JP2009251459A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザービーム等の光線でスクリーン上を走査することにより画像を形成するプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector that forms an image by scanning a screen with a light beam such as a laser beam.
従来、レーザービーム等の光線でスクリーン上を走査することによって画像を表示するレーザープロジェクタが提案されている。そして、このレーザープロジェクタによりスクリーン上に表示される画像を明瞭なものとするために多くの提案がなされている。例えば、特開平6−109992号公報(特許文献1)では、複数のレーザープロジェクタを使用して、スクリーン上に高輝度の大画面映像を投影することができる大型映像表示装置についての提案がなされている。
特許文献1の提案は、所定の距離だけ離れた位置に設置されるスクリーン上において、各レーザープロジェクタの中心光軸が交差するように各々異なる角度でレーザープロジェクタが配置されている。このため、スクリーンの正面に配置されたレーザープロジェクタの投影画面に比べて、周辺に配置されるレーザープロジェクタの投影画面の両端近傍は歪んだ画面となる。したがって、投影画像が重なった際に画質の劣化が生じるおそれを有し、又、画像を明瞭に表示するためのスクリーンとの距離も限定されてしまうといった問題点があった。更に、走査するレーザービームが重なる状態が発生するため、重なり合ったレーザービームのエネルギーが所定の値よりも高くなってしまうといった問題点もあった。
In the proposal of
本発明は、上述の問題を解決するため、複数個の投影装置を各投影装置の中心光軸同士が平行となるように並設し、各投影装置の走査可能領域の重複部において画像を形成させることにより、容易にスクリーンに明瞭な画像を表示することができるプロジェクタとしている。 In order to solve the above-described problem, the present invention arranges a plurality of projection devices side by side so that the central optical axes of the projection devices are parallel to each other, and forms an image at an overlapping portion of the scannable region of each projection device. By doing so, the projector can easily display a clear image on the screen.
本発明のプロジェクタは、所定の入力信号に基づいて投影信号を生成するプロジェクタ制御手段と、前記投影信号に基づいて光線でスクリーン上を走査することにより画像を表示する複数個の投影装置と、を備え、前記プロジェクタ制御手段は、前記投影信号を分岐して前記各投影装置へ送出する同期制御部を備え、前記各投影装置は、光線を射出する光源装置と、該光源装置から射出された光線を走査させる走査手段と、前記スクリーン上の走査可能領域内において前記走査手段を制御する投影装置制御手段と、を備え、前記各投影装置が、各投影装置の中心光軸同士が平行となるように並設されて、前記各投影装置の走査可能領域の重複部において、同期して光線を走査することにより、スクリーン上に画像を表示するものである。 The projector according to the present invention includes a projector control unit that generates a projection signal based on a predetermined input signal, and a plurality of projection devices that display an image by scanning a screen with a light beam based on the projection signal. The projector control means includes a synchronization control unit that divides the projection signal and sends the projection signal to each projection device, and each projection device includes a light source device that emits a light beam and a light beam emitted from the light source device. Scanning means, and projection device control means for controlling the scanning means within a scannable region on the screen, and the projection devices are arranged such that the central optical axes of the projection devices are parallel to each other. Are arranged in parallel, and an image is displayed on the screen by scanning the light beam synchronously at the overlapping portion of the scannable region of each projection device.
そして、前記同期制御部は、前記各投影装置からの前記光線の一つであるレーザービームの走査により形成される投影点の位置がずれるように、前記投影信号を所定の異なる時間間隔で前記各投影装置へ送出するものである。 The synchronization control unit is configured to output the projection signals at predetermined different time intervals so that a position of a projection point formed by scanning a laser beam that is one of the light beams from each projection device is shifted. This is sent to the projection device.
又、本発明のプロジェクタは、距離測定装置を備え、前記プロジェクタ制御手段は、スクリーンとの距離を算出する距離算出部を有し、スクリーンとの距離に基づいて走査可能領域の重複部を決定するものである。 The projector according to the present invention further includes a distance measuring device, and the projector control means includes a distance calculation unit that calculates a distance from the screen, and determines an overlapping portion of the scannable region based on the distance from the screen. Is.
本発明によれば、複数個の投影装置を備え、各投影装置を各投影装置の中心光軸同士が平行となるように並設し、各投影装置の走査可能領域の重複部において、同期して光線を走査させることにより、各投影装置の出力を抑え信頼性を高めると共に、容易にスクリーンに明瞭な画像を表示することができるプロジェクタを提供することができる。 According to the present invention, a plurality of projection devices are provided, and the projection devices are arranged side by side so that the central optical axes of the projection devices are parallel to each other, and are synchronized in the overlapping portion of the scanable areas of the projection devices. By scanning the light beam, it is possible to provide a projector that can suppress the output of each projection device and increase the reliability, and can easily display a clear image on the screen.
本発明を実施するための最良の形態のレーザープロジェクタ10は、所定の入力信号に基づいて投影信号を生成するプロジェクタ制御手段20と、前記投影信号に基づいて光線の一つであるレーザービームでスクリーン上を走査することにより画像を表示する複数個の投影装置1と、を備え前記プロジェクタ制御手段20は、前記投影信号を分岐して前記各投影装置1へ送出する同期制御部31を備え、前記各投影装置1は、レーザービームを射出する光源装置であるレーザー発光器8と、該レーザー発光器8から射出されたレーザービームを走査させる走査手段と、前記スクリーン9上の走査可能領域40内において前記走査手段を制御する投影装置制御手段2と、を備え、前記各投影装置1が、各投影装置1の中心光軸X同士が平行となるように並設されて、前記各投影装置1の走査可能領域40の重複部において、同期してレーザービームを走査することにより、スクリーン上に画像を表示するものである。
The
そして、前記同期制御部31は、前記各投影装置1からのレーザービームの走査により形成される投影点42の位置がずれるように、前記投影信号を所定の異なる時間間隔で前記各投影装置1へ送出するものである。
Then, the
又、本発明のレーザープロジェクタ10は、距離測定装置50を備え、前記プロジェクタ制御手段20は、スクリーン9との距離を算出する距離算出部33を有し、スクリーン9との距離に基づいて走査可能領域40の重複部を決定するものである。
Further, the
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本発明の一つの実施例に係るレーザープロジェクタ10は、図1に示すように、略直方体形状であって、3個の投影装置1を内蔵するものである。そして、この投影装置1は、レーザービームを射出する光源装置であるレーザー発光器と、レーザー発光器から射出されたレーザービームを走査する走査手段としての反射手段及びモータ等を備えるものであって、各投影装置1の中心光軸X同士が平行となるように左右方向に並設されており、本体ケースの前方の側板とされる前面板12に投影装置1の投影口14が配設され、投影口14の近傍に、光学式の距離測定装置50が配置されているものである。尚、距離測定装置50は、光学式に限定することなく、超音波式等の各種方式を採用することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a
又、本体ケースである上面板11にはキー/インジケータ部29を有するものであり、このキー/インジケータ部29には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ等のキーやインジケータを備えているものである。
The
更に、本体ケースの背面には、背面板にUSB端子や画像信号入力用のD−SUB端子、S端子、RCA端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子13、図示しないメモリカードスロット、リモートコントローラからの制御信号を受信するIr受信部を有しているものである。
Further, on the back of the main body case, an input / output connector portion provided with a USB terminal, a D-SUB terminal for inputting image signals, an S terminal, an RCA terminal, etc. on the back plate,
そして、このレーザープロジェクタ10の制御手段20は、図2に示すように、中央制御部27、入出力インターフェース22、同期制御部31等を有するものである。中央制御部27は、レーザープロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、CPUやワークメモリとして使用されるRAM、及び各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したROM等により構成されている。
The control means 20 of the
そして、入出力コネクタ部21から入力された画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス(SB)を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、中央制御部27に送られる。又、この中央制御部27のCPUが、送られてきた入力信号である画像信号及びスクリーン9までの距離データに基づいて、各投影装置1の投影領域や各投影装置1への信号送出時間間隔などを算出し、このCPUによって算出された投影信号が中央制御部27のRAMに保存される。
The image signal input from the input /
レーザープロジェクタ10からスクリーン9までの距離データは、距離算出部33により算出されるものであり、この距離算出部33は、図1に示した距離測定装置50の受光素子がスクリーン9で反射した反射光を受光し変換した電気信号からスクリーン9上の複数点との距離を測定し、スクリーン9との平均距離を算出する演算手段を備えるものである。尚、当該距離測定装置50及び距離算出部33を備えることで、自動で距離を算出することができるが、当該距離測定装置50及び距離算出部33を備えずに使用者が表示画面のピント調整により手動で選定されることとしてもよい。
The distance data from the
そして、RAMに記憶された投影信号は、同期制御部31に出力され、同期制御部31で投影信号を分岐して、中央制御部27によって算出された所定の異なる時間間隔で各投影装置1の投影装置制御手段2に送出される。
Then, the projection signal stored in the RAM is output to the
そして、同期制御部31から投影信号が入力される各投影装置制御手段2は、投影装置制御部3と、モータ制御回路4と、エンコーダ5等を備えているものである。この投影装置制御部3は、光源装置であるレーザー発光器8へ投影信号に応じた強度及び色相及び時間による変化の信号を送ると共に、走査手段を制御するモータ制御回路4へ投影信号及び後述の角度データに基づいた制御信号を送るものである。
Each projection device control unit 2 to which a projection signal is input from the
この走査手段は、2次元方向に駆動可能な反射手段であるガルバノミラー7と、該ガルバノミラー7の駆動源であるモータ6から成るものである。そして、この投影装置制御手段2は、レーザー発光器8及びモータ制御回路を介して走査手段を制御することにより、レーザー発光器8から射出されたレーザービームをガルバノミラー7により2次元方向に走査させてスクリーン9上に画像を表示するものである。
This scanning means comprises a galvanometer mirror 7 which is a reflection means which can be driven in a two-dimensional direction, and a
又、モータ制御回路4は、供給された制御信号を基に、モータ6を駆動させる電流を生成し、モータ6に電流を供給することにより、モータ6を駆動させるものである。尚、モータ6は、ガルバノミラー7に対して2個設置されるものであり、このガルバノミラー7は、直交する2つの軸に保持されて、この軸にモータがそれぞれ直結されることで2次元方向に駆動することができるものである。
The motor control circuit 4 generates a current for driving the
そして、エンコーダ5は、ガルバノミラー7の2次元方向の角度データを検出するものであり、この角度データは投影装置制御部3に送出される。尚、このエンコーダ5は、アブソリュート方式、インクリメンタル方式などの何れの方式であってもよいものである。 The encoder 5 detects angle data in the two-dimensional direction of the galvanometer mirror 7, and this angle data is sent to the projection device control unit 3. The encoder 5 may be of any system such as an absolute system or an incremental system.
又、プロジェクタ制御手段20の画像圧縮/伸長部28は、画像信号の輝度信号及び色差信号をADTC及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリーカード30に順次書き込む記録処理や、再生モード時はメモリーカード30に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを伸長して画像変換部23を介して中央制御部27に送り、メモリーカード30に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とするものである。
Further, the image compression /
又、本体ケースの上面板11に設けられるキー及びインジケータ等により構成されるキー/インジケータ部29の操作信号は、直接に中央制御部27に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ir受信部25で受信され、Ir処理部26で復調されたコード信号が中央制御部27に送られるものである。
In addition, the operation signal of the key /
尚、中央制御部27にはシステムバス(SB)を介して音声処理部24が接続されており、音声処理部24はPCM音源等の音源回路を備え、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ32を駆動して拡声放音させることができるものである。
The
そして、レーザープロジェクタ10に配設される第一乃至第三投影装置1a,1b,1cは、図1に示したように、第一乃至第三投影装置1a,1b,1cの中心光軸Xがそれぞれ平行になるように並設されるものである。このように並設することで、図3に示すように、正面に配置されるスクリーン9に第一乃至第三走査可能領域40a,40b,40cが左右に平行に所定距離だけずれるように仮想的に決定される。そして、第一乃至第三走査可能領域40a,40b,40cの重複部内において、投影すべき表示画面の縦横比に基づき、各投影装置1の投影領域41が決定される。
As shown in FIG. 1, the first to
又、走査可能領域40及び投影領域41は、レーザープロジェクタ10とスクリーン9との距離に依存するため、前述のように、距離測定装置50及び距離算出部33、或いは使用者のピント調整により距離が算出され、当該データが入力される中央制御部27によって決定されるものである。尚、この投影領域41は、レーザープロジェクタ10とスクリーン9との距離が遠くなる程、走査可能領域40に対する投影領域41の割合が大きくなるものである。
Further, since the
そして、図4に示すように、投影領域41の縦幅及び横幅が決定されると、投影装置制御部3によって、投影領域41において投影装置1からのレーザービームの走査により形成される投影点42と投影点42との間隔を算出してガルバノミラー7の各座標位置における動作速度及び走査軌道43が決定される。
Then, as shown in FIG. 4, when the vertical width and the horizontal width of the
又、スクリーン9上をラスタ走査する場合、中央制御部27において各投影装置1a,1b,1cから射出されるレーザービームにより形成される投影点42が異なる位置になるように、投影信号の送出時間間隔を算出して、当該投影信号と送出時間間隔データが入力された同期制御部31が各投影装置制御手段2に投影信号を分岐して異なる時間間隔で順次送出する。
When raster scanning is performed on the screen 9, the projection time of the projection signal is set so that the
この送出時間間隔は、第一投影装置1aから射出されるレーザービームにより形成される投影点42の座標位置と、第二投影装置1bから射出されるレーザービームにより形成される投影点42の座標位置と、第三投影装置1cから射出されるレーザービームにより形成される投影点42の座標位置との関係が、略等間隔となるように決められるものである。尚、当該投影点42の座標位置との関係は、等間隔とする場合に限ることなく不等間隔としてもよい。
This transmission time interval is the coordinate position of the
そして、各投影装置制御手段2は、同一走査軌道43上における全投影点42の座標位置において第一乃至第三投影装置1a,1b,1cからのレーザービームの走査により形成される特定画素の投影点42の座標位置が一致するように、且つ、第一乃至第三投影装置1a,1b,1cからのレーザービームによるそれぞれの走査点が、同一時には異なる座標位置となるように走査手段及びレーザー発光器8を制御する。これにより、第一乃至第三投影装置1a,1b,1cからのレーザービームの走査により形成される投影点42は、同一座標位置において形成されるも、同一時においては、ずれた座標位置で表示されることとなる。
Each projection device control means 2 then projects a specific pixel formed by scanning the laser beam from the first to
この第一投影装置1aから射出されたレーザービームの走査により形成される投影点42は、スクリーン9上における走査軌道43上において順次形成されるものである。具体的には、レーザービームが投影領域41の左端の最上段を走査始点としてガルバノミラー7が右方向へ回動することにより走査され、直線走査範囲の終点まで到達すると方向を変換し、一段下の直線走査範囲の始点である左端に戻り、同様に右方向へ走査することを繰り返し、最下段まで走査されることにより、各座標位置において投影点42が形成される。そして、最下段までレーザービームの走査がなされると、次に画面に表示すべき投影信号に基づき、投影領域41の左端の最上段に戻り、再び走査されることとなる。
Projection points 42 formed by scanning the laser beam emitted from the
又、第二投影装置1bは、第一投影装置1aの表示する投影点42の各座標位置と同一座標位置において投影点42が形成されるように、第一投影装置1aと同じ走査軌道43上において、第一投影装置1aの走査に対して僅かに遅延して走査されるものである。又、第三投影装置1cは、第二投影装置1bの走査に対して僅かに遅延して走査されるものである。これにより、各投影装置1a,1b,1cからのレーザービームの走査により形成される投影点42は重なることなく、順次形成されることとなる。
In addition, the
このように、複数個の投影装置1を備え、各投影装置1を当該各投影装置1の中心光軸X同士が平行となるように並設し、各投影装置1のスクリーン上における走査可能領域40a,40b,40cの重複部内の投影領域1において、同期してレーザービームを走査させることにより、一つ当たりの投影装置1の出力を抑え信頼性を高めると共に、同一仕様の複数個の投影装置1を用いて投影信号を遅延させて各投影装置1に分岐送出するだけでよいため、各投影装置1に異なる制御を実施させることなく容易にスクリーン9に明瞭な画像を表示することができるレーザープロジェクタ10を提供することができる。
In this way, a plurality of
又、各投影装置1の走査が異なる時間間隔で制御されることにより、各投影装置1から射出されるレーザービームが重なり合うことがなく、より安全性の高いレーザープロジェクタ10を提供することができる。
Further, by controlling the scanning of each
更に、距離測定装置50を備えることにより、スクリーン9との距離が変わったとしても、自動で距離を算出して投影領域41を決定することができると共に、スクリーン9との距離を起因とする画像の劣化が生じにくく、投影場所及びレーザープロジェクタ10の設置場所等が限定されることなく使用することができるレーザープロジェクタ10を提供することができる。
Furthermore, by providing the
又、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。例えば、前述のように、各投影装置1の走査可能領域40の重複部における投影領域41内で走査する場合のみならず、図5に示すように、各投影装置1の走査可能領域40の全範囲において走査することのできるようにガルバノミラー7を駆動制御することもある。即ち、第一投影装置1aは第一走査可能領域40aの全範囲において走査することとし、第二投影装置2aは第二走査可能領域40bの全範囲において走査することとし、第三投影装置1cは第三走査可能領域40cの全範囲において走査することとしたものである。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be freely changed and improved without departing from the gist of the invention. For example, as described above, not only the case where scanning is performed within the
この場合、各投影装置制御手段2の投影装置制御部3が、中央制御部27により決定された投影領域41内における走査軌道43上の各座標位置においてのみ、レーザー発光器8から適当な強度、色相のレーザービームを射出することにより、投影領域41に投影点42が形成されることとなる。
In this case, the projection device control unit 3 of each projection device control means 2 has an appropriate intensity from the laser emitter 8 only at each coordinate position on the
これにより、スクリーン9までの距離に応じて、ガルバノミラー7の動作を変化させる必要がなく、距離が変わってもガルバノミラー7は同一の動作をさせ、レーザー発光器8によるレーザービームの射出時間間隔等を制御することのみでよいため、走査手段の駆動制御を容易に行うことができる。 As a result, it is not necessary to change the operation of the galvanometer mirror 7 according to the distance to the screen 9, and even if the distance changes, the galvanometer mirror 7 performs the same operation, and the laser beam emission time interval by the laser emitter 8 Therefore, it is only necessary to control the above and the like, so that the drive control of the scanning means can be easily performed.
又、各投影装置1は左右方向に並設する場合に限定することなく、図6に示すように、3個或いは4個の投影装置1を上下左右方向に、各投影装置1の中心光軸Xが平行となるように並設することにより、走査可能領域40の重複部内に投影領域41を形成してもよい。このように、各投影装置1を配置することにより、走査可能領域40に対する投影領域41の割合を増やすことができる。
Further, the
1 投影装置 1a 第一投影装置
1b 第二投影装置 1c 第三投影装置
2 投影装置制御手段 3 投影装置制御部
4 モータ制御回路 5 エンコーダ
6 モータ 7 ガルバノミラー
8 レーザー発光器 9 スクリーン
10 レーザープロジェクタ 11 上面板
12 前面板 13 各種端子
14 投影口 20 プロジェクタ制御手段
21 入出力コネクタ部 22 入出力インターフェース
23 画像変換部 24 音声処理部
25 Ir受信部 26 Ir処理部
27 中央制御部 28 画像圧縮/伸長部
29 キー/インジケータ部 30 メモリーカード
31 同期制御部 32 スピーカ
33 距離算出部 40 走査可能領域
40a 第一走査可能領域 40b 第二走査可能領域
40c 第三走査可能領域 41 投影領域
42 投影点 43 走査軌道
50 距離測定装置
X 投影装置の中心光軸
1
2 Projector control means 3 Projector controller
4 Motor control circuit 5 Encoder
6 Motor 7 Galvano mirror
8 Laser emitter 9 screen
10
12
14
21 I / O connector 22 I / O interface
23
25
27
29 Key /
31
33
40a First
40c Third
42
50 Distance measuring device
X Center optical axis of the projector
Claims (3)
前記投影信号に基づいて光線でスクリーン上を走査することにより画像を表示する複数個の投影装置と、を備え、
前記プロジェクタ制御手段は、前記投影信号を分岐して前記各投影装置へ送出する同期制御部を備え、
前記各投影装置は、光線を射出する光源装置と、該光源装置から射出された光線を走査させる走査手段と、前記スクリーン上の走査可能領域内において前記走査手段を制御する投影装置制御手段と、を備え、
前記各投影装置が、各投影装置の中心光軸同士が平行となるように並設されて、前記各投影装置の走査可能領域の重複部において、同期して光線を走査することにより、スクリーン上に画像を表示することを特徴とするプロジェクタ。 Projector control means for generating a projection signal based on a predetermined input signal;
A plurality of projection devices that display images by scanning the screen with light rays based on the projection signals;
The projector control means includes a synchronization control unit that branches the projection signal and sends it to each projection device,
Each of the projection devices includes a light source device that emits a light beam, a scanning unit that scans the light beam emitted from the light source device, a projection device control unit that controls the scanning unit in a scannable area on the screen, With
The projection devices are arranged side by side so that the central optical axes of the projection devices are parallel to each other, and in the overlapping area of the scannable areas of the projection devices, the light beams are scanned synchronously, thereby A projector characterized by displaying an image on the screen.
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a distance measuring device, wherein the projector control unit includes a distance calculating unit that calculates a distance from the screen, and determines an overlapping portion of the scannable region based on the distance from the screen. Alternatively, the projector according to claim 2.
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