JP2008009136A - Image projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オフィスにおける会議などで使用される画像投影装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus used in a meeting in an office.
〈従来例1〉
液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いて画像を形成し、形成された画像を、投射光学系を用いてスクリーンや壁面等に投射型表示装置(画像投影装置)が従来から知られている。この投射型表示装置の一例を図19と図20を用いて説明する。図19は投射型表示装置の外観斜視図であり、図20は図19に示す装置の内部構造を示す図である。
<Conventional example 1>
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection display device (image projection device) is known which forms an image using a light modulation device such as a liquid crystal light valve, and uses the projection optical system to form the image on a screen, a wall surface or the like. An example of the projection display device will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is an external perspective view of the projection display device, and FIG. 20 is a diagram showing the internal structure of the device shown in FIG.
図20において、110は光源ユニット、111はランプ、112はリフレクタ、113a、113bはフライアイレンズ、114は重畳レンズ、115はPBSプリズム、116a、116b、116cは空間光変調装置、117はクロスダイクロイックプリズム、118は投射光学系である。 20, 110 is a light source unit, 111 is a lamp, 112 is a reflector, 113a and 113b are fly-eye lenses, 114 is a superposition lens, 115 is a PBS prism, 116a, 116b and 116c are spatial light modulators, and 117 is a cross dichroic. A prism 118 is a projection optical system.
光源110は、メタルハライドなどのランプ111と、ランプ111で放射状に発散する光を反射し平行光にするリフレクタ112とで構成されている。リフレクタ112で反射した平行光は、フライアイレンズ113a、113bに照射される。フライアイレンズ113a、113bの出射口近傍には重畳レンズ114が配置されている。ここでフライアイレンズ113a、113bに入射する前の平行光は中心部の光強度が高く、外周部の光強度が低いというように強度分布を持っている。この強度分布を持った平行光がフライアイレンズ113a、113bを通ることによって、光束が一旦分割され、出射口近傍に配置された重畳レンズ114で重ね合わせることによって光の強度分布が均一な光束を得ることができる。
The
強度が均一な光束はPBSプリズム115によって折り曲げられた後、クロスダイクロイックプリズム117に入射し、色ごとに分離され、各色に毎に設けられた反射型の空間光変調装置116a、116b、116cによって各色毎に画像が形成される。さらに、これらの3色分の画像はクロスダイクロイックプリズム117によって合成された後、PBSプリズムを透過して投射光学系118を通してスクリーンなどに画像が形成される。
A light beam having a uniform intensity is bent by the
また、メタルハライドなどのランプ111を赤色、青色、緑色の3色の発光ダイオードで置き換えた例もある。発光ダイオードを光源にして各色を時系列で点灯させることによって、前述の空間光変調装置が一枚でよくなるので装置を小型化し、またコスト、消費電力を低減できる。空間光変調装置には液晶の他にマイクロミラーアレイなどを用いた構成もある。 There is also an example in which the metal halide lamp 111 is replaced with light emitting diodes of three colors of red, blue, and green. By using a light emitting diode as a light source to light each color in time series, the single spatial light modulation device described above is sufficient, so that the device can be miniaturized and cost and power consumption can be reduced. Some spatial light modulators use a micromirror array in addition to liquid crystal.
しかしながら、上述したような画像投影装置は一人が多人数にプレゼンテーションを行う場合には適しているが、数人が同一のテーブル上で向き合いながら互いに議論を行う場合には適していない。また、投影する場所が無いという問題もあった。 However, the image projection apparatus as described above is suitable when one person makes a presentation to a large number of people, but is not suitable when several persons discuss each other while facing each other on the same table. There is also a problem that there is no place to project.
〈従来例2〉
特許文献1に開示されている別の従来例を説明する。この画像投影装置は、特許文献1の図1に示されているように、画像投影装置本体の周囲360度に対して画像を投影することで円筒状のスクリーンに対してパノラマ画像を投影することができるものである。
<Conventional example 2>
Another conventional example disclosed in
しかしながら、このように周囲に円筒状またはドーム状に画像を投影する装置はこれまで考えられているが、画像が観測者に対して周囲全方向にあるため、会議などで同一の机で議論する場には適さない。また専用のスクリーンが必要となるのでオフィスの会議室などで気軽に設置することができない。 However, devices that project an image in the shape of a cylinder or dome around it have been conceived so far, but since the image is in all directions to the observer, it will be discussed at the same desk at a conference or the like Not suitable for the place. Also, since a dedicated screen is required, it cannot be easily installed in an office meeting room.
〈従来例3〉
オフィスにおける会議などで使用することを目的とした画像投影装置が特許文献2に開示されている。特許文献2の図1に示されているように、会議室の天井に画像投影装置が設置されており、テーブルを囲む参加者全員の正面に複数の画像が表示されるようになっている。
<Conventional example 3>
An image projection apparatus intended for use in a meeting or the like in an office is disclosed in
しかしながら、本従来例でも画像投影装置を天井に設置しなければならず、また、気軽に別の場所に移動することができないことが不便である。
本発明は、会議などで気軽にテーブルの上に設置し、出席者全員の正面に画像を投影することによって、お互いの顔を見ながら議論が進めることができる画像投影装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an image projection apparatus that can be easily placed on a table at a meeting, etc., and project an image in front of all attendees so that discussions can proceed while looking at each other's faces. And
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、画像を投影する画像投影装置であって、画像投影装置の設置面と略同一の面上、かつ、画像投影装置本体の周囲の複数方向に、複数の画像を投影することを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、複数の光源ユニットと、複数の画像を形成する複数の空間光変調装置と、複数の投射光学系と、を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the light source unit includes a plurality of light source units, a plurality of spatial light modulation devices that form a plurality of images, and a plurality of projection optical systems. .
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、一の光源ユニットと、光源ユニットからの光を分岐させ、複数の空間光変調装置に導く分岐手段と、それぞれ異なる画像を形成する複数の空間光変調装置と、複数の投射光学系と、を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a plurality of light source units, a branching unit for branching light from the light source unit and leading to a plurality of spatial light modulators, and a plurality of different images are formed. A spatial light modulator and a plurality of projection optical systems.
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、一の光源ユニットと、画像を形成する一の空間光変調装置と、空間光変調装置によって形成された画像を複数に分岐する画像分岐手段と、複数の投射レンズと、を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the one light source unit, the one spatial light modulator that forms an image, and the image branch that branches the image formed by the spatial light modulator into a plurality of parts. And a plurality of projection lenses.
請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の発明において、複数の方向に投影される複数の画像は、隣接する画像と互いにシームレスにつながっていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of
請求項6記載の発明は、請求項1記載の発明において、レーザ光源と、レーザ光源からの発散光を平行光にするコリメート手段と、平行光となったレーザ光をライン状に走査する走査手段と、設置面に垂直な軸に対して傾斜し、かつ、設置面に垂直な軸を中心として回転する傾斜回転ミラーと、を有し、走査手段によってライン状に走査されたレーザ光を傾斜回転ミラーで反射させることにより、二次元画像を画像投影装置本体の周囲、かつ、画像投影装置の設置面と略同一の面上に投影することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the laser light source, collimating means for collimating the divergent light from the laser light source, and scanning means for scanning the laser light that has become the parallel light in a line shape. And an inclined rotating mirror that is inclined with respect to an axis perpendicular to the installation surface and that rotates about an axis perpendicular to the installation surface, and tilts and rotates the laser beam scanned in a line by the scanning means By reflecting with a mirror, a two-dimensional image is projected on the periphery of the main body of the image projection apparatus and on substantially the same surface as the installation surface of the image projection apparatus.
請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の発明において、画像投影装置の転倒を検知する検知手段と、画像投影装置の転倒を検知した時に光源の出力を停止する停止手段と、を有することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the output of the light source is stopped when detecting the overturn of the image projection device and the detecting means for detecting the overturn of the image projection device. And stopping means.
請求項8記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載の発明において、画像の数を変更する投影数変更手段を有することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of
請求項9記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項に記載の発明において、画像の位置を調整する投影位置調整手段を有することを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of
請求項10記載の発明は、請求項1から9のいずれか1項に記載の発明において、画像投影装置周辺の人物の数または位置を検知する検知手段を有し、検知手段により検知した人物の数または位置に合わせて、画像を投影することを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to ninth aspects, further comprising a detection unit that detects the number or position of persons around the image projection apparatus, and the detection unit detects the number of persons detected by the detection unit. An image is projected according to the number or position.
請求項11記載の発明は、請求項1から10のいずれか1項に記載の発明において、画像は、投影面上で略矩形形状に補正されることを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、画像投影装置本体の周辺、かつ設置面と同一面上に複数の画像を投影できる画像投影装置を実現する。この画像投影装置を会議のテーブルの中心において使用することで、簡単にセッティングができ、テーブルの周り全員の顔を見ながら議論を進めることが可能となり、会議を活性化し知識創造活動等を促進することが可能となる。 According to the present invention, an image projection apparatus capable of projecting a plurality of images around the image projection apparatus main body and on the same plane as the installation surface is realized. By using this image projection device at the center of the conference table, it is easy to set up, allowing discussions to be carried out while looking at the faces of everyone around the table, activating the conference and promoting knowledge creation activities, etc. It becomes possible.
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施例1について、図1から図4を用いて説明する。
図1に示すように、本実施例の画像投影装置10は、画像投影ユニット1、2、3、4の4つの画像投影ユニットで構成されている。図1において、12は、各画像投影ユニット1〜4によって形成される投影画像であり、11は、投影画像12が形成される投影面である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
それぞれの画像投影ユニット1〜4は図2に示すように、光源ユニット110、フライアイレンズ113a、113b、重畳レンズ114、PBSプリズム115、空間光変調装置116r(red)、116g(green)、116b(blue)、クロスダイクロイックプリズム117、投射光学系118とからなる。
As shown in FIG. 2, each of the
光源ユニット110は、メタルハライドなどのランプ(図示せず。図20参照)と、ランプから放射状に発散する光を反射し平行光にするリフレクタ112で構成されている。リフレクタ112で反射した平行光はフライアイレンズ113a、113bに入射する。フライアイレンズ113a、113bの出射口近傍には重畳レンズ114が配置されている。ここでフライアイレンズ113a、113bに入射する前の平行光は中心部の光強度が高く、外周部の光強度が低いというように強度分布を持っている。この強度分布を持った平行光がフライアイレンズ113a、113bを通ることによって、光束が一旦分割され、出射口近傍に配置された重畳レンズ114によって空間光変調装置上で重ね合わされることによって光の強度分布が均一な光束を得ることができる。
The
強度が均一な光束はPBSプリズム115を通った後、クロスダイクロイックプリズム117によって赤色、青色、緑色の3色に分解され、それぞれの色に毎に設けられた空間光変調装置116r、116g、116bによって各色毎に画像が形成される。これらの3つの光束は再びクロスダイクロイックプリズム117によって合成された後、PBSプリズム115で反射した後、投射光学系118を通して図1の投影画像12が投影面上に形成される。
A light beam having a uniform intensity passes through the
図3に示すように、それぞれの画像投影ユニット1〜4は画像投影装置10の周囲4方向に向かって投射され、画像投影装置10の設置面11が投影面となっており、その面上に画像が投影されるようになっている。これにより、画像投影装置本体の周辺、かつ設置面と同一面上に複数の画像(同一の画像又は異なる画像)を投影できる。この画像投影装置を会議などでテーブルの中心に設置することで簡単にセッティングができ、出席者全員の正面(例えば机上)に画像を投影することができるので、会議参加者はテーブルの周り全員の顔を見ながら議論を進めることができる。
As shown in FIG. 3, each of the
図4に示すように、各画像投影ユニット1〜4は各々独立に画像出力をオフにすることができるようになっており、使用人数に合わせてランプや空間光変調装置を駆動する消費電力を節約できる。
As shown in FIG. 4, each of the
図5は、本願の画像投影装置を用いた会議のイメージ図である。図5に示すように、投影画像は投影面上で矩形形状に補正されている。よって、投影面上で歪みのない画像を得ることができる。 FIG. 5 is an image diagram of a conference using the image projection apparatus of the present application. As shown in FIG. 5, the projected image is corrected to a rectangular shape on the projection plane. Therefore, an image without distortion on the projection surface can be obtained.
光源にはメタルハライドなどのランプではなく、発光ダイオードや、レーザを用いることも可能である。この場合、発光ダイオードや、レーザを青色、緑色、赤色の三色を使用することで色分解の必要がなくなりコンパクトでかつ消費電力や発熱を抑えることが可能である。 Instead of a metal halide lamp or the like, a light emitting diode or laser can be used as the light source. In this case, by using three colors of blue, green, and red for the light emitting diode and the laser, it is not necessary to separate the colors, and it is compact and it is possible to suppress power consumption and heat generation.
実施例1に対して光源と光源から出射された光束の強度分布を均一化するインテグレート機能とを共有化した実施例2について図6を用いて説明する。
図6において、画像投影装置10は、LED光源ユニット120、フライアイレンズ113a、113b、重畳レンズ114、PBSプリズム115a(図示せず)、115b、115c(図示せず)、115d(図示せず)、空間光変調装置116a、116b、116c(図示せず)、116d(図示せず)、投射光学系118a、118b、118c、118dとからなる。
A second embodiment in which the light source and the integration function for uniformizing the intensity distribution of the light beam emitted from the light source are shared with respect to the first embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, the
LED光源ユニット120は青色、緑色、赤色の三色のLED光源、121r、121g、121bとこれらLED光源から放射状に発散する光を略平行光に変換するコリメートレンズ122から構成されている。コリメートレンズ122を出射した平行光はフライアイレンズ113a、113bに入射する。フライアイレンズ113a、113bの出射口近傍には重畳レンズ114が配置されている。ここでフライアイレンズ113a、113bに入射する前の平行光は中心部の光強度が高く、外周部の光強度が低いというように強度分布を持っている。この強度分布を持った平行光がフライアイレンズ113a、113bを通ることによって、光束が一旦分割され、出射口近傍に配置された重畳レンズ114によって空間光変調装置上で重ね合わされることで光の強度分布が均一な光束を得ることができる。
The LED
強度が均一化された光束は、その光束幅が4つのPBSプリズム115a、115b、115c、115dをカバーするサイズに設定されている。4つのPBSプリズム115a、115b、115c、115dに入射した光束は、それぞれのPBSプリズム115a、115b、115c、115dを透過し、空間光変調装置116a、116b、116c、116dによって画像が形成される。色表現は3色を時間で分けて画像を形成するフィールドシーケンシャル方式を使用する。それぞれの空間光変調装置で形成された画像は、対応するPBSにより反射され、それぞれ対応する投射光学系118a、118b、118c、118dを通して投影面上に投影される。本実施例は光源を共有することで小型、かつ低コストに構成することができる。
The luminous flux with uniform intensity is set to a size that covers the four PBS prisms 115a, 115b, 115c, and 115d. The light beams incident on the four PBS prisms 115a, 115b, 115c, and 115d are transmitted through the respective PBS prisms 115a, 115b, 115c, and 115d, and images are formed by the spatial
実施例2に対して空間光変調装置を共有化した実施例3について、図7を用いて説明する。
図7において、画像投影装置10は、LED光源ユニット120、フライアイレンズ113a、113b、重畳レンズ114、PBSプリズム115、空間光変調装置116、投射光学系118、画像分岐部(ハーフミラー、平板ミラー)とからなる。
A third embodiment in which the spatial light modulation device is shared with the second embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 7, an
LED光源ユニット120は青色、緑色、赤色の三色のLED光源、121r、121g、121bと、これらLED光源から放射状に発散する光を略平行光に変換するコリメートレンズ122から構成されている。コリメートレンズ122を出射した平行光はフライアイレンズ113a、113bに入射する。フライアイレンズ113a、113bの出射口近傍には重畳レンズ114が配置されている。ここでフライアイレンズ113a、113bに入射する前の平行光は中心部の光強度が高く、外周部の光強度が低いというように強度分布を持っている。この強度分布を持った平行光がフライアイレンズ113a、113bを通ることによって、光束が一旦分割され、出射口近傍に配置された重畳レンズ114によって空間光変調装置上で重ね合わされることで光の強度分布が均一な光束を得ることができる。この強度分布が均一化された光束を空間光変調装置116に照射することによって画像が形成される。色表現は3色のLEDを時間で分けて画像を形成するフィールドシーケンシャル方式を使用する。形成された画像は空間光変調装置116の後で、画像分岐部であるハーフミラーと平板ミラーによって複数の方向に分離され、それぞれの方向毎に設けられた投射光学系118を通して投影面上に投影される。本実施例は光源を共有することで小型、かつ低コストに構成することができる。また、空間光変調デバイスを共有化することで、コストを低減することができる。
The LED
実施例4について、図8から図10を用いて説明する。図8は本実施例の画像投影装置の外観図である。図49において本実施例の画像投影装置の構成を説明する。画像投影装置1は、レーザ光源ユニット140、スキャニングミラー142、回転傾斜ミラー143とからなる。
Example 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an external view of the image projection apparatus of this embodiment. 49, the configuration of the image projection apparatus of this embodiment will be described. The
レーザ光源ユニット140の詳細図を図10に示す。レーザ光源ユニット140は赤色レーザ140r、緑色レーザ140g、青色レーザ140b、およびそれぞれのレーザに対応したコリメートレンズ141r、141g、141b、合成ミラー144a、144b、144cからなり、それぞれのレーザから発散したレーザ光はコリメートレンズによって略平行光になる。各色のレーザ光は合成ミラー144a、144b、144cによって合成されて1軸のスキャニングミラー142(図9参照)に照射される。スキャンニングミラー142が回転することによりレーザ光はライン状に走査され、画像投影装置本体の中心軸に対して斜めに配置されている回転傾斜ミラー143で反射される。回転傾斜ミラー143でレーザ光を反射させることによって、本体周辺に二次元画像を得る。
A detailed view of the laser
図9の右部に示すように、画像は投影面上で略矩形形状に補正するようにしておいてもよい。これにより、投影面上で歪みのない画像を得ることができる。 As shown in the right part of FIG. 9, the image may be corrected to a substantially rectangular shape on the projection plane. Thereby, an image without distortion on the projection surface can be obtained.
合成ミラー144a、144b、144cは、例えば、141aは140rの光を全て反射する特性を持つミラーで、144bは140rの光を効率良く透過し、140gの光を効率良く反射する特性のミラーで、144cは140r、140gの光を効率良く反射し、140bの光を効率良く透過するミラーで構成することができる。144b、144cは所謂ダイクロイックミラーである。
図11はスキャニングミラーの一例で、その分解斜視図である。近年シリコンマイクロマシニングを利用した偏向装置の研究がすすめられており、特許第2924200号や第3011144号に開示されているように、Si基板で振動ミラーとそれを軸支するねじり梁を一体形成した方式が提案されている。この方式によれば、ミラー面サイズが小さく小型化できるうえ、共振を利用して往復振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、低騒音で消費電力が低いという利点がある。 FIG. 11 is an exploded perspective view of an example of a scanning mirror. In recent years, research on deflection devices using silicon micromachining has been promoted, and as disclosed in Japanese Patent No. 2924200 and No. 30111144, an oscillating mirror and a torsion beam that pivotally supports it are integrally formed on a Si substrate. A scheme has been proposed. According to this method, there is an advantage that the mirror surface size can be reduced and the size can be reduced, and since reciprocal vibration is performed using resonance, high speed operation is possible but low noise and low power consumption are possible.
振動ミラー460は、Si基板をエッチングにより切り抜いて可動ミラーを形成する。実施例ではSi基板片側からプラズマエッチングによるドライプロセスによって、ねじり梁442と平面コイル463が形成され、振動ミラーとなる振動板443と、フレーム446とを残したそれ以外の部分を貫通し振動ミラーの構造体を形成する。ここで、ねじり梁442の幅は40〜60μm程度である。
The vibrating
さらに、振動ミラーの構造体のうち、ミラーとなる部分にアルミニウム薄膜や金薄膜などの金属薄膜または誘電体多層膜などで反射面を形成し、可動部内の片面もしくは両面に金属薄膜等のパターンニングでコイルパターン463とねじり梁を介して配線された端子を形成する。
Furthermore, in the structure of the vibrating mirror, a reflective surface is formed by a metal thin film such as an aluminum thin film or a gold thin film or a dielectric multilayer film on the part to be a mirror, and patterning of a metal thin film or the like on one or both surfaces in the movable part Thus, a terminal wired through the
実装基板448上には、振動ミラー460を装着する枠状の台座466と、振動ミラーを囲うように形成されたヨーク449が配備され、上記ヨークには可動ミラー端に対向して各々S極とN極とを向かい合わせ、回転軸と直交する方向に磁界を発生する一対の永久磁石450が接合されている。
On the mounting
振動ミラー460は、可動ミラー面を表にして台座466に装着され、各端子間に電流を流すことによりコイルパターン463の回転軸に平行な各辺にローレンツ力が生じ、ねじり梁442をねじって可動ミラーとなる振動板443を回転する回転トルクTを発生し、電流を切るとねじり梁の戻り力により水平に戻る。従って、コイルパターン463に流れる電流の方向を交互に切り換えることによって、振動板443を往復振動させることができる。
そして、この電流の切り換える周期を、可動ミラーを構成する構造体の、ねじり梁を回転軸とした1次振動モードの固有振動数、いわゆる共振振動数f0に近づけると振幅が励起され大きな振れ角を得ることができる。従って、一般に、走査周波数fdをこの共振振動数f0に合わせて設定している。
The vibrating
Then, when the current switching period is brought close to the natural frequency of the primary vibration mode of the structure constituting the movable mirror with the torsion beam as the rotation axis, the so-called resonance frequency f0, the amplitude is excited and a large deflection angle is obtained. Obtainable. Therefore, in general, the scanning frequency fd is set in accordance with the resonance frequency f0.
図12は、振動ミラーを振幅させる駆動回路のブロック図である。上記したように、振動ミラー裏側に形成した平面コイルには、交互に電流の流れる方向が切り換わるように、交流電圧、またはパルス波状電圧が印加され、振れ角θが一定となるように平面コイルに流す電流のゲインを調節して往復振動させる。 FIG. 12 is a block diagram of a drive circuit that amplifies the vibration mirror. As described above, the planar coil formed on the back side of the oscillating mirror is applied with an AC voltage or a pulse wave voltage so that the direction of current flow is switched alternately, so that the deflection angle θ is constant. Adjust the gain of the current to flow through and reciprocate.
従来、温度など環境変化による共振周波数f0の変化に追従するようにfd走査周波数を制御することは一般的に行われているが、走査周波数fdが変化してしまうと走査ラインのピッチずれとなるため、実施例では、走査周波数fdを共振周波数f0から外した単一周波数に固定し、ゲイン調整に応じて振れ角θが増減できるようにしている。 Conventionally, the fd scanning frequency is generally controlled so as to follow the change in the resonance frequency f0 due to environmental changes such as temperature. However, if the scanning frequency fd changes, the scanning line pitch shifts. Therefore, in the embodiment, the scanning frequency fd is fixed to a single frequency that is excluded from the resonance frequency f0, and the deflection angle θ can be increased or decreased according to gain adjustment.
経時的には、振れ角θを、可動ミラーにより走査されたビームを、走査領域の始端と終端とに配備したセンサ、同期検知センサ604および終端検知センサ605、間の走査時間によって検出し、振れ角θが一定となるように制御することもできる。
Over time, the deflection angle θ is detected based on the scanning time between the sensor, the
図9に示す回転傾斜ミラーの構成を図13に示す。
人数によって投影画像の数を変えたい場合には、図14に示すように回転傾斜ミラー143の回転数に対して、1軸スキャニングミラー142の駆動周期、および、レーザの発光周期を制御することによって、一回転あたりの画像の表示回数を変化させるようになっている。図14では人物検知センサ145を備えており、設置されたテーブル周辺の人の数を検知して自動的に表示数を決定するようにしてある。このように、装置周辺の人物を検知することにより、必要な数だけ自動的に画像を投影することができる。
FIG. 13 shows the configuration of the rotating tilt mirror shown in FIG.
When it is desired to change the number of projected images depending on the number of persons, as shown in FIG. 14, by controlling the driving cycle of the single-axis scanning mirror 142 and the laser emission cycle with respect to the rotation number of the rotating and tilting mirror 143. The display number of images per rotation is changed. In FIG. 14, a person detection sensor 145 is provided, and the number of persons around the installed table is detected to automatically determine the display number. In this way, by detecting a person around the apparatus, a necessary number of images can be automatically projected.
また、テーブルの周りのどこに人がいても、上記と同じ原理で回転傾斜ミラー143の回転数に対して、1軸スキャニングミラー142の駆動周期、および、レーザの発光周期を制御することによって、図15に示すように画面の投影位置を変化させることができる。このように、装置周辺の人物を検知することにより、必要な位置に自動的に画像を投影することができる。 Further, no matter where the person is around the table, the driving cycle of the single-axis scanning mirror 142 and the laser emission cycle are controlled with respect to the rotational speed of the rotating tilt mirror 143 according to the same principle as described above. As shown in FIG. 15, the projection position of the screen can be changed. Thus, by detecting a person around the apparatus, an image can be automatically projected at a required position.
図15では人物検知センサ145を備えており、設置されたテーブル周辺の人の位置を検知して表示位置を自動的に変化させるようにしてある。人物検知センサに用いられる人物検知の方法としては、赤外線を用いて体温を検出する方法や、画像認識による方法によって検知することができる。検知センサは人物を検知しなくても、ICタグなどを検出してその場所に投影するようにしてもよい。 In FIG. 15, a person detection sensor 145 is provided, and the display position is automatically changed by detecting the position of a person around the installed table. As a human detection method used for the human detection sensor, it can be detected by a method of detecting body temperature using infrared rays or a method based on image recognition. Even if the detection sensor does not detect a person, an IC tag or the like may be detected and projected to the place.
また、図16に示すように回転傾斜ミラーの後にあおりミラー146を設けておくことで回転傾斜ミラー143の回転方向だけではなく、回転半径方向の投射位置を変更することもできる。 Further, as shown in FIG. 16, by providing a tilt mirror 146 after the rotating tilt mirror, not only the rotating direction of the rotating tilt mirror 143 but also the projection position in the rotating radius direction can be changed.
また、図17に示すように一周全体を表示してシームレスな画像を投影することで、大きく、解像度の高い画面を多人数で共有してみることも可能である。これにより、隣接画面と画像をつなげることで大画面かつ高解像の画像を得ることができる。 Also, as shown in FIG. 17, it is possible to share a large, high-resolution screen with a large number of people by displaying the entire circumference and projecting a seamless image. Thereby, a large screen and a high-resolution image can be obtained by connecting an adjacent screen and an image.
また、転倒を検知する検知手段としての慣性センサと、レーザ出射部に設置されたシャッターと、図18に示すようなレーザ出射安全システムを装備することにより、画像投影装置を投射中に誤って転倒させた場合や、地震などにより転倒した場合などでも、レーザ光が即座に遮断され、電源がOFFされるので、レーザ光を直接目視してしまうなどの事故を防ぐことができる。図18のシステムでは、慣性センサ出力を制御部が常にモニターし、設定閾値以上の加速度を検知した場合、電磁シャッター機構などで構成されたシャッターを閉じるともに、レーザの電源をOFFする構成となっている。これにより、画像投影装置が転倒した際にレーザが人体に向かって投射される危険性を無くすることができる。 Further, by equipping an inertial sensor as a detecting means for detecting a fall, a shutter installed in the laser emission unit, and a laser emission safety system as shown in FIG. Even when the laser beam is fallen or falls down due to an earthquake or the like, the laser beam is immediately shut off and the power is turned off, so that it is possible to prevent accidents such as direct visual observation of the laser beam. In the system of FIG. 18, the control unit constantly monitors the output of the inertial sensor, and when detecting an acceleration exceeding a set threshold, the shutter configured by an electromagnetic shutter mechanism is closed and the laser power is turned off. Yes. Thereby, when the image projection apparatus falls down, it is possible to eliminate the risk that the laser is projected toward the human body.
以上、本発明の各実施例について説明したが、上記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 As mentioned above, although each Example of this invention was described, it is not limited to said each Example, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary.
本発明は、所定面に画像を投影する画像投影装置全般に適用できる。 The present invention can be applied to all image projection apparatuses that project an image on a predetermined surface.
1、2、3、4 画像投影ユニット
10 画像投影装置
11 画像投影面(画像投影装置設置面)
12 投影画像
110 光源ユニット
111 ランプ
112 リフレクタ
113a、113b フライアイレンズ
114 重畳レンズ
115、115b PBSプリズム
116a、116b、116c、116r、116g、116b 空間光変調装置
117 クロスダイクロイックプリズム
118、118a、118b、118c、118d 投射光学系
120 LED光源ユニット
121r、121g、121b LED光源
122 コリメートレンズ
140 レーザ光源ユニット
140r、140b、140g レーザ
141r、141b、141g コリメートレンズ
142 スキャニングミラー
143 回転傾斜ミラー
144a、144b、144c 合成ミラー
145 人物検知センサ
146 あおりミラー
442 ねじり梁
443 振動板
446 フレーム
448 実装基板
449 ヨーク
450 永久磁石
460 振動ミラー
463 コイルパターン
466 台座
601 駆動パルス生成部/PLL回路
602 ゲイン調整部
603 可動ミラー駆動部
604 同期検知センサ
605 終端検知センサ
606 駆動光源部
607 画像形成制御部
608 画素クロック生成部
609 振幅演算部
1, 2, 3, 4
12
Claims (11)
該画像投影装置の設置面と略同一の面上、かつ、該画像投影装置本体の周囲の複数方向に、複数の画像を投影することを特徴とする画像投影装置。 An image projection apparatus for projecting an image,
An image projection apparatus that projects a plurality of images on a plane substantially the same as an installation plane of the image projection apparatus and in a plurality of directions around the image projection apparatus main body.
前記複数の画像を形成する複数の空間光変調装置と、
複数の投射光学系と、
を有することを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。 A plurality of light source units;
A plurality of spatial light modulators for forming the plurality of images;
A plurality of projection optical systems;
The image projection apparatus according to claim 1, further comprising:
前記光源ユニットからの光を分岐させ、複数の空間光変調装置に導く分岐手段と、
それぞれ異なる画像を形成する複数の空間光変調装置と、
複数の投射光学系と、
を有することを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。 One light source unit,
Branching means for branching light from the light source unit and leading to a plurality of spatial light modulators;
A plurality of spatial light modulators for forming different images,
A plurality of projection optical systems;
The image projection apparatus according to claim 1, further comprising:
画像を形成する一の空間光変調装置と、
該空間光変調装置によって形成された画像を複数に分岐する画像分岐手段と、
複数の投射レンズと、
を有することを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。 One light source unit,
A spatial light modulator for forming an image;
Image branching means for branching an image formed by the spatial light modulator into a plurality of parts;
A plurality of projection lenses;
The image projection apparatus according to claim 1, further comprising:
該レーザ光源からの発散光を平行光にするコリメート手段と、
前記平行光となったレーザ光をライン状に走査する走査手段と、
前記設置面に垂直な軸に対して傾斜し、かつ、前記設置面に垂直な軸を中心として回転する傾斜回転ミラーと、を有し、
前記走査手段によってライン状に走査されたレーザ光を前記傾斜回転ミラーで反射させることにより、二次元画像を前記画像投影装置本体の周囲、かつ、該画像投影装置の設置面と略同一の面上に投影することを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。 A laser light source;
Collimating means for collimating divergent light from the laser light source;
Scanning means for scanning the parallel laser beam in a line;
An inclined rotating mirror that is inclined with respect to an axis perpendicular to the installation surface and rotates about an axis perpendicular to the installation surface;
The laser beam scanned in a line by the scanning unit is reflected by the inclined rotating mirror, so that a two-dimensional image is formed around the image projection apparatus main body and substantially the same plane as the installation plane of the image projection apparatus. The image projection apparatus according to claim 1, wherein the image projection apparatus projects the image onto the screen.
前記画像投影装置の転倒を検知した時に光源の出力を停止する停止手段と、
を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像投影装置。 Detecting means for detecting a fall of the image projection device;
Stop means for stopping the output of the light source when the fall of the image projection device is detected;
The image projection apparatus according to claim 1, comprising:
該検知手段により検知した人物の数または位置に合わせて、前記画像を投影することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の画像投影装置。 Detecting means for detecting the number or position of persons around the image projector;
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the image is projected in accordance with the number or position of persons detected by the detection unit.
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