JP2005291839A - 投影装置および3次元形状検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のLED17は基板上16に千鳥状に配列され、1のLED17と、その1のLED17のまわりのLED17との間隔dは、LED17の1つから出射された光によって投影LCD19において形成される照度分布が半値全幅以下になるように設定されている。よって、投影LCD19に略均一に光を照射することができ、投影LCD19における照度ムラは抑制され、投影面に高品質の画像を投影することができる。
【選択図】 図4
Description
(2)ccdcy=(ccdy−Centy)/(1+dist/100)+Centy
(3)hfa=arctan[(((ccdx−Centx)2 +(ccdy−Centy)2)0.5)×pixellength/focallength]
図18は、三角測量原理による実空間変換処理(図12のS1225)において、CCD空間における座標から、3次元空間における3次元座標を算出する方法を説明するための図である。
(1)Y=−(tanθp)Z+PPZ+tanθp−D+cmp(Xtarget)
(2)Y=−(Ytarget/VPZ)Z+Ytarget
(3)X=−(Xtarget/VP)Z+Xtarget
(4)Ytarget=Yftop−(ccdcy/Hc)×(Yftop−Yfbottom)
(5)Xtarget=Xfstart+(ccdcx/Wc)×(Xfend−Xfstart)
尚、(1)におけるcmp(Xtarget)は、撮像光学系20と画像投影部13とのズレを補正する関数であり、ズレが無い理想的な場合にはcmp(Xtarget)=0とみなすことができる。
(1)Y=−(Yptarget/PPZ)Z+Yptarget
(2)X=−(Xptarget/PPZ)Z+Xptarget
(3)Yptarget=Ypftop−(lcdcy/Hp)×(Xpftop−Xpfbottom)
(4)Xptarget=Xpfstart+(lcdcx/Wp)×(Xpfend−Xpfstart)
この関係式を利用することで、3次元空間座標(X,Y,Z)を上記(1)から(4)の式に与えることで、LCD空間座標を(lcdcx,lcdcy)を算出することができる。よって、例えば、3次元空間に任意の形状、文字を投影するためのLCD素子パターンを算出することができる。
13 画像投影部(投影手段)
14 撮像光学系(撮像手段の一部)
17 LED(半導体発光素子)
18,50 光源レンズ(集光光学系)
19 投影LCD(空間変調素子)
20 投影光学系(投影手段)
21 画像撮像部撮像手段と、(撮像手段の一部)
22 CCD(撮像手段の一部)
52,60 固定部材
60a 固定孔
61 付勢プレート(弾性体)
62 Oリング(弾性体)
Claims (23)
- 光を出射する複数の半導体発光素子と、その半導体発光素子により出射された光に対して空間変調を施して画像信号光を出力する空間変調素子と、その空間変調素子から出力される画像信号光を投影面に向けて投影する投影手段とを備えた投影装置において、
前記複数の半導体発光素子は、その複数の半導体発光素子を支持する基板上に少なくとも2つ以上の半導体素子を第1の方向において第1ピッチで一直線状に並べてなる半導体発光素子列を、少なくとも1列以上並列に並べて配置されており、
前記第1ピッチは、半導体発光素子の1つから出射された光によって空間変調素子において形成される照度分布の半値全幅以下となるように配設されていることを特徴とする投影装置。 - 前記複数の半導体発光素子は、前記半導体発光素子列と交わる第2の方向において第2ピッチで少なくとも2列以上並列に並べて配置されており、
前記第2ピッチは、前記第1ピッチと略同一に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の投影装置。 - 前記半導体発光素子列は複数列からなり、互いに隣り合う2列の半導体発光素子列の各々の半導体発光素子は、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の投影装置。
- 前記複数の半導体発光素子は、1の前記半導体発光素子列と、その1の半導体発光素子列の延びる方向に前記第1ピッチの略半分の距離だけずらした他の半導体発光素子列とを交互に、前記第1ピッチの略√3/2倍のピッチで並列に並べて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の投影装置。
- 光を出射する複数の半導体発光素子と、その半導体発光素子により出射された光に対して空間変調を施して画像信号光を出力する空間変調素子と、その空間変調素子から出力される画像信号光を投影面に向けて投影する投影手段とを備えた投影手段において、
前記複数の半導体発光素子は、その複数の半導体発光素子を支持する基板上に千鳥状に配置されていることを特徴とする投影装置。 - 1の前記半導体発光素子と、その1の半導体発光素子の周辺の半導体発光素子との間隔は、前記半導体発光素子の1つから出射された光によって空間変調素子において形成される照度分布の半値全幅以下となるように配設されていることを特徴とする請求項5に記載の投影装置。
- 前記半導体発光素子と前記空間変調素子との間に配置され、前記半導体発光素子から出射される光を集光して、前記空間変調素子にその集光した光を出射する集光光学系を備えていることを特徴する請求項1から6のいずれかに記載の投影装置。
- 前記集光光学系は、前記複数の半導体発光素子の各々と対応する複数のレンズ面を一体に形成されていることを特徴とする請求項7に記載の投影装置。
- 前記集光光学系は、前記複数の半導体発光素子の各々を内包する砲弾型に形成されたレンズの各々を、別体にして構成されていることを特徴とする請求項7に記載の投影装置。
- 前記集光光学系を構成するレンズの各々を密着させるために、その複数のレンズを取り囲む枠状の固定部材を備えていることを特徴とする請求項9に記載の投影装置。
- 前記集光光学系を構成するレンズの各々を所定位置に配置させるために、各レンズの所定位置と対応する位置に穿設された固定孔を有する板状の固定部材を備えていることを特徴とする請求項9に記載の投影装置。
- 前記固定孔の断面形状は、前記集光光学系を構成する各レンズの外周面の少なくとも一部に沿って形成されていることを特徴とする請求項11に記載の投影装置。
- 前記集光光学系の外周面と接触する弾性体を備えていることを特徴とする請求項7から12のいずれかに記載の投影装置。
- 前記複数の半導体発光素子の各々は、同一色を発光することを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の投影装置。
- 前記半導体発光素子は発光ダイオードであり、その各々から発光される発光色は、アンバー色であることを特徴とする請求項14に記載の投影装置。
- 前記投影手段は、樹脂製のレンズを含んで構成されていることを特徴とする請求項7から15のいずれかに記載の投影装置。
- 前記投影手段は、テレセントリックレンズで構成されていることを特徴とする請求項1から16のいずれかに記載の投影装置。
- 投影方向に配置される被写体に対して、前記投影手段から出力される画像信号光としてのパターン光が投影されている状態を撮像する撮像手段と、
その撮像手段によって撮像された撮像画像に基づき、前記被写体の3次元形状を検出する3次元形状検出手段とを備え、
前記空間変調光素子は、板状のディスプレイによって構成され、そのディスプレイを構成する複数の画素は、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の投影装置。 - 前記撮像手段の幅広面と前記ディスプレイの幅広面とは略同一の方向に向いて配置されていることを特徴とする請求項18に記載の投影装置。
- 前記ディスプレイを構成する複数の画素は、そのディスプレイの長手方向に沿って一直線状に並べられた1の画素列と、その1の画素列とはディスプレイの長手方向に所定間隔ずれた他の画素列とを交互に並列に並べて配置されており、
前記撮像手段は、そのディスプレイとは所定間隔を開けて、その長手方向側に配置されていることを特徴とする請求項18又は19に記載の投影装置。 - 請求項1から17のいずれかに記載の投影装置と、その投影装置に備えられた前記投影手段から出力される画像信号光が投影される投影方向に配置される被写体に対して、前記投影手段から画像信号光としてのパターン光が投影されている状態を撮像する撮像手段と、その撮像手段によって撮像された撮像画像に基づき、前記被写体の3次元形状を検出する3次元形状検出手段とを備えた3次元形状検出装置において、
前記空間変調光素子は、板状のディスプレイによって構成され、そのディスプレイを構成する複数の画素は千鳥状に配置されていることを特徴とする3次元形状検出装置。 - 前記撮像手段の幅広面と前記ディスプレイの幅広面とは略同一な方向に向いて配置されていることを特徴とする請求項21に記載の3次元形状検出装置。
- 前記ディスプレイを構成する複数の画素は、そのディスプレイの長手方向に沿って一直線状に並べられた1の画素列と、その1の画素列とはディスプレイの長手方向に所定間隔ずれた他の画素列とを交互に並列に並べて配置されており、
前記撮像手段は、そのディスプレイとは所定間隔を開けて、その長手方向側に配置されていることを特徴とする請求項21または22に記載の3次元形状検出装置。
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