JP2013015820A - Projector and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタおよびプロジェクタを備える撮像装置に関する。 The present invention relates to a projector and an imaging apparatus including the projector.
光源にレーザー光を利用したプロジェクタについて、様々な発明が開示されている。プロジェクタの光源としてレーザー光を利用するメリットは、焦点深度を深くすることができるため、フリーフォーカス性を有する投影が可能なことにある。一方、プロジェクタの光源としてレーザー光を利用するデメリットは、スペックルノイズが生じ、投影画像に悪影響が出ることである。 Various inventions have been disclosed for projectors that use laser light as a light source. The merit of using laser light as the light source of the projector is that projection with free focus is possible because the depth of focus can be increased. On the other hand, the disadvantage of using laser light as the light source of the projector is that speckle noise occurs and the projected image is adversely affected.
特許文献１では、ホログラム記録媒体を振動させ、そのホログラム記録媒体へ入射させるレーザー光の光束径を拡大させて、ホログラム再生光像を光変調素子へ照射し、投影する方法が記載されている。この方法では、ホログラム記録媒体が振動していることと、レーザー光の光束径が拡大していることにより投射開口数が大きくなることとにより、スペックルノイズが略完全に除去される。しかし、特許文献１の方法では、光源にレーザー光を利用するメリットであった、フリーフォーカス性が失われている。 Patent Document 1 describes a method of irradiating and projecting a hologram reproduction light image on a light modulation element by vibrating a hologram recording medium, enlarging the beam diameter of laser light incident on the hologram recording medium. In this method, speckle noise is almost completely removed by virtue of the vibration of the hologram recording medium and the increase of the projection numerical aperture due to the enlargement of the beam diameter of the laser beam. However, in the method of Patent Document 1, the free focus property, which is a merit of using laser light as a light source, is lost.
プロジェクタは、その利用環境によって、フリーフォーカス性が重要視される場合もあれば、スペックルノイズが少ないことを重要視される場合もある。特許文献１の発明では、スペックルノイズが少ないことを重要視される場合には対応できるが、フリーフォーカス性が重要視される場合には対応できなかった。 Depending on the usage environment of a projector, the free focus property may be regarded as important, or the projector may be regarded as having little speckle noise. The invention of Patent Document 1 can deal with cases where importance is placed on low speckle noise, but cannot deal with cases where free focus is important.
本発明に係るプロジェクタは、レーザー光源から射出された光束を変調して投影光像として射出する光変調素子と、投射光学系を有し、光変調素子から投射光学系へ入射された投影光像を投射する投射手段と、投射手段が投影光像を投射するときの焦点深度を、予め定められた複数の焦点深度の中から選択する選択手段と、選択手段により選択された焦点深度に応じて、光変調素子に入射する光束の入射開口数を切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。 A projector according to the present invention includes a light modulation element that modulates a light beam emitted from a laser light source and emits the light as a projection light image, and a projection optical system, and the projection light image incident on the projection optical system from the light modulation element Projection means for projecting, a selection means for selecting a depth of focus when the projection means projects a projection light image from a plurality of predetermined depths of focus, and a depth of focus selected by the selection means And switching means for switching the incident numerical aperture of the light beam incident on the light modulation element.
本発明によるプロジェクタによれば、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、プロジェクタの様々な利用環境に対応できる。 According to the projector according to the present invention, a plurality of projection methods having different focal depths can be switched and used, and various projector environments can be handled.
本発明によるプロジェクタは、焦点深度の異なる複数の投射モードを有し、その利用状況によって適切な投射モードを切り替えることができる。たとえば、プロジェクタを机の上や三脚に固定して据置状態で利用するときは、最初に焦点調節を行えばよいため、投射開口数が大きく、焦点深度の浅い投射モードに設定する。また、プロジェクタを手持ち状態で利用するときは、スクリーンとの距離関係が変化することが考えられるため、投射開口数が小さく、焦点深度を深い投射モードに設定する。 The projector according to the present invention has a plurality of projection modes with different depths of focus, and can switch an appropriate projection mode depending on the use situation. For example, when the projector is fixed on a desk or tripod and used in a stationary state, the focus adjustment may be performed first, so that the projection mode with a large projection numerical aperture and a shallow depth of focus is set. Further, when the projector is used in a handheld state, the distance relationship with the screen may change, so the projection numerical aperture is set small and the focal depth is set to a deep projection mode.
―第１の実施形態―
図１は、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１の上面図と正面図を例示したものである。プロジェクタ１は、焦点深度の浅い第１の投射モード（以降、低スペックルモードと称する）と焦点深度の深い第２の投射モード（以降、フリーフォーカスモードと称する）という二つの投射モードを有する。プロジェクタ１の上面には電源スイッチ１００と、投射モード切替スイッチ１０１と、決定スイッチ１０２と、選択スイッチ１０３とが配されている。また、プロジェクタ１の正面には、投射開口部１０４と測距部１０５が設けられている。
-First embodiment-
FIG. 1 illustrates a top view and a front view of a projector 1 according to a first embodiment of the invention. The projector 1 has two projection modes: a first projection mode having a shallow focal depth (hereinafter referred to as a low speckle mode) and a second projection mode having a deep focal depth (hereinafter referred to as a free focus mode). On the upper surface of the projector 1, a power switch 100, a projection mode changeover switch 101, a determination switch 102, and a selection switch 103 are arranged. In addition, a projection opening 104 and a distance measuring unit 105 are provided in front of the projector 1.
電源スイッチ１００は、プロジェクタ１の電源をオンまたはオフするための操作部材である。投射モード切替スイッチ１０１は、プロジェクタ１の投射モードを切り替えるための操作部材である。たとえば、電源スイッチ１００が操作されプロジェクタ１の電源がオンになった後に投射モード切替スイッチ１０１が操作されると低スペックルモードに切り替わる。そして、プロジェクタ１が低スペックルモードにあるときに投射モード切替スイッチ１０１が操作されるとフリーフォーカスモードに切り替わる。また、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるときに投射モード切替スイッチ１０１が操作されると低スペックルモードに切り替わる。 The power switch 100 is an operation member for turning on or off the power of the projector 1. The projection mode changeover switch 101 is an operation member for switching the projection mode of the projector 1. For example, when the projection mode changeover switch 101 is operated after the power switch 100 is operated and the projector 1 is turned on, the mode is switched to the low speckle mode. When the projection mode changeover switch 101 is operated while the projector 1 is in the low speckle mode, the projector 1 is switched to the free focus mode. Further, when the projection mode switch 101 is operated while the projector 1 is in the free focus mode, the projector 1 is switched to the low speckle mode.
決定スイッチ１０２および選択スイッチ１０３は、ユーザがプロジェクタ１に関する各種設定に用いる操作部材である。たとえば、プロジェクタ１がスクリーン上に投影した設定画面上で投射モードなどの項目を設定する。プロジェクタ１からの投影光像は、投射開口部１０４を介して前方に配置されたスクリーンに向けて投射される。投射開口部１０４は、ユーザが手動でプロジェクタ１の焦点を調節するための機構を有していてもよい。測距部１０５は、プロジェクタ１とスクリーンまでの距離とを測定するためのセンサである。 The determination switch 102 and the selection switch 103 are operation members used by the user for various settings relating to the projector 1. For example, items such as the projection mode are set on the setting screen projected by the projector 1 on the screen. The projection light image from the projector 1 is projected toward a screen disposed in front through the projection opening 104. The projection opening 104 may have a mechanism for the user to manually adjust the focus of the projector 1. The distance measuring unit 105 is a sensor for measuring the distance between the projector 1 and the screen.
図２は、プロジェクタ１の内部構成を示すブロック図である。プロジェクタ１は、その内部にレーザー光源１１と、集光光学系１２と、拡大光学系１３と、拡大光学系駆動部２２と、ホログラム記録媒体１４と、振動素子１５と、光変調素子１６と、投射光学系１７と、投射光学系駆動部２０と、投射モード選択部２１と、測距部１０５と、を備える。なお、図２ではレーザー光源１１は一つだけ図示されているが、複数存在してもよい。 FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the projector 1. The projector 1 includes a laser light source 11, a condensing optical system 12, an enlarging optical system 13, an enlarging optical system drive unit 22, a hologram recording medium 14, a vibration element 15, a light modulation element 16, A projection optical system 17, a projection optical system drive unit 20, a projection mode selection unit 21, and a distance measurement unit 105 are provided. In FIG. 2, only one laser light source 11 is shown, but a plurality of laser light sources 11 may exist.
集光光学系１２は、レーザー光源１１から射出されたレーザー光をコリメートする。集光光学系１２によりコリメートされた光束（以降、コリメート光）は、ホログラム記録媒体１４側へ射出される。 The condensing optical system 12 collimates the laser light emitted from the laser light source 11. A light beam collimated by the condensing optical system 12 (hereinafter, collimated light) is emitted to the hologram recording medium 14 side.
拡大光学系１３は、入射された光束の光束径を拡大する。拡大光学系１３は、集光光学系１２とホログラム記録媒体１４との間に設けられている。拡大光学系１３は、拡大光学系駆動部２２により駆動され、集光光学系１２から射出されるコリメート光の光路上に挿入された状態またはコリメート光の光路上から退避した状態に移動制御される。 The expansion optical system 13 expands the diameter of the incident light beam. The magnifying optical system 13 is provided between the condensing optical system 12 and the hologram recording medium 14. The magnifying optical system 13 is driven by the magnifying optical system driving unit 22 and controlled to move to a state where it is inserted on the optical path of the collimated light emitted from the condensing optical system 12 or a state where it is retracted from the optical path of the collimated light. .
プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、拡大光学系１３は図２のようにコリメート光の光路上に挿入される。このとき、拡大光学系１３は、コリメート光の光束径を拡大する。拡大光学系１３により光束径を拡大された光束は、再生照明光としてホログラム記録媒体１４へ入射する。 When the projector 1 is in the low speckle mode, the magnifying optical system 13 is inserted on the optical path of the collimated light as shown in FIG. At this time, the magnifying optical system 13 enlarges the beam diameter of the collimated light. The light flux whose diameter has been enlarged by the magnifying optical system 13 enters the hologram recording medium 14 as reproduction illumination light.
プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、拡大光学系１３は図３のようにコリメート光の光路上から退避した状態となる。このとき、集光光学系１２から射出されるコリメート光が再生照明光としてホログラム記録媒体１４へ入射する。 When the projector 1 is in the free focus mode, the magnifying optical system 13 is retracted from the collimated light path as shown in FIG. At this time, collimated light emitted from the condensing optical system 12 enters the hologram recording medium 14 as reproduction illumination light.
ホログラム記録媒体１４は、透過型二光束干渉法を用いたホログラム型光情報記録再生装置である。ホログラム記録媒体１４上の各点には、矩形状の拡散板のホログラム像が記録されている。再生照明光を受光したホログラム記録媒体１４の各点は、記録されていたホログラム再生光像を光変調素子１６へ射出する。振動素子１５は、スペックルノイズの低減のためにホログラム記録媒体１４を振動させる。 The hologram recording medium 14 is a hologram type optical information recording / reproducing apparatus using a transmission type two-beam interference method. A hologram image of a rectangular diffusion plate is recorded at each point on the hologram recording medium 14. Each point of the hologram recording medium 14 that has received the reproduction illumination light emits a recorded hologram reproduction light image to the light modulation element 16. The vibration element 15 vibrates the hologram recording medium 14 to reduce speckle noise.
プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、ホログラム記録媒体１４に入射される再生照明光の光束径が拡大されているため、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の投射開口数が大きくなる。 When the projector 1 is in the low speckle mode, the beam diameter of the reproduction illumination light incident on the hologram recording medium 14 is enlarged, so that the projection numerical aperture of the hologram reproduction light image emitted from the hologram recording medium 14 is increased. .
一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、ホログラム記録媒体１４に入射される再生照明光の光束径は拡大されていないため、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の投射開口数は低スペックルモードよりも相対的に小さくなる。 On the other hand, when the projector 1 is in the free focus mode, the beam diameter of the reproduction illumination light incident on the hologram recording medium 14 is not enlarged, so the projection numerical aperture of the hologram reproduction light image emitted from the hologram recording medium 14 is Relatively smaller than the low speckle mode.
光変調素子１６は、透過型の空間光変調器である。光変調素子１６は、画像変調領域を有し、画像変調領域においてホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像を変調し、投影光像として投射光学系１７へ透過させる。 The light modulation element 16 is a transmissive spatial light modulator. The light modulation element 16 has an image modulation region, modulates a hologram reproduction light image emitted from the hologram recording medium 14 in the image modulation region, and transmits the modulated light image to the projection optical system 17 as a projection light image.
光変調素子１６へ入射するホログラム再生光像は、光変調素子１６の画像変調領域全体を照射する。プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数は大きい。一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数は相対的に小さくなる。 The hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 irradiates the entire image modulation region of the light modulation element 16. When the projector 1 is in the low speckle mode, the incident numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 is large. On the other hand, when the projector 1 is in the free focus mode, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 is relatively small.
投射光学系１７は、開口絞り１７１と、複数の投射レンズ１７２とを備える。投射光学系１７の入射瞳位置は、光変調素子１６よりも光源側に位置し、ホログラム記録媒体１４上の位置１７３と実質的に同一の位置にある。投射光学系１７の入射瞳半径は、ホログラム像を記録しているホログラム記録媒体１４上の全領域面積をカバーできる程度に大きい。このように入射瞳位置を設定することにより、ホログラム再生光像に基づいた投影光像が開口絞り１７１にケラレなくスクリーンへ投影される。 The projection optical system 17 includes an aperture stop 171 and a plurality of projection lenses 172. The entrance pupil position of the projection optical system 17 is located closer to the light source than the light modulation element 16 and is substantially the same position as the position 173 on the hologram recording medium 14. The entrance pupil radius of the projection optical system 17 is large enough to cover the entire area of the hologram recording medium 14 on which the hologram image is recorded. By setting the entrance pupil position in this way, the projection light image based on the hologram reproduction light image is projected onto the aperture stop 171 onto the screen without vignetting.
投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、測距部１０５により算出されたプロジェクタ１からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。なお、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるときは投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。 When the projector 1 is in the low speckle mode, the projection optical system driving unit 20 drives the projection optical system 17 in the optical axis direction based on the distance from the projector 1 to the screen calculated by the distance measuring unit 105, and the projection optical system Adjust the focus of the system 17. When the projector 1 is in the free focus mode, the projection optical system 17 is adjusted to a predetermined position set in advance.
投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の投射モードを選択する。投射モード選択部２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成される。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の筐体の振動や回転などを検出する加速度センサやジャイロセンサなどのセンサ類２３に接続される。 The projection mode selection unit 21 selects the projection mode of the projector 1. The projection mode selection unit 21 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like. The projection mode selection unit 21 is connected to sensors 23 such as an acceleration sensor and a gyro sensor that detect vibration and rotation of the casing of the projector 1.
投射モード選択部２１は、センサ類２３の出力信号に基づいて、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かを判断する。そして、プロジェクタ１の筐体が静止していると判断されたとき、投射モード選択部２１は低スペックルモードを選択する。一方、プロジェクタ１の筐体が静止していないと判断されたとき、投射モード選択部２１はフリーフォーカスモードを選択する。 The projection mode selection unit 21 determines whether the housing of the projector 1 is stationary based on the output signals from the sensors 23. When it is determined that the housing of the projector 1 is stationary, the projection mode selection unit 21 selects the low speckle mode. On the other hand, when it is determined that the housing of the projector 1 is not stationary, the projection mode selection unit 21 selects the free focus mode.
投射モード選択部２１がプロジェクタ１の投射モードを選択したとき、拡大光学系駆動部２２により拡大光学系１３が駆動されて、投射モードが切り替わる。なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して、プロジェクタ１の投射モードを切り替えた場合は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部２１が切り替える投射モードよりも優先させる。 When the projection mode selection unit 21 selects the projection mode of the projector 1, the magnification optical system 13 is driven by the magnification optical system drive unit 22, and the projection mode is switched. In addition, when the user operates the projection mode switch 101 to switch the projection mode of the projector 1, the projection mode switched by the user is given priority over the projection mode switched by the projection mode selection unit 21.
図４は、測距部１０５の一構成例を示す図である。図４に示す測距部１０５は、赤外線射出部５１と赤外線検出部５２とを備える。赤外線検出部５２は、検出光学系５２ａと赤外線検知アレイ５２ｂとを有する。赤外線検知アレイ５２ｂは、複数の赤外線受光素子５３を有する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the distance measuring unit 105. The distance measuring unit 105 shown in FIG. 4 includes an infrared emitting unit 51 and an infrared detecting unit 52. The infrared detection unit 52 includes a detection optical system 52a and an infrared detection array 52b. The infrared detection array 52 b includes a plurality of infrared light receiving elements 53.
赤外線射出部５１は、プロジェクタ１の前方にあるスクリーン２００に向けて所定の射出角度で赤外線を射出する。赤外線検出部５２は、スクリーン２００によって反射した赤外線を検出する。赤外線検出部５２に入射した赤外線は、検出光学系５２ａにより赤外線検知アレイ５２ｂのいずれかの赤外線受光素子５３に導かれ、いずれの赤外線受光素子５３に導かれたかによってスクリーン２００までの距離を測定することができる。 The infrared emitting unit 51 emits infrared rays at a predetermined emission angle toward the screen 200 in front of the projector 1. The infrared detector 52 detects the infrared light reflected by the screen 200. The infrared light incident on the infrared detection unit 52 is guided to one of the infrared light receiving elements 53 of the infrared detection array 52b by the detection optical system 52a, and the distance to the screen 200 is measured depending on which infrared light receiving element 53 is guided. be able to.
検出光学系５２ａにより赤外線がいずれの赤外線受光素子５３に導かれるかは、赤外線が検出光学系５２ａに入射する角度によって決まる。そして、検出光学系５２ａへの入射角度はスクリーン２００における赤外線の反射角度θにより決まる。スクリーン２００における赤外線の反射角度θは、プロジェクタ１の前面とスクリーン２００との間の距離が長くなるほど小さくなる。 Which infrared light receiving element 53 is guided by the detection optical system 52a depends on the angle at which the infrared light enters the detection optical system 52a. The incident angle to the detection optical system 52a is determined by the infrared reflection angle θ on the screen 200. The infrared reflection angle θ on the screen 200 decreases as the distance between the front surface of the projector 1 and the screen 200 increases.
図５は、プロジェクタ１の投射モードに関する切替処理に関するフローチャートの一例である。図５の処理は、プロジェクタ１の電源がオンになったときに開始する。ステップＳ１００では、投射モード選択部２１は、センサ類２３の出力に基づいて、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ１の筐体が静止している場合はステップＳ１０１に進み、プロジェクタ１の筐体が静止していない場合はステップＳ１１１に進む。 FIG. 5 is an example of a flowchart regarding the switching process regarding the projection mode of the projector 1. The process of FIG. 5 starts when the power of the projector 1 is turned on. In step S100, the projection mode selection unit 21 determines whether the housing of the projector 1 is stationary based on the output of the sensors 23. The switching process proceeds to step S101 when the housing of the projector 1 is stationary, and proceeds to step S111 when the housing of the projector 1 is not stationary.
ステップＳ１０１では、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ１が低スペックルモードであるとき、ステップＳ１００に戻る。一方、プロジェクタ１が低スペックルモードでないときは、ステップＳ１０２に進む。 In step S101, the projection mode selection unit 21 determines whether or not the projector 1 is in the low speckle mode. The switching process returns to step S100 when the projector 1 is in the low speckle mode. On the other hand, when the projector 1 is not in the low speckle mode, the process proceeds to step S102.
ステップＳ１０２では、投射モード選択部２１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入して、プロジェクタ１を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ１が低スペックルモードに切り替わった後、切替処理はステップＳ１００に戻る。 In step S102, the projection mode selection unit 21 uses the magnifying optical system driving unit 22 to insert the magnifying optical system 13 on the optical path of the collimated light, and switches the projector 1 to the low speckle mode. After the projector 1 is switched to the low speckle mode, the switching process returns to step S100.
ステップＳ１１１では、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ１１２の処理に進む。 In step S111, the projection mode selection unit 21 determines whether or not the projector 1 is in the free focus mode. The projection mode selection unit 21 returns to the process of step S100 when the projector 1 is in the free focus mode. On the other hand, when the projector 1 is not in the free focus mode, the process proceeds to step S112.
ステップＳ１１２では、投射モード選択部２１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させて、プロジェクタ１をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ１がフリーフォーカスモードに切り替わった後、切替処理はステップＳ１００に戻る。 In step S112, the projection mode selection unit 21 uses the magnifying optical system driving unit 22 to retract the magnifying optical system 13 from the optical path of the collimated light, and switches the projector 1 to the free focus mode. After the projector 1 is switched to the free focus mode, the switching process returns to step S100.
前述したとおり、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ１の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ１０２においてプロジェクタ１が低スペックルモードに切り替わるたびに、投射光学系駆動部２０は、測距部１０５により算出されたプロジェクタ１からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ１１２においてプロジェクタ１がフリーフォーカスモードに切り替わるたびに、投射光学系駆動部２０は投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。 As described above, the projection optical system drive unit 20 adjusts the focus of the projection optical system 17 by driving the projection optical system 17 in the optical axis direction every time the projection mode of the projector 1 is switched. That is, each time the projector 1 is switched to the low speckle mode in step S102, the projection optical system driving unit 20 adjusts the focus of the projection optical system 17 based on the distance from the projector 1 to the screen calculated by the distance measuring unit 105. To do. On the other hand, every time the projector 1 is switched to the free focus mode in step S112, the projection optical system driving unit 20 adjusts the projection optical system 17 to a predetermined position set in advance.
以上で説明した第１実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ１はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かに基づいて、プロジェクタ１を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ１は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。
The first embodiment described above has the following effects.
The projector 1 includes a light modulation element 16 that modulates a hologram reproduction light image corresponding to the laser light emitted from the laser light source 11 and emits a projection light image. The projection light image incident on the projection optical system 17 from the light modulation element 16 is projected toward the screen. The projection mode selection unit 21 selects whether the projector 1 is set to a low speckle mode with a shallow depth of focus or a free focus mode with a deep depth of focus based on whether or not the housing of the projector 1 is stationary. . When the projector 1 is set to the low speckle mode, the projection mode selection unit 21 inserts the magnifying optical system 13 in the optical path of the collimated light to enlarge the beam diameter of the hologram reproduction light image emitted from the hologram recording medium 14. . As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 increases, and the depth of focus of the projection light image decreases. Further, the projection mode selection unit 21 retracts the magnifying optical system 13 from the optical path of the collimated light when the projector 1 is set to the free focus mode. As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 becomes smaller than that in the low speckle mode, and the depth of focus of the projection light image becomes deep. Thereby, the projector 1 can switch and use a plurality of projection methods having different focal depths, and can cope with various usage environments.
―第２の実施形態―
本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１実施形態によるプロジェクタ１と異なる。図６は、本発明の第２実施形態によるプロジェクタ２の内部構成の一例を示すブロック図である。プロジェクタ１と同様の構成については同じ符号が付されており、その説明を省略する。プロジェクタ２は、投射モード選択部２１の代わりに投射モード選択部３１を備える。投射モード選択部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、測距部１０５および拡大光学系駆動部２２に接続されている。
-Second Embodiment-
A second embodiment of the present invention will be described. The projector according to the second embodiment of the present invention differs from the projector 1 according to the first embodiment in the projection mode switching process. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the projector 2 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the projector 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The projector 2 includes a projection mode selection unit 31 instead of the projection mode selection unit 21. The projection mode selection unit 31 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and is connected to the distance measurement unit 105 and the magnifying optical system drive unit 22.
プロジェクタ２の投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離が低スペックルモードの焦点深度より大きく変化したとき、一時的にプロジェクタ２をフリーフォーカスモードに切り替える。そして、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化が低スペックルモードの焦点深度より小さくなったとき、プロジェクタ２を低スペックルモードに切り替える。 The projection mode selection unit 31 of the projector 2 temporarily switches the projector 2 to the free focus mode when the distance from the front surface of the projector 2 to the screen changes more than the focal depth of the low speckle mode. The projection mode selection unit 31 switches the projector 2 to the low speckle mode when the change in the distance from the front surface of the projector 2 to the screen becomes smaller than the focal depth of the low speckle mode.
投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離に関する情報を測距部１０５から取得し、測距部１０５から取得した情報に基づいて、プロジェクタ２の投射モードを選択する。測距部１０５は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離を測定しており、測定された距離に関する情報（距離情報と称する）を投射モード選択部３１へリアルタイムに送信している。なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して、プロジェクタ２の投射モードを切り替えた場合、ユーザが切り替えた投射モードは、投射モード選択部３１が切り替える投射モードよりも優先する。 The projection mode selection unit 31 acquires information regarding the distance from the front surface of the projector 2 to the screen from the distance measurement unit 105, and selects the projection mode of the projector 2 based on the information acquired from the distance measurement unit 105. The distance measuring unit 105 measures the distance from the front surface of the projector 2 to the screen, and transmits information about the measured distance (referred to as distance information) to the projection mode selection unit 31 in real time. When the user operates the projection mode changeover switch 101 to switch the projection mode of the projector 2, the projection mode switched by the user has priority over the projection mode switched by the projection mode selection unit 31.
図７は、本発明の第２の実施形態によるプロジェクタ２の投射モードの切替処理に関するフローチャートの一例である。図７の処理は、プロジェクタ２の電源がオンになったときに処理を開始する。測距部１０５は、プロジェクタ２の電源がオンになると、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の測定を開始して、投射モード選択部３１への距離情報の送信を開始する。 FIG. 7 is an example of a flowchart regarding the projection mode switching processing of the projector 2 according to the second embodiment of the present invention. The process in FIG. 7 starts when the power of the projector 2 is turned on. When the projector 2 is turned on, the distance measuring unit 105 starts measuring the distance from the front surface of the projector 2 to the screen and starts transmitting distance information to the projection mode selecting unit 31.
ステップＳ２００では、投射モード選択部３１は、受信した距離情報に基づいて、所定の長さの期間におけるプロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅の算出処理を開始する。所定の長さの期間とは、たとえば現在時刻からその所定時間前（たとえば、１分前）の時刻までの期間である。また、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅とは、所定の長さの期間において測距部１０５により測定された距離の最大値と最小値の差である。 In step S200, the projection mode selection unit 31 starts a calculation process of a change width of the distance from the front surface of the projector 2 to the screen in a predetermined length period based on the received distance information. The period of a predetermined length is a period from, for example, the current time to a time before the predetermined time (for example, one minute before). Further, the change width of the distance from the front surface of the projector 2 to the screen is a difference between the maximum value and the minimum value of the distance measured by the distance measuring unit 105 in a predetermined length period.
ステップＳ２０１では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が低スペックルモードの焦点深度以下か否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が低スペックルモードの焦点深度以下である場合はステップＳ２０２に進み、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が第１焦点深度よりも大きい場合はステップＳ２１１に進む。 In step S201, the projection mode selection unit 31 determines whether or not the change width of the distance from the front surface of the projector 2 to the screen is equal to or less than the focal depth of the low speckle mode. When the change width of the distance from the front surface of the projector 2 to the screen is equal to or smaller than the focal depth of the low speckle mode, the switching process proceeds to step S202, and the change width of the distance from the front surface of the projector 2 to the screen is If greater than, the process proceeds to step S211.
ステップＳ２０２では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ２が低スペックルモードであるとき、ステップＳ２０１に戻る。一方、プロジェクタ２が低スペックルモードでないときは、ステップＳ２０３に進む。 In step S202, the projection mode selection unit 31 determines whether or not the projector 2 is in the low speckle mode. The switching process returns to step S201 when the projector 2 is in the low speckle mode. On the other hand, when the projector 2 is not in the low speckle mode, the process proceeds to step S203.
ステップＳ２０３では、投射モード選択部３１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入して、プロジェクタ２を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ２が低スペックルモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ２０１に戻る。 In step S203, the projection mode selection unit 31 uses the magnifying optical system driving unit 22 to insert the magnifying optical system 13 on the optical path of the collimated light, and switches the projector 2 to the low speckle mode. When the projector 2 is switched to the low speckle mode, the switching process returns to step S201.
ステップＳ２１１では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部３１は、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ２０１の処理に戻る。一方、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ２１２の処理に進む。 In step S211, the projection mode selection unit 31 determines whether or not the projector 2 is in the free focus mode. The projection mode selection unit 31 returns to the process of step S201 when the projector 2 is in the free focus mode. On the other hand, when the projector 2 is not in the free focus mode, the process proceeds to step S212.
ステップＳ２１２では、投射モード選択部３１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させて、プロジェクタ２をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ２０１に戻る。 In step S212, the projection mode selection unit 31 uses the magnifying optical system driving unit 22 to retract the magnifying optical system 13 from the optical path of the collimated light, and switches the projector 2 to the free focus mode. When the projector 2 is switched to the free focus mode, the switching process returns to step S201.
なお、第１の実施形態と同様に、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ２の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ２０３においてプロジェクタ２が低スペックルモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、測距部１０５により算出されたプロジェクタ２からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ２１２においてプロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。 As in the first embodiment, the projection optical system driving unit 20 drives the projection optical system 17 in the optical axis direction every time the projection mode of the projector 2 is switched, and adjusts the focus of the projection optical system 17. . That is, when the projector 2 is switched to the low speckle mode in step S203, the projection optical system driving unit 20 focuses the projection optical system 17 based on the distance from the projector 2 to the screen calculated by the distance measuring unit 105. Adjust. On the other hand, when the projector 2 is switched to the free focus mode in step S212, the projection optical system drive unit 20 adjusts the projection optical system 17 to a predetermined position set in advance.
以上で説明した第２実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ２はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部３１は、測距部１０５から受信した距離情報に基づいて、プロジェクタ２を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部３１は、プロジェクタ２を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ２は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。
The second embodiment described above has the following effects.
The projector 2 includes a light modulation element 16 that modulates a hologram reproduction light image corresponding to the laser light emitted from the laser light source 11 and emits a projection light image. The projection light image incident on the projection optical system 17 from the light modulation element 16 is projected toward the screen. Based on the distance information received from the distance measuring unit 105, the projection mode selection unit 31 selects whether the projector 2 is set to a low speckle mode with a shallow depth of focus or a free focus mode with a deep depth of focus. When the projector 2 is set to the low speckle mode, the projection mode selection unit 31 inserts the magnifying optical system 13 in the optical path of the collimated light, and enlarges the beam diameter of the hologram reproduction light image emitted from the hologram recording medium 14. . As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 increases, and the depth of focus of the projection light image decreases. In addition, the projection mode selection unit 31 retracts the magnifying optical system 13 from the optical path of the collimated light when the projector 2 is set to the free focus mode. As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 becomes smaller than that in the low speckle mode, and the depth of focus of the projection light image becomes deep. Thereby, the projector 2 can switch and use a plurality of projection methods having different focal depths, and can cope with various usage environments.
―第３の実施形態―
本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１実施形態によるプロジェクタ１や第２実施形態によるプロジェクタ２と異なる。
-Third embodiment-
A third embodiment of the present invention will be described. The projector according to the third embodiment of the present invention is different from the projector 1 according to the first embodiment and the projector 2 according to the second embodiment in projection mode switching processing.
図８は、本発明の第３実施形態によるプロジェクタ３の上面図と正面図を例示したものである。図８に示すように、プロジェクタ３は、測距部１０５を複数備える。複数の測距部１０５は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離をそれぞれ測定する。 FIG. 8 illustrates a top view and a front view of the projector 3 according to the third embodiment of the invention. As shown in FIG. 8, the projector 3 includes a plurality of distance measuring units 105. The plurality of distance measuring units 105 each measure the distance from the front surface of the projector 3 to the screen.
図９は、プロジェクタ３の内部構成の一例を示すブロック図である。図９において、プロジェクタ１と同様の構成については同じ符号が付されており、その説明を省略する。プロジェクタ３は、投射モード選択部２１の代わりに投射モード選択部４１を備える。投射モード選択部４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、複数の測距部１０５と、拡大光学系駆動部２２とに接続されている。 FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of the internal configuration of the projector 3. In FIG. 9, the same components as those of the projector 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The projector 3 includes a projection mode selection unit 41 instead of the projection mode selection unit 21. The projection mode selection unit 41 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and is connected to the plurality of distance measuring units 105 and the magnifying optical system driving unit 22.
投射モード選択部４１は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離に関する情報を複数の測距部１０５から取得し、複数の測距部１０５から取得した情報に基づいて、プロジェクタ３の投射モードを選択する。複数の測距部１０５の各々は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離をそれぞれ測定しており、測定された距離に関する情報を投射モード選択部３１へリアルタイムに送信している。 The projection mode selection unit 41 acquires information on the distance from the front surface of the projector 3 to the screen from the plurality of distance measuring units 105, and selects the projection mode of the projector 3 based on the information acquired from the plurality of distance measuring units 105. To do. Each of the plurality of distance measuring units 105 measures the distance from the front surface of the projector 3 to the screen, and transmits information on the measured distance to the projection mode selection unit 31 in real time.
プロジェクタ３の投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５がそれぞれ測定した距離の差を算出する。そして、投射モード選択部４１は、その差が所定値以下のときプロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。また一方で、投射モード選択部４１は、その差が所定値より大きいときプロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。 The projection mode selection unit 41 of the projector 3 calculates the difference in distance measured by each of the plurality of distance measuring units 105. And the projection mode selection part 41 switches the projector 3 to the low speckle mode, when the difference is below a predetermined value. On the other hand, the projection mode selection unit 41 switches the projector 3 to the free focus mode when the difference is larger than a predetermined value.
なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作してプロジェクタ３の投射モードを切り替えた場合は、投射モード選択部４１は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部４１が切り替える投射モードよりも優先させる。 When the user operates the projection mode changeover switch 101 to switch the projection mode of the projector 3, the projection mode selection unit 41 has priority over the projection mode in which the projection mode selection unit 41 switches the projection mode switched by the user. Let
図１１は、投射モード選択部４１が実行する切替処理について説明するための図である。図１１には、複数の測距部１０５ａおよび１０５ｂとスクリーン３００とが図示されている。測距部１０５ａは、スクリーン３００の面上の点Ｐ１までの距離Ｌ１を測定している。測距部１０５ｂは、スクリーン３００の面上の点Ｐ２までの距離Ｌ２を測定している。図１１の例では、投射モード選択部４１（図１１では不図示）は、測距部１０５ａおよび測距部１０５ｂがそれぞれ測定した距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜を算出する。距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜は、スクリーン３００が投影光像の投影方向３０１に対して垂直な平面のとき零となる。図１１では、スクリーン３００と投影光像の投影方向３０１とは直交しておらず、傾斜角度θＬを成している。投射モード選択部４１は、距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜が所定値（たとえば、プロジェクタ３の焦点深度）以下のとき（傾斜角度θＬが所定角度より大きいとき）プロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。また一方で、投射モード選択部４１は、その差｜Ｌ１−Ｌ２｜が所定値より大きいとき（傾斜角度θＬが所定角度より小さいとき）プロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。フリーフォーカスモードに切り替えることにより、スクリーン３００の投影光像の一部がぼけて画質が低下することを抑制することができる。 FIG. 11 is a diagram for explaining the switching process executed by the projection mode selection unit 41. FIG. 11 shows a plurality of distance measuring units 105a and 105b and a screen 300. The distance measuring unit 105a measures the distance L1 to the point P1 on the surface of the screen 300. The distance measuring unit 105b measures the distance L2 to the point P2 on the surface of the screen 300. In the example of FIG. 11, the projection mode selection unit 41 (not shown in FIG. 11) calculates the difference | L1-L2 | of the distances measured by the distance measuring unit 105a and the distance measuring unit 105b. The distance difference | L1−L2 | becomes zero when the screen 300 is a plane perpendicular to the projection direction 301 of the projection light image. In Figure 11, the screen 300 and the projection direction 301 of the optical images projected not orthogonal, it forms an inclination angle theta L. Projection mode selection unit 41, the difference between the distance | L1-L2 | a predetermined value (e.g., the focal depth of the projector 3) (when the tilt angle theta L is greater than a predetermined angle) when: switching the projector 3 to the low speckle mode . On the other hand, the projection mode selection unit 41, the difference | L1-L2 | is (when the tilt angle theta L is smaller than the predetermined angle) is greater than a predetermined value to switch the projector 3 to the free focus mode. By switching to the free focus mode, it is possible to suppress a reduction in image quality due to a part of the projected light image on the screen 300 being blurred.
図１０は、本発明の第３の実施形態によるプロジェクタ３の投射モードの切替処理に関するフローチャートの一例である。図１０の処理は、プロジェクタ３の電源がオンになったときに処理を開始する。複数の測距部１０５は、プロジェクタ３の電源がオンになると、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離の測定を開始し、投射モード選択部４１への距離情報の送信を開始する。 FIG. 10 is an example of a flowchart regarding the projection mode switching process of the projector 3 according to the third embodiment of the present invention. The process in FIG. 10 starts when the power of the projector 3 is turned on. When the projector 3 is turned on, the plurality of distance measuring units 105 starts measuring the distance from the front surface of the projector 3 to the screen and starts transmitting distance information to the projection mode selecting unit 41.
ステップＳ３００では、投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５の各々から受信した距離情報に基づいて、複数の測距部１０５の各々により測定された距離の差（たとえば、図１１の｜Ｌ１−Ｌ２｜）が所定値以下か否かを判定する。切替処理は、測定された複数の距離の差が所定値以下であると判定された場合、スクリーンが投影光像の投影方向に対して実質的に垂直であって、凹凸が少ない平面であると判断し、ステップＳ３０１に進む。一方、切替処理は、測定された複数の距離の差が所定値を超えている場合、スクリーンと投影光像の投影方向との成す傾斜角度θＬが大きかったり、スクリーンに凹凸があったりすると判断し、ステップＳ３１１に進む。 In step S300, the projection mode selection unit 41, based on the distance information received from each of the plurality of distance measuring units 105, the difference in distance measured by each of the plurality of distance measuring units 105 (for example, | It is determined whether or not L1-L2 |) is equal to or less than a predetermined value. In the switching process, when it is determined that the difference between the plurality of measured distances is equal to or less than the predetermined value, the screen is substantially perpendicular to the projection direction of the projection light image and has a flat surface with less unevenness. Determination is made and the process proceeds to step S301. On the other hand, the switching process is determined as the difference of the measured plurality of distances if the difference exceeds the predetermined value, large or formed to the inclination angle theta L the projection direction of the screen and the projection light image, or there is unevenness on the screen Then, the process proceeds to step S311.
ステップＳ３０１では、投射モード選択部４１は、プロジェクタ３が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ３が低スペックルモードであるとき、ステップＳ３００に戻る。一方、プロジェクタ３が低スペックルモードでないときは、ステップＳ３０２に進む。 In step S301, the projection mode selection unit 41 determines whether or not the projector 3 is in the low speckle mode. The switching process returns to step S300 when the projector 3 is in the low speckle mode. On the other hand, when the projector 3 is not in the low speckle mode, the process proceeds to step S302.
ステップＳ３０２では、拡大光学系駆動部２２が拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入し、プロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ３が低スペックルモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ３００に戻る。 In step S302, the magnifying optical system driving unit 22 inserts the magnifying optical system 13 on the optical path of the collimated light, and switches the projector 3 to the low speckle mode. When the projector 3 is switched to the low speckle mode, the switching process returns to step S300.
ステップＳ３１１では、投射モード選択部４１の演算部は、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部４１は、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ３００の処理に戻る。一方、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ３１２の処理に進む。 In step S311, the calculation unit of the projection mode selection unit 41 determines whether or not the projector 3 is in the free focus mode. The projection mode selection unit 41 returns to the process of step S300 when the projector 3 is in the free focus mode. On the other hand, when the projector 3 is not in the free focus mode, the process proceeds to step S312.
ステップＳ３１２では、拡大光学系駆動部２２が拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させ、プロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ３がフリーフォーカスモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ３００に戻る。 In step S312, the magnifying optical system driving unit 22 retracts the magnifying optical system 13 from the optical path of the collimated light, and switches the projector 3 to the free focus mode. When the projector 3 is switched to the free focus mode, the switching process returns to step S300.
なお、第１の実施形態と同様に、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ３の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ３０２においてプロジェクタ３が低スペックルモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、複数の測距部１０５により算出されたプロジェクタ３からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ３１２においてプロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。 As in the first embodiment, the projection optical system driving unit 20 drives the projection optical system 17 in the optical axis direction and adjusts the focus of the projection optical system 17 every time the projection mode of the projector 3 is switched. . That is, when the projector 3 is switched to the low speckle mode in step S302, the projection optical system driving unit 20 determines the projection optical system 17 based on the distances from the projector 3 to the screen calculated by the plurality of distance measuring units 105. Adjust the focus. On the other hand, when the projector 2 is switched to the free focus mode in step S312, the projection optical system drive unit 20 adjusts the projection optical system 17 to a predetermined position set in advance.
以上で説明した第３実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ３はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５によりそれぞれ測定されたスクリーンまでの距離同士の差が所定値以下か否かに基づいて、プロジェクタ３を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部４１は、プロジェクタ３を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部４１は、プロジェクタ３をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ３は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。特に、プロジェクタ３は、複数の測距部１０５を用いてスクリーンまでの距離を測定して、その測定結果に基づいて焦点深度を変更することで、スクリーンが傾斜していることやスクリーンが凹凸を有している場合にも対応することができる。
The third embodiment described above has the following effects.
The projector 3 includes a light modulation element 16 that modulates a hologram reproduction light image corresponding to the laser light emitted from the laser light source 11 and emits a projection light image. The projection light image incident on the projection optical system 17 from the light modulation element 16 is projected toward the screen. The projection mode selection unit 41 sets the projector 3 to a low speckle mode with a shallow depth of focus based on whether or not the difference between the distances to the screens measured by the plurality of ranging units 105 is equal to or less than a predetermined value. Select whether to use the free focus mode with a deep focal depth. When the projector 3 is set to the low speckle mode, the projection mode selection unit 41 inserts the magnifying optical system 13 into the optical path of the collimated light, and enlarges the beam diameter of the hologram reproduction light image emitted from the hologram recording medium 14. . As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 increases, and the depth of focus of the projection light image decreases. Further, the projection mode selection unit 41 retracts the magnifying optical system 13 from the optical path of the collimated light when the projector 3 is set to the free focus mode. As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 becomes smaller than that in the low speckle mode, and the depth of focus of the projection light image becomes deep. Thereby, the projector 3 can switch and use a plurality of projection methods having different focal depths, and can cope with various usage environments. In particular, the projector 3 measures the distance to the screen using the plurality of distance measuring units 105 and changes the depth of focus based on the measurement result, so that the screen is inclined or the screen is uneven. It is possible to cope with the case of having it.
―第４の実施形態―
本発明の第４の実施形態について説明する。本発明の第４の実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１〜第３の実施形態によるプロジェクタ１〜３と異なる。第４の実施の形態によるプロジェクタは、スクリーンが平面であるか曲面であるかを検出して、その判別結果に基づいて投射モードを切り替える。スクリーンが曲面である状況とは、たとえばコップや円柱などをスクリーンとして利用する状況である。
-Fourth Embodiment-
A fourth embodiment of the present invention will be described. The projector according to the fourth embodiment of the present invention is different from the projectors 1 to 3 according to the first to third embodiments in the projection mode switching process. The projector according to the fourth embodiment detects whether the screen is a flat surface or a curved surface, and switches the projection mode based on the determination result. The situation where the screen is curved is a situation where, for example, a cup or a cylinder is used as the screen.
図１２に示すように、曲面を有するスクリーン４００と本発明の第４の実施形態によるプロジェクタ４との間の投影方向４０１の距離は、スクリーン４００の面上の位置によって異なる。スクリーン４００とプロジェクタ４との間の投影方向４０１の距離の最大値と最小値の差がプロジェクタ４の焦点深度よりも大きくなると、プロジェクタ４は投影像の一部がぼけて低品質の画像を投影する虞がある。そこで、プロジェクタ４は、スクリーン４００に画像を投影する際は、焦点深度が深いフリーフォーカスモードを用いることで、画質の低下を抑制する。 As shown in FIG. 12, the distance in the projection direction 401 between the screen 400 having a curved surface and the projector 4 according to the fourth embodiment of the present invention varies depending on the position on the surface of the screen 400. When the difference between the maximum value and the minimum value of the distance in the projection direction 401 between the screen 400 and the projector 4 becomes larger than the depth of focus of the projector 4, the projector 4 projects a part of the projected image and projects a low quality image. There is a risk of doing. Therefore, when projecting an image on the screen 400, the projector 4 uses the free focus mode with a deep focal depth to suppress the deterioration of the image quality.
図１３は、プロジェクタ４の内部構造の一例を示すブロック図である。プロジェクタ４は、撮像部５０と投射モード選択部５１と投射光学系駆動部５２を備えている。撮像部５０は、スクリーンを所定のフレームレートで撮像する。撮像部５０は、スクリーンの撮像画像を投射モード選択部５１へ出力する。 FIG. 13 is a block diagram showing an example of the internal structure of the projector 4. The projector 4 includes an imaging unit 50, a projection mode selection unit 51, and a projection optical system drive unit 52. The imaging unit 50 images the screen at a predetermined frame rate. The imaging unit 50 outputs the captured image on the screen to the projection mode selection unit 51.
投射モード選択部５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、撮像部５０と拡大光学系駆動部２２と投射光学系駆動部５２とに接続されている。投射モード選択部５１は、撮像部５０が出力する撮像画像に基づいて、スクリーンの曲面検出と、投影光学系１８の合焦位置を検出する焦点検出処理と、投射モードの選択処理とを実行する。投射モード選択部５１が実行する焦点検出処理は、たとえば公知のコントラストＡＦ方式を用いればよい。投射光学系駆動部５２は、投射モード選択部５１が検出した合焦位置まで投影光学系１８を駆動する。 The projection mode selection unit 51 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and is connected to the imaging unit 50, the magnifying optical system driving unit 22, and the projection optical system driving unit 52. The projection mode selection unit 51 performs screen curved surface detection, focus detection processing for detecting the in-focus position of the projection optical system 18, and projection mode selection processing based on the captured image output by the imaging unit 50. . The focus detection process executed by the projection mode selection unit 51 may use a known contrast AF method, for example. The projection optical system drive unit 52 drives the projection optical system 18 to the in-focus position detected by the projection mode selection unit 51.
図１４は、投射モード選択部５１が実行する投射モード選択処理に関するフローチャートである。ステップＳ４００では、投射モード選択部５１は、撮像部５０からのスクリーンに関する撮像画像の取得を開始する。以降、投射モード選択部５１は、フレームごとにスクリーンに関する撮像画像を取得する。 FIG. 14 is a flowchart relating to a projection mode selection process executed by the projection mode selection unit 51. In step S <b> 400, the projection mode selection unit 51 starts acquiring a captured image related to the screen from the imaging unit 50. Thereafter, the projection mode selection unit 51 acquires a captured image related to the screen for each frame.
ステップＳ４１０では、投射モード選択部５１は、撮像部５０から取得した各フレームごとの撮像画像に基づいて、プロジェクタ４の移動などに伴うスクリーンの変化が発生したか否かを判定する。このステップＳ４１０の処理に関しては、その詳細を後述する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４１０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４２０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４１０に進める。 In step S <b> 410, the projection mode selection unit 51 determines whether a screen change due to the movement of the projector 4 or the like has occurred based on the captured image for each frame acquired from the imaging unit 50. Details of step S410 will be described later. If the determination in step S410 is affirmative, the projection mode selection unit 51 advances the process to step S420. If the determination is negative, the projection mode selection unit 51 advances the process to step S410.
ステップＳ４２０では、投射モード選択部５１は、撮像部５０が撮像した各フレームごとの撮像画像に基づいて、スクリーン上の投影画像の焦点が合っているか否かを判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４２０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４１０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４３０に進める。 In step S420, the projection mode selection unit 51 determines whether or not the projection image on the screen is in focus based on the captured image for each frame captured by the imaging unit 50. If the determination in step S420 is affirmative, the projection mode selection unit 51 advances the process to step S410. If the determination is negative, the projection mode selection unit 51 advances the process to step S430.
ステップＳ４３０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４４０では、投射モード選択部５１は、投射開口部１０４から図１５（ａ）に例示するような格子状のパターン画像を投射する。格子状のパターン画像は、投射モード選択部５１のＲＯＭやその他の記憶媒体に記憶されている。ステップＳ４５０では、投射モード選択部５１は、撮像画像に含まれるパターン画像の格子の歪みに基づいて、スクリーンが曲面か否かを判定する。投射モード選択部５１は、その格子の形状が所定量以上歪んでいるとき（たとえば、図１５（ｂ））、スクリーンが曲面であると判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４５０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４６０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４７０に進める。ステップＳ４６０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４７０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードに切り替える。 In step S430, the projection mode selection unit 51 switches the projector 4 to the free focus mode. In step S440, the projection mode selection unit 51 projects a grid-like pattern image as illustrated in FIG. The grid pattern image is stored in the ROM or other storage medium of the projection mode selection unit 51. In step S450, the projection mode selection unit 51 determines whether the screen is a curved surface based on the distortion of the lattice of the pattern image included in the captured image. The projection mode selection unit 51 determines that the screen is a curved surface when the shape of the lattice is distorted by a predetermined amount or more (for example, FIG. 15B). If the determination in step S450 is affirmative, the projection mode selection unit 51 advances the process to step S460. If the determination is negative, the projection mode selection unit 51 advances the process to step S470. In step S460, the projection mode selection unit 51 switches the projector 4 to the free focus mode. In step S470, the projection mode selection unit 51 switches the projector 4 to the low speckle mode.
ステップＳ４６０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４７０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードに切り替える。ステップＳ４８０では、投射モード選択部５１は、焦点検出処理により投射光学系１７を焦点調節する。 In step S460, the projection mode selection unit 51 switches the projector 4 to the free focus mode. In step S470, the projection mode selection unit 51 switches the projector 4 to the low speckle mode. In step S480, the projection mode selection unit 51 adjusts the focus of the projection optical system 17 by the focus detection process.
なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作してプロジェクタ４の投射モードを切り替えた場合は、投射モード選択部５１は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部５１が上記の処理を用いて切り替えた投射モードよりも優先させる。 When the user operates the projection mode changeover switch 101 to switch the projection mode of the projector 4, the projection mode selection unit 51 uses the above processing for the projection mode selected by the user. Prioritize over the switched projection mode.
図１６は、図１４のステップＳ４１０で投射モード選択部５１が実行する処理に関するフローチャートである。ステップＳ４１１では、投射モード選択部５１は、撮像部５０から取得した各フレームごとの撮像画像から、スクリーンに向けて投射した投影画像の画像データを、画像処理を用いて差し引く。これにより、各フレームごとの撮像画像からスクリーンに関する画像が抽出される。 FIG. 16 is a flowchart relating to the processing executed by the projection mode selection unit 51 in step S410 of FIG. In step S411, the projection mode selection unit 51 subtracts the image data of the projection image projected toward the screen from the captured image for each frame acquired from the imaging unit 50 using image processing. Thereby, the image regarding a screen is extracted from the captured image for every frame.
ステップＳ４１２では、投射モード選択部５１は、ステップＳ４１１で抽出されたスクリーンに関する画像を、前フレームのスクリーンに関する画像と比較して、所定割合（たとえば５０％）以上変化したか否かを判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４１２が肯定判定された場合は処理をステップＳ４１３に進め、ステップＳ４１２が否定判定された場合は処理をステップＳ４１４に進める。 In step S412, the projection mode selection unit 51 compares the image relating to the screen extracted in step S411 with the image relating to the screen of the previous frame, and determines whether or not the image has changed by a predetermined ratio (for example, 50%) or more. If the determination in step S412 is affirmative, the projection mode selection unit 51 proceeds to step S413. If the determination in step S412 is negative, the projection mode selection unit 51 proceeds to step S414.
ステップＳ４１３では、図１４のステップＳ４１０の判定結果として、スクリーンが変化したと判定する。一方、ステップＳ４１４では、図１４のステップＳ４１０の判定結果として、スクリーンが変化していないと判定する。 In step S413, it is determined that the screen has changed as a determination result in step S410 of FIG. On the other hand, in step S414, it is determined that the screen has not changed as the determination result in step S410 of FIG.
以上で説明した第４実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ４はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部５１は、スクリーンが曲面か否かに基づいて、プロジェクタ４を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ４は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。特に、プロジェクタ４は、スクリーンが曲面を有することを検出して、その検出結果に基づいて焦点深度を変更することで、コップや円柱などの曲面を有するスクリーンに投影する場合にも対応することができる。
The fourth embodiment described above has the following effects.
The projector 4 includes a light modulation element 16 that modulates a hologram reproduction light image corresponding to the laser light emitted from the laser light source 11 and emits a projection light image. The projection light image incident on the projection optical system 17 from the light modulation element 16 is projected toward the screen. The projection mode selection unit 51 selects whether the projector 4 is set to a low speckle mode with a shallow depth of focus or a free focus mode with a deep depth of focus based on whether the screen is a curved surface. When the projector 4 is set to the low speckle mode, the projection mode selection unit 51 inserts the magnifying optical system 13 in the optical path of the collimated light, and enlarges the beam diameter of the hologram reproduction light image emitted from the hologram recording medium 14. . As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 increases, and the depth of focus of the projection light image decreases. In addition, the projection mode selection unit 51 retracts the magnifying optical system 13 from the optical path of the collimated light when the projector 4 is set to the free focus mode. As a result, the numerical aperture of the hologram reproduction light image incident on the light modulation element 16 becomes smaller than that in the low speckle mode, and the depth of focus of the projection light image becomes deep. Thereby, the projector 4 can switch and use a plurality of projection methods having different focal depths, and can cope with various usage environments. In particular, the projector 4 detects that the screen has a curved surface, and changes the depth of focus based on the detection result, so that it can cope with a case where the projector 4 projects onto a screen having a curved surface such as a cup or a cylinder. it can.
以上で説明した各実施形態は、以下のように変形して実施できる。
〔１〕上記の各実施形態では、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して各プロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えたとき、ユーザが切り替えた投射モードを、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が切り替えた投射モードよりも優先させた。しかし、逆に投射モード選択部２１、３１、４１、５１が切り替えた投射モードを、ユーザが切り替えた投射モードよりも優先するようにしてもよい。また、いずれの投射モードを優先するかを決定スイッチ１０２および選択スイッチ１０３を用いて設定できるようにしてもよい。
Each embodiment described above can be modified and implemented as follows.
[1] In each of the above embodiments, when the user switches the projection mode of each projector 1 to 4 by operating the projection mode changeover switch 101, the projection mode switched by the user is selected as the projection mode selection unit 21, 31, Priority was given to the projection modes 41 and 51 switched. However, on the contrary, the projection mode switched by the projection mode selection units 21, 31, 41, 51 may be prioritized over the projection mode switched by the user. Further, which projection mode is to be prioritized may be set using the determination switch 102 and the selection switch 103.
〔２〕図５、図７、図１０、図１４では、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が投射モードを選択したとき、拡大光学系駆動部２２がユーザに切り替えを実行するか否かを確認することなくプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えた。しかし、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が投射モードを選択した後、ユーザに切り替えを実行するか否かを確認した上でプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えることにしてもよい。また、拡大光学系駆動部２２が自動的にプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えるのではなく、投射モード選択部２１、３１、４１、５１の演算部が選択した投射モードへの切り替えを促す所定のメッセージをスクリーン上に表示し、ユーザに投射モード切替スイッチ１０１を介して手動で投射モードを切り替えさせることにしてもよい。 [2] In FIGS. 5, 7, 10, and 14, when the projection mode selection unit 21, 31, 41, 51 selects the projection mode, whether or not the magnifying optical system drive unit 22 performs switching to the user. Without confirming, the projection modes of the projectors 1 to 4 were switched. However, after the projection mode selection units 21, 31, 41, 51 select the projection mode, the projection modes of the projectors 1 to 4 may be switched after confirming with the user whether or not to execute the switching. In addition, the magnifying optical system driving unit 22 does not automatically switch the projection modes of the projectors 1 to 4, but is a predetermined prompting the switching to the projection mode selected by the calculation unit of the projection mode selection units 21, 31, 41, 51. May be displayed on the screen and the user may manually switch the projection mode via the projection mode switch 101.
〔３〕プロジェクタ１〜４は、一つの拡大光学系１３を挿抜することにより、低スペックルモードとフリーフォーカスモードとを切り替えた。しかし、プロジェクタ１〜３は、光束径の拡大倍率が異なる拡大光学系を複数備えていることにしてもよい。また、光束径を縮小する縮小光学系をさらに備えることにしてもよい。そして、複数の拡大光学系や縮小光学系を用いて、低スペックルモードおよびフリーフォーカスモードとは異なる焦点深度で投影光像を投影可能にしてもよい。 [3] The projectors 1 to 4 switch between the low speckle mode and the free focus mode by inserting and removing one magnifying optical system 13. However, the projectors 1 to 3 may include a plurality of magnifying optical systems having different light beam diameter magnifications. Further, a reduction optical system for reducing the light beam diameter may be further provided. Then, a projection light image may be projected with a depth of focus different from the low speckle mode and the free focus mode by using a plurality of enlargement optical systems and reduction optical systems.
また、プロジェクタ１〜４の投射モードを切り替える手段は、拡大光学系や縮小光学系の挿抜に限定しない。たとえば、図１７に示すように拡大光学系１３をＭＥＭＳミラーやガルバノミラーなどの走査光学系１９に変更し、拡大光学系駆動部２２を走査光学系１９の角度を周期的に変更する走査光学系駆動部５００に変更してもよい。このとき、集光光学系１２から射出されるコリメート光は、走査光学系１９によりホログラム記録媒体１４へ再生照明光として反射される。投射モード選択部２１、３１、４１、５１は、走査光学系駆動部５００に走査光学系１９の振れ角を指示し、再生照明光を受光するホログラム記録媒体１４の領域を制御する。低スペックルモードのときは走査光学系１９の振れ角が大きくなるように制御し、フリーフォーカスモードのときは走査光学系１９の振れ角が小さくなるように制御すればよい。 Further, the means for switching the projection mode of the projectors 1 to 4 is not limited to insertion / extraction of the magnifying optical system and the reducing optical system. For example, as shown in FIG. 17, the magnifying optical system 13 is changed to a scanning optical system 19 such as a MEMS mirror or a galvanometer mirror, and the magnifying optical system driving unit 22 is a scanning optical system that periodically changes the angle of the scanning optical system 19. The drive unit 500 may be changed. At this time, collimated light emitted from the condensing optical system 12 is reflected by the scanning optical system 19 to the hologram recording medium 14 as reproduction illumination light. The projection mode selection units 21, 31, 41, 51 instruct the scanning optical system driving unit 500 about the deflection angle of the scanning optical system 19, and control the region of the hologram recording medium 14 that receives the reproduction illumination light. Control may be performed so that the deflection angle of the scanning optical system 19 is increased in the low speckle mode, and control is performed so that the deflection angle of the scanning optical system 19 is decreased in the free focus mode.
〔４〕ホログラム記録媒体１４は、透過型ホログラムを記録するものとしたが、反射型ホログラムを記録するものとしてもよい。また、光変調素子１６は透過型の空間光変調器としたが、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）のような反射型の光変調素子を用いてもよい。また、ホログラム記録媒体１４は、コリメート光を透過するマイクロレンズに変更してもよい。 [4] The hologram recording medium 14 records a transmission hologram, but may record a reflection hologram. Further, although the light modulation element 16 is a transmissive spatial light modulator, a reflection type light modulation element such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon) or DMD (Digital Mirror Device) may be used. The hologram recording medium 14 may be changed to a microlens that transmits collimated light.
〔５〕プロジェクタ３に備わる複数の測距部１０５は、ステレオカメラに置き換えても良い。プロジェクタ３の投射モード選択部４１は、ステレオカメラから取得したスクリーンの奥行情報に基づいて、図１０のステップＳ３００の判定を行うことにしてもよい。また、プロジェクタ４の撮像部５０についても、ステレオカメラに置き換えられる。その場合、プロジェクタ４の投射モード選択部５１は、ステレオカメラから取得したスクリーンの奥行情報に基づいて、スクリーンが曲面を有することを判断することにすればよい。 [5] The plurality of distance measuring units 105 provided in the projector 3 may be replaced with a stereo camera. The projection mode selection unit 41 of the projector 3 may perform the determination in step S300 of FIG. 10 based on the depth information of the screen acquired from the stereo camera. The imaging unit 50 of the projector 4 is also replaced with a stereo camera. In that case, the projection mode selection unit 51 of the projector 4 may determine that the screen has a curved surface based on the depth information of the screen acquired from the stereo camera.
〔６〕本発明は、プロジェクタ付きカメラ、プロジェクタ付きビデオカメラ、プロジェクタ付き携帯電話などにも適用できる。図１８は、プロジェクタ付きビデオカメラの一例である。図１８に示すプロジェクタ付きビデオカメラ６００は、バリアングルモニタ６０１の裏面側にプロジェクタ用の投射部６０２を備える。プロジェクタ付きビデオカメラ６００は、その撮像部６０３と投射部６０２とを用いて、本発明の第４の実施形態のプロジェクタ４と同様の処理を行うことができる。たとえば、プロジェクタ付きビデオカメラ６００は、投射部６０２で投射した格子状のパターン画像を撮像部６０３で撮像して、その撮像結果に基づいてスクリーンの曲面を検出することにしてもよい。そして、プロジェクタ付きビデオカメラ６００がスクリーンの曲面を検出したとき、フリーフォーカスモードによる投影を行うことにしてもよい。 [6] The present invention can also be applied to a camera with a projector, a video camera with a projector, a mobile phone with a projector, and the like. FIG. 18 is an example of a video camera with a projector. A video camera with a projector 600 shown in FIG. 18 includes a projector projection unit 602 on the back side of the vari-angle monitor 601. The video camera with a projector 600 can perform the same processing as that of the projector 4 according to the fourth embodiment of the present invention using the imaging unit 603 and the projection unit 602. For example, the video camera with a projector 600 may pick up a grid pattern image projected by the projection unit 602 with the imaging unit 603 and detect the curved surface of the screen based on the imaging result. Then, when the video camera with a projector 600 detects the curved surface of the screen, the projection in the free focus mode may be performed.
また、本発明が適用されたプロジェクタ付きカメラおよびプロジェクタ付きビデオカメラが手振れ補正機能を有する場合、手振れを検出するための角速度センサ等を、プロジェクタ１のセンサ類２３として利用することにしてもよい。 When the camera with a projector and the video camera with a projector to which the present invention is applied have a camera shake correction function, an angular velocity sensor or the like for detecting camera shake may be used as the sensors 23 of the projector 1.
また、プロジェクタ付きカメラ、プロジェクタ付きビデオカメラ、プロジェクタ付き携帯電話などでは、クレイドルに設置されたことを検出することにしてもよい。そして、クレイドルに設置されたことを検出したとき、プロジェクタを搭載した電子機器が静止状態にあると判断して、低スペックルモードに切り替えることにしてもよい。なお、クレイドルに設置されたことの検出は、クレイドルから所定の信号を受信することにすればよい。 In addition, in a camera with a projector, a video camera with a projector, a mobile phone with a projector, or the like, it may be detected that the projector is installed in a cradle. Then, when it is detected that the projector is installed in the cradle, it may be determined that the electronic device equipped with the projector is in a stationary state and switched to the low speckle mode. In addition, what is necessary is just to receive a predetermined | prescribed signal from a cradle to detect having installed in the cradle.
〔７〕第４の実施形態のプロジェクタ４や図１８のプロジェクタ付きビデオカメラ６００のような撮像部を備えるプロジェクタでは、撮像部から出力される撮像画像を解析して、そのプロジェクタが静止状態にあるか否かを判定することにしてもよい。たとえば、被写体像を撮像した撮像画像が所定時間以上連続して変化しなければプロジェクタが静止状態にあると判定することにすればよい。そして、撮像画像を解析してプロジェクタが静止状態にあることが検出された場合は、低スペックルモードに切り替えることにすればよい。 [7] In a projector including an imaging unit such as the projector 4 according to the fourth embodiment or the video camera 600 with a projector shown in FIG. 18, a captured image output from the imaging unit is analyzed, and the projector is in a stationary state. It may be determined whether or not. For example, if the captured image obtained by capturing the subject image does not change continuously for a predetermined time or more, it may be determined that the projector is in a stationary state. Then, when the captured image is analyzed and it is detected that the projector is in a stationary state, the mode may be switched to the low speckle mode.
第４の実施形態によるプロジェクタ４は、図１４のステップＳ４４０において、スクリーンが曲面であるか否かを判定するために格子状のパターン画像をスクリーンへ投射した。しかし、格子状のパターン画像は、スクリーンの曲面を検出すること以外にも利用できる。たとえば、図１１のようにスクリーンが傾斜していることを検出することにも利用することができる。また、スクリーンが曲面であることを検出するために投射するパターン画像は、図１５（ａ）のものだけに限定しない。 In step S440 of FIG. 14, the projector 4 according to the fourth embodiment projects a grid pattern image on the screen in order to determine whether or not the screen is a curved surface. However, the grid pattern image can be used for purposes other than detecting the curved surface of the screen. For example, it can be used to detect that the screen is inclined as shown in FIG. Further, the pattern image projected to detect that the screen is a curved surface is not limited to that shown in FIG.
以上で説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。また、発明の特徴が損なわれない範囲で任意に各実施の形態や各種の変形例を組み合わせてもよい。 Each embodiment and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. Moreover, you may combine each embodiment and various modifications arbitrarily in the range which does not impair the characteristic of invention.
１，２，３，４ プロジェクタ
１３ 拡大光学系
１７ 投射光学系
２１，３１，４１，５１ 投射モード選択部
２２ 拡大光学系駆動部
５０ 撮像部
１０１ 投射モード切替スイッチ
１０５ 測距部
1, 2, 3, 4 Projector 13 Magnification optical system 17 Projection optical system 21, 31, 41, 51 Projection mode selection unit 22 Magnification optical system drive unit 50 Imaging unit 101 Projection mode changeover switch 105 Distance measurement unit
Claims (12)
投射光学系を有し、前記光変調素子から前記投射光学系へ入射された投影光像を投射する投射手段と、
前記投射手段が前記投影光像を投射するときの焦点深度を、予め定められた複数の焦点深度の中から選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された焦点深度に応じて、前記光変調素子に入射する光束の入射開口数を切り替える切替手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。 A light modulation element that modulates a light beam emitted from a laser light source and emits it as a projection light image;
A projection unit that has a projection optical system and projects a projection light image incident on the projection optical system from the light modulation element;
A selection means for selecting a depth of focus when the projection means projects the projection light image from a plurality of predetermined depths of focus;
A projector comprising: switching means for switching an incident numerical aperture of a light beam incident on the light modulation element according to a focal depth selected by the selection means.
前記予め定められた複数の焦点深度は、第１の焦点深度と、前記第１の焦点深度より深い第２の焦点深度とを含むことを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 1, wherein
The predetermined plurality of depths of focus includes a first depth of focus and a second depth of focus deeper than the first depth of focus.
プロジェクタ筐体が静止しているか否かを判断する静止判断手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記プロジェクタ筐体が静止していると前記静止判断手段が判断しているときは前記第１の焦点深度を選択し、前記プロジェクタ筐体が静止していないと前記静止判断手段が判断しているときは前記第２の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 2,
Still further comprising stationary determination means for determining whether the projector housing is stationary,
The selection means selects the first depth of focus when the stillness determining means determines that the projector housing is stationary, and the stationary determination means when the projector housing is not stationary. Is selected, the second depth of focus is selected.
投影光像を投射されるスクリーンまでの距離を測定する測距手段と、
前記スクリーンまでの距離に基づいて前記投射光学系の焦点を調節する焦点調節手段とをさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 2 or 3,
Ranging means for measuring the distance to the screen on which the projected light image is projected,
A projector further comprising: a focus adjusting unit that adjusts a focus of the projection optical system based on a distance to the screen.
前記選択手段は、所定の長さの期間において前記測距手段により測定された距離の変化幅が前記第１の焦点深度よりも大きいとき前記第２の焦点深度を選択し、前記変化が前記第１の焦点深度以下のとき前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 4, wherein
The selection unit selects the second depth of focus when a change range of the distance measured by the distance measurement unit is larger than the first depth of focus in a predetermined length period, and the change is the first depth. A projector characterized in that the first depth of focus is selected when the depth of focus is less than or equal to one.
前記測距手段は、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段を複数備え、
前記選択手段は、前記複数の測距手段がそれぞれ測定した前記スクリーンまでの距離の差が所定値より大きいとき前記第２の焦点深度を選択し、前記距離の差が所定値以下のとき前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 4 or 5,
The distance measuring means comprises a plurality of distance measuring means for measuring the distance to the screen,
The selecting means selects the second depth of focus when a difference in distance to the screen measured by each of the plurality of distance measuring means is larger than a predetermined value, and selects the second depth of focus when the difference in distance is less than a predetermined value. A projector characterized by selecting one depth of focus.
投影光像が投射されるスクリーンが曲面を有するか否かを判断する曲面判断手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記スクリーンが曲面を有すると前記曲面判断手段が判断した場合は前記第２の焦点深度を選択し、前記スクリーンが曲面を有さないと前記曲面判断手段が判断した場合は前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to any one of claims 2 to 6,
Curved surface determining means for determining whether the screen on which the projection light image is projected has a curved surface;
The selecting means selects the second depth of focus when the curved surface determining means determines that the screen has a curved surface, and the curved surface determining means determines that the screen does not have a curved surface. A projector characterized by selecting a first depth of focus.
前記スクリーンを撮像して撮像画像を出力する撮像手段をさらに備え、
前記曲面判断手段は、所定の画像が投射された前記スクリーンを前記撮像手段が撮像して撮像画像を出力し、前記所定の画像と前記撮像手段に撮影された前記撮影画像とを比較して前記スクリーンが曲面を有することを判断することを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 7, wherein
It further comprises imaging means for imaging the screen and outputting a captured image,
The curved surface determination unit is configured to capture the screen on which a predetermined image is projected by the imaging unit and output a captured image, and compare the predetermined image with the captured image captured by the imaging unit. A projector characterized by determining that a screen has a curved surface.
前記撮像画像に基づいて前記スクリーンの変化を検出するスクリーン変化検出手段とを備え、
前記選択手段は、前記スクリーン変化検出手段が前記スクリーンの変化を検出したとき、前記第２の焦点深度を選択し、
前記投射手段は、選択された前記第２の焦点深度で前記所定の画像を前記スクリーンに投射することを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to claim 8, wherein
Screen change detection means for detecting a change in the screen based on the captured image,
The selection means selects the second depth of focus when the screen change detection means detects the change of the screen,
The projector projects the predetermined image onto the screen at the selected second depth of focus.
前記投射光学系の入射瞳位置は、前記光変調素子より前記レーザー光源側の光軸上の位置にあることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to any one of claims 1 to 9,
The projector according to claim 1, wherein an entrance pupil position of the projection optical system is located on an optical axis closer to the laser light source than the light modulation element.
レーザー光源から射出された光束が入射され、ホログラム像に基づくホログラム再生光像を射出するホログラム記録媒体とをさらに備え、
前記ホログラム記憶媒体から射出された前記ホログラム再生光像は、前記光変調素子に入射し変調されることを特徴とするプロジェクタ。 The projector according to any one of claims 1 to 10,
A hologram recording medium on which a light beam emitted from a laser light source is incident and emits a hologram reproduction light image based on the hologram image;
The projector, wherein the hologram reproduction light image emitted from the hologram storage medium is incident on the light modulation element and modulated.
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