JP7427237B2 - 画像投影装置、画像投影方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像投影装置、画像投影方法、プログラムに関する。

網膜投影型の画像投影装置では、入力された画像データに基づくレーザ光で利用者の網膜を走査し、利用者の網膜に画像を投影することで、前眼部の屈折機能等に依存せずに、利用者に画像を視認させる。このため、網膜投影型の画像投影装置は、円錐角膜等の前眼部疾患を有する利用者に対しての視機能の支援に効果的である。

視機能を低下させる他の疾患としては、網膜疾患がある。網膜疾患の場合は、網膜の機能が欠損している欠損領域に照射されたレーザ光は感知されない。このため、網膜疾患を有する利用者に対しては、網膜のうち、欠損領域以外の領域にレーザ光を照射する方法が提案されている。

特開２０１６－１３４６６８号公報

しかしながら、網膜疾患は、中心・部分暗点や視野狭窄等、多種多様であり、視野の欠損領域の大きさや位置も、人それぞれ異なる。このため、各利用者の疾患の態様に合わせてカスタマイズした画像投影装置を提供することは困難である。

また、例えば、カスタマイズの手法の１つとして、利用者が視認する画像の部分的な歪曲を補正することが考えられるが、この場合には、得られる画像の対称性が損なわれ、違和感が大きくなる可能性がある。このように、従来の網膜走査型の画像投影装置では、網膜疾患を有する利用者に対しては、視機能の支援が不十分であった。

開示の技術は、上述した事情に鑑みて成されたものであり、網膜疾患を有する利用者に対する視機能を支援すること目的としている。

開示の技術は、入力された画像データを記憶する記憶部と、前記画像データに対し、前記画像データが示す画像を、前記画像の画角を維持した状態で、基準位置から等間隔の幅の領域に分割し、前記基準位置から離れるにしたがって前記領域の幅が単調に減少又は増加するように、補正を行う制御部と、前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更する操作を受け付ける操作受付部と、レーザ光線を出射する光源部を有し、前記操作受付部が受け付けた前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更に応じて、前記制御部による補正後の画像データが変化する様子を示す動画データに基づき、前記レーザ光線を２次元に走査し、利用者の網膜に前記動画データが示す動画を投影するレーザ照射部と、を有する画像投影装置である。

網膜疾患を有する利用者に対する視機能を支援できる。

第一の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。 第一の実施形態の制御部の機能を説明する図である。 第一の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。 第一の実施形態における画像の補正を説明するフローチャートである。 第一の実施形態における画像の補正を説明する第一の図である。 第一の実施形態における画像の補正を説明する第二の図である。 投影用画像データの一例を示す図である。 第二の実施形態の制御部の機能を説明する図である。 第二の実施形態の基準位置の設定を説明する図である。 第二の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。 第三の実施形態の画像投影装置を説明する図である。 第二の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。 第四の実施形態の画像投影装置を説明する図である。 第四の実施形態の画像投影システムに含まれる各装置のハードウェア構成を説明する図である。 第四の実施形態の端末装置の機能構成を説明する図である。 端末装置の表示例を示す図である。 第五の実施形態の画像投影装置を説明する図である。 第五の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を示す図である。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。

本実施形態の画像投影装置１００は、マクスウェル視を利用した網膜投影型ヘッドマウントディスプレイである。マクスウェル視を利用して、利用者の網膜に画像を投影するものである。マクスウェル視とは、画像データに基づく画像用光線を一旦瞳孔の中心で収束させてから網膜上に投影することで、人の水晶体の調節機能に影響されずに、人に画像データが示す画像を視認させることができる方法である。

また、本実施形態の画像投影装置１００は、例えば、一般的な眼鏡のような形状としたフレームを有するものであっても良いし、利用者の両眼を覆うゴーグルのような形状であっても良い。

本実施形態の画像投影装置１００は、通信部２０、制御部３０、記憶部４０、レーザ出力制御部（光線出力制御部）５０、レーザ照射部６０、画像入力部７０、操作入力部８０を有する。

通信部２０は、画像投影装置１００と、外部装置との通信を行うための通信装置である。具体的には、例えば、通信部２０は、ネットワーク等を介して、外部装置から画像投影装置１００に投影させる画像の画像データを取得しても良い。通信部２０による通信の方式は、画像投影装置１００と外部装置とが通信を行うことができれば、どのような方式であっても良い。

制御部３０は、例えば、演算処理装置等であり、本実施形態の画像投影装置１００の動作の全体を制御する。具体的には、制御部３０は、通信部２０から入力された画像データや、記憶部４０に格納された画像データや、画像入力部７０から入力された画像データに対して、補正を行い、補正後の画像データをレーザ出力制御部５０へ出力する。

より具体的には、本実施形態の制御部３０は、画像データが示す画像のサイズ（画角）を変えずに、この画像に対し、中心部分を拡大し周辺部分を縮小する、又は、中心部分を縮小し周辺部分を拡大するように、画像データを補正する。この補正は、操作入力部８０の操作に応じて行われる。制御部３０は、補正後の画像データをレーザ出力制御部５０へ出力する。制御部３０による画像の補正の詳細は後述する。

記憶部４０は、制御部３０により実行されるプログラムや、演算により取得された各種の値等を格納する。また、記憶部４０は、通信部２０、画像入力部７０等によって入力された画像データを保持する。さらに、記憶部４０は、制御部３０により補正された補正後の画像データが格納されても良い。

レーザ出力制御部５０は、レーザ照射部６０を制御するための演算処理装置等であっても良く、例えば、記憶部４０に格納された補正後の画像データに基づくレーザ光を、予め設定された光量で、レーザ照射部６０から照射させる。

レーザ照射部６０は、レーザ光を照射する光源部を有し、補正後の画像データに基づくレーザ光を２次元に走査して、予め設定された光量で利用者の眼球（網膜）１６０に照射することによって、画像を網膜へ投影する。

画像入力部７０は、画像投影装置１００に画像データを入力するためのものである。本実施形態の画像入力部７０は、例えば、カメラ等の撮像装置であっても良く、この撮像装置により撮像された画像データは、記憶部４０に格納されても良い。

また、画像入力部７０は外部装置からの画像データ、動画像データをＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）などのインタフェースを用いて入力することもできる。

操作入力部８０は、画像投影装置１００の利用者による、画像データの補正を指示する操作を受け付ける。操作入力部８０が受け付けた操作は、制御部３０に対する画像データの補正の指示となる。

本実施形態の操作入力部８０は、具体的には、例えば、画像データの中心部分を拡大し周辺部分を縮小する操作、又は、中心部分を縮小し周辺部分を拡大する操作を行うための操作部材であって良い。

また、本実施形態では、操作入力部８０の操作によって、連続的に画像データの中心部分の拡大の度合い及び周辺部分の縮小の度合いが変更されても良い。同様に、本実施形態では、操作入力部８０の操作によって、連続的に画像データの周辺部分の拡大の度合い及び中心部分の縮小の度合いが変更されても良い。

本実施形態では、このように、画像投影装置１００の利用者の操作に応じて、画像の中心部分が拡大された補正後の画像データが示す画像、又は、画像の周辺部分が拡大された補正後の画像データが示す画像が利用者の網膜に投影される。

さらに、本実施形態では、操作に応じて、連続的に、画像データの中心部分と周辺部分の拡大又は縮小／縮小又は拡大の度合いを変更することができる。

したがって、本実施形態によれば、例えば、利用者が網膜疾患を有する場合であっても、利用者が自身で、画像を視認しやすい状態に画像データを補正させることができ、網膜疾患を有する利用者に対する視機能を支援することができる。

また、本実施形態では、画角を変えないように画像データを補正するため、利用者に網膜に投影される画像の大きさは維持される。言い換えれば、本実施形態によれば、画像の全体を利用者に視認させつつ、利用者にとっての見え方をより良くすることができる。

尚、図１では、画像投影装置１００が各部を有する構成としたが、これに限定されない。例えば、通信部２０、制御部３０、記憶部４０等は、画像投影装置１００と接続されて画像投影装置１００を制御する制御用端末等に設けられていても良い。この場合、画像投影装置１００には、少なくとも、レーザ出力制御部５０、レーザ照射部６０が設けられていれば良い。

次に、本実施形態の画像投影装置１００の制御部の機能について説明する。図２は、第一の実施形態の制御部の機能を説明する図である。

本実施形態の制御部３０は、画像データ取得部３１、操作値取得部３２、画像補正部３３、画像データ出力部３４を有する。

画像データ取得部３１は、記憶部４０に格納された画像データを読み出して取得する。また、画像データ取得部３１は、通信部２０が受信した画像データを取得する。

操作値取得部３２は、操作入力部８０が受け付けた操作に応じた値を取得し、画像補正部３３へ通知する。

画像補正部３３は、画像データ取得部３１が取得した画像データを補正する。具体的には、本実施形態では、画像データ取得部３１が取得した画像データが示す画像のサイズ（画角）を変えずに、操作値取得部３２から通知された値に応じて、この画像の中心部分の拡大と周辺部分の縮小、又は、この画像の中心部分の縮小と周辺部分の拡大を行う。画像補正部３３の詳細は後述する。

画像データ出力部３４は、画像補正部３３により補正された補正後の画像データをレーザ出力制御部５０へ出力する。以下の説明では、画像補正部３３による補正が行われた後の画像データを投影用画像データと呼ぶ。

次に、図３を参照して、本実施形態の画像投影装置１００の動作について説明する。図３は、第一の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の画像投影装置１００の制御部３０は、画像データ取得部３１により、画像データを取得し、この画像データを利用者の網膜に投影させる（ステップＳ３１）。具体的には、制御部３０は、取得した画像データをレーザ出力制御部５０へ出力し、レーザ出力制御部５０によってレーザ照射部６０を制御して、画像データに応じたレーザ光線を照射させ、画像（補正前の画像）を利用者の網膜に投影させる。

尚、本実施形態では、例えば、制御部３０において、画像データ取得部３１により取得する画像データが予め設定されていても良い。具体的には、例えば、画像データ取得部３１には、記憶部４０に格納された画像データを取得するのか、又は、通信部２０が受信した画像データを取得するのか、が予め設定されていても良い。

また、本実施形態では、画像データ取得部３１は、通信部２０が画像データを受信している場合には、受信している画像データを優先的に取得し、通信部２０が画像データを受信していない場合には、記憶部４０に格納された画像データを取得するようにしても良い。

続いて、制御部３０は、操作値取得部３２により、画像の補正を指示する操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３２）。具体的には、制御部３０は、操作値取得部３２が、操作入力部８０の操作に応じた値を取得したか否かを判定する。

ステップＳ３２において、操作を受け付けない場合、制御部３０は、操作を受け付けるまで待機する。

ステップＳ３２において、操作を受け付けると、制御部３０は、画像補正部３３により、取得した画像データを補正する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３の詳細は、後述する。

続いて、制御部３０は、画像補正部３３から出力される投影用画像データを取得し、レーザ出力制御部５０へ出力する（ステップＳ３４）。

続いて、レーザ出力制御部５０は投影用画像データを取得すると、レーザ照射部６０を制御して、投影用画像データに応じたレーザ光線を照射させ、投影用画像（補正後の画像）を利用者の網膜に投影させる（ステップＳ３５）。

投影する画像データが、カメラからの動画や、外部装置で再生された動画像（映像）ソースであれば、上記処理を繰り返し実行し、補正された動画像をリアルタイムに利用者の網膜に投影させることができる。

尚、図３の例では、始めに、補正する前の画像データを、利用者の網膜に投影させるものとしたが、これに限定されない。補正する前の画像データは、利用者の網膜に投影されなくても良く、補正後の投影用画像データが利用者の網膜に投影されても良い。

次に、図４を参照して、本実施形態の画像補正部３３による画像の補正について説明する。図４は、第一の実施形態における画像の補正を説明するフローチャートである。図４は、図３に示すステップＳ３３の詳細を示している。

本実施形態の画像投影装置１００において、制御部３０の画像補正部３３は、画像データ取得部３１が取得した画像データが示す画像を等間隔に分割する（ステップＳ４１）。尚、分割する方向は、縦方向と横方向の両方を等間隔に分割することが好ましいが、縦方向又は横方向の何れか一方に対して、等間隔への分割を行っても良い。

続いて、画像補正部３３は、操作値取得部３２により、操作入力部８０の操作に応じた値を取得する（ステップＳ４２）。以下の説明では、操作値取得部３２により取得される値を操作値と呼ぶ。

以下に、例えば、操作入力部８０が物理的な操作ボタン等であった場合について説明する。この場合、操作値取得部３２は、例えば、操作ボタンが押下された回数や、操作ボタンが押下されていた時間等を操作値としても良い。また、操作入力部８０が、ダイヤル等であった場合には、操作値取得部３２は、ダイヤルの回転量等を操作値としても良い。

続いて、画像補正部３３は、等間隔に分割した領域の幅が、ステップＳ４２で取得した操作値を公比とする等比数列となるように、各領域の幅を算出する（ステップＳ４３）。

続いて、画像補正部３３は、等間隔に分割した領域の高さの値が、操作値を公比とする等比数列となるように、各領域の高さを算出する（ステップＳ４４）。

続いて、画像補正部３３は、算出され各領域の幅と高さに基づき、各領域の幅と高さを変更し、投影用画像データを作成する（ステップＳ４５）。

以下に、図５、図６を参照して、本実施形態の画像補正部３３による画像の補正についてさらに説明する。図５は、第一の実施形態における画像の補正を説明する第一の図である。図６は、第一の実施形態における画像の補正を説明する第二の図である。

図５は、補正を行う前の画像５１の例を示し、図６は、補正を行った後の補正後の画像５１Ａ、５１Ｂの例を示す。尚、図５、図６では、説明の便宜上、一色の画像としている。また、図５、図６の例では、画像を横方向に対し、等間隔に分割するものとしている。

画像５１は、画像データ取得部３１が取得した画像データが示す画像である。画像補正部３３は、この画像５１における中心点Ｐを通り、且つ、画像５１を２等分する線Ｓを特定する。尚、中心点Ｐは、例えば、画像５１が示す長方形の重心である。次に、画像補正部３３は、線Ｓによって分割された領域の数が左右で同数となるように、画像５１を等間隔に分割する。

図５の例では、画像補正部３３は、線Ｓを中心（基準）に、右側の領域と左側の領域とを、それぞれ５の領域Ｌ１～Ｌ５に分割している。したがって、図５の例では、中心部分の領域とは、線Ｓの両側に位置する２つの領域Ｌ１である。

ここで、線Ｓを基準に、右側の領域の幅と左側の領域の幅とをＷｔとし、右側の領域と左側の領域とを分割する数をｎとし、分割された中心部分の領域の幅をＷｍとした場合、本実施形態では、幅Ｗｔと幅Ｗｍの関係は、以下の式で示される。

Ｗｔ＝Ｗｍ（１＋ａ＋ａ^２＋・・・＋ａ^{（ｎ－１）}） 式（１）
ここで、ａは公比である。言い換えれば、ａは、操作入力部８０が受け付けた操作に応じて取得される操作値である。図５の例では、ｎ＝５である。また、本実施形態において、例えば、Ｗｔ＝１、ａ＝１．２とした場合、
Ｗｍ＝Ｗｔ／（１＋ａ＋ａ^２＋ａ^３＋ａ^４）＝０．１３４４
となる。

次に、画像補正部３３は公比ａ＝１．２として、各領域Ｗｎの幅を補正する。具体的には、図６（Ａ）に示す補正後の画像５１Ａでは、補正後の領域Ｌ１′の幅Ｗ_１、補正後の領域Ｌ２′の幅Ｗ_２、補正後の領域Ｌ３′の幅Ｗ_３、補正後の領域Ｌ４′の幅Ｗ_４が、公比ａ＝１．２として、式（１）を用いて算出された状態を示している。

図６（Ａ）では、公比ａが１よりも大きい値であるため、画像を横方向に等間隔に分割し、中心部分の分割幅を最も狭くし、中心部分から遠ざかるにつれて、分割幅が単調に増加していくように、画像が補正される。

言い換えれば、本実施形態では、画像の画角を変えずに、画像を、基準位置を中心として等間隔の幅の領域に分割し、基準位置から遠ざかるにしたがって、領域の幅が等比級数的に増加していくように、補正する。

本実施形態では、この補正により、補正前の画像のサイズ（画角）を維持したまま、画像の中心部分を縮小し、周辺部分に向かって画像を拡大させることができる。

図６（Ｂ）では、公比を１未満の値として、画像５１を補正した補正後の画像５１Ｂを示している。図６（Ｂ）に示す補正後の画像５１Ｂでは、公比ａが１未満の値であるため、画像を横方向に等間隔に分割し、中心部分の分割幅を最も広くし、中心部分から遠ざかるにつれて、分割幅が単調に減少していくように、画像が補正される。

言い換えれば、本実施形態では、画像の画角を変えずに、画像を、基準位置を中心として等間隔の幅の領域に分割し、基準位置から遠ざかるにしたがって、領域の幅が等比級数的に減少していくように、補正する。

本実施形態では、この補正により、補正前の画像のサイズ（画角）を維持したまま、画像の中心部分を拡大し、周辺部分に向かって画像を縮小させることができる。

このとき、公比ａの範囲は、例えば、０．７＜ａ＜１．３程度であることが好ましいが、公比ａの範囲は、予め設定されていればよく、この範囲に限定されない。

また、本実施形態では、操作値取得部３２が取得した操作値に応じて、公比ａが決まる。このため、本実施形態では、操作入力部８０に対する操作に応じて、領域の幅が等比級数的に減少又は増加する度合いが変更される。

図５と図６では分割された領域の横方向の幅が補正された場合を示したが、本実施形態では、分割された領域の縦方向の高さも同様に補正される。

また、図５と図６の例では、画像補正部３３は、分割された領域の幅と高さが等比数列となるように補正するものとしたが、これに限定されない。画像補正部３３は、分割された領域の幅と高さが等差数列となるように補正しても良い。この場合、操作値取得部３２が取得する操作値は、公差となる。

具体的には、この場合、図５に示す画像５１の幅Ｗｔと各領域の幅Ｗｍの関係は、以下の式（２）のようになる。

Ｗｔ＝Ｗｍ×（ｎ／２）＋（ｂ＋２ｂ＋３ｂ＋４ｂ） 式（２）
ここで、例えば、Ｗｔ＝１、ｎ＝１０、ｂ＝０．０５とした場合、幅Ｗｍは、以下のようになる。

Ｗｍ＝（２×（Ｌｔ－（１０×ｂ））／ｎ＝０．１
この場合、幅Ｗｍの値が負になることはあり得ないため、公差ｂの範囲は、例えば、－０．０５＜ｂ＜０．０５となることが好ましいが、公比ｂの範囲は、予め設定されていれば良く、この範囲に限定されない。

本実施形態では、公差ｂが０より大きい値であれば、画像５１は、中心部分の分割幅を最も狭くし、中心部分から遠ざかるにつれて、分割幅が単調に増加していくように、画像が補正される。本実施形態では、公差ｂが０より小さい値であれば、画像５１は、中心部分の分割幅を最も広くし、中心部分から遠ざかるにつれて、分割幅が単調に減少していくように、画像が補正される。

図７は、投影用画像データの一例を示す図である。図７（Ａ）に示す画像７１は、画像データ取得部３１が取得した画像データが示す画像の一例である。画像７１では、中央部分に配置された円形画像７１ａと、周辺部分に配置された円形画像７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅを含む。

図７（Ｂ）に示す画像７２は、画像補正部３３により、画像７１を示す画像データを補正した後の投影用画像データが示す画像の一例である。

画像７２では、画像７１と比較して、中央部分が縮小されており、周辺部分が拡大されている。したがって、画像７２を示す投影用画像データは、操作値に応じた公比を１より大きい値として、画像７１を示す画像データを補正したものである。

画像７２では、画像７１の中央部分を縮小することで、画像７１の円形画像７１ａに対応する画像７２ａは中央部分に向かって縮められ、画像７１の円形画像７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅに対応する画像７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅは、中央部分に向かって引き伸ばされる。

このため、例えば、網膜疾患によって、画像７１の円形画像７１ｂと対応する領域の視野が欠損している利用者の網膜に対し、画像７２を投影させた場合には、円形画像７１ｂに対応する画像７２ｂの視認が可能となる場合がある。

図７（Ｃ）に示す画像７３は、画像補正部３３により、画像７３を示す画像データを補正した後の投影用画像データが示す画像の一例である。

画像７３では、画像７１と比較して、中央部分が拡大されており、周辺部分が縮小されている。したがって、画像７３を示す投影用画像データは、操作値に応じた公比を１未満の値として、画像７１を示す画像データを補正したものである。

画像７３では、画像７１の中央部分を拡大することで、画像７１の円形画像７１ａに対応する画像７３ａは周辺部分に向かって引き伸ばされ、画像７１の円形画像７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅに対応する画像７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅは、周辺部分に向かって縮められる。

このため、例えば、網膜疾患によって、画像７１の円形画像７１ａと対応する領域の視野が欠損している利用者の網膜に対し、画像７３を投影させた場合には、円形画像７１ａに対応する画像７３ａの視認が可能となる場合がある。

また、本実施形態では、操作入力部８０に対する操作に応じて、画像７１が画像７２又は画像７３まで連続的に変化しても良い。この場合、画像投影装置１００は、利用者に対して、操作入力部８０に応じて画像７１が画像７２へ変化していく様子を動画として投影させても良い。また、本実施形態では、画像７２から画像７３までの変化、画像７３から画像７２までの変化のそれぞれについても、動画として利用者の網膜に投影させても良い。

本実施形態では、このように、利用者の操作に応じて、画像の対称性を維持しながら、
自由に拡大と縮小を行うことができる。

このため、本実施形態によれば、中心・部分暗点や視野狭窄等の網膜疾患を有する利用者が、自身の疾患の態様に合わせて、利用者自身が見やすいように、自由に画像を補正することができる。したがって、本実施形態によれば、網膜疾患を有する利用者に対する視機能の支援を効果的に行うことができる。

また、本実施形態では、画角を変えないように画像データを補正するため、利用者に網膜に投影される画像の大きさは維持される。このため、本実施形態では、画像の全体を利用者に視認させつつ、中心部分又は周辺部分の見え方をより良くすることができる。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、補正前の画像を分割する際に、基準となる位置を設定できる点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図８は、第二の実施形態の制御部の機能を説明する図である。本実施形態の制御部３０Ａは、画像データ取得部３１、操作値取得部３２、画像補正部３３、画像データ出力部３４、基準位置設定部３５を有する。

本実施形態の基準位置設定部３５は、補正前の画像において、画像を等間隔に分割する際の基準位置を設定する。

以下に、図９を参照して、基準位置について説明する。図９は、第二の実施形態の基準位置の設定を説明する図である。

図９では、画像５１において、線Ｓ１が基準として設定された場合を示している。図９の例では、線Ｓ１が画像を等間隔に分割する際の基準となるため、線Ｓ１を挟んで隣接する２つの領域Ｌ１１が、中心の領域となる。

つまり、本実施形態では、線Ｓ１を中心とした領域が、画像補正部３３によって拡大又は縮小されることになる。

尚、図９の例では、基準位置として、線Ｓ１を設定するものとしたが、これに限定されない。基準位置は、点であっても良い。基準位置として、点が設定された場合には、その点を中心にして、画像５１の縦方向と横方向について、それぞれ等間隔に分割し、点を介して縦方向に隣接する領域と、点を介して横方向に隣接する領域とを中心の領域とすれば良い。

また、基準位置が点である場合には、この点を中心とした同心円のうち、最も半径が短い円の領域と、この円と、次に半径が短い円とが重ならない領域と、を隣接する領域としても良い。

次に、図１０を参照して、本実施形態の制御部３０Ａの動作について説明する。図１０は、第二の実施形態の画像投影装置の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の制御部３０Ａは、画像データ取得部３１により、画像データを取得し、この画像データを利用者の網膜に投影させる（ステップＳ１００１）。

続いて、制御部３０Ａは、基準位置設定部３５により、画像補正部３３による補正の基準となる位置を決定する（ステップＳ１００２）。

図１０のステップＳ１００３からステップＳ１００５までの処理は、図３のステップＳ３３からステップＳ３５までの処理と同様であるから、説明を省略する。

本実施形態では、このように、画像補正部３３による補正の基準位置を任意に設定できるため、利用者の要望に応じて、利用者の網膜に投影する画像の任意の領域を拡大又は縮小させることができる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、画像投影装置をアイウェア型とした点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１１は、第三の実施形態の画像投影装置を説明する図である。

本実施形態の画像投影装置１００Ａは、眼鏡型のフレーム１１０と、レーザ照射部６０Ａ、操作入力部８０Ａ、光学投影部９０、カメラ９５、ケーブル１２０と、制御装置１３０と、を含む。

レーザ照射部６０Ａ、光学投影部９０、カメラ９５は、フレーム１１０に取り付けられる。レーザ照射部６０Ａは、ケーブル１２０を介して制御装置１３０と接続される。また、レーザ照射部６０Ａには、操作入力部８０Ａが設けられる。

尚、図１１の例では、画像投影装置１００Ａは、眼鏡型のフレーム１１０を含む形態としたが、画像投影装置１００Ａは、利用者の両眼を覆うゴーグルのような形状であってもよい。

また、本実施形態の画像投影装置１００Ａは、ケーブル２１０を介して画像再生機器２００と接続される。

画像再生機器２００は、例えば、タブレットコンピュータ、スマートフォン、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)プレーヤ、カメラ、ビデオカメラ等の画像を再生して出力する機器である。

画像投影装置１００Ａにおいて、制御装置１３０は、画像再生機器２００とケーブル２１０でデータ通信ができるように接続されることによって画像データが入力され、入力された画像データに対して所定の処理を行ない、処理された画像データを出力する。尚、制御装置１３０は、画像再生機器２００と無線でデータ通信ができるように接続されていてもよい。

以下に、図１２を参照して、本実施形態の画像投影装置１００Ａのハードウェア構成について説明する。図１２は、第二の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を説明する図である。

本実施形態の画像投影装置１００Ａは、制御装置１３０と、アイウェア部１４０と、を含む。

制御装置１３０は、制御部３０、記憶部４０、レーザ出力制御部５０、画像入力部７０Ａを有する。画像入力部７０Ａは、ケーブル２１０を介して画像再生機器２００から画像データが入力される。本実施形態の画像入力部７０Ａは、例えば、ＨＤＭＩ（登録商標）(High-Definition Multimedia Interface)コネクタ等であっても良い。

本実施形態のアイウェア部１４０は、レーザ照射部６０Ａ、光学投影部９０、カメラ９５、操作入力部８０Ａを有する。

光学投影部９０は、例えば、レーザ照射部６０Ａから照射されるレーザ光を利用者の眼球に向けて反射する固定式のミラーである。

カメラ９５は、画像入力部の一部であり、アイウェア部１４０を装着している利用者の視界の画像を撮像する。尚、本実施形態では、画像投影装置１００Ａは、カメラ９５を有するものとしたが、画像投影装置１００Ａは、カメラ９５を有さなくても良い。

操作入力部８０Ａは、例えば、タッチセンサ等である。本実施形態では、例えば、タッチセンサの一端が操作されると、公比の値が１より大きい値から増大し、他端が操作されると、公比が１未満の値から減少するようにしても良い。

本実施形態では、このように、構成することで、画像投影装置１００Ａの利用者は、画像再生機器２００で再生している画像を視認している状態で、操作入力部８０Ａを操作することができる。したがって、本実施形態によれば、画像投影装置１００Ａの利用者は、画像再生機器２００から出力される画像を視認しながら、画像データを自身が見やすい画像データに補正することができる。

（第四の実施形態）
以下に図面を参照して第四の実施形態について説明する。第四の実施形態では、画像再生機器２００の代わりに端末装置３００を用い、端末装置３００で補正の指示の受付及び画像データの補正を行う点が、第三の実施形態と相違する。よって、以下の第四の実施形態の説明では、第三の実施形態との相違点について説明し、第三の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第三の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１３は、第四の実施形態の画像投影装置を説明する図である。

本実施形態の画像投影装置１００Ｂは、眼鏡型のフレーム１１０と、レーザ照射部６０Ａ、光学投影部９０、カメラ９５、ケーブル１２０と、制御装置１３０Ａと、を含む。

また、本実施形態の画像投影装置１００Ｂにおいて、制御装置１３０Ａは、ケーブル１２０を介して、ディスプレイ３１０を有する端末装置３００と接続される。端末装置３００は、例えば、タブレットコンピュータ、スマートフォン等である。尚、制御装置１３０Ａは、端末装置３００と無線で通信を行っても良い。

本実施形態の画像投影装置１００Ｂは、端末装置３００とは、画像投影システム５００に含まれても良い。本実施形態の画像投影システム５００では、端末装置３００において、画像データの補正を指示する操作の受け付けや画像データの補正を行う。

図１４は、第四の実施形態の画像投影システムに含まれる各装置のハードウェア構成を説明する図である。

画像投影装置１００Ｂは、制御装置１３０Ａとアイウェア部１４０Ａとを有する。制御装置１３０Ａは、制御部３０、記憶部４０、レーザ出力制御部５０、通信部７５を有する。

本実施形態の通信部７５は、例えば、端末装置３００と通信を行うためのＵＳＢ(Universal Serial Bus)コネクタ等であっても良い。また、通信部７５は、端末装置３００と無線通信を行っても良い。

本実施形態のアイウェア部１４０Ａは、レーザ照射部６０Ａ、光学投影部９０、カメラ９５を有する。

本実施形態の端末装置３００は、入力部３０１、出力部３０２、演算処理部３０３、記憶部３０４等を有する。

入力部３０１は、例えば、端末装置３００に対する情報を入力するためタッチパネルや操作ボタン等である。出力部３０２は、例えば、端末装置３００から情報を出力するためものであり、ディスプレイ３１０等により実現される。

演算処理部３０３は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等であり、各種の演算を行う。記憶部３０４であり、演算処理部３０３によって読み出されて実行されるプログラムや、演算処理部３０３による演算によって生成されたデータ等が格納される。

本実施形態の画像投影システム５００では、端末装置３００において、画像データの補正を行い、補正後の画像データを画像投影装置１００Ｂに出力する。

以下に、図１５を参照して、本実施形態の端末装置３００の機能について説明する。図１５は、第四の実施形態の端末装置の機能構成を説明する図である。

本実施形態の端末装置３００は、第一の実施形態の制御部３０の有する機能に加え、画像の補正の指示を行うための操作画面を表示させる。

本実施形態の端末装置３００は、補正処理部３２０を有する。補正処理部３２０は、記憶部３０４に格納されたプログラムを演算処理部３０３が読み出して実行することで実現される。

本実施形態の補正処理部３２０は、画像データ取得部３１、操作値取得部３２、画像補正部３３、画像データ出力部３４、表示制御部３６を有する。

本実施形態の表示制御部３６は、操作値を入力するための入力画面をディスプレイ（表示部）３１０に表示させる。尚、入力画面で入力される操作値は、公比ａ又は公差ｂそのものであっても良い。

図１６は、端末装置の表示例を示す図である。図１６に示す画面３１１には、操作ボタン３１２、３１３、３１４が表示される。

操作ボタン３１２は、画像の中央部分を拡大させ、周辺部分を縮小させるための操作を行うためのものであり、操作ボタン３１２ａ、３１２ｂを含む。より具体的には、操作ボタン３１２は、図７の画像７１を画像７３のようにするための操作ボタンである。

言い換えれば、操作ボタン３１２は、式（１）における公比ａの値を、１より大きい値から最大値までの間で変更させるための操作ボタンである。さらに言い換えれば、操作ボタン３１２は、式（２）における公差ｂの値を、０より大きい値から最大値までの間で変更させるための操作ボタンである。

本実施形態では、画像補正部３３による補正において、等比数列を用いる場合には、操作ボタン３１２ａが操作されると、公比ａの値は、現在の値よりも大きい値となり、操作ボタン３１２ｂが操作されると、公比ａの値は、現在の値よりも小さい値となる。また、画像補正部３３による補正において、等差数列を用いる場合には、操作ボタン３１２ａが操作されると、公差ｂの値は、現在の値よりも大きい値となり、操作ボタン３１２ｂが操作されると、公差ｂの値は、現在の値よりも小さい値となる。

操作ボタン３１３は、画像の周辺部分を拡大させ、中央部分を縮小させるための操作を行うためのものであり、操作ボタン３１３ａ、３１３ｂを含む。より具体的には、操作ボタン３１３は、図７の画像７１を画像７２のようにするための操作ボタンである。

言い換えれば、操作ボタン３１２は、式（１）における公比ａの値を、１未満の値から最小値までの間で変更させるための操作ボタンである。さらに言い換えれば、操作ボタン３１２は、式（２）における公差ｂの値を、０未満の値から最小値までの間で変更させるための操作ボタンである。

ここで、中央部分を拡大、縮小させる操作ボタン３１２ａ、３１２ｂと、周辺部分を拡大、縮小させる操作ボタン３１３ａ、３１３ｂとを別々に設けるのではなく、操作ボタン３１２ａ、３１２ｂのみを設け、３１２ａを操作したときは中心部分を拡大するとともに、周辺部は中心部の拡大率に応じて縮小されるようにしても良い。

本実施形態では、画像補正部３３による補正において、等比数列を用いる場合には、操作ボタン３１３ａが操作されると、公比ａの値は、現在の値よりも大きい値となり、操作ボタン３１３ｂが操作されると、公比ａの値は、現在の値よりも小さい値となる。また、画像補正部３３による補正において、等差数列を用いる場合には、操作ボタン３１２ａが操作されると、公差ｂの値は、現在の値よりも大きい値となり、操作ボタン３１２ｂが操作されると、公差ｂの値は、現在の値よりも小さい値となる。

操作ボタン３１４は、操作ボタン３１２、３１３によって補正した補正後の画像を、補正前の状態（初期状態）に戻すための操作ボタンである。具体的には、操作ボタン３１４は、図７の画像７２や画像７３を画像７１に戻すための操作ボタンである。

尚、図１６に示す画面は、一例である。公比ａや公差ｂを変更する手段は、例えば、操作ボタン３１２、３１３の代わりに、タッチパネル上に所定の領域を設け、この領域内でピンチアウト操作／ピンチイン操作を行うことで、公比ａや公差ｂを変更する手段を実現しても良い。

また、公比ａや公差ｂを変更する手段は、例えば、端末装置３００に設けられたハードウェアスイッチで実現しても良い。具体的には、例えば、端末装置３００が有する音量調整用のハードウェアスイッチ等を用いても良い。

本実施形態では、このように、端末装置３００で画像データの補正を行うことで、画像投影装置１００Ｂの処理負荷を軽減できる。また、画像投影装置１００Ｂに、画像データの補正を指示するための操作部材を設ける必要がなく、画像投影装置１００Ｂの構成を簡素化できる。

（第五の実施形態）
以下に図面を参照して、第五の実施形態について説明する。第五の実施形態では、端末装置がレーザ照射部を有する点が、第四の実施形態と相違する。よって、以下の第五の実施形態の説明では、第四の実施形態との相違点について説明し、第四の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第四の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１７は、第五の実施形態の画像投影装置を説明する図である。本実施形態の画像投影装置１００Ｃは、端末装置３００Ａと、ケース４００と、光学投影部９０Ａとを有し、端末装置３００Ａに光学投影部９０Ａが取り付けられている。端末装置３００Ａは、例えば、スマートフォンである。

端末装置３００Ａは、筐体３３０、ディスプレイ（表示部）３１０、ホームボタン３５０、及びレーザ照射部６０（図１８参照）を含む。筐体３３０は、端末装置３００Ａの外表面のうちディスプレイ３１０以外の部分に存在する。ディスプレイ３１０は、ＸＹ平面に平行な＋Ｚ側の面にタッチパネルと重ね合わせた状態で設けられている。ホームボタン３５０は、ディスプレイ３１０の中の－Ｙ方向側の端部でＸ方向の中央に設けられている。

以下では、端末装置３００Ａの外表面のうち、ディスプレイ３１０がある＋Ｚ方向側でＸＹ平面に平行な面と、ディスプレイ３１０とは反対側の－Ｚ方向側でＸＹ平面に平行な面とを除いた面を端末装置３００Ａの側面と称す。

レーザ照射部６０は、端末装置３００Ａの筐体３３０の＋Ｙ方向側の側面に設けられた開口部から＋Ｙ方向にレーザ光を出射する。レーザ照射部６０が出射するレーザ光は、画像を投影可能なレーザ光である。

レーザ照射部６０は、プロジェクタ（ピコプロジェクタ）の照射部として端末装置３００Ａに内蔵されており、端末装置３００Ａの＋Ｙ方向の側面をスクリーン等に向けた状態でレーザ照射部６０からレーザ光を出射し、スクリーン等に画像を投影する。

また、本実施形態の端末装置３００Ａには、ディスプレイ３１０以外の部分を覆うケース４００が取り付けられている。ケース４００は、所謂ジャケットであり、一例として樹脂製である。ケース４００の＋Ｙ方向側の端部には、ホルダ４５０が設けられている。

ケース４００は、切欠部４１０、４２０、４３０を有する。切欠部４１０は、端末装置３００Ａの＋Ｙ方向側の側面に対応する部分に設けられている。切欠部４１０は、ケース４００が端末装置３００Ａの＋Ｙ方向側の側面を覆わないように切り欠かれた部分であり、端末装置３００Ａの開口部を覆わないようにした部分である。

ホルダ４５０は、一例としてケース４００と一体成型されており、切欠部４１０の縁から＋Ｙ方向に立ち上がるように延在している。

切欠部４２０は、ディスプレイ３１０の上を覆わないように切り欠かれた部分であり、切欠部４１０に連通している。また、切欠部４３０は、端末装置３００Ａの－Ｙ方向側の側面に対応する部分に設けられており、切欠部４２０に連通している。

図１８は、第五の実施形態の画像投影装置のハードウェア構成を示す図である。

本実施形態の画像投影装置１００Ｃは、制御部３０Ｂ、記憶部４０、レーザ出力制御部５０、レーザ照射部６０、画像入力部７０、操作入力部８０Ｂを有する。

操作入力部８０Ｂは、端末装置３００Ａの有するタッチパネルである。また、本実施形態では、レーザ照射部６０から照射されるレーザ光を利用者の眼球に向けて反射するミラーを含む光学投影部９０Ａを有する。

本実施形態の制御部３０Ｂは、画像を投影させるためのレーザ出力制御部５０の制御に加え、補正処理部３２０の機能を有する。

言い換えれば、本実施形態の画像投影装置１００Ｃは、表示部に、画像を等間隔で分割した際の領域の幅の減少又は増加の度合いを示す値を入力させる入力画面を表示させる表示制御部３６を有する。

したがって、本実施形態では、端末装置３００Ａのディスプレイ３１０に、図１６で示した画面３１１が表示されても良い。

本実施形態では、このように、画像投影装置１００Ｃを、小型化することで、例えば、医療機関での待ち時間等の空いた時間に、利用者に画像投影装置１００Ｃを貸し出すことができる。利用者は、画像投影装置１００Ｃを用いて、利用者自身が見えやすい画像を探すことができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげた構成、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

３０、３０Ａ、３０Ｂ 制御部
３１ 画像データ取得部
３２ 操作値取得部
３３ 画像補正部
３４ 画像データ出力部
３５ 基準位置決定部
３６ 表示制御部
４０ 記憶部
５０ レーザ出力制御部
６０、６０Ａ レーザ照射部
７０、７０Ａ 画像入力部
８０、８０Ａ、８０Ｂ 操作入力部
９０、９０Ａ 光学投影部
１００、１００Ａ～１００Ｃ 画像投影装置
３００、３００Ａ 端末装置

Claims (8)

1. 入力された画像データを記憶する記憶部と、
   前記画像データに対し、前記画像データが示す画像を、前記画像の画角を維持した状態で、基準位置から等間隔の幅の領域に分割し、前記基準位置から離れるにしたがって前記領域の幅が単調に減少又は増加するように、補正を行う制御部と、
   前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更する操作を受け付ける操作受付部と、
   レーザ光線を出射する光源部を有し、前記操作受付部が受け付けた前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更に応じて、前記制御部による補正後の画像データが変化する様子を示す動画データに基づき、前記レーザ光線を２次元に走査し、利用者の網膜に前記動画データが示す動画を投影するレーザ照射部と、を有する画像投影装置。
2. 前記制御部は、
   前記基準位置から最も近い領域の幅を、前記等間隔の幅よりも広くし、前記基準位置から離れるにしたがって前記領域の幅を等比級数的に減少又は増加させる、請求項１記載の画像投影装置。
3. 前記基準位置は、
   前記画像データが示す画像の中心点を含む直線が示す位置である、請求項１又は２記載の画像投影装置。
4. 前記操作受付部は、前記補正の指示を受け付け、
   前記制御部は、
   前記操作受付部が受け付けた指示に応じて、前記領域の幅を単調に減少又は増加させる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像投影装置。
5. 前記制御部は、
   前記操作受付部が受け付けた操作に応じた値を取得する操作値取得部を有し、
   前記操作値取得部が取得した値に応じて、前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更する、請求項４記載の画像投影装置。
6. 表示部と、
   前記表示部に、前記領域の幅の減少又は増加の度合いを示す値を入力させる入力画面を表示させる表示制御部と、を有する請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像投影装置。
7. 画像投影装置による画像投影方法であって、前記画像投影装置が、
   入力された画像データを記憶部に記憶する手順と、
   前記画像データに対し、前記画像データが示す画像を、前記画像の画角を維持した状態で、基準位置から等間隔の幅の領域に分割し、前記基準位置から離れるにしたがって前記領域の幅が単調又は等比級数的に、減少又は増加するように、補正を行う手順と、
   前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更する操作を受け付ける手順と、
   レーザ光線を出射する光源部を有し、前記操作を受け付ける手順において受け付けた前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更に応じて、前記補正による補正後の画像データが変化する様子を示す動画データに基づき、前記レーザ光線を２次元に走査し、利用者の網膜に前記動画データが示す動画を投影する手順と、を有する画像投影方法。
8. 入力された画像データを記憶部に格納し、
   前記画像データに対し、前記画像データが示す画像を、前記画像の画角を維持した状態で、基準位置から等間隔の幅の領域に分割し、前記基準位置から離れるにしたがって前記領域の幅が単調又は等比級数的に、に減少又は増加するように、補正を行い、
   前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更する操作を受け付けて、前記領域の幅の減少又は増加の度合いを変更に応じて、前記補正による補正後の画像データが変化する様子を示す動画データを、網膜走査型の画像投影装置に対して出力する、処理をコンピュータに実行させるプログラム。

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