投影装置、投影控制方法

摘要

本发明提供一种投影装置、投影控制方法。在将图像投影至不定形的屏幕的情况下，有效利用原本在投影中不使用的区域，进一步提高作为电子招牌的吸引力。投影装置，具备：投影部，其对图像进行投影；形状获取部，其获取上述投影部对图像进行投影的屏幕的形状；第1投影控制部，其按照上述屏幕的形状，使用上述投影部的能投影区域的一部分来投影第1图像；判定部，其判定在上述屏幕外的区域中是否存在投影对象；以及第2投影控制部，其按照上述判定部的判定结果，对于处于上述屏幕外的区域中的投影对象，通过上述投影部投影第2图像。

权利要求

1.一种投影装置，具备：

投影部，其对图像进行投影；

形状获取部，其获取上述投影部对图像进行投影的屏幕的形状；

第1投影控制部，其按照上述屏幕的形状，使用上述投影部的能投影区域的一部分来投影第1图像；

判定部，其判定在上述屏幕外的区域中是否存在投影对象；以及第2投影控制部，其按照上述判定部的判定结果，对于处于上述屏幕外的区域中的投影对象，通过上述投影部投影第2图像，该投影装置还具备摄影部，该摄影部对上述投影部的上述屏幕以及能投影区域方向进行摄影，上述形状获取部从由上述摄影部得到的摄影图像中获取上述屏幕的形状，上述判定部从由上述摄影部得到的摄影图像中判定在上述屏幕外的区域中是否存在投影对象，该投影装置还具备投影对象获取部，该投影对象获取部在通过上述判定部从由上述摄影部得到的摄影图像中判定为在上述屏幕外的区域中存在投影对象的情况下，从上述摄影图像中获取上述投影对象的位置以及大小，上述第2投影控制部使上述第2图像与由上述投影对象获取部获取到的上述投影对象的位置以及大小相匹配地被投影。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其中，

上述摄影部具有自动对焦功能，

上述投影对象获取部通过上述摄影部的自动对焦功能一并获取距上述投影对象的距离，上述第2投影控制部使上述第2图像与由上述投影对象获取部获取到的距上述投影对象的距离相匹配地被投影。

3.根据权利要求2所述的投影装置，其中，

上述第2投影控制部在由上述投影对象获取部获取到的距上述投影对象的距离超出预先设定的范围的情况下，使上述第2图像的投影停止。

4.根据权利要求1所述的投影装置，其中，

该投影装置还具备存储部，该存储部将由上述第1投影控制部投影的第1图像和由上述第2投影控制部投影的第2图像建立关联后存储，上述第2投影控制部基于上述存储部来投影上述第2图像。

5.根据权利要求1所述的投影装置，其中，

该投影装置还具备存储部，该存储部将由上述第1投影控制部投影的第1图像和由上述第2投影控制部投影的第2图像建立关联后存储，上述第2投影控制部基于上述存储部来投影上述第2图像。

6.根据权利要求1所述的投影装置，其中，

该投影装置还具备存储部，该存储部将由上述第1投影控制部投影的第1图像和由上述第2投影控制部投影的第2图像建立关联后存储，上述第2投影控制部基于上述存储部来投影上述第2图像。

7.根据权利要求2所述的投影装置，其中，

该投影装置还具备存储部，该存储部将由上述第1投影控制部投影的第1图像和由上述第2投影控制部投影的第2图像建立关联后存储，上述第2投影控制部基于上述存储部来投影上述第2图像。

8.根据权利要求3所述的投影装置，其中，

该投影装置还具备存储部，该存储部将由上述第1投影控制部投影的第1图像和由上述第2投影控制部投影的第2图像建立关联后存储，上述第2投影控制部基于上述存储部来投影上述第2图像。

9.一种具备投影部的装置的投影控制方法，其中，该投影部对图像进行投影，该投影控制方法的特征在于，具有：形状获取步骤，获取上述投影部对图像进行投影的屏幕的形状；

第1投影控制步骤，按照上述屏幕的形状，使用上述投影部的能投影区域的一部分来使第1图像被投影；

判定步骤，判定在上述屏幕外的区域中是否存在投影对象；

第2投影控制步骤，按照上述判定步骤的判定结果，对于处于上述屏幕外的区域中的投影对象，通过上述投影部投影第2图像；以及摄影步骤，对上述投影部的上述屏幕以及能投影区域方向进行摄影，上述形状获取步骤从由上述摄影步骤得到的摄影图像中获取上述屏幕的形状，上述判定步骤从由上述摄影步骤得到的摄影图像中判定在上述屏幕外的区域中是否存在投影对象，该投影控制方法还具备投影对象获取步骤，该投影对象获取步骤在通过上述判定步骤从由上述摄影步骤得到的摄影图像中判定为在上述屏幕外的区域中存在投影对象的情况下，从上述摄影图像中获取上述投影对象的位置以及大小，上述第2投影控制步骤使上述第2图像与由上述投影对象获取步骤获取到的上述投影对象的位置以及大小相匹配地被投影。

说明书

投影装置、投影控制方法

技术领域

[0001] 本发明特别涉及设置在商店的店前和商品架等的电子招牌中适用的投影装置、投影控制方法。

背景技术

[0002] 以往，提出有为了提高对于阅览者的印象，而通过背投影将映像内容投影至人形等屏幕上的映像输出装置搭载设备(例如，专利文献1)。

[0003] 专利文献1：JP特开2011-150221号公报

[0004] 包含上述专利文献中记载的技术的这种数字标牌(digital signage：电子招牌)中，不论形成图像的显示元件本身是否具有矩形的显示区域，对使用该显示元件形成的光学像进行投影的对象的招牌部分与如上所述的人形等内容相匹配的不定形的情况较多。

[0005] 由此，在上述显示元件中，仅仅与屏幕的形状相匹配地在对投影有效的区域中显示内容图像，另一方面，为了防止不必要的光漏出至屏幕外，内容图像的周围的区域始终显示黑图像，会产生不能有效利用显示元件的显示区域这样的不良情况。

发明内容

[0006] 本发明鉴于上述这样的实际情况而形成，其目的在于，提供一种在将图像投影至不定形的屏幕的情况下，能够有效利用原本在投影中不使用的显示区域，使作为电子招牌的吸引力进一步提高的投影装置、投影控制方法以及程序。

[0007] 本发明的一形式的特征在于，具备：投影部件，其对图像进行投影；形状获取部件，其获取上述投影部件对图像进行投影的屏幕的形状；第1投影控制部件，其按照由上述形状获取部件获取到的屏幕的形状，使用上述投影部件的能投影区域的一部分投影第1图像；判定部件，其判定在上述屏幕外的区域中是否存在投影对象；以及第2投影控制部件，其按照上述判定部件的判定结果，对于处于上述屏幕外的区域中的投影对象，通过上述投影部件投影第2图像。

[0008] 根据本发明，在将图像投影至不定形的屏幕的情况下，能够有效利用原本在投影中不使用的区域，进一步提高作为电子招牌的吸引力。

附图说明

[0009] 图1是表示本发明的一实施方式涉及的数字标牌的外观构成的立体图。

[0010] 图2是表示上述实施方式涉及的投影光学系统的构成的侧面图。

[0011] 图3是表示上述实施方式涉及的能投影区域内的图像的分配构成的图。

[0012] 图4是表示上述实施方式涉及的电子电路的功能构成的方框图。

[0013] 图5是表示上述实施方式涉及的安装于图4的存储卡安装部IP的存储卡中存储的、多个投影图像及其关系的图。

[0014] 图6是表示上述实施方式涉及的事先设定的屏幕外区域的检测处理的内容的流程图。

[0015] 图7是表示上述实施方式涉及的试验投影处理的内容的流程图。

具体实施方式

[0016] 以下，针对将本发明应用于背投影方式的数字标牌的情况下的一实施方式，参照附图详细说明。图1是表示本实施方式涉及的数字标牌10的外观构成的立体图。在装置框体10A的上面前端侧，立设有能更换的标牌板SB。该标牌板SB具备为了将数字标牌10原本收容在矩形的能投影区域内而设置的、具有任意形状的半透射板状的结构。

[0017] 在该标牌板SB的下部合并投影多个(这里是4个)操作按钮B1～B4，在阅览者触摸操作了该按钮中的任一个的情况下，能够通过排列在板安装基部的、各自具有指向性的线状的红外线传感器组来检测该操作位置。

[0018] 图2是从右侧面观察设置于上述数字标牌10的装置框体10A上部的、投影光学系统的结构的图。

[0019] 从投影透镜镜筒11朝向斜上后方射出的投影光束在由全反射镜12向前方侧反射后，由菲涅尔透镜片13偏转为水平方向的光束，投影至半透射幕状的背投影屏幕14。

[0020] 在该背投影屏幕14的前方侧一体地形成透明板15。上述菲涅尔透镜片13、背投影屏幕14、以及透明板15这3层形成一体来构成上述标牌板SB。

[0021] 如上述图1所示的标牌板SB是人形等不定形，另一方面，用于形成从上述投影透镜镜筒11射出的光学像的显示元件具有矩形的显示区域，如果例如是DLP(Digital Light Processing)(注册商标)方式的投影装置则该显示元件是微镜元件。由此，为了抑制向标牌板SB外的区域射出不必要的投影光，需要正确地识别标牌板SB的形状。在本装置10中，在上述投影透镜镜筒11的附近，设置具有与投影透镜镜筒11的投影光轴大致平行的摄影光轴且能够覆盖整个投影区域来进行摄影的摄像光学系统，根据其摄影图像来识别上述标牌板SB的形状。

[0022] 图3示出后述的CPU32在能投影区域PA内识别标牌板SB的形状并设定为屏幕投影区域SA的状态。此外，在本实施方式中，在能投影区域PA内将超出上述屏幕投影区域SA的附近位置，例如(朝向标牌板SB)左上的小矩形区域设定为试验投影区域TA。

[0023] 接着，通过图4以数字标牌10为主来说明电子电路的功能构成。在图4中，从安装于存储卡安装部IP的未图示的存储卡读出图像数据，经由系统总线B发送至投影图像驱动部21。

[0024] 图5是表示存储在安装于上述存储卡安装部IP的存储卡中的、多个投影图像及其关系的图。如图5所示，在存储卡中存储多个宣传用的运动图像数据，将试验用的静止图像数据与各运动图像数据建立关联后存储。

[0025] 上述投影图像驱动部21按照发送来的图像数据，通过将遵照规定的格式的帧频例如120[帧/秒]与颜色成分的分割数、以及显示灰度数相乘后得到的、更高速的时间分割驱动，来对作为显示元件的微镜元件22进行显示驱动。

[0026] 该微镜元件22通过以高速分别对排列为阵列状的多个例如WXGA(横1280像素×纵768像素)量的微镜的各倾斜角度进行打开/关闭动作来进行显示动作，由此利用其反射光来形成光学像。

[0027] 另一方面，从光源部23按照时间分割方式循环地射出R、G、B的原色光。光源部23具有作为半导体发光元件的LED，按照时间分割方式来反复射出R、G、B的原色光。光源部23所具有的LED作为广义下的LED，也可以包含LD(半导体激光器)和有机EL元件。

[0028] 此外，可以使用将从LED射出的光照射至荧光体来使其被激励的、与原始的光的波长不同的原色光。来自该光源部23的原色光由反射镜24进行全反射后照射至上述微镜元件22。

[0029] 并且，由微镜元件22的反射光来形成光学像，所形成的光学像经由投影透镜部25投射至外部。上述投影透镜镜筒11以该投影透镜部25为主要要素来构成。

[0030] 上述投影透镜部25在内部的透镜光学系统中包含用于使聚焦位置移动的聚焦透镜，该透镜通过透镜电动机(M)26经由未图示的齿轮机构选择性地在沿着光轴方向的位置上被驱动。

[0031] 此外，按照设置于上述投影透镜部25附近的方式来设置对上述能投影区域PA内进行摄影的摄像部IM。在该摄像部IM中，包含与上述投影透镜部25朝向相同方向的摄影透镜部27、以及设置于该摄影透镜部27的焦点位置的固体摄像元件即CMOS图像传感器28。

[0032] 由CMOS图像传感器28得到的图像信号在由A/D转换器29数字化之后，被发送至摄影图像处理部30。

[0033] 该摄影图像处理部30扫描驱动上述CMOS图像传感器28而使摄影动作被执行，通过对由摄影得到的图像数据实施模式匹配等图像处理，能够从摄影图像中执行由上述投影透镜部25投影的标牌板SB的形状、或者处于上述试验投影区域TA位置的投影对象的位置和大小的识别等。

[0034] 此外，摄影图像处理部30驱动用于使构成上述摄影透镜部27的一部分的聚焦透镜位置移动的透镜电动机(M)31。摄影图像处理部30通过例如对比度方式的自动对焦功能来驱动透镜电动机31并使摄影透镜部27的聚焦透镜沿着光轴方向移动，得到对比度最高的图像的对焦距离，由此能够获取距位于上述试验投影区域TA的投影对象等为止的距离。

[0035] CPU32控制上述各电路的全部动作。该CPU32与主存储器33以及程序存储器34直接连接。主存储器33由例如SRAM构成，作为CPU32的工作存储器来发挥功能。程序存储器34由能够进行电气重写的非易失性存储器例如闪速ROM构成，存储由CPU32执行的动作程序和各种定型数据等。

[0036] CPU32读出存储在上述程序存储器34中的动作程序和定型数据等，在主存储器33中展开并存储的基础上来执行该程序，由此统一控制该数字标牌10。

[0037] 上述CPU32按照来自操作部35的操作信号来执行各种投影动作。该操作部35受理数字标牌10的主体所具备的几个操作按键的按键操作信号、或者来自检测对虚拟地投影至上述标牌板SB的一部分的按钮的操作的红外线传感器组的检测信号，将与受理到的操作相应的信号送出至上述CPU32。

[0038] 上述CPU32进一步经由上述系统总线B与声音处理部36相连接。声音处理部36具备PCM音源等音源电路，将在投影动作时给出的声音信号模拟化，驱动扬声器部37使其放音，或者根据需要而产生嘟嘟音等。

[0039] 接着，说明上述实施方式的动作。

[0040] 另外，以下所示的动作如上所述，CPU32将从程序存储器34中读出的动作程序等在主存储器33中展开，在此基础上进行执行。程序存储器34中存储的动作程序等不仅包含该数字标牌10的工场出货时存储在程序存储器34中的内容，而且包含用户购入该数字标牌10后安装了升级用的程序等的内容。

[0041] 图6是表示作为事先设定而执行的、屏幕外区域的检测处理的内容的流程图。在该处理最初，CPU32按照该数字标牌10中预先设定的距已知的标牌板SB的距离值来设定投影透镜部25的聚焦透镜位置，在此基础上，从程序存储器34中读出屏幕区域检测用的测试图像数据并使其显示于微镜元件22，通过投影透镜部25使其被投影(步骤P01)。

[0042] 与该投影状态相匹配地，CPU32在使摄影透镜部27的聚焦透镜位置与距已知的标牌板SB为止的距离相匹配的基础上使包含标牌板SB的投影范围被摄影(步骤P02)。

[0043] CPU32通过进行得到的摄影图像和投影的测试图像之间的模式匹配，提取上述图3所示的能投影区域PA中的屏幕投影区域SA的范围，并且与该提取结果相匹配地设定上述试验投影区域TA(步骤P03)，这样来结束事先设定的处理。

[0044] 接着，说明在进行了上述事先设定的基础上，将该数字标牌10设置于例如商店的店前并实际进行使用的情况下的动作。

[0045] 图7是表示CPU32所执行的、伴随数字试验动作的投影动作的处理内容的流程图。在该处理最初，设置了该数字标牌10的一侧的用户选择存储卡安装部IP中存储的宣传用的动态图像数据并使投影动作开始(步骤S01)。

[0046] 伴随该投影动作，根据是否存在对在如上述图1所示的上述标牌板SB中的下部设置了多个例如4个操作按钮之中的1个例如操作按钮B1的操作，来判断是否希望进行试验(步骤S02)，如果希望，则返回从上述步骤S01开始的处理。

[0047] 这样，通过重复执行步骤S01、S02的处理，一面利用标牌板SB来投影宣传用的动态图像数据，一面对希望试验进行待机。

[0048] 并且，在从由标牌板SB投影的宣传用的运动图像的阅览者之中，出现希望试验的人员，操作了上述操作按钮B1的情况下，CPU32在上述步骤S02中判断该操作，检测在该时间点投影的宣传运动图像，将图5所示的建立了关联的试验静止图像对阅览者引导输出，以便使试验部位接近作为屏幕的标牌板SB外的试验投影区域TA，例如如果试验用的静止图像是手表，则使阅览者的手腕接近作为屏幕的标牌板SB外的试验投影区域TA(步骤S03)。

[0049] 关于该引导输出，例如从扬声器部37采用声音报告“请配合投影板的箭头的位置来举起手腕”这样的引导消息，另一方面，在标牌板SB中投影的图像中，在与上述试验投影区域TA最接近的位置处重叠并投影朝向外的箭头的图像。

[0050] 除了上述引导输出，CPU32通过摄影图像处理部30使伴随自动对焦(AF)功能的使用上述摄像部IM的摄影动作开始(步骤S04)。

[0051] 之后，CPU32根据来自摄影图像处理部30的输出来判断投影对象是否按照与标牌板SB大致相等的距离而出现在试验投影区域TA附近(步骤S05)，如果没有出现，则重复从上述步骤S03开始的处理。

[0052] 在上述步骤S05中判断为投影对象按照与上述标牌板SB大致相等的距离出现在试验投影区域TA中的情况下，CPU32提取试验投影区域TA中的投影对象(步骤06)。并且，根据提取出的结果来识别投影对象的位置和朝向、以及大小(步骤S07)。

[0053] 基于该ID结果，对与在该时间点投影的宣传用的动态图像数据建立关联而存储的、试验用的静止图像数据进行加工，在此基础上，与上述标牌板SB中的动态图像的投影并行地进行投影(步骤S08)。

[0054] 通过该试验图像的投影，例如在该数字标牌10的阅览者举起手腕进行上述试验的状态下，与该手腕的位置的朝向、以及大小相匹配地投影手表的试验用的静止图像。

[0055] 从该投影状态开始，CPU32一面进一步通过上述摄像部IM的自动对焦功能来追踪并检测试验投影区域TA距投影对象的距离，一面继续判断该距离是否发生了变化，从而对投影对象发生变化进行待机(步骤S09)。

[0056] 在上述步骤S09中判断为距投影对象的距离发生了变化的情况下，接着，CPU32与该时间点的距投影对象的距离相匹配地，对投影至试验投影区域TA的试验用的静止图像的大小进行可变设定(步骤S10)。

[0057] 进一步地，CPU32根据距投影对象的距离来判断投影对象是否从标牌板SB离开(步骤S11)。

[0058] 这里，在判断为投影对象仍处于与标牌板SB大致同等的距离的情况下，为了维持不变的投影状态，返回从上述步骤S09开始的处理。

[0059] 此外，在上述步骤S11中判断为投影对象从标牌板SB离开了的情况下，接着，CPU32重新控制透镜电动机26，在不是使标牌板SB，而是使处于试验投影区域TA的投影对象为对焦状态的基础上(步骤S12)，根据该时间点的距投影对象的距离是否超出作为距投影对象的距离而预先设定的范围，来判断该时间点的距投影对象的距离是否相比距标牌板SB的距离分离较远(步骤S13)。

[0060] 这里，在判断为距投影对象的距离为预先设定的范围内，从而从标牌板SB没有分离较远的情况下，一面维持投影对象的对焦状态一面返回从上述步骤S09开始的处理。

[0061] 此外，在上述步骤S13中判断为距投影对象的距离超出预先设定的范围，从而从标牌板SB分离较远的情况下，CPU32使在该时间点试验投影区域TA中的针对投影对象的静止图像的投影停止(步骤S14)，在此基础上，为了应对下一次的试验图像的投影，而返回从上述步骤S01开始的处理。

[0062] 根据如以上详述的本实施方式，在将图像投影至不定形的屏幕的情况下，能够有效利用原本在投影中不使用的区域，进一步提高作为电子招牌的吸引力。

[0063] 此外，在上述实施方式中，通过对作为屏幕的标牌板SB、以及位于屏幕外的投影对象的图像进行摄影，来识别并判断屏幕的形状和屏幕外的投影对象，由此不必限定针对不定形的屏幕的形状等，能够提高作为电子招牌的自由度。

[0064] 此外，在上述实施方式中，从摄影图像中获取位于屏幕外的区域中的投影对象的位置和大小，与其位置以及大小相匹配并与投影图像相匹配地进行投影，能够正确地实现虚拟的试验状态。

[0065] 进一步地，在上述实施方式中，上述摄像部IM具有自动对焦功能，通过获取距位于屏幕外的区域中的投影对象的距离，在投影系统中使投影至该投影对象的图像对焦，所以通过在试验状态下优先于投影至标牌板SB的图像来使试验用的图像对焦，能够向阅览者提供正确的试验用的图像。

[0066] 另外，在上述实施方式中，特别地，在判断为距屏幕外的投影对象的距离与距作为屏幕的标牌板SB的距离相比有较大不同的情况下，停止试验用的图像对于上述投影对象的投影，所以能够避免导致原本向屏幕的投影图像发生显著的画质降低的情况，能够维持作为针对大量的阅览者的电子招牌的显示品质。

[0067] 另外，上述实施方式说明了应用于DLP(注册商标)方式的背投影的数字标牌的情况，但是本发明不限于此，并且不对形成光学像的显示元件和前/后的投影方向、处理的动态图像和静止图像的区别、作为装置的使用方法等进行限定。

[0068] 此外，本发明不限定为上述的实施方式，在实施阶段，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。此外，在上述实施方式中执行的功能可以尽可能地适当组合来实施。在上述实施方式中包含各种阶段，通过公开的多个构成要件的适当的组合能够提取到各种发明。例如，即使从实施方式所示的所有构成要件中去除几个构成要件，只要能得到效果，就能够将去除了该构成要件后的构成提取为发明。

[0069] 符号说明：

[0070] 10…数字标牌，10A…装置框体，11…投影透镜镜筒，12…全反射镜，13…菲涅尔透镜片，14…背投影屏幕，15…透明板，21…投影图像驱动部，22…微镜元件，23…光源部，24…反射镜，25…投影透镜部，26…透镜电动机(M)，27…摄影透镜部，28…CMOS图像传感器，29…A/D转换器，30…摄影图像处理部，31…透镜电动机(M)，32…CPU，33…主存储器，
34…程序存储器，35…操作部，36…声音处理部，37…扬声器部，B…系统总线，IM…摄像部，IP…存储卡安装部，PA…能投影区域，SA…屏幕投影区域，SB…标牌板，TA…试验投影区域。