JP2010250028A - 画像投射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像投射装置51は、光束を出射する光源1aと、互いに直交する第1および第2の軸を中心に回動し、光源1aから出射した光束を反射する反射面を有する2次元偏向器2aと、2次元偏向器2aの反射面を第1の軸を中心に高速に回動するとともに第2の軸を中心に低速に回動させ、光束を2次元に偏向させる偏向器制御部4aと、形状歪み補正演算部7と、を備える。形状歪み補正演算部7は、第2の軸の最大回動角度をφ2maxとし、Cを定数としたとき、α=C×φ2maxで算出した振幅差分比率αに基づいて補正信号を生成し、偏向器制御部4aは、振幅補正信号に基づいて、1画面描画期間内で第1の軸の回動振幅を漸次変化させる。
【選択図】図1
Description
ここで、表示画像の形状歪みを補正する機能を備えた従来の画像投射装置52について説明する。図10は、従来の画像投射装置の構成を示す概念図である。
画像投射装置52における2次元偏向器2bは直交する2つの回動軸を中心とする高速回動機構10bと低速回動機構11bを有し、図11で示すように、これらの回動機構に基づいて回動運動するその主面には光束を反射するための反射面20bが設けられている。また、光源1bは、この反射面に対して所定の傾斜角度から入射する位置に配置されており、補正光学系3bは偏向される全光束を適切に補正できる位置に配置されている。投射面21bは、2次元偏向器2bの2軸の回動角度が何れもゼロである時の光束を法線とする面と平行に置かれ、ここでは便宜的に、高速の回動方向を水平のX軸、低速の回動方向を垂直Y軸と定義する。
そして、これら回動機構の往復動作と同期して、図12(a)における1画面描画期間の間に、画像処理部5bからの描画信号に基づいた所定の光源駆動信号を光源1bへ送られ、光源1bから強度またはパルス変調された光束が出射されて、2次元偏向器2bで偏向される事で、図11で示すように投射面21bへ画像が表示される。
る画像の形状が、必然的に図13(a)に示すような水平および垂直の両軸方向の歪みを持ってしまう。
特許文献1によれば、形状歪みの片軸方向の歪みは、2次元偏向器2bで偏向された光束の方向を、任意の自由曲面反射鏡を組み合わせた補正光学系3bにより微修正する事で、補正する事が可能である。ここでは、補正光学系3bによる補正方向を垂直走査方向とすると、図13(a)から図13(b)のように投射面21bへ表示される垂直走査方向の形状歪みが補正される。
図14は、特許文献1に記載の画像表示装置52による形状歪み補正の説明図である。図14(a)は補正前の投射画像の状態を示し、図14(b)は補正後の投射画像の状態を示す。特許文献1に記載の画像投射装置52では、高速回動機構10bの駆動波形に乗算するための振幅補正信号が、想定される投射条件下での歪み率から予め決定されている。
このように、従来の画像投射装置では、画像の投射画角に応じて形状歪みの補正を適切に行うことができず、画像投射装置としての用途が限定されてしまうという問題があった。
射面を第1の軸を中心に高速に回動するとともに第2の軸を中心に低速に回動させ、光束を2次元に偏向させる偏向器制御部と、補正演算部と、を備え、補正演算部は、第2の軸の最大回動角度に基づいて補正信号を生成し、偏向器制御部は、補正信号に基づいて、1画面描画期間内で第1の軸の回動振幅を漸次変化させることを特徴とする。
図1は本実施形態の画像投射装置51の構成を示す説明図である。図1に示すように、この画像投射装置51は、可視波長領域の光束を出射する光源1aと、光束を水平方向と垂直方向へ2次元的に偏向させるための高速回動機構10aと低速回動機構11aを有する2次元偏向器2aと、偏向された光束の垂直方向の形状歪みを補正する補正光学系3aと、高速駆動信号生成部12aと低速駆動信号生成部13aと偏向器動作状態検出部14aとを有する偏向器制御部4aと、画像情報信号から描画信号を生成する画像処理部5a
と、描画信号に応じて光源1aからの出射光束を変調駆動する光源駆動部6aと、を備える。
また、反射面20aの光軸中心点から投射面21a(XY面)原点への投射距離をDと定義する。
光源1aは、例えば半導体レーザや固体レーザ等の光学機能素子を用いる事により、可視波長領域の光束を生成し出射する機能を有している。更に、後述する光源駆動部6aからの光源駆動信号に従って、出射光束を強度的又はパルス的に高速変調する機能を有している。
回動される両軸の角度が、後述する偏向器制御部4aからの駆動信号の振幅に比例する。また、回動される両軸の角度の駆動信号に対する遅延も殆ど無い(位相ズレを起こさない)という特性を有する。このため、偏向される光束の偏向角度は、駆動信号の波形とほぼ同様の動作をしているものとみなすことができる。
続いて、この画像投射装置51の動作と形状歪み補正に関する機能及び作用について説明する。図3は、この画像投射装置51における偏向器制御部4aが、2次元偏向器2aの2つの回動機構を駆動する際の駆動波形の時間的な変化を示す説明図である。
そして、これら回動機構の往復動作と同期して、図3(a)における1画面描画期間の間に、画像処理部5aからの描画信号に基づいた所定の光源駆動信号が光源1aへ送られ、光源1aから強度またはパルス変調された光束が出射されて、2次元偏向器2aで偏向される事で、図2に示すように、投射面21aへ画像が表示される。
この場合、画像投射装置51が投射面21a上へ走査投射する光束の投射座標点は、図2の投射光学系で示す配置関係と変数定義に基づいて、式(1)および式(2)のように幾何光学的に定式化する事ができる。式(1)は水平方向における座標点のX成分を示し、式(2)は垂直方向における座標点のY成分を示している。
ここで、画像投射装置51の実用的な投射光学系として、反射面20aへの光束の入射角度θを45°と仮定する。また、実用的な投射条件として、高速回動機構10aの回動角度φ1の最大値φ1maxを13°、低速回動機構11aの回動角度φ2の最大値φ2maxを7°と仮定する。投射距離Dは任意の長さとする。
、垂直Y軸方向には弓なり形状の歪み、水平X軸方向には台形形状の歪み、という両軸に歪みを含んだ形状となる。光束の投射領域25aは、そのまま投射画像の形状に対応するため、このような形状歪み補正が無い状態での投射状態では、投射したい画像が歪んだまま表示されてしまう事となる。
なお、投射面21a上への投射領域25aの形状は、X軸方向とY軸方向の比のみに依存し、投射距離Dには依存しないため、Dを任意の長さとしても以下の説明では支障は無い。
上述した2軸の形状歪みの内、Y軸方向の弓なり形状の歪みに対しては、本発明における画像投射装置51も、従来例における画像投射装置51と同様、任意の自由曲面反射鏡を組み合わせた補正光学系3aを用いることにより補正を行う。すなわち、図2で示すように、2次元偏向器2aの直後の位置に、適切な自由曲面反射鏡を組み合わせた補正光学系3aを配置し、偏向光束の垂直方向の偏向角度を微調整する事により、投射面21a上で投射されるY軸方向の光束の走査線形状を弓なり形状から直線形状へと補正する。このようにして、図4で見られた垂直Y軸方向の弓なり形状の歪みは、図5(a)で示すような投射領域25bの形状へと補正する事ができる。
ここで便宜的に、図4におけるY座標軸上の投射点と原点からの距離をL0とすると、補正光学系3aによる補正後、投射点Pb1と投射点Pb2のY軸方向の原点からの距離もL0となる。
水平X軸方向の形状歪みに対しては、本発明における画像投射装置51も、振幅補正信号に基づいて高速回動機構10aの駆動波形の振幅を増減させる方法で補正する、という点においては従来例と同様である。
以下では、これらの具体的な演算手法、信号生成、補正処理の手順について説明する。
5(a)に示す補正後の投射点Pb1のX成分は、図4に示す補正前の投射点Pa1のX成分L1に等しい。同様に、図5(a)に示す補正後の投射点Pb2のX成分は、図4に示す補正前の投射点Pa2のX成分L2に等しい。また、補正後の投射点Pb1と投射点Pb2を結ぶ線分は、補正前の投射点Pa1と投射点Pa2を結ぶ線分と同様に、近似的に直線形状とみなす事ができる。
従って、調整されるべき高速回動機構10aの駆動波形の振幅は、図3の補正包絡線で示すように、Y軸方向の時間的な上下走査動作に対して、単純に線形的な漸減関数であって良い事が容易に理解される。
α=(L2−L1)/L1・・・(3)
こうする事で、線形的な駆動波形の振幅調整により、X軸方向の光束の走査振幅が投射点Pb2における振幅に均一化され、図5(b)の投射領域25cで示すように、所望の形状歪み補正が実現される事となる。
まず画像投射装置51の駆動後、ユーザにより、画像の投射画角などの投射条件が投射条件設定部15に設定される。投射条件の設定後、投射条件設定部15から投射条件信号が偏向器制御部4aに送信される。偏向器制御部4aは、この投射条件信号に基づいて、2次元偏向器2aの駆動状態を設定する。
み補正演算部は、以下の式(4)により、振幅差分比率αを求める〔処理2〕。
α=C×φ2max・・・(4)
定数Cは、画像投射装置51の投射光学系に応じて定まり、予め形状歪み補正演算部7に記憶される。
なお、投射条件A.Bについては後述する。
β=α/n・・・(5)
その後、形状歪み補正演算部7は、振幅差分比率αと振幅減衰比率βを振幅補正信号として偏向器制御部4aの高速駆動信号生成部12aへ送る。ここまでが、形状歪み補正演算部7の処理である。
図8は、図5と同様に、画像投射装置51で実現される形状歪み補正の様子を模式的に示す説明図であり、図8(a)は補正前の投射領域を示し、図8(b)は補正後の投射領域を示す。また、投射領域25b、25cは投射条件Aの投射領域を示し、投射領域25d、25fは投射条件Bの投射領域を示す。
図9は、図3と同様に、画像投射装置51における偏向器制御部4aが、2次元偏向器2aの2つの回動機構を駆動する際の駆動波形の時間的な変化を示す説明図である。図9
(b)は投射条件Aの高速回動の偏向振幅を示し、図9(c)は投射条件Bの高速回動の偏向振幅を示す。
すなわち、定式化した式(1)のような複雑な関数を用いずとも、図9に示すような線形近似で求めた係数Cとφ2maxとの積を求めることで、理想値に近い振幅差分比率αの値を求める事が可能となる。
となる。従って、表示画像の画角を任意に変化させるような、より幅広い用途で使用可能な画像投射装置を提供すること事が可能となる。
2a 2次元偏向器
3a 補正光学系
4a 偏向器制御部
5a 画像処理部
6a 光源駆動部
7 形状歪み補正演算部
8a 信号処理系
10a 高速回動機構
11a 低速回動機構
12a 高速駆動信号生成部
13a 低速駆動信号生成部
14a 偏向器動作状態検出部
15 投射条件設定部
20a 反射面
21b 投射面
25a〜25f 投射領域
Claims (3)
- 光束を出射する光源と、
互いに直交する第1および第2の軸を中心に回動し、前記光源から出射した光束を反射する反射面を有する偏向器と、
前記偏向器の反射面を前記第1の軸を中心に高速に回動するとともに前記第2の軸を中心に低速に回動させ、前記光束を2次元に偏向させる偏向器制御部と、
補正演算部と、を備え、
前記補正演算部は、前記第2の軸の最大回動角度に基づいて補正信号を生成し、
前記偏向器制御部は、前記補正信号に基づいて、1画面描画期間内で前記第1の軸の回動振幅を漸次変化させる
ことを特徴とする画像投射装置。 - 前記偏向器の反射面の前記第2の軸を中心とした回動は、前記第1の軸を中心とした回動から独立であり、
前記第2の軸と前記光源の光束の出射方向とが略直角をなす
ことを特徴とする請求項1に記載の画像投射装置。 - 前記第2の軸の最大回動角度をφ2maxとし、Cを定数としたとき、前記補正演算部は、α=C×φ2maxで算出した振幅差分比率αに基づいて前記補正信号を生成する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像投射装置。
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JP2012533769A (ja) * | 2009-07-17 | 2012-12-27 | マイクロビジョン,インク. | 走査振幅を変化させることによる走査型プロジェクタの歪みの補正 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007199251A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを有する走査型画像表示装置 |
JP2008249797A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Konica Minolta Opto Inc | 画像投影装置 |
JP2008310295A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-12-25 | Konica Minolta Opto Inc | 画像表示装置 |
JP2009015124A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Seiko Epson Corp | 走査型画像表示装置 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007199251A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Canon Inc | 光走査装置及びそれを有する走査型画像表示装置 |
JP2008249797A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Konica Minolta Opto Inc | 画像投影装置 |
JP2008310295A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-12-25 | Konica Minolta Opto Inc | 画像表示装置 |
JP2009015124A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Seiko Epson Corp | 走査型画像表示装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012533769A (ja) * | 2009-07-17 | 2012-12-27 | マイクロビジョン,インク. | 走査振幅を変化させることによる走査型プロジェクタの歪みの補正 |
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