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公開番号2025127025
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-01
出願番号2024023491
出願日2024-02-20
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
代理人個人,個人,個人
主分類G09G 5/00 20060101AFI20250825BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】ユーザーの手間を省くことのできる投射方法を提供する。
【解決手段】投射方法は、プロジェクターから投射面に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カメラにより投射画像を撮像した撮像画像を取得することと、撮像画像における複数の第1画素の座標とプロジェクターの表示パネルにおける複数の第2画素の座標とが互いに対応付けられた第1対応関係を生成することと、プロジェクターの光学系の状態を示す状態情報を取得することと、光学系の第2内部パラメーターと光学系の状態とが互いに対応付けられた第2対応関係と、状態情報と、に基づいて、第2内部パラメーターを推定することと、第1内部パラメーターと第1対応関係と第2内部パラメーターとに基づいて、カメラに対する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外部パラメーターを推定することと、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
プロジェクターの表示パネルに描画された描画画像を、投射画像として前記プロジェクターから投射面に投射することと、
第１内部パラメーターを有するカメラにより前記投射画像を撮像することにより、撮像画像を取得することと、
前記撮像画像における前記投射画像を構成する複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記描画画像を構成する複数の第２画素の座標である複数の第２座標と、が互いに対応付けられた第１対応関係を生成することと、
前記プロジェクターの光学系の状態を示す状態情報を取得することと、
前記光学系の内部パラメーターである第２内部パラメーターと前記光学系の状態とが互いに対応付けられた第２対応関係と、前記状態情報と、に基づいて、前記第２内部パラメーターを推定することと、
前記第１内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第２内部パラメーターとに基づいて、前記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外部パラメーターを推定することと、を含む、
投射方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
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対応関係と前記外部パラメーターとに基づいて、前記投射面における前記投射画像の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３対応関係を生成することと、を含む、
請求項１に記載の投射方法。
【請求項３】
前記光学系の温度に応じて前記外部パラメーターを調整すること、をさらに含む、
請求項１に記載の投射方法。
【請求項４】
前記光学系を調整した場合に、前記第２内部パラメーターを更新することと、
前記第１内部パラメーターと前記第１対応関係と更新後の前記第２内部パラメーターとに基づいて、前記外部パラメーターを更新することと、を含む、
請求項３に記載の投射方法。
【請求項５】
前記プロジェクターの表示パネルにおける前記投射画像の複数の基準点の座標である複数の第５座標を特定することと、
前記複数の第２座標と前記複数の第３座標とが対応付けられた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３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３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マーカーの３次元座標と前記第２タイミングにおけるマーカーの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６】
プロジェクターと、
第１内部パラメーターを有するカメラと、を備えるシステムであって、
前記プロジェクターは、
前記プロジェクターから投射面に投射画像を投射することと、
前記カメラにより前記投射画像を撮像することにより、撮像画像を取得することと、
前記撮像画像における前記投射画像を構成する複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記プロジェクターの表示パネルにおける前記投射画像を構成する複数の第２画素の座標である複数の第２座標と、が互いに対応付けられた第１対応関係を生成することと、
前記プロジェクターの光学系の状態を示す状態情報を取得することと、
前記光学系の内部パラメーターである第２内部パラメーターと前記光学系の状態とが互いに対応付けられた第２対応関係と、前記状態情報と、に基づいて、前記第２内部パラメーターを推定することと、
前記第１内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第２内部パラメーターとに基づいて、前記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外部パラメーターを推定することと、を実行する、
システム。
【請求項７】
プロジェクターから投射面に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カメラにより前記投射画像を撮像することにより、撮像画像を取得することと、
前記撮像画像における前記投射画像を構成する複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記プロジェクターの表示パネルにおける前記投射画像を構成する複数の第２画素の座標である複数の第２座標と、が互いに対応付けられた第１対応関係を生成することと、
前記プロジェクターの光学系の状態を示す状態情報を取得することと、
前記光学系の内部パラメーターである第２内部パラメーターと前記光学系の状態とが互いに対応付けられた第２対応関係と、前記状態情報と、に基づいて、前記第２内部パラメーターを推定することと、
前記第１内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第２内部パラメーターとに基づいて、前記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外部パラメーターを推定することと、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 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、黄色パターンが印刷された校正板にプロジェクターから赤色の校正用パターンを投射した状態で、その校正板をカメラにより撮影し、その撮影結果に基づいてプロジェクターの内部パラメーターを求める技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２００８／０２８５８４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクターの内部パラメーターは、例えばカメラに対する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プロジェクターの外部パラメーターとして求めるのに用いられる。特許文献１では、内部パラメーターを求める際にプロジェクターおよびカメラだけでなく校正板を用意する必要があり、ユーザーにとって手間がかかる。
【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、プロジェクターの表示パネルに描画された描画画像を、投射画像として前記プロジェクターから投射面に投射することと、第１内部パラメーターを有するカメラにより前記投射画像を撮像することにより、撮像画像を取得することと、前記撮像画像における前記投射画像を構成する複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記描画画像を構成する複数の第２画素の座標である複数の第２座標と、が互いに対応付けられた第１対応関係を生成することと、前記プロジェクターの光学系の状態を示す状態情報を取得することと、前記光学系の内部パラメーターである第２内部パラメーターと前記光学系の状態とが互いに対応付けられた第２対応関係と、前記状態情報と、に基づいて、前記第２内部パラメーターを推定することと、前記第１内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第２内部パラメーターとに基づいて、前記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外部パラメーターを推定することと、を含む。
【０００６】
本開示の一態様に係るシステムは、プロジェクターと、第１内部パラメーターを有するカメラと、を備えるシステムであって、前記プロジェクターは、前記プロジェクターから投射面に投射画像を投射することと、前記カメラにより前記投射画像を撮像することにより、撮像画像を取得することと、前記撮像画像における前記投射画像を構成する複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記プロジェクターの表示パネルにおける前記投射画像を構成する複数の第２画素の座標である複数の第２座標と、が互いに対応付けられた第１対応関係を生成することと、前記プロジェクターの光学系の状態を示す状態情報を取得することと、前記光学系の内部パラメーターである第２内部パラメーターと前記光学系の状態とが互いに対応付けられた第２対応関係と、前記状態情報と、に基づいて、前記第２内部パラメーターを推定することと、前記第１内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第２内部パラメーターとに基づいて、前記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外部パラメーターを推定することと、を実行する。
【０００７】
本開示の一態様に係るプログラムは、プロジェクターから投射面に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カメラにより前記投射画像を撮像することにより、撮像画像を取得することと、前記撮像画像における前記投射画像を構成する複数の第１画素の座標である複数の第１座標と、前記プロジェクターの表示パネルにおける前記投射画像を構成する複数の第２画素の座標である複数の第２座標と、が互いに対応付けられた第１対応関係を生成することと、前記プロジェクターの光学系の状態を示す状態情報を取得することと、前記光学系の内部パラメーターである第２内部パラメーターと前記光学系の状態とが互いに対応付けられた第２対応関係と、前記状態情報と、に基づいて、前記第２内部パラメーターを推定することと、前記第１内部パラメーターと前記第１対応関係と前記第２内部パラメーターとに基づいて、前記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外部パラメーターを推定することと、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。
第１実施形態におけ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。
第２対応関係の一例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。
第２実施形態におけ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。
投射面の第１部分と第２部分と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Ｇ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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