JP2018101893A - 画像投映システムおよび光学式投映装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他の投映装置とは独立して準備される場合でも、不自然な光の像の重なりを解消する光学式投映装置を提供する。【解決手段】光学式投映装置２０は、光学式投映部２３と、撮像部２４と、制御部２１とを含む。光学式投映部２３は、投映面であるドームスクリーン上に星像を投映する。撮像部２４は、投映面上に投映された星像を撮影する。制御部２１は、撮像部２４により撮影された撮影結果に基づいて、星像に対して、他の投映装置が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断し、重なりがある場合、当該重なりを解消するように光学式投映部２３を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、画像投映システムおよび光学式投映装置に関する。

近年、複数の投映機を使用して画像（映像を含む）を投映する、画像投映システムが知られている。たとえば、プラネタリウムの投映システムは、主に恒星を投映する光学式投映機と、恒星以外の天体や風景、星座に関する情報等を投映するデジタル式投映機とを併用し、多彩な演出を可能にしている。

しかし、複数の投映機を使用するシステムでは、複数の投映機が、同一投映面上に同時に投映できるため、異なる投映機によって投映された画像同士が、投映面上で不自然に重なる場合がある。たとえば、プラネタリウムでは、デジタル式投映機が投映する風景画像の上に、光学式投映機が投映する星像が重なる場合があり、観客に不自然な印象を与えかねない。

このような問題に対処するために、たとえば特許文献１には、デジタル式投映機を制御するコンピューターが、光学式投映機にも接続され、光学式投映機が投映する星の位置と、デジタル式投映機が投映する映像の位置とを比較する技術が開示されている。コンピューターは、星および映像が重なっていると判断した場合、重なっている星を消すように光学式投映機を制御する。

特開２０１２−１９４５７９号公報

しかし、上記特許文献１に記載の発明では、重なりを判断するコンピューターが、光学式投映機およびデジタル式投映機の両方に接続されていることが前提となる。一方で、仮設や移動式のプラネタリウムでは、常設のプラネタリウムとは異なり、コンピューターを光学式投映機およびデジタル式投映機の両方に接続する複雑なシステムを構成できない場合もある。この場合、コンピューターは、星像および映像の重なりを判断できないため、星像および映像の重なりが解消されないという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の投映装置が互いに独立して準備される場合でも、不自然な光の像の重なりを解消できる画像投映システムおよび光学式投映装置を提供することを目的とする。

本発明の上記の目的は、下記の手段によって達成される。

（１）投映面上に第１の光の像を投映する第１の投映部と、前記投映面上に前記第１の光の像とは異なる第２の光の像を投映する第２の投映部と、前記投映面上に投映された前記第１の光の像および第２の光の像を撮影する撮像部と、前記撮像部により撮影された撮影結果に基づいて、前記第１の光の像および第２の光の像の重なりがあるか否かを判断し、当該重なりがある場合、当該重なりを解消するように、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映を制御する制御部と、を有する画像投映システム。

（２）投映に用いられる画像データを補正する画像補正部をさらに有し、前記制御部は、前記重なりがある場合、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映に用いられる前記画像データを前記画像補正部に補正させることによって、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映を制御する上記（１）に記載の画像投映システム。

（３）前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方は、投映する光量を調整する光量調整部を有し、前記制御部は、前記重なりがある場合、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方が投映している前記光量を前記光量調整部を用いて減少させることによって、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映を制御する上記（１）に記載の画像投映システム。

（４）前記制御部は、前記第１の投映部および前記撮像部に接続され、前記第１の投映部により投映されている前記第１の光の像の情報と、前記撮像部により撮影された撮影結果とに基づいて前記重なりがあるか否かを判断し、当該重なりがある場合、当該重なりを解消するように前記第１の投映部を制御する上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の画像投映システム。

（５）投映面であるドームスクリーン上に星像を投映する光学式投映部と、前記投映面上に投映された前記星像を撮影する撮像部と、前記撮像部により撮影された撮影結果に基づいて、前記星像に対して、他の投映装置が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断し、当該重なりがある場合、当該重なりを解消するように前記光学式投映部を制御する制御部と、を有する光学式投映装置。

（６）前記光学式投映部は、投映する光量を調整する光量調整部を有し、前記制御部は、前記重なりがある場合、前記光量を減少させるように、前記光学式投映部における前記光量調整部を制御する上記（５）に記載の光学式投映装置。

（７）前記星像の各々には、固有に識別するための固有番号が与えられ、前記制御部は、前記重なりがある場合、前記重なりを生じている前記固有番号の前記星像の光量を減少させるように、前記光量調整部を制御する上記（６）に記載の光学式投映装置。

（８）前記光学式投映部は、所定の等級未満の複数の星像を複数の領域毎にまとめて投映する一般投映部と、前記所定の等級以上の星像を個々に投映する高輝度投映部と、を有し、前記制御部は、前記一般投映部により投映されている星像に対して前記重なりがある場合、前記重なりを生じている前記固有番号の前記星像が属する領域内の全ての星像の光量を減少させるように、前記光量調整部を制御し、前記高輝度投映部により投映されている星像に対して前記重なりがある場合、前記重なりを生じている前記固有番号の前記星像単体の光量を減少させるように、前記光量調整部を制御する上記（７）に記載の光学式投映装置。

（９）前記制御部は、前記光学式投映部により投映されている前記星像の座標と、前記撮像部により撮影された前記座標を含む視野の撮影結果とに基づいて、前記重なりがあるか否かを判断する上記（５）〜（８）のいずれか一つに記載の光学式投映装置。

（１０）前記撮像部は、複数のカメラであり、前記制御部は、前記複数のカメラの各々により撮影された視野の座標範囲において、何らかの光の像が存在する座標を特定し、前記星像の座標と比較することによって、前記重なりがあるか否かを判断する上記（９）に記載の光学式投映装置。

光学式投映装置によれば、撮像部により撮影された撮影結果に基づいて、光学式投映部により投映されている星像に対して、他の投映装置が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断する。そして、光学式投映装置は、重なりがある場合、当該重なりを解消するように光学式投映部を制御する。光学式投映装置は、撮像部により撮影された撮影結果に基づいて判断するため、他の投映装置とは独立して準備される場合でも、不自然な光の像の重なりを解消できる。

第１実施形態に係るプラネタリウムシステムの概略構成を示す図である。 光学式投映装置の概略構成を示すブロック図である。 光学式投映装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。 光学式投映装置が投映している星像を示す図である。 判断用データに基づく光の像を示す図である。 光学式投映装置の処理の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る画像投映システムの概略構成を示す図である。 第２実施形態に係るデジタル式投映装置の概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るデジタル式投映装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るデジタル式投映装置の処理の手順を示すフローチャートである。

以下、添付した図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係るプラネタリウムシステムの構成について説明する。

図１は、第１実施形態に係るプラネタリウムシステムの概略構成を示す図である。

図１に示すように、プラネタリウムシステム１は、ドームスクリーン１０、光学式投映装置２０およびデジタル式投映装置３０を有する。

ドームスクリーン１０は、半球状に形成され、星像や画像等を光の像として投映可能なスクリーンである。

光学式投映装置２０は、投映面であるドームスクリーン１０上に、主に恒星等の星像を投映する光学式の投映機である。図１に示す例では、光学式投映装置２０は、星像２０１〜２０３を投映している。また、光学式投映装置２０は、ドームスクリーン１０の中央に一つ配置されているが、光学式投映装置２０の配置および個数は、図１に示す例に限定されない。たとえば、恒星を投映する光学式投映装置２０が、ドームスクリーン１０の中央に配置され、月や惑星等を投映する複数の光学式投映装置２０が、ドームスクリーン１０の周辺に配置されてもよい。さらに、図１に示すように、第１実施形態に係る光学式投映装置２０は、撮像部２４を有することを特徴とする。撮像部２４の詳細については、図２を参照して後述する。

デジタル式投映装置３０は、ドームスクリーン１０上に、天体や風景、星座に関する情報等の画像（映像を含む）を光の像として投映する、プロジェクター等のデジタル式の投映機である。図１に示す例では、デジタル式投映装置３０は、ドームスクリーン１０の右端に配置されたデジタル式投映装置３０から、星像２０１と重なる位置に、画像３０１を投映している。また、複数のデジタル式投映装置３０が、ドームスクリーン１０の周辺に配置されているが、デジタル式投映装置３０の配置および個数は、図１に示す例に限定されない。たとえば、デジタル式投映装置３０は、ドームスクリーン１０の中央に一つ配置され、魚眼レンズを介して、ドームスクリーン１０の全体を投映してもよい。

次に、光学式投映装置２０の各構成の詳細について説明する。なお、ドームスクリーン１０およびデジタル式投映装置３０の構成は、従来のドームスクリーンおよびデジタル式の投映機の構成と略同様であるため、説明を省略する。

図２は、光学式投映装置の概略構成を示すブロック図である。

図２に示すように、光学式投映装置２０は、制御部２１、記憶部２２、光学式投映部２３、撮像部２４およびデータ生成部２５を有する。これらの構成は、信号等をやり取りするためのバス２６を介して、相互に電気的に接続されている。

制御部２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、プログラムに従って、各構成の制御および各種の演算処理を行う。制御部２１の機能構成については、図３を参照して後述する。

記憶部２２は、予め各種プログラムや各種データを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種プログラムや各種データを格納するハードディスク等から構成される。

光学式投映部２３は、電球やＬＥＤ等を光源として、星像を投映する。光学式投映部２３が投映する星像の各々には、他の星像と固有に識別するための固有番号が与えられる。

また、光学式投映部２３は、投映する光量を調整する光量調整部２３１を有する。光量調整部２３１は、投映する光量を増減させたり、光源を点灯または消灯させたりして、光量を調整する。光量調整部２３１は、たとえば、投映する光の一部または全部を遮るシャッター等であってもよい。また、光量調整部２３１は、たとえば、光学式投映部２３が有する複数のＬＥＤの各々を点灯または消灯させる手段であってもよい。

撮像部２４は、ドームスクリーン１０上の投映を撮影する。撮像部２４は、光学式投映部２３によって投映される星像や、デジタル式投映装置３０によって投映される光の像を撮影する。撮像部２４は、たとえば、撮影対象の光を結像するレンズ等の光学系や、当該光学系によって結像された光を電気信号に変換する画像センサー（撮像素子）等を有するカメラであってもよい。撮像部２４は、ドームスクリーン１０上の投映を、連続した映像として撮影してもよいし、所定の時間毎に静止画として撮影してもよい。また、図１に示す例では、複数の撮像部２４がドームスクリーン１０の中央に配置されているが、ドームスクリーン１０の全体を撮影可能であれば、撮像部２４の配置および個数は、図１に示す例に限定されない。

データ生成部２５は、撮像部２４が変換した電気信号に基づいて、画像データ（映像データ）を生成する画像処理エンジンである。撮像部２４の撮影結果に基づいて、データ生成部２５が生成し、後述する重なり判断に用いられるデータを、以下では「判断用データ」と呼ぶ。撮像部２４が、複数のカメラとして構成される場合には、判断用データの各々が、各カメラが撮影した各視野の範囲に対応するデータになる。

なお、光学式投映装置２０は、上記の構成要素以外の構成要素を含んでもよく、あるいは、上記の構成要素のうちの一部を含まなくてもよい。

続いて、制御部２１の機能構成について説明する。

図３は、光学式投映装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。

制御部２１は、記憶部２２に記憶されたプログラムを読み込んで処理を実行することによって、データ取得部２１１、座標取得部２１２、判断部２１３および光量制御部２１４として機能する。

データ取得部２１１は、撮像部２４およびデータ生成部２５を制御し、データ生成部２５が生成する判断用データをリアルタイムで取得する。

座標取得部２１２は、光学式投映部２３の動作プログラム等に基づいて、光学式投映部２３がドームスクリーン１０上に投映している星像の座標を、極座標系の座標として取得する。座標取得部２１２は、光学式投映部２３の動作プログラムではなく、光学式投映部２３の回転軸の動作状態等に基づいて、星像の座標を取得してもよい。

また、座標取得部２１２は、データ生成部２５が生成する判断用データに基づいて、光学式投映装置２０による星像や、デジタル式投映装置３０による画像等、何らかの光の像が存在する範囲を特定して、当該範囲に対応する座標を取得する。座標取得部２１２は、判断用データにおいて、所定の閾値以上の明るさを示す範囲を、光の像が存在する範囲として特定してもよいし、任意の他の適切な方法を用いて、光の像が存在する範囲を特定してもよい。

さらに、座標取得部２１２は、判断用データに基づいて取得した座標を、極座標系の座標に変換する。座標取得部２１２は、光学式投映部２３の動作プログラム等に基づいて取得した星像の座標と、判断用データに基づいて取得した座標とを同じ次元で比較するために、座標を変換する必要がある。具体的には、座標取得部２１２は、光学式投映部２３に対する撮像部２４の位置や向き、撮像部２４の視野の範囲等に基づいて、判断用データにおける二次元の直交座標を、光学式投映部２３の位置に対する緯度および経度を示す極座標に変換する。

判断部２１３は、光学式投映部２３が投映している星像の座標と、判断用データにおいて光の像が存在する座標とを比較して、星像に対して、他の投映装置であるデジタル式投映装置３０が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断する。上述したように、光学式投映部２３が投映する星像の各々には、固有番号が与えられており、判断部２１３は、各固有番号の星像毎に、判断用データと比較する。判断部２１３は、判断用データにおいて、光学式投映部２３が投映している星像の位置に対応する座標だけでなく、当該座標の周辺にも光の像が存在する場合、星像に対する他の光の像の重なりがあると判断する。すなわち、判断部２１３は、判断用データにおいて、光学式投映部２３が投映している星像の位置に対応する座標が、他の光の像の存在を示す範囲に含まれる場合、星像に対する他の光の像の重なりがあると判断する。

光量制御部２１４は、光量調整部２３１の動作を制御する。

以下では、星像に対する他の光の像の重なりについて、図４および図５を参照してさらに説明する。

図４は、光学式投映装置が投映している星像を示す図である。図５は、判断用データに基づく光の像を示す図である。

図４に示すように、星像の各々には、固有番号２０１〜２０３が与えられているものとする。なお、便宜上、図４に示す星像と、図５に示す光の像とは、それぞれの図において黒く塗り潰されている。また、図５は、判断用データに基づいて取得した座標を、極座標系の座標に変換して示しているものとする。

まず、図５では、図４に示す固有番号２０１の星像の位置に対応する座標の周辺にも、光の像が存在していることがわかる。すなわち、固有番号２０１の星像の座標は、他の光の像の存在を示す範囲に含まれている。したがって、この場合、判断部２１３は、星像に対する他の光の像の重なりがあると判断する。

一方で、図５では、図４に示す固有番号２０２および２０３の星像の位置に対応する座標の周辺には、光の像が存在していないことがわかる。したがって、この場合、判断部２１３は、星像に対する他の光の像の重なりがないと判断する。

続いて、光学式投映装置２０の制御方法について説明する。

図６は、光学式投映装置の処理の手順を示すフローチャートである。

図６のフローチャートに示されるアルゴリズムは、記憶部２２にプログラムとして記憶されており、制御部２１によって実行される。光学式投映装置２０のプログラムは、光学式投映装置２０が、他の投映装置とは独立して準備される場合でも、不自然な光の像の重なりを解消するように、光学式投映装置２０を制御するものである。

図６に示すように、まず、プラネタリウムの上映が開始されるに伴い、制御部２１は、データ取得部２１１として、撮像部２４およびデータ生成部２５から、判断用データの取得を開始する（ステップＳ１０１）。制御部２１は、プラネタリウムの上映中ずっと、撮像部２４に撮影を継続させてもよい。しかし、星像に対する重なりは、光学式投映部２３が投映していない間には発生しないため、制御部２１は、光学式投映部２３が投映している間のみ、撮像部２４に撮影させてもよい。撮像部２４が、複数のカメラである場合には、制御部２１は、各カメラに基づく判断用データをそれぞれ取得する。

続いて、制御部２１は、座標取得部２１２として、ステップＳ１０１で取得した判断用データにおける走査を開始し、判断用データにおいて光の像が存在する座標を取得する（ステップＳ１０２）。上述したように、制御部２１は、判断用データにおいて、所定の閾値以上の明るさを示す座標を、光の像が存在する座標として取得してもよい。撮像部２４が、複数のカメラである場合には、制御部２１は、各カメラの撮影結果に基づく座標をそれぞれ取得する。

続いて、制御部２１は、座標取得部２１２として、ステップＳ１０２で取得した光の像が存在する座標を、極座標系の座標に変換する（ステップＳ１０３）。撮像部２４が、複数のカメラである場合には、制御部２１は、各カメラの撮影結果に基づく座標を、各カメラの視野に対応させた極座標系の座標に変換する。

続いて、制御部２１は、座標取得部２１２として、光学式投映部２３の動作プログラム等に基づいて、光学式投映部２３が投映している星像の座標を取得する（ステップＳ１０４）。

続いて、制御部２１は、判断部２１３として、ステップＳ１０３で極座標系に変換した光の像が存在する座標と、ステップＳ１０４で取得した星像の座標とを比較して、星像に対する他の光の像の重なりがあるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

重なりがない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御部２１は、処理を終了する。

重なりがある場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御部２１は、光量制御部２１４として、重なりを生じている固有番号の星像の光量を減少させるように、光量調整部２３１を制御する（ステップＳ１０６）。星像の光量の減少は、星像を見えにくくするように、星像の輝度を減少させることだけでなく、星像自体を消すように、星像の光量をゼロにする（星像を消光させる）ことも含む。制御部２１は、たとえば、ステップＳ１０５で重なりを生じている星像を一つ見つける度に、当該星像の座標を記憶部２２に記憶させ、全ての座標の重なりを確認した後で、重なりを生じている全ての星像の光量をまとめて減少させてもよい。そして、制御部２１は、処理を終了する。

図６に示す処理は、撮像部２４が撮影する連続した映像に対して、所定の時間毎に実行されてもよい。あるいは、図６に示す処理は、撮像部２４が所定の時間毎に静止画を撮影するタイミングに合わせて、実行されてもよい。また、制御部２１は、ステップＳ１０６で光量調整部２３１を制御した後、星像または他の光の像の投映が変化して重なりを生じなくなった場合には、減少させた星像の光量を元に戻すように、光量調整部２３１を制御してもよい。

以上のように、光学式投映装置２０によれば、撮像部２４により撮影された撮影結果に基づいて、光学式投映部２３により投映されている星像に対して、他の投映装置が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断する。そして、光学式投映装置２０は、重なりがある場合、当該重なりを解消するように光学式投映部２３を制御する。光学式投映装置２０は、撮像部２４により撮影された撮影結果に基づいて判断するため、他の投映装置とは独立して準備される場合でも、不自然な光の像の重なりを解消できる。

また、光学式投映装置２０は、重なりがある場合、光量を減少させる。したがって、光学式投映装置２０は、複雑な構成を有することなく、光学式投映装置２０が有するシャッターや光源等を制御することによって、重なりを解消できる。

また、光学式投映装置２０は、重なりがある場合、重なりを生じている固有番号の星像の光量のみを減少させる。光学式投映装置２０は、重なりを生じている固有番号以外の星像の光量については減少させないため、重なりを解消しつつ、美しい星像の投映も継続できる。

また、光学式投映装置２０は、投映している星像の座標と、撮像部２４により撮影された当該座標を含む視野の撮影結果とに基づいて、重なりがあるか否かを判断する。光学式投映装置２０は、座標に基づいて判断するため、重なりの有無を正確に判断できる。

また、光学式投映装置２０は、複数のカメラの各々により撮影された視野の範囲において、何らかの光の像が存在する座標を特定し、星像の座標と比較することによって、重なりがあるか否かを判断する。光学式投映装置２０は、複数のカメラにより、ドームスクリーン１０の全体を撮影できるため、星像に対する他の光の像の重なりが、ドームスクリーン１０上のいかなる位置で発生している場合にも、重なりを解消できる。

なお、第１実施形態では、光学式投映装置２０の構成や、処理の手順の一例を説明した。しかし、第１実施形態はこれに限定されない。以下のような、種々の変更や改良等が可能である。

第１実施形態では、光学式投映装置２０は、ステップＳ１０１で取得した判断用データに基づいて、ステップＳ１０２で光の像が存在する座標を取得すると説明した。しかし、光学式投映装置２０は、ステップＳ１０２の前に、判断用データに対して、ノイズ除去等の任意の前処理を追加で実行してもよい。これにより、光学式投映装置２０は、重なりを解消する精度を向上できる。

また、光学式投映装置２０は、ステップＳ１０２で取得した光の像が存在する座標を、ステップＳ１０３で極座標系の座標に変換すると説明した。しかし、第１実施形態はこれに限定されない。光学式投映装置２０は、ステップＳ１０３で座標を変換する代わりに、ステップＳ１０４で取得した星像の座標を、二次元の直交座標に変換してもよい。そして、光学式投映装置２０は、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０２で取得した光の像が存在する座標と、直交座標に変換した星像の座標とを比較してもよい。

また、光学式投映装置２０は、ステップＳ１０６において、重なりを生じている全ての星像の光量をまとめて減少させてもよいと説明した。しかし、第１実施形態はこれに限定されない。光学式投映装置２０は、ステップＳ１０５で重なりを生じている星像を一つ見つける度に、ステップＳ１０６の処理に進んで、光量を減少させてもよい。そして、全ての重なりを確認し終わるまで、ステップＳ１０５およびＳ１０６の処理を繰り返してもよい。これにより、光学式投映装置２０は、一つ一つの重なりをより早急に解消できる。

また、第１実施形態では、光学式投映装置２０が投映している星像と、他の装置が投映している光の像との重なりがある場合、当該重なりを解消するように、光学式投映装置２０が制御されると説明した。しかし、第１実施形態はこれに限定されない。プラネタリウムシステム１では、複数の光学式投映装置２０が配置されうるため、たとえば、恒星を投映する光学式投映装置２０が投映している星像と、月や惑星等を投映する光学式投映装置２０が投映している星像とが重なる場合もありうる。第１実施形態は、このような場合にも適用可能であり、複数の光学式投映装置２０が投映している星像同士の重なりがある場合、当該重なりを解消するように、少なくとも一つの光学式投映装置２０が制御されてもよい。また、複数の光学式投映装置２０の各々に対する優先度が予め設定されていてもよく、優先度がより高い光学式投映装置２０の投映が優先されるように、他の光学式投映装置２０が制御されてもよい。このように、光学式投映装置２０は、星像同士の重なりも解消できる。

また、光学式投映装置２０の光学式投映部２３は、異なる種類の複数の投映部（投映筒）を有してもよい。光学式投映部２３は、たとえば、所定の等級未満の星像を複数の所定の領域毎にまとめて投映する一般投映部と、所定の等級以上の星像を一つずつ個々に投映する高輝度投映部とを有してもよい。そして、光学式投映装置２０は、一般投映部が投映している星像に対して重なりがある場合、重なりを生じている固有番号の星像が属する領域内の全ての星像の光量を減少させてもよい。一方で、光学式投映装置２０は、高輝度投映部が投映している星像に対して重なりがある場合、重なりを生じている固有番号の星像単体の光量を減少させてもよい。光学式投映装置２０は、一般投映部および高輝度投映部の各々に適切な方法を用いて、光量を調整できる。

また、第１実施形態では、光学式投映装置２０を一つの装置として説明した。しかし、第１実施形態はこれに限定されない。たとえば、光学式投映装置２０について、重なり判断の処理などを実行する情報処理装置と、星像を投映する投映装置とが、別々に構成されてもよい。この場合、情報処理装置および投映装置は、バスを介して接続されうる。

以下、図面を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。

（第２実施形態）
第１実施形態では、光学式投映装置２０が投映している星像と、デジタル式投映装置３０が投映している光の像との重なりを解消することについて説明した。第２実施形態では、複数のデジタル式投映装置が投映している光の像同士の重なりを解消することについて説明する。

図７は、第２実施形態に係る画像投映システムの概略構成を示す図である。

図７に示すように、画像投映システム２は、スクリーン４０、デジタル式投映装置５０および６０を有する。第２実施形態は、上述したようなプラネタリウムシステム１にも適用可能である。しかし、以下では、より一般的な画像投映システム２に適用することについて説明する。

スクリーン４０は、画像を光の像として投映可能なスクリーンである。

デジタル式投映装置５０および６０は、投映面であるスクリーン４０上に、画像（映像を含む）を光の像として投映する、プロジェクター等のデジタル式の投映機である。図７に示すように、第２実施形態に係るデジタル式投映装置５０は、通常のデジタル式投映装置６０とは異なり、撮像部５４を有することを特徴とする。図７に示す例では、デジタル式投映装置５０は、デジタル式投映装置６０が投映する光の像と重なる位置に、異なる光の像を投映している。また、デジタル式投映装置５０および６０は、それぞれ一つずつ配置されているが、各デジタル式投映装置の配置および個数は、図７に示す例に限定されない。

次に、デジタル式投映装置５０の各構成の詳細について説明する。なお、スクリーン４０およびデジタル式投映装置６０の構成は、従来のスクリーンおよびデジタル式の投映機の構成と略同様であるため、説明を省略する。

図８は、第２実施形態に係るデジタル式投映装置の概略構成を示すブロック図である。

図８に示すように、デジタル式投映装置５０は、制御部５１、記憶部５２、投映部５３、撮像部５４、データ生成部５５および画像補正部５６を有する。これらの構成は、信号等をやり取りするためのバス５７を介して、相互に電気的に接続されている。制御部５１、記憶部５２、撮像部５４およびデータ生成部５５は、第１実施形態の光学式投映装置２０の制御部２１、記憶部２２、撮像部２４およびデータ生成部２５と略同様であるため、説明を省略する。

投映部５３は、レーザーまたはランプ等の光源や、レンズ等の光学系等を有し、画像を光の像として投映する。

画像補正部５６は、投映部５３の投映に用いられる画像データ（映像データ）を補正する。画像補正部５６は、たとえば、投映部５３が投映する画像の一部を消去するように、画像データを補正する。投映部５３の投映に用いられる画像データは、記憶部５２に記憶されていてもよいし、投映の際に他の装置から受信されてもよい。

なお、デジタル式投映装置５０は、上記の構成要素以外の構成要素を含んでもよく、あるいは、上記の構成要素のうちの一部を含まなくてもよい。

続いて、制御部５１の機能構成について説明する。

図９は、第２実施形態に係るデジタル式投映装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。

制御部５１は、記憶部５２に記憶されたプログラムを読み込んで処理を実行することによって、データ取得部５１１、情報取得部５１２、判断部５１３および補正制御部５１４として機能する。

データ取得部５１１は、撮像部５４およびデータ生成部５５を制御し、データ生成部５５が生成する判断用データをリアルタイムで取得する。

情報取得部５１２は、画像データ等に基づいて、投映部５３がスクリーン４０上に投映している光の像の座標や明るさ、色合い等の情報を取得する。また、情報取得部５１２は、データ生成部５５が生成する判断用データに基づいて、何らかの光の像が存在する範囲を特定して、当該範囲に対応する座標や明るさ、色合い等の情報を取得する。情報取得部５１２は、判断用データにおいて、所定の閾値以上の明るさを示す範囲を、光の像が存在する範囲として特定してもよい。

判断部５１３は、投映部５３が投映している画像の情報と、判断用データにおける光の像の情報とを比較して、投映部５３が投映している画像に対して、他の投映装置であるデジタル式投映装置６０が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断する。判断部５１３は、たとえば、判断用データにおける光の像の明るさが、投映部５３が投映している画像の明るさ以上である場合に、重なりがあると判断してもよい。スクリーン４０上で光の像が重なると、重なりがある範囲の明るさが増加しうるからである。また、判断部５１３は、たとえば、判断用データにおける光の像の色合いが、投映部５３が投映している画像の色合いとは異なる場合に、重なりがあると判断してもよい。スクリーン４０上で異なる色の光の像が重なると、重なりがある範囲の色合いが変化しうるからである。

補正制御部５１４は、画像補正部５６の動作を制御する。

続いて、デジタル式投映装置５０の制御方法について説明する。

図１０は、第２実施形態に係るデジタル式投映装置の処理の手順を示すフローチャートである。

図１０のフローチャートに示されるアルゴリズムは、記憶部５２にプログラムとして記憶されており、制御部５１によって実行される。デジタル式投映装置５０のプログラムは、不自然な光の像の重なりを解消するように、デジタル式投映装置５０の投映を制御するものである。

図１０に示すように、まず、制御部５１は、データ取得部５１１として、撮像部５４およびデータ生成部５５から、判断用データの取得を開始する（ステップＳ２０１）。制御部５１は、投映部５３が投映している間のみ、撮像部５４に撮影させてもよい。

続いて、制御部５１は、情報取得部５１２として、ステップＳ２０１で取得した判断用データにおける走査を開始し、判断用データにおける光の像の情報を取得する（ステップＳ２０２）。

続いて、制御部５１は、情報取得部５１２として、投映部５３が投映している画像の情報を取得する（ステップＳ２０３）。

続いて、制御部５１は、判断部５１３として、ステップＳ２０２で取得した光の像の情報と、ステップＳ２０３で取得した画像の情報とを比較して、投映部５３が投映している画像に対する他の光の像の重なりがあるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。

重なりがない場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、制御部５１は、処理を終了する。

重なりがある場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、制御部５１は、補正制御部５１４として、重なりを生じている画像の部分を消去するように、画像補正部５６を制御する（ステップＳ２０５）。そして、制御部５１は、処理を終了する。

図１０に示す処理は、撮像部５４が撮影する連続した映像に対して、所定の時間毎に実行されてもよい。あるいは、図１０に示す処理は、撮像部５４が所定の時間毎に静止画を撮影するタイミングに合わせて、実行されてもよい。また、制御部５１は、ステップＳ２０５で画像補正部５６を制御した後、光の像の投映が変化して重なりを生じなくなった場合には、消去した部分の画像を元に戻すように、画像補正部５６を制御してもよい。

以上のように、画像投映システム２によれば、撮像部５４により撮影された撮影結果に基づいて、投映部５３により投映されている画像に対して、他の投映装置が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断する。そして、画像投映システム２は、重なりがある場合、当該重なりを解消するように投映部５３の投映を制御する。画像投映システム２は、撮像部５４により撮影された撮影結果に基づいて判断するため、デジタル式投映装置５０が他の投映装置とは独立して準備される場合でも、不自然な光の像の重なりを解消できる。

また、画像投映システム２は、重なりがある場合、投映部５３の投映に用いられる画像データを補正する。したがって、画像投映システム２は、第１実施形態のように、シャッターや光源等を制御しなくても、画像データを直接補正することによって、重なりを解消できる。

また、画像投映システム２は、投映部５３により投映されている光の像の情報と、撮像部５４により撮影された撮影結果とに基づいて、重なりがあるか否かを判断する。画像投映システム２は、撮影結果が示す光の像の座標や明るさ、色合い等に基づいて、重なりを判断できる。

なお、第２実施形態では、画像投映システム２およびデジタル式投映装置５０の構成や、処理の手順の一例を説明した。しかし、第２実施形態はこれに限定されない。以下のような、種々の変更や改良等が可能である。

第２実施形態では、デジタル式投映装置５０が投映している光の像と、撮像部５４を有しないデジタル式投映装置６０が投映している光の像との重なりがある場合、当該重なりを解消するように、デジタル式投映装置５０が制御されると説明した。しかし、第２実施形態はこれに限定されない。画像投映システム２では、複数のデジタル式投映装置５０が配置されうるため、複数のデジタル式投映装置５０が投映している光の像同士が重なる場合もありうる。第２実施形態は、このような場合にも適用可能であり、複数のデジタル式投映装置５０が投映している光の像同士の重なりがある場合、当該重なりを解消するように、少なくとも一つのデジタル式投映装置５０の投映が制御されてもよい。また、複数のデジタル式投映装置５０の各々に対する優先度が予め設定されていてもよく、優先度がより高いデジタル式投映装置５０の投映が優先されるように、他のデジタル式投映装置５０が制御されてもよい。このように、画像投映システム２は、少なくとも一つのデジタル式投映装置５０の投映を制御することもできる。

また、画像投映システム２は、重なりがある場合、投映部５３の投映に用いられる画像データを補正すると説明した。しかし、第２実施形態はこれに限定されない。第２実施形態の投映部５３は、第１実施形態の光学式投映部２３と同様に、シャッター等の光量調整部を有してもよい。そして、画像投映システム２は、画像データを補正するのではなく、第１実施形態と同様に、光量調整部に光量を減少させて、重なりを解消してもよい。これにより、画像投映システム２は、第１実施形態と同様の方法を用いても、重なりを解消できる。あるいは、画像投映システム２は、投映部５３に入力される信号を補正してもよい。この場合、画像投映システム２は、重なりが生じている部分に画像を投映しないように、投映部５３に入力される信号を補正する。あるいは、画像投映システム２は、重なりが生じている部分に画像を投映しないように、投映部５３に、当該部分の画像の投映を禁止するように指示してもよい。

また、画像投映システム２は、投映部５３が投映している画像の座標や明るさ、色合い等の情報を取得すると説明した。しかし、第２実施形態はこれに限定されない。画像投映システム２は、投映部５３から各種情報を取得しなくても光の像の重なりを判断できる場合には、投映部５３から情報を取得しなくてもよい。たとえば、ゲーム等に関する映像において、物体が一定速度で移動する場合や一定の動きで変化する場合には、それらのパターンを認識できれば、光の像の重なりをある程度予測できるからである。

また、画像投映システム２は、第１実施形態のような、プラネタリウムシステムに応用されてもよい。たとえば、画像投映システム２は、プラネタリウムシステムのドームスクリーン上に投映している光の像同士の重なりを解消するように制御されてもよい。また、プラネタリウムシステムにおいて、通常の光学式投映装置が投映している星像と、デジタル式投映装置５０が投映している画像との重なりがある場合、当該重なりを解消するように、デジタル式投映装置５０の投映が制御されてもよい。

また、第２実施形態では、画像投映システム２におけるデジタル式投映装置５０を一つの装置として説明した。しかし、第２実施形態はこれに限定されない。たとえば、デジタル式投映装置５０について、重なり判断の処理などを実行する情報処理装置と、画像を投映する投映装置とが、別々に構成されてもよい。この場合、情報処理装置および投映装置とは、バスを介して接続される。

また、画像投映システム２では、複数のデジタル式投映装置５０が配置される場合、各デジタル式投映装置５０が、制御部５１、記憶部５２、撮像部５４、データ生成部５５および画像補正部５６を個々に有しなくてもよい。代わりに、画像投映システム２は、複数のデジタル式投映装置５０に対して一つの共用の制御部、記憶部、撮像部、データ生成部および画像補正部を有してもよい。そして、共用の制御部が、共用の撮像部により撮影された撮影結果に基づいて、共用の画像補正部に画像データを補正させてもよい。これにより、画像投映システム２は、より少ない構成でも、第２実施形態を実現できる。

上述した実施形態に係る光学式投映装置２０および画像投映システム２における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウエア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、ＵＳＢメモリー、フレキシブルディスクおよびＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、光学式投映装置２０および画像投映システム２の一機能としてその各装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。

１ プラネタリウムシステム、
２ 画像投映システム、
１０ ドームスクリーン、
２０ 光学式投映装置、
２１ 制御部、
２２ 記憶部、
２３ 光学式投映部、
２４ 撮像部、
２５ データ生成部、
３０ デジタル式投映装置、
４０ スクリーン、
５０ デジタル式投映装置、
５１ 制御部、
５２ 記憶部、
５３ 投映部、
５４ 撮像部、
５５ データ生成部、
５６ 画像補正部、
６０ デジタル式投映装置。

Claims (10)

1. 投映面上に第１の光の像を投映する第１の投映部と、
   前記投映面上に前記第１の光の像とは異なる第２の光の像を投映する第２の投映部と、
   前記投映面上に投映された前記第１の光の像および第２の光の像を撮影する撮像部と、
   前記撮像部により撮影された撮影結果に基づいて、前記第１の光の像および第２の光の像の重なりがあるか否かを判断し、当該重なりがある場合、当該重なりを解消するように、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映を制御する制御部と、
   を有する画像投映システム。
2. 投映に用いられる画像データを補正する画像補正部をさらに有し、
   前記制御部は、前記重なりがある場合、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映に用いられる前記画像データを前記画像補正部に補正させることによって、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映を制御する請求項１に記載の画像投映システム。
3. 前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方は、投映する光量を調整する光量調整部を有し、
   前記制御部は、前記重なりがある場合、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方が投映している前記光量を前記光量調整部を用いて減少させることによって、前記第１の投映部および第２の投映部の少なくとも一方の投映を制御する請求項１に記載の画像投映システム。
4. 前記制御部は、前記第１の投映部および前記撮像部に接続され、前記第１の投映部により投映されている前記第１の光の像の情報と、前記撮像部により撮影された撮影結果とに基づいて前記重なりがあるか否かを判断し、当該重なりがある場合、当該重なりを解消するように前記第１の投映部を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像投映システム。
5. 投映面であるドームスクリーン上に星像を投映する光学式投映部と、
   前記投映面上に投映された前記星像を撮影する撮像部と、
   前記撮像部により撮影された撮影結果に基づいて、前記星像に対して、他の投映装置が投映している光の像の重なりがあるか否かを判断し、当該重なりがある場合、当該重なりを解消するように前記光学式投映部を制御する制御部と、
   を有する光学式投映装置。
6. 前記光学式投映部は、投映する光量を調整する光量調整部を有し、
   前記制御部は、前記重なりがある場合、前記光量を減少させるように、前記光学式投映部における前記光量調整部を制御する請求項５に記載の光学式投映装置。
7. 前記星像の各々には、固有に識別するための固有番号が与えられ、
   前記制御部は、前記重なりがある場合、前記重なりを生じている前記固有番号の前記星像の光量を減少させるように、前記光量調整部を制御する請求項６に記載の光学式投映装置。
8. 前記光学式投映部は、
   所定の等級未満の複数の星像を複数の領域毎にまとめて投映する一般投映部と、
   前記所定の等級以上の星像を個々に投映する高輝度投映部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記一般投映部により投映されている星像に対して前記重なりがある場合、前記重なりを生じている前記固有番号の前記星像が属する領域内の全ての星像の光量を減少させるように、前記光量調整部を制御し、
   前記高輝度投映部により投映されている星像に対して前記重なりがある場合、前記重なりを生じている前記固有番号の前記星像単体の光量を減少させるように、前記光量調整部を制御する請求項７に記載の光学式投映装置。
9. 前記制御部は、前記光学式投映部により投映されている前記星像の座標と、前記撮像部により撮影された前記座標を含む視野の撮影結果とに基づいて、前記重なりがあるか否かを判断する請求項５〜８のいずれか一項に記載の光学式投映装置。
10. 前記撮像部は、複数のカメラであり、
    前記制御部は、前記複数のカメラの各々により撮影された視野の座標範囲において、何らかの光の像が存在する座標を特定し、前記星像の座標と比較することによって、前記重なりがあるか否かを判断する請求項９に記載の光学式投映装置。