JP4646540B2 - projector - Google Patents
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Description
本発明はプロジェクタに関し、特に合焦点動作やキーストン歪み補正等を行うための距離情報取得手段を備えたプロジェクタに関するものである。 The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector provided with distance information acquisition means for performing a focusing operation, keystone distortion correction, and the like.
従来、入力された電気信号に応じた画像を、投射レンズによってスクリーンに拡大投影するプロジェクタにおいて、距離情報取得手段によって得られたスクリーンとプロジェクタ間の距離情報に基づいて、投射レンズを光軸方向に駆動制御してピント調整や、キーストン歪み補正等をするための距離センサ装置を備えたプロジェクタが知られている。 Conventionally, in a projector that enlarges and projects an image corresponding to an input electrical signal onto a screen by a projection lens, the projection lens is moved in the optical axis direction based on distance information between the screen and the projector obtained by the distance information acquisition unit. There is known a projector including a distance sensor device for driving control to adjust focus, correct keystone distortion, and the like.
このようなプロジェクタの距離情報取得手段としては、例えば、特許文献1には、発光素子からの光を受光した受光素子での受光強度の比較によって、スクリーンまでの距離を測定する測距機構が記載されている。この特許文献1における測距機構では、測距機構の光軸を変えるための調整機構として、電気制御される可変頂角プリズムや発光素子の上下平行移動、或いは発光素子とレンズを一体的に傾けるなどの光軸移動手段が用いられている。
また、他の例として、特許文献2では2個(以上)の超音波センサをプロジェクタの前面に配置してスクリーンの傾きを検知し、本体のねじれの自動補正を行う装置が記載されている。
As another example,
しかしながら、上記特許文献1に記載の測距機構においては、上記したように測距機構の光軸を変えるための調整機構として、電気制御される可変頂角プリズムや発光素子の上下平行移動手段や、或いは発光素子とレンズを一体的に傾けるなどの光軸移動手段が用いられ、そのために電気的な制御とアクチュエーターが必要であり、装置が大掛かりとなってしまうこととなる。
また、上記特許文献2に記載のものにおいては、距離情報を複数の超音波センサを用いて取得することが必要となるため、コスト的に不利であり、また装置も大掛かりとなる。
However, in the distance measuring mechanism described in Patent Document 1, as described above, as an adjustment mechanism for changing the optical axis of the distance measuring mechanism, an electrically controlled variable apex angle prism, a vertical translation means for a light emitting element, Alternatively, an optical axis moving means such as inclining the light emitting element and the lens integrally is used, which requires electrical control and an actuator, and the apparatus becomes large.
Moreover, in the thing of the said
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、小型化を図ることができ、信頼性が高く安価に構成することが可能となる距離情報取得手段を備えたプロジェクタを提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a projector including a distance information acquisition unit that can be downsized and can be configured with high reliability and low cost. is there.
本発明は、以下のように構成したプロジェクタを提供するものである。
すなわち、本発明のプロジェクタは、画像投射面までの距離情報を得るための距離情報取得手段を備えたプロジェクタにおいて、
前記距離情報取得手段は、前記画像投射面における異なる領域に対応した距離情報取得のための、2つ以上の光軸が形成される光軸形成手段を有し、
前記光軸形成手段は、前記距離情報取得手段の測距センサ部の測距視野内に配置され、該測距センサ部の光軸を2つ以上の異なる方向に偏向する少なくとも1つの光軸偏向部によって構成されている。
The present invention provides a projector configured as follows.
That is, the projector of the present invention is a projector including distance information acquisition means for obtaining distance information to the image projection surface.
The distance information acquisition means includes an optical axis forming means for forming two or more optical axes for distance information acquisition corresponding to different areas on the image projection surface ,
The optical axis forming means is disposed within a distance measuring field of the distance measuring sensor section of the distance information acquiring means, and deflects at least one optical axis of the distance measuring sensor section in two or more different directions. It consists of parts .
本発明によれば、小型化を図ることができ、信頼性が高く安価に構成することが可能となる距離情報取得手段を備えたプロジェクタを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a projector including a distance information acquisition unit that can be reduced in size and can be configured with high reliability and low cost.
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例により説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described by the following examples.
[実施例1]
本発明の実施例1は、上記した本発明の距離情報取得手段を備えたプロジェクタの構成を、プロジェクタの合焦点動作を行うための距離センサ装置(距離情報取得手段)を備えたプロジェクタに適用したものである。
図1は本実施例における距離センサ装置を備えたプロジェクタの構成を示す概念図である。図1において、1はプロジェクタである。2は電気的に駆動されてピント調整出来るように光軸方向に移動可能な投射レンズ、3は液晶パネルによる表示素子、4は距離センサ装置であり、プロジェクタ1はこれらの各部材により構成されている。
[Example 1]
In the first embodiment of the present invention, the configuration of the projector including the distance information acquisition unit of the present invention described above is applied to a projector including a distance sensor device (distance information acquisition unit) for performing a focusing operation of the projector. Is.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a projector provided with a distance sensor device in the present embodiment. In FIG. 1, 1 is a projector.
また、5はスクリーンであり、図1に示すようにプロジェクタ1は、表示素子3に形成された電気信号に応じた画像を、前記投射レンズによりスクリーン5に拡大投影するように構成されている。そして、上記画像をスクリーン5に拡大投影するに際して、前記距離センサ装置4によって得たスクリーン5とプロジェクタ1間の距離情報に基づいて、前記拡大投影による像のピントが合うように、不図示の制御回路により決定された距離情報によって、前記投射レンズ2を電気的に光軸方向に駆動制御し、所望のピント調節を行うように構成されている。
ここで、前記距離センサ装置4は、一対のラインセンサで構成された受光部4a、4bと、これに対応する一対の収斂光学系で構成されたレンズ4cからなる測距センサ部4dと、該測距センサ部4dの測距視野内に配置された、光軸直交面に対して各面が異なる傾きを有する一対のプリズムによる、それぞれで異なる方向の光軸4f、4gに偏向する機能を有する光学部材である光軸偏向部4eと、によって構成されている。
Here, the distance sensor device 4 includes a
本実施例の距離センサ装置4の測距センサ部4dは、これ単独で1つの方向の領域が測距可能となっている。
また、同様に前記光軸偏向部4eは、これ単独では収斂や発散のパワーを持たずに単に光を通過する部分が2ヶ所あり、これらの部分を通過する光の方向を異なる2方向に偏向する作用を有している。なお、前記の距離センサ装置4の性能向上のために光軸偏向部4eに、例えば収斂や発散のパワーを持たせることも考えられる。その際には、最終的に前記測距センサ部4dを構成するラインセンサの受光部4a、4bに測距のための光線を適度に結像させるようにすればよい。例えば、前記測距センサ部4dを構成するレンズ4cの位置をずらせたり、収斂の度合いを変更すること、等により対応することが可能である。
The
Similarly, the optical
ここで、前記距離センサ装置4は2つの光軸4f、4gを有し、それぞれ光軸4fはスクリーン上の領域5aに、また、光軸4gはスクリーン上の領域5bに対応している。
上記構成において、前記プロジェクタ1から領域5aに投射された投影像を前記距離センサ装置4によって測距する場合は、領域5aに対応する距離データが取得可能であり、また、領域5bに投射された投影像を前記距離センサ装置4によって測距する場合は、領域5bに対応する距離情報が取得可能である。したがって、前記距離センサ装置4によって測距する場合は、上記領域5a及び5bに対応する距離データによる上記2つのラインセンサの位相差により、スクリーンまでの距離情報を得ることができる。
Here, the distance sensor device 4 has two optical axes 4f and 4g. The optical axis 4f corresponds to the
In the above configuration, when the distance image is projected by the distance sensor device 4 from the projector 1 to the
[実施例2]
本発明の実施例2は、上記した本発明の距離情報取得手段を備えたプロジェクタの構成を、プロジェクタの合焦点動作を行うための距離センサ装置(距離情報取得手段)を備えたプロジェクタに適用したものである。
本実施例は実施例1とプロジェクタに具備された距離センサ装置の構成が異なるだけで、他の部分は実施例1と同じであるため、実施例1と重複する部分の説明は省略する。
[Example 2]
In the second embodiment of the present invention, the configuration of the projector including the distance information acquisition unit of the present invention described above is applied to a projector including a distance sensor device (distance information acquisition unit) for performing a focusing operation of the projector. Is.
Since the present embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the distance sensor device provided in the projector, and other parts are the same as those in the first embodiment, the description of the parts overlapping with the first embodiment is omitted.
図2は本実施例におけるプロジェクタに使用する距離センサの構成を説明する図である。図2において、14は本実施例の距離センサ装置である。この距離センサ装置14は、一対のラインセンサで構成された受光部14a、14bとこれに対応する一対の収斂光学系で構成されたレンズ14cからなる測距センサ部14dと、該測距センサ部14dの測距視野内に配置されたハーフミラー14eとミラー14fとからなる。測距光軸は、図2に示すように、光軸14gと光軸14hの2つに分割される。
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the distance sensor used in the projector in this embodiment. In FIG. 2, 14 is a distance sensor device of the present embodiment. The
このような構成において、該距離センサ装置14は、その測距光軸が図2に示すように、前記ハーフミラー14eによって2分割されるので、ミラー14fを適当な角度に設定する事で不図示のスクリーン上の異なる2つの領域の距離情報に対応することが可能となる。
本実施例による測距装置の場合には、2つの光軸14g、14hに対応した領域に順次測距用の像を形成することで、スクリーン上の複数の領域の距離情報を得ることができる。
In such a configuration, the distance measuring
In the case of the distance measuring apparatus according to the present embodiment, distance information of a plurality of areas on the screen can be obtained by sequentially forming distance measurement images in areas corresponding to the two
なお、本実施例2においては1個のハーフミラーと1個のミラーの2部品の光学部材を用いる実施例を示したが、本発明の趣旨からは、例えばハーフミラー面を含むプリズムで構成されていても良い。また、光軸分割のための光学部材として回折光学素子を用いても良い。この場合には光学部材として最低限1個の回折光学素子があれば良いこととなる。 In the second embodiment, an embodiment in which two optical members, one half mirror and one mirror, are used. However, for the purpose of the present invention, for example, a prism including a half mirror surface is used. May be. A diffractive optical element may be used as an optical member for dividing the optical axis. In this case, it is sufficient that there is at least one diffractive optical element as an optical member.
[実施例3]
実施例3は、実施例2においては測距光軸の分割数が2個であったのに対して、光軸の分割数が3個とした点が異なるだけで、他の部分は実施例2と同じであるため、実施例2と重複する部分の説明は省略する。
図3は本実施例におけるプロジェクタに使用する距離センサの構成を説明する図である。図3において、24は本実施例の距離センサ装置である。距離センサ装置24は一対のラインセンサで構成された受光部24a、24bと、これに対応する一対の収斂光学系で構成されたレンズ24cからなる測距センサ部24dと、この測距センサ部24dの測距視野内に配置されたハーフミラー24eと、別のハーフミラー24fと、2つのミラー24gとからなる。測距光軸は図3に示すように、光軸24hと光軸24iと光軸24jの3つに分割される.
このような構成において、該距離センサ装置24は、その測距光軸が図3に示すように、前記ハーフミラー24eと24fによって3分割されるので、ミラー24gを適当な角度に設定することで、不図示のスクリーン上の異なる3つの領域の距離情報に対応することが可能となる。
なお、ハーフミラー24eは透過率と反射率を同程度に設定し、別のハーフミラー24fは反射率を3分の1に設定すると共に透過率を3分の2に設定すると、3つの光軸24h,24i,24jからの光量のバランスが良好となる。
[Example 3]
The third embodiment is different from the second embodiment in that the number of divisions of the distance measuring optical axis is two, but the difference is that the number of division of the optical axis is three. Since this is the same as 2, the description of the same part as in Example 2 is omitted.
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of a distance sensor used in the projector according to the present embodiment. In FIG. 3,
In such a configuration, the
The
本実施例による測距装置の場合には、3つの光軸24h,24i,24jに対応した領域に、順次測距用の像を投射して形成することで、スクリーン上の複数の領域の距離情報を得ることが出来る。
In the case of the distance measuring apparatus according to the present embodiment, the distance between a plurality of areas on the screen is formed by sequentially projecting and forming images for distance measurement on areas corresponding to the three
[実施例4]
実施例4は、測距センサ部の測距視野内に配置された、プリズムの構成が実施例1と異なるだけで、他の部分は実施例1と同じであるため、実施例1と重複する部分の説明は省略する。
図4は本実施例における距離センサに用いる4つのプリズムを一体化した光学部材の説明図である。図4において、34dは距離センサ装置34における測距センサ部であり、34eは光軸偏向部である。光軸偏向部34eは光軸の分割数が4個となるように、光軸直交面に対して各面が異なる傾きを有する4つのプリズムを一体化した光学部材で形成されている。
[Example 4]
Example 4 was placed in a distance measuring field of the distance measuring sensor unit, only structure of the flop rhythm is different from example 1, because the other portions are the same as in Example 1, overlapping with Example 1 Description of the parts to be performed is omitted.
Figure 4 is an explanatory view of an optical member obtained by integrating the four prisms Ru using the distance sensor in this embodiment. In FIG. 4, 34d is a distance measuring sensor unit in the
上記した本発明の各実施例によれば、前記距離センサ装置はスクリーン上の異なる領域に対応した距離情報取得のため少なくとも2つ以上の光軸を有するように構成したため、例えばスクリーンが傾いていた場合の複数の測距データが、可動部を伴わない距離センサ装置により得ることが可能となり、距離センサ装置の信頼性や耐久性を向上させることができ、また小型化を図ることができる。
また、距離センサ装置は、距離情報取得のためのセンサ視野を有する距離センサ部と、該距離センサ部の視野に配置され、光軸を変える少なくとも1つの光軸偏向部を備えた光学部材で構成したことにより、測距センサ部を1つで構成することができ、コストの低減や小型化を図ることができる。
また、距離センサ装置によって、少なくとも2つ以上のそれぞれの光軸に対応したスクリーン上の領域に順次所定パターンを投影し、複数ヶ所の距離情報を取得可能に構成したことにより、それぞれの領域の距離データを確実に取得することができる。
また、前記測距パターンを前記投射レンズから投射されるように構成したため、測距のための投影像が簡単に作成可能となる。
また、実施例2あるいは実施例3のように、距離センサ部と、該距離センサ部の光軸を分割するためのハーフミラーを備えた光学部材で構成することにより、複数の光軸を自由に設定することが可能となる。
According to each of the embodiments of the present invention described above, the distance sensor device is configured to have at least two or more optical axes for obtaining distance information corresponding to different areas on the screen. For example, the screen is inclined. In this case, a plurality of distance measurement data can be obtained by a distance sensor device that does not involve a movable part, and the reliability and durability of the distance sensor device can be improved, and the size can be reduced.
The distance sensor device includes a distance sensor unit having a sensor visual field for obtaining distance information, and an optical member that is disposed in the visual field of the distance sensor unit and includes at least one optical axis deflecting unit that changes the optical axis. As a result, a single distance measuring sensor unit can be configured, and cost reduction and size reduction can be achieved.
In addition, the distance sensor device is configured to sequentially project a predetermined pattern onto an area on the screen corresponding to at least two or more optical axes, and to acquire distance information at a plurality of locations. Data can be acquired reliably.
Further, since the distance measurement pattern is projected from the projection lens, a projection image for distance measurement can be easily created.
Further, as in the second embodiment or the third embodiment, a plurality of optical axes can be freely set by configuring the optical sensor with a distance sensor unit and a half mirror for dividing the optical axis of the distance sensor unit. It becomes possible to set.
1:プロジェクタ
2:投射レンズ
3:表示素子
4,14:距離センサ装置(距離情報取得手段)
4d,14d:測距センサ部
4e:光軸偏向部
14e:ハーフミラー
5:スクリーン(画像投射面)
1: Projector 2: Projection lens 3: Display element 4, 14: Distance sensor device (distance information acquisition means)
4d, 14d: Ranging
Claims (5)
前記距離情報取得手段は、前記画像投射面における異なる領域に対応した距離情報取得のための、2つ以上の光軸が形成される光軸形成手段を有し、
前記光軸形成手段は、前記距離情報取得手段の測距センサ部の測距視野内に配置され、該測距センサ部の光軸を2つ以上の異なる方向に偏向する少なくとも1つの光軸偏向部によって構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 In a projector equipped with distance information acquisition means for obtaining distance information to the image projection surface,
The distance information acquisition means includes an optical axis forming means for forming two or more optical axes for distance information acquisition corresponding to different areas on the image projection surface ,
The optical axis forming means is disposed within a distance measuring field of the distance measuring sensor section of the distance information acquiring means, and deflects at least one optical axis of the distance measuring sensor section in two or more different directions. A projector characterized in that it is configured by a section .
前記距離情報取得手段は、前記画像投射面における異なる領域に対応した距離情報取得のための、2つ以上の光軸が形成される光軸形成手段を有し、
前記光軸形成手段は、前記距離情報取得手段の測距センサ部の測距視野内に配置され、該測距センサ部の光軸を2つ以上の異なる方向に分割するためのハーフミラーとミラーを備えた光学部材によって構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 In a projector equipped with distance information acquisition means for obtaining distance information to the image projection surface,
The distance information acquisition means includes an optical axis forming means for forming two or more optical axes for distance information acquisition corresponding to different areas on the image projection surface,
The optical axis forming means is disposed within a distance measuring field of the distance sensor unit of the distance information acquisition means, and a half mirror and a mirror for dividing the optical axis of the distance sensor part into two or more different directions features and to pulp projector that is constituted by an optical member having a.
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