WO2018173584A1 - ビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタ - Google Patents

ビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタ Download PDF

Info

Publication number
WO2018173584A1
WO2018173584A1 PCT/JP2018/005715 JP2018005715W WO2018173584A1 WO 2018173584 A1 WO2018173584 A1 WO 2018173584A1 JP 2018005715 W JP2018005715 W JP 2018005715W WO 2018173584 A1 WO2018173584 A1 WO 2018173584A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
irradiation
dimensional direction
light source
irradiation apparatus
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/005715
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一賢 金田
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to JP2019507448A priority Critical patent/JP7143840B2/ja
Priority to US16/487,346 priority patent/US20200233294A1/en
Priority to EP18770820.1A priority patent/EP3605294A4/en
Publication of WO2018173584A1 publication Critical patent/WO2018173584A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0425—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3161—Modulator illumination systems using laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Definitions

  • the present disclosure relates to a beam irradiation apparatus and a projector with a detection function having a function of projecting an image and a function of detecting an object.
  • the irradiation light for detection is irradiated with a film-shaped irradiation beam by a beam irradiation device including a laser light source so as to cover the projection surface of the projector with a slight gap.
  • a beam irradiation device including a laser light source so as to cover the projection surface of the projector with a slight gap.
  • scattered light is generated at the passing site.
  • the scattered light is detected by a camera as detection light. Thereby, it is possible to perform the touch operation by determining the position of the object.
  • an infrared ray is usually used so that the illumination light for detection is not visually understood.
  • a beam irradiation apparatus includes a light source and a plurality of optical elements arranged on an optical path of light from the light source, and emits an irradiation beam in which light from the light source is expanded in a one-dimensional direction. And at least one of the plurality of optical elements has a structure that reduces coherence in the one-dimensional direction of the irradiation beam.
  • a projector with a detection function includes a projection optical system that projects image light onto a projection plane, and a plurality of optical elements that are disposed on an optical path of light from the light source, and includes light from the light source.
  • Irradiating optical system for generating and emitting an irradiation beam used for detection of an object to be detected on the projection surface based on light from the light source, and scattered light of the irradiation beam by the object to be detected.
  • at least one of the plurality of optical elements has a structure that reduces coherence in the one-dimensional direction of the irradiation beam.
  • the coherence of the irradiation beam in the one-dimensional direction is reduced by at least one of the plurality of optical elements in the irradiation optical system.
  • the coherence in the one-dimensional direction of the irradiation beam is reduced by at least one of the plurality of optical elements in the irradiation optical system.
  • the intensity distribution of the irradiation beam can be stabilized.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of an intensity distribution of an irradiation beam observed in a range of A-A ′ illustrated in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of an intensity distribution of an irradiation beam observed in a range of B-B ′ illustrated in FIG. 4 in the beam irradiation apparatus according to the comparative example.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of an intensity distribution of an irradiation beam observed in a range of B-B ′ illustrated in FIG. 4 in the beam irradiation apparatus according to an embodiment. It is a block diagram which shows roughly an example of the cylindrical lens array in the beam irradiation apparatus which concerns on a comparative example.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows schematically the structure of one Example of the cylindrical lens array in the beam irradiation apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is explanatory drawing which shows the numerical Example (Example 1) of the cylindrical lens array shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the numerical Example of the superimposition pattern of the cylindrical lens array shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the numerical example (Example 2) of the grating in the beam irradiation apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the depth of the groove
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a beam irradiation apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the beam irradiation apparatus includes an infrared light source 200 and an irradiation optical system that emits an irradiation beam obtained by expanding light from the infrared light source 200 in a one-dimensional direction.
  • the infrared light source 200 is a laser light source that emits infrared light.
  • the irradiation optical system includes a plurality of optical elements arranged on the optical path of the light from the infrared light source 200.
  • a collimator lens L11 As a plurality of optical elements, a collimator lens L11, a polarization separation element 11, a relay lens L12, a cylindrical lens array L13, a relay lens L14, a ⁇ / 4 plate 12, and a mirror 13 are provided.
  • the grating 81 may be formed on the surface of the glass member.
  • the lens elements other than the collimator lens L11 have a cylindrical shape, and have no lens action in a direction orthogonal to the one-dimensional direction in which the beam is expanded.
  • the one-dimensional direction in which the beam is expanded is the direction in the drawing of FIG. 1, and the lens elements other than the collimator lens L11 have a lens action in the drawing of FIG.
  • the collimator lens L11 has a function of making light from the infrared light source 200 substantially parallel light.
  • the infrared light source 200 and the collimator lens L11 are arranged in the first direction with respect to the polarization separation element 11.
  • the relay lens L12, the cylindrical lens array L13, the relay lens L14, the ⁇ / 4 plate 12, and the mirror 13 are in the second direction (light from the infrared light source 200 bent by the polarization separation element 11).
  • the relay lens L18, the first irradiation lens L21, and the second irradiation lens L22 are arranged in the third direction (the side opposite to the second direction with respect to the polarization separation element 11).
  • the polarization separation element 11 reflects the first polarization component (for example, the S polarization component) of the light from the infrared light source 200 toward the direction in which the cylindrical lens array L13, the mirror 13, and the like are arranged.
  • the polarization separation element 11 also reflects the second polarized component (for example, P-polarized component) out of the light reflected by the mirror 13 and incident on the cylindrical lens L13 again through the relay lens L18 to the first irradiation lens L21. And toward the second irradiation lens L22.
  • the ⁇ / 4 plate 12 is provided for conversion between the first polarization component and the second polarization component.
  • the first irradiation lens L21 and the second irradiation lens L22 are wide-angle lenses having a negative refractive power in the one-dimensional direction and a light expanding function only in the one-dimensional direction.
  • the first irradiation lens L21 and the second irradiation lens L22 expand the light emitted from the polarization separation element 11 in a one-dimensional direction via the relay lens L18 and emit it as an irradiation beam.
  • At least one of the plurality of optical elements in the irradiation optical system described above has a structure that reduces the coherence in the one-dimensional direction of the irradiation beam, as will be described later.
  • the optical element having a structure that reduces coherence may be, for example, a cylindrical lens array L13 and a grating 81.
  • FIG. 2 and 3 show an example of a projector with a detection function using the irradiation beam from the beam irradiation apparatus shown in FIG. 1 as illumination light for detecting an object.
  • the projector with a detection function has a function as a projector that projects an image on the projection surface 30 and a touch that detects the position and operation of the position detection object 71 such as a human finger on the projection surface 30. It has a detection (position detection) function.
  • the projection surface 30 may be a projection screen.
  • the projection surface 30 may be a desk surface, a floor surface, or the like. Further, the projection surface 30 may be a wall surface or the like.
  • the projector with a detection function according to the present embodiment includes a video projection illumination unit 1, a position detection illumination unit 2, a projection optical system 4, an imaging unit 5, A detection image processing unit 6, an illumination control unit 7, and a display control unit 8 are provided.
  • the projector with a detection function according to the present embodiment further includes a light valve 21 and a polarization separation element 23.
  • the image projection illumination unit 1 is a first illumination unit that emits image projection illumination light 41 as first illumination light.
  • the light valve 21 is illuminated by the image projection illumination light 41 emitted from the image projection illumination unit 1 via the polarization separation element 23.
  • the image projection illumination unit 1 includes an illumination optical system (not shown) and a light source unit.
  • the light source unit includes, for example, a laser light source that emits light having R (red), G (green), and B (blue) spectra.
  • the light source unit includes, for example, a blue laser that emits B light, a green laser that emits G light, and a red laser that emits R light.
  • Each of the red laser, the green laser, and the blue laser may be controlled to emit light in a field sequential manner by, for example, a light emission control unit (not shown).
  • the illumination optical system of the image projection illumination unit 1 generates image projection illumination light 41 having an RGB spectrum based on the light from the light source unit.
  • the light valve 21 modulates the image projection illumination light 41 based on the image data supplied from the display control unit 8 to generate the image light 44.
  • the light valve 21 is a reflective liquid crystal element such as LCOS (Liquid Crystal On On Silicon).
  • LCOS Liquid Crystal On On Silicon
  • the position detection illumination unit 2 is a second illumination unit that emits position detection illumination light 42 as second illumination light used for position detection of the position detection object 71 on the projection plane 30.
  • the position detecting illumination unit 2 is provided, for example, in the lower part of the main body 100.
  • the position detection illumination unit 2 emits position detection illumination light 42 that is substantially parallel to the projection surface 30 so as to cover at least the projection area 31 of the image light 44 on the projection surface 30 from a predetermined height.
  • the position detection illumination unit 2 may have a configuration including the infrared light source 200 and the irradiation optical system in the beam irradiation apparatus shown in FIG.
  • the wavelength band of the position detection illumination light 42 is different from the wavelength band of the image projection illumination light 41.
  • the wavelength band of the image projection illumination light 41 is in the visible range, and the wavelength band of the position detection illumination light 42 is in the near infrared range.
  • the detected image processing unit 6 is an image processing unit that detects the position of the position detection object 71 based on the imaging result of the imaging unit 5. For example, the detection image processing unit 6 analyzes the detection signal from the imaging unit 5 and acquires position data (coordinate data) of the detected object.
  • the detected image processing unit 6 may have a function of analyzing not only the position of the position detection object 71 but also a movement such as a gesture operation by the position detection object 71.
  • the illumination control unit 7 performs on / off (non-emission) and on-off (non-emission) switching control of the position detection illumination light 42 by the position detection illumination unit 2. Further, the illumination control unit 7 performs control to temporally modulate the light from the light source (infrared light source 200 in FIG. 1) of the position detection illumination unit 2.
  • the projection optical system 4 has a projection lens 24.
  • the projection lens 24 may be an ultra short focus lens.
  • the projection optical system 4 has a function as an imaging optical system for position detection in addition to a function for projecting an image.
  • the image light 44 generated by the light valve 21 enters the projection optical system 4 and the scattered light La of the position detection illumination light 42 by the position detection object 71 is captured from the projection plane 30 side.
  • the imaging unit 5 includes an imaging element 22, an imaging optical system 25, and an exposure control unit 26.
  • the image sensor 22 is composed of a solid-state image sensor such as a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device).
  • the image sensor 22 is disposed at a position optically conjugate with the projection surface 30. Further, the image sensor 22 is disposed at a position optically conjugate with the light valve 21. More specifically, when the light valve 21 is a reflective liquid crystal element, the display surface (liquid crystal surface) for creating an image and the imaging surface of the imaging element 22 are arranged so as to be in an optically conjugate position. Yes.
  • the scattered light La of the position detection illumination light 42 is incident on the imaging element 22 via the projection optical system 4 and the polarization separation element 23.
  • the imaging element 22 can perform imaging using at least an area substantially the same as the projection area 31 on the projection plane 30 as an imaging area.
  • the imaging optical system 25 is disposed between the optical conjugate surface of the light valve 21 and the imaging element 22.
  • the imaging optical system 25 includes, for example, a reduction optical system including a plurality of relay lenses, and a bandpass filter.
  • a reduction optical system including a relay lens as the imaging optical system 25, a position optically conjugate with the light valve 21 can be provided farther than the conjugate plane.
  • the size of the image sensor 22 can be made smaller than that of the light valve 21 while being arranged at a position optically conjugate with the light valve 21.
  • the exposure control unit 26 controls the exposure period and exposure timing (shutter timing) of the image sensor 22.
  • the exposure control unit 26 performs exposure control of the image sensor 22 by the global shutter method.
  • the exposure control unit 26 performs exposure control of the image sensor 22 by a rolling shutter method.
  • the polarization separation element 23 is, for example, a polarization beam splitter having four optical surfaces.
  • the image projection illumination light 41 from the image projection illumination unit 1 is incident on the first optical surface of the polarization separation element 23.
  • the light valve 21 is disposed on the second optical surface side of the polarization separation element 23.
  • the imaging unit 5 is arranged on the third optical surface side of the polarization separation element 23.
  • the projection optical system 4 is disposed on the fourth optical surface side of the polarization separation element 23.
  • the polarization separation element 23 separates the incident light into a first polarization component (for example, an S polarization component) and a second polarization component (for example, a P polarization component), and emits them in different directions.
  • the polarization separation element 23 selectively reflects the specific first polarization component and selectively transmits the specific second polarization component.
  • the polarization separation element 23 reflects the first polarization component included in the image projection illumination light 41 incident on the first optical surface toward the light valve 21.
  • the light that has been modulated by the light valve 21 and has become the second polarization component exits from the fourth optical surface of the polarization separation element 23 and enters the projection optical system 4 as image light 44.
  • the scattered light La of the position detection illumination light 42 is incident on the fourth optical surface of the polarization separation element 23 via the projection optical system 4.
  • the polarization separation element 23 reflects the first polarization component included in the scattered light La of the position detection illumination light 42 toward the imaging unit 5 via the third optical surface.
  • the position detection illumination unit 2 includes position detection illumination light 42 widened at a wide angle so as to cover at least the projection area 31 of the image light 44 on the projection surface 30 from a predetermined height.
  • the light is emitted from the lower part of 100.
  • at least the projection area 31 on the projection surface 30 is covered with the near-infrared light barrier by the position detection illumination light 42 from a predetermined height. Covering with such a near-infrared light barrier prevents the position detection illumination light 42 from diffusing when there is no instruction from the position detection object 71 such as a finger.
  • the projection area 31 is pointed with a finger or the like, the near-infrared light barrier is blocked, and the scattered light La of the position detection illumination light 42 hitting the finger or the like is generated.
  • the scattered light La of the position detection illumination light 42 enters the image sensor 22 via the projection optical system 4 and the polarization separation element 23.
  • the image pickup element 22 and the projection surface 30 are arranged at optically conjugate positions, the image projection position and the position indicated by a finger or the like have a 1: 1 relationship. Therefore, by analyzing the detection signal based on the imaging result of the imaging element 22 by the detection image processing unit 6, the position (coordinates) pointed by the finger or the like on the projection surface 30 can be specified.
  • the detected image processing unit 6 feeds back the specified position information to the display control unit 8 to reflect it in the projected video data.
  • the user can operate the video by using a finger or the like as a mouse pointer.
  • the irradiation beam serving as the position detection illumination light 42 is irradiated with a slight gap with respect to the projection plane 30, and only the position detection object 71 that blocks the irradiation target is detected.
  • This is a detection method, and a laser light source is used as the infrared light source 200.
  • a cylindrical lens array L13 is arranged in the irradiation optical system of the beam irradiation apparatus, and the light beams from the infrared light source 200 are superposed to make the light uniform.
  • the infrared light source 200 is a laser light source, a fine intensity pattern is generated due to interference between the light beams in the process of superimposing the light beams. In a state where the intensity is unevenly distributed, the light is enlarged and irradiated as an irradiation beam over the entire detection area of the position detection object 71. For this reason, at the detection position of the position detection object 71, position dependency of object detection may occur in an order that cannot be ignored.
  • the position detection illumination unit 2 is disposed, for example, at the lower part of the main body 100.
  • the irradiation beam of the position detection illumination light 42 is distributed in a range covering the projection area 31 of the image light 44.
  • the projection area 31 is, for example, about 20 to 30 inches in consideration of a general size used for sharing materials and pictures on a table.
  • the position detection object 71 such as a finger in the entire projection area 31
  • FIG. 4 shows an example of the observation position of the intensity distribution of the irradiation beam.
  • FIG. 5 shows an example of the intensity distribution of the irradiation beam observed in the range A-A ′ shown in FIG. 4 in the beam irradiation apparatus according to the comparative example.
  • the beam irradiation apparatus according to the comparative example shows a case where an optical element having a structure that reduces the coherence of the irradiation beam is not included.
  • the structure for reducing the coherence is, for example, a structure like a superposition pattern 80 (FIG. 9) in a cylindrical lens array L13 described later.
  • the structure of the cylindrical lens array L13 in the beam irradiation apparatus according to the comparative example is the structure shown in FIG. 8, and has a structure in which a plurality of biconvex cylindrical lenses L13a are arranged.
  • the state of the irradiation beam reaching far from the projection area 31 will be considered.
  • the state of the beam cross section 34 on the wall 33 located far from the projection area 31 will be considered.
  • the intensity of the irradiation beam is a mountain depending on the position, but this is a distribution having a design tendency. In addition to this, there is an intensity fluctuation with a short jagged period.
  • the touch detection in the projector with a detection function is a method in which the position detection illumination light 42 hits the position detection object 71 such as a finger, and a part of the scattered light La is captured by the projection lens 24 and received by the image sensor 22.
  • the intensity distribution of the irradiation beam is directly connected to the signal intensity of touch position detection. Therefore, the presence of such distribution variation indicates that the magnitude of the detection signal changes greatly with a slight difference in position.
  • FIG. 6 shows an example of the intensity distribution of the irradiation beam observed in the range B-B ′ shown in FIG. 4 in the beam irradiation apparatus according to the comparative example.
  • FIG. 7 shows an example of the intensity distribution of the irradiation beam observed in the range B-B ′ shown in FIG. 4 in the beam irradiation apparatus according to the embodiment.
  • the characteristics shown in FIG. 7 are characteristics when the overlapping pattern 80 is formed on the first surface S1 of the cylindrical lens array L13 as shown in FIG. 9 described later.
  • the characteristics shown in FIG. 6 are characteristics when the cylindrical lens array L13 has the structure shown in FIG.
  • 6 and 7 show the cross-sectional strengths at the position of B-B ′ obtained by cutting out a width of 25 mm in the range of A-A ′ in FIG. 4.
  • the adult finger When the interval between the peaks is 10 mm, the adult finger is about 10 mm in width. However, when an object is detected using a finger or a finger that is narrower than the finger as an indicator, the peak is between the peaks. A position detection object 71 may be arranged. In this case, since the intensity of the irradiation beam is too low, the scattered light La of the irradiation beam becomes weak, leading to a big problem that the detection signal is too weak to be detected.
  • the light beam 90 incident on each cylindrical lens L13a (FIG. 8) is in a condition where the wave fronts having the same phase are easily condensed and interfere with each other.
  • the superimposition pattern 80 having a curvature different from that of the first surface S1 is superimposed on the first surface S1 of each cylindrical lens L13a, the incident light flux 91 is not in phase.
  • the wavefronts are superimposed, and the interference condition is broken compared to the comparative example of FIG.
  • the irradiation optical system in the beam irradiation apparatus has a structure in which at least one of the plurality of optical elements reduces irradiation beam coherence. At least one optical element among the plurality of optical elements divides the incident light beam into a plurality of divided light beams in the one-dimensional direction and emits the plurality of divided light beams so as to partially overlap in the one-dimensional direction. have.
  • FIG. 8 schematically shows an example of a cylindrical lens array L13 in the beam irradiation apparatus according to the comparative example.
  • the cylindrical lens array L13 in the beam irradiation apparatus according to the comparative example has a structure in which a plurality of biconvex cylindrical lenses L13a are arranged.
  • the first surface S1 of the cylindrical lens L13a is a convex first cylindrical surface.
  • the second surface S2 of the cylindrical lens L13a is a convex second cylindrical surface.
  • the radius of curvature of the first surface S1 is R1
  • the radius of curvature of the second surface S2 is R2.
  • FIG. 9 schematically shows a structure of an example of the cylindrical lens array L13 in the beam irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • a pattern structure (superimposition pattern 80) for reducing coherence is superimposed on the first surface S1 (first cylindrical surface) of the cylindrical lens L13a on the cylindrical lens array L13 in the comparative example. It is structured.
  • Example 10 and 11 show a numerical example (Example 1) of the structure of the cylindrical lens array L13 shown in FIG.
  • FIG. 10 as the structural parameters of the cylindrical lens array L13, the axial thickness (d1), the array pitch (common to the first surface S1 and the second surface S2) p1, and the base curvature radii of the surfaces S1 and S2 are shown. (
  • the X and Y coordinates of the center of curvature of the base of the first surface S1 of the cylindrical lens L13a are (0, 0).
  • Three cylindrical convex patterns are formed as the superimposed pattern 80.
  • the X and Y coordinates of the centers of curvature of the three cylindrical convex patterns are (0, 0.1325), (0.0408, 0.1264), and ( ⁇ 0.0408, 0.1264).
  • the structure may be divided into at least two or more regions.
  • the necessary overlapping pattern 80 is added to the surface of the cylindrical lens L13a so as to obtain a superposition effect of different phases within a range that does not break the light transmission magnification relationship in the irradiation optical system.
  • the pattern structure that reduces coherence may be a grating. As shown in FIG. 1, a grating 81 having a pattern structure that reduces coherence disposed between the infrared light source 200 and the collimator lens L11 may be disposed.
  • the grating 81 has an uneven pattern structure within the paper surface of FIG.
  • FIG. 12 shows a numerical example (Example 2) of the grating 81 for reducing coherence.
  • FIG. 12 shows values of the diffraction angle ⁇ , the diffraction pitch d, the diffraction order m, and the wavelength ⁇ as parameters of the structure of the grating 81.
  • the grating 81 is a binary grating, adjusting the groove depth in consideration of the wavelength, and controlling the light amounts of the 0th order and ⁇ 1st order light.
  • FIG. 13 shows an example of the relationship between the groove depth of the grating 81 and the diffraction efficiency (strength).
  • FIG. 14 shows an example of the (intensity) value for each diffraction order of the grating 81.
  • FIG. 15 quantifies and shows the interference state of the irradiation beam due to the difference in the configuration of the beam irradiation apparatus.
  • FIG. 15 shows values of the comparative example and Examples 1, 2, and 3.
  • the comparative example indicates a case where the irradiation optical system does not have a structure that reduces coherence.
  • Example 1 shows a case (FIGS. 9 to 11) in which the structure for reducing the coherence is the overlapping pattern 80 provided in the cylindrical lens array L13.
  • Example 2 shows a case where the structure that reduces coherence is the grating 81.
  • the third embodiment shows a case where the structure for reducing the coherence is both the superposed pattern 80 provided in the cylindrical lens array L13 and the grating 81.
  • the numerical values shown in FIG. 15 represent the fluctuation of the intensity of the interference component as a numerical value with respect to the average intensity distribution, which is a value obtained by quantifying the beam interference state using the following equation.
  • Variance ⁇ I / X
  • I Actual intensity distribution
  • X Moving average value of partial width 50 mm in total width 510 mm
  • the coherence in the one-dimensional direction of the irradiation beam is reduced by at least one of the plurality of optical elements in the irradiation optical system. Inhomogeneity of the intensity distribution is reduced, and the intensity distribution of the irradiation beam can be stabilized. Thereby, the position dependency of object detection can be suppressed.
  • FIG. 16 schematically illustrates an example of a beam irradiation apparatus according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the irradiation optical system has a reflective grating 13 ⁇ / b> A instead of the mirror 13 in the configuration example of FIG. 1. Similar to the grating 81 arranged between the infrared light source 200 and the collimator lens L11 in the first embodiment, the reflective grating 13A has a pattern structure that reduces the coherence of the irradiation beam. Yes. That is, the reflective grating 13A is an optical element having a pattern structure that reduces the coherence of the irradiation beam.
  • FIG. 17 schematically illustrates an example of a beam irradiation apparatus according to the third embodiment of the present disclosure.
  • a pattern structure (superimposition pattern L22A) for reducing coherence is superimposed on the surface of the second irradiation lens L22 on the beam emission side in the configuration example of FIG. It is configured. That is, the second irradiation lens L22 is an optical element having a pattern structure that reduces the coherence of the irradiation beam.
  • the overlapping pattern L22A has a one-dimensional optical action within the plane of FIG.
  • FIG. 18 schematically illustrates an example of a beam irradiation apparatus according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the beam irradiation apparatus shown in FIG. 18 has a configuration in which a diffusing plate 82 having a pattern structure for reducing the coherence of the irradiation beam is added to the optical path of the irradiation optical system with respect to the configuration example of FIG. Yes. That is, the diffusion plate 82 is an optical element having a pattern structure that reduces the coherence of the irradiation beam.
  • the diffusing plate 82 has an optical action of diffusing light in a one-dimensional manner within the paper surface of FIG.
  • FIG. 19 schematically shows an example of a beam irradiation apparatus according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the beam irradiation apparatus shown in FIG. 19 has a configuration in which a vibration mechanism 83 and a vibration control unit 84 are added to the configuration example of FIG.
  • the example of the structure that reduces the coherence of the irradiation beam by superimposing the superimposition pattern 80 (FIG. 9) on the cylindrical lens array L13 is shown.
  • the cylindrical lens array L13 is a vibration element that reduces the coherence of the irradiation beam by vibrating in the one-dimensional direction by the vibration mechanism 83.
  • the vibration mechanism 83 is controlled by the vibration control unit 84.
  • the shape of the cylindrical lens array L13 may be substantially the same as the configuration example of FIG.
  • the beam irradiation device of the present disclosure is applied to a projector with a detection function
  • the beam irradiation device of the present disclosure can be applied to a projector other than a projector with a detection function. is there.
  • this technique can also take the following structures.
  • a light source An irradiation optical system including a plurality of optical elements arranged on an optical path of light from the light source, and emitting an irradiation beam obtained by enlarging the light from the light source in a one-dimensional direction; At least one optical element of the plurality of optical elements has a structure that reduces coherence in the one-dimensional direction of the irradiation beam.
  • At least one of the plurality of optical elements divides an incident light beam into a plurality of divided light beams in the one-dimensional direction, and partially overlaps the plurality of divided light beams in the one-dimensional direction.
  • the beam irradiation apparatus according to (1), wherein the beam irradiation apparatus has a pattern structure to be emitted.
  • the plurality of optical elements are: A collimator lens that makes light from the light source substantially parallel light; A plurality of cylindrical lenses, and a cylindrical lens array having a lens action only in the one-dimensional direction, The cylindrical lens is A convex first cylindrical surface on which the pattern structure is superimposed;
  • the beam irradiation apparatus according to (2) wherein the pattern structure is a grating.
  • the plurality of optical elements are: A collimator lens that makes light from the light source substantially parallel light;
  • the plurality of optical elements are: A polarization separation element; A collimator lens that is arranged in a first direction with respect to the polarization separation element and makes light from the light source substantially parallel; A reflective grating disposed in a second direction with respect to the polarization separation element and having the pattern structure; A cylindrical lens array disposed between the reflective grating and the polarization separating element and having a lens action only in the one-dimensional direction;
  • the beam irradiation apparatus according to (2) further including: an irradiation lens that is disposed in a third direction with respect to the polarization separation element and has a light expansion function only in the one-dimensional direction.
  • At least one of the plurality of optical elements includes: The beam irradiation apparatus according to (2), including an irradiation lens having the pattern structure formed on a surface and having a light expanding function only in the one-dimensional direction.
  • At least one of the plurality of optical elements includes: The beam irradiation apparatus according to (1), further including a diffusion plate having a light diffusing action only in a one-dimensional direction.
  • At least one of the plurality of optical elements includes: The beam irradiation apparatus according to (1), including a vibration element that has a lens action only in the one-dimensional direction and vibrates in the one-dimensional direction by a vibration mechanism.
  • a projection optical system that projects image light onto a projection surface; Including a plurality of optical elements arranged on a light path of light from the light source, expanding the light from the light source in a one-dimensional direction, and generating an irradiation beam used for detecting an object to be detected on the projection plane; An irradiation optical system that emits; An image sensor on which scattered light of the irradiation beam from the detection object is incident, and A projector with a detection function, wherein at least one of the plurality of optical elements has a structure that reduces coherence of the irradiation beam in the one-dimensional direction.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

本開示のビーム照射装置は、光源と、光源からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含み、光源からの光を１次元方向に拡大した照射ビームを出射する照射光学系とを備え、複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、照射ビームの１次元方向における可干渉性を低減する構造を有する。

Description

ビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタ
　本開示は、ビーム照射装置、および映像を投影する機能と物体の検出機能とを有する検出機能付きプロジェクタに関する。
　近年、スマートフォンやタブレット端末等では、タッチパネルを用いることにより、人の直感に応じたタッチ操作を可能にしている。一方、映像をスクリーン上に投影するプロジェクタにおいて、ＬＬＰ（Laser Light Plane）方式によってタッチ操作を可能にする技術が開発されている。ＬＬＰ方式では、レーザ光源を含むビーム照射装置によって、プロジェクタの投影面をわずかな隙間を空けて覆うように膜状の照射ビームを検出用照明光を照射する。その膜状の照射ビームに対して指等の被検出物が通過すると、通過した部位に散乱光が生ずる。その散乱光を検出光としてカメラで検出する。これにより、物体の位置を判断してタッチ操作を行うことができる。ＬＬＰ方式では通常、検出用照明光を視覚的に分からないようにするために赤外光線が用いられる。
特開２０１５－６４５５０号公報 国際公開第２０１６／１２５３８４号
　ＬＬＰ方式によってタッチ操作機能を実現する場合、タッチ検出の精度や検出信号の安定性の面で検出用照明光として用いる照射ビームの強度分布が安定していることが非常に重要である。
　照射ビームの強度分布を安定化することが可能なビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタを提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態に係るビーム照射装置は、光源と、光源からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含み、光源からの光を１次元方向に拡大した照射ビームを出射する照射光学系とを備え、複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、照射ビームの１次元方向における可干渉性を低減する構造を有するものである。
　本開示の一実施の形態に係る検出機能付きプロジェクタは、映像光を投影面に投影する投影光学系と、光源からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含み、光源からの光を１次元方向に拡大し、光源からの光に基づいて投影面上における被検出物の検出に用いられる照射ビームを生成して出射する照射光学系と、被検出物による照射ビームの散乱光が入射する撮像素子とを備え、複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、照射ビームの１次元方向における可干渉性を低減する構造を有するものである。
　本開示の一実施の形態に係るビーム照射装置または検出機能付きプロジェクタでは、照射光学系における複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子によって、照射ビームの１次元方向における可干渉性が低減する。
　本開示の一実施の形態に係るビーム照射装置または検出機能付きプロジェクタによれば、照射光学系における複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子によって、照射ビームの１次元方向における可干渉性を低減するようにしたので、照射ビームの強度分布を安定化することが可能となる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示の第１の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示す構成図である。 第１の実施の形態に係る検出機能付きプロジェクタの一例を概略的に示す構成図である。 第１の実施の形態に係る検出機能付きプロジェクタの機能的な構成例を概略的に示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るビーム照射装置による照射ビームの強度分布の観測位置の一例を示す説明図である。 比較例に係るビーム照射装置において、図４に示したＡ－Ａ’の範囲で観測される照射ビームの強度分布の一例を示す説明図である。 比較例に係るビーム照射装置において、図４に示したＢ－Ｂ’の範囲で観測される照射ビームの強度分布の一例を示す説明図である。 一実施例に係るビーム照射装置において、図４に示したＢ－Ｂ’の範囲で観測される照射ビームの強度分布の一例を示す説明図である。 比較例に係るビーム照射装置におけるシリンドリカルレンズアレイの一例を概略的に示す構成図である。 第１の実施の形態に係るビーム照射装置におけるシリンドリカルレンズアレイの一実施例の構造を概略的に示す構成図である。 図９に示したシリンドリカルレンズアレイの数値実施例（実施例１）を示す説明図である。 図９に示したシリンドリカルレンズアレイの重畳パターンの数値実施例を示す説明図である。 第１の実施の形態に係るビーム照射装置におけるグレーティングの数値実施例（実施例２）を示す説明図である。 グレーティングの溝の深さと回折効率（強度）との関係の一例を示す説明図である。 グレーティングの回折次数ごとの（強度）の値の一例を示す説明図である。 ビーム照射装置の構成の違いによる照射ビームの干渉状態を定量化して示した説明図である。 第２の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示す構成図である。 第３の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示す構成図である。 第４の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示す構成図である。 第５の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示す構成図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態（図１～図１５）
　　１．１　ビーム照射装置の概要
　　１．２　検出機能付きプロジェクタの概要
　　１．３　照射ビームの可干渉性を低減する技術の説明
　　１．４　効果
　２．第２の実施の形態（図１６）
　３．第３の実施の形態（図１７）
　４．第４の実施の形態（図１８）
　５．第５の実施の形態（図１９）
　６．その他の実施の形態
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１　ビーム照射装置の概要］
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示している。
　ビーム照射装置は、赤外光源２００と、赤外光源２００からの光を１次元方向に拡大した照射ビームを出射する照射光学系とを備えている。
　赤外光源２００は、赤外光を発するレーザ光源である。
　照射光学系は、赤外光源２００からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含んでいる。図１の構成例では、複数の光学素子として、コリメータレンズＬ１１と、偏光分離素子１１と、リレーレンズＬ１２と、シリンドリカルレンズアレイＬ１３と、リレーレンズＬ１４と、λ／４板１２と、ミラー１３と、リレーレンズＬ１８と、第１の照射レンズＬ２１と、第２の照射レンズＬ２２とを有している。また、光学素子として、赤外光源２００とコリメータレンズＬ１１との間に配置されたグレーティング８１を有していてもよい。また、光学素子として、照射光学系を封止するガラス部材を有していてもよい。グレーティング８１は、そのガラス部材の表面に形成されていてもよい。
　これらの複数の光学素子のうち、コリメータレンズＬ１１を除くレンズ素子は、シリンダ形状であり、ビームを拡げる１次元方向に直交する方向にはレンズ作用を持たない。ビームを拡げる１次元方向は、図１の紙面内の方向であり、コリメータレンズＬ１１を除くレンズ素子は、図１の紙面内でレンズ作用を有する。コリメータレンズＬ１１は、赤外光源２００からの光を略平行光にする作用を有する。
　図１に示した照射光学系では、偏光分離素子１１に対して、赤外光源２００とコリメータレンズＬ１１とが、第１の方向に配置されている。リレーレンズＬ１２と、シリンドリカルレンズアレイＬ１３と、リレーレンズＬ１４と、λ／４板１２と、ミラー１３とが、第２の方向（偏光分離素子１１によって折り曲げられた赤外光源２００からの光の光路上）に配置されている。リレーレンズＬ１８と、第１の照射レンズＬ２１と、第２の照射レンズＬ２２は、第３の方向（偏光分離素子１１に対して第２の方向とは反対側）に配置されている。
　偏光分離素子１１は、赤外光源２００からの光のうち第１の偏光成分（例えばＳ偏光成分）をシリンドリカルレンズアレイＬ１３およびミラー１３等が配置された方向に向けて反射する。偏光分離素子１１はまた、ミラー１３で反射され、再度、シリンドリカルレンズＬ１３等に入射した光のうち第２の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を、リレーレンズＬ１８を介して第１の照射レンズＬ２１と第２の照射レンズＬ２２とに向けて出射する。λ／４板１２は、第１の偏光成分と第２の偏光成分との変換用に設けられている。
　第１の照射レンズＬ２１と第２の照射レンズＬ２２は、１次元方向に負の屈折力を有し、１次元方向にのみ光の拡大作用を有する広角レンズである。第１の照射レンズＬ２１と第２の照射レンズＬ２２は、偏光分離素子１１から出射された光をリレーレンズＬ１８を介して１次元方向に拡大し照射ビームとして出射する。
　なお、上記した照射光学系における複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、後述するように、照射ビームの１次元方向における可干渉性を低減する構造を有している。後述するように、可干渉性を低減する構造を有する光学素子は、例えばシリンドリカルレンズアレイＬ１３およびグレーティング８１であってもよい。
［１．２　検出機能付きプロジェクタの概要］
　図２および図３は、図１に示したビーム照射装置からの照射ビームを物体の検出用の照明光として用いた検出機能付きプロジェクタの一例を示している。
　本実施の形態に係る検出機能付きプロジェクタは、映像を投影面３０に投影するプロジェクタとしての機能と、投影面３０上における例えば人の指等の被位置検出物７１の位置や動作を検出するタッチ検出（位置検出）機能とを有している。
　なお、投影面３０は投影用のスクリーンであってもよい。また、投影面３０は机の表面や床面等であってもよい。また、投影面３０は、壁面などであってもよい。
　図２および図３に示したように、本実施の形態に係る検出機能付きプロジェクタは、映像投影用照明部１と、位置検出用照明部２と、投影光学系４と、撮像部５と、検出画像処理部６と、照明制御部７と、表示制御部８とを備えている。本実施の形態に係る検出機能付きプロジェクタは、さらに、ライトバルブ２１と、偏光分離素子２３とを備えている。
　映像投影用照明部１は、第１の照明光としての映像投影用照明光４１を出射する第１の照明部となっている。ライトバルブ２１は、偏光分離素子２３を介して、映像投影用照明部１から出射された映像投影用照明光４１によって照明される。
　映像投影用照明部１は、図示しない照明光学系と、光源部とを有している。光源部は、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、およびＢ（青色）のスペクトルを持つ光を発するレーザ光源を有している。光源部は、例えば、Ｂ光を発する青色レーザと、Ｇ光を発する緑色レーザと、Ｒ光を発する赤色レーザとを有している。赤色レーザ、緑色レーザ、および青色レーザはそれぞれ、例えば図示しない発光制御部によってフィールドシーケンシャル方式で発光制御されてもよい。
　映像投影用照明部１の照明光学系は、光源部からの光に基づいてＲＧＢのスペクトルを持つ映像投影用照明光４１を生成する。
　ライトバルブ２１は、表示制御部８から供給された映像データに基づいて映像投影用照明光４１を変調して映像光４４を生成する。ライトバルブ２１は、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の反射型の液晶素子である。ライトバルブ２１で生成された映像光４４は、偏光分離素子２３、および投影光学系４を介して投影面３０に投影される。
　位置検出用照明部２は、投影面３０上における被位置検出物７１の位置検出に用いられる第２の照明光としての位置検出用照明光４２を出射する第２の照明部となっている。位置検出用照明部２は、例えば本体１００の下部に設けられている。位置検出用照明部２は、少なくとも投影面３０における映像光４４の投影エリア３１を所定の高さから覆うように、投影面３０に対して略平行となる位置検出用照明光４２を出射する。位置検出用照明部２は、図１に示したビーム照射装置における赤外光源２００と照射光学系とを含んだ構成であってもよい。
　位置検出用照明光４２の波長帯域は、映像投影用照明光４１の波長帯域とは異なっている。映像投影用照明光４１の波長帯域は可視域であり、位置検出用照明光４２の波長帯域は近赤外域となっている。
　検出画像処理部６は、撮像部５の撮像結果に基づいて、被位置検出物７１の位置検出を行う画像処理部となっている。検出画像処理部６は、例えば、撮像部５からの検出信号を解析して、検出された物体の位置データ（座標データ）を取得する。検出画像処理部６は、被位置検出物７１の位置だけでなく、被位置検出物７１によるジェスチャー動作等の動きを解析する機能を有していてもよい。
　照明制御部７は、位置検出用照明部２による位置検出用照明光４２のオン（出射）、オフ（非出射）の切り替え制御を行うようになっている。また、照明制御部７は、位置検出用照明部２の光源（図１の赤外光源２００）からの光を時間的に光量変調する制御を行うようになっている。
　投影光学系４は、投射レンズ２４を有している。投射レンズ２４は、超短焦点レンズであってもよい。投影光学系４は、映像を投影するための機能の他、位置検出のための結像光学系としての機能を有している。投影光学系４には、ライトバルブ２１で生成された映像光４４が入射すると共に、被位置検出物７１による位置検出用照明光４２の散乱光Ｌａとが投影面３０側から取り込まれる。
　撮像部５は、撮像素子２２と、撮像光学系２５と、露光制御部２６とを有している。
　撮像素子２２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの固体撮像素子で構成されている。撮像素子２２は、投影面３０と光学的に共役な位置に配置されている。また、撮像素子２２は、ライトバルブ２１と光学的に共役な位置に配置されている。より具体的には、ライトバルブ２１が反射型の液晶素子である場合、映像を作り出す表示面（液晶面）と撮像素子２２の撮像面とが光学的に共役な位置となるように配置されている。撮像素子２２には、投影光学系４および偏光分離素子２３を介して、位置検出用照明光４２の散乱光Ｌａが入射する。撮像素子２２は、少なくとも投影面３０上の投影エリア３１と略同一のエリアを撮像エリアとした撮像を行うことが可能となっている。
　撮像光学系２５は、ライトバルブ２１の光学的な共役面と撮像素子２２との間に配置されている。撮像光学系２５は、例えば複数枚のリレーレンズを含む縮小光学系と、バンドパスフィルタとを有している。撮像光学系２５として、リレーレンズを含む縮小光学系を配置することで、ライトバルブ２１と光学的に共役な位置を共役面よりも遠方に設けることができる。また、縮小光学系を配置することで、ライトバルブ２１と光学的に共役な位置に配置しつつ、撮像素子２２のサイズをライトバルブ２１よりも小さくすることができる。
　露光制御部２６は、撮像素子２２の露光期間および露光タイミング（シャッタタイミング）を制御する。露光制御部２６は、例えば撮像素子２２がＣＣＤなどの場合には、グローバルシャッタ方式によって撮像素子２２の露光制御を行う。また、露光制御部２６は、例えば撮像素子２２がＣＭＯＳなどの場合には、ローリングシャッタ方式によって撮像素子２２の露光制御を行う。
　偏光分離素子２３は、例えば４つの光学面を有する偏光ビームスプリッタとなっている。偏光分離素子２３の第１の光学面には、映像投影用照明部１からの映像投影用照明光４１が入射する。ライトバルブ２１は、偏光分離素子２３の第２の光学面側に配置されている。偏光分離素子２３の第３の光学面側には、撮像部５が配置されている。偏光分離素子２３の第４の光学面側には、投影光学系４が配置されている。
　偏光分離素子２３は、入射した光を第１の偏光成分（例えばＳ偏光成分）と第２の偏光成分（例えばＰ偏光成分）とに分離し、それぞれを互いに異なる方向に出射する。偏光分離素子２３は、特定の第１の偏光成分を選択的に反射させると共に、特定の第２の偏光成分を選択的に透過させる。偏光分離素子２３は、第１の光学面に入射した映像投影用照明光４１に含まれる第１の偏光成分をライトバルブ２１に向けて反射する。ライトバルブ２１で変調され、第２の偏光成分とされた光が、偏光分離素子２３の第４の光学面から出射し、映像光４４として投影光学系４に入射する。
　また、偏光分離素子２３の第４の光学面には、投影光学系４を介して位置検出用照明光４２の散乱光Ｌａが入射する。偏光分離素子２３は、位置検出用照明光４２の散乱光Ｌａに含まれる第１の偏光成分を第３の光学面を介して撮像部５に向けて反射する。
（位置検出の動作）
　位置検出用照明部２は、図２に示すように、少なくとも投影面３０における映像光４４の投影エリア３１を所定の高さから覆うように広角で広げられた位置検出用照明光４２を、本体１００の下部から出射する。これにより、少なくとも投影面３０における投影エリア３１が、所定の高さから位置検出用照明光４２による近赤外光バリアで覆われる。このような近赤外光バリアで覆うことにより、指等の被位置検出物７１による指示が無い場合は位置検出用照明光４２は拡散しない。一方、指等で投影エリア３１を指し示した場合には、近赤外光バリアを遮る形となり、指等に当たった位置検出用照明光４２の散乱光Ｌａが生じる。この位置検出用照明光４２の散乱光Ｌａが、投影光学系４および偏光分離素子２３を介して、撮像素子２２に入射する。ここで、撮像素子２２と投影面３０は光学的に共役の関係にある位置に配置してあるため、映像投影位置と指等による指し示した位置とが１：１の関係にある。従って、検出画像処理部６によって撮像素子２２の撮像結果に基づく検出信号を解析することで、投影面３０上で指等で指し示した位置（座標）を特定することができる。検出画像処理部６は、特定した位置情報を表示制御部８にフィードバックすることで、投影する映像データに反映させる。これにより、ユーザは指等をマウスのポインタのような役割として、映像を操作することが可能となる。
［１．３　照射ビームの可干渉性を低減する技術の説明］
　以上で説明したＬＬＰ方式の検出機能付きプロジェクタでは、位置検出用照明光４２となる照射ビームを投影面３０に対してわずかな隙間を空けて照射し、そこを遮った被位置検出物７１のみを検出する方式であり、赤外光源２００としてレーザ光源を用いる。また、ビーム照射装置の照射光学系にシリンドリカルレンズアレイＬ１３を配置し、赤外光源２００からの光の光束を重ね合わせて光の均一化を図っている。この場合、赤外光源２００がレーザ光源であるがために、光束を重ね合わせる過程で、光束間の干渉により微細な強弱パターンが発生する。この強度不均一な分布となっている状態で、光を拡大して照射ビームとして被位置検出物７１の検出エリア全域に照射することとなる。このため、被位置検出物７１の検出位置においては、無視できないオーダで物体検出の位置依存性が発生し得る。
　そこで、照射ビームの強度分布の不均一を低減し、物体検出の位置依存性を抑制することが望ましい。
　図２に示したように、位置検出用照明部２は例えば本体１００の下部に配置されている。位置検出用照明光４２の照射ビームは、映像光４４の投影エリア３１をカバーする範囲に分布している。投影エリア３１は、例えば卓上で資料や絵を共有するのに用いる一般的なサイズを考えて、例えば２０インチ～３０インチ程度である。指等の被位置検出物７１を投影エリア３１全体で検出するためには、本体１００の近傍のエリアのみならず、本体１００から遠方のエリアでも良好に検出する必要がある。この品質に影響を与えるのが、照射ビームの状態である。
　図４は、照射ビームの強度分布の観測位置の一例を示している。図５は、比較例に係るビーム照射装置において、図４に示したＡ－Ａ’の範囲で観測される照射ビームの強度分布の一例を示している。ここで、比較例に係るビーム照射装置とは、照射ビームの可干渉性を低減する構造を有する光学素子が含まれていない構成である場合を示す。可干渉性を低減する構造とは、例えば後述するシリンドリカルレンズアレイＬ１３における重畳パターン８０（図９）のような構造である。比較例に係るビーム照射装置におけるシリンドリカルレンズアレイＬ１３の構造は、図８に示した構造であり、両凸のシリンドリカルレンズＬ１３ａを複数、配列した構造となっている。
　ここで、投影エリア３１の遠方に到達する照射ビームの状態を考察する。図２に示したように、投影エリア３１の遠方に位置する壁３３におけるビーム断面３４の状態を考察する。ここでは、投影エリア３１のサイズを２３インチとした場合のデータであり、図４に示したように、壁３３の位置は本体１００から約３９０ｍｍ離れた位置にあり、投影エリア３１の横幅は５１０ｍｍである。
　図５では、照射ビームの強度が位置に依存し山なりになっているが、これは設計的に傾向を持つ分布である。それ以外にギザギザの周期の短い強度揺らぎが存在する。検出機能付きプロジェクタでのタッチ検出は指等の被位置検出物７１に位置検出用照明光４２が当たり、その散乱光Ｌａの一部を投射レンズ２４で取り込み、撮像素子２２で受光する方式のため、照射ビームの強度分布がそのまま、タッチ位置検出の信号強度に直結する。従って、このような分布変動が存在することで、ほんのわずかな位置の違いで検出信号の大小が大きく変化することを表している。
　図６は、比較例に係るビーム照射装置において、図４に示したＢ－Ｂ’の範囲で観測される照射ビームの強度分布の一例を示している。図７は、一実施例に係るビーム照射装置において、図４に示したＢ－Ｂ’の範囲で観測される照射ビームの強度分布の一例を示している。ここで、図７の特性は、後述する図９に示すように、シリンドリカルレンズアレイＬ１３の第１の面Ｓ１に重畳パターン８０が形成されている場合の特性である。図６の特性は、シリンドリカルレンズアレイＬ１３が図８に示した構造である場合の特性である。
　図６、および図７には、図４のＡ－Ａ’の範囲中での幅２５ｍｍを切り出したＢ－Ｂ’の位置における断面強度を示す。
　図６の比較例では、５～１０ｍｍ程度の間隔で強いピークを示し、そのピークとピークの間は強度が低い状態であり、鮮明に強弱が見て取れる。ビーム照射装置の赤外光源２００がレーザ光源であるが故に、照射光学系を進む間にビーム間干渉を起こし、部分的に強めあいピークが現れているためである。光量としての総和は変わらないので、ピークとピークとの間は光強度が極端に弱い。光強度に応じて、検出信号の強度が変わるために、位置に依存して信号強度が変わることは、タッチセンシングの安定性や、位置指示の精度を落とすことにつながる。また、それ以上にもっと致命的な問題がある。ピーク間の間隔が１０ｍｍもある場合、大人の指は幅として１０ｍｍ程度であるが、子供の指や指よりも細いものを指示物として物体検出しようとした場合は、ピークとピークとの間に被位置検出物７１が配置され得る。この場合は、照射ビームの強度が低すぎるため、照射ビームの散乱光Ｌａが弱まり、検出信号が弱すぎて検出できないという大きな問題につながる。
　図６の比較例では、シリンドリカルレンズアレイＬ１３において各シリンドリカルレンズＬ１３ａ（図８）に入射する光束９０について、等位相の波面が集光し干渉しやすい条件となっている。図７の実施例では、各シリンドリカルレンズＬ１３ａの第１の面Ｓ１に、第１の面Ｓ１とは別の曲率を持つ重畳パターン８０を重畳してあるため、入射する光束９１について、等位相でない波面の重ね合わせとなり、干渉条件が図６の比較例と比べ、崩れている。ピーク自体は残っているがピーク値は下がっており、逆にその分のピークとピークとの間の強度が持ち上がり、位置に依存せず強度が安定する方向に緩和されていることが分かる。このような検出ビームが存在することで、検出するものの位置、およびサイズに依存せず安定したタッチ検出動作を実現することができる。
（可干渉性を低減する構造の具体例）
　本実施の形態に係るビーム照射装置における照射光学系は、複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子が、照射ビーム可干渉性を低減する構造を有している。複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、１次元方向において入射光束を複数の分割光束に分割すると共に、１次元方向において複数の分割光束を部分的に重なり合わさるようにして出射させるパターン構造を有している。
　図８は、比較例に係るビーム照射装置におけるシリンドリカルレンズアレイＬ１３の一例を概略的に示している。
　比較例に係るビーム照射装置におけるシリンドリカルレンズアレイＬ１３は、両凸のシリンドリカルレンズＬ１３ａを複数、配列した構造となっている。シリンドリカルレンズＬ１３ａにおける第１の面Ｓ１は、凸形状の第１のシリンドリカル面となっている。シリンドリカルレンズＬ１３ａにおける第２の面Ｓ２は、凸形状の第２のシリンドリカル面となっている。第１の面Ｓ１の曲率半径はＲ１、第２の面Ｓ２の曲率半径はＲ２となっている。
　図９は、第１の実施の形態に係るビーム照射装置におけるシリンドリカルレンズアレイＬ１３の一実施例の構造を概略的に示している。
　図９では、比較例におけるシリンドリカルレンズアレイＬ１３に対して、シリンドリカルレンズＬ１３ａにおける第１の面Ｓ１（第１のシリンドリカル面）が、可干渉性を低減するパターン構造（重畳パターン８０）が重畳された構造とされている。
　図１０および図１１は、図９に示したシリンドリカルレンズアレイＬ１３の構造の数値実施例（実施例１）を示している。
　図１０には、シリンドリカルレンズアレイＬ１３の構造のパラメータとして、軸上厚（ｄ１）と、アレイピッチ（第１の面Ｓ１，第２の面Ｓ２共通）ｐ１と、面Ｓ１，Ｓ２のベース曲率半径（｜Ｒ１｜，｜Ｒ２｜）と、重畳パターンピッチ（第１の面Ｓ１のみ）ｐ２と、重畳パターン８０の曲率半径（第１の面Ｓ１のみ）（｜Ｒ１ａ｜）とを示す。
　図１１において、シリンドリカルレンズＬ１３ａの第１の面Ｓ１のベースの曲率中心のＸ，Ｙ座標を（０，０）とする。重畳パターン８０として３つのシリンドリカル凸形状のパターンが形成されている。３つのシリンドリカル凸形状のパターンの曲率中心のＸ，Ｙ座標は（０，０．１３２５）、（０．０４０８，０．１２６４）、（－０．０４０８，０．１２６４）となる。
　なお、ここでは一実施例として、シリンドリカルレンズＬ１３ａの第１のシリンドリカル面を、可干渉性を低減するパターン構造によって３つの領域に分割した例を示したが、可干渉性を低減する効果を得るためには、少なくとも２つ以上の領域に分割した構造であればよい。上記実施例では、照射光学系における光伝達の倍率関係を崩さない範囲かつ、異位相の重ね合わせ効果が得られるよう、必要な重畳パターン８０をシリンドリカルレンズＬ１３ａの表面に加えてある。
　可干渉性を低減するパターン構造はグレーティングであってもよい。図１に示したように、赤外光源２００とコリメータレンズＬ１１との間に配置された可干渉性を低減するパターン構造のグレーティング８１を配置してもよい。グレーティング８１は、図１の紙面内で凹凸のパターン構造を有する。
　図１２は、可干渉性を低減するグレーティング８１の数値実施例（実施例２）を示している。
　図１２には、グレーティング８１の構造のパラメータとして、回折角θ、回折ピッチｄ、回折次数ｍ、波長λの値を示す。グレーティング８１は、バイナリグレーティングであり、波長を考慮し溝深さを調整し、０次と±１次光の光量を支配的としている。各パラメータには、ｄｓｉｎθ＝ｍλの関係がある。
　図１３は、グレーティング８１の溝の深さと回折効率（強度）との関係の一例を示している。図１４は、グレーティング８１の回折次数ごとの（強度）の値の一例を示している。
　グレーティング８１の溝の深さを４８０ｎｍとすることで、０次、±１次光がほぼ２９％となり効率が揃う。このグレーティング８１を光路に挿入することで、異なる波面の重ね合わせで光束の重畳効果を生み、干渉状態を低減させることが可能となる。
　図１５は、ビーム照射装置の構成の違いによる照射ビームの干渉状態を定量化して示している。図１５には、比較例と、実施例１，２，３との値を示す。比較例とは、照射光学系が可干渉性を低減する構造を有していない場合を示す。実施例１は、可干渉性を低減する構造が、シリンドリカルレンズアレイＬ１３に設けられた重畳パターン８０である場合（図９～図１１）を示す。実施例２は、可干渉性を低減する構造が、グレーティング８１である場合を示す。実施例３は、可干渉性を低減する構造が、シリンドリカルレンズアレイＬ１３に設けられた重畳パターン８０と、グレーティング８１との双方である場合を示す。
　図１５に示した数値は、ビームの干渉状態を以下の式で定量化した値である、平均的な強度分布に対する、干渉成分の強弱の変動を数値として表している。分散σの値が小さいほど、可干渉性を低減されていることになる。
　分散σ＝Ｉ／Ｘ
　Ｉ：実強度分布
　Ｘ：全幅５１０ｍｍにおける部分幅５０ｍｍの移動平均値
［１．４　効果］
　以上のように、本実施の形態によれば、照射光学系における複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子によって、照射ビームの１次元方向における可干渉性を低減するようにしたので、照射ビームの強度分布の不均一性が低減し、照射ビームの強度分布を安定化することが可能となる。これにより、物体検出の位置依存性が抑制され得る。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態の効果についても同様である。
＜２．第２の実施の形態＞
　次に、本開示の第２の実施の形態に係るビーム照射装置について説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態に係るビーム照射装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１６は、本開示の第２の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示している。
　図１６に示したビーム照射装置は、図１の構成例に対して、照射光学系がミラー１３に代えて反射型グレーティング１３Ａを有している。反射型グレーティング１３Ａは、上記第１の実施の形態における赤外光源２００とコリメータレンズＬ１１との間に配置されたグレーティング８１と同様に、照射ビームの可干渉性を低減するパターン構造を有している。すなわち、反射型グレーティング１３Ａが、照射ビームの可干渉性を低減するパターン構造を有する光学素子とされている。
　その他の構成、動作、ならびに効果は、上記第１の実施の形態に係るビーム照射装置と略同様であってもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
　次に、本開示の第３の実施の形態に係るビーム照射装置について説明する。なお、以下では、上記第１または第２の実施の形態に係るビーム照射装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１７は、本開示の第３の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示している。
　図１７に示したビーム照射装置は、図１の構成例に対して、第２の照射レンズＬ２２のビーム出射側の面に、可干渉性を低減するパターン構造（重畳パターンＬ２２Ａ）が重畳された構成とされている。すなわち、第２の照射レンズＬ２２が、照射ビームの可干渉性を低減するパターン構造を有する光学素子とされている。
　なお、図１７の例に限らず、第１の照射レンズＬ２１および第２の照射レンズＬ２２における他の面に、照射ビームの可干渉性を低減するパターン構造（重畳パターンＬ２２Ａ）が重畳された構成であってもよい。
　第１の照射レンズＬ２１および第２の照射レンズＬ２２のような光分布を拡げるレンズの表面に、重畳パターンＬ２２Ａとして光を拡げる方向に光が散るような微細パターンを形成することで、照射ビームの可干渉性を低減することが可能となる。なお、重畳パターンＬ２２Ａは、図１７の紙面内において１次元的に光学作用を有する。
　その他の構成、動作、ならびに効果は、上記第１または第２の実施の形態に係るビーム照射装置と略同様であってもよい。
＜４．第４の実施の形態＞
　次に、本開示の第４の実施の形態に係るビーム照射装置について説明する。なお、以下では、上記第１ないし第３のいずれかの実施の形態に係るビーム照射装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１８は、本開示の第４の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示している。
　図１８に示したビーム照射装置は、図１の構成例に対して、照射光学系の光路中に、照射ビームの可干渉性を低減するパターン構造を有する拡散板８２を追加した構成とされている。すなわち、拡散板８２が、照射ビームの可干渉性を低減するパターン構造を有する光学素子とされている。拡散板８２は、図１８の紙面内において１次元的に光を拡散する光学作用を有する。
　なお、図１８では、拡散板８２を偏光分離素子１１とリレーレンズＬ１８との間に配置した例を示しているが、他の位置に配置されてもよい。
　その他の構成、動作、ならびに効果は、上記第１ないし第３のいずれかの実施の形態に係るビーム照射装置と略同様であってもよい。
＜５．第５の実施の形態＞
　次に、本開示の第５の実施の形態に係るビーム照射装置について説明する。なお、以下では、上記第１ないし第４のいずれかの実施の形態に係るビーム照射装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１９は、本開示の第４の実施の形態に係るビーム照射装置の一例を概略的に示している。
　図１９に示したビーム照射装置は、図１の構成例に対して、振動機構８３と、振動制御部８４とを追加した構成となっている。上記第１の実施の形態では、シリンドリカルレンズアレイＬ１３に重畳パターン８０（図９）を重畳することによって、照射ビームの可干渉性を低減する構造の例を示した。これに対し、図１９に示した構成例では、シリンドリカルレンズアレイＬ１３が、振動機構８３によって１次元方向に振動することによって照射ビームの可干渉性を低減する振動素子とされている。振動機構８３は振動制御部８４によって制御される。シリンドリカルレンズアレイＬ１３の形状は、例えば図８の構成例と略同様であってもよい。
　その他の構成、動作、ならびに効果は、上記第１ないし第４のいずれかの実施の形態に係るビーム照射装置と略同様であってもよい。
＜６．その他の実施の形態＞
　本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
　例えば、上記各実施の形態では、本開示のビーム照射装置を検出機能付きプロジェクタに適用した例を説明したが、本開示のビーム照射装置は、検出機能付きプロジェクタ以外にも適用することが可能である。
　また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることもできる。
（１）
　光源と、
　前記光源からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含み、前記光源からの光を１次元方向に拡大した照射ビームを出射する照射光学系と
　を備え、
　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、前記照射ビームの前記１次元方向における可干渉性を低減する構造を有する
　ビーム照射装置。
（２）
　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、前記１次元方向において入射光束を複数の分割光束に分割すると共に、前記１次元方向において前記複数の分割光束を部分的に重なり合わさるようにして出射させるパターン構造を有する
　上記（１）に記載のビーム照射装置。
（３）
　前記複数の光学素子は、
　前記光源からの光を略平行光にするコリメータレンズと、
　複数のシリンドリカルレンズを含み、前記１次元方向にのみレンズ作用を有するシリンドリカルレンズアレイと
　を含み、
　前記シリンドリカルレンズは、
　前記パターン構造が重畳された凸形状の第１のシリンドリカル面と、
　凸形状の第２のシリンドリカル面と
　を有する
　上記（２）に記載のビーム照射装置。
（４）
　前記第１のシリンドリカル面は、前記パターン構造によって２つ以上の領域に分割されている
　上記（３）に記載のビーム照射装置。
（５）
　前記パターン構造は、グレーティングである
　上記（２）に記載のビーム照射装置。
（６）
　前記複数の光学素子は、
　前記光源からの光を略平行光にするコリメータレンズと、
　前記光源と前記コリメータレンズとの間に配置され、前記パターン構造を有するグレーティングと
　を含む
　上記（２）ないし（４）のいずれか１つに記載のビーム照射装置。
（７）
　前記複数の光学素子は、
　偏光分離素子と、
　前記偏光分離素子に対して第１の方向に配置され、前記光源からの光を略平行光にするコリメータレンズと、
　前記偏光分離素子に対して第２の方向に配置され、前記パターン構造を有する反射グレーティングと、
　前記反射グレーティングと前記偏光分離素子との間に配置され、前記１次元方向にのみレンズ作用を有するシリンドリカルレンズアレイと、
　前記偏光分離素子に対して第３の方向に配置され、前記１次元方向にのみ光の拡大作用を有する照射レンズと
　を含む
　上記（２）に記載のビーム照射装置。
（８）
　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、
　表面に前記パターン構造が形成され、前記１次元方向にのみ光の拡大作用を有する照射レンズ
　を含む
　上記（２）に記載のビーム照射装置。
（９）
　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、
　１次元方向にのみ光の拡散作用を有する拡散板
　を含む
　上記（１）に記載のビーム照射装置。
（１０）
　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、
　前記１次元方向にのみレンズ作用を有し、振動機構によって前記１次元方向に振動する振動素子
　を含む
　上記（１）に記載のビーム照射装置。
（１１）
　映像光を投影面に投影する投影光学系と、
　光源からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含み、前記光源からの光を１次元方向に拡大し、前記投影面上における被検出物の検出に用いられる照射ビームを生成して出射する照射光学系と、
　前記被検出物による前記照射ビームの散乱光が入射する撮像素子と
　を備え、
　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、前記照射ビームの前記１次元方向における可干渉性を低減する構造を有する
　検出機能付きプロジェクタ。
（１２）
　前記照射光学系は、前記投影面に対して略平行となる光を前記照射ビームとして出射する
　上記（１１）に記載の検出機能付きプロジェクタ。
（１３）
　前記撮像素子による撮像結果に基づいて、前記被検出物の位置検出を行う画像処理部
　をさらに備える
　上記（１１）または（１２）に記載の検出機能付きプロジェクタ。
　本出願は、日本国特許庁において２０１７年３月２３日に出願された日本特許出願番号第２０１７－０５７２１８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (13)

  1. 　光源と、
    　前記光源からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含み、前記光源からの光を１次元方向に拡大した照射ビームを出射する照射光学系と
    　を備え、
    　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、前記照射ビームの前記１次元方向における可干渉性を低減する構造を有する
    　ビーム照射装置。
  2. 　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、前記１次元方向において入射光束を複数の分割光束に分割すると共に、前記１次元方向において前記複数の分割光束を部分的に重なり合わさるようにして出射させるパターン構造を有する
    　請求項１に記載のビーム照射装置。
  3. 　前記複数の光学素子は、
    　前記光源からの光を略平行光にするコリメータレンズと、
    　複数のシリンドリカルレンズを含み、前記１次元方向にのみレンズ作用を有するシリンドリカルレンズアレイと
    　を含み、
    　前記シリンドリカルレンズは、
    　前記パターン構造が重畳された凸形状の第１のシリンドリカル面と、
    　凸形状の第２のシリンドリカル面と
    　を有する
    　請求項２に記載のビーム照射装置。
  4. 　前記第１のシリンドリカル面は、前記パターン構造によって２つ以上の領域に分割されている
    　請求項３に記載のビーム照射装置。
  5. 　前記パターン構造は、グレーティングである
    　請求項２に記載のビーム照射装置。
  6. 　前記複数の光学素子は、
    　前記光源からの光を略平行光にするコリメータレンズと、
    　前記光源と前記コリメータレンズとの間に配置され、前記パターン構造を有するグレーティングと
    　を含む
    　請求項２に記載のビーム照射装置。
  7. 　前記複数の光学素子は、
    　偏光分離素子と、
    　前記偏光分離素子に対して第１の方向に配置され、前記光源からの光を略平行光にするコリメータレンズと、
    　前記偏光分離素子に対して第２の方向に配置され、前記パターン構造を有する反射グレーティングと、
    　前記反射グレーティングと前記偏光分離素子との間に配置され、前記１次元方向にのみレンズ作用を有するシリンドリカルレンズアレイと、
    　前記偏光分離素子に対して第３の方向に配置され、前記１次元方向にのみ光の拡大作用を有する照射レンズと
    　を含む
    　請求項２に記載のビーム照射装置。
  8. 　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、
    　表面に前記パターン構造が形成され、前記１次元方向にのみ光の拡大作用を有する照射レンズ
    　を含む
    　請求項２に記載のビーム照射装置。
  9. 　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、
    　１次元方向にのみ光の拡散作用を有する拡散板
    　を含む
    　請求項１に記載のビーム照射装置。
  10. 　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの前記光学素子は、
    　前記１次元方向にのみレンズ作用を有し、振動機構によって前記１次元方向に振動する振動素子
    　を含む
    　請求項１に記載のビーム照射装置。
  11. 　映像光を投影面に投影する投影光学系と、
    　光源からの光の光路上に配置された複数の光学素子を含み、前記光源からの光を１次元方向に拡大し、前記投影面上における被検出物の検出に用いられる照射ビームを生成して出射する照射光学系と、
    　前記被検出物による前記照射ビームの散乱光が入射する撮像素子と
    　を備え、
    　前記複数の光学素子のうち少なくとも１つの光学素子は、前記照射ビームの前記１次元方向における可干渉性を低減する構造を有する
    　検出機能付きプロジェクタ。
  12. 　前記照射光学系は、前記投影面に対して略平行となる光を前記照射ビームとして出射する
    　請求項１１に記載の検出機能付きプロジェクタ。
  13. 　前記撮像素子による撮像結果に基づいて、前記被検出物の位置検出を行う画像処理部
    　をさらに備える
    　請求項１１に記載の検出機能付きプロジェクタ。
PCT/JP2018/005715 2017-03-23 2018-02-19 ビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタ WO2018173584A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019507448A JP7143840B2 (ja) 2017-03-23 2018-02-19 ビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタ
US16/487,346 US20200233294A1 (en) 2017-03-23 2018-02-19 Beam irradiation apparatus, and projector with detection function
EP18770820.1A EP3605294A4 (en) 2017-03-23 2018-02-19 RADIATION RADIATION DEVICE AND PROJECTOR WITH DETECTION FUNCTION

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-057218 2017-03-23
JP2017057218 2017-03-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018173584A1 true WO2018173584A1 (ja) 2018-09-27

Family

ID=63585219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/005715 WO2018173584A1 (ja) 2017-03-23 2018-02-19 ビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200233294A1 (ja)
EP (1) EP3605294A4 (ja)
JP (1) JP7143840B2 (ja)
WO (1) WO2018173584A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008185628A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Sony Corp レーザ光源装置及びこれを用いた画像生成装置
JP2008535020A (ja) * 2005-03-31 2008-08-28 エヴァンス・アンド・サザーランド・コンピューター・コーポレーション レーザ・プロジェクタのためのスペックル及び干渉パターンの削減
JP2013231940A (ja) * 2012-04-02 2013-11-14 Sony Corp 照明装置および表示装置
JP2015064550A (ja) 2013-08-26 2015-04-09 ソニー株式会社 投射型表示装置
JP2015169804A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 株式会社リコー レンズアレイ、画像表示装置、及び移動体
JP2016057426A (ja) * 2014-09-09 2016-04-21 ソニー株式会社 投射型表示装置および機能制御方法
WO2016125384A1 (ja) 2015-02-05 2016-08-11 ソニー株式会社 照射光学系およびプロジェクタ
JP2017057218A (ja) 2011-10-25 2017-03-23 プロシーナ セラピューティクス リミテッド 抗体製剤および方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6081381A (en) * 1998-10-26 2000-06-27 Polametrics, Inc. Apparatus and method for reducing spatial coherence and for improving uniformity of a light beam emitted from a coherent light source
JP5699568B2 (ja) * 2010-11-29 2015-04-15 セイコーエプソン株式会社 光源装置、プロジェクター
JP5787210B2 (ja) * 2011-04-25 2015-09-30 大日本印刷株式会社 投射装置
US20150176977A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Lemoptix Sa Methods and devices for determining position or distance
JP6586956B2 (ja) * 2014-09-03 2019-10-09 ソニー株式会社 検出機能付き投射型表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008535020A (ja) * 2005-03-31 2008-08-28 エヴァンス・アンド・サザーランド・コンピューター・コーポレーション レーザ・プロジェクタのためのスペックル及び干渉パターンの削減
JP2008185628A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Sony Corp レーザ光源装置及びこれを用いた画像生成装置
JP2017057218A (ja) 2011-10-25 2017-03-23 プロシーナ セラピューティクス リミテッド 抗体製剤および方法
JP2013231940A (ja) * 2012-04-02 2013-11-14 Sony Corp 照明装置および表示装置
JP2015064550A (ja) 2013-08-26 2015-04-09 ソニー株式会社 投射型表示装置
JP2015169804A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 株式会社リコー レンズアレイ、画像表示装置、及び移動体
JP2016057426A (ja) * 2014-09-09 2016-04-21 ソニー株式会社 投射型表示装置および機能制御方法
WO2016125384A1 (ja) 2015-02-05 2016-08-11 ソニー株式会社 照射光学系およびプロジェクタ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3605294A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP7143840B2 (ja) 2022-09-29
EP3605294A4 (en) 2020-02-26
EP3605294A1 (en) 2020-02-05
JPWO2018173584A1 (ja) 2020-01-23
US20200233294A1 (en) 2020-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10948878B2 (en) Illumination device, projection apparatus and projection-type image display apparatus
EP2615496B1 (en) Illumination device, projection device, and projection-type image display device
US10809541B2 (en) Projection device and projection-type video display device
US10757382B2 (en) Projection apparatus and interface apparatus
JP5431312B2 (ja) プロジェクタ
WO2011046035A1 (ja) 画像投射装置、画像投射方法、距離測定装置及び距離測定方法
TWI585504B (zh) 投影機
EP3876017A1 (en) Patterned light irradiation apparatus and method
WO2018229831A1 (ja) 内視鏡システム
WO2018173584A1 (ja) ビーム照射装置、および検出機能付きプロジェクタ
JP5765032B2 (ja) 照明装置、投射装置および投射型映像表示装置
JP2015169675A (ja) 照明装置およびプロジェクター
JP6969606B2 (ja) 検出機能付きプロジェクタ
JP2010204280A (ja) 照明光学系及びそれを有する画像投射装置
JP6229929B2 (ja) 照明装置および投射装置
JP2005258182A (ja) 照明装置およびプロジェクタ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18770820

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019507448

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018770820

Country of ref document: EP

Effective date: 20191023