專利名稱：投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將圖像投影至被投影物體的投影儀。
背景技術(shù)：
近年來，人們需要便攜性極佳的小型投影儀，可裝在口袋中攜帶的袖珍式投影儀的研究開發(fā)也正不斷推進(jìn)。隨著這種小型化趨勢(shì)，也在研究通過使用LED(LightEmittingDiode)或激光器代替燈泡來作為光源，由光源、空間調(diào)制元件及投影光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的小型化。 袖珍式的小型投影儀可隨時(shí)攜帶，其使用方法與以往的固定式投影儀大不相同。這種小型投影儀的便攜性較高，用戶可手持著投影儀對(duì)附近的墻壁或物體投影以收視影像。這種袖珍式的小型投影儀甚至可在步行時(shí)等移動(dòng)過程中使用。因此，對(duì)于袖珍式的小型投影儀而言，需設(shè)想作為屏幕的被投影物體隨時(shí)發(fā)生變化的情況。 在此情況下，作為被投影物體的屏幕并不限于平面形狀，而且也不限于白色。為了在這種情況下也能顯現(xiàn)高畫質(zhì)的圖像，較為理想的是，根據(jù)被投影物體的表面形狀或顏色修正投影圖像。 因此，為了顯現(xiàn)高畫質(zhì)的影像，袖珍式的小型投影儀必須具有獲得與作為屏幕的
對(duì)象的形狀或顏色相關(guān)的信息，并基于這些信息修正投影圖像的修正功能。 在此，以往的投影圖像的修正方法是將投影儀固定于桌子上等之后，在放映圖像
之前，將作為修正用圖像的測(cè)試圖案圖像投影至屏幕等被投影物體。然后，通過拍攝該測(cè)試
圖案圖像并識(shí)別被投影物體的形狀，來進(jìn)行圖像修正。 另外也有這樣一種投影儀，S卩，由于一般投影的圖像為長(zhǎng)方形，因此檢測(cè)投影圖像的四個(gè)角，辨別投影圖像是否歪斜成梯形，并基于該辨別結(jié)果進(jìn)行梯形歪斜的修正等。
上述以往的投影圖像的修正方法是以固定式投影儀為前提，一旦對(duì)投影圖像進(jìn)行修正，基本上不再改變投影儀與屏幕的相對(duì)位置，對(duì)投影圖像進(jìn)行規(guī)定的修正。但是，像便攜性高的小型投影儀那樣，如果作為屏幕的被投影物體隨時(shí)發(fā)生變化，則投影圖像也必須隨著被投影物體的變化而隨時(shí)被加以修正。因此，用投影儀與屏幕的相對(duì)位置固定不變?yōu)榍疤岬囊酝耐队皥D像的修正方法無法恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修正。 g卩，當(dāng)使用檢測(cè)投影圖像的四個(gè)角的梯形修正方法時(shí)，可以在圖像被投影的狀態(tài)下隨時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行修正。但是，這種檢測(cè)圖像的四個(gè)角的方法是以基本上將圖像投影于平面的屏幕為前提，無法檢測(cè)投影圖像內(nèi)側(cè)的失真等。在便攜性高的袖珍式投影儀的情況下，如上所述，投影的對(duì)象并不限于像墻壁這樣的平面。因此，也要設(shè)想投影至曲面或投影至具有凹凸的三維形狀的物體的情況，而以往的修正方法無法應(yīng)對(duì)這些情況。
但是，在日本專利公開公報(bào)特開2005-94599號(hào)(以下稱作"專利文獻(xiàn)1")中，由于顯示重疊了測(cè)試圖案圖像的兩種圖像的圖像A與圖像B，因此，用戶會(huì)看到重疊有兩個(gè)測(cè)試圖案圖像的圖像。這樣，由于測(cè)試圖案圖像重疊于原來想要觀看的圖像，因此，畫質(zhì)不可避免地會(huì)大幅劣化。而且，為了檢測(cè)測(cè)試圖案圖像，需要通過對(duì)圖像A和圖像B的運(yùn)算從攝像裝置所拍攝的圖像中抽出測(cè)試圖案的運(yùn)算處理功能，從而存在處理變復(fù)雜這一問題。
因此，關(guān)于作為屏幕的對(duì)象的投影物體隨時(shí)發(fā)生變化的小型投影儀的投影圖像的 修正方法，例如提出如專利文獻(xiàn)1所示的修正方法。該專利文獻(xiàn)1的修正方法是使測(cè)試圖 案重疊于圖像信號(hào)，在觀看圖像的同時(shí)檢測(cè)測(cè)試圖案圖像。在此，如果僅單純地重疊測(cè)試圖 案圖像，那么對(duì)于某些圖像信號(hào)會(huì)難以抽出測(cè)試圖案。因此，在專利文獻(xiàn)1中，由于對(duì)于某 些圖像信號(hào)會(huì)難以抽出測(cè)試圖案，所以預(yù)先使白色的背景全部變成灰色，對(duì)重疊了測(cè)試圖 案圖像的兩個(gè)圖像進(jìn)行投影、拍攝，通過對(duì)兩個(gè)圖像進(jìn)行運(yùn)算，以強(qiáng)調(diào)測(cè)試圖案圖像而加以 抽出。 但是，在專利文獻(xiàn)1的修正方法中，由于顯示重疊了測(cè)試圖案圖像的兩種圖像(圖 像A、圖像B)，因此，觀看者會(huì)看到重疊有測(cè)試圖案的影像。S卩，由于測(cè)試圖案圖像形成在原 來想要觀看的影像上，因此會(huì)導(dǎo)致面質(zhì)大幅劣化。而且，為了檢測(cè)測(cè)試圖案，需要對(duì)由攝像 裝置獲得的圖像A和圖像B進(jìn)行運(yùn)算而抽出測(cè)試圖案的運(yùn)算處理功能，因此存在用來修正 投影圖像的處理變復(fù)雜這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種投影儀，該投影儀可用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)抑制主圖像畫質(zhì)的 劣化，并配合隨時(shí)發(fā)生變化的被投影物體插入修正用圖像。 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所涉及的投影儀包括光源；基于圖像信號(hào)對(duì)從所 述光源射出的光進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制部；將包含周期性主圖像信號(hào)的所述圖像信號(hào)輸出至所 述光調(diào)制部并進(jìn)行顯示控制的顯示控制部；投影經(jīng)所述光調(diào)制部調(diào)制的光的投影部；拍攝 基于從所述投影部投影出的光的圖像的攝像部，其中，所述顯示控制部將用于投影修正用 圖像的修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào)之間，所述修正用圖像是將圖像時(shí)間積 分時(shí)視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像。 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于在周期性主圖像的信號(hào)之間插入將主圖像以外的圖像時(shí)間 積分時(shí)視覺上為白色或灰色的均勻畫面的修正用圖像，因此，觀看主圖像的用戶不會(huì)看到 修正用圖像。由此，可以抑制主圖像畫質(zhì)的劣化并插入修正用圖像。 本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)可以通過以下所示的內(nèi)容而得到充分理解。而且， 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)通過參照附圖的以下說明而變得明確。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的投影儀的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2A是表示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的各色的主圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)、修正用 圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)及修正用圖像的拍攝時(shí)機(jī)的一例的說明圖。圖2B是表示圖2A的主圖 像及修正用圖像的一例的說明圖。 圖3是表示圖2A及圖2B所示的各圖案圖像及這些圖案圖像重疊而成的圖像的說 明圖。 圖4A是表示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的各色的主圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)、修正用 圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)及修正用圖像的拍攝時(shí)機(jī)的一例的說明圖。圖4B是表示圖4A的主圖 像及修正用圖像的一例的說明圖。
圖5A是表示投影白色激光的圖案圖像的情況的說明圖。圖5B是表示投影單色激 光的圖案圖像的情況的說明圖。 圖6A是表示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的各色的主圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)、修正用 圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)及修正用圖像的拍攝時(shí)機(jī)的一例的說明圖。圖6B是表示圖6A的主圖 像及修正用圖像的一例的說明圖。 圖7A是表示將圖案圖像投影于平面狀的被投影物體的情況的說明圖。圖7B是表 示所拍攝的圖案圖像的說明圖。 圖8A是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例所涉及的各色的主圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)、修正 用圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)及修正用圖像的拍攝時(shí)機(jī)的一例的說明圖。圖8B是表示圖8A的主 圖像及修正用圖像的一例的說明圖。 圖9是表示將均勻圖像投影于反射率部分不同的被投影物體的情況的說明圖。
圖10A是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例所涉及的各色的主圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)、修正 用圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)及修正用圖像的拍攝時(shí)機(jī)的一例的說明圖。圖IOB是表示圖IOA的 主圖像及修正用圖像的一例的說明圖。 圖11是表示激光光源的色彩再現(xiàn)范圍與LED的色彩再現(xiàn)范圍的比較的說明圖。
圖12A是表示所投影的修正用圖像為二維碼圖像的情況的說明圖。圖12B是表示 所投影的修正用圖像為二維碼圖像的情況的說明圖。 圖13是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例所涉及的多個(gè)投影儀發(fā)送或接收同步信號(hào)的情 況的說明圖。 圖14是表示投影光學(xué)系統(tǒng)的投影透鏡兼作為攝像光學(xué)系統(tǒng)的拍攝透鏡的結(jié)構(gòu)的 說明圖。 圖15A是表示在圖14所示的結(jié)構(gòu)中作為一例使用半反射鏡的情況的說明圖。圖
15B是表示在圖14所示的結(jié)構(gòu)中作為一例使用偏振分束器的情況的說明圖。 圖16是表示使用反射型LC0S與偏振分束器的光學(xué)系統(tǒng)的說明圖。 圖17是用來說明掃描型投影方式的說明圖。 圖18是表示所掃描的圖案圖像和所拍攝的圖案圖像的說明圖。 圖19是表示所掃描的圖案圖像和所拍攝的圖案圖像的說明圖。 圖20A是表示投影儀與被投影物體的相對(duì)角度、及所拍攝的圖案圖像的說明圖。
圖20B是表示不同于圖20A的投影儀與被投影物體的相對(duì)角度、及所拍攝的圖案圖像的說明圖。 圖21是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例所涉及的投影儀的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖22A是表示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的投影儀的應(yīng)用例的說明圖。圖22B是表
示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的投影儀的應(yīng)用例的說明圖。 圖23是表示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的說明 圖。 圖24是表示圖23的掃描型圖像顯示裝置所具備的光檢測(cè)器的概略結(jié)構(gòu)的示意 圖。 圖25A是表示圖24的光檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)的一例的說明圖。圖25B是表示圖24 的光檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)的其他例的說明圖。
圖26A是表示被投影面上的掃描線和掃描線上的各波長(zhǎng)的反射光量的說明圖。圖
26B是表示被投影面上的掃描線和掃描線上的各波長(zhǎng)的反射光量的說明圖。 圖27A是表示被投影面上的掃描線和掃描線上的各波長(zhǎng)的反射光量的說明圖。圖
27B是表示被投影面上的掃描線和掃描線上的各波長(zhǎng)的反射光量的說明圖。 圖28是表示本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。 圖29是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的說 明圖。 圖30是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的說 明圖。 圖31是表示圖30的掃描型圖像顯示裝置所具備的光檢測(cè)器兼光源輸出檢測(cè)器的 俯視圖。 圖32是表示本發(fā)明的其他實(shí)施例所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的說 明圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施例進(jìn)行說明。
(實(shí)施例1) 以下，參照?qǐng)D1至圖7來說明本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的投影儀。
圖1表示本發(fā)明實(shí)施例1所涉及的投影儀22的概略結(jié)構(gòu)。 如圖1所示，本投影儀22包括各色的激光光源1R、激光光源1G、激光光源1B、準(zhǔn)直 透鏡(collimator lens)4、多透鏡(lenticular lens) 5、空間調(diào)制元件6、投影透鏡7及分 色鏡(dichroic mirror) 12。從激光光源1R、 1G、 IB依次射出紅色、藍(lán)色、綠色的激光。綠色 激光通過準(zhǔn)直透鏡4成為大致平行的光之后，被鏡17反射，并透過分色鏡12。藍(lán)色激光通 過準(zhǔn)直透鏡4成為大致平行的光之后，通過分色鏡12而與綠色激光合波。紅色激光通過準(zhǔn) 直透鏡4成為大致平行的光之后，通過分色鏡12而與綠色激光及藍(lán)色激光合波。
合波的激光通過多透鏡5而成為擴(kuò)散光，并射入空間調(diào)制元件6?？臻g調(diào)制元件6 基于周期性主圖像信號(hào)對(duì)入射光進(jìn)行調(diào)制。投影透鏡(投影部)7將經(jīng)過空間調(diào)制元件6調(diào) 制的光投影于屏幕(未圖示)。并且，攝像元件40拍攝由投影透鏡7投影出的光顯示的圖 像。攝像元件40所拍攝的圖像通過圖像修正控制器41而得到處理。圖像修正控制器(顯 示控制部/修正部)41將包含周期性主圖像信號(hào)的圖像信號(hào)輸出至空間調(diào)制元件6來進(jìn)行 顯示控制。 其次，參照?qǐng)D2A及圖2B來說明修正用圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)與攝像元件40的拍攝 時(shí)機(jī)。 圖2A及圖2B表示基于圖像修正控制器41控制的RGB各色的主圖像信號(hào)的插入
時(shí)機(jī)、修正用圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)及攝像元件40對(duì)圖案圖像進(jìn)行拍攝的時(shí)機(jī)。 如圖2A及圖2B所示，本實(shí)施例所涉及的攝像元件(攝像部)40，與投影作為修正
用圖像的圖案圖像A及圖案圖像B的各時(shí)機(jī)同步地拍攝修正用圖像。 本實(shí)施例所涉及的投影儀22，利用時(shí)分割方式作為圖像顯示方式，高速地切換各色的激光。即，各色的激光光源1R、1G、1B每隔一定時(shí)間點(diǎn)亮，構(gòu)成主圖像的R、G、B各色的圖 像配合該點(diǎn)亮?xí)r機(jī)依次被周期性地投影。此時(shí)，R、G、B各色的圖像的驅(qū)動(dòng)頻率至少為60Hz 以上，較為理想的是180Hz以上。如果驅(qū)動(dòng)頻率為60Hz以下，則會(huì)明顯地產(chǎn)生被稱為色彩 中斷雜訊(color breaking noise)的色彩余像雜訊，導(dǎo)致畫質(zhì)大幅劣化。另一方面，如果 驅(qū)動(dòng)頻率為180Hz以上的驅(qū)動(dòng)頻率，用戶幾乎不會(huì)感覺到色彩中斷雜訊。
在圖2A的結(jié)構(gòu)中，在由R、G、B的各色構(gòu)成的一組主圖像被投影之后，直至由R、G、 B構(gòu)成的下一組主圖像被投影之前插入圖案圖像A，在該R、 G、 B的一組主圖像被投影之后， 直至由R、 G、 B構(gòu)成的再下一組主圖像被投影之前插入圖案圖像B。然后，同樣地在依次被 投影的一組主圖像之間交替地插入圖案圖像A與圖案圖像B。 S卩，通過圖l所示的圖像修正控制器(顯示控制部)41的控制，將用于投影修正用 圖像的修正用圖像信號(hào)插入周期性主圖像信號(hào)之間，該修正用圖像是將主圖像以外的圖像 時(shí)間積分后視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像。 圖案圖像A及圖案圖像B通過激光光源1R、激光光源1G、激光光源IB同時(shí)點(diǎn)亮而 被顯示。即，本實(shí)施例的各圖案圖像A及B并非是由單色光形成的圖案圖像，而是由紅色激 光、綠色激光、藍(lán)色激光的重疊光形成的圖案圖像。而且，R、 G、 B各色的激光光源1R、激光 光源1G、激光光源1B的激光輸出功率比被設(shè)定成使得該重疊光成為白色光。白色光一般用 黑體輻射溫度來表現(xiàn)。例如，為了形成相當(dāng)于9000K的黑體輻射溫度的白色光，從投影儀22 的投影透鏡7射出的紅色激光(波長(zhǎng)為640nm)、綠色激光(波長(zhǎng)為532nm)、藍(lán)色激光(波 長(zhǎng)為448nm)的輸出功率比，按照紅綠藍(lán)為1 : 0. 83 : 0.78。這樣，可使圖案圖像A與 圖案圖像B所包含的光僅為白色光。 圖3表示圖2A及圖2B所示的圖案圖像A、圖案圖像B以及圖案圖像A與圖案圖 像B重疊的圖像。圖案圖像A與圖案圖像B由白色光形成。因此，圖案圖像A與圖案圖像 B重疊的圖像為僅含有白色光的圖像。此外，圖案圖像A的格子部分為白色。另一方面，圖 案圖像B的格子部分為黑色。因此，如果圖案圖像A與圖案圖像B重疊，則會(huì)形成均勻的灰 色圖像(光僅為白色光)。由于用戶看到的是圖案圖像A與圖案圖像B重疊的圖像，因此看 到如同灰色圖像被插入在主圖像中。 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，用戶并不直接觀看格子花紋的圖案圖像A與圖案圖像B，而是觀 看圖案圖像A與圖案圖像B經(jīng)重疊而成的均勻的灰色圖像，因此，可抑制主圖像畫質(zhì)的劣 化。而且，通過使用格子花紋的圖案圖像作為修正用圖像，可容易地獲知作為屏幕的被投影 物體表面的凹凸。 此外，較為理想的是具有以下功能，S卩，當(dāng)想要觀看更高畫質(zhì)的主圖像時(shí)，根據(jù)圖 像的對(duì)比度調(diào)整圖案圖像的輝度。投影儀22利用攝像元件40所拍攝的圖像求出投影圖像 的對(duì)比度，并根據(jù)該對(duì)比度調(diào)整圖案圖像的輝度。當(dāng)圖像的對(duì)比度較高時(shí)，即使光較弱，用 戶也能看到圖像。因此，較為理想的是，將圖案圖像的輝度設(shè)定得較低。這樣，即使將用于 投影修正用圖像的修正用圖像信號(hào)插入周期性主圖像信號(hào)之間，投影修正用圖像的光也較 弱，因此可防止主圖像變白，從而可提供劣化較少的圖像。而且，由于提供給激光光源的功 率也變小，因此可實(shí)現(xiàn)耗電低的投影儀。 在圖4A及圖4B所示的結(jié)構(gòu)中，使用依次投影的一組(R)圖像、(G)圖像及(B)圖 像作為圖案圖像A與圖案圖像B的各圖案圖像。用于投影修正用圖像的R、G、B各色的修正用圖像信號(hào)分別被依次插入R、 G、 B各色的主圖像信號(hào)之后，這些主圖像信號(hào)用于依次投影 構(gòu)成主圖像的(R)圖像、(G)圖像、(B)圖像。 在圖4A的結(jié)構(gòu)中，各修正用圖像信號(hào)的插入時(shí)機(jī)也是在周期性主圖像信號(hào)之間，
以便通過圖1所示的圖像修正控制器(顯示控制部)41的控制投影修正用圖像，該修正用
圖像是將主圖像以外的圖像時(shí)間積分后視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像。 而且，攝像元件40對(duì)作為修正用圖像的圖案圖像A及圖案圖像B進(jìn)行拍攝的時(shí)
機(jī)，與投影這些圖案圖像的時(shí)機(jī)同步。 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)拍攝修正用圖像A及B時(shí)，由于可減少作為屏幕的被投影物體 表面的反射率的影響，因此，可高精度地拍攝這些修正用圖像A及B。 此外，較為理想的是，空間調(diào)制元件6能以360Hz以上進(jìn)行調(diào)制。在此情況下，由 于能以60Hz以上調(diào)制主圖像的R、 G、 B各色的圖像并投影，因此可抑制主圖像的閃爍。
以下參照?qǐng)D5A及圖5B，說明使用本實(shí)施例的圖案圖像來把握被投影物體表面的 形狀的用法。 圖5A及圖5B對(duì)白色光所形成的圖案圖像被投影于反射率部分不同的被投影物體 的情況、與單色光所形成的圖案圖像被投影于該被投影物體的情況進(jìn)行比較。圖5A是表示 投影白色光的圖案圖像的情況的圖，圖5B是表示投影紅色(單色光)激光的圖案圖像的情 況的圖。如果作為屏幕的被投影物體表面的反射率根據(jù)入射光的波長(zhǎng)而部分地有所不同， 與紅色激光、綠色激光、藍(lán)色激光重合而成的白色光(圖5A)相比，R、 G或B的各色的激光 (單色光)被被投影物體反射的圖案圖像的明暗差變大，因而可容易地獲知圖案圖像的失 真。 反射率部分不同的被投影物體81中，由虛線包圍的區(qū)域82中的綠色激光的反射 率小于其他區(qū)域的反射率。從投影儀(未圖示)投影出的格子花紋的圖案圖像，在白色光 的情況下，如圖5A所示在格子花紋的圖案圖像的區(qū)域83成為明線，而由于位于區(qū)域82內(nèi) 的區(qū)域84中的綠色激光的反射率低，因此與區(qū)域83相比較，在該區(qū)域84成為暗線。
另一方面，在投影紅色的圖案圖像的圖5B中，區(qū)域82中的紅色激光的反射率與 其他區(qū)域相同。因此，當(dāng)投影出紅色的圖案圖像時(shí)，區(qū)域85與區(qū)域86為相同輝度的明線。 其結(jié)果，當(dāng)拍攝圖案圖像時(shí)，與白色光的情況相比，格子花紋的圖案圖像的明線的輝度更均 勻，從而可容易地識(shí)別圖案圖像的狀態(tài)。通過設(shè)成這種結(jié)構(gòu)，便于使用圖案圖像進(jìn)行圖像處 理。 此外，也可以使用不具備彩色圖像的攝像部攝像元件作為本實(shí)施方式所涉及的攝 像元件40。在此情況下，可以僅利用所拍攝的圖案圖像的輝度的明暗進(jìn)行圖像修正。這樣， 通過使用不具備彩色圖像的攝像功能的攝像元件，可以實(shí)現(xiàn)投影儀的低成本化。
在圖6A的結(jié)構(gòu)中，在使構(gòu)成主圖像的(R)圖像、(G)圖像、(B)圖像依次被投影的 各色主圖像信號(hào)之后，分別插入使構(gòu)成圖案圖像A的(R)圖像、(G)圖像、(B)圖像依次被 投影的各修正用圖像信號(hào)。另一方面，使圖案圖像B被投影的R、 G、 B各色的修正用圖像信 號(hào)被同時(shí)插入使構(gòu)成主圖像的(R)圖像、(G)圖像、(B)圖像依次被投影的各主圖像信號(hào)之 后。這樣，由于可減少空間調(diào)制元件6的調(diào)制次數(shù)，因此，可以實(shí)現(xiàn)投影儀的低耗電化。
接著，對(duì)使用本實(shí)施例所涉及的投影儀22的圖像修正處理進(jìn)行說明。投影儀22 中，由于投影透鏡7與攝像元件40的拍攝透鏡相離，所以投影與拍攝之間存在視差。因此，從投影透鏡7投影于被投影物體的圖案圖像和攝像元件40拍攝的圖案圖像是僅在視差上 有所不同的圖像。 圖7A及圖7B是表示圖案圖像的投影與拍攝的圖。圖7A表示在投影透鏡7與平 面狀的被投影物體正對(duì)的狀態(tài)下投影圖案圖像的情況。圖7B表示攝像元件40對(duì)圖7A所 示的被投影的圖案圖像進(jìn)行拍攝所得的圖像。投影透鏡7將圖案圖像56投影于平面狀的 被投影物體(未圖示)。此時(shí)，攝像元件40根據(jù)與投影透鏡7之間的視差拍攝如圖7B所示 的失真的圖案圖像57。 如此，由于投影透鏡7與攝像元件40存在視差，因此，根據(jù)投影透鏡7與被投影物 體表面的相對(duì)角度、或被投影物體表面的凹凸，所拍攝的圖案圖像會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)上述結(jié) 構(gòu)，本實(shí)施例所涉及的投影儀22被如此構(gòu)成，通過將所拍攝的圖案圖像與例如圖案圖像57 作比較，可識(shí)別投影透鏡7與被投影物體的相對(duì)角度、或被投影物體表面的凹凸。根據(jù)本實(shí) 施例所涉及的投影儀22，例如，讓主圖像歪斜以使拍攝的圖案圖像為圖案圖像57，由此可 以可對(duì)圖像進(jìn)行修正。通過設(shè)成這種結(jié)構(gòu)，即使在投影透鏡7與被投影物體的相對(duì)角度發(fā) 生變化時(shí)，或被投影物體表面存在凹凸時(shí)，也可以提供失真少的高畫質(zhì)的主圖像。
此外，也可以隨時(shí)生成修正用圖像，并將該修正用圖像插入周期性主圖像之間，該 修正用圖像是抵消作為屏幕的被投影物體本身的顏色或輝度，并在被時(shí)間積分后在被投影 物體的面內(nèi)為視覺上均勻的白色或灰色的圖像。即，也可生成用于投影修正用圖像的修正 用圖像信號(hào)，并將所述修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào)之間，該修正用圖像是 抵消在以指定頻率投影的主圖像的非投影期間內(nèi)由攝像元件40拍攝到的被投影物體本身 的顏色或輝度，當(dāng)被時(shí)間積分后在被投影物體的面內(nèi)為視覺上均勻的白色或灰色的圖像。
在此情況下，即使當(dāng)投影儀22與被投影物體的相對(duì)位置隨時(shí)發(fā)生變化時(shí)，也可以 在以指定頻率投影的主圖像的非投影期間內(nèi)的時(shí)機(jī)，由攝像元件40隨時(shí)拍攝被投影物體 本身。接著，隨時(shí)生成抵消被投影物體本身的顏色或輝度，當(dāng)被時(shí)間積分后在被投影物體 的面內(nèi)為視覺上均勻的白色或灰色的修正用圖像，并將該修正用圖像插入周期性主圖像之 間。這樣，由于實(shí)質(zhì)上也可將修正用圖像用于修正主圖像的顏色或輝度，因此可實(shí)現(xiàn)投影更 高面質(zhì)的主圖像的投影儀。 此外，圖案圖像并不限于格子花紋，也可以是棋盤格花紋或同心圓花紋等。當(dāng)然也 可組合利用多種圖案圖像。 此夕卜，也可使用由多個(gè)微鏡構(gòu)成的DMD(Digital Micro-mirror Device :美國 Texaslnstruments的注冊(cè)商標(biāo))作為空間調(diào)制元件。由于DMD的驅(qū)動(dòng)頻率高達(dá)約720Hz， 因此可進(jìn)一步減少色彩中斷(color breaking)。 此外，在將激光用作光源的情況下，較為理想的是，投影儀22的空間調(diào)制元件6較 小，且投影透鏡7的焦距較短、光闌(di即hragm stop)值大。例如，當(dāng)空間調(diào)制元件6的像 素間距為5 ii m，投影透鏡7的焦距為6mm，投影透鏡7的光闌值為2，投影儀22與被投影物 體之間的距離為500mm時(shí)，如果將容許彌散圓(permissible circle of confusion)設(shè)為1 像素，則景深為142mm。焦距越短，光闌越收縮，投影透鏡7的景深則越深。如果景深較深， 那么即使被投影物體上存在凹凸，也可拍攝出模糊感較小的圖案圖像。因此，可提高圖像修 正的精度，從而可提供高畫質(zhì)的主圖像。而且，當(dāng)投影儀22的光闌值與視角相同時(shí)，投影透 鏡7的尺寸與空間調(diào)制元件6的尺寸成比例地增大。因此，如果空間調(diào)制元件6的尺寸小，則可以減小投影透鏡7的尺寸，從而實(shí)現(xiàn)小型的投影儀22。此外，由于將激光用作光源，因
此即使空間調(diào)制元件6小，也可增大照明光的光闌值。原因在于，由于激光器接近于理想的
點(diǎn)光源，因此光學(xué)擴(kuò)展量(etendue)(光源的面積與光的擴(kuò)散立體角的積)小，可容易地聚
光或形成大致平行的光。如果將激光器用作光源，由于可增大照明光的光闌值，因此投影透
鏡7的設(shè)計(jì)變得容易，從而可以實(shí)現(xiàn)低成本的投影儀22。 較為理想的是，像本實(shí)施例這樣，使用激光光源作為本發(fā)明的光源。 在使用激光光源的情況下，可通過光源的接通/斷開實(shí)現(xiàn)時(shí)分割圖像顯示方式，
可實(shí)現(xiàn)低成本的投影儀。而且，由于光源本身小，因此可實(shí)現(xiàn)小型的投影儀。此外，由于激
光光源的頻譜寬度小，因此色彩再現(xiàn)性優(yōu)異，容易修正被投影物體上的主圖像的顏色。 此夕卜，也可使用LED作為投影儀22的光源。在LED的情況下，由于其價(jià)格比激光
器更便宜，因此可實(shí)現(xiàn)成本比用激光器作為光源的投影儀更低的投影儀22。 當(dāng)使用LED作為光源時(shí)，由于可通過光源的接通/斷開實(shí)現(xiàn)時(shí)分割圖像顯示方式，
因此，可以去除在燈泡光源的情況下所必需的色輪(color wheel)，從而可實(shí)現(xiàn)低成本的投
影儀。而且，由于光源本身小，因此可實(shí)現(xiàn)小型的投影儀。(實(shí)施例2) 以下，參照?qǐng)D8至圖11說明本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的投影儀。 本實(shí)施例所涉及的投影儀90的基本結(jié)構(gòu)與圖1所示的實(shí)施例1所涉及的投影儀
22相同，因此使用相同符號(hào)并省略詳細(xì)說明。 在本實(shí)施例中，作為修正用圖像，使用均勻圖像代替實(shí)施例1的格子花紋的圖案 圖像來。 圖8表示本實(shí)施例的作為修正用圖像的均勻圖像A的投影時(shí)機(jī)以及攝像元件40 拍攝均勻圖像A的時(shí)機(jī)。 均勻圖像A是由紅色激光、綠色激光及藍(lán)色激光重疊而成的光所產(chǎn)生的輝度均勻 的圖像。而且，設(shè)定紅色激光光源1R、綠色激光光源1G、藍(lán)色激光光源1B的激光輸出功率 比，使得上述各色的激光重疊時(shí)可獲得白色光。 一般使用黑體輻射溫度來表現(xiàn)白色光。關(guān) 于激光輸出功率比的設(shè)定方法，可使用與實(shí)施例1相同的方法，因此省略此處的說明。
在本實(shí)施例中，也是通過圖1所示的圖像修正控制器(顯示控制部)41的控制，在 周期性主圖像信號(hào)之間插入用于投影修正用圖像的修正用圖像信號(hào)，該修正用圖像是將主 圖像以外的圖像時(shí)間積分后視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像。 由于均勻圖像A為單一的白色光的圖像，因此，即使將均勻圖像A投影在由一組R、 G、 B構(gòu)成的主圖像與由下一組R、 G、 B構(gòu)成的主圖像之間，用戶也不會(huì)覺察到主圖像的色調(diào) 變化。此外，如果拍攝被投影的均勻圖像A并知道顏色與輝度的明暗，則可以獲知作為屏幕 的被投影物體表面的對(duì)應(yīng)于入射光的波長(zhǎng)的反射率。 如此，當(dāng)使用圖案圖像作為修正用圖像時(shí)，可容易地獲知作為屏幕的被投影物體 的反射率。 圖9是表示被投影物體存在反射率不同的部分，并在其上投影均勻圖像54的狀態(tài) 的圖。區(qū)域55是對(duì)于波長(zhǎng)為532nm左右的激光的反射率較低的區(qū)域。S卩，區(qū)域55是對(duì)于 綠色激光的反射率較低的區(qū)域。如果拍攝被投影的均勻圖像54，則區(qū)域55變成與綠色為 補(bǔ)色關(guān)系的紫色。因此，可根據(jù)拍攝到的圖像來確定反射率。圖像修正控制器41(圖1)使用該反射率對(duì)圖像的顏色進(jìn)行修正，增大投影于區(qū)域55的主圖像的綠色成分。根據(jù)這種結(jié) 構(gòu)，可以獲得由被投影物體表面的反射率的差異引起的畫質(zhì)的劣化得到抑制的高畫質(zhì)的主 圖像。 此外，也可根據(jù)被投影物體表面的亮度修正主圖像的亮度。在此情況下，可根據(jù)所 拍攝的均勻圖像A的輝度分布，獲知從被投影物體表面返回用戶眼中的光量的分布。根據(jù) 所拍攝的均勻圖像的輝度分布對(duì)主圖像進(jìn)行修正。例如，對(duì)于所拍攝到的均勻圖像的輝度 低的區(qū)域而言，由于返回用戶眼中的光量少，因此，被用戶看成暗區(qū)域。圖像修正控制器41 進(jìn)行圖像修正，以提高投射至該區(qū)域的主圖像的輝度。這樣，即使當(dāng)被投影物體表面的光的 反射方向、或光的散射程度因區(qū)域的不同而發(fā)生變化時(shí)，用戶也可觀察到均勻輝度的主圖 像。 此外，也可以在使用可高速調(diào)制的空間調(diào)制元件作為空間調(diào)制元件6時(shí)，時(shí)分割
地投影各色的圖像以構(gòu)成均勻圖像A。圖10A表示以時(shí)分割方式依次投影的紅色圖像、綠
色圖像、及藍(lán)色圖像構(gòu)成均勻圖像A的情況。如圖10A所示，在投影出構(gòu)成主圖像的R、G、B
各色的主圖像信號(hào)之后，插入形成均勻圖像A的R、G、B各色的修正用圖像信號(hào)。 在本實(shí)施例中，也與實(shí)施例1同樣地，攝像元件40與修正用圖像的投影時(shí)機(jī)同步
地僅拍攝該修正用圖像。 而且，本實(shí)施例所涉及的攝像元件40也與實(shí)施例1的情況同樣，可以不具有拍攝 彩色圖像的功能。在此情況下，可僅利用所拍攝到的均勻圖像A的輝度的明暗來確定對(duì)應(yīng) 于入射光的波長(zhǎng)的反射率。如此，由于使用不具有彩色圖像的攝像功能的攝像元件，因此可 實(shí)現(xiàn)投影儀的低成本化。 此外，作為本實(shí)施例所涉及的光源，較為理想的是使用例如半導(dǎo)體激光器等頻譜 寬度(spectrum width)較小的激光器。其原因在于，由于半導(dǎo)體激光器的頻譜寬度小，因 此，色彩再現(xiàn)范圍比燈泡或LED更廣。圖11是表示激光光源和LED的色彩再現(xiàn)范圍的圖。 圖11是用色座標(biāo)x和色座標(biāo)y表示的色度圖，區(qū)域85是可視區(qū)域。色座標(biāo)91R是紅色激光 的色座標(biāo)，色座標(biāo)91G是綠色激光的色座標(biāo)，色座標(biāo)91B是藍(lán)色激光的色座標(biāo)。色座標(biāo)92R 是紅色LED光的色座標(biāo)，色座標(biāo)92G是綠色LED光的色座標(biāo)，色座標(biāo)92B是藍(lán)色LED光的色 座標(biāo)。區(qū)域86是使用紅色激光光源、綠色激光光源及藍(lán)色激光光源作為光源時(shí)的色彩再現(xiàn) 范圍區(qū)域，區(qū)域87是使用紅色LED、綠色LED及藍(lán)色LED作為光源時(shí)的色彩再現(xiàn)范圍區(qū)域。 例如，具有主圖像信號(hào)的圖像的色座標(biāo)為圖11的色座標(biāo)89，根據(jù)被投影物體表面的反射率 的特性，所拍攝到的圖像的顏色為色座標(biāo)88。此時(shí)，為了使主圖像所具有的色座標(biāo)89與所 拍攝到的圖像的色座標(biāo)88相同，需要加強(qiáng)綠色光。由于綠色激光的色座標(biāo)91G比綠色LED 光的色座標(biāo)92G更遠(yuǎn)離色座標(biāo)88，因此，綠色激光能夠以低于綠色LED光的功率使色座標(biāo) 88變化成色座標(biāo)89。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠以更低的耗電對(duì)主圖像的顏色進(jìn)行修正。而且，
可實(shí)現(xiàn)具有寬廣的色彩再現(xiàn)范圍的投影儀。
(實(shí)施例3) 以下，參照?qǐng)D12至圖13說明本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的投影儀。 本實(shí)施例所涉及的各投影儀具有與圖1所示的實(shí)施例1所涉及的投影儀22相同
的基本結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)與實(shí)施例l相同的結(jié)構(gòu)使用相同符號(hào)并省略詳細(xì)說明。 在本實(shí)施例中，也是通過圖l所示的圖像修正控制器(顯示控制部)41的控制，在周期性主圖像信號(hào)之間插入用于投影修正用圖像的修正用圖像信號(hào)，該修正用圖像是將主 圖像以外的圖像時(shí)間積分后視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像，但該修正用圖像為二 維碼圖像，可包含各種信息。即，本實(shí)施例與上述各實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，使用由二維碼圖 像A與二維碼圖像B構(gòu)成的圖案圖像作為修正用圖像。 圖12A表示作為修正用圖像及信息圖像的二維碼圖像A。圖12B表示使該二維碼 A的輝度反轉(zhuǎn)而成的作為修正用圖像的二維碼圖像B。如果將這些二維碼圖像A和二維碼 圖像B時(shí)間積分，則這些圖像視覺上為白色或灰色的均勻面面的圖像，因此，用戶可看到主 圖像而不會(huì)看到二維碼。 本實(shí)施例所涉及的攝像元件40與二維碼圖像A的各投影時(shí)機(jī)同步地進(jìn)行拍攝。由 此，可取得在主圖像信號(hào)被投影的之間插入的二維碼A，并獲得包含在二維碼圖像A中的信 息。這樣，如果使用包含信息的二維碼圖像A，則與花費(fèi)時(shí)間來對(duì)照明光進(jìn)行調(diào)制以發(fā)送信 息的方法相比，可傳送更多的信息。 在本實(shí)施例中，圖像修正控制器41 (圖1)具有作為從攝像元件40所拍攝到的二 維碼中獲取信息的解析部的功能。 攝像元件40與圖2A的結(jié)構(gòu)同樣，也可以與二維碼圖像A及二維碼圖像B的各投 影時(shí)機(jī)同步地進(jìn)行拍攝。在此情況下，可以通過二維碼圖像A取得信息并修正主圖像，通過 二維碼圖像B修正主圖像?；蛘?，也可通過二維碼圖像A僅取得信息，并通過二維碼圖像B 修正主圖像。 而且，二維圖像A的各修正用圖像信號(hào)可與圖4A同樣，被依次插入使構(gòu)成主圖像 的(R)圖像、(G)圖像、(B)圖像被依次投影的各主圖像信號(hào)之后；也可與圖2A同樣，被同 時(shí)插入使構(gòu)成主圖像的(R)圖像、(G)圖像、(B)圖像被依次投影的各主圖像信號(hào)之后。
此外，也可將二維碼圖像A及二維碼圖像B與其他修正用圖像組合起來使用，例 如，在將二維碼圖像A及二維碼圖像B插入主圖像之間并投影之后，將格子花紋的圖案圖像 A與圖案圖像B插入主圖像之間并投影。這樣，可通過二維碼向用戶傳遞信息，并且可以一 邊投影適合于修正被投影物表面的顏色或形狀等的修正用圖像(格子花紋的圖案圖像或 均勻圖像等)，一邊配合隨時(shí)發(fā)生變化的被投影物表面而恰當(dāng)?shù)匦拚鲌D像。
而且，如果將二維碼及其他修正用圖像都插入主圖像之間，也可使二維碼的插入 頻率低于其他修正用圖像的插入頻率。其原因在于，以傳遞信息為主的二維碼即使以數(shù)秒 的間隔插入也可充分發(fā)揮信息傳遞功能，不需要為了追隨時(shí)刻發(fā)生變化的被投影物表面以 修正主圖像而插入的其他修正用圖像那樣的插入頻率。此外，當(dāng)二維碼如上所述那樣由二 維碼圖像A及二維碼圖像B構(gòu)成時(shí)，毋庸置疑，該兩個(gè)二維碼圖像A、B的一對(duì)圖像應(yīng)該在時(shí) 間上接近而插入主圖像之間，以使用戶不會(huì)看到二維碼。 本實(shí)施例所涉及的投影儀還可包括同步信號(hào)產(chǎn)生裝置、同步信號(hào)發(fā)送裝置及同步
信號(hào)接收裝置。圖13表示多個(gè)用戶使用本實(shí)施例所涉及的投影儀的情況。 當(dāng)多人使用投影儀時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)主圖像互相映射。而且，投影的圖像是由個(gè)人制
成的，有時(shí)也會(huì)被要求提供該圖像是由誰在何時(shí)何地讀進(jìn)來的這一信息。 在本實(shí)施例中，多個(gè)投影儀25及26包括發(fā)送或接收表示二維碼圖像的投影時(shí)機(jī)
的同步信號(hào)27的信號(hào)收發(fā)部29X及29Y，使用同步信號(hào)27使二維碼圖像的投影時(shí)機(jī)同步。 當(dāng)使用投影儀25的用戶X將自己的投影儀25朝向使用投影儀26的用戶Y所投影的圖像28時(shí)，投影儀25的信號(hào)收發(fā)部29X可從用戶Y的投影儀26的信號(hào)收發(fā)部29Y接 收同步信號(hào)27，僅拍攝二維碼的修正用圖像。因此，用戶X及用戶Y彼此可取得與對(duì)方所投 影的圖像相關(guān)的數(shù)據(jù)等。 因此，當(dāng)使用多臺(tái)投影儀時(shí)，可使各個(gè)投影儀的修正用圖像的投影時(shí)機(jī)同步，從而
可僅拍攝并取得正在投影圖像的其他投影儀的修正用圖像。(實(shí)施例4) 以下參照?qǐng)D14說明本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的投影儀。 本實(shí)施例所涉及的投影儀除了包括實(shí)施例1所涉及的投影儀22的投影光學(xué)系統(tǒng) 及攝像光學(xué)系統(tǒng)之外，還包括用來驅(qū)動(dòng)投影透鏡7的透鏡致動(dòng)器(lens actuator)(未圖 示)。而且，如圖14所示，本投影儀包括半反射鏡(half mirror) 15以及兼作為投影透鏡與 拍攝透鏡這兩者的投影拍攝透鏡16。從空間調(diào)制元件60輸出的一像素的光66通過半反射 鏡15，被兼作為投影透鏡與拍攝透鏡這兩者的投影拍攝透鏡16投影于具有凹凸的被投影 物體表面62。圖14中，參照符號(hào)63表示空間調(diào)制元件60通過投影拍攝透鏡16成像的成 像面。從空間調(diào)制元件60輸出的一像素的光66成像于被投影物體表面62。另一方面，從 被投影物體表面62反射的光成像于攝像元件61。 被投影物體表面62具有凹凸。因此，在與成像面63不一致的面上所成的像會(huì)模 糊。當(dāng)通過透鏡致動(dòng)器(未圖示)使投影拍攝透鏡16沿著光軸方向(圖14的箭頭方向) 移位時(shí)，成像面在箭頭方向變化。因此，在本實(shí)施例中，圖像修正控制器41(圖1)根據(jù)投影 拍攝透鏡16的位移量和此時(shí)成像的像素分辨被投影物體表面62的凹凸，進(jìn)行適應(yīng)被投影 物體表面62的凹凸的圖像處理。例如，移動(dòng)投影拍攝透鏡16，使得被投影物體表面62的凸 部面成為投影拍攝透鏡16的成像面。而且，根據(jù)被投影物體表面62的凹部面的像素的模 糊，使投影于凸部的主圖像的分辨率降低。這樣，無論被投影物體的凹凸如何，均可提供具 有均勻的分辨率的圖像。在本實(shí)施例中，由于投影透鏡兼作為拍攝透鏡，因此可實(shí)現(xiàn)小型化 及低成本化，從而可提供小型且低耗電的投影儀。 在本實(shí)施例所涉及的上述結(jié)構(gòu)中，也可以使用圖15B所示的偏振分束器 (polarizedbeam splitter) 72代替半反射鏡15。 圖15A及圖15B分別表示使用半反射鏡15時(shí)及使用偏振分束器72時(shí)的概略結(jié)構(gòu)。 圖15A是使用半反射鏡15時(shí)的結(jié)構(gòu)圖，圖15B是使用偏振分束器72時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
半反射鏡15例如是使50%的光透過，并反射50%的光的半反射鏡。因此，每當(dāng)光 通過該半反射鏡15或被其反射時(shí)，光強(qiáng)度就會(huì)降低50%。在圖15A中，從空間調(diào)制元件60 射出的光101的50%透過半反射鏡15而成為光102。進(jìn)而，光102通過投射拍攝透鏡16被 投影于屏幕。然后，從屏幕反射的光103通過投影拍攝透鏡16，其50%被半反射鏡15反射 而成為光104，并被攝像元件75拍攝。另一方面，使用圖15B所示的偏振分束器72的結(jié)構(gòu) 包括1/4波長(zhǎng)板76。此時(shí)，作為空間調(diào)制元件，較為理想的是使用對(duì)光的偏振進(jìn)行控制的液 晶顯示元件8。 1/4波長(zhǎng)板76產(chǎn)生90度的相位差，對(duì)于直線偏振，若將滯相軸(lag axis) 設(shè)定為45度，則可以獲得圓偏振的光。液晶顯示元件8通過控制偏振來對(duì)光進(jìn)行調(diào)制。偏 振分束器72是根據(jù)偏振區(qū)分讓光透過或被反射的裝置，通過使偏振分束器72和液晶顯示 元件8的偏振在透射方向?qū)R，可在不降低光強(qiáng)度的情況下使光透過偏振分束器72。
從液晶顯示元件8射出的直線偏振的光105透過偏振分束器72，通過1/4波長(zhǎng)板76而成為圓偏振的光106，并由投射拍攝透鏡16投影于屏幕。從屏幕反射而來的圓偏振的 光107通過投射拍攝透鏡16，通過1/4波長(zhǎng)板76而成為直線偏振的光108。直線偏振的光 108，由于其偏振方向與直線偏振的光105的偏振方向正交，因此，經(jīng)偏振分束器72反射而 被攝像元件75拍攝。 與圖15A的使用半反射鏡15的結(jié)構(gòu)相比，圖15B的使用液晶顯示元件8、偏振分束 器72、l/4波長(zhǎng)板76的結(jié)構(gòu)可提高投影圖像的光利用效率、及拍攝圖像的光利用效率。由 于投影圖像的光利用效率高，因此可提供耗電低的投影儀。而且，由于拍攝圖像的光利用效 率高，因此，攝像元件的曝光時(shí)間短，可拍攝出細(xì)致的圖像。 S卩，根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于可使光學(xué)系統(tǒng)小型化，因此可實(shí)現(xiàn)投影儀的小型化。而 且，由于可高效率地利用偏振，因此可提高光利用效率，從而可實(shí)現(xiàn)耗電低的投影儀。
而且，在欲實(shí)現(xiàn)投影儀的低耗電化的情況下，也可使用反射型LCOS(Liquid CrystalOn Silicon) 71作為空間調(diào)制元件。反射型LC0S71與透射型液晶顯示元件相比，可 提高光利用效率。其原因在于，在透射型液晶顯示元件的情況下，被稱為黑色矩陣(black matrix)的矩陣狀的配線包含在液晶顯示元件的光透射區(qū)域，因此開口率(aperture ratio)降低。而在反射型LCOS的情況下，由于可在作為顯示面的反射面的背面形成配線， 因此可提高開口率。圖16是表示使用反射型LC0S71時(shí)的結(jié)構(gòu)例的圖。由于反射型LC0S71 在其結(jié)構(gòu)中使用偏振分束器72，因此無須重新準(zhǔn)備偏振分束器72。從光源70射出的直線 偏振的光73被偏振分束器72反射，反射型LC0S71將任意像素的偏振方向轉(zhuǎn)動(dòng)90度而進(jìn) 行反射。偏振轉(zhuǎn)動(dòng)了 90度的反射光74通過偏振分束器72，通過1/4波長(zhǎng)板76而成為圓偏 振，將圖像投影于屏幕。此外，通過將攝像元件75配置于圖16所示的位置，從屏幕反射而 來的光通過1/4波長(zhǎng)板76而成為直線偏振，并被偏振分束器72反射而射入攝像元件75。 通過設(shè)成這種結(jié)構(gòu)，可提供光利用效率高且低耗電的投影儀。 而且，當(dāng)使用反射型LC0S71作為空間調(diào)制元件時(shí)，較為理想的是，使用例如半導(dǎo) 體激光器等射出單一偏振的光的光源作為光源70。反射型LC0S71通過根據(jù)圖像信號(hào)控制 光的偏振方向，來對(duì)光進(jìn)行調(diào)制。因此，射入反射型LC0S71的光必須是偏振對(duì)齊的直線偏 振。 一般在具有無規(guī)則的偏振的光的情況下，投影光學(xué)系統(tǒng)讓光透過偏振濾光片以使偏振 方向?qū)R，并去除適當(dāng)?shù)钠癯煞忠酝獾某煞?。由于激光器可射出偏振?duì)齊的直線偏振，因 此，無需偏振對(duì)齊的偏振濾光片，從而可實(shí)現(xiàn)提高光利用效率。
(實(shí)施例5) 其次，以下參照?qǐng)D17至圖19說明本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的投影儀。 本實(shí)施例所涉及的投影儀與上述的各實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，使用掃描型的投影方
式。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1所涉及的投影儀22相同。 圖17示意性地表示掃描型投影方式。如圖17所示，本實(shí)施例所涉及的投影儀包 括激光光源1、準(zhǔn)直透鏡4、第一掃描鏡42、第二掃描鏡43及圖像控制部44。從激光光源1 射出的光束通過準(zhǔn)直透鏡4而成為大致平行的光，并通過第一掃描鏡42和第二掃描鏡43 被投影于屏幕110。圖像控制部44根據(jù)主圖像的信號(hào)，在各像素對(duì)激光光源1的功率進(jìn)行 調(diào)制。大致平行的光的掃描速度充分地快于人眼的時(shí)間分辨能力，因此，用戶會(huì)將投影出的 光看成二維圖像。 這種掃描型投影方式由于是讓大致平行的光的光束掃描，因此，即使當(dāng)屏幕110具有凹凸時(shí)，也可投影模糊感小的圖案圖像。因此，可提高圖像修正的精度，并可提供高畫 質(zhì)的主圖像。 此外，攝像部111與掃描部同步，攝像元件40的快門速度也可以短于可拍攝整個(gè) 圖案圖像的快門速度。圖18表示拍攝被掃描的圖案圖像的一部分的情況。圖18中，虛線 表示被掃描的修正用的圖案圖像112，實(shí)線表示被拍攝到的圖案圖像113。如圖18所示，圖 案圖像112為條紋，攝像部111拍攝一根條紋。圖19是表示作為屏幕的被投影物體上存在 凹凸時(shí)的圖。當(dāng)作為屏幕的被投影物體(未圖示)上存在凹凸時(shí)，例如，圖19的虛線為所 掃描的圖案圖像114，實(shí)線為所拍攝的圖案圖像115。被拍攝到的圖案圖像115，由于是所掃 描的圖案圖像114的條紋中的一根條紋，因此，像圖19那樣，即使在拍攝到的圖案圖像115 的條紋不連續(xù)時(shí)，也可容易地獲知作為屏幕的被投影物體的凹凸。因此，可高精度地修正主 圖像，從而可提供高畫質(zhì)的主圖像。
(實(shí)施例6) 以下參照?qǐng)D20A及圖20B說明本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的投影儀。 本實(shí)施例所涉及的投影儀120具有與圖1所示的實(shí)施例1所涉及的投影儀22相
同的基本結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)于與實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)，使用相同符號(hào)并省略詳細(xì)說明。 本實(shí)施例所涉及的投影儀與上述的各實(shí)施例的投影儀的不同點(diǎn)在于，具備包含預(yù)
測(cè)控制的圖像修正的功能。使用所拍攝到的圖案圖像的幀數(shù)據(jù)對(duì)投影的主圖像進(jìn)行圖像修
正。更具體而言，例如根據(jù)上一個(gè)圖案圖像與再上一個(gè)圖案圖像之間的差分，預(yù)想被投影物
體會(huì)如何變化，來進(jìn)行圖像修正。 圖20A及圖20B表示隨著平面狀的被投影物體121與投影儀120的相對(duì)角度的變 化，作為修正用圖像的圖案圖像發(fā)生變化的情況。圖20A表示在投影儀120與被投影物體 121的相對(duì)角度呈角度122(e 1)時(shí)所拍攝到的圖案圖像123。圖20B表示在投影儀120與 被投影物體121的相對(duì)角度呈角度132( e 2)時(shí)所拍攝到的圖案圖像133。如果投影儀120 從圖20A所示的狀態(tài)，沿著圖中的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，投影儀120與被投影物體121的相對(duì)角度 122從122 ( e 1)擴(kuò)大成角度132 (92)。如果相對(duì)角度從122 ( e 1)擴(kuò)大成角度132 (92)， 則由于投影的圖案圖像的歪斜變大，因此，所拍攝到的圖案圖像為圖案圖像133。這樣，可以 得知如果投影儀120與被投影物體121的相對(duì)角度變大，則梯形歪斜會(huì)變得更大。可以根 據(jù)所拍攝到的圖案圖像123與圖案圖像133求出相對(duì)角度122與相對(duì)角度132。例如，如果 相對(duì)角度122為ei，相對(duì)角度132為9 2，則由下式求出9 3。9 3= e 2+( e 2- e l) 預(yù)測(cè)圖20B的下一狀態(tài)的相對(duì)角度為9 3的狀態(tài)，對(duì)下一個(gè)將要顯示的主圖像進(jìn) 行修正。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以使用所拍攝到的圖案圖像的變化更早地修正主圖像。因此，即 使當(dāng)投影儀與被投影物體的相對(duì)角度或相對(duì)位置隨時(shí)變化時(shí)，也可提供更高畫質(zhì)的圖像。
(實(shí)施例7) 接著說明本發(fā)明的實(shí)施例7所涉及的投影儀。 以下參照?qǐng)D21說明本實(shí)施例7所涉及的投影儀77的結(jié)構(gòu)。 本投影儀77與圖1所示的投影儀22的不同點(diǎn)在于，包括用于切換是否將修正用 圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào)之間的切換信息輸入部47、及檢測(cè)投影儀的運(yùn)動(dòng)傳感 器37，圖像修正控制器41 (切換部)基于切換信息輸入部47或運(yùn)動(dòng)傳感器37的輸出，切換是否插入修正用圖像信號(hào)。 在屏幕(未圖示)和投影儀77被固定的狀態(tài)下，例如，將投影儀77放置在桌子上 使用時(shí)，無須隨時(shí)修正主圖像。另一方面，對(duì)觀看主圖像的用戶而言，插入修正用圖像相當(dāng) 于插入灰色圖像，因此，主圖像的對(duì)比度會(huì)稍微降低。 因此，如上所述，在屏幕與投影儀77的相對(duì)位置關(guān)系已固定，無須隨時(shí)修正主圖 像等的情況下，切斷切換信息輸入部47，不將修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào) 之間。切換信息輸入部47例如可以是設(shè)置在投影儀77的框體上的開關(guān)，也可以是能夠從 外部進(jìn)行控制的遙控器。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)僅在有必要時(shí)才插入修正用圖像以實(shí)現(xiàn)高畫質(zhì)的低耗電的 投影儀。 作為切換部而發(fā)揮功能的圖像修正控制器41也可具備以下功能，S卩，在指定期間
內(nèi)連續(xù)地插入修正用圖像，并基于在該期間內(nèi)拍攝到的各修正用圖像的比較結(jié)果，辨別插
入修正用圖像的必要性。即，如果在指定期間內(nèi)拍攝到的修正用圖像沒有變化，則判斷屏幕
與投影儀77的相對(duì)位置關(guān)系未發(fā)生變化，而將直至插入下一修正用圖像為止的間隔設(shè)定
得較長(zhǎng)。另一方面，如果在指定期間內(nèi)拍攝到的修正用圖像發(fā)生變化，則判斷屏幕與投影儀
77的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生了變化，從而將直至插入修正用圖像為止的間隔縮短。根據(jù)本實(shí)施
例的結(jié)構(gòu)，用戶不用操作投影儀77，可自動(dòng)地判斷是否插入修正用圖像。 本投影儀77包括檢測(cè)投影儀77的移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器37，作為切換部而發(fā)揮功能
的圖像修正控制器41進(jìn)行如此控制，使得當(dāng)運(yùn)動(dòng)傳感器37檢測(cè)出移動(dòng)時(shí)，插入所述修正用
圖像信號(hào)，而當(dāng)運(yùn)動(dòng)傳感器37未檢測(cè)出移動(dòng)時(shí)，不插入所述修正用圖像信號(hào)。 本投影儀77通過上述的結(jié)構(gòu)，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器37的移動(dòng)檢測(cè)結(jié)果而自動(dòng)地插
入修正用圖像或不插入修正用圖像，因此，可高精度地判斷是否需要對(duì)圖像進(jìn)行修正，從而
可高效率地插入修正用圖像。 作為運(yùn)動(dòng)傳感器37，可使用例如角速度傳感器。當(dāng)手持著投影儀77進(jìn)行投影時(shí)， 會(huì)因手的振動(dòng)等產(chǎn)生角速度。因此，在設(shè)置有角速度傳感器作為運(yùn)動(dòng)傳感器37的情況下， 如果由角速度傳感器檢測(cè)到角速度，則判斷投影儀77在移動(dòng)，并插入修正用圖像信號(hào)以隨 時(shí)開始對(duì)主圖像的修正。 在投影儀77具備用于光學(xué)式手抖修正的角速度傳感器的情況下，也可將該角速 度傳感器作為運(yùn)動(dòng)傳感器47來利用。作為本運(yùn)動(dòng)傳感器47并不限于角速度傳感器，可以 使用加速度傳感器、地磁傳感器等可檢測(cè)投影儀77的移動(dòng)的傳感器。 [o巧e](實(shí)施例8) 圖22A及圖22B是表示本發(fā)明的實(shí)施例8所涉及的投影儀的使用例的圖。本實(shí)施 例所涉及的投影儀22包括攝像元件，因此，不僅可用作投影元件，而且可用作攝像元件。
如圖22A所示，本投影儀22不僅具有將圖案圖像51投影至被投影物體以把握被 投影物體的形狀的功能，而且還具有在所拍攝到的圖像中，將存在于被投影物體中的三維 形狀的物體50與二維(平面)背景80分開的功能。通過一邊照射圖案圖像51 —邊拍攝 被投影物體來存儲(chǔ)被投影物體的形狀，另一方面，在不投影圖案圖像51的時(shí)候也僅拍攝被 投影物體。由于可根據(jù)一邊照射圖案圖像51 —邊拍攝到的被投影物體來解析被投影物體 的形狀，因此，可將存在于被投影物體中的三維形狀的物體50和二維的背景51分開，并僅截取物體50而加以存儲(chǔ)。因此，可進(jìn)行從所拍攝到的圖像中除去背景51并自動(dòng)地截取物 體50的處理(剪切處理(trimming processing))。 投影儀22，例如，如圖22B所示，可將背切抽出的物體的圖像52在除去了景部部
分24的狀態(tài)下投影至其他屏幕。而且，也可將背切抽出的物體的圖像52與其他圖像合成
并進(jìn)行投影。(實(shí)施例9) 近年來，使用三原色的激光光源的圖像顯示裝置正廣泛地被開發(fā)。其理由是因?yàn)?br> 該圖像顯示裝置具有如下的優(yōu)點(diǎn)，即，通過利用激光的單色性可獲得色彩再現(xiàn)性優(yōu)良的影
像，而且，通過使用電光轉(zhuǎn)換效率高且可提高光利用效率的半導(dǎo)體激光器可實(shí)現(xiàn)小型且低
耗電的設(shè)備。其中，根據(jù)圖像信號(hào)讓強(qiáng)度經(jīng)過調(diào)制的激光掃描來形成圖像的這一類型的掃
描型圖像顯示裝置，可以實(shí)現(xiàn)能進(jìn)一步小型化和低耗電化且便攜性優(yōu)異的圖像顯示裝置。
在日本專利公開公報(bào)特開2003-29201號(hào)(以下稱作"專利文獻(xiàn)2")中，揭示了鑒于這種便
攜性優(yōu)異的圖像顯示裝置的使用環(huán)境可以修正用圖像顯示裝置與影像顯示對(duì)象物的位置
關(guān)系的掃描型圖像顯示裝置。根據(jù)專利文獻(xiàn)2，用測(cè)量用的激光照射影像顯示對(duì)象物，通過
測(cè)量反射光射向光檢測(cè)器的入射角度，可根據(jù)三角測(cè)量原理測(cè)定掃描型圖像顯示裝置與影
像顯示對(duì)象物之間的距離或影像顯示對(duì)象物的形狀，從而對(duì)顯示圖像進(jìn)行修正。 但是，對(duì)于以往的掃描型圖像顯示裝置而言，雖然已認(rèn)識(shí)到必須根據(jù)掃描型圖像
顯示裝置與影像顯示對(duì)象物之間的距離或影像顯示對(duì)象物的形狀來修正顯示圖像這一問
題，但完全未觸及以下問題，即，在考慮便攜性優(yōu)異的圖像顯示裝置的使用環(huán)境時(shí)，必須進(jìn)
一步修正由影像顯示對(duì)象物的色斑或花紋、素材的差別等引起的影像的劣化。也就是，可充
分設(shè)想到不是在以往與投影儀組合使用的專用屏幕等上，而是在具有各種反射率的散射面
(以下稱為被投影面)上顯示影像的情況，或者當(dāng)手持掃描型圖像顯示裝置而使其工作時(shí)，
被投影面隨時(shí)移動(dòng)的情況。在這種狀況下，必須根據(jù)被投影面的光譜反射率來調(diào)整投射的
影像。即，在被投影面上有色斑或花紋、或被投影面由材質(zhì)不同的部件構(gòu)成、或被投影面的
一部分缺失時(shí)，通過對(duì)圖像進(jìn)行修正以抵消色斑或花紋，或者投射光量已按照每個(gè)部件的
反射率而被修正的圖像，或者不將影像投射到被投影面的缺失部分，從而可良好地顯示影
像。但是，以往的掃描型圖像顯示裝置存在無法基于這種光譜反射率進(jìn)行修正的問題。 本實(shí)施例鑒于上述問題，其目的在于提供一種小型的掃描型圖像顯示裝置及圖像
修正方法，該小型的掃描型圖像顯示裝置具有如下功能，即，在將影像顯示到各種被投影面
時(shí)，由掃描型圖像顯示裝置測(cè)定被投影面的光譜反射率，并基于被投影面的光譜反射率修
正顯示的影像。 圖23表示本發(fā)明的實(shí)施例9所涉及的掃描型圖像顯示裝置200的概略結(jié)構(gòu)。
如圖23所示，掃描型圖像顯示裝置200包括各色的激光光源201R、激光光源 202B、激光光源203G、驅(qū)動(dòng)電路204、控制部205、空間調(diào)制元件206、分色鏡207至209、掃描 部210、光檢測(cè)器213、修正部214及存儲(chǔ)部215。從各色的激光光源201R、202B、203G射出 紅色、藍(lán)色、綠色的激光。激光光源201R及激光光源202B為半導(dǎo)體激光器。激光光源203G 是所謂的第二諧波(Second Harmonic Generation :SHG)的綠色激光光源，其組合了通過半 導(dǎo)體激光器激勵(lì)射出紅外激光的固體激光器和第二諧波產(chǎn)生元件。各色的激光光源201R、 202B、203G由驅(qū)動(dòng)電路204驅(qū)動(dòng)。從激光光源203G射出的綠色激光通過設(shè)置在其光路上的空間調(diào)制元件206被進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。 作為空間調(diào)制元件206，可使用聲光元件或電光元件等。 分色鏡207至209具有反射指定波長(zhǎng)的光的功能、和讓該指定波長(zhǎng)以外的光透過 的功能，并使波長(zhǎng)不同的R、G、B的激光的光軸一致。掃描部210讓激光211掃描被投影面 212。作為掃描部210，例如，可使用壓電驅(qū)動(dòng)型或靜電驅(qū)動(dòng)型的微鏡。由被投影面212反射 散射后的激光被光檢測(cè)器213接收?？刂撇?05基于影像信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路204、掃描部 210及調(diào)制器206。光檢測(cè)器213的輸出被輸入控制部205，并與指定掃描部210的掃描角 的值一起被記錄于存儲(chǔ)部215。修正部214基于光檢測(cè)器213的輸出或記錄在存儲(chǔ)部215 的值、及掃描部210的每個(gè)掃描角度的光譜反射率進(jìn)行圖像修正，將經(jīng)過修正的圖像信號(hào) 輸入控制部205。 圖24表示光檢測(cè)器213的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖24所示，光檢測(cè)器213包括電路基 板221、形成在該電路基板221上的檢測(cè)部222a、222b及222c。檢測(cè)部222a、222b及222c 分別安裝有讓紅色光、綠色光、藍(lán)色光透過的彩色濾光片。被被投影面212反射散射的激光 射入光檢測(cè)器222a、222b、222c，根據(jù)激光的波長(zhǎng)而透過彩色濾光片，從而可以檢測(cè)每一激 光波長(zhǎng)的受光量。 電路基板221將每一激光波長(zhǎng)的受光量作為電信號(hào)而發(fā)送至控制部205。電路基 板221被預(yù)先進(jìn)行調(diào)整，使得當(dāng)白色光射入光檢測(cè)器213時(shí)，紅色、綠色、藍(lán)色的光量信號(hào)相 同。對(duì)于光檢測(cè)器222a、222b、222c而言，可設(shè)置3個(gè)獨(dú)立的光檢測(cè)器，也可將一個(gè)光檢測(cè) 器進(jìn)行區(qū)域分割而加以使用。 圖25A及圖25B表示未使用彩色濾光片時(shí)的光檢測(cè)器213的檢測(cè)信號(hào)的示例。假 設(shè)各色的激光光源201R、激光光源202B及激光光源203G分別單獨(dú)地以短時(shí)間發(fā)光的色彩 序列模式(color sequential mode)而工作。此時(shí)，如果沿著時(shí)間軸描繪激光的發(fā)光強(qiáng)度， 則如圖25A所示。如果與激光的發(fā)光時(shí)機(jī)同步地在短時(shí)間內(nèi)獲取光檢測(cè)器的輸出，則如圖 25B所示，可測(cè)量各激光光源的反射散射光的強(qiáng)度。在此情況下，無需彩色濾光片，而且電路 也可以是單通道，因此，可簡(jiǎn)化光檢測(cè)器213的結(jié)構(gòu)。 用圖23來說明本實(shí)施例的掃描型圖像顯示裝置的動(dòng)作。首先，控制部205接收來 自圖像輸入部(未圖示)的圖像信號(hào)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路204、調(diào)制器206、掃描部210進(jìn)行控制。 驅(qū)動(dòng)電路204驅(qū)動(dòng)各色的激光光源201R、激光光源202B及激光光源203G，并對(duì)半導(dǎo)體激光 器即激光光源201R、激光光源202B直接進(jìn)行調(diào)制。由于無法高速地直接調(diào)制作為SHG綠色 激光的激光光源203G，因此利用調(diào)制器206進(jìn)行調(diào)制。根據(jù)圖像信號(hào)而被恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了強(qiáng) 度調(diào)制的R、G、B的激光通過分色鏡207至209而合成為一束光束。然后，作為激光211，通 過根據(jù)圖像信號(hào)而受到控制部205驅(qū)動(dòng)的掃描部210來掃描，在被投影面212上形成圖像。 由光檢測(cè)器213針對(duì)激光211的各波長(zhǎng)，檢測(cè)由投影面212反射散射的激光。在此，將激光 211按照各波長(zhǎng)進(jìn)行分離的功能也可由圖24所示的附帶彩色濾光片的光檢測(cè)器213來實(shí) 現(xiàn)。而且，也可采用圖25A及圖25B所示的使各波長(zhǎng)具有時(shí)間差的發(fā)光方式。由光檢測(cè)器 213檢測(cè)出的激光的各波長(zhǎng)的強(qiáng)度被發(fā)送至控制部205?？刂撇?05將表示掃描部210的掃 描角的值、即雙軸鏡的驅(qū)動(dòng)量或掃描角檢測(cè)部(未圖示)的信號(hào)與光檢測(cè)器213的信號(hào)組 成一組而記錄到存儲(chǔ)部215。由于存儲(chǔ)部215中記錄有每個(gè)掃描角的光譜反射率，因此，可 獲得被投影面212的光譜反射率分布，修正部214基于該信息，對(duì)從圖像輸入部(未圖示)輸入控制部205的圖像信號(hào)進(jìn)行修正。 用圖26A、圖26B、圖27A及圖27B來說明本實(shí)施例所涉及的用以修正用圖像的工 序。 圖26A及圖26B是表示被投影面212上的掃描線和掃描線上的各波長(zhǎng)的反射光量 的圖。圖26A及圖26B所示的被投影面212由反射率不同的兩個(gè)被投影面212a及212b構(gòu) 成。231是作為激光211的掃描軌跡的掃描線，掃描線231集合而形成掃描區(qū)域232。區(qū)域 233、234及235是被投影面212上的反射率的光譜特性與周圍不同的區(qū)域，例如是色斑或帶 有顏色的花紋。而且，被投影面212相對(duì)于掃描區(qū)域232處于右上角缺失的狀態(tài)。為了便 于說明，假設(shè)在掃描區(qū)域232中顯示全面白色的圖像。此時(shí)，如果被投影面212的光譜反射 率與波長(zhǎng)無關(guān)，則由于白色光射入光檢測(cè)器213，因此，紅色、綠色、藍(lán)色的光量信號(hào)變得相 同。 在圖26A中，相對(duì)于掃描線231a的光檢測(cè)器213的信號(hào)如圖26B所示。在存在被 投影面212的位置，檢測(cè)出相同強(qiáng)度的紅色、綠色、藍(lán)色的光量信號(hào)，而從掃描線231a落在 被投影面212的缺失部的位置起，無法檢測(cè)出紅色、綠色、藍(lán)色全部的信號(hào)。因此，預(yù)先決定 指定的臨界值，當(dāng)三種顏色的光量信號(hào)為臨界值以下時(shí)，可判斷被投影面212缺失。設(shè)置臨 界值是因?yàn)橛袝r(shí)周圍的背景光會(huì)進(jìn)入光檢測(cè)器，有時(shí)光量信號(hào)也不會(huì)為0。這樣，只要可檢 測(cè)出被投影面212的缺失部，就可通過不使激光照射到缺失部來削減電力，因此有益于便 攜設(shè)備的省電。 圖27A也是表示被投影面212上的掃描線與掃描線上的各波長(zhǎng)的反射光量的圖。 在圖27A中，相對(duì)于掃描線231b的光檢測(cè)器213的信號(hào)如圖27B所示。在存在被投影面 212的位置，檢測(cè)出相同強(qiáng)度的紅色、綠色、藍(lán)色的信號(hào)，而從掃描線231b落在被投影面212 的區(qū)域233的位置起，紅色、綠色、藍(lán)色的光量信號(hào)變得不同。由于在區(qū)域233中紅色光量 信號(hào)的反射光量的比率高，所以可判斷在區(qū)域233中存在紅色成分高的色斑。因此，可在激 光掃描區(qū)域233時(shí)增強(qiáng)綠色、藍(lán)色的光量以修正色斑?；蛘咭部山档图t色的光量以修正色 斑。當(dāng)降低紅色的光量時(shí)，雖然會(huì)與周圍的區(qū)域產(chǎn)生明暗差，但由于耗電降低，因此，有益于 便攜設(shè)備的省電。如果在被投影面212a上的檢測(cè)位置241b與被投影面212b上的檢測(cè)位 置241c處，對(duì)相對(duì)于掃描線231b的光檢測(cè)器213的信號(hào)進(jìn)行比較，由于檢測(cè)位置241b處 的紅色、綠色、藍(lán)色的光量比與檢測(cè)位置241c處的紅色、綠色、藍(lán)色的光量比相等，因此，可 判斷檢測(cè)位置241b與檢測(cè)位置241c處不存在色差，但存在明暗差。這樣，通過在掃描區(qū)域 232內(nèi)對(duì)紅色、綠色、藍(lán)色的光量比進(jìn)行比較，可檢測(cè)出色斑或明暗差，因此，如上所述，通過 修正各色的激光光源201R、激光光源202B及激光光源203G的光量，可顯示出不受被投影面 的色斑或明暗差的影響的高畫質(zhì)的圖像。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化說明假設(shè)將 白色光照射至被投影面，但并不限于白色光，也可根據(jù)通常的顯示圖像獲得光譜反射率分 布。在此情況下，由于預(yù)先根據(jù)顯示的圖像信息獲知三原色的激光的輸出比，因此，通過將 其與光檢測(cè)器測(cè)量出的三原色的激光的光量比作比較，可獲知光譜反射率分布。而且，通過 對(duì)光檢測(cè)器測(cè)量出的三原色的激光的總光量進(jìn)行比較，也可得知反射率分布。
在本實(shí)施例中，說明了包括多個(gè)激光光源的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可使用單一的激光光源， 在此情況下，無需彩色濾光片。
(實(shí)施例IO)
圖28表示本實(shí)施例10的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)。如圖28所示，本掃描 型圖像顯示裝置與圖23所示的掃描型圖像顯示裝置的不同點(diǎn)在于，其包括位置穩(wěn)定性檢 測(cè)部251。位置穩(wěn)定性檢測(cè)部251檢測(cè)掃描型圖像顯示裝置的姿勢(shì)變化或位置變化，并將 檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至控制部。具體而言，位置穩(wěn)定性檢測(cè)部251只要是加速度傳感器、地磁傳感 器、或陀螺儀等可檢測(cè)加速度、角加速度、斜度等的裝置即可。 本實(shí)施例的掃描型圖像顯示裝置包括位置穩(wěn)定性檢測(cè)部251，因此，可檢測(cè)姿勢(shì)變 化或位置變化。由于當(dāng)姿勢(shì)變化或位置變化的量較大時(shí)，所顯示的圖像的位置也會(huì)大幅變 動(dòng)，所以即使不進(jìn)行圖像修正，觀看者也不會(huì)在意畫質(zhì)，因此可停止圖像修正。另一方面，如 果不存在姿勢(shì)變化或位置變化，那么顯示圖像的位置也固定不變，因此，可通過進(jìn)行圖像修 正獲得高畫質(zhì)的顯示圖像。此時(shí)，當(dāng)控制部205根據(jù)位置穩(wěn)定性檢測(cè)部251的檢測(cè)信號(hào)判斷
出不存在姿勢(shì)變化或位置變化時(shí)，可以不會(huì)引起觀看者察覺的程度，短時(shí)間地照射白色光 以取得圖像修正用的數(shù)據(jù)。當(dāng)姿勢(shì)變化或位置變化的量少時(shí)，無論進(jìn)行或不進(jìn)行圖像修正 均可。為了取得伴隨光譜反射率分布測(cè)量的電力的削減與顯示圖像的畫質(zhì)提高的平衡，也 可以根據(jù)姿勢(shì)變化或位置變化的頻率來改變用于圖像修正的光譜反射率分布的測(cè)量頻率。 即，如果不存在姿勢(shì)/位置的變化，則可以在最初僅測(cè)量一次光譜反射率分布，如果姿勢(shì)/ 位置的變化頻率大，則可以多次測(cè)量光譜反射率分布。這樣，由于通過設(shè)置位置穩(wěn)定性檢測(cè) 部251可以檢測(cè)顯示圖像的位置變化，因此，可獲得如下的效果，即，可根據(jù)有無位置變化 來切換是否進(jìn)行圖像修正，當(dāng)顯示圖像的位置大幅變動(dòng)而無需圖像修正時(shí)，停止圖像修正， 從而可削減電力。
(實(shí)施例ll) 圖29表示本發(fā)明的實(shí)施例11所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)。在圖29 中，對(duì)于與圖28所示的實(shí)施例10所涉及的掃描型圖像顯示裝置相同的結(jié)構(gòu)，使用相同符號(hào) 并省略詳細(xì)說明。 如圖29所示，本掃描型圖像顯示裝置包括與R、G及B的各色激光對(duì)應(yīng)的偏振分束
器(polarized beam splitter) 261、檢測(cè)各色激光光源的光輸出的光源輸出檢測(cè)器262、針
孔(pin hole)264、直角棱鏡266及光檢測(cè)器267。光源輸出檢測(cè)器262與光檢測(cè)器267同
樣由光電二極管等構(gòu)成。一對(duì)光源輸出檢測(cè)器262與光檢測(cè)器267也可設(shè)置在同一基板上。
而且，也可對(duì)同一光電二極管進(jìn)行區(qū)域分割，將其中之一的區(qū)域用作光源輸出檢測(cè)器262，
而將另一區(qū)域用作光檢測(cè)器267。在進(jìn)行區(qū)域分割的情況下具有實(shí)現(xiàn)低成本的效果。本掃
描型圖像顯示裝置還包括四分之一波長(zhǎng)板263、265。四分之一波長(zhǎng)板263、265將透過的激
光的偏振狀態(tài)從直線偏振轉(zhuǎn)換成圓偏振。圖29中，264為針孔，266為直角棱鏡。 圖28表示本發(fā)明的實(shí)施例11所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)。圖28
中，對(duì)于與圖27所示的實(shí)施例10所涉及的掃描型圖像顯示裝置相同的結(jié)構(gòu)，使用相同符號(hào)
并省略詳細(xì)說明。 以下，用圖29說明本掃描型圖像顯示裝置的動(dòng)作。 從激光光源201射出的激光為直線偏振，使其偏振面從透過偏振分束器261的偏 振面起稍微轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，入射偏振分束鏡261的激光大部分透過該偏振分束器261，而一部 分激光被反射后射入光源輸出檢測(cè)器262，其光量被檢測(cè)。透過偏振分束器261的激光透過 四分之一波長(zhǎng)板263之后，其偏振狀態(tài)成為圓偏振，然后被分色鏡209反射，通過針孔264之后，由掃描部210掃描在被投影面212上。 通過被投影面212反射散射的激光一部分被掃描部210反射，以與去路相反的順 序返回針孔264及分色鏡209，并透過四分之一波長(zhǎng)板263。此時(shí)，激光的偏振狀態(tài)雖然從 圓偏振恢復(fù)成直線偏振，但已成為偏振面與原先的直線偏振的偏振面正交的直線偏振。
因此，返回的激光被偏振分束器261反射，并透過四分之一波長(zhǎng)板265，被直角棱 鏡266反射兩次之后再次透過四分之一波長(zhǎng)板265。透過四分之一波長(zhǎng)板265并射入偏振 分束器261的激光的偏振面進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)90度，因此，透過偏振分束器261并射入光檢測(cè)器 267。 關(guān)于各色的激光光源201R、激光光源202B及激光光源203G，通過對(duì)光源輸出檢測(cè) 器262檢測(cè)到的各色激光的光量與光檢測(cè)器267檢測(cè)到的從被投影面212返回的激光的光 量進(jìn)行比較，可獲得被投影面212的反射、散射的光譜數(shù)據(jù)，因此，通過與原先的圖像信號(hào) 作比較而進(jìn)行修正，可顯示出不受被投影面212的色斑或反射、散射率的差影響的高畫質(zhì) 的圖像。 在本實(shí)施例中，可通過設(shè)置光源輸出檢測(cè)器262檢測(cè)來自各色的激光光源201R、 激光光源202B及激光光源203G的輸出。其結(jié)果，即使各色的激光光源201R、激光光源202B 及激光光源203G的輸出存在波動(dòng)，也可高精度地檢測(cè)被投影面212的色斑或反射、散射率。 而且，通過由光檢測(cè)器267檢測(cè)經(jīng)由掃描部210而返回的激光的光量，可以高精度地檢測(cè)被 投影面212的受到激光照射的部分的色斑或反射、散射率。 而且，通過設(shè)置針孔264，可遮擋來自投影部212的受到激光照射的部分以外的
光，因此，可更高精度地檢測(cè)受到激光照射的部分的色斑或反射/散射率。 此外，激光擴(kuò)散角的下限可根據(jù)光束直徑及波長(zhǎng)來決定，例如，如果是波長(zhǎng)為
630nm的紅色激光，且光束直徑為lmm，則擴(kuò)散角的下限值為0. 8mrad。實(shí)際上在多數(shù)情況
下，擴(kuò)散角會(huì)達(dá)到下限值的2至3倍，因此，可預(yù)先考慮到會(huì)有擴(kuò)張至大約2. 4mrad的可能性。 因此，為了不使從掃描部返回的激光的一部分被遮擋不能通過針孔264，而讓該激 光全部通過針孔264，若將掃描部210中的激光的直徑設(shè)為D(m)，將掃描部210與針孔264 之間的距離設(shè)為L(zhǎng)(m)時(shí)，則可將針孔264的直徑(m)設(shè)為D+LXO. 0024以上。而且還得知， 即使包含來自鄰接的掃描部位的返回光，也不易辨別畫質(zhì)的劣化，因此，將針孔264的直徑 (m)設(shè)為D+LXO. 0072以下。
(實(shí)施例12) 圖30表示本發(fā)明的實(shí)施例12所涉及的掃描型圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)。圖30 中，對(duì)于與圖29所示的實(shí)施例11所涉及的掃描型圖像顯示裝置相同的結(jié)構(gòu)，使用相同符號(hào) 并省略詳細(xì)說明。 如圖30所示，掃描型圖像顯示裝置包括各色的激光光源201R、激光光源202B、激 光光源203G、驅(qū)動(dòng)電路204、控制部205、空間調(diào)制元件206、分色鏡207至209、掃描部210、 修正部214、存儲(chǔ)部215、位置穩(wěn)定性檢測(cè)部251及針孔264。 與實(shí)施例9同樣，激光光源201R及激光光源202B通過驅(qū)動(dòng)電路204直接對(duì)輸出 激光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制。從激光光源203G射出的綠色激光的強(qiáng)度，通過驅(qū)動(dòng)電路204，由設(shè)置在 其光路上的空間調(diào)制元件206來調(diào)制。
掃描型圖像顯示裝置200還包括具有偏振全息和衍射光柵的光分歧元件271、光 檢測(cè)器兼光源輸出檢測(cè)器272、四分之一波長(zhǎng)板273、274及鏡275。 光分歧元件271是根據(jù)入射的激光的偏振方向?qū)ρ苌?透射進(jìn)行切換，并且根據(jù) 激光的波長(zhǎng)進(jìn)行衍射的光學(xué)元件。本實(shí)施例所涉及的光分歧元件271被設(shè)成，在偏振面與 圖30的紙面平行的情況下，向垂直于該紙面的方向衍射。 圖31是表示光檢測(cè)器兼光源輸出檢測(cè)器272的俯視圖。檢測(cè)器兼光源輸出檢測(cè) 器272包括光源輸出檢測(cè)部272a、272b及272c和光檢測(cè)部272d、272e、272f 。光檢測(cè)器兼 光源輸出檢測(cè)器272是將光電二極管進(jìn)行區(qū)域分割而形成的。在圖30中，從各色的激光光 源201R、激光光源202B、激光光源203G射出的激光，與實(shí)施例11同樣，其一部分被偏振分 束器261反射，并且在光分歧元件271由于波長(zhǎng)的差異而被衍射，并射入圖31所示的光源 輸出檢測(cè)部272a、272b、272c。 在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的激光射入272c，波長(zhǎng)最短的激光射入272a。 S卩，藍(lán)色激 光、綠色激光、紅色激光按此順序分別射入光源輸出檢測(cè)部272a、272b、272c。
接著，從被投影面212返回的激光依次通過四分之一波長(zhǎng)板273、偏振分束器261、 四分之一波長(zhǎng)板274、鏡275、偏振分束器261而射入光分歧元件271。由于射入光分歧元件 271的激光的偏振面與圖30的紙面平行，因此，通過偏振全息向垂直于該紙面的方向衍射， 然后，由于波長(zhǎng)的差異而被衍射，并射入圖31所示的光源輸出檢測(cè)器兼光檢測(cè)器272的光 檢測(cè)部272d、272e、272f。通過比較光源輸出檢測(cè)部檢測(cè)到的光量與光檢測(cè)部檢測(cè)到的光 量，可獲得被投影面212的反射、散射的光譜數(shù)據(jù)，因此，通過與原先的圖像信號(hào)作比較而 進(jìn)行修正，可顯示出不受被投影面212的色斑或反射、散射率的差影響的高畫質(zhì)的圖像。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，通過將各色的激光光源201R、激光光源202B及激光光源 203G的光源輸出檢測(cè)器與光檢測(cè)器加以集成，可獲得實(shí)現(xiàn)小型且成本低的效果。
(實(shí)施例13) 圖32是表示本發(fā)明的實(shí)施例13所涉及的掃描型圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖32 中，對(duì)于與圖30所示的實(shí)施例12所涉及的掃描型圖像顯示裝置相同的結(jié)構(gòu)，使用相同符號(hào) 并省略詳細(xì)說明。 在圖31(應(yīng)為圖32)中，281為乘法器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行乘法運(yùn)算并加以輸出。282 為低通濾波器(low pass filter)，除去輸入信號(hào)的交流成分而輸出直流成分。在本實(shí)施例 13中，控制部205除了基于影像信號(hào)之外，還基于例如100MHz的調(diào)制信號(hào)來控制驅(qū)動(dòng)電路 4。各色的激光光源201R、激光光源202B、激光光源203G除了基于影像信號(hào)而被調(diào)制之外， 還以lOOMHz被加以調(diào)制。由光檢測(cè)器兼光源輸出檢測(cè)器272的光檢測(cè)部272d、272e、272f 檢測(cè)到的信號(hào)被輸入乘法器281。乘法器281中也輸入有來自控制部205的lOOMHz的調(diào)制 信號(hào)。 在圖32中，281為乘法器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行乘法運(yùn)算并加以輸出。282為低通濾波 器，除去輸入信號(hào)的交流成分而輸出直流成分。在本實(shí)施例13中，控制部205除了基于影 像信號(hào)之外，還基于例如lOOMHz的調(diào)制信號(hào)來控制驅(qū)動(dòng)電路4。各色的激光光源201R、激 光光源202B、激光光源203G除了基于影像信號(hào)而被調(diào)制之外，還以lOOMHz被加以調(diào)制。由 光檢測(cè)器兼光源輸出檢測(cè)器272的光檢測(cè)部272d、272e、272f檢測(cè)到的信號(hào)被輸入乘法器 281。由于乘法器281中也輸入有來自控制部205的lOOMHz的調(diào)制信號(hào)，因此，乘法器281僅將由光檢測(cè)器272d、272e、272f檢測(cè)到的信號(hào)中以100MHz調(diào)制的成分作為直流成分加以 輸出，將雜訊成分作為交流成分加以輸出。由于繼乘法器281之后階段的低通濾波器282 僅取出直流成分加以輸出，因此，除去了雜訊成分的檢測(cè)信號(hào)被輸入控制部205。在本實(shí)施 例中，通過對(duì)各色的激光光源201R、激光光源202B、激光光源203G的輸出進(jìn)行調(diào)制，并根據(jù) 調(diào)制信號(hào)對(duì)由光檢測(cè)部檢測(cè)到的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行同步檢測(cè)，可獲得雜訊少的檢測(cè)信號(hào)，因此 可實(shí)現(xiàn)高精度的修正。 如上所述，本發(fā)明所涉及的投影儀的特征在于包括光源；基于圖像信號(hào)對(duì)從所 述光源射出的光進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制部；將包含周期性主圖像信號(hào)的所述圖像信號(hào)輸出至所 述光調(diào)制部并進(jìn)行顯示控制的顯示控制部；投影經(jīng)所述光調(diào)制部調(diào)制的光的投影部；拍攝 基于從所述投影部投影出的光的圖像的攝像部，其中，所述顯示控制部將用于投影修正用 圖像的修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào)之間，該修正用圖像是當(dāng)將圖像時(shí)間積 分時(shí)視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像。 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，由于在周期性主圖像的信號(hào)之間插入將主圖像以外的圖像時(shí)間 積分時(shí)視覺上為白色或灰色的均勻畫面的修正用圖像，因此，觀看主圖像的用戶不會(huì)看到 修正用圖像。由此，可抑制主圖像畫質(zhì)的劣化并插入修正用圖像。而且，如果由攝像部拍攝 該修正用圖像以用于圖像修正，則可實(shí)現(xiàn)可用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)抑制主圖像畫質(zhì)的劣化，并配合 隨時(shí)發(fā)生變化的被投影物體來對(duì)圖像進(jìn)行修正的投影儀。 較為理想的是，所述攝像部與所述修正用圖像的投影時(shí)機(jī)同步地僅拍攝該修正用 圖像。 根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，不拍攝以指定的驅(qū)動(dòng)頻率周期性地被投影的主圖像，而是適時(shí) 地僅拍攝在周期性主圖像之間與該主圖像不毗連地予以插入的修正用圖像。這樣，完全不 需要極其要求即時(shí)性的圖像處理，例如主圖像與修正用圖像的分離處理、或從主圖像中抽 出修正用圖像的處理等。 較為理想的是，所述修正用圖像包含至少兩個(gè)以上的圖像，這些圖像一旦被時(shí)間 積分則圖像面內(nèi)的顏色或輝度的差可相互抵消。 如此，修正用圖像可以是至少兩個(gè)以上的圖像的組合，這些圖像一旦被時(shí)間積分 則圖像面內(nèi)的顏色或輝度的差可相互抵消。因此，各修正用圖像可作為各種顏色、輝度、圖 像圖案的組合，以較高的自由度而構(gòu)成。 較為理想的是，所述投影部以白色光投影所述修正用圖像。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可減小修正用圖像的調(diào)制頻率，從而可實(shí)現(xiàn)低成本且低耗電的投 影儀。 較為理想的是，所述投影部投影至少包含紅色圖像、綠色圖像及藍(lán)色圖像的所述 修正用圖像。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)拍攝修正用圖像時(shí)，由于可減小作為屏幕的被投影物體表面的 反射率的影響，因此，可高精度地拍攝修正用圖像。 較為理想的是，所述投影部投影至少包含存在補(bǔ)色關(guān)系的兩個(gè)圖像的修正用圖像。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可減小修正用圖像的調(diào)制頻率，從而可實(shí)現(xiàn)低成本且低耗電的投 影儀。
24
較為理想的是，所述投影部投影修正用圖像，該修正用圖像抵消在以指定頻率投 影的主圖像的非投影期間內(nèi)由所述攝像部拍攝到的被投影物體本身的顏色或輝度，當(dāng)被時(shí) 間積分時(shí)在被投影物體面內(nèi)為視覺上均勻的白色或灰色的圖像。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于實(shí)質(zhì)上也可將修正用圖像用于主圖像的顏色修正或輝度修 正，因此，可實(shí)現(xiàn)投影更高畫質(zhì)的主圖像的投影儀。 較為理想的是，所述修正用圖像包含輝度反轉(zhuǎn)的至少兩個(gè)以上的圖案圖像。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可將圖案圖像插入主圖像而不被用戶所看到。 較為理想的是，所述圖案圖像的至少其中之一為格子花紋。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可容易地獲知作為屏幕的被投影物體表面的凹凸。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，還包括基于所述攝像部所拍攝到的所述修正用
圖像，對(duì)所述主圖像信號(hào)進(jìn)行修正的修正部，所述修正部修正主圖像的失真。 在此情況下，由于可根據(jù)拍攝到的圖案圖像對(duì)失真圖像進(jìn)行修正，同時(shí)可在圖案
圖像不被用戶看到的狀態(tài)下投影主圖像，因此，可實(shí)現(xiàn)高畫質(zhì)的投影儀。 較為理想的是，所述圖案圖像的至少其中之一為二維碼。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以將二維碼插入主圖像而不使主圖像的畫質(zhì)劣化，且不被用戶 所識(shí)別。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，還包括從所述攝像部拍攝到的所述二維碼中獲 取信息的解析部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可從插入主圖像的二維碼中獲取信息。 較為理想的是，所述修正用圖像為一個(gè)或兩個(gè)以上的均勻圖像。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可容易地獲知作為屏幕的被投影物體的反射率。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，還包括基于所述攝像部所拍攝的所述修正用圖
像，對(duì)所述主圖像信號(hào)進(jìn)行修正的修正部，所述修正部修正主圖像的顏色。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可根據(jù)拍攝到的均勻圖像對(duì)顏色進(jìn)行修正，同時(shí)可在圖案圖像不
被用戶看到的狀態(tài)下投影主圖像，因此，可實(shí)現(xiàn)高畫質(zhì)的投影儀。 較為理想的是，使用LED作為所述光源。 在此情況下，由于可通過所述光源的接通/斷開實(shí)現(xiàn)時(shí)分割圖像顯示方式，因此， 可去除在燈泡光源的情況下所必需的色輪，從而可實(shí)現(xiàn)低成本的投影儀。而且，由于光源本 身小，因此，可實(shí)現(xiàn)小型的投影儀。 較為理想的是，使用激光光源作為所述光源。 在此情況下，可通過所述光源的接通/斷開實(shí)現(xiàn)時(shí)分割圖像顯示方式，從而可實(shí) 現(xiàn)低成本的投影儀。而且，由于光源本身小，因此，可實(shí)現(xiàn)小型的投影儀。此外，由于激光 光源的頻譜寬度小，因此，色彩再現(xiàn)性優(yōu)異，容易進(jìn)行相對(duì)于被投影物體的主圖像的顏色修 正。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述投影部包含投影被所述光調(diào)制部調(diào)制過的 光的投影透鏡，所述攝像部將所述投影透鏡兼用作拍攝透鏡。 在此情況下，可將一個(gè)透鏡兼用作投影透鏡與拍攝透鏡，從而可實(shí)現(xiàn)小型且低成 本的投影儀。
較為理想的是，所述投影部包括根據(jù)偏振分離光的偏振分束器；以及設(shè)置在所述偏振分束器與所述投影透鏡之間，使來回通過該投影透鏡的光在去路與來路上的相位差 為的1/4波長(zhǎng)板。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于可使光學(xué)系統(tǒng)小型化，因此，可實(shí)現(xiàn)投影儀的小型化。而且，由
于可高效地利用偏振，因此，可提高光利用效率，從而可實(shí)現(xiàn)低耗電的投影儀。 較為理想的是，所述光調(diào)制部是對(duì)光進(jìn)行空間調(diào)制的空間調(diào)制元件。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于容易提高光源的功率，因此，可實(shí)現(xiàn)高輝度的投影儀。 較為理想的是，使用反射型的單板液晶顯示元件作為所述空間調(diào)制元件。 在此情況下，可提高光利用效率，從而可實(shí)現(xiàn)低耗電的投影儀。 較為理想的是，使用角度可改變的多個(gè)微鏡作為所述空間調(diào)制元件。 在此情況下，由于可提高時(shí)分割方式的驅(qū)動(dòng)頻率，因此，可獲得色彩中斷被進(jìn)一步
減少的圖像。而且，可進(jìn)一步阻止用戶看到插入主圖像的修正用圖像，從而可使用戶觀看高
畫質(zhì)的主圖像。 較為理想的是，所述光調(diào)制部包括二維掃描光的掃描部、以及調(diào)制從所述光源射 入掃描部的光的強(qiáng)度的強(qiáng)度調(diào)制部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使被投影物體表面存在凹凸，也可投影出模糊感小的圖像。
較為理想的是，所述主圖像的驅(qū)動(dòng)頻率為180Hz以上。 這樣，如果有180Hz以上的驅(qū)動(dòng)頻率，則可使按時(shí)分割方式插入的修正用圖像更 不會(huì)被看到，因此，可觀看高畫質(zhì)的主圖像。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，還包括基于由所述攝像部以不同的幀所拍攝到
的多個(gè)所述修正用圖像，對(duì)被投影物體的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)運(yùn)算的運(yùn)算處理部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可預(yù)測(cè)投影儀與被投影物體的相對(duì)角度的變化、或被投影物體的
形狀變化以修正主圖像，從而可觀看高畫質(zhì)的主圖像。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，還包括發(fā)送或接收表示所述修正用圖像的投影 時(shí)機(jī)的同步信號(hào)的信號(hào)收發(fā)部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用多臺(tái)投影儀時(shí)，可以讓各個(gè)投影儀投影修正用圖像的時(shí)機(jī) 同步，可僅拍攝并取得投影圖像的其他投影儀的修正用圖像。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，還包括切換是否將所述修正用圖像信號(hào)插入所 述周期性主圖像信號(hào)之間的切換部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可切換是否插入修正用圖像信號(hào)。由此，在屏幕與投影儀的相對(duì)的 位置關(guān)系被固定，無須隨時(shí)修正主圖像等的情況下，可停止插入修正用圖像。這樣，僅在必 要時(shí)才插入修正用圖像，從而可實(shí)現(xiàn)高畫質(zhì)且低耗電的投影儀。 在上述的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，還包括檢測(cè)所述投影儀的移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器，所 述切換部在由所述運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)到移動(dòng)時(shí)插入所述修正用圖像信號(hào)，而在所述運(yùn)動(dòng)傳感 器未檢測(cè)到移動(dòng)時(shí)不插入所述修正用圖像信號(hào)。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器的移動(dòng)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)地插入修正用圖像或不插 入修正用圖像，因此，可高精度地判斷是否需要對(duì)圖像進(jìn)行修正，從而可高效地插入修正用 圖像。 本發(fā)明所涉及的另一種投影儀包括光源；基于圖像信號(hào)對(duì)從所述光源射出的光 進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制部；將包含周期性主圖像信號(hào)的所述圖像信號(hào)輸出至所述光調(diào)制部并進(jìn)行顯示控制的顯示控制部；將經(jīng)過所述光調(diào)制部調(diào)制的光投影至被投影物體的投影部；拍 攝所述被投影物體的攝像部；以及生成用于投影修正用圖像的修正用圖像信號(hào)的圖像生成 部，該修正用圖像是抵消在以指定頻率投影的主圖像的非投影期間內(nèi)由所述攝像部拍攝到 的被投影物體本身的顏色或輝度，當(dāng)被時(shí)間積分時(shí)在被投影物體面內(nèi)為視覺上均勻的白色 或灰色的圖像，其中，所述顯示控制部將所述修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào) 之間。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)投影儀與被投影物體的相對(duì)位置隨時(shí)發(fā)生變化時(shí)，也在以 指定頻率投影的主圖像的非投影期間內(nèi)的時(shí)機(jī)，由所述攝像部隨時(shí)拍攝被投影物體本身。 接著，隨時(shí)生成抵消被投影物體本身的顏色或輝度，當(dāng)被時(shí)間積分時(shí)在被投影物體面內(nèi)為 視覺上均勻的白色或灰色的修正用圖像，將該修正用圖像插入周期性主圖像之間。這樣，實(shí) 質(zhì)上也可將修正用圖像用于主圖像的顏色修正或輝度修正，因此可實(shí)現(xiàn)投影更高畫質(zhì)的主 圖像的投影儀。 本發(fā)明另外所涉及的掃描型圖像顯示裝置包括激光光源；根據(jù)圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)所 述激光光源的驅(qū)動(dòng)電路；讓從所述激光光源射出的激光掃描被投影面的掃描部；根據(jù)所述 圖像信號(hào)控制所述掃描部的控制部；檢測(cè)被所述被投影面反射散射的激光的反射散射光量 的光檢測(cè)器；以及基于所述光檢測(cè)器的輸出信號(hào)和所述圖像信號(hào)修正所述激光光源的強(qiáng)度 的修正部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可根據(jù)被投影面上的對(duì)應(yīng)于所述激光光源的波長(zhǎng)的反射率進(jìn)行圖 像修正。 而且，所述激光光源也可以是射出波長(zhǎng)彼此不同的光的多個(gè)激光光源。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可根據(jù)被投影面上的對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)激光源的各波長(zhǎng)的光譜反射
率，進(jìn)行圖像修正。 而且，所述修正部也可包括映射由所述光檢測(cè)器檢測(cè)到的所述激光光源的各光源
的反射散射光量和所述掃描部的掃描角加以存儲(chǔ)的存儲(chǔ)部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可根據(jù)整個(gè)投影面的光譜反射率分布進(jìn)行圖像修正。 而且，所述光檢測(cè)器也可包含選擇性地使所述多個(gè)激光光源的各波長(zhǎng)透過的濾波器。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可測(cè)定對(duì)于所述激光光源的波長(zhǎng)的精確的光譜反射率。 而且，也可對(duì)所述多個(gè)激光光源進(jìn)行時(shí)分割脈沖驅(qū)動(dòng)，并且所述光檢測(cè)器與該激
光光源的驅(qū)動(dòng)時(shí)機(jī)同步地檢測(cè)該各激光光源的反射散射光量。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，不使用波長(zhǎng)選擇濾波器便可檢測(cè)各激光光源的反射散射光量，因 此，可簡(jiǎn)化光檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)。 而且，所述光檢測(cè)器也可檢測(cè)被所述被投影面上的反射散射之后，經(jīng)由所述掃描 部而入射的激光。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可從掃描的激光的部分高精度地檢測(cè)射入的反射散射光。 而且，所述掃描型圖像顯示裝置也可還包括設(shè)置在所述掃描部與所述光檢測(cè)器之
間的針孔。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于可遮擋來自掃描的激光的部分以外的反射散射光，因此，可更 高精度地檢測(cè)激光的反射散射光。
而且，也可以在將所述掃描部的激光的直徑設(shè)為D，將所述掃描部與所述針孔之間 的距離設(shè)為L(zhǎng)時(shí)，使針孔的直徑為(D+LX0.0024)以上且為(D+LX0.0072)以下。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于可使檢測(cè)對(duì)象的激光的反射散射光可靠地通過針孔，并且可 遮擋來自鄰接的掃描部位的返回光，因此，能夠以更高的精度檢測(cè)激光的反射散射光。
而且，所述掃描型圖像顯示裝置還可以包括與所述光檢測(cè)器設(shè)置在同一基板上， 并檢測(cè)所述激光光源的輸出的光源輸出檢測(cè)器。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于光檢測(cè)器與光源輸出檢測(cè)器集成在同一基板上，因此，可使掃 描型圖像顯示裝置小型化。此外，還可以通過在相同基板上對(duì)所述光檢測(cè)器與所述光源輸 出檢測(cè)器進(jìn)行區(qū)域分割而加以使用，可實(shí)現(xiàn)低成本化。 而且，所述掃描型圖像顯示裝置還可以包括檢測(cè)該裝置的位置變化的位置穩(wěn)定性 檢測(cè)部。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可根據(jù)掃描型圖像顯示裝置的移動(dòng)(位置變化)進(jìn)行圖像修正。
而且，所述激光光源也可以是紅色、綠色、藍(lán)色的三色的激光光源。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可顯示全彩圖像。 而且，也可將檢測(cè)所述紅色、綠色、藍(lán)色的三色的激光光源的光源輸出檢測(cè)器與所 述光檢測(cè)器設(shè)置在同 一基板上。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可使對(duì)應(yīng)于全色的掃描型圖像顯示裝置小型化。 而且，所述掃描型圖像顯示裝置還可以包括對(duì)所述激光的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的聲光元
件或電光元件。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可在外部對(duì)激光高速地進(jìn)行調(diào)制，并可將由半導(dǎo)體激光器激發(fā)的 固體激光器用作光源。 而且，也可基于調(diào)制信號(hào)對(duì)所述激光光源的輸出進(jìn)行調(diào)制，并基于所述調(diào)制信號(hào) 對(duì)來自所述光檢測(cè)器的輸出進(jìn)行同步檢測(cè)。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可獲得信噪比較大的良好的檢測(cè)信號(hào)，從而可進(jìn)行更高精度的修 正處理。 而且，本發(fā)明另外所涉及的圖像修正方法包括如下步驟根據(jù)圖像信號(hào)對(duì)激光進(jìn) 行調(diào)制，并由掃描部對(duì)投影面掃描該激光的步驟；針對(duì)各波長(zhǎng)測(cè)量由所述投影面反射散射 的激光的光量的步驟；映射所述檢測(cè)到的各波長(zhǎng)的光量與所述掃描部的掃描角的步驟；基 于所述映射信息控制所述激光的強(qiáng)度，對(duì)圖像進(jìn)行修正的步驟。 根據(jù)上述的方法，可根據(jù)整個(gè)投影面的對(duì)應(yīng)于所述激光光源的波長(zhǎng)的光譜反射率 分布，進(jìn)行圖像修正。 而且，上述方法也可包含投影白色圖像的步驟。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，可容易地測(cè)定 投影面的光譜反射率。而且，也可在所述檢測(cè)到的各波長(zhǎng)的光量為全波長(zhǎng)所指定的值以下 時(shí)，不輸出所述激光。這樣，可在不存在投影面或投影面的反射率極低的區(qū)域中停止激光的 振蕩以減少耗電。而且，也可基于所述檢測(cè)到的各波長(zhǎng)的光量比控制所述激光的輸出強(qiáng)度。 這樣，可根據(jù)投影面的色斑進(jìn)行圖像修正。此外，也可基于所述檢測(cè)到的各波長(zhǎng)的光量及光 量比控制所述激光的輸出強(qiáng)度。這樣，可根據(jù)投影面的平均的反射率不均進(jìn)行圖像修正。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性 本發(fā)明的投影儀可以作為可攜帶的小型圖像顯示裝置加以利用，而且還可作為內(nèi)置于便攜設(shè)備中的圖像顯示裝置加以利用。 此外，發(fā)明的詳細(xì)說明中的具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├齼H為了使本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容變 得明確，不應(yīng)僅限定于這樣的具體例而被狹義地解釋，在本發(fā)明的精神和其次所記載的權(quán) 利要求事項(xiàng)的范圍內(nèi)，可實(shí)施各種變更。
權(quán)利要求
一種投影儀，其特征在于包括光源；光調(diào)制部，基于圖像信號(hào)對(duì)從所述光源射出的光進(jìn)行調(diào)制；顯示控制部，將包含周期性主圖像信號(hào)的所述圖像信號(hào)輸出至所述光調(diào)制部并顯示控制；投影部，投影經(jīng)所述光調(diào)制部調(diào)制的光；攝像部，拍攝基于從所述投影部投影出的光的圖像，其中，所述顯示控制部，將用于投影修正用圖像的修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào)之間，所述修正用圖像是當(dāng)將圖像時(shí)間積分時(shí)視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影儀，其特征在于所述攝像部與所述修正用圖像的投影時(shí)機(jī)同步地僅拍攝該修正用圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影儀，其特征在于所述修正用圖像包含至少兩個(gè)以上的圖像，這些圖像一旦被時(shí)間積分則圖像面內(nèi)的顏色或輝度的差可相互抵消。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述投影部以白色光投影所述修正用圖像。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述投影部投影至少包含紅色圖像、綠色圖像及藍(lán)色圖像的所述修正用圖像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述投影部投影至少包含存在補(bǔ)色關(guān)系的兩個(gè)圖像的修正用圖像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影儀，其特征在于所述投影部投影修正用圖像，該修正用圖像抵消在以指定頻率投影的主圖像的非投影期間內(nèi)由所述攝像部拍攝到的被投影物體本身的顏色或輝度，當(dāng)被時(shí)間積分時(shí)在被投影物體面內(nèi)為視覺上均勻的白色或灰色的圖像。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述修正用圖像包含輝度反轉(zhuǎn)的至少兩個(gè)以上的圖案圖像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影儀，其特征在于所述圖案圖像的至少其中之一為格子花紋。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于還包括修正部，基于所述攝像部所拍攝到的所述修正用圖像對(duì)所述主圖像信號(hào)進(jìn)行修正，其中，所述修正部修正主圖像的失真。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影儀，其特征在于所述圖案圖像的至少其中之一為二維碼。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的投影儀，其特征在于還包括從所述攝像部所拍攝到的所述二維碼中獲取信息的解析部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的投影儀，其特征在于所述修正用圖像為一個(gè)或兩個(gè)以上的均勻圖像。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的投影儀，其特征在于還包括修正部，基于所述攝像部所拍攝到的所述修正用圖像對(duì)所述主圖像信號(hào)進(jìn)行修正，其中，所述修正部修正主圖像的顏色。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述光源為L(zhǎng)ED。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述光源為激光器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述投影部包含投影經(jīng)過所述光調(diào)制部調(diào)制的光的投影透鏡，所述攝像部將所述投影透鏡兼用作拍攝透鏡。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的投影儀，其特征在于，所述投影部包括偏振分束器，根據(jù)偏振分離光；以及1/4波長(zhǎng)板，設(shè)置在所述偏振分束器與所述投影透鏡之間，使來回通過該投影透鏡的光在去路與來路上的相位差為Ji/2。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述主圖像的驅(qū)動(dòng)頻率為180Hz以上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于所述光調(diào)制部是對(duì)光進(jìn)行空間調(diào)制的空間調(diào)制元件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的投影儀，其特征在于所述空間調(diào)制元件為反射型的單板液晶顯示元件。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的投影儀，其特征在于所述空間調(diào)制元件為可改變角度的多個(gè)微鏡。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于，所述光調(diào)制部包括掃描部，二維地掃描光；以及強(qiáng)度調(diào)制部，調(diào)制從所述光源射入掃描部的光的強(qiáng)度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于還包括基于由所述攝像部以不同的幀拍攝到的多個(gè)所述修正用圖像，對(duì)被投影物體的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)運(yùn)算的運(yùn)算處理部。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于還包括發(fā)送或接收表示所述修正用圖像的投影時(shí)機(jī)的同步信號(hào)的信號(hào)收發(fā)部。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)所述的投影儀，其特征在于還包括切換是否將所述修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào)之間的切換部。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的投影儀，其特征在于還包括檢測(cè)所述投影儀的移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器，其中，所述切換部，當(dāng)所述運(yùn)動(dòng)傳感器檢測(cè)出移動(dòng)時(shí)插入所述修正用圖像信號(hào)，當(dāng)所述運(yùn)動(dòng)傳感器未檢測(cè)出移動(dòng)時(shí)不插入所述修正用圖像信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種投影儀，包括光源；基于圖像信號(hào)對(duì)從所述光源射出的光進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制部；將包含周期性主圖像信號(hào)的所述圖像信號(hào)輸出至所述光調(diào)制部并進(jìn)行顯示控制的顯示控制部；投影基于經(jīng)所述光調(diào)制部調(diào)制的光的圖像的投影部；拍攝由從所述投影部投影出的光顯示的圖像的攝像部，其中，所述顯示控制部將用于投影修正用圖像的修正用圖像信號(hào)插入所述周期性主圖像信號(hào)之間，該修正用圖像是將圖像時(shí)間積分時(shí)視覺上為白色或灰色的均勻畫面的圖像。
文檔編號(hào)H04N9/31GK101755300SQ20098000057
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者中山健二, 伊藤達(dá)男, 古屋博之, 山本和久, 門脅慎一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社