特許ウォッチ

公開番号2025133346
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024031242
出願日2024-03-01
発明の名称投影装置、投影システム、投影方法及びプログラム
出願人カシオ計算機株式会社
代理人弁理士法人コスモ国際特許事務所
主分類G03B 21/00 20060101AFI20250904BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】画像を明るく投影できる投影装置、投影システム、投影方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】投影装置120は、入射された光L1を光の回折現象を利用して、設定されたパターン光としての光L2として出射する回折光学素子を含む光学変調素子122と、パターン光(光L2)に基づいて投影画像Dを投影エリアSの一部の領域に投影するための画像光L3を出射する表示素子123と、を備え、回折光学素子(光学変調素子122)は、表示素子123における投影エリアSの一部の領域に対応する入射領域Dtに、入射された光L1を集中して出射するようにパターン光(光L2)を設定されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
入射された光を光の回折現象を利用して、設定されたパターン光として出射する回折光学素子と、
前記パターン光に基づいて投影画像を投影エリアの一部の領域に投影するための画像光を出射する表示素子と、
を備え、
前記回折光学素子は、前記表示素子における前記投影エリアの前記一部の領域に対応する入射領域に、入射された光を集中して出射するように前記パターン光を設定されている投影装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記投影画像の形状の補正を行う場合、前記回折光学素子は、補正に伴い前記表示素子の前記入射領域の形状を異ならせるよう設定されている請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記回折光学素子は、前記補正に伴い、前記投影画像の伸長する部位に対して伸長度に合わせて単位面積当たりの明るさを大きくし、又は縮小する部位の縮小度に合わせて単位面積当たりの明るさを小さくするよう設定されている請求項２に記載の投影装置。
【請求項４】
請求項１に記載の投影装置と、
対象を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された撮像画像に応じた画像データに基づいた投影画像を生成するための映像信号を前記投影装置に出力する投影制御装置と、
を備える投影システム。
【請求項５】
前記撮像装置は、第１の撮像画像と、前記第１の撮像画像の撮像後の第２の撮像画像とを撮像し、
前記投影制御装置は、前記第１の撮像画像と前記第２の撮像画像の差分に応じた前記画像データに基づいて前記映像信号を前記投影装置に出力する、請求項４に記載の投影システム。
【請求項６】
前記回折光学素子は、前記投影装置が前記投影画像を、対象に重ならない位置であって前記対象の近傍に投影するように、設定されている請求項４又は請求項５に記載の投影システム。
【請求項７】
入射された光を光の回折現象を利用して、設定されたパターン光として出射する回折光学素子が、表示素子における投影エリアの一部の領域に対応する入射領域に、前記入射された光を集中した前記パターン光を出射し、
前記表示素子が、前記パターン光に基づいて投影画像を前記投影エリアの前記一部の領域に投影するための画像光を出射する、
投影方法。
【請求項８】
入射された光を光の回折現象を利用して、設定されたパターン光として出射する回折光学素子が、表示素子における投影エリアの一部の領域に対応する入射領域に、前記入射された光を集中した前記パターン光を出射し、
前記表示素子が、前記パターン光に基づいて投影画像を前記投影エリアの前記一部の領域に投影するための画像光を出射する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影装置、投影システム、投影方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、製造工場等の組み立て作業等の作業において、投影装置で作業手順書等の作業に関する画像を投影し、作業が円滑に進むよう作業を補助する投影方法等が開示されている。例えば、特許文献１には、ステレオカメラと、制御装置と、プロジェクタを備える投影システムが開示されている。この投影システムは、作業エリアの作業対象や工具等の位置をステレオカメラの撮像に基づいて認識し、作業対象や工具等の位置に合わせて作業に関する画像を投影する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－９８４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクタは、一般に、投影可能な範囲（投影エリア）において、光源光のほぼ全てを使用して均一な明るさの投影画像を投影する。そうすると、上記の用途においては、作業エリア全体を投影エリアとし、その一部にのみ画像を投影する場合、画像が投影される場所以外の場所に対応する光源光は利用されずにオフ光となる。よって、光源光の明るさに対して投影画像が暗いものとなってしまうことがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、画像を明るく投影することができる投影装置、投影システム、投影方法及びプログラム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】
本発明の投影装置は、入射された光を光の回折現象を利用して、設定されたパターン光として出射する回折光学素子と、前記パターン光に基づいて投影画像を投影エリアの一部の領域に投影するための画像光を出射する表示素子と、を備え、前記回折光学素子は、前記表示素子における前記投影エリアの前記一部の領域に対応する入射領域に、入射された光を集中して出射するように前記パターン光を設定されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画像を明るく投影することができる投影装置、投影システム、投影方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
作業場に配置されたベルトコンベアの側面方向から見た、作業場の様子を示す模式図である。
作業場に配置されたベルトコンベアを上方から見た、作業者を含む作業場の様子を示す模式図である。
本発明の実施形態に係る投影システムの構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る投影システムの投影装置の構成及び光の状態を模式的に示す図である。
本発明の実施形態に係る投影システムの動作を示すフロー図である。
本発明の実施形態に係る投影システムの撮像装置により撮像された撮像画像を示し、（ａ）は作業対象が第１工程に位置しているときの撮像画像を示し、（ｂ）は作業対象が第２工程に位置しているときの撮像画像を示す。
本発明の実施形態に係る投影システムの投影装置における、台形補正を加味した場合の構成及び光の状態を模式的に示す図である。
本発明の実施形態に係る投影システムの動作であって、台形補正を加味した動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態を説明する。図１及び図２は、製造工場において組立作業が行われる作業場を模式的に示している。作業場には、図の左右方向に長いベルトコンベア１５０が設置されている。組立作業は、３つの工程を有している。第１工程は、例えば、ベルトコンベア１５０において、後述するＣ２位置よりも左寄りのＣ１位置にて、作業ガイドに基づいてベルトコンベア１５０の上面に配置された作業対象Ｘに破損等の問題がないか作業者Ｐが検証する工程である。作業者Ｐは検証の結果、問題があると判断した作業対象Ｘをベルトコンベア１５０上から排除する。第２工程は、第１工程を経てベルトコンベア１５０の略中央のＣ２位置に移動された作業対象Ｘに、作業ガイドに基づいて作業者Ｐが部品Ａを接着する作業を行う工程である。第３工程は、ベルトコンベア１５０において、Ｃ２位置よりも右寄りのＣ３位置にて、完成品である作業対象Ｘが正常に機能するか作業ガイドに基づいて作業者Ｐが検証する工程である。作業者Ｐは検証の結果、問題があると判断した作業対象Ｘをベルトコンベア１５０上から排除し、問題がないと判断した作業対象Ｘをベルトコンベア１５０上に残し、ベルトコンベア１５０が作業対象Ｘを次の工程の位置まで移動させる。ここでは、第１工程の作業が終了すると、ベルトコンベア１５０が起動して、作業対象ＸはＣ１位置の右方のＣ２位置に移動し、ベルトコンベア１５０は停止する。Ｃ１位置にて第１工程の作業をした作業者Ｐは、第１工程の作業が終了すると、Ｃ１位置からＣ２位置に移動する。同様に、第２工程の作業が終了すると、作業対象Ｘ及び作業者Ｐは、Ｃ２位置からＣ３位置に移動する。第３工程の作業が終了すると、作業者ＰはＣ３位置からＣ１位置に移動して、再び第１工程～第３工程の作業を行う。なお、第１工程、第２工程及び第３工程の作業者は、同一の作業者Ｐでなくてもよい。この場合、第１工程、第２工程及び第３工程は、それぞれ複数の互いに異なる作業工程であり、それぞれの作業工程に対応する作業ガイドの指示にしたがって、それぞれ別々の作業者が作業を行うか、又は第１工程、第２工程及び第３工程は、互いに同じ作業工程であるとともに、それぞれ複数の作業工程であり、それぞれ別々の作業者が、それぞれの作業工程に対応する同じ作業ガイドの指示にしたがって作業を行うようにしてもよい。
【００１０】
図１に示すように、ベルトコンベア１５０の上方には、撮像装置１１０が設けられている。撮像装置１１０の右隣には、撮像装置１１０と隣接して投影装置１２０が設けられている。ここで、図２に示すように、ベルトコンベア１５０の上面の長さＷ１、幅Ｗ２の範囲は、第１工程、第２工程及び第３工程が行われる作業エリアＷとされている。なお、ベルトコンベア１５０の全長は、長さＷ１でもよいし、長さＷ１より長くてもよい。作業エリアＷの範囲内の一点鎖線で示す長矩形で囲まれた範囲は認識エリアＮとされている。更に、認識エリアＮの範囲内の二点鎖線で示す長矩形で囲まれた範囲は投影装置１２０が投影可能な範囲である投影エリアＳとされている。従って、投影エリアＳは、全て撮像装置１１０により撮像可能とされ、認識可能とされる領域である。ここで投影エリアＳの上辺、下辺をそれぞれ便宜的に辺Ｅ１、Ｅ２と定義する。なお、投影エリアＳは、認識エリアＮと同一寸法、同一位置であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許