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JP2024040664A - projector - Google Patents

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JP2024040664A
JP2024040664A JP2022145148A JP2022145148A JP2024040664A JP 2024040664 A JP2024040664 A JP 2024040664A JP 2022145148 A JP2022145148 A JP 2022145148A JP 2022145148 A JP2022145148 A JP 2022145148A JP 2024040664 A JP2024040664 A JP 2024040664A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display image
phase modulator
spatial phase
pattern
projector
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2022145148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
貴之 野本
Takayuki Nomoto
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.)
Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Seiki Co Ltd filed Critical Nippon Seiki Co Ltd
Priority to JP2022145148A priority Critical patent/JP2024040664A/en
Publication of JP2024040664A publication Critical patent/JP2024040664A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

【課題】 表示像の焦点深度を調整可能とし、曲面や傾斜面を含むスクリーンであっても、ボケの少ない表示像を投影できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】 表示像Vを投影するプロジェクタ1であって、レーザ光を出射するレーザ光源11と、レーザ光を回折して表示像Vを形成する空間位相変調器13と、空間位相変調器13を制御する制御部15と、を備え、制御部15は、空間位相変調器13の表示像形成領域13aを変更することで、表示像Vの焦点深度を調整する焦点深度調整手段を備える。
【選択図】 図1

An object of the present invention is to provide a projector that can adjust the depth of focus of a displayed image and can project a displayed image with less blur even on a screen including a curved or inclined surface.
SOLUTION: A projector 1 that projects a display image V, which includes a laser light source 11 that emits a laser beam, a spatial phase modulator 13 that diffracts the laser beam to form a display image V, and a spatial phase modulator 13 The controller 15 includes a depth of focus adjustment means that adjusts the depth of focus of the display image V by changing the display image forming area 13a of the spatial phase modulator 13.
[Selection diagram] Figure 1

Description

本開示は、プロジェクタに関する。 The present disclosure relates to a projector.

空間位相変調器(SLM:Spatial Light Modulator)を用いて表示像を投影するプロジェクタが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art A projector that projects a display image using a spatial light modulator (SLM) is known (for example, see Patent Document 1).

特表2009-536747号公報Special Publication No. 2009-536747

しかしながら、この種のプロジェクタでは、曲面や傾斜面を含むスクリーンに表示像を投影すると、焦点が合わない投影領域が発生し、表示像がボケやすいという課題があった。 However, this type of projector has a problem in that when a display image is projected onto a screen that includes a curved surface or an inclined surface, a projection area is generated that is out of focus, and the display image is likely to be blurred.

そこで、本開示は、表示像の焦点深度を調整可能とし、曲面や傾斜面を含むスクリーンであっても、ボケの少ない表示像を投影できるプロジェクタの提供を目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a projector that can adjust the depth of focus of a displayed image and can project a displayed image with less blur even on a screen including a curved surface or an inclined surface.

1つの側面では、表示像を投影するプロジェクタであって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を回折して前記表示像を形成する空間位相変調器と、
前記空間位相変調器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記空間位相変調器の表示像形成領域を変更することで、前記表示像の焦点深度を調整する焦点深度調整手段を備えるプロジェクタが提供される。
In one aspect, a projector that projects a display image,
a laser light source that emits laser light;
a spatial phase modulator that diffracts the laser beam to form the display image;
A control unit that controls the spatial phase modulator,
A projector is provided in which the control unit includes a depth of focus adjustment means for adjusting a depth of focus of the display image by changing a display image forming area of the spatial phase modulator.

本開示によれば、表示像の焦点深度を調整可能とし、曲面や傾斜面を含むスクリーンであっても、ボケの少ない表示像を投影できるプロジェクタの提供が可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a projector that can adjust the depth of focus of a displayed image and can project a displayed image with less blur even on a screen that includes a curved surface or an inclined surface.

本実施例のプロジェクタの構成を側方からの断面視で示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the projector of the present embodiment in a cross-sectional view from the side. (a)は空間位相変調器の表示像形成領域が広い状態を示す模式図、(b)は空間位相変調器の表示像形成領域が広いことにより、焦点深度が狭く(浅く)なっていることを示す図である。(a) is a schematic diagram showing a state in which the display image forming area of the spatial phase modulator is wide, and (b) is a schematic diagram showing that the depth of focus is narrow (shallow) due to the wide display image forming area of the spatial phase modulator. FIG. (a)は空間位相変調器の表示像形成領域を狭くした状態を示す模式図、(b)は空間位相変調器の表示像形成領域を狭くしたことにより、焦点深度が広く(深く)なっていることを示す図である。(a) is a schematic diagram showing a state in which the display image forming area of the spatial phase modulator is narrowed, and (b) is a schematic diagram showing a state in which the display image forming area of the spatial phase modulator is narrowed, so that the depth of focus becomes wider (deeper). FIG. 表示像に生じうる0次光の影響を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the influence of zero-order light that may occur on a displayed image. 空間位相変調器のマスク領域に表示させる分散パターン(一例)を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a dispersion pattern (one example) displayed in a mask area of a spatial phase modulator. 図5の分散パターンの効果を示す図である。6 is a diagram showing the effect of the dispersion pattern of FIG. 5. FIG. 空間位相変調器のマスク領域に表示させる分散パターン(他例)を示す図である。It is a figure which shows the dispersion pattern (another example) displayed on the mask area of a spatial phase modulator. 図7の分散パターンの効果を示す図である。8 is a diagram showing the effect of the dispersion pattern of FIG. 7. FIG. (a)は表示像形成パターンから求めた輝度レベルの例を示す図、(b)は図5の分散パターンを輝度レベルで示した図、(c)は図7の分散パターンを輝度レベルで示した図である。(a) is a diagram showing an example of the brightness level determined from the display image forming pattern, (b) is a diagram showing the dispersion pattern in FIG. 5 in terms of brightness level, and (c) is a diagram showing the dispersion pattern in FIG. 7 in terms of brightness level. This is a diagram. 表示像形成パターンの算出例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of calculation of a display image formation pattern. マスク領域にレンズデータを加算した場合の表示像を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a display image when lens data is added to a mask area. マスク領域にレンズデータを加算しない場合の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram when lens data is not added to a mask area. マスク領域にレンズデータを加算しない場合の効果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the effect when lens data is not added to a mask area. (a)はマスク領域の実施例を示す図、(b)はマスク領域の第1変形例を示す図、(c)はマスク領域の第2変形例を示す図、(d)はマスク領域の第3変形例を示す図、(e)はマスク領域の第4変形例を示す図である。(a) is a diagram showing an example of the mask area, (b) is a diagram showing a first modification of the mask region, (c) is a diagram showing a second modification of the mask region, and (d) is a diagram of the mask region. A diagram showing a third modification example, and (e) a diagram showing a fourth modification example of the mask area. 本実施例によるプロジェクタの適用例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of application of the projector according to the present embodiment.

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面では、見やすさのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that in the drawings, for ease of viewing, only some of the parts having the same attribute may be labeled with reference numerals.

図1は、本実施例のプロジェクタ1の構成を側方からの断面視で示す概略図である。
図1に示すように、本実施例のプロジェクタ1は、表示光PLを出射することで、不図示のスクリーンに表示像Vを投影させる。例えば、プロジェクタ1は、計算機生成ホログラム(CGH:Computer-Generated Hologram)を構成する干渉縞を含む表示光PLを出射する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a projector 1 according to the present embodiment in a cross-sectional view from the side.
As shown in FIG. 1, the projector 1 of this embodiment projects a display image V onto a screen (not shown) by emitting display light PL. For example, the projector 1 emits display light PL including interference fringes forming a computer-generated hologram (CGH).

プロジェクタ1は、レーザ光源11と、コリメート部12と、空間位相変調器13と、ケース14と、制御部15とを含む。 The projector 1 includes a laser light source 11 , a collimating section 12 , a spatial phase modulator 13 , a case 14 , and a control section 15 .

レーザ光源11は、例えば、緑色のレーザ光を出射するレーザダイオードを含んでなる。なお、本実施例では、一例として、レーザ光源11は、単一(1色)で設けられるが、複数設けられてもよい。例えば、RGB用の3つの光源が利用されてもよい。 The laser light source 11 includes, for example, a laser diode that emits green laser light. In this embodiment, as an example, a single laser light source 11 (one color) is provided, but a plurality of laser light sources 11 may be provided. For example, three light sources for RGB may be utilized.

コリメート部12は、レーザ光源11の光を平行光にし、空間位相変調器13に向けて出射する。コリメート部12は、レーザ光源11の光を実質的に平面波の形態で空間位相変調器13に入射させてよい。 The collimator 12 converts the light from the laser light source 11 into parallel light, and emits the parallel light toward the spatial phase modulator 13 . The collimator 12 may cause the light from the laser light source 11 to enter the spatial phase modulator 13 in substantially the form of a plane wave.

空間位相変調器13は、CGHに基づく干渉縞を表示する反射型の変調器(空間光変調器)である。空間位相変調器13は、制御部15による制御下で動作する。空間位相変調器13は、例えば、LCOS-SLM(Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator)が用いられる。 The spatial phase modulator 13 is a reflective modulator (spatial light modulator) that displays interference fringes based on CGH. The spatial phase modulator 13 operates under the control of the control section 15. As the spatial phase modulator 13, for example, an LCOS-SLM (Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator) is used.

ケース14は、レーザ光源11、コリメート部12及び空間位相変調器13を収容する。ケース14は、出射口14aを有し、出射口14aを介して表示光PLがケース14内からスクリーンに向けて出射される。なお、出射口14aは、透明性の防塵カバーでカバーされてよい。 Case 14 houses laser light source 11, collimator 12, and spatial phase modulator 13. The case 14 has an exit port 14a, and the display light PL is emitted from inside the case 14 toward the screen via the exit port 14a. Note that the emission port 14a may be covered with a transparent dustproof cover.

制御部15は、CPU、ROM、RAMなどを備える制御用コンピュータであり、入力又は記憶された表示像データに基づいて空間位相変調器13を制御し、スクリーンに表示像Vを表示させる。制御部15は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能構成として、焦点深度調整手段、0次光分散手段、表示像形成パターン算出手段などを備える。以下、これらの機能構成について、図2~図13を参照しながら順次説明する。 The control unit 15 is a control computer including a CPU, ROM, RAM, etc., and controls the spatial phase modulator 13 based on input or stored display image data to display the display image V on the screen. The control unit 15 includes a depth of focus adjustment means, a zero-order light dispersion means, a display image formation pattern calculation means, and the like as functional configurations realized through cooperation between hardware and software. Hereinafter, these functional configurations will be sequentially explained with reference to FIGS. 2 to 13.

図2の(a)は、空間位相変調器13の表示像形成領域13aが広い状態を示す模式図、図2の(b)は、空間位相変調器13の表示像形成領域13aが広いことにより、焦点深度が狭く(浅く)なっていることを示す図である。
制御部15は、入力又は記憶された表示像データから空間位相変調器13の表示像形成パターンVPを算出し、算出した表示像形成パターンVPに基づいて空間位相変調器13を制御する。図2の(a)に示すように、通常の表示像形成パターンVP(空間位相変調器13の全表示領域を表示像形成領域13aとして使用するパターン)では、焦点深度が狭くなり、焦点位置からずれると表示像Vにボケが生じやすい。例えば、図2の(b)に示すように、プロジェクタ1(空間位相変調器13)からの距離が300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mmのスクリーンを想定する。これらのスクリーンに対して、焦点距離が600mmの表示像Vを投影した場合、600mmの距離に設置したスクリーンでは、ボケのない表示像Vが表示される。一方、500mmの距離に設置したスクリーンや700mmの距離に設置したスクリーンでは、表示像Vにボケが生じる。また、400mm以下の距離に設置したスクリーンや800mm以上の距離に設置したスクリーンでは、ボケが酷くなって表示像Vの認識が困難になる可能性がある。したがって、焦点深度が狭い場合は、曲面や傾斜面を含むスクリーンに表示像Vを投影すると、焦点が合わない投影領域が発生し、表示像Vにボケが生じる可能性がある。
2(a) is a schematic diagram showing a state in which the display image forming area 13a of the spatial phase modulator 13 is wide, and FIG. 2(b) is a schematic diagram showing a state in which the display image forming area 13a of the spatial phase modulator 13 is wide. , is a diagram showing that the depth of focus is narrowed (shallow).
The control unit 15 calculates a display image forming pattern VP of the spatial phase modulator 13 from input or stored display image data, and controls the spatial phase modulator 13 based on the calculated display image forming pattern VP. As shown in FIG. 2(a), in the normal display image forming pattern VP (a pattern in which the entire display area of the spatial phase modulator 13 is used as the display image forming area 13a), the depth of focus is narrow and If it is misaligned, the displayed image V is likely to become blurred. For example, as shown in FIG. 2B, assume that the screens are 300 mm, 400 mm, 500 mm, 600 mm, 700 mm, 800 mm, 900 mm, and 1000 mm in distance from the projector 1 (spatial phase modulator 13). When a display image V having a focal length of 600 mm is projected onto these screens, the display image V without blur will be displayed on the screen installed at a distance of 600 mm. On the other hand, with a screen installed at a distance of 500 mm or a screen installed at a distance of 700 mm, the displayed image V will be blurred. Further, in a screen installed at a distance of 400 mm or less or a screen installed at a distance of 800 mm or more, the blur may become severe and it may be difficult to recognize the displayed image V. Therefore, when the depth of focus is narrow, when the display image V is projected onto a screen including a curved surface or an inclined surface, an out-of-focus projection area may occur, and the display image V may become blurred.

図3の(a)は、空間位相変調器13の表示像形成領域13aを狭くした状態を示す模式図、図3の(b)は、空間位相変調器13の表示像形成領域13aを狭くしたことにより、焦点深度が広く(深く)なっていることを示す図である。
焦点深度調整手段は、空間位相変調器13の表示像形成領域13aを変更することで、表示像Vの焦点深度を調整する。例えば、図3の(a)に示すように、空間位相変調器13の全表示領域のうち、表示像形成領域13aを中心部だけに絞り込み、その外周側を表示像Vを形成しないマスク領域13bとすることにより、焦点深度を広くする。このような焦点深度調整によれば、焦点深度を広くすることで、曲面や傾斜面を含むスクリーンであっても、ボケの少ない表示像Vを投影することが可能になる。例えば、図3の(b)に示すように、プロジェクタ1(空間位相変調器13)からの距離が300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mmのスクリーンを想定する。これらのスクリーンに対して、焦点距離が600mmで、且つ焦点深度が広い表示像Vを投影した場合、600mmの距離に設置したスクリーンだけでなく、全てのスクリーンにおいてボケのない表示像Vを表示することが可能になる。この原理は、カメラの絞り値を大きくすると、焦点深度が広くなり、ピントの合っている距離範囲が広くなるのと類似の原理である。
3(a) is a schematic diagram showing a state in which the display image forming area 13a of the spatial phase modulator 13 is narrowed, and FIG. 3(b) is a schematic diagram showing a state in which the display image forming area 13a of the spatial phase modulator 13 is narrowed. This is a diagram showing that the depth of focus is widened (deepened) by this.
The depth of focus adjustment means adjusts the depth of focus of the display image V by changing the display image forming area 13a of the spatial phase modulator 13. For example, as shown in FIG. 3A, of the entire display area of the spatial phase modulator 13, the display image forming area 13a is narrowed down to only the center part, and the outer peripheral side thereof is a mask area 13b where no display image V is formed. By doing so, the depth of focus is widened. According to such depth of focus adjustment, by widening the depth of focus, it is possible to project a display image V with less blur even on a screen including a curved surface or an inclined surface. For example, as shown in FIG. 3B, assume that the screens are 300 mm, 400 mm, 500 mm, 600 mm, 700 mm, 800 mm, 900 mm, and 1000 mm in distance from the projector 1 (spatial phase modulator 13). When a display image V with a focal length of 600 mm and a wide depth of focus is projected onto these screens, a blur-free display image V is displayed not only on the screen installed at a distance of 600 mm but also on all screens. becomes possible. This principle is similar to how increasing the aperture value of a camera increases the depth of focus and widens the range of distances that are in focus.

上記のような原理で焦点深度を広くする場合、表示像形成に使用できる空間位相変調器13の領域が制限されるため、表示像Vの解像度が低下する可能性がある。したがって、要求される表示像Vの解像度と焦点深度との関係に基づいて複数の焦点深度調整パターンを用意し、その中から適合する焦点深度調整パターンを選択できるようにすることが望ましい。例えば、焦点深度は狭いが、表示像Vの解像度が高いパターンと、表示像Vの解像度はやや低下するが、焦点深度が広いパターンとを用意し、いずれかのパターンを選択可能とする。 When the depth of focus is widened based on the above principle, the area of the spatial phase modulator 13 that can be used to form a display image is limited, so the resolution of the display image V may be reduced. Therefore, it is desirable to prepare a plurality of depth of focus adjustment patterns based on the relationship between the required resolution of the display image V and the depth of focus, and to be able to select a suitable depth of focus adjustment pattern from among them. For example, a pattern with a narrow depth of focus but a high resolution of the display image V and a pattern with a wide depth of focus but with a slightly lower resolution of the display image V are prepared, and either pattern can be selected.

図4は、表示像Vに生じうる0次光の影響を示す図である。
本実施形態の空間位相変調器13は、反射型であるため、その領域に表示像Vを形成しないマスク領域13bを設定したとしても、マスク領域13bからの反射光は発生する。この反射光は、不要光L0となり、表示像Vの画質を低下させる可能性がある。例えば、図4に示すように、表示像Vの中心に強い輝度の0次光が発生し、これが不要光L0となって表示像Vの画質を低下させる可能性がある。
FIG. 4 is a diagram showing the influence of zero-order light that may occur on the displayed image V.
Since the spatial phase modulator 13 of this embodiment is of a reflective type, even if a mask region 13b in which no display image V is formed is set, reflected light from the mask region 13b is generated. This reflected light becomes unnecessary light L0 and may deteriorate the quality of the displayed image V. For example, as shown in FIG. 4, zero-order light with strong brightness is generated at the center of the display image V, and this may become unnecessary light L0 and deteriorate the image quality of the display image V.

図5は、空間位相変調器13のマスク領域13bに表示させる分散パターンP1(一例)を示す図であり、図6は、図5の分散パターンP1の効果を示す図である。
0次光分散手段は、表示像形成領域13aを狭くする際、表示像形成領域13aの外周側のマスク領域13bに、0次光を表示像形成領域13aの外に分散可能な分散パターンP1を表示させる。図5に示す分散パターンP1は、位相(輝度レベル)の異なる2種類のパターン要素P1a、P1bを格子状に配列し、格子状の位相差(輝度レベル)を生じさせる格子パターンである。このような分散パターンP1によれば、図6に示すように、不要光L0を表示像形成領域13aの外の4方向に分散させ、表示像Vの画質低下を回避できる。
FIG. 5 is a diagram showing a dispersion pattern P1 (one example) displayed on the mask region 13b of the spatial phase modulator 13, and FIG. 6 is a diagram showing the effect of the dispersion pattern P1 of FIG. 5.
When narrowing the display image forming area 13a, the zero-order light dispersion means creates a dispersion pattern P1 that can disperse the zero-order light outside the display image forming area 13a in the mask area 13b on the outer peripheral side of the display image forming area 13a. Display. The dispersion pattern P1 shown in FIG. 5 is a lattice pattern in which two types of pattern elements P1a and P1b having different phases (brightness levels) are arranged in a lattice shape to generate a lattice-like phase difference (brightness level). According to such a dispersion pattern P1, as shown in FIG. 6, the unnecessary light L0 can be dispersed in four directions outside the display image forming area 13a, and deterioration in the image quality of the display image V can be avoided.

図7は、空間位相変調器13のマスク領域13bに表示させる分散パターンP2(他例)を示す図であり、図8は、図7の分散パターンP2の効果を示す図である。
図7に示す分散パターンP2は、位相(輝度レベル)の異なる2種類のパターン要素P2a、P2bを横縞状に配列し、横縞状の位相差(輝度レベル)を生じさせる横縞パターンである。このような分散パターンP2によれば、図8に示すように、不要光L0を表示像形成領域13aの外の2方向に分散させ、表示像Vの画質低下を回避できる。なお、分散パターンP1、P2は、上記の格子パターンや横縞パターンに限定されず、縦縞パターンなどであってもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a dispersion pattern P2 (another example) displayed on the mask region 13b of the spatial phase modulator 13, and FIG. 8 is a diagram showing the effect of the dispersion pattern P2 of FIG. 7.
The dispersion pattern P2 shown in FIG. 7 is a horizontal stripe pattern in which two types of pattern elements P2a and P2b having different phases (brightness levels) are arranged in a horizontal stripe pattern to produce a horizontal stripe-like phase difference (brightness level). According to such a dispersion pattern P2, as shown in FIG. 8, the unnecessary light L0 can be dispersed in two directions outside the display image forming area 13a, and deterioration in the image quality of the display image V can be avoided. Note that the dispersion patterns P1 and P2 are not limited to the above-mentioned lattice pattern or horizontal striped pattern, but may be a vertical striped pattern or the like.

図9の(a)は、表示像形成パターンVPから求めた輝度レベルの例を示す図、図9の(b)は、図5の分散パターンP1を輝度レベルで示した図、図9の(c)は、図7の分散パターンP2を輝度レベルで示した図である。
空間位相変調器13において位相型CGHの表示像形成パターンVPを表示する際には、与える位相差を画素の輝度レベルに変換して空間位相変調器13に入力する。例えば、空間位相変調器13の輝度レベルが8ビットの場合、表示像形成パターンVPの位相差を0~255までの輝度レベルに換算する(図9の(a)参照)。したがって、空間位相変調器13のマスク領域13bに図5に示す分散パターンP1を表示させる場合は、例えば、輝度レベルが0のパターン要素P1aと、輝度レベルが128のパターン要素P1bとを格子状に配列したデータを用いる(図9の(b)参照)。また、空間位相変調器13のマスク領域13bに図7に示す分散パターンP2を表示させる場合は、例えば、輝度レベルが0のパターン要素P2aと、輝度レベルが128のパターン要素P2bとを横縞状に配列したデータを用いる(図9の(c)参照)。
9(a) is a diagram showing an example of the brightness level determined from the display image forming pattern VP, FIG. 9(b) is a diagram showing the luminance level of the dispersion pattern P1 of FIG. c) is a diagram showing the dispersion pattern P2 of FIG. 7 in terms of brightness levels.
When displaying the phase-type CGH display image forming pattern VP in the spatial phase modulator 13, the phase difference provided is converted into a pixel brightness level and input to the spatial phase modulator 13. For example, when the brightness level of the spatial phase modulator 13 is 8 bits, the phase difference of the display image forming pattern VP is converted into a brightness level of 0 to 255 (see (a) in FIG. 9). Therefore, when displaying the dispersion pattern P1 shown in FIG. 5 in the mask area 13b of the spatial phase modulator 13, for example, the pattern element P1a with a luminance level of 0 and the pattern element P1b with a luminance level of 128 are arranged in a grid pattern. The arranged data is used (see (b) in FIG. 9). Further, when displaying the dispersion pattern P2 shown in FIG. 7 in the mask area 13b of the spatial phase modulator 13, for example, pattern element P2a with a luminance level of 0 and pattern element P2b with a luminance level of 128 are arranged in horizontal stripes. The arranged data is used (see (c) in FIG. 9).

図10は、表示像形成パターンVPの算出例を示す図であり、図11は、マスク領域13bにレンズデータD2を加算した場合の表示像Vを示す図である。
図10に示すように、表示像形成パターン算出手段は、表示する物体データD1に、物体の表示位置を決めるレンズデータD2を加算して空間位相変調器13の表示像形成パターンVPを算出する。しかしながら、表示像形成領域13a及びマスク領域13bにレンズデータD2を加算した場合、図11に示すように、ぼけて大きくなった回折光L1が表示像Vに発生し、表示像Vの画質を低下させる可能性がある。
FIG. 10 is a diagram showing an example of calculating the display image forming pattern VP, and FIG. 11 is a diagram showing the display image V when the lens data D2 is added to the mask area 13b.
As shown in FIG. 10, the display image formation pattern calculation means calculates the display image formation pattern VP of the spatial phase modulator 13 by adding lens data D2 that determines the display position of the object to the object data D1 to be displayed. However, when the lens data D2 is added to the display image forming area 13a and the mask area 13b, as shown in FIG. There is a possibility that

図12は、マスク領域13bにレンズデータD2を加算しない場合の説明図であり、図13は、マスク領域13bにレンズデータD2を加算しない場合の効果を示す図である。
表示像形成パターン算出手段は、図12に示すように、焦点深度を広げるべくマスク領域13bを設定する際、マスク領域13bにレンズデータD2を加算せず、分散パターンP1、P2のまま使用する。このようにすると、図13に示すように、焦点深度を広げつつ、回折光L1が発生しない表示像Vを投影することが可能になる。
FIG. 12 is an explanatory diagram when the lens data D2 is not added to the mask area 13b, and FIG. 13 is a diagram showing the effect when the lens data D2 is not added to the mask area 13b.
As shown in FIG. 12, when setting the mask area 13b to widen the depth of focus, the display image forming pattern calculation means does not add the lens data D2 to the mask area 13b and uses the dispersion patterns P1 and P2 as they are. In this way, as shown in FIG. 13, it becomes possible to widen the depth of focus and project a display image V in which no diffracted light L1 is generated.

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 Although each embodiment has been described in detail above, it is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the embodiments described above.

例えば、マスク領域13bの態様は、図14の(a)に示すように、表示像形成領域13aを長方形とする態様だけでなく、図14の(b)~(e)に示すような態様としてもよい。例えば、図14の(b)に示すマスク領域13bによれば、表示像形成領域13aを正方形とすることができる。また、図14の(c)に示すマスク領域13bによれば、表示像形成領域13aを円形とすることができる。また、図14の(d)に示すマスク領域13bによれば、表示像形成領域13aを楕円形とすることができる。また、図14の(a)~(d)に示すマスク領域13bでは、表示像形成領域13aを2方向(図14における上下方向及び左右方向)で絞り込んでいるが、図14の(e)に示すように、1方向(図14における左右方向)でのみ絞り込んでもよい。 For example, the shape of the mask region 13b is not limited to the shape in which the display image forming region 13a is rectangular as shown in FIG. 14(a), but also the shape as shown in FIGS. Good too. For example, according to the mask area 13b shown in FIG. 14(b), the display image forming area 13a can be made square. Further, according to the mask area 13b shown in FIG. 14(c), the display image forming area 13a can be made circular. Further, according to the mask area 13b shown in FIG. 14(d), the display image forming area 13a can be formed into an ellipse. In addition, in the mask area 13b shown in FIGS. 14(a) to 14(d), the display image forming area 13a is narrowed down in two directions (the vertical direction and the horizontal direction in FIG. 14), but in the mask area 13b shown in FIG. As shown, the narrowing down may be performed only in one direction (the horizontal direction in FIG. 14).

また、本実施例によるプロジェクタ1の用途は任意に選択できる。例えば、図15に示すように、プロジェクタ1を車室100の天井部101に設置し、ステアリングホイール102やメータパネル103に対して表示像Vを投影する用途に好適である。この場合、スクリーンとなるステアリングホイール102やメータパネル103は、プロジェクタ1から見て傾斜面であり、さらに、ステアリングホイール102は、曲面を含むため、通常のプロジェクタでは、投影した表示像Vにボケが生じやすい。また、ステアリングホイール102とメータパネル103とでは、プロジェクタ1からの距離が異なるため、通常のプロジェクタでは、ステアリングホイール102とメータパネル103とに同時に表示像Vを投影することが困難である。一方、本実施例によるプロジェクタ1は、前述した焦点深度調整手段を備えるので、焦点深度を広げれば、ステアリングホイール102やメータパネル103にボケの少ない表示像Vを投影することが可能になる。また、焦点深度をさらに広げれば、ステアリングホイール102とメータパネル103とに同時に表示像Vを投影することも可能になる。 Further, the use of the projector 1 according to this embodiment can be arbitrarily selected. For example, as shown in FIG. 15, the projector 1 is installed on a ceiling 101 of a vehicle interior 100, and is suitable for use in projecting a display image V onto a steering wheel 102 or a meter panel 103. In this case, the steering wheel 102 and meter panel 103, which serve as screens, are inclined surfaces when viewed from the projector 1, and furthermore, since the steering wheel 102 includes a curved surface, in a normal projector, the projected display image V is blurred. Easy to occur. Further, since the steering wheel 102 and the meter panel 103 are located at different distances from the projector 1, it is difficult to project the display image V onto the steering wheel 102 and the meter panel 103 at the same time using a normal projector. On the other hand, since the projector 1 according to the present embodiment includes the depth of focus adjustment means described above, by widening the depth of focus, it becomes possible to project the display image V with less blur onto the steering wheel 102 and the meter panel 103. Moreover, if the depth of focus is further increased, it becomes possible to project the display image V onto the steering wheel 102 and the meter panel 103 at the same time.

1 プロジェクタ
11 レーザ光源
13 空間位相変調器
13a 表示像形成領域
13b マスク領域
15 制御部
P1、P2 分散パターン
1 Projector 11 Laser light source 13 Spatial phase modulator 13a Display image forming area 13b Mask area 15 Control units P1, P2 Dispersion pattern

Claims (4)

表示像を投影するプロジェクタであって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を回折して前記表示像を形成する空間位相変調器と、
前記空間位相変調器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記空間位相変調器の表示像形成領域を変更することで、前記表示像の焦点深度を調整する焦点深度調整手段を備える、プロジェクタ。
A projector that projects a display image,
a laser light source that emits laser light;
a spatial phase modulator that diffracts the laser beam to form the display image;
A control unit that controls the spatial phase modulator,
The projector, wherein the control unit includes a depth of focus adjustment unit that adjusts a depth of focus of the display image by changing a display image forming area of the spatial phase modulator.
前記空間位相変調器は、反射型であり、
前記制御部は、前記表示像形成領域を狭くする際、前記表示像形成領域の外周側のマスク領域に、0次光を前記表示像形成領域外に分散可能な分散パターンを表示させる0次光分散手段を備える、請求項1に記載のプロジェクタ。
The spatial phase modulator is of a reflective type,
When the display image forming area is narrowed, the control unit controls the zero-order light to display a dispersion pattern in which the zero-order light can be dispersed outside the display image forming area in a mask area on the outer peripheral side of the display image forming area. The projector according to claim 1, comprising dispersion means.
前記分散パターンは、格子パターン、縦縞パターン、横縞パターンのいずれかである、請求項2に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 2, wherein the dispersion pattern is any one of a lattice pattern, a vertical stripe pattern, and a horizontal stripe pattern. 前記表示像は、計算機生成ホログラムによるものであり、
前記制御部は、表示する物体データに、物体の表示位置を決めるレンズデータを加算して前記空間位相変調器の表示像形成パターンを算出する表示像形成パターン算出手段を備え、
前記表示像形成パターン算出手段は、前記マスク領域に前記レンズデータを加算しない、請求項2又は3に記載のプロジェクタ。
The displayed image is a computer-generated hologram,
The control unit includes display image formation pattern calculation means for calculating a display image formation pattern of the spatial phase modulator by adding lens data that determines a display position of the object to object data to be displayed;
4. The projector according to claim 2, wherein the display image formation pattern calculation means does not add the lens data to the mask area.
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