JP2021022807A - プロジェクターの制御方法、及び、プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】投射面に投射される画像の歪みを抑制すること。【解決手段】プロジェクターが、第１画像を投射面に投射することによって、投射面に第１投射画像を表示し、第１投射画像を撮像して得られる第１撮像データを取得し、第１撮像データに基づいて、投射面における三次元形状の種別を判定し、複数の点を示す第２画像を投射面に投射することによって、投射面に第２投射画像を表示し、第２投射画像を撮像して得られる第２撮像データを取得し、第２撮像データと投射面における三次元形状の種別とに基づいて、投射面上における複数の点の各々の位置を特定し、複数の点の各々の位置に基づいて、投射面に投射される画像の歪みを補正する補正データを生成し、プロジェクターに入力される画像データを補正データに基づいて補正し、画像データを補正して得られる補正画像データに基づく補正画像を投射面に投射する。【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクターの制御方法、及び、プロジェクターに関する。

従来、投射面が曲面である等といった平面でない場合であっても、歪みがない画像を投射するために、プロジェクターが投射する画像内の歪みが相殺されるように補正する技術が開示されている。例えば、特許文献１には、複数の点を含む補正用画像を投射面に投射し、投射面に表示される補正用画像を撮像して、撮像データを取得し、撮像データから複数の点の各々の位置を特定し、特定される複数の格子点の各々の位置と複数の格子点の各々の本来の位置との相違から補正データを生成するプロジェクターが開示されている。

特開２０１１−２５７６２２号公報

しかしながら、上述した従来技術では、撮像データから特定される、複数の点の各々の位置には、測定誤差が含まれるため、投射面に投射される画像が歪む場合があるという問題がある。

本発明の好適な態様に係るプロジェクターの制御方法は、第１画像を投射面に投射することによって、前記投射面に第１投射画像を表示し、前記第１投射画像を撮像して得られる第１撮像データを取得し、前記第１撮像データに基づいて、前記投射面における三次元形状の種別を判定し、複数の点を含む第２画像を前記投射面に投射することによって、前記投射面に第２投射画像を表示し、前記第２投射画像を撮像して得られる第２撮像データを取得し、前記第２撮像データと前記投射面における三次元形状の種別とに基づいて、前記投射面上における前記複数の点の各々の位置を特定し、前記複数の点の各々の位置に基づいて、前記投射面に投射される画像の歪みを補正する補正データを生成し、プロジェクターに入力される画像データを前記補正データに基づいて補正し、前記画像データを補正して得られる補正画像データに基づく補正画像を前記投射面に投射する。

また、本発明の好適な態様に係るプロジェクターは、画像を投射面に投射する投射部と、前記投射面に投射される前記画像を撮像して得られる撮像データを取得する取得部と、前記投射面における三次元形状の種別を判定する判定部と、前記投射面上に投射される複数の点の各々の位置を特定する特定部と、前記投射面に投射される画像の歪みを補正する補正データを生成する生成部と、プロジェクターに入力される画像データを補正する補正部と、を備え、前記投射部が、第１画像を投射面に投射することによって、前記投射面に第１投射画像を表示し、前記取得部が、前記第１投射画像を撮像して得られる第１撮像データを取得し、前記判定部が、前記第１撮像データに基づいて、前記投射面における三次元形状の種別を判定し、前記投射部が、複数の点を示す第２画像を前記投射面に投射することによって、前記投射面に第２投射画像を表示し、前記取得部が、前記第２投射画像を撮像して得られる第２撮像データを取得し、前記特定部が、前記第２撮像データと前記投射面における三次元形状の種別とに基づいて、前記投射面上における前記複数の点の各々の位置を特定し、前記生成部が、前記複数の点の各々の位置に基づいて、前記補正データを生成し、前記補正部が、入力される前記画像データを前記補正データに基づいて補正し、前記投射部が、前記画像データを補正して得られる補正画像データに基づく補正画像を前記投射面に投射する。

プロジェクションシステム１を示す図。 プロジェクター８の構成例を示す図。 第１の態様における形状判定画像Ｇ１を示す図。 格子画像Ｇ２の一例を示す図。 投射部８４の一例を示す図。 投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す図。 投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す図。 投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がシリンダー側面形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す図。 投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が正弦曲線形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す図。 投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状である場合の格子投射画像ＰＧ２の例を示す図。 格子撮像データＧＩ２を元に特定した格子点ＧＰｂの三次元座標を示す図。 格子点ＧＰｂの三次元座標の特定例を示す図。 投射面ＳＣの三次元形状の種別がコーナー面形状の場合におけるフィッティング処理の一例を示す図。 回帰直線及び補正後の複数の格子点ＧＰｂ’の一例を示す図。 フィルタリング処理後における補正後の複数の格子点ＧＰｂを示す図。 補正前の複数の単位領域ＵＡの一例を示す図。 補正後の複数の単位領域ＵＡの一例を示す図。 補正データ生成処理を示すフローチャートを示す図。 投射面形状判定処理を示すフローチャートを示す図。 フィッティング処理を示すフローチャートを示す図。 フィルタリング処理を示すフローチャートを示す図。 画像データ投射処理を示すフローチャートを示す図。 第１変形例での投射面ＳＣにおける三次元形状の種別の判定方法を示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

Ａ．第１実施形態
まず、第１実施形態に係るプロジェクター８を説明する。

Ａ．１．プロジェクションシステム１の概要
図１に、プロジェクションシステム１を示す。プロジェクションシステム１は、画像提供装置４と、プロジェクター８とを含む。画像提供装置４は、例えば携帯電話、ＰＣ、ＤＶＤプレーヤー、ゲーム装置、又はＵＳＢメモリーやＰＣカード等の携帯型情報記憶媒体などである。本実施形態では、投射する画像の歪みを補正可能とするプロジェクター８について説明する。

画像提供装置４は、画像データＧＤを、プロジェクター８に入力する。プロジェクター８は、入力される画像データＧＤを補正し、画像データＧＤを補正して得られる補正画像データＣＧＤを生成し、補正画像データＣＧＤに基づく補正画像ＣＧを、投射面ＳＣに投射する。補正画像データＣＧＤは、図２に示す。

画像データＧＤに施す補正とは、投射面ＳＣに投射される画像の歪みを補正する処理である。画像の歪みが発生する状況としては、例えば以下に示す２つの状況がある。第１状況は、投射面ＳＣが互いに交差する複数の平面からなる場合、投射面ＳＣが曲面である場合、又は投射面ＳＣに凹凸がある場合等、投射面ＳＣが一つの平面ではない場合である。第２状況は、プロジェクター８が投射面ＳＣに対して斜めに投射する場合である。図１に示す投射面ＳＣの形状は、第１平面ＰＬ１と第１平面ＰＬ１と交差する第２平面ＰＬ２とから構成される形状である。
プロジェクター８は、投射面ＳＣに投射される画像の歪みが相殺されるように補正し、補正画像データＣＧＤを生成する。

以下の説明では、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を定義する。Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸は、互いに直交する。プロジェクター８の載置面ＭＳは、ＸＺ平面に平行であるとし、Ｙ軸は、載置面ＭＳに垂直である。さらに、説明を簡略化するため、投射面ＳＣが第１平面ＰＬ１と第２平面ＰＬ２とから構成される場合には、第１平面ＰＬ１及び第２平面ＰＬ２は互いに直交しており、第１平面ＰＬ１は、ＹＺ平面に平行であり、第２平面ＰＬ２は、ＸＹ平面に平行であるとする。

Ａ．２．第１実施形態の構成
図２に、プロジェクター８の構成例を示す。プロジェクター８は、通信部８２と、記憶部８３と、投射部８４と、撮像部８６と、処理部８８とを有する。通信部８２は、インターネット等のネットワークを介して、画像提供装置４等の他の装置と通信する機器である。通信部８２は、無線通信又は有線通信によって他の装置と通信するための回路を有する。通信部８２は、画像提供装置４から、画像データＧＤを受信する。

記憶部８３は、処理部８８が読み取り可能な記録媒体である。記憶部８３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶回路の１種類以上で構成される。記憶部８３は、処理部８８が実行する制御プログラムを含む複数のプログラム、形状判定画像データＧＨ１、及び、格子画像データＧＨ２を記憶する。
形状判定画像データＧＨ１が示す形状判定画像Ｇ１が、「第１画像」の一例である。格子画像データＧＨ２が示す格子画像Ｇ２は、「第２画像」の一例である。

形状判定画像データＧＨ１は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定するために用いられる。形状判定画像Ｇ１には、例えば、以下に示す２つの態様がある。第１の態様における形状判定画像Ｇ１は、縞模様を含む画像である。

図３に、第１の態様における形状判定画像Ｇ１を示す。形状判定画像Ｇ１は、横方向に平行な矩形で構成された縞模様、いわゆるストライプである。図３に示す形状判定画像Ｇ１は、白色及び黒色を用いている。形状判定画像Ｇ１は、白色と黒色との組み合わせに限らなく、任意の色の組み合わせが可能である。第２の態様における形状判定画像Ｇ１は、矩形の画像である。
以下の説明では、特に記載の無い場合、形状判定画像Ｇ１は、第１の態様であるとする。

格子画像データＧＨ２は、投射面ＳＣに投射される画像の歪みを補正する補正データＣＤを生成するために用いられる。

図４に、格子画像Ｇ２の一例を示す。格子画像Ｇ２は、複数の格子点ＧＰａを示す。複数の格子点ＧＰａは、「複数の点」の一例である。格子画像Ｇ２は、交差する矩形で構成された格子模様である。図４に示す格子画像Ｇ２は、白色、及び、黒色を用いている。格子画像Ｇ２は、白色と黒色の組み合わせに限らなく、任意の色の組み合わせが可能であり、２色に限らず３色以上を用いてもよい。図４に示す白抜きの丸が、格子点ＧＰａを示す。図４では、図面の煩雑化を抑えるため、複数の格子点ＧＰａのうち一部の格子点ＧＰａのみを代表して符号を付与してある。白抜きの丸は、説明のために表示しており、実際の格子画像Ｇ２には付与されていない。複数の格子点ＧＰａは、複数の矩形が交差する領域の頂点である。

説明を図２に戻す。投射部８４は、画像を投射面ＳＣに投射する。例えば、投射部８４は、形状判定画像Ｇ１を投射面ＳＣに投射することによって、図６〜図９に示す形状判定投射画像ＰＧ１を投射面ＳＣに表示する。また、投射部８４は、格子画像Ｇ２を投射面ＳＣに投射することによって、図１０に示す格子投射画像ＰＧ２を表示する。
なお、形状判定投射画像ＰＧ１が、「第１投射画像」の一例である。また、格子投射画像ＰＧ２が、「第２投射画像」の一例である。

図５に、投射部８４の一例を示す。投射部８４は、光源８４１と、光変調装置の一例である３つの液晶ライトバルブ８４２Ｒ、８４２Ｇ、及び８４２Ｂと、投射光学系の一例である投射レンズ８４３と、ライトバルブ駆動部８４４等を含む。投射部８４は、光源８４１から射出される光を液晶ライトバルブ８４２で変調して画像を形成し、画像を投射レンズ８４３から拡大投射する。これにより、投射レンズ８４３は、形状判定投射画像ＰＧ１及び格子投射画像ＰＧ２等の画像を、投射面ＳＣに表示する。

光源８４１は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ、又はレーザー光源等から形成される光源部８４１ａと、光源部８４１ａが放射する光の方向のばらつきを低減するリフレクター８４１ｂとを含む。ＬＥＤは、Light Emitting Diodeの略である。光源８４１から射出される光は、不図示のインテグレーター光学系によって輝度分布のばらつきが低減され、その後、不図示の色分離光学系によって光の３原色である赤色、緑色、青色の色光成分に分離される。赤色、緑色、青色の色光成分は、それぞれ液晶ライトバルブ８４２Ｒ、８４２Ｇ、８４２Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ８４２は、一対の透明基板間に液晶が封入される液晶パネル等によって構成される。液晶ライトバルブ８４２には、マトリクス状に配列された複数の画素８４２ｐからなる矩形の画素領域８４２ａが形成されている。液晶ライトバルブ８４２では、液晶に対して画素８４２ｐごとに駆動電圧を印加することが可能である。ライトバルブ駆動部８４４が、画像データＧＤに応じた駆動電圧を各画素８４２ｐに印加すると、各画素８４２ｐは、画像データＧＤに応じた光透過率に設定される。このため、光源８４１から射出される光は、画素領域８４２ａを透過することで変調され、投射面ＳＣに投射する画像が色光ごとに形成される。

説明を図２に戻す。撮像部８６は、投射面ＳＣを撮像し、撮像画像を示す撮像データを出力する装置である。出力される撮像画像は、例えば、行列状に配置される複数の画素で構成される。撮像データは、撮像画像の画素ごとの輝度等に関するデータを含む。撮像部８６は、例えば撮像光学系及び撮像素子を含んで構成される。撮像光学系は、少なくとも１つの撮像レンズを含む光学系であり、プリズム等の各種の光学素子を備えてもよいし、ズームレンズやフォーカスレンズ等を備えてもよい。撮像素子は、例えば、ＣＣＤイメージセンサー又はＣＭＯＳイメージセンサー等で構成される。ＣＣＤは、Charge Coupled Deviceの略である。ＣＭＯＳは、Complementary MOSの略である。

撮像部８６は、形状判定投射画像ＰＧ１を撮像して得られる形状判定撮像データＧＩ１を出力する。また、撮像部８６は、格子投射画像ＰＧ２を撮像して得られる格子撮像データＧＩ２を出力する。形状判定撮像データＧＩ１は、「第１撮像データ」の一例である。格子撮像データＧＩ２は、「第２撮像データ」の一例である。

処理部８８は、例えば、ＣＰＵ等のコンピューターである。ＣＰＵは、Central Processing Unitの略である。処理部８８は、１又は複数のプロセッサーで構成されてもよい。処理部８８は、記憶部８３に記憶されるプログラムを読み取り実行することによって、取得部８８１、判定部８８３、特定部８８４、生成部８８６、及び、補正部８８８として機能する。

取得部８８１は、形状判定撮像データＧＩ１を取得する。また、取得部８８１は、格子撮像データＧＩ２を取得する。

判定部８８３は、形状判定撮像データＧＩ１に基づいて、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する。より詳細には、判定部８８３は、三次元形状に関する複数の種別の中から投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する。三次元形状に関する複数の種別は、平面形状、図１に示すような第１平面ＰＬ１と第２平面ＰＬ２とから構成される形状、円柱の側面の形状、楕円柱の側面の形状、及び、プロジェクター８の載置面ＭＳに対して垂直な方向からの平面視において投射面ＳＣが正弦曲線に射影される形状である。プロジェクター８の載置面ＭＳに対して垂直な方向は、言い換えれば、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向である。
以下の記載では、第１平面ＰＬ１と第２平面ＰＬ２とから構成される形状を、「コーナー面形状」と称する。また、円柱の側面の形状及び楕円柱の側面の形状を総称して、「シリンダー側面形状」と称する。プロジェクター８の載置面ＭＳに対して垂直な方向からの平面視において投射面ＳＣが正弦曲線に射影される形状を、「正弦曲線面形状」と称する。
なお、平面形状、コーナー面形状、シリンダー側面形状、及び、正弦曲線面形状は、「第１の種別」及び「第２の種別」の一例である。

図６に、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す。投射面ＳＣが平面形状である場合、形状判定投射画像ＰＧ１の形状は、四角形である。

図７に、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す。投射面ＳＣがコーナー面形状である場合、形状判定投射画像ＰＧ１の形状は、四角形が、第１平面ＰＬ１と第２平面ＰＬ２とが交差する直線Ｌ１で折れ曲がった形状となる。

図８に、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がシリンダー側面形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す。投射面ＳＣがシリンダー側面形状である場合、形状判定画像Ｇ１の形状は、四角形の上辺及び下辺が四角形の中心から離れるように弧を描く形状となる。

図９に、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が正弦曲線形状である場合の形状判定投射画像ＰＧ１の例を示す。投射面ＳＣが正弦曲線面形状である場合、形状判定投射画像ＰＧ１の形状は、四角形の上辺及び下辺が正弦曲線を描く形状となる。

説明を図２に戻す。判定部８８３は、形状判定撮像データＧＩ１が示す形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分に基づいて、三次元形状に関する複数の種別の中から投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する。形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分は、形状判定画像Ｇ１において縞模様を構成する矩形同士の境界線に対応する線分である。形状判定画像Ｇ１が第２の態様である場合、形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分は、形状判定画像Ｇ１における矩形の上辺又は下辺に対応する線分である。

形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分が、折れ曲がっていない１つの直線である場合、判定部８８３は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が、平面形状であると判定する。また、形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分が折れ線である場合、判定部８８３は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が、コーナー面形状であると判定する。また、形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分が円又は楕円の弦である場合、判定部８８３は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が、シリンダー側面形状であると判定する。また、形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分が正弦曲線である場合、判定部８８３は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が、正弦曲線面形状であると判定する。

判定部８８３は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を示す形状データＳＤを出力する。形状データＳＤは、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を示す識別子である。形状データＳＤは、平面形状を示す識別子、コーナー面形状を示す識別子、シリンダー側面形状を示す識別子、正弦曲線面形状を示す識別子、及び、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が判定不能であることを示す識別子のいずれかである。

特定部８８４は、格子撮像データＧＩ２と、形状データＳＤが示す投射面ＳＣにおける三次元形状の種別とに基づいて、投射面ＳＣ上における複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定する。より詳細には、特定部８８４は、格子撮像データＧＩ２を基に複数の格子点ＧＰｂの各々について三次元座標を特定し、複数の格子点ＧＰｂの各々について特定される複数の三次元座標を、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別に基づき補正する処理を施して、投射面ＳＣ上における複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定する。例えば、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状であった場合には、特定された格子撮像データＧＩ２の複数の格子点ＧＰｂの各々について、所定の補正をする処理を施して投射面ＳＣ上における複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定し、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がシリンダー側面形状であった場合には、特定された格子撮像データＧＩ２の複数の格子点ＧＰｂの各々について、投射面ＳＣにおける三次元形状がコーナー面形状であった場合とは異なる補正をする処理を施して投射面ＳＣ上における複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定する。複数の格子点ＧＰｂは、格子撮像データＧＩ２が示す格子投射画像ＰＧ２に示される格子点であり、格子画像Ｇ２に含まれる格子点ＧＰａに対応する。複数の格子点ＧＰｂの各々について特定される複数の三次元座標を、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別に基づき補正する処理は、フィッティング処理、及び、フィルタリング処理により構成される。

図１０に、投射面ＳＣにおける格子投射画像ＰＧ２の例を示す。投射面ＳＣが平面形状である場合、格子投射画像ＰＧ２は、歪まない。しかし、投射面ＳＣがコーナー面形状、シリンダー側面形状、又は、正弦曲線面形状である場合、格子投射画像ＰＧ２は、形状判定投射画像ＰＧ１と同様に、歪む。

図１１に、格子撮像データＧＩ２を元に特定した格子点ＧＰｂの三次元座標を示す。図１１では、ＸＹＺ空間をシミュレーションする仮想空間であるｘｙｚ空間における格子点ＧＰｂを示す。以下の説明では、ｘｙｚ空間における互いに直交する３軸をｘ軸、ｙ軸、及び、ｚ軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸と区別する。図１１に示す白抜きの丸が格子点ＧＰｂである。図１１では、図面の煩雑化を抑えるため、複数の格子点ＧＰｂのうち一部の格子点ＧＰｂのみを代表して符号を付与してある。

図１２に、格子点ＧＰｂの三次元座標の特定例を示す。格子点ＧＰｂの三次元座標の特定には、例えば、三角測量が用いられる。図１２に示すように、投射部８４、撮像部８６、及び、格子点ＧＰｂを頂点とする三角形ＴＲ１が形成される。投射部８４と撮像部８６とを結ぶ辺の長さＬ１は、プロジェクター８の設計時に予め決定される値である。投射部８４と撮像部８６とを結ぶ辺の両端の角度θ１及び角度θ２のうち、投射部８４の方向の角度θ１は、投射部８４が画像を投射する方向、及び、格子画像Ｇ２内における格子点ＧＰｂの位置によって特定される値である。角度θ２は、撮像部８６が画像を撮像する方向、及び、格子撮像データＧＩ２が示す画像内における格子点ＧＰｂの位置によって特定される値である。長さＬ１、角度θ１、及び、角度θ２が特定されることにより、プロジェクター８は、三角形ＴＲ１を特定できるため、三角形ＴＲ１の頂点である格子点ＧＰｂの三次元座標（ｘｇｂ，ｙｇｂ，ｚｇｂ）を特定することができる。

ただし、三角測量によって特定された格子点ＧＰｂの三次元座標には、測定誤差が含まれる場合がある。そこで、特定部８８４は、フィッティング処理及びフィルタリング処理を実行する。

フィッティング処理において、特定部８８４は、格子点ＧＰｂの三次元座標に基づいて、形状データＳＤが示す投射面ＳＣの三次元形状の方程式を算出する。以下の説明では、投射面ＳＣの三次元形状の方程式を満たす面を、「フィッティング面」と称する。例えば、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状である場合、特定部８８４は、投射面ＳＣを構成する平面の方程式を、格子点ＧＰｂの三次元座標を引数とした最小二乗法によって特定する。より詳細には、特定部８８４は、下記に示す平面の方程式に対して、格子点ＧＰｂの三次元座標を引数とした最小二乗法によって、係数ａ、係数ｂ、及び係数ｃ、定数ｄを算出する。
ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＝ｄ

また、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状である場合、特定部８８４は、投射面ＳＣを構成する複数の平面の各々の方程式を、格子点ＧＰｂの三次元座標を引数とした最小二乗法によって特定する。

また、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がシリンダー側面形状又は正弦曲線面形状である場合、特定部８８４は、格子点ＧＰｂの三次元座標を引数として、ＬＭ法等といった非線形最小二乗問題を解くアルゴリズムにより、投射面ＳＣを構成する曲面の方程式を特定する。ＬＭは、Levenberg-Marquardtの略である。

図１３に、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状の場合におけるフィッティング処理の一例を示す。図１３では、ｘｙｚ空間を＋ｙ方向から見る場合のｘｚ平面図におけるフィッティング面ＦＳ及び格子点ＧＰｂを示す。図１３では、図面の煩雑化を抑えるため、複数の格子点ＧＰｂのうち一部の格子点ＧＰｂのみを代表して符号を付与してある。図１３に示すフィッティング面ＦＳは、最小二乗法によって得られる方程式を満たす点で構成される。

フィルタリング処理において、特定部８８４は、ｘｙｚ空間において、複数の格子点ＧＰｂをフィッティング面ＦＳに射影する。より詳細には、複数の格子点ＧＰｂをフィッティング面ＦＳの法線ベクトル方向へ射影する。

次に、特定部８８４は、ｘｙｚ空間において、射影後の複数の格子点ＧＰｂに対して、各列の格子点ＧＰｂに対する回帰直線ＶＬ、及び、各行の格子点ＧＰｂに対する回帰直線ＨＬを、最小二乗法を用いて特定する。そして、特定部８８４は、回帰直線ＶＬ及び回帰直線ＨＬの交点を、補正後の複数の格子点ＧＰｂ’として特定する。

図１４に、回帰直線及び補正後の複数の格子点ＧＰｂ’の一例を示す。図１４では、ｘｙｚ空間を＋ｘ方向から見た場合のｙｚ平面図における、複数の格子点ＧＰｂと、回帰直線ＶＬと、回帰直線ＨＬと、補正後の複数の格子点ＧＰｂ’とを示す。図１４に示す黒丸が、格子点ＧＰｂ’である。図１４では、図面の煩雑化を抑えるため、複数の格子点ＧＰｂのうち一部の格子点ＧＰｂを代表して符号を付与してあり、複数の格子点ＧＰｂ’のうち一部の格子点ＧＰｂ’を代表して符号を付与してある。

図１５に、フィルタリング処理後における補正後の複数の格子点ＧＰｂを示す。図１５では、ｘｙｚ空間における、補正後の複数の格子点ＧＰｂ’を示す。補正後の複数の格子点ＧＰｂ’は、図１１に示す複数の格子点ＧＰｂと比較して、より整列されている。

説明を図２に戻す。生成部８８６は、補正後の複数の格子点ＧＰｂ’の各々の位置に基づいて、補正データＣＤを生成する。補正データＣＤの具体例及び生成例については、補正部８８８の説明で説明する。

補正部８８８は、画像データＧＤを補正データＣＤに基づいて補正する。補正データＣＤは、投射部８４が投射する投射領域ＰＲを分割して得られる複数の単位領域ＵＡを変形させて得られる変形後の単位領域ＵＡを示す。補正部８８８は、画像データＧＤが示す画像を変形前の単位領域ＵＡに応じて分割して得られる分割画像を、補正データＣＤが示す変形後の単位領域ＵＡに収まるように補正する。

図１６に、補正前の複数の単位領域ＵＡの一例を示す。図１６に示す単位領域ＵＡ１、単位領域ＵＡ２、単位領域ＵＡ３、及び、単位領域ＵＡ４は、投射領域ＰＲを分割した領域である。格子点ＧＰｃ１、格子点ＧＰｃ２、格子点ＧＰｃ３、格子点ＧＰｃ４、格子点ＧＰｃ５、格子点ＧＰｃ６、格子点ＧＰｃ７、格子点ＧＰｃ８、及び、格子点ＧＰｃ９は、単位領域ＵＡ１、単位領域ＵＡ２、単位領域ＵＡ３、及び、単位領域ＵＡ４のそれぞれにおいて頂点に位置する。格子点ＧＰｃの個数は、格子点ＧＰａの個数と一致してもよいし、異なってもよい。図１６に示すように、補正前の単位領域ＵＡのそれぞれの形状は、矩形である。

以下の説明では、同種の要素を区別する場合には、格子点ＧＰｃ１、格子点ＧＰｃ２のように参照符号を使用する。一方、同種の要素を区別しない場合には、格子点ＧＰｃのように、参照符号のうちの共通符号だけを使用する。

格子点ＧＰｃの個数は、２以上の単位領域ＵＡが形成できればよい。図１５の例では、説明を容易にするため、９個の格子点ＧＰｃと、２個の単位領域ＵＡを示す。

図１７に、補正後の複数の単位領域ＵＡの一例を示す。図１７では、複数の単位領域ＵＡの形状の変形済みの状態を示す。具体的には、図１７では、格子点ＧＰｃ２が、下方向に移動し、かつ、格子点ＧＰｃ８が上方向に移動して、単位領域ＵＡ１、単位領域ＵＡ２、単位領域ＵＡ３、及び、単位領域ＵＡ４が変形している。補正部８８８は、変形前の単位領域ＵＡ内の画像を、変形後の単位領域ＵＡに収まるように補正する。補正データＣＤの内容は、それぞれの変形後の格子点ＧＰｃの位置である。図１７に示す変形後の格子点ＧＰｃの位置に従って補正される補正画像ＣＧは、仮に投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状であれば、歪む。しかしながら、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状である場合、歪みの無い画像が得られる。

補正データＣＤの生成例として、生成部８８６は、例えば、ｘｙｚ空間において、任意の画像、例えば、格子画像Ｇ２を投射部８４の位置から投射させ、撮像部８６から投射面ＳＣを見たときの画像をシミュレーションして補正データＣＤを生成する。生成部８８６は、投射面ＳＣを見たときの画像が矩形になるように、補正データＣＤを生成する。

説明を図２に戻す。投射部８４は、画像データＧＤを補正して得られる補正画像データＣＧＤに基づく補正画像ＣＧを投射面ＳＣに投射する。

Ａ．３．第１実施形態の動作
次に、図１８から図２２までを用いて、プロジェクター８の動作を示す。プロジェクター８は、補正データＣＤを生成する補正データ生成処理と、補正データＣＤに基づいて画像データＧＤを補正して、補正画像データＣＧＤに基づく補正画像ＣＧを投射する画像データ投射処理とを実行する。

図１８は、補正データ生成処理を示すフローチャートである。プロジェクター８は、ステップＳ１において、図１９に示す投射面形状判定処理を実行する。

図１９は、投射面形状判定処理を示すフローチャートである。投射部８４は、ステップＳ１１において、形状判定画像データＧＨ１に基づいて形状判定画像Ｇ１を投射することによって、投射面ＳＣに形状判定投射画像ＰＧ１を表示する。次に、取得部８８１は、ステップＳ１２において、撮像部８６が形状判定投射画像ＰＧ１を撮像して得られる形状判定撮像データＧＩ１を取得する。そして、判定部８８３は、ステップＳ１３において、形状判定撮像データＧＩ１が示す形状判定投射画像ＰＧ１から、線分を抽出する。次に、判定部８８３は、ステップＳ１４において、線分が１つの直線か否かを判定する。ステップＳ１４の判定結果が肯定の場合、判定部８８３は、ステップＳ１５において、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状であると判定する。

一方、ステップＳ１４の判定結果が否定の場合、すなわち線分が１つの直線でない場合、判定部８８３は、ステップＳ１６において、線分が折れ線か否かを判定する。ステップＳ１６の判定結果が肯定の場合、判定部８８３は、ステップＳ１７において、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状であると判定する。

一方、ステップＳ１６の判定結果が否定の場合、判定部８８３は、ステップＳ１８において、線分が円又は楕円の弧か否かを判定する。ステップＳ１８の判定結果が肯定の場合、判定部８８３は、ステップＳ１９において、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がシリンダー側面形状であると判定する。

一方、ステップＳ１８の判定結果が否定の場合、すなわち線分が円及び楕円の弧でない場合、判定部８８３は、ステップＳ２０において、線分が正弦曲線か否かを判定する。ステップＳ２０の判定結果が肯定の場合、判定部８８３は、ステップＳ２１において、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が正弦曲線面形状であると判定する。

一方、ステップＳ２０の判定結果が否定の場合、すなわち線分が正弦曲線でない場合、判定部８８３は、ステップＳ２２において、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が判定不能と決定する。ステップＳ１５、ステップＳ１７、ステップＳ１９、ステップＳ２１、又は、ステップＳ２２の処理終了後、判定部８８３は、ステップＳ２３において、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を示す形状データＳＤを出力する。ステップＳ２３の処理終了後、プロジェクター８は、図１９に示す一連の処理を終了し、図１８に示すステップＳ２の処理を実行する。

説明を図１８に戻す。プロジェクター８は、ステップＳ２において、処理部８８は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が判定できたか否かを判定する。ステップＳ２の判定結果が否定の場合、すなわち、形状データＳＤが、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が判定不能であることを示す識別子である場合、処理部８８は、図１８に示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、すなわち、形状データＳＤが、平面形状を示す識別子、コーナー面形状を示す識別子、シリンダー側面形状を示す識別子、及び、正弦曲線面形状を示す識別子のいずれかである場合、特定部８８４は、ステップＳ３において、図２０に示すフィッティング処理を実行する。

図２０は、フィッティング処理を示すフローチャートである。投射部８４は、ステップＳ３１において、格子画像データＧＨ２に基づいて格子画像Ｇ２を投射することによって、投射面ＳＣに格子投射画像ＰＧ２を表示する。次に、取得部８８１は、ステップＳ３２において、撮像部８６が格子投射画像ＰＧ２を撮像して得られる格子撮像データＧＩ２を取得する。特定部８８４は、ステップＳ３３において、形状データＳＤが示す投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状か否かを判定する。ステップＳ３３の判定結果が肯定の場合、特定部８８４は、ステップＳ３４において、格子点ＧＰｂの三次元座標を引数とした最小二乗法によって、投射面ＳＣを構成する平面の方程式を特定する。

一方、ステップＳ３３の判定結果が否定の場合、ステップＳ３５において、特定部８８４は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状か否かを判定する。ステップＳ３５の判定結果が肯定の場合、ステップＳ３６において、特定部８８４は、格子点ＧＰｂの三次元座標を引数とした最小二乗法によって、投射面ＳＣを構成する複数の平面の各々の方程式を特定する。

一方、ステップＳ３５の判定結果が否定の場合、すなわち、形状データＳＤが示す投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が、シリンダー側面形状又は正弦曲線面形状である場合、特定部８８４は、ステップＳ３７において、格子点ＧＰｂの三次元座標を引数として、ＬＭ法等といった非線形最小二乗問題を解くアルゴリズムにより、投射面ＳＣを構成する曲面の方程式を特定する。

ステップＳ３４、ステップＳ３６、又は、ステップＳ３７の処理終了後、プロジェクター８は、図２０に示す一連の処理を終了し、図１８のステップＳ４の処理を実行する。

説明を図１８に戻す。特定部８８４は、ステップＳ４において、図２１に示すフィルタリング処理を実行する。

図２１は、フィルタリング処理を示すフローチャートである。特定部８８４は、ステップＳ４１において、ｘｙｚ空間において、複数の格子点ＧＰｂをフィッティング面ＦＳに射影する。次に、特定部８８４は、ステップＳ４２において、射影後の複数の格子点ＧＰｂに対して、各列の格子点ＧＰｂに対する回帰直線ＶＬ、及び、各行の格子点ＧＰｂに対する回帰直線ＨＬを、最小二乗法を用いて特定する。そして、特定部８８４は、ステップＳ４３において、回帰直線ＶＬ及び回帰直線ＨＬの交点を、補正後の複数の格子点ＧＰｂ’として特定する。ステップＳ４３の処理終了後、プロジェクター８は、図２１に示す一連の処理を終了し、図１８のステップＳ５の処理を実行する。

説明を図１８に戻す。生成部８８６は、ステップＳ５において、複数の格子点ＧＰｂ’の各々の位置に基づいて、補正データＣＤを生成する。生成部８８６は、補正データＣＤを記憶部８３に保存する。ステップＳ５の処理終了後、プロジェクター８は、図１８に示す一連の処理を終了する。

図２２は、画像データ投射処理を示すフローチャートを示す図である。処理部８８は、ステップＳ５１において、画像提供装置４から画像データＧＤが入力されたか否かを判定する。ステップＳ５１の判定結果が否定の場合、すなわち画像データＧＤが入力されていない場合、処理部８８は、一定期間経過後に再びステップＳ５１の処理を実行する。

一方、ステップＳ５１の判定結果が肯定の場合、処理部８８は、ステップＳ５２において、記憶部８３に補正データＣＤが保存されているか否かを判定する。ステップＳ５２の判定結果が肯定の場合、補正部８８８は、ステップＳ５３において、補正データＣＤに基づいて画像データＧＤを補正する。そして、投射部８４は、ステップＳ５４において、補正画像データＣＧＤに基づく補正画像ＣＧを投射面ＳＣに投射する。

一方、ステップＳ５２の判定結果が否定の場合、ステップＳ５５において、画像データＧＤに基づく画像を投射面ＳＣに投射する。ステップＳ５４、又は、ステップＳ５５の処理終了後、プロジェクター８は、図２２に示す一連の処理を終了する。

Ａ．４．第１実施形態の効果
以上説明したように、第１実施形態によれば、プロジェクター８は、形状判定画像Ｇ１を投射面ＳＣに投射することによって、投射面ＳＣに形状判定投射画像ＰＧ１を表示し、形状判定投射画像ＰＧ１を撮像して得られる形状判定撮像データＧＩ１を取得し、形状判定撮像データＧＩ１に基づいて、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定し、複数の格子点ＧＰａを示す格子画像Ｇ２を投射面ＳＣに投射することによって、投射面ＳＣに格子投射画像ＰＧ２を表示し、格子投射画像ＰＧ２を撮像して得られる格子撮像データＧＩ２を取得し、格子撮像データＧＩ２と投射面ＳＣにおける三次元形状の種別とに基づいて、投射面ＳＣ上における複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定し、複数の格子点ＧＰｂの各々の位置に基づいて、投射面ＳＣに投射される画像の歪みを補正する補正データＣＤを生成し、プロジェクター８に入力される画像データＧＤを補正データＣＤに基づいて補正し、画像データＧＤを補正して得られる補正画像データＣＧＤに基づく補正画像ＣＧを投射面ＳＣに投射する。
格子撮像データＧＩ２のみに基づいて複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定すると、測定誤差が含まれるため、投射面ＳＣに投射される補正画像ＣＧが歪む場合がある。これに対し、第１実施形態では、形状判定撮像データＧＩ１に基づき判定した投射面ＳＣにおける三次元形状の種別によって複数の格子点ＧＰｂの各々の位置が精度良く特定できるので、投射面ＳＣに投射される補正画像ＣＧの歪みを抑制できる。

また、形状判定画像Ｇ１は、縞模様を含む。縞模様に含まれる線分が投射面ＳＣにおける三次元形状の種別に応じて変形されるので、プロジェクター８は、縞模様を含む形状判定投射画像ＰＧ１を用いて投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定することにより、投射面ＳＣの三次元形状を精度良く判定できる。

また、形状判定撮像データＧＩ１に基づいて、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する処理では、第１の種別と第２の種別とを含む複数の種別の中から投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する。複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定する処理では、格子撮像データＧＩ２を基に複数の格子点ＧＰｂの各々について三次元座標を特定し、複数の格子点ＧＰｂの各々について特定される複数の三次元座標を、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別に基づき補正する処理を施して、投射面ＳＣ上における複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を特定する。第１実施形態では、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定することによって、特定した形状の種別を示す方程式を用いて複数の格子点ＧＰｂの各々の位置を精度良く特定できるので、投射面ＳＣに投射される補正画像ＣＧの歪みを抑制できる。

また、形状判定画像Ｇ１には、線分が含まれ、形状判定撮像データＧＩ１が示す画像に含まれる線分に基づいて、判定部８８３は、複数の種別の中から投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する。形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる線分には、三次元形状の種別に応じて互いに異なる特徴が現れるので、プロジェクター８は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を精度良く判定できる。

また、複数の種別は、平面形状、コーナー面形状、シリンダー側面形状、及び、正弦曲線面形状である。投射面ＳＣが人工物であれば、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別は、上述の４つの種別のいずれかに該当する可能性が十分にあると言える。従って、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定できる機会は十分にあり、投射面ＳＣに投射される補正画像ＣＧの歪みを抑制できる機会を十分に得ることができる。

Ｂ．変形例
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

Ｂ．１．第１変形例
第１実施形態では、形状判定画像データＧＨ１は、第１の態様である縞模様を含む画像、又は、第２の態様である矩形の画像であると説明したが、これに限らない。例えば、形状判定画像Ｇ１は、複数の領域ＵＲに分割されてもよい。複数の領域ＵＲの各々は、例えば、複数の格子点のうち４つの格子点を頂点とする領域でもよい。従って、形状判定画像Ｇ１は、複数の格子点を含む画像、即ち、格子画像Ｇ２でもよい。形状判定画像Ｇ１が複数の格子点を含む場合における、判定部８８３の投射面ＳＣの三次元形状の判定方法について、図２３を用いて説明する。

図２３に、第１変形例での投射面ＳＣにおける三次元形状の種別の判定方法を示す。判定部８８３は、形状判定撮像データＧＩ１が示す画像に含まれる複数の領域ＵＲの各々の法線ベクトルＮＶの向きに基づいて、三次元形状に関する複数の種別の中から投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する。複数の領域ＵＲの各々は、複数の格子点ＧＰｄのうちの４つの格子点を頂点とする。図２３では、図面の煩雑化を抑えるため、複数の格子点ＧＰｄのうち一部の格子点ＧＰａのみを代表して符号を付与してあり、複数の領域ＵＲのうち一部の領域ＵＲのみを代表して符号を付与してありある。

例えば、判定部８８３は、領域ＵＲが隣り合う法線ベクトルＮＶ同士の向きの差分が全て所定の閾値以内であり、かつ、全ての法線ベクトルＮＶの向きのばらつき度合いが所定の閾値より小さい場合、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別が平面形状であると判定する。法線ベクトルＮＶの向きのばらつき度合いとは、例えば、ｘｚ平面における法線ベクトルＮＶの向きを示す角度の標準偏差、又は、分散値である。
また、判定部８８３は、領域ＵＲが隣り合う法線ベクトルＮＶ同士の向きの差分が、ある領域ＵＲの付近では所定の閾値以上であり、他の全ての領域ＵＲでは所定の閾値以内である場合、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がコーナー面形状であると判定する。
また、判定部８８３は、領域ＵＲが隣り合う法線ベクトルＮＶ同士の向きの差分が所定の閾値以内であり、かつ、法線ベクトルＮＶの向きが投射面ＳＣに沿って徐々に変化する場合、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がシリンダー面形状であると判定する。投射面ＳＣにおける三次元形状の種別がシリンダー面形状である場合、投射面ＳＣに沿って法線ベクトルＮＶの向きが徐々に変化するためである。
また、判定部８８３は、領域ＵＲが隣り合う法線ベクトルＮＶ同士の向きの差分が所定の閾値以内であり、かつ、法線ベクトルの向きが投射面ＳＣに沿って徐々に変化し、この変化に周期性がある場合、投射面ＳＣの三次元形状が正弦曲線面形状であると判定する。

以上の記載によれば、第１変形例による判定部８８３は、形状判定撮像データＧＩ１が示す形状判定投射画像ＰＧ１に含まれる複数の領域ＵＲの各々の法線ベクトルＮＶの向きに基づいて、三次元形状に関する複数の種別の中から投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定する。法線ベクトルＮＶの向きには、三次元形状の種別で互いに異なる特徴が現れるので、プロジェクター８は、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を精度良く判定できる。

Ｂ．２．その他の変形例
上述のプロジェクター８は撮像部８６を有するが、撮像部８６を有さなくてもよい。例えば、プロジェクションシステム１は、プロジェクター８の外部にカメラを有し、プロジェクター８は、カメラから、形状判定撮像データＧＩ１及び格子撮像データＧＩ２を取得してもよい。

上述の各形態では、判定部８８３は、複数の三次元形状として、平面形状、コーナー面形状、シリンダー側面形状、及び、正弦曲線形状の中から、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定するが、これに限らなく、平面形状、コーナー面形状、シリンダー側面形状、及び、正弦曲線形状のいずれか２つ、又はいずれか３つの中から、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定してもよい。例えば、判定部８８３は、複数の三次元形状として、平面形状、コーナー面形状の中から、投射面ＳＣにおける三次元形状の種別を判定してもよい。

上述の各形態では、投射面ＳＣに投射される画像の歪みを補正する補正データＣＤを生成するために用いられる画像として複数の格子点を含む格子画像データＧＨ２を用いたが、投射面ＳＣに投射される画像の歪みを補正する補正データＣＤを生成するために用いられる画像は、格子状に並んだ点に画像データに限られず、複数の点を含むドットパターンを含む画像データであってもよい。

上述の各形態における投射部８４では、光変調装置として液晶ライトバルブが用いられたが、光変調装置は液晶ライトバルブに限らず適宜変更可能である。例えば、光変調装置は、３枚の反射型の液晶パネルを用いた構成であってもよい。また、光変調装置は、１枚の液晶パネルを用いた方式、３枚のＤＭＤを用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスを用いた方式等の構成であってもよい。ＤＭＤは、Digital Micromirror Deviceの略である。光変調装置として１枚のみの液晶パネル又はＤＭＤが用いられる場合には、色分離光学系や色合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネル及びＤＭＤ以外にも、光源が発する光を変調可能な構成は、光変調装置として採用できる。

上述の各態様において、処理部８８がプログラムを実行することによって実現される要素の全部又は一部は、例えばＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ等の電子回路によりハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現されてもよい。ＦＰＧＡは、Field Programmable Gate Arrayの略である。ＡＳＩＣは、Application Specific ICの略である。また、上述の各態様にかかるプロジェクター８の制御方法としても特定される。

１…プロジェクションシステム、４…画像提供装置、８…プロジェクター、８２…通信部、８３…記憶部、８４…投射部、８６…撮像部、８８…処理部、８８１…取得部、８８３…判定部、８８４…特定部、８８６…生成部、８８８…補正部、ＣＤ…補正データ、ＣＧ…補正画像、ＣＧＤ…補正画像データ、Ｇ１…形状判定画像、Ｇ２…格子画像、ＧＤ…画像データ、ＧＩ１…形状判定撮像データ、ＧＩ２…格子撮像データ、ＧＰａ、ＧＰｂ、ＧＰｃ、ＧＰｄ…格子点、ＭＳ…載置面、ＮＶ…法線ベクトル、ＰＧ１…形状判定投射画像、ＰＧ２…格子投射画像、ＰＬ１…第１平面、ＰＬ２…第２平面、ＳＣ…投射面。

Claims (7)

1. プロジェクターの制御方法であって、
   第１画像を投射面に投射することによって、前記投射面に第１投射画像を表示し、
   前記第１投射画像を撮像して得られる第１撮像データを取得し、
   前記第１撮像データに基づいて、前記投射面における三次元形状の種別を判定し、
   複数の点を含む第２画像を投射することによって、前記投射面に第２投射画像を表示し、
   前記第２投射画像を撮像して得られる第２撮像データを取得し、
   前記第２撮像データと前記投射面における三次元形状の種別とに基づいて、前記投射面上における前記複数の点の各々の位置を特定し、
   前記複数の点の各々の位置に基づいて、前記投射面に投射される画像の歪みを補正する補正データを生成し、
   前記プロジェクターに入力される画像データを前記補正データに基づいて補正し、
   前記画像データを補正して得られる補正画像データに基づく補正画像を前記投射面に投射する、
   プロジェクターの制御方法。
2. 前記第１画像は、縞模様を含む、
   請求項１に記載のプロジェクターの制御方法。
3. 前記第１撮像データに基づいて、前記投射面における三次元形状の種別を判定する処理では、第１の種別と第２の種別とを含む三次元形状に関する複数の種別の中から前記投射面における三次元形状の種別を判定し、
   前記複数の点の各々の位置を特定する処理では、
   前記第２撮像データを基に前記複数の点の各々について三次元座標を特定し、
   前記複数の点の各々について特定される複数の三次元座標を、前記投射面における三次元形状の種別に基づき補正する処理を施して、前記投射面上における前記複数の点の各々の位置を特定する、
   請求項１又は２に記載のプロジェクターの制御方法。
4. 前記第１画像には、線分が含まれ、
   前記第１撮像データが示す前記第１投射画像に含まれる線分に基づいて、前記複数の種別の中から前記投射面における三次元形状の種別を判定する、
   請求項３に記載のプロジェクターの制御方法。
5. 前記第１画像は、複数の領域に分割され、
   前記第１撮像データが示す前記第１投射画像に含まれる複数の領域の各々の法線ベクトルの向きに基づいて、前記複数の種別の中から前記投射面における三次元形状の種別を判定する、
   請求項３に記載のプロジェクターの制御方法。
6. 前記複数の種別は、平面形状、第１平面と前記第１平面と交差する第２平面とから構成される形状、円柱の側面の形状、楕円柱の側面の形状、及び、前記プロジェクターの載置面に対して垂直な方向からの平面視において前記投射面が正弦曲線に射影される形状である、
   請求項３から５までのいずれか１項に記載のプロジェクターの制御方法。
7. プロジェクターであって、
   画像を投射面に投射する投射部と、
   前記投射面に投射される前記画像を撮像して得られる撮像データを取得する取得部と、
   前記投射面における三次元形状の種別を判定する判定部と、
   前記投射面上に投射される複数の点の各々の位置を特定する特定部と、
   前記投射面に投射される画像の歪みを補正する補正データを生成する生成部と、
   前記プロジェクターに入力される画像データを補正する補正部と、
   を備え、
   前記投射部が、第１画像を前記投射面に投射することによって、前記投射面に第１投射画像を表示し、
   前記取得部が、前記第１投射画像を撮像して得られる第１撮像データを取得し、
   前記判定部が、前記第１撮像データに基づいて、前記投射面における三次元形状の種別を判定し、
   前記投射部が、複数の点を示す第２画像を前記投射面に投射することによって、前記投射面に第２投射画像を表示し、
   前記取得部が、前記第２投射画像を撮像して得られる第２撮像データを取得し、
   前記特定部が、前記第２撮像データと前記投射面における三次元形状の種別とに基づいて、前記投射面上における前記複数の点の各々の位置を特定し、
   前記生成部が、前記複数の点の各々の位置に基づいて、前記補正データを生成し、
   前記補正部が、前記画像データを前記補正データに基づいて補正し、
   前記投射部が、前記画像データを補正して得られる補正画像データに基づく補正画像を前記投射面に投射する、
   プロジェクター。

Images