投影系統(tǒng)及半導體集成電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及投影系統(tǒng)、在投影系統(tǒng)中使用的半導體集成電路。
【背景技術】
[0002]已知有向物體例如建筑物那樣的構造物投影影像信息的技術、稱作所謂的投影映射的技術。在投影映射的系統(tǒng)中，有具備攝像功能的系統(tǒng)。
[0003]例如，專利文獻I公開了一種能夠同時進行取得被攝體的3D形狀、以及將被攝體用可視光攝像的處理的系統(tǒng)。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:特開2005 - 258622號公報
[0007]專利文獻2:特開2013 - 192189號公報
[0008]專利文獻3:特開2000 - 259126號公報
[0009]非專利文獻
[0010]非專利文獻I 高速7° 口夕X夕夕奩用3000 7 U —厶每秒?三次元畫像計測> 只尹Λ (D開発(使用高速投影機的3000幀每秒的三維圖像計測系統(tǒng)的開發(fā))”，“ 口求尹4夕只.>力卜口二夕只講演會講演概要集2007(機器人技術.機械電子裝置研討會研討概要集 2007) ”，IPl — M02(l) — “1P1 — M02 (4) ”，2007 — 05 — 11

【發(fā)明內容】

[0011]在上述以往的投影系統(tǒng)中，要求提高將影像信息按照意圖向作為投影對象的構造物進行對位而投影的技術。本發(fā)明的非限定性且例示性的一技術方案，是能夠將影像信息按照意圖向構造物進行對位而投影的投影系統(tǒng)。
[0012]本發(fā)明的一技術方案的附加性的好處及有利的點根據(jù)本說明書及附圖會變得清楚。該好處及/或有利的點可以根據(jù)在本說明書及附圖中公開的各種形態(tài)及特征而單獨提供，不是為了得到其I個以上而需要全部。
[0013]有關本發(fā)明的一技術方案的投影系統(tǒng)，包括:投影裝置，將影像光和圖案光進行投影，上述影像光表示影像信息，上述圖案光包含與將投影坐標系上的投影坐標進行代碼化而得到的信息對應的圖案圖像；以及至少I個攝像裝置。
[0014]另外，這些包含性或具體的技術方案也可以通過系統(tǒng)、方法、集成電路、計算機程序或計算機可讀取的記錄介質實現(xiàn)，也可以通過裝置、系統(tǒng)、方法、集成電路、計算機程序及計算機可讀取的記錄介質的任意的組合實現(xiàn)。計算機可讀取的記錄介質包括例如CD —ROM (Compact Disc 一 Read Only Memory)等非易失性記錄介質。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能夠將影像信息按照意圖向構造物進行對位而投影。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示例示性的實施方式I的投影系統(tǒng)的概略性的結構的示意圖。
[0017]圖2是例示與圖案光對應的被代碼化的圖案圖像的一部分的形象圖。
[0018]圖3是例示性的實施方式I的運算裝置的功能模塊結構圖。
[0019]圖4是例示性的實施方式I投影系統(tǒng)的動作流程圖。
[0020]圖5是表示例示性的實施方式2的投影系統(tǒng)100的概略性的結構的示意圖。
[0021]圖6是表不以往的系統(tǒng)結構例的不意圖。
[0022]圖7是表不以往的系統(tǒng)結構例的不意圖。
[0023]圖8是表不以往的系統(tǒng)結構例的不意圖。
【具體實施方式】
[0024]在說明本發(fā)明的實施方式之前，首先參照圖6說明以往的計測系統(tǒng)600。
[0025]計測系統(tǒng)600具備攝像裝置601、紅外光源602、可視光光源603及具有圖案(pattern)的狹縫604。攝像裝置601能夠將可視光及紅外光同時攝像。攝像裝置601能夠將被可視光光源603照射了可視光的被攝體605作為可視光的圖像而取得。此外，來自紅外光源602的紅外光穿過狹縫604，作為圖案光被向被攝體605照射。攝像裝置601能夠將該被照射的圖案光作為紅外圖像進行攝影。結果，能夠根據(jù)圖案光得到被攝體605的形狀。這樣，可同時實現(xiàn)被攝體605的形狀計測和可視光圖像的取得。
[0026]在計測領域中，已知有除了專利文獻I以外、例如在非專利文獻1、專利文獻2及專利文獻3中公開的系統(tǒng)。
[0027]非專利文獻I公開了一種使用光圖案投影高速地計測3D形狀的方法。在圖7中表示非專利文獻I的系統(tǒng)結構。計測系統(tǒng)700具備攝像裝置701、和具有光源731、透鏡711及數(shù)字微鏡設備721的投影裝置702。攝像裝置701具有進行高速度攝影的功能。例如，攝像裝置701能夠以6000fps進行高速攝影。投影裝置702能夠將具有1024X768的像素的二進制圖案以6000fps以上投影。
[0028]具體而言，對于數(shù)字微鏡設備以6000fps設定對將1024X768的圖像的X坐標進行格雷代碼化的各比特進行曼徹斯特編碼而得到的圖案。將該圖案向投影對象703投影，攝像裝置701將被投影了圖案的投影對象703以6000fps攝影。
[0029]由于X坐標是O到1023的范圍，所以將各坐標用1bit表示。進而，通過曼徹斯特編碼而將各坐標用20bit表示。因此，能夠從20幀的攝像圖像得到各X坐標。此外，通過三角法，能夠按每個像素得到到投影對象703的距離。將攝像結果向計算裝置(例如個人計算機)傳送并解析。通過曼徹斯特編碼，能夠每兩幀得到新的X坐標的比特而再計算。因此，作為最終的處理量，能夠以3000fps的分辨率進行3D計測。
[0030]此外，專利文獻2公開了一種基于攝像數(shù)據(jù)對影像信息進行調整的計測系統(tǒng)。在圖8中表示專利文獻2的系統(tǒng)結構。計測系統(tǒng)800具備攝像裝置801、投影裝置802及計算裝置803。計算裝置803根據(jù)由攝像裝置801取得的攝像結果進行投影對象804的圖像識另O。計算裝置803生成該影像，以向識別出投影對象804的區(qū)域投射影像信息。投影裝置802將影像信息向投影對象804投影。
[0031]此外，專利文獻3公開了一種使用數(shù)字微鏡設備的可視圖像的灰階顯示。當在僅能夠進行0N/0FF的數(shù)字輸出的數(shù)字微鏡設備中進行灰階顯示時，為了表現(xiàn)灰階而以子場(subfield)單位控制數(shù)字微鏡設備的ON/OFF。由此，與每次控制全部場的ON/OFF相比能夠以更短的時間控制灰階。
[0032]以下，說明在作出本發(fā)明時考察的以往技術的問題。
[0033]在考慮到投影映射等的向作為投影對象的構造物投影影像信息的情況下，要求將影像信息按照意圖進行對位并投影到構造物上。最終，需要得到從投影裝置的坐標系看到的構造物的幾何學的位置信息。
[0034]此外，當向靜態(tài)的構造物投影時，只要與投影另外地進行I次事前計測就可以。在此情況下，能夠忽視投影與計測的干擾。另一方面，考慮對動態(tài)地移動及/或變形的物體一邊將其進行3D計測一邊基于其結果實時地進行沒有誤差的投影。在此情況下，要求以不對投影中的影像信息帶來影響的方式進行計測。
[0035]但是，專利文獻I只不過是公開了通過將3D計測用的圖案圖像用非可視光投影、能夠進行不受到來自設置在別的場所的可視光光源的可視光的影響的計測的技術。根據(jù)專利文獻I的技術，僅能夠得到依據(jù)攝像裝置的坐標系的計測結果。
[0036]此外，非專利文獻I也只不過是公開了以高速進行3D計測的技術水準。由于為了送出投影裝置的坐標信息而需要幾十幀的圖像，所以以往難以高速地進行移動物體的3D計測。非專利文獻I的技術在暗示了能夠高速進行計測的可能性這一點上可以認為是有意義的。
[0037]但是，非專利文獻I雖然公開了一種3D計測單體的技術，但關于投影裝置的坐標系完全沒有提及。此外，非專利文獻I提及了高速攝像后的離線處理即非實時處理。在原本將以60Hz等進行圖像處理作為前提的個人計算機那樣的計算機體系結構裝置中，在輸入輸出中發(fā)生幾十毫秒以上的延遲。結果，難以一邊向移動物體投影影像一邊將其攝像、并將其結果實時地反饋到投影中。
[0038]根據(jù)專利文獻2的技術，由于攝像裝置與投影裝置的位置相互不同而發(fā)生視差。但是，專利文獻2關于該視差的解決完全沒有提及，關于系統(tǒng)的高速化也沒有提及。
[0039]鑒于這樣的課題，想到了具備新的構造的投影系統(tǒng)、在該投影系統(tǒng)中利用的半導體集成電路。
[0040]本發(fā)明提供一種能夠利用與影像投影相同的光學系統(tǒng)、盡量不對可視光帶來影響而疊加坐標信息的投影裝置。此外，提供一種將以攝像裝置的坐標系為基準的幾何學計測的結果以最小的誤差變換為以投影裝置的坐標系為基準的結果的方法。還提供一種實時地反饋坐標信息的運算電路。
[0041]本發(fā)明的一技術方案的概要如下。
[0042]作為本發(fā)明的一技術方案的投影系統(tǒng)，包括:投影裝置，將影像光和圖案光進行投影，上述影像光表示影像信息，上述圖案光包含與將投影坐標系上的投影坐