JP2009121991A - Distance measurement apparatus and projector - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector with a distance measurement apparatus for always measuring a distance between a position in the vicinity of an outer frame in a projected image by using one light receiving element. <P>SOLUTION: The projector 1 comprises: a light source apparatus; a light-source-side optical system; a display element; a projection-side optical system with a zoom mechanism 90; a projector control means; the distance measurement apparatus 15; an inclination angle calculation means; and a distance calculation means. The distance measurement apparatus 15 comprises: a distance measurement section 51 and a measurement position adjustment section 52. The distance measurement apparatus 15 also comprises: a plurality of laser units 58 for irradiating laser light beams; light receiving elements 56 disposed in the center of a plurality of the laser units 58, and receiving reflection light from an object whose distance is measured; and an optical element for changing irradiation directions of the laser light beams irradiated from the laser units 58 so as to increase intervals. The optical element is a concave lens 61 having a variable distance between the laser unit 58 and itself. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プロジェクタに適した距離測定装置及びこの距離測定装置を備えたプロジェクタに関するものである。   The present invention relates to a distance measuring device suitable for a projector and a projector equipped with the distance measuring device.

今日、パーソナルコンピュータの画面に表示される画像やビデオ信号の画像、更にはメモリカードなどに記憶されている画像データによる画像などをスクリーンに投影するデータプロジェクタが多用されている。   2. Description of the Related Art Today, data projectors that project an image displayed on a personal computer screen, an image of a video signal, an image based on image data stored in a memory card or the like onto a screen are widely used.

データプロジェクタは、多くの場合、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプなどの小型高輝度の光源を用い、光源から射出された光をカラーフィルタにより３原色の光として光源側光学系により液晶やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれる表示素子に照射し、表示素子の透過光又は反射光をズーム機能を備えた投影側光学系とされるレンズ群を介してスクリーンに投影する構造とされている。   In many cases, data projectors use small high-intensity light sources such as metal halide lamps and ultra-high pressure mercury lamps, and light emitted from the light sources is converted into light of three primary colors by a color filter. A display element called a “micromirror device” is irradiated, and the transmitted light or reflected light of the display element is projected onto a screen through a lens group that is a projection-side optical system having a zoom function.

このようなプロジェクタにおいては、スクリーン面との距離に合わせて画像を鮮明に投影するフォーカス調整と共に、スクリーン面の傾斜角並びに投影角度によって投影画像に発生する台形歪みを補正（キーストン補正）するために、スクリーン面との距離及びスクリーン面の傾斜角並びに投影角度を正確に測る必要があり、このため、プロジェクタからスクリーン上の複数箇所までの距離を測定する距離測定装置を備えたプロジェクタに関する提案が多々なされている。   In such a projector, in order to correct (keystone correction) trapezoidal distortion that occurs in the projected image according to the tilt angle and projection angle of the screen surface, as well as focus adjustment that projects the image clearly according to the distance from the screen surface. Therefore, it is necessary to accurately measure the distance to the screen surface, the inclination angle of the screen surface, and the projection angle. For this reason, there are many proposals regarding a projector having a distance measuring device that measures the distance from the projector to a plurality of locations on the screen. Has been made.

この距離測定装置として一般的なものの一つに、レーザ光線を用いた光学式の距離測定装置がある。この光学式の距離測定装置は、レーザ光線を対象物に照射し、対象物からの反射光をアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子で受光して測距を行なうものである。   One of the common distance measuring apparatuses is an optical distance measuring apparatus using a laser beam. This optical distance measuring device irradiates a target with a laser beam and receives reflected light from the target with a light receiving element such as an avalanche photodiode (APD) to perform distance measurement.

この光学式の距離測定装置を備えたプロジェクタにおいて、スクリーンとの距離及びスクリーンの傾斜角並びに投影角度を正確に測るためには、スクリーン面上における直線上に並ぶことのない少なくとも三点との距離を測定する必要がある。又、レーザ投光点がスクリーン面から外れないようにするため、距離を測定する三点はスクリーン面内に位置する必要がある。更に、正確な投影画像の傾きを求めるためには、三点間の相互の距離ができる限り離れている必要がある。   In a projector equipped with this optical distance measuring device, in order to accurately measure the distance to the screen, the tilt angle of the screen, and the projection angle, the distance to at least three points that are not aligned on a straight line on the screen surface Need to be measured. Further, in order to prevent the laser projection point from deviating from the screen surface, the three points for measuring the distance need to be located within the screen surface. Furthermore, in order to obtain an accurate inclination of the projected image, the distance between the three points needs to be as far as possible.

しかし、現在の多くのプロジェクタではズーム機能を備えており、スクリーンまでの距離が同一として、小型のスクリーンに投影した場合の投影画像と、大型のスクリーンに投影した場合の投影画像とでは、小型のスクリーン上において上述の条件を満たす三点を決定した場合、大型のスクリーン上における該三点はスクリーン上の小さな範囲となり、上述の条件を満たすことはできない。一方、大型のスクリーン上に上述の条件を満たす三点を決定した場合には、小型のスクリーンの外部に三点が位置することとなり、小型のスクリーン面との距離や傾きを測定することはできないこととなる。このため、スクリーンの大きさやスクリーンとの距離によって距離測定装置を利用したキーストン補正の精度に差が発生し、様々な状況において明瞭な画像を投影可能なプロジェクタを提供することは困難であった。   However, many current projectors have a zoom function, and the projected image when projected onto a small screen and the projected image when projected onto a large screen with the same distance to the screen are small. When three points satisfying the above-mentioned conditions are determined on the screen, the three points on the large screen are in a small range on the screen, and the above-mentioned conditions cannot be satisfied. On the other hand, when three points satisfying the above-mentioned conditions are determined on a large screen, the three points are located outside the small screen, and the distance and inclination from the small screen surface cannot be measured. It will be. For this reason, the accuracy of the keystone correction using the distance measuring device varies depending on the size of the screen and the distance from the screen, and it has been difficult to provide a projector that can project clear images in various situations.

このような問題点を解決するため、特開２００５−２４９４３２号公報（特許文献１）では、スクリーンに投影された所定サイズの画像パターンの反射光を縦方向及び横方向の受光素子とするラインセンサで受光し、ラインセンサの出力から演算部でセンサデータを求め、センサデータが極値を取る極値数を制御部で求め、制御部で求めた極値数を基準極値数と比較して画像パターンのサイズを基準極値数を得ることができるサイズに調整し、基準極値数を得ることができる画像パターンのサイズを、所望の測距精度を得ることができるサイズに設定することで精度のよい距離データを求めることができる距離測定装置を備えたプロジェクタの提案がなされている。
特開２００５−２４９４３２号公報 In order to solve such problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-249432 (Patent Document 1) discloses a line sensor that uses reflected light of an image pattern of a predetermined size projected on a screen as light receiving elements in the vertical direction and the horizontal direction. The sensor unit obtains sensor data from the output of the line sensor, calculates the number of extreme values that the sensor data takes extreme values in the control unit, and compares the number of extreme values obtained in the control unit with the reference number of extreme values. By adjusting the size of the image pattern to a size that can obtain the reference number of extreme values, and setting the size of the image pattern that can obtain the number of reference extreme values to a size that can obtain the desired distance measurement accuracy. There has been proposed a projector equipped with a distance measuring device capable of obtaining accurate distance data.
JP 2005-249432 A

一般にズーム機能を有するプロジェクタでは、従来の距離測定装置によってはスクリーンの大きさやスクリーンとの距離の変化に合わせた適切なキーストン補正を行なうことが困難であった。又、ズーム変化に合わせたキーストン補正が可能なプロジェクタでは、距離測定装置の受光素子を複数備える必要があり、製造工程が複雑となると共に生産コストが高くなるといった問題点もあった。   In general, in a projector having a zoom function, it has been difficult to perform appropriate keystone correction according to changes in the size of the screen and the distance to the screen depending on the conventional distance measuring device. In addition, a projector capable of keystone correction in accordance with the zoom change needs to include a plurality of light receiving elements of the distance measuring device, which causes a problem that the manufacturing process becomes complicated and the production cost increases.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ光の照射方向を変化させることによりスクリーンの大きさに合わせて様々な投影条件におけるスクリーンとの測距が可能な距離測定装置を備えたプロジェクタを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and by changing the direction of laser light irradiation, distance measurement with a screen under various projection conditions is possible according to the size of the screen. An object of the present invention is to provide a projector equipped with a simple distance measuring device.

本発明の距離測定装置は、レーザ光線を照射する複数のレーザユニットと、測距対象からの反射光を受光する受光素子とを有し、レーザユニットから照射されるレーザ光線の向きを変化させる光学素子を備えるものである。   The distance measuring device according to the present invention includes a plurality of laser units that irradiate a laser beam and a light receiving element that receives reflected light from a distance measurement target, and an optical device that changes the direction of the laser beam emitted from the laser unit. An element is provided.

又、この距離測定装置は、等間隔に配置された三個のレーザユニットの中心に一個の受光素子を有し、光学素子は、前記レーザユニットから射出された三本の各レーザ光線の照射方向を相互に間隔を広げ又は狭める方向に変化させるものである。   Further, this distance measuring apparatus has one light receiving element at the center of three laser units arranged at equal intervals, and the optical element is an irradiation direction of each of the three laser beams emitted from the laser unit. Are changed in the direction of widening or narrowing each other.

更に、前記光学素子は、レーザユニットとの距離を可変とされたレンズであることを特徴とするものである。   Further, the optical element is a lens having a variable distance from the laser unit.

又、前記光学素子は、順次レーザユニットの前方に位置するように回転する複数の屈折角の異なるプリズムとすることもある。   Further, the optical element may be a plurality of prisms having different refraction angles that are sequentially rotated to be positioned in front of the laser unit.

更に、距離測定部としてレーザユニットと受光素子と光学素子とを有すると共に、光学素子を稼働させる測定位置調整部を有するものである。   In addition, the distance measuring unit includes a laser unit, a light receiving element, and an optical element, and a measurement position adjusting unit that operates the optical element.

そして、本発明のプロジェクタは、光源装置と、光源側光学系と、表示素子と、ズーム機構を有する投影側光学系と、プロジェクタ制御手段と、距離測定装置と、傾斜角算出手段及び距離算出手段とを有し、前記距離測定装置が、距離測定部と測定位置調整部を有する請求項５に記載の距離測定装置であることを特徴とするものである。   The projector according to the present invention includes a light source device, a light source side optical system, a display element, a projection side optical system having a zoom mechanism, a projector control unit, a distance measurement device, an inclination angle calculation unit, and a distance calculation unit. The distance measuring device is a distance measuring device according to claim 5 having a distance measuring unit and a measurement position adjusting unit.

又、測定位置調整部は、投影側光学系の可動レンズの移動に合わせて光学素子を稼働させるものである。   The measurement position adjusting unit operates the optical element in accordance with the movement of the movable lens of the projection side optical system.

更に、測定位置調整部は、光学素子を一定回転角で光学素子を一回転させ、距離算出手段は、各レーザユニットによる光学素子の駆動ごとの複数の距離を算出することもある。   Further, the measurement position adjustment unit may rotate the optical element once at a constant rotation angle, and the distance calculation unit may calculate a plurality of distances for each driving of the optical element by each laser unit.

本発明によれば、レーザ光の照射方向を変化させることによりスクリーンの大きさに合わせて様々な投影条件におけるスクリーンとの距離測定が可能な距離測定装置と、この距離測定装置を備えたプロジェクタを提供することができる。   According to the present invention, a distance measuring device capable of measuring the distance to the screen under various projection conditions according to the size of the screen by changing the irradiation direction of the laser light, and a projector including the distance measuring device are provided. Can be provided.

本発明を実施するための最良の形態のプロジェクタ1は、光源装置80と、光源側光学系と、表示素子50と、ズーム機構90を有する投影側光学系と、プロジェクタ制御手段と、距離測定装置15と、傾斜角算出手段とする傾斜角算出部46及び距離算出手段とする距離算出部45を有し、距離測定装置15が、距離測定部51と測定位置調整部52とを有するものである。   The projector 1 in the best mode for carrying out the present invention includes a light source device 80, a light source side optical system, a display element 50, a projection side optical system having a zoom mechanism 90, projector control means, and a distance measuring device. 15 and an inclination angle calculation unit 46 as an inclination angle calculation unit and a distance calculation unit 45 as a distance calculation unit, and the distance measurement device 15 includes a distance measurement unit 51 and a measurement position adjustment unit 52. .

この距離測定装置15は、レーザ光線を照射する複数のレーザユニット58と、測距対象からの反射光を受光する複数のレーザユニット58の中心に配置された受光素子56とを有し、レーザユニット58から照射される各レーザ光線の照射方向を相互に間隔を広げ又は狭める方向に変化させる光学素子を備えるものである。   The distance measuring device 15 includes a plurality of laser units 58 that irradiate laser beams, and a light receiving element 56 that is disposed at the center of the plurality of laser units 58 that receive reflected light from a distance measurement target. An optical element that changes the irradiation direction of each laser beam irradiated from 58 in a direction that widens or narrows the distance from each other is provided.

又、光学素子は、レーザユニット58との距離を可変とされた凹レンズ61であり、この凹レンズ61は、投影側光学系の可動レンズ91の移動に連動する測定位置調整部52によって動作を制御されるものである。   The optical element is a concave lens 61 whose distance from the laser unit 58 is variable. The operation of the concave lens 61 is controlled by a measurement position adjusting unit 52 that is linked to the movement of the movable lens 91 of the projection side optical system. Is.

そして、測定位置調整部52は、凹レンズ61を固定し前後方向に摺動可能であって外壁に測距用カムピン62aを有した測距用レンズ鏡筒62と、測距用レンズ鏡筒62を摺動可能に保持する測距用主鏡筒63と、測距用主鏡筒63の外壁周縁に位置し測距用カムピン62aが摺動するカム溝を内壁に有した測距用リング64とを備え、測距用リング64が回動することによって凹レンズ61が固定された測距用レンズ鏡筒62が前後方向に摺動し、距離測定部51のレーザユニット58から射出される光のスクリーン85面上における照射位置を変動させるものである。   The measuring position adjusting unit 52 includes a ranging lens barrel 62 having a concave lens 61 fixed and slidable in the front-rear direction and having a ranging cam pin 62a on the outer wall, and a ranging lens barrel 62. A distance measuring main barrel 63 that is slidably held, and a distance measuring ring 64 that has a cam groove on the inner wall located on the outer peripheral edge of the distance measuring main barrel 63 and on which the distance measuring cam pin 62a slides. A distance measuring lens barrel 62 to which the concave lens 61 is fixed as the distance measuring ring 64 rotates, and slides in the front-rear direction, and is a screen of light emitted from the laser unit 58 of the distance measuring unit 51. The irradiation position on the 85th surface is changed.

そして、測定位置調整部52の凹レンズ61は、投影側光学系のズーム機構90とギアボックス65によって連結され、可動レンズ91の動きと連動して稼働するものである。   The concave lens 61 of the measurement position adjusting unit 52 is connected by the zoom mechanism 90 of the projection side optical system and the gear box 65, and operates in conjunction with the movement of the movable lens 91.

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本発明の実施例に係るプロジェクタ1は、図１に示すように、本体ケースの前面板12の側方近傍に投影口14と距離測定装置15を備え、距離測定装置15の近傍から他端近傍までプロジェクタ1の筐体内を冷却した排気が排出される複数の排気孔16が形成され、更に、図示しないが、リモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the projector 1 according to the embodiment of the present invention includes a projection port 14 and a distance measuring device 15 in the vicinity of the side of the front plate 12 of the main body case, and from the vicinity of the distance measuring device 15 to the vicinity of the other end. A plurality of exhaust holes 16 are formed through which exhaust air that has cooled the inside of the projector 1 is exhausted, and an Ir receiver that receives a control signal from a remote controller is provided (not shown).

又、本体ケースである上面板11には、キー／インジケータ部37や音声出力部18を備え、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、光源装置のランプを点灯させるランプスイッチキー及びランプの点灯を表示するランプインジケータ、光源装置等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータを備えているものである。   The top plate 11 which is a main body case is provided with a key / indicator unit 37 and an audio output unit 18. The key / indicator unit 37 includes a power switch key, a power indicator for notifying power on / off, and a light source. It is provided with keys and indicators such as a lamp switch key for turning on the lamp of the device, a lamp indicator for displaying the lighting of the lamp, and an overheat indicator for notifying when the light source device is overheated.

更に、本体ケースの背面には、図示しないが、背面板にＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子やメモリカードスロット等を有しているものである。   Further, although not shown on the back surface of the main body case, various terminals such as an input / output connector portion and a power adapter plug, etc., which are provided with a USB terminal, a D-SUB terminal for image signal input, an S terminal, an RCA terminal, etc. It has a memory card slot and the like.

又、本体ケースの側板である右側板13、及び、図示しない側板である左側板には、各々複数の吸気孔19を備え、本体ケースの底面である底面板には投影角度を調整する伸張機能を備えた前足20を有し、上方向に傾けた状態でスクリーンに画像を投影するものである。   Also, the right side plate 13 that is the side plate of the main body case and the left side plate that is the side plate (not shown) each have a plurality of air intake holes 19, and the bottom plate that is the bottom surface of the main body case has an expansion function that adjusts the projection angle. The forefoot 20 having the above is projected, and an image is projected onto the screen while being tilted upward.

そして、プロジェクタ1の内部には、ランプ電源回路ブロック等を備えた電源制御回路基板と、プロジェクタ制御手段を備えた主回路ブロックを有し、又、プロジェクタ1の内部温度を低減させるための冷却ファンと、光源手段とするハロゲンランプ等を備えた高輝度の光源装置と、画像を生成する表示素子とするＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と、光源装置からの光を表示素子に集光する光源側光学系及びＤＭＤからの射出光をスクリーンへと投影する投影側光学系と、スクリーンとの距離を測定する距離測定装置とを備えるものである。   The projector 1 has a power supply control circuit board having a lamp power supply circuit block and the like, and a main circuit block having a projector control means, and a cooling fan for reducing the internal temperature of the projector 1 A high-intensity light source device including a halogen lamp as a light source means, a DMD (digital micromirror device) as a display element for generating an image, and condensing light from the light source device on the display element A light source side optical system, a projection side optical system that projects light emitted from the DMD onto a screen, and a distance measuring device that measures a distance from the screen are provided.

このＤＭＤは、複数のマイクロミラーがマトリックス状に配置され、正面方向に対して一方向に傾いた入射方向から入射した光を、複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより正面方向のオン状態光線と斜め方向のオフ状態光線とに分けて反射することにより画像を表示するものであり、一方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより正面方向に反射するオン状態光線とし、他方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより斜め方向に反射してオフ状態光線とすると共に、このオフ状態光線を吸光板で吸収し、正面方向への反射による明表示と、斜め方向への反射による暗表示とにより画像を生成するものである。   In this DMD, a plurality of micromirrors are arranged in a matrix, and light incident from an incident direction inclined in one direction with respect to the front direction is converted into an on-state light beam in the front direction by switching the tilt direction of the plurality of micromirrors. The image is displayed by being reflected separately from the off-state light beam in the oblique direction, and the light incident on the micromirror tilted in one tilt direction is turned into the on-state light beam reflected in the front direction by this micromirror. The light incident on the micro mirror tilted in the other tilt direction is reflected by the micro mirror in an oblique direction to form an off-state light beam, and the off-state light beam is absorbed by the light-absorbing plate and reflected in the front direction. An image is generated by bright display and dark display by reflection in an oblique direction.

このプロジェクタ1のプロジェクタ制御手段は、図２に示すように、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等を有するものであって、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定の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24に送られるものである。   As shown in FIG. 2, the projector control means of the projector 1 includes a control unit 38, an input / output interface 22, an image conversion unit 23, a display encoder 24, a display drive unit 26, etc. The image signals of various standards input from 21 are converted so as to be unified into image signals of a predetermined format suitable for display by the image conversion unit 23 via the input / output interface 22 and the system bus (SB). It is sent to the display encoder 24.

表示エンコーダ24は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力するものである。   The display encoder 24 develops and stores the transmitted image signal in the video RAM 25, generates a video signal from the stored contents of the video RAM 25, and outputs the video signal to the display drive unit 26.

表示エンコーダ24からビデオ信号が入力される表示駆動部26は、送られてくる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50を駆動するものであり、光源装置80からの光を光源側光学系を介して表示素子50に入射することにより、表示素子50の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示するものであり、この投影側光学系の可動レンズ群89は、レンズモータ42により光軸方向に駆動し、これによりズームの倍率調整及び焦点調整が行われるものである。   A display driving unit 26 to which a video signal is input from the display encoder 24 drives a display element 50 that is a spatial light modulation element (SOM) at an appropriate frame rate in response to an image signal sent thereto. The light from the light source device 80 is incident on the display element 50 through the light source side optical system, thereby forming an optical image with the reflected light of the display element 50 and projecting the image on a screen (not shown) through the projection side optical system. The movable lens group 89 of the projection-side optical system is driven in the optical axis direction by the lens motor 42, and zoom magnification adjustment and focus adjustment are thereby performed.

画像圧縮伸長部31は、画像信号の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とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理や、再生モード時はメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長して画像変換部23を介して表示エンコーダ24に送り、メモリカード32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とするものである。   The image compression / decompression unit 31 performs a recording process for sequentially writing the luminance signal and color difference signal of the image signal into a memory card 32 which is a removable recording medium by compressing the data by processing such as ADTC and Huffman coding, Reads out the image data recorded in the memory card 32, decompresses each image data constituting a series of moving images in units of one frame, sends them to the display encoder 24 via the image conversion unit 23, and stores them in the memory card 32. It is possible to display a moving image or the like based on the image data.

距離算出部45は、距離測定装置15と、後述する距離測定装置15が備える受光素子によって変換された電気信号を元にスクリーン上の複数点との距離を測定しスクリーンとの平均距離を算出する演算手段とを備えるものであり、傾斜角算出部46は、距離算出部45が算出したスクリーン上の複数点との距離からスクリーンの傾斜角を算出するものである。そして、距離算出部45及び傾斜角算出部46は、算出したスクリーンとの距離及びスクリーンの傾斜角のデータを歪み補正部47に送信し、距離算出部45が算出したスクリーンとの平均距離はレンズモータ42による焦点調整において用いられるものである。   The distance calculation unit 45 measures the distance between a plurality of points on the screen based on an electrical signal converted by the distance measurement device 15 and a light receiving element included in the distance measurement device 15 described later, and calculates an average distance from the screen. The tilt angle calculation unit 46 calculates the tilt angle of the screen from the distances to a plurality of points on the screen calculated by the distance calculation unit 45. Then, the distance calculation unit 45 and the inclination angle calculation unit 46 transmit the calculated distance to the screen and the data of the inclination angle of the screen to the distortion correction unit 47, and the average distance from the screen calculated by the distance calculation unit 45 is the lens This is used in focus adjustment by the motor 42.

歪み補正部47は、距離算出部45及び傾斜角算出部46から受信したデータ及び後述する位置検索センサからの可動レンズの位置情報を元に投影画像の歪み補正を行い、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に歪み補正後の画像信号を送信し、歪み補正後の投影画像の表示を可能とするものである。   The distortion correction unit 47 performs distortion correction of the projected image based on the data received from the distance calculation unit 45 and the inclination angle calculation unit 46 and the position information of the movable lens from the position search sensor described later, and passes through the image conversion unit 23. Then, the image signal after distortion correction is transmitted to the display encoder 24, and the projection image after distortion correction can be displayed.

制御部38は、プロジェクタ1内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。   The control unit 38 controls the operation of each circuit in the projector 1, and includes a ROM that stores operation programs such as a CPU and various settings in a fixed manner, a RAM that is used as a work memory, and the like. .

本体ケースの上面板11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に送られるものである。   An operation signal of a key / indicator unit 37 composed of a main key and an indicator provided on the upper surface plate 11 of the main body case is directly sent to the control unit 38, and a key operation signal from the remote controller is sent to the Ir receiving unit 35. And the code signal demodulated by the Ir processing unit 36 is sent to the control unit 38.

尚、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部48が接続されており、音声処理部48はＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ49を駆動して拡声放音させることができるものである。   An audio processing unit 48 is connected to the control unit 38 via a system bus (SB). The audio processing unit 48 includes a sound source circuit such as a PCM sound source, and converts the audio data into analog data in the projection mode and the reproduction mode. The speaker 49 can be driven to emit loud sounds.

又、この制御部38は、電源制御回路41を制御しており、この電源制御回路41は、ランプスイッチキーが操作されると光源装置の放電ランプを点灯させる。更に、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43も制御しており、この冷却ファン駆動制御回路43は、光源装置等に設けた複数の温度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、又、タイマー等により光源装置のランプ消灯後も冷却ファンの回転を持続させるものであり、更に、温度センサによる温度検出の結果によっては光源装置を停止してプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行うものである。   The control unit 38 controls a power supply control circuit 41. The power supply control circuit 41 turns on the discharge lamp of the light source device when the lamp switch key is operated. Further, the control unit 38 also controls a cooling fan drive control circuit 43. The cooling fan drive control circuit 43 performs temperature detection by a plurality of temperature sensors provided in the light source device or the like, thereby rotating the cooling fan. The speed is controlled and the rotation of the cooling fan is continued even after the lamp of the light source device is turned off by a timer or the like. Further, depending on the result of temperature detection by the temperature sensor, the light source device is stopped and the power of the projector main body is turned off. Control such as turning it off is also performed.

次に、本実施例におけるプロジェクタ1の前面板12に配置されたレーザ光線を利用してスクリーンとの距離測定を行なう距離測定装置15について述べる。一般的なレーザ距離計は、レーザ光線を決められた周波数で点滅させて投光し、発信時と受信時の位相差から距離を算出するものである。しかし、プロジェクタ1で歪み補正を行なうためにはスクリーンの傾斜角を算出する必要があり、スクリーンの傾斜角を算出するためには、直線上に位置していないスクリーン上の三点とプロジェクタ1との距離を測定する必要がある。   Next, a distance measuring device 15 that measures the distance to the screen using a laser beam arranged on the front plate 12 of the projector 1 in this embodiment will be described. A general laser rangefinder emits a laser beam by blinking at a predetermined frequency, and calculates a distance from a phase difference between transmission and reception. However, in order to perform distortion correction in the projector 1, it is necessary to calculate the tilt angle of the screen. In order to calculate the tilt angle of the screen, three points on the screen that are not on a straight line and the projector 1 It is necessary to measure the distance.

このため距離測定装置15は、投影側光学系の近傍の位置に距離測定装置15の中心軸が投影側光学系の光軸と平行となるように配置され、図３及び図４に示すように、距離測定部51と、測定位置調整部52から形成されており、距離測定部51は、測距用基板55と、測距用基板55上に配置された受光素子56と、両端面を開口とする円錐台形状の筒体であって受光素子56の周縁を覆うように配置された受光鏡筒57と、受光鏡筒57の外側面の三方向に放射状に配置されたレーザ光線を射出する三本のレーザユニット58と、受光鏡筒57の先端部に配置された受光レンズ59と、三本のレーザユニット58の光軸上に配置された光学素子とされる凹レンズ61とを備えるものである。   Therefore, the distance measuring device 15 is arranged at a position near the projection side optical system so that the central axis of the distance measuring device 15 is parallel to the optical axis of the projection side optical system, as shown in FIGS. The distance measurement unit 51 and the measurement position adjustment unit 52 are formed of a distance measurement substrate 55, a light receiving element 56 disposed on the distance measurement substrate 55, and open at both end surfaces. And a light-receiving barrel 57 arranged so as to cover the periphery of the light-receiving element 56, and laser beams arranged radially in three directions of the outer surface of the light-receiving barrel 57 are emitted. It comprises three laser units 58, a light receiving lens 59 disposed at the tip of the light receiving barrel 57, and a concave lens 61 that is an optical element disposed on the optical axis of the three laser units 58. is there.

又、測定位置調整部52は、凹レンズ61を固定する摺動可能な測距用レンズ鏡筒62と、測距用レンズ鏡筒62が摺動可能に保持される測距用主鏡筒63と、測距用レンズ鏡筒62の摺動を制御する測距用リング64とから形成され、この測定位置調整部52は、ギアボックス65によって投影側光学系と連結されて、後述する可動レンズ91の動作と連動して凹レンズ61を前後に稼働させるものである。   The measurement position adjusting unit 52 includes a slidable distance measuring lens barrel 62 that fixes the concave lens 61, and a distance measuring main lens barrel 63 in which the distance measuring lens barrel 62 is slidably held. A distance measuring ring 64 that controls sliding of the distance measuring lens barrel 62, and this measurement position adjusting unit 52 is connected to the projection side optical system by a gear box 65, and a movable lens 91 to be described later. The concave lens 61 is operated back and forth in conjunction with the above operation.

そして、距離測定部51の測距用基板55は、レーザユニット58を時分割制御するレーザユニット制御手段を備えると共に、受光素子56が受光した光のデータを上述の距離算出部45の演算手段に送信するものであり、受光素子56が固定されている。   The distance measuring board 55 of the distance measuring unit 51 includes a laser unit control unit that controls the laser unit 58 in a time-sharing manner, and the light data received by the light receiving element 56 is used as the calculating unit of the distance calculating unit 45 described above. The light receiving element 56 is fixed.

この距離測定部51の受光素子56は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）のような電子なだれ現象によって起こるアバランシェ増倍現象を利用して光信号を増幅する高感度な受光素子であり、市販のレーザ距離計における受光素子として用いられるものであって、レーザユニット58から射出されスクリーン上で反射したレーザ光線を受光して電気信号に変換し、測距用基板55を介してこの電気信号を上述した距離算出部45の演算手段に送信するものである。   The light receiving element 56 of the distance measuring unit 51 is a highly sensitive light receiving element that amplifies an optical signal by utilizing an avalanche multiplication phenomenon caused by an avalanche phenomenon such as an avalanche photodiode (APD). Used as a light receiving element in the meter, receives the laser beam emitted from the laser unit 58 and reflected on the screen and converts it into an electric signal, and this electric signal is transmitted through the distance measuring board 55 to the above-mentioned distance. This is transmitted to the calculation means of the calculation unit 45.

又、距離測定部51の受光鏡筒57は、前後を開口とする円錐台形状の筒体であって、受光素子56に不要な外光が入射するのを防止するものであり、後方の狭開口側の中心部に受光素子56が配置され、前方の広開口側端部を塞ぐように受光レンズ59が配置され、測距用基板55に対して垂直に配置されているものである。   In addition, the light receiving column 57 of the distance measuring unit 51 is a truncated cone having a front and rear opening, and prevents unwanted external light from entering the light receiving element 56. A light receiving element 56 is disposed at the center on the opening side, a light receiving lens 59 is disposed so as to block the front end portion on the wide opening side, and is disposed perpendicular to the distance measurement substrate 55.

そして、距離測定部51のレーザユニット58は、直線光であるレーザ光線を射出するレーザ光源を内部に備え、測距用基板55のレーザユニット制御手段により時分割制御されて発光するものであり、受光鏡筒57の上方に一本、下方に二本が等内角にして放射状に配置されるものである。このように受光鏡筒57の外表面に等内角にして放射状に配置されているため、スクリーン上の任意の三角形の異なる頂点に向けて光を射出することができるものである。   The laser unit 58 of the distance measuring unit 51 includes a laser light source that emits a laser beam that is linear light, and is light-time-controlled by the laser unit control unit of the distance measuring substrate 55, One is arranged above the light-receiving barrel 57 and two below are arranged radially with an equal inner angle. As described above, the light is arranged radially on the outer surface of the light-receiving barrel 57 with an equal inner angle, so that light can be emitted toward different vertices of arbitrary triangles on the screen.

更に、距離測定部51の受光レンズ59は、受光鏡筒57の広開口側の端部を塞ぐように配置され、受光素子56に光を集光するレンズであって、三本のレーザユニット58における各レーザユニット58に対応する三枚の扇形の集光レンズが周方向に隣接配置されたものであり、レーザユニット58から射出されスクリーン上で反射して受光鏡筒57に入射する光を受光素子56に向けて屈折させるものである。   Further, the light receiving lens 59 of the distance measuring unit 51 is disposed so as to close the end portion on the wide opening side of the light receiving barrel 57, and is a lens that condenses light on the light receiving element 56, and includes three laser units 58. The three fan-shaped condensing lenses corresponding to each laser unit 58 in FIG. 5 are arranged adjacent to each other in the circumferential direction, and receive light emitted from the laser unit 58 and reflected on the screen and incident on the light receiving column 57. The light is refracted toward the element 56.

又、距離測定部51の光学素子とされる凹レンズ61は、測距用レンズ鏡筒62に固定され測定用レンズ鏡筒62と共に前後方向に可動であって、レーザユニット58との距離を可変とされたものであり、各レーザユニット58から射出されるレーザ光線が凹レンズ61を透過するようにレーザユニット58の光軸上に配置されているものである。そして、この凹レンズ61は、レーザユニット58との距離を変動させることにより、三本のレーザ光線の相互の間隔を広げ又は狭めるように変化させ、レーザユニット58から射出されるレーザ光線がスクリーン上の広い範囲に照射されるように調整するものである。即ち、凹レンズ61は、レーザユニット58に近づけると各レーザ光線の相互の間隔を広げる程度を小さくするように変化させ、レーザユニット58から遠ざけると各レーザ光線の相互の間隔を大きく広げるように変化させ、各レーザ光線の相互の間隔を同時に広げるように又は狭めるように変化させてレーザユニット58との距離によってレーザ光線を相互に広げる程度を調整することができるものである。   The concave lens 61, which is an optical element of the distance measuring unit 51, is fixed to the distance measuring lens barrel 62 and is movable in the front-rear direction together with the measurement lens barrel 62, and the distance from the laser unit 58 is variable. The laser beam emitted from each laser unit 58 is arranged on the optical axis of the laser unit 58 so as to pass through the concave lens 61. The concave lens 61 changes the distance between the three laser beams by increasing or decreasing the distance from the laser unit 58, and the laser beam emitted from the laser unit 58 is projected on the screen. It adjusts so that it may irradiate a wide range. In other words, the concave lens 61 is changed so as to reduce the degree of widening the distance between the laser beams when approaching the laser unit 58, and is changed so as to greatly increase the distance between the laser beams when moved away from the laser unit 58. By changing the distance between the laser beams so as to increase or decrease at the same time, it is possible to adjust the extent to which the laser beams are mutually expanded according to the distance from the laser unit 58.

そして、測定位置調整部52の測距用レンズ鏡筒62は、内壁に凹レンズ61の後端が係止する段差を備え、外周縁の所定の位置には後述する測距用リング64のカム溝に沿って摺動する測距用カムピン62aを備え、この測距用カムピン62aが後述する測距用主鏡筒63の貫挿穴を貫挿して、測距用リング64のカム溝に係合しているものである。   The distance measuring lens barrel 62 of the measurement position adjusting unit 52 includes a step where the rear end of the concave lens 61 is engaged with the inner wall, and a cam groove of a distance measuring ring 64 described later at a predetermined position on the outer peripheral edge. A distance measuring cam pin 62a that slides along the distance, and this distance measuring cam pin 62a is inserted into a through hole of a distance measuring main barrel 63, which will be described later, and engages with a cam groove of the distance measuring ring 64 It is what you are doing.

又、測定位置調整部52の測距用主鏡筒63は、測距用レンズ鏡筒62を摺動可能に保持するものであり、所定の位置に測距用カムピン62aが貫挿する貫挿穴を備えるものである。この貫挿穴は、円周方向の幅は測距用カムピン62aの幅と略等しい大きさとして、前後方向には測距用レンズ鏡筒62の移動長さよりも僅かに長く形成されている。   The distance measuring main barrel 63 of the measurement position adjusting unit 52 holds the distance measuring lens barrel 62 so as to be slidable, and the distance measuring cam pin 62a is inserted into a predetermined position. It has a hole. The through hole has a width in the circumferential direction substantially equal to the width of the distance measuring cam pin 62a, and is formed slightly longer than the moving length of the distance measuring lens barrel 62 in the front-rear direction.

更に、測定位置調整部52の測距用リング64は、測距用主鏡筒63の外壁周縁に回動可能に配置されており、内壁に測距用カムピン62aが係合するカム溝が形成されている。このカム溝は、測距用リング64の後端近傍の位置から前端近傍の位置まで内壁を斜めに横断するように形成されているものである。又、測距用リング64の外壁には、後述するギアボックス65の測距用ギア67と噛合する歯が形成されている。   Further, the distance measuring ring 64 of the measuring position adjusting unit 52 is rotatably arranged on the outer wall peripheral edge of the distance measuring main barrel 63, and a cam groove for engaging the distance measuring cam pin 62a is formed on the inner wall. Has been. The cam groove is formed so as to obliquely cross the inner wall from a position near the rear end of the distance measuring ring 64 to a position near the front end. Further, teeth that mesh with a distance measuring gear 67 of a gear box 65 described later are formed on the outer wall of the distance measuring ring 64.

そして、測距用リング64が測距用主鏡筒63の周縁を回動すると、カム溝に係止した測距用カムピン62aがカム溝に支持されて測距用主鏡筒63の貫挿穴を前後方向に摺動し、この測距用カムピン62aに支持されて測距用レンズ鏡筒62も前後方向に稼働するため、凹レンズ61が前後方向に稼働する。これによって、レーザユニット58と凹レンズ61の距離が変動するため、レーザ光線がレンズ61で屈折し、スクリーン上における照射位置が変動するものである。   Then, when the distance measuring ring 64 rotates the periphery of the distance measuring main barrel 63, the distance measuring cam pin 62a locked to the cam groove is supported by the cam groove so that the distance measuring main barrel 63 is inserted. The distance lens barrel 62 is also moved in the front-rear direction by sliding the hole in the front-rear direction and supported by the distance-measuring cam pin 62a, so that the concave lens 61 is operated in the front-rear direction. As a result, the distance between the laser unit 58 and the concave lens 61 changes, so that the laser beam is refracted by the lens 61 and the irradiation position on the screen changes.

又、投影側光学系は、固定レンズ群及び可動レンズ群を備えて投影側主鏡筒93に保持されており、可動レンズ群が光軸方向に稼働することにより、投影画像のフォーカス調整やズーム調整が可能となるものである。この可動レンズ群には、焦点調整部とズーム調整部があり、ズーム調整部は、可動レンズ部を移動させて投影画像のズーム倍率を調整し、焦点調整部では可動レンズ群の一部を移動させて画像のフォーカス調整を行なうものである。   The projection-side optical system includes a fixed lens group and a movable lens group, and is held by the projection-side main lens barrel 93. When the movable lens group operates in the optical axis direction, focus adjustment and zooming of the projected image are performed. Adjustment is possible. This movable lens group includes a focus adjustment unit and a zoom adjustment unit. The zoom adjustment unit moves the movable lens unit to adjust the zoom magnification of the projected image, and the focus adjustment unit moves a part of the movable lens group. This adjusts the focus of the image.

このズーム調整部のズーム機構90は、投影側主鏡筒93の前端近傍に配置された可動レンズ91と、可動レンズ91を固定する光軸方向に摺動可能な可動レンズ鏡筒92と、投影側主鏡筒93と、投影側主鏡筒93の周縁を回動可能な投影側リング94とを備え、投影側リング94の近傍に位置検索センサ86が配置されているものである。   The zoom mechanism 90 of the zoom adjustment unit includes a movable lens 91 disposed in the vicinity of the front end of the projection-side main barrel 93, a movable lens barrel 92 slidable in the optical axis direction for fixing the movable lens 91, and a projection. A side main barrel 93 and a projection side ring 94 capable of rotating the periphery of the projection side main barrel 93 are provided, and a position search sensor 86 is disposed in the vicinity of the projection side ring 94.

又、可動レンズ鏡筒92は、内壁に可動レンズ91の後端が係止する段差を備え、外周縁の所定の位置に後述する投影側リング94のカム溝に沿って摺動する投影側カムピン92aを備え、この投影側カムピン92aが後述する投影側主鏡筒93の貫挿穴を貫挿し、投影側リング94のカム溝と係止するものである。   In addition, the movable lens barrel 92 has a step where the rear end of the movable lens 91 is engaged with the inner wall, and the projection side cam pin slides along a cam groove of the projection side ring 94 described later at a predetermined position on the outer peripheral edge. The projection-side cam pin 92a is inserted through a through-hole of the projection-side main barrel 93, which will be described later, and is engaged with the cam groove of the projection-side ring 94.

更に、投影側主鏡筒93は、投影側光学系を保持するものであって可動レンズ鏡筒92を摺動可能に保持しており、所定の位置に投影側カムピン92aが貫挿する貫挿穴を備えるものである。この貫挿穴は、円周方向の幅は投影側カムピン92aの幅よりも僅かに大きく形成され、前後方向の長さは投影側リング94の前後方向の長さよりも小さく形成されている。   Further, the projection-side main barrel 93 holds the projection-side optical system, holds the movable lens barrel 92 so as to be slidable, and allows the projection-side cam pin 92a to penetrate at a predetermined position. It has a hole. The through hole has a circumferential width that is slightly larger than the width of the projection-side cam pin 92a, and a length in the front-rear direction that is smaller than the length in the front-rear direction of the projection-side ring 94.

この投影側リング94は、投影側主鏡筒93の外壁周縁に回動可能に配置されており、内壁に投影側カムピン92aが係止するカム溝が形成されている。又、投影側リング94の外壁には、後述するギアボックス65の投影側ギア66と噛合する歯が形成されている。このカム溝は、投影側リング94の後端近傍の位置から前端近傍の位置まで内壁を斜めに横断するように形成されている。   The projection-side ring 94 is rotatably disposed on the outer wall periphery of the projection-side main barrel 93, and a cam groove is formed on the inner wall to engage the projection-side cam pin 92a. Further, teeth that mesh with a projection-side gear 66 of a gear box 65 described later are formed on the outer wall of the projection-side ring 94. The cam groove is formed so as to obliquely cross the inner wall from a position near the rear end of the projection side ring 94 to a position near the front end.

又、位置検索センサ86は、可動レンズ91の近傍に配置され、可動レンズ91の現在位置を把握して、プロジェクタ制御手段にこの位置情報を送信するものであり、プロジェクタ制御手段は、可動レンズ91の位置情報からズームの倍率を算出し、上述した距離算出部45及び傾斜角算出部46が算出した情報と、ズームの倍率を元にして歪み補正部47にキーストン補正を行なわせるものである。   The position search sensor 86 is arranged in the vicinity of the movable lens 91, grasps the current position of the movable lens 91, and transmits this position information to the projector control means. The zoom magnification is calculated from the position information, and the distortion correction unit 47 is made to perform keystone correction based on the information calculated by the distance calculation unit 45 and the inclination angle calculation unit 46 described above and the zoom magnification.

そして、ズーム機構90は、上述した測定位置調整部52と同様に、投影側リング94が投影側主鏡筒93の周縁を回動すると、カム溝に係止した投影側カムピン92aがカム溝に支持されて投影側主鏡筒93の貫挿穴を前後方向に摺動し、この投影側カムピン92aに支持されて可動レンズ鏡筒92も前後方向に稼働するため、可動レンズ91が前後方向に稼働し、投影画像の倍率を変えるものである。   Then, similarly to the measurement position adjusting unit 52 described above, when the projection-side ring 94 rotates the peripheral edge of the projection-side main barrel 93, the zoom mechanism 90 causes the projection-side cam pin 92a locked to the cam groove to become the cam groove. Since the movable lens barrel 92 is also supported by the projection-side cam pin 92a and is moved in the front-rear direction, the movable lens 91 is moved in the front-rear direction. Operates and changes the magnification of the projected image.

又、ギアボックス65は、投影側ギア66と、測距用ギア67と、図示しない連結ギアを備えるものである。そして、投影側ギア66が投影側リング94の外壁に形成された歯及び連結ギアと噛合し、測距用ギア67が測距用リング64の外壁に形成された歯及び連結ギアと噛合しているものである。これにより、投影側リング94が回動すると測距用リング64が同様に回動し、プロジェクタ1での画像投影時にズーム機能を使用すると、投影画像の倍率変動に合わせてレーザユニット58から射出されるレーザ光線のスクリーン面上の照射位置が変動するものである。   The gear box 65 includes a projection side gear 66, a distance measuring gear 67, and a connecting gear (not shown). Then, the projection-side gear 66 meshes with the teeth and connection gear formed on the outer wall of the projection-side ring 94, and the distance measurement gear 67 meshes with the teeth and connection gear formed on the outer wall of the distance measurement ring 64. It is what. Thus, when the projection side ring 94 is rotated, the distance measuring ring 64 is similarly rotated. When the zoom function is used when projecting an image on the projector 1, the laser unit 58 emits light in accordance with the magnification variation of the projected image. The irradiation position of the laser beam on the screen surface fluctuates.

そして、本発明のプロジェクタ1は、図５に示すように、スクリーン85に投影画像を投影すると投影画像の外枠84近傍の三点にレーザユニット58からレーザ光線を射出するものであり、スクリーン85の枠に合わせて外枠84を拡大又は縮小すると、可動レンズ91の動きと連動して凹レンズ61が稼働することにより、拡大又は縮小された投影画像の外枠84の近傍の三点にレーザユニット58からのレーザ光線の照射位置が変動することになる。これにより、常に投影画像の外枠84近傍に位置する三点からの距離を測定することができるため、スクリーン85の正確な傾きを測定できるものである。   Then, as shown in FIG. 5, the projector 1 of the present invention emits laser beams from the laser unit 58 to three points in the vicinity of the outer frame 84 of the projected image when the projected image is projected onto the screen 85. When the outer frame 84 is enlarged or reduced in accordance with the frame, the concave lens 61 is operated in conjunction with the movement of the movable lens 91, so that the laser unit is positioned at three points near the outer frame 84 of the enlarged or reduced projection image. The irradiation position of the laser beam from 58 will fluctuate. As a result, the distance from the three points located in the vicinity of the outer frame 84 of the projected image can always be measured, so that the accurate inclination of the screen 85 can be measured.

本実施例における距離測定装置15によれば、レーザユニット58から照射されるレーザ光線の向きを変化させる光学素子を備えることにより、距離を測定するスクリーン85面上の測定点を変動させることができる。   According to the distance measuring device 15 in the present embodiment, by including an optical element that changes the direction of the laser beam emitted from the laser unit 58, the measurement point on the screen 85 surface for measuring the distance can be changed. .

又、距離測定装置15において、三本のレーザユニット58の中心に一個の受光素子56を配置し、光学素子によって三本のレーザ光線の照射方向を相互に間隔を広げる方向に変化させることにより、プロジェクタ1においてズーム機能を使用して画像を投影した場合においても、スクリーン85上に投影した投影画像の外枠84近傍にレーザ光線を照射でき、且つ、これらの照射点からの反射光を一つの受光素子56で受光できるため、複数の受光素子を備える必要もなく、又、各レーザユニット58を個々に制御する必要もないため、安価で且つ測定点を変動させることができる距離測定装置15を提供できる。   Further, in the distance measuring device 15, one light receiving element 56 is disposed at the center of the three laser units 58, and the irradiation direction of the three laser beams is changed by the optical element in a direction in which the interval is increased. Even when an image is projected using the zoom function in the projector 1, a laser beam can be irradiated in the vicinity of the outer frame 84 of the projected image projected on the screen 85, and the reflected light from these irradiation points can be Since the light receiving element 56 can receive light, it is not necessary to provide a plurality of light receiving elements, and it is not necessary to control each laser unit 58 individually, so that the distance measuring device 15 that is inexpensive and can vary the measurement point is provided. Can be provided.

更に、距離測定装置15において、光学素子としてレーザユニット58との距離を可変とされた凹レンズ61を用いることにより、前後方向に動かすことでレーザユニット58から射出されたレーザ光線の照射位置を連続的に変化させることができるため、様々な投影状況に応じて適切な測定点からの距離を測定できる。   Furthermore, in the distance measuring device 15, by using a concave lens 61 whose distance from the laser unit 58 is variable as an optical element, the irradiation position of the laser beam emitted from the laser unit 58 is continuously moved by moving in the front-rear direction. Therefore, the distance from an appropriate measurement point can be measured according to various projection situations.

又、距離測定装置15が光学素子を稼働させる測定位置調整部52を有することにより、凹レンズ61の動作を容易に制御することができる。   In addition, since the distance measuring device 15 includes the measurement position adjusting unit 52 that operates the optical element, the operation of the concave lens 61 can be easily controlled.

そして、本実施例におけるプロジェクタ1が上述したような距離測定装置15を備えることにより、距離を測定するスクリーン85面上の測定点を変動させることができるため、ズーム機能等を備えたプロジェクタにおいて、ズーム倍率に関わらず正確なスクリーン85の傾きが算出できる。よって、スクリーン85との距離や投影状況にかかわらず、常に正確なキーストン補正が可能となる。   Since the projector 1 in the present embodiment includes the distance measuring device 15 as described above, the measurement point on the screen 85 surface for measuring the distance can be changed. Therefore, in the projector having a zoom function or the like, An accurate inclination of the screen 85 can be calculated regardless of the zoom magnification. Therefore, accurate keystone correction is always possible regardless of the distance from the screen 85 and the projection situation.

又、測定位置調整部52が投影側光学系の可動レンズ91の移動に合わせて光学素子とする凹レンズ61を稼働させることにより、投影時に投影画像上から測定点を都度検索することなく測定点を決定することができるため、距離測定装置15の制御が容易となる。   In addition, the measurement position adjustment unit 52 operates the concave lens 61 as an optical element in accordance with the movement of the movable lens 91 of the projection side optical system, so that the measurement point can be obtained without searching for the measurement point from the projected image at the time of projection. Since it can be determined, the distance measuring device 15 can be easily controlled.

尚、上述した実施例においては、可動レンズ91と凹レンズ61をギアボックス65によって連動させて稼働させているが、凹レンズ61をモータ等によって別駆動させることも可能である。   In the above-described embodiment, the movable lens 91 and the concave lens 61 are operated in conjunction with the gear box 65, but the concave lens 61 can be separately driven by a motor or the like.

又、凹レンズ61に換えて凸レンズを使用する場合も、レーザユニット58との距離を可変とすることにより、各レーザユニット58から射出される三本のレーザ光線の相互の間隔を変化させてスクリーン上に照射する各レーザ光線による照射位置の相互の間隔を調整することができる。   Also, when a convex lens is used instead of the concave lens 61, the distance between the laser units 58 can be changed by changing the distance between the three laser beams emitted from each laser unit 58, thereby changing the distance on the screen. It is possible to adjust the distance between the irradiation positions of the respective laser beams applied to.

次に、本発明の他の実施例について述べる。本発明の他の実施例における距離測定装置15は、図６及び図７に示すように、上述した実施例と同様に距離測定部51と、測定位置調整部52とから形成されており、距離測定部51は、上述した実施例と同様に測距用基板55と、受光素子56と、受光鏡筒57と、受光鏡筒57の周縁に放射状に配置された三本のレーザユニット58a,58b,58cと、受光レンズ59と、順次任意のレーザユニット58a,58b,58cの前方に位置するように回転する光学素子としてのプリズムレンズ111とを備えるものである。   Next, another embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 6 and 7, the distance measuring device 15 in another embodiment of the present invention is formed of a distance measuring unit 51 and a measurement position adjusting unit 52 as in the above-described embodiment. The measurement unit 51 includes a distance measuring substrate 55, a light receiving element 56, a light receiving barrel 57, and three laser units 58a and 58b arranged radially on the periphery of the light receiving barrel 57 in the same manner as the above-described embodiment. , 58c, a light receiving lens 59, and a prism lens 111 as an optical element that rotates so as to be sequentially positioned in front of an arbitrary laser unit 58a, 58b, 58c.

又、この実施例における測定位置調整部52は、プリズムレンズ111を固定する回動可能な測距用レンズ鏡筒112と、測距用レンズ鏡筒112が摺動可能に保持される測距用主鏡筒113と、測距用レンズ鏡筒112の回動を制御する回動制御装置114とを備えるものである。   The measurement position adjusting unit 52 in this embodiment includes a rotatable distance measuring lens barrel 112 that fixes the prism lens 111, and a distance measuring lens barrel 112 that is slidably held. A main barrel 113 and a rotation control device 114 for controlling the rotation of the distance measuring lens barrel 112 are provided.

そして、このプリズムレンズ111は、三本のレーザユニット58a,58b,58cの光軸上に配置され、内角を１２０度とする屈折角を異ならせた二つの扇形プリズム111b,111cが周方向に隣接配置されて形成されたものであり、測距用レンズ鏡筒112の内側に貼着されて固定されている。そして、プリズムレンズ111は、１２０度ずつ回転することにより、三本のレーザユニット58a,58b,58cからの射出光のスクリーン上における照射位置を順次変動させるものである。   The prism lens 111 is arranged on the optical axis of the three laser units 58a, 58b, and 58c, and is adjacent to the two sector prisms 111b and 111c having different refraction angles with the inner angle being 120 degrees in the circumferential direction. It is formed by being arranged, and is stuck and fixed inside the distance measuring lens barrel 112. The prism lens 111 sequentially changes the irradiation position on the screen of the light emitted from the three laser units 58a, 58b, and 58c by rotating by 120 degrees.

測距用レンズ鏡筒112は、前端近傍に光学素子としてのプリズムレンズ111が固定されるものであり、外周縁には後述する回動支持ギア123と噛合する歯が形成され、測距用主鏡筒113の内側に回動可能に配置されるものである。又、二つの扇形プリズム111b,111cが位置していない場所には中心角を１２０度とする扇形の平板ガラス111aが配置されているものである。   The distance measuring lens barrel 112 has a prism lens 111 as an optical element fixed in the vicinity of the front end thereof, and teeth that mesh with a rotation support gear 123 described later are formed on the outer peripheral edge. The lens barrel 113 is rotatably disposed inside. In addition, a fan-shaped flat glass 111a having a central angle of 120 degrees is disposed at a place where the two fan-shaped prisms 111b and 111c are not located.

従って、平板ガラス111aを透過するレーザ光線は、レーザユニット58a,58b,58cからの照射方向を維持するも、屈折角の小さな扇形プリズムを透過するレーザ光線は外側に僅かに屈折されてレーザ光線の相互の間隔を広げた方向に照射され、屈折角の大きな扇形プリズムを透過するレーザ光線は外側により大きく屈折されてレーザ光線の相互の間隔をより広げた方向に照射されるものである。   Therefore, the laser beam transmitted through the flat glass 111a maintains the irradiation direction from the laser units 58a, 58b, and 58c, but the laser beam transmitted through the fan-shaped prism with a small refraction angle is slightly refracted to the outside, and the laser beam The laser beam irradiated in the direction in which the mutual interval is widened and transmitted through the fan-shaped prism having a large refraction angle is refracted to the outside and irradiated in the direction in which the mutual interval of the laser beams is further expanded.

又、測距用主鏡筒113は、測距用レンズ鏡筒62を摺動可能に保持するものであり、所定の位置に回動支持ギア123が貫挿する貫挿穴を備えるものである。   The distance measuring main lens tube 113 holds the distance measuring lens tube 62 so as to be slidable, and has a through hole through which the rotation support gear 123 is inserted at a predetermined position. .

回動制御装置114は、測距用モータ121と、測距用モータ121の回転軸に取付けられたモータギア122と、モータギア122と噛合する回動支持ギア123とを備えるものであり、回動支持ギア123が測距用主鏡筒113の貫挿穴を貫通して測距用レンズ鏡筒112の外壁に形成された歯と噛合し、測距用レンズ鏡筒112を回動させるものである。   The rotation control device 114 includes a distance measuring motor 121, a motor gear 122 attached to the rotation shaft of the distance measuring motor 121, and a rotation support gear 123 that meshes with the motor gear 122. The gear 123 passes through the insertion hole of the distance measuring lens barrel 113 and meshes with teeth formed on the outer wall of the distance measuring lens barrel 112 to rotate the distance measuring lens barrel 112. .

従って、この距離測定装置15は、図８に示すように、スクリーン85面上の上方にレーザ光線を照射するレーザユニット58aから射出されたレーザ光線が、平板ガラス111aを介して照射点85aに照射された場合、進行方向を変化させることなく平板ガラス111aを透過し、スクリーン85面上の左下方にレーザ光線を照射するレーザユニット58bから射出されたレーザ光線は、扇形プリズム111bによって進行方向を外方に曲げるように屈折されて照射点85bに照射され、スクリーン85面上の右下方にレーザ光線を照射するレーザユニット58cから射出されたレーザ光線は、扇形プリズム111cによって進行方向を外方に大きく曲げるように屈折されて照射点85cに照射されることになる。   Therefore, as shown in FIG. 8, the distance measuring device 15 irradiates the irradiation point 85a with the laser beam emitted from the laser unit 58a that irradiates the laser beam above the screen 85 via the flat glass 111a. In this case, the laser beam emitted from the laser unit 58b that passes through the flat glass 111a without changing the traveling direction and irradiates the laser beam on the lower left side of the screen 85 is removed from the traveling direction by the sector prism 111b. The laser beam emitted from the laser unit 58c that is refracted so as to bend and irradiates the irradiation point 85b and irradiates the laser beam to the lower right on the screen 85 surface is greatly increased outward by the sector prism 111c. It is refracted so as to be bent and is irradiated to the irradiation point 85c.

又、測距用レンズ鏡筒112が回動した場合には、レーザユニット58aから射出されたレーザ光線は、照射点85a'、照射点85a''の順に照射点が変化し、同様にレーザユニット58bから射出されたレーザ光線は、照射点85b'、照射点85b''の順に変化し、レーザユニット58cから射出されたレーザ光線は、照射点85c'、照射点85c''の順に変化する。よって、合計九つの照射点までの距離を測定することが可能となる。   When the distance measuring lens barrel 112 is rotated, the irradiation point of the laser beam emitted from the laser unit 58a changes in the order of the irradiation point 85a ′ and the irradiation point 85a ″. The laser beam emitted from 58b changes in the order of the irradiation point 85b ′ and the irradiation point 85b ″, and the laser beam emitted from the laser unit 58c changes in the order of the irradiation point 85c ′ and the irradiation point 85c ″. Therefore, the distance to a total of nine irradiation points can be measured.

又、プロジェクタ1における投影側光学系のズーム機構90は、図６及び図７に示したように、投影側主鏡筒93の前端近傍に位置しており、可動レンズ91と、可動レンズ鏡筒92と、投影側主鏡筒93と、投影側主鏡筒93の周縁を回動可能な投影側リング94とから形成されており、投影側リング94の近傍には、位置検索センサ86が配置されているものである。そして、可動レンズ91は、上述した実施例と同様に光軸に沿って摺動し、可動レンズ91の位置を位置検索センサ86が確認して、可動レンズ91の位置情報をプロジェクタ制御手段に送信するものである。   Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the zoom mechanism 90 of the projection-side optical system in the projector 1 is located in the vicinity of the front end of the projection-side main barrel 93, and includes a movable lens 91 and a movable lens barrel. 92, a projection-side main barrel 93, and a projection-side ring 94 that can turn the periphery of the projection-side main barrel 93. A position search sensor 86 is disposed in the vicinity of the projection-side ring 94. It is what has been. Then, the movable lens 91 slides along the optical axis in the same manner as in the above-described embodiment, the position search sensor 86 confirms the position of the movable lens 91, and transmits the position information of the movable lens 91 to the projector control means. To do.

そして、プロジェクタ制御手段はこの可動レンズ91の位置情報を元に距離測定装置15のレーザユニット58a,58b,58cが照射した九つの照射点の中から適した照射点を選択し、スクリーン85との距離及び傾斜角を算出してキーストン補正を行なうものである。   The projector control means selects an appropriate irradiation point from the nine irradiation points irradiated by the laser units 58a, 58b, and 58c of the distance measuring device 15 based on the position information of the movable lens 91, and The keystone correction is performed by calculating the distance and the inclination angle.

本実施例によれば、測定光学素子としてプリズムレンズ111を用いることにより、プリズムレンズ111を回転させることで、各レーザ光線の照射方向を順次広げるように又は狭めるように各々変化させてスクリーン85面上の九つの点との距離を測定できるため、投影倍率が変動した場合でも、スクリーン85の傾きを正確に算出することができ、キーストン補正の精度を高めることができる。   According to the present embodiment, the prism lens 111 is used as the measurement optical element, and the prism lens 111 is rotated, so that the irradiation direction of each laser beam is changed so as to be sequentially expanded or narrowed. Since the distance from the above nine points can be measured, the tilt of the screen 85 can be accurately calculated even when the projection magnification varies, and the accuracy of keystone correction can be increased.

又、測定位置調整部52が備える回動制御装置114によってプリズムレンズ111を回動させ、レーザユニット58から射出され扇形プリズム111b,111c及び平板ガラス111aを透過してスクリーン85上に照射された九つの点からの距離を算出することにより、スクリーン85の正確な傾きを算出することができる。   In addition, the prism lens 111 is rotated by the rotation control device 114 provided in the measurement position adjusting unit 52, and is emitted from the laser unit 58 and transmitted through the fan-shaped prisms 111b and 111c and the flat glass 111a and irradiated onto the screen 85. By calculating the distance from one point, the correct inclination of the screen 85 can be calculated.

尚、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。   In addition, this invention is not limited to the above Example, A change and improvement are freely possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

本発明の実施例に係るプロジェクタの外観を示す斜視図。1 is a perspective view showing an external appearance of a projector according to an embodiment of the invention. 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロックを示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a functional circuit block of the projector according to the embodiment of the invention. 本発明の実施例に係る距離測定装置の上面図。The top view of the distance measuring device which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る距離測定装置の断面図。Sectional drawing of the distance measuring device which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る距離測定装置のスクリーンにレーザ光線を射出した状態を示す簡略斜視図。The simplified perspective view which shows the state which inject | emitted the laser beam to the screen of the distance measuring device which concerns on the Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る距離測定装置の上面図。The top view of the distance measuring device which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る距離測定装置の断面図。Sectional drawing of the distance measuring device which concerns on the other Example of this invention. 本発明の他の実施例に係る距離測定装置のスクリーンにレーザ光線を射出した状態を示す簡略斜視図。The simple perspective view which shows the state which inject | emitted the laser beam to the screen of the distance measuring device which concerns on the other Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 プロジェクタ 11 上面板
12 前面板 13 右側板
14 投影口 15 距離測定装置
16 排気孔 18 音声出力部
19 吸気孔 20 前足
21 入出力コネクタ部 22 入出力インターフェース
23 画像変換部 24 表示エンコーダ
25 ビデオＲＡＭ 26 表示駆動部
31 画像圧縮伸長部 32 メモリカード
35 ＩＲ受信部 36 ＩＲ処理部
37 キー／インジケータ部 38 制御部
41 電源制御回路 42 レンズモータ
43 冷却ファン駆動制御回路 45 距離算出部
46 傾斜角算出部 47 歪み補正部
48 音声処理部 49 スピーカ
50 表示素子 51 距離測定部
52 測定位置調整部 55 測距用基板
56 受光素子 57 受光鏡筒
58 レーザユニット 58a レーザユニット
58b レーザユニット 58c レーザユニット
59 受光レンズ 61 凹レンズ
62 測距用レンズ鏡筒 62a 測距用カムピン
63 測距用主鏡筒 64 測距用リング
65 ギアボックス 66 投影側ギア
67 測距用ギア 80 光源装置
84 外枠
85 スクリーン 85a 照射点
85b 照射点 85c 照射点
86 位置検索センサ 89 可動レンズ群
90 ズーム機構 91 可動レンズ
92 可動レンズ鏡筒 92a 投影側カムピン
93 投影側主鏡筒 94 投影側リング
111 プリズムレンズ 111a 平板ガラス
111b 扇形プリズム 111c 扇形プリズム
112 測距用レンズ鏡筒 113 測距用主鏡筒
114 回動制御装置 121 測距用モータ
122 モータギア 123 回動支持ギア 1 Projector 11 Top plate
12 Front panel 13 Right panel
14 Projection port 15 Distance measuring device
16 Exhaust hole 18 Audio output
19 Air intake hole 20 Forefoot
21 I / O connector 22 I / O interface
23 Image converter 24 Display encoder
25 Video RAM 26 Display driver
31 Image compression / decompression unit 32 Memory card
35 IR receiver 36 IR processor
37 Key / Indicator section 38 Control section
41 Power control circuit 42 Lens motor
43 Cooling fan drive control circuit 45 Distance calculator
46 Inclination angle calculation unit 47 Distortion correction unit
48 Audio processor 49 Speaker
50 Display element 51 Distance measuring unit
52 Measurement position adjustment section 55 Distance measurement board
56 Light receiving element 57 Light receiving column
58 Laser unit 58a Laser unit
58b laser unit 58c laser unit
59 Receiving lens 61 Concave lens
62 Lens barrel for distance measurement 62a Cam pin for distance measurement
63 Main tube for distance measurement 64 Ring for distance measurement
65 Gearbox 66 Projection side gear
67 Distance measuring gear 80 Light source device
84 Outer frame
85 Screen 85a Irradiation point
85b Irradiation point 85c Irradiation point
86 Position search sensor 89 Movable lens group
90 Zoom mechanism 91 Movable lens
92 Movable lens barrel 92a Projection cam pin
93 Projection side main tube 94 Projection side ring
111 Prism lens 111a Flat glass
111b Fan-shaped prism 111c Fan-shaped prism
112 Lens tube for distance measurement 113 Main tube for distance measurement
114 Rotation control device 121 Distance measuring motor
122 Motor gear 123 Rotation support gear

Claims (8)

レーザ光線を照射する複数のレーザユニットと、測距対象からの反射光を受光する受光素子とを有し、レーザユニットから照射されるレーザ光線の向きを変化させる光学素子を備えることを特徴とする距離測定装置。   It has a plurality of laser units that irradiate laser beams and a light receiving element that receives reflected light from a distance measuring object, and includes an optical element that changes the direction of the laser beams irradiated from the laser unit. Distance measuring device. 等間隔に配置された三個の前記レーザユニットの中心に一個の前記受光素子を有し、前記光学素子は、前記レーザユニットから射出された三本の各レーザ光線の照射方向を相互に間隔を広げ又は狭める方向に変化させることを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。   The optical element has one light receiving element at the center of three laser units arranged at equal intervals, and the optical element is arranged so that the irradiation directions of the three laser beams emitted from the laser unit are spaced from each other. The distance measuring device according to claim 1, wherein the distance measuring device is changed in a direction of widening or narrowing. 前記光学素子は、レーザユニットとの距離を可変とされたレンズであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 1, wherein the optical element is a lens having a variable distance from the laser unit. 前記光学素子は、順次レーザユニットの前方に位置するように回転する複数の屈折角の異なるプリズムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to claim 1, wherein the optical element is a plurality of prisms having different refraction angles that are sequentially rotated to be positioned in front of the laser unit. 距離測定部としてレーザユニットと受光素子と光学素子とを有すると共に、光学素子を稼働させる測定位置調整部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の距離測定装置。   The distance measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a laser unit, a light receiving element, and an optical element as a distance measuring unit, and a measurement position adjusting unit that operates the optical element. 光源装置と、光源側光学系と、表示素子と、ズーム機構を備える投影側光学系と、プロジェクタ制御手段と、距離測定装置と、傾斜角算出手段及び距離算出手段とを有し、前記距離測定装置が、距離測定部と測定位置調整部を有する請求項５に記載の距離測定装置であることを特徴とするプロジェクタ。   A light source device, a light source side optical system, a display element, a projection side optical system including a zoom mechanism, a projector control unit, a distance measurement device, an inclination angle calculation unit, and a distance calculation unit, and the distance measurement 6. The projector according to claim 5, wherein the apparatus includes a distance measuring unit and a measurement position adjusting unit. 前記測定位置調整部は、前記投影側光学系の可動レンズの移動に合わせて前記光学素子を稼働させることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 6, wherein the measurement position adjustment unit operates the optical element in accordance with movement of a movable lens of the projection-side optical system. 前記測定位置調整部は、前記光学素子を一定回転角で光学素子を一回転させ、前記距離算出手段は、各レーザユニットによる光学素子の駆動ごとの複数の距離を算出することを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。   The measurement position adjusting unit rotates the optical element once at a constant rotation angle, and the distance calculating unit calculates a plurality of distances for each driving of the optical element by each laser unit. Item 7. The projector according to Item 6.

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