JP7119488B2 - 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、上述した事情に鑑みてなされたものであり、被検出デバイスが発する光を検出する構成において、被検出デバイスの発光強度を、被検出デバイスと検出装置にとって最適化し、実際の検出により近い条件に基づき調整できるようにすることを目的とする。
本発明によれば、検出領域の端から検出装置の受光部までの距離に基づき、被検出デバイスが発する光の発光強度を算出するので、被検出デバイスが発する光を受光し検出するために必要な発光強度を的確に算出できる。このため、被検出デバイスの発光強度を、実際の検出により近い条件に基づき、適切に調整できる。
この構成によれば、表示面に設定される検出領域で被検出デバイスが発する光を検出する場合に、適切な被検出デバイスの発光強度を求めることができる。
この構成によれば、撮像画像に基づき検出領域における被検出デバイスの指示位置を検出する場合に、適切な被検出デバイスの発光強度を求めることができる。
この構成によれば、画像を表示面に表示させる検出装置により、表示面に設定される検出領域で被検出デバイスが発する光を検出する場合に、適切な被検出デバイスの発光強度を求めることができる。
この構成によれば、撮像画像に基づき検出領域における被検出デバイスの指示位置を検出する場合に必要な被検出デバイスの発光強度を、的確に求めることができる。
この構成によれば、被検出デバイスの光を受光して検出する場合に、被検出デバイスの発光強度を適切な強度に設定できる。
この構成によれば、被検出デバイスに制御情報を送信して、被検出デバイスの発光強度を適切な強度に設定できる。
本発明によれば、検出領域の端から検出装置の受光部までの距離に基づき、被検出デバイスが発する光の発光強度を算出するので、被検出デバイスが発する光を受光し検出するために必要な発光強度を的確に算出できる。このため、被検出デバイスの発光強度を、実際の検出により近い条件に基づき、適切に調整できる。
図1は、本発明の一実施形態における検出システム900(投射システム)の斜視図である。検出システム900は、プロジェクター100(検出装置)と、自発光指示体70(被検出デバイス)とを有する。また、検出システム900では、プロジェクター100と組み合わせて非発光指示体80を使用可能である。プロジェクター100は、表示面に画像光を投射するとともに、被検出デバイスである自発光指示体70の指示位置を検出する検出装置としても機能する。
検出システム900で利用可能な自発光指示体70の数は、1つであっても複数であってもよく、特に制限されない。非発光指示体80も同様である。非発光指示体80は、発光しないペンや、ユーザーの手指などである。以下、自発光指示体70と非発光指示体80とを区別しない場合は、単に、指示体780とも呼ぶ。
図2は、検出システム900の正面図であり、図3は検出システム900の側面図である。以下の説明では、スクリーンSSの左右に沿った方向をX方向と定義し、スクリーンSSの上下に沿った方向をY方向と定義し、スクリーンSSの法線に沿った方向をZ方向と定義する。なお、便宜上、X方向を「左右方向」とも呼び、Y方向を「上下方向」とも呼び、Z方向を「前後方向」とも呼ぶ。また、Y方向のうち、プロジェクター100から見て投射画面PSが存在する方向を「下方向」と呼ぶ。なお、図3では、図示の便宜上、スクリーン板920のうちの投射画面PSの範囲にハッチングを付している。
カメラ310,320は、検出光照射部410が発する検出光の波長を含む波長領域の光を受光して撮像する第1の撮像機能を少なくとも有する。カメラ310,320のうちの少なくとも一方は、更に、可視光を含む光を受光して撮像する第2の撮像機能を有し、これらの2つの撮像機能を切り替え可能に構成されていることが好ましい。例えば、カメラ310,320は、可視光を遮断して近赤外光のみを通過させる近赤外フィルターをレンズの前に配置したりレンズの前から後退させたりすることが可能な、図示しない近赤外フィルター切換機構をそれぞれ備えることが好ましい。カメラ310,320は、左右方向(X方向)の位置が同じで、前後方向(Z方向)に所定の距離を空けて並んで配置されている。カメラ310,320の配置は、本実施形態に限定されない。例えば、前後方向(Z方向)の位置が同じで、左右方向(X方向)に所定の距離を空けて並んで配置されてもよい。また、X,Y,Z全ての方向において位置が異なってもよい。カメラ310,320をZ方向の位置を変えて(前後方向にずらして)配置すると、三角測量による3次元位置の算出におけるZ座標の精度が高いため、好ましい。
図4は、プロジェクター100と自発光指示体70の内部構成を示すブロック図である。プロジェクター100は、制御部700と、投射部200(表示部)と、投射画像生成部500と、位置検出部600(検出部)と、撮像部300と、検出光照射部410と、信号光送信部430とを有する。
制御部75は、自発光指示体70の各部を制御して、装置信号光ASLを受光したことに対応する動作や、自発光指示体70の操作に対応する動作を実行する。
制御部700は、プロセッサー710、及び、メモリー720を備える。メモリー720は、プロセッサー710が実行する制御プログラムやデータを不揮発的に記憶する記憶装置であり、フラッシュROM等の半導体記憶素子等で構成される。メモリー720は、プロセッサー710のワークエリアを構成するRAMを含んでもよい。
メモリー720は、制御プログラム721のほか、設定データ722、撮像画像データ723、距離データ724、及び、光量設定データ725を記憶する。
光量設定データ725は、距離データ724が算出した距離に対応して、先端発光部77が発光する光量を設定するためのデータである。例えば、光量設定データ725は、カメラ310,320からの距離と、必要な先端発光部77の光量とを対応付けるテーブル、データ、演算式、関数、プログラム等を含む。
ここで、プロジェクター100が自発光指示体70及び非発光指示体80の位置を検出する処理について説明する。
(1)投射画像光IML:スクリーンSSに投射画面PSを投射するために、投射レンズ210によってスクリーンSS上に投射される画像光である。投射画像光IMLはユーザーが視認可能な画像を形成するため、可視光である。
(2)照射検出光IDL:自発光指示体70及び非発光指示体80を検出するために、検出光照射部410が照射する近赤外光である。
(3)反射検出光RDL:照射検出光IDLが自発光指示体70及び非発光指示体80に反射した反射光であり、照射検出光IDLと同様に近赤外光である。
(4)装置信号光ASL:プロジェクター100と自発光指示体70との同期をとるために、プロジェクター100の信号光送信部430が発する近赤外光である。
(5)指示体信号光PSL:自発光指示体70が先端発光部77から発する近赤外光である。
図6は、プロジェクター100の動作を示すフローチャートである。図7は、プロジェクター100の動作の説明図である。
図6には、制御部700がキャリブレーションを行うステップを含む、プロジェクター100の動作を示している。
検出制御部713は、予めメモリー720が記憶するキャリブレーション画像を投射部200によりスクリーンSSに投射させる(ステップS11)。キャリブレーション画像が投射される範囲は、少なくとも投射画面PSが投射される範囲を含み、好ましくは投射画面PSと同じ範囲である。
検出制御部713は、第1カメラ310の撮像画像を解析することにより、第1カメラ310の撮像画像における位置と、投射画面PSにおける位置とを対応付けるキャリブレーションデータを生成する(ステップS13)。検出制御部713は、ステップS13で生成したキャリブレーションデータを、設定データ722としてメモリー720に記憶させる。このキャリブレーションデータは、第1カメラ310の撮像画像における座標と、投射画面PSにおける座標とを対応付けるデータである。ここで、投射画面PSにおける座標は、投射画像メモリー510が記憶する画像における座標を指す。このキャリブレーションデータを利用することにより、第1カメラ310の撮像画像において反射検出光RDLまたは指示体信号光PSLの像を検出した場合に、検出した像に重なる投射画面PSの座標を特定できる。
また、検出システム900において、指示体信号光PSLを受光する側の装置であるプロジェクター100が、指示体信号光PSLを発する自発光指示体70の発光強度を算出する。このため、指示体信号光PSLを受光する側の装置の制御により、指示体信号光PSLの強度を求めるので、実際の検出に適した発光強度を求めることができる。これにより、実際の検出により近い条件で発光強度を調整できるという利点がある。さらに、発光強度の調整に関し、自発光指示体70による演算処理の負荷を増大させないので、自発光指示体70の構成の複雑化や大型化を招くことがないという利点がある。
上記実施形態は本発明を適用した一具体例を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
Claims (6)
- 表示面に設定される検出領域を含む範囲を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像に基づき、検出領域に対する被検出デバイスの操作を検出することにより、前記検出領域における前記被検出デバイスの指示位置を検出する検出部と、
幾何補正を行う処理部と、
前記処理部によって幾何補正された画像を前記表示面に投射する投射部と、
前記検出領域である投射画像の端部から前記撮像部までの距離に基づき、前記被検出デバイスの発光強度を算出する発光制御部と、を備え、
前記発光制御部は、
前記撮像部の前記撮像画像における位置と投射画面における位置とを対応付けるデータ、及び、前記撮像画像における距離と前記表示面における距離との対応に基づいて、幾何補正されていない画像における距離と前記表示面における距離とを対応付ける処理と、
前記幾何補正されていない画像に対する前記幾何補正された画像の隅の位置を求める処理と、
を実行することにより、前記幾何補正された画像を前記投射部により投射した前記投射画像の端部から前記撮像部までの距離を求める、プロジェクター。 - 前記投射部を制御する表示制御部を備え、
前記表示制御部が前記表示面の一部に画像表示領域を設定して前記投射部に画像を投射させる場合、前記検出部は、前記画像表示領域に対する前記被検出デバイスの操作を検出する、請求項1記載のプロジェクター。 - 前記発光制御部は、前記画像表示領域において前記撮像部から最も遠い位置と、前記撮像部との間の距離に基づき、前記被検出デバイスの発光強度を算出する、請求項2に記載のプロジェクター。
- 前記発光制御部により算出された前記被検出デバイスの発光強度に基づき、前記被検出デバイスに対して前記被検出デバイスの発光強度を設定する設定部を備える、請求項1から3のいずれか1項に記載のプロジェクター。
- 前記被検出デバイスに信号を送信する送信部を備え、
前記設定部は、前記被検出デバイスに対して前記被検出デバイスの発光強度を設定する制御情報を前記送信部により送信させる、請求項4記載のプロジェクター。 - 表示面に設定される検出領域を含む範囲を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像画像に基づき、検出領域に対する被検出デバイスの操作を検出することにより、前記検出領域における前記被検出デバイスの指示位置を検出する検出部と、幾何補正を行う処理部と、前記処理部によって幾何補正された画像を前記表示面に投射する投射部と、を備えるプロジェクターにより、
前記撮像部の前記撮像画像における位置と投射画面における位置とを対応付けるデータ、及び、前記撮像画像における距離と前記表示面における距離との対応に基づいて、幾何補正されていない画像における距離と前記表示面における距離とを対応付ける処理と、
前記幾何補正されていない画像に対する前記幾何補正された画像の隅の位置を求める処理と、
を実行することにより、前記幾何補正された画像を前記投射部により投射した投射画像の端部から前記撮像部までの距離を求め、
求めた距離に基づき、前記被検出デバイスの発光強度を算出する、プロジェクターの制御方法。
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