(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避できる投影システムを提供する。【解決手段】対象物１０５、１０６に対して位置計測及び投影を行う計測投影装置１００と、計測投影装置１００の投影動作の調整に関する処理を実行する投影調整装置２００とを含む投影システムであって、計測投影装置１００は、対象物に非可視光の計測光を投影する投影装置と、対象物から反射した計測光の反射光を受光する撮像装置と、計測光の反射光に基づいて対象物の位置情報を算出する演算装置と、を有し、計測光の投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行する。【選択図】図６
2019219289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対して位置計測及び投影を行う投影装置を含む投影システムであって、
前記投影装置は、
前記対象物に非可視光の計測光を投影する非可視光投影部と、
前記対象物から反射した計測光の反射光を受光する受光部と、
前記計測光の反射光に基づいて前記対象物の位置情報を算出する演算部と、を有し、
前記計測光を投影可能な投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行する、
投影システム。
【請求項２】
請求項１に記載の投影システムであって、
前記投影装置による前記マスク処理のための設定処理を実行する処理部を含み、
前記処理部は、
前記投影装置により前記計測光を投影して位置計測を実施し、前記位置計測の計測結果に不具合が生じるエラー領域を検出し、
前記エラー領域の計測結果を用いて、前記計測光を投影する際のマスク領域を、対象の投影装置に対して設定する、
投影システム。
【請求項３】
請求項２に記載の投影システムであって、
前記処理部は、
前記エラー領域として、前記投影範囲において障害物によって計測エラーが生じる領域を検出し、この領域に対して前記マスク領域を設定する、
投影システム。
【請求項４】
請求項２に記載の投影システムであって、
前記処理部は、
前記エラー領域として、前記投影範囲において他の投影装置からの計測光が重複する領域を検出し、この領域に対して前記マスク領域を設定する、
投影システム。
【請求項５】
請求項２に記載の投影システムであって、
複数の前記投影装置を含み、
前記処理部は、
前記投影システムの第１の投影装置において前記対象物に前記計測光を投影し、
前記投影システムの第２の投影装置において前記対象物から反射した前記計測光の反射光を受光し、
前記受光した計測光の反射光に基づいて前記第１の投影装置の投影範囲の接続関係を判定し、
前記接続関係の判定処理を全処理対象の投影装置について実行し、
前記エラー領域として、前記投影システムにおける各投影装置の投影範囲において他の投影装置からの計測光が重複する領域を検出し、この領域に対して前記マスク領域を設定する、
投影システム。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載の投影システムであって、
前記処理部は、
ユーザによる操作入力を受け付け、前記操作入力に基づき、前記マスク処理を実施する投影装置と、前記投影装置の投影範囲におけるエラー領域とを選択し、前記選択した投影装置のエラー領域に対するマスク領域を設定する、
投影システム。
【請求項７】
請求項２から５のいずれか一項に記載の投影システムであって、
前記処理部は、
所定の優先情報を含む条件を入力し、前記条件に基づき、前記マスク処理を実施する投影装置と、前記投影装置の投影範囲におけるエラー領域とを選択し、前記選択した投影装置のエラー領域に対するマスク領域を設定する、
投影システム。
【請求項８】
請求項２から５のいずれか一項に記載の投影システムであって、
前記処理部は、
所定の優先情報を含む条件を入力し、前記条件に基づき、前記マスク処理を実施する投影装置と、前記投影装置の投影範囲におけるエラー領域とを選択し、前記選択した投影装置のエラー領域に対するマスク領域を仮決定し、
ユーザによる操作入力を受け付け、前記操作入力に基づいて前記マスク領域を決定し、前記決定したマスク領域を設定する、
投影システム。
【請求項９】
請求項２から８のいずれか一項に記載の投影システムであって、
前記処理部は、
前記位置計測を所定時間毎に実施し、
前記エラー領域が変位する場合、前記エラー領域の位置変化に応じて動的に前記マスク領域を設定する、
投影システム。
【請求項１０】
請求項５に記載の投影システムであって、
前記処理部は、
前記複数の投影装置に対して、前記マスク処理を実施する投影装置を切り替えて前記マスク領域を時分割で割り当てる、
投影システム。
【請求項１１】
対象物に対して位置計測及び投影を行う投影装置を含む投影システムにおいて、コンピュータにより前記投影装置の投影動作の調整に関する処理を実行する投影調整プログラムであって、
前記投影システムの投影装置において、前記対象物に非可視光の計測光を投影し、前記対象物から反射した計測光の反射光を受光し、前記計測光の反射光に基づいて前記対象物の位置情報を算出することにより、位置計測を実施し、
前記位置計測の計測結果に不具合が生じるエラー領域を検出し、
前記エラー領域の計測結果を用いて、前記計測光を投影する際の投影範囲の一部を制限するマスク処理のためのマスク領域を、対象の投影装置に対して設定する、
投影調整プログラム。
【請求項１２】
投影装置が非可視光の計測光を投影可能な投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行するステップと、
前記計測光を前記マスク処理によって一部が制限された前記投影範囲に投影するステップと、
前記計測光の反射光を受光するステップと、
前記計測光の反射光に基づいて、前記投影範囲内に位置する対象物の位置情報を算出するステップと、
算出した前記対象物の位置情報に基づいて、コンテンツの投影位置を決定するステップと、
前記決定した投影位置に前記コンテンツを投影するステップと、を含む投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、映像を対象物に投影する投影システム、この投影システムにおいて用いる投影調整プログラム及び投影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン又は構造物などの対象物に映像を投影する技術、いわゆるプロジェクションマッピングと呼ばれる技術が知られている。プロジェクションマッピングのシステムの中には、撮像機能を備えているシステムがある。例えば、特許文献１には、被写体の３Ｄ形状を取得すること、及び被写体を可視光で撮像することを同時に行うことができるシステムが開示されている。
【０００３】
また、大画面表示などの用途のために、複数の投影装置を用いた投影システムが種々提案されている。この種の投影システムとしては、投影装置を水平及び垂直方向に複数配置し、各投影装置の投射画面を並べて表示することにより大画面表示を行うマルチプロジェクションシステム、或いは、各投影装置の投射画面を重ねて表示することにより投射画面の明るさの向上を行うスタックプロジェクションシステムがある。例えば、特許文献２には、複数のプロジェクタ装置間で赤外線通信を行うことにより、個々のプロジェクタ装置の操作、或いは全てのプロジェクタ装置の一括操作を簡易に行うことができるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５８６２２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／００１５０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、投影システムにおいて対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避できる投影システム、投影調整プログラム及び投影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、対象物に対して位置計測及び投影を行う投影装置を含む投影システムであって、前記投影装置は、前記対象物に非可視光の計測光を投影する非可視光投影部と、前記対象物から反射した計測光の反射光を受光する受光部と、前記計測光の反射光に基づいて前記対象物の位置情報を算出する演算部と、を有し、前記計測光を投影可能な投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行する、投影システムを提供する。
【０００７】
また、本開示は、対象物に対して位置計測及び投影を行う投影装置を含む投影システムにおいて、コンピュータにより前記投影装置の投影動作の調整に関する処理を実行する投影調整プログラムであって、前記投影システムの投影装置において、前記対象物に非可視光の計測光を投影し、前記対象物から反射した計測光の反射光を受光し、前記計測光の反射光に基づいて前記対象物の位置情報を算出することにより、位置計測を実施し、前記位置計測の計測結果に不具合が生じるエラー領域を検出し、前記エラー領域の計測結果を用いて、前記計測光を投影する際の投影範囲の一部を制限するマスク処理のためのマスク領域を、対象の投影装置に対して設定する、投影調整プログラムを提供する。
【０００８】
また、本開示は、投影装置が非可視光の計測光を投影可能な投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行するステップと、前記計測光を前記マスク処理によって一部が制限された前記投影範囲に投影するステップと、前記計測光の反射光を受光するステップと、前記計測光の反射光に基づいて、前記投影範囲内に位置する対象物の位置情報を算出するステップと、算出した前記対象物の位置情報に基づいて、コンテンツの投影位置を決定するステップと、前記決定した投影位置に前記コンテンツを投影するステップと、を含む投影方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、投影システムにおいて対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る計測投影装置の構成及び機能の概要を説明する図
【図２】本実施の形態に係る計測投影装置の概略構成を示す図
【図３】本実施の形態に係る不可視光の計測パターンの一例を示す図
【図４】本実施の形態に係る計測投影装置の機能構成を示すブロック図
【図５】本実施の形態に係る計測投影装置の動作の一例を示すタイムチャート
【図６】本実施の形態に係る投影システムの構成の一例を示す図
【図７】本実施の形態に係る投影調整装置の機能構成を示すブロック図
【図８】本実施の形態に係る投影システムの投影範囲におけるマスク領域の設定動作の第１例を示す図
【図９】本実施の形態に係る投影システムの投影範囲におけるマスク領域の設定動作の第２例を示す図
【図１０】本実施の形態に係る投影調整装置による投影調整方法の第１例を示すフローチャート
【図１１】本実施の形態に係る投影調整装置による投影調整方法の第２例を示すフローチャート
【図１２】本実施の形態に係る投影調整装置による投影調整方法の第３例を示すフローチャート
【図１３】本実施の形態に係る投影調整装置による表示画面の第１例を示す図
【図１４】本実施の形態に係る投影調整装置による表示画面の第２例を示す図
【図１５】本実施の形態に係る投影システムの複数の計測投影装置におけるマスク領域の設定例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態の内容に至る経緯］
プロジェクションマッピングなどの、投影対象である対象物に映像コンテンツを投影することを考えた場合、映像コンテンツを対象物に意図通り位置合わせをして投影することが求められる。最終的には、投影装置の座標系から見た対象物の幾何学的な位置情報を得ることが必要となる。
【００１２】
また、静的な対象物に投影するときは、投影とは別に事前計測を１度だけ行えばよい。その場合、投影と計測との干渉を無視できる。一方、動的に移動し、及び／又は変形する対象物に対して、それを３Ｄ計測しながらその結果に基づいてリアルタイムに誤差のない投影を行うことを考える。その場合、投影中の映像コンテンツに影響を与えないように計測を行うことが求められる。
【００１３】
しかしながら、上記の特許文献１は、３Ｄ計測用のパターン画像を非可視光により投影することによって、別の場所に設置された可視光光源からの可視光の影響を受けない計測が可能になることを開示しているに過ぎない。特許文献１の技術によれば、撮像装置の座標系に準ずる計測結果しか得られない。
【００１４】
計測の分野において、上記の特許文献１以外に、例えば参考非特許文献１及び参考特許文献３に開示されたシステムが知られている。
［参考特許文献３］特開２０１３−１９２１８９号公報
［参考非特許文献１］“高速プロジェクタを用いた３０００フレーム毎秒の三次元画像計測システムの開発”，ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  ２００７，”１Ｐ１−Ｍ０２（１）”−”１Ｐ１−Ｍ０２（４）”，２００７−０５−１１
【００１５】
参考非特許文献１は、光パターン投影を用いて高速に３Ｄ形状を計測する手法を開示している。参考非特許文献１の計測システムは、撮像装置と、光源、レンズ及びミラー素子又は液晶素子を有する投影装置とを備えている。撮像装置は高速度撮影を行う機能を有している。例えば、撮像装置は、６０００ｆｐｓで高速撮影ができる。投影装置は、１０２４×７６８の画素を有するバイナリパターンを６０００ｆｐｓ以上で投影できる。
【００１６】
また、参考特許文献３は、撮像データに基づいて映像コンテンツを調整する計測システムを開示している。参考特許文献３の計測システムは、撮像装置、投影装置、及び計算装置を備えている。計算装置は、撮像装置により取得された撮像結果から投影対象の画像認識を行う。計算装置は、投影対象を認識した領域に映像コンテンツを投射するようにその映像を生成する。投影装置は、映像コンテンツを投影対象に投影する。
【００１７】
上記の参考非特許文献１は、高速に３Ｄ計測を行う技術水準を開示しているに過ぎない。投影装置の座標情報を送出するには数十フレーム分の画像が必要になるので、従来、移動物体の３Ｄ計測を高速に行うことは困難であった。参考非特許文献１の技術は、高速に計測を行える可能性を示唆した点では有意義であると考えられる。
【００１８】
しかしながら、参考非特許文献１は３Ｄ計測単体の技術を開示しているだけであり、投影装置の座標系について何ら言及していない。また、参考非特許文献１は、高速撮像後のオフライン処理、すなわち非リアルタイムでの処理について言及している。そもそも、６０Ｈｚなどで画像処理を行うことを前提としたパーソナルコンピュータのような計算機アーキテクチャ装置においては、数十ミリ秒以上の遅延が入出力で発生する。その結果、移動物体に映像を投影しながらそれを撮像し、その結果をリアルタイムで投影にフィードバックさせることは困難である。
【００１９】
上記の参考特許文献３の技術によれば、撮像装置と投影装置との位置が互いに異なることによって視差が発生する。しかしながら、参考特許文献３は、その視差の解決について何ら言及していないし、システムの高速化についても言及していない。
【００２０】
このような状況を鑑み、本願発明者は、赤外光等の不可視光の高速投影が可能な不可視光投影装置と、可視光の高速投影が可能な可視光投影装置と、高速撮影が可能な撮像装置とを有し、高速に不可視光のパターン光による計測光の投影及び撮影を行って対象物の位置を高精度に計測し、対象物に可視光の映像コンテンツを意図通りに位置合わせをして投影を行うことができる投影システムを想到した。
【００２１】
ここで、計測光を高速投影して対象物の位置計測を行う投影装置を複数配置した投影システムを想定する。このような投影システムでは、複数の投影装置による投影時間及び投影範囲を調整し、対象物の位置計測及び映像投影を高精度に実行可能にすることが求められる。上記の特許文献２は、複数の投影装置間で赤外線通信を行うことにより、他の投影装置の存在の検出、複数の投影装置の操作を可能とすることについて開示しているに過ぎない。
【００２２】
上記のような複数の投影装置を用いて対象物の位置計測及び映像投影を行う投影システムでは、複数の投影装置の投影範囲に重なりが生じる場合、重複領域において計測光に干渉が発生し、的確な位置計測ができないことがある。また、高精度の位置計測が可能な投影装置を複数配置する場合、それぞれの投影装置の投影範囲の配置、投影範囲の重なりなど、複数の投影範囲の位置関係を容易に把握できないことがある。
【００２３】
このように、複数の投影装置を用いた投影システムにおいて、他の投影装置による干渉又は障害物が存在する場合、位置計測にエラーが発生し、的確な位置計測ができないという課題がある。また、単独の投影装置を用いた場合においても、何らかの障害物が存在する場合にエラーによって的確な位置計測ができないという課題がある。これらの課題に鑑み、投影装置の投影範囲にマスク領域を設定するなどの方法により、投影範囲のエラー領域を適切に回避することが望まれる。
【００２４】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る構成を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００２５】
［本実施の形態］
本実施の形態の一例として、複数の投影装置を用いた投影システムにおいて、所定の条件に応じて対象となる投影装置の投影範囲にマスク領域を設定し、エラー領域を回避して的確な位置計測を可能とする投影システム、投影調整プログラム及び投影方法を例示する。
【００２６】
（計測投影装置及び投影システムの概要）
図１は、本実施の形態に係る計測投影装置の構成及び機能の概要を説明する図である。本実施の形態では、対象物に対して映像投影を行う投影装置として、図１に示すような計測投影装置１００を用いて、対象物の位置を計測し、対象物の位置情報に応じて映像を投影する例を示す。ここでは、映像を投影する対象物として、平面又は曲面のスクリーン又は壁面等による第１の対象物１０５と、この第１の対象物１０５の前に位置する人物等による第２の対象物１０６とを想定する。以下、単に対象物１０５、１０６と称することもある。人物等の第２の対象物１０６は、スクリーン等の第１の対象物１０５の前でダンスなどを行って身体の各部を動かし、移動するものとする。つまり、対象物１０６は、自身の動きに伴って各部の形状及び位置が変化する状態となっている。このため、対象物１０５、１０６に所定の映像コンテンツを投影するために、第１の対象物１０５に対する第２の対象物１０６の位置を計測し、対象物１０６の正確な位置情報を取得する必要がある。
【００２７】
計測投影装置１００は、受光部の一例としての撮像装置１０１と、不可視光の計測光の一例としての赤外光を投影する非可視光投影部の一例としての赤外光投影部、及び可視光を投影する可視光投影部を含み、計測用の赤外光と映像投影用の可視光とを投影可能な投影装置１２２とを有する。計測投影装置１００は、投影装置１２２の赤外光投影部によって投影座標をコード化した赤外光のパターン光を高速投影し、撮像装置１０１によって対象物１０５、１０６を高速撮像することにより、対象物１０５、１０６の位置を高速に計測する。対象物の位置計測の詳細については後述する。そして、計測投影装置１００は、対象物１０５、１０６の位置情報に基づき、特に動いている対象物１０６の位置に対して常に位置合わせを行った状態で、投影装置１２２の可視光投影部によって所定の映像を投影する。なお、計測投影装置１００は、投影装置１２２の代わりに、非可視光投影装置と可視光投影装置とを別体に有するものであってもよい。本実施の形態では、後述するように複数の計測投影装置１００を適宜配置して投影システムを構成する場合を想定する。
【００２８】
複数の計測投影装置１００を配置した投影システムの例として、例えば、対象物に対して多面投影を行って広い面積の領域をカバーするもの、重ね打ち投影によって高輝度の投影を行うもの、対象物の周囲を囲むように周状に配置してラッピング投影を行うもの、などがある。このような投影システムでは、投影範囲が重複する領域において、計測光に干渉が発生し、対象物の位置計測を正確に行えない課題が生じ得る。本実施の形態では、優先順位などの所定の条件に応じて対象となる投影装置の投影範囲にマスク領域を設定することにより、エラー領域を回避し、上記の課題を解決する。
【００２９】
（計測投影装置の構成）
次に、計測投影装置の構成及び動作の一例をより詳しく説明する。
【００３０】
図２は、本実施の形態に係る計測投影装置の概略構成を示す図である。計測投影装置１００は、撮像装置１０１、投影装置１２２、及び演算装置１０３を備える。
【００３１】
本実施の形態では、撮像装置１０１は参考非特許文献１と同様に毎秒６０００フレームの撮影を行うことができる。また、撮像装置１０１は、内部にバッファリングすることなく大規模な転送帯域を有し、演算装置１０３に撮像データを出力できる。さらに、撮像装置１０１は、赤外光領域に感度を有している。以下、これらを前提とし、各装置の機能及び動作の一例を説明する。
【００３２】
投影装置１２２は、非可視光投影部の一例としての赤外光投影部と、可視光投影部とを有する、一体型の投影装置により構成される。投影装置１２２の赤外光投影部は、計測光の一例として、投影座標系で規定される投影座標をコード化したパターン画像を示すパターン光を投影する。また、投影装置１２２の可視光投影部は、映像コンテンツを表す映像光を投影する。なお、投影装置１２２は、非可視光投影装置と可視光投影装置とがそれぞれ別体に構成されるものであってもよい。本願明細書では、投影座標系は、投影装置１２２の可視光投影部より投影する投影画像である映像コンテンツの画像の各画素の座標を特定する座標系を意味する。映像コンテンツの画像の各画素を特定する座標を投影座標系の「投影座標」と称する。投影座標は、投影装置１２２の赤外光投影部より投影するパターン画像の各画素の座標とも対応する。
【００３３】
投影装置１２２は、レンズ光学系１１１と、赤外ＬＥＤ光源１１２と、表示デバイス１１３と、可視光ＬＥＤ光源１１４と、ダイクロイックミラー１１５とを有する。レンズ光学系１１１は、一枚のレンズで構成されていてもよいし、複数枚のレンズ（レンズ群）で構成されていてもよい。複数のレンズは、例えばズームレンズ及びフォーカスレンズなどを含み得る。
【００３４】
赤外ＬＥＤ光源１１２は、非可視光の一例としての赤外光をパターン光として出射する。非可視光は、例えば、赤外光帯域（概ね７００ｎｍから１０００ｎｍ）の波長を有している。なお、本実施の形態では、非可視光の光源として、赤外ＬＥＤ光源を用いているが、紫外線を出射する光源を利用することもできる。
【００３５】
可視光ＬＥＤ光源１１４は、可視光帯域（概ね３８０ｎｍから７８０ｎｍ）の光を映像光として出射する。簡易化の観点から、可視光ＬＥＤ光源１１４を単色の可視光光源とすることができる。ただし、赤青緑の三色用に３つの光源をそれぞれ設けることにより、フルカラーの映像を投影しても当然構わない。又は、十分高速に回転可能なカラーホイールがあれば、可視光ＬＥＤ光源１１４の代わりに高圧水銀灯などの白色光源を備え、出力にそれを取り付けることにより、フルカラーの映像を投影することができる。また、可視光光源として、高圧水銀灯からダイクロイックプリズムなどで波長別に光を取り出せる光源を利用することができる。このように本開示にはあらゆる光源を利用することができる。
【００３６】
表示デバイス１１３は、例えば１０２４×７６８の升目上にマイクロミラーが配列されたデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等による光学デバイスであり、投影座標をコード化したパターン画像を生成する。表示デバイス１１３は、バイナリパターンで毎秒３００００フレームの映像を出力できる。なお、表示デバイス１１３は、反射型の光学素子の代わりに、透過型の光学素子により構成するものであってもよいし、液晶デバイスで代替することも可能である。
【００３７】
ダイクロイックミラー１１５は、可視光を透過させ、赤外光を反射する特性を有している。ダイクロイックミラー１１５としては、公知となっているものを広く用いることができる。なお、赤外ＬＥＤ光源１１２と可視光ＬＥＤ光源１１４にそれぞれ対応して表示デバイスを設け、ダイクロイックミラー１１５の代わりにダイクロイックプリズムを設けて２つの光源及び表示デバイスからの光をレンズ光学系１１１に導く構成としてもよい。
【００３８】
受光部の一例としての撮像装置１０１は、パターン光を受光して撮像し、パターン光の撮像画像を生成する。撮像装置１０１は、イメージセンサ、レンズ光学系などを含んでいる。例えば、表示デバイス１１３と対応させて、１０２４×７６８の画素数を有するイメージセンサを用いることができる。その場合、１画素を８ｂｉｔの分解能とすると、転送帯域は３８Ｇｂｐｓ程である。ここで、演算装置１０３は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）で実現するものと仮定する。現在の半導体技術水準を考慮すると、３８Ｇｂｐｓ程の転送帯域は十分に実現できる範囲である。
【００３９】
撮像装置１０１は、撮像座標系を有している。本願明細書では、撮像座標系は、撮像装置１０１により取得される撮像画像の各画素の座標を特定する座標系を意味する。「投影座標」と区別して、撮像画像の各画素の座標を撮像座標系の「撮像座標」と称する。
【００４０】
演算部の一例としての演算装置１０３は、撮像画像を、撮像座標系で規定される撮像座標に対応する投影座標を示す投影座標情報に復号し、投影座標系を基準として投影座標情報を対象物までの距離情報に変換し、距離情報に応じて、映像コンテンツの内容を選択的に決定する。
【００４１】
図３は、本実施の形態に係る不可視光の計測パターンの一例を示す図である。図３では、パターン光に対応した、コード化されたパターン画像（座標パターン）の一部を例示している。図３に示されるパターン画像は、１０２４×７６８のマイクロミラーを有する表示デバイス１１３の各ミラーのＸ座標及びＹ座標をグレイコード化した後に、各ｂｉｔを白黒の２値画像として表すことにより得られる。
【００４２】
投影装置１２２の赤外光投影部は、例えば１０２４×７６８画素のパターン画像に基づいてパターン光を対象物１０７（対象物１０５、１０６に相当）に投影することができる。画素のＸ座標及びＹ座標ともに５１２より大きく１０２４以下である。その場合、Ｘ座標を表すｂｉｔ０からｂｉｔ９までの１０ビットがグレイコード化される。Ｘ座標と同様に、Ｙ座標を表すｂｉｔ０からｂｉｔ９までの１０ビットがグレイコード化される。このように、各座標にそれぞれ１０ビット、合計２０ビットを割り当てることにより、座標情報をコード化できる。以下、４０フレームの画像データを利用して、その２０ビットの情報の符号化を行う例を説明する。
【００４３】
図３の（Ｘ９ａ）はＸ座標をグレイコード化した後のｂｉｔ９に対応したパターン画像を示している。また、本実施の形態では、マンチェスタ符号化により投影座標を符号化するので、ｂｉｔ９をビット反転させた反転パターン画像も用いられる。図３の（Ｘ９ｂ）は、（Ｘ９ａ）の画像パターンを反転させた反転パターン画像を示している。同様に、図３の（Ｘ８ａ）はＸ座標をグレイコード化した後のｂｉｔ８に対応したパターン画像を示し、（Ｘ８ｂ）は（Ｘ８ａ）の画像パターンを反転させた反転パターン画像を示している。図３の（Ｘ７ａ）はＸ座標をグレイコード化した後のｂｉｔ７に対応したパターン画像を示し、（Ｘ７ｂ）は（Ｘ７ａ）の画像パターンを反転させた反転パターン画像を示している。
【００４４】
図３の（Ｙ９ａ）はＹ座標をグレイコード化した後のｂｉｔ９に対応したパターン画像を示している。図３の（Ｙ９ｂ）は、（Ｙ９ａ）の画像パターンを反転させた反転パターン画像を示している。同様に、図３の（Ｙ８ａ）はＹ座標をグレイコード化した後のｂｉｔ８に対応したパターン画像を示し、（Ｙ８ｂ）は（Ｙ８ａ）の画像パターンを反転させた反転パターン画像を示している。図３の（Ｙ７ａ）はＹ座標をグレイコード化した後のｂｉｔ７に対応したパターン画像を示し、（Ｙ７ｂ）は（Ｙ７ａ）の画像パターンを反転させた反転パターン画像を示している。
【００４５】
図示されていないが、計測可能な解像度まで、例えばＸ座標及びＹ座標のｂｉｔ６から０にもそれぞれ対応したパターン画像及び反転パターン画像が存在する。投影装置１２２の赤外光投影部は、これらパターンを含めた４０パターンを対象物１０７に順次投影する。撮像装置１０１は、対象物１０７からのパターン光の反射光を受光し、投影されたパターン画像を順次撮像する。
【００４６】
（計測投影装置の機能構成）
図４は、本実施の形態に係る計測投影装置の機能構成を示すブロック図である。演算装置１０３は、計測投影装置１００の全体を制御する機能を有している。演算装置１０３は、例えばコンピュータ、プロセッサに代表される演算装置、又は半導体集積回路によって実現され得る。半導体集積回路とは、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＦＰＧＡなどである。演算装置１０３は、メモリに、各構成要素の機能を発揮するコンピュータプログラムを実装したものを用い、半導体集積回路内のプロセッサが逐次コンピュータプログラムを実行することにより、各構成要素の機能を実現してもよい。
【００４７】
演算装置１０３は、画像入力部４０１、パターン復号部４０２、フレームメモリ部４０３、コード復号用メモリ部４０４、座標変換部４０５、座標変換用メモリ部４０６、座標補間部４０７、コンテンツ生成部４０８、コンテンツメモリ部４０９、画像出力部４１０、及びパターン生成部４１１を有している。演算装置１０３内の各メモリ部は、例えばＲＡＭなどによって構成され得る。
【００４８】
図５は、本実施の形態に係る計測投影装置の動作の一例を示すタイムチャートである。図５に示されるように、投影装置１２２は、期間１６１、１６３、１６５においてパターン光を投影し、期間１６２、１６４、１６６において映像光を投影する。つまり、投影装置１２２は、映像光及びパターン光を時分割多重化して投影する。なお、図中のマイクロミラーの「Ｐ」は計測のためのパターン画像を示し、「Ｖ」は投影画像としての映像コンテンツを示している。
【００４９】
パターン生成部４１１は、期間１６１において、赤外ＬＥＤ光源１１２を点灯させる。パターン生成部４１１は、上述した方法によりパターン投影用のパターン画像を生成する。パターン生成部４１１は、表示デバイス１１３において計測用のパターン投影を行うように、画像出力部４１０にパターン画像を示す画像データを出力する。画像出力部４１０は、パターン生成部４１１からの画像データと赤外ＬＥＤ光源１１２の点灯情報とを、投影装置１２２及び画像入力部４０１に出力する。パターン画像を示す計測光のパターン光は不可視光として投影されるので、撮像装置１０１により撮像されて計測されるが、人間の視覚には影響を及ぼさない。
【００５０】
パターン生成部４１１は、１つのパターンを１／６０００秒で出力することができる。パターン生成部４１１は、期間１６１において、Ｘ座標及びＹ座標のそれぞれの１０ｂｉｔの座標画像とその反転画像との合計４０フレームを出力する。一方、撮像装置１０１は、表示デバイス１１３のフレームを出力するレートと同期して４０フレームで撮像を行う。この例では期間１６１の長さは例えば６．７ミリ秒である。
【００５１】
画像出力部４１０は、パターン生成部４１１の画像データの出力タイミングと同期して投影装置１２２にパターン画像を出力する。投影装置１２２は、パターン画像を対象物に投影する。また、画像入力部４０１は、画像出力部４１０のパターン画像の出力タイミングと同期して撮像装置１０１の露光を制御する。これにより、撮像装置１０１において、４０フレームのパターン画像の撮像が行われる。
【００５２】
画像入力部４０１は、撮像装置１０１により撮像されたパターン画像の撮像画像（撮像データ）を受信する。画像入力部４０１は、受信した撮像データをパターン復号部４０２に送信する。画像入力部４０１は、画像出力部４１０と同期しながら受信した撮像データに対応するパターンを判定する。
【００５３】
パターン復号部４０２は、撮像装置１０１からのパターン画像を示す撮像画像を、撮像座標系で規定される撮像座標に対応する投影座標を示す投影座標情報に復号する。以下、パターン復号部４０２の機能をより詳細に説明する。
【００５４】
パターン復号部４０２は、画像入力部４０１から受信した撮像データがＸ座標及びＹ座標の非ビット反転画像であれば、その撮像データをフレームメモリ部４０３に書き込む。パターン復号部４０２は、その画像データがＸ座標及びＹ座標のビット反転画像であれば、先にフレームメモリ部４０３に記録された非ビット反転画像を読み出しながら、両者の差分をとる。このように非ビット反転画像とビット反転画像の差分を取ることにより、投影対象の色又は環境光に依存することなく、投影光の「０」と「１」とを判別することができる。上記差分が所定の値以下の領域を、投影光が投影されていない領域として判定し、その領域を計測対象領域から除外することができる。
【００５５】
コード復号用メモリ部４０４には、撮像装置１０１の画素毎に書き込み領域が設けられている。パターン復号部４０２は、非ビット反転画像とビット反転画像の差分をとった後、グレイコード化された座標データの各ビット値を、その書き込み領域にビット単位で書き込む。この座標データの書き込み操作が撮像装置１０１の露光時間の間に４０フレーム分実行される。これにより、撮像装置１０１の各画素に対応する、投影装置１０２のＸ座標及びＹ座標が存在するか否かを示す情報と、存在する場合のＸ座標及びＹ座標のそれぞれを示す１０ｂｉｔの値とが、コード復号用メモリ部４０４に書き込まれる。パターン復号部４０２は最終的に、コード復号用メモリ部４０４に記録されたグレイコードの座標データをバイナリに再変換して座標変換部４０５に出力する。
【００５６】
これまでの処理により、撮像装置１０１のある画素位置に撮像された投影光が、投影装置１２２のどの画素から投影されたのかを知ることができる。つまり、投影装置１２２の投影座標系で規定される投影座標と、撮像装置１０１の撮像座標系で規定される撮像座標との対応関係を知ることができる。したがって、撮像装置１０１と投影装置１２２との互いの位置関係が既知であれば、撮像画素毎に対象物までの距離を三角法により得ることができる。しかしながら、得られる情報は、撮像装置１０１の撮像画素に対応した距離情報である。そのため、本実施の形態では、撮像装置１０１の撮像画素に対応した撮像座標の距離情報を投影装置１２２の投影座標に対応した距離情報に変換する。
【００５７】
座標変換部４０５は、パターン復号部４０２から受信したデータを、投影装置１２２の投影座標に対応したアドレスで特定される座標変換用メモリ部４０６の領域に書き込む。その後、座標変換部４０５は、座標変換用メモリ部４０６から、距離情報を投影装置１２２のＸ座標及びＹ座標の順番で読み出すことにより、投影装置１２２の投影座標に対応した距離情報を生成する。
【００５８】
その際、対応点が存在しない投影画素が発生し得る。具体的には、対象物に投影されたパターン画像のうち、ある複数の画素に対応したそれぞれの光が、撮像装置１０１の１つの撮像画素によって撮像され得る。その場合、グレイコードの特性上、対応点が存在しない投影画素は隣接する２つの投影画素のどちらかの画素座標に丸め込まれるので、片側の投影画素は対応先のない状態となる。
【００５９】
座標補間部４０７は、座標変換部４０５から、投影装置１２２の投影座標に対応した距離情報を受信する。座標補間部４０７は、距離情報の存在しない投影座標に対して距離情報を補間する。これは、補間することが可能な距離情報を有する投影座標が一定数その周辺に存在する箇所に限り、周辺座標の距離情報から線形補間等の補間法を用いて行なわれる。座標補間部４０７は、投影座標に基づく距離情報をコンテンツ生成部４０８に出力する。上記のように、パターン画像の撮像画像の読み出しと対象物までの距離情報を含む位置情報の演算とを実行することにより、リアルタイムで高速な位置計測動作が可能になる。
【００６０】
コンテンツ生成部４０８は、期間１６２と期間１６３とを跨いで投影用の映像コンテンツを生成する。コンテンツ生成部４０８は、コンテンツメモリ部４０９に予め記録されていた映像コンテンツを、座標補間部４０７から受信した距離情報に基づいて加工し、加工した映像コンテンツを画像出力部４１０に出力する。以下、加工された映像コンテンツを、予め記録された加工前の映像コンテンツと区別して、「加工後の映像コンテンツ」と称する場合がある。
【００６１】
コンテンツ生成部４０８は、座標ずれの無い、対象物までの距離に正確に対応した映像コンテンツを生成する。また、コンテンツ生成部４０８は、映像コンテンツの内容を距離情報に応じて選択的に決定することができる。例えば一定の距離にある物体だけを切り出して検知し、可視光投影用の映像コンテンツを正確に描画するなどの処理が可能となる。コンテンツ生成部４０８は、投影用の加工後の映像コンテンツを画像出力部４１０に出力する。
【００６２】
画像出力部４１０は、期間１６２及び期間１６３において生成された可視光投影用の映像コンテンツを、期間１６４において投影装置１２２に出力する。投影装置１２２は、可視光ＬＥＤ光源１１４を点灯し、表示デバイス１１３によって映像コンテンツに対応した映像光を投影する。表示デバイス１１３は、毎秒３００００のバイナリフレームを出力することができる。そのため、例えば８．５ミリ秒の間に２５５フレームを用いて２５６階調の画像を投影することが可能となる。この投影は可視光光源によってなされるので、人間に視認される。
【００６３】
期間１６３においては、投影用の映像コンテンツの生成と並行して、期間１６１と同様に赤外光によるパターン画像の投影と撮像とがなされる。期間１６４と期間１６５とを跨いで、コンテンツ生成部４０８は、座標ずれの無い、対象物までの距離に正確に対応した映像コンテンツを生成する。そして、期間１６６において、投影装置１２２は、投影用の映像コンテンツを投影する。このように、位置計測と投影とを連続的に行うことが可能である。
【００６４】
計測と投影との繰り返しの周期は、例えば、計測時間（期間１６１）が６．７ミリ秒であり、投影時間（期間１６２）が８．５ミリ秒であれば、１５．２ミリ秒である。これは６０Ｈｚ以上のスループットで実現可能であることを意味している。また、計測からその計測結果を反映させるまでの時間（以下、「遅延時間」と称する。）を繰り返しの周期と同じ１５．２ミリ秒とすることができる。このように６０Ｈｚ以上のスループットを達成できるので、映像コンテンツが投影されない計測期間などの非表示時間に起因する投影画像のちらつきは人間の目に気にならないレベルまで十分に低減できる。なお、図５においては、遅延時間は、期間１６２及び期間１６３の合算時間に相当する。
【００６５】
本実施の形態の計測投影装置１００では、映像投影と位置計測とを同じ計測投影装置によって行うことにより、投影と計測とのずれの発生を原理的に抑制でき、かつ、可視光の映像に干渉しない幾何学計測の重畳を実現できる。また、演算装置１０３が撮像装置１０１により撮像されたパターン画像をデコードできれば、相対的な位置計測には耐えることができる。そのため、設置の精度が十分に確保されなくても、実用に耐え得る。その点において、設置の簡易性を確保できる。また、経年劣化による設置関係の誤差拡大に対して高いロバスト性を得ることができる。
【００６６】
演算装置１０３において、パターン生成部４１１は、計測光を投影可能な投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行する。この際、パターン生成部４１１は、マスク領域に対応するパターン画像の一部を非透過とし、投影範囲の一部領域をマスクする。投影装置１２２は、表示デバイス１１３によってマスク領域の光を遮断し、赤外ＬＥＤ光源１１２を点灯して計測光をマスク処理によって一部が制限された投影範囲に投影する。
【００６７】
（投影システムの構成）
図６は、本実施の形態に係る投影システムの構成の一例を示す図である。本実施の形態では、図６に示すような投影システムにおいて、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などによって構成される投影調整装置２００を用いて、複数の計測投影装置１００の投影動作の調整、或いはユーザによる投影動作の調整作業の支援を行う例を示す。投影システムは、複数（図示例では４つ）の計測投影装置１００と、計測投影装置１００の投影動作の調整に関する処理を実行する投影調整装置２００とを有する。ここでは、複数の計測投影装置１００によって、対象物１０５、１０６に対して多面投影を行って広い面積の領域をカバーするように、各計測投影装置１００の投影範囲の一部が重なるように投影範囲を設定する場合を想定する。図示例では、４個の計測投影装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を用いた構成を示している。
【００６８】
投影調整装置２００は、情報表示用のディスプレイを有するモニタ２５０が接続され、投影動作調整のための各種の投影情報を含む表示画面をモニタ２５０に表示する。投影調整装置２００は、プロセッサ及びメモリを有するＰＣなどの情報処理装置によって構成され、所定のコンピュータプログラムを実行することにより、投影情報の表示、投影動作の自動調整などの機能を実現する。
【００６９】
図７は、本実施の形態に係る投影調整装置の機能構成を示すブロック図である。投影調整装置２００は、処理部２１０、記憶部２２０、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２３０を有する。投影調整装置２００は、通信インタフェース２３０を介して計測投影装置１００と接続され、計測動作に関する設定情報、投影範囲情報、マスク領域情報、対象物の位置計測情報などの各種情報を送受信する。投影調整装置２００は、表示部２４０及び入力部２６０と接続され、表示部２４０への表示画面の表示、入力部２６０からの操作指示の入力を行う。表示部２４０は、図６のモニタ２５０等の表示装置によって構成され、入力部２６０は、図示しないキーボード、マウス、タッチパッド、タッチパネル等の入力装置によって構成される。
【００７０】
記憶部２２０は、フラッシュメモリ等による半導体メモリ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等によるストレージデバイスなどの少なくともいずれか一つを含む記憶デバイスを有する。記憶部２２０は、投影動作の調整に関する機能を実行する投影調整プログラム２２１を記憶する。
【００７１】
処理部２１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサを有する。処理部２１０は、投影調整プログラム２２１に従って処理を実行し、マスク領域設定２１１等の機能を実現する。
【００７２】
通信インタフェース２３０は、有線通信又は無線通信により計測投影装置１００等の外部装置との間で情報の送受信を行うインタフェースである。有線の通信インタフェースとしては、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、イーサネット（登録商標）などを用いてよい。無線の通信インタフェースとしては、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮなどを用いてよい。
【００７３】
投影調整装置２００は、マスク領域設定２１１の機能として、計測光の投影範囲におけるマスク領域に関する設定を、計測投影装置１００による計測結果、所定の条件等に基づいて実行する。
【００７４】
計測投影装置１００は、設定されたマスク領域の情報を取得し、計測光を投影可能な投影範囲の投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行する。計測投影装置１００は、投影装置１２２により計測光をマスク処理によって一部が制限された投影範囲に投影し、撮像装置１０１により計測光の反射光を受光する。また、計測投影装置１００は、計測光の反射光に基づいて、演算装置１０３により投影範囲内に位置する対象物１０５、１０６の位置情報を算出し、算出した対象物の位置情報に基づいて、コンテンツの投影位置を決定する。そして、計測投影装置１００は、決定した投影位置に投影装置１２２によりコンテンツを投影する。
【００７５】
なお、投影調整装置２００の処理部の一部又は全部の機能を、計測投影装置１００の演算装置１０３において備える構成とし、計測投影装置１００においてマスク領域設定などの処理を実行するようにしてもよい。
【００７６】
（マスク領域の設定例）
ここで、本実施の形態の投影システムにおけるマスク領域の設定についていくつか例を説明する。
【００７７】
図８は、本実施の形態に係る投影システムの投影範囲におけるマスク領域の設定動作の第１例を示す図である。第１例は、他の計測投影装置の投影範囲との干渉及び投影範囲内の障害物の存在がある場合の設定例を示す。図中左上に示すように、着目する計測投影装置１００について、計測光の投影範囲ＰＥ１において他の計測投影装置の投影範囲ＰＥｘと重複して干渉しているエリアｅｒ１、意図しない障害物ＯＢによって誤計測が生じているエリアｅｒ２が存在しているとする。例えば鏡面を有する物体など、意図しない障害物がある領域では、乱反射によって計測エラーが生じる。また、他の計測投影装置の計測光と干渉している領域についても、誤計測が発生する可能性が高く、広義には意図しない計測エラーが生じる領域であると考えられる。
【００７８】
この場合、障害物による乱反射又は投影範囲の重複によって計測エラーが生じるエリア（エラー領域）ｅｒ１、ｅｒ２を検出し、図中右上に示すように、エラー領域に対応するマスク領域ｍｅ１、ｍｅ２を設定し、このマスク領域の計測光を遮断する。すなわち、図中左下に示すような計測光のそれぞれのパターン画像において、図中右下に示すように、マスク領域ｍｅ１、ｍｅ２を設定し、マスク領域部分をマスクしたパターン光を生成して投影する。計測光のマスク領域のマスク処理は、パターン画像の白黒パターンと同様、表示デバイス１１３によって画素単位で遮断することによって実施可能である。
【００７９】
なお、マスク領域ｍｅ１、ｍｅ２は、図では分かりやすいように他の計測投影装置の投影範囲ＰＥｘや障害物ＯＢを完全に避けるように示しているが、他の投影範囲ＰＥｘや障害物ＯＢとの境界まで、或いは他の投影範囲ＰＥｘや障害物ＯＢに投影範囲ＰＥ１が少しかかるように、マスク領域を小さめに設定するのが好ましい。これにより、位置計測を行う際に、マスク領域の境界において計測範囲を程よく重ねるようにし、他の計測投影装置による位置計測結果との接続部分を滑らかに接続して計測することができ、より精度良く位置計測を実行できる。
【００８０】
このようなマスク領域の設定及びマスク処理によって、他の計測投影装置の計測光との干渉や障害物による誤検出が生じる領域を適切にマスクし、正常な位置計測を実行可能となる。第１例は、複数の計測投影装置１００を制御して位置計測及び映像投影を行う場合だけでなく、例えば仕様の異なる異種装置など、統合的に管理、制御ができない他の計測投影装置と共に使用する環境下で、単体の計測投影装置１００においてマスク処理を行う場合にも適用可能である。この場合、単体の計測投影装置１００において、計測結果に基づき、エラーが発生した場合にエラー領域をマスク領域として設定すればよい。
【００８１】
図９は、本実施の形態に係る投影システムの投影範囲におけるマスク領域の設定動作の第２例を示す図である。第２例は、複数の計測投影装置を用いて多面投影等のマルチ投影を行う場合の設定例を示す。図中左上に示すように、４つの計測投影装置（Ｐ１〜Ｐ４）１００による計測光の投影範囲ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３、ＰＥ４の一部がそれぞれ互いに重複し、例えば投影範囲ＰＥ４において干渉しているエリアｅｒ１が存在しているとする。この場合、干渉により計測エラーが生じるエリア（エラー領域）ｅｒ１を検出し、図中右上に示すように、エラー領域をマスク領域ｍｅ１として設定し、このマスク領域の計測光を遮断する。すなわち、図中左下に示すような計測光のそれぞれのパターン画像において、図中右下に示すように、マスク領域ｍｅ１を設定し、マスク領域部分をマスクしたパターン光を生成して投影する。
【００８２】
ここで、図示例のように複数の投影範囲が重複している場合、最大３つまでは投影範囲の重複を許容し、４つ以上の重複がある領域についていずれかの投影範囲にマスク領域を設定して計測光の一部をマスクし、投影範囲の重複数を３以下にする。これにより、複数の計測投影装置を順次動作させる際の位相数を小さくでき、時分割による位置計測及び投影の分割数を少なくして短時間で効率の良い位置計測及び投影を可能にするとともに、計測光の干渉をできるだけ抑制して計測エラーを防止し、高精度の位置計測が可能になる。
【００８３】
なお、マスク領域ｍｅ１は、図では分かりやすいように他の計測投影装置の投影範囲ＰＥ１〜３との４重の重複を完全に避けるように示しているが、他の投影範囲ＰＥ１〜３との境界までなど、マスク領域を小さめに設定して投影範囲を３重以下で適度に重複させるのが好ましい。これにより、位置計測を行う際に、マスク領域の境界において、他の計測投影装置による位置計測結果との接続部分を滑らかに接続して計測することができ、より精度良く位置計測を実行できる。
【００８４】
投影調整装置２００は、制御対象の計測投影装置１００に関して、複数の計測投影装置における投影動作の順番、位相、投影タイミングなどを投影範囲の配置等に基づいて決定する。また、投影調整装置２００は、制御対象の計測投影装置１００による位置計測を実施し、投影範囲の重複、障害物の有無に応じてマスク領域を決定し、計測投影装置に通知して設定することが可能である。投影調整装置２００における投影調整プログラムの処理の具体例については後述する。
【００８５】
本実施の形態では、計測投影装置１００の投影範囲において適宜マスク領域を設定してマスク処理を行うことにより、位置計測におけるエラー領域を回避できる。また、複数の計測投影装置を用いる場合、計測投影装置間での計測光の干渉を防止できる。したがって、投影システムの計測投影装置において適切な位置計測を実施することができる。例えば、複数の計測投影装置を用いてダンサーなどの動く対象物に対して位置計測及び映像投影を行う場合に、リアルタイムで正確に位置を計測しながら映像投影を繰り返し行うことが可能になる。また、スクリーンなどの固定された対象物と、ダンサーなどの動く対象物とがある場合に、複数の計測投影装置を用いる投影システムであっても、対象物の位置をリアルタイムで正確に計測し、それぞれの対象物の位置に合わせて個別に映像コンテンツを生成し、投影できる。
【００８６】
（投影調整装置の動作）
図１０は、本実施の形態に係る投影調整装置による投影調整方法の第１例を示すフローチャートである。第１例は、投影調整装置によるマスク領域の設定処理の概略的な手順を示す。ここでは、投影調整プログラム２２１によるマスク領域設定２１１に関する処理の一例を示す。この第１例は、単体の計測投影装置におけるマスク領域の設定、及び、複数の計測投影装置を制御して位置計測及び映像投影を行う場合のマスク領域の設定の、いずれの場合においても適用可能である。
【００８７】
投影調整装置２００は、処理部２１０において投影調整プログラム２２１に従って処理を実行する。まず、投影調整装置２００は、制御対象の計測投影装置１００に指示を送信し、計測投影装置１００により計測光を投影して位置計測を実施させる（Ｓ１１）。次に、投影調整装置２００は、ユーザによる操作入力に基づき、マスク領域を設定する（すなわちマスク処理を実施する）計測投影装置を選択する（Ｓ１２）。この際、投影調整装置２００は、ユーザ入力に基づく装置の指定、或いは、装置の優先順位、投影範囲の配置、映像投影の解像度や輝度、手動設定や自動設定などの動作態様など、各種の条件を考慮し、所定の条件に応じてマスク処理を実施する計測投影装置を選択する。そして、投影調整装置２００は、選択した計測投影装置を１００におけて、ステップＳ１１の計測結果を用いて、投影範囲の重複、障害物の有無を判定し、エラー領域に対してマスク領域を決定する（Ｓ１３）。決定したマスク領域の情報は、マスク処理を実施する計測投影装置に送信してマスク領域の設定を行う。
【００８８】
本実施の形態によれば、優先順位などの所定の条件に応じて対象となる計測投影装置の投影範囲のエラー領域にマスク領域を設定することにより、対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避することができる。これにより、対象物の位置計測を的確に実行することが可能となる。
【００８９】
図１１は、本実施の形態に係る投影調整装置による投影調整方法の第２例を示すフローチャートである。第２例は、複数の計測投影装置を制御して位置計測及び映像投影を行う場合のマスク領域の設定処理の手順を示す。ここでは、投影調整プログラム２２１によるマスク領域設定２１１に関する処理の一例として、複数の投影範囲の重複状態の判定、マスク領域の決定、各計測投影装置の投影範囲や投影タイミングの表示を行う処理手順を示す。
【００９０】
投影調整装置２００は、処理部２１０において投影調整プログラム２２１に従って処理を実行する。まず、投影調整装置２００は、ユーザインタフェースとして、表示部２４０にＧＵＩ操作表示を行い、ユーザ操作用の操作画面を表示する（Ｓ２１）。そして、ユーザ操作に従って投影調整装置２００は以降の処理を実行する。ユーザにより計測実施の操作指示がなされると、投影調整装置２００は、計測投影装置をカウントするカウンタ値をｉ＝１として初期化し（Ｓ２２）、ｉ番目（初期状態では１番目）の計測投影装置において計測光を投影させてエラー発生を有無を確認し、計測エラーが生じた場合にエラー領域を記録する（Ｓ２３）。続いて投影調整装置２００は、ｉ番目の計測投影装置のプロジェクタ投影を実行させる（Ｓ２４）。プロジェクタ投影として、上述した計測光の投影を実行させる。このとき、投影調整装置２００は、ｉ番目の計測投影装置による計測光の投影を、全ての計測投影装置において撮像装置のカメラで撮影させる（Ｓ２５）。
【００９１】
投影調整装置２００は、全ての計測投影装置による撮影結果から、ｉ番目の計測投影装置の投影範囲について、重複の有無、どの計測投影装置と重複しているかなど、投影範囲の接続関係を判定し、接続関係の情報を記録する（Ｓ２６）。投影範囲の重複がある場合、他の計測投影装置によって計測光が撮像される。計測光が撮像された計測投影装置の位置によって、複数の計測投影装置における投影範囲の接続関係を判定可能である。
【００９２】
次に、投影調整装置２００は、計測投影装置のカウンタ値をｉ＝ｉ＋１とし（Ｓ２７）、カウンタ値ｉが計測投影装置の数より小さいかどうかを判定する（Ｓ２８）。カウンタ値ｉが計測投影装置の数より小さい場合（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、すなわち投影範囲の接続関係の判定が未処理の計測投影装置がある場合は、上記と同様にステップＳ２３〜Ｓ２８の処理を繰り返す。つまり、投影調整装置２００は、全ての計測投影装置について順番に、エラー領域の確認を行い、計測光を投影して他の計測投影装置により撮像する動作を実行させ、それぞれの計測投影装置の投影範囲の接続関係を判定する。この各計測投影装置での計測光の投影及び全計測投影装置での撮像を行う計測処理は、ユーザが計測実施の操作指示を行ったときのみ実行してもよいし、所定時間毎に自動的に実行してもよい。
【００９３】
カウンタ値ｉが計測投影装置の数と等しくなった場合（Ｓ２８：Ｎｏ）、投影調整装置２００は、各計測投影装置の投影範囲の接続関係を示す投影位置情報を生成する。ここでは、一例として投影範囲の接続関係を示すグラフ表示の表示画面を作成する（Ｓ２９）。そして、投影調整装置２００は、表示部２４０の操作画面にグラフを描画し、各計測投影装置の投影範囲の接続関係を示すグラフ表示を行う（Ｓ３０）。
【００９４】
ユーザにより手動マスク設定の操作指示がなされると、投影調整装置２００は、ユーザによる操作入力に基づき、マスク処理を実施する計測投影装置と、この計測投影装置における投影範囲の重なり箇所とを選択する（Ｓ３１）。そして投影調整装置２００は、選択した計測投影装置における投影範囲の重なり箇所に対して、マスク領域を設定する（Ｓ３２）。なお、計測投影装置の計測結果において、障害物などによるエラー領域が存在する場合、ユーザによる指定が無くともエラー領域にマスク領域を設定してもよい。設定したマスク領域の情報は、マスク処理を実施する対象の計測投影装置に送信してマスク領域を設定させる。
【００９５】
ユーザにより自動マスク設定の操作指示がなされると、投影調整装置２００は、所定の条件として、投影範囲の重なりが規定値以上の箇所を探索する（Ｓ３３）。重なりの規定値としては、例えば４を用い、４以上の投影範囲の重複箇所を探索する。続いて、投影調整装置２００は、規定値以上の重なり箇所について、予め設定された優先度を示す優先情報に基づき、マスクを掛ける計測投影装置を選択する（Ｓ３４）。優先度としては、システムにおいて設定された装置の優先順位、投影範囲の配置、映像投影の解像度や輝度などを適宜用いる。例えば、投影範囲が中央に近い位置にある装置、投影範囲の面積が大きい装置、解像度が高い装置、輝度が大きい装置、光源の寿命が長い装置、重なり数が大きい装置などを優先して投影範囲を確保し、他の計測投影装置にてマスク処理を実施するようにする。また、仕様の異なる異種装置など、投影調整装置２００において管理下になく制御困難な装置、マスク機能が無い装置などを優先し、調整可能な計測投影装置においてマスク処理を実施することも可能である。そして、投影調整装置２００は、選択した計測投影装置の投影範囲において、重なり箇所が無くなるようにマスク領域を設定する（Ｓ３５）。なお、計測投影装置の計測結果において、障害物などによるエラー領域が存在する場合、投影範囲の重なり箇所に関わらずエラー領域にマスク領域を設定してもよい。設定したマスク領域の情報は、マスク処理を実施する対象の計測投影装置に送信してマスク領域を設定させる。
【００９６】
図１２は、本実施の形態に係る投影調整装置による投影調整方法の第３例を示すフローチャートである。第３例は、第２例の変形例の手順を示す。ここでは、投影調整プログラム２２１によるマスク領域設定２１１に関する処理の一例として、複数の投影範囲の重複状態の判定、マスク領域の決定、各計測投影装置の投影タイミングやマスク領域の表示を行う処理手順を示す。
【００９７】
投影調整装置２００は、処理部２１０において投影調整プログラム２２１に従って処理を実行する。まず、投影調整装置２００は、制御対象の計測投影装置１００に指示を送信し、計測投影装置１００により計測光を投影して位置計測を実施させる（Ｓ４１）。次に、投影調整装置２００は、例えば図１１のＳ２２〜Ｓ２８の処理と同様な処理によって、投影範囲の重複状態を確認し、投影範囲の接続関係を判定する。そして、投影調整装置２００は、各計測投影装置の投影範囲の接続関係を示す投影位置情報を生成する。ここでは、一例として投影範囲の接続関係を示すグラフ表示の表示画面を作成する。また、投影調整装置２００は、表示部２４０の操作画面にグラフを描画し、各計測投影装置の投影範囲の接続関係を示すグラフ表示を行う（Ｓ４２）。
【００９８】
次に、投影調整装置２００は、ユーザの操作入力などによって設定された動作モードが、自動でマスク設定を行う自動モードか、手動でマスク設定を行う手動モードかを判定する（Ｓ４３）。なお、ユーザインタフェースとして、表示部２４０にＧＵＩ操作表示を行ってユーザ操作用の操作画面を表示し、自動モード又は手動モードのユーザ入力を受け付けるようにしてもよい。
【００９９】
手動モードの場合、投影調整装置２００は、ユーザによる操作入力に基づき、マスク処理を実施する計測投影装置を選択する（Ｓ４４）。この際、ユーザ入力により指定された計測投影装置における投影範囲の重複箇所の領域、及びエラー領域の情報を取得する。そして投影調整装置２００は、投影範囲の重複及びエラーを回避するように、選択した計測投影装置における投影範囲のマスク領域を決定する（Ｓ４５）。なお、計測投影装置の計測結果において、障害物などによるエラー領域が存在する場合、ユーザによる指定が無くともエラー領域にマスク領域を設定してもよい。
【０１００】
自動モードの場合、投影調整装置２００は、所定の条件として、複数の計測投影装置の投影動作の希望位相数を入力し（Ｓ４６）、計測投影装置の優先情報を入力する（Ｓ４７）。これらの位相数及び優先情報は、例えば、予め初期値として設定した値を入力してもよいし、ユーザによる操作入力に基づき取得してもよい。また、ステップＳ４１の計測処理によって取得した複数の投影範囲の接続関係に応じて、位相数、優先順位を決定して入力してもよい。位相数は、例えば２、３などを用いる。優先度は、システムにおいて設定された装置の優先順位、投影範囲の配置、映像投影の解像度や輝度、ユーザによる指定順位などを適宜用いる。そして、投影調整装置２００は、入力した位相数及び優先情報に基づき、マスク処理を実施する計測投影装置を選択する（Ｓ４８）。続いて、投影調整装置２００は、選択した計測投影装置の投影範囲において、重なり箇所が無くなるようにマスク領域を決定する（Ｓ４９）。なお、計測投影装置の計測結果において、障害物などによるエラー領域が存在する場合、投影範囲の重なり箇所に関わらずエラー領域にマスク領域を設定してもよい。
【０１０１】
なお、手動モードと自動モードとを組み合わせて実行することも可能である。例えば、自動モードの処理によりおすすめのマスク領域を仮に決定し、手動モードの処理によりユーザ入力に基づいて領域の選択、一部変更、調整などを行ってマスク領域を決定するなどの手順としてもよい。
【０１０２】
次に、投影調整装置２００は、投影システムにおける計測投影装置の位相数、各計測投影装置の投影タイミング、投影範囲のマスク領域等を示す投影情報を生成して表示する（Ｓ５０）。表示用の投影情報の一例として、投影調整装置２００は、各計測投影装置の投影範囲を図形等で示すイメージ表示、各投影範囲の重複等の接続関係をノード及び接続線等で示すグラフ表示、各計測投影装置の投影タイミングを示すタイミング表示、投影範囲のマスク領域を図形等で示すイメージ表示、などの表示画面を作成する。そして、投影調整装置２００は、表示部２４０の操作画面に文字、図形、グラフ等を描画し、上記のイメージ表示、グラフ表示、タイミング表示等を実行する。
【０１０３】
そして、投影調整装置２００は、ユーザによる操作入力を待機して設定確認を実行し、ユーザより「ＯＫ」の指示入力を受け付けたかどうか確認する（Ｓ５１）。ユーザからの設定ＯＫの指示が得られなかった場合、投影調整装置２００は、ステップＳ４３に戻り、ステップＳ４３〜Ｓ５１の処理を再び実行する。ユーザからの設定ＯＫの指示を受けた場合、投影調整装置２００は、設定したマスク領域及び投影タイミングの情報を各計測投影装置に通知し、各計測投影装置に投影タイミングを設定させ、マスク処理を実施する対象の計測投影装置にマスク領域を設定させる（Ｓ５２）。
【０１０４】
このように、１つ又は複数の計測投影装置において位置計測を行ってエラー領域を検出し、手動設定又は自動設定によって対象となる計測投影装置の投影範囲にマスク領域を設定することにより、対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避することができる。
【０１０５】
ここで、投影範囲、投影タイミング、マスク領域などを表示する表示画面の例をいくつか示す。
【０１０６】
図１３は、本実施の形態に係る投影調整装置による表示画面の第１例を示す図である。第１例は、複数の計測投影装置の投影範囲の配置を示すイメージ表示３０１と、投影範囲の接続関係を示すグラフ表示３０２とを含む表示画面の例である。イメージ表示３０１には、４個の計測投影装置Ｐ１〜Ｐ４による各投影範囲ＰＥ１〜ＰＥ４の配置を、四角形の図形表示によって模式的に表している。なお、投影範囲の重なり箇所を色又はパターン等によって区別して強調表示してもよい。これにより、ユーザは投影範囲が重複している領域や重複の状態をイメージ表示によって容易に把握できる。グラフ表示３０２には、４個の計測投影装置Ｐ１〜Ｐ４の投影範囲の位置を円マーク等のノード（節）３２１で表示し、それぞれの投影範囲が重複し接続関係があるノード３２１の間を接続線３２２で接続したグラフによって表している。このグラフ表示により、ユーザは各計測投影装置の投影範囲の接続関係を一目で確認できる。また、投影範囲の重複数、重複位置などを表示して把握可能にすることも可能である。
【０１０７】
図１４は、本実施の形態に係る投影調整装置による表示画面の第２例を示す図である。第２例は、複数の計測投影装置の位相数及び投影タイミングを示すタイミング表示３１１と、複数の計測投影装置の投影範囲におけるマスク領域を示すイメージ表示３１２とを含む表示画面の例である。タイミング表示３１１には、４個の計測投影装置Ｐ１〜Ｐ４を有する投影システムの位相数（位相数＝２）を示すとともに、各計測投影装置Ｐ１〜Ｐ４の投影タイミングをタイミングチャートによって表している。図示例は、４個の計測投影装置を順に照射させて２つの位相により時分割投影を行う動作を示している。ユーザは各計測投影装置の投影タイミングを容易に把握できる。イメージ表示３１２には、４個の計測投影装置Ｐ１〜Ｐ４による投影範囲ＰＥ１〜ＰＥ４において、マスク領域ｍｅ１を図形表示によって模式的に表している。なお、マスク領域を含む投影範囲、すなわちマスク処理を実施する投影範囲（図示例ではＰＥ４）は、異なる色又はパターン等によって区別して強調表示してもよい。また、計測投影装置や投影範囲の優先情報を表示してもよい、これにより、ユーザはマスク領域を容易に確認できる。また、ユーザは投影位置情報の表示に基づいて複数の計測投影装置の投影動作の順番、位相、投影タイミングなどを設定、調整することも可能である。
【０１０８】
上記例のような表示画面によって、ユーザは複数の計測投影装置の投影範囲の位置関係、投影タイミング、マスク領域等を容易に把握可能となり、視認性が良好な投影位置情報の表示を提供できる。したがって、ユーザが計測投影装置のマスク領域を設定する場合の投影動作の調整作業の支援を効果的に実施できる。
【０１０９】
（複数装置におけるマスク領域の設定例）
図１５は、本実施の形態に係る投影システムの複数の計測投影装置におけるマスク領域の設定例を説明する図である。ここでは、複数の計測投影装置においてマスク処理を実施する際のマスク領域を動的に設定する例を示す。
【０１１０】
ここでは、投影システムにおいて、４個の計測投影装置Ｐ１〜Ｐ４による各投影範囲ＰＥ１〜ＰＥ４が互いに重複し、最大で４重に重複している重なり箇所があるものとする。そして、重なり箇所の重複数の最大値を３に設定し、重なりが３重以下になるようにマスク領域を設定する。これにより、計測投影装置の位相数の最大値は３となり、位相数を小さくすることができる。この場合、マスク領域は、いずれか１つの計測投影装置の投影範囲に設定してマスクを掛ければよい。
【０１１１】
マスク領域は、特定の計測投影装置の投影範囲に対して固定的に設定するものに限定されず、マスク処理を実施する計測投影装置を切り替えて動的にマスク領域を設定することが可能である。例えば、図１５の下側に示すように、マスク領域を設ける投影範囲（図中破線で示す）を、ＰＥ４→ＰＥ３→ＰＥ２→ＰＥ１のように時系列的に切り替え、時分割でマスク領域を割り当てることにより、マスク処理を実施する計測投影装置をローテーションさせる。この場合、１つの計測投影装置においては、計測光の投影の４回の内の１回の割合でマスクすることになる。これにより、投影範囲の重複領域において、全ての計測投影装置によって重なり箇所の計測が可能であり、例えば重複領域を挟んで移動する対象物がある場合などに、対象物の位置の追跡をシームレスで滑らかに実行でき、位置計測の精度を向上できる。
【０１１２】
（マスク領域の他の設定例）
なお、マスク領域に関する他の設定例として、投影範囲に動く対象物又は障害物が存在し、エラー領域が変位する場合、エラー領域の位置の変化に対して動的にマスク領域を設定し、マスクを掛ける領域を変位させることも可能である。この場合、対象物又は障害物の位置計測を行って計測結果に基づきマスク領域を設定する処理を、投影期間にわたって所定のタイミング毎に繰り返すことにより、動的に変位するマスク領域設定及びマスク処理を実行できる。
【０１１３】
また、マスク領域は、投影範囲において、計測光についてマスク処理を実施するものに限らず、可視光の映像投影についてマスク処理を実施することも可能である。この場合、計測光と可視光の両方を同じマスク領域でマスク処理してもよいし、計測光と可視光とで異なるマスク領域を設定してマスク処理してもよい。
【０１１４】
以上のように、本実施の形態の投影システムは、対象物１０５、１０６に対して位置計測及び投影を行う投影装置として計測投影装置１００を含む投影システムである。計測投影装置１００は、対象物に非可視光の計測光を投影する非可視光投影部と、対象物から反射した計測光の反射光を受光する受光部としての撮像装置１０１と、計測光の反射光に基づいて対象物の位置情報を算出する演算部としての演算装置１０３と、を有する。計測投影装置１００は、例えば、赤外ＬＥＤ光源１１２を持つ非可視光投影部と、可視光ＬＥＤ光源１１４を持つ可視光投影部とを含む投影装置１２２を有する。計測投影装置１００は、計測光を投影可能な投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行する。これにより、投影システムにおいて対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避することが可能となる。
【０１１５】
また、投影システムは、計測投影装置１００による計測光の投影範囲の一部を制限するマスク処理のための設定処理を実行する処理部２１０を含む投影調整装置２００を有する。処理部２１０は、計測投影装置１００により計測光を投影して位置計測を実施し、位置計測の計測結果に不具合が生じるエラー領域を検出し、エラー領域の計測結果を用いて、計測光を投影する際のマスク領域を、対象の計測投影装置１００に対して設定する。
【０１１６】
これにより、エラー領域の計測結果を用いて、例えばエラー領域に計測光が投影されないように、適宜マスク領域を設定し、投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行することが可能となる。したがって、投影範囲において適切にマスク領域を設定でき、マスク領域の部分の計測光をマスクすることにより、対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避することができる。これによって、対象物の位置計測を的確に実行することが可能となる。
【０１１７】
また、投影システムにおいて、処理部２１０は、エラー領域として、投影範囲において障害物によって計測エラーが生じる領域を検出し、この領域に対してマスク領域を設定する。これにより、計測エラーが生じる領域をエラー領域としてマスク処理を実行でき、対象物の位置計測を的確に実行することができる。
【０１１８】
また、投影システムにおいて、処理部２１０は、エラー領域として、投影範囲において他の計測投影装置からの計測光が重複する領域を検出し、この領域に対してマスク領域を設定する。これにより、投影範囲の重複領域をエラー領域としてマスク処理を実行でき、対象物の位置計測を的確に実行することができる。
【０１１９】
また、投影システムにおいて、複数の計測投影装置１００を含み、処理部２１０は、投影システムの第１の計測投影装置において対象物に計測光を投影し、投影システムの第２の計測投影装置において対象物から反射した計測光の反射光を受光し、受光した計測光の反射光に基づいて第１の計測投影装置の投影範囲の接続関係を判定し、接続関係の判定処理を全処理対象の計測投影装置について実行し、エラー領域として、投影システムにおける各計測投影装置の投影範囲において他の計測投影装置からの計測光が重複する領域を検出し、この領域に対してマスク領域を設定する。これにより、複数の計測投影装置を含む投影システムにおいて、各計測投影装置の投影範囲における重複領域を検出し、例えば優先順位などの所定の条件に応じて対象となる計測投影装置の投影範囲に適切にマスク領域を設定できる。したがって、複数の計測投影装置のうちのいずれかの計測投影装置において、投影範囲の中の重複領域を回避して計測光を投影し、的確に対象物の位置計測を実行できる。また、他の計測投影装置においても計測光の重なりを回避でき、的確に対象物の位置計測を実行可能となる。
【０１２０】
また、投影システムにおいて、処理部２１０は、ユーザによる操作入力を受け付け、操作入力に基づき、マスク処理を実施する計測投影装置と、この計測投影装置の投影範囲におけるエラー領域とを選択し、選択した計測投影装置のエラー領域に対するマスク領域を設定する。これにより、ユーザの操作入力に基づき、手動で所望のマスク領域を設定可能となる。
【０１２１】
また、投影システムにおいて、処理部２１０は、所定の優先情報を含む条件を入力し、この条件に基づき、マスク処理を実施する計測投影装置と、この計測投影装置の投影範囲におけるエラー領域とを選択し、選択した計測投影装置のエラー領域に対するマスク領域を設定する。これにより、所定の条件に基づき、自動で適切なマスク領域を設定可能となる。
【０１２２】
また、投影システムにおいて、処理部２１０は、所定の優先情報を含む条件を入力し、この条件に基づき、マスク処理を実施する計測投影装置と、この計測投影装置の投影範囲におけるエラー領域とを選択し、選択した計測投影装置のエラー領域に対するマスク領域を仮決定し、ユーザによる操作入力を受け付け、操作入力に基づいてマスク領域を決定し、決定したマスク領域を設定する。これにより、所定の条件に基づき、自動でおすすめ設定などの適切なマスク領域をユーザに提示でき、ユーザの操作入力に基づき、手動で所望のマスク領域を設定可能となる。また、マスク領域の設定の一部変更、微調整、再調整など、柔軟でより適切なマスク領域の設定が可能となる。
【０１２３】
また、投影システムにおいて、処理部２１０は、位置計測を所定時間毎に実施し、エラー領域が変位する場合、エラー領域の位置変化に応じて動的にマスク領域を設定する。これにより、例えば対象物又は障害物が移動する場合などに、エラー領域の変位に連動してマスク領域を設定でき、的確な対象物の位置計測が実行可能となる。
【０１２４】
また、投影システムにおいて、処理部２１０は、複数の計測投影装置に対して、マスク処理を実施する計測投影装置を切り替えてマスク領域を時分割で割り当てる。これにより、複数の計測投影装置を含む投影システムにおいて、各計測投影装置で交代でマスク処理を実施し、対象物の位置計測を的確に実行できる。この場合、他の計測投影装置の投影範囲との境界部において、計測結果を滑らかに接続可能であり、位置計測の精度を向上できる。
【０１２５】
本実施の形態の投影調整プログラムは、対象物１０５、１０６に対して位置計測及び投影を行う投影装置として計測投影装置１００を含む投影システムにおいて、コンピュータにより計測投影装置１００の投影動作の調整に関する処理を実行する投影調整プログラムである。この投影調整プログラムは、投影システムの計測投影装置１００において、対象物に非可視光の計測光を投影し、対象物から反射した計測光の反射光を受光し、計測光の反射光に基づいて対象物の位置情報を算出することにより、位置計測を実施する。また、投影調整プログラムは、位置計測の計測結果に不具合が生じるエラー領域を検出し、エラー領域の計測結果を用いて、計測光を投影する際の投影範囲の一部を制限するマスク処理のためのマスク領域を、対象の計測投影装置１００に対して設定する。これにより、対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避できる。
【０１２６】
本実施の形態の投影方法は、計測投影装置１００が非可視光の計測光を投影可能な投影範囲の一部を制限するマスク処理を実行するステップと、計測光をマスク処理によって一部が制限された投影範囲に投影するステップと、計測光の反射光を受光するステップと、計測光の反射光に基づいて、投影範囲内に位置する対象物１０５、１０６の位置情報を算出するステップと、算出した対象物の位置情報に基づいて、コンテンツの投影位置を決定するステップと、決定した投影位置にコンテンツを投影するステップと、を含む。これにより、投影システムにおいて対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避できる。
【０１２７】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本開示は、投影システムにおいて対象物の計測を行う際に投影範囲のエラー領域を適切に回避できる投影システム、投影調整プログラム及び投影方法として有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１００  計測投影装置
１０１  撮像装置
１０３  演算装置
１０５  第１の対象物
１０６  第２の対象物
１１１  レンズ光学系
１１２  赤外ＬＥＤ光源
１１３  表示デバイス
１１４  可視光ＬＥＤ光源
１１５  ダイクロイックミラー
１２２  投影装置
２００  投影調整装置
２１０  処理部
２２０  記憶部
２２１  投影調整プログラム
２３０  通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）
２４０  表示部
２５０  モニタ
２６０  入力部
４０１  画像入力部
４０２  パターン復号部
４０５  座標変換部
４０７  座標補間部
４０８  コンテンツ生成部
４１０  画像出力部
４１１  パターン生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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