JP5293861B2 - プロジェクタ,撮像装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔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。
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
Claims (12)
- 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、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。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項2または3に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項4に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項4または5に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項2から6のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項7に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項8に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
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。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載のプロジェクタを備える撮像装置。
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