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JP2012068362A - Projection device - Google Patents

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JP2012068362A
JP2012068362A JP2010211986A JP2010211986A JP2012068362A JP 2012068362 A JP2012068362 A JP 2012068362A JP 2010211986 A JP2010211986 A JP 2010211986A JP 2010211986 A JP2010211986 A JP 2010211986A JP 2012068362 A JP2012068362 A JP 2012068362A
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JP
Japan
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projection
image
light
illumination light
image signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010211986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadahito Katagiri
禎人 片桐
Koichiro Murakami
耕一郎 村上
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.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2010211986A priority Critical patent/JP2012068362A/en
Publication of JP2012068362A publication Critical patent/JP2012068362A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection device capable of automatically adjusting projection light quantity by the projection device alone, according to a state of a screen.SOLUTION: The whole of a projection surface 60 before projecting an image is imaged by an imaging element 50, and converted into an imaging signal to be outputted. The imaging signal is processed by an imaging element control unit and an imaging signal processing unit 55, and photoreception amount (a brightness value) is outputted. The brightness value is obtained by an image signal from the imaging element 50, and if that is, for example, a brightness value B, a control unit 70 calls out illumination light amount b corresponding to the brightness value B, and controls an illumination light source control unit 15 to make an illumination light source 10 emit light so as to be the illumination light amount b in a step S105.

Description

本発明は、画像を投影する投影装置に関するものである。   The present invention relates to a projection apparatus that projects an image.

従来の投影装置における問題点としては、画像が投影されるスクリーンの状態により、投影画像の画質が変化するということである。より具体的には、例えばスクリーンに屋内照明光が照射されているような場合、投影画像の明瞭性が低下する傾向がある。一方、真っ暗な室内でスクリーンに画像を投影する場合、投影画像が明るすぎると却って見にくくなる恐れもある。   The problem with the conventional projection apparatus is that the image quality of the projected image changes depending on the state of the screen on which the image is projected. More specifically, for example, when indoor illumination light is irradiated on the screen, the clarity of the projected image tends to decrease. On the other hand, when projecting an image on a screen in a completely dark room, if the projected image is too bright, it may be difficult to see.

これに対し、特許文献1には、スクリーンの近傍に設けたセンサを用いて投射光の光量を検出し、センサの出力に応じて作業者が投射光量を調整する技術が開示されている。かかる技術を用いれば、例えばスクリーン上の明るさに基づいて作業者の判断で最適な投射光量を設定できる。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique in which the amount of projection light is detected using a sensor provided in the vicinity of a screen, and an operator adjusts the amount of projection light according to the output of the sensor. If such a technique is used, an optimal projection light quantity can be set based on, for example, the brightness on the screen at the operator's discretion.

特開2000−199929号公報JP 2000-199929 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、作業者が手動で投射光量を調整するため、調整に手間取るという問題があり、また作業者間の個人差もあるため、必ずしも常に同じ状態で投影画像を鑑賞できるとは限らない。   However, in the technique described in Patent Document 1, since the operator manually adjusts the projection light amount, there is a problem that it takes time for adjustment, and there are individual differences between workers, so that the projected image is always always in the same state. Can't be appreciated.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、スクリーンの状態に応じて、投影装置単体で投射光量を自動で調整することができる投影装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a projection apparatus that can automatically adjust the amount of light projected by a single projection apparatus according to the state of the screen.

請求項1に記載の投影装置は、
照明光源と、
前記照明光源から照射される光の照度を制御する照明制御部と、
前記照明光源からの光を画像信号に基づいて変調して反射させる反射型液晶素子と、
所定の偏光方向の光を反射させる偏光ビームスプリッタと、
光軸方向に移動可能となされ、前記反射型液晶素子により反射させられた変調光を投影面に投影する投影光学系と、
前記投影面を撮像する撮像素子と、を有し、
前記撮像素子は、画像が投影される前の投影面を撮像し、前記照明制御部は、前記撮像素子から得られた画像信号に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする。
The projection apparatus according to claim 1 is provided.
An illumination light source;
An illumination control unit that controls the illuminance of light emitted from the illumination light source;
A reflective liquid crystal element that modulates and reflects light from the illumination light source based on an image signal;
A polarizing beam splitter that reflects light of a predetermined polarization direction;
A projection optical system capable of moving in the optical axis direction and projecting the modulated light reflected by the reflective liquid crystal element onto a projection surface;
An image sensor that images the projection plane;
The imaging device captures a projection surface before an image is projected, and the illumination control unit emits light emitted from the illumination light source so as to obtain a light amount corresponding to an image signal obtained from the imaging device. It is characterized by adjusting.

本発明によれば、前記投影面を撮像する撮像素子を備えているので、前記撮像素子は、画像が投影される前の投影面を撮像し、前記照明制御部は、前記撮像素子から得られた画像信号に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することができ、これによりスクリーンの状態に関わらず、適切な投影画像を鑑賞できる。   According to the aspect of the invention, the image pickup device includes the image pickup device that picks up an image of the projection surface. Therefore, the image pickup device picks up the projection surface before the image is projected, and the illumination control unit is obtained from the image pickup device. The light emitted from the illumination light source can be adjusted so that the amount of light corresponds to the image signal, so that an appropriate projected image can be viewed regardless of the state of the screen.

請求項2に記載の投影装置は、請求項1に記載の発明において、前記撮像素子から得られた画像信号と、それに対応する光量とは、予め複数の組み合わせが記憶されており、前記組み合わせのいずれかを選択して、選択された組み合わせに基づき前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする。これにより、ユーザーの好みに応じて投影画像の明るさを自動的に調整できる。   According to a second aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, a plurality of combinations of the image signal obtained from the image sensor and the corresponding light quantity are stored in advance, One of them is selected, and the light emitted from the illumination light source is adjusted based on the selected combination. Thereby, the brightness of a projection image can be automatically adjusted according to a user preference.

請求項3に記載の投影装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記投影面を複数の領域に分割し、分割された領域毎に画像信号を出力するようになっており、最も画像信号の値が高い領域からの画像信号に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする。最も画像信号の値が高い領域は、投影面において最も明るい領域であるから、この領域を基準に光量を自動的に調整することで、見やすい投影画像を提供できる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the projection apparatus according to the first or second aspect, wherein the projection plane is divided into a plurality of areas and an image signal is output for each of the divided areas. The light emitted from the illumination light source is adjusted so that the amount of light corresponds to an image signal from a region where the value of the image signal is high. Since the region having the highest image signal value is the brightest region on the projection plane, an easy-to-see projection image can be provided by automatically adjusting the amount of light based on this region.

請求項4に記載の投影装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記撮像素子は、前記投影面を複数の領域に分割し、分割された領域毎に画像信号を出力するようになっており、全領域からの画像信号の平均値に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とすることを特徴とする。かかる平均値を基準に光量を自動的に調整することで、全体的に見やすい投影画像を提供できる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the imaging device divides the projection surface into a plurality of regions and outputs an image signal for each of the divided regions. The light emitted from the illumination light source is adjusted so that the amount of light corresponds to the average value of image signals from all regions. By automatically adjusting the light amount based on the average value, it is possible to provide a projection image that is easy to see as a whole.

請求項5に記載の投影装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記撮像素子は、前記投影面を複数の領域に分割し、分割された領域毎に画像信号を出力するようになっており、各領域からの画像信号を重み付けした値に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする。かかる重み付けした値を基準に光量を自動的に調整することで、例えば注目する部位を中心に見やすい投影画像を提供できる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the imaging device divides the projection surface into a plurality of regions and outputs an image signal for each of the divided regions. The light emitted from the illumination light source is adjusted so that the amount of light corresponds to a value obtained by weighting the image signal from each region. By automatically adjusting the light amount based on the weighted value, for example, it is possible to provide an easy-to-see projection image centered on the part of interest.

請求項6に記載の投影装置は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記撮像素子は、前記反射型液晶素子と共役の位置に配置され、前記投影された画像を前記投影光学系及び前記偏光ビームスプリッタを介して撮像することを特徴とする。これにより前記投影光学系を撮像光学系として共有でき、投影装置の小型化を図れる。尚、かかる構成では、画像投影前に、ピント合わせのため投影光学系を合焦位置に移動させることが好ましい。   According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the imaging device is disposed at a position conjugate with the reflective liquid crystal device, and the projected image is projected. Imaging is performed through an optical system and the polarization beam splitter. Thus, the projection optical system can be shared as an imaging optical system, and the projection apparatus can be reduced in size. In such a configuration, it is preferable to move the projection optical system to the in-focus position for focusing before image projection.

本発明によれば、スクリーンの状態に応じて、投影装置単体で投射光量を自動で調整することができる投影装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the projection apparatus which can adjust a projection light quantity automatically with a projection apparatus single-piece | unit according to the state of a screen.

本実施の形態に係る投影装置の主要構成部材の配置構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of arrangement | positioning structure of the main structural member of the projection apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る投影装置の制御の関係を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control relationship of the projection apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る投影装置の動作概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement outline | summary of the projection apparatus which concerns on this Embodiment. 投影面60を分割した状態を示す図であるが、投影面中の実線は仮想線である。It is a figure which shows the state which divided | segmented the projection surface 60, but the continuous line in a projection surface is a virtual line.

以下、実施の形態により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図1は、本実施の形態に係る投影装置1の主要構成部材の配置構成の一例を示す模式図である。なお、光学系及び主要構成部材を保持する保持部材や筐体及び電源等については省略してある。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments, but the present invention is not limited thereto. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an arrangement configuration of main components of the projection device 1 according to the present embodiment. Note that a holding member, a casing, a power source, and the like that hold the optical system and main components are omitted.

図1に示すように、本実施の形態に係る投影装置1は、照明光源10、集光光学系11、偏光変換素子12、偏光ビームスプリッタPBS、反射型液晶素子20、λ/4波長板41、投影光学系30、アクチュエータ31、光学系位置検知部32、撮像素子50で構成されている。60は投影面である。   As shown in FIG. 1, the projection apparatus 1 according to this embodiment includes an illumination light source 10, a condensing optical system 11, a polarization conversion element 12, a polarization beam splitter PBS, a reflective liquid crystal element 20, and a λ / 4 wavelength plate 41. , A projection optical system 30, an actuator 31, an optical system position detection unit 32, and an image sensor 50. Reference numeral 60 denotes a projection plane.

照明光源10は、例えば三色LED(例えば、赤色LED、青色LED、緑色LED、但し、白色LEDの出射光を三色に分解しても良い)が用いられる。尚、初期状態では、赤色LED、青色LED、緑色LEDは略1:1:1の光量比で発光するものとする。集光光学系11は、照明光源10から射出される光を略平行光に変換するものである。   As the illumination light source 10, for example, a three-color LED (for example, a red LED, a blue LED, and a green LED, but the emitted light of the white LED may be decomposed into three colors) is used. In the initial state, the red LED, blue LED, and green LED emit light at a light amount ratio of approximately 1: 1: 1. The condensing optical system 11 converts light emitted from the illumination light source 10 into substantially parallel light.

偏光変換素子12は、入射した光の光量を低下させずに特定の偏光に変換する光学素子である。例えば、図示のようにP偏光を透過する偏光分離膜12Pと、偏光分離膜12Pを透過したP偏光をS偏光に変換するλ/2波長板12aと、偏光分離膜12Pで反射したS偏光を、再度反射させて出射させるよう構成されたものである。   The polarization conversion element 12 is an optical element that converts the incident light into specific polarization without reducing the amount of incident light. For example, as shown in the figure, a polarization separating film 12P that transmits P-polarized light, a λ / 2 wavelength plate 12a that converts P-polarized light transmitted through the polarization separating film 12P into S-polarized light, and S-polarized light reflected by the polarization separating film 12P. In this case, the light is reflected again and emitted.

偏光ビームスプリッタPBSは、所定の方向に直線偏光した光を反射させる反射面Rが斜面に形成された直角プリズムを貼り合わせたものである。これにより、偏光変換素子12を通過してきた所定の方向に直線偏光した光を反射させる。   The polarization beam splitter PBS is obtained by bonding right-angle prisms having a reflection surface R formed on a slope to reflect light linearly polarized in a predetermined direction. Thereby, the light linearly polarized in the predetermined direction that has passed through the polarization conversion element 12 is reflected.

反射型液晶素子20は、LCOS(Liquid crystal on silicon)とも称されるマイクロディスプレイであり、シリコンチップの表面に直接液晶が載せられているものである。この反射型液晶素子20は、液晶層に対し駆動制御部から画像信号に応じた電圧が画素毎に印加され、液晶分子の配列を変化させること変調し、所望の画像を表示するものである。尚、反射型液晶素子20は、反転画像を表示し、短時間で赤色LED、青色LED、緑色LEDの出射光を順次切り換えながら、反射型液晶素子20に入射させることで、反転画像に対応した各色画像を時間軸上でずらせて反射させ、これによりスクリーン上でカラー画像を形成するものである。よって、赤色LED、青色LED、緑色LEDの駆動電流やデューティ比を変化させることで発光量又は発光時間を個々に調整すれば、色バランスを任意に変更できる(特開2007−79402号公報参照)。   The reflective liquid crystal element 20 is a micro display also called LCOS (Liquid crystal on silicon), and a liquid crystal is directly placed on the surface of a silicon chip. In the reflective liquid crystal element 20, a voltage corresponding to an image signal is applied to the liquid crystal layer from the drive control unit for each pixel, and modulation is performed by changing the arrangement of liquid crystal molecules, thereby displaying a desired image. The reflective liquid crystal element 20 displays a reverse image, and incident on the reflective liquid crystal element 20 while sequentially switching the emitted light of the red LED, blue LED, and green LED in a short time, thereby corresponding to the reverse image. Each color image is reflected while being shifted on the time axis, thereby forming a color image on the screen. Therefore, the color balance can be arbitrarily changed by individually adjusting the light emission amount or the light emission time by changing the drive current and duty ratio of the red LED, blue LED, and green LED (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-79402). .

投影光学系30は、照明光源10で照明され、反射型液晶素子20から反射された画像を投影面60に結像させる機能と、投影面60に投影された画像を撮像素子上に結像させる。アクチュエータ31は、例えば、圧電素子、静電アクチュエータ等であり、投影光学系30を、ピントを合わせるために光軸方向に移動させるものである。光学系位置検知部32は、アクチュエータ31により移動させられた投影光学系30の位置を検出するものであり、アクチュエータ31の駆動と投影光学系30の移動量が1対1に対応する場合には省略してもよい。   The projection optical system 30 has a function of forming an image illuminated by the illumination light source 10 and reflected from the reflective liquid crystal element 20 on the projection surface 60 and an image projected on the projection surface 60 on the image sensor. . The actuator 31 is, for example, a piezoelectric element, an electrostatic actuator, or the like, and moves the projection optical system 30 in the optical axis direction for focusing. The optical system position detection unit 32 detects the position of the projection optical system 30 moved by the actuator 31, and when the drive of the actuator 31 and the movement amount of the projection optical system 30 correspond to one to one. It may be omitted.

撮像素子50は、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサやCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子である。この撮像素子50の撮像面は、反射型液晶素子20の画像表示面と、光学的に共役に位置に配置されている。   The image sensor 50 is a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image sensor. The image pickup surface of the image pickup element 50 is optically conjugate with the image display surface of the reflective liquid crystal element 20.

以下、図1に示す投影装置1の作用を簡単に説明する。なお、以下の説明では、偏光変換素子12は上述のようにS偏光を出射するよう構成され、偏光ビームスプリッタPBSの反射面RはS偏光を反射するよう構成された例で説明する。   Hereinafter, the operation of the projection apparatus 1 shown in FIG. 1 will be briefly described. In the following description, an example in which the polarization conversion element 12 is configured to emit S-polarized light as described above and the reflection surface R of the polarization beam splitter PBS is configured to reflect S-polarized light will be described.

照明光源10から射出された光束は、偏光変換素子12によりS偏光の光が透過され、偏光ビームスプリッタPBSに入射し、反射面Rで反射型液晶素子20の方向に反射させられ、反射型液晶素子20を照明する。   The light beam emitted from the illumination light source 10 is transmitted with S-polarized light by the polarization conversion element 12, enters the polarization beam splitter PBS, and is reflected by the reflection surface R in the direction of the reflective liquid crystal element 20. The element 20 is illuminated.

反射型液晶素子20に入射した光は反射型液晶素子20で反射され、偏光ビームスプリッタPBSに再度入射する。反射型液晶素子20を構成する不図示の液晶層は、電圧が印加されると位相板として機能する。従って、反射型液晶素子20から射出する光のうち、電圧が印加された画素領域を透過した光はS偏光からP偏光に変換される。一方、反射型液晶素子20から射出する光のうち、電圧が印加されていない画素領域を透過した光はS偏光のままとなる。   The light incident on the reflective liquid crystal element 20 is reflected by the reflective liquid crystal element 20 and is incident again on the polarization beam splitter PBS. A liquid crystal layer (not shown) constituting the reflective liquid crystal element 20 functions as a phase plate when a voltage is applied. Therefore, of the light emitted from the reflective liquid crystal element 20, the light transmitted through the pixel area to which the voltage is applied is converted from S-polarized light to P-polarized light. On the other hand, among the light emitted from the reflective liquid crystal element 20, the light transmitted through the pixel region to which no voltage is applied remains as S-polarized light.

反射型液晶素子20で反射された光のうちP偏光の光は、偏光ビームスプリッタPBSに再度入射後、反射面Rを透過し投影光学系30によって投影面60に投影される。投影光学系30の前方にはλ/4波長板41が配置されており、P偏光の光は円偏光に変換されて投影される。なお、λ/4波長板41は偏光ビームスプリッタPBSと投影光学系30の間に配置されていてもよい。   Of the light reflected by the reflective liquid crystal element 20, P-polarized light is incident on the polarization beam splitter PBS again, passes through the reflection surface R, and is projected onto the projection surface 60 by the projection optical system 30. A λ / 4 wavelength plate 41 is disposed in front of the projection optical system 30, and P-polarized light is converted into circularly-polarized light and projected. The λ / 4 wavelength plate 41 may be disposed between the polarization beam splitter PBS and the projection optical system 30.

さらに、投影面60に投影された画像の反射光は、λ/4波長板41によりS偏光の光にされて投影光学系30を逆に通過した後、偏光ビームスプリッタPBSに入射し、反射面Rにより反射されて撮像素子50上にも画像が結像される。   Further, the reflected light of the image projected on the projection surface 60 is converted to S-polarized light by the λ / 4 wavelength plate 41 and passes through the projection optical system 30 in the reverse direction, and then enters the polarization beam splitter PBS. An image is formed on the image sensor 50 by being reflected by R.

なお、照明光源10の光量が充分あるときは、偏光変換素子12を省略し、偏光ビームスプリッタPBSと撮像素子50の間にS偏光の光のみを透過させる偏光フィルタを配置した構成でもよい。又、光利用効率の向上や省電化を考慮すると、図1に示す構成が好ましい。また、照明光源10、偏光変換素子12については、照明光源側にλ/4波長板と反射面とを配置し、偏光変換素子を反射型偏光フィルムとして、反射型偏光フィルムを通過しないP偏光をリサイクルしてS偏光に変換して通過させるよう構成したものでもよい。   When the amount of light from the illumination light source 10 is sufficient, the polarization conversion element 12 may be omitted, and a polarization filter that transmits only S-polarized light may be disposed between the polarization beam splitter PBS and the imaging element 50. In view of improvement of light utilization efficiency and power saving, the configuration shown in FIG. 1 is preferable. In addition, for the illumination light source 10 and the polarization conversion element 12, a λ / 4 wavelength plate and a reflection surface are disposed on the illumination light source side, the polarization conversion element is used as a reflection type polarization film, and P-polarized light that does not pass through the reflection type polarization film is used. It may be configured to be recycled to be converted to S-polarized light and to pass through.

図2は、本実施の形態に係る投影装置1の制御の関係を示すブロック図である。図2に示すように、投影装置1は各部を統括的に制御する制御部(CPU)70を有している。制御部70は、所定の動作プログラムを格納したメモリ(ROM)73から、動作プログラムを読み出し、制御部70内の作業領域に展開して各部の制御を行う。   FIG. 2 is a block diagram showing a control relationship of the projection apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the projection apparatus 1 includes a control unit (CPU) 70 that comprehensively controls each unit. The control unit 70 reads out the operation program from a memory (ROM) 73 that stores a predetermined operation program, develops it in a work area in the control unit 70, and controls each unit.

制御部70は、照明光源制御部15を介して照明光源10の光量等を制御する。制御部70と照明光源制御部15とで照明制御部を構成する。更に、制御部70は、反射型液晶素子駆動制御部25を介して反射型液晶素子20に画像信号に応じた電圧を画素毎に印加し画像を表示させ、また光学系位置検知部32からの情報を加味しつつ、アクチュエータ駆動制御部35を介しアクチュエータ31を駆動制御し、投影光学系30を光軸方向に移動させる。   The control unit 70 controls the amount of light of the illumination light source 10 via the illumination light source control unit 15. The control unit 70 and the illumination light source control unit 15 constitute an illumination control unit. Further, the control unit 70 applies a voltage corresponding to the image signal to the reflective liquid crystal element 20 via the reflective liquid crystal element drive control unit 25 for each pixel to display an image, and from the optical system position detection unit 32. While adding information, the actuator 31 is driven and controlled via the actuator drive control unit 35 to move the projection optical system 30 in the optical axis direction.

撮像素子制御部及び撮像信号処理部55では、制御部70からの信号に基づいて、撮像素子50の駆動及び撮像素子50で得られた画像に関するデータから投影像のピント状態の検出演算をおこなう。   Based on the signal from the control unit 70, the imaging element control unit and the imaging signal processing unit 55 perform driving calculation of the imaging element 50 and detection calculation of the focus state of the projected image from data regarding the image obtained by the imaging element 50.

更に、制御部70にはユーザ操作のための操作キー部72が接続されており、該操作キー部72からの入力により動作の切り替え動作(後述する光量調整操作を含む)が行われる。また、外部インタフェース74は、外部機器との画像データの入出力に用いられる。   Furthermore, an operation key unit 72 for user operation is connected to the control unit 70, and an operation switching operation (including a light amount adjustment operation described later) is performed by an input from the operation key unit 72. The external interface 74 is used for input / output of image data with an external device.

リモコン制御部及び通信部75は、リモコン76との通信及びリモコン76からの入力を制御部70に伝達する。本願のような小型の投影装置は、小型のモバイル機器に搭載される場合が多いと考えられる。小型のモバイル機器では、操作キーで入力する際に、機器自体が振動する可能性が高く、振動すると投影像が大きく揺れるため、リモコン制御部及び通信部75とリモコン76を備えて、投影装置1の本体に触れずに操作できるよう構成されていることが好ましい。   The remote control control unit and communication unit 75 communicates with the remote control 76 and transmits input from the remote control 76 to the control unit 70. It is considered that a small projection apparatus such as the present application is often mounted on a small mobile device. In a small mobile device, there is a high possibility that the device itself vibrates when input with the operation key, and the projection image greatly shakes when vibrated. Therefore, the projection device 1 includes the remote control unit and the communication unit 75 and the remote control 76. It is preferable to be configured so that it can be operated without touching the main body.

また、投影する画像データはフラッシュメモリ78に格納され、制御部70の信号に基づき、選択された画像データを送出する。   The image data to be projected is stored in the flash memory 78, and the selected image data is transmitted based on the signal from the control unit 70.

加速度センサ77は、投影装置1が移動させられた動きを検知し制御部70に加速度データを送出する。なお、80は電池であり、電源回路81を介して各部へ電力が供給される。   The acceleration sensor 77 detects the movement of the projection device 1 and sends acceleration data to the control unit 70. Reference numeral 80 denotes a battery, and power is supplied to each unit via the power supply circuit 81.

図3は、本実施の形態に係る投影装置1の動作概略を示すフローチャートである。以下、フローに従い説明する。尚、制御部70は、メモリ73内に、スクリーンの輝度と照明光量との関係(複数の組み合わせ)を示すテーブルを予め記憶しているものとする。かかるテーブルは、工場出荷時に記憶されたものであり、調整室内に載置された基準スクリーン(例えば白色のスクリーン)に対して基準光源(ここでは、三色LED)の駆動電流量又はデューティ比を変化させて(但し、各色光量バランスは略1:1:1に維持しながら)照射し、白色スクリーン上の輝度を「暗」から「明」へと5段階A〜Eに変えた白色スクリーンをそれぞれ固体素子50により撮像し、得られた白色スクリーンの輝度(撮像素子から得られた画像信号)と、5段階A〜Eに変えた白色スクリーンに対して投影された基準画像(例えば、白一色からなる画像)がそれぞれ最も見やすくなるときのLED光源10の照明光量a〜eとを対応付けて記憶する。尚、ユーザーの好みに合わせることが出来るよう、更に照明光量a〜eを基準照明光量として、それより1段階暗い照明光量(a−1)〜(e−1)と、逆に1段階明るい照明光量(a+1)〜(e+1)とを、上述した5段階A〜Eのスクリーンの輝度に対応づけたものを、併せてテーブルに記憶すると好ましい。   FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the operation of the projection apparatus 1 according to the present embodiment. Hereinafter, it demonstrates according to a flow. It is assumed that the control unit 70 stores in advance in the memory 73 a table indicating the relationship between the screen brightness and the amount of illumination light (a plurality of combinations). Such a table is stored at the time of shipment from the factory, and the drive current amount or duty ratio of the reference light source (three color LEDs in this case) is set with respect to the reference screen (for example, a white screen) placed in the adjustment chamber. A white screen in which the brightness on the white screen is changed from “dark” to “bright” in five stages A to E (with the balance of each color light amount being maintained at approximately 1: 1: 1) for irradiation. The brightness of the white screen (image signal obtained from the image sensor) obtained by imaging with the solid element 50 and the reference image (for example, white one color) projected on the white screen changed in five stages A to E, respectively. Are stored in association with the illumination light amounts a to e of the LED light source 10 when the image becomes the most visible. In order to match the user's preference, the illumination light amounts a to e are set as the reference illumination light amount, and the illumination light amounts (a-1) to (e-1) that are one step darker than the illumination light amounts a to e are conversely bright one step. It is preferable that the light amounts (a + 1) to (e + 1) are associated with the brightness of the screens of the five stages A to E described above and stored together in a table.

まず、操作キー部72のパワースイッチをオンにすると、ステップS101にて、システムの初期化が行われる。システムの初期化とは、例えば、各部の通電及び動作可能状態(故障の有無)の確認及び、例えば反射型液晶素子20を駆動して所定のテストチャートを投影し、これを撮像してAF動作を行い投影光学系30を最適なピント位置に移動させるものであるが、ピント位置に移動しなくても良い。   First, when the power switch of the operation key unit 72 is turned on, the system is initialized in step S101. System initialization includes, for example, energization of each part and confirmation of an operable state (presence or absence of failure), for example, driving a reflective liquid crystal element 20 to project a predetermined test chart, imaging this, and AF operation The projection optical system 30 is moved to the optimum focus position, but it is not necessary to move to the focus position.

次いで、ステップS102にて、画像を投影する前の投影面60全体を、撮像素子50が撮像し、撮像信号に変換して出力するので、制御部70は、かかる撮像信号を、撮像素子制御部及び撮像信号処理部55が処理して、受光量(ここではスクリーンの輝度)を出力する。   Next, in step S102, the imaging device 50 captures the entire projection surface 60 before projecting an image, converts it into an imaging signal, and outputs it. Therefore, the control unit 70 outputs the imaging signal to the imaging device control unit. And the imaging signal processing part 55 processes, and outputs light reception amount (here the brightness | luminance of a screen).

ステップS103で、制御部70はユーザーの設定を確認する。具体的に制御部70は、ユーザーが操作キー部72からの入力により、基準照明光量を指定していた場合には、スクリーンの輝度A〜Eに対応して照明光量a〜eのいずれかを選択する。しかし、ユーザーが、基準より暗めの照明光量を指定していた場合には、スクリーンの輝度A〜Eに対応して照明光量(a−1)〜(e−1)を選択し、或いは基準より明るめの照明光量を指定していた場合には、スクリーンの輝度A〜Eに対応して照明光量(a+1)〜(e+1)を選択する。以下、ユーザーが基準照明光量を指定しているものとする。   In step S103, the control unit 70 confirms the user setting. Specifically, when the user designates the reference illumination light amount by the input from the operation key unit 72, the control unit 70 selects one of the illumination light amounts a to e corresponding to the screen luminances A to E. select. However, if the user has specified an illumination light amount that is darker than the reference, the user selects the illumination light amounts (a-1) to (e-1) corresponding to the screen luminances A to E, or from the reference. When a bright illumination light quantity is designated, the illumination light quantities (a + 1) to (e + 1) are selected corresponding to the screen luminances A to E. Hereinafter, it is assumed that the user designates the reference illumination light amount.

ステップS102で求められた実際のスクリーンの輝度が例えばBであった場合、ステップS104で、制御部70は、記憶したテーブルからスクリーンの輝度Bに対応する照明光量bを呼び出して、ステップS105で、照明光量bと同等となるように照明光源制御部15を制御して駆動電流量又はデューティ比を変化させ(但し、各色光量バランスは略1:1:1に維持しながら)、照明光源10を発光させる。   If the actual screen brightness obtained in step S102 is B, for example, in step S104, the control unit 70 calls the illumination light amount b corresponding to the screen brightness B from the stored table, and in step S105, The illumination light source control unit 15 is controlled so as to be equivalent to the illumination light amount b, and the drive current amount or the duty ratio is changed (however, the balance of each color light amount is maintained at approximately 1: 1: 1), and the illumination light source 10 is changed. Make it emit light.

その後、ステップS106で、反射型液晶素子20は、フラッシュメモリ78から選択して読み出した投影用画像を表示する。これにより、投影面60には、最初の投影から適切な輝度の投影画像が得られる。   Thereafter, in step S106, the reflective liquid crystal element 20 displays the projection image selected and read from the flash memory 78. As a result, a projection image with appropriate brightness can be obtained on the projection surface 60 from the initial projection.

続くステップS107で、操作キー部72のパワースイッチがオフの場合には、制御部70が投影を終了するが、そうでなければ、ステップS106に戻って画像を投影し続ける。   In subsequent step S107, if the power switch of the operation key unit 72 is OFF, the control unit 70 ends the projection. If not, the process returns to step S106 to continue projecting the image.

尚、撮像素子50は、実際の輝度値を得るために、必ずしも投影面60の全体を撮像する必要はない。例えば、図4に示すように投影面60を5分割した場合、最も画像信号の輝度値が高い領域(例えば屋内照明光の影響を受けやすい領域60b、60c)からの画像信号の輝度値に応じて、投射光量を決定しても良いし、各領域の画像信号を重み付けして(例えば中央の領域60aの輝度値を、周囲に領域の輝度値の2倍に重み付けする等)、得られた輝度値から投射光量を決定しても良い。各領域の画像信号の輝度値の平均値を求め、かかる平均値から投射光量を決定しても良い。又、ユーザーが領域を指定しても良い。投影面60の分割数、形状は任意である。更に、記憶するテーブルにおける輝度値の段階数や、明るめ/暗めの段階数も任意である。   Note that the image sensor 50 does not necessarily have to image the entire projection surface 60 in order to obtain an actual luminance value. For example, when the projection plane 60 is divided into five as shown in FIG. 4, it corresponds to the luminance value of the image signal from the region with the highest luminance value of the image signal (for example, the regions 60 b and 60 c that are easily affected by the indoor illumination light). Thus, the amount of projection light may be determined, or the image signal of each region is weighted (for example, the luminance value of the central region 60a is weighted to twice the luminance value of the surrounding region). The amount of projection light may be determined from the luminance value. An average value of luminance values of image signals in each region may be obtained, and the projection light quantity may be determined from the average value. Further, the user may specify the area. The number of divisions and the shape of the projection surface 60 are arbitrary. Furthermore, the number of steps of the luminance value in the table to be stored and the number of steps of lightening / darkening are arbitrary.

1 投影装置
10 照明光源
11 集光光学系
12 偏光変換素子
15 照明光源制御部
20 反射型液晶素子
41 λ/4波長板
25 反射型液晶素子駆動制御部
30 投影光学系
31 アクチュエータ
32 光学系位置検知部
35 アクチュエータ駆動制御部
60 投影面
70 制御部(CPU)
72 操作キー部
73 メモリ
74 外部インタフェース
75 リモコン制御部及び通信部
76 リモコン
77 加速度センサ
78 フラッシュメモリ
80 電池
81 電源回路
PBS 偏光ビームスプリッタ
R 反射面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection apparatus 10 Illumination light source 11 Condensing optical system 12 Polarization conversion element 15 Illumination light source control part 20 Reflection type liquid crystal element 41 (lambda) / 4 wavelength plate 25 Reflection type liquid crystal element drive control part 30 Projection optical system 31 Actuator 32 Optical system position detection Unit 35 Actuator drive control unit 60 Projection surface 70 Control unit (CPU)
72 Operation Key Unit 73 Memory 74 External Interface 75 Remote Control Unit and Communication Unit 76 Remote Control 77 Acceleration Sensor 78 Flash Memory 80 Battery 81 Power Supply Circuit PBS Polarizing Beam Splitter R Reflecting Surface

Claims (6)

照明光源と、
前記照明光源から照射される光の照度を制御する照明制御部と、
前記照明光源からの光を画像信号に基づいて変調して反射させる反射型液晶素子と、
所定の偏光方向の光を反射させる偏光ビームスプリッタと、
光軸方向に移動可能となされ、前記反射型液晶素子により反射させられた変調光を投影面に投影する投影光学系と、
前記投影面を撮像する撮像素子と、を有し、
前記撮像素子は、画像が投影される前の投影面を撮像し、前記照明制御部は、前記撮像素子から得られた画像信号に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする投影装置。
An illumination light source;
An illumination control unit that controls the illuminance of light emitted from the illumination light source;
A reflective liquid crystal element that modulates and reflects light from the illumination light source based on an image signal;
A polarizing beam splitter that reflects light of a predetermined polarization direction;
A projection optical system capable of moving in the optical axis direction and projecting the modulated light reflected by the reflective liquid crystal element onto a projection surface;
An image sensor that images the projection plane;
The imaging device captures a projection surface before an image is projected, and the illumination control unit emits light emitted from the illumination light source so as to obtain a light amount corresponding to an image signal obtained from the imaging device. A projection device characterized by adjusting.
前記撮像素子から得られた画像信号と、それに対応する光量とは、予め複数の組み合わせが記憶されており、前記組み合わせのいずれかを選択して、選択された組み合わせに基づき前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする請求項1に記載の投影装置。   A plurality of combinations are stored in advance for the image signal obtained from the image sensor and the light amount corresponding to the image signal, and one of the combinations is selected and irradiated from the illumination light source based on the selected combination. The projection apparatus according to claim 1, wherein the projection light is adjusted. 前記撮像素子は、前記投影面を複数の領域に分割し、分割された領域毎に画像信号を出力するようになっており、最も画像信号の値が高い領域からの画像信号に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の投影装置。   The imaging device divides the projection plane into a plurality of regions, and outputs an image signal for each of the divided regions. The image sensor has a light amount corresponding to an image signal from a region with the highest image signal value. The projection apparatus according to claim 1, wherein the light irradiated from the illumination light source is adjusted so as to be. 前記撮像素子は、前記投影面を複数の領域に分割し、分割された領域毎に画像信号を出力するようになっており、全領域からの画像信号の平均値に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の投影装置。   The imaging element is configured to divide the projection plane into a plurality of regions and output an image signal for each of the divided regions, so that the amount of light corresponds to the average value of the image signals from all regions. The projection apparatus according to claim 1, wherein the light irradiated from the illumination light source is adjusted. 前記撮像素子は、前記投影面を複数の領域に分割し、分割された領域毎に画像信号を出力するようになっており、各領域からの画像信号を重み付けした値に対応する光量となるよう、前記照明光源から照射される光を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の投影装置。   The imaging device divides the projection plane into a plurality of regions and outputs an image signal for each of the divided regions, so that the amount of light corresponds to a weighted value of the image signal from each region. The projection apparatus according to claim 1, wherein the light emitted from the illumination light source is adjusted. 前記撮像素子は、前記反射型液晶素子と共役の位置に配置され、前記投影された画像を前記投影光学系及び前記偏光ビームスプリッタを介して撮像することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の投影装置。   6. The image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup device is disposed at a position conjugate with the reflective liquid crystal device, and picks up the projected image through the projection optical system and the polarization beam splitter. A projection apparatus according to claim 1.
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