JP2021067906A - 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】重畳画像の視認性の悪化を防止するプロジェクターの制御方法を提供する。【解決手段】プロジェクターの制御方法では、パターン画像を投写し、画像センサーによってパターン画像を撮影することによりパターン撮影データを取得し、パターン撮影データに基づいて、パターン画像が投写される範囲において平面が存在する平面範囲を決定し、平面範囲に選択的に投写されるように、オンスクリーンディスプレイによる重畳画像を生成し、重畳画像を投写する。【選択図】図３

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。

特許文献１は、ユーザインタフェース画面を画像に重畳させて投影させる投影装置において、画像の歪み量に基づいて画像を補正するためのパラメータを算出し、パラメータに基づいてユーザインタフェース画面の形状を決定する技術を開示する。

特開２０１２−２２２５１７号公報

投写対象となる平面が投写される所定の画像に対して小さい場合、平面の端部により画像が分断され、画像の視認性が悪化する可能性がある。

第１態様は、パターン画像を投写し、画像センサーによって前記パターン画像を撮影することによりパターン撮影データを取得し、前記パターン撮影データに基づいて、前記パターン画像が投写される範囲において平面が存在する平面範囲を決定し、前記平面範囲に選択的に投写されるように、オンスクリーンディスプレイによる重畳画像を生成し、前記重畳画像を投写するプロジェクターの制御方法である。

第２態様は、第１態様において、前記パターン画像が複数のサブ画像から構成されることである。

第３態様は、第２態様において、前記パターン撮影データに基づいて、前記複数のサブ画像に対応する複数のサブ範囲毎に前記平面が存在するか否かを判定し、互いに隣接する前記サブ範囲のそれぞれに前記平面が存在する場合において、前記互いに隣接する前記サブ範囲を前記平面範囲として決定することである。

第４態様は、第１乃至第３態様の何れかにおいて、前記平面範囲に応じて前記重畳画像の位置及びサイズを決定することである。

第５態様は、第１乃至第４態様の何れかにおいて、前記平面範囲における余白が最も小さくなるように前記重畳画像の位置及びサイズを決定することである。

第６態様は、第１乃至第５態様の何れかにおいて、初期設定である位置及びサイズを有する初期画像を投写し、前記画像センサーによって前記初期画像を撮影することにより初期画像撮影データを取得し、前記初期画像及び前記初期画像撮影データの間の差異に応じて、前記パターン画像を投写することである。

第７態様は、画像を投写する投写機器と、前記画像を撮影することにより撮影データを生成する画像センサーと、前記投写機器及び前記画像センサーを制御する制御回路と、を備え、前記制御回路が、前記投写機器にパターン画像を投写させ、前記画像センサーに前記パターン画像を撮影させることによりパターン撮影データを取得し、前記パターン撮影データに基づいて、前記パターン画像が投写される範囲において平面が存在する平面範囲を決定し、前記平面範囲に選択的に投写されるように、オンスクリーンディスプレイによる重畳画像を生成し、前記投写機器に前記重畳画像を投写させるプロジェクターである。

実施形態に係るプロジェクターを説明する斜視図。 実施形態に係るプロジェクターの構成を説明するブロック図。 実施形態に係るプロジェクターの動作を説明するフローチャート。 初期画像を投写するプロジェクターを説明する斜視図。 パターン画像を投写するプロジェクターを説明する斜視図。 投写範囲に複数の平面が存在する場面を説明する斜視図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図面においては同一又は類似の要素には同一又は類似の符号をそれぞれ付して、重複する説明を省略する。

図１に示すように、本実施形態に係るプロジェクター１０は、画像Ｃを示す光を前方に投写することにより、前方に配置される物体Ｐに画像Ｃを表示し得る表示装置である。図１に示す例において画像Ｃは、オンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）による重畳画像Ｄを含む。プロジェクター１０は、物体Ｐが有する平面Ｑに対応する範囲に選択的に重畳画像Ｄが投写されるように、画像Ｃにおける重畳画像Ｄの位置を決定する。

図２に示すように、プロジェクター１０は、投写機器２０、画像センサー３０、制御回路４０、入力機器５０及び映像信号インターフェイス（Ｉ／Ｆ）６０を備える。投写機器２０は、制御回路４０の制御に応じて、画像Ｃを投写する。画像Ｃを示すデータは、例えば、図示しない外部装置から映像信号として提供される。画像Ｃは、他の記録媒体によって提供されてもよく、制御回路４０において生成されてもよい。画像Ｃは、投写機器２０により光が投写される投写範囲を定義し得る。

投写機器２０は、放電灯、固体光源等の光源２１と、複数の画素を有する液晶ライトバルブ等の表示素子２２とを備える。投写機器２０は、レンズ、ミラー等の図示しない光学系を備える。光源２１から発せられた光は、光学系により表示素子２２に導入される。表示素子２２は、制御回路４０による制御に応じて、導入された光を変調する。投写機器２０は、表示素子２２を経由した光を、光学系を用いて画像Ｃとして投写する。その他、投写機器２０の方式として、変調された光により投写範囲を走査するミラーデバイスを用いる方式や、画素毎の光の反射を制御するデジタルマイクロミラーデバイスを用いる方式が採用され得る。

画像センサー３０は、制御回路４０による制御に応じて、投写機器２０に投写される画像Ｃを撮影することにより、画像センサー３０から見た画像Ｃを示す撮影データを生成する。画像センサー３０は、固体撮像素子を含む。画像センサー３０は、例えば、投写機器２０による最大投写範囲を視野に含むようにプロジェクター１０における位置及び配向が調整される。但し、画像センサー３０の配向は予め、所定の条件に従って、投写機器２０の配向に対して相対的に調節される。所定の条件は、例えば、制御回路４０が、平面Ｑに投写される画像Ｃの欠け又は歪みを撮影データから認識できることである。画像センサー３０は、プロジェクター１０の筐体の外側に配置されてもよい。

制御回路４０は、範囲決定部４１、画像生成部４２、制御部４３及び記憶部４４を論理構造として有する。制御回路４０は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、マイクロコントローラー等の処理回路を含む。制御回路４０は、プロジェクター１０の動作に必要な演算を処理するコンピューターシステムを構成する。制御回路４０は、予めインストールされた制御プログラムを実行することにより、範囲決定部４１、画像生成部４２、制御部４３及び記憶部４４の他、実施形態に記載された各機能を実現する。これにより制御回路４０は、プロジェクター１０の各部を制御する。制御回路４０は、一体のハードウェアから構成されてもよく、別個の複数のハードウェアから構成されてもよい。

記憶部４４は、例えば、制御回路４０の動作に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する、コンピューターにより読み取り可能な記憶媒体である。記憶部４４は、例えばランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、グラフィックメモリー等の半導体メモリーを含む。その他、記憶部４４は、不揮発性の補助記憶装置と、ＣＰＵに内蔵されるレジスターやキャッシュメモリー等の揮発性の主記憶装置とを含み得る。

範囲決定部４１は、投写機器２０により画像Ｃが投写される投写範囲において、平面Ｑが存在する平面範囲を決定する。詳細には、範囲決定部４１は、画像センサー３０によって取得される撮影データに基づいて、投写範囲における平面範囲を決定する。画像生成部４２は、範囲決定部４１によって決定された平面範囲に選択的に投写されるように重畳画像Ｄを生成する。例えば、画像生成部４２は、画像Ｃにおいて初期設定の位置及びサイズを有するＯＳＤの初期画像に対して、位置及びサイズの少なくとも何れかを変更することにより、重畳画像Ｄを生成する。初期設定に関する情報は、予め記憶部４４に記憶され得る。

制御部４３は、投写機器２０及び画像センサー３０の駆動を制御する。制御部４３は、例えば重畳画像Ｄを含む画像Ｃを投写機器２０に投写させる。制御部４３は、画像センサー３０に、投写機器２０により投写された画像Ｃを撮影させることにより、撮影データを取得する。その他、制御部４３は、プロジェクター１０の動作に必要な処理を実行することにより、プロジェクター１０の各部を制御する。

入力機器５０は、ユーザーの操作を受け付け、ユーザーの操作に応じた信号を制御回路４０に出力する。入力機器５０として、例えばプッシュボタン、タッチセンサー、キーボード等のスイッチや、マウス、タッチパネル、デジタイザー、測距センサー等のポインティングデバイス等、種々の入力機器が採用可能である。

映像信号Ｉ／Ｆ６０は、例えば、図示しない外部装置から画像Ｃを示す映像信号を入力し、制御回路４０に出力する。映像信号Ｉ／Ｆ６０は、記録媒体から映像信号を読み取り、制御回路４０に出力するようにしてもよい。映像信号Ｉ／Ｆ６０は、例えば、無線信号を送受信するアンテナ、ケーブルのプラグが差し込まれるレセプタクル、外部装置との間において伝送される信号を処理する通信回路等を含み得る。

図３のフローチャートを参照して、本実施形態に係るプロジェクター１０の制御方法として、制御回路４０の制御プログラムに従うプロジェクター１０の動作の一例を説明する。図３に示す一連の処理は、例えば入力機器５０が、処理の開始を指示するユーザーの操作に応じた信号を制御回路４０に出力することに応じて開始される。一連の処理は、例えばプロジェクター１０の電源がオンにされることに応じて開始されるようにしてもよい。

先ず、ステップＳ１において、投写機器２０は、図４に示すように、初期設定である位置及びサイズを有する重畳画像Ｄ０を初期画像として投写する。詳細には、画像生成部４２が、記憶部４４から重畳画像Ｄ０のデータ及び初期設定を読み込み、重畳画像Ｄ０を含む画像Ｃを生成する。制御部４３は、画像生成部４２によって生成された重畳画像Ｄ０を含む画像Ｃを投写機器２０に投写させる。図４に示す例では、重畳画像Ｄ０は、画像Ｃの中央部に位置し、平面Ｑの端部により分断される。

ステップＳ２において、範囲決定部４１は、画像センサー３０によって撮影される重畳画像Ｄ０の整合性が確認されるか否かを判定する。詳細には、先ず制御部４３が、画像センサー３０によって初期画像である重畳画像Ｄ０を撮影することにより初期画像撮影データを取得する。範囲決定部４１は、画像生成部４２により生成された初期画像である重畳画像Ｄ０のデータと、画像センサー３０により取得される初期画像撮影データとを比較し、互いの間の整合性の程度が閾値を超える場合において整合性を確認する。範囲決定部４１は、整合性が確認される場合、処理を終了し、整合性が確認されない場合、ステップＳ３に処理を進める。

ステップＳ３において、投写機器２０は、図５に示すように、複数のサブ画像Ｆから構成されるパターン画像Ｅを投写する。即ち、投写機器２０は、初期画像及び初期画像撮影データの間の差異に応じて、パターン画像Ｅを投写する。詳細には、画像生成部４２は、パターン画像Ｅのデータを記憶部４４から読み込み、平面範囲を決定するために用いられるパターン画像Ｅを生成する。制御部４３は、画像生成部４２によって生成されたパターン画像Ｅを投写機器２０に投写させる。図５に示す例では、投写範囲において２×３のマトリックス状に配列された６つのサブ画像Ｆから構成されるパターン画像Ｅのうち、左側の約半分が平面Ｑに投写される。パターン画像Ｅは、６つ以外の複数のサブ画像Ｆを有してもよい。サブ画像Ｆは、十字形状である必要はない。更にパターン画像Ｅとして、格子状の基準線等、種々のデザインが採用可能である。

ステップＳ４において、画像センサー３０は、投写機器２０によって投写されたパターン画像Ｅを撮影することにより、パターン撮影データを生成する。即ち、制御部４３は、画像センサー３０にパターン画像Ｅを撮影させることにより、パターン撮影データを取得する。

ステップＳ５において、範囲決定部４１は、ステップＳ４で取得されたパターン撮影データに基づいて、パターン画像Ｅが投写される投写範囲において平面Ｑが存在するか否かを判定する。詳細には、範囲決定部４１は、パターン画像Ｅのデータ及びパターン撮影データに基づいて、複数のサブ画像Ｆに対応する複数のサブ範囲毎に、平面Ｑが存在するか否かを判定する。即ち、範囲決定部４１は、サブ画像Ｆのデータと、対応するサブ範囲におけるパターン撮影データとを比較し、互いの整合性の程度が閾値を超える場合、対応するサブ範囲に平面Ｑが存在すると判定する。整合性の程度は、例えば１つのサブ範囲における全範囲に平面Ｑが存在することが見込まれる程度である。範囲決定部４１は、複数のサブ範囲の少なくとも何れかに平面Ｑが存在すると判定する場合、ステップＳ６に処理を進め、複数のサブ範囲の何れにも平面Ｑが存在しないと判定する場合ステップＳ８に処理を進める。

ステップＳ６において、範囲決定部４１は、ステップＳ５で平面Ｑが存在すると判定された範囲を平面範囲として決定する。更に、範囲決定部４１は、互いに隣接する複数のサブ範囲のそれぞれに、同一の平面Ｑが存在する場合において、互いに隣接する複数のサブ範囲を平面範囲として決定する。図５に示す例では、６つのサブ画像Ｆのうち左側の２つのサブ画像Ｆが互いに隣接し、これらに対応する２つのサブ範囲において同一の平面Ｑが存在する。このため、範囲決定部４１は、左側の互いに離接する２つのサブ画像Ｆの範囲を、連続する１つの平面範囲として決定する。

ステップＳ７において、画像生成部４２は、ステップＳ６で決定された平面範囲に選択的に投写されるように、ＯＳＤによる重畳画像Ｄを生成する。例えば、画像生成部４２は、初期画像である重畳画像Ｄ０が平面範囲に投写されるように、投写範囲における重畳画像Ｄ０の位置を変更することにより重畳画像Ｄを生成する。このように、画像生成部４２は、平面範囲に応じて、重畳画像Ｄ０の位置及びサイズの少なくとも何れかを変更することにより、重畳画像Ｄの位置及びサイズを決定する。画像生成部４２は、平面範囲における余白が最も小さくなるように重畳画像Ｄの位置及びサイズを決定してもよい。

ステップＳ８において、投写機器２０は、ステップＳ７で生成された重畳画像Ｄを平面範囲に存在する平面Ｑに向けて投写する。詳細には、制御部４３は、ステップＳ７で位置及びサイズが決定された重畳画像Ｄを含む画像Ｃを投写機器２０に投写させる。これにより、重畳画像Ｄは、例えば図１に示すように、平面Ｑに対応する平面範囲に選択的に投写される。

以上のように、例えば投写対象となる平面に対してＯＳＤの位置が適さず、ＯＳＤの視認性が悪化する場合において、プロジェクター１０は、平面が存在する範囲にＯＳＤを投写できる。よって、プロジェクター１０によれば、ＯＳＤの視認性の悪化を防止できる。その他、プロジェクター１０を正確に設置する前に最低限の設定を行う等、ユーザーが簡易に設定画面を参照して操作を行いたい場合、プロジェクター１０によれば、簡単に重畳画像Ｄとして設定画面を平面Ｑに投写することができる。

以上のように実施形態を説明したが、本発明はこれらの開示に限定されるものではない。各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成に置換されてよく、また、本発明の技術的範囲内において、各実施形態における任意の構成が省略されたり追加されたりしてもよい。このように、これらの開示から当業者には様々な代替の実施形態が明らかになる。

例えば、既に述べた実施形態において、図６に示すように、プロジェクター１０による投写範囲において、平面Ｑに加えて、他の平面Ｒが存在する場合、範囲決定部４１は、重畳画像Ｄを投写する平面を選択し得る。範囲決定部４１は、例えば、パターン撮影データにおけるサブ画像Ｆの歪みに基づいて、各平面Ｑ，Ｒの同一性を認識する。範囲決定部４１は、認識された平面に対応する各範囲について、平面のサイズ、位置、角度等を検出する。範囲決定部４１は、例えば最も大きいサイズを有する平面等、重畳画像Ｄの視認性が良い平面の範囲を平面範囲として決定すればよい。或いは、範囲決定部４１は、ユーザーの入力機器５０に対する操作に応じて、平面Ｑ，Ｒの何れかを選択することにより平面範囲を決定するようにしてもよい。

また、図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１及びＳ２の処理が省略され、ステップＳ３の処理から開始されてもよい。その他、範囲決定部４１は、投写対象となる平面Ｑが重畳画像Ｄ０に対して小さい場合に限らず、投写対象となる表面において凹凸が存在する場合であっても、平面のみからなる範囲に選択的に重畳画像Ｄを投写できる。これにより、重畳画像Ｄの視認性の悪化を防止できる。

その他、上述の各構成を相互に応用した構成等、本発明は以上に記載しない様々な実施形態を含むことは勿論である。本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

以下に、上述した実施形態から導き出される内容を、各態様として記載する。

第１態様は、パターン画像を投写し、画像センサーによって前記パターン画像を撮影することによりパターン撮影データを取得し、前記パターン撮影データに基づいて、前記パターン画像が投写される範囲において平面が存在する平面範囲を決定し、前記平面範囲に選択的に投写されるように、オンスクリーンディスプレイによる重畳画像を生成し、前記重畳画像を投写するプロジェクターの制御方法である。第１態様によれば、平面が存在する範囲に選択的に重畳画像を投写することができるため、重畳画像の視認性の悪化を防止することができる。

第２態様は、第１態様において、前記パターン画像が複数のサブ画像から構成されることである。第２態様によれば、サブ画像に応じて平面範囲を決定することが可能となる。

第３態様は、第２態様において、前記パターン撮影データに基づいて、前記複数のサブ画像に対応する複数のサブ範囲毎に前記平面が存在するか否かを判定し、互いに隣接する前記サブ範囲のそれぞれに前記平面が存在する場合において、前記互いに隣接する前記サブ範囲を前記平面範囲として決定することである。第３態様によれば、実際の平面に対する平面範囲の精度を向上することができる。

第４態様は、第１乃至第３態様の何れかにおいて、前記平面範囲に応じて前記重畳画像の位置及びサイズを決定することである。第４態様によれば、重畳画像の位置及びサイズの少なくとも何れかが平面範囲に対して適さない場合であっても、重畳画像が平面範囲内に投写されるように調節することができる。

第５態様は、第１乃至第４態様の何れかにおいて、前記平面範囲における余白が最も小さくなるように前記重畳画像の位置及びサイズを決定することである。第５態様によれば、重畳画像を平面範囲内において最大化することにより重畳画像の視認性を向上することができる。

第６態様は、第１乃至第５態様の何れかにおいて、初期設定である位置及びサイズを有する初期画像を投写し、前記画像センサーによって前記初期画像を撮影することにより初期画像撮影データを取得し、前記初期画像及び前記初期画像撮影データの間の差異に応じて、前記パターン画像を投写することである。第６態様によれば、初期画像の視認性が悪化する場合において限定的に、視認性の悪化が防止された重畳画像を生成することができる。

第７態様は、画像を投写する投写機器と、前記画像を撮影することにより撮影データを生成する画像センサーと、前記投写機器及び前記画像センサーを制御する制御回路と、を備え、前記制御回路が、前記投写機器にパターン画像を投写させ、前記画像センサーに前記パターン画像を撮影させることによりパターン撮影データを取得し、前記パターン撮影データに基づいて、前記パターン画像が投写される範囲において平面が存在する平面範囲を決定し、前記平面範囲に選択的に投写されるように、オンスクリーンディスプレイによる重畳画像を生成し、前記投写機器に前記重畳画像を投写させるプロジェクターである。第７態様によれば、平面が存在する範囲に選択的に重畳画像を投写することができるため、重畳画像の視認性の悪化を防止することができる。

１０…プロジェクター、２０…投写機器、２１…光源、２２…表示素子、３０…画像センサー、４０…制御回路、４１…範囲決定部、４２…画像生成部、４３…制御部、４４…記憶部、５０…入力機器、６０…映像信号Ｉ／Ｆ、Ｄ０…重畳画像。

Claims (7)

1. パターン画像を投写し、
   画像センサーによって前記パターン画像を撮影することによりパターン撮影データを取得し、
   前記パターン撮影データに基づいて、前記パターン画像が投写される範囲において平面が存在する平面範囲を決定し、
   前記平面範囲に選択的に投写されるように、オンスクリーンディスプレイによる重畳画像を生成し、
   前記重畳画像を投写する
   ことを特徴とするプロジェクターの制御方法。
2. 前記パターン画像が複数のサブ画像から構成されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクターの制御方法。
3. 前記パターン撮影データに基づいて、前記複数のサブ画像に対応する複数のサブ範囲毎に前記平面が存在するか否かを判定し、互いに隣接する前記サブ範囲のそれぞれに前記平面が存在する場合において、前記互いに隣接する前記サブ範囲を前記平面範囲として決定することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクターの制御方法。
4. 前記平面範囲に応じて前記重畳画像の位置及びサイズを決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のプロジェクターの制御方法。
5. 前記平面範囲における余白が最も小さくなるように前記重畳画像の位置及びサイズを決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のプロジェクターの制御方法。
6. 初期設定である位置及びサイズを有する初期画像を投写し、
   前記画像センサーによって前記初期画像を撮影することにより初期画像撮影データを取得し、
   前記初期画像及び前記初期画像撮影データの間の差異に応じて、前記パターン画像を投写することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のプロジェクターの制御方法。
7. 画像を投写する投写機器と、
   前記画像を撮影することにより撮影データを生成する画像センサーと、
   前記投写機器及び前記画像センサーを制御する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記投写機器にパターン画像を投写させ、前記画像センサーに前記パターン画像を撮影させることによりパターン撮影データを取得し、前記パターン撮影データに基づいて、前記パターン画像が投写される範囲において平面が存在する平面範囲を決定し、前記平面範囲に選択的に投写されるように、オンスクリーンディスプレイによる重畳画像を生成し、前記投写機器に前記重畳画像を投写させることを特徴とするプロジェクター。

Images