JP2008209469A - Projection system and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影システムおよびプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projection system and a projector.
揺動する投影装置の姿勢変化を検出し、被投影面における投影像の位置の変化を抑制する技術が知られている(特許文献1参照)。 A technique for detecting a change in the attitude of a swinging projection device and suppressing a change in the position of a projected image on a projection surface is known (see Patent Document 1).
従来の技術では、被投影面側の姿勢が変化する場合に対応できないという問題があった。 The conventional technique has a problem that it cannot cope with a change in the posture on the projection surface side.
(1)本発明による投影システムは、空間を移動する部材に取り付けられ、光学像を投影する投射装置と、光学像が投影される被投影面および投射装置の空間における相対位置を検出する検出手段と、検出手段で検出された相対位置に応じて投射装置を投影制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
(2)請求項1に記載の投影システムにおいて、検出手段は、被投影面または被投影面を有する被投影体が載置される面に配設され、所定の磁界を発する磁気ソースと、投射装置に配設され、互いに直交する3軸方向の磁気をそれぞれ検出する磁気センサとを含むことが好ましい。
(3)請求項1または2に記載の投影システムにおいて、制御手段は、検出手段で検出された相対位置に応じて、投射装置が投影する光学像の台形歪みを補正することが好ましい。
(4)請求項1〜3のいずれか一項に記載の投影システムにおいて、制御手段は、検出手段で検出された相対位置の変化に応じて、投射装置が投影する光学像に含む情報をスクロール制御またはブレ補正制御することが好ましい。
(5)請求項4に記載の投影システムにおいて、制御手段は、検出手段で検出された相対位置の変化量が被投影面と平行な同一方向に所定値以上の場合、投射装置が投影する光学像に含む情報をスクロール制御することが好ましい。
(6)請求項4に記載の投影システムにおいて、制御手段は、検出手段で検出された相対位置の変化量が被投影面と平行な同一方向に所定値未満の場合、投射装置が投影する光学像に含む情報をブレ補正制御することが好ましい。
(7)請求項4〜6のいずれか一項に記載の投影システムにおいて、制御手段は、検出手段で検出された相対位置の変化に応じて、投射装置が投影する光学像に含む情報量を制御することが好ましい。
(8)請求項7に記載の投影システムにおいて、制御手段は、検出手段で検出された相対位置の変化量が被投影面と垂直の場合、投射装置の投影範囲の大きさおよび光学像に含まれる情報の大きさを、相対位置の変化の前後でそれぞれ維持するように制御することが好ましい。
(9)請求項7に記載の投影システムにおいて、制御手段は、検出手段で検出された相対位置の変化量が被投影面と垂直の場合、相対位置の変化の前後で投射装置の投影範囲の大きさが変わっても、光学像に含まれる情報の大きさを維持するように制御することが好ましい。
(10)本発明によるプロジェクタは、光学像を投影する投射ユニットと、空間における位置を検出する3次元位置センサと、3次元位置センサによる検出情報を外部機器へ送信するとともに、検出情報に基づいて外部機器から送信される投影情報を受信する通信手段と、通信手段で受信した投影情報を含む光学像を投影するように投射ユニットを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
(1) A projection system according to the present invention is mounted on a member that moves in a space and projects an optical image, a projection surface on which the optical image is projected, and a detection unit that detects a relative position in the space of the projection device. And control means for controlling the projection of the projection apparatus in accordance with the relative position detected by the detection means.
(2) In the projection system according to claim 1, the detection means is disposed on a projection surface or a surface on which a projection object having a projection surface is placed, and a magnetic source that emits a predetermined magnetic field, and a projection It is preferable to include a magnetic sensor that is disposed in the apparatus and detects magnetism in three axial directions orthogonal to each other.
(3) In the projection system according to claim 1 or 2, it is preferable that the control unit corrects the trapezoidal distortion of the optical image projected by the projection device according to the relative position detected by the detection unit.
(4) In the projection system according to any one of claims 1 to 3, the control unit scrolls information included in the optical image projected by the projection device according to a change in the relative position detected by the detection unit. It is preferable to perform control or shake correction control.
(5) In the projection system according to claim 4, the control means is an optical system that the projection apparatus projects when the amount of change in the relative position detected by the detection means is equal to or greater than a predetermined value in the same direction parallel to the projection surface. It is preferable to scroll control information included in the image.
(6) In the projection system described in (4), the control means is an optical that the projection device projects when the amount of change in the relative position detected by the detection means is less than a predetermined value in the same direction parallel to the projection surface. It is preferable to perform blur correction control on information included in the image.
(7) In the projection system according to any one of claims 4 to 6, the control unit includes an information amount included in the optical image projected by the projection device according to a change in the relative position detected by the detection unit. It is preferable to control.
(8) In the projection system according to (7), the control means is included in the size and optical image of the projection range of the projection apparatus when the amount of change in the relative position detected by the detection means is perpendicular to the projection surface. It is preferable to control the size of the information to be maintained before and after the change of the relative position.
(9) In the projection system according to claim 7, when the change amount of the relative position detected by the detection unit is perpendicular to the projection surface, the control unit determines the projection range of the projection apparatus before and after the change of the relative position. Even if the size changes, it is preferable to control so that the size of the information included in the optical image is maintained.
(10) The projector according to the present invention transmits a projection unit that projects an optical image, a three-dimensional position sensor that detects a position in space, and detection information from the three-dimensional position sensor to an external device, and based on the detection information. A communication unit that receives projection information transmitted from an external device, and a control unit that controls the projection unit to project an optical image including the projection information received by the communication unit.
本発明によれば、被投影面の姿勢が変化する場合にも投影像の変化を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress changes in the projected image even when the posture of the projection surface changes.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第一の実施形態)
図1は、本発明の第一の実施形態によるプロジェクタ20を含めて構成した投影システムを例示する図である。投影システムは、プロジェクタ20、コンピュータ10および下敷き30を組み合わせて構成される。図1は、本システムの使用者が習字を行う場面であり、筆記具35を用いて下敷き30上の紙32に文字を書く。筆記具35に取り付けられているプロジェクタ20は、コンピュータ10から無線通信で送信される情報を紙32上に投影する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a projection system configured including a
下敷き30には所定の磁界を発生する磁気ソース31が配設されており、プロジェクタ20には磁気センサが内蔵されている。投影システムは、磁気センサによる磁気検出信号を用いて3次元空間における下敷き30(紙32)に対するプロジェクタ20の相対位置および姿勢を検出し、検出結果に基づいてプロジェクタ20を投影制御する。
The
下敷き30は、安定したテーブル上に載置されることが好ましいが、使用者の膝の上や、走行する列車内のテーブル、あるいは飛行中の航空機内のテーブル上に載置されてもよい。
The
コンピュータ10は、あらかじめインストールされた習字用投影制御プログラムを実行する。コンピュータ10は、プロジェクタ20から送信された磁気検出データを用いて所定の演算を行い、紙32上に習字の手本とすべき情報(本例では文字)を投影するように、無線通信モジュールのアンテナ12からプロジェクタ20へ無線通信で制御信号を送信する。プログラムには、手本の文字群を表す画像と、後述する関連情報のデータが含まれている。
The
図2は、プロジェクタ20の構成例を説明するブロック図である。図2においてプロジェクタ20は、投射ユニット200と、CPU101と、メモリ102と、操作部材103と、外部インターフェイス(I/F)回路104と、無線インターフェイス回路105と、磁気センサ106a〜106cとを備え、不図示の充電池によって駆動される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
CPU101は、制御プログラムに基づいて、プロジェクタ20内各部から入力される信号を用いて所定の演算を行うなどして、プロジェクタ20内各部に対する制御信号を送出することにより、プロジェクタ20の投影動作および通信動作をそれぞれ制御する。なお、制御プログラムはCPU101内の不図示の不揮発性メモリに格納される。
Based on the control program, the
メモリ102はCPU101の作業用メモリとして使用される。操作部材103はメインスイッチなどを含み、オン/オフ操作信号などをCPU101へ送出する。外部インターフェイス回路104は、クレードルなどの外部機器との間でコマンドおよびデータの送受信を行ったり、充電電流の供給を受けたりする。無線インターフェイス回路105は、コンピュータ10との間で無線通信によってコマンドおよびデータなどの制御信号を送受信する。
The
磁気センサ106a〜106cは3次元位置検出センサ群を構成し、各磁気センサが互いに直交する3軸方向に配設される。各磁気センサ106a〜106cは、それぞれが配設されている軸方向の磁気を検出し、検出信号をCPU101へ出力する。CPU101は無線インターフェイス回路105へ指示を送り、各方向の磁気検出信号をコンピュータ10へ送信させる。
The
CPU101は、無線インターフェイス回路105を介してコンピュータ10から受信したコマンド、データに応じて投射ユニット200へ制御信号を送信する。投射ユニット200は、投影光学系221、液晶パネル222、LED光源223、および投射制御回路224を含む。LED光源223は、供給電流に応じた明るさで液晶パネル222を照明する。液晶パネル222は、投射制御回路224からの駆動信号に応じて光像を生成する。投影光学系221は、液晶パネル222から射出される光像を拡大投影する。投射制御回路224は、CPU101からの指示により、LED光源223および液晶パネル222へ駆動信号を送出する。
The
本実施形態では、後述する反射型の液晶パネルを液晶パネル222として使用するが、反射型液晶パネルの代わりに透過型液晶パネルを使用しても構わない。なお、液晶パネル222の代わりにDMDを使用する構成としても構わない。 In the present embodiment, a reflective liquid crystal panel described later is used as the liquid crystal panel 222, but a transmissive liquid crystal panel may be used instead of the reflective liquid crystal panel. Note that a configuration using a DMD instead of the liquid crystal panel 222 may be used.
投射ユニット200の詳細について、投射ユニット200の光学系を例示する図3を参照して説明する。投射ユニット200の光学系は、長手方向を縦(上下)に配設される。この光学系には、LED223(LED基板230)と、集光光学系224と、偏光板225と、PBS(偏光ビームスプリッタ)ブロック226と、液晶パネル222と、投影光学系221とが含まれる。発光素子であるLED223は、LED基板230上に形成されているパターン上に実装される。
Details of the
PBSブロック226は、入射光軸に対して45度の角度をなす偏光分離部226aを2つの三角プリズムで挟んだ偏光ビームスプリッタである。PBSブロック226の面226bには、たとえば黒色処理などの無反射処理が施されている。
The PBS block 226 is a polarization beam splitter in which a
PBSブロック226の左側面(集光光学系224側の面)には偏光板225が配設され、PBSブロック226の上側面には反射型液晶素子(LCOS)によって構成される液晶パネル222が配設される。
A polarizing
上記構成において、不図示のハーネスおよびパターンを介してLED基板230上のLED223に駆動電流が供給される。LED223は、駆動電流に応じた明るさの白色光を集光光学系224へ向けて射出する。集光光学系224はLED光を略平行光にして偏光板225へ入射させる。偏光板225は入射光を直線偏光に変換(または抽出)し、変換(または抽出)後の偏光光をPBSブロック226へ向けて射出する。
In the above configuration, a drive current is supplied to the
PBSブロック226へ入射された偏光光束(たとえばS偏光)は、PBSブロック226の偏光分離部226で上方へ反射(折り曲げ)されて液晶パネル222を照明する。液晶パネル222は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成され、カラーの画像を生成するように駆動されている。液晶パネル222の液晶層を進行する光は、液晶パネル222へ入射されると当該液晶層を上向きに進行し、液晶パネル222の反射面で反射された後、液晶層を下向きに進行して液晶パネル222から射出され、PBSブロック226へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、PBSブロック226へ再度入射される光は、P偏光である変調光とS偏光である非変調光との混合光である。 The polarized light beam (for example, S-polarized light) incident on the PBS block 226 is reflected (folded) upward by the polarization separation unit 226 of the PBS block 226 to illuminate the liquid crystal panel 222. The liquid crystal panel 222 includes a plurality of pixels on which red, green, and blue filters are formed, and is driven to generate a color image. When the light traveling through the liquid crystal layer of the liquid crystal panel 222 enters the liquid crystal panel 222, the light travels upward in the liquid crystal layer, is reflected by the reflective surface of the liquid crystal panel 222, and then travels downward through the liquid crystal layer. The light is emitted from the panel 222 and is incident on the PBS block 226 again. Since the liquid crystal layer to which the voltage is applied functions as a phase plate, the light incident again on the PBS block 226 is a mixed light of modulated light that is P-polarized light and unmodulated light that is S-polarized light.
PBSブロック226は、再入射された光束のうちP偏光成分である変調光のみを透過し、下方の投影光学系221へ導く。投影光学系221は、PBSブロック226から射出された投影光をプロジェクタ20の下方へ射出する。
The PBS block 226 transmits only the modulated light that is the P-polarized component of the re-incident light beam and guides it to the lower projection optical system 221. The projection optical system 221 emits the projection light emitted from the PBS block 226 to the lower side of the
(台形補正)
プロジェクタ20から紙32の面への投影方向は、常に垂直とは限らない。そこでCPU101は、プロジェクタ20が斜め方向に投影する場合に生じる投影像の台形歪みを補正するための台形歪み補正処理も行う。CPU101は、投影制御回路224へ投影を指示する際、投影情報に台形歪み補正処理を施してから投影を指示する。台形歪み補正に必要なプロジェクタ20の姿勢は、磁気センサ106a〜106cで検出された3軸の磁気検出信号に基づいてCPU101が算出する。
(Keystone correction)
The projection direction from the
(投影情報の決定)
コンピュータ10は、プロジェクタ20から受信した3軸方向の磁気検出信号に基づいて、下敷き30(紙32)に対するプロジェクタ20の相対姿勢、および下敷き30(紙32)からプロジェクタ20までの距離を算出し、プロジェクタ20が投影する情報を決定する。本実施形態の場合、紙32上に書く文字群のうち、プロジェクタ20に投影されている範囲内に書くべき文字群を投影情報とする。コンピュータ10が決定した投影情報(該当する文字群の画像データ)は、無線通信でプロジェクタ20へ送信される。なお、プロジェクタ20の相対姿勢に基づく台形歪み補正処理をコンピュータ10で行った後、その投影情報をプロジェクタ20へ送信するようにしてもよい。
(Determination of projection information)
The
コンピュータ10から投影情報を受信したプロジェクタ20のCPU101は、受信した投影情報に上記台形歪み補正を行い、台形歪み補正後の文字群の光像を生成するように投射制御回路224へ駆動信号を出力する。図4は、投影像を例示する図である。図4において、下敷き30上の所定原点に右上隅を合わせて紙32が載置されている。プロジェクタ20は、実線で示した円内に投影を行う。文字群「あいうえおかきくけ」のうち、円形の投影範囲に対応する文字群「あいえお」が投影される。破線の円については後述する。
The
(スクロール制御)
コンピュータ10は、プロジェクタ20による投影範囲が移動する場合、移動先の投影範囲内に書くべき文字群(たとえば「いお」)を投影情報とする。投影範囲の移動は、プロジェクタ20から受信した3軸方向の磁気検出信号に基づいて検出する。コンピュータ10から投影情報を受信したプロジェクタ20のCPU101は、受信した投影情報に上記台形歪み補正を行い、台形歪み補正後の文字群の光像を生成するように投射制御回路224へ駆動信号を出力する。スクロール制御した投影像を図5に例示する。図5によれば、文字群「あいうえおかきくけ」のうち、円形の投影範囲に対応する文字群「いお」が投影される。
(Scroll control)
When the projection range by the
このように、プロジェクタ20による投影範囲の移動にともない、コンピュータ10が投影情報をスクロール制御する。なお、紙32上に書く全文字群を示す画像データをあらかじめプロジェクタ20へ送ってプロジェクタ20内のメモリ102に展開させておき、プロジェクタ20の位置(すなわち投影範囲)が移動した場合は、移動後のプロジェクタ20による投影範囲に対応する座標データをコンピュータ10からプロジェクタ20へ送信する構成にしてもよい。この場合のプロジェクタ20のCPU101は、コンピュータ10から受信した座標が示すデータをメモリ102から読み込み、このデータに台形歪み補正を施した上で投射制御回路224へ駆動信号を出力する。
As described above, as the projection range is moved by the
(ズーム制御)
コンピュータ10は、プロジェクタ20から下敷き30(紙32)までの距離が変動する場合、紙32上に投影される投影情報(文字群)の大きさが変わらないように投影倍率を制御する。具体的には、プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の距離が長くなれば、投影範囲に含まれる投影情報(文字群)が大きくならないようにするとともに、投影範囲を狭くする。反対に、プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の距離が短くなれば、投影範囲に含まれる投影情報(文字群)が小さくならないようにするとともに、投影範囲を広くする。これにより、プロジェクタ20から下敷き30(紙32)までの距離にかかわらず、図4や図5に例示した投影像と同様の大きさで(つまり、紙32上に同面積で)投影情報(文字群)が投影される。投影倍率の制御は、液晶パネル222に形成する像の大きさを変化させて行う、いわゆる電子ズーム方式である。なお、投影光学系121にズームレンズを含め、このズームレンズ光軸方向にシフトすることによって光学的にズーム調節を行う構成にしてもよい。
(Zoom control)
When the distance from the
(オン/オフ制御)
コンピュータ10はさらに、下敷き30(紙32)からプロジェクタ20までの距離、およびプロジェクタ20の向きに応じてプロジェクタ20の投影のオン/オフを指示する制御信号をプロジェクタ20へ送信する。たとえば、プロジェクタ20が紙32から20cm以上離れた場合や、プロジェクタ20の向き(投影方向)が下敷き30(紙32)と交差しない場合は投影をオフさせ、プロジェクタ20の向き(投影方向)が下敷き30(紙32)と交差し、かつプロジェクタ20が紙32から20cm未満に近づいたら投影をオンさせる。
(On / off control)
The
(投影像のフォーカス調節)
コンピュータ10は、算出した下敷き30(紙32)からプロジェクタ20までの距離を示す情報をプロジェクタ20へ送信する。プロジェクタ20のCPU101は、受信した距離情報に応じて投影光学系221を構成するフォーカスレンズ(不図示)を光軸方向にシフトさせることにより、投射ユニット200による投影像のオートフォーカス調節を行う。
(Focus adjustment of projected image)
The
マニュアルフォーカス調節も可能に構成されている。マニュアルフォーカス調節を行う場合のCPU101は、操作部材103からの操作信号に応じてフォーカス調節信号を投射制御回路224へ送る。投射制御回路224は、フォーカス調節信号に応じてフォーカスレンズ(不図示)を光軸方向にシフトさせることにより、投射ユニット200による投影像のマニュアルフォーカス調節を行う。
Manual focus adjustment is also possible. When performing manual focus adjustment, the
以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)空間内のプロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の相対位置に応じて、プロジェクタ20を投影制御したので、プロジェクタ20の姿勢が変わっても、下敷き30の姿勢が変わっても、あるいは双方の姿勢が変わった場合でも投影内容を適切に制御できる。たとえば、文字群について歪み補正やスクロール制御する場合には、使用者にとって文字群を見やすく投影することができる。
According to the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) Since projection control of the
(2)下敷き30に配設した磁気ソース31による磁界から上記相対位置を検出するので、非接触で正確に相対位置を検出できる。
(3)検出した相対位置に応じて投影像の台形歪みを補正するので、プロジェクタ20から紙32の面へ垂直に投影されない場合でも、手本の文字群の歪みを抑えることができる。
(2) Since the relative position is detected from the magnetic field generated by the
(3) Since the trapezoidal distortion of the projected image is corrected according to the detected relative position, the distortion of the character group of the model can be suppressed even when the
(4)検出した相対位置の変化に応じて投影像に含む情報をスクロール制御するので、たとえばプロジェクタ20が紙32の面に平行に移動する場合、手本の文字群を適切に投影することができる。
(5)たとえば、プロジェクタ20および紙32間の位置変化量が紙32の面に平行な同一方向に所定値以上の場合、手本の文字群をスクロールさせたので、移動前に投影していた文字群に隣接する文字群を、移動後の位置に投影させることができる。
(4) Since the information contained in the projection image is scrolled in accordance with the detected change in relative position, for example, when the
(5) For example, when the amount of change in position between the
(6)検出した相対位置の変化に応じて投影像に含む情報量を制御するので、たとえばプロジェクタ20が紙32の面に垂直に移動する場合、手本の文字群を適切に投影することができる。
(7)プロジェクタ20および紙32間の垂直方向の位置変化の前後で投影範囲の大きさ、投影される文字群の大きさを維持したので、移動前に投影していた文字群を、移動後も同じ大きさで投影させることができる。
(6) Since the amount of information included in the projection image is controlled according to the detected change in relative position, for example, when the
(7) Since the size of the projection range and the size of the projected character group are maintained before and after the vertical position change between the
(8)プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の相対位置(距離)に応じて投射ユニット200による投影像のオートフォーカス調節を行うようにしたので、フォーカス検出用に専用センサを設ける必要がない。
(8) Since the autofocus adjustment of the projected image by the
(9)空間内のプロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の相対位置に応じた情報を投影するようにしたので、使用者が望む位置に、使用者が望む情報を投影できる。
(10)たとえば習字の際に、文字群の手本を紙32上の所定位置に投影できるので、使用者は、手本の文字が投影された位置に、文字を練習書きすることができる。
(9) Since information according to the relative position between the
(10) For example, in the case of calligraphy, since the model of the character group can be projected onto a predetermined position on the
(11)プロジェクタ20の向き(投影方向)が下敷き30(紙32)と交差し、かつプロジェクタ20が紙32から20cm未満に位置する場合に自動的にプロジェクタ20の投影をオンし、円形の投影範囲に光学像を投影させる。投影方向に被投影面が存在しない場合や、プロジェクタ20から被投影面までの距離が所定値より遠い場合にはプロジェクタ20の投影をオフするので、無駄な投影を行うことがない。
(11) When the orientation (projection direction) of the
(12)文字群の手本のうち、円形の投影範囲に対応する文字を含む光学像を投影するので、プロジェクタ20が紙32の所定位置を投影する場合、投影されている範囲に書くべき文字の手本を投影させることができる。
(12) Since the optical image including the character corresponding to the circular projection range is projected among the character group examples, when the
(変形例1)
プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の距離に基づく投影のオン/オフ制御を、第一の実施形態と逆にしてもよい。たとえば、プロジェクタ20が紙32から20cm以上離れたら投影をオンさせ、20cm未満に近づいたら投影をオフさせる。なお、オン/オフを切り換える距離は適宜変更して構わない。
(Modification 1)
The projection on / off control based on the distance between the
(変形例2)
プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の距離に基づいて、投影をオフ/オン/オフ制御する構成にしてもよい。たとえば、プロジェクタ20が紙32から20cm以上離れたら投影をオフさせ、20cm未満に近づいたら投影をオンさせ、さらに5cm未満まで近づいたら投影をオフさせる。
(Modification 2)
The projector may be configured to be turned off / on / off based on the distance between the
(ズーム制御の変形例)
プロジェクタ20から下敷き30(紙32)までの距離が長くなった場合に、投影情報(文字群)を増やす構成にしてもよい。コンピュータ10は、プロジェクタ20から下敷き30(紙32)までの距離が変動する場合、投影範囲(面積)が変わっても投影情報(文字群)の大きさを変えないように投影倍率を制御する。具体的には、プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の距離が長くなれば、広がった投影範囲に含める投影情報(文字群の数)を増やし、プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の距離が短くなる場合には、投影範囲に含める投影情報(文字群の数)を減らす。
(Modification of zoom control)
When the distance from the
図6は、プロジェクタ20および下敷き30(紙32)間の距離が長くなった場合の投影像を例示する図である。図4および図5に例示した場合と投影情報(文字群)の大きさを変えないように投影倍率を制御することにより、広くなった投影範囲(実線の円内)に文字群「あいうえおかきくけ」の全てが投影されている。このように、プロジェクタ20および紙32間の垂直方向の位置変化の前後で投影範囲の大きさが変わっても投影される文字群の大きさを維持したので、投影する文字群を増やしたり(プロジェクタ20および紙32間を離す場合)、投影する文字群を減らしたり(プロジェクタ20および紙32間を縮める場合)しても、位置変化前に投影していた文字群と同じ大きさで文字群を投影させることができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a projected image when the distance between the
(変形例3)
筆記具35(すなわちプロジェクタ20)の揺動に起因する投影像のブレ補正を行う構成にしてもよい。CPU101は、磁気センサ106a〜106cで検出された3軸の磁気検出信号に基づいて、下敷き30(紙32)に対するプロジェクタ20の揺動を演算する。CPU101は、各方向の揺動に起因する投影像の揺れを抑えるように、液晶パネル222に生成する光像を平行移動させる。これにより、紙32に投影される投影情報(文字群)の揺れが抑制される。図4において破線の円は、揺動する投影範囲を示す。ブレ補正制御を行うことにより、投影範囲が動いても文字群「あいえお」は止まって見えるように投影される。
(Modification 3)
You may make it the structure which correct | amends the blurring of the projection image resulting from rocking | fluctuation of the writing instrument 35 (namely, projector 20). The
CPU101は、3軸方向の磁気検出信号に基づいて演算したプロジェクタ20の動きが、たとえば同一方向へ連続して10ミリ未満である場合、手ブレに起因する揺動と判定してブレ補正制御を行う。CPU101は、上記演算したプロジェクタ20の動きが同一方向に連続して10ミリ以上動いた場合、筆記具34(すなわちプロジェクタ20)の移動と判定し、ブレ補正制御を行わない。
When the movement of the
筆記具34(プロジェクタ20)が同一方向へ連続10ミリ以上移動する場合は、コンピュータ10が上述したスクロール制御を行う。つまり、コンピュータ10がプロジェクタ20の投影範囲を移動させるのは、プロジェクタ20から受信した3軸方向の磁気検出信号に基づいて演算した動きが、1方向へ連続して10ミリ以上である場合である。
When the writing instrument 34 (projector 20) continuously moves 10 mm or more in the same direction, the
変形例3によれば、プロジェクタ20および紙32間の位置変化量が紙32の面に平行な同一方向に所定値未満の場合、投影する手本の文字群をブレ補正させたので、位置変化前に投影していた文字群の像揺れ(いわゆる手ブレ)を抑えるように投影させることができる。
According to the third modification, when the amount of change in position between the
また、ブレ補正制御をCPU101が行い、スクロール制御をコンピュータ10で行うように分担させることにより、プロジェクタ20内のCPU101の負担を軽減でき、円滑にブレ補正制御を行うことができる。一方コンピュータ10は、ブレ補正制御演算をしなくてよいので円滑にスクロール制御を行うことができる。
In addition, the
(変形例4)
変形例3ではスクロール制御演算をコンピュータ10で行い、ブレ補正制御演算をプロジェクタ20のCPU101が行う例を説明したが、どちらの演算もコンピュータ10で行ったり、どちらの演算もCPU101で行う構成にしてもよい。
(Modification 4)
In the third modification, the example in which the scroll control calculation is performed by the
(変形例5)
第一の実施形態では習字の手本の文字群を投影情報とする例を説明したが、手本に関連する情報を投影情報に含めてもよい。コンピュータ10は、紙32上に書くべき文字群のうち、プロジェクタ20による投影範囲に対応する文字と、その文字を練習する際のアドバイスとなるメッセージを投影情報とする。コンピュータ10が決定した投影情報は、無線通信でプロジェクタ20へ送信する。
(Modification 5)
In the first embodiment, an example in which a character group of a calligraphy model is used as projection information has been described, but information related to the model may be included in the projection information. The
変形例5の場合の投影像を図7に例示する。図7によれば、文字群「あいうえおかきくけ」のうち、円形の投影範囲に対応する文字「あ」と、関連するメッセージが投影される。手本の文字とともにメッセージを投影することにより、文字の特徴や筆遣いのコツなどを使用者に伝えることができる。関連情報として、文字の書き順などを示す情報を投影させても構わない。 The projection image in the case of the modification 5 is illustrated in FIG. According to FIG. 7, a character “A” corresponding to a circular projection range and a related message are projected from the character group “AIUEOKIKAKE”. By projecting a message together with the characters of the model, it is possible to inform the user of the characteristics of the characters and tips for writing. As related information, information indicating the writing order of characters may be projected.
(第二の実施形態)
第二の実施形態では、本システムの使用者がはがきの宛名書きを行う場面を例に説明する。使用者は、筆記具35を用いてはがき32Aに宛名書きする。筆記具35に取り付けられているプロジェクタ20は、コンピュータ10から無線通信で送信される情報をはがき32A上に投影する。
(Second embodiment)
In the second embodiment, a case where the user of this system performs address writing on a postcard will be described as an example. The user writes the address on the
コンピュータ10は、あらかじめインストールされた宛名書き用投影制御プログラムを実行する。コンピュータ10は、プロジェクタ20から送信された磁気検出データを用いて演算を行い、はがき32Aに宛名書きすべき情報(本例ではコンピュータ10内の記録装置に保存されている住所録から読み出した住所、宛名等)を投影するように、無線通信モジュールのアンテナ12からプロジェクタ20へ無線通信で制御信号を送信する。
The
第二の実施形態による投影像を図8に例示する。図8によれば、はがき32A上の円形の投影範囲に対応する宛先、宛名を示す文字列が投影される。はがき面からプロジェクタ20までの距離に応じて投影をオフ/オン/オフ制御する構成にしておけば、プロジェクタ20がはがき32Aから20cm以上離れたら投影をオフ、プロジェクタ20がはがき32Aから20cm未満に近づいたら投影をオンさせて、使用者が記入すべき内容を投影像で確認できる。
FIG. 8 illustrates a projected image according to the second embodiment. According to FIG. 8, a character string indicating the destination and address corresponding to the circular projection range on the
使用者が記入を開始しようと筆記具35をはがき面にさらに近づけ、プロジェクタ20がはがき32Aから5cm未満まで近づいたら投影がオフするので、使用者にとって記入時に投影像を煩わしく感じることがない。
When the user attempts to start writing, the
なお、記入する際のアドバイスとなるメッセージを投影情報としてもよい。たとえば、使用者が宛先の記入を開始しようと筆記具35をはがき面に近づけた際(たとえば、はがき32Aから5cm)、筆記具35の位置が宛先記入位置に対応していないとコンピュータ10が判定した場合には、宛先を記入する際のアドバイスとなるメッセージを投影情報とする。
In addition, it is good also considering the message used as the advice at the time of filling as projection information. For example, when the
具体的には、コンピュータ10がプロジェクタ20から受信した3軸方向の磁気検出信号に基づいて、プロジェクタ20(筆記具35)の位置がはがき32Aの中央に寄りすぎていると判定した場合、図9に例示するメッセージを投影情報とする。コンピュータ10が決定した投影情報は、無線通信でプロジェクタ20へ送信する。図9によれば、宛先を記入すべき位置を知らせるメッセージや、正しい記入位置の向きを示す矢印情報が投影されるので、使用者は宛先を書くべき位置を投影像から知ることができる。
Specifically, when the
投影メッセージを読んだ使用者が筆記具35を右へ移動することによって、筆記具35の位置が宛先記入位置と適切な位置関係になったとコンピュータ10が判定した場合、宛先を示す文字列を投影情報とする。具体的には、コンピュータ10がプロジェクタ20から受信した3軸方向の磁気検出信号に基づいて、プロジェクタ20(筆記具35)の位置が宛先の記入位置に対応していると判定した場合、図9のメッセージに代えて、宛先文字列を投影情報とする(図10)。使用者は、図10に例示した投影像により、筆記具35の位置が宛先記入位置に対応する位置であること、ならびに宛先内容を知ることができる。
When the user who has read the projection message moves the writing
(変形例6)
筆記具30にプロジェクタ20を1つ取り付ける例を説明したが、複数取り付けるようにしてもよい。たとえば2つのプロジェクタ20を取り付ける場合、2つのプロジェクタ20で筆記具35を挟むように取り付ければ、一方のプロジェクタ20の投影像のうち筆記具35の影となる部分に、他方のプロジェクタ20で投影を行うことができる。
(Modification 6)
Although an example in which one
(変形例7)
以上の説明では、習字用の練習紙32やはがき32Aを被投影体とする例を説明したが、被投影体は、画用紙、キャンバス、所定の記入用紙(たとえば履歴書用紙、申請用紙等)でもよい。これらの被投影体は、下敷き30上の所定原点に所定の隅を合わせて載置される。対象とする被投影体に書くべき情報とその位置(座標)情報とが関連づけられたコンピュータプログラムをあらかじめコンピュータ10に実行させる。コンピュータ10は、プロジェクタ20から送信された磁気検出データを用いて、被投影体に対するプロジェクタ20の3次元位置演算を行い、被投影体に投影すべき情報を無線通信モジュールのアンテナ12からプロジェクタ20へ無線通信で送信する。投影情報は文字の他に、模様、図形、絵などでもよい。プロジェクタ20を取り付ける筆記具35は、被投影体に適した色(被投影体と異なる色)で着色する筆、ペン、鉛筆などを用いることができる。
(Modification 7)
In the above description, an example in which the
(変形例8)
プロジェクタ20を筆記具35の代わりに工具に取り付けてもよい。工具は、半田ごて、彫刻刀、ドリル、ナイフ、ねじ回しなどでもよい。この場合の被投影体は工作物であり、下敷き30上の所定原点に工作物の所定位置を合わせて載置される。対象とする被投影体の加工に必要な情報と、その加工位置(座標)情報とが関連づけられたコンピュータプログラムをあらかじめコンピュータ10に実行させる。コンピュータ10は、プロジェクタ20から送信された磁気検出データを用いて、被投影体に対するプロジェクタ20の3次元位置演算を行い、被投影体に投影すべき情報を無線通信モジュールのアンテナ12からプロジェクタ20へ無線通信で送信する。この場合の投影情報は、加工位置を示す点、線、目盛などの他、寸法、こて温度、ねじサイズ、作業手順などを示す文字を含める。また、工作物に穴開け加工を行う場合に、当該工作物の内部に収容されている配線材や部品位置を示す情報を投影すれば、本システムの使用者は、内容物を傷つけないように穴開け加工を行うことができる。
(Modification 8)
The
(変形例9)
被投影体が磁気ソース31を有する下敷き30上に載置される例を説明したが、下敷きを用いない場合にも本発明を適用できる。たとえば、建造物の壁面に文字や絵などを描く場合は、当該壁面の所定位置にあらかじめ磁気ソースが配設される。プロジェクタ20はスプレーガンに取り付けられる。壁面を被投影体とし、壁面に書くべき文字や絵とその位置(座標)情報とが関連づけられたコンピュータプログラムをあらかじめコンピュータ10に実行させる。コンピュータ10は、プロジェクタ20から送信された磁気検出データを用いて、被投影体に対するプロジェクタ20の3次元位置演算を行い、被投影体に投影すべき情報を無線通信モジュールのアンテナ12からプロジェクタ20へ無線通信で送信する。
(Modification 9)
Although the example in which the projection target is placed on the
この場合の投影情報は、吹き付ける文字や絵などを含める。関連情報には作業手順などを示す文字列を含める。また、壁面に描くべき全体像を投影すれば、本システムの使用者は、壁面から離れなくても全体像を知ることができる。なお、全体像の投影と、吹き付ける文字などを投影する通常投影との切換えは、プロジェクタ20の操作部材103が操作された場合に、CPU101が無線インターフェイス回路105を介してコンピュータ10へ切換え指示信号を送信することによって行う。コンピュータ10は、切換指示信号に応じて通常投影情報と全体像投影情報とを切換え、切換後の投影情報を無線通信モジュールのアンテナ12からプロジェクタ20へ無線通信で送信する。
The projection information in this case includes characters and pictures to be sprayed. The related information includes a character string indicating a work procedure or the like. Moreover, if the whole image to be drawn on the wall surface is projected, the user of this system can know the whole image without leaving the wall surface. Note that the switching between the projection of the whole image and the normal projection for projecting characters to be sprayed is performed by the
上述した説明においてプロジェクタ20の投影範囲を円形で示したが、四角形状に投影するように構成しても構わない。
In the above description, the projection range of the
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。第一の実施形態、第二の実施形態および各変形例の構成は、それぞれを適宜組合わせて構成しても構わない。 The above description is merely an example, and is not limited to the configuration of the above embodiment. You may comprise the structure of 1st embodiment, 2nd embodiment, and each modification suitably combining each.
10…コンピュータ
20…プロジェクタ
30…下敷き
31…磁気ソース
32…練習紙
35…筆記具
101…CPU
105…無線インターフェイス回路
106a〜106c…磁気センサ
200…投射ユニット
DESCRIPTION OF
105 ...
Claims (10)
前記光学像が投影される被投影面および前記投射装置の前記空間における相対位置を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記相対位置に応じて前記投射装置を投影制御する制御手段とを備えることを特徴とする投影システム。 A projection device attached to a member moving in space and projecting an optical image;
Detecting means for detecting a projection surface on which the optical image is projected and a relative position of the projection apparatus in the space;
A projection system comprising: control means for controlling projection of the projection apparatus according to the relative position detected by the detection means.
前記検出手段は、前記被投影面または前記被投影面を有する被投影体が載置される面に配設され、所定の磁界を発する磁気ソースと、前記投射装置に配設され、互いに直交する3軸方向の磁気をそれぞれ検出する磁気センサとを含むことを特徴とする投影システム。 The projection system according to claim 1, wherein
The detection means is disposed on the projection surface or a surface on which a projection object having the projection surface is placed, and is disposed on the projection device and a magnetic source that emits a predetermined magnetic field, and is orthogonal to each other. And a magnetic sensor for detecting magnetism in three axial directions.
前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記相対位置に応じて、前記投射装置が投影する光学像の台形歪みを補正することを特徴とする投影システム。 The projection system according to claim 1 or 2,
The projection system according to claim 1, wherein the control unit corrects trapezoidal distortion of an optical image projected by the projection device according to the relative position detected by the detection unit.
前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記相対位置の変化に応じて、前記投射装置が投影する光学像に含む情報をスクロール制御またはブレ補正制御することを特徴とする投影システム。 In the projection system according to any one of claims 1 to 3,
The control unit performs scroll control or blur correction control on information included in an optical image projected by the projection device in accordance with a change in the relative position detected by the detection unit.
前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記相対位置の変化量が前記被投影面と平行な同一方向に所定値以上の場合、前記投射装置が投影する光学像に含む情報をスクロール制御することを特徴とする投影システム。 The projection system according to claim 4, wherein
The control means performs scroll control on information included in the optical image projected by the projection device when the change amount of the relative position detected by the detection means is equal to or greater than a predetermined value in the same direction parallel to the projection surface. A projection system characterized by that.
前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記相対位置の変化量が前記被投影面と平行な同一方向に所定値未満の場合、前記投射装置が投影する光学像に含む情報をブレ補正制御することを特徴とする投影システム。 The projection system according to claim 4, wherein
When the amount of change in the relative position detected by the detection unit is less than a predetermined value in the same direction parallel to the projection surface, the control unit performs shake correction control on information included in the optical image projected by the projection device A projection system characterized by:
前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記相対位置の変化に応じて、前記投射装置が投影する光学像に含む情報量を制御することを特徴とする投影システム。 The projection system according to any one of claims 4 to 6, wherein
The control system controls the amount of information included in the optical image projected by the projection device in accordance with a change in the relative position detected by the detection means.
前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記相対位置の変化量が前記被投影面と垂直の場合、前記投射装置の投影範囲の大きさおよび前記光学像に含まれる情報の大きさを、前記相対位置の変化の前後でそれぞれ維持するように制御することを特徴とする投影システム。 The projection system according to claim 7.
The control means, when the change amount of the relative position detected by the detection means is perpendicular to the projection surface, the size of the projection range of the projection device and the size of information included in the optical image, A projection system that controls to maintain the relative position before and after the change of the relative position.
前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記相対位置の変化量が前記被投影面と垂直の場合、前記相対位置の変化の前後で前記投射装置の投影範囲の大きさが変わっても、前記光学像に含まれる情報の大きさを維持するように制御することを特徴とする投影システム。 The projection system according to claim 7.
When the amount of change in the relative position detected by the detection unit is perpendicular to the projection surface, the control unit may change the size of the projection range of the projection apparatus before and after the change in the relative position. A projection system that controls to maintain the size of information included in the optical image.
空間における位置を検出する3次元位置センサと、
前記3次元位置センサによる検出情報を外部機器へ送信するとともに、前記検出情報に基づいて前記外部機器から送信される投影情報を受信する通信手段と、
前記通信手段で受信した前記投影情報を含む光学像を投影するように前記投射ユニットを制御する制御手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。 A projection unit that projects an optical image;
A three-dimensional position sensor for detecting a position in space;
Communication means for transmitting detection information from the three-dimensional position sensor to an external device, and receiving projection information transmitted from the external device based on the detection information;
And a control unit that controls the projection unit to project an optical image including the projection information received by the communication unit.
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