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JP2010085133A - Distance measuring apparatus, distance measuring method, and projector - Google Patents

Distance measuring apparatus, distance measuring method, and projector Download PDF

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JP2010085133A
JP2010085133A JP2008252016A JP2008252016A JP2010085133A JP 2010085133 A JP2010085133 A JP 2010085133A JP 2008252016 A JP2008252016 A JP 2008252016A JP 2008252016 A JP2008252016 A JP 2008252016A JP 2010085133 A JP2010085133 A JP 2010085133A
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JP
Japan
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light
distance
distance measuring
frequency
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008252016A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Narukawa
哲郎 成川
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.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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.)
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Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Abstract

【課題】より迅速に対象までの距離を算出する。
【解決手段】レーザー光源2a、2b、2cからスクリーン100に向かってレーザー光La、Lb、Lcを同時に照射させる(ステップS1)。このように、レーザー光源2a、2b、2cからレーザー光La、Lb、Lcを同時に照射させことから、後述するスクリーン100までの距離やスクリーン100の角度をより迅速に測定することができる。そしてステップS5においては、位相差検出回路5a、5b、5cを動作させて、レーザー光La、Lb、Lcと反射光成分Ra、Rb、Rcとの位相差を検出し、各位相差に基づき、各距離を算出する(ステップS6)。また、これらの距離を用いてスクリーンの角度の角度を算出し(ステップS7)台形補正を実行する(ステップS8)。
【選択図】図4
A distance to an object is calculated more quickly.
Laser light beams La, Lb, Lc are simultaneously irradiated from laser light sources 2a, 2b, 2c toward a screen 100 (step S1). Thus, since the laser beams La, Lb, and Lc are simultaneously irradiated from the laser light sources 2a, 2b, and 2c, the distance to the screen 100 and the angle of the screen 100 described later can be measured more quickly. In step S5, the phase difference detection circuits 5a, 5b, and 5c are operated to detect the phase differences between the laser beams La, Lb, and Lc and the reflected light components Ra, Rb, and Rc. The distance is calculated (step S6). Further, the angle of the screen is calculated using these distances (step S7), and keystone correction is executed (step S8).
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、レーザー光を用いて測定対象までの距離を測定する距離測定装置と距離測定方法、及びこれらを用いた投影装置に関する。   The present invention relates to a distance measuring device and a distance measuring method for measuring a distance to a measurement object using a laser beam, and a projection device using them.

従来の距離測定装置として、特許文献1記載のものが知られている。この距離測定装置は、光学的に異なる2点の照射位置から、物体に光を照射し、2点の照射位置から照射された光による物体からの反射光を、2点の照射位置のいずれか一つと光学的に同位置でそれぞれ撮影する。そして、物体の被測定部と被測定部の近傍からの反射光に基づいて、被測定部までの距離を算出することにより、物体表面の傾き等による誤差要因を排除し、より精度よく物体までの距離情報を獲得することができるとするものである。
特開2002−81908号公報
The thing of patent document 1 is known as a conventional distance measuring device. This distance measuring device irradiates an object with light from two optically different irradiation positions, and reflects light reflected from the object by the light irradiated from the two irradiation positions at either of the two irradiation positions. Each photo is taken at the same optical position. Then, by calculating the distance to the measured part based on the measured part of the object and the reflected light from the vicinity of the measured part, the error factor due to the inclination of the object surface is eliminated, and the object is more accurately It is assumed that the distance information can be acquired.
JP 2002-81908 A

しかしながら、前述した従来の距離測定装置にあっては、光学的に異なる2点の照射位置から物体に照射した照射光とその反射光、つまり光学的に異なる2点の照射位置から物体に照射した第1の照射光と第2の照射光、これら第1及び第2の照射光に対応する反射光とを用いて、物体までの距離の算出を行う。   However, in the above-described conventional distance measuring device, the object is irradiated from the irradiation light irradiated from the two optically different positions and the reflected light thereof, that is, the two optically different irradiation positions. The distance to the object is calculated using the first irradiation light, the second irradiation light, and the reflected light corresponding to the first and second irradiation lights.

したがって、精度よく物体までの距離の算出を行うためには、第1の照射光と第2の照射光が混合してしまわないように時間差をもって両照射光を照射することが必要となり、その後もこの時間差が生じたままの状態で、距離の算出が行われることとなる。このため、前記両照射光の照射時における時間差に起因して、物体との距離を算出するまでに時間を要することとなり、迅速に物体までの距離を算出することができない。   Therefore, in order to accurately calculate the distance to the object, it is necessary to irradiate both irradiation lights with a time difference so that the first irradiation light and the second irradiation light are not mixed. The distance is calculated with this time difference still occurring. For this reason, it takes time to calculate the distance to the object due to the time difference between the irradiation times of the two irradiation lights, and the distance to the object cannot be calculated quickly.

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、より迅速に対象までの距離を算出することのできる距離測定装置、距離測定方法及び投影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a distance measuring device, a distance measuring method, and a projection device that can calculate the distance to an object more quickly.

前記課題を解決するために請求項1記載の発明に係る距離測定装置にあっては、測定対象に対して、各々変調周波数の異なる複数の光線を同時に照射する照射手段と、前記測定対象に反射し、前記変調周波数の異なる複数の光線が含まれている反射光を受光する受光手段と、この受光手段により受光された前記反射光から、前記所定の周波毎に光線成分を抽出する抽出手段と、この抽出手段により抽出された各周波数の光線成分と、前記照射手段により照射され対応する周波数の光線との位相差に基づき、前記測定対象までの距離を算出する距離算出手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, in the distance measuring device according to the first aspect of the present invention, irradiation means for simultaneously irradiating the measurement target with a plurality of light beams each having a different modulation frequency, and reflection on the measurement target And a light receiving means for receiving reflected light including a plurality of light beams having different modulation frequencies, and an extracting means for extracting a light beam component for each predetermined frequency from the reflected light received by the light receiving means. And a distance calculation means for calculating a distance to the measurement object based on a phase difference between the light beam component of each frequency extracted by the extraction means and a light beam of the corresponding frequency irradiated by the irradiation means. Features.

また、請求項2記載の発明に係る距離測定装置にあっては、前記光線は、レーザー光線、LED等の発光素子のいずれかであることを特徴とする。   In the distance measuring device according to the second aspect of the present invention, the light beam is any one of a light emitting element such as a laser beam and an LED.

また、請求項3記載の発明に係る距離測定装置にあっては、前記照射手段は、各々異なる所定の周波数からなるレーザー光を照射する複数のレーザー光源で構成されたことを特徴とする。   In the distance measuring apparatus according to the invention described in claim 3, the irradiating means is constituted by a plurality of laser light sources that irradiate laser beams having different predetermined frequencies.

また、請求項4記載の発明に係る距離測定装置にあっては、前記抽出手段は、前記受光手段により受光された前記反射光を前記所定の周波毎にレーザー光成分に分離するバンドパス手段を備えることを特徴とする。   Further, in the distance measuring device according to the invention of claim 4, the extracting means comprises a band pass means for separating the reflected light received by the light receiving means into laser light components for each predetermined frequency. It is characterized by providing.

また、請求項5記載の発明に係る距離測定装置にあっては、前記距離算出手段は、前記抽出手段により抽出された各周波数のレーザー光成分毎に前記照射手段により照射され対応する周波数のレーザー光との位相差を検出する複数の位相差検出手段を備えることを特徴とする。   Further, in the distance measuring device according to the invention of claim 5, the distance calculating means is a laser having a corresponding frequency irradiated by the irradiating means for each laser light component of each frequency extracted by the extracting means. A plurality of phase difference detecting means for detecting a phase difference with light is provided.

また、請求項6記載の発明に係る距離測定装置にあっては、前記距離算出手段は、前記異なる周波数のレーザー光毎に前記測定対象までの距離を算出し、この距離算出手段により算出された複数の距離に基づき、前記測定対象の角度を算出する角度算出手段をさらに備えることを特徴とする。   Further, in the distance measuring device according to the invention of claim 6, the distance calculating means calculates a distance to the measurement object for each laser beam having the different frequency, and is calculated by the distance calculating means. An angle calculating means for calculating an angle of the measurement object based on a plurality of distances is further provided.

また、請求項7記載の発明に係る投影装置にあっては、スクリーンに画像を投影する投影装置であって、請求項1から6のいずれかに記載の距離測定装置を備え、この距離測定装置により算出された前記スクリーンまでの距離、又は前記スクリーンの角度の少なくとも一方に基づき、前記画像の投影に関連する処理を実行する処理手段を備えることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a projection apparatus for projecting an image onto a screen, comprising the distance measuring apparatus according to any one of the first to sixth aspects, and the distance measuring apparatus. The image processing apparatus includes processing means for executing a process related to the projection of the image based on at least one of the distance to the screen or the angle of the screen calculated by the above.

また、請求項8記載の発明に係る投影装置にあっては、前記画像の投影に関連する処理は、前記投影する画像を台形補正する台形補正処理であることを特徴とする。   In the projection apparatus according to an eighth aspect of the present invention, the process related to the projection of the image is a trapezoid correction process for correcting the keystone of the projected image.

また、請求項9記載の発明に係る距離測定方法にあっては、測定対象に対して、各々変調周波数の異なる複数の光線を同時に照射する照射工程と、前記測定対象に反射し、前記変調周波数の異なる複数の光線が含まれている反射光を受光する受光工程と、この受光工程により受光された前記反射光から、前記所定の周波毎に光線成分を抽出する抽出工程と、この抽出工程により抽出された各周波数の光線成分と、前記照射手段により照射され対応する周波数の光線との位相差に基づき、前記測定対象までの距離を算出する距離算出工程とを含むことを特徴とする。   In the distance measuring method according to the ninth aspect of the invention, an irradiation step of simultaneously irradiating the measurement target with a plurality of light beams each having a different modulation frequency, and the modulation frequency reflected by the measurement target A light receiving process for receiving reflected light including a plurality of different light beams, an extraction process for extracting a light beam component for each predetermined frequency from the reflected light received by the light receiving process, and the extraction process. And a distance calculating step of calculating a distance to the measurement object based on a phase difference between the extracted light component of each frequency and a light beam of a corresponding frequency irradiated by the irradiation unit.

また、請求項10記載の発明に係る距離測定方法にあっては、前記光線として、レーザー光線、LED等の発光素子のいずれかを用いることを特徴とする。   In the distance measuring method according to the invention of claim 10, any one of a light emitting element such as a laser beam or an LED is used as the light beam.

本発明かかる距離測定装置、距離測定方法によれば、測定対象までの距離をより迅速に測定することができる。また、本発明にかかる投影装置によれば、スクリーンまでの距離やスクリーンの角度をより迅速に測定して、画像の投影に関連する処理も迅速に行うことができる。   According to the distance measuring device and the distance measuring method of the present invention, the distance to the measuring object can be measured more quickly. Further, according to the projection device of the present invention, the distance to the screen and the angle of the screen can be measured more quickly, and the processing related to the projection of the image can be performed quickly.

以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るプロジェクタ1の電気的構成を示すブロック図である。このプロジェクタ1は、後述するスクリーン100(図3参照)までの距離や角度を測定する機能を具備するものであって、距離・角度測定装置28、制御部11、入出力インターフェイス12、画像変換部13、表示エンコーダ14、表示駆動部15等を有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a projector 1 according to an embodiment of the present invention. The projector 1 has a function of measuring a distance and an angle to a screen 100 (see FIG. 3) described later, and includes a distance / angle measuring device 28, a control unit 11, an input / output interface 12, and an image conversion unit. 13, display encoder 14, display drive unit 15, and the like.

また、入出力コネクタ部16を備える。この入出力コネクタ部16から入力された各種規格の画像信号(画像データ)は、入出力インターフェイス12、システムバス17を介して、画像変換部13で表示に適した所定フォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ14に送られる。表示エンコーダ14は、送られてきた画像信号をビデオRAM18に展開記憶させた上で、このビデオRAM18の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部15に出力するものである。   In addition, an input / output connector unit 16 is provided. The image signals (image data) of various standards input from the input / output connector unit 16 are unified into image signals of a predetermined format suitable for display by the image conversion unit 13 via the input / output interface 12 and the system bus 17. After being converted in this way, it is sent to the display encoder 14. The display encoder 14 develops and stores the transmitted image signal in the video RAM 18, generates a video signal from the stored contents of the video RAM 18, and outputs the video signal to the display driving unit 15.

表示エンコーダ14からビデオ信号が入力される表示駆動部15は、送られてきた画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子(SOM)である表示素子19を駆動する。そして、ランプを有する光源装置20から射出された光線束を、光源側光学系を介して表示素子19に入射することにより、表示素子19の反射光で光像を形成し、投影側光学系とする可動レンズ群21を介してスクリーン100(図3参照)に画像を投影表示する。この投影側光学系の可動レンズ群21は、レンズモータ22によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。   The display driving unit 15 to which the video signal is input from the display encoder 14 drives the display element 19 which is a spatial light modulation element (SOM) at an appropriate frame rate in accordance with the transmitted image signal. Then, the light bundle emitted from the light source device 20 having a lamp is incident on the display element 19 through the light source side optical system, thereby forming an optical image with the reflected light of the display element 19, and the projection side optical system. An image is projected and displayed on the screen 100 (see FIG. 3) via the movable lens group 21. The movable lens group 21 of the projection side optical system is driven by a lens motor 22 for zoom adjustment and focus adjustment.

画像圧縮/伸張部23は、画像信号における輝度信号及び色差信号をADTC及びハフマン符号化等の処理により、データ圧縮して着脱自在な記録媒体であるメモリカード24に書き込む記録処理や、メモリカード24に記録された画像データを読み出して、一連の動画を構成する個々の画像データを1フレーム単位で伸張して画像変換部13を介して表示エンコーダ14に送り、メモリカード24に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能にするものである。   The image compression / decompression unit 23 performs recording processing for compressing the luminance signal and the color difference signal in the image signal by processing such as ADTC and Huffman coding, and writing the data onto a memory card 24 that is a detachable recording medium. The image data recorded in the memory card 24 is read out, the individual image data constituting a series of moving images is expanded in units of one frame, sent to the display encoder 14 via the image conversion unit 13, and stored in the memory card 24. Based on the above, it is possible to display a moving image or the like.

制御部11は、プロジェクタ1内における距離・角度測定装置28を含む各回路の動作を制御するものであって、CPU及びその周辺回路、ROM111、RAM112等で構成されている。ROM111には、各種セッティング等のプログラム、後述するフローチャートにより示すプログラムやデータ等が予め記憶されており、RAM112は、ワークメモリ等として使用される。   The control unit 11 controls the operation of each circuit including the distance / angle measuring device 28 in the projector 1 and includes a CPU and its peripheral circuits, a ROM 111, a RAM 112, and the like. The ROM 111 stores programs such as various settings, programs and data shown by flowcharts described later, and the RAM 112 is used as a work memory or the like.

キー/インジケータ部25は、本体ケース等に設けられているメインキー及びインジケータ、当該プロジェクタ1の起動時に点灯するランプ等により構成される。これらインジケータ等は制御部11により表示及び点滅制御され、各種キーの操作信号は制御部11に送出される。また、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ir受信部26で受信され、Ir処理部27で復調されてコード信号が制御部11に送られる。   The key / indicator unit 25 includes a main key and an indicator provided in a main body case or the like, a lamp that is turned on when the projector 1 is started up, and the like. These indicators and the like are displayed and blinked by the control unit 11, and operation signals for various keys are sent to the control unit 11. The key operation signal from the remote controller is received by the Ir receiver 26, demodulated by the Ir processor 27, and the code signal is sent to the controller 11.

また、制御部11は、光源制御回路32を制御することにより、画像信号に応じて赤色光源、緑色光源、青色光源を時分割制御している。さらに、冷却ファン駆動制御回路33には、光源装置20等に設けられた複数のセンサによる温度検出を行わせて、冷却ファンの回転速度を制御させ、タイマー等によりプロジェクタ本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させ、温度センサによる温度検出の結果によっては、プロジェクタ本体の電源をオフにする制御も行う。   The control unit 11 controls the light source control circuit 32 to perform time-division control on the red light source, the green light source, and the blue light source according to the image signal. Further, the cooling fan drive control circuit 33 performs temperature detection by a plurality of sensors provided in the light source device 20 and the like to control the rotation speed of the cooling fan, and cools the projector body even after the power is turned off by a timer or the like. Control of turning off the power of the projector main body is also performed depending on the result of temperature detection by the temperature sensor by continuing the rotation of the fan.

図2及び図3は、前記距離・角度測定装置28の詳細を示す図である。この距離・角度測定装置28は、各々3個のパルス発生部1a、1b、1c、レーザー光源2a、2b、2c、バンドパスフィルタ4a、4b、4c、位相差検出回路5a、5b、5cを備えているとともに、各々単一の受光部3と距離・角度計算回路6とを備えている。まず、パルスの周波数を3つずらして周波数変調する。パルス発生部1a、1b、1cは各々変調周波数の異なるパルス信号Pa、Pb、Pcを生成して、対応するレーザー光源2a、2b、2cに出力する。   2 and 3 are diagrams showing details of the distance / angle measuring device 28. FIG. The distance / angle measuring device 28 includes three pulse generators 1a, 1b, 1c, laser light sources 2a, 2b, 2c, band-pass filters 4a, 4b, 4c, and phase difference detection circuits 5a, 5b, 5c. And a single light receiving unit 3 and a distance / angle calculation circuit 6. First, frequency modulation is performed by shifting the pulse frequency by three. The pulse generators 1a, 1b, and 1c generate pulse signals Pa, Pb, and Pc having different modulation frequencies and output them to the corresponding laser light sources 2a, 2b, and 2c.

レーザー光源2a、2b、2cは、レーザー発光素子であって、パルス発生部1a、1b、1cから入力されるパルス信号Pa、Pb、Pcの周波数からなるレーザー光(照射光)La、Lb、Lcを各々生成して外部に照射する。また、このレーザー光源2a、2b、2cは、図3に示すように、相互に照射方向が異なり、前記画像が投影表示されるスクリーン100の異なる位置にレーザー光La、Lb、Lcが照射されるように構成されている。   The laser light sources 2a, 2b, and 2c are laser light emitting elements, and laser light (irradiation light) La, Lb, and Lc having frequencies of pulse signals Pa, Pb, and Pc input from the pulse generators 1a, 1b, and 1c. Are generated and irradiated to the outside. Further, as shown in FIG. 3, the laser light sources 2a, 2b, and 2c have different irradiation directions, and laser beams La, Lb, and Lc are irradiated to different positions on the screen 100 on which the image is projected and displayed. It is configured as follows.

受光部3は受光素子からなり、前記レーザー光La、Lb、Lcがスクリーン100に反射した光である反射光成分Ra、Rb、Rcが含まれている反射光LRを受光する。このとき、反射光成分Ra、Rb、Rcは、前記レーザー光源2a、2b、2cの向きに応じて、異なる方向からプロジェクタ1の異なる位置に到来することから、受光部3は、これらを全て受光できるような広い受光面積を有している。   The light receiving unit 3 includes a light receiving element, and receives reflected light LR including reflected light components Ra, Rb, and Rc, which are light reflected by the laser light La, Lb, and Lc on the screen 100. At this time, since the reflected light components Ra, Rb, and Rc arrive at different positions of the projector 1 from different directions according to the directions of the laser light sources 2a, 2b, and 2c, the light receiving unit 3 receives all of them. It has such a wide light receiving area as possible.

前記バンドパスフィルタ4a、4b、4cは、対応するレーザー光La、Lb、Lcの周波数を濾波させる特性を有する。位相差検出回路5a、5b、5cは、このバンドパスフィルタ4a、4b、4cを濾波した反射光成分Ra、Rb、Rcと、前記パルス発生部1a、1b、1cが発生した対応するパルス信号Pa、Pb、Pcとの位相差を検出する。距離・角度計算回路6は、位相差検出回路5a、5b、5cが検出した前記各位相差に基づき、各位相差毎にスクリーン100までの距離を算出するとともに、これにより得られたスクリーン100上の3点までの距離に基づき、スクリーン100の角度を算出する。   The bandpass filters 4a, 4b, and 4c have a characteristic of filtering the frequencies of the corresponding laser beams La, Lb, and Lc. The phase difference detection circuits 5a, 5b and 5c are respectively provided with the reflected light components Ra, Rb and Rc filtered through the bandpass filters 4a, 4b and 4c and the corresponding pulse signals Pa generated by the pulse generators 1a, 1b and 1c. , Pb, and Pc are detected. The distance / angle calculation circuit 6 calculates the distance to the screen 100 for each phase difference based on the phase differences detected by the phase difference detection circuits 5a, 5b, and 5c, and 3 on the screen 100 obtained thereby. Based on the distance to the point, the angle of the screen 100 is calculated.

以上の構成に係る本実施の形態において、プロジェクタ1の制御部11は電源ONに伴って、ROM111に記憶されたプログラムに基づき、図4のフローチャートに示すように処理を実行する。すなわち、制御部11は、距離・角度測定装置28を制御して、レーザー光源2a、2b、2cからスクリーン100に向かってレーザー光La、Lb、Lcを同時に照射させる(ステップS1)。   In the present embodiment having the above-described configuration, the control unit 11 of the projector 1 executes processing as shown in the flowchart of FIG. 4 based on the program stored in the ROM 111 when the power is turned on. That is, the control unit 11 controls the distance / angle measuring device 28 to simultaneously irradiate the laser light La, Lb, Lc from the laser light sources 2a, 2b, 2c toward the screen 100 (step S1).

このように、レーザー光源2a、2b、2cからレーザー光La、Lb、Lcを同時に照射させことから、後述するスクリーン100までの距離やスクリーン100の角度をより迅速に測定することができる。   Thus, since the laser beams La, Lb, and Lc are simultaneously irradiated from the laser light sources 2a, 2b, and 2c, the distance to the screen 100 and the angle of the screen 100 described later can be measured more quickly.

次に、受光部3が前記レーザー光の反射光LRを受光したか否かを判断する(ステップS2)。受光部3が反射光LRを受光したならば、バンドパスフィルタ4a、4b、4cを動作させて、反射光LRを前記周波数毎に濾波させて分離させる(ステップS3)。これにより、レーザー光La、Lb、Lcに対応する周波数の反射光成分Ra、Rb、Rcを精度よく分離することができる。引き続き、このバンドパスフィルタ4a、4b、4cにより分離した反射光の反射光成分にレーザー光La、Lb、Lcに対応する周波数の反射光成分Ra、Rb、Rcが全てあるか否かを判断する(ステップS4)。   Next, it is determined whether or not the light receiving unit 3 has received the reflected light LR of the laser light (step S2). If the light receiving unit 3 receives the reflected light LR, the bandpass filters 4a, 4b, and 4c are operated, and the reflected light LR is filtered and separated for each frequency (step S3). Thereby, the reflected light components Ra, Rb, and Rc having frequencies corresponding to the laser beams La, Lb, and Lc can be separated with high accuracy. Subsequently, it is determined whether or not the reflected light components of the reflected light separated by the bandpass filters 4a, 4b, and 4c have reflected light components Ra, Rb, and Rc having frequencies corresponding to the laser beams La, Lb, and Lc. (Step S4).

そして、反射光成分Ra、Rb、Rcが全てある場合、つまりバンドパスフィルタ4aから反射光成分Ra、バンドパスフィルタ4bから反射光成分Rb、バンドパスフィルタ4cから反射光成分Rcが各々得られた場合には、ステップS4からステップS5に進む。このステップS5においては、位相差検出回路5a、5b、5cを動作させて、前述した各位相差を検出させる。したがって、各位相差検出回路5a、5b、5cにより、レーザー光La、Lb、Lcと反射光成分Ra、Rb、Rcとの位相差を精度よく検出することができる。   When the reflected light components Ra, Rb, and Rc are all present, that is, the reflected light component Ra is obtained from the bandpass filter 4a, the reflected light component Rb is obtained from the bandpass filter 4b, and the reflected light component Rc is obtained from the bandpass filter 4c. In that case, the process proceeds from step S4 to step S5. In step S5, the phase difference detection circuits 5a, 5b, and 5c are operated to detect each phase difference described above. Therefore, the phase difference between the laser beams La, Lb, and Lc and the reflected light components Ra, Rb, and Rc can be accurately detected by the phase difference detection circuits 5a, 5b, and 5c.

引き続き、距離・角度計算回路6を動作させて、前記位相差検出回路5a、5b、5cで検出した各位相差に基づき、各距離を算出する(ステップS6)。これにより、当該プロジェクタ1と図3に示すスクリーン100上の3点A,B,Cとの間の距離が得られることとなる。   Subsequently, the distance / angle calculation circuit 6 is operated to calculate each distance based on each phase difference detected by the phase difference detection circuits 5a, 5b, and 5c (step S6). Thereby, the distance between the projector 1 and the three points A, B, and C on the screen 100 shown in FIG. 3 is obtained.

次に、スクリーン100の角度を算出する(ステップS7)。つまり、ステップS6で当該プロジェクタ1とスクリーン100上の3点A,B,Cとの間の距離が得られていることから、これら3点A,B,Cの距離距離に基づき、プロジェクタ1に対するスクリーン100の角度を算出することができる。   Next, the angle of the screen 100 is calculated (step S7). In other words, since the distance between the projector 1 and the three points A, B, and C on the screen 100 is obtained in step S6, the distance to the projector 1 is determined based on the distance between these three points A, B, and C. The angle of the screen 100 can be calculated.

しかる後に、台形補正を実行する(ステップS8)。この台形補正は、公知の台形補正方法(例えば、(1)特開2003−324669号公報、(2)特開2007−94036号公報等参照)のいずれを用いて行ってもよい。また、この台形補正に際しては、ステップS7で算出した角度のみを用いて行ってもよいし(公報(1)参照)、ステップS7で算出した角度とステップS6で算出した距離とを用いて行ってもよい(公報(1)参照)。   Thereafter, trapezoid correction is executed (step S8). This trapezoid correction may be performed using any of the known trapezoid correction methods (for example, see (1) Japanese Patent Laid-Open No. 2003-324669, (2) Japanese Patent Laid-Open No. 2007-94036, etc.). The trapezoid correction may be performed using only the angle calculated in step S7 (see the publication (1)), or may be performed using the angle calculated in step S7 and the distance calculated in step S6. (Refer to publication (1)).

このとき、前述のように、レーザー光源2a、2b、2cからレーザー光La、Lb、Lcを同時に照射することにより、スクリーン100までの距離やスクリーン100の角度をより迅速に測定することができることから、この台形補正も迅速に行うことができる。   At this time, as described above, by simultaneously irradiating the laser beams La, Lb, and Lc from the laser light sources 2a, 2b, and 2c, the distance to the screen 100 and the angle of the screen 100 can be measured more quickly. This trapezoidal correction can also be performed quickly.

なお、本実施の形態においては、ステップS8で台形補正を実行するようにしたが、このステップS8で実行する処理は、台形補正処理に限らず、例えばレンズモータ22を制御してフォーカス調整を行う処理等、当該プロジェクタ1が有する機能に関連する処理であれば他の処理であってもよい。   In the present embodiment, the keystone correction is executed in step S8. However, the process executed in step S8 is not limited to the keystone correction process, and the focus adjustment is performed by controlling the lens motor 22, for example. Any other process may be used as long as it is a process related to the function of the projector 1 such as a process.

さらに、本実施の形態においては、距離・角度測定装置28をプロジェクタに適用した場合を示したが、プロジェクタに限ることなく、対象の距離や角度検出して制御を行う各種機器に距離・角度測定装置28を適用し得ることは勿論である。   Furthermore, in the present embodiment, the case where the distance / angle measuring device 28 is applied to a projector has been shown. However, the distance / angle measurement is not limited to the projector, and the distance / angle measurement is applied to various devices that detect and control the target distance and angle. Of course, the device 28 can be applied.

又、本実施例においては、光線の1つであるレーザー光線を利用してスクリーンとの距離測定を行ったが、レーザー光線に限らず、目標物に対して、所定の周波数で発信する基準信号を用いて変調された光線を照射し、戻って来る受光した受光信号と基準信号との位相差を検出することで、目標物までの距離を測定できる光線であればよい。例えば、LED等の発光素子がある。変調して照射できれば可能であり、レーザー光源2a,2b,2cに変えてこれらの発光素子による光源を使用することができるものである。   In this embodiment, the distance to the screen is measured using a laser beam, which is one of the light beams. However, not only the laser beam but also a reference signal transmitted at a predetermined frequency to a target is used. Any light beam that can measure the distance to the target by irradiating the modulated light beam and detecting the phase difference between the received light-receiving signal and the reference signal that has returned. For example, there are light emitting elements such as LEDs. This is possible as long as it can be irradiated with modulation, and light sources based on these light emitting elements can be used instead of the laser light sources 2a, 2b, 2c.

又、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be freely changed and improved without departing from the gist of the invention.

本発明の一実施の形態に係るプロジェクタの回路構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a circuit configuration of a projector according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係る距離・角度測定装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the distance and angle measuring apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 同距離・角度測定装置の一部詳細を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part detail of the same distance and angle measuring device. 本発明の一実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 プロジェクタ
2a、2b、2c レーザー光源
3 受光部
4a、4b、4c バンドパスフィルタ
5a、5b、5c 位相差検出回路
6 距離・角度計算回路
11 制御部
12 入出力インターフェイス
13 画像変換部
14 表示エンコーダ
15 表示駆動部
19 表示素子
20 光源装置
21 可動レンズ群
22 レンズモータ
28 距離・角度測定装置
100 スクリーン
111 ROM
112 RAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector 2a, 2b, 2c Laser light source 3 Light-receiving part 4a, 4b, 4c Band pass filter 5a, 5b, 5c Phase difference detection circuit 6 Distance and angle calculation circuit 11 Control part 12 Input / output interface 13 Image conversion part 14 Display encoder 15 Display drive unit 19 Display element 20 Light source device 21 Movable lens group 22 Lens motor 28 Distance / angle measuring device 100 Screen 111 ROM
112 RAM

Claims (10)

測定対象に対して、各々変調周波数の異なる複数の光線を同時に照射する照射手段と、
前記測定対象に反射し、前記変調周波数の異なる複数の光線が含まれている反射光を受光する受光手段と、
この受光手段により受光された前記反射光から、前記所定の周波毎に光線成分を抽出する抽出手段と、
この抽出手段により抽出された各周波数の光線成分と、前記照射手段により照射され対応する周波数の光線との位相差に基づき、前記測定対象までの距離を算出する距離算出手段と
を備えることを特徴とする距離測定装置。
Irradiating means for simultaneously irradiating a measurement object with a plurality of light beams each having a different modulation frequency;
A light receiving means for receiving reflected light that is reflected by the measurement object and includes a plurality of light beams having different modulation frequencies;
Extraction means for extracting a light beam component for each predetermined frequency from the reflected light received by the light receiving means;
Distance calculating means for calculating the distance to the measurement object based on the phase difference between the light ray component of each frequency extracted by the extracting means and the light ray of the corresponding frequency irradiated by the irradiating means; A distance measuring device.
前記光線は、レーザー光線、LED等の発光素子のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 1, wherein the light beam is one of a light emitting element such as a laser beam and an LED. 前記照射手段は、各々異なる所定の周波数からなるレーザー光を照射する複数のレーザー光源で構成されたことを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。   2. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the irradiating means includes a plurality of laser light sources that irradiate laser beams having different predetermined frequencies. 前記抽出手段は、前記受光手段により受光された前記反射光を前記所定の周波毎にレーザー光成分に分離するバンドパス手段を備えることを特徴とする請求項1から3記載の距離測定装置。   4. The distance measuring device according to claim 1, wherein the extracting unit includes a band pass unit that separates the reflected light received by the light receiving unit into laser light components for each predetermined frequency. 前記距離算出手段は、前記抽出手段により抽出された各周波数のレーザー光成分毎に前記照射手段により照射され対応する周波数のレーザー光との位相差を検出する複数の位相差検出手段を備えることを特徴とする請求項1から4記載の距離測定装置。   The distance calculating means includes a plurality of phase difference detecting means for detecting a phase difference from the laser light of the corresponding frequency irradiated by the irradiating means for each laser light component of each frequency extracted by the extracting means. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the distance measuring apparatus is characterized in that: 前記距離算出手段は、前記異なる周波数のレーザー光毎に前記測定対象までの距離を算出し、
この距離算出手段により算出された複数の距離に基づき、前記測定対象の角度を算出する角度算出手段を
さらに備えることを特徴とする請求項1から5にいずれか記載の距離測定装置。
The distance calculation means calculates a distance to the measurement object for each laser beam of the different frequency,
6. The distance measuring device according to claim 1, further comprising angle calculating means for calculating an angle of the measurement object based on a plurality of distances calculated by the distance calculating means.
スクリーンに画像を投影する投影装置であって、
請求項1から6のいずれかに記載の距離測定装置を備え、
この距離測定装置により算出された前記スクリーンまでの距離、又は前記スクリーンの角度の少なくとも一方に基づき、前記画像の投影に関連する処理を実行する処理手段を備えることを特徴とする投影装置。
A projection device that projects an image on a screen,
The distance measuring device according to any one of claims 1 to 6,
A projection apparatus comprising: processing means for executing a process related to projection of the image based on at least one of a distance to the screen or an angle of the screen calculated by the distance measuring apparatus.
前記画像の投影に関連する処理は、前記投影する画像を台形補正する台形補正処理であることを特徴とする請求項7記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 7, wherein the process related to the projection of the image is a trapezoid correction process for correcting a keystone of the image to be projected. 測定対象に対して、各々変調周波数の異なる複数の光線を同時に照射する照射工程と、
前記測定対象に反射し、前記変調周波数の異なる複数の光線が含まれている反射光を受光する受光工程と、
この受光工程により受光された前記反射光から、前記所定の周波毎に光線成分を抽出する抽出工程と、
この抽出工程により抽出された各周波数の光線成分と、前記照射手段により照射され対応する周波数の光線との位相差に基づき、前記測定対象までの距離を算出する距離算出工程と
を含むことを特徴とする距離測定方法。
An irradiation step of simultaneously irradiating a measurement object with a plurality of light beams each having a different modulation frequency;
A light receiving step for receiving reflected light that is reflected by the measurement object and includes a plurality of light beams having different modulation frequencies;
An extraction step of extracting a light ray component for each predetermined frequency from the reflected light received by the light receiving step;
A distance calculation step of calculating a distance to the measurement object based on a phase difference between the light beam component of each frequency extracted by the extraction step and the light beam of the corresponding frequency irradiated by the irradiation unit. Distance measuring method.
前記光線として、レーザー光線、LED等の発光素子のいずれかを用いることを特徴とする請求項9記載の距離測定方法。   The distance measuring method according to claim 9, wherein any one of a light emitting element such as a laser beam or an LED is used as the light beam.
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