プロジェクタ，撮像装置
【課題】様々なプロジェクタの利用環境に対応できるようにする。
【解決手段】レーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応するホログラム再生光像を変調して投影光像として射出する光変調素子１６と、光変調素子１６から入射された投影光像を投射する投射光学系１７と、投影光像を投射するときの焦点深度を予め定められた複数の焦点深度の中から選択する投射モード選択手段２１と、挿抜可能な拡大光学系１３を備え、拡大光学系１３の挿抜などにより光変調素子１６へ入射するホログラム再生光像の入射開口数を切り替える。
【解決手段】レーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応するホログラム再生光像を変調して投影光像として射出する光変調素子１６と、光変調素子１６から入射された投影光像を投射する投射光学系１７と、投影光像を投射するときの焦点深度を予め定められた複数の焦点深度の中から選択する投射モード選択手段２１と、挿抜可能な拡大光学系１３を備え、拡大光学系１３の挿抜などにより光変調素子１６へ入射するホログラム再生光像の入射開口数を切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタおよびプロジェクタを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源にレーザー光を利用したプロジェクタについて、様々な発明が開示されている。プロジェクタの光源としてレーザー光を利用するメリットは、焦点深度を深くすることができるため、フリーフォーカス性を有する投影が可能なことにある。一方、プロジェクタの光源としてレーザー光を利用するデメリットは、スペックルノイズが生じ、投影画像に悪影響が出ることである。
【０００３】
特許文献１では、ホログラム記録媒体を振動させ、そのホログラム記録媒体へ入射させるレーザー光の光束径を拡大させて、ホログラム再生光像を光変調素子へ照射し、投影する方法が記載されている。この方法では、ホログラム記録媒体が振動していることと、レーザー光の光束径が拡大していることにより投射開口数が大きくなることとにより、スペックルノイズが略完全に除去される。しかし、特許文献１の方法では、光源にレーザー光を利用するメリットであった、フリーフォーカス性が失われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プロジェクタは、その利用環境によって、フリーフォーカス性が重要視される場合もあれば、スペックルノイズが少ないことを重要視される場合もある。特許文献１の発明では、スペックルノイズが少ないことを重要視される場合には対応できるが、フリーフォーカス性が重要視される場合には対応できなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプロジェクタは、レーザー光源から射出された光束を変調して投影光像として射出する光変調素子と、投射光学系を有し、光変調素子から投射光学系へ入射された投影光像を投射する投射手段と、投射手段が投影光像を投射するときの焦点深度を、予め定められた複数の焦点深度の中から選択する選択手段と、選択手段により選択された焦点深度に応じて、光変調素子に入射する光束の入射開口数を切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるプロジェクタによれば、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、プロジェクタの様々な利用環境に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるプロジェクタの上面図と正面図の一例である。
【図２】本発明の第１実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるプロジェクタにおいて、焦点深度を切り替える方法について説明するための図である。
【図４】測距部について説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図６】本発明の第２実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図８】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの上面図と正面図の一例である。
【図９】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの焦点深度を自動的に切り替える処理についての説明に用いる図である。
【図１２】本発明の第４実施形態によるプロジェクタの焦点深度を自動的に切り替える処理についての説明に用いる図である。
【図１３】本発明の第４実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図１５】格子のパターン画像を用いた曲面検出について説明するための図である。
【図１６】曲面検出処理に関するフローチャートの一例である。
【図１７】焦点深度の切り替え方法の変形例を示す図である。
【図１８】本発明によるプロジェクタを備えるビデオカメラの外形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明によるプロジェクタは、焦点深度の異なる複数の投射モードを有し、その利用状況によって適切な投射モードを切り替えることができる。たとえば、プロジェクタを机の上や三脚に固定して据置状態で利用するときは、最初に焦点調節を行えばよいため、投射開口数が大きく、焦点深度の浅い投射モードに設定する。また、プロジェクタを手持ち状態で利用するときは、スクリーンとの距離関係が変化することが考えられるため、投射開口数が小さく、焦点深度を深い投射モードに設定する。
【００１０】
―第１の実施形態―
図１は、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１の上面図と正面図を例示したものである。プロジェクタ１は、焦点深度の浅い第１の投射モード（以降、低スペックルモードと称する）と焦点深度の深い第２の投射モード（以降、フリーフォーカスモードと称する）という二つの投射モードを有する。プロジェクタ１の上面には電源スイッチ１００と、投射モード切替スイッチ１０１と、決定スイッチ１０２と、選択スイッチ１０３とが配されている。また、プロジェクタ１の正面には、投射開口部１０４と測距部１０５が設けられている。
【００１１】
電源スイッチ１００は、プロジェクタ１の電源をオンまたはオフするための操作部材である。投射モード切替スイッチ１０１は、プロジェクタ１の投射モードを切り替えるための操作部材である。たとえば、電源スイッチ１００が操作されプロジェクタ１の電源がオンになった後に投射モード切替スイッチ１０１が操作されると低スペックルモードに切り替わる。そして、プロジェクタ１が低スペックルモードにあるときに投射モード切替スイッチ１０１が操作されるとフリーフォーカスモードに切り替わる。また、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるときに投射モード切替スイッチ１０１が操作されると低スペックルモードに切り替わる。
【００１２】
決定スイッチ１０２および選択スイッチ１０３は、ユーザがプロジェクタ１に関する各種設定に用いる操作部材である。たとえば、プロジェクタ１がスクリーン上に投影した設定画面上で投射モードなどの項目を設定する。プロジェクタ１からの投影光像は、投射開口部１０４を介して前方に配置されたスクリーンに向けて投射される。投射開口部１０４は、ユーザが手動でプロジェクタ１の焦点を調節するための機構を有していてもよい。測距部１０５は、プロジェクタ１とスクリーンまでの距離とを測定するためのセンサである。
【００１３】
図２は、プロジェクタ１の内部構成を示すブロック図である。プロジェクタ１は、その内部にレーザー光源１１と、集光光学系１２と、拡大光学系１３と、拡大光学系駆動部２２と、ホログラム記録媒体１４と、振動素子１５と、光変調素子１６と、投射光学系１７と、投射光学系駆動部２０と、投射モード選択部２１と、測距部１０５と、を備える。なお、図２ではレーザー光源１１は一つだけ図示されているが、複数存在してもよい。
【００１４】
集光光学系１２は、レーザー光源１１から射出されたレーザー光をコリメートする。集光光学系１２によりコリメートされた光束（以降、コリメート光）は、ホログラム記録媒体１４側へ射出される。
【００１５】
拡大光学系１３は、入射された光束の光束径を拡大する。拡大光学系１３は、集光光学系１２とホログラム記録媒体１４との間に設けられている。拡大光学系１３は、拡大光学系駆動部２２により駆動され、集光光学系１２から射出されるコリメート光の光路上に挿入された状態またはコリメート光の光路上から退避した状態に移動制御される。
【００１６】
プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、拡大光学系１３は図２のようにコリメート光の光路上に挿入される。このとき、拡大光学系１３は、コリメート光の光束径を拡大する。拡大光学系１３により光束径を拡大された光束は、再生照明光としてホログラム記録媒体１４へ入射する。
【００１７】
プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、拡大光学系１３は図３のようにコリメート光の光路上から退避した状態となる。このとき、集光光学系１２から射出されるコリメート光が再生照明光としてホログラム記録媒体１４へ入射する。
【００１８】
ホログラム記録媒体１４は、透過型二光束干渉法を用いたホログラム型光情報記録再生装置である。ホログラム記録媒体１４上の各点には、矩形状の拡散板のホログラム像が記録されている。再生照明光を受光したホログラム記録媒体１４の各点は、記録されていたホログラム再生光像を光変調素子１６へ射出する。振動素子１５は、スペックルノイズの低減のためにホログラム記録媒体１４を振動させる。
【００１９】
プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、ホログラム記録媒体１４に入射される再生照明光の光束径が拡大されているため、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の投射開口数が大きくなる。
【００２０】
一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、ホログラム記録媒体１４に入射される再生照明光の光束径は拡大されていないため、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の投射開口数は低スペックルモードよりも相対的に小さくなる。
【００２１】
光変調素子１６は、透過型の空間光変調器である。光変調素子１６は、画像変調領域を有し、画像変調領域においてホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像を変調し、投影光像として投射光学系１７へ透過させる。
【００２２】
光変調素子１６へ入射するホログラム再生光像は、光変調素子１６の画像変調領域全体を照射する。プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数は大きい。一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数は相対的に小さくなる。
【００２３】
投射光学系１７は、開口絞り１７１と、複数の投射レンズ１７２とを備える。投射光学系１７の入射瞳位置は、光変調素子１６よりも光源側に位置し、ホログラム記録媒体１４上の位置１７３と実質的に同一の位置にある。投射光学系１７の入射瞳半径は、ホログラム像を記録しているホログラム記録媒体１４上の全領域面積をカバーできる程度に大きい。このように入射瞳位置を設定することにより、ホログラム再生光像に基づいた投影光像が開口絞り１７１にケラレなくスクリーンへ投影される。
【００２４】
投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、測距部１０５により算出されたプロジェクタ１からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。なお、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるときは投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００２５】
投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の投射モードを選択する。投射モード選択部２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成される。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の筐体の振動や回転などを検出する加速度センサやジャイロセンサなどのセンサ類２３に接続される。
【００２６】
投射モード選択部２１は、センサ類２３の出力信号に基づいて、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かを判断する。そして、プロジェクタ１の筐体が静止していると判断されたとき、投射モード選択部２１は低スペックルモードを選択する。一方、プロジェクタ１の筐体が静止していないと判断されたとき、投射モード選択部２１はフリーフォーカスモードを選択する。
【００２７】
投射モード選択部２１がプロジェクタ１の投射モードを選択したとき、拡大光学系駆動部２２により拡大光学系１３が駆動されて、投射モードが切り替わる。なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して、プロジェクタ１の投射モードを切り替えた場合は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部２１が切り替える投射モードよりも優先させる。
【００２８】
図４は、測距部１０５の一構成例を示す図である。図４に示す測距部１０５は、赤外線射出部５１と赤外線検出部５２とを備える。赤外線検出部５２は、検出光学系５２ａと赤外線検知アレイ５２ｂとを有する。赤外線検知アレイ５２ｂは、複数の赤外線受光素子５３を有する。
【００２９】
赤外線射出部５１は、プロジェクタ１の前方にあるスクリーン２００に向けて所定の射出角度で赤外線を射出する。赤外線検出部５２は、スクリーン２００によって反射した赤外線を検出する。赤外線検出部５２に入射した赤外線は、検出光学系５２ａにより赤外線検知アレイ５２ｂのいずれかの赤外線受光素子５３に導かれ、いずれの赤外線受光素子５３に導かれたかによってスクリーン２００までの距離を測定することができる。
【００３０】
検出光学系５２ａにより赤外線がいずれの赤外線受光素子５３に導かれるかは、赤外線が検出光学系５２ａに入射する角度によって決まる。そして、検出光学系５２ａへの入射角度はスクリーン２００における赤外線の反射角度θにより決まる。スクリーン２００における赤外線の反射角度θは、プロジェクタ１の前面とスクリーン２００との間の距離が長くなるほど小さくなる。
【００３１】
図５は、プロジェクタ１の投射モードに関する切替処理に関するフローチャートの一例である。図５の処理は、プロジェクタ１の電源がオンになったときに開始する。ステップＳ１００では、投射モード選択部２１は、センサ類２３の出力に基づいて、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ１の筐体が静止している場合はステップＳ１０１に進み、プロジェクタ１の筐体が静止していない場合はステップＳ１１１に進む。
【００３２】
ステップＳ１０１では、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ１が低スペックルモードであるとき、ステップＳ１００に戻る。一方、プロジェクタ１が低スペックルモードでないときは、ステップＳ１０２に進む。
【００３３】
ステップＳ１０２では、投射モード選択部２１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入して、プロジェクタ１を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ１が低スペックルモードに切り替わった後、切替処理はステップＳ１００に戻る。
【００３４】
ステップＳ１１１では、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ１１２の処理に進む。
【００３５】
ステップＳ１１２では、投射モード選択部２１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させて、プロジェクタ１をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ１がフリーフォーカスモードに切り替わった後、切替処理はステップＳ１００に戻る。
【００３６】
前述したとおり、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ１の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ１０２においてプロジェクタ１が低スペックルモードに切り替わるたびに、投射光学系駆動部２０は、測距部１０５により算出されたプロジェクタ１からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ１１２においてプロジェクタ１がフリーフォーカスモードに切り替わるたびに、投射光学系駆動部２０は投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００３７】
以上で説明した第１実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ１はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かに基づいて、プロジェクタ１を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ１は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。
【００３８】
―第２の実施形態―
本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１実施形態によるプロジェクタ１と異なる。図６は、本発明の第２実施形態によるプロジェクタ２の内部構成の一例を示すブロック図である。プロジェクタ１と同様の構成については同じ符号が付されており、その説明を省略する。プロジェクタ２は、投射モード選択部２１の代わりに投射モード選択部３１を備える。投射モード選択部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、測距部１０５および拡大光学系駆動部２２に接続されている。
【００３９】
プロジェクタ２の投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離が低スペックルモードの焦点深度より大きく変化したとき、一時的にプロジェクタ２をフリーフォーカスモードに切り替える。そして、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化が低スペックルモードの焦点深度より小さくなったとき、プロジェクタ２を低スペックルモードに切り替える。
【００４０】
投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離に関する情報を測距部１０５から取得し、測距部１０５から取得した情報に基づいて、プロジェクタ２の投射モードを選択する。測距部１０５は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離を測定しており、測定された距離に関する情報（距離情報と称する）を投射モード選択部３１へリアルタイムに送信している。なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して、プロジェクタ２の投射モードを切り替えた場合、ユーザが切り替えた投射モードは、投射モード選択部３１が切り替える投射モードよりも優先する。
【００４１】
図７は、本発明の第２の実施形態によるプロジェクタ２の投射モードの切替処理に関するフローチャートの一例である。図７の処理は、プロジェクタ２の電源がオンになったときに処理を開始する。測距部１０５は、プロジェクタ２の電源がオンになると、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の測定を開始して、投射モード選択部３１への距離情報の送信を開始する。
【００４２】
ステップＳ２００では、投射モード選択部３１は、受信した距離情報に基づいて、所定の長さの期間におけるプロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅の算出処理を開始する。所定の長さの期間とは、たとえば現在時刻からその所定時間前（たとえば、１分前）の時刻までの期間である。また、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅とは、所定の長さの期間において測距部１０５により測定された距離の最大値と最小値の差である。
【００４３】
ステップＳ２０１では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が低スペックルモードの焦点深度以下か否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が低スペックルモードの焦点深度以下である場合はステップＳ２０２に進み、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が第１焦点深度よりも大きい場合はステップＳ２１１に進む。
【００４４】
ステップＳ２０２では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ２が低スペックルモードであるとき、ステップＳ２０１に戻る。一方、プロジェクタ２が低スペックルモードでないときは、ステップＳ２０３に進む。
【００４５】
ステップＳ２０３では、投射モード選択部３１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入して、プロジェクタ２を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ２が低スペックルモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ２０１に戻る。
【００４６】
ステップＳ２１１では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部３１は、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ２０１の処理に戻る。一方、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ２１２の処理に進む。
【００４７】
ステップＳ２１２では、投射モード選択部３１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させて、プロジェクタ２をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ２０１に戻る。
【００４８】
なお、第１の実施形態と同様に、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ２の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ２０３においてプロジェクタ２が低スペックルモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、測距部１０５により算出されたプロジェクタ２からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ２１２においてプロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００４９】
以上で説明した第２実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ２はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部３１は、測距部１０５から受信した距離情報に基づいて、プロジェクタ２を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部３１は、プロジェクタ２を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ２は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。
【００５０】
―第３の実施形態―
本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１実施形態によるプロジェクタ１や第２実施形態によるプロジェクタ２と異なる。
【００５１】
図８は、本発明の第３実施形態によるプロジェクタ３の上面図と正面図を例示したものである。図８に示すように、プロジェクタ３は、測距部１０５を複数備える。複数の測距部１０５は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離をそれぞれ測定する。
【００５２】
図９は、プロジェクタ３の内部構成の一例を示すブロック図である。図９において、プロジェクタ１と同様の構成については同じ符号が付されており、その説明を省略する。プロジェクタ３は、投射モード選択部２１の代わりに投射モード選択部４１を備える。投射モード選択部４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、複数の測距部１０５と、拡大光学系駆動部２２とに接続されている。
【００５３】
投射モード選択部４１は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離に関する情報を複数の測距部１０５から取得し、複数の測距部１０５から取得した情報に基づいて、プロジェクタ３の投射モードを選択する。複数の測距部１０５の各々は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離をそれぞれ測定しており、測定された距離に関する情報を投射モード選択部３１へリアルタイムに送信している。
【００５４】
プロジェクタ３の投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５がそれぞれ測定した距離の差を算出する。そして、投射モード選択部４１は、その差が所定値以下のときプロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。また一方で、投射モード選択部４１は、その差が所定値より大きいときプロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。
【００５５】
なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作してプロジェクタ３の投射モードを切り替えた場合は、投射モード選択部４１は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部４１が切り替える投射モードよりも優先させる。
【００５６】
図１１は、投射モード選択部４１が実行する切替処理について説明するための図である。図１１には、複数の測距部１０５ａおよび１０５ｂとスクリーン３００とが図示されている。測距部１０５ａは、スクリーン３００の面上の点Ｐ１までの距離Ｌ１を測定している。測距部１０５ｂは、スクリーン３００の面上の点Ｐ２までの距離Ｌ２を測定している。図１１の例では、投射モード選択部４１（図１１では不図示）は、測距部１０５ａおよび測距部１０５ｂがそれぞれ測定した距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜を算出する。距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜は、スクリーン３００が投影光像の投影方向３０１に対して垂直な平面のとき零となる。図１１では、スクリーン３００と投影光像の投影方向３０１とは直交しておらず、傾斜角度θＬを成している。投射モード選択部４１は、距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜が所定値（たとえば、プロジェクタ３の焦点深度）以下のとき（傾斜角度θＬが所定角度より大きいとき）プロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。また一方で、投射モード選択部４１は、その差｜Ｌ１−Ｌ２｜が所定値より大きいとき（傾斜角度θＬが所定角度より小さいとき）プロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。フリーフォーカスモードに切り替えることにより、スクリーン３００の投影光像の一部がぼけて画質が低下することを抑制することができる。
【００５７】
図１０は、本発明の第３の実施形態によるプロジェクタ３の投射モードの切替処理に関するフローチャートの一例である。図１０の処理は、プロジェクタ３の電源がオンになったときに処理を開始する。複数の測距部１０５は、プロジェクタ３の電源がオンになると、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離の測定を開始し、投射モード選択部４１への距離情報の送信を開始する。
【００５８】
ステップＳ３００では、投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５の各々から受信した距離情報に基づいて、複数の測距部１０５の各々により測定された距離の差（たとえば、図１１の｜Ｌ１−Ｌ２｜）が所定値以下か否かを判定する。切替処理は、測定された複数の距離の差が所定値以下であると判定された場合、スクリーンが投影光像の投影方向に対して実質的に垂直であって、凹凸が少ない平面であると判断し、ステップＳ３０１に進む。一方、切替処理は、測定された複数の距離の差が所定値を超えている場合、スクリーンと投影光像の投影方向との成す傾斜角度θＬが大きかったり、スクリーンに凹凸があったりすると判断し、ステップＳ３１１に進む。
【００５９】
ステップＳ３０１では、投射モード選択部４１は、プロジェクタ３が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ３が低スペックルモードであるとき、ステップＳ３００に戻る。一方、プロジェクタ３が低スペックルモードでないときは、ステップＳ３０２に進む。
【００６０】
ステップＳ３０２では、拡大光学系駆動部２２が拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入し、プロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ３が低スペックルモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ３００に戻る。
【００６１】
ステップＳ３１１では、投射モード選択部４１の演算部は、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部４１は、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ３００の処理に戻る。一方、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ３１２の処理に進む。
【００６２】
ステップＳ３１２では、拡大光学系駆動部２２が拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させ、プロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ３がフリーフォーカスモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ３００に戻る。
【００６３】
なお、第１の実施形態と同様に、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ３の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ３０２においてプロジェクタ３が低スペックルモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、複数の測距部１０５により算出されたプロジェクタ３からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ３１２においてプロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００６４】
以上で説明した第３実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ３はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５によりそれぞれ測定されたスクリーンまでの距離同士の差が所定値以下か否かに基づいて、プロジェクタ３を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部４１は、プロジェクタ３を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部４１は、プロジェクタ３をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ３は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。特に、プロジェクタ３は、複数の測距部１０５を用いてスクリーンまでの距離を測定して、その測定結果に基づいて焦点深度を変更することで、スクリーンが傾斜していることやスクリーンが凹凸を有している場合にも対応することができる。
【００６５】
―第４の実施形態―
本発明の第４の実施形態について説明する。本発明の第４の実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１〜第３の実施形態によるプロジェクタ１〜３と異なる。第４の実施の形態によるプロジェクタは、スクリーンが平面であるか曲面であるかを検出して、その判別結果に基づいて投射モードを切り替える。スクリーンが曲面である状況とは、たとえばコップや円柱などをスクリーンとして利用する状況である。
【００６６】
図１２に示すように、曲面を有するスクリーン４００と本発明の第４の実施形態によるプロジェクタ４との間の投影方向４０１の距離は、スクリーン４００の面上の位置によって異なる。スクリーン４００とプロジェクタ４との間の投影方向４０１の距離の最大値と最小値の差がプロジェクタ４の焦点深度よりも大きくなると、プロジェクタ４は投影像の一部がぼけて低品質の画像を投影する虞がある。そこで、プロジェクタ４は、スクリーン４００に画像を投影する際は、焦点深度が深いフリーフォーカスモードを用いることで、画質の低下を抑制する。
【００６７】
図１３は、プロジェクタ４の内部構造の一例を示すブロック図である。プロジェクタ４は、撮像部５０と投射モード選択部５１と投射光学系駆動部５２を備えている。撮像部５０は、スクリーンを所定のフレームレートで撮像する。撮像部５０は、スクリーンの撮像画像を投射モード選択部５１へ出力する。
【００６８】
投射モード選択部５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、撮像部５０と拡大光学系駆動部２２と投射光学系駆動部５２とに接続されている。投射モード選択部５１は、撮像部５０が出力する撮像画像に基づいて、スクリーンの曲面検出と、投影光学系１８の合焦位置を検出する焦点検出処理と、投射モードの選択処理とを実行する。投射モード選択部５１が実行する焦点検出処理は、たとえば公知のコントラストＡＦ方式を用いればよい。投射光学系駆動部５２は、投射モード選択部５１が検出した合焦位置まで投影光学系１８を駆動する。
【００６９】
図１４は、投射モード選択部５１が実行する投射モード選択処理に関するフローチャートである。ステップＳ４００では、投射モード選択部５１は、撮像部５０からのスクリーンに関する撮像画像の取得を開始する。以降、投射モード選択部５１は、フレームごとにスクリーンに関する撮像画像を取得する。
【００７０】
ステップＳ４１０では、投射モード選択部５１は、撮像部５０から取得した各フレームごとの撮像画像に基づいて、プロジェクタ４の移動などに伴うスクリーンの変化が発生したか否かを判定する。このステップＳ４１０の処理に関しては、その詳細を後述する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４１０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４２０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４１０に進める。
【００７１】
ステップＳ４２０では、投射モード選択部５１は、撮像部５０が撮像した各フレームごとの撮像画像に基づいて、スクリーン上の投影画像の焦点が合っているか否かを判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４２０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４１０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４３０に進める。
【００７２】
ステップＳ４３０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４４０では、投射モード選択部５１は、投射開口部１０４から図１５（ａ）に例示するような格子状のパターン画像を投射する。格子状のパターン画像は、投射モード選択部５１のＲＯＭやその他の記憶媒体に記憶されている。ステップＳ４５０では、投射モード選択部５１は、撮像画像に含まれるパターン画像の格子の歪みに基づいて、スクリーンが曲面か否かを判定する。投射モード選択部５１は、その格子の形状が所定量以上歪んでいるとき（たとえば、図１５（ｂ））、スクリーンが曲面であると判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４５０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４６０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４７０に進める。ステップＳ４６０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４７０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードに切り替える。
【００７３】
ステップＳ４６０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４７０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードに切り替える。ステップＳ４８０では、投射モード選択部５１は、焦点検出処理により投射光学系１７を焦点調節する。
【００７４】
なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作してプロジェクタ４の投射モードを切り替えた場合は、投射モード選択部５１は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部５１が上記の処理を用いて切り替えた投射モードよりも優先させる。
【００７５】
図１６は、図１４のステップＳ４１０で投射モード選択部５１が実行する処理に関するフローチャートである。ステップＳ４１１では、投射モード選択部５１は、撮像部５０から取得した各フレームごとの撮像画像から、スクリーンに向けて投射した投影画像の画像データを、画像処理を用いて差し引く。これにより、各フレームごとの撮像画像からスクリーンに関する画像が抽出される。
【００７６】
ステップＳ４１２では、投射モード選択部５１は、ステップＳ４１１で抽出されたスクリーンに関する画像を、前フレームのスクリーンに関する画像と比較して、所定割合（たとえば５０％）以上変化したか否かを判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４１２が肯定判定された場合は処理をステップＳ４１３に進め、ステップＳ４１２が否定判定された場合は処理をステップＳ４１４に進める。
【００７７】
ステップＳ４１３では、図１４のステップＳ４１０の判定結果として、スクリーンが変化したと判定する。一方、ステップＳ４１４では、図１４のステップＳ４１０の判定結果として、スクリーンが変化していないと判定する。
【００７８】
以上で説明した第４実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ４はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部５１は、スクリーンが曲面か否かに基づいて、プロジェクタ４を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ４は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。特に、プロジェクタ４は、スクリーンが曲面を有することを検出して、その検出結果に基づいて焦点深度を変更することで、コップや円柱などの曲面を有するスクリーンに投影する場合にも対応することができる。
【００７９】
以上で説明した各実施形態は、以下のように変形して実施できる。
〔１〕上記の各実施形態では、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して各プロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えたとき、ユーザが切り替えた投射モードを、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が切り替えた投射モードよりも優先させた。しかし、逆に投射モード選択部２１、３１、４１、５１が切り替えた投射モードを、ユーザが切り替えた投射モードよりも優先するようにしてもよい。また、いずれの投射モードを優先するかを決定スイッチ１０２および選択スイッチ１０３を用いて設定できるようにしてもよい。
【００８０】
〔２〕図５、図７、図１０、図１４では、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が投射モードを選択したとき、拡大光学系駆動部２２がユーザに切り替えを実行するか否かを確認することなくプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えた。しかし、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が投射モードを選択した後、ユーザに切り替えを実行するか否かを確認した上でプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えることにしてもよい。また、拡大光学系駆動部２２が自動的にプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えるのではなく、投射モード選択部２１、３１、４１、５１の演算部が選択した投射モードへの切り替えを促す所定のメッセージをスクリーン上に表示し、ユーザに投射モード切替スイッチ１０１を介して手動で投射モードを切り替えさせることにしてもよい。
【００８１】
〔３〕プロジェクタ１〜４は、一つの拡大光学系１３を挿抜することにより、低スペックルモードとフリーフォーカスモードとを切り替えた。しかし、プロジェクタ１〜３は、光束径の拡大倍率が異なる拡大光学系を複数備えていることにしてもよい。また、光束径を縮小する縮小光学系をさらに備えることにしてもよい。そして、複数の拡大光学系や縮小光学系を用いて、低スペックルモードおよびフリーフォーカスモードとは異なる焦点深度で投影光像を投影可能にしてもよい。
【００８２】
また、プロジェクタ１〜４の投射モードを切り替える手段は、拡大光学系や縮小光学系の挿抜に限定しない。たとえば、図１７に示すように拡大光学系１３をＭＥＭＳミラーやガルバノミラーなどの走査光学系１９に変更し、拡大光学系駆動部２２を走査光学系１９の角度を周期的に変更する走査光学系駆動部５００に変更してもよい。このとき、集光光学系１２から射出されるコリメート光は、走査光学系１９によりホログラム記録媒体１４へ再生照明光として反射される。投射モード選択部２１、３１、４１、５１は、走査光学系駆動部５００に走査光学系１９の振れ角を指示し、再生照明光を受光するホログラム記録媒体１４の領域を制御する。低スペックルモードのときは走査光学系１９の振れ角が大きくなるように制御し、フリーフォーカスモードのときは走査光学系１９の振れ角が小さくなるように制御すればよい。
【００８３】
〔４〕ホログラム記録媒体１４は、透過型ホログラムを記録するものとしたが、反射型ホログラムを記録するものとしてもよい。また、光変調素子１６は透過型の空間光変調器としたが、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）のような反射型の光変調素子を用いてもよい。また、ホログラム記録媒体１４は、コリメート光を透過するマイクロレンズに変更してもよい。
【００８４】
〔５〕プロジェクタ３に備わる複数の測距部１０５は、ステレオカメラに置き換えても良い。プロジェクタ３の投射モード選択部４１は、ステレオカメラから取得したスクリーンの奥行情報に基づいて、図１０のステップＳ３００の判定を行うことにしてもよい。また、プロジェクタ４の撮像部５０についても、ステレオカメラに置き換えられる。その場合、プロジェクタ４の投射モード選択部５１は、ステレオカメラから取得したスクリーンの奥行情報に基づいて、スクリーンが曲面を有することを判断することにすればよい。
【００８５】
〔６〕本発明は、プロジェクタ付きカメラ、プロジェクタ付きビデオカメラ、プロジェクタ付き携帯電話などにも適用できる。図１８は、プロジェクタ付きビデオカメラの一例である。図１８に示すプロジェクタ付きビデオカメラ６００は、バリアングルモニタ６０１の裏面側にプロジェクタ用の投射部６０２を備える。プロジェクタ付きビデオカメラ６００は、その撮像部６０３と投射部６０２とを用いて、本発明の第４の実施形態のプロジェクタ４と同様の処理を行うことができる。たとえば、プロジェクタ付きビデオカメラ６００は、投射部６０２で投射した格子状のパターン画像を撮像部６０３で撮像して、その撮像結果に基づいてスクリーンの曲面を検出することにしてもよい。そして、プロジェクタ付きビデオカメラ６００がスクリーンの曲面を検出したとき、フリーフォーカスモードによる投影を行うことにしてもよい。
【００８６】
また、本発明が適用されたプロジェクタ付きカメラおよびプロジェクタ付きビデオカメラが手振れ補正機能を有する場合、手振れを検出するための角速度センサ等を、プロジェクタ１のセンサ類２３として利用することにしてもよい。
【００８７】
また、プロジェクタ付きカメラ、プロジェクタ付きビデオカメラ、プロジェクタ付き携帯電話などでは、クレイドルに設置されたことを検出することにしてもよい。そして、クレイドルに設置されたことを検出したとき、プロジェクタを搭載した電子機器が静止状態にあると判断して、低スペックルモードに切り替えることにしてもよい。なお、クレイドルに設置されたことの検出は、クレイドルから所定の信号を受信することにすればよい。
【００８８】
〔７〕第４の実施形態のプロジェクタ４や図１８のプロジェクタ付きビデオカメラ６００のような撮像部を備えるプロジェクタでは、撮像部から出力される撮像画像を解析して、そのプロジェクタが静止状態にあるか否かを判定することにしてもよい。たとえば、被写体像を撮像した撮像画像が所定時間以上連続して変化しなければプロジェクタが静止状態にあると判定することにすればよい。そして、撮像画像を解析してプロジェクタが静止状態にあることが検出された場合は、低スペックルモードに切り替えることにすればよい。
【００８９】
第４の実施形態によるプロジェクタ４は、図１４のステップＳ４４０において、スクリーンが曲面であるか否かを判定するために格子状のパターン画像をスクリーンへ投射した。しかし、格子状のパターン画像は、スクリーンの曲面を検出すること以外にも利用できる。たとえば、図１１のようにスクリーンが傾斜していることを検出することにも利用することができる。また、スクリーンが曲面であることを検出するために投射するパターン画像は、図１５（ａ）のものだけに限定しない。
【００９０】
以上で説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。また、発明の特徴が損なわれない範囲で任意に各実施の形態や各種の変形例を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１，２，３，４ プロジェクタ
１３ 拡大光学系
１７ 投射光学系
２１，３１，４１，５１ 投射モード選択部
２２ 拡大光学系駆動部
５０ 撮像部
１０１ 投射モード切替スイッチ
１０５ 測距部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタおよびプロジェクタを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源にレーザー光を利用したプロジェクタについて、様々な発明が開示されている。プロジェクタの光源としてレーザー光を利用するメリットは、焦点深度を深くすることができるため、フリーフォーカス性を有する投影が可能なことにある。一方、プロジェクタの光源としてレーザー光を利用するデメリットは、スペックルノイズが生じ、投影画像に悪影響が出ることである。
【０００３】
特許文献１では、ホログラム記録媒体を振動させ、そのホログラム記録媒体へ入射させるレーザー光の光束径を拡大させて、ホログラム再生光像を光変調素子へ照射し、投影する方法が記載されている。この方法では、ホログラム記録媒体が振動していることと、レーザー光の光束径が拡大していることにより投射開口数が大きくなることとにより、スペックルノイズが略完全に除去される。しかし、特許文献１の方法では、光源にレーザー光を利用するメリットであった、フリーフォーカス性が失われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プロジェクタは、その利用環境によって、フリーフォーカス性が重要視される場合もあれば、スペックルノイズが少ないことを重要視される場合もある。特許文献１の発明では、スペックルノイズが少ないことを重要視される場合には対応できるが、フリーフォーカス性が重要視される場合には対応できなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプロジェクタは、レーザー光源から射出された光束を変調して投影光像として射出する光変調素子と、投射光学系を有し、光変調素子から投射光学系へ入射された投影光像を投射する投射手段と、投射手段が投影光像を投射するときの焦点深度を、予め定められた複数の焦点深度の中から選択する選択手段と、選択手段により選択された焦点深度に応じて、光変調素子に入射する光束の入射開口数を切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるプロジェクタによれば、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、プロジェクタの様々な利用環境に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるプロジェクタの上面図と正面図の一例である。
【図２】本発明の第１実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるプロジェクタにおいて、焦点深度を切り替える方法について説明するための図である。
【図４】測距部について説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図６】本発明の第２実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図８】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの上面図と正面図の一例である。
【図９】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるプロジェクタの焦点深度を自動的に切り替える処理についての説明に用いる図である。
【図１２】本発明の第４実施形態によるプロジェクタの焦点深度を自動的に切り替える処理についての説明に用いる図である。
【図１３】本発明の第４実施形態によるプロジェクタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４実施形態によるプロジェクタにおける焦点深度を自動的に切り替える処理についてのフローチャートの一例である。
【図１５】格子のパターン画像を用いた曲面検出について説明するための図である。
【図１６】曲面検出処理に関するフローチャートの一例である。
【図１７】焦点深度の切り替え方法の変形例を示す図である。
【図１８】本発明によるプロジェクタを備えるビデオカメラの外形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明によるプロジェクタは、焦点深度の異なる複数の投射モードを有し、その利用状況によって適切な投射モードを切り替えることができる。たとえば、プロジェクタを机の上や三脚に固定して据置状態で利用するときは、最初に焦点調節を行えばよいため、投射開口数が大きく、焦点深度の浅い投射モードに設定する。また、プロジェクタを手持ち状態で利用するときは、スクリーンとの距離関係が変化することが考えられるため、投射開口数が小さく、焦点深度を深い投射モードに設定する。
【００１０】
―第１の実施形態―
図１は、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１の上面図と正面図を例示したものである。プロジェクタ１は、焦点深度の浅い第１の投射モード（以降、低スペックルモードと称する）と焦点深度の深い第２の投射モード（以降、フリーフォーカスモードと称する）という二つの投射モードを有する。プロジェクタ１の上面には電源スイッチ１００と、投射モード切替スイッチ１０１と、決定スイッチ１０２と、選択スイッチ１０３とが配されている。また、プロジェクタ１の正面には、投射開口部１０４と測距部１０５が設けられている。
【００１１】
電源スイッチ１００は、プロジェクタ１の電源をオンまたはオフするための操作部材である。投射モード切替スイッチ１０１は、プロジェクタ１の投射モードを切り替えるための操作部材である。たとえば、電源スイッチ１００が操作されプロジェクタ１の電源がオンになった後に投射モード切替スイッチ１０１が操作されると低スペックルモードに切り替わる。そして、プロジェクタ１が低スペックルモードにあるときに投射モード切替スイッチ１０１が操作されるとフリーフォーカスモードに切り替わる。また、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるときに投射モード切替スイッチ１０１が操作されると低スペックルモードに切り替わる。
【００１２】
決定スイッチ１０２および選択スイッチ１０３は、ユーザがプロジェクタ１に関する各種設定に用いる操作部材である。たとえば、プロジェクタ１がスクリーン上に投影した設定画面上で投射モードなどの項目を設定する。プロジェクタ１からの投影光像は、投射開口部１０４を介して前方に配置されたスクリーンに向けて投射される。投射開口部１０４は、ユーザが手動でプロジェクタ１の焦点を調節するための機構を有していてもよい。測距部１０５は、プロジェクタ１とスクリーンまでの距離とを測定するためのセンサである。
【００１３】
図２は、プロジェクタ１の内部構成を示すブロック図である。プロジェクタ１は、その内部にレーザー光源１１と、集光光学系１２と、拡大光学系１３と、拡大光学系駆動部２２と、ホログラム記録媒体１４と、振動素子１５と、光変調素子１６と、投射光学系１７と、投射光学系駆動部２０と、投射モード選択部２１と、測距部１０５と、を備える。なお、図２ではレーザー光源１１は一つだけ図示されているが、複数存在してもよい。
【００１４】
集光光学系１２は、レーザー光源１１から射出されたレーザー光をコリメートする。集光光学系１２によりコリメートされた光束（以降、コリメート光）は、ホログラム記録媒体１４側へ射出される。
【００１５】
拡大光学系１３は、入射された光束の光束径を拡大する。拡大光学系１３は、集光光学系１２とホログラム記録媒体１４との間に設けられている。拡大光学系１３は、拡大光学系駆動部２２により駆動され、集光光学系１２から射出されるコリメート光の光路上に挿入された状態またはコリメート光の光路上から退避した状態に移動制御される。
【００１６】
プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、拡大光学系１３は図２のようにコリメート光の光路上に挿入される。このとき、拡大光学系１３は、コリメート光の光束径を拡大する。拡大光学系１３により光束径を拡大された光束は、再生照明光としてホログラム記録媒体１４へ入射する。
【００１７】
プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、拡大光学系１３は図３のようにコリメート光の光路上から退避した状態となる。このとき、集光光学系１２から射出されるコリメート光が再生照明光としてホログラム記録媒体１４へ入射する。
【００１８】
ホログラム記録媒体１４は、透過型二光束干渉法を用いたホログラム型光情報記録再生装置である。ホログラム記録媒体１４上の各点には、矩形状の拡散板のホログラム像が記録されている。再生照明光を受光したホログラム記録媒体１４の各点は、記録されていたホログラム再生光像を光変調素子１６へ射出する。振動素子１５は、スペックルノイズの低減のためにホログラム記録媒体１４を振動させる。
【００１９】
プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、ホログラム記録媒体１４に入射される再生照明光の光束径が拡大されているため、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の投射開口数が大きくなる。
【００２０】
一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、ホログラム記録媒体１４に入射される再生照明光の光束径は拡大されていないため、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の投射開口数は低スペックルモードよりも相対的に小さくなる。
【００２１】
光変調素子１６は、透過型の空間光変調器である。光変調素子１６は、画像変調領域を有し、画像変調領域においてホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像を変調し、投影光像として投射光学系１７へ透過させる。
【００２２】
光変調素子１６へ入射するホログラム再生光像は、光変調素子１６の画像変調領域全体を照射する。プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数は大きい。一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるとき、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数は相対的に小さくなる。
【００２３】
投射光学系１７は、開口絞り１７１と、複数の投射レンズ１７２とを備える。投射光学系１７の入射瞳位置は、光変調素子１６よりも光源側に位置し、ホログラム記録媒体１４上の位置１７３と実質的に同一の位置にある。投射光学系１７の入射瞳半径は、ホログラム像を記録しているホログラム記録媒体１４上の全領域面積をカバーできる程度に大きい。このように入射瞳位置を設定することにより、ホログラム再生光像に基づいた投影光像が開口絞り１７１にケラレなくスクリーンへ投影される。
【００２４】
投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ１が低スペックルモードにあるとき、測距部１０５により算出されたプロジェクタ１からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。なお、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードにあるときは投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００２５】
投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の投射モードを選択する。投射モード選択部２１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成される。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の筐体の振動や回転などを検出する加速度センサやジャイロセンサなどのセンサ類２３に接続される。
【００２６】
投射モード選択部２１は、センサ類２３の出力信号に基づいて、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かを判断する。そして、プロジェクタ１の筐体が静止していると判断されたとき、投射モード選択部２１は低スペックルモードを選択する。一方、プロジェクタ１の筐体が静止していないと判断されたとき、投射モード選択部２１はフリーフォーカスモードを選択する。
【００２７】
投射モード選択部２１がプロジェクタ１の投射モードを選択したとき、拡大光学系駆動部２２により拡大光学系１３が駆動されて、投射モードが切り替わる。なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して、プロジェクタ１の投射モードを切り替えた場合は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部２１が切り替える投射モードよりも優先させる。
【００２８】
図４は、測距部１０５の一構成例を示す図である。図４に示す測距部１０５は、赤外線射出部５１と赤外線検出部５２とを備える。赤外線検出部５２は、検出光学系５２ａと赤外線検知アレイ５２ｂとを有する。赤外線検知アレイ５２ｂは、複数の赤外線受光素子５３を有する。
【００２９】
赤外線射出部５１は、プロジェクタ１の前方にあるスクリーン２００に向けて所定の射出角度で赤外線を射出する。赤外線検出部５２は、スクリーン２００によって反射した赤外線を検出する。赤外線検出部５２に入射した赤外線は、検出光学系５２ａにより赤外線検知アレイ５２ｂのいずれかの赤外線受光素子５３に導かれ、いずれの赤外線受光素子５３に導かれたかによってスクリーン２００までの距離を測定することができる。
【００３０】
検出光学系５２ａにより赤外線がいずれの赤外線受光素子５３に導かれるかは、赤外線が検出光学系５２ａに入射する角度によって決まる。そして、検出光学系５２ａへの入射角度はスクリーン２００における赤外線の反射角度θにより決まる。スクリーン２００における赤外線の反射角度θは、プロジェクタ１の前面とスクリーン２００との間の距離が長くなるほど小さくなる。
【００３１】
図５は、プロジェクタ１の投射モードに関する切替処理に関するフローチャートの一例である。図５の処理は、プロジェクタ１の電源がオンになったときに開始する。ステップＳ１００では、投射モード選択部２１は、センサ類２３の出力に基づいて、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ１の筐体が静止している場合はステップＳ１０１に進み、プロジェクタ１の筐体が静止していない場合はステップＳ１１１に進む。
【００３２】
ステップＳ１０１では、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ１が低スペックルモードであるとき、ステップＳ１００に戻る。一方、プロジェクタ１が低スペックルモードでないときは、ステップＳ１０２に進む。
【００３３】
ステップＳ１０２では、投射モード選択部２１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入して、プロジェクタ１を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ１が低スペックルモードに切り替わった後、切替処理はステップＳ１００に戻る。
【００３４】
ステップＳ１１１では、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、プロジェクタ１がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ１１２の処理に進む。
【００３５】
ステップＳ１１２では、投射モード選択部２１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させて、プロジェクタ１をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ１がフリーフォーカスモードに切り替わった後、切替処理はステップＳ１００に戻る。
【００３６】
前述したとおり、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ１の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ１０２においてプロジェクタ１が低スペックルモードに切り替わるたびに、投射光学系駆動部２０は、測距部１０５により算出されたプロジェクタ１からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ１１２においてプロジェクタ１がフリーフォーカスモードに切り替わるたびに、投射光学系駆動部２０は投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００３７】
以上で説明した第１実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ１はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１の筐体が静止しているか否かに基づいて、プロジェクタ１を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部２１は、プロジェクタ１を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部２１は、プロジェクタ１をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ１は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。
【００３８】
―第２の実施形態―
本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１実施形態によるプロジェクタ１と異なる。図６は、本発明の第２実施形態によるプロジェクタ２の内部構成の一例を示すブロック図である。プロジェクタ１と同様の構成については同じ符号が付されており、その説明を省略する。プロジェクタ２は、投射モード選択部２１の代わりに投射モード選択部３１を備える。投射モード選択部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、測距部１０５および拡大光学系駆動部２２に接続されている。
【００３９】
プロジェクタ２の投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離が低スペックルモードの焦点深度より大きく変化したとき、一時的にプロジェクタ２をフリーフォーカスモードに切り替える。そして、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化が低スペックルモードの焦点深度より小さくなったとき、プロジェクタ２を低スペックルモードに切り替える。
【００４０】
投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離に関する情報を測距部１０５から取得し、測距部１０５から取得した情報に基づいて、プロジェクタ２の投射モードを選択する。測距部１０５は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離を測定しており、測定された距離に関する情報（距離情報と称する）を投射モード選択部３１へリアルタイムに送信している。なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して、プロジェクタ２の投射モードを切り替えた場合、ユーザが切り替えた投射モードは、投射モード選択部３１が切り替える投射モードよりも優先する。
【００４１】
図７は、本発明の第２の実施形態によるプロジェクタ２の投射モードの切替処理に関するフローチャートの一例である。図７の処理は、プロジェクタ２の電源がオンになったときに処理を開始する。測距部１０５は、プロジェクタ２の電源がオンになると、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の測定を開始して、投射モード選択部３１への距離情報の送信を開始する。
【００４２】
ステップＳ２００では、投射モード選択部３１は、受信した距離情報に基づいて、所定の長さの期間におけるプロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅の算出処理を開始する。所定の長さの期間とは、たとえば現在時刻からその所定時間前（たとえば、１分前）の時刻までの期間である。また、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅とは、所定の長さの期間において測距部１０５により測定された距離の最大値と最小値の差である。
【００４３】
ステップＳ２０１では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が低スペックルモードの焦点深度以下か否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が低スペックルモードの焦点深度以下である場合はステップＳ２０２に進み、プロジェクタ２の前面からスクリーンまでの距離の変化幅が第１焦点深度よりも大きい場合はステップＳ２１１に進む。
【００４４】
ステップＳ２０２では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ２が低スペックルモードであるとき、ステップＳ２０１に戻る。一方、プロジェクタ２が低スペックルモードでないときは、ステップＳ２０３に進む。
【００４５】
ステップＳ２０３では、投射モード選択部３１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入して、プロジェクタ２を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ２が低スペックルモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ２０１に戻る。
【００４６】
ステップＳ２１１では、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部３１は、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ２０１の処理に戻る。一方、プロジェクタ２がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ２１２の処理に進む。
【００４７】
ステップＳ２１２では、投射モード選択部３１は、拡大光学系駆動部２２を用いて拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させて、プロジェクタ２をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ２０１に戻る。
【００４８】
なお、第１の実施形態と同様に、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ２の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ２０３においてプロジェクタ２が低スペックルモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、測距部１０５により算出されたプロジェクタ２からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ２１２においてプロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００４９】
以上で説明した第２実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ２はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部３１は、測距部１０５から受信した距離情報に基づいて、プロジェクタ２を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部３１は、プロジェクタ２を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部３１は、プロジェクタ２をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ２は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。
【００５０】
―第３の実施形態―
本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１実施形態によるプロジェクタ１や第２実施形態によるプロジェクタ２と異なる。
【００５１】
図８は、本発明の第３実施形態によるプロジェクタ３の上面図と正面図を例示したものである。図８に示すように、プロジェクタ３は、測距部１０５を複数備える。複数の測距部１０５は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離をそれぞれ測定する。
【００５２】
図９は、プロジェクタ３の内部構成の一例を示すブロック図である。図９において、プロジェクタ１と同様の構成については同じ符号が付されており、その説明を省略する。プロジェクタ３は、投射モード選択部２１の代わりに投射モード選択部４１を備える。投射モード選択部４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、複数の測距部１０５と、拡大光学系駆動部２２とに接続されている。
【００５３】
投射モード選択部４１は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離に関する情報を複数の測距部１０５から取得し、複数の測距部１０５から取得した情報に基づいて、プロジェクタ３の投射モードを選択する。複数の測距部１０５の各々は、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離をそれぞれ測定しており、測定された距離に関する情報を投射モード選択部３１へリアルタイムに送信している。
【００５４】
プロジェクタ３の投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５がそれぞれ測定した距離の差を算出する。そして、投射モード選択部４１は、その差が所定値以下のときプロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。また一方で、投射モード選択部４１は、その差が所定値より大きいときプロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。
【００５５】
なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作してプロジェクタ３の投射モードを切り替えた場合は、投射モード選択部４１は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部４１が切り替える投射モードよりも優先させる。
【００５６】
図１１は、投射モード選択部４１が実行する切替処理について説明するための図である。図１１には、複数の測距部１０５ａおよび１０５ｂとスクリーン３００とが図示されている。測距部１０５ａは、スクリーン３００の面上の点Ｐ１までの距離Ｌ１を測定している。測距部１０５ｂは、スクリーン３００の面上の点Ｐ２までの距離Ｌ２を測定している。図１１の例では、投射モード選択部４１（図１１では不図示）は、測距部１０５ａおよび測距部１０５ｂがそれぞれ測定した距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜を算出する。距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜は、スクリーン３００が投影光像の投影方向３０１に対して垂直な平面のとき零となる。図１１では、スクリーン３００と投影光像の投影方向３０１とは直交しておらず、傾斜角度θＬを成している。投射モード選択部４１は、距離の差｜Ｌ１−Ｌ２｜が所定値（たとえば、プロジェクタ３の焦点深度）以下のとき（傾斜角度θＬが所定角度より大きいとき）プロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。また一方で、投射モード選択部４１は、その差｜Ｌ１−Ｌ２｜が所定値より大きいとき（傾斜角度θＬが所定角度より小さいとき）プロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。フリーフォーカスモードに切り替えることにより、スクリーン３００の投影光像の一部がぼけて画質が低下することを抑制することができる。
【００５７】
図１０は、本発明の第３の実施形態によるプロジェクタ３の投射モードの切替処理に関するフローチャートの一例である。図１０の処理は、プロジェクタ３の電源がオンになったときに処理を開始する。複数の測距部１０５は、プロジェクタ３の電源がオンになると、プロジェクタ３の前面からスクリーンまでの距離の測定を開始し、投射モード選択部４１への距離情報の送信を開始する。
【００５８】
ステップＳ３００では、投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５の各々から受信した距離情報に基づいて、複数の測距部１０５の各々により測定された距離の差（たとえば、図１１の｜Ｌ１−Ｌ２｜）が所定値以下か否かを判定する。切替処理は、測定された複数の距離の差が所定値以下であると判定された場合、スクリーンが投影光像の投影方向に対して実質的に垂直であって、凹凸が少ない平面であると判断し、ステップＳ３０１に進む。一方、切替処理は、測定された複数の距離の差が所定値を超えている場合、スクリーンと投影光像の投影方向との成す傾斜角度θＬが大きかったり、スクリーンに凹凸があったりすると判断し、ステップＳ３１１に進む。
【００５９】
ステップＳ３０１では、投射モード選択部４１は、プロジェクタ３が低スペックルモードか否かを判定する。切替処理は、プロジェクタ３が低スペックルモードであるとき、ステップＳ３００に戻る。一方、プロジェクタ３が低スペックルモードでないときは、ステップＳ３０２に進む。
【００６０】
ステップＳ３０２では、拡大光学系駆動部２２が拡大光学系１３をコリメート光の光路上へ挿入し、プロジェクタ３を低スペックルモードに切り替える。プロジェクタ３が低スペックルモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ３００に戻る。
【００６１】
ステップＳ３１１では、投射モード選択部４１の演算部は、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードか否かを判定する。投射モード選択部４１は、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードであるとき、ステップＳ３００の処理に戻る。一方、プロジェクタ３がフリーフォーカスモードでないときは、ステップＳ３１２の処理に進む。
【００６２】
ステップＳ３１２では、拡大光学系駆動部２２が拡大光学系１３をコリメート光の光路上から退避させ、プロジェクタ３をフリーフォーカスモードに切り替える。プロジェクタ３がフリーフォーカスモードに切り替わったら、切替処理はステップＳ３００に戻る。
【００６３】
なお、第１の実施形態と同様に、投射光学系駆動部２０は、プロジェクタ３の投射モードが切り替わるたびに、投射光学系１７を光軸方向に駆動し、投射光学系１７の焦点を調節する。すなわち、ステップＳ３０２においてプロジェクタ３が低スペックルモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、複数の測距部１０５により算出されたプロジェクタ３からスクリーンまでの距離に基づいて投射光学系１７の焦点を調節する。一方、ステップＳ３１２においてプロジェクタ２がフリーフォーカスモードに切り替わったときは、投射光学系駆動部２０は、投射光学系１７を予め設定された所定位置に調節する。
【００６４】
以上で説明した第３実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ３はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部４１は、複数の測距部１０５によりそれぞれ測定されたスクリーンまでの距離同士の差が所定値以下か否かに基づいて、プロジェクタ３を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部４１は、プロジェクタ３を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部４１は、プロジェクタ３をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ３は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。特に、プロジェクタ３は、複数の測距部１０５を用いてスクリーンまでの距離を測定して、その測定結果に基づいて焦点深度を変更することで、スクリーンが傾斜していることやスクリーンが凹凸を有している場合にも対応することができる。
【００６５】
―第４の実施形態―
本発明の第４の実施形態について説明する。本発明の第４の実施形態によるプロジェクタは、投射モードの切替処理が第１〜第３の実施形態によるプロジェクタ１〜３と異なる。第４の実施の形態によるプロジェクタは、スクリーンが平面であるか曲面であるかを検出して、その判別結果に基づいて投射モードを切り替える。スクリーンが曲面である状況とは、たとえばコップや円柱などをスクリーンとして利用する状況である。
【００６６】
図１２に示すように、曲面を有するスクリーン４００と本発明の第４の実施形態によるプロジェクタ４との間の投影方向４０１の距離は、スクリーン４００の面上の位置によって異なる。スクリーン４００とプロジェクタ４との間の投影方向４０１の距離の最大値と最小値の差がプロジェクタ４の焦点深度よりも大きくなると、プロジェクタ４は投影像の一部がぼけて低品質の画像を投影する虞がある。そこで、プロジェクタ４は、スクリーン４００に画像を投影する際は、焦点深度が深いフリーフォーカスモードを用いることで、画質の低下を抑制する。
【００６７】
図１３は、プロジェクタ４の内部構造の一例を示すブロック図である。プロジェクタ４は、撮像部５０と投射モード選択部５１と投射光学系駆動部５２を備えている。撮像部５０は、スクリーンを所定のフレームレートで撮像する。撮像部５０は、スクリーンの撮像画像を投射モード選択部５１へ出力する。
【００６８】
投射モード選択部５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどによって構成され、撮像部５０と拡大光学系駆動部２２と投射光学系駆動部５２とに接続されている。投射モード選択部５１は、撮像部５０が出力する撮像画像に基づいて、スクリーンの曲面検出と、投影光学系１８の合焦位置を検出する焦点検出処理と、投射モードの選択処理とを実行する。投射モード選択部５１が実行する焦点検出処理は、たとえば公知のコントラストＡＦ方式を用いればよい。投射光学系駆動部５２は、投射モード選択部５１が検出した合焦位置まで投影光学系１８を駆動する。
【００６９】
図１４は、投射モード選択部５１が実行する投射モード選択処理に関するフローチャートである。ステップＳ４００では、投射モード選択部５１は、撮像部５０からのスクリーンに関する撮像画像の取得を開始する。以降、投射モード選択部５１は、フレームごとにスクリーンに関する撮像画像を取得する。
【００７０】
ステップＳ４１０では、投射モード選択部５１は、撮像部５０から取得した各フレームごとの撮像画像に基づいて、プロジェクタ４の移動などに伴うスクリーンの変化が発生したか否かを判定する。このステップＳ４１０の処理に関しては、その詳細を後述する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４１０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４２０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４１０に進める。
【００７１】
ステップＳ４２０では、投射モード選択部５１は、撮像部５０が撮像した各フレームごとの撮像画像に基づいて、スクリーン上の投影画像の焦点が合っているか否かを判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４２０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４１０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４３０に進める。
【００７２】
ステップＳ４３０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４４０では、投射モード選択部５１は、投射開口部１０４から図１５（ａ）に例示するような格子状のパターン画像を投射する。格子状のパターン画像は、投射モード選択部５１のＲＯＭやその他の記憶媒体に記憶されている。ステップＳ４５０では、投射モード選択部５１は、撮像画像に含まれるパターン画像の格子の歪みに基づいて、スクリーンが曲面か否かを判定する。投射モード選択部５１は、その格子の形状が所定量以上歪んでいるとき（たとえば、図１５（ｂ））、スクリーンが曲面であると判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４５０が肯定判定された場合は処理をステップＳ４６０に進め、否定判定された場合は処理をステップＳ４７０に進める。ステップＳ４６０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４７０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードに切り替える。
【００７３】
ステップＳ４６０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードに切り替える。ステップＳ４７０では、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードに切り替える。ステップＳ４８０では、投射モード選択部５１は、焦点検出処理により投射光学系１７を焦点調節する。
【００７４】
なお、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作してプロジェクタ４の投射モードを切り替えた場合は、投射モード選択部５１は、ユーザが切り替えた投射モードを投射モード選択部５１が上記の処理を用いて切り替えた投射モードよりも優先させる。
【００７５】
図１６は、図１４のステップＳ４１０で投射モード選択部５１が実行する処理に関するフローチャートである。ステップＳ４１１では、投射モード選択部５１は、撮像部５０から取得した各フレームごとの撮像画像から、スクリーンに向けて投射した投影画像の画像データを、画像処理を用いて差し引く。これにより、各フレームごとの撮像画像からスクリーンに関する画像が抽出される。
【００７６】
ステップＳ４１２では、投射モード選択部５１は、ステップＳ４１１で抽出されたスクリーンに関する画像を、前フレームのスクリーンに関する画像と比較して、所定割合（たとえば５０％）以上変化したか否かを判定する。投射モード選択部５１は、ステップＳ４１２が肯定判定された場合は処理をステップＳ４１３に進め、ステップＳ４１２が否定判定された場合は処理をステップＳ４１４に進める。
【００７７】
ステップＳ４１３では、図１４のステップＳ４１０の判定結果として、スクリーンが変化したと判定する。一方、ステップＳ４１４では、図１４のステップＳ４１０の判定結果として、スクリーンが変化していないと判定する。
【００７８】
以上で説明した第４実施形態は、以下の作用効果を奏する。
プロジェクタ４はレーザー光源１１から射出されたレーザー光に対応したホログラム再生光像を変調して投影光像を射出する光変調素子１６を有する。そして、光変調素子１６から投射光学系１７へ入射された投影光像は、スクリーンに向けて投射される。投射モード選択部５１は、スクリーンが曲面か否かに基づいて、プロジェクタ４を焦点深度が浅い低スペックルモードとするか、焦点深度が深いフリーフォーカスモードとするかを選択する。投射モード選択部５１は、プロジェクタ４を低スペックルモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路中に挿入して、ホログラム記録媒体１４から射出されるホログラム再生光像の光束径を拡大する。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が大きくなり、投影光像の焦点深度が浅くなる。また、投射モード選択部５１は、プロジェクタ４をフリーフォーカスモードとするとき、拡大光学系１３をコリメート光の光路から退避させる。これにより、光変調素子１６に入射するホログラム再生光像の入射開口数が低スペックルモードより小さくなり、投影光像の焦点深度が深くなる。これにより、プロジェクタ４は、焦点深度の異なる複数の投影方法を切り替えて利用することができ、様々な利用環境に対応できる。特に、プロジェクタ４は、スクリーンが曲面を有することを検出して、その検出結果に基づいて焦点深度を変更することで、コップや円柱などの曲面を有するスクリーンに投影する場合にも対応することができる。
【００７９】
以上で説明した各実施形態は、以下のように変形して実施できる。
〔１〕上記の各実施形態では、ユーザが投射モード切替スイッチ１０１を操作して各プロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えたとき、ユーザが切り替えた投射モードを、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が切り替えた投射モードよりも優先させた。しかし、逆に投射モード選択部２１、３１、４１、５１が切り替えた投射モードを、ユーザが切り替えた投射モードよりも優先するようにしてもよい。また、いずれの投射モードを優先するかを決定スイッチ１０２および選択スイッチ１０３を用いて設定できるようにしてもよい。
【００８０】
〔２〕図５、図７、図１０、図１４では、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が投射モードを選択したとき、拡大光学系駆動部２２がユーザに切り替えを実行するか否かを確認することなくプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えた。しかし、投射モード選択部２１、３１、４１、５１が投射モードを選択した後、ユーザに切り替えを実行するか否かを確認した上でプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えることにしてもよい。また、拡大光学系駆動部２２が自動的にプロジェクタ１〜４の投射モードを切り替えるのではなく、投射モード選択部２１、３１、４１、５１の演算部が選択した投射モードへの切り替えを促す所定のメッセージをスクリーン上に表示し、ユーザに投射モード切替スイッチ１０１を介して手動で投射モードを切り替えさせることにしてもよい。
【００８１】
〔３〕プロジェクタ１〜４は、一つの拡大光学系１３を挿抜することにより、低スペックルモードとフリーフォーカスモードとを切り替えた。しかし、プロジェクタ１〜３は、光束径の拡大倍率が異なる拡大光学系を複数備えていることにしてもよい。また、光束径を縮小する縮小光学系をさらに備えることにしてもよい。そして、複数の拡大光学系や縮小光学系を用いて、低スペックルモードおよびフリーフォーカスモードとは異なる焦点深度で投影光像を投影可能にしてもよい。
【００８２】
また、プロジェクタ１〜４の投射モードを切り替える手段は、拡大光学系や縮小光学系の挿抜に限定しない。たとえば、図１７に示すように拡大光学系１３をＭＥＭＳミラーやガルバノミラーなどの走査光学系１９に変更し、拡大光学系駆動部２２を走査光学系１９の角度を周期的に変更する走査光学系駆動部５００に変更してもよい。このとき、集光光学系１２から射出されるコリメート光は、走査光学系１９によりホログラム記録媒体１４へ再生照明光として反射される。投射モード選択部２１、３１、４１、５１は、走査光学系駆動部５００に走査光学系１９の振れ角を指示し、再生照明光を受光するホログラム記録媒体１４の領域を制御する。低スペックルモードのときは走査光学系１９の振れ角が大きくなるように制御し、フリーフォーカスモードのときは走査光学系１９の振れ角が小さくなるように制御すればよい。
【００８３】
〔４〕ホログラム記録媒体１４は、透過型ホログラムを記録するものとしたが、反射型ホログラムを記録するものとしてもよい。また、光変調素子１６は透過型の空間光変調器としたが、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）のような反射型の光変調素子を用いてもよい。また、ホログラム記録媒体１４は、コリメート光を透過するマイクロレンズに変更してもよい。
【００８４】
〔５〕プロジェクタ３に備わる複数の測距部１０５は、ステレオカメラに置き換えても良い。プロジェクタ３の投射モード選択部４１は、ステレオカメラから取得したスクリーンの奥行情報に基づいて、図１０のステップＳ３００の判定を行うことにしてもよい。また、プロジェクタ４の撮像部５０についても、ステレオカメラに置き換えられる。その場合、プロジェクタ４の投射モード選択部５１は、ステレオカメラから取得したスクリーンの奥行情報に基づいて、スクリーンが曲面を有することを判断することにすればよい。
【００８５】
〔６〕本発明は、プロジェクタ付きカメラ、プロジェクタ付きビデオカメラ、プロジェクタ付き携帯電話などにも適用できる。図１８は、プロジェクタ付きビデオカメラの一例である。図１８に示すプロジェクタ付きビデオカメラ６００は、バリアングルモニタ６０１の裏面側にプロジェクタ用の投射部６０２を備える。プロジェクタ付きビデオカメラ６００は、その撮像部６０３と投射部６０２とを用いて、本発明の第４の実施形態のプロジェクタ４と同様の処理を行うことができる。たとえば、プロジェクタ付きビデオカメラ６００は、投射部６０２で投射した格子状のパターン画像を撮像部６０３で撮像して、その撮像結果に基づいてスクリーンの曲面を検出することにしてもよい。そして、プロジェクタ付きビデオカメラ６００がスクリーンの曲面を検出したとき、フリーフォーカスモードによる投影を行うことにしてもよい。
【００８６】
また、本発明が適用されたプロジェクタ付きカメラおよびプロジェクタ付きビデオカメラが手振れ補正機能を有する場合、手振れを検出するための角速度センサ等を、プロジェクタ１のセンサ類２３として利用することにしてもよい。
【００８７】
また、プロジェクタ付きカメラ、プロジェクタ付きビデオカメラ、プロジェクタ付き携帯電話などでは、クレイドルに設置されたことを検出することにしてもよい。そして、クレイドルに設置されたことを検出したとき、プロジェクタを搭載した電子機器が静止状態にあると判断して、低スペックルモードに切り替えることにしてもよい。なお、クレイドルに設置されたことの検出は、クレイドルから所定の信号を受信することにすればよい。
【００８８】
〔７〕第４の実施形態のプロジェクタ４や図１８のプロジェクタ付きビデオカメラ６００のような撮像部を備えるプロジェクタでは、撮像部から出力される撮像画像を解析して、そのプロジェクタが静止状態にあるか否かを判定することにしてもよい。たとえば、被写体像を撮像した撮像画像が所定時間以上連続して変化しなければプロジェクタが静止状態にあると判定することにすればよい。そして、撮像画像を解析してプロジェクタが静止状態にあることが検出された場合は、低スペックルモードに切り替えることにすればよい。
【００８９】
第４の実施形態によるプロジェクタ４は、図１４のステップＳ４４０において、スクリーンが曲面であるか否かを判定するために格子状のパターン画像をスクリーンへ投射した。しかし、格子状のパターン画像は、スクリーンの曲面を検出すること以外にも利用できる。たとえば、図１１のようにスクリーンが傾斜していることを検出することにも利用することができる。また、スクリーンが曲面であることを検出するために投射するパターン画像は、図１５（ａ）のものだけに限定しない。
【００９０】
以上で説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。また、発明の特徴が損なわれない範囲で任意に各実施の形態や各種の変形例を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１，２，３，４ プロジェクタ
１３ 拡大光学系
１７ 投射光学系
２１，３１，４１，５１ 投射モード選択部
２２ 拡大光学系駆動部
５０ 撮像部
１０１ 投射モード切替スイッチ
１０５ 測距部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光源から射出された光束を変調して投影光像として射出する光変調素子と、
投射光学系を有し、前記光変調素子から前記投射光学系へ入射された投影光像を投射する投射手段と、
前記投射手段が前記投影光像を投射するときの焦点深度を、予め定められた複数の焦点深度の中から選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された焦点深度に応じて、前記光変調素子に入射する光束の入射開口数を切り替える切替手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記予め定められた複数の焦点深度は、第１の焦点深度と、前記第１の焦点深度より深い第２の焦点深度とを含むことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
プロジェクタ筐体が静止しているか否かを判断する静止判断手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記プロジェクタ筐体が静止していると前記静止判断手段が判断しているときは前記第１の焦点深度を選択し、前記プロジェクタ筐体が静止していないと前記静止判断手段が判断しているときは前記第２の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のプロジェクタにおいて、
投影光像を投射されるスクリーンまでの距離を測定する測距手段と、
前記スクリーンまでの距離に基づいて前記投射光学系の焦点を調節する焦点調節手段とをさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
前記選択手段は、所定の長さの期間において前記測距手段により測定された距離の変化幅が前記第１の焦点深度よりも大きいとき前記第２の焦点深度を選択し、前記変化が前記第１の焦点深度以下のとき前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプロジェクタにおいて、
前記測距手段は、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段を複数備え、
前記選択手段は、前記複数の測距手段がそれぞれ測定した前記スクリーンまでの距離の差が所定値より大きいとき前記第２の焦点深度を選択し、前記距離の差が所定値以下のとき前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
投影光像が投射されるスクリーンが曲面を有するか否かを判断する曲面判断手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記スクリーンが曲面を有すると前記曲面判断手段が判断した場合は前記第２の焦点深度を選択し、前記スクリーンが曲面を有さないと前記曲面判断手段が判断した場合は前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項７に記載のプロジェクタにおいて、
前記スクリーンを撮像して撮像画像を出力する撮像手段をさらに備え、
前記曲面判断手段は、所定の画像が投射された前記スクリーンを前記撮像手段が撮像して撮像画像を出力し、前記所定の画像と前記撮像手段に撮影された前記撮影画像とを比較して前記スクリーンが曲面を有することを判断することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
請求項８に記載のプロジェクタにおいて、
前記撮像画像に基づいて前記スクリーンの変化を検出するスクリーン変化検出手段とを備え、
前記選択手段は、前記スクリーン変化検出手段が前記スクリーンの変化を検出したとき、前記第２の焦点深度を選択し、
前記投射手段は、選択された前記第２の焦点深度で前記所定の画像を前記スクリーンに投射することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記投射光学系の入射瞳位置は、前記光変調素子より前記レーザー光源側の光軸上の位置にあることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
レーザー光源から射出された光束が入射され、ホログラム像に基づくホログラム再生光像を射出するホログラム記録媒体とをさらに備え、
前記ホログラム記憶媒体から射出された前記ホログラム再生光像は、前記光変調素子に入射し変調されることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のプロジェクタを備える撮像装置。
【請求項１】
レーザー光源から射出された光束を変調して投影光像として射出する光変調素子と、
投射光学系を有し、前記光変調素子から前記投射光学系へ入射された投影光像を投射する投射手段と、
前記投射手段が前記投影光像を投射するときの焦点深度を、予め定められた複数の焦点深度の中から選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された焦点深度に応じて、前記光変調素子に入射する光束の入射開口数を切り替える切替手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記予め定められた複数の焦点深度は、第１の焦点深度と、前記第１の焦点深度より深い第２の焦点深度とを含むことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
プロジェクタ筐体が静止しているか否かを判断する静止判断手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記プロジェクタ筐体が静止していると前記静止判断手段が判断しているときは前記第１の焦点深度を選択し、前記プロジェクタ筐体が静止していないと前記静止判断手段が判断しているときは前記第２の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のプロジェクタにおいて、
投影光像を投射されるスクリーンまでの距離を測定する測距手段と、
前記スクリーンまでの距離に基づいて前記投射光学系の焦点を調節する焦点調節手段とをさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
前記選択手段は、所定の長さの期間において前記測距手段により測定された距離の変化幅が前記第１の焦点深度よりも大きいとき前記第２の焦点深度を選択し、前記変化が前記第１の焦点深度以下のとき前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプロジェクタにおいて、
前記測距手段は、前記スクリーンまでの距離を測定する測距手段を複数備え、
前記選択手段は、前記複数の測距手段がそれぞれ測定した前記スクリーンまでの距離の差が所定値より大きいとき前記第２の焦点深度を選択し、前記距離の差が所定値以下のとき前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
投影光像が投射されるスクリーンが曲面を有するか否かを判断する曲面判断手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記スクリーンが曲面を有すると前記曲面判断手段が判断した場合は前記第２の焦点深度を選択し、前記スクリーンが曲面を有さないと前記曲面判断手段が判断した場合は前記第１の焦点深度を選択することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項８】
請求項７に記載のプロジェクタにおいて、
前記スクリーンを撮像して撮像画像を出力する撮像手段をさらに備え、
前記曲面判断手段は、所定の画像が投射された前記スクリーンを前記撮像手段が撮像して撮像画像を出力し、前記所定の画像と前記撮像手段に撮影された前記撮影画像とを比較して前記スクリーンが曲面を有することを判断することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
請求項８に記載のプロジェクタにおいて、
前記撮像画像に基づいて前記スクリーンの変化を検出するスクリーン変化検出手段とを備え、
前記選択手段は、前記スクリーン変化検出手段が前記スクリーンの変化を検出したとき、前記第２の焦点深度を選択し、
前記投射手段は、選択された前記第２の焦点深度で前記所定の画像を前記スクリーンに投射することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
前記投射光学系の入射瞳位置は、前記光変調素子より前記レーザー光源側の光軸上の位置にあることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のプロジェクタにおいて、
レーザー光源から射出された光束が入射され、ホログラム像に基づくホログラム再生光像を射出するホログラム記録媒体とをさらに備え、
前記ホログラム記憶媒体から射出された前記ホログラム再生光像は、前記光変調素子に入射し変調されることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のプロジェクタを備える撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−１５８２０（Ｐ２０１３−１５８２０Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１６２３１（Ｐ２０１２−１１６２３１）
【出願日】平成２４年５月２２日（２０１２．５．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２２日（２０１２．５．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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