JPWO2018101097A1 - 投射装置、投射方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(構成)
まず、本発明の第1の実施形態に係る投射装置の構成について、図面を参照しながら説明する。
次に、投射制御手段20の構成について図面を参照しながら説明する。図3は、投射制御手段20の構成を示すブロック図である。図3のように、投射制御手段20は、通信手段21、画像選択手段22、記憶手段23および投射条件設定手段24を有する。
図5のように背景部300B全体の輝度を大きく設定すると、視認画像300の表示情報300Dと背景部300Bとのコントラストが低下し、場合によっては表示情報300Dが視認されにくくなる。変形例1では、表示情報の背景(第1の領域)の輝度を小さくし、ゴーストの背景(第2の領域)の輝度を図5と同様に高めに設定する。第1の領域は、表示情報の周辺に設定される。第2の領域は、ゴーストの周辺に設定され、ゴーストの輝度の推定値に合わせて輝度が調整される。例えば、ゴーストの輝度の推定値は、表示情報の輝度と、その表示情報の輝度に応じて推定されるゴーストの輝度の推定値とを対応させた対応表を用いて求めるように構成できる。また、例えば、ゴーストの輝度の推定値は、表示情報の輝度からゴーストの輝度を推定する推定式を用いて求めるように構成してもよい。
図7のように画像を明るい部分と暗い部分とで二分すると、ゴーストの輝度が高い場合には背景を明るく設定することになり、明るい部分と暗い部分との境界で明るさの違いが目立つ場合もある。本変形例では、表示情報の背景(第1の領域)の輝度を小さく設定し、ゴーストの背景(第2の領域)の輝度を高く設定するとともに、第1の領域と第2の領域との境界領域の輝度が徐々に変化するように設定する。
背景の輝度は、必ずしも図7や図8のようには画像の半分で区切られなくてもよい。本変形例では、ゴーストの周辺に輝度を高くする領域(第2の領域)を設定する。
次に、本発明の第2の実施形態に係る投射装置について説明する。図13は、本実施形態の投射装置が備える投射制御手段20−2の構成を示すブロック図である。本実施形態の投射制御手段20−2は、ゴースト補償手段25を有する点で、第1の実施形態の投射制御手段20とは異なる。なお、投射制御手段20−2は、ゴースト補償手段25を有することによって、ゴースト補償手段25以外の構成要素の機能にも変化があるが、以下においては主な変化に着目して説明する。
次に、ゴースト補償手段25の構成について図面を参照しながら説明する。図14は、投射制御手段の構成を示すブロック図である。図14のように、ゴースト補償手段25は、画像取得手段251、画像変換手段252、ゴースト輝度推定手段253、輝度設定手段254、位相分布生成手段255を有する。
図15および図16は、本実施形態の投射装置から投射される画像がどのように視認されるのかを示す概念図である。
次に、本実施形態のゴースト補償手段25の動作について説明する。図17は、本実施形態のゴースト補償手段25の動作を説明するためのフローチャートである。図17の説明では、ゴースト補償手段25の構成要素を主体として説明する。
次に、本発明の第3の実施形態に係る投射装置について図面を参照しながら説明する。図18は、本実施形態に係る投射装置が備える投射制御手段20−3の構成を示すブロック図である。本実施形態の投射制御手段20−3は、シフト処理手段26を有する点で、第2の実施形態の投射制御手段20−2とは異なる。なお、投射制御手段20−3は、シフト処理手段26を有することによって、シフト処理手段26以外の構成要素の機能にも変化があるが、以下においては主な変化に着目して説明する。
図19は、ゴースト補償画像を用いずに投射された画像が被投射面においてどのように視認されるのかを示す概念図である。図19は、基本画像212にシフト処理を行うことで生成したシフト画像(以下、所望画像222)の位相分布を用いて画像を投射する例である。図19の例では、被投射面においてゴーストを含む投射画像322が視認される。
次に、本発明の第4の実施形態に係る情報入力システムについて説明する。図21は、本実施形態の情報入力システム4の構成を示すブロック図である。図21のように、情報入力システム4は、投射装置10、撮像装置30、制御装置40および通信装置50を備える。
次に、情報入力システム4の撮像装置30について図面を参照しながら説明する。図22は、撮像装置30の構成を示すブロック図である。撮像装置30は、撮像素子31、画像処理プロセッサ33、内部メモリ35およびデータ出力回路37を有する。撮像装置は、一般的なデジタルカメラの機能を含む。
次に、情報入力システム4が備える制御装置40の詳細構成について図面を参照しながら説明する。図23は、制御装置40の構成を示すブロック図である。図23のように、制御装置40は、撮像制御手段41、解析手段42および投射指示手段43を有する。
ここで、本実施形態に係る投射装置の制御系統を実現するハードウェア構成について、図24のコンピュータ90を一例として挙げて説明する。なお、図24のコンピュータ90は、各実施形態の投射装置を実現とするための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
4 情報入力システム
10 投射装置
11 光源
12 光源駆動手段
13 空間光変調素子
14 変調素子制御手段
15 投射光学系
20 投射制御手段
21 通信手段
22 画像選択手段
23 記憶手段
24 投射条件設定手段
25 ゴースト補償手段
26 シフト処理手段
30 撮像装置
31 撮像素子
33 画像処理プロセッサ
35 内部メモリ
37 データ出力回路
40 制御装置
41 撮像制御手段
42 解析手段
43 投射指示手段
50 通信装置
151 フーリエ変換レンズ
152 アパーチャ
153 投射レンズ
251 画像取得手段
252 画像変換手段
253 ゴースト輝度推定手段
254 輝度設定手段
255 位相分布生成手段
Claims (10)
- 光源と、
前記光源を駆動する光源駆動手段と、
表示部によって前記光源からの光を反射する空間光変調素子と、
被投射面に投影する画像の位相分布を前記表示部に表示させる変調素子制御手段と、
前記光源駆動手段および前記変調素子制御手段を制御する投射制御手段と、
前記表示部の反射光を前記被投射面に向けて投射する投射光学系とを備え、
前記投射制御手段は、前記被投射面に表示される情報である表示情報の部分が明るい一方で、前記表示情報に付随して発生するゴースト像の部分が暗く、全体的に輝度を高く設定した画像であるゴースト補償画像と、前記所望画像とを含む画像の位相分布を前記表示部に表示させるように前記光源駆動手段および前記変調素子制御手段を制御する、
投射装置。 - 前記ゴースト補償画像は、前記被投射面に所望画像を投影させる際に、前記所望画像を180度回転させた画像である回転画像の背景部分の輝度が、前記所望画像に含まれる前記表示情報に付随して発生するゴースト像の輝度の推定値に合わせて設定され、前記回転画像のうち前記ゴースト像に対応する部分の輝度が前記回転画像の背景部分と比べて低く設定された画像である、
請求項1に記載の投射装置。 - 前記投射制御手段は、前記表示情報の周辺に設定される第1の領域と、前記ゴースト像の周辺に設定され、前記ゴースト像の輝度の推定値に合わせて輝度が調整される第2の領域とを含む前記ゴースト補償画像の位相分布を前記空間光変調素子の表示部に表示させるための前記投射条件を前記光源駆動手段および前記変調素子制御手段に出力する、
請求項1または2に記載の投射装置。 - 前記投射制御手段は、前記第1の領域と前記第2の領域との境界領域の輝度が徐々に変化する前記ゴースト補償画像の位相分布を前記空間光変調素子の表示部に表示させるための前記投射条件を前記光源駆動手段および前記変調素子制御手段に出力する、
請求項3に記載の投射装置。 - 前記投射制御手段は、
前記被投射面に表示させる前記所望画像に関する情報を受信する通信手段と、
前記被投射面に表示させる前記所望画像に対応する前記ゴースト補償画像の位相分布を選択する画像選択手段と、
前記所望画像に対応する前記ゴースト補償画像の位相分布が格納される記憶手段と、
前記画像選択手段によって選択された前記所望画像および前記ゴースト補償画像の位相分布を前記空間光変調素子の表示部に表示させるための投射条件を前記光源駆動手段および前記変調素子制御手段に出力する投射条件設定手段とを有する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の投射装置。 - 前記投射制御手段は、
前記被投射面に表示させる前記表示情報を含む前記所望画像を前記画像選択手段から取得する画像取得手段と、
前記所望画像を180度回転した前記回転画像を生成する画像変換手段と、
前記表示情報に設定される輝度に基づいて前記ゴースト像の輝度を推定するゴースト輝度推定手段と、
前記画像変換手段によって変換された前記回転画像を取得し、前記ゴースト輝度推定手段によって推定された前記ゴースト像の輝度に基づいて、取得した前記回転画像のゴースト像の周辺の背景部分の輝度を設定する輝度設定手段とを含むゴースト補償手段を有する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の投射装置。 - 前記投射制御手段は、
前記画像選択手段によって選択された前記所望画像にシフト処理を実行するシフト処理手段を備え、
前記ゴースト補償手段は、
前記シフト処理手段によってシフト処理された前記所望画像に含まれる前記ゴースト像を補償する前記ゴースト補償画像を生成する、
請求項5または6に記載の投射装置。 - 請求項1乃至7の投射装置と、
前記被投射面を含む範囲を撮像する撮像装置と、
前記投射装置および前記撮像装置を制御する制御装置と、
外部と通信し合う通信装置とを備え、
前記制御装置は、前記投射装置からの投射光によって前記被投射面に前記所望画像として表示された入力画像と、前記入力画像に対する指示体との位置関係を対応付けて前記入力画像に対する指示内容を認識し、認識した前記指示内容に対応する前記所望画像を前記被投射面に表示させるように前記投射装置を制御する、
情報入力システム。 - 位相変調型の空間光変調素子を用いた投射方法であって、
被投射面に所望画像を表示させる際に、前記被投射面に表示される情報である表示情報の部分が明るい一方で、前記表示情報に付随して発生するゴースト像の部分が暗く、全体的に輝度を高く設定した画像であるゴースト補償画像と、前記所望画像とを含む画像の位相分布を前記表示部に表示させ、
前記空間光変調素子の表示部によって光源からの光を反射させ、
前記空間光変調素子の表示部の反射光を前記被投射面に向けて投射する投射方法。 - 位相変調型の空間光変調素子を用いたプログラムであって、
被投射面に所望画像を表示させる際に、前記被投射面に表示される情報である表示情報の部分が明るい一方で、前記表示情報に付随して発生するゴースト像の部分が暗く、全体的に輝度を高く設定した画像であるゴースト補償画像と、前記所望画像とを含む画像の位相分布を前記表示部に表示させる処理と、
前記空間光変調素子の表示部によって光源からの光を反射させる処理と、
前記空間光変調素子の表示部の反射光を前記被投射面に向けて投射する処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録するプログラム記録媒体。
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