを判断する（Ｓ３５１８）。その結果、範囲マーク７０が指定されたと判断した場合には（Ｓ３５１８：Ｙｅｓ）、指定された指差座標を検出し、検出した指差座標を指差座標格納部３７ｌに格納する（Ｓ３５１９）。
When moving image shooting is started (S3516), the finger coordinate storage unit 37l is initialized (S3517), and it is determined whether or not the
そして、再び、範囲マーク７０が指定されたか否かを判断し（Ｓ３５２０）、再び、範囲マーク７０が指定された判断した場合には（Ｓ３５２０：Ｙｅｓ）、Ｓ３５１９において指差座標格納部３７ｌに格納した指差座標に基づき、指定された領域を検出領域として設定する（Ｓ３５２１）。尚、Ｓ３５２０の判断において、範囲マーク７０が指定されていないと判断した場合には（Ｓ３５２０：Ｎｏ）、再びＳ３５１９からの処理を繰り返す。
Then, it is determined again whether or not the
こうして、原稿Ｐの中から使用者が指定した領域（検出領域）を設定すると、次に、Ｓ３５１５で投影した住所マーク６８、郵便番号マーク６９のうちいずれかのマークが指定されたか否かを判断し（Ｓ３５２２）、いずれかのマークが指定された場合には（Ｓ３５２２：Ｙｅｓ）、後述するＳ３５２４の処理に移行し、いずれのマークも指定されない場合には（Ｓ３５２２：Ｎｏ）、Ｓ３５２２の処理を繰り返す。 Thus, when the area (detection area) designated by the user is set from the document P, it is next determined whether or not any of the address mark 68 and the postal code mark 69 projected in S3515 is designated. If any mark is designated (S3522: Yes), the process proceeds to S3524 described later. If any mark is not designated (S3522: No), the process of S3522 is performed. repeat.
一方、Ｓ３５１８の処理において、範囲マーク７０が指定されていないと判断した場合には（Ｓ３５１８：Ｎｏ）、Ｓ３５１５で投影した住所マーク６８、郵便番号マーク６９のうちいずれかのマークが指定されたか否かを判断し（Ｓ３５２３）、いずれかのマークが指定された場合には（Ｓ３５２３：Ｙｅｓ）、原稿Ｐの全体を検出領域として設定し（Ｓ３５２３ａ）、後述するＳ３５２４の処理に移行する。尚、Ｓ３５２３の処理において、いずれのマークも指定されない場合には（Ｓ３５２３：Ｎｏ）、Ｓ３５１８からの処理を繰り返す。
On the other hand, if it is determined in step S3518 that the
こうして、検出領域と、関連情報として如何なる情報（住所情報、郵便番号情報）を抽出するかとが選択されると、Ｓ３５１２で生成した平面化画像上における検出領域の中から文字情報認識プログラム３６ｋにより、その検出領域内の文字情報を認識する（Ｓ３５２４）。 Thus, when the detection area and what information (address information, zip code information) are extracted as the related information are selected, the character information recognition program 36k uses the detection area on the planarized image generated in S3512. The character information in the detection area is recognized (S3524).
次に、関連情報格納部３６ｎから認識した文字情報に対応する郵便番号、住所のいずれかを抽出し（Ｓ３５２５）、その抽出した文字情報について、無歪投影用画像変換処理を行う（Ｓ３５２６）。 Next, either the postal code or the address corresponding to the character information recognized from the related information storage unit 36n is extracted (S3525), and the extracted character information is subjected to distortion-free image conversion processing (S3526).
次に、上述した投影処理（図８のＳ８０６）と同様な投影処理を行うことで（Ｓ３５２７）、ユーザが所望する文字情報に関する郵便番号等が、投影画像として原稿Ｐとしての官製ハガキの所定位置に、所定の形態で投影される。 Next, by performing a projection process similar to the above-described projection process (S806 in FIG. 8) (S3527), the postal code relating to the character information desired by the user becomes a predetermined position of the public postcard as the document P as a projection image. Are projected in a predetermined form.
そして、最後に、モード切替スイッチ９に変化が無いか否かを判断し（Ｓ３５２８）、その結果、変化が無ければ（Ｓ３５２８：Ｙｅｓ）、再び、Ｓ３５０２からの処理を繰り返し、変化があれば（Ｓ３５２８：Ｎｏ）、当該処理を終了する。
Finally, it is determined whether or not the
図３６は、上述した第１実施例の光源レンズ１８に関する第２実施例の光源レンズ６０を説明するための図であり、（ａ）は第２実施例の光源レンズ６０を示す側面図であり、（ｂ）は第２実施例の光源レンズ６０を示す平面図である。尚、上述したのと同一な部材には、同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 36 is a view for explaining the
第１実施例における光源レンズ１８は、各ＬＥＤ１７に対応する凸状の非球面形状からレンズ部１８ａをベース１８ｂ上に一体的に並べて配置して構成されているのに対し、この第２実施例の光源レンズ５０は、ＬＥＤ１７の各々を内包する砲弾型に形成された樹脂製レンズを各々別体に構成したものである。
The
このように、各ＬＥＤ１７を内包する光源レンズ５０を各々別体に構成することで、各々のＬＥＤ１７とそれに対応する各々の光学レンズ５０との位置が１対１で決められるので、相対的な位置精度を高めることができ、光の出射方向が揃うという効果がある。
In this manner, by configuring the
これに対し、基板１６上にレンズアレイをまとめて位置合わせをすると、各々のＬＥＤ１７がダイボンディングされる際の位置決め誤差やレンズアレイと基板の線膨張係数の違いから、光の出射方向がバラバラになってしまう恐れがある。
On the other hand, when the lens array is collectively aligned on the
従って、投影ＬＣＤ１９の面には、ＬＥＤ１７からの光の入射方向が投影ＬＣＤ１９の面に垂直にそろった光が照射され、投影光学系２０の絞りを均一に通過できる様になるため、投影画像の照度ムラを抑えることができ、結果的に高品質な画像を投影することができる。尚、光源レンズ５０に内包されているＬＥＤ１７はリードおよびリフレクタからなる電極５１を介して基板１６に実装されている。
Therefore, the surface of the
また、この第２実施例における１群の光源レンズ５０の外周面には、各光源レンズ５０を束ねて所定の方向に規制する枠状の弾性を有する固定部材５２が配置されている。この固定部材５２は、ゴム、プラスチック等の樹脂製材料で構成されている。
Further, on the outer peripheral surface of the group of
第２実施例の光源レンズ５０は各ＬＥＤ１７に対して各々別体に構成されているので、各光源レンズ５０の凸状の先端部が形成する光軸の角度を正しく揃えて投影ＬＣＤ１９と対向するように設置することが困難である。
Since the
そこで、この固定部材５２によって１群の光源レンズ５０を取り囲み、各光源レンズ５０の外周面同士を接触させ、各光源レンズ５０の光軸が投影ＬＣＤ１９と正しい角度で対向するように各光源レンズ５０の位置を規制することで、各光源レンズ５０から投影ＬＣＤ１９に向けて光を略垂直に照射させることができる。よって、投影ＬＣＤ１９の面に垂直にそろった光が照射され、投影レンズの絞りを均一に通過できる様になるため、投影画像の照度ムラを抑えることができる。従って、一層、高品質な画像を投影することができる。
Therefore, the group of
尚、この固定部材５２は、予め所定の大きさに規定された剛性を有するものであっても良く、弾性力を有する材料で構成してその弾性力によって各光源レンズ５０の位置を所定の位置に規制するようにしても良い。
The fixing
図３７は、図３６で説明した光源レンズ５０を所定位置に規制する固定部材５２に関する第２実施例を説明するための図であり、（ａ）は光源レンズ５０を固定した状態を示す斜視図であり、（ｂ）はその部分的な断面図である。尚、上述したのと同一の部材には、同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 37 is a view for explaining a second embodiment relating to the fixing
この第２実施例の固定部材６０は、各光源レンズ５０の外周面に沿った断面を有する断面視円錐形状の貫通孔６０ａが穿設された板状に形成されている。各光源レンズ５０は、この各貫通孔６０ａに差し込まれて固定される。
The fixing
また、この固定部材６０と基板１６との間には弾性を有する付勢プレート６１が介装されており、更に、この付勢プレート６１と各光源レンズ５０の下面との間には、電極５１を囲むように弾性を有する環状のＯリング６２が配置されている。
Further, an urging
尚、光源レンズ５０に内包されるＬＥＤ１７は、付勢プレート６１、基板１６に穿設されたスルーホールを貫通する電極５１を介して基板１６に実装されている。
The
上述した固定部材６０によれば、各光源レンズ５０を、その光源レンズの外周面に沿った断面を有する各貫通孔６０ａに各々貫通させて固定するので、上述した固定部材５０よりも、一層確実に光源レンズ５０の光軸を正しい角度で投影ＬＣＤ１９に向くように固定することができる。
According to the fixing
また、組立時に、Ｏリング６２の付勢力によってＬＥＤ１７を正しい位置に付勢して固定することができる。
Further, at the time of assembly, the
また、本装置１を運搬する場合等に生ずる可能性のある衝撃力を、Ｏリング６２の弾性力によって吸収することができ、その衝撃の影響で光源レンズ５０の位置がずれてしまい、光源レンズ５０から垂直に投影ＬＣＤ１９に向けて光を照射できないという不都合を防止することができる。
Further, an impact force that may occur when the
上記実施例において、請求項１記載の撮像手段としては、図３１のＳ３１０９の処理や図３５のＳ３５０９の処理が該当し、記述情報認識手段としては、図３１のＳ３１２５の処理や図３５のＳ３５２４の処理が該当し、投影手段としては図３１のＳ３１２８の処理や図３５のＳ３５２７の処理が該当する。
In the above-described embodiment, the imaging unit according to
請求項２記載の関連情報抽出手段としては、図３１のＳ３１２６の処理や図３５のＳ３５２５の処理が該当する。請求項３記載の投影位置設定手段としては、図３１のＳ３１２７の処理や図３５のＳ３５２６の処理が該当する。請求項５記載の第１特定手段としては、図３１のＳ３１２４の処理や図３５のＳ３５２３ａの処理が該当する。
The related information extracting means described in
請求項６記載の第２特定手段としては、図３１のＳ３１２１の処理や図３５のＳ３５２１の処理が該当する。請求項７記載の指定範囲検出手段としては、図３１のＳ３１１９の処理や図３５のＳ３５１９の処理が該当する。請求項１０記載の３次元情報検出手段としては、図３１のＳ３１１０の処理や図３５のＳ３５１０の処理が該当し、変形関連情報設定手段としては、図３１のＳ３１２７の処理や図３５のＳ３５２６の処理が該当する。請求項１１記載の平面撮像データ生成手段としては、図３１のＳ３１１２の処理や図３５のＳ３５１２の処理が該当する。
The second specifying means described in
以上実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be easily made without departing from the gist of the present invention. It can be done.
例えば、上記実施例では、辞典情報モードとして、原稿Ｐに記載された文字情報についての翻訳情報、修正情報、ルビ情報を投影する場合について説明したが、投影する関連情報としては、これらの情報に限定されるものではなく、意味情報、部首情報、総画数情報等を投影するように構成しても良い。 For example, in the above embodiment, the case where the translation information, the correction information, and the ruby information about the character information described in the document P are projected as the dictionary information mode has been described. The present invention is not limited to this, and it may be configured to project semantic information, radical information, total stroke number information, and the like.
また、原稿Ｐに記載されている情報が、例えば、図形情報としてある動物の図形が表示されている場合に、その動物に関する主な生息地や、食料、大きさ等の情報を含む関連情報を投影するように構成しても良い。かかる場合には、本実施例の場合と同様に、辞典等を調べることなく、簡易に関連情報を取得することができる。 In addition, when the information described in the manuscript P is, for example, a graphic of an animal as graphic information, related information including information on the main habitat, food, size, etc. regarding the animal is displayed. You may comprise so that it may project. In such a case, as in the case of the present embodiment, the related information can be easily obtained without examining the dictionary or the like.
また、上述した郵便情報モードでは、原稿Ｐとしての官製ハガキに記述された住所や郵便番号を認識させ、関連情報として住所に対する郵便番号や郵便番号に対する住所を投影する場合について説明した。しかしならが、例えば、関連情報格納部３６ｎに氏名と住所と郵便番号と電話番号とＦＡＸ番号とメールアドレスとの各々を対応つけてたアドレスデータベースを格納し、原稿Ｐに記述されている氏名と住所と郵便番号と電話番号とＦＡＸ番号とメールアドレスとの内いずれかの情報を認識させ、その認識させた情報に関する他の情報を関連情報として投影するようにしても良い。 Further, in the postal information mode described above, a case has been described in which an address or a postal code described in a government-made postcard as the original P is recognized and the postal code for the address or the postal address is projected as related information. However, for example, the related information storage unit 36n stores an address database in which names, addresses, postal codes, telephone numbers, FAX numbers, and e-mail addresses are associated with each other. Any one of the address, postal code, telephone number, FAX number, and mail address may be recognized, and other information related to the recognized information may be projected as related information.
また、上述した郵便情報モードでは、関連情報としての郵便番号を住所の直上に投影する場合について説明したが、郵便番号を投影する位置としては、かかる位置に限られず、官製葉書の郵便番号欄に投影するようにしても良い。かかる場合には、投影された郵便番号をなぞることで、誤ることなく郵便番号を描くことができる。尚、関連情報として住所を投影する場合ついても、同様な事を行うことができ、更に、投影した字体に合わせて、きれいで、正確に描くことができる。 In the postal information mode described above, the case where the postal code as the related information is projected directly above the address has been described. However, the postal code is not limited to such a position, and is not limited to the postal code column of the government-made postcard. You may make it project. In such a case, the postal code can be drawn without error by tracing the projected postal code. It should be noted that even when an address is projected as related information, the same thing can be done, and furthermore, it can be drawn cleanly and accurately according to the projected font.
また、本実施例では、ユーザーが翻訳情報、修正情報等を要求する文字情報は、ユーザーが、その文字情報を指で囲んで指定する場合について説明したが、文字情報を指定する方法としては、この方法に限定されるものではない。例えば、要求する文字情報の下部分に沿って指を直線的に移動させ、その直線部分の上にある文字情報をユーザーが指定した文字情報であると認識するように構成しても良い。 Further, in this embodiment, the character information for which the user requests translation information, correction information, etc. has been described for the case where the user specifies the character information by surrounding it with a finger, but as a method for specifying the character information, It is not limited to this method. For example, the finger may be linearly moved along the lower part of the requested character information, and the character information on the straight part may be recognized as the character information designated by the user.
また、関連情報を投影する位置としては、文字情報の直下部分や直上部分の他に、横部分等であっても良い。また、原稿Ｐ上のおいて、原稿Ｐを撮像した撮像画像の輝度データを利用して、原稿Ｐにおける空白部分を検出する手段を設け、その空白部分に関連情報を投影するように構成することもできる。かかる場合には、投影する関連情報を明確にユーザーに明示することができる。 Further, the position where the related information is projected may be a horizontal portion in addition to the portion directly below or directly above the character information. Further, on the document P, a means for detecting a blank portion in the document P using luminance data of a captured image obtained by capturing the document P is provided, and related information is projected onto the blank portion. You can also. In such a case, the related information to be projected can be clearly shown to the user.
また、画像入出力装置１にマイクロフォンを内蔵させ、ユーザーの声、例えばユーザーが「文字情報の選択終了」と発音したか否かによって文字情報の選択の終了を判断するようにしても良い。
Alternatively, the image input /
また、上記実施例における図１０のＳ１５０１においては、明暗の変化を持つ輝度画像の全部を抽出し、その全部について暫定的なＣＣＤＹ値を求める場合について説明したが、抽出する輝度画像としては、全部である必要はなく、２枚以上であれば、その枚数に限定されることはない。抽出する枚数を減らすことで境界座標を高速に求めることができる。 Further, in S1501 of FIG. 10 in the above-described embodiment, a case has been described in which all luminance images having a change in brightness are extracted and provisional CCDY values are obtained for all of them. It is not necessary that the number of sheets is two or more. The boundary coordinates can be obtained at high speed by reducing the number of extractions.
また、関連情報は、ＲＯＭ３６内の翻訳情報格納部３６ｎに格納する場合に限られず、ＲＦドライバやアンテナ１１を介して外部のＰＣ、あるいは、インターネットに接続し、本画像入力装置１の外部にある関連情報を利用する形態としても良い。
The related information is not limited to being stored in the translation information storage unit 36n in the
また、上記実施例における図１０のＳ１５０７では、ｆＣＣＤＹ［ｉ］を加重平均し、図１６のＳ１６０７ではｅｆＣＣＤＹ［ｊ］を近似多項式として、各値を平均化する場合について説明したが、各値を平均化する方法としては、これらに限定されるものではなく、例えば、各値の単純平均値を採る方法、各値の中央値を採用する方法、各値の近似式を算出し、その近似式における検出位置を境界座標とする方法等であっても良い。 In the above embodiment, fCCY [i] is weighted and averaged in S1507 of FIG. 10, and efCCDY [j] is approximated as an approximate polynomial in S1607 of FIG. 16, but each value is averaged. The averaging method is not limited to these. For example, a method of taking a simple average value of each value, a method of employing a median value of each value, calculating an approximate expression of each value, and calculating the approximate expression For example, a method using the detected position in the boundary coordinates as the boundary coordinates may be used.
また、例えば、上記実施例における平面化画像モードにおける３次元形状検出処理においては、原稿Ｐの３次元形状を検出するために、複数種類の明暗を交互に並べてなる縞状のパターン光を投影する場合について説明したが、３次元形状を検出するための光は、かかるパターン光に限定されるものではない。 Further, for example, in the three-dimensional shape detection process in the planar image mode in the above embodiment, in order to detect the three-dimensional shape of the document P, a striped pattern light in which a plurality of types of light and dark are alternately arranged is projected. Although the case has been described, the light for detecting the three-dimensional shape is not limited to such pattern light.
例えば、図３８に示すように、湾曲原稿の３次元形状の検出を簡便に行う場合には、画像投影部１３から２本の帯状のスリット光７０，７１を投影するようにしても良い。この場合には、８枚のパターン光を投影する場合にくらべ、僅か２枚の撮像画像から高速に３次元形状の検出をすることができる。
For example, as shown in FIG. 38, when the three-dimensional shape of a curved document is simply detected, two strip-shaped slit lights 70 and 71 may be projected from the
１３ 画像投影部（投影手段の一部）
１４ 撮像光学系（撮像手段の一部）
１７ ＬＥＤ（半導体発光素子）
１９ 投影用ＬＣＤ（空間変調素子）
２０ 投影光学系（投影手段の一部）
２１ 画像撮像部撮像手段と、（撮像手段の一部）
２２ ＣＣＤ（撮像手段の一部）
２７ａ 翻訳情報格納部（関連情報格納部の一部）
３６ｇ 三角測量演算プログラム（３次元情報検出手段の一部）
３６ｉ 平面変換プログラム（平面撮像データ生成手段の一部）
３６ｊ 検出領域認識プログラム（指定範囲検出手段の一部）
３６ｋ 文字情報認識プログラム（記述情報認識手段の一部）
３６ｌ 翻訳情報抽出プログラム（関連情報抽出手段の一部）
３６ｍ 投影画像生成プログラム（投影位置設定手段の一部、変形関連情報設定手段の一部）
13 Image projection unit (part of projection means)
14 Imaging optical system (part of imaging means)
17 LED (semiconductor light emitting device)
19 Projection LCD (Spatial Modulation Element)
20 Projection optical system (part of projection means)
21 Image pick-up unit and image pickup means (part of image pickup means)
22 CCD (part of imaging means)
27a Translation information storage unit (part of related information storage unit)
36g Triangulation calculation program (part of 3D information detection means)
36i plane conversion program (part of plane imaging data generation means)
36j Detection area recognition program (part of specified range detection means)
36k character information recognition program (part of description information recognition means)
36l Translation information extraction program (part of related information extraction means)
36m projection image generation program (part of projection position setting means, part of deformation related information setting means)
Claims (16)
その撮像手段で取得した撮像データから前記記述情報を認識する記述情報認識手段と、 その記述情報認識手段によって認識された前記記述情報に関する関連情報を前記被写体に投影する投影手段とを備えていることを特徴とする画像入出力装置。 Imaging means for imaging a subject on which description information is displayed, and obtaining imaging data relating to the subject;
Description information recognizing means for recognizing the description information from imaging data acquired by the imaging means, and projection means for projecting related information related to the description information recognized by the description information recognition means onto the subject. An image input / output device.
前記記述情報認識手段によって認識された記述情報に従って前記関連情報格納手段から関連情報を抽出する関連情報抽出手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像入出力装置。 Related information storage means for storing related information corresponding to the description information in advance;
The image input / output apparatus according to claim 1, further comprising related information extraction means for extracting related information from the related information storage means in accordance with the description information recognized by the description information recognition means.
前記投影手段は、その第１特定手段により特定された記述情報に関する関連情報を投影することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像入出力装置。 First description means for identifying description information to be recognized by the description information recognition means in the entire description information included in the imaging data;
5. The image input / output apparatus according to claim 1, wherein the projecting unit projects related information regarding the description information specified by the first specifying unit. 6.
前記投影手段は、その第２特定手段により特定された記述情報に関する関連情報を投影することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像入出力装置。 Second description means for specifying description information to be recognized by the description information recognition means as a part of description information included in the imaging data;
6. The image input / output apparatus according to claim 1, wherein the projecting unit projects related information relating to the description information specified by the second specifying unit.
前記第２特定手段は、その指定範囲検出手段によって検出された指定範囲に基づき、前記記述情報認識手段に認識させる記述情報を特定することを特徴とする請求項６の記載の画像入出力装置。 A designated range detecting means for detecting a designated range designated on the subject;
7. The image input / output apparatus according to claim 6, wherein the second specifying unit specifies the description information to be recognized by the description information recognition unit based on the specified range detected by the specified range detecting unit.
その３次元情報検出手段によって検出される３次元情報に基づき、前記投影手段によって投影される関連情報を、前記被写体の形状に従って変形させる様にする変形関連情報設定手段とを備えていることを特徴とする請求項１から９いずれかに記載の画像入出力装置。 Three-dimensional information detection means for detecting three-dimensional information related to the three-dimensional shape of the subject based on imaging data acquired by imaging the pattern light projected on the subject by the imaging means;
And a deformation related information setting unit configured to deform the related information projected by the projection unit according to the shape of the subject based on the three-dimensional information detected by the three-dimensional information detection unit. The image input / output device according to claim 1.
前記記述情報認識手段は、その平面撮像データ生成手段によって生成される撮像データから前記記述情報を認識することを特徴とする請求項１０に記載の画像入出力装置。 Based on the three-dimensional information detected by the three-dimensional information detection means, there is provided planar imaging data generation means for generating planar imaging data in which a three-dimensional shape formed by the surface of the subject in imaging data relating to the subject is developed on a plane. ,
11. The image input / output apparatus according to claim 10, wherein the description information recognition unit recognizes the description information from imaging data generated by the planar imaging data generation unit.
前記複数の半導体発光素子は、その複数の半導体発光素子を支持する基板上に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の画像入出力装置。 The projecting means includes a plurality of semiconductor light emitting elements that emit light, a spatial modulation element that performs spatial modulation on the light emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements and outputs image signal light, and the space A projection optical system that projects the image signal light output from the modulation element toward the projection surface;
13. The image input / output device according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor light emitting elements are arranged in a staggered pattern on a substrate that supports the plurality of semiconductor light emitting elements.
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