JP2011022530A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーンに所望の画像を映すプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector that projects a desired image on a screen.
プロジェクタは、フィルムに記録された画像、あるいは液晶パネルやCRTなどに表示された画像によって変調された画像光をスクリーンに投射するものであり、スクリーン上での画像サイズやピントを調節するための光学系を備える。また、このようなプロジェクタには、プロジェクタ本体の位置や角度を変えずにスクリーン上での画像の投射位置を調節することができるようにシフト機能をもたせたものも知られている。 The projector projects an image light recorded on a film or an image light modulated by an image displayed on a liquid crystal panel or a CRT onto a screen, and an optical device for adjusting the image size and focus on the screen. The system is provided. Also, such projectors are known that have a shift function so that the projection position of an image on the screen can be adjusted without changing the position or angle of the projector body.
このようなプロジェクタを用いて、視差を有する一対の画像をスクリーン上に投射して立体感のある画像が鑑賞できるようにする試み、または、スクリーンに空間的に連続した複数の画像を投射してパノラマ画像が鑑賞できるようにする試みがなされている。こうした場合、複数台のプロジェクタを使用するのが簡便であるが(例えば、特許文献1)、プロジェクタ個々のセッティングが煩雑になることに加え、動画を投射する場合には複数台のプロジェクタを正確に同期させなければならないなどの難点を考慮し、一台で複数の画像を同時に投射できるようにしたプロジェクタが考案されている(例えば、特許文献2)。 Use such a projector to project a pair of images with parallax on the screen so that a stereoscopic image can be viewed, or project a plurality of spatially continuous images on the screen. Attempts have been made to make it possible to view panoramic images. In such a case, it is convenient to use a plurality of projectors (for example, Patent Document 1). However, in addition to the complicated setting of each projector, when projecting a moving image, a plurality of projectors are accurately used. In consideration of difficulties such as having to synchronize, a projector has been devised that can project a plurality of images at the same time (for example, Patent Document 2).
特許文献2に記載のプロジェクタは立体視用の画像光を生成するものであり、プロジェクタ本体と、映像分離機構と、光学系である板状のミラーと、ミラーの向きを調節する制御部とを有する。プロジェクタ本体は、視差を有する一対の画像を含む画像光を映像分離機構へ投射する。映像分離機構は、投射された画像光から2つの画像光に分離する。制御部及びミラーは、分離された2つの画像光の指向方向を視差に基づいて調節する。 The projector described in Patent Literature 2 generates stereoscopic image light, and includes a projector body, a video separation mechanism, a plate-like mirror that is an optical system, and a control unit that adjusts the orientation of the mirror. Have. The projector main body projects image light including a pair of images having parallax to the video separation mechanism. The video separation mechanism separates the projected image light into two image lights. The control unit and the mirror adjust the directing directions of the two separated image lights based on the parallax.
よく知られているように、プロジェクタは明るい画像光を得るために、光源として高輝度ランプを使用しているため、プロジェクタを使用している間には、光学系もかなりの高温になる。ところが、特許文献2に記載のプロジェクタを使用する際、ミラーの温度が上昇する結果、熱膨張によってミラーの反射面が湾曲する。そして、ミラーの反射面が湾曲すると、スクリーン上に映し出される画像の位置のずれ、画像のゆがみなどが生じる結果、立体画像を鑑賞することが困難となる。このため、プロジェクタを使用する際、ミラーの調節を行う必要が生じ、余分な手間がかかっていた。 As is well known, since a projector uses a high-intensity lamp as a light source to obtain bright image light, the optical system becomes very hot while the projector is used. However, when the projector described in Patent Document 2 is used, as a result of the temperature of the mirror rising, the reflection surface of the mirror is curved due to thermal expansion. If the reflecting surface of the mirror is curved, the position of the image displayed on the screen is displaced, the image is distorted, and the like, so that it is difficult to view the stereoscopic image. For this reason, when the projector is used, it is necessary to adjust the mirror, which takes extra time.
本発明は、画像光の反射部材の姿勢の再調節の手間を省くことのできるプロジェクタを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a projector that can save the trouble of readjustment of the posture of a reflection member for image light.
上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、第1画像及び第2画像を含む画像により変調された画像光を生成する画像光生成手段と、前記画像光のうち前記第1画像をなす第1画像光のみが投射される第1反射面、及び前記画像光のうち前記第2画像をなす第2画像光のみが投射される第2反射面を有し、前記第1反射面及び前記第2反射面により前記画像光を前記第1画像光及び前記第2画像光に分離するプリズムブロックと、前記分離された前記第1画像光をスクリーンに向けて反射する第1反射部材及び前記分離された前記第2画像光をスクリーンに向けて反射する第2反射部材と、前記第1及び第2反射部材の姿勢を個別に制御し、前記第1及び第2反射部材の反射により前記スクリーンに向かう前記第1画像光及び前記第2画像光の指向方向を調節する調節手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a projector according to the present invention forms image light generation means for generating image light modulated by an image including a first image and a second image, and the first image of the image light. A first reflecting surface on which only the first image light is projected, and a second reflecting surface on which only the second image light that forms the second image of the image light is projected, the first reflecting surface and the A prism block that separates the image light into the first image light and the second image light by a second reflecting surface, a first reflecting member that reflects the separated first image light toward the screen, and the separation The second reflecting member that reflects the second image light directed toward the screen and the postures of the first and second reflecting members are individually controlled, and reflected on the screen by the reflection of the first and second reflecting members. The first image light heading and the Characterized by comprising an adjustment means for adjusting the orientation of the two images light.
前記第1反射部材は前記第1画像光を反射する第1反射面を有する第1ガラスブロックであり、前記第2反射部材は前記第2画像光を反射する第2反射面を有する第2ガラスブロックであることが好ましい。更に、前記プリズムブロックと前記第1ガラスブロックと前記第2ガラスブロックとが同一の形状を有することが好ましい。 The first reflecting member is a first glass block having a first reflecting surface that reflects the first image light, and the second reflecting member is a second glass having a second reflecting surface that reflects the second image light. A block is preferred. Furthermore, it is preferable that the prism block, the first glass block, and the second glass block have the same shape.
前記第1画像及び前記第2画像は両眼視差を有する一対の立体視用画像であり、前記調節手段は前記第1画像光及び前記第2画像光の指向方向を前記両眼視差に基づいて調節することが好ましい。また、前記プリズムブロックには前記第1反射面及び前記第2反射面の稜線が形成され、前記稜線は前記画像光の光軸上に位置し、前記第1画像光及び前記第2画像光は前記稜線を挟んで前記プリズムブロックへ入射するように前記プリズムブロックが配されることが好ましい。 The first image and the second image are a pair of stereoscopic images having binocular parallax, and the adjusting means determines a directivity direction of the first image light and the second image light based on the binocular parallax. It is preferable to adjust. The prism block is formed with ridge lines of the first reflection surface and the second reflection surface, the ridge lines are located on an optical axis of the image light, and the first image light and the second image light are It is preferable that the prism block is arranged so as to be incident on the prism block with the ridge line in between.
本発明によれば、プリズムブロックを用いて画像光を反射するため、画像光の反射によってプリズムブロックの温度が上昇しても、プリズムブロックの熱膨張は起こりにくい。したがって、本発明によれば、画像光の反射部材の姿勢の再調節の手間を省くことができる。 According to the present invention, since the image light is reflected using the prism block, even if the temperature of the prism block rises due to the reflection of the image light, thermal expansion of the prism block hardly occurs. Therefore, according to the present invention, the trouble of readjustment of the posture of the image light reflecting member can be saved.
図1に示すように、立体視システム10は、スクリーン11と、プロジェクタ12と、偏光メガネ13とを有する。プロジェクタ12は、スクリーン11に所定の画像を映し出すものである。偏光メガネ13を用いることにより、スクリーン11に映し出された画像は立体画像をなす。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、プロジェクタ12は、筐体20と、画像光生成部21と、光学系22とを有する。画像光生成部21及び光学系22は筐体20に収納される。
As shown in FIG. 2, the
画像光生成部21は、画像25(図3参照)をなす光(以下、画像光と称する)を生成し、生成した画像光を放つものであり、光源及び変調部を有する。光源からの光は変調部へ投射される。変調部では、光源からの光を利用して、画像をなす画像光を生成する。画像光生成部21から放たれた画像光は、筐体20に設けられた開口20aを介して、スクリーン11へ向かう。
The image light generation unit 21 generates light (hereinafter referred to as image light) forming an image 25 (see FIG. 3), and emits the generated image light, and includes a light source and a modulation unit. Light from the light source is projected to the modulation unit. The modulator generates image light that forms an image using light from the light source. The image light emitted from the image light generation unit 21 travels to the
図3に示すように、画像25には、第1画像25a及び第2画像25bが含まれる。画像25において、第1画像25a及び第2画像25bは重ならず、方向Aに並ぶ。図3及び図4に示すように、第1画像25aは、第1位置31aから物体32を見たときの画像であり、第2画像25bは、第1位置31aと異なる第2位置31bから物体32を見たときの画像である。物体32の輪郭は、第1画像25aでは二点鎖線で表す第1輪郭32aとなり、第2画像25bでは実線で表す第2輪郭32bとなる。
As shown in FIG. 3, the image 25 includes a
図2に戻って、光学系22は画像光生成部21及び開口20aの間に設けられる。光学系22は、スクリーン11上において画像が映し出される位置を調節するものである。光学系22は、画像光生成部21から開口20aに向かって順次配される、プリズムブロック36と、ミラー37a及びミラー37bと、偏光子対38とを有する。
Returning to FIG. 2, the optical system 22 is provided between the image light generator 21 and the opening 20a. The optical system 22 adjusts the position where the image is displayed on the
プリズムブロック36は、三角柱状に形成され、側面に第1反射面36a及び第2反射面36bを有する。第1反射面36a及び第2反射面36bは方向Aに順次並ぶ。第1反射面36a及び第2反射面36bには、アルミニウムや銀などの金属の蒸着膜が設けられていることが好ましい。第1画像25a(図3参照)をなす第1画像光が第1反射面36aへ、第2画像25b(図3参照)をなす第2画像光が第2反射面36bにそれぞれ入射するようにプリズムブロック36が配される。このため、画像光生成部21からの画像光がプリズムブロック36に投射されると、第1反射面36aには第1画像光のみが投射され、第2反射面36bには第2画像光のみが投射される。この結果、第1反射面36aは第1画像光のみを反射し、第2反射面36bは第2画像光のみを反射する。第1反射面36aにより反射された第1画像光はミラー37aに向かう。同様に、第2反射面36bにより反射された第2画像光はミラー37bに向かう。
The prism block 36 is formed in a triangular prism shape, and has a first reflecting
図5に示すように、第1反射面36a及び第2反射面36bにより形成される稜線36cが画像光生成部21からの画像光の光軸上に位置し、第1画像光及び第2画像光が稜線36cを挟んで入射するように、プリズムブロック36が配置されることが好ましい。プリズムブロック36の形成材料としては、例えば、光学ガラスであることが好ましい。なお、プリズムブロック36は、三角柱状に限られず、四角柱状、五角柱状、その他柱状に形成されてもよい。
As shown in FIG. 5, the
図2に戻って、ミラー37a及びミラー37bはそれぞれ板状に形成される。ミラー37a及びミラー37bは、それぞれ、第1反射面36a及び第2反射面36bによって反射された画像光の光軸上に設けられる。ミラー37aは、第1反射面36aにより反射された第1画像光を偏光子対38に向けて反射し、ミラー37bは、第2反射面36bにより反射された第2画像光を偏光子対38に向けて反射する。ミラー37aは支持棒39aにより支持される。支持棒39aは回動自在に設けられる。支持棒39aの回動により、ミラー37aは支持棒39aを中心に回動する。同様にして、ミラー37bは回動自在の支持棒39bにより支持される。そして、支持棒39aの回動により、ミラー37aは支持棒39aを中心に回動する。
Returning to FIG. 2, the
偏光子対38は偏光子38a及び偏光子38bを有する。偏光子38aはミラー37aにより反射した第1画像光の光軸上に設けられる。偏光子38bはミラー37bにより反射した第2画像光の光軸上に設けられる。また、偏光子38a及び偏光子38bは偏光方向が互いに直交となるように配される。
The
筐体20において、画像光の光軸上には凸レンズ40、41a、41bが適宜設けられる。凸レンズ40は画像光生成部21及びプリズムブロック36の間に配される。凸レンズ41aはミラー37a及び偏光子38aの間に、凸レンズ41bはミラー37b及び偏光子38bの間に、それぞれ配される。
In the
駆動装置45は支持棒39a及び支持棒39bをそれぞれ独立に回動する。制御部47は、駆動装置45による支持棒39a及び支持棒39bの回動量をそれぞれ独立に制御する。駆動装置45及び制御部47により、ミラー37a及びミラー37bは所望の回動量で独立して回動する。また、画像光生成部21と、偏光子38a〜38bと、プリズムブロック36と、支持棒39a〜39bと、凸レンズ40、41a〜41bとは、図示しない取り付け部材により筐体20に取り付けられる。
The
図1に戻って、偏光メガネ13は、フレーム50と、フレーム50に取り付けられた偏光部材51a及び偏光部材51bとを有する。偏光部材51bは、偏光部材51aの取り付け位置を第1位置31a(図4参照)とみなしたときに、第2位置31b(図4参照)となる位置に取り付けられている。偏光部材51aの偏光方向は偏光子38aの偏光方向と平行であり、偏光部材51bの偏光方向は偏光子38bの偏光方向と平行である。偏光メガネ13は、偏光部材51a及び偏光部材51bの並ぶ方向が偏光子38a及び偏光子38bの並ぶ方向となるように用いられる。
Returning to FIG. 1, the
次に、本発明の作用について説明する。図1及び図2に示すように、画像25(図3参照)をなす画像光は、画像光生成部21から放たれる。図2及び図5に示すように、画像光生成部21からの画像光は凸レンズ40を介して、プリズムブロック36に投射される。プリズムブロック36は所定の位置に設けられているため、第1画像光は第1反射面36aにより反射され、第2画像光は第2反射面36bにより反射される。こうして、プリズムブロック36は、画像光生成部21から放たれた画像光を第1画像光及び第2画像光に分離する。分離された第1画像光は、ミラー37aにより反射され、偏光子38aを透過した後、スクリーン11上の所定の位置に投射される。同様にして、分離された第2画像光は、ミラー37bにより反射され、偏光子38bを透過した後、スクリーン11上の所定の位置に投射される。
Next, the operation of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the image light forming the image 25 (see FIG. 3) is emitted from the image light generation unit 21. As shown in FIGS. 2 and 5, the image light from the image light generation unit 21 is projected onto the prism block 36 via the
スクリーン11には、第1画像25a及び第2画像25bを含む画像60(図6参照)が映し出される。スクリーン11を反射した第1画像光は偏光子38aを透過しているため、偏光部材51aを透過するものの、偏光部材51bを透過しない。同様に、スクリーン11を反射した第2画像光は偏光子38bを透過しているため、偏光部材51bを透過するものの、偏光部材51aを透過しない。更に、第1画像25a及び第2画像25b(図3参照)がスクリーン11上に映し出される位置は、駆動装置45及び制御部47により、第1位置31a及び第2位置31b(図4参照)における両眼視差に基づいて調節されている。したがって、画像60の反射光が偏光メガネ13の偏光部材51a及び51bを透過することにより、立体視が可能となる。
On the
本発明では、第1画像光を反射する第1反射面36a及び第2画像光を反射する第2反射面36bを有するプリズムブロック36を画像光の反射部材として用いたため、反射部材の温度上昇に起因する各反射面の湾曲が抑えられる。したがって、本発明によれば、所定の画像をスクリーンに映す間における反射部材の姿勢の再調節の手間を省くことが可能となる。
In the present invention, since the prism block 36 having the first reflecting
上記実施形態では、板状の反射部材としてミラー37a及びミラー37bを用いたが、本発明はこれに限られず、図7に示すように、ミラー37a及びミラー37bに代えてプリズムブロック71a及びプリズムブロック71bを用いてもよい。また、図8に示すように、プリズムブロック36、プリズムブロック71a、及びプリズムブロック71bを、同一形状に形成してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、第1反射面36a及び第2反射面36bを有するプリズムブロック36を用いたが、本発明はこれに限られず、図9に示すように、プリズムブロック36に代えて、反射面75aと、反射面75bと、反射面75a及び75bによって形成される稜線75cを有するプリズム75を用いてもよい。なお、図9において、ミラー37a及びミラー37bの代わりに、プリズムブロック71a及びプリズムブロック71bを用いてもよい。
In the above embodiment, the prism block 36 having the first reflecting
なお、各プリズムによる反射は、図7に示すようなプリズムの外表面における反射でもよいし、図9に示すようなプリズム内部における全反射でもよい。 The reflection by each prism may be reflection on the outer surface of the prism as shown in FIG. 7, or total reflection inside the prism as shown in FIG.
なお、画像光生成部21としては、液晶表示装置など、公知の画像表示装置を用いてもよい。画像光生成部21として液晶表示装置を用いる場合には、偏光子38a、38bのうちいずれか一方を省略し、他方の偏光子に代えて1/2板を設けてもよい。
Note that a known image display device such as a liquid crystal display device may be used as the image light generation unit 21. When a liquid crystal display device is used as the image light generation unit 21, either one of the
上記実施形態では、プロジェクタ12を立体視システム10に用いたが、本発明はこれに限られず、図10に示すように、駆動装置45及び制御部47(図2参照)を用いて、第1画像80aがスクリーン11に映し出される位置、及び第2画像80bがスクリーン11に映し出される位置が互いに重ならないように調節してもよい。これにより、1つのスクリーン11上に複数の画像を同時に映し出すことが可能になる。なお、同時に映し出される複数の画像は、一連のものであってもよいし、別々のものであってもよい。また、複数の画像は3つ以上でもよい。更に、上記実施形態では、スクリーン11上において複数の画像をA方向に並べたが、本発明はこれに限られず、A方向に直交する方向に複数の画像を並べてもよいし、A方向及びA方向に直交する方向にそれぞれ複数の画像を並べてもよい。
In the above embodiment, the
10 立体視システム
12 プロジェクタ
21 画像光投射部
22 光学系
36、71a、71b、75 プリズムブロック
36a、36b 反射面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記画像光のうち前記第1画像をなす第1画像光のみが投射される第1反射面、及び前記画像光のうち前記第2画像をなす第2画像光のみが投射される第2反射面を有し、前記第1反射面及び前記第2反射面により前記画像光を前記第1画像光及び前記第2画像光に分離するプリズムブロックと、
前記分離された前記第1画像光をスクリーンに向けて反射する第1反射部材及び前記分離された前記第2画像光をスクリーンに向けて反射する第2反射部材と、
前記第1及び第2反射部材の姿勢を個別に制御し、前記第1及び第2反射部材の反射により前記スクリーンに向かう前記第1画像光及び前記第2画像光の指向方向を調節する調節手段とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。 Image light generating means for generating image light modulated by an image including the first image and the second image;
A first reflecting surface on which only the first image light forming the first image is projected out of the image light, and a second reflecting surface on which only the second image light forming the second image out of the image light is projected. A prism block that separates the image light into the first image light and the second image light by the first reflection surface and the second reflection surface;
A first reflecting member that reflects the separated first image light toward the screen, and a second reflecting member that reflects the separated second image light toward the screen;
Adjustment means for individually controlling the postures of the first and second reflecting members and adjusting the directivity directions of the first image light and the second image light toward the screen by reflection of the first and second reflecting members. A projector comprising:
前記第2反射部材は前記第2画像光を反射する第2反射面を有する第2ガラスブロックであることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。 The first reflecting member is a first glass block having a first reflecting surface that reflects the first image light,
The projector according to claim 1, wherein the second reflecting member is a second glass block having a second reflecting surface that reflects the second image light.
前記調節手段は前記第1画像光及び前記第2画像光の指向方向を前記両眼視差に基づいて調節することを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項記載のプロジェクタ。 The first image and the second image are a pair of stereoscopic images having binocular parallax,
The projector according to any one of claims 1 to 3, wherein the adjusting unit adjusts the directivity directions of the first image light and the second image light based on the binocular parallax.
前記稜線は前記画像光の光軸上に位置し、
前記第1画像光及び前記第2画像光は前記稜線を挟んで前記プリズムブロックへ入射するように前記プリズムブロックが配されることを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1項記載のプロジェクタ。 The prism block is formed with ridge lines of the first reflecting surface and the second reflecting surface,
The ridge line is located on the optical axis of the image light,
5. The prism block according to claim 1, wherein the prism block is arranged so that the first image light and the second image light are incident on the prism block with the ridge line in between. projector.
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