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公開番号2025100110
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217228
出願日2023-12-22
発明の名称投射方法、システムおよびプログラム
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H04N 5/74 20060101AFI20250626BHJP(電気通信技術)
要約【課題】プロジェクターの種々の調整を可能とする。
【解決手段】投射方法は、第1カメラによる第1撮像画像における複数の第1座標と第2カメラによる第2撮像画像における複数の第2座標との第1対応関係を生成し、第1カメラの第1内部ラメーターと第2カメラの第2内部パラメーターと第1対応関係とに基づいて第1カメラに対する第2カメラの位置および/または姿勢を示す第1外部パラメーターを算出し、第1内部パラメーターと第2内部パラメーターと第1対応関係と第1外部パラメーターとに基づいて投射画像において投射面における3次元座標である複数の第3座標を求め、複数の第1座標と複数の第3座標との第2対応関係を生成し、プロジェクターの表示パネルにおける複数の第3画素の座標である複数の第4座標と複数の第1座標との第3対応関係を生成し、第2対応関係と第3対応関係とに基づいて複数の第3座標と複数の第4座標との第4対応関係を生成する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
投射面にプロジェクターから投射画像を投射することと、
第１内部パラメーターを有する第１カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第１撮像画像を取得することと、
第２内部パラメーターを有する第２カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第２撮像画像を取得することと、
前記第１撮像画像における複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記第２撮像画像において前記複数の第１画素と対応する複数の第２画素の座標である複数の第２座標とが対応付けられた第１対応関係を生成することと、
前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係とに基づいて、前記第１カメラに対する前記第２カメラの位置および姿勢のうちの一方または両方を示す第１外部パラメーターを算出することと、
前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第１外部パラメーターとに基づいて、前記投射画像において前記第１撮像画像および前記第２撮像画像の両方に含まれる第１部分画像の前記投射面における３次元座標である複数の第３座標を求めることと、
前記複数の第１座標と前記複数の第３座標とが対応付けられた第２対応関係を生成することと、
前記プロジェクターの表示パネルにおける複数の第３画素の座標である複数の第４座標と、前記複数の第１座標とが対応付けられた第３対応関係を生成することと、
前記第２対応関係と前記第３対応関係とに基づいて、前記複数の第３座標と前記複数の第４座標とが対応付けられた第４対応関係を生成することと、
を含む投射方法。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記第４対応関係に基づいて、前記第１カメラに対する前記プロジェクターの位置および姿勢のうちの一方または両方を示す第２外部パラメーターと、前記プロジェクターの内部パラメーターである第３内部パラメーターと、を算出すること、を含む、
請求項１に記載の投射方法。
【請求項３】
前記第２外部パラメーターと前記第３内部パラメーターと前記第３対応関係とに基づいて、前記投射画像において前記第２撮像画像に含まれずに前記第１撮像画像に含まれる第２部分画像の前記投射面における３次元形状を示す形状情報を得ること、を含む、
請求項２に記載の投射方法。
【請求項４】
前記第１外部パラメーターを第１期間ごとに更新すること、を含む、
請求項１に記載の投射方法。
【請求項５】
前記プロジェクターの光学系を調整した場合に、前記光学系を調整した後に投射される前記投射画像を前記第１カメラおよび前記第２カメラで撮影した結果に基づいて、前記第２外部パラメーターおよび前記第３内部パラメーターのうちの一方または両方を更新すること、を含む、
請求項２に記載の投射方法。
【請求項６】
前記投射画像における複数の基準点の表示パネルにおける座標である複数の第５座標を特定することと、
前記第４対応関係に基づいて、前記複数の第５座標を３次元座標に変換することと、
前記第２対応関係に基づいて、第１タイミングにおけるマーカーの３次元座標を取得することと、
前記第２対応関係に基づいて、前記第１タイミングよりも後の第２タイミングにおける前記マーカーの３次元座標を取得することと、
前記第１タイミングにおける前記マーカーの３次元座標と前記第２タイミングにおける前記マーカーの３次元座標と前記複数の第５座標を３次元座標に変換した座標と前記第２内部パラメーターと前記第２外部パラメーターとに基づいて、前記投射画像を調整することと、を含む、
請求項２に記載の投射方法。
【請求項７】
前記投射画像の形状を調整するために前記複数の基準点を移動する操作をユーザーから受け付けること、を含み、
前記操作の後に前記複数の第５座標を特定する、
請求項６に記載の投射方法。
【請求項８】
プロジェクターの光学装置と、
第１カメラと、
第２カメラと、
前記光学装置と前記第１カメラと前記第２カメラとの動作を制御する処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
投射面に前記プロジェクターから投射画像を投射することと、
第１内部パラメーターを有する前記第１カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第１撮像画像を取得することと、
第２内部パラメーターを有する前記第２カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第２撮像画像を取得することと、
前記第１撮像画像における複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記第２撮像画像において前記複数の第１画素と対応する複数の第２画素の座標である複数の第２座標とが対応付けられた第１対応関係を生成することと、
前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係とに基づいて、前記第１カメラに対する前記第２カメラの位置および姿勢のうちの一方または両方を示す第１外部パラメーターを算出することと、
前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第１外部パラメーターとに基づいて、前記投射画像において前記第１撮像画像および前記第２撮像画像の両方に含まれる第１部分画像の前記投射面における３次元座標である複数の第３座標を求めることと、
前記複数の第１座標と前記複数の第３座標とが対応付けられた第２対応関係を生成することと、
前記プロジェクターの表示パネルにおける複数の第３画素の座標である複数の第４座標と、前記複数の第１座標とが対応付けられた第３対応関係を生成することと、
前記第２対応関係と前記第３対応関係とに基づいて、前記複数の第３座標と前記複数の第４座標とが対応付けられた第４対応関係を生成することと、
を実行するシステム。
【請求項９】
投射面にプロジェクターから投射画像を投射することと、
第１内部パラメーターを有する第１カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第１撮像画像を取得することと、
第２内部パラメーターを有する第２カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第２撮像画像を取得することと、
前記第１撮像画像における複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記第２撮像画像において前記複数の第１画素と対応する複数の第２画素の座標である複数の第２座標とが対応付けられた第１対応関係を生成することと、
前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係とに基づいて、前記第１カメラに対する前記第２カメラの位置および姿勢のうちの一方または両方を示す第１外部パラメーターを算出することと、
前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第１外部パラメーターとに基づいて、前記投射画像において前記第１撮像画像および前記第２撮像画像の両方に含まれる第１部分画像の前記投射面における３次元座標である複数の第３座標を求めることと、
前記複数の第１座標と前記複数の第３座標とが対応付けられた第２対応関係を生成することと、
前記プロジェクターの表示パネルにおける複数の第３画素の座標である複数の第４座標と、前記複数の第１座標とが対応付けられた第３対応関係を生成することと、
前記第２対応関係と前記第３対応関係とに基づいて、前記複数の第３座標と前記複数の第４座標とが対応付けられた第４対応関係を生成することと、
をコンピューターに実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、投射方法、システムおよびプログラムに関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、プロジェクターから被投写物に投写された画像と撮像装置によって被投射物を撮像した撮像画像とに基づいて、被投写物に投写された画像上の位置と撮像画像上の位置との対応関係を特定するシステムが開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－６９１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクターが種々の調整を行うには、プロジェクターの表示パネル上の位置を表す２次元座標系とスクリーンにおける投射画像の３次元座標とがどのような対応関係を有するのか特定する必要がある。しかし、特許文献１には、この点について開示がない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る投射方法は、投射面にプロジェクターから投射画像を投射することと、第１内部パラメーターを有する第１カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第１撮像画像を取得することと、第２内部パラメーターを有する第２カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第２撮像画像を取得することと、前記第１撮像画像における複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記第２撮像画像において前記複数の第１画素と対応する複数の第２画素の座標である複数の第２座標とが対応付けられた第１対応関係を生成することと、前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係とに基づいて、前記第１カメラに対する前記第２カメラの位置および姿勢のうちの一方または両方を示す第１外部パラメーターを算出することと、前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第１外部パラメーターとに基づいて、前記投射画像において前記第１撮像画像および前記第２撮像画像の両方に含まれる第１部分画像の前記投射面における３次元座標である複数の第３座標を求めることと、前記複数の第１座標と前記複数の第３座標とが対応付けられた第２対応関係を生成することと、前記プロジェクターの表示パネルにおける複数の第３画素の座標である複数の第４座標と、前記複数の第１座標とが対応付けられた第３対応関係を生成することと、前記第２対応関係と前記第３対応関係とに基づいて、前記複数の第３座標と前記複数の第４座標とが対応付けられた第４対応関係を生成することと、を含む。
【０００６】
本開示の一態様に係るシステムは、プロジェクターの光学装置と、第１カメラと、第２カメラと、前記光学装置と前記第１カメラと前記第２カメラとの動作を制御する処理装置と、を備え、前記処理装置は、投射面に前記プロジェクターから投射画像を投射することと、第１内部パラメーターを有する前記第１カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第１撮像画像を取得することと、第２内部パラメーターを有する前記第２カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第２撮像画像を取得することと、前記第１撮像画像における複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記第２撮像画像において前記複数の第１画素と対応する複数の第２画素の座標である複数の第２座標とが対応付けられた第１対応関係を生成することと、前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係とに基づいて、前記第１カメラに対する前記第２カメラの位置および姿勢のうちの一方または両方を示す第１外部パラメーターを算出することと、前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第１外部パラメーターとに基づいて、前記投射画像において前記第１撮像画像および前記第２撮像画像の両方に含まれる第１部分画像の前記投射面における３次元座標である複数の第３座標を求めることと、前記複数の第１座標と前記複数の第３座標とが対応付けられた第２対応関係を生成することと、前記プロジェクターの表示パネルにおける複数の第３画素の座標である複数の第４座標と、前記複数の第１座標とが対応付けられた第３対応関係を生成することと、前記第２対応関係と前記第３対応関係とに基づいて、前記複数の第３座標と前記複数の第４座標とが対応付けられた第４対応関係を生成することと、を実行する。
【０００７】
本開示の一態様に係るプログラムは、投射面にプロジェクターから投射画像を投射することと、第１内部パラメーターを有する第１カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第１撮像画像を取得することと、第２内部パラメーターを有する第２カメラにより前記投射画像を撮像することにより、第２撮像画像を取得することと、前記第１撮像画像における複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記第２撮像画像において前記複数の第１画素と対応する複数の第２画素の座標である複数の第２座標とが対応付けられた第１対応関係を生成することと、前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係とに基づいて、前記第１カメラに対する前記第２カメラの位置および姿勢のうちの一方または両方を示す第１外部パラメーターを算出することと、前記第１内部パラメーターと前記第２内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第１外部パラメーターとに基づいて、前記投射画像において前記第１撮像画像および前記第２撮像画像の両方に含まれる第１部分画像の前記投射面における３次元座標である複数の第３座標を求めることと、前記複数の第１座標と前記複数の第３座標とが対応付けられた第２対応関係を生成することと、前記プロジェクターの表示パネルにおける複数の第３画素の座標である複数の第４座標と、前記複数の第１座標とが対応付けられた第３対応関係を生成することと、前記第２対応関係と前記第３対応関係とに基づいて、前記複数の第３座標と前記複数の第４座標とが対応付けられた第４対応関係を生成することと、をコンピューターに実行させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る投射方法に用いるシステムの概略を示す図である。
第１実施形態に係るシステムに用いるプロジェクターのブロック図である。
第１実施形態に係る投射方法の流れを示すフローチャートである。
投射面の形状の計測の流れを示すフローチャートである。
投射画像の表示パネルにおける座標と第１撮像画像および第２撮像画像における座標との関係を説明するための図である。
投射画像の第１部分画像および第２部分画像を説明するための図である。
投射画像の第２部分画像の形状計測を説明するための図である。
投射画像の調整の流れを示すフローチャートである。
投射画像の表示パネルにおける複数の基準点を説明するための図である。
第１タイミングにおけるマーカーの３次元座標を説明するための図である。
復元の流れを示すフローチャートである。
第２タイミングにおけるマーカーの３次元座標を説明するための図である。
第１タイミングおよび第２タイミングにおけるマーカーの３次元座標を説明するための図である。
投射画像の調整を説明するための図である。
第２実施形態に係る投射方法に用いるシステムの概略を示す図である。
第２実施形態に係るシステムに用いるプロジェクターのブロック図である。
投射面に対する投射画像の投影を説明するための図である。
投射画像の表示パネルにおける座標と第１撮像画像および第２撮像画像における座標との関係を説明するための図である。
投射画像の第３部分画像の形状計測を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【００１０】
１．第１実施形態
１－１．システムの概要
図１は、第１実施形態に係る投射方法に用いるシステム１００の概略を示す図である。システム１００は、投射画像Ｇ１を投射面ＳＣに投射するプロジェクションシステムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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