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JP2008134321A - Projector with imaging function - Google Patents

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JP2008134321A
JP2008134321A JP2006318706A JP2006318706A JP2008134321A JP 2008134321 A JP2008134321 A JP 2008134321A JP 2006318706 A JP2006318706 A JP 2006318706A JP 2006318706 A JP2006318706 A JP 2006318706A JP 2008134321 A JP2008134321 A JP 2008134321A
Authority
JP
Japan
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light
projector
imaging
projection
modulation device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006318706A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Takeda
高司 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JP2008134321A publication Critical patent/JP2008134321A/en
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Abstract

【課題】撮像機能を兼ね備え、小型、軽量で携帯性に優れたプロジェクタを提供する。
【解決手段】本発明の撮像機能を備えたプロジェクタ1は、光源(レーザ光源12R,12G,12B)を含む照明装置2と、照明装置からの光を第1の光路、第2の光路のいずれか一方に偏向させて変調する光変調装置(DMD3)と、第1の光路上に配置され、光変調装置による変調後の光を被投写面上に投写するとともに、外部の被写体からの光を取り込んで光変調装置上に被写体の像を結像させる投写・対物光学系(投写・対物レンズ4)と、第2の光路上に配置され、光変調装置上の被写体の像を撮像する撮像装置(CCD5)と、光変調装置上の被写体の像を撮像装置上に結像させる結像光学系(結像レンズ6)と、を備えている。
【選択図】図1
A projector that has an imaging function, is small, lightweight, and has excellent portability.
A projector 1 having an imaging function according to the present invention includes an illuminating device 2 including a light source (laser light sources 12R, 12G, and 12B), and light from the illuminating device, either a first optical path or a second optical path. A light modulation device (DMD3) that deflects and modulates the light, and is arranged on the first optical path, projects light modulated by the light modulation device onto a projection surface, and emits light from an external subject. A projection / objective optical system (projection / objective lens 4) that captures and forms an image of a subject on the light modulation device, and an imaging device that is disposed on the second optical path and picks up an image of the subject on the light modulation device (CCD 5) and an imaging optical system (imaging lens 6) that forms an image of a subject on the light modulation device on the imaging device.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、撮像機能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 having an imaging function.

近年、プロジェクタの分野において、会議やプレゼンテーション等の場で用いる業務用プロジェクタの他、家庭用プロジェクタが普及してきている。さらに、家庭用プロジェクタとしても、例えばリビングルーム等にプロジェクタを設置して家庭内で映像を鑑賞するだけでなく、プロジェクタを屋外に持ち出して外出先で映像を鑑賞するようなニーズも高まっている。このような用途の変化に伴って、近年、小型、軽量で携帯性に優れたプロジェクタの開発が進んでいる。   In recent years, in the field of projectors, home projectors have become widespread in addition to business projectors used in meetings and presentations. Further, as home projectors, for example, there is a growing need not only to install a projector in a living room or the like to view images at home, but also to take the projector outdoors and view images on the go. Along with such changes in applications, in recent years, development of projectors that are small, lightweight, and excellent in portability has been progressing.

また、外出先(例えば旅行先等)において、上記のような映像鑑賞の他、写真や動画を撮影したいという要求もある。このような場合、従来は、ユーザが上述のプロジェクタの他、カメラやビデオカメラ等を別途持っていく必要があり、いくらプロジェクタやカメラ等の携帯性が良くなったといっても、両方の機器を持って歩くのは負担が大きいものであった。そこで、プロジェクタの投写機能とカメラ等の撮影機能とを合わせ持った機器の登場が望まれている。   In addition, there is a demand for taking pictures and videos in addition to the above-mentioned video viewing when going out (for example, a travel destination). In such a case, conventionally, it is necessary for the user to bring a camera, a video camera, etc. in addition to the above-mentioned projector, and even if the portability of the projector, the camera, etc. is improved, both devices are used. Carrying around was a heavy burden. Therefore, the appearance of a device having both a projection function of a projector and a photographing function such as a camera is desired.

ところで、画像読み取り機能を備えたプロジェクタが、下記の特許文献1に開示されている。このプロジェクタは、ディジタル・ライト・プロセッシング(Digital Light Processing, 以下、DLPと略記する、テキサス・インスツルメンツ社の登録商標)方式のプロジェクタである。このプロジェクタは、光変調素子としてディジタル・マイクロミラー・デバイス(Digital Micromirror Device, 以下、DMDと略記する)を備え、画像読み取り手段としてイメージセンサを備えている。そして、スクリーン上の画像を投影レンズでDMD上に結像させ、DMD上のスクリーン画像をイメージセンサで読み取るものである。このように、このプロジェクタによれば、読み取ったスクリーン画像を利用して、プロジェクタとスクリーンの設置、調整作業等を円滑に行うことができる。
特開2004−163876号公報
Incidentally, a projector having an image reading function is disclosed in Patent Document 1 below. This projector is a digital light processing (hereinafter, abbreviated as DLP, registered trademark of Texas Instruments) system projector. The projector includes a digital micromirror device (hereinafter abbreviated as DMD) as a light modulation element, and an image sensor as an image reading unit. Then, the image on the screen is formed on the DMD by the projection lens, and the screen image on the DMD is read by the image sensor. As described above, according to this projector, it is possible to smoothly perform installation and adjustment work of the projector and the screen using the read screen image.
JP 2004-163876 A

しかしながら、上記特許文献1に記載のプロジェクタは、画像読み取り機能を備えてはいるが、カメラやビデオカメラのように、任意の被写体を自由に撮影したいという要求を満たすものではなかった。
その理由は、上記のプロジェクタは、スクリーン画像を投影レンズでDMD上に結像させ、DMDで反射した光がイメージセンサに入射される構成になっている。ところが、スクリーン画像がイメージセンサ上に結像する構成になっていないため、イメージセンサではスクリーン上の大雑把な画像パターンが認識されるに過ぎない。したがって、プロジェクタとスクリーンの設置、調整作業等には使えるとしても、本発明が目的とする、任意の被写体を十分に撮影できるものではない。
However, although the projector described in Patent Document 1 has an image reading function, it does not satisfy the requirement to freely photograph an arbitrary subject like a camera or a video camera.
The reason is that the projector has a configuration in which a screen image is formed on the DMD by a projection lens, and light reflected by the DMD is incident on the image sensor. However, since the screen image is not configured to form an image on the image sensor, the image sensor only recognizes a rough image pattern on the screen. Therefore, even if it can be used for installation and adjustment work of a projector and a screen, an arbitrary subject targeted by the present invention cannot be sufficiently photographed.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、カメラやビデオカメラ等の持つ撮像機能を兼ね備え、小型、軽量で携帯性に優れたプロジェクタを提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a projector that has an imaging function of a camera, a video camera, and the like, is small, lightweight, and has excellent portability.

上記の目的を達成するため、本発明の撮像機能を備えたプロジェクタは、光源を含む照明装置と、前記照明装置から射出される光を第1の光路、第2の光路のいずれか一方に偏向させることで前記光の変調を行う光変調装置と、前記第1の光路上に配置され、前記光変調装置によって変調された光を被投写面上に投写するとともに、外部の被写体からの光を取り込んで前記光変調装置上に前記被写体の像を結像させる投写・対物光学系と、前記第2の光路上に配置され、前記光変調装置上の前記被写体の像を撮像する撮像装置と、前記光変調装置上の前記被写体の像を前記撮像装置上に結像させる結像光学系と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a projector having an imaging function according to the present invention deflects an illumination device including a light source and light emitted from the illumination device to one of a first optical path and a second optical path. And a light modulation device that modulates the light and a light that is disposed on the first optical path and that is modulated by the light modulation device is projected onto a projection surface, and light from an external subject is projected. A projection / objective optical system that captures and forms an image of the subject on the light modulation device; an imaging device that is disposed on the second optical path and captures the image of the subject on the light modulation device; An imaging optical system that forms an image of the subject on the light modulation device on the imaging device.

本発明のプロジェクタは、投写モードでは、光変調装置が照明装置からの光を第1の光路、第2の光路のいずれか一方に偏向させることで光の変調が行なわれ、光変調装置上に所定の像が生成される。そして、第1の光路上に配置された投写・対物光学系により、光変調装置上の像が被投写面上に投写され、使用者は画像を鑑賞することができる。一方、撮影モードでは、投写・対物光学系が外部の被写体からの光を取り込み、光変調装置上に被写体の像が結像される。そして、第2の光路上に配置された撮像装置が光変調装置上の被写体の像を撮像する。このとき、本発明のプロジェクタには、光変調装置上の被写体の像を撮像装置上に結像させる結像光学系が備えられているため、撮像装置は光変調装置上の被写体の像を鮮明に撮像することができる。よって、結像光学系を持たない上記特許文献1のプロジェクタと異なり、十分に解像度の高い撮像機能を果たすことができる。   In the projector of the present invention, in the projection mode, the light modulation device deflects the light from the illumination device to one of the first optical path and the second optical path, and thereby modulates the light. A predetermined image is generated. Then, the image on the light modulation device is projected onto the projection surface by the projection / objective optical system arranged on the first optical path, and the user can appreciate the image. On the other hand, in the photographing mode, the projection / objective optical system captures light from an external subject, and an image of the subject is formed on the light modulation device. Then, the imaging device arranged on the second optical path captures an image of the subject on the light modulation device. At this time, since the projector according to the present invention includes an imaging optical system that forms an image of the subject on the light modulation device on the image pickup device, the image pickup device sharpens the image of the subject on the light modulation device. Can be imaged. Therefore, unlike the projector of Patent Document 1 that does not have an imaging optical system, an imaging function with sufficiently high resolution can be achieved.

また、本発明のプロジェクタは、光変調装置として以下の3つの形態を例示することができる。
第1の形態の光変調装置は、前記照明装置からの光を前記投写・対物光学系に向けて反射可能、かつ、前記投写・対物光学系を介して入射した前記被写体からの光を前記撮像装置に向けて反射可能な反射型光変調装置である。
すなわち、本構成は、投写モードで考えたときの反射型光変調装置のオフ状態(反射型光変調装置への入射光を投写・対物光学系側以外に反射させている状態)を利用し、このときの反射光を撮像装置に入射させるというものである。この構成によれば、反射型光変調装置による光の反射方向を制御するのみで投写モードと撮影モードを切り替えることができるため、装置構成が簡単になる。
The projector of the present invention can be exemplified by the following three modes as the light modulation device.
The light modulation device according to the first aspect is capable of reflecting light from the illumination device toward the projection / objective optical system and imaging light from the subject incident through the projection / objective optical system. This is a reflection type light modulation device capable of reflecting toward the device.
In other words, this configuration uses the off state of the reflection type light modulator when considered in the projection mode (the state in which the incident light to the reflection type light modulator is reflected outside the projection / objective optical system side), The reflected light at this time is incident on the imaging device. According to this configuration, since the projection mode and the photographing mode can be switched only by controlling the light reflection direction by the reflection type light modulation device, the device configuration is simplified.

より具体的には、前記反射型光変調装置として、複数の反射ミラーをアレイ状に配置した反射ミラーアレイを採用することができる。
この構成における反射ミラーアレイは一般的なプロジェクタでよく用いられており、本発明の撮像機能を備えたプロジェクタを実現するのに特殊な光変調装置を準備する必要がない。
More specifically, a reflection mirror array in which a plurality of reflection mirrors are arranged in an array can be employed as the reflection type light modulation device.
The reflection mirror array in this configuration is often used in general projectors, and it is not necessary to prepare a special light modulation device to realize a projector having the imaging function of the present invention.

第2の形態の光変調装置は、光の回折方向を制御可能であり、前記照明装置からの光を前記投写・対物光学系に向けて回折可能、かつ、前記投写・対物光学系を介して入射した前記被写体からの光を前記撮像装置に向けて回折可能な回折型光変調装置である。
この構成においても、反射型光変調装置の場合と同様、回折型光変調装置による光の回折方向を制御するのみで投写モードと撮影モードを切り替えることができるため、装置構成が簡単になる。
The light modulation device according to the second aspect can control the diffraction direction of light, can diffract light from the illumination device toward the projection / objective optical system, and can pass through the projection / objective optical system. The diffractive light modulator is capable of diffracting incident light from the subject toward the imaging device.
Also in this configuration, as in the case of the reflection type light modulation device, the projection mode and the photographing mode can be switched only by controlling the diffraction direction of light by the diffraction type light modulation device, so that the device configuration is simplified.

第3の形態の光変調装置は、透過光の射出方向を制御可能であり、前記照明装置からの光を前記投写・対物光学系に向けて射出可能であるとともに、前記投写・対物光学系を介して入射した前記被写体からの光を前記撮像装置に向けて射出可能な透過型光変調装置である。
この構成によれば、上記の反射型、回折型の場合と異なり、光変調装置を中心として投写・対物光学系を配置した側と反対側に、照明装置や撮像装置を配置することができる。そのため、これら投写・対物光学系、照明装置、撮像装置等の部品の配置の自由度が大きくなり、装置設計が容易になる。
The light modulation device of the third aspect is capable of controlling the emission direction of the transmitted light, can emit the light from the illumination device toward the projection / objective optical system, and the projection / objective optical system. A transmissive light modulation device capable of emitting light from the subject incident thereon through the imaging device toward the imaging device.
According to this configuration, unlike the reflection type and the diffraction type, the illumination device and the imaging device can be arranged on the side opposite to the side where the projection / objective optical system is arranged with the light modulation device as the center. Therefore, the degree of freedom of arrangement of components such as the projection / objective optical system, the illumination device, and the imaging device is increased, and the device design is facilitated.

より具体的には、前記透過型光変調装置として、透過光の偏光状態を制御可能な偏光制御素子と、前記偏光制御素子から射出された光の偏光状態に応じて透過光の射出方向を変更可能な複屈折素子と、を備えた構成を採用することができる。
一例としては、透過光の偏光状態を制御可能な偏光制御素子として例えば液晶ライトバルブを用い、光の偏光状態に応じて透過光の射出方向を変更可能な複屈折素子として例えば方解石のような複屈折性を有する異方性結晶を用いれば良い。このように、既存の材料を用いて本発明に好適な透過型光変調装置を容易に構成することができる。
More specifically, as the transmissive light modulation device, a polarization control element capable of controlling the polarization state of transmitted light, and changing the direction of emission of transmitted light according to the polarization state of light emitted from the polarization control element A configuration including a possible birefringent element can be employed.
As an example, for example, a liquid crystal light valve is used as a polarization control element capable of controlling the polarization state of transmitted light, and a birefringence element such as calcite is used as a birefringence element capable of changing the emission direction of transmitted light according to the polarization state of light. An anisotropic crystal having refractive properties may be used. As described above, a transmissive light modulation device suitable for the present invention can be easily configured using existing materials.

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記照明装置が固体光源を備えることが望ましい。
この構成によれば、照明装置に固体光源を備えることによって、装置の小型化が図れるとともに、照明装置を瞬時に点灯させることができ、使い勝手の良いプロジェクタが実現できる。固体光源としては、レーザ、発光ダイオード(LED)等が挙げられる。特にレーザ光源を用いた場合には、射出光の色の彩度に優れるため、鮮やかな色のカラー画像を得ることができる。さらにレーザ光源の場合、射出する光が偏光であるため、表示に偏光を用いる液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いる場合に入射側偏光板が不要となる。
In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the lighting device includes a solid light source.
According to this configuration, by providing the illuminating device with a solid light source, the device can be miniaturized, the illuminating device can be turned on instantaneously, and an easy-to-use projector can be realized. Examples of the solid light source include a laser and a light emitting diode (LED). In particular, when a laser light source is used, the color saturation of the emitted light is excellent, so that a vivid color image can be obtained. Furthermore, in the case of a laser light source, since the emitted light is polarized light, an incident-side polarizing plate is not required when using a light modulation device such as a liquid crystal light valve that uses polarized light for display.

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記照明装置は、異なる波長域の光を時間順次に射出可能であることが望ましい。
本発明のプロジェクタは白黒表示を行うものでも良いが、照明装置が異なる波長域の光を時間順次(時分割)に射出する構成(いわゆる色順次方式、カラーシーケンシャル方式などと呼ばれる方式)によれば、1個の光変調装置を用いるだけでカラーフィルターを備えることなく、カラー表示が可能となる。
In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the illuminating device can emit light in different wavelength ranges in time order.
Although the projector according to the present invention may perform monochrome display, according to the configuration in which the illumination device emits light in different wavelength ranges in time sequence (time division) (a so-called color sequential method, a method called a color sequential method). Color display is possible without using a color filter by using only one light modulation device.

また、上記の色順次方式を採用する構成において、前記照明装置の光射出側に回転カラーホイールを有し、前記回転カラーホイールが前記撮像装置の光入射側に位置している構成としても良い。
色順次方式を実現する場合、異なる波長域(色)の光を時間順次に射出する複数の光源を備える構成でも良いが、白色光源を用い、その光射出側に回転カラーホイールを配置する構成でも良い。後者の場合、さらに回転カラーホイールが撮像装置の光入射側に位置する構成とすれば、撮像側も被写体からの光を各色毎に分けて時分割で取り込むことができ、撮像装置の画素数を減らすことができる。このとき、投写側と撮像側で回転カラーホイールを共用するため、回転カラーホイールが1個で済み、部品点数の低減と装置の小型化を図ることができる。
In the configuration employing the color sequential method, a configuration may be adopted in which a rotating color wheel is provided on the light emission side of the illumination device, and the rotating color wheel is positioned on the light incident side of the imaging device.
When realizing the color sequential method, a configuration including a plurality of light sources that sequentially emit light in different wavelength ranges (colors) may be used, or a configuration that uses a white light source and a rotating color wheel is disposed on the light emission side. good. In the latter case, if the rotating color wheel is further positioned on the light incident side of the imaging device, the imaging side can also capture the light from the subject for each color in a time-sharing manner, and reduce the number of pixels of the imaging device. Can be reduced. At this time, since the rotation color wheel is shared between the projection side and the imaging side, only one rotation color wheel is required, and the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized.

あるいは、本発明のプロジェクタにおいて、前記撮像装置がカラーフィルターを備えたものであっても良い。
カラー撮影を行う場合、上記のような時分割方式に代えて、撮像装置にカラーフィルターを備え、空間的に色合成するものであっても良い。この構成によれば、回転カラーホイールが不要となるため、装置の小型化に大きく寄与することができる。
Alternatively, in the projector according to the present invention, the imaging device may include a color filter.
When performing color imaging, instead of the time division method as described above, the imaging device may be provided with a color filter and spatially color-combined. According to this configuration, a rotating color wheel is not necessary, which can greatly contribute to downsizing of the apparatus.

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記照明装置に電力を供給する電源部を備え、前記照明装置のうちの少なくとも前記光源と前記電源部とが第1の筐体に収容されるとともに、前記光変調装置と前記投写・対物光学系と前記撮像装置と前記結像光学系とが前記第1の筐体とは別体の第2の筐体に収容される構成としても良い。
一般に照明装置や電源部は熱を発生する一方、光変調装置、投写・対物光学系、撮像装置、結像光学系などはほとんど駆動のエネルギーを必要とせず、むしろ熱を受けない方が好ましい部品である。その点、上記の構成であれば、照明装置と電源部とが第1の筐体に収容され、光変調装置、投写・対物光学系、撮像装置、結像光学系が第2の筐体に収容されているため、第1の筐体側の部品の冷却効率が良く、第2の筐体側の部品の熱による悪影響を排除することができる。また、特に重量がある電源部等が別体になることで光学系側の小型化、軽量化が図れるため、より携帯性に優れるものとなる。
In the projector according to the aspect of the invention, the projector may further include a power supply unit that supplies power to the illumination device, and at least the light source and the power supply unit of the illumination device may be housed in a first housing and the light modulation may be performed. The apparatus, the projection / objective optical system, the imaging device, and the imaging optical system may be housed in a second housing separate from the first housing.
In general, lighting devices and power supply units generate heat, while light modulators, projection / objective optical systems, imaging devices, imaging optical systems, etc. require almost no driving energy, but rather are components that do not receive heat. It is. In that respect, with the above configuration, the illumination device and the power supply unit are accommodated in the first casing, and the light modulation device, the projection / objective optical system, the imaging device, and the imaging optical system are included in the second casing. Since it is accommodated, the cooling efficiency of the components on the first housing side is good, and the adverse effects due to the heat of the components on the second housing side can be eliminated. Further, since the power supply unit having a particularly heavy weight is separated, the optical system side can be reduced in size and weight, so that it is more portable.

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記照明装置が前記光源からの光の照度分布を均一化する均一照明系を備え、前記光源からの光が光ファイバーを介して前記均一照明系に導入される構成としても良い。
この構成によれば、光ファイバーからなる均一照明系への光の導入経路がフレキシブルなものとなるため、各部品の配置の自由度が増し、装置設計が容易になるとともに、装置の小型化を図ることができる。
In the projector according to the aspect of the invention, the illumination device may include a uniform illumination system that uniformizes an illuminance distribution of light from the light source, and light from the light source is introduced into the uniform illumination system via an optical fiber. Also good.
According to this configuration, since the light introduction path to the uniform illumination system made of optical fibers is flexible, the degree of freedom of arrangement of each component is increased, the device design is facilitated, and the device is downsized. be able to.

また、上記の光ファイバーを備える構成において、前記照明装置は各々が異なる波長域の光を射出可能な複数の光源を備え、前記複数の光源と前記光ファイバーとの間に前記異なる波長域の光を合成する光合成手段を備える構成としても良い。
この構成によれば、複数の光源からの複数の光が光合成手段によって光ファイバーに導入される前に合成されることになるため、光ファイバーが1本で済み、装置構成が簡単になる。また、特に可干渉性の高いレーザ光源を用いる場合には、スペックル(干渉縞によるぎらつき)の発生が問題となるが、光合成手段を配置した箇所にスペックル除去装置を配置することもできる。
Further, in the configuration including the optical fiber described above, the illumination device includes a plurality of light sources each capable of emitting light in different wavelength ranges, and synthesizes the light in the different wavelength ranges between the plurality of light sources and the optical fiber. It is good also as a structure provided with the photosynthesis means to do.
According to this configuration, since a plurality of lights from a plurality of light sources are combined before being introduced into the optical fiber by the light combining means, only one optical fiber is required, and the apparatus configuration is simplified. Further, when a laser light source having high coherence is used, the occurrence of speckle (glaring due to interference fringes) becomes a problem. However, a speckle removing device can be arranged at a position where the photosynthesis means is arranged. .

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記撮像装置が固体撮像素子を備える構成としても良い。
この構成によれば、固体撮像素子の応答速度が速いため、上述の色順次で被写体の像を取り込む方式にも十分に適応が可能である。
In the projector according to the aspect of the invention, the imaging apparatus may include a solid-state imaging element.
According to this configuration, since the response speed of the solid-state imaging device is fast, it can be sufficiently applied to the above-described method of capturing an object image in the color sequence.

また、本発明のプロジェクタにおいて、前記投写・対物光学系がズーム機能とフォーカシング機能と可変絞り機能とを有することが望ましい。
投写機能のみを備えた従来一般のプロジェクタならば、投写・対物光学系にズーム機能とフォーカシング機能があれば十分である。ところが、本発明のプロジェクタは撮像機能を備えており、被写体の明るさが場合によって大きく変わる場合が考えられるので、特に投写・対物光学系に可変絞り機能を備えることが有効である。これにより、被写体の明るさが変わっても、最適な絞り条件で撮影を実施することができる。
In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the projection / objective optical system has a zoom function, a focusing function, and a variable aperture function.
For a general projector having only a projection function, it is sufficient that the projection / objective optical system has a zoom function and a focusing function. However, since the projector of the present invention has an imaging function and the brightness of the subject may vary greatly depending on the case, it is particularly effective to provide a variable aperture function in the projection / objective optical system. As a result, even if the brightness of the subject changes, it is possible to perform shooting under the optimum aperture condition.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態を図1〜図4を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタは、光変調装置にDMD(反射型光変調装置)を用い、投写モードと撮影モードを兼ね備えたプロジェクタの例である。
図1は本実施形態のプロジェクタの概略構成図である。図2は投写モードでの各部の作用を説明するための図(投写モードの動作に関わる構成要素のみを示している)、図3は撮影モードでの各部の作用を説明するための図(撮影モードの動作に関わる構成要素のみを示している)である。図4はレーザ光源の駆動波形を示すタイミングチャートである。なお、以下の各図面においては、各構成要素を見やすくするため、各構成要素間の寸法の縮尺などは適宜異ならせてある。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The projector according to the present embodiment is an example of a projector that uses a DMD (reflection type light modulation device) as a light modulation device and has both a projection mode and a photographing mode.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of each unit in the projection mode (only the components related to the operation in the projection mode are shown), and FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of each unit in the shooting mode (shooting). Only the components related to the operation of the mode are shown). FIG. 4 is a timing chart showing drive waveforms of the laser light source. In the following drawings, the scales of dimensions between the components are appropriately changed in order to make the components easy to see.

本実施形態のプロジェクタ1は、図1に示すように、照明装置2と、DMD3(光変調装置、反射ミラーアレイ)と、投写・対物レンズ4(投写・対物光学系)と、電荷結合素子5(Charge Coupled Device,以下、CCDと略記する、撮像装置、固体撮像素子)と、結像レンズ6(結像光学系)と、筐体7とを備えている。照明装置2は、投写モードにおいてDMD3を照明する光を射出するものである。DMD3は、照明装置2から入射される光を反射する際に入射光の光路を偏向することで入射光の変調を行うものである。投写・対物レンズ4は、DMD3によって変調された光をスクリーン(被投写面)上に投写する一方、外部の被写体からの光を取り込んでDMD3上に被写体の像を結像させるためのレンズである。CCD5は、撮影モードにおいてDMD3上の被写体の像を撮像するものである。結像レンズ6は、DMD3上の被写体の像をCCD5上に結像させるためのレンズである。   As shown in FIG. 1, the projector 1 of the present embodiment includes an illumination device 2, a DMD 3 (light modulation device, reflection mirror array), a projection / objective lens 4 (projection / objective optical system), and a charge coupled device 5. (Charge Coupled Device, hereinafter abbreviated as CCD, imaging device, solid-state imaging device), imaging lens 6 (imaging optical system), and housing 7 are provided. The illumination device 2 emits light that illuminates the DMD 3 in the projection mode. The DMD 3 modulates incident light by deflecting the optical path of incident light when reflecting light incident from the illumination device 2. The projection / objective lens 4 is a lens for projecting light modulated by the DMD 3 onto a screen (projection surface), and capturing light from an external subject to form an image of the subject on the DMD 3. . The CCD 5 captures an image of a subject on the DMD 3 in the shooting mode. The imaging lens 6 is a lens for forming an image of a subject on the DMD 3 on the CCD 5.

照明装置2は、レーザ光源部8と、光ファイバー9と、ロッドインテグレータ10(均一照明系)と、拡大レンズ11とを備えている。レーザ光源部8は、各々が異なる波長域の光、すなわち異なる色の光を射出する複数のレーザ光源12R,12G,12Bを有している。本実施形態の場合、複数のレーザ光源12R,12G,12Bは赤色光(R光)、緑色光(G光)、青色光(B光)をそれぞれ射出するレーザ光源である。上記の各色光の波長域は、例えばR光が580〜780nm、G光が480〜580nm、B光が380〜480nmである。ただし、この波長域の区分はほんの一例であり、これに限定されるものではない。   The illumination device 2 includes a laser light source unit 8, an optical fiber 9, a rod integrator 10 (uniform illumination system), and a magnifying lens 11. The laser light source unit 8 includes a plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B that each emit light of different wavelength ranges, that is, light of different colors. In the present embodiment, the plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B are laser light sources that emit red light (R light), green light (G light), and blue light (B light), respectively. The wavelength range of each color light is, for example, 580 to 780 nm for R light, 480 to 580 nm for G light, and 380 to 480 nm for B light. However, the division of the wavelength range is only an example, and the present invention is not limited to this.

レーザ光源部8において、複数のレーザ光源12R,12G,12Bはまとめて配置されており、これら複数のレーザ光源12R,12G,12Bを冷却するための冷却装置13が複数のレーザ光源12R,12G,12Bに近接して配置されている。冷却装置13は、例えば水冷型、空冷型等、冷却の方式を問わず、各種のものを用いることができる。また、複数のレーザ光源12R,12G,12Bから射出される色光を合成する光合波器14(光合成手段)が設けられ、光合波器14により複数の色光が合成される。光合波器14にはスペックルキャンセラー(図示せず)が内蔵されており、スペックルキャンセラーによって可干渉性の高いレーザ光同士を合成する際のスペックルの発生が抑えられる。   In the laser light source unit 8, a plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B are arranged together, and a cooling device 13 for cooling the plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B is provided with a plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B. It is arranged close to 12B. As the cooling device 13, various types of cooling devices such as a water cooling type and an air cooling type can be used regardless of the cooling method. In addition, an optical combiner 14 (light combining means) that combines color lights emitted from the plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B is provided, and the plurality of color lights are combined by the optical combiner 14. The optical multiplexer 14 has a built-in speckle canceller (not shown), and the speckle canceller suppresses the generation of speckle when combining highly coherent laser beams.

光合波器14の出力端には光ファイバー9の一端が接続されており、光ファイバー9の他端にはロッドインテグレータ10が接続されている。ロッドインテグレータ10の光射出側には拡大レンズ11が配置されている。以上の構成により、複数のレーザ光源12R,12G,12Bから射出される色光が光合波器14で合成された後、1本の光ファイバー9によってロッドインテグレータ10に入射される。そして、各色光は、ロッドインテグレータ10によって照度が均一化されると同時に、DMD3の光入射面の形状に合致するように矩形変換された後、拡大レンズ11によってDMD3の光入射面に伝達される。   One end of an optical fiber 9 is connected to the output end of the optical multiplexer 14, and a rod integrator 10 is connected to the other end of the optical fiber 9. A magnifying lens 11 is disposed on the light exit side of the rod integrator 10. With the above configuration, the color lights emitted from the plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B are combined by the optical multiplexer 14 and then incident on the rod integrator 10 by the single optical fiber 9. Each color light is uniformized in illuminance by the rod integrator 10 and simultaneously converted into a rectangular shape so as to match the shape of the light incident surface of the DMD 3 and then transmitted to the light incident surface of the DMD 3 by the magnifying lens 11. .

DMD3は、各画素に対応する位置にマイクロミラー16を備えた反射型光変調素子であり、静電力等によりマイクロミラー16を駆動して反射角度を変更することによって射出光(反射光)の輝度を変調する。DMD3では、マイクロミラー16の下方に信号線、駆動トランジスタ等の遮光部位が作り込まれるので、開口率(単位画素領域において光利用が可能な領域の割合)が大きく、モアレも目立ちにくいという特徴を有している。DMD3は、画素を構成するマイクロミラー16が変調信号に応じて個別に変位して光の反射方向を制御する。言い換えると、DMD3は、投写・対物レンズ4へ光が入射される状態(以下、ON状態という)と入射されない状態(以下、OFF状態という)とをスイッチングして各状態の時間を制御することによって入射光の輝度変調を行う。したがって、DMD3はON状態、OFF状態の2値の制御を行っており、装置外部から投写・対物レンズ4を経て入射する光から見ると、全てのマイクロミラー16がON状態にあるときの反射光の光路上に照明装置2が配置される一方、全てのマイクロミラー16がOFF状態にあるときの反射光の光路上にCCD5が配置されている。   The DMD 3 is a reflection type light modulation element provided with a micromirror 16 at a position corresponding to each pixel, and the brightness of the emitted light (reflected light) is changed by driving the micromirror 16 with an electrostatic force or the like to change the reflection angle. Modulate. The DMD 3 is characterized in that a light shielding portion such as a signal line and a driving transistor is formed below the micromirror 16, so that an aperture ratio (a ratio of a region where light can be used in a unit pixel region) is large and moire is not conspicuous. Have. In the DMD 3, the micromirrors 16 constituting the pixels are individually displaced according to the modulation signal to control the light reflection direction. In other words, the DMD 3 controls the time of each state by switching between a state in which light is incident on the projection / objective lens 4 (hereinafter referred to as an ON state) and a state in which light is not incident (hereinafter referred to as an OFF state). Performs luminance modulation of incident light. Therefore, the DMD 3 performs binary control of the ON state and the OFF state, and when viewed from the light incident through the projection / objective lens 4 from the outside of the apparatus, the reflected light when all the micromirrors 16 are in the ON state. On the other hand, the illuminating device 2 is arranged on the optical path, while the CCD 5 is arranged on the optical path of the reflected light when all the micromirrors 16 are in the OFF state.

本実施形態のCCD5には、所定の画素数の多数の撮像素子を有する従来一般のCCDを用いることができる。なお、撮像装置として、CCDの他、撮像管、CMOSセンサーアレイ等を用いることもできる。CCD5の光入射側には、図示しないカラーフィルターが設けられている。   As the CCD 5 of this embodiment, a conventional general CCD having a large number of imaging elements with a predetermined number of pixels can be used. In addition to the CCD, an imaging tube, a CMOS sensor array, or the like can be used as the imaging device. A color filter (not shown) is provided on the light incident side of the CCD 5.

投写・対物レンズ4は、ズーム機能とフォーカシング機能と可変絞り機能とを有している。投写・対物レンズ4がズーム機能、フォーカシング機能に加えて、可変絞り機能を備えたことによって、後述する撮影モードにおいて被写体の明るさが大きく変わる場合でも最適な条件で撮影を実施することができる。
結像レンズ6は、DMD3上の像をCCD5の撮像素子上に結像するように、その焦点位置が固定されている。あるいは、結像レンズ6の焦点位置が可変であってもよい。
The projection / objective lens 4 has a zoom function, a focusing function, and a variable aperture function. Since the projection / objective lens 4 has a variable aperture function in addition to the zoom function and the focusing function, shooting can be performed under optimum conditions even when the brightness of the subject changes greatly in a shooting mode to be described later.
The focal point of the imaging lens 6 is fixed so that the image on the DMD 3 is formed on the image sensor of the CCD 5. Alternatively, the focal position of the imaging lens 6 may be variable.

投写モードにおいては、照明装置2の3つのレーザ光源12R,12G,12BがそれぞれR光、G光、B光を時間順次に射出する構成となっている。すなわち、図4に示すように、1フレーム期間が3分割され、1/3フレーム期間毎にR光、G光、B光が順次射出される。この各色光が、光合波器14、光ファイバー9、ロッドインテグレータ10、拡大レンズ11を経てDMD3に照射される。よって、DMD3側も1/3フレーム期間毎に各色光に対応する画像を生成すべく、駆動信号に基づいて各マイクロミラー16が駆動される。このように、本実施形態のプロジェクタ1は、いわゆる色順次(カラーシーケンシャル)方式のプロジェクタである。   In the projection mode, the three laser light sources 12R, 12G, and 12B of the illumination device 2 are configured to emit R light, G light, and B light sequentially in time. That is, as shown in FIG. 4, one frame period is divided into three, and R light, G light, and B light are sequentially emitted every 1/3 frame period. Each color light is irradiated to the DMD 3 through the optical multiplexer 14, the optical fiber 9, the rod integrator 10, and the magnifying lens 11. Therefore, each micromirror 16 is driven based on the drive signal so that the DMD 3 also generates an image corresponding to each color light every 1/3 frame period. As described above, the projector 1 according to this embodiment is a so-called color sequential projector.

照明装置2からの光がDMD3上に照射される際には、図2に示すように、DMD3の各画素に対応するマイクロミラー16が、画素毎にON状態あるいはOFF状態となるように異なる方向を向く。ON状態にあるマイクロミラー16aで反射した光は投写・対物レンズ4へ入射され、OFF状態にあるマイクロミラー16bで反射した光は投写・対物レンズ4へ入射されないようになっている。すなわち、ON状態の画素が明状態、OFF状態の画素が暗状態とすると、DMD3は駆動信号に応じて画素毎に明状態、暗状態を制御することで1/3フレーム期間に各色光に対応した画像を生成する。そして、DMD3上に生成された画像が投写・対物レンズ4によってスクリーン18上に投写される。ユーザは、網膜上での各色光毎の画像の積分効果によってフルカラーの画像を見ることができる。   When the light from the illuminating device 2 is irradiated onto the DMD 3, as shown in FIG. 2, the micromirrors 16 corresponding to the respective pixels of the DMD 3 are in different directions so that each pixel is turned on or off. Facing. Light reflected by the micromirror 16 a in the ON state is incident on the projection / objective lens 4, and light reflected by the micromirror 16 b in the OFF state is not incident on the projection / objective lens 4. That is, when the ON state pixel is in the bright state and the OFF state pixel is in the dark state, the DMD 3 controls each color light in the 1/3 frame period by controlling the bright state and the dark state for each pixel according to the drive signal. Generated image. Then, the image generated on the DMD 3 is projected on the screen 18 by the projection / objective lens 4. The user can see a full-color image by the integration effect of the image for each color light on the retina.

一方、撮影モードにおいては、図3に示すように、装置外部の任意の被写体Mからの光が投写・対物レンズ4を介して取り込まれ、DMD3上に結像することによって、被写体Mの像がDMD3上に生成される。撮影モードにおいては、投写モードと異なり、DMD3の各画素に対応するマイクロミラー16は全てOFF状態となるように設定されている。したがって、投写モードの場合と異なる光の経路を辿って、投写・対物レンズ4から入射された光がDMD3上のOFF状態のマイクロミラー16上に結像され、被写体Mの像がマイクロミラー16上に形成される。このとき、投写・対物レンズ4に備えられた手動フォーカシング機能、あるいは自動フォーカシング機能によって、被写体Mの像はCCD5上ではなく、DMD3上にフォーカシングされる。さらに、マイクロミラー16で反射した光が結像レンズ6によってCCD5の撮像素子上に結像されることにより、CCD5がDMD3上の被写体Mの像を撮像する。   On the other hand, in the shooting mode, as shown in FIG. 3, light from an arbitrary subject M outside the apparatus is taken in via the projection / objective lens 4 and formed on the DMD 3 to form an image of the subject M. Generated on DMD3. In the shooting mode, unlike the projection mode, all the micromirrors 16 corresponding to the respective pixels of the DMD 3 are set to be in the OFF state. Therefore, following the light path different from that in the projection mode, the light incident from the projection / objective lens 4 is imaged on the micromirror 16 in the OFF state on the DMD 3, and the image of the subject M is on the micromirror 16. Formed. At this time, the image of the subject M is focused not on the CCD 5 but on the DMD 3 by the manual focusing function or the automatic focusing function provided in the projection / objective lens 4. Further, the light reflected by the micromirror 16 is imaged on the image sensor of the CCD 5 by the imaging lens 6, so that the CCD 5 captures an image of the subject M on the DMD 3.

本実施形態のプロジェクタ1は、投写モードでは、DMD3の各マイクロミラー16が照明装置2からの光を画素毎に異なる方向に偏向させることで光の変調が行なわれ、DMD3上に所定の画像が生成される。そして、投写・対物レンズ4によりDMD3上の像がスクリーン18上に投写され、ユーザは画像を鑑賞することができる。一方、撮影モードでは、投写・対物レンズ4によって被写体Mからの光が取り込まれ、DMD3上に被写体Mの像が結像される。そして、CCD5がDMD3上の被写体Mの像を撮像する。ここで、DMD3上の被写体Mの像をCCD5上に結像させる結像レンズ6が備えられているため、CCD5はDMD3上の被写体Mの像を鮮明に撮像することができる。よって、結像光学系を持たない上記特許文献1のプロジェクタと異なり、十分に解像度の高い撮像機能を備えたプロジェクタを実現することができる。   In the projector 1 of the present embodiment, in the projection mode, each micromirror 16 of the DMD 3 modulates light by deflecting light from the illumination device 2 in different directions for each pixel, and a predetermined image is displayed on the DMD 3. Generated. Then, the image on the DMD 3 is projected on the screen 18 by the projection / objective lens 4 so that the user can view the image. On the other hand, in the shooting mode, light from the subject M is captured by the projection / objective lens 4 and an image of the subject M is formed on the DMD 3. Then, the CCD 5 captures an image of the subject M on the DMD 3. Here, since the imaging lens 6 that forms an image of the subject M on the DMD 3 on the CCD 5 is provided, the CCD 5 can clearly capture the image of the subject M on the DMD 3. Therefore, unlike the projector of Patent Document 1 that does not have an imaging optical system, it is possible to realize a projector having an imaging function with sufficiently high resolution.

また、本実施形態においては、光変調装置として反射型光変調装置の一種であるDMD3を用い、DMD3のOFF状態を利用してDMD3からの反射光をCCD5に入射させるという構成を採用している。この構成によれば、DMD3による光の反射方向(ON状態、OFF状態)を制御するのみで投写モードと撮影モードを切り替えることができるため、装置構成が簡単になる。さらに、照明装置がレーザ光源12R,12G,12Bから構成されている点、1個のDMD3のみを用いた色順次方式である点なども相俟って、装置の小型化、軽量化を図ることができる。   Further, in the present embodiment, a configuration is adopted in which DMD3 which is a kind of reflection type light modulation device is used as the light modulation device, and reflected light from DMD3 is made incident on CCD 5 using the OFF state of DMD3. . According to this configuration, since the projection mode and the photographing mode can be switched only by controlling the light reflection direction (ON state, OFF state) by the DMD 3, the apparatus configuration is simplified. In addition, the lighting device is composed of laser light sources 12R, 12G, and 12B, and the color sequential method using only one DMD 3 is used to reduce the size and weight of the device. Can do.

また、本実施形態においては、照明装置2が均一照明系であるロッドインテグレータ10を備え、レーザ光源12R,12G,12Bからの光が光ファイバー9を介してロッドインテグレータ10に導入される構成となっている。そのため、光ファイバー9からなる光の導入路がフレキシブルなものとなるため、各部品の配置の自由度が増し、装置設計が容易になるとともに、装置の小型化に寄与することができる。さらに、複数のレーザ光源12R,12G,12Bからの光が光ファイバー9に導入される前に光合波器14により合成されるため、光ファイバー9が1本で済み、装置構成が簡単になる。また、光合波器14がスペックルキャンセラーを備えたことで、可干渉性の高いレーザ光源を用いていてもスペックル(干渉縞によるぎらつき)の発生を抑えることができる。   In the present embodiment, the illumination device 2 includes the rod integrator 10 that is a uniform illumination system, and light from the laser light sources 12R, 12G, and 12B is introduced into the rod integrator 10 through the optical fiber 9. Yes. Therefore, since the light introduction path made of the optical fiber 9 becomes flexible, the degree of freedom of arrangement of each component is increased, the device design is facilitated, and the device can be reduced in size. Furthermore, since the light from the plurality of laser light sources 12R, 12G, and 12B is combined by the optical multiplexer 14 before being introduced into the optical fiber 9, only one optical fiber 9 is required, and the apparatus configuration is simplified. In addition, since the optical multiplexer 14 includes a speckle canceller, it is possible to suppress the occurrence of speckle (glaring due to interference fringes) even when a highly coherent laser light source is used.

[第2の実施の形態]
以下、本発明の第2の実施の形態を図5〜図7を参照して説明する。
第1実施形態のプロジェクタが光変調装置に反射型の光変調装置(DMD)を用いていたのに対し、本実施形態のプロジェクタは光変調装置に透過型の光変調装置を用いた点が異なっている。
図5は本実施形態のプロジェクタの概略構成図である。図6は透過型光変調装置の部分だけを抜き出して示す概略構成図、図7は透過型光変調装置の変形例を示す概略構成図である。なお、これらの図において、第1実施形態の図1〜図4と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The projector according to the first embodiment uses a reflection type light modulation device (DMD) as the light modulation device, whereas the projector according to the present embodiment uses a transmission type light modulation device as the light modulation device. ing.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the projector according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing only a portion of the transmissive light modulation device, and FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a modification of the transmissive light modulation device. In these drawings, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1 to 4 of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

第1実施形態のプロジェクタ1は、図1に示すように、DMD3のマイクロミラー16が設けられた側に照明装置2、投写・対物レンズ4、CCD5、結像レンズ6等の全ての光学部品が配置されていた。これに対して、本実施形態のプロジェクタ21は、図5に示すように、透過型光変調装置22を中心としてみると、一方の側に照明装置2、CCD5、結像レンズ6等が配置され、他方の側に投写・対物レンズ4が配置されている。本実施形態の場合、透過型光変調装置22と照明装置2との位置関係は、透過型光変調装置22の中心を通る法線H1と照明装置2から射出される光線の中心軸L1とがほぼ一致するように配置されている。透過型光変調装置22の内部構成については後述するが、本実施形態の場合、液晶ライトバルブと複屈折結晶とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the projector 1 of the first embodiment has all the optical components such as the illumination device 2, the projection / objective lens 4, the CCD 5, and the imaging lens 6 on the side where the micromirror 16 of the DMD 3 is provided. Had been placed. On the other hand, as shown in FIG. 5, the projector 21 of the present embodiment has the illuminating device 2, the CCD 5, the imaging lens 6 and the like arranged on one side when viewed from the center of the transmissive light modulation device 22. The projection / objective lens 4 is disposed on the other side. In the case of this embodiment, the positional relationship between the transmissive light modulator 22 and the illumination device 2 is such that the normal H1 passing through the center of the transmissive light modulator 22 and the central axis L1 of the light beam emitted from the illuminator 2 are. They are arranged so that they almost match. The internal configuration of the transmissive light modulation device 22 will be described later. In the case of this embodiment, the transmissive light modulation device 22 includes a liquid crystal light valve and a birefringent crystal.

透過型光変調装置22の動作についても後述するが、透過型光変調装置22がON状態のとき、照明装置2から透過型光変調装置22に入射された光は透過型光変調装置22の内部をほぼ直進して投写・対物レンズ4に入射される。一方、透過型光変調装置22がOFF状態のとき、照明装置2から透過型光変調装置22に入射された光は透過型光変調装置22の内部で偏向され、投写・対物レンズ4に入射されない位置に射出される。透過型光変調装置22がOFF状態のときに光が射出される方向を2点鎖線の矢印Aoffで示すと、矢印Aoffを逆方向に延長した延長線上にCCD5と結像レンズ6とが配置されている。照明装置2、投写・対物レンズ4、CCD5、結像レンズ6等の各光学部品の役割は第1実施形態と同様である。   The operation of the transmissive light modulator 22 will also be described later. When the transmissive light modulator 22 is in the ON state, the light incident on the transmissive light modulator 22 from the illumination device 2 is inside the transmissive light modulator 22. Is substantially straight and enters the projection / objective lens 4. On the other hand, when the transmissive light modulator 22 is in the OFF state, the light incident on the transmissive light modulator 22 from the illumination device 2 is deflected inside the transmissive light modulator 22 and is not incident on the projection / objective lens 4. Injected into position. When the direction in which light is emitted when the transmissive light modulator 22 is in the OFF state is indicated by a two-dot chain line arrow Aoff, the CCD 5 and the imaging lens 6 are arranged on an extension line extending the arrow Aoff in the reverse direction. ing. The roles of the optical components such as the illumination device 2, the projection / objective lens 4, the CCD 5, and the imaging lens 6 are the same as those in the first embodiment.

次に、透過型光変調装置22の構成について説明する。
本実施形態の透過型光変調装置22は、図6に示すように、液晶ライトバルブ23(偏光制御素子)と複屈折結晶24(複屈折素子)とを有しており、照明装置2からの光が入射される側(図における下側)から液晶ライトバルブ23、複屈折結晶24の順に配置されている。液晶ライトバルブ23は、例えばTN(Twisted Nematic)モード、垂直配向モード等の液晶パネルであり、液晶の配向状態によって透過光の偏光状態を制御する。また、複屈折結晶24は、例えば方解石のような光学的異方性を有する結晶であり、入射光の偏光状態に応じて光を偏向させて異なる方向に向けて射出する。
Next, the configuration of the transmissive light modulation device 22 will be described.
As shown in FIG. 6, the transmissive light modulation device 22 according to the present embodiment includes a liquid crystal light valve 23 (polarization control element) and a birefringent crystal 24 (birefringence element). The liquid crystal light valve 23 and the birefringent crystal 24 are arranged in this order from the light incident side (lower side in the figure). The liquid crystal light valve 23 is a liquid crystal panel such as a TN (Twisted Nematic) mode or a vertical alignment mode, and controls the polarization state of transmitted light according to the alignment state of the liquid crystal. The birefringent crystal 24 is a crystal having optical anisotropy such as calcite, for example, and deflects light according to the polarization state of incident light and emits it in different directions.

本実施形態の場合、照明装置2から射出されるのはレーザ光源の光であるから、液晶ライトバルブ23の入射側に偏光板がなくても、液晶ライトバルブ23には一定方向の直線偏光が入射される。したがって、投写モードにおいて、図6の右側に示すように、例えば紙面に垂直な偏光方向を持つ光(この偏光方向の光をS偏光とする)が液晶ライトバルブ23に入射されると仮定する。このとき、液晶ライトバルブ23で液晶の配向状態を制御することにより、S偏光をS偏光のまま射出させるか、S偏光を紙面に平行な偏光方向を持つ光(この偏光方向の光をP偏光とする)に変換して射出させるかを切り替える。次に、複屈折結晶24は、入射光がP偏光であればその光を直進させる一方、入射光がS偏光であればその光を所定の角度だけ偏向させる。この例においては、液晶ライトバルブ23がS偏光をP偏光に変換したときに液晶ライトバルブ23からの射出光が複屈折結晶24を経て投写・対物レンズ4に入射される(ON状態)一方、液晶ライトバルブ23がS偏光をそのまま射出させるときには液晶ライトバルブ23からの射出光は複屈折結晶24で偏向されて投写・対物レンズ4には入射されない(OFF状態)。このようにして、透過型光変調装置22は入射光を変調し、画像を生成する。   In the case of the present embodiment, since the light emitted from the illumination device 2 is the light of the laser light source, even if there is no polarizing plate on the incident side of the liquid crystal light valve 23, the liquid crystal light valve 23 has linearly polarized light in a certain direction. Incident. Therefore, in the projection mode, as shown on the right side of FIG. 6, for example, it is assumed that light having a polarization direction perpendicular to the paper surface (light in this polarization direction is S-polarized light) is incident on the liquid crystal light valve 23. At this time, by controlling the alignment state of the liquid crystal with the liquid crystal light valve 23, S-polarized light is emitted as S-polarized light or light having a polarization direction parallel to the paper surface (light of this polarization direction is converted into P-polarized light). Switch to whether to inject. Next, the birefringent crystal 24 straightens the light if the incident light is P-polarized light, and deflects the light by a predetermined angle if the incident light is S-polarized light. In this example, when the liquid crystal light valve 23 converts S-polarized light to P-polarized light, the light emitted from the liquid crystal light valve 23 enters the projection / objective lens 4 through the birefringent crystal 24 (ON state), When the liquid crystal light valve 23 emits S-polarized light as it is, the light emitted from the liquid crystal light valve 23 is deflected by the birefringent crystal 24 and is not incident on the projection / objective lens 4 (OFF state). In this way, the transmissive light modulator 22 modulates incident light and generates an image.

一方、撮影モードでは投写モードとは逆に、被写体からの光は複屈折結晶24、液晶ライトバルブ23の順に透過する。投写・対物レンズ4を経て入射される被写体からの光は自然光であるから、ランダム偏光光(S偏光とP偏光とが混在した光)である。したがって、図6の左側に示すように、S偏光とP偏光とが混在した光が複屈折結晶24に入射されると、P偏光成分は複屈折結晶24の内部を直進する一方、S偏光成分は所定の角度だけ偏向する。ここで、撮影モードにおいては入射光がその偏光状態を維持したまま射出するように液晶ライトバルブ23の配向状態を制御しておく。すると、複屈折結晶24からの光は液晶ライトバルブ23を透過し、P偏光成分は照明装置2側に導かれるが、S偏光成分は結像レンズ6およびCCD5側に向けて射出される。この光は結像レンズ6によりCCD5上に結像される。このようにして、CCD5が被写体の像を撮像する。   On the other hand, in the photographing mode, contrary to the projection mode, light from the subject is transmitted through the birefringent crystal 24 and the liquid crystal light valve 23 in this order. Since the light from the subject incident through the projection / objective lens 4 is natural light, it is randomly polarized light (light in which S-polarized light and P-polarized light are mixed). Therefore, as shown on the left side of FIG. 6, when light in which S-polarized light and P-polarized light are mixed is incident on the birefringent crystal 24, the P-polarized component travels straight inside the birefringent crystal 24, while the S-polarized component. Is deflected by a predetermined angle. Here, in the photographing mode, the alignment state of the liquid crystal light valve 23 is controlled so that incident light is emitted while maintaining its polarization state. Then, the light from the birefringent crystal 24 passes through the liquid crystal light valve 23 and the P-polarized component is guided to the illumination device 2 side, while the S-polarized component is emitted toward the imaging lens 6 and the CCD 5 side. This light is imaged on the CCD 5 by the imaging lens 6. In this way, the CCD 5 captures an image of the subject.

本実施形態のプロジェクタ21においても、小型、軽量で高解像度の撮像機能を備えたプロジェクタを実現できる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。また、反射型光変調装置を用いた第1実施形態の場合と異なり、透過型光変調装置22を中心として投写・対物レンズ4を配置した側と反対側に、照明装置2や結像レンズ6、CCD5等を配置することができる。そのため、これら光学部品の配置の自由度が大きくなり、装置設計が容易になる。   The projector 21 according to the present embodiment can achieve the same effect as that of the first embodiment, such that a projector having a small size, a light weight, and a high resolution imaging function can be realized. Unlike the case of the first embodiment using the reflection type light modulation device, the illumination device 2 and the imaging lens 6 are arranged on the opposite side to the side on which the projection / objective lens 4 is arranged with the transmission type light modulation device 22 as the center. CCD5 etc. can be arranged. Therefore, the degree of freedom of arrangement of these optical components is increased, and device design is facilitated.

なお、本実施形態では照明装置2がレーザ光源12R,12G,12Bを有する場合として説明したが、レーザ光源以外のランダム偏光光を射出する光源を用いた場合、透過型光変調装置の構成が変わってくる。その構成を図7に示す。図7の透過型光変調装置26は、照明装置2からの光が入射される側(図における下側)から偏光板27、視角補償板28a、液晶ライトバルブ23、視角補償板28b、複屈折結晶24の順に配置されている。   In this embodiment, the illumination device 2 has been described as having the laser light sources 12R, 12G, and 12B. However, when a light source that emits randomly polarized light other than the laser light source is used, the configuration of the transmissive light modulator changes. Come. The configuration is shown in FIG. 7 includes a polarizing plate 27, a viewing angle compensation plate 28a, a liquid crystal light valve 23, a viewing angle compensation plate 28b, and birefringence from the side on which light from the illumination device 2 is incident (the lower side in the drawing). The crystals 24 are arranged in this order.

本構成例の場合、投写モードにおいて、照明装置2から射出されるのはランダム偏光光であるが、液晶ライトバルブ23の入射側に偏光板27が配置されているため、この光のうち、例えばS偏光が偏光板27(偏光板27の透過軸を紙面と垂直方向とする)を透過する。以降、光が複屈折結晶24を透過するまでの作用は上述の図6の場合と同様である。一方、撮影モードにおいても、光が液晶ライトバルブ23を射出するまでの作用は上述の図6の場合と同様である。その後、液晶ライトバルブ23の内部を直進したP偏光成分は偏光板27で吸収されるが、S偏光成分は偏光板27を透過し、結像レンズ6およびCCD5側に向けて射出される。この光は結像レンズ6によってCCD5上に結像される。このようにして、CCD5が被写体の像を撮像する。また、S偏光成分は複屈折結晶24で偏向された後、液晶ライトバルブ23の内部を斜めに透過することになるが、液晶ライトバルブ23の入射側、射出側にそれぞれ視角補償板28a,28bが備えられているため、S偏光が維持される。なお、投写モードにおいては、照明装置2からの光は液晶ライトバルブ23に対してほぼ垂直に入射されるため、視角補償板28a,28bは特に機能しない。このように、ランダム偏光光を射出する光源を用いた場合であっても、透過型光変調装置を採用することが可能である。   In the case of this configuration example, in the projection mode, the light emitted from the illumination device 2 is randomly polarized light. However, since the polarizing plate 27 is disposed on the incident side of the liquid crystal light valve 23, among these lights, for example, S-polarized light is transmitted through the polarizing plate 27 (the transmission axis of the polarizing plate 27 is perpendicular to the paper surface). Thereafter, the operation until the light passes through the birefringent crystal 24 is the same as in the case of FIG. On the other hand, also in the photographing mode, the operation until the light exits the liquid crystal light valve 23 is the same as in the case of FIG. Thereafter, the P-polarized light component traveling straight through the liquid crystal light valve 23 is absorbed by the polarizing plate 27, but the S-polarized light component is transmitted through the polarizing plate 27 and emitted toward the imaging lens 6 and the CCD 5 side. This light is imaged on the CCD 5 by the imaging lens 6. In this way, the CCD 5 captures an image of the subject. The S-polarized component is deflected by the birefringent crystal 24 and then obliquely transmits the liquid crystal light valve 23. The viewing angle compensators 28a and 28b are respectively provided on the incident side and the exit side of the liquid crystal light valve 23. Is maintained, S polarization is maintained. In the projection mode, the light from the illumination device 2 is incident on the liquid crystal light valve 23 substantially perpendicularly, so that the viewing angle compensation plates 28a and 28b do not particularly function. Thus, even when a light source that emits randomly polarized light is used, a transmissive light modulation device can be employed.

[第3の実施の形態]
以下、本発明の第3の実施の形態を図8、図9を参照して説明する。
第1、第2実施形態のプロジェクタが単色光を射出するレーザ光源を用いていたのに対し、本実施形態のプロジェクタは白色光を射出する光源を用いた点が異なっている。また、光変調装置にDMD(反射型光変調装置)を用いた点は第1実施形態と同様である。
図8は本実施形態のプロジェクタの概略構成図である。図9は同プロジェクタに用いる回転カラーホイールの平面図である。なお、これらの図において、第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The projector of the first and second embodiments uses a laser light source that emits monochromatic light, whereas the projector of the present embodiment is different in that a light source that emits white light is used. The point that a DMD (reflection type light modulation device) is used for the light modulation device is the same as that of the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the projector according to the present embodiment. FIG. 9 is a plan view of a rotating color wheel used in the projector. In these drawings, the same components as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態のプロジェクタ31は、図8に示すように、照明装置32と、DMD3と、投写・対物レンズ4(投写・対物光学系)と、CCD33(固体撮像素子)と、結像レンズ6(結像光学系)とを備えている。なお、図8では筐体の図示を省略している。また、照明装置32は、白色光源34と、集光レンズ35と、回転カラーホイール36と、光ファイバー9と、ロッドインテグレータ10(均一照明系)と、拡大レンズ11とを備えている。白色光源34は、例えば超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプのような白色光を射出可能な光源である。白色光源34から射出された白色光は集光レンズ35によって回転カラーホイール36上に集光される。   As shown in FIG. 8, the projector 31 of the present embodiment includes an illumination device 32, a DMD 3, a projection / objective lens 4 (projection / objective optical system), a CCD 33 (solid-state imaging device), and an imaging lens 6 ( Imaging optical system). In addition, illustration of a housing | casing is abbreviate | omitted in FIG. The illumination device 32 includes a white light source 34, a condenser lens 35, a rotating color wheel 36, an optical fiber 9, a rod integrator 10 (uniform illumination system), and a magnifying lens 11. The white light source 34 is a light source capable of emitting white light, such as an ultra-high pressure mercury lamp or a halogen lamp. White light emitted from the white light source 34 is condensed on the rotating color wheel 36 by the condenser lens 35.

回転カラーホイール36は、図9に示すように、略等しい面積のR,G,Bのカラーフィルター37R,37G,37Bを備えた円盤38がモータ39によって回転軸40を中心として回転する構成となっている。よって、投写モードにおいて、白色光源34から射出された白色光は集光レンズ35を経て回転カラーホイール36を透過する際に時間的に色分離され、回転カラーホイール36からR光、G光、B光が順次射出される。図8に示すように、回転カラーホイール36の射出側には光ファイバー9の一端に設けられた受光部41が配置されている。回転カラーホイール36から射出された各色光は受光部41から光ファイバー9に導入され、ロッドインテグレータ10に入射される。そして、各色光は、ロッドインテグレータ10で照度が均一化されると同時に矩形状に変換された後、拡大レンズ11によってDMD3の光入射面に伝達される。   As shown in FIG. 9, the rotating color wheel 36 has a configuration in which a disk 38 having R, G, and B color filters 37 R, 37 G, and 37 B having substantially the same area is rotated about a rotating shaft 40 by a motor 39. ing. Therefore, in the projection mode, the white light emitted from the white light source 34 is temporally color-separated when passing through the rotating color wheel 36 through the condenser lens 35, and the R light, G light, B Light is emitted sequentially. As shown in FIG. 8, a light receiving portion 41 provided at one end of the optical fiber 9 is disposed on the emission side of the rotating color wheel 36. Each color light emitted from the rotating color wheel 36 is introduced into the optical fiber 9 from the light receiving unit 41 and is incident on the rod integrator 10. Each color light is converted into a rectangular shape at the same time as the illuminance is made uniform by the rod integrator 10, and then transmitted to the light incident surface of the DMD 3 by the magnifying lens 11.

図8に示すように、DMD3に対するロッドインテグレータ10、拡大レンズ11、投写・対物レンズ4、結像レンズ6、CCD33等の光学部品の配置は、第1実施形態と略同様である。ただし、本実施形態の場合、結像レンズ6とCCD33との間に上述の回転カラーホイール36が配置されている。図9に示すように、白色光源34とCCD33とは互いに干渉しない位置に配置されている。回転カラーホイール36は、投写モードのみならず、撮影モードにおいても回転するように構成されている。また本実施形態の場合、CCD33はカラーフィルターを備えていない。   As shown in FIG. 8, the arrangement of optical components such as the rod integrator 10, the magnifying lens 11, the projection / objective lens 4, the imaging lens 6, and the CCD 33 with respect to the DMD 3 is substantially the same as in the first embodiment. However, in the case of this embodiment, the above-described rotating color wheel 36 is disposed between the imaging lens 6 and the CCD 33. As shown in FIG. 9, the white light source 34 and the CCD 33 are arranged at positions that do not interfere with each other. The rotating color wheel 36 is configured to rotate not only in the projection mode but also in the shooting mode. In the present embodiment, the CCD 33 does not include a color filter.

投写モードにおいては、回転カラーホイール36が1フレーム期間に1回転している。したがって、照明装置2からR,G,Bの各色光が1/3フレーム期間毎に射出される。ここで、DMD3のON状態にあるマイクロミラー16で反射した光は投写・対物レンズ4へ入射され、OFF状態にあるマイクロミラー16で反射した光は投写・対物レンズ4へ入射されない。すなわち、DMD3は駆動信号に応じて画素毎に明状態、暗状態を制御することで1/3フレーム期間に各色光に対応した画像を生成する。そして、DMD3上の画像が投写・対物レンズ4によってスクリーン上に投写される。   In the projection mode, the rotating color wheel 36 rotates once in one frame period. Therefore, R, G, and B color lights are emitted from the illumination device 2 every 1/3 frame period. Here, the light reflected by the micromirror 16 in the ON state of the DMD 3 enters the projection / objective lens 4, and the light reflected by the micromirror 16 in the OFF state does not enter the projection / objective lens 4. That is, the DMD 3 generates an image corresponding to each color light in the 1/3 frame period by controlling the bright state and the dark state for each pixel according to the drive signal. The image on the DMD 3 is projected on the screen by the projection / objective lens 4.

一方、撮影モードにおいては、被写体からの光が投写・対物レンズ4によってDMD3上に結像され、被写体の像がDMD3上に生成される。撮影モードにおいては、DMD3の各マイクロミラー16は全てOFF状態となっており、投写・対物レンズ4から入射された光がDMD3上のOFF状態のマイクロミラー16上に結像され、被写体の像がマイクロミラー16上に形成される。そして、CCD33がDMD3上の被写体の像を撮像する。このとき、本実施形態において、回転カラーホイール36は撮影モードにおいても1フレーム期間に1回転している。したがって、CCD33は、DMD3上の被写体の像をR,G,Bの各色毎の画像として時分割で撮像する。   On the other hand, in the photographing mode, light from the subject is imaged on the DMD 3 by the projection / objective lens 4 and an image of the subject is generated on the DMD 3. In the photographing mode, all the micromirrors 16 of the DMD 3 are in the OFF state, and the light incident from the projection / objective lens 4 is imaged on the micromirror 16 in the OFF state of the DMD 3 so that the image of the subject is obtained. It is formed on the micromirror 16. Then, the CCD 33 captures an image of the subject on the DMD 3. At this time, in the present embodiment, the rotating color wheel 36 rotates once per frame period even in the photographing mode. Therefore, the CCD 33 takes an image of the subject on the DMD 3 as an image for each color of R, G, and B in a time division manner.

本実施形態のプロジェクタ31においても、小型、軽量で高解像度の撮像機能を備えたプロジェクタを実現できる、といった第1、第2実施形態と同様の効果が得られる。色順次方式の場合、異なる色の光を時分割で射出する複数のレーザ光源を備える第1、第2実施形態のような構成でも良いが、本実施形態のように、白色光源34を用い、その射出側に回転カラーホイール36を配置する構成を採用することもできる。本実施形態の場合、回転カラーホイール36がCCD33の光入射側に配置されており、被写体からの光を各色毎に時分割で取り込むため、CCD33がカラーフィルターを備えることなく、画素数を第1、第2実施形態に比べて1/3に減らすことができる。また、投写側と撮像側で回転カラーホイール36を共用しているため、回転カラーホイールが1個で済み、部品点数の低減と装置の小型化を図ることができる。   In the projector 31 of the present embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, such that a projector having a small size, a light weight, and a high resolution imaging function can be realized. In the case of the color sequential method, the configuration as in the first and second embodiments including a plurality of laser light sources that emit light of different colors in a time division manner may be used, but as in the present embodiment, a white light source 34 is used. It is also possible to employ a configuration in which the rotating color wheel 36 is arranged on the emission side. In the case of the present embodiment, the rotating color wheel 36 is disposed on the light incident side of the CCD 33, and the light from the subject is captured in time division for each color. Therefore, the CCD 33 does not include a color filter, and the number of pixels is the first. Compared to the second embodiment, it can be reduced to 1/3. Further, since the rotating color wheel 36 is shared on the projection side and the imaging side, only one rotating color wheel is required, and the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized.

[第4の実施の形態]
以下、本発明の第4の実施の形態を図10を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタの基本構成は第1実施形態のプロジェクタと同様であり、光学部品の筐体への収納構造が異なるのみである。
図10は本実施形態のプロジェクタの概略構成図である。図10において、第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projector according to this embodiment is the same as that of the projector according to the first embodiment, except that the storage structure of the optical component in the housing is different.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the projector according to the present embodiment. 10, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as FIG. 1 of 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態のプロジェクタ51は、図10に示すように、レーザ光源部8に電力を供給する電源部53を備え、ACアダプタ等を含む電源部53とレーザ光源部8とが第1の筐体54に収容されている。また、DMD3、DMD駆動回路55、投写・対物レンズ4、CCD5、結像レンズ6等が第1の筐体54とは別体の第2の筐体56に収容されている。そして、光ファイバー9によって第1の筐体54内のレーザ光源部8と第2の筐体56内のロッドインテグレータ10とが接続されている。   As shown in FIG. 10, the projector 51 of the present embodiment includes a power supply unit 53 that supplies power to the laser light source unit 8, and the power supply unit 53 including the AC adapter and the laser light source unit 8 include the first casing. 54. Further, the DMD 3, the DMD drive circuit 55, the projection / objective lens 4, the CCD 5, the imaging lens 6, and the like are housed in a second housing 56 that is separate from the first housing 54. The optical fiber 9 connects the laser light source unit 8 in the first housing 54 and the rod integrator 10 in the second housing 56.

一般に光源や電源部は熱を発生する一方、光変調装置、投写・対物光学系、撮像装置、結像光学系などはほとんど駆動のエネルギーを必要とせず、むしろ熱を受けない方が好ましい部品である。その点、本実施形態の構成であれば、レーザ光源部8と電源部53とが第1の筐体54に収容され、DMD3、投写・対物レンズ4、CCD5、結像レンズ6等の光学部品が第2の筐体56に収容されているため、第1の筐体54側の部品の冷却効率が良く、第2の筐体56側の部品の熱による悪影響を排除することができる。また、特に重量がある電源部53等が別体になることで光学系側の小型化、軽量化が図れるため、より携帯性に優れるものとなる。   In general, light sources and power supply units generate heat, while light modulators, projection / objective optical systems, imaging devices, imaging optical systems, etc. require almost no drive energy, but rather are components that should not receive heat. is there. In that respect, in the configuration of the present embodiment, the laser light source unit 8 and the power source unit 53 are accommodated in the first housing 54 and optical components such as the DMD 3, the projection / objective lens 4, the CCD 5, and the imaging lens 6. Is housed in the second housing 56, the cooling efficiency of the components on the first housing 54 side is good, and adverse effects due to the heat of the components on the second housing 56 side can be eliminated. In addition, since the power supply unit 53 and the like that are particularly heavy are separated, the optical system side can be reduced in size and weight, so that the portability is further improved.

また、異なる応用形態として、例えば第1の筐体と第2の筐体とを光ファイバーを内蔵したアームで連結しておき、第2の筐体側を机やテーブルに設置する一方、第1の筐体側を投写・対物レンズが下向きになるようにアームを介して空中に配置する構成とすることもできる。そして、この構成のプロジェクタを用いて、机上に画像を投写するとともに机上の書類等を撮影する、といったことも可能である。   As a different application mode, for example, the first casing and the second casing are connected by an arm incorporating an optical fiber, and the second casing side is installed on a desk or table, while the first casing is installed. It can also be set as the structure arrange | positioned in the air via an arm so that a projection and objective lens may face down. It is also possible to project an image on a desk and photograph a document on the desk using the projector having this configuration.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば第1実施形態では反射型光変調装置、第2実施形態では透過型光変調装置の例を示したが、その他、照明装置からの光を投写・対物光学系に向けて回折可能、かつ、投写・対物光学系を介して入射した被写体からの光を撮像装置に向けて回折可能な回折型光変調装置を用いることもできる。この構成においても、回折型光変調装置による光の回折方向を制御するのみで投写モードと撮影モードを切り替えることができるため、装置構成が簡単になる。また、光源としてはレーザ光源、ランプ光源の他、発光ダイオード(LED)等を用いることも可能である。その他、上記実施形態で例示した各種光学部品の具体的な構成については、適宜変更が可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first embodiment, an example of a reflection type light modulation device is shown. In the second embodiment, a transmission type light modulation device is shown, but in addition, the light from the illumination device can be diffracted toward the projection / objective optical system, and It is also possible to use a diffractive light modulator that can diffract light from a subject incident via a projection / objective optical system toward an imaging device. Also in this configuration, since the projection mode and the imaging mode can be switched only by controlling the light diffraction direction by the diffractive light modulator, the device configuration is simplified. In addition to a laser light source and a lamp light source, a light emitting diode (LED) can be used as the light source. In addition, the specific configurations of the various optical components exemplified in the above embodiment can be appropriately changed.

本発明の第1実施形態のプロジェクタの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of 1st Embodiment of this invention. 同プロジェクタの投写モードでの各部の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of each part in the projection mode of the projector. 同プロジェクタの撮影モードでの各部の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of each part in imaging | photography mode of the projector. 同プロジェクタのレーザ光源の駆動波形を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the drive waveform of the laser light source of the projector. 本発明の第2実施形態のプロジェクタの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of 2nd Embodiment of this invention. 同プロジェクタの透過型光変調装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the transmissive | pervious light modulation apparatus of the projector. 同透過型光変調装置の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the transmissive | pervious light modulation apparatus. 本発明の第3実施形態のプロジェクタの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of 3rd Embodiment of this invention. 同プロジェクタの回転カラーホイールの平面図である。It is a top view of the rotation color wheel of the projector. 本発明の第4実施形態のプロジェクタの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,21,31,51…プロジェクタ、2,32,52…照明装置、3…DMD(反射型光変調装置、反射ミラーアレイ)、4…投写・対物レンズ(投写・対物光学系)、5,33…CCD(撮像装置、固体撮像素子)、6…結像レンズ(結像光学系)、7…筐体、10…ロッドインテグレータ(均一照明系)、12R,12G,12B…レーザ光源、14…光合波器(光合成手段)、18…スクリーン(被投写面)、22,26…透過型光変調装置、23…液晶ライトバルブ(偏光制御素子)、24…複屈折結晶(複屈折素子)、34…白色光源、36…回転カラーホイール、53…電源部、54…第1の筐体、56…第2の筐体。   1, 2, 31, 51 ... projector, 2, 32, 52 ... illumination device, 3 ... DMD (reflection type light modulation device, reflection mirror array), 4 ... projection / objective lens (projection / objective optical system), 5, 33 ... CCD (imaging device, solid-state imaging device), 6 ... imaging lens (imaging optical system), 7 ... housing, 10 ... rod integrator (uniform illumination system), 12R, 12G, 12B ... laser light source, 14 ... Optical multiplexer (photosynthesis means), 18 ... screen (projection surface), 22, 26 ... transmissive light modulator, 23 ... liquid crystal light valve (polarization control element), 24 ... birefringent crystal (birefringent element), 34 ... White light source, 36 ... Rotating color wheel, 53 ... Power source, 54 ... First casing, 56 ... Second casing.

Claims (15)

光源を含む照明装置と、
前記照明装置から射出される光を第1の光路、第2の光路のいずれか一方に偏向させることで前記光の変調を行う光変調装置と、
前記第1の光路上に配置され、前記光変調装置によって変調された光を被投写面上に投写するとともに、外部の被写体からの光を取り込んで前記光変調装置上に前記被写体の像を結像させる投写・対物光学系と、
前記第2の光路上に配置され、前記光変調装置上の前記被写体の像を撮像する撮像装置と、
前記光変調装置上の前記被写体の像を前記撮像装置上に結像させる結像光学系と、を有することを特徴とする撮像機能を備えたプロジェクタ。
An illumination device including a light source;
A light modulation device that modulates the light by deflecting light emitted from the illumination device to one of a first optical path and a second optical path;
The light that is disposed on the first optical path and is modulated by the light modulation device is projected onto a projection surface, and light from an external subject is captured to form an image of the subject on the light modulation device. A projection / objective optical system,
An imaging device that is disposed on the second optical path and captures an image of the subject on the light modulation device;
A projector having an imaging function, comprising: an imaging optical system that forms an image of the subject on the light modulation device on the imaging device.
前記光変調装置が、前記照明装置からの光を前記投写・対物光学系に向けて反射可能、かつ、前記投写・対物光学系を介して入射した前記被写体からの光を前記撮像装置に向けて反射可能な反射型光変調装置であることを特徴とする請求項1に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The light modulation device is capable of reflecting light from the illumination device toward the projection / objective optical system, and directs light from the subject incident via the projection / objective optical system toward the imaging device. The projector with an imaging function according to claim 1, wherein the projector is a reflective light modulation device capable of reflecting. 前記反射型光変調装置が、複数の反射ミラーをアレイ状に配置した反射ミラーアレイであることを特徴とする請求項2に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The projector having an imaging function according to claim 2, wherein the reflection type light modulation device is a reflection mirror array in which a plurality of reflection mirrors are arranged in an array. 前記光変調装置が、光の回折方向を制御可能であり、前記照明装置からの光を前記投写・対物光学系に向けて回折可能、かつ、前記投写・対物光学系を介して入射した前記被写体からの光を前記撮像装置に向けて回折可能な回折型光変調装置であることを特徴とする請求項1に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The object in which the light modulation device can control the diffraction direction of light, can diffract the light from the illumination device toward the projection / objective optical system, and is incident through the projection / objective optical system The projector with an imaging function according to claim 1, wherein the projector is a diffractive light modulation device capable of diffracting light from the projector toward the imaging device. 前記光変調装置が、透過光の射出方向を制御可能であり、前記照明装置からの光を前記投写・対物光学系に向けて射出可能であるとともに、前記投写・対物光学系を介して入射した前記被写体からの光を前記撮像装置に向けて射出可能な透過型光変調装置であることを特徴とする請求項1に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The light modulation device can control the direction of emission of transmitted light, can emit light from the illumination device toward the projection / objective optical system, and is incident through the projection / objective optical system. The projector with an imaging function according to claim 1, wherein the projector is a transmissive light modulation device capable of emitting light from the subject toward the imaging device. 前記透過型光変調装置が、透過光の偏光状態を制御可能な偏光制御素子と、前記偏光制御素子から射出された光の偏光状態に応じて透過光の射出方向を変更可能な複屈折素子と、を備えたことを特徴とする請求項5に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   A polarization control element capable of controlling a polarization state of transmitted light; and a birefringence element capable of changing an emission direction of transmitted light in accordance with a polarization state of light emitted from the polarization control element. The projector having an imaging function according to claim 5. 前記照明装置が、固体光源を備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The projector having an imaging function according to claim 1, wherein the illumination device includes a solid light source. 前記照明装置が、異なる波長域の光を時間順次に射出可能であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The projector having an imaging function according to any one of claims 1 to 7, wherein the illuminating device can emit light in different wavelength ranges sequentially in time. 前記照明装置の光射出側に回転カラーホイールを有し、前記回転カラーホイールが前記撮像装置の光入射側に位置していることを特徴とする請求項8に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The projector having an imaging function according to claim 8, further comprising: a rotating color wheel on a light emission side of the illumination device, wherein the rotating color wheel is located on a light incident side of the imaging device. 前記撮像装置が、カラーフィルターを備えたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The projector having an imaging function according to claim 1, wherein the imaging device includes a color filter. 前記照明装置に電力を供給する電源部を備え、前記照明装置のうちの少なくとも前記光源と前記電源部とが第1の筐体に収容されるとともに、前記光変調装置と前記投写・対物光学系と前記撮像装置と前記結像光学系とが前記第1の筐体とは別体の第2の筐体に収容されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   A power supply unit configured to supply power to the illumination device, wherein at least the light source and the power supply unit of the illumination device are housed in a first housing; and the light modulation device and the projection / objective optical system 11. The apparatus according to claim 1, wherein the imaging device and the imaging optical system are housed in a second housing separate from the first housing. A projector equipped with an imaging function. 前記照明装置が前記光源からの光の照度分布を均一化する均一照明系を備え、前記光源からの光が光ファイバーを介して前記均一照明系に導入されることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか一項に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   12. The illumination device includes a uniform illumination system that uniformizes an illuminance distribution of light from the light source, and the light from the light source is introduced into the uniform illumination system via an optical fiber. A projector provided with the imaging function according to any one of the above. 前記照明装置は各々が異なる波長域の光を射出可能な複数の光源を備え、前記複数の光源と前記光ファイバーとの間に前記異なる波長域の光を合成する光合成手段を備えたことを特徴とする請求項12に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The illumination device includes a plurality of light sources each capable of emitting light in different wavelength ranges, and includes a light combining unit that combines the light in different wavelength ranges between the plurality of light sources and the optical fiber. A projector having the imaging function according to claim 12. 前記撮像装置が、固体撮像素子を備えたことを特徴とする請求項1ないし13のいずれか一項に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   The projector having an imaging function according to claim 1, wherein the imaging device includes a solid-state imaging device. 前記投写・対物光学系が、ズーム機能とフォーカシング機能と可変絞り機能とを有することを特徴とする請求項1ないし14のいずれか一項に記載の撮像機能を備えたプロジェクタ。   15. The projector having an imaging function according to claim 1, wherein the projection / objective optical system has a zoom function, a focusing function, and a variable aperture function.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013152922A (en) * 2011-12-26 2013-08-08 Seiko Epson Corp Lighting equipment, and desk with illumination function

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012522262A (en) * 2009-03-27 2012-09-20 イノヴェーション・ビューロー・アーエス Apparatus and system for projecting an image on a screen
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