JP2013025130A - Video display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アーク放電による高圧水銀ランプ、あるいはLED等の半導体発光素子の照明光源の光を、DMD(ディジタル・マイクロミラー・デバイス)等の反射型半導体デバイスに反射させて映像を投影する映像表示装置に関するものである。 The present invention is an image display for projecting an image by reflecting light from an illumination light source of a semiconductor light emitting element such as a high pressure mercury lamp or LED by arc discharge to a reflective semiconductor device such as a DMD (digital micromirror device). It relates to the device.
従来、反射型光変調素子を用いたDMD表示部等の反射型表示デバイスを有するプロジェクタにおいて、光源やカラーホイール等の経時劣化、またはこれらの交換の際に発生する輝度やホワイトバランスの変化を、DMD表示部からのオフ光を検出することで常時検出を行い、自動的に補正を行っていることが多い。この場合、光検出素子が実際の画面光であるオン光に干渉しないので、投射画面に影響することがない。このようなプロジェクタとして例えば特許文献1で開示されたプロジェクトがある。 Conventionally, in a projector having a reflective display device such as a DMD display unit using a reflective light modulation element, deterioration over time of a light source, a color wheel, etc., or changes in luminance and white balance that occur when these are replaced, In many cases, detection is always performed by detecting off-light from the DMD display unit, and correction is automatically performed. In this case, the light detection element does not interfere with the on-light that is the actual screen light, and thus does not affect the projection screen. For example, there is a project disclosed in Patent Document 1 as such a projector.
しかしながら、従来のプロジェクタ(映像表示装置)において、微細ミラーが駆動する角度が異なる複数種の反射型表示デバイスに対応させる場合は、複数種の反射型表示デバイスに対応させるべく透過拡散板の面積を大きくする必要があった。透過拡散板の面積が大きくなると透過拡散板を透過せず反射してくるオフ光の光量も大きくなり、反射したオフ光が投写レンズに入って表示映像のコントラストを低下させてしまう等の表示映像に悪影響を与えてしまう問題点があった。 However, in a conventional projector (image display device), when the display is made to correspond to a plurality of types of reflective display devices with different angles driven by the fine mirror, the area of the transmissive diffusion plate is set to correspond to the plurality of types of reflective display devices. It was necessary to enlarge. When the area of the transmissive diffuser increases, the amount of off-light reflected without passing through the transmissive diffuser increases, and the reflected off-light enters the projection lens and reduces the contrast of the displayed image. There was a problem that would adversely affect.
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、表示映像に悪影響を与えることなく、微細ミラーが駆動する角度が異なる複数種の反射型表示デバイスに対応可能な映像表示装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an image display apparatus capable of supporting a plurality of types of reflective display devices having different angles driven by a fine mirror without adversely affecting the displayed image is obtained. With the goal.
この発明における請求項1記載の映像表示装置は、光源から出射された照明光を正方向及び負方向それぞれに所定の駆動角度で複数の微細ミラー部を駆動して反射方向を変化させることにより、正方向及び負方向の反射光を生成する反射型表示デバイスと、前記負方向の反射光を受光してその光量を検出可能な光検出素子を有する光検出ユニットとを備え、前記光検出ユニットは、前記光検出素子を第1及び第2の配置のいずれかに設定可能であり、前記第1の配置は、前記反射型表示デバイスの前記所定の駆動角度が第1の駆動角度の際における前記負方向の反射光である第1の負方向反射光を検出可能な配置を含み、前記第2の配置は、前記反射型表示デバイスの前記所定の駆動角度が前記第1の駆動角度より大きい第2の駆動角度の際における前記負方向の反射光である第2の負方向反射光を検出可能な配置を含む。 In the image display device according to claim 1 of the present invention, the illumination light emitted from the light source is changed in the reflection direction by driving the plurality of fine mirror portions at a predetermined drive angle in each of the positive direction and the negative direction. A reflection type display device that generates reflected light in the positive direction and the negative direction; and a light detection unit that has a light detection element that receives the reflected light in the negative direction and can detect the amount of light. The photodetecting element can be set to one of a first arrangement and a second arrangement, and the first arrangement is configured such that the predetermined driving angle of the reflective display device is the first driving angle. The second arrangement includes an arrangement capable of detecting first negative direction reflected light that is reflected in the negative direction, and the second arrangement is configured such that the predetermined driving angle of the reflective display device is larger than the first driving angle. At the drive angle of 2 A second negative reflected light is definitive the negative direction of the reflected light comprises a detectable arrangement.
請求項1記載の本願発明である映像表示装置において、光検出ユニットは、光検出素子を第1及び第2の配置のいずれかに選択的に設定可能である。そして、第1の配置は、反射型表示デバイスの所定の駆動角度が第1の駆動角度の際における負方向の反射光である第1の負方向反射光を検出可能な配置を含み、第2の配置は、反射型表示デバイスが第2の駆動角度の際における負方向の第2の負方向反射光を検出可能な配置を含んでいる。 In the video display device according to the first aspect of the present invention, the light detection unit can selectively set the light detection element to one of the first and second arrangements. The first arrangement includes an arrangement capable of detecting the first negative direction reflected light that is the negative direction reflected light when the predetermined driving angle of the reflective display device is the first driving angle. The arrangement includes an arrangement in which the reflective display device can detect the second negative reflected light in the negative direction at the second driving angle.
したがって、上記反射型表示デバイスとして用いる、上記第1及び第2の駆動角度を有するデバイス(第1及び第2の反射型表示デバイス)に適合するように、上記光検出ユニットは光検出素子を第1及び第2の配置のいずれかに設定することにより、光検出素子にて第1及び第2の反射型表示デバイスからの第1及び第2の負方向反射光を適宜検出することができる。 Therefore, the photodetecting unit has a photodetecting element that is used as the reflective display device so that the photodetecting unit is adapted to a device having the first and second driving angles (first and second reflective display devices). By setting to one of the first and second arrangements, the first and second negative direction reflected lights from the first and second reflective display devices can be appropriately detected by the light detection element.
その結果、複数の微細ミラーによる駆動角度が各々異なる第1及び第2の反射型表示デバイスのいずれを用いても、光検出ユニットは第1あるいは第2の配置で光検出素子を位置設定することにより、光検出素子にて上記第1及び第2の負方向反射光を正確に受信することができるため、光検出ユニットの汎用性が高い映像表示装置を得ることができる。 As a result, the photodetecting unit positions the photodetecting element in the first or second arrangement regardless of which of the first and second reflective display devices having different driving angles by the plurality of fine mirrors is used. As a result, the first and second negative direction reflected lights can be accurately received by the photodetecting element, so that a video display device with high versatility of the photodetecting unit can be obtained.
<前提技術>
図14は従来のプロジェクトの構造を示す斜視図である。図14で示したプロジェクタは例えば特許文献1に開示されたプロジェクタに相当する。
<Prerequisite technology>
FIG. 14 is a perspective view showing the structure of a conventional project. The projector shown in FIG. 14 corresponds to the projector disclosed in Patent Document 1, for example.
同図に示すように、LED光源1R,1B,1Gから発光された単波長の光はコリメータレンズ2R,2B,2Gで平行な光束に集光され、ダイクロックミラー3で反射、または透過し、コンデンサーレンズ4,5で集光されてロッドインテグレータ6に入射する。ロッドインテグレータ6に入射した光はロッドインテグレータ6の周囲を構成する反射面で数回繰り返して反射され、出射端より面発光しているLED光源1R,1B,1Gの面内輝度分布のむらを、ある程度均一性が向上した光として出射される。出射した光は、レンズ10a,10b,10cとミラー11,12、およびプリズム13を経由して反射型表示デバイスであるデジタル・マイクロ・デバイス(DMD)14により変調されて映像光となり、不図示の投写レンズで拡大されて、スクリーンに投射される。 As shown in the figure, single-wavelength light emitted from the LED light sources 1R, 1B, and 1G is condensed into parallel light beams by the collimator lenses 2R, 2B, and 2G, and reflected or transmitted by the dichroic mirror 3. The light is condensed by the condenser lenses 4 and 5 and enters the rod integrator 6. The light incident on the rod integrator 6 is repeatedly reflected several times by the reflecting surface that forms the periphery of the rod integrator 6, and unevenness in the in-plane luminance distribution of the LED light sources 1R, 1B, and 1G emitting surface light from the emission end is to some extent. It is emitted as light with improved uniformity. The emitted light is modulated by a digital micro device (DMD) 14 that is a reflective display device via lenses 10a, 10b, and 10c, mirrors 11 and 12, and a prism 13, and becomes image light, which is not shown. It is magnified by the projection lens and projected onto the screen.
DMD14は微細な反射ミラー(以下、「微細ミラー」と称す)の集合体からなり、映像を構成する画素に対応した微細ミラーの角度を変えて投写レンズの方向と投写レンズ以外の方向に光源1R,1B,1Gのそれぞれの有色光の反射方向を切り替えることにより、カラー映像を生成する。 The DMD 14 is composed of a collection of fine reflecting mirrors (hereinafter referred to as “fine mirrors”), and changes the angle of the fine mirror corresponding to the pixels constituting the image to change the direction of the projection lens and the direction other than the projection lens 1R. , 1B, and 1G, a color image is generated by switching the reflection direction of the colored light.
投写レンズ以外の方向に反射する光(以下「オフ光」と略す)に任意単色波長の受光光量に応じて出力電圧が変化する光検出素子15を配置して光源1R,1B,1Gが実際にDMD14に到達している赤、青、緑の光量バランスを検知し、各光源に供給する電流を制御してカラーバランスを制御する。 The light sources 1R, 1B, and 1G are actually arranged by arranging a light detecting element 15 whose output voltage changes according to the amount of received light of an arbitrary monochromatic wavelength in light reflected in a direction other than the projection lens (hereinafter abbreviated as “off light”). The color balance is controlled by detecting the light quantity balance of red, blue, and green reaching the DMD 14 and controlling the current supplied to each light source.
また、オフ光57の面内での色むらがあっても適切なカラーバランスを取れるように、光検出素子55とDMD14との間に拡散透過板56を配設して、DMD14から拡散透過板56を拡散透過した光を平均化して光検出素子55で光量を検知する。 In addition, a diffusion transmission plate 56 is disposed between the light detection element 55 and the DMD 14 so that an appropriate color balance can be obtained even if there is uneven color in the plane of the off-light 57, and the diffusion transmission plate 56 extends from the DMD 14 to the diffusion transmission plate. The light diffused and transmitted through 56 is averaged, and the light detection element 55 detects the amount of light.
また、DMD14を構成する微細ミラーは投写レンズの方向に反射する光(以下「オン光」と略す)とオフ光57の角度が大きくなる方が、投写レンズがオン光58をコントラストを落とさずに広く取りこめ、スクリーンに明るい映像を投影できるため、できるだけ微細ミラーの姿勢制御角度(駆動角度)を大きくなるように設定する方が望ましい。 Further, the fine mirror constituting the DMD 14 increases the angle between the light reflected in the direction of the projection lens (hereinafter abbreviated as “on light”) and the off light 57 without the projection lens reducing the contrast of the on light 58. Since a wide image can be captured and a bright image can be projected on the screen, it is desirable to set the attitude control angle (drive angle) of the fine mirror as large as possible.
しかしながら、表示すべき映像の変化とともに微細ミラーの角度を高速に変化させるため、駆動角度が大きすぎると微細ミラーの角度を変化させる回転支点が反復動作により金属疲労が生じ、寿命が短くなる。近年、この回転支点の構造を改良し、水平方向から±10度駆動していた(反射型)表示デバイスが、±12度と次第に微細ミラーの駆動角度が大きくなる方向に推移し、±14度駆動可能な表示デバイスも製品化されつつある。 However, since the angle of the fine mirror is changed at a high speed as the image to be displayed changes, if the drive angle is too large, the rotation fulcrum that changes the angle of the fine mirror causes metal fatigue due to repetitive operation, and the life is shortened. In recent years, the structure of this rotation fulcrum has been improved, and the (reflection type) display device that has been driven ± 10 degrees from the horizontal direction has shifted to ± 12 degrees and the direction in which the driving angle of the fine mirror is gradually increased to ± 14 degrees. Driven display devices are also being commercialized.
例えば、±12度駆動する複数の微細ミラーを有するDMD14aを用いた照明光路、及び光検出素子55の取り付け位置の構成からなる映像表示装置を製造生産している途中で、±14度駆動可能な微細ミラーを有するDMD14bの寿命が改善され、使用可能となった場合を想定する。この場合、DMD14aからDMD14bに入射させる光路を再構成する以外に、DMD14bから反射されるオフ光57を受光する光検出素子55、および拡散透過板56の取り付け角度も変わる。このため、(微細ミラーが)±12度駆動のDMD14aと、±14度駆動のDMD14bとの間において、映像表示装置の構成は、主な光学部品(光検出素子55,拡散透過板56等)を保持する構造部品が別形状となり、例えば2種類の金型を制作して金型制作費用が高額になる、あるいは、取り付けねじ用の穴を別々の位置に加工して、類似部品の管理が煩雑になるという問題点が生じる。 For example, it is possible to drive ± 14 degrees during the manufacturing and production of an image display device comprising a configuration of an illumination optical path using a DMD 14a having a plurality of fine mirrors that are driven ± 12 degrees and a position where the photodetecting element 55 is attached. Assume that the life of the DMD 14b having a fine mirror is improved and becomes usable. In this case, in addition to reconfiguring the optical path that is incident on the DMD 14b from the DMD 14a, the mounting angle of the light detection element 55 that receives the off-light 57 reflected from the DMD 14b and the diffuse transmission plate 56 also changes. Therefore, between the DMD 14a driven by ± 12 degrees (with the fine mirror) and the DMD 14b driven by ± 14 degrees, the configuration of the video display apparatus is the main optical components (light detection element 55, diffuse transmission plate 56, etc.) For example, two types of molds can be produced to increase the cost of mold production, or holes for mounting screws can be processed at different positions to manage similar parts. The problem of becoming complicated arises.
図15は、(微細ミラーが)±12度駆動するDMD14aと、±14度駆動するDMD14bとの光路を重ね合わせ、従来の光検出素子55の配置例を模式的に示した説明図である。同図に示すように、±12度駆動するDMD用のプリズム13aと、±14度駆動するDMD用のプリズム13bなど、一部の光学部品および、光学部品を保持する構造部品の形状を変えて、微細ミラーが±12度駆動するDMD14aと、±14度駆動するDMD14bを共用可能な映像表示装置を製造するとした場合を考える。この場合、±12度駆動するDMD14aが反射するオフ光57aと±14度駆動するDMD14bが反射するオフ光57bの角度が異なる。 FIG. 15 is an explanatory diagram schematically showing an arrangement example of the conventional photodetecting element 55 by superposing the optical paths of the DMD 14a driven by ± 12 degrees (by the fine mirror) and the DMD 14b driven by ± 14 degrees. As shown in the figure, the shape of some optical components, such as a DMD prism 13a driven ± 12 degrees and a DMD prism 13b driven ± 14 degrees, and the structural parts holding the optical parts are changed. Consider a case in which a video display device capable of sharing the DMD 14a whose fine mirror is driven ± 12 degrees and the DMD 14b driven ± 14 degrees is manufactured. In this case, the angles of the off-light 57a reflected by the DMD 14a driven ± 12 degrees and the off-light 57b reflected by the DMD 14b driven ± 14 degrees are different.
このため、両者のオフ光57a,57bの光束全体を透過拡散させるための拡散透過板56Wは、DMD14a,14bそれぞれから反射されるオフ光57a,57bの光束全体を拡散透過させるべく、DMD14a,14bのいずれか一方のオフ光57a(57b)のみ透過させれば十分である拡散透過板より大きい面積で形成する必要がある。 For this reason, the diffusing and transmitting plate 56W for transmitting and diffusing the entire light beams of both off lights 57a and 57b diffuses and transmits the entire light beams of the off lights 57a and 57b reflected from the DMDs 14a and 14b, respectively. It is necessary to form a larger area than the diffuse transmission plate, which is sufficient if only one of the off lights 57a (57b) is transmitted.
このため、透過拡散板の材料費が高額となる。また、拡散透過板56Wの面積が大きくなると、透過拡散板56Wを透過せずに数パーセントではあるが反射してくるオフ光57a(57b)の光量も大きくなり、プリズム13a、13b、DMD14a、14bに戻り、それらかの反射迷光が投写レンズに入って表示映像のコントラストを低下させるという問題が生じる。 For this reason, the material cost of a permeation | transmission diffusion plate becomes expensive. Further, when the area of the diffusing and transmitting plate 56W is increased, the amount of off-light 57a (57b) that is reflected by a few percent without being transmitted through the transmitting and diffusing plate 56W also increases, and the prisms 13a and 13b, DMDs 14a and 14b are increased. Then, there arises a problem that the reflected stray light enters the projection lens and reduces the contrast of the display image.
このような前提技術の問題を考慮して、表示映像に悪影響を与えることなく、微細ミラーが駆動する角度が異なる複数種の反射型表示デバイスに対応可能な映像表示装置(プロジェクタ)を以下で述べる実施の形態として説明する。 In consideration of such a problem of the base technology, an image display apparatus (projector) that can handle a plurality of types of reflective display devices with different angles driven by a fine mirror without adversely affecting the displayed image will be described below. This will be described as an embodiment.
<実施の形態>
図1はこの発明の実施の形態である映像表示装置(プロジェクタ)の要部構成を模式的に示す斜視図である。図2は図1で示した映像表示装置の要部であるDMD及びその周辺領域を示す側面図である。
<Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main configuration of a video display apparatus (projector) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing a DMD, which is a main part of the video display device shown in FIG.
これらの図に示すように、半導体発光モジュール1R,1G,1Bはそれぞれ、LED、またはレーザー等の任意の波長の光を発光する半導体発光素子を基台に実装されている。半導体発光モジュール1Rは赤色の単波長光(以下、「R光」と略す)を発光し、半導体発光モジュール1Gは緑色の単波長光(以下、「G光」と略す)を発光し、半導体発光モジュール1Bは青色の単波長光(以下、「B光」と略す)を発光する。 As shown in these drawings, each of the semiconductor light emitting modules 1R, 1G, and 1B is mounted on the basis of a semiconductor light emitting element that emits light of an arbitrary wavelength such as an LED or a laser. The semiconductor light emitting module 1R emits red single wavelength light (hereinafter abbreviated as “R light”), and the semiconductor light emitting module 1G emits green single wavelength light (hereinafter abbreviated as “G light”). The module 1B emits blue single wavelength light (hereinafter abbreviated as “B light”).
半導体発光モジュール1Bの発光面からB光の波長のみを反射するダイクロックミラー3Bが配設され、また、半導体発光モジュール1Rの発光面からR光の波長のみを反射するダイクロックミラー3Rが配設されている。 A dichroic mirror 3B that reflects only the wavelength of B light from the light emitting surface of the semiconductor light emitting module 1B is disposed, and a dichroic mirror 3R that reflects only the wavelength of R light from the light emitting surface of the semiconductor light emitting module 1R is disposed. Has been.
また、各半導体発光素子1R,1G,1Bとダイクロックミラー3の間には半導体発光素子1R,1G,1Bから拡散して発光される単波長光を平行光束となるように屈折させるためのコリメータレンズ2R,2G,2Bが配設されている。 Further, between each semiconductor light emitting element 1R, 1G, 1B and the dichroic mirror 3, a collimator for refracting the single wavelength light emitted from the semiconductor light emitting elements 1R, 1G, 1B to become a parallel light beam. Lenses 2R, 2G, and 2B are provided.
したがって、半導体発光モジュール1Bが発光するB光はコリメータレンズ2Bによって平行光束に屈折し、ダイクロックミラー3Bで反射し、ダイクロックミラー3Rを透過し、集光レンズ4、5によって収束光に屈折しロッドインテグレータ6に入る。また、半導体発光モジュール1Rが発光するR光はコリメータレンズ2Rによって平行光束に屈折し、ダイクロックミラー3Rで反射し、ダイクロックミラー3Bを透過し、集光レンズ4、5によって収束光に屈折しロッドインテグレータ6に入射する。また、半導体発光モジュール2Gが発光するG光はコリメータレンズ3Gによって平行光束に屈折し、ダイクロックミラー3B、3Rを透過して集光レンズ4、5によって収束光に屈折しロッドインテグレータ6に入射する。 Therefore, the B light emitted from the semiconductor light emitting module 1B is refracted into a parallel light beam by the collimator lens 2B, reflected by the dichroic mirror 3B, transmitted through the dichroic mirror 3R, and refracted by the condensing lenses 4 and 5 into convergent light. The rod integrator 6 is entered. The R light emitted from the semiconductor light emitting module 1R is refracted into a parallel light beam by the collimator lens 2R, reflected by the dichroic mirror 3R, transmitted through the dichroic mirror 3B, and refracted by the condensing lenses 4 and 5 into convergent light. Incident on the rod integrator 6. Further, the G light emitted from the semiconductor light emitting module 2G is refracted into a parallel light beam by the collimator lens 3G, passes through the dichroic mirrors 3B and 3R, is refracted into convergent light by the condenser lenses 4 and 5, and enters the rod integrator 6. .
また、ロッドインテグレータ6は4枚の反射ミラーを接着剤によって貼り合わせて形成されており、ロッドインテグレータ6に入射した3色の光束は内面の矩形形状に沿って多数回反射し、ロッドインテグレータ6から出射した光束は光軸9に直交する面内で均一な矩形形状の照明光9aとなり、さらにリレーレンズ10a,10b,10cで略平行光束に屈折し、第1の反射ミラー11、および第2の反射ミラー12で反射し、光の入射角度によって光を屈折、あるいは透過させるプリズム13aを介して表示デバイスとして具備されたDMD14(14a,14b)に入射する。 The rod integrator 6 is formed by bonding four reflecting mirrors with an adhesive, and the three color beams incident on the rod integrator 6 are reflected many times along the rectangular shape of the inner surface. The emitted light beam becomes uniform rectangular illumination light 9a in a plane orthogonal to the optical axis 9, and is further refracted into a substantially parallel light beam by the relay lenses 10a, 10b, and 10c, and the first reflection mirror 11 and the second reflection mirror 11 The light is reflected by the reflection mirror 12 and enters a DMD 14 (14a, 14b) provided as a display device via a prism 13a that refracts or transmits light depending on the incident angle of the light.
図示を略した映像生成回路から出力される映像信号と、各単波長の半導体発光素子1R,1G,1Bの発光周期とを映像生成回路と前述した制御回路間で信号伝達によって同期を取り、映像生成回路に実装されたDMD14(図2では14a)の内部のマイクロミラーの姿勢角度を制御されて生成されたカラー映像は、図2に示す投射レンズ19で拡大され、図示を略したスクリーンに投影される。例えば複数台の映像表示装置を配列してひとつの大きな映像を表示する場合は、個々の映像表示装置が表示する映像の明るさを揃えるために実際にスクリーンに照射される照明光9aと関連性を有するオフ光17bを光検出素子15によって検出する。光検出素子15はオフ光17a(第1の負方向反射光)の光量が照明光9aの光量と略正比例する位置に配置される。以下、DMD14a及びDMD14bを総称する場合はDMD14、プリズム13a及びプリズム13bを総称する場合はプリズム13、オフ光17a及びオフ光17bを総称する場合はオフ光17、微細ミラー20a及び微細ミラー20bを総称する場合は微細ミラー20と表記する。 The video signal output from the video generation circuit (not shown) and the light emission period of each single-wavelength semiconductor light emitting device 1R, 1G, 1B are synchronized by signal transmission between the video generation circuit and the control circuit described above, The color image generated by controlling the attitude angle of the micromirror inside the DMD 14 (14a in FIG. 2) mounted on the generation circuit is enlarged by the projection lens 19 shown in FIG. 2 and projected onto a screen (not shown). Is done. For example, when a plurality of video display devices are arranged to display one large video image, the relevance to the illumination light 9a actually irradiated on the screen in order to make the brightness of the video image displayed by each video display device uniform. The light detection element 15 detects the off-light 17b having The light detection element 15 is disposed at a position where the light amount of the off-light 17a (first negative direction reflected light) is substantially directly proportional to the light amount of the illumination light 9a. Hereinafter, DMD 14a and DMD 14b are generically referred to as DMD 14, prism 13a and prism 13b are generically referred to as prism 13, and off-light 17a and off-light 17b are generically referred to as off-light 17 and fine mirror 20a and fine mirror 20b. In this case, it is expressed as a fine mirror 20.
DMD14aと投写レンズ19との間に光検出素子15を配置すると光検出素子15の影がスクリーンに映るため、図2に示すように、光検出素子15の影がスクリーンに映ることなく、かつ、オン光18と略等価な光量を有するオフ光17aを受光可能な位置に光検出素子15を配設する。そして、光検出素子15が受光して発生する起電流は、図示を省略した制御回路によって数値化され、例えば個々の映像表示装置の明るさを揃えるための値として用いる。また、光検出素子15にR,G,Bのフィルターを具備し、照明光19aの内、R光,G光,B光のそれぞれの光量を独立して検出し、カラーバランスを揃えるための値として用いることもできる。 Since the shadow of the light detection element 15 is reflected on the screen when the light detection element 15 is arranged between the DMD 14a and the projection lens 19, the shadow of the light detection element 15 is not reflected on the screen as shown in FIG. The light detection element 15 is disposed at a position where it can receive off-light 17 a having a light amount substantially equivalent to the on-light 18. The electromotive current generated by receiving light by the photodetecting element 15 is digitized by a control circuit (not shown), and is used as, for example, a value for aligning the brightness of each video display device. Further, the light detection element 15 is provided with R, G, B filters, and the values for independently detecting the respective light amounts of the R light, G light, and B light in the illumination light 19a and adjusting the color balance. Can also be used.
図3は実施の形態における駆動角度が±12度の複数の微細ミラーを有するDMD14aの断面構造を模式的に示す説明図である。同図において、DMD14aは図示を省略した映像信号回路によって、内部の微細ミラー20aの角度を水平方向から±12度姿勢を変化させて映像を生成する。照明光9aはプリズム13aによって水平方向から66度の角度で微細ミラー20aに入射される。ここで、CW(ClockWise)方向を“−”、CCW(CounterClockWise)方向を“+”とすると、微細ミラー20aを+12度傾斜させたとき、微細ミラー20aと照明光9aとの相対角度は66度に12度加算した78度となり、照明光9aは微細ミラー20aに入射した方向と反対側の方向に微細ミラー20aの平面から78度の角度で投写レンズ19の方向に反射する。すなわち、照明光9aは鉛直方向に反射し投写レンズ19を透過し、拡大されスクリーンに映像を投影するオン光18となる。 FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a cross-sectional structure of a DMD 14a having a plurality of fine mirrors with a drive angle of ± 12 degrees in the embodiment. In the figure, the DMD 14a generates an image by changing the angle of the internal fine mirror 20a ± 12 degrees from the horizontal direction by a video signal circuit (not shown). The illumination light 9a is incident on the fine mirror 20a by the prism 13a at an angle of 66 degrees from the horizontal direction. Here, when the CW (ClockWise) direction is “−” and the CCW (CounterClockWise) direction is “+”, when the fine mirror 20a is tilted by +12 degrees, the relative angle between the fine mirror 20a and the illumination light 9a is 66 degrees. The illumination light 9a is reflected in the direction of the projection lens 19 at an angle of 78 degrees from the plane of the fine mirror 20a in the direction opposite to the direction incident on the fine mirror 20a. That is, the illumination light 9a is reflected in the vertical direction, transmitted through the projection lens 19, and becomes the on-light 18 that is enlarged and projects an image on the screen.
また、同様にプリズム13aによって水平方向から66度の角度で微細ミラー20aに入射した照明光9aは、微細ミラー20aが−12度傾斜したとき、微細ミラー20aと照明光9aとの相対角度は66度から12度を差し引いた差分値の54度となり、照明光9aは微細ミラー20aに入射した方向と反対側の方向に微細ミラー20aの平面から54度の角度となる。すなわち、水平方向から42度の角度で照明光9aを投写レンズ19と異なる方向に反射する。この反射光がスクリーンには照明光9aを表示しないオフ光17aとなる。 Similarly, the illumination light 9a incident on the fine mirror 20a by the prism 13a at an angle of 66 degrees from the horizontal direction is such that when the fine mirror 20a is inclined by -12 degrees, the relative angle between the fine mirror 20a and the illumination light 9a is 66. The difference value obtained by subtracting 12 degrees from the degree is 54 degrees, and the illumination light 9a is at an angle of 54 degrees from the plane of the fine mirror 20a in the direction opposite to the direction incident on the fine mirror 20a. That is, the illumination light 9a is reflected in a direction different from the projection lens 19 at an angle of 42 degrees from the horizontal direction. This reflected light becomes off-light 17a that does not display the illumination light 9a on the screen.
図4は実施の形態の映像表示装置の要部断面を模式的に示す斜視図である。図5は実施の形態の映像表示装置を示す要部断面構造を示す断面図である。 FIG. 4 is a perspective view schematically showing a cross-section of the main part of the video display apparatus according to the embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main-part cross-sectional structure of the video display device according to the embodiment.
これらの図に示すように、DMD14aで反射され、プリズム13aを透過して得られるオフ光17aは、さらに、遮光板22(ユニット外遮光板)の開口穴22x及び遮光板23(ユニット内遮光板)の開口穴23xを通過した後、透過拡散板16を透過して、受光光量に応じて出力電流が変化する光検出素子15に入射する。そして、光検出素子15は受光したオフ光17aの光量を検出することにより照明光9aの輝度変動を検知する。 As shown in these drawings, the off-light 17a that is reflected by the DMD 14a and transmitted through the prism 13a further includes the opening hole 22x of the light shielding plate 22 (outside unit light shielding plate) and the light shielding plate 23 (inside unit light shielding plate). After passing through the opening hole 23x), the light passes through the transmission diffusion plate 16 and enters the light detection element 15 in which the output current changes according to the amount of received light. Then, the light detection element 15 detects the luminance variation of the illumination light 9a by detecting the light amount of the received off-light 17a.
一般的には、上ケース40における鏡室内面21全体に黒色塗装を施し、オフ光17aの鏡室内面21への反射光による迷光を抑制する方法がとられる。しかし、この方法では、上ケース40内においてオフ光17aが照射される部分の光量が大きいため、5〜10年使用する業務用の映像表示装置においては、オフ光17が照射される範囲の鏡室内面21は、DMD14aからオフ光17aが照射される壁面までの距離が近接するほど、経年変化によって黒色塗装の退色速度が速くなる傾向を呈する。なお、図5において、VLは光検出素子15に対する鉛直方向を示す法線である。 Generally, a method is adopted in which the entire interior surface 21 of the upper case 40 is painted black to suppress stray light due to the reflected light of the off-light 17a to the interior surface 21 of the mirror. However, in this method, the amount of light in the portion irradiated with the off-light 17a in the upper case 40 is large. Therefore, in a commercial video display device used for 5 to 10 years, the mirror in the range irradiated with the off-light 17 is used. As the distance from the DMD 14a to the wall surface irradiated with the off-light 17a is closer, the indoor surface 21 tends to increase the fading speed of the black paint due to secular change. In FIG. 5, VL is a normal line indicating the vertical direction with respect to the light detection element 15.
本実施の形態では、プリズム13aと透過拡散板16との間にはオフ光17aが透過拡散板16に当たってプリズム13aに反射してくるオフ光17aを抑制させるために遮光板22を配設し、遮光板22は、例えばプラズマ電解により生成した大量の酸素プラズマと、アルミニウム合金を反応させてセラミック皮膜を生成するプラズマアルマイトなどの耐光性が高い黒色の表面処理を施している。したがって、プリズム13aに近接配置した遮光板22は強い光が長時間照射されても退色しない。同様に透過拡散板16の表面に設けられた遮光板23にも耐光性が高い表面処理が施されている。また、遮光板22,23には、それぞれ開口穴22x,23xが形成され、オフ光17aは開口穴22x、23xを通って透過拡散板16の中を透過拡散して光検出素子15に到達する。したがって、21にオフ光17が照射されることはなく、鏡室内面21aの全体の表面処理は特に耐光性が優れた特殊な表面処理は必要無いため、鏡室内面21aを構成する表面積の大きい部品の表面処理の工程、費用を抑制できる。 In the present embodiment, a light shielding plate 22 is disposed between the prism 13a and the transmission diffusion plate 16 in order to suppress the off light 17a that hits the transmission diffusion plate 16 and is reflected by the prism 13a. The light shielding plate 22 is subjected to a black surface treatment with high light resistance, such as plasma alumite, which generates a ceramic film by reacting a large amount of oxygen plasma generated by plasma electrolysis with an aluminum alloy, for example. Therefore, the light shielding plate 22 disposed close to the prism 13a does not fade even when strong light is irradiated for a long time. Similarly, the light-shielding plate 23 provided on the surface of the transmission diffusion plate 16 is subjected to a surface treatment with high light resistance. The light shielding plates 22 and 23 are formed with opening holes 22x and 23x, respectively, and the off-light 17a passes through the opening holes 22x and 23x and diffuses through the transmission diffusion plate 16 to reach the light detection element 15. . Accordingly, the off-light 17 is not irradiated on the surface 21, and the entire surface treatment of the mirror interior surface 21a does not require a special surface treatment with particularly excellent light resistance. Therefore, the surface area constituting the mirror interior surface 21a is large. The process and cost of surface treatment of parts can be suppressed.
図6はDMD14から反射されるオフ光17の距離の変化による輝度分布をシミュレーションにより算出した説明図である。図において、(a) 〜(d) は、光源(半導体発光モジュール1R,1G,1B)としてLEDを用いた場合のオフ光輝度分布25〜28を示している。オフ光輝度分布25はプリズム13の上部表面13Sから20mm離れた位置のオフ光17の輝度分布であり、オフ光輝度分布26は上部表面13Sから40mm離れた位置のオフ光17の輝度分布、オフ光輝度分布27は上部表面13Sから80mm離れた位置のオフ光17の輝度分布、オフ光輝度分布28は上部表面13Sから1000mm離れた位置のオフ光17の輝度分布を示している。 FIG. 6 is an explanatory diagram in which the luminance distribution due to the change in the distance of the off-light 17 reflected from the DMD 14 is calculated by simulation. In the figure, (a) to (d) show off-light luminance distributions 25 to 28 when LEDs are used as light sources (semiconductor light emitting modules 1R, 1G, 1B). The off-light luminance distribution 25 is the luminance distribution of the off-light 17 at a position 20 mm away from the upper surface 13S of the prism 13, and the off-light luminance distribution 26 is the luminance distribution of the off-light 17 at a position 40 mm away from the upper surface 13S. The light luminance distribution 27 shows the luminance distribution of the off-light 17 at a position 80 mm away from the upper surface 13S, and the off-light luminance distribution 28 shows the luminance distribution of the off-light 17 at a position 1000 mm away from the upper surface 13S.
また、図6において、(e) 〜(h) は、光源(半導体発光モジュール1R,1G,1B)として高圧水銀ランプ光源を用いた場合のオフ光輝度分布29〜32を示している。オフ光輝度分布29は上部表面13Sから20mm離れた位置のオフ光17の輝度分布、オフ光輝度分布30は上部表面13Sから40mm離れた位置のオフ光17の輝度分布、オフ光輝度分布31は上部表面13Sから80mm離れた位置のオフ光17の輝度分布、オフ光輝度分布32は上部表面13Sから1000mm離れた位置のオフ光17の輝度分布を示している。 In FIG. 6, (e) to (h) show off-light luminance distributions 29 to 32 when a high-pressure mercury lamp light source is used as the light source (semiconductor light emitting modules 1R, 1G, 1B). The off-light luminance distribution 29 is the luminance distribution of the off-light 17 at a position 20 mm away from the upper surface 13S, the off-light luminance distribution 30 is the luminance distribution of the off-light 17 at a position 40 mm away from the upper surface 13S, and the off-light luminance distribution 31 is The luminance distribution of the off-light 17 at a position 80 mm away from the upper surface 13S and the off-light luminance distribution 32 indicate the luminance distribution of the off-light 17 at a position 1000 mm away from the upper surface 13S.
図6に示すように、アーク放電により発光する高圧水銀ランプを光源として用いた場合は、アーク放電の電極形状の過時変化によって電極間でアーク放電の位置が変化したり、またLEDを光源として用いた場合は、光路途中に配設されたダイクロックミラー3の接合部の影等が像となって現れたりして、面内輝度分布に差が生じてくる。このように、ロッドインテグレータ6で複数回内面反射させてDMD14で焦点を合わせ、DMD14の反射面では上記のような過時変化による輝度むらを均一にしているが、オフ光17はプリズム13の上部表面13S(DMD14)から遠ざかるにつれて面内輝度分布にむらが生じてくる性質を有している。 As shown in FIG. 6, when a high-pressure mercury lamp that emits light by arc discharge is used as a light source, the position of the arc discharge changes between electrodes due to an excessive change in the electrode shape of the arc discharge, or the LED is used as a light source. In such a case, a shadow or the like at the junction of the dichroic mirror 3 disposed in the middle of the optical path appears as an image, resulting in a difference in the in-plane luminance distribution. In this way, the inner surface is reflected a plurality of times by the rod integrator 6 and focused by the DMD 14, and the unevenness in luminance due to the above-described change over time is made uniform on the reflecting surface of the DMD 14. As the distance from 13S (DMD 14) increases, the in-plane luminance distribution has a non-uniformity.
本実施の形態では、透過拡散板16を投写レンズ19の近傍まで近接させ、例えばプリズム13の上部表面13Sからの直線距離で略26mm離れた位置に透過拡散板16を配設している。したがって、透過拡散板16に入射するオフ光17は光源の過時変化による輝度むらが比較的少なく、透過拡散板16を通過して拡散されたオフ光17は、更に均一化された輝度分布を有して光検出素子15に入射するため、光検出素子15の取り付け位置精度を、個々に調整しなくても取り付け位置のばらつきによる受光光量の差は少ない。また、高圧水銀ランプを光源に使用した装置であっても、過時変化によるアーク放電位置変化によって光検出素子15の受光光量の変動は少ない。したがって、光検出素子15に取り込むオフ光17は、DMD14に照射する全体の照明光9aを受光して平均化しなくても、DMD14の略中心に照射される照明光9aの反射光となるオフ光17の中心のみを受光するだけで、光検出素子15の取り付けばらつきやアーク移動による受光光量の変動を抑制できる。よって透過拡散板16の面積も小さく済ますことができる。 In the present embodiment, the transmission diffusion plate 16 is brought close to the vicinity of the projection lens 19, and the transmission diffusion plate 16 is disposed, for example, at a position approximately 26 mm away from the upper surface 13 </ b> S of the prism 13. Therefore, the off-light 17 incident on the transmissive diffusion plate 16 has relatively little luminance unevenness due to the temporal change of the light source, and the off-light 17 diffused through the transmissive diffusion plate 16 has a more uniform luminance distribution. Therefore, the difference in the amount of received light due to the variation in the mounting position is small even if the mounting position accuracy of the light detecting element 15 is not individually adjusted. Even in an apparatus using a high-pressure mercury lamp as a light source, the amount of light received by the light detection element 15 varies little due to a change in the arc discharge position due to a change over time. Therefore, the off-light 17 taken into the photodetecting element 15 is the off-light that becomes the reflected light of the illumination light 9 a irradiated to the approximate center of the DMD 14 without receiving and averaging the entire illumination light 9 a irradiated to the DMD 14. By receiving only the center of 17, it is possible to suppress variations in the amount of received light due to variations in mounting of the light detection element 15 and arc movement. Therefore, the area of the transmissive diffusion plate 16 can be reduced.
図7は発明の実施の形態を示す光検出素子15の保持構造を分解して示す説明図である。なお、図7は図5を上下逆にしてさらに逆方向から視た図面に相当する。 FIG. 7 is an explanatory view showing the holding structure of the photodetecting element 15 in an exploded manner according to the embodiment of the invention. Note that FIG. 7 corresponds to a drawing viewed from the opposite direction with FIG. 5 turned upside down.
同図において光検出素子15は回路基板33の取付平面(所定の取付平面)上に実装(固定配置)され、保持部材34は、透過拡散板16を挟持して、さらに拡散透過板16全体を覆うようにして遮光板23とねじ止め固定される。さらに、保持部材34は回路基板33にねじ止め固定されている。回路基板33にはねじ穴35、36が設けられており、光検出素子15を実装した面と反対の面に着脱部37(図4参照)を有するコネクタ38(図4参照)を実装し、コネクタ38には光検出素子15が光を受光して発生した起電流を、図示を略した他の制御回路へ通電するためのリード線を着脱部37に接合させている。 In the figure, the light detection element 15 is mounted (fixedly arranged) on the mounting plane (predetermined mounting plane) of the circuit board 33, and the holding member 34 sandwiches the transmissive diffusing plate 16 and further covers the entire diffusing transmissive plate 16. The light-shielding plate 23 is screwed and fixed so as to cover it. Further, the holding member 34 is fixed to the circuit board 33 with screws. Screw holes 35 and 36 are provided in the circuit board 33, and a connector 38 (see FIG. 4) having a detachable portion 37 (see FIG. 4) is mounted on the surface opposite to the surface on which the light detection element 15 is mounted, In the connector 38, a lead wire for energizing an electromotive current generated when the light detection element 15 receives light to another control circuit (not shown) is joined to the detachable portion 37.
このように、光検出素子15、透過拡散板16、遮光板23、保持部材34、コネクタ38からなる光検出素子15の保持構造を含む構造体によって光検出ユニット39を形成する。光検出ユニット39は、投写レンズ19を保持している上ケース40にねじ止め固定されるが、コネクタ38は上ケース40に形成された角穴41から挿通されて、上ケース40の外側から図示を略したリード線と接合される。また、角穴41の周囲には平坦な取り付け面42が形成され、また、角穴41は回路基板33の外形より縦横ともに小さい寸法で形成されている。したがって、回路基板33を取り付け面42に密着するようにねじ止め固定すると、角穴41の外側から角穴41の内部に入る埃は回路基板33に遮蔽されて上ケース40の内側、すなわちプリズム13a等の光学部品を保持した鏡室内部に入り込まない。 As described above, the light detection unit 39 is formed by a structure including the light detection element 15 holding structure including the light detection element 15, the transmission diffusion plate 16, the light shielding plate 23, the holding member 34, and the connector 38. The light detection unit 39 is screwed and fixed to the upper case 40 holding the projection lens 19, but the connector 38 is inserted through a square hole 41 formed in the upper case 40 and is illustrated from the outside of the upper case 40. It is joined to the lead wire that is omitted. In addition, a flat mounting surface 42 is formed around the square hole 41, and the square hole 41 is formed with dimensions smaller in length and width than the outer shape of the circuit board 33. Accordingly, when the circuit board 33 is screwed and fixed so as to be in close contact with the mounting surface 42, dust entering the inside of the square hole 41 from the outside of the square hole 41 is shielded by the circuit board 33 and is inside the upper case 40, that is, the prism 13a. Do not enter the interior of the mirror holding the optical parts.
図8は実施の形態を示す駆動角度が±14度の複数の微細ミラーを有するDMD14b(第2の反射型表示デバイス)の断面構造の概略を示す説明図である。同図において、DMD14bは図示を略した映像信号回路によって、内部の微細ミラー20aの角度を水平方向から±14度姿勢を変化させて映像を生成する。照明光9bはプリズム13b(DMD14bに対応させたプリズム13b)によって水平方向から62度の角度で微細ミラー20bに入射する。上述したように、CW方向を“−”、CCW方向を“+”とすると、微細ミラー20bを+14度傾斜させたとき、微細ミラー20bと照明光9bとの相対角度は62度に14度加算した76度となり照明光9bは微細ミラー20bに入射した方向と反対側の方向に微細ミラー20bの平面から76度の角度で投写レンズ19の方向に反射する。すなわち、鉛直方向に反射し投写レンズ19を透過し、拡大されスクリーンに映像を投影するオン光18となる。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an outline of a cross-sectional structure of a DMD 14b (second reflective display device) having a plurality of fine mirrors with a driving angle of ± 14 degrees, which shows an embodiment. In the figure, the DMD 14b generates an image by changing the angle of the internal fine mirror 20a by ± 14 degrees from the horizontal direction by a video signal circuit (not shown). The illumination light 9b is incident on the fine mirror 20b at an angle of 62 degrees from the horizontal direction by the prism 13b (prism 13b corresponding to the DMD 14b). As described above, when the CW direction is “−” and the CCW direction is “+”, when the fine mirror 20b is tilted by +14 degrees, the relative angle between the fine mirror 20b and the illumination light 9b is increased by 14 degrees to 62 degrees. The illumination light 9b is reflected in the direction of the projection lens 19 at an angle of 76 degrees from the plane of the fine mirror 20b in the direction opposite to the direction incident on the fine mirror 20b. That is, the light is reflected in the vertical direction, transmitted through the projection lens 19, and becomes the on-light 18 that is magnified and projects an image on the screen.
また、同様にプリズム13bによって水平方向から62度の角度で微細ミラー20aに入射した照明光9bは微細ミラー20bが−14度傾斜したとき、微細ミラーと照明光9bの相対角度は62度から14度を差し引いた差分値の48度となり、照明光9bは微細ミラー20bに入射した方向と反対側の方向に微細ミラー20bの平面から48度の角度となる。すなわち、水平方向から34度の角度で照明光9bを投写レンズ19と異なる方向に反射してスクリーンには照明光9bを表示しないオフ光17b(第2の負方向反射光)となる。 Similarly, the illumination light 9b incident on the fine mirror 20a by the prism 13b at an angle of 62 degrees from the horizontal direction is such that when the fine mirror 20b is inclined by -14 degrees, the relative angle between the fine mirror and the illumination light 9b is 62 degrees to 14 degrees. The difference value obtained by subtracting the degree is 48 degrees, and the illumination light 9b has an angle of 48 degrees from the plane of the fine mirror 20b in the direction opposite to the direction incident on the fine mirror 20b. That is, the illumination light 9b is reflected in a direction different from the projection lens 19 at an angle of 34 degrees from the horizontal direction, and becomes off-light 17b (second negative direction reflected light) that does not display the illumination light 9b on the screen.
図9は光検出素子15を実装した回路基板33の平面構造(正向き状態)を示す平面図である。図10は取付平面上に光検出素子15を実装した回路基板33の平面構造(逆向き状態)を示す平面図である。図9において、ねじ穴35,36は光検出素子15を中心として左右対称に距離Lだけ離れている。ねじ穴35,36間の中心点を結ぶ基準線L35の中心点が基準点SPとなり、基準点SPから光検出素子15の中心点までの距離がLとなる。 FIG. 9 is a plan view showing a planar structure (a normal orientation state) of the circuit board 33 on which the photodetector 15 is mounted. FIG. 10 is a plan view showing a planar structure (opposite state) of the circuit board 33 on which the light detection element 15 is mounted on the mounting plane. In FIG. 9, the screw holes 35 and 36 are separated from each other by a distance L symmetrically about the light detection element 15. The center point of the reference line L35 connecting the center points between the screw holes 35 and 36 becomes the reference point SP, and the distance from the reference point SP to the center point of the light detection element 15 becomes L.
図9で示す回路基板33はねじ穴35とねじ穴36とを左右逆の関係となる逆向きにして上ケース40に取り付けることも可能である。すなわち、図10に示すように、基準点SPを中心として回路基板33を180度回転させてねじ穴35とねじ穴36との位置関係を入れ替えて取り付けることもできる。 The circuit board 33 shown in FIG. 9 can also be attached to the upper case 40 with the screw holes 35 and the screw holes 36 in the opposite directions so that the left and right are reversed. That is, as shown in FIG. 10, the circuit board 33 can be rotated 180 degrees around the reference point SP so that the positional relationship between the screw hole 35 and the screw hole 36 can be replaced.
図9で示す平面位置(正向き状態(第1の状態))では基準点SPに対して光検出素子15の中心点C15はY方向に正の距離Lの位置に存在する。一方、図10で示す平面位置(逆向き状態(第2の状態))では基準点SPに対して光検出素子15の中心点C15はY方向に負の距離Lの位置に存在する。このように、回路基板33の正向き状態における光検出素子15と、逆向き状態における光検出素子15との位置関係が基準点SPに対して線対称となる。なお、図2,図4,図5,図9は光検出ユニット39をDMD14aに対応すべく正向き状態で取り付けた例を示している。 9, the center point C15 of the light detection element 15 is present at a positive distance L in the Y direction with respect to the reference point SP. On the other hand, in the planar position shown in FIG. 10 (in the reverse direction (second state)), the center point C15 of the light detection element 15 is present at a negative distance L in the Y direction with respect to the reference point SP. As described above, the positional relationship between the light detection element 15 in the forward direction of the circuit board 33 and the light detection element 15 in the reverse direction is axisymmetric with respect to the reference point SP. 2, 4, 5, and 9 show examples in which the light detection unit 39 is mounted in a forward orientation so as to correspond to the DMD 14 a.
図11は光検出ユニット39を逆向き状態に取り付けた場合の実施の形態の映像表示装置の要部断面を模式的に示す斜視図である。すなわち、図11は光検出ユニット39をDMD14bに対応すべく逆向き状態で取り付けた場合の要部断面を示しており、図4に対応する。 FIG. 11 is a perspective view schematically showing a cross section of the main part of the video display device of the embodiment when the light detection unit 39 is mounted in the reverse direction. That is, FIG. 11 shows a cross section of the main part when the light detection unit 39 is mounted in the reverse direction so as to correspond to the DMD 14b, and corresponds to FIG.
図12は光検出ユニット39を逆向きに取り付けた場合の映像表示装置の要部断面構造を示す断面図である。すなわち、図12は光検出ユニット39をDMD14bに対応すべく逆向き状態で取り付けた場合の構造を示しており、図5に対応する。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the main part of the video display device when the light detection unit 39 is mounted in the reverse direction. That is, FIG. 12 shows a structure in the case where the light detection unit 39 is attached in the reverse direction so as to correspond to the DMD 14b, and corresponds to FIG.
これらの図に示すように、開口穴22xをオフ光17bの光軸中心が透過するように、遮光板22を上ケース40に対してDMD14aを用いた場合と異なる位置に固定している。 As shown in these figures, the light shielding plate 22 is fixed to the upper case 40 at a position different from the case where the DMD 14a is used so that the center of the optical axis of the off light 17b is transmitted through the opening hole 22x.
図13は駆動角度が±14度の複数の微細ミラーを有するDMD14bを使用した映像表示装置に、駆動角度が±12度の複数の微細ミラーを有するDMD14aを使用した場合のオフ光17aの光路を重ね合わた要部断面構造を模式的に示す説明図である。 FIG. 13 shows the optical path of the off-light 17a when the DMD 14a having a plurality of fine mirrors having a drive angle of ± 12 degrees is used in an image display device using the DMD 14b having a plurality of fine mirrors having a drive angle of ± 14 degrees. It is explanatory drawing which shows typically the superimposed principal part cross-section.
同図において、一般的には光検出素子15は、光検出素子15の受光面に対して略鉛直方向(法線VL)から受光する光の感度が高い。一方、図3と図8を比較するとオフ光17aとオフ光17bの角度の差は8度である。 In the figure, the light detection element 15 generally has high sensitivity of light received from a substantially vertical direction (normal line VL) with respect to the light receiving surface of the light detection element 15. On the other hand, when FIG. 3 is compared with FIG. 8, the difference in angle between the off-light 17a and the off-light 17b is 8 degrees.
したがって、図13に示される、オフ光17a(の光軸中心線)とオフ光17b(の光軸中心線)との角度差の8度を均等2分割した中線MLに対し、図9及び図10で示すように、ねじ穴35,36間の基準線L35の中心点である基準点SPを当該中線MLが通過するように設定している。すなわち、図13に示すように、オフ光17aに対応して設けた正向き状態の光検出素子15の回路基板33上における取り付け位置(破線にて示す)から、Lの2倍の距離離れた位置にオフ光17bに対応して設けた逆向き状態の光検出素子15が配置されることになる。 Therefore, for the middle line ML shown in FIG. 13 in which the angle difference of 8 degrees between the off-light 17a (the optical axis center line) and the off-light 17b (the optical axis center line) is equally divided into two, FIG. As shown in FIG. 10, it is set so that the middle line ML passes through the reference point SP which is the center point of the reference line L35 between the screw holes 35 and. That is, as shown in FIG. 13, the distance from the mounting position (indicated by a broken line) on the circuit board 33 of the photodetecting element 15 in the positive direction provided corresponding to the off-light 17a is twice as long as L. The light detection element 15 in the reverse direction provided corresponding to the off-light 17b is disposed at the position.
したがって、図5及び図12に示すように、光検出素子15がオフ光17a,17bのいずれかの場合においても、オフ光17a,17bの中心光軸は法線VLで示す光検出素子15の鉛直方向4度傾斜して受光する。このとき、透過拡散板16の拡散角度が8度以上広がるように拡散度を設定することにより、オフ光17の光軸中心に対して鉛直な光も受光できる。その結果、光検出ユニット39は構成部品を同一部材を用いて互いに同一方向に組み立てた組立体のままで、上ケース40に固定する回路基板33の向きを180度変えることにより、駆動角度が±12度のDMD14aを用いた映像表示装置と駆動角度が±14度のDMD14bを用いた映像表示装置の両方に共通で使用可能となる。 Therefore, as shown in FIGS. 5 and 12, even when the light detection element 15 is either the off-light 17a or 17b, the center optical axis of the off-light 17a or 17b is that of the light detection element 15 indicated by the normal line VL. Light is received with an inclination of 4 degrees in the vertical direction. At this time, light perpendicular to the optical axis center of the off-light 17 can be received by setting the diffusivity so that the diffusing angle of the transmission diffusing plate 16 is expanded by 8 degrees or more. As a result, the light detection unit 39 remains in an assembly in which the components are assembled in the same direction using the same member, and the drive angle is ±± by changing the direction of the circuit board 33 fixed to the upper case 40 by 180 degrees. It can be used in common for both the video display device using the 12-degree DMD 14a and the video display device using the DMD 14b having a drive angle of ± 14 degrees.
また、光検出ユニット39における拡散透過板16、遮光板23等も回路基板33と連結して取り付けられているため、回路基板33の状態(正向き状態,逆向き状態)に関係なく、光検出素子15に対する相対的位置関係は変化しない。 In addition, since the diffuse transmission plate 16, the light shielding plate 23, and the like in the light detection unit 39 are also connected and attached to the circuit board 33, the light detection is performed regardless of the state of the circuit board 33 (forward direction state, reverse direction state). The relative positional relationship with respect to the element 15 does not change.
また、内部に鏡室を形成する上ケース40は投写レンズ等を取り付けるため、高精度、かつ高剛性の材料で形成する必要があり、アルミダイキャスト、マグネシウムダイキャスト、エンジニアリングプラスチック等の専用の金型を製作し、射出成型によって成型するため、専用の金型費用が発生する。 In addition, the upper case 40 that forms the mirror chamber in the interior needs to be formed of a high-precision and high-rigidity material in order to mount a projection lens or the like, and is dedicated to aluminum die-casting, magnesium die-casting, engineering plastics, etc. Since the mold is manufactured and molded by injection molding, a dedicated mold cost is incurred.
しかしながら、光検出ユニット39を取り付ける上ケース40に、あらかじめ遮光板22を異なる箇所にねじ止め可能となるように複数種類ねじ穴43,44,45,46を設けておくことにより、上ケース40は、駆動角度が±12度のDMD14aを用いた映像表示装置と駆動角度が±14度のDMD14bを用いた映像表示装置の両方に共通の構造で使用可能となる。 However, by providing a plurality of types of screw holes 43, 44, 45, and 46 in advance so that the light shielding plate 22 can be screwed to different locations in the upper case 40 to which the light detection unit 39 is attached, The video display device using the DMD 14a having a drive angle of ± 12 degrees and the video display device using the DMD 14b having a drive angle of ± 14 degrees can be used with a common structure.
具体的には、図7、図9及び図10を参照して、DMD14aに対応させる場合(回路基板33を正向き状態にする場合)は、遮光板22のねじ61及び62を上ケース40のねじ穴43及び44にてネジどめして遮光板22を上ケース40に取り付ける(遮光板22の第1の取付状態)。一方、DMD14bに対応させる場合(回路基板33を逆向き状態にする場合)は、遮光板22のねじ61及び62を上ケース40のねじ穴45及び46にてネジどめして遮光板22を上ケース40に取り付ける(遮光板22の第2の取付状態)。 Specifically, referring to FIGS. 7, 9 and 10, the screws 61 and 62 of the light shielding plate 22 are attached to the upper case 40 when the DMD 14 a is to be supported (when the circuit board 33 is set in the normal orientation). The light shielding plate 22 is screwed in the screw holes 43 and 44 to attach the light shielding plate 22 to the upper case 40 (first attachment state of the light shielding plate 22). On the other hand, when adapting to the DMD 14b (when the circuit board 33 is turned in the reverse direction), the screws 61 and 62 of the light shielding plate 22 are screwed in the screw holes 45 and 46 of the upper case 40 to raise the light shielding plate 22 upward. It attaches to case 40 (2nd attachment state of light-shielding plate 22).
したがって、遮光板22の第1の取付状態では、図5に示すように、遮光板22の開口穴22x内をオフ光17aが通過するように設定され、遮光板22の第2の取付状態では、図12に示すように、開口穴22x内をオフ光17bが通過するように設定される。 Therefore, in the first attachment state of the light shielding plate 22, as shown in FIG. 5, the off-light 17a is set to pass through the opening hole 22x of the light shielding plate 22, and in the second attachment state of the light shielding plate 22. As shown in FIG. 12, the OFF light 17b is set to pass through the opening hole 22x.
その結果、上ケース40自体は、回路基板33の正向き状態及び逆向き状態、遮光板22の第1及び第2の取付状態に関係なく一の形態で形成することができるため、上ケース40に要する専用金型費用を抑制でき、特に耐用年数が長く、多品種少量生産の業務用途に使用される投写型プロジェクタに適用した場合に大きな効果がある。 As a result, the upper case 40 itself can be formed in one form regardless of the forward and reverse states of the circuit board 33 and the first and second attachment states of the light shielding plate 22. The cost of the dedicated mold required for the production can be suppressed, and it is particularly effective when applied to a projection type projector that has a long service life and is used for business use in a variety of small-lot production.
本実施の形態の映像表示装置における回路基板33は、光検出素子15を第1及び第2の配置(正向き状態及び逆向き状態)のいずれかに選択的に設定可能であり、回路基板33及び光検出素子15を含んで光検出ユニット39を構成している。 The circuit board 33 in the video display apparatus according to the present embodiment can selectively set the photodetecting element 15 to either the first or second arrangement (forward direction state or reverse direction state). In addition, the light detection unit 39 includes the light detection element 15.
そして、上記第1の配置は、駆動角度が±12度(第1の駆動角度)のDMD14aを用いる際のオフ光17aが受光可能な配置を含み、上記第2の配置は、駆動角度が±14度(第2の駆動角度)のDMD14bを森居る際のオフ光17bが受光可能な配置を含んでいる。 The first arrangement includes an arrangement capable of receiving off-light 17a when using the DMD 14a having a driving angle of ± 12 degrees (first driving angle), and the second arrangement has a driving angle of ± It includes an arrangement capable of receiving off-light 17b when the DMD 14b of 14 degrees (second drive angle) is in the forest.
したがって、上記DMD14として用いる、DMD14a及びDMD14b(第1及び第2の反射型表示デバイス)に適合するように、回路基板33上における光検出素子15を第1及び第2の配置に設定することにより、光検出素子15にてDMD14a及びDMD14bからのオフ光17a及びオフ光17b(第1及び第2の負方向反射光)を正確に検出することができる。 Therefore, by setting the photodetecting elements 15 on the circuit board 33 to the first and second arrangements so as to be compatible with the DMD 14a and DMD 14b (first and second reflective display devices) used as the DMD 14. The light detecting element 15 can accurately detect the off-light 17a and off-light 17b (first and second negative reflected light) from the DMD 14a and DMD 14b.
その結果、駆動角度が異なるDMD14a及びDMD14bのいずれを用いても、光検出ユニット39は第1あるいは第2の配置で光検出素子15を位置設定することにより、光検出素子15にてオフ光17a及びオフ光17bを正確に検出することができるため、光検出ユニット39の汎用性が高い映像表示装置を得ることができる。 As a result, regardless of which of the DMD 14a and DMD 14b having different driving angles is used, the light detection unit 39 positions the light detection element 15 in the first or second arrangement, so that the light detection element 15 turns off the light 17a. In addition, since the off-light 17b can be accurately detected, an image display device with high versatility of the light detection unit 39 can be obtained.
加えて、回路基板33は、光検出素子15を上記第1及び第2の配置に設定すべく、正向き状態(第1の状態)時における光検出素子15の位置と、逆向き状態(第2の状態)時における光検出素子15の位置とが、基準点SP(所定の基準点)に対して点対称の関係を有するようにしている。 In addition, the circuit board 33 sets the photodetecting element 15 in the first and second arrangements, and the position of the photodetecting element 15 in the forward orientation (first state) and the reverse orientation (first The position of the photodetecting element 15 in the state (2) has a point-symmetric relationship with respect to the reference point SP (predetermined reference point).
そして、光検出素子15が装着された回路基板33の取付平面上における基準点SPは、DMD14aからのオフ光17aの光軸中心線と、DMD14bからのオフ光17bの光軸中心線との中線MLが通過するように設定されている。 The reference point SP on the mounting plane of the circuit board 33 on which the photodetecting element 15 is mounted is between the optical axis center line of the off-light 17a from the DMD 14a and the optical axis center line of the off-light 17b from the DMD 14b. The line ML is set to pass.
したがって、光検出素子15を実装した回路基板33に関し、DMD14a及びDMD14bに適合するように、基準点SPを中心に180度回転させた関係の正向き状態及び逆向き状態のいずれかを設定することにより、光検出素子15にてDMD14a及びDMD14bからのオフ光17a及びオフ光17bを適宜精度良く検出することができる。 Therefore, with respect to the circuit board 33 on which the photodetecting element 15 is mounted, either the forward state or the reverse state of the relation rotated by 180 degrees around the reference point SP is set so as to conform to the DMD 14a and DMD 14b. Thus, the off-light 17a and the off-light 17b from the DMD 14a and the DMD 14b can be appropriately accurately detected by the light detection element 15.
その結果、回路基板33を上下逆の関係で配置するという比較的簡単な変更によって、基準点SPを中心に180度回転させた正向き状態及び逆向き状態のいずれかを設定することができるため、組立作業を繁雑化させることなく光検出ユニット39の汎用性が高い映像表示装置を得ることができる。 As a result, it is possible to set either a forward state or a reverse state rotated 180 degrees around the reference point SP by a relatively simple change in which the circuit board 33 is arranged upside down. Therefore, it is possible to obtain a video display device with high versatility of the light detection unit 39 without complicating the assembly work.
実施の形態の映像表示装置において、黒色の表面処理が施された遮光板22(ユニット外遮光板)を、DMD14(プリズム13)と光検出ユニット39との間に設けることにより、開口穴22xによって、オフ光17a及びオフ光17b(第1及び第2の負方向反射光)の遮光板23(ユニット内遮光板)の開口穴23xへの光路のみ選択的に有効にして、開口穴22x以外の遮光領域によって他の光路を遮断している。 In the video display device according to the embodiment, the light shielding plate 22 (outside unit light shielding plate) subjected to the black surface treatment is provided between the DMD 14 (prism 13) and the light detection unit 39, so that the opening hole 22x. Only the optical path to the opening hole 23x of the light shielding plate 23 (the light shielding plate in the unit) of the off light 17a and the off light 17b (first and second negative direction reflected light) is selectively made effective, and other than the opening hole 22x. Other light paths are blocked by the light blocking area.
その結果、オフ光17に対する光検出ユニット39における反射光を実質的にゼロにすることができるため、長期使用しても表示映像のコントラストの劣化が伴わない精度の良い表示映像を投写することができる。 As a result, since the reflected light in the light detection unit 39 with respect to the off-light 17 can be made substantially zero, it is possible to project a display image with high accuracy without causing deterioration of the contrast of the display image even when used for a long time. it can.
また、光検出ユニット39(光検出素子15)を、DMD14(プリズム13)から比較的近い位置に配置(例えばプリズム13の上部表面13Sからの直線距離で略26mm離れた位置に拡散透過板16が位置するように)することにより、オフ光17の面内輝度分布が比較的均一な距離で精度の高い光量検出が光検出素子15にて可能となる効果を奏する。この際、前述したように、黒色の表面処理が施された遮光板22の存在により、オン光18による表示映像に悪影響を与えることはない。 Further, the light detection unit 39 (light detection element 15) is disposed at a position relatively close to the DMD 14 (prism 13) (for example, the diffuse transmission plate 16 is located approximately 26 mm away from the upper surface 13S of the prism 13 by a linear distance). As a result, the light detection element 15 can detect the light amount with high accuracy at a distance where the in-plane luminance distribution of the off-light 17 is relatively uniform. At this time, as described above, the presence of the light shielding plate 22 subjected to the black surface treatment does not adversely affect the display image by the ON light 18.
さらに、光検出ユニット39をDMD14(プリズム13)に近接位置に配置することにより、透過拡散板16の小型化、回路基板33の小型化(Lを小さくでき)を図ることができるため、光検出ユニット39の小型化を実現することができる。 Furthermore, by disposing the light detection unit 39 at a position close to the DMD 14 (prism 13), it is possible to reduce the size of the transmission diffusion plate 16 and the circuit board 33 (L can be reduced). Miniaturization of the unit 39 can be realized.
加えて、遮光板22,23を設けることにより鏡室内面21の黒色塗装の退色による劣化を回避することができるため、実施の形態の映像表示装置全体の耐久性の高めることにより長寿命化を図ることができる。 In addition, by providing the light shielding plates 22 and 23, deterioration due to fading of the black paint on the mirror interior surface 21 can be avoided, so that the lifetime of the video display device according to the embodiment is improved by increasing the durability. Can be planned.
また、この実施の形態では、反射型半導体デバイスとしてDMDを例に挙げたが、反射型液晶のLCOS(Liquid crystal on silicon、登録商標)を用いても良い。例えば、LCOS(登録商標)は、一般的に反射方向は複数存在しないが、組み合わせて使用する変更プリズムの反射角度が複数ある場合は本発明を適用することができる。 In this embodiment, DMD is taken as an example of the reflective semiconductor device, but LCOS (Liquid crystal on silicon, registered trademark) of reflective liquid crystal may be used. For example, LCOS (registered trademark) generally does not have a plurality of reflection directions, but the present invention can be applied when there are a plurality of reflection angles of the change prisms used in combination.
1B,1G,1R 半導体発光モジュール、13,13a,13b プリズム、14,14a,14b DMD、15 光検出素子、16 拡散透過板、17,17a,17b オフ光、18 オン光、20,20a,20b 微細ミラー、22,23 遮光板、39 光検出ユニット。 1B, 1G, 1R Semiconductor light emitting module, 13, 13a, 13b Prism, 14, 14a, 14b DMD, 15 Photodetector, 16 Diffuse transmission plate, 17, 17a, 17b Off light, 18 On light, 20, 20a, 20b Fine mirror, 22, 23 light shielding plate, 39 light detection unit.
Claims (3)
前記負方向の反射光を受光してその光量を検出可能な光検出素子を有する光検出ユニットとを備え、前記光検出ユニットは、前記光検出素子を第1及び第2の配置のいずれかに設定可能であり、
前記第1の配置は、前記反射型表示デバイスの前記所定の駆動角度が第1の駆動角度の際における前記負方向の反射光である第1の負方向反射光を検出可能な配置を含み、前記第2の配置は、前記反射型表示デバイスの前記所定の駆動角度が前記第1の駆動角度より大きい第2の駆動角度の際における前記負方向の反射光である第2の負方向反射光を検出可能な配置を含むことを特徴とする、
映像表示装置。 A reflective type that generates reflected light in the positive and negative directions by changing the reflection direction by driving a plurality of fine mirror sections at predetermined driving angles in the positive and negative directions respectively for illumination light emitted from the light source A display device;
A photodetection unit having a photodetection element capable of detecting the reflected light in the negative direction and detecting the amount of the reflected light. Is configurable,
The first arrangement includes an arrangement capable of detecting the first negative direction reflected light that is the reflected light in the negative direction when the predetermined driving angle of the reflective display device is the first driving angle, In the second arrangement, the second negative direction reflected light that is the reflected light in the negative direction when the predetermined driving angle of the reflective display device is a second driving angle larger than the first driving angle. Including a detectable arrangement,
Video display device.
前記光検出ユニットは、前記光検出素子を所定の取付平面上に固定配置した回路基板を含み、
前記回路基板は前記反射型表示デバイスに対して互いに異なる第1及び第2の状態で設置可能であり、
前記回路基板は、前記第1の状態時における前記光検出素子の位置と、前記第2の状態における前記光検出素子の位置とが、前記所定の取付平面上における所定の基準点に対して点対称の関係を有し、
前記第1の負方向反射光の光軸中心線と前記第2の負方向反射光の光軸中心線との中線は、前記第1及び第2の状態で設定された前記回路基板における前記所定の基準点を通過する位置関係を有する、
映像表示装置。 The video display device according to claim 1,
The light detection unit includes a circuit board in which the light detection element is fixedly disposed on a predetermined mounting plane.
The circuit board can be installed in different first and second states with respect to the reflective display device,
In the circuit board, the position of the light detection element in the first state and the position of the light detection element in the second state are points with respect to a predetermined reference point on the predetermined mounting plane. Have a symmetrical relationship,
The center line of the optical axis center line of the first negative direction reflected light and the optical axis center line of the second negative direction reflected light is the above-mentioned circuit board set in the first and second states. Having a positional relationship passing through a predetermined reference point,
Video display device.
前記光検出ユニットは、
前記回路基板に対し前記反射型表示デバイス側に設けられ、前記第1及び第2の負方向反射光を拡散透過可能な拡散透過板と、
前記拡散透過板に対し前記反射型表示デバイス側に設けられ、前記反射型表示デバイスからの前記第1及び第2の負方向反射光を開口穴を介して前記拡散透過板に導くユニット内遮光板と、
前記拡散透過板及び前記ユニット内遮光板と前記回路基板とを連結して保持する保持部材とをさらに備え、
前記拡散透過板及び前記ユニット内遮光板の前記光検出素子との相対的位置関係は前記第1及び第2の状態時において変化がなく、
前記光検出ユニットと前記反射側表示デバイスとの間に設けられ、前記第1及び第2の負方向反射光の前記ユニット内遮光板の前記開口穴への光路のみ選択的に有効にして、それ以外の光路を遮断するユニット外遮光板をさらに備え、前記ユニット外遮光板は黒色の表面処理が施されている、
映像表示装置。 The video display device according to claim 2,
The light detection unit includes:
A diffusion transmission plate provided on the reflective display device side with respect to the circuit board and capable of diffusing and transmitting the first and second negative direction reflected light;
An in-unit light shielding plate that is provided on the reflective display device side with respect to the diffuse transmission plate and guides the first and second negative direction reflected light from the reflective display device to the diffuse transmission plate through an opening hole When,
A holding member for connecting and holding the diffusion transmission plate and the unit light shielding plate and the circuit board;
The relative positional relationship between the diffuse transmission plate and the light shielding element in the unit is not changed in the first and second states,
Provided only between the light detection unit and the reflection side display device, and selectively enabling only the optical path of the first and second negative direction reflected light to the opening hole of the light shielding plate in the unit; A light shielding plate outside the unit that blocks the light path other than, the light shielding plate outside the unit is subjected to a black surface treatment,
Video display device.
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