JP2011013310A - 画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 部分画像の表示位置にマーカを表示し、マーカ撮影部でマーカの位置を検出することにより全体画像に対する部分画像の位置を割り出し、表示位置に適合する部分画像を生成する。表示位置は、投影位置制御部が備えるレンズスライド機構により任意の位置に移動可能とし、また、同機構により、両投影部から投影された画像がズレなく重なり合うことを可能とする。
【選択図】 図1
Description
大画面のスクリーンに高精細の画像を表示しようとすると、大画面と高精細の両立は技術的にもコスト的にも困難が伴うため、従来は複数のプロジェクタを配置し、各プロジェクタで部分画像を投影し、スクリーン上で繋ぎ合わせるなどの手段を用いていた。
また、全体画像を投影するプロジェクタと部分の高精細画像を投影するプロジェクタを組み合わせ、着目する部分を高精細画像で表示するといった試みもある。
また、局所画像と全体画像の位置は厳密(例えば1画素単位)に一致しないと、重ねて表示する効果は得られないが、特許文献1の構成では前記投影角度の問題を含めて位置精度にかかわる何らの手段も有していない。
表示する画像の全体を投影する全体投影部と、
前記全体投影部が投影する全体画像が示す領域の一部に、前記全体投影部が投影する画像とはスクリーン上の解像度が異なる部分画像を投影し表示する局所投影部と、
前記部分画像を任意の位置に移動できるよう前記局所投影部を制御する投影位置制御部と、
前記局所画像の投影位置を特定するための目印として前記局所投影部からスクリーン上に投影される投影位置マーカを撮影する投影位置撮影部と、
前記投影位置撮影部が撮影した前記マーカの画像から同マーカの位置を特定し、特定された位置情報に基づいて前記部分画像を生成する部分画像処理部と、
を備えることを特徴とする。
画像投影装置1は、全体投影部11、局所投影部12、マーカ撮影部13、投影位置制御部14、マーカ位置判定部17、画像処理部18などで構成される。
全体投影部11および局所投影部12は、画像表示素子と、同画像表示素子に表示された画像をスクリーン上に投影するためのレンズを備え、全体投影部11は画像投影装置1が表示する領域の全体を占める全体画像5を投影し、局所投影部12は全体画像5の一部の領域に全体画像より小さな部分画像6を投影する。
局所投影部12には投影位置制御部14が付帯し、投影位置制御部14には後述のレンズスライド機構または表示素子スライド機構が搭載され、これら機構により、部分画像6の投影位置を移動させることができる。
マーカ位置判定部17は、CPU、メモリ、入出力インターフェースなどで構成され、前記メモリに格納されたプログラムに従い、マーカ撮影部13が撮影した画像から、前記マーカを検出し、全体画像5におけるマーカの位置を精密に割り出し、マーカの位置情報を生成する。
部分画像のデータ処理では、前記位置情報に基づき、マーカ位置に適した部分画像6を生成する。これにより、局所投影部12は全体画像5が示す情景に合致した部分画像6を投影することができる。
例えば、局所投影部12のスクリーン上での解像度が全体投影部11のスクリーン上での解像度より高いものであれば、部分画像6は全体画像5に比べ、より高精細な画像とすることができ、観察者の視線を誘導するような演出が可能となる。また、全体画像5で外観を示し、部分画像5で内部を示す、などの見せ方も可能となる。
さらに、全体画像5のうち、部分画像6と重なる部分を消す(マスクする)、あるいは境界をぼかすなどの処理は、画像処理部18の操作により自在に実行できる。
なお、投影される画像は、静止画であっても動画であってもよい。
本発明の画像投影装置1では、部分画像6のスクリーン上の位置を移動させる手段として、投影位置制御部14にレンズスライド機構を搭載する。
図2は、レンズスライド機構の構成図である。
レンズスライド機構40は、投影レンズ21を光軸に垂直な面に沿って平行移動させる機構であり、図2に示すように、水平方向に動く水平移動テーブル41と垂直方向に動く垂直移動テーブル45を持つ。水平移動テーブル41は、水平移動用レール42と水平移動用スクリュー43に支持され、同スクリューの回転にしたがい水平方向に移動する。同様に、垂直移動テーブル45は、垂直移動用レール47と垂直移動用スクリュー48に支持され、同スクリューの回転にしたがい垂直方向に移動する。これら垂直移動の機構の全体が水平移動テーブル41上に搭載されており、したがって、垂直移動テーブルに搭載された投影レンズ21は垂直方向および水平方向の移動が可能となる。
このように、レンズスライド機構40は、水平移動駆動部49およびスライド機構制御部32を含めて、投影位置制御部14を形成する。
レンズスライド機構は、画像表示素子23の位置が固定であれば、投影レンズ21の移動に応じて、投影される画像の結像位置が平行に移動する。すなわち図3に示すように、投影レンズ21が移動後のレンズ22の位置に移動すると、投影される画像は移動後の投影画像26の位置に移動する。加えて、投影レンズの歪曲等の収差を無視すれば、投影画像25と移動後の投影画像26の形状は同一となる。
図4は、表示素子スライド機構の作用を示す図である。
表示素子スライド機構は、画像表示素子23を光軸に垂直な面に沿って平行移動させる機構であり、同機構によっても上記のレンズスライド機構と同様に画像の投影位置を移動させることができる。すなわち図4に示すように、画像表示素子23が移動後の画像表示素子24の位置に移動すると、投影される画像は移動後の投影画像26の位置に移動する。投影画像25と移動後の投影画像26の形状が同一となることもレンズスライド機構の場合と同様である。
このように、画像表示素子23を動かすことによっても投影画像26のように投影画像25の位置を移動させることが可能となり、これを実現する表示素子スライド機構は(図は省略)、レンズスライド機構と同様の機構で実現できる。すなわち、図2において、投影レンズ21に替えて表示素子23を垂直移動テーブルに載置すればよい。
また、前記機構により、例えば局所投影部12が投影する投影エリアが矩形の場合、スクリーン上のどの位置にあっても同じ矩形を維持することとなり、したがって、局所投影部12が作る画像は全体画像5に対しひずみを生ずることなく重なる。
図5は、本発明の画像投影装置の動作フロー図である。また、図6は動作フローに対応する画像の遷移の様子を示した図である。
なお、ここでは、低解像度の全体画像が投影された状態で、同じ図柄の高解像度の部分画像を、操作者が指定する位置に重ねて投影するケースを例に説明を進める。
全体投影部11は全体画像5を投影し(S11)、操作者30がこれを観察する(S1 2)。
図6(A)は、全体画像5が投影された様子を表わす。
図6(B)は、全体画像上に投影位置マーカ7が表示された様子を表わす。
なお、図6(B)は、投影位置マーカ7を全体画像5に重ねて表示した状態を表わしており、説明の便宜上、同マーカ7は黒枠の形状で示されているが、投影型では「黒」を重ねて表示しても視認はできないので、実際には「白」または色を持った画像とする、あるいは明滅(ブリンク)させるような表示とすることが望ましい。
図6(C)は、全体画像5に対する投影位置マーカ7の位置を示したもので、全体画像5の左上端からの距離をxおよびyで表わしている。
図6(D)は、高解像度の部分画像6を切り出した様子を表わす。
(1)マーカ位置判定部17が投影位置マーカ7の形状を認識できること
(2)さらに、全体画像5に対する部分画像6の位置が認識できること
が不可欠となるが、
(1)については、投影位置マーカ7のサイズおよび形状が予め規定されているので、
マーカ撮影部13が撮影した画像から投影位置マーカ7を抽出することは、パターンマッチングなどの一般的に知られた手法により可能である。また、上記のように投影位置マーカ7を明滅させて表示すれば、同マーカ7の認識はさらに容易となる。
(2)については、本発明の投影装置1が博物館のような固定的な設置状態で使用されることを想定すると、設置の調整段階等で全体画像5の絶対位置をマーカ位置判定部17に予め認識させておくことは容易である。また、前記マーカ7を判別する際に、同時に全体画像の4隅に目印を一時的に表示し、マーカ位置判定部17に全体画像5の位置を認識させることも可能である。
これらは処理は、マーカ位置判定部17が備えるCPU、メモリなどが同メモリに格納されたプログラムにしたがって動作することで実行される。
また、全体画像とは異なった図柄の部分画像を投影するような場合は、全体画像5の重なる部分をフェードアウトしながら部分画像6をフェードインするような手法(ディゾルブ)も可能となる。
5 全体画像
6 部分画像
7 投影位置マーカ
11 全体投影部
12 局所投影部
13 マーカ撮影部
14 投影位置制御部
17 マーカ位置判定部
18 画像処理部
21 投影レンズ
23 画像表示素子
25 投影画像
30 操作者
31 操作部
32 スライド機構制御部
40 レンズスライド機構
41 水平移動テーブル
45 垂直移動テーブル
Claims (3)
- 画像表示素子に表示された画像を、投影レンズを介して拡大投影し、スクリーン上に表示する画像投影装置であって、
表示する画像の全体を投影する全体投影部と、
前記全体投影部が投影する全体画像が示す領域の一部に、前記全体投影部が投影する画像とはスクリーン上の解像度が異なる部分画像を投影し表示する局所投影部と、
前記部分画像を任意の位置に移動できるよう前記局所投影部を制御する投影位置制御部と、
前記部分画像の投影位置を特定するための目印として前記局所投影部からスクリーン上に投影される投影位置マーカを撮影するマーカ撮影部と、
前記撮影部が撮影した前記マーカの画像から、全体の画像における同マーカの位置を特定するマーカ位置判定部と、
前記判定部が特定した位置情報に基づき、前記マーカの位置に投影する部分画像を生成する画像処理部と、
を備える画像投影装置。 - 前記投影位置制御部は、前記局所投影部の投影レンズが光軸に対し垂直な面に沿って移動するレンズスライド機構よりなることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
- 前記投影位置制御部は、前記局所投影部の画像表示素子が光軸に対し垂直な面に沿って移動する表示素子スライド機構よりなることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
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- 2009-06-30 JP JP2009155397A patent/JP2011013310A/ja active Pending
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