JP6221287B2 - プロジェクター及びプロジェクターの制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、投射面の法線ベクトルの測定誤差を低減することを目的の一つとする。
この態様において、前記回転行列、前記第2の変換行列、前記空間ベクトル、前記法線ベクトル、および前記任意定数における未知のパラメーターの数の総和が、式(1)が示す方程式の数よりも少なく、前記算出部は、反復法または最小二乗法により前記法線ベクトルを算出してもよい。このプロジェクターによれば、未知のパラメーターの数の総和が、式(1)が示す方程式の数と等しくない場合であっても、投射面の法線ベクトルが算出される。
λ:任意定数
B:世界座標を撮像画像における座標に透視変換するための座標変換行列(3次正方行列)
R:投射レンズ1531の光軸に対するカメラ16の光軸の相対的な回転を示す3次の回転行列
E:3次の単位行列
t:投射レンズ1531に対するカメラ16の相対的な位置を示す空間ベクトル(3行1列の行列)
A:世界座標を液晶パネル152における座標に透視変換するための座標変換行列(3次正方行列)
なお、座標変換行列Aおよび座標変換行列Bは、3次元の世界座標を2次元の平面上の座標に変換する行列であり、ある2次元の平面上の座標を他の2次元の平面上の座標に変換する射影変換行列Hとは異なる種類の行列である。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、2つ以上のものが組み合わされて用いられても良い。
上述の実施形態では、投射レンズ1531が単焦点レンズであって、座標変換行列Aの各パラメーターが既知である場合について説明した。この点、投射レンズ1531は、焦点距離が変化するズームレンズであって、座標変換行列Aのパラメーターのうちの1つが未知であってもよい。この場合、式(4)に示す連立方程式において、空間ベクトルtの各パラメーターには、プロジェクター1の製造時に測定された既知の値が用いられる。空間ベクトルtの各パラメーターの値は、予めROM11に記憶されている。これにより、式(4)の右辺について、未知のパラメーターの数の総和は、任意定数λについて1つ、回転行列Rについて3つ、法線ベクトルnについて3つ、座標変換行列Aについて1つの合計8つとなる。これは式(4)から得られる方程式の数よりも少ないため、式(4)に示す9本の方程式からなる8元連立方程式を解くことにより、法線ベクトルnが算出される。未知のパラメーターの数が、式(4)から得られる方程式の数よりも少ない場合、CPU10は、反復法または最小二乗法により法線ベクトルnを算出する。なお、座標変換行列Aおよび空間ベクトルtの各パラメーターのいずれもが既知であってもよい。
投射レンズ1531がズームレンズである場合、プロジェクター1は、投射レンズ1531の焦点距離を取得するための構成を備えていてもよい。例えば、投射レンズ1531の焦点距離が、可変抵抗の抵抗値を変化させることにより制御される場合には、当該抵抗値に基づいて焦点距離が取得されてもよい。この場合、式(4)の右辺について、未知のパラメーターの数の総和は、実施形態と同様に合計9つとなる。したがって、実施形態と同様の方法により法線ベクトルnが算出される。
歪み補正処理において行われる処理は、図4に示した処理に限らない。例えば、フォーカスレンズ1532のフォーカスの調整に関する処理(ステップS10からステップS12)が、入力画像の射影変換に関する処理(ステップS6からステップS9)よりも前に行われてもよい。
較正画像は、図5に示したものに限らない。較正画像は、例えば、輪郭がユーザーに知覚されるように液晶パネル152に表示されてもよい。別の例で、較正画像は、4点を超える特徴点を含んでいてもよい。
プロジェクター1のハードウェア構成は、図3に示した構成に限らない。プロジェクター1は、図4に示した各ステップの処理を実行できれば、どのようなハードウェア構成であってもよい。例えば、液晶パネル152に代えて、デジタルミラーデバイス(DMD)が光変調器として用いられてもよい。
Claims (6)
- 映像信号に応じて光を変調する光変調器とレンズを含み、前記映像信号が示す画像を、前記レンズを介して投射面に投射する投射部と、
前記投射部により画像が投射された前記投射面を撮像する撮像部と、
前記レンズの光軸に対する前記撮像部の光軸の相対的な回転を示す3次の回転行列が未知の状態で、前記投射面の法線ベクトルを算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記法線ベクトルに基づいて、前記光変調器における画像を補正する補正部と
を備え、
前記投射部は、4点以上の特徴点を含む較正画像を前記投射面に投射し、
前記撮像部は、前記較正画像が投射された前記投射面を撮像し、
前記算出部は、前記光変調器における画像を前記撮像部により撮像された撮像画像に射影変換する第1の変換行列であって、前記撮像画像に含まれる前記特徴点に基づいて算出された第1の変換行列と、世界座標を前記光変調器における座標に透視変換する第2の変換行列、前記世界座標を前記撮像画像における座標に透視変換する既知の第3の変換行列、前記レンズに対する前記撮像部の相対的な位置を示す空間ベクトル、前記回転行列、および前記法線ベクトルとの関係に基づいて、前記法線ベクトルを算出する
プロジェクター。 - 前記回転行列、前記第2の変換行列、前記空間ベクトル、前記法線ベクトル、および前記任意定数における未知のパラメーターの数の総和が、式(1)が示す方程式の数よりも少なく、
前記算出部は、反復法または最小二乗法により前記法線ベクトルを算出する
ことを特徴とする請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記第2の変換行列は既知である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記空間ベクトルは既知である
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 映像信号に応じて光を変調する光変調器とレンズを含む投射部を用いて、前記映像信号が示す画像を、前記レンズを介して投射面に投射する工程と、
前記投射部により画像が投射された前記投射面を撮像部が撮像する工程と、
前記レンズの光軸に対する前記撮像部の光軸の相対的な回転を示す3次の回転行列が未知の状態で、前記投射面の法線ベクトルを算出する工程と、
算出された前記法線ベクトルに基づいて、前記光変調器における画像を補正する工程と
を有し、
前記投射する工程は、4点以上の特徴点を含む較正画像を前記投射面に投射し、
前記撮像する工程は、前記較正画像が投射された前記投射面を撮像し、
前記算出する工程は、前記光変調器における画像を前記撮像部により撮像された撮像画像に射影変換する第1の変換行列であって、前記撮像画像に含まれる前記特徴点に基づいて算出された第1の変換行列と、世界座標を前記光変調器における座標に透視変換する第2の変換行列、前記世界座標を前記撮像画像における座標に透視変換する既知の第3の変換行列、前記レンズに対する前記撮像部の相対的な位置を示す空間ベクトル、前記回転行列、および前記法線ベクトルとの関係に基づいて、前記法線ベクトルを算出する
プロジェクターの制御方法。
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