JP4990639B2 - Image projection device - Google Patents
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Description
本発明は、スクリーン等に画像を投影する画像投影装置及び画像投影方法に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus and an image projection method for projecting an image on a screen or the like.
近年、この種の画像投影装置として、利用者が手に保持した状態でスクリーン等の上に画像を投影する手持ち式プロジェクタが提案されている。手持ち式プロジェクタは、机上に設置された状態で投影する、従来の据え置き式プロジェクタと比較して小型であり、携帯性に優れている。 In recent years, as this type of image projection apparatus, a hand-held projector that projects an image on a screen or the like while being held by a user's hand has been proposed. A hand-held projector is smaller than a conventional stationary projector that projects in a state where it is installed on a desk, and is excellent in portability.
また、プロジェクタを手に保持した状態で投影することができるので、プロジェクタを設置するための机などの設備が不要になる。従って、利用者は、手持ち式プロジェクタを気軽に持ち歩くことができ、手持ち式プロジェクタを用いて、いつでもどこでも顧客に対して商品説明を行ったり、友人と写真ライブラリを鑑賞し合ったりするなど、様々な使い方が可能である。 Further, since the projection can be performed with the projector held in the hand, facilities such as a desk for installing the projector become unnecessary. Therefore, users can easily carry a hand-held projector, use the hand-held projector to explain products to customers anytime and anywhere, and enjoy a photo library with friends. It can be used.
このように、手持ち式プロジェクタは、据え置き式プロジェクタにない利便性を有する反面、画像を投影する際、プロジェクタ本体を手で保持するので、手ブレによって投影画像の画質が劣化するといった不具合がある。この課題に対し、例えば手ブレを補正する機能を有する手持ち式プロジェクタ装置が提案されている(特許文献1参照)。この装置は、筐体に設けられたセンサによって検出された手ブレに応じて、画像データや光軸を補正して投影する。この装置によれば、手ブレが生じた際、手ブレを相殺する方向へ変位させた画像を投影するので、投影した画像が縦横に振動して見辛くなるといった現象を防ぐことができる。
しかしながら、上記のような従来の画像投影装置では、以下に掲げる課題があった。プロジェクタにより画像を投影してプレゼンテーションを行う際には、プロジェクタが投影している画像上の位置を指し示すために、ポインティングデバイスを別途用意する必要がある。このような用途の場合、利用者は、片方の手で手持ち式プロジェクタを保持しながら、もう片方の手でレーザポインタ等を保持してプレゼンテーションを行わなければならなかった。このように、手持ち式プロジェクタをプレゼンテーションに用いる場合、利用者の両方の手が必要となり、使い勝手が良くない場合があった。 However, the conventional image projection apparatus as described above has the following problems. When a presentation is performed by projecting an image with a projector, it is necessary to prepare a pointing device separately to indicate the position on the image projected by the projector. In such an application, the user has to hold a laser projector or the like with one hand while holding the handheld projector with the other hand and make a presentation. As described above, when a hand-held projector is used for a presentation, both hands of the user are required, and the usability may not be good.
一方、例えば据え置き式プロジェクタで提案されているように、プロジェクタ本体に十字キーを設け、利用者の操作入力により投影画像上のマーカ(マウスポインタ)を上下左右に移動させるような構成も考えられる。しかしながら、この構成を手持ち式プロジェクタに適用しようとした場合、手持ち式プロジェクタを保持しながら十字キーを操作するのに煩雑な操作が要求され、レーザポインタ等で投影画像上の位置を指し示すような直感的な操作感を得ることが難しかった。 On the other hand, as proposed in a stationary projector, for example, a configuration in which a cross key is provided on the projector body and a marker (mouse pointer) on the projected image is moved up, down, left, and right by a user operation input is also conceivable. However, when this configuration is applied to a hand-held projector, an intricate operation is required to operate the cross key while holding the hand-held projector. It was difficult to get a realistic feeling of operation.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、画像の投影及び投影画像上の位置の指示を片手で行うことができ、また直感的な操作感によって投影画像上の位置を適切かつ容易に指示することが可能な画像投影装置及び画像投影方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can project an image and specify the position on the projected image with one hand, and can appropriately and easily position the projected image with an intuitive operational feeling. An object is to provide an image projecting apparatus and an image projecting method capable of instructing.
本発明の画像投影装置は、保持可能な筐体の変位を検出する変位検出部と、前記筐体に設けられ第1の画像及び第2の画像を投影する投影部と、前記筐体の変位に基づき、前記第1の画像に関する前記変位と反対方向への第1の補正値を決定する補正値決定部と、前記第1の画像の有効領域を表す有効領域情報を取得する有効領域取得部と、を備え、前記補正値決定部は、前記第1の補正値より小さな値である第2の補正値を、前記有効領域情報に基づいて決定し、前記投影部は、前記筐体の変位で指示される指示位置を前記第1の補正値で補正した第1の投影位置に、前記第1の画像を投影するとともに、前記指示位置を前記第2の補正値で補正した第2の投影位置に、前記第2の画像を投影するものである。 An image projection apparatus according to the present invention includes a displacement detection unit that detects displacement of a holdable housing, a projection unit that is provided on the housing and projects a first image and a second image, and displacement of the housing. A correction value determination unit that determines a first correction value in a direction opposite to the displacement with respect to the first image, and an effective region acquisition unit that acquires effective region information representing the effective region of the first image. The correction value determining unit determines a second correction value that is smaller than the first correction value based on the effective area information, and the projection unit is configured to displace the casing. Projecting the first image onto the first projection position corrected by the first correction value at the indicated position indicated by the second projection , and correcting the second position by correcting the indicated position by the second correction value. in position, and projecting the second image.
この構成により、利用者が筐体を保持した方向へ第1の画像(主画像や背景画像等)と第2の画像(指示画像のポインタ等)とが投影される状態において、利用者が筐体を変位させると、筐体の変位に基づいて補正された元の位置またはその近傍に第1の画像が投影されたまま、変位した位置、つまり利用者が新しく指し示す位置に第2の画像が投影される。従って、利用者が保持している画像投影装置によって投影されている背景画像等の第1の画像上における任意の位置を、利用者が画像投影装置の筐体を上下左右に変位させるだけで、ポインタ等の第2の画像によって指し示すことができる。このように、画像の投影と投影画像上の位置の指示とを片手で行うことができ、また直感的な操作感によって投影画像上の位置を適切かつ容易に指示することが可能になる。 With this configuration, in the state in which the first image (main image, background image, and the like) and the second image (pointer of the instruction image, etc.) are projected in the direction in which the user holds the case, the user can When the body is displaced, the first image is projected at or near the original position corrected based on the displacement of the housing, and the second image is displayed at the displaced position, that is, the position newly pointed to by the user. Projected. Therefore, when the user displaces the housing of the image projection apparatus up and down, left and right at any position on the first image such as the background image projected by the image projection apparatus held by the user, It can be pointed by a second image such as a pointer. In this way, it is possible to project an image and specify the position on the projected image with one hand, and it is possible to appropriately and easily specify the position on the projected image with an intuitive operational feeling.
また、例えば手ブレ等の影響によって筐体が細かく変位している場合には第2の画像の投影位置がほとんど変化せず、利用者が筐体を大きく変位させた場合には第2の画像の投影位置が筐体の変位にほぼ追従する。従って、手ブレ等によって第2の画像が細かく移動することがなくなるので、投影画像上の位置を手ブレ等の影響を受けずに明確に指示することが可能となる。 Further, for example, when the housing is finely displaced due to the influence of camera shake or the like, the projection position of the second image hardly changes, and when the user greatly displaces the housing, the second image The projection position substantially follows the displacement of the housing. Accordingly, since the second image is not moved finely due to camera shake or the like, the position on the projected image can be clearly indicated without being affected by camera shake or the like.
また、筐体の変位に対して第2の画像の投影位置を変化させる割合を第1の画像の有効領域、すなわち大きさや形状等に基づいて調整することができる。従って、利用者の変位操作に対する第2の画像の移動感度を、第1の画像の大きさや形状等に応じて変化させたり、第2の画像が第1の画像の有効領域外へ移動しないように調整することが可能となる。これによって、投影画像上の位置を指示する際の操作感を向上させることができる。 Further, the ratio of changing the projection position of the second image with respect to the displacement of the housing can be adjusted based on the effective area of the first image, that is, the size, shape, and the like. Therefore, the movement sensitivity of the second image with respect to the displacement operation of the user is changed according to the size, shape, etc. of the first image, or the second image does not move outside the effective area of the first image. It becomes possible to adjust to. Thereby, it is possible to improve the operational feeling when the position on the projected image is designated.
本発明によれば、画像の投影及び投影画像上の位置の指示を片手で行うことができ、また直感的な操作感によって投影画像上の位置を適切かつ容易に指示することが可能な画像投影装置及び画像投影方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to perform image projection and position designation on the projected image with one hand, and image projection capable of appropriately and easily indicating the position on the projected image with an intuitive operational feeling. An apparatus and an image projection method can be provided.
以下の実施形態では、手持ち式プロジェクタ、携帯端末装置等に適用した画像投影装置及び方法の例をいくつか示す。 In the following embodiments, some examples of an image projection apparatus and method applied to a hand-held projector, a portable terminal device, and the like will be described.
(第1の実施形態)
第1の実施形態の画像投影装置は、手持ち式プロジェクタに適用した例である。図1は本発明の第1の実施形態に係る画像投影装置の要部構成を示すブロック図、図2は第1の実施形態に係る画像投影装置の外観を示す正面図である。画像投影装置10は、制御部1、表示操作入力部7、画像メモリ8を備えている。この画像投影装置10は、例えば印籠形の筐体25を有して構成される。筐体25の側面には、投影モジュール41、レーザ光照射部42及び操作ボタン7aが設けられている。操作ボタン7aは、ポインタ用レーザのON/OFF操作を行うものである。また、画像投影装置10の外装部には、筐体25に穿った孔を通して紐28が結ばれて設けられており、利用者が筐体25を吊り下げて保持できるようになっている。
(First embodiment)
The image projection apparatus according to the first embodiment is an example applied to a hand-held projector. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an image projection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing an appearance of the image projection apparatus according to the first embodiment. The
表示操作入力部7は、前述した操作ボタン7aを有し、操作ボタン7aの押下/離反を表す操作入力信号を制御部1に出力する。
The display operation input unit 7 includes the
制御部1は、CPU等のプロセッサ及びROM、RAM等のメモリを有して構成され、変位検出部2、補正値決定部3、及び投影部4を備える。変位検出部2は、投影部4によって投影される画像の上下左右の変位を水平方向(ヨーイング方向)の回転角θ及び垂直方向(ピッチング方向)の回転角φとして検出するものであり、回転角センサやジャイロセンサ等によって構成される。
The
補正値決定部3は、表示操作入力部7からの操作入力信号に従って、変位検出部2から出力される変位検出信号を基に、投影部4によって投影される画像の投影位置を補正するための第1の補正値を算出する。
The correction
投影部4は、投影モジュール41及びレーザ照射部42を有し、補正値決定部3から出力される第1の補正値及び表示操作入力部7から出力される操作入力信号に従って、投影モジュール41及びレーザ照射部42を駆動する。投影モジュール41は、投影用の光源及び光学系を備え、入力した第1の補正値に応じた投影面9上の第1の投影位置に、主画像や背景画像等の第1の画像を投影するものである。この投影モジュール41は、光学系において頂角可変プリズム等を用いて光軸を調整可能であり、入力される第1の画像データに応じた投影光を光軸調整を行いつつ照射し、投影面9上に第1の画像を投影可能になっている。
The projection unit 4 includes a
レーザ光照射部42は、操作入力信号が押下を示すON信号である場合、指示画像等の第2の画像(ここでは、レーザ光によるポインタ)を投影面9上の第2の投影位置に投影する。
When the operation input signal is an ON signal indicating pressing, the laser
なお、補正値決定部3及び投影部4の機能は、制御部1に搭載されたCPU等のプロセッサがROM等のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。
The functions of the correction
画像メモリ8には、投影モジュール41によって投影される第1の画像に相当する第1の画像データが記憶されている。この画像メモリ8は、筐体25に着脱自在なメモリカード等であっても良いし、画像投影装置10に固定的に設けられるメモリであってもよいし、ディスク等の他の記録媒体、あるいは通信によって画像データを提供するインタフェース等も概念として含まれる。
The
上記構成を有する画像投影装置10の動作を示す。図3は第1の実施形態の補正値決定部3における補正値決定処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、前述したように、制御部1に搭載されたメモリに格納されており、制御部1のプロセッサによって実行されることにより、補正値決定部3が以下の動作を行う。
An operation of the
まず、補正値決定部3は、表示操作入力部7から出力される操作入力信号を受け付ける(ステップS1)。補正値決定部3は受け付けた操作入力信号の種別を判別する(ステップS2)。ここで、操作入力信号が操作ボタン7aの押下を示すON信号である場合、補正値決定部3は変位検出部2から出力される変位検出信号を受け付ける(ステップS3)。
First, the correction
この変位検出信号は、前述したように、投影部4によって投影される画像の上下左右の変位を水平方向(ヨーイング方向)の回転角θ及び垂直方向(ピッチング方向)の回転角φとして検出した信号である。本実施形態では、説明を簡単にするため、変位検出信号は、左右の変位として検出される水平方向の回転角θを表すことにする。回転角θは、画像投影装置10が変位して回転した場合に、投影モジュール41の光軸が投影面9の規定位置(変位する以前の光軸位置)に対してずれたときの水平方向のずれ量を表す(後述する図5(B)参照)。
As described above, this displacement detection signal is obtained by detecting the vertical and horizontal displacements of the image projected by the projection unit 4 as the rotation angle θ in the horizontal direction (the yawing direction) and the rotation angle φ in the vertical direction (the pitching direction). It is. In the present embodiment, in order to simplify the description, the displacement detection signal represents the horizontal rotation angle θ detected as the left and right displacement. The rotation angle θ is the horizontal direction when the optical axis of the
補正値決定部3は、ステップS3で受け付けた変位検出信号である回転角θを用いて第1の補正値θ1を決定する(ステップS4)。ここでは、簡単のために、第1の補正値θ1は回転角θに等しいとするが、後述するように、第1の補正値θ1をより正確に決定してもよい。そして、補正値決定部3は決定した第1の補正値θ1を投影部4に出力する(ステップS5)。この後、ステップS1の処理に戻る。
The correction
一方、ステップS2で操作入力信号が操作ボタン7aの離反を示すOFF信号である場合、補正値決定部3は第1の補正値θ1を値0に設定する(ステップS6)。そして、補正値決定部3はステップS5で設定された第1の補正値θ1を投影部4に出力する。この後、ステップS1の処理に戻る。
On the other hand, when the operation input signal is an OFF signal indicating separation of the
図4は投影部4における投影動作処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、前述したように、制御部1に搭載されたメモリに格納されており、制御部1のプロセッサによって実行されることにより、投影部4が以下の動作を行う。
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the projection operation process in the projection unit 4. As described above, this processing program is stored in the memory mounted on the
まず、投影部4は、補正値決定部3から出力される第1の補正値θ1が入力されるのを待つ(ステップS11)。第1の補正値θ1が入力されると、投影部4は第1の補正値θ1に応じて、画像位置補正処理として投影モジュール41の光軸を調整し(ステップS12)、第1の画像を投影面9上に投影する(ステップS13)。この光軸の調整では、投影モジュール41によって投影される第1の画像が投影面9上の第1の投影位置に維持されるように、投影モジュール41の光軸を第1の補正値θ1だけ回転させる(後述する図6(A)参照)。
First, the projection unit 4 waits for the input of the first correction value θ1 output from the correction value determination unit 3 (step S11). When the first correction value θ1 is input, the projection unit 4 adjusts the optical axis of the
そして、投影部4は、表示操作入力部7から出力される操作入力信号の種別を判別する(ステップS14)。即ち、操作入力信号が操作ボタン7aの押下を示すON信号である場合、投影部4はレーザ光照射部42をオンに駆動する(ステップS15)。レーザ光照射部42から出射されるポインタ用レーザは、回転角θに関係なく、投影面9上に投影される。この後、ステップS11の処理に戻る。一方、ステップS14で操作入力信号が操作ボタン7aの離反を示すOFF信号である場合、投影部4はレーザ光照射部42をオフに駆動する(ステップS16)。この後、ステップS11の処理に戻る。なおこのとき、筐体の微小な変位に応じて、公知の手ぶれ補正等の処理を行うようにしてもよい。
Then, the projection unit 4 determines the type of the operation input signal output from the display operation input unit 7 (step S14). That is, when the operation input signal is an ON signal indicating that the
図5及び図6は第1の実施形態の画像投影装置10によって投影される画像の遷移を示す図である。図5(A)は投影面9に対して筐体25が真っ直ぐに対向した正位置に置かれており、操作ボタン7aが離反している状態を示す。ここで、投影モジュール41により投影する第1の画像51は長方形の画像であるとする。この場合、投影面9には、投影モジュール41の投光口41aから投光された、長方形の第1の画像51が投影される。なお、図5及び図6では、第1の画像51の中心として、投影モジュール41の光軸に相当する位置を表す十字形91を示してある。よってこの場合、長方形の第1の画像51の中心に十字形91が位置する。
5 and 6 are diagrams illustrating transition of an image projected by the
図5(B)は図5(A)の状態から投影面9に対して筐体25を図中左側に傾けた状態を示す。この場合、投影モジュール41の光軸は投影面9に垂直な軸(図中一点鎖線)に対し、回転角θだけ左側に傾くことになる。そして、投影面9には、図中左側を長辺93、右側を短辺94とする台形となった第1の画像51が投影される。またこの場合、台形の第1の画像51の中心に十字形91が位置する。
FIG. 5B shows a state in which the
図5(C)は図5(A)の状態から操作ボタン7aを押下した状態を示す。この場合、投影モジュール41により投影された長方形の第1の画像51の中心には、第1の画像51の中心位置(投影モジュール41の光軸)を示す十字形91と重なるように、第2の画像としてレーザ光照射部42によるポインタ52が投影される。
FIG. 5C shows a state where the
図6(A)は図5(C)の操作ボタン7aが押下された状態から、筐体25を投影面9に対して図中右側に傾けた状態を示す。この場合、変位時点では投影モジュール41の光軸は投影面9に垂直な軸(図中一点鎖線)に対して回転角θだけ傾くことになる。これに対し、上記画像位置補正処理を行うことにより、投影モジュール41の光軸は、投影モジュール41の中心軸(変位前の光軸)から第1の補正量θ1だけ傾くように調整され、投影面9に対して垂直な軸となる。これにより、投影面9には、図中左側の辺93と右側の辺94とが略同じである長方形となった第1の画像51が投影されるとともに、第1の画像51の中心の十字形91より右側で回転角θだけずれた位置に、ポインタ(第2の画像)52が投影される。すなわち、利用者が操作ボタン7aが押下した状態で筐体25を傾けることによって、投影面上において、第2の画像であるポインタのみを第1の画像である投影画像に対して動かすことができる。
FIG. 6A shows a state in which the
図6(B)は図6(A)の状態から操作ボタン7aを離反した状態を示す。この場合、投影モジュール41の光軸調整機能は解除される。従って、投影モジュール41の光軸は補正前の状態に戻り、投影面9に垂直な軸に対し、回転角θだけ右側に傾いた状態になる。そして、投影面9には、図中左側を短辺93、右側を長辺94とする台形の第1の画像51が投影され、この台形の第1の画像51の中心に十字形91が位置する。また、レーザ光照射部42からの照射が停止され、ポインタ52は投射されない状態である。
FIG. 6B shows a state in which the
このように、第1の実施形態の画像投影装置10では、利用者が筐体25を保持し、投影面9上に第1の画像及び第2の画像(ポインタ)が投影されている状態で、利用者が筐体25を変位させる(上記例では水平方向に回転角θだけ傾ける)と、この変位に応じて、投影モジュール41の光軸が第1の補正量θ1だけ傾くように調整され、第1の画像はそのまま変位しない状態の投影位置に投影される。一方、第2の画像(ポインタ)は、変位した位置に、つまり利用者が新しく指し示す位置にそのまま投影される。すなわち、投影面上において、第2の画像のみが移動し、第1の画像の投影位置が動かないように位置補正される。なお、ここでは、水平(ヨーイング)方向に変位させる場合を示したが、水平方向の変位だけでなく、垂直(ピッチング)方向の変位に対しても、あるいは水平方向及び垂直方向を組み合わせた変位に対しても、同様に動作可能であることは勿論である。このことは、以後の実施形態においても同様である。
As described above, in the
従って、利用者は、画像投影装置10によって投影される第1の画像上の任意の位置を、筐体25を上下左右に変位させるだけで、第1の画像は静止させたまま、同時に投影される第2の画像のポインタによって指し示すことができる。また、本実施形態では、操作ボタン7aが押された場合のみ、第2の画像のポインタが投影され、第1の画像の位置補正が行われて静止するようにしている。これにより、画像の投影と投影画像上の位置の指示とを片手で行うことができ、かつ直感的な操作感で投影画像上の位置を適切かつ容易に指し示すことができる。
Therefore, the user simply projects the first image at the same time while moving the
なお、上記実施形態では、利用者が筐体25を左右に変位させる動作は、説明を簡単にするために、投影モジュール41の投光口41aを中心に回転させる動作であるとしたが、実際には、筐体25を左右に変位させる動作には、投影モジュール41の投光口41aが回転する動作以外に、投影面9に対して平行移動する動作を伴うものである。
In the above embodiment, the operation of the user displacing the
図7は筐体25を左右に変位させる動作に投影モジュール41の投光口41aが平行移動する動作を伴う場合の画像投影装置10によって投影される画像の遷移を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a transition of an image projected by the
図7(A)は投光口41aの平行移動を示す。投光口41aは、変位前の位置4aから変位後の位置4bに距離dだけ平行移動している。図7(B)は投光口41aが平行移動を伴う場合の投影モジュール41の光軸調整を示す。この場合、第1の補正量θ1aは、回転角θに比べて少し大きい値になる。例えば、第1の補正量θ1aとして、回転角θに所定量を加えた値を用いることができる。この所定量は、例えば回転角θを所定値で除した値でもよい。また、平行移動の方向と移動量を検出し、投光口41aから投影面9までの距離Lを用いて、第1の補正量をより正確に求めるようにしてもよい。この距離Lは、標準的な投影距離として予め設定された値でもよいし、予め用意された複数の値(例えば、「標準距離モード」=100cm、「近距離モード」=30cm、等)の中から、利用者が選択できるようにしてもよいし、さらには、センサを用いて測定した値でもよい。
FIG. 7A shows the parallel movement of the
このような位置補正処理により、筐体の変位が平行移動を伴う場合であっても、変位の前後で生じるおそれのある、投影面上に投影された僅かな第1の画像の位置ズレをより小さくすることができる。また、このような平行移動を伴う動作は、以後の実施形態においても同様であり、このことを考慮し、同様に第1の補正量を正確に算出するようにしてもよい。 By such a position correction process, even if the displacement of the housing is accompanied by a parallel movement, a slight misalignment of the first image projected on the projection surface that may occur before and after the displacement is further increased. Can be small. In addition, the operation with such a parallel movement is the same in the following embodiments. In consideration of this, the first correction amount may be calculated accurately in the same manner.
また、上記図5及び図6の例では、画像投影装置10の筐体25を傾けた際に、わかりやすくするために投影される第1の画像が台形になるように示しているが、公知の歪み補正を行うことにより、第1の画像が長方形のまま静止するような状態で投影することも可能である。
Further, in the examples of FIGS. 5 and 6 described above, the first image to be projected is shown as a trapezoid for easy understanding when the
(第2の実施形態)
第2の実施形態の画像投影装置は、プロジェクタ機能を搭載する携帯電話機等の携帯端末装置に適用した例である。図8は本発明の第2の実施形態に係る画像投影装置の要部構成を示すブロック図、図9は第2の実施形態に係る画像投影装置の外観を示す斜視図である。画像投影装置の機能を持つ携帯端末装置100は、プロジェクタ制御部101、表示操作入力部107、画像メモリ108、電話機能部120を備えている。この携帯端末装置100は、ベース部材260とこのベース部材260に対して開閉自在な上側部材250とにより構成される筐体200を有する。図9(A)は上側部材250を閉じた状態を、図9(B)は上側部材250を開いた状態をそれぞれ示している。
(Second Embodiment)
The image projection apparatus according to the second embodiment is an example applied to a mobile terminal device such as a mobile phone equipped with a projector function. FIG. 8 is a block diagram showing a main configuration of an image projection apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view showing an appearance of the image projection apparatus according to the second embodiment. The portable
上側部材250の表面には、液晶ディスプレイ(LCD)251が設けられており、その裏面には、スピーカ252が設けられている。また、ベース部材260の前面下方には、十字キー263、オンフックキー262、オフフックキー261、マイク264等の携帯端末装置として必要な各種キーが配置されている。また、ベース部材260の側面には、プロジェクタとしての投光口41aと、引金式のスイッチ107aとが設けられている。上側部材250が閉じている状態では、LCD251が筐体の前面に位置し、LCD251の表示画面を見ながら十字キー263等の操作が可能である。上側部材250が開いている状態では、スピーカ252が露出し、スピーカ252とマイク264により通話が可能である。またこのとき、LCD251が投光口141aと反対側に向くように位置するので、プロジェクタ機能を用いたプレゼンテーションを行う際にLCD251の表示画面で確認するようなことも可能である。
A liquid crystal display (LCD) 251 is provided on the surface of the
表示操作入力部107は、前述した引き金式のスイッチ107aを有し、引き金式のスイッチ107aの押下/離反に応じた操作入力信号をプロジェクタ制御部101に出力する。これらの表示操作入力部107及び引き金式のスイッチ107aが投影指示入力部の一例として機能する。
The display
プロジェクタ制御部101は、CPU等のプロセッサ及びROM、RAM等のメモリを有して構成され、変位検出部102、補正値決定部103、及び投影部104を備える。変位検出部102は、上述した第1の実施形態の変位検出部2と同様、投影部104によって投影される画像の上下左右の変位を水平方向(ヨーイング方向)の回転角θ及び垂直方向(ピッチング方向)の回転角φとして検出するものであり、回転角センサやジャイロセンサ等によって構成される。
The
補正値決定部103は、表示操作入力部107からの操作入力信号に従って、変位検出部102から出力される変位検出信号を基に、投影部104によって第1の画像が投影される第1の投影位置及び第2の画像が投影される第2の投影位置をそれぞれ補正するための第1の補正値及び第2の補正値を算出する。
The correction
投影部104は、上述した第1の実施形態の投影モジュール41と同様の投影モジュール141とともに重畳部143を有し、補正値決定部103から出力される第1の補正値、第2の補正値及び表示操作入力部107から出力される操作入力信号に従って、投影モジュール141及び重畳部143を駆動する。
The
重畳部143は、フレームメモリ(画像メモリ)143aを有し、入力した第1の補正値及び第2の補正値を用いて位置補正を行いながら、第1の画像及び第2の画像が重畳された画像をフレームメモリ143a上に記憶することで、重畳画像(合成画像)を生成する。投影モジュール141は、投影用の光源及び光学系を備え、第1の画像及び第2の画像が重畳された重畳画像を投影面109上に投影するものである。この投影モジュール141は、入力される重畳画像の画像データに応じた投影光を照射し、投影面109上に第1の画像及び第2の画像を投影可能になっている。なお、本実施形態の投影モジュール141では、光軸調整機能を持たないものを使用している。
The superimposing
画像メモリ108は、投影モジュール141によって投影される第1の画像に相当する第1の画像データ及び第2の画像に相当する第2の画像データが記憶されている。この画像メモリ108は、筐体200に着脱自在なメモリカード等であっても良いし、携帯端末装置100に固定的に設けられるメモリであってもよいし、ディスク等の他の記録媒体、あるいは通信によって画像データを提供するインタフェース等も概念として含まれる。
The
なお、補正値決定部103及び投影部104の機能は、プロジェクタ制御部101に搭載されたCPU等のプロセッサがROM等のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。
Note that the functions of the correction
電話機能部120は、制御部172、無線通信部173、内部メモリ174、音声処理部175、画像処理部176を有して構成される。無線通信部173にはアンテナ179が接続されている。音声処理部175には、スピーカ252及びマイク264が接続されている。画像処理部176には、LCD251が接続されている。また、制御部172には、前述した十字キー263、オンフックキー262、オフフックキー261等の各種キーを有するキー操作部178が接続されている。
The
制御部172は、バス等を介して接続される周知のCPU等のプロセッサ、及びROM、RAM等のメモリを有して構成され、プロセッサがメモリに格納された各種制御プログラムを実行する。これにより、制御部172は、内部メモリ174、無線通信部173、音声処理部175、及び画像処理部176の各部を制御するとともに、これら各部の間でデータの送受信を行う。
The
内部メモリ174には、制御部172で実行される制御プログラムや各種データが格納される。また、この内部メモリ174には、外部の情報提供サイトからダウンロードした画像、音楽、プログラム等のコンテンツデータや留守番電話で録音した音声データなどが記憶される。無線通信部173は、アンテナ179を介して外部の基地局等との間で無線信号を送受信することで、無線通信を行う。
The
音声処理部175は、マイク264から入力された音声信号を符号化して制御部172に送出し、また、無線通信部173で受信した音声信号や内部メモリ174に記憶された音声信号等を復号化してスピーカ252から出力する。画像処理部176は、無線通信部173で受信した画像データや内部メモリ174に記憶された画像データを処理して表示画像としてLCD251に出力する。
The
このような電話機能部120の各種機能は、制御部172に搭載されたプロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。
Various functions of the
上記構成を有する携帯端末装置100の動作を示す。図10は第2の実施形態の補正値決定部103における補正値決定処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、前述したように、プロジェクタ制御部101に搭載されたメモリに格納されており、プロジェクタ制御部101のプロセッサによって実行されることにより、補正値決定部103が以下の動作を行う。
The operation of the mobile
まず、補正値決定部103は、表示操作入力部107から出力される操作入力信号を受け付ける(ステップS21)。補正値決定部103は受け付けた操作入力信号の種別を判別する(ステップS22)。ここで、操作入力信号が引き金式スイッチ107aの押下を示すON信号である場合、補正値決定部103は変位検出部102から出力される変位検出信号を受け付ける(ステップS23)。
First, the correction
この変位検出信号は、前述したように、投影部104によって投影される画像の上下左右の変位を水平方向(ヨーイング方向)の回転角θ及び垂直方向(ピッチング方向)の回転角φとして検出された信号である。本実施形態では、説明を簡単にするため、変位検出信号は、左右の変位として検出される水平方向の回転角θを表すことにする。
As described above, this displacement detection signal is detected as the horizontal (yawing direction) rotation angle θ and the vertical direction (pitching direction) rotation angle φ as the vertical and horizontal displacements of the image projected by the
補正値決定部103は、ステップS23で受け付けた変位検出信号である回転角θを用い、下記の数式(1)に従って、第1の補正値R1を決定する(ステップS24)。ここで、第1の補正値R1は、第1の画像をフレームメモリ143aに書き込む際、第1の画像の位置をフレームメモリ143aの中心(水平方向の大きさの1/2)から変位させる値(割合)である。ここで、フレームメモリ143a上での位置補正は、画像データを記憶するアドレス位置を移動させることによって行う。
The correction
R1=tan(θ)/tan(θh) ……(1) R1 = tan (θ) / tan (θh) (1)
数式(1)において、θhは投影モジュール141がフレームメモリ143aの記憶領域全体に占める大きさの画像を投影する際の水平画角の1/2に相当する角度である。
In Equation (1), θh is an angle corresponding to ½ of the horizontal angle of view when the
図11はフレームメモリにおける第1の補正値R1と回転角θとの関係を模式的に示す図である。本実施形態では、筐体200が回転角θだけ回転した場合、この回転方向と反対方向に、第1の画像を第1の補正値R1(回転角θに対応)で示される割合だけフレームメモリ上で変位させる位置補正処理を行う。この際、投影モジュール141の光軸の傾き分を補正するため、例えば長方形を台形にするように、位置をシフトするとともに形状を逆に歪ませる処理を行う。
FIG. 11 is a diagram schematically showing the relationship between the first correction value R1 and the rotation angle θ in the frame memory. In the present embodiment, when the
続いて、補正値決定部103は第2の補正値R2を決定する(ステップS25)。第2の補正値R2は、第1の補正値R1で補正されたフレームメモリ143a上の位置に書き込まれた第1の画像に対し、重畳させる第2の画像をフレームメモリ143aに書き込む際、第2の画像の位置をフレームメモリ143aの中心から変位させる値(割合)である。本実施形態では、第2の補正値R2は、第1の補正値R1を値1以上の所定値で割った値として算出する。なお、本例では、第2の補正値R2は第1の補正値R1から算出しているが、回転角θを用いて算出してもよい。このとき、第2の補正値R2<第1の補正値R1となるようにする。
Subsequently, the correction
補正値決定部103は、決定した第1の補正値R1及び第2の補正値R2を投影部104に出力する(ステップS26)。この後、ステップS21の処理に戻る。
The correction
一方、ステップS22で操作入力信号が引き金式スイッチ107aの離反を示すOFF信号である場合、補正値決定部103は第1の補正値R1を値0に設定する(ステップS27)。なお、この場合、第1の補正値R1を値0に設定するのではなく、値0近傍の値に設定するようにしてもよい。第2の補正値R2についても、例えば値0または値0近傍の値に設定する。そして、補正値決定部103はステップS27で設定された第1の補正値R1及び第2の補正値R2を投影部104に出力する(ステップS26)。この後、ステップS21の処理に戻る。
On the other hand, when the operation input signal is an OFF signal indicating separation of the
図12は投影部104における投影動作処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、前述したように、プロジェクタ制御部101に搭載されたメモリに格納されており、プロジェクタ制御部101のプロセッサによって実行されることにより、投影部104が以下の動作を行う。
FIG. 12 is a flowchart showing a projection operation processing procedure in the
まず、投影部104は、操作入力信号の種別を判別する(ステップS31)。操作入力信号が引き金式スイッチ107aの押下を示すON信号である場合、投影部104は、重畳部143により、入力した第1の補正値R1及び第2の補正値R2を基に位置補正処理を行いながら、第1の画像及び第2の画像が重畳された重畳画像をフレームメモリ143aに書き込む(ステップS32)。このステップS32で重畳画像を生成する際、第1の画像は、例えば後述する図14(B)に示すように、フレームメモリ143a上で補正された位置、すなわちフレームメモリの中心から第1の補正値R1だけ左側にずれた位置に書き込まれる。また、第2の画像は、第1の補正値R1より補正量が小さい第2の補正値R2だけ左側にずれた位置に書き込まれる。このときのフレームメモリ上での位置補正に関する処理は、周知の技術であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
First, the
そして、投影部104は、投影モジュール141を駆動し、フレームメモリ143aに書き込まれた重畳画像を投影する(ステップS34)。この後、ステップS31の処理に戻る。
Then, the
一方、ステップS31で操作入力信号が引き金式スイッチ107aの離反を示すOFF信号である場合、投影部104は、第1の補正値R1(ここでは、値0)に従って、第1の画像をフレームメモリ143aに書き込む(ステップS33)。そして、ステップS34で、投影部104は、投影モジュール141を駆動し、位置補正されていない第1の画像を投影する。この後、ステップS31の処理に戻る。なおこのとき、筐体の微小な変位に応じて、公知の手ぶれ補正等の処理を行うようにしてもよい。
On the other hand, when the operation input signal is an OFF signal indicating separation of the
図13は筐体200を投影面109に対して傾けた(変位させた)際の回転角θの変化を示す図である。電源オン直後などの初期状態において、投影モジュール141の投光口141aからの光軸は、投影面109に対して垂直方向の位置P0にある。そして、筐体200を回転角θ1だけ回転させると、投光口141aからの光軸が位置P1に移動する。さらに、筐体200を大きく回転角θ2回転させると、投光口141aからの光軸が位置P2に移動する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a change in the rotation angle θ when the
図14は第2の実施形態の携帯端末装置100において、図13の筐体200の回転に対応してフレームメモリに書き込まれる第1及び第2の画像、並びにその投影画像を示す図である。図14(A)は回転角θ=0の場合を示し、図14(B)は回転角θ=θ1の場合を示し、図14(C)は回転角θ=θ2の場合を示す。ここで、投影する第1の画像は長方形の画像であるとする。
FIG. 14 is a diagram illustrating the first and second images written in the frame memory corresponding to the rotation of the
図14(A)の状態では、第1の画像181は、その中心151がフレームメモリ143aの中心線(中心位置のアドレス)140上に位置する。また、矢印で示される第2の画像(ポインタ画像)182の指示点である先端152も同様にフレームメモリ143aの中心線140上に位置する。投影面109上には、第1の画像161の中心191と第2の画像162の先端192とが一致した状態で投影される。
In the state of FIG. 14A, the
図14(B)の状態では、筐体200を回転角θ1だけ僅かに右方向に回転させた分、第1の画像181の中心151はフレームメモリ143aの中心線140から左側にずれた位置にある。またこの場合、第1の画像181は図中右側が短辺となるような台形となっている。このとき、第2の補正値R2<第1の補正値R1であるため、第2の画像182の先端152は、フレームメモリ143aの中心線140より左側で、第1の画像181の中心151より右側(中心線140側)に位置する。投影モジュール141では、回転角θ1だけ光軸が傾いて変位した状態でフレームメモリ143a上の台形の画像を投影すると、投影面109で元の長方形の画像となる。よって、投影面109上には、図14(A)と同様の長方形の第1の画像161が投影され、また、第2の画像162の先端192は、第1の画像161の中心191から右側にずれて投影される。
In the state of FIG. 14B, the
図14(C)の状態では、筐体200を回転角θ2だけ大きく右方向に回転させた分、第1の画像181の中心151はフレームメモリ143aの中心線140から左側にずれた位置にある。またこの場合、第1の画像181は図中右側短辺が回転角θ1の場合と比べてより短く歪んだ台形となっている。このとき、第2の補正値R2<第1の補正値R1であり、第1の補正値R1に比例して第2の補正値R2と第1の補正値R1との差が大きくなるため、第2の画像182の先端152は、フレームメモリ143aの中心線140より左側で、第1の画像181の中心151より大きく離れた右側(中心線140側)に位置する。これにより、投影面109上には、図14(A)、(B)と同様の長方形の第1の画像161が投影され、また、第2の画像162の先端192は、第1の画像161の中心191から大きく右側にずれて投影される。
In the state of FIG. 14C, the
なお、上記例では水平(ヨーイング)方向に変位させる場合を示したが、水平方向の変位だけでなく、垂直(ピッチング)方向の変位に対しても、あるいは水平方向及び垂直方向を組み合わせた変位に対しても、同様に動作可能であることは勿論である。 In the above example, the case of displacing in the horizontal (yawing) direction has been shown, but not only in the horizontal direction, but also in the vertical (pitching) direction, or a combination of the horizontal and vertical directions. Of course, the same operation is possible.
このように、第2の実施形態の携帯端末装置100では、利用者が筐体200を保持し、投影面109上に第1の画像及び第2の画像(ポインタ)が投影されている状態で、利用者が筐体200を変位させると、この変位に応じて、第1の画像が第2の画像よりも大きく位置補正されてフレームメモリ上に書き込まれて投影される。これにより、投影面上には、第1の画像が静止し、第2の画像のみが移動するように投影される。
As described above, in the mobile
従って、利用者は、携帯端末装置100によって投影される第1の画像上の任意の位置を、筐体25を上下左右に変位させるだけで、第1の画像は静止させたまま、同時に投影される第2の画像のポインタによって指し示すことができる。また、手ブレ等の影響によって筐体が細かく変位している場合には第2の画像の投影位置がほとんど変化せず、利用者が筐体を大きく変位させた場合には第2の画像の投影位置が筐体の変位にほぼ追従する。従って、手ブレ等によって第2の画像が細かく移動することがなくなるので、投影画像上の位置を手ブレ等の影響を受けずに明確に指示することができる。また、フレームメモリ上で位置補正処理を行い、この際に投影モジュールの光軸の傾きによる歪みも逆補正するようにしているため、筐体を変位させることによって投影面上に傾いて投影される第1の画像が長方形から台形に変形することを防ぐことができる。
Accordingly, the user simply projects the first image at the same time while moving the
なお、上記図14の例では、投影モジュール141には光軸調整機能を設けず、携帯端末装置100の筐体200を傾けた際に、フレームメモリ143a上で位置補正を行うときに第1の画像の形状を台形に逆補正するように示しているが、第1の画像をそのままの形状でシフトして位置補正処理を行い、光軸調整を行って第1の画像が長方形のまま静止するような状態で投影することも可能である。
In the example of FIG. 14 described above, the
(第3の実施形態)
第3の実施形態の画像投影装置は、第2の実施形態と同様、プロジェクタ機能を搭載する携帯電話機等の携帯端末装置に適用した例である。図15は本発明の第3の実施形態に係る画像投影装置の要部構成を示すブロック図である。なお、上述した第2の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
(Third embodiment)
Similar to the second embodiment, the image projection apparatus according to the third embodiment is an example applied to a mobile terminal device such as a mobile phone equipped with a projector function. FIG. 15 is a block diagram showing a main configuration of an image projection apparatus according to the third embodiment of the present invention. In addition, about the component same as 2nd Embodiment mentioned above, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
第3の実施形態の携帯端末装置500のプロジェクタ制御部501には、変位検出部102、補正値決定部503、投影部104とともに、計時部106、有効領域情報抽出部105が設けられている。計時部106は、投影指示入力部の一例として機能する引き金式スイッチ107a及び表示操作入力部107からの投影指示がオフになってからの離反時間Tを計時し、その時間情報を補正値決定部503に出力する。
The
有効領域情報抽出部105は、有効領域取得部の一例として機能するもので、フレームメモリ143a上に第1の画像が記憶されている有効領域を抽出し、その有効領域情報を補正値決定部503に出力する。ここで、有効領域情報は、第1の画像の大きさを示すもので、フレームメモリ143a上での第1の画像における水平方向のサイズの1/2である幅w1、及び第1の画像における垂直方向のサイズの1/2である高さh1で表される(後述する図19参照)。
The effective area
上記構成を有する携帯端末装置500の動作を示す。図16は第3の実施形態の補正値決定部503における補正値決定処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、プロジェクタ制御部501に搭載されたメモリに格納されており、プロジェクタ制御部501のプロセッサによって実行されることにより、補正値決定部503が以下の動作を行う。
The operation of the mobile
まず、補正値決定部503は、表示操作入力部107から出力される操作入力信号を受け付ける(ステップS51)。補正値決定部503は受け付けた操作入力信号の種別を判別する(ステップS52)。ここで、操作入力信号が引き金式スイッチ107aの押下を示すON信号である場合、補正値決定部503は変位検出部102から出力される変位検出信号を受け付ける(ステップS53)。補正値決定部503は、受け付けた変位検出信号(変位量)である回転角θが所定角度θa以上であるか否かを判別する(ステップS54)。
First, the correction
図17は筐体200を投影面109に対して傾けた(変位させた)際の回転角θの変化を示す図である。電源オン直後などの初期状態において、投影モジュール141の投光口141aからの光軸は、投影面109に対して垂直方向の位置P0にある。ここでは、筐体200を小さく回転角θ1だけ回転させる場合と、筐体200を大きく回転角θ2回転させる場合を示す。
FIG. 17 is a diagram illustrating a change in the rotation angle θ when the
本実施形態では、回転角θがθ1のように所定の回転角θa未満である場合、後述するように、第1及び第2の画像の位置補正を実行する。ステップS54で回転角θが所定角度θa未満である場合、補正値決定部503は、有効領域情報抽出部105から有効領域情報(幅w1、高さh1)を受け取る(ステップS55)。
In the present embodiment, when the rotation angle θ is less than the predetermined rotation angle θa, such as θ1, position correction of the first and second images is executed as will be described later. When the rotation angle θ is less than the predetermined angle θa in step S54, the correction
補正値決定部503は、ステップS53で受け付けた変位検出信号である回転角θを用い、前述した数式(1)に従って、第1の補正値R1を決定する(ステップS56)。第1の補正値R1は、第1の画像をフレームメモリ143aに書き込む際、第1の画像の位置をフレームメモリ143aの中心(水平方向の大きさの1/2)から変位させる値(割合)である。また、θhは投影モジュール141がフレームメモリ143aの記憶領域全体に占める大きさの画像を投影する際の水平画角の1/2に相当する角度である。
The correction
さらに、補正値決定部503は、ステップS55で受け取った有効領域情報及び回転角θを用い、下記の数式(2)に従って、第2の補正値R2を決定する(ステップS57)。第2の補正値R2は、第1の補正値R1で補正されたフレームメモリ143a上の位置に書き込まれた第1の画像に対し、重畳させる第2の画像をフレームメモリ143aに書き込む際、第2の画像の位置をフレームメモリ143aの中心から変位させる値(割合)である。
Further, the correction
R2=tan(θ×(θh−2θh1)/(θh−θh1))/tan(θh)
……(2)
R2 = tan (θ × (θh−2θh1) / (θh−θh1)) / tan (θh)
(2)
数式(2)において、θh1はフレームメモリ上に記憶された第1の画像を投影する際の水平画角の1/2に相当する角度である。このθh1は下記の数式(3)から算出される。 In Equation (2), θh1 is an angle corresponding to ½ of the horizontal angle of view when the first image stored in the frame memory is projected. This θh1 is calculated from the following mathematical formula (3).
θh1=arctan(tan(θh)×w1/w0) ……(3) θh1 = arctan (tan (θh) × w1 / w0) (3)
数式(3)において、w1はフレームメモリ上での第1の画像の水平方向のサイズの1/2に相当する値であり、w0はフレームメモリ全体の水平方向のサイズの1/2に相当する値である。 In Equation (3), w1 is a value corresponding to ½ of the horizontal size of the first image on the frame memory, and w0 is equivalent to ½ of the horizontal size of the entire frame memory. Value.
図18はフレームメモリにおけるフレームメモリ全体の大きさと第1の画像に対応する大きさとの関係を模式的に示す図である。上記のように、フレームメモリ上において、フレームメモリ全体(フレームメモリ全体を投影する水平画角の半分θh相当)に対応する長さをw0とし、第1の画像(第1の画像を投影する水平画角の半分θh1相当)に対応する長さをw1とする。 FIG. 18 is a diagram schematically showing the relationship between the size of the entire frame memory in the frame memory and the size corresponding to the first image. As described above, on the frame memory, the length corresponding to the entire frame memory (corresponding to half the horizontal angle of view θh for projecting the entire frame memory) is set to w0, and the first image (the horizontal for projecting the first image) is set. The length corresponding to half of the angle of view (equivalent to θh1) is w1.
補正値決定部503は、ステップS56、S57で決定された第1の補正値R1、第2の補正値R2を投影部104に出力する(ステップS58)。この後、ステップS51の処理に戻る。
The correction
一方、ステップS52で操作入力信号が引き金式スイッチ107aの離反を示すOFF信号である場合、補正値決定部503は、計時部106から時間情報として離反時間Tを受け付ける(ステップS59)。そして、離反時間Tが所定時間Ta(例えば、2秒)以上であるか否かを判別する(ステップS60)。
On the other hand, when the operation input signal is an OFF signal indicating separation of the
離反時間Tが所定時間Ta以上である場合、補正値決定部503は、第1の補正値R1を値0に設定する(ステップS61)。なお、この場合、第1の補正値R1を値0に設定するのではなく、値0近傍の値に設定するようにしてもよい。第2の補正値R2についても、例えば値0または値0近傍の値に設定する。この後、補正値決定部503はステップS61で設定された第1の補正値R1及び第2の補正値R2を出力し(ステップS58)、ステップS51の処理に戻る。一方、ステップS60で離反時間Tが所定時間Ta未満である場合、ステップS53以降の処理を行い、上記と同様に位置補正用の第1の補正値R1及び第2の補正値R2を設定する。
When the separation time T is equal to or longer than the predetermined time Ta, the correction
また、ステップS54において回転角θが所定角度θa以上である場合、補正値決定部503は、利用者が投影画像を別の位置に投影する意思を持って筐体を変位させたものとみなして、ステップS61の処理を行い、第1の補正値R1及び第2の補正値R2を値0または値0近傍の値に設定する。
When the rotation angle θ is greater than or equal to the predetermined angle θa in step S54, the correction
ここで、上記所定の回転角θaは、例えば下記の数式(4)に従って算出される値とする。 Here, the predetermined rotation angle θa is, for example, a value calculated according to the following mathematical formula (4).
θa=α(θh−θh1) ……(4) θa = α (θh−θh1) (4)
数式(4)において、αは値1以上の正の定数であり、例えば、値1.1とする。すなわち、数式(4)は、例えば筐体を右方向に変位させた場合に、第2の画像が第1の画像の右端を越えてさらに右に移動するように、筐体を大きく変位させたときの回転角θを、所定の回転角θaとして規定することを示している。つまり、既に第1の画像の端に第2の画像が投影されている状態で、さらに筐体を第1の画像の外側に大きく変位させた状態が所定の変位角θaに相当する。 In Expression (4), α is a positive constant having a value of 1 or more, and is assumed to be 1.1, for example. In other words, for example, when the case is displaced in the right direction, the equation (4) greatly displaces the case so that the second image moves further to the right beyond the right end of the first image. The rotation angle θ at this time is defined as a predetermined rotation angle θa. That is, the state in which the second image has already been projected on the edge of the first image and the housing is further greatly displaced to the outside of the first image corresponds to the predetermined displacement angle θa.
上記手順によって決定された第1の補正値R1及び第2の補正値R2を用いて行われる、投影部104における位置補正を含む投影動作処理は、前記第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
Since the projection operation process including the position correction in the
図19はフレームメモリ上における第1の補正値R1及び第2の補正値R2と回転角θとの関係を模式的に示す図である。フレームメモリ143a上では、筐体が回転角θで回転する方向と反対方向に、第1の画像が第1の補正値R1によって位置補正され、第2の画像が第2の補正値R2によって位置補正される。ここで、図19(A)は回転角θが所定の回転角θa未満である場合を示し、図19(B)は回転角θが所定の回転角θa以上である場合を示す。
FIG. 19 is a diagram schematically showing the relationship between the first correction value R1 and the second correction value R2 and the rotation angle θ on the frame memory. On the
回転角θが所定の回転角θa未満である場合、図19(A)に示すように、第1の画像181及び第2の画像(ポインタ)182は、それぞれ第1の補正値R1、第2の補正値R2に従って位置補正されたフレームメモリ143a上の位置(アドレス)に書き込まれる。一方、回転角θが所定の回転角θa以上である場合、図19(B)に示すように、第1の画像181及び第2の画像(ポインタ)182は、第1の補正値R1及び第2の補正値R2が0のため、ともにフレームメモリ143aの中心(中心位置のアドレス)に書き込まれる。
When the rotation angle θ is less than the predetermined rotation angle θa, as shown in FIG. 19A, the
本実施形態では、上記数式(1)、(2)に基づき第1の画像のサイズに応じて第1の補正値R1及び第2の補正値R2を設定しているため、第1の画像のサイズが小さい(つまり、幅w1すなわち水平画角θh1が小さい)場合、第2の補正値R2が大きくなるので、筐体の変位が大きくても第2の画像が第1の画像の外へ飛び出しにくくなる。 In the present embodiment, since the first correction value R1 and the second correction value R2 are set according to the size of the first image based on the above formulas (1) and (2), When the size is small (that is, when the width w1, that is, the horizontal angle of view θh1 is small), the second correction value R2 is large, so that the second image jumps out of the first image even if the housing is large. It becomes difficult.
また、筐体が変位し、位置補正により第1の画像の左端がフレームメモリの左端に達した時点(θ=θh−θh1)で、第2の画像が第1の画像の右端に投影される。これにより、第2の画像が第1の画像の内側に投影されている状態では、第1の画像の投影画像が欠けることはない。つまり、フレームメモリ内に第1の画像が収まり、第1の画像の端が投影可能な範囲の外へ(フレームメモリの外へ)出ることがない。 Further, when the housing is displaced and the left end of the first image reaches the left end of the frame memory due to position correction (θ = θh−θh1), the second image is projected onto the right end of the first image. . Thereby, in a state where the second image is projected inside the first image, the projection image of the first image is not lost. That is, the first image is stored in the frame memory, and the end of the first image does not go out of the projectable range (out of the frame memory).
なお、数式(2)から明らかなように、角度θh1が角度θhの半分を超えると、第2の補正値R2が値1を超えて(すなわち、第2の画像が筐体の変位よりも大きく変位することになり)、位置補正を行う場合の手ブレの影響による第2の画像のブレが大きくなってしまう。従って、フレームメモリは第1の画像のサイズに対して十分大きなサイズとすることが望ましい。 As is clear from Equation (2), when the angle θh1 exceeds half of the angle θh, the second correction value R2 exceeds the value 1 (that is, the second image is larger than the displacement of the housing). The second image is greatly blurred due to the influence of camera shake when position correction is performed. Therefore, it is desirable that the frame memory be sufficiently large with respect to the size of the first image.
なお、上記例では水平(ヨーイング)方向に変位させる場合を示したが、水平方向の変位だけでなく、垂直(ピッチング)方向の変位に対しても、あるいは水平方向及び垂直方向を組み合わせた変位に対しても、同様に動作可能であることは勿論である。 In the above example, the case of displacing in the horizontal (yawing) direction has been shown, but not only in the horizontal direction, but also in the vertical (pitching) direction, or a combination of the horizontal and vertical directions. Of course, the same operation is possible.
このように、第3の実施形態の携帯端末装置500では、回転角θが所定の回転角θa未満である場合、筐体の変位に対して第2の画像の投影位置を変化させる割合を第1の画像の有効領域に基づいて調整することができる。従って、利用者の変位操作に対する第2の画像の移動感度を、第1の画像のサイズや形状に応じて変化させたり、第2の画像が第1の画像の有効領域外へ移動しないよう自動的に調整することが可能となる。これにより、投影画像上の位置を指示する際の操作感を向上させることができる。
As described above, in the mobile
また、利用者が所定の変位操作を行った場合、つまり回転角θが所定の回転角θa以上である場合は位置補正を行うことなく、第1の画像の投影位置が筐体の変位に追従する。従って、画像を投影する位置を変更したい場合、利用者は筐体に対して所定量以上に大きく変位操作を行うだけで、所望の位置に投影画像を移動させることができる。このように、簡易な操作によって、第2の画像のポインタを移動させたり、投影画像の移動を行うことができ、利用者の意図に沿った投影画像の移動が可能になる。 When the user performs a predetermined displacement operation, that is, when the rotation angle θ is equal to or greater than the predetermined rotation angle θa, the projection position of the first image follows the displacement of the housing without performing position correction. To do. Therefore, when it is desired to change the position where the image is projected, the user can move the projection image to a desired position by simply performing a displacement operation larger than a predetermined amount on the housing. As described above, the pointer of the second image or the projection image can be moved by a simple operation, and the projection image can be moved in accordance with the user's intention.
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to those shown in the above-described embodiments, and those skilled in the art can also make changes and applications based on the description in the specification and well-known techniques. Yes, included in the scope of protection.
例えば、上記各実施形態において、操作ボタン7aあるいは引き金式スイッチ107aを離反した状態で、筐体の変位が大きくなった場合、第1の補正値を小さくして第1の画像の投影位置の補正量を少なくしてもよい。また、操作ボタン7aあるいは引き金式スイッチ107aを押下したときのみ、第2の画像を投影するとともに第1の画像の位置補正を行うようにし、ポインタが表示されるときだけ第1の画像が静止するようにしてもよい。
For example, in each of the above embodiments, when the displacement of the housing increases with the
また、筐体を変位させることによって移動する第2の画像のポインタによる指示位置が第1の画像の有効領域外に出た場合、第2の画像を消去するようにしてもよい。 In addition, when the position indicated by the pointer of the second image that moves by displacing the casing is outside the effective area of the first image, the second image may be deleted.
また、上記第3の実施形態において、引き金式スイッチを離反させた場合、所定時間Taのしばらくの時間、第1の補正値R1を値0(あるいは値0近傍の値)にすることなく補正値の算出を継続していたが、所定時間の代わりに、筐体が所定量変位するまで補正値の算出を継続するようにしてもよい。 In the third embodiment, when the trigger switch is separated, the correction value is not set to 0 (or a value near 0) for a while after the predetermined time Ta. The calculation of the correction value may be continued until the housing is displaced by a predetermined amount instead of the predetermined time.
また、画像投影装置は、第1の画像の一部として、キーボード配列、メニュー、アイコン等、指示入力用の画像オブジェクトを投影し、第2の画像であるポインタで画像オブジェクトを指示して入力することが可能なポインティングデバイスとして機能するようにしてもよい。 Further, the image projection apparatus projects an image object for instruction input such as a keyboard layout, a menu, and an icon as a part of the first image, and designates and inputs the image object with a pointer that is a second image. It is also possible to function as a pointing device that can be used.
また、画像投影装置としては、手持ち式プロジェクタや携帯電話機等の携帯端末装置に適用した場合を示したが、デジタルカメラ、携帯情報端末、ノート型PC等、種々の電子機器に適用してもよいことは勿論である。 Further, the image projection apparatus is applied to a portable terminal device such as a hand-held projector or a mobile phone, but may be applied to various electronic devices such as a digital camera, a portable information terminal, and a notebook PC. Of course.
本発明は、画像の投影及び投影画像上の位置の指示を片手で行うことができ、また直感的な操作感によって投影画像上の位置を適切かつ容易に指示することが可能となる効果を有し、プレゼンテーション等において、利用者がスクリーン等に画像を投影しながら画像上の位置を指し示す等の動作を行う際に用いる画像投影装置及び画像投影方法等に有用である。 The present invention has an effect that an image can be projected and a position on the projected image can be designated with one hand, and a position on the projected image can be appropriately and easily designated by an intuitive operational feeling. In a presentation or the like, the present invention is useful for an image projection apparatus and an image projection method used when a user performs an operation such as pointing a position on an image while projecting an image on a screen or the like.
1 制御部
2、102 変位検出部
3、103、503 補正値決定部
4、104 投影部
7、107 表示操作入力部
7a 操作ボタン
8 画像メモリ
9、109 投影面
10 画像投影装置
25、200 筐体
41、141 投影モジュール
42 レーザ光照射部
100、500 携帯端末装置
101、501プロジェクタ制御部
105 有効領域情報抽出部
106 計時部
107a 引き金式スイッチ
108 画像メモリ
143 重畳部
143a フレームメモリ(画像メモリ)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記筐体に設けられ第1の画像及び第2の画像を投影する投影部と、
前記筐体の変位に基づき、前記第1の画像に関する前記変位と反対方向への第1の補正値を決定する補正値決定部と、
前記第1の画像の有効領域を表す有効領域情報を取得する有効領域取得部と、を備え、
前記補正値決定部は、前記第1の補正値より小さな値である第2の補正値を、前記有効領域情報に基づいて決定し、
前記投影部は、前記筐体の変位で指示される指示位置を前記第1の補正値で補正した第1の投影位置に、前記第1の画像を投影するとともに、前記指示位置を前記第2の補正値で補正した第2の投影位置に、前記第2の画像を投影する画像投影装置。 A displacement detector for detecting the displacement of the holdable housing;
A projection unit provided on the housing for projecting the first image and the second image;
And based on said displacement of the housing, the correction value determination section for determining a first correction value in the opposite direction as the displacement for said first image,
An effective area acquisition unit that acquires effective area information representing the effective area of the first image ,
The correction value determining unit determines a second correction value that is smaller than the first correction value based on the effective area information;
The projection unit projects the first image onto a first projection position obtained by correcting the designated position indicated by the displacement of the housing with the first correction value, and the designated position is set to the second position . of the second projection position corrected by the correction value, the image projecting device for projecting the second image.
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