JP2011232474A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーンに斜め投写された画像のピント調節に関し、特に、四隅を含む画像全体のピンボケを補正するプロジェクタに関する。 The present invention relates to focus adjustment of an image projected obliquely on a screen, and more particularly to a projector that corrects blurring of an entire image including four corners.
LCDやDMDなどの光変調装置によって画像が付与された光をスクリーンに向けて投射し、スクリーン上に画像を表示するプロジェクタが知られている。プロジェクタは、光源装置から出射された光(照明光)が、光変調装置(画像形成装置)によって画像信号(画像情報)に応じた画像が付与されて、画像光として投射レンズから出射され、画像がスクリーン上に投写される。投射レンズの光軸がスクリーンに対して垂直であれば、光変調装置に表示された画像がそのまま拡大されてスクリーン上に投写されるが、通常、スクリーンはプロジェクタより上方に配置されることが多く、そのため、投射レンズの光軸はスクリーンに対して斜め上方に傾き、投写された画像はスクリーン上で台形に写される。 2. Description of the Related Art There is known a projector that projects light having an image added thereto by a light modulation device such as an LCD or DMD onto a screen and displays the image on the screen. In the projector, the light (illumination light) emitted from the light source device is given an image according to the image signal (image information) by the light modulation device (image forming device), and is emitted from the projection lens as image light. Is projected on the screen. If the optical axis of the projection lens is perpendicular to the screen, the image displayed on the light modulation device is enlarged as it is and projected onto the screen. Usually, however, the screen is often placed above the projector. For this reason, the optical axis of the projection lens is inclined obliquely upward with respect to the screen, and the projected image is projected into a trapezoid on the screen.
プロジェクタがスクリーンに正対して置かれ斜め上方に向けて画像が投写された場合は矩形画像は等脚台形になる。下記特許文献1には、スクリーンに投写された台形画像から台形歪みの歪み量を計測し、計測した歪み量に相当する補正量に基づいて液晶パネル上の画像を補正、更に、この補正率(縮小率)に対応する拡大率で拡大して、長辺が元の台形画像と同じ大きさの矩形画像となるように補正してスクリーンに投写するプロジェクタが示されている。また、設置角度検出器によって投射角度を検出して台形補正を行なうプロジェクタが下記特許文献2に記載されている。下記特許文献3には、投写された台形の上辺を基準に自動補正するモードと投写された台形の下辺を基準に手動補正するモードとを切替選択できるプロジェクタが記載されている。 When the projector is placed facing the screen and an image is projected obliquely upward, the rectangular image becomes an isosceles trapezoid. In Patent Document 1 below, a distortion amount of a trapezoidal distortion is measured from a trapezoidal image projected on a screen, an image on the liquid crystal panel is corrected based on a correction amount corresponding to the measured distortion amount, and the correction rate ( A projector is shown that enlarges at an enlargement ratio corresponding to (reduction ratio), corrects the long side to be a rectangular image having the same size as the original trapezoid image, and projects the image onto a screen. Further, a projector that detects a projection angle by an installation angle detector and performs keystone correction is described in Patent Document 2 below. Patent Document 3 below describes a projector that can switch between a mode for automatically correcting with respect to the upper side of the projected trapezoid and a mode for manually correcting with respect to the lower side of the projected trapezoid.
しかしながら、台形画像を補正してスクリーン上で矩形に写るようにしても、投射レンズからスクリーンまでの距離は画像の四隅で異なる。上方に投射した場合は、上辺と下辺とではピント位置が違うため、一方にピントを合わせれば他方はピンボケになってしまう。 However, even if the trapezoidal image is corrected so that it appears as a rectangle on the screen, the distance from the projection lens to the screen differs at the four corners of the image. When projected upward, the focus position is different between the upper side and the lower side, so if one is focused, the other will be out of focus.
本発明は上記問題点に鑑み、専用装置や複雑な装置を用いることなく簡単な操作で、あるいは自動的に、スクリーンに対して斜め方向から画像を投写した時のピンボケを修正することができるプロジェクタを提案する。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention can correct out-of-focus when projecting an image from an oblique direction with respect to a screen with a simple operation or without using a dedicated device or a complicated device. Propose.
本発明によるプロジェクタは、画像が付与された光をスクリーンに投写して前記画像を表示させる投射レンズと前記画像が形成される画像形成面を有する画像形成装置とを備えたプロジェクタであって、前記投射レンズを、光軸と垂直で且つ互いに直交する2軸まわりにそれぞれ回転自在に保持するとともに、保持された前記投射レンズを回転させる姿勢調節装置を備えたことを特徴とする。前記姿勢調節装置は、筐体に設けられたあおり操作部材の操作に伴って前記投射レンズを回転させるようにすると良い。 A projector according to the present invention is a projector including a projection lens that projects light with an image onto a screen to display the image, and an image forming apparatus having an image forming surface on which the image is formed, The projection lens is rotatably held around two axes perpendicular to the optical axis and orthogonal to each other, and an attitude adjusting device for rotating the held projection lens is provided. The posture adjusting device may be configured to rotate the projection lens in accordance with an operation of a tilt operation member provided in the housing.
前記画像形成面の中央と四隅に表示される5つの特定画像と、前記スクリーン上に表示された前記特定画像を撮影する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された前記特定画像のコントラストを検出するコントラスト検出回路と、前記コントラスト検出回路によって求められた前記5つの特定画像のコントラストの値が略同一となるように前記姿勢調節装置を駆動させる制御回路と、を備えるようにすると良い。赤外光を出射する光源装置を備え、前記特定画像を前記赤外光によって前記スクリーンに投写されるようにしても良い。 Five specific images displayed at the center and four corners of the image forming surface, an imaging device that captures the specific image displayed on the screen, and a contrast of the specific image captured by the imaging device are detected. It is preferable to include a contrast detection circuit and a control circuit that drives the posture adjustment device so that the contrast values of the five specific images obtained by the contrast detection circuit are substantially the same. A light source device that emits infrared light may be provided, and the specific image may be projected onto the screen by the infrared light.
筐体に設けられた画面形状修正部材からの操作信号を受けて、前記画像形成装置の前記画像形成面に形成される画像の表示サイズを、前記投射レンズの回転方向に関して拡縮する画像補正回路を備えるようにしても良い。前記プロジェクタを携帯電話に搭載し、前記携帯電話の赤外線通信用光源を、前記特定画像を照射する光源装置として兼用するようにしても良い。 An image correction circuit that receives an operation signal from a screen shape correcting member provided in a housing and expands or contracts a display size of an image formed on the image forming surface of the image forming apparatus with respect to a rotation direction of the projection lens; You may make it prepare. The projector may be mounted on a mobile phone, and the infrared communication light source of the mobile phone may also be used as a light source device that irradiates the specific image.
本発明によるプロジェクタ装置は、スクリーンに写された画像全体のピント合わせを簡単に行うことができるので、スクリーンに斜めから投写してもピンボケしていない画像を見ることができる。 The projector device according to the present invention can easily focus on the entire image captured on the screen, so that an image that is not out of focus can be seen even if it is projected obliquely on the screen.
図1に示すように、本発明による超小型で携帯用のプロジェクタ10は、略直方体をした筐体11に、光源装置13、液晶表示装置(画像形成装置)(以下、単にLCDという)14、投射レンズ15、姿勢調節装置16及び制御装置17が収容され、筐体11の上面には、ズームダイヤル21、光量調節ダイヤル22、フォーカスダイヤル23、上下ピン調ダイヤル(あおり操作部材)24、左右ピン調ダイヤル(あおり操作部材)25、画面修正ダイヤル(画面形状修正部材)26が設けられている。光源装置13から出射された光は、画像形成面18で画像が付与され投射レンズ15から出射しスクリーン20に投写される(図2参照)。
As shown in FIG. 1, an ultra-compact and
図3に示すように、光源装置13はRGB3色の光をそれぞれ出射するLED51を有する。R(赤)のLED51の出射する光はダイクロイックミラー52で反射され、G(緑)のLED51の出射する光はダイクロイックミラー53で反射され、ダイクロイックミラー52を透過する。B(青)のLED51の出射する光はダイクロイックミラー52,53を透過して、RGB3色の光は同一光軸上に出射される。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、制御装置17は、CPU63、RAM68と、フォーカス回路65、モータ駆動回路66、画像補正回路67を備える。CPU63はLCD14の画像形成面18にRGB3色の画像を順次に表示させ、3色の画像に合わせて3色のLED51からそれぞれの光を同調させて出射させる。また、ズームダイヤル21の操作信号を受けてスクリーン20に投写される画像の大きさを調節したり、光量調節ダイヤル22の操作信号を受けてスクリーン20に投写される画像の明るさを調節したりする。フォーカス回路65はフォーカスダイヤル23の操作に伴って投射レンズ15のピント調節機構(図示せず)を作動させ、スクリーン20に投写された画像の中央部分のピント調節を行う。これらは周知技術であるから詳細説明は省略する。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、姿勢調節装置16は、投射レンズ15を光軸41と直交するX軸42回りに回転自在に保持するU字形の保持枠31と、保持枠31に支持されてX軸42を中心に回転する第1従動ギヤ32と、第1モータ33によって回転する第1駆動ギヤ34と、保持枠31と第1モータ33とが固定されるとともに一端側に第2従動ギヤ35が形成され、光軸41とX軸42とに直交するY軸43を中心とする軸36によって筐体11に回転自在に取り付けられた回転支持板37と、第2従動ギヤ35と噛合する第2駆動ギヤ38が回転軸に取り付けられ筐体11に固定された第2モータ39と、から構成される。
As shown in FIG. 5, the
第1モータ33は上下ピン調ダイヤル24の操作によって回転し、投射レンズ15がX軸42回りに回転して光軸41の上下方向の傾きが調節される。また、第2モータ39は左右ピン調ダイヤル25によって回転し、投射レンズ15をY軸43回りに回転させる。第1モータ33及び第2モータ39による投射レンズ15の回転方向及び回転角は、それぞれRAM68に記録される。なお、前記実施形態におけるLCD14はDMDであっても良いし、他の画像形成装置であっても良い。
The first motor 33 is rotated by the operation of the up / down
画像補正回路67は、筐体に設けられた画面修正ダイヤル26の操作に伴ってLCD14の画像形成面18に形成される画像の表示サイズを変更する。例えば、第1モータ33によって投射レンズ15がX軸42回りに下向きに回転していることがRAM68に記録されているときに、画面修正ダイヤル26が回されると画像形成面18に表示される画像の下辺が縮まり、スクリーン20に投射された画像の上辺が縮まって表示される。また、投射レンズ15がY軸43回りに左向きに回転していることがRAM68に記録されているときに、画面修正ダイヤル26が回されると画像形成面18に表示される画像の左辺が縮まり、スクリーン20に投射された画像の右辺が縮まって表示される。
The
次に、本発明による作用について説明する。図2に示すように、机47の上にスクリーン20に正対して置かれたプロジェクタ10は、スクリーン20がプロジェクタ10より上方にあることが多いため、本48などを前側に挟んで画像の投写が行われる。LCD14の画像形成面18に表示された矩形画像44(図7参照)は、投射レンズ15によってスクリーン20に投写されるが、投射レンズ15から投射された画像光はスクリーン20に対して斜めに照射されるので、矩形画像44は、下辺より遠方となる上辺が下辺より長く写って、台形画像45(図8参照)となる。フォーカスダイヤル23を回すとピント調節機構が作動して投射レンズ15が光軸41の方向に移動し、スクリーン20に投写された画像の中央部分のピント調節が行われる。
Next, the operation of the present invention will be described. As shown in FIG. 2, the
図6に示すように、スクリーン20に写った画像を見ながら上下ピン調ダイヤル24を操作し、投射レンズ15を上下方向に回転させる。スクリーン20に写った画像の四隅のピンボケ状態が良くなったところで上下ピン調ダイヤル24の操作を停止する。また、スクリーン20に対して左右いずれかの方向から斜めに投写した場合は左右いずれかの辺が長い台形画像となるので、左右ピン調ダイヤル25を操作して投射レンズ15を左右いずれかの方向に回転させれば良い。また、画像形成面18にピント調整用の解像チャート(特定画像)55〜59を表示し、スクリーンに写った解像チャート55〜59を見ながらフォーカスダイヤル23や上下ピン調ダイヤル24などを操作して、画面中央のピント合わせや画面全体のピント合わせを行うようにしても良い。
As shown in FIG. 6, while operating the up / down pin tone dial 24 while viewing the image on the
図9に示されるように、画面全体のピント合わせが済んだら、画面修正ダイヤル26を操作してスクリーン20に投写された画像を修正する。例えば、第1モータ33によって投射レンズ15がX軸42回りに下向きに回転していることがRAM68に記録されているときに、画面修正ダイヤル26が回されると画像形成面18に表示される画像のサイズが、画像形成面18の上辺側を基準に下辺側に近づくにつれて連続的に縮小される。これに伴い、スクリーン20上での画像サイズは下辺側を基準にして上辺側に向かうほど徐々に縮小されるから、画面修正ダイヤル26の調整操作により画面全体の画像サイズがほぼ同じになるように整えることができる。
As shown in FIG. 9, when the entire screen is focused, the
なお、上述の例で画像形成面18上の画像サイズを変える際には、下辺側を基準に上辺側を拡大し、あるいは上辺側の拡大と並行して下変側を縮小することも可能である。また、投写レンズ15がY軸43回りに左向きに回転されたときには、画面修正ダイヤル26の操作に連動して画像形成面18上における画像サイズを右辺側を基準に左辺側ほど徐々に縮めるようにすれば、スクリーン20上で左右方向での画像サイズを整えることができる。
In the above example, when changing the image size on the
次に、別の実施形態について説明するが、前記実施形態と同じものは同じ符号を付して説明を省略する。図10に示すように、プロジェクタ50は、筐体11に、光源装置71、LCD14、投射レンズ15、姿勢調節装置16及び制御装置70が収容され、ズームダイヤル21、光量調節ダイヤル22、フォーカスダイヤル23(図1参照)を備える。図11に示すように、光源装置71はRGB3色の光をそれぞれ出射するLED51と赤外光(IR)を出射するLED72とを有する。R(赤),G(緑),B(青)のLED51の出射する光はダイクロイックミラー52,53,54でそれぞれ反射され、LED72から出射された赤外光(IR)はダイクロイックミラー52,53,54を透過して、同一光軸上に出射される。
Next, although another embodiment is described, the same components as those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As shown in FIG. 10, the
プロジェクタ50の電源がオンされるとLED72から赤外光が出射され、LCD14の画像形成面18に表示された矩形画像44がスクリーン20に投写される。図7に示されるように、矩形画像44には中央と四隅の5ヶ所に解像チャート(特定画像)55〜59が表示される。矩形画像44はスクリーン20には、図8に示される台形画像45のように(赤外光なので目には見えないが)写ってしまう。プロジェクタ50は、スクリーン20に投写された画像を撮影するカメラ(撮像装置)60(図10参照)を備え、カメラ60の撮影レンズ61によってスクリーン20に投写された解像チャート55〜59をCCD62に結像させる。
When the power supply of the
図10に示すように、制御装置70は、カメラ60が撮像した画像の中から解像チャート55〜59のコントラストを検出するコントラスト検出回路64を備える。CPU73はコントラスト検出回路64によって検出された解像チャート55の値をフォーカス回路65に伝え、フォーカス回路65は投射レンズ15を光軸41の方向に沿って駆動して、スクリーン20に投写された画像の中央部分のピント調節を行う。CPU73は解像チャート56〜59のコントラストの値を監視しながらモータ駆動回路66に指示を出し、第1モータ33及び第2モータ39を回転させて姿勢調節装置16を駆動し、解像チャート56〜59のコントラストの値がベストになるように投射レンズ15の姿勢を調節する。画面全体のピント合わせが済んだら、前記実施形態と同様に、画面修正ダイヤル26を操作して画像形成面18上での表示画像サイズを調整し、スクリーン20に投写された画像のサイズを整えれば良い。
As illustrated in FIG. 10, the
図12に示すように、LCD14と投射レンズ15との間にハーフミラー75を配置して、投射レンズ15をカメラ60の撮影レンズとして兼用する構成にしても良い。なお、光源装置13に赤外光を出射するLED72を設けて解像チャート55〜59の投写を赤外光で行うことで、画像の観察者が特別な注意を払うことなく画像の台形補正が行われるという効果があるが、LED72を設けずに画像表示用のカラーLED51によって解像チャート55〜59を投写させるようにしても良い。その場合は、カメラ60も赤外用である必要はない。
As shown in FIG. 12, a
また、本発明によるプロジェクタを携帯電話に搭載しても良い。その場合は、図13に示すように、赤外線通信用電源に用いる赤外LED77を解像チャート55〜59の投写用に用いる構成にしても良い。光源装置80に組み込まれた赤外LED77の出射する赤外光を、解像チャート55〜59の投写用に用いるときは、可動ミラー82を退避位置にしてLCD14に照射させ、赤外線通信用電源として用いるときは、可動ミラー82を反射位置に動かして赤外光を反射させ、更にミラー83で反射させて携帯電話から出射させるようにすると良い。可動ミラー82の代わりにハーフミラーを用いても良い。
Further, the projector according to the present invention may be mounted on a mobile phone. In that case, as shown in FIG. 13, an
10,50 プロジェクタ
11 筐体
13,71,80 光源装置
14 LCD(液晶表示装置、画像形成装置)
15 投射レンズ
16 姿勢調節装置
17,70 制御装置
18 画像形成面
20 スクリーン
21 ズームダイヤル
22 光量調節ダイヤル
23 フォーカスダイヤル
24 上下ピン調ダイヤル(あおり操作部材)
25 左右ピン調ダイヤル(あおり操作部材)
26 画面修正ダイヤル(画面形状修正部材)
31 保持枠
32 第1従動ギヤ
33 第1モータ
34 第1駆動ギヤ
35 第2従動ギヤ
36 軸
37 回転支持板
38 第2駆動ギヤ
39 第2モータ
41 光軸
42 X軸
43 Y軸
44 矩形画像
45 台形画像
51 LED(RGB3色の光のいずれかを出射するLED)
52 ダイクロイックミラー(R光を反射)
53 ダイクロイックミラー(G光を反射)
54 ダイクロイックミラー(B光を反射)
55〜59 解像チャート(特定画像)
60 カメラ(撮像装置)
61 撮影レンズ
62 CCD
63 CPU
64 コントラスト検出回路
65 フォーカス回路
66 モータ駆動回路
67 画像補正回路
68 RAM
72 LED(赤外光(IR)を出射するLED)
73 CPU(制御回路)
75 ハーフミラー
77 赤外LED(携帯電話の赤外線通信用電源に用いる赤外LED)
82 可動ミラー
83 ミラー
10, 50
DESCRIPTION OF
25 Left and right pin-tone dial (tilting operation member)
26 Screen correction dial (screen shape correction member)
31
52 Dichroic mirror (reflects R light)
53 Dichroic mirror (reflects G light)
54 Dichroic mirror (reflects B light)
55-59 Resolution chart (specific image)
60 Camera (imaging device)
61
63 CPU
64
72 LEDs (LEDs that emit infrared light (IR))
73 CPU (control circuit)
75
82
Claims (6)
前記投射レンズを、その光軸と垂直で且つ互いに直交する2軸まわりにそれぞれ回転自在に保持するとともに、保持された前記投射レンズを回転させる姿勢調節装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。 In a projector including a projection lens that projects light with an image onto a screen to display the image, and an image forming apparatus having an image forming surface on which the image is formed.
A projector comprising: an attitude adjusting device that holds the projection lens rotatably about two axes that are perpendicular to the optical axis and perpendicular to each other, and that rotates the projection lens held.
前記スクリーン上に表示された前記特定画像を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された前記特定画像のコントラストを検出するコントラスト検出回路と、
前記コントラスト検出回路によって求められた前記5つの特定画像のコントラストの値が略同一となるように前記姿勢調節装置を駆動させる制御回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。 Five specific images displayed at the center and four corners of the image forming surface;
An imaging device that captures the specific image displayed on the screen;
A contrast detection circuit for detecting a contrast of the specific image captured by the imaging device;
A control circuit that drives the posture adjustment device so that the contrast values of the five specific images obtained by the contrast detection circuit are substantially the same;
The projector according to claim 1, further comprising:
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