JP2015129781A - Front projection type projector - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology that can optimize the output of a laser light source of a front projection type projector.SOLUTION: A front projection type projector includes laser light sources 1 to 3, and a video forming part 21 that modulates the rays of light output from the laser light sources 1 to 3 to forme a video. The front projection type projector further includes a projection lens unit 13 that projects the video formed by the video forming part 21 to a projection object, a range finder 14 that measures the distance to the projection object, and an output control unit 22 that controls the outputs of the laser light sources 1 to 3 on the basis of the distance measured by the range finder 14.

Description

本発明は、スクリーンなどの投射対象物に映像を投射する前面投射型プロジェクタに関する。   The present invention relates to a front projection projector that projects an image on a projection object such as a screen.

前面投射型プロジェクタでは、カラー表示を実現するために、通常、赤色光、緑色光、青色光の３原色の光を出力（出射）する光源を用いている。この光源には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ及び超高圧水銀ランプなどが使われてきた。しかしながら、これらランプの低消費電力化には限界があり、また、一般的に使用されていた超高圧水銀ランプは水銀を含むことから、環境問題の観点から使用できなくなりつつあった。   In order to realize color display, a front projection type projector normally uses a light source that outputs (emits) light of three primary colors of red light, green light, and blue light. As this light source, a CRT (Cathode Ray Tube), a halogen lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, and the like have been used. However, there is a limit to reducing the power consumption of these lamps, and the ultra-high pressure mercury lamps that have been generally used are becoming unusable from the viewpoint of environmental problems because they contain mercury.

そこで、低消費電力化を可能とするＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザを光源に適用する前面投射型プロジェクタが市場に現れてきている。特にレーザを光源に適用する構成によれば、ランプを光源に適用する構成に比べて、赤、緑、青の３原色の独立性を高めることができるとともに、スペクトルの幅も狭いことから、色域を広げることが可能（色再現性を高めることが可能）となる。さらに、レーザ光は、発散角が非常に小さい（光の直線性が非常に高い）ことから、レーザを光源にした前面投射型プロジェクタは、光学システムを小さく構成することが可能となり、製品の小型軽量化も可能となる。   Therefore, front projection projectors that use LEDs (Light Emitting Diodes) and lasers that enable low power consumption as light sources are appearing on the market. In particular, according to the configuration in which the laser is applied to the light source, the independence of the three primary colors of red, green, and blue can be enhanced and the spectrum width is narrow compared to the configuration in which the lamp is applied to the light source. The range can be expanded (color reproducibility can be improved). Furthermore, since the divergence angle of laser light is very small (light linearity is very high), a front projection projector using a laser as a light source can be configured to have a small optical system, resulting in a compact product. Weight reduction is also possible.

一方、レーザ光のコヒーレントの高さから、一定の閾値を超えるレーザ光の放射は、熱、熱弾性衝撃波（急激な温度上昇による音響衝撃波）、光化学的作用及び非線形効果により、人体に対して多少悪影響を及ぼすと一般的に言われている。レーザ光の波長によって影響を受ける人体の部位は異なるが、例えば前面投射型プロジェクタで用いられる可視光を直視した場合には、目の網膜まで達する可能性がある。このため、一般的なレーザ製品のレーザ光に対しては、人体に照射しても有害な影響を与えることがないレーザ放射のレベルである、最大許容露光量（ＭＰＥ：Maximum Permissible Exposure）や被曝放出限界（ＡＥＬ：Accessible Emission Limit）が、ＩＥＣ ６０８２５−１：２００７（Safety of laser products-Part1:Equipment classification and requirements）やＪＩＳ Ｃ６８０２：２０１１「レーザ製品の安全基準」などの規格で規定されており、各国の法規制に取り入れられている。   On the other hand, because of the coherent height of the laser beam, the radiation of the laser beam exceeding a certain threshold is somewhat affected by the human body due to heat, thermoelastic shock waves (acoustic shock waves due to rapid temperature rise), photochemical action, and nonlinear effects. It is generally said to have an adverse effect. Although the affected part of the human body varies depending on the wavelength of the laser light, for example, when the visible light used in a front projection projector is viewed directly, it may reach the retina of the eye. For this reason, the maximum permissible exposure (MPE) or exposure level, which is a level of laser radiation that does not adversely affect the human body even when irradiating the human body with laser light from general laser products. Emission Limit (AEL) is defined in standards such as IEC 60825-1: 2007 (Safety of laser products-Part1: Equipment classification and requirements) and JIS C6802: 2011 "Safety standards for laser products" Have been incorporated into the laws and regulations of each country.

ＩＥＣ ６０８２５−１：２００７やＪＩＳ Ｃ６８０２：２０１１においては、レーザ光の危険性についてクラス分けがなされており、危険性の増大順にクラス１、クラス１Ｍ、クラス２、クラス２Ｍ、クラス３Ｒ、クラス３Ｂ、クラス４といったクラスが規定されている。また、前面投射型プロジェクタについては、投射レンズから覗いて見える虚像（拡散光源）から１００ｍｍの位置において、当該光源から直径７ｍｍの円形の領域内に入射される光のエネルギーに基づいて、クラス分けがなされることが規定されている。   IEC 60825-1: 2007 and JIS C6802: 2011 classify the dangers of laser light, and class 1, class 1M, class 2, class 2M, class 3R, class 3B, in order of increasing danger, A class such as class 4 is defined. The front projection type projector is classified according to the energy of light incident on a circular area having a diameter of 7 mm from the light source at a position 100 mm from a virtual image (diffuse light source) seen through the projection lens. It is stipulated that it will be done.

さて、一般消費向けの代表的なレーザ製品であるレーザポインタが、世界中で販売されており、クラス２をレーザポインタの出射光の上限として規制している国が多い。そして、レーザ光を光源に適用した前面投射型プロジェクタの出射光の上限を、レーザポインタに合わせてクラス２と規制する認証機関も多い。   Now, laser pointers, which are representative laser products for general consumption, are sold all over the world, and there are many countries that regulate class 2 as the upper limit of the emitted light of laser pointers. There are also many certification bodies that regulate the upper limit of emitted light of a front projection projector that applies laser light as a light source to class 2 according to the laser pointer.

しかしながら、出射光を広げて用いる前面投射型プロジェクタにおいては、レーザ光源での出力が一定であっても、投射レンズからの距離が遠くなるほど単位面積当たりのエネルギー（光強度）が小さくなるといった特性がある。   However, in a front projection projector that uses outgoing light in a broader manner, even if the output from the laser light source is constant, the energy (light intensity) per unit area decreases as the distance from the projection lens increases. is there.

この特性のため、出射光がクラス２に制限された前面投射型プロジェクタが、大会議室などで映像（出射光）を拡大して大きなスクリーンに投射すると、十分な照度（明るさ）が得られないことがあった。このため、前面投射型プロジェクタの出射光の上限を緩和することが要望されていた。また、出射光を広げて使用せずに、レーザ光源との距離が遠くなっても危険性が低下しないレーザポインタと、出射光を広げて使用し、レーザ光源との距離が遠くなるにつれて危険性が低下する前面投射型プロジェクタとを、そもそも同一レベルで規制する必要があるのかといった意見もあがるようになった。このような状況から、前面投射型プロジェクタの出射光の上限をクラス２よりも高いクラス３Ｒに規定しようという機運が高まってきており、一部の認証機関ではクラス３Ｒを上限に規定することを認め出している。   Because of this characteristic, when a front projection projector whose outgoing light is limited to class 2 enlarges the image (outgoing light) and projects it onto a large screen in a large conference room, sufficient illuminance (brightness) is obtained. There was nothing. For this reason, it has been desired to relax the upper limit of the emitted light of the front projection projector. In addition, a laser pointer that does not reduce the risk even if the distance to the laser light source is increased without using the emitted light spread, and a danger that increases as the distance from the laser light source increases with the use of the emitted light spread. Opinions have come up as to whether it is necessary to regulate front projection projectors with lowering at the same level in the first place. Under these circumstances, there has been an increase in the momentum for prescribing the upper limit of light emitted from front projection projectors to be higher than class 2 in class 3R, and some certification bodies have approved that class 3R be specified as the upper limit. I'm out.

ただし、ＩＥＣ ６０８２５−１：２００７やＪＩＳ Ｃ６８０２：２０１１においては、レーザポインタで一般に許容されているクラス２の光強度は、意図的にビームを凝視すれば危険だが、瞬間的な網膜における被爆は安全であると記されており、また、健常者のまばたき反射作用を含む嫌悪反応は０．２５秒以内に生じるため安全とみなされている。一方、クラス３Ｒの光強度は、目に障害が生じるリスクが比較的小さいものの、そのリスクは被曝時間（露光時間）とともに増大し、危険になることがあるとみなされている。このため、使用者がクラス３Ｒのレーザ光を直視する可能性が低くても、クラス３Ｒのレーザ光源を用いる前面投射型プロジェクタにおいては、様々な事態を想定して使用者に対する安全性を高めることが必要であると考えられる。   However, in IEC 60825-1: 2007 and JIS C6802: 2011, the class 2 light intensity generally permitted by laser pointers is dangerous if the beam is intentionally stared, but instantaneous exposure to the retina is safe. In addition, an aversive reaction including the blink reflex action of a healthy person occurs within 0.25 seconds and is considered safe. On the other hand, the light intensity of class 3R is considered to be dangerous because the risk of causing eye damage is relatively small, but the risk increases with the exposure time (exposure time). For this reason, even if it is unlikely that the user will directly look at the class 3R laser beam, the front projection projector using the class 3R laser light source will increase the safety for the user by assuming various situations. Is considered necessary.

なお、使用者に対する安全性を高めるプロジェクタは、これまでにも様々に提案されている。例えば、特許文献１には、レーザ光の到達可能領域を含む監視領域内に人が入ったことをセンサで検知すると、レーザ光を出力しないようにする技術が開示されている。また、特許文献２には、３原色のレーザ光を光源として備え、赤、緑、青の各々の出力レベルの合計が、クラス２に達しないことを限度として、出射光の明るさを明るくする技術が開示されている。   Various projectors have been proposed so far to improve the safety for the user. For example, Patent Document 1 discloses a technique for preventing laser light from being output when a sensor detects that a person has entered a monitoring area including a laser light reachable area. Patent Document 2 includes three primary colors of laser light as a light source, and increases the brightness of emitted light as long as the total of the output levels of red, green, and blue does not reach class 2. Technology is disclosed.

特表平１１−５０１４１９号公報Japanese National Patent Publication No. 11-501419 特開２０１０−４４２０４号公報JP 2010-44204 A

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、確実に人が監視領域内に立ち入ることを検出できても、プロジェクタからの出射光が、プロジェクタの近くで反射率の高い物体（例えば鏡）によって反射された場合には、光強度が高い光が使用者の目に入ってしまうことがあると考えられる。また、特許文献２に開示された技術では、安全とみなされるクラス２の光強度に出射光の光強度が制限されるため、安全性への配慮は十分であるが、上述したように、大会議室での使用などにおいては十分な照度（明るさ）が得られないという問題が依然として解決されない。   However, with the technology disclosed in Patent Document 1, even if it is possible to reliably detect that a person enters the monitoring area, the light emitted from the projector is reflected by an object (for example, a mirror) having a high reflectance near the projector. In such a case, it is considered that light with high light intensity may enter the user's eyes. In the technique disclosed in Patent Document 2, since the light intensity of the emitted light is limited to the light intensity of class 2 that is considered to be safe, sufficient consideration is given to safety. The problem that sufficient illuminance (brightness) cannot be obtained when used in a conference room is still not solved.

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、前面投射型プロジェクタのレーザ光源の出力を適切化可能な技術を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of optimizing the output of a laser light source of a front projection projector.

本発明に係る前面投射型プロジェクタは、投射対象物に映像を投射する前面投射型プロジェクタであって、レーザ光源と、前記レーザ光源から出力された光を変調することによって前記映像を形成する映像形成部とを備える。そして、前記前面投射型プロジェクタは、前記映像形成部で形成された映像を前記投射対象物に投射する投射レンズユニットと、前記投射対象物までの距離を測定する測距部と、前記測距部で測定された距離に基づいて前記レーザ光源の出力を制御する出力制御部とを備える。   A front projection projector according to the present invention is a front projection projector that projects an image on a projection target, and forms a video by modulating a laser light source and light output from the laser light source. A part. The front projection projector includes: a projection lens unit that projects the image formed by the image forming unit onto the projection target; a distance measuring unit that measures a distance to the projection target; and the distance measuring unit. And an output control unit for controlling the output of the laser light source based on the distance measured in (1).

本発明によれば、投射対象物までの距離に基づいて、レーザ光源の出力を制御するので、レーザ光源の出力を適切化することができる。   According to the present invention, since the output of the laser light source is controlled based on the distance to the projection object, the output of the laser light source can be optimized.

実施の形態１に係る前面投射型プロジェクタの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a front projection type projector according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係る前面投射型プロジェクタの構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a front projection type projector according to a second embodiment. 実施の形態３に係る前面投射型プロジェクタの構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a front projection type projector according to a third embodiment.

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る前面投射型プロジェクタの構成を示すブロック図である。図１に示す前面投射型プロジェクタは、レーザ光源１〜３と、レンズ群４〜６と、鏡７，８と、液晶パネル９〜１１と、プリズムブロック１２と、投射レンズユニット１３と、測距計１４と、制御部１５と、レーザドライバ１６〜１８とを備えている。以下の説明で明らかとなるように、図１に示す前面投射型プロジェクタは、前面投射型プロジェクタ外部に設置されたスクリーン１９などの投射対象物に映像を投射する。以下、前面投射型プロジェクタの各構成要素について説明する。 <Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a front projection projector according to Embodiment 1 of the present invention. The front projection projector shown in FIG. 1 includes laser light sources 1 to 3, lens groups 4 to 6, mirrors 7 and 8, liquid crystal panels 9 to 11, prism block 12, projection lens unit 13, and distance measurement. A total 14, a control unit 15, and laser drivers 16 to 18 are provided. As will be apparent from the following description, the front projection projector shown in FIG. 1 projects an image onto a projection target such as a screen 19 installed outside the front projection projector. Hereinafter, each component of the front projection type projector will be described.

レーザ光源１は赤色のレーザ光Ｒを出力（出射）し、レーザ光源２は青色のレーザ光Ｂを出力（出射）し、レーザ光源３は緑色のレーザ光Ｇを出力（出射）する。   The laser light source 1 outputs (emits) red laser light R, the laser light source 2 outputs (emits) blue laser light B, and the laser light source 3 outputs (emits) green laser light G.

レーザ光源１から出力された赤色のレーザ光Ｒは、予め定められた空間内において光強度または光の分布を均一化するように光を広げるレンズ群４を透過した後、鏡７で反射されることによって、液晶パネル９に入射される。レーザ光源２から出力された青色のレーザ光Ｂは、予め定められた空間内において光強度または光の分布を均一化するように光を広げるレンズ群５を透過した後、鏡８で反射されることによって、液晶パネル１０に入射される。レーザ光源３から出力された緑色のレーザ光Ｇは、予め定められた空間内において光強度または光の分布を均一化するように光を広げるレンズ群６を透過した後、液晶パネル１１に入射される。   The red laser light R output from the laser light source 1 is reflected by the mirror 7 after passing through the lens group 4 that spreads the light so as to make the light intensity or light distribution uniform in a predetermined space. As a result, the light enters the liquid crystal panel 9. The blue laser light B output from the laser light source 2 is reflected by the mirror 8 after passing through the lens group 5 that spreads the light so as to make the light intensity or light distribution uniform in a predetermined space. As a result, the light enters the liquid crystal panel 10. The green laser light G output from the laser light source 3 passes through the lens group 6 that spreads the light so as to make the light intensity or the light distribution uniform in a predetermined space, and then enters the liquid crystal panel 11. The

３つの液晶パネル９，１０，１１は、プリズムブロック１２の３つの面上にそれぞれ形成されており、液晶パネル９〜１１のそれぞれは映像形成面を有している。液晶パネル９〜１１には、例えば、図示しないパーソナルコンピュータやＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のビデオ機器などが有する映像信号処理回路から、赤色映像信号、青色映像信号及び緑色映像信号がそれぞれ入力される。   The three liquid crystal panels 9, 10, and 11 are respectively formed on three surfaces of the prism block 12, and each of the liquid crystal panels 9 to 11 has an image forming surface. For example, a red video signal, a blue video signal, and a green video signal are input to the liquid crystal panels 9 to 11 from a video signal processing circuit included in a video device such as a personal computer (not shown) or a DVD (Digital Versatile Disk). .

液晶パネル９〜１１は、赤色映像信号、青色映像信号、緑色映像信号に基づいて、光の透過率を変更可能な複数の画素からなる映像パターンを、映像形成面にそれぞれ形成する。液晶パネル９〜１１にそれぞれ入射された赤色のレーザ光Ｒ、青色のレーザ光Ｂ、緑色のレーザ光Ｇが、液晶パネル（ライトバルブ）９，１０，１１の映像形成面を透過すると、映像パターンによって変調される。この変調によって、赤色映像、青色映像、緑色映像が形成される。   The liquid crystal panels 9 to 11 each form a video pattern including a plurality of pixels whose light transmittance can be changed based on the red video signal, the blue video signal, and the green video signal on the video forming surface. When the red laser beam R, the blue laser beam B, and the green laser beam G incident on the liquid crystal panels 9 to 11 pass through the image forming surfaces of the liquid crystal panels (light valves) 9, 10, and 11, respectively, the image pattern Is modulated by. By this modulation, red video, blue video, and green video are formed.

なお、ここでは、光の透過によって、赤色映像、青色映像、緑色映像（変調された赤色光、青色光、緑色光）を形成する透過型液晶パネルを、液晶パネル９〜１１に適用した構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、光の反射によって、赤色映像、青色映像、緑色映像（変調された赤色光、青色光、緑色光）を形成する反射型液晶パネルを、液晶パネル９〜１１に適用してもよい。なお、反射型液晶パネルを適用した構成での光の経路と、透過型液晶パネルを適用した構成での光の経路とは異なるため、前者の構成の光学部品の種類、配置及び個数と、後者の構成のそれらとは異なる。   Here, a configuration in which a transmissive liquid crystal panel that forms a red image, a blue image, and a green image (modulated red light, blue light, and green light) by transmitting light is applied to the liquid crystal panels 9 to 11. explained. However, the present invention is not limited to this, and reflective liquid crystal panels that form red video, blue video, and green video (modulated red light, blue light, and green light) by reflection of light are applied to the liquid crystal panels 9-11. You may apply. Since the light path in the configuration using the reflective liquid crystal panel is different from the light path in the configuration using the transmissive liquid crystal panel, the type, arrangement, and number of optical components in the former configuration, and the latter It differs from those of the configuration.

プリズムブロック１２は、液晶パネル９〜１１にて形成された赤色映像、青色映像、緑色映像を合成して、カラー映像光Ｐを形成する。なお、プリズムブロック１２は、例えば鏡などの光学部品から構成される。   The prism block 12 combines the red video, blue video, and green video formed by the liquid crystal panels 9 to 11 to form color video light P. The prism block 12 is composed of an optical component such as a mirror, for example.

ここで、以上に説明したレンズ群４〜６、鏡７，８、液晶パネル９〜１１及びプリズムブロック１２は、映像形成部２１に含まれている。以上の説明から明らかなように、この映像形成部２１は、レーザ光源１〜３から出力されたレーザ光Ｒ，Ｂ，Ｇを変調することによって映像を形成する。映像形成部２１（プリズムブロック１２）で形成されたカラー映像光Ｐは、投射レンズユニット１３に入射される。   Here, the lens groups 4 to 6, the mirrors 7 and 8, the liquid crystal panels 9 to 11, and the prism block 12 described above are included in the image forming unit 21. As is apparent from the above description, the image forming unit 21 forms an image by modulating the laser beams R, B, and G output from the laser light sources 1 to 3. The color image light P formed by the image forming unit 21 (prism block 12) is incident on the projection lens unit 13.

投射レンズユニット１３は、映像形成部２１で形成されたカラー映像光Ｐ（映像）を、スクリーン１９などの投射対象物に結像するように拡大投射する。   The projection lens unit 13 enlarges and projects the color video light P (video) formed by the video forming unit 21 so as to form an image on a projection target such as the screen 19.

測距計（測距部）１４は、投射対象物までの距離ｄ、すなわち測距計１４と投射対象物との間の距離ｄを測定する。本実施の形態１では、測距計１４は投射レンズユニット１３の近傍に設けられており、測距計１４は、実質的には、投射レンズユニット１３と投射対象物との間の距離ｄを測定する。なお、測距計１４は、投射映像に用いられる可視光以外の光（例えば赤外線などの不可視光）の波長を用いて上記距離ｄを測定するレーザ測距計を適用することが好ましい。このような構成によれば、投射映像の反射光などの影響を受けずに上記距離ｄを測定することができる。   The rangefinder (ranging unit) 14 measures the distance d to the projection object, that is, the distance d between the distance meter 14 and the projection object. In the first embodiment, the rangefinder 14 is provided in the vicinity of the projection lens unit 13, and the rangefinder 14 substantially determines the distance d between the projection lens unit 13 and the projection object. taking measurement. The distance meter 14 is preferably a laser distance meter that measures the distance d using the wavelength of light other than visible light (for example, invisible light such as infrared rays) used in the projected image. According to such a configuration, the distance d can be measured without being affected by the reflected light of the projected image.

制御部１５は、測距計１４で測定された距離ｄに基づいて、レーザ光源１〜３の光強度（出力）を制御するための制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇを決定する。例えば、制御部１５は、測距計１４で測定された距離ｄが大きくなるほどレーザ光源１〜３の光強度を高くし、距離ｄが小さくなるほどレーザ光源１〜３の光強度を低くする制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇを決定する。ここでは、その一例として、スクリーン１９などの測定対象物の位置における単位面積（直径７ｍｍの円の面積）当たりの出射光の光強度が、ＩＥＣ ６０８２５−１：２００７やＪＩＳ Ｃ６８０２：２０１１にて規定されたクラス２の光強度の上限値と同等となるように、制御部１５は距離ｄに基づいて制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇを決定する。   The control unit 15 determines control signals Cr, Cb, and Cg for controlling the light intensities (outputs) of the laser light sources 1 to 3 based on the distance d measured by the rangefinder 14. For example, the control unit 15 increases the light intensity of the laser light sources 1 to 3 as the distance d measured by the rangefinder 14 increases, and decreases the light intensity of the laser light sources 1 to 3 as the distance d decreases. Cr, Cb, and Cg are determined. Here, as an example, the light intensity of the emitted light per unit area (area of a circle having a diameter of 7 mm) at the position of the measurement object such as the screen 19 is defined in IEC 60825-1: 2007 and JIS C6802: 2011. The control unit 15 determines the control signals Cr, Cb, and Cg based on the distance d so as to be equal to the upper limit value of the class 2 light intensity.

なお、制御部１５の構成には、例えば、距離ｄと制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇとを対応付けたルックアップテーブル（以下「ＬＵＴ」と記す）を有し、測距計１４で測定された距離ｄが入力された場合に、当該距離ｄに対応付けられた制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，ＣｇをＬＵＴから取得する構成が適用されてもよい。   The configuration of the control unit 15 includes, for example, a look-up table (hereinafter referred to as “LUT”) that associates the distance d with the control signals Cr, Cb, and Cg, and is measured by the distance meter 14. When the distance d is input, a configuration in which the control signals Cr, Cb, and Cg associated with the distance d are acquired from the LUT may be applied.

制御部１５は、決定した制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇをレーザドライバ１６〜１８に出力する。   The control unit 15 outputs the determined control signals Cr, Cb, Cg to the laser drivers 16-18.

レーザドライバ１６，１７，１８は、制御部１５で決定された制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇに基づいて、レーザ光源１，２，３の出力（レーザ光Ｒ，Ｂ，Ｇの光強度）を制御する。   The laser drivers 16, 17, and 18 control the outputs of the laser light sources 1, 2, and 3 (light intensity of the laser beams R, B, and G) based on the control signals Cr, Cb, and Cg determined by the control unit 15. To do.

ここで、以上に説明した制御部１５及びレーザドライバ１６〜１８は、出力制御部２２に含まれている。この出力制御部２２は、以上の説明から明らかなように、測距計１４で測定された距離ｄに基づいてレーザ光源１〜３の出力（レーザ光Ｒ，Ｂ，Ｇの光強度）を制御する。   Here, the control unit 15 and the laser drivers 16 to 18 described above are included in the output control unit 22. As is apparent from the above description, the output control unit 22 controls the outputs of the laser light sources 1 to 3 (light intensity of the laser beams R, B, and G) based on the distance d measured by the rangefinder 14. To do.

以上のように構成された本実施の形態１に係る前面投射型プロジェクタによれば、投射対象物までの距離ｄに基づいて、レーザ光源１〜３の出力を制御するので、レーザ光源１〜３の出力を適切化することができる。例えば、投射対象物の位置における前面投射型プロジェクタからの出射光の光強度を、当該投射対象物までの距離にかかわらず、安全とみなされるクラス２の光強度の上限値と同等にすることが可能になる。   According to the front projection type projector according to the first embodiment configured as described above, since the outputs of the laser light sources 1 to 3 are controlled based on the distance d to the projection target, the laser light sources 1 to 3 are controlled. Can be optimized. For example, the light intensity of the emitted light from the front projection projector at the position of the projection object may be made equal to the upper limit value of the class 2 light intensity regarded as safe regardless of the distance to the projection object. It becomes possible.

この結果、例えば、前面投射型プロジェクタ近くにたまたま存在していた反射率の高い物体（例えば鏡）に、前面投射型プロジェクタから出射光が出射され、当該物体によって出射光が人の目に向けて反射されてしまったとしても、当該出射光が目に与える悪影響を十分に抑制することができる。また、例えば、前面投射型プロジェクタから遠く離れた大会議室などのスクリーン１９に、前面投射型プロジェクタから出射光が出射される場合には、スクリーン１９の位置においてクラス２の光強度の上限値と同等の光強度となる出射光（出射直後はクラス２の光強度を超える出射光）を用いることができる。したがって、適切な明るさの投射映像を当該スクリーン１９上に表示することができる。   As a result, for example, emitted light is emitted from the front projection type projector to an object with high reflectivity (for example, a mirror) that happened to exist near the front projection type projector, and the emitted light is directed toward the human eye by the object. Even if it is reflected, the adverse effect of the emitted light on the eyes can be sufficiently suppressed. Further, for example, when outgoing light is emitted from the front projection projector to the screen 19 such as a large conference room far away from the front projection projector, the upper limit value of the light intensity of class 2 at the position of the screen 19 is set. Outgoing light having an equivalent light intensity (emitted light exceeding the light intensity of class 2 immediately after emission) can be used. Therefore, it is possible to display a projected image with appropriate brightness on the screen 19.

＜実施の形態２＞
図２は、本発明の実施の形態２に係る前面投射型プロジェクタの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態２に係る前面投射型プロジェクタにおいて、以上で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ参照符号を付し、異なる点を中心に以下説明する。 <Embodiment 2>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a front projection type projector according to Embodiment 2 of the present invention. In the front projection projector according to the second embodiment, the same or similar components as those described above are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described below.

本実施の形態２に係る前面投射型プロジェクタは、実施の形態１の構成に、図２に示すズームレンズ２６と、位置検出部２７とをさらに備えており、制御部１５の動作が実施の形態１と異なっている。   The front projection type projector according to the second embodiment further includes the zoom lens 26 and the position detection unit 27 shown in FIG. 2 in the configuration of the first embodiment, and the operation of the control unit 15 is the same as the first embodiment. 1 and different.

ズームレンズ２６は、投射レンズユニット１３の出力側に設けられている。ズームレンズ２６は、図示しないステッピングモータの回転駆動によって、ズームレンズ２６の光軸まわりに回転され、その回転に伴って当該光軸の方向に沿って移動するように構成されている。ズームレンズ２６の回転位置（制御位置）、すなわちズームレンズ２６の光軸の方向における位置が変更されると、前面投射型プロジェクタから投射対象物に向かう出射光の広がり具合が変更される。   The zoom lens 26 is provided on the output side of the projection lens unit 13. The zoom lens 26 is configured to rotate around the optical axis of the zoom lens 26 by a rotational drive of a stepping motor (not shown), and to move along the direction of the optical axis with the rotation. When the rotation position (control position) of the zoom lens 26, that is, the position of the zoom lens 26 in the direction of the optical axis is changed, the extent of the emitted light from the front projection type projector toward the projection target is changed.

位置検出部２７は、ステッピングモータの回転量に基づいて、ズームレンズ２６の回転位置ｚを自動的に検出する。位置検出部２７は、検出した回転位置ｚを制御部１５に出力する。   The position detection unit 27 automatically detects the rotation position z of the zoom lens 26 based on the rotation amount of the stepping motor. The position detection unit 27 outputs the detected rotation position z to the control unit 15.

制御部１５は、測距計１４で測定された距離ｄと、位置検出部２７で検出された回転位置ｚとに基づいて、スクリーン１９などの投射対象物の表面上に表示される映像の面積Ｓを算出する。この面積Ｓは、前面投射型プロジェクタの光学系が定まれば一義的に算出することが可能であり、制御部１５は、次式（１）の関数ｆ（ｚ，ｄ）を用いて面積Ｓを算出する。   Based on the distance d measured by the distance meter 14 and the rotational position z detected by the position detection unit 27, the control unit 15 displays the area of the image displayed on the surface of the projection object such as the screen 19. S is calculated. This area S can be uniquely calculated if the optical system of the front projection projector is determined, and the control unit 15 uses the function f (z, d) of the following equation (1) to calculate the area S. Is calculated.

Ｓ＝ｆ（ｚ，ｄ） …（１）
Ｓ：投射映像の面積
ｚ：ズームレンズ２６の回転位置
ｄ：スクリーン１９までの距離 S = f (z, d) (1)
S: Area of projected image z: Rotation position of zoom lens 26 d: Distance to screen 19

なお、上式（１）の演算が複雑である場合には、制御部１５の構成に、例えば、距離ｄ及び回転位置ｚの組と、面積Ｓとを対応付けたＬＵＴを有し、距離ｄ及び回転位置ｚが入力された場合に、当該距離ｄ及び当該回転位置ｚの１組に対応付けられた面積ＳをＬＵＴから取得する構成が適用されてもよい。また、このＬＵＴに必要な記憶容量を小さくするために、制御部１５は、特定の間隔毎の距離ｄ及び特定の間隔毎の回転位置ｚの組に対応付けて面積Ｓを記憶しておき、それ以外の距離ｄ及び回転位置ｚの面積Ｓについては線形補間を行って算出するように構成されてもよい。   When the calculation of the above equation (1) is complicated, the configuration of the control unit 15 includes, for example, an LUT that associates a set of the distance d and the rotation position z with the area S, and the distance d When the rotation position z is input, an area S associated with one set of the distance d and the rotation position z may be acquired from the LUT. In order to reduce the storage capacity required for this LUT, the control unit 15 stores the area S in association with the set of the distance d for each specific interval and the rotational position z for each specific interval, The other distance d and the area S of the rotational position z may be calculated by performing linear interpolation.

制御部１５は、算出した面積Ｓに基づいてレーザ光源１〜３の光強度（出力）を制御するための制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇを決定する。ここでは、制御部１５は、面積Ｓからスクリーン１９の位置における単位面積当たりの光強度を算出する。そして、算出した光強度が低く（面積Ｓが大きく）なるほどレーザ光源１〜３の光強度を高くし、算出した光強度が高く（面積Ｓが小さく）なるほどレーザ光源１〜３の光強度を低くする制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇを決定する。   The control unit 15 determines control signals Cr, Cb, and Cg for controlling the light intensity (output) of the laser light sources 1 to 3 based on the calculated area S. Here, the control unit 15 calculates the light intensity per unit area at the position of the screen 19 from the area S. The light intensity of the laser light sources 1 to 3 increases as the calculated light intensity decreases (area S increases), and the light intensity of the laser light sources 1 to 3 decreases as the calculated light intensity increases (area S decreases). Control signals Cr, Cb, and Cg to be determined are determined.

なお、制御部１５の構成には、面積Ｓと制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇとを対応付けたＬＵＴを有し、面積Ｓが算出された場合に、当該面積Ｓに対応付けられた制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，ＣｇをＬＵＴから取得する構成が適用されてもよい。また、これに限ったものではなく、制御部１５の構成には、距離ｄ及び回転位置ｚの組と制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇとを対応付けたＬＵＴを有し、距離ｄ及び回転位置ｚが入力された場合に、当該距離ｄ及び当該回転位置ｚの１組に対応付けられた制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，ＣｇをＬＵＴから取得する構成が適用されてもよい。   The configuration of the control unit 15 includes an LUT that associates the area S with the control signals Cr, Cb, and Cg. When the area S is calculated, the control signal Cr associated with the area S is calculated. , Cb, Cg may be applied from the LUT. The configuration of the control unit 15 is not limited to this. The control unit 15 includes an LUT in which a set of the distance d and the rotation position z and the control signals Cr, Cb, and Cg are associated with each other. May be applied, the control signal Cr, Cb, Cg associated with one set of the distance d and the rotational position z is acquired from the LUT.

制御部１５は、決定した制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇをレーザドライバ１６〜１８に出力する。   The control unit 15 outputs the determined control signals Cr, Cb, Cg to the laser drivers 16-18.

レーザドライバ１６〜１８は、実施の形態１と同様に、制御部１５で決定された制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇに基づいて、レーザ光源１，２，３の出力（レーザ光Ｒ，Ｂ，Ｇの光強度）を制御する。   Similarly to the first embodiment, the laser drivers 16 to 18 output the laser light sources 1, 2, 3 (laser beams R, B, G) based on the control signals Cr, Cb, Cg determined by the controller 15. The light intensity).

以上のような制御部１５とレーザドライバ１６〜１８とを含む出力制御部２２は、投射対象物までの距離ｄと、ズームレンズ２６の回転位置ｚとに基づいてレーザ光源１〜３の出力を制御する。   The output control unit 22 including the control unit 15 and the laser drivers 16 to 18 as described above outputs the outputs of the laser light sources 1 to 3 based on the distance d to the projection target and the rotation position z of the zoom lens 26. Control.

以上のように構成された本実施の形態２に係る前面投射型プロジェクタによれば、投射対象物までの距離ｄと、ズームレンズ２６の回転位置ｚとに基づいて、レーザ光源１〜３の出力を制御する。これにより、スクリーン１９などの投射対象物に向かう出射光の広がり具合なども考慮することができるので、レーザ光源１〜３の出力をより適切に制御することができる。この結果、実施の形態１で説明した効果を高めることができる。   According to the front projection type projector according to the second embodiment configured as described above, the outputs of the laser light sources 1 to 3 are based on the distance d to the projection target and the rotational position z of the zoom lens 26. To control. Thereby, since the spreading | diffusion degree of the emitted light which goes to projection target objects, such as the screen 19, can also be considered, the output of the laser light sources 1-3 can be controlled more appropriately. As a result, the effect described in the first embodiment can be enhanced.

＜実施の形態３＞
図３は、本発明の実施の形態３に係る前面投射型プロジェクタの構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態３に係る前面投射型プロジェクタにおいて、以上で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ参照符号を付し、異なる点を中心に以下説明する。 <Embodiment 3>
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a front projection type projector according to Embodiment 3 of the present invention. In the front projection type projector according to the third embodiment, the same or similar components as those described above are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described below.

本実施の形態３に係る前面投射型プロジェクタは、実施の形態２の構成に、図３に示す人検知センサ（人検知部）３１をさらに備えており、制御部１５の動作が実施の形態１，２と異なっている。   The front projection projector according to the third embodiment further includes a human detection sensor (human detection unit) 31 shown in FIG. 3 in the configuration of the second embodiment, and the operation of the control unit 15 is the first embodiment. , 2 and different.

人検知センサ３１は、投射レンズユニット１３から投射された映像が直接到達することが可能な到達可能領域内に、人が進入したことを検知する。人検知センサ３１には、赤外線または超音波を用いたセンサなどが用いられる。例えば、赤外線を用いたセンサでは、周囲の温度変化を感知可能であり、到達可能領域に設定した感知領域内を、熱（赤外線）を発生する人や動物が通った場合には、上記領域内に人や動物が進入したことを検知する。   The human detection sensor 31 detects that a person has entered a reachable area where the image projected from the projection lens unit 13 can reach directly. As the human detection sensor 31, a sensor using infrared rays or ultrasonic waves is used. For example, an infrared sensor can detect changes in ambient temperature. If a person or animal that generates heat (infrared rays) passes through the sensing area set as the reachable area, Detecting that a person or animal has entered.

人検知センサ３１は、到達可能領域内に人が進入したことを検知すると、「１」に設定された検出信号ｈを制御部１５に入力し、そうでない場合には「０」に設定された検出信号ｈを制御部１５に入力する。   When the human detection sensor 31 detects that a person has entered the reachable area, the human detection sensor 31 inputs the detection signal h set to “1” to the control unit 15. Otherwise, the human detection sensor 31 is set to “0”. A detection signal h is input to the control unit 15.

「１」に設定された検出信号ｈが制御部１５に入力された場合には、制御部１５は、距離ｄまたは回転位置ｚに関わらず、前面投射型プロジェクタの映像（出射光）の光強度が、ＩＥＣ ６０８２５−１：２００７やＪＩＳ Ｃ６８０２：２０１１にて規定されたクラス１の光強度の上限値と同等となるように制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇを決定する。なお、クラス１の光強度は、ビームを長時間直視しても、またルーペや双眼鏡などの観察用光学機器を介して見ても安全であるとみなされている。   When the detection signal h set to “1” is input to the control unit 15, the control unit 15 determines the light intensity of the image (emitted light) of the front projection projector regardless of the distance d or the rotation position z. However, the control signals Cr, Cb, and Cg are determined so as to be equal to the upper limit value of the class 1 light intensity defined in IEC 60825-1: 2007 and JIS C6802: 2011. The light intensity of class 1 is considered safe even when the beam is viewed directly for a long time or when viewed through an observation optical device such as a magnifying glass or binoculars.

レーザドライバ１６〜１８は、実施の形態１と同様に、制御部１５で決定された制御信号Ｃｒ，Ｃｂ，Ｃｇに基づいて、レーザ光源１，２，３の出力（レーザ光Ｒ，Ｂ，Ｇの光強度）を制御する。   Similarly to the first embodiment, the laser drivers 16 to 18 output the laser light sources 1, 2, 3 (laser beams R, B, G) based on the control signals Cr, Cb, Cg determined by the controller 15. The light intensity).

以上のような制御部１５とレーザドライバ１６〜１８とを含む出力制御部２２は、人検知センサ３１にて到達可能領域内に人が進入したことを検知した場合には、測距計１４で測定された距離ｄまたは位置検出部２７で検出された回転位置ｚに関わらず、レーザ光源１〜３の出力を予め定められた出力（ここでは前面投射型プロジェクタの出射光の光強度がクラス１の光強度の上限値と同等となる出力）に変更する。   When the human detection sensor 31 detects that a person has entered the reachable area, the output control unit 22 including the control unit 15 and the laser drivers 16 to 18 as described above uses the rangefinder 14. Regardless of the measured distance d or the rotational position z detected by the position detector 27, the outputs of the laser light sources 1 to 3 are set to predetermined outputs (here, the light intensity of the emitted light from the front projection projector is class 1). The output is equivalent to the upper limit value of the light intensity.

以上のように構成された本実施の形態１に係る前面投射型プロジェクタによれば、使用者や視聴者が到達可能領域内に進入したことを検知した場合に、距離ｄまたは回転位置ｚに関わらず、前面投射型プロジェクタの出力を予め定められた出力に変更する。これにより、使用者などが投射レンズユニット１３の方を見てしまったり、意図的に投射レンズユニット１３を覗き込んだりした場合でも、その者の目に悪影響を及ぼす可能性を低減することが可能となる。   According to the front projection type projector according to the first embodiment configured as described above, when it is detected that the user or viewer has entered the reachable area, the distance d or the rotational position z is related. First, the output of the front projection type projector is changed to a predetermined output. As a result, even when a user or the like looks at the projection lens unit 13 or intentionally looks into the projection lens unit 13, the possibility of adverse effects on the eyes of the person can be reduced. It becomes.

＜実施の形態１〜３の変形例＞
以上の説明では、映像形成部２１は、赤色用、緑色用、青色用の映像パターンを形成可能な３つの表示デバイスである液晶パネル９〜１１と、複数の映像光を合成して１つの映像光を形成するプリズムブロック１２とを含んで構成されていた。そして、光の３原色であるレーザ光Ｒ，Ｇ，Ｂを液晶パネル９〜１１に入力することによって、３原色の映像を形成し、当該３原色の映像をプリズムブロック１２に入力することによって、カラー映像を形成した。しかし、映像を形成する映像形成部２１の構成は、これに限ったものではない。 <Modification of Embodiments 1 to 3>
In the above description, the image forming unit 21 combines the plurality of image lights with the liquid crystal panels 9 to 11 that are three display devices capable of forming red, green, and blue image patterns. And a prism block 12 for forming light. Then, by inputting laser beams R, G, and B, which are the three primary colors of light, to the liquid crystal panels 9 to 11, an image of the three primary colors is formed, and by inputting the video of the three primary colors to the prism block 12, A color image was formed. However, the configuration of the video forming unit 21 that forms a video is not limited to this.

例えば、映像形成部２１は、赤色用、緑色用、青色用の映像パターンを時分割で形成可能な透過型または反射型の１つの表示デバイスである液晶パネルと、光に赤色、緑色、青色を付与可能なカラーフィルタが円周上に配置された、モーターで回転可能な円板状のカラーホイールとを含んで構成されてもよい。そして、白色光などの光を液晶パネルに入力することによって、３つのモノクロ映像を時分割で形成し、当該３つのモノクロ映像をカラーホイールに入力することによって、３原色の映像を時分割で形成し、当該３原色の映像を順次出力することによって、時間的な積分効果によって視認されるカラー映像を形成してもよい。   For example, the image forming unit 21 includes a liquid crystal panel, which is a transmissive or reflective display device capable of forming red, green, and blue image patterns in a time-sharing manner, and red, green, and blue light. The color filter which can be provided may be comprised including the disk-shaped color wheel which is arrange | positioned on the circumference and can be rotated with a motor. Then, by inputting light such as white light to the liquid crystal panel, three monochrome images are formed in a time division, and by inputting the three monochrome images to the color wheel, an image of the three primary colors is formed in a time division. Then, by sequentially outputting the three primary color images, a color image that is visually recognized by the temporal integration effect may be formed.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each embodiment and each modification within the scope of the invention, and each embodiment and each modification can be appropriately modified and omitted.

１〜３ レーザ光源、１３ 投射レンズユニット、１４ 測距計、１９ スクリーン、２１ 映像形成部、２２ 出力制御部、２６ ズームレンズ、２７ 位置検出部、３１ 人検知センサ。   1-3 laser light source, 13 projection lens unit, 14 rangefinder, 19 screen, 21 image forming unit, 22 output control unit, 26 zoom lens, 27 position detection unit, 31 human detection sensor.

Claims (3)

投射対象物に映像を投射する前面投射型プロジェクタであって、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出力された光を変調することによって前記映像を形成する映像形成部と、
前記映像形成部で形成された映像を前記投射対象物に投射する投射レンズユニットと、
前記投射対象物までの距離を測定する測距部と、
前記測距部で測定された距離に基づいて前記レーザ光源の出力を制御する出力制御部と
を備える、前面投射型プロジェクタ。 A front projection projector that projects an image on a projection object,
A laser light source;
An image forming unit that forms the image by modulating light output from the laser light source;
A projection lens unit that projects the image formed by the image forming unit onto the projection object;
A distance measuring unit for measuring a distance to the projection object;
A front projection type projector comprising: an output control unit that controls an output of the laser light source based on a distance measured by the distance measuring unit. 請求項１に記載の前面投射型プロジェクタであって、
前記投射レンズユニットに設けられたズームレンズの回転位置を検出する位置検出部
をさらに備え、
前記出力制御部は、
前記測距部で測定された距離と、前記位置検出部で検出された回転位置とに基づいて、前記レーザ光源の出力を制御する、前面投射型プロジェクタ。 The front projection type projector according to claim 1,
A position detection unit for detecting a rotation position of a zoom lens provided in the projection lens unit;
The output control unit
A front projection type projector that controls an output of the laser light source based on a distance measured by the distance measuring unit and a rotational position detected by the position detecting unit. 請求項１または請求項２に記載の前面投射型プロジェクタであって、
前記投射レンズユニットから投射された映像が直接到達することが可能な到達可能領域内に、人が進入したことを検知する人検知部
をさらに備え、
前記出力制御部は、
前記人検知部にて前記到達可能領域内に人が進入したことを検知した場合には、前記測距部で測定された距離に関わらず、前記レーザ光源の出力を予め定められた出力に変更する、前面投射型プロジェクタ。 The front projection type projector according to claim 1 or 2,
In the reachable area where the image projected from the projection lens unit can reach directly, further comprising a human detection unit that detects that a person has entered,
The output control unit
When the person detection unit detects that a person has entered the reachable area, the output of the laser light source is changed to a predetermined output regardless of the distance measured by the distance measurement unit. A front projection projector.

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