桌面投影装置的制作方法

本发明涉及例如桌面投影装置，尤其涉及将影像投影到就座者所在的桌子上的投影装置。

背景技术：

近年来，称为投影映射而通过投影装置(以后，也简称为“投影仪”)向各种对象物投影多种多样的影像，从而对于宣传、娱乐、观光目的产生效果。被投影的对象物是建筑物、壁面、地面等，在投影面的形状、投影面上的物品配置改变的情况下，需要与该变化相应地改变投影影像。

例如，在将花的影像投影到在红地毯上移动的新娘的面纱上的情况下，期望配合新娘的移动而使投影仪装置移动。即，在被投影的对象物进行移动的情况下，需要配合移动而使投影装置移动。

在专利文献1中，公开了从上方将3维影像投影到桌面的技术思想，但没有看到关于在桌子就座者的位置变化、或者桌子上的物品配置变化的情况下与其相应地使投影影像变化这样的技术思想的记述。此外，没有公开配合要投影的对象物而使投影装置移动这样的技术思想。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-101312号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

如上所述，本发明的课题在于，提供一种桌面投影装置，即使要投影的桌子的形状、位置或桌子上的配置物变化，或者即使就座者的位置变化，也能够根据各自的变化而使投影图像自动地与之适应。

另外，本发明的另一课题在于，提供一种桌面投影装置，能够在就座者的就座位置附近显示投影到桌子整体的背景影像和以与就座者相关的信息为单位的独立影像。

此外，本发明的课题还在于，提供一种在要投影的对象物进行移动的情况下能够配合移动而使投影装置移动的桌面投影装置。

用于解决问题的方法

为了解决上述那样的各课题，在本发明的一个方式所涉及的桌面投影装置中，构成为具备单个或者多个投影仪、单个或者多个影像摄像机、麦克风那样的声音输入装置、以及控制上述三者的控制装置。

发明效果

根据本发明的桌面投影装置，能够通过影像摄像机装置识别桌面形状，并与形状匹配地从投影仪投影影像。并且，由于能够通过影像摄像机和红外线摄像机影像来检测桌子周围的就座者的就座位置，因此能够将以就座者的独立信息为单位的独立演绎影像投影到就座者附近的桌子上。另外，能够通过摄像机识别桌子上的物品，将与该物品关联的影像从投影仪投影到物品关联位置。

通过识别桌子上的物品并投影与物品关联的影像，能够知道物品的来源、制造过程等，能够进一步提高对物品的关心、价值。总而言之，根据本发明，也促进开发使用了投影影像的新的应用技术。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的基本框图。

图2a是表示本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的应用例的图。

图2b是表示本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的应用例的图。

图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的与桌面形状匹配的投影的图。

图4是本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的独立影像投影的说明图。

图5a是在本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置中使用基于回归性反射材料的识别标记的情况下的实施例。

图5b是在本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置中使用基于回归性反射材料的识别标记的情况下的实施例。

图6是在本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置中使用差分检测方法的情况下的实施例。

图7是本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的实施例。

图8是在本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置中使用了多个投影仪的情况下的实施例。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下示意性地示出用于实现本发明的目的的说明所需的范围，主要说明本发明的相应部分的说明所需的范围，省略说明的部分是基于公知技术可知的内容。

图1是本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的基本框图。本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置1构成为基本上具备单个或多个投影仪2、单个或多个影像摄像机3、以及对两者进行控制的控制器5。另外，根据应用场景，也可以构成为对投影仪以及影像摄像机附加用于改变其视线方向以及/或者设置位置的动作机构部4。同样地，根据应用场景，能够构成为追加麦克风(包含无线麦克风)那样的集音装置2a。控制器5包括：对来自影像摄像机的影像信息进行解析的影像及声音解析部6；基于影像解析结果来控制投影仪的投影影像的投影影像处理部7；以及控制影像及声音解析部6、投影影像处理部7和/或投影仪2、影像摄像机3、动作机构部4的以μcpu为主体的控制部8。

本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置1能够进行独立地控制单体的装置的独立控制，但在使用多个桌面投影装置1的情况下，也可以是通过附加对各装置进行统一控制的整体管理装置9(省略图示)而由该整体管理装置9控制的结构。

图2a以及图2b是用于说明本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置1的应用场景的概念性立体图。图2a是在就座者11等所在的桌子10正上方设置相互位置固定的投影仪2及影像摄像机3的例子。如后所述，通过影像摄像机3确认应投影的会场的状况，能够与每次不同的宴会的装饰等对应地变更投影位置、投影内容。此外，在该图中，示出了投影仪2以及影像摄像机3相互固定而位置不能相对地变动的方式，但投影仪2以及影像摄像机3也可以是位置能够相对地变动的结构(未图示)。

图2b是说明经由桌子10正上方的反射镜12根据影像摄像机3的信息从投影仪2向桌子10上投影影像的情况的例子。另外，且是能够通过驱动机构4使反射镜12、投影仪2、影像摄像机3沿着导轨5变更设置位置的例子。若使图2b进一步发展，则也能够将投影仪2、影像摄像机3设置于房间的壁面并使用反射镜12投影于桌子，或者通过变更反射镜角度来投影于壁面。

根据本实施方式的结构，能够利用驱动机构4使投影仪2和影像摄像机3沿着导轨5移动。例如，若在婚礼会场的红地毯顶棚上铺设导轨5，则能够使投影仪2追随影像摄像机3所拍摄的新娘的移动而移动，一边改变花图案一边投影到新娘的面纱上，成为出众的演绎效果。

图3是表示配合桌面的形状来改变投影图像的例子的图。即，通过影像摄像机3如该图(a)那样掌握桌子顶面的形状，根据上述图案切取图2b的应投影的影像，如图3(c)那样与各个桌面形状匹配地进行投影。该影像在桌子整面范围内被投影，因此成为所谓的背景影像。

图4是表示桌面的形状为方形的情况下的例子的概念性俯视图。如该图所示，能够通过影像摄像机识别桌子10a周围的就座者110位置，并配合该位置信息在就座者前的桌子上合成并投影例如用于会议的画面图像那样的独立演绎影像13。当然，也可以投影将独立演绎影像13与背景影像合成而得到的背景影像合成独立演绎影像13a(未图示)，也可以仅投影独立演绎影像13。为了更可靠地进行就座者11的检测，可以使用红外线摄像机作为影像摄像机3，也可以使用通常可见光摄像机和红外线摄像机双方、或者与从可见光到红外线的宽波长对应的影像摄像机。

图5a和图5b是用于说明利用影像摄像机识别设置在桌面上的标识符的位置和/或信息内容，并根据其识别结果投影关联影像的情况的说明图，图5a是其概念性俯视图，图5b是其概念性立体图。作为标识符，能够使用就座者的编号、2维条形码，识别就座者个人并投影个人用的关联影像。另外，若在标识符中使用基于回归性反射材料的图案，则能够通过投影仪的光在影像摄像机中清楚地判别肉眼难以看到的标识符，能够更可靠地投影独立演绎影像。并且，若将标识符设为肉眼无法识别的波长的反射材料，则对于就座者来说具有意外性，能够有效地使用。在图5a以及图5b中示出了通过回归性反射材料来实现识别标记的情况，但也可以不通过回归性反射材料来实现。

在上述为止的说明中，说明了通过影像摄像机识别就座者位置，并在就座者之前的桌面上投影独立演绎影像的情况。在后述的图7中，说明能够通过影像摄像机3识别放置在桌子10上的2维条形码那样的识别标记14，并利用投影仪2将独立演绎影像投影到识别标记位置的方式。

图6是本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的另一应用例，如在图3中说明的那样，将投影到桌子上的所谓的背景图像影像150a存储在未图示的存储部等中，另一方面，通过影像摄像机识别投影到桌子上的影像，使用所谓的差分检测方法检测与上述存储的背景图像影像150a不同的部位15、16(在图6的右侧的例子中为圆形的盘子)，能够投影与该部位适应的独立演绎影像(在图6的右侧的例子中为饭菜等)。因此，作为投影到桌子上的影像，成为背景图像影像150a与关于部位15、16的各独立演绎影像的合成影像、或者从背景图像影像150a切除部位15、16的部分后在该切除部分或其附近合成关于部位15、16的各独立演绎影像而成的合成影像。

图7是本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置的另一应用例，是用于桌子上的饭菜的演绎的情况。在图7中的(a)中，虽然在就座者70前的桌子上配置有(放在盘子上的)鱼料理71，但照明变暗，是无法清晰地视觉辨认的状态。在该状态下，从投影仪投影鱼在桌子上游泳的动态图像72。在图7中的(b)中，上述游泳的鱼的影像接近盘子，在该影像上鱼飞起的同时聚光灯碰到盘子上的鱼料理，能够进行宛如游泳的鱼飞起而成为盘子上的饭菜那样的演绎。

上述是演绎的一个例子，例如也能够将饭菜的烹饪过程的动态图像投影到最近处，或者投影产地的图像、饭菜的食谱等。由此，通过本发明的一个实施方式所涉及的影像摄像机和投影仪的组合，能够应对提高桌子上的物品的附加价值、附加娱乐性等广泛的应用领域/状况。如上所述，根据本发明的一个实施方式，通过影像摄像机检测投影场所或位于投影场所的物品，并投影与检测结果关联的影像，由此能够更加强调地演绎投影场所、物品。

图7中的(c)是表示本发明的又一应用的图，在桌子上投影饭菜的菜单列表73，若使指尖74接触该列表上的菜单73，则能够通过影像摄像机检测其指尖位置，将改变投影的菜单列表的相同位置的菜单文字的颜色而接受了订单的情况通知给周围或/和系统上(未图示)的控制部、厨房服务器等。另外，在取消订单的情况下，能够通过使指尖交叉等、例如投影面上的手的形状(此外，预先决定的次数的反复动作等的影像或图像的信息、或者一定次数的拍手等规定模式的声音信息等来进行各种信息传递，还能够通过该信息来使投影内容变化。

不仅是手的形状，还能够利用影像摄像机检测模拟火把接近了桌面上的投影的蜡烛的情况，并进行点亮投影影像蜡烛这样的模拟蜡烛服务。当然，也可以使用电点亮的蜡烛来代替蜡烛的投影影像，检测模拟火把接近的情况，从投影仪向蜡烛发送基于光信号的点亮信号，使蜡烛电点亮。

与上述的菜单投影同样地，确认桌子前的出席者并将演讲原稿投影到桌子上，通过来自装备有麦克风的影像摄像机或投影仪的声音，或者通过来自无线麦克风的声音，对演讲声音进行声音识别，从而使仪式或事件进展，也能够与该进展相应地对现行的文字进行颜色改变，或者变更原稿。同样地，能够投影根据会议、仪式而定的日程表，按照进展进行日程表的颜色改变。同样地，也能够投影会议资料的影像、广告等。在投影仪投影方向和/或桌面投影面形成角度的情况下，优选对投影在桌面上的菜单或演讲原稿进行基于上述角度的校正，形成与通常的纸原稿相同的形态。另外，上述的语音识别处理方法是现有技术，因此在此省略详细的说明。

与上述同样地，例如能够由宴会的仪式执行者通过无线麦克风指定桌子编号和/或就座者的位置，并通过投影仪投影每个就座者的关联影像。指定桌子编号和就座者位置的语音控制技术是如上所述的当前确立的技术。

根据本发明的一个实施方式所涉及的结构，能够通过影像摄像机识别上述的投影影像和在其上放置的桌子就座者的手的形状、动作，并使其适合于此而改变投影影像。如果利用该功能，则能够通过揭开投影到桌子上的宾果卡、或者将手放在投影影像上并利用影像摄像机检测其动作、或者使投影影像变化来享受各种游戏。

在投影仪投影方向相对于桌平面不是直角，而是具有锐角或钝角的角度的情况下，由于在上述菜单或演讲原稿中出现变形，因此需要进行图像的角度校正。该角度校正是在通常使用的投影仪中使用的校正手段，因此省略说明。

图8是使用多个在图1中说明那样的本发明的桌面投影装置(省略详细图示)的情况下的说明图。

在上述的说明中，示出了将本发明的一个实施方式所涉及的桌面投影装置应用于通常使用的圆形、矩形的平面形状的桌子时的例子，但显然能够应用于复杂的平面形状的桌子、立体形状的桌子，这些全部包含在本发明的技术思想中。

另外，即使进行各种放大、缩小、代替、切除等，也包含在本申请所涉及的技术思想中。例如，在上述中，以将本申请的一个实施方式所涉及的桌面投影装置应用于婚宴的场景的情况为例进行了说明，但在上述的基础上/或者代替上述的情况，例如能够起到如下的影像效果：对新娘的白色服装实施在本申请的实施方式中说明的映射，从而进行(虚拟的、即虽然实际上未发生但在影像上看起来会发生的)换装、(虚拟的)快速换装等。

并且，在上述情况下，例如，通过另外设置集音装置，使该集音装置与本申请的一个实施方式所涉及的桌面投影装置联动，能够与声音联动地进行颜色/花纹替换等，由此，通过使声音的效果与上述虚拟的惊喜效果重叠，能够给参加者带来新的惊喜体验。

此外，在烟花等火药的使用被限制或不期望的情况下，通过对烟花的图像(和音响效果)执行根据本申请的实施方式中说明的映射的(虚拟的)烟花的投影(和音响效果)，可以虚拟地获得原本不能使用的包含火药的烟花等的使用效果。

产业上的可利用性

本发明的一个实施方式不仅能够进行向宴席、会议、餐饮店等的桌子的投影，还能够进行向地板、墙面的投影影像/图像的投影、以及使投影装置移动，因此能够作为用于将就座者引导至桌子的投影来利用，或者能够发展为使用桌子和地板墙面的全投影。另外，能够期待向流通业的仓库管理、博物馆、美术馆的引导系统、观光业、建设业等广泛的领域的应用。进而，在观光引导处，当指向地图投影影像的地图上地点时，能够进行风景被投影等非常有效的观光引导。还能够期待向船舶桥台上的海图显示的航海计划、轨迹、cic室中的作战会议、记录等非常广泛的领域的应用。

附图标记说明

1、桌面投影装置；2、投影仪；3、影像摄像机；4、动作机构部；5、控制器；6、影像解析部；7、投影影像处理部；8、控制部；10、桌子；11、就座者；12、反射镜；13、独立演绎影像；14、识别标记；15、16、部位；70、就座者；71、鱼料理；72、动态图像；73、菜单；74、指尖。