JP2017182038A - 投影システム及び投影画面の修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は投影システム及び投影画面の修正方法を提供し、投影システムは投影目標及び投影装置を含む。
【解決手段】
投影目標は参照図形を含み、かつ画像光束を受けて、画像光束に合わせて投影画面を表示する。投影装置は画像光束を投影目標に投影する。画像撮影装置は投影画面を有する撮影画像を撮影し、かつ撮影画像を投影装置に出力する。投影装置は撮影画像における投影画面に基づき、画像光束の投影パラメータを調整する。調整後の投影パラメータに基づき、画像光束は参照図形に対応する修正後の投影画面を表示する。上記の投影画面の修正方法と上述の投影システムを合わせることにより、投影システムの投影画面を投影目標における対応する正確な位置に合わせて、投影画面の自動修正を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は投影システムに関し、特に投影システム及び投影画面の修正方法に関する。

現時点では、光軸修正は投影システムの組み立てにおける相当重要な一環であり、特に嵌め込み式の投影装置の場合、実際の使用時に投影装置の投影画面を投影面の正確な位置に表示できるよう、組み立て時に必ず投影装置と投影面の相対位置を調整しなければならない。しかし、光軸修正のプロセスは時間と労力を必要とし、必ず専門の担当者によって調整道具を用いて投影システムを一台ずつ調整しなければならない。また、投影システムはその出荷後に別途組み立てる必要がある場合、出荷後に投影システムの微調整を行う必要がある。投影システムがモジュールの形で顧客に入荷された場合、顧客側で投影システムを組み立てる時に再度投影システムの微調整を行わなければならない。そのほか、投影システムは長時間使用された場合でも、又は機械メンテナンスによる再組み立ての場合でも、修正を行う必要があるが、毎回の修正をこのような時間と労力を要する方法で行うしかないため、投影システムのメンテナンスが不便である。従って、如何にしてより簡単な方法で投影システムの修正を行い、投影機が投射する投影画面が投影面上の正確な位置に現れるようにするかは、実に当業者の関心を引く重要事項の一つである。

「背景技術」部分は本発明の内容に関する理解を助けることのみが目的であり、従って、「背景技術」部分で開示された内容には当業者に知られている公知技術以外のことが含まれている可能性もある。「背景技術」部分で開示された内容は、当該内容又は本発明の一つ若しくは複数の実施例が解決しようとする問題が、本発明の出願前に当業者が既に承知又は認識していたことを意味しない。

本発明は、投影画面の自動修正を実現できる投影システムを提供する。

本発明は、投影システムの投影画面の自動修正を実現できる投影画面の修正方法を提供する。

本発明のその他の目的及び利点について、本発明が開示する技術的特徴から一層理解を深めることができる。

上記一つ若しくは一部若しくは全部の目的とその他の目的を達成するために、本発明の一実施例が提供する投影システムは投影目標及び投影装置を含む。投影目標は参照図形を含み、かつ画像光束を受けて、画像光束に合わせて投影画面を表示する。投影装置は画像光束を投影目標に投影する。画像撮影装置は投影画面を撮影して、撮影画像を生成し、かつ撮影画像を投影装置に出力する。投影装置は撮影画像における投影画面に基づいて、画像光束の投影パラメータを調整する。調整後の投影パラメータに基づいて、画像光束は参照図形に対応する修正された投影画面を表示する。

上記一つ若しくは一部若しくは全部の目的とその他の目的を達成するために、本発明の一実施例は投影画面の修正方法を提供する。投影画面の修正方法は投影システムに適用され、かつ投影システムは投影目標及び投影装置を含む。投影画面の修正方法は、画像光束を投影目標に投影し、画像光束が投影目標に合わせて投影画面を表示し、投影目標が参照図形を含む。投影画面を撮影して、撮影画像を生成し、かつ撮影画像における投影画面に基づいて、画像光束の投影パラメータを調整し、また、調整後の投影パラメータに基づいて、画像光束が参照図形に対応する修正後の投影画面を表示する。

以上のように、本発明の実施例は少なくとも以下の利点又は効果の一つを有する。本発明の実施例において、投影システムの投影目標はさらに立体特徴を有し、画像光束を受けて、画像光束に合わせて投影画面を表示する。投影システムの画像撮影装置は投影画面を撮影して、撮影画像を生成し、かつ撮影画像を投影装置に出力する。投影装置は撮影画像における投影画面に基づいて、画像光束の投影パラメータを調整する。調整後の投影パラメータに基づいて、画像光束が立体特徴に対応する修正後の投影画面を表示する。また、本発明の実施例の投影画面の修正方法は上記投影システムに適用される。上記の投影画面の修正方法を上記投影システムに適用することにより、投影システムの投影画面が投影目標上の対応する正確な位置に落とされ、投影画面の自動修正を実現できる。従って、投影システムは良好な修正便利性を有する。

本発明の上記特徴と利点をより明確に示すべく、以下は実施例を挙げて、かつ図面を参照しながら詳しく説明する。

本発明の一実施例の投影システムの立体概略図である。 図１の実施例の投影システムにおける所定の投影画面である。 図１の実施例の投影システムの投影目標である。 図１の実施例の画像撮影装置が撮影した、投影画面を有する撮影画像である。 図１の実施例において投影パラメータが調整された画像光束が対応する所定の投影画面である。 図１の実施例において修正後の投影画面を立体特徴に合わせた概略図である。 本発明の一実施例の投影画面の修正方法である。 本発明の別の実施例の投影システムの立体概略図である。 図４の実施例の投影システムにおける所定の投影画面である。 図４の実施例の投影システムの投影目標である。 図４の実施例の画像撮影装置が撮影した、投影画面を有する撮影画像である。 図４の実施例において投影パラメータが調整された画像光束が対応する所定の投影画面である。 図４の実施例における修正後の投影画面の概略図である。 本発明の別の実施例の投影画面の修正方法である。

本発明の前記及びその他の技術内容、特徴及び効果は、図面に基づいた以下の好ましい実施例の詳細説明において、より一層明確に示されている。以下の実施例で言及される方向用語、例えば、上、下、左、右、前又は後などは、図面を参照する方向のみである。従って、これらの方向用語は説明のために用いられ、本発明を制限するものではない。

図１は本発明の一実施例の投影システムの立体概略図である。本実施例において、投影システム１００は投影目標１１０及び投影装置１２０を含む。投影装置１２０は画像光束ＩＬを投影目標１１０上に投影し、投影目標１１０は画像光束ＩＬを受けて、画像光束ＩＬに合わせて投影画面ＰＩを表示することができる。具体的に言うと、投影目標１１０は立体特徴１１２及び参照図形ＲＩを含み、投影装置１２０は画像光束ＩＬを投影目標１１０の立体特徴１１２上に対応させて投影することができる。投影装置１２０は例えばプロジェクターであり、投影目標１１０は立体物又は立体特徴１１２を含む平面若しくは曲面の投影スクリーンから選ばれる。

図２Ａは図１の実施例の投影システムにおける所定の投影画面であり、図２Ｂは図１の実施例の投影システムの投影目標である。図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、投影装置１２０は投影素子１２４を含み、投影素子１２４は画像光束ＩＬを投影目標１１０に投影して、所定の投影画面ＰＰＩを投影目標１１０上に投影することができる。投影素子１２４は例えば投影レンズであり、投影目標１１０は例えば立体特徴１１２及び参照図形ＲＩを含む平面投影スクリーンであり、参照図形ＲＩについて後の段落で詳しく説明する。本実施例において、所定の投影画面ＰＰＩ（投影画面ＰＩ）は例えば人物の画像であり、投影目標１１０上の立体特徴１１２は例えば所定の投影画面ＰＰＩ（投影画面ＰＩ）中の上記人物の画像における人物の全部又は一部輪郭に対応する立体レリーフであり、例を挙げると、立体特徴１１２は例えば上述人物の顔において口の輪郭が欠けている一部輪郭の立体レリーフであり、所定の投影画面ＰＰＩを投影することにより、口の部分に画像変化の効果を加えて、例えば泣き顔又は笑顔を形成する。実施例において、ユーザが投影装置１２０を操作し、投影素子１２４によって画像光束ＩＬを投影目標１１０に投影する時に、適切な調整を経て、投影画面ＰＩにおける当該人物の画像を投影目標１１０における人物の輪郭の立体レリーフと合わせて、線を合致させることができる。その他の実施例において、投影目標１１０は例えば立体彫刻といった立体物、又は曲面の投影スクリーンであってもよい。また、実際のニーズに基づき、投影画面ＰＩを撮影的に組み合わせて、投影目標１１０に予め立体特徴１１２を設置してもよいが、本発明はこれに限定されない。

図２Ｃは図１の実施例の画像撮影装置が投影画面から撮影して生成された撮影画像である。図１及び図２Ｃを参照すると、本実施例において、投影装置１２０はさらに画像撮影装置１２２及び処理素子１２６を含み、かつ処理素子１２６は画像撮影装置１２２と投影素子１２４にそれぞれ電気的に接続されている。画像撮影装置１２２は例えば撮影レンズであり、投影装置１２０の表面に設置され、かつ、投影素子１２４が投射した投影画面ＰＩを投影目標１１０から撮影するために、投影素子１２４と共に投影装置１２０の同じ側の表面に位置している。具体的に言うと、画像撮影装置１２２は投影画面ＰＩを有する撮影画像ＣＩ（例えば、図２Ｃが示す撮影画像ＣＩ）を撮影し、かつ撮影画像ＣＩを投影装置１２０の処理素子１２６に出力する。また、投影装置１２０は撮影画像ＣＩ中の投影画面ＰＩに基づいて、画像光束ＩＬの投影パラメータを調整する。詳しく言うと、投影装置１２０の処理素子１２６は画像撮影装置１２２からの撮影画像ＣＩを受け取り、かつ画像分析方法を用いて撮影画像ＣＩ中の投影画面ＰＩを分析し、さらに分析結果に基づいて画像光束ＩＬの投影パラメータを調整する。本実施例において、処理素子１２６は例えば中央処理ユニット（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、デジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）、プログラマブルコントローラ、プログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ、ＰＬＤ）又はその他の種類の装置又はこれらの装置の組み合わせを含むが、本発明はこれに限定されない。処理素子１２６の内部回路構造及びその実施形態について、当該分野の一般知識から十分な教示、提案及び実施説明が得られるため、ここで省略する。また、その他の一部実施例において、画像撮影装置１２２は投影装置１２０の内部に設置されてもよい。また、投影装置１２０は画像撮影装置１２２を含まず、かつ画像撮影装置１２２が投影装置１２０の外に独立して設置されてもよい。例を挙げると、画像撮影装置１２２は有線又は無線の方式で投影装置１２０に外接されるが、本発明のこれに限定されない。

図２Ｂ及び図２Ｃを参照し、かつ図１と照り合わせる。本実施例において、投影目標１１０は参照図形ＲＩを含み、投影装置１２０の処理素子１２６は投影目標１１０の参照図形ＲＩに基づいて画像光束ＩＬの投影パラメータを調整する。具体的に言うと、参照図形ＲＩは、例えば互いに重複しない位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４を含み、かつ参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３、位置決め点ＰＰ４は投影目標１１０上の立体特徴１１２と異なるものである。また、画像撮影装置１２２が撮影した、投影画面ＰＩを有する撮影画像ＣＩにおいても投影目標１１０上の位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４が含まれる。なお、位置決め点の間の繋ぎ線は読者に関連範囲の区画を解りやすく示すためのものであり、実際に必要な線ではないが、これに限定されない。

図２Ａ及び図２Ｃを参照すると、本実施例において、投影装置１２０と投影目標１１０との間に、例えば組み立て要素によって誤差が発生しやすく、投影装置１２０の投影素子１２４の光軸が投影目標１１０に対し傾斜し、又は投影目標１１０が曲面若しくは立体物などであるため、投影装置１２０が画像光束ＩＬを投影目標１１０上に投影し、かつ投影目標１１０が画像光束ＩＬに合わせて投影画面ＰＩを表示した場合、投影目標１１０上に表示される投影画面ＰＩの形状又は大きさが所定の投影画面ＰＰＩの形状又は大きさと異なり、ユーザが期待した投影效果が得られない可能性がある。例を挙げると、投影素子１２４から投射された画像光束ＩＬの光軸が投影目標１１０の表面に対し垂直ではないため、投影画面ＰＩが台形又は不規則な四辺形になり、本来期待した投影画面ＰＰＩの矩形状と合致しない可能性がある。さらに別の例として、投影目標１１０は画像光束ＩＬの光軸に沿った回転角度を有するため、投影画面ＰＩの四辺がそれぞれ投影目標１１０の対応する辺と夾角が生じ、ユーザが期待した投影效果が得られない。

図１、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを参照すると、本実施例における所定の投影画面ＰＰＩは矩形であり、かつ投影目標１１０の立体特徴１１２に対応する図形を有し、矩形の所定の投影画面ＰＰＩが四つの角を有し、投影目標１１０における参照図形ＲＩは例えば四辺形であり、参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４がこの四辺形の四つの点である。投影装置１２０が組み立て要素によって誤差が生じ、又は投影装置１２０と投影目標１１０との間の距離が変化した場合、図２Ｃが示すように、投影画面ＰＩが投影目標１１０に投射された時、画像撮影装置１２２が撮影した撮影画像ＣＩ中の参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４が変形した四辺形の四つの点になり、即ち、撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４によって構成される四辺形は、投影目標１１０の参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４によって構成される四辺形と異なる。撮影画像ＣＩから分かるように、投影装置１２０の投影素子１２４が投射した投影画面ＰＩの四つの角は投影目標１１０における参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４に落とされておらず、即ち、投影画面ＰＩの少なくとも一つの角が参照図形ＲＩの対応する位置決め点に重なっていない。それに、撮影画像ＣＩの投影画面ＰＩにおいて、投影目標１１０の立体特徴１１２に対応する画像（人物の画像）も投影目標１１０における人物輪郭の立体レリーフ（立体特徴１１２）と合っていない。従って、ユーザに見えるのは混乱した画面である。例を挙げると、投影画面ＰＩ中の人物の両目が投影目標１１０の立体特徴１１２中の人物の両目の位置に投影されていないため、ユーザから見れば投影目標１１０の投影画面ＰＩ中の人物の両目と立体特徴１１２中の人物の的両目が異なる位置にあって、画面が混乱しているように感じられる。

図２Ｄは図１の実施例において投影パラメータが調整された画像光束が対応する所定の投影画面であり、かつ図２Ｅは図１の実施例において修正後の投影画面が立体特徴に合わされた概略図である。図１、図２Ｃ、図２Ｄ及び図２Ｅを同時に参照する。本実施例において、投影装置１２０の処理素子１２６は撮影画像ＣＩにおける投影画面ＰＩに基づいて、画像光束ＩＬの投影パラメータを調整し、かつ調整後の投影パラメータに基づいて、画像光束ＩＬは修正後の投影画面ＰＩ’を投影目標１１０上の立体特徴１１２に合わせて表示する。具体的に言うと、処理素子１２６に画像認識エンジンが設けられており、撮影画像ＣＩにおける画像光束ＩＬが投影目標１１０に投影される位置及び投影目標１１０の参照図形ＲＩの位置を分析し、撮影画像ＣＩにおける投影画面ＰＩの四つの角及び参照図形ＲＩの位置決め点の座標情報を取得し、例えば、位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４が撮影画像ＣＩにおける座標値を取得する。続いて、処理素子１２６は画像修正エンジンを利用して、画像光束ＩＬを投影目標１１０上に投影すると、修正後の画像光束ＩＬによって投影目標１１０上に現れる投影画面ＰＩ’の四つの角がそれぞれ参照図形ＲＩの四つの位置決め点の座標情報に対応し、かつ投影画面ＰＩ’における投影目標１１０の立体特徴１１２に対応する画像（人物の画像）が投影目標１１０の人物輪郭に対応する立体レリーフ（立体特徴１１２）の位置まで調整される。

処理素子１２６は画像修正エンジンを利用して、画像光束ＩＬが投影目標１１０上に投影される座標情報を調整し、調整された所定の投影画面ＰＰＩ’ を形成する（図２Ｄが示すように）。調整された所定の投影画面ＰＰＩ’は、投影装置１２０によって投影目標１１０に投射された時、画像撮影装置１２２が撮影した撮影画像ＣＩにおいて、投影画面ＰＩ’の四つの角がそれぞれ参照図形ＲＩの四つの位置決め点の座標情報に重なり、かつ立体特徴１１２の位置に合わせることができる（図２Ｅが示すように）。例を挙げると、処理素子１２６は画像修正エンジンを利用して、所定の投影画面ＰＰＩを調整し、調整された所定の投影画面ＰＰＩ’を形成することが可能であり、なお、所定の投影画面ＰＰＩ’の形状調整は、撮影画像ＣＩにおける投影目標１１０の位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４の座標情報を基に行われる。従って、修正された投影画面ＰＩ’を投影目標１１０に表示した時、修正後の投影画面ＰＩ’の四つの角が投影目標１１０上の参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４に対応して位置する。ここで、修正後の投影画面ＰＩ’中の人物の画像を投影目標１１０上の人物輪郭の立体レリーフ（立体特徴１１２）と合わせることができる。従って、投影システム１００において、修正後の投影画面ＰＩ’が投影目標１１０上の対応する正確な位置に落とされ、及び人物の画像が投影目標１１０の立体特徴１１２と正確に重なり合うため、ユーザには混乱した画面が見られない。具体的に言うと、投影システム１００は投影画面の自動修正を実現し、人工的な方法で修正する必要がない。そのため、投影システム１００は優れた修正便利性を有する。

本実施例において、画像修正エンジンは例えばハードウエア又はソフトウエアによって実現され、その具体的な実現方式について、当該分野の一般知識から十分な教示、提案及び実施説明が得られるため、ここで省略する。また、一部の実施例において、選択的に異なる数の位置決め点を用いて投影画面を修正してもよいが、本発明はこれに限定されない。また、本実施例において、立体特徴１１２は参照図形ＲＩ（即ち、上記位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４）を含まず、かつ参照図形ＲＩは立体特徴１１２の画像と異なる。しかし、一部の実施例において、立体特徴１１２は参照図形ＲＩを含み、かつ参照図形ＲＩが立体特徴１１２に属する一部分であってもよい。例を挙げると、投影画面を修正するための位置決め点として、立体特徴１１２中の人物の目鼻立ち又はその他の特徴を用いてもよいが、本発明はこれに限定されない。

その他、本実施例において、画像光束ＩＬの投影パラメータは画像光束ＩＬが投影目標１１０に投影された位置を含み、例えば、画像光束ＩＬが投影目標１１０に投影されて現れた投影画面ＰＩの四つの角の座標情報である。しかし、その他の実施例において、画像光束ＩＬの投影パラメータは投影装置１２０の焦点合わせ位置を含んでもよい。具体的に言うと、撮影画像ＣＩにおける立体特徴１１２の色、形状又は間隔を分析することにより、投影装置１２０の焦点合わせ位置を取得することができる。別の実施例において、撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４のうち任意一点の色、形状又は任意二点の間隔を分析することにより、投影装置１２０の焦点合わせ位置を得ることもできる。これらの実施例において、投影装置１２０の焦点合わせ位置を得て、投影装置１２０は画像光束ＩＬに修正後の投影画面を表示させ、かつ投影画面の鮮明度が上昇する。

図３は本発明の一実施例の投影画面の修正方法である。前記投影画面の修正方法は、少なくとも例えば図１の投影システム１００に応用される。前記投影画面の修正方法は以下のステップを含む。ステップＳ３００において、画像光束が投影目標に合わせて投影画面を表示するように、画像光束を投影目標に投影し、投影目標が立体特徴を含む。続いて、ステップＳ３１０において、投影画面を有する撮影画像を撮影し、かつ撮影画像における投影画面に基づいて画像光束の投影パラメータを調整し、なお、調整後の投影パラメータに基づいて、画像光束が立体特徴に合わせて修正後の投影画面を表示する。

例として、図１の投影システム１００は、ステップＳ３１０において、画像撮影装置１２２が投影目標１１０に向けて画像を撮影することができる。画像撮影装置１２２は一枚の画像を撮影する度に、画像撮影装置１２２が一つの撮影画像ＣＩを投影装置１２０の処理素子１２６に出力する。また、処理素子１２６は画像認識エンジンを利用して撮影画像ＣＩにおける投影画面ＰＩの位置、特定の色と特定の形状の位置決め点及び投影目標１１０参照図形ＲＩを探し出し、投影画面ＰＩの特定の位置決め点及び参照図形ＲＩのこれら位置決め点が撮影画像ＣＩにおける座標情報を得る。例えば、画像認識エンジンを利用して、撮影画像ＣＩにおける四辺形の投影画面ＰＩの四つの角及び参照図形ＲＩの四つの位置決め点の座標情報を探し出す。具体的に言うと、処理素子１２６は図２Ｃが示すように、投影画面ＰＩが撮影画像ＣＩにおける四つの角の座標値、及び位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４が撮影画像ＣＩにおける座標値を得ることができる。

続いて、処理素子１２６は撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４の座標値によって形成されるアレイ算出し、かつ処理素子１２６は上記アレイ及び所定の投影画面ＰＰＩの四つの角によって形成されるアレイに基づいて、変換アレイを算出する。この変換アレイによって、処理素子１２６は画像光束ＩＬが投影目標１１０上に投影されて形成する投影画面の位置を調整することができて、所定の投影画面ＰＰＩを調整された所定の投影画面ＰＰＩ’に変換する。調整された所定の投影画面ＰＰＩ’は、投影目標１１０における参照図形ＲＩの位置決め点及び立体特徴１１２の位置に対応し、投影目標１１０における参照図形ＲＩの位置決め点及び立体特徴１１２に合わせて、画像光束ＩＬに修正後の投影画面ＰＩ’を表示させることができる。

画像光束ＩＬを調整した後、画像撮影装置１２２はもう一枚の画像を撮影し、かつもう一つの撮影画像ＣＩを処理素子１２６に出力してもよい。また、処理素子１２６はこの撮影画像ＣＩに基づき、上記の方法で画像光束ＩＬが投影目標１１０に投影される位置を再調整することができる。上記ステップを絶えずに繰り返すことによって、投影画面が対応する誤差値が許容の誤差値範囲内になるまで、投影目標１１０における投影画面の位置を絶えずに修正することができる。具体的に言うと、この誤差値は、例えば、撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの一つの位置決め点に対応する投影画面の一つの角とこの位置決め点との偏移値である。また、実際の投影ニーズに基づいて、投影画面が対応する誤差値の定義を標準化し、及び許容の誤差値範囲を標準化してもよいが、本発明はこれに限定されない。

また、本実施例において、画像撮影装置１２２の撮影速度及び処理素子１２６の処理速度によって、上記自動修正速度を決めることができる。例を挙げると、画像撮影装置１２２が毎秒ｎ枚の速度で撮影画像を撮影し、かつ処理素子１２６が毎秒ｎ枚の速度で撮影画像中の投影画面が投影目標１１０における位置を修正する場合、投影システム１００は毎秒ｎ回の速度で自動修正することを実現できる。

本実施例において、投影画面の修正方法を投影システム１００の自動焦点合わせに応用することもできる。例を挙げると、図１の投影システム１００の場合、ステップＳ３１０において、画像撮影装置１２２が画像を撮影し、かつ撮影画像ＣＩを処理素子１２６に出力してもよい。また、処理素子１２６は画像認識エンジンを利用して、撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの位置、特定の色及び特定の形状の位置決め点を探し出し、参照図形ＲＩのこれら位置決め点によって構成される平面を得る。具体的に言うと、処理素子１２６は図２Ｃが示すような位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４によって構成される平面を得ることができる。詳しく言うと、画像撮影装置１２２は毎秒ｎ枚の速度で連続して撮影画像を撮影し、そして処理素子１２６に伝送し、処理素子１２６は画像認識エンジンを利用して毎秒ｎ枚の速度で撮影画像における参照図形ＲＩの位置、特定の色及び特定の形状の位置決め点を探し出し、この位置決め点によって形成される平面を得る。なお、ｎ値は正の整数であり、かつ非固定値である。

続いて、処理素子１２６はこの平面に基づいて、所定の投影画面ＰＰＩに対し処理を行って、この平面を投影方向と垂直な平面として映し出す。かつ、処理素子１２６はこの平面の位置決め点の間隔の変化に基づいて、投影距離の変化を推測する。投影距離の変化を推測することにより、投影装置１２０は投影素子１２４の焦点合わせ機能を用いて、画像光束ＩＬに修正後の投影画面を表示させ、かつ投影目標１１０上に表示された投影画面の鮮明度が上昇する。本実施例において、画像撮影装置１２２の撮影速度及び処理素子１２６の処理速度によって、上記自動焦点合わせ速度を決めることもできる。

また、本発明の実施例の投影画面の修正方法について、図１乃至図２Ｅの実施例の記載から十分な教示、提案及び実施説明が得られるため、ここで省略する。

本発明の別の実施例の投影システムの立体概略図は図４が示す通りである。本実施例において、投影システム１００’の設置は図１が示す投影システムの立体概略図と類似するため、ここで省略し、かつ図１の符号をそのまま利用し、相違点は投影目標１１０が壁、平面又は曲面の投影スクリーンであって、かつ投影目標１１０が参照図形ＲＩを含むことにある。参照図形ＲＩは予め設定された複数の位置決め点、又は投影目標１１０の四つの角であってもよいが、これに限定されない。

図５は図４実施例の投影システムにおける所定の投影画面である。図６は図１の実施例の投影システムの投影目標である。図４、図５及び図６を参照すると、投影装置１２０は投影素子１２４を含み、画像光束ＩＬを投影目標１１０に投影し、所定の投影画面ＰＰＩを投影目標１１０に投影する。投影目標１１０は例えば参照図形ＲＩを含む平面投影スクリーンであり、参照図形ＲＩは例えばは互いに重複しない位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４である。別の実施例において、これらの位置決め点は投影目標１１０の四つの角に設置されてもよい。本実施例において、図５が示すように、所定の投影画面ＰＰＩ（投影画面ＰＩ）は例えば人物の画像である。

図７は図４の実施例の画像撮影装置が投影画面を撮影して得られた撮影画像である。図４及び図７を参照すると、本実施例において、投影装置１２０は画像撮影装置１２２及び処理素子１２６を含む。画像撮影装置１２２は例えば撮影レンズであり、投影目標１１０に向けて、撮影投影素子１２４が投射する投影画面ＰＩを投影するためのものである。具体的に言うと、画像撮影装置１２２は投影画面ＰＩを有する撮影画像ＣＩ（図７示す撮影画像ＣＩ）を撮影、かつ撮影画像ＣＩを投影装置１２０の処理素子１２６に出力する。また、投影装置１２０は撮影画像ＣＩ中の投影画面ＰＩに基づいて、画像光束ＩＬの投影パラメータを調整する。詳しく言うと、投影装置１２０の処理素子１２６は画像撮影装置１２２からの撮影画像ＣＩを受けて、かつ画像分析方法に従って撮影画像ＣＩ中の投影画面ＰＩを分析し、分析結果に基づいて画像光束ＩＬの投影パラメータを調整する。

再度図５と図７を参照すると、本実施例における所定の投影画面ＰＰＩは矩形の人物の画像であり、矩形の所定の投影画面ＰＰＩは四つの角を有する。投影目標１１０における参照図形ＲＩは例えば四辺形であり、参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４がこの四辺形の四つの点を形成している。投影装置１２０が組み立て要素によって誤差が生じ、又は投影装置１２０と投影目標１１０との間の距離が変化した場合、図７が示すように、撮影画像ＣＩにおいて、投影装置１２０の投影素子１２４から投射された投影画面ＰＩの四つの角が投影目標１１０上の参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４に落とされておらず、即ち、投影画面ＰＩの少なくとも一つの角が参照図形ＲＩの対応する位置決め点に重なっていない。

図８は図４の実施例における調整された投影パラメータの画像光束が対応する所定の投影画面であり、かつ図９は図１の実施例における修正後の投影画面の概略図である。本実施例において、処理素子１２６は画像修正エンジンを利用して画像光束ＩＬが投影目標１１０上に投影された座標情報を調整し、調整された所定の投影画面ＰＰＩ’を形成する（図８が示すように）。調整された所定の投影画面ＰＰＩ’は、投影装置１２０によって投影目標１１０に投射された時、図９が示すように、画像撮影装置１２２が撮影した撮影画像ＣＩにおいて現れる投影画面ＰＩ’の四つの角がそれぞれ参照図形ＲＩの四つの位置決め点の座標情報に重なる。

具体的に言うと、投影装置１２０の処理素子１２６は撮影画像ＣＩにおける投影画面ＰＩに基づいて、画像光束ＩＬの投影パラメータを調整し、かつ調整後の投影パラメータに基づいて、画像光束ＩＬに修正後の投影画面ＰＩ’を表示させる。具体的に言うと、処理素子１２６に画像認識エンジンが設置され、この画像認識エンジンは撮影画像ＣＩにおける画像光束ＩＬが投影目標１１０に投影される位置及び投影目標１１０の参照図形ＲＩの位置を分析し、撮影画像ＣＩにおける投影画面ＰＩの四つの角及び参照図形ＲＩの位置決め点の座標情報、例えば、位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４が撮影画像ＣＩにおける座標値を取得する。続いて、処理素子１２６は画像修正エンジンを利用して画像光束ＩＬを投影目標１１０上に投影すると、修正後の画像光束ＩＬが投影目標１１０上に現れた投影画面ＰＩ’の四つの角がそれぞれ参照図形ＲＩの四つの位置決め点の座標情報に対応し、投影画面ＰＩ’の角が投影目標１１０の四つの位置決め点に対応する。よって、投影システム１００’は投影画面の自動修正を実現し、人工的な方法で修正する必要がない。従って、投影システム１００’は良好な修正便利性を有する。

図１０は本発明の別の実施例の投影画面の修正方法である。前記投影画面の修正方法は少なくとも例えば図４の投影システム１００’に応用される。前記投影画面の修正方法は以下のステップを含む。ステップＳ４００において、画像光束を投影目標に投影し、投影目標に合わせて、画像光束に投影画面を表示させ、投影目標は予め設定の参照図形、例えば複数の位置決め点を含む。続いて、ステップＳ４１０において、撮影投影画面を有する撮影画像を撮影して、かつ撮影画像中の投影画面に基づいて画像光束の投影パラメータを調整し、調整後の投影パラメータに基づいて、参照図形に対応する修正後の投影画面を画像光束が表示する。

例を挙げると、図４の投影システム１００’の例では、ステップＳ４１０において、画像撮影装置１２２は一枚画像を撮影する度に、画像撮影装置１２２は一つの撮影画像ＣＩを投影装置１２０の処理素子１２６に出力する。また、処理素子１２６は画像認識エンジンを利用して、撮影画像ＣＩにおける投影画面ＰＩの位置、特定の色と特定の形状の位置決め点及び投影目標１１０の参照図形ＲＩを探し出し、投影画面ＰＩの特定の位置決め点及び参照図形ＲＩのこれらの位置決め点が撮影画像ＣＩにおける座標情報得る。例えば、画像認識エンジンを利用して、撮影画像ＣＩにおける四辺形の投影画面ＰＩの四つの角及び参照図形ＲＩの四つの位置決め点の座標情報を得る。具体的に言うと、処理素子１２６は図２Ｃが示すように、投影画面ＰＩが撮影画像ＣＩにおける四つの角の座標値及び位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４が撮影画像ＣＩにおける座標値を得ることができる。

続いて、処理素子１２６は撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４の座標値によって形成されるアレイを算出し、かつ、処理素子１２６は上記アレイ及び所定の投影画面ＰＰＩの四つの角によって形成されるアレイに基づいて、変換アレイを算出する。この変換アレイにより、処理素子１２６は画像光束ＩＬが投影目標１１０上に投影されて形成する投影画面の位置を調整し、所定の投影画面ＰＰＩを調整された所定の投影画面ＰＰＩ’に変換することができる。調整された所定の投影画面ＰＰＩ’は投影目標１１０における参照図形ＲＩの位置決め点の位置に対応可能であり、投影目標１１０における参照図形ＲＩの位置決め点に合わせて、画像光束ＩＬに修正後の投影画面ＰＩ’を表示させる。

画像光束ＩＬを調整した後、画像撮影装置１２２はもう一枚の画像を撮影し、かつもう一つの撮影画像ＣＩを処理素子１２６に出力してもよい。また、処理素子１２６はこの撮影画像ＣＩに基づき、上記の方法によって、画像光束ＩＬが投影目標１１０に投影される位置を再度調整することができる。上記ステップを絶えずに繰り返すことにより、投影画面が対応する誤差値が許容の誤差値範囲内になるまで、投影画面が投影目標１１０における位置を絶えず修正することができる。具体的に言うと、この誤差値は例えば、撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの一つの位置決め点に対応する投影画面の一つの角とこの位置決め点との偏移値である。

その他、本実施例において、画像撮影装置１２２の撮影速度及び処理素子１２６の処理速度によって、上記自動修正速度を決めることができる。例を挙げると、画像撮影装置１２２が毎秒ｎ枚の速度で撮影画像を撮影し、かつ処理素子１２６が毎秒ｎ枚の速度で撮影画像中の投影画面が投影目標１１０における位置を修正した場合、投影システム１００は毎秒ｎ回の速度で自動修正を行うことを実現できる。

本実施例において、投影画面の修正方法を投影システム１００の自動焦点合わせに応用することも可能である。例を挙げると、図４の投影システム１００’の例では、ステップＳ４１０において、画像撮影装置１２２が画像を撮影し、かつ撮影画像ＣＩを処理素子１２６に出力してもよい。また、処理素子１２６は画像認識エンジンを利用して、撮影画像ＣＩにおける参照図形ＲＩの位置、特定の色と特定の形状の位置決め点を探し出し、参照図形ＲＩのこれらの位置決め点によって構成される平面を得る。処理素子１２６は、図７が示すような位置決め点ＰＰ１、位置決め点ＰＰ２、位置決め点ＰＰ３及び位置決め点ＰＰ４によって構成される平面を得ることができる。詳しく言うと、画像撮影装置１２２は毎秒ｎ枚の速度で連続して撮影画像を撮影し、そして処理素子１２６に伝送し、処理素子１２６は画像認識エンジンを利用して毎秒ｎ枚の速度で撮影画像における参照図形ＲＩの位置、特定の色と特定の形状の位置決め点を探し、この位置決め点によって形成される平面を得る。なお、ｎ値は正の整数であり、かつ非固定値である。

続いて、処理素子１２６はこの平面に基づいて、所定の投影画面ＰＰＩに対し処理を行い、この平面を投影方向に垂直な平面として映し出す。さらに、処理素子１２６はこの平面の位置決め点の間隔の変化に基づき、投影距離の変化を推測する。推測した投影距離の変化に基づき、投影装置１２０は投影素子１２４の焦点合わせ機能を利用して、画像光束ＩＬに修正後の投影画面を表示させ、かつ投影目標１１０上に表示される投影画面の鮮明度が上昇することができる。本実施例において、画像撮影装置１２２の撮影速度及び処理素子１２６の処理速度に基づいて、上記自動焦点合わせ速度を決めることもできる。

以上のように、本発明の実施例は少なくとも以下の一つの利点又は効果を有する。本発明の一実施例において、投影システムの投影目標は立体特徴を含み、かつ画像光束を受けて、画像光束に合わせて投影画面を表示する。投影システムの画像撮影装置は投影画面を有する撮影画像を撮影して、かつ撮影画像を投影装置に出力する。投影装置は撮影画像における投影画面に基づいて画像光束の投影パラメータを調整する。調整後の投影パラメータに基づいて、参照図形に対応する修正後の投影画面を画像光束に表示させ、又は立体特徴に合わせて修正後の投影画面を画像光束に表示させる。また、本発明の実施例の投影画面の修正方法は上記投影システムに適用される。上記の投影画面の修正方法と上記の投影システムを合わせることにより、投影システムの投影画面を投影目標の対応する正確位置に合わせ、投影画面の自動修正を実現できる。従って、投影システムは良好な修正便利性を有する。

以上は本発明の好ましい実施例のみであり、本発明の実施範囲はこれらに限定されることなく、本発明の請求の範囲及び発明内容を基に行った簡単かつ等価な変化及び修正も本発明の範囲に属する。また、本発明の任意の一実施例又は請求項は必ずしも本発明が開示した全ての目的又は利点又は特徴を達する必要がない。また、要約書と発明の名称は特許検索を補助するためのものであり、本発明の請求範囲を制限するものではない。その他、本明細書又は請求項における「第一」、「第二」などの用語は素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）を命名する名称又は異なる実施例や範囲を区別することが目的であり、素子の数量の上限又は下限を制限するものではない。

１００、１００’ 投影システム
１１０ 投影目標
１１２ 立体特徴
１２０ 投影装置
１２２ 画像撮影装置
１２４ 投影素子
１２６ 処理素子
ＣＩ 撮影画像
ＩＬ 画像光束
ＰＰＩ、ＰＰＩ’ 所定の投影画面
ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、ＰＰ４ 位置決め点
ＰＩ、ＰＩ’ 投影画面
ＲＩ 参照図形
Ｓ３００、Ｓ３１０、Ｓ４００、Ｓ４１０ 投影画面の修正ステップ

Claims (21)

1. 投影システムであって、
   前記投影システムは投影目標及び投影装置を含み、
   前記投影目標は参照図形を含み、かつ画像光束を受けて、前記画像光束に合わせて投影画面を表示し、
   前記投影装置は前記画像光束を前記投影目標に投影し、
   画像撮影装置は前記投影画面を有する撮影画像を撮影して、かつ前記撮影画像を前記投影装置に出力し、
   前記投影装置は前記撮影画像における前記投影画面に基づき、前記画像光束の投影パラメータを調整し、
   調整後の投影パラメータに基づき、前記画像光束が前記参照図形に対応する修正後の前記投影画面を表示することを特徴とする、投影システム。
2. 前記投影装置は前記画像撮影装置を含み、前記画像撮影装置が前記投影装置の内部又は表面に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の投影システム。
3. 前記投影装置は前記画像撮影装置を含まず、前記画像撮影装置が前記投影装置の外に独立して設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の投影システム。
4. 前記投影装置は、前記投影目標の前記参照図形に基づき、前記画像光束の投影パラメータを調整することを特徴とする、請求項１に記載の投影システム。
5. 前記投影目標はさらに立体特徴を含み、前記参照図形は前記立体特徴を含まないことを特徴とする、請求項４に記載の投影システム。
6. 前記参照図形は前記立体特徴の画像と異なることを特徴とする、請求項５に記載の投影システム。
7. 前記投影装置は、
   前記画像光束を前記投影目標に投影する投影素子と、
   前記投影素子に電気的に接続され、画像分析方法によって前記撮影画像における前記投影画面を分析し、かつ分析結果に基づいて前記画像光束の投影パラメータを調整する処理素子とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の投影システム。
8. 前記処理素子は画像認識エンジンを利用して、前記画像光束が前記投影目標に投影される位置及び前記投影目標の前記参照図形を分析し、前記撮影画像における前記投影画面の前記位置及び前記参照図形の座標情報を取得することを特徴とする、請求項７に記載の投影システム。
9. 前記処理素子は画像修正エンジンを利用して、前記画像光束を前記投影目標に投影し、前記参照図形の前記座標情報に対応する位置まで前記投影画面を調整し、前記投影目標の前記参照図形に対応する修正後の前記投影画面を前記画像光束に表示させることを特徴とする、請求項８に記載の投影システム。
10. 前記処理素子は画像修正エンジンを利用して、前記画像光束を前記投影目標に投影し、前記参照図形の前記座標情報及び前記投影目標の立体特徴に対応する位置まで前記投影画面を調整し、前記参照図形及び前記立体特徴に対応する修正後の前記投影画面を前記画像光束に表示させることを特徴とする、請求項８に記載の投影システム。
11. 前記投影パラメータは、前記画像光束が前記投影目標に投影される位置及び前記投影装置の焦点合わせ位置のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の投影システム。
12. 前記撮影画像における前記参照図形の色、形状、位置決め点の間隔を分析することにより、前記投影装置の焦点合わせ位置を得ることを特徴とする、請求項９に記載の投影システム。
13. 前記撮影画像における前記立体特徴の色、形状、間隔を分析することにより、前記投影装置の焦点合わせ位置を得ることを特徴とする、請求項１０に記載の投影システム。
14. 投影システムに適用される投影画面の修正方法であって、
    前記投影システムは投影目標及び投影装置を含み、
    前記投影画面の修正方法は、
    参照図形を含む前記投影目標に画像光束を投影し、前記画像光束に前記投影目標に合わせて投影画面を表示させるステップと、
    前記投影画面を撮影し、撮影画像を得て、かつ前記撮影画像における前記投影画面に基づき、前記画像光束の投影パラメータを調整し、調整後の投影パラメータに基づき、前記参照図形に対応する修正後の前記投影画面を前記画像光束に表示させるステップを含むことを特徴とする、投影画面の修正方法。
15. 前記撮影画像における前記投影画面に基づいて前記画像光束の投影パラメータを調整するステップにおいて、前記投影目標の前記参照図形に基づいて前記画像光束の投影パラメータを調整することを特徴とする、請求項１４に記載の投影画面の修正方法。
16. 前記投影目標はさらに立体特徴を含み、前記参照図形は前記立体特徴を含まないことを特徴とする、請求項１４に記載の投影画面の修正方法。
17. 前記参照図形は前記立体特徴の画像と異なることを特徴とする、請求項１６に記載の投影画面の修正方法。
18. 前記撮影画像における前記投影画面に基づいて前記画像光束の投影パラメータを調整するステップは、
    画像認識エンジンを利用して、前記画像光束が前記投影目標に投影される位置及び前記投影目標の前記参照図形を分析し、前記撮影画像における前記投影画面の前記位置及び前記参照図形の座標情報を取得するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の投影画面の修正方法。
19. 前記撮影画像における前記投影画面に基づいて前記画像光束の投影パラメータを調整するステップは、
    画像修正エンジンを利用して、前記画像光束を前記投影目標に投影し、前記投影画面を前記参照図形の前記座標情報に対応する位置まで調整し、前記参照図形に対応する修正後の前記投影画面を前記画像光束に表示させるステップを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の投影画面の修正方法。
20. 前記投影パラメータは、前記画像光束が前記投影目標に投影される位置及び前記投影装置の焦点合わせ位置のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の投影画面の修正方法。
21. 前記撮影画像における前記参照図形の色、形状、位置決め点の間隔を分析することにより、前記投影装置の前記焦点合わせ位置を取得することができることを特徴とする、請求項２０に記載の投影画面の修正方法。

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