JP2008083415A - Projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像をスクリーンに投影する投影装置に係り、特に、投影した映像の台形歪みの補正や、合焦調節を行う投影装置に関する。 The present invention relates to a projection apparatus that projects an image on a screen, and more particularly, to a projection apparatus that corrects trapezoidal distortion of a projected image and performs focus adjustment.
映像をスクリーンに投影する投影装置において、投影映像を生成する光変調素子にDMD(Digital Micromirror Device)を用いたものが知られている。DMDは、時分割した光を入射して、その入射した光の反射方向及びその反射時間を各画素毎に制御して時間混色による映像を生成する光変調素子である。 2. Description of the Related Art A projection apparatus that projects an image on a screen uses a DMD (Digital Micromirror Device) as a light modulation element that generates a projection image. The DMD is a light modulation element that receives time-division light and generates a video image by time mixing by controlling the reflection direction and the reflection time of the incident light for each pixel.
このDMDが反射する光は、散乱光とは異なり指向性が高いために、例えば結像光学系の光軸と一致させるなど、所定のデフォルト角度に合わせておく必要がある。光変調素子としてDMDを用いた場合、このデフォルト角度に許容される誤差が少ないために、製造時はもとより光変調素子を交換した場合など、光変調素子を精度良くデフォルト角度に調節する必要がある。 Since the light reflected by the DMD has high directivity unlike the scattered light, it is necessary to match the predetermined default angle, for example, to coincide with the optical axis of the imaging optical system. When DMD is used as a light modulation element, there are few errors allowed for this default angle, so it is necessary to adjust the light modulation element to the default angle with high precision, such as when the light modulation element is replaced as well as during manufacturing. .
従来、ジャギーの発生なく映像の台形歪みを良好に補正するために、DMD素子搭載基盤を略円盤状のギア上に固定し、該ギアに歯車連結されたマニュアル操作手段によって、DMD素子搭載基盤の角度調整を行うようにした投射型表示装置が知られている(例えば特許文献1参照。)。
特許文献1の投射型表示装置では、作業者が投影された映像を観測しながらマニュアル操作手段によってDMD素子搭載基盤の角度調整を行う発明である。したがって、DMD素子の角度を調整する際にはスクリーン等に映像を投影しておく必要があり、また、作業者が都度マニュアル操作手段を操作して、DMD素子搭載基盤の角度調整を行う必要があった。 The projection type display device of Patent Document 1 is an invention in which the angle of the DMD element mounting substrate is adjusted by manual operation means while observing the projected image by the operator. Therefore, when adjusting the angle of the DMD element, it is necessary to project an image on a screen or the like, and it is necessary for the operator to adjust the angle of the DMD element mounting board by operating the manual operation means each time. there were.
また、光変調素子のデフォルト角度として、結像光学系の光軸に対して所定の角度差を予め設けている場合には、光変調素子が反射させた光を結像光学系の入射範囲内に収めるために、光変調素子の角度の調節に加えて、結像光学系の光軸に対する光変調素子の水平方向の位置も調節する必要がある。 In addition, when a predetermined angle difference with respect to the optical axis of the imaging optical system is previously set as the default angle of the light modulation element, the light reflected by the light modulation element is within the incident range of the imaging optical system. Therefore, in addition to adjusting the angle of the light modulation element, it is necessary to adjust the horizontal position of the light modulation element with respect to the optical axis of the imaging optical system.
更に、長期間にわたって投影装置を使用した場合など、光変調素子の角度がデフォルト角度からずれを生じてしまった場合には、投影装置を分解して結像光学系及び光変調素子を含む光学エンジン部分を露出させてから、光変調素子の微妙な位置の調節を行なわなければならないという不具合を生じていた。また、この光変調素子の角度を含む位置の調節には熟練した作業者が必要とされ、調節に工数がかかるという不具合を生じていた。 Further, when the angle of the light modulation element deviates from the default angle, such as when the projection apparatus is used for a long period of time, the projection engine is disassembled and an optical engine including the imaging optical system and the light modulation element After the portion was exposed, there was a problem in that it was necessary to adjust the position of the light modulation element delicately. Further, a skilled worker is required to adjust the position including the angle of the light modulation element, which causes a problem that the adjustment takes time.
上記課題を解決するために請求項1に記載の投影装置は、光変調素子に光を照射する照明光学系と、照明光学系から入射した光を映像光に変換して出射する光変調素子と、映像光を投影する結像光学系とを備える投影装置であって、光変調素子の位置を調節する位置調節手段と、光変調素子から出射された映像光の一部を抽出する映像光抽出手段と、抽出した映像光を結像させる結像部と、結像した光変調素子像を検出する光検出手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, a projection apparatus according to claim 1 includes an illumination optical system that irradiates light to the light modulation element, a light modulation element that converts light incident from the illumination optical system into image light, and emits the light. A projection apparatus comprising an imaging optical system for projecting image light, wherein the position adjusting means adjusts the position of the light modulation element, and image light extraction for extracting part of the image light emitted from the light modulation element Means, an image forming unit that forms an image of the extracted video light, and a light detection unit that detects the imaged light modulation element image.
また、請求項2に記載の発明は、光検出手段として、結像した映像を電気信号に変換する光電変換素子を用い、その電気信号を用いることによって光変調素子の位置を制御する指令を位置調節手段に出力する位置制御手段とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a photoelectric conversion element that converts an image formed into an electrical signal is used as the light detection means, and a command for controlling the position of the light modulation element by using the electrical signal is positioned. And a position control means for outputting to the adjusting means.
また、請求項3に記載の発明は、位置制御手段が光電変換素子に結像した光変調素子の全体像を取得してデフォルトの位置からのずれを検出し、光変調素子の位置を制御する指令を位置調節手段に出力することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the position control means acquires the entire image of the light modulation element formed on the photoelectric conversion element, detects a deviation from the default position, and controls the position of the light modulation element. A command is output to the position adjusting means.
また、請求項4に記載の発明は、光変調素子の位置の調節を行うためのテストパターンを生成するパターン発生部と、テストパターンを入力して光変調素子にテストパターンの映像光を生成させるための制御信号を出力する画像処理部とを備え、位置制御手段は、光電変換素子に結像したテストパターンの映像を用いて光変調素子の位置を制御する指令を位置調節手段に出力することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pattern generator for generating a test pattern for adjusting the position of the light modulation element, and the test pattern is input to cause the light modulation element to generate video light of the test pattern. And a position control means for outputting a command for controlling the position of the light modulation element to the position adjustment means using a test pattern image formed on the photoelectric conversion element. It is characterized by.
また、請求項5に記載の発明は、位置調節手段が、光変調素子を傾けることにより光変調素子の法線と結像光学系の光軸との間の角度の調節を行う角度調節手段を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the position adjusting means includes angle adjusting means for adjusting the angle between the normal line of the light modulation element and the optical axis of the imaging optical system by tilting the light modulation element. It is characterized by providing.
また、請求項6に記載の発明は、位置調節手段が、光変調素子を当該光変調素子の面と平行又は垂直に移動させることにより結像光学系の光軸に対する位置の調節を行う位置調節手段を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the position adjusting means adjusts the position of the imaging optical system relative to the optical axis by moving the light modulating element parallel or perpendicular to the surface of the light modulating element. Means are provided.
また、請求項7に記載の発明は、位置調節手段のアクチュエータに、圧電素子を用いたことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is characterized in that a piezoelectric element is used for the actuator of the position adjusting means.
また、請求項8に記載の発明は、位置調節手段のアクチュエータに、リニアモータを用いたことを特徴とする。 The invention described in claim 8 is characterized in that a linear motor is used as the actuator of the position adjusting means.
また、請求項9に記載の発明は、結像光学系として、光変調素子側に配置された第1のリレーレンズと、投影映像を出射する側に配置された第2のリレーレンズとを含むレンズ群を用い、映像光抽出手段は、第1のリレーレンズと第2のリレーレンズとの間から、光変調素子が生成した映像光の一部を抽出することを特徴とする。 The invention according to claim 9 includes, as the imaging optical system, a first relay lens disposed on the light modulation element side and a second relay lens disposed on the side from which the projected image is emitted. Using the lens group, the image light extraction means extracts a part of the image light generated by the light modulation element from between the first relay lens and the second relay lens.
また、請求項10に記載の発明は、結像光学系として、光変調素子側に配置された第1のリレーレンズと、第1のリレーレンズの後段に配置されて光量を調節する絞りと、絞りよりも後段の投影映像を出射する側に配置された第2のリレーレンズとを含むレンズ群を用い、映像光抽出手段は、絞りと第2のリレーレンズとの間から光変調素子が生成した映像光の一部を抽出することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, as the imaging optical system, a first relay lens disposed on the light modulation element side, a diaphragm disposed at a subsequent stage of the first relay lens, and adjusting the amount of light; Using a lens group including a second relay lens arranged on the side from which the projection image is output after the stop, the image light extraction means generates a light modulation element between the stop and the second relay lens. It is characterized by extracting a part of the image light.
また、請求項11に記載の発明は、結像光学系として、光変調素子側に配置された第1のリレーレンズと、第1のリレーレンズの後段に配置されて光量を調節する絞りと、絞りの後段に配置されて光の照射方向を変更する反射鏡と、反射鏡よりも後段の投影映像を出射する側に配置された第2のリレーレンズとを含むレンズ群を用い、映像光抽出手段は、反射鏡の一部から、光変調素子が生成した映像光の一部を抽出することを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, as the imaging optical system, a first relay lens disposed on the light modulation element side, a diaphragm disposed at a subsequent stage of the first relay lens, and adjusting the amount of light, Image light extraction using a lens group that includes a reflecting mirror that is arranged at the rear stage of the stop to change the direction of light irradiation and a second relay lens that is arranged on the side of emitting the projected image at the rear stage of the reflecting mirror. The means is characterized in that a part of the image light generated by the light modulation element is extracted from a part of the reflecting mirror.
また、請求項12に記載の発明は、光検出手段として、映像を表示させるスクリーンマットを用いたことを特徴とする。
The invention described in
請求項1又は請求項5の本発明によれば、光変調素子を傾けることにより光変調素子の法線と結像光学系の光軸との間の角度の調節を行う位置調節手段と、光変調素子から出射された映像光の一部を抽出する映像光抽出手段と、抽出した映像光を結像させる結像部と、結像した光変調素子像を検出する光検出手段とを備えたので、光変調素子が生成した映像光の一部を映像光抽出手段が抽出し、レンズ等で構成される結像部によって光検出手段に映像光を取り込むことができる。これにより、スクリーンに投影している映像と同様の映像を、投影装置内にて結像させることができる。 According to the first or fifth aspect of the present invention, the position adjusting means for adjusting the angle between the normal line of the light modulation element and the optical axis of the imaging optical system by tilting the light modulation element, and the light Image light extraction means for extracting a part of the image light emitted from the modulation element, an image forming unit for forming an image of the extracted image light, and a light detection means for detecting the imaged light modulation element image Therefore, a part of the image light generated by the light modulation element can be extracted by the image light extraction means, and the image light can be taken into the light detection means by the imaging unit constituted by a lens or the like. Thereby, an image similar to the image projected on the screen can be formed in the projection apparatus.
そして、この結像した映像を検出しながら、位置調節手段を用いて光変調素子の法線と結像光学系の光軸との角度を調節することにより、投影した映像の台形歪みを減少させる調節を行うことが可能となる。また、光変調素子の法線との光軸との角度を調節することにより、映像光が投射レンズ群の光軸に沿って伝達されるようになるので、映像光が絞りなどでけられて光量損失を生ずるという不具合を防ぐことができる。 Then, while detecting the image formed, the position adjustment means is used to adjust the angle between the normal of the light modulation element and the optical axis of the image forming optical system, thereby reducing the trapezoidal distortion of the projected image. Adjustments can be made. Also, by adjusting the angle between the optical axis and the normal line of the light modulation element, the image light is transmitted along the optical axis of the projection lens group. It is possible to prevent a problem that light quantity loss occurs.
また、請求項1又は請求項6の発明によれば、光変調素子を当該光変調素子の面と平行又は垂直に移動させることにより結像光学系の光軸に対する位置の調節を行う位置調節手段と、光変調素子から出射された映像光の一部を抽出する映像光抽出手段と、抽出した映像光を結像させる結像部と、結像した光変調素子像を検出する光検出手段とを備えたので、光変調素子が生成した映像光の一部を映像光抽出手段が抽出し、レンズ等の結像部によって光検出手段に映像光を取り込むことができる。これにより、スクリーンに投影している映像と同様の映像を、投影装置内にて結像させることができる。 According to the invention of claim 1 or claim 6, the position adjusting means for adjusting the position of the imaging optical system with respect to the optical axis by moving the light modulating element parallel or perpendicular to the surface of the light modulating element. An image light extraction unit that extracts a part of the image light emitted from the light modulation element, an image forming unit that forms an image of the extracted image light, and a light detection unit that detects the imaged light modulation element image Therefore, the image light extraction means extracts a part of the image light generated by the light modulation element, and the image light can be taken into the light detection means by an imaging unit such as a lens. Thereby, an image similar to the image projected on the screen can be formed in the projection apparatus.
そして、この結像した映像を検出しながら、位置調節手段を用いて光変調素子を平行に移動させることにより、結像光学系に入射させる映像光の位置の調節を行うことが可能となる。また、結像光学系の光軸に対する光変調素子の位置の調節を行うことにより、映像光が投射レンズ群の入射範囲内を伝達するようになるので、映像光が絞りなどでけられて光量損失を生ずるという不具合を防ぐことができる。更に、この結像した映像を検出しながら、位置調節手段を用いて光変調素子を、光変調素子面に対して垂直に移動させることにより、フォーカス調整を行うことが可能となる。 Then, the position of the image light incident on the image forming optical system can be adjusted by moving the light modulation element in parallel using the position adjusting means while detecting the formed image. In addition, by adjusting the position of the light modulation element with respect to the optical axis of the imaging optical system, the image light is transmitted within the incident range of the projection lens group. It is possible to prevent the problem of causing loss. Furthermore, it is possible to perform focus adjustment by moving the light modulation element perpendicularly to the light modulation element surface using the position adjusting means while detecting the formed image.
また、請求項2の発明によれば、光検出手段として、結像した映像を電気信号に変換する光電変換素子を用い、前記電気信号を用いることによって前記光変調素子の位置を制御する指令を前記位置調節手段に出力する位置制御手段とを備えたので、結像光学系に入射させる映像光の位置の調節を自動で行うことが可能となる。 According to a second aspect of the present invention, a photoelectric conversion element that converts an image formed into an electrical signal is used as the light detection means, and a command for controlling the position of the light modulation element by using the electrical signal is provided. Since the position control means for outputting to the position adjusting means is provided, it is possible to automatically adjust the position of the image light incident on the imaging optical system.
したがって、例えば投影装置の筐体等が熱変形することにより、光変調素子の法線と結像光学系の光軸との間の角度が変化した場合であっても、自動で所定の角度に維持する調節を行うことができ、投影している映像のずれや変形を防止することができる。また、結像光学系の光軸に対する平行位置が不適切であることにより生ずる投影位置の調節を、自動で行うことができる。 Therefore, for example, even when the angle between the normal line of the light modulation element and the optical axis of the imaging optical system changes due to thermal deformation of the housing of the projection apparatus, etc., it automatically becomes a predetermined angle. Adjustment to maintain can be performed, and deviation and deformation of the projected image can be prevented. Further, the adjustment of the projection position caused when the parallel position with respect to the optical axis of the imaging optical system is inappropriate can be automatically performed.
また、請求項3の発明によれば、位置制御手段が光電変換素子に結像した光変調素子の全体像を取得してデフォルトの位置からのずれを検出し、光変調素子の位置を制御する指令を位置調節手段に出力するように構成したので、光電変換素子から取得した光変調素子の全体像が、デフォルト位置にくるように光変調素子の傾きや平行位置を調節することができる。これにより、投影映像の歪みを減少させて見やすい映像を投影することができる。 According to the invention of claim 3, the position control means acquires the entire image of the light modulation element formed on the photoelectric conversion element, detects the deviation from the default position, and controls the position of the light modulation element. Since the command is output to the position adjusting means, the inclination and parallel position of the light modulation element can be adjusted so that the entire image of the light modulation element acquired from the photoelectric conversion element is at the default position. As a result, it is possible to project an easy-to-view video with reduced distortion of the projected video.
また、請求項4の発明によれば、光変調素子の位置の調節を行うためのテストパターンを生成するパターン発生部と、テストパターンを入力して光変調素子にテストパターンの映像光を生成させるための制御信号を出力する画像処理部とを備え、位置制御手段は、光電変換素子に結像したテストパターンの映像を用いて光変調素子の位置を制御する指令を位置調節手段に出力するように構成したので、光電変換素子から取得したテストパターンの映像を用いて光変調素子の傾きや位置を調節することができる。これにより、結像光学系の投影範囲の中央に、光変調素子が生成した映像光を入射させることができる。したがって、結像光学系の投影範囲を有効に利用し、歪みの少ない映像を投影することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, a pattern generation unit that generates a test pattern for adjusting the position of the light modulation element, and the test pattern is input to cause the light modulation element to generate video light of the test pattern. And a position control means for outputting a command for controlling the position of the light modulation element to the position adjustment means using a test pattern image formed on the photoelectric conversion element. Thus, the inclination and position of the light modulation element can be adjusted using the video of the test pattern acquired from the photoelectric conversion element. Accordingly, the image light generated by the light modulation element can be incident on the center of the projection range of the imaging optical system. Therefore, it is possible to project an image with little distortion by effectively using the projection range of the imaging optical system.
また、請求項7の発明によれば、位置調節手段のアクチュエータとして圧電素子を用いたので、光変調素子の法線と前記結像光学系の光軸との間の微妙な角度の調節、又は、光変調素子の微妙な平行位置の調節を、電気信号を用いて行うことができる。また、遠隔操作で光変調素子の位置の調節を行うことができる。 According to the invention of claim 7, since the piezoelectric element is used as the actuator of the position adjusting means, the fine angle adjustment between the normal of the light modulation element and the optical axis of the imaging optical system, or The fine parallel position of the light modulation element can be adjusted using an electric signal. Further, the position of the light modulation element can be adjusted by remote control.
また、請求項8の発明によれば、位置調節手段のアクチュエータとしてリニアモータを用いたので、光変調素子の法線と前記結像光学系の光軸との間の角度の調節、又は、光変調素子の平行位置の調節を、電気信号を用いて行うことができる。また、遠隔操作で光変調素子の位置の調節を行うことができる。 According to the invention of claim 8, since the linear motor is used as the actuator of the position adjusting means, the adjustment of the angle between the normal line of the light modulation element and the optical axis of the imaging optical system, or the light Adjustment of the parallel position of the modulation elements can be performed using electrical signals. Further, the position of the light modulation element can be adjusted by remote control.
また、請求項9の発明によれば、結像光学系として、光変調素子側に配置された第1のリレーレンズと、投影映像を出射する側に配置された第2のリレーレンズとを含むレンズ群を用い、映像光抽出手段は、第1のリレーレンズと第2のリレーレンズとの間から、光変調素子が生成した映像光の一部を抽出するように構成したので、結像光学系により生成される投影映像と同様の映像を、投影装置内にて結像させて光変調素子の傾きや平行位置を調節することができる。 According to the invention of claim 9, the imaging optical system includes a first relay lens arranged on the light modulation element side and a second relay lens arranged on the side emitting the projection image. Since the image light extraction means is configured to extract a part of the image light generated by the light modulation element from between the first relay lens and the second relay lens using the lens group, the imaging optical An image similar to the projection image generated by the system can be imaged in the projection device to adjust the tilt and parallel position of the light modulation element.
また、請求項10の発明によれば、結像光学系として、光変調素子側に配置された第1のリレーレンズと、第1のリレーレンズの後段に配置されて光量を調節する絞りと、絞りよりも後段の投影映像を出射する側に配置された第2のリレーレンズとを含むレンズ群を用い、映像光抽出手段は、絞りと第2のリレーレンズとの間から光変調素子が生成した映像光の一部を抽出するように構成したので、結像光学系により生成される投影映像と同様の映像を、投影装置内にて結像させて光変調素子の傾きや平行位置を調節することができる。
According to the invention of
また、請求項11の発明によれば、結像光学系として、光変調素子側に配置された第1のリレーレンズと、第1のリレーレンズの後段に配置されて光量を調節する絞りと、絞りの後段に配置されて光の照射方向を変更する反射鏡と、反射鏡よりも後段の投影映像を出射する側に配置された第2のリレーレンズとを含むレンズ群を用い、映像光抽出手段は、反射鏡の一部から、光変調素子が生成した映像光の一部を抽出するように構成したので、反射鏡の裏側の空間を利用して集光レンズや光検出手段を配置することが可能となり、光変調素子の傾きや平行位置を調節することが可能な小型の投影装置を提供することができる。
According to the invention of
また、請求項12の発明によれば、光検出手段として、映像が結像されるスクリーンマットを用いたので、利用者は投影装置に設けたスクリーンマットを見ながら、光変調素子の位置を調節することができる。
According to the invention of
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る映像生成装置の実施形態の、投影装置の内部構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a projection apparatus according to an embodiment of a video generation apparatus according to the present invention.
本実施形態に係る投影装置は、光源が発光した光を用いて光変調素子が映像を生成し、利用者が観察可能なように被投影面(スクリーン)に対して投影する装置である。 The projection apparatus according to the present embodiment is an apparatus that projects light onto a projection surface (screen) so that a light modulation element generates an image using light emitted from a light source and can be observed by a user.
図1に示す投影装置10の照明光学系11は、光源12と、光源12が発光した光を反射、集光させるレフラクター13と、特定の波長の光を透過させるフィルターを複数持ち、時間により色を分割するカラーホイール16と、均一な照明光を得るために照明光をミキシングするライントンネル18と、ライトトンネル18からの照明光を集光するコンデンサーレンズ14とを備えている。
The illumination
また、投影装置10には、照明光学系11から出射された照明光を光変調素子20に入射させ、光変調素子20が生成した映像光を結像光学系24に入射させるプリズム22と、照明光学系11から入射した光を映像光に変換して出射する光変調素子20と、光変調素子20が生成した映像をスクリーン26に投影する結像光学系24とを備えている。
In addition, the
光変調素子20として、各画素毎に設けられている可動式のミラーを用いて結像光学系24に光を入射させて映像を生成するDMD(Digital Micromirror Device)を用いることができる。
As the
図1に示す実施形態では、結像光学系24は、光変調素子20側に配置された第1のリレーレンズ40と、第1のリレーレンズ40の後段に配置されて光量を調節する絞り42と、絞り42の後段に配置されて光の照射方向を変更する反射鏡44と、反射鏡44よりも後段の投影映像を出射する側に配置された第2のリレーレンズ46とを備え、光変調素子20が生成した映像をスクリーン26に投影することが可能となっている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the imaging
また、図1に示す実施形態では、反射鏡44の一部に映像光を透過する映像光抽出手段50を設け、光変調素子20が生成した映像光の一部を抽出するように構成している。反射鏡は絞り近傍に配置しているため、反射鏡の一部に光を透過する部分を設けてもスクリーンに投影される映像に一部の欠けやむらの発生などの影響を与えない。映像光抽出手段50が抽出した映像光の一部は、後段に設けられている結像部56に入射する。結像部56は、入射した映像光を集光させて光検出手段58上に結像させる。図1に示す実施形態では、結像部56として凸レンズを用いているが、本発明はこのレンズ形態に限定するものではなく、映像光を集光させて光検出手段58上に結像させる凹面鏡等の結像部を用いることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, a part of the reflecting
また、光検出手段58として、映像を表示させるスクリーンマットや、結像した映像を電気信号に変換するCCD(Charge Coupled Devices)、エリアセンサ、ラインセンサ、フォトダイオードアレイ等の光電変換素子を用いることができる。 As the light detection means 58, a photoelectric conversion element such as a screen mat for displaying an image, a CCD (Charge Coupled Devices) for converting the formed image into an electric signal, an area sensor, a line sensor, a photodiode array, or the like is used. Can do.
本発明の実施形態では、光変調素子20が生成した映像光が、結像光学系24の入射範囲から外れることにより、投影映像の光量が損失して暗くなることを防止するために、光変調素子20の位置を調節するための位置調節手段80を備えている。
In the embodiment of the present invention, in order to prevent the image light generated by the
図1に示す実施形態では、光変調素子20を傾けることにより、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との間の角度θの調節を行う角度調節手段64と、光変調素子20を光変調素子20の映像を生成する面と平行のX方向又はY方向(図示しない)に移動させることにより、結像光学系24の光軸に対する位置の調節を行う位置調節手段78とを備えている。
In the embodiment shown in FIG. 1, an
図1に示す実施形態では、位置調節手段78としてリニアモータやアクチュエータを採用しており、位置調節手段80及び光変調素子20を投影装置10側に取り付ける取付ベース70と、取付ベース70上に配置された駆動用のコイル72と、駆動用のコイル72と所定の間隙を持って対面するように配置した磁石74と、磁石74を固定して光変調素子20をX方向に移動自在に構成したキャリッジ76とを備えている。
In the embodiment shown in FIG. 1, a linear motor or an actuator is employed as the
また、図1に示す実施形態では、角度調節手段64は、キャリッジ76と光変調素子20との間に配置され、伸縮により光変調素子20をZ方向に移動させる1乃至3組の圧電素子等のアクチュエータから構成される伸縮手段60と、光変調素子20の角度θを傾斜させた際に伸縮手段60と光変調素子20との角度差を吸収する弾性体62とを備えている。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the angle adjusting means 64 is disposed between the
図1に示す実施形態では、位置調節手段78としてリニアモータアクチュエータモータを採用しているが、超音波モータ、圧電素子、その他のアクチュエータを用いることができる。また、角度調節手段64として圧電素子を採用しているが、リニアモータ、超音波モータ、その他のアクチュエータを用いることができる。 In the embodiment shown in FIG. 1, a linear motor actuator motor is employed as the position adjusting means 78, but an ultrasonic motor, a piezoelectric element, and other actuators can be used. Moreover, although the piezoelectric element is employ | adopted as the angle adjustment means 64, a linear motor, an ultrasonic motor, and another actuator can be used.
図2は、投影装置10の信号処理系のブロック図である。なお、図1に示した構成部分と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 2 is a block diagram of a signal processing system of the
図2に示すように、投影装置10は、複数種類の原色を時分割して順次発光させるための発光信号を照明光学系11に出力するランプ制御回路195と、映像を生成するための映像信号を出力する画像処理部196と、光変調素子20を制御するための制御信号を出力する光学素子ドライブ部10と、位置調節手段80を制御するための指令を出力する位置制御手段197と、利用者から各種情報を入力するボタンやスイッチ等から構成される入力手段170と、投影装置10の全体を制御するCPU180とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
また、投影装置10は、CPU180が処理を実行する際に作業領域として用いるRAM181と、CPU180が実行する処理プログラムや定数等の各種情報、デフォルトの画像データ等を記録するROM183と、画像処理部196に出力する画像データを一時記憶させるフレームメモリ184とを備えている。
In addition, the
投影装置10内のCPU180、ランプ制御回路195、画像処理部196、位置制御手段197、RAM181、ROM183等を含む各周辺回路はバス199で接続されており、CPU180にて実行される処理プログラムに基づいて各々の周辺回路を制御することが可能となっている。なお、CPU180にて実行される処理プログラムは、記録媒体や通信によって提供することが可能である。また、各周辺回路はASIC等で構成することも可能である。
The peripheral circuits including the
図2に示す実施形態では、光検出手段58として、映像が結像され、目視にて観察するためのスクリーンマットを用いた実施形態を示している。スクリーンマットには、投影装置10が投影している映像と同等の映像の全部又は一部を結像させて表示することができる。したがって、利用者は、投影装置10に設けたスクリーンマットの表示を見ながら、入力手段170を操作して光変調素子20の位置を調節することができる。
In the embodiment shown in FIG. 2, an embodiment is shown in which an image is formed as the light detection means 58 and a screen mat for visual observation is used. On the screen mat, all or a part of the image equivalent to the image projected by the
図3は、入力手段170の操作部の実施形態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of an operation unit of the
図3に示す実施形態では、入力手段170の操作部として、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との角度調節用の十字ボタン34と、光変調素子20の面に平行な位置の調節を行う平行位置調節用の十字ボタン36と、光変調素子20を図1に示すZ方向に移動させる合焦位置調節用のカーソルボタン38とを備えている。
In the embodiment shown in FIG. 3, as the operation unit of the
利用者が、角度調節用の十字ボタン34を操作すると、CPU180は、その情報を入力手段170からバス199を介して読み取って、利用者の操作に基づいた制御指令の出力を、位置制御手段197に出力する。位置制御手段197は、CPU180から取得した情報に基づいて、光変調素子20を所定の方向に所定の角度傾ける制御信号を、角度調節手段64の伸縮手段60に出力する。
When the user operates the
制御信号を入力した1乃至複数の角度調節手段64は、所定量の伸縮動作を行って、光変調素子20を図1に示すθ方向、又はθ方向に直角なφ方向(図示せず)の所定の角度に設定する。
The one or more angle adjusting means 64 to which the control signal is input performs a predetermined amount of expansion / contraction operation to move the
したがって利用者は、投影装置10に設けたスクリーンマットに結像されている映像を見ながら、入力手段170に設けられている角度調節用の十字ボタン34を操作することによって、光変調素子20が生成した映像光の照射方向を、結像光学系24の所定の範囲内に調節することができる。
Accordingly, the user operates the angle adjusting
また、利用者が合焦位置調節用のカーソルボタン38を操作すると、CPU180は、その情報を入力手段170からバス199を介して読み取って、利用者の操作に基づいた制御指令の出力を、位置制御手段197に出力する。位置制御手段197は、CPU180から取得した情報に基づいて、光変調素子20を図1に示すZ方向に所定量移動させる制御信号を、角度調節手段64の伸縮手段60に出力する。
When the user operates the
制御信号を入力した1乃至複数の角度調節手段64は、所定量の伸縮動作を行って、光変調素子20を図1に示すZ方向に所定の変位量移動させる。したがって利用者は、入力手段170に設けられている合焦位置調節用のカーソルボタン38を操作することによって、合焦位置の調節を行うことが可能となる。
The one or more angle adjusting means 64 to which the control signal is input performs a predetermined amount of expansion / contraction operation to move the
また、利用者が、平行位置調節用の十字ボタン36を操作すると、CPU180は、その情報を入力手段170からバス199を介して読み取って、利用者の操作に基づいた制御指令の出力を、位置制御手段197に出力する。位置制御手段197は、CPU180から取得した情報に基づいて、光変調素子20を所定の方向に所定量変位させる制御信号を、位置調節手段78のコイル72に出力する。
When the user operates the
制御信号を入力した1乃至複数のコイル72は、所定の推力を発生して、光変調素子20を図1に示すX方向、又はX方向に直角なY方向(図示せず)に所定量移動する。
The one or
投影装置10の光変調素子20として、映像光の指向性が強いDMD等の素子を用いた場合には、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との間の取付誤差や部品の公差等により角度差が存在していると、光変調素子20が生成した映像光の一部が結像光学系24の入射範囲から外れてしまう可能性がある。光変調素子20が生成した映像光の一部が結像光学系24の入射範囲から外れた場合には、投影する映像の周辺が暗くなったり、投影されない画素が生じたりする。
When an element such as DMD having strong directivity of image light is used as the
そこで図1に示す実施形態では、光変調素子20が生成した映像光の一部を投影装置10内部の光検出手段58に結像させて、この光検出手段58に結像した映像を検出しながら、入力手段170を操作して、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との角度や、光変調素子20の面に平行な位置の調節を行うことにより、光変調素子20が生成した映像光を結像光学系24の所定の範囲に入射させることができる。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, a part of the image light generated by the
図4は、本発明に係る実施形態の投影装置110における光検出手段58の他の実施形態を示す図である。なお、図2に示した構成部分と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the light detection means 58 in the projection apparatus 110 according to the embodiment of the present invention. In addition, about the component same as the component shown in FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図4に示す実施形態では、光検出手段58として、結像した映像を電気信号に変換するCCD(Charge Coupled Devices)、エリアセンサ、ラインセンサ、フォトダイオードアレイ等の光電変換素子を用い、光検出手段58が出力する映像の信号に対して画像データへの変換等の処理を行う制御部151と、映像信号を入力して画像を表示する表示部172とを備えている。
In the embodiment shown in FIG. 4, as the light detection means 58, a photoelectric conversion device such as a CCD (Charge Coupled Devices), an area sensor, a line sensor, or a photodiode array that converts an image formed into an electric signal is used to detect light. A
光検出手段58上に結像した映像は、光検出手段58が映像信号に変換し、制御部151がその映像信号を画像データに変換して、CPU180が読み取ることが可能となっている。また、CPU180が表示用の画像データを表示部172に出力することによって、光検出手段58上に結像した映像を表示することが可能となっている。
The image formed on the light detection means 58 is converted into a video signal by the light detection means 58, and the
また、正常な位置に光変調素子20が取り付けられている場合に得られるデフォルトの画像データをROM183に予め記憶しておき、CPU180が、光検出手段58から取得した光変調素子20の全体像又は一部の画像データと、ROM183に予め記憶されている画像データとを比較することにより、光変調素子20の位置とデフォルトの位置とのずれ量を検出することができる。
Further, default image data obtained when the
そして、CPU180は、この検出した光変調素子20のずれ量から、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との角度、又は光変調素子20の位置のずれ量を算出して、このずれ量を補正するための指令を、位置制御手段197を介して位置調節手段80に出力する。
Then, the
このように投影装置110を構成することによって、光変調素子20が生成した映像光を、結像光学系24の入射範囲の中央部分に入射させる調節を、自動で行うことが可能となる。
By configuring the projection device 110 in this way, it is possible to automatically adjust the image light generated by the
また、図4に示すように、光変調素子20の位置を校正するのに適したテストパターンを生成するパターン発生部198を備え、画像処理部196がそのテストパターンを入力して、光学素子ドライブ部10に対してテストパターンの映像信号を出力するように構成してもよい。このように構成することによって、効率よく正確に光変調素子20の傾きや位置の調節を行うことができる。
Also, as shown in FIG. 4, a
例えば、テストパターンとして、図5に示すような、中心付近の輝度が高くなる光量分布を用いて光変調素子20の位置の調節を行う実施形態に沿って説明する。図6は、図5に示すテストパターンを受光した光検出手段58が出力するX軸上の光量を示す図である。
For example, a description will be given along an embodiment in which the position of the
図5に示すテストパターンを光変調素子20が生成し、光検出手段58が図6に示すように、デフォルトの画像データからΔXずれた光量のデータを取得したとする。CPU180は、デフォルトの画像データと、光検出手段58から取得した画像データとから、X方向のずれ量ΔXを算出して、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との角度、又は光変調素子20の位置を補正するための指令を、位置制御手段197を介して位置調節手段80に出力する。このようにして、光変調素子20が生成した映像光を結像光学系24の入射範囲の中央部分に入射させる調節を、自動で行うことが可能となる。
It is assumed that the
次に、テストパターンとして、図7に示すような四隅にマーカを設けたテストパターンを用いて光変調素子20の位置の調節を行う実施形態について説明する。
Next, an embodiment in which the position of the
図7に示すテストパターンを光変調素子20が生成し、光検出手段58が図8に示すような、デフォルトの画像データに対して台形に歪んだ画像データを取得したとする。CPU180は、デフォルトの画像データと、光検出手段58から取得した画像データとから、台形歪みの度合いΔXを算出して、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との角度、又は光変調素子20の位置を補正するための指令を、位置制御手段197を介して位置調節手段80に出力する。このようにして、投影装置110が投影する映像の台形歪みを減少させる調節を、自動で行うことが可能となる。
Assume that the
次に、本発明の実施形態に係る映像光抽出手段の他の実施形態について説明する。 Next, another embodiment of the image light extraction unit according to the embodiment of the present invention will be described.
図9は、映像光抽出手段50として小型の抽出鏡を用いた投影装置210の実施形態を示す図である。なお、図1に示した構成部分と同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of a
図1に示した実施形態では、反射鏡44の一部に映像光を透過する映像光抽出手段50を設け、光変調素子20が生成した映像光の一部を抽出するように構成しているが、図9に示すように、絞り42の後段に映像光の一部を抽出する抽出鏡52(映像光抽出手段)を設け、光変調素子20が生成した映像光の一部を抽出するように構成してもよい。抽出鏡52が抽出した映像光は、後段に設けられている結像部56に入射して光検出手段58上に結像させる。
In the embodiment shown in FIG. 1, an image light extraction means 50 that transmits image light is provided in a part of the reflecting
図10は、本発明に係る実施形態の位置調節手段80の他の実施の形態を示す平面図であり、映像光を結像光学系24に対して出射する側から光変調素子20を見た図である。図11は、図10に示す位置調節手段80、光変調素子20及び取付ベース70をA−A’で切断した断面図である。
FIG. 10 is a plan view showing another embodiment of the position adjusting means 80 according to the embodiment of the present invention, in which the
図10及び図11に示す実施形態では、ケーシング82と光変調素子20との間に4つの位置調節手段79を備えている。この位置調節手段79として、例えば圧電素子等のアクチュエータを用いることができる。圧電素子に印加する電圧により位置調節手段79の長さを制御することにより、ケーシング82に対して光変調素子20をX方向及びY方向に移動させることができる。
In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, four position adjusting means 79 are provided between the
また、図10及び図11に示す実施形態では、取付ベース70と光変調素子20との間に4つの伸縮手段60を備えている。この伸縮手段60として、例えば圧電素子等のアクチュエータを用いることができる。伸縮手段60の長さを制御することにより、取付ベース70に対して光変調素子20をZ方向に移動させたり、取付ベース70に対して光変調素子20を傾ける制御を行うことができる。
In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, four expansion / contraction means 60 are provided between the mounting
図12は、本発明の実施形態に係る投影装置における光変調素子20と、光変調素子20が生成した映像光の一部を抽出して光検出手段58に集光させる結像部56と、光検出手段58上に結像した光変調素子像59を表した抽出結像光学系54の側面図である。また、図13は、光検出手段58と、光変調素子20がデフォルトの位置に存在している場合に光検出手段58上に結像する光変調素子像59とを表した図である。
FIG. 12 shows a
図13に示すように、光変調素子20がデフォルトの位置Dに存在する場合には、光検出手段58の中央に、光変調素子20が生成している映像と相似な長方形の光変調素子像59が結像している。
As shown in FIG. 13, when the
図14は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対して角度θだけ傾いている場合の抽出結像光学系54の側面図である。また、図15は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対して角度θだけ傾いている場合に、光検出手段58上に結像した光変調素子像59Aを表した図である。
FIG. 14 is a side view of the extraction imaging
図15に示すように、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対して角度θだけ傾いている場合には、光検出手段58上に結像する光変調素子像59Aは台形形状になる。この台形形状を有する光変調素子像59Aが得られた場合には、デフォルトの光変調素子像59Dとの形状の差(台形歪みの度合い)を用いて、光変調素子20を角度θだけ戻す指令を角度調節手段64に出力して、光変調素子20の位置の調節を行う。そして、光変調素子像59Aがデフォルトの光変調素子像59Dと等しくなるように調節する。
As shown in FIG. 15, when the
図16は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔZの距離だけ前方(出射側)に存在している場合の抽出結像光学系54の側面図である。また、図17は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔZの距離だけ前方に存在している場合に光検出手段58上に結像した光変調素子像59B表した図である。
FIG. 16 is a side view of the extraction imaging
図17に示すように、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔZの距離だけ前方に存在している場合には、光検出手段58上に結像する光変調素子像59Bはデフォルトの光変調素子像59Dよりも大きな長方形になる。このように、デフォルトの光変調素子像59Dよりも大きな長方形の光変調素子像59Bが得られた場合には、デフォルトの光変調素子像59Dとの形状の差(長方形の大きさの度合い)を用いて、光変調素子20をΔZだけ後方に戻す指令を位置調節手段80に出力して、光変調素子20のZ方向の位置の調節を行う。そして、光変調素子像59Bがデフォルトの光変調素子像59Dと等しくなるように調節する。
As shown in FIG. 17, when the
図18は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔZの距離だけ後方(出射側とは反対側)に存在している場合の抽出結像光学系54の側面図である。また、図19は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔZの距離だけ後方に存在している場合に光検出手段58上に結像した光変調素子像59Cを表した図である。
FIG. 18 is a side view of the extraction imaging
図19に示すように、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔZの距離だけ後方に存在している場合には、光検出手段58上に結像する光変調素子像59Cはデフォルトの光変調素子像59Dよりも小さな長方形になる。このように、デフォルトの光変調素子像59Dよりも小さな長方形の光変調素子像59Cが得られた場合には、デフォルトの光変調素子像59Dとの形状の差(長方形の大きさの度合い)を用いて、光変調素子20をΔZだけ前方に戻す指令を位置調節手段80に出力して、光変調素子20のZ方向の位置の調節を行う。そして、光変調素子像59Cがデフォルトの光変調素子像59Dと等しくなるように調節する。
As shown in FIG. 19, when the
図20は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔX及びΔY(Y方向は、図20の紙面の表裏方向であるため図示せず)の距離だけずれている場合の抽出結像光学系54の側面図である。また、図21は、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔX及びΔYの距離だけずれている場合に光検出手段58上に結像した光変調素子像59Eの形状を表した図である。
FIG. 20 shows an extraction image formed when the
図21に示すように、光変調素子20が、デフォルトの位置Dに対してΔX及びΔYの距離だけずれている場合には、光検出手段58上に結像する光変調素子像59Eはデフォルトの光変調素子像59Dと大きさが略等しく、位置が異なる長方形になる。このように、デフォルトの光変調素子像59Dとは位置が異なる長方形の光変調素子像59Eが得られた場合には、デフォルトの光変調素子像59Dとの位置の差を用いて、光変調素子20をΔX及びΔYだけ移動させる指令を、位置調節手段79に出力して、光変調素子20のX方向及びY方向の位置の調節を行う。そして、光変調素子像59Eがデフォルトの光変調素子像59Dの位置にくるように調節する。このようにして、光変調素子像59を用いて、光変調素子20の位置を制御することができる。
As shown in FIG. 21, when the
次に、本発明の実施形態に係る投影装置を用いた光変調素子の位置調節処理について、図22に示すフローチャートを用いて説明する。 Next, the position adjustment processing of the light modulation element using the projection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described using the flowchart shown in FIG.
図22は、本発明の実施形態に係る投影装置を用いた光変調素子の位置調節処理のフローチャートである。 FIG. 22 is a flowchart of the position adjustment process of the light modulation element using the projection apparatus according to the embodiment of the present invention.
例えば、投影装置110(図4参照)の電源を投入すると、CPU180が実行する処理は、図22に示す位置調節処理に分岐し、S102「テストパターン投影」(以降S102のように省略して記載する。)の処理に進む。
For example, when the projector 110 (see FIG. 4) is turned on, the process executed by the
S102「テストパターン投影」にてCPU180は、パターン発生部198に対して光変調素子20の位置の調節を行うためのテストパターンを生成させる指令を出力する。すると、パターン発生部198が画像処理部196に対してテストパターンを出力し、画像処理部196はテストパターンの映像信号を光学素子ドライブ部10に出力する。その映像信号を入力した光学素子ドライブ部10は、光変調素子20を制御するための制御信号を光変調素子20に出力する。すると光変調素子20は、照明光学系11から入射した光をテストパターンの映像光に変換して結像光学系24に出射し、その映像光の一部を映像光抽出手段50が抽出して、結像部56によって光検出手段58上にテストパターンの映像光を結像させる。
In S <b> 102 “Test pattern projection”, the
次のS104「テストパターンと光検出手段から取得した画像データとを比較」にてCPU180は、正常な位置に光変調素子20が取り付けられている場合に得られるテストパターンのデフォルトの画像データをROM183から読み出して、実際に光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データとを比較する。
In the next S104 “Compare test pattern with image data acquired from light detection means”,
次のS106「テストパターンと光検出手段から取得した画像データとの差を取得」にてCPU180は、テストパターンのデフォルトの画像データと、光検出手段58から取得したテストパターンの画像データとの差を取得する。そして、次のS108「調節必要?」の処理に進む。
In the next step S106 “Acquire difference between test pattern and image data acquired from light detection means”,
S108にてCPU180は、デフォルトの画像データと、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データとの輝度値などの差が、所定の許容範囲を超えているか否かの判断を行っている。もし、デフォルトの画像データと光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データとの差が所定の許容範囲内にある場合には、光変調素子20の位置の調節は不要であると判断して、当該位置調節の処理のルーチンを終了する。
In S108, the
一方、デフォルトの画像データと、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データとの差が所定の許容範囲を超えている場合には、光変調素子20の位置の調節が必要であると判断して、S110「傾き?」の処理に分岐する。
On the other hand, when the difference between the default image data and the image data of the test pattern imaged on the light detection means 58 exceeds a predetermined allowable range, the position of the
S110にてCPU180は、光変調素子20の傾きを調節する必要があるか否かの判断を行っている。もし、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データに台形歪みが存在しないと判断した場合には、次のS114「平行方向?」の判断に進む。また、もし、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データに台形歪みが存在していると判断した場合には、S112「傾き調節」の処理に分岐する。
In S110, the
S112にてCPU180は、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データの台形歪みの度合いを算出して、光変調素子20の法線と結像光学系24の光軸との角度を調節するための指令を、位置制御手段197を介して位置調節手段80に出力する。このようにして、投影装置110が投影する映像の台形歪みを減少させる調節を、自動で行うことが可能となる。
In S112, the
次のS114にてCPU180は、光変調素子20の面に対して平行方向の位置を調節する必要があるか否かの判断を行っている。例えば、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データに位置のずれが存在しないと判断した場合には、次のS118「垂直方向?」の判断に進み、もし、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データに位置のずれが存在していると判断した場合には、S116「平行方向調節」の処理に分岐する。
In the next S114, the
S116にてCPU180は、デフォルトの画像データと光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像データとの位置のずれ量を、テストパターンの画像データの重心位置等を用いて算出して、光変調素子20の面に対して平行方向の位置を調節するための指令を、位置制御手段197を介して位置調節手段80に出力する。このようにして、投影装置110が投影する映像の位置ずれを減少させる調節を、自動で行うことが可能となる。
In S116, the
次のS118にてCPU180は、光変調素子20の面に対して垂直方向の位置を調節する必要があるか否かの判断を行っている。例えば、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像の大きさと、デフォルトの画像の大きさとの差が許容範囲内にあると判断した場合には、当該位置調節処理のルーチンを終了する。一方、もし、光検出手段58上に結像しているテストパターンの画像の大きさと、デフォルトの画像との大きさの差が許容範囲を超えていると判断した場合には、S120「垂直方向調節」の処理に分岐する。
In next S 118, the
S120にてCPU180は、テストパターンの画像の大きさと、デフォルトの画像の大きさとの差に応じて、光変調素子20の面に対して垂直方向の位置を調節するための指令を、位置制御手段197を介して位置調節手段80に出力する。このようにして、投影装置110が投影する映像の位置ずれを減少させる調節を、自動で行うことが可能となる。
In S120, the
例えば図17に示したように、光検出手段58上に結像した光変調素子像59Bが、デフォルトの光変調素子像59Dよりも大きい場合には、デフォルトの光変調素子像59Dとの大きさの度合いを用いて、光変調素子20を後方に移動させる指令を位置調節手段80に出力して、光変調素子20のZ方向の位置の調節を行う。そして、光変調素子像59Bがデフォルトの光変調素子像59Dと等しくなるように調節する。
For example, as shown in FIG. 17, when the light
一方、図19に示したように、光検出手段58上に結像した光変調素子像59Cが、デフォルトの光変調素子像59Dよりも小さい場合には、デフォルトの光変調素子像59Dとの大きさの度合いを用いて、光変調素子20を前方に移動させる指令を位置調節手段80に出力して、光変調素子20のZ方向の位置の調節を行う。そして、光変調素子像59Cがデフォルトの光変調素子像59Dと等しくなるように調節する。このようにして、投影装置110が投影する映像の大きさを、自動で調節することが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 19, when the light
10、110、210 投影装置
11 照明光学系
12 光源
13 レフラクター
14 コンデンサーレンズ
16 カラーホイール
18 ライトトンネル
20 光変調素子
22 プリズム
24 結像光学系
26 スクリーン
34 角度調節用の十字ボタン
36 平行位置調節用の十字ボタン
38 合焦位置調節用のカーソルボタン
40 第1のリレーレンズ
42 絞り
44 反射鏡
46 第2のリレーレンズ
50 映像光抽出手段
52 抽出鏡
54 抽出結像光学系
56 結像部
58 光検出手段
59 光変調素子像
60 伸縮手段
62 弾性体
64 角度調節手段
70 取付ベース
72 コイル
74 磁石
76 キャリッジ
78、79 位置調節手段
80 位置調節手段
82 ケーシング
151 制御部
170 入力手段
172 表示部
180 CPU
181 RAM
183 ROM
195 ランプ制御回路
196 画像処理部
197 位置制御手段
199 バス
10, 110, 210
181 RAM
183 ROM
195
Claims (12)
前記光変調素子の位置を調節する位置調節手段と、
前記光変調素子から出射された映像光の一部を抽出する映像光抽出手段と、
前記抽出した映像光を結像させる結像部と、
前記結像した光変調素子像を検出する光検出手段と、
を備える投影装置。 A projection apparatus comprising: an illumination optical system that irradiates light; a light modulation element that converts light emitted from the illumination optical system into image light; and an imaging optical system that projects the image light,
Position adjusting means for adjusting the position of the light modulation element;
Image light extraction means for extracting a part of the image light emitted from the light modulation element;
An imaging unit for imaging the extracted image light;
A light detecting means for detecting the imaged light modulation element image;
A projection apparatus comprising:
前記電気信号を用いて、前記光変調素子の位置を制御する指令を前記位置調節手段に出力する位置制御手段と、
を備える請求項1に記載の投影装置。 The light detection means is a photoelectric conversion element that converts an image formed into an electrical signal,
Position control means for outputting a command for controlling the position of the light modulation element to the position adjustment means using the electrical signal;
A projection apparatus according to claim 1.
前記テストパターンを入力して前記光変調素子にテストパターンの映像光を生成させるための制御信号を出力する画像処理部と、
を備え、前記位置制御手段は、前記光電変換素子に結像したテストパターンの映像を用いて、前記指令を前記位置調節手段に出力する請求項2又は請求項3に記載の投影装置。 A pattern generator for generating a test pattern for adjusting the position of the light modulation element;
An image processing unit that inputs the test pattern and outputs a control signal for causing the light modulation element to generate video light of the test pattern;
The projection apparatus according to claim 2, wherein the position control unit outputs the command to the position adjustment unit using an image of a test pattern imaged on the photoelectric conversion element.
前記映像光抽出手段は、前記第1のリレーレンズと前記第2のリレーレンズとの間から、前記光変調素子が生成した映像光の一部を抽出する請求項1〜8のいずれか1項に記載の投影装置。 The imaging optical system is a lens group including a first relay lens arranged on the light modulation element side and a second relay lens arranged on the side emitting the projected image,
The said image light extraction means extracts a part of image light which the said light modulation element produced | generated from between the said 1st relay lens and the said 2nd relay lens. The projection apparatus described in 1.
前記映像光抽出手段は、前記絞りと前記第2のリレーレンズとの間から、前記光変調素子が生成した映像光の一部を抽出する請求項1〜8のいずれか1項に記載の投影装置。 The imaging optical system includes a first relay lens disposed on the light modulation element side, a diaphragm disposed at a subsequent stage of the first relay lens to adjust a light amount, and a projection image subsequent to the diaphragm. And a second relay lens disposed on the side from which light is emitted,
The projection according to any one of claims 1 to 8, wherein the image light extraction unit extracts a part of the image light generated by the light modulation element from between the diaphragm and the second relay lens. apparatus.
前記映像光抽出手段は、前記反射鏡の一部から、前記光変調素子が生成した映像光の一部を抽出する請求項1〜8のいずれか1項に記載の投影装置。 The imaging optical system includes a relay lens 1 disposed on the light modulation element side, a diaphragm disposed at the rear stage of the relay lens 1 to adjust the amount of light, and a light irradiation direction disposed at the rear stage of the diaphragm. And a second relay lens disposed on the side of emitting the projection image at a later stage than the reflecting mirror, and a lens group including:
The projection apparatus according to claim 1, wherein the image light extraction unit extracts a part of the image light generated by the light modulation element from a part of the reflecting mirror.
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