JP7372199B2 - 投影システム、投影装置及びその表示画像の校正方法 - Google Patents

Description

本発明は投影システム、投影装置及びその表示画像（ｉｍａｇｅ）の校正方法に関し、特に、像形成（ｉｍａｇｅ ｆｏｒｍｉｎｇ）画像を自動的に校正できる投影システム、投影装置及びその表示画像の校正方法に関する。

従来の投影システムにおいて、投影装置が投影光束を投影布幕上に投射して画像を形成するが、校正されていない投影装置によって投射された像形成画像が必ずしも完全に投影布幕上に表示されるとは限らず、また、正確な形状（矩形）で示されるとも限らない。従って、ユーザは手動的な方法で投影装置の少なくとも四つの方向の調整処理を行わなければ、像形成画像の校正処理を実現できない。

また、従来技術では、自発校正機能の根拠として、投影布幕が有する特殊構造を検出した画像を利用することができる。しかし、投影システムの使用環境において、投影布幕を設置できない場合がよくあり、又は、投影布幕に対し生成された取り込み画像（ｃａｐｔｕｒｅｄ ｉｍａｇｅ）において、投影布幕のエッジを識別するのが難しい場合もある。これらの状況において、画像の自発校正機能の精度が大幅に低下することがある。

この「背景技術」部分は、本発明の内容に対する理解を促すためのものであり、この「背景技術」部分が開示した内容には当業者が把握している従来技術を構成しないものも含まれている可能性がある。「背景技術」部分が開示した内容は、該内容又は本発明の一つ若しくは複数の実施例が解決しようとする課題が本発明の出願前に当業者に承知又は把握されていたことを意味するものではない。

本発明は、投影システム、投影装置及びその表示画像の校正方法に提供し、生成された像形成画像を校正できる。

前記一つ、一部又は全ての目的及びその他の目的を達成するために、本発明は投影システムに適用される表示画像の校正方法を提供する。投影システムは投影装置、撮像装置及び演算器を含む。校正方法は、投影装置を用いて、少なくとも四つの識別パターンを有する校正画像を投射して像形成画像を形成するステップと、撮像装置を用いて、多軸角度情報を提供し、かつ像形成画像を含む取り込み画像を取り込むステップと、演算器を用いて、多軸角度情報に基づき、取り込み画像において参照領域範囲を算出し、かつ、校正画像の識別パターン及び取り込み画像中の複数の識別パターンに基づき、座標変換情報を算出するステップと、演算器を用いて、参照領域範囲の複数の参照座標値及び座標変換情報に基づき、エッジ校正情報を算出するステップと、投影装置を用いて、エッジ校正情報及び座標変換情報に基づき、像形成画像の寸法を調整するステップとを含む。

前記一つ、一部又は全ての目的及びその他の目的を達成するために、本発明の投影システムは投影装置、撮像装置及び演算器を含む。投影装置は、少なくとも四つの識別パターンを有する校正画像を投射して像形成画像を形成し、かつ、エッジ校正情報及び座標変換情報に基づき、像形成画像の寸法を調整する。撮像装置は多軸角度情報を提供し、かつ像形成画像を含む取り込み画像を取り込む。演算器は投影装置及び撮像装置にカップリングされ、多軸角度情報に基づき、取り込み画像において参照領域範囲を算出し、かつ、参照領域範囲の複数の参照座標値及び座標変換情報に基づき、エッジ校正情報を算出する。また、演算器は多軸角度情報にもとづき、参照領域範囲を算出する。演算器はさらに、校正画像の識別パターン及び取り込み画像中の識別パターンに基づき、座標変換情報を算出する。

前記一つ、一部又は全ての目的及びその他の目的を達成するために、本発明の投影装置は撮像装置及び演算器を含む。撮像装置は多軸角度情報を提供し、かつ像形成画像を含む取り込み画像を取り込む。演算器は撮像装置にカップリングされ、投影レンズを制御し、校正画像を投射して像形成画像を形成し、かつ、エッジ校正情報及び座標変換情報に基づき、像形成画像の寸法を調整する。ここで、校正画像は少なくとも四つの識別パターンを有し、演算器が参照領域範囲の複数の参照座標値及び座標変換情報に基づき、エッジ校正情報を算出し、演算器が多軸角度情報に基づき、参照領域範囲を算出し、及び、演算器が校正画像の複数の識別パターン及び取り込み画像中の複数の識別パターンに基づき、座標変換情報を算出する。

以上のように、本発明の実施例では、撮像装置を用いて、投影装置が校正画像に基づいて生成した像形成画像を取り込み，かつ取り込み画像を得る。演算器は、校正画像の識別パターン及び取り込み画像中の識別パターンに基づき、座標変換情報を算出する。演算器はさらに、撮像装置の多軸角度情報に基づいて参照領域範囲を生成する。演算器はさらに参照領域範囲の複数の参照座標値及び座標変換情報に基づいて、エッジ校正情報を算出する。これにより、投影装置はエッジ校正情報及び座標変換情報に基づいて、像形成画像の寸法を調整し、像形成画像を修正できる。本発明の実施例では、調整基準として投影布幕を利用する必要がなく、投影システムの使用上の便利性を高め、かつ像形成画像の調整精度を上げることができる。

本発明の前記特徴と利点をより解りやすく、明確に示すべく、以下は実施例を挙げて、かつ図面を参照しながら詳しく説明する。

本発明の実施例の投影システムを示す概略図。 本発明の一実施例の表示画像の校正方法を示すフローチャート。 本発明の実施例の校正画像を示す概略図。 本発明の実施例の撮像装置が取り込んだ取り込み画像を示す概略図。 本発明の実施例の像形成画像の寸法調整処理を示す概略図。 本発明の実施例の投影システムを示す概略図。 本発明の実施例の投影システムの一実施形態を示す概略図。 本発明の実施例の参照領域範囲の表示方法を示す概略図。 本発明の実施例の参照領域範囲の表示方法を示す概略図。 本発明の一実施例の投影装置を示す概略図。

本発明の前記及びその他の技術内容、特徴と効果について、以下は図面を参照した好ましい実施例の詳細説明を通して明確に示すとする。以下の実施例における方向用語、例えば、上、下、左、右、前及び後等は、図面を参照する方向のみである。従って、これらの方向用語は説明目的に用いられるものであり、本発明を制限するものではない。

図１を参照すると、図１は本発明の実施例の投影システムを示す概略図である。投影システム５００は投影装置５１０、撮像装置５２０及び演算器５３０を含む。投影装置５１０は校正画像を投影目標上に投射して像形成画像ＰＩＭＧを形成する。撮像装置５２０は、像形成画像ＰＩＭＧを取り込むことで取り込み画像ＣＩＭＧを得る。撮像装置５２０はさらに多軸角度検出器を有し、撮像装置５２０の静態重力状態に基づいて多軸角度情報ＡＦを生成する。多軸角度検出器は、例えば、重力センサー（Ｇｒａｖｉｔｙ ｓｅｎｓｏｒ）、磁気センサー（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｎｓｏｒ）又は当業者が熟知している、装置の水平傾斜を検出可能なセンサーとすることが可能で、本発明では特に限定しない。投影装置５１０は、例えば投影机（ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）であり、撮像装置５２０は、例えばカメラ（ｃａｍｅｒａ）等であり、投影目標は、例えば投影スクリーン（ｓｃｒｅｅｎ）又は壁等である。

本実施例において、演算器５３０は投影装置５１０及び撮像装置５２０にカップリング（電気接続）される。撮像装置５２０は、多軸角度情報ＡＦ及び取り込み画像ＣＩＭＧの関連情報を演算器５３０まで伝送する。演算器５３０は、多軸角度情報ＡＦに基づいて、取り込み画像ＣＩＭＧ中の参照領域範囲を算出する。演算器５３０は、校正画像の識別パターン及び取り込み画像ＣＩＭＧ中の識別パターンに基づいて、座標変換情報を算出し、かつ、領域範囲の複数の参照座標値及び座標変換情報に基づいて、エッジ校正情報ＣＣＦを算出する。演算器５３０はさらに、投影装置５１０がエッジ校正情報ＣＣＦに基づいて、投射しようとする像形成画像ＰＩＭＧの寸法と形状を調整するよう、エッジ校正情報ＣＣＦを投影装置５１０に伝送する。

図２を参照すると、図２は本発明の一実施例の表示画像の校正方法を示すフローチャートである。図２の表示画像の校正方法は投影システム５００に適用される。図２が示すように、ステップＳ１１０において、投影装置５１０が校正画像を投影目標上に投射して像形成画像ＰＩＭＧを形成し、校正画像が少なくとも四つの識別パターンを有する。ここで、図２及び図３を同時に参照すると、図３は本発明の実施例の校正画像２１０を示す概略図である。校正画像２１０は、予め設置（記憶）することが可能であり、かつ投影装置５１０の記憶装置に記憶され、記憶装置が例えばメモリー装置（Ｍｅｍｏｒｙ Ｄｅｖｉｃｅ）等である。校正画像２１０は少なくとも四つの識別パターン２１１～２１４を含み、識別パターン２１１～２１４がそれぞれ幾何中心Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１及びＣ２２を有する。投影装置５１０は校正画像２１０を投射して像形成画像ＰＩＭＧを生成するため、像形成画像ＰＩＭＧも少なくとも四つの識別パターン２１１～２１４を含むが、投影装置５１０と投射目標の相対位置によって画像に歪みが生じることがある。例を挙げると、校正画像２１０が予め設定された矩形であり、かつ校正画像中の識別パターン２１１～２１４が矩形の四つの隅部に配置され、即ち、識別パターン２１１～２１４がそれぞれ校正画像の四つの隅部に設置され、投影装置５１０によって投射目標上に投射された後、像形成画像ＰＩＭＧの四つの隅部に識別パターン２１１’～２１４’が含まれるが、像形成画像ＰＩＭＧが歪んだ台形になる場合がある。一実施例において、校正画像が予め設定された矩形であり、かつ模様を有し、例えば、碁盤模様又は不規則に分布した点状模様であり、識別パターンが模様中の特定位置の画像特徴であってもよい。一実施例において、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１及びＣ２２が幾何中心ではなく、校正画像中の任意の形式の画像特徴、例えば、四角形の頂点等であってもよい。

別の側面では、識別パターン２１１～２１４に対し、校正画像２１０が別の背景パターンを有し、かつ識別パターン２１１～２１４が背景パターンに対し比較的に高いコントラストを有し、例えば黒白パターンであってもよい。

続いて、ステップＳ１２０において、撮像装置５２０が多軸角度情報ＡＦを提供し、かつ、投影装置５１０が投射した校正画像２１０によって生成された像形成画像ＰＩＭＧを含む取り込み画像ＣＩＭＧを取り込む。ここで、図２及び図４を同時に参照すると、図４は本発明の実施例の撮像装置５２０が取り込んだ取り込み画像ＣＩＭＧを示す概略図である。撮像装置５２０は、例えば、携帯式電気装置（例えば、スマートフォーン）であり、かつ像形成画像ＰＩＭＧに対し画像取り込み処理を行い、取り込み画像ＣＩＭＧを得るが、これに限定されない。なお、取り込み画像ＣＩＭＧに像形成画像ＰＩＭＧが含まれ、かつ像形成画像ＰＩＭＧが複数の識別パターン２１１’～２１４’を有し、識別パターン２１１’～２１４’がそれぞれ幾何中心Ｃ１１’、Ｃ１２’、Ｃ２１’及びＣ２２’を有する。一実施例において、Ｃ１１’、Ｃ１２’、Ｃ２１’及びＣ２２’が幾何中心ではなく、校正画像中の任意形状の画像特徴に対応する画像特徴であってもよい。また、撮像装置３１０中に、撮像装置５２０の静態重力状態に基づいて多軸角度情報ＡＦを生成するための多軸角度検出器を備えてもよい。

図１及び図４を参照すると、ステップＳ１３０において、演算器５３０が多軸角度情報ＡＦに基づいて、取り込み画像中の参照領域範囲ＲＥＦＲを算出し、演算器５３０がさらに校正画像の識別パターン及び取り込み画像ＣＩＭＧ中の識別パターン２１１’～２１４’に基づいて、座標変換情報を算出する。ここで、参照領域範囲ＲＥＦＲの最大範囲及び最小範囲が投影装置５１０に対するハードウェア規格が例えば投影範囲であり、例を挙げると、領域範囲ＲＥＦＲの最大範囲が投影装置５１０の最大投影面積を超えないとする。

ステップＳ１４０において、演算器５３０が参照領域範囲ＲＥＦＲ上の複数の参照座標値及び座標変換情報に基づいて、エッジ校正情報ＣＣＦを算出する。ここで、参照領域範囲ＲＥＦＲ上の複数の参照座標値は、参照領域範囲ＲＥＦＲの複数の隅部に基づいて生成することができる。参照領域範囲ＲＥＦＲが矩形である例では、参照領域範囲ＲＥＦＲの複数の参照座標値が参照領域範囲ＲＥＦＲの四つの頂点ＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ２１及びＡＰ２２の座標値であってもよい。

詳しく言うと、演算器５３０は、投影装置５１０が提供した校正画像の識別パターン２１１～２１４に基づいて第一座標情報を構築し、取り込み画像ＣＩＭＧ中の識別パターン２１１’～２１４’に基づいて第二座標情報を構築し、かつ第一座標情報及び第二座標情報に基づいて座標変換情報を算出する。本発明の別の実施例において、演算器５３０は、校正画像２１０の識別パターン２１１～２１４の幾何中心Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１及びＣ２２の座標値に基づいて第一座標情報を構築し、かつ取り込み画像ＣＩＭＧの識別パターン２１１’～２１４’の幾何中心Ｃ１１’、Ｃ１２’、Ｃ２１’及びＣ２２’の座標値に基づいて第二座標情報を構築してもよい。

なお、校正画像の識別パターン２１１～２１４及び取り込み画像ＣＩＭＧ中の識別パターン２１１’～２１４’の形状が円形ではなくてもよい。本発明のその他の実施例において、識別パターン２１１～２１４及び識別パターン２１１’～２１４’もその他の形状であってもよい。演算器５３０も識別パターン２１１～２１４及び識別パターン２１１’～２１４’の幾何中心に基づいて第一座標情報及び第二座標情報をそれぞれ構築する必要がない。本発明のその他の実施例において、演算器５３０は、各識別パターン２１１～２１４及び各識別パターン２１１’～２１４’の中の何れか一つの位置に対し参照点を設定し、かつ参照点の座標値に基づいて第一座標情報及び第二座標情報を構築してもよい。

このように、校正画像の識別パターン２１１～２１４が第一座標システムにおける第一座標情報、及び取り込み画像ＣＩＭＧにおける識別パターン２１１’～２１４’の第二座標情報に基づき、演算器５３０は第一座標システムと第二座標システム間の座標変換情報を算出することができる。

さらに、具体的な数値を用いて前記ステップＳ１３０及びＳ１４０の実施形態を説明するが、以下の数値及び算出方法は説明のみが目的であり、本発明を制限するものではない。

識別パターン２１１～２１４の第一座標システムにおける幾何中心Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１及びＣ２２の座標値をそれぞれ（５３８,７８６）、（２６００,７０９）、（５３０,１７７９）、（２６８７,１６８３）とし、取り込み画像ＣＩＭＧ中の識別パターン２１１’～２１４’が第二座標システムにおける幾何中心Ｃ１１’、Ｃ１２’、Ｃ２１’及びＣ２２’の座標値をそれぞれ（２６０,２０３）、（１６７４,２０３）、（２６０,８９０）、（１６７４,８９０）とした場合、第一座標システムと第二座標システム間の座標変換情報を算出すると、例えば、以下に示すようなマトリックスである：

エッジ校正情報ＣＣＦの算出について、処理を詳しく言うと、演算器５３０は撮像装置５２０が提供した多軸角度情報ＡＦに基づいて、参照領域範囲ＲＥＦＲを生成し、かつ、参照領域範囲ＲＥＦＲの四つの頂点ＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ２１及びＡＰ２２が第二座標システムにおける座標値を算出する。演算器５３０はさらに、参照領域範囲ＲＥＦＲの四つの頂点ＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ２１及びＡＰ２２が第二座標システムにおける座標値を前記座標変換情報に代入して演算を行うことで、第一座標システムにおける参照領域範囲ＲＥＦＲの四つの頂点ＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ２１及びＡＰ２２のエッジ情報を得ることができる。本実施例において、参照領域範囲ＲＥＦＲが第一座標システムにおける四つのエッジの座標値を得ることができる。一実施例において、多軸角度情報を用いて第二座標、特に、撮像装置５２０と地面の傾斜によって生じた取り込み画像ＣＩＭＧの歪みについて校正することができる。

例を挙げると、参照領域範囲ＲＥＦＲの四つのエッジＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ２１、ＡＰ２２の座標値がそれぞれ（３００,５６１）、（２７９４,４６６）、（３４６,１９７９）、（２８６２,１８５２）である場合、エッジＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ２１及びＡＰ２２の座標値をそれぞれ座標変換情報と演算（例えば、乗法演算）を行うことで、第一座標システムにおける参照領域範囲ＲＥＦＲの四つのエッジそれぞれの座標値が（９６,３２）、（１８２６,２７）、（１４３,１０１６）、（１７７９,１００８）を算出することができる。

第一座標システムにおける参照領域範囲ＲＥＦＲのエッジ校正情報ＣＣＦを把握した後、投影装置５１０はエッジ校正情報ＣＣＦに基づいて、後に投射される像形成画像に対し、事前に画像処理を行い、かつ画像処理の方法で投射画像の寸法を調整し（ｒｅ－ｓｃａｌｅ）、調整後の画像情報を生成し、さらに調整後の像形成画像を生成する。前記の画像処理では、当業者が関連するソフトウェア又は処理画像回路を用いて、画像中の物体の座標情報を識別又は判断できる処理方法、及び画像表示の寸法の調整を実現できる。

なお、演算器５３０が参照領域範囲ＲＥＦＲを生成する際に、撮像装置の多軸角度情報に基づくほか、取り込み画像ＣＩＭＧ中の識別パターン２１１’～２１４’の位置に基づいて、参照領域範囲ＲＥＦＲの位置及び寸法のうちの少なくとも一つを調整してもよい。ここで、演算器は参照領域範囲ＲＥＦＲ中の四つの頂点ＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ２１及びＡＰ２２と識別パターン２１１’～２１４’にそれぞれ対応する距離を適切な距離範囲内にすることで、エッジ校正情報ＣＣＦの正確度を高めることができる。

次に、図５を参照すると、図５は本発明の実施例の像形成画像の寸法調整処理を示す概略図である。図５において、投影装置によって生成された像形成画像４２０（即ち、未校正の像形成画像ＰＩＭＧ）の形状が予め設定された矩形（ではなく非理想的な不規則四角形）、かつ像形成画像４２０の寸法が予め設定された寸法ではない。この場合、ステップＳ１５０を実行することで、前記投影装置は前記エッジ校正情報及び前記座標変換情報に基づいて、前記像形成画像の寸法を調整する。従って、像形成画像４２０の画像情報の原始寸法に対し調整／補償（部分拡大及び部分縮小）を行い、調整後の像形成画像４１０（即ち、校正後の像形成画像ＰＩＭＧ）を得て、調整後の像形成画像４１０の形状を予め設定した矩形にして、かつ調整後の像形成画像４１０の寸法を予め設定した寸法にすることができる。本実施例において、調整後の像形成画像４１０の形状及び寸法は、参照領域範囲ＲＥＦＲに基づいて生成されたものである。

当然、像形成画像４２０の寸法調整処理は、像形成画像４２０の原始寸法に対し、全面的な拡大又は全面的な縮小を行うことでも実施してもよい。かつ、前記の画像寸法調整処理は、必ずしも像形成画像４２０の全ての辺縁に対して等比例の伸縮調整を行う必要がなく、参照領域範囲ＲＥＦＲの四つの辺縁（四つのエッジ）に応じて寸法調整処理を行ってもよい。

図１が示すように、投影装置５１０、撮像装置５２０及び演算器５３０の詳細処理について、前記実施例及び実施形態において既に詳しく説明したため、ここで省略する。

図１を再度参照すると、投影システム５００のハードウェア構造の面で、投影装置５１０が任意の形式の投影机、例えばＤＬＰ投影机、液晶投影机等であって、撮像装置５２０が撮像機能を有する任意の形式の電気装置、例えばカメラ又は撮像机等であってもよい。演算器５３０は演算能力を有するプロセッサであってもよい。又は、演算器５３０は、ハードウェア記述言語（Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ、ＨＤＬ）又は当業者が熟知しているその他の任意のデジタル回路の設計方法によって設計され、かつ現場で構成可能な回路アレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）、コンプレックスプログラムマブルロジックデバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＰＬＤ）又は特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）の方式で実現されるハードウェア回路であってもよい。

次に図６参照すると、図６は本発明の実施例の投影システム６００を示す概略図である。投影システム６００は投影装置６１０、撮像装置６２０、演算器６３０及び表示パネル６４０含む。本実施例において、撮像装置６２０は多軸角度検出器６２１及び信号伝送インターフェース６２２を含む。撮像装置６２０は、多軸角度検出器６２１を用いて多軸角度情報ＡＦを得て、多軸角度情報ＡＦが水平傾斜度等の情報を含み、多軸角度検出器６２１が例えば重力センサー、磁気センサー等の装置である。撮像装置６２０は、信号伝送インターフェース６２２を介して演算器６３０との信号伝送処理を行うことができる。本発明の実施例において、撮像装置６２０は信号伝送インターフェース６２２を介して投影装置６１０と信号伝送処理を行うことも可能であり、信号伝送インターフェース６２２が無線の信号伝送インターフェース、例えば、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）又はその他の無線インターフェースで伝送し、又は有線信号伝送インターフェース、例えば、高解像度マルチメディアインターフェース（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＨＤＭＩ（登録商標））、モバイルハイデフニションリンク（Ｍｏｂｉｌｅ Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｌｉｎｋ、ＭＨＬ）又はその他の有線伝送インターフェースで伝送することができるが、本発明はこれに限定されない。

なお、本実施例において、演算器６３０は、取り込み画像ＣＩＭＧ及び参照領域範囲ＲＥＦＲの関連情報を表示パネル６４０に伝送することができる。表示パネル６４０は、取り込み画像ＣＩＭＧ及び参照領域範囲ＲＥＦＲを表示することができる。ここで、表示パネル６４０が表示した参照領域範囲ＲＥＦＲによって、ユーザは像形成画像ＰＩＭＧに対し、好ましい位置及び角度から画像取り込み処理を行い、かつ好ましい取り込み画像ＣＩＭＧを得ることができる。

なお、本発明の実施例において、撮像装置６２０、演算器６３０及び表示パネル６４０を同じ電気装置中に整合することができ、前記電気装置が携帯式電気装置であってもよい。又は、撮像装置６２０、演算器６３０及び表示パネル６４０をそれぞれ異なる電気装置に設置してもよい。表示パネル６４０は例えばディスプレィである。

次に図７を参照すると、図７は本発明の実施例の投影システムの一実施形態を示す概略図である。図７において、撮像装置７４０、演算器７２０及び表示パネル７５０が共に携帯式電気装置７００中に設置されている。携帯式電気装置７００はさらに、多軸角度検出器７１０及び信号伝送インターフェース７３０を含む。

演算器７２０は、多軸角度検出器７１０、信号伝送インターフェース７３０、撮像装置７４０及び表示パネル７５０にカップリングされる。多軸角度検出器７１０は、携帯式電気装置７００の静態重力状態を検出して多軸角度情報を生成する。撮像装置７４０は、像形成画像ＰＩＭＧを取り込むことで取り込み画像ＣＩＭＧを生成する。信号伝送インターフェース７３０は、無線又は有線の方式で投影装置と信号伝送処理を行う。表示パネル７５０は取り込み画像ＣＩＭＧを表示することができるが、本発明の実施例において、表示パネル７５０は多軸角度情報に基づいて生成された参照領域範囲を表示してもよい。

さらに、本発明の一部実施例において、参照領域範囲を表示パネル７５０上に表示しなくてもよい。

８Ａ及び図８Ｂを参照すると、図８Ａ及び図８Ｂは本発明の実施例の参照領域範囲の表示方法を示す概略図である。図８Ａにおいて、携帯式電気装置８００は表示パネル８１０を用いて参照領域範囲ＲＥＦＲを表示する。ここで、表示パネル８１０の破線枠に参照領域範囲ＲＥＦＲが表示され、ユーザが像形成画像ＰＩＭＧを取り込んで取り込み画像ＣＩＭＧを得るための参照根拠とすることができる。図８Ｂにおいて、携帯式電気装置８００は表示パネル８１０において四つのエッジを表示することで参照領域範囲ＲＥＦＲを示し、参照領域範囲ＲＥＦＲの範囲を全体的に表示する必要ない。

当然であるが、図８Ａ及図８Ｂの参照領域範囲ＲＥＦＲの表示方法は一例を示したに過ぎない。当業者は、その他の方法で参照領域範囲ＲＥＦＲの表示処理を行うことが可能であり、特に制限するものではない。

図９を参照すると、図９は本発明の一実施例の投影装置を示す概略図である。投影装置９００は撮像装置９１０、投影レンズ９２０、演算器９３０及び記憶装置９４０を含む。撮像装置９１０は演算器９３０とカップリングされる。演算器９３０は記憶装置９４０を制御して校正画像を取り出し、さらに投影レンズ９２０によって校正画像を投射し、像形成画像ＰＩＭＧを生成する。撮像装置９１０は像形成画像ＰＩＭＧを取り込むことで取り込み画像ＣＩＭＧを得る。撮像装置９１０において多軸角度検出器を備え、撮像装置９１０の多軸角度情報を検出してもよい。演算器９３０は、多軸角度情報に基づいて参照領域範囲を生成する。また、校正画像中の識別パターン及び取り込み画像ＣＩＭＧ中の識別パターンに基づいて、演算器９３０は座標変換情報を算出し、さらに、座標変換情報に基づいて参照領域範囲の複数の参照座標値を算出し、演算器９３０がエッジ校正情報ＣＣＦを算出することができる。

このように、投影装置９００はエッジ校正情報ＣＣＦに基づいて、投影レンズ９２０を用いて、像形成画像ＰＩＭＧの寸法を調整することができる。

実施例において、撮像装置９１０、投影レンズ９２０及び演算器９３０が同じ投影装置９００中に整合され、また、多軸角度情報、座標変換情報及びエッジ校正情報ＣＣＦを生成する詳細について、前記実施例の実施形態に類似するため、ここで省略する。

また、本発明の実施例において、投影装置９００及び撮像装置９１０は単一の演算器９３０を用いて関連する演算処理を行うことができる。又は、演算器９３０は二つの演算チップの実施により、それぞれ投影装置９００及び撮像装置９１０に対応することができる。

以上をまとめると、本発明は、撮像装置を用いて、投影装置が校正画像に基づいて投射した像形成画像を取り込む。取り込み画像中の識別パターン及び校正画像中の識別パターンに基づいて、座標変換情報を算出する。本発明は、さらに撮像装置の多軸角度情報に基づいて参照領域範囲を生成し、かつ、参照領域範囲及び座標変換情報に基づいてエッジ校正情報を算出する。本発明の投影装置は、エッジ校正情報に基づいて像形成画像の寸法を調整し、像形成画像の校正処理を完了する。これにより、投影システムは投影布幕を参照根拠とする必要がなく、像形成画像の校正処理を有効に完了させ、投影システムの使用効果を高めることができる。

以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を制限するものではない。即ち、本発明の請求の範囲及び発明内容に対し行われた簡単、等価の変更と修正はすべて本発明の範囲内に属する。また、本発明の任意の実施例又は請求項は、必ずしも本発明のすべての目的又は利点又は特徴を達成するものとは限らない。さらに、要約書と発明の名称は特許検索に利用されるものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。また、請求の範囲で言及される「第一」、「第二」等の用語は素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）の名称を示し、又は異なる実施例及び範囲を区別するものであり、素子の数の上限又は下限を制限するものではない。

Ｓ１１０～Ｓ１５０：表示画像の校正方法のステップ
２１０：校正画像
２１１～２１４、２１１’～２１４’：識別パターン
５２０、６２０、７４０、９１０：撮像装置
４１０：調整後の像形成画像
４２０、ＰＩＭＧ：像形成画像
５００、６００：投影システム
５１０、６１０、９００：投影装置
５３０、６３０、７２０、９３０：演算器
６２１：多軸角度検出器
６２２：信号伝送インターフェース
６４０、７５０、８１０：表示パネル
７００、８００：携帯式電気装置
９２０：投影レンズ
９４０：記憶装置
ＡＦ：多軸角度情報
ＡＰ１１～ＡＰ２２：頂点
Ｃ１１～Ｃ１４、Ｃ１１’～Ｃ１４’：幾何中心
ＣＣＦ：エッジ校正情報
ＣＩＭＧ：取り込み画像
ＲＥＦＲ：参照領域範囲

Claims (22)

1. 投影システムに用いられる表示画像の校正方法であって、
   前記投影システムは投影装置、撮像装置及び演算器を含み、
   前記校正方法は、
   前記投影装置により、少なくとも４つの識別パターンを有する校正画像を投射して像形成画像を形成するステップと、
   前記撮像装置により、多軸角度情報を提供し、かつ前記像形成画像を含む取り込み画像を取り込むステップと、
   前記演算器により、前記多軸角度情報に基づいて、取り込み画像において参照領域範囲を算出し、かつ、前記校正画像の複数の識別パターン及び前記取り込み画像中の複数の識別パターンに基づいて、座標変換情報を算出するステップと、
   前記演算器により、前記参照領域範囲の複数の参照座標値及び前記座標変換情報に基づいて、エッジ校正情報を算出するステップと、
   前記投影装置により、前記エッジ校正情報及び前記座標変換情報に基づいて、前記像形成画像の寸法を調整するステップとを含むことを特徴とする、表示画像の校正方法。
2. 前記演算器により、前記校正画像の前記複数の識別パターンに基づいて第一座標情報を構築し、前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンに基づいて第二座標情報を構築し、かつ、前記第一座標情報及び前記第二座標情報に基づいて前記座標変換情報を算出することを特徴とする、請求項１に記載の表示画像の校正方法。
3. 前記演算器により、前記校正画像に基づいて第一座標システムを構築し、かつ、前記校正画像の前記複数の識別パターンの幾何中心が前記第一座標システムにおける座標値に基づいて前記第一座標情報を構築することを特徴とする、請求項２に記載の表示画像の校正方法。
4. 前記演算器により、前記取り込み画像に基づいて第二座標システムを構築し、かつ、前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンの幾何中心が前記第二座標システムにおける座標値に基づいて前記第二座標情報を構築することを特徴とする、請求項２に記載の表示画像の校正方法。
5. 前記演算器により、前記参照領域範囲の複数のエッジが前記第二座標システムにおける前記複数の参照座標値を算出し、かつ、前記座標変換情報に基づいて前記複数の参照座標値を変換して、前記エッジ校正情報を得ることを特徴とする、請求項４に記載の表示画像の校正方法。
6. 前記投影装置により、前記エッジ校正情報に基づいて前記像形成画像の画像情報の原始寸法に対し縮小又は拡大する処理を行うことで、調整後画像情報を得て、かつ，前記調整後画像情報に基づいて投影処理を行うことを特徴とする、請求項５に記載の表示画像の校正方法。
7. 前記撮像装置によって多軸角度検出器が提供され、かつ前記多軸角度検出器が前記撮像装置の静態重力状態を検出し、前記多軸角度情報を生成することを特徴とする、請求項１に記載の表示画像の校正方法。
8. 前記演算器により、前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンの位置に基づいて、前記参照領域範囲の位置及び寸法のうちの少なくとも一つを調整することを特徴とする、請求項１に記載の表示画像の校正方法。
9. 前記投影システムはさらに表示パネルを含み、
   前記表示パネルにより、前記取り込み画像及び前記参照領域範囲を表示することを特徴とする、請求項１に記載の表示画像の校正方法。
10. 前記複数の識別パターンが前記校正画像の複数の隅部にあることを特徴とする、請求項１に記載の表示画像の校正方法。
11. 投影システムであって、
    前記投影システムは投影装置、撮像装置及び演算器を含み、
    前記投影装置が、少なくとも４つの識別パターンを有する校正画像を投射して像形成画像を形成し、かつ、エッジ校正情報及び座標変換情報に基づいて、前記像形成画像の寸法を調整し、
    前記撮像装置が多軸角度情報を提供し、かつ前記像形成画像を含む取り込み画像を取り込み、
    前記演算器が前記投影装置及び前記撮像装置にカップリングされ、前記多軸角度情報に基づいて、取り込み画像において参照領域範囲を算出し、かつ前記参照領域範囲の複数の参照座標値及び前記座標変換情報に基づいて、前記エッジ校正情報を算出し、
    前記演算器が前記多軸角度情報にもとづいて、前記参照領域範囲を算出し、
    前記演算器が前記校正画像の前記複数の識別パターン及び前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンに基づいて、座標変換情報算出することを特徴とする、投影システム。
12. 前記演算器が、前記校正画像の前記複数の識別パターンに基づいて第一座標情報を構築し、前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンに基づいて第二座標情報を構築し、かつ、前記第一座標情報及び前記第二座標情報に基づいて前記座標変換情報を算出することを特徴とする、請求項１１に記載の投影システム。
13. 前記演算器が、前記校正画像に基づいて第一座標システムを構築し、かつ、前記校正画像の前記複数の識別パターンの幾何中心が前記第一座標システムにおける座標値に基づいて前記第一座標情報を構築することを特徴とする、請求項１２に記載の投影システム。
14. 前記演算器が、前記取り込み画像に基づいて第二座標システムを構築し、かつ、前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンの幾何中心が前記第二座標システムにおける座標値に基づいて前記第二座標情報を構築することを特徴とする、請求項１２に記載の投影システム。
15. 前記演算器が、前記参照領域範囲の複数のエッジが前記第二座標システムにおける前記複数の参照座標値を算出し、かつ、前記座標変換情報に基づいて前記複数の参照座標値を変換し、前記エッジ校正情報を得ることを特徴とする、請求項１４に記載の投影システム。
16. 前記投影装置が前記エッジ校正情報に基づいて、前記像形成画像の画像情報の原始寸法に対し縮小又は拡大する処理を行うことで、調整後画像情報を得て、かつ、前記調整後画像情報に基づいて投影処理を行うことを特徴とする、請求項１５に記載の投影システム。
17. 前記撮像装置が多軸角度検出器を含み、
    前記多軸角度検出器が前記撮像装置の静態重力状態に基づき、前記投影システムがさらに前記撮像装置の静態重力状態に基づいて、前記参照領域範囲を生成することを特徴とする、請求項１１に記載の投影システム。
18. 前記演算器がさらに、前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンの位置に基づいて、前記参照領域範囲の位置及び寸法のうちの少なくとも一つを調整することを特徴とする、請求項１１に記載の投影システム。
19. 前記撮像装置がさらに、表示パネル及び信号伝送インターフェースを含み、
    前記表示パネルが前記参照領域範囲を表示し、
    前記信号伝送インターフェースが前記座標変換情報を前記投影装置に伝送することを特徴とする、請求項１８に記載の投影システム。
20. 前記信号伝送インターフェースが有線信号伝送インターフェース又は無線信号伝送インターフェースであることを特徴とする、請求項１９に記載の投影システム。
21. 前記撮像装置及び前記演算器は携帯式電気装置中に設置可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の投影システム。
22. 投影装置であって、
    前記投影装置は撮像装置及び演算器を含み、
    前記撮像装置が多軸角度情報を提供し、かつ像形成画像を含む取り込み画像を取り込み、
    前記演算器が前記撮像装置にカップリングされ、投影レンズを制御し、校正画像を投射して前記像形成画像を形成し、かつ、エッジ校正情報及び座標変換情報に基づき、前記像形成画像の寸法を調整し、
    前記校正画像が少なくとも四つの識別パターンを有し、
    前記演算器が参照領域範囲の複数の参照座標値及び前記座標変換情報に基づき、前記エッジ校正情報を算出し、
    前記演算器が前記多軸角度情報に基づき、前記参照領域範囲を算出し、
    前記演算器が前記校正画像の前記複数の識別パターン及び前記取り込み画像中の前記複数の識別パターンに基づき、前記座標変換情報を算出することを特徴とする、投影装置。

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